JPS60192485A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、撮１象デバイスを利用した撮像装置の、特に
ホワイトバランス方式に関する。

〔従来技術〕

従来、この神撮像装置におけるホワイトバランス調整方
式としては２方式がある。第１−Ａ図および第２−Ｂ図
にそれぞれの概、要回路構成ブロック図を示す。

第１−Ａ図の方式は、撮像素子により被写体の光情報を
電気信号に変換させ、このときの白い被写体像からの３
原色信号・赤、緑、宵の信号出力レベルが同じになるよ
うに、ゲイン制御器２０゜３０の利得をフィードバック
制御させることによって行う方法である。図中、１０は
撮像系、４０はプロセス回路、５０はエンコーダ、６０
はホワイトバランス回路、また５はクロック系を示す。

もう一つの％　ｌ　−Ｂ図の方式は、撮像素子とは独立
し、撮像素子と同様な分光特性を有するか、あるいは、
外部光源色温度を検出する測色センサ７０を備え、その
色温度検出器８０の出力信号から、撮像素子の出力３原
色信号等のレベルを制御するゲイン制御器２０．３０を
制御する制御電圧を発生させて、ホワイトバランス調整
を行う方式である。図中、９０は上記の制御電圧発生系
で、他の第１−Ａ図と同一（相当）構成は同一符号で示
す。なお、Ｒ，Ｂ、Ｇはそれぞれ撮像系１０からの赤、
宵、線出力信号、Ｙはプロセス回路４０からの出力輝度
信号である。

上記の２方式にはそれぞれ長所と短ＰＪｆとを有してい
る。すなわち。

第１の方式（第１−Ｎ図）においては、白い被写体を撮
像するか、あるいは、白に相当する部分があれば、正し
いホワイトバランス調整を行うことができるが、操作性
が極めて悪いという欠点がある。すなわち、確実に最適
なホワイトバランス調整を行うためには、か彦らず白い
被写体を撮像する必要があるので、ロスタイムが発生す
るが。

あるいは、この操作は撮影者にとっては極めてわずられ
しいもので、この方式の最大の欠点は、ワンチャンスを
生かして撮影する電子ステイルカメラには適しないこと
である。

また、第２の方式（第１−１３図）は、通常、自動追尾
式ホワイトバランスと呼ばれるもので、この方式の長所
は、撮像系とは独立に測色センｆ７０を具備しているの
で、短時間でのホワイトバランス調整が可能であり、か
つ、ホワイトバランス操作を撮影者が行う必要がないと
いう利点がある。

しかしながら、欠点として、まず前記第１の方法よりホ
ワイトバランスの精度が悪いこと、また例えば彩度の高
い被写体ではホワイトバランスがずれて発生してしまう
点である。ここで、前記測色センサＴＯに、赤と宵の測
色ダイオードを利用した検出方法の場合を考えてみる。

例えば、撮影被写体の背景が育空であったり、あるいは
夕焼けであったりした場合は、前者では青の測色センサ
出力は、赤の測色センサ出力よりがなり大きくなるので
、光源色流度は、実際よりも高いと判断され、結局撮像
素子の背信号は小さく彦るように制御されるので、撮影
画面は赤味ががってしまう。

同様に、後者の場合では、撮影画面は青味かがってしま
うことになる。

さらにまた、この第２の方式は、っぎのような欠点があ
る。＄１−Ｂ図に示すように、測色センサ系、すなわち
制御電圧発生系９ｏと、撮像信号系１０とは独立である
ので、両系の調整および温度変化等に対してかなりの精
度を要することである。ちなみに、第１の方式では、フ
ィードバック系を構成しているので、このような問題点
はほと３− んど発生しない。

第２方式におけるさら々る問題点は、ゲイン制御回路２
０．３０に直線性特性が要求されることにある。通常の
ゲイン制御回路の直線性は、多少精度を低く届でも６〜
７ｄ１３程度である。ところが、光源の色温度が例えば
２．　Ｏｏ　ｏ　Ｋから１０，０００Ｋまで変化したと
き、赤信号の利得制御範囲は、約１０ｄｌ−４必要とな
る。したがってその差３〜４ｄ１３の範囲は、回路を複
雑化して補正する必要を生ずるという問題点があった。

〔目的〕

本発明は、以上のような種々の問題点にかんがみてなさ
れたもので、前記ゲイン制御回路を複数の手段で切替え
可能とし、また測色センサ出力信号を撮像信号系を通じ
てフィードバック制御するように構成することによって
、前記欠点を解消しようとするものである。

〔実施例〕

以下に本発明を図面に基づいて説明する。第２図に１本
発明の一実施例の撮像装置の回路構成ブー４− ロック図を示す。図中、前出従来例の第１図と同一（相
当）構成は同一符号で示し、重複説明は省略する。

クロック系５により制御あるいは駆動される撮像系１０
は、光学系および撮像デバイス等から構成されている。

撮像系１０の出力信号の赤Ｒと育Ｂ信号は、それぞれ信
号振幅を制御されるゲイン制御器２０と３０とを経て、
緑Ｇ信号とともに映像信号処理を行うプロセス回路４０
に導かれる。

このプロセス回路４０の出力信号（輝度信号、カラー色
差信号）は、エンコーダ５０でＮＴ８Ｃ信号に変換され
る。

ところで、各ゲイン制御器２０．３０はそれぞれスイッ
チ回路１００Ａ、１００Ｂによって、制ａｌ　電圧ヲ、
システムコンピュータ（以下シスコンという）１２０か
ら選択されて制御される。本実施例での制御電圧発生源
は、自動追尾ホワイトバランス系とフィードバック形ホ
ワイトバランス系である。しかし制御電圧発生源は、こ
れに限定されるものではなく、例えばストロボ使用時は
、その使用の有無に合わせてストロボの色温度に合う固
定値を出力する制御電圧発生源を選べばよい。

つぎに、ホワイトバランス系６０について説明する。ま
ず、自動追尾系は、Ｒ，Ｂの、あるいはＲ，Ｇ、Ｂの測
色センサ７０からの光電流を対数増幅を行い、そして色
温度検出器８０において、Ｒ／ＢあるいはＲ／Ｂ　、Ｂ
／Ｇ　、Ｒ／Ｇ等の値より光源の色温度を検出し、この
検出信号から、その色温度におけるＲ信号およびＢ信号
の制御電圧Ｖ’Ｒ、Ｖ’ｓを、制御電圧発生系９０にお
いて発生させる。この制御電圧Ｖ’Ｒ、Ｖ’ｓは、前記
スイッチ１００Ａ、１００Ｂに導かれ、シスコン１２０
で選択される。

判定回路８５は、色温度検出系８０がｉピ確庁色温度を
検出しているかどうかを判定する回路である。彩度の高
い被写体を撮像したときには、Ｂ信号あるいはＲ信号レ
ベルが極端に大きくなるために１色濃度検出信号Ｖ’Ｒ
、Ｖ’ｓはローレベルかハイレベルになってしまう。第
３図は、色温度検出判定回路のブロック図で、前記の状
態を２図に示すローレベル検出コンパレータ８５Ｌとハ
イレベル検出コンパレータ８５Ｈとによって判定し、シ
スコン１２０Ｃ第２図）へ結果を送る。この結果、自動
追尾系は、正確な色温度ではないと判定された場合は、
ゲイン制御器２０．３０は、スイッチ１０１）Ａ、１０
０Ｂｉｃよ＋Ｊ　、　制御％を圧Ｖ　Ｒ、Ｖ　ｓはフィ
ードバック系のＶ’Ｒ、Ｖ”ａに切替えられる。

したがって、この場合は撮像系１０から得た色信号を利
用してホワイトバランスを行うことになる。

撮像系１０からの色信号Ｒ，Ｇ、８は、ゲイン制御器２
０．３０を経てプロセス回路４０に入力される。プロセ
ス出力のＲ，Ｇ、８信号は、ホワイトバランス回路６０
において、制御電圧ＶＲ１Ｖ”ｓを出力させ、この電圧
によって、ゲイン制御器２０．３０を制御する。したが
って、この間白い被写体を撮像すればホワイトバランス
調整を正しく行なう事ができる。なお、ここでホワイト
バランス回路６０、ゲイン制御器２０．３０．プロセス
回路４０はホワイトバランス制御手段を構成している。

７− 第４図に、ホワイトバランス回路６０の内部回路構成の
ブロック図を示す。ここではＶ′日系のみを示す。この
図面の簡単な説明する。プロセス回路４０の出力信号の
中で、白い被写体に相当する信号Ｒ，Ｇ、Ｂのみを検出
するために、ピークホールド６１．６２に導く。そして
ＢとＧのピークホールド信号は、次段のコンパレータ６
３およびアップダウンカウンタ６４．１）−入コンバー
タ６５により信号ＢとＧの出力差に相当する直流信号に
変換されてゲイン制御器３０を制御する。この動作は、
信号Ｒと８のピークホールド信号レベルがほぼ同一に々
るまで行われる。

以上で正確なホワイトバランスがとれたわけであるが、
前記ピークホールド系６１．６２に長い時定数を持たせ
ると、ワンショットの電子ステイルカメラには不適であ
る。したがって、電子カメラとして使うときは、短い時
定数に切替え、また記録系において映像信号を記録する
間は、ゲイン制御器の制御電圧は固定する必要がある。

これは、ピークホールド回路６１．６２に複数の時定数
回８− 路を設け、また、Ｄ−Ａコンバータ６５等をシスコン１
２０で制御すればよい。

さらにまた、ビデオカメラとして使用するときは、前記
時定数を長い方に切替えれば、色の変化が急激に生ずる
ことが防がれる。

〔他の実施例〕

第５図に、本発明の第２の実施例の回路構成ブロック図
を示し、前実施例（第２図）と同一（相当）構成は同一
符号で示す。

この実施例は、測色センサ７０の出力信号ｒ。

ｑ、ｂを、映像信号系を通して信号処理を行うことによ
り、ホワイトバランスの調整動作を速くかつ正確に行お
うとするものである。すなわち、測色センサ７０の信号
ｒ　、ｇ、ｂを、ブランキング処理回路１３０において
ブランキング処理を行い、撮像系１０の同期タイミング
に合わせると共にレベルを合わせる。そして、ホワイト
バランス時のみ、測色センサ７０の信号をスイッチ回路
１４０等を介してホワイトバランス制御手段に導びくこ
とにより、前述のようなフィードバック系のホヮイトバ
ランス動作を行わせる。ホワイトバランス動作が完了す
ると、スイッチ回路１４０は、シスコン１２０およびク
ロック系５によって、撮像信号系に切替えられる。

第６図はブランキング処理回路１３０の構成の第１実施
例を示す図で、図中１３１は対数圧縮アンプ、１３２は
ミキサ、１３３，１３４はトランジスタ％１３５はイン
バータ、１３６はアンプ、１３７はレベル調整回路であ
る。

なお、図では赤の色を検出するＲセンチの出力処理回路
系のみを示したが、宵色を検出するＢセンサの出力処理
回路系、あるいは緑色を検出するＧセンナの出力処刑１
回路系も同様の構成とする事ができる。

各測色センサ７０の出力は対数圧縮アンプ１３１により
非直線的に圧縮され所定の信号レベル範囲内に抑えられ
る。次いでミキ→）１３２においてレベル調整回路から
の信号Ｖｏｓと混合されトランジスタ１３３のベースに
入力される。このベース入力に応じた信号がアンプ１３
６に導びかれ増幅される。

レベル調整回路１３７は測色センサ７０の各色信号の平
均値に応じてミキサ１３２に加える信号レベルＶｏｇを
変化させる。具体的には上記平均値のレベルが高くなれ
は信号レベルＶｏｓを小さくすることにより、ミキサ１
３２の出力レベルが所定の信号レベル範囲に入るようレ
ベルを調整する。

インバータ１３５にはクロック系５からの複合ブランキ
ング信号Ｃ−ＢＬＫが入力し、撮像系１０の水平・垂直
走査に同期したタイミングでトランジスタ１３４がＯＮ
Ｌ、）ランジスタ１３３のコレクタをアースに落とす。

従って水平ブランキング期間におけるアンプ１３６の出
力レベルはゼロレベルとなり、黒レベル期間が形成され
る。ここでこの黒レベル期間は後段のプロセス回路４０
等におけるクランプタイミングに対応している。

各ａｉｌ１色センチの出力はこのようにブランキング処
理回路１３０において黒レベル期間を所定のタイミング
で形成された後、スイッチ回路１４０を１１− 介してゲイン制御器２０．３０、プロセス回路４０等に
入力され、撮像系１０からの映像信号と同様にホワイト
バランス制御を受ける。

このとき、本発明では上述のように、各測色センサの出
力に対し黒レベル期間を付加しているので撮像系からの
信号と共通のホワイトバランス制御手段を使う事ができ
構成を簡単にする事ができしかも正しいホワイトバラン
ス制御ができるものである。

また、レベル調整回路１３γによって被写体の明るさに
応じて測色センサの出力レベルをほぼ一定の範囲に収め
るよう調整しているので、やはり撮像系からの信号と共
通のホワイトバランス制御手段を使う場合に簡単な構成
で正しいホワイトバランス制御ができる。

次に第７図は第５図のブランキング処理回路１３０の他
の構成例を示す図で１図中１５０は積分器、１４１は積
分器１５０のリセットタイミング信号を形成するリセッ
ト回路、１４２は積分器１５０の出力に対してブランキ
ングパルスを付加す＝１２− る為のブランキング回路で、クロック系５からの複合ブ
ランキング信号Ｃ−ＢＬＫがインバータ１４４を介して
入力されている。１４３は黒レベルクリップ回路でブラ
ンキングパルスの付加された期間を黒レベル電位にする
為のものである。

また、リセット回路１４１は各色の測色センサの出力平
均値が大きくなればなる程積分器１５０のリセット周期
を短かくし、これによって積分器１５０の出力がほぼ所
定の信号レベル範囲に収まるよう制御する為のものであ
る− このように、本実施例においてもプロセス回路４０等に
おけるクランプタイミングに対応した黒レベル期間を付
加しているので撮像系と共通のホワイトバランス手段を
用いる事ができる。

〔効果〕

以上、実施例を用いて説明してきたように、本発明によ
れば、撮像装置のホワイトバランス制御手段に対し撮像
系又は測色センサの出力を選択的に入力可能なように構
成したため、信号処理系と測色系の間の温度特性や、ゲ
イン制御器の直線性も問題とならなくｈっだ。

また、測色センサ系は、撮像系のように電荷蓄積、電荷
転送を周期的に行うのではなく、光信号を即、光電流と
して得ることができるので、ホワイトバランス応答が良
好となる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１−Ａ図および第１−１３図は、それぞれ従来のホワ
イトバランス調整の２方式の回路構成ブロック図、第２
図は、本発明の第１実施例の撮像装置の回路構成ブロッ
ク図、第３図は、第２図の色温度検出判定回路のブロッ
ク図、第４図は、第２図のホワイトバランス回路の内部
回路構成ブロック図、第５図は、本発明の第２実施例の
回路構成ブロック図、第６図および第７図はそれぞれブ
ランキング処理回路の構成第１実施例および第２実施例
の各ブロック図である３、 １０・・・・・・・・・撮像系 ２０．３０・・・・・・ゲイン制御器 ６０・・・・・・・・・ホワイトバランス回路７０・・
・・・・・・・測色センサ １５− ８５・・・・・・・・・判定回路 ９０・・・・・・・・・制御電圧発生系１００Ａ、１０
０８．１４０・・・・・・スイッチ回路 １３０・・・・・・ブランキング処理回路１６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像系と別に設けられる被写体の色温度を検出する測色
   センサと、入力信号中に含まれる複数の色信号成分のレ
   ベルを所定の比率となるよう制御するホワイトバランス
   制御手段と、前記撮像系の出力又は測色センサの出力を
   選択的にホワイトバランス制御手段に入力するスイッチ
   手段とを有することを特徴とする撮像装置。