JPH02189090A - オートホワイトバランス回路 - 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） この発明は、カラービデオカメラ、カラー電子カメラ等
に用いられるオートホワイトバランス回路に関する。

（従来の技術〕 被写体を例えばカラービデオカメラでＩＢ像する場合、
被写体に照射されている光の色成分の比率が変化すると
ホワイトバランスも変化する。従って、カラービデオカ
メラにおいて良質なカラー画像を得るためには光源から
の光の色成分の比率の変化に伴ってホワイトバランスを
調整する必要がある。ホワイトバランスを調整するため
、撮像素子とは別に被写体に照射されている光の色成分
の比率を測定し、その測定結果に基づき、自動的にホワ
イトバランスを調整するオートホワイトバランス回路が
従来より用いられている。

第１４図は、このようなオートホワイトバランス回路を
有する従来のカラービデオカメラの一部の構成を示すブ
ロック図である。光′ｒＡ１からの光は被写体２で反射
され、光学レンズ３を介し色分離光学系４に与えられる
。色分離光学系４は、与えられた光を赤、緑、青の３つ
の色成分に分離する。Ｒ＠素子５は、色分離光学系４か
ら与えられる色成分を電気信号（色信号）に変換し、ホ
ワイトバランス調整回路１５に与える。ホワイトバラン
ス調整回路１５は各色信号を、後述するホワイトバラン
ス制御電圧Ｆに応じて増幅して出力する。

一方、光源１からの光は色フイルタ−７，８にも与えら
れる。色フイルタ−７，８は各々異った透過特性を有し
、このため異なる特定の色成分が各々色フイルタ−７，
８を通過する。受光素子９゜１０は与えられた色成分を
各々電流１　．１　　に変換する。電流電圧変換回路（
以下■−■変換回路」と略す。）１１は、電流１１をＡ
　十Ｂ　１０（ｌ　１１　（Ａ、Ｂは定数）の対数圧縮
された電圧に変換する。Ｉ−Ｖ変換回路１２は、電流Ｉ
２をＣ＋８１０ｇ１２　（Ｃは定数）の対数圧縮された
電圧に変換する。引算回路１３は、Ｉ−Ｖ変換回路１１
゜１２の出力電圧を受け、これらの差電圧Ｄ＋Ｂｊ！ｏ
ｃｔ（１１／ｌ２）（Ｄは定数）を出力する。整流回路
１４は、引算回路１３の出力電圧Ｅを積分し、その積分
出力はホワイトバランス制御電圧Ｆとしてホワイトバラ
ンス調整回路１５に与えられる。

ホワイトバランス調整回路１５は、ホワイトバランス制
御電圧Ｆに応じ各色信号の増幅度を変化させることによ
り各色信号間の比率を調整する。こうして、ホワイトバ
ランス調整された色信号がホワイトバランス調整回路１
５より出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のカラービデオカメラは以上のように構成されてい
るので、光源１が蛍光灯等のように点滅が肉眼で認識で
きない瞬間的なものである点滅光源であるある場合には
、以下のような問題点があった。すなわち、光源１が点
滅する第１６図に示すように、Ｉ−Ｖ変換回路１１．１
２の出力電圧Ｘ、Ｙは光源１の点滅に同期した波形とな
る。従って、引粋回路１３の出力電圧Ｅも第１５図に示
すように光源１の点滅に同期した波形となる。光源１の
消灯時、光の各色成分の減衰速度は相違するため、第１
６図に示すようにＩ−Ｖ変換回路１１．１２の出力電圧
Ｘ、Ｙの変化の割合も相違する。そのため、上述したホ
ワイトバランス調整が光源１の消灯ごとに行われる。一
方、光源１の点滅が肉眼で認識できないくらい瞬間的な
ものである場合には、人間の目にはホワイトバランスの
くずれは感じられない。ところが、この様な場合にも上
述のホワイトバランス調整が行われる結果、かえってホ
ワイトバランスをくずしてしまうことになる。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、被写体に光を照射する光源が点滅光源であ
りその点滅が肉眼で認識できない瞬間的なものである場
合にも正確なホワイトバランス調整を行うことができる
オートホワイトバランス回路を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るオートホワイトバランス回路は、撮像装
置に内蔵され、該撮像装置の被写体に光源から照射され
る光に含まれる各色成分の比率の変化に伴って自動的に
ホワイトバランスを整調するオートホワイトバランス回
路であって、前記光源からの光を受け、該光に含まれる
色成分のうち所定の２つの色成分の比率を表す比率信号
を発生して出力する比率信号発生手段と、前記比率信号
発生手段に接続され、前記光源から前記被写体に照射さ
れる光の照度の最大値に対応する前記比率信号をホール
ドして出力するホールド回路と、前記光源の点滅回数を
検出し、該点滅回数が所定回数以上であると第１の信号
を出力し、所定回数未満であると第２の信号を出力する
点滅光源検出回路と、前記比率信号発生手段、前記ホー
ルド回路及び前記点滅光源検出回路に接続され、前記点
滅光源検出回路からの第１の信号に応答して前記ホール
ド回路の出力を出力し、第２の信号に応答して前記比率
信号発生手段の出力を出力するスイッチ回路と、前記ス
イッチ回路の出力に応じてホワイトバランスを調整する
ホワイトバランス調整回路とを備えている。

〔作用〕

この発明におけるホールド回路は、光源から発せられる
光の照度の最大値に対応する比率信号発生手段の出力値
をホールドして出力する。点滅光源検出回路は、光源の
点滅回数を検出し、該点滅回数が所定回数以上であると
第１の信号を出力し、所定回数未満であると第２の信号
を出力する。スイッチ回路は、点滅光源検出回路からの
第１の信号に応答してホールド回路の出力を出力し、第
２の信号に応答して比率信号発生手段の出力を出力する
。従って、光源が点滅光源であり、その点滅が所定回数
以上である場合には、光源の消灯時の信号に基づきホワ
イトバランス調整が行われることがない。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例に係るオートホワイトバラ
ンス回路を備えたカラービデオカメラの一部の構成を示
すブロック図である。図において、第１４図に示した従
来回路との相違点は、ピークホールド回路１６１点滅光
源検出回路１７．スイッチ回路１８を新たに設けたこと
である。

ピークホールド回路１６は、引算回路１３に接続されて
おり、引算回路１３の出力電圧Ｅのピーク値をボールド
する。点滅光源検出回路１７は、引算回路１３に接続さ
れており、引算回路１３の出力電圧Ｅの単位時間当りの
パルス数を検出し、単位時間当りのパルス数が所定数以
下であると信号Ｇを、所定数以上であると信号Ｈを出力
する。

スイッチ回路１８は、引算回路１３．ピークホールド回
路１６１点滅光源検出回路１８に接続されている。スイ
ッチ回路１８は、信号Ｇに応答して引算回路１３の出力
を、信号Ｈに応答してピークホールド回路１６の出力を
整流回路１４に与える。その他の構成は従来と同様であ
る。

第３図は、ピークホールド回路１６の一構成例を示す回
路図である。オペアンプ１９の手入力には引算回路１３
の出力が与えられる。オペアンプ１９の出力は、ダイオ
ードＤ２を介し一人力に帰還されている。つまり、ダイ
オードＤ２のアノードがオペアンプ１９の出力に、カソ
ードがオペアンプ１９の一人力に各々接続されている。

また、ダイオードＤ２のカソードは、スイッチ回路１８
に接続されるとと、もに、コンデンサｃ１を介し接地さ
れている。

第４図は、点滅光源検出回路１７の一構成例を示す図で
ある。引算回路１３の出力電圧はオペアンプ２０の手入
力に直接入力されるとともに抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ
２より成るローパスフィルター２１を介し一人力にも入
力されている。オペアンプ２０の出力は、バッファの役
目をするインバータ２２を介しカウンター２３に与えら
れる。

カウンター２３は、インバータ２２の出力のパルス数を
カウントする。パルス生成回路２４は１秒ごとにカウン
ター２４にリセットパルスＰを与える。カウンター２３
はリセットパルスＰに応答してリセットされる。従って
、カウンター２３はインバータ２２の出力の１秒間当り
パルス数をカウントすることになる。カウンター２３は
引算回路１３の出力電圧の１秒間当りのパルス数が所定
数以下であると信号Ｇ（０−レベル）を、所定数以上で
あると信号Ｈ（ハイレベル）を出力し、スイッチ回路１
８へ与える。

第５図は、スイッチ回路１８の一構成例を示す図である
。この例では、スイッチ回路１８はアナログマルチプレ
クサにより構成されている。信号Ｇに応答してスイッチ
１８ｂがＯＮＩ、、、信号Ｈに応答してスイッチ１８ａ
がＯＮする。この図では、引算回路１３の出力を整流回
路１４へ与えている場合を示している。

第６図は、ホワイトバランス調整回路１５の一構成例を
示すブロック図である。ＷＡ縁素子５がらの各色信号が
各々赤信号増幅器１５ａ、緑信号増幅器１５ｂ、青信号
増幅器１５ｃへ与えられる。

そして、各々の増幅器は各色信号を増幅して出力する。

また、整流回路１４から与えられたホワイトバランス制
ｍ電圧Ｆは、赤信号増幅器１５ａ。

青信号増幅器１５Ｇに与えられる。赤信号増幅器１５ａ
、青信号増幅器１５Ｃはホワイトバランス制御１７圧Ｆ
に応じてその増幅度が調整される。その結果、赤信号、
青信号、緑信号の比率が調整され、ホワイトバランス調
整が行われる。

第７図は受光素子９とＩ−■変換回路１１の一構成例を
示す回路図である。オペアンプ２５の一人力と十人力と
の間に、受光素子９に相当するフォトダイオードＰ、Ｄ
１が接続されている。フォトダイオードＰＤ１のカソー
ドはオペアンプ２５の一人力に、アノードは十人力に各
々接続されている。オペアンプ２５の十人力は電源Ｅ１
を介し接地されている。オペアンプ２５の出力は、引算
回路１３へ接続されるとともに、ダイオードＤ１を介し
一人力に帰還されている。ダイオードＤ１のカソードは
オペアンプ２５の一人力に、アノードはオペアンプ１６
の十人力に各々接続されている。

第８図は第７図に示した回路中のフォトダイオードＤ１
に光が照射されたとき、照射される光の照度とＩ−Ｖ変
換回路１１の出力電圧との関係を示すグラフである。こ
の図に示すように、Ｉ−■変換回路１１の出力電圧は、
フォトダイオードＰＤ１に照射される光の照度の増加に
伴い単調に増加する。なお、受光素子１０とＩ−Ｖ変換
回路１２の構成も第７図に示した構成と同じであり、そ
の特性も第８図に示したものと同じである。

次に、第１図ないし第６図を用いながら、点滅光源下に
おいて第１図の構成のカラービデオカメラを用い被写体
２を撮像する場合について説明する。

光源１からの光は被写体２で反射され光学レンズ３を介
し色分離光学系４に与えられる。色分離光学系４は被写
体２で反射された光を各色成分。

緑色成分、青色成分）に分離する。ＩＩＩ素子５は、色
分離光学系４から与えられる色成分を電気信号（赤信号
、緑信号、青信号）に変換しホワイトバランス調整回路
１５へ与える。ホワイトバランス調整回路１５は各色信
号を、後述するホワイトバランス制御ｌｌ電圧Ｆに応じ
て増幅する。

一方、光源１からの光は色フイルタ−７，８にも与えら
れる。色フイルタ−７，８は各々異った特性を有し、こ
のため異なる特定の色成分が各々色フイルタ−７，８を
通過する。受光素子９．１０は与えられた色成分を各々
電流１．１２に変換する。Ｉ−Ｖ変換回路１１は、電流
１１をＡ＋８１０ｇ１１の対数圧縮された電圧に変換す
る。■−■変換回路１２は、電流Ｉ２をＣ＋Ｂ１ｏａ１
２の対数圧縮された電圧に変換する。引算回路１３は、
Ｉ−Ｖ変換回路１１．１２の出力電圧を受け、これらの
差電圧Ｄ＋ＢＪｏｏ（１１／Ｉ２　）を出力する。

光源１が点滅光源なので、Ｉ−Ｖ変換回路１１゜１２の
出力電圧Ｘ、Ｙは前述したように光ＷＡ１の点滅に同期
した波形となる（第１６図参照）。従って、引算回路１
３の出力電圧Ｅは光源１の点滅に同期した波形となる（
第２図参照）。引算回路１３の出力電圧Ｅは、ピークホ
ールド回路１６゜点滅光源検出回路１７及びスイッチ回
路１８に与えられる。

ピークホールド回路１６は、引算回路１３の出力電圧Ｅ
のピーク値をホールドする。第３図を参照して、オペア
ンプ１９の十人力に引算回路１３の出力電圧Ｅが入力さ
れると、オペアンプ１９は与えられた電圧をバッファし
て出力する。コンデンサＣ１は、オペアンプ１９の出力
電圧の大きさに応じ充電される。コンデンサＣ１の充電
電圧は引算回路１３の出力電圧Ｅのピーク時に最大とな
る。コンデンサＣ１の充電電圧が最大となった後、オペ
アンプ１９の出力電圧が小さくなると、ダイオードＤ２
のカソード電圧がアノード電圧よりも大きくなるので、
ダイオードＤ２はＯＦＦする。

つまり、スイッチ回路１２には引算回路１３の出力電圧
Ｅのピーク値に応じた電圧（コンデンサＣ１の最大充電
電圧）が常に与えられる。ダイオードＤ２がＯＦＦする
とコンデンサｃ１の充電回路が遮断される。そのため、
コンデンサＣ１の充電電圧がわずかに減衰するが、この
減衰した電圧は、次の引算回路１３の出力電圧Ｅのピー
ク時に再び充電されることにより補われる。上記動作が
、繰り返され、ピークホールド回路１６の出力電圧Ｉは
、第２図ｆに示すような波形となる。このようにしてピ
ークホールド回路１７は引算回路１３の出力電圧Ｅのピ
ーク値をホールドしている。

点滅光源検出回路１７は、引算回路１３の出力電圧Ｅの
パルス数を検出し、その検出回数に応じた信号を出力す
る。第４図を参照して、オペアンプ２０の十人力には引
算回路１３の出力電圧Ｅが直接入力され、−人力にはロ
ーパスフィルター２１を介し入力される。引算回路１３
の出力電圧Ｅはローパスフィルター２１を通過すること
により平滑化される。この平滑化された引算回路１３の
出力電圧Ｅをしきい値として、出力電圧Ｅが以下のよう
に二値化される。すなわちオペアンプ２０は、十人力た
る引算回路１３の出力電圧と一人力に与えられている直
流電圧とを比較する。オペアンプ２０は、引算回路１３
の出力電圧Ｅが直流電圧よりも大きいとハイレベルを出
力し、小さいとローレベルを出力する。オペアンプ２０
の出力はバッファの役目をするインバータ２２を介しカ
ウンター２３に与えられる。

カウンター２３は、インバータ２２を介して与えられる
オペアンプ２０の出力電圧のパルスの数をカウントする
。パルス生成回路２４は１秒間ごとにリセットパルスＰ
をカウンター２３に与える。

カウンター２３はリセットパルスＰに応答してリセット
される。そのためカウンター２３はオペアンプ２０の出
力の１秒間当りのパルス数をカウントすることになる。

この１秒間当りのパルス数を検出することにより光源１
の１秒間当りの点滅回数がわかる。カウンター２３は、
１秒間当りのパルス数が所定数以下であると信号Ｇを（
ローレベル）出力し、所定数以上であると信号Ｈ（ハイ
レベル）を出力する。ここでいう所定数は、光源１の点
滅が肉眼で認識できるか否かの境界となる光源１の１秒
間当りの点滅回数である。この信ＱＧあるいはＨはスイ
ッチ回路１２に与えられる。

スイッチ回路１８は、信号Ｇあるいは（」に応答して引
算回路１３の出力電圧Ｅあるいはピークホールド回路１
７の出力電圧■を選択的に出力する。

第５図を参照して、スイッチ回路１８に信号Ｇが与えら
れると、これに応答してスイッチ１８ｂがＯＮＬ、、、
整流回路１４へは引算回路１３の出力電圧Ｅが与えられ
る。スイッチ回路１８に信号Ｈが与えられると、これに
応答してスイッチ１８ａがＯＮＬ、、整流回路１４へは
ピークホールド回路１６の出力電圧１が与えられる。

整流回路１４は、スイッチ回路１８の出力電圧を積分し
、その積分出力はホワイトバランス制御電圧Ｆとしてホ
ワイトバランス調整回路１５に与えられる。ホワイトバ
ランス調整回路１５は、ホワイトバランス制御電圧Ｆの
電圧値に応じて、各色信号の増幅度を変化させることに
より色信号間の比率を調整する。第６図を参照して、整
流回路１４からのホワイトバランス制御電圧Ｆが赤信号
増幅器１５ａ及び青信号増幅器１５ｃに与えられる。赤
信号増幅器１５８及び青信号増幅器１５Ｃはホワイトバ
ランス制御電圧Ｈの電圧値に応じ、その増幅度が調整さ
れる。その結果、赤信号、青信号、緑信号の比率が調整
され、ホワイトバランス調整が行われる。

光源１が点滅光源であり、その点滅が肉眼で認識できな
いくらい瞬間的なものである場合、光源１の消灯時には
スイッチ回路１８からはピークホールド回路１６の出力
電圧Ｉが出力されるので、光源１の消灯時の引算回路１
３の出力電圧Ｅに基づきホワイトバランス調整が行われ
ることがなくなる。その結果、正確にホワイトバランス
調整を行うことができる。

第９図は、この発明の伯の実施例を示すブロック図であ
る。この実施例では点滅光源検出回路１７をＩ−Ｖ変換
回路１１の出力側に接続している。

１−Ｖ変換回路１１の出力電圧は光源１の点滅に同期し
た波形となる（第１６図参照）。そのため、上記実施例
と同様、点滅光源検出回路１７で光源１の単位時間当り
の点滅回数を検出することができる。また、点滅光源検
出回路１７をＩ−Ｖ変換回路１２の出力側に接続しても
よい。ざらに、点減光源検出回路１８を受光素子９ある
いは１０の出力側に接続してもよい。受光素子９．１０
の出力電流は光源１の点滅に同期した波形となる。その
ため、上記実施例と同様、点滅光源検出回路１７で光源
１の単位時間当りの点滅回数を検出することができる。

また、上記実施例では、受光素子１０とＩ−Ｖ変換回路
１１．１２を第７図に示す構成にしたが、第１０図に示
すように、フォトダイオードＰＤ１及びダイオードＤ１
の極性を第７図に示したのと逆にしてもよい。第１１図
は、第１０図に示した回路において、フォトダイオード
ＰＤ１に照射される光の照度とＩ−Ｖ変換回路１１．１
２の出力電圧との関係を示すグラフである。このグラフ
よりフォトダイオードＰＤ１に照射される光の照度の増
加に伴いＩ−Ｖ変換回路１１．１２の出力電圧が里調減
少しているのがわかる。従って、フォトダイオードＰＤ
１に照射される光の光源１が点滅光源である場合の引算
回路１３の出力電圧Ｅは第１２図に示すような波形とな
る。つまり、光源１から発せられる光の照度が最も大き
いときに、引算回路１３の出力電圧Ｅ　＜、を最も小さ
くなる。上記のような構成においては、引算回路１３の
出力電圧Ｅのボトム値をホールドするボトムホールド回
路をピークホールド回路１６の代りに設けれりばよい。

第１３図は上述したボトムホールド回路の一構成例を示
す回路図である。この構成では、第３図に示したピーク
ホールド回路１６のダイオードＤ２の極性を逆にしてい
る。すなわち、ダイオードＤ２は、カソードがオペアン
プ１９の出力に接続され、アノードがコンデンサＣ１を
介し接地されるとともにスイッチ回路１９に接続されて
いる。

また、ダイオードＤ２のアノードはオペアンプ１９の一
人力に接続されている。オペアンプ１９の十人力に第１
２図に示すような波形を有する引算回路１３の出力電圧
Ｅが入力されたとする。このとき、コンデンサＣ１は充
電されるのだが、この充電電圧がオペアンプ１９の出力
電圧より小さくなるとダイオードＤ２はＯＦＦする。従
って、スイッチ回路１８へは出力電圧Ｅのボトム値に応
じた電圧（コンデンサＣ１の最小充電電圧）が与えられ
る。このようにして、ボトムホールド回路は、引算回路
１３の出力電圧Ｅのボトム値をホールドする。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、光源から被写体に照射
される光の照度の最大値に対応する比率信号発生手段の
出力値をホールドして出力するホールド回路と、光源の
点滅回数を検出し、該点滅回数が所定回数以上であると
第１の信号を出力し、所定回数未満であると第２の信号
を出力する点滅光源検出回路と、点滅光源からの第１の
信号に応答してホールド回路から与えられている信号を
出力するスイッチ回路とを設けたので、前記所定回数を
光源の点滅が肉眼でＮｉＩできるか否かの境界の点滅回
数に設定することにより、光源が点滅光であり、その点
滅が肉眼で！！！識できない瞬間的なものである場合、
従来のように光源の消灯時の信号に基づきホワイトバラ
ンス調整が行われることがなくなる。その結果、その点
滅が肉眼で認識できない瞬間的な点滅光源下において被
写体を撮像しても、ホワイトバランス調整の結果、かえ
ってホワイトバランスが悪くなるということがなくなる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るオートホワイトバランス回路の
一実施例を用いたカラービデオカメラの一部の構成を示
すブロック図、第２図は第１図に示した回路の動作を説
明するための波形図、第３図はピークホールド回路の一
構成例を示す回路図、第４図は点滅光源検出回路の一構
成例を示すブロック図、第５図はスイッチ回路の一構成
例を示す回路図、第６図はホワイトバランス調整回路の
一構成例を示すブロック図、第７図及び第１０図は受光
素子とＩ−Ｖ変換回路の一構成例を示す回路図、第８図
及び第１１図は各々第７図及び第１０図に示した回路の
特性を示すグラフ、第９図はこの発明の他の実施例を示
すブロック図、第１２図は受光素子とｌ−Ｖ変換回路を
第１０図のように構成した場合の引算回路の出力電圧波
形図、第１３図はボトムホールド回路の一構成例を示す
回路図、第１４図は従来のカラービデオカメラの一部の
構成を示すブロック図、第１５図及び第１６図は第１４
図に示した回路の動作を説明するための波形図である。 図において、１は光源、２は被写体、７及び８は色フイ
ルタ−，９及び１０は受光素子、１１及び１２はＩ−Ｖ
変換回路、１３は引算回路、１４は整流回路、１５はホ
ワイトバランス調整回路、１６はピークホールド回路、
１７は点滅光源検出回路、１日はスイッチ回路である。 なお、各図中同一符号は周一または相当部分をボす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像装置に内蔵され、該撮像装置の被写体に光源
   から照射される光に含まれる各色成分の比率の変化に伴
   つて自動的にホワイトバランスを整調するオートホワイ
   トバランス回路であつて、前記光源からの光を受け、該
   光に含まれる色成分のうち所定の２つの色成分の比率を
   表す比率信号を発生して出力する比率信号発生手段と、
   前記比率信号発生手段に接続され、前記光源から前記被
   写体に照射される光の照度の最大値に対応する前記比率
   信号をホールドして出力するホールド回路と、 前記光源の点滅回数を検出し、該点滅回数が所定回数以
   上であると第１の信号を出力し、所定回数未満であると
   第２の信号を出力する点滅光源検出回路と、 前記比率信号発生手段、前記ホールド回路及び前記点滅
   光源検出回路に接続され、前記点滅光源検出回路からの
   第１の信号に応答して前記ホールド回路の出力を出力し
   、第２の信号に応答して前記比率信号発生手段の出力を
   出力するスイッチ回路と、 前記スイッチ回路の出力に応じてホワイトバランスを調
   整するホワイトバランス調整回路とを備えたオートホワ
   イトバランス回路。