JPS6083489A - オ−トホワイトバランス回路 - 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】 （技術分野） 本発明はオートホワイトバランス回路、詳しくは、カラ
ービデオカメラにおいて、色温度補正な自動的に行なう
オートホワイトバランス回路に関する。

（従来技術） カラービデオカメラにおいて、良質のカラー画像を得る
ためにはホワイトバランス調整を行なうことが必要であ
り、光源の色温度が変化すれはホワイトバランスも変化
するので、カラービデオカメラの色温度補正に関して、
従来、撮像管や撮像素子のほかに、被写体における光源
の色温度を測定するセンサーン有し、このセンサーの出
力を演算することによって自動的にホワイトパランスケ
調整するようにしたオートホワイトバランス回路が提案
されている。

第１図は従来のオートホワイトバランス回路の一例を示
すブロック図である。光の１（被写体）が発する光はカ
ラービデオカメラの撮影用光学レンズ２を通して撮像素
子３に結像され、同撮像累子３からのＲ（赤）、Ｇ（緑
）、Ｂ（青）の３つの電気信号はＲ信号増幅器４、Ｇ信
号増幅器５、Ｂ信号増幅器６でそれぞれ増幅される。こ
れら増幅器４〜６のうち、Ｒ信号増幅器４とＢ信号増幅
器乙の増幅度がホワイトバランス調整回路７によって制
御されるようになっている。そして、上記撮像集子３の
分光特性に等しい色フィルターを４１した受光素子から
なるＲ−Ｂ検出器９が、カラービデオカメラの、上記光
源１（＊写体）からの光を受光できる位置に設けられて
いて、同検出器９の前には、乳白色の拡散板８が配置さ
れている。

この乳白色の拡散板８は、日常的に見られる景色の様々
の色光な加色すると限りなく白に近づくという考えから
、被写体からの反射光を拡散してこれを加色、積分する
ものである。Ｒ−Ｂ検出器９の光電流ｉＲ１輸に変換さ
れた出力のＲイぎ号とＢ信号はそれぞれ対数増幅器１０
．１１に導かれて対数値−ｇｏｇｉＢ、沼０ｇＩｎに変
換される。対数増幅器１０゜１１の出力は差動増１喝器
１２に４かれるので、走動増幅ｇ’ｉｉ　１２　＆！−
ｇｏｇ　ｉＨ−、Ｉ３ｏｇ　ｉＢ　＝Ａｏｇ　＞（Ｄ出
力をｉＢ 発し、この出力はホワイトバランス調整回路７に導かれ
る。左動増幅器１２の出力がホワイトバランＲ ス調整回路７に導かれると、上記出力Ａｏｇ−はｉＢ 上記１ｔ−Ｂ検出器９への入射光」ハ、には関係なく光
１１１１Ｒ１の色温度の変化分のみによって変化するの
で、ホワイトバランス調整回路７は、適正なホワイトバ
ランスが得られる方向に、上記几信号増幅器４およびＢ
信号増幅器乙の増幅度馨制御する動作を行なう。すなわ
ち、被写体が白紙であるとすれば、カラービデオカメラ
の出力は上記Ｒ信号増幅器４、Ｇイｉｉ号増幅器５、Ｂ
（ば増幅１１悩器６によっ℃常に忠実に白ン再生するこ
とが必要であり、そのために、ホワイトバランス調整回
路７は上記差動増幅器１２Ｂ（ｆ１号増幅器乙の増幅度
ビ変え、几、Ｇ、Ｂの６原色信号のうちＲとＢの信号レ
ベルを適正な割合で混合する、オートポワイドバランス
の制御動作を行なう。

このため、上記のオートホワイトバランス回路によれば
、上記Ｒ−Ｂ検出器９が黒体放射のスペクトルに近似で
きうる太陽光やタングステンランプなどの下で被写体光
のＲ−Ｂ成分を（層像−Ｃ子３と同様に検知していれば
、常に適正なホワイトバランスが得られることになる。

しかし、光臨が蛍光灯などの場合は、螢光灯光訃は黒体
放射のスペクトルとは異なるｑ＃異なスペクトルを有し
ているので、この種光源の下で上記回路を有したカラー
ビデオカメラを用いる場合にはホワイトバランスの調整
量にずれｔ生じて良好なホワイトバランス効呆が期待で
きないものであった。

そこで、上記蛍光灯ＩＬとの特殊元首にも対応できるよ
うに、Ｒ，’　Ｇ、Ｂの６原色のスペクトルをセンサー
によって検出すると共に、　％イ１のスペクトルｔも別
のセンサーで検出できるようにしたホワイトバランス回
路が提案されている（　Ａ”ｆ　ｌｊｉ］昭５７−１２
７５７６号）。しかし、この回路によれば、センサーを
複数個必要とし、螢光灯光源にも多くのオ■類があるこ
とから、これらのいずれンも検出できるようにするには
、さらにセンサーを多く用いたり、回路構成が複雑化す
るなどしてコストが高価になる欠点があった。

ところで、螢光灯光源の発する光に対しては、人間の目
によってもチラッキ（フリッカ−）を感じとることがで
きるが、受光素子の検出器を用いれば、より正確にこの
７リツカーを検知することができる。すなわち、祉光灯
光録は薗用電係周波数の２倍の周期でフリッカ−な発し
、かっｌ’ｔ、Ｇ、Ｂの３原色についてその発光のタイ
ミング（位置υ）が異なっている。一方、自然光（太陽
光）にはチラッキはなく、またタングステンランプなど
ではフィラメントの熱的時足数が大きいために、そのフ
リッカ−は蛍光灯のフリッカ−に較べてはるかに少ない
。つまり、光源の発するフリッカ−（気気的にはリップ
ルであるので、以下、リップルという）の大きさによっ
て、螢光灯光昨とそれ以外の光り京とを区別することが
できる。

そこで、本出願人は、このことにＭ眼し、リップル検知
手段を設けることによって螢光灯光（ｂ？、であること
を検知し、このとき、リップル検知手段の出力によって
ホワイトバランス調整手段を補正制御するようにしたオ
ートホワイトバランス回路を、先に提案した（特願昭５
８−第１５６８７号）。

ところが、光源が蛍光灯の場合でありても、畳光灯から
の光は蛍光灯の種類に応じてそれぞれ固有の色温度をイ
イしているので、一様なホワイトバランス調整では特定
の螢光灯光源に対しては適正なホワイトバランス補正制
御が行なわれないことがある。

（目的） 本発明の目的は、上記の点に鑑み、安価な（性成で、多
くの種類の蛍光灯光源のうちから任意の螢光灯光源に対
応できるようにして、より精度の旨いホワイトバランス
調整を行ないうるオートホワイトバランス回路を提供す
るにある。

（概要） 本発明のオートホワイトバランス回路は、上記リップル
検知手段の他に、ホワイトバランスＲ’％　Ｖ角信号か
ら得られる色温度情報より特定の色温度情報を検知する
ための色温ＢＥ検知手段を設け、両検知手段の出力によ
り、ある特定の螢ブＣ灯光縣であることン判けｉしてホ
ワイトバランス調整手段〉補正制御するようにしたこと
を特徴とする。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例によって説明する。

第２図は、本発明の一実施例を示すオートホワイトバラ
ンス回路のブロック図である。第２図において、前記第
１図中の符号と同一の符号は第１図の部品と同一部品で
あることを示しているので、その詳細な説明は省略する
。このオートホワイトバランス回路においては、差動増
幅器１２の出力乞、リップル検知回路２１に２淳〈よう
にし℃いる。このリップル検知回路２１は、差動増幅器
１２の出力周期で変化するリップル成分のみを増幅して
取り出すための帯域増幅器２２と、この帯域増幅器２２
からのリップル成分をその振幅に応じた直流電圧に変摂
するクランプ／ビーク検波回路２ろと、このクランプ／
ビーク検波回路２６の直流出力電圧のレベルの大小を判
別して１”又は０″の判定出力を発するコンパレータ２
４とにより構成されている。

コンハＬ／−夕２４の判定出力は一致回路２５へその一
方の入力として導かれるようになっている。

また、差動増幅器１２の出力、、ｅｏｇ４”−はこの中
にＢ 含まれるリップル成分を除去するための四−パスフィル
ター（以下、ＬＰＦと記す）２６に導かれたのち、この
リップル成分を除かれた直流電圧がホワイトバランス調
整回路７に導かれ、ホワイトバランスの調整動作が行な
われるようになっている。

さらに、上記ＬＰＦ２６の出力は、同ＬＰＦ２６の出力
が、ある特定の色温度範囲に応じた電圧であるか否かを
判別して１″又は加”の判定出力を発するウィンドコン
パレータ２７に導かれている。ウィンドコンパレータ２
７の判定出力は一致回路２５へその他方の入力として導
かれるようになっている。

そして、一致回路２５の出力はホワイトバランス調整回
路７に導かれるようになっていて、一致回路２５の出力
が１”のときホワイトバランスｉｊＬ’ｌ　”Ｍ回路７
がホワイトバランスのずれを補正するように作動する。

また、一般に、被写体の色温度が高くなると、撮像素子
３のダイナミックレンジを超えて色信号のバンンスが崩
れるので、通常５０００〜６０００°に以上の色温度に
対しては、色温度を低く変換するために、いわゆるＡタ
イプフィルターと称する色温度変換フィルター２８が上
記光学レンズ２の撮像素子３との間に挿入される。ただ
し、この色温度変換フィルクー２８は太陽光や通常の光
源において色温度が高い場合に用いられて有効であり、
蛍光灯のように特異なスペクトルを有する光源の場合に
は、この色温度変換フィルター２８を挿入すると、逆に
、適正にホワイトバランスの調整を行なうことが内部に
なることが知られている。このため、このオートホワイ
トバランス回路においては、色温度変換フィルター２８
を制御するためのフィルター制御回路２９が設けられて
いて、同フィルター制御回路２９は上記コンノくレータ
２４の出力によって制御されるようになっている。

次に、上記第２図に示した実施例のオート７ｔζワイド
バランス回路の動作を説明する。

２６によってリップル成分を除かれたのち、ホワイトバ
ランス調整回路７に導かれるので、このときが変化しく
第４図参照）、この出力に基いてホワイトバランスＡ差
回路７は適正なホワイトバランスが得られるようにＲ信
号増幅器４とＢ信号増幅器６の増幅度を制御する動作を
行なう。また、差に含捷れるリップル成分のみが帯域増
幅器２２によっ℃増幅して取り出される。被写体光に含
まれる光源のリップルについては、例えば、第３図に示
すように、光Ｇが蛍光灯の場合にはリップル凡人となり
、タングステンランプなどの場合にはりクプルＲＢとな
る。同図から明らかなように、ＩＦ域域幅幅器２２り出
力されたリップル成分は、直流電圧ＶＡの上にリップル
鳳或いは直流電圧ＶＢの上にリップルＲｎが重畳したも
のであるので、帯域増１腐器２２で増幅されたリップル
成分が次段のクランプ／ピーク検波回路２６に導かれる
と、同検波回路２６は上記リップル凡人或いはリップル
ＲＢの下端なＯｖにクランプしたのち、ピーク検波を行
ない、ピーク値ｖＰＡ、ｖＰＢ　に応じた直流電圧を出
力する。

この直流電圧は蛍光灯光源のりクグル几Ａと他の光源の
リップル几Ｂとを十分に区別できるレベルで得られるの
で、このクランプ／ピーク検波回路２３からの直流出力
電圧がコンパレータ２４に導かれると、コンパレータ２
４は蛍光灯光源のりップル几ＡＩＣ基づく直流出力電圧
に対しては１”の出力を発生し、その他の光ののりラブ
ル几Ｂに基づく直流出力電圧に対しては加”の出力を発
生する。

また、上記ＬＰＦ２６より上記ホワイトバランス調！Ｉ
Ａ回路７へ導かれるホワイトバランス調整用のコンパレ
ータ２７にも導かれる。ウィンドコンパレーク２７は、
蛍光灯光源のａ類に応じてそれぞれ固有の色温度を仔し
ていることに尤−服し、例えば、第４図に示すように、
ある特定の蛍光灯の色温度Ｔ３（’Ｋ　）に対する電圧
を検出しようと１−るものである。一般に、蛍光灯光源
の色温度は、蛍光灯それ自体およびこの蛍光灯に使用さ
れる器具の反射板等の汚れなどによって変化し、また被
写体の状態によっても変わり得ることから、上記電圧し
たある温度範囲Ｔ１〜Ｔ２に対する電圧Ｅ１〜Ｅ２の範
囲内にあれば、これをウィンドコンパレータ２７が検出
するので、同コンパレータ２７の出力はこのとき１”に
なる。上記範囲外の電圧に対してはウィンドコンパレー
タ２７の出力は０”になる。

従って、カラービデオカメラにおける光源が蛍光灯であ
る場合には、上記リップル検知回路２１のコンパレータ
２４の出力が１″になり、また、このとき、この蛍光灯
光源が上記ウィンドコンパレータ２７で設定した特定の
色温度を有するものであれば、ウィンドコンパレータ２
７の出力が１”になるので、一致回路２５の出力は１”
になる。このため、ホワイトバランス調整回路７は一致
回路２５かも０１”の信号が導かれると、ホワイトバラ
ンスのずれを補正するように作動する。すなわち、特定
の色温度を有する特定の蛍光灯光源の光をＲ−Ｂ検、用
益９が検出した場合には、差動増幅器１２の出力によっ
てはホワイトバランス調整回路７の、ホワイトバランス
を適正に保つ調整動作が不完全になり、ホワイトバラン
スの調整量にずれを生じてしまうが、このとき上記一致
回路２５の出力がホワイトバランス調整回路７に導かれ
ることにより、ホワイトバランス調整回路７は上記調整
のずれ址を補正する制御動作を行なう。ホワイトバラン
ス調整回路７はこの調整のずれ危に応じてＲ信号、Ｂ信
号のレベルを変えるので、はぼ正しいホワイトバランス
がとれることになる。

光源が蛍光灯であり、このため上記リップル検知回路２
１の出力が０”であっても、この蛍光灯が上記特定の蛍
光灯でない場合には、ウィンドコンパレータ２７の出力
が１”になるため、一致回路２５の出力は１′０”とな
り、上記ホワイトバランス調整のずれ補正は行なわれな
い。

ここで、蛍光灯の種類について考えると、現在主として
用いられている蛍光灯には、大きく区別して白色、昼光
色、高演色のものなどがあり、これらは各々特異な発光
をしているものの、このうち、白色、高演色が５０００
°〜６０００°にであるのに対して、昼光色は８０００
°〜１００００°にと高い色温度を有している。従って
、この８０００°〜１００００°にの色温度範囲におい
て変化する差動増幅器１２の出カンパレータ２７によっ
て検出するよ５にしておけば、上記各種蛍光灯光源のう
ち、昼光色の蛍光灯光源が用いられている場合に、これ
が上記の如く−、ウィンドコンパレータ２７とリップル
検知回路２１によって検出され一致回路２５が作動する
ので、この一致回路２５の出力により、このとき、ホワ
イトバランス調整回路７は上記昼光色の蛍光灯光源によ
るホワイトバランス調整のずれ址を補正され、適正なホ
ワイトバランス調整が行なわれる。最近では、例えば、
白色の蛍光灯光源の下にあっては、これを自然光やタン
グステンランプなどの光源の場合と同様の光に加色、積
分する拡散板８が開発されて用いられるようになってい
るので、白色の蛍ブＣ灯光源についてはこれを検出して
ホワイトバランス調整のずれの補正を行なう必要がない
場合がある。このため、上記のように昼光色など特定の
蛍光灯以外の蛍光灯光源の場合には、タングステンラン
プなどの光源の場合と同じく、ＬＰＦ２６を通じてホワ
イトバランス調整回路７に導かれる差動増幅器１２の出
力によってのみホワイトバランスの調整が行なわれる。

蛍光灯の種類は、今後、次第に増加する傾向にあるので
、各種蛍光灯光源の色温度の相違に基いてウィンドコン
パレータ２７により任意の蛍光灯光源を検出してホワイ
トバランス副整回ｉ７に、その調整のずれ補正を行なわ
せることができる。また、ウィンドコンパレータ２７と
一致回路２５とを腹故個設げ、複数の色温度範囲に対す
る複数の電圧範囲を検出できるようにすれば、複数の蛍
光灯光源に対するホワイトバランス調整のずれ補正を同
時に行なうよ５にすることができる。

上記リップル検知回路２１が蛍光灯光源によるリップル
ＲＡを検出してコンパレータ２４が出力″１”を発する
と、この出力はフィルター制御回路２９にも導かれて同
制御回路２９を作動させるので、このとき、光学レンズ
２と撮Ｉｊ！素子３との間に色温度変換フィルター２８
が抑大されていた場合には、この色温度変換フィルター
２８は上記フィルター制御回路（制御機構を含む）２９
によって上記撮影光路から撮影光路外に退避駆動される
。従っ℃、被写体光の色温度が高く、これを低い色温度
に変換するために色温度変換フィルター２８を挿入して
いる場合であって、被写体光に蛍光灯光源が含まれるよ
５なときには色温度変換フィルター２８が自動的に撮影
光路外に退避し、上記のホワイトバランス調整回路７に
よるホワイトバランスの調整動作およびずれ補正のため
の制御動作が適正に行なわれる。なお、色温度変換フィ
ルター２８を自動的に撮影光路外に退避させるように制
御することをせずに、手動で色温度変換フィルター２８
を取り外すよ５に、コンパレータ２４の出力により普告
を発するよ５にしてもよい。

上記実施例のオートホワイトバランス回路は、Ｒ，Ｇ、
Ｈの６原色のうちのＲとＢの２色を検知して画像の几信
号とＢ信号のレベルを制御してホワイトバランスをとる
ものに適用しているが、３原色の全てを検知して几、Ｇ
、Ｈの３電信号のレベルを制御するものに適用してもよ
いこと勿論である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、光源が蛍光灯であ
るか否かがリップルを検知する手段によって検出される
ようになっていると共に、さらに特定の色温度を倚する
光Ｃであるか否かが検出されるようになっているので、
光源が特定の蛍光灯光源である場合、この特定の蛍光灯
光源によるオートホワイトバランス制御のずれが補正さ
れるようにホワイトバランス調整手段を制御しているの
で、従来の回路のように後数個のセンサーを用いること
なく簡単、かつ安価な回路４ＪＱ成として、常に適正な
ホワイトバランスを得ることができる等の鏝れた効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のオートホワイトバランス回路の一例を
示すブロック図、 第２図は、本発明の一実施例を示すオートホワイトバラ
ンス回路のブロック図、 第６図は、上記第２図中のクランプ／ビーク検波回路の
動作を説明するためのリップルの波形図、第４図は、色
温度の変化に対する差動増幅器の出力の変化を示す特性
図である。 １・・・・・光源 ７・・・・−ホワイトバランス調整回路（ホワイトバラ
ンス調整手段） ２１　・・・・・リップル検知回路（リップル検知手段
）２５・・・・一致回路（制御手段） ２７・・・・ウィンドコンパレーク（色温度検知手段）
ＲＡ　・・・蛍光灯光源によるリップルＲＢ　・・・タ
ングステンランプなど他の光縣によるリッグル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 色温度補正のためのホワイトバランス調［１を備えた力
   ２−ビデオカメラにおいて。 被写体光に含まれる螢光灯光源などのリップルを検知す
   るためのリップル検知手段と、ホワイトバランス調整用
   信号から得られる色温度情報のうち、特定の色温度情報
   を検知するための色温度検知手段と、 上記リップル検知手段の出力と上記色温度検知手段の出
   力により、ある特定の螢光灯光源であることを判断して
   上記ホワイトバランス調整手段を制御する制御手段と、 を具備してなるオートホワイトバランス回路。