JPS6380691A

JPS6380691A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS6380691A
Application number: JP61223826A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Okino; 沖野　正
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1988-04-11
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JP2537350B2

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、撮像装置、特に被写体照明装置と共に使用さ
れる場合が多い光電変換式撮像装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来のこの種の撮像装置に用いられている撮像素子の感
度は、あらゆる撮像条件に対して十分なものとは云えず
、暗い所での撮影には、照明装置により被写体を照明す
ることにより撮像素子の感度不足を補っていた。さらに
また、被写体に発生している影をソフトにするため、補
助光としても照明光が用いられてきた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、以上のようにＪＭＪｉのための照明光を
特に用意する場合には、っぎのような注意が必要であっ
た。すなわち、準備した照明光の色相が、それ以外に被
写体を照らしている周囲光の色相と大幅にかけ離れた場
合、双方共に適するホワイトバランス（白バランス）２
整をとることができず、その結果、再生画像の色合いが
不自然になるという欠点があった。

このような問題に対処するためには、被写体の照明光の
色相に適合する光源を用意すればよいわけであるが、一
般に、実用的に用意し得る光源の種類は、かなり限定さ
れたものとなるので、そのすべてが可搬性に優れ、かつ
発光効率も良好であるとは限らず、効果的に適用し得る
場合がかならずしも多くないという問題点があった。

本発明は、以上のような問題点にかんがみてなされたも
ので、被写体の本来の周囲光と、補助的な照明装置の双
方の照明に対して適切なホワイトバランスが得られる撮
像装置の提供を目的としている。

（問題点を解決するための手段）このため、本発明においては、色相を連続的に可変し得
る光源と測色回路とを備えて、照明装置なしの周囲光の
色相を測定し、それと同じ色相の光を照明装置で発生さ
せて被写体を照明するように構成することにより、前記
目的を達成しようとするものである。

〔作用〕

以上のような構成により、被写体の本来の周囲光と使用
する照明装置双方の照明光に対して適切なホワイトバラ
ンスのとれた自然な色を再現した再生画像を得ることが
できる。

（実施例〕以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。

（回路構成）第１図に、本発明に係る光電変換撮像装置の一実施例を
示す電気回路ブロック図を示す。ｌは、被写体像を撮像
素子４上に結像するための光学系で、光学レンズ等を含
む。２ａ、２ｂは、それぞれ絞りおよびそのドライバ、
３ａ、３ｂは、それぞれシャッタおよびそのドライバで
ある。４は、被写体像を電気信号に変換するための撮像
素子であり、例えば、撮像管、ＣＣＤ　（電荷結合デバ
イス）、ＭＯ３形固体イメージセンサ等のいずれであっ
てもよい。

５は、撮像素子４を駆動するためのドライバ、６は、撮
像素子４から読出された電気信号を、規定の映像信号に
変換するための信号処理回路、７は、映像信号を記録媒
体（例えば、磁気テープ、磁気ディスク等）に記録する
ための記録回路である。また、８は、被写体の輝度を測
定するための測光回路、９は、被写体を照明している光
の色相を測定するための潤色回路である。１０は、被写
体輝度が不十分であり後述するように、この光源は、色
相（色温度）の調整が可能である。１１は、撮像装置各
部からの信号を入力し、各種の演算および判定を行って
各部を制御するための演算／制御回路である。また、１
２は、各部の作動タイミングを決定するクロック回路、
１３は電源スィッチ、１４は、撮影者が撮影タイミング
を指定するためのレリーズスイッチである。

前記測光回路８は、第２図に示すように、公知の回路で
容易に構成することができる。第２図において、２１は
演算増幅器（オペアンプ）、２２は、例えばシリコン・
フォトダイオード等のように短絡電流が、自体を照射す
る光の強度に比例する受光素子、２３はダイオードであ
る。この回路において、演算増幅器２１の出力端子０に
発生すここに、ｋ：ボルツマン定数Ｔ：周囲温度（絶対温度）ｑ：電子１個の電荷１３：ダイオード２３の逆方向飽和電流すなわち、測光出力電圧ｖ０は受光強度の自然対数に比
例しており、であることから、被写体の明るさくｏｃ測光回路８の受
光強度）が２倍になるごとに１８ｍＶ高くなる。したが
って、出力電圧の測定により、被写体輝度が分る。

第１図における潤色回路９は、第３図に示すごとく、公
知の回路構成により実現し得る。第３図において、３１
は拡散板であり、３２．３３．３４は、そわぞれ、例え
ば赤（Ｒ）、縁（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のみを透過させ
る各カラーフィルタであり、３５．３６．３７は、それ
ぞれ第２図に示したものと同様の各測光回路である。

この回路において、両側光回路３５．３６の出力の差を
とると、であるから、潤色回路９に入射した光の￥Ｑ　（Ｇ）の
成分と赤（Ｒ）の成分との比が分る。

同様にして、両側光回路３６．３７の出力差をとると、であるので、潤色回路９に入射した光の線（Ｇ）の成分
と青（Ｂ）の成分との比が分る。

かくして、入射光の赤（Ｒ）成分：縁（Ｇ）成分：青（Ｂ）成分−−−（５
）の比が求められるため、入射光の色相が分る。

（８１像動作）つぎに、例えば照明ランプのように、時間的に連続した
光を発生する照明装置を用いて撮像する場合について、
第４図の撮影動作シーケンスフローチャートに基づいて
説明する。

まず、電源スィッチ１３（第１図）が投入されると、撮
像装置は作動を開始し、（ステップＳ１）、測光回路８
により、被写体の輝度を測定する（ステップＳ２）。そ
の上で、被写体が規定値以下の明るさであるか否かをス
テップＳ３で判断し、規定値以下であれば（ＹＥＳ）、
被写体を周囲から照らしている光は無視し得る程度の暗
さであるため、撮影は光源１０の照明によって行うこと
になる。

そこで、ホワイトバランスを、光ｆｉｌＯの発光効率が
最高となる色温度にセットすると共に、光源１０は発光
効率が最高となるモードにして（ステップＳ４）、光ｉ
！；ｊｌＯを点灯させる（ステップＳ５）。次に、再び
測光回路８により、被写体輝度を測定しくステップＳ６
）、撮像装置が、１１影できる範囲にあるか否かを判定
する（ステップＳ７）。このとき、もしも撮像装置の撮
影範囲を超えている場合（明るすざ／暗すぎ）、光源ｌ
Ｏの光度を調整（ステップＳ８）し、再びステップＳ６
に戻って照明の明るさを判別する。被写体に対する光源
１０の照明が適切になったら（ステップＳ７、ＹＥＳ）
、次にレリーズスイッチ１４（第１図）が操作されるの
を時期する（ステップ５１７）。

レリーズスイッチ１４が操作されると（ステップＳ１７
、ＹＥＳ）　、まず演算／制御回路１１は、絞りドライ
バ２ｂを介して絞り２ａを絞り込む（ステップ８１８）
。さらにそののち、演算／制御回路１１は、シャッタド
ライバ３ｂを介してシャッタ３ａを駆動することにより
、シャッタ３ａが所定時間だけ開いて撮像素子４を露光
する（ステップ５１９）。なあ、ここにおける較り２ａ
の絞り値ならびにシャッタ３ａの露光時間は、ステップ
Ｓ６で演算／−制御回路１１が、測光回路８を介して人
力した被写体輝度情報を基にして演算したものである。

以上のようにして露光が終了したのち、しかるべきタイ
ミングで、撮像素子４の被写体像を電気信号として読出
し、信号処理回路６により規定の映像信号に変換しくス
テップ３２０）、その上で記録回路７により、記録媒体
に記録して（ステップ５２１）、撮影動作を終了する（
ステップ５２２）。

つぎに、第４図ステップＳ３において、ステップＳ２の
測光結果、被写体の周囲光が無視し得るほど弱くない場
合（ステップＳ３、Ｎｏ）について説明する。この場合
、被写体を照らしている光の色の影響を無視できないた
め、演算／制御回路１１は、測光回路９を介して被写体
を照らしている光の色相を測定する（ステップ５１０）
。ついで、この潤色値を基にして、演算／制御回路１１
は、信号処理回路６のホワイトバランスおよび光源１０
の色温度（絶対温度）を設定する（ステップ５１１）。

次に、ステップＳ２の測光値を基にして、明るさが光源
１０の助けを借りずに撮影し得るか否かを判定する（ス
テップ５１２）。もしも、光源１０の助けなしでは撮影
できない場合（ＮＯ）、光源１０を点灯させる（ステッ
プ５１３）。その上で、ステップＳ１４〜Ｓ１６のルー
プにおいて、前記ステップ５５〜Ｓ７と同様のプロセス
で、光源１０の明るさを、撮像装置が撮影できる範囲内
になるまで調整した上、ステップＳ１７〜Ｓ２１におい
て撮影動作を実行する。この場合、絞り２ａ、シャッタ
３ａの各パラメータ値は、ステップＳ１４での測光値を
共にして、演算／制御回路１１が演算した値となる。

また、ステップＳ１２においての判定の結果、光源１０
の助けなしで撮影できる（Ｎｏ）位明るい場合、直ちに
ステップＳ１７に飛び、ステップＳ１７〜Ｓ２１で撮影
動作を実行する。この場合し、絞り２ａ、シャッタ３ａ
の各パラメータ値は、ステップＳ２における測光値を基
にして、演算／制御回路１１が演算した値となる。

（光源の色温度設定方法）つぎに、光源１０の色温度設定方法について説明する。

第５図および第６図は、それぞれ、色相（色温度）可変
光源の詳細図である。

第５図において、４１は、電極Ａ、Ｂ間に印加した電圧
によって、明るさく光度）のみ変化する光源であり、４
２．４３．４４は、そわぞれ例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
、青（Ｂ）の色（カラー）フィルタであり、また、４５
．４６．４７は、それぞわ、各電極Ｃ，Ｄ、Ｈに印加す
る電気信号により透過率が変化する無色相の各フィルタ
である。

以上のような構成における第５図光源において、被写体
周囲光の潤色値に対して、光源１０の色温度をそれに適
合させることは、各フィルタ４５．４６．４７の透過率
の比を調整することにより、赤、緑、青の光の強度比を
調整することによって行わわ、その色温度の光をどれだ
けの強さで出すか（第４図における各調光ステップＳ８
および５１６）は、電ＶｉＵＡ、Ｂ間に印加する電圧に
よって調整する。

なお、第４図ステップＳ３、ＹＥＳのように、周囲光の
強度が翁い場合、光源４１の前方にある各フィルタ４２
．４３、・・・・−１４７をすべて除去して、光源４１
によって直接被写体を照射してやれば、上記各フィルタ
４２〜４７での光の減衰がないため、極めて効率が良く
なる。この場合、撮像装置のホワイトバランスは、光源
４１のものに合わせる。このデータは、演算／制御装置
１１（第１図）のメモリ領域に、光源１０から演算／制
御回路１１に人力させてもよい。

つぎに、第６図は、光源１０の色相を変化させるための
他の方法の説明図である。図中、５１．５２．５３は、
それぞれ各電極Ａ、Ｂ、Ｃに印加する電圧を変えること
により発光輝度が変化する独立の各光源であり、また、
５４．５５．５６は、例えばそれぞわ赤（Ｒ）、緑（Ｇ
）、青（Ｂ）の色フィルタである。以上のような構成の
第６図例光源の場合、各Ｔ１極Ａ、Ｂ、Ｃに印加する電
圧の比により、各色フィルタ５４．５５．５６を透過し
てきた光の、それぞれ赤、緑、青の成分比（色温度）を
調整し、各電極Ａ、Ｂ、Ｃへの印加電圧の絶対値を高く
する光によって調光を行うものである。

なお、以上説明した第５．６図の２つの図例に゛おいて
、第５図の場合、両フィルタ４３．４６は省略し、各フ
ィルタ４２．４４．４５．４７によって、主として素通
しの光を共に照明し、２色を用いて色相（色温度）ｆＡ
整を行うと、フィルタ４３．４６により光の減衰が少な
く、しかも色相調整も可能となる。

この点については、第６図に対しても色フィルタ５５を
省略することにより、同様の効果が得られる。

光源をさらに簡略化したい場合、例えば光源４１または
５２の色を、シアン寄りのものとし、フィルタ４５もし
くは光源５１の透過率もしくは明るさを調整してもよい
。この場合、第５図における色フィルタ４３．４４は省
略し、フィルタ４６．４７は１つにできる。また、第６
図においては、色フィルタ５５．５６および光源５３が
省略できる。

また、上記までは簡略化せずに、第５．６図において、
色フィルタ４２．５４をマゼンタフィルタ、色フィルタ
４３．５５をシアンフィルタとして、色フィルタ４４．
５６および光源５３を省略したりすることも可能である
。

また、第６図の場合、各光源５１．５２として色質の光
源を用いた場合、光源５３ならびに各色フィルタ５４．
５５．５６を省略することも可能である。

（他の撮像動作）つぎに、例えばストロボのように、パルス状の光を発生
する照明装置を用いて撮像する場合について説明する。

第７図は、このうよな場合の撮影動作シーケンスフロー
チャートの一例を示す。この場合にも、電気回路等は、
第１図に示したものによって実現し得る。すなわち、ま
ず、電源スィッチ１３が投入されると、この撮像装置は
作動を開始しく第７図、ステップ５６１）、測光回路８
により、被写体輝度を測定する（ステップ５６２）。そ
の上で、被写体の明るさが所定値以下であるか否かを判
断する（ステップ５６３）。その結果、所定値以下であ
れば（ＹＥＳ）、被写体を周囲から照らしている光は無
視できる程度の暗さなので、撮影は、光ｍｉｏの最も発
光効率の良好な条件で行なえばよいため、この条件で照
明がなされたと想定した値に、演算／制御回路１１が、
信号処理回路６のホワイトバランスをセットする（ステ
ップ５６４）。その上で、場合を判別するパラメータＸ
を０にセットする（ステップ５６５）。

それから、シリーズスイッチ１４（第１図）が操作され
るのを待期しくステップＳ６６、Ｎｏ）する。そして、
レリーズスイッチ１４が操作されると（ステップＳ６６
、ＹＥＳ）、次に場合判別パラメータを判断する（ステ
ップ５６７）。この場合、Ｘ＝０であるため、ステップ
５６８に飛び、光源１０の色温度を、光源１０の最高効
率になるようセットする。ついで、例えば光源１０によ
り指定された値に較り２ａを絞り込み（ステップ５６９
）、シャッタ３ａを開き（ステップ５７０）、光源１０
を発光させ（ステップ５７１）、発光が停止したあと、
シャッタ３ａを閉じ（ステップ３７２）、そののち、ｍ
機素子４から電気信号の形で被写体像情報を読出し、信
号処理回路６により、所定の映像信号に変換しくステッ
プ５７３）、記録回路７により、記録媒体に記録しくス
テラ・ブ５７４）、一連の撮影動作を終了する。

もしも、ステップＳ６３において、周囲光が無視し得な
い強度を有する場合（ステップＳ６３、Ｎｏ）　、まず
測色回路９により周囲光の色温度を測定する（ステップ
８７６）。この測色値を基にして、信号処理回路６のホ
ワイトバランスをセットする（ステップ５７７）。

つぎに、ステップＳ６２の測色値を基に、光源１０の助
けなしで撮影し得るか否かを判定する（ステップ３７８
）。光源１０の補助なしにはＪｉ影できないと判断され
た場合（Ｎｏ）、場合判別パラメータＸの値の１にセッ
トしくステップ５７９）、光源１０の補助なしには撮影
不能と判断された場合（Ｎｏ）、場合判別パラメータＸ
の値を１にセットして（ステップ５７９）、レリーズス
イッチ１４の操作を期待しくステップ５６６）、レリー
ズ操作がなされたら、判別パラメータＸの値により、次
の動作を決定する。

今の場合、Ｘ＝１で周囲光の影響を無視できないため、
光源１０の色温度を周囲光の色温度に合わせてセットす
る（ステップ５８０）。それから先は、ｘ＝０の場合と
全く同様に、ステップ３６９〜Ｓ７５を実行する。

ステップＳ７８において、光源１０の補助なしでも撮影
可能（ＹＥＳ）と判定された場合、場合判別パラロータ
Ｘを２にセットしくステップ５８１）、レリーズスイッ
チ１４の操作を期待しくステップ５６６）、レリーズさ
れたら、場合判別パラメータＸがいくつかを判定する（
ステップ５６７）。

今の場合、Ｘ＝２であるため、ステップＳ８３に飛んで
ステップＳ６２の測光値により、演算／制御回路１１の
演算したパラメータ値に、粉り２ａを絞り込み（ステッ
プ５８３）、シャッタ３ａを駆動して（ステップ５８４
）露光したのち、Ｘ＝０．１の場合と全く同様、ステッ
プＳ７３〜Ｓ７５によって撮影動作を実行する。

ここにおいて、光源１０の構成としては、各光源４１．
５１．５２．５３を、ランプ等の連続点灯の光源から閃
光放電管に変更することにより、第５図、第６図の構成
のままで可能である。

また、各フィルタ４６．４３．５５の省略により、効率
向上がはかれることは、前記連続点灯光源の場合と同線
である。

（発明の効果）以上、詳述したように、本発明によれば、被互体の周囲
光が全くない場合、撮像装置用の照明光源を最高効率で
利用し得しるため、無駄が少く、また、周囲光が無視で
きない場合、周囲光に合わせた撮像装置付属の色相可変
光源を利用することにより、撮影者は何等余分の操作を
要することなく、周囲光、撮像装置付属光源の双方共に
、ホワイトバランスが合った色相再現性のよい再生画像
が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による撮像装置の一実施例の電気回路
ブロック図、第２図はその測光回路図、第３図は測色回
路図、第４図は、本実施例の撮影動作シーケンスフロー
チャート、第５図および第６図は、本発明光源の２例図
、第７図は、他の撮像動作のシーケンスフローチャート
である。８・−一測光回路９−・−測色回路３２．３３．３４　：４２，４３，４４　：　５４゜５
５．５６−−−色フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被写体照明装置を使用する撮像装置において、該
照明装置の照明光以外の該被写体周囲光の色相を測定す
るための測色手段を備えると共に、該照明装置の光源に
は色相調整手段を備え、前記測色手段により得られた測
色値を基に、該照明装置光源から発生する照明光の色相
を、前記周囲光の色相に適合させるよう構成したことを
特徴とする撮像装置。
（２）前記撮像装置のホワイトバランスを、前記周囲光
およびそれに適合させた前記照明光の色相に適合させて
調整するよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の撮像装置。
（３）前記照明装置の照明光の色相を、前記周囲光に適
合させるための操作は、該周囲光の強度が所定値以上の
場合にのみ行い、また、該周囲光の強度が前記所定値以
下の場合には、前記照明装置の照明効率が最良条件で行
うと共に、該撮像装置の前記ホワイトバランスは、該照
明装置の上記条件における発光色相に適合させるよう構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の撮像装置。
（４）前記照明装置は、それぞれ色相の異なる複数の発
光部より成り、該各発光部の各発光体の相対発光強度を
変化させることにより、該照明装置からの発光色を変化
させるよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の撮像装置。
（５）前記各発光部からの発光色を変化させる手段は、
前記各発光体自体の色相を変化させるか、あるいは、該
各発光体の前方に配設した各色フィルタの分光透過特性
を変化させることにより行うよう構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第４項記載の撮像装置。
（６）前記照明装置は、外部より色相を可変し得る単一
の各発光部より成ることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の撮像装置。