(57)【要約】【課題】ベイヤー配列の撮像素子、ＣＭＯＳの撮像素子を備える撮像装置において、デジタル処理によりノイズが増幅することなくホワイトバランスを調節することができる撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置１００は、遮光板の移動により光を遮断し、露光時間中に開くメカニカルシャッター１２３と、受光した光を電気信号に変換する撮像素子１０２と、を備え、メカニカルシャッター１２３は、互いに異なる波長領域の光を透過する複数のフィルターを備え、複数のフィルターが、メカニカルシャッター１２３の移動方向に互いに異なるタイミングで移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光板の移動により光を遮断し、露光時間中に開くメカニカルシャッターと、
受光した光を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、
前記メカニカルシャッターは、互いに異なる波長領域の光を透過する複数のフィルターを備え、前記複数のフィルターが、前記メカニカルシャッターの移動方向に互いに異なるタイミングで移動する撮像装置。
【請求項２】
波長領域別の露出時間を撮像素子の波長領域別の感度に基づいて設定し、設定された波長領域別の露出時間に基づいて、各フィルターの移動タイミングを設定する制御部を備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
少なくとも２つのフィルターは、光を透過する波長領域の一部が重複する請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
少なくとも２つのフィルターはCyanフィルター及びMagentaフィルターである請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子の波長領域別の受光量に基づいて、前記撮像素子が撮像した画像のホワイトバランス係数を算出するＷＢ補正係数算出部と、
前記ホワイトバランス係数に基づいて、前記撮像素子が撮像した画像のホワイトバランスを補正する画像信号処理部と、を備える請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
遮光板の移動により光を遮断するメカニカルシャッターと、露光時間中に前記メカニカルシャッターを開くように、前記メカニカルシャッターを駆動するアクチュエータと、受光した光を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、
前記メカニカルシャッターが、互いに異なる波長領域の光を透過する複数のフィルターを備える撮像装置の制御方法であって、
前記複数のフィルターを前記メカニカルシャッターの移動方向に互いに異なるタイミングで移動させる制御方法。
【請求項７】
遮光板の移動により光を遮断するメカニカルシャッターと、露光時間中に前記メカニカルシャッターを開くように、前記メカニカルシャッターを駆動するアクチュエータと、受光した光を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、
前記メカニカルシャッターが、互いに異なる波長領域の光を透過する複数のフィルターを備える撮像装置の制御プログラムであって、
前記複数のフィルターを前記メカニカルシャッターの移動方向に互いに異なるタイミングで移動させるステップを備える制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置、制御方法及び制御プログラムに関し、例えばデジタルスチルカメラ等のレンズ及び撮像素子とメカニカルシャッターを備える電子的撮像装置、制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーカルプレーンシャッターを備えた撮像装置では、２枚の遮光板（先幕、後幕）を用いて先幕と後幕の動作タイミングを制御することにより露光時間を制御する。
【０００３】
また、撮像素子１つを用いたカラー撮像装置では、撮像素子の２×２画素にＲ（レッド）１画素・Ｇ（グリーン）２画素・Ｂ（ブルー）１画素を規則的に配置したベイヤー配列で構成されるものが一般的である。
【０００４】
遮光板は撮像素子が受光感度をもつすべての分光スペクトルを遮断するため、ＲＧＢすべての画素の露光時間は同一になる。
【０００５】
Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素別に受光感度は異なり、多くの場合Ｇ画素が最も感度が高くＢ画素が最も感度が低い。太陽光の下で無彩色の被写体を撮像した場合であっても、ＲやＢ信号よりもＧ信号Ｌｅｖｅｌが最も高くなるため、白い被写体が白く撮影されるようにホワイトバランス補正によって、デジタルゲインを乗算する処理が組込まれている。
【０００６】
このため、感度の低いＲ画素、Ｂ画素の信号レベルを増幅する際にノイズも増幅されることで画質が劣化するという問題があった。
【０００７】
特許文献１では、電子シャッターによってＧよりもＲ，Ｂ画素の露光時間を長く設定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−６０９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ハニカム配列のＣＣＤを用いて特別な読み出し制御を行う必要があり、広く普及しているベイヤー配列で緑色光の画素よりも赤色光及び青色光の画素の露光時間を長く設定することが困難であった。また、ＣＭＯＳで緑色光の画素よりも赤色光及び青色光の画素の露光時間を長く設定することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態の撮像装置は、遮光板の移動により光を遮断し、露光時間中に開くメカニカルシャッターと、受光した光を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、前記メカニカルシャッターは、互いに異なる波長領域の光を透過する複数のフィルターを備え、前記複数のフィルターが、前記メカニカルシャッターの移動方向に互いに異なるタイミングで移動するようにした。
【００１１】
一実施形態の撮像装置によれば、ベイヤー配列の撮像素子、ＣＭＯＳの撮像素子を備える撮像装置において、デジタル処理によりノイズが増幅することなくホワイトバランスを調節することができる。
【００１２】
好ましくは、一実施形態の撮像装置は、波長領域別の露出時間を撮像素子の波長領域別の感度に基づいて設定し、設定された波長領域別の露出時間に基づいて、各フィルターの移動タイミングを設定する制御部を備えるようにした。
【００１３】
一実施形態の撮像装置によれば、自動でホワイトバランスを調整することができる。
【００１４】
好ましくは、一実施形態の撮像装置は、少なくとも２つのフィルターは、光を透過する波長領域の一部が重複するようにした。
【００１５】
一実施形態の撮像装置によれば、少なくとも２つのフィルターは、光を透過する波長領域の一部が重複することにより、フィルターの数より多い波長領域の数の露出時間を制御することができる。
【００１６】
好ましくは、一実施形態の撮像装置は、少なくとも２つのフィルターはCyanフィルター及びMagentaフィルターであるようにした。
【００１７】
一実施形態の撮像装置によれば、緑色光よりも青色光及び赤色光の露光時間を長く設定することができる。
【００１８】
好ましくは、一実施形態の撮像装置は、前記撮像素子の波長領域別の受光量に基づいて、前記撮像素子が撮像した画像のホワイトバランス係数を算出するＷＢ補正係数算出部と、前記ホワイトバランス係数に基づいて、前記撮像素子が撮像した画像のホワイトバランスを補正する画像信号処理部と、を備えるようにした。
【００１９】
一実施形態の撮像装置によれば、自動でホワイトバランスを調節することができる。
【００２０】
一実施形態の制御方法は、遮光板の移動により光を遮断するメカニカルシャッターと、露光時間中に前記メカニカルシャッターを開くように、前記メカニカルシャッターを駆動するアクチュエータと、受光した光を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、前記メカニカルシャッターが、互いに異なる波長領域の光を透過する複数のフィルターを備える撮像装置の制御方法であって、前記複数のフィルターを前記メカニカルシャッターの移動方向に互いに異なるタイミングで移動させるようにした。
【００２１】
一実施形態の制御方法によれば、ベイヤー配列の撮像素子、ＣＭＯＳの撮像素子を備える撮像装置において、デジタル処理によりノイズが増幅することなくホワイトバランスを調節することができる。
【００２２】
一実施形態の制御プログラムは、遮光板の移動により光を遮断するメカニカルシャッターと、露光時間中に前記メカニカルシャッターを開くように、前記メカニカルシャッターを駆動するアクチュエータと、受光した光を電気信号に変換する撮像素子と、を備え、
【００２３】
前記メカニカルシャッターが、互いに異なる波長領域の光を透過する複数のフィルターを備える撮像装置の制御プログラムであって、前記複数のフィルターを前記メカニカルシャッターの移動方向に互いに異なるタイミングで移動させるステップを備えるようにした。
【００２４】
一実施形態の制御プログラムによれば、ベイヤー配列の撮像素子、ＣＭＯＳの撮像素子を備える撮像装置において、デジタル処理によりノイズが増幅することなくホワイトバランスを調節することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の撮像装置、制御方法及び制御プログラムによれば、ベイヤー配列の撮像素子、ＣＭＯＳの撮像素子を備える撮像装置において、デジタル処理によりノイズが増幅することなくホワイトバランスを調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態に係る画像処理装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の撮像素子１０２が備えるカラーフィルターの一例を示す図である。
【図３】本実施の形態の撮像素子１０２及びメカニカルシャッター１２３の一例を示す正面図である。
【図４】撮像素子１０２上のシャッターの状態と、それを通過できる光の関係を示す表である。
【図５】メカニカルシャッター１２３の動作の一例を示す図である。
【図６】シャッターの時系列の駆動イメージと露光時間を示す図である。
【図７】メカニカルシャッター１２３の動作の別の一例を示す図である。
【図８】露光時間とシャッターの状態の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る画像処理装置の一例を示すブロック図である。以下の説明では、本実施の形態に係る画像処理装置の例として、デジタルスチルカメラに適用した構成を説明する。
【００２８】
図１において、撮像装置１００は、レンズ光学系１０１、撮像素子１０２、ＡＦＥ回路１０３、画像信号処理回路１０４、画像表示部１０５、画像記録部１０６、画像統計回路１０７、ＷＢ補正係数算出部１０８、露出補正算出部１０９、デバイス制御部１１０、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１１１及びドライバ１１２を備える。
【００２９】
レンズ光学系１０１は、レンズ１２１、絞り１２２及びメカニカルシャッター１２３を備える。そして、レンズ光学系１０１は、被写体像を撮像素子１０２の撮像面に結像する。
【００３０】
レンズ１２１は、光を屈折させることにより、撮像素子１０２の撮像面に被写体の焦点を合わせる。レンズ１２１は、１枚のレンズに限定されず、複数のレンズで構成されてもよい。なお、図１では、レンズ１２１が絞り１２２より撮像対象側にのみ設けられているが、レンズ１２１の一部のレンズを絞り１２２とメカニカルシャッター１２３の間に設けるようにしてもよい。
【００３１】
絞り１２２は、通過する光の量を調整するために、光を遮り、一部だけを通す構成である。具体的には、絞り１２２は、光を通過させる孔のサイズを変化させることにより、通過する光の量を調節できる構成である。
【００３２】
メカニカルシャッター１２３は、撮影時露光時間中のみ開き、それ以外の時は光を遮る構成である。メカニカルシャッター１２３の具体的な構成については後述する。
【００３３】
撮像素子１０２は、入射した光を電気信号に変換する素子である。例えば、撮像素子１０２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)またはＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)などのイメージセンサが好適である。撮像素子１０２は、タイミングジェネレータ１１１から出力された駆動信号に基づいて撮像を実行する。そして、撮像素子１０２は、撮像画像の電気信号をＡＦＥ回路１０３に出力する。
【００３４】
また、撮像素子１０２は、カラーフィルターレイが装着され、色別（波長領域別）で光を電気信号に変換する。図２は、本実施の形態の撮像素子１０２が備えるカラーフィルターの一例を示す図である。図２は、メカニカルシャッター１２３側から撮像素子１０２を見た場合に、フィルターの配置を示す図である。
【００３５】
図２において、Ｒは、赤色の光の波長領域を通過させ、緑色及び青色の光の波長領域をカットするフィルターである。Ｇは、緑色の光の波長領域を通過させ、赤色及び青色の光の波長領域をカットするフィルターである。Ｂは、青色の光の波長領域を通過させ、赤色及び緑色の光の波長領域をカットするフィルターである。
【００３６】
撮像素子１０２は、複数の素子が二次元に配列されている。そして、図２に示すように、それぞれの素子の前面に、各色を通過させ、他の色をカットするフィルターが配置されている。
【００３７】
ＡＦＥ回路１０３は、撮像素子１０２からの電気信号を、画像信号処理回路１０４及び画像統計回路１０７に適したデジタル信号に変換するアナログフロントエンド(Analog Front End)回路である。例えば、ＡＦＥ回路１０３は、撮像素子１０２からの電気信号に対してノイズ低減を行うＣＤＳ(Correlated Double Sampling)回路、及びアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換回路を備える。そして、ＡＦＥ回路１０３は、上記処理が施された画像信号を画像信号処理回路１０４に出力する。
【００３８】
画像信号処理回路１０４は、ＡＦＥ回路１０３から出力された画像信号に、デモザイキング処理、エッジ強調処理、ホワイトバランス（ＷＢ）補正処理、ガンマ補正処理などを施す。そして、画像信号処理回路１０４は、処理後の画像信号を画像表示部１０５及び画像記録部１０６の少なくとも１つに出力する。
【００３９】
画像表示部１０５は、撮像した画像を表示する構成である。例えば、画像表示部１０５は、液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）で構成されてもよい。
【００４０】
画像記録部１０６は、画像信号を記録するメモリである。
【００４１】
画像統計回路１０７は、ＡＦＥ回路１０３によりデジタル信号に変換された画像信号について、撮像画像領域又は撮像画像領域の一部の領域の統計値を算出する。そして、画像統計回路１０７は、統計値をＷＢ補正係数算出部１０８及び露出補正算出部１０９に出力する。この統計値は、例えば波長領域別の受光量である。
【００４２】
ＷＢ補正係数算出部１０８は、統計値に基づいて画像のホワイトバランス補正係数を算出する。そして、ＷＢ補正係数算出部１０８は、ホワイトバランス補正係数を画像信号処理回路１０４に出力する。
【００４３】
露出補正算出部１０９は、統計値に基づいて露出補正情報（シャッター速度、絞り、感度）を算出する。そして、露出補正算出部１０９は、露出補正情報をデバイス制御部１１０に出力する。
【００４４】
デバイス制御部１１０は、レンズ光学系１０１及び撮像素子１０２の制御を行うために、タイミングジェネレータ１１１及びドライバ１１２に指示を出す。具体的にはデバイス制御部１１０は、露出補正算出部が算出したシャッター速度、絞り、感度に従ってドライバ１１２を制御する。デバイス制御部１１０が制御するメカニカルシャッター１２３の詳細は後述する。
【００４５】
タイミングジェネレータ１１１は、撮像素子１０２を駆動するためのタイミングを生成する。そして、タイミングジェネレータ１１１は、生成されたタイミングで撮像素子１０２に駆動信号を出力する。
【００４６】
ドライバ１１２は、デバイス制御部１１０の指示に従いレンズ光学系のレンズ、絞り、シャッターを駆動する。
【００４７】
以上の構成により、撮像が行われる。次に本実施の形態の撮像装置１００が備えるメカニカルシャッター１２３の構成について説明する。図３は、本実施の形態の撮像素子１０２及びメカニカルシャッター１２３の一例を示す正面図である。図３では、図１の光軸Ｚ方向で、被写体側から見た撮像素子１０２及びメカニカルシャッター１２３を示す図である。
【００４８】
図３に示すようにメカニカルシャッター１２３は、第１遮光板３０１と第２遮光板３０２を有する。第１遮光板３０１は、緑色光及び青色光を透過し、赤色光を遮断するMagentaフィルター３１２と、光を遮断する遮光板３１３と、を備える。Magentaフィルター３１２と遮光板３１３は、シャッターが移動するｙ軸方向で異なる位置に配置されている。また、Magentaフィルター３１２と遮光板３１３は、シャッターが移動するｙ軸に垂直なｘ軸方向で同じ位置に配置されている。
【００４９】
第２遮光板３０２は、赤色光及び青色光を透過し、緑色光を遮断するCyanフィルター３２２と、光を遮断する遮光板３２３と、を備える。Cyanフィルター３２２と遮光板３２３は、シャッターが移動するｙ軸方向で異なる位置に配置されている。また、Cyanフィルター３２２と遮光板３２３は、シャッターが移動するｙ軸に垂直なｘ軸方向で同じ位置に配置されている。
【００５０】
第１遮光板３０１と第２遮光板３０２は、それぞれ独立してｙ軸方向に移動する。例えば、ドライバ１１２が第１遮光板３０１をｙ軸方向に移動させるアクチュエータと、第２遮光板３０２をｙ軸方向に移動させるアクチュエータとを備えることにより、第１遮光板３０１と第２遮光板３０２は、それぞれ独立してｙ軸方向に移動することができる。
【００５１】
撮像素子１０２は、第１遮光板３０１及び第２遮光板３０２による遮蔽の状態により受光できる光の領域が異なる。図４は、撮像素子１０２上のシャッターの状態と、それを通過できる光の関係を示す表である。図４において、左側はメカニカルシャッター１２３の状態を示し、中央はメカニカルシャッター１２３の光の透過及び遮断状態を示し、右側は撮像素子１０２が受光する光を示す。図４では、図２に示すように、撮像素子１０２の前面にフィルターを配置している。このフィルターは互いに異なる光を遮断するフィルターである。図４において、Ｒは赤色光を示す。またＧは緑色光を示す。さらにＢは青色光を示す。
【００５２】
図４に示すように、メカニカルシャッター１２３が閉じている状態では、赤色光、緑色光及び青色光が遮断されているので、撮像素子１０２はいずれの波長領域も受光できない状態になる。
【００５３】
つぎに、メカニカルシャッター１２３が開いている場合では、赤色光、緑色光及び青色光が透過しているので、撮像素子１０２はいずれの波長領域も受光できる状態になる。
【００５４】
そして、Cyanフィルター３２２が撮像素子１０２の前面にある場合、赤色光が遮断され、緑色光及び青色光が透過しているので、撮像素子１０２は緑色光及び青色光が受光できる状態になる。
【００５５】
さらに、Magentaフィルター３１２が撮像素子１０２の前面にある場合、緑色光が遮断され、赤色光及び青色光が透過しているので、撮像素子１０２は赤色光及び青色光が受光できる状態になる。
【００５６】
デバイス制御部１１０は、ドライバ１１２を介して第１遮光板３０１と第２遮光板３０２を個別に駆動させることにより、赤色光、緑色光及び青色光が透過または遮断される状態となる。
【００５７】
次に次に、第１遮光板３０１と第２遮光板３０２の動作について説明する。図５は、メカニカルシャッター１２３の動作を示す図である。図５では、第１遮光板３０１と第２遮光板３０２が撮像素子１０２に対して駆動停止できる位置を示したものである。
【００５８】
図５の状態１では、第１遮光板３０１が撮像素子１０２に対して開状態となっており、赤色光、緑色光及び青色光が透過できる。
【００５９】
状態２では、第１遮光板３０１のMagentaフィルター３１２が撮像素子１０２の前面にあり、緑色光が遮断され、赤色光及び青色光が透過できる。
【００６０】
状態３では、第１遮光板３０１の遮光板３１３が撮像素子１０２の前面にあり、赤色光、緑色光及び青色光が遮断される。
【００６１】
状態４では、第１遮光板３０１が撮像素子１０２に対して開状態となっており、赤色光、緑色光及び青色光が透過できる。
【００６２】
状態５では、第２遮光板３０２が撮像素子１０２に対して開状態となっており、赤色光、緑色光及び青色光が透過できる。
【００６３】
状態６では、第２遮光板３０２の遮光板３２３が撮像素子１０２の前面にあり、赤色光、緑色光及び青色光が遮断される。
【００６４】
状態７では、第２遮光板３０２のCyanフィルター３２２が撮像素子１０２の前面にあり、赤色光が遮断され、緑色光及び青色光が透過できる。
【００６５】
状態８では、第２遮光板３０２が撮像素子１０２に対して開状態となっており、赤色光、緑色光及び青色光が透過できる。
【００６６】
このように、第１遮光板３０１及び第２遮光板３０２は、個々にｙ軸方向に移動することにより撮像素子１０２が受光する光の波長領域を変化させることができる。
【００６７】
次に、メカニカルシャッター１２３の第１遮光板３０１と第２遮光板３０２の動作と露光時間の関係について説明する。図６は、シャッターの時系列の駆動イメージと露光時間を示す図である。
【００６８】
図６の上段は、メカニカルシャッター１２３の第１遮光板３０１と第２遮光板３０２と撮像素子１０２との位置関係を示す。また図６の下段は、露光時間を示す。図６において、横軸は、メカニカルシャッター１２３の時系列と露光時間とを示す。図６において、撮像素子１０２の一は、太字で記載されている。図６の例では、メカニカルシャッター１２３の第１遮光板３０１及び第２遮光板３０２が個々に独立して下方向（ｙ軸負方向）に移動する動作について説明する。
【００６９】
図６に示すように、時刻ｔ１において、第２遮光板３０２の遮光板３２３が撮像素子１０２の前面にある。この状態では、赤色光、緑色光及び青色光が遮断されている。例えば、レリーズボタンの押下によって第２遮光板３０２が先幕としてクローズして静止画の取り込みを開始する。
【００７０】
次に時刻ｔ２において、第２遮光板３０２がｙ軸方向に移動することにより、遮光板３２３が撮像素子１０２の一部分の前面にあり、Cyanフィルター３２２が撮像素子１０２の残りの部分の前面にある状態となる。
【００７１】
時刻ｔ３において、さらに第２遮光板３０２がｙ軸方向に移動することにより、Cyanフィルター３２２が撮像素子１０２の前面にある状態となる。この状態では、赤色光が遮断され、緑色光及び青色光が透過している。この時刻ｔ３の状態において、所望の露光時間分、第２遮光板３０２の移動を停止してもよい。
【００７２】
時刻ｔ４において、さらに第２遮光板３０２がｙ軸方向に移動することにより、Cyanフィルター３２２が撮像素子１０２の一部分の前面にあり、撮像素子１０２の前面の残りの部分がシャッター開状態となる。
【００７３】
時刻ｔ５において、さらに第２遮光板３０２がｙ軸方向に移動することにより、撮像素子１０２の前面全体がシャッター開状態となる。この状態では、赤色光、緑色光及び青色光が透過している。この時刻ｔ５の状態において、所望の露光時間分、全開での露光時間分、第１遮光板３０１及び第２遮光板３０２の移動を停止してもよい。
【００７４】
時刻ｔ６において、第１遮光板３０１がｙ軸方向に移動することにより、Magentaフィルター３１２が撮像素子１０２の一部分の前面にあり、撮像素子１０２の残りの部分の前面がシャッター開状態となる。
【００７５】
時刻ｔ７において、さらに第１遮光板３０１がｙ軸方向に移動することにより、Magentaフィルター３１２が撮像素子１０２の前面にある状態となる。この状態では、緑色光が遮断され、赤色光及び青色光が透過している。この時刻ｔ７の状態において、所望の露光時間分、第１遮光板３０１の移動を停止してもよい。
【００７６】
時刻ｔ８において、第１遮光板３０１がｙ軸方向に移動することにより、Magentaフィルター３１２が撮像素子１０２の一部分の前面にあり、遮光板３１３が撮像素子１０２の残りの部分の前面にある状態となる。
【００７７】
時刻ｔ９において、第１遮光板３０１がｙ軸方向に移動することにより、第１遮光板３０１の遮光板３１３が撮像素子１０２の前面にある。この状態では、赤色光、緑色光及び青色光が遮断されている。
【００７８】
以上のように、第１遮光板３０１と第２遮光板３０２が独立して異なる時間で撮像素子１０２の前面を移動することにより、遮光板により赤色光、緑色光及び青色光が遮断されている状態、Cyanフィルター３２２により赤色光が遮断され、緑色光及び青色光が透過している状態、赤色光、緑色光及び青色光が透過している状態、及びMagentaフィルター３１２により緑色光が遮断され、赤色光及び青色光が透過しているシャッター開状態に変化させることができる。
【００７９】
赤色光を透過するのは、Magentaフィルター３１２が撮像素子１０２の前面にある状態及びシャッター開状態であるので、図６において、時刻ｔ４から時刻ｔ７までが、赤色露光時間となる。
【００８０】
また、緑色光を透過するのは、Cyanフィルター３２２が撮像素子１０２の前面にある状態及びシャッター開状態であるので、図６において、時刻ｔ２から時刻ｔ５までが、緑色露光時間となる。
【００８１】
そして、青色光を透過するのは、Magentaフィルター３１２が撮像素子１０２の前面にある状態、Cyanフィルター３２２が撮像素子１０２の前面にある状態及びシャッター開状態であるので、図６において、時刻ｔ２から時刻ｔ７までが、青色露光時間となる。
【００８２】
以上のように、Magentaフィルター３１２での露光時間、全開での露光時間、Cyanフィルター３２２での露光時間を制御することによって、赤色光、緑色光及び青色光の露光時間を調整することができる。
【００８３】
このように、本実施の形態の撮像装置によれば、ベイヤー配列の撮像素子、ＣＭＯＳの撮像素子を備える撮像装置において、デジタル処理によりノイズが増幅することなくホワイトバランスを調節することができる。
【００８４】
また、波長領域別の露出時間を撮像素子の波長領域別の感度に基づいて設定し、設定された波長領域別の露出時間に基づいて、各フィルターの移動タイミングを設定することにより、自動でホワイトバランスを調整することができる。
【００８５】
また、本実施の形態の撮像装置によれば、少なくとも２つのフィルターは、光を透過する波長領域の一部が重複することにより、フィルターの数より多い波長領域の数の露出時間を制御することができる。具体的には、CyanフィルターとMagentaフィルターは、共に青色光を透過するので、CyanフィルターとMagentaフィルターを用いることにより、赤色光、緑色光及び青色光の露光時間を調整することができる。
【００８６】
また、本実施の形態の撮像装置によれば、シャッター開時間に加えて、光がMagentaフィルターを透過する時間と、光がCyanフィルターを透過する時間も青色光の露光時間とできるので、緑色光の画素よりも青色光の画素の露光時間を長く設定することができる。
【００８７】
また、本実施の形態の撮像装置によれば、光がCyanフィルターを透過する時間を、光がMagentaフィルターを透過する時間より長くすることにより、シャッター開時間に加えて、光がCyanフィルターを透過する時間も赤色光の露光時間とできるので、緑色光の画素よりも赤色光の画素の露光時間を長く設定することができる。
【００８８】
また、本実施形態の撮像装置は、全開となるシャッタースピード時のみ機能させることができるため、より高速なシャッター速度を実現するためにシャッターをスリット状に開けて制御してもよい。
【００８９】
図７は、メカニカルシャッター１２３の動作の別の一例を示す図である。図６の上段と同様に、図７は、メカニカルシャッター１２３の第１遮光板３０１と第２遮光板３０２と撮像素子１０２との位置関係を示す。
【００９０】
時刻ｔ１１の状態において、第１遮光板３０１の遮光板３１３が撮像素子１０２の前面にある。この状態では、赤色光、緑色光及び青色光が遮断されている。
【００９１】
時刻ｔ１２において、第１遮光板３０１がｙ軸方向に移動することにより、遮光板３１３が撮像素子１０２の一部分の前面にあり、撮像素子１０２の残りの部分の前面がシャッター開状態となる。この状態で、更に第２遮光板３０２が移動し始める。
【００９２】
時刻ｔ１３において、第１遮光板３０１及び第２遮光板３０２がｙ軸方向に移動することにより、遮光板３１３及び遮光板３２３が撮像素子１０２の一部分の前面にあり、撮像素子１０２の残りの部分の前面がシャッター開状態となる。
【００９３】
時刻ｔ１４の状態において、第１遮光板３０２の遮光板３２３が撮像素子１０２の前面にある。この状態では、赤色光、緑色光及び青色光が遮断されている。
【００９４】
以上の動作により、高速なシャッター速度を実現することができる。
【００９５】
また、デバイス制御部１１０は、ライブビュー（モニター）モード時のホワイトバランスゲイン値を参照し、静止画キャプチャー時の赤色、緑色及び青色の各露光時間を制御するようにすることで、ホワイトバランスが調整された画像を得ることができる。本実施の形態では、撮像した画像にデジタル処理を施してホワイトバランスの調整する必要がないので、ホワイトバランスが調整された画像を得ることができるので、デジタルゲインであるホワイトバランスゲインによってノイズが増幅されることがない。
【００９６】
また、この時、ホワイトバランスゲインはライブビューと静止画キャプチャーのカラーバランスの差異を吸収するようにしてもよい。
【００９７】
上述の例について図８を用いて説明する。図８は、露光時間とシャッターの状態の関係を示す図である。図８の上段は露光時間を示し、図８の下段は、シャッター及びフィルターの状態を示す。
【００９８】
たとえば、ホワイトバランスゲインを（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）として、（１．２，１．０，１．５）とする場合、図８に示すように緑色の露光時間を基準として赤色の露光時間が１．２倍、青色の露光時間が１．５倍になるようにメカニカルシャッター１２３の第１遮光板３０１及び第２遮光板３０２の移動を制御する。
【００９９】
すなわち、Cyanフィルター３２２が撮像素子１０２の前面にある時間とシャッター開状態にある時間の和が緑色の露光時間に対応する。また、シャッター開状態にある時間とMagentaフィルター３１２が撮像素子１０２の前面にある時間の和が赤色の露光時間に対応する。そして、Cyanフィルター３２２が撮像素子１０２の前面にある時間とシャッター開状態にある時間とMagentaフィルター３１２が撮像素子１０２の前面にある時間の和が青色の露光時間に対応する。
【０１００】
なお、図７で説明したようにメカニカルシャッター１２３をスリット状に開けて制御した場合でも、図８に示すように撮像素子１０２の上部と下部で同じ露光時間となる。
【０１０１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記説明ではフィルターが所定の領域の波長の光を遮断すると記載しているが、遮断は、所定の領域の波長の光を１００％遮断するものに限定するものではなく、所定の減衰量以上で所定の領域の波長の光を減衰させるものも含む。
【０１０２】
また、上述のフィルターはCyanフィルター及びMagentaフィルターを用いた例を説明しているが、赤緑青の補色であるCyan、Magenta、Yellowのフィルターから適宜選択されてもよい。
【０１０３】
また、ホワイトバランスの調整において、純粋な白色に対するホワイトバランスのみならず、人の視覚の感じ方によるホワイトバランスの調整をおこなってもよい。
【０１０４】
また、上述の実施の形態では、赤青緑の三原色の例について説明しているが、四色以上の露出時間の制御に適用しても良い。
【０１０５】
上述の様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。
【０１０６】
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  撮像装置
１０１  レンズ光学系
１０２  撮像素子
１０３  ＡＦＥ回路
１０４  画像信号処理回路
１０５  画像表示部
１０６  画像記録部
１０７  画像統計回路
１０８  補正係数算出部
１０９  露出補正算出部
１１０  デバイス制御部
１１１  タイミングジェネレータ
１１２  ドライバ
１２１  レンズ
１２３  メカニカルシャッター
３０１  第１遮光板
３０２  第２遮光板
３１２  Magentaフィルター
３１３、３２３  遮光板
３２２  Cyanフィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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