JPH0759087B2

JPH0759087B2 - スチルビデオカメラ

Info

Publication number: JPH0759087B2
Application number: JP63185073A
Authority: JP
Inventors: 浩平池谷; 晴美青木
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0234095A

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位置を用いること
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63-30612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インス値を昼光色に
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
て撮像を行なったときに、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」請求項１に記載の本発明は、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、適正な色バランスとなるように、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、連続的または
段階的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、撮
像光学系10を有し、この撮像光学系10は、撮像レンズ1
1、絞り12、ビームスプリッタ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CCD素子などの撮像手段とし
ての撮像素子21が配設されている。

撮像レンズ11は撮像素子21の撮像セルアレイ22に被写体
の像を結像する。絞り12は、撮像セルアレイ22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、撮像レンズ11からの入射光の一
部を反射する。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カラー撮像デバ
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。撮像素子21は、シャッター14の開放により、撮
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。撮像セ
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42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21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
処理回路52とを有している。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。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光
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63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
の比が求められる。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10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）、（Ｂ）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B_Vを測定し（ス
テップ１）、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C_m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（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C_mに設定する（ステップ４、12）。閃光モ
ードであれば、ステップ１で測定された被写体輝度B
_V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B_VD以上であるか否か、この係数
Ｋを１に設定する最小値B_VB以下であるか否かの判断が
され（ステップ５、６）、B_VがB_VDよりも小さければ係
数Ｋを０に設定し（ステップ７）、B_VがB_VB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B_VがB_VDとB
_VBとの間にあると判断された場合には係数Ｋの値をＫ＝
ａ・ｆ（B_V）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B_Vの値
によって変化することになる（ステップ９）。次にＫの
値が定まると、設定すべきホワイトバランス値C_Fを、C_F
＝C_FO＋Ｋ（C_m−C_FO）の計算によって求め、Ｃ＝C_Fとし
てＣの設定を行なう。ここでC_FOは閃光装置の色温度に
対するホワイトバランス値、C_m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、1
2）。

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十分明
るいときには、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補正する。そして被写体輝
度がストロボの発光光量に対して一定の範囲内にあると
きには、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、両色温度の差を被写体の色温度に加える
ことによって両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
してある。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B_V、被写値の色温度に対応するホワイ
トバランス値C_mを測定し（ステップ20、21）、測距部35
によって被写体距離ｌ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ｌが閃光の到達
距離l_Fよりも大きく、B_VがB_VD以上であれば、Ｋ＝１と
し、一方、B_VがB_VDよりも小さければ、Ｋ＝０に設定す
る（ステップ23、25、26、29、30）。また、被写体距離
ｌが閃光の到達距離l_F以下であり、B_VがB_VD距離小さけ
ればＫ＝０に、B_V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ｌがl_F以上
であり、B_VがB_VDとB_VBの間にあると判断された場合に
は、係数Ｋの値をＫ＝ａ・ｆ（B_V、ｌ）の計算によって
求める。つまりB_Vとｌとの関数としてＫの値を求めるこ
とになる（ステップ31）。次にＫの値が定まると、設定
すべきホワイトバランス値C_Fを、C_F＝C_FO＋Ｋ（C_m−
C_FO）の計算によって求め、Ｃ＝C_F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図のフローチャートと同様にＫの値を設定する。
また、上記した場合であって、かつB_VがB_VDとB_VBとの間
にあるときにはＫの値は被写体輝度の被写体距離との関
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B_Vとｌ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
での撮像を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Ｋ＝１としたが、
Ｋの値は、０＜Ｋ＜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」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。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図に第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
度に対する出力特性を示す図、第６図は各色温度の分光
特性を示す図、第７図（Ａ）、（Ｂ）は色温度の相違に
よるＲセンサと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Ｋの値
と被写体輝度B_Vあるいはｆ（B_V,l）との関係を示す図で
ある。 21…撮像素子（撮像手段） 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）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、適正な色バ
ランスとなるように、連続的または段階的に調整する色
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。
【請求項２】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。
【請求項３】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２に記
載のスチルビデオカメラ。
【請求項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、前記測色手段に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２に
記載のスチルビデオカメラ。