JPH05115070A - ホワイトバランス調整回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｓ／Ｎの良いホワイトバランス調整を行う。 【構成】 色信号が入力される可変ゲイン回路１３Ｒ，
１３Ｂと、この可変ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｂのゲイン
を制御してホワイトバランス調整を行うためのゲイン制
御信号を形成する制御部２０とを有する。可変ゲイン回
路１３Ｒ，１３Ｂは、複数のスイッチのオン，オフの状
態によりゲインに寄与する抵抗値が段階的に切り換えら
れて、ゲインが段階的に切り換えられるものである。制
御部２０からのゲイン制御信号ＤＲ，ＤＢはデジタル信
号とされ、このデジタル制御信号ＤＲ，ＤＢにより可変
ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｂの複数のスイッチのオン，オ
フを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばビデオカメラ
のホワイトバランス調整回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラにおいては、色温度によっ
て変化する被写体のホワイトバランスを調整するホワイ
トバランス調整回路が設けられている。図５は、従来の
この種のホワイトバランス調整回路の一例のブロック図
である。

【０００３】すなわち、撮像信号から形成された赤、
青、緑の３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、プロセス部１０の可
変ゲイン回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに、それぞれ供給
される。これら可変ゲイン回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ
の出力信号はそれぞれ信号処理回路１２Ｒ，１２Ｇ，１
２Ｂに供給されて所定の信号処理が施された後、このプ
ロセス部１０の次段の回路に供給される。

【０００４】また、信号処理回路１２Ｒ，１２Ｇ及び１
２Ｂの出力信号が制御部２０の検波回路２１に供給さ
れ、これら３原色信号の検波出力（デジタル信号）がマ
イクロコンピュータ２２に供給される。そして、このマ
イクロコンピュータ２２において、ビデオカメラにて白
色の被写体を撮像したときに、緑の原色信号のレベルを
中心にして、赤及び青原色信号Ｒ，Ｂのレベルがどれだ
けずれているかを計算し、３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベ
ルが一致する（すなわち白になる）ようにするための赤
用ゲイン調整信号ＤＲと青用ゲイン調整信号ＤＢを形成
する。

【０００５】すなわち、この例の場合、ゲイン調整信号
ＤＲ及びＤＢは、それぞれＤ／Ａコンバータ２３Ｒ及び
２３Ｂに供給されて、これよりアナログ制御電圧（直流
電圧）Ｖ1R，Ｖ2R及びＶ1B，Ｖ2Bが得られ、これがそれ
ぞれ可変ゲイン回路１１Ｒ及び１１Ｂに供給される。そ
して、これにより赤、青、緑の３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの
レベルが一致するようにゲイン制御されて、自動ホワイ
トバランス調整されるものである。

【０００６】従来の場合、ゲイン制御回路１１Ｒ及び１
１Ｂとしては、図６に示すような平衡変調器（バランス
ドモジュレータ）からなる回路が用いられている。この
回路は、回路構成が簡単でゲイン調整が容易であるとい
う特長がある。

【０００７】この回路は、図６から明らかなように、ト
ランジスタ３１及び３２のエミッタが互いに接続され、
その接続点がトランジスタ３５のコレクタ−エミッタ間
と電流源３６を介して接地されている。また、トランジ
スタ３３及び３４のエミッタが互いに接続され、その接
続点がトランジスタ３７のコレクタ−エミッタ間と電流
源３８を介して接地されている。そして、トランジスタ
３５と３７のエミッタ間に抵抗器３９が接続されてい
る。

【０００８】また、トランジスタ３１及び３３のコレク
タが互いに接続され、その接続点が抵抗器４０を介して
正の直流電圧が供給される電源端子４３に接続されてい
る。また、トランジスタ３２及び３４のコレクタが互い
に接続され、その接続点が抵抗器４２を介して電源端子
４３に接続されると共に、このコレクタ接続点から出力
端子４６が導出されている。

【０００９】さらに、トランジスタ３５のベースが入力
端子４４に接続され、トランジスタ３７のベースには、
一定の直流電圧の直流電源４５が接続されている。さら
に、トランジスタ３１とトランジスタ３４とのベースは
互いに接続され、その接続点が一方のゲイン制御端子４
７に接続されている。また、トランジスタ３２とトラン
ジスタ３３とのベースは互いに接続され、その接続点が
他方のゲイン制御端子４８に接続されている。

【００１０】この可変ゲイン回路は、一方のゲイン制御
端子４７に供給される制御直流電圧Ｖ1 と他方のゲイン
制御端子４８に供給される制御直流電圧Ｖ2 との差の電
圧値に応じて入力端子４４に供給される入力信号ｉｎに
対するゲインが変化し、ゲイン倍された出力信号ｏｕｔ
が出力端子４６から得られるものである。

【００１１】そして、可変ゲイン回路１１Ｒの場合には
入力端子４４に赤の原色信号Ｒが供給され、制御直流電
圧Ｖ1 ，Ｖ2 としてＤ／Ａコンバータ２３Ｒからの直流
電圧Ｖ1R，Ｖ2Rが端子４７及び４８に供給される。そし
て可変ゲイン回路１１Ｂの場合には入力端子４４に青の
原色信号Ｂが供給され、制御直流電圧Ｖ1 ，Ｖ2 として
Ｄ／Ａコンバータ２３Ｂからの直流電圧Ｖ1B，Ｖ2Bが端
子４７及び４８に供給される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６の
可変ゲイン回路は、Ｓ／Ｎが悪い欠点がある。すなわ
ち、ゲインの制御は、制御電圧Ｖ1 とＶ2との電位差で
行われるので、この制御電圧にノイズが混入したとき、
そのノイズが出力に現れてしまう欠点がある。特に、図
６の平衡変調器からなる可変ゲイン回路は、トランジス
タ３１と３２、トランジスタ３３と３４とは、エミッタ
同志が直接接続されているため、制御電圧Ｖ1 ，Ｖ2 か
ら見たゲインがエミッタ抵抗と負荷抵抗器４２との比と
なり、大ゲインとなってしまう。このため、制御電圧に
ノイズが混入していると、出力端子４６に大きなノイズ
となって現れてしまう。

【００１３】また、制御電圧にノイズがなくても、トラ
ンジスタ３１〜３４自身で発生するノイズに対しても上
記のような大ゲインとなってしまうので、出力端子に大
きなノイズとなって現れてしまい、これもＳ／Ｎの劣化
の原因となっている。

【００１４】この発明は、以上の点に鑑み、Ｓ／Ｎの良
いホワイトバランス調整を行うことができるようにした
ホワイトバランス調整回路を提供することを目的とする
ものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明によるホワイトバランス調整回路は、後述
の実施例の参照符号を対応させると、色信号のゲインを
調整するための可変ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｂと、これ
らの可変ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｂのゲインを制御して
ホワイトバランス調整を行うためのゲイン制御信号を形
成する制御部２０とを有し、前記可変ゲイン回路１３
Ｒ，１３Ｂは、複数のスイッチ８０〜８９のオン，オフ
の状態によりゲインに寄与する抵抗値が段階的に切り換
えられて、ゲインが切り換え調整されるものであり、前
記制御部２０からのゲイン制御信号はデジタル信号Ｄ
Ｒ，ＤＢとされ、このデジタルゲイン制御信号ＤＲ，Ｄ
Ｂにより前記可変ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｂの前記複数
のスイッチ８０〜８９のオン，オフを制御するようにし
たことを特徴とする。

【００１６】そして、可変ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｂ
が、第１のトランジスタのエミッタ及び第２のトランジ
スタのエミッタが電流源に接続されると共に、前記第１
及び第２のトランジスタのエミッタ間にゲインに寄与す
る抵抗値が段階的に変えられる可変抵抗回路１００が接
続され、前記第１のトランジスタのベースに色信号が入
力され、前記第２のトランジスタのコレクタ側から出力
信号が取り出される構成であって、前記制御部２０から
のデジタル制御信号により、前記可変抵抗回路１００の
抵抗値を段階的に可変制御してゲイン調整する構成にす
ると、なお良い。

【００１７】

【作用】この発明の場合には、直流電圧を制御信号とす
るのではなく、デジタル信号によりスイッチを制御して
ゲインを段階的に可変とする可変ゲイン回路を使用して
ホワイトバランス調整が行われる。したがって、制御デ
ジタル信号にノイズが混入しても、そのノイズが出力端
子に現れることはなく、Ｓ／Ｎが向上する。

【００１８】そして、可変ゲイン回路を前述のように構
成した場合には、トランジスタのエミッタ間に接続され
る抵抗の値と負荷抵抗値との比によりトランジスタ自身
において発生するノイズに対するゲインが決まる。この
ため、ノイズに対するゲインも、回路設計上で制御する
ことができ、Ｓ／Ｎを向上させることができる。

【００１９】

【実施例】図１は、この発明によるホワイトバランス調
整回路の一実施例のブロック図である。

【００２０】この例においても、ホワイトバランス調整
回路は、図５の従来例と同様にプロセス部１０と制御部
２０とからなり、そして、プロセス部１０は、赤、緑、
青の各原色信号が入力され、これらの出力レベルを制御
する可変ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと、これら
の可変ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの出力信号が
供給される信号処理回路１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとから
なる。

【００２１】しかし、可変ゲイン回路１３Ｒ，１３Ｇ，
１３Ｂは、従来の可変ゲイン回路１１Ｒ，１１Ｇ，１１
Ｂとは異なり、アナログゲイン制御アンプの構成ではあ
っても、ゲインが外部から供給されるデジタル制御信号
により段階的に切り換えられるように構成された回路が
用いられている。

【００２２】そして、制御部２０は、信号処理回路１４
Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂからの各原色信号をレベル検波する
検波回路２１と、このレベル検波出力から可変ゲイン回
路１３Ｒ及び１３Ｂのゲインを制御するデジタルゲイン
制御信号を形成するマイクロコンピュータ２２のみから
なり、従来例の図５の場合のＤ／Ａコンバータ２３Ｒ，
２３Ｂは設けられない。そして、このマイクロコンピュ
ータ２２からのデジタルゲイン制御信号ＤＲ及びＤＢ
が、それぞれ可変ゲイン回路１３Ｒ及び１３Ｂに供給さ
れるものである。

【００２３】可変ゲイン回路１３Ｒ及び１３Ｂは、この
例の場合、それぞれ図２のように構成されている。な
お、図２は可変ゲイン回路１３Ｒの場合で、デジタルゲ
イン制御信号が１０ビットの場合である。

【００２４】すなわち、ベースが入力端子９１に接続さ
れたトランジスタ５１のコレクタが電源端子Ｖｃｃに接
続され、このトランジスタ５１のエミッタが電流源を構
成するトランジスタ５４及び抵抗器５７を介して接地さ
れる。また、ベースが接地されたトランジスタ５２のコ
レクタが負荷抵抗器９３を介して電源端子Ｖｃｃに接続
され、このコレクタと負荷抵抗器９３との接続点から出
力端子９２が導出される。また、このトランジスタ５２
のエミッタが電流源を構成するトランジスタ５５及び抵
抗器５８を介して接地される。

【００２５】そして、これらトランジスタ５１及び５２
のエミッタ間に抵抗器９０が接続される。また、ベース
が接地されたトランジスタ５３のコレクタが電源端子Ｖ
ｃｃに接続され、このトランジスタ５２のエミッタが電
流源を構成するトランジスタ５６及び抵抗器５９を介し
て接地される。

【００２６】そして、抵抗器９０とトランジスタ５２の
エミッタとの接続点と、トランジスタ５３のエミッタと
の間に、抵抗値を段階的に可変できる可変抵抗回路１０
０が接続されている。この例の場合、１０ビットのゲイ
ン制御信号により１０２４段階に抵抗値が切り換えられ
るように構成されている。

【００２７】１０２４段階に抵抗値を切り換える可変抵
抗回路は、１０２４個の抵抗器を設けてそれを切り換え
るようにすれば構成できるが、それでは抵抗器を大量に
設けなければならず、現実的でない。そこで、この例で
はラダー抵抗の構成として、最小限の数の抵抗器を使用
するだけで、１０２４段階の抵抗値の切り換えを行える
ようにしている。

【００２８】すなわち、１０個の抵抗器６０〜６９が、
抵抗器９０とトランジスタ５２のエミッタ間との接続点
との間に直列に接続される。これら抵抗器６０〜６９及
び９０相互の各接続点と１０個のスイッチ回路８０〜８
９との間に１０個の抵抗器７０〜７９のそれぞれ１個
が、それぞれ接続される。そして、スイッチ回路８０〜
８９の、それぞれの一方の端子ａがトランジスタ５３の
エミッタとトランジスタ５６のコレクタとの接続点に接
続される。また、入力端子９１とトランジスタ５１のベ
ースとの接続点がアンプ９６を介してスイッチ回路８０
〜８９の、それぞれの他方の入力端子ｂに接続される。

【００２９】そして、制御入力端子９４からの１０ビッ
トのゲイン制御信号ＤＲの各ビットが、スイッチ回路８
０〜８９のそれぞれ１個のスイッチ回路に、それぞれ供
給されて、スイッチ回路８０〜８９のそれぞれが切り換
え制御される。

【００３０】入力端子９１には、入力信号ｉｎとして赤
の原色信号Ｒが供給され、出力端子９２には、この入力
信号ｉｎが、後述するように制御されて決定されたゲイ
ン倍された出力信号ｏｕｔが得られる。なお、端子９５
には定電流が供給されるものである。

【００３１】この図２の可変ゲイン回路は、原理的に突
き詰めると、図３に示した差動アンプの構成となる。す
なわち、トランジスタＴr1とトランジスタＴr2とのエミ
ッタ間に可変抵抗回路１００を含む可変抵抗器ＶＲが接
続され、トランジスタＴr1のベースに入力信号ｉｎが供
給され、トランジスタＴr2のベースには一定の直流電圧
が供給される。Ｉ1 及びＩ2 は、それぞれ電流源であ
る。可変抵抗器ＶＲは、端子９４からのデジタルゲイン
制御信号ＤＲにより段階的に制御される。

【００３２】この図３の回路においては、入力信号ｉｎ
は、可変抵抗器ＶＲの抵抗値と負荷抵抗器９３の抵抗値
との比により決定されるゲイン倍されて出力端子９２に
出力信号ｏｕｔとして取り出される。この回路構成にお
いては、ゲイン制御はデジタル信号により抵抗値を段階
的に切り換えるものであるので、ゲイン制御信号にノイ
ズが混入してもそのノイズの影響を受けず、Ｓ／Ｎが良
くなる。

【００３３】しかも、トランジスタＴr1及びＴr2のエミ
ッタ間に抵抗器ＶＲが接続された差動アンプの構成であ
るので、従来の平衡変調器のようにＳ／Ｎを悪化させる
部分がなく、Ｓ／Ｎが良い。そして、抵抗器ＶＲがトラ
ンジスタＴr1及びＴr2のエミッタ間に接続されているの
で、ノイズに対するゲインも信号に対するゲインとほぼ
同じになり、回路系において制御できるため、Ｓ／Ｎの
向上を容易に計ることができる。

【００３４】また、簡単な差動アンプ構成であるため、
従来の平衡変調器よりも、周波数特性（振幅、位相、群
遅延などの特性）が良くなるものである。

【００３５】なお、負荷抵抗器９３を可変抵抗回路とす
ることもできるが、この負荷抵抗器９３はインピーダン
スが高く、この抵抗器９３の抵抗値が変わると浮遊容量
の影響を受けるため、周波数特性が悪化する。これに対
して、この発明においては、トランジスタＴr1とトラン
ジスタＴr2のエミッタ間に可変抵抗回路を接続し、その
可変抵抗回路の抵抗値を段階的に制御しているので、周
波数特性が優れている。

【００３６】図４は、図２の回路の動作を説明するため
の簡略化可変ゲイン回路の構成を示すもので、この図４
は、抵抗値を２段階に切り換える場合の図２の回路の等
価回路構成である。

【００３７】すなわち、スイッチ回路８０Ｓが一方の端
子ａに接続されているときには、トランジスタＴr3のベ
ースには一定の直流電圧（図２の例では接地電位）が供
給されているおり、入力信号ｉｎに対するゲインには抵
抗器１００は寄与せず、抵抗器９０の抵抗値Ｒ2 と負荷
抵抗器９３の抵抗値Ｒ3 との比Ｒ2 ／Ｒ3 でゲインが決
まる。

【００３８】これに対して、スイッチ回路８０Ｓが他方
の端子ｂに接続されているときには、入力信号ｉｎがト
ランジスタＴr3を介して抵抗器１００にも供給される構
成となるので、ゲインはＲ3 ／（Ｒ2 とＲ3 との並列抵
抗値）で決まる。こうして、スイッチ回路８０Ｓを一方
の端子ａと他方の端子ｂとに切り換えることにより、ゲ
インを２段階に切り換えることができる。

【００３９】以上のことから容易に理解できるように、
図２の回路においては、１０ビットのデジタルゲイン制
御信号ＤＲの各ビットによりスイッチ回路８０〜８９が
それぞれ一方の端子ａと他方の端子ｂとに切り換えられ
ることにより、１０２４段階のゲインに切り換えられる
ものである。

【００４０】この場合、ゲイン制御は、従来はアナログ
制御であるのに対して、この発明の場合にはデジタル制
御であるが、マイクロコンピュータ２２から得られる制
御信号に変わりはない。このため、ゲイン制御の分解能
は従来と異なるところはない。なお、ゲイン変化の分解
能は、ビット数を変えることにより容易にできることは
いうまでもない。

【００４１】なお、可変ゲイン回路は、オペアンプを用
い、そのゲインに供給する外付けの抵抗器を段階的に抵
抗値を変化させる可変抵抗回路で構成するようにしたも
のを用いることもできる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、直流電圧を制御信号とするのではなく、デジタル信
号によりスイッチを制御してゲインを段階的に可変とす
る可変ゲイン回路を使用してホワイトバランス調整を行
うようにしているので、制御デジタル信号にノイズが混
入しても、そのノイズが出力端子に現れることはなく、
Ｓ／Ｎが向上する。

【００４３】そして、トランジスタのエミッタ間に接続
される抵抗の値と負荷抵抗値との比によりトランジスタ
自身において発生するノイズに対するゲインが決まるの
で、ノイズに対するゲインも、回路設計上で制御するこ
とができ、Ｓ／Ｎを向上させることができる。

【００４４】また、差動アンプを構成する２個のトラン
ジスタのエミッタ間に段階的に抵抗値を切り換える可変
抵抗回路を設けたので、周波数特性がよい。

【００４５】さらに、可変ゲイン回路におけるゲインは
固定的に段階的に変えられるので、ゲインの安定度が高
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるホワイトバランス調整回路の一
実施例のブロック図である。

【図２】この発明に用いる可変ゲイン回路の一実施例の
回路図である。

【図３】図２の回路の等価回路図である。

【図４】図２の回路の動作説明に用いる簡略化回路図で
ある。

【図５】従来のホワイトバランス調整回路の一例のブロ
ック図である。

【図６】従来のホワイトバランス調整回路に用いる可変
ゲイン回路の一例の回路図である。

【符号の説明】

１０ プロセス部 １３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ 可変ゲイン回路 ２０ 制御部 ２１ 検波回路 ２２ マイクロコンピュータ ５１ 第１のトランジスタ ５２ 第２のトランジスタ １００ 可変抵抗回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色信号が入力される可変ゲイン回路と、
   この可変ゲイン回路のゲインを制御してホワイトバラン
   ス調整を行うためのゲイン制御信号を形成する制御部と
   を有し、 前記可変ゲイン回路は、複数のスイッチのオン，オフの
   状態によりゲインに寄与する抵抗値が段階的に切り換え
   られて、ゲインが段階的に切り換えられるものであり、 前記制御部からのゲイン制御信号はデジタル信号とさ
   れ、このデジタルゲイン制御信号により前記可変ゲイン
   回路の前記複数のスイッチのオン，オフを制御するよう
   にしたことを特徴とするホワイトバランス調整回路。
2. 【請求項２】 前記可変ゲイン回路は、第１のトランジ
   スタのエミッタ及び第２のトランジスタのエミッタが電
   流源に接続されると共に、前記第１及び第２のトランジ
   スタのエミッタ間にゲインに寄与する抵抗値が段階的に
   変えられる可変抵抗回路が接続され、前記第１のトラン
   ジスタのベースに色信号が入力され、前記第２のトラン
   ジスタのコレクタ側から出力信号が取り出される構成で
   あって、 前記制御部からのデジタルゲイン制御信号により、前記
   可変抵抗回路が制御されて、抵抗値が段階的に変えら
   れ、ゲイン調整がなされるようにされた請求項１記載の
   ホワイトバランス調整回路。