(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを介して入射した被写体からの光信号を撮像素子で電気信号に変換し、該変換された電気信号に信号処理を施して映像信号を生成する撮像装置において、
前記レンズからの入射光量を調節する光量調節フィルタと、
該光量調節フィルタを、前記レンズからの入射光が前記撮像素子に至る光軸上の位置に挿入する方向、あるいは前記光軸上の位置から抜く方向に駆動する光量調節フィルタ駆動手段と、
前記生成される映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整制御手段とを備え、
前記ホワイトバランス調整制御手段は、
前記ホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス調整制御データを生成し、該生成されたホワイトバランス調整制御データが取り得る値に制限を加えるホワイトバランス調整制御範囲を設けるとともに、前記光量調節フィルタが前記光軸上の位置に挿入されている場合、前記ホワイトバランス調整制御範囲を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記光量調節フィルタの位置に関する情報として、前記光量調節フィルタの前記光軸に対する位置を検出する光量調節フィルタ位置検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光量調節フィルタの位置に関する情報は、前記光量調節フィルタ駆動手段の駆動状態の情報であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光量調節フィルタの位置に関する情報は、操作者によって操作され、前記光量調節フィルタ駆動手段を動作させるキーの状態であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
複数の光源下で適正にホワイトバランス調整が行われたときの複数色のゲインが前記光量調節フィルタに応じてどの程度移動するかの情報に基づき前記ホワイトバランス調整制御範囲を変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
レンズを介して入射した被写体からの光信号を撮像素子で電気信号に変換し、該変換された電気信号に信号処理を施して映像信号を生成する撮像装置のホワイトバランス調整方法において、
前記レンズからの入射光量を調節する光量調節フィルタを、前記レンズからの入射光が前記撮像素子に至る光軸上の位置に挿入する方向、あるいは前記光軸上の位置から抜く方向に駆動する工程と、
前記生成される映像信号のホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス調整制御データを生成する工程と、
前記光量調節フィルタが前記光軸上の位置に挿入されている場合、該生成されたホワイトバランス調整制御データが取り得る値に制限を加えるホワイトバランス調整制御範囲を変更する工程とを有することを特徴とする撮像装置のホワイトバランス調整方法。
【請求項７】
レンズを介して入射した被写体からの光信号を撮像素子で電気信号に変換し、該変換された電気信号に信号処理を施して映像信号を生成する撮像装置を制御するコンピュータによって実行され、前記生成される映像信号のホワイトバランスを調整するプログラムが格納された記憶媒体において、
前記プログラムは、
前記レンズからの入射光量を調節する光量調節フィルタを、前記レンズからの入射光が前記撮像素子に至る光軸上の位置に挿入する方向、あるいは前記光軸上の位置から抜く方向に駆動する手順と、
前記生成される映像信号のホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス調整制御データを生成する手順と、
前記光量調節フィルタが前記光軸上の位置に挿入されている場合、該生成されたホワイトバランス調整制御データが取り得る値に制限を加えるホワイトバランス調整制御範囲を変更する手順とを含むことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射光量調整機能およびホワイトバランス調整機能を有する撮像装置、そのホワイトバランス調整方法および記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラなどの撮像装置は、自動露出制御機能（ＡＥ機能）を有し、被写体の明るさに応じて、レンズ光軸に挿入された単数あるいは複数の絞り羽根から構成される絞りの開度を調整し、撮像素子に入射する光量が所定値となるように調整する。
【０００３】
したがって、自動露出制御で明るい被写体を撮影するときには、絞り羽根の絞り口径が小さくなるので、絞り羽根のエッジで光の回折が発生し、さらに明るい場合、露出オーバとなるなど、画質の劣化を引き起こす。
【０００４】
このような画質の劣化を防止するために、従来では、絞り羽根に小さいＮＤフィルタを貼り付け、絞り動作に連動してレンズの光軸上にＮＤフィルタを挿入し、明るい被写体に対して絞りの開度を一定以上に保つことで、絞り口径が小さくなり過ぎることを防ぎ、また、撮像面に入射する光量の調整レンジを広くしている。
【０００５】
ここで、ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタとは、透過光量を減量するために、広い波長帯で任意の透過率を有するフィルタである。
【０００６】
また、絞り羽根にＮＤフィルタを貼り付けずに、光軸中にＮＤフィルタを直接挿入する装置を、絞り装置とは別に設け、明るい被写体を撮影する際、ＮＤフィルタを手動で光軸中に挿入、あるいは光量検出手段で検出した入射光量に応じて、光軸中へのＮＤフィルタの出し入れを自動で制御する光量調整方法も知られている（特開平５−２９２３９２号公報）。
【０００７】
一方、ビデオカメラなどの撮像装置では、光源の色温度が変わった場合でも安定した良好な色再現が得られるように、ＲＧＢ信号の出力比を自動的に調整する機能、いわゆるオートホワイトバランス（ＡＷＢ）機能が備わっている。
【０００８】
このオートホワイトバランスは、一般的に撮像素子からの電気信号により映像信号を生成する過程における色情報を１フィールド単位で読み出し、読み出した色情報を基にホワイトバランスを調整する。
【０００９】
このような調整方法は、内測式と呼ばれ、「ホワイトバランスが適正に調整されている場合、画面全体を平均化すると、無彩色になる。」という仮定を前提条件として制御が行われる。
【００１０】
実際の被写体では、この前提条件は、各種の色がランダムに混入している一般の風景を撮影した場合だけ成立し、例えば、青い空、木の葉の緑などを背景とした被写体の花のアップなどを撮影したときには成立せず、平均すると、青や緑などの単一色に偏った色になってしまう。
【００１１】
このような被写体の場合、内測式のホワイトバランスの調整では、画面を平均した色が無彩色でないにもかかわらず、無彩色とみなしてホワイトバランスを調整するように制御されるので、適正状態から大きくずれてしまう。
【００１２】
このため、従来では、内測式ホワイトバランス調整の制御では、つぎのような工夫がなされている。図１４はベクトルスコープ上における色温度変化による白の動きを示す図である。映像信号の色差成分である（Ｒ−Ｙ）を縦軸、（Ｂ−Ｙ）を横軸としたベクトルスコープ上に、色温度をパラメータとして変化させたときの白の動きを表現したものである。
【００１３】
図において、任意の色温度の光源下において、ホワイトバランスが適正に調整されて白が縦軸と横軸の交点上（色差成分ゼロ）に位置していたとすると、色温度が低くなるにしたがって、Ｉ軸に沿って矢印１の方向に動く一方、色温度が高くなるにしたがって、Ｉ軸に沿って矢印２の方向に動くという特性を示す。ここで、白の位置を結んだ曲線を、以降、色温度変化軸と称する。
【００１４】
この特性を利用し、ホワイトバランス調整を行うときに調整可能な範囲をＩ軸に近い狭いエリアに限定し、エリア外で調整をしないようにすることで、例えば、緑色の芝生を全面に取り込んで撮影しても、緑−マゼンダ方向に対しては、ホワイトバランス調整可能な量が少なくなり、問題は軽減される。
【００１５】
実際、自然光（太陽）だけでなく、色温度変化軸には乗らない人造光（蛍光灯、白熱灯）下で撮影したときも、ホワイトバランスを適正に調整するために、これらの光源も含めて調整制御範囲を設定している。図１５はホワイトバランス調整の制御範囲を示す図である。
【００１６】
ＲＧＢ信号の出力比を一定の割合にするために、Ｇのゲインを固定とし、ＲとＢのゲインだけを可変させることで、ホワイトバランスの調整を行う場合、屋内、屋外における各種光源に対して適正にホワイトバランス調整が行われたときのＲゲインとＢゲインの関係（図１５中、×印）を、縦軸をＢゲイン、横軸をＲゲインとして表現している。ホワイトバランス調整の制御範囲は、図１５の×印を含むように設定される。
【００１７】
白以外の色の影響を極力排除し、ホワイトバランスの調整精度を高めるには、調整制御範囲を必要最小限に留める必要がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の撮像装置には、以下に掲げる問題があり、その改善が要望されていた。すなわち、ＮＤフィルタに関しては、ＮＤフィルタの理想的な分光特性は、可視光領域の波長帯において均一な透過率になっていることであるが、現実には各波長間で透過率に差がある。
【００１９】
このため、被写体からの光がＮＤフィルタを通過することにより、色再現にずれが生じてしまう。ＮＤフィルタが光軸上に挿入されていない状態では、ホワイトバランスが適正に調整されていたとすると、ここで、ＮＤフィルタが光軸上に挿入されることにより、ホワイトバランスがずれてしまうおそれがあった。
【００２０】
このように、ＮＤフィルタに限らず、各種電気光学素子を用いた場合、ＮＤフィルタの挿入や各種電気光学素子の遮光率の変化に伴う色調変化に対する画像の補正に関しては、その補正方法が既に知られている（特公昭６３−５６５２８号公報）。すなわち、ＮＤフィルタの挿入によるホワイトバランスのずれを補正するために、事前にホワイトバランスのずれ量を把握し、ＮＤフィルタの挿入後、ホワイトバランスのずれ量に相当する制御値を補正する方法である。
【００２１】
しかし、ホワイトバランス調整の性能や精度に関しては、ホワイトバランス調整の制御範囲は、想定される光源に対して余裕のない設定になっているので、各光源に対する色再現性が変化してしまうと、ホワイトバランス調整の性能や精度が著しく低下し、ホワイトバランスのずれる方向や光源の種類によっては、適正にホワイトバランスの調整ができなくなってしまう。
【００２２】
このような問題は、単に色調変化に対する画像の補正を行っただけでは、解決されない。
【００２３】
また一方、ＮＤフィルタの駆動に際し、光軸上に挿入あるいは光軸上から抜くタイミングによっては、ＮＤフィルタによるホワイトバランスのずれの補正に問題が発生する。図１６はＮＤフィルタの挿入タイミングとＷＢずれ量の変化を示す図である。映像信号の任意のフィールドｎ，（ｎ＋１），（ｎ＋２），（ｎ＋３）の期間において、（ｎ＋１）フィールドの途中からＮＤフィルタの挿入が開始され、（ｎ＋２）フィールドの途中でＮＤフィルタの挿入が終了するというように、ＮＤフィルタの駆動に数フィールドを要する場合、動作中のＮＤフィルタと撮像素子の撮像面との位置関係がフィールド毎に変化するので、（ｎ＋１）と（ｎ＋２）フィールドでは、ＮＤフィルタの画像への影響度に差が生じてしまう。
【００２４】
つまり、ｎ，（ｎ＋１），（ｎ＋２）の各フィールド毎の色情報の読み出しにより、ホワイトバランスを適正に調整した場合、画面内にＮＤフィルタが全面に入った状態である（ｎ＋３）フィールドにおけるホワイトバランスのずれ量（図１５中のＷＢずれ量０，１，２）には差があり、必要となる補正量もそれぞれ異なったものとなる。
【００２５】
しかも、ＷＢずれ量１とＷＢずれ量２に関しては、（ｎ＋１）と（ｎ＋２）フィールド中のＮＤフィルタ挿入開始点および終了点のタイミングによって変化してしまう。このような状況下では、ＮＤフィルタによるホワイトバランスのずれを適切に補正することができない。
【００２６】
そこで、本発明は、ＮＤフィルタの状態に影響されることなく、適正なホワイトバランス調整を実現することによって、撮影した映像を常に良好な色再現に維持することができる撮像装置、そのホワイトバランス調整方法および記憶媒体を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズを介して入射した被写体からの光信号を撮像素子で電気信号に変換し、該変換された電気信号に信号処理を施して映像信号を生成する撮像装置において、前記レンズからの入射光量を調節する光量調節フィルタと、該光量調節フィルタを、前記レンズからの入射光が前記撮像素子に至る光軸上の位置に挿入する方向、あるいは前記光軸上の位置から抜く方向に駆動する光量調節フィルタ駆動手段と、前記生成される映像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整制御手段とを備え、前記ホワイトバランス調整制御手段は、前記ホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス調整制御データを生成し、該生成されたホワイトバランス調整制御データが取り得る値に制限を加えるホワイトバランス調整制御範囲を設けるとともに、前記光量調節フィルタが前記光軸上の位置に挿入されている場合、前記ホワイトバランス調整制御範囲を変更することを特徴とする。
【００３６】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置のホワイトバランス調整方法は、レンズを介して入射した被写体からの光信号を撮像素子で電気信号に変換し、該変換された電気信号に信号処理を施して映像信号を生成する撮像装置のホワイトバランス調整方法において、前記レンズからの入射光量を調節する光量調節フィルタを、前記レンズからの入射光が前記撮像素子に至る光軸上の位置に挿入する方向、あるいは前記光軸上の位置から抜く方向に駆動する工程と、
前記生成される映像信号のホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス調整制御データを生成する工程と、前記光量調節フィルタが前記光軸上の位置に挿入されている場合、該生成されたホワイトバランス調整制御データが取り得る値に制限を加えるホワイトバランス調整制御範囲を変更する工程とを有することを特徴とする。
【００３９】
上記目的を達成するために、本発明の記憶媒体は、レンズを介して入射した被写体からの光信号を撮像素子で電気信号に変換し、該変換された電気信号に信号処理を施して映像信号を生成する撮像装置を制御するコンピュータによって実行され、前記生成される映像信号のホワイトバランスを調整するプログラムが格納された記憶媒体において、前記プログラムは、前記レンズからの入射光量を調節する光量調節フィルタを、前記レンズからの入射光が前記撮像素子に至る光軸上の位置に挿入する方向、あるいは前記光軸上の位置から抜く方向に駆動する手順と、前記生成される映像信号のホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス調整制御データを生成する手順と、前記光量調節フィルタが前記光軸上の位置に挿入されている場合、該生成されたホワイトバランス調整制御データが取り得る値に制限を加えるホワイトバランス調整制御範囲を変更する手順とを含むことを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の撮像装置、そのホワイトバランス調整方法および記憶媒体の実施の形態について説明する。
【００４３】
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図において、１１は被写体を結像させるレンズである。１２は光量を調節する絞りである。１３は入力した光を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）である。１４はサンプルホールドおよびゲイン調整を行うサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）・ＡＧＣ部である。
【００４４】
１５はアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）を行うＡ／Ｄ変換部である。１６は信号処理を行って映像信号を生成する映像信号処理部である。１７は映像信号の出力端子である。１８はＮＤフィルタである。１９はＮＤフィルタ１８を駆動するＮＤフィルタ駆動部である。２０はＮＤフィルタ１８のオン／オフを切り換えるために、操作者によって操作されるＮＤオン／オフキーである。
【００４５】
２１はホワイトバランス調整を制御するホワイトバランス制御部である。２２は撮像装置全体を制御するシステム制御部であり、ホワイトバランス制御部２１を含む。２３はＮＤフィルタ１８の位置を検出するＮＤフィルタ位置検出部である。
【００４６】
レンズ１１を介して受光した被写体からの光は、絞り１２によってその光量を調整され、撮像素子１３の面上に結像する。撮像素子１３によって電気信号に変換されると、その電気信号はサンプルホールド・ＡＧＣ部１４に入力し、Ａ／Ｄ変換部１５でＡ／Ｄ変換された後、映像信号処理部１６に入力される。
【００４７】
映像信号処理部１６は、入力信号に対し、輝度および色成分毎にアパーチャ補正、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの処理を施して映像信号を生成し、出力する。出力された映像信号は、出力端子１７に接続された記録装置などに入力される。
【００４８】
ＮＤフィルタ駆動部１９は、ＮＤオン／オフキー２０の状態によりＮＤフィルタ１８をオンあるいはオフにする。ここで、ＮＤフィルタ１８のオンとは、ＮＤフィルタ１８をレンズ１１の光軸上の位置に挿入する方向に駆動することであり、ＮＤフィルタ１８のオフとは、レンズ１１の光軸上の位置に挿入しない方向に駆動することである。ＮＤフィルタ位置検出部２３は、ＮＤフィルタ１８がオンの位置あるいはオフの位置にあるかを検出し、その検出信号をシステム制御部２２に出力する。
【００４９】
図２はシステム制御部２２の電気的構成を示すブロック図である。システム制御部２２は、周知のＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、Ｉ／Ｏインターフェース（Ｉ／Ｆ）３４がバス３５を介して接続された構成を有する。
【００５０】
つぎに、ホワイトバランス制御部２１による映像信号処理部１６のホワイトバランス調整について示す。図３はホワイトバランス調整処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、システム制御部２２内のＲＯＭ３２に格納されており、ＣＰＵ３１によって実行される。すなわち、ホワイトバランス制御部２１は、ＣＰＵ３１がホワイトバランス調整処理プログラムモジュールを実行することにより実現される。尚、システム制御部とは別に、ホワイトバランス制御部を設けることも可能である。
【００５１】
まず、映像信号処理部１６からホワイトバランス調整に必要な情報である映像信号に関する各フィールド毎の色情報の読み出しを終了したか否かを判別する（ステップＳ３０１）。
【００５２】
色情報の読み出しが終了していない場合、再度、ステップＳ３０１の処理を繰り返し、色情報の読み出しが終了している場合、読み出した色情報の平均化を行い（ステップＳ３０２）、平均化された色情報に基づいてホワイトバランス調整制御データの演算を行う（ステップＳ３０３）。
【００５３】
そして、ＮＤフィルタ位置検出部２３からの検出信号によりＮＤフィルタ１８の状態を判断する（ステップＳ３０４）。ＮＤフィルタ１８がオフの位置にある場合、ホワイトバランス調整の制御範囲をＮＤフィルタ・オフ時用に設定する（ステップＳ３０５）。一方、ＮＤフィルタ１８がオンの位置にある場合、ホワイトバランス調整の制御範囲をＮＤフィルタ・オン時用に設定する（ステップＳ３０６）。
【００５４】
ステップＳ３０３で演算したホワイトバランス調整制御データが設定した制御範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ３０７）、制御範囲内にある場合、そのままステップＳ３０９の処理に進み、一方、制御範囲内にない場合、ホワイトバランス調整制御データを制御範囲内に制限する（ステップＳ３０８）。
【００５５】
そして、ホワイトバランス調整制御データを映像信号処理部１６に出力する（ステップＳ３０９）。この後、ステップＳ３０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００５６】
図４はホワイトバランス調整の制御範囲を示す図である。図中、実線で囲まれる範囲は、ステップＳ３０５で設定されるＮＤフィルタ１８のオフ時の制御範囲であり、点線で囲まれる範囲は、ステップＳ３０６で設定されるＮＤフィルタ１８のオン時の制御範囲である。ＮＤフィルタ１８のオン時およびオフ時のそれぞれの場合において、屋内、屋外における各種光源に対して適正にホワイトバランス調整を行えるように、ＲゲインとＢゲインの制御範囲が設定されている。すなわち、制御範囲は、従来技術（図１５参照）で説明したように、ＲＧＢ信号の出力比を一定の割合にするために、Ｇのゲインを固定とし、ＲとＢのゲインだけを可変させることでホワイトバランスの調整を行う場合、屋内、屋外における各種光源に対して適正にホワイトバランス調整されたときのＲゲインとＢゲインの関係を示している。
【００５７】
このように、ホワイトバランス制御部２１による映像信号処理部１６のホワイトバランス調整では、ＮＤフィルタ１８のオフおよびオンによってホワイトバランス調整の制御範囲を変更し、ホワイトバランス調整制御データがそれぞれの制御範囲内に常に収まるように制御される。
【００５８】
本実施形態では、ＮＤフィルタ１８を光軸上に出し入れする制御は、操作者によるＮＤオン／オフキー２０の操作によって行われたが、光量検出手段を有する撮像装置の場合、検出したあるいは撮像した被写体の光量に応じて、自動でＮＤフィルタの出し入れを制御するようにしてもよい。
【００５９】
さらに、本実施形態では、ホワイトバランス調整の制御範囲の変更、およびこれに伴うホワイトバランス調整制御データの制限を瞬時に行っていたが、これらの制御動作により、ホワイトバランス調整制御データの値が大きく変化し、生成される映像信号の色変化が不自然となる等の問題が生じる場合、制御範囲あるいは制御データを段階的に切り換えるようにしてもよい。
【００６０】
また、ＮＤフィルタのオン／オフ駆動に時間を要する場合、ＮＤフィルタの動きに連動して、制御範囲あるいはホワイトバランス調整制御データを段階的に切り換えるようにしてもよい。
【００６１】
さらに、ＮＤオン／オフキー２０に応じて、ＮＤフィルタ駆動部１９により駆動されるＮＤフィルタ１８の駆動方法は、特に限定されるものではなく、例えば、電気的に駆動する方法でも、機械的に駆動する方法でもどちらでもよい。
【００６２】
また、ホワイトバランス調整の制御範囲の形、大きさ、位置、すなわちホワイトバランス制御データの取り得る値は、特に限定されるものではなく、ＮＤフィルタのオフ時とオン時の間で、制御範囲の形、大きさが異なっていてもよい。
【００６３】
例えば、ＮＤフィルタのオフ時の各種光源下で適正なホワイトバランス調整が行われた場合のＲゲインとＢゲインの関係が、図５の実線の枠内の×印であり、ＮＤフィルタのオフ時の制御範囲は、図４の制御範囲と比べて、形、大きさ、位置が異なっている。図５はホワイトバランス調整における他の制御範囲を示す図である。そして、ＮＤフィルタのオン時、各種光源下で適正なホワイトバランス調整が行われたときのＲゲインとＢゲインの関係が、図５の矢印方向に移動した場合、点線の枠がＮＤフィルタ・オン時の制御範囲となる。
【００６４】
図６はホワイトバランス調整における他の制御範囲を示す図である。ＮＤフィルタのオフ時の各種光源下で適正なホワイトバランス調整が行われたときのＲゲインとＢゲインの関係が、図６の実線の枠内の×印である。そして、ＮＤフィルタのオン時、白熱灯および白色蛍光灯下で適正なホワイトバランス調整が行われたときのＲゲインとＢゲインの関係だけが図６中の矢印方向に移動した場合、点線の枠がＮＤフィルタのオン時の制御範囲となっている。したがって、ＮＤフィルタのオン時の制御範囲は、制御範囲の形、大きさが図４のＮＤフィルタのオフ時と同じではなく、異なったものとなる。
【００６５】
［第２の実施形態］
図７は第２の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図７の符号１１〜２２に示す各部は、前記第１の実施形態の図１に示す各部と同様であるので、その説明を省略する。
【００６６】
また、撮像装置の動作においても、ＮＤフィルタ駆動部１９およびホワイトバランス制御部２１を除く各部は、前記第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６７】
ＮＤフィルタ駆動部１９は、ＮＤオン／オフキー２０の状態によりＮＤフィルタ１８をオンあるいはオフにする。ここで、ＮＤフィルタ１８のオンとは、ＮＤフィルタ１８をレンズ１１の光軸上の位置に挿入する方向に駆動することであり、ＮＤフィルタ１８のオフとは、レンズ１１の光軸上の位置に挿入しない方向に駆動することである。さらに、ＮＤフィルタ駆動部１９は、ＮＤフィルタ１８をオンあるいはオフの位置に駆動したことを示す駆動情報信号をシステム制御部２２に出力する。
【００６８】
つぎに、ホワイトバランス制御部２１による映像信号処理部１６のホワイトバランス調整について示すが、基本的に前記第１の実施形態と同様である。すなわち、図３のステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理を行い、ステップＳ３０３の処理後、ステップＳ３０４で、前記第１の実施形態と異なり、第２の実施形態ではＮＤフィルタ駆動部１９からの駆動情報信号によりＮＤフィルタ１８の状態を判断する。
【００６９】
そして、前記第１の実施形態と同様、ＮＤフィルタ１８がオフの位置にある場合、ステップＳ３０５の処理を行い、オンの位置にある場合、ステップＳ３０６の処理を行う。
【００７０】
このように、ホワイトバランス制御部２１による映像信号処理部１６のホワイトバランス調整では、ＮＤフィルタ１８のオフおよびオンによってホワイトバランス調整の制御範囲を変更し、ホワイトバランス調整制御データが各制御範囲内に常に収まるように制御される。
【００７１】
第２の実施形態では、ＮＤフィルタの１８の状態を、ＮＤフィルタ駆動部１９からの駆動状態を示す駆動情報信号により判断したが、システム制御部２２またはホワイトバランス制御部２１により、ＮＤオン／オフキー２０の状態を直接読むことで判断してもよい。
【００７２】
［第３の実施形態］
図８は第３の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。前記第１および第２の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号が用いられている。
【００７３】
図において、１１は被写体を結像させるレンズである。１２は光量を調節する絞りである。１３は入力した光を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤ）である。１４はサンプルホールドおよびゲイン調整を行うサンプルホールド・ＡＧＣ部である。
【００７４】
１５はアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）を行うＡ／Ｄ変換部である。１６は信号処理を行って映像信号を生成する映像信号処理部である。１７は映像信号の出力端子である。１８はＮＤフィルタである。
【００７５】
１９はＮＤフィルタを駆動するＮＤフィルタ駆動部である。２３はＮＤフィルタの位置を検出するＮＤフィルタ位置検出部である。２４はＮＤフィルタの駆動を制御するＮＤフィルタ制御部である。２１はホワイトバランス調整を制御するホワイトバランス制御部である。
【００７６】
２２は撮像装置全体を制御するシステム制御部であり、ＮＤフィルタ制御部２４およびホワイトバランス制御部２１を含む。２０はＮＤフィルタのオン／オフの切り換えを行うために、操作者によって操作されるＮＤオン／オフキーである。２５はホワイトバランス調整のオート／セットのモード切り換えを行うために、操作者によって操作されるＷＢオート／セットキーである。２６は撮像素子を操作するキーが配置されたカメラ操作キー部であり、ＮＤオン／オフキー２０およびＷＢオート／セットキー２５を含む。
【００７７】
レンズ１１を介して受光した被写体からの光は、絞り１２によりその光量を調整され、撮像素子１３の面上に結像する。撮像素子１３によって電気信号に変換されると、その電気信号はサンプルホールド・ＡＧＣ部１４に入力し、Ａ／Ｄ変換部１５でＡ／Ｄ変換された後、映像信号処理部１６に入力される。
【００７８】
映像信号処理部１６は、入力信号に対し、輝度および色成分毎にアパーチャ補正、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの信号処理を施して映像信号を生成し、出力する。出力された映像信号は、出力端子１７に接続された記録装置などに入力される。
【００７９】
システム制御部２２は、前記第１の実施形態と同様の図１に示す電気的構成を有する。そして、システム制御部内のＣＰＵ３１がＲＯＭ３２に格納された制御プログラムを実行することによって、ＮＤフィルタ制御部２４およびホワイトバランス制御部２１が実現される。尚、システム制御部とは別に、ＮＤフィルタ制御部およびホワイトバランス制御部を実現してもよい。
【００８０】
システム制御部２２は、カメラ操作キー部２６に配置されたキーの状態にしたがって、撮像装置の各部を制御し、ＮＤオン／オフキー２０の状態にしたがってＮＤフィルタ１８をオンあるいはオフ状態にするとともに、ＷＢオート／セットキー２５の状態にしたがって、ホワイトバランス調整のモードをオートあるいはセットの状態にするために、ＮＤフィルタ制御部２４およびホワイトバランス制御部２１を制御する。
【００８１】
ここで、ＮＤフィルタ１８のオンとは、ＮＤフィルタ１８をレンズ１１の光軸上の位置に挿入する方向に駆動することであり、ＮＤフィルタ１８のオフとは、レンズ１１の光軸上の位置に挿入しない方向に駆動することである。
【００８２】
また、ホワイトバランス調整のモードにおいて、オートとは、被写体の光源変化に追従するように、常にホワイトバランスを適正に保つように調整を行う動作モードである。セットとは、モードがオートからセットに切り換わった瞬間の被写体映像のホワイトバランスを適正にするように調整し、調整が終了すると、再度、オートとなるまで調整状態が固定される動作モードである。
【００８３】
つづいて、ＮＤフィルタ制御部２４によるＮＤフィルタ１８の駆動について示す。図９はＮＤフィルタの制御処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムはシステム制御部２２内のＲＯＭ３２に格納され、ＣＰＵ３１によって実行される。
【００８４】
まず、ＮＤオン／オフキー２０のキー操作状態を判別し（ステップＳ３５１）、オンに操作された場合、ＮＤフィルタ位置検出部２３の検出信号によりＮＤフィルタ１８がオン状態になったか否かを判別する（ステップＳ３５２）。
【００８５】
オン状態になったことが検出されない場合、ＮＤフィルタ駆動部１９の制御によりＮＤフィルタ１８をオン方向に駆動し（ステップＳ３５３）、ＮＤフィルタ１８が動作中であることを示すＮＤフィルタ動作中フラグをセットする（ステップＳ３５４）。この後、ステップＳ３５１の処理に戻る。
【００８６】
一方、ステップＳ３５１でＮＤオン／オフキー２０がオフに操作された場合、ＮＤフィルタ位置検出部２０の検出信号によりＮＤフィルタ１８がオフ状態になったか否かを判別する（ステップＳ３５５）。オフ状態になったことが検出されない場合、ＮＤフィルタ駆動部１９の制御によりＮＤフィルタ１８をオフ方向に駆動し（ステップＳ３５６）、ステップＳ３５４の処理に進む。
【００８７】
一方、ステップＳ３５２でＮＤフィルタ１８がオン状態になったことが検出された場合、あるいはステップＳ３５５でＮＤフィルタ１８がオフ状態になったことが検出された場合、ＮＤフィルタ駆動部１９の制御によりＮＤフィルタ１８を停止し（ステップＳ３５７）、ＮＤフィルタ動作中フラグをクリアする（ステップＳ３５８）。この後、ステップＳ３５１の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００８８】
つづいて、ホワイトバランス制御部２１による映像信号処理部１６のホワイトバランス調整について示す。図１０はホワイトバランス調整処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、システム制御部２２内のＲＯＭ３２に格納されており、ＣＰＵ３１によって実行される。
【００８９】
まず、映像信号処理部１６からホワイトバランス調整に必要な情報である映像信号に関する各フィールド毎の色情報の読み出しが終了したか否かを判別する（ステップＳ３８１）。色情報の読み出しが終了している場合、ＷＢオート／セットキー２５のキー操作状態を判別し（ステップＳ３８２）、オートモードに操作された場合、オート・モード用のホワイトバランス調整制御データの演算を行い（ステップＳ３８３）、ホワイトバランス調整制御データを映像信号処理部１６に出力し（ステップＳ３８４）、ホワイトバランス調整制御データのバックアップを行う（ステップＳ３８５）。
【００９０】
一方、ステップＳ３８２でＷＢオート／セットキー２５がオートモードに操作されていない場合、ＮＤフィルタ制御部２１によるＮＤフィルタ動作中のフラグのセット／クリアを判別する（ステップＳ３８６）。クリアである場合、ホワイトバランスが適正に調整されて調整動作が終了したか否かを判別し（ステップＳ３８７）、終了していない場合、セット・モード用のホワイトバランス調整制御データの演算を行い（ステップＳ３８８）、ステップＳ３８４の処理に進み、前述したステップＳ３８４およびＳ３８５の処理を行う。
【００９１】
一方、ステップＳ３８６でＮＤフィルタ動作中のフラグがクリアされていない場合、あるいはステップＳ３８７で調整動作が終了している場合、ステップＳ３８５でバックアップしたホワイトバランス調整制御データを読み出し（ステップＳ３８９）、再度、ホワイトバランス調整制御データとして、ステップＳ３８４の処理に進み、前述したステップＳ３８４およびＳ３８５の処理を行う。ステップＳ３８５の処理後、ステップＳ３８１の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００９２】
尚、図１０には記述されていないが、撮像装置の電源立ち上げ時のホワイトバランスは、所定の初期制御データにより制御され、初期制御データがバックアップされる。
【００９３】
このように、ＮＤフィルタが光軸上に挿入する方向、または光軸上から抜く方向へ動作している期間、ホワイトバランスの調整動作が停止し、期間中はホワイトバランス調整の制御データがＮＤフィルタの各方向への動作開始前の値に保持される。
【００９４】
尚、第３の実施形態では、説明を省略したが、ＮＤフィルタによるホワイトバランスのずれの補正は、ステップＳ３８４の処理以前において適宜行われる。また、ステップＳ３８６の処理では、ステップＳ３８４で出力される制御データが最終的にＮＤフィルタの動作期間中、保持されていればよく、その処理順序は限定されない。
【００９５】
また、第３の実施形態では、ＮＤフィルタの動作期間中、ホワイトバランスの調整動作が停止するのは、ホワイトバランス調整のモードがセット時だけであったが、モードがオート時であっても、本発明は適用可能である。
【００９６】
さらに、第３の実施形態では、光軸上にＮＤフィルタを出し入れする制御は、操作者によるＮＤオン／オフキー２４の操作に基づいていたが、光量検出手段を有する撮像装置の場合、検出したあるいは撮像した被写体の光量に応じて、ＮＤフィルタの出し入れを自動で制御するようにしてもよい。
【００９７】
［第４の実施形態］
第４の実施形態における撮像装置の構成は、前記第３の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００９８】
第４実施形態における、ホワイトバランス制御部２１による映像信号処理部１６のホワイトバランス調整について示す。図１１は第４の実施形態におけるホワイトバランス調整処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、システム制御部２２内のＲＯＭ３２に格納されており、ＣＰＵ３１によって実行される。
【００９９】
まず、映像信号処理部１６からホワイトバランス調整に必要な情報である映像信号に関する各フィールド毎の色情報の読み出しが終了したか否かを判別する（ステップＳ４０１）。
【０１００】
色情報の読み出しが終了していない場合、再度、ステップＳ４０１の処理を繰り返す。色情報の読み出しが終了している場合、ＷＢオート／セットキー２５のキー操作状態を判別する（ステップＳ４０２）。
【０１０１】
ＷＢオート／セットキー２５がオートに操作された場合、オート・モード用のホワイトバランス調整制御データの演算を行い（ステップＳ４０３）、セット・モード時のホワイトバランスの調整中であることを示すホワイトバランス調整中フラグをクリアし（ステップＳ４０４）、ホワイトバランス調整制御データを映像信号処理部１６に出力し（ステップＳ４０５）、ホワイトバランス調整制御データのバックアップを行う（ステップＳ４０６）。
【０１０２】
一方、ステップＳ４０２でＷＢオート／セットキー２５がオートに操作されていない場合、ホワイトバランスが適正に調整されて調整動作を終了しているか否かを判別する（ステップＳ４０７）。調整動作を終了していない場合、セット・モード用のホワイトバランス調整制御データの演算を行い（ステップＳ４０８）、ホワイトバランス調整中フラグをセットし（ステップＳ４０９）、ステップＳ４０５の処理に進み、前述したステップＳ４０５およびＳ４０６の処理を行う。
【０１０３】
一方、ステップＳ４０７で調整動作が終了している場合、ステップＳ４０６でバックアップしたホワイトバランス調整制御データを読み出して再度、ホワイトバランス調整制御データとし（ステップＳ４１０）、ホワイトバランス調整中フラグをクリアし（ステップＳ４１１）、ステップＳ４０５の処理に進み、前述したステップＳ４０５およびＳ４０６の処理を行う。
【０１０４】
ステップＳ４０６の処理後、ステップＳ４０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。尚、図１１には記述されていないが、撮像装置の電源立ち上げ時のホワイトバランスは、所定の初期制御データにより制御され、初期制御データがバックアップされる。
【０１０５】
つづいて、ＮＤフィルタ制御部２４によるＮＤフィルタ１８の駆動について示す。図１２はＮＤフィルタの制御処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、システム制御部２２内のＲＯＭ３２に格納されており、ＣＰＵ３１によって実行される。
【０１０６】
まず、ホワイトバランス制御部２２によるホワイトバランス調整中フラグのセット／クリアを判別する（ステップＳ５０１）。クリアである場合、ＮＤオン／オフキー２４のキー操作状態を判別し（ステップＳ５０２）、オンに操作された場合、ＮＤフィルタ位置検出部２３の検出信号によりＮＤフィルタ１８がオン状態になったか否かを判別する（ステップＳ５０３）。
【０１０７】
オン状態になったことが検出されない場合、ＮＤフィルタ駆動部１９の制御によりＮＤフィルタ１８をオン方向に駆動する（ステップＳ５０４）。
【０１０８】
一方、ステップＳ５０２でＮＤオン／オフキー２０がオンに操作されない場合、ＮＤフィルタ位置検出部２３の検出信号によりＮＤフィルタ１８がオフ状態になったか否かを判別し（ステップＳ５０５）、オフ状態になったことが検出されない場合、ＮＤフィルタ駆動部１９の制御によりＮＤフィルタ１８をオフ方向に駆動する（ステップＳ５０６）。
【０１０９】
一方、ステップＳ５０１でホワイトバランス調整中フラグがクリアでない場合、ステップＳ５０３でＮＤフィルタ１８がオン状態になったことが検出された場合、あるいはステップＳ５０５でＮＤフィルタ１８がオフ状態になったことが検出された場合、ＮＤフィルタ駆動部１９の制御によりＮＤフィルタ１８を停止する（ステップＳ５０７）。ステップＳ５０４、Ｓ５０６あるいはＳ５０７の処理後、ステップＳ５０１の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。
【０１１０】
このように、ホワイトバランスのセット・モード時のホワイトバランス調整中の期間、ＮＤフィルタの光軸上に挿入する方向、あるいは光軸上から抜く方向への動作が停止し、期間中、撮像映像へのＮＤフィルタによる影響度が、オート・モードからセット・モードへの以降により調整が開始されるときに適正に調整され、調整が終了すると、変化せずに保持される。
【０１１１】
尚、第４の実施形態では、説明を省略したが、ＮＤフィルタによるホワイトバランスのずれの補正は、ステップＳ４０５の処理以前において適宜行われる。また、ステップＳ５０１の処理は、ステップＳ５０４およびＳ５０６の処理でＮＤフィルタ１８の光軸に対する位置が最終的にホワイトバランスの調整期間中、保持されていればよく、処理の順序は特に限定されない。
【０１１２】
さらに、第４の実施形態では、ＮＤフィルタの駆動が停止するのは、ホワイトバランス調整のモードがセット時だけであったが、モードがオート時であっても、オート・モードで調整実行動作と調整停止動作が存在すればよく、本発明は適用可能である。
【０１１３】
また、第４の実施形態では、光軸上にＮＤフィルタを出し入れする制御は、操作者によるＮＤオン／オフ・キー２４の操作に基づいて行われたが、光量検出手段を有する撮像装置の場合、検出したあるいは撮像した被写体の光量に応じて、ＮＤフィルタの出し入れを自動で制御するようにしてもよい。
【０１１４】
尚、上記各実施形態では、入射光量を調節する光量調節フィルタとして、広い波長帯で任意の透過率を有するＮＤフィルタを用いた場合を示したが、これに限らず、種々特性を有するフィルタ、電気光学素子を光量調節フィルタとして用いてもよい。
【０１１５】
また、本発明は複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、１つの機器からなる装置に適用してもよい。また、本発明はシステムあるいは装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることはいうまでもない。この場合、本発明を達成するためのソフトウェアによって表されるプログラムを格納した記憶媒体をシステムあるいは装置に読み出すことによってそのシステムあるいは装置が本発明の効果を享受することが可能となる。
【０１１６】
図１３は記憶媒体としてのＲＯＭ３２のメモリマップを示す図である。ＲＯＭ３２には、図３のフローチャートに示すホワイトバランス調整処理プログラムモジュール、図９のフローチャートに示すＮＤフィルタ制御処理プログラムモジュール、図１０のフローチャートに示すホワイトバランス調整処理プログラムモジュール、図１１のフローチャートに示すホワイトバランス調整処理プログラムモジュール、図１２のフローチャートに示すＮＤフィルタ制御処理プログラムモジュールなどが格納されている。
【０１１７】
プログラムモジュールを供給する記憶媒体としては、ＲＯＭに限らず、例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、磁気テープ、不揮発性のメモリカードなどを用いることができる。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によれば、映像信号のホワイトバランス調整は、ＮＤフィルタの分光特性により、各種光源下の被写体からの光がＮＤフィルタを通過することにより、ＮＤフィルタが光軸上に挿入されていない状態（ＮＤフィルタ・オフ）と光軸上に挿入された状態（ＮＤフィルタ・オン）で色再現性が変化してしまい、これらの状態の間でホワイトバランスが適正に調整されたときの制御データに差が生じるような場合でも、ＮＤフィルタ・オフおよびＮＤフィルタ・オンによってホワイトバランス調整の制御範囲を変更し、ホワイトバランス調整制御データがＮＤフィルタのそれぞれの場合で常に最適な制御範囲内に収まるように制御される。
【０１１９】
これにより、ＮＤフィルタの状態に影響されることなく、適正なホワイトバランス調整を実現することによって、撮影した映像を常に良好な色再現に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】システム制御部２２の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】ホワイトバランス調整処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ホワイトバランス調整の制御範囲を示す図である。
【図５】ホワイトバランス調整における他の制御範囲を示す図である。
【図６】ホワイトバランス調整における他の制御範囲を示す図である。
【図７】第２の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第３の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】ＮＤフィルタの制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】ホワイトバランス調整処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施形態におけるホワイトバランス調整処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】ＮＤフィルタの制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】記憶媒体としてのＲＯＭ３２のメモリマップを示す図である。
【図１４】ベクトルスコープ上における色温度変化による白の動きを示す図である。
【図１５】ホワイトバランス調整の制御範囲を示す図である。
【図１６】ＮＤフィルタの挿入タイミングとＷＢずれ量の変化を示す図である。
【符号の説明】
１３  撮像素子
１６  映像信号処理部
１８  ＮＤフィルタ
１９  ＮＤフィルタ駆動部
２０  ＮＤオン／オフキー
２１  ホワイトバランス制御部
２２  システム制御部
２３  ＮＤフィルタ位置検出部
２４  ＮＤフィルタ制御部
２５  ＷＢオート／セットキー
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＯＭ
【図１】
0004481389.tif 000002
【図２】
0004481389.tif 000003
【図３】
0004481389.tif 000004
【図４】
0004481389.tif 000005
【図５】
0004481389.tif 000006
【図６】
0004481389.tif 000007
【図７】
0004481389.tif 000008
【図８】
0004481389.tif 000009
【図９】
0004481389.tif 000010
【図１０】
0004481389.tif 000011
【図１１】
0004481389.tif 000012
【図１２】
0004481389.tif 000013
【図１３】
0004481389.tif 000014
【図１４】
0004481389.tif 000015
【図１５】
0004481389.tif 000016
【図１６】
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