JP3809211B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置の技術分野、特に露出制御に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撮像装置の構成，動作について図８のブロック図を用いて以下に説明する。
【０００３】
図８に示す撮像装置の構成は、１は被写体の結像用レンズ群、２は入射光量を制御する絞り羽根構造の絞り機構手段、３は絞り機構手段２を駆動する駆動モーター、４は駆動モーター３を駆動する絞り機構駆動手段、５は入射光の光透過率を制御する透過率可変フィルター手段、６は透過率可変フィルター手段５を駆動する透過率可変フィルター駆動手段である。
【０００４】
８は入射した光を光電変換する撮像素子、９は撮像素子８を制御し光電変換された信号を読み出すとともに、信号の蓄積時間を制御するいわゆる電子シャッター機能を制御する撮像素子駆動手段、１０は撮像素子８で光電変換された信号をサンプリングし、信号を電気的に増幅するオートゲインコントロール（以下、ＡＧＣと記す）を行うＣＤＳ／ＡＧＣ手段、１１はＣＤＳ／ＡＧＣ手段１０の出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換と記す）手段である。
【０００５】
１２はガンマー補正，色分離，色差マトリクス等の処理を施した後、同期信号を加え標準テレビジョン信号を生成するカメラ信号処理手段であり、ここでは本発明に対する従来例の説明に必要な処理構成部分のみを図示してあり、１２１は前記撮像素子８で生成された信号を輝度信号と色信号に分離する輝度・色信号生成手段、１２２は赤色信号に対する利得を制御する赤色利得制御手段、１２３は青色信号に対する利得を制御する青色利得制御手段、１２４は色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を生成する色差信号生成手段、１２５は前記の色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）に対する利得制御を行う色差ゲイン補正手段、１２６は標準テレビジョン信号に変換するエンコーダー手段である。
【０００６】
１３は前記カメラ信号処理手段１２の出力信号をデジタル信号状態からアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換（以下、Ｄ／Ａ変換と記す）手段、１４はホワイトバランス状態を予め設定した状態に固定する、いわゆるホワイトバランスプリセット機能（以下、ＷＢプリセット機能と記す）やホワイトバランス状態を自動で最適化した後その状態を固定する、いわゆるホワイトバランスセット機能（以下、ＷＢセット機能と記す）を動作させるためのトリガー信号を入力するキー入力手段である。
【０００７】
１６は絞り機構２，撮像素子８の電子シャッター機能，ＣＤＳ／ＡＧＣ手段１０のＡＧＣを制御して露出を制御する露出制御手段や赤色利得制御手段１２２，青色利得制御手段１２３を制御してホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段を備えたマイクロコンピュータである。
【０００８】
上記構成の撮像装置において、簡単な撮影操作で最適な映像が得られることを可能とするために、撮影している被写体の時々刻々と変化する明るさの状態を自動で最適にする自動露出制御手段やホワイトバランス状態を自動で最適にする自動ホワイトバランス制御手段がある。
【０００９】
次に自動露出制御手段について説明する。
【００１０】
前記マイクロコンピューター１６の露出制御はカメラ信号処理手段１２の輝度・色信号生成手段１２１で生成した輝度信号を検出し、該輝度信号に応じてＣＤＳ／ＡＧＣ手段１０のＡＧＣゲイン、絞り機構手段２、透過率可変フィルター手段５を図１０に示す制御フローチャート、図９に示すプログラム線図に従って制御する。
【００１１】
屋外などの十分な照度下での撮影（図９に示すエリアＢ）ではＡＧＣゲインは最低ゲインに、透過率可変フィルター手段５は最大透過率状態（図９では１００％とした例を示す）に固定し、制御値演算ステップＳ１０９で露出データ検出ステップ（図１０に示すＳ１０１）で検出した信号に応じて絞り機構手段２の制御量を求め、被写体の明るさに応じた露出制御を行う。被写体の明るさが暗くなり絞り機構手段２が開放状態になり（図９に示すエリアＡ）、絞り機構手段２で制御できなくなると絞り機構手段２を開放状態に、透過率可変フィルター手段５を最大透過率状態に固定し、被写体の明るさに応じたＡＧＣゲインの制御量を制御値演算ステップＳ１０４で求め、被写体の明るさに応じた露出制御を行う。
【００１２】
逆に被写体の明るさが高照度の場合、前記絞り機構手段２が小絞り状態となり、回折現象が発生し画質が劣化する問題がある。この問題は最近の技術の進歩による撮像素子８の感度アップ等の性能向上や小型化に伴って、一般的な屋外撮影時においても発生する怖れがあり画質の劣化が顕著に現れるようになってきた。そこで前記絞り機構手段２が回折現象が発生するような小絞り状態になる場合（図９に示すエリアＣ）、ＡＧＣゲインは最低ゲインに、絞り機構手段２は回折現象が発生しない程度の小絞り状態に固定し、露出データ検出ステップＳ１０１で検出した信号に応じて透過率可変フィルター手段の透過率を制御値演算ステップＳ１０７で求め、被写体の明るさに応じた露出制御を行う。このようにして得られた各パラメーターの制御値を制御値出力ステップＳ１１０で出力し、制御値を更新することで常に被写体の明るさに追従して最適な露出状態になる制御を行う。
【００１３】
次に自動ホワイトバランス制御手段について説明する。
【００１４】
カメラ信号処理手段１２は輝度・色信号生成手段１２１で生成した赤色信号Ｒ、青色信号Ｂにそれぞれ利得制御手段１２２，１２３で利得補正し、前記輝度・色信号生成手段１２１で生成した低周波成分の輝度信号ＹＬとともに色差信号生成手段１２４に入力し、色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）が生成される。更に色差信号は色差ゲイン補正手段１２５でゲイン補正した後、輝度信号とともにエンコーダー手段１２６に入力し、標準テレビジョン信号を生成する。前記マイクロコンピューター１６のホワイトバランス制御手段は前記色差信号を検出し、該色差信号に応じて赤色利得制御手段１２２，青色利得制御手段１２３を制御する。
【００１５】
次にマイクロコンピューター１６のホワイトバランス制御手段の動作を図１１に示す制御フローチャートを参照して説明する。
【００１６】
まず撮影状況に応じて自動でホワイトバランス制御を行う自動ホワイトバランス手段は色データ検出ステップＳ９０１で色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）から被写体の色信号を検出し、Ｒ信号状態判別ステップＳ９１０、Ｂ信号状態判別ステップＳ９１４で赤色信号、青色信号と白色に相当する基準値と比較し、適性でない場合は基準値との差分に応じて赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲインを補正し、制御値出力ステップＳ９０８で前記補正データを出力することで自動でホワイトバランス制御を行う。またキー入力手段１４からＷＢプリセット機能を選択するトリガー信号が入力された場合は、ＷＢプリセット機能判別ステップＳ９０２で前記トリガー信号を判別し、ＷＢプリセット制御ステップＳ９０９で前記色データ検出ステップＳ９０１で検出した色データとは係りなく、予め設定された所定の色温度の白色状態の赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３の各ゲインの制御値を出力する。同様に前記キー入力手段１４でＷＢセット機能が選択された場合は、前記自動ホワイトバランス手段と同様に被写体の色情報を検出し、赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲイン制御を行い、赤色信号、青色信号の状態が共に適性値になるとホールドステップＳ９０７でその時の赤色、青色の各ゲインを保持することでＷＢセット機能がなされる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記の透過率可変フィルター手段は光透過率によって分光特性が異なるために、ホワイトバランス状態が最適に制御されていても被写体の明るさが変化して透過率可変フィルター手段の光透過率が変化すると分光特性も変化し、最適なホワイトバランス状態が保てない問題がある。特にＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いているときはホワイトバランス制御状態を固定にしているため、透過率可変フィルター手段の分光特性の変化がそのままホワイトバランス状態に影響を与える。
【００１８】
本発明は、透過率可変フィルター手段を用いて露出制御を行っても、最適なホワイトバランス状態を保つことができ、最適な映像を得ることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の構成によって、前記目的を達成するものである。
（１）被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段とを備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス制御手段は、前記透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態を補正する単位制御あたりの補正量を変化させることを特徴とする撮像装置。
（２）被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段とを備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス制御手段により、前記透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態の補正を行う補正間隔が変化することを特徴とする撮像装置。
（３）被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段と、該ホワイトバランス制御手段で制御された状態を保持するホワイトバランス保持手段を備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合において前記透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランス状態を補正することを特徴とする撮像装置。
（４）前記ホワイトバランス制御手段は、前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合に前記透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランス状態を最適に補正する補正データを格納したデータテーブルを備え、前記透過率可変フィルターの光透過率の変化量に応じて前記データテーブルの補正データを選択し、該選択した補正データを現在のホワイトバランス制御状態に補正することを特徴とする前記（３）記載の撮像装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる撮像装置は透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランスの制御手段を補正する補正手段を備えたことを特徴とする構成によって、前記目的を達成しようとするものである。
【００２７】
上記の構成により透過率可変フィルター手段を用いて露出制御を行っても、最適なホワイトバランス状態を保つことができ、様々な被写体や撮影状況に応じた最適な映像を提供することができる。
【００２８】
上記の実施形態を実施例により詳しく説明する。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００３０】
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図である。従来例の図８と同符号で示した部分は従来例と同様の機能を有するブロックであり、映像信号を処理する過程は同様である。
【００３１】
本発明実施例では透過率可変フィルター手段の透過率を検出する透過率検出手段７が追加され、本発明の第１の実施例のマイクロコンピューター１５におけるホワイトバランス制御手段の処理が従来例と異なり、その処理は図２に示す制御フローチャートに従って制御を行う。なお、露出制御手段の制御は従来例と同様である。
【００３２】
次に本発明の第１の実施例の特徴ある自動ホワイトバランス制御手段の動作について図２の制御フローチャートを参照して説明する。
【００３３】
従来と同様に自動ホワイトバランス制御手段は色データ検出ステップＳ２０１で色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）から被写体の色信号を検出し、Ｒ信号状態判別ステップＳ２０３、Ｂ信号状態判別ステップＳ２１１で赤色信号、青色信号と白色に相当する基準値と比較し、適性でない場合は基準値との差分に応じて赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲインを補正し、制御値出力ステップＳ２１９で前記補正データを出力することで自動でホワイトバランス制御を行う。
【００３４】
ここで被写体の明るさが図９に示すエリアＣの状態の時は透過率可変フィルター手段５により露出制御を行うが、被写体の明るさに応じて透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化すると図３に示すように分光特性も変化する。そのために被写体の色温度状態が一定であっても、被写体の明るさが変化すると透過率可変フィルター手段５の光透過率を可変させるために分光特性が変化し、撮像素子８に入射する光の色温度状態に影響を与える。
【００３５】
例えば前記透過率可変フィルター手段５の分光特性が図３に示すように５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が１００％の時は全波長域で光透過率が平坦で、どの波長の色も均一に透過するが、５５０ｎｍ波長の光透過率が５０％、２０％と下がるに従って赤色側のよりも青色側の波長域において透過率が高くなる特性があるとすると、光透過率が１００％の時にホワイトバランス状態が最適に制御されていても透過率可変フィルター手段の光透過率が下がると、青色側の色成分比率が高くなり、ホワイトバランス状態が青色側にずれてしまう。
【００３６】
このように透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化してホワイトバランス状態が一時的にずれても、自動ホワイトバランス制御手段においてはホワイトバランス状態のずれ量を映像の色信号から検出し、フィードバック制御するため補正することができる。しかしながら撮影状況が屋内撮影から屋外撮影のように光源が大きく変化するような場合を除いて、同一時刻における撮影では色温度条件が大きく変化することは少ないことにより、ホワイトバランス制御の補正変化が映像に目立たないように遅くしている。
【００３７】
例えばホワイトバランス状態のずれ量Ｅを検出した場合、それに対するホワイトバランスが最適になる補正量Ｃを１度に補正するのではなく、補正量Ｃに対して補正係数Ｋ（Ｋ＜１）を乗じたＣ’（Ｃ’＝Ｋ＊Ｃ）により、単位制御あたりの補正量を小さくして徐々に適性になるように制御する。そのため透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化してホワイトバランス状態が一旦ずれると最適な状態に制御されるまで時間を要する。更に被写体の明るさは一定ではなく常に変化するため、透過率可変フィルター手段５の光透過率も常に変化し、ホワイトバランス状態も不安定な状態が続いてしまう。
【００３８】
本発明実施例の自動ホワイトバランス制御手段のＲゲイン制御部、Ｂゲイン制御部では赤色信号、青色信号と白色に相当する基準値と比較し、適性でない場合は基準値との差分に応じて赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲイン補正を行うが、透過率検出手段７で透過率可変フィルター手段の光透過率を検出し、透過率可変フィルター手段５が一定の光透過率に固定されている時は補正量Ｃに対して補正係数Ｋ１（Ｋ１＜１）を乗じたＣ１（Ｃ１＝Ｋ１＊Ｃ）により、従来と同様に単位制御あたりのホワイトバランス補正量を小さくして補正変化が映像に目立たないようにする。
【００３９】
透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化したときは、補正量Ｃに対する補正係数Ｋ２（Ｋ１＜Ｋ２＜１）を乗じたＣ２（Ｃ２＝Ｋ２＊Ｃ）により単位制御あたりのホワイトバランス補正量を透過率可変フィルター手段の光透過率が一定の時よりも大きくして透過率可変フィルター手段によるホワイトバランス状態のずれをすばやく補正するように制御する。
【００４０】
また、図２の制御フローチャートには透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化した時としない時とで補正量を２段階に設定した場合を示しているが、光透過率の変化量に応じてホワイトバランス補正量を可変するようにしても良い。
【００４１】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例の構成は第１の実施例と同様であり、図１のマイクロコンピューター１５の内部のホワイトバランス制御手段が異なるだけで、図４に第２の実施例の制御フローチャートを示す。
【００４２】
次に本発明の第２の実施例の特徴ある自動ホワイトバランス制御手段の動作について図４の制御フローチャートを参照して説明する。
【００４３】
第２の実施例では、第１の実施例と同様に自動ホワイトバランス制御手段は色データ検出ステップＳ４０１で色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）から被写体の色信号を検出し、Ｒ信号状態判別ステップＳ４０６、Ｂ信号状態判別ステップＳ４１０で赤色信号、青色信号と白色に相当する基準値と比較し、適性でない場合は基準値との差分に応じてＲゲイン制御ステップＳ４０７，Ｓ４０８，Ｓ４０９で赤色利得制御手段１２２を補正し、Ｂゲイン制御ステップＳ４１１，Ｓ４１２，Ｓ４１３で青色利得制御手段１２３のゲインを補正する。制御値出力ステップＳ４１４で前記補正データを出力することで自動でホワイトバランス制御を行う。
【００４４】
この時のＲゲイン制御部、Ｂゲイン制御部のホワイトバランス補正量はホワイトバランス状態のずれ量をＥに対するホワイトバランスが最適になる補正量Ｃに対して補正係数Ｋ（Ｋ＜１）を乗じたＣ’（Ｃ’＝Ｋ＊Ｃ）により、単位制御あたりの補正量を小さくして徐々に適性になるように制御する。ただし補正係数Ｋは透過率可変フィルター手段５の光透過率の変化に係らず一定である。
【００４５】
しかしタイマー制御ステップＳ４０４、ＷＢ制御動作判別ステップＳ４０５においてホワイトバランス補正動作を行う間隔を制御し、透過率検出手段７で透過率可変フィルター手段５の光透過率を検出し、透過率可変フィルター手段５が一定の光透過率に固定されている時のホワイトバランス補正動作の間隔Ｔ１を広くし、追従性を遅くして補正変化が映像に目立たないように制御する。
【００４６】
反対に透過率可変フィルター手段５の透過率が変化した時は透過率可変フィルター手段の光透過率が一定の時の補正間隔Ｔ１より短くした間隔Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）で補正することで追従性を速くして、光透過率の変化による色温度状態の変化に応じてすばやく補正を行う。
【００４７】
図４の制御フローチャートでは透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化した時はホワイトバランス補正動作の間隔をあけない場合を示しているが、光透過率の変化量に応じてホワイトバランス補正動作間隔を可変するようにしても良い。
【００４８】
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例の構成は第１の実施例と同様であり、図１に示すマイクロコンピューター１５の内部のホワイトバランス制御手段が異なるだけで、図５に第３の実施例の制御フローチャートを示す。
【００４９】
次に本発明の第３の実施例の特徴である自動ホワイトバランス制御手段の動作について図５の制御フローチャートを参照して説明する。
【００５０】
第３の実施例では、補正データ読み出しステップＳ５０４には透過率可変フィルター手段５の光透過率の分光特性に合わせて、各光透過率では必要なＲゲイン、Ｂゲインの補正データを予め設定したルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと記す）を備え、透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化した場合、前述したＬＵＴより光透過率の変化量に応じた補正データを選択して、Ｒ／Ｂゲイン補正ステップＳ５０５で現在のホワイトバランス補正量に前記ＬＵＴデータを補正することで、ホワイトバランス状態が透過率可変フィルター手段の分光特性の変化に影響されない。
【００５１】
例えば透過率可変フィルター手段５の分光特性が図３に示すような場合は図６に示すＬＵＴを備えている。図３，図６において５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が１００％の状態から、５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が５０％になった場合は、赤色の光透過率は５０％より低く、青色の光透過率は５０％よりも高くなるため、被写体の光源の色温度が変化していなくても青色の成分が相対的に多くなり、光透過率１００％の時のホワイトバランス状態から青色側にずれてしまう。そこで図６に示すＬＵＴより光透過率５０％時の補正量はＲゲインが＋２ｄＢ、Ｂゲインが−１．５ｄＢとなり、この補正量を光透過率１００％時のＲゲイン、Ｂゲインの設定値に補正することで光透過率１００％時のホワイトバランス状態を保つことができる。
【００５２】
（第４の実施例）
本発明の第４の実施例の構成は第１の実施例と同様であり、図１に示すマイクロコンピューター１５の内部のホワイトバランス制御手段が異なるだけで、図７に第４の実施例の制御フローチャートを示す。
【００５３】
第１，第２，第３の実施例では自動ホワイトバランス制御手段における透過率可変フィルター手段の光透過率が変化した時のホワイトバランス状態の変化を補正する手段について説明したが、自動ホワイトバランス制御手段では第１，第２，第３の実施例のような補正を行わなくても映像の劣化が一時的に生じても時間を掛ければ徐々にではあるがホワイトバランス状態を最適にしようと補正動作を行うが、ＷＢプリセット機能やＷＢセット機能でホワイトバランス状態を固定した場合は、透過率可変フィルター手段５による分光特性の変化がそのままホワイトバランス状態に影響を与える。第４の実施例ではＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いてホワイトバランス状態を固定した場合に透過率可変フィルター手段の光透過率が変化した時のホワイトバランス状態の変化を補正することを特徴とする。
【００５４】
次に本発明の第４の実施例の特徴であるＷＢプリセット機能、ＷＢセット機能のホワイトバランス制御手段の動作について図７の制御フローチャートおよび図１を参照して説明する。
【００５５】
第４の実施例では、ＷＢプリセット制御ステップＳ７１１、ＷＢセット制御ステップＳ７０７で固定設定される赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲイン値に対して、透過率検出手段７で透過率可変フィルター手段５の光透過率を検出し、Ｒゲイン／Ｂゲイン補正ステップＳ７０９で透過率可変フィルター手段５の光透過率に応じて固定されたゲイン値に対して補正するものである。
【００５６】
Ｒゲイン／Ｂゲイン補正ステップＳ７０９には第３の実施例と同様に透過率可変フィルター手段５の光透過率の分光特性に合わせて、各光透過率で必要なＲゲイン、Ｂゲインの補正データを予め設定したＬＵＴに備えている。例えば透過率可変フィルター手段５の分光特性が図３に示すような場合は図６に示すＬＵＴを備えている。図３，図６において５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が１００％の状態でＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いてホワイトバランス状態を固定し、５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が５０％になった場合は、赤色の光透過率は５０％より低く、青色の光透過率は５０％より高くなるため、被写体の光源の色温度が変化していなくても青色の成分が相対的に多くなり、光透過率１００％の時のホワイトバランス状態から青色側にずれてしまう。そこで図６のＬＵＴより光透過率５０％時の補正量はＲゲインが＋２ｄＢ、Ｂゲインが−１．５ｄＢとなり、この補正量を光透過率１００％時のＲゲイン、Ｂゲインの設定値に補正することで光透過率１００％時のホワイトバランス状態を保つことができる。
【００５７】
また上述した第１，第２，第３，第４の実施例のホワイトバランスの補正手段は透過率可変フィルター手段５の光透過率に応じて赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲインだけで補正を行ったが、分光特性が変化すると色バランスも変化するため、色差ゲイン補正手段１２５で色バランスも補正を行うと更に最適な映像が保てる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透過率可変フィルター手段を用いて露出制御を行っても、最適なホワイトバランス状態を保つことができ、最適な映像を得ることが可能な撮像装置を提供できる。この詳細を以下に説明する。
【００６０】
本出願に係る第１の発明によれば、ホワイトバランス制御手段において、前記透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態を補正する単位制御あたりの補正量を変化させる構成により、透過率可変フィルター手段の光透過率の変化に対してホワイトバランス補正の追従性が最適化でき、ホワイトバランスの補正変化が目立たない最適な映像が得られる。
【００６１】
また本出願に係る第２の発明によれば、ホワイトバランス制御手段において、透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態の補正を行う補正間隔が変化する構成により、透過率可変フィルター手段の光透過率の変化に対してホワイトバランス補正の追従性が最適化でき、ホワイトバランスの補正変化が目立たない最適な映像が得られる。
【００６３】
また本出願に係る第３の発明によれば、ホワイトバランス制御手段で制御された状態を保持するホワイトバランス保持手段を備え、前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合において前記透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランス状態を補正する構成により、ＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いてホワイトバランス状態を固定した場合に透過率可変フィルター手段の光透過率が変化しても、最適なホワイトバランス状態を保つことができる。
【００６４】
また本出願に係る第４の発明によれば、ホワイトバランス制御手段で制御された状態を保持するホワイトバランス保持手段と、透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態を最適に補正する補正データを格納したデータテーブルを備え、前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合において、透過率可変フィルターの光透過率の変化量に応じて前記データテーブルの補正データを選択し、該選択した補正データを現在のホワイトバランス制御状態に補正する構成により、ＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いてホワイトバランス状態を固定した場合に透過率可変フィルター手段の光透過率が変化しても、ホワイトバランス状態が変化しない最適な映像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
【図２】 第１の実施例のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【図３】 透過率可変フィルター手段の分光特性の説明図
【図４】 第２の実施例のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【図５】 第３の実施例のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【図６】 第３の実施例のルックアップテーブルの説明図
【図７】 第４の実施例のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【図８】 従来例の構成を示すブロック図
【図９】 従来の露出制御手段のプログラム線図
【図１０】 従来の露出制御手段の制御フローチャート
【図１１】 従来のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【符号の説明】
１ 被写体結像用レンズ
２ 絞り機構手段
３ 絞り機構駆動モーター
４ 絞り機構駆動手段
５ 透過率可変フィルター手段
６ 透過率可変フィルター駆動手段
７ 透過率検出手段
８ 撮像素子
９ 撮像素子駆動手段
１０ ＣＤＳ／ＡＧＣ手段
１１ Ａ／Ｄ変換手段
１２ 信号処理手段
１３ Ｄ／Ａ変換手段
１５ 第１の実施例のマイクロコンピューター
１６ 従来例のマイクロコンピューター
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置の技術分野、特に露出制御に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撮像装置の構成，動作について図８のブロック図を用いて以下に説明する。
【０００３】
図８に示す撮像装置の構成は、１は被写体の結像用レンズ群、２は入射光量を制御する絞り羽根構造の絞り機構手段、３は絞り機構手段２を駆動する駆動モーター、４は駆動モーター３を駆動する絞り機構駆動手段、５は入射光の光透過率を制御する透過率可変フィルター手段、６は透過率可変フィルター手段５を駆動する透過率可変フィルター駆動手段である。
【０００４】
８は入射した光を光電変換する撮像素子、９は撮像素子８を制御し光電変換された信号を読み出すとともに、信号の蓄積時間を制御するいわゆる電子シャッター機能を制御する撮像素子駆動手段、１０は撮像素子８で光電変換された信号をサンプリングし、信号を電気的に増幅するオートゲインコントロール（以下、ＡＧＣと記す）を行うＣＤＳ／ＡＧＣ手段、１１はＣＤＳ／ＡＧＣ手段１０の出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換と記す）手段である。
【０００５】
１２はガンマー補正，色分離，色差マトリクス等の処理を施した後、同期信号を加え標準テレビジョン信号を生成するカメラ信号処理手段であり、ここでは本発明に対する従来例の説明に必要な処理構成部分のみを図示してあり、１２１は前記撮像素子８で生成された信号を輝度信号と色信号に分離する輝度・色信号生成手段、１２２は赤色信号に対する利得を制御する赤色利得制御手段、１２３は青色信号に対する利得を制御する青色利得制御手段、１２４は色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を生成する色差信号生成手段、１２５は前記の色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）に対する利得制御を行う色差ゲイン補正手段、１２６は標準テレビジョン信号に変換するエンコーダー手段である。
【０００６】
１３は前記カメラ信号処理手段１２の出力信号をデジタル信号状態からアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換（以下、Ｄ／Ａ変換と記す）手段、１４はホワイトバランス状態を予め設定した状態に固定する、いわゆるホワイトバランスプリセット機能（以下、ＷＢプリセット機能と記す）やホワイトバランス状態を自動で最適化した後その状態を固定する、いわゆるホワイトバランスセット機能（以下、ＷＢセット機能と記す）を動作させるためのトリガー信号を入力するキー入力手段である。
【０００７】
１６は絞り機構２，撮像素子８の電子シャッター機能，ＣＤＳ／ＡＧＣ手段１０のＡＧＣを制御して露出を制御する露出制御手段や赤色利得制御手段１２２，青色利得制御手段１２３を制御してホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段を備えたマイクロコンピュータである。
【０００８】
上記構成の撮像装置において、簡単な撮影操作で最適な映像が得られることを可能とするために、撮影している被写体の時々刻々と変化する明るさの状態を自動で最適にする自動露出制御手段やホワイトバランス状態を自動で最適にする自動ホワイトバランス制御手段がある。
【０００９】
次に自動露出制御手段について説明する。
【００１０】
前記マイクロコンピューター１６の露出制御はカメラ信号処理手段１２の輝度・色信号生成手段１２１で生成した輝度信号を検出し、該輝度信号に応じてＣＤＳ／ＡＧＣ手段１０のＡＧＣゲイン、絞り機構手段２、透過率可変フィルター手段５を図１０に示す制御フローチャート、図９に示すプログラム線図に従って制御する。
【００１１】
屋外などの十分な照度下での撮影（図９に示すエリアＢ）ではＡＧＣゲインは最低ゲインに、透過率可変フィルター手段５は最大透過率状態（図９では１００％とした例を示す）に固定し、制御値演算ステップＳ１０９で露出データ検出ステップ（図１０に示すＳ１０１）で検出した信号に応じて絞り機構手段２の制御量を求め、被写体の明るさに応じた露出制御を行う。被写体の明るさが暗くなり絞り機構手段２が開放状態になり（図９に示すエリアＡ）、絞り機構手段２で制御できなくなると絞り機構手段２を開放状態に、透過率可変フィルター手段５を最大透過率状態に固定し、被写体の明るさに応じたＡＧＣゲインの制御量を制御値演算ステップＳ１０４で求め、被写体の明るさに応じた露出制御を行う。
【００１２】
逆に被写体の明るさが高照度の場合、前記絞り機構手段２が小絞り状態となり、回折現象が発生し画質が劣化する問題がある。この問題は最近の技術の進歩による撮像素子８の感度アップ等の性能向上や小型化に伴って、一般的な屋外撮影時においても発生する怖れがあり画質の劣化が顕著に現れるようになってきた。そこで前記絞り機構手段２が回折現象が発生するような小絞り状態になる場合（図９に示すエリアＣ）、ＡＧＣゲインは最低ゲインに、絞り機構手段２は回折現象が発生しない程度の小絞り状態に固定し、露出データ検出ステップＳ１０１で検出した信号に応じて透過率可変フィルター手段の透過率を制御値演算ステップＳ１０７で求め、被写体の明るさに応じた露出制御を行う。このようにして得られた各パラメーターの制御値を制御値出力ステップＳ１１０で出力し、制御値を更新することで常に被写体の明るさに追従して最適な露出状態になる制御を行う。
【００１３】
次に自動ホワイトバランス制御手段について説明する。
【００１４】
カメラ信号処理手段１２は輝度・色信号生成手段１２１で生成した赤色信号Ｒ、青色信号Ｂにそれぞれ利得制御手段１２２，１２３で利得補正し、前記輝度・色信号生成手段１２１で生成した低周波成分の輝度信号ＹＬとともに色差信号生成手段１２４に入力し、色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）が生成される。更に色差信号は色差ゲイン補正手段１２５でゲイン補正した後、輝度信号とともにエンコーダー手段１２６に入力し、標準テレビジョン信号を生成する。前記マイクロコンピューター１６のホワイトバランス制御手段は前記色差信号を検出し、該色差信号に応じて赤色利得制御手段１２２，青色利得制御手段１２３を制御する。
【００１５】
次にマイクロコンピューター１６のホワイトバランス制御手段の動作を図１１に示す制御フローチャートを参照して説明する。
【００１６】
まず撮影状況に応じて自動でホワイトバランス制御を行う自動ホワイトバランス手段は色データ検出ステップＳ９０１で色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）から被写体の色信号を検出し、Ｒ信号状態判別ステップＳ９１０、Ｂ信号状態判別ステップＳ９１４で赤色信号、青色信号と白色に相当する基準値と比較し、適性でない場合は基準値との差分に応じて赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲインを補正し、制御値出力ステップＳ９０８で前記補正データを出力することで自動でホワイトバランス制御を行う。またキー入力手段１４からＷＢプリセット機能を選択するトリガー信号が入力された場合は、ＷＢプリセット機能判別ステップＳ９０２で前記トリガー信号を判別し、ＷＢプリセット制御ステップＳ９０９で前記色データ検出ステップＳ９０１で検出した色データとは係りなく、予め設定された所定の色温度の白色状態の赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３の各ゲインの制御値を出力する。同様に前記キー入力手段１４でＷＢセット機能が選択された場合は、前記自動ホワイトバランス手段と同様に被写体の色情報を検出し、赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲイン制御を行い、赤色信号、青色信号の状態が共に適性値になるとホールドステップＳ９０７でその時の赤色、青色の各ゲインを保持することでＷＢセット機能がなされる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記の透過率可変フィルター手段は光透過率によって分光特性が異なるために、ホワイトバランス状態が最適に制御されていても被写体の明るさが変化して透過率可変フィルター手段の光透過率が変化すると分光特性も変化し、最適なホワイトバランス状態が保てない問題がある。特にＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いているときはホワイトバランス制御状態を固定にしているため、透過率可変フィルター手段の分光特性の変化がそのままホワイトバランス状態に影響を与える。
【００１８】
本発明は、透過率可変フィルター手段を用いて露出制御を行っても、最適なホワイトバランス状態を保つことができ、最適な映像を得ることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の構成によって、前記目的を達成するものである。
（１）被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段とを備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス制御手段は、前記透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態を補正する単位制御あたりの補正量を変化させることを特徴とする撮像装置。
（２）被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段とを備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス制御手段により、前記透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態の補正を行う補正間隔が変化することを特徴とする撮像装置。
（３）被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段と、該ホワイトバランス制御手段で制御された状態を保持するホワイトバランス保持手段を備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合において前記透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランス状態を補正することを特徴とする撮像装置。
（４）前記ホワイトバランス制御手段は、前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合に前記透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランス状態を最適に補正する補正データを格納したデータテーブルを備え、前記透過率可変フィルターの光透過率の変化量に応じて前記データテーブルの補正データを選択し、該選択した補正データを現在のホワイトバランス制御状態に補正することを特徴とする前記（３）記載の撮像装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる撮像装置は透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランスの制御手段を補正する補正手段を備えたことを特徴とする構成によって、前記目的を達成しようとするものである。
【００２７】
上記の構成により透過率可変フィルター手段を用いて露出制御を行っても、最適なホワイトバランス状態を保つことができ、様々な被写体や撮影状況に応じた最適な映像を提供することができる。
【００２８】
上記の実施形態を実施例により詳しく説明する。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００３０】
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図である。従来例の図８と同符号で示した部分は従来例と同様の機能を有するブロックであり、映像信号を処理する過程は同様である。
【００３１】
本発明実施例では透過率可変フィルター手段の透過率を検出する透過率検出手段７が追加され、本発明の第１の実施例のマイクロコンピューター１５におけるホワイトバランス制御手段の処理が従来例と異なり、その処理は図２に示す制御フローチャートに従って制御を行う。なお、露出制御手段の制御は従来例と同様である。
【００３２】
次に本発明の第１の実施例の特徴ある自動ホワイトバランス制御手段の動作について図２の制御フローチャートを参照して説明する。
【００３３】
従来と同様に自動ホワイトバランス制御手段は色データ検出ステップＳ２０１で色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）から被写体の色信号を検出し、Ｒ信号状態判別ステップＳ２０３、Ｂ信号状態判別ステップＳ２１１で赤色信号、青色信号と白色に相当する基準値と比較し、適性でない場合は基準値との差分に応じて赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲインを補正し、制御値出力ステップＳ２１９で前記補正データを出力することで自動でホワイトバランス制御を行う。
【００３４】
ここで被写体の明るさが図９に示すエリアＣの状態の時は透過率可変フィルター手段５により露出制御を行うが、被写体の明るさに応じて透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化すると図３に示すように分光特性も変化する。そのために被写体の色温度状態が一定であっても、被写体の明るさが変化すると透過率可変フィルター手段５の光透過率を可変させるために分光特性が変化し、撮像素子８に入射する光の色温度状態に影響を与える。
【００３５】
例えば前記透過率可変フィルター手段５の分光特性が図３に示すように５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が１００％の時は全波長域で光透過率が平坦で、どの波長の色も均一に透過するが、５５０ｎｍ波長の光透過率が５０％、２０％と下がるに従って赤色側のよりも青色側の波長域において透過率が高くなる特性があるとすると、光透過率が１００％の時にホワイトバランス状態が最適に制御されていても透過率可変フィルター手段の光透過率が下がると、青色側の色成分比率が高くなり、ホワイトバランス状態が青色側にずれてしまう。
【００３６】
このように透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化してホワイトバランス状態が一時的にずれても、自動ホワイトバランス制御手段においてはホワイトバランス状態のずれ量を映像の色信号から検出し、フィードバック制御するため補正することができる。しかしながら撮影状況が屋内撮影から屋外撮影のように光源が大きく変化するような場合を除いて、同一時刻における撮影では色温度条件が大きく変化することは少ないことにより、ホワイトバランス制御の補正変化が映像に目立たないように遅くしている。
【００３７】
例えばホワイトバランス状態のずれ量Ｅを検出した場合、それに対するホワイトバランスが最適になる補正量Ｃを１度に補正するのではなく、補正量Ｃに対して補正係数Ｋ（Ｋ＜１）を乗じたＣ’（Ｃ’＝Ｋ＊Ｃ）により、単位制御あたりの補正量を小さくして徐々に適性になるように制御する。そのため透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化してホワイトバランス状態が一旦ずれると最適な状態に制御されるまで時間を要する。更に被写体の明るさは一定ではなく常に変化するため、透過率可変フィルター手段５の光透過率も常に変化し、ホワイトバランス状態も不安定な状態が続いてしまう。
【００３８】
本発明実施例の自動ホワイトバランス制御手段のＲゲイン制御部、Ｂゲイン制御部では赤色信号、青色信号と白色に相当する基準値と比較し、適性でない場合は基準値との差分に応じて赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲイン補正を行うが、透過率検出手段７で透過率可変フィルター手段の光透過率を検出し、透過率可変フィルター手段５が一定の光透過率に固定されている時は補正量Ｃに対して補正係数Ｋ１（Ｋ１＜１）を乗じたＣ１（Ｃ１＝Ｋ１＊Ｃ）により、従来と同様に単位制御あたりのホワイトバランス補正量を小さくして補正変化が映像に目立たないようにする。
【００３９】
透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化したときは、補正量Ｃに対する補正係数Ｋ２（Ｋ１＜Ｋ２＜１）を乗じたＣ２（Ｃ２＝Ｋ２＊Ｃ）により単位制御あたりのホワイトバランス補正量を透過率可変フィルター手段の光透過率が一定の時よりも大きくして透過率可変フィルター手段によるホワイトバランス状態のずれをすばやく補正するように制御する。
【００４０】
また、図２の制御フローチャートには透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化した時としない時とで補正量を２段階に設定した場合を示しているが、光透過率の変化量に応じてホワイトバランス補正量を可変するようにしても良い。
【００４１】
（第２の実施例）
本発明の第２の実施例の構成は第１の実施例と同様であり、図１のマイクロコンピューター１５の内部のホワイトバランス制御手段が異なるだけで、図４に第２の実施例の制御フローチャートを示す。
【００４２】
次に本発明の第２の実施例の特徴ある自動ホワイトバランス制御手段の動作について図４の制御フローチャートを参照して説明する。
【００４３】
第２の実施例では、第１の実施例と同様に自動ホワイトバランス制御手段は色データ検出ステップＳ４０１で色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）から被写体の色信号を検出し、Ｒ信号状態判別ステップＳ４０６、Ｂ信号状態判別ステップＳ４１０で赤色信号、青色信号と白色に相当する基準値と比較し、適性でない場合は基準値との差分に応じてＲゲイン制御ステップＳ４０７，Ｓ４０８，Ｓ４０９で赤色利得制御手段１２２を補正し、Ｂゲイン制御ステップＳ４１１，Ｓ４１２，Ｓ４１３で青色利得制御手段１２３のゲインを補正する。制御値出力ステップＳ４１４で前記補正データを出力することで自動でホワイトバランス制御を行う。
【００４４】
この時のＲゲイン制御部、Ｂゲイン制御部のホワイトバランス補正量はホワイトバランス状態のずれ量をＥに対するホワイトバランスが最適になる補正量Ｃに対して補正係数Ｋ（Ｋ＜１）を乗じたＣ’（Ｃ’＝Ｋ＊Ｃ）により、単位制御あたりの補正量を小さくして徐々に適性になるように制御する。ただし補正係数Ｋは透過率可変フィルター手段５の光透過率の変化に係らず一定である。
【００４５】
しかしタイマー制御ステップＳ４０４、ＷＢ制御動作判別ステップＳ４０５においてホワイトバランス補正動作を行う間隔を制御し、透過率検出手段７で透過率可変フィルター手段５の光透過率を検出し、透過率可変フィルター手段５が一定の光透過率に固定されている時のホワイトバランス補正動作の間隔Ｔ１を広くし、追従性を遅くして補正変化が映像に目立たないように制御する。
【００４６】
反対に透過率可変フィルター手段５の透過率が変化した時は透過率可変フィルター手段の光透過率が一定の時の補正間隔Ｔ１より短くした間隔Ｔ２（Ｔ２＜Ｔ１）で補正することで追従性を速くして、光透過率の変化による色温度状態の変化に応じてすばやく補正を行う。
【００４７】
図４の制御フローチャートでは透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化した時はホワイトバランス補正動作の間隔をあけない場合を示しているが、光透過率の変化量に応じてホワイトバランス補正動作間隔を可変するようにしても良い。
【００４８】
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例の構成は第１の実施例と同様であり、図１に示すマイクロコンピューター１５の内部のホワイトバランス制御手段が異なるだけで、図５に第３の実施例の制御フローチャートを示す。
【００４９】
次に本発明の第３の実施例の特徴である自動ホワイトバランス制御手段の動作について図５の制御フローチャートを参照して説明する。
【００５０】
第３の実施例では、補正データ読み出しステップＳ５０４には透過率可変フィルター手段５の光透過率の分光特性に合わせて、各光透過率では必要なＲゲイン、Ｂゲインの補正データを予め設定したルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと記す）を備え、透過率可変フィルター手段５の光透過率が変化した場合、前述したＬＵＴより光透過率の変化量に応じた補正データを選択して、Ｒ／Ｂゲイン補正ステップＳ５０５で現在のホワイトバランス補正量に前記ＬＵＴデータを補正することで、ホワイトバランス状態が透過率可変フィルター手段の分光特性の変化に影響されない。
【００５１】
例えば透過率可変フィルター手段５の分光特性が図３に示すような場合は図６に示すＬＵＴを備えている。図３，図６において５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が１００％の状態から、５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が５０％になった場合は、赤色の光透過率は５０％より低く、青色の光透過率は５０％よりも高くなるため、被写体の光源の色温度が変化していなくても青色の成分が相対的に多くなり、光透過率１００％の時のホワイトバランス状態から青色側にずれてしまう。そこで図６に示すＬＵＴより光透過率５０％時の補正量はＲゲインが＋２ｄＢ、Ｂゲインが−１．５ｄＢとなり、この補正量を光透過率１００％時のＲゲイン、Ｂゲインの設定値に補正することで光透過率１００％時のホワイトバランス状態を保つことができる。
【００５２】
（第４の実施例）
本発明の第４の実施例の構成は第１の実施例と同様であり、図１に示すマイクロコンピューター１５の内部のホワイトバランス制御手段が異なるだけで、図７に第４の実施例の制御フローチャートを示す。
【００５３】
第１，第２，第３の実施例では自動ホワイトバランス制御手段における透過率可変フィルター手段の光透過率が変化した時のホワイトバランス状態の変化を補正する手段について説明したが、自動ホワイトバランス制御手段では第１，第２，第３の実施例のような補正を行わなくても映像の劣化が一時的に生じても時間を掛ければ徐々にではあるがホワイトバランス状態を最適にしようと補正動作を行うが、ＷＢプリセット機能やＷＢセット機能でホワイトバランス状態を固定した場合は、透過率可変フィルター手段５による分光特性の変化がそのままホワイトバランス状態に影響を与える。第４の実施例ではＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いてホワイトバランス状態を固定した場合に透過率可変フィルター手段の光透過率が変化した時のホワイトバランス状態の変化を補正することを特徴とする。
【００５４】
次に本発明の第４の実施例の特徴であるＷＢプリセット機能、ＷＢセット機能のホワイトバランス制御手段の動作について図７の制御フローチャートおよび図１を参照して説明する。
【００５５】
第４の実施例では、ＷＢプリセット制御ステップＳ７１１、ＷＢセット制御ステップＳ７０７で固定設定される赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲイン値に対して、透過率検出手段７で透過率可変フィルター手段５の光透過率を検出し、Ｒゲイン／Ｂゲイン補正ステップＳ７０９で透過率可変フィルター手段５の光透過率に応じて固定されたゲイン値に対して補正するものである。
【００５６】
Ｒゲイン／Ｂゲイン補正ステップＳ７０９には第３の実施例と同様に透過率可変フィルター手段５の光透過率の分光特性に合わせて、各光透過率で必要なＲゲイン、Ｂゲインの補正データを予め設定したＬＵＴに備えている。例えば透過率可変フィルター手段５の分光特性が図３に示すような場合は図６に示すＬＵＴを備えている。図３，図６において５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が１００％の状態でＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いてホワイトバランス状態を固定し、５５０ｎｍ波長近辺の光透過率が５０％になった場合は、赤色の光透過率は５０％より低く、青色の光透過率は５０％より高くなるため、被写体の光源の色温度が変化していなくても青色の成分が相対的に多くなり、光透過率１００％の時のホワイトバランス状態から青色側にずれてしまう。そこで図６のＬＵＴより光透過率５０％時の補正量はＲゲインが＋２ｄＢ、Ｂゲインが−１．５ｄＢとなり、この補正量を光透過率１００％時のＲゲイン、Ｂゲインの設定値に補正することで光透過率１００％時のホワイトバランス状態を保つことができる。
【００５７】
また上述した第１，第２，第３，第４の実施例のホワイトバランスの補正手段は透過率可変フィルター手段５の光透過率に応じて赤色利得制御手段１２２、青色利得制御手段１２３のゲインだけで補正を行ったが、分光特性が変化すると色バランスも変化するため、色差ゲイン補正手段１２５で色バランスも補正を行うと更に最適な映像が保てる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透過率可変フィルター手段を用いて露出制御を行っても、最適なホワイトバランス状態を保つことができ、最適な映像を得ることが可能な撮像装置を提供できる。この詳細を以下に説明する。
【００６０】
本出願に係る第１の発明によれば、ホワイトバランス制御手段において、前記透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態を補正する単位制御あたりの補正量を変化させる構成により、透過率可変フィルター手段の光透過率の変化に対してホワイトバランス補正の追従性が最適化でき、ホワイトバランスの補正変化が目立たない最適な映像が得られる。
【００６１】
また本出願に係る第２の発明によれば、ホワイトバランス制御手段において、透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態の補正を行う補正間隔が変化する構成により、透過率可変フィルター手段の光透過率の変化に対してホワイトバランス補正の追従性が最適化でき、ホワイトバランスの補正変化が目立たない最適な映像が得られる。
【００６３】
また本出願に係る第３の発明によれば、ホワイトバランス制御手段で制御された状態を保持するホワイトバランス保持手段を備え、前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合において前記透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランス状態を補正する構成により、ＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いてホワイトバランス状態を固定した場合に透過率可変フィルター手段の光透過率が変化しても、最適なホワイトバランス状態を保つことができる。
【００６４】
また本出願に係る第４の発明によれば、ホワイトバランス制御手段で制御された状態を保持するホワイトバランス保持手段と、透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態を最適に補正する補正データを格納したデータテーブルを備え、前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合において、透過率可変フィルターの光透過率の変化量に応じて前記データテーブルの補正データを選択し、該選択した補正データを現在のホワイトバランス制御状態に補正する構成により、ＷＢプリセット機能やＷＢセット機能を用いてホワイトバランス状態を固定した場合に透過率可変フィルター手段の光透過率が変化しても、ホワイトバランス状態が変化しない最適な映像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
【図２】 第１の実施例のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【図３】 透過率可変フィルター手段の分光特性の説明図
【図４】 第２の実施例のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【図５】 第３の実施例のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【図６】 第３の実施例のルックアップテーブルの説明図
【図７】 第４の実施例のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【図８】 従来例の構成を示すブロック図
【図９】 従来の露出制御手段のプログラム線図
【図１０】 従来の露出制御手段の制御フローチャート
【図１１】 従来のホワイトバランス制御手段の制御フローチャート
【符号の説明】
１ 被写体結像用レンズ
２ 絞り機構手段
３ 絞り機構駆動モーター
４ 絞り機構駆動手段
５ 透過率可変フィルター手段
６ 透過率可変フィルター駆動手段
７ 透過率検出手段
８ 撮像素子
９ 撮像素子駆動手段
１０ ＣＤＳ／ＡＧＣ手段
１１ Ａ／Ｄ変換手段
１２ 信号処理手段
１３ Ｄ／Ａ変換手段
１５ 第１の実施例のマイクロコンピューター
１６ 従来例のマイクロコンピューター
Claims (4)
- 被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段とを備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス制御手段は、前記透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態を補正する単位制御あたりの補正量を変化させることを特徴とする撮像装置。 - 被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段とを備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス制御手段により、前記透過率可変フィルター手段の光透過率の変化量に応じてホワイトバランス状態の補正を行う補正間隔が変化することを特徴とする撮像装置。 - 被写体結像用のレンズより入射した光を光電変換する撮像素子と、前記結像用レンズの光路上に設けられた前記撮像素子に入射する光の光透過率を変化させる透過率可変フィルター手段と、前記撮像素子で光電変換された信号に処理を施しテレビジョン信号となる映像信号を生成する信号処理手段と、前記生成した映像信号のホワイトバランス状態を制御するホワイトバランス制御手段と、該ホワイトバランス制御手段で制御された状態を保持するホワイトバランス保持手段を備えた撮像装置であって、
前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合において前記透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランス状態を補正することを特徴とする撮像装置。 - 前記ホワイトバランス制御手段は、前記ホワイトバランス保持手段でホワイトバランス状態を保持している場合に前記透過率可変フィルター手段の光透過率に応じてホワイトバランス状態を最適に補正する補正データを格納したデータテーブルを備え、前記透過率可変フィルターの光透過率の変化量に応じて前記データテーブルの補正データを選択し、該選択した補正データを現在のホワイトバランス制御状態に補正することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01207196A JP3809211B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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