JPH0234095A - スチルビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、閃光装置を使用しまた場合でも、被写体周囲
の光の条件にかかわらず適正なホワイトバランスの設定
をすることのできるスチルビデオカメラに関する。

「従来技術およびその問題点」 現在多用されているビデオカメラ等の撮像装置にあって
は、フルオートホワイトバランス、即ち、Ｒ，Ｂの２色
又はＲ，Ｇ、Ｂの３色のセンサにより得られた信号に基
づいて被写体の色温度の変化に常に自動追尾しながらホ
ワイトバランスを合わせる方式のものが主流となってい
る。このようなビデオカメラでは動画を撮像することが
目的であるから補助照明としては閃光装置を用いること
はなく、ホワイトバランスの制御は比較的容易である。

一方、静止画を撮像するスチルビデオカメラにあっては
、従来から用いられていた銀塩スチルカメラと同様の性
能が要求されていることから、所望の画像を得るために
外界の条件によっては昼夜を問わず補助照明として閃光
装置を用いることが考えられる。このような瞬間的な補
助光の発光中の下でのホワイトバランスの調整はきわめ
て困難なことから、従来から種々の技術が考えられてい
るが、その技術の中でも例えば、特公昭６３−３０６１
２号公報に開示されているように、スチルビデオカメラ
が閃光モードに設定されている場合には、オートホワイ
トバランス値を昼光色に合わせるものがある。この技術
のように、閃光時にはオートホワイトバランス値を昼光
色に固定すると、従来のものに比較して、より良好な撮
像が可能となると言えるが、例えば、被写体は暗いが外
界が明るいような条件の下での逆光撮影の場合、あるい
は曇りや夕焼けの下での撮影の場合等に閃光装置を作動
させて撮像な行なったときに、上記のようにオートホワ
イトバランス値を固定してしまうと最適なホワイトバラ
ンスが得られないという問題がある。即ち、この技術を
もってしても他の光源とのミックス光下では最適なホワ
イトバランスが得られない領域が存在し、この領域内に
おいては、被写体の色再現性が劣化するという問題は依
然として未解決のままである。

「発明の目的」 本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたものであり、閃光装置を使用した場合でも被写体
周囲の光の条件にかかわらずに最適なホワイトバランス
の設定をすることのできるスチルビデオカメラを提供す
ることを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、ホワイトバランスを被写体の明るさと色温度
に基づいて調整するようにしており、被写体の明るさを
測る測光手段と、該被写体の色温度を測る測色手段と、
前記被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体に対して
閃光を照射する閃光手段と、該閃光手段を作動させる場
合には、前記撮像手段から出力されるそれぞれの色信号
の利得を、前記測光手段および前記測色手段によって測
られた被写体の明るさ及び色温度に基づいて、適正な色
バランスとなるように調整する色バランス調整手段とを
有することを特徴としている。これによって、被写体周
辺の光の条件に拘らず最適なホワイトバランスの設定を
することができることになる。

また、さらに本発明にあっては、ホワイトバランスを被
写体の明るさ、色温度及び被写体距離に基づいて調整す
るようにしており、被写体の明るさを測る測光手段と、
該被写体の色温度を測る測色手段と、前記被写体までの
距離を測る測距手段と、前記被写体を撮像する撮像手段
と、前記被写体に対して閃光を照射する閃光手段と、該
閃光手段を作動させる場合には、前記擬像手段から出力
されるそれぞれの色信号の利得を、前記測光手段、前記
測色手段及び前記測距手段によって測られた前記被写体
の明るさ、色温度及び距離に基づいて適正な色バランス
となるように調整する色バランス調整手段とを有するこ
とを特徴としている。これによって被写体周辺の光の条
件及び被写体の距離に拘らず最適なホワイトバランスの
設定をすることができることになる。

「発明の実施例」 以下に、本発明のスチルビデオカメラを図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図は本発明のスチルビデオカメラの概略構成図であ
る。

同図に示すように、本発明のスチルビデオカメラは、機
影光学系１０を有し、この操影光学系１０は、撮像レン
ズ１１、絞り１２、ビームスブリック１３、及びシャッ
ター１４が光軸２０上に配設されて構成されている。そ
して、シャッター１４の後方には、例えばＣＯＤ素子な
どの撮像手段としての擬像素子２１が配設されている。

撮像レンズ１１は撮像素子２１の擬像セルアレイ２２に
被写体の像を結像する。絞り１２は、撮像セルアレイ２
２への入射光量を調整する露光調整機構であり、絞り駆
動部２３によって駆動される。ビームスプリッタ１３は
光軸２０に対して４５°傾斜して配置され、擬像レンズ
、ｌ　１からの入射光の一部を反射する６その反射光は
、測光手段としての光検出素子２４に入射する。

シャッター１４は撮像セルアレイ２２の露光を行なう露
光機構であり、シャッター駆動部２５によってその開閉
が制御される。

撮像素子２１は、本実施例においてはＣＣＤカラー擾像
擬像イスであり、その駆動は同期信号発生回路３０によ
って行なわれ、その映像信号は色分離利得調整部３２に
出力される。同期信号発生回路３０は、安定な周波数で
自走する基準発振器を有し、撮像素子２１の駆動に必要
な水平及び垂直同期クロックを撮像素子２１に、また水
平及び垂直同期信号を色分離利得調整部３２及びマトリ
ックス回路３４に出力する。擬像素子２１は、シャッタ
ー１４の開放により、擬像セルアレイ２２に露光された
被写体の画像に応じた電荷を蓄積し、同期信号発生回路
３０からの同期クロックに応じてその電荷に応じたカラ
ー映像信号を色分離利得調整部３２に出力する。

色分離利得調整部３２は、前記カラー映像信号を増幅す
るとともに、Ｒ，Ｇ、Ｂの３色信号に分解してマトリッ
クス回路３４に出力する。マトリックス回路３４は、前
記３色信号から輝度信号Ｙ、及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙを出力する。

ＡＥ制御部４０は、光検出素子３６で測光した光量を色
バランス調整手段としての制御部４５に出力すると共に
、この制御部４５から出力される補正された光量に関す
る信号に基づいて絞り駆動部２３及びシャッター駆動部
２５を制御し、撮像セルアレイ２２の露光を制御する。

擬像セルアレイ２２に被写体の焦点を合わせるため、撮
像レンズ１１はレンズ駆動部２７によって光軸方向に移
動される。この焦点の調整は、測距手段としての測距部
３５によって測定される被写体までの距離をＡＦ制御部
４２に出力することによって行なわれる。ＡＥ制御部４
２は、測定された被写体までの距離に基づいてレンズ駆
動部に制御信号を与えると共に、前記距離を制御部４５
に出力する。

制御部４５には測色手段としての測色部３７が接続され
、この測色部３７によって被写体の色温度が測定される
。さらに、制御部４５には撮像動作を開始させるレリー
ズ４７と、閃光手段としてのストロボ４９を作動させる
ストロボ駆動部５０が接続され、レリーズ４７が押され
ることによって、制御部４５は光検出素子２４、測距部
３５、測色部３７からの信号に基づいてシャッタ速度、
絞り、焦点、ホワイトバランス等を演算し、この演算値
に基づいて各部の制御を行なうことになる。なお、スト
ロボ駆動部５０は、閃光モードに設定された場合に、レ
リーズ４７に連動して動作し、ストロボ４９を発光させ
る。

第２図は、第１図に示した色分離利得調整部３２周辺の
さらに詳しい構成図である。

図に示すように、色分離利得調整部３２は、撮像素子２
１からの映像信号の中から色信号のみを抽出して分離す
る色分離回路５１と、輝度信号のみを分離して取出す輝
度信号処理口、路５２とを有している０色分離回路５１
によって取り出されたＲ、Ｂそれぞれの色信号は、制御
部４５から出力されるホワイトバランス制御電圧を加味
してＲ増幅回路５３、Ｂ増幅回路５４によって各々増幅
され、γ補正マトリックス回路５５に出力される。

γ補正マトリックス回路５５では、この増幅されたＲ、
Ｂが各色信号と輝度信号処理回路５２から出力される輝
度信号Ｙとに基づいて、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが形成
されると共に輝度信号が出力され、この色差信号Ｒ−Ｙ
、Ｂ−Ｙはエンコーダ回路５６に入力され、エンコーダ
回路５６では、これらの信号に基づいて色信号を出力す
る。

第３図は、第１図に示した測色部３７の回路の一例を示
す。

この回路は、被写体の色温度をフルオートで検出する外
部センサ方式の回路である６図に示すように、赤色を検
出するＲセンサ６０は、専用の対数変換回路６１に接続
され、この回路６１は、赤フィルタ６２を介して入射し
た光の色温度に応じた電流を出力する。また青色を検出
するＢセンサ６４も専用の対数変換回路６４に接続され
、この回路６４も青フィルタ６５を介して入射した色温
度に応じた電流を出力する。これらの対数変換回路６１
．６４は、それぞれ差動電圧回路６５．６６に接続され
、この差動電圧回路６５．６６からは、図示するように
、各々Ｒホワイトバランス制御電圧、Ｂホワイトバラン
ス電圧が第１図に示した制御部４５に出力される。前記
のＲセンサ６０およびＢセンサ６３は、フォトダイオー
ドであって、これらのセンサの分校特性は、第４図に示
すようになっており、第５図に示すように、被写体の色
温度に応じた電流が得られる。尚第６図は各色温度分光
特性を示す。

従って、第７図（Ａ）に示すように、被写体の色温度が
低い場合には、測色部３７に入射する光は、赤成分が多
いことから、Ｒセンサ６０の光電変換出力はＢセンサ６
３の光電変換出力よりも大きくなる。逆に、被写体の色
温度が高い場合には、測色部３７に入射する光は青成分
が多いことから、第７図（Ｂ）に示すように、Ｂセンサ
６３の光電変換出力はＲセンサのそれよりも大きくなる
。そしてそれぞれの光電変換出力は、対数変換回路６１
．６４に出力され、差動電圧回路６５．６６に−よって
これらの光電変換出力の比が設けられる。このように光
電変換出力の比を求めるのは、この光電変換出力は、被
写体の色温度のみならず、入射光量によっても変化する
ため、入射光量によらない、光源の分光特性の変化のみ
によって変わる量としての出力を得るためである。すな
わち、被写体の色温度と光電変換出力との関係は第８図
のように直線的特性となる。測色部３７は以上のように
動作するので、被写体の色温度が低い場合には、撮像さ
れた被写体の色が不自然に青味を帯びないように、差動
電圧回路６５からのＲホワイトバランス制御電圧が上が
り、被写体の青成分領域の光が抑えられ、逆に、被写体
の色温度が高い場合には、Ｂホワイトバランス制御電圧
が上がり、被写体の赤成分領域の色が抑えられることに
なり、被写体は自然な色で撮像されることとなる。

本発明に係るスチルビデオカメラの概略構成及び各部の
機能は、以上に説明した通りである。次に、このスチル
ビデオカメラにおけるホワイトバランスの処理を、第９
図、第１Ｏ図（Ａ）および（Ｂ）のフローチャートに基
づいて説明する。

尚、この処理は第１図に示した制御部４５内で行なわれ
るが、この処理の説明に際しては、第１図、第２図及び
第１１図（Ａ）、ＣＢ）を参照しながら説明する。

まず、制御部４５は、ＡＥ制御部４０を介して光検出素
子２４から出力される信号に基づいて被写体輝度Ｂｖを
測定しくステップｌ）、測色部３７から出力される信号
に基づいて被写体の色温度を測定し、この被写体の色温
度に対するホワイトバランス値Ｃ７を測定する（ステッ
プ２）。そして、制御部４５は、スチルビデオカメラの
設定モードが閃光モード、即ち、ストロボ４９を作動さ
せるモードに設定されているか否かの判断をしくステッ
プ３）、閃光モードでなければホワイトバランス値Ｃを
ステップ２において測定されたＣｆｆ１に設定する（ス
テップ４．１２）、閃光モードであれば、ステップｌで
測定された被写体輝度Ｂｖが、第１１図（Ａ）、（Ｂ）
に示すように、ホワイトバランスを被写体の輝度に応じ
て変化させるための係数Ｋを０に設定する最大値Ｂｖｏ
以上であるか否か、この係数Ｋを１に設定する最小値Ｂ
　ｖａ以下であるか否かの判断がされ（ステップ５．６
）、ＢＶがＢｖｏよりも小さければ係数Ｋを０に設定し
くステップ７）、ＢｖがＢ□よりも大きければ係数Ｋを
１に設定する（ステップ８）。

そして、ステップ５及びステップ６によってＢｖがＢＶ
ＤとＢｖｍとの間にあると判断された場合には係数にの
値をに＝ａ−ｆ（Ｂｖ）の計算によって求める（ただし
ａは定数）、即ち、第１１図（Ａ）に示すようにＫの値
はＢｙの値によって変化、することになる（ステップ９
）０次にＫの値が定まると、設定すべきホワイトバラン
ス値ＣＦを、Ｃｒ”Ｃ−０十Ｋ（Ｃい−０２゜）の計算
によって求め、ｃ＝ｃｒとしてＣの設定を行なう。ここ
でＣＦＯは閃光装置の色温度に対するホワイトバランス
値、Ｃ１は被写体の色温度に対応するホワイトバランス
値である（ステップ１０．１１．１２）。

以上の処理では次のようにしてホワイトバランス値を算
出していることになる。

まず、閃光モードでない場合、即ちストロボの補助光を
使用しないで撮像する場合には、ホワイトバランス値は
測色部３７によって測られた被写体の色温度に対応する
ホワイトバランス値に設定する。一方、閃光モードにあ
る場合であって、被写体輝度がストロボの発光光量に比
較して十分に暗い時には、ホワイトバランス値をストロ
ボの色温度に対応するホワイトバランス値に設定する。

逆に、被写体輝度がストロボの発光光量に比較して明る
いときには、ホワイトバランス値をストロボの色温度に
対するホワイトバランス値に設定する。そして被写体輝
度がストロボの発光光量に比較して明るい時には、ホワ
イトバランス値を、被写体の色温度に対するホワイトバ
ランス値に、被写体の色温度に対するホワイトバランス
値とストロボの色温度に対するホワイトバランス値との
差を加えた値に設定する。

このように、被写体輝度がストロボの発光光量よりも十
分暗い時にホワイトバランス値をストロボの色温度に対
応するホワイトバランス値に設定するのは、被写体が暗
いときには、その色温度がストロボの色温度に与える影
響は十分に小さいと考えられるからである。またこの逆
の場合にホワイトバランス値を被写体の色温度に対応す
るホワイトバランス値に設定するのは、前記の場合とは
逆に、被写体が明るい時には、その色温度はストロボの
色温度には殆ど影響されないと考えられるからである。

そして被写体の色温度とストロボの色温度とが相互に影
響し合うであろう領域においては、ミックス光の下での
撮像と考えられるので、このような場合には、ホワイト
バランス値は、同色温度の差を被写体の色温度に加える
ことによって同色温度の相違による相互影響を補償して
決定している。

例えば、ストロボを補助光的に使用する場合やストロボ
と長時間露出の併用で撮像するような場合には、被写体
輝度に応じてホワイトバランス値が変化することになる
。この変化は、前記したように被写体輝度に応じて直線
状に変化するようになっている。このようにホワイトバ
ランスを変化させることによって、前記したようにスト
ロボを補助光的に使用する場合には、非常に良好な条件
下での撮像が可能となる。つまり前記したようにストロ
ボと長時間露出の併用で撮像する場合には、周囲光は絞
り値とシャッタスピードによって決定される入射光量に
よって変化することになり、一方ストロボの発光時間は
短いのでその入射する光量は絞り値のみに依存すること
になる。

従って、本実施例のようにこれらの光量比によって適正
の色温度を検出してホワイトバランスをとると良好な条
件下での撮像が可能となる。尚、以上の実施例において
は、ホワイトバランス値の変化は被写体輝度に応じて直
線状に変化させたものを例示したが、これに限らず、第
１１図（Ｂ）に示すように被写体輝度に応じて段階的に
変化させるようにしても良い。

第１０図（Ａ）、（Ｂ）には、第９図に示したフローチ
ャートに加えて被写体距離を勘案してフローチャートが
示しである。以下このフローチャートを説明するが、第
９図のフローチャートと共通するステップはその説明を
省略する。

まず、被写体輝度Ｂｖ、被写値の色温度に対応するホワ
イトバランス値Ｃ１を測定しくステップ２０．２１）、
測距部３５によって被写体路ｉ！＃２を測定する（ステ
ップ２２）、閃光モードであり、測定された被写体距離
βが閃光の到達距離１２Ｆよりも大きく、ＢｖｆＪＳＢ
ｖＤ以上であれば、Ｋ＝１とし、一方、ＢｖがＢｖＤよ
りも小さければ、Ｋ＝０に設定する〔ステップ２３．２
５．２６．２９．３０）。また、被写体路＊ｉ℃が閃光
の到達距離２１以下であり、ＢｖがＢνＤ距離小さけれ
ばに＝Ｏに、ＢｖがＢ　ＶＢよりも大きければ、Ｋ＝１
に設定する（ステップ２７．２８．２９．３０）。

そしてステップ２３、及びステップ２７によって２が２
Ｆ以上であり、ＢｖがＢ　ｖｏとＢ　ｖｓの間にあると
判断された場合には、係数にの値をに＝ａ−ｆ　（Ｂｖ
　、、　Ｉ２）の計算によって求める６っまりＢｖとβ
との関数としてＫの値を求めることになる（ステップ３
１）。次にＫの値が定まると、設定すべきホワイトバラ
ンス値ＣＦを、ＣＦ＝ＣＦＯ＋Ｋ　（Ｃ−−ＣＦＱ）の
計算によって求め、Ｃ＝Ｃ，としてＣの設定を行なう（
ステップ３２．３３．３４）。

このように、以上の処理では、第９図に示したフローチ
ャートに被写体距離の要素を加えたものである。即ち、
閃光モードであって被写体距離がストロボ光の到達距離
よりも大きい場合で、被写値の輝度がストロボの発光光
量に比較して十分に暗いときには、ホワイトバランス値
をストロボの色温度に対するホワイトバランス値に設定
する。

逆に、被写体の輝度がストロボの発光光量よりも明るい
ときには、ホワイトバランス値を、ストロボの色温度に
対するホワイトバランス値に、被写値の色温度に対する
ホワイトバランス値とストロボの色温度に対するホワイ
トバランス値との差を加えた値に設定する。一方、被写
値距離がストロボ光の到達距離内にある場合には第９図
のフローヂャ−１・と同様にＫの値を設定する。また、
上記した場合であって、かつＢＶがＢｖｏとＢ　ｖａと
の間にあるときにはＫの値は被写体輝度と被写体距離と
の関数によって求める。そのＫの値は第１１図（Ａ）の
グラフと同様にＢｖと２との関数で直線状に変化するが
、同図（Ｂ）のように段階的であっても良い。

このように被写体距離の要素も加えると、さらに良好な
ホワイトバランスの設定が可能となり、良好な条件の下
での撮像な行なうことができる。

すなわち、ストロボ光が被写体に対してどの程度到達す
るか、その到達程度を被写体距離で予測することによっ
て、その補償を行なうようにしているからである。また
、以上の実施例においては、被写体が高輝度であるとき
にはに＝１としたが、Ｋの値は、ＯＡＫ＜１の間で任意
の値に設定するようにしても良い。

「発明の効果ｊ 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、ホ
ワイトバランスを被写体の明るさと色温度に基づいて調
整したので、閃光手段からの光と他の照明光とのミック
ス光の下でも適正な色バランスを得ることができる６さ
らにホワイトバランスを、被写体の明るさと、色温度と
、被写体距離に基づいて調整したので、閃光手段からの
光と他の照明光とのミックス光の下でも被写体の距離に
拘らず適正な色バランスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るスチルビデオカメラの概略構成
図、第２図は第１図に示した色分離利得調整部周辺の構
成図、第３図は第１図に示した測色部の一例を示す回路
図、第４図は第３図に示したＲセンサ及びＢセンサの分
光特性を示す図、第５図はＲセンサ及びＢセンサの色温
度に対する出Ｂセンサとの出力の一例を示す図、第８図
は測色部における色温度と出力との関係を示す図、第９
図及び第１０図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係るスチル
ビデオカメラの動作フローチャート、第１１図（Ａ）、
（Ｂ）はホワイトバランス値を算出する際の係数にの値
と被写体輝度Ｂｖあるいはｆ　（Ｂｖ、　１２）　　と
の関係を示す図である。 ２１・・・撮像素子（損傷手段） ２４・・・光検出素子（測色手段） ３５・・・測距部（測距手段） ３７・・・測色部（測色手段） ４５・・・制御部（色バランス調整手段）４９・・・ス
トロボ（閃光手段） 特許出願人　　　旭光学工業株式会社 同代理人　　　　三　浦　邦　夫 同　　　　　　　　　　笹　　山　　善　　美二叫 第 図 叩范田保 社田Ｆ 社田Ｒ Ｔ甚ヨＲ 第９図 第１０図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体の明るさを測る測光手段と；該被写体の色
   温度を測る測色手段と；前記被写体を撮像する撮像手段
   と；前記被写体に対して閃光を照射する閃光手段と；該
   閃光手段を作動させる場合には、前記撮像手段から出力
   されるそれぞれの色信号の利得を、前記測光手段および
   前記測色手段によって測られた前記被写体の明るさ及び
   色温度に基づいて、適正な色バランスとなるように調整
   する色バランス調整手段とを有することを特徴とするス
   チルビデオカメラ。
2. （２）前記色バランス調整手段による色バランスの調整
   は、前記閃光手段の色温度に対応した値から、前記測色
   手段によって測られた前記被写体色温度に対応した値ま
   で、前記測光手段によって測られた被写体の明るさに応
   じて、連続的又は段階的に行なう請求項１に記載のスチ
   ルビデオカメラ。
3. （３）被写体の明るさを測る測光手段と；該被写体の色
   温度を測る測色手段と；前記被写体までの距離を測る測
   距手段と；前記被写体を撮像する撮像手段と；前記被写
   体に対して閃光を照射する閃光手段と；該閃光手段を作
   動させる場合には、前記撮像手段から出力されるそれぞ
   れの色信号の利得を、前記測光手段、前記測色手段及び
   前記測距手段によって測られた前記被写体の明るさ、色
   温度及び距離に基づいて適正な色バランスとなるように
   調整する色バランス調整手段とを有することを特徴とす
   るスチルビデオカメラ。
4. （４）前記色バランス調整手段による色バランスの調整
   は、前記閃光手段の色温度に対応した値から、前記測色
   手段によって測られた前記被写体の色温度に対応した値
   まで、前記測光手段によって測られた前記被写体の明る
   さ及び前記測距手段によって測られた被写体までの距離
   に応じて連続的又は段階的に行なう請求項３に記載のス
   チルビデオカメラ。
5. （５）前記色バランス調整手段による色バランスの調整
   は、前記測距手段によって測られた前記被写体までの距
   離が前記閃光手段による光の到達距離よりも大きい場合
   には、前記測色手段よって測られた前記被写体の色温度
   に対応した値のみに基づいて行なう請求項３に記載のス
   チルビデオカメラ。