JPH01305790A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー撮像装置におけるホワイト・バランス
調整装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、カラー撮像装置のホワイト・バランス調整装置と
して、外部センサによって測色する自動追尾式の装置が
知られている。

第３図は従来のホワイト・バランス調整装置を示すブロ
ック図で、１は光源光の赤、緑、青成分を検出し、光電
変換を行う測色センサ、２はこの測色センサーで得られ
た光源光の赤、緑、青成分を対数圧縮する対数圧縮回路
、３はこの対数圧縮回路２の出力の引算を行う作動回路
、５は被写体光を光電変換しＲ，Ｇ、Ｂ出力として検出
する撮像系、６．７はそれぞれ撮像系５のＲ，Ｂ出力を
増幅するＲ信号アンプ、Ｂ信号アンプ、８は所定の信号
を得るための信号処理系である。また、１２は潤色セン
サーへの入射光が少ないときに、測色センサーの出力の
代わりにＲ信号アンプ６゜Ｂ信号アンプ７を制御するた
めの定電圧を出力する定電圧出力回路、１３は測色セン
サーの出力と定電圧出力回路１２の出力を切換えるスイ
ッチである。

第３図において、測色センサーで光源光の赤。

緑、青成分に相当するＳＲ＋　　Ｑ、ＳＢの信号を出力
する。出力されたＳＲ＋　　Ｇ＋ＳＲの信号は対数圧縮
回路２で対数圧縮され、出力ｕｏｇｓ、、。

ＩＬ　ｏ　ｇ　Ｓ、　、　Ｉｔ　ｏ　ｇ　ｓａを得る。

対数圧縮回路２で圧縮された出力は、差動回路３へ送ら
れ、差動回路３でＲとＧ、ＢとＧの対数の差をとり、Ｒ
信号アンプ６、Ｂ信号アンプ７のアンプの制御電圧に変
換される。Ｒ信号アンプ６、Ｂ信号アンプ７では、撮像
系５からの撮像信号を前記制御電圧で増幅しホワイト・
バランス調整を行う。

この際、周囲光が低照度の場合には、測色センサ１．対
数圧縮回路２の出力の誤差分が増幅し、ホワイト・バラ
ンス調整が不適正となる。そこで第３図の様な従来の装
置では、周囲光の照度としてβｏｇＳ、を検出し、その
検出出力ＩＩ　ｏ　ｇ　Ｓ。

がある一定の基準レベルを下まわったらスイッチ１３に
より測色センサ１．対数圧縮回路２．差動回路３で導出
した制御電圧から定電圧出力に切換えて制御を行うよう
にしていた。この場合、定電圧出力としては、低照度状
態で一般に想定される低色温度（ろうそく、タングステ
ン光相当）の光源に設定する。

以上のことより、低照度時にホワイト・バランスが大幅
にずれる危険性を少なくしようとしていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く、従来のホワイト・バランス調整装置では、
周囲光の照度検出出力が一定値を下まわると制御電圧を
定電圧出力に固定し、またその−定値を上まわれば、も
とに戻すため、前記一定値を境としてホワイト・バラン
スが変化しやすく見苦しくなる、とくに周囲光が定電圧
で想定した色温度と全くかけはなれていた場合には、極
めて大きなホワイト・バランスの変化となり、目立って
しまう。また蛍光灯の様にフリッカ−のある光源下では
変化しやすくなる。

この発明はかかる従来の問題点を解決し、ホワイト・バ
ランス変化の頭重を減らすためになされたものである。

（問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するためにこの発明は、被写体光を電
気信号に変換する撮像手段と、この撮像手段から得られ
た電気信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段の制御
電圧の出力゛電圧範囲を制限する制御電圧制限手段と、
周囲光量をヒステリシスを持って検出する手段とを有し
、前記周囲光量検出手段の出力をもとに、前記制御電圧
の制限範囲を可変した構成を有するものである。

〔作用〕

上記の構成を有することにより、低照度時において適切
なホワイト・バランス調整を行い、かつ、それに伴なう
不快な色の変化も大巾に減少することができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例であるホワイト・バランス
調整装置のブロック図、第４図は第１図を説明するため
の制御電圧制限図、第５図は第１図を説明するためのフ
ローチャートである。

第１図において、４は差動回路３の出力からゲイン制御
電圧を導出するためのマイクロコンピュータ（以下マイ
コンという）であり、９はこのマイコン４における演算
に必要な定数を記憶しているメモリであり、また、第３
図と同一符号は同一または相当部分を示す。

以下、第１図、第４図、第５図を用いて本発明の第１実
施例について説明する。

まず、第３図の装置と同様に測色センサ１で光源光のＲ
，Ｇ、Ｂ成分値、ＳＲ，ＳＧ、Ｓ＋１を導出し、対数圧
縮回路２で対数圧縮を行い、差動回路３でｆＬｏｇＲと
ｕｏｇＧ、　Ｊ２ｏｇＢとＩＬｏｇＧの差をとって、Ｉ
ｔＯｇ　（ＳＲ／ＳＯ）、ｌｏｇ（ｓａ／ｓａ）を得る
。この出力ｊ２ｏｇ（ＳＲ／Ｓａ　）　、　Ｊｌｏｇ　
（Ｓｏ　／ｓａ　）及びＩｔ　ｏ　ｇ　Ｓ、をマイコン
４に入力し、Ｒ信号アンプ６、Ｂ信号アンプ７で適正に
ホワイト・バランス補正を行うための制御電圧を導出す
る。以下、第５図を用いて制御電圧導出方法について説
明する。まずステップ（１）で初期値としてＮ＝Ｏが与
えられる。

人力されたｌｏｇ　（ＳＲ／Ｓｏ　）、ｆｌｏｇ（Ｓａ
　／ｓａ　）、ｕｏｇｓａはマイコン４内のＡ／Ｄコン
バータでディジタル信号に変換され、それぞれＸ、Ｙ、
Ｌとして読込まれる。（ステップ（２）） 次に、明るさの第１の限界基準値として、メモリに記憶
されているＬｔｈｌ　とＬを比較する（ステップ（３）
）。この際、Ｌは周囲の光量値の対数に正比例している
ので周囲が第１の限界基準値Ｌ　ｔｈｌの示す明るさよ
り明るければ、Ｌ＞Ｌｔｈｌとなる。Ｌ＞Ｌｔｈｌの場
合には、第２の限界基準値Ｌ　ｔｈ２と比較する（ステ
ップ（４））。ただし、Ｌ　ｔｈ２はＬｔｈｌ　より明
るい光に相当する値（Ｌｔｈ２＞Ｌｔｈｌ　）である。

ここで、Ｌｔｙはホワイト・バランス制御の低輝度補正
の始まる明るさに対応し、Ｌｔｈｌはホワイト・バラン
ス制御の低輝度補正が最も極端に行われる明るさに対応
し、Ｌ　ｔｈｌ以下の明るさに対しては、それ以上の補
正は行わない。

さて、Ｌ＞Ｌｔｈｌで、かつＬ＞Ｌｔｈ２の場合、ステ
ップ（５）でＮ＝ＯかどうかをチエツクしＮ≠０即ち、
低輝度補正を行う必要のない明るさの時には、まず、ス
テップ（６）においてＸに対する下限値ｄとＸとを比較
し、Ｘ≦ｄであればＸ＝ｄとおき（ステップ（１８））
、Ｘ＞ｄであればそのままとする。次に、ステップ（７
）において、Ｘに対する上限値ｅとＸとを比較し、Ｘ≧
ｅであればＸ＝ｅとおき（ステップ（１９））、Ｘ＜ｅ
であればそのままとする（尚ｄ、ｅの値については第４
図に示されているとおりである）。

同様にＹについても、ステップ（８）、（９）からＹ≦
ｆ、Ｙ≧ｇ　（ｆ＜ｇ）ならばそれぞれＹ＝ｆ　（ステ
ップ（２０））、Ｙ＝ｇ　（ステップ（２１））として
、Ｙ＞ｆ、Ｙ＜ｇならばそのままとする。以上、第５図
のフロー（イ）によって、Ｘ、Ｙは第４図１点鎖線の中
にあると限定することができる。

次に、ステップ（１０）においてａ−ｘ＋ｂを演算し、
この値をＹ′　としてＹと比較する。つまり、第４図に
おいてＹ座標がＹ＝ａ　−ｘ＋ｂの直線より上にあるか
下にあるかを判断するわけである。例えば、Ａ点はＹ＝
ａ−ｘ＋ｂの直線より上にあり、Ｙ’　＜Ｙとなる（ス
テップ（１１））。

この場合はＡ座標・Ａ　（Ｘ、Ｙ）はそのままとする。

一方Ｂ点はＹ＝ａ−ｘ＋ｂの直線より下にありＹ’　＞
Ｙとなるので（ステップ（１３）　）、Ｂ　（Ｘ、Ｙ）
のＸ、ＹをＸ　＝　Ｘ　’　＝　Ｘ　−ａ　’　／（１
＋ａ”　）、ｙ＝ｙ”　＝Ｙ＋ａ／　（１＋ａ２）とし
くステップ（２２））、第４図のＢ″　（Ｘ″。

Ｙ″）に８勤する。この際、Ｂ点をＢ′点即ち、Ｂ’　
　（Ｘ、Ｙ’　）に移動してしまうと、黒体放射光の色
変化を示す直線ｎに対し、垂直な方向の移動にならない
のでホワイト・バランス調整に大きな誤差を生じる。一
方、Ｂ″点への移動ならば、直線ｎに対し垂直な方向な
ので、物体色の影響のみを除去し、ホワイト・バランス
調整に誤差を生じないことになる。

次に、ステップ（１２）において、ａｘ＋ｃ（ｃａｂ）
を演算し、この値をＹ′　としてＹと比較する。つまり
、第４図においてＹ座標がＹ＝ａＸ＋ｃより上か下かを
判断するわけである。そして下である場合、即ち、Ｙ’
　＞Ｙ　（ステップ（１３）　）ならばそのままとし、
Ｙ′≦ＹならばＢ　（Ｘ、Ｙ）（７）Ｘ、ＹをＸ＝Ｘ−
＝Ｘ＋ａ’　／（１＋ａ２）、Ｙ＝Ｙ″＝Ｙ−ａ／　（
１＋ａ２）（ステップ（２３））とする。以上、第５図
フロー（ロ）及び（イ）によって（Ｘ、Ｙ）は第４図斜
線部分に限定できる。そしてこの限定の効果として、物
体色の影響をあまり受けずに済む。また、直線ｎの黒体
放射光より緑色の強い領域は限定範囲を広め（第４図直
線ｎ左上部）にしておくことで蛍光灯等の緑色に強い光
源においても適正なホワイト・バランス調整が行える。

次に、Ｌ＞Ｌｔｈｌ、Ｌ＜Ｌｔｈ２（Ｌ＝Ｊ！０ｇ５Ｇ
が示す明るさは第１の限界値よりは明るく、第２の限界
値より暗い）の場合では、まずステップ（４′）でＮ＝
１とし、次いでステップ（２７）に進みメモリに記憶さ
せておいた定数ｍにより、ｍ・（Ｌ−Ｌｔｈｌ　）を求
め、Ｌを得る（ここで、ｍは、Ｌ　＝　Ｌ　ｔｈ＋の場
合１１、Ｌ　＝　Ｌ　ｔｈｚの場合ｊＺ＝１となるよう
に、ｍ−１／（Ｌｔｈ２−Ｌｔｈｌ）とする）、また収
束点としては極めて暗くなり、Ｌ＝Ｌｔｈｌ　となった
ときのＸ、Ｙのとるべき値Ｚ　（Ｘｚ　、　Ｙｚ　）を
メモリに記憶させておき、そのｘ、、、ｙｚ及び℃によ
って ｄ＝Ｘｚ　　−（Ｘｚ　　−ｄ）　　・　１ｅ＝Ｘｚ　
　＋　　（ｅ−Ｘ２　　）　　−Ｉｔｆ　＝Ｙｚ　　　
　（Ｙｚ　　−ｆ　）　　・　Ｌｇ＝Ｙｚ　　＋　　（
ｇ−Ｙｚ　　）　　・　１を計算する（ステップ（２８
）　、（２９）　、（３０）。

（３１））。

また直線ｎは傾きａであるから、その切片ｙはＹ、　−
ａ−ｘｚ　＋ｙ −”、ｙ＝Ｙ、−ａ　−Ｘ２ 従って、直線ｎはａ−Ｘｚ、Ｙｚで表すとＹｚａ−ｘ＋
（Ｙ２−ａ−Ｘｚ） となる。

そして、その直線Ｙ−ａＸ＋ｂ、Ｙ＝ａＸ＋ｃの切片す
、ｃをＸｚ　、　Ｙｚ　、　１１によりｂ＝ｂ＋　（Ｙ
ｚ　−ａ　Ｈｘ２−ｂ）４１ａｗｃ　−（Ｃ−Ｙ２　＋
ａ−Ｘｚ　）　−ＪＺとする（ステップ（３２）、（３
３））。

以上、計算した定数をもとにして、前記のＬ〉Ｌｔｈ＋
　＋　Ｌ＞Ｌｔｈｚ　（Ｄ場合と同様にＸ、Ｙの範囲を
限定すると、暗くなって文が０に近づく程、限定範囲は
狭くなっていくことになる（第４図中の方向）。そして
、ｕ＝ｏになるとＸｚＸＺ　、ＹｚＹ２となる。そして
、ステップ６へ移る。

又ステップ（３）でＬ　＜　Ｌ　ｔｈ＋　（Ｌ　＝　１
１　ｏ　ｇ　Ｓ　（１が示す明るさが第１の限界値より
暗い）場合にはｄ　＝　ｅ　＝　Ｘ　ｚ　、　　ｆ　＝
　ｇ　＝　Ｙ　ｚとなり、Ｘ、Ｙのとる値はそれぞれＸ
２．Ｙｚのみとなる０゜以上のＬｔｒ＋＋　＋　　Ｌｔ
ｈｚは撮像装置のスペックに合わせて決め、また、Ｘ２
．Ｙ、の値は最暗時にどの光源を設定するかにより決定
する。

さて、以上のようにして求めたＸ、Ｙによりステップ（
１４）でコントロール電圧ＣＲｒ　Ｃ１１を（ａ　＝　
ｈ−Ｘ　＋　ｓ　、　Ｃａ　＝　Ｊ−Ｙ　＋　ｋの式に
よって導出し、ＣＲ、ＣＢをマイコン４内のＤ／Ａコン
バータにてＲ信号アンプ６、Ｂ信号アンプ７に送り、ホ
ワイト・バランス調整を行う（ステップ（１５）　）。

−〇 第２図はこの発明の他の実施例を示すブロック図で、１
０は対数圧縮回路２の出力ｉｏｇＳＲ。

Ａ　ｏ　ｇ　Ｓ、からＩｌｏｇ　（ｓｌｌ　／ｓａ　）
　、　ｊｌｏｇ（ＳＲ，Ｓａ）を導出する演算回路、１
１はこの演算回路１０の出力１１ｏｚ　（Ｓｓ　／Ｓｓ
　）　。

Ｊｏｇ　（ＳＲ−Ｓａ　）の出力によって制限するアナ
ログ系のリミッタ回路であり、第１図、第３図と同一符
号は同一または相当部分を示す。

第２図において、測色センサ１から光源の赤成分ＳＲと
青成分Ｓ６が出力され、対数圧縮回路２で対数圧縮され
てＩｔＯｇ　Ｓ　Ｒ、ＪＺ　Ｏｇ　Ｓ　ａを得る。演算
回路１０でｊ！Ｏｇ　（ＳＲ／ＳＲ）及びｆｒｏｇ　（
ＳＲ−３ａ　）を差動、加算により得る。

■そして、ステップ（１７）で、Ｎ＝１としてステップ
（６）へ進む。

Ｏステップ（１５）へ進んだ後は再びステップ（２）へ
戻りＸ、Ｙ、Ｌを入力し、前記と同様の動作をする。

但し、ステップ（５）でＮ≠Ｏの場合はステップ（２４
）へ進む。Ｌが第３の限界値Ｌ　ｔｈ３以下であればス
テップ（６）へ進む。又、Ｌ＞Ｌｔｈｓであればステッ
プ（２５）でＮ−０としてからＬ　”　Ｌ　ｔｈ２とし
て（ステップ（２６））、ステップ（２７）へ進む。

つまり、１度Ｌ＜Ｌｔｈｚとなり、低輝度補正を行った
らＬ　＞　Ｌ　ｔｈｓとならない限り、制御電圧をその
まま限定することになり、Ｌ　ｔｈ３をＬｔｈｓ＞Ｌ　
ｔｈ２と設定することで、ヒステリシス特性を得ること
ができる。

また、ＮをＥ２ＰＲＯＭに書き込むことにより前記のマ
イコン動作はカメラの電源を０ＦＦＬ、ても次の撮影時
にも行われることになる。

次に１．Ｉｌｏｇ　（ＳＲ−Ｓａ　）を明るさの情報と
して、この値が一定しベルＬ、を越えて小さくなったら
、リミッタ回路１１を働かせ１０ｇ（ＳＲ／ＳＲ）の値
を限定する。そして、ＩＬｏｇ（ＳＲ−３ａ）の値に応
じてリミッタの度合を強めるような回路に構成し、Ｒ信
号アンプ６、Ｂ信号アンプ７のアンプ制御用の電圧ＣＲ
，ＣＢを導出することにより機能する。そしてスレッシ
ョルド・レベルＬ、を可変可能として、リミッタ回路を
構成し、低輝度時はＬｌを高くし通常はより低くするこ
とでヒステリシスを実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、この発明により低輝度時も、大き
なホワイト・バランスズレを生じず、かつ、ホワイトバ
ランスの変化による色のバラツキを防止することを可能
とした。とくに蛍光灯下でのフリッカによる影響を防止
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるホワイト・バランス
調整装置のブロック図、第２図はこの発明の他の実施例
を示すブロック図、第３図は従来のホワイト・バランス
調整装置を示すブロック図、第４図は第１図を説明する
ための制御電圧制限図、第５図は第１図を説明するため
のフローチャートである。 図中、 １：測色センサ　　　　２：対数圧縮回路３：差動回路
　　　　　４：マイコン ５：撮像系　　　　　　６：Ｒ信号アンプ７：Ｂ信号ア
ンプ　　　８：信号処理系９：メモリ　　　　　１０：
演算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写体光を電気信号に変換する撮像手段と、この撮像手
   段から得られた電気信号を増幅する増幅手段と、この増
   幅手段の制御電圧の出力電圧範囲を制限する制御電圧制
   限手段と、周囲光量をヒステリシスを持って検出する手
   段とを有し、前記周囲光量検出手段の出力をもとに、前
   記制御電圧の制限範囲を可変にしたことを特徴とするホ
   ワイト・バランス調整装置。