JPH08182004A - 面順次カラーカメラのアイリス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面順次カラーカメラにおいて電子シャッタに
よりアイリス制御を行ないカメラの小型軽量化、高性能
化を図る。 【構成】 面順次カラーカメラのアイリス制御装置であ
って、色バランス設定時に、各色に対応する固体撮像素
子の画像蓄積時間を同一時間に設定する初期時間設定手
段（９，１７）と、初期時間設定手段による設定後に色
バランス調整用被写体を撮像して固体撮像素子から得ら
れた各色の信号値に基づき色バランス補正信号を得る演
算手段（９）と、前記色バランス補正信号に基づき固体
撮像素子（４）の各色ごとの画像蓄積時間を調整して色
バランスの設定を行なうシャッタ時間設定手段（５，１
０）と、色バランス設定後の被写体撮像時に、アイリス
設定信号に基づき、設定された色バランス状態を保ちな
がら、各色の画像蓄積時間を調節するアイリス制御手段
（９，１０，５）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、面順次カラーカメラの
アイリス制御装置に関し、特に電子シャッタ動作が可能
な固体撮像素子を使用した面順次カラーカメラにおい
て、簡単な装置構成により電子的にカメラの露光量を適
正値に設定できるようにする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子などを使用したカラーカメ
ラ、例えばＣＣＤなどの固体撮像素子を使用した面順次
カラーカメラ、においては被写体の明るさに応じて固体
撮像素子に入射する画像光の光量を適切な値に調節する
必要がある。従来、このような画像光の光量を適切な値
に設定するための絞り制御は、撮像レンズに設けられた
絞り（アイリス）を調節することにより行っていた。ア
イリスの調節は手動で行うか、あるいは固体撮像素子に
よって得られた撮像信号からアイリス制御信号を求め、
このアイリス制御信号に基づき自動で調節するオートア
イリスが行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オート
アイリス機構による絞り制御を行なうためには、撮像レ
ンズ周辺にアイリス駆動のための機構が必要となりレン
ズ周辺部の寸法が大きくなりまた重量も増大する。さら
に、アイリス駆動のための回路も必要となる。このた
め、オートアイリス機構を設けたカメラは小型、軽量化
するのが困難であるという不都合があった。

【０００４】また、手動によりアイリス調節を行うカメ
ラにおいては、撮像レンズに設けられたアイリス環を調
節する場合に、カメラ位置のずれ、またはフォーカスの
ずれを生じるという不都合があった。

【０００５】したがって、本発明の目的は、前述の従来
例のカラーカメラにおける問題点に鑑み、面順次カラー
カメラにおいて、簡単な装置構成によりかつカメラの小
型軽量化を妨げることなしに適切にアイリス調節を行う
ことができるようにすることにある。

【０００６】本発明の他の目的は、面順次カラーカメラ
において、アイリス調節の際に、カメラ位置のずれまた
はフォーカスのずれなどを生じることなく適切にアイリ
ス調節が行われるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係わる面順次カラーカメラのアイリス制御
装置では、撮像レンズを介して受光した被写体の画像光
を色分解するカラーフィルタと、該カラーフィルタによ
り色分解された画像光を撮像しかつ電子シャッタ動作が
可能な固体撮像素子と、色バランス設定指令に応じて各
色に対応する固体撮像素子の画像蓄積時間を同一または
あらかじめ定められた時間比率に設定する初期時間設定
手段と、該初期時間設定手段による設定後に、色バラン
ス調整用被写体を撮像することによって前記固体撮像素
子から得られた各色の信号値に基づき色バランス補正信
号を得るための演算手段と、前記色バランス補正信号に
基づき前記固体撮像素子の各色ごとの画像蓄積時間を調
整することによって色バランスの設定を行うシャッタ時
間設定手段と、色バランス設定後の被写体撮像時に、ア
イリス設定信号に基づき、前記設定された色バランス状
態を保ちながら、各色の画像蓄積時間を調節するアイリ
ス制御手段とを設ける。

【０００８】前記演算手段はさらに前記固体撮像素子か
ら得られた各色の信号値から適正光量を得るために必要
な露出補正信号を得、該露出補正信号に基づき前記アイ
リス制御手段が前記設定された色バランスを保ちながら
前記固体撮像素子の画像蓄積時間を調整することによっ
て、自動的に適正露出を得るよう構成することもでき
る。

【０００９】また、手動にて露出設定を行なうための手
動絞り制御手段を備え、該手動絞り制御手段の設定に基
づき得られたアイリス設定信号により前記アイリス制御
手段が設定された色バランスを保ちながら固体撮像素子
の画像蓄積時間を制御するよう構成することもできる。

【００１０】さらに、各色の画像蓄積時間を同一の所望
の値に設定するための初期シャッタ時間入力手段、およ
び前記画像蓄積時間が適正値であることを示す適正光量
表示手段を有し、前記初期シャッタ時間入力手段によっ
て画像蓄積手段を調節することによって前記適正光量表
示手段が適正光量入力状態を表示した後、前記色バラン
スの設定が行なわれるよう構成することもできる。

【００１１】さらに、前記撮像レンズに被写体画像光の
入射光量を調節する絞り機構を設けてもよい。

【００１２】

【作用】上記構成に係わるアイリス制御装置において
は、あらかじめ色バランス調整用被写体、たとえば白い
紙またはカラービュアーの白色光など、を撮像しながら
色バランス設定スイッチなどにより色バランス設定指令
を与える。これに応じて前記初期時間設定手段が固体撮
像素子の画像蓄積時間を同一、またはあらかじめ定めら
れた時間比率に設定する。そして、この状態で前記固体
撮像素子から得られた各色の信号値に基づき演算手段が
色バランス補正信号を算出し、前記シャッタ時間設定手
段がこの色バランス補正信号に基づき固体撮像素子の色
ごとの画像蓄積時間を調整し、色バランスの設定を行な
う。

【００１３】このようにして色バランスが設定された
後、所望の被写体の画像を撮像する際には、手動により
あるいは自動的に与えられたアイリス設定信号に基づき
前記アイリス制御手段が、前述のようにして設定された
色バランス状態を保ちながら、すなわち各色ごとの画像
蓄積時間の比率を一定に保ちながら、各色の画像蓄積時
間を調節することによってアイリス制御を行なう。これ
により、面順次カラーカメラの絞り制御を電子的に行な
うことが可能になり、撮像レンズ周辺のアイリス制御機
構およびアイリス駆動回路が不要になり、カメラの小
型、軽量化を妨げることなく適切な絞り調整を行なうこ
とが可能になる。また、手動によりアイリス調節を行う
場合にも、レンズのアイリス環を調節する必要がないか
ら、カメラ位置のずれ、またはフォーカスのずれを生じ
ることがなくなり、適切な撮像を行なうことが可能にな
る。

【００１４】また、前記演算手段によって、固体撮像素
子から得られた各色の信号値から適正光量を得るのに必
要なアイリス設定信号を求め、このアイリス設定信号に
基づきアイリス制御手段が前記設定された色バランスを
保ちながら固体撮像素子の画像蓄積時間を調節すること
によって、自動的に適正露出を得ることが可能になる。
この場合も、撮像レンズ周辺のオートアイリス機構およ
びその駆動回路などが不要になり、カメラの小型、軽量
化が達成できる。

【００１５】さらに、手動で露出設定を行なうために、
例えばキースイッチその他の手動絞り制御手段を設け、
この手動絞り制御手段の設定に基づき得られたアイリス
設定信号により前記アイリス制御手段が設定された色バ
ランスを保ちながら固体撮像素子の画像蓄積時間を制御
することができる。この場合は、キースイッチなどによ
り所望の絞り値などを入力することにより該絞り値と等
価な状態となるよう固体撮像素子の画像蓄積時間が制御
される。この場合も、電子的にアイリス制御を行なうこ
とができ、キースイッチのようなストロークの小さいか
つ弱い力で操作できる手動絞り制御手段によってアイリ
ス設定ができるから、カメラのアイリス機構が簡単にな
るとともに、撮像時のカメラ位置のずれまたはフォーカ
スのずれなどの不都合が除去できる。

【００１６】また、各色の画像蓄積時間を同一の所望の
値に設定する初期シャッタ時間入力手段および画像蓄積
時間が適正値であることを示す適正光量表示手段を設け
た場合には、初期シャッタ時間入力手段によって順次種
々の画像蓄積時間を入力し、適正光量表示手段によって
画像蓄積時間が適正な値になったことを知ることができ
る。そして、このような画像蓄積時間が適正値になった
状態、すなわち適正光量入力状態で色バランスの設定を
行なうことにより、色バランスの設定が極めて適切に行
なわれる。これによって、以後所望の被写体を撮像する
際に、適切に色バランスが設定された状態を保ちながら
アイリス制御が行なわれ、適切な露光状態で撮像を行な
うことが可能になる。

【００１７】さらに、以上のような電子シャッタによる
アイリス制御と併用して、撮像レンズに被写体画像光の
入射光量を調節する絞り機構を設けた場合には、極めて
広範囲の明るさの被写体画像光に対し適切に絞り制御を
行なうことが可能になり、応用範囲の広いカメラが実現
できる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図１は、本発明の１実施例に係わるアイリス
制御装置を備えた面順次カラーカメラの概略の構成を示
す。同図のカラーカメラは、被写体１の画像光を撮像素
子４の撮像面に結像させる撮像レンズ２と、撮像レンズ
２と固体撮像素子４との間に回転可能に配置された色分
解のためのカラーフィルタ３とを備えている。図１の装
置はまた、ＣＣＤのような前記撮像素子４を備えてお
り、この撮像素子４は後に詳細に説明するように電子シ
ャッタ動作が可能なものである。

【００１９】

【００２０】図１の装置はさらに、撮像素子４の撮像信
号出力を増幅する増幅回路６、該増幅回路６の出力が供
給されるサンプルホールド回路７、サンプルホールド回
路７からの信号が入力されるマルチプレクサ回路８、マ
イクロプロセッサなどで構成される演算装置９を備えて
いる。なお、演算装置９は各色の画像データを一時記憶
するためのメモリをも備えている。図１の装置は、また
マルチプレクサ回路８からの信号を処理して所望のカラ
ー映像信号を出力するための信号処理回路１２を含んで
いる。

【００２１】図１の装置はまた、撮像素子４に供給する
駆動信号を生成する撮像素子駆動回路５と、該撮像素子
駆動回路５に供給される各制御パルスを発生する同期信
号発生回路１０と、該同期信号発生回路１０からの制御
信号に基づき前記回転カラーフィルタ３を回転駆動する
ためのモータのようなカラーフィルタ駆動装置１１と、
回転カラーフィルタ３の回転を検出するための例えばフ
ォトインタラプタのような回転検出器１３を備えてい
る。なお、回転検出器１３の出力は同期信号発生回路１
０に入力されている。同期信号発生回路１０は、前述の
ように、撮像素子駆動回路５およびカラーフィルタ駆動
装置１１に各種制御信号を供給する。

【００２２】さらに、前記演算装置９には、ホワイトバ
ランスを設定するための指令を与えるホワイトバランス
設定スイッチ１４、および手動により絞り制御を行なう
ためのマニュアル絞り設定装置１５が接続されている。
マニュアル絞り設定装置１５は、例えばソフトタッチの
キースイッチなどを備え、所望の絞り設定値または露出
設定情報を入力できるよう構成されている。また、演算
装置９には適正光量状態を表示するための適正光量ＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）１６が接続されている。さらに、
前記同期信号発生回路１０には手動により固体撮像素子
４の画像蓄積時間を設定するための初期シャッタ時間設
定スイッチ１７が接続されている。

【００２３】図２は、図１の装置に使用されている色分
解用の回転カラーフィルタ３の詳細な構造を示す。図２
のカラーフィルタ３は、互いに１２０度の等しい角度で
区分された赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、の各
色のフィルタ領域１８，１９，２０を備えている。フィ
ルタ領域１８は赤色の光のみを透過させるよう構成さ
れ、フィルタ領域１９は緑色の光のみを透過させるよう
構成され、かつフィルタ領域２０は青色の光のみを透過
させるよう構成されている。このようなカラーフィルタ
３は回転軸２１の回りに前記駆動装置１１によって固体
撮像素子４の走査タイミングと同期して回転される。図
２には、このような回転カラーフィルタ３と前記固体撮
像素子４の位置関係が示されている。

【００２４】さらに、カラーフィルタ３には、その外周
に等間隔に配置された複数の不透明領域２２，２２ａが
形成されている。これらの不透明領域２２，２２ａは、
前記図１の回転検出器１３によって、カラーフィルタ３
の回転に応じた信号を得る為に使用される。尚、他の不
透明領域２２と大きさが異なる不透明領域２２ａは、１
回転内で、領域１９（即ち、緑色（Ｇ）の領域）を検出
するために、他の領域２２と異なる大きさに形成されて
いる。

【００２５】本発明に係わる装置に使用される固体撮像
素子としては電子シャッタ動作が可能なものが使用され
る。すなわち電荷蓄積型の画素を有し、蓄積時間を制御
することができ、かつリセット動作が可能なものが使用
される。図３の（ａ）は、このような電子シャッタ動作
が可能であり、図１の面順次カラーカメラに使用される
固体撮像素子４の構成例を示す。同図の固体撮像素子は
２次元的にマトリクス状に配置された複数の受光素子、
すなわちフォトダイオード２３と、該フォトダイオード
２３から画像光に対応する電荷信号を図示しないフィー
ルドシフトゲートを介して受入れ縦方向に、すなわち図
面では上から下方向に、転送する垂直転送ＣＣＤ２４
と、各垂直転送ＣＣＤ２４から順次転送されてきた垂直
方向の画素からの映像信号電荷を順次水平方向に転送す
る水平転送ＣＣＤ２５を備えている。また、水平転送Ｃ
ＣＤ２５の出力を映像信号出力として外部に取出すため
に増幅器２６が設けられている。

【００２６】このような固体撮像素子においては、図示
しない被写体の画像光が各画素、すなわちフォトダイオ
ード２３に照射され、各画素の位置における画像光の強
度に応じた電荷が図示しないフィールドシフトゲートを
介してｎ番目のフィールドとｎ＋１番目のフィールドの
間に各フォトダイオード２３に隣接する垂直転送ＣＣＤ
２４に転送される。そして、垂直転送ＣＣＤ２４はこの
ようにして各フォトダイオード２３から入力される画像
電荷を順次転送し水平転送ＣＣＤ２５に与える。水平転
送ＣＣＤ２５は、また垂直転送ＣＣＤ２４から供給され
る電荷を順次水平方向に転送し、増幅器２６を介して映
像信号出力として外部に供給する。

【００２７】このような固体撮像素子は、図３の（ｂ）
に示すようなフィールドシフトゲートパルスの１周期ご
とに１フィールド分の画像情報が得られるよう駆動され
る。そして、各フォトダイオード２３における画像電荷
の蓄積は、蓄積開始パルスの例えば立下り時点から開始
され、フィールドシフトゲートパルスの立上り時点まで
行なわれる。すなわち、蓄積開始パルスの立下りからフ
ィールドシフトゲートパルスの立上りまでの期間が画像
光の蓄積期間となる。したがって、１つのフィールド期
間における、この蓄積期間の前の期間は画像電荷が蓄積
されず掃出される。また、蓄積期間の間に各画素に蓄積
された画素電荷は蓄積期間の終了後、すなわち各フィー
ルドの終りに転送され外部に出力される。

【００２８】次に、以上のような構成を有する面順次カ
ラーカメラの動作を色バランス調整およびアイリス制御
を中心として説明する。図１において、被写体１からの
画像光は撮像レンズ２によって固体撮像素子４の撮像面
上に結像される。同期信号発生回路１０からの制御信号
に基づき、撮像素子駆動回路５が所定のフィールド周期
で固体撮像素子４に駆動パルスを入力し画像の掃き出
し、蓄積、転送などの動作を行なわせる。この場合、同
期信号発生回路１０からカラーフィルタ駆動装置１１に
も制御信号が入力され、カラーフィルタ３の回転と固体
撮像素子４の走査が同期するよう制御される。

【００２９】また、回転検出器１３によって回転カラー
フィルタ３の不透明領域２２，２２ａが検出され、これ
によって回転カラーフィルタ３の回転位置などに関する
情報が同期信号発生回路１０に入力される。同期信号発
生回路１０は、回転検出器１３からの信号などに基づ
き、回転カラーフィルタ３の回転位置と固体撮像素子４
の撮像面の位置などから回転カラーフィルタ３の色境界
が固体撮像素子４の上を通過している期間、すなわち混
色期間を検出する。同期信号発生回路１０はこの混色期
間を示す信号をも撮像素子駆動回路５に入力する。

【００３０】撮像素子駆動回路５は、同期信号発生回路
５からの信号に基づき、後に詳細に説明するように、混
色期間以外の期間に蓄積開始パルスを生成し固体撮像素
子４に入力する。これによって、固体撮像素子４は被写
体１の画像に対応する信号を出力し、この信号は増幅回
路６によって増幅された後、サンプルホールド回路７で
サンプルホールドされる。サンプルホールドされた信号
はマルチプレクサ回路８においてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの
信号に分けられる。このＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの信号は信
号処理回路１２によって所定の画像処理などが行なわれ
た後外部に出力される。また、マルチプレクサ回路８か
らの各Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの信号は演算装置９にも入力
され、後に詳細に説明するようにホワイトバランス設定
およびアイリス制御のための補正信号を演算によって生
成し、同期信号発生回路１０に供給する。

【００３１】このような面順次カラーカメラにおいて
は、被写体を撮像する前に、あらかじめホワイトバラン
スの設定を行なう。ホワイトバランスの設定を行なうた
めにはあらかじめ固体撮像素子４の画像蓄積時間を適正
な値に設定した後行なう。また、ホワイトバランス設定
を行なう場合には、被写体１としては例えば白い紙など
の白い被写体を撮影するか、あるいは画像発生装置（カ
ラービュアー）からの白色光源の画像を撮像しながら行
なう。

【００３２】まず、初期シャッタ時間設定スイッチ１７
を操作して固体撮像素子４の電子シャッタ時間、すなわ
ち画像蓄積時間を、例えば、１／１２０秒、１／２４０
秒などと順次設定入力する。この入力に応じて同期信号
発生回路１０から撮像素子駆動回路５に制御信号が入力
され、撮像素子駆動回路５は固体撮像素子４に駆動信号
を入力して固体撮像素子４の画像蓄積時間を制御する。
この場合各色Ｒ，Ｇ，Ｂの画像蓄積時間は同一の値とし
ながら初期シャッタ時間設定スイッチ１７で指定された
時間となるよう制御する。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像蓄積
時間はあらかじめ定められた比率を保ちながら制御する
こともできる。

【００３３】このような状態で、固体撮像素子４によっ
て撮像された白い被写体の画像に対応する画像信号は増
幅回路６、サンプルホールド回路７、マルチプレクサ回
路８を通って各Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色の信号が演算装
置９に入力される。演算装置９は、例えばＢの信号量が
適正光量値、例えば０．７ボルトの場合に適正光量ＬＥ
Ｄ１６を点灯させる。

【００３４】ＬＥＤ１６が点灯すれば、色バランス設定
のための適正な光量制御が行なわれたことが分かるか
ら、オペレータは次に色バランス設定スイッチ１４をオ
ンとする。これに応じて、演算装置９は固体撮像素子４
から増幅器６、サンプルホールド回路７、マルチプレク
サ回路８を通って入力された各Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色
の信号レベル、すなわち固体撮像素子４の画像蓄積時間
が同一の場合の各色の信号レベル、に基づきＲ，Ｇ，Ｂ
の画像信号のレベルが等しくなるようにするのに必要な
各色の画像蓄積時間を制御するための補正信号を演算に
よって求める。

【００３５】この補正信号は同期信号発生回路１０を介
して撮像素子駆動回路５に入力される。撮像素子駆動回
路５はこの補正信号に基づき前記混色期間が終了した後
に各色ごとに順次蓄積開始パルスを生成するが、この蓄
積開始パルスの生成タイミングは、前記色補正信号に応
じて画像蓄積時間が調整されるようなタイミングとさ
れ、これによって色バランスの設定が行なわれる。

【００３６】なお、固体撮像素子４は、このような蓄積
開始パルスが入力されるまでは画像電荷を掃き出すよう
動作しているが、蓄積開始パルスが撮像素子駆動回路５
から入力されると、画像電荷の蓄積を開始する。この画
像電荷の蓄積は各フィールド期間の終りまで続けられ、
この期間の終りに蓄積された電荷が外部に転送される。
これによって、各色ごとに画像電荷の蓄積時間を変化さ
せることができ、各色ごとの感度を制御し、光源色温度
およびカラーフィルタの分光透過率の違いなどを吸収し
て白い被写体の映像信号を同一レベルとすることが可能
になる。

【００３７】このようにして色バランスの設定が行なわ
れた後に、希望する被写体を撮像する場合には、本発明
では前述のようにして設定された色バランス状態を保ち
ながら各色の画像蓄積時間を調節してアイリス制御を行
なう。すなわち、例えば暗い被写体の場合、前述のよう
にして設定された各色の画像蓄積時間の比率を維持した
まま、各色の画像蓄積時間を長くし、各色のシャッタ時
間を遅くすることで適正光量に合せる。明るい被写体の
場合は、シャッタ時間を早くし、画像蓄積時間を短くす
ることで適正光量に合せる。このような適正光量への調
整のためのアイリス制御は、例えば、演算装置９におい
て入力された各色の画像信号のレベルから、被写体の輝
度レベルを示す露出補正用のアイリス設定信号を演算に
より求める。このアイリス設定信号が同期信号発生回路
１０に入力され、同期信号発生回路１０から撮像素子駆
動回路５に対応する駆動信号が入力されて撮像素子４の
画像蓄積時間を調節する。この場合、前述の色バランス
設定により得られた各色の画像蓄積時間の比率は保った
まま、新たに画像蓄積時間を調節する。これによって、
被写体の光量に応じて自動的に固体撮像素子４の画像蓄
積時間が調整され、アイリス制御が自動的に行なわれ
る。

【００３８】なお、前記マニュアル絞り制御装置１５に
よってアイリス調整を行なうこともでき、この場合は該
マニュアル絞り制御装置１５から入力された絞り値、ま
たは電子シャッタ時間などを示す信号に基づき演算装置
９が固体撮像素子４の各色の画像蓄積時間を制御する。
この場合も設定された色バランス状態を維持したままで
各色の画像蓄積時間を設定する。なお、マニュアル絞り
制御装置１５によって光量を調節する場合は、適正光量
に関係なく、任意の光量に調整できる。

【００３９】図４は、以上の動作を行なう場合の固体撮
像素子４の動作状態を示すタイミング図である。ｔ０の
状態は、前記初期シャッタ時間設定スイッチ１７によっ
て各色の電子シャッタ時間が１／１２０秒に設定された
状態を示す。この状態では、各色のシャッタ時間Ｔすな
わち画像電荷蓄積時間は全て同一時間となっている。ま
た、各フィールドの初めに色分解フィルタ３の色境界が
固体撮像素子４の撮像面上を通過する混色期間を含む掃
き出し期間Ｓがあり、その後各色ごとに画像蓄積時間Ｔ
が続いている。また、このような画像蓄積動作は各フィ
ールド期間の終りまで続けられ、フィールド期間の終り
（図中Ｕで示す）に外部に転送され出力される。

【００４０】初期シャッタ時間設定スイッチ１７によっ
て前述のように適正光量ＬＥＤ１６が点灯するよう電子
シャッタ時間を設定する。図４のｔ０は適正光量値に設
定された状態を示すものとすると、次に色バランス設定
スイッチ１４がオンとされる。これに応じて、前述のよ
うに演算装置９が各色の画像電荷蓄積時間を調整して各
色の画像信号の出力レベルを等しくなるようにする。図
４のｔ１は、このようにして色バランスが設定された状
態の各色Ｒ，Ｇ，Ｂの画像電荷蓄積時間Ｔ１Ｒ，Ｔ１
Ｇ，Ｔ１Ｂを示している。通常Ｂ（青色）が最も感度が
低いので、青色の画像光の蓄積時間Ｔ１Ｂが最も長くな
る。このようにして色バランスが設定された状態の各色
の画像電荷蓄積時間を示す情報は、同期信号発生回路１
０、撮像素子駆動回路５、または演算装置９のいずれか
に記憶されており、次に再び色バランス設定が行なわれ
るまで保持される。

【００４１】このようにして色バランス設定が行なわれ
た後に、所望の被写体を撮像する場合には、前述のよう
に固体撮像素子４の画像電荷蓄積時間をアイリス設定信
号に基づき調節する。このアイリス設定信号は、前述の
ように被写体の光量レベルから自動的に求めてもよく、
あるいはマニュアル絞り制御装置１５からの入力情報に
基づき得ることもできる。いずれにしても、このような
アイリス設定信号に基づき各色の画像電荷蓄積時間を制
御する際に元の色バランス設定によって得られた各蓄積
時間の比率が維持された状態で制御が行なわれる。図４
のｔ２は、例えば暗い被写体を撮像した時の様子を示
し、この場合の各色Ｒ，Ｇ，Ｂの画像電荷蓄積時間Ｔ２
Ｒ，Ｔ２Ｇ，Ｔ２Ｂの比率は前記色バランス設定時の画
像電荷蓄積時間Ｔ１Ｒ，Ｔ１Ｇ，Ｔ１Ｂの比率を保って
いる。

【００４２】図５は、図４の各場合における固体撮像素
子４の電子シャッタ時間、すなわち画像電荷蓄積時間な
どの例を示す。すなわち図４のｔ０では、初期シャッタ
時間設定スイッチ１７によって立上げ時に設定される各
色Ｒ，Ｇ，Ｂのシャッタ時間（Ｔ）は全て１／１２０秒
である。そして、この時の各色Ｒ，Ｇ，Ｂの信号量がそ
れぞれ１．４，１．４，０．７であるものとする。

【００４３】このような状態で色バランス設定を行なう
ことにより、ｔ１に示すようにＲ，Ｇ，Ｂのシャッタ時
間をそれぞれ１／２４０，１／２４０，１／１２０とす
る。これによって得られる各色の画像信号量は全て０．
７となり色バランスの設定が行なわれる。

【００４４】次に、例えば暗い被写体を撮像した場合に
各色Ｒ，Ｇ，Ｂの信号量が例えば色バランス設定用被写
体をその条件で撮像したものと仮定した場合の信号量が
ｔ１′で示すように０．５，０．５，０．５となるよう
な光量であったものとする。この場合はｔ２において画
像電荷蓄積時間をＲ，Ｇ，Ｂについてそれぞれ１／１７
０，１／１７０，１／９０と設定することにより色バラ
ンスを保ちながら適正光量に設定することができる。な
お、ｔ２における各色Ｒ，Ｇ，Ｂの信号量が全て０．７
となっているのは、このような光量レベルで白い紙など
を撮像したと仮定した場合の信号量を示しているもので
あって、実際には撮像する被写体に応じて各色の信号量
は変化する。

【００４５】なお、上記実施例においては、初期シャッ
タ時間設定スイッチ１７および適正光量ＬＥＤを設ける
ことによって、色バランス設定を行なうための立上げ時
に、マニュアルで適正光量に設定するよう構成されてい
るが、このような初期シャッタ時間設定スイッチ１７お
よび適正光量ＬＥＤ１６を除去し、初期シャッタ時間と
してあらかじめ定められた値を自動的に設定するよう構
成することもできる。また、色バランス設定時にも、あ
らかじめ色バランス調整用被写体、例えば白い紙、を撮
像した場合に自動的に一色または複数色の画像信号を使
用して光量レベルを調整するよう構成することもでき
る。

【００４６】また、以上の実施例においては、色バラン
ス設定に先立ち、あらかじめ各色の画像電荷の蓄積時間
を同一時間に設定する場合につき説明したが、各色の画
像電荷蓄積時間はあらかじめ定められた所定の比率に設
定してもよいことは明らかである。この場合は演算装置
９はその所定の比率を加味して色バランス補正信号を生
成すればよい。

【００４７】さらに、以上述べたような電子シャッタに
よるアイリス制御に加えて、撮像レンズ２に撮像素子４
に入射する画像光の光量を調節するための絞り機構を設
けてもよい。この場合は、例えば、前記色バランス設定
を行なう前の立上げ時に、この絞り機構を使用して固体
撮像素子４に入射する光量を適正光量に設定することも
できる。また、電子シャッタの調整のみでは対応できな
い程の非常に明るいまたは非常に暗い被写体の場合など
に前記絞り機構と電子シャッタによるアイリス制御とを
併用することで広い範囲の被写体光量レベルに対処する
ことが可能になる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、固体撮
像素子の電子シャッタ時間を調節することにより、種々
の被写体に対し適正光量を得ることができる。この場
合、レンズ周辺のオートアイリス機構および該機構を駆
動する回路は必ずしも必要なくなり、カメラの小型軽量
化を図ることができる。また、撮像レンズのアイリス環
を手動で調節することによるカメラ位置のずれ、または
フォーカスのずれなどの不都合などを生じることがなく
なり、撮像操作が容易になりかつ高品質の撮像画像を得
ることができる。

【００４９】なお、従来の撮像レンズに設けた絞り機構
を併用することにより極めて広い光量範囲にわたりアイ
リス制御を行なうことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係わるアイリス制御装置を
備えた面順次カラーカメラの概略の構成を示すブロック
図である。

【図２】図１のカラーカメラに使用されている色分解フ
ィルタの構成を示す説明図である。

【図３】図１のカラーカメラに使用されている固体撮像
素子の構成例を示す概略的平面図（ａ）、および該固体
撮像素子に供給される制御パルスを示す概略的信号波形
図（ｂ）である。

【図４】図１のカラーカメラにおけるアイリス制御動作
を説明するための信号波形図である。

【図５】図１のカラーカメラにおいてアイリス制御を行
なう場合の各段階における信号量およびシャッタ時間な
どを示す説明図表である。

【符号の説明】

１ 被写体 ２ 撮像レンズ ３ 色分解回転カラーフィルタ ４ 固体撮像素子 ５ 撮像素子駆動回路 ６ 増幅器 ７ サンプルホールド回路 ８ マルチプレクサ回路 ９ 演算装置 １０ 同期信号発生回路 １１ フィルタ駆動装置 １２ 信号処理回路 １３ 回転検出器 １４ 色バランス設定スイッチ １５ マニュアル絞り制御装置 １５ 適正光量ＬＥＤ １７ 初期シャッタ時間設定スイッチ １８，１９，２０ 色フィルタ領域 ２１ 回転軸 ２２，２２ａ 不透明領域 ２３ フォトダイオード ２４ 垂直転送ＣＣＤ ２５ 水平転送ＣＣＤ ２６ 増幅器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像レンズを介して受光した被写体の画
   像光を色分解するカラーフィルタと、 前記カラーフィルタにより色分解された画像光を撮像し
   かつ電子シャッタ動作が可能な固体撮像素子と、 色バランス設定時に各色に対応する前記固体撮像素子の
   画像蓄積時間を同一または予め定められた時間比率に設
   定する初期時間設定手段と、 前記初期時間設定手段による設定後に、色バランス調整
   用被写体を撮像することによって前記固体撮像素子から
   得られた各色の信号値に基づき色バランス補正信号を得
   るための演算手段と、 前記色バランス補正信号に基づき前記固体撮像素子の各
   色ごとの画像蓄積時間を調整することによって色バラン
   スの設定を行なうシャッタ時間設定手段と、 色バランス設定後の被写体撮像時に、アイリス設定信号
   に基づき、前記設定された色バランス状態を保ちなが
   ら、各色の画像蓄積時間を調整するアイリス制御手段
   と、 を具備することを特徴とする面順次カラーカメラのアイ
   リス制御装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段はさらに前記固体撮像素子
   から得られた各色の信号値から適正光量を得るために必
   要なアイリス設定信号を得、該アイリス設定信号に基づ
   き前記アイリス制御手段が前記設定された色バランスを
   保ちながら前記固体撮像素子の画像蓄積時間を調整する
   ことによって、自動的に適正露出を得ることを特徴とす
   る請求項１に記載の面順次カラーカメラのアイリス制御
   装置。
3. 【請求項３】 さらに、手動にて露出設定を行なうため
   の手動絞り制御手段を備え、該手動絞り制御手段の設定
   に基づき得られたアイリス設定信号により前記アイリス
   制御手段が前記設定された色バランスを保ちながら前記
   固体撮像素子の画像蓄積時間を制御することを特徴とす
   る請求項１に記載の面順次カラーカメラのアイリス制御
   装置。
4. 【請求項４】 さらに、各色の画像蓄積時間を同一の所
   望の値に設定するための初期シャッタ時間入力手段、お
   よび前記画像蓄積時間が適正値であることを示す適正光
   量表示手段を有し、前記初期シャッタ時間入力手段によ
   って画像蓄積時間を調節することによって前記適正光量
   表示手段が適正光量入力状態を表示した後、前記色バラ
   ンスの設定を行なうことを特徴とする請求項１に記載の
   面順次カラーカメラのアイリス制御装置。
5. 【請求項５】 さらに、前記撮像レンズに被写体画像光
   の入射光量を調節する絞り機構が設けられていることを
   特徴とする請求項１に記載の面順次カラーカメラのアイ
   リス制御装置。