ホワイトバランス調整装置
【目的】ストロボ撮影時でも現実の光源の色温度に対応したホワイトバランスの調整をより容易に行うことができ、安定したホワイトバランスの調整を行うことができるホワイトバランス調整装置を提供する。
【構成】ストロボ光を白い被写体１に投射し、その被写体１による反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号を得、画面の全領域から中央部に切り換えたホワイトバランス調整の対象とされるＷＢ対象エリアに依拠した上述の映像信号に基づいてホワイトバランスの調整を行う。
【構成】ストロボ光を白い被写体１に投射し、その被写体１による反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号を得、画面の全領域から中央部に切り換えたホワイトバランス調整の対象とされるＷＢ対象エリアに依拠した上述の映像信号に基づいてホワイトバランスの調整を行う。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホワイトバランス調整装置、詳しくは閃光発光手段より投射された投射光の、被写体による反射光を含んでなる入射光に自動的にホワイトバランスを合わせることのできるホワイトバランス調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のホワイトバランス調整装置が適用された撮像装置を、そのブロック構成を示す図５により説明すると、白い被写体１から反射された連続光は、撮像レンズ２を透過し絞り機構３を介してＣＣＤ固体撮像素子４の受光面上に結像される。同素子４で光電変換された電気信号は、カメラプロセス処理部５ａで信号処理され、映像信号出力端子６より外部機器に向け例えばＮＴＳＣ複合映像信号として出力される。
【０００３】一方、上記カメラプロセス処理部５ａは、３原色のＲ，Ｇ，Ｂ各信号を、この撮像装置全体の動作シーケンスを司どるＣＰＵ７に供給し、同ＣＰＵ７から上記Ｒ，Ｂ各信号のゲインを調節するゲイン制御信号を受けるようになされている。尚、ＣＰＵ７にはワンタッチＷＢ（ホワイトバランス）スイッチ８が接続されている。
【０００４】このように構成された撮像装置における従来のホワイトバランス調整装置では、ワンタッチＷＢスイッチ８が押下されると、ＣＰＵ７はカメラプロセス処理部５ａから出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を取り込み、同ＣＰＵ７内で上記Ｒ，Ｇ，Ｂ各信号を演算処理し、Ｒ／Ｇ＝Ｂ／Ｇ＝１になるようにカメラプロセス処理部５ａにおけるＲ，Ｂ信号増幅系のゲインを閉ループ制御している。
【０００５】以上は白い被写体１から反射された光が連続光の場合であるが、閃光発光手段として例えばストロボを用いた撮影時のように反射光が単発光の場合には、従来次のような手段によってホワイトバランスの調整を行っていた。
【０００６】即ち、ストロボ等の閃光発光手段の色温度は予め分っているので、使用しようとする閃光発光手段の色温度に対応したＲ信号ゲイン値、Ｂ信号ゲイン値を予めＣＰＵ７内のＲＯＭ等にプリセットし、ストロボ撮影モードが設定されると、上記プリセット値をＣＰＵ７から読み出してＲ信号増幅系、Ｂ信号増幅系のゲインを、カメラプロセス処理部５ａに自動的に設定している。このようにワンタッチ操作を閉ループ制御もすることなくストロボ撮影時のホワイトバランスを調整していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】さて、使用しようとするストロボ光の色温度に相当するＲ信号ゲイン値、Ｂ信号ゲイン値を予めプリセット値として上記ＣＰＵ７にメモリしておき、ストロボ撮影時に上記カメラプロセス処理部５ａ内のＲ，Ｂ各信号増幅系のゲイン設定を、上記プリセット値に強制的に置換するようにした従来のホワイトバランス調整装置では、ストロボが撮像装置に内蔵されたタイプならストロボを特定できるので、従来の手段でもさしたる支障がなかった。
【０００８】しかしながら、ストロボが外付けされその種別が一定しない場合、あるいはいくつかのストロボを組合わせて使用する場合には、閃光発光手段の色温度を特定できないので従来のホワイトバランス調整装置では対応できない。また内蔵ストロボの場合でも、この内蔵ストロボからの閃光発光に同期して発光するスレーブストロボを併用する場合や、外光等の他の光とミックスされる場合等では、従来の手段でホワイトバランスをとることができない。
【０００９】換言すれば、ストロボ撮影時における従来のホワイトバランス調整装置では、現実の測定によらずに想定ストロボの色温度に適合するよう、Ｒ信号ゲイン，Ｂ信号ゲインを一律にプリセット設定しているので、このプリセット値からずれた光源による撮像には対応しきれなかった。
【００１０】また、白い被写体１からの反射光がＣＣＤ４の全領域に照射する必要があり、ＣＣＤ４の受光面全域に亘って照射される白い被写体１を探すのは困難であった。更に、ストロボ光は、画面の中央では明るく、周辺では暗いという配光むらが生じやすいため、この画面の全領域に基づいてホワイトバランスの調整を行うと安定したホワイトバランスをとることができないという不具合があった。
【００１１】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消し、ストロボ撮影時でも現実の光源の色温度に対応したホワイトバランスの調整をより容易に行うことができ、安定したホワイトバランスの調整を行うことができるホワイトバランス調整装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】本発明のホワイトバランス調整装置は、被写体に光を投射せしめるための閃光発光手段と、投射された投射光の被写体による反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号を得る映像信号処理手段と、ホワイトバランス調整の対象とされる領域であるホワイトバランス対象エリアを当該画面の全領域から一部領域に切り換え、この切り換えられたホワイトバランス対象エリアに依拠した映像信号に基づいてホワイトバランス調整動作を行う調整手段とを具備してなることを特徴とする。
【００１３】
【実施例】以下、図示の実施例により本発明を説明する。先づ本発明の実施例を説明するのに先立ってその基本概念を説明すると、白色被写体に向けて現実にストロボ発光を、Ｖブランキング期間内の所定の第１のタイミングで一回行い、その結果得られた撮像信号に基づいて、上記第１のタイミング以降の第２のタイミングである、Ｖブランキング区間に続くフィールド期間内にホワイトバランスをとろうとするもので、閃光発光手段の種類、組合せ等に関係なく現実の光源の色温度に対応したホワイトバランス調整を可能にしようとするものである。以下、実施例により具体的に説明する。
【００１４】図１は、本発明を適用することができる撮像装置の要部のブロック構成図で、白い被写体１〜ワンタッチＷＢスイッチ８は前記従来例における図５に同じなので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部材についてのみ以下に説明する。
【００１５】図１において、ホワイトバランスやストロボの制御を行うＣＰＵ７には、操作部として前記ワンタッチＷＢスイッチ８の他に、ストロボ発光モードと通常の撮影モードとを選択するストロボモード設定スイッチ１７が接続され、更にストロボ発光制御部１５を介してストロボ１６が接続されている。
【００１６】また、このＣＰＵ７には、映像信号とのタイミングをとるための同期信号を発生する映像用同期信号発生器１８から、フィールドの切換えに対応するＶＤ信号が供給されている。そして、同発生器１８はカメラプロセス処理部５にも同期信号を供給するようになっている。
【００１７】この処理部５と上記ＣＰＵ７との間に、Ｒ信号、Ｂ信号、Ｇ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１２，１３，１４と、ＣＰＵ７で演算処理されたディジタルデータをカメラプロセス処理部５におけるＲゲイン、Ｂゲイン設定用のアナログ値に変換する、一種のＤ／Ａ変換機能を有する電子ボリューム１１とがそれぞれ接続されている。
【００１８】そして、ストロボモード設定スイッチ１７が閃光発光手段を用いるモードにあるときに、ワンタッチＷＢスイッチ８で代表される所定の操作手段が操作されると、後記図３で説明する所定の第１のタイミングで当該閃光発光手段つまりストロボ１６が発行する。このようなストロボ光を投射せしめるための光投射タイミング制御手段がＣＰＵ７等により形成されている。
【００１９】また、上記第１のタイミングで投射された投射光の被写体による反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号を、該第１のタイミング以降の後記図３で説明する第２のタイミングで得る映像信号処理手段が、カメラプロセス処理部５等から構成されている。
【００２０】更に、上記第２のタイミングで得た映像信号に基づいてホワイトバランス調整動作を行う調整手段がＡ／Ｄ変換器１２，１３，１４と電子ボリューム１１等により構成されている。
【００２１】以上のように構成された図１の装置の動作を図２，３により説明する。図２は本実施例におけるワンタッチＷＢ動作のフローチャートで、上記図１に示すワンタッチＷＢスイッチ８が操作され、同スイッチ８からＣＰＵ７への信号がアクティブ“Ｌ”になるまで待機する（ステップＳ１）。
【００２２】上記ワンタッチＷＢスイッチ８が押下されると、更にフィールドの切換えに対応して出力されるＶＤ信号がアクティブ“Ｌ”になるまで待機する（ステップＳ２）。
【００２３】該ＶＤ信号がアクティブ“Ｌ”になったら、ＣＰＵ７は、上記図１に示すストロボモード設定スイッチ１７がストロボ発光モードになっているか否かをチェックし（ステップＳ３）、ストロボ発光が禁止された通常の撮影モードならステップＳ５に進む。一方、ストロボ発光モードなら、ＣＰＵ７は、上記図１に示すストロボ発光制御部１５を介してストロボ１６を閃光発光させてから（ステップＳ４）、ステップＳ５に進む。
【００２４】このステップＳ５では、ＣＰＵ７はＲ信号ゲインとＢ信号ゲインとを初期値０に設定し、この初期設定値０を電子ボリューム１１（図１参照）を介し（ステップＳ６）、カメラプロセス処理部５に供給して同処理部５のＲゲイン設定、Ｂゲイン設定、つまりＲ信号増幅系、Ｂ信号増幅系の調整電圧を０に設定する。従って、同処理部５から出力されるＲ信号出力とＢ信号出力とは何れも０になるが、Ｇ信号増幅系の調整電圧は可変されていないので、Ｇ信号は基準値が出力される。ここで、電子ボリュームデータと、カメラプロセス処理部５におけるＲ信号ゲイン、Ｂ信号ゲインとの関係は下記表１のように仮定されている。
【００２５】
【表１】
【００２６】次に、ＣＰＵ７内のタイマ手段により後記図３で説明する所定時間待機する（ステップＳ７）。この所定時間は、画面のどの部分でホワイトバランスをとるかに関連して決定されるもので、後記第２実施例で詳述するが、この第１実施例ではＶブランキング期間が終了して画像情報の読出しが開始されるまでとしている。
【００２７】所定時間待機したら、ＣＰＵ７はカメラプロセス処理部５からＲ，Ｇ，Ｂ各信号を各Ａ／Ｄ変換器１２，１３，１４でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ７に取込む（ステップＳ８）。この場合、上記初期設定によりＲ，Ｂ各信号は０レベルになっているのに対し、Ｇ信号は基準値になっている。
【００２８】ＣＰＵ７ではＲ／Ｇを演算して１と比較し（ステップＳ９）、１に等しいか１より大なら、下記ステップＳ１０をジャンプしてステップＳ１１に進む。この場合Ｒ，Ｂ各信号は上記ステップＳ５で０レベルに初期設定され、Ｇ信号は基準値なので、Ｒ／Ｇ＝０＜１になる。従って、ステップＳ１０に進んでＲゲインを＋１インクリメントしてステップＳ１１に進む。
【００２９】同様に、Ｂ信号についてもＢ／Ｇを演算して１と比較し（ステップＳ１１）、１に等しいか１より大ならステップＳ１２をジャンプしてステップＳ１３に進む。この場合もＢ／Ｇ＝０＜１なので、Ｂゲインを＋１インクリメントする（ステップＳ１２）。
【００３０】このようにインクリメントされた各Ｒゲイン、Ｂゲインのデータを電子ボリューム１１に設定して（ステップＳ１３）、カメラプロセス処理部５におけるＲ信号増幅系およびＢ信号増幅系の調整電圧をアップしてステップＳ１４に進む。上記ステップＳ９とステップＳ１１にて演算で求めた信号比Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇを１と比較して（ステップＳ１４）、少なくとも一方が、１より小なら上記ステップＳ８に戻って上記ステップＳ８〜Ｓ１４を繰返し実行し、Ｒ／Ｇ≧１ かつ Ｂ／Ｇ≧１になったら、ホワイトバランスがとれたことになるのでこのフローを終了する。図３は、本装置における各部動作のタイミングチャートで、時刻ｔ１でストロボモード設定スイッチ１７が押下され、同スイッチ１７からＣＰＵ７へ印加される信号レベルがアクティブ“Ｈ”になると、この撮像装置はストロボ発光モードになる。
【００３１】時刻ｔ２でワンタッチＷＢスイッチ８が押下されると、同スイッチ８からＣＰＵ７へ印加される信号がアクティブ“Ｌ”になる。これは、上記図２のフローチャートにおけるステップＳ１に対応するもので、以後単に（Ｓ１対応）と略記する。
【００３２】上記時刻ｔ２を含むフィールドに続く１フィールド期間は時刻ｔ３から始まって時刻ｔ４まで継続するが、このフィールド開始時刻ｔ３になると、フィールドの切換えに対応する信号で、垂直同期信号と略同一のタイミングで発生するＶＤ信号がアクティブ“Ｌ”になり（Ｓ２対応）時刻ｔ５まで継続する。この場合上記時刻ｔ１でストロボ発光モードに既に設定されているので（Ｓ３対応）、直ちにストロボ発光３１が行われる（Ｓ４対応）。
【００３３】さて、上記ストロボ発光３１が行われるタイミングがクレーム上の所定の第１のタイミングで、この図３では時刻ｔ３から開始されるとしたが、これはＶブランキング期間内で、かつＣＣＤ固体撮像素子４の光電変換が終了するまでの期間内であれば、上記時刻ｔ３より若干遅延してもよい。本例の装置では、上記ＶＤ信号がノンアクティブになる時刻ｔ５より若干遅れた時刻ｔ６から１フィールド期間が終了する時刻ｔ４までの間のタイミングで上記光電変換による映像信号が得られる。
【００３４】このストロボ発光３１による白い被写体１（図１参照）からの反射光が撮像レンズ２，絞り機構３を介しＣＣＤ４の受光面上に結像されるが、一様に白い被写体からの反射光なので、上記受光面上の各画素に蓄積された信号出力中のＲ，Ｇ，Ｂ各色成分は何れの画素でも同一になる。
【００３５】上記ストロボ発光３１により白い被写体１を撮像して得られたＣＣＤ出力は、Ｖブランキング期間が終了する時刻ｔ６から読み出され、カメラプロセス処理部５で信号処理されてＲ信号出力３２、Ｇ信号出力３３、Ｂ信号出力３４が得られる。この場合Ｇ信号出力３３は、前述したように基準値が出力されるが、ＲゲインとＢゲインとはＣＰＵ７内で何れも０に初期設定３５が行われるので、Ｒ信号出力３２とＢ信号出力３４とは太い実線で示す０レベルになる（Ｓ５，Ｓ６対応）。
【００３６】上記初期設定３５が終了する所定時間（Ｓ７対応）が経過した時刻ｔ７になると、ＣＰＵ７に上記Ｒ信号出力３２、Ｇ信号出力３３、Ｂ信号出力３４がそれぞれＡ／Ｄ変換されて入力される（Ｓ８対応）。これら各Ａ／Ｄ入力は、時刻ｔ８よりＣＰＵ７内で演算処理つまり Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ を求めて１と比較され（Ｓ９，Ｓ１１対応）、時刻ｔ９で＋１インクリメントされて（Ｓ１０，Ｓ１２対応）電子ボリューム１１にデータ設定される（Ｓ１３対応）。このデータ設定によりカメラプロセス処理部５で得られるＲ信号出力３２とＢ信号出力３４は、それぞれ３２ａ，３４ａのレベルになる。
【００３７】時刻ｔ１０で再度Ａ／Ｄ入力して上記過程を繰り返すことにより、Ｒ信号出力３２は、３２ｂ，３２ｃ，…のレベルに段階状に上昇する。同様にＢ信号出力３４も３４ｂ，３４ｃ，…のレベルに上昇する。そして、時刻ｔ１１における電子ボリュームデータ設定が行われた後のＲ信号出力のレベル３２ｍをＧ信号出力３３と比較しＲ／Ｇ≧１になったのでカメラプロセス処理部５内のＲ信号系の演算処理を終了する。
【００３８】同様に、時刻ｔ１２での電子ボリュームデータ設定後に、Ｂ信号出力のレベル３４ｎをＧ信号出力３３と比較しＢ／Ｇ≧１になったのでＢ信号系の処理も終了する（Ｓ１４対応）。なお、上記ではＲ信号増幅系のゲイン設定のほうが、Ｂ信号増幅系のそれより先に完了するとしたが、この逆の場合も有り得ること勿論である。
【００３９】さて、上述した装置におけるストロボ発光時の被写体による反射光を含んでなる入射光を測光するには、露光中の全時間区間に亘って定時間で総露光量を測定し、この総露光量が所定値に達した時点で露光動作を終了するダイレクト測光方式でも、露光前にプリ測光して発光時間を予め設定するプリ測光方式でも、あるいはこの他の既存の測光露出制御方式でもかまわない。
【００４０】更に、ストロボ発光を行うか行わないかの制御は、ストロボモード設定スイッチ１７の手動操作であっても、あるいは測光情報によるオートストロボであってもよい。即ち、本実施例によりホワイトバランスを調整する際には、ストロボ発光の有無を何等考慮する必要がないということである。
【００４１】また、上記図２におけるステップＳ８〜Ｓ１４、つまり上記図３における時刻ｔ９からｔ１３までの演算処理動作は、Ｒゲイン、Ｂゲインをそれぞれ＋１つづインクリメントするようにしたが、とびとびに演算処理し、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇが１に近づいたところから細かく処理するようにしてもよい。あるいは初期値を０にしてスタートするのでなく、例えばＲゲイン、Ｂゲインの値の中間値からスタートすることも可能で、これらの手段によって演算処理スピードを向上させることができる。
【００４２】図４は、本発明の実施例たるホワイトバランス調整装置が適用された撮像装置の要部のブロック構成図で、上述した図１の装置では白い被写体１からの反射光がＣＣＤ４の全領域に照射されるとして説明したが、ＣＣＤの受光面全域に亘って照射される白い被写体を探すのは困難な場合がある。そこで、本発明ではＣＣＤ４の全領域に代え、その一部の領域を用いてホワイトバランスをワンタッチでとるようにしている。
【００４３】これは、例えば通常のカメラにおけるＡＦ（オートフォーカス）エリアとか測光エリアに、上記ホワイトバランスを調整するための一部領域（以下、ＷＢ対象エリアと呼称する）を兼用できることも意味する。上述の図１の装置と同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略し異なる部材についてのみ以下に説明する。
【００４４】図４において、ＷＢ対象エリアを指定するエリア設定スイッチ２１からのエリア指定信号がＣＰＵ７に入力されると、同ＣＰＵ７はＷＢ対象エリア表示情報をキャラクタミックス回路２２に送出する。すると、同回路２２で上記表示情報がカメラプロセス処理部５からの画像情報とミックスされ、ＥＶＦ２３でモニタ表示される。
【００４５】このように構成されたこの実施例におけるＷＢ対象エリアの設定方法を説明すると、既述の図１の装置における図２のステップＳ７で所定時間待機するようになっているが、この所定時間は、図３における時刻ｔ６からｔ７までの時間である。そこでこの時刻ｔ６からｔ７までの所定時間を、既述の例ではＶブランキング信号が終了してＣＣＤの各画素からその蓄積画像情報を時系列で読出し始めるところとしたが、この実施例では所定時間を長くすることにより、例えばＣＣＤ受光面の中央とか、撮影者が好むエリアを選択するようにしている。この場合、ホワイトバランスの調整動作が終了する時点、即ち前記図３における時刻ｔ１１，ｔ１２が１フィールド期間内でなければならないことは言うまでもない。
【００４６】上記実施例によれば、１フィールド期間内でホワイトバランスをとる点は図１の装置と同様であるが、ＷＢ対象エリアを一画面全部でなく小面積の局部に限定、例えばＡＦエリアとか測光エリアと共通に設定し、その小面積のエリア内に白い被写体が存在すれば事足りるので、ストロボ撮影時における現実の色温度に対応したホワイトバランスの調整がより容易になる。また、上述のように、ＷＢ対象エリアをストロボ光の配光が均一な中央部に切り換えることで、安定したホワイトバランスの調整を行うことができる。
【００４７】なお上記各装置例では、映像信号をアナログ処理するカメラプロセス処理部５から出力されるＲ，Ｂ，Ｇ各信号を各Ａ／Ｄ変換器１２，１３，１４でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ７に入力するとして説明したが、ＣＰＵ７に上記Ａ／Ｄ変換機能を内蔵したものを用いればＲ，Ｂ，Ｇ各Ａ／Ｄ変換器１２，１３，１４が不要になる。更に上記カメラプロセス処理部５をディジタル化すれば電子ボリューム１１も不要になる。
【００４８】また、上記各実施例では閃光発光手段をストロボとして説明したが、本発明はストロボ光に限定されることなく、例えばフラッシュバルブ光等にも広く適用可能である。
【００４９】更に、上記各実施例では白い被写体を撮像してホワイトバランスをとるとしたが、一般に市販されているビデオカメラ等には撮像レンズの前面に白いレンズキャップが装着されているものもあり、この白いレンズキャップを被せた状態でホワイトバランスをとりたい光源に向けて撮像すれば、白い被写体を撮像したときと等価な効果が得られる。即ち、白いレンズキャップが拡散板の役割をして、該光源からの光を平均化するので、ＣＣＤから見ると全面が白い被写体を撮っているのと同じになるからであり、このようなビデオカメラ等にも上記各実施例は適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ストロボ撮影時でも現実の光源の色温度に対応したホワイトバランスの調整をより容易に行うことができ、且つ安定したホワイトバランスの調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用することができる撮像装置の要部のブロック構成図。
【図２】図１の装置におけるワンタッチＷＢ動作のフローチャート。
【図３】上記図１における各部動作のタイミングチャート。
【図４】本発明の実施例たるホワイトバランス調整装置が適用された撮像装置の要部のブロック構成図。
【図５】従来のホワイトバランス調整装置が適用された撮像装置の要部のブロック構成図。
【符号の説明】
５，５ａ カメラプロセス処理部
７ ＣＰＵ
１１ 電子ボリューム
１２，１３，１４ Ａ／Ｄ変換器
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホワイトバランス調整装置、詳しくは閃光発光手段より投射された投射光の、被写体による反射光を含んでなる入射光に自動的にホワイトバランスを合わせることのできるホワイトバランス調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のホワイトバランス調整装置が適用された撮像装置を、そのブロック構成を示す図５により説明すると、白い被写体１から反射された連続光は、撮像レンズ２を透過し絞り機構３を介してＣＣＤ固体撮像素子４の受光面上に結像される。同素子４で光電変換された電気信号は、カメラプロセス処理部５ａで信号処理され、映像信号出力端子６より外部機器に向け例えばＮＴＳＣ複合映像信号として出力される。
【０００３】一方、上記カメラプロセス処理部５ａは、３原色のＲ，Ｇ，Ｂ各信号を、この撮像装置全体の動作シーケンスを司どるＣＰＵ７に供給し、同ＣＰＵ７から上記Ｒ，Ｂ各信号のゲインを調節するゲイン制御信号を受けるようになされている。尚、ＣＰＵ７にはワンタッチＷＢ（ホワイトバランス）スイッチ８が接続されている。
【０００４】このように構成された撮像装置における従来のホワイトバランス調整装置では、ワンタッチＷＢスイッチ８が押下されると、ＣＰＵ７はカメラプロセス処理部５ａから出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を取り込み、同ＣＰＵ７内で上記Ｒ，Ｇ，Ｂ各信号を演算処理し、Ｒ／Ｇ＝Ｂ／Ｇ＝１になるようにカメラプロセス処理部５ａにおけるＲ，Ｂ信号増幅系のゲインを閉ループ制御している。
【０００５】以上は白い被写体１から反射された光が連続光の場合であるが、閃光発光手段として例えばストロボを用いた撮影時のように反射光が単発光の場合には、従来次のような手段によってホワイトバランスの調整を行っていた。
【０００６】即ち、ストロボ等の閃光発光手段の色温度は予め分っているので、使用しようとする閃光発光手段の色温度に対応したＲ信号ゲイン値、Ｂ信号ゲイン値を予めＣＰＵ７内のＲＯＭ等にプリセットし、ストロボ撮影モードが設定されると、上記プリセット値をＣＰＵ７から読み出してＲ信号増幅系、Ｂ信号増幅系のゲインを、カメラプロセス処理部５ａに自動的に設定している。このようにワンタッチ操作を閉ループ制御もすることなくストロボ撮影時のホワイトバランスを調整していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】さて、使用しようとするストロボ光の色温度に相当するＲ信号ゲイン値、Ｂ信号ゲイン値を予めプリセット値として上記ＣＰＵ７にメモリしておき、ストロボ撮影時に上記カメラプロセス処理部５ａ内のＲ，Ｂ各信号増幅系のゲイン設定を、上記プリセット値に強制的に置換するようにした従来のホワイトバランス調整装置では、ストロボが撮像装置に内蔵されたタイプならストロボを特定できるので、従来の手段でもさしたる支障がなかった。
【０００８】しかしながら、ストロボが外付けされその種別が一定しない場合、あるいはいくつかのストロボを組合わせて使用する場合には、閃光発光手段の色温度を特定できないので従来のホワイトバランス調整装置では対応できない。また内蔵ストロボの場合でも、この内蔵ストロボからの閃光発光に同期して発光するスレーブストロボを併用する場合や、外光等の他の光とミックスされる場合等では、従来の手段でホワイトバランスをとることができない。
【０００９】換言すれば、ストロボ撮影時における従来のホワイトバランス調整装置では、現実の測定によらずに想定ストロボの色温度に適合するよう、Ｒ信号ゲイン，Ｂ信号ゲインを一律にプリセット設定しているので、このプリセット値からずれた光源による撮像には対応しきれなかった。
【００１０】また、白い被写体１からの反射光がＣＣＤ４の全領域に照射する必要があり、ＣＣＤ４の受光面全域に亘って照射される白い被写体１を探すのは困難であった。更に、ストロボ光は、画面の中央では明るく、周辺では暗いという配光むらが生じやすいため、この画面の全領域に基づいてホワイトバランスの調整を行うと安定したホワイトバランスをとることができないという不具合があった。
【００１１】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消し、ストロボ撮影時でも現実の光源の色温度に対応したホワイトバランスの調整をより容易に行うことができ、安定したホワイトバランスの調整を行うことができるホワイトバランス調整装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】本発明のホワイトバランス調整装置は、被写体に光を投射せしめるための閃光発光手段と、投射された投射光の被写体による反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号を得る映像信号処理手段と、ホワイトバランス調整の対象とされる領域であるホワイトバランス対象エリアを当該画面の全領域から一部領域に切り換え、この切り換えられたホワイトバランス対象エリアに依拠した映像信号に基づいてホワイトバランス調整動作を行う調整手段とを具備してなることを特徴とする。
【００１３】
【実施例】以下、図示の実施例により本発明を説明する。先づ本発明の実施例を説明するのに先立ってその基本概念を説明すると、白色被写体に向けて現実にストロボ発光を、Ｖブランキング期間内の所定の第１のタイミングで一回行い、その結果得られた撮像信号に基づいて、上記第１のタイミング以降の第２のタイミングである、Ｖブランキング区間に続くフィールド期間内にホワイトバランスをとろうとするもので、閃光発光手段の種類、組合せ等に関係なく現実の光源の色温度に対応したホワイトバランス調整を可能にしようとするものである。以下、実施例により具体的に説明する。
【００１４】図１は、本発明を適用することができる撮像装置の要部のブロック構成図で、白い被写体１〜ワンタッチＷＢスイッチ８は前記従来例における図５に同じなので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部材についてのみ以下に説明する。
【００１５】図１において、ホワイトバランスやストロボの制御を行うＣＰＵ７には、操作部として前記ワンタッチＷＢスイッチ８の他に、ストロボ発光モードと通常の撮影モードとを選択するストロボモード設定スイッチ１７が接続され、更にストロボ発光制御部１５を介してストロボ１６が接続されている。
【００１６】また、このＣＰＵ７には、映像信号とのタイミングをとるための同期信号を発生する映像用同期信号発生器１８から、フィールドの切換えに対応するＶＤ信号が供給されている。そして、同発生器１８はカメラプロセス処理部５にも同期信号を供給するようになっている。
【００１７】この処理部５と上記ＣＰＵ７との間に、Ｒ信号、Ｂ信号、Ｇ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１２，１３，１４と、ＣＰＵ７で演算処理されたディジタルデータをカメラプロセス処理部５におけるＲゲイン、Ｂゲイン設定用のアナログ値に変換する、一種のＤ／Ａ変換機能を有する電子ボリューム１１とがそれぞれ接続されている。
【００１８】そして、ストロボモード設定スイッチ１７が閃光発光手段を用いるモードにあるときに、ワンタッチＷＢスイッチ８で代表される所定の操作手段が操作されると、後記図３で説明する所定の第１のタイミングで当該閃光発光手段つまりストロボ１６が発行する。このようなストロボ光を投射せしめるための光投射タイミング制御手段がＣＰＵ７等により形成されている。
【００１９】また、上記第１のタイミングで投射された投射光の被写体による反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号を、該第１のタイミング以降の後記図３で説明する第２のタイミングで得る映像信号処理手段が、カメラプロセス処理部５等から構成されている。
【００２０】更に、上記第２のタイミングで得た映像信号に基づいてホワイトバランス調整動作を行う調整手段がＡ／Ｄ変換器１２，１３，１４と電子ボリューム１１等により構成されている。
【００２１】以上のように構成された図１の装置の動作を図２，３により説明する。図２は本実施例におけるワンタッチＷＢ動作のフローチャートで、上記図１に示すワンタッチＷＢスイッチ８が操作され、同スイッチ８からＣＰＵ７への信号がアクティブ“Ｌ”になるまで待機する（ステップＳ１）。
【００２２】上記ワンタッチＷＢスイッチ８が押下されると、更にフィールドの切換えに対応して出力されるＶＤ信号がアクティブ“Ｌ”になるまで待機する（ステップＳ２）。
【００２３】該ＶＤ信号がアクティブ“Ｌ”になったら、ＣＰＵ７は、上記図１に示すストロボモード設定スイッチ１７がストロボ発光モードになっているか否かをチェックし（ステップＳ３）、ストロボ発光が禁止された通常の撮影モードならステップＳ５に進む。一方、ストロボ発光モードなら、ＣＰＵ７は、上記図１に示すストロボ発光制御部１５を介してストロボ１６を閃光発光させてから（ステップＳ４）、ステップＳ５に進む。
【００２４】このステップＳ５では、ＣＰＵ７はＲ信号ゲインとＢ信号ゲインとを初期値０に設定し、この初期設定値０を電子ボリューム１１（図１参照）を介し（ステップＳ６）、カメラプロセス処理部５に供給して同処理部５のＲゲイン設定、Ｂゲイン設定、つまりＲ信号増幅系、Ｂ信号増幅系の調整電圧を０に設定する。従って、同処理部５から出力されるＲ信号出力とＢ信号出力とは何れも０になるが、Ｇ信号増幅系の調整電圧は可変されていないので、Ｇ信号は基準値が出力される。ここで、電子ボリュームデータと、カメラプロセス処理部５におけるＲ信号ゲイン、Ｂ信号ゲインとの関係は下記表１のように仮定されている。
【００２５】
【表１】
【００２６】次に、ＣＰＵ７内のタイマ手段により後記図３で説明する所定時間待機する（ステップＳ７）。この所定時間は、画面のどの部分でホワイトバランスをとるかに関連して決定されるもので、後記第２実施例で詳述するが、この第１実施例ではＶブランキング期間が終了して画像情報の読出しが開始されるまでとしている。
【００２７】所定時間待機したら、ＣＰＵ７はカメラプロセス処理部５からＲ，Ｇ，Ｂ各信号を各Ａ／Ｄ変換器１２，１３，１４でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ７に取込む（ステップＳ８）。この場合、上記初期設定によりＲ，Ｂ各信号は０レベルになっているのに対し、Ｇ信号は基準値になっている。
【００２８】ＣＰＵ７ではＲ／Ｇを演算して１と比較し（ステップＳ９）、１に等しいか１より大なら、下記ステップＳ１０をジャンプしてステップＳ１１に進む。この場合Ｒ，Ｂ各信号は上記ステップＳ５で０レベルに初期設定され、Ｇ信号は基準値なので、Ｒ／Ｇ＝０＜１になる。従って、ステップＳ１０に進んでＲゲインを＋１インクリメントしてステップＳ１１に進む。
【００２９】同様に、Ｂ信号についてもＢ／Ｇを演算して１と比較し（ステップＳ１１）、１に等しいか１より大ならステップＳ１２をジャンプしてステップＳ１３に進む。この場合もＢ／Ｇ＝０＜１なので、Ｂゲインを＋１インクリメントする（ステップＳ１２）。
【００３０】このようにインクリメントされた各Ｒゲイン、Ｂゲインのデータを電子ボリューム１１に設定して（ステップＳ１３）、カメラプロセス処理部５におけるＲ信号増幅系およびＢ信号増幅系の調整電圧をアップしてステップＳ１４に進む。上記ステップＳ９とステップＳ１１にて演算で求めた信号比Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇを１と比較して（ステップＳ１４）、少なくとも一方が、１より小なら上記ステップＳ８に戻って上記ステップＳ８〜Ｓ１４を繰返し実行し、Ｒ／Ｇ≧１ かつ Ｂ／Ｇ≧１になったら、ホワイトバランスがとれたことになるのでこのフローを終了する。図３は、本装置における各部動作のタイミングチャートで、時刻ｔ１でストロボモード設定スイッチ１７が押下され、同スイッチ１７からＣＰＵ７へ印加される信号レベルがアクティブ“Ｈ”になると、この撮像装置はストロボ発光モードになる。
【００３１】時刻ｔ２でワンタッチＷＢスイッチ８が押下されると、同スイッチ８からＣＰＵ７へ印加される信号がアクティブ“Ｌ”になる。これは、上記図２のフローチャートにおけるステップＳ１に対応するもので、以後単に（Ｓ１対応）と略記する。
【００３２】上記時刻ｔ２を含むフィールドに続く１フィールド期間は時刻ｔ３から始まって時刻ｔ４まで継続するが、このフィールド開始時刻ｔ３になると、フィールドの切換えに対応する信号で、垂直同期信号と略同一のタイミングで発生するＶＤ信号がアクティブ“Ｌ”になり（Ｓ２対応）時刻ｔ５まで継続する。この場合上記時刻ｔ１でストロボ発光モードに既に設定されているので（Ｓ３対応）、直ちにストロボ発光３１が行われる（Ｓ４対応）。
【００３３】さて、上記ストロボ発光３１が行われるタイミングがクレーム上の所定の第１のタイミングで、この図３では時刻ｔ３から開始されるとしたが、これはＶブランキング期間内で、かつＣＣＤ固体撮像素子４の光電変換が終了するまでの期間内であれば、上記時刻ｔ３より若干遅延してもよい。本例の装置では、上記ＶＤ信号がノンアクティブになる時刻ｔ５より若干遅れた時刻ｔ６から１フィールド期間が終了する時刻ｔ４までの間のタイミングで上記光電変換による映像信号が得られる。
【００３４】このストロボ発光３１による白い被写体１（図１参照）からの反射光が撮像レンズ２，絞り機構３を介しＣＣＤ４の受光面上に結像されるが、一様に白い被写体からの反射光なので、上記受光面上の各画素に蓄積された信号出力中のＲ，Ｇ，Ｂ各色成分は何れの画素でも同一になる。
【００３５】上記ストロボ発光３１により白い被写体１を撮像して得られたＣＣＤ出力は、Ｖブランキング期間が終了する時刻ｔ６から読み出され、カメラプロセス処理部５で信号処理されてＲ信号出力３２、Ｇ信号出力３３、Ｂ信号出力３４が得られる。この場合Ｇ信号出力３３は、前述したように基準値が出力されるが、ＲゲインとＢゲインとはＣＰＵ７内で何れも０に初期設定３５が行われるので、Ｒ信号出力３２とＢ信号出力３４とは太い実線で示す０レベルになる（Ｓ５，Ｓ６対応）。
【００３６】上記初期設定３５が終了する所定時間（Ｓ７対応）が経過した時刻ｔ７になると、ＣＰＵ７に上記Ｒ信号出力３２、Ｇ信号出力３３、Ｂ信号出力３４がそれぞれＡ／Ｄ変換されて入力される（Ｓ８対応）。これら各Ａ／Ｄ入力は、時刻ｔ８よりＣＰＵ７内で演算処理つまり Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ を求めて１と比較され（Ｓ９，Ｓ１１対応）、時刻ｔ９で＋１インクリメントされて（Ｓ１０，Ｓ１２対応）電子ボリューム１１にデータ設定される（Ｓ１３対応）。このデータ設定によりカメラプロセス処理部５で得られるＲ信号出力３２とＢ信号出力３４は、それぞれ３２ａ，３４ａのレベルになる。
【００３７】時刻ｔ１０で再度Ａ／Ｄ入力して上記過程を繰り返すことにより、Ｒ信号出力３２は、３２ｂ，３２ｃ，…のレベルに段階状に上昇する。同様にＢ信号出力３４も３４ｂ，３４ｃ，…のレベルに上昇する。そして、時刻ｔ１１における電子ボリュームデータ設定が行われた後のＲ信号出力のレベル３２ｍをＧ信号出力３３と比較しＲ／Ｇ≧１になったのでカメラプロセス処理部５内のＲ信号系の演算処理を終了する。
【００３８】同様に、時刻ｔ１２での電子ボリュームデータ設定後に、Ｂ信号出力のレベル３４ｎをＧ信号出力３３と比較しＢ／Ｇ≧１になったのでＢ信号系の処理も終了する（Ｓ１４対応）。なお、上記ではＲ信号増幅系のゲイン設定のほうが、Ｂ信号増幅系のそれより先に完了するとしたが、この逆の場合も有り得ること勿論である。
【００３９】さて、上述した装置におけるストロボ発光時の被写体による反射光を含んでなる入射光を測光するには、露光中の全時間区間に亘って定時間で総露光量を測定し、この総露光量が所定値に達した時点で露光動作を終了するダイレクト測光方式でも、露光前にプリ測光して発光時間を予め設定するプリ測光方式でも、あるいはこの他の既存の測光露出制御方式でもかまわない。
【００４０】更に、ストロボ発光を行うか行わないかの制御は、ストロボモード設定スイッチ１７の手動操作であっても、あるいは測光情報によるオートストロボであってもよい。即ち、本実施例によりホワイトバランスを調整する際には、ストロボ発光の有無を何等考慮する必要がないということである。
【００４１】また、上記図２におけるステップＳ８〜Ｓ１４、つまり上記図３における時刻ｔ９からｔ１３までの演算処理動作は、Ｒゲイン、Ｂゲインをそれぞれ＋１つづインクリメントするようにしたが、とびとびに演算処理し、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇが１に近づいたところから細かく処理するようにしてもよい。あるいは初期値を０にしてスタートするのでなく、例えばＲゲイン、Ｂゲインの値の中間値からスタートすることも可能で、これらの手段によって演算処理スピードを向上させることができる。
【００４２】図４は、本発明の実施例たるホワイトバランス調整装置が適用された撮像装置の要部のブロック構成図で、上述した図１の装置では白い被写体１からの反射光がＣＣＤ４の全領域に照射されるとして説明したが、ＣＣＤの受光面全域に亘って照射される白い被写体を探すのは困難な場合がある。そこで、本発明ではＣＣＤ４の全領域に代え、その一部の領域を用いてホワイトバランスをワンタッチでとるようにしている。
【００４３】これは、例えば通常のカメラにおけるＡＦ（オートフォーカス）エリアとか測光エリアに、上記ホワイトバランスを調整するための一部領域（以下、ＷＢ対象エリアと呼称する）を兼用できることも意味する。上述の図１の装置と同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略し異なる部材についてのみ以下に説明する。
【００４４】図４において、ＷＢ対象エリアを指定するエリア設定スイッチ２１からのエリア指定信号がＣＰＵ７に入力されると、同ＣＰＵ７はＷＢ対象エリア表示情報をキャラクタミックス回路２２に送出する。すると、同回路２２で上記表示情報がカメラプロセス処理部５からの画像情報とミックスされ、ＥＶＦ２３でモニタ表示される。
【００４５】このように構成されたこの実施例におけるＷＢ対象エリアの設定方法を説明すると、既述の図１の装置における図２のステップＳ７で所定時間待機するようになっているが、この所定時間は、図３における時刻ｔ６からｔ７までの時間である。そこでこの時刻ｔ６からｔ７までの所定時間を、既述の例ではＶブランキング信号が終了してＣＣＤの各画素からその蓄積画像情報を時系列で読出し始めるところとしたが、この実施例では所定時間を長くすることにより、例えばＣＣＤ受光面の中央とか、撮影者が好むエリアを選択するようにしている。この場合、ホワイトバランスの調整動作が終了する時点、即ち前記図３における時刻ｔ１１，ｔ１２が１フィールド期間内でなければならないことは言うまでもない。
【００４６】上記実施例によれば、１フィールド期間内でホワイトバランスをとる点は図１の装置と同様であるが、ＷＢ対象エリアを一画面全部でなく小面積の局部に限定、例えばＡＦエリアとか測光エリアと共通に設定し、その小面積のエリア内に白い被写体が存在すれば事足りるので、ストロボ撮影時における現実の色温度に対応したホワイトバランスの調整がより容易になる。また、上述のように、ＷＢ対象エリアをストロボ光の配光が均一な中央部に切り換えることで、安定したホワイトバランスの調整を行うことができる。
【００４７】なお上記各装置例では、映像信号をアナログ処理するカメラプロセス処理部５から出力されるＲ，Ｂ，Ｇ各信号を各Ａ／Ｄ変換器１２，１３，１４でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ７に入力するとして説明したが、ＣＰＵ７に上記Ａ／Ｄ変換機能を内蔵したものを用いればＲ，Ｂ，Ｇ各Ａ／Ｄ変換器１２，１３，１４が不要になる。更に上記カメラプロセス処理部５をディジタル化すれば電子ボリューム１１も不要になる。
【００４８】また、上記各実施例では閃光発光手段をストロボとして説明したが、本発明はストロボ光に限定されることなく、例えばフラッシュバルブ光等にも広く適用可能である。
【００４９】更に、上記各実施例では白い被写体を撮像してホワイトバランスをとるとしたが、一般に市販されているビデオカメラ等には撮像レンズの前面に白いレンズキャップが装着されているものもあり、この白いレンズキャップを被せた状態でホワイトバランスをとりたい光源に向けて撮像すれば、白い被写体を撮像したときと等価な効果が得られる。即ち、白いレンズキャップが拡散板の役割をして、該光源からの光を平均化するので、ＣＣＤから見ると全面が白い被写体を撮っているのと同じになるからであり、このようなビデオカメラ等にも上記各実施例は適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ストロボ撮影時でも現実の光源の色温度に対応したホワイトバランスの調整をより容易に行うことができ、且つ安定したホワイトバランスの調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用することができる撮像装置の要部のブロック構成図。
【図２】図１の装置におけるワンタッチＷＢ動作のフローチャート。
【図３】上記図１における各部動作のタイミングチャート。
【図４】本発明の実施例たるホワイトバランス調整装置が適用された撮像装置の要部のブロック構成図。
【図５】従来のホワイトバランス調整装置が適用された撮像装置の要部のブロック構成図。
【符号の説明】
５，５ａ カメラプロセス処理部
７ ＣＰＵ
１１ 電子ボリューム
１２，１３，１４ Ａ／Ｄ変換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】被写体に光を投射せしめるための閃光発光手段と、投射された投射光の被写体による反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号を得る映像信号処理手段と、ホワイトバランス調整の対象とされる領域であるホワイトバランス対象エリアを当該画面の全領域から一部領域に切り換え、この切り換えられたホワイトバランス対象エリアに依拠した映像信号に基づいてホワイトバランス調整動作を行う調整手段と、を具備してなることを特徴とするホワイトバランス調整装置。
【請求項２】上記一部領域を画面の中央部としたことを特徴とする請求項１記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項３】上記一部領域は、当該測光エリアと共通に設定されるように構成されてなるものである請求項１記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項１】被写体に光を投射せしめるための閃光発光手段と、投射された投射光の被写体による反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号を得る映像信号処理手段と、ホワイトバランス調整の対象とされる領域であるホワイトバランス対象エリアを当該画面の全領域から一部領域に切り換え、この切り換えられたホワイトバランス対象エリアに依拠した映像信号に基づいてホワイトバランス調整動作を行う調整手段と、を具備してなることを特徴とするホワイトバランス調整装置。
【請求項２】上記一部領域を画面の中央部としたことを特徴とする請求項１記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項３】上記一部領域は、当該測光エリアと共通に設定されるように構成されてなるものである請求項１記載のホワイトバランス調整装置。
【図３】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開平７−１５４８１４
【公開日】平成７年（１９９５）６月１６日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−２３３４８３
【分割の表示】特願平３−２６４０７４の分割
【出願日】平成３年（１９９１）１０月１１日
【出願人】（００００００３７６）オリンパス光学工業株式会社 (11,466)
【公開日】平成７年（１９９５）６月１６日
【国際特許分類】
【分割の表示】特願平３−２６４０７４の分割
【出願日】平成３年（１９９１）１０月１１日
【出願人】（００００００３７６）オリンパス光学工業株式会社 (11,466)
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