JPS63290481A - オ−トホワイトバランス装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、オートホワイトバランス装置、さらに詳しく
は、電子カメラ等のカラー撮像装置に用いられるオート
ホワイトバランス装置に関する。

［従来の技術］ 近年、銀塩フィルムカメラと同様に静止画を撮影するこ
とのできる電子スチルカメラが提案されている。電子ス
チルカメラの基本的な構成についてはビデオカメラと略
同様である。カラービデオカメラ等におけるオートホワ
イトバランス装置は、Ｒ（赤）、Ｇ、（緑）、Ｂ（青）
の３原色の色光に関して、ビデオ信号系におけるカラー
信号ゲインコントロールアンプ（以下、ＯＣＡと略記す
る）でカラー信号Ｒ，Ｇ、Ｂの比を１：１：１になるよ
うに調整するものである。そこで、従来のオートホワイ
トバランス装置では、ＯＣＡの出力をホワイトバランス
検出回路によってフィードバックして基準電圧と比較し
、その誤差をＯＣＡの利得制御用端子に導き、誤差が少
なくなる方向にＧＣＡの利得を制御していた。したがっ
て、このようにフィードバックループを有したオートホ
ワイトバランス装置においては、入力信号のレベルが変
化しても、また温度変化等によってＧＣＡの特性が若干
変化しても、これらの変化の影響を受けない安定したレ
ベルの信号を取り出すことができるという利点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、反面、フィードバックループのオートホワイト
バランス装置では、フィードバックループ中の遅延要素
のために、ＯＣＡの入力端子に供給される被制御信号に
対してＯＣＡの利得制御用端子に供給される制御信号が
大幅に遅れ、利得制御の応答性については悪い。一般に
、連続したムービ画像を得るビデオカメラにおいては、
利得制御のためにそれほど高速の応答性が要求されない
ので、フィードバックループのオートホワイトバランス
装置は非常に有効なものとなっているが、電子スチルカ
メラにおいては、短い時間で１つの画像を得ることを目
的としているので、特に高速応答性が要求される。

本発明は、このような問題点に鑑み、スチル撮影とムー
ビ撮影が可能な電子カメラに適用できて、スチル撮影モ
ードでは応答性に優れ、ムービ撮影モードでは安定性に
優れたオートホワイトバランス装置を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のオートホワイトバランス装置は、与えられた利
得制御信号のレベルに応じて撮像手段のカラー出力信号
の利得を制御する利得制御手段と、本装置の動作モード
をオープンループ制御モードまたはクローズドループ制
御モードとするよう切換えを行なうための動作モード選
択手段と、上記オーブンループ制御モード時には上記利
得制御手段の出力を第１のタイミング信号により規定さ
れる期間中積分し上記クローズドループ制御モード時に
は第２のタイミング信号に基づいて上記利得制御手段の
出力に関する積分動作を更新する積分手段と、この積分
手段の出力に基づいて利得制御信号に対応する信号レベ
ル値を算出する演算手段と、この演算手段の出力とあら
かじめ設定された基準値とを比較してこの比較結果に応
じた出力を得る比較手段と、上記オーブンループ制御モ
ード時には上記演算手段の出力を上記第１のタイミング
信号により規定される期間以降の第３のタイミング信号
により規定されるタイミングで上記利得制御手段に利得
制御信号として供給し上記クローズドループ制御モード
時には上記比較手段の出力を上記利得制御手段に利得制
御信号として供給する出力切換手段と、上記第１．第２
および第３の各タイミング信号を生成するタイミング制
御手段とを具備してなる。

［作　用コ 動作モードをオープンループ制御モードにすると、利得
制御手段の出力が第１のタイミング信号により規定され
る期間中積分され、この積分出力に基づいて演算がなさ
れ、この演算出力が第３のタイミング信号により規定さ
れる時点で利得制御信号として利得制御手段に供給され
る。また、動作モードをクローズドループ制御モードに
すると、利得制御手段の出力が第２のタイミング信号に
基づいて積分動作が更新され、この積分出力に基づいて
演算がなされ、この演算出力と基準値との比較結果によ
る出力が利得制御信号として利得制御手段に供給される
。

［実　施　例］ 第１図は、本発明の一実施例を示すオートホワイトバラ
ンス装置のブロック図である。

この第１図に示したオートホワイトバランス装置は、ス
チル撮影およびムービ撮影が可能な電子カメラに適用さ
れている。このオートホワイトバランス装置のホワイト
バランス制御のための測光用センサとして、この電子カ
メラの図示しない撮像素子が兼用されている。この撮像
素子よりライン１を通じて映像プロセス回路３に線順次
でカラービデオ信号のＲ信号とＢ信号が交互に伝送され
、ライン２を通じてＧ信号が伝送される。映像プロセス
回路３内ではオートホワイトバランス調整のために上記
線順次のライン１にＧＣＡ４が挿入されている。このＧ
ＣＡは後出の制御ライン４８から送られる２系統の制御
信号によりそれぞれ独立にコントロールされる２つのＧ
ＣＡを含んでなり、それによってＲ信号とＢ信号のゲイ
ンがそれぞれ設定されるようになっていて、このＧＣＡ
４の出力ライン５のＲ，Ｂのカラー信号とライン２のＧ
のカラー信号は映像信号として次段の回路に送られると
同時にＧＣＡ４の利得制御のための制御情報として用い
られる。つまり、このオートホワイトバランス装置でＧ
ＣＡ４の利得制御が行なわれることにより、Ｒ，Ｂ、Ｇ
のカラー信号レベルが１：１：１となる。

上記Ｇ信号のライン２にはバッファ回路８が接続され、
ＧＣＡ４の出力側のＲ／Ｂ信号のライン５にはバッファ
回路９が接続されている。バッファ回路８の出力端子は
ハイレベルカット回路１０のスイッチ１１に接続され、
バッファ回路９の出力端子はハイレベルカット回路１０
のスイッチ１２に接続されている。ハイレベルカット回
路１ｏは、Ｇ、Ｒ／Ｂ信号のレベルが略飽和レベルにま
で達したときこれらのカラービデオ信号の伝達をカット
する回路で、上記スイッチ１１，１２．可変抵抗１３お
よびコンパレータ１４からなる。つまり、撮像素子のダ
イナミックレンジには限界があるので、撮像素子が高輝
度像を受光したとき、カラービデオ信号の高輝度成分が
飽和してしまうが、この飽和したレベルの信号が後述す
る積分回路により積分されるのを防ぐために、ハイレベ
ルカット回路１０が用いられている。このハイレベルカ
ット回路１０では、バッファ回路８の出力、すなわちＧ
信号のレベルを可変抵抗１３で設定した基準レベルと比
較し、Ｇ信号のレベルが基準レベルを超えたときコンパ
レータ１４の出力によりスイッチ１１．１２をオン状態
からオフ状態にして、バッファ回路８，９の出力を後段
に送るのを断つようにしている。Ｇ信号のレベルを検出
することによってスイッチ１１．１２を制御しているの
は、通常の光分布の高輝変波写体を撮像した場合におい
て、撮像素子の出力のＲ，Ｂ、Ｇのカラービデオ信号が
一様に飽和レベルに達するのではなく、多くの場合まず
、Ｇ信号の成分が飽和レベルに達するからである。スイ
ッチ１１の出力端子はフィールド積分保持回路１６に接
続され、スイッチ１２の出力端子はＲ／Ｂ信号分離回路
１５を介してフィールド積分保持回路１７．１８に接続
されている。フィールド積分保持回路１６はＧ信号を１
フイールドの有効走査期間に亘って積分してこれを保持
するものであり、フィールド積分保持回路１７．１８は
、Ｒ／’　Ｂ信号分離回路１５で分離されたＲ信号、Ｂ
信号をそれぞれ同じく１フイールドの期間に亘って積分
し保持する。フィールド積分保持回路１６．１７および
１８はその後段の除算兼ディジタルサンプルホールド回
路２０に接続される。除算兼ディジタルサンプルホール
ド回路２０は、Ｒ，Ｂの各カラー信号に関するフィール
ド積分保持回路１７．１８の各出力を、垂直ブランキン
グ期間において取り込んで、Ｇのカラー信号に関するフ
ィールド積分保持回路１６の出力で除算し、それぞれの
比率Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇを求めてホールドする回路である。

この除算兼ディジタルサンプルホールド回路２０には、
デュアルタイプの電流加算型Ｄ／Ａコンバータ２１が設
けられている。このＤ／Ａコンバータ２１内の２つのＤ
／Ａ変換部２２．２３はこのＤ／Ａコンバータ２１に接
続された自走式のカウンタ２４のカウント値をそれぞれ
アナログ値に変換する。Ｄ／Ａ変換部２２はＲ信号に係
るものであり、Ｄ／Ａ変換部２３はＢ信号にに係るもの
である。Ｄ／Ａコンバータ２１の基南入力端子ｒｅｆに
は切換信号Ｓｌによってフィールド積分保持回路１６の
出力と、基準電圧発生回路２６の基準電圧Ｖ　ｒｅ（’
とを切り換えるための切換スイッチ２５が接続されてい
る。

除算兼ディジタルサンプルホールド回路２０のランチ入
力端子１ａｔｃｈには、コンパレータ２７の出力端子が
接続されている。コンパレータ２７の両入力端子には切
換信号Ｓ２によって切り変えられる切換スイッチ２８．
２９が接続されている。

切換スイッチ２８はフィールド積分保持回路１７と１８
の出力を切り変えてコンパレータ２７の一方の入力端子
に入力させるものであり、切換スイッチ２９はＤ／Ａ変
換部２２と２３の出力を切り変えてコンパレータ２７の
他方の入力端子に入力させるものである。また、切換信
号Ｓ２が印加されるＤ／Ａコンバータ２１の入力選択端
子ｓｅｌは、自走式カウンタ２４からのディジタル入力
およびラッチ入力端子１ａｔｃｈより入力されるコンパ
レータ２７の出力であるラッチ信号を切換信号Ｓ２に同
期してそれぞれＲ信号系、Ｂ信号系に対応するＤ／Ａ変
換部２２．２３に振分けるためものである。なお、選択
されていない方のＤ／Ａ変換部については、その出力は
選択されていたときの最後の状態にホールドされる。

除算兼ディジタルサンプルホールド回路２０の出力段と
しては、オープン制御出力回路３０と、フィードバック
制御出力回路３４とが設けられている。

オープン制御出力回路３０はスチル撮影時において用い
られる回路で、上記Ｄ／Ａ変換部２２゜２３の出力をそ
れぞれ増幅する反転増幅器３１゜３２と、この反転増幅
器３１．３２の出力を出力選択回路４６に送る出力ライ
ン３３からなる。

フィードバック制御出力回路３４は、ムービ撮影時にお
いて用いられる回路で、上記Ｄ／Ａ変換部２２．２３の
出力をそれぞれ可変抵抗３５．３６の基準電圧Ｖ　ｒｅ
ｆｌ、　Ｖ　ｒｅｒ２と比較する差動増幅器３７．３８
と、系の安定性のために差動増幅器３７．３８の出力側
に接続されたローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略記す
る）３９．４０と、このＬＰＦ３９．４０の出力を出力
選択回路４６に送る出力ライン４１とからなる。

また、ＧＣ・Ａ４のゲインを既知の値にプリセットする
ためのプリセット出力回路４２が設けられていて、同プ
リセット出力回路４２は基準電圧Ｖｒｅｆ３．　　Ｖｒ
ｅｒ４　（ストロボ光に適したプリセットでは基準電圧
Ｖｒｃｆ’３’　、　Ｖｒｅｆ’４’　）を設定してＲ
２Ｂのカラー信号ゲインを調整するための可変抵抗４３
．４４と、この可変抵抗４３．４４により設定された基
準電圧Ｖｒｅｆ３．　Ｖｒｅｒ４　（Ｖｒｅｒ３’　。

Ｖ　ｒｅｌ’４’　）のレベルを出力選択回路４６に送
る出力ライン４５からなる。

出力選択回路４６には選択スイッチ４７が設けられてい
て、同スイッチ４７の接点端子４７ａ。

４７ｂ、４７ｃにそれぞれ上記出力ライン４５゜３３．
４１が接続され、切換信号Ｓ３によって切り換えられて
接点端子４７ａ、４７ｂ、４７ｃのいずれかに接続する
接点端子４７ｄは制御ライン４８によりＧＣＡ４の利得
制御用端子に接続されている。切換信号ＳＬ、Ｓ２．Ｓ
Ｓはタイミング制御回路４９により発生される。

なお、上記出力ライン３３，４１，４５．出力選択回路
４６およびこれを構成する選択スイッチ４７　（４７ａ
、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ）、制御ライン４８は２系統
並列（独立）の系であって、第１図ではそれを簡略化し
た状態で示している。

ここで、上記オートホワイトバランス装置が適用されて
いる電子カメラのシステム全体の概略構成を第２図によ
って説明すると、上記オートホワイトバランス装置５０
および露出制御装置５１はマイクロコンピュータを含ん
でなるシステムコントローラ５２との間の信号の授受に
よって制御される。システムコントローラ５２は上記切
換信号Ｓ　Ｌ、　Ｓ　２．　Ｓ　３等を発生するタイミ
ング制御回路４９の機能および／１ｌ１１光情報処理機
能等を有している。露出制御装置５１はストロボ、絞り
、シャッター等の各制御回路を有して構成されている。

システムコントローラ５２の入力端子にはストロボ選択
スイッチ５３．スチル／ムービ選択スイッチ５４および
測光用センサ５５が接続されている。例えば、ストロボ
の使用時でストロボ選択スイッチ５３がオンになり、ス
トロボ不使用時でプルアップ抵抗５６により“Ｈ”にな
っていた入力端子がこのとき“Ｌ”になる。また、スチ
ル／ムービ選択スイッチ５４は、例えば、スチル撮影時
にオフで、プルアップ抵抗５７によりシステムコントロ
ーラ５２の入力端子を“Ｈ“にし、ムービ撮影時にオン
して入力端子を“Ｌ”にする。さらに、この実施例では
、露出制御のための測光用センサ５５としては、撮像素
子と独立してカメラの適宜位置に配設した周知のセンサ
としているが、勿論、撮像素子を露出制御のための測光
用センサ５５と兼用するものであってもよい。

次に、上記オートホワイトバランス装置の動作を説明す
る。ライン１，２には撮像素子の出力に基づく利得制御
すべき画像信号が供給される。この画像信号は第３図に
示すように、フィールド期間ｆｌ、ｆ２．ｆ３・・・の
各信号間に垂直ブランキング期間Ｂｌ、Ｂ２．ＢＳ・・
・を有してなる。

まず、スチル撮影の場合について説明する。スチル撮影
の場合には、出力選択回路４６の選択スイッチ４７の出
力用接点端子４７ｄは、始めプリセット側接点端子４７
ａに接続されている。したがって、プリセット出力回路
４２の出力ライン４５が制御ライン４８に接続され、可
変抵抗４３゜４４でプリセットされた電圧Ｖ　ｒｅｆ’
３．　　Ｖ　ｒｅｒ４がＧＣＡ４の利得制御用端子に入
力される。これにより、ＧＣＡ４はスチル撮影における
ホワイトバランスのための基準の利得に制御されている
。この後、シャッター釦を押すと、最初の１フイールド
の期間ｆｌ内でシャッターが開いてホワイトバランスの
ための露光が行なわれる。露光が終了すると、次のフィ
ールド期間ｆ２で露光量に応じたビデオ信号が撮像素子
より読み出されるので、ライン１にＲ，Ｂ信号が入力さ
れ、ライン２にＧ信号が入力される。この読み出しのフ
ィールド期間ｆ２では、ＧＣＡ４の利得制御信号として
上記プリセット出力回路４２でプリセットされた基準値
が与えられる。そして、この読み出しのフィールド期間
ｆ２のビデオ信号は、この後のフィールド期間ｆ３で行
なわれる実際のホワイトバランス制御のために、ライン
２．５よりバッファ回路８゜９に入力される・。バッフ
ァ回路８を通過したＧ信号はハイレベルカット回路１０
のスイッチ１１を経てフィールド積分保持回路１６に人
力され、また、バッファ回路９を通過したＲ、　　Ｂ信
号はハイレベルカット回路１０のスイッチ１２を経た後
Ｒ／Ｂ信号分離回路１５で分離されて、それぞれフィー
ルド積分保持回路１７．１８に人力される。

フィールド積分保持回路１６，１７．１８は、それぞれ
Ｇ、Ｒ，Ｂ信号を撮像素子からの電荷読み出しの１フイ
一ルド期間ｆ２に亘って積分するが、肢写体光が非常に
強く、撮像索子のダイナミックレンジの上限に相当する
飽和レベルまでＧ信号レベルが上がった場合には、この
高輝度部分の範囲がハイレベルカット回路１０によりカ
ットされて有効成分のみが積分される。１フイ一ルド期
間に亘って積分されたＧ、Ｒ，Ｂ信号はそのフィールド
期間ｆ２の終了時にレベル保持されて除算兼ディジタル
サンプルホールド回路２０に入力される。

そして、上記フィールド期間ｆ２に続く垂直ブランキン
グ期間Ｂ２で除算兼ディジタルサンプルホールド回路２
０が作動する。始め切換信号Ｓ１により切換スイッチ２
５は図示のようにフィールド積分保持回路１６の出力側
に切り換えられていて、１フイ一ルド期間に亘って積分
されたＧ信号はＤ／Ａコンバータ２１の基準入力端子ｒ
ｅｆに人力される。また、切換スイッチ２８．２９は切
換信号Ｓ２に同期して交互にＲ，Ｂ信号のいずれかの側
に切り換えられる。すなわち、図示の状態で切換信号Ｓ
２によりＲ信号側が選択されていて、フィールド積分保
持回路１７の出力とＤ／Ａ変換部２２の出力とがコンパ
レータ２７により比較される。Ｄ／Ａ変換部２２は入力
選択端子ｓｅｌに人力される切換信号Ｓ２によって自走
式カウンタ２４の出力をＤ／Ａ変換し始めると、このＤ
／Ａ変換部２２の出力は切換スイッチ２９を通じてコン
パレータ２７に導かれてフィールド積分保持回路１７の
出力と比較される。そして、Ｄ／Ａ変換部２２の出力レ
ベルがフィールド積分保持回路１７の出力レベルに一致
したとき、コンパレータ２７の出力がラッチ入力端子１
ａｔｃｈに送られ、Ｄ／Ａ変換部２・２のアナログ値が
ラッチされる。このときのＤ／Ａ弯換部２２のアナログ
値は、フィールド積分保持回路１７の出力信号Ｒに等し
い。

Ｄ／Ａ変換部２２によるＤ／Ａ変換が終わると、このあ
と引き続き同じ垂直ブランキング期間Ｂ２の後半で、切
換信号Ｓ２によりＢ信号側が選択され、フィールド積分
保持回路１８の出力とＤ／Ａ変換部２３の出力とがコン
パレータ２７により比較され、コンパレータ２７の両人
力が一致したときにＤ／Ａ変換部２３のアナログ値がラ
ッチされる。このときのＤ／Ａ変換部２３のアナログ値
は、フィールド積分保持回路１８の出力信号Ｂに等しい
。両り／Ａ変換部２２．２３によるＤ／Ａ変換が終了す
ると、この垂直ブランキング期間Ｂ２の終了時点で切換
信号Ｓ１により切換スイッチ２５が基準電圧発生回路２
６の出力側に切り換えられ、基準電圧Ｖ　ｒｅｆがＤ／
Ａコンバータ２１の基僧入力端子ｒｅｆに入力される。

すると、Ｄ／Ａ変換部２２．２３のアナログ値Ｒ，Ｂに
、それぞれ切り換えられた基零入力端子の比Ｖｒｅｒ／
Ｇが係数として乗算されるので、Ｄ／Ａ変換部２２の出
力はＶｒｅｆ’ｘＲ／Ｇに保持され、Ｄ／Ａ変換部２３
の出力はＶｒｅｌ’ｘＢ／Ｇに保持される。

そして、上記垂直ブランキング期間Ｂ２か終了し、次の
フィールド期間ｆ３か立ち上がると、このフィールド期
間ｆ３の立上り時点で、出力選択回路４６の選択スイッ
チ４７の出力用接点端子４７ｄがオーブン制御用接点端
子４７ｂに接続を切り換えるので、上記Ｄ／Ａ変換部２
２．２３の出力は、オーブン制御出力回路３０の反転増
幅器３１．３２によりそれぞれ増幅され、出力ライン３
３から制御ライン４８を通ってＧＣＡ４の利得制御端子
に入力される。したがって上記フィールド期間ｆ３以後
は、第１のフィールド期間ｆｌ内で撮影したスチル画像
に最適のホワイトバランスの得られる利得制御がＧＣＡ
４においてなされることになる。

なお、スチル撮影においてストロボが用いられる場合に
は、ストロボ光はデーライトと異なり分光特性が定まっ
ているので、上記のようなオーブン制御は不必要である
。したがって、この場合、切換信号Ｓ３により切換スイ
ッチ４７の出力用接点端子４７ｄはプリセット用接点端
子４７ａに接続される。そして、この場合には、出力用
接点端子４７ｄは途中でオーブン制御用接点端子４７ｂ
に接続を切り換えることなく、プリセット用接点端子４
７ａに接続されたままで、ストロボ光による露光が行な
われ、撮像素子より取出されたデータがＧＣＡ４に入力
されると、プリセット出力回路４２の可変抵抗４３．４
４で設定されているストロボ光に適した基準電圧Ｖｒｅ
ｌ’３’　、　Ｖｒｅ［’４’がＧＣＡ４の利得制御端
子に与えられストロボに適したホワイトバランス制御が
なされる。したがって、このオートホワイトバランス装
置では、上記プリセット出力回路４２はオーブンループ
制御用の基準値を与えるためのプリセット回路とストロ
ボ用プリセット回路とを兼用し、簡便な構成になってい
る。なお、ストロボ時の「プリセットモード」は、いわ
ゆるオートプリセットも含むものとする。

また、上記プリセット出力回路４２を設ける代わりに、
自走式カウンタ２４のプリセット機能を用い、Ｄ／Ａコ
ンバータ２１によりプリセット信号を発生させるように
することもできる。

ところで、上記スチル撮影時に用いられるオーブン制御
に関してのみいえば、ホワイトバランス制御のためのデ
ータを、ＧＣＡ４の入力端から取出すようにしてもよく
、その場合はホワイトバランス情報を取り込むためのＧ
ＣＡ４の基準値制御（フィールド期間ｆ２の間、出力選
択回路４６を端子４７ａに接続）が不要になるが、この
オートホワイトバランス装置では、次に述べるムービ撮
影時のフィードバック制御と兼用する便宜上から、ＧＣ
Ａ４の出力側からデータを取出すようにしている。

次にムービ撮影の場合を説明する。ムービ撮影の場合に
は、出力選択回路４６の選択スイッチ４７の接点端子４
７ｄは、接点端子４７ｃに接続されるので、フィードバ
ック制御出力回路３４の出力ライン４１か制御ライン４
８に接続される。

この場合、ホワイトバランス制御のためにライン２から
取出されたＧ信号のデータとＧＣＡ４の出力側のライン
５から取出されたＲ、Ｂ信号のデータは、上記スチル撮
影の場合と同様に、それぞれバッファ回路８．９を通り
、ハイレベルカット回路１０で高輝度レベルを除去され
、Ｒ，Ｂ信号についてはＲ／Ｂ信号分離回路１５て分離
された後、フィールド積分保持回路１６，１７．１８に
より各Ｇ、Ｒ，Ｂの各信号が１フイ一ルド期間積分され
て除算兼ディジタルサンプルホールド回路２０に導かれ
、この除算兼ディジタルサンプルホールド回路２０で前
述した除算動作が垂直ブランキング期間中に行なわれて
、Ｄ／Ａ変換部２２．２３より（ＶｒｅｒｘＲ／Ｇ）、
（ＶｒｅｆＸＢ／Ｇ）が出力される。このＤ／Ａ変換部
２２．２３の出力（Ｖｒｅｆ　ｘＲ／Ｇ）、　　（Ｖｒ
ｅｆ　ＸＢ／Ｇ）は、フィードバック制御出力回路３４
の差動増幅器３７゜３８に人力されて、それぞれ可変抵
抗３５．３６の基準電圧Ｖｒｅ［’ｌ、　Ｖｒｅｆ’２
と比較され、差動増幅器３７．３８の比較出力はＬＰＦ
３９．４０を通過し、出力ライン４１から制御ライン４
８を通ってＧＣＡ４の利得制御端子に入力される。ムー
ビ撮影の場合には、連続してビデオ信号を影像プロセス
回路３より出力するものであるため、ＧＣＡ４において
Ｒ，Ｂ信号のプリセットはなされないので、Ｄ／Ａ変換
部２２．２３の出力（ＶｒｅｒＸＲ／Ｇ）、（Ｖｒｅｆ
　ＸＢ／Ｇ）は、初めの読み出しフィールド期間で適正
な値になっていないが、このＤ／Ａ変換出力（Ｖｒｅｆ
’　ＸＲ／Ｇ）　。

（Ｖｒｅｒ　ＸＢ／Ｇ）と、上記基準電圧Ｖｒｃｌ’ｌ
。

Ｖｒｅｆ２との比較がなされてフィードバック制御が行
なわれることにより、Ｖ　ｒｅ［ｌ　−Ｖ　ｒｃｒ２−
　Ｖ　ｒｃｒとなるよう調節しておけばＲ／Ｇ−１，Ｂ
／Ｇ−１になる。

第１図においては、出力選択回路４６は２系統並列の選
択スイッチ４７が切換信号Ｓ３の指令により切換え動作
するものとして説明したが、具体的には、出力選択回路
４６としてアナログマルチプレクサＩＣを用い、例えば
、“標準ロジックＩＣ４０５３”を適用することができ
る。この場合・並列な２系統のうちの１系統について説
明すれば、その回路図は第４図に示す構成となっていて
、システムコントローラ５２より発せられ、アナログス
イッチ５８．５９のそれぞれのゲート端子に与えられて
いる切換信号Ｓ　３ａ、　　Ｓ　３ｂかいずれも“Ｈ”
のときには、アナログスイッチ５８．５９は図示のよう
にいずれも一方の接点端子に接続された状態にあり、上
記フィードバック制御用接点端子４７ｃの信号が出力用
接点端子４７ｄに導かれる。

また、切換信号Ｓ３ａが“Ｌ”で切換信号Ｓ３ｂがＨ”
のときには、アナログスイッチ５８のみが図示とは反対
側の他方の接点端子に接続される状態になるので、上記
オーブン制御用接点端子４７ｂの信号が出力用接点端子
４７ｄに導かれる。さらに、切換信号Ｓ３ａについては
“Ｌ”でも“Ｈ′でもよいが、切換信号Ｓ３ｂが“Ｌ”
のときには、アナログスイッチ５９が図示とは反対側の
他方の接点端子に接続される状態になるので、上記プリ
セット用接点端子４７ａの信号が出力用接点端子４７ｄ
に導かれる。

ところで、上記オートホワイトバランス装置において、
Ｄ／Ａコンバータ２１として原理的に精度を出しやすい
電流加算型のものが用いられているが、電流加算型Ｄ／
Ａコンバータ２１を用いた場合、出力段に含まれる電流
−電圧変換器の特性のためにその出力電圧は基準入力電
圧に対して反転してしまうという問題がある。したがっ
て、通常は、反転増幅器を設けることによってこれに対
処している。しかし、電子カメラのスペース上の理由か
らも回路が複雑になることを避けるために、ここでは、
その前段に設けられているフィールド積分保持回路１６
，１７．１８の構成を考慮することでこの問題を解決し
ている。つまり、フィールド積分保持回路１６に反転型
のものを用い、フィールド積分保持回路１７．１８に非
反転型のものを用いている。あるいは、フィールド積分
保持回路１６に反転型のものを用いた場合には、フィ−
ルド積分保持回路１７．１８に非反転型のものを用いて
もよい。

そこで、次に上記フィールド積分保持回路１６゜１７．
１８の具体的な回路構成について述べると、例えば、Ｇ
信号に関するフィールド積分保持回路１６は第５図に示
すような反転型の構成とされ、Ｒ，Ｂ信号に関するフィ
ールド積分保持回路１７゜１８については第６図に示す
ような非反転型の構成とされる。

第５図において、フィールド積分保持回路１６は、ホー
ルドスイッチ６１．抵抗６２，６３．オペアンプ６４．
積分コンデンサ６５およびリセットスイッチ６６によっ
て構成される。入力端子と接地間に接続されたホールド
スイッチ６１が開いているときは、入力端子の信号Ｖｉ
ｎはオペアンプ６４の反転入力端子に抵抗６２を通じて
入力される。オペアンプ６４の反転入力端子と出力端子
間には、積分コンデンサ６５とリセットスイッチ６６の
並列回路が接続されているので、リセットスイッチ６６
が開いているときオペアンプ６４の反転入力端子に入力
される信号電荷が積分コンデンサ６５に蓄積され、オペ
アンプ６４の出力端子に積分電圧Ｖ　ｏｕｔが出力され
る。このような回路構成は一般に積分回路としては周知
のもので、積分電圧ｖ　ｏｕｔは次式（１）のように表
わされる。

なお、この（１）式において、Ｒは抵抗６２の抵抗値、
Ｃは積分コンデンサ６５の容量である。積分開始時点１
１はリセットスイッチ６６がリセット信号Ｒｓにより短
時間開じてリセットされるタイミングｔＲに等しく、積
分終了時点ｔ２はホールドスイッチ６１がホールド信号
Ｈｄにより閉じてホールドされるタイミングｔ　Ｉ＋に
等しい。

このようなフィールド積分保持回路１６に対して、フィ
ールド積分保持回路１７．１８は、第６図に示すように
、ホールドスイッチ７１．抵抗７２゜７３、オペアンプ
７４．積分コンデンサ７５およびリセットスイッチ７６
によって略同様に構成されているが、オペアンプ７４の
反転入力端子に一端が接続した抵抗値Ｒの抵抗７２の他
端は接地され、オペアンプ７４の非反転入力端子に一端
が接続した抵抗７３の他端は信号Ｖｉｎが印加される入
力端子に接続され、かつホールドスイッチ７１を介して
接地された構成となっている点が異なる。

このように人力信号Ｖｉｎがオペアンプ７４の非反転入
力端子に入力される構成の、非反転型の積分回路は、一
般には積分回路として用いられていない。すなわち、こ
の第６図に示した積分回路によって得られる積分電圧Ｖ
Ｏｕｔ’　は次式（２）のように表わされる。

つまり、この（２）式から明らかなように、積分動作中
、常時、入力信号Ｖｌｎがバイアスとして加えられたも
のが積分電圧ＶＯｕｔ’　となっているので、非反転型
の積分回路として用いるには、バイアスとして加算され
ている人力信号Ｖｉｎを除去してやらなければ、時間の
経過とともに変化する積分電圧を正しく得ることはでき
ない。

しかし、このオートホワイトバランス装置では、フィー
ルド積分保持回路１７．１８として用いられていて、上
記（２）式に示した積分動作中の積分ｍ圧Ｖｏｕｔ　’
　については問題にしていない。積分終了時にホールド
スイッチ７１がホールド信号Ｈｄによりｔ２−ｔＨのタ
イミングで閉じると、この時点で入力端子が接地され、
上記入力信号Ｖｉｎは接地レベルになるので、このホー
ルドされたタイミングｔＨにおいて、上記（２）式の積
分電圧ＶＯｕｔ’　は、 となる。

このように、１フイ一ルド期間の積分が終了して保持さ
れた時点での積分電圧が上記（１）式で表わされる第５
図に示した反転型の回路を、フィールド積分保持回路１
６として用い、積分電圧が上記（２）式で表わされる第
６図に示した非反転型の回路を、フィールド積分保持回
路１７．１８として用いることにより、除算兼ディジタ
ルサンプルホールド回路２０内の電流加算型Ｄ／Ａコン
バータ２１との組合せの構成が簡単になる。

第７図にハイレベルカット回路１０の変形例を示す。上
記第１図に示した実施例装置の回路は、線順次式を採用
しているものであるが、この第７図においては、撮像索
子からのＧ、Ｒ，Ｂ信号を独立したラインに読み出して
いる。このハイレベルカット回路８０ては、読み出され
たＧ、Ｒ，Ｂの各信号を可変抵抗８１の基準レベルとそ
れぞれコンパレータ８２Ｇ、８２Ｒ，８２Ｂで比較して
いる。可変抵抗８１の基準レベルは、撮像素子の飽和レ
ベル以下に設定されているので、平生は、コンパレータ
８２Ｇ、８２Ｒ，８２Ｂのすべての出力は、“Ｌ”にな
っている。このため、Ｇ、Ｒ。

Ｂ信号の独立したラインに挿入されたスイッチ８５Ｇ、
８５Ｒ，８５Ｂの各ゲートを制御している３人力のオア
ゲート８４の出力はＬ”で、スイッチ８５Ｇ、８５Ｒ，
８５Ｂはいずれも閉じている。

撮像素子によって非常に高輝度の被写体像が撮像された
場合、Ｇ、　Ｒ，Ｂ信号のうち、いずれかのカラー信号
が、可変抵抗８１の基準レベルを超えると、コンパレー
タ８２Ｇ、８２Ｒ，８２Ｂのうちの上記カラー信号に対
応したコンパレータの出力が“Ｈ“となり、オアゲート
８４の出力も“Ｈ”となってすべてのスイッチ８５Ｇ、
８５Ｒ。

８５Ｂが開き、Ｇ、Ｒ，Ｂのカラー信号が後段のフィー
ルド積分保持回路に伝達されるのをカットする。

前述したように、撮像素子で通常のカラー分布の被写体
を撮影する限りでは、Ｇ、　Ｒ，Ｂのカラー信号のうち
、Ｇ信号が最も早い時点で飽和レベルに達するので、上
記第７図に示したＧ、　Ｒ，Ｂ信号の独立した読出しラ
インの構成のものに、第１図に示した回路構成を適用さ
せると、第８図に示すハイレベルカット回路９０が構成
される。したがって、このハイレベルカット回路９０は
、上記ハイレベルカット回路８０におけるコンパレータ
８２Ｇ、８２Ｒ，８２Ｂおよびオアゲート８４を１つの
コンパレータ８２に置き換えただけの簡単な構成のもの
となっている。

上述したオートホワイトバランス装置は、その主たる構
成をまとめると、与えられた利得制御信号のレベルに応
じて撮像手段のカラー出力信号の利得を制御する利得制
御手段（ＧＣＡ４）と、本装置の動作モードをオープン
ループ制御モードまたはクローズドループ制御モードと
するよう切換えを行なうための動作モード選、択手段（
システムコントローラ５２等）と、上記オープンループ
制御モード時には上記利得制御手段の出力を第１のタイ
ミング信号により規定される期間中積分し上記クローズ
ドループ制御モード時には第２のタイミング信号に基づ
いて上記利得制御手段の出力に関する積分動作を更新す
る積分手段（フィールド積分保持手段１６，１７．１８
）と、この積分手段の出力に基づいて利得制御信号に対
応する信号レベル値を算出する演算手段（自走式カウン
タ２４、Ｄ／Ａコンバータ２１）と、この演算手段の出
力とあらかじめ設定された基準値とを比較してこの比較
結果に応じた出力を得る比較手段（差動増幅器３７．３
８等）と、上記オープンループ制御モード時には上記演
算手段の出力を上記第１のタイミング信号により規定さ
れる期間以降の第３のタイミング信号により規定される
タイミングで上記利得制御手段に利得制御信号として供
給し、上記クローズドループ制御モード時には上記比較
手段の出力を上記利得制御手段に利得制御信号として供
給する出力切換手段（出力選択回路４６）と、上記第１
．第２および第３の各タイミング信号を生成するタイミ
ング制御手段（タイミング制御回路４９等）とから構成
されている。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、スチル撮影時には
オープンループで、ムービ撮影時にはクローズドループ
で対応することが可能となり、スチル撮影とムービ撮影
が可能な電子カメラに適用したとき、スチル撮影モード
では応答性に優れ、ムービ撮影モードでは安定性に優れ
たホワイトバランス制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すオートホワイトバラ
ンス装置のブロック回路図、 第２図は、上記オートホワイトバランス装置が適用され
ている電子カメラのシステム全体のブロック構成図、 第３図は、上記オートホワイトバランス装置に供給され
るカラー信号の波形図、 第４図は、上記第１図中の出力選択回路の具体的な一例
を示す電気回路図、 第５．６図は、上記第１図中の異なる２種のフィードバ
ック積分保持回路の具体的な構成を示した電気回路図、 第７，８図は、上記第１図中のハイレベルカット回路の
各変形例を示した電気回路図である。 ４・・・・・・・・・ＧＣＡ　（利得制御手段）１６．
１７．１８・・・・・・フィールド積分保持回路（積分
手段） ２１・・・・・・Ｄ／Ａコンバータ（演算手段）２４・
・・・・・自走式カウンタ（演算手段）３７．３８・・
・・・・差動増幅器（比較手段）４６・・・・・・出力
選択回路（出力切換手段）４９・・・・・・タイミング
制御回路 （タイミング制御手段） ５２・・・・・・システムコントローラ（動作モード選
択手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 与えられた利得制御信号のレベルに応じて撮像手段のカ
   ラー出力信号の利得を制御する利得制御手段と、 本装置の動作モードをオープンループ制御モードまたは
   クローズドループ制御モードとするよう切換えを行なう
   ための動作モード選択手段と、上記オープンループ制御
   モード時には上記利得制御手段の出力を第１のタイミン
   グ信号により規定される期間中積分し、上記クローズド
   ループ制御モード時には第２のタイミング信号に基づい
   て上記利得制御手段の出力に関する積分動作を更新する
   積分手段と、 この積分手段の出力に基づいて利得制御信号に対応する
   信号レベル値を算出する演算手段と、この演算手段の出
   力とあらかじめ設定された基準値とを比較してこの比較
   結果に応じた出力を得る比較手段と、 上記オープンループ制御モード時には上記演算手段の出
   力を上記第１のタイミング信号により規定される期間以
   降の第３のタイミング信号により規定されるタイミング
   で上記利得制御手段に利得制御信号として供給し、上記
   クローズドループ制御モード時には上記比較手段の出力
   を上記利得制御手段に利得制御信号として供給する出力
   切換手段と、 上記第１、第２および第３の各タイミング信号を生成す
   るタイミング制御手段と、 を具備してなることを特徴とするオートホワイトバラン
   ス装置。