JP2000244930A - デジタルカメラおよび画像信号処理用記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】撮影レンズの瞳位置あるいは絞り値変更後のホ
ワイトバランス調整誤差による色かぶり現象を十分に抑
制する。 【解決手段】ＣＣＤ２６は撮影レンズを通過する被写体
像を撮像し、画像処理回路２９はＣＣＤ２６から出力さ
れる画像データに対してγ補正、ホワイトバランスなど
の画像前処理を行う。ＣＰＵ２１は、あらかじめ格納さ
れているホワイトバランス微調整係数を交換レンズ９０
の焦点距離および絞り値に基づいて読み出し、この係数
に基づいてプリセットホワイトバランス調整値を補正す
る。画像処理回路２９におけるホワイトバランス調整回
路１０３は、補正後のホワイトバランス調整値でＣＣＤ
２６から出力される画像データに対してホワイトバラン
ス調整を行なう。ホワイトバランス調整後のデータは、
γ補正後にフォーマット処理されたのち圧縮回路３３で
圧縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体を電子的に
圧縮した画像データとして記憶するデジタルカメラおよ
び画像信号処理プログラムが格納された記憶媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、撮影レンズを通過する被写体
像がクイックリターンミラーによって導かれるファイン
ダ装置と、クイックリターンミラーの後段に配置され被
写体像を撮像して画像データを出力するＣＣＤのような
撮像装置と、撮像装置から出力される画像データに対し
てホワイトバランスやγ補正などの画像処理を施す画像
処理回路と、画像処理後のデータをＪＰＥＧなどの方式
で圧縮してフラッシュメモリなどの記憶媒体に記憶する
圧縮回路と、画像処理後のデータを表示するモニタとを
備えるデジタルスチルカメラが知られている。画像処理
回路では、撮像装置から出力される画像データに基づい
て、あらかじめ定めたアルゴリズムによりホワイトバラ
ンス調整用のＲゲインやＢゲイン、あるいはγ補正用の
階調カーブなどのパラメータを算出する。また、ＪＰＥ
Ｇ方式で圧縮するために画像データをそれぞれ１６×８
の輝度データＹとそれぞれ８×８の色差データＣｒ，Ｃ
ｂに変換する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のデジ
タルスチルカメラの撮像装置では、あらかじめ決定した
ホワイトバランス調整係数を用いてホワイトバランス調
整を行なうようにしているので、そのホワイトバランス
調整係数の調整不良が生じると色かぶり画像が発生する
おそれがある。一般に、画素数を増やすために所定の面
積にたくさんの画素を収めたＣＣＤは、一画素あたりの
面積が小さいのでＣＣＤ上にオンチップマイクロレンズ
を形成して集光率を高めている。このようなＣＣＤで
は、マイクロレンズを通してフォトダイオードが受光す
る光のＲ、ＧおよびＢ成分の強さがマイクロレンズに入
射される角度により変化する。このため、撮影レンズを
通過した光をＣＣＤに導いて光電変換するデジタルスチ
ルカメラでは、撮影レンズの瞳位置や絞り値によってＣ
ＣＤ上のマイクロレンズへの入射角が変化するので、受
光される光のＲ、Ｇ、Ｂ成分の強さが変化してホワイト
バランス調整不良が生じやすい。とくに、２００万画素
を超えるような高画質タイプのデジタルカメラで問題と
なりやすい。また、撮影レンズの収差によってホワイト
バランス調整が微妙に影響を受けることもある。

【０００４】本発明の目的は、撮影レンズの瞳位置や絞
り値の変化などで生じるホワイトバランス調整誤差によ
る色かぶり現象を十分に抑制できるようにしたデジタル
カメラを提供することにある。また本発明の他の目的
は、撮影レンズの瞳位置や絞り値などの変化で生じたホ
ワイトバランス調整誤差による色かぶり現象を十分に抑
制できるような信号処理を行なうプログラムを格納した
記憶媒体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
〜図３を参照して本発明を説明する。 （１）請求項１の発明は、撮影レンズ９０を通過する被
写体像を撮像して画像データを出力する撮像装置２６
と、撮像装置２６から出力される画像データに対してホ
ワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整回路１
０３とを備えたデジタルカメラに適用される。そして、
ホワイトバランス調整回路１０３は、撮影レンズ９０の
光学特性が変更されるのに応じ、その光学特性に基づい
たホワイトバランス調整を行うことにより上述した目的
を達成する。 （２）請求項２の発明は、撮影レンズ９０を通過する被
写体像を撮像して画像データを出力する撮像装置２６
と、撮像装置２６から出力される画像データに対してホ
ワイトバランス調整値に基づいてホワイトバランス調整
を行うホワイトバランス調整回路１０３とを備えたデジ
タルカメラに適用される。そして、撮影レンズ９０の瞳
位置および絞り値の少なくとも一方を含むレンズ撮影条
件に基づいてホワイトバランス微調整係数を設定するホ
ワイトバランス微調整係数設定手段２１と、ホワイトバ
ランス微調整係数設定手段２１で設定されたホワイトバ
ランス微調整係数を用い、あらかじめ決定したホワイト
バランス調整値に対し微調整を行うホワイトバランス微
調整演算手段２１とを備えることにより上述した目的を
達成する。 （３）請求項３の発明は、請求項２に記載のデジタルカ
メラにおいて、ホワイトバランス微調整係数設定手段２
１は、あらかじめホワイトバランス調整値を決定したと
きの撮影レンズ９０の瞳位置および絞り値の少なくとも
一方を含むレンズ撮影条件と、撮影時の撮影レンズ９０
の瞳位置および絞り値の少なくとも一方を含むレンズ撮
影条件とに基づいてホワイトバランス微調整係数を設定
することを特徴とする。 （４）請求項４の発明は、請求項２または３に記載のデ
ジタルカメラにおいて、ホワイトバランス微調整係数設
定手段２１は、撮影レンズ９０の瞳位置および絞り値の
少なくとも一方を含むレンズ撮影条件に対応して記憶し
たホワイトバランス微調整係数を、撮影時の撮影レンズ
９０の瞳位置および絞り値の少なくとも一方を含むレン
ズ撮影条件に基づいて読み出すことを特徴とする。 （５）請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれかに記
載のデジタルカメラにおいて、ホワイトバランス微調整
係数設定手段２１は、撮像装置２６のマイクロレンズへ
入射する被写体光の入射角度に依存したホワイトバラン
ス微調整係数を設定することを特徴とする。 （６）請求項６の発明による画像信号処理用記憶媒体
は、撮影レンズ９０の瞳位置および絞り値の少なくとも
一方を含むレンズ撮影条件に基づいてホワイトバランス
微調整係数を設定するホワイトバランス微調整係数設定
処理と、あらかじめ決定されたホワイトバランス調整値
をホワイトバランス微調整係数により微調整するホワイ
トバランス微調整演算処理と、撮像装置２６で撮像され
た画像データに対して、微調整演算処理で微調整された
ホワイトバランス調整値に基づいてホワイトバランス調
整を施すホワイトバランス調整処理とを行うプログラム
を格納し、このプログラムを実行することにより上述し
た目的を達成する。 （７）請求項７の発明による画像信号処理用記憶媒体
は、撮影レンズ９０の瞳位置および絞り値の少なくとも
一方を含むレンズ撮影条件に基づいてホワイトバランス
微調整係数を設定するホワイトバランス微調整係数設定
処理と、撮像装置２６で撮像されてホワイトバランス調
整された後の画像データに対して、ホワイトバランス微
調係数に基づいてホワイトバランス微調整を行うホワイ
トバランス微調整処理とを行うプログラムを格納し、こ
のプログラムを実行することにより上述した目的を達成
する。 （８）請求項８の発明は、請求項６または７に記載の画
像信号処理用記憶媒体において、ホワイトバランス微調
整係数設定処理は、撮影レンズ９０の瞳位置および絞り
値の少なくとも一方を含むレンズ撮影条件に対応して記
憶したホワイトバランス微調整係数を、画像を撮影した
時の撮影レンズ９０の瞳位置および絞り値の少なくとも
一方を含むレンズ撮影条件に基づいて読み出してホワイ
トバランス微調整係数の設定を行うことを特徴とする。

【０００６】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が
実施の形態に限定されるものではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１に示すように、この実施の形
態による一眼レフデジタルスチルカメラは、カメラ本体
７０と、カメラ本体７０に着脱されるファインダ装置８
０と、レンズ９１と絞り９２を内蔵してカメラ本体７０
に着脱される交換ズームレンズ９０とを備える。被写体
光は交換レンズ９０を通ってカメラ本体７０に入射し、
レリーズ前は点線で示す位置にあるクイックリターンミ
ラー７１でファインダ装置８０に導かれてファインダマ
ット８１に結像するとともに、焦点検出装置３６にも結
像する。ファインダーマット８１上の被写体像はさらに
ペンタプリズム８２で接眼レンズ８３に導かれる。ま
た、レリーズ前に、プリズム８４と結像レンズ８５を通
って被写体像がホワイトバランスセンサ８６に入射し
て、被写体像の色温度を検出する。レリーズ後はクイッ
クリターンミラー７１が実線で示す位置に回動し、被写
体光はシャッタ７２を介して撮像装置７３上に結像す
る。

【０００８】図２は本発明によるデジタルカメラの一実
施の形態の回路を示すブロック図である。ＣＰＵ２１に
はレリーズ釦に連動する半押しスイッチ２２と全押しス
イッチ２３から半押し信号と全押し信号がそれぞれ入力
される。半押しスイッチ２２が操作されて半押し信号が
入力されると、ＣＰＵ２１からの指令により焦点検出装
置３６が交換レンズ９０の焦点検出状態を検出し、交換
レンズ９０に入射する被写体光が撮像装置７３上で結像
するようにレンズ９１を合焦位置へ駆動する。また、タ
イミングジェネレータ２４とドライバ２５を介して撮像
装置７３のＣＣＤ２６が駆動制御される。そして、タイ
ミングジェネレータ２４によりアナログ処理回路２７と
Ａ／Ｄ変換回路２８の動作タイミングが制御される。

【０００９】半押しスイッチ２２のオン操作に引続いて
全押しスイッチ２３がオン操作されるとクイックリター
ンミラー７１が上方に回動し、交換レンズ９０からの被
写体光はＣＣＤ２６の受光面上で結像し、ＣＣＤ２６に
は被写体像の明るさに応じた信号電荷が蓄積される。Ｃ
ＣＤ２６に蓄積された信号電荷はドライバ２５により吐
き出され、ＡＧＣ回路やＣＤＳ回路などを含むアナログ
信号処理回路２７に入力される。アナログ信号処理回路
２７でアナログ画像信号に対してゲインコントロール、
雑音除去等のアナログ処理が施された後、Ａ／Ｄ変換回
路２８によってデジタル信号に変換される。デジタル変
換された信号はたとえばＡＳＩＣとして構成される画像
処理回路２９に導かれ、そこでホワイトバランス調整、
輪郭補償、ガンマ補正等の画像前処理が行われる。

【００１０】画像前処理が行なわれた画像データに対し
てはさらに、ＪＰＥＧ圧縮のためのフォーマット処理
（画像後処理）が行なわれ、その後、その画像データは
バッファメモリ３０に一時的に格納される。

【００１１】バッファメモリ３０に記憶された画像デー
タは、表示画像作成回路３１により表示用の画像データ
に処理され、ＬＣＤ等の外部モニタ３２に撮影結果とし
て表示される。また、バッファメモリ３０に記憶された
画像データは、圧縮回路３３によりＪＰＥＧ方式で所定
の比率にデータ圧縮を受け、フラッシュメモリ等の記憶
媒体（ＰＣカード）３４に記録される。

【００１２】図３は上述したように動作するデジタルカ
メラにおける画像処理回路２９の詳細を示すブロック図
である。図３はＣＣＤ２６からの画像データに対してラ
インごとに信号処理するライン処理回路１００であり、
上述した画像前処理を行う。このライン処理回路１００
は、Ａ／Ｄ変換回路２８から出力される１２ビットの
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に対して後述する各種の信号処理を行な
うものであり、デジタルクランプ回路１０１と、ゲイン
回路１０２と、ホワイトバランス回路１０３と、黒レベ
ル回路１０４と、γ補正回路１０５とを有する。

【００１３】Ａ／Ｄ変換回路２８から出力される１２ビ
ットのＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ＣＣＤ２６の出力に対して１
ラインごとに点順次で、欠陥のある画素（そのアドレス
があらかじめ特定されてレジスタにセットされている）
からのデータを補正したのちデジタルクランプ回路１０
１に入力される。デジタルクランプ回路１０１は、ＣＣ
Ｄ２６の出力に対して１ラインごとに点順次で、オプテ
ィカルブラックとして使用する複数の画素データの加重
平均をそのラインの各画素データから減算する。

【００１４】ゲイン回路１０２はホワイトバランス調整
用ゲインを設定する。本実施の形態によるホワイトバラ
ンス調整は、あらかじめ白基準となる被写体を撮像し
て、その画像データに基づいてホワイトバランス調整用
ゲインを算出するプリセット処理と、プリセットしたホ
ワイトバランス調整用ゲインに対して補正を行う微調整
処理とに分けられる。ゲイン回路１０２は、後述するプ
リセット処理により記憶されているホワイトバランス調
整値を読み出して、微調整処理が必要と判定すれば読み
出した調整値に対して補正を行い、不要と判定すれば補
正をしないでホワイトバランス調整用ゲインをホワイト
バランス回路１０３に設定する。

【００１５】−プリセット処理− 図２のホワイトバランス検出処理回路３５は、色温度セ
ンサであるホワイトバランスセンサ３５Ａ（図１のホワ
イトバランスセンサ８６）と、ホワイトバランスセンサ
３５Ａからのアナログ信号をデジタル信号とするＡ／Ｄ
変換回路３５Ｂと、デジタル色温度信号に基づいてホワ
イトバランス調整信号を生成するＣＰＵ３５Ｃとを含
む。ホワイトバランスセンサ３５Ａはたとえば赤色Ｒと
青色Ｂと緑色Ｇとにそれぞれ感度を有する複数の光電変
換素子からなり、被写界全体の光像を受光する。ＣＰＵ
３５Ｃは、複数の光電変換素子の出力に基づいてＲゲイ
ンとＢゲインを以下に説明する手順で求める。

【００１６】プリセット処理は、ホワイトバランス調整
値を決定するために白い被写体を撮像して行う。そし
て、撮像された全領域の画像データの中から、たとえ
ば、焦点検出装置３６が焦点検出を行うエリアを中心と
した５１２×５１２の領域の画像データを抽出して、Ｒ
信号用のホワイトバランス調整用ゲインＲgainとＢ信号
用のホワイトバランス調整用ゲインＢgainをたとえば、
次式（１）、（２）により算出する。このとき、５１２
×５１２の画素領域上に、たとえば、図４に示すように
カラーフィルタが配置されている場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号
の平均値を（３）〜（５）式で算出し、（１）、（２）
式に示すように、Ｇ信号の平均値ＧaveとＲ信号の平均
値Ｒaveとの比およびＧ信号の平均値ＧaveとＢ信号の平
均値Ｂaveとの比からホワイトバランス調整用ゲインＲg
ainとＢgainを算出する。

【００１７】

【数１】 Ｒgain＝Ｇave／Ｒave （１） Ｂgain＝Ｇave／Ｂave （２） ただし、Ｒave＝Ｒsum／Ｒpixel数 （３） Ｇave＝Ｇsum／Ｇpixel数 （４） Ｂave＝Ｂsum／Ｂpixel数 （５）

【００１８】算出されたこれらのゲインＲgainとＢgain
は、レンズ情報入力部３８から入力される交換レンズ９
０の焦点距離と露出演算で得られた絞り値とともに、プ
リセットホワイトバランス調整値としてＣＰＵ２１のレ
ジスタに格納される。このような平均値方式によると、
画像データのＲ、Ｇ、Ｂの各信号の階調の平均値を求め
たことになり、経験的にホワイトバランスの調整結果
（全体的なホワイトバランス）が良好となる。すなわ
ち、画面の平均色温度を白に近づけるようにホワイトバ
ランス調整用のＲゲインやＢゲインなどの調整値を算出
し、このホワイトバランス調整値に基づいたホワイトバ
ランス調整を行う。

【００１９】レンズ情報入力部３８から入力されるレン
ズ情報は、交換レンズ９０の焦点距離（瞳位置）に関す
るものであり、レンズの焦点距離は図示しないズームス
イッチからの信号により変更され、レンズ内蔵のズーム
エンコーダからの信号によりレンズの焦点距離を認識で
きる。

【００２０】−微調整処理− 図５（ａ）、（ｂ）は、交換レンズ９０に入射する平行
光が絞り９２を介してＣＣＤ２６に入射する様子を示す
図である。図５（ａ）に示すように、一般の交換レンズ
９０は、絞り９２の設定値を大きくして絞り込むと射出
瞳Ｐａが小さくなり、レンズ９１の開口角Ａａが狭くな
る。このとき、ＣＣＤ２６に入射される光の入射角Ｉａ
はほとんど変化しないので、ＣＣＤ２６から出力される
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号レベルの変化も少ない。

【００２１】ところが、図５（ｂ）に示すように絞り９
２の設定値を開放に近づけると射出瞳Ｐｂが大きくな
り、開口角Ａｂが大きくなる。そして、開口角Ａｂの広
がりに応じてＣＣＤ２６に入射される光の入射角Ｉｂが
変化する。ＣＣＤ２６上に形成されたマイクロレンズの
透過損失が入射角に対して波長依存性をもつとき、ある
いは、ＣＣＤ２６上に図４のように形成されたカラーフ
ィルタの特性が入射角に応じて変化するときは、ＣＣＤ
２６から出力されるＲ、Ｇ、Ｂ信号レベルがそれぞれ変
化する。

【００２２】したがって、撮影時の交換レンズ９０の絞
り値が、プリセットホワイトバランス調整値をＣＰＵ２
１のレジスタに格納したときの絞り値と異なるときは、
ホワイトバランス微調整処理が必要になる。すなわち、
絞り９２の設定値に応じてＣＣＤ２６上のマイクロレン
ズおよびカラーフィルタを透過する光のＲ、Ｇ、Ｂ成分
の強さが変化するので、変化した分を補正するためにホ
ワイトバランス微調整処理を行う。

【００２３】また、交換レンズ９０の焦点距離が変わる
と射出瞳の位置が異なるので、この場合もプリセットホ
ワイトバランス調整係数の補正が必要となる。以上説明
したように、ホワイトバランス微調整処理は、レンズ情
報入力部３８から入力される交換レンズ９０の焦点距離
および露出演算で得られた絞り値に基づいて、プリセッ
トホワイトバランス調整値を補正してホワイトバランス
調整用ゲインを決定する。

【００２４】ホワイトバランス微調整処理は次のように
行われる。まず、上述したプリセット処理によりＣＰＵ
２１のレジスタにあらかじめ格納されているホワイトバ
ランス調整値、およびそのホワイトバランス調整値を決
定したときの交換レンズ９０の焦点距離と絞り値を読み
出す。読み出した交換レンズ９０の焦点距離と絞り値
を、装着されている交換レンズ９０の焦点距離および絞
り値と比較する。両者が一致すると判定されたときは、
読み出したホワイトバランス調整用ゲインをそのままホ
ワイトバランス回路１０３に設定する。一方、両者が一
致しないと判定されたときは、交換レンズ９０の焦点距
離および絞り値に基づいて、あらかじめＣＰＵ２１のレ
ジスタ内に格納されているホワイトバランス微調整係数
を読み出してプリセットホワイトバランス調整値を補正
する。

【００２５】図６(ａ)は、カメラ本体７０に装着される
交換レンズ９０の絞り値に対するＣＣＤ２６から出力さ
れる信号量の変化例を表すグラフであり、図６(ｂ)はそ
の数値をまとめた表である。このデータは、交換レンズ
９０の絞り値を変化させてもＣＣＤ２６が載置される位
置の輝度が一定になるように交換レンズ９０への入射光
量を調節して測定したもので、たとえば、焦点検出を行
うエリアを中心とした領域に対応するＣＣＤ２６の出力
を示したものである。そして、図６(ａ)のグラフの縦軸
は、絞り値＝Ｆ８のときにＣＣＤ２６から出力される値
で基準化して表している。図の例では、交換レンズ９０
の絞り９２を開放側にすると信号量が減り、その減少量
は光のＲ、Ｇ、Ｂ成分により異なる。すなわち、絞り値
がＦ８より大きいときは各信号量に変化がないが、Ｆ
５．６以下ではＲ、Ｇ、Ｂの信号量がそれぞれ変化する
のでＲ信号用ホワイトバランス微調整係数ｒＲgainとＢ
信号用ホワイトバランス微調整係数ｒＢgainを次式
(６)、(７)を用いて算出する。

【００２６】

【数２】 ｒＲgain＝（Ｐ_R−Ｘ_R)・Ｘ_G／Ｐ_G （６） ｒＢgain＝（Ｐ_B−Ｘ_B)・Ｘ_G／Ｐ_G （７） ただし、Ｐ_Rはプリセット時の絞り値におけるＲ成分の
信号量(％)、Ｘ_Rは撮影時の絞り値におけるＲ成分の信
号量(％)、Ｘ_Gは撮影時の絞り値におけるＧ成分の信号
量(％)、Ｐ_Gはプリセット時の絞り値におけるＧ成分の
信号量(％)、Ｐ_Bはプリセット時の絞り値におけるＢ成
分の信号量(％)、Ｘ_Bは撮影時の絞り値におけるＢ成分
の信号量(％)である。

【００２７】たとえば、ホワイトバランス調整値をプリ
セットした時の絞り値がＦ８で、撮影時の絞り値がＦ
１．４の場合のＲ成分のホワイトバランス微調整係数ｒ
Ｒｇａｉｎは、上式（６)と図６(ｂ)より２４と求めら
れる。したがって、Ｒ成分のプリセットホワイトバラン
ス調整値Ｒgainを２４％高く設定するように補正する。
同様に、Ｂ成分のホワイトバランス微調整係数ｒＢgain
は上式(７)と図６(ｂ)より２０と求められるので、Ｂ成
分のプリセットホワイトバランス調整値Ｂgainを２０％
高く設定するように補正する。補正後のホワイトバラン
ス調整用ゲインは、Ｒ成分がＲgain×ｒＲgain、Ｂ成分
がＢgain×ｒＢgainと表すことができる。

【００２８】図６(ｃ)は、カメラ本体７０に装着される
交換レンズ９０の射出瞳の位置に対するＣＣＤ２６から
出力される信号量の変化の例を表すグラフであり、図６
(ｄ)はその数値をまとめた表である。このデータは、交
換レンズ９０の瞳位置を変化させてもＣＣＤ２６が載置
される位置の輝度が一定になるように交換レンズ９０へ
の入射光量を調節して測定したもので、たとえば、焦点
検出を行うエリアを中心とした領域に対応するＣＣＤ２
６の出力を示したものである。そして、図６(ｃ)のグラ
フの縦軸は、ＣＣＤ２６の周辺部から出力される信号量
とＣＣＤ２６の中央部から出力される信号量との比をと
って表している。図の例では、交換ズームレンズ９０の
焦点距離を変えると射出瞳の位置が変わり、射出瞳位置
が短くなるとＣＣＤ２６の中央部に対するＣＣＤ２６の
周辺部から出力される信号量の比が小さくなる。そし
て、信号量の減少比はＲ、Ｇ、Ｂ成分により異なる。す
なわち、射出瞳位置が９０ｍｍ以上のときは信号量の減
少比の変化がみられないが、８５ｍｍ以下ではＲ、Ｇ、
Ｂの信号量の減少比が変化するのでホワイトバランス微
調整係数を次式(８)、(９)を用いて算出する。

【００２９】

【数３】 ｒ'Ｒgain＝（Ｐ'_R−Ｘ'_R)・Ｘ'_G／Ｐ'_G （８） ｒ'Ｂgain＝（Ｐ'_B−Ｘ'_B)・Ｘ'_G／Ｐ'_G （９） ただし、Ｐ'_Rはプリセット時の瞳位置において、ＣＣＤ
２６の中央部に対するＣＣＤ２６の周辺部から出力され
るＲ成分の信号量の比(％)、Ｘ'_Rは撮影時の瞳位置にお
いて、ＣＣＤ２６の中央部に対するＣＣＤ２６の周辺部
から出力されるＲ成分の信号量の比(％)、Ｘ'_Gは撮影時
の瞳位置において、ＣＣＤ２６の中央部に対するＣＣＤ
２６の周辺部から出力されるＧ成分の信号量の比(％)、
Ｐ'_Gはプリセット時の瞳位置において、ＣＣＤ２６の中
央部に対するＣＣＤ２６の周辺部から出力されるＧ成分
の信号量の比(％)、Ｐ'_Bはプリセット時の瞳位置におい
て、ＣＣＤ２６の中央部に対するＣＣＤ２６の周辺部か
ら出力されるＢ成分の信号量の比(％)、Ｘ'_Bは撮影時の
瞳位置において、ＣＣＤ２６の中央部に対するＣＣＤ２
６の周辺部から出力されるＢ成分の信号量の比(％)であ
る。補正後のホワイトバランス調整用ゲインは、Ｒ成分
がＲgain×ｒ'Ｒgain、Ｂ成分がＢgain×ｒ'Ｂgainと表
すことができる。

【００３０】ゲイン回路１０２は、上述したように決定
したホワイトバランス調整用ゲインを、ＣＣＤ２６から
出力されるＲ，Ｇ，Ｂ信号の各々に対して１ラインごと
に点順次で、ホワイトバランス調整を行うようにホワイ
トバランス回路１０３に設定する。絞り値に基づいて補
正したホワイトバランス調整用ゲイン(Ｒgain×ｒＲgai
n、Ｂgain×ｒＢgain)を用いてホワイトバランス調整を
行うときは、ＣＣＤ２６から出力される全データに対し
てホワイトバランス調整を行うようにする。

【００３１】また、射出瞳の位置に基づいて補正したホ
ワイトバランス調整用ゲインによるホワイトバランス調
整は次のようにして行う。ＣＣＤ２６の周辺部から出力
される画像データについては補正したホワイトバランス
調整用ゲイン(Ｒgain×ｒ'Ｒgain、Ｂgain×ｒ'Ｂgain)
を用いてホワイトバランス調整を行う。ＣＣＤ２６のそ
の他の部分から出力される画像データについては、プリ
セットホワイトバランス調整用ゲイン(Ｒgain、Ｂgain)
を用いてホワイトバランス調整を行う。ＣＣＤ２６の周
辺部とは、ＣＣＤ２６上の撮像面において、レンズ９１
の光軸を中心とした所定の円の外側部分とする。

【００３２】さらにまた、上述した絞り値に基づいたホ
ワイトバランス調整用ゲインの補正と瞳位置に基づいた
ホワイトバランス調整用ゲインの補正とを同時に行うと
きは、上式(６)と(８)、上式(７)と(９)をそれぞれかけ
合わせてホワイトバランス微調整用係数を算出し、ホワ
イトバランス調整用ゲインを補正する。

【００３３】そして、ホワイトバランス調整用ゲインを
設定するとき、使用されるＣＣＤ２６のばらつきを補正
するためにあらかじめ用意されている所定の補正値によ
る補正も合わせて行う。これらの補正には、Ｇ信号に対
する感度のばらつき補正とＲ，Ｂ信号に対する感度比の
ばらつき補正とがある。したがって、ホワイトバランス
調整用ゲインは、Ｒ成分については(１)式×(６)式×
(８)式×(Ｇ信号に対する感度比のばらつき補正)、Ｂ成
分については(２)式×(７)式×(９)式×(Ｇ信号に対す
る感度比のばらつき補正)となる。

【００３４】ホワイトバランス回路１０３は、ゲイン回
路１０２で設定されたホワイトバランス調整用ゲインで
あるＲゲインとＢゲインをＲ，Ｂ信号にかけ合わせる。
黒レベル回路１０４は、ＣＣＤ２６の出力に対して１ラ
インごとに点順次で、あらかじめ決定されてＣＰＵ２１
のレジスタに格納されている値をＲ，Ｇ，Ｂ信号に対し
て加算する。γ補正回路１０５は、ＣＣＤ２６の出力に
対して１ラインごとに点順次で、階調ルックアップテー
ブルを用いてγ補正を行なう。

【００３５】次に、図７を参照して焦点検出装置３６の
構成およびこの焦点検出装置３６による焦点検出動作の
原理について説明する。焦点検出装置３６は、赤外光カ
ットフィルタ７００、視野マスク９００、フィールドレ
ンズ３００、開口マスク４００、再結像レンズ５０１お
よび５０２、そしてイメージセンサ３１０などで構成さ
れる。領域８００はレンズ９１（図１）の射出瞳であ
る。また、領域８０１、８０２は、開口マスク４００に
穿設される開口部４０１、４０２をフィールドレンズ３
００によって領域８００上に逆投影した像の存在する領
域である。なお、赤外光カットフィルタ７００の位置は
視野マスク９００の右側でも左側でも構わない。領域８
０１、８０２を介して入射した光束は、撮像装置等価面
６００上で焦点を結んだ後、赤外光カットフィルタ７０
０、視野マスク９００、フィールドレンズ３００、開口
部４０１、４０２および再結像レンズ５０１、５０２を
通りイメージセンサアレイ３１０ａ、３１０ｂ上に結像
する。

【００３６】これらイメージセンサアレイ３１０ａ、３
１０ｂ上に結像した一対の被写体像は、レンズ９１が撮
像装置等価面６００よりも前（被写体側）に被写体の鮮
鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に
撮像装置等価面６００よりも後に被写体の鮮鋭像を結ぶ
いわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。そして、イメ
ージセンサアレイ３１０ａ、３１０ｂ上に結像した被写
体像が所定の間隔となるときに被写体の鮮鋭像は撮像装
置等価面６００上に位置する。したがってこの一対の被
写体像をイメージセンサアレイ３１０ａ、３１０ｂで光
電変換して電気信号に換え、これらの信号を演算処理し
て一対の被写体像の相対距離を求めることによりレンズ
９１の焦点調節状態、つまりレンズ９１により鮮鋭な像
が形成される位置が、撮像装置等価面６００に対してど
の方向にどれだけ離れているか、つまりずれ量が求めら
れる。図７において焦点検出領域は、イメージセンサア
レイ３１０ａ、３１０ｂが再結像レンズ５０１、５０２
によって逆投影されて、撮像装置等価面６００の近傍で
重なった部分に相当する。こうして上記撮影画面内の焦
点検出領域について焦点を検出する。

【００３７】焦点検出装置３６は焦点検出領域の焦点を
検出したのち、この焦点検出データによりレンズ９１を
合焦位置へ駆動する。なお、焦点検出装置３６で選択さ
れた領域を中心とした５１２×５１２の画像データを利
用して、前述したプリセットホワイトバランス調整値Ｒ
gainとＢgainを算出する。

【００３８】このように構成されたデジタルスチルカメ
ラの動作について説明する。図８は、半押しスイッチで
起動されるプログラムを示すフローチャートである。図
８において、半押しスイッチ２２が操作されるとステッ
プＳ２０で測光装置３７により被写体の輝度を測定して
露出演算し、焦点検出装置３６により焦点検出領域の焦
点調節状態を検出する。ステップＳ２１Ａにおいて、レ
ンズ情報入力部３８から出力されている交換レンズ９０
の焦点距離および露出演算で得られた絞り値に基づい
て、上述したようにホワイトバランス微調整係数を決定
する。続いて、ＣＰＵ２１のレジスタ内に格納されてい
るホワイトバランス調整値をホワイトバランス微調整係
数を用いて補正する（ステップＳ２１Ｂ）。ステップＳ
２２において全押しスイッチ２３が操作されたと判断さ
れると、クイックリターンミラーが跳ね上がり、図８に
示す撮影シーケンスのプログラムが実行される。ステッ
プＳ２３では、ＣＣＤ２６の各画素が受光信号を蓄積
し、蓄積終了後、全画素の蓄積電荷を順次に読み出す。
ステップＳ２４において、読み出された画像データはア
ナログ信号処理回路２７で処理された後、Ａ／Ｄ変換回
路２８でデジタル画像データに変換され、画像処理回路
２９に入力される。次にステップＳ２５に進み、上述し
たホワイトバランス調整、γ階調補正、ＪＰＥＧフォー
マット化処理などが画像処理回路２９で行なわれる。画
像処理が終了するとステップＳ２６に進み、画像処理後
の画像データをいったんバッファメモリ３０に記憶す
る。ステップＳ２７において、バッファメモリ３０から
画像データを読み込んでＪＰＥＧ圧縮回路３３でデータ
を圧縮する。ステップＳ２８では、圧縮した画像データ
をＰＣカード３４に記憶する。

【００３９】この実施の形態の作用効果について説明す
る。 （１）あらかじめ決定したプリセットホワイトバランス
調整値であるＲゲインおよびＢゲインを、プリセットホ
ワイトバランス調整値を決定した時の交換レンズ９０の
焦点距離と絞り値とともに記憶するようにした。そし
て、撮影時にプリセットホワイトバランス調整値ととも
にその焦点距離と絞り値を読み出し、装着されている交
換レンズ９０の焦点距離と絞り値と比較して、これらの
値が一致しているときはプリセットホワイトバランス調
整値を用いてホワイトバランス調整を行う。異なってい
るときは交換レンズ９０の焦点距離と絞り値に基づい
て、あらかじめＣＰＵ２１内に格納されているホワイト
バランス微調整係数を読み出してプリセットホワイトバ
ランス調整値を補正する。したがって、異なる焦点距離
や絞り値で撮影する場合において、あらかじめ決定され
ているプリセットホワイトバランス調整値の調整不良が
発生しても、色かぶり画像が発生することが防止され
る。

【００４０】上述したホワイトバランス微調整係数は、
ホワイトバランスに影響が出ない範囲内において交換レ
ンズ９０の焦点距離のみ、あるいは絞り値のみに基づい
て決めてもよい。

【００４１】また、ホワイトバランス微調整係数は、交
換レンズ９０の種類ごとに、レンズの光学特性データに
基づいた補正情報としてＣＰＵ２１内に格納するように
すれば、撮影画面の周辺部にレンズの収差によるホワイ
トバランスの調整不良が発生する場合にも、このレンズ
収差に対する補正をホワイトバランス微調整係数に含め
て行うことができる。この結果、格納された補正情報に
基づいてプリセットホワイトバランス調整値を補正する
ことができるので、焦点距離および絞り値に対する補正
とレンズ収差に対する補正を同時に行うことができる。
すなわち、同一の焦点距離と絞り値であっても装着され
る交換レンズ９０ごとにホワイトバランス微調整係数を
異なる値とするのが好ましい。

【００４２】以上の発明の実施の形態ではデジタルスチ
ルカメラについて説明したが、ライン処理回路１００を
ソフトウエハエアの形態でＣＤ−ＲＯＭやフロッピデイ
スクなどの記憶媒体に画像処理プログラムとして格納
し、パソコンで画像処理する際に使用することもでき
る。この場合、ＣＣＤ２６で撮像してデジタル化された
画像データを大容量の画像データ用記憶媒体に記憶し、
この記憶媒体をパソコンにセットして画像データを取込
んだ上で、上記画像処理プログラムにより上述のような
ライン処理を行うようにする。たとえば、図３におい
て、黒レベル回路１０４の出力データを生データとして
ＰＣカード３４に記憶し、そのＰＣカード３４をパソコ
ンにセットして生データの画像処理を行なうことができ
る。

【００４３】上述したようにパソコン上で画像処理する
際、上記画像データ用記憶媒体に記憶された画像データ
が既にホワイトバランス調整を施されている場合には、
ホワイトバランス微調整処理だけを行なうようにプログ
ラムを作成する。この場合、上記画像データ用記憶媒体
には、交換レンズ９０の焦点距離と絞り値も合わせて記
憶しておき、上記パソコン上で画像処理を行う際にホワ
イトバランス微調整処理を行うための情報として使用す
る。一方、上記画像データ用記憶媒体に記憶された画像
データがホワイトバランス調整を施されていない場合に
は、ホワイトバランス調整処理とホワイトバランス微調
整処理を行なうようにプログラムを作成する。その場
合、画像データ用記憶媒体にはＣＣＤ２６からの撮像デ
ータとホワイトバランスセンサ３５Ａで検出した被写体
の色温度情報もしくは、この色温度情報に基づいて算出
されたプリセットホワイトバランス調整値、さらに上述
した交換レンズ９０の焦点距離と絞り値も合せて記憶し
ておき、これらのデータに基づいたホワイトバランス調
整処理を行なう。

【００４４】以上の説明では、一眼レフデジタルスチル
カメラについて説明したが、レンズに絞りを設けている
場合は、レンズ交換ができないデジタルスチルカメラ、
動画像も取込めるデジタルビデオカメラにも本発明を適
用できる。

【００４５】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、交換ズームレンズ９０が撮影レンズに、ＣＰ
Ｕ２１がホワイトバランス微調整係数設定手段とホワイ
トバランス微調整演算手段にそれぞれ対応する。

【００４６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明では、
撮影レンズの光学特性が変更されるのに応じてその光学
特性に基づいたホワイトバランス調整を行うようにし、
たとえば、あらかじめ決定したホワイトバランス調整値
に対して撮影レンズの瞳位置および絞り値の少なくとも
一方を含むレンズ撮影条件に基づいて微調整を施すこと
によりホワイトバランス微調整を行うようにした。この
結果、あらかじめホワイトバランス調整値を決定したと
きの撮影レンズの撮影条件が、撮影時に変更されること
により生じるホワイトバランス調整誤差による色かぶり
現象を十分に抑制することができる。また、同様な処理
を記憶した記憶媒体を用いてパソコン上で画像処理を行
うことにより、上述した処理と同様に色かぶり現象を十
分に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一眼レフデジタルスチルカメラの一実施の形態
の構成を示す図

【図２】一眼レフデジタルスチルカメラの信号処理系統
の一実施の形態を示すブロック図

【図３】図２に示した信号処理系統のうちライン処理を
行なう回路を説明するブロック図

【図４】ＣＣＤ上に設けられたカラーフィルタの配列を
示す図

【図５】撮影レンズに入射する平行光が絞りを介してＣ
ＣＤに入射する様子を示す図

【図６】（ａ）交換レンズの絞り値に対するＣＣＤから
出力される信号量の変化を表すグラフ、（ｂ）上記の数
値例を示す図、（ｃ）交換レンズの射出瞳の位置に対す
るＣＣＤの中央部から出力される信号量と周辺部から出
力される信号量との比を表すグラフ、（ｄ）上記の数値
例を示す図

【図７】焦点検出装置を説明する図

【図８】半押しスイッチで起動されるプログラムを示す
フローチャート

【符号の説明】

２１…ＣＰＵ、２２…半押しスイッチ、２３…全押しス
イッチ、２６…ＣＣＤ、２９…画像処理回路、３３…Ｊ
ＰＥＧ圧縮回路、３５…ホワイトバランス検出処理回
路、３５Ａ…ホワイトバランスセンサ、３６…焦点検出
装置、３７…測光装置、３８…レンズ情報入力部、７３
…ＣＣＤ、９０…交換レンズ、９１…撮影レンズ、９２
…絞り、１００…ライン処理回路、１０２…ゲイン回
路、１０３…ホワイトバランス回路、ＰａおよびＰｂ…
射出瞳、ＡａおよびＢｂ…開口角、ＩａおよびＩｂ…入
射角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C065 AA03 BB02 BB11 BB12 BB23 CC01 DD02 EE01 EE02 EE06 EE13 EE16 FF02 FF03 GG15 GG17 GG18 GG30 GG32 GG49 5C066 AA01 BA13 BA17 CA05 CA13 EA03 EA14 EC05 GA01 GB01 KA12 KE09 KE19 KM02 KM05 KM13 LA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影レンズを通過する被写体像を撮像して
   画像データを出力する撮像装置と、前記撮像装置から出
   力される画像データに対してホワイトバランス調整を行
   うホワイトバランス調整回路とを備えたデジタルカメラ
   において、 前記ホワイトバランス調整回路は、前記撮影レンズの光
   学特性が変更されるのに応じ、その光学特性に基づいた
   ホワイトバランス調整を行うことを特徴とするデジタル
   カメラ。
2. 【請求項２】撮影レンズを通過する被写体像を撮像して
   画像データを出力する撮像装置と、前記撮像装置から出
   力される画像データに対してホワイトバランス調整値に
   基づいてホワイトバランス調整を行うホワイトバランス
   調整回路とを備えたデジタルカメラにおいて、 前記撮影レンズの瞳位置および絞り値の少なくとも一方
   を含むレンズ撮影条件に基づいてホワイトバランス微調
   整係数を設定するホワイトバランス微調整係数設定手段
   と、 前記ホワイトバランス微調整係数設定手段で設定された
   ホワイトバランス微調整係数を用い、あらかじめ決定し
   たホワイトバランス調整値に対し微調整を行うホワイト
   バランス微調整演算手段とを備えることを特徴とするデ
   ジタルカメラ。
3. 【請求項３】請求項２に記載のデジタルカメラにおい
   て、 前記ホワイトバランス微調整係数設定手段は、あらかじ
   め前記ホワイトバランス調整値を決定したときの前記撮
   影レンズの瞳位置および絞り値の少なくとも一方を含む
   レンズ撮影条件と、撮影時の前記撮影レンズの瞳位置お
   よび絞り値の少なくとも一方を含むレンズ撮影条件とに
   基づいてホワイトバランス微調整係数を設定することを
   特徴とするデジタルカメラ。
4. 【請求項４】請求項２または３に記載のデジタルカメラ
   において、 前記ホワイトバランス微調整係数設定手段は、前記撮影
   レンズの瞳位置および絞り値の少なくとも一方を含むレ
   ンズ撮影条件に対応して記憶したホワイトバランス微調
   整係数を、撮影時の前記撮影レンズの瞳位置および絞り
   値の少なくとも一方を含むレンズ撮影条件に基づいて読
   み出すことを特徴とするデジタルカメラ。
5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれかに記載のデジタル
   カメラにおいて、 前記ホワイトバランス微調整係数設定手段は、前記撮像
   装置のマイクロレンズへ入射する被写体光の入射角度に
   依存したホワイトバランス微調整係数を設定することを
   特徴とするデジタルカメラ。
6. 【請求項６】撮影レンズの瞳位置および絞り値の少なく
   とも一方を含むレンズ撮影条件に基づいてホワイトバラ
   ンス微調整係数を設定するホワイトバランス微調整係数
   設定処理と、 あらかじめ決定されたホワイトバランス調整値を前記ホ
   ワイトバランス微調整係数により微調整するホワイトバ
   ランス微調整演算処理と、 撮像装置で撮像された画像データに対して、前記微調整
   演算処理で微調整されたホワイトバランス調整値に基づ
   いてホワイトバランス調整を施すホワイトバランス調整
   処理とを行うプログラムが格納されていることを特徴と
   する画像信号処理用記憶媒体。
7. 【請求項７】撮影レンズの瞳位置および絞り値の少なく
   とも一方を含むレンズ撮影条件に基づいてホワイトバラ
   ンス微調整係数を設定するホワイトバランス微調整係数
   設定処理と、 撮像装置で撮像されてホワイトバランス調整された後の
   画像データに対して、前記ホワイトバランス微調係数に
   基づいてホワイトバランス微調整を行うホワイトバラン
   ス微調整処理とを行うプログラムが格納されていること
   を特徴とする画像信号処理用記憶媒体。
8. 【請求項８】請求項６または７に記載の画像信号処理用
   記憶媒体において、 前記ホワイトバランス微調整係数設定処理は、前記撮影
   レンズの瞳位置および絞り値の少なくとも一方を含むレ
   ンズ撮影条件に対応して記憶したホワイトバランス微調
   整係数を、前記画像を撮影した時の前記撮影レンズの瞳
   位置および絞り値の少なくとも一方を含むレンズ撮影条
   件に基づいて読み出してホワイトバランス微調整係数の
   設定を行うことを特徴とする画像信号処理用記憶媒体。