(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプと、
前記ホワイトバランスアンプに入力される前の前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号を検波する検波手段と、
前記検波手段によるＲ，Ｇ，Ｂの各検波出力に基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号が所定の動作範囲内にあるか否かを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段によって動作範囲内であると判定されたときに、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対して前記ホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果が所定の値であるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段によって所定の値でないと判定されたときに、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対して前記ホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果に基づいて前記ホワイトバランスアンプのゲインを設定するゲイン設定手段と
を備えたことを特徴とする色信号処理回路。
【請求項２】
前記ゲイン設定手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対して前記ホワイトバランスアンプのゲインを乗算し、このＲ，Ｇ，Ｂの各乗算結果に基づいて前記ホワイトバランスアンプのゲインを設定するとともに、この設定したゲインを前記判定手段によって動作範囲内であると判定されたときのみ有効とする
ことを特徴とする請求項１記載の色信号処理回路。
【請求項３】
前記第１の判定手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力を加減算処理にてＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの信号に変換し、このＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの信号に基づいて前記所定の動作範囲内にあるか否かを判定処理する
ことを特徴とする請求項２記載の色信号処理回路。
【請求項４】
前記第１の判定手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力を除乗算処理にてＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇの信号に変換し、このＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇの信号に基づいて前記所定の動作範囲内にあるか否かを判定処理する
ことを特徴とする請求項２記載の色信号処理回路。
【請求項５】
撮像結果に応じた画像信号を出力する固体撮像素子と、
前記画像信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色信号に分離する原色分離回路と、
前記原色分離回路によって分離された前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプと、
前記ホワイトバランスアンプに入力される前の前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号を検波する検波手段と、
前記検波手段によるＲ，Ｇ，Ｂの各検波出力に基づいて前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号が所定の動作範囲内にあるか否かを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段によって動作範囲内であると判定されたときに、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対して前記ホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果が所定の値であるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段によって所定の値でないと判定されたときに、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対して前記ホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果に基づいて前記ホワイトバランスアンプのゲインを設定するゲイン設定手段と
を備えたことを特徴とするカメラシステム。
【請求項６】
前記ゲイン設定手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対して前記ホワイトバランスアンプのゲインを乗算し、このＲ，Ｇ，Ｂの各乗算結果に基づいて前記ホワイトバランスアンプのゲインを設定するとともに、この設定したゲインを前記判定手段によって動作範囲内であると判定されたときのみ有効とする
ことを特徴とする請求項５記載のカメラシステム。
【請求項７】
前記第１の判定手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力を加減算処理にてＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの信号に変換し、このＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの信号に基づいて前記所定の動作範囲内にあるか否かを判定処理する
ことを特徴とする請求項６記載のカメラシステム。
【請求項８】
前記第１の判定手段は、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力を除乗算処理にてＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇの信号に変換し、このＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇの信号に基づいて前記所定の動作範囲内にあるか否かを判定処理する
ことを特徴とする請求項６記載のカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色信号処理回路およびこれを用いたカメラシステムに関し、特にＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子などの固体撮像素子の撮像結果として得られる色信号のホワイトバランスをとる色信号処理回路およびこれを固体撮像素子の撮像信号の処理回路として用いたカメラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ撮像素子などの固体撮像素子を用いて撮像を行うと、被写体に含まれる白色は、屋内など色温度が低い環境で撮像した場合には赤っぽくなり、屋外などの色温度が高い環境で撮像した場合には青っぽくなる。ここに、色温度とは、テスト光源と同じ色度を持った黒体の温度（°Ｋ）を言う。
【０００３】
ところで、固体撮像素子を撮像デバイスとして用いたカメラシステムでは、被写体の白色を撮像した撮像結果において、無彩色の白色として映し出すために、光源の色温度が変化した場合に、図７に示すように、色温度の変化に応じて白色が黒体放射カーブ（黒体軌跡）に沿って移動して色が付いて見える白色を、無彩色の白に合わせるオートホワイトバランス処理を行うようにしている。なお、図７において、横軸は色差信号Ｂ−Ｙの振幅（ゲイン）を、縦軸が色差信号Ｒ−Ｙの振幅をそれぞれ示し、原点が無彩色の白となる。
【０００４】
このオートホワイトバランス処理では、加法混色法の原理、即ち全ての色を足し合わせると白色になるという原理のもとに、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各原色信号を検波（積分）し、この検波データを用いて色温度判定を行い、この色温度の判定結果に基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプのゲインをコントロールすることにより、ホワイトバランス（即ち、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１）をとる制御を行っている。
【０００５】
また、このホワイトバランスの制御方式にも、ホワイトバランスアンプに入力される前の色信号を検波し、その検波結果に基づいてホワイトバランスアンプのゲインをコントロールするフィードフォワード方式と、ホワイトバランスアンプから出力された後の色信号を検波し、その検波結果に基づいてホワイトバランスアンプのゲインをコントロールするフィードバック方式とがある。
【０００６】
これらの制御方式のうち、フィードフォワード方式のホワイトバランス制御では、検波を正確に行うことができるが、その反面、ホワイトバランスアンプの前段で検波を行っていることから、制御結果を知ることができないため、精度良くホワイトバランスを合わせることが難しい。また、ホワイトバランスを合わせるためにどの程度のゲイン調整を行えば良いかという情報を算出する必要があるため、大量のデータ蓄積がなければアルゴリズムの構築が難しい。
【０００７】
一方、フィードバック方式のホワイトバランス制御では、ホワイトバランスアンプの後段で検波を行っていることから、制御結果を知ることができるため、精度良くホワイトバランスを合わせることができるが、その反面、オープンループでないため発振の虞れがある。
【０００８】
以上の点を考慮し、フィードバック方式のような発振の虞れがなく、しかも大量のデータ蓄積がなくても、精度良くホワイトバランスの制御を行うことが可能なホワイトバランス回路が本出願人により提案されている（特開平９−２９４２７５号公報参照）。
【０００９】
すなわち、当該公報には、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応して設けられた３つのホワイトバランスアンプに入力される前の各色信号に対して検波を行い、その３つの検波データとＲ，Ｇ，Ｂのホワイトバランスアンプのゲインデータとを所定の規則で乗算し、その乗算結果が所定の条件を満たすようにゲインデータを設定操作して、その設定操作されたゲインデータをＲ，Ｇ，Ｂのホワイトバランスアンプに供給する構成のホワイトバランス回路が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術においては、検波データにホワイトバランスアンプのゲインデータを乗算していることから、制御結果を知ることができるため、精度良くホワイトバランスの制御を行うことができる。しかしながら、その反面、制御に引き込むための引き込み判定にも、引き込み操作にも同じデータを使用していることから、検波データの絶対値を知ることができないため、そのデータでホワイトバランスを合わせるべきか否かを判定することが難しく、その判定を誤った場合に結果として誤動作となる。
【００１１】
そこで、本発明は、誤動作のないホワイトバランス制御が可能な色信号処理回路を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明はさらに、精度良くホワイトバランスがとれ、撮像画像の画質の向上を図ることが可能なカメラシステムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による色信号処理回路は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプと、このホワイトバランスアンプに入力される前のＲ，Ｇ，Ｂの各色信号を検波する検波手段と、この検波手段によるＲ，Ｇ，Ｂの各検波出力に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各色信号が所定の動作範囲内にあるか否かを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段によって動作範囲内であると判定されたときに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果が所定の値であるか否かを判定する第２の判定手段と、この第２の判定手段によって所定の値でないと判定されたときに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果に基づいてホワイトバランスアンプのゲインを設定するゲイン設定手段とを備えた構成となっている。
【００１４】
本発明によるカメラシステムは、撮像結果に応じた画像信号を出力する固体撮像素子と、この画像信号をＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に分離する原色分離回路と、この原色分離回路によって分離されたＲ，Ｇ，Ｂの各色信号の相互間のゲイン調整を行うホワイトバランスアンプと、このホワイトバランスアンプに入力される前のＲ，Ｇ，Ｂの各色信号を検波する検波手段と、この検波手段によるＲ，Ｇ，Ｂの各検波出力に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各色信号が所定の動作範囲内にあるか否かを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段によって動作範囲内であると判定されたときに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果が所定の値であるか否かを判定する第２の判定手段と、この第２の判定手段によって所定の値でないと判定されたときに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果に基づいてホワイトバランスアンプのゲインを設定するゲイン設定手段とを備えた構成となっている。
【００１５】
上記構成の色信号処理回路およびこれを用いたカメラシステムにおいて、ホワイトバランスアンプに入力される前のＲ，Ｇ，Ｂの各色信号を検波し、このＲ，Ｇ，Ｂの各検波出力に基づいてホワイトバランスを合わせる制御（フィードフォワード方式）を採る場合に、まず、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各色信号が所定の動作範囲内にあるか否かを判定する。この動作範囲は、色温度変化によるものと判定するための引き込み制限枠である。
【００１６】
そして、引き込み制限枠内であると判定した場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果が所定の値であるか否かを判定し、所定の値でないときには、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した乗算結果を基づいてホワイトバランスアンプのゲインを設定する。この乗算結果は、ホワイトバランスアンプ後のＲ，Ｇ，Ｂの各色信号と同等として扱うことができる。その結果、ゲイン制御の制御結果が反映されたＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に基づいてホワイトバランス制御が行われることになる。
【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つつ詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。同図から明らかなように、本発明に係るカメラシステム１０は、一例として、レンズ１１、撮像素子１２、プリアンプ１３、Ａ／Ｄコンバータ１４、デジタル信号処理回路１５、オプディカルディテクタ１６およびシステムコントローラ１７を備えた構成となっている。
【００１９】
上記構成のカメラシステム１０において、レンズ１１は、被写体（図示せず）の画像を撮像素子１２の撮像面上に結像させる。撮像素子１２としては、ＣＣＤ撮像素子などの固体撮像素子が用いられる。この撮像素子１２は、その撮像面上に結像された画像（像光）を電気信号に変換し、画像信号としてプリアンプ１３に供給する。
【００２０】
プリアンプ１３は、撮像素子１２から出力される画像信号をサンプルホールドして必要なデータを取り出すとともに、適正なレベルに合わせるためにゲインコントロールを行う。このプリアンプ１３の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ１４に供給される。Ａ／Ｄコンバータ１４は、プリアンプ１３の出力信号をアナログ信号からディジタル信号に変換してデジタル信号処理回路１５に供給する。
【００２１】
デジタル信号処理回路１５は、例えば、原色分離回路１５１、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂ、ガンマ補正回路１５３、色差マトリクス回路１５４、エンコーダ１５５およびＤ／Ａコンバータ１５６を有する構成となっている。なお、デジタル信号処理回路１５の内部に設けられたＤ／Ａコンバータ１５６を、その外部に設けてデジタル信号処理回路１５からはデジタル信号を出力するようにしても良い。
【００２２】
このデジタル信号処理回路１５において、原色分離回路１５１は、Ａ／Ｄコンバータ１５から供給されるデジタル画像信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号であるＲ信号Ｓｒ１，Ｇ信号Ｓｇ１およびＢ信号Ｓｂ１に分離し、これらをホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂに供給する。ホワイトバランスアンプ１５２Ｒは、システムコントローラ１７から与えられるＲゲイン信号Ｇｒ１に基づいて、原色分離回路１５１から供給されるＲ信号Ｓｒ１のゲインを調整し、Ｒ信号Ｓｒ２としてガンマ補正回路１５３に供給する。
【００２３】
同様にして、ホワイトバランスアンプ１５２Ｇは、システムコントローラ１７から与えられるＧゲイン信号Ｇｇ１に基づいて、原色分離回路１５１から供給されるＧ信号Ｓｇ１のゲインを調整し、Ｇ信号Ｓｇ２としてガンマ補正回路１５３に供給する。ホワイトバランスアンプ１５２Ｂは、システムコントローラ１７から与えられるＢゲイン信号Ｇｂ１に基づいて、原色分離回路１５１から供給されるＢ信号Ｓｂ１のゲインを調整し、Ｂ信号Ｓｂ２としてガンマ補正回路１５３に供給する。
【００２４】
すなわち、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂにおいて、システムコントローラ１７から与えられるＲゲイン信号Ｇｒ１，Ｇゲイン信号Ｇｇ１およびＢゲイン信号Ｇｂ１に基づいて、Ｒ信号Ｓｒ１，Ｇ信号Ｓｇ１およびＢ信号Ｓｂ１の比率が等しくなるように、各ゲインの調整が行われることによってホワイトバランスがとられる。
【００２５】
ガンマ補正回路１５３は、Ｒ信号Ｓｒ２，Ｇ信号Ｓｇ２およびＢ信号Ｓｂ２に基づいて、忠実な色再現のためのガンマ（γ）補正を行う。その後、色差マトリクス回路１５４で色差マトリクス処理を行い、エンコーダ１５５にて図示しない輝度（Ｙ）信号と合成して映像信号に変換した後、Ｄ／Ａコンバータ１５６でデジタル信号からアナログ信号に変換して出力する。
【００２６】
デジタル信号処理回路１５での色信号処理において、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂに入力される前の各色信号、即ちＲ信号Ｓｒ１，Ｇ信号Ｓｇ１，Ｂ信号Ｓｂ１は、オプティカルディテクタ１６にも供給される。オプティカルディテクタ１６は、積分回路を用いて構成されることによって検波手段としての機能を持っており、Ｒ信号Ｓｒ１，Ｇ信号Ｓｇ１，Ｂ信号Ｓｂ１をそれぞれ積分（検波）し、そのＲ，Ｇ，Ｂの各積分データをシステムコントローラ１７に与える。
【００２７】
システムコントローラ１７は、例えばマイクロコンピュータにより構成され、オプティカルディテクタ１６から与えられるＲ，Ｇ，Ｂの各積分データに基づいてホワイトバランスをとる（合わせる）処理を行う。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各積分データから先述したＲ，Ｇ，Ｂの各ゲイン信号Ｇｒ１，Ｇｇ１，Ｇｂ１を生成して、デジタル信号処理回路１５内のホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂに対してそのゲイン制御情報として与える。このシステムコントローラ１７の機能ブロックを図２に示す。
【００２８】
システムコントローラ１７は、図２から明らかなように、積分後のＲ，Ｇ，Ｂデータを基に加減算処理によりＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇに変換し、このＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇを用いてホワイトバランスをとる範囲を制限する引き込み制限枠（動作範囲）の判定を行う引き込み制限枠判定部２１と、積分後のＲ，Ｇ，Ｂデータに対してホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算しかつ加減算処理によりＲ′−Ｂ′，Ｒ′＋Ｂ′−２Ｇ′に変換し、このＲ′−Ｂ′，Ｒ′＋Ｂ′−２Ｇ′に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各ゲイン信号Ｇｒ１，Ｇｇ１，Ｇｂ１を設定するゲイン設定部２２とを有する構成となっている。
【００２９】
引き込み制限枠判定部２１は、ＲデータからＢデータを減算してＲ−Ｂを求める減算器２１１と、Ｇデータを２倍にする乗算器２１２と、ＲデータとＢデータを加算しかつそれから乗算器２１２の出力２Ｇを減算してＲ＋Ｂ−２Ｇを求める加減算器２１３と、減算器２１１の出力であるＲ−Ｂと加減算器２１３の出力であるＲ＋Ｂ−２Ｇとに基づいて引き込み制限枠を判定する処理を行う引き込み判定処理回路２１４とから構成されている。
【００３０】
ゲイン設定部２２は、積分後のＲ，Ｇ，Ｂデータにホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算する乗算器２２１，２２２，２２３と、乗算器２２１の出力Ｒ′から乗算器２２３の出力Ｂ′を減算してＲ′−Ｂ′を求める減算器２２４と、乗算器２２２の出力Ｇ′を２倍にする乗算器２２５と、乗算器２２１の出力Ｒ′と乗算器２２３の出力Ｂ′を加算しかつそれから乗算器２２５の出力２Ｇ′を減算する加減算器２２６と、引き込み判定処理回路２１４から引き込み制限枠内である旨の判定結果が与えられたときに、減算器２２４の出力であるＲ′−Ｂ′と加減算器２２６の出力であるＲ′＋Ｂ′−２Ｇ′とに基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各ゲイン信号Ｇｒ１，Ｇｇ１，Ｇｂ１を設定して引き込み処理を行う引き込み処理回路２２７とから構成されている。
【００３１】
上記構成の本実施形態に係るシステムコントローラ１７では、引き込み制限枠判定部２１およびゲイン設定部２２の各機能を、例えばソフトウェアによって実行する構成を採っている。そして、これらの機能を実現するためのプログラム１８が、図１に示すように、システムコントローラ１７に内蔵されている。但し、上記構成の各ブロックの機能をハードウェアで構成することも可能であることは勿論である。
【００３２】
ここで、引き込み制限枠について、図３を用いて説明する。図３は、通常の色温度変化と引き込み制限枠Ｗの関係を示しており、図中、横軸は色差信号Ｂ−Ｙの振幅（ゲイン）を、縦軸が色差信号Ｒ−Ｙの振幅をそれぞれ示し、原点が無彩色の白となる。ここでは、ある基準の色温度において、ホワイトバランスがとれている状態から、高色温度側へ変化した場合における引き込み制限枠Ｗを示している。
【００３３】
このように、引き込み制限枠Ｗを設けることにより、この引き込み制限枠Ｗの範囲外にある場合は、白がずれたとは見なさず、ホワイトバランス処理を行わないようにさせる。フィードフォワード方式では、ホワイトバランスを合わせた後でもホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂに入力される前のデータに変化は生じないため、同じ色温度であれば積分（検波）データに違いはほとんど生じない。
【００３４】
また、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂから出力されたデータについては、ホワイトバランスがとれた後にはＲ：Ｇ：Ｂが１：１：１であるため、フィードフォワード方式で検波したデータを使って引き込み制限枠Ｗ内と判定し、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算したデータ（Ｒ：Ｇ：Ｂ）が等しい比になるようにゲイン操作することにより、検波、収束精度ともに正確になる。
【００３５】
次に、上記構成の色信号処理回路において、ホワイトバランスを合わせる際の処理手順について、図４のフローチャートにしたがって説明する。
【００３６】
まず初めに、積分データＲ，Ｇ，ＢからＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇを求め（ステップＳ１１）、このＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇを用いて引き込み制限枠Ｗの範囲内か否かを判断する（ステップＳ１２）。ここで、引き込み制限枠Ｗの範囲外と判定した場合は、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインの増減を行わない。すなわち、ホワイトバランス処理を行わない。
【００３７】
一方、ステップＳ１２で引き込み制限枠Ｗの範囲内と判定した場合は、積分データＲ，Ｇ，Ｂにホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算する（ステップＳ１３）。ここで、乗算結果として得られるデータを積分データＲ′，Ｇ′，Ｂ′とする。続いて、これらの積分データＲ′，Ｇ′，Ｂ′からＲ′−Ｂ′，Ｒ′＋Ｂ′−２Ｇ′を求め（ステップＳ１４）、次いでＲ′−Ｂ′≠０、Ｒ′＋Ｂ′−２Ｇ′≠０であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。
【００３８】
ここで、Ｒ′−Ｂ′＝０かつＲ′＋Ｂ′−２Ｇ′＝０が成り立っているときには、ホワイトバランスが合っている訳であるから、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの現在のゲインを当該ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂに反映させる（ステップＳ１６）。一方、Ｒ′−Ｂ′≠０、Ｒ′＋Ｂ′−２Ｇ′≠０であれば、Ｒ′−Ｂ′あるいはＲ′＋Ｂ′−２Ｇ′の値に応じてホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインを増減させるゲイン操作を行う（ステップＳ１７）。
【００３９】
なお、本例では、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインをコントロールすることによってホワイトバランスをとる構成としたが、ホワイトバランスアンプ１５２Ｇのゲインを固定とし、Ｇ信号を基準として２つのホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｂの各ゲインをコントロールすることによってもホワイトバランスをとることができる。
【００４０】
次に、ゲイン操作について、図５を用いて説明する。図５において、横軸はＲ＋Ｂ−２Ｂ、縦軸はＲ−Ｂでそれぞれ示している。なお、ここでは、ホワイトバランスアンプ１５２Ｇのゲインを固定とし、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｂの各ゲインを操作する場合を例に採って説明するものとする。
【００４１】
図５の座標系において、データが第１象限にある場合はホワイトバランス１５２Ｒのゲイン（以下、Ｒゲインと称す）を下げ、第２象限にある場合はホワイトバランスアンプ１５２Ｂのゲイン（以下、Ｂゲイン称す）を上げ、第３象限にある場合はＲゲインを上げ、第４象限にある場合はＢゲインを下げるようにゲイン操作を行う。
【００４２】
また、データがＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの各軸上にある場合は、ＲゲインおよびＢゲインを同時に操作する。すなわち、データがＲ＋Ｂ−２Ｇ＞０でかつＲ＋Ｂ−２Ｇ軸上にある場合は、Ｒゲイン、Ｂゲインを共に下げる。データがＲ＋Ｂ−２Ｇ＜０でかつＲ＋Ｂ−２Ｇ軸上にある場合は、Ｒゲイン、Ｂゲインを共に上げる。データがＲ−Ｂ＞０でかつＲ−Ｂ軸上にある場合は、Ｒゲインを下げかつＢゲインを上げる。データがＲ−Ｂ＜０でかつＲ−Ｂ軸上にある場合は、Ｒゲインを上げかつＢゲインを下げる。
【００４３】
そして、不感帯に入ったときにホワイトバランスアンプが合ったものとして、上述したゲイン操作を止める。この不感帯は、完全に０にならない（原点に収束しない）場合に発振してしまうことを防ぐために設定されたものであり、微小変化やノイズなどの外乱によってホワイトバランスがずれることなども防ぎ、安定性を保つ役割を果たす。
【００４４】
上述したように、ＣＣＤなどの撮像素子１２を撮像デバイスとして用いたカメラシステム１０において、フィードフォワード方式でホワイトバランスの制御を行う際に、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂに入力される前のデータを検波し、この検波データを基に引き込み制限枠Ｗの範囲内（動作範囲内）にあるかを判定した後に、検波データに対してホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算した結果を基に制御をかけるようにしたことにより、引き込み判定の際に検波データの絶対値を知ることができるため、引き込み判定を確実に行うことができ、誤動作のないホワイトバランス制御が可能となる。
【００４５】
また、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの前段の検波データに対してホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算した結果は、ホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂ後のデータと同等として扱うことができることから、その乗算結果をもとに制御をかけるようにしたことで、フィードフォワード方式でありながらフィードバック方式と同様に制御結果が反映された制御が可能となるため、収束精度もフィードバック方式並みに高くなる。
【００４６】
しかも、従来のフィードフォワード方式のような収束させるための複雑なゲインの算出処理が不要であるため、プログラム容量を削減することができる。これに伴い、プログラムをＩＣに内蔵する場合には、その記憶エリアの面積を減らすことができるため、コストを低減することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、システムコントローラ１７において、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波（積分）データを基に加減算処理によりＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇに変換し、このＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇを用いて引き込み制限枠の判定を行う一方、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波データに対してホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算しかつ加減算処理によりＲ′−Ｂ′，Ｒ′＋Ｂ′−２Ｇ′に変換し、このＲ′−Ｂ′，Ｒ′＋Ｂ′−２Ｇ′に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各ゲイン信号Ｇｒ１，Ｇｇ１，Ｇｂ１を設定する構成としたが、これに限定されるものではない。図６に、他の実施形態を示す。
【００４８】
この他の実施形態に係るシステムコントローラ１７′は、図６から明らかなように、積分後のＲ，Ｇ，Ｂデータを基に除乗算処理によりＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇに変換し、このＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇを用いて引き込み制限枠の判定を行う引き込み制限枠判定部３１と、積分後のＲ，Ｇ，Ｂデータに対してホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算しかつ除乗算処理によりＲ′／Ｇ′，Ｂ′／Ｇ′に変換し、このＲ′／Ｇ′，Ｂ′／Ｇ′に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各ゲイン信号Ｇｒ１，Ｇｇ１，Ｇｂ１を設定するゲイン設定部３２とを有する構成となっている。
【００４９】
引き込み制限枠判定部３１は、Ｇデータの逆数をとる逆数回路３１１と、Ｒデータと逆数回路３１１の出力とを乗算してＲ／Ｇを求める乗算器３１２と、Ｂデータと逆数回路３１１の出力とを乗算してＢ／Ｇを求める乗算器３１３と、乗算器３１２の出力であるＲ／Ｇと乗算器３１３の出力であるＢ／Ｇとに基づいて引き込み制限枠を判定する処理を行う引き込み判定処理回路３１４とから構成されている。
【００５０】
ゲイン設定部３２は、積分後のＲ，Ｇ，Ｂデータにホワイトバランスアンプ１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂの各ゲインデータＧｒ２，Ｇｇ２，Ｇｂ２を乗算する乗算器３２１，３２２，３２３と、乗算器３２２の出力Ｇ′の逆数をとる逆数回路３２４と、乗算器３２１の出力Ｒ′と逆数回路３１１の出力１／Ｇ′とを乗算してＲ′／Ｇ′を求める乗算器３２５と、乗算器３２３の出力Ｂ′と逆数回路３１１の出力１／Ｇ′とを乗算してＢ′／Ｇ′を求める乗算器３２６と、引き込み判定処理回路３１４から引き込み制限枠内である旨の判定結果から与えられたときに、乗算器３２５の出力であるＲ′／Ｇ′と乗算器３２６の出力であるＢ′／Ｇ′とに基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各ゲイン信号Ｇｒ１，Ｇｇ１，Ｇｂ１を設定して引き込み処理を行う引き込み処理回路３２７とから構成されている。
【００５１】
上記構成の他の実施形態に係るシステムコントローラ１７′では、Ｒ′／Ｇ′＝Ｂ′／Ｇ′＝１でホワイトバランスが合うことになる。このシステムコントローラ１７′においても、引き込み制限枠判定部３１およびゲイン設定部３２の各機能を、先の実施形態の場合と同様に、ソフトウェアによって実行する構成を採るが、これに限定されるものではなく、各ブロックの機能をハードウェアで構成することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による色信号処理回路によれば、ホワイトバランスの制御にフィードフォワード方式を採るとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各色信号が所定の動作範囲内にあるか否かを判定し、動作範囲内であると判定した場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果が所定の値であるか否かを判定し、所定の値でないときは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果をもとに制御をかけるようにしたことにより、引き込み判定の際に検波データの絶対値を知ることができるため、引き込み判定を確実に行うことができ、誤動作がなく、収束精度の高いホワイトバランス制御が可能となる。特に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果は、ホワイトバランスアンプ後のデータと同等として扱うことができることから、その乗算結果をもとに制御をかけるようにしたことで、フィードフォワード方式でありながらフィードバック方式と同様に制御結果が反映された制御が可能となるため、収束精度もフィードバック方式並みに高くなる。
【００５３】
また、本発明によるカメラシステムによれば、固体撮像素子の撮像信号の処理回路として、ホワイトバランス制御にフィードフォワード方式を採るとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に基づいてＲ，Ｇ，Ｂの各色信号が所定の動作範囲内にあるか否かを判定し、動作範囲内であると判定した場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果が所定の値であるか否かを判定し、所定の値でないときは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果をもとに制御をかけるようにした構成の色信号処理回路を用いることにより、誤動作がなく、収束精度の高いホワイトバランス制御が行えるので、撮像画像の画質の向上を図ることができることになる。特に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各検波出力に対してホワイトバランスアンプのゲインを乗算した結果は、ホワイトバランスアンプ後のデータと同等として扱うことができることから、その乗算結果をもとに制御をかけるようにしたことで、フィードフォワード方式でありながらフィードバック方式と同様に制御結果が反映された制御が可能となるため、収束精度もフィードバック方式並みに高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図３】通常の色温度変化と引き込み制限枠の関係を示す図である。
【図４】一実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図５】ゲイン操作の概念図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図７】ベクトルスコープ上での黒体放射カーブを示す図である。
【符号の説明】
１０…カメラシステム、１２…撮像素子、１５…デジタル信号処理回路、１６…オプティカルディテクタ、１７，１７′…システムコントローラ、２１，３１…引き込み制限枠判定部、２２，３２…ゲイン設定部、１５２Ｒ，１５２Ｇ，１５２Ｂ…ホワイトバランスアンプ
【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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【図７】
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