JPH0657067B2 - カラ−テレビジヨンカメラの色温度補償装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、カラーテレビジヨンカメラの色温度補償装置
に関するもので、撮影画面もしくは撮影画面周辺光の色
温度を検出し、適正な色温度補償を行うカラーテレビジ
ヨンカメラの色温度補償装置に関する。

従来技術（第１図〜第６図） 第１図は従来のカラーテレビジヨンカメラの色温度補償
回路のブロツク図、第２図は色フイルタの構成図、第３
図は従来の他のカラーテレビジヨンカメラの色温度補償
回路のブロツク図、第４図は色温度による分光特性図、
第５図は色温度による赤、青信号の分光特性図、第６図
は色温度による赤、青信号の利得補正量を示す図であ
る。

被写体を照明している光の色温度が変わるとカラーテレ
ビジヨンカメラの色温度が変わり、白い被写体を撮影し
ても白として撮影しなくなるので、カラーテレビジヨン
カメラの色温度を高く又は低く調整し、色温度補償を行
ってホワイトバランスをとる必要がある。

この種の色温度補償回路の従来の一般的な構成を第１図
に示す。同図において、撮像管２の前面にストライプ状
の色フイルタ１を配置する。この色フイルタ１は、第２
図に示すように、Ｃｙ−ＷフイルタＩとY_E−Ｗフイルタ
IIとを交差させ、Ｃｙ−ＷフイルタＩは水平走査毎に同
位相で、Y_E−ＷフイルタIIは水平走査毎に位相が反転す
るように配置されている。撮像管２の出力は前置増幅器
３で増幅され、輝度信号Y_H、Y_Lを分離する低域濾波器４
と５、色変調信号を分離する帯域濾波器６に加えられ
る。Ｃｙ−ＷフイルタＩにより変調された一水平走査毎
の赤信号ＲとY_E−ＷフイルタIIにより一水平走査毎に反
転する青信号とを、一水平期間遅延線７により遅延させ
る。帯域濾波器６からの出力信号と一水平期間遅延線７
の出力信号とを夫々加算器８と減算器９に加え、加算器
８と減算器９からそれぞれ赤信号Ｒと青信号Ｂとを出力
させる。これらの出力信号を検波器１０と１１で検波
し、低域の赤信号Ｒと青信号Ｂを出力する。次に、赤信
号Ｒと青信号Ｂを色信号用低域信号に基づいて得た色温
度情報に従い利得合せするため、可変利得増幅器１２と
１３により利得調整し、減算器１４と１５から色差信号
Ｒ−Y_L，Ｂ−Y_Lを得て、輝度信号Y_Hと共にエンコーダ１
６に加え標準テレビジヨン信号を得る。

このカラーテレビジヨンカメラにおける自動色温度補償
回路はブロツク１７〜２２により構成される。カラーテ
レビジヨンカメラを被写体に向けて撮影する前に白い被
写体を撮影し、この時に出力される色差信号Ｒ−Y_L，Ｂ
−Y_Lが零となるように調整する。即ち、比較回路１７と
１８で色差信号Ｒ−Y_LとＢ−Y_Lが零となるように設定さ
れた基準信号と、出力された色差信号Ｒ−Y_L，Ｂ−Y_Lの
比較をするのである。白い被写体を撮影しているときに
スイツチ１９と２０を閉じ、このとき得られた信号をホ
ールド回路２１と２２で保持する。この保持された信号
を可変利得増幅器１２と１３の外部電圧制御端子に加え
て利得を制御する。スイツチ１９と２０を閉じたとき
に、可変利得増幅器１２と１３、減算器１４と１５、比
較回路１７と１８、スイツチ１９と２０、ホールド回路
２１と２２で閉ループが形成されることとなり、色差信
号Ｒ−Y_L，Ｂ−Y_Lが零となるように作用する。色差信号
が零となったときにスイツチ１９と２０を開き、ホール
ド回路２１と２２により電圧を保持し、色温度が変わら
ないようにする。

このカラーテレビジヨンカメラにおいては、被写体を照
明する色温度が変わる毎に色温度情報を再設定（再検
出）する必要があり、連続して使用できない欠点があっ
た。

前記した欠点を取除き、常に色温度を自動調整する色温
度補償装置を備えたカラーテレビジヨンカメラは、従来
から知られている。その概略を第３図に基づいて説明す
る。同図に示される参照数字１〜１６の付されたブロツ
クは第１図に示されたブロツクと同じであるから、その
説明は省略する。

３１と３２は光源の発する異なる色を検出する色検出
器、３３は色検出器より検出された２つの異なる色信号
の比率から色温度情報を得る色温度検出器である。３４
と３５は色温度検出器３３から出力された信号を用いて
赤信号及び青信号の可変利得増幅器１２と１３の利得制
御電圧を発生する色温度補償器である。

第４図に示される色温度による分光特性図に見られるよ
うに、各波長において照明の色温度は変化する。従っ
て、検波器１０と１１に加えられる赤信号と青信号の値
は色温度によって変化する。その理由は、第５図に示さ
れるように、赤信号及び青信号の分光特性が変わるから
である。色温度検出器３３は、色温度が変化すると分光
特性が変化するという性質を利用して、２色の値の比率
で示される色温度を検出する。従って、可変利得増幅器
１２と１３の出力比率は、第５図に示されるように３，
２００゜Kから６，０００゜Kに変化すると、赤信号で約２
分の１、青信号で約２倍となる。ここで、４，５００゜K
のときの可変利得増幅器１２と１３の利得は、色差信号
を零にするために、赤信号の可変利得増幅器１２は約
０．７５倍、青信号の可変利得増幅器１３は１．５倍で
なければならない。次に６，０００゜Kのときに色差信号
を零にするには、赤信号の可変利得増幅器１２を１．５
倍、青信号の可変利得増幅器１３を０．７５倍としなけ
ればならない。従って、第６図に示すように、色温度に
対し赤信号と青信号の可変利得増幅器１２と１３の利得
を変えなければならない。この利得を変えるための制御
電圧を、色温度補償器３４と３５が発生する。この色温
度補償器３４と３５は、赤信号の可変利得増幅器１２と
青信号の可変利得増幅器１３に利得を変える制御電圧を
加えて色温度の補償を行う。

この従来の色温度補償装置を備えたカラーテレビジヨン
カメラにおいては適正な色温度補償を行うためには、被
写体を照明している光と同じ色温度を持つ光が色検出器
に入射されていることが前提であり、この前提に反する
条件の下では適正な色温度補償をすることは困難にな
る。

例えば、夕陽の光をあびている人物を被写体とする場合
は、撮影者は夕陽に背を向けて撮影するのであるが、色
検出器に入射する光がまだ殆んど色褪せていない青空か
らの光であるときに、青空の持つ色温度を色検出器が検
出するため、色温度検出器の出力Ｂ／Ｒ（ここで、Ｂは
青信号、Ｒは赤信号である）は大となり、青信号の可変
利得増幅器の利得を下げ、赤信号の可変利得増幅器の利
得を上げるように作用する。従って、青映像信号は弱と
なり、赤映像信号を強とする色温度補償をするため、被
写体である人物は異常に赤味を帯びてデイスプレイ装置
等に表示される。また、室内から屋外を撮影する場合
に、カラーテレビジヨンカメラの色検出器には被写体で
ある屋外からの光ではなく、室内の光が入射される可能
性が大である。従って、色温度検出器からは室内の光の
色温度が出力され、被写体である屋外に対して色温度の
補償をせず、室内の光に対する色温度の補償をするか
ら、被写体が不自然な色を帯びた状態でデイスプレイ装
置等に表示されてしまう欠点がある。

その理由は、色検出器をカメラのレンズ系以外の筐体に
配置する従来の外部センサ方式によるから、光の検出領
域が広角度となってしまい、被写体の反射光と同じ色温
度を持つ光が色検出器に入射されず、適正な色温度補償
を行うことができなくなってしまうからである。

発明の目的 本発明は、従来のカラーテレビジヨンカメラの色温度補
償装置の持つ欠点を解消するもので、撮影画面もしくは
撮影画面周辺からの入射光の色温度を検出し、適正な色
温度補償をすることのできるカラーテレビジヨンカメラ
の色温度補償装置を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明のカラーテレビジヨンカメラの色温度補償装置
は、少なくとも複数枚のレンズの組み合わせよりなる撮
影レンズと、該撮影レンズを介した被写体光をカラー画
像信号に変換する撮像手段と、前記カラー画像信号中の
少なくとも２つ以上の色信号の利得を色信号別制御信号
で制御する利得制御手段と、前記複数枚のレンズ間に配
され、前記撮像手段による撮影画面もしくは撮影画面周
辺からの入射光の色温度を検出する色温度検出手段と、
前記色信号の色温度補償を行うために、前記色温度検出
手段の出力を用いて前記色温度別制御信号を発生し、前
記利得制御手段に供給する色温度補償手段と、を備える
ことを特徴とする。

本発明のカラーテレビジヨンカメラの色温度補償装置
は、３管（板）式、２管（板）式及び単管（板）式カラ
ーテレビジヨンカメラに適用することが可能であり、前
記した特許請求の範囲の記載内においてその実施態様を
適宜変更できるものである。

実施例の説明 以下本発明のカラーテレビジヨンカメラの色温度補償装
置の実施例について、第７図（ａ）〜（ｅ）と第８図
（ａ）〜（ｈ）を参照しながら説明する。

第７図（ａ）において、１は被写体である花、２は撮像
管の結像面、３６は最も被写体側に配置された撮影レン
ズ、３１と３２は色検出器である。この色検出器３１と
３２は青と赤の波長の光を検出するものであるが、それ
以外の波長を持つ光を検出するものであってもよい。第
７図（ｂ）は、被写体５１、レンズ３６と被写体５１の
近傍とその背景を含めた斜視図で、これを撮像管側か見
たものが第７図（ｃ）に示すものであり、３７は撮像管
の映像枠（撮影画面）である。

色検出器３１と３２は、撮影レンズ３６の後方で不図示
の他のレンズの前方（被写体側）に配されており、且、
それらの下方の周辺上に配置されている。このような配
置であるため、従来のようなカメラのレンズ系以外の筐
体等に色検出器を配置する外部センサ方式とは異なり、
レンズ３６を通って入射される光は被写体自体からの反
射光であるから、色検出器３１と３２は被写体の反射光
自体の色温度を検出できるばかりではなく、更にレンズ
３６後方周辺に色検出器３１と３２を配置しているた
め、光の検出領域が拡大し、被写体周辺光の持つ色温度
をも検出できるのである。光検出領域は、第７図（ａ）
の斜線で示す部分３８と第７図（ｃ）で示す部分３８で
ある。

このような色検出器３１及び３２を用いて色温度補償を
行う場合には、例えば第７図（ｄ）に示すように構成で
きる。即ち、色検出器３１と３２で検出された被写体の
反射光及びその周辺光は電気信号に変換され、色温度検
出器３３に加えられて色温度信号を出力する。この色温
度出力信号を色温度補償器３４と３５に加え、赤信号の
可変利得増幅器１２と青信号の可変利得増幅器１３に加
えて利得調整し、適正な色温度補償をする。

第７図（ｅ）に、上述の如き色検出器をズームレンズ系
に適用した例を示す。

第７図（ｅ）において、３９はフオーカシングレンズ、
４０はバリエータレンズ、４１はコンペンセータレン
ズ、４２はフオーカルレンズ、４３はリレーレンズであ
り、これらのレンズでズームレンズ系を構成している。
フオーカシングレンズ３９は焦点距離を合せる合焦調整
機能を、バリエータレンズ４０は焦点距離を変える機能
を、コンペンセータレンズ４１は倍率変更に伴って生じ
た像点移動を補正する機能を、フオーカルレンズ４２は
リレーレンズ４３に対する絞り込みの機能を、リレーレ
ンズ４３はレンズ系を介して入ってくる最終像を撮像管
２の結像面に所定の大きさと明るさで結像させる機能を
もっている。２は撮像管である。また、３１と３２は色
検出器で、フオーカシングレンズ３９とバリエータレン
ズ４０との間であって、かつフオーカシングレンズ３６
の後方周辺上に配置されている。

このような配置において、合焦調整機能を持つフオーカ
シングレンズ３９はピント合せをするときには僅かしか
移動しないものであるから、ズーミングを行って結像面
から見た画角か変わったとしても、フオーカシングレン
ズ３９を通してみた色検出器３１と３２の光検出領域は
変化ない。従って、ズームレンズ系においても、フオー
カシングレンズ３９の後方でかつその周辺に色検出器３
１と３２を配置することにより、フオーカシングレンズ
３６を通した被写体からの反射光及びその周辺光を検出
することができる。色検出器３１と３２により検出した
信号を用いて色温度補償をする回路装置については、第
７図（ｄ）に示されたものと全く同じものを使用すれば
よいから、その説明は省略する。

次に、本発明の他の実施例を第８図（ａ）〜（ｈ）を参
照しながら以下に説明する。

第８図（ａ）と第８図（ｂ）において、５１は被写体で
ある花、５２は撮像管の結像面、３６は最も被写体側に
配された撮影レンズ、３１ａと３２ａ、３１ｂと３２
ｂ、３１ｃと３２ｃ、３１ｄと３２ｄは４対の色検出器
であり、撮影レンズ３６の後方でかる９０°づつ角度を
異ならせて撮影レンズ３６の上下左右の周辺に配置す
る。第８図（ｃ）において、３７は撮像管の結像面５２
の映像枠（撮影画面）を示し、撮影レンズ３６を通して
の色検出器３１ａと３２ａ、３１ｂと３２ｂ、３１ｃと
３２ｃ、３１ｄと３２ｄの光検出領域は下方領域Ｄ（４
４ａ）、上方領域Ｕ（４４ｂ）、左方領域Ｌ（４４ｃ）
と右方領域Ｒ（４４ｄ）で示される。これらの４つの光
検出領域により、被写体とその周辺全部はカバーされる
ことになる。従って、被写体とその周辺全部をカバーす
る光検出領域における被写体及びその周辺光が前記した
４対の色検出器により検出され、その出力信号は後述す
る第８図（ｅ）に示される評価演算回路４５に入力され
る。

第８図（ｄ）において、例えばズームレンズ系に４対の
色検出器を配置した実施例について説明する。フオーカ
シングレンズ３９、バエリータレンズ４０、コンペンセ
ータレンズ４１、フオーカルレンズ４２、リレーレンズ
４３の機能は、第７図（ｅ）において説明してあるの
で、その説明は省略する。フオーカシングレンズ３９の
後方でかつ９０°づつ角度を異ならせて上下左右にフオ
ーカシングレンズ３９の周辺に、４対の色検出器３１ａ
と３２ａ、３１ｂと３２ｂ、３１ｃと３２ｃ、３１ｄと
３２ｄが配置される。

次に、これら４対の色検出器を用いて色温度補償を行う
際の評価判定の一例について第８図（ｅ）〜（ｈ）を用
いて説明する。

第８図（ｅ）において、４対の色検出器３１ａと３２
ａ、３１ｂと３２ｂ、３１ｃと３２ｃ、３１ｄと３２ｄ
の出力信号は評価判定回路４５のスイツチング回路４６
に入力され、ＡＤ変換器４７によりデジタル信号に変換
されて演算回路４８に入力され、後述する評価判定を行
う。その後にその評価判定信号はＤＡ変換器４９により
アナログ量に変換され、色温度補償器３４と３５に出力
される。この出力信号は、第７図（ｄ）における赤信号
の可変利得増幅器１２と青信号の可変信号利得増幅器１
３に加えられて、適正な色温度補償を行う。

第８図（ｆ）から第８図（ｈ）において、下方領域Ｄ、
上方領域Ｕ、左方領域Ｌと右方領域Ｒにおける色温度値
Ｄｃ，Ｕｃ，Ｌｃ，Ｒｃを４対の色検出器により検出
し、色温度補償信号を得る評価判定のフロー図を説明す
る。

この評価判定フロー図においては、図示のように電源が
入っていれば、４対の色検出器からの色温度値Ｄｃ，Ｕ
ｃ，Ｌｃ，Ｒｃを入力し、これらの色温度値のうち２者
同志の比較を順次行い、その比較結果（全部で１２通り
の比較結果が得られる）の出力信号Ｘを色温度補償器に
加えるのである。

この出力信号Ｘを求める評価判定の原理は、４対の色検
出器からの色温度値を多数決の原理に従って取捨選択す
るものであり、また４対の色検出器の出力する色温度値
がすべて異なっている場合には、出力信号Ｘとしては、
経験上上方領域Ｕの光が無彩色となっている可能性が大
であるから、色温度補償器に加える信号は上方領域Ｕの
色温度値Ｕｃとするものである。

再び第８図（ｆ）から第８図（ｈ）を参照すると、４対
の色検出器から出力される色温度値Ｕｃ，Ｄｃ，Ｌｃ，
Ｒｃを入力し、まずＵｃとＤｃがほぼ等しいか否かの比
較をし、ＹＥＳであるなら、次にＵｃとＬｃがほぼ等し
いか否かの比較をし、ＹＥＳであるならＵｃとＲｃがほ
ぼ等しいか否かの比較をし、ＹＥＳであるならば（即
ち、ＵｃＤｃＬｃＲｃ）、出力信号ＸはＸ＝（Ｕ
ｃ＋Ｄｃ＋Ｌｃ＋Ｒｃ）／４とする。ＵｃとＬｃの比較
結果がＮＯであるなら、次にＵｃとＲｃがほぼ等しいか
否かの比較をし、ＹＥＳであるなら（即ち、ＵｃＤ
ｃ，Ｕｃ Ｌｃ，ＵｃＲｃ）出力信号ＸはＸ＝（Ｕｃ＋Ｄｃ＋Ｒ
ｃ））／３とするが、ＵｃとＲｃの比較結果がＮＯであ
るならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｕｃ＋Ｄｃ）／２とする。また、Ｕ
ｃとＲｃの比較結果がＮＯであるならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｕｃ＋Ｄｃ＋Ｌｃ）／３とする。

ＵｃとＤｃがほぼ等しいか否かの比較をしてＮＯとなっ
た場合には ＵｃとＬｃがほぼ等しいか否かの比較をし、ＹＥＳであ
るならば次にＵｃとＲｃがほぼ等しいか否かの比較をし
ＹＥＳであるならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｕｃ＋Ｌｃ＋Ｒｃ）／３とする。Ｕ
ｃとＬｃの比較結果がＮＯであるならば 次にＵｃとＲｃがほぼ等しいか否かの比較をし、ＹＥＳ
であるならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｕｃ＋Ｒｃ）／２とする。ＵｃとＲ
ｃの比較結果がＮＯであるならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｕｃ＋Ｌｃ）／２とする。

次に、ＤｃとＬｃがほぼ等しいか否かの比較をしＹＥＳ
であるならば 次にＤｃとＲｃがほぼ等しいか否かの比較をし、ＹＥＳ
であるならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｄｃ＋Ｌｃ＋Ｒｃ）／３とする。Ｄ
ｃとＬｃがほぼ等しいか否かの比較をしＮＯであるなら
ば 次にＤｃとＲｃがほぼ等しいか否かの比較をしＹＥＳで
あるならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｄｃ＋Ｒｃ）／２とする。ＤｃとＲ
ｃの比較結果がＮＯであるならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｄｃ＋Ｌｃ）／２とする。

ＬｃとＲｃがほぼ等しいか否かの比較をしＹＥＳである
ならば 出力信号ＸはＸ＝（Ｌｃ＋Ｒｃ）／２とする。そしてＬ
ｃとＲｃの比較結果がＮＯである場合には 出力信号ＸはＸ＝Ｕｃとする。

本発明のこの実施例において、４対の色検出器を複数枚
の撮影レンズの間に配置することにより光の検出領域が
一層拡大し、しかも被写体固有の色に影響されないた
め、撮影画面もしくは撮影画面周辺からの入射光の色温
度を、彩度の高い被写体が存在してもその影響を受けず
に検出でき、従って適正な色温度補償をすることができ
る。

なお、本発明によると、色検出器を複数枚の撮影レンズ
の間に配置することにより撮影画面もしくは撮影画面周
辺からの入射光の色温度を検出することができるが、本
発明の実施例において述べたように撮影レンズ中の周辺
部に複数の色検出器を配置することにより、より適正な
色温度の検出をすることができる。

発明の効果 以上説明したように本発明によると、カラーテレビジヨ
ンカメラの撮影レンズを構成する複数枚のレンズ間に色
温度検出手段を配置したから、この色温度検出手段によ
り色温度補償に用いるに適切な撮影画面もしくは撮影画
面周辺からの入射光の色温度を比較的広い範囲に亙って
検出することができる。しかも、結像面とは離れた位置
に色温度検出手段が配されているから、被写体固有の色
の影響を受けにくく、適正な色温度補償を行うことがで
き、デイスプレイ装置等に被写体を不自然な色を帯びた
状態で表示させることのない効果を奏することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカラーテレビジヨンカメラの色温度補正
器のブロツク図、第２図は色フイルタの構成図、第３図
は従来の別のカラーテレビジヨンカメラの色温度補償回
路のブロツク図、第４図は色温度による分光特性図、第
５図は色温度信号による赤、青信号の分光特性図、第６
図は色温度による赤、青信号の利得補正量を示す図、第
７図（ａ）から第７図（ｅ）は本発明の一実施例を説明
するもので、第７図（ａ）は被写体とカラーテレビジヨ
ンカメラの要部との側断面図を、第７図（ｂ）は第７図
（ａ）に示されるものの斜視図、第７図（ｃ）は被写体
とその周辺部を撮像管側から見た図、第７図（ｄ）は色
温度補償回路のブロツク図、第７図（ｅ）はズームレン
ズ系に色検出器を配置したものの断面図を示し、第８図
（ａ）から第８図（ｆ）は本発明の他の実施例を説明す
る図で、第８図（ａ）は被写体とカラーテレビジヨンカ
メラの要部との側断面図を、第８図（ｂ）は第８図
（ａ）に示されるものの斜視図を、第８図（ｃ）は被写
体とその周辺部を撮像管側から見た図を、第８図（ｄ）
はズームレンズ系に４対の色検出器を配置したものの断
面図を、第８図（ｅ）は評価判定回路を含む色温度信号
検出回路のブロツク図を、第８図（ｆ）から第８図
（ｈ）は色温度補償信号を得るための評価判定フロー図
を示す。 第７図（ａ）から第７図（ｅ）において、５１は被写
体、５２は撮像管の結像面、３６は撮影レンズ、３１と
３２は色検出器、３３は色温度検出器、３４と３５は色
温度補償器、１２と１３は赤信号と青信号の可変利得増
幅器、３９はフオーカシングレンズ、４０はバリエータ
レンズ、４１はコンペンセータレンズ、４２はフオーカ
ルレンズ、４３はリレーレンズを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも複数枚のレンズの組み合わせよ
   りなる撮影レンズと、 該撮影レンズを介した被写体光をカラー画像信号に変換
   する撮像手段と、 前記カラー画像信号中の少なくとも２つ以上の色信号の
   利得を色信号別制御信号で制御する利得制御手段と、 前記複数枚のレンズ間に配され、前記撮像手段による撮
   影画面もしくは撮影画面周辺からの入射光の色温度を検
   出する色温度検出手段と、 前記色信号の色温度補償を行うために、前記色温度検出
   手段の出力を用いて前記色温度別制御信号を発生し、前
   記利得制御手段に供給する色温度補償手段と、 を備えるカラーテレビジヨンカメラの色温度補償装置。