(57)【要約】【課題】撮像素子に印加される基板電圧を変化させた場合でも、最適なワイトバランス制御を行うことができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置においては、ＣＣＤ４０４の基板電圧のレベルに対応付けられて保持されている複数のホワイトバランス制御特性データ１１３，１１４の中からＣＣＤ４０４に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性がスイッチ１０６により選択され、選択されたホワイトバランス制御特性に基づいてＷＢ回路１０３に設定するＲゲインおよびＢゲインを算出する。【選択図】      図２
2005064559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、設定された動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段と、設定されたホワイトバランス制御特性に基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を制御するホワイトバランス制御手段とを備える撮像装置であって、
前記基板電圧のレベルに対応付けられた黒体放射特性に基づくホワイトバランス制御特性を保持する保持手段と、
前記保持されているホワイトバランス制御特性から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出し、該選択または算出されたホワイトバランス制御特性を前記ホワイトバランス制御手段に設定する設定手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段と、設定されたホワイトバランスゲインに基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段とを備える撮像装置であって、
前記基板電圧のレベルに対応付けられた黒体放射特性に基づくホワイトバランス制御特性を保持する保持手段と、
前記保持されているホワイトバランス制御特性から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出する選択手段または算出手段と、
前記選択または算出されたホワイトバランス制御特性に基づいて前記ホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出する算出手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
現在の撮影光源の色温度を検出する色温度検出手段を備え、前記算出手段は、前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルが変えられると、前記選択されたホワイトバランス制御特性と前記検出された色温度に基づいて前記ホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記色温度検出手段は、現在設定されているホワイトバランスゲインと現在設定されているホワイトバランス制御特性とに基づいて現在の撮影光源の色温度を検出することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記基板電圧印加手段は、前記基板電圧のレベルを撮像素子の加算読み出し、非加算読み出しの切り替えに応じて変えることを特徴とする請求項１〜４の撮像装置。
【請求項６】
前記基板電圧印加手段は、前記基板電圧のレベルを、前記画像信号を記録するためのテープモードあるいはメモリカードモードの切り替えに応じて変えることを特徴とする請求項１〜５の撮像装置。
【請求項７】
被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、設定された動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段とを備える撮像装置のホワイトバランス制御方法であって、
前記基板電圧のレベルに対応付けられて保持されている黒体放射特性に基づくホワイトバランス制御特性から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出し、該選択または算出されたホワイトバランス制御特性を設定する設定工程と、
前記設定されたホワイトバランス制御特性に基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を制御するホワイトバランス制御工程とを有することを特徴とするホワイトバランス制御方法。
【請求項８】
被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段と、設定されたホワイトバランスゲインに基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段とを備える撮像装置のホワイトバランス制御方法であって、前記基板電圧のレベルに対応付けられて保持されている黒体放射特性に基づくホワイトバランス制御特性から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出する選択工程または算出工程と、
前記選択または算出されたホワイトバランス制御特性に基づいて前記ホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出する算出工程とを有することを特徴とするホワイトバランス制御方法。
【請求項９】
現在の撮影光源の色温度を検出する色温度検出工程を有し、前記算出工程では、前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルが変えられると、前記選択または算出されたホワイトバランス制御特性と前記検出された色温度に基づいて前記ホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出することを特徴とする請求項８記載のホワイトバランス制御方法。
【請求項１０】
前記色温度検出工程では、現在設定されているホワイトバランスゲインと現在設定されているホワイトバランス制御特性とに基づいて現在の撮影光源の色温度を検出することを特徴とする請求項９記載のホワイトバランス制御方法。
【請求項１１】
前記基板電圧印加手段は、前記基板電圧のレベルを撮像素子の加算読み出し、非加算読み出しの切り替えに応じて変えることを特徴とする請求項１〜４のホワイトバランス制御方法。
【請求項１２】
前記基板電圧印加手段は、前記基板電圧のレベルを、前記画像信号を記録するためのテープモードあるいはメモリカードモードの切り替えに応じて変えることを特徴とする請求項１〜５のホワイトバランス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静止画像や動画像を撮像、記録、再生する撮像装置およびホワイトバランス制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子の読み出し方法として、動画像のフィールド画の生成に用いられる、垂直方向の２画素を加算して読み出す加算読み出し方法と、高精細静止画の生成に用いられる、１画素ずつ読み出す非加算読み出し方法とがある。通常は、動画像と静止画像を撮影するため、加算読み出しと非加算読み出しが随時切り替えて使用される。動画像を生成するための加算読み出しにおいては、２画素の加算が垂直転送路にて行われるので、１画素当たりの蓄積電荷量は、非加算の場合と比較して１／２の電荷量とする必要がある。このため、１画素当たりの蓄積電荷量が小さくなるように、基板電圧が高くされる。また、静止画像を生成するための非加算読み出しの場合、加算読み出しのように電荷の加算が行われないため、１画素当たりの電荷蓄積量を大きくすることができるので、基板電圧が低くされる。
【０００３】
ここで、加算読み出し時において、その基板電圧を非加算読み出し時の基板電圧とすると、垂直転送路で加算されたときに蓄積電荷が溢れてしまい、ブルーミングが発生することがある。また、逆に非加算読み出し時において、その基板電圧を加算読み出し時の基板電圧とすると、ＣＣＤの飽和出力が小さくなる。よって、一般的には、各読み出し方法に応じた基板電圧がＣＣＤに印加される（例えば、特開２００１−０６９４０９号公報を参照）。
【０００４】
また、ホワイトバランスの制御方法としては、ＣＣＤの出力信号をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの成分に分離し、このうちＲとＢのゲインを変化させることにより、ホワイトバランスの制御を行うものが一般的である。このＲとＢのゲインにおいては、黒体放射に基づいて設定することで高精度のＷＢを行う。
また、特にビデオカメラのような、動画像を撮影する撮像装置においては、光源の色温度の変化に対してＲおよびＢのゲインを連続的に変化させないと違和感のある映像となってしまうため、ＲおよびＢのゲインは、光源の色温度に応じて、図１０に示す曲線で表されるような、黒体放射特性に基づいたホワイトバランス制御特性の曲線に従って設定され、この曲線上で連続的に変化させる。これにより、黒体放射から外れることなく、またＷＢを変化させたときも違和感を感じさせない、高精度のオートホワイトバランス制御を行うことが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−０６９４０９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＣＣＤの読み出し方式に応じた基板電圧をＣＣＤに印加する必要があるが、この基板電圧を低くすると、基板電圧が高い場合に比して、長波長側の感度が大きくなるという特性がある。これにより、動画・静止画撮影モード、あるいは磁気テープ記録モードとメモリカード記録モードを切り替えるために加算読み出しと非加算読み出しを切り替える場合のように、ＣＣＤに印加する基板電圧を異なるものに変化させると、長波長側の感度も変化し、同時に黒体放射特性が変化する。
【０００７】
このＣＣＤの基板電圧のレベルに応じて変化する黒体放射特性について図１１を参照しながら説明する。図１１はＣＣＤの基板電圧のレベルに応じて変化する黒体放射特性を示す図である。加算読み出しを行うときには、高い基板電圧が印加され、この場合、黒体放射特性は図１１に示す曲線１１Ａ（破線で表す）のようになる。これに対し、非加算読み出しを行うときには、低い基板電圧が印加される。この場合、加算読み出し時に比してＣＣＤの長波長側の感度が上がるので、黒体放射特性は図１１に示す曲線１１Ｂ（実線で表す）となる。このように、ＣＣＤの基板電圧のレベルによって黒体放射特性が変化するので、いずれか一方の黒体放射に基づいたオートホワイトバランス制御特性のみを用いた制御では、ＣＣＤの基板電圧が変化された場合に、ホワイトバランスがずれる。
【０００８】
また、ある色温度において、加算読み出し時に対応するＣＣＤの基板電圧に最適なホワイトバランスゲインとしては、図１１の曲線１１Ａ上の白丸で示す値となる。また、非加算読み出し時に対応するＣＣＤの基板電圧に最適なホワイトバランスゲインとしては、図１１の曲線１１Ｂ上の黒丸で示す値となる。このように、加算読み出し時と非加算読み出し時とは、それぞれのＣＣＤの基板電圧が異なるとともに、最適なホワイトバランスゲインも異なるので、ＣＣＤの基板電圧を変化させる前後でホワイトバランスのゲインを同じにした状態でホワイトバランス制御を行うと、ホワイトバランスがずれる。
【０００９】
同様に、予め特定の色温度となるようにホワイトバランスのゲインを設定するプリセットホワイトバランス機能においても、ＣＣＤの基板電圧の変化前後でホワイトバランスのゲインを同じにした場合においては、ホワイトバランスがずれる。
【００１０】
本発明の目的は、撮像素子に印加される基板電圧を変化させた場合でも、最適なホワイトバランス制御を行うことができる撮像装置およびそのホワイトバランス制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、設定された動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段と、設定されたホワイトバランス制御特性に基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を制御するホワイトバランス制御手段とを備える撮像装置であって、前記基板電圧のレベルに対応付けられたホワイトバランス制御特性を保持する保持手段と、前記保持されているホワイトバランス制御特性から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出し、該選択または算出されたホワイトバランス制御特性を前記ホワイトバランス制御手段に設定する設定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段と、設定されたホワイトバランスゲインに基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段とを備える撮像装置であって、前記基板電圧のレベルに対応付けられたホワイトバランス制御特性を保持する保持手段と、前記保持されているホワイトバランス制御特性から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出する選択手段または算出手段と、前記選択または算出されたホワイトバランス制御特性に基づいて前記ホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段と、設定されたホワイトバランスゲインに基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段とを備える撮像装置であって、前記基板電圧のレベルに対応付けられたプリセットホワイトバランス値を保持する保持手段と、前記保持されているプリセットホワイトバランス値から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたプリセットホワイトバランス値を選択または算出する選択手段または算出手段と、前記選択または算出されたプリセットホワイトバランス値に基づいて前記ホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、設定された動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段とを備える撮像装置のホワイトバランス制御方法であって、前記基板電圧のレベルに対応付けられて保持されているホワイトバランス制御特性から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出し、該選択または算出されたホワイトバランス制御特性を設定する設定工程と、前記設定されたホワイトバランス制御特性に基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を制御するホワイトバランス制御工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段と、設定されたホワイトバランスゲインに基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段とを備える撮像装置のホワイトバランス制御方法であって、前記基板電圧のレベルに対応付けられて保持されているホワイトバランス制御特性から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出する選択工程または算出工程と、前記選択または算出されたホワイトバランス制御特性に基づいて前記ホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出する算出工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するため、被写体像を電気信号に変換し、該電気信号を画像信号として出力する撮像素子と、動作モードに応じて異なるレベルの基板電圧を前記撮像素子に印加する基板電圧印加手段と、設定されたホワイトバランスゲインに基づいて前記撮像素子から出力される画像信号に対するホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段とを備える撮像装置のホワイトバランス制御方法であって、前記基板電圧のレベルに対応付けられて保持されているプリセットホワイトバランス値から前記撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたプリセットホワイトバランス値を選択または算出する選択工程または算出工程と、前記選択されたプリセットホワイトバランス値に基づいて前記ホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出する算出工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（第１実施の形態）
図１は本発明の第１実施の形態に係る撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１９】
撮像装置は、図１に示すように、被写体を結像するためのレンズ４０１と、入射する光量を制限するアイリスメカニカルシャッタ４０２と、レンズ４０１およびアイリスメカニカルシャッタ４０２を駆動するレンズ・アイリス駆動回路４０３と、レンズ４０１により結像された被写体像を光電変換するＣＣＤ４０４とを備える。
【００２０】
ＣＣＤ４０４には、ＣＣＤ基板電圧制御回路４０５から基板電圧が与えられる。この基板電圧は、設定される動作モードに応じて制御される。ＣＣＤ４０４の出力信号は、ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ回路４０６に入力され、ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ回路４０６は、ＣＣＤ４０４の出力信号に対して相関二重サンプリング（ＣＤＳ）、ゲインコントロール、Ａ／Ｄ変換を行い、対応するデジタル信号を出力する。ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ回路４０６からのデジタル信号は、信号処理回路４０７に入力され、信号処理回路４０７は、ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ回路４０６からのデジタル信号に対して、色分離処理、ホワイトバランス処理などを施し、デジタル映像信号を生成する。
【００２１】
ＣＣＤ４０４、ＣＣＤ基板電圧制御回路４０５、ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ回路４０６、信号処理回路４０７のそれぞれには、水平・垂直転送パルス、サンプルホールド信号、水平・垂直同期信号などのそれぞれに必要な信号がＴＧ（タイミング発生器）４０８から供給される。
【００２２】
信号処理回路４０７から出力されるデジタル映像信号は、画像入出力コントローラ４０９に入力される。画像入出力コントローラ４０９は、入力されたデジタル映像信号を、パネル出力回路４１７、静止画記録再生制御回路４１４、動画記録再生回路４１６のそれぞれに対して出力し、また静止画記録再生制御回路４１４および動画記録再生回路４１６から映像信号を入力するなどの入出力制御を行う。画像入出力コントローラ４０９には、動画および静止画の記録を指示する記録スイッチ４１１と、動画・静止画の切り替えを指示する動画・静止画切替回路４１２が接続されている。
【００２３】
パネル出力回路４１７は、画像出力コントローラ４０９の出力を液晶パネルに表示するための回路である。静止画像記録再生回路４１４は、画像入出力コントローラ４０９が出力する静止画をメモリカード４１３に記録し、またメモリカード４１３に記録されている静止画を読み出し、画像入出力コントローラ４０９に出力するための回路である。動画記録再生回路４１６は、画像入出力コントローラ４０９が出力する動画像を磁気テープ４１５に記録し、また磁気テープに記録されている動画像を読み出し、画像入出力コントローラ４０９に出力するための回路である。
【００２４】
レンズ・アイリス駆動回路４０３、ＣＣＤ基板電圧制御回路４０５、ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ回路４０６、信号処理回路４０７、ＴＧ４０８、画像入出力コントローラ４０９は、システムコントローラ４１０により制御される。システムコントローラ４１０には、上記動画・静止画切替回路４１２とともに、ホワイトバランスのオート／プリセット動作を切り替えるオート・プリセットＷＢ切り替えスイッチ４１８が接続されている。
【００２５】
次に、本実施の形態における信号処理回路４０７およびシステムコントローラ４１０の構成について図２を参照しながら説明する。図２は図１の信号処理回路４０７およびシステムコントローラ４１０の構成を示すブロック図である。
【００２６】
信号処理回路４０７は、図２に示すように、ＣＤＳ・ＡＧＣ・Ａ／Ｄ回路４０６からの信号をＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に分離する色分離回路１０２を有する。この色分離回路１０２は、ＣＣＤ４０４に補色系の色フィルタが用いられている場合に必要な回路であり、ＣＣＤ４０４が原色系の色フィルタを用いたＣＣＤである場合には、色分離回路１０２は必要ない。色分離回路１０２からのＲ，Ｇ，Ｂの各信号は、ホワイトバランス回路（以下、ＷＢ回路という）１０３に入力され、ＷＢ回路１０３は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各信号に対してホワイトバランス処理を行い、ホワイトバランス処理が施されたＲｗ，Ｇｗ，Ｂｗの各信号は、色信号処理回路１０４に入力される。色信号処理回路１０４は、入力されたＲｗ，Ｇｗ，Ｂｗの各信号を色差信号に変換し、色相補正や色ゲインの補正などを行うとともに、ホワイトバランス処理のための白抽出信号を生成する。
【００２７】
システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ１１０と、内部ＲＯＭデータ切り替えスイッチ（以下、スイッチという）１０６と、ホワイトバランス制御回路（以下、ＷＢ制御回路という）１０７とを有する。内部ＲＯＭ１１０には、加算読み出し時（動画設定時）にＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定するＣＣＤ基板電圧設定値１１１と、非加算読み出し時（静止画設定時）にＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定するＣＣＤ基板電圧設定値１１２と、ＣＣＤ基板電圧設定値１１１の設定時に最適なホワイトバランス制御特性データ（以下、ＷＢ制御特性データという）１１３と、ＣＣＤ基板電圧設定値１１２の設定時に最適なＷＢ制御特性データ１１４とが格納される。
【００２８】
スイッチ１０６は、動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号に基づいて内部ＲＯＭ１１０のＷＢ制御特性データおよびＣＣＤ基板電圧設定値を切り替える。動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号が動画設定を示す場合、スイッチ１０６は入力端子ａおよびｃを選択する。これにより、内部ＲＯＭ１１０からＣＣＤ基板電圧設定値１１１とＷＢ制御特性データ１１３が読み出される。これに対し、動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号が静止画設定を示す場合、スイッチ１０６は入力端子ｂおよびｄを選択する。これにより、内部ＲＯＭ１１０からＣＣＤ基板電圧設定値１１２とＷＢ制御特性データ１１４が読み出される。スイッチ１０６を介して読み出されたＣＣＤ基板電圧設定値１１１または１１２は、ＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に入力されて設定される。スイッチ１０６を介して読み出されたＷＢ制御特性データ１１３または１１４は、ＷＢ制御回路１０７に入力される。
【００２９】
ＷＢ制御回路１０７は、色信号処理回路１０４からの白抽出信号および内部ＲＯＭ１１０からスイッチ１０６を介して読み出されたＷＢ制御特性データ１１３または１１４に基づいてホワイトバランス処理を行うためのＲおよびＢゲインを生成する。
【００３０】
次に、本実施の形態におけるホワイトバランス制御動作について図３を参照しながら説明する。図３は図１の撮像装置におけるホワイトバランス制御動作の手順を示すフローチャートである。
【００３１】
ホワイトバランス制御動作が開始されると、図３に示すように、まずシステムコントローラ４１０が、動画・静止画切替回路４１２からの動画静止画切り替え信号に基づいて動作設定が動画設定であるか静止画設定であるかを判別する（ステップＳ５０１）。ここで、動作設定が動画設定である場合、システムコントローラ４１０は、スイッチ１０６を入力端子ａおよびｃに切り替えるように制御し、ＴＧ４０８を加算読み出しに設定する（ステップＳ５０２）。続いて、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ１１０から基板電圧設定値１１１を読み出してＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定する（ステップＳ５０３）。そして、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ１１０からＷＢ制御特性データ１１３を読み出してＷＢ制御回路１０７に入力する（ステップＳ５０４）。
【００３２】
次いで、ＷＢ制御回路１０７は、設定されたＷＢ制御特性データ１１３および色信号処理回路１０４からの白抽出信号に基づいてＲゲインおよびＢゲインを算出し（ステップＳ５０８）、算出されたＲゲインおよびＢゲインをＷＢ回路１０３に設定する（ステップＳ５０９）。そして、上記ステップＳ５０１からの動作が繰り返される。
【００３３】
上記ステップ５０１で動作設定が静止画設定であると判別された場合、システムコントローラ４１０は、スイッチ１０６を入力端子ｂおよびｄに切り替えるように制御し、ＴＧ４０８を非加算読み出しに設定する（ステップＳ５０５）。続いて、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ１１０から基板電圧設定値１１２を読み出してＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定する（ステップＳ５０６）。そして、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ１１０からＷＢ制御特性データ１１４を読み出してＷＢ制御回路１０７に入力する（ステップＳ５０７）。
【００３４】
次いで、ＷＢ制御回路１０７は、設定されたＷＢ制御特性データ１１４および色信号処理回路１０４からの白抽出信号に基づいてＲゲインおよびＢゲインを算出し（ステップＳ５０８）、算出されたＲゲインおよびＢゲインをＷＢ回路１０３に設定する（ステップＳ５０９）。そして、上記ステップＳ５０１からの動作が繰り返される。
【００３５】
このように動作することによって、動画設定から静止画設定への切り替えまたはその逆の切り替えに伴いＣＣＤの基板電圧設定値が変えられた場合でも、最適なホワイトバランス制御特性でホワイトバランス処理を行うことができる。  また、本実施例においては、ホワイトバランス制御特性を複数保持し、ＣＣＤ基板電圧に応じて選択したが、あるＣＣＤ基板電圧におけるホワイトバランス制御特性にＣＣＤ基板電圧に応じた係数をかけることで算出したり、複数のホワイトバランス制御特性から補完して算出したりすることで、任意のＣＣＤ基板電圧におけるホワイトバランス制御特性を算出してもよい。
【００３６】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態について図４〜図７を参照しながら説明する。
図４は本発明の第２実施の形態に係る撮像装置の信号処理回路４０７およびシステムコントローラ４１０の構成を示すブロック図、図５は図４の内部ＲＯＭ６１０に格納されているＷＢ制御特性データ６１３および６１４をそれぞれ表す特性曲線図、図６は本発明の第２実施の形態に係る撮像装置におけるホワイトバランス制御動作の手順を示すフローチャート、図７は本発明の第２実施の形態に係る撮像装置において用いられる代わりのＷＢ制御特性データをそれぞれ表す特性曲線図である。
【００３７】
本実施の形態の全体構成は、図１に示す構成と同じであるが、システムコントローラ４１０の構成が上記第１実施の形態と異なる。よって、本実施の形態においては、上記第１実施の形態と異なる点についてのみを説明する。
【００３８】
システムコントローラ４１０は、図４に示すように、内部ＲＯＭ６１０と、内部ＲＯＭデータ切り替えスイッチ（以下、スイッチという）６２０と、ホワイトバランス制御回路（以下、ＷＢ制御回路という）６４０と、色温度係数算出回路６３０と、Ｒゲイン算出回路６３１とを有する。内部ＲＯＭ６１０には、加算読み出し時（動画設定時）にＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定するＣＣＤ基板電圧設定値６１１と、非加算読み出し時（静止画設定時）にＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定するＣＣＤ基板電圧設定値６１２と、ＣＣＤ基板電圧設定値６１１の設定時に最適なホワイトバランス制御特性データ（以下、ＷＢ制御特性データという）６１３と、ＣＣＤ基板電圧設定値６１２の設定時に最適なＷＢ制御特性データ６１４とが格納される。
【００３９】
スイッチ６２０は、動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号に基づいて内部ＲＯＭ６１０のＷＢ制御特性データおよびＣＣＤ基板電圧設定値を切り替える。動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号が動画設定を示す場合、スイッチ６２０は入力端子ｅおよびｇを選択する。これにより、内部ＲＯＭ６１０からＣＣＤ基板電圧設定値６１１とＷＢ制御特性データ６１３が読み出される。これに対し、動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号が静止画設定を示す場合、スイッチ６２０は入力端子ｆおよびｈを選択する。これにより、内部ＲＯＭ６１０からＣＣＤ基板電圧設定値６１２とＷＢ制御特性データ６１４が読み出される。スイッチ６２０を介して読み出されたＣＣＤ基板電圧設定値６１１または６１２は、ＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に入力されて設定される。スイッチ６２０を介して読み出されたＷＢ制御特性データ６１３または６１４は、Ｒゲイン算出回路６３１に入力される。
【００４０】
色温度係数算出回路６３０は、現在のＲゲインおよび現在のＷＢ制御特性データに基づいて色温度係数Ｋｗｂを算出する。この色温度係数Ｋｗｂは、次の（１）式で算出される。
【００４１】
Ｋｗｂ＝（ＲＷ−ＲＬ）／（ＲＨ−ＲＬ）＊１００                  （１）
ここで、ＲＷは現在のＲゲイン、ＲＬはＷＢ制御特性データにおけるＲゲインの取り得る最小値、ＲＨはＷＢ制御特性データにおけるＲゲインの取り得る最大値とする。
【００４２】
この色温度係数Ｋｗｂは、現在の色温度を表すものであり、ＷＢ制御特性データが異なる場合でも、色温度が同じならば、同じ値を有する。
【００４３】
Ｒゲイン算出回路６３１は、色温度係数ＫｗｂおよびＷＢ制御特性データに基づいてＲゲインを算出する。このＲゲインは次の（２）式で算出される。
【００４４】
Ｒ＝ＲＬ＋（ＲＨ−ＲＬ）＊Ｋｗｂ／１００                    （２）
ここでのＲＬ，ＲＨ，Ｋｗｂは、上述の通りである。
【００４５】
ＷＢ制御回路６４０は、内部ＲＯＭ６１０から読み出されたＷＢ制御特性データ６１３または６１４とＲゲイン算出回路６３１で算出された色温度係数Ｋｗｂに基づいてホワイトバランス処理を行うためのＲゲインを算出し、この算出されたＲゲインおよびＷＢ制御特性データ６１３または６１４に基づいてＢゲインを算出する。
【００４６】
上記ＷＢ制御特性データ６１３および６１４は、図５に示すような特性曲線のそれぞれにより表される。ここで、ＷＢ制御特性データ６１３のＲゲインの取り得る最小値をＲ１Ｌ、最大値をＲ１Ｈと表し、ＷＢ制御特性データ６１４のＲゲインの取り得る最小値をＲ２Ｌ、最大値をＲ２Ｈと表すとする。また、ＷＢ制御特性データ６１３の特性曲線において、ＣＣＤ基板電圧設定値６１１の設定時における現在の色温度における最適なＷＢゲインに対応するＲゲインが、ゲインＲ１Ｗ（白丸で示す）で表される。また、ＷＢ制御特性データ６１４の特性曲線において、ＣＣＤ基板電圧設定値６１２の設定時における現在の色温度における最適なＷＢゲインに対応するＲゲインが、ゲインＲ２Ｗ（黒丸で示す）で表される。
【００４７】
次に、本実施の形態におけるホワイトバランス制御動作について説明する。
【００４８】
ホワイトバランス制御動作が開始されると、図６に示すように、まず色温度係数算出回路６３０が現在のＲゲインおよび現在のＷＢ制御特性データから色温度係数Ｋｗｂを算出する（ステップＳ７０１）。ここで、現在のＷＢ制御特性データが動画設定時のＷＢ制御特性データであるならば、ＷＢ制御特性データ６１３を上記（１）式にあてはめることにより、次の（３）式で表される色温度係数Ｋｗｂすなわち動画設定時の色温度係数Ｋｗｂが求められる。
【００４９】
Ｋｗｂ＝（Ｒ１Ｗ−Ｒ１Ｌ）／（Ｒ１Ｈ−Ｒ１Ｌ）＊１００                （３）
これに対し、現在のＷＢ制御特性データが静止画設定時のＷＢ制御特性データであるならば、ＷＢ制御特性データ６１４を上記（１）式にあてはめることにより、次の（４）式で表される色温度係数Ｋｗｂすなわち静止画設定時の色温度係数Ｋｗｂが求められる。
【００５０】
Ｋｗｂ＝（Ｒ２Ｗ−Ｒ２Ｌ）／（Ｒ２Ｈ−Ｒ２Ｌ）＊１００                （４）
そして、システムコントローラ４１０は、動画・静止画切替回路４１２からの動画静止画切り替え信号に基づいて動作設定が動画設定であるか静止画設定であるかを判別する（ステップＳ７０２）。ここで、動作設定が動画設定である場合、システムコントローラ４１０は、スイッチ６２０を入力端子ｅおよびｇに切り替え、ＴＧ４０８を加算読み出しに設定する（ステップＳ７０３）。続いて、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ６１０からＣＣＤ基板電圧設定値６１１を読み出してＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定する（ステップＳ７０４）。そして、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ６１０からＷＢ制御特性データ６１３を読み出してＲゲイン算出回路６３１およびＷＢ制御回路６４０に設定する（ステップＳ７０５）。
【００５１】
次いで、Ｒゲイン算出回路６３１は、設定されたＷＢ制御特性データ６１３および色温度係数算出回路６３０で算出された色温度係数Ｋｗｂに基づいてホワイトバランス処理を行うためのＲゲインを算出する（ステップＳ７０９）。ここで、現在の状態が静止画設定から動画設定への切り替えが行われた場合においては、上記（２）式にＷＢ制御特性データ６１３を適用することによって、動画設定時の最適なＲゲインが、次の（５）式のように求められる。
【００５２】
Ｒ＝Ｒ１Ｗ＝Ｒ１Ｌ＋（Ｒ１Ｈ−Ｒ１Ｌ）＊Ｋｗｂ／１００                （５）
続いて、ＷＢ制御回路６４０は、設定されたＷＢ制御特性データ６１３と上記ステップＳ７０９で算出されたＲゲインからＢゲインを算出し、算出されたＲゲインおよびＢゲインをＷＢ回路１０３に設定する（ステップＳ７１０）。ここで、上記Ｂゲインは、ＷＢ制御特性データ６１３から一意に求められる。そして、本動作は終了する。
【００５３】
これに対し、上記ステップＳ７０２で動作設定が静止画設定であると判別されると、システムコントローラ４１０は、スイッチ６２０を入力端子ｆおよびｈに切り替え、ＴＧ４０８を非加算読み出しに設定する（ステップＳ７０６）。続いて、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ６１０からＣＣＤ基板電圧設定値６１２を読み出してＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定する（ステップＳ７０７）。そして、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ６１０からＷＢ制御特性データ６１４を読み出してＲゲイン算出回路６３１およびＷＢ制御回路６４０に設定する（ステップＳ７０８）。
【００５４】
次いで、Ｒゲイン算出回路６３１は、設定されたＷＢ制御特性データ６１４および色温度係数算出回路６３０で算出された色温度係数Ｋｗｂに基づいてホワイトバランス処理を行うためのＲゲインを算出する（ステップＳ７０９）。ここで、現在の状態が動画設定から静止画設定への切り替えが行われた場合においては、上記（２）式にＷＢ制御特性データ６１４を適用することによって、静止画設定時の最適なＲゲインが、次の（６）式のように求められる。
【００５５】
Ｒ＝Ｒ２Ｗ＝Ｒ２Ｌ＋（Ｒ２Ｈ−Ｒ２Ｌ）＊Ｋｗｂ／１００                （６）
続いて、ＷＢ制御回路６４０は、設定されたＷＢ制御特性データ６１４と上記ステップＳ７０９で算出されたＲゲインからＢゲインを算出し、算出されたＲゲインおよびＢゲインをＷＢ回路１０３に設定する（ステップＳ７１０）。ここで、上記Ｂゲインは、ＷＢ制御特性データ６１４から一意に求められる。そして、本動作は終了する。
【００５６】
このように、現在のホワイトバランスゲインから、色温度係数としてＫｗｂを算出しておき、これに基づいてＷＢ制御特性データから最適なホワイトバランスゲインを算出することによって、ＣＣＤ基板電圧およびＷＢ制御特性が変わった場合でも、現在の色温度における最適なＲゲインおよびＢゲインを算出することが可能となる。
【００５７】
ここで、上記ＷＢ制御特性データの代わりに、図７に示す特性曲線で表されるように、制御特性に範囲を持つＷＢ制御特性データを用い、黒体放射特性からはなれた特性の光源に対して制御可能なようにしてもよい。
【００５８】
また、本実施例においては、ホワイトバランス制御特性を複数保持し、ＣＣＤ基板電圧に応じて選択したが、あるＣＣＤ基板電圧におけるホワイトバランス制御特性にＣＣＤ基板電圧に応じた係数をかけることで算出したり、複数のホワイトバランス制御特性から補完して算出したりすることで、任意のＣＣＤ基板電圧におけるホワイトバランス制御特性を算出してもよい。
【００５９】
（第３実施の形態）
次に、本発明の第３実施の形態について図８および図９を参照しながら説明する。図８は本発明の第３実施の形態に係る撮像装置の信号処理回路４０７およびシステムコントローラ４１０の構成を示すブロック図、図９は本発明の第３実施の形態に係る撮像装置におけるホワイトバランス制御動作の手順を示すフローチャートである。
【００６０】
本実施の形態の全体構成は、図１に示す構成と同じであるが、システムコントローラ４１０の構成が上記第１実施の形態と異なる。よって、本実施の形態においては、上記第１実施の形態と異なる点についてのみを説明する。
【００６１】
システムコントローラ４１０は、図８に示すように、内部ＲＯＭ９１０と、内部ＲＯＭデータ切り替えスイッチ（以下、スイッチという）９２１と、ホワイトバランス制御回路（以下、ＷＢ制御回路という）９２０とを有する。内部ＲＯＭ９１０には、加算読み出し時（動画設定時）にＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定するＣＣＤ基板電圧設定値９１１と、非加算読み出し時（静止画設定時）にＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定するＣＣＤ基板電圧設定値９１２と、ＣＣＤ基板電圧設定値９１１の設定時に特定の色温度設定となるようにホワイトバランスのＲ，Ｂゲインを設定するためのプリセットホワイトバランス設定値（以下、プリセットＷＢ設定値）９１３と、ＣＣＤ基板電圧設定値９１２の設定時に特定の色温度設定となるようにホワイトバランスのＲ，Ｂゲインを設定するためのプリセットＷＢ設定値９１４とが格納される。
【００６２】
スイッチ９２１は、動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号に基づいて内部ＲＯＭ９１０のプリセットＷＢ設定値およびＣＣＤ基板電圧設定値を切り替える。動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号が動画設定を示す場合、スイッチ９２１は端子ｅおよびｇを選択する。これにより、内部ＲＯＭ９１０からＣＣＤ基板電圧設定値９１１とプリセットＷＢ設定値９１３が読み出される。これに対し、動画・静止画切替回路４１２からの切り替え信号が静止画設定を示す場合、スイッチ９２１は端子ｆおよびｈを選択する。これにより、内部ＲＯＭ９１０からＣＣＤ基板電圧設定値９１２とプリセットＷＢ設定値９１４が読み出される。スイッチ９２１を介して読み出されたＣＣＤ基板電圧設定値９１１または９１２は、ＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に入力されて設定される。スイッチ９２１を介して読み出されたプリセットＷＢ設定値９１３または９１４は、ＷＢ制御回路９２０に入力される。
【００６３】
ＷＢ制御回路９２０は、設定されたプリセットＷＢ設定値に基づいてホワイトバランス処理を行うためのＲゲインおよびＢゲインを算出する。この算出されたＲゲインおよびＢゲインは、ＷＢ回路１０３に入力されて設定される。
【００６４】
次に、本実施の形態におけるホワイトバランス制御動作について図９を参照しながら説明する。
【００６５】
ホワイトバランス制御動作が開始されると、図９に示すように、まずシステムコントローラ４１０が、動画・静止画切替回路４１２からの動画静止画切り替え信号に基づいて動作設定が動画設定であるか静止画設定であるかを判別する（ステップＳ１００１）。ここで、動作設定が動画設定である場合、システムコントローラ４１０は、スイッチ９２１を入力端子ｅおよびｇに切り替え、ＴＧ４０８を加算読み出しに設定する（ステップＳ１００２）。続いて、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ９１０からＣＣＤ基板電圧設定値９１１を読み出してＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定する（ステップＳ１００３）。そして、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ９１０からプリセットＷＢ設定値９１３を読み出してＷＢ制御回路９２０に設定する（ステップＳ１００４）。
【００６６】
次いで、ＷＢ制御回路９２０は、設定されたプリセットＷＢ設定値９１３に基づいてＲゲインおよびＢゲインを算出し（ステップＳ１００８）、算出されたＲゲインおよびＢゲインをＷＢ回路１０３に設定する（ステップＳ１００９）。そして、上記ステップＳ１００１からの動作が繰り返される。
【００６７】
上記ステップ１００１で動作設定が静止画設定であると判別された場合、システムコントローラ４１０は、スイッチ９２１を入力端子ｆおよびｈに切り替え、ＴＧ４０８を非加算読み出しに設定する（ステップＳ１００５）。続いて、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ９１０からＣＣＤ基板電圧設定値９１２を読み出してＣＣＤ基板電圧制御回路４０５に設定する（ステップＳ１００６）。そして、システムコントローラ４１０は、内部ＲＯＭ９１０からプリセットＷＢ設定値９１４を読み出してＷＢ制御回路９２０に設定する（ステップＳ１００７）。
【００６８】
次いで、ＷＢ制御回路９２０は、設定されたプリセットＷＢ設定値９１４に基づいてＲゲインおよびＢゲインを算出し（ステップＳ１００８）、算出されたＲゲインおよびＢゲインをＷＢ回路１０３に設定する（ステップＳ１００９）。そして、上記ステップＳ１００１からの動作が繰り返される。
【００６９】
このように動作することによって、動画設定から静止画設定への切り替えまたはその逆の切り替えに伴いＣＣＤ基板電圧設定値が変えられた場合でも、最適なプリセットホワイトバランス処理を行うことができる。
【００７０】
また、本実施例においては、プリセットＷＢ設定値を複数保持し、ＣＣＤ基板電圧に応じて選択したが、あるＣＣＤ基板電圧におけるプリセットＷＢ設定値にＣＣＤ基板電圧に応じた係数をかけることで算出したり、複数のプリセットＷＢ設定値から補完して算出したりすることで、任意のＣＣＤ基板電圧におけるプリセットＷＢ設定値を算出してもよい。
また、第１〜３の実施例においては、動画および静止画の記録を指示する記録スイッチ４１１から、動画・静止画の切り替えを指示する動画・静止画切替回路４１２によって、動作設定が動画設定の場合はＣＣＤの読み出し方法を加算読み出し、静止画記録ではＣＣＤの読み出し方法を非加算読み出しとして切り替えた。動画を磁気テープ記録に記録するテープモード時はＣＣＤの加算読み出しを行い、静止画あるいは動画をメモリカードに記録するメモリカードモードのプレビュー時には非加算読み出しを行う切り替えが行われるので、テープモード、メモリカードモードを切り替えるスイッチ（不図示）に応じて、ＣＣＤの基板電圧を変化させ、その基板電圧のレベルに応じてホワイトバランス制御特性を選択あるいは算出するようにしてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、保持されているホワイトバランス制御特性から撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたホワイトバランス制御特性を選択または算出し、該選択または算出されたホワイトバランス制御特性を設定することによって、撮像素子に印加される基板電圧を変化させた場合でも、最適なワイトバランス制御を行うことができる。
【００７２】
また、撮像素子に印加される基板電圧のレベルが変えられると、選択または算出されたホワイトバランス制御特性と検出された色温度に基づいてホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出することによって、基板電圧のレベルの変化前後でのホワイトバランスのずれがなくなり、常に適正なホワイトバランス制御を行うことができる。
【００７３】
また、基板電圧のレベルに対応付けられて保持されているプリセットホワイトバランス値から撮像素子に印加される基板電圧のレベルに応じたプリセットホワイトバランス値を選択または算出し、選択または算出されたプリセットホワイトバランス値に基づいてホワイトバランス手段に設定するホワイトバランスゲインを算出することによって、プリセットホワイトバランスにおいて撮像素子に印加される基板電圧を変化させた場合でも、適正なプリセットホワイトバランスを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の信号処理回路４０７およびシステムコントローラ４１０の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の撮像装置におけるホワイトバランス制御動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施の形態に係る撮像装置の信号処理回路４０７およびシステムコントローラ４１０の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の内部ＲＯＭ６１０に格納されているＷＢ制御特性データ６１３および６１４をそれぞれ表す特性曲線図である。
【図６】本発明の第２実施の形態に係る撮像装置におけるホワイトバランス制御動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施の形態に係る撮像装置において用いられる代わりのＷＢ制御特性データをそれぞれ表す特性曲線図である。
【図８】本発明の第３実施の形態に係る撮像装置の信号処理回路４０７およびシステムコントローラ４１０の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３実施の形態に係る撮像装置におけるホワイトバランス制御動作の手順を示すフローチャートである。
【図１０】ＷＢ制御特性の一例を示す特性曲線図である。
【図１１】ＣＣＤの基板電圧のレベルに応じて変化する黒体放射特性を示す図である。
【符号の説明】
１０２  色分離回路
１０３  ＷＢ回路
１０４  色信号処理回路
１０６，６２０，９２１  内部ＲＯＭ切り替えスイッチ
１０７，６４０，９２０  ＷＢ制御回路
１１０，６１０，９１０  内部ＲＯＭ
４０４  ＣＣＤ
４０５  ＣＣＤ基板電圧制御回路
４０７  信号処理回路
４０８  ＴＧ
４１０  システムコントローラ
６３０  色温度係数算出回路
６３１  Ｒゲイン算出回路
【図１】
2005064559.tif 000003
【図２】
2005064559.tif 000004
【図３】
2005064559.tif 000005
【図４】
2005064559.tif 000006
【図５】
2005064559.tif 000007
【図６】
2005064559.tif 000008
【図７】
2005064559.tif 000009
【図８】
2005064559.tif 000010
【図９】
2005064559.tif 000011
【図１０】
2005064559.tif 000012
【図１１】
2005064559.tif 000013