JPH0822075B2 - ホワイトバランス装置 - Google Patents

ホワイトバランス装置

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JPH0822075B2
JPH0822075B2 JP1183920A JP18392089A JPH0822075B2 JP H0822075 B2 JPH0822075 B2 JP H0822075B2 JP 1183920 A JP1183920 A JP 1183920A JP 18392089 A JP18392089 A JP 18392089A JP H0822075 B2 JPH0822075 B2 JP H0822075B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、カラービデオカメラにおけるホワイトバラ
ンス装置に関する。
(従来の技術) 被写体の照明を行う光源の色温度の違いによって映像
の色調に偏りが生じることから、その偏りを補正するた
め、カラービデオカメラにはホワイトバランス装置が設
けられている。
第6図は、そのホワイトバランス装置の従来技術の電
気的構成を示している。
カラー撮像素子81より出力される赤、緑、青の3種類
の色信号は、信号処理回路82において、3種類の色信号
の加算結果を示す輝度信号、赤色信号と輝度信号との差
を示す差分信号であるR−Y信号、青色信号と輝度信号
との差を示す差分信号であるB−Y信号に変換され,R−
Y信号及びB−Y信号は、それぞれに対応して設けられ
た可変利得増幅器83,84を介して、エンコーダ85に送出
されており、輝度信号は直接にエンコーダ85に導かれて
いる。
またカラー撮像素子81とは別個に、赤、緑、青の各色
の光に対応する光検出素子86R,86G,86Bが設けられてお
り、これらの光検出素子86R,86G,86Bの出力は、各々に
対応して設けられた増幅器87R,87G,87Bにより増幅され
た後、差動増幅器88,89に接続されている。そして、差
動増幅器88によって出力される赤色信号と緑色信号との
差分信号であるR/G信号、及び差動増幅器89によって出
力される緑色信号と青色信号との差分信号であるG/B信
号は、それぞれに対応して設けられたオフセット調整部
90,91、及びゲイン調整部92,93を介することにより、利
得を制御する利得制御値として、可変利得増幅器83,84
に与えられている。
以上の構成となっていることから、差動増幅器88,89
の出力値は、光源の色温度の高低に対応してその双方の
値が変化することとなり、この変化に対応して、R−Y
信号を増幅する可変利得増幅器83、及びB−Y信号を増
幅する可変利得増幅器の各々の増幅率が変化する。つま
り、エンコーダ85に導かれるR−Y信号及びB−Y信号
の信号レベルを変化させることにより、光源の色温度の
高低によって生じる映像の色の偏りを補正する構成とな
っている。
(発明が解決しようとする課題) しかしカラー撮像素子81の色特性、若しくは光検出素
子86R,86G,86Bの感度特性は、各素子によってばらつき
のあることから、それらのばらつきを補正し、正確にホ
ワイトバランスの調整が行われるようにするため、出荷
時において、例えば色温度が3200Kの光源を用いること
によって、まずオフセット調整部90,91の調整を行うこ
とにより、正しいホワイトバランスが得られるようにし
た後、色温度を5000Kに変化させ、この光源下におい
て、正しいホワイトバランスが得られるようにゲイン調
整部92,93の調整を行っている。
このように、正しいホワイトバランス調整を行うこと
ができるようにするためには、オフセット調整部90,91
及びゲイン調整部92,93の調整を、各ホワイトバランス
装置毎に、人手によって行わなければならないことか
ら、調整を行う人員の熟練度によって調整が不正確にな
るという事態が生じたり、その調整に多くの時間を要す
るといった問題が生じていた。
本発明は上記課題を解決するため創案されたものであ
り、その目的は、ホワイトバランスのための出荷時にお
ける初期設定を自動で行うことのできるホワイトバラン
ス装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため本発明のホワイトバランス装
置は、互いに異なる2種類の色温度の一方の色温度を第
1の色温度とし、他方の色温度を第2の色温度とすると
き、カラー撮像素子の出力が導かれた信号処理回路と、
この信号処理回路より出力されるR−Y信号の増幅を行
うと共に、その増幅率が変化するR−Y可変利得増幅器
と、前記信号処理回路より出力されるB−Y信号の増幅
を行うと共に、その増幅率が変化するB−Y可変利得増
幅器と、互いに分光感度特性が異なる複数個の光検出素
子と、これら複数個の光検出素子の出力に対する演算を
行うことにより得られ、前記R−Y可変利得増幅器の利
得を決定する信号をR/G信号とし、前記B−Y可変利得
増幅器の利得を決定する信号をG/B信号とするとき、前
記第1の色温度においてホワイトバランスがとれている
とき、前記R−Y可変利得増幅器の利得を制御する利得
制御信号の値に対応させて前記R/G信号の出力値を記憶
すると共に、前記B−Y可変利得増幅器の利得を制御す
る利得制御信号の値に対応させて前記G/B信号の出力値
の記憶を行う第1のメモリと、このときのR−Y可変利
得増幅器の出力値をR−Y基準値とし、B−Y可変利得
増幅器の出力値をB−Y基準値とするとき、前記第2の
色温度において、前記R−Y可変利得増幅器の利得の制
御を行うことにより、R−Y可変利得増幅器の出力値を
前記R−Y基準値に一致させると共に、前記B−Y可変
利得増幅器の利得の制御を行うことにより、B−Y可変
利得増幅器の出力値を前記B−Y基準値に一致させる制
御部と、前記第2の色温度において前記R−Y可変利得
増幅器の出力値が前記R−Y基準値に一致すると共に前
記B−Y可変利得増幅器の出力値が前記B−Y基準値に
一致するとき、R−Y可変利得増幅器に与えられた利得
制御信号の値に対応させて前記R/G信号の出力値を記憶
すると共に、B−Y可変利得増幅器に与えられた利得制
御信号の値に対応させて前記G/B信号の出力値を記憶す
る第2のメモリとを備えた構成とする。
(作用) R−Y基準値及びB−Y基準値は、ホワイトバランス
がとれているときのR−Y可変利得増幅器の出力値、及
びB−Y可変利得増幅器の出力値を示していることか
ら、第2の色温度において、制御部により、R−Y可変
利得増幅器の出力値とB−Y可変利得増幅器の出力値と
を、それぞれに対応するR−Y基準値、B−Y基準値に
一致させることは、そのときのホワイトバランスをとる
ことを意味する。
つまり、第1の色温度においてホワイトバランスが得
られたときのR−Y可変利得増幅器の利得制御信号の値
と、この値を決定するR/G信号の出力値、及びB−Y可
変利得増幅器の利得制御信号の値と、この値を決定する
G/B信号の出力値が第1のメモリに得られることを意味
し、また第2の色温度においてホワイトバランスが得ら
れたときのR−Y可変利得増幅器の利得制御信号の値
と、この値を決定するR/G信号の出力値、及びB−Y可
変利得増幅器の利得制御信号の値と、この値を決定する
G/B信号の出力値が第2のメモリに得られることを意味
する。
そのため、以後においては、被写体を照明する光源の
色温度に対応して得られるR/G信号、G/B信号に対して、
第1のメモリに記憶された値と第2のメモリに記憶され
た値とを参照した演算を行うことにより、ホワイトバラ
ンスを得るためのR−Y可変利得増幅器の利得制御信号
の値、及びB−Y可変利得増幅器の利得制御信号の値が
算出される。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の電気的構成を示すブロッ
ク線図である。
図において、CCD等の撮像素子で構成されたカラー撮
像素子11から送出される赤、緑、青の3種類の色信号
は、これら3種類の色信号の加算結果を示す信号である
輝度信号、赤の色信号と輝度信号との差分信号であるR
−Y信号121、及び青の色信号と輝度信号との差分信号
であるB−Y信号122を生成する信号処理回路12に導か
れており、R−Y信号121、及びB−Y信号122は、それ
ぞれの信号に対応して設けられたR−Y可変利得増幅器
13、及びB−Y可変利得増幅器14を介することにより、
カラー映像信号の生成を行うエンコーダ15に与えられて
いる。また輝度信号は直接にエンコーダ15に導かれてい
る。
互いに分光感度特性が異なる光検出素子として3つの
光検出素子が設けられており、赤の光を検出する光検出
素子16Rの出力は、増幅器17Rを介して、加算機18のマイ
ナス入力に接続されており、緑の光を検出する光検出素
子16Gは、増幅器17Gを介して、加算器18のプラス入力と
加算器19のマイナス入力とに導かれている。また青の光
を検出する光検出素子16Bは、増幅器17Bを介して、加算
器19のプラス入力に与えられている。
R−Y可変利得増幅器13の出力、及びB−Y可変利得
増幅器14の出力の各々は、それぞれに対応して設けられ
たローパスフィルタ24、25を介して、4入力1出力のア
ナログマルチプレクサである切換スイッチ20のa接点、
及びb接点に導かれている。また加算器18より出力され
る信号であり、光検出素子16Gの出力から光検出素子16R
の出力を減算した信号であるR/G信号181、及び加算器19
より出力される信号であり、光検出素子16Bの出力から
光検出素子16Gの出力を減算した信号であるG/B信号191
のそれぞれは、切換スイッチ20のc接点、及びd接点に
接続されている。そして、切り換え出力であるe接点は
A/D変換器21に送出されている。またA/D変換器21の出力
は、ソフトウエアによって構成された制御部22に導かれ
ている。
第1のメモリ231、及び第2のメモリ232は、不揮発性
のメモリ素子の一種であるEEPROM23内に設定されたそれ
ぞれの記憶エリアであって、これら2つのメモリ231,23
2は制御部22と双方向性の接続となっている。また2回
路のD/A変換回路で構成されたD/A変換器26には制御部22
の出力が導かれており、D/A変換器26の2種類のアナロ
グ出力は、利得制御信号261,262として、それぞれに対
応するR−Y可変利得増幅器13、B−Y可変利得増幅器
14に導入されている。
第2図及び第3図は、制御部22の動作を示すフローチ
ャートである。必要に応じて同図を参照しつつ、以下に
本発明の一実施例の動作を説明する。
本実施例においては、第1の色温度として、カラー用
のハロゲンランプの色温度である3200Kの色温度が用い
られ、光検出素子16R,16G,16Bは、カラー撮像素子11の
撮像範囲の中心部からの光を検出する構成となっている
ことから、3200Kの光源によって照明された白色の被写
体からの反射光は、カラー撮像素子11と光検出素子16R,
16G,16Bとに導かれることとなる。
そして、カラー撮像素子11によって撮像された被写体
を示す信号は、信号処理回路12において、輝度信号とR
−Y信号121及びB−Y信号122とに変換され、輝度信号
はエンコーダ15に、R−Y信号121はR−Y可変利得増
幅器13に、B−Y信号122はB−Y可変利得増幅器14に
それぞれ導かれる。また光検出素子16R,16G,16Bからの
信号は、加算器18,19によって、R/G信号181とG/B信号19
1とに変換された後、切換スイッチ20に送出される。
この状態において、制御部22よりD/A変換器26に送出
する値を、2つの利得制御信号261,262のそれぞれにつ
いて増加させ、R−Y可変利得増幅器13の出力値とB−
Y可変利得増幅器14の出力値とを増加させることによ
り、3200Kの光源下においてホワイトバランスの調整を
行う(ステップ)。
そしてホワイトバランスがとれたとき制御部22は、切
換スイッチ20のe接点をa接点に接続することによって
R−Y可変利得増幅器13の出力をA/D変換器21に導き
(ローパスフィルタ24を通過させることによりノイズ成
分の除去を行う、)その値をデジタル値として読み取る
と共に、読み取ったデータを内部メモリに一時的に格納
する。
次いで制御部22は、切換スイッチ20のe接点をb接点
に接続することによって、B−Y可変利得増幅器14の出
力をA/D変換器21に導き(同様にローパルフィルタ25に
よりノイズの除去を行う)、その値をデジタル値に変換
して読み取る(ステップ)。これら2つのデータの読
み取りが終了したときには、それらの値(一方の値は内
部メモリに格納されている)を、ホワイトバランスがと
れたときの基準値を示す値として、第1のメモリ231に
格納する(ステップ)。
そして制御部22は、切換スイッチ20のe接点をc接点
に接続することにより、R/G信号181の値(この値をR/G3
200とする)の読み取りを行うと共に、e接点をd接点
に接続することにより、G/B信号191の値(この値をG/B3
200とする)の読み取りを行い(ステップ)、次に続
くステップにおいて、読み取った値を、R−Y可変利
得増幅器13への利得制御信号261の値を示す制御値(こ
の値をR−Y3200とする)、及びB−Y可変利得増幅器1
4の利得制御信号262の制御値を示す値(この値をB−Y3
200とする)に対応させて第1のメモリ231に格納する。
そのため、第4図及び第5図に示すように、R−Y可
変利得増幅器13の利得制御信号261の値とR/G信号181の
値との関係を示すグラフ、及びB−Y可変利得増幅器14
の利得制御信号262の値とG/B信号191の値との関係を示
すグラフを作成すると、それぞれのグラフ上に、各々1
つの点P1,P2が決定される。
以上の動作が終了したときには、同一の被写体を、日
中の太陽光の色温度である5000Kの光源によって照明を
行い、カラー撮像素子11でもって撮像すると共に、被写
体からの反射光を光検出素子16R,16G,16Bに導く。
このとき制御部22は、切換スイッチの20のe接点をa
接点に接続し、A/D変換器21の出力値の読み込みを行う
ことによって、R−Y可変利得増幅器13の出力値が、第
1のメモリ231に格納していたR−Y基準値に一致する
かどうかの監視を行いつつ、D/A変換器26への出力値を
1づつ増加(この増加により、R−Y可変利得増幅器13
の利得が増加する)させる(ステップ,,)。そ
してR−Y可変利得増幅器13の出力値がR−Y基準値に
一致したときには、D/A変換器26に送出した値(この値
をR−Y5000とする)を第2のメモリ232に格納する(ス
テップ)。
次いで制御部22は、e接点をb接点に接続することに
より、B−Y可変利得増幅器14の出力値に対して同様の
動作を行い、B−Y可変利得増幅器14の出力値が、第1
のメモリ231に格納していたB−Y基準値に一致したと
きには、D/A変換器26に送出した値(この値をB−Y5000
とする)を第2のメモリ232に格納する(ステップ,
,,)。また、このときのR/G信号181の値(この
値をR/G5000とする)とG/B信号191の値(この値をG/G50
00とする)との読み取りを行い、その値を第2のメモリ
232に格納する(ステップ,)。
上記のようにして第2のメモリ232に格納された値に
より、第4図及び第5図に示すグラフのそれぞれには、
点P3,P4が示されることとなる。
以上の動作によって、製造時におけるホワイトバラン
スのための初期設定が終了する。
以後の撮像時には、その撮像に先立ってホワイトバラ
ンスの調整を行うのであるが、そのときには、制御部22
により、切換スイッチ20のe接点をc接点に接続するこ
とによってR/G信号181の値の読み取りを行うと共に、e
接点をd接点に接続することによってG/B信号191の値の
読み取りを行わせる。このとき読み取られたR/G信号181
の値をAとする。
第4図に示すR/G信号181の値とR−Y可変利得増幅器
13の利得制御信号261の値との関係を示すグラフ上に
は、第1のメモリ231と第2のメモリ232とに格納された
値により示される2つの点P1,P3が決定されていること
から、この2つの点P1,P3を結ぶ直線L1を用いることに
よって、R/G信号181の値Aに対応するR−Y可変利得増
幅器13の利得制御信号261の値aの算出を行い、その値
aを、利得制御信号261を示す値としてD/A変換器26に送
出することにより、R−Y可変利得増幅器13の利得の設
定を行う。
またG/B信号191の値Bに対しても同様の方法により、
第5図に示されているグラフ上に決定された2点P2,P4
を結ぶ直線L2を用いることによって、G/B信号191の値B
に対応する値bをD/A変換器26に送出することにより、
B−Y可変利得増幅器14の利得の設定を行う。
なお本発明は上記実施例に限定されず、第1の色温度
および第2の色温度については、それぞれ3200K,5000K
に限定されることなく、その他の色温度として、例えば
3000Kと5500K等とすることが可能である。
(発明の効果) 本発明に係るホワイトバランス装置は、第1のメモリ
に、第1の色温度においてホワイトバランスがとれてい
るときのR−Y可変利得増幅器の利得制御信号の値に対
応させたR/G信号の出力値と、B−Y可変利得増幅器の
利得制御信号の値に対応させたG/B信号の出力値を記憶
させ、第2の色温度において、制御部により、R−Y可
変利得増幅器の出力値をR−Y基準値に一致させると共
に、B−Y可変利得増幅器の出力値をB−Y基準値に一
致させる。そしてこのときのR−Y可変利得増幅器の利
得制御信号の値に対応させたR/G信号の出力値と、B−
Y可変利得増幅器の利得制御信号の値に対応させたG/B
信号の出力値とを第2のメモリに記憶させる構成となっ
ていることから、ホワイトバランスのための出荷時の初
期設定を自動で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
線図、第2図及び第3図は制御部の動作を示すフローチ
ャート、第4図はR−Y可変利得増幅器に導かれる利得
制御信号の値とR/G信号の値との関係を示す説明図、第
5図はB−Y可変利得増幅器に導かれる利得制御信号の
値とG/B信号の値との関係を示す説明図、第6図はホワ
イトバランス装置の従来の技術の電気的構成を示すブロ
ック線図である。 11…カラー撮像素子 12…信号処理回路 121…R−Y信号 122…B−Y信号 13…R−Y可変利得増幅器 261…利得制御信号 14…B−Y可変利得増幅器 262…利得制御信号 16R,16G,16B…光検出素子 181…R/G信号 191…G/B信号 22…制御部 231…第1のメモリ 232…第2のメモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに異なる2種類の色温度の一方の色温
    度を第1の色温度とし、他方の色温度を第2の色温度と
    するとき、 カラー撮像素子の出力が導かれた信号処理回路と、 この信号処理回路より出力されるR−Y信号の増幅を行
    うと共に、その増幅率が変化するR−Y可変利得増幅器
    と、 前記信号処理回路より出力されるB−Y信号の増幅を行
    うと共に、その増幅率が変化するB−Y可変利得増幅器
    と、 互いに分光感度特性が異なる複数個の光検出素子と、 これら複数個の光検出素子の出力に対する演算を行うこ
    とにより得られ、前記R−Y可変利得増幅器の利得を決
    定する信号をR/G信号とし、前記B−Y可変利得増幅器
    の利得を決定する信号をG/B信号とするとき、 前記第1の色温度においてホワイトバランスがとれてい
    るとき、前記R−Y可変利得増幅器の利得を制御する利
    得制御信号の値に対応させて前記R/G信号の出力値を記
    憶すると共に、前記B−Y可変利得増幅器の利得を制御
    する利得制御信号の値に対応させて前記G/B信号の出力
    値の記憶を行う第1のメモリと、 このときのR−Y可変利得増幅器の出力値をR−Y基準
    値とし、B−Y可変利得増幅器の出力値をB−Y基準値
    とするとき、 前記第2の色温度において、前記R−Y可変利得増幅器
    の利得の制御を行うことにより、R−Y可変利得増幅器
    の出力値を前記R−Y基準値に一致させると共に、前記
    B−Y可変利得増幅器の利得の制御を行うことにより、
    B−Y可変利得増幅器の出力値を前記B−Y基準値に一
    致させる制御部と、 前記第2の色温度において前記R−Y可変利得増幅器の
    出力値が前記R−Y基準値に一致すると共に前記B−Y
    可変利得増幅器の出力値が前記B−Y基準値に一致する
    とき、R−Y可変利得増幅器に与えられた利得制御信号
    の値に対応させて前記R/G信号の出力値を記憶すると共
    に、B−Y可変利得増幅器に与えられた利得制御信号の
    値に対応させて前記G/B信号の出力値を記憶する第2の
    メモリとを備えたことを特徴とするホワイトバランス装
    置。
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