JPS61237590A - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、撮像装置に関し、特に、外周光の成分比に依
りホワイトバランスを行う追尾ホワイトバランス手段と
、撮像信号中の色信号成分の比に依りホワイトバランス
を行う設定ホワイトバランス手段とを有する撮像装置に
関するものである。

〔従来技術〕

従来から、撮像装置たるカラーテレビカメラにおいてそ
の基本的動作の１つとしてホワイトバランスがある。こ
れに依り、白色被写体において、撮像信号中の赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色信号での比がｌ：ｌ：
１となるように、それぞれの色信号の利得を制御してい
る。

このホワイトバランスは、原理的には、白色の被写体を
撮影して、赤系および前糸の２つの色差信号（Ｒ−Ｙ）
及び（Ｂ−Ｙ）のそれぞれが零レベルとなるように色糸
プロセス中の（Ｒ）及び（Ｂ）の利得を調整すればよい
、従来から、民生用あるいは工業用等のテレビカメラに
あっては、ホワイトバランスを自動的に行う自動ホワイ
トバランス装置が多く提案されている。その理由として
、民生用等のテレビカメラでは次の要請を少なくとも充
す必要があったからである。

１、操作方法が簡単又は操作が全く不要であること。

２、操作の誤り又は忘れに対して著しい画像の劣化がな
いこと。

３゜上記ｌおよび２の条件において必要な精度のホワイ
トバランスを行うことができること。

これらを実現するために従来提案されている自動ホワイ
トバランス装置は大別して以下の２つに分類される。

■追尾ホワイトバランス テレビカメラの撮像光以外に外周光中の色成分の比を利
用して行うホワイトバランス、これは、撮影者に依る操
作を通常必要としない。

■設定ホワイトバランス テレビカメラの撮像信号中の色信号の比により行うホワ
イトバランス、これは、通常撮影者がスイッチを押すこ
とにより付勢される。

上記■の追尾ホワイトバランスは、撮像信号以外の情報
に因り、撮像信号を制御する開ループ制御方式である。

これに依って必要なホワイトバランスの精度を得るため
には、系の各部の誤差すべてを減少させなければならず
、精度を挙げるためには構成が複雑化する欠点がある。

また、上記■の設定ホワイトバランスは、色差信号（Ｒ
−Ｙ）及び（Ｂ　−Ｙ）がそれぞれ零レベルとなるよう
に帰還制御に依って設定を行い、その状態をデジタル的
あるいはアナログ的に保持するように構成されている。

つまり、設定ホワイトバランスは閉ループ制御であり、
系の中に誤差要素があっても、経時的又は温度的に安定
であれば極めて高精度のホワイトバランスを行うことが
できる。しかしながら、白い被写体を撮影するための設
定用スイッチ（付勢手段）を押すという操作を必要とす
る。

設定ホワイトバランスにおいては、上述のように設定後
の精度は良いが設定前には精度の補償がされていない、
これを解決するものとして、従来から次のような試みが
提案されている。

（■）電源投入時に適当なプリセ−／　）値に設定する
。

（■）電源切断後も記憶回路に設定値を保持する。

しかしながら、これらの方式によっても、前述の設定の
忘れに対して十分なホワイトバランス精度の補償がされ
ているとは言い難い。

〔目的〕

本発明は上述した問題転を解決するために為されたもの
であり、操作の誤り又は忘れについても良好な精度のホ
ワイトバランスが行えるような撮像装置を提供すること
を目的とする。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図に本発明の一実施例を示す０図において、撮像レ
ンズ、水晶フィルタおよび赤外カットフィルタを含む光
学系ｌＯに依って被写体像が撮ｆｊ！素子１１に結像さ
れる。この撮像素子１１から電気信号として取出される
撮像信号１３はサンプルホールド回路１５により連続化
されると共に、輝度（Ｙ）信号１７ならびに赤色信号１
９Ｒ１緑色信号１９Ｇおよび青色信号１９Ｂの３色信号
１９に分離される。輝度信号１７は輝度処理部２１に依
って処理された後、エンコーダ２３に処理後の輝度信号
２２が供給される。赤色信号１９Ｒ。

緑色信号１９Ｇおよび青色信号１９Ｂはそれぞれ赤色処
理部２５Ｒ１緑色処理ｇｌ＆２５Ｇおよび青色処理部２
５Ｂに依って処理された後マトリクス回路２７に供給さ
れて、（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）の２つの色差信号２９
ＲＹおよび２９ＢＹがエンコーダ２３に供給される。

外周光の色成分比を得るための拡散板３１および追尾ホ
ワイトバランス回路３３からは２つの追尾ホワイトバラ
ンス信号３５Ｒ１および３５Ｂ１が設定ホワイトバラン
ス回路３７に供給されている。ホワイトバランス付勢用
の設定スイッチ３９がオンとなっているときに、この設
定ホワイトバランス回路３７から２つのホワイトバラン
ス信号４１Ｒ２および４１Ｂ２が赤色処理部２５Ｒおよ
び青色処理部２５Ｂに供給されて、これら両処理部２５
Ｒ，２５Ｂの利得が制御される結果ホワイトバランスが
行われることとなる。エンコーダ２３は、輝度処理部２
１およびマトリクス回路２７から供給される信号と同期
信号（図示せず）とによりテレビ信号を合成し、ビデオ
信号４３をビデオ出力端子４５から出力する。

２つの色差信号２９ＲＹおよび２９ＢＹは設定ホワイト
バランス回路３７にも供給されており。

この設定ホワイトバランス回路３７はスイッチ３９が押
されると（オン）、導入されている２つの色差信号２９
ＲＹおよび２９ＢＹのそれぞれが零レベルとなるように
２つのホワイトバランス信号４１Ｒ２および４１Ｂ２が
共に出力制御されてホットバランス設定が行われる。ス
イッチ３９が離された後は（オフ）、設定された２つの
ホワイトバランス信号４１Ｒ２および４１Ｂ２の出力値
が保持される。

電源スィッチ４７は電源（図示せず）と電源回路４９と
を断続する。この電源回路４９は信号処理回路及び不図
示の撮像素子駆動回路、同期回路その他カメラの内部回
路で必要な電圧を発生する。投入検出回路５１は、電源
の投入を検出して、一定幅のパルス信号５３を設定ホワ
イ）　／＜ランス回路３７に供給する。

拡散板３１は、追尾ホワイトバランス回路３３内の色セ
ンサ（図示せず）にカメラ外部の広範囲な光を入射させ
る。この入射光により、追尾ホワイトバランス回路３３
は外周光の色成分の比を検出して、赤色用および青色用
の２つの追尾ホワイトバランス信号３５Ｒ１および３５
Ｂ１を発生し、設定ホワイトバランス回路３７に供給す
る。

トリガスイッチ５５を閉結している間は木撮像装置が走
行し、トリガ出力端子５７からトリガ信号５９が次段の
録画作動回路部（図示せず）に供給されて録画が行われ
る。また、このトリガ信号５９は設定ホワイトバランス
回路３７にも供給されている。

設定ホワイトバランス回路３７の動作をみる。

先ず、電源スィッチ４７を投入して各部に電源が供給さ
れているとき、スイッチ３９が押されると通常を行う、
つまり、スイッチ３９が押されれている間は赤色用およ
び青色用の２つのホワイトバラス信号４１Ｒ２および４
１Ｂ２を可変として、導入されている２つの色差信号２
９ＲＹおよび２９ＢＹのそれぞれが零レベルとなるよう
に動作する。また、スイッチ３９が離されると、その時
の状態を保持し続ける動作をなす。

ところで、電源投入後スイッチ３９が押されるまでの動
作をみる。トリガスイッチ５５が押されていないときは
、追尾ホワイトバランス信号３５Ｒ１および３５Ｂ１が
そのまま出力される。また、トリガスイッチ５５が押さ
れると、その直前の状態を保持する。

以上の動作をまとめると、第２図に示す流れとなる。先
ず電源が投入されると（ステップ６１）、投入検出回路
５１より投入パルス５３が発生され（ステップ６２）、
両ホワイトバランス信号４１Ｒ２および４１Ｂ２が追尾
ホワイトバランス回路３３から出力される再追尾ホワイ
トバランス信号３５Ｒ１および３５Ｂｌと同一電圧に設
定される（ステップ６３）。

次いで、スイッチ３９が押さえている（オン）が否か判
定され（ステップ６４）、４該スイツチ３９がオフ（否
定判定）ならばトリがスイッチ５５がオンか否か判定さ
れる（ステップ６５）。このスイッチ５５がオフであれ
ば、ステップ（６３）に戻り、両ホワイトバランス信号
４１Ｒ２および４１８２が再追尾ホワイトバランス信号
３５Ｒ１および３５Ｂｌとそれぞれ等しくなるように動
作する。もし、トリがスイッチ５５が押されたならば、
その直前の値が保持される（ステップ６６）。

ステップ（６４）において、スイッチ３９が押されたな
らば肯定判定となり、通常の設定ホワイトバランスの動
作に移行する（ステップ６７）。

スイッチ３９が離されるまで通常の設定ホワイトバラン
ス動作が続行する（ステップ６８）、スイッチ３９がオ
フとなると、ステップ（６８）の判断は肯定となり、両
ホワイトバランス信号４１Ｒ２，４１Ｂ２の出力制御値
を保持して（ステップ６９）、スイッチ３９がオンとさ
れるまでその状態を続行する（ステップ７０）。

設定ホワイトバランス回路３７はデジタル方式、アナロ
グ方式あるいはマイクロコンピュータのソフトプログラ
ミング等により容易に実現できる。＄３図にその一具体
例を示す。

第３図において、２つの平滑回路７１および７３は２つ
の色差信号２９ＲＹおよび２９ＢＹのそれぞれ導入され
る信号を平滑する０次段のスイッチ回路７５には４つの
切換スイッチが含まれる。

電源が投入されて、投入パルス５３がリセット−セット
・フリップフロップ（Ｒ−Ｓ−ＦＦ）７４のセット人力
（Ｓ、）に供給されると、そのＱ出力は、“ｌ”となる
、このＱ出力により、スイッチ回路７５の全スイッチは
Ｂ側になる。そのため、コンパレータ７７にはデジタル
−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器７Ｂの出力信号および追尾
ホワイトバランス回路３３から出力される一方の追尾ホ
ワイトバランス信号３５Ｒ１が入力される。Ｑ出力が“
１″の状態でトリガ信号５９が“０″のときは、インバ
ータ７９の出力が“１”であるからアンドゲート８０の
出力が“１″となって、オアゲ−）８１は“１″を出力
するので別なアンドゲート８２が付勢される。そのため
、このアンドゲート８２を通して、不図示の同期回路よ
りのクロック信号８３が可逆カウンタ８４のクロック入
力端子ＣＬＫに入力されて、動作を開始する。この可逆
カウンタ８４の出力信号９１はＤ／Ａ変換器７８により
電圧に変換される。その出力は、赤色用ホワイトバラン
ス信号４１Ｒ２として出力されると共にコンパレータ７
７に加わる。つまり、コンパレータ７７→可逆カウンタ
８４→Ｄ／Ａ変換器７８→コンパレータ７７というフィ
ードバックルーズにより、一方のホワイトバランス信号
４１Ｒ２が追尾ホワイトバランス信号３５Ｒ１と同一に
なるように動作する。

このときトリガ信号５９がｌ″″となるとアンドゲート
８０の片方の入力が“０′となるので、可逆カウンタ８
４にはクロック信号８３が加わらなくなり、データが保
持される。

次いで、スイッチ３９が押されると、Ｒ−５−ＦＦ７４
がリセットされて、そのＱ出力が“Ｏ”となり、スイッ
チ回路７５がＡ側に切り換わる。

コンパレータ７７には、平滑回路７１からの出力及び基
準電圧ＶＲが加わる。また、トリガ信号５９にかかわら
ず、可逆カウンタ８４にクロック信号が加わる。このと
き、コンパレータ７７→可逆カウンタ８４．Ｄ／Ａ変換
器７８→赤色処理部２５Ｒ→マトリクス回路２７→平滑
回路７１→コンパレータ７７というフィードバックルー
プが成立して、一方の色差信号２９ＲＹが零レベルとな
るように動作する。

さらに、スイッチ３９が離されると、トリガ信号５９に
よらず可逆カウンタ８４のクロック入力が止まり、デー
タが保持される。

なお、上述の説明はＲ系のみについて行ったが、Ｂ系に
ついても別なコンパレータ９５．可逆カウンタ９７およ
びＤ／Ａ変換器９９によって同様な動作が為される。

第４図に本発明の別実施例を示す０図において、第１図
と異なる点は、低輝度検出部１１０を設けたことである
。これには、平滑回路１１１、別な基準電圧源１１３お
よび電圧比較器１１５を有する。低輝度検出部１１Ｏに
入力された輝度信号２ｚは平滑回路ｌｌｌにより平滑さ
れ、電圧比較器１１５により基準電圧源１１３の基準電
圧Ｖｒと比較される。この基準電圧Ｖｒより、輝度信号
２２の平滑出力がレベル低下した場合、電圧比較器１１
５より“１″となる低輝度信号１１７を設定ホワイトバ
ランス回路３７に供給する。この設定ホワイトバンス回
路は、この場合以下のように動作する。

低輝度信号１１７が“Ｏ”のときは、通常の設定ホワイ
トバランス動作を行う、つまり、スイッチ３９が押され
ると、間色差信号２９ＲＹおよび２９ＢＹが零レベルと
なるように、両ホワイトバランス信号４１Ｒ２８よび４
１Ｂ２を可変制御する。スイッチ３９が離されると、直
前の状態が保持される。

ところで、低輝度信号１１７が“１”のときをみる、ト
リガ信号５９が“０″であれば、入力される追尾ホワイ
トバランス回路３３からの再追尾ホワイトバランス信号
３５Ｒ１および３５Ｂｌと同−の値を出力する。また、
トリガ信号５９が“１″となると、直前の値を保持する
。

このような動作を行う設定ホワイトバランス回路３７の
具体例を第５図に示す、ここで、第３図と異なるのは、
Ｒ−３−ＦＦ７４のセット、リセットを制御するための
２つのアンドゲート１２０．１２１およびインバータ１
２２を設けたことである。低輝度信号１１７が“θ″の
ときは、Ｒ−５−ＦＦ７４がセットされないので、通常
の設定ホワイトバランスの動作を行なう、また、低輝度
信号１１７が“１”のときにおいても、スイッチ３９を
押さなければ、アンドゲート１２０からはＲ−３＠ＦＦ
７４をセットする信号が出力されないの１、通常の動作
を行なう。

ところが、低輝度信号１１７が“ｌ”のとき、スイッチ
３９を押すと、アンドゲート１２０からセット信号が出
力されるので、Ｒ−５−ＦＦ７４がセットされて、その
Ｑ出力が“ｌ”となる、この後は、トリが信号５９が“
Ｏ”のときは両ホワイトバランス信号４１Ｒ２，４１Ｂ
２と両追尾ホワイトバランス信号３５Ｒ１，３５Ｂｌと
が同一となるように動作し、トリが信号５９が“１ｎと
なると直前のデータを保持する。しかる後、低輝度信号
１１７が“０′となって、スイッチ３９を押すと、他方
のアンドゲート１２１からリセット信号が出力される。

そのため、Ｒ−５＠ＦＦ７４がリセットされ、そのＱ出
力が“０”となり、通常の動作に復帰する。

なお、第４図の実施例においては低輝度時にホワイトバ
ランス制御を行う電圧信号を、追尾ホワイトバランス回
路の出力電圧と同一に設定するとしたが、他に可逆カウ
ンタのオーバーフロー、設定スイッチを押す時間が短い
等、正常な設定動作が行なわれないことを検出するよう
な構成としてもよい。

また、追尾オートホワイトバランス回路３３の出力は設
定ホワイトバランス回路３７を制御するためにのみ用い
たが、切換スイッチを設けて、設定ホワイトバランス回
路３７の出力及び追尾ホワイトバランス回路３３の出力
のいずれかが色信号処理回路への利得制御信号として供
給されるのを切り換えるように構成してもよい。

更に、電源投入検出、低一度検出、オーバーフロー検出
等を任意の組合わせで用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明によれば、操作忘れ。

誤操作等に対しても良好な精度のホワイトバランスが得
られる撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による撮像装置の構成を示す
ブロック図、第２図は本発明装置において行われるホワ
イトバランスの制御動作を示す流れ図、第３図は本発明
装置に用いられる設定ホワイトバランス回路の具体例を
示す構成ブロック図、第４図は本発明の別実施例による
撮像装置の構成を示すブロック図、第５図は第４図の設
定ホワイトバランス回路の具体例を示す構成ブロック図
である。 １０・・・・・・・・・光学系 １１・・・・・・・・・撮像素子 １９Ｒ，１９Ｇ、１９Ｂ・・・・・・色信号２９ＲＹ、
２９ＢＹ・・・・・・色差信号３３・・・・・・・・・
追尾ホワイトバランス回路３５Ｒ１，３５Ｂｌ・・・・
・・追尾ホワイトバランス信号 ３７・・・・・・・・・設定ホワイトバランス回路３９
・・・・・・・・・設定スイッチ ４１Ｒ２，４１Ｂ２・・・・・・ホワイトバランス信号
５１・・・・・・・・・投入検出回路 ５５・・・・・・・・・トリガスイッチ８４．９７・・
・・・・可逆カウンタ １１０・・・・・・低輝度検出部 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周光の色成分比に応じてホワイトバランス制御を行う
   追尾ホワイトバランス手段と、付勢手段により撮像信号
   中の色成分比に応じてホワイトバランス制御を行う設定
   ホワイトバランス手段とを有する撮像装置において、電
   源投入後前記付勢手段が機能するまでは、撮像開始の為
   のトリガ信号が供給されないときは前記追尾ホワイトバ
   ランス手段の出力によってホワイトバランスを行い、前
   記トリガ信号が供給されたときは直前のホワイトバラン
   ス状態が保持されるような構成としたことを特徴とする
   撮像装置。