JPH01120981A - カラー用固体撮像素子およびカラーカメラ - 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〕 この発明は、基準白信号を発生させるための乳白フィル
タを設けたカラー用固体撮像素子、および基準白信号を
発生させるための乳白フィルタを設けたカラー用固体撮
像素子を使用して構成したカラーカメラに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第６図（ａ）、（ｂ＞　は従来のカラー用固体撮他素子
を示す平面図と側面図であり、図において、１はカラー
用固体撮像素子を示し、基準黒信号を発生させるための
光学黒部１２を備えた光電変換を行なうフォトセンサア
レイ１１と、フォトセンサアレイ１１上に設けられてい
る保護ガラス１４とを有している。

第７図は第６図に示したカラー用固体撮像素子１を使用
したカラーカメラの構成を示すブロック図であり、図に
おいて、２はカラーカメラ本体、２１は同期信号発生回
路、２２は同期信号発生回路２１からの同期信号を受け
てカラー用固体撮像素子１の駆動信号を生成して駆動す
る駆動回路、２３はカラー用固体用撮像素子１からの映
像信号を受けで信号処理を行なうとともに、緑（Ｇ）。

赤（Ｒ）および青（Ｂ）の色信号に分離する信号処理・
色分離回路を示す。

２４Ｇ、２４Ｒ，２４Ｂは第１．第２および第３の増幅
器を示し、第１の増幅器２４Ｇは信号処理・色分離回路
２３で分離された緑の色信号を増幅し、第２の増幅器２
４Ｒは信号処理・色分離回路２３で分離された赤の色信
号を増幅し、第３の増幅器２４Ｂは信号処理・色分離回
路２３で分離された青の色信号を増幅するものである。

２７は被写体照明の色温度を検出する色温度センサ、２
８は色温度センサ２７からの赤（Ｒ）。

青（Ｂ）の信号を増幅するＲ−Ｂ増幅器を示し、出力信
号で第２．第３の増幅器の利得を制御するものである。

２９は第１〜第３の増幅器２４Ｇ〜２４Ｂからの各色信
号に基づき１例えばＮ５ＴＣ方式のカラー信号を生成す
るエンコーダ、３０はエンコーダ２９からのカラー信号
を外部へ出力するための出力端子を示す。

３はレンズを示す。

次に、動作について説明する。

レンズ３を通過した被写体の光学像はカラー用固体撮像
素子１上に結像し、カラー用固体撮像索子１で光電変換
されて映像信号とされ、信号処理・色分離回路２３へ供
給されるので、信号処理・色分離回路２３は映像信号に
各種の信号処理を行なうとともに、映像信号を緑、赤お
よび青の３つの色信号に分離し、各色信号をそれぞれ第
１−〜第３の増幅器２４Ｇ〜２４Ｂへ供給する。

そして、第１〜第３の増幅器２４Ｇ〜２４Ｂは各色信号
を増幅するが、第２．第３の増幅器２４Ｒ，２４Ｂは白
バランスを調整するように色信号を増幅し、エンコーダ
２９へ供給するので、エンコーダ２９は各色信号からＮ
５ＴＣ方式のカラー信号を生成し、出力端子３０から出
力する。

前述した白バランス調整は次のように行なわわ。

る。

カラーカメラ周辺の照明の色温度を検出した色温度セン
サ２７は赤、青成分の色信号をＲ−Ｂ増幅器２８へ出力
するので、Ｒ−Ｂ増幅器２８は赤。

青の色信号を増幅した出力信号によって第２．第３の増
幅器２４Ｒ，２４Ｂの利得を制御する。

なお、Ｒ−Ｂ増幅器２８は予め複数の色温度の違う照明
下で白の被写体を撮像し、白バランスがとれるように利
得、特性が調整、設定されているので１包晶度センサ２
７がらの出力信号によって自動白バランス調整が行なえ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のカラー用固体撮像素子およびカラーカメラは以上
のように構成されているので、遠方のズームアツプの撮
像などで被写体照明の色温度と。

色温度センサ２７に入力する照明の色温度とが異なると
きは白バランスがとれなくなる、色温度センサ２７を取
り付ける構造的制約を受けるとともに、高価になるとい
う問題点があった。

また、１９８６年テレビジョン学会全国大会資料「カラ
ービデオカメラ用オートホワイ１〜バランスの検討」　
（日立家電研究所　日立東海工場　村上他）に示される
ように、画面全体を平均化し、無彩色として扱うことに
よって自動白バランス調整を行なう方法もあるが、この
方法では画面の大半が１色になった場合に不自然な画質
になるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点、を解消するためにな
されたもので、基準白信号が得られるカラー用固体撮像
素子と、色温度センサを用いなくとも白バランス調整が
行なえるカラーカメラとを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るカラー用固体撮像素子は、フォトセンサ
アレイまたは保護ガラスに基準白信号を発生させるため
の乳白フィルタを設けたものである。

また、この発明の別の発明に係るカラーカメラは、フォ
トセンサアレイまたは保護ガラスに基準白信号を発生さ
せるための乳白フィルタを設けたカラー用固体撮像素子
と、このカラー用固体撮像索子からの色信号を分離した
信号処理・色分離回路からの緑、赤および青の色信号を
増幅する第１〜第３の増幅器と、この第１．第２および
第３の増幅器の出力信号から基準白信号を抜き取った第
１、第２および第３のゲート回路の出力信号に基づいて
第２．第３の増幅器の利得を制御する第１゜第２の比較
器とを備えたものである。

〔作用〕

この発明におけるカラー用固体撮像素子は、乳白フィル
タによって入力光を拡散し、白色光に変換する。

この発明におけるカラーカメラは、第１．第２の比較器
の出力信号によって第２．第３の増幅器の利得を制御す
ることにより、被写体照明の色温度が低いときは、第１
の比較器の出力信号で赤の色信号を増幅する第２の増幅
器の利得を下げ、第２の比較器の出力信号で青の色信号
を増幅する第３の増幅器の利得を上げて白バランスを調
整する。

また、被写体照明の色温度が高いときは、第１の比較器
の出力信号で第２の増幅器の利得を上げ、第２の比較器
の出力信号で第３の増幅器の利得を下げて白バランスを
調整する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１−図〜第３図の各図（ａ）はカラー用固体撮像素子
の平面図、各回（ｂ）はカラー用固体撮像素子の側面図
であり、図において、１３はフォトセンサアレイ１１の
左端に貼り合わせ、または蒸着で取り付けた乳白フィル
タ、１４ａは保護ガラス１４の左端に、一体的に形成し
た乳白フィルタ、１５は保護ガラス１４ａの左端に貼り
合わせ、または蒸着で取り付けた乳白フィルタを示す。

第４図は第１図〜第３図に示したカラー用固体撮像素子
１を使用したカラーカメラの構成を示すブロック図であ
り、図において、２５Ｇは第１の増幅器２４Ｇで増幅さ
れた緑の色信号から基準白信号を抜き取る第１のゲート
回路、２５Ｒは第２の増幅器２４Ｒで増幅された赤の色
信号から基準白信号を抜き取る第２のゲート回路、２５
Ｂは第：３の増幅器２４Ｂで増幅された青の色信号から
基準白信号を抜き取る第３のゲート回路を示す。

２６ＧＲは第１．第２のゲート回路２５Ｇ、２５Ｒの白
信号を比較した出力信号で第２の増幅器２４Ｒの利得を
制御する第１の比較器、２６ＧＢは第１、第３のゲート
回路２５Ｇ、２５Ｂの白信号を比較した出力信号で第３
の増幅器２４Ｂの利得を制御する第２の比較器を示す。

第５図（ａ）、（ｂ）は第１〜第３のゲート回路２５Ｇ
〜２５Ｂの入出力波形を示す波形図であり、第５図（ａ
）は入力波形を示し、映像信号。

同期信号の他に基準黒信号、基準白信号が含まれている
。

第５図（ｂ）は出力波形を示し、基準白信号のみである
。

次に、動作について説明する６ なお、被写体の光学像がカラー用固体撮像素子】−で光
電変換され、信号処理・色分ａｔ回路２３で色分離され
た後に第１〜第３の増幅器２４Ｇ〜２４Ｂで増幅され、
エンコーダ２９でＮＴＳＣ方式のカラー信号を生成する
動作は前述の従来例と同一となるので、白バランス調整
について説明する。

色分離、増幅された緑、赤および青の各色信号は第１〜
第３のゲート回路２５Ｇ〜２５Ｂへ入力される。

この入力信号は、第５図（ａ）に示すように、映像信号
、同期信号、基準黒信号の他のカラー用固体撮像素子１
の乳白フィルタ１３，１４ａ、＋５から発生する基準白
信号をも含んでいるので、第１〜第３のゲート回路２５
Ｇ〜２５Ｂは同期信号発生回路２１からの基準白信号の
位相に合ったゲートパルスで、第５図（ｂ）に示す基準
白信号のみを出力する。

そして、第１の比較器２６ＧＲへは第１．第２のゲート
回路２５Ｇ、２５Ｒの基準白信号が入力されて緑、赤の
基準白信号が比較され、第２の比較器２６ＧＢでも同様
に緑、青の基準白信号が比較され、第１．第２の比較器
２６ＧＲ，２６ＧＢの出力信号によって第２．第３の増
幅器２４Ｒ２２４ｒ３の利？！）を制御することにより
、白バランスを調整する。

この白バランス調整は９例えば被写体の照明の色温度が
低いと、赤成分が増加し、青成分が減少するので、第１
の比較器２６ＧＲの出力信号で第２の増幅回路２４Ｒの
利得を下げ、第２の比較器２６ＧＢの出力信号で第３の
増幅回路２４Ｂの利得を上げることによって行なわれる
。

なお、上記実施例では乳白フィルタを１３，１４ａ、１
５をフォトセンサアレイ１１、保護ガラス１４の左端に
設けた例で説明したが、乳白フィルタ１３．１４ａ、１
５を設ける位置は実施例に限定されるものではなく、光
学黒部１２と重ならない周辺部であればよい。

また、第１〜第３のゲート回路２５Ｇ〜２５Ｂを同期信
号発生回路２１からのゲートパルスで駆動する例で説明
したが、第１〜第３のゲート回路２５Ｇ〜２５Ｂを駆動
するゲートパルスは他の回路からの基準白信号の位相に
合ったものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、フォトセンサアレイ
または保護ガラス基準白信号を発生させるための乳白フ
ィルタを設けたので、基準白信号が得られるという効果
がある。

また、この発明の別の発明によれば、フォトセンサアレ
イまたは保護ガラスに基準白信号を発生させるための乳
白フィルタを設けたカラー用固体撮像素子と、このカラ
ー用固体撮像素子からの色信号を分離した信号処理・色
分離回路からの緑。

赤および青の色信号を増幅する第１〜第３の増幅器と、
この第１．第２および第３の増幅器の出力信号から基準
白信号を抜き取った第１．第２および第３のゲート回路
の出力信号に基づいて第２゜第３の増幅器の利得を制御
する第１．第２の比較器を備えたので、白バランス調整
が自動的に行なえ５包晶度センサを設けなくてよいため
、構成がｆｌｆｆ　’ｌ’−になるとともに、安価にな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図の各図（ａ）はカラー用固体撮像素子の
平面図、同各図（ｂ）はカラー用固体撮像素子の側面図
、第４図は第１図〜第３図に示したカラー用固体撮像素
子を使用したカラーカメラの構成を示すブロック図、第
５図（ａ）、（ｂ）は第１〜第３のゲート回路の入出力
波形を示す波形図、第６図（ａ）、（ｂ）は従来のカラ
ー用固体撮像素子を示す平面図と側面図、第７図は第６
図に示したカラー用固体撮像素子を使用したカラーカメ
ラの構成を示すブロック図である。 図において、１はカラー用固体撮像素子、１１はフォト
センサアレイ、１２は光学黒部、１３゜１４ａ、１５は
乳白フィルタ、１４は保護ガラス、２はカラーカメラ本
体、２３は信号処理・色分離回路、２４Ｇ〜２４Ｂは第
１〜第３の増幅器、２５Ｇ〜２５Ｂは第１〜第３のゲー
ト回路、２６ＯＲ。 ２６ＧＢは第１．第２の比較器を示す。 なお７図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 ｆＪ１図　第２−　第３図 １　：　力う］用４コ体絹Ｉ家寿（シ １１　：　）オトーピンサアレイ １２　：　光イ男、ｖ５ １３．１４ａ、１５：　Ｘ白フイルタ １４：Ａ系４１力゛う又 寵ｔ　　４　　図 ２６ＧＲ，２６ＧＢ　：　　遺イ、第２の比車史活ト第
５図　　　第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）フォトセンサアレイ上に保護ガラスを備えたカラ
   ー用固体撮像素子において、前記フォトセンサアレイま
   たは前記保護ガラスに基準白信号を発生させるための乳
   白フィルタを設けたことを特徴とするカラー用固体撮像
   素子。
2. （２）乳白フィルタは、貼り合わせまたは蒸着によって
   取り付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のカラー用固体撮像素子。
3. （３）乳白フィルタは、保護ガラスに、一体的に形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   カラー用固体撮像素子。
4. （４）フォトセンサアレイまたは保護ガラスに基準白信
   号を発生させるための乳白フィルタを設けたカラー用固
   体撮像素子と、このカラー用固体撮像素子からの色信号
   を分離する信号処理・色分離回路と、この信号処理・色
   分離回路からの緑、赤および青の色信号を増幅する第１
   、第２および第３の増幅器と、この第１、第２および第
   ３の増幅器の出力信号を入力信号とし、各色信号から基
   準白信号を抜き取る第１、第２および第３のゲート回路
   と、前記第１、第２のゲート回路の出力信号を入力信号
   とし、比較した出力信号に基づいて前記第２の増幅器の
   利得を制御する第１の比較器と、前記第２、第３のゲー
   ト回路の出力信号を入力信号とし、比較した出力信号に
   基づいて前記第３の増幅器の利得を制御する第２の比較
   器とを備えたカラーカメラ。