JPS60218995A - ホワイトバランス調整装置 - 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、ビデオカメラにおけるホワイトバランス調整
装置に関するものである。

（従来技術） ビデオカメラを用いて被写体を撮影する場合、被写体か
らの光の色温度を調整する方式として、被写体からの光
をビデオカメラの撮像素子の位置とは異なった位置に設
けられた、いわゆる外測色温度センサによシ検出し、こ
の外測色温度センサから得られたＲ（赤）信号用の色温
度情報をＲ信号用可変利得制御回路に、そしてＢ（青）
信号用の色温度情報ｆ、Ｂ信号用可変利得制御回路にそ
れぞれ加え、その利得の調整を行なってホワイトバラン
スの調整をする外部測色型ホワイトバランス調整方式と
、撮像管又は固体撮像素子などの撮像素子によシ光電変
換された被写体の映像信号の一部からＲ信号用およびＢ
信号用の色温度情報を得、これをＲ信号用とＢ信号用と
の可変利得制御回路に加えてその利得を調整し、ホワイ
トバランスの調整を行なり内部設定型ホワイトバランス
調整力３式と矛！知られている。

従来の外部測色型ホワイトバランス調整装置を第１図に
基いて説明する。

被写体の光から赤色光フィルタｌａ、緑色光フィルタｉ
ｂ、青色光フィルタ１ｃによシそれぞれ赤色光、緑色光
、青色光を検出し、これらの光をホトダイオード２ｍ、
２ｂ、２ａに加えて電気信号に変換し、増幅器３ｇ＋３
ｂｒ３ａにより増幅した信号を対数圧縮器４ａｒ４ｂ＋
４ａに入力し、対数圧縮した信号を減算器５ｍ、５ｂに
入力する。

減算器５ａからは色温度情報Ｒ／　Ｇが出力され、Ｒ信
号用可変利得制御回路ＪＯｍに利得制御信号として入力
され、減算器５ｂからは色温度情報Ｂ／Ｇが出力され、
Ｂ信号用可変利得制御回路１０ｂに利得制御信号として
入力される。

一方、撮像素子６から出力される被写体の画像信号はプ
リアンプ７を介して輝度・色信号分離回路８に入力され
、分離された輝度信号ＹはＹ信号プロセス回路９ａに、
また分離されたＲ信号はＲ信号プロセス回路９ｂに、Ｂ
信号はＢ信号プロセス回路９ｃに、Ｇ信号はＧ信号プロ
セス回路９ｄにそれぞれ入力される。これらのプロセス
回路においてガンマ−補正、アパーチャ補正などが行な
われ、輝度信号ＹはエンコーダＩＩＫ、Ｒ信号、Ｂ信号
、Ｇ信号は可変利得制御回路１０＠、ｌＯｂ＊１０ｃｆ
介してエンコーダＩノに入力され、例えばＮＴＳＣ方式
の映像信号に合成されて出力される。

そして、被写体の照明条件の相違による色温度の補正は
、減算器６ｍ　、５ｂから出力される色温度情報Ｒ／Ｇ
　、Ｂ／ＧをＲ信号用可変利得制御回路１０ａとＢ信号
用可変利得制御回路１１１１ｂに入力し利得制御を行な
ってホワイトバランスの調整をはかる。

この種のホワイトバランス調整方式によると、色温度セ
ンサと撮像素子との光学系の分光感度の差異や温度特性
の相違によシ、色温度センサによシ検出する被写体の色
温度と撮像素子６を通過する色温度とに差異を生じるた
め、ホワイトバランスの調整を正確に行ない得ない点が
欠点となる。

そこで、撮像素子６を通過した被写体の映像信号も用い
てホワイトバランスの調整を行なって前記した問題点に
対処する調整方式がある。

この種のホワイトバランス調整装置を、第２図に基いて
説明する。

同図において、色信号Ｒは可変利得制御回路ＪＪａを介
して、Ｇ信号は直接に、Ｂ信号は可変利得制御回路３Ｊ
ｂ′ｔ−介してそれぞれマ）　ＩＪクス回路３２に入力
され、そして色差信号Ｒ−Ｙ　。

Ｂ−Ｙを出力するが、それらの色差信号の一部を比較器
３３　ａ　”ｌ　３３　ｂの反転入力端子に加える。

比較器３３ｍと３３ｂの非反転入力端子には基準電圧源
３４の基準電圧が入力され、比較器３３ａ。

と３３ｂにおいて色差信号と基準電圧との比較が行なわ
れ、その偏差信号が積分回路３５ａとｓｓｂに入力され
、１垂直期間積分した信号をＲ信号可変利得制御回路Ｊ
ＪａとＢ信号可変利得制御回路３１ｂに入カレ、その利
得制御を行なってホワイトバランスの調整をする。

しかしながら、この内部設定型ホワイトバランス調整装
置によると、撮像中に撮像素子６のズーム操作を行なう
場合にズーム角を変化させると、ズームワイド側では実
際の色温度が得られるが、ズームテレ側にすると被写体
の色に影響され、実際の色温度との間に色ずれが生じて
しまうので、正確なホワイトバランスの調整を行なうこ
とができなくなる点で満足すべきものではない。

（目　的） 本発明は、前記した従来技術の有する欠点を解消するも
ので、撮像素子をズームワイド側又はズームテレ側に操
作しても、常に正確なホワイトバランスの調整が行なえ
るホワイトバランス調整装置を提供することを目的とす
る。

（実施例） 以下において、前記目的を達成するために本発明におい
て講じた手段を例示し、説明する。

第３図は、本発明のホワイトバランス調整装置の一実施
例を示す。

同図において、ｔはズームレンズであ）、６は撮像手段
である撮像管又は固体撮像素子などの撮像素子である。

被写体像はズームレンズｔを介して撮像素子６に入射さ
れるが、ズームレンズｔをズームワイド側又はズームテ
レ側に調整し、被写体像の画角を変化させ、画角の変化
された被写体像をカラー映像信号に変換し、その信号は
プリアンプ７ｔｌ−介して輝度・色信号分離回路８に入
力される。輝度・色信号分離回路８よシ出カされた輝度
信号ＹはＹ信号プロセス回路９ａを介してエンコーダ１
ノに入力される。輝度・色信号分離回路８の色信号Ｒ，
Ｂ、ＱはそれぞれＲ信号プロセス回路９ｂ、Ｂ信号プロ
セス回路９ａ　、Ｑ信号プロセス回路９ｄｆ経て可変利
得制御回路１１１７ｍ。

１０ｂ、１０ｃを介してエンコーダ１１に入力され、Ｎ
ＴＳＣ方式の映像信号に合成されて出方される。

次に、撮像素子６から出力される被写体の映像信号の一
部から第１の色温度情報を形成する第１の色温度情報形
成手段を構成する対数圧縮器１６ａ。

Ｊ６ｂ、１６ｃおよび減算器３７ａ、Ｊ７ｂについて説
明する。

輝度・色信号分離回路８から出力される色信号Ｒ，Ｇ、
Ｈの一部出力信号は対数圧縮器１６ａＪ１６ｂ、１６ａ
に入力される。１７ｇ、ｌｌｂは色温度情報ル勺、　Ｂ
／Ｇを出力する減算器であυ、対数圧縮回路１６＊、１
６ｂ、１６ｃから対数圧縮され九Ｒ，Ｇ、Ｂ信号が入力
され、減算器１７＆からは色温度情報ル勺が出力され、
そして減算器Ｊ７ｂからは色温度情報し旬が出力される
。

減算器１７＆から出力される色温度情報Ｒ／Ｇは入力信
号としてＲ信号可変利得制御回路１３１に、そして減算
器１７ｂから出力される色温度情報ル勺が入力信号とし
てＢ信号可変利得制御回路１３ｂにそれぞれ入力される
。

次に撮像素子６から離れた位置に別設され、被写体から
第２の色温度情報を形成する第２の色温度情報形成手段
を構成するフィルタ１ｍ、Ｉｂ。

１ｃと、ホトダイオード２＊、２ｂ、２ａと１増幅器３
＊、３ｂ、３ａと、対数圧縮器４　ｍ　、　４　ｂ。

４ｃと、減算器５＊、５ｂとについて説明するＯこの第
２の色温度情報形成手段は、撮像素子６から離れた位置
に別設された外測色温度センサとして作用するものであ
る。

被写体の光から赤色光フィルター＆、緑色光フィルタｌ
ｂ、青色光フィルタＩＣによりそれぞね赤色光、緑色光
、育色光を検出し、これらの光をホトダイオード２ｍ、
２ｂ、２ｃに入射させて電気信号に変換し、増幅器３＊
、３ｂ、３ｅに加え、増幅された信号を対数圧縮器４ｍ
、４ｂ、４ｃに入力し、対数圧縮した信号を減算器５ｈ
、５ｂに入力し、減算器５ａからは色温度情報Ｒ／Ｇが
出力され、減算器５ｂからは色温度情報ル旬が出力され
る。

減算器５ａから出力される色温度情報〜勾は入力信号と
してＲ信号可変利得制御回路１θａに入力され、減算器
５ｂ−から出力される色温度情報Ｂ／Ｇは入力信号とし
てＢ信号可変利得制御回路１２ｂに入力される。

次ニ、ズームレンズのズーム比に応じて異なる組合せに
て第１と第２の色温度情報を用い撮像素子の映像出力信
号の色バランスを制御する制御手段を構成するズーム角
検出器１８と、反転増幅器１９と、第２の色温度情報形
成手段からの第２の色温度情報の入力されるＲ信号可変
利得制御回路１２ａとＢ信号可変利得制御回路１２ｂと
、第１の色温度情報形成手段からの第１の色温度情報の
入力されるＲ信号可変利得制御回路１３＊とＢ信号可変
利得制御回路１３ｂと、加算器１５ａとＪ１５ｂとにつ
いて説明する。

１８はズーム角検出器で、撮像素子６の前方に設ｆｆら
れたズームレンズｔをズームワイド側又ハズームテレ側
の調整動作と連動して角度信号を発生するもので、ズー
ムレンズｔをズームワイド側に調整したときはズーム角
検出器１８からは大きな出力信号が発生され、ズームレ
ンズｔをズームテレ側に調整したときはズーム角検出器
１８からは小さな出力信号が発生される。ズーム角検出
器１８の出力信号は２分され１その一方はＲ信号可変利
得制御回路１３ｈとＢ信号可変利得制御回路１３ｂとに
色温度情報に対する制御信号として入力される。そして
、その他方の出力線反転増幅器１９に入力され、ズーム
角検出器１８から大きな出力信号が加えられると小さな
出力信号を発生し、逆に小さな出力信号が加えられたと
きは大きな出力信号を発生し、Ｒ信号可変利得制御回路
１２＆とＢ信号可変利得制御回路１２ｂとに色温度情報
に対する制御信号としてそれぞれ入力される。従って、
Ｒ信号可変利得制御回路１２＆とＢ信号可変利得制御回
路１２ｂとは、反転増幅器１９の反転作用によシ、Ｒ信
号可変利得制御回路１３＆とＢ信号可変利得制御回路１
３ｂとに対しズームレンズｔをズームワイド側に調整し
てズーム角検出器１８から大きな出力信号が加えられて
いるときは、小さな出力信号を加えられて利得制御され
、そしてズームレンズｔをズームテレ側に調整してズー
ム角検出器１８から小さな出力信号がＲ信号可変利得制
御回路１３ｈとＢ信号可変利得制御回路１３ｂとに加え
られているときは、大きな出力信号を加えられて利得制
御される・ １５ｈと１５ｂは加算器であシ、加算器１５＆はＲ信号
可変利得制御回路１３ａの出力信号とＲ信号可変利得制
御回路１２ａの出力信号を加算してＲ信号可変利得制御
回路１０＆に入力し、加算器１５ｂはＢ信号可変利得制
御回路１３ｂの出力信号とＢ信号可変利得制御回路１２
ｂの出力信号とを加算してＢ信号可変利得制御回路１０
ｂに入力する。

前記したように、第１の色温度情報形成手段からの第１
の色温度補正信号が入力信号として加えられるＲ信号可
変利得制御回路１３＆とＢ信号可変利得制御回路１３ｂ
とは、ズームレンズｔをズームワイド側に調整したとき
にズーム角検出器１８から出力される大きな出力信号を
制御信号として入力されるから、Ｒ信号可変利得制御回
路Ｊ、９＆から出力される色温度情報Ｒ／ＧとＢ信号可
変利得制御回路１３ｂから出力される色温度情報成分と
は大きな出力信号となって加算器１５ａと１５ｂとに入
力される。そして、ズームレンズｔをズームテレ側に調
整したときはズーム角検出器１８から出力される小さな
出力信号を制御信号としてＲ信号可変利得制御回路１３
＆とＢ信号可変利得制御回路１３ｂとに入力されるから
、Ｒ信号可変側得制御回路１３ａから出力される色温度
情報ル勺とＢ信号可変利得制御回路１３ｂから出力され
る色温度情報ル勺とは小さな出力信号となって加算器１
５ａと１５ｂとに入力される。

一方、第２の色温度情報形成手段からの第２の色温度情
報Ｒ／ｌ、　、　Ｂ／Ｇが入力されるＲ信号可変利得制
御回路１２＆とＢ信号可変利得制御回路１ろトハ、ズー
ムレンズｔをズームワイド側に調整したときにズー、ム
角検出器１８から出力される太きな出力信号が反転増幅
器１９によシ反転され、反転された小さな出力信号を制
御信号として入力され、ズームテレ側に調整したときの
ズーム角検出器１８から出力される小さな出力信号は反
転増幅器Ｉ９によシ反転され、大きな出力信号を制御信
号として入力される。従って、加算器１５ｍと、１５ｂ
に入力されるＲ信号可変利得制御回路１２ｈとＢ信号可
変利得制御回路１２ｂとから出力されるそれぞれの色温
度情報は、ズームレンズｔをズームワイド側に調整した
ときは小さく、ズームテレ側に調整したときは大となる
。

以上のことを要約すると、加算器１５ｈと１５ｂとは、
ズームレンズｔをズームワイド側に調整すると、映像信
号の出力の一部から得られた第１の色温度情報成分を主
として、そしてズームテレ側に調整されると、外測色温
度センサから得られた第２の色温度情報成分を主として
出力する。従って、加算器１５ａと１５ｂとから出力さ
れる色温度情報の入力されるＲ信号可変利得制御回路１
０゜とＢ信号可変利得制御回路ｉｏｂとは、ズームレン
ズｔをズームワイド側に調整したときには主として映像
信号の出力の一部から得られた第１の色温度情報によシ
制御され、ズームテレ側に調整したときには主として外
測色温度センサから得られた第２の色温度情報により制
御される。

かかる構成の作用について説明する。

被写体からの光をズームレンズｔを介して撮像素￥６に
入射させ、光電変換して取出した映像信それぞれ可変利
得制御回路１０ａ　ａ　ｌ　Ｏｂ　＋　ＪＯｅＫ入力さ
れる。また、映像信号ＯＲ，Ｇ、ＢＯ色信号の一部を対
数圧縮器１６ａ、λ６ｂ　、　Ｊ　６ｃに入力させ、減
算器Ｊ７ａ、Ｊ７ｂから得られた色温度情報Ｒ／Ｇ　、
Ｂ／Ｇが、ズーム角検出器１８から出力される角度信号
の一部によシズームワイド側においては利得を大に、ズ
ームテレ側においては利得を小に制御されるＲ信号可変
利得制御回路ＪｊａとＢ信号可変利得制御回路１３ｂと
に入力される。

一方、被写体からの光を赤色光フィルタＪ　ａ　＋緑色
光フィルタＪｂ、青色光フィルタＩＣとを介してホトダ
イオード２　ｍ　＋　２　ｂ　＋　２　ｅに入射させ、
光電変換されたＲ＠号、Ｇ信号、Ｂ信号は増幅器”＋Ｊ
ｂｎｊｃを介して対数圧縮器４ｍ＋４ｂｅ４ｃに入力さ
れる。対数圧縮されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は減算器
Ｓ乳、５ｂに入力され、得られた色温度情報Ｒ／Ｇ　、
Ｂ／（１、ズーム角検出器１８から出力された信号の一
部が反転増幅器１９により反転された信号によシ利得制
御されるＲ信号可変利得制御回路１２ｍとＢ信号可変利
得制御回路Ｊ、？ｂとに入力する。そして、これらの可
変利得制御回路７２ａと１２ｂとは、ズームワイド側調
整時には利得を小に制御され、ズームテレ側調整時には
利得を大に制御される。

従って、Ｒ信号可変利得制御回路１２ｈと１３ＩＮとか
らの出力信号の加えられる加算器１５１と、Ｂ信号可変
利得制御回路Ｊ２ｂとＪｊｂとからの出力信号の加えら
れる加算器Ｊ５ｂとの出力は、ズームレンズｔ１に、ｅ
−ムワイド側に調整したときは主として映像信号の出力
の一部から得られた色温度情報を、そしてズームテレ側
に調整したときは主として外測色温度センサから得られ
た色温度情報をＲ信号可変利得制御回路１０ａとＢ信号
可べｒ 変利得制御回路」Ｏｂとにそれぞれ入力さ扛る。　ｌよ
って、Ｒ信号可変利得制御回路１０ａとＢ信号可変利得
制御回路１０ｂとは、ズームレンズｔλ をズームワイド側に調整したときは主として映像信号側
の色温度情報によ多制御され、ズームテレ側に調整した
ときは主として外側色温度センサ側の色温度情報によ多
制御され、ホワイトノ々ランスの調整を行なう。

なお、本発明は、′単管型、２管型、３管型の撮像管お
よび固体撮像素子によ多構成される半導体型撮像素子か
ら出力される映像信号のホワイトバランス調整装置に適
用できるものである。

（効　果） 以上説明したように本発明によると、撮像手段から取出
される被写体のカラー映像信号の一部から色温度情報を
形成する第１の色温度情報形成手段から出力される第１
の色温度情報と、撮像手段から離れた位殴に別設されて
いて被写体の色温度情報を形成する第２の色温度情報形
成手段から出力される第２の色温度情報とが入力信号と
して、ズームレンズ１ｋｙｅ−ムワイド側に調整したと
きには主として第１の色温度情報形成手段からの第１の
色温度情報が大なるように制御し、ズームレンズをズー
ムテレ側に調整したときには主として第２０包理度情報
形成手段からの第２の色温度情報が大となるように制御
する制御手段に入力されるから、この種の従来装置のも
のと比較して、ズームレンズをズームテレ側に調整して
も被写体の色に影蕃されずに実際の色温度に適合した色
信号が得られ、従って正確なホワイトバランス調整を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の外部測色型ホワイトバランス調整装置の
ブロック図、第２図は従来の内部設定型ホワイトバラン
ス調整装置のブロック図、第３図は本発明のホワイトバ
ランス調整装置の実施例のブロック図である。 図中、Ｊａ＋Ｊｂ＋Ｊｅは赤色光、緑色光、青色光用フ
ィルタ、２ｍ＋２ｂＨ２ｏは赤色光、緑色光、青色光用
ホトダイオード、４　ａ　ｅ　４　ｂ　ｐ４ｃ　１１６
ａ、Ｊ６ｂ＋Ｊ６ｃは対数圧縮器、ｔ１はズームレンズ
、６は撮像素子、７はプリアンプ、８は輝度・色信号分
離回路、ｙ　ａ　＋　９ｂ　＋　９　ｃ　＊９ｄはプロ
セス回路、１０ｍ、λ０ｂ、Ｊ（Ｊｅ。 ＪＪａ、Ｊｊｂ、ＪＪａ、ＪＪｂは可変利得増幅回路、
１１はエンコーダ、Ｊ５亀、１５ｂは加算器、１８はズ
ーム角検出器、１９は反転増幅器を示す。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体像をカラー映像信号に変換する撮像手段と
   、 該撮像手段の出力の一部から第１の色温度情報を形成す
   る第１の色温度情報形成手段と、前記撮像手段とは別に
   設けられた被写体の第２の色温度情報を形成する第２の
   色温度情報形成手段と、 前記撮像手段に入射する被写体像の画角を変化させるズ
   ームレンズと、 討ズームレンズのズーム比に応じて異なる組合せで前記
   第１と第２の色温度情報形成手段から出力される第１と
   第２の色温度情報を用いて前記撮像手段の出力の色バラ
   ンスを制御する制御手段と を備えるホワイトバランス調整装置。