JPS60214183A - カラ−撮像装置 - 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） 本発明は解明用光源の色温度の変化による色再現性の劣
化を補正することのできるカラー撮像装置に関する。

（従来技術とその問題点） 例えばＣＯＤなどの固体撮像素子を１個用いた簡易形の
単板カラー撮像装置に於ては、単一の撮像素子の出力信
号から輝度情報を表わす信号と色情報を表わす複数の信
号を得るように構成されている。色情報を表わす信号は
２つの色信号の差信号あるいは和信号として得られるよ
うになされておシ、これらから複合カラー映像信号を形
成するのに必要な２つの色差信号を得ている０例えば着
根らによシテレビジョン学会技術報告昭和５８年３月Ｖ
ＯＬ、６．Ｎｏ、４５　２３ページから２８ページに「
フィールド読出し方式ＣＯＤのカラー画像評価」と題し
て発表された論文に於ては、第１図に示した配列の色フ
ィルタを用いて第ｎラインから２Ｒ−Ｇ、第ｎ＋１ライ
ンから２８−Ｇの２つの色差信号を線順次に取シ出し、
これらをｌＨ遅地させることで同時化する方式のカラー
撮像装置が示されている。しかしながらこのような方式
に於ては得られる色差信号中に含まれるＲ、Ｇ、Ｂの各
信号成分比率は色フィルタによって決められておシ、標
準開明用光源、例えば３２００にの照明用光源の下に於
て撮像するとき最良の色再現性が１も）られるように色
フィルタの分光特性が設定されている場合、異ガる色温
度の照明用光源の下で撮像する場合には得られる色差信
号中に含まれるＩ（、、Ｇ、Ｂ各信号成分比率は臓明用
元源の色温度に対応Ｉ〜で・色温度が低い場合にはＲ・
信号の比率が多く、逆に色温度が高い場合にはＢ信号の
比率が多くなるように変化する○従って色差信号中に含
まれるＲ・。

Ｇ、Ｂ各信号成分比率は色差信号の総合撮像特性を表わ
しているからとれらが色温度によって変化すれば色再現
性が劣化する。

この色再現性の劣化を防止するため従来はカラー撮像装
置の光学系に色＠度変換フィルタを取伺けることが行な
われていた。しかしながら例えば白熱電球のような３０
００に以下の恒温ｖの■φ明から約１０，０ＯＯＫ以上
の色温度になる屋外までの非常に広い恒温ｌＷの範囲を
標準Ｉ褒明用光、源の色温度に誤差を少く変換するには
異なる光学特性の色温度変換フィルタを多数備えなけれ
ばならないので使用」二非常に不便であり、逆に実用性
を良くするため色温度変換フィルタの数を少くすれげ色
再現性が悪くなるという欠点があっブこ。

（発明の目的） 本発明の目的は、このような従来の欠点を無くし、照明
用光源の色温度の変化による色再現性の劣化を電気的手
段によって簡単に補正す２）ことのできるカラー撮像装
置を提供Ｊることにある。

（発明の構成） 本発明によれば撮へ素子の出力信号から）′４朋信号と
２つの異なる色差信号を形成し、前記）浦度信号と前記
２つの色差信号から複合カラー映像信号色温度に応じて
前記２つの色差信号の大きさを補正し、かつ前記補正さ
れた２つの色差信号で変調する２つのカラーザブキャリ
アの各々の位相を前記色温度に応じて補正し、複合カラ
ー映像信号を得ることを特徴とするカラー撮像装置がイ
４ＩらノＬる。

（構成の詳細な説明） 本発明は、上述の構成をとることによシ従来技術の問題
点を解決した０撮像１／ンズを通って入射した光を分解
光学系でＲ，Ｇ、Ｂの３ｗ、色光に分解し、この３原色
光をそれぞれ別々に３個の撮像素子を用いて撮像する標
準方式に於ては、開明用光のの色温度の変化に対して撮
像素子から得られる３原色信号をそれぞれ利得制御して
大きさを合わせることにより正規化して白バランスをと
っている。複合カラー映像信号を合成するための２つの
色差信号は前記の正規化された３原色信号から形成して
いる。したがってこの２つの色差信号中に含まれるＲ、
Ｇ、Ｂ各信号成分比率は色温度の変化にかかわらず常に
一定で色再現性は常に良好である。３ところが前記の第
１図で示したような撮像素子から直接色差信号を得る方
式では、仮に３原色信号を別々に利得制御しようとすれ
ば撮像素子から得られる色差信号を−Ｈ３原色信号に分
離復調１〜だ後に利得制御して正規化し、さらに再度色
差信号に合成するというように非常に複雑な信号処理を
行なわなければならず、実用的ではない１、シたがって
従来は撮像素子から得られる色差信号をその１−１：用
いている０この色差信号は前Ａ１−１のようにそのまま
では含１れる正極性信号成分と負極性信号成分の大きさ
が薄明用）’ａ　ｉｌＭの色温度に対応して変化する。

すなわち色差信号に含まれるｌ（・、Ｇ。

Ｂ各信号成分比率が変化する。このとき無彩色を撮像し
た状態で正極性信号成分と負極性信号成分の大きさが等
Ｌ＜なければ色差信号が零とならず白バランスが崩れて
いることになるが、前記のとおり色温度によって正極性
信号成分と負極性信号成分の大きさは必ずしも等しくな
いからこれを袖正し無彩色で色差１５１号が零となるよ
うに輝度（ｉｉ壮を加算あるいは減算して白バランスを
とっている・この白バランスをとった色差信号を用い−
０次に変調クロマ信号を形成している。ここで変調クロ
マ信号を形成するだめの色差信号（ｒＪ白バランスはと
れているが、含まれる■（・、Ｇ、Ｂ各信号成分比率は
色温度に対応して変化しているＣ） 周知のとおりＮＴＳＣ方式では２つの色差信号ｅ」直角
２相変調方式で伝送さ涯でおり、カラーサブキャリアの
位相鴫υ１が００の位置がＢ−Ｙ信号に、９００　の位
置がＲ−Ｙ信号にそれぞれ対応している。任意の位相θ
では几−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号のベクトル合成でその位相
の色差信号の１（、Ｇ、Ｂ各信号成分比率が与えられる
。例えば位相θ＝３３゜でベクトル合成を行なえばＱ信
号の各信号成分比率Ｅｑ＝０．２１Ｅａ−０，５２Ｆｉ
ｏ＋０．３１Ｅｎが与えられ、同じくθ＝１２３岬は工
信号の各信号成分比率ＥＩ＝０．６０ＥＲ−０，２８Ｆ
ｉｏ−０，３２Ｅｇが与えられる０これは本発明のカラ
ー撮像装置に用いられる色差信号を直接撮像素子の出力
信号から得る方式に於て、前記のＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信
号のベクトル合成で与えられるＲｏＧ、Ｂ各信号成分比
率が、前記の変調クロマ信号を形成する迄めの２つの色
差信号のＲ，Ｇ、Ｂ各信号成分比率と等しくなる位相が
２つの色差信号の位相であることを示している０ところ
が色温度の変化によって２つの色差信号中のＲ、Ｇ、Ｂ
各信号成分比率が変化するからベクトル合成によってめ
られる２つの色差信号の位相は変化したＲ・、Ｇ、Ｂ各
信号成分比率に対応して変化することとなるｏしたがし
て２つの色差信号で変調されるカラーサブキャリアの位
相を常に一定位相としておくと色再現性が解明用光源の
色温度によって変化してしまう０ この色再現性の変化を補正するために本発明は照明用光
源の色温度に応じてカラーサブキャリアの位相を補正し
て前記の２つの色差信号の位相変化を補償し、同時に２
つの色差信号の大きさを補正し、これら２つの補正によ
って色再現性の変化を少なくおさえる構成となっている
Ｏ （実施例１） 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第２図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
０図に於て撮像素子ｌには第１図に示した色フィルタが
組合わされている０第１図を参即すると、撮像素子ｌは
垂直方向の２画素の信号を撮像素子内部で加え合わせて
出力する。すなわちＡフィールドの第ｎラインではＹ　
ｅ−）Ｍ　ｇ−＋　ＣＹ＋　Ｇ　−ｅＹ　ｅ　＋Ｍ　ｙ
→・・・の順序で出力信号が得られ、第ｎ　＋　１ライ
ンではＹｅ＋（）＋Ｃｙ＋Ｍｙ−Ｙｅ＋Ｇ　→−の：＠
序で出力信号が得られる。同様にＢフィールドに於ても
Ａフィールドと同じ組合せの順序で出力信号が得られる
。前記の各ラインの出力信号には水平方向に２画素を単
位とする繰返し周波数を持った変調成分が含まれている
。この変調成分は第ｎラインでは（Ｙｅ＋Ｍｆｔ）　−
（ＣＹ＋Ｇ）＝２Ｒ−Ｇ、第ｎ　＋１ラインでは（Ｙｅ
＋Ｇ）−（Ｃｙ＋Ｍｙ）＝２Ｂ−Ｇであるから、走査線
ごとに２つの色差信号が順次に得られる。第２図に於て
帯域フィルタ２は撮像素子ｌの出力信号が供給され、こ
の出力信号に含まれる前記の変調成分を分離して取出す
。分離された変調成分は検波器３で検波されて通常の色
差信号に復調される。

低域フィルタ４は撮像素子ｌの出力信号の低域成分を取
出す。白バランス回路５は前記の復調された色差信号に
低域フィルタ４の出力信号を加減算し、無彩色の被写体
を撮像したときに色差信号が零となるように調整して白
バランスをとる０図時化回路６は白バランス回路５から
走査線ごとに１＠次に得られる２つの色差信号をＬＨ遅
延線を用いて同時に２つの色差信号が得られるように同
時化する〇 次に利得制御回路７と８は同時化回路６から得られる２
つの色差信号の大きさをそれぞれ独立に調整する。端子
９から入力されたカラーサブキャリアは移相回路１０で
変調クロマ信号を形成するのに必要な２つの位相に分け
られた後２つの移相回路１１と１２に供給される。移相
回路１１と１２は前記の（構成の詳細な説明）の項で詳
述したように解明用光源の色温度に応じて色再現性の劣
化を補償するようにカラーサブキャリアの位相を調整す
る。位相を調整されたカラーサブキャリアはそれぞれ変
調器１３で利得制御回路７と８から得られる２つの色差
信号によって変調されて変調クロマ信号が形成される０
利得制御回路７と８の利得調整は移相回路１１と１２に
於ける位相調整と連動して行なわれる０これらの調整は
共に解明用光源の色温度に応じて連続的に調整量が決定
されるが、この色温度に応じた調整量は別個に設けられ
た色温度検出回路１４から得られる色温度の値から計算
回路１９によって決められる０色温度検出口路１４け一
９１Ｊとして入射）しを３原色）ｔ、に分解し、３原色
尤のそれぞれの大きさから色！、υ１度を検出する方式
のものを用いるととかできる。

変調器１３の出力値けは、撮イ象−幸、子１の出力信号
を低域フィルタ１５とプロセス回Ｎａ１６を通して得ら
れた輝匣信号と加算器１７で加えられ、端子１８に沖合
カラー映像信号が得られる。

（実施例２） 第３図にｊ一本発明による第２の実／Ａｌｉ　１’ｙｌ
’Ｊを示ずブロック図である。！″８２図（・ζ示した
第１の実施１′ｌｌにおい−Ｃは、利得Ｍｌｌ何１回１
烙７と１３および移相回路１１と１２における調整量は
包晶度検出回路１４から得られる色温度の値で決められ
ているが、６４′、９の実施例では色温度険出回！塔を
用いずに・白バランス回路５における白バランスをとる
たｄ）の補正ｈ１が色温度に対応していることを利用し
、自バランスをとるだめの補正量を計９回路１９に供給
して調整量を決めている４つ他の構成お」、び動作は第
１の実施例と同じである （実施例：３） 第４図は本発明の第３の実施例を示すブロック図である
の第２図および第３し［に示した第１卦よび第２の実施
例では、利得制御回路７とｓ　ｉ−よび移相回路１１と
１２においては■Ｉい明月）１，７．源の色温度に応じ
て計算回路１９で作られる連続的な調整量が用いられて
いるので調整の精度にｊ高いが、ｙｘｔ整量を色温度の
関数としてみると複雑な形であるから、計算回路１９の
回路規模は大きくなる。第４図の第：３の実施例は第２
図の第１の実施例の冨−算回路１９を、離散的すなわち
デジタルに調整、五１−を設定するａ）Ａｌ整瀧設定回
路２０にｇ−き■１えｆｒ、構成である。

調整量設定回路２０においては、−ます色昌ｌ林検出回
路より得られる色温度の値を示す信号をＡ／′Ｄ変換し
て色温度を示すデジタル信号を得る、）次にこのデジタ
ル信号から調整量を計、０する。計算回路は例えば色温
度を示すデジタル信号を）（ＯＭ（＋）−ドオンリーメ
モリ）にアドレス人力として加え、Ｉ但Ｍかｒ−）調整
量を示すデジタル信号が出力される形式のものを用いる
ことができる。出力されたデジタル信号けＤ／、Ａ変換
されて、利得制御１回路７と８および移相回路１１と１
２に調整量として与えらハる０調整駄が色温度の関数と
して複雑であっても、あらかじめ色温度に対する調整量
を計算してＲ，ＯＭに書き込んでおけばよい。ｉ、た１
フｌ／　−ノ・に１回調整児を与えればよいから、Ａｌ
１）変換器、Ｄ／Ａ変換器とも変換速度は遅くてもよい
５、従って、第４図の調整量設定回路２０の回路規模は
小さくできる。

また、第４図の第３の実施例は第２　［ＸＩの第１の実
施例の計算回路１９を調整量設定回路：２０Ｋｉδき換
えた構成だが、第３図の第２の実施例の８１４回路１９
を調整量設定回路２０に（べき換えた構成も当然考えら
れ、この構成も当然本発明に含壕れるＯ 以−［一本発明を実施１夕１４によって説、明り、だが
、説明によって明らかなとおり本発明は変調クロマ信号
を形成する際に解明用光源の色温度に応じて色差１ｇ号
の大きさとカラーザブギヤリアの位相とを補正し、とれ
によって従来の問題点を解決するものである０したがっ
て本発明が適用されるカラー撮像装置の撮像方式は実施
例で説明（〜だ２つの色差信号を線順次に得る方式に限
定されるもので仁１、なく、色差信号を１バ接撮像素子
の出力信号から取り出す撮像方式であれば本発すｊを実
施して色Ｆ＋現性の劣化を補正することができる。

（発明の効果） 以上詳細に述ベグことおり、本発明によれば変調クロマ
信号の大きさとこの変調クロマ化ぢで変調されるカラー
ザブギヤリアの位相とを照明用光臨の色温度に対応して
電気的な手段で補正すえ）（二とにより、色温度の変化
による色（ｌｊ８Ｉ！性の劣イにを防止することができ
、従来、多数必要とされてい友色温度変換フィルタを不
要とすることができ、色温度変換フィルタを交換する不
Ｖさを無くシ、かつ電気的手段による簡単な操作で常に
色再現性の良いカラー映像信号が得られるカラー］最１
象装Ｖ４．を実現Ｊることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカラー撮像装置に用いられる色フィルタ
の配列を示す模式図、第２図、第３図、第４図は本発明
の第１．第２、第３の各実施例を示すブロック図である
。 図においてｌは撮像素子、２は帯域フィルタ、３は検波
器、４は低域フィルタ、５は白バランス回路、６は同時
化回路、７と８は利得制御回路、１０　、１１と１２は
移相回路、１３は変調器、１４は色温度検出回路、１５
は低域フィルタ、１６はプロセス回路、１７は加算回路
、１８は端子、１９は計算回路、２０は調整量設定回路
である。 代理人ブｒ理土　内原　晋 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像素子の出力信号から輝度信号と２つの異なる色差信
   号を形成し、前記輝度信号と前記２つの色差信号から複
   合カラー映像信号を合成するカラー撮像装置に於て、解
   明用光源の色温度に応じて前記２つの色差信号の大きさ
   を補正し、かつ前記補正された２つの色差信号で変幽す
   る２つのカラーサブキャリアの各々の位相を前記色温度
   に応じて補正し、複合カラー映像信号を得るようにした
   ことを特徴とするカラー撮像装置０