JP2006287412A - 黒バランス調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子の出力映像信号はノイズを受けやすく、ＯＢ部のデータにばらつきが生じる。そのため黒レベルの応答性が悪くなり明暗のなめらかさを欠いた出力映像信号になる。
【解決手段】撮像素子から得た各フィールド周期でばらつきのあるＯＢデータを、ＯＢデータメモリ手段２０１で記憶し、ＯＢデータメモリ手段２０１で記憶したＯＢデータをＯＢデータメモリ平均値演算手段２０３で平均処理して、得た値を黒レベル補正値として撮像素子から得られる出力映像信号から減算処理し、黒レベルの応答のよい出力映像信号を得る。
【選択図】図２

Description

本発明は撮像装置における画像処理方法および画像処理装置に関するもので、特に撮像素子の光学的黒領域であるＯＢ（オプティカルブラック）を用いた黒バランスの調整に関するものである。

撮像装置において撮像素子は殆ど固体撮像素子であるＣＣＤ撮像素子が使われている。ＣＭＯＳ撮像素子も使用されているが光電変換部の素子が異なるだけで映像信号を得る過程は同じようなものである。以下は固体撮像素子としてＣＣＤ撮像素子をもって説明をする。

ＣＣＤ撮像素子はフォトダイオードアレイ（ＰＤ）等の光電変換素子で光を電荷に変換し、発生する電荷を蓄積部で蓄積し、蓄積部の電荷を電荷転送素子（ＣＣＤ）によって垂直方向への転送と水平方向への転送を行い、映像信号を得るものである。

ＣＣＤ撮像素子の光電変換素子部構造を図３に示す。

図３において、３０１は有効信号画素領域、３０２は水平ＯＢ領域、３０３は垂直ＯＢ領域である。

図３にあるようにＣＣＤ撮像素子は多数の光電変換素子を垂直方向、水平方向に配列し、画素行列を形成している。画素行列は有効信号画素領域３０１及び水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３とで構成されている。有効信号画素領域３０１は被写体像からの光学信号を光電変換する。水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３は光電変換素子上に遮光膜が設けられており、遮光された光学信号を光電変換する。

光電変換素子は、光を遮断した状態でも時間の経過とともに電荷が発生し、ＣＣＤ出力に電圧を生じてしまう。このＣＣＤ出力電圧を暗電流と呼ぶ。

暗電流は光電変換素子の有効信号画素領域３０１及び水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３のいずれの領域でも発生するが、有効信号画素領域３０１及び水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３の負荷容量がそれぞれ違うことにより、有効信号画素領域３０１及び水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３の暗電流値もそれぞれ異なったものとなる。

光電変換素子の水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３は、暗電流補正用の画素領域である。

有効信号画素領域３０１から出力されるＣＣＤ出力電圧から水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３から出力されるＣＣＤ出力電圧（以下ＯＢデータ）と有効信号画素領域３０１への光学信号をゼロとした時のＣＣＤ出力電圧とＯＢデータの差分（以下ＯＢ段差データ）を減算処理することにより、出力映像信号の黒レベルの調整を行う(例えば、特許文献１参照)。上記減算処理を黒バランス調整と呼ぶ。

ＯＢデータは図３の水平ＯＢ領域３０２または垂直ＯＢ領域３０３の各光電変換素子のＣＣＤ出力電圧を加算平均し、算出する。また、ＯＢデータを用いて処理を行う黒バランス調整は、映像信号のフィールド周期である１／６０秒の間隔で行われる。
特開２０００−１５２０９８号公報

しかしながら、微少な信号を扱うＣＣＤ撮像素子の出力映像信号はノイズを受けやすく、負荷容量が違う各光電変換素子を持つ水平ＯＢ領域３０２または垂直ＯＢ領域３０３から算出されたＯＢデータは各フィールド周期で一定ではなく、ばらつきを持ったデータとなってしまう。そして、各フィールド周期でばらつきを持ったＯＢデータを用いて黒バランス調整を行った出力映像信号の黒レベルにもばらつきが生じてしまう。その各フィールド周期でばらつきのある黒レベルの映像信号を動画として出力した時、出力映像信号の黒レベルの応答性は悪くなり、明暗のなめらかさを欠いた出力映像信号になる。

さらに、映像信号を増幅器で増幅させると、ばらつきのあるＯＢデータも増幅するため、1フィールド前の増幅量と現在のフィールドの増幅量の変化量が大きい場合、ＯＢデータのばらつきも大きくなる。そして、そのＯＢデータを用いて黒バランス調整を行った出力映像信号の黒レベルにもばらつきが生じて、黒レベルの精度を保持できないという課題があった。

本発明は、ばらつきのあるＯＢデータを用いた場合でも、黒レベルの応答性の良い、明暗のなめらかさがある映像信号を出力する黒バランス調整装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の黒バランス調整装置は、光学信号を光電変換する光電変換素子部と電荷を垂直及び水平方向に転送する転送電極部からなるＣＣＤ撮像素子と、ＣＣＤ撮像素子のＯＢ部の各光電変換素子の映像信号を加算平均してＯＢデータを算出するＯＢデータ検出手段と、ＯＢデータ検出手段で算出された任意のフィールドの範囲のＯＢデータを記憶するＯＢデータメモリ手段と、ＯＢデータメモリ手段から任意の個数のＯＢデータを取得し平均処理を行いＯＢデータ補正値を求めるＯＢデータメモリ平均値演算手段と、ＯＢデータメモリ平均値演算手段からＯＢデータ補正値を取得し映像信号から減算を行う黒レベル補正制御手段を備えている。

このような構成により、記憶した各フィールド周期でばらつきのあるＯＢデータを平均処理して補正を行うことで、出力映像信号の黒レベルの応答性の良い、明暗のなめらかさがある映像信号を出力することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の黒バランス調整装置に、ＣＣＤ撮像素子から出力される映像信号のノイズを低減するＣＤＳ回路と映像信号を増幅するＡＧＣ回路からなる増幅器と、増幅器の増幅量を設定するＡＧＣゲイン値制御手段と、ＡＧＣゲイン値制御手段から現在のフィールドで制御されているゲイン値を取得し、１フィールド前のフィールドのゲイン値として記憶する１フィールド前ゲイン値メモリ手段と、ＡＧＣゲイン値制御手段から取得した現在のフィールドで制御されているゲイン値と１フィールド前ゲイン値メモリ手段から取得した１フィールド前のフィールドのゲイン値のゲイン変化量を算出するゲイン変化量演算器と、ゲイン変化量演算器のゲイン変化量に応じてＯＢデータ補正値を算出する際に使用するＯＢデータメモリ手段に記憶されているＯＢデータの数を決定するＯＢデータメモリ数設定手段をさらに備えている。ゲイン変化量演算器で算出したゲイン値の変化量が少なくなるにつれて、ＯＢデータメモリ数設定手段で設定するＯＢデータの加算数は増加させ、ゲイン値の変化量が多くなるにつれて、ＯＢデータの加算数は減少させる。

このようにして、増幅量の変化量によりＯＢデータの平均処理を変えて、増幅量の変化量が大きい時に発生する黒レベルの変化に対し補正を行うことで、出力映像信号の黒レベルの精度を保持することができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の黒バランス調整装置に、被写体像を結像させる為のレンズ部と、機械的に入射光量を調節するアイリス部と、アイリスを駆動するアイリス（絞り）機構ドライバーと、アイリス口径値を設定するアイリス（絞り）制御手段と、制御処理を開始するＯＢ段差量検出モードスイッチと、増幅器から出力されるＣＣＤ撮像素子の有効信号画素領域の各光電変換素子のデジタル映像信号を加算平均して信号データを算出する信号データ検出手段と、信号データとＯＢデータの差分値であるＯＢ段差量を算出するＯＢ段差量検出制御手段と、ＡＧＣゲイン制御手段で設定された増幅量に応じたＯＢ段差量を算出するＯＢ段差量補正値演算手段とＯＢ段差量補正値演算手段から取得したＯＢ段差量補正値とＯＢデータメモリ平均値演算手段から取得したＯＢデータ補正値を加算して黒レベル補正値を求める黒レベル補正値演算手段を備えている。

このような構成により、ＯＢ段差の補正を考慮した黒バランス調整装置を提供する。

以上のように本発明の黒バランス調整装置によれば、各フィールド周期でばらつきのあるＯＢデータを平均処理して補正を行うことで、各フィールド周期でばらつきの持ったＯＢデータによる出力映像信号の黒レベルの応答の性能劣化を軽減し、より高精度な黒バランスの調整を行った出力映像信号を得ることができる。

さらに、増幅量の変化量によりＯＢデータの平均処理を変えて、増幅量の変化量が大きい時に発生する黒レベルの変化に対し補正を行うことで、出力映像信号の黒レベルの精度を保持することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、撮像素子と、前記撮像素子のＯＢ部の各光電変換素子の映像信号からＯＢデータを算出するＯＢデータ検出手段と、前記ＯＢデータ検出手段で算出された任意のフィールドの範囲のＯＢデータを記憶するＯＢデータメモリ手段と、前記ＯＢデータメモリ手段から任意の個数のＯＢデータを取得し平均処理を行いＯＢデータ補正値を求めるＯＢデータメモリ平均値演算手段と、前記ＯＢデータメモリ平均値演算手段からＯＢデータ補正値を取得し映像信号から減算を行う黒レベル補正制御手段を備えるものである。

請求項２に記載の発明は、撮像素子から出力される映像信号のノイズを低減するＣＤＳ回路と前記映像信号を増幅するＡＧＣ回路からなる増幅器と、前記増幅器の増幅量を設定するＡＧＣゲイン値制御手段と、前記ＡＧＣゲイン値制御手段から現在のフィールドで制御されているゲイン値を取得し、１フィールド前のフィールドのゲイン値として記憶する１フィールド前ゲイン値メモリ手段と、前記ＡＧＣゲイン値制御手段から取得した現在のフィールドで制御されているゲイン値と前記１フィールド前ゲイン値メモリ手段から取得した１フィールド前のフィールドのゲイン値のゲイン変化量を算出するゲイン変化量演算器と、前記ゲイン変化量演算器のゲイン変化量に応じてＯＢデータ補正値を算出する際に使用するＯＢデータメモリ手段に記憶されているＯＢデータの数を決定するＯＢデータメモリ数設定手段をさらに備えたものである。

請求項３に記載の発明は、被写体像を結像させる為のレンズ部と、機械的に入射光量を調節するアイリス部と、アイリスを駆動するアイリス機構ドライバーと、アイリス口径値を設定するアイリス制御手段と、前記撮像素子の有効信号画素領域の各光電変換素子の映像信号を加算平均して信号データを算出する信号データ検出手段と、制御処理を開始するＯＢ段差量検出モードスイッチと、信号データとＯＢデータの差分値であるＯＢ段差量を算出するＯＢ段差量検出制御手段と、前記ＡＧＣゲイン値制御手段で設定された増幅量に応じたＯＢ段差量補正値を算出するＯＢ段差量補正値演算手段と、前記ＯＢ段差量補正値演算手段から取得したＯＢ段差量補正値と前記ＯＢデータメモリ加算値除算手段から取得したＯＢデータ補正値を加算して黒レベル補正値を求める黒レベル補正値演算手段をさらに備えたものである。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。

図１は本発明からなる実施の形態１の全体回路ブロック図である。

図１において、２は被写体像を結像させる為のレンズ部、３は機械的に入射光量を調節するアイリス（絞り）及びアイリスの口径を変えるアイリス駆動モータ（図示せず）等からなるアイリス部であり、４はレンズ部２で結像され、アイリス部３で光量を調整された光学画像を光電変換すなわち光量を電荷に変換するフォトダイオードアレイ等で構成される光電変換素子部と電荷を垂直及び水平方向に転送する転送電極部からなるＣＣＤ撮像素子である。ＣＣＤ撮像素子４の光電変換素子部は図３に示すように、有効信号画素領域３０１及び水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３で構成されている。

１はレンズ部２及びアイリス部３及びＣＣＤ撮像素子４からなるレンズユニットである。

１２はアイリス部３のアイリス駆動モータを駆動するアイリス（絞り）機構ドライバーである。１１はアイリス部３のアイリス口径値を設定するアイリス（絞り）制御手段である。

５はＣＣＤ撮像素子４から出力されるアナログ映像信号のノイズを低減するＣＤＳ回路とアナログ映像信号を増幅するＡＧＣ回路からなる増幅器である。１５は増幅器５のＡＧＣ回路のゲイン値Ｇ［ｄＢ］を設定するＡＧＣゲイン値制御手段である。

６は増幅器５から出力されるアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。

２１はＡ／Ｄ変換器６より出力されるデジタル映像信号から黒レベル補正値Ｃを減算処理し、黒バランス調整されたデジタル映像信号を出力する黒レベル補正制御手段である。

９は黒レベル補正制御手段２１から出力されるデジタル映像信号を輝度信号と色信号からなる出力映像信号に変換する信号処理回路である。

２０は出力端子であり、カメラだけの仕様であればこれが出力端子となる。デジタルビデオテープレコーダ又はディスクレコーダ等の映像信号を記録再生できるレコーダを出力端子２０に接続することにより、ビデオ一体型カメラが構成される。

７はＡ／Ｄ変換器６から出力されるＣＣＤ撮像素子４の有効信号画素領域３０１の各光電変換素子のデジタル映像信号をフィールド周期分サンプリングし、加算平均した信号データＳを算出する信号データ検出手段である。

８はＡ／Ｄ変換器６から出力されるＣＣＤ撮像素子４の水平ＯＢ領域３０２及び垂直ＯＢ領域３０３の各光電変換素子のデジタル映像信号をフィールド周期分サンプリングし、加算平均したＯＢデータＳ_obを算出するＯＢデータ検出手段である。

１６は信号データＳからＯＢデータＳ_obを減算してＯＢ段差量Ｄを算出するＯＢ段差量検出制御手段である。

Ｄ ＝ Ｓ − Ｓ_ob （１）
信号データＳ及びＯＢデータＳ_obは増幅器５のＡＧＣ回路のゲイン値Ｇ［ｄＢ］に応じて増幅される為、ＯＢ段差量Ｄも増幅器５のＡＧＣ回路のゲイン値Ｇ［ｄＢ］に応じて増幅される。そこで、ゲイン値Ｇ［ｄＢ］に応じたＯＢ段差量Ｄを算出する必要がある。

ＯＢ段差量検出制御手段１６は、増幅器５のＡＧＣ回路のゲイン値Ｇ［ｄＢ］が、通常撮影モード時に制御するゲイン値Ｇ［ｄＢ］のゲイン最小値Ｇ_min［ｄＢ］に設定された時に信号データ検出手段７で算出されるゲイン最小値信号データＳ_min及びＯＢデータ検出手段８で算出されるゲイン最小値ＯＢデータＳ_obminからゲイン最小値ＯＢ段差量Ｄ_minと、増幅器５のＡＧＣ回路のゲイン値Ｇ［ｄＢ］が通常撮影モード時に制御するゲイン値Ｇ［ｄＢ］のゲイン最大値Ｇ_max［ｄＢ］に設定された時に信号データ検出手段７で算出されるゲイン最大値信号データＳ_max及びＯＢデータ検出手段８で算出されるゲイン最小値ＯＢデータＳ_obmaxからゲイン最大値ＯＢ段差量Ｄ_maxを算出する。

ゲイン最小値ＯＢ段差量Ｄ_minとゲイン最大値ＯＢ段差量Ｄ_maxは式（１）より、
Ｄ_min ＝ Ｓ_min − Ｓ_obmin （２）
Ｄ_max ＝ Ｓ_max − Ｓ_obmax （３）
となる。

１４はＯＢ段差量検出条件ゲイン値メモリ手段であり、予め、ＯＢ段差量検出制御を行う際に必要なゲイン最小値Ｇ_min［ｄＢ］とゲイン最大値Ｇ_max［ｄＢ］が記憶されている。

１７はＯＢ段差量検出制御手段１６で算出したゲイン最小値ＯＢ段差量Ｄ_minとゲイン最大値ＯＢ段差量Ｄ_maxを記憶する為のＯＢ段差量検出メモリ手段である。

１３はＡＧＣゲイン制御手段１５に対してゲイン値Ｇ［ｄＢ］の設定を行うＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段である。

１０はＯＢ段差量検出制御開始の指令信号（ｓｔ）を発生するＯＢ段差量検出モードスイッチである。ＯＢ段差量検出モードスイッチ１０の制御は本装置に機械スイッチを搭載し、機械スイッチのＯＮ制御に連動してＯＢ段差量検出制御開始の指令信号（ｓｔ）を発生しても良いし、本装置の電源を入れた時に自動的にＯＢ段差量検出制御開始の指令信号（ｓｔ）を発生しても良い。

１８はＡＧＣゲイン値制御手段１５で制御されているゲイン値Ｇ₀を取得し、ゲイン値Ｇ₀に対応するＯＢ段差量補正値ＤＣ₀を、ＯＢ段差量検出条件ゲイン値メモリ手段１４とＯＢ段差量検出メモリ手段１７に記憶されているゲイン最小値Ｇ_min［ｄＢ］及びゲイン最大値Ｇ_max［ｄＢ］とゲイン最小値ＯＢ段差量Ｄ_min及びゲイン最大値ＯＢ段差量Ｄ_maxから算出するＯＢ段差量補正値演算手段である。

１９はＯＢデータ検出手段８で算出されたＯＢデータＳ_ob（信号線１０１）とＡＧＣゲイン値制御手段１５からゲイン値Ｇ₀［ｄＢ］（信号線１０２）を取得し、ＯＢデータ補正値Ｓ_ob0を算出するＯＢデータ補正値演算手段である。

２２はＯＢ段差量補正値演算手段１８から得られるＯＢ段差量補正値ＤＣ₀とＯＢデータ補正値演算手段１９から得られるＯＢデータ補正値Ｓ_ob0を加算して黒レベル補正値Ｃ
を求める黒レベル補正値演算手段である。

図２はＯＢデータ補正値演算手段１９の具体的なブロック図である。

２０１はＯＢデータ検出手段８で算出された毎フィールドのｎ個のＯＢデータＳ_ob（信号線１０１）を記憶するＯＢデータメモリ手段である。

２０４はＡＧＣゲイン値制御手段１５から現在のフィールドｆ₀で制御されているゲイン値Ｇ₀（信号線１０２）を取得し、１フィールド前のフィールドｆ_(-1)のゲイン値Ｇ_(-1)［ｄＢ］として記憶する１フィールド前ゲイン値メモリ手段である。

２０５はＡＧＣゲイン値制御手段１５から現在のフィールドｆ₀で制御されているゲイン値Ｇ₀［ｄＢ］（信号線１０２）と１フィールド前ゲイン値メモリ手段２０４からの１フィールド前のフィールドｆ_(-1)のゲイン値Ｇ_(-1)［ｄＢ］のゲイン変化量ｄＧ［ｄＢ］を算出するゲイン変化量演算器である。

２０２はゲイン変化量演算器２０５のゲイン変化量ｄＧ［ｄＢ］に応じて、ＯＢデータ補正値Ｓ_ob0（信号線１０３）を算出する際に使用する、ＯＢデータメモリ手段２０１に記憶されているＯＢデータの数Ｎを決定するＯＢデータメモリ数設定手段である。

２０３はＯＢデータメモリ手段２０１からＯＢデータＳ_obと、ＯＢデータメモリ数設定手段２０２からＯＢデータメモリ数Ｎとを取得し、ＯＢデータメモリ加算値Ｓ_obaddを算出して、ＯＢデータメモリ数Ｎで除算する平均処理を行ってＯＢデータ補正値Ｓ_ob0（信号線１０３）を求めるＯＢデータメモリ平均値演算手段である。

本発明における黒バランス調整装置はＯＢ段差量検出制御モードと通常撮影モード時に行われる黒レベル補正制御がある。

まず、ＯＢ段差量検出制御モードについて説明を行う。

ＯＢ段差量検出モードスイッチ１０がＯＢ段差量検出制御開始の指令信号（ｓｔ）を発生した時、指令信号（ｓｔ）はアイリス制御手段１１とＡＧＣゲイン値制御手段１５とＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３とＯＢ段差量検出制御手段１６に通知される。

アイリス制御手段１１はＯＢ段差量検出モードスイッチ１０からのＯＢ段差量検出制御開始の指令信号（ｓｔ）を受けた時、アイリス部３のアイリス口径値を小さくする制御をアイリス機構ドライバー１２に対し行い、アイリス部３を閉じる。このアイリス部３を閉じた時に信号データ検出手段７に入力される信号データＳは光量が無いときのデータとなる。

ＡＧＣゲイン値制御手段１５はＯＢ段差量検出モードスイッチ１０からのＯＢ段差量検出制御開始の指令信号（ｓｔ）を受けた時、増幅器５のＡＧＣ回路のゲイン値Ｇ［ｄＢ］にＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３からのゲイン値Ｇ［ｄＢ］を設定する。
ＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３がＯＢ段差量検出モードスイッチ１０からのＯＢ段差量検出制御開始の指令信号（ｓｔ）を受けた時、ＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３はＯＢ段差量検出条件ゲイン値メモリ手段１４からゲイン最小値Ｇ_min［ｄＢ］を取得し、ＡＧＣゲイン制御手段１５に対してゲイン値Ｇ［ｄＢ］にゲイン最小値Ｇ_min［ｄＢ］を設定し、ＯＢ段差量検出制御手段１６にゲイン最小値Ｇ_min設定完了の指令信号（ｍｉｎｓｔ）を通知する。

ＯＢ段差量検出制御手段１６がＯＢ段差量検出モードスイッチ１０からのＯＢ段差量検出制御開始の指令信号（ｓｔ）を受け、ＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３からゲイン最小値Ｇ_min設定完了の指令信号（ｍｉｎｓｔ）を受けた時、信号データ検出手段７から信号データＳ_minとＯＢデータ検出手段８からＯＢデータＳ_obminを取得し、式（２）の演算を行い、ゲイン最小値ＯＢ段差量Ｄ_minを算出し、ＯＢ段差量検出メモリ手段１７に記憶させる。その後、ＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３にゲイン最小値ＯＢ段差量算出完了の指令信号（ｍｉｎｅｎｄ）を通知する。

ＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３がＯＢ段差量検出制御手段１６からのゲイン最小値ＯＢ段差量算出完了の指令信号（ｍｉｎｅｎｄ）を受けた時、ＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３はＯＢ段差量検出条件ゲイン値メモリ手段１４からゲイン最大値Ｇ_max［ｄＢ］を取得し、ＡＧＣゲイン制御手段１５に対してゲイン値Ｇ［ｄＢ］にゲイン最大値Ｇ_max［ｄＢ］を設定し、ＯＢ段差量検出制御手段１６にゲイン最大値Ｇ_max設定完了の指令信号（ｍａｘｓｔ）を通知する。

ＯＢ段差量検出制御手段１６がＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段１３からゲイン最大値Ｇ_max設定完了の指令信号（ｍａｘｓｔ）を受けた時、信号データ検出手段７から信号データＳ_maxとＯＢデータ検出手段８からＯＢデータＳ_obmaxを取得し、式（３）の演算を行い、ゲイン最大値ＯＢ段差量Ｄ_maxを算出し、ＯＢ段差量検出メモリ手段１７に記憶させる。その後、ＯＢ段差量検出モードスイッチ１０にゲイン最大値ＯＢ段差量算出完了の指令信号（ｍａｘｅｎｄ）を通知する。

ＯＢ段差量検出モードスイッチ１０がＯＢ段差量検出制御手段１６からのゲイン最大値ＯＢ段差量算出完了の指令信号（ｍａｘｅｎｄ）を受けた時、アイリス制御手段１１とＡＧＣゲイン値制御手段１５に対し、ＯＢ段差量検出制御終了の指令信号（ｅｎｄ）を発生する。

アイリス制御手段１１はＯＢ段差量検出モードスイッチ１０からのＯＢ段差量検出制御終了の指令信号（ｅｎｄ）を受けた時、アイリス部３を通常撮影モード時のアイリス口径値に設定する。

ＡＧＣゲイン値制御手段１５はＯＢ段差量検出モードスイッチ１０からのＯＢ段差量検出制御終了の指令信号（ｅｎｄ）を受けた時、増幅器５のＡＧＣ回路のゲイン値Ｇ［ｄＢ］に通常撮影モード時のゲイン値Ｇ［ｄＢ］を設定する。

次に、通常撮影モード時に行われる黒レベル補正制御について説明を行う。

ＯＢ段差量補正値演算手段１８は、ＯＢ段差量検出条件ゲイン値メモリ手段１４に記憶されているゲイン最小値Ｇ_min［ｄＢ］及びゲイン最大値Ｇ_max［ｄＢ］と、ＯＢ段差量検出メモリ手段１７に記憶されているゲイン最小値ＯＢ段差量Ｄ_min及びゲイン最大値ＯＢ段差量Ｄ_maxと、ＡＧＣゲイン値制御手段１５から現在通常撮影モードで制御されているゲイン値Ｇ₀を取得し、ゲイン値Ｇ₀に対応するＯＢ段差量補正値ＤＣ₀を以下の演算を行って算出する。

ＤＣ₀＝１０^[(G0[dB]―^{Gmax[dB])/20]}×（Ｄ_max−Ｄ_min）＋Ｄ_min （４）
ＯＢデータ補正値演算手段１９は、ＯＢデータ検出手段８で算出されたＯＢデータＳ_ob（信号線１０１）と、ＡＧＣゲイン値制御手段１５から現在通常撮影モードで制御されているゲイン値Ｇ₀［ｄＢ］（信号線１０２）を取得し、ＯＢデータ補正値Ｓ_ob0（信号線１０３）を算出する。

ＯＢデータ補正値演算手段１９でのＯＢデータ補正値Ｓ_ob0の演算方法について図２を用いて説明を行う。

現在のフィールドｆ₀のＯＢデータをＳ_ob0、（ｎ−１）フィールド前フィールドｆ_(n-1)のＯＢデータをＳ_{ob [-(n-1)]}とすると、ＯＢデータメモリ手段２０１には、
｛Ｓ_ob[-(n-1)]，Ｓ_ob[-(n-2)]，………，Ｓ_ob(-1)，Ｓ_ob0｝ （５）
のＯＢデータｎ個が記憶されている。
フィールドｆ₀からフィールドｆ₁に更新された時、配列（５）のデータは、
｛Ｓ_ob[-(n-2)]，Ｓ_ob[-(n-3)]，………，Ｓ_ob0，Ｓ_ob1｝ （６）
と更新を行う。

ゲイン変化量演算器２０５はＡＧＣゲイン値制御手段１５から現在のフィールドｆ₀で制御されているゲイン値Ｇ₀［ｄＢ］（信号線１０２）と１フィールド前ゲイン値メモリ手段２０４から１フィールド前のフィールドｆ_(-1)のゲイン値Ｇ_(-1)［ｄＢ］のゲイン変化量ｄＧ［ｄＢ］
ｄＧ［ｄＢ］＝ ｜ Ｇ_(-1)［ｄＢ］ − Ｇ₀［ｄＢ］ ｜ （７）
を算出する。

ＯＢデータメモリ数設定手段２０２は、ゲイン変化量演算器２０５のゲイン変化量ｄＧ［ｄＢ］に応じて、ＯＢデータ補正値Ｓ_ob0（信号線１０３）を算出する際に使用するＯＢデータの数Ｎを決定する。ＯＢデータの数Ｎは、最大ゲイン変化量ｄＧ_max［ｄＢ］の時の設定数をＪ個、最小ゲイン変化量ｄＧ_min［ｄＢ］時の設定数をＫ個とすると、
Ｎ＝（Ｊ−Ｋ）／（ｄＧ_max［ｄＢ］−ｄＧ_min［ｄＢ］）×ｄＧ［ｄＢ］＋Ｋ （８）
で設定される。

ＯＢデータメモリ平均値演算手段２０３はＯＢデータメモリ手段２０１から配列（５）のＯＢデータと、ＯＢデータメモリ数設定手段２０２からＯＢデータメモリ数Ｎとを取得し、ＯＢデータメモリ加算値Ｓ_obadd
Ｓ_obadd ＝ Ｓ_ob[-(N-1)]＋Ｓ_ob[-(N-2)]＋………＋Ｓ_ob(-1)＋Ｓ_ob0 （９）
を算出する。そして、ＯＢデータメモリ加算値Ｓ_obaddをＯＢデータメモリ数Ｎで除算する平均処理を行って、ＯＢデータ補正値Ｓ_ob0（信号線１０３）を求める。

Ｓ_ob0 ＝ Ｓ_obadd ／ Ｎ （１０）
黒レベル補正値演算手段２２はＯＢ段差量補正値演算手段１８で求めたＯＢ段差量補正値ＤＣ₀とＯＢデータ補正値演算手段１９で求めたＯＢデータ補正値Ｓ_ob0との加算して黒レベル補正値Ｃを求める。

Ｃ ＝ ＤＣ₀ ＋ Ｓ_ob0 （１１）
黒レベル補正制御手段２１はＡ／Ｄ変換器６から出力されるデジタル映像信号から黒レベル補正値Ｃを減算し、映像出力信号の黒バランスを調整する。

なお、以上本発明を説明するための構成要素を、回路ブロックを用いたハードウエアで示したが図１の点線２３で囲まれるブロックは１個のマイクロコンピュータでも構成できる。この場合各ブロックの動作はプログラムで表される。

本発明はビデオカメラの他、デジタルスチルカメラなどように撮像手段を備えたものに用いることで、本発明と同等の効果が得られる。

本発明の実施の形態１における全体回路ブロック図 本発明の実施の形態に係わるＯＢデータ補正値演算手段の詳細回路図 本発明の実施の形態に係わるＣＣＤ撮像素子の光電変換素子部構造を示す模式図

符号の説明

１ レンズユニット
２ レンズ部
３ アイリス部
４ ＣＣＤ撮像素子
５ 増幅器
６ Ａ／Ｄ変換器
７ 信号データ検出手段
８ ＯＢデータ検出手段
９ 信号処理回路
１０ ＯＢ段差量検出モードスイッチ
１１ アイリス（絞り）制御手段
１２ アイリス（絞り）機構ドライバー
１３ ＯＢ段差量検出ＡＧＣゲイン値設定手段
１４ ＯＢ段差量検出条件ゲイン値メモリ手段
１５ ＡＧＣゲイン値制御手段
１６ ＯＢ段差量検出制御手段
１７ ＯＢ段差量検出メモリ手段
１８ ＯＢ段差量補正値演算手段
１９ ＯＢデータ補正値演算手段
２０ 出力端子
２１ 黒レベル補正制御手段
２２ 黒レベル補正値演算手段
２３ マイクロコンピュータ
１０１ ＯＢデータＳ_ob
１０２ 現在のフィールドｆ₀で制御されているゲイン値Ｇ₀[ｄＢ]
１０３ ＯＢデータ補正値Ｓ_ob0
２０１ ＯＢデータメモリ手段
２０２ ＯＢデータメモリ数設定手段
２０３ ＯＢデータメモリ平均値演算手段
２０４ １フィールド前ゲイン値メモリ手段
２０５ ゲイン変化量演算器
３０１ 有効信号画素領域
３０２ 水平ＯＢ領域
３０３ 垂直ＯＢ領域

Claims (3)

1. 撮像素子と、前記撮像素子のＯＢ部の各光電変換素子の映像信号からＯＢデータを算出するＯＢデータ検出手段と、前記ＯＢデータ検出手段で算出された任意のフィールドの範囲のＯＢデータを記憶するＯＢデータメモリ手段と、前記ＯＢデータメモリ手段から任意の個数のＯＢデータを取得し平均処理を行いＯＢデータ補正値を求めるＯＢデータメモリ平均値演算手段と、前記ＯＢデータメモリ平均値演算手段からＯＢデータ補正値を取得し映像信号から減算を行う黒レベル補正制御手段を備える黒バランス調整装置。
2. 前記撮像素子から出力される映像信号のノイズを低減するＣＤＳ回路と前記映像信号を増幅するＡＧＣ回路からなる増幅器と、前記増幅器の増幅量を設定するＡＧＣゲイン値制御手段と、前記ＡＧＣゲイン値制御手段から現在のフィールドで制御されているゲイン値を取得し、１フィールド前のフィールドのゲイン値として記憶する１フィールド前ゲイン値メモリ手段と、前記ＡＧＣゲイン値制御手段から取得した現在のフィールドで制御されているゲイン値と前記１フィールド前ゲイン値メモリ手段から取得した１フィールド前のフィールドのゲイン値のゲイン変化量を算出するゲイン変化量演算器と、前記ゲイン変化量演算器のゲイン変化量に応じてＯＢデータ補正値を算出する際に使用するＯＢデータメモリ手段に記憶されているＯＢデータの数を決定するＯＢデータメモリ数設定手段をさらに備えた請求項１記載の黒バランス調整装置。
3. 被写体像を結像させる為のレンズ部と、機械的に入射光量を調節するアイリス部と、アイリスを駆動するアイリス機構ドライバーと、アイリス口径値を設定するアイリス制御手段と、前記撮像素子の有効信号画素領域の各光電変換素子の映像信号を加算平均して信号データを算出する信号データ検出手段と、制御処理を開始するＯＢ段差量検出モードスイッチと、信号データとＯＢデータの差分値であるＯＢ段差量を算出するＯＢ段差量検出制御手段と、前記ＡＧＣゲイン値制御手段で設定された増幅量に応じたＯＢ段差量補正値を算出するＯＢ段差量補正値演算手段と、前記ＯＢ段差量補正値演算手段から取得したＯＢ段差量補正値と前記ＯＢデータメモリ加算値除算手段から取得したＯＢデータ補正値を加算して黒レベル補正値を求める黒レベル補正値演算手段をさらに備えた請求項１または２記載の黒バランス調整装置。

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