JPH0564219A

JPH0564219A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH0564219A
Application number: JP3225567A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Takei; 浩文竹井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-05
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】視覚的に見て補正誤差の少ない良好なホワイト
バランス機能を有する撮像装置を提供する。【構成】各色信号の利得を制御することによりホワイト
バランスを補正する撮像装置において、被写体の輝度レ
ベルをもとに、前記各色信号の利得の制御範囲を変化さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラあるいは
電子スチルカメラ等の撮像装置に関し、特にそのホワイ
トバランス補正機能に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ等においては、通常、撮影
時に画面上の各色のバランスを取るために、ホワイトバ
ランス補正装置を内蔵している。図１４は、本願出願人
が既に出願しているビデオカメラの自動ホワイトバラン
ス補正装置を含む撮像装置の概略構成を示すブロツク図
である。図において、１は撮像素子、２は輝度信号色度
信号生成回路、３，４はそれぞれ赤色信号（Ｒ），青色
信号（Ｂ）の各信号ラインに挿入された利得制御回路、
５は色差信号生成回路、６はエンコーダ、７，８はゲー
ト回路、９は（Ｒ−Ｂ）信号検出回路、１０は平均化回
路、１１は比較増幅器、１２はリミット回路、１３はト
ラツキング補正回路であり、利得制御回路３，４及びゲ
ート回路７，８からトラツキング補正回路１３までが自
動ホワイトバランス補正装置１４を構成している。

【０００３】次に、この撮像装置の動作について説明す
る。撮像素子１に入射した光信号はここで光電変換さ
れ、輝度信号色度信号生成回路２に入力される。輝度信
号色度信号生成回路２からは、輝度信号の高周波成分Ｙ
Ｈ，輝度信号の低周波成分ＹＬ，赤色信号（Ｒ）及び青
色信号（Ｂ）が出力される。これらの信号のうち、赤色
信号（Ｒ）及び青色信号（Ｂ）は、それぞれ各色の利得
制御回路３，４に入力され、そこでトラツキング補正回
路１３からの制御信号によつて制御された特性に従って
それぞれ増幅された後、色信号Ｒ′，色信号Ｂ′として
出力される。そして、これらの色信号Ｒ′及び色信号
Ｂ′は、輝度信号ＹＬとともに色差信号生成回路５に入
力され、色差信号（Ｒ−ＹＬ），（Ｂ−ＹＬ）が生成さ
れる。この色差信号（Ｒ−ＹＬ），（Ｂ−ＹＬ）は輝度
信号ＹＨとともにエンコーダ６に入力され、そこで標準
テレビジヨン信号に変換され、出力される。ここで色差
信号（Ｒ−ＹＬ），（Ｂ−ＹＬ）は自動ホワイトバラン
ス補正装置１４にも入力される。即ち、色差信号（Ｒ−
ＹＬ），（Ｂ−ＹＬ）はそれぞれゲート回路７，８に入
力され、ここでブランキング期間内の不要信号、高輝度
撮影時の信号つぶれによる異常色差信号等が取り除かれ
る。

【０００４】ゲート回路７，８から出力された信号は
（Ｒ−Ｂ）信号検出回路９に入力される。この（Ｒ−
Ｂ）信号検出回路９では、ゲート回路７，８から出力さ
れる色差信号（Ｒ−ＹＬ）と色差信号（Ｂ−ＹＬ）との
差をとることにより、（Ｒ−Ｂ）信号を生成する。平均
化回路１０では（Ｒ−Ｂ）検出回路９からの（Ｒ−Ｂ）
信号を平均化し、直流信号に変換している。比較増幅器
１１では、平均化回路１０からの出力信号レベルと基準
電圧Ｖ_ref １とを比較して、それに応じた信号を出力
し、この出力信号がリミツト回路１２に入力される。リ
ミツト回路１２では、比較増幅器１１からの出力信号レ
ベルを、実用的な色温度範囲（例えば２０００ ^o Ｋ〜１
００００^o Ｋ）でホワイトバランスが制御されるよう
に、色温度の上限、下限に対応してそれぞれＶ２ｒ，Ｖ
３ｒに設定する。すなわち、リミツト回路１２からの出
力は、Ｖ２ｒ以上、Ｖ３ｒ以下となるようにされる。

【０００５】リミツト回路１２からの出力はトラツキン
グ補正回路１３に入力される。トラツキング補正回路１
３では、リミツト回路１２からの信号を元に、利得制御
回路３，４の利得をホワイトバランスが補正されるよう
に、つまり被写体の（Ｒ−Ｂ）信号成分が０になるよう
に制御するための信号Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔを生成
し、それぞれ利得制御回路３，４に出力する。

【０００６】ここでＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔと色温度の
関係の一例を図１２，図１３を用いて説明する。図１３
のベクトル図において、色温度６０００^o Ｋの白色の点
をＰ１、２０００^o Ｋ，１００００^oＫの白色の点をそ
れぞれＰ２，Ｐ３とする。Ｐ１に対応するＲｃｏｎｔ，
Ｂｃｏｎｔの電圧を図１２に示すようにＶ１ｒ，Ｖ１ｂ
とすると、Ｐ２をベクトル図の中心へ制御（補正）する
ためのＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの電圧は図１２のＶ２
ｒ，Ｖ２ｂとなる。同様にしてＰ３をベクトル図の中心
へ制御するためのＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの電圧は図１
２のＶ３ｒ，Ｖ３ｂとなる。

【０００７】また、図１３における点Ｐ４は、Ｒｃｏｎ
ｔ，Ｂｃｏｎｔの値がＶ３ｒ，Ｖ３ｂまでで制限されて
いるため、ホワイトバランス補正装置が動作してもベク
トル図の中心Ｐ１までには補正されない。以上のよう
に、自動ホワイトバランス補正装置１４の負帰還ループ
が構成されているため、実用的な色温度範囲内ではホワ
イトバランスのとれた色差信号をエンコーダ６へ供給す
ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記の従来のホワイトバランス補正装置では、被写体の色
温度分布が不均一であつたり、被写体に単一色が多くあ
る場合、ホワイトバランスの補正誤差を生じ、正しい補
正効果を得ることができないという問題点があつた。こ
の問題点をよく表わす代表例を以下に示す。簡単化のた
め図１４における利得制御回路３，４の利得はそれぞれ
１倍であるとする。

【０００９】この問題点をよく表わす例の一つとして図
１５（ａ）に示した白色５０％、青色５０％の被写体１
に対してホワイトバランスをとる場合について説明す
る。今、被写体１が色温度の高い例えば９０００^o Ｋの
照明で照らされているとする。このとき白色の点がベク
トル図、図１１（ａ）の中心にくるようなＲｃｏｎｔ，
Ｂｃｏｎｔの値をそれぞれ図１０のＶ４ｒ，Ｖ４ｂとす
る。そして、Ｒｃｏｎｔ＝Ｖ４ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ４ｂ
に設定されたホワイトバランスの正しい補正状態におい
て、被写体１を撮影するとベクトル図、図１１（ａ）上
の白色、青色の各点はそれぞれＷ₀ ，Ｂ₀ となる。

【００１０】この時、従来のホワイトバランス補正装置
１４を動作させると、ホワイトバランス補正装置１４の
負帰還ループは、前述した様に被写体の（Ｒ−Ｂ）信号
成分を０にする様に作用する。そのため、白色、青色の
各点は、図１１（ａ）のベクトル図上において、（Ｒ−
Ｂ）軸に平行に（Ｒ−Ｂ＝０の直線に垂直に）、且つ上
方に移動される。従つて、この負帰還動作が安定する
と、リミット回路１２が働かないものと仮定した場合、
白色、青色の各点は、図１１（ａ）上において、線分Ｂ
₀ Ｂ₁ ＝線分Ｂ₁ Ａ＝線分Ｗ₀ Ｗ₁ となる様な点Ｗ₁ ，
Ｂ₁ に落ち着くこととなる。ただし、線分Ｂ₀ Ａは（Ｒ
−Ｂ）軸に平行であり、また点Ａは原点Ｗ ₀ を通り（Ｒ
−Ｂ）軸に垂直な直線（Ｒ−Ｂ＝０の直線）上にある。
また、白色及び青色の各点を図１１（ａ）上において上
方に移動させることは、Ｒｃｏｎｔ及びＢｃｏｎｔを増
加させることを意味し、白色及び青色の各点を点Ｗ₁ ，
Ｂ₁の位置まで移動させるときのＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎ
ｔの値は、図１０においてそれぞれＶ７ｒ，Ｖ７ｂとな
る。

【００１１】しかしながら、実際はリミツト回路１２が
動作してＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの値は、それぞれＶ３
ｒ，Ｖ３ｂに制限されるので、、ホワイトバランス補正
後においては、白色、青色の各点は、図１１（ａ）上に
おいて、点Ｗ₁ ，Ｂ₁ までは移動せず、それぞれ点Ｗ
₂ ，Ｂ₂ の位置でとどまることとなる。従って、このと
きの白色、青色の各点、すなわち点Ｗ_2,Ｂ₂ の点Ｗ₀ ，
Ｂ₀ からのずれ量（線分Ｗ₀ Ｗ₂ 及び線分Ｂ₀ Ｂ₂ の長
さ）は、それぞれＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの理想値から
の差分すなわち、（Ｖ３ｒ−Ｖ４ｒ），（Ｖ３ｂ−Ｖ４
ｂ）により規定されるものである。

【００１２】しかしこの場合、前述した様に、Ｒｃｏｎ
ｔ，Ｂｃｏｎｔの値は、本来Ｖ７ｒ，Ｖ７ｂとなるべき
ところが、リミット回路１２が有効に働いて、それぞれ
Ｖ３ｒ，Ｖ３ｂに制限されるので、白色、青色の各点
（点Ｗ₂ ，Ｂ₂ ）のＷ₀ ，Ｂ₀からのずれはあまり大き
くならず、大きな問題にはならない。これに対し、リミ
ット回路１２が有効に働かない場合の例としては、例え
ば以下の様な２つの場合が考えられ、その場合には、ホ
ワイトバランスの補正誤差は、無視できないものとな
る。

【００１３】（１）被写体１が色温度の低い例えば２０
００^o Ｋの照明で照らされているとする。このとき白色
の点がベクトル図、図１１（ａ）の中心にくるようなＲ
ｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの値は、図１０においてそれぞれ
Ｖ２ｒ，Ｖ２ｂである。一方、ホワイトバランス補正装
置１４を動作させて被写体１を撮影すると、ホワイトバ
ランス補正装置１４の負帰還ループは前述したように被
写体の（Ｒ−Ｂ）信号成分が０になるように動作するの
で、この負帰還動作が安定すると、前述した例と同様に
白色、青色の各点は、ベクトル図、図１１（ａ）上にお
いて、線分Ｗ₀ Ｗ ₁ ＝線分Ｂ₁ Ａ＝線分Ｂ₀ Ｂ₁ となる
様な点Ｗ₁ ，Ｂ₁ に落ち着くことになる。

【００１４】このときホワイトバランス補正装置１４か
ら出力されるＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの値はそれぞれ図
１０のＶ５ｒ，Ｖ５ｂである。つまり正しいＲｃｏｎ
ｔ，Ｂｃｏｎｔの値Ｖ２ｒ，Ｖ２ｂではなく、Ｖ５ｒ，
Ｖ５ｂがホワイトバランス補正装置１４から出力される
ため、図１１（ａ）上において、白色、青色の各点は、
その差分（Ｖ５ｒ−Ｖ２ｒ），（Ｖ５ｂ−Ｖ２ｂ）に対
応する量（線分Ｗ₀ Ｗ₁ 及び線分Ｂ₀ Ｂ₁ の長さ）だけ
Ｗ₀ ，Ｂ₀ からずれることとなる。この場合、Ｒｃｏｎ
ｔ，Ｂｃｏｎｔが、それぞれＶ５ｒ，Ｖ５ｂにまで増加
することを阻止する様なリミットは存在しないため、図
１１（ａ）上において、白色、青色の各点（点Ｗ₁ ，Ｂ
₁ ）の正しい補正位置である点Ｗ₀，Ｂ₀ からのずれ
は、前述した例に比較して大きくなり、本来白い部分が
オレンジがかつてみえ、かつ、本来青い部分の色が薄く
なつてみえるために問題となる。

【００１５】（２）また、図１５（ｂ）に示した白色５
０％，黄色５０％の被写体２を撮像する場合は次のよう
な問題点を生じる。被写体２が色温度の高い例えば９０
００^o Ｋの照明で照らされているとする。このとき白色
の点がベクトル図、図１１（ａ）の中心にくるようなＲ
ｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの値は、それぞれ第１０図におい
てＶ４ｒ，Ｖ４ｂである。そして、Ｒｃｏｎｔ＝Ｖ４
ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ４ｂに設定されたホワイトバランス
の正しい補正状態において、被写体１を撮影するとベク
トル図、図１１（ａ）上の白色、青色の各点はそれぞれ
Ｗ₀ ，Ｙｅ₀ となる。

【００１６】この時、ホワイトバランス補正装置１４を
動作させると、ホワイトバランス補正装置１４の負帰還
ループは、被写体の（Ｒ−Ｂ）信号成分を０にする様に
作用するため、この負帰還動作が安定すると、白色、黄
色の各点は、図１１（ａ）のベクトル図上において、線
分Ｗ₀ Ｗ₃ ＝線分Ｙｅ₁ Ｂ＝線分Ｙｅ₀ Ｙｅ₁ となる様
な点Ｗ₃ ，Ｙｅ₁ に落ち着くこととなる。このときホワ
イトバランス補正装置１４から出力されるＲｃｏｎｔ，
Ｂｃｏｎｔの値はそれぞれ図１０のＶ６ｒ，Ｖ６ｂであ
る。

【００１７】つまり正しいＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの値
Ｖ４ｒ，Ｖ４ｂではなく、Ｖ６ｒ，Ｖ６ｂがホワイトバ
ランス補正装置１４から出力されるため、図１１（ａ）
上において、白色、黄色の各点は、その差分（Ｖ６ｒ−
Ｖ４ｒ），（Ｖ６ｂ−Ｖ４ｂ）に対応する量（線分Ｗ₀
Ｗ₃ 及び線分Ｙｅ₀ Ｙｅ₁ の長さ）だけＷ₀ ，Ｙｅ₀か
らずれることとなる。この場合、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎ
ｔが、それぞれＶ６ｒ，Ｖ６ｂにまで減少することを阻
止する様なリミットは存在しないため、図１１（ａ）上
において、白色、黄色の各点（点Ｗ₁ ，Ｙｅ₁ ）の正し
い補正位置である点Ｗ₀ ，Ｙｅ₀ からのずれは、（１）
の場合と同様に大きくなり、本来白い部分が青みがかつ
てみえ、かつ、本来黄色い部分の色が薄くなつてみえる
ために問題となる。

【００１８】以上の様に、従来のホワイトバランス補正
装置においては、被写体の状態により、ホワイトバラン
スの補正誤差が大きくなることがあるという問題点があ
った。従って、本発明は上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、視覚的に見て補正
誤差の少ない良好なホワイトバランス機能を有する撮像
装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の撮像装置は各色信号の利
得を制御することによりホワイトバランスを補正する撮
像装置において、被写体の輝度レベルをもとに、前記各
色信号の利得の制御範囲を変化させることを特徴として
いる。

【００２０】また、この発明に係わる撮像装置におい
て、前記輝度レベルは、アイリス位置検出手段の出力信
号をもとに判断されることを特徴としている。また、こ
の発明に係わる撮像装置において、前記輝度レベルは、
輝度センサの出力信号をもとに判断されることを特徴と
している。また、この発明に係わる撮像装置において、
前記ホワイトバランスの補正動作開始直後は、前記各色
信号の利得の制御範囲を広く設定し、その後被写体の条
件により制御可能な色温度範囲を変化させることを特徴
としている。

【００２１】また、本発明の撮像装置は、撮像素子から
の各色の信号ラインに各々挿入され、各色信号の利得を
制御する各色の利得制御手段と、該各色の利得制御手段
の制御可能な利得の範囲を制限する利得範囲制限手段
と、該利得範囲制限手段を制御するための制御信号を出
力する制御信号供給手段とを具備することを特徴として
いる。また、この発明に係わる撮像装置において、前記
制御信号供給手段は、アイリス位置検出器であることを
特徴としている。また、この発明に係わる撮像装置にお
いて、前記制御信号供給手段は、外部の輝度を検出する
輝度センサであることを特徴としている。

【００２２】

【作用】以上の様に、この発明に係わる撮像装置は構成
されているので、被写体の輝度レベルに対応して、各色
の利得の制御範囲を制限することにより、ホワイトバラ
ンスの補正過多や、補正不足といった誤補正を少なくす
ることができ、視覚的に見て良好なホワイトバランスの
補正が可能となる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、添付
図面を参照して詳細に説明する。（第１の実施例）図１は本発明の第１の実施例である撮
像装置の自動ホワイトバランス補正回路のブロツク図で
ある。ここで、図１４に示した従来例と同一または相当
部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。

【００２４】図１において２０は輝度信号であるＹＨ信
号をアナログ値からデジタル値に変換するためのＡ／Ｄ
変換器、２１は（Ｒ−ＹＬ）信号をアナログ値からデジ
タル値に変換するためのＡ／Ｄ変換器、２２は（Ｂ−Ｙ
Ｌ）信号をアナログ値からデジタル値に変換するための
Ａ／Ｄ変換器、２３は後述するアイリス位置検出器４０
からの出力信号をアナログ値からデジタル値に変換する
ためのＡ／Ｄ変換器、２４はＡ／Ｄ変換器２０，２１，
２２，２３からのデータをもとに、ブランキング帰還の
不要信号や、高輝度部の異常信号を除き被写体の（Ｒ−
Ｂ）信号成分を算出し、被写体の（Ｒ−Ｂ）信号成分が
０になるようにするためデジタル値を演算する補正信号
演算部、２５はＡ／Ｄ変換器２３からのアイリス位置の
データをもとに補正信号演算部２４からの出力データを
制限する補正信号リミツト部、２６は補正信号リミツト
部２５からのデジタル値をアナログ値に変換しＲｃｏｎ
ｔとして出力するＤ／Ａ変換器、２７は補正信号リミツ
ト部２５からのデジタル値をアナログ値に変換しＢｃｏ
ｎｔとして出力するＤ／Ａ変換器である。これらの構成
要素２０〜２７はマイクロコンピユータ３０の内部に構
成されている。４０はホール素子等からなるアイリス位
置検出器である。

【００２５】ここで、上記の構成要素のうちの補正信号
演算部２４の動作について説明する。補正信号演算部２
４にはＡ／Ｄ変換器２０からのＹＨ信号のレベルがデジ
タル化されたデータＹＨＤ、Ａ／Ｄ変換器２１からの
（Ｒ−ＹＬ）信号のレベルがデジタル化されたデータＲ
ＹＤ、Ａ／Ｄ変換器２２からの（Ｂ−ＹＬ）信号のレベ
ルがデジタル化されたデータＢＹＤ、が入力される。こ
れらのＡ／Ｄ変換器２０〜２３は高速で動作するため、
入力信号を細かにデジタル化できる。またマイクロコン
ピユータ３０には同期信号が入力されているため、補正
信号演算部２４はブランキング期間の不要信号や、高輝
度部の異常信号を取り除くことができ、被写体の（Ｒ−
Ｂ）信号成分を算出することができる。さらに、マイク
ロコンピユータ３０は内部に図４に示した様なデータテ
ーブルを有しており、このデータテーブルをもとに、
（Ｒ−Ｂ）信号成分と図１４におけるＶｒｅｆ１に相当
するデータを比較することによりホワイトバランス補正
データを算出し、補正信号制限部２５にＲｃｏｎｔ，Ｂ
ｃｏｎｔのデータを出力することができる。

【００２６】上記の補正信号演算部２４の動作につい
て、図２に示したフローチャートを参照してさらに詳細
に説明する。まず、ステツプＳ１００において、Ａ／Ｄ
変換器２０から出力されたＹＨＤ信号が、補正信号演算
部２４に取り込まれる。ステツプＳ１０２においては、
補正信号演算部２４内で、取り込まれたＹＨＤ信号のレ
ベルが高輝度基準値よりも小さいか否かが判断される。
もし、ＹＨＤ信号レベルが高輝度基準値以上と判断され
た場合には、そのままステツプＳ１１０に進む。

【００２７】また、ステツプＳ１０２でＹＨＤ信号レベ
ルが高輝度基準値よりも小さいと判断された場合には、
ステツプＳ１０４に進み、撮像装置全体の動作タイミン
グが、現在ブランキング期間外であるか否かが判断され
る。ステツプＳ１０４で、ブランキング期間内であった
場合には、ステツプＳ１１０に進み、ブランキング期間
外であった場合には、ステツプＳ１０６に進む。ステツ
プＳ１０６では、Ａ／Ｄ変換器２１，２２から補正信号
演算部２４内に、ＲＹＤ信号及びＢＹＤ信号が取り込ま
れる。ステツプＳ１０８では、補正信号演算部２４内
で、ステツプＳ１０６で取り込まれたＲＹＤ信号とＢＹ
Ｄ信号より、（Ｒ−Ｂ）信号が生成される。

【００２８】ステツプＳ１１０では、画面全体に渡って
（Ｒ−Ｂ）信号の生成が完了したか否かが判断される。
ステツプＳ１１０で、画面全体に渡って、（Ｒ−Ｂ）信
号の生成が完了していない場合には、ステツプＳ１００
に戻り、ステツプＳ１００からステツプＳ１１０を繰り
返す。ここで、ステツプＳ１０２でＹＨＤが高輝度基準
値以上であった場合、及びステツプＳ１０４でブランキ
ング期間内であった場合には、ステツプＳ１０６及びス
テツプＳ１０８を飛び越してステツプＳ１１０に進むの
で、ステツプＳ１１０では、当然画面全体の（Ｒ−Ｂ）
信号の生成は完了していない。従って、ステツプＳ１０
２からステツプＳ１１０に進んだ場合、及びステツプＳ
１０４からステツプＳ１１０に進んだ場合には、ステツ
プＳ１１０からステツプＳ１００に戻ることになる。

【００２９】ステツプＳ１００で、画面全体の（Ｒ−
Ｂ）信号の生成が完了している場合には、ステツプＳ１
１２に進み、（Ｒ−Ｂ）信号のレベルがＶｒｅｆ１と比
較される。そして、（Ｒ−Ｂ）信号レベルがＶｒｅｆ１
より大きい場合には、ホワイトバランスを補正するため
に、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔを下げる必要があることを
意味しているので、ステツプＳ１１８に進み、図４に示
したデータテーブルに従って、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔ
の電圧を下げた後、ステツプＳ１２０に進む。

【００３０】ステツプＳ１１２で、（Ｒ−Ｂ）信号のレ
ベルがＶｒｅｆ１以下の場合には、ステツプＳ１１４に
進み、今度は逆に、（Ｒ−Ｂ）信号のレベルがＶｒｅｆ
１よりも小さいかどうかが判断される。もし、ステツプ
Ｓ１１４で、（Ｒ−Ｂ）信号のレベルがＶｒｅｆ１より
も小さい場合には、ホワイトバランスを補正するため
に、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの電圧を上げる必要がある
ことを意味しているので、ステツプＳ１１６に進み、図
４に示したデータテーブルに従って、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃ
ｏｎｔの電圧を上げる。

【００３１】また、ステツプＳ１１４で、（Ｒ−Ｂ）信
号のレベルがＶｒｅｆ１以上である場合には、すなわち
（Ｒ−Ｂ）信号のレベルがＶｒｅｆ１に等しいことを意
味しているので、ステツプＳ１２０にそのまま進む。ス
テツプＳ１２０では、補正信号制限部２５にＲｃｏｎ
ｔ，Ｂｃｏｎｔの設定データを出力し、補正信号演算部
２４の動作を終了する。

【００３２】次に、補正信号制限部２５の動作について
説明する。補正信号制限部２５には、アイリス位置検出
器４０から図３に示すような、アイリス開放時には高
く、逆にアイリス閉じきり時には低い信号がＡ／Ｄ変換
器２３によりデジタル化された後入力される。この値に
より、補正信号演算部２４から入力されたＲｃｏｎｔ及
びＢｃｏｎｔのデータを制限する。一般的に、色温度が
高い場合の光源は屋外の昼間の太陽光の場合が多く輝度
も高い。また、色温度が低い場合の光源は屋内の白熱電
球の光や夕焼けの場合が多く輝度も低い。

【００３３】このことを利用して補正信号制限部２５は
図５に示したフローチャートに従って動作する。まず、
ステツプＳ２００において、Ａ／Ｄ変換器２３から出力
されるアイリス位置検出器の出力信号をデイジタル化し
た信号であるＶｉを、補正信号制限部２５内に取り込
み、ステツプＳ２０１に進む。ステツプＳ２０１では、
補正信号演算部２４から出力されるＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏ
ｎｔのデータを補正信号制限部２５内に取り込み、ステ
ツプＳ２０２に進む。

【００３４】ステツプＳ２０２では、Ｖｉが図３に示し
たＶｉ１よりも大きいか否かが判断される。もし、Ｖｉ
がＶｉ１よりも大きい場合には、アイリスが大きく開い
ていることを意味しており、従って、被写体の輝度が低
く色温度も低いと考えられるので、ステツプＳ２１０に
進み、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの電圧を図４に示したエ
リア１内に制限する。その後ステツプＳ２１２に進む。
また、ステツプＳ２０２でＶｉがＶｉ１以下の場合に
は、ステツプＳ２０４に進む。

【００３５】ステツプＳ２０４では、今度は、Ｖｉが図
３に示したＶｉ３よりも小さいか否かが判断される。も
し、ＶｉがＶｉ３以上の場合には、ステツプＳ２０８に
進み、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの電圧を図４に示したエ
リア２内に制限し、ステツプＳ２１２に進む。また、ス
テツプＳ２０４でＶｉがＶｉ３よりもさらに小さい場合
には、アイリスの開き量が非常に小さいことを意味して
おり、従って、被写体の輝度が高く色温度も高いと考え
られるので、ステツプＳ２０６に進み、Ｒｃｏｎｔ，Ｂ
ｃｏｎｔの電圧を図４に示したエリア３内に制限する。
その後ステツプＳ２１２に進む。ステツプＳ２１２で
は、Ｄ／Ａ変換器２６，２７に上記の様に制限されたＲ
ｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの電圧をそれぞれ出力し、補正信
号制限部２５の動作を終了する。

【００３６】上述した様な構成と動作により、例えば従
来の問題点である（１）のような場合には、補正信号演
算部２４からはＲｃｏｎｔ＝Ｖ５ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ５
ｂのデータが出力されるが、輝度が低くアイリス位置検
出器からＶｉ１以上の値が入力されると、補正信号制限
部２５で出力がエリア１内に制限されるため、実際には
Ｒｃｏｎｔ＝Ｖ２ｒ′，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ２ｂ′が補正信
号制限部２５から出力され、Ｄ／Ａ変換器２６，２７に
より、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔがアナログ値に変換され
利得制御部３，４に出力される。このことを図６（ａ）
に示したベクトル図を用いて説明する。

【００３７】色温度の低い２０００^o Ｋの白熱電球で図
１５（ａ）に示した被写体１を撮影すると前述のように
線分Ｂ₁ Ａ＝線分Ｗ₀ Ｗ₁ となる様に補正するＲｃｏｎ
ｔ＝Ｖ５ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ５ｂが補正信号制限部２５
から出力されるが、実際にはＲｃｏｎｔ＝Ｖ２ｒ′，Ｂ
ｃｏｎｔ＝Ｖ２ｂ′が補正信号制限部２５から出力され
るため、白色、青色の各点は、それぞれ点Ｗ₄ ，Ｂ₁ ま
でしか補正されないため、従来に比べて誤補正量を非常
に少なくすることができる。

【００３８】また従来の問題点である（２）のような場
合も同様に、補正信号演算部２４からはＲｃｏｎｔ＝Ｖ
６ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ６ｂのデータが出力されるが、輝
度が高くアイリス位置検出器からＶｉ３以下の値が入力
されると、補正信号制限部２５で出力エリア３内に制限
されるため、実際にはＲｃｏｎｔ＝Ｖ３ｒ，Ｂｃｏｎｔ
＝Ｖ３ｂ′が補正信号制限部２５から出力され、Ｄ／Ａ
変換器２６，２７により、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔがア
ナログ値に変換され利得制御部３，４に出力される。図
６（ｂ）に示したベクトル図を用いて説明すると、色温
度の高い例えば９０００^o Ｋの太陽光で図１５（ｂ）に
示した被写体２を撮影すると前述のように線分Ｙｅ₁ Ｂ
＝線分Ｗ₀ Ｗ₃ となる様に補正するＲｃｏｎｔ＝Ｖ６
ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ６ｂが補正信号制限部２５から出力
されるが、実際にはＲｃｏｎｔ＝Ｖ３ｒ′，Ｂｃｏｎｔ
＝Ｖ３ｂ′が補正信号制限部２５から出力されるため、
白色、黄色の各点は、それぞれ点Ｗ₅ ，Ｙｅ₂ までしか
補正されないため、従来に比べて誤補正量を非常に少な
くすることができる。

【００３９】また、例えばエリア３からエリア１に制限
範囲が変化した場合、出力が急激に変化するのを防ぐた
めに、補正信号制限部２５からの出力に時定数をもたせ
ると出力がゆつくり変化するので、ホワイトバランスが
急激に変化せず、自然な補正となる。この実施例ではエ
リアを３つに分けたが、さらに細かく分けても良いし、
２つのエリアに分けても改善の効果は十分に得られる。

【００４０】（第２の実施例）第２の実施例の構成は第
１の実施例の構成と同じであるため省略する。第１の実
施例と異なるのは補正信号制限部２５の動作である。第
２の実施例は、第１の実施例では、ごくまれではあるが
正しく補正されない、低輝度で高色温度の被写体（例え
ば屋外の木陰の被写体）や、高輝度で低色温度の被写体
（例えばハロゲンライトで照らされた被写体）に対し、
正しいホワイトバランス補正を得る目的でなされたもの
である。

【００４１】図７はマイクロコンピユータ３０の内部に
ある、Ａ／Ｄ変換器２３から出力されたアイリス位置検
出器の出力データと輝度係数Ｋとのデータテーブルであ
る。Ｋは輝度がＥＶ８以下の場合、つまりアイリス位置
検出器出力がＶｉ１以上の時は０で輝度が上がるにつれ
Ｋの値が大きくなりＥＶ１２以上ではＫ＝Ｋ５となるも
のである。

【００４２】図８はマイクロコンピユータ３０の内部に
ある補正信号制限部２５の動作を示すデータテーブルで
ある。図８の縦軸はＲｃｏｎｔである。横軸は図７によ
り求められた輝度係数とホワイトバランス補正信号Ｒｃ
ｏｎｔの合計値で、この値によりエリアＡ（Ｒｃｏｎｔ
はＶ２ｒ〜Ｖ２ｒ′の間で変化できる），エリアＢ（Ｒ
ｃｏｎｔはＶ２ｒ〜Ｖ３ｒの間で変化できる）のふたつ
のエリアにＲｃｏｎｔの制限範囲が分かれる。ここで制
限されたＲｃｏｎｔに対応するＢｃｏｎｔが図４のデー
タテーブルより算出され出力される。また、ホワイトバ
ランス補正動作開始時は、Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの初
期値は、それぞれＶ３ｒ，Ｖ３ｂからはじまる。この関
係において、図７，図８の二つのデータテーブルと補正
信号制御部２５の動作を３つの例で説明する。

【００４３】（例１）今、低輝度，低色温度（例えばＥ
Ｖ８未満，２０００^o Ｋ）の照明で照らされた画面全体
が白色の被写体を撮影しホワイトバランスを動作させた
場合、Ｒｃｏｎｔは、最初は図８中の点Ｐ０（Ｒｃｏｎ
ｔ＋Ｋ＝Ｖ３ｒ，∵Ｋ＝０）である。その後、ホワイト
バランス補正動作が安定したときの補正信号の値はＲｃ
ｏｎｔ＝Ｖ２ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ２ｂである。このとき
の図８中の位置は点Ｐ１（Ｒｃｏｎｔ＋Ｋ＝Ｖ２ｒ，∵
Ｋ＝０）となる。

【００４４】ここで、被写体中に青色が入り図１５
（ａ）に示した被写体１のようになつた場合、ホワイト
バランス補正信号は、前述のようにＲｃｏｎｔ＝Ｖ５
ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ５ｂまで増えようとするがエリアＡ
のＲｃｏｎｔの最大値はＶ２ｒ′なのでＲｃｏｎｔ＝Ｖ
２ｒ′，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ２ｂ′となり第１の実施例と同
様に誤補正の少ないホワイトバランス補正が行なえる。
このときの図８中の位置はＰ２（Ｒｃｏｎｔ＋Ｋ＝Ｖ２
ｒ′，∵Ｋ＝０）となる。

【００４５】（例２）つぎに低輝度で高色温度の白色の
被写体（例えばＥＶ８未満，９０００^o Ｋ）を撮影しホ
ワイトバランスを動作させた場合、Ｒｃｏｎｔは、最初
は図８中の点Ｐ０である。その後、ホワイトバランス補
正動作が安定したときの補正信号の値はＲｃｏｎｔ＝Ｖ
４ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ４ｂとなり正しいホワイトバラン
ス補正が得られる。このときの図８中の位置は点Ｐ３
（Ｒｃｏｎｔ＋Ｋ＝Ｖ４ｒ，∵Ｋ＝０）である。

【００４６】（例３）つぎに高輝度で低色温度の白色の
被写体（例えばＥＶ１２以上，２０００^o Ｋ）を撮影し
ホワイトバランスを動作させた場合、Ｒｃｏｎｔは、最
初は図８中の点Ｐ０である。その後、ホワイトバランス
補正動作が安定したときの補正信号の値はＲｃｏｎｔ＝
Ｖ２ｒ，Ｂｃｏｎｔ＝Ｖ２ｂとなり正しいホワイトバラ
ンス補正が得られる。このときの図８中の位置は点Ｐ４
（Ｒｃｏｎｔ＝Ｖ２ｒ，Ｋ＝Ｋ５）となる。このように
ホワイトバランス動作開始時は、制御範囲の広いエリア
Ｂから始まり、その後の被写体条件により例１のように
制御範囲を狭くしてエリアＡにすることにより補正誤差
を軽減できる。

【００４７】この実施例では一度エリアＡになると、エ
リアＢなるためには輝度係数ＫがＫ４以上となるかまた
は、ＲｃｏｎｔがＶ２ｒ′で輝度係数ＫがＫ１以上とな
らねばならない。つまりホワイトバランス制御値と輝度
係数の合計値がある一定値を越えなければエリアＢに入
らない。この実施例ではエリアを２つに分けたが、さら
に細かく分けても良いし、アイリス位置検出器４０の代
わりに外部の明るさがわかる輝度センサを用いても良い
ことは言うまでもない。

【００４８】（第３の実施例）図９は第３の実施例を示
すブロツク図である。この実施例ではアイリス位置検出
器４０の代わりに輝度センサ１５を用いている。１２
ｒ，１２ｂはそれぞれ輝度センサ１５の出力に応じて、
Ｒｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの出力を制限するリミツト回路
である。この場合も第１の実施例と同じように例えば、
外の輝度がＥＶ８以下であることが検出された場合、制
限範囲を図４のエリア１とし、外の輝度がＥＶ１１以上
であることが検出された場合、制限範囲を図４のエリア
３とし、そのいずれでもない場合は、制限範囲を図４の
エリア２とすれば、第１の実施例と同様なホワイトバラ
ンス補正効果を得ることができる。なお、本発明は、そ
の主旨を逸脱しない範囲で、上記実施例を修正または変
形したものに適用可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の撮像装置に
よれば、被写体の輝度レベルに対応して、各色の利得の
制御範囲を制限することにより、被写体中に単一色が多
く含まれている場合でも、ホワイトバランスの補正過多
や、補正不足といった誤補正を少なくすることができ、
視覚的に見て良好なホワイトバランスの補正が可能とな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の撮像装置の構成を示す
ブロツク図である。

【図２】図１における補正信号演算部の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図３】図１におけるアイリス位置検出器の出力と明る
さの関係を示す図である。

【図４】マイクロコンピユータ内部にある色温度とＲｃ
ｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの関係を示すデータテーブルであ
る。

【図５】図１における補正信号制限部の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図６】第１の実施例におけるホワイトバランスの補正
動作を示すベクトル図である。

【図７】第２の実施例におけるアイリス位置検出器の出
力と輝度係数Ｋの関係を示す図である。

【図８】第２の実施例の制限範囲を示す図である。

【図９】第３の実施例の構成を示すブロツク図である。

【図１０】従来例の色温度とＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの
関係を示す図である。

【図１１】従来例の動作を示すベクトル図である。

【図１２】従来例の色温度とＲｃｏｎｔ，Ｂｃｏｎｔの
関係を示す図である。

【図１３】従来例の動作を示すベクトル図である。

【図１４】従来例の構成を示すブロツク図である。

【図１５】被写体の例を示す図である。

【符号の説明】

１撮像素子２輝度信号色度信号生成回路３利得制御回路４利得制御回路５色差信号生成回路６エンコーダ２０〜２３Ａ／Ｄ変換器２４補正信号演算部２５補正信号制限部２６Ｄ／Ａ変換器２７Ｄ／Ａ変換器３０マイクロコンピュータ４０アイリス位置検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各色信号の利得を制御することによりホ
ワイトバランスを補正する撮像装置において、被写体の輝度レベルをもとに、前記各色信号の利得の制
御範囲を変化させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記輝度レベルは、アイリス位置検出手
段の出力信号をもとに判断されることを特徴とする請求
項１に記載の撮像装置。
【請求項３】前記輝度レベルは、輝度センサの出力信
号をもとに判断されることを特徴とする請求項１に記載
の撮像装置。
【請求項４】前記ホワイトバランスの補正動作開始直
後は、前記各色信号の利得の制御範囲を広く設定し、そ
の後被写体の条件により制御可能な色温度範囲を変化さ
せることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】撮像素子からの各色の信号ラインに各々
挿入され、各色信号の利得を制御する各色の利得制御手
段と、該各色の利得制御手段の制御可能な利得の範囲を
制限する利得範囲制限手段と、該利得範囲制限手段を制
御するための制御信号を出力する制御信号供給手段とを
具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】前記制御信号供給手段は、アイリス位置
検出器であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装
置。
【請求項７】前記制御信号供給手段は、外部の輝度を
検出する輝度センサであることを特徴とする請求項５に
記載の撮像装置。