DE19514629A1

DE19514629A1 - Video camera with white balance correction

Info

Publication number: DE19514629A1
Application number: DE19514629A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Spruck; Herbert Dipl Ing Hoelzemann; Bernhard Dipl Ing Seegert
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 1996-10-31

Abstract

The camera includes a target (4), such as sensor or an opto-electric converter, which provides an image signal. There is also an arrangement which steers the light from a light source to the target, and for deriving from it a control value for the amplification of the colour signal and the colour difference signal. A light path (7) is provided, which allows light transmission irrespective of the spectrum, and whose output is directed to a part of the target not required for the image signal. The output signal of the target during the scanning of this area is used to control the white balance correction of the image signal produced.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Videokamera mit Weißabgleich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a video camera with white balance according to the preamble of claim 1.

Bei einer Videokamera, z. B. für ein Fernsehtelefon, auch Videophon genannt, sind Mittel zum Weißabgleich erforderlich. Diese bewirken, daß auf das Target auffallendes Licht mit beliebiger Farbtemperatur am Ausgang der Kamera Signale erzeugt, die bei der Wiedergabe auch entsprechend weiße Bildstellen darstellen. Der richtige Weißabgleich wird durch Einstellung der Verstärkungsfaktoren für die Farbsignale R, G, B oder Farbdifferenzsignale erreicht.With a video camera, e.g. B. for a television telephone, too Called videophone, white balance means are required. These cause the light incident on the target with any color temperature at the output of the camera generates signals, the corresponding white areas of the image during playback represent. The correct white balance is set by the Gain factors for the color signals R, G, B or Color difference signals reached.

Zur Erzielung dieses Weißabgleiches ist es bekannt, auf das Objektiv der Kamera eine Weißkappe aufzusetzen, die im wesentlichen das Licht der Lichtquelle diffus auf das CCD Target projiziert. Bei dieser Lösung sind jedoch der Weißabgleich und die Bildaufnahme nur alternativ möglich. Außerdem erfordert diese Lösung mechanisch bewegte Teile.It is known to achieve this white balance on the Put a white cap on the lens of the camera the light from the light source diffuses onto the CCD target projected. With this solution, however, the white balance and the image acquisition is only possible as an alternative. Also requires this solution mechanically moving parts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Kamera einen Weißabgleich zu schaffen, der unabhängig von der eigentlichen Bildaufnahme arbeitet und keine mechanisch bewegten Teile benötigt.The invention has for its object one for a camera To create white balance regardless of the actual Image recording works and no mechanically moving parts needed.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the invention specified in claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.

Die Erfindung besteht somit darin, daß ein spektralunabhängig lichtdurchlässiger Lichtweg vorgesehen ist, dessen Ausgang auf einen für das Bildsignal nicht benötigten Teil des Targets gerichtet ist, und daß das Target-Ausgangssignal während der Abtastung dieses Targetteils für die Steuerung des Weißabgleiches dient. The invention thus consists in being spectrally independent translucent light path is provided, the output of which a part of the target that is not required for the image signal is directed, and that the target output signal during the Sampling of this target part for the control of the White balance is used.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird also ein Teil des Target ständig für den Weißabgleich herangezogen, während der überwiegende Teil ständig für die reine Bildaufnahme dient. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß das Target im allgemeinen ohnehin eine etwas größere Fläche hat als die, die für das eigentliche Bild benötigt wird. Die Erzeugung des Bildsignals für das aufgenommene Bild und die Erzeugung der Signale für den Weißabgleich können dann ständig unabhängig voneinander erfolgen. Die Lösung benötigt keine bewegten Teile. Für die Erzeugung der Signale für den Weißabgleich genügt bereits eine sehr kleine Targetteilfläche.In the solution according to the invention, part of the target becomes constantly used for the white balance during the the majority of them are used solely for image acquisition. This takes advantage of the fact that the target in generally has a slightly larger area than that is needed for the actual image. The generation of the Image signal for the captured image and the generation of the Signals for white balance can then be constantly independent from each other. The solution does not need any moving parts. Sufficient for the generation of the signals for the white balance already a very small target partial area.

Der Targetteil für den Weißabgleich kann ein schmaler Streifen an einer Kante des Bildes oder auch eine kleine Fläche in einer Bildecke sein.The target part for the white balance can be a narrow streak on one edge of the picture or even a small area in one Picture corner.

Der Lichtweg ist vorzugsweise durch einen Lichtleiter gebildet, der an seinem zum Äußeren des Kameragehäuses gerichteten Ende durch eine Weißkappe abgeschlossen ist. Der Lichtleiter ist an seinem dem Target zugewandten Ende dabei durch eine Mikrolinse abgeschlossen. Dadurch wird eine gute Fokusierung des Lichtes auf die Targetteilfläche erreicht und verhindert, daß das weiße Licht dieser Teilfläche in unerwünschter Weise auf die eigentliche Bildfläche streut. Der Lichtleiter kann aus starren oder flexiblen Glasfasern oder auch aus einem lichtleitenden Kunststoff bestehen.The light path is preferably formed by a light guide, the end facing the exterior of the camera body is completed by a white cap. The light guide is on its end facing the target through a microlens completed. This ensures good focusing of the light reaches the target face and prevents the white Light this sub-surface in an undesirable manner on the actual image area scatters. The light guide can stare or flexible glass fibers or from a light-conducting Plastic.

Vorzugsweise ist ein von der Targetabtastung gesteuerter Mikroprozessor vorgesehen, der aus dem Ausgangssignal des Target zeitselektiv nur das dem Targetteil zugeordnete Signal auswertet und einer Schaltung zur Steuerung der Verstärkung der Farbsignale im Sinne des Weißabgleichs zuführt.Preferably one is controlled by the target scan Microprocessor provided from the output signal of the target only selectively evaluates the signal assigned to the target part and a circuit for controlling the gain of the Color signals in the sense of white balance supplies.

In der Praxis kann es vorkommen, daß der Lichtweg zur Einkopplung der Weißreferenz ein anderes spektrales Verhalten hat als der Lichtweg durch das Linsensystem für das eigentliche Bild. Das Meßsystem hätte dann einen vom Bildsystem abweichenden Weißvektor, was wiederum bedeuten kann, daß bei Weißabgleich durch das Meßsystem eine Abweichung von Weiß des Bildsystems auftreten könnte. Zur Beseitigung dieses Nachteils ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Matrix zur Erzeugung der Farbsignale oder Farbdifferenzsignale aus den Ausgangssignalen des Target während der Erzeugung des Bildsignals einerseits und während der Auswertung des Signals der Teilfläche andererseits auf verschiedene Matrix-Koeffizienten umgeschaltet.In practice it can happen that the light path to the Coupling the white reference a different spectral behavior has as the light path through the lens system for the actual Picture. The measuring system would then have a different one from the image system White vector, which in turn can mean white balance a deviation from the white of the imaging system due to the measuring system could occur. To eliminate this disadvantage is according to a development of the invention, the matrix for generating the Color signals or color difference signals from the output signals the target during the generation of the image signal on the one hand and on the other hand during the evaluation of the signal of the partial area switched to different matrix coefficients.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigenThe invention is explained below with reference to the drawing. Show in it

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen Kamera, FIG. 1 shows the basic structure of the camera according to the invention,

Fig. 2-4 verschiedene Ausbildungen der Target-Teilfläche, Fig. 2-4 different embodiments of the target surface portion,

Fig. 5 einen Teilausschnitt aus Fig. 1 und Fig. 5 is a partial section from Fig. 1 and

Fig. 6 ein Blockschaltbild für die Auswertung der vom Target gelieferten Signale. Fig. 6 is a block diagram for the evaluation of the signals supplied by the target.

Fig. 1 zeigt ein Objektivgehäuse 1, ein Objektiv 2, eine Glasplatte 3 sowie das als Sensor oder optisch/elektrischer Wandler dienende Target 4. Das Objekt 5 wird über das Objektiv 2 aus dem Target 4 abgebildet. Das Objekt 5 ist durch eine Lichtquelle 6 belichtet. In dem Gehäuse 1 ist zusätzlich ein Lichtleiter 7 montiert. Das aus dem Gehäuse 1 herausragende Ende des Lichtleiters 7 ist durch eine Weißkappe 8 abgeschlossen, während das andere Ende des Lichtleiters 7 auf eine Teilfläche am Rand des Target 4 gerichtet ist, die von dem eigentlichen Bild des Objektes 5 nicht eingenommen wird. Die Einzelheit A wird später an Hand der Fig. 5 erläutert. Das Licht von der Lichtquelle 6 gelangt somit über den symbolisch angedeuteten Weg 9 auch auf eine Teilfläche des Target 4, wobei dieses Licht durch die Wirkung der Weißkappe 8 in einem großen Winkelbereich aufgenommen wird, d. h. die Weißkappe nimmt fast vollständig nur das Licht der Lichtquelle auf und nur in einem zu vernachlässigenden Ausmaß die Reflexionsfunktion des Objektes. Dadurch gibt sich eine exakte Messung der Weißbalance. Fig. 1 shows a lens housing 1, a lens 2, a glass plate 3 as well as serving as a sensor or optical / electrical converter target 4. The object 5 is imaged from the target 4 via the objective 2 . The object 5 is exposed by a light source 6 . A light guide 7 is additionally mounted in the housing 1 . The end of the light guide 7 protruding from the housing 1 is closed off by a white cap 8 , while the other end of the light guide 7 is directed towards a partial area on the edge of the target 4 which is not occupied by the actual image of the object 5 . The detail A will be explained later with reference to FIG. 5. The light from the light source 6 thus reaches a partial surface of the target 4 via the symbolically indicated path 9 , this light being absorbed in a wide angular range by the action of the white cap 8 , ie the white cap almost completely absorbs only the light from the light source and only to a negligible extent the reflection function of the object. This gives an exact measurement of the white balance.

In Fig. 2 liegt die Teilfläche 10, auf die das untere Ende des Lichtleiters 7 gerichtet ist, am linken Rand der eigentlichen Bildfläche 11 und in Fig. 3 am oberen Rand der Bildfläche 11. In Fig. 4 ist die Teilfläche 10 als quadratisches oder rechteckiges Flächenelement an einer Ecke des Target ausgebildet.In FIG. 2, the partial surface 10 to which the lower end of the light guide 7 is directed lies on the left edge of the actual image surface 11 and in FIG. 3 on the upper edge of the image surface 11 . In FIG. 4, the surface portion 10 is formed as a square or rectangular surface element at a corner of target.

Fig. 5 zeigt das Detail A von Fig. 1. Das auf das Target 4 gerichtete Ende des Lichtleiters 7 ist mit einer Mikrolinse 12 versehen. Diese bewirkt eine verbesserte Fokussierung des weißen Lichtes vom Lichtleiter 7 auf die Teilfläche 10 und verhindert, das dieses weiße Licht in unerwünschter Weise in den Bereich der Bildfläche 11 hineinstreut. Das Ausgangssignal des Target 4 wird von dem Anschlußstift 13 abgenommen. FIG. 5 shows the detail A from FIG. 1. The end of the light guide 7 directed at the target 4 is provided with a microlens 12 . This brings about an improved focusing of the white light from the light guide 7 onto the partial surface 10 and prevents this white light from undesirably scattering into the area of the image surface 11 . The output signal of the target 4 is taken from the pin 13 .

Fig. 6 zeigt wieder den Aufbau von Fig. 1. Durch den Weißstreifen 14 wird weißes Licht auf eine Teilfläche des Target 4 gerichtet. Das Ausgangssignal des Target 4 gelangt über drei Verstärker KR, KG und KB für die Farbsignale R, G, B auf die Matrix 15, die an ihren Ausgängen das Leuchtdichtesignal Y und die Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y) liefert. Die Farbdifferenzsignale werden außerdem dem Mikroprozessor 16 zugeführt, der von dem horizontalen Ablenksignal H, dem vertikalen Ablenksignal V und einem Taktsignal C gesteuert ist. Der Mikroprozessor 16 wertet die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y jeweils während der Abtastung der Teilfläche 10 aus, erzeugt also ein Signal, das bei der Wiedergabe eine weiße Bildfläche erzeugen soll. Dadurch werden Signale gewonnen, die die Verstärkungsfaktoren der Verstärker KR und KB relativ zu dem konstanten Verstärkungsgrad des Verstärkers KG so steuern, daß die richtige Weißbalance eingestellt ist, also die Ausgangssignale Y, (R-Y) und (B-Y) bei Vorliegen eines weißen Bildes bei der Wiedergabe auch eine weiße Bildfläche erzeugen. FIG. 6 again shows the structure of FIG. 1. The white stripe 14 directs white light onto a partial surface of the target 4 . The output signal of the target 4 passes through three amplifiers KR, KG and KB for the color signals R, G, B to the matrix 15 , which supplies the luminance signal Y and the color difference signals (RY), (BY) at their outputs. The color difference signals are also fed to the microprocessor 16 , which is controlled by the horizontal deflection signal H, the vertical deflection signal V and a clock signal C. The microprocessor 16 evaluates the color difference signals RY and BY each while the partial area 10 is being scanned, thus generating a signal which is intended to produce a white image area during reproduction. As a result, signals are obtained which control the amplification factors of the amplifiers KR and KB relative to the constant amplification level of the amplifier KG in such a way that the correct white balance is set, i.e. the output signals Y, (RY) and (BY) in the presence of a white image Playback also create a white picture area.

Die Erzeugung der Bildsignale Y, (R-Y) und (B-Y) für die Bildwiedergabe einerseits während der Bildfläche 11 und die Erzeugung der Steuersignale für den Weißabgleich während der Teilfläche 10 erfolgen also unabhängig voneinander mit einem zeitlichen Versatz. The generation of the image signals Y, (RY) and (BY) for the image reproduction on the one hand during the image area 11 and the generation of the control signals for the white balance during the partial area 10 thus take place independently of one another with a time offset.

Die Teilfläche auf dem Target für den Weißabgleich wird vorzugsweise bei der Bildwiedergabe nicht wiedergegeben, da sie außerhalb der eigentlichen Bildfläche liegt. Es ist jedoch auch möglich, diese Teilfläche bei der Wiedergabe doch auf dem Bildschirm abzubilden und zur Wiedergabe einer weiteren Information zu verwenden. Es kann z. B. in dieser Teilfläche ein Schriftzug oder eine einfache Information dargestellt werden. Ebenso ist es möglich, bei der Wiedergabe in dieser Teilfläche, die bei der Wiedergabe für den Weißabgleich nicht benutzt wird, ein zusätzliches kleines Begleitbild darzustellen. Dies kann nach dem bekannten Prinzip vom Bild im Bild (PIP) erfolgen.The face on the target for white balance will be preferably not reproduced in image playback since they lies outside the actual image area. However, it is also possible, this partial area when playing on the Map screen and to play another Use information. It can e.g. B. in this area Lettering or simple information can be shown. It is also possible, when playing in this partial area, which is not used for white balance playback, to present an additional small accompanying picture. This can according to the well-known principle of picture in picture (PIP).

Claims

1. video camera with white balance with a target supplying the image signal ( 4 ) and means which direct the light from the light source onto the target ( 4 ) and derive therefrom a manipulated variable for the amplification of the color and color difference signal, characterized in that the light spectrally independent light path ( 7 ) is provided, the output of which is directed to a part ( 10 ) of the target ( 4 ) which is not required for the image signal, and that the target output signal during the scanning of this target part ( 10 ) for controlling the White balance.

2. Camera according to claim 1, characterized in that the target part ( 10 ) is formed by a narrow strip on an edge of the target ( 4 ).

3. Camera according to claim 1, characterized in that the target part is formed by a surface at a corner of the target ( 4 ).

4. Camera according to claim 1, characterized in that the total area of the target ( 4 ) is larger than the area exposed by the recorded image and used to generate the image signal ( 11 ).

5. Camera according to claim 1, characterized in that the light path is formed by a light guide ( 7 ) which is closed at its end facing the exterior of the camera housing ( 1 ) by a white cap ( 8 ) which essentially the light of the light source recorded and lets through.

6. Camera according to claim 5, characterized in that the light guide ( 7 ) is closed at its end facing the target ( 4 ) by a microlens ( 12 ).

7. Camera according to claim 5, characterized in that the light guide ( 7 ) consists of rigid or flexible glass fibers.

8. Camera according to claim 5, characterized in that the light guide ( 7 ) consists of a light-conducting plastic part.

9. Camera according to claim 1, characterized in that a microprocessor ( 16 ) controlled by the target scanning is provided, which evaluates the signal assigned to the target part ( 10 ) from the output signal of the target ( 4 ) and a circuit for controlling the amplification of the Color signals (R, G, B) feeds.

10. Camera according to claim 1, characterized in that the matrix ( 15 ) for generating the color signals (R, G, B) or color difference signals (RY, BY) from the output signals of the target ( 4 ) during the generation of the image signal on the one hand and during the evaluation of the signal of the partial area ( 10 ), on the other hand, is switched to different matrix coefficients.

11. Camera according to claim 1, characterized in that in the area of the target part ( 10 ) during playback, additional information, in particular in the form of a line of text, is shown.

12. Camera according to claim 11, characterized in that in Area of the target part in the sense of an image in the image one of the main picture is displayed independently.