JPS62104389A - カラ−テレビカメラのホワイトバランス調整方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はカラーテレビカメラのホワイトバランスを自動
的に調整する方式、特に複数台のカラーテレビカメラの
ホワイトバランスを色温度の変化と連動して自動的に一
定に維持するようにしたホワイトバランス調整方式に関
するものである。

（従来の技術） 最近のエレクトロニクス分野における技術の進歩はめざ
ましく、放送用のカラーテレビカメラにおいても、かつ
ては熟練したビデオエンジニアが長時間を掛けてセット
アツプしていたレベルやレジストレーションを、今日で
はマイクロコンピュータによって数分で調整することが
できるようになった。しかし、時々刻々変化する色温度
条件下において複数台のカラーテレビカメラのカラーバ
ランスの調整を自動的に行なうことができる方法は未だ
提案されていない。

（発明が解決しようとする間層点） 例えば野球の中継放送のように屋外で撮像を行なう場合
には時間の経過に伴なう太陽光の変化、照明光の点灯な
どによって色温度が大幅に変化し、ホワイトバランスが
くずれてしまう。一般に屋外での色温度は晴天時４８０
０°に１カクテルライトで３０００°にと云われている
。第７図は実際の野球場での色温度の変化を時間の経過
とともに示したものであり、天候の変化、照明の点灯に
より色温度が急激に変化している様子がわかる。中継放
送の開始に先立って白色の反射板を撮像してホワイトバ
ランスを調整しているが、色温度の変化とともにホワイ
トバランスがくずれ、色再現性が悪くなる。しかし、中
継放送中に、再び白色の反射板を用いてホワイトバラン
スを再調整することは実際には困難である。そこで従来
はビデオエンジニアが記憶色に基いてホワイトバランス
を調整しているが、記憶色は個人差があるとともに時間
の経過に伴なって変化するので長い時間に亘って見ると
色温度の変化に拘らずホワイトバランスを一定に維持し
、一定の色を再現することは困難である。

特に野球　中継のように複数台のカメラで撮像した画像
を切換えて放送画像を製作する場合には、カメラ毎にホ
ワイトバランスの調整に差異があると非常に見苦しい画
面となる欠点がある。

本発明の目的は上述した従来の欠点を除去し、ホワイト
バランス調整用の白色反射板や白色拡散板を用いること
なく、色温度の変化に追従してホワイトバランスを自動
的に調整することができ、特に複数台のテレビカメラを
用いて中継放送を行なう場合に、これらテレビカメラ間
での色バランスの差異が現われないようにしたホワイト
バランス調整方式を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明はテレビカメラのホワイトバランスを調整する方
式において、周囲光を受光し、その色温度情報を出力す
る色温度測定手段と、この色温度情報を受けてホワイト
バランス制御信号を演算する手段とを具え、このホワイ
トバランス制御信号を１台または複数台のカラーテレビ
カメラの可変利得増幅器に供給して色温度の変動にも拘
らずホワイトバランスを自動的に一定に維持することを
特徴とするものである。

（作用） 上述した本発明のホワイトバランス調整方式によれば、
周囲光の色温度を検出し、この検出した色温度に基いて
ホワイトバランス制御信号を作成し、これをテレビカメ
ラに供給してホワイトバランスを調整するようにしたた
め、時々刻々変化する色温度に対して自動的にホワイト
バランスの調整を行なうことができ、ビデオエンジニア
の記憶色に頼っていた従来の調整方法に比べてビデオエ
ンジニアの労力は著しく軽減されるとともに正確なホワ
イトバランスの調整を自動的に行なうことができる。特
に複数台のテレビカメラを同時に用いて中継放送を行な
う場合には、これらのテレビカメラ間でのホワイトバラ
ンスの差異がなくなるので色バランスの揃った画面を得
ることができる。

（実施例） 第１図は本発明によるカラーテレビカメラのホワイトバ
ランス調整方式の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。本例では８台までのカラーテレビカメラ１−１〜１
−８のホワイトバランスを自動的に調整できるものとす
る。例えば野球中継の場合には、ピッチャーズマウンド
とホームベースとの中間付近の色温度を検出する色温度
測定器２を配置する。この色温度測定器としては、例え
ばミノルタカメラ株式会社製色温度計ｒＸ／−ＩＪを使
用することができるが、ホワイトバランスを調整しよう
とするテレビカメラと同じ光学特性を有する色温度計を
用いるのが好適である。この色温度測定器２で検出した
色温度情報は数秒の周期で出力され、ケーブルａを経て
送信ユニット４に供給する。この送信ユニット４で色温
度情報は音声信号帯域の信号に変換された後、ケーブル
５を経てテレビカメラ１−１のマイクアンプ入力潮干６
に供給されるかまたはケープ／Ｌ／７を経て自動色温度
補正ユニット８に供給される。この切換は後述するよう
に送信ユニット４に設けた切換スイッチによって行なう
。各カラーテレビカメラ１−１〜１−８はカメラコント
ロールユニツ）　９−１　ヘ９−８を経て自動色温度補
正ユニット８に接続する。自動色温度補正ユニット８は
個々のテレビカメラ１−１〜１−８でのホワイトバラン
ス調整データを記憶し、このデータと色温度測定器２か
ら送られて来る色温度情報とに基いて、色温度の変動に
対する補正量を算出し、これをカメラコントロールユニ
ット９−１〜９−８を経てテレビカメラ１−１−１−８
に供給し、各テレビカメラにおけるホワイトバランスを
自動的に調整する。

次に本例のホワイトバランス調整方式の動作を説明する
。第２図は色温度測定器２のデータ出力フォーマットを
示すものであり、ｌワードを４ビットｂ０〜ｂ、で構成
し、１データを４ワードで構成している。スタート信号
はｂｌ−ｂ、　−す、　−す。

−０とし、その後に４つのワードのデータが周期ｔで順
次に出力され、最後にｂ□−す、　−ｂ８−　ｂ。

−１のストップ信号が出力されるように構成されている
。

色温度測定器２から供給される色温度情報に基いてホワ
イトバランスを調整する方法としては、色温度データに
よる補正方法と、色度点データによる補正方法とがある
が、先ず色温度データによる補正方法について説明する
。ブランクの式より求まる黒体放射の分光分布特性と、
レンズを含めた光学系裸像管の分光特性を合わせたカメ
ラの撮像特性とから各色温度におけるカメラのＲ，Ｇ。

Ｂ信号の値（エネルギー）は第８図に示すようになる。

ただし、最初に３２００’にでホワイトバランスを合わ
せるものとする。したがって、色温度が変化した後のＲ
，Ｇ、Ｈの各信号の値をそれぞれＫＲｅ　ＲＡＧ　ｖ　
ＥＢとすると、色温度変化後、Ｇ信号を基準としてＲ，
Ｂ信号のゲインの値をそれぞれＥＧ／ＥＲ１ＥＧ／ＥＢ
倍すれば、ホワイトバランスは合うことになる。第４図
は色温度データをミレッド（ｍ１ｒｅｄ　ｗ　１０１１
／色温度）に置き換えて８２０００Ｋを基準にＥ。／Ｈ
ＲおよびＥ。／ＥＢをそれぞれデシベルで表わしたもの
である。第４図から明らがなように、ミレッドの変化量
が利得の変化量のデシベル値に対してほぼリニアの関係
となるから、初期値が決定されれば、色温度の変化に対
応してホワイトバランスを調整するための利得の値を決
めることができる。

次に、色度点（ｘ、ｙ）データに基いてホワイトバラン
スの補正を行なう方法について説明する。

３原色信号ＥＲｅ　ＥＧ　−ＥＢとＯＩＥ標準表色糸の
３刺激値ｘ、ｙ、ｚとの関係を示すと次のようになる。

また、色度点（Ｘ、ｙ）と８刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚとの関係
は次式で与えられる。

上式（１）　Ｉ　（２）より、Ｅｏ／ＥＲおよびＥＧ　
／　ＥＢ　ｔ−Ｘ＋ｙで表わすと次のようになる。

この（３）式から明らかなように、色度点（Ｘ、ｙ、）
の変化に対応してＲ，Ｂ信号のゲインをＫＧ　／ＥＲ（
ΔＸ、Δｙ）およびＥＧ／ＥＢ（ΔＸ、Δｙ）だけ変化
させればホワイトバランスを調整することができる。

第５図はテレビカメラｌ−１、色温度測定器２、カメラ
コントロールユニット９−１および自動色温度補正ユニ
ット８の詳細な構成を示すブロック図である。テレビカ
メラ１−１は、所謂カメラヘッドと称される部分で、被
写体像を結像するレンズ１１．色温度変換フィルタ１２
．３個の撮像素子１ｉ９Ｒ，１３Ｇ、１３Ｂ、利得可変
増幅器１４Ｒ９１４Ｇ、１４Ｂ、ヘッドコマンドユニッ
ト１５およびマイク増幅器１６を具えており、このカメ
ラヘッド部分の構成は従来のものと同じである。マイク
増幅器１６の入力端子６にはケーブル５を介して送信ユ
ニット４が接続されている。送信ユニット４には色温度
測定器２からケーブル３を経テ供給される色温度デジタ
ル信号を切換える切換スイッチ１７と、このデジタル信
号を音声帯域の信号に変換する色温度信号変調回路１８
とを設ける。

今、スイッチ１７を第５図に示されているように色温度
信号変調回路１８に接続されているものとする。この場
合には、色温度測定器２からの色温度信号はケーブル８
およびスイッチ１７を経て色温度変調回路１８に供給さ
れ、音声帯域の信号に変換され、ケープ、／Ｉ１５およ
び端子６を経てマイク増幅器１６に供給される。このマ
イク増幅器１６の出力信号はカメラコントロールユニッ
ト９−１に設けたＭＯＤＥＭｌ　９を経て自動色温度補
正ユニット８に設けた色温度信号復調回路２０に供給さ
れ、ここで元のデジタル信号に復調される。カメラコン
トロールユニット９−１にはＲ、Ｇ　、　Ｂ信号の出力
増幅器２１Ｒ，２１Ｇ、ＢＩＢと、ヘッドコマンドユニ
ット１５にホワイトバランス制御信号を供給するコント
ローラ２２とを設け、自動色温度補正ユニット８には演
算部２８、メモリ２４および入力部２５を設ける。

上述したように自動色温度補正ユニット８の色温度信号
復調回路２（ｌで復調されたデジタル色温度信号は演算
部２３に供給される。一方、初期ホワイトバランス調整
を行なう際に、コントローラ・２２からヘッドコマンド
ユニット１５を介してＲ利得可変増幅器１４ＲおよびＢ
利得可変増幅器１４Ｂに供給されたデータはコントロー
ラのメモリに記憶されている。このコントローラ２２に
記憶されている初期ホワイトバランス調整データは演算
部２８を介してメモリ２４にも記憶されている。メモリ
２４に記憶されているデータと、色温度信号復調回路２
０から供給されるデータとから演算部２３で補正値を算
出し、これをコントローラ２２に供給し、そのメモリに
記憶する。コントローラ２２はこの補正値に基いた利得
制御信号をヘッドコマンドユニット１５を経てＲ利得可
変増幅器１４ＲおよびＢ利得可変増幅器１４Ｂに供給し
、これら増幅器の利得を制御し、色温度の変動に拘らず
ホワイトバランスが一定となるように調整する。なお、
自動色温度補正ユニット８の入力部２５は色温度の変化
に追尾したホワイトバランスの調整をオン・オフするも
のである。

第１図に示したように、８台のテレビカメラ１−１〜１
−８のホワイトバランスを１台の自動色温度補正ユニッ
ト８によって制御しているため演算部２８はこれらのカ
メラのコントローラ２２に対して時分割的に接続される
ことになる。ここで１台のカメラのコントローラとの通
信時間は数ｍ秒であり、したがって全カメラを走査する
には数秒の周期が必要となるが、本例では色温度測定器
２からの色温度測定データ出力の周期Ｔよりも遥かに短
かいので時間的には十分な余裕が得られる。

上述した説明では、複数のテレビカメラの特性は揃って
おり、同じ補正信号を自動色温度補正ユニットから各テ
レビカメラへ供給するものとしたが、例えばこれらテレ
ビカメラの特性が相違している場合や、増幅器等の部品
を交換したため特性が揃わなくなってしまった場合には
ホワイトバランスの調整が適正に行なわれない恐れがあ
る。このような不具合を解決する方法として、テレビカ
メラの特性を測定して記憶しておき、ホワイトバランス
制御信号をこの記憶した特性に応じて補正することが考
えられる。

第６図は上述したようにテレビカメラの特性を記憶して
ホワイトバランス制御信号を補正するようにした本発明
のホワイトバランス制御信号の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。一般にテレビカメラ１−１には通常の
撮像を行なうオペレーションモードと、試験を行なうテ
ストモードとの切換回路８１が設けられているが、テレ
ビカメラの特性を測定する際にはテストモードに切換え
る。これによってスイッチ１１２．８８お上び８４がオ
ンとなる。テストモードに切換えられるとテレビカメラ
１−１では撮像素子からの出力をオフとし、可変利得増
幅器を含む信号処理回路３５に規定の振幅を有するテス
トパルスを入力する。この信号処理回路ａ５の出力映像
信号をＡ／Ｄ変換器８６でディジタル信号に変換した後
、スイッチ３４を経て補正データ演算部８７に供給する
。この補正データ演算部８７にはスイッチ３２を介して
自動色温度補正ユニット８からホワイトバランス制御信
号をも供給する。このような操作をホワイトバランス制
御信号のレベルを変えながら少なくとも２回行なった後
、ホワイトバランス制御信号と映像信号レベルとの関係
を求め、これにより補正データを作成する。このように
して求めた補正データはスイッチ８８を経て補正データ
メモリａ８に供給する。この補正データは殆んど変化す
ることがないので補正データメモリ３８の内容は一旦記
憶した後は、信号処理回路８５の構成部品を交換する場
合の他は変更する必要はない。通常の使用時においては
、自動色温度補正ユニット８から供給されるホワイトバ
ランス制御信号に応じた補正値が補正データメモリ３８
から読出され、一種のバッファメモリとして作用するタ
ーゲットファイル８９を介して供給されるホワイトバラ
ンス制御信号に加算器４０において加算され、補正され
たホワイトバランス制御信号としてテレビカメラ１−１
のヘッドコマンドユニット１５に供給される。以上のよ
うにして、テレビカメラの信号処理回路の特性に応じて
補正されたホワイトバランス制御信号がテレビカメラに
供給されることになり、ホワイトバランスの調整を一層
正確に行なうことができる。勿論、複数のテレビカメラ
を用いる場合には、その各々について特性データを予し
め測定して記憶しておくことができる。ホワイトバラン
ス制御信号、すなわちカメラヘッドの可変利得増幅器へ
供給される利得制御信号と映像信号レベルとの関係が直
線的である場合には映像信号レベルの測定は２回行なえ
ばよいが、非直線的な場合には８回以上行なうことによ
ってより正確な補正を行なうことができる。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。例えば上述した実施例では１つ
の自動色温度補正ユニットによって８台のテレビカメラ
のホワイトバランスを共通に調整するようにしたが、１
つの自動色温度補正ユニットによって１台のテレビカメ
ラを制御することもできる。また、色温度測定器で測定
した色温度情報は、テレビカメラの音声信号伝送系を利
用して自動色温度補正ユニットに供給するかまたは別個
に設けたケーブルを介して供給するかを選択できるよう
にしたが、いずれか一方のみの伝送経路を設けることも
できる。

（発明の効果） 上述したように本発明のホワイトバランス調整方式によ
れば色温度が時々刻々変化するような場合ニも、自動的
にホワイトバランスを調整することができ、ビデオエン
ジニアの労力は著しく軽減されることになる。また、ビ
デオエンジニアの記憶色に頼ることなくホワイトバラン
スの調整を行なうことができるので、正確にホワイトバ
ランスを調整することができ、特に複数台のテレビカメ
ラを用いる場合の各カメラ間でのばらつきをなくすこと
ができ、カメラの切換による見苦しさも軽減することが
できる。さらに、既存のテレビカメラを殆んど変更する
ことなく本発明を実施することができるので、経済性も
高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のホワイトバランス調整方式の一実施例
の構成を示すブロック図、 第２図は色温度測定器から出力されるデータのフォーマ
ットを示す図、 第８図は色温度と８原色信号のレベルとの関係を示すグ
ラフ、 第４図はミレツド値で表わした色温度とＥＧ／ＥＲおよ
びＥ。／ＥＢとの関係を示すグラフ、第５図は第１図の
一部分の詳細な構成を示すブロック図、 第６図はカメラヘッドの特性に応じてホワイトバランス
調整を補正する構成を示すブロック図、第７図は時間の
経過に伴なう色温度の変化の様子を示すグラフである。 １−１−１−８・・・カラーテレビカメラ２・・・色温
度測定器　　　４・・・送信ユニット８・・・自動色温
度補正ユニット ９−１〜９−８・・・カメラコントロールユニット１１
９Ｒ，１８Ｇ、１８Ｂ・・・撮像素子１４Ｒ，１４Ｇ、
１４Ｂ・・・可変利得増幅器１５・・・ヘッドコマンド
ユニット １６・・・マイク増幅器　　　１フ・・・スイッチ１８
・・・色温度信号変調回路 １９−ＭＯＤＥＭ ２０・・・色温度信号復調回路 ２２・・・コントローラ　　　２３・・・演算部２４・
・・メモリ　　　　　　２５・−・入力部８５・・・信
号処理回路　　８７・・・補正データ演算部８８・・・
補正データメモリ 特許出願人　　　日本テレビ放送網株式会社同　出願人
　　池上通信機株式会社 第２図 第３図 ３．２Ｋ　　５Ｋ　　　　　　　　１０８　　　　　　
　　　　　　　　　　２０にき１度 第４図 ７５　　７６　　１７　　１Ｂ　　　ＩＱ一時刻

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、周囲光を受光し、その色温度情報を出力する色温度
   測定手段と、この色温度情報を受けてホワイトバランス
   制御信号を演算する手段とを具え、このホワイトバラン
   ス制御信号を１台または複数台のカラーテレビカメラの
   可変利得増幅器に供給して色温度の変動にも拘らずホワ
   イトバランスを自動的に一定に維持することを特徴とす
   るカラーテレビカメラのホワイトバランス調整方式。