JP2003324747A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数種の色フィルタを使用するデジタルカメ
ラにおいて、光源の色温度等により被写体照射光に生じ
る色バランスの偏りに左右されず、色再現性の良好な広
ダイナミックレンジの画像データが得られ、色バランス
調整処理の簡素化、低コストの処理が可能な方式を採用
する。 【解決手段】 撮影時、まず予備露光（CCD１を適正露
光条件に設定、色バランスを無調整とする）をし、その
出力画像データからダイナミックレンジの不足の有無を
判定回路６で調べる。その結果、不足のない時は露光条
件を変えずに本番の撮影を行いその際に色バランス調整
回路３で補正係数を用いデジタル演算処理を行い一度の
露光処理により全色分のデータを得る。不足時は露光量
を補正係数に応じて各色毎に制御し（露光処理を色毎に
し、この時に色バランス調整回路３は無調整とする）露
光段階で色バランス調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー撮像素子を
有するデジタルカメラに関し、特定すると、色フィルタ
の種類ごとに露光条件を制御することにより、被写体の
照射光の色バランスの偏りに左右されずに色再現性の良
好な画像データを得ることを可能にするデジタルカメラ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、デジタルカメラにおいてはCC
Dなどを使用するカラー撮像素子を用いて、複数種類の
色フィルタ（通常、R：赤,G：緑,B：青、３色のフィル
タ）を通して入力されるイメージを撮像信号に変換す
る。カラー撮像素子からの各色信号は、被写体を照らす
光源の色温度に依存する影響を様々な形で受けるので、
色信号に対して適正な色バランス調整を行わないと、人
間の脳が無意識のうちに色補正をかけた結果の視覚情報
との間に、色調のギャップを生じて、違和感を生じるこ
とになってしまう。そこで、この問題を解消するため、
一般にデジタルカメラには、色（ホワイト）バランス制
御装置が搭載され、白色光源の色が無彩色となるように
色バランス制御量の調整を行うことにより、日常目にす
る白色光源下で撮影された写真の色バランスを補正し、
色調の違和感を無くすようにしている。

【０００３】デジタルカメラにおける従来の色バランス
調整では、CCDからのアナログ出力信号を処理し、画像
データとして出力する画像処理の過程、即ち、アンプで
増幅するときに調整量に従い増幅度を制御したり、デジ
タル変換されたデータに対して調整量に従い補正演算を
行うことによって、色フィルタの種類ごとに、色信号の
大きさを最適な色バランスが得られるように調整してい
る。図５は、従来のデジタルカメラにおける色バランス
調整に係わる画像処理の回路構成を示すブロック図であ
る。図５を参照して、従来回路の構成とこの回路におけ
る撮像信号の処理動作を説明すると、入射イメージ光に
より露光される撮像素子は、R,G,B３色のフィルタを用
いたカラーCCD１であり、露光結果を各色フィルタに対
応したアナログのR,G,B色信号に変換する。なお、この
際のカラーCCD１に対する露光量は、画像信号の輝度成
分が適正な値となるように、予め調整される。A/Dコン
バータ２は、カラーCCD１から出力された各色信号をデ
ジタルデータに変換する。色バランス調整回路３は、外
部より設定されるゲインコントロール信号（図５中では
RとBに対するものを例示する）によって、入力データを
乗算演算処理などによって、補正して出力する。色バラ
ンスを調整するための乗算処理を具体例で説明すると、
無彩色の被写体（即ち、人間がグレーと視認する被写
体）を撮影したときの色バランス調整回路３への入力デ
ータがR_in=40, G_in=20, B_in=10であるとき、出力側
を無彩色にして色バランスをとるためには、ゲインコン
トロール信号をRgain=0.5, Bgain=2.0とする。この補正
を掛けると、出力側でのR,G,Bのデータは、R_out = R_i
n × Rgain = 40 × 0.5 = 20 , G_out = G_in = 20, B
_out = B_in ×Bgain = 10 × 2.0 = 20 となる。つま
り、R_out = G_out = B_out = 20となり、出力側での色
は無彩色に調整される。

【０００４】上記のように行われる従来の色バランス調
整処理の課題として、使用する光源が有する条件によっ
ては、CCDやCMOSセンサ等のカラー撮像素子のダイナミ
ックレンジ不足に伴い、特定の色成分のS/Nが悪化する
問題が挙げられる。例えば、被写体を照らす光源の色温
度が低い場合、画像の輝度が最適となるように撮像素子
への露光量を調整して変換（撮像）すると、B：青の波
長に相当する色成分の強度は、他の色成分と比較して、
極端に小さくなる。図６は、カラー撮像素子のこの特性
を示す線図である。図６には、低色温度の光源下で露光
量（線図の横軸にとった輝度）を変化させたときに得ら
れる素子出力（線図の横軸にとった画素数）をR,G,Bの
色成分毎に示したものである。つまり、ここには、色バ
ランス調整を行う前の輝度（露光量）に対するR,G,B各
成分のヒストグラムにより素子特性を表している。図６
の各色成分の分布に示すように、低色温度の光源下では
B成分が低輝度の狭い範囲で大きくなるが、適正露光条
件として画像の輝度（露光量）を設定する場合には、B
成分が大きくなる低輝度よりもR,G成分が大きくなる高
輝度寄りの設定になるので、こうした設定によれば、B
成分に撮像素子のダイナミックレンジ不足や画像信号を
デジタルデータに変換する際の量子化誤差が混入するこ
とになり、B成分の画像信号におけるS/Nを悪化させてし
まう。また、図６に例示するような被写体照射条件の撮
像素子を上記した適正露光条件で動作させ、その出力に
色バランス調整を行おうとすると、B成分の画素出力に
大きな係数を乗算して各成分のバランスをとる処理を行
う必要がある。このため、この例の場合では、色バラン
ス調整処理に伴って、B成分のノイズが増幅されて、色
バランス調整された結果画像の色再現性が低下してしま
うことになる。

【０００５】ところで、撮像素子のダイナミックレンジ
不足により起きる色再現性の低下という問題に対し、そ
の改善を目的とする方法が特開平11-168659号公報に提
案されている。ここに提案された方法は、電子カメラに
おいて、絞り値を固定した上でシャッタースピードを調
整することによって露光量の異なる２つの撮像信号を生
成し、この異なる２つの撮像信号に対して、ホワイトバ
ランスの補正値を等しく設定してバランス調整をした
後、画像を合成して、広ダイナミックレンジ画像を得た
り、或いは、上記と同様にして生成した露光量の異なる
２つの撮像信号に対して個別にホワイトバランス補正を
かけずに、先に広ダイナミックレンジ画像の合成を行
い、その結果得られた画像に対してホワイトバランス補
正をかけるようにするものである。この方法を用いるこ
とにより、これ以前の一般的なデジタルカメラと比較し
て、ダイナミックレンジが広い画像信号に対してホワイ
トバランス調整がかかり、さらに同一の被写界深度で撮
影された２つの撮像信号に対して等価のホワイトバラン
ス調整処理が行われることから、画像を合成する際に色
ずれによる偽色が発生せず、記録画像の画質が向上する
という利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平11-168659号公報に提案された方法では、これ以前
のデジタルカメラに比較して、上記のようにホワイトバ
ランス調整をかけた画像における色再現性が向上する
が、露光処理によって画像が変換された後の撮像信号の
処理によって、色バランス調整を行っていることから、
光源の色温度などによって、ダイナミックレンジが不足
する色成分がある場合は、その色成分における色バラン
ス調整回路への入力画像データの情報量が不足するた
め、色バランス調整後の画像にもその影響が現れて、色
再現性が低下してしまう、という問題点の改善が図られ
ていない。また、露光量の異なる２つの撮像信号に基づ
いて広ダイナミックレンジ画像を記録する当該方式で
は、広ダイナミックレンジ画像を得るための合成処理に
露光量の異なる撮像信号２つ分を一時的に保持するバッ
ファメモリや、或いは、２つの撮像信号にバランス調整
を施すための演算要素等の資源を用いる必要があるた
め、その分、コストアップを招くという問題を有してい
る。本発明は、複数種類の色フィルタを使用するカラー
撮像素子の撮像信号への色バランス調整を可能にしたデ
ジタルカメラにおける上述の広ダイナミックレンジを確
保するための処理に係わる従来技術の問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、光源の色温度などにより被写
体照射光に生じる色バランスの偏りに左右されずに、色
再現性の良好な広ダイナミックレンジの画像データが得
られ、色バランス調整処理を簡素化して、低コストの処
理が可能な方式を採用する前記デジタルカメラを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
種類の色フィルタを使用するカラー撮像素子と、カラー
撮像素子の撮像信号を処理し、画像データとして出力す
る画像処理手段と、処理された画像データを記憶する記
憶手段を有するデジタルカメラであり、前記カラー撮像
素子に対する露光制御手段を設け、露光制御手段により
色フィルタの種類ごとに設定した露光条件で撮像を行
い、そのときに画像処理手段より処理結果としてそれぞ
れ得られる複数の画像データを前記記憶手段に記憶する
ようにしたことを特徴とするデジタルカメラである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載された
デジタルカメラにおいて、各色の画像データ値の関係を
変えることにより色バランスを調整するためのデータを
設定する色バランス設定手段を設け、前記露光条件の設
定を色バランス設定手段により色フィルタの種類ごとに
設定された色バランスの調整量に相当する条件となるよ
うにしたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２に記載された
デジタルカメラにおいて、前記色バランス設定手段に設
定される色バランスの調整量が、被写体を照らす光源の
色温度に適応し、無彩色の被写体を撮像した際に、各色
フィルタの光の透過量が等しくなるようにする値である
ことを特徴とするものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項２又は３に記載
されたデジタルカメラにおいて、前記露光制御手段にお
ける露光条件の設定を、露光時間を変化させることによ
って露光量を調整し、絞り設定による露光条件は全ての
色フィルタに対して固定する条件となるようにしたこと
を特徴とするものである。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載されたデジタルカメラにおいて、各色の画像
データ値の関係を変えることにより色バランスを調整す
るためのデータを設定する色バランス設定手段と、基準
露光条件を設定しかつ色バランスを無調整に設定して全
ての色フィルタを通し一度に撮像する予備露光処理を行
い、そのときに前記画像処理手段から出力される画像デ
ータに基づいて各色毎にその出力データのダイナミック
レンジの不足の有無を判定する手段を設け、該判定手段
によりダイナミックレンジに不足が無いと判定されたと
きに、予備露光処理で設定された露光条件を変更せず全
ての色フィルタを通し一度に撮像する露光処理と、色バ
ランス設定手段が色フィルタの種類ごとに設定するデー
タに従い色バランスを調整する画像処理とを行い、得ら
れる画像データを処理結果として、前記記憶手段に記憶
するようにしたことを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係わるデジタルカメラを
添付する図面とともに示す以下の実施形態に基づき説明
する。本実施形態では、カラー撮像素子における露光条
件の設定を変更可能にし、適正露光条件で行う予備露光
によりダイナミックレンジの状態をチェックし、不足状
態であるか否かにより色バランス調整に係わる処理を異
なる動作モードにより行うようにする。ダイナミックレ
ンジが不足した状態の動作モードでは、色毎に色バラン
スに応じた露光条件を設定し、設定に従い撮像素子を露
光し、出力される画像信号に画像処理を施した結果とし
て得られる各色成分の画像データにより、画像メモリに
記憶された予備露光のデータを書き換える（書き換え
は、露光条件の設定を変更した色のみ）ようにする。ま
た、ダイナミックレンジが不足していない状態の動作モ
ードでは、基本的に従来の処理、つまり露光条件をその
ままに（予備露光と同一）再び撮像素子を露光し、出力
される画像信号に色バランス補正演算処理を行い得られ
る各色成分の画像データにより、画像メモリのデータを
書き換えるようにする。こうした動作により、上記従来
技術に示したような２つの撮像信号を保持するためのバ
ッファメモリや２つの撮像信号への色バランスの演算手
段を用意する必要がなく、ダイナミックレンジの不足に
よる色再現性への影響を抑制し得る方法により色再現性
の良好な高画質の画像データを生成する、という本発明
の目的を遂行可能にする。本実施形態では、上記した異
なる動作モードで露光処理及び画像データ処理を行うた
めの手段として、ダイナミックレンジ判定手段と、カラ
ー撮像素子の露光量を調整する手段に色毎に色バランス
に応じた露光条件を設定するための露光制御信号を生成
する手段を設ける。

【００１３】図１は、本実施形態のデジタルカメラにお
ける露光・画像処理の回路構成を示すブロック図であ
る。図１を参照して、本実施形態のデジタルカメラにお
ける露光・画像処理の回路構成とこの回路における撮像
信号の処理動作を説明する。入射イメージ光により露光
される撮像素子は、R,G,B３色のフィルタを用いたカラ
ーCCD１であり、露光結果を各色フィルタに対応したア
ナログのR,G,B色信号に変換する。カラーCCD１は、複数
の受光センサからなり、各々のセンサが、画像を構成す
る画素に相当する形態で設けられている。カラーCCD１
の各センサには、図２に示すように、各センサに対応し
て色フィルタが配置され、色フィルタを通してセンサに
画素光が入射する。本実施形態では、一般的に用いられ
ている、R,G,B 3原色のフィルタが、図２のように市松
状に配置されているCCDを用いるものとする。また、カ
ラーCCD１は外部より入力される露光制御信号に従っ
て、露光時間が制御可能ないわゆる電子シャッター機能
を有する。なお、撮像時におけるカラーCCD１に対する
露光量は、画像信号の輝度成分が適正な値となるよう
に、予め調整される。露光量の調整の際、絞りにより露
光量を調整することも可能であるが、ここでは絞りは先
に設定しておき、適正露光の調整は電子シャッター機能
を用いた露光時間の制御により行うようにする。A/Dコ
ンバータ２は、カラーCCD１から出力された各画素ごと
の色成分の輝度信号をデジタルデータに変換して出力す
る。

【００１４】色バランス調整回路３は、外部より設定さ
れるゲインコントロール信号（図１中ではRとB成分に対
して設定されるRgain制御信号、Bgain制御信号を例示す
る）によって、入力データに対し補正演算処理を行い、
出力する。本実施形態では、Rgain, Bgain制御信号は、
それぞれ、R成分のデータにかかる補正係数と、B成分の
データにかかる補正係数に相当する値である。ここで、
色バランス調整回路３に対する各色成分の入力信号がR_
in, G_in, B_in、出力信号がR_out, G_out, B_outであ
るとすると、これらの関係は、 R_out = Rgain × R_in G_out = G_in B_out = Bgain × B_in となる。例えば、R_in = 20, G_in = 10, B_in = 5であ
る場合に、色バランス調整回路３の出力側で、R_out =
G_out = B_out となるように補正する場合は、Rgain =
0.5, Bgain = 2.0とすれば良い。即ち、補正結果は、 R_out = Rgain × R_in = 0.5 × 20 = 10 G_out = G_in = 10 B_out = Bgain × B_in = 2.0 × 5 = 10 のようになり、R_out = G_out = B_out とする色バラン
ス調整ができる。

【００１５】図１に示す信号処理回路４は、R,G,B各成
分ごとのデータに対し色バランス調整を含む処理を施
し、処理した結果を画像再生に利用し得る画像データと
して出力する機能を有する。R,G,B全色成分のカラー画
像データの出力、或いはR,G,Bのいずれかの色成分のみ
を選択して行う、単色の画像データの出力機能のいずれ
をも有する。信号処理回路４が、上記のいずれの出力動
作を行うかは、外部より入力される機能選択信号に従っ
て制御される。本実施形態では、機能選択信号が「0」
である場合は、カラー画像データを出力し、「1」であ
る場合は、R成分の画像を出力し、「2」である場合はG
成分の画像を出力し、「3」である場合は、B成分の画像
を出力するものとする。図１に示す画像メモリ５は、R,
G,Bの3つの色成分に対応して、画素ごとに記録データを
記憶する領域を有している。例えば、1800×1600画素の
カラー画像データを記録する場合は、図３に示すよう
に、R,G,Bの各色成分が1800×1600画素の領域を必要と
するので、 1800×1600×3 = 8640000 画素分の記録領域を有する。

【００１６】図１に示すダイナミックレンジ判定回路６
は、予備露光処理（後記する図４のフローに関する説明
で詳述）により出力画像メモリ５に記憶されたカラー画
像データに対して、各色成分について得られる画像デー
タにダイナミックレンジの不足がある否かを判定して、
ダイナミックレンジの不足の有無の判定結果をダイナミ
ックレンジ判定信号として出力する。具体的には、R,G,
Bの各色成分ごとに、外部より設定される輝度しきい値
よりも輝度値の小さい画素を計数し、この計数値が外部
より設定される判定しきい値よりも大きい色成分があっ
た場合には、ダイナミックレンジ不足と判定し、判定結
果として「1」を出力する。また、同様に判定手順を行
い、全ての色成分の計数値がしきい値以下であった場合
には、ダイナミックレンジが十分に得られていると判定
し、判定結果として「0」を出力する。色バランス設定
回路７は、被写体を照らす光源の種類や色温度に応じ
て、光源の色を無彩色に補正するための補正係数（本実
施形態ではR成分とB成分の補正係数として例示する）を
設定する。本実施形態では、色バランス設定回路７によ
り設定し、出力するR補正係数及びB補正係数の値に従い
色バランス調整を行う場合に、２つの異なる動作モード
により行うことを可能にする。１つは、色バランス調整
回路へRgain制御信号、Bgain制御信号を与え、画像処理
の過程で色バランス調整を行い。もう１つは、無彩色の
被写体を撮影した際に、各色フィルタの光の透過量（露
光量）を等しくするようにカラーCCD１に露光制御信号
を与え、露光処理の過程で色バランス調整を行う。な
お、色バランス設定回路７が設定するR補正係数及びB補
正係数の値を求める方法は、無彩色の被写体からの入射
光をカラーCCD１で検出し、色バランス無調整状態で出
力される各色の画像データの値を基に算出する方法によ
り、実施形態としては、撮影を行う度に算出するか、或
いは以前に用いた設定値を再利用するといった方式を採
用することも可能である。

【００１７】図１に示す制御マイコン８は、デジタルカ
メラ全体の動作を制御するために必要な情報、データの
処理・操作を行い、各回路部に制御指令信号を発する。
本実施形態では、予備露光処理によってダイナミックレ
ンジの不足するデータ（画素）があるか否かを判定し
て、その判定結果により、それぞれに適したモードの露
光処理及び画像データ処理を行う。制御マイコン８は、
こうした動作の実行の際、カラーCCD１に対する露光制
御信号、色バランス調整回路３に対するRgain, Bgain信
号、信号処理回路４に対する機能選択信号を出力し、ま
た、各制御信号の値を決定するために、色バランス設定
回路７により設定された色バランス調整量としてのR補
正係数及びB補正係数や、ダイナミックレンジ判定回路
６の判定信号を受け、これらを使用する。制御マイコン
８で処理されるシステム全体の制御は、マイコン内部の
記憶媒体に書き込まれた制御プログラムに記述された手
順に従い実行される。次に示す撮影時の露光処理及び画
像データ処理についても、制御マイコン８に搭載された
制御プログラムに記述された手順に従い実行される。

【００１８】次に、ダイナミックレンジの不足の有無に
応じて異なるモードの色バランス調整を行うようにした
本発明の実施形態に係わる撮影時の露光処理及び画像デ
ータ処理について説明する。ここに示す実施形態では、
撮影処理が開始されると、先ず予備露光処理を行い、そ
のときに適正露光量とする基準露光条件の下で露光し得
られる各色の撮像信号に基づいて、色バランス調整に用
いる色バランス補正係数を求めるとともに、撮像信号の
ダイナミックレンジの不足の有無を判定する。その後、
上記した判定の結果に従い処理を分岐し、色バランス調
整を異なるモードで行うようにする。図４は、制御マイ
コンのプログラムによって処理される本実施形態による
撮影時のシステム動作のフローチャートを示す。図４の
フローに示すように、まず、色バランス調整回路３に対
して、色バランス補正がかからないように補正係数Rgai
n = 1.0, Bgain = 1.0 を設定して（Ｓ１）、予備露光
処理を開始する。なお、Ggainは、Gを基準にして他の色
成分の補正係数を定めるので、常にGgain = 1.0であ
る。次に、信号処理回路４に対して機能選択信号「0」
を設定し、全色成分の画像データが出力される動作モー
ドを選択する（Ｓ２）。また、カラーCCD１に対する露
光制御信号を、適正露光量（輝度値）が得られる露光時
間Xに設定する（Ｓ３）。このときの適正露光量は、被
写体を照らす光源の特性及びカラーCCD１の特性に応じ
て予め定めておいた基準露光条件に従う値とし、ここで
はそのために必要な露光時間Xを設定値として用いる。
この後、被写体の撮影を行い、設定した条件により露光
・画像処理を行う（Ｓ４）。この結果、適正露光条件で
カラーCCD１で撮像し、色バランス調整なしで画像処理
されたR,G,B全ての色成分に対するカラー画像データ
が、予備露光処理による画像データとして画像メモリ５
に記録されることになる（Ｓ５）。

【００１９】ここで、予備露光により得た画像データを
用いて、色バランス調整に用いる色バランス補正係数を
算出する処理を行う（Ｓ６）。この処理は、上記した処
理手順を経て画像メモリ５に記録された画像データをも
とにして従来から行われている補正係数の算出処理方法
を用いて実施することができるが、例えば、画像データ
に含まれる無彩色の被写体のデータをサンプリングし、
そのデータにおけるG値に対するR,B値の比をとることに
より算出することができる。算出した補正係数は、色バ
ランス設定回路７に保持しておき、後述する色バランス
調整処理に用いる。次いで、制御マイコン８は、ダイナ
ミックレンジの不足の有無を認識し、認識結果に従っ
て、次に行う本番の露光・画像処理を分岐し、それぞれ
に適した方法により処理を実行する（Ｓ７）。制御マイ
コン８がダイナミックレンジの不足の有無を認識するに
先立って、ダイナミックレンジ判定回路６は、画像メモ
リ５に記録された予備露光処理による画像データをもと
に、R,G,Bの各色成分ごとに、外部より設定される輝度
しきい値よりも輝度値の小さい画素を計数し、この計数
値が外部より設定される判定しきい値よりも大きいか否
かを調べ、どの色成分かが判定しきい値より大きくなっ
た場合には、ダイナミックレンジに不足がある判定し、
判定結果として「1」出力を用意し、他方、どの色成分
も判定しきい値より小さくなった場合には、ダイナミッ
クレンジに不足がないと判定し、判定結果として「0」
出力を用意する。

【００２０】制御マイコン８は、ダイナミックレンジ判
定回路６の判定信号が「0」であるか否かをチェック
し、「0」である場合は（Ｓ７-YES）全ての色成分にお
けるダイナミックレンジが不足していないので、本番の
露光・画像処理を色バランス調整回路３を用いた色バラ
ンス調整モードにより行う処理ステップに移行する。こ
の処理ステップでは、先ず色バランス設定回路７の設定
値として、予備露光処理時の値に変え、新たに保持させ
たR補正係数、B補正係数（上記したＳ６の補正係数算出
ステップで求めた）を受け取り、その値に対応したRgai
n, Bgainの値を、色バランス調整回路３に対して再設定
する（Ｓ８）。次に、設定した条件（ここでは、予備露
光時と露光条件を変える必要はない）により被写体の撮
影を行い、再度露光・画像処理を行う（Ｓ９）。再度行
った露光・画像処理では、色バランス調整回路３に対し
てステップＳ８で再設定したRgain, Bgain値によって色
バランスを調整する。次いで、この本番の露光・画像処
理により色バランスが調整された画像データは、画像メ
モリ５に記録され（Ｓ１０）、この処理フローを終了す
る。なお、本番の露光・画像処理により得られる画像デ
ータは、予備露光処理時に書き込んだ画像データ領域に
上書きすることが可能である。このように、色バランス
調整回路３を用いた色バランス調整モードにより行うス
テップＳ８〜１０の露光・画像処理では、画像データの
全ての色成分において、十分なダイナミックレンジが得
られている撮影条件にあるので、色バランス調整回路に
おける補正演算処理による画質低下を生じることは無
い。

【００２１】他方、ステップＳ７で制御マイコン８がダ
イナミックレンジ判定回路６の判定信号が「0」である
か否かをチェックした結果、「0」でなかった場合は
（Ｓ７-NO）、ダイナミックレンジが不足した色成分が
あるので、本番の露光・画像処理をカラーCCD１の露光
制御を用いた色バランス調整モードにより行う処理ステ
ップに移行する。この調整モードは色成分毎に色バラン
ス調整量に応じた露光制御を行うことにより、カラーCC
D１の変換過程で、色バランスの調整をする。従って、
このダイナミックレンジ不足時の露光・画像処理ステッ
プでは、先ず、信号処理回路４に対する機能選択信号を
「1」に設定し、R成分の画像データが出力されるモード
に切り替える（Ｓ１１）。次いで、カラーCCD１に対す
る露光制御信号を、予備露光処理時の値（適正露光量の
設定）から、色バランス設定回路７に保持させたR補正
係数（上記したＳ６の補正係数算出ステップで求めた）
に従った露光量にするための値に設定を変える（Ｓ１
２）。例えば、ステップＳ３で設定された露光量がXで
あり、R補正係数が0.5である場合は、露光量として、X
×0.5の値を設定する。なお、ここでは、露光制御を行
う場合に、絞りを一定にしておくという条件を付けてい
るので、露光時間を制御するための設定を行うことにな
る。

【００２２】次に、設定された露光制御信号に従った露
光時間によって被写体の撮影を行い、R成分の画像デー
タを得るための露光・画像処理を行う（Ｓ１３）。な
お、この露光・画像処理は、カラーCCD１の変換過程
で、色バランスの調整をするので、色バランス調整回路
３の設定は予備露光時と同じ無調整のままにして変える
必要はない。また、設定された露光制御信号はR成分に
適応させているので、処理される全成分の画像データの
うち信号処理回路４からはステップＳ１１で設定した機
能選択信号に従い、有効なR成分の画像データのみを出
力する。次いで、この本番の露光・画像処理により色バ
ランスが調整されたR成分の画像データは、画像メモリ
５に記録される（Ｓ１４）。なお、本番の露光・画像処
理により得られるR成分の画像データは、予備露光処理
時に書き込んだR成分の画像データ領域に上書きするこ
とが可能である。

【００２３】R成分の画像データの処理を終えたので、
次に、信号処理回路４に対する機能選択信号を「3」に
設定し、B成分の画像データが出力されるモードに切り
替える（Ｓ１５）。次いで、カラーCCD１に対する露光
制御信号を、予備露光処理時の値（適正露光量の設定）
から、色バランス設定回路７に保持させたB補正係数
（上記したＳ６の補正係数算出ステップで求めた）に従
った露光量にするための値に設定を変える（Ｓ１６）。
例えば、ステップＳ３で設定された露光量がXであり、B
補正係数が2.0である場合は、露光量として、X×2.0の
値を設定する。なお、ここでも、絞りを一定にしておく
という条件を付けているので、露光制御は、露光時間を
制御するための設定を行う。次に、設定された露光制御
信号に従った露光時間によって被写体の撮影を行い、B
成分の画像データを得るための露光・画像処理を行う
（Ｓ１７）。なお、ここでも、カラーCCD１の変換過程
で、色バランスの調整をするので、色バランス調整回路
３の設定は予備露光時と同じ無調整のままにしておく。
また、設定された露光制御信号はB成分に適応させてい
るので、処理される全成分の画像データのうち信号処理
回路４からはステップＳ１１で設定した機能選択信号に
従い、有効なB成分の画像データのみを出力する。

【００２４】次いで、この本番の露光・画像処理により
色バランスが調整されたB成分の画像データは、画像メ
モリ５に記録される（Ｓ１８）。なお、本番の露光・画
像処理により得られるB成分の画像データは、予備露光
処理時に書き込んだB成分の画像データ領域に上書きす
ることが可能である。最後のステップＳ１９において、
画像メモリ５に保持されている状態を、最終的な記録画
像データとして記録する。この時の画像データの内容
は、ステップＳ４の適正露光条件で露光された画像のG
成分、ステップＳ１３のR成分を色バランス補正する露
光条件で露光された画像のR成分、ステップＳ１７のB成
分を色バランス補正する露光条件で露光された画像のB
成分によって構成される、カラー画像データとなる。こ
のように、カラーCCD１の露光制御を用いた色バランス
調整モードにより行うステップＳ１１〜１９の露光・画
像処理では、画像データの一部の色成分において、十分
なダイナミックレンジが得られていない撮影条件にある
ので、色バランス調整を露光量の制御によるアナログ処
理により行うようにした。このために、Ａ／Ｄ変換によ
る量子化誤差や補正演算処理による画質低下を生じるこ
とは無い。

【００２５】

【発明の効果】（１） 請求項１の発明に対応する効果 複数種類の色フィルタを使用するカラー撮像素子を有す
るデジタルカメラにおいて、カラー撮像素子に対する露
光制御手段を設け、露光制御手段により色フィルタの種
類毎に調整した露光条件で撮像を行い、その時に画像処
理手段より出力される各色毎の画像データを処理結果と
して得るようにしたので、色成分ごとに露出時間を調整
することによって色バランス調整を行うことを可能に
し、従来のデジタルカメラで見られた、アナログアンプ
のゲイン増幅に伴うノイズの混入や、デジタル演算によ
る色補正処理に伴う量子化誤差、ノイズ成分の増幅など
が生じることなく、高画質のデジタルカラー画像データ
を得ることができる。また、色フィルタ毎に露光を繰り
返す際に、１枚のカラー画像を構成するために必要なメ
モリ領域を上書きしながら使用するため、従来方式（上
記「従来の技術」に例示した特開平11-168659号公報、
参照）におけるような一時記憶用のバッファ領域を設け
る必要がなく、構成の簡素化、低コストの処理を実現す
ることが可能となる。

【００２６】（２） 請求項２の発明に対応する効果 上記（１）の効果に加えて、露光条件の設定を色バラン
ス設定手段により色フィルタの種類ごとに設定された色
バランスの調整量に相当する条件となるようにしたこと
により、各種類の色フィルタに対する露光量を任意に調
整することが可能となり、様々な種類の光源やカラー撮
像素子の変化に対して、同様に高画質のデジタルカラー
画像データを得ることが可能になる。 （３） 請求項３の発明に対応する効果 上記（２）の効果に加えて、色バランスの調整量を被写
体を照らす光源の色温度に適応し、無彩色の被写体を撮
像した際に、各色フィルタの光の透過量が等しくなるよ
うにする値としたので、光源の色が白に補正され、人間
が日常的に目にする視覚に対して最も違和感のない色調
で再生画像を得ることが可能になる。 （４） 請求項４の発明に対応する効果 上記（２）、（３）の効果に加えて、色フィルタ毎に露
光条件の設定をする場合に、シャッタースピード設定等
により露光時間のみを変化させることによって露光量を
調整し、絞り設定による露光条件は全ての色フィルタに
対して固定するようにしたので、各色成分ごとにカラー
撮像素子面上に結像される画素毎のぼけの程度が一致
し、このため、記録される画像において色成分ごとに画
素ずれ等を生じることなく、高画質のデジタルカラー画
像データを得ることが可能になる。 （５） 請求項５の発明に対応する効果 上記（１）〜（４）の効果に加えて、予備露光処理を行
って各色フィルタ毎に得られる色情報をもとにダイナミ
ックレンジが不足しているか否かを判定する手段を設
け、ダイナミックレンジが不足していない場合は、色フ
ィルタ毎の露光調整処理を実行せずに、１回の露光処理
のみで色バランス調整をかけた高画質のデジタルカラー
画像データを得ることができ、処理の高速化を可能にす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係わるデジタルカメラに
おける露光・画像処理の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図２】 カラーCCDに一般的に用いられているR,G,B
フィルタの配置を示す。

【図３】 R,G,Bの各色成分の画素からなるカラー画像
データを記録する画像メモリの領域を説明するための図
である。

【図４】 本発明の実施形態に係わるアイコンの表示処
理のフローチャートを示す。

【図５】 従来のデジタルカメラにおける色バランス調
整に係わる画像処理の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図６】 低色温度光源下のカラー撮像素子の特性を例
示する線図である。

【符号の説明】

１…カラーCCD、 ２…A/Dコンバー
タ、３…色バランス調整回路、 ４…信号処理
回路、５…画像メモリ、 ６…ダイナ
ミックレンジ判定回路、７…色バランス設定回路、
８…制御マイコン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｄ Ｆターム(参考） 2H083 AA02 5B047 AA07 AB04 BA03 BB04 BC07 BC23 CB04 CB22 DC20 5C065 AA03 BB02 CC01 CC08 DD02 EE06 GG18 GG22 GG23 5C077 LL17 MP08 PP32 PP37 PQ22 SS04 TT09 5C079 HB01 JA16 JA23 LA23 MA02 NA03 NA25 PA00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種類の色フィルタを使用するカラー
   撮像素子と、カラー撮像素子の撮像信号を処理し、画像
   データとして出力する画像処理手段と、処理された画像
   データを記憶する記憶手段を有するデジタルカメラであ
   り、前記カラー撮像素子に対する露光制御手段を設け、
   露光制御手段により色フィルタの種類ごとに設定した露
   光条件で撮像を行い、そのときに画像処理手段より処理
   結果としてそれぞれ得られる複数の画像データを前記記
   憶手段に記憶するようにしたことを特徴とするデジタル
   カメラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたデジタルカメラに
   おいて、各色の画像データ値の関係を変えることにより
   色バランスを調整するためのデータを設定する色バラン
   ス設定手段を設け、前記露光条件の設定を色バランス設
   定手段により色フィルタの種類ごとに設定された色バラ
   ンスの調整量に相当する条件となるようにしたことを特
   徴とするデジタルカメラ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載されたデジタルカメラに
   おいて、前記色バランス設定手段に設定される色バラン
   スの調整量が、被写体を照らす光源の色温度に適応し、
   無彩色の被写体を撮像した際に、各色フィルタの光の透
   過量が等しくなるようにする値であ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又は３に記載されたデジタルカ
   メラにおいて、前記露光制御手段における露光条件の設
   定を、露光時間を変化させることによって露光量を調整
   し、絞り設定による露光条件は全ての色フィルタに対し
   て固定する条件となるようにしたことを特徴とするデジ
   タルカメラ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載された
   デジタルカメラにおいて、各色の画像データ値の関係を
   変えることにより色バランスを調整するためのデータを
   設定する色バランス設定手段と、基準露光条件を設定し
   かつ色バランスを無調整に設定して全ての色フィルタを
   通し一度に撮像する予備露光処理を行い、そのときに前
   記画像処理手段から出力される画像データに基づいて各
   色毎にその出力データのダイナミックレンジの不足の有
   無を判定する手段を設け、該判定手段によりダイナミッ
   クレンジに不足が無いと判定されたときに、予備露光処
   理で設定された露光条件を変更せず全ての色フィルタを
   通し一度に撮像する露光処理と、色バランス設定手段が
   色フィルタの種類ごとに設定するデータに従い色バラン
   スを調整する画像処理とを行い、得られる画像データを
   処理結果として、前記記憶手段に記憶するようにしたこ
   とを特徴とするデジタルカメラ。