(57)【要約】【課題】  撮像装置の自動露出制御において、ホワイトバランス用のＲＧＢゲインを調整するブロックが各輝度信号生成より前段階にある撮像装置では、ホワイトバランスのＲＧＢゲインが変更されるとおのずと輝度信号も変化を受けてしまうという課題があった。【解決手段】  本発明の制御方法では、ホワイトバランスの変更前のＲＧＢゲインと変更後のＲＧＢゲインの設定値を予め輝度変化量の演算を行ない、露出補正制御を行なうことで、ホワイトバランス制御による輝度変化を最小限に抑え安定した輝度の映像を提供する。  また、露出補正制御は露出固定制御中に上記補正制御を行なうことで、輝度を固定している場合に輝度変化を生じない安定した輝度の映像を提供する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子からの映像信号に対してホワイトバランスを制御する手段と、
ホワイトバランス制御された映像信号から輝度信号を生成する手段と、
生成された輝度信号に基づいて露出制御を行なう手段と、
露出制御された状態でホワイトバランス制御によりホワイトバランスに変更が行なわれる場合に
輝度が変化する変化量を補正用の信号として演算する手段と、
補正用の信号から露出を補正する露出補正手段とを備え、
ホワイトバランスが変更された場合に、変更前の輝度信号又は露出制御用の信号とホワイトバランスが変更された後の輝度信号又は露出制御用の信号の差から露出補正用の信号を生成し、
補正用の信号量に基づいて露出補正制御を行なうことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記露出補正制御は露出制御が固定制御とされている場合に動作することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホワイトバランス後に露出制御用の輝度情報を検出して露出制御を行なう撮像装置、撮像装置における露出補正制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置において露出制御は輝度信号を見て露出制御が行なわれていた。しかしながら、濃い色の背景などの場合に輝度値が小さくなり露出制御で明るくするため、結果的に人の顔が飛び気味になってしまうような場合があった。このような課題を解決するため、露出制御信号として輝度信号だけでなく、色情報も用いた露出制御を行なう撮像装置がある。（例えば、特許文献１参照。）
また、輝度信号と色信号を考慮した露出制御方法でなく、同様の効果を得る目的でＲＧＢの明度を用いて露出制御用の輝度信号として露出制御を行なう撮像装置がある。（例えば、特許文献２参照。）
【特許文献１】特開平8-107559号公報
【特許文献２】特開2000-41181号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように色情報を加味した露出制御を行なう撮像装置や、露出制御用の輝度信号をＲＧＢに各比率演算を行い求めている撮像装置や、出力映像信号の輝度信号を同様にＲＧＢの各比率演算により求めている撮像装置において、ホワイトバランス用のＲＧＢゲインを調整するブロックが各輝度信号生成より前段階にある撮像装置では、ホワイトバランスのＲＧＢゲインが変更されるとおのずと輝度信号も変化を受けてしまうという課題がある。
【０００４】
本出願に係る発明の目的は、輝度情報だけでなく色情報を加味することでより適切な露出制御を行なうだけでなく、ホワイトバランスが変更されても輝度が変化しないように、より適切な露出制御を行なうことで安定した露出を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本出願に係る撮像装置は、ホワイトバランスを制御する手段と、輝度信号を生成する手段と、露出制御用の信号を生成する手段と、補正用の信号を生成する手段と、補正用の信号から露出を補正する露出補正手段とを備え、ホワイトバランスが変更された場合に変更前の輝度信号又は露出制御用の信号とホワイトバランスが変更された後の輝度信号又は露出制御用の信号の差から露出補正用の信号を生成し、補正用の信号量に基づいて露出補正制御を行なうことで安定した露出制御を提供する撮像装置である。
【発明の効果】
【０００６】
以上説明したように、本発明によれば、色情報を加味した露出制御を行なう撮像装置や、露出制御用の輝度信号をＲＧＢに各比率演算を行い求めている撮像装置や、出力映像信号の輝度信号を同様にＲＧＢの各比率演算により求めている撮像装置において、ホワイトバランスのＲＧＢゲインが変更された場合に輝度信号又は露出制御用の信号が変化することなく、安定した輝度を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【０００８】
一般的な撮像装置の主要構成図の一例を図１に示す。また、本実施形態における制御方法に関する撮像装置の構成は図２に示す。図１において、１はレンズ（簡略して１枚で図示）、２は絞り、３は絞りを駆動させるモータ、４は絞りの位置を検出する検出回路、５は絞り機構を駆動する絞り機構駆動装置を示している。６はＮＤフィルター、７はＮＤフィルターを駆動させるモータ、８はＮＤの位置を検出する検出回路、９はＮＤフィルターを駆動するＮＤフィルター駆動装置、１０は撮像素子を示している。ここで撮像素子１０はＣＣＤやＣＭＯＳセンサーなどいかなる撮像素子であっても構わない。１１は撮像装置１０の読出しや電子シャッター等をコントロールする撮像素子駆動装置である。１２はＣＤＳ/ＡＧＣ回路、１３はＡ/Ｄ回路を示している。ここで、１２、１３は１０の撮像装置に組み込まれたり１４のデジタル信号処理回路に含まれる構成でも構わない。１４は１３から出力された映像信号をデジタル処理するデジタル信号処理回路、１５はデジタル信号処理回路から出力された映像信号を記録したり外部出力したりする記録媒体又は映像出力装置、１６は１４のデジタル信号処理回路からの輝度・色等の情報を受けて各種演算を行い制御をコントロールするマイクロコンピュータを示している。
【０００９】
このような構成で通常時はレンズを通して映像光が撮像素子により電子データ化され、デジタル信号処理回路により検波が行なわれ、その情報を元にマイクロコンピュータの露出制御ブロック・ホワイトバランス制御ブロックにより露出制御・ホワイトバランス制御演算が行なわれ、各種露出制御・ホワイトバランス制御が行なわれる。
【００１０】
ここで、上記撮像装置の構成において、通常はデジタル信号処理回路１４に検波回路等が組み込まれている。また、露出制御回路やホワイトバランス制御回路はマイクロコンピュータに組み込まれているのが一般的である。そのため、図２に内蔵された形態での図例を用いて本実施例の特徴を説明する。図２において、上側ブロックがデジタル信号処理回路１４を示し、下部ブロックがマイクロコンピュータ１６を示している。本図において映像信号がデジタル信号処理回路１４に入力され、ホワイトバランスに用いられるＲＧＢゲイン回路１７に入力される。ここで、実際にはメモリ上にＲＡＷデータで展開され各種処理が行なわれたりするが、本発明の特徴には関係が無いため図示していない。次にＲＧＢゲイン回路１７によりＲＧＢゲインが設定された後の信号が輝度、色情報に分離され色信号演算回路１８と輝度演算回路１９に入力される。映像出力としては色信号演算回路１８の出力と輝度演算回路１９の出力がＭＩＸされて出力映像信号としてデジタル信号処理回路１４から出力される。
【００１１】
また、露出制御はＲＧＢゲイン回路１７から出力された信号が輝度演算回路１９に入力され輝度検波回路２０により検波が行なわれる。この検波情報が同様にマイクロコンピュータ１６の露出制御回路２３に伝達され、露出制御回路２３によって各種露出コントロールが実施されることで明るさを自動制御している。
【００１２】
また、ホワイトバランス制御としては、色信号演算回路１８からの信号が色情報検波回路２２に入り、色情報検波回路２２により検波が行なわれる。その結果がマイクロコンピュータ１６の中にあるホワイトバランス制御回路２４へ情報が行き、ホワイトバランス制御回路２４により各種ホワイトバランス制御演算が行なわれ、ＲＧＢゲインの値が決定される。この決定されたＲＧＢゲイン値がデジタル信号処理回路１４のＲＧＢゲイン設定レジスタ２１に書き込まれ、実際にＲＧＢゲイン回路１７に伝達されてゲイン設定が行なわれる。このようにしてホワイトバランスは制御されている。しかしながらここで、ホワイトバランスによりＲＧＢゲイン回路１７のゲイン値を変更すると映像信号の輝度値が変化してしまい、出力映像の輝度が変化してしまう。
【００１３】
ここで、本発明の動作としては、ホワイトバランス制御回路２４から変更前のＲＧＢゲイン値を記録しておく。また、ホワイトバランス制御回路２４によって変更する場合には、変更するＲＧＢゲイン値を得ることが出来る。そのため、変更前・変更後のＲＧＢゲイン値を補正量演算回路２５に伝達することで、補正量演算回路２５ではＲＧＢゲインによって輝度変化がどの程度変化するかを演算する。ここで、演算された結果情報を露出制御回路２３に伝達し、露出制御回路２３によって変化輝度量に値すべく露出量をホワイトバランスのＲＧＢゲイン設定の反映とリンクして露出補正制御を行なわれる。この一連の演算および動作が本発明に係る構成図および動作である。
【００１４】
露出補正量等の演算に関し以下に、より具体的に説明する。まず、ホワイトバランスが通常制御により制御されている場合のＲＧＢゲインが設定されている。その場合には以下の（式１−１）又は（式２−１）により輝度又は明度が計算される。ここで、露出制御が輝度信号に基づいて制御されている場合には（式１−１）（式１−２）（式１−３）を用い、明度情報に基づいて露出制御されている場合には（式２−１）（式２−２）（式２−３）を用いて計算される。次にホワイトバランス制御によりＲＧＢゲインが変更される場合には変更すべきＲＧＢゲインの値を得ることが出来る。このＲＧＢゲインをＲ’，Ｂ’，Ｇ’とすると（式１−２）又は（式２−２）によりＲＧＢゲインが変更された後の輝度又は明度が計算される。つまり、輝度又は明度の変化量は（式１−３）もしくは（式２−３）により演算が可能となる。この求められた輝度・明度の変化量に対し露出パラメータとして変更すべき量を演算し、露出制御することでＲＧＢゲインを変更した後でも輝度の変化を露出制御により吸収するため、輝度変化の無い安定した露出映像を得ることが可能となる。以上の演算及び制御が本発明に係る具体的動作である。
（式１−１）
輝度Ｙ=（Ｒｘa）＋（Ｇｘｂ）＋（Ｂｘｃ）
（式１−２）
輝度Ｙ'=（Ｒ'ｘa）＋（Ｇ'ｘｂ）＋（Ｂ'ｘｃ）
（式１−３）
ΔＹ=（Ｒ−Ｒ‘）ｘa＋（Ｇ−Ｇ’）ｘｂ＋（Ｂ−Ｂ‘）ｘｃ
（式２−１）
明度Ｙ=Σij  ＭＡＸ（（Ｒｘa）＋（Ｇｘｂ）＋（Ｂｘｃ））
（式２−２）
明度Ｙ'=Σij  ＭＡＸ（（Ｒ'ｘa）＋（Ｇ'ｘｂ）＋（Ｂ'ｘｃ））
（式２−３）
ΔＹ=Σij  ＭＡＸ（（Ｒ−Ｒ‘）ｘa＋（Ｇ−Ｇ’）ｘｂ＋（Ｂ−Ｂ‘）ｘｃ）
次に本実施形態における露出制御方法について、図５に示すフローチャート図を用いて説明を行う。まず、ステップＳ１０１にて本制御がスタートされる。そして本動作がスタートするとステップＳ１０２へ移行し、色・輝度の検波が行なわれる。そして、ステップＳ１０３では検波情報を用いた演算結果からホワイトバランスを変更する必要があるかどうかの判断を行なう。当然ながら、ユーザがホワイトバランスを設定した場合にもＹＥＳが該当する。ここで、ホワイトバランスの変更が無い場合にはステップＳ１０２へ戻り通常制御が繰り替えされる。また、ステップＳ１０３にてホワイトバランスに変更がある場合にはステップＳ１０４へ進む。ここでは特記していないが、ホワイトバランスの変化量がある一定以上かどうかを判断し、一定以上の場合にのみ補正制御を行なっても構わない。
【００１５】
次にＳ１０４ではホワイトバランス変更前後のＲＧＢゲインを用いて（式１―３）又は（式２−３）により輝度変化量の演算を行ないステップＳ１０５へ移行する。Ｓ１０５ではＳ１０４の結果を受けて輝度変化量が露出パラメータとしてどの程度変化させる必要があるかの演算を行ないステップＳ１０６へ移行する。ステップＳ１０６ではホワイトバランスの設定反映にリンクさせるため、露出変更タイミングであるかの判断を行なう。ここで変更タイミングでない場合にはＮｏへ進み一定時間後に再度ステップＳ１０６へ進む。また、ここで変更タイミングである場合にはＹｅｓへ進みステップＳ１０７へ移行する。ステップＳ１０７では露出変更タイミングであるため、ステップＳ１０５にて演算された各露出パラメータの変更量に応じて適切な露出パラメータへ変更の制御を行なう。露出の変更が行なわれると、本発明の一連の動作が実施され元のステップＳ１０２へ進み繰り返し本制御が行なわれることとなる。
【００１６】
以上のように、本一連の制御動作が行なわれることで、ホワイトバランス制御の変更により、出力映像信号の輝度に変化が生じてしまうことを、露出制御により補正することで安定した輝度の映像出力を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の撮像装置の構成を説明する概略図である。
【図２】本発明の特徴を説明する図である。
【図３】本発明の制御フローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  レンズ（簡略化のため1枚で図示）
２  絞り
３  絞り駆動モータ
４  絞り状態検出センサー
５  絞り機構駆動装置
６  ＮＤフィルター
７  ＮＤフィルター駆動モータ
８  ＮＤフィルター状態検出センサー
９  ＮＤフィルター駆動装置
１０  撮像素子
１１  撮像素子駆動装置
１２  ＣＤＳ／ＡＧＣ
１３  Ａ／Ｄ変換回路
１４  デジタル信号処理回路
１５  記録媒体又は映像出力装置
１６  マイクロコンピュータ
１７  ＲＧＢゲイン回路
１８  色信号演算回路
１９  輝度演算回路
２０  輝度検波回路
２１  ＲＧＢゲイン設定レジスタ
２２  色情報検波回路
２３  露出制御回路
２４  ホワイトバランス制御回路
２５  補正量演算回路
【図１】
2009159017.tif 000003
【図２】
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【図３】
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