JPH0341889A - オートホワイトバランスモジユール - 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、ＶＴＲカメラ、電子スチルカメラ等（ＣＣＤ
、ｌｉ像管等）に用いられるオートホワイトバランスモ
ジュールに関する。

〈従来技術〉 ビデオカメラを用いて蛍光灯下で人、物体等を撮影する
場合、カメラで撮影して画面を送像する際のフレーム周
波数が６０Ｈｚであるので、関東地区では蛍光灯のちら
つきが画面にあられれる。

これは、日本国内において、関東地区の商用電源の周波
数が５０Ｈｚであることに起因している。

一方、関西地区では商用電源の周波数が６０Ｈｚであり
、蛍光灯下でのちらつきは起こらない。

すなわち、関西地区においては商用電源の周波数が６０
Ｈｚであるが、これは蛍光灯の放射する光の強度が１２
０１−１ｚで変化することを意味しており、カメラのフ
レーム周波数の整数倍であるため、ちらつきは起こらな
い。しかしながら、関東地区の商用電源周波数が５０Ｈ
ｚの地区においては、蛍光灯の放射する光は１００Ｈｚ
であり、カメラのフレーム周波数（６０Ｈｚ）の整数倍
ではないので、ちらつきが起こることとなる。

この対策として、蛍光灯検出用センサをカメラに付加す
ることにより蛍光灯下でのちらつきをおさえている。第
９図は蛍光灯検出用センサの蛍光灯検出回路の一例であ
る。

図示の如く、蛍光灯検出回路は、光源からの入射光を受
けて出力Ｖｏを得る受光素子（フォトトランジスタ）ｌ
と、抵抗Ｒと、受光素子１の出力Ｖ。

の周期か１００Ｈｚ、１２０Ｈｚのときだけ増幅出力す
るバンドパスフィルタ２とから構成されている。なお、
太陽光、屋内光（白熱灯）下では、これらが１００Ｈｚ
、　　１２０１（ｚの周期を持った光源ではないので、
バンドパスフィルタ２からの出力は得られない。したが
って、バンドパスフィルタ２から１００Ｈｚ、１２０Ｈ
ｚの周期の出力が得られたときの入射光は蛍光灯である
と言える。

また、得られた出力が１００Ｈｚである場合、その商用
電源周波数が５０Ｈｚであることを意味する。これに゛
より、５０Ｈｚでの蛍光灯下で撮影していることが判別
できる。

そこで、この信号に基づき、カメラの撮像素子に入射す
る光をコントロールする電子シャッターを１／１００秒
に設定する。そうすると、ＣＯＤへ入射する光は１ｏＩ
Ｉｌｓｅｃで入射することになり、５０Ｈｚ商用電源の
蛍光灯（１００Ｈｚ下で１０ｍ５ｅｃ周期）下では、カ
メラの撮影する一つのフレームごとに同じ光源の強度範
囲の下でフレームごとに撮影することとなり、画面のち
らつきを防止できる。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 しかしながら、近年、ＶＴＲカメラ、電子スヂルカメラ
等の小型化か要求されていることに伴い、上記蛍光灯検
出センサの付加スペースが縮小されることになり、その
取り付けが困難となっている。

そのため、蛍光灯検出センサを取り付けると、カメラ自
体が大型化する。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、蛍光灯検出用のセ
ンサーをあらたにカメラに設置することなく、蛍光灯下
にあることを検出して蛍光灯下での画面のちらつきを防
止し、カメラの小型化に貢献できるオートホワイトバラ
ンスモジュールの提供を目的とする。

〈　課題を解決するための手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１．２図の如く、互い
に分光感度の異なる複数の受光素子１０１１．１２を有
するオートホワイトバランスセンサ１３（図１）を備え
、カメラの色温度を補正するオートホワイトバランスモ
ジュールにおいて、前記受光素子１０，１１，１２に入
射する光の強弱または色温度の変化を検知し光源が蛍光
灯であるか否かを検出する検出手段１４が設けられたも
のである。

く作用〉 上記課題解決手段において、オートホワイトバランスモ
ジュールは、人の目で見た場合と同じように白色を再現
させるために、光源の分光特性の変化を電気的に補正し
てカメラの色温度補正（ホワイトバランスの補正）を行
う。

このとき、オートホワイトバランスセンサ１３の受光素
子１０，１１．１２に入射する光の強弱または色温度の
変化を検知し光源が蛍光灯であるか否かを検出する検出
手段１４を設けているので、従来のように蛍光灯検出セ
ンサをあらたにカメラに設置することなく、カメラの色
温度補正を行なうとともにオートホワイトバランスモジ
ュールで蛍光灯下での撮影であることを検出でき、蛍光
灯下での画面のちらつきをなくすことができる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１ないし第８図に基づいて
説明する。

第１図は本発明の一実施例のオートホワイトバランスモ
ジュールのオートホワイトバランス補正回路を示す図、
第２図は同じくそのオートホワイトバランスセンサ回路
を示す図、第３図は同じくその受光素子に入射する色温
度の周波数と検出手段との関係を示す図、第４図は同じ
くその受光素子に入射する光の強弱の周波数と検出手段
との関係を示す図、第５図は蛍光灯の光の強弱の周波数
と色温度の周波数の変化を示す図、第６図は屋内光の光
の強弱の周波数と色温度の周波数の変化を示す図、第７
図は太陽光の光の強弱の周波数と色温度の周波数の変化
を示す図、第８図は出力電圧の入射光色温度特性を示す
図である。

図示の如く、本実施例のオートホワイトバランスモジュ
ールは、互いに分光感度の異なる複数の受光素子＋　０
．１１．１２を有するオートホワイトバランスセンサ（
ＡＷＢセンサ）１３を備え、カメラの色温度を補正する
。

そして、前記受光素子ｔｏ、ｔｔ、ｔ２に入射する光の
強弱または色温度の変化を検知し光源か蛍光灯であるか
否かを検出する検出手段Ｉ４か設けられたものである。

前記オートホワイトバランスセンサ１３は、第２図の如
く、赤色光に感度を有する赤色光用受光素子ＩＯと、緑
色光に感度を有する受光素子１１と、青色光に感度を有
する青色光用受光素子Ｉ２とが組み合わされて内蔵され
ている。該受光素子１０．１１．１２は、ｐ層とｎ層と
を接合（ｐｎ接合）したフォトダイオードが使用されて
いる。

ここで、ホワイトバランスの目的について説明すると、
人間の色に対する感覚はどのような光源下でも、白い物
を見たときは白い色と感じるものである。例えば、色温
度の高い光源下（青い光源下）で見た「白い色の物」で
も色温度の低い光源下（赤い光源下）で見た「白い色の
物」でも同じように白い物として感じる。これは、人間
の肉眼では「記憶色」等の過去の感覚によって光源の分
光特性の変化を補正してしまうからである。

これに対して、ＶＴＲカメラ、電子スチールカメラ等（
ＣＯＤ、撮像管等）で物体を見た場合、光源によっては
、白い物が白く見えなくなる現象を生じる。例えば、色
温度の高い光源下で見た場合には「白い物」が青く、色
温度の低い光源下で見た場合には「白い物」が赤く見え
ることがある。したがって、人の目で見た場合と同じよ
うに白色を再現させろためには、光源の分光特性の変化
を電気的に′Ｐ１１ｉ正することが必要となる。

一般に、ホワイトバランスの補正を電気的に行うオート
ホワイトバランス補正回路は、第１図の如く、光学系Ｉ
５を介してオートホワイトバランスセンサ１３によって
光源の色温度を検出し、電気処理回路１６によって緑と
赤との比に対応する出力信号Ｖ（Ｒ／Ｇ）および緑と青
との比に対応する出力信号Ｖ（Ｇ／Ｂ）を得るオートバ
ランスセンサ回路１７を備え、このＲ／Ｇ信号とＧ／Ｂ
信号とによって撮像管Ｉ８から色分離回路１９を介して
得られたＲ、Ｇ、Ｂの各信号のうちＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ
信号とをコントロールして色の補正を行っている。なお
、第１図中、２０．２１は信号処理回路、２２はプロセ
ス回路である。

前記オートバランスセンサ回路１７は、第２図の如く、
赤色光用受光素子１０からの出力信号Ｒを対数変換する
第一対数変換アンプ２３と、緑色光用受光素子１１から
の出力信号Ｇと対数変換する第二対数変換アンプ２４と
、青色光用受光素子１２からの出力信号Ｂを対数変換す
る第三対数変換アンプ２５と、前記第一対数変換アンプ
２３からの対数変換信号ＬＯＧ　Ｒと第二対数変換アン
プ２４からの対数変換信号ＬＯＧ　Ｇとから色温度変化
信号ＬＯＧＧ／Ｒを演算増幅する第一差動アンプ２６と
、前記第二対数変換アンプ２４からの対数変換信号ＬＯ
Ｇ　Ｇと第三対数変換アンプ２５からの対数変換信号Ｌ
ＯＧ　Ｂとから色温度変化信号ＬＯＧＢ／Ｇを演算増幅
する第二差動アンプ２７と、前記第二対数変換アンプ２
４からの対数変換信号ＬＯＧ　Ｂを増幅して照度出力Ａ
を得るアンプ２８と、該アンプ２８からの照度出力、へ
と基準レベルＶＸとから照度出力変化信号を演算増幅す
るアンプ２９とから構成されている。なお、図中３０．
３１．３２は対数変換ダイオードである。

前記検出手段１４は、第１ｆｆｌの如く、オートバラン
スセンサ回路１７とバンドパスフィルタ３３゜３４．３
５とから構成されている。該バンドパスフィルタ３３　
３４．３５は、１００Ｈｚ、１２０Ｈｚを識別して入力
信号の周波数が１００ＨｚＳ　１２０Ｈｚのときだけ増
幅する機能を有している。

そして、色温度用バンドパスフィルタ３３．３４の一側
端子は、第３図の如く、差動アンプ２６゜２７の出力端
子に接続されており、照度出力用バンドパスフィルタ３
５は、第４図の如く、アンプ２９の出力端子に接続され
ている。一方、バンドパスフィルタ３３．３４．３５の
他側端子は、第１図の如く、撮像管１８の電子シャッタ
をコントロールする制御部３６に接続されている。

上記構成において、第１図の如く、光学系１５を介して
オートバランスセンサ回路１７内のオートホワイトバラ
ンスセンサ１３によって光源の色温度を検出し、電気処
理回路１６によって出力信号Ｒ／Ｇ、Ｇ／Ｂを得る。こ
のＲ／Ｇ信号とＧ／Ｂ信号とによって撮像管１８から色
分離回路１９を介して得られたＲ、Ｇ、Ｈの各信号のう
ちＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号とをコントロールして色の補
正が行なわれる。

このとき、検出手段１４を構成するオートバランスセン
サ回路１７では、第２図の如く、赤色光用受光素子１０
からの出力信号Ｒは、第一対数変換アンプ２３により対
数変換信号ＬＯＧ　Ｈに対数変換される。同様に、緑色
光用受光素子１１および青色光用受光素子１２からの出
力信号Ｇ、Ｂは、第二対数変換アンプ２４および第三対
数変換アンプ２５により対数変換信号ＬＯＧ　Ｇ　、Ｌ
ＯＧ　Ｂに夫々対数変換される。

そして、第一対数変換アンプ２３および第二対数変換ア
ンプ２４からの対数変換信号ＬＯＧ　Ｒ，ＬＯＧＧは、
第一差動アンプ２６により色温度変化信号ＬＯＧＧ／Ｒ
に演算増幅される。同様に、第二対数変換アンプ２４お
よび第三対数変換アンプ２５からの対数変換信号ＬＯＧ
　Ｇ　、ＬＯＧ　Ｂは、第二差動アンプ２７により色温
度変化信号ＬＯＧＢ／Ｇに演算増幅される。また、第二
対数変換アンプ２４からの対数変換信号ＬＯＧ　Ｇは、
アンプ２８により照度出力Ａに増幅され、アンプ２９に
より照度出力Ａと基準レベルＶｘとから照度出力変化信
号に演算増幅される。

次に、第一差動アンプ２６および第二差動アンプ２７か
らの色温度変化信号ＬＯＧ　Ｇ／Ｒ９１，ＯＧ　１３／
Ｇは、第３図の如く、検出手段Ｉ４を構成する色温度用
バンドパスフィルタ３３．３４によりＬＯＧＧ／Ｒ，Ｌ
ＯＧ　Ｂ／Ｇの周波数が１００１−（ｚ、１２０Ｈｚか
否かを識別され、その周波数が１００Ｈｚ１１２０Ｈｚ
のときだけ増幅され撮像管１８の電子シャッタをコント
ロールする制御部３６に出力される。同様に、アンプ２
９からの照度出力変化信号は、第４図の如く、照度出力
用バンドパスフィルタ３５により照度出力変化信号の周
波数が１００Ｈｚ１１２０Ｈｚか否かを識別され、その
周波数が１００Ｈｚ、１２０Ｈｚのときだけ増幅され制
御部３６に出力される。

これにより、光源が蛍光灯であることが検出でき、撮像
管１８の電子シャッタをコントロールし、蛍光灯での画
面のちらつきをなくすことができる。

ここで、上記バンドパスフィルタ３３　３４　３５の識
別動作について詳述する。

まず、光源が蛍光灯であると、第５図の如く、光の強度
または色温度の周波数の変化は、５０Ｈ２の地域では１
００Ｈｚ、６０Ｈｚの地域では１２０Ｈｚとなる。すな
わち、ＬＯＧ　Ｇ／Ｒ，ＬＯＧ　Ｂ／Ｇ出力は蛍光灯下
では商用周波数の２倍の周波数で変化している。その出
力特性の一例を第８図に示す。第８図は、入射光の光源
の色温度と出力の比例する関係を示しており、蛍光灯は
商用電源の周波数に応じてその強度（放射光強度）が比
例するばかりでなく、放射光の色温度も商用電源の周波
数に比例して変化する。第８図は周波数により比例して
変化するのを積分して得られる出力を示している。

蛍光灯下では色温度変化信号ＬＯＧ　Ｇ／Ｒ，ＬＯＧＢ
／Ｇは１００Ｈｚ、　　＋　２０Ｈｚに変化するので、
色温度用バンドパスフィルタ３３．３４は、これを識別
して蛍光灯下での撮影であることを判別する。

また、ＬＯＧ　Ｇの出力を増幅した照度変化信号も照度
に比例した出力の周波数１００Ｈｚ、＋２０１４ｚが得
られるので、照度出力用バンドパスフィルタ３５は、こ
れを識別してＬＯＧ　Ｇ／Ｒ，ＬＯＧ　Ｂ／Ｇ出力と同
様に蛍光灯下での撮影であることを判別する。

一方、光源が屋内光（例えば、白熱球（２８５６Ｋ）、
ハロゲンランプ（３２００Ｋ））であると、第６図の如
く、光の強度または色温度の周波数の変化は商用電源で
は変化しない。すなわち、色温度変化信号ＬＯＧ　Ｇ／
Ｒ，ＬＯＧ　Ｂ／ＧおよびＬＯＧ　Ｇの出力を増幅した
照度出力変化信号の周波数は１００Ｈｚ、１２０Ｈｚで
はないので、バンドパスフィルタ３３，３４．３５は、
これを識別して屋内光子での撮影であることを判別する
。このとき、色温度変化信号ＬＯＧ　Ｇ／Ｒ，ＬＯＧ　
Ｂ／Ｇおよび照度出力信号は、バンドパスフィルタ３３
，３４．３５により制御部３６に出力されない。

同様に、光源が太陽光（６７５０Ｋ）であるときも、第
７図の如く、光の強度または色／ＭＬ度の周波数は商用
電源では変化しないので、バンドパスフィルタ３３，３
４．３５は、これを識別して太陽光下での撮影であるこ
とを判別する。

すなわち、オートホワイトバランスセンサ１３の受光素
子１０，１１，１２に入射する光の強弱または色温度の
変化を検知し光源が蛍光灯であるか否かを検出する検出
手段１４を設けているので、従来のように蛍光灯検出セ
ンサをあらたにカメラに設置することなく、カメラの色
温度補正を行うととちにオートホワイトバランスモジュ
ールで蛍光灯下での撮影であることを検出でき、蛍光灯
下での画面のちらつきをなくすことができ、カメラの小
型化に貢献できる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施例ては、赤、緑、青に感度を有ずろオ
ートホワイトバランスセンサを用いた場合について記載
したが、赤、青のみのように二つの異なる分光感度を有
するオートホワイトバランスセンサを用いた場合につい
ても同様な効果を得ることができる。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、オート
ホワイトバランスセンサの受光素子に入射する光の強弱
または色温度の変化を検知し光源が蛍光灯であるか否か
を検出する検出手段を設けているので、従来のように蛍
光灯検出センサをあらたにカメラに設置することなく、
カメラの色温度補正を行うとともにオートホワイトバラ
ンスモジュールで蛍光灯下での撮影であることを検出で
き、蛍光灯下での画面のちらつきをなくすことができ、
カメラの小型化に貢献できるといった優れた効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のオートホワイトバランスモ
ジュールのオートホワイトバランス補正回路を示す図、
第２図は同じくそのオートホワイトバランスセンサ回路
を示す図、第３図は同じくその受光素子に入射する色温
度の周波数と検出手段との関係を示す図、第４図は同じ
くその受光素子に入射する光の強弱の周波数と検出手段
との関係を示す図、第５図は蛍光灯の光の強弱の周波数
と色温度の周波数の変化を示す図、第６図は屋内光の光
の強弱の周波数と色温度の周波数の変化を示す図、第７
図は太陽光の光の強弱の周波数と色温度の周波数の変化
を示す図、第８図は出力電圧の入射光色温度特性を示す
図、第９図は蛍光灯検出用センサの蛍光灯検出回路を示
す図である。 ｔｏ　　１１，１２：受光素子、１３；オートホワイト
バランスセンサ（ＡＷＢセンサ）、ｌ　４　：検出手段
。 出 代 願 理 人 人 シャープ株式会社 中村恒久

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに分光感度の異なる複数の受光素子を有するオート
   ホワイトバランスセンサを備え、カメラの色温度を補正
   するオートホワイトバランスモジュールにおいて、前記
   受光素子に入射する光の強弱または色温度の変化を検知
   し光源が蛍光灯であるか否かを検出する検出手段が設け
   られたことを特徴とするオートホワイトバランスモジュ
   ール。