JPH04207688A

JPH04207688A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH04207688A
Application number: JP2338010A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fujioka; 敦藤岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、カラービデオカメラ等の撮像装置に関する。

従来の技術単板式のカラービデオカメラでは撮像素子に色フィルタ
を重ねて、空間変調された色信号を得ている。この色フ
ィルタには様々なものがあるが、いずれの方式において
も高輝度の被写体を撮影したときに、各色の画素のダイ
ナミックレンジに差があるために、偽色が発生する問題
がある。

第９図はこの偽色を低減するクリップ回路を備えた撮像
装置の構成を示すブロック図である。同図において、１
は光学系、２は色フィルタを配した撮像素子、３はガン
マ補正回路、４は輝度信号帯域制限用のＬＰＦｌ　５は
輝度系のアパーチャ補正等の原理を′行うＹプロセス回
路、６，７はサンプルホールド回路、８，９はホワイト
バランス用の利得制御回路、１０〜１２は画素毎の信号
のクリップを行うクリップ回路、１３はセレクタ、１４
は色差信号の検出を行う減算回路、１５は色信号帯域制
限用のＬＰＦｌ　１６は１水平走査期間の信号遅延を行
うＩＨ遅延回路、１７はセレクタ、１８は色温度の変化
に伴って色再現性が変化するのを補正する色′補専回路
、　１９はエンコーダ、２０は被写体周辺の光を検出し
、その中の赤色成分と青色成分の比に基づいて色温度信
号ＳＴを発生する色温度検出回路、２２は色温度検出回
路２０の出力に応じてホワイトバランス調整を行うホワ
イトバランス処理回路である。

以上のように構成された従来の撮像装置について以下説
明を行う。

第１０図（ａ）に撮像素子２の色フィルタを示す。

本色フィルタはＹｅ（イエロ）、Ｃ７（シアン）。

Ｍｇ（マゼンタ）、Ｇ（グリーン）の４色からなり、１
画素１色フィルタ構成である。信号の読み出しは上梁の
画素信号を混合するフォトダイオードミックスを用い、
図中Ａフィールドｎラインでは、　（Ｍｇ＋Ｃｙ）信号
と（Ｇ＋Ｙｅ）信号が交互に読み出され、Ａフィールド
ｎ＋１ラインでは、（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号と（Ｇ十Ｃｙ）
信号が交互に読み出される。同様に、Ｂフィールドｎラ
インでは（Ｍｇ十Ｙｅ）信号と（Ｇ＋Ｃｙ）信号が、Ｂ
フィールド、ｎ＋１ラインでは（Ｍｇ十Ｃｙ）信号と（
Ｇ＋Ｙｅ）信号が交互に読み出される。

撮像素子２より得られた信号はガンマ補正回路３でガン
マ補正した後サンプルホールド回路６、サンプルホール
ド回路７でサンプルホールドされる。第１０図（ｂ）に
サンプルパルスＳＰ２とサンプルパルスＳＰＩを示す。

ＳＦ３では（Ｍｇ＋Ｃｙ）信号と（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号を
サンプルし、ＳＰｌではＣＧ＋Ｙｅ）信号と（Ｇ＋Ｃ’
５’）信号をサンプルする。従って、Ａフィールドｎラ
インでは信号ＳＨ２は（Ｍｇ＋ＣＶ）信号となり、信号
ＳＨＩは（Ｇ＋Ｙｅ）信号となる（第１０図（ｃ）参照
）。同様に、Ａフィールドｎ＋１ラインでは信号ＳＨ２
は（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号となり、信号ＳＨ１は（Ｇ＋Ｃ’
７）信号となる（第１０図（ｄ）参照）。

利得制御回路８，９、クリップ回路１０〜１２、セレク
タエ３、減算回路１４までの信号の流れをＡフィールド
ｎラインの信号の場合を基に説明する。サンプルホール
ド回路６でサンプルされた（Ｍｇ十Ｃｙ）信号はクリッ
プ回路１０で所定レベル（ＣＬＰ）を越える信号がクリ
ップされ、減算回路１４に入力される。一方、サンプル
ホールド回路７でサンプルされた（Ｇ＋Ｙｅ）信号は利
得制御回路８で信号ＧＲに応じて利得制御され、ホワイ
トバランスのとれた信号となり、次にクリップ回路１１
で所定レベル（ＣＬＰ）を越える信号がクリップされ、
セレクタ１３によりセレクトさ麹て減算回路１４に入力
される。減算回路１４は２つの信号を減算することによ
り色差信号（２Ｒ−Ｇ）を出力する。以下にその式を示
す。

（２Ｒ−Ｇ）＝　　（Ｍｇ＋Ｙｅ）−ｎ　１−（Ｇ＋Ｃ
ｙ）ここで、ｎｌは信号ＧＲに応じて決まるゲインであ
る。

Ａフィールドｎ＋１ラインの信号の場合は、サンプルホ
ールド回路６でサンプルされた（Ｍｇ十Ｙｅ）信号はク
リップ回路１０を通り、減算回路１４に入力される。一
方、サンプルホールド回路７でサンプルされた（Ｇ＋Ｃ
ｙ）信号は利得制御回路９で信号ＧＢに応じて利得制御
されホワイトバランスのとれた信号となり、次にクリッ
プ回路１２を通りセレクタ１３によりセレクトされて減
算回路１４に入力される。減算回路１４は以下の式によ
り色差信号（２Ｂ−Ｇ）を求める。

（２Ｂ−Ｇ）＝　　（Ｍｇ＋Ｃｙ）−ｎ２・　（Ｇ＋Ｙ
ｅ）とこで、ｎ２は信号ＧＢに応じて決まるゲインであ
る。

以上のようにセレクタ１３でライン毎社信号をセレクト
することにより、減算回路１４の出力は（２Ｒ−Ｇ）信
号と（２Ｂ−Ｇ）信号がライン毎に切り換わる信号とな
る。なお、セレクタ１３の切り換えには水平走査線周波
数ｆＨの半分の周波数を用いる。

第１１図に減算回路１４以降の信号の様子を示す。減算
回路１４の出力信号ＳＣ（第１１図ＳＣ）は色信号帯域
制限用のＬＰＦ１５を通り、セレクタ１７に入力される
（第１１図５０１）。また、ＬＰＦ１５の出力は１水平
走査期間の信号遅延を行うＩＨ遅延回路１６を通りセレ
クタ１７に入力される（第１１図５Ｃ２）。セレクタ１
７では（２Ｒ−Ｇ）信号が信号ＳＲＹに、　（２Ｂ−Ｇ
）信号が信号ＳＢＹになるようにセレクトされる（第１
１図５ＲＹ１５ＢＹ）。

セレクタ１７の出力信号は色補正回路１８を通り色差信
号（Ｒ−Ｙ）、　　（Ｂ−Ｙ）として、エンコーダ１９
に入力される。色補正回路１８は利得制御回路８，９に
よりホワイトバランスがとれた状態でも、色温度の変化
によって（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号の相対比が変
化し、それに伴って色再現性が変化するのを補正するた
めのものである。

第１２図は色補正回路１８の内部構成を示す図である。

同図において、１００は信号５ＲＹ（（２Ｒ−Ｇ）信号
）の利得を制御するＲ−Ｙゲイン回路、１０１は信号Ｓ
ＢＹ　（（２Ｂ−Ｇ）信号）の利得を制御するＢ−Ｙゲ
イン回路、１０２は信号ＳＲＹを所定のゲインに２倍し
た信号を得るＢ−Ｙマトリクス回路、１０３は信号ＳＢ
Ｙを所定のゲインに１倍した信号を得るＲ−Ｙマトリク
ス回路である。色補正回路１８の出力信号は以下の式の
ようになる。

（Ｒ−Ｙ）＝ｐ　１・（２Ｒ−Ｇ）＋ｋ　１・（２Ｂ・
−Ｇ）（Ｂ−Ｙ）＝ｐ２・（２Ｂ−Ｇ）＋に２・（２Ｒ
−Ｇ）ここで、ｐｉ、、ｐ２は信号ＧＲ，ＧＢによって
決まるゲインである。

第１３図は色温度検出回路２０の入出力特性図である。

同図に示すよに色温度信号ＳＴはおおむね次の式で与え
られる。

ＳＴ＝に／Ｔここで、ｋは定数、Ｔは色温度を示す。

第１４図はホワイトバランス処理回路２２の入出力特性
図である。同図に示すように、ホワイトバランス処理回
路２２の利得制御信号ＧＲは色温度が低いときに小さく
なり、信号の利得を下げる制御を行う。一方、利得制御
信号ＧＢは色温度が低いときに大きくなり、信号の利得
を上げる制御を行う。

次に、クリップ回路１０〜１２について説明する。第１
５図（ａ）は色温度が中程度の光源で照明された白色被
写体を撮影したときの撮像素子２の入射光量りとフォト
ダイオードミックスされた各画素信号の出力レベルの関
係を示す図である。同図に示すように（Ｍｇ＋Ｙｅ）信
号は光量ＬＯでＹｅ倍信号飽和するため傾きが緩くなり
、入射光量がＬｌを越えるとＭｇ信号も飽和することに
より出力レベルが一定値となる。、他の信号は、同図に
示すように各々異なった特性を示す。第１５図（ｂ）は
ホワイトバランス制御後で、かつクリップ回路を通る前
の信号を示す図である（第９図における信号ＳＨ２と信
号ＬＲ１あるいは信号ＬＢの特性）。同図に示すように
、ホワイトバランス制御後の（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号と（Ｇ
＋ＣＹ）信号（点線で示す）は入射光量がＬＯまでは同
じ特性となるが、入射光量がＬＯを越える（出力レベル
が５ＲＬＯを越える）と異なった特性となる。従って、
色差信号（２Ｒ−Ｇ）は入射光量がＬＯを越えるとある
値をとりはじめる。一方、　（Ｍｇ＋Ｃｙ）信号と（Ｇ
＋Ｙｅ）信号（−点鎖線で示す）は入射光量がＬｌを越
える（出力レベルが５ＢＬＯを越える）と異なった特性
となる。従って、色差信号（２Ｂ−Ｇ）は入射光量がＬ
ｌを越えるとある値をとりはじめる。ここで、５ＲＬＯ
＜５ＢＬＯおよびＬＯ＜ＬＬであるから、入射光量がＬ
Ｏを越えたとき、もしくは出力レベルが５ＲＬＯを越え
たときに偽色が発生することになる。そこで、従来の撮
像装置では、第９図に示すクリップ回路１０〜１２を設
け、ＣＬＰ≦５ＲＬＯとなるクリップ値ＣＬＰで画素信
号をクリップすることにより偽色の発生を防止していた
。

発明が解決しようとする課題　′ 第１６図は色温度が低い光源で照明された白色被写体を
撮影したときの撮像素子２の入射光量りと各画素信号の
出力レベルの関係を第１５図と同様にして求めたもので
ある。第１６図（ａ）に示すようにホワイトバランス制
御前の特性は第１５図（ａ）の特性と比べて変化してい
る。それに伴って、第１６図（ｂ）に示すホワイトバラ
ンス制御後の特性も第１５図（ｂ）と比べて変化する。

同図に示す特性より偽色の発生を防止するためには、ク
リップ回路１０〜１２のクリップ値ＣＬＰはＣＬＰ≦５
ＢＬＩの関係を満たさなくてはならない。

第１７図は色温度が高い光源で照明された白色被写体を
撮影したときの撮像素子２の入射光量りと各画素信号の
出力レベルの関係を第１５図と同様にして求めたもので
ある。同図（ａ）、　　（ｂ）に示す特性は第１５図、
第１６図と比べて変化しており偽色の発生を防止するた
めには、クリップ値ＣＬＰはＣＬＰ≦５ＲＬ２の関係を
溝たさなくてはならない。

以上述べたように、色温度の変化に伴って偽色の発生を
防止できるクリップ値の最大値（上記の説明では５ＲＬ
Ｏ，５ＢＬＩ、５ＲＬ２）は変化する。従って、全ての
色温度で偽色の発生を防止するためには前記クリップ値
のうちで最も小さい値でクリップすることになる。しか
しながら、上記の方式では、色温度によっては色信号の
ダイナミックレンジを必要以上に狭めることになり問題
であった。

本発明はかかる点に鑑み、被写体の色温度に応じてクリ
ップ値を変化させることにより、常に色信号のダイナミ
ックレンジを最大に利用する撮像装置を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、被写体の色温度を検出する色温度検出回路と
、全面にモザイク状色フィルタを配したカラー撮像素子
と、前記色温度検出回路の出力に基づいて前記カラー撮
像素子の出力信号の画素毎の信号の利得を制御する利得
制御回路と、前記利得制御回路の出力信号をクリップす
るクリップ回路と、前記色温度検出回路の出力信号に基
づいて前記クリップ回路のクリップ値を制御するクリッ
プ演算回路とを備えた撮像装置である。

作用本発明は上記構成により、利得制御回路がホワイトバラ
ンスの調整を行い、クリップ演算回路が色温度に応じた
最適なりリップ値を求め、クリップ回路が前記クリップ
値で画素毎の信号をクリップし偽色の発生を防止し、か
っ色信号のダイナミックレンジを拡大する。

実施例以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図である。第１図において、第９図に示
す従来例と同様の構成については同符号を付しその詳細
な説明を省略する。第９図と異なるのは、クリップ演算
回路２１を設けた点である。

以上のように構成された本実施例の撮像装置について、
以下その動作を説明する。

クリップ演算回路２１は色温度に応じた最適なりリップ
値を出力する。即ち、色温度が低い場合は、第１６図（
ｂ）に示すように偽色の発生を防止できるクリップ値の
最大値５ＢＬＩを出力し、色温度が中程度の場合は、第
１５図（ｂ）に示すように偽色の発生を防止できるクリ
ップ値の最大値５ＲＬＯを出力し、色温度が高い場合は
第１７図（ｂ）に示すように偽色の発生を防止できるク
リップ値の最大値５ＲＬ２を出力する。

第２図はクリップ演算回路２１とホワイトバランス処理
回路２２をＲＯＭテーブルで構成したブロック図である
。同図において、Ａ／Ｄ３０はアナログ／デジタル変換
器、クリップ関数テーブル３１はクリップ値ＣＬＰＬを
求めるＲＯＭテーブル、ホワイトバランステーブルＢ３
２は利得制御回路９の制御信号ＧＢを求めるＲＯＭテー
ブル、ホワイトバランステーブルＲ３３は利得制御回路
８の制御信号ＧＲを求めるＲＯＭテーブル、Ｄ／Ａ３４
はデジタル／アナログ変換器である。ホワイトバランス
テーブルＢ３２．ホワイトバランステーブルＲ３３を第
１４図に示す特性に設定し、クリップ関数テーブル３１
を上述したように色温度で最適なりリップ値を出力する
ように設定することにより精度の良い制御が比較的簡単
に実現できる。なお、第２図はクリップ演算回路２１の
−購成例を示すものであり、必ずしもホワイトバランス
処理回路２２をＲＯＭテーブル構成する必要はない。ま
た、クリップ関数テーブル３１あるいはクリップ関数テ
ーブル３１とホワイトバランステーブルＢ３２とホワイ
トバランステーブルＲ３３をマイクロプロセッサで構成
しても同様の効果が得られる。

以上のように本実施例によれば、クリップ演算回路２１
を設けることにより、色温度に応じた最適なりリップ値
を得ることができ、偽色の発生を防止しながら色信号の
ダイナミックレンジを拡大することができる。

第３図は本発明の第２の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図である。第３図において、第１図に示
す第１の実施例と同様の構成については同符号を付して
その詳細な説明を省略する。

第１図と異なるのは、クリップ演算回路４０とセレクタ
４１とを設けた点である。

クリップ演算回路４０は色温度に応した最適なりリップ
値を出力するものである。第１の実施例のクリップ演算
回路２１と異なるのは、クリップ値を（Ｍｇ＋Ｃｙ）信
号、　　（Ｇ＋Ｙｅ）信号のライン（以下（２Ｂ−Ｇ）
ラインとする）と（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号、　　（Ｇ＋Ｃｙ
）信号のライン（以下（２Ｒ−Ｇ）ラインとする）の２
種類持っていることである。第１６図（ｂ）に示すよう
に色温度が低い場合は、　（２Ｂ−Ｇ）ラインでは出力
信号が５ＢＬＩを越えると偽色が発生するが、　（２Ｒ
−Ｇ）ラインでは出力信号が５ＲＬＩを越えるまで偽色
が発生しない。そこで、　（２Ｒ−Ｇ）ラインのクリッ
プ値を５ＲＬＩまで上げることができれば色信号のダイ
ナミックレンジをさらに拡大することができる。クリッ
プ演算回路４０は（２Ｂ−Ｇ）ラインのクリップ値ＣＬ
ＰＢとして５ＢＬＩを出力し、　（２Ｒ−Ｇ）ラインの
クリップ値ＣＬＰＲとして５ＲＬＩを出力する。同様に
、色温度が中程度の場合は第１５図（’ｂ）に示すよう
に（２Ｆ３−Ｇ）ラインのクリップ値ＣＬＰＢとして５
ＢＬＯを出力し、　（２Ｒ−Ｇ）ラインのクリップ値Ｃ
ＬＰＲとして５ＲＬＯを出力する。色温度が高い場合は
、第１７図（ｂ）に示すように（２Ｂ−Ｇ）ラインのク
リップ値ＣＬＰＢとして５ＢＬ２を出力し、　（２Ｒ−
Ｇ）ラインのクリップ値ＣＬＰＲとして５ＲＬ２を出力
する。セレクタ４１は（２Ｂ−Ｇ）ラインの場合はＣＬ
ＰＢをセレクトし、（２Ｒ−Ｇ）ラインの場合はＣＬＰ
Ｒをセレクトする。

以上のように本実施例によれば、クリップ演算回路４１
が（２Ｂ−Ｇ）ライン、　　（２Ｒ−Ｇ）ライン毎に最
適なりリップ値を出力することにより、さらに色信号の
ダイナミックレンジを拡大することができる。

以下、第３の実施例について説明する。第１゜第２の実
施例において、クリップ値を色温度に応じて最適化する
ことにより、色信号のダイナミックレンジを拡大するこ
とができた。しかしながら、信号処理部をデジタル処理
で行う場合には、前記実施例における利得制御回路８，
９、色補正回路１８内部のＲ−Ｙゲイン回路１００１　
Ｂ−Ｙゲイン回路１０１、Ｂ−Ｙマトリクス回路１０２
、Ｒ−Ｙマトリクス回路１０３をデジタルの乗算器で構
成することになり回路規模が大きくなる。さらに、テレ
ビカメラの垂直同期周波数（以下ｆｖ）と、蛍光灯の電
源周波数（以下ｆｐ）が異なる場合、例えば、ｆｖが８
０Ｈｚで、ｆｐが５０Ｈｚの場合に撮影された映像に発
生する２０Ｈｚの蛍光灯フリッカ−を、信号処理による
利得制御で補正を行う場合には、さらにデジタルの乗算
器を追加する必要があり、回路規模が大きくなる。また
、ホワイトバランス用の利得制御回路の後にクリップ回
路のある構成の撮像装置において、前記利得制御回路を
用いてホワイトバランスとフリッカ−補正を同時に行う
場合には、フリッカ−補正に応じてクリップ値を求め直
す必要がある。そこで、本発明では、クリップ回路に影
響を与えないで、ホワイトバランス用の利得制御回路を
他の利得制御と共用することにより回路規模を削減する
ことを目的とする。

第４図は本発明の第３の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図である。同図において、第１図に示す
第１の実施例と同様の構成については同符号を付してそ
の詳細な説明を省略する。第４図において、５０はアナ
ログ／デジタル変換回路、５１は１水平走査期間の信号
遅延を行うＩＨメモリ、５２は輝度系のアパーチャ処理
等を行うＹプロセス回路、５３は乗算器で構成され輝度
信号の利得を制御する利得制御回路、５４はセレクタ、
５５．５６は画素毎の信号のクリップを行うクリップ回
路、５７．５８は乗算器で構成されホワイトバランス制
御および各種利得制御を行う利得制御回路、５９．６０
は色差信号の検出を行う色差検出回路、６１は２つの色
差信号を同時化する同時化回路、６２は色信号帯域制限
用のＬ　Ｐ　Ｆ１６３はマトリクス回路、６４はセレク
タ、６５〜６７はデジタル／アナログ変換回路、６８は
エンコーダ、６９はフリッカ−成分を検出するために映
像信号を１フイ一ルド期間積分し画面の平均値ＡＶを出
力する平均回路、７０は色温度信号ＳＴＣを出力するア
ナログ・デジタル変換回路、７１はインタフェース回路
、７２はマイクロプロセッサである。

第５図は第４図の信号の流れを示す図である。

以下では第５図、第４図を参照しながら、信号の流れを
説明する。アナログ／デジタル変換回路５０は第５図に
示すＣＫの周波数で信号をデジタル変換する。　（２Ｂ
−Ｇ）ラインの信号がデジタル変換されている場合は信
号ＤＬＩは（Ｍｇ＋Ｃｙ）信号と（Ｇ＋Ｙｅ）信号が交
互に現われる。ｆＨ／２の周波数でセレクタ５４を切り
換えることによって、　（２Ｒ−Ｇ）ラインの信号をＤ
ＲＬへ、（２Ｂ−Ｇ）ラインの信号をＤＢＬへ振り分け
る。

振り分けられた信号はクリップ回路５５．５６で画素毎
の信号でクリップされ、さらに利得制御回路５７．５８
でホワイトバランス制御および各種利得制御を行う。色
差検出回路５９は以下の式に従って前後の信号の差を求
めることにより色差信号（２Ｒ−Ｇ）を出力する（信号
ＤＲ８）。

（２Ｒ−Ｇ）＝ｗｂ３・（Ｍｇ＋Ｙｅ）−ｗｂ４・（Ｇ
＋Ｃｙ）ここで、Ｗ　ｂ　３ｓ　　ｗ　ｂ　４はマイクロプロッ
セサ７２によって与えられるゲインである。同様に、色
差信号検出回路６０は以下の式に従って前後の信号の差
を求めることにより色差信号（２Ｂ−Ｇ）を出力する（
信号ＤＢＳ）。

（２Ｂ−Ｇ）＝ｗｂ　１−（Ｍｇ＋Ｃｙ）−ｗｂ２・（
Ｇ＋Ｙｅ）ここで、Ｗｂ１９ｗｂ１はマイクロプロッセサ７２によ
って与えられるゲインである。２つの色差信号は同時化
回路６１で同時化され（信号ＤＲＢ）、色信号帯域制限
用のＬＰＦＥｔ２を通り、マトリクス回路６３に入力さ
れる。マトリクス回路６３では以下の式で示す補正を行
う。

Ｒ−Ｙ＝　（２Ｒ−Ｇ）＋ｍｌ　・（２Ｂ−Ｇ）Ｂ−Ｙ
＝　　（２Ｂ−Ｇ）＋ｍ２　・　（２Ｒ−Ｇ）ここで、
ｍｌ、ｍ２は係数である。

マトリクス回路６３の出力（信号ＤＲＢＭ）はセレクタ
６４でＲ−Ｙ信号（信号ＤＲＹ）とＢ−Ｙ信号（信号Ｄ
ＢＹ）に振り分けられる。

第６図はインタフェース回路７１の内部構成を示すブロ
ック図である。インタフェース回路７１はマイクロプロ
セッサ７２とクリップ回路５５゜５６、利得制御回路５
７．５８等へのインタフェースを行う。同図において、
８１．８２はバッフハ　８３〜９１はラッチ、８０はバ
ッファ８１゜８２およびラッチ８３〜９１を制御する制
御回路、ＣＢはバッファ８１．８２およびラッチ８３〜
９１の制御情報を送るコントロールバス、ＤＢはデータ
バスである。

マイクロプロセッサ７２はコントロールバスＣＢでバッ
ファ８１．バッファ８２を制御することにより色温度信
号ＳＴＣおよび平均値ＡＶをデータバスＤＢを介して取
り込むことができる。また、コントロールバスＣＢでラ
ッチ８３〜９１を制御することにより、任意の値を書き
込むことができる。バッファ８３〜８６はクリップ回路
５５〜５６の各画素のクリップ値書き込み用のバッファ
であり、それぞれ（Ｍｇ十Ｃｙ）信号、　　（Ｇ＋Ｙｅ
）信号、　　（Ｍｇ十Ｙｅ）信号、　　（Ｇ＋（４）信
号のクリップ値を書き込む。バッファ８７〜９０は利得
制御回路５７．５８のゲイン書き込み用のバッファであ
り、それぞれ（Ｍｇ＋Ｃｙ）信号、　　（Ｇ十Ｙｅ）信
号、　　（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号、　　（Ｇ＋Ｃｙ）信号の
ゲインを書き込む。ラッチ９１は利得制御回路５３のゲ
インを書き込む。９２はセレクタであり、各クリップ値
およびゲインを映像信号の対応する画素信号に振り分け
ている。

次に、マイクロプロセッサ７２の処理を説明する。第７
図は処理の流れを示すフローチャートである。同図にお
いて、処理ａでは以下の処理ｂ−ｇを１フイード毎に行うため
の同期をとる。処理すでは色温度信号ＳＴＣと平均回路
６９で求めた平均値ＡＶを読み込む。処理Ｃでは色温度
に応じた最適なりリップ値を求める。第２の実施例と同
様に（２Ｂ−Ｇ）ライン、　　（２Ｒ−Ｇ）ライン毎に
クリップ値を求める場合を例に各色温度でのクリップ値
の求める手順を説明する。色温度が低い場合は、第１６
図（ｂ）に示すように、　（２Ｒ−Ｇ）ライン、　　（
２Ｂ　−Ｇ）ラインともに入射光量がＢ３を越えると偽
色が発生する。そこで、１６図（ａ）に示すように（Ｍ
ｇ＋Ｃｙ）信号＋　　（Ｇ　＋　Ｙ　ｅ　）信号、　　
（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号、　　（Ｇ十ＣＹ）信号をそれぞれ
、ＣＢＬＬ。

ＣＢ１２．ＣＲＩＩ、ＣＲ１２でクリップすることによ
り偽色の発生を防ぐ。同様に、色温度が中程度の場合は
、第１５図（ａ）に示すように（Ｍｇ＋ＣＹ）信号、　
　（Ｇ＋Ｙｅ）信号、　　（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号、　　（
Ｇ＋ＣＹ）信号を、それぞれＣＢＯＩ。

ＣＢＯ２，ＣＲＯＩ、ＣＲＯ２でクリップし、色温度が
高い場合は第１７図（ａ）に示すように各画素信号それ
ぞれ、ＣＢ２１．ＣＢ２２．ＣＲ２１゜ＣＲ２２でクリ
ップする。このように、色温度に応じた各画素信号のク
リップ値を求めて、関数テーブルに持つことにより、簡
単にクリップ値を求めることかできる。

処理ｄではホワイトバランスゲインを求める。

本実施例における利得制御回路５７．５８では第１図お
よび第３図に示す第１．第２実施例の利得制御回路８，
９の機能の他に、色補正回路１８内部のＲ−Ｙゲイン回
路１００とＢ−Ｙゲイン回路１０１の機能も行う。ここ
で、　（Ｍｇ＋Ｃ’Ｙ）信号のゲインをｗＬ　　（Ｇ＋
Ｙｅ）信号のゲインをｗ２、　（Ｍｇ十Ｙｅ）信号のゲ
インをｗ３、　（Ｇ＋Ｃｙ）信号のゲインをｗ４とする
と各画素毎の信号のゲインは利得制御回路８における（
Ｇ十Ｃｙ）信号のゲインｎＬ　利得制御回路９における
（Ｇ＋Ｙｅ）信号のゲインｎ２、Ｒ−Ｙゲイン回路１０
０におけるゲイン１）１、Ｂ−Ｙゲイン回路１０１にお
けるゲインｐ２より以下の式で簡単に求めることができ
る。

Ｗｌ：Ｉ）２Ｗ２：ｐ２・Ｂ２ｗ３＝ｐ１ｗ４＝ｐ　１　＊　ｎ　まただし、ｐＬ　　ｐ２．ｎＬ　　Ｂ２は色温度に応じて
変化する。以上のようにして色温度に応じて変化する各
画素毎のゲインを関数テーブルに持つことにより、ホワ
イトバランスゲインを簡単に求めることができる。

処理ｅではフリッカ−補正用のゲイン（ＧＡ　ＩＮ）を
求める。本実施例ではフリッカ−補正を利得制御回路５
７．５８および利得制御回路５３の利得を制御すること
により行う。第８図にフリッカ−補正処理のフローチャ
ートを示す。同図において、処理りで画面の平均値を過
去３フィールド間保存し、処理ｉに示す式でＧＡＩＮを
求める。

処理ｆでは処理ｄで求めた各画素毎の信号のホワイトバ
ランスゲインと処理ｅで求めたＧＡＩＮから、最終的な
各画素毎のホワイトバランスゲインを以下の式で求める
。

ｗｂｌ＝ｗｌ＊ＧＡＩＮｗｂ２＝ｗ２・ＧＡＩＮｗｂ３＝ｗ３・ＧＡＩＮｗｂ　４＝ｗ４　・ＧＡ　Ｉ　Ｎここで、　（Ｍｇ＋Ｃｙ）信号、　　（Ｇ＋Ｙ　ｅ　）
信号、　　（Ｍｇ＋Ｙｅ）信号、　　（Ｇ＋Ｃｙ）信号
の最終的なゲインをそれぞれ、ｗ　ｂ　Ｌ　　ｗ　ｂ　
２ｒ　　ｗ　ｂ３、ｗｂ４とする。

処理ｇでは処理Ｃで求めたクリップ値をインタフェース
回路７１のラッチ８３〜８６に処理ｅで求めたＧＡＩＮ
をラッチ９１に、処理ｆで求めたホワイトバランスゲイ
ンをラッチ８７〜９０に書き込む。

本実施例では、利得制御回路５５．５８を利用してホワ
イトバランス制御、　（２Ｒ−Ｇ）信号および（２Ｂ−
Ｇ）信号の利得制御およびフリッカ−補正を行うことに
より回路規模を削減している。

また、クリップ回路が利得制御回路の前にあるため、ホ
ワイトバランス以外の利得制御を行ってもクリップ値に
影響を与えることはない。

以上のように、本実施例によれば色信号のダイナミック
レンジを犠牲にしないで偽色の発生を防ぐことができ、
さらにホワイトバランス用の利得制御回路で各種制御を
行うことにより回路規模を削減できる。

なお、第３の実施例において、第２の実施例と同様にク
リップ値を（２Ｂ−Ｇ）ライン、（２Ｒ−Ｇ）ライン毎
に求めたが、第１の実施例と同様に２つのラインともに
同一のクリップ値にすることも可能である。また、マイ
クロプロセッサ７２の処理は一例を示したものであり、
フリッカ−補正等の処理はこれに限らない。

第１．第２．第３実施例において、色温度検出回路は映
像信号以外の信号により色温度を検出したが、映像信号
により色温度検出を行うことも可能である。例えば、色
差信号の平均値がＯとなるようにホワイトバランス制御
を行う方式においては、そのホワイトバランス用の利得
制御信号を用いることができる。また、色差信号を検出
する前の各画素信号の平均値の関係から色温度を検出す
ことも可能である。

各画素信号のクリップ値は、偽色の発生が視覚上問題の
ない範囲で、やや高く設定しても良い。

例えば第１の実施例において、第１５図（ｂ）に示す色
温度の低い場合のクリップ値Ｓ　ＲＬ　Ｏを５ＢＬＯに
近づけることが可能である。なお、第１５図、第１６図
、第１７図に示す特性は一例であり、撮像素子によって
変化する。

上記の実施例では、マトリクス回路に固定のゲインを与
えていたが、色温度に応じて制御することにより色再現
性が改善できる。

発明の詳細な説明したように、本発明によれば偽色を発生させない
で色信号のダイナミックレンジを拡大し、さらに信号処
理部をデジタル処理した場合でも回路規模が大きくなら
ないので、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実、前例における撮像装置の構
成を示すブロック図、第２図はクリップ演算回路２１お
よびホワイトバランス処理回路２２の内部構成を示すブ
ロック図、第３図は本発明の第２の実施例における撮像
装置の構成を示すブロック図、第４は本発明の第３の実
施例における撮像装置の構成を示すブロック図、第５図
は同実施例の信号の流れを示すタイミング図、第６図は
インタフェース回路７１の内部構成を示すブロック図、
第７図はマイクロプロセッサ７２の動作を説明するため
のフローチャート、第８図はフリッカ−補正処理のフロ
ーチャート、第９図は従来の撮像装置の構成を示すブロ
ック図、第１０図は撮像素子２の動作を説明するための
説明図、第１１図は従来例の信号の流れを示すタイミン
グ図、第１２図は色補正回路１８の内部構成を示すブロ
ック図、第１３図は色温度検出回路２０の入出力特性を
示す特性図、第１４図はホワイトバランス処理回路２２
の入出力特性を示す特性図、第１５図。第１６図、第１７図は撮像素子２の入出力特性を示す特
性図である。１・・・光学系、　　２・・・撮像素子、　　６・・・
サンプルホールド回路、　　７・・・サンプルホールド
回路、８・・・利得制御回路、　　９・・・利得制御回
路、１０・・・クリップ回路、　　１１・・・クリップ
回路、１２・・・クリップ回路、　　２０・・・色温度
検出回路、２１・・・クリップ演算回路、　　２２・・
・ホワイトバランス処理回路。代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名第２図？５Ｌ−一−−一−−一一二−Ｊ啼　　　−Ｗ（ｒ）Ｅ　ご只候１目Ｂ　’６　Ｍ　Ｅ訟Ｕ）味豊第１０図第１１問第１２図ｐ／′＋第１３図第１４図　　− Ｔ第１５　関入酊１ｒＬ入Ｉ′Ｔ’を量り第１６図ｊへ釘荒１１（ｂ）ＪＮｒ先！Ｌ第１７図（ａ−）ム２人豹丸１ｔ− ｚ入ｔ’ｒ先！Ｌ手続補正書（方式）平成３年す月／、２　日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被写体の色温度を検出する色温度検出回路と、全面にモザイク状色フィルタを配したカラー撮像素子と
、前記色温度検出回路の出力に基づいて前記カラー撮像素
子の出力信号の画素毎の信号の利得を制御する利得制御
回路と、前記利得制御回路の出力信号をクリップするクリップ回
路と、前記色温度検出回路の出力信号に基づいて前記クリップ
回路のクリップ値を制御するクリップ演算回路とを備え
た撮像装置。
（２）被写体の色温度を検出する色温度検出回路と、全面にモザイク状色フィルタを配したカラー撮像素子と
、画素毎の信号をクリップするクリップ回路と、前記色温
度検出回路の出力に基づいて前記クリップされた信号の
利得を制御する利得制御回路と、前記色温度検出回路の
出力信号に基づいて前記クリップ回路のクリップ値を制
御するクリップ演算回路とを備えた撮像装置。