JP4670936B2

JP4670936B2 - 撮像装置及びホワイトバランス調整方法

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Publication number: JP4670936B2
Application number: JP2008275723A
Authority: JP
Inventors: 英輔宇根; 紀子茅野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: JP2009050022A

Description

本発明は、画像を撮像する撮像装置、及び撮像装置のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整方法に関する。

デジタルビデオカメラやビデオスチルカメラ等の撮像装置は、光源の色温度の変化に対応してホワイトバランス調整を行っている。

撮像装置は、ホワイトバランス制御信号により撮像して得た撮像信号のＲ，Ｇ，Ｂのゲインを調整し、現在の光源に対応した最適なホワイトバランスにしている。そして、オートホワイトバランス（ＡＷＢ）は、変化する光源に応じて自動的にホワイトバランスの調整を行うものである。

撮像装置におけるオートホワイトバランスは、現在の光源を類推することで、その光源に適したホワイトバランス制御信号を出力して、変化したその光源に追従してホワイトバランスを調整している。撮像装置は、光源が変化したときのオートホワイトバランスにおけるホワイトバランスの追従動作を、図５に示すような手順により行っている。

オートホワイトバランスの制御を開始した撮像装置は、ステップＳ１０１において先ず入射光の判断を行う。具体的には、撮像装置は、ＣＣＤ等の撮像素子により構成される撮像部に入射した光に基づいて、現在の光源を判断する。そして、撮像装置は、ステップＳ１０２の処理に移行する。

ステップＳ１０２では、撮像装置は、ステップＳ１０１により行った光源の判断に基づいて、現在の光源下での最適なホワイトバランス制御信号の目標値を計算し、設定する。

続くステップＳ１０３では、撮像装置は、ステップＳ１０２で設定した目標値に現在のホワイトバランス制御信号が向かうようなスムージング量を算出する。そして、撮像装置は、ステップＳ１０４の処理に移行する。ここで、スムージング量は、ホワイトバランス制御信号が目標値に急に変化しないようにして、徐々にホワイトバランス制御信号を目標値に近づけるようにするためのものである。

ステップＳ１０４では、撮像装置は、ステップＳ１０３のスムージング量ぶんだけホワイトバランスを調整するようなホワイトバランス制御信号を決定する。そして、撮像装置は、オートホワイトバランスの制御を終了する。

撮像装置は、以上のような手順により現在の光源に応じてホワイトバランス制御信号を決定している。撮像装置は、このように決定されたホワイトバランス制御信号によりホワイトバランスを調整することで、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従させることができる。

そして、撮像装置は、現在の光源下により得たスムージング量に基づいてホワイトバランス制御信号を決定することにより、ホワイトバランスを徐々に変化させることができ、これにより、光源が変わった瞬間から、ホワイトバランスを追従している間の色の移り変わりを極力みせないようにすることができる。また、このように徐々にホワイトバランスを変化させていくことにより、入射光のばらつきが大きい場合にはそのばらつきを吸収して、短時間にぱらぱらとホワイトバランスがかわらないようにすることができる。

従来技術として、特許文献１が知られている。

特開昭６３−２９０４８１号公報

ところで、このようなオートホワイトバランス機能を有する撮像装置において、静止画像を撮像した場合、光源が変化した直後の撮像ではホワイトバランスが徐々に変化していることから、追従動作の途中のホワイトバランスにより静止画像を撮像してしまうことになる。これにより、見た目と、撮像した静止画像との色が異なってしまうという問題が生じてしまう。

そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、最適なホワイトバランスとして静止画像を得ることができる撮像装置及びホワイトバランス調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、上述の課題を解決するために、画像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段が撮像した撮像信号を検波する検波手段と、上記検波手段の検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力手段と、上記目標値に基づいて、ホワイトバランスの調整量を直接的に制御するための上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御手段と、上記ホワイトバランス制御手段から得られる上記ホワイトバランス制御信号に基づいたフィードフォワード制御によって、上記撮像手段が撮像した上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段とを備え、上記ホワイトバランス制御手段は、動画像を撮像しているときには、上記目標値出力手段により算出された上記目標値にホワイトバランスの調整量を徐々に近づけるためのスムージング量を算出して追従動作の制御を行う上記ホワイトバランス制御信号を生成し、上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、上記静止画がキャプチャされる前の上記目標値と、上記静止画がキャプチャされたときの上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号とを比較し、その比較結果に応じて上記目標値又は上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する。

また、本発明に係るホワイトバランス調整方法は、上述の課題を解決するために、画像を撮像する撮像手段が撮像した撮像信号を検波する検波工程と、上記検波工程での検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力工程と、上記目標値に基づいて、ホワイトバランスの調整量を直接的に制御するための上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御工程と、上記ホワイトバランス制御工程にて得られる上記ホワイトバランス制御信号に基づいたフィードフォワード制御によって、上記撮像手段が撮像した上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程とを有し、上記ホワイトバランス制御工程では、動画像を撮像しているときには、上記算出された上記目標値にホワイトバランスの調整量を徐々に近づけるためのスムージング量を算出して追従動作の制御を行う上記ホワイトバランス制御信号を生成し、上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、上記静止画がキャプチャされる前の上記目標値と、上記静止画がキャプチャされたときの上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号とを比較し、その比較結果に応じて上記目標値又は上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する。

本発明に係る撮像装置は、フィードフォワード制御画像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段が撮像した撮像信号を検波する検波手段と、上記検波手段の検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力手段と、上記目標値に基づいて、上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御手段と、上記ホワイトバランス制御信号に基づいたフィードフォワード制御によって、上記撮像手段が撮像した上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段とを備えることにより、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値を目標値設定手段により出力し、ホワイトバランス制御手段により、ホワイトバランスの追従動作時には、目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力し、このように出力されたホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランス調整手段によりホワイトバランスを調整することができる。

これにより、撮像装置は、静止画像を撮像する際には、ホワイトバランスを直接目標値に基づいて調整することができ、最適なホワイトバランスとして静止画像を得ることができる。

また、本発明に係るホワイトバランス調整方法は、フィードフォワード制御画像を撮像する撮像手段が撮像した撮像信号を検波する検波工程と、上記検波工程での検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力工程と、上記目標値に基づいて、上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御工程と、上記ホワイトバランス制御信号に基づいたフィードフォワード制御によって、上記撮像手段が撮像した上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程とを有することにより、静止画像を撮像する際には、ホワイトバランスを直接目標値に基づいて調整することができ、最適なホワイトバランスとして静止画像を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、本発明を、カメラ一体型記録装置であるビデオカメラに適用したものである。

このビデオカメラは、図１に示すように、撮像部１０、撮像信号処理部１、Ａ／Ｄ変換部２、アンプ３、信号処理部４、圧縮及び変換部５、検波部６及びＣＰＵ７を備えている。ここで、撮像部１０は、レンズ部１１及び撮像素子１２を備えている。

このビデオカメラは、動画像を撮像できることに加え、静止画像も撮像することができるように構成されている。例えば、静止画像の撮像について、ビデオカメラは、撮像した画像をスルーさせておいて、静止画像を撮像することができるように構成されている。そして、ビデオカメラは、撮像して得た動画像や静止画像を記録媒体に記録したり、図示しないモニタに出力することができる。例えば、動画像が記録される記録媒体として、ＤＶ（Digital Video）テープ等の着脱可能なテープ状記録媒体が挙げられる。

このビデオカメラにおいて、ＣＰＵ７は、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値を出力する目標値出力機能、ホワイトバランスの制御のためのホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御機能を有し、アンプ３は、ホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整機能を有している。そして、ＣＰＵ７は、ホワイトバランス制御機能により、ホワイトバランスの追従動作時には、目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力する。このビデオカメラは、具体的には次のように動作する。

撮像部１０は、レンズ部１１及び撮像素子部１２を備えている。撮像部１０は、レンズ部１１を介して被写体を撮像して、撮像素子１２から撮像信号を出力する。例えば、撮像素子１２はＣＣＤ（charge-coupled device）である。撮像部１０から出力された撮像信号は、撮像信号処理部１に入力される。

撮像信号処理部１は、撮像部１０から出力されてくる撮像信号について各種信号処理を行う。例えば、撮像信号処理部１は、サンプルホールド回路やＡＧＣ（Automatic Gain Control ）回路を備えており、撮像信号のサンプリング及びゲイン調整を行う。撮像信号処理部１において信号処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換部２に入力され、ここで、デジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換部２によりデジタル変換された撮像信号は、アンプ３及び検波部６に入力される。

検波部６は、撮像信号中のホワイトバランス制御用の成分検出を行う。具体的には、検波部６は、撮像信号内のＲ，Ｇ，Ｂ信号を検波する。

ＣＰＵ７は、ビデオカメラを構成する各構成部の制御を行う制御手段であって、その一機能により、撮像状態（撮像モード）の判定や、上述した検波部６の検波結果に基づいて、現在の入射光、すなわち現在の光源の判断を行う。また、ＣＰＵ７は、スムージング量の算出も行う機能を有している。スムージング量とは、オートホワイトバランス機能において、ホワイトバランス制御信号が現在の目標値に急に変わらないようにして、徐々にホワイトバランス制御信号を目標値に近づけるようにするためのものである。

このＣＰＵ７は、上述したように目標値出力機能及びホワイトバランス制御機能を有しいるが、例えば、そのように機能する部分として、図２に示すように、目標値出力部７ａ及びホワイトバランス制御部７ｂを備えている。

このようにＣＰＵ７が目標値出力機能及びホワイトバランス制御機能を有するものとして目標値出力部７ａ及びホワイトバランス制御部７ｂを備えている場合、オートホワイトバランス制御時には、目標値出力部７ａが検波部６の検波結果に基づいて現在の光源に最適なホワイトバランスとなるようなホワイトバランス制御信号の目標値を算出し、ホワイトバランス制御部７ｂがその目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力する。そして、ＣＰＵ７は、ホワイトバランス制御信号をスムージング量に基づいて決定している。また、オートホワイトバランスにおいてホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像撮像の際にはホワイトバランス制御部７ｂが条件に応じて目標値をホワイトバランス制御信号としてダイレクトに出力する。

ここで、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像撮像の際における条件は、ホワイトバランスの追従動作のために出力したホワイトバランス制御信号と目標値の差分値と、所定の閾値との間の関係に基づいて得ている。具体的には、差分値が閾値より大きいときに、ホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力し、差分値が閾値以下のときには静止画像の撮像時以外に出力されたホワイトバランスの追従動作のためのホワイトバランス制御信号を出力する。このような条件にも基づく処理については、後で詳しく説明する。

アンプ３は、このＣＰＵ７からのホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整する。ホワイトバランスの調整は、具体的には、ホワイトバランス制御信号に応じてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのゲインを調整するものであって、ゲインぶんだけＡ／Ｄ変換部２から出力されてくる撮像信号のＲ，Ｇ，Ｂを振幅を増幅させる。

例えば、オートホワイトバランスの制御中においては、光源に応じて変化する目標値に向かうようにＣＰＵ７から連続してホワイトバランス制御信号が出力されるので、アンプ３は、そのようなホワイトバランス制御信号に応じてホワイトバランスを連続的に調整する。

アンプ３によりＲ，Ｇ，Ｂのゲインが調整された撮像信号は、信号処理部４に入力される。信号処理部４は、撮像信号に対してガンマ処理、及び色差マトリックス処理等の信号処理を行う。また、信号処理部４は、撮像信号を輝度信号及び色差信号に変換する。信号処理部４において信号処理された信号は、圧縮及び変換部５に入力される。

圧縮及び変換部５は、輝度信号及び色差信号を圧縮処理や出力に適した信号に変換する。圧縮及び変換部５により圧縮及び変換された信号は、例えば、図示しない記録媒体に画像ファイルとして書き込まれたり、ビデオ信号として出力される。例えば、動画像は、記録媒体に記録されたり、図示しないモニタに出力され、静止画像も同様に記録媒体に画像ファイルとして記録されたり、モニタに出力される。

以上のように、ビデオカメラは、撮像信号のホワイトバランスを調整しながら動画像及び静止画像を撮像している。そして、ビデオカメラは、撮像モードに応じてホワイトバランスの制御を異ならせ、各撮像モードにおいて最適な画像を得ることができる。

以下に、ビデオカメラの行う撮像モードに応じたホワイトバランスの制御について説明する。ここでは、画像をスルーさせているときに、静止画キャプチャーにより静止画像を撮像するときの処理について説明する。

オートホワイトバランスの制御を開始したビデオカメラは、図３に示すように、先ずステップＳ１において、入射光の判断を行う。具体的には、ビデオカメラは、撮像部１０に入射した光により、現在の被写体の光源を判断する。そして、ビデオカメラは、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、ビデオカメラは、現在のモードが静止画キャプチャー中か否かを判別する。

静止画キャプチャーがなされていれば、ビデオカメラは、ステップＳ６の処理に移行し、静止画キャプチャーがなされていなければステップＳ３の処理に移行する。例えば、静止画キャプチャー中でないときとは、画像をスルーさせて、動画像を撮像しているときであり、動画像の記録を図示しないテープに記録したり、図示しないモニタに動画像出力しているときである。

ステップＳ３では、ビデオカメラは、ステップＳ１により行った光源の判断に基づいて、その光源下で最適なホワイトバランス（ＷＢ）制御信号の目標値を計算し、設定する。そして、ビデオカメラは、ステップＳ４の処理に移行する。

ステップＳ４では、ビデオカメラは、ステップＳ３で計算された目標値に現在のホワイトバランス制御信号を徐々に近づけるためのスムージング量を計算する。そして、ビデオカメラは、ステップＳ５の処理に移行する。

ステップＳ５では、ビデオカメラは、ステップＳ４のスムージング量ぶん変化したホワイトバランス制御信号を決定して、オートホワイトバランスの制御を終了する。

ビデオカメラは、上述したステップＳ５により決定されたホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整することにより、光源の変化に応じてホワイトバランスを追従させ、かつ光源の変化に応じて急激に変化することのないホワイトバランスにより画像を得ることができる。

一方、ステップＳ２における判別処理において静止画キャプチャー中とされた場合に実行するステップＳ６では、ビデオカメラは、ホワイトバランス制御信号を静止画キャプチャー中でないときに計算して求めていた目標値に決定し、オートホワイトバランスの制御の終了する。

ビデオカメラは、ステップＳ６により決定された目標値とされるホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整することにより、目標値に対応したホワイトバランスにより静止画像を得ることができる。

ビデオカメラは、以上のような手順により、現在の光源に適したホワイトバランス制御信号を出力し、オートホワイトバランスの制御を行っている。

このオートホワイトバランスの制御により、ビデオカメラは、静止画キャプチャー中ではなく画像をスルーさせているときには、変化する光源に追従させてホワイトバランスを調整し、静止画キャプチャーがなされた瞬間には、スムージング量によるホワイトバランス制御信号ではなく現在の光源から考えられる目標値をホワイトバランス制御信号として出力している。これにより、ビデオカメラにより撮像された静止画像が見た目の色と異なってしまうといったこともなく、ユーザは違和感のない操作感でかつ高画像な静止画像を撮像することができる。

なお、光源の推測により算出される目標値にばらつきがある場合がある。このような場合、目標値のばらつきのために同じ被写体を静止画像として撮像した場合であっても微妙にホワイトバランスが違うという現象が起こってしまう。そこで、ビデオカメラは、光源の推測により算出される目標値にばらつきがあるときのオートホワイトバランス制御を図４に示す手順により行うことにより、同じ被写体について同じホワイトバランスで撮像し、そのような現象を回避している。

なお、この図４に示すように、ステップＳ１１〜ステップＳ１５までの処理については、図３に示したステップＳ１〜ステップＳ５までの処理と同様に行っている。すなわち、オートホワイトバランスの制御を開始したビデオカメラは、先ずステップＳ１１において撮像部１０に入射した光により、現在の被写体の光源の判断を行い、続くステップＳ１２において現在のモードが静止画キャプチャー中か否かを判別する。ビデオカメラは、静止画キャプチャー中であれば、ステップＳ１６の処理に移行し、静止画キャプチャー中でないならばステップＳ１３の処理に移行する。ビデオカメラは、ステップＳ１３においてステップＳ１１により行った光源の判断に基づいて、その光源下で最適な目標値を計算して設定し、続いてステップＳ１４においてステップＳ１３で計算された目標値に現在のホワイトバランス制御信号がが徐々に近づけるためのスムージング量を計算する。そして、ビデオカメラは、続くステップＳ５において、ステップＳ１４のスムージング量ぶんホワイトバランスを調整されるようなホワイトバランス制御信号ＷＢ_ｏｕｔ１を決定して、オートホワイトバランスの制御を終了する。

一方、ステップＳ１２における判別処理において静止画キャプチャー中とされた場合に実行するステップＳ１６では、ビデオカメラは、静止画キャプチャー状態以外で決定したホワイトバランス制御信号（ステップＳ１５において以前に求めているホワイトバランスの追従動作のためのホワイトバランス制御信号ＷＢ_ｏｕｔ１）と現在の光源の推測で得られた目標値を比較し、その差がある閾値c_Thrよりも大きいか否かを判別する。ここで、ビデオカメラは、ホワイトバランス制御信号と目標値との差が閾値c_Thrより大きかったら、すなわち、ホワイトバランス制御信号と目標値とが閾値c_Thrよりも離れていたらステップＳ１７の処理に移行し、ホワイトバランス制御信号と目標値との差が閾値c_Thr以下であったら、すなわち、ホワイトバランス制御信号と目標値とが閾値c_Thrより離れていなかったらステップＳ１８の処理に移行する。なお、ホワイトバランス制御信号と目標値との比較は、ＣＰＵ７の比較機能により行っている。

ステップＳ１７では、ビデオカメラは、ステップＳ１６における判別処理においてホワイトバランス制御信号と目標値とが離れていることから、ホワイトバランスの追従動作が未だ継続していると判断し、静止画キャプチャー中におけるホワイトバランス制御信号として目標値をダイレクトに出力し、オートホワイトバランスの制御を終了する。

また、ステップＳ１８では、ビデオカメラは、ステップＳ１６における判別処理においてホワイトバランス制御信号と目標値とが近いことから、ホワイトバランスの追従動作が終了しており、ホワイトバランス制御信号と目標値との差は目標値のばらつきによるものと判断して、静止画キャプチャー以外のときに出力していたホワイトバランス制御信号ＷＢ_ｏｕｔ１をそのまま出力する。ビデオカメラは、静止画キャプチャー以外のときに出力していたホワイトバランス制御信号ＷＢ_ｏｕｔ１として、具体的には、直前に終了したホワイトバランスの追従動作のその終了の際のホワイトバランスに対応されるホワイトバランス制御信号を出力する。そして、ビデオカメラは、オートホワイトバランスの制御を終了する。

ビデオカメラは、以上のような手順により、現在の光源に適したホワイトバランス制御信号を出力し、さらに静止画像を撮像する際には光源の推測により算出される目標値にばらつきがあることを考慮にいれたホワイトバランス制御信号を出力して、オートホワイトバランス制御をしている。

このオートホワイトバランスの制御では、ホワイトバランス制御信号と目標値との差が閾値c_Thr以下になっている場合には光源がほとんど変化しておらず、既にホワイトバランスが追従しきれていると判断して、その場合における静止画キャプチャーのホワイトバランス制御信号として、ステップＳ１８において静止画キャプチャー以外にしたホワイトバランス制御信号を出力をしている。これにより、ビデオカメラは、目標値のばらつきに影響されないホワイトバランスにより静止画像の撮像を行うことができる。

また、このオートホワイトバランスの制御では、ホワイトバランス制御信号と目標値との差が閾値c_Thrより大きくなったことにより光源が変化したと判断し、その場合における静止画キャプチャー中のホワイトバランス制御信号として、ステップＳ１７において目標値をダイレクトに出力している。これにより、オートホワイトバランス追従をまたずしてホワイトバランスの合った静止画がキャプチャーでき、見た目と撮像した画像との色が異なってしまうといったことがなくなる。

なお、上述した閾値c_Thrの決定は例えば次のように決定する。

例えば、さまざまな光源の下において被写体を撮像をして決定する。具体的には、ステップＳ１６の判別対象であるホワイトバランス制御信号ＷＢ_ｏｕｔ１と目標値との差がどの程度変化したらホワイトバランスに違いが見えてくるかといった基準により、或いはホワイトバランスが変化しても見えない閾値はどの値までかといった基準により決定する。そして、決定した閾値は、ＲＯＭやメモリに記憶しておく。

以上、図３及び図４に示した手順によりオートホワイトバランスを制御することにより、ビデオカメラは、スルー画を出力しているときには従来通りのホワイトバランスの追従動作を行い、そして、静止画像を撮像する瞬間のみ現在の光源の推測により求めたホワイトバランス制御信号の目標値を直接出力することにより、各撮像モードにおける画像のホワイトバランスを最適なものとすることができる。このように、ビデオカメラは、静止画の撮像時において、ホワイトバランス引き込み途中でも光学判断の結果の目標値をホワイトバランス制御信号としてダイレクトに出力することにより、ホワイトバランスの引き込み遷移時間を短縮し、ホワイトバランスの追従動作の途中のホワイトバランス制御信号で静止画像のホワイトバランスが調整されてしまうといった問題を回避することができ、そして、ユーザは違和感のない操作感でかつより画質が良い静止画像を撮像することができる。

また、光源の推測により算出される目標値にばらつきがあることを考慮にいれ、図４に示したオートホワイトバランスの制御のように、ホワイトバランスの追従動作のためのホワイトバランス制御信号と目標値との差に応じてホワイトバランス制御信号を切り換えることで、目標値のばらつきに影響されることなく、ホワイトバランスの追従動作が終了している際には安定したホワイトバランスによる静止画像の撮像ができる。加えて、ホワイトバランスの追従動作のためのホワイトバランス制御信号をスムージング量により円滑に変化させてホワイトバランスの追従動作による色の変化を見せないようにし、静止画像を撮像した瞬間にホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力することにより、ユーザにはホワイトバランス変化をみせず、違和感のない操作感でかつ高画像な静止画像を撮像できるようになる。

なお、上述の実施の形態では、ビデオカメラに本発明を適用して説明した。しかし、本発明は、ビデオカメラに適用されることに限定されるものではなく、他の撮像装置、例えば主に静止画像を撮像するように構成されているデジタルスチルカメラにも適用することができる。

本発明に係る撮像装置は、画像を撮像する撮像手段と、ホワイトバランスの制御のためのホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御手段と、ホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段と、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値を出力する目標値出力手段とを備えて、ここで、ホワイトバランス制御手段は、ホワイトバランスの追従動作時には、目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力しており、これにより、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値を目標値設定手段により出力し、ホワイトバランス制御手段により、ホワイトバランスの追従動作時には、目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力し、このように出力されたホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランス調整手段によりホワイトバランスを調整することができる。

また、本発明に係るホワイトバランス調整方法は、ホワイトバランスの追従動作時には、変化する光源に応じてホワイトバランスを追従動作させるためのホワイトバランス制御信号の目標値に向かうようなホワイトバランス制御信号を出力し、ホワイトバランスの追従動作の途中の静止画像の撮像時には、条件に応じてホワイトバランス制御信号を目標値に切り換えて出力し、ホワイトバランス制御信号に基づいてホワイトバランスを調整することにより、静止画像を撮像する際には、ホワイトバランスを直接目標値に基づいて調整することができ、最適なホワイトバランスとして静止画像を得ることができる。

本発明の実施の形態であるビデオカメラの構成を示すブロック図である。ビデオカメラのＣＰＵの機能部を示すブロック図である。ビデオカメラのオートホワイトバランスの制御手順を示すフローチャートである。ホワイトバランス制御信号の目標値にばらつきがある場合のビデオカメラのオートホワイトバランスの制御手順を示すフローチャートである。従来の撮像装置のオートホワイトバランスの制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

３アンプ、６検波部、７ＣＰＵ、７ａホワイトバランス制御部、７ｂ目標値出力部、１０撮像部

Claims

画像を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段が撮像した撮像信号を検波する検波手段と、
上記検波手段の検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力手段と、
上記目標値に基づいて、ホワイトバランスの調整量を直接的に制御するための上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御手段と、
上記ホワイトバランス制御手段から得られる上記ホワイトバランス制御信号に基づいたフィードフォワード制御によって、上記撮像手段が撮像した上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段とを備え、
上記ホワイトバランス制御手段は、
動画像を撮像しているときには、
上記目標値出力手段により算出された上記目標値にホワイトバランスの調整量を徐々に近づけるためのスムージング量を算出して追従動作の制御を行う上記ホワイトバランス制御信号を生成し、
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、
上記静止画がキャプチャされる前の上記目標値と、上記静止画がキャプチャされたときの上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号とを比較し、その比較結果に応じて上記目標値又は上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する
撮像装置。
上記ホワイトバランス制御手段は、
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合に、
上記静止画がキャプチャされる前の上記目標値と、上記静止画がキャプチャされたときの上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号との差が所定の閾値より大きいとき、上記目標値をホワイトバランス制御信号として直接出力する
請求項１記載の撮像装置。
画像を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段が撮像した撮像信号をアナログデジタル変換処理するアナログデジタル変換手段と、
上記アナログデジタル変換手段によって変換された上記撮像信号を検波する検波手段と、
上記検波手段の検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力手段と、
上記目標値に基づいて、ホワイトバランスの調整量を直接的に制御するための上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御手段と、
上記ホワイトバランス制御手段から得られる上記ホワイトバランス制御信号に基づいて、上記アナログデジタル変換手段によって変換された上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段とを備え、
上記ホワイトバランス制御手段は、
動画像を撮像しているときには、
上記目標値出力手段により算出された上記目標値にホワイトバランスの調整量を徐々に近づけるためのスムージング量を算出して追従動作の制御を行う上記ホワイトバランス制御信号を生成し、
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、
上記静止画がキャプチャされる前の上記目標値と、上記静止画がキャプチャされたときの上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号とを比較し、その比較結果に応じて上記目標値又は上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する
撮像装置。
画像を撮像する撮像手段が撮像した撮像信号を検波する検波工程と、
上記検波工程での検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力工程と、
上記目標値に基づいて、ホワイトバランスの調整量を直接的に制御するための上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御工程と、
上記ホワイトバランス制御工程にて得られる上記ホワイトバランス制御信号に基づいたフィードフォワード制御によって、上記撮像手段が撮像した上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程とを有し、
上記ホワイトバランス制御工程では、
動画像を撮像しているときには、
上記算出された上記目標値にホワイトバランスの調整量を徐々に近づけるためのスムージング量を算出して追従動作の制御を行う上記ホワイトバランス制御信号を生成し、
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、
上記静止画がキャプチャされる前の上記目標値と、上記静止画がキャプチャされたときの上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号とを比較し、その比較結果に応じて上記目標値又は上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する
ホワイトバランス調整方法。
上記ホワイトバランス制御工程では、
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合に、
上記静止画がキャプチャされる前の上記目標値と、上記静止画がキャプチャされたときの上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号との差が所定の閾値より大きいとき、上記目標値をホワイトバランス制御信号として直接出力する
請求項４記載のホワイトバランス調整方法。
画像を撮像する撮像手段が撮像した撮像信号をアナログデジタル変換処理するアナログデジタル変換工程と、
上記アナログデジタル変換工程によって変換された上記撮像信号を検波する検波工程と、
上記検波工程での検波結果に基づいて、ホワイトバランス制御のためのホワイトバランス制御信号の目標値を算出する目標値出力工程と、
上記目標値に基づいて、ホワイトバランスの調整量を直接的に制御するための上記ホワイトバランス制御信号を出力するホワイトバランス制御工程と、
上記ホワイトバランス制御工程にて得られる上記ホワイトバランス制御信号に基づいて、上記アナログデジタル変換工程によって変換された上記撮像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整工程とを有し、
上記ホワイトバランス制御工程では、
動画像を撮像しているときには、
上記算出された上記目標値にホワイトバランスの調整量を徐々に近づけるためのスムージング量を算出して追従動作の制御を行う上記ホワイトバランス制御信号を生成し、
上記動画像を撮像しているときに静止画がキャプチャされた場合には、
上記静止画がキャプチャされる前の上記目標値と、上記静止画がキャプチャされたときの上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号とを比較し、その比較結果に応じて上記目標値又は上記追従動作のためのホワイトバランス制御信号のいずれかを出力する
ホワイトバランス調整方法。