(57)【要約】【課題】  ホワイトバランス調整時、及び撮影時の絞りの状態によらず、ホワイトバランスを適正な状態に保ち、良好な色再現を実現できるようにする。【解決手段】  色分解光学系、ホワイトバランス調整手段、レンズの絞り信号検出手段、を有する撮像装置において、ホワイトバランスを調整した時点での絞り状態を記憶する記憶手段を設け、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態の差分から、ホワイトバランス補正を行うようにする。また、フォーカス信号検出部、ズーム信号検出部のうち、少なくとも一つを備え、ホワイトバランスを調整した時点のフォーカス状態、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態、フォーカス状態、ズーム状態の差分から、ホワイトバランス補正を行うようにする。【選択図】  図１
2006025339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホワイトバランス調整時点での光の入射量を調整する絞りの絞り状態を検出する絞り検出手段と、
前記絞り検出手段により検出された前記ホワイトバランス調整時点での前記絞り状態と、実際の撮影時点での前記絞り状態とに基づき、ホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ホワイトバランス調整時、あるいは映像撮影時におけるレンズのフォーカスを検出するフォーカス検出手段を有し、
前記ホワイトバランス補正手段は、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点のフォーカス状態に基づき、前記ホワイトバランス補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ホワイトバランス調整時、あるいは映像撮影時におけるレンズのズーム状態を検出するズーム検出手段を有し、
前記ホワイトバランス補正手段は、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点のズーム状態に基づき、前記ホワイトバランス補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ホワイトバランス補正手段は、前記ホワイトバランスを調整した時点での絞り状態と、実際の撮影時点との絞り状態との差分を検出する差分検出手段を有することを特徴とする請求項1乃至３のいずれか1項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記差分検出手段は、設定された閾値以上の絞り値であれば一定値として扱い、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態の差分を求めることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
ホワイトバランス調整時点での光の入射量を調整する絞りの絞り状態を検出する絞り検出工程と、
前記レンズの絞り信号検出工程により検出された前記ホワイトバランス調整時点での絞り状態と、実際の撮影時点での絞り状態とに基づき、ホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正工程とを有することを特徴とする撮像方法。
【請求項７】
ホワイトバランス調整時点での光の入射量を調整する絞りの絞り状態を検出する絞り検出工程と、
前記レンズの絞り信号検出工程により検出された前記ホワイトバランス調整時点での絞り状態と、実際の撮影時点での絞り状態とに基づき、ホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正工程とを有することを特徴とする撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記請求項７に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像方法に関わり、特に、色分解光学系を有する撮像装置及び撮像装置におけるホワイトバランス補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラでは、白色被写体を撮像したときのＲＧＢ各チャンネルの映像信号レベルを同一に調整することで、ホワイトバランスをとるようにして、太陽光、人工光を含む各種光源下で、適正な色再現を実現できるようにしている。
【０００３】
従来、ビデオカメラにおけるホワイトバランス調整は、以下のようにして行っている。すなわち、白色被写体を画面全体に撮像し、このときのＲＧＢ各信号レベルが同じになるように、ＲＧＢ各ゲインを調整するようにしている。
【０００４】
しかしながら、上記ホワイトバランス調整において、同じ白被写体を撮像して調整する場合でも、そのときのレンズの絞り値によっては、ＲＧＢ各ゲインが異なってしまう場合がある。この現象は、色分解光学系の分光特性の角度依存性、あるいは、ＣＣＤにおける各色の集光特性の違いによって生じる。
【０００５】
そのため、例えば、「ｆ８.０」のように絞りを絞った状態でホワイトバランス調整を行った後に、実際の撮影においては、「ｆ１．６」のように絞りを開いた状態で撮影を行う場合、あるいは、「ｆ１．６」のように絞りを開いた状態でホワイトバランス調整を行った後に、実際の撮影においては、「ｆ８.０」のように絞りを絞った状態で撮影を行う場合には、ホワイトバランス調整を行っていたにもかかわらず、画面全体が赤みがかったり、あるいは、逆に緑がかったりしてしまい、色再現性が低下してしまうという欠点を有していた。
【０００６】
このような不都合を防止するために、光量の少ない場所で、絞りを開いた状態でも適正なホワイトバランスが取れるようにするテレビジョンカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３２４５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載のテレビジョンカメラの場合には、撮影時の絞りの状態に対してのみホワイトバランス補正値を持つために、すべての絞り値に対応する補正値をテーブルなどで保持しておく必要があり、またホワイトバランス調整時と実際の撮影時との絞りの状態の違いを十分に補正しきれないという問題があった。
本発明は上述の問題点に鑑み、ホワイトバランス調整時、及び撮影時の絞りの状態によらず、ホワイトバランスを適正な状態に保ち、良好な色再現を実現できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撮像装置は、ホワイトバランス調整時点での光の入射量を調整する絞りの絞り状態を検出する絞り検出手段と、前記絞り検出手段により検出された前記ホワイトバランス調整時点での前記絞り状態と、実際の撮影時点での前記絞り状態とに基づき、ホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の撮像方法は、ホワイトバランス調整時点での光の入射量を調整する絞りの絞り状態を検出する絞り検出工程と、前記レンズの絞り信号検出工程により検出された前記ホワイトバランス調整時点での絞り状態と、実際の撮影時点での絞り状態とに基づき、ホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のコンピュータプログラムは、ホワイトバランス調整時点での光の入射量を調整する絞りの絞り状態を検出する絞り検出工程と、前記レンズの絞り信号検出工程により検出された前記ホワイトバランス調整時点での絞り状態と、実際の撮影時点での絞り状態とに基づき、ホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正工程とを有することを特徴とする撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、色分解光学系を有する撮像装置において、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態の差分から、ホワイトバランス補正を行うようにしたので、ホワイトバランス調整時、及び撮影時の絞りの状態によらずに、ホワイトバランスを適正な状態に保ち、良好な色再現を実現することができる。
また、本発明の他の特徴によれば、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態の差分に加えて、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点でのフォーカス状態やズーム状態の差分を用いて、ホワイトバランス補正を行うようにしたので、ホワイトバランス補正の精度を更に向上させることができ、撮影時の絞り、フォーカス、ズームの状態によらず、ホワイトバランスを適正な状態に保つことができ、良好な色再現を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態の構成を示す概略構成図である。
図１において、１０１はレンズであり、レンズ１０１の後方には絞り１０２が配置されている。これらのレンズ１０１及び絞り１０２を介した光は、プリズム１０３により３方向に分離され、それぞれ、Ｇ用ＣＣＤ１０４、Ｂ用ＣＣＤ１０５、及びＲ用ＣＣＤ１０６の結像面上に被写体像として結像される。Ｇ用ＣＣＤ１０４、Ｂ用ＣＣＤ１０５、及びＲ用ＣＣＤ１０６において、結像された被写体像は光信号から映像信号に変換される。
【００１５】
Ｇ用ＣＣＤ１０４、Ｂ用ＣＣＤ１０５、及びＲ用ＣＣＤ１０６により得られた映像信号は、信号処理部１１２に送られる。映像信号は信号処理部１１２において所定の処理を施され、磁気テープ１１４に記録、あるいはディスプレイ１１６に出力される。
１１１は絞り信号検出部であり、ホワイトバランス調整時、あるいは、映像撮影時におけるレンズの絞り信号を検出し、カメラマイコン１１０にデータを転送する。
【００１６】
１１０はカメラマイコンである。Ｇ用ＣＣＤ制御部１０７、Ｂ用ＣＣＤ制御部１０８、及びＲ用ＣＣＤ制御部１０９を通じて、Ｇ用ＣＣＤ１０４、Ｂ用ＣＣＤ１０５、及びＲ用ＣＣＤ１０６の蓄積、読み出しなどの制御を行う。さらに、絞り信号検出部１１１から送られてくる絞り信号に基づき、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態の差分を保持する。１２０はホワイトバランス調整時の絞り値を記憶する記憶部である。
【００１７】
さらに、前記絞り状態の差分値から、ホワイトバランス補正値を算出し、信号処理部１１２を通じて、映像を撮影するためのホワイトバランス制御を行い、ホワイトバランス調整時、及び、撮影時の絞りの状態によらず、ホワイトバランスが適正になるように処理する。カメラマイコン１１０による、映像撮影におけるホワイトバランス制御については、後で詳しく述べる。
【００１８】
図２は、本実施の形態のホワイトバランス補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。ホワイトバランス補正処理が開始され（ステップＳ１０１）、使用者によりホワイトバランス調整がなされる（ステップＳ１０２）。ここで、ホワイトバランス調整において、使用者が白色被写体を画面全体に撮像し、ホワイトバランス調整処理を実行させると、カメラマイコン１１０は、このときのＲＧＢ各信号レベルが同じになるように、ＲＧＢ各ゲインを演算する。
【００１９】
この際、レンズの絞り値は任意の値をとることができ、例えば、「ｆ８.０」のように絞りを絞った状態で、ホワイトバランス調整処理が行われる。ホワイトバランス調整時の絞り値は、絞り信号検出部１１１によって検出され、カメラマイコン１１０に転送される。カメラマイコン１１０は、転送されたホワイトバランス調整時の絞り値を記憶部１２０に記憶する（ステップＳ１０３）。
【００２０】
実際の撮影が開始されると（ステップＳ１０５）、撮影時の絞り値は、絞り信号検出部１１１によって検出され（ステップＳ１０７）、カメラマイコン１１０に転送される。カメラマイコン１１０は、転送された撮影時の絞り値と、ホワイトバランス調整時に記憶したホワイトバランス調整時の絞り値との差分を算出し、求めた絞り状態の差分から、ホワイトバランス補正値を算出する（ステップＳ１０９）。
【００２１】
例えば、実際の撮影において、「ｆ１.６」のように絞りを開いた状態で撮影を行う場合には、ホワイトバランス調整時の絞り値「ｆ８.０」と撮影時の絞り値「ｆ１.６」との差分から、レンズの絞り状態の差分を求め、例えば、ホワイトバランスが赤側にずれるのを防ぐために、Ｒゲインを下げ、Ｂゲインを上げるようなホワイトバランス補正値を算出する。
【００２２】
算出したホワイトバランス補正値、及びホワイトバランス調整において演算したＲＧＢ各ゲインに従って、カメラマイコン１１０は、ホワイトバランス補正後のＲＧＢ各ゲインを再演算し、信号処理部１１２を通じて、ホワイトバランス補正後のＲＧＢ各ゲインを設定することで、映像を撮影するためのホワイトバランスを適正に保つことができる（ステップＳ１１０）。
【００２３】
以上のホワイトバランス補正処理は、撮影が継続される間、繰り返し処理される（ステップＳ１１２）。撮影が終了すると、ホワイトバランス補正処理は終了する（ステップＳ１１４）。
【００２４】
ここで、レンズの絞り状態の差分は、ホワイトバランスを調整した時点、及び実際の撮影時点に検出された絞り値の差分を用いても良いし、あるいは、設定された閾値以上の絞り値であれば一定値として扱い（例えば、「ｆ８.０」以上の絞り値をすべて「ｆ８.０」として扱う）、ホワイトバランス調整時と、実際の撮影時との絞り状態の差分を求めたものを用いても良い。
【００２５】
以上述べたように、色分解光学系を有する撮像装置において、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態の差分から、ホワイトバランス調整時に一度求めたホワイトバランスゲインに対して、ホワイトバランス補正を施すことで、ホワイトバランス調整時、及び撮影時の絞りの状態によらず、ホワイトバランスを適正な状態に保ち、良好な色再現を実現することができる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す構成図である。
図３において、３０１はレンズであり、レンズ３０１の後方には絞り３０２が配置されている。レンズ３０１、絞り３０２を介した光は、プリズム３０３により３方向に分離され、それぞれ、Ｇ用ＣＣＤ３０４、Ｂ用ＣＣＤ３０５、及びＲ用ＣＣＤ３０６の結像面上に被写体像として結像される。Ｇ用ＣＣＤ３０４、Ｂ用ＣＣＤ３０５、及びＲ用ＣＣＤ３０６において、結像された被写体像は光信号から映像信号に変換される。
【００２７】
Ｇ用ＣＣＤ３０４、Ｂ用ＣＣＤ３０５、及びＲ用ＣＣＤ３０６により得られた映像信号は、信号処理部３１２に送られる。映像信号は信号処理部３１２において所定の処理を施され、磁気テープ３１４に記録、あるいはディスプレイ３１６に出力される。３１１は絞り信号検出部であり、ホワイトバランス調整時、あるいは、映像撮影時におけるレンズの絞り信号を検出し、カメラマイコン３１０にデータを転送する。
【００２８】
３１７はフォーカス信号検出部であり、ホワイトバランス調整時、あるいは、映像撮影時におけるレンズのフォーカス信号を検出し、カメラマイコン３１０にデータを転送する。３１８はズーム信号検出部であり、ホワイトバランス調整時、あるいは、映像撮影時におけるレンズのズーム信号を検出し、カメラマイコン３１０にデータを転送する。
【００２９】
３１０はカメラマイコンである。Ｇ用ＣＣＤ制御部３０７、Ｂ用ＣＣＤ制御部３０８、及びＲ用ＣＣＤ制御部３０９を通じて、Ｇ用ＣＣＤ３０４、Ｂ用ＣＣＤ３０５、及びＲ用ＣＣＤ３０６の蓄積、読み出しなどの制御を行う。３２０はホワイトバランス調整時の絞り値を記憶する記憶部である。
【００３０】
さらに、絞り信号検出部３１１、フォーカス信号検出部３１７、及び、ズーム信号検出部３１８から送られてくる絞り信号、フォーカス信号、及び、ズーム信号に基づき、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態、フォーカス状態、及びズーム状態の差分を保持する。
【００３１】
さらに、前記絞り状態、フォーカス状態、及びズーム状態の差分値から、ホワイトバランス補正値を算出し、信号処理部３１２を通じて、映像を撮影するためのホワイトバランス制御を行い、ホワイトバランス調整時、及び、撮影時の絞りの状態、フォーカスの状態、あるいはズームの状態によらず、ホワイトバランスが適正になるように処理する。カメラマイコン３１０による、映像撮影におけるホワイトバランス制御については、後で詳しく述べる。
【００３２】
図４は、本実施の形態のホワイトバランス補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。ホワイトバランス補正処理が開始され（ステップＳ２０１）、使用者によりホワイトバランス調整がなされる（ステップＳ２０２）。ここで、ホワイトバランス調整において、使用者が白色被写体を画面全体に撮像し、ホワイトバランス調整処理を実行させると、カメラマイコン３１０は、このときのＲＧＢ各信号レベルが同じになるように、ＲＧＢ各ゲインを演算する。
【００３３】
この際、レンズの絞り値は任意の値をとることができ、例えば、「ｆ８.０」のように絞りを絞った状態で、ホワイトバランス調整処理が行われる。ホワイトバランス調整時の絞り値は、絞り信号検出部３１１によって検出され、カメラマイコン３１０に転送される。
【００３４】
カメラマイコン３１０は、転送されたホワイトバランス調整時の絞り値を記憶部３２０に記憶する（ステップＳ２０３）。ホワイトバランス調整時のフォーカス値は、フォーカス信号検出部３１７によって検出され、カメラマイコン３１０に転送される。カメラマイコン３１０は、転送されたホワイトバランス調整時のフォーカス値を記憶部３２０に記憶する（ステップＳ２０４）。
【００３５】
ホワイトバランス調整時のズーム値は、ズーム信号検出部３１８によって検出され、カメラマイコン３１０に転送される。カメラマイコン３１０は、転送されたホワイトバランス調整時のズーム値を記憶部３２０に記憶する（ステップＳ２０４）。
【００３６】
実際の撮影が開始されると（ステップＳ２０５）、撮影時の絞り値は、絞り信号検出部３１１によって検出され（ステップＳ２０７）、カメラマイコン３１０に転送される。撮影時のフォーカス値は、フォーカス信号検出部３１７によって検出され（ステップＳ２０７）、カメラマイコン３１０に転送される。また、撮影時のズーム値は、ズーム信号検出部３１８によって検出され（ステップＳ２０７）、カメラマイコン３１０に転送される。
【００３７】
カメラマイコン３１０は、転送された撮影時の絞り値、フォーカス値、及びズーム値と、ホワイトバランス調整時に記憶したホワイトバランス調整時の絞り値、フォーカス値、及びズーム値との差分を算出し、求めた絞り状態、フォーカス状態、及びズーム状態の差分から、ホワイトバランス補正値を算出する（ステップＳ２０９）。
【００３８】
例えば、実際の撮影において、「ｆ１.６」のように絞りを開いた状態で撮影を行う場合には、ホワイトバランス調整時の絞り値「ｆ８.０」と撮影時の絞り値「ｆ１.６」との差分から、レンズの絞り状態の差分を求め、さらに、フォーカス状態及びズーム状態の差分によるホワイトバランスのずれも加味し、例えば、ホワイトバランスが赤側にずれるのを防ぐために、Ｒゲインを下げ、Ｂゲインを上げるようなホワイトバランス補正値を算出する。
【００３９】
算出したホワイトバランス補正値、及びホワイトバランス調整において演算したＲＧＢ各ゲインに従って、カメラマイコン３１０は、ホワイトバランス補正後のＲＧＢ各ゲインを再演算し、信号処理部３１２を通じて、ホワイトバランス補正後のＲＧＢ各ゲインを設定することで、映像を撮影するためのホワイトバランスを適正に保つことができる（ステップＳ２１０）。
【００４０】
以上のホワイトバランス補正処理は、撮影が継続される間、繰り返し処理される（ステップＳ２１２）。撮影が終了すると、ホワイトバランス補正処理は終了する（ステップＳ２１４）。
【００４１】
ここで、レンズの絞り状態、フォーカス状態、あるいはズーム状態の差分は、ホワイトバランスを調整した時点、及び実際の撮影時点に検出された絞り値、フォーカス値、あるいはズーム値の差分を用いても良いし、あるいは、設定された閾値以上の絞り値、フォーカス値、ズーム値であれば一定値として扱い、ホワイトバランス調整時と、実際の撮影時との絞り状態、フォーカス状態、あるいはズーム状態の差分を求めたものを用いても良い。
【００４２】
以上述べたように、本実施の形態においては、色分解光学系を有する撮像装置において、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点との絞り状態の差分に加えて、ホワイトバランスを調整した時点と、実際の撮影時点とのフォーカス状態やズーム状態の差分を用いて、ホワイトバランス補正を行うことで、ホワイトバランス補正の精度を向上させ、撮影時の絞り、フォーカス、ズームの状態によらず、ホワイトバランスを適正な状態に保ち、良好な色再現を実現することができる。
【００４３】
（本発明の他の実施の形態）
上述した実施の形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００４４】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記録する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４５】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれる。
【００４６】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、撮像装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示し、ホワイトバランス補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示し、撮像装置の概略構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示し、ホワイトバランス補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１０１  レンズ
１０２  絞り
１０３  プリズム
１０４  Ｇ用ＣＣＤ
１０５  Ｂ用ＣＣＤ
１０６  Ｒ用ＣＣＤ
１０７  Ｇ用ＣＣＤ制御部
１０８  Ｂ用ＣＣＤ制御部
１０９  Ｒ用ＣＣＤ制御部
１１０  カメラマイコン
１１１  絞り信号検出部
１１２  信号処理部
１１４  磁気テープ
１１６  ディスプレイ
１２０  記憶部
３０１  レンズ
３０２  絞り
３０３  プリズム
３０４  Ｇ用ＣＣＤ
３０５  Ｂ用ＣＣＤ
３０６  Ｒ用ＣＣＤ
３０７  Ｇ用ＣＣＤ制御部
３０８  Ｂ用ＣＣＤ制御部
３０９  Ｒ用ＣＣＤ制御部
３１０  カメラマイコン
３１１  絞り信号検出部
３１２  信号処理部
３１４  磁気テープ
３１６  ディスプレイ
３１７  フォーカス信号検出部
３１８  ズーム信号検出部
３２０  記憶部
【図１】
2006025339.tif 000003
【図２】
2006025339.tif 000004
【図３】
2006025339.tif 000005
【図４】
2006025339.tif 000006