JP2506092B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はビデオカメラや電子スチルカメラ等の白（ホ
ワイト）バランスを適正に補正する撮像装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、ビデオカメラや電子スチルカメラ等の白バ
ランスを自動的に補正する装置に関して提案がなされて
きた。

まず、このような従来例について第３図を参照して説
明する。

第３図は従来の白バランス補正装置例の構成を示すブ
ロック図である。

図において、31は色分解回路である。32および36はそ
れぞれ赤（Ｒ）および青（Ｂ）色差信号の利得制御マト
リックス回路であり、色差信号の増幅利得を制御する。
33および37は平滑回路、34および38は演算増幅器、35お
よび39は基準電圧、40は変調器である。

つぎに、本従来例について、その動作を説明する。

撮像された映像信号は色分解回路31で２つの色差信号
Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙに分離される。そのＲ−Ｙ信号はＲ
利得制御マトリクス回路32に供給され、Ｂ−Ｙ信号はＢ
利得制御マトリクス回路36に供給される。

マトリクス回路32から得たＲ−Ｙ信号は平滑回路33で
直流電圧に変換されて演算増幅器34の反転入力端子に供
給される。演算増幅器34の非反転入力端子にはホワイト
バランスの基準となる基準電圧35が加えられており、こ
の演算増幅器34の出力はＲ利得制御マトリクス回路32に
フィードバックされる。

ここで、撮像している周囲の色温度が標準色温度より
高くなった場合、Ｒ−Ｙ信号成分は小さくなり、演算増
幅器34の反転入力端子の電圧は低くなり、それに応じて
演算増幅器34の出力電圧は高くなる。この電圧がＲ−Ｙ
利得制御マトリクス回路32にフィードバックされてＲ−
Ｙ信号成分を大きくするように制御する。

Ｂ−Ｙの利得制御系も、上述したＲ−Ｙの利得制御系
に対応する構成の平滑回路37,演算増幅器38および基準
電圧39により構成され、同様に動作する。

以上の結果、ホワイトバランスが自動的に調整された
Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号が変調器40に供給される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、撮像管もしくは撮像素子に入射する光
としては、被写体がある単一色によって支配的である場
合には、上述した撮像管もしくは撮像素子から得られる
色信号には、被写体周辺部を照射する光源の色温度の情
報が反映されていないことがあり、結果として、必ずし
も常に適正に白バランス補正を行うことができなかっ
た。

たとえば、上述のような従来の自動ホワイトバランス
装置においては、単色被写体等を撮像した場合には、単
色を白色にしようと動作しようとするため、誤動作が生
じる。

通常は、この誤動作を防ぐために、演算増幅器34の出
力電圧範囲に制限を加える必要が生じてくる。

そのために回路構成が複雑になり、低コスト化，小型
化の妨げとなっていた。

そこで、本発明の目的は、上述した欠点を除去し、被
写体周辺部の照射光源の色温度を加味して、常に適正な
白バランス補正を自動的に行なうことができる白バラン
ス補正装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、光学像
を複数の色信号に変換するカラー撮像手段と、該カラー
撮像手段から出力される複数の色信号を演算することに
よりホワイトバランス制御信号を形成するホワイトバラ
ンス制御信号形成手段と、該ホワイトバランス制御信号
形成手段の出力に応じて撮像手段から出力される複数の
色信号のホワイトバランスを制御するホワイトバランス
制御手段と、前記カラー撮像手段とは別に設けられた周
囲光の色温度を検出する測色手段と、該測色手段の出力
に応じて前記ホワイトバランス制御手段におけるホワイ
トバランスの制御範囲を切り換える切り換え手段と、を
有することにより単一色の被写体により前記ホワイトバ
ランス制御手段の誤動作を防ぐことを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、周囲光の色温度を検出し、その検出
出力に応じてホワイトバランス制御手段におけるホワイ
トバランスの制御範囲を切り換える。これによって、た
とえ被写体が単一色の場合であっても、周囲の色温度に
応じてホワイトバランスの制御範囲が切り換えられ、適
正なホワイトバランスの補正が行われる。

［実施例］ 以下に、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

図において、１は撮像素子、２は前置増幅器、３は輝
度系信号処理回路、４は色分離回路、５は色系信号処理
回路である。６はエンコーダであり、標準テレビジョン
信号を形成する。

７は光電変換回路、８はインターフェース回路、９は
白バランス制御範囲切換回路であり、光電変換回路７か
らの出力をインターフェース回路８を介して適当な信号
レベルにして白バランス制御範囲切換回路９に供給す
る。

10は白バランス制御信号発生回路であり、色系信号処
理回路５から色信号、例えば（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−
Ｙ）の２つの色差信号を受け、これにより白バランス制
御信号を作り出す。

つぎに、本実施例についてその動作を説明する。

撮像素子１、例えば撮像管や固体撮像素子等から取り
出された画像信号は、前置増幅回路２によってAGC（自
動利得調整）回路（図には示していない）を通り、適正
に増幅される。さらに、輝度系信号処理回路３を通り、
そこでガンマ補正等を施された輝度信号（Ｙ）としてエ
ンコーダ６に入力される。

一方AGCが施されて、前置増幅回路２から分かれた信
号は、色分離回路４を通りそこでガンマ補正等を施され
た、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）として
取り出される。ついで、色系信号処理回路５により白バ
ランス調整のため、Ｒ（赤色）系およびＢ（青色）系利
得制御回路により、色信号処理されてエンコーダ６に入
力される。

エンコーダ６では色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−
Ｙ）は色副搬送波によって変調され、上述の輝度信号
（Ｙ）と合成され、さらに所定の付加信号が加えられ
て、標準テレビジョン信号として形成され、出力され
る。

ここで、色系信号処理回路５で、白バランス調整のた
め、Ｒ系およびＢ系利得制御回路を通った色差信号（Ｒ
−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）の一部は分岐されて、白バラン
ス制御信号発生回路10に加えられる。ここで、特開昭60
−194895等公知の方法で、色差信号（Ｒ−Ｙ）および
（Ｂ−Ｙ）の信号レベルに応じた白バランス制御信号が
作り出されて、白バランス制御範囲切換回路９に加えら
れ常に（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）が零になるような制御を
行う。

また、白バランス制御範囲切換回路９には、光電変換
回路７に組み込まれている光電変換素子に入射する光の
色温度を電気信号に変換し、インタフェース回路８を介
して得られた白バランス制御範囲切換のための信号が入
力される。このインタフェース回路８からの信号に応じ
て白バランス制御範囲切換回路９から色系信号処理回路
５に含まれている上述した白バランス調整のためのＲ系
およびＢ系それぞれの利得制御回路に利得制御信号が入
力される。

第２図は本発明による光電変換の一実施例の構成を示
すブロック図である。

第２図において、７および８は第１図で示したよう
に、それぞれ光電変換回路７およびインタフェース回路
８である。

21は赤外線カットフィルタ、22および23は色フィルタ
であり、ここでは22は赤色フィルタ、23は青色フィルタ
である。24および25は光伝導効果を持つ光電変換素子で
あり、ここでは簡単の為CdSが用いられる。26は比較
器、27は基準電圧（Vref.）である。

ここで、光電変換回路７に入射する光の色温度が3200
K,5100Kおよび8000Kの場合について、比較器26の（−）
端子に入力される電圧をそれぞれ、Ｖ（3200K）,V（510
0K）およびＶ（8000K）であるとする。いま、赤外カッ
トフィルタ21、色フィルタ22および23を適切に選定する
と、 Ｖ（3200K）＞Ｖ（5100K）＞Ｖ（8000K） となる。

ここで、Vref＝Ｖ（5100K）になるように選ぶと比較
器26の出力は、光電変換回路７に入射する光の色温度が
5100K以下の場合には0V,5100K以上の場合にはVccが出力
される。

すなわち、白バランス制御範囲切換回路９におけるＲ
系およびＢ系の色信号処理の制御範囲が、それぞれに２
段階の制御電圧幅を持ち、その幅の一方は、色温度が51
00K以下で白バランスを補正するのに必要な電圧範囲で
あり、他方は5100K以上で白バランスを補正するのに必
要な電圧範囲である。したがって、インターフェース回
路８からの出力に対応して２段階の制御電圧範囲のいず
れか一方を選定することによって、上述したように、色
系信号処理回路５の白バランス調整のためのＲ系および
Ｂ系の利得制御回路に適切な制御信号を供給することが
できる。例えば、光電変換回路７により5100゜Ｋ以上で
あることが検出されインターフェース回路８の出力がVc
cとなると、白バランス制御範囲切換回路９におけるＲ
系およびＢ系の色信号処理の白バランス制御範囲を5100
゜Ｋ〜8000゜Ｋの範囲内とする。また、光電変換回路７
により5100゜Ｋ以下であることが検出され、インターフ
ェース回路８の出力が0Vとなると、白バランス制御範囲
切換回路９におけるＲ系およびＢ系の白バランス制御範
囲を3200゜Ｋ〜5100゜Ｋの範囲とする。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、簡単な構成なが
ら、カラー撮像手段の出力を用いたホワイトバランス制
御における単一色被写体による誤動作を防ぐことができ
る。すなわち、本発明に依れば測色手段を設けると共
に、測色手段の出力に応じて前記ホワイトバランス制御
手段におけるホワイトバランスの制御範囲を切り換える
切り換え手段を設けることによって、たとえ被写体が単
一色の場合であっても、周囲の色温度に応じてホワイト
バランスの制御範囲が切り換えられるので、単一の色を
無彩色にするというような、周囲の色温度から見て不自
然なホワイトバランス制御が行われるという誤動作を防
ぐことができる。

しかも本発明に依れば基本的に撮像手段の出力を用い
てホワイトバランス制御を行っているので、対象となる
被写体に照射されている光に基づくホワイトバランスが
行われ、例えば周囲の一部に全く異なる光源であったと
してもこれによる影響を受けにくいという効果も有して
いる。

さらに、本発明によれば、回路構成が極めて簡単で容
易にできるので、低コスト化，小型化をはかることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、 第２図は本発明による光電変換例の構成を示すブロック
図、 第３図は従来例の構成を示すブロック図である。 １……撮像素子、 ２……前置増幅器、 ３……輝度系信号処理回路、 4,31……色分離回路、 ５……色系信号処理回路、 ６……エンコーダ、 ７……光電変換回路、 ８……インターフェース回路、 ９……白バランス制御範囲切換回路、 10……白バランス制御信号発生回路、 21……赤外線カットフィルタ、 22,23……色フィルタ、 24,25……光電変換素子、 26……比較器、 27,35,39……基準電圧（Vref）、 32,36……利得制御マトリックス回路、 33,37……平滑回路、 34,38……演算増幅器、 40……変調器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学像を複数の色信号に変換するカラー撮
   像手段と、 該カラー撮像手段から出力される複数の色信号を演算す
   ることによりホワイトバランス制御信号を形成するホワ
   イトバランス制御信号形成手段と、 該ホワイトバランス制御信号形成手段の出力に応じて撮
   像手段から出力される複数の色信号のホワイトバランス
   を制御するホワイトバランス制御手段と、 前記カラー撮像手段とは別に設けられ周囲光の色温度を
   検出する測色手段と、 該測色手段の出力に応じて前記ホワイトバランス制御手
   段におけるホワイトバランスの制御範囲を切り換える切
   り換え手段と、 を有することにより単一色の被写体により前記ホワイト
   バランス制御手段の誤動作を防ぐことを特徴とする撮像
   装置。