(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して撮像結果を表す画像信号を出力するイメージセンサーと、
前記画像信号に対し自動露光制御を行って輝度信号を出力する露光制御手段と、
前記画像信号から原色信号を分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段が分離した前記原色信号に対し自動ホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段と、
前記輝度信号および前記原色信号を充分に抑制する画像ミュート手段と、を含む信号処理部を備えた撮像装置であって、
前記露光制御手段は、その出力部に第１の制御信号にもとづいて輝度信号の大きさを制御する第１の信号レベル制御回路を含み、
前記ホワイトバランス制御手段は、その出力部に第２の制御信号にもとづいて前記原色信号の大きさを制御する第２の信号レベル制御回路を含み、
前記画像ミュート手段は不揮発性メモリを含み、撮像装置が動作を開始した直後の一定の期間において、または操作者の操作にしたがって前記第１および第２の信号レベル制御回路にそれぞれ前記第１および第２の制御信号を出力して、抑制処理を行うと共に、前記不揮発性メモリに記憶された撮像回数の基準数と前記イメージセンサーに供給される垂直同期信号のカウント数との比較を行い、該カウント数が前記基準数を超えたとき、前記輝度信号および前記原色信号の抑制を解除するものであって、前記露光制御手段および前記ホワイトバランス制御手段は、抑制処理を行う間に引き込み制御を行うものである、撮像装置。
【請求項２】
前記露光制御手段および前記ホワイトバランス制御手段がそれぞれ出力する前記輝度信号および前記原色信号を合成する信号合成手段を含むことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置に関し、特に自動露光制御および自動ホワイトバランス制御を行う撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来の撮像装置の一例を示すブロック図である。
図２に示した撮像装置１２は、固体撮像素子１４、ＡＦＥ１６、ならびにデジタル信号処理部１８を含んで構成されている。固体撮像素子１４はたとえばＣＭＯＳイメージセンサーであり、半導体基板上にマトリクス状に配列した光センサーにより被写体からの光４２をレンズ２０を通じ検出して信号電荷を生成し、同信号電荷を垂直信号線や水平信号線を通じ読み出して被写体の画像信号を出力する。上記光センサーのそれぞれには赤、青、緑のフィルターが装着されており、赤、青、緑の光を個別に検出することでカラー撮影が可能となっている。
また、固体撮像素子１４はタイミングジェネレーター２２（ＴＧ）から供給されるクロック信号、垂直同期信号、水平同期信号にもとづいて動作し、そして、たとえばインターレース方式により１フレーム分の画像信号を偶数フィールドと奇数フィールドとに分けて出力する。
【０００３】
ＡＦＥ１６（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）はＣＤＳ回路およびＡＧＣ回路を含み、固体撮像素子１４からの画像信号に対し、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）を行って画像信号に含まれる固定パターンノイズを除去するとともに、ＡＧＣ（自動利得制御）により信号レベルを安定化する。
【０００４】
デジタル信号処理部１８は、ＡＦＥ１６の出力信号に対して、自動露光制御およびオートホワイトバランス制御を行うための回路であり、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）２４、輝度信号処理ブロック２６、色信号処理ブロック２８、マイクロコンピューター３０、オプティカルディテクター３２（ＯＰＤ）、混合回路３４（ＹＣ−ＭＩＸ）、ならびにＤ／Ａ変換器３６（ＤＡＣ）を含んで構成されている。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換器２４はＡＦＥ１６の出力信号をデジタル化し、輝度信号処理ブロック２６は、このデジタル化された画像信号に対して、自動露光制御として信号レベルを適切なレベルとすべく信号処理を行う。輝度信号処理ブロック２６は、その出力部に第１の信号レベル制御回路４を有しており、この信号レベル制御回路４により輝度信号の信号レベルを制御して出力する。
【０００６】
色信号処理ブロック２８は、原色分離回路３８およびＷＢ制御回路４０（ホワイトバランス制御回路）を含み、原色分離回路３８はＡ／Ｄ変換器２４の出力信号より、赤、青、緑の３つの原色信号を抽出し、ＷＢ制御回路４０はこれらの原色信号に対して、マイクロコンピューター３０から与えられる係数を乗じて信号レベルを制御する。ＷＢ制御回路４０はその出力部に第２の信号レベル制御回路６を有しており、この信号レベル制御回路において原色信号に上記係数を乗じ原色信号の信号レベルを制御する。
【０００７】
ＯＰＤ３２は、ＷＢ制御回路４０が上記係数を乗じた原色信号を、それぞれ垂直同期信号の各周期ごとに、すなわち各フィールドごとに、たとえばＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルターにより積分することによって各フィールドにおける各原色信号の平均的な信号レベル（平均レベル）を算出する。
マイクロコンピューター３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含み、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムデーターにもとづき、適宜ＲＡＭを使用して動作することで各種の機能を果たす。そして、特にオートホワイトバランス制御に関しては、ＯＰＤ３２が算出した原色信号の平均レベルにもとづいて、これらの原色信号の平均レベルを均一化すべく上記係数を生成し、ＷＢ制御回路４０に供給する。
【０００８】
混合回路３４は輝度信号処理ブロック２６が出力する輝度信号と、色信号処理ブロック２８が出力する３つの原色信号とを合成してビデオ信号を生成し、Ｄ／Ａ変換器３６はこのビデオ信号をアナログのビデオ信号４４に変換して出力する。
タイミングジェネレーター２２は、マイクロコンピューター３０の制御にもとづいて、固体撮像素子１４とともに各部にクロックおよび同期信号を供給する。
なお、図２では図面が必要以上に複雑となることを避けるため、タイミングジェネレータ２２の出力線は固体撮像素子１４に対するもののみが示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、撮像装置１２は輝度信号処理ブロック２６および色信号処理ブロック２８を含むデジタル信号処理部１８を備えているため、自動的に露光制御が行われ、また自動的にホワイトバランス制御が行われて、適切なビデオ信号４４が外部に出力される。
しかし、輝度信号処理ブロック２６や色信号処理ブロック２８などによる自動露光制御および自動ホワイトバランス制御は一種のフィードバック制御であるため、通常、これらの制御を開始して数フィールド分の時間が経過するまでは制御が安定しない。したがって、その間は不正なビデオ信号４４が出力され、ビデオ信号４４によりそのまま画像を表示した場合には、極端に明るい画像や、不自然に色づいた画像が表示されてしまう。
【００１０】
そこで、従来は、撮像装置１２を組み込むカメラ装置本体側で、たとえば電源を投入してカメラ装置を立ち上げた直後の一定の期間は、ビデオ信号を画像表示部に供給しないようにする画像ミュート機能を設けて、乱れた画像が表示されないようにしていた。そのため、カメラ本体側に、ビデオ信号が一定の期間、表示部に供給されないようにする回路を設けなければならず、装置の小型化やコストの点で不利となっていた。
【００１１】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、画像ミュート機能を撮像装置を組み込む機器側に持たせることなく、装置立ち上げ直後の乱れた画像表示を回避できる撮像装置を提供することにある。
【００１２】
【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、被写体を撮像して撮像結果を表す画像信号を出力するイメージセンサーと、画像信号に対し自動露光制御を行って輝度信号を出力する露光制御手段と、この画像信号から原色信号を分離する信号分離手段と、信号分離手段が分離した原色信号に対し自動ホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段と、輝度信号および原色信号を充分に抑制する画像ミュート手段と、を含む信号処理部を備えた撮像装置である。
そして、露光制御手段は、その出力部に第１の制御信号にもとづいて輝度信号の大きさを制御する第１の信号レベル制御回路を含み、ホワイトバランス制御手段は、その出力部に第２の制御信号にもとづいて原色信号の大きさを制御する第２の信号レベル制御回路を含んでいる。また、画像ミュート手段は不揮発性メモリを含み、撮像装置が動作を開始した直後の一定の期間において、または操作者の操作にしたがって第１および第２の信号レベル制御回路にそれぞれ第１および第２の制御信号を出力して、抑制処理を行うと共に、不揮発性メモリに記憶された撮像回数の基準数とイメージセンサーに供給される垂直同期信号のカウント数との比較を行い、該カウント数が基準数を超えたとき、輝度信号および前記原色信号の抑制を解除するものであって、露光制御手段およびホワイトバランス制御手段は、抑制処理を行う間に引き込み制御を行うものである。
【００１３】
本発明の撮像装置では、画像ミュート手段は不揮発性メモリーを含み、撮像装置が動作を開始した直後の一定の期間において、または操作者の操作にしたがって第１および第２の信号レベル制御回路にそれぞれ第１および第２の制御信号を出力して、抑制処理を行うと共に、不揮発性メモリーに記憶された撮像回数の基準数とイメージセンサーから供給される垂直同期信号のカウント数との比較を行い、このカウント数がその基準数を超えたとき、輝度信号および原色信号の抑制を解除する。
したがって、これらの輝度信号および原色信号にもとづきビデオ信号を生成し同ビデオ信号をそのまま画像表示手段に供給して画像を表示しても、撮像装置の動作開始直後の自動露光制御や自動ホワイトバランス制御が安定していない期間に乱れた画像が表示されるといったことがない。よって、本発明の撮像装置を用いた場合には、カメラ装置本体側に画像ミュート機能を持たせる必要がなく、また、第１および第２の信号レベル制御回路は従来から設けられている回路であり、かつ画像ミュート手段は比較的簡単なソフトウェアにより実現することも可能であるため、装置の小型化や低コスト化の点で有利となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
図１は本発明による撮像装置の一例を示すブロック図である。図中、図２と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
図１に示した実施の形態例の撮像装置２が、図２に示した撮像装置１２と特に異なるのは、マイクロコンピューター３０が本発明に係る画像ミュート手段としても機能する点である。すなわち、画像ミュート手段としてのマイクロコンピュータは、撮像装置２が動作を開始した直後の一定の期間において、輝度信号処理ブロック２６を構成する第１の信号レベル制御回路４およびＷＢ制御回路４０を構成する第２の信号レベル制御回路６にそれぞれ第１および第２の制御信号８、１０を出力して、輝度信号および原色信号を充分に抑制する。
【００１５】
より具体的に説明すると、撮像装置２が組み込まれたカメラ装置の電源が投入され、撮像装置２が動作を開始したとき、まずマイクロコンピューター３０は、上記第１および第２の信号レベル制御回路４、６にそれぞれ第１および第２の制御信号８、１０を出力して、輝度信号処理ブロック２６およびＷＢ制御回路４０がそれぞれ出力する輝度信号および原色信号をともに、一例として零レベルに抑制させ、したがって輝度信号および原色信号が輝度信号処理ブロック２６およびＷＢ制御回路４０から出力されないようにする。
【００１６】
その後、マイクロコンピューター３０はＯＰＤ３２が算出した原色信号の平均レベルにもとづき、これらの原色信号の平均レベルを均一化すべく上記係数を生成してＷＢ制御回路４０に供給し、これにより自動ホワイトバランス制御が行われる。このとき同時に、輝度信号処理ブロック２６では自動露光制御が行われる。
【００１７】
マイクロコンピューター３０はまた、上記係数の生成と同時に、ＴＧから供給される垂直同期信号をカウントして、たとえば数フィールドに相当する時間が経過したか否かを監視する。不揮発性メモリー３０Ａには、あらかじめカウントすべき垂直同期信号の基準数（イメージセンサーにおける撮像回数に対応）が格納されており、マイクロコンピューター３０は、この基準数を不揮発性メモリー３０Ａから読み出し、実際にカウントした垂直同期信号の数と基準数とを比較して実際のカウント数が基準数を越えたとき、所定時間が経過したと判定する。そして、このときマイクロコンピューター３０は、上記第１および第２の制御信号８、１０の送出を停止し、輝度信号処理ブロック２６およびＷＢ制御回路４０の第１および第２の信号レベル制御回路４、６による輝度信号および原色信号の抑制を解除する。その結果、これ以降、輝度信号処理ブロック２６およびＷＢ制御回路４０からは通常通りに輝度信号および原色信号が混合回路３４に出力される。
【００１８】
したがって、本実施の形態例の撮像装置２では、電源投入直後の自動露光制御や自動ホワイトバランス制御が安定していない期間では、輝度信号および原色信号は出力されず、カメラ装置本体側にビデオ信号４４は供給されないので、カメラ装置本体の表示部に、極端に明るい画像や、不自然に色づいた画像が表示されるといったことがない。
【００１９】
よって、本実施の形態例の撮像装置２を用いた場合には、カメラ装置本体側に画像ミュート機能を持たせる必要がなく、また、第１および第２の信号レベル制御回路４、６は従来から設けられている回路であり、かつマイクロコンピューター３０による画像ミュート手段は、従来から設けられているマイクロコンピューター３０に比較的簡単なソフトウェアを追加することにより実現できるので、装置の小型化や低コスト化の点で有利となる。
【００２０】
また、上述のように電源投入直後の自動露光制御および自動ホワイトバランス制御が安定していない期間ではビデオ信号はカメラ装置本体側には供給されないので、この間、自動露光制御や自動ホワイトバランス制御において多少強引な引き込み制御を行い急激に輝度や色を変化させても、引き込み途中の乱れた画像が表示されることはなく、したがって、自動露光制御および自動ホワイトバランス制御を行う上で柔軟性が高まる。
さらに、輝度信号および原色信号の抑制を解除するタイミングは、不揮発性メモリー３０Ａに格納しておく上記カウントすべき垂直同期信号の基準数を変更することで調整できる。したがって、このタイミングを、部品特性のバラツキなどに応じて出荷段階で微調整することも容易である。
【００２１】
本実施の形態例では、上述のように電源投入直後の一定期間においてビデオ信号の出力を停止するとしたが、この画像ミュート制御は、電源投入直後に限らず、操作者が必要に応じて任意のタイミングで、たとえば所定の操作ボタンを操作するなどして実行できるようにしてもよく、そのような構成とすることは容易である。
さらに、ビデオ信号を単に抑制するだけでなく、自動露光制御や自動ホワイトバランス制御が安定するまでの期間に、何らかのテストパターンなどを表示するようにしてもよく、特にテストパターン表示機能を備えている装置では、特にコスト増もともなわず、容易に実現できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の撮像装置では、画像ミュート手段は不揮発性メモリーを含み、撮像装置が動作を開始した直後の一定の期間において、または操作者の操作にしたがって第１および第２の信号レベル制御回路にそれぞれ第１および第２の制御信号を出力して、抑制処理を行うと共に、不揮発性メモリーに記憶された撮像回数の基準数とイメージセンサーから供給される垂直同期信号のカウント数との比較を行い、このカウント数がその基準数を超えたとき、輝度信号および原色信号の抑制を解除する。
したがって、これらの輝度信号および原色信号にもとづきビデオ信号を生成し同ビデオ信号をそのまま画像表示手段に供給して画像を表示しても、撮像装置の動作開始直後の自動露光制御や自動ホワイトバランス制御が安定していない期間に乱れた画像が表示されるといったことがない。よって、本発明の撮像装置を用いた場合には、カメラ装置本体側に画像ミュート機能を持たせる必要がなく、また、第１および第２の信号レベル制御回路は従来から設けられている回路であり、かつ画像ミュート手段は比較的簡単なソフトウェアにより実現することも可能であるため、装置の小型化や低コスト化の点で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮像装置の一例を示すブロック図である。
【図２】従来の撮像装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
２、１２……撮像装置、４……第１の信号レベル制御回路、６……第２の信号レベル制御回路、８……第１の制御信号、１０……第２の制御信号、１４……固体撮像素子、１６……ＡＦＥ、１８……デジタル信号処理部、２０……レンズ、２２……タイミングジェネレーター、３０Ａ……不揮発性メモリー、２６……輝度信号処理ブロック、２８……色信号処理ブロック、３０……マイクロコンピューター、３２……オプティカルディテクター、３４……混合回路、３６……Ｄ／Ａ変換器、３８……原色分離回路、４０……ＷＢ制御回路、４４……ビデオ信号。
【図１】
0004551598.tif 000002
【図２】
0004551598.tif 000003