JP2006186536A - 撮像装置及びホワイトバランス制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良くホワイトバランスを調整することができる撮像装置及びホワイトバランス制御方法を提供すること。
【解決手段】色温度検出及び制御値設定部３０は、撮像素子８の受光センサ８１で検出された紫外線強度が所定の閾値未満である場合には、光源を屋内光と特定し、紫外線強度が所定の閾値以上である場合には、光源を木陰・日陰と特定し、それぞれ特定された光源のホワイトバランス補正値を設定し、ホワイトバランス制御部３８は設定された補正値に基づいてホワイトバランス調整を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホワイトバランスの調整機能を備えた撮像装置及びホワイトバランス制御方法に関する。

写真撮影の際の光源には、晴天状態の自然光、曇天状態の自然光、蛍光灯、白熱灯等といった様々な種類があり、光源の種類に応じて色かぶりが発生する。そのため、デジタルカメラの様な撮像装置では、白が純白に写るように適切なホワイトバランスに調整することが行われ、特に、ホワイトバランスを自動に調整するデジタルカメラが広く普及している。従来のオートホワイトバランスには、外部測色センサによりホワイトバランスを調整する外部センサ方式（入射方式）と、撮像素子によりホワイトバランスを調整する内部測光方式（反射方式）とがある。何れの方式でも、外部測色センサ又は撮像素子の出力信号の赤・緑・青の比率を検出する等して光源を特定し、その光源に適した補正値で撮像素子の出力信号に対して利得の調整又は色差成分のバランスの調整を行う。
特開平３−２９１０９１号公報 特開平８−３２９９０号公報 特開２０００−２２４６０８号公報 特開２００１−２１１４５７号公報

しかしながら、屋外の曇天及び木陰や日陰並びに蛍光灯では何れも青・緑に色かぶりするので、これらの光源を誤って特定することが多く、特に内部測光方式では夕日や青いカーテン等特定の有彩色の被写体が画面一杯に入るような場合、ホワイトバランスの調整精度が劣ることがある。

そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、特定の有彩色の被写体が画面一杯に入るような場合でも、精度良くホワイトバランスを調整することができる撮像装置及びホワイトバランス制御方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の請求項１の撮像装置は、外部被写体を撮影する撮像素子と、外部の紫外線強度を測定する紫外線測定手段と、この紫外線測定手段によって測定された紫外線強度に基づき外部光源の種別を判別する判別手段と、前記撮像素子の出力信号を前記判別した外部光源の種別に応じてホワイトバランス調整する調整手段と、を備えたことを特徴とする。

又、請求項２の撮像装置は、前記判別手段は、前記測定された紫外線強度を所定の閾値と比較することにより光源の種別を判別することを特徴とする。

更に、請求項３の撮像装置は、前記判別手段は、前記測定された紫外線強度に基づき前記外部光源が屋外の木陰もしくは日陰と屋内光とのいずれであるかを判別することを特徴とする。

更に又、請求項４の撮像装置は、前記判別手段は、前記測定した紫外線強度が所定の閾値以上である場合には前記外部光源を日陰もしくは木陰と特定し、前記測定した紫外線強度が前記所定の閾値未満である場合には前記外部光源を蛍光灯と判別することを特徴とする。

本発明の請求項５に記載のホワイトバランス制御方法においては、外部光の紫外線強度を検出する検出ステップと、この検出した紫外線強度に基づき外部光源の種別を判別する判別ステップと、前記撮像装置の前記撮像素子の出力信号を前記判別した外部光源の種別に応じてホワイトバランス調整する調整ステップと、を含むことを特徴とする。

又、請求項６のホワイトバランス制御方法は、前記判別ステップにおいては前記検出した紫外線強度を所定の閾値と比較することにより外部光源の種別を判別することを特徴とする。

更に、請求項７のホワイトバランス制御方法は、前記判別ステップにおいて、屋外光と屋内光とを仕切る閾値と前記検出した紫外線強度とを比較し、前記検出した紫外線強度が前記閾値以上である場合には外部光源を屋内光と判別し、前記検出した紫外線強度が前記閾値未満である場合には外部光源を屋外光と判別することを特徴とする。

更に又、請求項８のホワイトバランス制御方法は、前記判別ステップにおいて、前記検出した紫外線強度が所定の閾値以上である場合には外部光源を日陰もしくは木陰と判別し、前記検出した紫外線強度が所定の閾値未満である場合には外部光源を蛍光灯と判別することを特徴とする。

本発明によれば、紫外線強度に基づき光源の種別を判別するので、光源の誤判断を防止することができ、特定の有彩色の被写体が画面一杯に入った場合などにおいても、撮像素子の出力信号を光源の種別に適切なホワイトバランスに調整することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明による撮像装置、例えばデジタルカメラ１のブロック図である。

デジタルカメラ１は、撮影レンズ２と、シャッタ４と、赤外線カットフィルタ６と、ＲＧＢカラーフィルタ７Ａと、可視光カットフィルタ（紫外線通過フィルタ）７Ｂと、撮像素子８と、内部回路１０と、操作部１２と、表示部１４とを備える。

撮影レンズ２は、ズームレンズ又は単焦点レンズであって、外部の被写体像を撮像素子８に結像するものである。撮影レンズ２には、光束の開口量を調整する絞り１６が設けられている。撮影レンズ２は、ズームレンズの場合、図示しないレンズ駆動装置によって駆動されることによって焦点距離を調整されるようになっている。

シャッタ４は、後述する制御回路４０からの電気信号に基づいて開閉動作及び走行速度を制御される機械式シャッタであって、撮像素子８に対する露光時間を調整するものである。尚、後述する撮像素子８が電子シャッタの機能を有している場合にはこのシャッタ４は省略することが出来る。

赤外線カットフィルタ６は、赤外線波長帯域の光を遮蔽するもので、この赤外線カットフィルタ６を透過する光の波長帯域は約３００〜７８０ｎｍである。カラーフィルタ７Ａは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）をそれぞれ通過させるフィルタがマトリクス状に形成されたものであり、又、可視光カットフィルタ７Ｂは、波長帯域約４００〜７８０ｎｍの光をカットし、紫外線領域（波長帯域約３００〜４００ｎｍの光を通過させるものである。

撮像素子８はＣＣＤ型の固体撮像素子であり、マトリクス状に配置された多数の画素上に被写体像が結像され、図示しない駆動回路からの読み出しパルスによって被写体像の電気信号が内部回路１０に読み出されるものである。

図２の（ａ）は、撮像素子８の受光面の平面図である。図２（ａ）に示すように、撮像素子８の周縁部は矩形枠状のカーボンブラック領域８２とされ、このカーボンブラック領域８２は遮光性のカーボンブラックによって被覆されている。前記撮像素子８の中央部は、マトリクス状の画素が配置された矩形状の有効画素領域８４とされ、この有効画素領域８４は、赤・緑・青が所定パターンで配置されたカラーフィルタ７Ａによって被覆されている。この有効画素領域８４に結像される像が、撮像素子８によって取得される画像となる。

前記有効画素領域８４とカーボンブラック領域８２との間の矩形枠状の領域には、フォトダイオードなどの受光センサ８１が配置されており、この受光センサ８１は前記可視光カットフィルタ７Ｂによって被覆されている。即ち、受光センサ８１には、赤外線カットフィルタ６を透過した波長帯域約３００〜７８０ｎｍにうち、可視光カットフィルタ７Ｂによって波長帯域約４００〜７８０ｎｍがカットされるので紫外線波長帯域（３００〜４００）の光を受光することとなる。

図２（ｂ）は、撮像素子８の他の例を示す平面図である。図２（ａ）と同様に、撮像素子８の周縁部は矩形枠状のカーボンブラック領域８２とされ、このカーボンブラック領域８２は遮光性のカーボンブラックによって被覆されている。このカーボンブラック領域８２と有効画素領域８４との間の矩形枠状の領域にも画素が形成されており、この領域は無フィルタ領域８６と、ダミー画素領域９０とに区分けされている。

無フィルタ領域８６はいずれのフィルタも覆われていない領域であり、この無フィルタ領域８６の画素には、赤外線カットフィルタ６を透過した波長帯域（約３００〜７８０ｎｍ）の光がそのまま入射する。ダミー画素領域９０には、赤・緑・青のカラーフィルターが所定パターンで画素ごとに被覆している。青乃至赤の波長帯域は概ね４００〜７８０ｎｍなので、無フィルタ領域８６の強度（輝度）からダミー画素領域９０の強度（輝度）を差し引くことによって、紫外線の強度を測定することができる。

このように、第２図（ａ）及び（ｂ）のいずれの撮像素子８を用いても紫外線の強度（光量）を検出することができる。

図１に戻り、操作部１２は、図示していないがシャッタボタン、ダイヤル、十字キー、キャンセルキー、レバー、押ボタン等カメラを動作させるための各種操作部材から構成され、操作内容に応じた信号を内部回路１０に出力するものである。

表示部１４は、カラーの液晶ディスプレイパネル又はエレクトロルミネッセンスディスプレイパネルを有し、内部回路１０から出力された表示信号に基づいた表示を行うものである。

内部回路１０は、操作部１２からの入力に基づいて動作するとともに、オートフォーカス処理、測光処理、ホワイトバランス制御処理、静止画撮影処理、動画撮影処理、再生処理等カメラとしての各種機能処理を行うものである。

オートフォーカス処理は、操作部１２のシャッタボタンが半押しされた場合に、図示しない測距センサの情報或いは撮像素子８から入力した画像信号に基づき、被写体までの距離を求め、撮影レンズ２を前後に移動してピントを合わせる処理である。

測光処理は、操作部１２のシャッタボタンが半押しされた場合に、図示しない測光センサからの情報或いは撮像素子８から入力した画像信号に基づき被写体を測光してＥＶ値を測定する処理である。

ホワイトバランス制御処理は、操作部１２のシャッタボタンが半押しされた場合に、図示しない色温度測定センサの情報或いは撮像素子８から入力した画像信号に基づき外部の光源の種別（色温度）を判別し色温度に応じた処理を行うものである。なお、ホワイトバランス制御処理の詳細については後述する。

静止画撮影処理とは、静止画モードにおいて操作部１２のシャッタボタンが全押しされた場合に、撮像素子から被写体画像の信号を読み出し、ホワイトバランス制御処理など詳細を後述する各種処理を行って画像メモリ４６に静止画像を記録する処理である。

動画撮影処理とは、動画モードにおいて操作部１２のシャッタボタンが全押しされてから次に全押しされるまでの間、撮像素子８の画像信号を所定時間間隔のコマ画像データとして、即ち動画像として画像メモリ４６に記録する処理である。

再生処理とは、画像メモリ４６に記録された静止画像もしくは動画像を読み出し、読み出された静止画像又は動画像を表示部１４に表示させる処理である。

次に、内部回路１０の各部の構成について具体的に説明する。

撮像素子８において画素ごとに光電変換された画信号（Ｒ（赤）信号、Ｇ（緑）信号、Ｂ（青）信号）及びＵＶ（紫外線）信号はＣＤＳ／ＡＧＣ（雑音低減／自動利得）回路２２に順次出力され、画信号がＣＤＳ／ＡＧＣ回路２２によってサンプリングホールドされるとともに、利得が自動調整される。

Ａ／Ｄ変換部２４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２２から入力される画信号を所定ビットのデジタル信号に変換し、デジタルの画信号を色分離部２６に出力する。

色分離部２６は、Ａ／Ｄ変換部２４から入力される画信号を画素ごとにＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、ＵＶ信号に分離する。Ｒ信号は利得調整部３２及び色温度検出及び制御値設定部３０に出力され、Ｇ信号は画像信号処理部３６に出力され、Ｂ信号は利得調整部３４及び色温度検出及び制御値設定部３０に出力され、ＵＶ信号は紫外線強度算出部２８に出力される。

紫外線強度算出部２８は、色分離部２６から入力されるＵＶ信号によって紫外線の強度を算出し、その強度信号は屋内及び屋外判定部２９に出力される。屋内及び屋外判定部２９は、紫外線の強度信号から屋外での撮影か屋内での撮影かを判別し、その判別信号を色温度検出及び制御値設定部３０に出力する。

図３の（ａ）は、各種気候条件及び室内での白熱灯及び蛍光灯使用時の紫外線の強度を測定した結果を比較した表であり、晴天時の紫外線の強度２０００（マイクロワット／平方センチ）を「１００」とした際の各測定条件における比率を示しており、（ｂ）はその比率をグラフ化したものである。

これら図３の（ａ）及び（ｂ）から明らかな如く、屋外にあっては、晴天、曇天、雨天、木陰／日陰のいずれであっても、その最低値「４」は白熱灯及び蛍光灯の最高値「０．５」を大幅に上回る。これに基づき、屋内及び屋外判定部２９は、判定の為の閾値が値「２」に設定されていて、「２」以下の場合は屋内、以上の場合は屋外の判定信号を色温度検出及び制御値設定部３０に出力する様になっている。

色温度検出及び制御値設定部３０は、色分離部２６からのＲＧＢの信号を受けて色温度を検出し、その検出結果に応じてホワイトバランス補正を行う為の制御値を図示しない内部メモリに記憶させ、この記憶された制御値をホワイトバランス制御部３８に出力する。この場合、色温度が晴天（太陽光）、曇天、白熱灯と判断された場合にはそれぞれの補正値をホワイトバランス制御部３８に出力し、これ以外であると判断された場合（木陰／日陰もしくは蛍光灯）には、屋内及び屋外判定部２９から与えられる判定信号に基づき、屋内の判定信号の場合には、蛍光灯の補正値をホワイトバランス制御部３８に出力し、屋外の判定信号の場合には、木陰／日陰の補正値をホワイトバランス制御部３８に出力する。

ホワイトバランス制御部３８は、色温度検出及び制御値設定部３０から与えられる補正値によって利得制御信号Ｒｇを利得調整部３２に、利得制御信号Ｂｇを利得調整部３４に出力する。

利得調整部３２及び利得調整部３４は、それぞれ色分離部２６から入力したＲ信号及びＢ信号を利得制御信号Ｒｇ及びＢｇによりホワイトバランス調整し、調整されたＲ−Ｏｕｔ信号及びＢ−Ｏｕｔ信号を画像信号処理部３６に出力する。

画像信号処理部３６は、入力したＲ−Ｏｕｔ信号、Ｇ信号、Ｂ−Ｏｕｔ信号から輝度信号と色信号を生成し画像メモリ４６に出力する。画像メモリ４６は、フラッシュメモリなどから構成される内部メモリ或いは着脱可能なメモリカード等であり、画像信号処理回路３６から与えられた画像信号を記憶する。

制御回路４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、圧縮・伸長回路等から構成されている。そして、画像信号処理部３６から前記画像メモリ４６に記憶された信号は直ちに読み出されてこの制御回路４０に供給され、例えばＪＰＥＧ規格に従って圧縮された画像信号に変換され再び前記画像メモリ４６に記憶される。また、制御回路４０には、表示部１４を制御する表示制御部４４を備えられている。この表示制御部４４は、前記画像メモリ４６から読み出された信号を、色度座標情報又は色温度情報４８に基づき補正して表示部１４に出力することによって表示部１４に画像を表示させるものである。このため、色度座標情報又は色温度情報４８には、色温度検出及び制御値設定部３０からの補正値が与えられて記憶されるように構成されている。

なお、このデジタルカメラ１は、被写体の色温度を検出して自動的にホワイトバランス補正を行わせるのではなく、手動でホワイトバランスモードを設定できるようになっている。即ち、制御回路４０にはホワイトバランス設定部４２が受けられており、ユーザにより操作された操作部１２から入力した信号に応じて、複数の光源モード（オートホワイトバランスモード、晴天モード、曇天モード、日陰・木陰モード、白熱灯モード、蛍光灯モード）の中から１つのモードに設定することが出来る。

オートホワイトバランスモードは、上述した如く被写体の色温度から補正値を得てホワイトバランス補正を行わせるモードであるが、オートホワイトバランスモード以外のモードが設定された場合には、ホワイトバランス制御部３８は、ホワイトバランス設定部４２によって設定された光源モードに応じた利得Ｒｇを利得調整部３２に出力するとともに、光源モードに応じた利得Ｂｇを利得調整部３４に出力してホワイトバランス補正を行わせる。

上記の構成において、ユーザが操作部１２を操作することによって、オートホワイトバランスモードを選択設定した場合におけるデジタルカメラ１の動作について説明する。

ユーザが操作部１２のシャッタボタンを半押しすると、内部回路１０がオートフォーカス処理、測光処理及びオートホワイトバランスの補正値検出処理を実行する。

即ち、オートフォーカス処理では、図示しない測距センサの情報或いは撮像素子８から入力した画像信号に基づき、被写体までの距離を求め、撮影レンズ２を前後に移動してピントを合わせる。また、測光処理では、図示しない測光センサからの情報或いは撮像素子８から入力した画像信号に基づき被写体を測光してＥＶ値を測定し絞り１６の絞り量をＥＶ値に合わせて設定する。

続いて、オートホワイトバランスの補正値検出処理では、撮像素子８に入射した光が撮像素子８によって光電変換され、画素ごとの画信号が撮像素子８からＣＤＳ／ＡＧＣ回路２２に順次出力され、画信号がＣＤＳ／ＡＧＣ回路２２によってサンプリングホールドされ自動利得調整され、画信号がＡ／Ｄ変換部２４によってデジタル変換され、画信号が色分離部２６によってＵＶ信号、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に分離される。

そして、ＵＶ信号が紫外線強度算出部２８に出力され、紫外線強度算出部２８によってＵＶ信号から紫外線強度が算出される。

次に、紫外線強度算出部２８によって算出され検出された紫外線強度を示す信号は、屋内及び屋外判別部２９に送られ、その判別信号が色温度検出及び制御値設定部３０に送られる。

色温度検出及び制御値設定部３０は、色分離部２６からのＲＧＢの信号を受けて色温度を検出し、その検出結果に応じてホワイトバランス補正を行う為の制御値を内部メモリに記憶しホワイトバランス制御部３８に出力する。この場合、色温度が晴天（太陽光）、曇天、白熱灯と判断された場合にはそれぞれの補正値をホワイトバランス制御部３８に出力し、これ以外であると判断された場合（木陰／日陰もしくは蛍光灯）には、屋内及び屋外判定部２９から与えられる判定信号に基づき、屋内の判定信号の場合には、蛍光灯の補正値をホワイトバランス制御部３８に出力し、屋外の判定信号の場合には、木陰／日陰の補正値をホワイトバランス制御部３８に出力する。

ユーザが操作部１２のシャッタボタンを半押しすると上記のごとき処理が行われ、更にシャッタボタンを全押しすると、内部回路１０によって静止画撮影処理が行われる。即ち、撮像素子８からＣＤＳ／ＡＤＳ回路２２、Ａ／Ｄ変換部２４を介して色分離部２６に信号が送られ、色分離回路２６からはRGBの信号が出力される。このとき、ホワイトバランス制御部３８には、シャッタボタンの半押しによって色温度検出及び制御値設定部３０の内部メモリに記憶されたホワイトバランスの補正値が与えられており、ホワイトバランス制御部３８からはその補正値に対応した利得制御信号Ｒｇ、Ｂｇが出力されているので、色分離部２６から利得調整部３２に入力されたＲ信号が、利得制御信号Ｒｇによりホワイトバランス調整され、更に利得調整部３４に入力されたＢ信号が、利得制御信号Ｂｇによりホワイトバランス調整される。そして、Ｇ信号並びに調整されたＲ−Ｏｕｔ信号及びＢ−Ｏｕｔ信号が、画像信号処理部３６によって信号処理され、画像データとして画像メモリ４６に記録され、更に、画像メモリ４６から読み出されて制御回路４０に送られ、圧縮処理されて再度画像メモリ４６に記憶される。同時に、制御部４０の表示制御部４４によって画像が表示部１４にされる。

このように、上述した本発明の第１の実施の形態によれば、撮像素子８に設けられたフォトダイオード８１或いは撮像素子８の紫外線検出領域８６の画素によって紫外線強度を検出し、その紫外線強度に基づき光源の種別を判別したので、光源の種別を正確に特定することができる。そのため、適切なホワイトバランスに調整することができる。

また、撮像素子８自体に紫外線検出手段を設けたので、デジタルカメラ１に別途紫外線検出用のセンサを設けずに済むので、デジタルカメラ１の部品点数及び製造コストの増大を防止することができる。

〔第２の実施の形態〕
上記第１の実施の形態におけるデジタルカメラ１では、撮像素子８に紫外線検出手段を設け紫外線強度を検出しているが、図４のブロック図に示したデジタルカメラ２０１では、撮像素子２０８とは別に紫外線センサ２５０を設けている。以下、デジタルカメラ２０１について説明するが、デジタルカメラ２０１において、第１の実施形態におけるデジタルカメラ１のいずれかの部分に対応する部分に対しては下二桁共通数字を付す。

このデジタルカメラ２０１において、マトリックス回路２５２は、色分離部２２６のＧ信号、利得調整部２３２のＲ−Ｏｕｔ信号、利得調整部２３４のＢ−Ｏｕｔ信号をＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号に変換するものである。なお、ホワイトバランス調整がされる前には、色分離部２２６のＲ信号がＲ−Ｏｕｔ信号として利得調整部２３２から出力され、色分離部２２６のＢ信号がＢ−Ｏｕｔ信号として利得調整部２３４から出力される。

画像信号処理部２３６は、マトリックス回路２５２のＹ（輝度）信号、Ｒ−Ｙ（色差）信号、Ｂ−Ｙ（色差）信号から輝度信号と色信号を生成し、制御回路２４０及び画像メモリ２４６に出力する。

積分部２５４は、マトリックス回路２５２のＲ−Ｙ信号を積分して色温度検出及び制御値設定部２３０に出力するとともに、マトリックス回路２５２のＢ−Ｙ信号を積分して色温度検出及び制御値設定部２３０に出力する。なお、積分部２５４の代わりに、Ｒ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号の加算平均値を算出する平均化部であっても良い。

紫外線センサ２５０は、ＵＶフォトダイオード等を有し、紫外線の強度を検出するセンサである。

積分部２５６は、紫外線センサ２５０によって検出された紫外線強度を積算するものである。なお、積分部２５６の代わりに、紫外線強度の加算平均値を算出する平均化部であっても良い。

紫外線強度算出部２２８は、積分部２５６の積分値から紫外線強度を算出するものである。

色温度検出及び制御値設定部２３０は、紫外線強度算出部２２８によって算出された紫外線強度、Ｒ−Ｙ信号の積分値、Ｂ−Ｙ信号の積分値に基づき被写体の色温度を検出して被写体の光源を判別し、判別した光源に応じたホワイトバランス補正値をホワイトバランス制御部２３８に出力する。

ホワイトバランス制御部２３８は、色温度検出及び制御値設定部２３０によって判別された光源の種別に応じた補正値に基づき利得制御信号Ｒｇを利得調整部２３２に出力するとともに、色温度検出及び制御値設定部２３０によって判別された光源の種別に応じた利得制御信号Ｂｇを利得調整部２３４に出力する。

この第２実施形態においても、紫外線センサ２５０によって紫外線強度を検出し、その紫外線強度に基づき光源の種別を判別したので、撮像素子２０８のＲ信号，Ｂ信号を光源の種別に適切なホワイトバランス調整をすることができる。

〔第３の実施の形態〕
図５は、本発明による第３の実施の形態のブロック図を示している。この図５のブロック図に示したデジタルカメラ３０１では、撮像素子３０８とは別に紫外線センサ３５０を設けている。更に、このデジタルカメラ３０１では色温度検出用の受光センサ３６０，３６２，３６４を別途設けている。以下、デジタルカメラ３０１について説明するが、デジタルカメラ３０１において、第１の実施形態におけるデジタルカメラ１のいずれかの部分に対応する部分に対しては下二桁共通数字を付す。

このデジタルカメラ３０１において、受光センサ３６０は赤カラーフィルタによって被覆され、可視光の赤成分の強度を検出するものである。受光センサ３６２は緑カラーフィルタによって被覆され、可視光の緑成分の強度を検出するものである。受光センサ３６４は青カラーフィルタによって被覆され、可視光の青成分の強度を検出するものである。なお、集光レンズ３６６によって外部の光が受光センサ３６０，３６２，３６４に集光される。

積分部３６８は、受光センサ３６０のＲ信号、受光センサ３６２のＧ信号及び受光センサ３６４のＢ信号をそれぞれ積分して色温度検出及び制御値設定部３３０に出力する。なお、積分部３６８の代わりに、Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号の加算平均値を算出する平均化部であっても良い。

紫外線センサ３５０は、ＵＶフォトダイオード等を有し、紫外線の強度を検出するセンサである。

積分部３５６は、紫外線センサ３５０によって検出された紫外線強度を積算するものである。なお、積分部３５６の代わりに、紫外線強度の加算平均値を算出する平均化部であっても良い。

紫外線強度算出部３２８は、積分部３５６の積分値から紫外線強度を算出するものである。

色温度検出及び制御値設定部３３０は、紫外線強度算出部３２８によって算出された紫外線強度並びに積分部３６８からのＲ信号の積分値、Ｇ信号の積分値及びＢ信号の積分値に基づき外部光源の色温度、即ち光源の種別を判別し光源の種別に応じた制御値をホワイトバランス制御部３８に供給する。この場合、色温度が晴天（太陽光）、曇天、白熱灯と判断された場合にはそれぞれの補正値をホワイトバランス制御部３３８に出力し、これ以外であると判断された場合（木陰／日陰もしくは蛍光灯）には、紫外線強度算出部３２８によって算出された紫外線強度に基づき蛍光灯か、木陰／日陰かを判断し、蛍光灯と判断された場合には蛍光灯の補正値をホワイトバランス制御部３３８に出力し、木陰／日陰と判断された場合には、木陰／日陰の補正値をホワイトバランス制御部３３８に出力する。

ホワイトバランス制御部３３８は、供給された補正値に基づく利得制御信号Ｒｇ、Ｇｇ及びＢｇをそれぞれ利得調整部３３２、３７０及び３３４に出力する。

利得調整部３３２、３７０及び３３４は色分離部３２６から入力したＲＧＢ信号を利得制御信号Ｒｇ、Ｇｇ及びＢｇに基づいて利得調整し、それぞれの調整されたＲ−Ｏｕｔ、Ｇ−Ｏｕｔ及びＢ−Ｏｕｔ信号を画像信号処理部３３６に出力する。

このように、第３の実施形態においても、紫外線センサ３５０によって紫外線強度を検出し、その紫外線強度に基づき光源の種別を判別したので、撮像素子３０８のＲ信号，Ｇ信号、Ｂ信号を光源の種別に適切なホワイトバランスに調整することができる。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良いもので、例えば、図３に示すように、晴天と雨天或いは晴天と木陰／日陰の場合も紫外線強度が異なるので、これらの判別を紫外線強度の違いで行わせてもよいものである。

更に、上記各実施の形態では紫外線強度を閾値と直接的に比較しているが、光源の全波長帯域に対する紫外線強度の比率を測定するとともにその比率と閾値を比較することで、紫外線強度を間接的に閾値と比較しても良く、又、閾値との比較等各処理をマイクロプログラムによるフローチャートで行わせることが出来ることは勿論である。

また、上記各実施の形態では撮像素子８、２０８、３０８をＣＣＤ型の撮像素子としたが、ＭＯＳ型の撮像素子としても良い。ＭＯＳ型の撮像素子を用いた場合、周辺回路（例えば、駆動回路やＣＤＳ／ＡＧＣ回路等）をＭＯＳ型撮像素子用に適宜変更する。

更に、上記各実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した例について述べたが、例えばビデオカメラにも適用でき、或いは撮像機能付きの携帯電話や腕時計、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータなど、撮像機能を備えているものであればいずれの電子機器であっても適用可能である。

本発明によるデジタルカメラ１のブロック図である。 図１の撮像素子８の受光面の平面図である。 晴天の太陽光に対する各種光源の紫外線強度を示したグラフである。 本発明の第２の実施の形態によるデジタルカメラ２０１のブロック図である。 同じく第３の実施の形態によるデジタルカメラ３０１のブロック図である。

符号の説明

１、２０１、３０１ デジタルカメラ
６ 赤外線カットフィルタ
８、２０８、３０８ 撮像素子
８８ 紫外線検出領域
２５０、３５０ 紫外線センサ
３０、２３０、３３０ 色温度検出及び制御値設定部
３８、２３８、３３８ ホワイトバランス制御部
３２、３４、２３２、２３４、３３２、３３４、３７０ 利得調整部

Claims (8)

1. 外部被写体を撮影する撮像素子と、外部の紫外線強度を測定する紫外線測定手段と、この紫外線測定手段によって測定された紫外線強度に基づき外部光源の種別を判別する判別手段と、前記撮像素子の出力信号を前記判別した外部光源の種別に応じてホワイトバランス調整する調整手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記判別手段は、前記測定された紫外線強度を所定の閾値と比較することにより光源の種別を判別することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記判別手段は、前記測定された紫外線強度に基づき前記外部光源が屋外の木陰もしくは日陰と屋内光とのいずれであるかを判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記判別手段は、前記測定した紫外線強度が所定の閾値以上である場合には前記外部光源を日陰もしくは木陰と特定し、前記測定した紫外線強度が前記所定の閾値未満である場合には前記外部光源を蛍光灯と判別することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の撮像装置。
5. 撮像素子を備えた撮像装置のホワイトバランス制御方法において、外部光の紫外線強度を検出する検出ステップと、この検出した紫外線強度に基づき外部光源の種別を判別する判別ステップと、前記撮像装置の前記撮像素子の出力信号を前記判別した外部光源の種別に応じてホワイトバランス調整する調整ステップと、を含むことを特徴とするホワイトバランス制御方法。
6. 前記判別ステップにおいては前記検出した紫外線強度を所定の閾値と比較することにより外部光源の種別を判別することを特徴とする請求項５に記載のホワイトバランス制御方法。
7. 前記判別ステップにおいて、屋外光と屋内光とを仕切る閾値と前記検出した紫外線強度とを比較し、前記検出した紫外線強度が前記閾値以上である場合には外部光源を屋内光と判別し、前記検出した紫外線強度が前記閾値未満である場合には外部光源を屋外光と判別することを特徴とする請求項５又は６に記載のホワイトバランス制御方法。
8. 前記判別ステップにおいて、前記検出した紫外線強度が所定の閾値以上である場合には外部光源を日陰もしくは木陰と判別し、前記検出した紫外線強度が所定の閾値未満である場合には外部光源を蛍光灯と判別することを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載のホワイトバランス制御方法。

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