(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して被写体を電気信号に変換してカラー画像信号として出力する撮像素子と、
前記カラー画像信号に応じたＡＷＢ評価値を出力するＡＷＢ評価値出力手段と、
前記カラー画像信号に応じたＡＥ評価値を出力するＡＥ評価値出力手段と、
前記ＡＷＢ評価値及び前記ＡＥ評価値を外部に出力する評価値外部出力手段と、
ＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値に基づいて、ホワイトバランスを調整するためのＡＷＢ制御値を算出するＡＷＢ制御手段と、
前記ＡＷＢ制御値を設定するＡＷＢ制御設定手段と、
露光量を調整するための制御値を算出するＡＥ制御手段と、
算出されたＡＥ制御値を設定するＡＥ制御値設定手段と、
ＡＷＢ動作を停止するか否か設定するＡＷＢ動作モード設定手段と、
ＡＷＢ制御値及びＡＥ制御値を外部から送信する外部設定手段と、
を備え、
前記ＡＷＢ動作モード設定手段によりＡＷＢ動作を停止し、色変換光学フィルタ等により被写体の色および輝度を変化させ、ＡＥで露光量を一定として、ＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値を算出すること特徴とする撮像システム。
【請求項２】
更に、ＡＥの動作を停止するか否かを設定するＡＥ動作モード設定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記ＡＥ制御値、前記ＡＷＢ制御値、前記ＡＥ動作モード、及び前記ＡＷＢ動作モードの設定を撮像装置の入力部から行うことを特徴とする請求項２記載の撮像システム。
【請求項４】
前記ＡＥ制御値、前記ＡＷＢ制御値、前記ＡＥ動作モード、及び及びＡＷＢ動作モードの設定を外部端末装置から行うことを特徴とする請求項２記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
撮像システムに関し、詳細には、ＡＥ及びＡＷＢ制御機能を備えるとともに、撮像装置個体間の特性ばらつきを補正するＡＷＢ調整を自動で行なうために必要な機能を備えた撮像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー撮像装置としては、例えば、特開平５−６８２５７号公報に記載されたものがある。かかるカラー撮像装置は、カラー撮像手段によるカラー信号の所定のチャネルの利得を調整することにより、白バランス調整する白バランス調整回路を具備するカラー撮像装置において、複数種類の色温度フィルタからなるフィルタ部材と、当該フィルタ部材の指定の色温度フィルタを撮影光軸上に配置するフィルタ駆動手段を設け、撮影面像により当該フィルタ部材の色温度変換フィルタ部材の色温度フィルタを選択した後に、当該白バランス調整回路により白バランス調整回路により白バランス調整するものである。このカラー撮像装置は、光学フィルタを装置内に備えたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した如く、撮像装置においては、良好なカラー画像を得るために白バランスを制御する必要がある。この白バランスがずれると、白色の被写体を撮影した場合にその撮影画像に色みがかかって見えるだけでなく、一般の被写体を撮影したときの色再現性も劣化し、良好な撮影画像が得られなくなる。
【０００４】
また撮像装置には、一般にＣＣＤの分光感度特性などの個体間の特性ばらつきがあるため、良好な白バランスを得るためには、そのばらつきを補正するため、各撮像装置毎に、ＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値をあらかじめ測定しておく必要がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、撮像装置個体間の特性ばらつきを補正するＡＷＢ調整を自動で行なうことが可能な撮像システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【解決を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る撮像システムは、光学系を介して被写体を電気信号に変換してカラー画像信号として出力する撮像素子と、前記カラー画像信号に応じたＡＷＢ評価値を出力するＡＷＢ評価値出力手段と、前記カラー画像信号に応じたＡＥ評価値を出力するＡＥ評価値出力手段と、前記ＡＷＢ評価値及び前記ＡＥ評価値を外部に出力する評価値外部出力手段と、ＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値に基づいて、ホワイトバランスを調整するためのＡＷＢ制御値を算出するＡＷＢ制御手段と、前記ＡＷＢ制御値を設定するＡＷＢ制御設定手段と、露光量を調整するための制御値を算出するＡＥ制御手段と、算出されたＡＥ制御値を設定するＡＥ制御値設定手段と、ＡＷＢ動作を停止するか否か設定するＡＷＢ動作モード設定手段と、ＡＷＢ制御値及びＡＥ制御値を外部から送信する外部設定手段と、を備え、前記ＡＷＢ動作モード設定手段によりＡＷＢ動作を停止し、色変換光学フィルタ等により被写体の色および輝度を変化させ、ＡＥで露光量を一定として、ＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値を算出するものである。
【０００７】
また、請求項２に係る撮像システムは、請求項１に係る撮像システムにおいて、更に、ＡＥの動作を停止するか否かを設定するＡＥ動作モード設定手段を備えたものである。
【０００８】
また、請求項３に係る撮像システムは、請求項２に係る撮像システムにおいて、前記ＡＥ制御値、前記ＡＷＢ制御値、前記ＡＥ動作モード、及び前記ＡＷＢ動作モードの設定を撮像装置の入力部から行うものである。
【０００９】
また、請求項４に係る撮像システムは、請求項２に係る撮像システムにおいて、前記ＡＥ制御値、前記ＡＷＢ制御値、前記ＡＥ動作モード、及び及びＡＷＢ動作モードの設定を外部端末装置から行うものである。
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
［発明の概要］
▲１▼ＡＷＢの制御に用いる定数の調整（以下調整とする）を行うには、ＡＷＢの機能を一時的に停止させる必要がある。また調整には何種類かの色変換光学フィルムを用いる必要があるが、これらフィルタは各々透過率に差があるため被写体からの光の量が変化してしまい、調整に用いるデータ（評価値）の大きさおよび精度に差がでてしまう。そのため撮像装置には、ＡＥの動作を有効にした状態で、ＡＷＢの動作を停止する機能が必要である。自動調整システムを実現するには、上記のようＡＷＢの動作を行うかどうかの設定と、ＡＥおよびＡＷＢの制御値の評価値読み出しの動作を外部から行うことができる必要がある。
【００１２】
▲２▼また、ＡＷＢの制御に用いる定数の調整（以下、「調整」という）を行うには、同一条件下での測定では、データ測定毎にデータ量が変化しないほうが、より正確の定数の算出ができる。また調整には何種類かの色変換光学フィルタを用いる必要があるが、これらフィルタは各々透過率に差があるため、ＡＥおよびＡＷＢの動作を停めたままでは被写体からの光の量が変化してしまい、調整に用いるデータ（評価値）の大きさおよび精度に差が出てしまう。そのため撮像装置には、ＡＥおよびＡＷＢの動作停止する機能と、停止した状態でもＡＥとＡＷＢの制御値を設定できる必要がある。また、自動調整システムを実現するには、上記のようなＡＷＢおよびＡＥの動作を行うかどうかの設定と、ＡＥおよびＡＷＢの制御値の設定と評価値読み出し動作を外部から行うことができる必要がある。
【００１３】
▲３▼また、撮像装置の入力部にＡＥ制御値とＡＷＢ制御値とＡＥ動作モードとＡＷＢ動作モードの各設定を行なう機能を持たせることで、標準被写体だけを用意すれば、ＡＷＢ制御に用いるＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値の算出および設定や、その設定値が正確であるかの動作確認を行なうことが可能となる。
【００１４】
本発明は、ＡＷＢ制御に用いるＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値の算出および設定を自動で行う、ＡＷＢ用定数を検出する自動調整システムを実現するための撮像システムを提案するものである。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係わる撮像システムの構成図である。同図において、１００は、撮像システムを示しており、この撮像システム１００は、撮像装置２００と撮像装置の調整装置３００から構成されている。
【００１６】
上記撮像装置２００は、レンズ、オートフォーカス等を含むメカ機構、ＣＣＤ２０１、Ａ／Ｄ変換器、可変利得増幅器（アンプ）２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂ、色差変換マトリックス回路２０４、ＡＥ・ＡＷＢ評価値抽出回路２０５、制御回路２０６、ＴｉｍｉｎｇＳＧ（制御信号生成器）２０９とを備えている。
【００１７】
レンズユニットは、レンズ、オートフォーカス（ＡＦ）、絞り、フィルタを含むメカ機構からなっている。ＣＣＤ（電荷結合素子）２０１は、レンズユニットを介して入力した映像を電気信号（アナログ画像データ）に変換して、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎のアナログ画像データを出力する。またＡ／Ｄ変換器２０２は、ＣＣＤ２０１から出力されたＲＧＢのアナログ画像データをデジタル画像データに変換して、後段の可変利得増幅器（アンプ）２０３に出力する。
【００１８】
可変利得増幅器（アンプ）２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂは、制御部２０６で設定されるゲインで各々、Ａ／Ｄ変換器２０２から入力されるＲＧＢのデジタル画像データを増幅して出力する。色差マトリックス変換回路２０４は、可変利得増幅器（アンプ）２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂから入力されるデジタル画像データを色差（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度（Ｙ）に変換して出力する。
【００１９】
ＡＥ・ＡＷＢ評価値抽出回路２０５は、可変利得増幅器２０３ｒ，２０３ｇ、２０３ｂから入力されるデジタル画像データのＲＧＢの各々の輝度から生成されるＲＧＢ各々の３つのＡＷＢ評価値と１つのＡＥ評価値を制御部２０３に出力する。
【００２０】
制御部２０６は、図示しない、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータからなり、このＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラムに従ってＲＡＭを作業領域として使用して、キー操作部２０７からの指示、或は図示しないリモコン等の外部動作指示、或はパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」と称する）３０１等の外部端末からの通信による通信動作指示に従い、上記撮像装置の全動作を制御する。具体的には、制御部２０６は、撮像動作、ホワイトバランス（ＡＷＢ）動作、ＡＥ動作等の制御を行なう。
【００２１】
キー操作部２０７は、撮像装置の動作指示を行なうためのものであり、撮影を指示するレリーズキー、及びその他の各種設定を外部から行なうためのボタンを備えている。フラッシュメモリ２０８は、撮像装置の制御を行なうための初期データ（ＡＷＢ初期ゲインを含む）等が書き込まれている。ＴｉｍｉｎｇＳＧ（制御信号生成器）２０９は、制御部２０６の制御により、ＣＣＤ２０１からの電気信号を取り込むタイミング信号を生成してＣＣＤ２０１に出力する。上記した撮像装置２００はＡＥ機能及びＡＷＢ機能を備えている。
【００２２】
次に、上記撮像装置１００のＡＷＢ制御の基本動作を簡単に説明する。
先ず、レンズ（不図示）を介した被写体像は、ＣＣＤ２０１に入射し、ＣＣＤ２０１は、被写体像を電気信号（アナログ画像データ）に変換して、Ｒ、Ｃ、Ｂのアナログ画像データを出力する。可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｂは、制御部２０６で設定されるゲインで、Ｒ、８のデジタル画像データを夫々増幅して出力する。
【００２３】
ＡＥ、ＡＷＢ用評価値出力回路２０５は、可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂから入力されるデジタル画像データのＲＧＢの各々の輝度データから生成される３つのＡＷＢ評価値を制御部２０６に出力する。制御部２０６は、このＡＷＢ評価値と後述するＡＷＢ調整においてフラッシュメモリ２０８に、書き込まれたＡＷＢ初期ゲイン値に基づいて、可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂに設定すべきゲインをそれぞれ算出し、この算出したゲインを可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｂに設定することにより、ホワイトバランスの制御を行なう。
【００２４】
尚、上記においては、制御するゲインをＲ、Ｂとしているが、本発明は、これらに限られるものではなく、Ｒ、Ｇ、８の少なくとも２以上の組み合わせのゲインを制御することにしても良い。
【００２５】
次に、上記撮像装置１００のＡＥ制御の基本動作を簡単に説明する。
ＡＥ，ＡＷＢ用評価値出力回路２０５は、可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂから入力されるデジタル画像データのＲＧＢの各々の輝度データから１つのＡＥ評価値を生成し制御部２０６に出力する。制御部２０６は、このＡＥ評価値に基づいて、レンズユニットの絞り及びシャッタ開放時間を制御し、露光量の調整を行なう。
【００２６】
撮像装置の調整装置３００は、図１に示す如く、ＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値の調整動作の制御を行うＰＣ３０１と、互いに色温度の異なる４種類の色温度フィルタ３０３ａ（Ｗ４フィルタ）、３０３ｂ（Ｃ１０フィルタ）、３０３ｃ（Ｃ４フィルタ）、３０３ｄ（Ｗ１８フィルタ）を備えたフィルタ部材３０３と、当該フィルタ部材３０３の指定の色温度フィルタを撮像装置２００の撮影光軸上に配置するフィルタ移動用モータ３０２と、一定光量の光を発する照明源（不図示）と、から構成されている。
【００２７】
図２は、上記ＰＣ３０１の構成を示す図である。ＰＣ３０１は、図２に示す如く、操作指示を与えるための入力部４００と、コンピュータの装置全体の制御を司るＣＰＵ４０１、当該ＣＰＵ４０１を動作させる各種制御プログラムやデータを格納したＲＯＭ４０２と、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用されるＲＡＭ４０３と、撮像装置等と、データ通信を行うためのＩ／Ｆ４０４と、を備えている。上記制御プログラムとしては、例えば、ＡＷＢ調整を実行して、撮像装置２００のフラッシュメモリ２０８に、各色温度フィルタ毎（各照明条件）のＡＷＢゲイン値を出力するためのプログラム等がある。また、ＲＯＭ４０２は、各色温度フィルタ３０３ａ（Ｗ４フィルタ）、３０３ｂ（Ｃ１０フィルタ）、３０３ｃ（Ｗ１８フィルタ）に対応したＡＥデータが書き込まれている。
【００２８】
上記ＰＣ３０１は、フィルタ移動用モータ３０２を制御して、フィルタ部材３０３の色温度フィルタ３０３ａ〜３０３ｄのいずれか１つを選択して撮像装置２００の撮影光軸上に配置し、撮像装置２００に撮影を行わせ、ＡＥ・ＡＷＢ用評価値抽出回路２０５から出力されるＲＧＢの各輝度データから生成された各ＡＷＢ評価値に基づいて、指定された色温度フィルタでのＡＷＢゲイン値とＡＷＢ制御限界ゲイン値を算出する。ＰＣ３０１は、このＡＷＢゲイン値の算出動作を全ての色温度フィルタ３０３ａ〜３０３ｄについて行い、各色温度フィルタ３０３ａ〜３０３ｄのＡＷＢゲイン値を撮像装置２００のフラッシュメモリ２０８に、制御部２０６を介して書き込む。
【００２９】
上記各色温度フィルタを用いて算出されたＡＷＢゲイン値は、ＡＷＢ制御の初期ゲイン値と制御限界ゲイン値に用いられる。次に、撮像システム１００（撮像装置２００及び撮像装置の調整装置３００）により実行されるＡＷＢ調整の動作を説明する。かかるＡＷＢ調整は、撮像装置１００のＡＷＢ制御で使用されるＡＷＢ初期ゲイン値とＡＷＢ制御限界ゲイン値とＡＷＢ制御限界ゲイン値を算出するための調整である。尚、このＡＷＢ調整においては、照明源に、例えば透過性グレースケールをセットし、フィルタ移動用モータ３０２で、４つの異なる色温度特性の色温度フィルタ３０３ａ（Ｗ４フィルタ）、３０３ｂ（Ｃ１０フィルタ）、３０３ｃ（Ｃ４フィルタ）、３０３ｄ（Ｗ１８フィルタ）を切り換えることにより照明条件を変更して各色色温度フィルタ毎のＡＷＢゲイン値を算出する。
【００３０】
＜動作例１＞
ＡＷＢ調整の動作例１を図５のフローチャートを参照して説明する。この動作例１では、ＡＥ機能、ＡＷＢ機能の動作を停止した状態で、各色温度フィルタ３０３ａ（Ｗ４フィルタ）、３０３ｂ（Ｃ１０フィルタ）、３０３ｃ（Ｃ４フィルタ）、３０３ｄ（Ｗ１８フィルタ）を切り換えて、色温度特性の異なる複数の色温度フィルタを使用して、選択した色温度フィルタに対応した露光量制御に用いるＡＥデータを設定して撮影を行い、この撮影の際に、ＡＥ・ＡＷＢ用評価値抽出回路２０５から出力されるデジタル画像データのＲＧＢ各輝度データから算出される各ＡＷＢ評価値に基づいて、各色温度フィルタに対応したＡＷＢゲインを算出する。
【００３１】
図５において、先ず、撮像装置２００及び撮像装置の調整装置３００（ＰＣ３０１とフィルタ移動用３０２）の電源投入が行われると、撮像装置２００及びＰＣ３０１の初縮化が行われ（ステップＳ１、Ｐ１）、撮像装置２００では、記録・調整モードが設定され（ステップＰ２）、また、ＰＣ３０１のディスプレイには、図３に示すような表示メニューが表示される（ステップＳ２）。
そして、ＰＣ３０１の表示メニュー画面（図３参照）から、ＡＷＢ調整が、選択されると（ステップＳ３）、図４に示すようなフィルタ選択画面が表示され、この選択画面からフィルタの選択が行われる（ステップＳ４）。そして、ＰＣ３０１は、フィルタ駆動用モータ３０２を制御して、フィルタ部材３０３の選択された色温度フィルタを撮像装置２００の撮影光軸上に配置させる（ステップＳ５）。
【００３２】
つづいて、ＰＣ３０１は、ＡＷＢ調整の開始を示すコマンド及び選択した色温度フィルタに対応したＡＥデータをＲＯＭ４０２から読み出して、撮像装置２０６に送信する（ステップＳ６）。そして、カウンタＸの値を初期値「０」に設定する（ステップＳ７）。撮像装置２００の制御部２０６では、このコマンド及び選択した色温度フィルタに対応したＡＥデータを受信すると（ステップＰ３）、ＡＥ制御機能及びＡＷＢ制御機能をＯＦＦとし（ステップＰ４）、受信したＡＥデータをものに算出された絞り値とシャッタ開放時間をレンズユニットに設定して、撮影を行う（ステップＰ５）。
【００３３】
ここで、撮影動作を簡単に説明すると、レンズ（不図示）を介した被写体像は、ＣＣＤ２０１に入射し、ＣＣＤ２０１は、被写体像を電気信号（アナログ画像データ）に変換して、Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログ画像データを出力する。可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂは、制御部２０６で設定されるゲインで、Ｒ、Ｂのデジタル画像データを夫々増幅して出力する。
【００３４】
ＡＥ、ＡＷＢ用評価値抽出回路２０５は、可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂから入力されるＲ、Ｇ、Ｂのデジタル画像データの画素毎の輝度データＲ１〜Ｒｏ（ｎは画素数を示す）、Ｇ１〜Ｇｎ、Ｂ１〜Ｂ１をもとに生成されるＡＷＢ評価値としてΣＲ、ΣＧ、ΣＢの３つのＡＷＢ評価値と、輝度算出のためのＡＥ評価値を制御部２０６に出力する。
【００３５】
制御部２０６は、ＡＷＢ評価値ΣＲ、ΣＧ、ΣＢを受信する（ステップＳ８）と、続いて、ＰＣ３０１は、ΣＲ／ΣＧ、ΣＢ／ΣＧを算出し（ステップＳ９）、カウンタＫの値を「１」インクリメントする（ステップＳ１０）。
【００３６】
つづいて、ＣＰＵ２０７は、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧが規定値（１近傍）内にあるか否かを判断し（ステップＳ１１）、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧが規定値内にある場合には、このときのＲ、ＧのゲインをＡＷＢゲイン値として、撮像装置２００の制御部２０６に送出する（ステップＳ１２）。撮像装置２００の制御部２０６は、このＲとＧのＡＷＢゲイン値を受信すると、フラッシュメモリ２０８にライトする（ステップＰ７）。
【００３７】
一方、ステップＳ１１において、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧが規定値（１近傍）内にない場合には、ステップＳ１３に移行して、カウンタＫの値すなわち調整回数が規定回数よりＮより大か否かを判断し、Ｋ＞Ｎである場合には、デジタルカメラもしくは環境条件の異常と判断してその旨をＰＣ３０１のディスプレイに表示して、操作者に報知する（ステップＳ１５）。
【００３８】
他方、Ｋ＜Ｎでない場合には、ステップＳ１４に移行して、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧ、が１近傍となるようなＲ、Ｇゲインを算出し、算出したＲ、Ｇゲインと共に、再度の撮影をすべき旨を撮像装置２００の制御部２０６に送出する（ステップＳ１４）。これに応じて、撮像装置２００の制御部２０６では、算出されたＲ、Ｇゲインを可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂに設定して撮影を行い（ステップＰ４）、ＡＷＢ評価値を再度送出する（ステップＰ６）。
【００３９】
そして、ＰＣ３０１は、ΣＲ、ΣＧ、ΣＢをそれぞれ受信した後（ステップＳ８）、ΣＲ／ΣＧ、ΣＢ／ΣＧを算出し（ステップＳ９）、カウンタＫの値を「１」インクリメントして（ステップＳ１０）、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧが規定値（１近傍）内となるまで既定回数Ｎを限度として、この処理（ステップＳ１４、Ｐ５、Ｐ６、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１Ｓ）を繰り返す。
【００４０】
上記処理（ステップＳ４〜ステップＳ１４、ステップＰ３〜ステップＰ６）を、色温度フィルタ３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ毎に行い、各照明条件でのＡＷＢゲインをフラッシュメモリ２０８にライトする。
尚、上記動作例１では、ＰＣ３０１から選択した色温度フィルタに対応したＡＥデータを送信して、撮像装置２００の制御部２０６はＡＥデータをものに算出された絞り値とシャッタ開放時間をレンズユニットに設定する構成であるが、撮像装置２００のキー操作部２０７からＡＥデータを入力して、撮像装置２００の露光量制御を行なう構成にしても良い。
【００４１】
動作例１によれば、ＡＥ機能、ＡＷＢ機能の動作を停止した状態で、各色温度フィルタ３０３ａ（Ｗ４フィルタ）、３０３ｂ（Ｃ１０フィルタ）、３０３ｃ（Ｃ４フィルタ）、３０３ｄ（Ｗ１８フィルタ）を切り換えて、色温度特性の異なる複数の色温度フィルタを使用して、選択した色温度フィルタに対応したＡＥデータによって露光量制御を行い、この撮影の際に、ＡＥ・ＡＷＢ用評価値抽出回路２０５から出力されるＲ、Ｇ、Ｂのデジタル画像データの各輝度データに応じた評価値に基づいて、各色温度フィルタに対応するＡＷＢゲイン値を算出することとしたので、異なった色温度特性のフィルタを使用してそれぞれＡＷＢゲイン値を算出する場合に、被写体からの光量を一定にすることができ、撮像装置個体間のばらつきの少ない、精度の高いＡＷＢゲイン値を算出ことが可能となる。その結果、撮像装置では、光源の色温度が変化しても、適正に色を再現することが可能となる。
【００４２】
撮像装置２００に対する全ての設定をＰＣ３０１等の外部端末から行うことが可能であるため、全ての調整作業および調整結果の確認作業を、自動で行うことが可能になる。これにより人の判断を要しないため、撮像装置個体間のばらつきの小さい調整を行うことができる。
【００４３】
また、撮像装置２００に対する全ての設定は撮像装置２００のキー操作部２０７から行うことができるため、撮像装置の調整装置３００のような治具を用意しなくても、撮像装置２００と標準となる被写体だけを用意すれば、簡単な調整作業および調整結果の確認作業を行うことができる。
【００４４】
＜動作例２＞
ＡＷＢ調整の動作例２を図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
この動作例２では、ＡＷＢ機能の動作を停止し、ＡＥ機能を動作させた状態で、色温度フィルタを切り換えて色温度特性の異なる複数の色温度フィルタを使用し、制御部２０６、ＡＥ機能を作動させて撮影を行い、この撮影の際に、ＡＥ・ＡＷＢ用評価値描出回路２０５から出力されるデジタル画像データのＲＧＢの各輝度データによって生成された各評価値に基づいて、各色温度フィルタに対応するＡＷＢゲイン値を算出する。
【００４６】
ＡＥ機能を動作させた状態にすることで、色温度フィルタが異なっても露光量を一定とした状態で調整をすることができる。
【００４７】
図６において、先ず、撮像装置２００及び撮像装置の調整装置３００（ＰＣ３０１とフィルタ移動用３０２）の電源投入が行われると、撮像装置２００及びＰＣ３０１の初期化処理が行われ（ステップＳ１１、Ｐ１１）、撮像装置２００では、記録・調整モードが設定され（ステップＰ１２）、また、ＰＣ３０１のディスプレイには、図３に示すような表示メニューが表示される（ステップＳ１２）。
【００４８】
そして、ＰＣ３０１の表示メニュー画面（図３参照）から、ＡＷＢ調整がされると（ステップＳ１３）、図４に示すようなフィルタ選択画面が表示され、この選択画面からフィルタの選択が行われる（ステップＳ１４）。そして、ＰＣ３０１は、フィルタ移動用モータ３０２を制御して、フィルタ部材３０３の選択された色温度フィルタを撮像装置２００の撮影光軸上に配置させる（ステップＳ１５）。
【００４９】
つづいて、ＰＣ３０１は、ＡＷＢ調整の開始を示すコマンドを、撮像装置２００の制御部２０６に送信する（ステップＳ１６）。そして、カウンタＫの値を初期値「０」に設定する（ステップＳ１７）。撮像装置２００の制御部２０６では、このコマンドを受信すると（ステップＰ１３）、ＡＷＢ機能だけをＯＦＦに設定し、ＡＥ機能は動作状態にする（ステップＰ１４）。ＡＷＢ機能のＯＮ／ＯＦＦの設定は、ＰＣ３０１から通信により設定でき、また、キー入力部２０７の操作により設定できる。そして、ＡＥ機能で制御されたレンズユニットの絞りとシャッタにより、常に一定の露光量で撮影が行われる（ステップＰ１５）。
ここで、撮影動作を簡単に説明すると、レンズ（不図示）を介した被写体像は、ＣＣＤ２０１に入射し、ＣＣＤ２０１は、被写体像を電気信号（アナログ画像データ）に変換して、Ｒ、Ｇ、Ｂのアナログ画像データを出力する。可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｂは、制御部２０６で設定されるゲインで、Ｒ、Ｂのデジタル画像データを夫々増幅して出力する。
【００５０】
ＡＥ、ＡＷＢ用評価値抽出回路２０５は、可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｇ、２０３ｂから入力されるＲ、Ｇ、Ｂのデジタル画像データの画素毎の輝度データＲ１〜Ｒｏ（ｎは画素数を示す）、Ｇ１〜Ｇｎ、Ｂ１〜Ｂ１をもとに生成されるＡＷＢ評価値としてΣＲ、ΣＧ、ΣＢの３つのＡＷＢ評価値（ステップＰ１６）と、輝度算出のためのＡＥ評価値を制御部２０６に出力する。
【００５１】
制御部２０６は、ＡＷＢ評価値ΣＲ、ΣＧ、ΣＢを受信する（ステップＳ１８）と、続いて、ＰＣ３０１は、ΣＲ／ΣＧ、ΣＢ／ΣＧを算出し（ステップＳ１９）、カウンタＫの値を「１」インクリメントする（ステップＳ２０）。
【００５２】
つづいて、ＣＰＵ２０７は、ΣＲ／ΣＧおよびΣＢ／ΣＧが規定値（１近傍）内にあるか否かを判断し（ステップＳ２１）、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧが規定値内にある場合には、このときのＲ、ＧのゲインをＡＷＢゲイン値として、撮像装置２００の制御部２０６に送出する（ステップＳＳ２２）。撮像装置２００の制御部２０６は、このＲとＧのＡＷＢゲイン値を受信すると、フラッシュメモリ２０８にライトする（ステップＰ１７）。
【００５３】
一方、ステップＳ１１において、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧが規定値（１近傍）内にない場合には、ステップＳ２３に移行して、カウンタＫの値すなわち調整回数が規定回数Ｎより大か否か判断し、Ｋ＞Ｎである、場合には、デジタルカメラもしくは環境条件の異常と判断してその旨をＰＣ３０１のディスプレイに表示して、操作者に報知する（ステップＳ２５）。
【００５４】
他方、Ｋ＜Ｎでない場合には、ステップＳ２４に移行して、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧが１近傍となるようなＲ、Ｇゲインを算出し、算出したＲ、Ｇゲインと共に、再度の撮影をすべき旨を撮像装置２００の制御部２０６に送出する（ステップＳ２４）。これに応じて、撮像装置２００の制御部２０６では、算出されたＲ、Ｇゲインを可変利得増幅器２０３ｒ、２０３ｂに設定して、撮影を行い（ステップＰ１５）、ＡＷＢ評価値を再度送出する（ステップＰ１６）。そして、ＰＣ３０１は、ΣＲ、ΣＧ、ΣＢをそれぞれ受信した後（ステップＳ１８）、ΣＲ／ΣＧ、ΣＢ／ΣＧを算出し（ステップＳ１９）、カウンタＫの値を「１」インクリメントして（ステップＳ２０）、ΣＲ／ΣＧ及びΣＢ／ΣＧが規定値（１近傍）内となるまで規定回数Ｎを限度として、この処理（ステップＳ２４、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２３）繰り返す。
【００５５】
上記処理（ステップＳ１４〜ステップＳ２４、ステップＰ１３〜ステップＰ６）を、色温度フィルタ３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ毎に行い、各照明条件でのＡＷＢゲインをフラッシュメモリ２０８にライトする。
【００５６】
上記した動作例２によれば、ＡＷＢ機能の動作を停止して行なう調整において、ＡＥ機能を動作させた状態で、色温度フィルタを切り換えて、色温度特性の異なる複数の色温度フィルタを使用し、撮影を行い、この撮影の際に、ＡＥ・ＡＷ評価値摘出回路２０５から出力されるＡＥ評価値によって各色温度フィルタに対応した露光量制御（ＡＥ機能）を行ない、ＡＥ・ＡＷＢ用評価値摘出回路２０５から出力されるデジタル画像データのＲＧＢ各輝度データをもとに生成された各評価値基づいて、各色温度フィルタに対応するＡＷＢゲイン値を算出することとしたので、異なった色温度特性のフィルタを使用してそれぞれＡＷＢゲイン値を算出する場合に、被写体からの光量を一定にすることができ、撮像装置個体間のばらつきの少ない、精度の高いＡＷＢゲインを算出することが可能になる。また光源の輝度が多少ずれていたとしても、安定した調整が可能となる。その結果、撮像装置では、光源の色温度が変化しても適正に白を再現することが可能となる。
【００５７】
撮像装置２００に対する全ての設定をＰＣ３０１等の外部端末から行うことが可能であるため、全ての調整作業および調整結果の確認作業を、自動で行うことが可能になる。これにより人の判断を要しないため、撮像装置個体間のばらつきの小さい調整を行うことができる。
【００５８】
また、撮像装置２００に対する全ての設定は撮像装置２００のキー操作部２０７から行うことができるため、撮像装置の調整装置３００のような治具を用意しなくても、撮像装置２００と標準となる被写体だけを用意すれば、簡単な構成で調整作業および調整結果の確認作業を行うことができる。
【００５９】
尚、本発明に係る撮像装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等に広く適用可能である。
【００６０】
また、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る撮像システムは、光学系を介して被写体を電気信号に変換してカラー画像信号として出力する撮像素子と、カラー画像信号に応じたＡＷＢ評価値を出力するＡＷＢ評価値出力手段と、カラー画像信号に応じたＡＥ評価値を出力するＡＥ評価値出力手段と、ＡＷＢ評価値及び前記ＡＥ評価値を外部に出力する評価値外部出力手段と、ＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値に基づいて、ホワイトバランスを調整するためのＡＷＢ制御値を算出するＡＷＢ制御手段と、ＡＷＢ制御値を設定するＡＷＢ制御設定手段と、露光量を調整するための制御値を算出するＡＥ制御手段と、算出されたＡＥ制御値を設定するＡＥ制御値設定手段と、ＡＷＢ動作を停止するか否か設定するＡＷＢ動作モード設定手段と、ＡＷＢ制御値及びＡＥ制御値を外部から送信する外部設定手段と、を備え、ＡＷＢ動作モード設定手段によりＡＷＢ動作を停止し、色変換光学フィルタ等により被写体の色および輝度を変化させ、ＡＥで露光量を一定として、ＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値を算出することとした。
【００６２】
従って、撮像装置のＡＷＢの動作を止めた状態で、色変換光学フィルタを変えていったとき、それに伴う被写体の明るさと色が変化しても、そのときのＡＥの動作が行われているため、露光量はいつも一定に保つことができる。これにより、安定した量と精度の評価値が得られる。また、種々の設定条件下での安定した評価値を調べることができ、このデータからその条件下でのＡＷＢの制御値とその他のＡＥおよびＡＷＢの設定値を撮像装置外部で算出することができる。更に、算出されたＡＷＢの制御値を設定することで、算出された制御値が正しいものであるか否かの確認ができる。
【００６３】
また、請求項２に係る撮像システムは、請求項１に係る撮像システムにおいて、更に、ＡＥの動作を停止するか否かを設定するＡＥ動作モード設定手段を備えたこととしたので、ＡＥの動作を止めて、外部からＡＥ制御値を設定することで、任意の露光量の評価値を調べることが可能となる。
【００６４】
また、請求項３に係る撮像システムは、請求項２に係る撮像システムにおいて、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値、ＡＥ動作モード、及びＡＷＢ動作モードの設定を撮像装置の入力部から行うこととしたので、撮像装置の入力部でＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値、ＡＥ動作モード、及びＡＷＢ動作モードの設定ができ、撮像装置だけの簡単な構成でＡＷＢ用定数を検出する調整作業を行うことが可能となる。
【００６５】
また、請求項４に係る撮像システムは、請求項２に係る撮像システムにおいて、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値、ＡＥ動作モード、及びＡＷＢ動作モードの設定を外部端末装置から行うこととしたので、ＰＣ等の外部端末より、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値、ＡＥ動作モード、及びＡＷＢ動作モードの設定ができ、また撮像時の評価値を読むことのできる本機構成に、ＰＣで自動的に色変換光学フィルタまたは光源を変更する治具を用意すれば、ＡＷＢ制御に用いるＡＷＢ初期ゲイン値やＡＷＢ制御限界ゲイン値を検出する自動調整システムを実現することができる。これにより、人の判断を要しないため、撮像装置個体間のばらつきの小さい調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る撮像システムの構成図である。
【図２】図１のＰＣの構成を示す図である。
【図３】表示メニューの一例を示す図である。
【図４】フィルタ選択画面の一例を示す図である。
【図５】ＡＷＢ調整モードの動作例１を説明するためのフローチャートである。
【図６】ＡＷＢ調整モードの動作例２を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１００    撮像システム
２００    撮像装置
３００    撮像装置の調整装置
２０１    ＣＣＤ
２０２    Ａ／Ｄ変換器
２０３ｒ  Ｒ用可変利得増幅器
２０３ｇ  Ｇ用可変利得増幅器
２０３ｂ  Ｂ用可変利得増幅器
２０４    色差マトリックス回路
２０５    ＡＥ・ＡＷＢ用評価値抽出回路
２０６    制御部
２０７    キー操作部
２０８    フラッシュメモリ
２０９    ＴｉｍｉｎｇＳＧ（制御信号生成）
３０１    パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
３０２    フィルタ移動用モータ
３０３    フィルタ部材
３０３ａ  色温度フィルタ
３０３ｂ  色温度フィルタ
３０３ｃ  色温度フィルタ
３０３ｄ  色温度フィルタ
【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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