JP3959707B2

JP3959707B2 - Imaging device and white balance control method of imaging device

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Publication number: JP3959707B2
Application number: JP2001349547A
Authority: JP
Inventors: 義弘田浦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: JP2003153300A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー動画撮影機能を有する撮像装置に関し、特に、かかる撮像装置におけるオートホワイトバランス制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のカラー動画撮影機能を有する撮像装置の一例を示すブロック図である。
図４に示した撮像装置１０２は、固体撮像素子１０４、ＡＦＥ１０６、ならびにデジタル信号処理部１０８を含んで構成されている。固体撮像素子１０４はたとえばＣＣＤ構造を有し、半導体基板上にマトリクス状に配列した光センサーにより被写体からの光をレンズ１１０を通じ検出して信号電荷を生成し、同信号電荷を垂直電荷転送レジスターや水平電荷転送レジスターにより転送した上で被写体の画像信号を出力する。上記光センサーのそれぞれには赤、青、緑の原色フィルターあるいは、Ｍｇ，Ｃｙ，Ｙｅなどの補色フィルターが装着されており、赤、青、緑の光を個別に検出することでカラー撮影が可能となっている。
【０００３】
また、固体撮像素子１０４はタイミングジェネレーター１１２（ＴＧ）から供給されるクロック信号、垂直同期信号、水平同期信号にもとづいて動作し、そして、たとえばインターレース方式により１フレーム分の画像信号を偶数フィールドと奇数フィールドとに分けて出力する。
ＡＦＥ１０６（ＡｎａｌｏｇＦｒｏｎｔＥｎｄＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）はＣＤＳ回路およびＡＧＣ回路を含み、固体撮像素子１０４からの画像信号に対し、ＣＤＳ（ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＤｏｕｂｌｅＳａｍｐｌｉｎｇ）を行って画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するとともに、ＡＧＣ（自動利得制御）により信号レベルを安定化する。
【０００４】
デジタル信号処理部１０８は、ＡＦＥ１０６の出力信号に対して、自動露光制御およびオートホワイトバランス調整を行うための回路であり、Ａ／Ｄ変換器１１４、輝度信号処理部１１６、色信号処理部１１８、マイクロコンピューター１２０、オプティカルディテクター１２２（ＯＰＤ１２２）、Ｄ／Ａ変換器１２４、ならびに混合回路１２６（ＹＣＭＩＸ１２６）を含んで構成されている。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換器１１４はＡＦＥ１０６の出力信号をデジタル化し、輝度信号処理部１１６は、このデジタル化された画像信号に対して、自動露光制御として信号レベルを適切なレベルとすべく信号処理を行う。
色信号処理部１１８は、原色分離回路１２８およびＷＢ制御回路１３０（ホワイトバランス制御回路）を含み、原色分離回路１２８はＡ／Ｄ変換器１１４の出力信号より、赤、青、緑の３つの原色信号を分離抽出し、ＷＢ制御回路１３０はこれらの原色信号に対して、マイクロコンピューター１２０から与えられる係数を乗じて信号レベルを制御する。
【０００６】
ＯＰＤ１２２は、ＷＢ制御回路１３０が上記係数を乗じた原色信号を、それぞれ垂直同期信号の各周期ごとに、すなわち各フィールドごとに積分することによって各フィールドにおける各原色信号の平均的な信号レベル（平均レベルともいう）を算出する。
マイクロコンピューター１２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含み、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムデーターにもとづき、適宜ＲＡＭを使用して動作することで各種の機能を果たす。そして、特にオートホワイトバランス制御に関しては、ＯＰＤ１２２が算出した原色信号の平均レベルにもとづいて、これらの原色信号のレベルを均一化すべく上記係数を生成し、ＷＢ制御回路１３０に供給する。
【０００７】
Ｄ／Ａ変換器１２４は、輝度信号処理部１１６が出力する輝度信号および色信号処理部１１８が出力する原色信号をそれぞれアナログ信号に変換し、混合回路１２６はこれらアナログ信号の輝度信号および３つの原色信号を合成してビデオ信号１３６を出力する。
タイミングジェネレーター１１２は、マイクロコンピューター１２０の制御にもとづいて、固体撮像素子１０４とともに各部にクロックおよび同期信号を供給する。
【０００８】
次に、このように構成された撮像装置１０２の動作を説明する。
被写体からの光１３２はレンズ１１０を通じて固体撮像素子１０４に入射し、固体撮像素子１０４の受光面に被写体の像が形成される。固体撮像素子１０４はこの像を電気信号に変換して、各フィールドの画像信号をタイミングジェネレーター１１２から供給される垂直同期信号に同期して出力する。ＡＦＥ１０６は固体撮像素子１０４が出力する画像信号に対して、ＣＤＳを行って画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するとともに、ＡＧＣにより信号レベルを安定化する。
【０００９】
Ａ／Ｄ変換器１１４はＡＦＥ１０６の出力信号をデジタル化し、輝度信号処理部１１６はデジタル化された画像信号に対して、自動露光制御として信号レベルを適切なレベルとすべく信号処理を行う。
一方、色信号処理部１１８、ＯＰＤ１２２、ならびにマイクロコンピューター１２０は、Ａ／Ｄ変換器１１４によりデジタル化された画像信号に対して、オートホワイトバランス制御としてのデジタル信号処理を次のように行う。図５はオートホワイトバランス制御のタイミングチャートである。
【００１０】
原色分離回路１２８はＡ／Ｄ変換器１１４の出力信号より、赤、青、緑の３つの原色信号を抽出し、ＷＢ制御回路１３０はこれらの原色信号の内、たとえば赤および青の原色信号に対して、マイクロコンピューター１２０から与えられる係数を乗じて信号レベルを制御する。ＯＰＤ１２２は、緑の原色信号および係数を乗じた赤および青の原色信号をＷＢ制御回路１３０から受け取り、図５に示したように、それぞれ垂直同期信号の各周期ごとに、すなわち各フィールドＴｆｎ−１、Ｔｆｎ、Ｔｆｎ＋１、…ごとに積分して、各フィールドにおける各原色信号の平均レベルを算出する。
【００１１】
マイクロコンピューター１２０は、このＯＰＤ１２２が算出した原色信号の平均レベルを、図５に示したように、垂直同期信号の立ち上がりのタイミングＴｓ１で取り込み、３つの原色信号の平均レベルが同一となるように、つまり平均レベルが均一となるように、赤および青の原色信号に乗じる上記係数をそれぞれ適切に増減し、新しい係数を次の垂直同期信号の立ち上がりのタイミングＴｓ２でＷＢ制御回路１３０に供給する。
【００１２】
したがって、従来の撮像装置１０２では、図５に示したように、１つ前のフィールドＴｆｎ−１で算出された平均レベルにもとづいてフィールドＴｆｎで係数算出１３４が行われ、新しい係数は次のフィールドＴｆｎ＋１の開始のタイミングでＷＢ制御回路１３０に供給されて原色信号のレベルが調整される。
その後、色信号処理部１１８が出力する３つの原色信号および輝度信号処理部１１６が出力する画像信号はＤ／Ａ変換器１２４によってそれぞれアナログ信号に変換され、混合回路１２６により合成されて、ビデオ信号１３６として出力される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の撮像装置１０２では、１回の係数演算ではホワイトバランスは完了せず、複数回の係数更新が必要であって、ホワイトバランスがとれるまでに通常、３フィールド以上の時間を要していた。そして、オートホワイトバランス制御に、このように時間がかかるため、被写体が蛍光灯により照明されているとき、カラーローリングと呼ばれる現象が生じる場合があった。
【００１４】
蛍光灯は電源周波数に応じた周期で点滅するが、蛍光灯の分光特性は各点滅周期内の発光タイミングにより変化しており、蛍光灯の光は常に白色とはなっていない。そのため、固体撮像素子の電子シャッター機能により短い露光時間で撮像した場合、露光のタイミングと、蛍光灯の発光タイミングとの関係によっては、撮像結果は色づいたものとなる。
また、撮像装置１０２がＮＴＳＣ（ＮａｔｉｏｎａｌＴＶＳｔａｎｄａｒｄｓＣｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式に対応しており、被写体が６０Ｈｚの電源で点灯する蛍光灯によって照明されている場合、撮像装置１０２のフィールド周波数５９．５４Ｈｚと蛍光灯の電源周波数６０Ｈｚとはわずかに異なっているため、撮像装置１０２のフィールドと電源との位相関係は比較的長い周期で周期的に変化する。
【００１５】
従来の撮像装置１０２では、上述のようにオートホワイトバランス制御の完了に少なくとも３フィールド分の時間を要するため、ＯＰＤ１２２により平均レベルを求めた原色信号と、ＷＢ制御回路１３０で係数を乗じる原色信号とは、異なる色調の照明光のもとで撮像して得られたものとなり、照明光の色調差が大きい場合にはオートホワイトバランス制御は正しく機能せず、画像は色づいたものとなってしまう。そして、撮像装置１０２のフィールドと電源との位相関係は上述のように変化するので、ビデオ信号１３６により表示したビデオ画像の色調は上記位相関係の変化に応じて周期的に変化することになる。
【００１６】
撮像装置１０２がＰＡＬ（ＰｈａｓｅＡｌｔｅｒｎａｔｉｎｇＬｉｎｅ）方式に対応し、蛍光灯の電源周波数が５０Ｈｚの場合にも、フィールド周波数と蛍光灯の電源周波数とは規格上は一致するものの、両者には誤差が存在するため、上述の場合と同様にカラーローリング現象が発生する。
【００１７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、カラーローリング現象を抑制しつつオートホワイトバランス制御を行うことが可能な撮像装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、タイミングジェネレータから供給される垂直同期信号に同期して撮像画面を表す画像信号を出力するイメージセンサーと、前記画像信号より複数の原色信号を分離する原色分離手段と、前記複数の原色信号のレベルのそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように前記複数の原色信号のレベルを制御するホワイトバランス制御手段とを備えたカラー動画撮影機能を有する撮像装置であって、前記ホワイトバランス制御手段が、前記垂直同期信号の各周期ごとに、前記原色分離手段が分離した前記複数の原色信号のそれぞれの前記平均レベルを取得する原色信号レベル検出手段と、前記原色信号レベル検出手段が取得した前記複数の原色信号の前記平均レベルに係数を乗じる係数乗算手段と、前記係数乗算手段が前記係数を乗じた前記複数の原色信号の前記平均レベルが互いにより均一となるように前記係数を増減する係数増減手段と、前記垂直同期信号の各周期内で前記係数乗算手段および前記係数増減手段を複数回起動する繰り返し制御手段と、前記係数にもとづいて該ホワイトバランス制御手段における前記原色信号のレベル制御量を設定するレベル制御量設定手段とを備え、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、（ａ）前記原色信号レベル検出手段が前記垂直同期信号の各周期ごとに取得した前記原色信号の平均レベルが、当該周期の終了時の前記垂直同期信号に同期して前記係数乗算手段に取り込まれ、（ｂ）その取り込まれた平均レベルに対して、その平均レベルが取得された周期の次の周期内において、前記係数乗算手段及び前記係数増減手段が複数回起動されて係数乗算処理および係数増減処理を施し、もって、（ｃ）前記原色信号の平均レベルが取得された周期の次の周期内において、その取得された平均レベルにもとづいたホワイトバランス制御が完了するようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る撮像装置のホワイトバランス制御方法は、タイミングジェネレータから供給される垂直同期信号に同期して撮像画面を表す画像信号を出力するイメージセンサーと、前記画像信号より複数の原色信号を分離する原色分離手段と、前記複数の原色信号のレベルのそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように前記複数の原色信号のレベルを制御するホワイトバランス制御手段とを備えたカラー動画撮影機能を有する撮像装置のホワイトバランス制御方法であって、前記ホワイトバランス制御手段を、前記垂直同期信号の各周期ごとに、前記原色分離手段が分離した前記複数の原色信号のそれぞれの前記平均レベルを取得する原色信号レベル検出手段と、前記原色信号レベル検出手段が取得した前記複数の原色信号の前記平均レベルに係数を乗じる係数乗算手段と、前記係数乗算手段が前記係数を乗じた前記複数の原色信号の前記平均レベルが互いにより均一となるように前記係数を増減する係数増減手段と、前記垂直同期信号の各周期内で前記係数乗算手段および前記係数増減手段を複数回起動する繰り返し制御手段と、前記係数にもとづいて該ホワイトバランス制御手段における前記原色信号のレベル制御量を設定するレベル制御量設定手段とを備えた構成とし、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、（ａ）前記原色信号レベル検出手段が前記垂直同期信号の各周期ごとに取得した前記原色信号の平均レベルを、当該周期の終了時の前記垂直同期信号に同期して前記係数乗算手段に取り込み、（ｂ）その取り込んだ平均レベルに対して、その平均レベルが取得された周期の次の周期内において、前記係数乗算手段及び前記係数増減手段を複数回起動して係数乗算処理および係数増減処理を施し、もって、（ｃ）前記原色信号の平均レベルを取得した周期の次の周期内において、その取得した平均レベルにもとづいたホワイトバランス制御を完了するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の撮像装置では、ないしは本発明の撮像装置のホワイトバランス制御方法では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、原色信号レベル検出手段は、垂直同期信号の各周期ごとに、原色分離手段が分離した原色信号のそれぞれの平均レベルを取得し、係数乗算手段はこの平均レベルに係数を乗じ、係数増減手段は、係数乗算手段が係数を乗じた複数の原色信号のそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように係数を増減する。係数乗算手段および係数増減手段は垂直同期信号の各周期ごとに繰り返し制御手段によって複数回起動され、その結果、複数の原色信号の平均レベルを良好に均一化する係数が垂直同期信号の各周期ごとに得られる。そして、レベル制御量設定手段は、この係数にもとづいてホワイトバランス制御手段における原色信号のレベル制御量を設定し、ホワイトバランス制御手段は、平均レベルが均一化された原色信号、すなわちホワイトバランス制御が行われた原色信号を出力する。
【００２０】
したがって本発明では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、垂直同期信号の１周期の期間でホワイトバランス制御を完了させることができ、この垂直同期信号がたとえばＮＴＳＣ方式における垂直同期信号である場合、１フィールドの期間でホワイトバランス制御を行うことができる。従来はホワイトバランス制御に３フィールド以上を要していたので、本発明では１／３以下に短縮することになり、よってカラーローリング現象を大幅に抑制することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
図１の（Ａ）は本発明によるカラー動画撮影機能を有する撮像装置の一例を示すブロック図、（Ｂ）は撮像装置を構成するマイクロコンピューターを機能的に示すブロック図である。また、図２は本実施の形態例におけるオートホワイトバランス制御を示すタイミングチャート、図３は図１の撮像装置の動作を示すフローチャートである。図１において、図４と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
【００２２】
図１に示した本実施の形態例の撮像装置２は、特にデジタル信号処理部４を構成するマイクロコンピューター１２０が果たす機能の点で図４の撮像装置と異なっている。すなわち、図１の（Ｂ）に示したように、マイクロコンピューター１２０は機能的には、係数乗算手段６、係数増減手段８、繰り返し制御手段１０、ならびにレベル制御量設定手段１４を含んで構成されている。係数乗算手段６は、ＯＰＤ１２２（本発明に係る原色信号レベル検出手段）が取得した赤および青の原色信号の平均レベルに係数を乗じ、係数増減手段８は、緑の平均レベル、ならびに係数乗算手段６が係数を乗じた赤および青の原色信号の平均レベルがより均一となるように係数を一定量増減する。
【００２３】
繰り返し制御手段１０は、垂直同期信号の各周期、すなわちフィールドごとに係数乗算手段６および係数増減手段８を複数回起動する。レベル制御量設定手段１４は、その結果得られた赤および青の原色信号に関する係数にもとづいてＷＢ制御回路１６による原色信号のレベル制御量を設定する。ＷＢ制御回路１６は、詳しくは一例として乗算器を含んで構成され、また、レベル制御量設定手段１４はＷＢ制御回路１６に本実施の形態例では上記係数（あるいは上記係数に対応する数値）を供給することでＷＢ制御回路１６におけるレベル制御量を設定する。そしてＷＢ制御回路１６は、レベル制御量設定手段１４から供給された上記係数（または上記数値）を乗算器により原色信号に乗じて原色信号の信号レベルを制御する。
【００２４】
次に、このように構成された撮像装置２の動作について、図２、図３をも参照しつつ詳しく説明する。
被写体からの光１３２はレンズ１１０を通じて固体撮像素子１０４に入射し、固体撮像素子１０４（イメージセンサー）の受光面に被写体の像が形成される。固体撮像素子１０４はこの像を電気信号に変換して、各フィールドの画像信号をタイミングジェネレーター１１２から供給される垂直同期信号に同期して出力する。ＡＦＥ１０６は固体撮像素子１０４が出力する画像信号に対して、ＣＤＳを行って画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するとともに、ＡＧＣにより信号レベルを安定化する。
Ａ／Ｄ変換器１１４はＡＦＥ１０６の出力信号をデジタル化し、輝度信号処理部１１６はデジタル化された画像信号に対して、自動露光制御として信号レベルを適切なレベルとすべく信号処理を行う。
【００２５】
一方、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、色信号処理部１１９、ＯＰＤ１２２、ならびにマイクロコンピューター１２０は、Ａ／Ｄ変換器１１４によりデジタル化された画像信号に対して、オートホワイトバランス制御としてのデジタル信号処理を次のように行う。
原色分離回路１２８はＡ／Ｄ変換器１１４の出力信号より、赤、青、緑の３つの原色信号を抽出し、ＷＢ制御回路１６はこれらの原色信号の内、赤および青の原色信号に対して、マイクロコンピューター１２０から与えられる係数を乗じて信号レベルを制御する。ＯＰＤ１２２は、本実施の形態例では、赤、青、緑の原色信号を原色分離回路１２８から受け取り、図２に示したように、それぞれ垂直同期信号の各周期ごとに、すなわち各フィールドＴｆｎ−１、Ｔｆｎ、Ｔｆｎ＋１、…ごとに積分して、各フィールドにおける各原色信号の平均レベルを算出する。
【００２６】
そして、マイクロコンピューター１２０による繰り返し制御手段１０は、係数増減手段８を各フィールドごとに本実施の形態例では一例として３回起動し、係数乗算手段６は２回起動する。
係数増減手段８は、繰り返し制御手段１０により起動されると、ＯＰＤ１２２が上述のように算出した原色信号の平均レベルのデーターを、垂直同期信号の立ち上がりのタイミングＴｓ１（図２）で取り込み（ステップＳ１）、赤、青、緑の平均レベルの比率を調べて、ホワイトバランス制御の引き込み範囲内か否かを判定する（ステップＳ２）。被写体の本来の色がたとえば赤や青などの特定の色の比率が特に高い場合などには、ホワイトバランスを行うべきではないため、係数増減手段８は、引き込み範囲外と判定し（ステップＳ２でＮｏ）、この場合、ホワイトバランス制御は行われない。
【００２７】
一方、赤、青、緑の平均レベルの比率がホワイトバランス制御の引き込み範囲内にある場合には（ステップＳ２でＹｅｓ）、係数増減手段８は赤、緑、青の原色信号の平均レベルの比率Ｒ：Ｇ：Ｂが１：１：１であるか否かを調べる（ステップＳ３）。そして、原色信号の平均レベルの比率が１：１：１でない場合には（ステップＳ３でＮｏ）、係数増減手段８は赤の原色信号の平均レベルが緑の原色信号の平均レベルより大きいか否かを調べ（ステップＳ４）、赤の平均レベルが緑の平均レベルより大きい場合には（ステップＳ４でＹｅｓ）赤の原色信号に対する係数の値を一定量だけ減少させ（ステップＳ５）、逆に赤の平均レベルが緑の平均レベル以下の場合には（ステップＳ４でＮｏ）赤の原色信号に対する係数の値を一定量だけ増加させる（ステップＳ６）。
【００２８】
さらに、係数増減手段８は青の原色信号の平均レベルが緑の原色信号の平均レベルより大きいか否かを調べ（ステップＳ７）、青の平均レベルが緑の平均レベルより大きい場合には（ステップＳ７でＹｅｓ）青の原色信号に対する係数の値を一定量だけ減少させ（ステップＳ８）、逆に青の平均レベルが緑の平均レベル以下の場合には（ステップＳ７でＮｏ）赤の原色信号に対する係数の値を一定量だけ増加させる（ステップＳ９）。なお、ステップＳ１〜Ｓ９の処理は図２では係数算出処理１８として示されている。
【００２９】
そして、係数乗算手段６は、係数増減手段８よりこれら赤および青の原色信号に対する係数を受け取り、ＯＰＤ１２２が取得した赤および青の原色信号の平均レベルにこれらの係数をそれぞれ乗じる（ステップＳ１０）。この処理は図２では乗算器の記号２０により表されている。
その後、係数増減手段８は、繰り返し制御手段１０により再度起動されて、係数乗算手段６から、係数を乗じた後の赤および青の原色信号の平均レベルを受け取り、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返し、つづいて係数乗算手段６は繰り返し制御手段１０により起動されてステップＳ１０を行う。
【００３０】
さらに、係数増減手段８は、繰り返し制御手段１０により起動されて、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返し、そしてレベル制御量設定手段１４は、係数増減手段８が算出した赤および青の原色信号に関する係数を、次のフィールドの先頭、すなわち垂直同期信号の次の立ち上がりのタイミングＴｓ２でＷＢ制御回路１６に出力する。ＷＢ制御回路１６は赤および青の原色信号に対する係数をレベル制御量設定手段１４から受け取り、各係数にもとづき、次のフィールドにおいて原色分離回路１２８から供給される赤および青の原色信号の信号レベルを制御し、結果を緑の原色信号とともにＤ／Ａ変換器１２４に出力する。
【００３１】
このように、本実施の形態例の撮像装置２では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、１フィールド（Ｔｆ）の期間内に実質的に３回のホワイトバランス処理が行われ、したがって、１フィールドの期間でホワイトバランス制御を完了させることができる。従来はホワイトバランス制御に３フィールド以上の時間を要していたので、本実施の形態例では１／３以下に短縮することになり、よってカラーローリング現象を大幅に抑制することが可能となる。
【００３２】
なお、本実施の形態例では、係数増減手段８は赤および青の原色信号に対する係数を増減するとしたが、赤および緑など他の色の原色信号に対する係数を増減する構成としてもよく、さらに、ＷＢ制御回路１６において赤、青、緑の原色信号に係数を乗じるようにして、係数増減手段８が赤、青、緑のすべての原色信号に対する係数を増減する構成とすることも可能である。
また、本実施の形態例では、係数増減手段８が１フィールドの期間に３回係数を算出するとしたが、この回数を２回、あるいは４回以上とすることも無論可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の撮像装置では、ないしは本発明の撮像装置のホワイトバランス制御方法では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、原色信号レベル検出手段は、垂直同期信号の各周期ごとに、原色分離手段が分離した原色信号のそれぞれの平均レベルを取得し、係数乗算手段はこの平均レベルに係数を乗じ、係数増減手段は、係数乗算手段が係数を乗じた複数の原色信号のそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように係数を増減する。係数乗算手段および係数増減手段は垂直同期信号の各周期ごとに繰り返し制御手段によって複数回起動され、その結果、原色信号の平均レベルを良好に均一化する係数が垂直同期信号の各周期ごとに得られる。そして、レベル制御量設定手段は、この係数にもとづいてホワイトバランス制御手段における原色信号のレベル制御量を設定し、ホワイトバランス制御手段は、平均レベルが均一化された原色信号、すなわちホワイトバランス制御が行われた原色信号を出力する。
【００３４】
したがって本発明では、ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、垂直同期信号の１周期の期間でホワイトバランス制御を完了させることができ、この垂直同期信号がたとえばＮＴＳＣ方式における垂直同期信号である場合、１フィールドの期間でホワイトバランス制御を行うことができる。従来はホワイトバランス制御に３フィールド以上を要していたので、本発明では１／３以下に短縮することになり、よってカラーローリング現象を大幅に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明によるカラー動画撮影機能を有する撮像装置の一例を示すブロック図、（Ｂ）は撮像装置を構成するマイクロコンピューターを機能的に示すブロック図である。
【図２】本実施の形態例におけるオートホワイトバランス制御を示すタイミングチャートである。
【図３】図１の撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の撮像装置の一例を示すブロック図である。
【図５】従来のオートホワイトバランス制御を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
２……撮像装置、４……デジタル信号処理部、６……係数乗算手段、８……係数増減手段、１０……繰り返し制御手段、１４……レベル制御量設定手段、１６……ＷＢ制御回路、１０４……固体撮像素子、１０６……ＡＦＥ、１１０……レンズ、１１２……タイミングジェネレーター、１１４……Ａ／Ｄ変換器、１１６……輝度信号処理部、１１９……色信号処理部、１２０……マイクロコンピューター、１２２……オプティカルディテクター（ＯＰＤ）、１２４……Ｄ／Ａ変換器、１２６……混合回路（ＹＣＭＩＸ）、１２８……原色分離回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present inventionHas color video shooting functionEspecially for imaging devicesTakeThe present invention relates to auto white balance control in an imaging apparatus.
[0002]
[Prior art]
  Figure 4 shows the conventionalHas color video shooting functionIt is a block diagram which shows an example of an imaging device.
  The imaging apparatus 102 illustrated in FIG. 4 includes a solid-state imaging device 104, an AFE 106, and a digital signal processing unit 108. The solid-state imaging device 104 has, for example, a CCD structure, detects light from a subject through a lens 110 by a photosensor arranged in a matrix on a semiconductor substrate, generates a signal charge, and the signal charge is converted into a vertical charge transfer register, The image signal of the subject is output after being transferred by the horizontal charge transfer register. Each of the above optical sensors is equipped with red, blue and green primary color filters or complementary color filters such as Mg, Cy and Ye, and color photography is possible by detecting red, blue and green light separately. It has become.
[0003]
  The solid-state image sensor 104 operates based on a clock signal, a vertical synchronization signal, and a horizontal synchronization signal supplied from the timing generator 112 (TG). For example, an image signal for one frame is converted into an even field and an odd number by an interlace method. Output separately to fields.
  An AFE 106 (Analog Front End Processor) includes a CDS circuit and an AGC circuit, and performs CDS (Correlation Double Sampling) on the image signal from the solid-state imaging device 104 to remove fixed pattern noise included in the image signal and AGC. The signal level is stabilized by (automatic gain control).
[0004]
  The digital signal processing unit 108 is a circuit for performing automatic exposure control and auto white balance adjustment on the output signal of the AFE 106, and includes an A / D converter 114, a luminance signal processing unit 116, a color signal processing unit 118, The microcomputer 120 includes an optical detector 122 (OPD 122), a D / A converter 124, and a mixing circuit 126 (YCMIX 126).
[0005]
  The A / D converter 114 digitizes the output signal of the AFE 106, and the luminance signal processing unit 116 performs signal processing on the digitized image signal so as to set the signal level to an appropriate level as automatic exposure control. .
  The color signal processing unit 118 includes a primary color separation circuit 128 and a WB control circuit 130 (white balance control circuit). The primary color separation circuit 128 has three primary colors of red, blue, and green based on the output signal of the A / D converter 114. The signals are separated and extracted, and the WB control circuit 130 multiplies these primary color signals by a coefficient given from the microcomputer 120 to control the signal level.
[0006]
  The OPD 122 integrates the primary color signal multiplied by the coefficient by the WB control circuit 130 for each period of the vertical synchronization signal, that is, for each field, thereby averaging the average signal level (average of each primary color signal in each field). Level).
  The microcomputer 120 includes a CPU, a ROM, and a RAM. The CPU performs various functions by appropriately operating the RAM based on program data stored in the ROM. With regard to the auto white balance control in particular, the above coefficients are generated based on the average level of the primary color signals calculated by the OPD 122 and supplied to the WB control circuit 130 in order to equalize the levels of these primary color signals.
[0007]
  The D / A converter 124 converts the luminance signal output from the luminance signal processing unit 116 and the primary color signal output from the color signal processing unit 118 into analog signals, respectively, and the mixing circuit 126 outputs the luminance signal of these analog signals and the three signals. The primary color signals are combined and a video signal 136 is output.
  The timing generator 112 supplies a clock and a synchronization signal to each unit together with the solid-state image sensor 104 based on the control of the microcomputer 120.
[0008]
  Next, the operation of the imaging apparatus 102 configured as described above will be described.
  Light 132 from the subject enters the solid-state image sensor 104 through the lens 110, and an image of the subject is formed on the light receiving surface of the solid-state image sensor 104. The solid-state image sensor 104 converts this image into an electrical signal, and outputs the image signal of each field in synchronization with the vertical synchronization signal supplied from the timing generator 112. The AFE 106 performs CDS on the image signal output from the solid-state imaging device 104 to remove fixed pattern noise included in the image signal, and stabilizes the signal level by AGC.
[0009]
  The A / D converter 114 digitizes the output signal of the AFE 106, and the luminance signal processing unit 116 performs signal processing on the digitized image signal so as to set the signal level to an appropriate level as automatic exposure control.
  On the other hand, the color signal processing unit 118, the OPD 122, and the microcomputer 120 perform digital signal processing as auto white balance control on the image signal digitized by the A / D converter 114 as follows. FIG. 5 is a timing chart of auto white balance control.
[0010]
  The primary color separation circuit 128 extracts three primary color signals of red, blue, and green from the output signal of the A / D converter 114, and the WB control circuit 130 converts, for example, the primary color signals of red and blue among these primary color signals. On the other hand, the signal level is controlled by multiplying by a coefficient given from the microcomputer 120. The OPD 122 receives the green primary color signal and the red and blue primary color signals multiplied by the coefficients from the WB control circuit 130, and as shown in FIG. 5, for each period of the vertical synchronizing signal, that is, each field Tfn−1. , Tfn, Tfn + 1,... Are integrated to calculate the average level of each primary color signal in each field.
[0011]
  As shown in FIG. 5, the microcomputer 120 takes in the average level of the primary color signal calculated by the OPD 122 at the rising timing Ts1 of the vertical synchronization signal so that the average levels of the three primary color signals are the same. In other words, the coefficients multiplied by the red and blue primary color signals are appropriately increased or decreased so that the average level is uniform, and a new coefficient is supplied to the WB control circuit 130 at the rising timing Ts2 of the next vertical synchronizing signal.
[0012]
  Therefore, in the conventional imaging apparatus 102, as shown in FIG. 5, the coefficient calculation 134 is performed in the field Tfn based on the average level calculated in the previous field Tfn-1, and the new coefficient is the next field. It is supplied to the WB control circuit 130 at the start timing of Tfn + 1 to adjust the level of the primary color signal.
  Thereafter, the three primary color signals output from the color signal processing unit 118 and the image signal output from the luminance signal processing unit 116 are converted into analog signals by the D / A converter 124, synthesized by the mixing circuit 126, and then the video signal. 136 is output.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in such a conventional imaging apparatus 102, white balance is not completed by one coefficient calculation, and coefficient update is required a plurality of times. Usually, it takes three or more fields before white balance is achieved. It was necessary. Since auto white balance control takes such a long time, a phenomenon called color rolling may occur when the subject is illuminated by a fluorescent lamp.
[0014]
  The fluorescent lamp blinks in a cycle corresponding to the power supply frequency, but the spectral characteristics of the fluorescent lamp change depending on the light emission timing within each blinking cycle, and the light of the fluorescent lamp is not always white. Therefore, when imaging is performed with a short exposure time by the electronic shutter function of the solid-state imaging device, the imaging result is colored depending on the relationship between the exposure timing and the light emission timing of the fluorescent lamp.
  In addition, when the imaging apparatus 102 is compatible with the NTSC (National TV Standards Committee) system and the subject is illuminated by a fluorescent lamp that is lit by a power source of 60 Hz, the field frequency of the imaging apparatus 102 is 59.54 Hz. Since the power supply frequency is slightly different from 60 Hz, the phase relationship between the field of the imaging apparatus 102 and the power supply changes periodically with a relatively long period.
[0015]
  Since the conventional imaging apparatus 102 requires at least three fields to complete auto white balance control as described above, the primary color signal obtained by calculating the average level by the OPD 122 and the primary color signal multiplied by the coefficient by the WB control circuit 130 Is obtained by imaging under illumination light of different color tone, and when the color tone difference of illumination light is large, auto white balance control does not function correctly and the image becomes colored. Since the phase relationship between the field of the imaging device 102 and the power supply changes as described above, the color tone of the video image displayed by the video signal 136 changes periodically according to the change in the phase relationship.
[0016]
  Even when the imaging device 102 is compatible with the PAL (Phase Alternating Line) method and the power supply frequency of the fluorescent lamp is 50 Hz, the field frequency and the power supply frequency of the fluorescent lamp match in the standard, but there is an error in both. Therefore, the color rolling phenomenon occurs as in the case described above.
[0017]
  The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an imaging apparatus capable of performing auto white balance control while suppressing a color rolling phenomenon.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  UpTo achieve the purpose,An image pickup apparatus according to the present invention has an image pickup screen in synchronization with a vertical synchronization signal supplied from a timing generator.An image sensor that outputs an image signal representing the primary color separation means that separates a plurality of primary color signals from the image signal, andpluralPrimary signal levelEach ofAverage level ofMore than each otherTo be uniformBeforeRecordpluralControl the primary color signal levelA color video shooting function with a white balance control meansAn imaging device,The white balance control means isAboveverticalThe primary color separation means separated for each period of the synchronization signalpluralPrimary color signal level detection means for acquiring the average level of each primary color signal, and the primary color signal level detection means acquired by the primary color signal level detection meanspluralMultiply the average level of the primary color signal by a factorCoefficient multiplicationMeans and saidCoefficient multiplicationSaid means multiplied by said factorpluralThe average level of the primary color signal isEach otherCoefficient to increase or decrease the coefficient to be more uniformIncrease or decreaseMeans and saidverticalWithin each period of the synchronization signalCoefficient multiplicationMeans and said coefficientsIncrease or decreaseRepetitive control means for activating the means multiple times, and based on the coefficientWhite balanceLevel control amount setting means for setting a level control amount of the primary color signal in the control means.When performing color moving image shooting while continuously executing white balance control, (a) the average level of the primary color signal acquired by the primary color signal level detection means for each period of the vertical synchronization signal is (B) the coefficient multiplication unit within the next cycle of the period in which the average level is acquired with respect to the acquired average level. And the coefficient increasing / decreasing means are activated a plurality of times to perform a coefficient multiplication process and a coefficient increasing / decreasing process, and (c) the acquired average in the period following the period in which the average level of the primary color signal is acquired Completed white balance control based on levelIt is characterized by that.
  In addition, the white balance control method of the imaging apparatus according to the present invention includes an image sensor that outputs an image signal representing an imaging screen in synchronization with a vertical synchronization signal supplied from a timing generator, and a plurality of primary color signals from the image signal. A color moving image photographing function comprising primary color separating means for separating and white balance control means for controlling the levels of the plurality of primary color signals so that the average levels of the levels of the plurality of primary color signals are more uniform with each other; A white balance control method for an image pickup apparatus, wherein the white balance control means obtains the average level of each of the plurality of primary color signals separated by the primary color separation means for each period of the vertical synchronization signal. A primary color signal level detection unit and a front of the plurality of primary color signals acquired by the primary color signal level detection unit; Coefficient multiplying means for multiplying an average level by a coefficient; coefficient increasing / decreasing means for increasing / decreasing the coefficient so that the average levels of the plurality of primary color signals obtained by multiplying the coefficient by the coefficient multiplying means are more uniform to each other; Repeat control means for starting the coefficient multiplication means and coefficient increase / decrease means a plurality of times within each period of the synchronization signal, and a level control amount for setting the level control amount of the primary color signal in the white balance control means based on the coefficients And (a) the primary color signal acquired by the primary color signal level detection means for each period of the vertical synchronization signal when performing color moving image shooting while continuously executing white balance control. The average level is taken into the coefficient multiplication means in synchronization with the vertical synchronizing signal at the end of the period, and (b) With respect to the average level, the coefficient multiplication means and the coefficient increase / decrease means are activated a plurality of times within the period following the period in which the average level is acquired, and the coefficient multiplication process and the coefficient increase / decrease process are performed. ) The white balance control based on the acquired average level is completed within a period following the period in which the average level of the primary color signals is acquired.
[0019]
  In the imaging device of the present invention,Or in the white balance control method of the imaging device of the present invention, when performing color moving image shooting while continuously executing the white balance control,The primary color signal level detecting means isverticalFor each period of the synchronization signal, obtain the average level of each primary color signal separated by the primary color separation means,Coefficient multiplicationThe means multiplies this average level by a factorIncrease or decreaseMeansCoefficient multiplicationMeans multiplied by factorpluralPrimary color signaleachAverage level isEach otherIncrease or decrease the coefficient to be more uniform.Coefficient multiplicationMeans and factorsIncrease or decreaseMeansverticalIt is activated several times by the control means repeatedly for each period of the synchronization signal,pluralA coefficient that makes the average level of the primary color signal uniformverticalObtained for each period of the synchronization signal. And the level control amount setting means is based on this coefficient.White balanceControl meansOkeSet the primary color signal level control amount,White balanceThe control means outputs a primary color signal whose average level is uniform, that is, a primary color signal subjected to white balance control.
[0020]
  Therefore, in the present invention,When performing color video shooting while continuously executing white balance control,The white balance control can be completed in one period of the synchronization signal,This verticalThe synchronizing signal is, for example, a vertical synchronizing signal in the NTSC systemIsIn this case, white balance control can be performed in a period of one field. Conventionally, white balance control requires 3 fields or more, and in the present invention, it is shortened to 1/3 or less, so that the color rolling phenomenon can be greatly suppressed.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
  FIG. 1A is according to the present invention.Has color video shooting functionFIG. 2B is a block diagram illustrating an example of an imaging apparatus, and FIG. 3B is a block diagram functionally illustrating a microcomputer that configures the imaging apparatus. FIG. 2 is a timing chart showing the auto white balance control in the present embodiment, and FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus of FIG. In FIG. 1, the same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted here.
[0022]
  The imaging apparatus 2 of the present embodiment shown in FIG. 1 is different from the imaging apparatus of FIG. 4 particularly in terms of functions performed by the microcomputer 120 that constitutes the digital signal processing unit 4. That is, as shown in FIG. 1B, the microcomputer 120 is functionallyCoefficient multiplicationMean 6, coefficientIncrease or decreaseMeans 8, repeat control means 10, and level control amount setting means 14 are included.Coefficient multiplicationThe means 6 multiplies the average level of the red and blue primary color signals acquired by the OPD 122 (primary color signal level detection means according to the present invention) by a coefficient,Increase or decreaseMeans 8 includes an average level of green, andCoefficient multiplicationThe means 6 increases or decreases the coefficient by a certain amount so that the average level of the primary color signals of red and blue multiplied by the coefficient becomes more uniform.
[0023]
  The repetitive control means 10 is used for each period of the vertical synchronizing signal, that is, for each field.Coefficient multiplicationMean 6 and coefficientIncrease or decreaseThe means 8 is activated a plurality of times. The level control amount setting means 14 determines the WB control circuit 1 based on the coefficients related to the red and blue primary color signals obtained as a result.6The level control amount of the primary color signal is set. Specifically, the WB control circuit 16 includes a multiplier as an example, and the level control amount setting means 14 supplies the coefficient (or a numerical value corresponding to the coefficient) to the WB control circuit 16 in the present embodiment. By supplying, the level control amount in the WB control circuit 16 is set. The WB control circuit 16 controls the signal level of the primary color signal by multiplying the primary color signal by the multiplier (or the numerical value) supplied from the level control amount setting means 14 by the multiplier.
[0024]
  Next, the operation of the imaging apparatus 2 configured as described above will be described in detail with reference to FIGS.
  Light 132 from the subject enters the solid-state image sensor 104 through the lens 110, and an image of the subject is formed on the light receiving surface of the solid-state image sensor 104 (image sensor). The solid-state image sensor 104 converts this image into an electrical signal, and outputs the image signal of each field in synchronization with the vertical synchronization signal supplied from the timing generator 112. The AFE 106 performs CDS on the image signal output from the solid-state imaging device 104 to remove fixed pattern noise included in the image signal, and stabilizes the signal level by AGC.
  The A / D converter 114 digitizes the output signal of the AFE 106, and the luminance signal processing unit 116 performs signal processing on the digitized image signal so as to set the signal level to an appropriate level as automatic exposure control.
[0025]
  on the other hand,When performing color video shooting while continuously executing white balance control,The color signal processing unit 119, the OPD 122, and the microcomputer 120 perform digital signal processing as auto white balance control on the image signal digitized by the A / D converter 114 as follows.
  The primary color separation circuit 128 extracts the three primary color signals of red, blue, and green from the output signal of the A / D converter 114, and the WB control circuit 16 outputs the primary color signal of red and blue among these primary color signals. Then, the signal level is controlled by multiplying the coefficient given from the microcomputer 120. In the present embodiment, the OPD 122 receives the primary color signals of red, blue, and green from the primary color separation circuit 128 and, as shown in FIG. 2, for each period of the vertical synchronization signal, that is, each field Tfn−1. , Tfn, Tfn + 1,... Are integrated to calculate the average level of each primary color signal in each field.
[0026]
  And the repetition control means 10 by the microcomputer 120 is a coefficientIncrease or decreaseThe means 8 is activated three times for each field as an example in this embodiment,Coefficient multiplicationMeans 6 is activated twice.
  coefficientIncrease or decreaseWhen the means 8 is activated by the repetitive control means 10, the data of the average level of the primary color signal calculated by the OPD 122 as described above is fetched at the rising timing Ts1 (FIG. 2) of the vertical synchronization signal (step S1). The ratio of the average levels of red, blue, and green is checked to determine whether or not the white balance control is within the pull-in range (step S2). The white balance should not be performed when the subject's original color is a particularly high proportion of a specific color, such as red or blue.Increase or decreaseThe means 8 determines that it is outside the pull-in range (No in step S2), and in this case, white balance control is not performed.
[0027]
  On the other hand, if the ratio of the average levels of red, blue, and green is within the pull-in range of white balance control (Yes in step S2), the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 checks whether or not the ratio R: G: B of the average levels of the primary color signals of red, green and blue is 1: 1: 1 (step S3). If the ratio of the average levels of the primary color signals is not 1: 1: 1 (No in step S3), the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 checks whether or not the average level of the red primary color signal is greater than the average level of the green primary color signal (step S4). If the average level of red is greater than the average level of green (Yes in step S4). The coefficient value for the red primary color signal is decreased by a certain amount (step S5). Conversely, when the red average level is equal to or lower than the green average level (No in step S4), the coefficient value for the red primary color signal is changed. Increase by a certain amount (step S6).
[0028]
  In addition, the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 checks whether or not the average level of the blue primary color signal is greater than the average level of the green primary color signal (step S7). If the blue average level is greater than the green average level (Yes in step S7). The coefficient value for the blue primary color signal is decreased by a certain amount (step S8). Conversely, when the blue average level is equal to or lower than the green average level (No in step S7), the coefficient value for the red primary color signal is changed. Increase by a certain amount (step S9). In addition, the process of step S1-S9 is shown as the coefficient calculation process 18 in FIG.
[0029]
  AndCoefficient multiplicationMean 6 is a coefficientIncrease or decreaseCoefficients for the red and blue primary color signals are received from the means 8, and the average levels of the red and blue primary color signals acquired by the OPD 122 are multiplied by these coefficients, respectively (step S10). This process is represented by the multiplier symbol 20 in FIG.
  Then coefficientIncrease or decreaseThe means 8 is activated again by the repeat control means 10 andCoefficient multiplicationThe average level of the red and blue primary color signals after multiplying by the coefficient is received from the means 6, and the processing of steps S2 to S9 is repeated.Coefficient multiplicationThe means 6 is activated by the repetitive control means 10 and performs step S10.
[0030]
  In addition, the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 is activated by the repetition control means 10 and repeats the processing of steps S2 to S9. The level control amount setting means 14Increase or decreaseThe coefficient related to the red and blue primary color signals calculated by the means 8 is output to the WB control circuit 16 at the beginning of the next field, that is, at the next rising timing Ts2 of the vertical synchronizing signal. The WB control circuit 16 receives the coefficients for the red and blue primary color signals from the level control amount setting means 14, and based on each coefficient, determines the signal levels of the red and blue primary color signals supplied from the primary color separation circuit 128 in the next field. The result is output to the D / A converter 124 together with the green primary color signal.
[0031]
  As described above, in the imaging device 2 of the present embodiment,When performing color video shooting while continuously executing white balance control,The white balance process is performed substantially three times within the period of one field (Tf). Therefore, the white balance control can be completed within the period of one field. Conventionally, since the white balance control has required time of three fields or more, in this embodiment, the time is reduced to 1/3 or less, and thus the color rolling phenomenon can be greatly suppressed.
[0032]
  In this embodiment, the coefficientIncrease or decreaseThe means 8 increases or decreases the coefficients for the primary color signals of red and blue, but may be configured to increase or decrease the coefficients for the primary color signals of other colors such as red and green. Multiply the primary color signal by a coefficient,Increase or decreaseMeans 8 calculates coefficients for all primary color signals of red, blue and green.Increase or decreaseIt is also possible to adopt a configuration.
  In this embodiment, the coefficientIncrease or decreaseAlthough the means 8 calculates the coefficient three times during one field period, it is of course possible to set the number of times twice or four times or more.
[0033]
【The invention's effect】
  As described above, in the imaging apparatus of the present invention,Or in the white balance control method of the imaging device of the present invention, when performing color moving image shooting while continuously executing the white balance control,The primary color signal level detecting means isverticalFor each period of the synchronization signal, obtain the average level of each primary color signal separated by the primary color separation means,Coefficient multiplicationThe means multiplies this average level by a factorIncrease or decreaseMeansCoefficient multiplicationMeans multiplied by factorpluralPrimary color signaleachAverage level isEach otherIncrease or decrease the coefficient to be more uniform.Coefficient multiplicationMeans and factorsIncrease or decreaseMeansverticalIt is activated multiple times by the repetitive control means for each period of the synchronization signal, and as a result, a coefficient that satisfactorily equalizes the average level of the primary color signal is obtained.verticalObtained for each period of the synchronization signal. And the level control amount setting means is based on this coefficient.White balanceControl meansOkeSet the primary color signal level control amount,White balanceThe control means outputs a primary color signal whose average level is uniform, that is, a primary color signal subjected to white balance control.
[0034]
  Therefore, in the present invention,When performing color video shooting while continuously executing white balance control,The white balance control can be completed in one period of the synchronization signal,This verticalThe synchronizing signal is, for example, a vertical synchronizing signal in the NTSC systemIsIn this case, white balance control can be performed in a period of one field. Conventionally, white balance control requires 3 fields or more, and in the present invention, it is shortened to 1/3 or less, so that the color rolling phenomenon can be greatly suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (A) is in accordance with the present invention.Has color video shooting functionFIG. 2B is a block diagram illustrating an example of an imaging apparatus, and FIG. 3B is a block diagram functionally illustrating a microcomputer that configures the imaging apparatus.
FIG. 2 is a timing chart showing auto white balance control in the present embodiment.
3 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus of FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a conventional imaging apparatus.
FIG. 5 is a timing chart showing conventional auto white balance control.
[Explanation of symbols]
  2 ... Imaging device, 4 ... Digital signal processor, 6 ...Coefficient multiplicationMeans, 8 ... coefficientIncrease or decreaseMeans, 10 ... Repeat control means, 14 ... Level control amount setting means, 16 ... WB control circuit, 104 ... Solid-state image sensor, 106 ... AFE, 110 ... Lens, 112 ... Timing generator, 114 ... ... A / D converter, 116 ... Luminance signal processor, 119 ... Color signal processor, 120 ... Microcomputer, 122 ... Optical detector (OPD), 124 ... D / A converter, 126 ... Mixing circuit (YCMIX), 128... Primary color separation circuit.

Claims

タイミングジェネレータから供給される垂直同期信号に同期して撮像画面を表す画像信号を出力するイメージセンサーと、前記画像信号より複数の原色信号を分離する原色分離手段と、前記複数の原色信号のレベルのそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように前記複数の原色信号のレベルを制御するホワイトバランス制御手段とを備えたカラー動画撮影機能を有する撮像装置であって、
前記ホワイトバランス制御手段が、
前記垂直同期信号の各周期ごとに、前記原色分離手段が分離した前記複数の原色信号のそれぞれの前記平均レベルを取得する原色信号レベル検出手段と、
前記原色信号レベル検出手段が取得した前記複数の原色信号の前記平均レベルに係数を乗じる係数乗算手段と、
前記係数乗算手段が前記係数を乗じた前記複数の原色信号の前記平均レベルが互いにより均一となるように前記係数を増減する係数増減手段と、
前記垂直同期信号の各周期内で前記係数乗算手段および前記係数増減手段を複数回起動する繰り返し制御手段と、
前記係数にもとづいて該ホワイトバランス制御手段における前記原色信号のレベル制御量を設定するレベル制御量設定手段とを備え、
ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、（ａ）前記原色信号レベル検出手段が前記垂直同期信号の各周期ごとに取得した前記原色信号の平均レベルが、当該周期の終了時の前記垂直同期信号に同期して前記係数乗算手段に取り込まれ、（ｂ）その取り込まれた平均レベルに対して、その平均レベルが取得された周期の次の周期内において、前記係数乗算手段及び前記係数増減手段が複数回起動されて係数乗算処理および係数増減処理を施し、もって、（ｃ）前記原色信号の平均レベルが取得された周期の次の周期内において、その取得された平均レベルにもとづいたホワイトバランス制御が完了するようにした、
ことを特徴とする撮像装置。An image sensor that outputs an image signal representing an imaging screen in synchronization with a vertical synchronization signal supplied from a timing generator , primary color separation means that separates a plurality of primary color signals from the image signal, and a level of the plurality of primary color signals an imaging apparatus having a color video shooting function and a white balance control means for each of the average level to control the level of uniform and so as to pre-Symbol plurality of primary color signals from each other,
The white balance control means is
Primary color signal level detection means for acquiring the average level of each of the plurality of primary color signals separated by the primary color separation means for each period of the vertical synchronization signal;
Coefficient multiplication means for multiplying the average level of the plurality of primary color signals acquired by the primary color signal level detection means by a coefficient;
A coefficient adjusting unit that said coefficient multiplying means for increasing or decreasing the coefficient the like mean level becomes more uniform with each other of said plurality of primary color signals multiplied by the coefficient,
Repetitive control means for activating the coefficient multiplying means and the coefficient increasing / decreasing means a plurality of times within each period of the vertical synchronization signal;
Level control amount setting means for setting a level control amount of the primary color signal in the white balance control means based on the coefficient ,
When performing color moving image shooting while continuously executing white balance control, (a) the average level of the primary color signal acquired by the primary color signal level detection means for each period of the vertical synchronization signal is the end of the period. (B) the coefficient multiplication means within the next cycle of the period in which the average level is acquired with respect to the acquired average level. And the coefficient increasing / decreasing means is activated a plurality of times to perform coefficient multiplication processing and coefficient increasing / decreasing processing, so that (c) the acquired average level within the period following the period in which the average level of the primary color signal is acquired The white balance control based on
An imaging apparatus characterized by that.

前記原色信号レベル検出手段は前記平均レベルとして各撮像画面ごとの前記原色信号の積分値を算出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the primary color signal level detecting means calculates an integrated value of the primary color signals for each imaging screen as the average level.

前記原色分離手段は前記イメージセンサーの出力信号より赤、青、緑の各原色信号を分離することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the primary color separation unit separates primary color signals of red, blue, and green from an output signal of the image sensor.

前記係数乗算手段は少なくとも２つの前記原色信号の前記平均レベルに前記係数を乗じることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the coefficient multiplying unit multiplies the coefficient by the average level of at least two of the primary color signals.

前記イメージセンサーはインターレース方式で前記画像信号を出力し、前記垂直同期信号は各フィールドの画像信号を出力させる同期信号であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the image sensor outputs the image signal in an interlaced manner, and the vertical synchronization signal is a synchronization signal for outputting an image signal of each field.

前記垂直同期信号はＮＴＳＣ方式またはＰＡＬ方式における垂直同期信号であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。The vertical synchronizing signal capturing apparatus according to claim 1, characterized in that the vertical synchronizing signal in the NTSC or PAL.

タイミングジェネレータから供給される垂直同期信号に同期して撮像画面を表す画像信号を出力するイメージセンサーと、前記画像信号より複数の原色信号を分離する原色分離手段と、前記複数の原色信号のレベルのそれぞれの平均レベルが互いにより均一となるように前記複数の原色信号のレベルを制御するホワイトバランス制御手段とを備えたカラー動画撮影機能を有する撮像装置のホワイトバランス制御方法であって、An image sensor that outputs an image signal representing an imaging screen in synchronization with a vertical synchronization signal supplied from a timing generator, primary color separation means that separates a plurality of primary color signals from the image signal, and a level of the plurality of primary color signals A white balance control method for an image pickup apparatus having a color moving image shooting function, comprising a white balance control means for controlling the levels of the plurality of primary color signals so that the respective average levels are more uniform with each other,
前記ホワイトバランス制御手段を、The white balance control means;
前記垂直同期信号の各周期ごとに、前記原色分離手段が分離した前記複数の原色信号のそれぞれの前記平均レベルを取得する原色信号レベル検出手段と、Primary color signal level detection means for acquiring the average level of each of the plurality of primary color signals separated by the primary color separation means for each period of the vertical synchronization signal;
前記原色信号レベル検出手段が取得した前記複数の原色信号の前記平均レベルに係数を乗じる係数乗算手段と、Coefficient multiplication means for multiplying the average level of the plurality of primary color signals acquired by the primary color signal level detection means by a coefficient;
前記係数乗算手段が前記係数を乗じた前記複数の原色信号の前記平均レベルが互いによThe average levels of the plurality of primary color signals multiplied by the coefficient by the coefficient multiplier are mutually different. り均一となるように前記係数を増減する係数増減手段と、Coefficient increasing / decreasing means for increasing / decreasing the coefficient to be more uniform,
前記垂直同期信号の各周期内で前記係数乗算手段および前記係数増減手段を複数回起動する繰り返し制御手段と、Repetitive control means for activating the coefficient multiplying means and the coefficient increasing / decreasing means a plurality of times within each period of the vertical synchronization signal;
前記係数にもとづいて該ホワイトバランス制御手段における前記原色信号のレベル制御量を設定するレベル制御量設定手段とを備えた構成とし、A level control amount setting means for setting a level control amount of the primary color signal in the white balance control means based on the coefficient;
ホワイトバランス制御を連続的に実行しつつカラー動画撮影を行うに際して、（ａ）前記原色信号レベル検出手段が前記垂直同期信号の各周期ごとに取得した前記原色信号の平均レベルを、当該周期の終了時の前記垂直同期信号に同期して前記係数乗算手段に取り込み、（ｂ）その取り込んだ平均レベルに対して、その平均レベルが取得された周期の次の周期内において、前記係数乗算手段及び前記係数増減手段を複数回起動して係数乗算処理および係数増減処理を施し、もって、（ｃ）前記原色信号の平均レベルを取得した周期の次の周期内において、その取得した平均レベルにもとづいたホワイトバランス制御を完了するようにした、When performing color moving image shooting while continuously executing white balance control, (a) the average level of the primary color signal acquired by the primary color signal level detection means for each cycle of the vertical synchronization signal is set to the end of the cycle. (B) the coefficient multiplication means and the coefficient multiplication means and the coefficient multiplication means in the period next to the period in which the average level is acquired with respect to the fetched average level. The coefficient increasing / decreasing means is activated a plurality of times to perform coefficient multiplication processing and coefficient increasing / decreasing processing, so that (c) white based on the acquired average level within the period after the average level of the primary color signal is acquired Completed the balance control,
ことを特徴とする撮像装置のホワイトバランス制御方法。A white balance control method for an image pickup apparatus.