JPS60201220A - 照明光の検出装置 - Google Patents

照明光の検出装置

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JPS60201220A
JPS60201220A JP59058734A JP5873484A JPS60201220A JP S60201220 A JPS60201220 A JP S60201220A JP 59058734 A JP59058734 A JP 59058734A JP 5873484 A JP5873484 A JP 5873484A JP S60201220 A JPS60201220 A JP S60201220A
Authority
JP
Japan
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light
illumination light
temperature
detection device
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP59058734A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiteru Matsuda
松田 義輝
Takayoshi Hasegawa
隆義 長谷川
Tomio Shimizu
富男 清水
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

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、カラービデオカメラの白バランス調整装置に
用いることのできる照明光の検出装置に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点 周知のごとく、カラービデオカメラにおいて白バランス
調整は必要不可欠な調整機能の一つである。一般に白バ
ランスを調整するには、白い被写体を写し、この時テレ
ビ受像機上で白色となるように、カメラで得られる3原
色の電気信号のバランスを調整すればよいのであるが、
簡易形カラーカメラにおいては操作性を良くするために
、照明光を常に検出して自動的に白バランス調整を行な
い、ユーザーによる操作を必要としない完全自動調整機
能がめられている。このように照明光の変動に対し自動
追尾的な白バランス調整を行なうには、カメラの撮像機
能とは別に照明光の性質(光量ではなく光色、3原色の
比率)を検出する照明光センサーが必要となる。
以下、図面を参照しながら従来より白バランス調整用に
用いられている照明光の検出装置について説明する。第
1図は、従来の照明光の検出装置の一例を示す回路図で
ある。被写体周辺の光は、光拡散板による集光器1によ
り集光される。集光器よシの光は赤色フィルり2とフォ
トダイオード3で構成される光電変換器と、同じく青色
フィルタ4とフォトダイオード6で構成される光電変換
器によシミ原信号IRら、■B7に変換される。2つの
電流信号は、各々、演算増幅器8,9.ダイオード10
.11よシ構成される対数圧縮器12゜13へ供給され
る。
ダイオード10.11の順方向電圧v2と順方向工、の
関係は一般に次式で示される。
8V。
工y=工s・eXpl「 (Is :逆方向飽和電流、f−:電荷素置、に:ボル
ツマン定数、T:絶対温度)。上式を用いると対数圧縮
H12,13cv出力信lR14,vR151/1各々
次式で示すことができる。
7)、=Vs−V、、=Vs−−−1ogeE−3−@
−Is 1’V、R,V、B:タイオ−1’10111(7)順
方向電圧。
vs:端子16よシ供給される基準電圧)両信号1)R
,’UBは、演算増幅器17および抵抗器18゜19.
20.21よシ構成される差動増幅器22へ供給され、
両信号の差信号v023を出力する。
差動増幅器の利得をGとすると差信号v0は次式%式% (V、:端子24よシ供給される基準電位)差信号v0
は上式c以下第1式と記す)よシ明らかなように、電流
信号I、、I、の比に応答した信号となるので照明光の
光量に無関係で光色に応答した信号となる。しかし以上
の構成のままでは温度変化に対して何の保証も行なわれ
ていないので。
そのままでは白バランス調整装置用照明光の検出装置と
して実用化することは不可能である。出力信号v023
の温度変化の要因としては、(1)各演算増幅器のオフ
セット電圧、バイアス電流等の温度変化や抵抗器等の温
度変化やバラツキ、(2)ダイオード10.11に固有
の温度特性、(3)フォトダイオード、色フィルりの温
度変化が考えられる。第1項については、各素子の温度
変化は不可避であるので最適な回路設計を行なうと共に
部品の選定に注意しなければならない。第2項は、第1
式に示しだように絶対温度Tが直接出力信号に現われて
来るという問題であるが、これは温度変化に対し直線的
な変化となるので比較的容易に温度補償ができる。−例
として、差動増幅器22の利得Gは、抵抗器18.19
と抵抗器20.21の比で決まるので、抵抗器18.1
9を共に温度上昇に対し直接的に抵抗値の増加する温度
補償抵抗器c以下感温抵抗器と記す)を用いれば、利得
Gは温度上昇に対し直接的に減少することになるので、
kT4の温度変化を相殺することができ、温度変化に対
し出力信号鈍を安定化することができる。
次に第3項のフォトダイオードと色フィルタの温度変化
に起因する出力V。の温度変化については、部品の特性
によシ補償対策が異なるため従来より明確な手法が示さ
れていなかった。特にビデオカメラ用の照明光の検出装
置は、太陽の直射光に代表される高照度下においても、
また広範な温度条件の下でも安定に動作すると共に、耐
久性も保証されなければならない。従って1色フィルタ
としても信頼性の高い色ガラスフィルタを用いる必要が
ある。しかしながら色ガラスフィルりを用いる場合には
、温度変化による分光透過率の変動が予想されるにもか
かわらず、これについては何の補償方法も示されておら
ず従来構成のままでは使用不可能であった。
発明の目的 本発明の目的は、フォトダイオードおよび色ガラスフィ
ルりの温度変化に対して安定した照明光の検出信号を得
ることを可能とする照明光の検出装置を提供することで
ある。
発明の構成 本発明の照明光の検出装置は、被写体周辺の光を集光す
る集光器と、集光器よシの光を電気信号に変換する第1
第2の光電変換器と、第1第2の光電変換器よシの出力
信号が各々供給される第1第2の対数圧縮器と、第1第
2の対数圧縮器の出力信号が供給され、両信号の差を検
出する差動増幅器と上記差動増幅器へ基準電位信号を供
給する基準電圧発生器によシ構成したものであシ、上記
基準電位信号を周囲温度の変化に応答して変化させるこ
とによシ温度変化に対して安定し、かつ。
被写体周辺の平均光の光色に応答した照明光検出信号を
得るものである。
実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
第2図は、本発明の一実施例を示す回路図である。被写
体周辺の光は、集光器25によシ集光される。集光され
た光は、赤色光を透過するカラーフィルタガラス26と
主として可視光に感度を有するフォトダイオード27よ
シ構成される第1の光電変換器と、青色光を透過するカ
ラーフィルタガラス28と主として可視光に感度を有す
るフォトダイオード29よシ構成される第2の光電変換
器によシミ完信号に変換される。フォトダイオード27
.29よシの電気信号は、各々、ダイオード30.・3
1、演算増幅器32.33よシ構成さ−れる第1第2の
対数圧縮器34.35へ供給される。対数圧縮器の出力
信号は、抵抗器36 、37 。
38 、39 、演算増幅器4oよシ構成される差動゛
増幅器41へ供給され、両信号の差信号42を出力する
第1図の説明で使用した記号を用いて、フォトダイオー
ド27.29よシの電流信号を各々IR2工、、端子4
3よシ供給される電位信号をv8゜基準電圧発生器44
よシ出力される基準電位信号45をvl、差動増幅器4
1の利得をGとすれば、差信号42は、従来例と同様に
第1式で示すことができる。なお、差動増幅器41は、
温度補償のために抵抗器36.37は感温抵抗器を使用
している。基準電圧発生器44は、抵抗器46 、47
の抵抗比で決まる電位を、演算増幅器48で構成される
インピーダンス変換器を経て出力することによシ基準電
位信号46を発生する。なおインピーダンス変換を行な
っているのは、差動増幅器41の温度特性を安定させる
ためであるが、簡易的にはインピーダンス変換を行なわ
なくてもよい。
第3図は、フォトダイオード27.29の分光感度特性
の一例を示したものである。主として可視光に感度を有
するフォトダイオードか、あるいは通常のシリコンフォ
トダイオードのように主として赤外と可視光に感度を有
するものについては赤外カットフィルりと組み合せて使
用する。第4図は、カラーフィルタガラス26.28の
分光透過率特性(各々、49.50.)の−例を示した
ものである。赤色、青色のフィルタ特性としては透過率
が高く光量ロスが少なくて、かつ1両特性の分離度の良
いものを選ぶ必要がある。
また青色、赤色を分離する境界の光波長としては、対象
とするビデオカメラの3原色分解特性を考慮して、おお
よそssonm(′J近に設定するのが好ましい。従っ
て赤色用のカラーフィルタガラスとしては、光波長55
0nm付近で透過率が約50%となるシャープカットフ
ィルり49を使用する。
青色用のカラーフィルタガラスとしては、主として50
011m以下の短波長光を透過する青色フィルタ50を
用いる。以上説明したフォトダイオ−\と色フィルター
を用いて、第1第2の光電変換器を構成する。
ここでフォトダイオード27.29と色フイμり26.
28の温度変化について詳細に検討してみると、フォト
ダイオード27.29は温度変化に伴なって分光感度の
ピーク値となる光波長のシフトが生じ、また、全体的な
感度の変化が生じるが、分光感度特性の相対的な形状変
化は少なく、出力信号42に及ぼす影響は無視できる場
合が多い。また青色フィルタについても分光透過率の温
度変化量は、フォトダイオードの比較的感度の低い部分
で作用するため影響力は少ない。これに対し、シャープ
カットフィルり49は、第4図に破線で示すように、温
度上昇に応答して、矢印の方向へ透過波長域がシフトす
る特性をもち、また。
フォトダイオードのほぼ最大感度となる波長域での温度
変化となるので、その影響は非常に大きいものとなる。
定性的に説明すると、温度が上昇するとシャープカット
フィルタの透過波長域が長波長側へシフトするため、フ
ォトダイオード27で受光する波長域が狭くなるため、
青色光に対し相対的に赤色光感度が低下する。これは、
第1式で示されるように、照明光検出装置の出力信号4
2I。
はloge−に比例し、IRの減少は出力信号のI。
増加となって現われて来る。この増加の仕方は、温度変
化に対し比較的直線的な変化となるため。
基準電位信号45を、上記変動を補正するように温度上
昇に対し逆に同様の比率で減少させれば、出力信号42
を安定化することができる。−例として、第2図の抵抗
器46を、温度上昇に対し直線的に抵抗値の増加する温
度補償抵抗器(II&温抵抗抵抗器用いれば、基準電位
信号46は、温度上昇に対し直線的に減少することにな
る。第6図は、他の基準電圧発生器44の構成例を示し
たものである。感温抵抗器61、抵抗器52.53、演
算増幅器64よ多構成されるインピーダンス変換器を用
いて、基準電位信号46を発生させるように構成したも
のであり、抵抗器62を追加することによシ温度補償特
性を柔軟に設計できるようにし左ものである。第6図は
、他の基準電圧発生器の構成例を示したものであシ、感
温抵抗器36、抵抗器56.57よ多構成したものであ
シ、抵抗器56を使用することによシ柔軟な回路設計が
可能となる。
なお、第2図の実施例において、フォトダイオード27
.29の極性を反転し、かつダイオード30.31の極
性も反転させ、かつ、色フィルタ26.28を入れ替え
た場合についても、出力信号42は、同様に第1式で示
すことができるので、第2図、第4図、第6図に示した
補償方法を使用することができる。また、第2図の実施
例において、フォトダイオード27.29の極性を反転
させ、かつ、ダイオード31.30の極性も反転さ工 せると、出力信号42は1,5oge7!−に比例する
ことになるので、基準電圧発生器の構成も、第2図では
、抵抗器46と47を入れ替えた構成とし、第5図では
、抵抗器63と51.52を入れ替えた構成とし、第6
図では、抵抗器57と55.56を入れ替えた構成とす
ることによシ、同様に色ガ(スフイルりに起因する温度
変化を補償することができる。また、第2図の実施例に
おいて、色フィルり26.28を入れ替えた場合につい
ても、になるので、−h記聞様基準電圧発生器44を構
成する抵抗器の入れ替えを行なえば良い。なお、基準電
圧発生器において、抵抗器47.52.53゜56.5
7のいずれかを可変抵抗器を用いれば温度補償だけでな
く、第2図に示した対数圧縮器34.35および差動増
幅器41のオフセット調整も同時に行なうことができる
発明の効果 以上詳細に説明したように1本発明は赤色フィルタ、青
色フィルりおよびフォトダイオードを用いて照明光を2
種類の電気信号に変換し、対数圧縮器、差動増幅器を用
いて両信号の比を検出する照明光の検出装置において1
色フィルタの温度変化に起因する照明光検出信号の変化
をL記差動増幅器の基準電位を変化させることにより補
償することによシ、温度変化に対し安定した照明光検出
信号を得ることができるものである。従って、ビデオカ
メラの白バランス調整用照明光検出装置に応用しても、
温度変化に対し非常に安定した調整を可能とするもので
あシ、その実用的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、照明光検出装置の従来例を示す回路図、第2
図は、本発明の構成を示す回路図、第3図は、フォトダ
イオードの分光感度特性図、第4図は1色フィルりの分
光透過率特性図、第6図は、基準電圧発生器の他の実施
例を示す回路図、第6図は、基準電圧発生器の他の実施
例を示す回路図である。 1.26・・・・・・集光器、2,26・・・・・・赤
色フィルり、4,28・・・・・・青色フィルり%3,
5,27゜29・・・・・・フォトダイオード、8,9
,17,32゜33.40,48.54・・・・・・演
算増幅器、10゜11.30,31・・・・・・ダイオ
ード、36 、37 。 46.51,56・・・・・・感温抵抗器、12,13
゜34.35・・・・・・対数圧縮器、22.41・・
・・−・差動増幅器、23.42・・・・・・照明光検
出装置出力信号。 44・・・・・・基準電圧発生器、45・・・・・・基
準電位信号、5B 、59・・・・・・光電変換器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名四 
8 第3Bl 先 うンq & tnm) 第4図 光傭灸(劉 第5図 g56図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被写体周辺の光を集光する集光器と、集光器よシ
    の光を電電信号に変換する第1.第2の光電変換器と、
    第1第2の光電変換器よシの出力信号が各々供給される
    第1第2の対数圧縮器と、第1第2の対数圧縮器の出力
    信号が供給され1両信号の差を検出する差動増幅器と、
    上記差動増幅器へ基準電位信号を供給する基準電圧発生
    器を具備し上記差動増幅器の出力として、被写体周辺光
    の平均的な光色に応答した信号を得ることを特徴とする
    照明光の検出装置。
  2. (2) 主として青色光を透過するカラーフィルタガラ
    スとフォトダイオードを用いて第1の光電変換器を構成
    し、主として赤色光を透過するカラーフィルタガラスと
    フォトダイオードを用いて第2の光電変換器を構成した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の照明光の
    検出装置。
  3. (3)温度変化に応答して基準電位信号を変化させるよ
    うに基準電圧発生器を構成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載の照明光の検出装置0
  4. (4)抵抗器および温度上昇に応答して抵抗値が増加す
    る温度補償抵抗器を用いて基準電圧発生器を構成したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲t!E3項記載の照明光
    の検出装置。 @)抵抗器および温度上昇に応答して抵抗値が増加する
    温度補償抵抗器およびインピーダンス変換器を用いて基
    準電圧発生器を構成したことを特徴とする特許請求の範
    囲第3項記載の照明光の検出装置。
JP59058734A 1984-03-27 1984-03-27 照明光の検出装置 Pending JPS60201220A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2452847A (en) * 2007-09-14 2009-03-18 Weatherford Lamb Spectrally stabilized broadband optical source

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2452847A (en) * 2007-09-14 2009-03-18 Weatherford Lamb Spectrally stabilized broadband optical source
US7560685B2 (en) 2007-09-14 2009-07-14 Weatherford/Lamb, Inc. Spectrally stabilized broadband optical source
GB2452847B (en) * 2007-09-14 2013-01-30 Weatherford Lamb Spectrally stabilized broadband optical source

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