(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードバック制御によって自動的にホワイトバランスをとる処理を行う色信号処理回路であって、
Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の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と、
色差信号のフィールドごとの積分値を得る積分回路と、
基準の色温度でのホワイトバランスをとる範囲を制限する初期設定の基準の引き込み制限枠自体の大きさを前記積分回路で得られた積分値に基づいて変化させて前記基準の色温度から変化した色温度に対応した引き込み制限枠とし、前記基準の色温度からの色温度変化後も、前記基準の引き込み制限枠から外れないように制御するとともに、前記引き込み制限枠内の前記積分値に応じて前記ホワイトバランスアンプのゲインをコントロールするコントローラとを備え、
前記積分回路は、その積分範囲として高輝度部と通常輝度部の２通り設定し、被写体の条件により、輝度の高いものか通常輝度のものかどちらがより白色に近いかを判定し、白色に近い方の積分値データに基づいて前記ホワイトバランスアンプのゲインをコントロールする
ことを特徴とする色信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色信号処理回路に関し、特にＣＣＤ(Charge Coupled Device)などを用いた固体撮像素子システムにおいて、フィードバック制御で自動的にホワイトバランスをとるオートホワイトバランス機能を持つ色信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホワイトバランスとは、例えば固体撮像素子システムにおいて、光源の色温度が変化した場合に、図１０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、色が付いて見える白色（例えば、低い色温度の場合は赤っぽくなり、高い色温度の場合は青っぽくなる）を無彩色の白に合わせることである。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。また、図１０において、原点が無彩色の白となる。
【０００３】
このホワイトバランスでは、本来白色でないものはそのままの色としなければならないことから、本来白色でないものに対してまでホワイトバランスがとられる誤動作を防ぐために、図１０に一点鎖線で示すように、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を設定し、この引き込み制限枠の範囲外にある場合は白がずれたとはみなさず、本来白色でないものとし、オートホワイトバランスを動作させない、即ち引き込み操作を行わないようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィードバック制御方式のオートホワイトバランス機能を持つ従来の色信号処理回路では、一旦ある色温度下でホワイトバランスをとると、これに連動して引き込み制限枠も動いてしまうことになるため、次に色温度が変化した場合に、初期の引き込み制限枠内で白に合わせるべきものが、移動後の引き込み制限枠外となってホワイトバランスがとられなかったり、逆に初期の引き込み制限枠外で白に合わせてはいけない色が、移動後の引き込み制限枠の中に入ってホワイトバランスがとられてしまうという問題があった。
【０００５】
一例として、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、図１１（ａ）に示すように、高色温度へ変化することによって白色が青方向にずれた場合に、この青方向にずれた白色は、ホワイトバランスをとる操作によって無彩色の白に合わせられる（同図（ｂ）を参照）。そして、次にホワイトバランスをとる操作が行われるときには、ここが新たな基準となる。したがって、その後、同図（ｃ）に示すように低色温度に変化した場合に、元々の引き込み制限枠（図中、破線で示す）から見るとこの枠の中に入っているにも拘らず、一端白に合わせた引き込み制限枠（図中、実線で示す）から見ると枠の範囲外となるので、ホワイトバランスがとられないことになる。
【０００６】
また、色温度が一方へ徐々に変化していった場合にも、常に引き込み制限枠内となるため、極端な色温度でも最終的に引き込んでしまうという問題もあった。一例として、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、図１２（ａ）に示すように、高色温度へ変化することによって白色が青方向にずれた場合に、この青方向にずれた白色がホワイトバランスをとる処理によって無彩色の白に合わせられ（同図（ｂ）を参照）、その後に、同図（ｃ）に示すように色温度がさらに高い方向にずれた場合に、元々の引き込み制限枠（図中、破線で示す）から見るとこの枠の外であるにも拘らず、一端白に合わせた引き込み制限枠（図中、実線で示す）から見ると枠の範囲内となるので、ホワイトバランスがとられることになる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ホワイトバランスの誤動作のない処理を行うことが可能な色信号処理回路を提供することにある。
【０００８】
【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、フィードバック制御方式を採用し、Ｒ，Ｇ，Ｂの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と、色差信号のフィールドごとの積分値を得る積分回路と、基準の色温度でのホワイトバランスをとる範囲を制限する初期設定の基準の引き込み制限枠自体の大きさを積分回路で得られた積分値に基づいて変化させて前記基準の色温度から変化した色温度に対応した引き込み制限枠とし、前記基準の色温度からの色温度変化後も、前記基準の引き込み制限枠から外れないように制御するとともに、引き込み制限枠内の上記積分値に応じ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コントローラとを備え、前記積分回路がその積分範囲として高輝度部と通常輝度部の２通り設定し、被写体の条件により、輝度の高いものか通常輝度のものかどちらがより白色に近いかを判定し、白色に近い方の積分値データに基づいて前記ホワイトバランスアンプのゲインをコントロールする構成となっている。
【００１０】
上記構成の色信号処理回路において、色差信号のフィールドごとの積分値は光源の色温度に対応している。そこで、この積分値に基づいて初期設定の基準の引き込み制限枠自体の大きさを変化させて基準の色温度から変化した色温度に対応した引き込み制限枠とし、基準の色温度からの色温度変化後も、初期設定の基準の引き込み制限枠から外れないように制御する。すなわち、高色温度でホワイトバランスがとれている状態から低色温度に変化した場合、引き込み制限枠を低色温度側に広くなるように変化させる。逆に、低色温度でホワイトバランスがとれている状態から高色温度に変化した場合、引き込み制限枠を高色温度側に広くなるように変化させる。特に、様々な色を含む映像の色を足し合わせると白色になるという考え方から、積分範囲として高輝度部と通常輝度部の２通り設定し、被写体の条件により、輝度の高いものか通常輝度のものかどちらがより白色に近いかを判定し、白色に近い方の積分値データに基づいてホワイトバランスアンプのゲインコントロールを行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適用される固体撮像素子システムの構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、レンズ１は被写体（図示せず）の画像を固体撮像素子２の撮像面上に投写する。固体撮像素子２は例えばＣＣＤからなり、レンズ１を通ってきた画像を電気信号に変換し、プリアンプ３に供給する。プリアンプ３は、固体撮像素子２の出力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３の出力信号は、Ａ／Ｄ変換回路４でアナログ信号からディジタル信号に変換された後、ディジタル信号処理回路５に供給される。
【００１３】
ディジタル信号処理回路５は、Ａ／Ｄ変換回路４からのディジタル入力信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号と称する）に分離する原色分離回路５１と、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の相互間のゲインを調整することによってホワイトバランスをとるホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、忠実な色再現のためのガンマ（γ）補正を行うγ補正回路５３などから構成されている。ここに、ホワイトバランスをとる（合わせる）とは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の比率を等しくすることである。なお、本例では、Ａ／Ｄ変換回路４をディジタル信号処理回路５の前段に配置したが、当該処理回路５内に設けるようにしても良い。
【００１４】
このディジタル信号処理回路５において、ホワイトバランスを調整するに当たっては、
Ｒ×Ｒゲイン＝Ｇ×Ｇゲイン＝Ｂ×Ｂゲイン
すなわち、
Ｒ×Ｒゲイン−Ｇ×Ｇゲイン＝Ｂ×Ｂゲイン−Ｇ×Ｇゲイン＝０
なる関係式が成り立つように、ホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂの各ゲインを操作する。本例では、ホワイトバランスアンプ５２Ｇのゲインを固定とし、Ｇ信号を基準として他の２つのホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｂの各ゲインをコントロールすることによって、ホワイトバランスの調整が行われる。したがって、Ｇ信号に対するホワイトバランスアンプ５２Ｇを省略することも可能である。
【００１５】
ホワイトバランス調整後のＲ，Ｇ，Ｂ信号は、γ補正などの信号処理が行われた後、図示せぬ輝度（Ｙ）信号と合わされて映像信号となり、さらにＤ／Ａ変換回路６でディジタル信号からアナログ信号に変換されて出力される。なお、Ｄ／Ａ変換回路６についても、Ａ／Ｄ変換回路４の場合と同様に、ディジタル信号処理回路５内に配置するようにしても良い。ホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを経たＲ，Ｇ，Ｂ信号は、オプティカルディテクタ（ＯＰＤ）７にも供給される。
【００１６】
オプティカルディテクタ７の回路構成の一例を図２に示す。同図において、オプティカルディテクタ７は、Ｒ信号からＧ信号を減算する減算器７１と、Ｂ信号からＧ信号を減算する減算器７２と、減算器７１，７２の各出力信号である色差信号、即ちＲ−Ｇ信号およびＢ−Ｇ信号をフィールドごとに積分する積分回路７３とを含んだ回路構成となっている。
【００１７】
積分回路７３は、図３に示すように、輝度レベルに基づく積分スライスレベルによって高輝度部と通常輝度部とに分けられた異なる積分範囲を持ち、高輝度部では積分スライスレベルよりも高い輝度のデータ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）のみを積分し、通常輝度部では積分スライスレベルよりも低い輝度のデータ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）のみを積分する。ただし、輝度が極端に高い場合は飽和しているものと判断し、高輝度リミッタ以上のデータについては積分しない。また、輝度が低すぎるデータはノイズとみなし、低輝度リミッタ以下のデータについても積分を行わない。
【００１８】
このように、オプティカルディテクタ７では、特殊な条件（例えば、全面単色などの条件）の場合にホワイトバランス処理が誤動作しないように、様々なリミッタや特殊な処理が施される。そして、フィールドごとに高輝度部／通常輝度部の異なる積分範囲で積分して得られた積分値データ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）は、次段のコントローラ８に供給される。なお、本例では、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から色差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇを生成し、しかる後この色差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇを積分するとしたが、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を先ず積分し、しかる後この積分したＲ，Ｇ，Ｂ信号から色差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇを生成するように構成することも可能である。
【００１９】
コントローラ８は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。このコントローラ８の機能ブロックの一例を図４に示す。同図において、コントローラ８は、オプティカルディテクタ７から供給される高輝度部の積分値データ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）と通常輝度部の積分値データ（Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ）とを比較し、０に近い方の積分値データを出力する比較回路８１と、この比較回路８１で選択されたＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各積分値データを加算してＲ＋Ｂ−２Ｇのデータを出力する加算器８２と、Ｒ−Ｇの積分値データからＢ−Ｇの積分値データを減算してＲ−Ｂのデータを出力する減算器８３と、Ｒ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂの各データに基づいてＲ信号およびＢ信号の各ゲインを設定するゲイン設定回路８４の各機能を備え、これらの機能をソフトウェアによって実行する。
【００２０】
このように、Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各色差信号を積分して得られる各積分値データを、コントローラ８において、加減算処理にてＲ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂの各データに変換することにより、加算および減算という簡単な演算処理だけでデータ変換できるため、ソフトウェアの負担を軽減することができる。なお、本例では、Ｒ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂの各データの算出を、マイクロコンピュータからなるコントローラ８において、ソフトウェアにて行うとしたが、コントローラ８の比較回路８１、加算器８２、減算器８３およびゲイン設定回路８４の各機能をハードウェアで構成することも可能であり、この場合にはハードウェアの負担を軽減できることになる。
【００２１】
コントローラ８において、Ｒ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂの各データに基づいて設定されたＲゲイン情報およびＢゲイン情報は、ディジタル信号処理回路５のホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｂにフィードバックされる。すなわち、コントローラ８は、Ｒ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂの各データに基づいて、ソフトウェアによってホワイトバランスを合わせる処理を行うとともに、ホワイトバランスゲインとオプティカルディテクタ７からの評価値データからホワイトバランスが合っている状態の色温度とその後どのように変化したかを判定し、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の大きさを、光源の色温度変化に対応して変化させる処理を行う。
【００２２】
ホワイトバランスを合わせるには、先ず、高輝度部、通常輝度部のそれぞれの積分値データを比較し、原点（Ｒ−Ｇ＝０，Ｂ−Ｇ＝０）、即ち０に近い方を採用する。図５に示す例の場合は、高輝度部の積分値データの方が通常輝度部の積分値データよりも０に近いので、高輝度部の積分値データを採用する。そして、評価値データがどの座標位置にあるかを判定し、引き込み制限枠内であれば、その座標位置（象限、または軸上）によりホワイトバランスゲインを操作し、原点（Ｒ−Ｇ＝０，Ｂ−Ｇ＝０）に近付ける。
【００２３】
本例の場合は、Ｒゲインを下げ、Ｂゲインを上げる操作を行う。そして、求めたＲゲイン、Ｂゲインをディジタル信号処理回路５内のホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｂに反映させる。評価値データが引き込み制限枠外の場合は、ホワイトバランスを合わせる操作を行わない。なお、引き込み制限枠を設定しているのは、本来白色でないものまで引き込んでしまうような誤動作を防ぐためである。
【００２４】
以下、コントローラ８において、Ｒ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂの各データに基づいて実行されるホワイトバランスを合わせるための具体的な操作の手順について、図６のフローチャートにしたがって説明する。
【００２５】
先ず、オプティカルディテクタ（ＯＰＤ）７から評価値データ、即ちＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各積分値データを取り込み（ステップＳ１）、この取り込んだ積分値データが輝度レベルの低いデータ（例えば、全面青、全面赤の被写体）であるか否かを判定する（ステップＳ２）。そして、評価値データが輝度レベルの低いデータであれば、本処理を終了する。評価値データが輝度レベルの低いデータでなければ、そのデータが適正範囲外であるか否か、即ち積分値データが低すぎる、あるいは高すぎる場合の判定を行う（ステップＳ３）。
【００２６】
評価値データが適正範囲外であれば、本処理を終了する。評価値データが適正範囲内であれば、高輝度部、通常輝度部で積分したそれぞれのＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇの積分値データを比較し、０に近い方のデータを採用する（ステップＳ４）。そして、採用した方の積分値データを用いて加算、減算を行うことにより、Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇの積分値データをＲ＋Ｂ−２Ｇ，Ｒ−Ｂのデータに変換する（ステップＳ５）。次に、Ｒ＋Ｂ−２Ｇの符号を判定し（ステップＳ６）、続いてＲ−Ｂの符号を判定する（ステップＳ７）。この符号判定により、Ｒ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの座標軸において、データがどこにあるかを判定する。
【００２７】
次に、データが引き込み制限枠内にあるか否かを判断する（ステップＳ８）。データが引き込み制限枠外であれば、本処理を終了する。一方、データが引き込み制限枠内にあれば、ディジタル信号処理回路５内のホワイトバランスアンプ５２Ｒ，５２Ｂ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引き込み操作を行う（ステップＳ９）。そして、ホワイトバランスゲインと積分範囲をディジタル信号処理回路５に戻し、一連の処理を終了する。
【００２８】
ここで、引き込み制限枠、不感帯および収束点と引き込みのためのゲイン操作について、図７を用いて説明する。なお、不感帯を設けてあるのは、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である。図７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アンプ５２Ｒのゲイン（Ｒゲイン）を下げ、第２象限にある場合はホワイトバランスアンプ５２Ｂのゲイン（Ｂゲイン）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。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、色温度変化に合わせた引き込み制限枠の縮小・拡大の実例について、図８に基づいて説明する。なお、図８中、破線の枠が初期設定の基準の引き込み制限枠、細い実線の枠が収束後の引き込み制限枠、太い実線が縮小・拡大した引き込み制限枠をそれぞれ示している。
【００３１】
先ず、Ｒゲインが小、Ｂゲインが大、評価値データ（Ｒ−Ｂ）がマイナスで引き込み制限枠外の場合（ａ）について説明する。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、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内で低色温度へ変化すると、破線で示す座標の原点の白が、実線で示す座標の原点に収束する。この状態から、次に高色温度に変化し、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外になると、このままでは、ホワイトバランスがとられない。
【００３２】
ところが、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）は、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外になっているものの、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内であることから、ホワイトバランスがとられるべきものである。そこで、収束後の引き込み制限枠を、太い実線の枠で示すように、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）を取り込む範囲まで高色温度側に拡大する処理を行う。これにより、前回低色温度で収束し、今回高色温度側に変化し、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外となった場合であっても、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内である限り、ホワイトバランスの操作が行われる。
【００３３】
次に、Ｒゲインが大、Ｂゲインが小、評価値データ（Ｒ−Ｂ）がマイナスで引き込み制限枠内の場合（ｂ）について説明する。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、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内で高色温度へ変化すると、破線で示す座標の原点の白が、実線で示す座標の原点に収束する。この状態から、さらに高色温度に変化した場合、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内であれば、そのままホワイトバランスがとられることになる。
【００３４】
ところが、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）は、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内になっているものの、基準の引き込み制限枠（破線の枠）外であることから、ホワイトバランスがとられてはいけないものである。そこで、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）を、太い実線の枠で示すように、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）を取り込まない範囲まで低色温度側に縮小する処理を行う。これにより、前回高色温度で収束し、さらに高色温度側に変化し、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内となった場合であっても、基準の引き込み制限枠（破線の枠）外である限り、ホワイトバランスの操作が行われない。
【００３５】
次に、Ｒゲインが小、Ｂゲインが大、評価値データ（Ｒ−Ｂ）がプラスで引き込み制限枠内の場合（ｃ）について説明する。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、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内で低色温度へ変化すると、破線で示す座標の原点の白が、実線で示す座標の原点に収束する。この状態から、さらに低色温度に変化した場合、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内であれば、そのままホワイトバランスがとられることになる。
【００３６】
ところが、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）は、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内になっているものの、基準の引き込み制限枠（破線の枠）外であることから、ホワイトバランスがとられてはいけないものである。そこで、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）を、太い実線の枠で示すように、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）を取り込まない範囲まで高色温度側に縮小する処理を行う。これにより、前回低色温度で収束し、さらに際色温度側に変化し、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）内となった場合であっても、基準の引き込み制限枠（破線の枠）外である限り、ホワイトバランスの操作が行われない。
【００３７】
次に、Ｒゲインが大、Ｂゲインが小、評価値データ（Ｒ−Ｂ）がプラスで引き込み制限枠外の場合（ｄ）について説明する。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、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内で高色温度へ変化すると、破線で示す座標の原点の白が、実線で示す座標の原点に収束する。この状態から、次に低色温度に変化し、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外になると、このままでは、ホワイトバランスがとられない。
【００３８】
ところが、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）は、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外になっているものの、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内であることから、ホワイトバランスがとられるべきものである。そこで、収束後の引き込み制限枠を、太い実線の枠で示すように、今回の評価値データ（Ｒ−Ｂ）を取り込む範囲まで低色温度側に拡大する処理を行う。これにより、前回高色温度で収束し、今回低色温度側に変化し、収束後の引き込み制限枠（細い実線の枠）外となった場合であっても、基準の引き込み制限枠（破線の枠）内である限り、ホワイトバランスの操作が行われる。
【００３９】
上述したように、固体撮像素子システムにおける色信号処理回路において、フィードバック制御で自動的にホワイトバランスをとる操作を行う際に、光源の色温度がどのように変化したかを判別し、収束時の光源の色温度と、変化した後の光源の色温度とに合わせて引き込み制限枠の大きさを変化させることにより、もともと設定した基準の引き込み制限枠から外れないような制御ができる。
【００４０】
すなわち、ある色温度の光源下においてホワイトバランスをとった後、次に色温度が変化した場合に、基準の引き込み制限枠内であって白に合わせる色温度であればホワイトバランスをとり、そうでないものはとらないように、誤動作のないホワイトバランスをとる操作を行うことができる。
【００４１】
また、様々な色を含む映像の色をすべて足し合わせると白色になるという考え方からＲ−Ｇ，Ｂ−Ｇの色差信号を積分するとともに、その積分範囲として高輝度部と通常輝度部の２通り設定し、被写体の条件により、輝度の高いものか通常輝度のものかどちらがより白色に近いかを判定し、白色に近い方の積分値データに基づいてホワイトバランスのゲインコントロールを行うことで、より精度の高いオートホワイトバランスを実現できる。
【００４２】
特に、輝度別積分の高輝度部と通常輝度部のどちらのデータを採用するかを判断する際に、Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇの各データをパラメータとして用いるようにしたことで、乗算、除算の演算処理を行わなくて済むため、ハードウェア、ソフトウェアの負担を軽減できる。なお、本例では、Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇの色差信号を積分するとしたが、Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの色差信号を積分し、その積分値データを用いることも可能である。
【００４３】
また、ホワイトバランスを合わせる際に、Ｒ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇの各データを用いるようにしたことにより、Ｒ−Ｂが被写体（または、光源）の色温度に対して白色が変化する軌跡（黒体放射カーブ）に近いため精度の良い制御を行え、またＲ＋Ｂ−２Ｇが被写体が蛍光灯下にある場合（または、光源が蛍光灯の場合）に白色が変化する方向であるため、Ｒ−Ｂと同様に精度の良い制御を行える。しかも、非線形回路であるγ補正回路５３を通過する前のＲ，Ｇ，Ｂ信号を用いてゲイン情報を得ているため、色ずれの心配もない。
【００４４】
図９は、Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ軸上でのＲ−Ｂ，Ｒ＋Ｂ−２Ｇおよび黒体放射カーブ（シミュレーション）を示す座標系である。同図から明らかなように、太い実線で示す黒体放射カーブとＲ−Ｂがほぼ一致していることがわかる。したがって、Ｒ−Ｂの値で引き込み制限枠を設定し、この引き込み制限枠を軸に沿って動かすように制御を行えば、容易に色温度変化による白を無彩色の白に合わせることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィードバック制御方式のホワイトバランス機能を備えた色信号処理回路において、光源の色温度に対応している色差信号のフィールドごとの積分値に基づいて初期設定の基準の引き込み制限枠自体の大きさを変化させて基準の色温度から変化した色温度に対応した引き込み制限枠とし、基準の色温度からの色温度変化後も、初期設定の基準の引き込み制限枠から外れないように制御することにより、ホワイトバランスの誤動作のない処理を行うことができることになる。特に、積分範囲として高輝度部と通常輝度部の２通り設定し、被写体の条件により、輝度の高いものか通常輝度のものかどちらがより白色に近いかを判定し、白色に近い方の積分値データに基づいてホワイトバランスアンプのゲインコントロールを行うことで、より精度の高いオートホワイトバランスを実現できる。したがって、オートホワイトバランスを持つ民生用、業務用、産業機器用カメラに適用した場合に、画質向上に寄与できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される固体撮像素子システムの構成を示すブロック図である。
【図２】オプティカルディテクタの一例の回路ブロック図である。
【図３】積分回路での積分範囲を示す図である。
【図４】コントローラの一例の機能ブロック図である。
【図５】ホワイトバランス操作の一例を示す概念図である。
【図６】ホワイトバランスの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】引き込みのためのゲイン操作の概念図である。
【図８】色温度変化に合わせた引き込み制限枠の縮小・拡大の実例を示す図である。
【図９】Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの座標系を示す図である。
【図１０】引き込み制限枠を示す図である。
【図１１】従来技術の課題を説明する図（その１）である。
【図１２】従来技術の課題を説明する図（その２）である。
【符号の説明】
２  固体撮像素子    ４  Ａ／Ｄ変換回路    ５  ディジタル信号処理回路
６  Ｄ／Ａ変換回路    ７  オプティカルディテクタ    ８  コントローラ
５１  原色分離回路    ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ  ホワイトバランスアンプ
５３  γ（ガンマ）補正回路    ７１，７２，８３  減算器
７３  積分回路    ８１  比較回路    ８２  加算器
８４  ゲイン設定回路
【図１】
0003733641.tif 000002
【図２】
0003733641.tif 000003
【図３】
0003733641.tif 000004
【図４】
0003733641.tif 000005
【図５】
0003733641.tif 000006
【図６】
0003733641.tif 000007
【図７】
0003733641.tif 000008
【図８】
0003733641.tif 000009
【図９】
0003733641.tif 000010
【図１０】
0003733641.tif 000011
【図１１】
0003733641.tif 000012
【図１２】
0003733641.tif 000013