JPH0640668B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば固体撮像装置等の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。

［従来技術］ 従来、固体撮像装置としては、例えばテレビカメラ，ス
チレビデオカメラ等が知られているが、そのホワイトバ
ランスの調整方法として、光源の変化に追従して作動す
る自動追尾方式が知られている。一方、光源としての蛍
光灯は、フリッカーを発生する。したがって、蛍光灯光
源下で撮像すると、再生画像が青がかったり、赤がかっ
たりすることがある。このフリッカーの影響によって自
動追尾方式によるホワイトバランス調整においては撮像
素子に入射する光の量とホワイトバランス調整用のセン
サに入射する光の量とが異なると適正なホワイトバラン
スが得られない。この様子をさらに第１図を用いて説明
する。

第１図(i)はフリッカーによる蛍光灯の色の変化を表わ
すものとする。上は赤色，下は青色を表わす。これに対
して、第１図(ii)および(iii)は撮像素子としてのCCDの
蓄積時間を表わす。(ii)はシャッター速度１／60秒の場
合、(iii)は同速度１／1000秒の場合である。

これらからわかるように、(ii)の場合にはCCDの蓄積時
間が長いので、その時のCCDの出力、すなわち蓄積期間
中の出力積分値は、(i)の平均値に充分近い値となる。
また、(iii)の場合には、CCDの蓄積時間が短いので、CC
Dの出力積分値は平均値からかなりかけはなれてしまう
ことがある。これに対し、ホワイトバランス調整用の測
色センサーは、例えば第１図(iv)のように一瞬一瞬にお
いて測色してデータを形成するため、データを取り込む
時期によっては平均値から大きくずれてしまうことがあ
る。そのため、(ii)の場合にも、(iii)の場合にもホワ
イトバランス調整は正しく行われないことがある。

これを防ぐために、測色センサーにおいても第１図(v)
のように、ある期間、データを蓄積して積分（平均）し
た値をデータとして用いることが従来から提案されてい
る。例えば第１図の場合で考えれば、10ms間の測色デー
タを平均すれば、測色センサーの出力からフリッカーの
影響は除去できることになる。したがって、この場合に
は、(ii)のように低速シャッターを用いたときにはCCD
の出力も、測色センサーの出力の平均も共にフリッカー
の平均値に近づくので、ホワイトバランスの誤差は少な
くなる。

しかしながら、(iii)のように高速シッャターを用いた
ときは、CCDの出力値がフリッカーの平均値から大きく
はずれてしまうことがあるため、ホワイトバランスも大
きくくずれてしまうおそれがある。

［目的］ 本発明の目的は、上述の従来例の欠点を除去し、低速シ
ッャターだけでなく、高速シャッターにおいても正しい
ホワイトバランス調整ができる装置を提供することにあ
る。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第２図は本発明の第１実施例を示す。第２図において１
は光源の色温度を検出する検出手段としての色温度検出
系、２は該検出系１の検出出力を所定時間積分する制御
手段としての積分器、４は光信号を電気信号に変換する
撮像手段としての撮像素子、３は撮像素子４の前に位置
した撮像期間を制御するシャッター、５は撮像素子４よ
り出力された赤信号を増幅するＲアンプ、６は同様に青
信号を増幅するＢアンプである。なお、シャッター３の
開閉信号は詳細を後述する積分器２に入力される。７は
以後の信号処理系である。

８は積分器２の出力からＲおよびＢアンプ５および６の
ゲインを制御するコントロール電圧を導出するコントロ
ール電圧導出系である。

第３図は積分器２およびコントロール電圧導出系３の具
体的一実施例、第４図はその動作説明のタイミング図で
ある。

また、第１図(vi),(vii)は本発明におけるそれぞれ低速
および高速シッャターの場合の積分のタイミングを示し
ている。以下第１〜４図を用いて本発明第１実施例の動
作を説明する。

まずシャッター３の閉じている場合、つまり第１図(vi)
のイの期間（第４図も同様）では、シャッター３から積
分器２へ送られる信号は第４図(i)に示すようにローレ
ベルとなっている。この場合、第３図に示すようにシャ
ッター３からの信号（ローレベル）と、シャッター３か
らの信号を遅延回路９によって遅らせた信号とをNORゲ
ートに入力してそのNORをとり、第４図(v)の信号（つま
りハイレベル）を得る。この信号はインバータ13で反転
して抵抗14を介してトランジスタ(Tr)15および16による
スイッチSW1に入力する。

したがって、このイの期間では、第４図(vi)に示すよう
にスイッチSW1はオフとなり、色温度検出系１からの信
号は（抵抗17を介して）OPアンプ18へは伝わらない。

また、NORゲート12の出力信号は抵抗19を介しトランジ
スタ(Tr)20,21によるスイッチSW2をオンとし（第４図(v
ii)）、コンデンサ22の電荷を放電する。したがって積
分器２の出力は第４図(viii)に示すように定電圧源23と
同じ電位Ｅとなる。

次に、第１図(vi)のロの時点（第４図も同様）、つまり
シャッター３が開いて、撮像素子４に露光が開始される
と、第４図(i)のようにシャッター３からの信号はハイ
レベルとなり、第４図(v)のようにNORゲート12の出力は
ローとなり、第４図(vi)のようにスイッチSW1はオン、
第４図(vii)のようにスイッチSW2はオフとなる。その結
果色温度検出系１からの信号はスイッチSW1および抵抗1
7を介してコンデンサ22に流れ込み、積分器２の出力電
圧は第４図(viii)に示すように色温度検出系１の出力の
積分値となる。

なお、コントロール電圧導出系８を構成するサンプルホ
ールド回路24を制御入力“ハイ”でサンプル、同入力
“ロー”でホールドとすれば、以上の第１図および第４
図のイの状態からロになった時点でシャッターを開き、
ハの時点でシャッターを閉じるまで、積分器２内のNOR
ゲート11の出力はローなので、その間サンプルホールド
回路24はずっとホールド状態である。

次に第１図および第４図ハの時点でシャッターを閉じる
と、NORゲート11の一方の入力としてのシャッター３か
らの出力はローであり、また、第４図(ii)および(iii)
に示すように遅延回路９およびインバータ10によってNO
Rゲート11の他方の入力は依然としてローであるから、
第４図(iv)に示すようにNORゲート11の出力はハイとな
り、サンプルホールド回路24はサンプル状態となり、そ
の際の積分器２の出力（第４図(viii)）の値をサンプル
する。

その後、遅延回路９による遅延時間だけNORゲート11の
出力はハイなので、その間サンプルホールド回路24は積
分器２の出力をサンプルし、その後遅延回路９の出力オ
フによってNORゲート11の出力がローとなった時点でサ
ンプルホールド回路24はホールド状態となる。その間第
４図(v)に示すようにNORゲート12の出力はローのままな
ので、積分器２は動作しつづけ、シャッター３の開放期
間に対応した電圧を蓄積する。

そして、遅延回路９による一定期間経過後、NORゲート1
2の出力はハイとなり、スイッチSW1をオフ、スイッチSW
2をオンとして、積分器２の出力電圧を定電圧源電圧Ｅ
[V]にもどし、次の積分に備える。

以上のようにして得た積分値をサンプルホールド回路24
から入力して、コントロール電圧導出系８を構成するコ
ントロール電圧導出回路25によってＲランプ５およびＢ
アンプ６のゲインを制御するためのコントロール電圧を
導出して、同アンプ５および６を制御し、ホワイトバラ
ンス調整を行う。

また、第１図(vii)に示すように高速シャッターを用い
た場合には、積分期間がシャッターの開放期間（撮像素
子の露光時間）に対応して短くなり、したがって、ホワ
イトバランス調整のための適正なコントロール電圧をコ
ントロール電圧導出系８によって得ることができる。

次に本発明第２実施例を第５図および第６図を用いて説
明する。

第５図は第２実施例のブロック図であって、26は色温度
検出系１の出力をシッャター３の開放期間中サンプリン
グするサンプリング部、27はサンプリング部26でサンプ
リングした値を同シッャター３の開放期間中平均値化す
る平均値導出部である。その他は第２図と同様構成であ
る。

第６図(i)に示すようにシャッター３の出力はサンプリ
ング部26および平均値導出部27へ入力され、シャッター
３が開放の期間中、サンプリング部26および平均値導出
部27において色温度検出系１の出力をサンプリングし、
そのサンプリング値を平均値化する。そしてシャッター
が閉じるハ（低速シャッター），およびニ（高速シャッ
ター）の時点で第６図(iii)に示すように平均値導出部2
7にて導出した平均値をコントロール電圧導出系８にお
いてホールドし、そのホールド値に基づいてコントロー
ル電圧を導出してＲおよびＢアンプ５および６をコント
ロールする。このようにすることによっても、色温度検
出系１からの出力値をシャッター３の開放期間に対応し
た値にしてコントロール電圧導出系８に与えることがで
き、したがって、適切なホワイトバランス調整を行うこ
とができる。

なお、前述した第１および第２実施例では、積分および
平均期間を決定する信号をシャッターからとり入れた
が、この信号は、例えば撮像素子の蓄積時間をコントロ
ールしてシャッター効果を持たせるような電子シャッタ
ーを適用した撮像装置においては、例えば撮像素子から
その蓄積期間（撮像期間）に相当するタイミングでとり
入れてもよい。その他、この信号は、露光期間およびタ
イミングとほぼ一致するようなものであれば適用可能で
ある。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ホワイトバラン
ス調整のための色温度検出情報をとり入れる期間を撮像
素子の撮像期間と対応させることにより、シャッター速
度の遅速にかかわらずに蛍光灯フリッカー等の光源の比
較的高い周波数における変化に対しても適切なホワイト
バランス調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光源のフリッカーと、撮像素子の露光期間と、
ホワイトバランスのデータ取り込み期間との関係を示す
タイミング図、 第２図は本発明の第１実施例を示すブロック図、 第３図は同第１実施例の積分器およびコントロール電圧
導出系の一例を示す回路ブロック図、 第４図は同第１実施例の動作を説明するためのタイミン
グ図、 第５図は本発明第２実施例を示すブロック図、 第６図は同第２実施例の動作を説明するタイミング図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体像を撮像する撮像手段と、 該撮像手段における撮像時間を可変制御する撮像時間制
   御手段と、 光源の色温度を検出する色温度検出手段と、 該色温度検出手段で検出された色温度情報の内、前記撮
   像手段の撮像期間に対応した期間の色温度検出情報を積
   分してホワイトバランス制御信号を形成するホワイトバ
   ランス制御信号形成手段と、 該ホワイトバランス制御信号に応じて前記撮像手段の出
   力のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御
   手段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。