JPS60197090A - ビデオカメラ - 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〕 本発明は自動ホワイトバランス調整装置付きビデオカメ
ラに関する。

〔従来技術〕

ビデオカメラのホワイトバランス調整装置は必須なもの
である。しかし、その調整方式は撮影の前に必ず調整を
行なわなければならないもので、重要なカメラチャンス
をのがす可能性が大きい。

また、自動ホワイトバランス式と言っても、従来のもの
は、白い紙または白いフィルターを用意し、カメラに入
力する光を完全に白一色とした後、ボタンを押すことに
より行なうため、調整忘れ等による撮影の失敗が多かっ
た。

従来の自動ホワイトバランス調整装置の回路例を第１図
に示す。光が撮像部により電気信号に変換された信号は
、端子１より青信号Ｓ１、端子２より輝度信号Ｓ２、端
子３より赤信号Ｓ３となって、それぞれ入力する。青信
号Ｓ１　と赤信号ｓ３はそれぞれ利得制御回路６．７で
利得制御された後・８，９の減算回路で輝度信号Ｓ２と
ミックスされ、Ｂ−Ｙ信号ｓ４とＲ−Ｙ信号Ｓ、が形成
されるｏｓ４とＳ、はビデオ信号に変換され外部に出力
される。Ｓ４　、Ｓ、は分岐されて、平滑回路１０．１
２で平滑されＳ８＋８９　となり・コンパレータ１３，
１４で基準電圧発生器１１からの基準電圧信号”’ｌｌ
ｌ＋Ｓ１１と比較され、それぞれ、比較信号Ｓ１□、Ｓ
、３が出力される。ホワイトバランスの調整のためビデ
オカメラを白い被写体に向け、スイッチ２０を押すと、
Ｓ２０がグランドレベルニナリ、制御用回路１７にホワ
イトバランス調整をスタートさせることが知らされる。

１６゜１８はアンプダウンカウンタ−で構成されている
。

”＋４とＳｌ５はホワイトバランス調整時を１６゜１８
に知らせる信号である。ホワイトバランス調整スタート
時に１６と１８は初期設定される。

Ｓ１６とＳ、□は１６と１８から出力されるアップダウ
ンカウンターのビット出力信号である。Ｓｌ。

とＳｌ７はそれぞれＤ−Ａ変換器１５と１９に入力し、
ゲイン設定アナログ信号Ｓ１８と８１９に変換され、利
得制御回路６と７に入力する。ア２・ブダウンカウンタ
ー１６と１８はクロック信号により、アップとダウンを
行ない、利得制御回路６と７の利得を制御することによ
り、比較信号Ｓ１２と８１３をモニターしながらＳ８と
８１（１＋”９　とＳ１１を一致させるようアップダウ
ンカウンターのビット出力信号の論理値を設定し、ラッ
チする。以上のようにして、ホワイトバランスを調整し
た後は、その調整値を撮影を行なう。したがって、従来
例に於いては、ホワイトバランスの調整のための白い＝
紙または白いフィルターを撮影の度に常に携帯しなけれ
ばならない。また、撮影の条件が変わる度毎に、ホワイ
トバランスを調整し直す必要があり、撮影者は常にホワ
イトバランスに気を使っていなければならなかった。ま
た、条件に応じた、最適なきめの細かい調整が事実上不
可能であった。

〔目　的〕

本発明はかかる問題点を解決したもので、その目的はリ
アルタイムで完全自動のホワイトバランス調整装置を提
供することにある。

〔概　要〕

本発明の自動ホワイトバランス調整装置付きビデオカメ
ラは、撮像部から出力される電気信号を比較的輝度信号
成分の多い部分でサンプリングした信号によりホワイト
バランスを調整することを特徴とする。

〔実施例〕

以下実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

最初に本発明の基本原理を説明する。ホワイトバランス
調整は、白をより自らしく撮影するために、白い被写体
の撮影時の光を電気信号に変換し、その電気信号の持つ
光の色信号成分の赤と青と緑が等しくなるよう色信号回
路の利得を調整することである。したがって、先にも述
べた様に実際には白い紙や白いフィルターを用いるが、
この方法に於いては、リアルタイム調整、つまり、撮影
しながらのホワイトバランス調整は不可能である。

この問題点を解決するために、本発明に於いては、被写
体の性質を利用して、リアルタイムホワイトバランス調
整を実現している。一般的に物体は、光の反射量が多い
ものほど明るく見える。そして、その反射量が最も多い
もの、つまり全波長の光を反射する物が白い物体である
。したがって、光源の色（これは白い被写体の色と一致
する０）を知ろうとすると、光の反射量が多い物体、つ
まり明るい物体に注目すればよいということになる。

本発明は映像信号の輝度成分の高い部分をサンプリング
することにより、ホワイトバランスを調整しようとする
ものである。第２図は本発明の原理を示した図である。

上部の５１はビデオカメラの画面・下部の信号Ｓ５１は
ビデオカメラが画面５１の一部５３を走査している時の
映像信号の輝度信号と同期信号の混成信号（以下輝度信
号と呼ぶ。）である。５４は輝度信号１００％レベル、
５６は輝度信号０％レベル・５７は同期信号の先端レベ
ルを示す。５８は水平同期信号である０ビデオカメラは
５５に沿って左から走査し、５２の部分で輝度が上がっ
ている０これは光の反射量が多いことを表わしている。

この場合にはＳ６．は５５のレベルを越えて、５９のよ
うなピーク値を持つ。このような５９の状態を検出し、
同時に色成分信号をサンプルホールドする。このサンプ
ルホールドされた色成分信号によりホワイトバランスを
調整する。以上が本発明の原理である。

第３図は本発明による一実施例である。２１と２２はＡ
−Ｄ変換器である。スイッチ６１はビデオカメラの撮影
ス、イッチと同期している。スイッチ６１が押されると
、Ｂ−Ｙ信号Ｓ４とＲ−Ｙ信号Ｓ、はコンパレータ６３
の出力信号Ｓ３６の出力信号が論理レベルハイ（以後単
に論理レベルハイをＨ，論理レベルローをＬと表わす。

）となるのに対応してＡ−Ｄ変換され、Ｓ２１とＳ２□
となり、制御回路２７へ入力する。３０は記憶回路であ
る。

３０には、変換された論理信号３２１と３２□が複数記
憶されている。本発明による一実施例は制御回路２７を
中心に二つの回路系に分けて説明することができる。第
１の回路系は色差信号Ｓ４　とＳ。

のデジタル化と記憶に関するものである。第２の回路系
はデジタル信号の平均値の演算とホワイトバランスの補
正に関するものである。

最初に第１の回路系について説明する。撮影スタートボ
タンが押されるとそのボタンに同期したスイッチ６１が
オンし、制御回路２７はＡ−Ｄ変換器２１と２２でデジ
タル化した色差信号Ｓ２１とＳ２□を取り込むよう動作
を開始する。第４図はＡ−Ｄ変換器２１と２２の動作タ
イミングに関する説明図である。第３図の３２は第４図
の５５の電圧レベル信号Ｓ３５を発生する基準電圧発生
回路である。Ｓ２の輝度信号が５５の電圧レベルを越え
るとコンパレータ６６がそれを検出し、出力Ｓ３６をＨ
にする。第４図の６１と６５がその部分である。Ｓ３６
がＨとなると色信号Ｓ、、Ｓ、に対応する色差信号Ｓ４
　、Ｓ、がＡ−Ｄ変換器２１と２２によりデジタル化さ
れる。それぞれデジタル化される部分は６５，６４，６
７．６８である。デジタル化された色差信号Ｓ７．と８
２□は制御回路２７により制御されＳ３ｏとなり、記憶
回路３０に記憶される。制御回路２７は記憶回路３０を
制御し、デジタル化された色差信号を順次記憶回路３０
に記憶し、記憶回路３０がオーバーフロースルト、最も
古い信号を消去し、次の新しい信号を記憶する。次に第
２の回路系について説明する。記憶回路３０に新しい信
号が記憶される度に、制御回路２７は記憶回路ろ０に記
憶されデジタル化された色差信号のそれぞれの平均値を
演算する。その平均値は、それぞれ８２３＋８２４とな
りＤ−Ａ変換器２６と２８に送られアナログ信号に変換
される。

２５と２９は基準電圧発生回路である。２５と２９から
出力される信号Ｓ２．とＳ２ｇはホワイトバランスを設
定するための基準となる信号であらかじめ最適値に設定
されている□２３と２４はコンパレータでそれぞれＳ２
．とＳ２６　’＋　ｓ２？とＳ２８を比較し、比較信号
”３３と８３４を出力する。制御回路２７はＳ３３とＳ
３４をモニターしながら、それぞれのコンパレータの入
力がほぼ一致する様にＤ　−Ａ変換器２６と２８にそれ
ぞれＳ２３とＳ２４のデジタル信号を送る。次に、最初
にＤ−Ａ変換器２６と２８に送ったデジタル色差信号の
平均値と基準電圧信号Ｓ２６とＳ２８に一致させるよう
に送ったデジタル信号の差を制御回路２７よりＳ２９と
Ｓ３２として、Ａ−Ｄ変換器１５と１９へそれぞれ送る
。

Ａ−Ｄ変換器１５と１９の出力信号’ｓ１８とＳｌ＋＋
がホワイトバランス調整信号として利得制御回路６と７
へ入力し、色差信号Ｓ１と８３の利得を制御し）ホワイ
トバランスを調整する。ここで、さらに第２図の破線６
０に着目する。この場合、破線６０の部分が空である、
したがって一般に空の部分の輝度成分は高いので前述の
ように第３図のコンパレータ３３の出力信号ＳＳａがＨ
となり、色差信号がＡ−Ｄ変換され、ホワイトバランス
調整用のデータとなって記憶される。第５図は破線６゜
の輝度信号である。各番号は第２図の波形と同一である
。しかし、破線６ｏの場合は空であるため青色のデータ
を多く取り込み、青色をホワイトバランス調整用の白色
となるようホワイトバランスが調整されてしまう。した
がって、本来白色であるべき部分が赤色に近い色になり
、適正なホワイトバランス調整が行なわれない。

本発明はさらにかかる問題点を解決し、適正なホワイト
バランス調整を行なうビデオカメラを実現する。第２図
の破線６ｏの空の部分の特徴は、連続的に空であるため
、輝度信号成分は連続して多い。したがって、連続的に
輝度信号成分の多い部分の色差信号のサンプリングを抑
圧または禁止することにより、適正なホワイトバランス
調整を行なうことができる。その１実施例を第６図に示
す。第６図の回路は２つ以上の水平同期区間に連続して
輝度信号成分の多い区間が現われた場合に、２番目以後
の色差信号のサンプリングを禁止するよう構成した回路
である。各符号は第６図と同様である。第６図の一部を
第７図に書き示す。第６図の端子６９から出力される信
号Ｓ３６は第７図の端子７１に入力し、第７図の端子７
６より出力される信号臼、□は再び第６図の端子７０に
入力する。

第８図は第６図と第７図の信号のタイミングチャートで
ある。信号名は全て第６図と第７図に対応する。第８図
の８５は第６図のＳ３５のコンパレートレベルを示す。

第６図はほとんど第３図と同様であるため説明を省略し
、第７図について説明する。７２．７７と７９はＮＯ′
Ｒ回路、７５と７″８はＡＮＤ回路、７４はクロックが
Ｈでデータが通過し、クロックがＬでデータをホールド
するラッチ回路、８０はＮＯＴ回路・８１は信号を遅ら
すディレィ回路である０端子８２からは信号８４４が入
力する。Ｓ４□は輝度信号Ｓ２から、水平同期信号を分
離し、反転した信号である。Ｓ４２をディレィ回路８１
で遅らせた信号が８４３である。Ｓ、をＮＯＴ回路で反
転し、波形成形したものが８４４である。Ｓ４４と”４
２からそれぞれ、立ち上がり微分波形Ｓ、□、立ち下が
り微分波形Ｓ４ｏを形成する。

第８図に注目すると・Ｓ２の最初の３水平同期期間は、
空の部分の輝度信号で・フンバレートレベル８６をオー
パージ、コンパレータ３３の出力Ｓ３６はＨとなってい
る。次の２水平同期期間は比較的暗い部分の輝度信号で
、フンバレートレベル８６よりも低い電圧値である。１
番最初の水平同期期間で８３６がＨとなると、ＮＯＲ回
路７２と７７で構成されるＲＳラッチの出力８３８はセ
ットされてＨとなる。Ｓ３８はラッチ回路７４に入力し
、Ｓ４２の立ち上がりのタイミング、つまりＳ４０のＨ
のときにＲＳラッチ回路はリセットされ、８３８はＬと
なる。このとき８３Ｇ１の出力はすでにラッチされてい
るため、Ｌのままである。第１番目の水平同期期間のＳ
３７はＳ３６とｓｓｏのＡＮＤであるのでＨとなり、第
６図に入力し色差信号のサンプリングが行なわれる。し
かし、第２番目の水平同期期間に於いては、ＳＳＯがＬ
となる為、Ｓ３□はＬとなり色差信号のサンプリングは
行なわれないＯ第６番目の水平同期期間に於いても同様
に８１１７はＬである。第４番目の水平同期期間はＳ２
がコンパレートレベル８３より低いため・Ｓ３６はＬと
なり、第５番目の水平同期期間で８３６がラッチ回路７
４に取り込まれ、Ｓ３．はＨとなる。これは連続的にＨ
度信号レベルがコンパレートレベル８６より高くなくな
った為で、色差信号のサンプリングを禁゛止する必要が
なくなり、次にＳ３ｅがＨとなった場合、Ｓ３７がＨと
なる準備ができたことを示している。以上のように連続
的な色差信号のサンプリングを禁止し、ホワイトバラン
スを調整するＯ〔効　果〕 以上述べたように本発明は、リアルタイムでホワイトバ
ランスを調整することができるため、撮影の状況が変化
しても、次々とホワイトバランス補正が加えられる。さ
らに調整忘れの可能性が無いため撮影の失敗が少なくな
る。ホワイトバランス調整用の白フィルターやセンサー
等を具備する必要が無く、シンプルなビデオカメラの構
成が可能である。さらに、本発明によるホワイトバラン
スは輝度信号のピークを用い・かつ空等の輝度信号が連
続して高い部分の色の検出を制御しているため、正確さ
が向上している。

また、本発明を実現するための回路は、半導体回路によ
り容易に構成することができ、コストアップの要因とな
らない等すぐれた効果を有するものである。さらに、本
発明は以上に述べたデジタル化する実施例だけでなく、
アナログ的にビデオ信号を平均化することも可能である
。

本発明の応用例としては、ビデオカメラだけですく、ビ
デオテープレコーダ、テレビジョン再生装置等にも広く
応用出来、ビデオテープレコーダの場合には録画信号の
ホワイトバランスを自動調整する。テレビジョン再生装
置に於いては、再生画像を最適なホワイトバランス状態
で再生すること等が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のホワイトバランス調整装置の回路図。 第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の原理を示した図。 第６図は本発明の基本動作を示した回路図。 第４図はＡ−Ｄ変換器の動作タイミングに関する説明図
である。 第５図は第２図の破線６０の輝度信号を示した図Ｏ 第６図は本発明による一実施例の回路図。 第７図は本発明による一実施例で第６図に接続される回
路図。 第８図は第６図と第７図の各信号のタイミングチャート
。 ４・・・・・Ｅ−Ｙ信号の出力端子 ５・・・・・・Ｒ−Ｙ信号の出力端子 Ｓ３Ｉ・・・・・・制御回路２７にホワイトバランス調
整スタートを知らせる信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも、光を電気信号に変換する撮像部、光を前記
   撮像部に導ひく光学部、前記電気信号を処理する回路部
   より構成され、前記撮像部から出力される電気信号を、
   比較的輝度信号成分の多い部分でサンプリングした信号
   によりホワイトバランスを決めるよう構成されるビデオ
   カメラに於いて、連続した前記比較的輝度信号成分の多
   い部分での前記電気信号のサンプリングは該サンプリン
   グの動作を制限または禁止するよう構成されたことを特
   徴とするビデオカメラ。