JPH11136698A

JPH11136698A - 色信号処理回路およびその方法とカメラ装置

Info

Publication number: JPH11136698A
Application number: JP9298492A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Taura; 義弘田浦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＣＤの特性のばらつきがあった場合でも所
望の動作色温度範囲でオートホワイトバランス処理を行
うことができる色信号処理回路を提供する。【解決手段】Ａ／Ｄ変換器１４からの画像信号を色分
離して得られたＲ、Ｇ、Ｂの色信号を増幅するホワイト
バランスアンプ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと、第１の基準
色温度で色信号を白色を示すように調整し、当該調整し
た状態で第２の基準色温度の色信号に基づいて、２次元
座標系の白色を示す原点を含みホワイトバランス処理を
行う色の範囲を規定する引き込み制限枠を決定し、ホワ
イトバランス処理の実行の有無を判定する際に、前記増
幅された色信号が前記決定された引き込み制限枠内に存
在する色を示すか否かを判定し、当該引き込み制限枠内
に存在する色を示す場合に、前記２次元座標系の原点を
示すように前記増幅された色信号を引き込むことを決定
する引き込み判定回路とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ＣＣＤなどの固体
撮像素子の撮像結果に応じた色信号のホワイトバランス
を調整する色信号処理回路およびその方法とカメラ装置
とに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ(Charge Coupled Device) などの
固体撮像素子を用いて撮像を行うと、撮像対象に含まれ
る白色は、屋内など色温度が低い環境で撮像した撮像結
果では赤っぽくなり、屋外などの色温度が高い環境で撮
像した撮像結果では青っぽくなる。ここで、色温度と
は、テスト光源と同じ色度を持った黒体の温度（Ｋ）を
いう。

【０００３】ところで、このような固体撮像素子を用い
たカメラ装置では、撮像対象の白色を撮像結果において
も無彩色の白色として映し出すために、光源の色温度が
変化した場合には、図１０（Ａ）に示すような、色温度
の変化に応じて白色を黒体放射カーブ（黒体軌跡）２に
沿って移動し、撮像結果において色が付いて見える白色
を、無彩色の白色に自動的に合わせるオートホワイトバ
ランス（ＡＷＢ）処理を行う。なお、図１０において、
横軸は色差信号（Ｂ−Ｙ）のゲイン（振幅）を示し、縦
軸は色差信号（Ｒ−Ｙ）のゲインを示し、原点が無彩色
の白色となる。ここで、Ｙは輝度信号のゲインを示す。

【０００４】オートホワイトバランス処理では、本来白
色でないものは、そのままの色としなければならないた
め、本来白色でないものをホワイトバランス処理により
白色に引き込む誤動作を回避する必要がある。そのた
め、カメラ装置では、図１０（Ｂ）に示すように、ホワ
イトバランスをとる範囲を制限する引き込み制限枠３を
設定し、この引き込み制限枠３の内側に位置する場合に
のみ、ホワイトバランス処理を行い、外側に位置する場
合には白色がずれたとはみなさずに、ホワイトバランス
処理を行わない。すなわち、引き込み操作を行わない。
従来では、（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）座標系において、固定し
た引き込み制限枠３を用いており、１つの基準色温度条
件に基づいて、電源を投入したときにオートホワイトバ
ランス処理を開始する位置を決定（調整）する１点調整
法を採用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同じ基
準色温度条件であっても、ＣＣＤの特性ばらつきによ
り、白色の黒体放射カーブ２上の位置が異なる場合があ
る。例えば、室内の色温度である３２００Ｋでの白色の
黒体放射カーブ２上の位置が、図１０（Ｃ）に示すよう
に、一のＣＣＤでは位置１００となり、他のＣＣＤでは
位置１０１となる場合がある。この場合に、上述した従
来のカメラ装置のように、オートホワイトバランス処理
において図１０（Ｂ）に示す固定した引き込み制限枠３
を用いると、上述した２つのＣＤＤ相互間で、３２００
Ｋにおける白色の黒体放射カーブ２上の位置と引き込み
制限枠３との相対的な位置関係がずれてしまう。そのた
め、上述した２つのＣＣＤ相互間で、オートホワイトバ
ランス処理を行う動作色温度範囲が異なり、高精度なオ
ートホワイトバランス処理を行うことができないという
問題がある。すなわち、３２００Ｋにおける白色の黒体
放射カーブ２上の位置が図１０（Ｃ）に示す位置１０１
となる場合には、位置１００の場合と同じ動作色温度範
囲を持つためには、引き込み制限枠３ではなく、引き込
み制限枠１０２を用いる必要がある。

【０００６】また、上述した従来のカメラ装置では、引
き込み制限枠３が固定であるため、オートホワイトバラ
ンス処理の動作色温度範囲を変えることができないとい
う問題がある。ここで、複数の引き込み制限枠を予め用
意し、動作色温度範囲に応じて、引き込み制限枠を選択
する方法もあるが、この場合には、選択対象とできる引
き込み制限枠の数には通常、制限があり、所望の動作色
温度範囲に高精度に一致した引き込み制限枠を柔軟に用
いることはできない。

【０００７】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
てなされ、ＣＣＤの特性のばらつきがあった場合でも、
所望の動作色温度範囲で、オートホワイトバランス処理
を行うことができる色信号処理回路およびその方法と、
カメラ装置とを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
色信号処理回路は、固体撮像素子の結像結果に応じた画
像信号から得られ、色温度変化に応じて変化した色信号
のホワイトバランスを調整する色信号処理回路であっ
て、前記画像信号を色分離して得られた赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）および青（Ｂ）の色信号を設定されたゲインで増
幅する増幅回路と、第１の基準色温度で白色から他の色
を示すように変化した色信号を白色を示すように調整
し、当該調整した状態で第２の基準色温度で白色から他
の色に変化した色信号に基づいて、２次元座標で色を規
定する２次元座標系の白色を示す原点を含みホワイトバ
ランス処理を行う色の範囲を規定する引き込み制限枠を
決定し、ホワイトバランス処理の実行の有無を判定する
際に、前記増幅された色信号が前記決定された引き込み
制限枠内に存在する色を示すか否かを判定し、当該引き
込み制限枠内に存在する色を示す場合に、前記２次元座
標系の原点を示すように前記増幅された色信号を引き込
むことを決定する引き込み判定回路と、前記引き込むこ
とが決定された色信号が前記２次元座標系の原点を示す
ように、前記増幅回路のゲインを設定するゲイン設定回
路とを有する。

【０００９】本発明の色信号処理回路では、引き込み判
定回路において、第１の基準色温度を用いて電源を投入
したときにオートホワイトバランス処理を開始する位置
を決定（調整）し、その調整した状態で、さらに、第２
の基準色温度を用いて、例えば、当該第２の基準色温度
における前記色信号の前記２次元座標系上の位置が求め
られ、当該求められた位置が含まれるように引き込み制
限枠が決定される。従って、固体撮像素子の特性に応じ
て、電源を投入したときにオートホワイトバランス処理
を開始する位置に加えて、色温度が第１の基準色温度か
ら第２の基準色温度に変化した後の前記色信号の２次元
座標系上の位置を考慮して、引き込み制限枠の範囲が２
点調整法で柔軟に決定される。次に、引き込み判定回路
において、ホワイトバランス処理の実行の有無を判定す
る際に、前記増幅された色信号が前記決定された引き込
み制限枠内に存在する色を示すか否かが判定され、、当
該引き込み制限枠内に存在する色を示す場合に、前記２
次元座標系の原点を示すように前記増幅された色信号を
引き込むことが決定される。そして、ゲイン設定回路に
おいて、前記引き込むことが決定された色信号が前記２
次元座標系の原点を示すように、前記増幅回路のゲイン
が設定され、オートホワイトバランス処理がフィードバ
ック制御される。

【００１０】また、本発明の色信号処理回路は、前記色
信号を積分して色を示す積分値信号を生成する積分回路
をさらに有し、前記引き込み判定回路は、第１の基準色
温度で白色から他の色を示すように変化した前記積分値
信号を白色を示すように調整し、当該調整した状態で第
２の基準色温度で白色から他の色に変化した前記積分値
信号に基づいて、２次元座標で色を規定する２次元座標
系の白色を示す原点を含みホワイトバランス処理を行う
色の範囲を規定する引き込み制限枠を決定し、ホワイト
バランス処理の実行の有無を判定する際に、前記積分値
信号が前記決定された引き込み制限枠内に存在する色を
示すか否かを判定し、当該引き込み制限枠内に存在する
色を示す場合に、前記２次元座標系の原点を示すように
前記増幅された色信号を引き込むことを決定し、前記ゲ
イン設定回路は、前記引き込むことが決定された積分値
信号が前記２次元座標系の原点を示すように、前記増幅
回路のゲインを設定する。

【００１１】また、本発明の色信号処理回路は、前記引
き込み制限枠は矩形であり、前記引き込み判定回路は、
前記第２の基準色温度での前記色信号が示す前記２次元
座標系における位置である第１の位置と、座標の絶対値
が前記第１の位置の座標の絶対値と所定の比率を持ち、
前記原点に対して前記第１の位置と反対側に位置する第
２の位置とを、相互に対抗する頂点とする矩形を引き込
み制限枠として決定する。

【００１２】また、本発明の色信号処理方法は、固体撮
像素子の結像結果に応じた画像信号から得られ、色温度
変化に応じて変化した色信号のホワイトバランスを調整
する色信号処理方法であって、前記画像信号を色分離し
て得られた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の色信号
を設定されたゲインで増幅し、第１の基準色温度で白色
から他の色を示すように変化した色信号を白色を示すよ
うに調整し、当該調整した状態で第２の基準色温度で白
色から他の色に変化した色信号に基づいて、２次元座標
で色を規定する２次元座標系の白色を示す原点を含みホ
ワイトバランス処理を行う色の範囲を規定する引き込み
制限枠を決定し、ホワイトバランス処理の実行の有無を
判定する際に、前記増幅された色信号が前記決定された
引き込み制限枠内に存在する色を示すか否かを判定し、
当該引き込み制限枠内に存在する色を示す場合に、前記
２次元座標系の原点を示すように前記増幅された色信号
を引き込むことを決定し、前記引き込むことが決定され
た色信号が前記２次元座標系の原点を示すように、前記
ゲインを設定する。

【００１３】また、本発明のカメラ装置は、結像結果に
応じた画像信号を生成する複数の固体撮像素子からなる
撮像手段と、前記画像信号をアナログからデジタルに変
換するＡ／Ｄ変換回路と、前記デジタルに変換された画
像信号を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の色信号
に分離する原色分離回路と、前記画像信号を色分離して
得られた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の色信号を
設定されたゲインで増幅する増幅回路と、第１の基準色
温度で白色から他の色を示すように変化した色信号を白
色を示すように調整し、当該調整した状態で第２の基準
色温度で白色から他の色に変化した色信号に基づいて、
２次元座標で色を規定する２次元座標系の白色を示す原
点を含みホワイトバランス処理を行う色の範囲を規定す
る引き込み制限枠を決定し、ホワイトバランス処理の実
行の有無を判定する際に、前記増幅された色信号が前記
決定された引き込み制限枠内に存在する色を示すか否か
を判定し、当該引き込み制限枠内に存在する色を示す場
合に、前記２次元座標系の原点を示すように前記増幅さ
れた色信号を引き込むことを決定する引き込み判定回路
と、前記引き込むことが決定された色信号が前記２次元
座標系の原点を示すように、前記増幅回路のゲインを設
定するゲイン設定回路とを有する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
カメラ装置について説明する。図１は、本実施形態のカ
メラ装置１０のシステム構成図である。図１に示すよう
に、カメラ装置１０は、例えば、レンズ１１、固体撮像
素子１２、プリアンプ１３、Ａ／Ｄ変換器１４、デジタ
ル信号処理回路２５、オプティカルディテクタ２７、コ
ントローラ２８およびＤ／Ａ変換器３６を有する。レン
ズ１１は、被写体（図示せず）の画像を固体撮像素子１
２の撮像面上に投写する。固体撮像素子１２は、例え
ば、ＣＣＤからなり、レンズ１１を透過して結像した画
像を電気信号に変換し、画像信号としてプリアンプ１３
に供給する。

【００１５】プリアンプ１３は、固体撮像素子１２から
の画像信号をサンプルホールドして必要なデータを取り
出すと共に、適正なレベルに合わせるためにゲインコン
トロールを行う。このプリアンプ１３の出力信号は、Ａ
／Ｄ変換器１４に出力される。Ａ／Ｄ変換器１４は、プ
リアンプ１３からの出力信号を、アナログ信号からデジ
タル信号に変換し、デジタル信号をデジタル信号処理回
路２５に出力する。

【００１６】デジタル信号処理回路２５は、図１に示す
ように、例えば、原色分離器２６、増幅回路としてのホ
ワイトバランスアンプ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ、γ（ガ
ンマ）補正器２３および色差マトリックス２４を有す
る。原色分離器２６は、Ａ／Ｄ変換器１４からのデジタ
ル信号を、それぞれＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原
色信号であるＲ信号Ｓ２６ａ，Ｇ信号Ｓ２６ｂおよびＢ
信号Ｓ２６ｃに分離し、これらを、それぞれホワイトバ
ランスアンプ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに出力する。

【００１７】ホワイトバランスアンプ２２Ｒは、コント
ローラ２８からＲゲイン信号Ｓ２８ａに基づいて、原色
分離器２６からのＲ信号Ｓ２６ａのゲインを調整し、Ｒ
信号Ｓ２２ａとしてγ補正器２３に出力する。ホワイト
バランスアンプ２２Ｇは、コントローラ２８からＧゲイ
ン信号Ｓ２８ｂに基づいて、原色分離器２６からのＧ信
号Ｓ２６ｂのゲインを調整し、Ｇ信号Ｓ２２ｂとしてγ
補正器２３に出力する。ホワイトバランスアンプ２２Ｂ
は、コントローラ２８からＢゲイン信号Ｓ２８ｃに基づ
いて、原色分離器２６からのＢ信号Ｓ２６ｃのゲインを
調整し、Ｂ信号Ｓ２２ｃとしてγ補正器２３に出力す
る。すなわち、ホワイトバランスアンプ２２Ｒ，２２
Ｇ，２２Ｂにおいて、コントローラ２８からのＲゲイン
信号Ｓ２８ａ、Ｇゲイン信号Ｓ２８ｂおよびＢゲイン信
号Ｓ２８ｃに基づいて、Ｒ信号Ｓ２２ａ、Ｇ信号Ｓ２２
ｂおよびＢ信号Ｓ２２ｃの比率が等しくなるように、ホ
ワイトバランスアンプ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの増幅率
が調整され、ホワイトバランスがとられる。

【００１８】γ補正器２３は、Ｒ信号Ｓ２２ａ，Ｇ信号
Ｓ２２ｂおよびＢ信号Ｓ２２ｃに基づいて、ガンマ
（γ）補正を行う。色差マトリックス２４は、γ補正器
２３からの映像信号と、図示しない輝度（Ｙ）信号と合
わさせて映像信号Ｓ２３を生成する。この映像信号Ｓ２
３は、圧縮処理などを経て磁気テープや光磁気テープな
どの記録媒体に記録されたり、あるいは、有線方式また
は無線方式で伝送される。

【００１９】図２は、オプティカルディテクタ２７の回
路構成図である。図２に示すように、オプティカルディ
テクタ２７は、例えば、減算器７１，７２と、積分回路
７３とを有する。減算器７１は、Ｒ信号Ｓ２２ａからＧ
信号Ｓ２２ｂを減算し、（Ｒ−Ｇ）信号Ｓ７１を積分回
路７３に出力する。減算器７２は、Ｂ信号Ｓ２２ｃから
Ｇ信号Ｓ２２ｂを減算し、（Ｂ−Ｇ）信号Ｓ７２を積分
回路７３に出力する。

【００２０】積分回路７３は、図３に示すように、輝度
レベルに基づく積分スライスレベル４０によって高輝度
部４１と通常輝度部４２とに分けられた異なる積分範囲
を持ち、高輝度部４１では積分スライスレベル４０より
も高い輝度の（Ｒ−Ｇ）信号Ｓ７１および（Ｂ−Ｇ）信
号Ｓ７２のみを積分し、通常輝度部４２では積分スライ
スレベル４０よりも低い輝度の（Ｒ−Ｇ）信号Ｓ７１お
よび（Ｂ−Ｇ）信号Ｓ７２のみを積分する。但し、輝度
が極端に高い場合は飽和しているものと判断し、高輝度
リミッタレベル４３以上の信号については積分を行わな
い。また、輝度が低すぎる信号はノイズとみなし、低輝
度リミッタレベル以下の信号についても積分を行わな
い。

【００２１】このように、オプティカルディテクタ２７
では、特殊な条件（例えば、全面単色などの条件）の場
合に、オートホワイトバランス処理が誤動作しないよう
に、様々なリミッタや特殊処理が行われる。そして、オ
プティカルディテクタ２７は、フィールド毎に、高輝度
部／通常輝度部の異なる積分範囲で積分して得られた
（Ｒ−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ａおよび（Ｂ−Ｇ）積分値
信号Ｓ７３ｂを、コントローラ２８に出力する。なお、
本例では、Ｒ信号Ｓ２２ａ，Ｇ信号Ｓ２２ｂおよびＢ信
号Ｓ２２ｃから（Ｒ−Ｇ）信号Ｓ７１および（Ｂ−Ｇ）
信号Ｓ７２を生成した後に、これらを積分したが、Ｒ信
号Ｓ２２ａ，Ｇ信号Ｓ２２ｂおよびＢ信号Ｓ２２ｃを積
分した後に、積分したＲ信号Ｓ２２ａ，Ｇ信号Ｓ２２ｂ
およびＢ信号Ｓ２２ｃから、（Ｒ−Ｇ）積分値信号Ｓ７
３ａおよび（Ｂ−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ｂを生成しても
よい。

【００２２】図４は、コントローラ２８の機能ブロック
図である。コントローラ２８は、例えば、図４に示すよ
うに、比較回路８１、加算回路８２、減算回路８３、引
き込み判定回路８４およびゲイン設定回路８５を有す
る。比較回路８１は、オプティカルディテクタ２７から
入力した高輝度部の（Ｒ−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ａおよ
び（Ｂ−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ｂと、通常輝度部の（Ｒ
−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ａおよび（Ｂ−Ｇ）積分値信号
Ｓ７３ｂとを比較し、０に近い方を、（Ｒ−Ｇ）積分値
信号Ｓ８１ａおよび（Ｂ−Ｇ）積分値信号Ｓ８１ｂとし
て加算回路８２および減算回路８３に出力する。例え
ば、図５に示す場合には、高輝度部の（Ｒ−Ｇ）積分値
信号および（Ｂ−Ｇ）積分値信号を、それぞれ（Ｒ−
Ｇ）積分値信号Ｓ８１ａおよび（Ｂ−Ｇ）積分値信号Ｓ
８１ｂとして加算回路８２および減算回路８３に出力す
る。

【００２３】加算回路８２は、（Ｒ−Ｇ）積分値信号Ｓ
８１ａと（Ｂ−Ｇ）積分値信号Ｓ８１ｂとを加算して、
（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）積分値信号Ｓ８２ａを生成し、これを
引き込み判定回路８４に出力する。減算回路８３は、
（Ｒ−Ｇ）積分値信号Ｓ８１ａから（Ｂ−Ｇ）積分値信
号Ｓ８１ｂを減算して、（Ｒ−Ｂ）積分値信号Ｓ８２ｂ
を生成し、これを引き込み判定回路８４に出力する。

【００２４】引き込み判定回路８４は、２点調整法で、
引き込み制限枠１２０を自動的に決定する。また、引き
込み判定回路８４は、（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）積分値信号Ｓ８
２ａおよび（Ｒ−Ｂ）積分値信号Ｓ８２ｂによって示さ
れる（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ、Ｒ−Ｂ）座標系における位置
（色）が、引き込み制限枠１２０内に存在するか否かを
判定し、引き込み制限枠１２０内に存在する場合に、引
き込みを行うことを示す引き込み指示信号Ｓ８４をゲイ
ン設定回路８５に出力し、そうでない場合に、引き込み
を行わないことを示す引き込み指示信号Ｓ８４をゲイン
設定回路８５に出力する。このように、引き込み制限枠
１２０を設定するのは、本来白色でない色が、白色に引
き込まれる誤動作を防止するためである。

【００２５】以下、引き込み判定回路８４における引き
込み制限枠１２０の決定方法について説明する。図６は
引き込み判定回路８４における引き込み制限枠１２０の
決定方法を説明するための図、図７は引き込み判定回路
８４における処理のフローチャートである。ステップＳ１：引き込み判定回路８４は、図６（Ａ）に
示すように、例えば室内の色温度である３２００Ｋなど
の第１の基準色温度において、白色を撮像して得られた
（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）積分値信号Ｓ８２ａおよび（Ｒ−Ｂ）
積分値信号Ｓ８２ｂによって示される色が、図６（Ａ）
に示す（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂ）座標系上の位置９０に
ある場合に、ユーザがマニュアルで操作部２９を操作し
て、当該色を原点Ｏに引き込むようにホワイトバランス
を調整する。なお、室内の色温度は、例えば、白色電球
を光源として決定され、例えば、２５００〜３２００Ｋ
である。

【００２６】ステップＳ２：引き込み判定回路８４は、
ステップＳ１で調整したホワイトバランスの状態で、例
えば屋外の色温度である９５００Ｋなどの第２の基準色
温度で撮像を行う。このとき、白色を撮像して得られた
（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）積分値信号Ｓ８２ａおよび（Ｒ−Ｂ）
積分値信号Ｓ８２ｂによって示される色が、（Ｒ＋Ｂ−
２Ｇ，Ｒ−Ｂ）座標系上の図６（Ａ）に示す位置９０か
ら図６（Ｂ）に示す位置９１に移動し、引き込み判定回
路８４は、位置９１についての図４に示す積分値信号Ｓ
８２ａ，Ｓ８２ｂを評価データとしてＥＥＰＲＯＭ８４
ａに記憶する。なお、屋外の色温度は、太陽を光源とし
て決定される。

【００２７】ステップＳ３：引き込み判定回路８４は、
ステップＳ２でＥＥＰＲＯＭ８４ａに記憶した評価デー
タに基づいて、図６（Ｂ）に示すように、高色温度側の
引き込みライン９２，９３を決定する。具体的には、位
置９１から（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）軸に達する垂線を引き込み
ライン９２にとし、位置９１から（Ｒ−Ｂ）軸に達する
垂線を引き込みライン９３とする。なお、引き込み制限
枠は、矩形（四角形）の４点の座標を用いて決定され、
ステップＳ２で記憶した位置９１を示す評価データがそ
のまま用いられる。なお、図６に示す（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ，
Ｒ−Ｂ）座標系は、図１０に示す（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）座
標系を４５°だけ約反時計回りに回転したものであり、
図６に示す黒体放射カーブ２と図１０に示す黒体放射カ
ーブ２とは同じものである。

【００２８】ステップＳ４：引き込み判定回路８４は、
ステップＳ２で記憶した評価データに基づいて、図６
（Ｃ）に示すように、低色温度側の引き込みライン９
４，９５を決定する。具体的には、（Ｒ−Ｂ）軸に平行
で（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）軸に達する引き込みライン９４およ
び（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）軸に平行で（Ｒ−Ｂ）軸に達する引
き込みライン９５を、引き込みライン９４と９２との長
さの比率が１：３になるように決定する。また、引き込
みライン９５と９３との長さの比率は約１：１になるよ
うに決定する。これにより、図６（Ｃ）に示すように、
引き込みライン９２〜９９によって構成される引き込み
制限枠１２０が決定される。ここで、引き込み制限枠１
２０は、矩形であることから、位置９１および位置１２
５によって特定される。

【００２９】ステップＳ５：引き込み判定回路８４は、
ステップＳ４で決定した引き込み制限枠１２０のデータ
を、内蔵したＥＥＰＲＯＭ８４ａに記憶する。このよう
に、引き込み制限枠１２０のデータをＥＥＰＲＯＭ８４
ａに記憶することで、次に、電源を立ち上げたときに、
この記憶したデータを用いることができ、引き込み制限
枠を再び決定する必要がなくなる。

【００３０】ゲイン設定回路８５は、引き込みを行うこ
とを示す引き込み指示信号Ｓ８４を入力すると、オート
ホワイトバランス処理を行い、（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）積分値
信号Ｓ８２ａおよび（Ｒ−Ｂ）積分値信号Ｓ８２ｂによ
って示される色を、図６に示す原点Ｏに引き込むための
Ｒゲイン信号Ｓ２８ａ，Ｇゲイン信号Ｓ２８ｂおよびＢ
ゲイン信号Ｓ２８ｃを生成する。

【００３１】図８は、ゲイン設定回路８５によるホワイ
トバランス処理でのゲイン操作を説明するための図であ
る。図８において、不感帯５６は、白色を撮像して得ら
れた（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）積分値信号Ｓ８２ａおよび（Ｒ−
Ｂ）積分値信号Ｓ８２ｂによって示される色が、完全に
原点に収束しない場合に、処理が発振してしまうことを
回避するために、色が不感帯５６の領域に入った場合に
は、原点Ｏに収束したものとして、ホワイトバランス処
理を終了する。

【００３２】ゲイン設定回路８５は、（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）
積分値信号Ｓ８２ａおよび（Ｒ−Ｂ）積分値信号Ｓ８２
ｂによって示される色（位置）が、図８に示す第１象限
５１にある場合は、ホワイトバランスアンプ２２Ｒのゲ
インを下げるようにＲゲイン信号Ｓ２８ａを生成し、第
３象限５３にある場合には、ホワイトバランスアンプ２
２Ｒのゲインを上げるようにＲゲイン信号Ｓ２８ａを生
成する。また、ゲイン設定回路８５は、（Ｒ＋Ｂ−２
Ｇ）積分値信号Ｓ８２ａおよび（Ｒ−Ｂ）積分値信号Ｓ
８２ｂによって示される色（位置）が、図８に示す第２
象限５２にある場合は、ホワイトバランスアンプ２２Ｂ
のゲインを上げるようにＢゲイン信号Ｓ２８ｃを生成
し、第４象限５４にある場合には、ホワイトバランスア
ンプ２２Ｂのゲインを下げるようにＢゲイン信号Ｓ２８
ｃを生成する。

【００３３】以下、図１に示すカメラ装置１０の動作に
ついて説明する。図９は、図１に示すカメラ装置１０の
動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１１：レンズ１１を介して撮像され、固体撮
像素子１２に結像された撮像対象の撮像画像が、プリア
ンプ１３にてゲインコントロールされ、Ａ／Ｄ変換器１
４にてデジタル信号に変換される。このデジタル信号
は、原色分離器２６にて、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に分離され、
それぞれホワイトバランスアンプ２２Ｒ，２２Ｇ，２２
Ｂに出力される。そして、ホワイトバランスアンプ２２
Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂにて増幅されたＲ信号Ｓ２２ａ，Ｇ
信号Ｓ２２ｂ，Ｂ信号Ｓ２２ｃがオプティカルディテク
タ２７に出力される。そして、オプティカルディテクタ
２７において、Ｒ信号Ｓ２２ａ，Ｇ信号Ｓ２２ｂ，Ｂ信
号Ｓ２２ｃに基づいて、（Ｒ−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ａ
および（Ｂ−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ｂが生成され、これ
らがコントローラ２８に出力される。

【００３４】ステップＳ１２：図４に示すコントローラ
２８において、（Ｒ−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ａおよび
（Ｂ−Ｇ）積分値信号Ｓ７３ｂに基づいて、（Ｒ＋Ｂ−
２Ｇ）積分値信号Ｓ８２ａおよび（Ｒ−Ｂ）積分値信号
Ｓ８２ｂが生成され、（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ、Ｒ−Ｂ）座標系
における対象となる色の位置が特定される。

【００３５】ステップＳ１３：コントローラ２８の引き
込み判定回路８４において、ステップＳ２で特定された
対象となる色の位置が、図６（Ｃ）に示す引き込み制限
枠１２０内に存在するか否かが判断され、引き込み制限
枠１２０内に存在すると判断された場合には、ステップ
Ｓ４の処理が行われ、引き込み制限枠１２０内に存在し
ないと判断された場合には、引き込みを行わないことを
示す引き込み指示信号Ｓ８４が図４に示すゲイン設定回
路８５に出力され、引き込み処理は行われない。

【００３６】ステップＳ１４，Ｓ１５：引き込みを行う
ことを示す引き込み指示信号Ｓ８４がゲイン設定回路８
５に入力されると、オートホワイトバランス処理が行わ
れ、（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）積分値信号Ｓ８２ａおよび（Ｒ−
Ｂ）積分値信号Ｓ８２ｂによって示される色が、図６に
示す原点Ｏに引き込まれるように、Ｒゲイン，Ｇゲイ
ン，Ｂゲインを調整するＲゲイン信号Ｓ２８ａ，Ｇゲイ
ン信号Ｓ２８ｂ，Ｂゲイン信号Ｓ２８ｃが生成され、こ
れらが所定のデータ形式に変換された後に、それぞれ図
１に示すホワイトバランスアンプ２２Ｒ，２２Ｇ，２２
Ｂに出力される。これにより、Ｒ信号Ｓ２２ａ，Ｇ信号
Ｓ２２ｂおよびＢ信号Ｓ２２ｃがフィードバック制御さ
れ、適切なホワイトバランス処理が施された映像信号Ｓ
２３が生成される。

【００３７】以上説明したように、カメラ装置１０によ
れば、低色温度側の第１の基準色温度でホワイトバラン
スをとり、その状態で、高色温度側の第２の基準色温度
によって得られた評価データから、いわゆる２点調整法
によって引き込み制限枠１２０を決定するため、ＣＣＤ
などの固体撮像素子の特性がばらついている場合でも、
同じ動作色温度範囲を持つように引き込み制限枠１２０
を決定できる。そのため、ＣＣＤなどの固体撮像素子の
特性がばらついている場合でも、オートホワイトバラン
スを同じ動作色温度範囲で行うことができ、高精度なオ
ートホワイトバランス処理によって高画質の撮像画像を
得ることができる。

【００３８】また、カメラ装置１０によれば、引き込み
ライン９４と９２との長さの比率、および、引き込みラ
イン９５と９３との長さの比率の設定値を変えること
で、任意の動作色温度範囲を設定できる。

【００３９】また、カメラ装置１０によれば、引き込み
制限枠８７を決定するときに、ユーザが微調整を行うこ
とができる。そのため、オートホワイトバランス処理の
動作色温度範囲を任意に決定できる。

【００４０】本発明は上述した実施形態には限定されな
い。例えば、上述した実施形態では、引き込みライン９
４と９２との長さの比率を１：３とし、引き込みライン
９５と９３との比率を１：１としたが、当該比率はＣＣ
Ｄの特性などによって変更可能であり、例えば、１：５
であってもよい。また、上述した実施形態では、引き込
み制限枠８７として四角形のものを例示したが、引き込
み制限枠８７の形状は、例えば多角形あるいは円形など
であってもよい。

【００４１】また、上述した実施形態では、第１の基準
色温度として室内の色温度である３２００Ｋを選択し、
第２の基準色温度として屋外の色温度である９５００Ｋ
を選択したが、これらの温度は要求される色温度動作範
囲などに応じて選択される。例えば、第１の基準色温度
として、蛍光灯の色温度である４２００Ｋを選択しても
よい。さらに、引き込み制限枠８７を、高色温度側から
決定するのではなく、低色温度側から決定するようにし
てもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の色信号処
理回路およびその方法とカメラ装置とによれば、固体撮
像素子の特性のばらつきがあった場合でも、所望の動作
色温度範囲でホワイトバランス処理を行うことができ、
高画質の画像信号を提供できる。また、本発明の色信号
処理回路およびその方法とカメラ装置とによれば、第１
の基準色温度および第２の基準色温度を変更すること
で、ホワイトバランス処理における動作色温度範囲を簡
単かつ高精度に変更できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態のカメラ装置のシス
テム構成図である。

【図２】図２は、図１に示すオプティカルディテクタの
回路構成図である。

【図３】図３は、図２に示す積分回路における処理を説
明するための図である。

【図４】図４は、図１に示すコントローラの機能ブロッ
ク図である。

【図５】図５は、図４に示す比較回路における処理を説
明するための図である。

【図６】図６は、図４に示す引き込み判定回路における
処理を説明するための図である。

【図７】図７は、図４に示す引き込み制限枠における処
理のフローチャートである。

【図８】図８は、図１に示すカメラ装置における処理を
説明するためのフローチャートである。

【図９】図９は、図４に示すゲイン設定回路における処
理を説明するための図である。

【図１０】図１０は、従来のカメラ装置における引き込
み制限枠について説明するための図である。

【符号の説明】

１０…カメラ装置、１１…レンズ、１２…固体撮像素
子、１３…プリアンプ、１４…Ａ／Ｄ変換器、２３…γ
補正器、２４…色差マトリックス器、２５…デジタル信
号処理回路、２６…原色分離器、２７…オプティカルデ
ィテクタ、２８…コントローラ、３６…Ｄ／Ａ変換器、
７１，７２，８３…減算回路、７３…積分回路、８１…
比較回路、８２…加算回路、８４…引き込み判定回路、
８５…ゲイン設定回路、１２０…引き込み制限枠

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子の結像結果に応じた画像信号
から得られ、色温度変化に応じて変化した色信号のホワ
イトバランスを調整する色信号処理回路において、前記画像信号を色分離して得られた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
および青（Ｂ）の色信号を設定されたゲインで増幅する
増幅回路と、第１の基準色温度で白色から他の色を示すように変化し
た色信号を白色を示すように調整し、当該調整した状態
で第２の基準色温度で白色から他の色に変化した色信号
に基づいて、２次元座標で色を規定する２次元座標系の
白色を示す原点を含みホワイトバランス処理を行う色の
範囲を規定する引き込み制限枠を決定し、ホワイトバラ
ンス処理の実行の有無を判定する際に、前記増幅された
色信号が前記決定された引き込み制限枠内に存在する色
を示すか否かを判定し、当該引き込み制限枠内に存在す
る色を示す場合に、前記２次元座標系の原点を示すよう
に前記増幅された色信号を引き込むことを決定する引き
込み判定回路と、前記引き込むことが決定された色信号が前記２次元座標
系の原点を示すように、前記増幅回路のゲインを設定す
るゲイン設定回路とを有する色信号処理回路。
【請求項２】前記色信号を積分して色を示す積分値信号
を生成する積分回路をさらに有し、前記引き込み判定回路は、第１の基準色温度で白色から
他の色を示すように変化した前記積分値信号を白色を示
すように調整し、当該調整した状態で第２の基準色温度
で白色から他の色に変化した前記積分値信号に基づい
て、２次元座標で色を規定する２次元座標系の白色を示
す原点を含みホワイトバランス処理を行う色の範囲を規
定する引き込み制限枠を決定し、ホワイトバランス処理
の実行の有無を判定する際に、前記積分値信号が前記決
定された引き込み制限枠内に存在する色を示すか否かを
判定し、当該引き込み制限枠内に存在する色を示す場合
に、前記２次元座標系の原点を示すように前記増幅され
た色信号を引き込むことを決定し、前記ゲイン設定回路は、前記引き込むことが決定された
積分値信号が前記２次元座標系の原点を示すように、前
記増幅回路のゲインを設定する請求項１に記載の色信号
処理回路。
【請求項３】前記引き込み制限枠は矩形であり、前記引き込み判定回路は、前記第２の基準色温度での前
記色信号が示す前記２次元座標系における位置である第
１の位置と、座標の絶対値が前記第１の位置の座標の絶
対値と所定の比率を持ち、前記原点に対して前記第１の
位置と反対側に位置する第２の位置とを、相互に対抗す
る頂点とする矩形を引き込み制限枠として決定する請求
項１に記載の色信号処理回路。
【請求項４】前記第１の基準色温度は、前記第２の基準
色温度に比べて低温度である請求項１に記載の色信号処
理回路。
【請求項５】前記第１の基準色温度は、室内の色温度で
ある請求項１に記載の色信号処理回路。
【請求項６】前記第２の基準色温度は、屋外の色温度で
ある請求項１に記載の色信号処理回路。
【請求項７】前記積分回路は、前記色信号をフィールド
毎に積分して積分値信号を生成する請求項２に記載の色
信号処理回路。
【請求項８】前記２次元座標系は、横軸が（Ｒ＋Ｂ−２
Ｇ）の色信号を積分して得られた積分値信号のゲインを
示し、縦軸が（Ｒ−Ｂ）の色信号を積分して得られた積
分値信号のゲインを示す座標系である請求項２に記載の
色信号処理回路。
【請求項９】前記積分回路は、（Ｒ−Ｇ）および（Ｂ−
Ｇ）の各色信号をフィールド毎に積分して積分値信号を
それぞれ生成し、前記引き込み判定回路は、前記積分回路から得られた各
積分値信号を、加減算処理にて、（Ｒ−Ｂ）の積分値信
号および（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）の積分値信号に変換し、当該
（Ｒ−Ｂ）の積分値信号および（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）の積分
値信号に基づいて、前記積分値信号が前記決定された引
き込み制限枠内に存在する色を示すか否かを判定する請
求項８に記載の色信号処理回路。
【請求項１０】白色の撮像結果である前記色信号が示す
色は、前記２次元座標系において、色温度変化に応じて
黒体放射カーブに沿って変化する請求項１に記載の色信
号処理回路。
【請求項１１】前記固体撮像素子は、ＣＣＤである請求
項１に記載の色信号処理回路。
【請求項１２】固体撮像素子の結像結果に応じた画像信
号から得られ、色温度変化に応じて変化した色信号のホ
ワイトバランスを調整する色信号処理方法において、前
記画像信号を色分離して得られた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）お
よび青（Ｂ）の色信号を設定されたゲインで増幅し、第１の基準色温度で白色から他の色を示すように変化し
た色信号を白色を示すように調整し、当該調整した状態
で第２の基準色温度で白色から他の色に変化した色信号
に基づいて、２次元座標で色を規定する２次元座標系の
白色を示す原点を含みホワイトバランス処理を行う色の
範囲を規定する引き込み制限枠を決定し、ホワイトバランス処理の実行の有無を判定する際に、前
記増幅された色信号が前記決定された引き込み制限枠内
に存在する色を示すか否かを判定し、当該引き込み制限
枠内に存在する色を示す場合に、前記２次元座標系の原
点を示すように前記増幅された色信号を引き込むことを
決定し、前記引き込むことが決定された色信号が前記２次元座標
系の原点を示すように、前記ゲインを設定するを有する
色信号処理方法。
【請求項１３】前記色信号を積分して色を示す積分値信
号を生成し、第１の基準色温度で白色から他の色を示すように変化し
た前記積分値信号を白色を示すように調整し、当該調整
した状態で第２の基準色温度で白色から他の色に変化し
た前記積分値信号に基づいて、２次元座標で色を規定す
る２次元座標系の白色を示す原点を含みホワイトバラン
ス処理を行う色の範囲を規定する引き込み制限枠を決定
し、ホワイトバランス処理の実行の有無を判定する際に、前
記積分値信号が前記決定された引き込み制限枠内に存在
する色を示すか否かを判定し、当該引き込み制限枠内に
存在する色を示す場合に、前記２次元座標系の原点を示
すように前記増幅された色信号を引き込むことを決定
し、前記引き込むことが決定された積分値信号が前記２次元
座標系の原点を示すように、前記ゲインを設定する請求
項１２に記載の色信号処理方法。
【請求項１４】前記引き込み制限枠は矩形であり、前記第２の基準色温度での前記色信号が示す前記２次元
座標系における位置である第１の位置と、座標の絶対値
が前記第１の位置の座標の絶対値と所定の比率を持ち、
前記原点に対して前記第１の位置と反対側に位置する第
２の位置とを、相互に対抗する頂点とする矩形を引き込
み制限枠として決定する請求項１２に記載の色信号処理
方法。
【請求項１５】結像結果に応じた画像信号を生成する複
数の固体撮像素子からなる撮像手段と、前記画像信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ
変換回路と、前記デジタルに変換された画像信号を、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）および青（Ｂ）の色信号に分離する原色分離回路
と、前記画像信号を色分離して得られた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
および青（Ｂ）の色信号を設定されたゲインで増幅する
増幅回路と、第１の基準色温度で白色から他の色を示すように変化し
た色信号を白色を示すように調整し、当該調整した状態
で第２の基準色温度で白色から他の色に変化した色信号
に基づいて、２次元座標で色を規定する２次元座標系の
白色を示す原点を含みホワイトバランス処理を行う色の
範囲を規定する引き込み制限枠を決定し、ホワイトバラ
ンス処理の実行の有無を判定する際に、前記増幅された
色信号が前記決定された引き込み制限枠内に存在する色
を示すか否かを判定し、当該引き込み制限枠内に存在す
る色を示す場合に、前記２次元座標系の原点を示すよう
に前記増幅された色信号を引き込むことを決定する引き
込み判定回路と、前記引き込むことが決定された色信号が前記２次元座標
系の原点を示すように、前記増幅回路のゲインを設定す
るゲイン設定回路とを有するカメラ装置。
【請求項１６】前記赤、緑および青の色信号に基づいて
輝度補正を行い、画像信号を生成する輝度補正回路と、前記輝度補正回路からの画像信号をデジタルからアナロ
グに変換するＤ／Ａ変換回路とをさらに有する請求項１
５に記載のカメラ装置。
【請求項１７】前記色信号を積分して色を示す積分値信
号を生成する積分回路をさらに有し、前記引き込み判定回路は、第１の基準色温度で白色から
他の色を示すように変化した前記積分値信号を白色を示
すように調整し、当該調整した状態で第２の基準色温度
で白色から他の色に変化した前記積分値信号に基づい
て、２次元座標で色を規定する２次元座標系の白色を示
す原点を含みホワイトバランス処理を行う色の範囲を規
定する引き込み制限枠を決定し、ホワイトバランス処理
の実行の有無を判定する際に、前記積分値信号が前記決
定された引き込み制限枠内に存在する色を示すか否かを
判定し、当該引き込み制限枠内に存在する色を示す場合
に、前記２次元座標系の原点を示すように前記増幅され
た色信号を引き込むことを決定し、前記ゲイン設定回路は、前記引き込むことが決定された
積分値信号が前記２次元座標系の原点を示すように、前
記増幅回路のゲインを設定する請求項１５に記載のカメ
ラ装置。
【請求項１８】前記引き込み制限枠は矩形であり、前記引き込み判定回路は、前記第２の基準色温度での前
記色信号が示す前記２次元座標系における位置である第
１の位置と、座標の絶対値が前記第１の位置の座標の絶
対値と所定の比率を持ち、前記原点に対して前記第１の
位置と反対側に位置する第２の位置とを、相互に対抗す
る頂点とする矩形を引き込み制限枠として決定する請求
項１５に記載のカメラ装置。
【請求項１９】前記第１の基準色温度は、前記第２の基
準色温度に比べて低温度である請求項１５に記載のカメ
ラ装置。
【請求項２０】前記第１の基準色温度は、室内の色温度
である請求項１５に記載のカメラ装置。
【請求項２１】前記第２の基準色温度は、屋外の色温度
である請求項１５に記載のカメラ装置。
【請求項２２】前記積分回路は、前記色信号をフィール
ド毎に積分して積分値信号を生成する請求項１７に記載
のカメラ装置。
【請求項２３】前記２次元座標系は、横軸が（Ｒ＋Ｂ−
２Ｇ）の色信号を積分して得られた積分値信号のゲイン
を示し、縦軸が（Ｒ−Ｂ）の色信号を積分して得られた
積分値信号のゲインを示す座標系である請求項１７に記
載のカメラ装置。
【請求項２４】前記積分回路は、（Ｒ−Ｇ）および（Ｂ
−Ｇ）の各色信号をフィールド毎に積分して積分値信号
をそれぞれ生成し、前記引き込み判定回路は、前記積分回路から得られた各
積分値信号を、加減算処理にて、（Ｒ−Ｂ）の積分値信
号および（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）の積分値信号に変換し、当該
（Ｒ−Ｂ）の積分値信号および（Ｒ＋Ｂ−２Ｇ）の積分
値信号に基づいて、前記積分値信号が前記決定された引
き込み制限枠内に存在する色を示すか否かを判定する請
求項２３に記載のカメラ装置。
【請求項２５】白色の撮像結果である前記色信号が示す
色は、前記２次元座標系において、色温度変化に応じて
黒体放射カーブに沿って変化する請求項１５に記載のカ
メラ装置。
【請求項２６】前記固体撮像素子は、ＣＣＤである請求
項１５に記載のカメラ装置。