JPS61196690A

JPS61196690A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS61196690A
Application number: JP60036289A
Authority: JP
Inventors: Teruo Hieda; 輝夫稗田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-02-27
Filing date: 1985-02-27
Publication date: 1986-08-30
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH0732485B2

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】〔発明の属する技術分野〕本発明は、撮像装置に関し、特に、外周光の成分比に依
りホワイトバランスを行う追尾ホワイトバランス手段と
、撮像信号中の色信号成分の比によりホワイトバランス
を行う設定ホワイトバランス手段とを有する撮像装置に
関するものである。

〔従来技術〕

従来から、テレビカメラ装置において、その基本的動作
の１つとしてホワイトバランスがある。これにより、白
色被写体において、撮像信号中の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）お
よび％ｒ　（Ｂ）の３色信号での比がＬ：Ｌ：ｌとなる
ように、それぞれの色信号の利得を制御している。

このホワイトバランスは、原理的には、白色の被写体を
撮影して、赤系および育系の２つの色差信号（Ｒ−Ｙ）
及び（Ｂ−Ｙ）のそれぞれが零レベルとなるように色糸
プロセス中の（ａ）及び（Ｂ）の利得を調整すればよい
。従来から、民生用あるいは工業用等のテレビカメラに
あっては、ホワイトバランスを自動的に行う自動ホワイ
トバランス装置が多く提案されている。その理由として
、民生用等のテレビカメラでは次の要請を少なくとも充
す必要があったからである。

１、操作方法が簡単又は操作が全く不要であること。

２、　操作の誤り又は忘れに対して著しい画像の劣化が
ないこと。

３、上記１．および２．の条件において必要な精度のホ
ワイトバランスを行うことができること。

これらを実現するために従来提案されている自動ホワイ
トバランス装置は大別して以下の２つに分類される。

■追尾ホワイトバランステレビカメラの撮像光以外に外周光中の色成分の比を利
用して行うホワイトバランス。これは、撮影者による操
作を通常必要としない。

■設定ホワイトバランステレビカメラの撮像信号中の色信号の比により行うホワ
イトバランス。これは、通常撮影者がスイッチを押すこ
とによりその間動作する。

上記■の追尾ホワイトバランスは、撮像信号以外の情報
に因り、撮ｆ象信号を制御する開ループ制御方式である
。これによって必要なホワイトバランスの精度を得るた
めには、系の各部の誤差すべてを減少させなければなら
ず、精度を上げるためには構成が複雑化する欠点がある
。

また、上記■の設定ホワイトバランスは、色差信号（几
−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）がそれぞれ零レベルとなるように
帰還制御によって設定を行い、その状態をデジタル的あ
るいはアナログ的に作詩するように構成されている。つ
まり、設定ホワイトバランスは閉ループ制御であり、系
の中に誤差要素があっても、経時的又は温度的に安定で
あれば極めて高精度のホワイトバラン＝　３− スを行うことができる。しかしながら、白い被写体を撮
影するための設定用スイッチを押すという操作を必要と
する。

設定ホワイトバランスにおいては、上述のように設定後
の精度は良いが設定前には精度の補償がされていない。

これを解決するものとして、従来から次のような試みが
考えられる。

（１）電源投入時に適当なプリセット値に設定する。

［１１１電源切断後も記憶回路に設定値を作詩する。

しかしながら、これらの方式によっても、前述の設定の
忘れに対して十分なホワイトバランス精度の補償がされ
ているとは言い難い。

〔目的〕

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、操作の誤り又は忘れについても良好な精度のホ
ワイトバランスが行えるような撮像装置を提供すること
を目的とする。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図に本発明の一実施例を示す。図において、撮像レ
ンズ、水晶フィルタおよび赤外カットフィルタを含む光
学系１０によって被写体像が撮像素子１１に結像される
。この撮像素子１１から電気信号として取り出される撮
像信号１３はサンプルホールド回路１５により連続化さ
れると共に、輝度（Ｙ）信号１７ならびに赤色信号１９
Ｒ９緑色信号１９Ｇおよび青色信号１９Ｂの３色信号１
９に分離される。輝度信号１７は輝度処理部２１によっ
て処理された後、エンコーダ２３に供給される。赤色信
号１９Ｒ１緑色信号１９Ｇおよび青色信号１９Ｂはそれ
ぞれ赤色処理部２５Ｒ９緑色処理部２５Ｇおよび青色処
理部２５Ｂによって処理された後、マトリクス回路２７
に供給されて、（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）の２つの色差
信号２９ＲＹおよび２９ＢＹがエンコーダ２３に供給さ
れる。

３７は設定ホワイトバランス回路で２つのホワイドバラ
ンス信号４１Ｒ２および４１Ｂ２を赤色処理部２５Ｒお
よび青色処理部２５Ｂに供給して、これら画処理部２５
Ｒ，２５Ｂの利得を制御することによりホワイトバラン
スを行う。

エンコーダ２３は、輝度処理部２１およびマトリクス回
路２７から供給される信号と同期信号（図示せず）とに
よりテレビ信号を合成し、ビデオ信号４３をビデオ出力
端子４５から出力する。

２つの色差信号２９ＲＹおよび２９ＢＹは設定ホワイト
バランス回路３７にも供給されており、この設定ホワイ
トバランス回路３７はスイッチ３９が押されると（オン
）、導入されている２つの色差信号２９ＲＹおよび２９
８Ｙのそれぞれが零レベルとなるように２つのホワイト
バランス信号４１Ｒ２および４１Ｂ２が共に出力制御さ
れてホワイトバランス設定が行われる。

スイッチ３９が離された後は（オフ）、設定された２つ
のホワイトバランス信号４１Ｒ２および４１Ｂ２の出力
値が保持される。

電源スィッチ４７は電源（図示せず）と電源回路４９と
を断続する。この電源回路４９は信号処理回路及び不図
示の撮隊素子駆動回路、同期回路その他カメラの内部回
路で必要な電圧を発生する１、投入検出回路５１は、電
源の投入を検出して、一定幅のパルス信号５３を設定ホ
ワイトバランス回路３７に供給する。

拡散板３１は、追尾ホワイトバランス回路３３内の色セ
ンサ（図示せず）にカメラ外部の広範囲な光を入射させ
る。この入射光により、追尾ホワイトバランス回路３３
は外周光の色成分の比を検出して、赤色用および青色用
の２つの追尾ホワイトバランス信号３５Ｒ１および３５
Ｂ１を発生し、設定ホワイトバランス回路３７に供給す
る。設定ホワイトバランス回路３７は、前述のようにス
イッチ３９が押された後は通常の設定ホワイトバランス
の動作をする。また電源投入時、投入検出回路５１から
出力される投入パルス５３が入力されたときは、赤色用
および青色用の２つの追尾ホワイトバランス信号３５Ｒ
１および３５Ｂ１のそれぞれと、対応する赤色用および
青色用の２つのホワイトバランス信号４１Ｒ２および４
１Ｂ２のそれぞれが同一電圧となるように動作する。

以上の動作をまとめると、第２図に示す流れとなる。先
ず電源が投入されると（ステップ６１）。

投入検出回路５１より投入パルス５３が発生さ　　。

れ（ステップ６２）、両ホワイトバランス信号４１Ｒ２
および４１Ｂ２が追尾ホワイトバランス回路３３から出
力される両追尾ホワイトバランス信号３５Ｒ１および３
５Ｂ１と同一電圧に設定される（ステップ６３）。その
後、設定スイッチ３９をオンにするまでこの状態を保持
する（ステップ６４）。設定スイッチ３９がＯＮすると
、ステップ（６４）の判断は肯定となり、（Ｒ−Ｙ）（
Ｂ−Ｙ）を夫々ゼロとするよう通常の設定ホワイトバラ
ンスの動作に移行する（ステップ６５）。スイッチ３９
が離されるまで通常の設定ホワイトバランス動作が続行
する（ステップ６６）。スイッチ３９がオフとなると。

ステップ（６６）の判断は肯定となり、両ホワイトバラ
ンス信号４１Ｒ２，４１Ｂ２の出力制御値を保持して（
ステップ６７）、ステップ（６４）に戻る。

設定ホワイトバランス回路３７はデジタル方式、アナロ
グ方式あるいはマイクロコンピュータのソフトプログラ
ミング等により容易に実現できる。第３図にデジタル方
式を用いたー具体例を示す。

第３図において、２つの平滑回路７１および７３は２つ
の色差信号２９ＲＹおよび２９ＢＹのそれぞれ導入され
る信号を平滑する。次段のスイッチ回路７５に含まれる
４つの切換スイッチは、投入パルス５３が供給されてい
ない状態ではそれぞれＡ側に接続されている。そのため
、色差信号２９ＲＹは平滑回路７１により平滑された後
スイッチ回路７５を通して一方のコンパレータ７７の反
転入力端子に供給される。このコンパレータ７Ｔの非反
転入力端子にはスイッチ回路７５を通して、直流電源７
９の基準電圧ＶＲが供給されている。従って、このコン
パレータ７７は、入力された色差信号２９ＲＹの平滑信
号がＶＲより電圧レベルが高いときは０”を、また低い
ときは“ｌ”をそれぞれ表わす論理信号を出力する。こ
の出力は申＝Ｍ＝アップダウンカウンタのアップダウン
８１を出力する。この信号８１は可逆カウンタ８３の加
減算切換入力端子Ｕ／Ｄに供給されている。いま、スイ
ッチ３９が押されたものとすると、オアゲート８５を通
してアントゲ−１８７の一方の入力側が論理ビとなる。

そのため、不図示の同期回路より供給されているクロッ
ク信号８９が可逆カウンタ８３のクロック入力端子ＣＬ
Ｋに入力されて、加減算切換入力に応じて加算計数ある
いは減算計数が開始される。この可逆カウンタ８３の出
力信号９１はデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器９３
に供給されており、当該カウンタ８３の出力データに応
じて赤色用利得制御を行うホワイトバランス信号４１Ｒ
２を発生する。

このホワイトバランス信号４１Ｒ２は赤色用処理部２５
Ｒに供給されて赤色信号側の利得を制御する。

以上の動作により、スイッチ３９が押されている間可逆
カウンタ８３が動作し、平滑回路７１の出力が基準電圧
ＶＲとほぼ等しくなると。

１クロツクごとにコンパレータ８３の出力が反転するよ
うになり設定終了状態となる、その後スイッチ３９が離
されると、可逆カウンタ８３は最後の状態を保持したま
ま動作を停止する。

投入パルス５３が”１”となったときは、スイッチ回路
７５の全ての切換スイッチがＢ側に接続される。それに
より、コンパレータ７７の非反転入力端子には追尾ホワ
イトバランス回路３３からの追尾ホワイトバランス信号
３５Ｒ１が、また１反転入力端子には、Ｄ／Ａ変換器９
３の出力がそれぞれ導入される。

投入パルス５３はオアゲート８５を介してアンドゲート
８７の他方の入力側に加わるため、゛クロック信号８９
が可逆カウンタ８３のクロック入力端子ＣＬＫに入力さ
れて動作を開始する。

　Ｕ　− Ｄ／Ａ変換器９３の出力が追尾ホワイトバランス信号３
５Ｒ１とほぼ等しくなった状態で、重連のようにコンパ
レータ７７が１クロツクごとに反転するようになる。そ
の後、嫁入パルス５３が０”となると動作を停止する。

つまり、追尾ホワイトバランス回路３３から出力される
追尾ホワイトバランス信号３５Ｒ１と設定ホワイトバラ
ンス回路３７から出力されるホワイトバランス信号４１
Ｒ２とが同一電圧となるように動作する。

なお、上述の説明はＲ系のみについて行ったが、Ｂ系に
ついても別なコンパレータ９５．可逆カウンタ９７およ
びＤ／Ａ変換器９９によって同様な動作がなされる。

第４図に設定ホワイトバランス回路３７の別な具体例を
示す。図において、第３図と異なるツバ別な基準電圧源
２０１．６つのコンパレータ２０２〜２０７を新たに設
け、且つプリセット付きの可逆カウンタ２０８．２０９
としたことである。

−【２− 投入パルス５３が′０”のときは、第３図に示した設定
ホワイトバランス回路と同様にスイッチ３９がＯＮの間
色差信号を夫々ゼロにする動作をするので説明を省略す
る。

投入パルス５３が１”のときの動作を以下に説明する。

基準電圧源２０１とコンパレータ２０２〜２０７は一種
のアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換部を構成している
。すなわち、入力される追尾ホワイトバランス信号３５
Ｒ１および３５８１と基準電圧源２０１の出力分電圧Ｖ
、、Ｖ２およびｖ３との大小関係により、プリセット付
き可逆カウンタ２０Ｂ、２０９のプリセットデータロム
、ＲＢ、ＲＣ（Ｒ系）及びＢム、　Ｂ　Ｂ。

Ｂｅ（Ｂ系）を出力する。したがって投入パルス５３が
６ビとなると両可逆カウンタ２０８および２０９の出力
は、それらの内部に記憶されているデータのうち、プリ
セットデータロム。

ＲＢ　、Ｒｅ及びＢム、８Ｂ、ＢＣにより選択されたデ
ータとなる。基準電圧源２０１と３つのコンパレータ２
０２〜２０４により構成されているＲ系のＡ／Ｄ変換部
の分解能が低い（４段階）ため、追尾ホワイトバランス
信号３５Ｒ１とホワイトバランス信号４１Ｒ２とは完全
には一致しないが、プリセットデータのうち最も近い値
が選択される。Ｒ系についても、コンパレータ２０５〜
２０７．可逆カウンタ２０９により同様な動作をする。

なお、コンパレータヲ更に増すと分解能が高くなること
は言うまでもない。

第５図は本発明の別な実施例である。図において、第１
図と同一な符号は同−又は対応する回路等を示す。第１
図に示す実施例と異なる点は、低輝度検出回路３０１を
付加したことである。被写体の輝度が十分高い場合は、
輝度処理部２１からの出力信号（Ｙ）を平滑する平滑回
路３０２の平滑出力は基準電圧源３０３０基準電圧Ｖｒ
より高い。そのためコンパレータ３０４の出力信号３０
５は、０”′である。この場合設定ホワイトバランス回
路３７は通常の動作をする。すなわち、スイッチ３９が
押されている間両色差信号２９ＲＹおよび２９ＢＹが零
レベルとなるようホワイトバランス信号４１Ｒ２゜４１
Ｂ２を制御する。スイッチ３９を離した後は、この電圧
を作詩する。

ところが、被写体の輝度が低くてホワイトバランスの設
定を行えない場合がある。その場合、平滑回路３０２の
出力が基準電圧Ｖｒより低くなりコンパレータ３０４の
出力信号３０５が”１”となる。これに応じて、ホワイ
トバランス信号４１Ｒ２および４１Ｂ２は、追尾ホワイ
トバランス回路３３から出力される追尾ホワイトバラン
ス信号３５Ｒ１および３５Ｂ１のそれぞれと同一か又は
近い電圧値に設定されて、第１図に関して述べた利得制
御によるホワイトバランスが行われる。

なお、第５図の実施例においては低輝度時にホワイトバ
ランス制御を行う電圧信号を、追尾ホワイトバランス回
路の出力電圧と同一に設定するとしたが、他に可逆カウ
ンタのオーバーフロー、設定スイッチを押す時間が短い
等、正常な設定動作が行なわれないことを検出するよう
な構成としてもよい。

また、追尾オートホワイトバランス回路３３の出力は設
定ホワイトバランス回路３７を制御するためにのみ用い
たが、切換スイッチを設けて、設定ホワイトバランス回
路３７の出力及び追尾ホワイトバランス回路３３の出力
のいずれかが色信号処理回路への利得制御信号として供
給されるのを切り換えるように構成してもよい。

更に、電源投入検出、低輝度検出、オーバーフロー検出
等を任意の組合わせで用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明によれは、操作忘れ、誤操作等
に対しても良好な精度のホワイトバランスが得られる撮
像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一笑雄側による撮＠装置の構成を示す
ブロック図、第２図は本発明装置において行われるホワ
イトバランスの制御動作を示す流れ図、第３図および第
４図のそれぞれは本発明装置に用いられる設定ホワイト
バランス回路の具体例を示す構成ブロック図、第５図は
本発明の別実雄側による撮像装置の構成を示すブロック
図である。１０・・・・・・・・・光学系１１・・・・・・・・・撮像素子１９Ｒ，１９Ｇ、１９Ｂ・・・・・・色信号２９ＲＹ　
、２９ＢＹ・・・・・・・・・・・・色差信号３３・・
・・・・・・・追尾ホワイトバランス回路３５Ｒ１，３
５８１・・・・・・追尾ホワイトバランス信号３７・・・・・・・・・設定ホワイトバランス信号３９
・・・・・・・・・設定用スイッチ４１Ｒ２，４１８２
・・・・・・ホワイトバランス信号５１・・・・・・・・・投入検出回路８３．９７．２０８．２０９・・・・・・可逆カウンタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外周光の色成分比に応じてホワイトバランスを行
う追尾ホワイトバランス手段と、撮像信号中の色成分比
に応じてホワイトバランスを行う設定ホワイトバランス
手段と、電源投入後前記設定ホワイトバランス手段が機
能するまでは前記追尾ホワイトバランス手段の出力によ
りホワイトバランスを行なうように制御する制御手段と
を有する撮像装置。
（２）外周光の色成分比に応じてホワイトバランスを行
う追尾ホワイトバランス手段と、撮像信号中の色成分比
に応じてホワイトバランスを行う設定ホワイトバランス
手段と、前記設定ホワイトバランス手段を動作させたと
きに、ホワイトバランス動作を制御できない異常事態を
検出する検出手段と、該検出手段により異常事態が検出
された場合、前記追尾ホワイトバランス手段の出力に対
応してホワイトバランスを行なう制御手段と、を有する
撮像装置。