JPH0234236B2

JPH0234236B2 -

Info

Publication number: JPH0234236B2
Application number: JP60242731A
Authority: JP
Inventors: Ryukichi Yamanaka; Hirobumi Sato; Yasuo Yoshizawa; Makoto Yamagishi; Ryoji Tomita; Tadao Kurosaki; Iwao Hirose; Kazuhiro Ban
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1990-08-02
Also published as: JPS62104389A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はカラーテレビカメラのホワイトバラン
スを自動的に調整する方式、特に複数台のカラー
テレビカメラのホワイトバランスを色温度の変化
と連動して自動的に一定に維持するようにしたホ
ワイトバランス調整方式に関するものである。

（従来の技術）最近のエレクトロニクス分野における技術の進
歩はめざましく、放送用のカラーテレビカメラに
おいても、かつては熟練したビデオエンジニアが
長時間を掛けてセツトアツプしていたレベルやレ
ジストレーシヨンを、今日ではマイクロコンピユ
ータによつて数分で調整することができるように
なつた。しかし、時々刻々変化する色温度条件下
において複数台のカラーテレビカメラのカラーバ
ランスの調整を自動的に行なうことができる方法
は未だ提案されていない。

（発明が解決しようとする問題点）例えば野球の中継放送のように屋外で撮像を行
なう場合には時間の経過に伴なう太陽光の変化、
照明光の点灯などによつて色温度が大幅に変化
し、ホワイトバランスがくずれてしまう。一般に
屋外での色温度は晴天時4300〓、カクテルライト
で3000〓と云われている。第７図は実際の野球場
での色温度の変化を時間の経過とともに示したも
のであり、天候の変化、照明の点灯により色温度
が急激に変化している様子がわかる。中継放送の
開始に先立つて白色の反射板を撮像してホワイト
バランスを調整しているが、色温度の変化ととも
にホワイトバランスがくずれ、色再現性が悪くな
る。しかし、中継放送中に、再び白色の反射板を
用いてホワイトバランスを再調整することは実際
には困難である。そこで従来はビデオエンジニア
が経験に基づく色再現、すなわち記憶色によりホ
ワイトバランスを調整しているが、記憶色は個人
差があるとともに時間の経過に伴なつて変化する
ので長い時間に亘つて見ると色温度の変化に拘ら
ずホワイトバランスを一定に維持し、一定の色を
再現することは困難である。特に野球中継のよう
に複数台のカメラで撮像した画像を切換えて放送
画像を製作する場合には、カメラ毎にホワイトバ
ランスの調整に差異があると非常に見苦しい画面
となる欠点がある。

本発明の目的は上述した従来の欠点を除去し、
ホワイトバランス調整用の白色反射板や白色拡散
板を用いることなく、色温度の変化に追従してホ
ワイトバランスを自動的に調整することができ、
特に複数台のテレビカメラを用いて中継放送を行
なう場合に、これらテレビカメラ間での色バラン
スの差異が現われないようにしたホワイトバラン
ス調整方式を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、複数台のカラーテレビカメラのホワ
イトバランスを自動的に調整するに当たり、周囲
光を受光し、その色温度情報を出力する色温度測
定手段と、初期ホワイトバランス調整時に、前記
色温度測定手段から供給される初期色温度情報
と、この初期ホワイトバランス調整時における各
カラーテレビカメラの可変利得増幅器の初期利得
制御データとを記憶する記憶手段と、前記色温度
測定手段から供給される色温度情報と、前記記憶
手段に記憶されている初期色温度情報および初期
利得制御データに基づいて、各カラーテレビカメ
ラにおいて一定のホワイトバランスが得られるよ
うな利得制御信号を各カラーテレビカメラ毎に演
算により求める演算手段とを具え、この演算によ
り求めた利得制御信号を各カラーテレビカメラの
利得制御増幅器に供給して色温度の変動に拘らず
複数台のカラーテレビカメラのホワイトバランス
を自動的に一定に維持するようにしたことを特徴
とするものである。

（作用）上述した本発明のホワイトバランス調整方式に
よれば、周囲光の色温度を検出し、この検出した
色温度に基いてホワイトバランス制御信号を作成
し、これをテレビカメラに供給してホワイトバラ
ンスを調整するようにしたため、時々刻々変化す
る色温度に対して自動的にホワイトバランスの調
整を行なうことができ、ビデオエンジニアの記憶
色に頼つていた従来の調整方法に比べてビデオエ
ンジニアの労力は著しく軽減されるとともに正確
なホワイトバランスの調整を自動的に行なうこと
ができる。特に複数台のテレビカメラを同時に用
いて中継放送を行なう場合には、これらのテレビ
カメラ間でのホワイトバランスの差異がなくなる
ので色バランスの揃つた画面を得ることができ
る。

（実施例）第１図は本発明によるカラーテレビカメラのホ
ワイトバランス調整方式の一実施例の構成を示す
ブロツク図である。本例では８台までのカラーテ
レビカメラ１―１〜１―８のホワイトバランスを
自動的に調整できるものとする。例えば野球中継
の場合には、ピツチヤーズマウンドとホームベー
スとの中間付近の色温度を検出する色温度測定器
２を配置する。この色温度測定器としては、例え
ばミノルタカメラ株式会社製色温度計「xy―１」
を使用することができるが、ホワイトバランスを
調整しようとするテレビカメラと同じ光学特性を
有する色温度計を用いるのが好適である。この色
温度測定器２で検出した色温度情報は数秒の周期
で出力され、ケーブル３を経て送信ユニツト４に
供給する。この送信ユニツト４で色温度情報は音
声信号帯域の信号に変換された後、ケーブル５を
経てテレビカメラ１―１のマイクアンプ入力端子
６に供給されるかまたはケーブル７を経て自動色
温度補正ユニツト８に供給される。この切換は後
述するように送信ユニツト４に設けた切換スイツ
チによつて行なう。各カラーテレビカメラ１―１
〜１―８はカメラコントロールユニツト９―１〜
９―８を経て自動色温度補正ユニツト８に接続す
る。自動色温度補正ユニツト８は個々のテレビカ
メラ１―１〜１―８でのホワイトバランス調整デ
ータを記憶し、このデータと色温度測定器２から
送られて来る色温度情報とに基いて、色温度の変
動に対する補正量を算出し、これをカメラコント
ロールユニツト９―１〜９―８を経てテレビカメ
ラ１―１〜１―８に供給し、各テレビカメラにお
けるホワイトバランスを自動的に調整する。

各カラーテレビカメラと色温度補正ユニツト８
との間は、色温度の変動に対する補正量を伝送す
るために接続されているので、色温度測定器２の
近傍にカメラの１台が配置されている場合には色
温度測定データはケーブル５および最寄りのカラ
ーテレビカメラ１―１を介して色温度補正ユニツ
ト８に供給するのが便利である。例えば、野球中
継の場合には、音声はカメラに設けられているマ
イクから集音せず、カメラのマイクアンプは遊ん
でいるから、色温度測定データは、カラーテレビ
カメラ１―１に設けられているマイクアンプを利
用することができる。

次に本例のホワイトバランス調整方式の動作を
説明する。第２図は色温度測定器２のデータ出力
フオーマツトを示すものであり、１ワードを４ビ
ツトb₁〜b₄で構成し、１データを４ワードで構成
している。スタート信号はb₁＝b₂＝b₃＝b₄＝０と
し、その後に４つのワードのデータが周期ｔで順
次に出力され、最後にb₁＝b₂＝b₃＝b₄＝１のスト
ツプ信号が出力されるように構成されている。

色温度測定器２から供給される色温度情報に基
いてホワイトバランスを調整する方法としては、
色温度データによる補正方法と、色度点データに
よる補正方法とがあるが、先ず色温度データによ
る補正方法について説明する。プランクの式より
求まる黒体放射の分光分布特性と、レンズを含め
た光学系、撮像管の分光特性を合わせたカメラの
撮像特性とから各色温度におけるカメラのＲ，
Ｇ，Ｂ信号の値（エネルギー）は第３図に示すよ
うになる。ただし、最初に3200〓でホワイトバラ
ンスを合わせるものとする。したがつて、色温度
が変化した後のＲ，Ｇ，Ｂの各信号の値をそれぞ
れE_R，E_G，E_Bとすると、色温度変化後、Ｇ信号
を基準としてＲ，Ｂ信号のゲインの値をそれぞれ
E_G／E_R，E_G／E_B倍すれば、ホワイトバランスは
合うことになる。第４図は色温度データをミレツ
ド（mired＝10⁵／色温度）に置き換えて3200〓
を基準にE_G／E_RおよびE_G／E_Bをそれぞれデシベ
ルで表わしたものである。第４図から明らかなよ
うに、ミレツドの変化量が利得の変化量のデシベ
ル値に対してほぼリニアの関係となるから、初期
値が決定されれば、色温度の変化に対応してホワ
イトバランスを調整するための利得の値を決める
ことができる。

次に、色度点（ｘ，ｙ）データに基いてホワイ
トバランスの補正を行なう方法について説明す
る。３原色信号E_R，E_G，E_BとCIE標準表色系の３
刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚとの関係を示すと次のようにな
る。

Ｘ＝0.607E_R＋0.173E_G＋0.201E_B Ｙ＝0.299E_R＋0.587E_G＋0.114E_B Ｚ＝ 0.066E_G＋1.118E_B (1) また、色度点（ｘ，ｙ）と３刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ
との関係は次式で与えられる。

上式(1)，(2)より、E_G／E_RおよびE_G／E_Bをｘ，
ｙで表わすと次のようになる。

この(9)式から明らかなように、色度点（ｘ，
ｙ）の変化に対応してＲ，Ｂ信号のゲインを
E_G／E_R（Δx，Δy）およびE_G／E_B（Δx，Δy）だけ
変化させればホワイトバランスを調整することが
できる。

第５図はテレビカメラ１―１、色温度測定器
２、カメラコントロールユニツト９―１および自
動色温度補正ユニツト８の詳細な構成を示すブロ
ツク図である。テレビカメラ１―１は、所謂カメ
ラヘツドと称される部分で、被写体像を結像する
レンズ１１、色温度変換フイルタ１２、３個の撮
像素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ、利得可変増幅器
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ、ヘツドコマンドユニツ
ト１５およびマイク増幅器１６を具えており、こ
のカメラヘツド部分の構成は従来のものと同じで
ある。マイク増幅器１６の入力端子６にはケーブ
ル５を介して送信ユニツト４が接続されている。
送信ユニツト４には色温度測定器２からケーブル
３を経て供給される色温度デジタル信号を切換え
る切換スイツチ１７と、このデジタル信号を音声
帯域の信号に変換する色温度信号変調回路１８と
を設ける。今、スイツチ１７を第５図に示されて
いるように色温度信号変調回路１８に接続されて
いるものとする。この場合には、色温度測定器２
からの色温度信号はケーブル３およびスイツチ１
７を経て色温度変調回路１８に供給され、音声帯
域の信号に変換され、ケーブル５および端子６を
経てマイク増幅器１６に供給される。このマイク
増幅器１６の出力信号はカメラコントロールユニ
ツト９―１に設けたMODEM１９を経て自動色
温度補正ユニツト８に設けた色温度信号復調回路
２０に供給され、ここで元のデジタル信号に復調
される。カメラコントロールユニツト９―１には
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の出力増幅器２１Ｒ，２１Ｇ，２
１Ｂと、ヘツドコマンドユニツト１５にホワイト
バランス制御信号を供給するコントローラ２２と
を設け、自動色温度補正ユニツト８には演算部２
３、メモリ２４および入力部２５を設ける。

上述したように自動色温度補正ユニツト８の色
温度信号復調回路２０で復調されたデジタル色温
度信号は演算部２３に供給される。一方、初期ホ
ワイトバランス調整を行なう際に、コントローラ
２２からヘツドコマンドユニツト１５を介してＲ
利得可変増幅器１４ＲおよびＢ利得可変増幅器１
４Ｂに供給されたデータはコントローラのメモリ
に記憶されている。このコントローラ２２に記憶
されている初期ホワイトバランス調整データは演
算部２３を介してメモリ２４にも記憶されてい
る。メモリ２４に記憶されているデータと、色温
度信号復調回路２０から供給されるデータとから
演算部２３で補正値を算出し、これをコントロー
ラ２２に供給し、このコンローラに設けられてい
るメモリに記憶する。このメモリは、自動色温度
補正ユニツト８を使用しないシステムでカメラを
運用する場合、色温度補正に関するデータを記憶
するものであるが、色温度補正ユニツトを使用す
る場合にも、当該カメラに関する色温度補正デー
タを記憶するようになつている。すなわち、色温
度補正ユニツト８のメモリ２４には総てのカメラ
に対する色温度補正データが記憶され、コントロ
ーラ２２のメモリには各カメラの色温度補正デー
タが記憶されることになる。コントローラ２２は
この補正値に基いた利得制御信号をヘツドコマン
ドユニツト１５を経てＲ利得可変増幅器１４Ｒお
よびＢ利得可変増腹器１４Ｂに供給し、これら増
幅器の利得を制御し、色温度の変動に拘らずホワ
イトバランスが一定となるように調整する。な
お、自動色温度補正ユニツト８の入力部２５は色
温度の変化に追尾したホワイトバランスの調整を
オン・オフするものである。

第１図に示したように、８台のテレビカメラ１
―１〜１―８のホワイトバランスを１台の自動色
温度補正ユニツト８によつて制御しているため演
算部２３はこれらのカメラのコントロール２２に
対して時分割的に接続されることになる。ここで
１台のカメラのコントロールとの通信時間は数ｍ
秒であり、したがつて全カメラを走査するには数
秒の周期が必要となるが、本例では色温度測定器
２からの色温度測定データ出力の周期Ｔよりも遥
かに短かいので時間的には十分な余裕が得られ
る。

上述した説明では、複数のテレビカメラの特性
は揃つており、同じ補正信号を自動色温度補正ユ
ニツトから各テレビカメラへ供給するものとした
が、例えばこれらテレビカメラの特性が相違して
いる場合や、増幅器等の部品を交換したため特性
が揃わなくなつてしまつた場合にはホワイトバラ
ンスの調整が適正に行なわれない恐れがある。こ
のような不具合を解決するために、本発明におい
ては、テレビカメラの特性を測定して記憶してお
き、ホワイトバランス制御信号をこの記憶した特
性に応じて補正する。

第６図は上述したようにしたテレビカメラの特
性を記憶してホワイトバランス制御信号を補正す
るようにした本発明のホワイトバランス調整方式
の一実施例の構成を示すブロツク図である。一般
にテレビカメラ１―１には通常の撮像を行なうオ
ペレーシヨンモードと、試験を行なうテストモー
ドとの切換回路３１が設けられているが、テレビ
カメラの特性を測定する際にはテストモードに切
換える。これによつてスイツチ３２，３３および
３４がオンとなる。テストモードに切換えられる
とテレビカメラ１―１では撮像素子からの出力を
オフとし、可変利得増幅器を含む信号処理回路３
５に規定の振幅を有するテストパルスを入力す
る。この信号処理回路３５の出力映像信号をＡ／
Ｄ変換器３６でデイジタル信号に変換した後、ス
イツチ３４を経て補正データ演算部３７に供給す
る。この補正データ演算部３７にはスイツチ３２
を介して自動色温度補正ユニツト８からホワイト
バランス制御信号をも供給する。このような操作
をホワイトバランス制御信号のレベルを変えなが
ら少なくとも２回行なつた後、ホワイトバランス
制御信号と映像信号レベルとの関係を求め、これ
により補正データを作成する。このようにして求
めた補正データはスイツチ３３は経て補正データ
メモリ３８に供給する。この補正データは殆んど
変化することがないので補正データメモリ３８の
内容は一旦記憶した後は、信号処理回路３５の構
成部品を交換する場合の他は変更する必要はな
い。通常の使用時においては、自動色温度補正ユ
ニツト８から供給されるホワイトバランス制御信
号に応じた補正値が補正データメモリ３８から読
出され、一種のバツフアメモリとして作用するタ
ーゲツトフアイル３９を介して供給されるホワイ
トバランス制御信号に加算器４０において加算さ
れ、補正されたホワイトバランス制御信号として
テレビカメラ１―１のヘツドコマンドユニツト１
５に供給される。以上のようにして、テレビカメ
ラの信号処理回路の特性に応じて補正されたホワ
イトバランス制御信号がテレビカメラに供給され
ることになり、ホワイトバランスの調整を一層正
確に行なうことができる。勿論、複数のテレビカ
メラを用いる場合には、その各々について特性デ
ータを予じめ測定して記憶しておくことができ
る。ホワイトバランス制御信号、すなわちカメラ
ヘツドの可変利得増幅器へ供給される利得制御信
号と映像信号レベルとの関係が直線的である場合
には映像信号レベルの測定は２回行なえばよい
が、非直線的な場合には３回以上行なうことによ
つてより正確な補正を行なうことができる。

本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば色温度測
定器で測定した色温度情報は、テレビカメラの音
声信号伝送系を利用して自動色温度補正ユニツト
に供給するかまたは別個に設けたケーブルを介し
て供給するかを選択できるようにしたが、いずれ
か一方のみの伝送経路を設けることもできる。

（発明の効果）上述したように本発明のホワイトバランス調整
方式によれば色温度が時々刻々変化するような場
合にも、自動的にホワイトバランスを調整するこ
とができ、ビデオエンジニアの労力は著しく軽減
されることになる。また、ビデオエンジニアの記
憶色に頼ることなくホワイトバランスの調整を行
なうことができるので、正確にホワイトバランス
を調整することができ、特に複数台のテレビカメ
ラを用いる場合の各カメラ間でのばらつきをなく
すことができ、カメラの切換による見苦しさも軽
減することができる。さらに、既存のテレビカメ
ラを殆んど変更することなく本発明を実施するこ
とができるので、経済性も高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のホワイトバランス調整方式の
一実施例の構成を示すブロツク図、第２図は色温
度測定器から出力されるデータのフオーマツトを
示す図、第３図は色温度と３原色信号のレベルと
の関係を示すグフ、第４図はミレツド値で表わし
た色温度とE_G／E_RおよびE_G／E_Bとの関係を示す
グラフ、第５図は第１図の一部分の詳細な構成を
示すブロツク図、第６図はカメラヘツドの特性に
応じてホワイトバランス調整を補正する構成を示
すブロツク図、第７図は時間の経過に伴なう色温
度の変化の様子を示すグラフである。１―１〜１―８…カラーテレビカメラ、２…色
温度測定器、４…送信ユニツト、８…自動色温度
補正ユニツト、９―１〜９―８…カメラコントロ
ールユニツト、１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ…撮像素
子、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…可変利得増幅器、
１５…ヘツドコマンドユニツト、１６…マイク増
幅器、１７…スイツチ、１８…色温度信号変調回
路、１９…MODEM、２０…色温度信号復調回
路、２２…コントローラ、２３…演算部、２４…
メモリ、２５…入力部、３５…信号処理回路、３
７…補正データ演算部、３８…補正データメモ
リ。

Claims

【特許請求の範囲】１複数台のカラーテレビカメラのホワイトバラ
ンスを自動的に調整するに当たり、周囲光を受光
し、その色温度情報を出力する色温度測定手段
と、初期ホワイトバランス調整時に、前記色温度
測定手段から供給される初期色温度情報と、この
初期ホワイトバランス調整時における各カラーテ
レビカメラの可変利得増幅器の初期利得制御デー
タとを記憶する記憶手段と、前記色温度測定手段
から供給される色温度情報と、前記記憶手段に記
憶されている初期色温度情報および初期利得制御
データに基づいて、各カラーテレビカメラにおい
て一定のホワイトバランスが得られるような利得
制御信号を各カラーテレビカメラ毎に演算により
求める演算手段とを具え、この演算により求めた
利得制御信号を各カラーテレビカメラの利得制御
増幅器に供給して色温度の変動に拘らず複数台の
カラーテレビカメラのホワイトバランスを自動的
に一定に維持するようにしたことを特徴とするカ
ラーテレビカメラのホワイトバランス調整方式。２前記記憶手段に、複数台のカラーテレビカメ
ラの各々の特性を記憶しておき、前記演算手段
は、前記初期色温度情報、初期利得制御データお
よび各カラーテレビカメラの特性に基づいて、前
記利得制御信号を演算するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲１記載のカラーテレビカメ
ラのホワイトバランス調整方式。