(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像することによって得られるカラー画像データをＲＧＢ原色信号に分離し、該分離されたＲＧＢ原色信号の利得を調整するホワイトバランス調整を、前記被写体を照らす照明光の種類ごとに前記ＲＧＢ原色信号の利得の調整を一定に固定して行うモードである固定ホワイトバランスモードでおこなうホワイトバランス調整装置であって、
前記被写体を撮像することによって得られるカラー画像データに対応する撮像利得調整値を算出する算出手段と、
前記固定ホワイトバランスモードにおいて指定される照明光がとり得る各色温度に対応する前記撮像手段によって算出された撮像利得調整値が、所定の調整範囲内にあるか否かを判断する上限範囲判断基準値及び下限範囲判断基準値と、前記撮像利得調整値との差分値を算定する際の基準となる基準色温度利得調整値と、該差分値の高色温度側を制限する高色温度利得制限値と、該差分値の低色温度側を制限する低色温度利得制限値と、を記憶する記憶手段と、
前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が前記上限範囲判断基準値と前記下限範囲判断基準値との範囲内であるかを判断し、算出された前記撮像利得調整値が該範囲内の値であると判断した際には、前記高色温度利得制限値、若しくは前記低色温度利得制限値のどちらか一方と、前記基準色温度利得調整値と、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値と、に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定されたＲＧＢ利得調整値に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整する利得調整手段と、
を備えたことを特徴とするホワイトバランス調整装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が上限範囲判断基準値より大きいと判断した際には、前記高色温度利得制限値を前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値として決定することを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が下限範囲判断基準値より小さいと判断した際には、前記低色温度利得制限値を前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値として決定することを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項４】
前記決定手段によって決定されたＲＧＢ利得調整値を格納する格納手段をさらに備え、前記利得調整手段は、前記格納手段に格納されたＲＧＢ利得調整値に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載のホワイトバランス調整装置を適用したカラー撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被写体を撮像することによって得られるカラー画像データをＲＧＢ原色信号に分離し、該分離されたＲＧＢ原色信号の利得を調整してホワイトバランス調整をおこなうホワイトバランス調整装置に関し、特に、被写体の照明光の種類に応じた固定ホワイトバランスモードを設定した場合においても、撮像時の色温度に対応した適正なホワイトバランス調整をおこなうことができるホワイトバランス調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラなどのカラー撮像装置においては、白色の被写体に対してカラー撮像装置が認識する色と人間の目が認識する色とが被写体の照明光の色温度の違いによって異なったものとなるので、人間の目で認識した色と同じ色の画像を出力するために、被写体を撮像して得られるＲＧＢ原色信号の利得を被写体の照明光の色温度に応じて調整するホワイトバランス調整技術が備えられている。
【０００３】
たとえば、被写体を撮像して得られるＲＧＢ原色信号の利得を被写体の照明光の色温度の変化に応じて調整する自動ホワイトバランス調整技術がある。この技術は、自動ホワイトバランスモードとして、被写体を撮像して得られるＲＧＢ原色信号から輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−Ｙ）を抽出し、（Ｒ−Ｙ）／Ｙおよび（Ｂ−Ｙ）／Ｙの演算結果が０になるようなＲ利得調整値およびＢ利得調整値（以下、「利得調整値」という。）を算定し、この算定された利得調整値に基づいてＲＧＢ原色信号の利得を調整することによってホワイトバランス調整をおこなうものである。
【０００４】
この自動ホワイトバランス調整技術によれば、被写体を撮像して得られるＲＧＢ原色信号に基づいて利得を調整するので、被写体の照明光の色温度の変化（ＲＧＢ原色信号の変化）に応じてホワイトバランスを調整することができる。しかし、被写体を撮像して得られるＲＧＢ原色信号は被写体の照明光の色温度の変化のみならず、被写体の色そのものにも影響されるため、被写体の照明光の色温度が変化していないにもかかわらず、被写体を撮像して得られるＲＧＢ原色信号が変化することがある。このため、被写体の色によっては、撮像して得られるＲＧＢ原色信号に基づいて算定した利得調整値が被写体の照明光の色温度に対応せず、この利得調整値を用いたのでは照明光の色温度に対応する安定したホワイトバランス調整をおこなうことができない場合がある。
【０００５】
このような場合においても照明光の色温度に対応する安定したホワイトバランス調整をおこなうことができるよう、被写体を撮像して得られるＲＧＢ原色信号にかかわらず、当該ＲＧＢ原色信号の利得の調整を一定に固定しておこなう固定ホワイトバランス調整技術がある。この技術は、固定ホワイトバランスモードとして、太陽光、白熱電球、蛍光灯などの照明光の種類ごとに、それぞれの照明光の色温度に対してホワイトバランス調整をおこなうことができる利得調整値をあらかじめ記憶し、このあらかじめ記憶された利得調整値に基づいてＲＧＢ原色信号の利得を調整することによってホワイトバランス調整をおこなうものである。
【０００６】
この固定ホワイトバランス調整技術によれば、被写体の照明光の種類に応じた固定ホワイトバランスモードを設定することによって、被写体の照明光の色温度に対応した利得調整値が指定され、この指定された利得調整値に基づいてＲＧＢ原色信号の利得を調整する。このため、被写体の照明光の色温度が変化していないにもかかわらず、被写体を撮像して得られるＲＧＢ原色信号が被写体の色の影響によって変化するような場合においても、照明光の色温度に対応する安定したホワイトバランス調整をおこなうことができる。
【０００７】
【発明が解消しようとする課題】
しかしながら、この従来技術は、あくまでもあらかじめ記憶されている利得調整値を用いてＲＧＢ原色信号の利得を調整するものにすぎず、撮像して得られるＲＧＢ原色信号を考慮した利得の調整までをおこなうものではないので、照明光の色温度に対応するホワイトバランス調整をおこなうことができる程度に限界がある。
【０００８】
すなわち、蛍光灯においては、太陽光相当からハロゲンランプ相当まで広範囲の色温度に対応したものが市販されており、たとえ同一種類の蛍光灯であっても、その使用時間や汚れ具合などによって照明光の撮像時の色温度は異なったものとなる。また、太陽光においても、天候、場所、時刻などによって撮像時の色温度も異なったものとなる。このため、あらかじめ記憶されている利得調整値が照明光の撮像時の色温度に対応しない場合には、照明光の色温度に対応した適正なホワイトバランス調整をおこなうことができず、人間の目で認識した色と同じ色の画像を出力することができないという問題点があった。
【０００９】
そこで、この発明は、上述した従来技術による問題点を解決するため、被写体の照明光の種類に応じた固定ホワイトバランスモードを設定した場合においても、撮像時の色温度に対応した適正なホワイトバランス調整をおこなうことができるホワイトバランス調整装置、カラー撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係るホワイトバランス調整装置は、被写体を撮像することによって得られるカラー画像データをＲＧＢ原色信号に分離し、該分離されたＲＧＢ原色信号の利得を調整するホワイトバランス調整を、前記被写体を照らす照明光の種類ごとに前記ＲＧＢ原色信号の利得の調整を一定に固定して行うモードである固定ホワイトバランスモードでおこなうホワイトバランス調整装置であって、前記被写体を撮像することによって得られるカラー画像データに対応する撮像利得調整値を算出する算出手段と、前記固定ホワイトバランスモードにおいて指定される照明光がとり得る各色温度に対応する前記撮像手段によって算出された撮像利得調整値が、所定の調整範囲内にあるか否かを判断する上限範囲判断基準値及び下限範囲判断基準値と、前記撮像利得調整値との差分値を算定する際の基準となる基準色温度利得調整値と、該差分値の高色温度側を制限する高色温度利得制限値と、該差分値の低色温度側を制限する低色温度利得制限値と、を記憶する記憶手段と、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が前記上限範囲判断基準値と前記下限範囲判断基準値との範囲内であるかを判断し、算出された前記撮像利得調整値が該範囲内の値であると判断した際には、前記高色温度利得制限値、若しくは前記低色温度利得制限値のどちらか一方と、前記基準色温度利得調整値と、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値と、に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を決定する決定手段と、前記決定手段によって決定されたＲＧＢ利得調整値に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整する利得調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この請求項１の発明によれば、算出手段は前記被写体を撮像することによって得られるカラー画像データに対応する撮像利得調整値を算出し、記憶手段は前記固定ホワイトバランスモードにおいて指定される照明光がとり得る各色温度に対応する前記撮像手段によって算出された撮像利得調整値が、所定の調整範囲内にあるか否かを判断する上限範囲判断基準値及び下限範囲判断基準値と、前記撮像利得調整値との差分値を算定する際の基準となる基準色温度利得調整値と、該差分値の高色温度側を制限する高色温度利得制限値と、該差分値の低色温度側を制限する低色温度利得制限値と、を記憶し、決定手段は前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が前記上限範囲判断基準値と前記下限範囲判断基準値との範囲内であるかを判断し、算出された前記撮像利得調整値が該範囲内の値であると判断した際には、前記高色温度利得制限値、若しくは前記低色温度利得制限値のどちらか一方と、前記基準色温度利得調整値と、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値と、に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を決定し、利得調整手段は前記決定手段によって決定されたＲＧＢ利得調整値に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整することとしたので、被写体の照明光の種類に応じた固定ホワイトバランスモードを設定した場合においても、適正に撮像時の色温度に対応したホワイトバランス調整ができ、かつそのホワイトバランス調整を精度良く効率的におこなうことができる。
【００１２】
また、請求項２の発明に係るホワイトバランス調整装置は、請求項１に記載の発明において、前記決定手段は、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が上限範囲判断基準値より大きいと判断した際には、前記高色温度利得制限値を前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値として決定することを特徴とする。
【００１３】
この請求項２の発明によれば、前記決定手段は、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が上限範囲判断基準値より大きいと判断した際には、前記高色温度利得制限値を前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値として決定することとしたので、照明光がとり得る色温度を考慮したホワイトバランス調整をおこなうことができる。
【００１４】
また、請求項３の発明に係るホワイトバランス調整装置は、請求項１に記載の発明において、前記決定手段は、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が下限範囲判断基準値より小さいと判断した際には、前記低色温度利得制限値を前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値として決定することを特徴とする。
【００１５】
この請求項３の発明によれば、前記決定手段は、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が下限範囲判断基準値より小さいと判断した際には、前記低色温度利得制限値を前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値として決定することとしたので、照明光がとり得る色温度を考慮したホワイトバランス調整をおこなうことができる。
【００１６】
また、請求項４の発明に係るホワイトバランス調整装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、前記決定手段によって決定されたＲＧＢ利得調整値を格納する格納手段をさらに備え、前記利得調整手段は、前記格納手段に格納されたＲＧＢ利得調整値に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整することを特徴とする。
【００１７】
この請求項４の発明によれば、格納手段は前記決定手段によって決定されたＲＧＢ利得調整値を格納し、前記利得調整手段は、前記格納手段に格納されたＲＧＢ利得調整値に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整することとしたので、被写体の色の影響を回避したホワイトバランス調整をおこなうことができる。
【００１８】
また、請求項５の発明に係るホワイトバランス調整装置は、請求項１から４のいずれか一つに記載のホワイトバランス調整装置を適用したカラー撮像装置であることを特徴とする。
【００１９】
この請求項５の発明によれば、カラー撮像装置に請求項１から４のいずれか一つに記載のホワイトバランス調整装置を適用することとしたので、適正に撮像時の色温度に対応したホワイトバランス調整ができ、かつそのホワイトバランス調整を精度良く効率的に行うか、または、照明光がとり得る色温度を考慮したホワイトバランス調整をおこなうか、被写体の色の影響を回避したホワイトバランス調整のいずれかをおこなうことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るホワイトバランス調整装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明をカラー撮像装置に適用した場合を示すこととする。また、下記に示す実施の形態１では、ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を差分計算式によって決定するホワイトバランス調整について説明し、また実施の形態２では、ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を大小比較によって決定するホワイトバランス調整について説明することとする。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１に係るホワイトバランス調整装置を適用したカラー撮像装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態１に係るホワイトバランス調整装置を適用したカラー撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態１に係るホワイトバランス調整装置を適用したカラー撮像装置は、撮影レンズ１と、絞り２と、ＣＣＤ（電荷結合素子）３と、ＣＤＳ（相関二重サンプリング回路）４と、色分離回路５と、利得調整手段としての利得調整回路６と、マトリクス回路７と、Ａ／Ｄ変換器８と、エンコーダ部９と、設定部１０と、制御回路１１とを信号入出力可能に接続して構成される。
【００２５】
図１において、撮影レンズ１は、被写体像をＣＣＤ３上に結像するためのレンズであり、絞り２は、被写体像の光量を制限するためのものである。ＣＣＤ３は、撮影レンズ１および絞り２を通過する被写体像を電気信号に変換して画像データとして出力する回路であり、ＣＤＳ４は、ＣＣＤ３から出力される画像データのノイズなどを除去する回路である。
【００２６】
色分離回路５は、ＣＤＳ４から出力される画像データをＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に分離してＲＧＢ原色信号を出力する回路である。利得調整回路６は、制御装置１１から出力されるＲＧＢ利得調整値に基づいて、色分離回路５から出力されるＲＧＢ原色信号のうちのＲ信号およびＢ信号の利得（ゲイン）を調整し、利得調整されたＲＧＢ原色信号を出力する回路である。
【００２７】
マトリクス回路７は、利得調整回路６から出力されるＲＧＢ原色信号を輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−Ｙ）に変換して出力する回路であり、Ａ／Ｄ変換器８は、マトリクス回路７から出力される輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−Ｙ）をデジタル信号に変換して出力する回路である。
【００２８】
エンコーダ部９は、Ａ／Ｄ変換器８から出力される色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−Ｙ）を変調し、輝度信号Ｙおよびクロマ信号Ｃからなる映像信号に変換して出力する回路である。設定部１０は、自動ホワイトバランスモードと固定ホワイトバランスモードとの選択や固定ホワイトバランスモードにおける被写体の照明光の種類の選択を設定するユーザーインタフェイスであり、この設定に基づく選択情報を制御装置１１に出力する。
【００２９】
制御装置１１は、Ａ／Ｄ変換器８から出力される輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）、色差信号（Ｂ−Ｙ）および設定部１０から出力される選択情報に基づいて、ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を決定し、決定されたＲＧＢ利得調整値を利得調整回路６に出力する回路である。
【００３０】
概略的には、制御装置１１において、ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を決定し、利得調整回路６において、このＲＧＢ利得調整値に基づいてＲＧＢ原色信号の利得を調整することによって、エンコーダ部９は、被写体の照明光の色温度に対応する適正なホワイトバランスがとれた映像信号を出力する。
【００３１】
次に、図１に示した制御装置１１の内部構成について具体的に説明する。図２は、図１に示した制御装置１１の内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、この制御装置１１は、ホワイトバランス評価部１２と、撮像利得調整値算出部１３と、色温度利得調整値記憶部１４と、ＲＧＢ利得調整値決定部１５と、ＲＧＢ利得調整値格納部１６とを備えて構成される。
【００３２】
図２において、ホワイトバランス評価部１２は、Ａ／Ｄ変換器８から出力される輝度信号Ｙ、色差信号（Ｒ−Ｙ）および色差信号（Ｂ−Ｙ）に基づいて、ＲＧＢ原色信号のホワイトバランスを評価するためのホワイトバランス制御用画像色データを抽出し、このホワイトバランス制御用画像色データを撮像利得調整値算出部１３に出力する処理部である。ここで、ホワイトバランス制御用画像色データの抽出方法を説明する。
【００３３】
図３は、色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）座標上における無彩色領域のホワイトバランス制御用画像色データを抽出するための無彩色抽出範囲を示した図であり、縦軸に（Ｒ−Ｙ）、横軸に（Ｂ−Ｙ）を取り、２次元座標系上にカーラーバーの各色光を示す位置が照明光の変化によって動く軌跡をプロットしたものである。
【００３４】
図３に示すように、無彩色領域のホワイトバランス制御用画像色データを抽出するための無彩色抽出範囲は、黒体輻射カーブに沿った範囲である。そして、ホワイトバランス評価部１２においては、同図に示す無彩色領域内の色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）のみを抽出することによって、ホワイトバランス制御用画像色データを生成し、このホワイトバランス制御用画像色データを撮像利得調整値算出部１３に出力する。
【００３５】
図２において、撮像利得調整値算出部１３は、ホワイトバランス評価部１２から出力されるホワイトバランス制御用画像色データに基づいて、（Ｒ−Ｙ）／Ｙおよび（Ｂ−Ｙ）／Ｙの演算結果が０になるようなＲ利得調整値およびＢ利得調整値（以下、「撮像利得調整値」という）を算出する処理部である。なお、自動ホワイトバランスモードにおいては、この撮像利得調整値を図１に示す利得調整回路６に出力し、この撮像利得調整値を用いてＲＧＢ原色信号の利得を調整することによってホワイトバランス調整をおこなう。
【００３６】
色温度利得調整値記憶部１４は、被写体の照明光がとり得る各色温度ごとに、当該色温度に対してホワイトバランスをとることができるＲ利得調整値およびＢ利得調整値（以下「色温度利得調整値」という）をあらかじめ記憶するメモリである。図４は、図２に示した色温度利得調整値記憶部１４における色温度利得調整値の記憶例を示す概念図である。
【００３７】
図４に示すように、照明光の種類と色温度に対応づけて、それぞれの色温度に対してホワイトバランスをとることができる色温度利得調整値が記憶されている。また、同図に示すように、所定の色温度利得調整値については、撮像利得調整値が調整範囲内にあるか否かを判断する際の基準となる色温度利得調整値を範囲判断基準値ａおよび範囲判断基準値ｂとして記憶し、撮像利得調整値との差分値を算定する際の基準となる色温度利得調整値を基準色温度利得調整値Ｃとして記憶し、高色温度側のリミッタの色温度利得調整値を最高色温度利得調整値Ｈとして記憶し、低色温度側のリミッタの色温度利得調整値を最低色温度利得調整値Ｌとして記憶する。
【００３８】
なお、本実施の形態１においては、被写体の照明光の種類として蛍光灯を用いる固定ホワイトバランスモードにおける色温度利得調整値の記憶例を示したが、被写体の照明光の種類として太陽光や曇天を用いる固定ホワイトバランスモードにおける色温度利得調整値も同様に記憶される。また、色温度利得調整値記憶部１４は、データの書込み及び消去が可能なメモリによって構成され、撮像利得調整値算出部１３によって算出される撮像利得調整値を用いて色温度利得調整値を更新することもできる。さらに、範囲判断基準値ａ、範囲判断基準値ｂ、基準色温度利得調整値Ｃ、最高色温度利得調整値Ｈおよび最低色温度利得調整値Ｌを適宜変更することもできる。
【００３９】
図２において、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、自動ホワイトバランスモードにおいては、撮像利得調整値算出部１３によって算出される撮像利得調整値をＲＧＢ利得調整値として決定し、固定ホワイトバランスモードにおいては、撮像利得調整値算出部１３によって算出される撮像利得調整値と色温度利得調整値記憶部１４に記憶される色温度利得調整値とに基づいてＲＧＢ利得調整値を決定し、決定されたＲＧＢ利得調整値をＲＧＢ利得調整値格納部１６に出力する処理部である。
【００４０】
ＲＧＢ利得調整値格納部１６は、ＲＧＢ利得調整値決定部１５によって決定されたＲＧＢ利得調整値を格納するメモリであり、このＲＧＢ利得調整値は利得調整回路６に出力される。また、このＲＧＢ利得調整値格納部１６は、設定部１０からの新たな選択情報に基づいてＲＧＢ利得調整値決定部１５が新たなＲＧＢ利得調整値を決定した場合には、格納されるＲＧＢ利得調整値を新たなＲＧＢ利得調整値に更新する。
【００４１】
次に、上記のように構成された制御装置１１における制御手順について具体的に説明する。図５は、図２に示した制御装置１１における制御手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この制御装置１１は、まず、ＲＧＢ利得調整値決定部１５において、設定部１０から出力された選択情報に基づいて、固定ホワイトバランスモードが選択されたかを判断する（ステップＳ５０１）。
【００４２】
そして、固定ホワイトバランスモードが選択されていないと判断した場合には（ステップＳ５０１否定）、自動ホワイトバランスモードとしての動作を開始する。すなわち、撮像利得調整値算出部１３において、ホワイトバランス評価部１２から出力されるホワイトバランス制御用画像色データに基づいて撮像利得調整値を算出し（ステップＳ５０２）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、算出された撮像利得調整値をＲＧＢ利得調整値として決定し（ステップＳ５０３）、ＲＧＢ利得調整値格納部１６は、決定されたＲＧＢ利得調整値を格納する（ステップＳ５０４）。
【００４３】
一方、固定ホワイトバランスモードが選択されたと判断した場合には（ステップＳ５０１肯定）、固定ホワイトバランスモードとしての動作を開始する。すなわち、撮像利得調整値算出部１３は、ホワイトバランス評価部１２から出力されるホワイトバランス制御用画像色データに基づいて撮像利得調整値を算出し（ステップＳ５０５）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ａと範囲判断基準値ｂとの範囲内にあるかを判断する（ステップＳ５０６）。
【００４４】
そして、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ａと範囲判断基準値ｂとの範囲内にあると判断した場合（ステップＳ５０６肯定）、撮像利得調整値が基準色温度利得調整値Ｃより大であるかを判断する（ステップＳ５０７）。撮像利得調整値が基準色温度利得調整値Ｃより大であると判断した場合には（ステップＳ５０７肯定）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、色温度利得調整値記憶部１４を参照し、
ＲＧＢ利得調整値＝Ｃ＋（Ｇ−Ｃ）×（Ｈ−Ｃ）／（ａ−Ｃ）…式（１）
（ただし、Ｇは撮像利得調整値算出部１３によって算出された撮像利得調整値である。）に基づいてＲＧＢ利得調整値を決定し（ステップＳ５０８）、決定したＲＧＢ利得調整値を、ＲＧＢ利得調整値格納部１６に格納する（ステップＳ５０４）。
【００４５】
一方、撮像利得調整値が基準色温度利得調整値Ｃより大ではないと判断した場合には（ステップＳ５０７否定）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、色温度利得調整値記憶部１４を参照し、
ＲＧＢ利得調整値＝Ｃ−（Ｃ−Ｇ）×（Ｃ−Ｌ）／（Ｃ−ｂ）…式（２）
（ただし、Ｇは撮像利得調整値算出部１３によって算出された撮像利得調整値である。）に基づいてＲＧＢ利得調整値を決定し（ステップＳ５０９）、決定したＲＧＢ利得調整値を、ＲＧＢ利得調整値格納部１６に格納する（ステップＳ５０４）。
【００４６】
ステップＳ５０６において、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ａと範囲判断基準値ｂとの範囲内にないと判断した場合（ステップＳ５０６否定）、撮像利得調整値が範囲判断基準値ａより大であるかを判断する（ステップＳ５１０）。撮像利得調整値が範囲判断基準値ａより大であると判断した場合には（ステップＳ５１０肯定）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、色温度利得調整値記憶部１４を参照し、最高色温度利得調整値ＨをＲＧＢ利得調整値として決定し（ステップＳ５１１）、決定したＲＧＢ利得調整値を、ＲＧＢ利得調整値格納部１６に格納する（ステップＳ５０４）。
【００４７】
一方、撮像利得調整値が範囲判断基準値ａより大でないと判断した場合には（ステップＳ５１０否定）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、色温度利得調整値記憶部１４を参照し、最低色温度利得調整値ＬをＲＧＢ利得調整値として決定し（ステップＳ５１２）、決定したＲＧＢ利得調整値を、ＲＧＢ利得調整値格納部１６に格納する（ステップＳ５０４）。
【００４８】
なお、ステップＳ５０６において、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ａと範囲判断基準値ｂとの範囲内にあると判断した場合（ステップＳ５０６肯定）、所定の差分式（式（１）および式（２））に基づいてＲＧＢ利得調整値を決定することとしたが、この差分式を用いずに、撮像利得調整値そのものをＲＧＢ利得調整値として決定することもできる。
【００４９】
上述してきたように、本実施の形態１では、ＲＧＢ利得調整値決定部１５が、撮像利得調整値算出部１３によって算出された撮像利得調整値と色温度利得調整値記憶部１４に記憶された色温度利得調整値とに基づいてＲＧＢ利得調整値を決定し、利得調整回路６が、ＲＧＢ利得調整値決定部１５によって決定されたＲＧＢ利得調整値に基づいてＲＧＢ原色信号の利得を調整するよう構成したので、被写体の照明光の種類に応じた固定ホワイトバランスモードを設定した場合においても、撮像時の色温度に対応した適正なホワイトバランス調整をおこなうことができる。
【００５０】
また、本実施の形態１では、ＲＧＢ利得調整値決定部１５が、撮像利得調整値算出部１３によって算出された撮像利得調整値が色温度利得調整値記憶部１４に記憶された範囲判断基準値の範囲内にあるかを判断し、当該判断に基づいてＲＧＢ利得調整値を決定するよう構成したので、被写体の照明光の種類に応じた固定ホワイトバランスモードを設定した場合においても、撮像時の色温度に対応した適正なホワイトバランス調整を効率良くおこなうことができる。
【００５１】
また、本実施の形態１では、ＲＧＢ利得調整値決定部１５が、撮像利得調整値算出部１３によって算出された撮像利得調整値が色温度利得調整値記憶部１４に記憶された範囲判断基準値の範囲内にあると判断した場合には、所定の差分式に基づいてＲＧＢ利得調整値を決定するよう構成したので、撮像時の色温度に精度良く対応したホワイトバランス調整をおこなうことができる。
【００５２】
また、本実施の形態１では、ＲＧＢ利得調整値決定部１５が、撮像利得調整値算出部１３によって算出された撮像利得調整値が色温度利得調整値記憶部１４に記憶された範囲判断基準値の範囲内にないと判断した場合には、最高色温度利得調整値Ｈもしくは最低色温度利得調整値ＬをＲＧＢ利得調整値として決定するよう構成したので、照明光がとり得る色温度を考慮したホワイトバランス調整をおこなうことができる。
【００５３】
また、本実施の形態１では、ＲＧＢ利得調整値格納部１６が、ＲＧＢ利得調整値決定部１５によって決定されたＲＧＢ利得調整値を格納し、利得調整回路６が、ＲＧＢ利得調整値格納部１６によって格納されたＲＧＢ利得調整値に基づいてＲＧＢ原色信号の利得を調整するよう構成したので、被写体の色の影響を回避したホワイトバランス調整をおこなうことができる。
【００５４】
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を差分計算式によって決定するホワイトバランス調整について説明することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を大小比較によって決定することもできる。そこで、本実施の形態２では、ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を大小比較によって決定するホワイトバランス調整について説明することとする。なお、上記実施の形態１に示した各部と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととしてその詳細な説明を省略する。
【００５５】
図６は、本実施の形態２に係る色温度利得調整値記憶部１４における色温度利得調整値の記憶例を示す概念図である。同図に示すように、本実施の形態２に係る色温度利得調整値記憶部１４には、照明光の種類と色温度に対応づけて、それぞれの色温度に対してホワイトバランスをとることができる色温度利得調整値が記憶されている。
【００５６】
また、図６に示すように、所定の色温度利得調整値については、撮像利得調整値が調整範囲内にあるか否かを判断する際の基準となる色温度利得調整値を範囲判断基準値ａ、範囲判断基準値ｂおよび範囲判断基準値ｃとして記憶し、この範囲判断基準値によって仕切られた範囲ごとに、所定の色温度利得調整値を色温度利得調整値Ａ、色温度利得調整値Ｂ、色温度利得調整値Ｃおよび色温度利得調整値Ｄとして記憶する。
【００５７】
なお、本実施の形態２においては、被写体の照明光の種類として蛍光灯を用いる固定ホワイトバランスモードにおける色温度利得調整値の記憶例を示したが、被写体の照明光の種類として太陽光や曇天を用いる固定ホワイトバランスモードにおける色温度利得調整値も同様に記憶される。また、色温度利得調整値記憶部１４は、データの書込み及び消去が可能なメモリによって構成され、撮像利得調整値算出部１３によって算出される撮像利得調整値を用いて色温度利得調整値を更新することもできる。さらに、範囲判断基準値ａ、範囲判断基準値ｂ、範囲判断基準値ｃ、色温度利得調整値Ａ、色温度利得調整値Ｂ、色温度利得調整値Ｃおよび色温度利得調整値Ｄを適宜変更することもできる。
【００５８】
次に、上記のような色温度利得調整値記憶部１４を備える制御装置１１における制御手順について具体的に説明する。図７は、本実施の形態２の制御装置１１における制御手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この制御装置１１は、まず、ＲＧＢ利得調整値決定部１５において、設定部１０から出力された選択情報に基づいて、固定ホワイトバランスモードが選択されたかを判断する（ステップＳ７０１）。
【００５９】
そして、固定ホワイトバランスモードが選択されていないと判断した場合には（ステップＳ７０１否定）、自動ホワイトバランスモードとしての動作を開始する。すなわち、撮像利得調整値算出部１３において、ホワイトバランス評価部１２から出力されるホワイトバランス制御用画像色データに基づいて撮像利得調整値を算出し（ステップＳ７０２）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、算出された撮像利得調整値をＲＧＢ利得調整値として決定し（ステップＳ７０３）、ＲＧＢ利得調整値格納部１６は、決定されたＲＧＢ利得調整値を格納する（ステップＳ７０４）。
【００６０】
一方、固定ホワイトバランスモードが選択されたと判断した場合には（ステップＳ７０１肯定）、固定ホワイトバランスモードとしての動作を開始する。すなわち、撮像利得調整値算出部１３は、ホワイトバランス評価部１２から出力されるホワイトバランス制御用画像色データに基づいて撮像利得調整値を算出し（ステップＳ７０５）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ａより大であるかを判断する（ステップＳ７０６）。
【００６１】
算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ａより大であると判断した場合には（ステップＳ７０６肯定）、色温度利得調整値ＡをＲＧＢ利得調整値として決定し（ステップＳ７０７）、決定したＲＧＢ利得調整値をＲＧＢ利得調整値格納部１６に格納する（ステップＳ７０４）。
【００６２】
一方、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ａより大でないと判断した場合には（ステップＳ７０６否定）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ｂより大であるかを判断する（ステップＳ７０８）。そして、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ｂより大であると判断した場合には（ステップＳ７０８肯定）、色温度利得調整値ＢをＲＧＢ利得調整値として決定し（ステップＳ７０９）、決定したＲＧＢ利得調整値をＲＧＢ利得調整値格納部１６に格納する（ステップＳ７０４）。
【００６３】
一方、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ｂより大でないと判断した場合には（ステップＳ７０８否定）、ＲＧＢ利得調整値決定部１５は、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ｃより大であるかを判断する（ステップＳ７１０）。そして、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ｃより大であると判断した場合には（ステップＳ７１０肯定）、色温度利得調整値ＣをＲＧＢ利得調整値として決定し（ステップＳ７１１）、決定したＲＧＢ利得調整値をＲＧＢ利得調整値格納部１６に格納する（ステップＳ７０４）。
【００６４】
一方、算出された撮像利得調整値が範囲判断基準値ｃより大でないと判断した場合には（ステップＳ７１０否定）、色温度利得調整値ＤをＲＧＢ利得調整値として決定し（ステップＳ７１２）、決定したＲＧＢ利得調整値をＲＧＢ利得調整値格納部１６に格納する（ステップＳ７０４）。
【００６５】
上述してきたように、本実施の形態２では、ＲＧＢ利得調整値決定部１５が、撮像利得調整値算出部１３によって算出された撮像利得調整値と色温度利得調整値記憶部１４に記憶された色温度利得調整値のうちの範囲判断基準値との大小比較に基づいてＲＧＢ利得調整値を決定し、利得調整回路６が、ＲＧＢ利得調整値決定部１５によって決定されたＲＧＢ利得調整値に基づいてＲＧＢ原色信号の利得を調整するよう構成したので、被写体の照明光の種類に応じた固定ホワイトバランスモードを設定した場合においても、撮像時の色温度に対応した適正なホワイトバランス調整を迅速かつ効率良くおこなうことができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、算出手段は前記被写体を撮像することによって得られるカラー画像データに対応する撮像利得調整値を算出し、記憶手段は前記固定ホワイトバランスモードにおいて指定される照明光がとり得る各色温度に対応する前記撮像手段によって算出された撮像利得調整値が、所定の調整範囲内にあるか否かを判断する上限範囲判断基準値及び下限範囲判断基準値と、前記撮像利得調整値との差分値を算定する際の基準となる基準色温度利得調整値と、該差分値の高色温度側を制限する高色温度利得制限値と、該差分値の低色温度側を制限する低色温度利得制限値と、を記憶し、決定手段は前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が前記上限範囲判断基準値と前記下限範囲判断基準値との範囲内であるかを判断し、算出された前記撮像利得調整値が該範囲内の値であると判断した際には、前記高色温度利得制限値、若しくは前記低色温度利得制限値のどちらか一方と、前記基準色温度利得調整値と、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値と、に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値を決定し、利得調整手段は前記決定手段によって決定されたＲＧＢ利得調整値に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整することとしたので、被写体の照明光の種類に応じた固定ホワイトバランスモードを設定した場合においても、適正に撮像時の色温度に対応したホワイトバランス調整ができ、かつそのホワイトバランス調整を精度良く効率的におこなうことが可能なホワイトバランス調整装置が得られるという効果を奏する。
【００６７】
また、請求項２の発明によれば、前記決定手段は、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が上限範囲判断基準値より大きいと判断した際には、前記高色温度利得制限値を前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値として決定することとしたので、照明光がとり得る色温度を考慮したホワイトバランス調整をおこなうことが可能なホワイトバランス調整装置が得られるという効果を奏する。
【００６８】
また、請求項３の発明によれば、前記決定手段は、前記算出手段によって算出された撮像利得調整値が下限範囲判断基準値より小さいと判断した際には、前記低色温度利得制限値を前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整するＲＧＢ利得調整値として決定することとしたので、照明光がとり得る色温度を考慮したホワイトバランス調整をおこなうことが可能なホワイトバランス調整装置が得られるという効果を奏する。
【００６９】
また、請求項４の発明によれば、格納手段は前記決定手段によって決定されたＲＧＢ利得調整値を格納し、前記利得調整手段は、前記格納手段に格納されたＲＧＢ利得調整値に基づいて前記ＲＧＢ原色信号の利得を調整することとしたので、被写体の色の影響を回避したホワイトバランス調整をおこなうことが可能なホワイトバランス調整装置が得られるという効果を奏する。
【００７０】
また、請求項５の発明によれば、カラー撮像装置に請求項１から４のいずれか一つに記載のホワイトバランス調整装置を適用することとしたので、適正に撮像時の色温度に対応したホワイトバランス調整ができ、かつそのホワイトバランス調整を精度良く効率的に行うか、または、照明光がとり得る色温度を考慮したホワイトバランス調整をおこなうか、被写体の色の影響を回避したホワイトバランス調整のいずれかをおこなうことが可能なカラー撮像装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１に係るホワイトバランス調整装置を適用したカラー撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】色差信号（Ｒ−Ｙ）および（Ｂ−Ｙ）座標上における無彩色領域のホワイトバランス制御用画像色データを抽出するための無彩色抽出範囲を示した図である。
【図４】図２に示した色温度利得調整値記憶部における色温度利得調整値の記憶例を示す概念図である。
【図５】図２に示した制御装置における制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態２に係る色温度利得調整値記憶部における色温度利得調整値の記憶例を示す概念図である。
【図７】本実施の形態２の制御装置における制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  撮影レンズ
２  絞り
３  ＣＣＤ
４  ＣＤＳ
５  色分離回路
６  利得調整回路
７  マトリクス回路
８  Ａ／Ｄ変換器
９  エンコーダ部
１０  設定部
１１  制御装置
１２  ホワイトバランス評価部
１３  撮像利得調整値算出部
１４  色温度利得調整値記憶部
１５  ＲＧＢ利得調整値決定部
１６  ＲＧＢ利得調整値格納部
【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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