JP3862740B2

JP3862740B2 - Imaging device

Info

Publication number: JP3862740B2
Application number: JP2006084889A
Authority: JP
Inventors: 恭二田村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JP2006180564A

Description

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。 The present invention belongs to the technical field of image pickup devices, particularly to the technical field related to exposure control.

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。 The configuration and operation of a conventional imaging device will be described below with reference to the block diagram of FIG.

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。 The configuration of the imaging apparatus shown in FIG. 8 is that 1 is an imaging lens group for a subject, 2 is a diaphragm mechanism means having a diaphragm blade structure that controls the amount of incident light, 3 is a drive motor that drives the diaphragm mechanism means 2, and 4 is a drive A diaphragm mechanism driving means 5 for driving the motor 3 is a transmittance variable filter means for controlling the light transmittance of incident light, and 6 is a transmittance variable filter driving means for driving the transmittance variable filter means 5.

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。 8 is an image sensor that photoelectrically converts incident light, 9 is an image sensor driving unit that controls a so-called electronic shutter function that controls the image sensor 8 to read the photoelectrically converted signal and controls the signal accumulation time. CDS / AGC means for performing auto gain control (hereinafter referred to as AGC) for sampling a signal photoelectrically converted by the image pickup device 8 and electrically amplifying the signal, and 11 an analog signal which is an output of the CDS / AGC means 10 Is an analog-digital conversion (hereinafter referred to as A / D conversion) means for converting the signal into a digital signal.

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。 Reference numeral 12 denotes camera signal processing means for generating a standard television signal by adding a synchronization signal after processing such as gamma correction, color separation, and color difference matrix. Here, the processing configuration necessary for explaining the conventional example of the present invention Only a portion is shown, 121 is a luminance / color signal generating means for separating the signal generated by the image sensor 8 into a luminance signal and a color signal, 122 is a red gain control means for controlling the gain for the red signal, 123 Is a blue gain control means for controlling the gain with respect to the blue signal, 124 is a color difference signal generating means for generating the color difference signals (RY) and (BY), and 125 is the color difference signal (RY), (B The color difference gain correcting means 126 for performing gain control for -Y), and an encoder means 126 for converting into a standard television signal.

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。 Reference numeral 13 denotes a digital-analog conversion (hereinafter referred to as D / A conversion) means for converting the output signal of the camera signal processing means 12 from a digital signal state to an analog signal, and reference numeral 14 fixes a white balance state to a preset state. To operate a so-called white balance preset function (hereinafter referred to as WB preset function) or a so-called white balance set function (hereinafter referred to as WB set function) that automatically optimizes the white balance state and then fixes the state. Key input means for inputting the trigger signal.

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ーである。 Reference numeral 16 denotes an aperture mechanism 2, an electronic shutter function of the image sensor 8, an exposure control means for controlling exposure by controlling the AGC of the CDS / AGC means 10, a red gain control means 122, and a blue gain control means 123 to control white balance. It is a microcomputer provided with the white balance control means which controls a state.

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。 Automatic exposure control that automatically optimizes the brightness of the subject being photographed from moment to moment in order to enable the optimum image to be obtained with a simple shooting operation. There are automatic white balance control means for automatically optimizing the means and white balance state.

次に自動露出制御手段について説明する。 Next, automatic exposure control means will be described.

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。 The exposure control of the microcomputer 16 detects the luminance signal generated by the luminance / color signal generation unit 121 of the camera signal processing unit 12, and according to the luminance signal, the AGC gain of the CDS / AGC unit 10, the aperture mechanism unit 2, The transmittance variable filter means 5 is controlled according to the control flowchart shown in FIG. 10 and the program diagram shown in FIG.

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。 In photographing under sufficient illuminance such as outdoors (area B shown in FIG. 9), the AGC gain is set to the minimum gain, and the transmittance variable filter means 5 is set to the maximum transmittance state (shown in FIG. 9 is 100%). Then, the control amount of the aperture mechanism means 2 is obtained in accordance with the signal detected in the exposure data detection step (S101 shown in FIG. 10) in the control value calculation step S109, and the exposure control according to the brightness of the subject is performed. When the brightness of the subject becomes dark and the diaphragm mechanism means 2 is in the open state (area A shown in FIG. 9) and cannot be controlled by the diaphragm mechanism means 2, the diaphragm mechanism means 2 is opened, and the transmittance variable filter means 5 is opened. In the maximum transmittance state, an AGC gain control amount corresponding to the brightness of the subject is obtained in the control value calculation step S104, and exposure control corresponding to the brightness of the subject is performed.

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。 On the contrary, when the brightness of the subject is high illuminance, the aperture mechanism means 2 is in a small aperture state, and there is a problem that a diffraction phenomenon occurs and the image quality deteriorates. This problem is likely to occur even during general outdoor photography as the performance of the image pickup device 8 is improved and the size is reduced due to recent technological advances. I came. Therefore, when the diaphragm mechanism means 2 is in a small diaphragm state where a diffraction phenomenon occurs (area C shown in FIG. 9), the AGC gain is set to the minimum gain, and the diaphragm mechanism means 2 is a small diaphragm that does not cause the diffraction phenomenon. In this state, the transmittance of the transmittance variable filter means is obtained in the control value calculation step S107 according to the signal detected in the exposure data detection step S101, and exposure control is performed according to the brightness of the subject. The control value of each parameter obtained in this way is output in the control value output step S110, and the control value is updated to always follow the brightness of the subject so as to achieve an optimal exposure state.

次に自動ホワイトバランス制御手段について説明する。 Next, automatic white balance control means will be described.

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。 The camera signal processing unit 12 corrects the gain of the red signal R and the blue signal B generated by the luminance / color signal generation unit 121 by the gain control units 122 and 123, respectively, and the low frequency component generated by the luminance / color signal generation unit 121. Are input to the color difference signal generation means 124 together with the luminance signal YL, and color difference signals (R−Y) and (B−Y) are generated. Further, the color difference signal is gain-corrected by the color difference gain correction means 125 and then input to the encoder means 126 together with the luminance signal to generate a standard television signal. The white balance control means of the microcomputer 16 detects the color difference signal and controls the red gain control means 122 and the blue gain control means 123 according to the color difference signal.

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。 Next, the operation of the white balance control means of the microcomputer 16 will be described with reference to a control flowchart shown in FIG.

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。 First, automatic white balance means for automatically performing white balance control according to the shooting situation detects the color signal of the subject from the color difference signals (RY) and (BY) in the color data detection step S901, and determines the R signal state. In step S910, in the B signal state determination step S914, the red signal, the blue signal and the reference value corresponding to white are compared, and if not appropriate, the red gain control unit 122 and the blue gain control unit 123 White balance control is automatically performed by correcting the gain and outputting the correction data in the control value output step S908. When a trigger signal for selecting a WB preset function is input from the key input means 14, the trigger signal is determined in a WB preset function determination step S902, and detected in the color data detection step S901 in a WB preset control step S909. Regardless of the color data, the control values of the respective gains of the red gain control means 122 and blue gain control means 123 in a white state having a predetermined color temperature set in advance are output. Similarly, when the WB set function is selected by the key input unit 14, the color information of the subject is detected in the same manner as the automatic white balance unit, and the gain control of the red gain control unit 122 and the blue gain control unit 123 is performed. When the statuses of the red signal and the blue signal are both appropriate values, the WB set function is performed by holding the red and blue gains at that time in the hold step S907.

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。 However, since the above-described variable transmittance filter means has different spectral characteristics depending on the light transmittance, even if the white balance state is optimally controlled, the brightness of the subject changes and the light transmittance of the variable transmittance filter means changes. Then, the spectral characteristics also change, and there is a problem that the optimal white balance state cannot be maintained. In particular, when the WB preset function or the WB set function is used, the white balance control state is fixed, so that the change in spectral characteristics of the transmittance variable filter means directly affects the white balance state.

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。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of maintaining an optimal white balance state and obtaining an optimal image even when exposure control is performed using a transmittance variable filter means.

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。 The present invention achieves the above object by the following configuration.

（１）被写体の結像用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を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段により処理された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際の補正量を変化させることを特徴とする撮像装置。
（２）被写体の結像用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。 (1) An image sensor that photoelectrically converts light incident from the imaging lens of the subject, and a variable transmittance that changes the light transmittance of the light incident on the image sensor provided on the optical path of the imaging lens. An image pickup apparatus comprising: a filter unit; a signal processing unit that processes a signal photoelectrically converted by the image pickup device; and a white balance control unit that controls a white balance state of a signal processed by the signal processing unit. The image pickup apparatus, wherein the white balance control means changes a correction amount when correcting the white balance state in accordance with a change amount of light transmittance of the transmittance variable filter means.
(2) An image sensor that photoelectrically converts light incident from the imaging lens of the subject, and a variable transmittance that changes the light transmittance of the light incident on the image sensor provided on the optical path of the imaging lens. Filter means; signal processing means for processing a signal photoelectrically converted by the imaging device to generate a video signal to be a television signal; and white balance control means for controlling a white balance state of the generated video signal. The imaging apparatus according to claim 1, wherein a correction interval for correcting a white balance state is changed by the white balance control means in accordance with a change in light transmittance of the transmittance variable filter means.

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。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of maintaining an optimal white balance state and obtaining an optimal image even when exposure control is performed using a transmittance variable filter means. Details will be described below.

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、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際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信号が得られる。 According to a first aspect of the present application, in the white balance control unit, the configuration for changing the correction amount in correcting the white balance state according to the amount of change in the light transmittance of transparently rate variable filter means, The followability of white balance correction can be optimized with respect to the change in light transmittance of the transmittance variable filter means, and an optimal signal in which the change in white balance correction is not noticeable can be obtained.

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に応じてホワイトバランス状態の補正を行う補正間隔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。 According to a second aspect of the present application, in the white balance control unit, the configuration of changing the correction interval for correcting the white balance state in accordance with changes in the light transmittance of the variable transmittance filter means, transmission The followability of the white balance correction can be optimized with respect to the change in the light transmittance of the variable rate filter means, and an optimal image in which the change in white balance correction is not noticeable can be obtained.

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。 An image pickup apparatus according to the present invention intends to achieve the above object by a configuration including a correction unit that corrects a white balance control unit in accordance with the light transmittance of the transmittance variable filter unit. .

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。 Even if exposure control is performed using the transmittance variable filter means with the above-described configuration, an optimal white balance state can be maintained, and an optimal image corresponding to various subjects and shooting conditions can be provided.

上記の実施形態を実施例により詳しく説明する。 The above embodiment will be described in detail by way of examples.

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（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。 (First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. The portion denoted by the same reference numerals in FIG. 8 of the conventional example is a block having the same function as that of the conventional example, and the process of processing the video signal is the same.

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。 In the embodiment of the present invention, a transmittance detecting means 7 for detecting the transmittance of the transmittance variable filter means is added, and the processing of the white balance control means in the microcomputer 15 of the first embodiment of the present invention is different from the conventional example. The process is controlled according to the control flowchart shown in FIG. The control of the exposure control means is the same as in the conventional example.

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。 Next, the operation of the automatic white balance control means characteristic of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the control flowchart of FIG.

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。 As in the prior art, the automatic white balance control means detects the color signal of the subject from the color difference signals (R−Y) and (B−Y) in the color data detection step S201, and the R signal state determination step S203 and the B signal state determination step. In S211, a red signal, a blue signal, and a reference value corresponding to white are compared, and if they are not suitable, the gains of the red gain control unit 122 and the blue gain control unit 123 are corrected according to the difference from the reference value, and a control value output is performed. In step S219, white balance control is automatically performed by outputting the correction data.

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。 Here, when the brightness of the subject is in the state of the area C shown in FIG. 9, exposure control is performed by the transmittance variable filter means 5, but the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 changes according to the brightness of the subject. Then, the spectral characteristics also change as shown in FIG. Therefore, even if the color temperature state of the subject is constant, when the brightness of the subject changes, the spectral characteristic changes in order to vary the light transmittance of the transmittance variable filter means 5, and the light incident on the image sensor 8 changes. Affects the color temperature state.

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。 For example, when the spectral characteristic of the transmittance variable filter means 5 is 100% as shown in FIG. 3, the light transmittance is flat in all wavelengths, and the light of any wavelength is uniformly transmitted. However, if the light transmittance at a wavelength of 550 nm is reduced to 50% and 20%, the transmittance is higher in the wavelength region on the blue side than on the red side. When the light transmittance is 100%, white balance is obtained. Even if the state is optimally controlled, if the light transmittance of the transmittance variable filter means decreases, the color component ratio on the blue side increases and the white balance state shifts to the blue side.

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。 Thus, even if the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 changes and the white balance state temporarily shifts, the automatic white balance control means detects the amount of shift of the white balance state from the color signal of the video, Correction can be made for feedback control. However, except when the light source changes greatly, such as when shooting from indoor shooting to outdoor shooting, the color temperature condition rarely changes greatly when shooting at the same time. It is slow so as not to stand out.

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。 For example, when the deviation amount E in the white balance state is detected, the correction amount C that optimizes the white balance is not corrected at a time, but is multiplied by the correction coefficient K (K <1). In addition, by using C ′ (C ′ = K * C), the correction amount per unit control is reduced, and control is performed so as to gradually become suitable. Therefore, it takes time until the optimal state is controlled once the white balance state shifts once the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 changes. Furthermore, since the brightness of the subject is not constant but always changes, the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 always changes, and the white balance state continues to be unstable.

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。 In the R gain control unit and B gain control unit of the automatic white balance control means of the embodiment of the present invention, the red signal, the blue signal and the reference value corresponding to white are compared with each other. The gain control unit 122 and the blue gain control unit 123 perform gain correction. The transmittance detection unit 7 detects the light transmittance of the transmittance variable filter unit, and the transmittance variable filter unit 5 is fixed at a constant light transmittance. When the correction is performed, the correction amount C1 (C1 = K1 * C), which is obtained by multiplying the correction amount C by the correction coefficient K1 (K1 <1), reduces the white balance correction amount per unit control and corrects the change. Make it inconspicuous.

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。 When the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 is changed, the white balance correction amount per unit control is obtained by C2 (C2 = K2 * C) obtained by multiplying the correction amount C by the correction coefficient K2 (K1 <K2 <1). Is made larger than when the light transmittance of the variable transmittance filter means is constant, and control is performed so as to quickly correct the deviation of the white balance state caused by the variable transmittance filter means.

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。 The control flowchart of FIG. 2 shows the case where the correction amount is set in two stages depending on whether the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 is changed or not. Accordingly, the white balance correction amount may be varied.

（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。 (Second embodiment)
The configuration of the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, and only the white balance control means inside the microcomputer 15 of FIG. 1 is different. FIG. 4 is a control flowchart of the second embodiment. Indicates.

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。 Next, the operation of the automatic white balance control means characteristic of the second embodiment of the present invention will be described with reference to the control flowchart of FIG.

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。 In the second embodiment, as in the first embodiment, the automatic white balance control means detects the color signal of the subject from the color difference signals (RY) and (BY) in the color data detection step S401, and R In the signal state determination step S406 and the B signal state determination step S410, the red signal, the blue signal, and a reference value corresponding to white are compared. Then, the red gain control means 122 is corrected, and the gain of the blue gain control means 123 is corrected in the B gain control steps S411, S412 and S413. In the control value output step S414, white balance control is automatically performed by outputting the correction data.

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。 The white balance correction amount of the R gain control unit and the B gain control unit at this time is obtained by multiplying the correction amount C (K <1) by the correction amount C that optimizes the white balance with respect to E by the deviation amount of the white balance state. According to C ′ (C ′ = K * C), the correction amount per unit control is reduced, and control is performed so as to gradually become suitable. However, the correction coefficient K is constant regardless of the change in the light transmittance of the transmittance variable filter means 5.

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。 However, in the timer control step S404 and the WB control operation determination step S405, the interval for performing the white balance correction operation is controlled, the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 is detected by the transmittance detection means 7, and the transmittance variable filter means 5 is detected. Is controlled to increase the interval T1 of the white balance correction operation when the light transmittance is fixed at a constant light transmittance, slow down the follow-up property, and make the correction change inconspicuous in the image.

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。 On the contrary, when the transmittance of the variable transmittance filter means 5 is changed, the follow-up property is corrected by correcting at the interval T2 (T2 <T1) shorter than the correction interval T1 when the light transmittance of the variable transmittance filter means is constant. To quickly correct according to the change in the color temperature state due to the change in the light transmittance.

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。 The control flowchart of FIG. 4 shows a case where the interval of the white balance correction operation is not set when the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 changes, but the white balance correction operation according to the amount of change in the light transmittance. The interval may be variable.

（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。 (Third embodiment)
The configuration of the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, and only the white balance control means inside the microcomputer 15 shown in FIG. A flowchart is shown.

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。 Next, the operation of the automatic white balance control means, which is a feature of the third embodiment of the present invention, will be described with reference to the control flowchart of FIG.

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。 In the third embodiment, correction data for R gain and B gain necessary for each light transmittance are preset in the correction data reading step S504 in accordance with the spectral characteristics of the light transmittance of the transmittance variable filter means 5. When the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 is changed by providing a lookup table (hereinafter referred to as LUT), correction data corresponding to the amount of change in light transmittance is selected from the aforementioned LUT, and R / By correcting the LUT data to the current white balance correction amount in the B gain correction step S505, the white balance state is not affected by the change in the spectral characteristics of the transmittance variable filter means.

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。 For example, when the spectral characteristic of the transmittance variable filter means 5 is as shown in FIG. 3, the LUT shown in FIG. 6 is provided. 3 and 6, when the light transmittance near the 550 nm wavelength is 50% from the state where the light transmittance near the 550 nm wavelength is 50%, the red light transmittance is lower than 50%. Since the transmittance is higher than 50%, the blue component is relatively increased even when the color temperature of the light source of the subject is not changed, and the blue balance is shifted from the white balance state when the light transmittance is 100%. End up. Therefore, the correction amount when the light transmittance is 50% from the LUT shown in FIG. 6 is R gain of +2 dB and B gain of −1.5 dB, and this correction amount is a set value of the R gain and B gain when the light transmittance is 100%. It is possible to maintain the white balance state when the light transmittance is 100%.

（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。 (Fourth embodiment)
The configuration of the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, and only the white balance control means inside the microcomputer 15 shown in FIG. A flowchart is shown.

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。 In the first, second, and third embodiments, the means for correcting the change in the white balance state when the light transmittance of the transmittance variable filter means in the automatic white balance control means has been described, but automatic white balance control Even if the correction is not performed as in the first, second, and third embodiments, even if the image is temporarily deteriorated, the correction is made to optimize the white balance state gradually over time. Although the operation is performed, when the white balance state is fixed by the WB preset function or the WB set function, the change in the spectral characteristics by the transmittance variable filter means 5 directly affects the white balance state. The fourth embodiment is characterized in that when the white balance state is fixed using the WB preset function or the WB set function, the change in the white balance state when the light transmittance of the transmittance variable filter means changes is corrected. To do.

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。 Next, the operation of the white balance control means of the WB preset function and the WB set function, which are the features of the fourth embodiment of the present invention, will be described with reference to the control flowchart of FIG. 7 and FIG.

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。 In the fourth embodiment, the transmittance detection means 7 changes the transmittance with respect to the gain values of the red gain control means 122 and the blue gain control means 123 fixedly set in the WB preset control step S711 and the WB set control step S707. The light transmittance of the filter unit 5 is detected, and the gain value fixed according to the light transmittance of the transmittance variable filter unit 5 is corrected in the R gain / B gain correction step S709.

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。 In the R gain / B gain correction step S 709, correction data for R gain and B gain necessary for each light transmittance according to the spectral characteristics of the light transmittance of the transmittance variable filter means 5 as in the third embodiment. Are provided in a preset LUT. For example, when the spectral characteristic of the transmittance variable filter means 5 is as shown in FIG. 3, the LUT shown in FIG. 6 is provided. 3 and 6, when the white balance state is fixed using the WB preset function or the WB set function when the light transmittance near the 550 nm wavelength is 100%, and the light transmittance near the 550 nm wavelength becomes 50%. Since the light transmittance of red is lower than 50% and the light transmittance of blue is higher than 50%, even if the color temperature of the light source of the subject does not change, the blue component is relatively increased, and the light The white balance state when the transmittance is 100% shifts to the blue side. Therefore, the correction amount when the light transmittance is 50% is +2 dB and the B gain is −1.5 dB from the LUT in FIG. 6, and this correction amount is set to the R gain and B gain setting values when the light transmittance is 100%. By correcting, the white balance state when the light transmittance is 100% can be maintained.

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。 Further, the white balance correcting means of the first, second, third and fourth embodiments described above are the gains of the red gain control means 122 and the blue gain control means 123 according to the light transmittance of the transmittance variable filter means 5. However, when the spectral characteristics change, the color balance also changes. Therefore, if the color difference is also corrected by the color difference gain correction means 125, a more optimal image can be maintained.

本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the 1st Example of this invention. 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Control flow chart of the white balance control means of the first embodiment 透過率可変フィルター手段の分光特性の説明図Explanatory diagram of spectral characteristics of variable transmittance filter means 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Control flow chart of the white balance control means of the second embodiment 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Control flow chart of white balance control means of the third embodiment 第３の実施例のルックアップテーブルの説明図Explanatory drawing of the lookup table of 3rd Example 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Control flow chart of white balance control means of the fourth embodiment 従来例の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional example 従来の露出制御手段のプログラム線図Program chart of conventional exposure control means 従来の露出制御手段の制御フローチャートControl flow chart of conventional exposure control means 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Control flow chart of conventional white balance control means

符号の説明Explanation of symbols

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
１０ＣＤＳ／ＡＧＣ手段
１１Ａ／Ｄ変換手段
１２信号処理手段
１３Ｄ／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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Object imaging lens 2 Aperture mechanism means 3 Aperture mechanism drive motor 4 Aperture mechanism drive means 5 Transmissivity variable filter means 6 Transmissivity variable filter drive means 7 Transmittance detection means 8 Image sensor 9 Image sensor drive means 10 CDS / AGC Means 11 A / D conversion means 12 Signal processing means 13 D / A conversion means 15 Microcomputer 16 of the first embodiment 16 Microcomputer of the conventional example

Claims

被写体の結像用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を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段により処理された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際の補正量を変化させることを特徴とする撮像装置。 An image sensor that photoelectrically converts light incident from the imaging lens of the subject; and a transmittance variable filter means that changes the light transmittance of the light incident on the image sensor provided on the optical path of the imaging lens; An image pickup apparatus comprising: signal processing means for processing a signal photoelectrically converted by the image pickup device; and white balance control means for controlling a white balance state of the signal processed by the signal processing means,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the white balance control unit changes a correction amount when correcting the white balance state in accordance with a change amount of light transmittance of the transmittance variable filter unit.

被写体の結像用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、前記信号処理手段により生成した前記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。 An image sensor that photoelectrically converts light incident from the imaging lens of the subject; and a transmittance variable filter means that changes the light transmittance of the light incident on the image sensor provided on the optical path of the imaging lens; A signal processing means for processing a signal photoelectrically converted by the image sensor to generate a video signal to be a television signal, and a white balance control means for controlling a white balance state of the video signal generated by the signal processing means An imaging device comprising:
The imaging apparatus according to claim 1, wherein a correction interval for correcting the white balance state is changed by the white balance control unit in accordance with a change in light transmittance of the transmittance variable filter unit.