(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３原色信号にそれぞれ基準パルスを付加するパルス付加手段と、
上記３原色信号にそれぞれ付加された基準パルスのレベルが所定レベルになるように上記３原色信号の利得を制御する可変利得制御手段と、
上記３原色信号の利得を制御するための上記所定レベルをそれぞれ設定するレベル設定手段と、
上記３原色信号が白色を構成するときに、上記３原色信号のレベルがそれぞれ等しくなるように、上記レベル設定手段の所定レベルをそれぞれ独立に制御する制御手段と
を備えるホワイトバランス調整回路。
【請求項２】
上記レベル設定手段で設定された所定レベルにそれぞれ乗算係数を乗ずる乗算手段を備え、
上記制御手段は、上記乗算係数の値を設定すること
を特徴とする請求項１記載のホワイトバランス調整回路。
【請求項３】
被写体の撮像光に応じて３原色信号を出力する撮像手段と、
上記撮像手段からの３原色信号にそれぞれ基準パルスを付加するパルス付加手段と、
上記３原色信号にそれぞれ付加された基準パルスのレベルが所定レベルになるように上記３原色信号の利得を制御する可変利得制御手段と、
上記３原色信号の利得を制御するための所定レベルをそれぞれ設定するレベル設定手段と、
上記３原色信号が白色を構成するときに、上記３原色信号のレベルがそれぞれ等しくなるように、上記レベル設定手段の所定レベルをそれぞれ独立に制御する制御手段と
を備える撮像装置。
【請求項４】
上記レベル設定手段で設定された所定レベルにそれぞれ乗算係数を乗ずる乗算手段を備え、
上記制御手段は、上記乗算係数の値を設定すること
を特徴とする請求項３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、ホワイトバランス調整回路及びこれを備える撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、撮像装置には、図３に示すように、微弱な３原色の色信号を所定のゲインに制御する自動利得制御回路（以下、「ＡＧＣ回路」という。）５０や、３原色信号の色調整を行うホワイトバランス調整回路６０が設けられている。
【０００３】
上記ＡＧＣ回路５０は、図３に示すように、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに基準パルスを加算する加算器５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを増幅するビデオアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、所定のタイミングで各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂをサンプルホールドするサンプル／ホールド回路（以下、「Ｓ／Ｈ回路」という。）５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂと、後述のコンパレータ５５Ｒ，５５Ｇ，５５Ｂの基準値となるＤＣレベルを出力するＤＣ制御回路５４と、ビデオアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを制御するコンパレータ５５Ｒ，５５Ｇ，５５Ｂとを備える。
【０００４】
加算器５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの垂直ブランキング期間又は水平ブランキング期間に基準パルスを加算して、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂをビデオアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに供給する。ビデオアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、各色信号を増幅して所定のゲインにまで引き上げて、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを出力する。
【０００５】
ここで、Ｓ／Ｈ回路５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂは、ビデオアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出力された各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの基準パルスの付加された部分をサンプルホールドして、この基準パルスのレベルをコンパレータ５５Ｒ，５５Ｇ，５５Ｂに供給する。
【０００６】
コンパレータ５５Ｒ，５５Ｇ，５５Ｂは、Ｓ／Ｈ回路５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂからの基準パルスのレベルと、ＤＣ制御回路５４により設定されたＤＣレベルとを比較して、そのレベル差が零になるようにビデオアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂの出力を制御する。
【０００７】
これにより、各色信号のゲインは、ビデオアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂの入力の前後の基準パルスの大きさの比によって調整される。また、そのゲインは、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）７０がＤＣ制御回路５４のＤＣレベルを制御することによって、利用者の所望の値に設定され得る。
【０００８】
一方、ホワイトバランス調整回路６０は、レベル調整回路６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂを介してＡＧＣ回路５０から供給される各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが白色を構成するときに、それらの基準パルスのレベルをそれぞれ等しくすることによって、ホワイトバランス調整を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ビデオアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベル調整を行い、さらに、レベル調整回路６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂも各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベル調整を行っている。
【００１０】
すなわち、従来の撮像装置は、ゲイン制御及びホワイトバランス調整の際にそれぞれアンプを用いてレベル調整を行っていたため、アンプが２段構成となって回路が複雑になっていた。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、回路構成を簡単にしてホワイトバランス調整及びゲイン制御を同時に行うことのできるホワイトバランス調整回路及び撮像装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係るホワイトバランス調整回路は、３原色信号にそれぞれ基準パルスを付加するパルス付加手段と、上記３原色信号にそれぞれ付加された基準パルスのレベルが所定レベルになるように上記３原色信号の利得を制御する可変利得制御手段と、上記３原色信号の利得を制御するための所定レベルをそれぞれ設定するレベル設定手段と、上記レベル設定手段の所定レベルを制御する制御手段とを備えるものである。
【００１３】
上記ホワイトバランス調整回路によれば、３原色信号が白色を構成するときに、上記３原色信号のレベルがそれぞれ等しくなるように、上記レベル設定手段の所定レベルをそれぞれ独立に制御する。
【００１４】
本発明に係る撮像装置は、被写体の撮像光に応じて３原色信号を出力する撮像手段と、上記撮像手段からの３原色信号にそれぞれ基準パルスを付加するパルス付加手段と、上記３原色信号にそれぞれ付加された基準パルスのレベルが所定レベルになるように上記３原色信号の利得を制御する可変利得制御手段と、上記３原色信号の利得を制御するための所定レベルをそれぞれ設定するレベル設定手段と、上記レベル設定手段の所定レベルを制御する制御手段とを備えるものである。
【００１５】
上記撮像装置によれば、上記３原色信号が白色を構成するときに、上記３原色信号のレベルがそれぞれ等しくなるように、上記レベル設定手段の所定レベルをそれぞれ独立に制御する。
【００１６】
【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。
本発明は、回路構成を簡単にしてホワイトバランス調整及びゲイン制御を同時に行うことのできるものであり、図１に示す３板式のカメラ装置に適用することができる。
【００１７】
上記カメラ装置は、図１に示すように、被写体の撮像光に応じて赤（Ｒ），緑（緑），青（Ｂ）の３原色の色信号を出力するＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂと、上記３原色の色信号に相関二重サンプリング処理を施す相関二重サンプリング回路（以下、「ＣＤＳ回路」という。）２Ｒ，２Ｂ，２Ｇと、ゲイン調整，ホワイトバランス調整，ガンマ補正等の信号処理を行う信号処理回路３と、信号処理の施された信号をエンコードするエンコーダ４と、上記信号処理回路３の制御を行うマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）５とを備える。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、ドライバ１３によって駆動され、図示しない撮像レンズから図示しない光学ローパスフィルタを介して入射される撮像光を図示しない色分解プリズムにより３原色光成分に分解された撮像光に応じて、３原色の色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを出力する。
【００１９】
なお、タイミングジェネレータ１２は、シンクジェネレータ１１で発生した同期パルスに基づいて水平同期信号及び垂直同期信号を発生して、これらの水平同期信号等をドライバ１３及びＣＤＳ回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに供給する。これにより、上記ドライバ１３は、タイミングジェネレータ１２からの水平同期信号等に同期してＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを駆動している。
【００２０】
ＣＤＳ回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、タイミングジェネレータ１２からの水平同期信号及び垂直同期信号に同期して駆動され、ＣＣＤイメージセンサ１Ｒ，１Ｂ，１Ｂから供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂから信号部分を抽出することによってランダム雑音を除去して、この色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを信号処理回路３に供給する。
【００２１】
信号処理回路３は、各色信号のゲイン制御及びホワイトバランス調整を行い、さらに、例えばニー処理，ガンマ補正等の非線形処理等も行う。この各色信号のゲイン制御及びホワイトバランス調整は、図２に示すホワイトバランス調整回路３０で行われる。
【００２２】
上記ホワイトバランス調整回路３０は、図２に示すように、基準パルスを加算する加算器３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂと、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを増幅するビデオアンプ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと、色信号Ｒ，Ｇ，ＢをサンプルホールドするＳ／Ｈ回路３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂと、所定のＤＣレベルを設定するＤＣ制御回路３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂと、マイコン５によって設定された乗算係数をＤＣレベルに乗算する乗算器３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂと、ビデオアンプ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから出力された基準パルスをサンプルホールドするＳ／Ｈ回路３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂと、ビデオアンプ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂを制御するコンパレータ３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂとを備える。
【００２３】
なお、上述のように、ホワイトバランス調整回路３０は、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対してそれぞれ同様の回路構成となっている。そこで、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して共通する説明については、例えば「加算器３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ」を「加算器３１」とするように、符号を省略して記載するものとする。
【００２４】
加算器３１は、上述のＣＤＳ回路２から供給された色信号の垂直ブランキング期間又は水平ブランキング期間に基準パルスを付加して、この色信号をビデオアンプ３２に供給する。
【００２５】
ビデオアンプ３２は、コンパレータ３７によって色信号のゲインが制御され、その制御に応じて色信号を所定のレベルに増幅して出力する。
【００２６】
Ｓ／Ｈ回路３３は、上記基準パルスのタイミングに同期して、ビデオアンプ３２から出力された色信号Ｒ，Ｇ，Ｂをサンプルホールドする。マイコン５は、Ｓ／Ｈ回路３３からの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルに基づいてＤＣ制御回路３４のＤＣレベルを設定するとともに、乗算器３５の乗算係数も設定する。なお、乗算器３５の乗算係数は、通常、「１」に設定されているものとする。
【００２７】
コンパレータ３７は、乗算器３５を介してＤＣ制御回路３４により設定されたＤＣレベルと、Ｓ／Ｈ回路３６から供給される基準パルスのレベルとを比較して、これらのレベル差がなくなるようにビデオアンプ３２のゲインを制御する。
【００２８】
以上のように構成されたカメラ装置において、ビデオアンプ３２は、加算器３１で加算された基準パルスのレベルと、ＤＣ制御回路３４で設定されたＤＣレベルの比に基づいて、色信号のゲインを制御する。すなわち、ビデオアンプ３２は、マイコン５がＤＣ制御回路３４のＤＣレベルを所望の値に設定して、加算器３１で加算された基準パルスのレベルを上記ＤＣレベルの設定値にすることによって、色信号のゲインを所望の値に制御することができる。
【００２９】
例えば、図示しないメモリにＤＣ制御回路３４のＤＣレベルの初期値が記憶されている場合、マイコン５は、上記メモリから初期値を読み出して、その初期値の２倍を演算してＤＣ制御回路３４のＤＣレベルをその値に設定することによって、色信号のゲインを初期値に比べて６［ｄＢ］上げることができる。
【００３０】
また、マイコン５は、上述のように色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのゲインを制御しながら、各ＤＣ制御回路３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂをそれぞれ独立に制御することによってホワイトバランス調整をすることができる。
【００３１】
マイコン５は、Ｓ／Ｈ回路３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂから供給される色信号Ｒ，Ｇ，Ｂが白色を構成するときに、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルに基づき、これらの色信号の各ＤＣ制御回路３４Ｒ，３４Ｇ，３４ＢのＤＣレベルをそれぞれ独立に制御する。したがって、各ビデオアンプ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの出力する色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルは等しくなり、ホワイトバランス調整が施される。
【００３２】
以上のように、上記ホワイトバランス調整回路３０は、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのゲイン制御を行うとともに、各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの信号レベルを等しくしてホワイトバランス調整を施すことができる。
【００３３】
なお、かかるホワイトバランス調整は、オート制御の場合だけでなく、白色の被写体を写してから各色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベル調整を行う手動制御の場合でも可能であるのは勿論である。
【００３４】
また、マイコン５は、ＤＣ制御回路３４Ｒ，３４Ｇ，３４ＢのＤＣレベルの設定値を制御することによってゲイン制御をするだけでなく、乗算器３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂの乗算係数の設定を変えることによってもゲイン制御することができる。
【００３５】
例えばＤＣ制御回路３４Ｒ，３４Ｇ，３４ＢのＤＣレベルを２倍にする場合、マイコン５は、乗算器３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの乗算係数を例えば「２」に設定するだけでよく、例えばメモリに記憶されているＤＣレベルの初期値を読み出してその初期値の２倍の値を算出する必要がなくなり、メモリから読み出したり演算する負担がなくなる。
【００３６】
さらに、マイコン５は、乗算器３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの乗算係数を設定することによって、ＤＣ制御回路３４Ｒ，３４Ｇ，３４ＢのＤＣレベルを大きくふることなくゲインを制御することができる。すなわち、マイコン５は、量子化ビット幅を大きくすることなく、ＤＣ制御回路３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを制御することができる。
【００３７】
なお、上述の実施の形態では、ＤＣ制御回路３４Ｒ，３４Ｇ，３４ＢのＤＣレベルをそれぞれ乗算器３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂで乗算することによって色信号のゲインを制御していたが、例えば、加算器３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂで加算される基準パルスのレベルを乗算器を用いて調整することによって色信号Ｒ，Ｇ，Ｂのゲインを制御するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るホワイトバランス調整回路によれば、３原色信号にそれぞれ付加された基準パルスのレベルが所定レベルになるように上記３原色信号の利得を制御し、３原色信号の利得を制御するための所定レベルをそれぞれ設定して、３原色信号が白色を構成するときに、上記３原色信号のレベルがそれぞれ等しくなるように所定レベルをそれぞれ独立に制御することによって、ホワイトバランス調整を施しながらゲイン制御も同時に行うことができる。
【００３９】
本発明に係る撮像装置によれば、撮像手段からの３原色信号に付加された基準パルスのレベルが所定レベルになるように上記３原色信号の利得を制御し、３原色信号の利得を制御するための所定レベルをそれぞれ設定して、３原色信号が白色を構成するときに、上記３原色信号のレベルがそれぞれ等しくなるように所定レベルをそれぞれ独立に制御することによって、ホワイトバランス調整を施しながらゲイン制御も同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した３板式カメラ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記カメラ装置の信号処理回路の要部構成を示すブロック図である。
【図３】従来の撮像装置のＡＧＣ回路等の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ  ＣＣＤイメージセンサ、５  マイコン、３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ  加算器、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ  ビデオアンプ、３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ，３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ  Ｓ／Ｈ回路、３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ  ＤＣ制御回路、３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂ  乗算器、３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂ  コンパレータ
【図１】
0003890683.tif 000002
【図２】
0003890683.tif 000003
【図３】
0003890683.tif 000004