JPH02288579A - ホワイトバランス制御回路 - 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〕 本発明はビデオカメラにおけるホワイトバランス調整並
びＫその追従速度変更及びその制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６５−１０９６８６号公報に記載
のように、照明の色温度変化に対するホワイトバランス
調整の時間的な応答特性は、ホワイトバランス調整回路
内の色差信号を積分するローパスフィルタの時定数並び
にカウンタ駆動パルス周期により決定され、かつ該応答
特性は固定となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、照明条件の急変に対する追従性の確保
と画面内への有彩色被写体の飛び込みに対する安定性確
保の両立が困難であり、追従性を重視し制御を高速化す
ると、パンニングや動的被写体等に対し過敏となり、逆
に安定性を重視して制御を低速化すると日なたから日陰
への移動等に対しスムースさに欠けるという問題があっ
た。

本発明は低速応答と高速応答を活用することを目的とし
ており、通常時の安定性と照明変化時の即応性を両立さ
せたホワイトバランス自動制御回路を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、ホワイトバランス制御信号
をデジタルカウンタ等の周期的にデータ変更の可能な記
憶手段に一旦格納し、かつ該記憶手段の動作速度即ちデ
ータ変更周期を可変とじたものである。

また、上記データの変更周期を可変とするために基本周
期を分局することにより複数の相異なる周期を生成し、
該生成された複数の周期のうち一つを選択、記憶手段の
供給するよう構成したものである。

また上記の周期選択に関し、所定期間経過後自動的に他
の周期を選択するようにしたものである。

また、上記データ変更周期を可変とするために周波数可
変である発振器等により生成した信号によって該データ
変更を行なうよう構成したものである。

また上記目的を達成するために、ホワイトバランス制御
信号生成用の平均化された色差信号の積分時定数を可変
とする、または相異なる時定数をもつ複数の積分手段を
備え、適宜選択可能な構成としたものである。

〔作用〕

ホワイトバランス制御信号が一時保存されるデジタルカ
ウンタは外部より与えられるタイミングパルスによって
動作し、該パルスの周期に応じて保存データが順次変更
される。また咳パルスの周期は撮影条件（周囲の照明、
カメラ操作等）の変化に応じて、変化の発生以後所定の
期間だけ周期の短かいパルスが前記カウンタに供給され
る。それによって、電源投入や照明の変化に際しては速
やかに追従し、新らしい条件に応じたホワイトバランス
が得られる。また前記所定期間経過後、定常状態に入っ
てからは周期の長いパルスが前記カウンタに供給され、
被写体の動きや照明の微小変動等に左右される事のない
安定なホワイトバランスが得られる。

また前記追従速度のｆ更はホワイトバランス信号生成系
に入力する色差信号の積分期間の変更によっても達成さ
れ、上述の如く撮影条件の変化時には時定数を短く、定
常状態においては時定数が長くするように選択される。

それＫよって条件変化に対する速やかな追従性と定常時
の安定なホワイトバランスが得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。撮像
素子１より読み出された撮像信号は次段の信号処理回路
２において輝度信号（Ｙ）、色信号（Ｒ，Ｂ）に分離さ
れる。その後、該輝度信号（Ｙ）及び夫々利得制御回路
３ｒ　、　３ｍ）を通った色信号（Ｒ，Ｂ）はマトリク
ス回路４にて演算され、２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
が生成される。該生成された２つの色差信号を積分回路
５により積分し、これとＲ−Ｙ（Ｂ−Ｙ）＝０に相等す
る基準電圧とを比較増幅回路６ｒ、６ｂにより比較し、
生成されるホワイトバランス制御信号は最終的に前記色
信号経路中の利得制御回路Ｓｒ、ｓｂにフィードバック
され、マトリクス回路４の出力においてＲ−Ｙ＝０゜Ｂ
−Ｙ−０となる様ホワイトバランスの調整が行なわれる
。本実施例では、前記増幅回路６ｒ、６ｂと色信号利得
制御回路ｓｒ　、　Ｈ，との間に比較回路７ｒ　、　７
ｂとアップダウンカウンタ９ｒ　、　９ｂ及びＤ／Ａ変
換器１０ｒ、１０ｂから成るホワイトバランス制御信号
の記憶手段が挿入されている。

尚この部分の構成は増幅回路６ｒ　、　６ｂ　＊用いず
に８を分目路５の出力と基準電圧とを比較しその結果を
直接アップダウンカウンタ９ｒ、９ｂＫ入カシても良く
、この場合Ｄ／Ａ変換器１０ｒ、１０ｂの出力を比較回
路７ｒ、７ｂに帰還する必要はない。

前記アップダウンカウンタ９ｒ　、　９ｂはこれに接続
される比較回路のＩｌｌ　（Ｈｌ又はＬｏ　）に応じて
、駆動クロックパルスの入力毎に順次カウンタデータが
上下し、比較回路７ｒ、７ｂの正負入力即ちＤ／Ａ変換
器１０ｒ、１０ｂの出力とホワイトバランス制御信号生
成用増幅回路出力が一致するところで収束する。この様
な収束後の定常状態においては色信号利得制御回路Ｓｒ
　、　３ｂに印加される電圧は前記増幅回路７ｒ　、　
７ｂの出力にほぼ一致するが、該増幅回路の出力が瞬間
的に変化しても、駆動クロックパルスが入力されない間
は前記カウンタのデータは変化しない、即ち前記駆動ク
ロックパルスの周期を変更することによりホワイトバラ
ンス制御信号の変化に対する実際のホワイトバランス制
御のレスポンスの変更が可能である。そこでカウンタに
入力する駆動パルスの周期を可変する手段（分局器１１
等）を該パルス系路中に設け、電源投入の検出などの各
検出手段からの情報により前記周期の可変手段をコント
ロールするコントロール手段１Ｂにより、前記カウンタ
に供給するパルス周期を適宜変更するようにした。

本実施例によれば撮影条件に応じた制御レスポンスが実
現できるので、ホワイトバランス調贅の誤動作による不
要な色調変動が防止でき、かつ収束に至るまでの調整時
間も短縮できる。

次に本発明の第２の実施例につき第２図により説明−す
る０本第２の実施例では第１実施例における分周器１１
に替えて、発振器１６及び波形整形手段１７によりｕ　
／　Ｄカウンタ９の駆動用パルスを生成するようにして
いる。該発振器１６は発振周波数が外部制御により可変
である。コントロール手段１８は、前記第１実施例同様
に撮影条件に応じた制御レスポンスを判定し、該判定結
果に基づいて前記発振器１６の発振周波数を制御するも
のである。

本実施例においても前記第１の実施例同様の効果がある
が、特に本第２実施例においてはアップダウンカウンタ
９の駆動パルス周期を連続可変とすることが容易で、よ
りきめ細かい速度制御が可能となる。

次に本発明の第５の実施例を第５図により説明する。本
実施例は、前記第１及び第２実施例のコントロール手段
１８に関するものである。本実施例は撮影条件が変化し
た際に変化発生後所定の期間速いパルスでカウンタな送
り該所定期間経過後は自動的に遅いパルスに移行するよ
う動作するものである０図示の様に電源投入、照明の変
化（螢光灯の有無、ＩＩ出の変動等が生じた場合には照
明の種類側いては光源の色温度変化を伴なう事が多い。

）等のコントロール手段１８に入力される情報に変化が
生じた事を検出する立上・立下検出回路１４が全入力に
設けられており、入力情報のうち１つでも変化があれば
トリガ入力となるよう該検出回路１４の出力はＯＲ−回
路を経てタイマ１５に接続される。該タイマ１５はトリ
ガ入力後即ち状態の変化が発生した後、所定の期間だけ
分局器１１を通らない速いパルスが、それ以後は分局器
１１を通った遅いパルスがアップダウンカウンタ９に供
給されるようスイッチ１２を制御する。

尚上述の所定期間とは、最長でも前記アップダウンカフ
／り９が最上位から最下位までカウントダウンする期間
で良く、更に前記立上立下検出に同期してアップダウン
カウンタ９を中位にリセットする手段を付加すれはその
半分の期間で十分である。またタイマ１５の計測動作は
アップダウンカウンタ９のｂｉｔ数と基本となる駆動パ
ルス周期から算出される実際の時間計測、または図のよ
うにアップダウンカウンタ９に供給する基本パルス（も
しくは同一周期のパルス）数を計数することＫより行な
っても良い。

本実施例によれば、前記第１．！２の実施例のような追
従速度を可変する機能を有するホワイトバランス制御装
置において、撮影条件が変化した時に限り高速動作を開
始し、ホワイトバランス調た後低速動作に移行するので
、即応性・安定性の確保に効果がある。

次に本実施例の第４の実施例を第４図、第５図により説
明する。本第４実施例は前記ホワイトパ２ンス制御信号
生成用の増幅回路６に入力する色差信号を平均化する積
分回路の時定数を変更するようＫしたものである。前記
第１．第２もしくは第３の実施例同様各種の検出情報を
得て状況に応じた制御速度を判定するよう構成されたコ
ントロール手段（図示していない）からの制御信号によ
り、複数の相異なる時定数を有する積分回路５ａ。

５ｂ、５０のうちから少なくとも１つ（高速応答が要求
される場合は時定数の短いもの）が選択される。また積
分時定数の変更手段としては第４図の様に積分回路全体
を交換する方法の他に第５図の様に時定数決定に関わる
容量値のみを変える方法、また図示しないが同じく抵抗
値のみを変更する方法等が考えられる。第５図は選択手
段であるスイッチ回路１２ａ、１２ｂ、１２ｏを駆動す
るコントロール例においてはスイッチ１２ａ、　１２ｂ
、　１２ｏのどれをＯＮとするかを電圧１直にて制御す
るものである。例えば０〜５ｖ（ＧＮＤ−ｆｉ源電圧）
を５領域に分けるため比較回路７ｄの一人力に１．５ｖ
、７ｃの一人力ＫＡ５Ｖが印加されるように図中のラダ
ー抵抗値を選ぶと、制御電圧（比較回路７ｏ、７ｄの中
入力）が１．５ｒ未満で７ｏ　：Ｌｏ、７　ｄ　：　Ｌ
　ｏとなりスイッチ１２．のみがＯＮとなる。同様に１
．５〜Ａ５Ｖで１２ｂがＯＮ、１５１以上で１２ａがＯ
Ｎとなる様に動作する。

本実施例によっても前記第１及び第２実施例同様の効果
があるが、特に本第４実施例においては速度制御のため
にアッグダウンカウンタやＤ／Ａ変換器等を必要とせず
より簡易な構成で実現できる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、撮影条件の変化時及び必要に応じて高
速制御が可能となるので、撮影場所の移動や照明の急変
に対する応答性能が向上する。

また、定常状態及び必要に応じて低速制御が可能となる
ので、画角変更等による色温度検出条件の変動や動的被
写体の影響による不要動作の防止に効果がある。

さらに上記２つの効果の両立が図れるので、スムースか
つ確実なホワイトバランス制御が実現できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図は第１図の分周回路とコントロール手段の代わりに用
いられるカランタ制御回路の一例を示すブロック図、第
５図は本発明の第２の実施例を示すブロック構成図、第
４図及び第５図は本発明の他の実施例を示すブロック構
成図である。 １・・・撮像素子、２・・・信号処理回路、３ｒ・５ｂ
・・・色信号利得制御回路、４・・・マトリクス回路、
５・・・積分回路、６ｒ・６ｂ・・・増幅回路、７ｒ・
７ｂ・・・比較回路、９ｒ・９ｂ・・・Φカウンタ、　
　１０ｒ・１ｏｂ・・・Ｄ／Ａ変換器、１１・・・分局
回路、１４・・・立上立下検出回路、１５・・・タイマ
　１６・・・発振器、１７・・・波形整形手段、蔦　２
口 第　、３０ １δ ３ｒ、　３ｂ・−−−一利得制イ卸反目昏５−−−−−
　゛−−−　キ亀分回ｊ８６ｙ、乙ｂ−・−ｚ曽十畠区
１ｉ４ ７ｒ、　７ｂ・−−−一比執回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、撮像素子（１）より読み出された信号から、輝度信
   号（Ｙ）、色信号（Ｒ、Ｂ）を生成する信号処理回路（
   ２）と各色信号の利得を制御する手段（３ｒ、３ｂ）と
   該利得制御された色信号及輝度信号から色差信号（Ｒ−
   Ｙ、Ｂ−Ｙ）を生成するマトリクス回路（４）と 前記色差信号を平均化する積分回路（５）と該平均化さ
   れた色差信号を用い前記色信号の利得を制御し、ホワイ
   トバランスの調整を行なうホワイトバランス制御信号を
   生成するための増幅回路（６ｒ、６ｂ）と 前記ホワイトバランス制御信号を一旦保持する手段と 該保持されているデータを前記色信号利得制御回路を駆
   動する信号に変換または読み出す手段から成るビデオカ
   メラのホワイトバランス制御回路において 前記保持手段に保持するデータを書き換えるタイミング
   を変更する手段を設けたことを特徴とするホワイトバラ
   ンス制御回路。 ２、前記制御信号を保持する手段は比較回路（７ｒ、７
   ｂ）及び該比較回路により制御されるアップダウンカウ
   ンタ（９ｒ、９ｂ）であり、 前記変換手段はＤ／Ａ変換回路（１０ｒ、１０ｂ）であ
   ることを特徴とする請求項１記載のホワイトバランス制
   御回路。 ３、前記データを書き換えるタイミングを変更する手段
   は、 電源投入や被写体の照度を検出する手段と該検出情報に
   応じて、前記保持手段に入力される駆動用のクロックパ
   ルスを分周する手段（１１）を操作するコントロール手
   段（１８）とから成ることを特徴とする請求項１記載の
   ホワイトバランス制御回路。 ４、前記データを書き換えるタイミングを変更する手段
   は、 発振周波数が可変である発振器（１６）と 該発振器出力から保持手段駆動パルスを生成するための
   波形整形手段（１７）と 入力される情報に応じて前記発振器の発振周波数を制御
   するコントロール手段（１８）とから成ることを特徴と
   する請求項１記載のホワイトバランス制御回路。 ５、前記データを書き換えるタイミングを変更する手段
   及びそのコントロール手段（１８）は、入力される各情
   報の変化をつかまえる立上立下検出手段（１４）と 該立上り検出手段の出力を入力とするＯＲ回路と該ＯＲ
   回路の出力をトリガとし、前記入力される情報のうち１
   つでも変化があれば計測を開始するタイマー（１５）と 該タイマ出力により入力クロックパルスが該入力クロッ
   クパルスを分周したパルスかを選択するスイッチ手段（
   １２）とを有し、 該選択されたパルスにより前記保持手段を駆動するよう
   構成したことを特徴とする請求項１記載のホワイトバラ
   ンス制御回路。 ６、前記パルスを選択するスイッチ手段（１２）は前記
   タイマ（１５）の計測中は入力クロックパルスを、計測
   終了後は分周されたパルスが選択されるよう構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載のホワイトバランス制御回
   路及び請求項４記載のコントロール手段。 ７、前記タイマ（１５）の時間計測は、該タイマーに入
   力されるアップダウンカウンタ駆動用クロックパルス又
   は該パルスと同一周期のパルスを計数する事により行な
   い、前記アップダウンカウンタのｂｉｔ数に応じたパル
   ス数を計数した時点で計測を終了することを特徴とする
   請求項１記載のホワイトバランス制御回路又は請求項４
   又は５記載のタイマ。 ８、時定数の異なる複数の積分回路（５ａ、５ｂ、５ｃ
   ）と、 制御信号に応じて該積分回路のうちの少なくとも１つを
   選択する手段（１９ａ、４９ｂ）をさらに設け、 前記ホワイトバランス制御信号を生成するための増幅回
   路（６）に供給される前記平均化色差信号の積分期間を
   変更可能としたことを特徴とする請求項１記載のホワイ
   トバランス制御回路。 ９、積分期間を変更する手段は、抵抗に接続されかつ接
   地されるコンデンサの容量値を変更する。 または、容量値の異なる複数のコンデンサの少なくとも
   １つが選択され抵抗に接続されるよう構成したことを特
   徴とする請求項６記載のホワイトバランス制御回路。