JPH0248801Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は撮像装置に係り、特に単管式或いは単
板式などの単一の撮像素子を備えたカラーテレビ
ジヨンカメラにおいて、開口絞りの口径値に依存
する白バランス変動を補正するための撮像装置に
関する。

（従来技術） 一般に、ストライプフイルタ（色分離用カラー
フイルタ）を内蔵した単一の撮像管（撮像素子）
を用いたカラーテレビジヨンカメラ（以下、TV
カメラと言う）では、開口絞り（レンズ絞り）の
Ｆ値によつて出力信号の白バランスが変化するこ
とは良く知られていることである。

上記撮像管ターゲツトは、例えば第１図に示す
如く、フエースガラス１上にストライプフイルタ
２が設けられ、このストライプフイルタ２の表面
には接着剤３で薄板ガラス４を接着し、これを透
明電極膜５形成用の基板とし、その上に三硫化ア
ンチモンなどの光導電膜６が蒸着された構成とな
つている。そして、上記ストライプフイルタ２
を、例えば第２図に示す如く黄色光透過部分Ye
と白色光透過部分Ｗとが所定方向に交互に所定の
ピツチで形成された第１の短冊状フイルタ部と、
シアン光透過部分Cyと白色光透過部分W′とが、
第１の短冊状フイルタ部と交差する方向に交互に
所定のピツチで形成された第２の短冊状フイルタ
部とより構成した場合は、撮像管の出力信号はｎ
−１の走査線では緑色信号Ｇ、赤色信号Ｒ、青色
信号Ｂの３つの和信号である低域信号と、赤色信
号Ｒと青色信号Ｂとの差信号で変調された搬送波
信号が得られる。上記信号より低域フイルタによ
り輝度信号成分（Ｙ成分）を、また帯域フイルタ
によつて変調信号成分を分離し、1H遅延、90゜移
相および加減算処理により、赤色信号Ｒと青色信
号Ｂとが復調される方式は周知のことである。

しかしながら、上記の撮像管では光導電膜６上
へのストライプフイルタ２の投影像の鮮鋭度はＦ
値を小さくするほど損われてくるため、薄板ガラ
ス４と接着剤３との和の差が、30μｍと一定の場
合、例えば第３図に示す如く、Ｆ値が小さくなる
ほど上記変調波の変調度が低下し、このためＦ値
によつて白バランスが変化してしまう。

また、上記撮像管を用いたTVカメラにあつて
は、ストライプフイルタ２を透過した光束を光電
変換して、この出力信号を電気的に演算すること
により色を検出しているが、このストライプフイ
ルタ２と光導電膜６（光電変換面）とは製造上の
制限から、一般的にはある距離を隔てて配置され
ているのが常である。従つて、光導電膜６に入来
する光束の状態が、撮像光学系の状態の変化、即
ち、開口絞り径・焦点距離・射出瞳位置などによ
つて変動を受けることにより、ストライプフイル
タ２を透過して光導電膜６に至る光束の分布状態
に変動が生じ、この変動により白バランスがズレ
て正しい色再現ができないという問題が発生して
いる。

第４図に示すようなテレセントリツク光学系お
いては、被写体側に位置する変倍光学系Ａと、例
えば撮像管などの撮像素子Ｃ側に位置する結像光
学系Ｂとの間に、この結像光学系Ｂの焦点位置近
傍に開口絞りＤを配置して、撮像素子Ｃの撮像面
へ入射する軸外光束の主光線Ｅを垂直に入射する
ようにしたものであるが、これは各像高へ入射す
る光束の主光線Ｅのみに制限を与えたものであ
り、この主光線Ｅを取り巻くマージナル光線（主
光線の周辺の光線）E′については何等制限がない
ため、開口絞りＤの開口径の変動や変倍光学系Ａ
の口径触の影響を免れることができない欠点があ
る。

一方、開口絞りの開口径の変動による白バラン
スを補正するための一手段としての電気的補正法
にあつては、ホール素子などによつて直接開口絞
り値（Ｆ値）を検出し、これにより電気的に白バ
ランスを補正するようにしたものがあるが、これ
は高価なホール素子を使用するために、構成部品
が増加すると共に、電気回路が複雑となつてTV
カメラの総コストが高くなり、且つTVカメラの
重量が増加するなど好ましいものではない。

（考案の目的） 本考案は上記従来の欠点に鑑みなされたもので
あり、変倍光学系と結像光学系との間に同心状に
形成した白バランス補正フイルタ部を備えたフイ
ルタを配置することにより、上記したような撮像
光学系の状態変化に伴なう白バランス変動を抑制
して、TVカメラに常に一定の白バランスを得る
ようにしたことにある。

（考案の構成） 本考案は、変倍光学系と結像光学系との間に配
置された開口絞りと、前記開口絞りに近接配置さ
れ、白バランス補正フイルタ部と白色光透過部と
を同心状に形成したフイルタとを備えたことを特
徴とする撮像装置を提供するものである。

（実施例） 第５図は本考案になる撮像装置の一実施例であ
り、撮像光学系における光束の入射状態を示す断
面図、第６図は白バランス補正フイルタ部を備え
たフイルタであり、撮像管の光導電膜側より開口
絞り方向を見た時の状態を示した正面図である。

各図において、被写体側に位置する変倍光学系
１０と、例えば撮像管などの撮像素子１１側に配
置された結像光学系１２との間には、この結像光
学系１２の焦点位置近傍において開口絞り１３が
配置されている。

また、開口絞り１３の変倍光学系１０側（変倍
光学系における被写体より同族光線束が平行にな
る所謂平行光束部）には、これと近接して白バラ
ンス補正用のフイルタ１４が光軸を一致させて配
置されているものである。

前記白バランス補正用のフイルタ１４は、第６
図に示す如く、緑色光を透過する緑色光透過部１
５が中心部に円形状に形成され、その周辺部には
白色光を透過する白色光透過部１６がこれと同心
状に形成されている。

つまり、フイルタ１４の中央部と周辺部とは光
束の透過率が異なるようになつている。

なお、結像光学系１２の焦点上に光軸を横ぎる
光線の主光線E₁は第１図に示すような撮像素子
１１の光導電膜６に垂直に入射する。

しかるに、第２図に示す如くのストライプフイ
ルタ２を備えた撮像管のカラーTVカメラに白バ
ランス用のフイルタ１４を適用した場合は、その
撮像管の出力信号中の変調波の変調度が、上記し
たようにＦ値が小となるほど低下するため、緑色
信号Ｇが青色信号Ｂや赤色信号Ｒに比して相対的
に大となる。

従つて、結像光学系の分光透過率特性は、第７
図に示す如く、Ｆ値が4.0以上では緑色光Ｇに比
して青色光Ｂ、赤色光Ｒをあまり透過させないよ
うな特性となり、またＦ値が4.0より小となるほ
ど青色光Ｂ、赤色光Ｒを緑色光Ｇに比して相対的
に多く透過させるような特性となるため、上記Ｆ
値の変化によつて緑色信号レベルが他の２原色信
号レベルに比して相対的に大となつて、例えば、
Ｆ値が４以上の状態で白バランスをとつて、開口
絞り１３を点線で示す如く大きくした場合（Ｆ値
が小）でも緑色光Ｇ以外の光量は相対的に大とな
つて、変化する白バランスは、Ｆ値の変化に拘わ
らず３原色信号レベルのそれぞれの相対値関係を
略一定とし得るので所望の色に補正できる。な
お、第７図においてＦ値が1.4の時のR/Gおよび
Ｂ／Ｇ共に100％として図示してある。

また、第６図に示す如くフイルタ１４は、その
分光透過率が異なる部分、即ち緑色光透過部１５
を入射光束に対して円形状としてその光軸上に配
置してあるため、例えば同じ色の像の位置の変化
によつて、光導電膜上で結像する像の色が各位置
において変化することがなく、安定した状態を維
持し得るので理想的である。

従つて、このフイルタ１４は、例えば第８図に
示す如く、第７図に近似した所望の分光透過率特
性を得ることができる。ただし、第８図はＦ値
1.4のときの（入射平行光束のとき）R/G・B/G
共に90％であるものとして図示してある。

なお、上記実施例においては平行光束部に第６
図に示すようなフイルタ１４を設けた場合につい
て説明したが、平行光束部にハーフミラーにより
光束の一部を分岐し、これを光学フアインダに入
射させる所謂TTLフアインダ方式レンズにおい
て、ハーフミラーの反射および透過の両方の供せ
られる部分（中央部）の分光透過率を他の部分
（周辺部）の分光透過率と異ならせて第７図に示
す特性を得るようにしてもよい。この場合光学フ
アインダには緑色光成分の小なる光が供給される
が、実際使用上はほとんど差支えない。

第９図および第１０図は本考案装置の第２の実
施例を示す図で、上記第１の実施例と異なるとこ
ろは白バランス補正用のフイルタ１７を第６図と
は対称的に形成したものであるから、以下その点
についてのみ説明し、上記第１の実施例と同一の
部分には同一の符号を付してその具体的な説明は
省略する。

白バランス補正用のフイルタ１７は、第１０図
に示す如く、中心部には白色光を透過する円形状
に形成された白色光透過部１８が設けられると共
に、その周辺部には赤色光を透過する赤色光透過
部１９がこれと同心状に形成されている。

つまり、フイルタ１７の中央部と周辺部とは光
束の透過率が異なるようになつている。

結像光学系１２の焦点上で光軸を横ぎる光束の
主光線E₂は第１図に示すような撮像素子１１の
光導電膜６に垂直に入射する。

ここで、開口絞り１３の開口径が白色透過部１
８と略同一の場合には最初にとつた白バランスは
変化することはないが、図に点線で示す如く、開
口絞り１３の開口径がフイルタ１７の白色光透過
部１８より大となると、その開口径と白色透過部
１８の径との差の部分２０によつて被写体からの
入射光束の成分が赤色光透過部１９によつて選択
されるため、光導電膜上で交差する主光線E₂の
外側の光束が開口絞り１３の開口径を補正して安
定した白バランスを得ることができる。従つて、
Ｆ値が小となつた時にはＦ値が大となつた時に比
して相対的に赤系統の色の光を多く透過させるの
で、Ｆ値の変化に拘わらず撮像管の入射光の特性
を略一定にすることができ、白バランスの変化は
ほとんど生じることはない。また、白色透過部１
８と赤色透過部１９とが同心状に配置されている
ため、同じ色の像の位置の変化によつて、光導電
膜上で結像される像の色が各位置において変化す
ることがなく、常に安定した白バランスを得るこ
とができる。

なお、本考案装置において、フイルタの構成は
第２図に示すもの以外でもよく、例示の１搬送波
周波数分離方式に限定されるものではない。

（効果） 以上の如く、本考案になる撮像装置は、分光透
過率特性の異る部分を同心状に形成したフイルタ
を開口絞りに近接配置することにより、従来装置
の如く複雑な回路構成による電気信号処理、ある
いは高価なホール素子などを使用することなく簡
単に白バランスを補正し得、また、開口絞り値、
焦点距離、射出瞳位置などに起因する撮像光学系
の状態変化、あるいは光学系の口径触などによつ
て生ずる白バランスの変動を抑制して、常に一定
の白バランスを得ることができるなどの特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は撮像管ターゲツトの一例を示す拡大断
面図、第２図はストライプフイルタの内部構成の
一例を示す図、第３図はストライプフイルタ内蔵
撮像管の出力映像信号の変調度と開口絞り値との
関係の一例を示す図、第４図は従来装置のテレセ
ントリツク光学系の断面図、第５図は本考案にな
る撮像装置の一実施例を示す光学系断面図、第６
図は本考案なる撮像装置に用いられる白バランス
補正用のフイルタであり、撮像素子の光導電膜側
より開口絞り方向を見た時の状態を示す第１の実
施例の正面図、第７図はストライプフイルタ内蔵
撮像管を使用した場合において要求される分光透
過率補正特性の一例を示す図、第８図はストライ
プフイルタ内蔵のテレビジヨンカメラにおいて第
６図に示す本考案装置を使用した場合の第１の実
施例の分光透過特性を示す図、第９図は本考案に
なる撮像装置の第２の実施例を示す光学系の断面
図、第１０図は本考案になる撮像装置に用いられ
る白バランス補正用のフイルタであり、撮像素子
の光導電膜側より開口絞り方向を見た時の状態を
示す第２の実施例の正面図である。 １……フエースガラス、２……ストライプフイ
ルタ、３……接着剤、４……薄板ガラス、１０…
…変倍光学系、１１……撮像素子、１２……結像
光学系、１３……開口絞り、１４，１７……フイ
ルタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 変倍光学系と結像光学系との間に配置された開
   口絞りと、前記開口絞りに近接配置され、白バラ
   ンス補正フイルタ部と白色光透過部とを同心状に
   形成したフイルタとを備えたことを特徴とする撮
   像装置。