電子カメラのホワイトバランス調整装置
【目的】 画素信号の劣化を防止し、しかもホワイトバランス調整を容易かつ高精度に行う。
【構成】 入射光線をダイクロイックプリズム１１によりＧ成分、Ｒ成分およびＢ成分に分解し、第１、第２および第３のＣＣＤ１２〜１４に導く。測光センサ４６による測光結果に基づいて、第１のＣＣＤ１２によるＧ成分の信号電荷の蓄積期間を定める。測色センサ４７による測色結果に基づいて、第２および第３のＣＣＤ１３、１４によるＲ成分およびＢ成分の信号電荷の蓄積時間を定める。例えば色温度が高い時、Ｒ成分に信号電荷を蓄積する第２のＣＣＤ１３の電荷蓄積期間を相対的に長くし、Ｂ成分に信号電荷を蓄積する第３のＣＣＤ１４の電荷蓄積期間を相対的に短くする。
【構成】 入射光線をダイクロイックプリズム１１によりＧ成分、Ｒ成分およびＢ成分に分解し、第１、第２および第３のＣＣＤ１２〜１４に導く。測光センサ４６による測光結果に基づいて、第１のＣＣＤ１２によるＧ成分の信号電荷の蓄積期間を定める。測色センサ４７による測色結果に基づいて、第２および第３のＣＣＤ１３、１４によるＲ成分およびＢ成分の信号電荷の蓄積時間を定める。例えば色温度が高い時、Ｒ成分に信号電荷を蓄積する第２のＣＣＤ１３の電荷蓄積期間を相対的に長くし、Ｂ成分に信号電荷を蓄積する第３のＣＣＤ１４の電荷蓄積期間を相対的に短くする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子カメラに関し、特にホワイトバランス調整を行う装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来電子カメラでは、照明光の色温度にかかわらず、白い被写体が白く撮影されるように、ホワイトバランス調整が行われている。例えば照明光の色温度が高い場合には、プロセス回路においてＢ（ブルー）信号を増幅するアンプのゲインが相対的に小さく定められ、これによりブルーの光に対する感度が抑えられて、被写体像が青みがかることが防止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところがプロセス回路におけるホワイトバランス調整は、演算処理される信号がアナログであるため、撮像素子から出力された画素信号が劣化しやすく、ホワイトバランス調整を高精度に行うことができないという問題があった。
【０００４】本発明は、画素信号の劣化を防止し、信号をゲイン調整することなく、ホワイトバランス調整を容易かつ高精度に行うことができるホワイトバランス調整装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子カメラのホワイトバランス調整装置は、被写界の色温度を検出する測色センサと、フォトダイオードに発生した電荷を蓄積することにより、三原色の画素信号を生成する撮像素子と、測色センサの測色結果に基づいて、撮像素子における三原色の各色成分毎の電荷蓄積期間を制御する蓄積期間制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図１は、本発明の第１実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【０００７】図示しない撮影レンズを通過した入射光線はダイクロイックプリズム１１により、Ｇ（グリーン）成分、Ｒ（レッド）成分およびＢ（ブルー）成分に分解され、第１、第２および第３の撮像素子（ＣＣＤ）１２、１３、１４により検出される。これらのＣＣＤ１２〜１４の受光面は光学的に等価な位置にある。したがって、ＣＣＤ１２〜１４の各受光面には同じ大きさの被写体像が結像され、またＣＣＤ１２〜１４からは、ＣＣＤ駆動回路１５〜１７の制御に基づいて、それぞれＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号が出力される。これらのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、それぞれサンプルホールド回路２４〜２６においてサンプルホールドされる。ＣＣＤ駆動回路１５〜１７とサンプルホールド回路２４〜２６の動作は、ＣＣＤクロック発生器２１〜２３から出力されるクロック信号に基づいて制御される。
【０００８】サンプルホールド回路２４〜２６から出力されたＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、ニー・クリップ回路２７〜２９においてニー・クリップ特性を付与され、それぞれガンマ補正回路３１〜３３においてガンマ補正等の処理を施される。そしてこれらのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、マトリクス回路３４において所定の演算処理を施され、これにより輝度信号と色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）が求められる。ニー・クリップ回路２７〜２９およびマトリクス回路３４は、同期信号発生器３８から出力されるクロック信号に基づいて作動する。
【０００９】マトリクス回路３４から出力された輝度信号は、加算器３５において、同期信号発生器３８から出力される複合同期信号を付加された後、増幅器４１において増幅され、所定の方式に従った輝度信号に変換される。輝度信号と色差信号は、図示しないモニタ装置等に出力される。
【００１０】同期信号発生器３８の動作はシステム制御回路４４により制御され、ＣＣＤクロック発生器２１〜２３の動作は同期信号発生器３８またはシステム制御回路４４により制御される。
【００１１】システム制御回路４４には、操作部４５と測光センサ４６と測色センサ４７が接続されている。操作部４５には、この電子カメラを作動させるための種々のスイッチ類が設けられている。この操作部４５のシャッタボタンを半押ししたとき、測光センサ４６により測光データが検出され、また測色センサ４７によりＢ成分とＧ成分の比（Ｂ／Ｇ）とＲ成分とＧ成分の比（Ｒ／Ｇ）とが検出される。
【００１２】図２は測色センサ４７の構成の一例を示している。Ｒフィルタ４７ａ、Ｇフィルタ４７ｂおよびＢフィルタ４７ｃを通過した光線（Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成分）は、それぞれフォトダイオード４７ｄ〜４７ｆにより検出され、フォトダイオード４７ｄ〜４７ｆでは、受光した光量に応じた電流ＩR 、ＩG 、ＩB が発生する。この電流値は対数圧縮回路４７ｇ〜４７ｉにおいて対数圧縮され、引算回路４７ｊ、４７ｋに入力される。引算回路４７ｊでは、Ｒ成分に対応した電流の対数値とＧ成分に対応した電流の対数値とが引算され、この演算結果は逆対数変換回路４７ｍにおいて逆対数変換される。すなわち逆対数変換回路４７ｍからは、Ｒ／Ｇに対応した信号が出力される。同様に、引算回路４７ｋでは、Ｂ成分に対応した電流の対数値とＧ成分に対応した電流の対数値とが引算され、逆対数変換回路４７ｎからは、Ｂ／Ｇに対応した信号が出力される。
【００１３】図３は、色温度と白色中のＲ／ＧおよびＢ／Ｇの割合との関係を示す図である。この図に示されるように、Ｒ／Ｇは色温度の上昇とともに減少し、Ｂ／Ｇは色温度の上昇とともに増加する。後述するように本実施例では、第２および第３のＣＣＤ１３、１４の電荷蓄積期間と第１のＣＣＤ１２の電荷蓄積期間との比を、色温度に応じて変化させることにより、ホワイトバランス調整を行っている。
【００１４】次に図４を参照し、ＣＣＤ１２〜１４の概略構成と、ＣＣＤからの画素信号の読出動作を説明する。
【００１５】各ＣＣＤは、水平方向（図の横方向）および垂直方向（図の縦方向）にそれぞれ所定間隔毎に配置された多数のフォトダイオード５１を有する受光部５２と、受光部５２に隣接して設けられた蓄積部５３とを有しており、蓄積部５３は受光部５２に発生した１フィールド分の画素信号を蓄積するだけの容量を有している。垂直方向に並ぶ各列のフォトダイオード５１の横には、垂直転送ＣＣＤ５４が形成されている。垂直転送ＣＣＤ５４の一方の端部はスミアドレイン５５に接続し、また他方の端部は蓄積部５３に接続している。蓄積部５３の受光部５２とは反対側には、水平転送ＣＣＤ５６が設けられている。
【００１６】フォトダイオードに発生した電荷を蓄積することにより、第１のＣＣＤ１２ではＧ成分の画素信号が生成され、第２のＣＣＤ１３ではＲ成分の画素信号が生成され、第３のＣＣＤ１４ではＢ成分の画素信号が生成される。
【００１７】タイミングＴ1 では、それまでにフォトダイオード５１に蓄積されていた不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に移され、これにより各フォトダイオード５１は空となって有効電荷（画素信号）の蓄積が開始される。タイミングＴ2 では、垂直転送ＣＣＤ５４にある不要電荷がスミアドレイン５５に転送され、このスミアドレイン５５から外部に掃き出される。なお、この間、フォトダイオード５１には有効電荷が蓄積される。
【００１８】フォトダイオード５１に蓄積された有効電荷は、タイミングＴ3 においてフォトダイオード５１から垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。これによりフォトダイオード５１における有効電荷の蓄積が終了する。すなわち、タイミングＴ1 とＴ3 の間は電子シャッタに対応する。
【００１９】タイミングＴ4 では、有効電荷の垂直転送が開始され、有効電荷は垂直転送ＣＣＤ５４から蓄積部５３内へ転送される。この間、フォトダイオード５１と垂直転送ＣＣＤ５４では、不要電荷が蓄積され始める。１フィールド分の画素信号がが全て蓄積部８３に転送されると、その後、所定のタイミングで信号読出しが行われる。すなわち、有効電荷は蓄積部５３から水平転送ＣＣＤ５６を通って外部に出力される。
【００２０】図５は、この電子カメラによる静止画像の記録動作のプログラムのフローチャートである。
【００２１】このプログラムは、操作部４５のシャッタボタンを半押しすることにより起動される。まずステップ１０１では、絞りが開放された状態で、測光センサ４６により測光が行われ、この測光結果に基づいて電子シャッタの値と絞り値が決定される。なお、この電子シャッタの値は概略的なものであり、最終的な値はステップ１０６において決定される。
【００２２】ステップ１０２では、ＣＣＤ１２〜１４のひとつの出力信号に基づいて測距が行われ、合焦状態が得られるように撮影レンズの位置が調整される。次いでステップ１０３において、シャッタボタンが全押しされたことが検出されると、ステップ１０４において絞りが駆動され、ステップ１０１の測光結果に応じた状態に定められる。
【００２３】ステップ１０５では、測色センサ４７の出力信号に基づいて色温度が検出されるとともに、この色温度に基づいて、第２および第３のＣＣＤ１３、１４の電子シャッタスピード（電荷蓄積期間）がそれぞれ決定される。このようにＣＣＤ１３、１４において電荷蓄積時間を相対的に変化させることにより、Ｒ信号とＢ信号のアンプのゲイン調整（すなわちホワイトバランス調整）を行ったのと同じ効果が得られる。すなわち、電荷蓄積時間を相対的に長くすることはアンプのゲインを上げることと等しい効果を奏する。
【００２４】ステップ１０６では、ＣＣＤ１２〜１４のひとつの出力信号に基づいて測光が行われ、電子シャッタの最終的な値が決定される。ステップ１０７では、この電子シャッタにより、電荷蓄積が行われ、静止画の画像信号が記録される。
【００２５】図６は、各ＣＣＤ１２〜１４の電子シャッタのタイミングの一例を示している。図６を参照して、図５のステップ１０５〜１０７の動作を説明する。なお、図６では、測色センサ４７によるＢ／ＧとＲ／Ｇの検出結果（ステップ１０５）に基づいて、色温度が相対的に高い（青みが強い）と判断された場合が示され、Ｂ成分の電荷蓄積時間が短く、かつＲ成分の電荷蓄積時間が長くなるように制御されている。すなわちホワイトバランス調整のためにアンプを用いた従来の構成において、Ｒ成分に対するゲインを小さくし、かつＲ成分に対するゲインを大きくする調整と同じ制御が行われている。
【００２６】第１のＣＣＤ１２（Ｇ成分）の電荷蓄積期間は、測光センサ４６による測光結果（ステップ１０６）に基づいて定められ、例えば７Ｈ（Ｈは１水平走査期間を示す）に定められている。第２のＣＣＤ１３（Ｒ成分）の電荷蓄積期間はＧ成分のそれよりも長く、８Ｈに定められ、また第３のＣＣＤ１４（Ｂ成分）の電荷蓄積期間はＧ成分のそれよりも短く、６Ｈに定められている。
【００２７】まずタイミングＴR1において、第２のＣＣＤ１３のフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送され、Ｒ信号の電荷蓄積が開始される。これから１Ｈが経過したタイミングＴG1において、第１のＣＣＤ１２のフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送され、Ｇ信号の電荷蓄積が開始される。さらに１Ｈが経過したタイミングＴB1において、第３のＣＣＤ１４のフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送され、Ｂ信号の電荷蓄積が開始される。すなわち、電荷蓄積期間の長いＣＣＤから電荷蓄積が開始される。
【００２８】Ｂ信号の電荷蓄積が開始されてから３Ｈが経過したタイミングＴ2 において、各ＣＣＤ１２〜１４の垂直転送ＣＣＤ５４に残留していた不要電荷が同時にスミアドレイン５５に転送され、このスミアドレイン５５から外部に掃き出される。この不要電荷の掃き出し動作は２Ｈの間行われ、この掃き出し動作の終了から１Ｈが経過したタイミングＴ3 において、各ＣＣＤ１２〜１４では、フォトダイオード５１から垂直転送ＣＣＤ５４へ信号電荷が転送され、これにより電荷蓄積は同時に終了する。
【００２９】電荷蓄積期間の終了の直後、タイミングＴ4 において、信号電荷は垂直転送ＣＣＤ５４から蓄積部５３へ転送される。１フィールド分の画素信号が全て蓄積部８３に転送されると、その後、所定のタイミングで信号読出しが行われ、信号電荷は蓄積部５３から水平転送ＣＣＤ５６を通って外部に出力される。
【００３０】なお、垂直ブランキング期間は２０Ｈ程度であり、信号電荷の蓄積部８３への転送は垂直ブランキング期間内に終了する。
【００３１】以上のように本実施例は、ＣＣＤ１２〜１４における電荷蓄積期間を制御することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の各色成分に対するゲインを調整するよう構成されている。すなわちホワイトバランス調整は、ＣＣＤ１２〜１４から画素信号が読み出されたとき既に行われており、アナログ回路における演算処理により行われるものではない。したがって本実施例によれば、ホワイトバランス調整において信号劣化による誤差が発生するおそれがなく、ホワイトバランス調整を高精度に実施することができる。
【００３２】図７は、第２実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【００３３】本実施例では、ＣＣＤ７１は１個設けられ、このＣＣＤ７１の受光面の前に回転色フィルタ７２が配設されている。この回転色フィルタ７２は、図８に示すようにＲフィルタ要素、Ｇフィルタ要素およびＢフィルタ要素を有している。回転色フィルタ７２は、その軸心回りに回転自在に設けられ、ステッピングモータ７３により回転駆動される。原点検出センサ７４は回転色フィルタ７２の縁部に近接した部位に設けられており、回転色フィルタ７２の突起９５（図８参照）が接近することにより、原点検出センサ７４から原点信号が出力される。
【００３４】ＣＣＤ７１はＣＣＤ駆動回路７５によって制御され、これにより、回転色フィルタ７２の位置に応じてＲ信号、Ｇ信号またはＢ信号が出力される。これらのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、サンプルホールド回路７６においてサンプルホールドされる。ＣＣＤ駆動回路７５とサンプルホールド回路７６の動作は、ＣＣＤクロック発生器７７から出力されるクロック信号に基づいて制御される。
【００３５】サンプルホールド回路７６から出力されたＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、ニー・クリップ回路７８においてニー・クリップ特性を付与され、ガンマ補正回路７９においてガンマ補正等の処理を施される。そしてＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、Ａ／Ｄ変換器８１においてデジタル信号に変換される。デジタルのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、それぞれＧメモリ８２、Ｒメモリ８３およびＢメモリ８４に一旦格納され、これらのメモリから読み出されてＤ／Ａ変換器８５〜８７によりアナログ信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器８１とＤ／Ａ変換器８５〜８７の動作および各メモリ８２〜８４の書き込みおよび読み出し動作は、タイミングパルス発生器８８から出力されるクロック信号に基づいて制御される。タイミングパルス発生器８８は、同期信号発生器３８とシステム制御回路４４の出力信号に基づいて動作する。
【００３６】アナログのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、マトリクス回路３４において所定の演算処理を施され、これにより輝度信号と色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）が求められる。輝度信号は加算器３５において、同期信号発生器３８から出力される複合同期信号を付加された後、増幅器４１において増幅され、所定の方式に従った輝度信号に変換される。輝度信号と色差信号は、図示しないモニタ装置等に出力される。
【００３７】ニー・クリップ回路７８およびマトリクス回路３４は、同期信号発生器３８から出力されるクロック信号に基づいて作動する。同期信号発生器３８の動作はシステム制御回路４４により制御され、ＣＣＤクロック発生器７７の動作は同期信号発生器３８またはシステム制御回路４４により制御される。
【００３８】システム制御回路４４には、第１実施例と同様に、操作部４５と測光センサ４６と測色センサ４７が接続されている。
【００３９】ステッピングモータ７３の回転は、システム制御回路４４に設けられたモータ制御回路（図示せず）によって制御される。このモータ制御回路には、原点検出センサ７４から出力される原点信号と、同期信号発生器３８から出力される垂直同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）およびフィールド信号（ＦＬＤ）が、それぞれ供給される。これらの信号に基づいて、モータ制御回路ではステッピングモータ７１を回転駆動するための駆動パルスが出力される。この駆動パルスに応じて回転色フィルタ７２の回転位相と回転速度が制御される。また、原点信号、垂直同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）およびフィールド信号（ＦＬＤ）は、システム制御回路４４において、回転色フィルタ７２のフェーズの識別、ＣＣＤ駆動制御およびメモリ制御等に利用される。
【００４０】図８は回転色フィルタ７２とその近傍の構成を示すものである。回転色フィルタ７２は円板状を呈し、回転中心を通る分割線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３により均等に６分割されたＲフィルタ要素７２ｂ、７２ｃとＧフィルタ要素７２ｄ、７２ｅとＢフィルタ要素７２ｆ、７２ｇとを有する。回転色フィルタ７２は、図示しない固定枠に回転自在に支持された回転軸９１に一体的に取り付けられている。回転軸９１には、ギア９２が嵌着され、このギア９２は、ステッピングモータ７３の出力軸９３に固定されたギア９４に噛合している。したがってステッピングモータ７３が回転すると、ギア９４、９２を介して回転色フィルタ７２が回転し、Ｒフィルタ要素７２ｂ、Ｇフィルタ要素７２ｄ、Ｂフィルタ要素７２ｆ、Ｒフィルタ要素７２ｃ、Ｇフィルタ要素７２ｅ、Ｂフィルタ要素７２ｇが交互にＣＣＤ７１上に位置される。
【００４１】図９は回転色フィルタ７２の回転位相を示すものである。回転色フィルタ７２は、図において時計方向に回転している。
【００４２】フェーズ１は、回転色フィルタ７２の第１の分割線Ｄ１がＣＣＤ７１上を通過し終わって、Ｒフィルタ要素７２ｂがＣＣＤ７１に対向した状態である。フェーズ２は、回転色フィルタ７２がフェーズ１からさらに回転して第２の分割線Ｄ２がＣＣＤ７１に接近した状態である。フェーズ３は、フェーズ２の後、第２の分割線Ｄ２がＣＣＤ７１上を通過してＧフィルタ要素７２ｄがＣＣＤ７１に対向した状態である。フェーズ４は、フェーズ３の後、第３の分割線Ｄ３がＣＣＤ７１に接近した状態である。フェーズ５は、フェーズ４の後、第３の分割線Ｄ３がＣＣＤ７１上を通過してＢフィルタ要素７２ｆがＣＣＤ７１に対向した状態である。フェーズ６は、フェーズ５の後、第１の分割線Ｄ１がＣＣＤ７１に接近した状態である。
【００４３】すなわちフェーズ１からフェーズ２までの間、Ｒフィルタ要素７２ｂがＣＣＤ７１の受光面を覆い、フェーズ３からフェーズ４までの間、Ｇフィルタ要素７２ｄがＣＣＤ７１の受光面を覆い、フェーズ５からフェーズ６までの間、Ｂフィルタ要素７２ｆがＣＣＤ７１の受光面を覆う。
【００４４】次に、図４、図９および図１０を参照して、ＣＣＤ７１からの画素信号の読出動作と回転色フィルタ７２の回転動作との関係を説明する。なお第２実施例において、ＣＣＤ７１からの画素信号の読出動作は、図４に示す第１実施例の動作と基本的に同じであり、また静止画像の記録動作のプログラムも、図５に示す第１実施例のプログラムと基本的に同じである。
【００４５】図１０は画素信号をＣＣＤ７１から読み出す動作を示しており、ここでは第１実施例と同様に、色温度が相対的に高いため、Ｂ成分に対する電荷蓄積時間を短くするとともに、Ｒ成分に対する電荷蓄積時間を長くするような制御が示されている。
【００４６】回転色フィルタ７２はＣＣＤ７１による撮像時、モータ制御回路の制御により常に一定の回転速度で回転する。この例において、回転色フィルタ７２は 1/10秒の間に１回転する。
【００４７】フェーズ１からフェーズ２の間、Ｒフィルタ要素７２ｂがＣＣＤ７１に対向している（符号Ｐ１）。この間、タイミングＴR1においてフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送され、次いでＦＬＤ信号がＬ（ロー）からＨ（ハイ）に変化する（符号Ｐ２）と同時に、垂直ブランキング信号がＨからＬとなる（符号Ｐ３）。
【００４８】垂直ブランキング信号がＬである間、まずタイミングＴ2 において垂直転送ＣＣＤ５４の不要電荷がスミアドレイン５５に掃き出され、タイミングＴ3 においてフォトダイオード５１に蓄積された有効電荷（Ｒ信号）が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。フェーズ２において、分割線Ｄ２がＣＣＤ７１上を通過し始める。そしてタイミングＴ4 において垂直転送ＣＣＤ５４のＲ信号が蓄積部５３に転送される。この転送動作は垂直ブランキング信号がＬからＨに変化する（符号Ｐ４）までに終了する。蓄積部５３に転送されたＲ信号は、垂直ブランキング信号がＨである間に蓄積部５３から読み出される。
【００４９】フェーズ３では、ＣＣＤ７１はＧフィルタ要素７２ｄによって覆われるようになり（符号Ｐ５）、タイミングＴG1においてフォトダイオード５１の不要電荷（分割線Ｄ２がＣＣＤ７１上を通過している間に蓄積される不要電荷）が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。その後、Ｒ信号の読み出しが完了し、ＦＬＤ信号がＨからＬに変化するとともに（符号Ｐ６）、垂直ブランキング信号がＨからＬに変化する（符号Ｐ７）。そしてタイミングＴ2 において垂直転送ＣＣＤ５４の不要電荷がスミアドレイン５５に掃き出され、タイミングＴ3 においてフォトダイオード５１に蓄積された有効電荷（Ｇ信号）が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。次いでフェーズ４では、分割線Ｄ３がＣＣＤ７１上を通過し始める。
【００５０】タイミングＴ4 では、垂直転送ＣＣＤ５４のＧ信号が蓄積部５３に転送される。このＧ信号は、垂直ブランキング信号がＬからＨに変化した後（符号Ｐ８）、この信号がＨである間に蓄積部５３から読み出される。
【００５１】以下同様にして、Ｂ信号が検出される。すなわちフェーズ５においてＣＣＤ７１はＢフィルタ要素７２ｆによって覆われるようになり（符号Ｐ９）、タイミングＴB1においてフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。そしてタイミングＴ2 において垂直転送ＣＣＤ５４の不要電荷がスミアドレイン５５に掃き出され、タイミングＴ3 においてフォトダイオード５１に蓄積された有効電荷（Ｂ信号）が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。次いでフェーズ６では、分割線Ｄ１がＣＣＤ７１上を通過し始め、その後、垂直ブランキング信号がＨである間にＢ信号は蓄積部５３から読み出される。
【００５２】図１０の例では、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号を生成するためのＣＣＤ７１の電荷蓄積時間は、測色結果に従って、Ｒ信号の場合が最も長く、Ｂ信号の場合が最も短い。そして電荷蓄積の開始時点は、例えば垂直ブランキング期間の始まりの時点を基準にすると、Ｒ信号の場合相対的に早く、Ｂ信号の場合相対的に遅く、また各信号において電荷蓄積は同時に終了している。
【００５３】以上のように第２実施例は、各フィルタ要素７２ｂ〜７２ｇが対向している間におけるＣＣＤ７１の電荷蓄積期間を制御することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の各色成分に対するゲインを調整するよう構成されている。したがって本実施例によっても、第１実施例と同様に、ホワイトバランス調整において信号劣化による誤差が発生するおそれがなく、ホワイトバランス調整を高精度に実施することができる。
【００５４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、画素信号が劣化するのを防止し、しかもホワイトバランス調整を容易かつ高精度に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】測色センサの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】色温度と白色中のＲ／ＧおよびＢ／Ｇの割合との関係を示す図である。
【図４】ＣＣＤからの画素信号の読出動作を示す図である。
【図５】静止画像の記録動作を示すフローチャートである。
【図６】各ＣＣＤの電子シャッタのタイミングの一例を示す図である。
【図７】第２実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【図８】回転色フィルタとその近傍の構成を示す断面図である。
【図９】回転色フィルタの回転位相を示す図である。
【図１０】画素信号をＣＣＤから読み出す動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１２、１３、１４、７１ ＣＣＤ
５１ フォトダイオード
７２ 回転色フィルタ
７２ｂ、７２ｃ Ｒフィルタ要素
７２ｄ、７２ｅ Ｇフィルタ要素
７２ｆ、７２ｇ Ｂフィルタ要素
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子カメラに関し、特にホワイトバランス調整を行う装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来電子カメラでは、照明光の色温度にかかわらず、白い被写体が白く撮影されるように、ホワイトバランス調整が行われている。例えば照明光の色温度が高い場合には、プロセス回路においてＢ（ブルー）信号を増幅するアンプのゲインが相対的に小さく定められ、これによりブルーの光に対する感度が抑えられて、被写体像が青みがかることが防止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところがプロセス回路におけるホワイトバランス調整は、演算処理される信号がアナログであるため、撮像素子から出力された画素信号が劣化しやすく、ホワイトバランス調整を高精度に行うことができないという問題があった。
【０００４】本発明は、画素信号の劣化を防止し、信号をゲイン調整することなく、ホワイトバランス調整を容易かつ高精度に行うことができるホワイトバランス調整装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子カメラのホワイトバランス調整装置は、被写界の色温度を検出する測色センサと、フォトダイオードに発生した電荷を蓄積することにより、三原色の画素信号を生成する撮像素子と、測色センサの測色結果に基づいて、撮像素子における三原色の各色成分毎の電荷蓄積期間を制御する蓄積期間制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図１は、本発明の第１実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【０００７】図示しない撮影レンズを通過した入射光線はダイクロイックプリズム１１により、Ｇ（グリーン）成分、Ｒ（レッド）成分およびＢ（ブルー）成分に分解され、第１、第２および第３の撮像素子（ＣＣＤ）１２、１３、１４により検出される。これらのＣＣＤ１２〜１４の受光面は光学的に等価な位置にある。したがって、ＣＣＤ１２〜１４の各受光面には同じ大きさの被写体像が結像され、またＣＣＤ１２〜１４からは、ＣＣＤ駆動回路１５〜１７の制御に基づいて、それぞれＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号が出力される。これらのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、それぞれサンプルホールド回路２４〜２６においてサンプルホールドされる。ＣＣＤ駆動回路１５〜１７とサンプルホールド回路２４〜２６の動作は、ＣＣＤクロック発生器２１〜２３から出力されるクロック信号に基づいて制御される。
【０００８】サンプルホールド回路２４〜２６から出力されたＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、ニー・クリップ回路２７〜２９においてニー・クリップ特性を付与され、それぞれガンマ補正回路３１〜３３においてガンマ補正等の処理を施される。そしてこれらのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、マトリクス回路３４において所定の演算処理を施され、これにより輝度信号と色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）が求められる。ニー・クリップ回路２７〜２９およびマトリクス回路３４は、同期信号発生器３８から出力されるクロック信号に基づいて作動する。
【０００９】マトリクス回路３４から出力された輝度信号は、加算器３５において、同期信号発生器３８から出力される複合同期信号を付加された後、増幅器４１において増幅され、所定の方式に従った輝度信号に変換される。輝度信号と色差信号は、図示しないモニタ装置等に出力される。
【００１０】同期信号発生器３８の動作はシステム制御回路４４により制御され、ＣＣＤクロック発生器２１〜２３の動作は同期信号発生器３８またはシステム制御回路４４により制御される。
【００１１】システム制御回路４４には、操作部４５と測光センサ４６と測色センサ４７が接続されている。操作部４５には、この電子カメラを作動させるための種々のスイッチ類が設けられている。この操作部４５のシャッタボタンを半押ししたとき、測光センサ４６により測光データが検出され、また測色センサ４７によりＢ成分とＧ成分の比（Ｂ／Ｇ）とＲ成分とＧ成分の比（Ｒ／Ｇ）とが検出される。
【００１２】図２は測色センサ４７の構成の一例を示している。Ｒフィルタ４７ａ、Ｇフィルタ４７ｂおよびＢフィルタ４７ｃを通過した光線（Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成分）は、それぞれフォトダイオード４７ｄ〜４７ｆにより検出され、フォトダイオード４７ｄ〜４７ｆでは、受光した光量に応じた電流ＩR 、ＩG 、ＩB が発生する。この電流値は対数圧縮回路４７ｇ〜４７ｉにおいて対数圧縮され、引算回路４７ｊ、４７ｋに入力される。引算回路４７ｊでは、Ｒ成分に対応した電流の対数値とＧ成分に対応した電流の対数値とが引算され、この演算結果は逆対数変換回路４７ｍにおいて逆対数変換される。すなわち逆対数変換回路４７ｍからは、Ｒ／Ｇに対応した信号が出力される。同様に、引算回路４７ｋでは、Ｂ成分に対応した電流の対数値とＧ成分に対応した電流の対数値とが引算され、逆対数変換回路４７ｎからは、Ｂ／Ｇに対応した信号が出力される。
【００１３】図３は、色温度と白色中のＲ／ＧおよびＢ／Ｇの割合との関係を示す図である。この図に示されるように、Ｒ／Ｇは色温度の上昇とともに減少し、Ｂ／Ｇは色温度の上昇とともに増加する。後述するように本実施例では、第２および第３のＣＣＤ１３、１４の電荷蓄積期間と第１のＣＣＤ１２の電荷蓄積期間との比を、色温度に応じて変化させることにより、ホワイトバランス調整を行っている。
【００１４】次に図４を参照し、ＣＣＤ１２〜１４の概略構成と、ＣＣＤからの画素信号の読出動作を説明する。
【００１５】各ＣＣＤは、水平方向（図の横方向）および垂直方向（図の縦方向）にそれぞれ所定間隔毎に配置された多数のフォトダイオード５１を有する受光部５２と、受光部５２に隣接して設けられた蓄積部５３とを有しており、蓄積部５３は受光部５２に発生した１フィールド分の画素信号を蓄積するだけの容量を有している。垂直方向に並ぶ各列のフォトダイオード５１の横には、垂直転送ＣＣＤ５４が形成されている。垂直転送ＣＣＤ５４の一方の端部はスミアドレイン５５に接続し、また他方の端部は蓄積部５３に接続している。蓄積部５３の受光部５２とは反対側には、水平転送ＣＣＤ５６が設けられている。
【００１６】フォトダイオードに発生した電荷を蓄積することにより、第１のＣＣＤ１２ではＧ成分の画素信号が生成され、第２のＣＣＤ１３ではＲ成分の画素信号が生成され、第３のＣＣＤ１４ではＢ成分の画素信号が生成される。
【００１７】タイミングＴ1 では、それまでにフォトダイオード５１に蓄積されていた不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に移され、これにより各フォトダイオード５１は空となって有効電荷（画素信号）の蓄積が開始される。タイミングＴ2 では、垂直転送ＣＣＤ５４にある不要電荷がスミアドレイン５５に転送され、このスミアドレイン５５から外部に掃き出される。なお、この間、フォトダイオード５１には有効電荷が蓄積される。
【００１８】フォトダイオード５１に蓄積された有効電荷は、タイミングＴ3 においてフォトダイオード５１から垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。これによりフォトダイオード５１における有効電荷の蓄積が終了する。すなわち、タイミングＴ1 とＴ3 の間は電子シャッタに対応する。
【００１９】タイミングＴ4 では、有効電荷の垂直転送が開始され、有効電荷は垂直転送ＣＣＤ５４から蓄積部５３内へ転送される。この間、フォトダイオード５１と垂直転送ＣＣＤ５４では、不要電荷が蓄積され始める。１フィールド分の画素信号がが全て蓄積部８３に転送されると、その後、所定のタイミングで信号読出しが行われる。すなわち、有効電荷は蓄積部５３から水平転送ＣＣＤ５６を通って外部に出力される。
【００２０】図５は、この電子カメラによる静止画像の記録動作のプログラムのフローチャートである。
【００２１】このプログラムは、操作部４５のシャッタボタンを半押しすることにより起動される。まずステップ１０１では、絞りが開放された状態で、測光センサ４６により測光が行われ、この測光結果に基づいて電子シャッタの値と絞り値が決定される。なお、この電子シャッタの値は概略的なものであり、最終的な値はステップ１０６において決定される。
【００２２】ステップ１０２では、ＣＣＤ１２〜１４のひとつの出力信号に基づいて測距が行われ、合焦状態が得られるように撮影レンズの位置が調整される。次いでステップ１０３において、シャッタボタンが全押しされたことが検出されると、ステップ１０４において絞りが駆動され、ステップ１０１の測光結果に応じた状態に定められる。
【００２３】ステップ１０５では、測色センサ４７の出力信号に基づいて色温度が検出されるとともに、この色温度に基づいて、第２および第３のＣＣＤ１３、１４の電子シャッタスピード（電荷蓄積期間）がそれぞれ決定される。このようにＣＣＤ１３、１４において電荷蓄積時間を相対的に変化させることにより、Ｒ信号とＢ信号のアンプのゲイン調整（すなわちホワイトバランス調整）を行ったのと同じ効果が得られる。すなわち、電荷蓄積時間を相対的に長くすることはアンプのゲインを上げることと等しい効果を奏する。
【００２４】ステップ１０６では、ＣＣＤ１２〜１４のひとつの出力信号に基づいて測光が行われ、電子シャッタの最終的な値が決定される。ステップ１０７では、この電子シャッタにより、電荷蓄積が行われ、静止画の画像信号が記録される。
【００２５】図６は、各ＣＣＤ１２〜１４の電子シャッタのタイミングの一例を示している。図６を参照して、図５のステップ１０５〜１０７の動作を説明する。なお、図６では、測色センサ４７によるＢ／ＧとＲ／Ｇの検出結果（ステップ１０５）に基づいて、色温度が相対的に高い（青みが強い）と判断された場合が示され、Ｂ成分の電荷蓄積時間が短く、かつＲ成分の電荷蓄積時間が長くなるように制御されている。すなわちホワイトバランス調整のためにアンプを用いた従来の構成において、Ｒ成分に対するゲインを小さくし、かつＲ成分に対するゲインを大きくする調整と同じ制御が行われている。
【００２６】第１のＣＣＤ１２（Ｇ成分）の電荷蓄積期間は、測光センサ４６による測光結果（ステップ１０６）に基づいて定められ、例えば７Ｈ（Ｈは１水平走査期間を示す）に定められている。第２のＣＣＤ１３（Ｒ成分）の電荷蓄積期間はＧ成分のそれよりも長く、８Ｈに定められ、また第３のＣＣＤ１４（Ｂ成分）の電荷蓄積期間はＧ成分のそれよりも短く、６Ｈに定められている。
【００２７】まずタイミングＴR1において、第２のＣＣＤ１３のフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送され、Ｒ信号の電荷蓄積が開始される。これから１Ｈが経過したタイミングＴG1において、第１のＣＣＤ１２のフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送され、Ｇ信号の電荷蓄積が開始される。さらに１Ｈが経過したタイミングＴB1において、第３のＣＣＤ１４のフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送され、Ｂ信号の電荷蓄積が開始される。すなわち、電荷蓄積期間の長いＣＣＤから電荷蓄積が開始される。
【００２８】Ｂ信号の電荷蓄積が開始されてから３Ｈが経過したタイミングＴ2 において、各ＣＣＤ１２〜１４の垂直転送ＣＣＤ５４に残留していた不要電荷が同時にスミアドレイン５５に転送され、このスミアドレイン５５から外部に掃き出される。この不要電荷の掃き出し動作は２Ｈの間行われ、この掃き出し動作の終了から１Ｈが経過したタイミングＴ3 において、各ＣＣＤ１２〜１４では、フォトダイオード５１から垂直転送ＣＣＤ５４へ信号電荷が転送され、これにより電荷蓄積は同時に終了する。
【００２９】電荷蓄積期間の終了の直後、タイミングＴ4 において、信号電荷は垂直転送ＣＣＤ５４から蓄積部５３へ転送される。１フィールド分の画素信号が全て蓄積部８３に転送されると、その後、所定のタイミングで信号読出しが行われ、信号電荷は蓄積部５３から水平転送ＣＣＤ５６を通って外部に出力される。
【００３０】なお、垂直ブランキング期間は２０Ｈ程度であり、信号電荷の蓄積部８３への転送は垂直ブランキング期間内に終了する。
【００３１】以上のように本実施例は、ＣＣＤ１２〜１４における電荷蓄積期間を制御することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の各色成分に対するゲインを調整するよう構成されている。すなわちホワイトバランス調整は、ＣＣＤ１２〜１４から画素信号が読み出されたとき既に行われており、アナログ回路における演算処理により行われるものではない。したがって本実施例によれば、ホワイトバランス調整において信号劣化による誤差が発生するおそれがなく、ホワイトバランス調整を高精度に実施することができる。
【００３２】図７は、第２実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【００３３】本実施例では、ＣＣＤ７１は１個設けられ、このＣＣＤ７１の受光面の前に回転色フィルタ７２が配設されている。この回転色フィルタ７２は、図８に示すようにＲフィルタ要素、Ｇフィルタ要素およびＢフィルタ要素を有している。回転色フィルタ７２は、その軸心回りに回転自在に設けられ、ステッピングモータ７３により回転駆動される。原点検出センサ７４は回転色フィルタ７２の縁部に近接した部位に設けられており、回転色フィルタ７２の突起９５（図８参照）が接近することにより、原点検出センサ７４から原点信号が出力される。
【００３４】ＣＣＤ７１はＣＣＤ駆動回路７５によって制御され、これにより、回転色フィルタ７２の位置に応じてＲ信号、Ｇ信号またはＢ信号が出力される。これらのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、サンプルホールド回路７６においてサンプルホールドされる。ＣＣＤ駆動回路７５とサンプルホールド回路７６の動作は、ＣＣＤクロック発生器７７から出力されるクロック信号に基づいて制御される。
【００３５】サンプルホールド回路７６から出力されたＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、ニー・クリップ回路７８においてニー・クリップ特性を付与され、ガンマ補正回路７９においてガンマ補正等の処理を施される。そしてＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、Ａ／Ｄ変換器８１においてデジタル信号に変換される。デジタルのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、それぞれＧメモリ８２、Ｒメモリ８３およびＢメモリ８４に一旦格納され、これらのメモリから読み出されてＤ／Ａ変換器８５〜８７によりアナログ信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器８１とＤ／Ａ変換器８５〜８７の動作および各メモリ８２〜８４の書き込みおよび読み出し動作は、タイミングパルス発生器８８から出力されるクロック信号に基づいて制御される。タイミングパルス発生器８８は、同期信号発生器３８とシステム制御回路４４の出力信号に基づいて動作する。
【００３６】アナログのＧ信号、Ｒ信号およびＢ信号は、マトリクス回路３４において所定の演算処理を施され、これにより輝度信号と色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）が求められる。輝度信号は加算器３５において、同期信号発生器３８から出力される複合同期信号を付加された後、増幅器４１において増幅され、所定の方式に従った輝度信号に変換される。輝度信号と色差信号は、図示しないモニタ装置等に出力される。
【００３７】ニー・クリップ回路７８およびマトリクス回路３４は、同期信号発生器３８から出力されるクロック信号に基づいて作動する。同期信号発生器３８の動作はシステム制御回路４４により制御され、ＣＣＤクロック発生器７７の動作は同期信号発生器３８またはシステム制御回路４４により制御される。
【００３８】システム制御回路４４には、第１実施例と同様に、操作部４５と測光センサ４６と測色センサ４７が接続されている。
【００３９】ステッピングモータ７３の回転は、システム制御回路４４に設けられたモータ制御回路（図示せず）によって制御される。このモータ制御回路には、原点検出センサ７４から出力される原点信号と、同期信号発生器３８から出力される垂直同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）およびフィールド信号（ＦＬＤ）が、それぞれ供給される。これらの信号に基づいて、モータ制御回路ではステッピングモータ７１を回転駆動するための駆動パルスが出力される。この駆動パルスに応じて回転色フィルタ７２の回転位相と回転速度が制御される。また、原点信号、垂直同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）およびフィールド信号（ＦＬＤ）は、システム制御回路４４において、回転色フィルタ７２のフェーズの識別、ＣＣＤ駆動制御およびメモリ制御等に利用される。
【００４０】図８は回転色フィルタ７２とその近傍の構成を示すものである。回転色フィルタ７２は円板状を呈し、回転中心を通る分割線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３により均等に６分割されたＲフィルタ要素７２ｂ、７２ｃとＧフィルタ要素７２ｄ、７２ｅとＢフィルタ要素７２ｆ、７２ｇとを有する。回転色フィルタ７２は、図示しない固定枠に回転自在に支持された回転軸９１に一体的に取り付けられている。回転軸９１には、ギア９２が嵌着され、このギア９２は、ステッピングモータ７３の出力軸９３に固定されたギア９４に噛合している。したがってステッピングモータ７３が回転すると、ギア９４、９２を介して回転色フィルタ７２が回転し、Ｒフィルタ要素７２ｂ、Ｇフィルタ要素７２ｄ、Ｂフィルタ要素７２ｆ、Ｒフィルタ要素７２ｃ、Ｇフィルタ要素７２ｅ、Ｂフィルタ要素７２ｇが交互にＣＣＤ７１上に位置される。
【００４１】図９は回転色フィルタ７２の回転位相を示すものである。回転色フィルタ７２は、図において時計方向に回転している。
【００４２】フェーズ１は、回転色フィルタ７２の第１の分割線Ｄ１がＣＣＤ７１上を通過し終わって、Ｒフィルタ要素７２ｂがＣＣＤ７１に対向した状態である。フェーズ２は、回転色フィルタ７２がフェーズ１からさらに回転して第２の分割線Ｄ２がＣＣＤ７１に接近した状態である。フェーズ３は、フェーズ２の後、第２の分割線Ｄ２がＣＣＤ７１上を通過してＧフィルタ要素７２ｄがＣＣＤ７１に対向した状態である。フェーズ４は、フェーズ３の後、第３の分割線Ｄ３がＣＣＤ７１に接近した状態である。フェーズ５は、フェーズ４の後、第３の分割線Ｄ３がＣＣＤ７１上を通過してＢフィルタ要素７２ｆがＣＣＤ７１に対向した状態である。フェーズ６は、フェーズ５の後、第１の分割線Ｄ１がＣＣＤ７１に接近した状態である。
【００４３】すなわちフェーズ１からフェーズ２までの間、Ｒフィルタ要素７２ｂがＣＣＤ７１の受光面を覆い、フェーズ３からフェーズ４までの間、Ｇフィルタ要素７２ｄがＣＣＤ７１の受光面を覆い、フェーズ５からフェーズ６までの間、Ｂフィルタ要素７２ｆがＣＣＤ７１の受光面を覆う。
【００４４】次に、図４、図９および図１０を参照して、ＣＣＤ７１からの画素信号の読出動作と回転色フィルタ７２の回転動作との関係を説明する。なお第２実施例において、ＣＣＤ７１からの画素信号の読出動作は、図４に示す第１実施例の動作と基本的に同じであり、また静止画像の記録動作のプログラムも、図５に示す第１実施例のプログラムと基本的に同じである。
【００４５】図１０は画素信号をＣＣＤ７１から読み出す動作を示しており、ここでは第１実施例と同様に、色温度が相対的に高いため、Ｂ成分に対する電荷蓄積時間を短くするとともに、Ｒ成分に対する電荷蓄積時間を長くするような制御が示されている。
【００４６】回転色フィルタ７２はＣＣＤ７１による撮像時、モータ制御回路の制御により常に一定の回転速度で回転する。この例において、回転色フィルタ７２は 1/10秒の間に１回転する。
【００４７】フェーズ１からフェーズ２の間、Ｒフィルタ要素７２ｂがＣＣＤ７１に対向している（符号Ｐ１）。この間、タイミングＴR1においてフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送され、次いでＦＬＤ信号がＬ（ロー）からＨ（ハイ）に変化する（符号Ｐ２）と同時に、垂直ブランキング信号がＨからＬとなる（符号Ｐ３）。
【００４８】垂直ブランキング信号がＬである間、まずタイミングＴ2 において垂直転送ＣＣＤ５４の不要電荷がスミアドレイン５５に掃き出され、タイミングＴ3 においてフォトダイオード５１に蓄積された有効電荷（Ｒ信号）が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。フェーズ２において、分割線Ｄ２がＣＣＤ７１上を通過し始める。そしてタイミングＴ4 において垂直転送ＣＣＤ５４のＲ信号が蓄積部５３に転送される。この転送動作は垂直ブランキング信号がＬからＨに変化する（符号Ｐ４）までに終了する。蓄積部５３に転送されたＲ信号は、垂直ブランキング信号がＨである間に蓄積部５３から読み出される。
【００４９】フェーズ３では、ＣＣＤ７１はＧフィルタ要素７２ｄによって覆われるようになり（符号Ｐ５）、タイミングＴG1においてフォトダイオード５１の不要電荷（分割線Ｄ２がＣＣＤ７１上を通過している間に蓄積される不要電荷）が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。その後、Ｒ信号の読み出しが完了し、ＦＬＤ信号がＨからＬに変化するとともに（符号Ｐ６）、垂直ブランキング信号がＨからＬに変化する（符号Ｐ７）。そしてタイミングＴ2 において垂直転送ＣＣＤ５４の不要電荷がスミアドレイン５５に掃き出され、タイミングＴ3 においてフォトダイオード５１に蓄積された有効電荷（Ｇ信号）が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。次いでフェーズ４では、分割線Ｄ３がＣＣＤ７１上を通過し始める。
【００５０】タイミングＴ4 では、垂直転送ＣＣＤ５４のＧ信号が蓄積部５３に転送される。このＧ信号は、垂直ブランキング信号がＬからＨに変化した後（符号Ｐ８）、この信号がＨである間に蓄積部５３から読み出される。
【００５１】以下同様にして、Ｂ信号が検出される。すなわちフェーズ５においてＣＣＤ７１はＢフィルタ要素７２ｆによって覆われるようになり（符号Ｐ９）、タイミングＴB1においてフォトダイオード５１の不要電荷が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。そしてタイミングＴ2 において垂直転送ＣＣＤ５４の不要電荷がスミアドレイン５５に掃き出され、タイミングＴ3 においてフォトダイオード５１に蓄積された有効電荷（Ｂ信号）が垂直転送ＣＣＤ５４に転送される。次いでフェーズ６では、分割線Ｄ１がＣＣＤ７１上を通過し始め、その後、垂直ブランキング信号がＨである間にＢ信号は蓄積部５３から読み出される。
【００５２】図１０の例では、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号を生成するためのＣＣＤ７１の電荷蓄積時間は、測色結果に従って、Ｒ信号の場合が最も長く、Ｂ信号の場合が最も短い。そして電荷蓄積の開始時点は、例えば垂直ブランキング期間の始まりの時点を基準にすると、Ｒ信号の場合相対的に早く、Ｂ信号の場合相対的に遅く、また各信号において電荷蓄積は同時に終了している。
【００５３】以上のように第２実施例は、各フィルタ要素７２ｂ〜７２ｇが対向している間におけるＣＣＤ７１の電荷蓄積期間を制御することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の各色成分に対するゲインを調整するよう構成されている。したがって本実施例によっても、第１実施例と同様に、ホワイトバランス調整において信号劣化による誤差が発生するおそれがなく、ホワイトバランス調整を高精度に実施することができる。
【００５４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、画素信号が劣化するのを防止し、しかもホワイトバランス調整を容易かつ高精度に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】測色センサの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】色温度と白色中のＲ／ＧおよびＢ／Ｇの割合との関係を示す図である。
【図４】ＣＣＤからの画素信号の読出動作を示す図である。
【図５】静止画像の記録動作を示すフローチャートである。
【図６】各ＣＣＤの電子シャッタのタイミングの一例を示す図である。
【図７】第２実施例であるホワイトバランス調整装置を備えた電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【図８】回転色フィルタとその近傍の構成を示す断面図である。
【図９】回転色フィルタの回転位相を示す図である。
【図１０】画素信号をＣＣＤから読み出す動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１２、１３、１４、７１ ＣＣＤ
５１ フォトダイオード
７２ 回転色フィルタ
７２ｂ、７２ｃ Ｒフィルタ要素
７２ｄ、７２ｅ Ｇフィルタ要素
７２ｆ、７２ｇ Ｂフィルタ要素
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被写界の色温度を検出する測色センサと、フォトダイオードに発生した電荷を蓄積することにより、三原色の画素信号を生成する撮像素子と、前記測色センサの測色結果に基づいて、前記撮像素子における三原色の各色成分毎の電荷蓄積期間を制御する蓄積期間制御手段とを備えたことを特徴とする電子カメラのホワイトバランス調整装置。
【請求項２】 前記撮像素子は３個設けられ、第１の撮像素子はＧ成分を検出し、第２の撮像素子はＲ成分を検出し、第３の撮像素子はＢ成分を検出することを特徴とする電子カメラのホワイトバランス調整装置。
【請求項３】 前記蓄積期間制御手段は、電荷蓄積期間の長い撮像素子から電荷蓄積を開始し、各撮像素子の電荷蓄積を同時に終了することを特徴とする請求項２に記載の電子カメラのホワイトバランス調整装置。
【請求項４】 前記撮像素子は１個設けられ、この撮像素子の受光面の前に、Ｒフィルタ要素、Ｇフィルタ要素およびＢフィルタ要素を有する回転色フィルタが配設され、この回転色フィルタは、軸回りに回転自在に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子カメラのホワイトバランス調整装置。
【請求項１】 被写界の色温度を検出する測色センサと、フォトダイオードに発生した電荷を蓄積することにより、三原色の画素信号を生成する撮像素子と、前記測色センサの測色結果に基づいて、前記撮像素子における三原色の各色成分毎の電荷蓄積期間を制御する蓄積期間制御手段とを備えたことを特徴とする電子カメラのホワイトバランス調整装置。
【請求項２】 前記撮像素子は３個設けられ、第１の撮像素子はＧ成分を検出し、第２の撮像素子はＲ成分を検出し、第３の撮像素子はＢ成分を検出することを特徴とする電子カメラのホワイトバランス調整装置。
【請求項３】 前記蓄積期間制御手段は、電荷蓄積期間の長い撮像素子から電荷蓄積を開始し、各撮像素子の電荷蓄積を同時に終了することを特徴とする請求項２に記載の電子カメラのホワイトバランス調整装置。
【請求項４】 前記撮像素子は１個設けられ、この撮像素子の受光面の前に、Ｒフィルタ要素、Ｇフィルタ要素およびＢフィルタ要素を有する回転色フィルタが配設され、この回転色フィルタは、軸回りに回転自在に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子カメラのホワイトバランス調整装置。
【図４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図１０】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開平７−２５０３４１
【公開日】平成７年（１９９５）９月２６日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−６７６８２
【出願日】平成６年（１９９４）３月１１日
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社 (1,878)
【公開日】平成７年（１９９５）９月２６日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）３月１１日
【出願人】（００００００５２７）旭光学工業株式会社 (1,878)
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