JP2011029839A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 ホワイトバランス処理に用いるゲインの振り幅を大きくしなくとも、適切なホワイトバランス処理を施した画像を取得する。
【解決手段】 被写体光を光電変換する複数の画素が行列状に配置され、各画素ごとに光電変換により得られる信号電荷を蓄積する電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更可能な撮像素子と、被写体光の色温度に関する情報に基づいて、電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更する制御部と、変更された電荷蓄積容量に基づいて、撮像素子から出力される画像信号に対する画像処理を実行する画像処理部と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被写体光を信号電荷に光電変換する撮像素子を備えた電子カメラに関する。

従来、デジタルカメラに搭載される撮像素子としては、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサが挙げられる。これら撮像素子は、被写体光を光電変換し、光電変換された信号電荷を蓄積する複数の画素が２次元状に配列される。これら複数の画素のそれぞれで蓄積された信号電荷は所定の順序で読み出されることで、画像信号が取得される。なお、撮像素子から出力された画像信号はデジタル化された後、撮影時に設定された色温度、又は撮影時に取得された被写体光の色温度に基づいたホワイトバランス処理が施される。

特開２００７−８８６２０号公報

しかしながら、ホワイトバランス処理を施す際に基準となる色温度によっては、ホワイトバランス処理に用いる信号利得（ゲイン）を大きくする必要がある。例えば、ノイズ成分が残留している画像信号に対してホワイトバランス処理時のゲインを大きく設定してしまうと、上述したノイズ成分も大きくなり、画像におけるノイズが目立つことになる。

本発明は、ホワイトバランス処理を施した画像信号に残留するノイズ成分を最小限に抑えることができるようにした電子カメラを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の電子カメラは、被写体光を光電変換する複数の画素が行列状に配置され、各画素ごとに前記光電変換により得られる信号電荷を蓄積する電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更可能な撮像素子と、前記被写体光の色温度に関する情報に基づいて、前記電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更する制御部と、前記変更された電荷蓄積容量に基づいて、前記撮像素子から出力される画像信号に対する画像処理を実行する画像処理部と、を備えたことを特徴とする。

また、前記被写体光を検出する測光部と、前記測光部によって検出された被写体光から、前記被写体光の色温度に関する情報を取得する情報取得部と、をさらに備えていることが好ましい。

また、前記複数の画素は、赤色、青色、緑色のいずれか１つの色成分の画素であり、前記制御部は、少なくとも赤色、青色、緑色の色成分のうちのいずれかの色成分の画素に対する前記電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更することが好ましい。

また、前記情報取得部は、前記被写体光における緑色成分と赤色成分との比が、予め定めた第１閾値以上となる場合に前記被写体光の色温度が高いとする情報を取得し、前記制御部は、前記情報取得部からの情報を受けて、前記複数の画素のうち、赤色成分の画素における電荷蓄積部の電荷蓄積容量を他の色成分における電荷蓄積部の電荷蓄積容量よりも小さくすることが好ましい。

また、前記情報取得部は、前記被写体光における緑色成分と青色成分との比が第２閾値以上となる場合に前記被写体光の色温度が低いとする情報を取得し、前記制御部は、前記情報取得部からの情報を受けて、前記複数の画素のうち、青色成分の画素における電荷蓄積部の電荷蓄積容量を他の色成分における電荷蓄積部の電荷蓄積容量よりも小さくすることが好ましい。

また、前記電荷蓄積部は、第１蓄積部及び第２蓄積部を含み、前記信号電荷を前記第１蓄積部のみに蓄積させる、又は前記第１蓄積部および前記第２蓄積部に蓄積させるかを切り替える切替用のスイッチング素子を有し、前記制御部は、前記スイッチング素子による前記切り替えによって前記電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更することが好ましい。

本発明によれば、撮像素子の各画素で電荷蓄積部の電荷蓄積容量を切り替えることで、ホワイトバランス時に用いる信号利得（ゲイン）の振り幅を小さくすることが可能となるので、取得される画像に重畳されるノイズ成分の増加を最小限に抑えることが可能となる。

本発明のデジタルカメラの構成を示す図である。 撮像素子の構成を示す図である。 レベル比Ｇ／Ｒと、ＦＤに対するゲインとの関係を示す図である。 レベル比Ｇ／Ｒと、ＷＢ処理時のゲインとの関係を示す図である。 撮影時の処理の流れを示すフローチャートである。

図１は、本発明を実施した電子カメラの一例であるデジタルカメラの構成の概略図である。図１に示すように、デジタルカメラ１０は、撮像光学系１５によって取り込まれた被写体光を撮像素子１６によって光電変換し、光電変換後の電気信号（画素信号）から画像データを取得する。撮像光学系１５は、図示を省略したズームレンズやフォーカスレンズなどを含むレンズ群から構成される。これらズームレンズやフォーカスレンズは図示を省略したレンズ駆動機構によって光軸Ｌ方向に移動する。なお、撮像素子１６は、例えばＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。この撮像素子１６は、ドライバ５０によって駆動される。

図２に示すように、撮像素子１６は、複数の画素Ａ_ij、垂直シフトレジスタ２１、水平シフトレジスタ２２、サンプルホールド（ＳＨ）回路２３_j及び出力アンプ２４を備えている。複数の画素Ａ_ijのそれぞれは、垂直シフトレジスタ２１から水平方向に伸びる複数の信号線２５_i，２６_i，２７_i，２８_i，２９_iによって電気的に接続される。なお、複数の信号線のうち、信号線２５_iは転送用の信号線、信号線２６_iはリセット用の信号線、信号線２７_iは選択用の信号線、信号線２８_iは切替用の信号線、信号線２９_iは電源用の信号線である。なお、複数の画素Ａ_ijのうち、同一列方向に配置された画素から出力される画素信号は垂直信号線３１_jによりカラムアンプ３２_jを介してＳＨ回路２３_jに入力される。

複数の画素Ａ_ijは、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青（Ｂ）色の単一色成分の画素のいずれかからなり、これら複数の画素Ａ_ijが例えばベイヤー配列によって二次元状に配置される。これら複数の画素Ａ_ijは、光電変換によって信号電荷を生成するフォトダイオード３５、フォトダイオード３５により生成された信号電荷を蓄積するコンデンサ３６，３７、フォトダイオード３５に蓄積された信号電荷をコンデンサ３６，３７に転送する転送トランジスタ３８、ゲートがコンデンサと接続されてコンデンサ３６の電位変動を電気信号に変換する増幅トランジスタ３９、信号電荷を読み出す画素を行単位で選択するための選択トランジスタ４０、コンデンサ３６，３７の電位を電源電位（Ｖｄｄ）にリセットするためのリセットトランジスタ４１、及びコンデンサ３７に信号電荷を蓄積させるか否かを切り替える切替トランジスタ４２を有している。なお、コンデンサ３６の電荷蓄積容量とコンデンサ３７の電荷蓄積容量との比は、例えば１：１に設定される。

ＳＨ回路２３_jは、画素Ａ_ijに蓄積された画素信号を標本化（サンプリング）し、一定時間保持する。なお、このＳＨ回路２３_jにより保持された画素信号は、水平信号線４５、出力アンプ２４を介して出力される。なお、出力アンプ２４を介して出力される画素信号が画像信号（画像データ）となる。

図１に戻って、ドライバ５０は、撮像素子１６の駆動を制御する。なお、撮像素子１６の駆動を制御するとは、撮像素子１６の各画素における信号電荷の蓄積、及び蓄積された信号電荷の出力を制御することが挙げられる。以下、撮像素子１６から出力される信号電荷を画像信号と称して説明する。また、この他に、ドライバ５０は、撮像素子１６の全画素を駆動するか、一部の画素を駆動するかを制御する。つまり、撮影時には撮像素子１６の全画素を駆動させることにより画像信号を取得し、非撮影時には撮像素子１６の一部の画素を選択的に用いる、所謂間引き制御により画像信号を取得する。

ＡＦＥ回路５１は、図示しないＡＧＣ回路やＣＤＳ回路を含んで構成される。ＡＦＥ回路５１は、入力された画像信号に対してゲインコントロール、雑音除去などのアナログ処理を施した後、図示しないＡ／Ｄ変換回路により、アナログの信号をデジタルの信号に変換する。デジタルの画像信号は、ＤＦＥ回路５２に出力される。

ＤＦＥ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）回路５２は、入力されたＦＰＮ画像信号や本画像信号に対して欠陥補正処理やノイズ補正処理を行う。なお、欠陥補正処理やノイズ補正処理については、周知であることから、ここでは、その詳細を省略する。このＤＦＥ回路５２によって欠陥補正処理やノイズ補正処理が施された画像信号は、バッファメモリ５４に書き込まれる。以下、バッファメモリ５４に書き込まれた画像信号を画像データと称する。なお、符号５３はタイミングジェネレータ（ＴＧ）であり、ＴＧ５３は、ＡＦＥ回路５１、ＤＦＥ回路５２及びドライバ５０の駆動タイミングを制御するために設けられる。

画像処理回路６０は、バッファメモリ５４に書き込まれた画像データに対して、ホワイトバランス（ＷＢ）処理、色補間処理、輪郭補償処理、ガンマ処理などの画像処理を施す。これら処理の後、画像処理回路６０は、予め設定された圧縮率を用いた圧縮符号化処理を施す。この圧縮符号化処理が実行されることで、例えばＪＰＥＧ方式の圧縮画像データが生成される。また、この画像処理回路６０は、サムネイル画像データを生成する際に、画像データに対して解像度変更処理を実行する。

メディアスロット６１は、メモリカードや光学ディスク、或いは磁気ディスクなどの記憶媒体６２が着脱自在となっている。この記憶媒体６２には、静止画像や動画像などの画像ファイルを記録することが可能となる。例えば画像ファイルが静止画像に基づくものであれば、画像処理回路６０にて生成された圧縮画像データ、サムネイル画像データの他に、撮影時の撮影条件を示す情報やデジタルカメラ１０の情報が一つにまとめられたＥｘｉｆ形式の画像ファイルが記憶媒体６２に書き込まれる。

ＬＣＤ６３は、表示装置の一形態であって、スルー画像や、撮影時に得られた画像を表示する。また、この他に、ＬＣＤ６３は、デジタルカメラ１０の設定を行う際の設定用の画像を表示する。なお、符号６４は、ＬＣＤ６３の駆動制御を行う表示制御回路である。

測光センサ６５は、例えば後述するレリーズボタン７４の半押し操作時に被写体光を検出する。この測光センサ６５は、撮像光学系１５の光軸Ｌと略同軸となるように配置される。この測光センサ６５としては、例えば撮像素子１６よりも解像度の低い撮像素子が用いられる。なお、測光センサ６５からの検出信号は、ＣＰＵ７１に出力される。

ＣＰＵ７１は、バス７２を介して、バッファメモリ５４、画像処理回路６０、メディアスロット６４、表示制御回路６４、内蔵メモリ７３などと電気的に接続される。このＣＰＵ７１には、レリーズボタン７４、設定操作部７５などが接続されており、ＣＰＵ４１は、これら操作部材における操作要求や内蔵メモリ７３に記憶された制御プログラムに基づいて、デジタルカメラ１０の各部を制御する。なお、レリーズボタン７４には、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられている。スイッチＳＷ１は、レリーズボタン７４が半押し操作された場合にオンになるスイッチであり、スイッチＳＷ２は、レリーズボタン７４が全押し操作された場合にオンになるスイッチである。

ＣＰＵ７１は、情報取得部７７、補正値算出部７８などの機能を有している。情報取得部７７は、測光センサ６５からの検出信号から、被写体光の色温度を算出する。また、この他に、Ｒ色成分、Ｇ色成分、Ｂ色成分の各色成分の信号値（画素値）をそれぞれ求めた後、Ｇ色成分とＲ色成分とのレベル比Ｇ／Ｒ、及びＧ色成分とＢ色成分とのレベル比Ｇ／Ｂをそれぞれ求める。これらレベル比が予め設定された閾値Ｔｈ_r及びＴｈ_bとをそれぞれ比較する。なお、測光センサ６５として複数の画素からなる撮像素子を用いている場合には、Ｒ色成分、Ｇ色成分、Ｂ色成分の色成分毎の平均値を求め、これら平均値を用いて、上述したレベル比Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂをそれぞれ求めればよい。

例えばレベル比Ｇ／Ｒが閾値Ｔｈ_r以上となる場合、情報取得部７７は、被写体光の色温度が高いと判定する。この場合、撮像素子１６に配置される複数の画素Ａ_ijのうち、Ｒ色成分の画素の切替トランジスタ４２をオフとする情報（信号）が、ＣＰＵ７１からドライバ５０に出力される。これにより、Ｒ色成分の画素においては、フォトダイオード３５にて光電変換された信号電荷は、コンデンサ３６及びコンデンサ３７に蓄積されるのではなく、コンデンサ３６にのみ蓄積される。なお、通常状態では、フォトダイオード３５にて光電変換された信号電荷は、コンデンサ３６，３７に蓄積されることから、色温度が高いと判定された場合には、Ｒ色成分の画素におけるコンデンサの電荷蓄積容量は１／２となる。このため、Ｒ色成分の画素の信号電荷を蓄積したコンデンサ３６の電圧値は、該信号電荷をコンデンサ３６及びコンデンサ３７に蓄積した場合に対し２倍の電圧値となる。つまり、Ｒ色成分の画素のフローティングディフュージョン（ＦＤ）におけるゲインが２倍となる（図３参照）。

また、レベル比Ｇ／Ｂが閾値Ｔｈ_b以上となる場合、情報取得部７７は、色温度が低いと判定する。この場合、撮像素子１６に配置される複数の画素Ａ_ijのうち、Ｂ色成分の画素の選択トランジスタ４２をオフとする情報（信号）がＣＰＵ７１からドライバ５０に出力される。これにより、Ｂ色成分の画素においては、フォトダイオード３５にて光電変換された信号電荷は、コンデンサ３６及びコンデンサ３７に蓄積されるのではなく、コンデンサ３６にのみ蓄積される。上述したように、通常状態では、フォトダイオード３５にて光電変換された信号電荷は、コンデンサ３６，３７に蓄積されることから、色温度が高いと判定された場合には、Ｂ色成分の画素における信号電荷の蓄積容量は１／２となる。このため、Ｂ色成分の画素の信号電荷を蓄積したコンデンサ３６の電圧値は、該信号電荷をコンデンサ３６及びコンデンサ３７に蓄積した場合に対し２倍の電圧値となる。つまり、Ｂ色成分の画素のフローティングディフュージョン（ＦＤ）におけるゲインが２倍となる。なお、上述した「通常状態」とは、レベル比Ｇ／Ｒが閾値Ｔｈ_r以下、及びレベル比Ｇ／Ｂが閾値Ｔｈ_b以下となる場合である。

補正値算出部７８は、情報取得部７７により求められた被写体光の色温度に基づいて、画像データに対するホワイトバランス処理時に用いる補正値（ゲイン）を算出する。図４は、ある色温度におけるレベル比Ｇ／Ｒとホワイトバランス処理時に用いるゲインとの関係を示す図である。なお、レベル比Ｇ／Ｂとホワイトバランス処理時に用いるゲイン値との関係も同様であることから、その詳細は省略する。このレベル比Ｇ／Ｒとホワイトバランス処理時に用いるゲインとの関係は、予め実験や統計等により設定される色温度毎に求めたデータを記憶させておき、算出される被写体光の色温度に基づいたデータを用いて、レベル比Ｇ／Ｒに対するゲインや、レベル比Ｇ／Ｂに対するゲインを求めればよい。なお、算出されたゲインの情報は、画像処理回路６０に出力される。

図４に示すように、画素における信号電荷の蓄積容量が一定であればレベル比Ｇ／Ｒとホワイトバランス処理に用いるゲインは比例関係となる。上述したように、レベル比Ｇ／Ｒが閾値Ｔｈ_r以上となる場合には、Ｒ色成分の画素のＦＤに対するゲインが２倍となる。つまり、ホワイトバランス処理を実行する際に用いられるゲインは、図４中点線で示されるＲ色成分の画素のＦＤに対するゲインの１／２倍（図４中実線）に設定される。

次に、撮影時の処理の流れについて、図５のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、撮影待機状態を契機として実行される。なお、撮影待機状態とは、撮影は行えるが、撮影実行を行う際のレリーズボタンが操作されていない状態を示す。

ステップＳ１０１は、レリーズボタン７４が半押し操作されたか否かを判定する処理である。上述したように、レリーズボタン７４には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられている。レリーズボタン７４が操作されると、これらスイッチのうち、まずスイッチＳＷ１がオンとなり、そのオン信号がＣＰＵ７１に入力される。ＣＰＵ７１は、このスイッチＳＷ１からオン信号が入力された場合に、レリーズボタン７４が半押し操作されたと判定する。この場合ステップＳ１０１の判定がＹｅｓとなり、ステップＳ１０２に進む。一方、レリーズボタン７４が操作されていない場合には、レリーズボタン７４のスイッチＳＷ１はオフのままである。つまり、ＣＰＵ７１にはスイッチＳＷ１からのオン信号は入力されないので、ＣＰＵ７１は、レリーズボタン７４が半押し操作されていないと判定する。この場合、ステップＳ１０１の判定はＮｏとなり、撮影待機状態となる。

ステップＳ１０２は、測光処理である。ＣＰＵ７１は、測光センサ６５を駆動させて、被写体光を検出する。この測光センサ６５からの検出信号はＣＰＵ７１に入力されるので、ＣＰＵ７１は、この検出信号を用いて、被写体輝度や被写体光の色温度を算出する。また、この他に、ＣＰＵ７１は、測光センサ６５からの出力信号に基づいてレベル比Ｇ／Ｒ及びレベル比Ｇ／Ｂを算出する。

ステップＳ１０３は、レベル比Ｇ／Ｂが閾値以上であるか否かを判定する処理である。ステップＳ１０２において算出されたレベル比Ｇ／Ｂが閾値Ｔｈ_ｂ以上となる場合には、色温度が低いと判定される。この場合、ステップＳ１０２の判定がＹｅｓとなり、ステップＳ１０４に進む。一方、ステップＳ１０２において算出されたレベル比Ｇ／Ｂが閾値Ｔｈ_ｂ未満となる場合には、ステップＳ１０２の判定がＮｏとなり、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４は、Ｂ色成分の画素における蓄積容量を切り替える処理である。例えばレベル比Ｇ／Ｂの値が大きいほど、Ｂ色成分の信号レベルがＧ色成分の信号レベルに比べて小さいことを示している。このような場合には、Ｂ色成分の画素から出力される画素信号の信号レベルを高くすればよいので、Ｂ色成分の画素に設けられる切替トランジスタ４２をオフにし、光電変換される信号電荷をコンデンサ３６のみに蓄積させる。これにより、フォトダイオード３５により光電変換される信号電荷は、コンデンサ３６及びコンデンサ３７の両コンデンサに蓄積されるのではなく、コンデンサ３６のみに蓄積される。なお、コンデンサ３６及びコンデンサ３７の電荷蓄積量の比は、１：１に設定されているので、コンデンサ３６に蓄積された信号電荷を放出する際の電圧は、コンデンサ３６及びコンデンサ３７の両コンデンサに蓄積された信号電荷を放出する際の電圧の２倍の電圧値となる。このステップＳ１０４における処理が終了すると、ステップＳ１１０に進む。

ところで、ステップＳ１０３の処理で、レベル比Ｇ／Ｂが閾値Ｔｈ_b未満となる場合には、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５は、レベル比Ｇ／Ｒが閾値以上であるか否かを判定する処理である。算出されたレベル比Ｇ／Ｒが閾値Ｔｈ_r以上となる場合には、色温度が高いと判定される。この場合、ステップＳ１０５の判定がＹｅｓとなり、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６は、Ｒ色成分の画素における蓄積容量を切り替える処理である。例えばレベル比Ｇ／Ｒの値が大きいほど、Ｒ色成分の信号レベルがＧ色成分の信号レベルに比べて小さいことを示している。このような場合には、Ｒ色成分の画素から出力される画素信号の信号レベルを高くすればよいので、Ｒ色成分の画素に設けられる切替トランジスタ４２をオフにし、光電変換される信号電荷をコンデンサ３６のみに蓄積させる。これにより、フォトダイオード３５により光電変換される信号電荷は、コンデンサ３６及びコンデンサ３７の両コンデンサに蓄積されるのではなく、コンデンサ３６のみに蓄積される。なお、コンデンサ３６及びコンデンサ３７の電荷蓄積量の比は、１：１に設定されているので、コンデンサ３６に蓄積された信号電荷を放出する際の電圧は、コンデンサ３６及びコンデンサ３７の両コンデンサに蓄積された信号電荷を放出する際の電圧の２倍の電圧値となる。このステップＳ１０６における処理が終了すると、ステップＳ１１０に進む。

なお、ステップＳ１０６の判定で、レベル比Ｇ／Ｒが閾値Ｔｈ_r未満となる場合には、ステップＳ１０５の判定がＮｏとなり、ステップＳ１１０に進む。この場合には、Ｒ色成分の信号レベルやＢ色成分の信号レベルが、Ｇ色成分の信号レベルに近いことから、このような場合には、Ｒ色成分やＢ色成分の画素における蓄積容量を切り替える処理を行う必要はない。

ステップＳ１１０は、ホワイトバランス処理に用いるゲインを算出する処理である。ＣＰＵ７１は、ステップＳ１０２において被写体光の色温度を算出していることから、ＣＰＵ７１は、算出された色温度に基づいたデータを読み出す。このデータと、レベル比Ｇ／Ｒ及びレベル比Ｇ／Ｂとから、ホワイトバランス処理に用いるゲインを求める。

例えばレベル比Ｇ／Ｒが閾値Ｔｈ_r以上となる場合、Ｒ色成分の画素のＦＤに対するゲインは２倍となることから、この場合、ホワイトバランス処理時に、Ｒ色成分の画素に対するゲイン（Ｒゲイン）は、算出された値の１／２となる。一方、レベル比Ｇ／Ｒが閾値Ｔｈ_r未満となる場合、Ｒ色成分の画素のＦＤに対するゲインは１倍となるので、この場合には、算出された値がそのまま用いられる。

同様にして、レベル比Ｇ／Ｂが閾値Ｔｈ_b以上となる場合、Ｂ色成分の画素のＦＤに対するゲインが２倍となることから、ホワイトバランス処理に、Ｂ色成分の画素に対するゲイン（Ｂゲイン）は、算出された値の１／２となる。一方、レベル比Ｇ／Ｂが閾値Ｔｈ_b未満となる場合、Ｂ色成分の画素のＦＤに対するゲインは１倍となるので、この場合には、算出された値がそのまま用いられる。

ステップＳ１１１は、ＡＥ処理である。ＡＥ処理については、周知であることから、ここでは、その詳細を省略する。このＡＥ処理において、予め設定されたＩＳＯ感度や求められた被写体輝度に基づいて、シャッタ速度や絞り値が求められる。

ステップＳ１１２はＡＦ処理である。ＡＦ処理についても周知であることから、ここでは、その詳細を省略する。このＡＦ処理を実行することで、フォーカスレンズが光軸Ｌ方向に微小移動したときの焦点評価値をそれぞれも求め、最大となる焦点評価値となる位置にフォーカスレンズが調整される。

ステップＳ１１３は、レリーズボタン７４の全押し操作があるか否かを判定する処理である。ＣＰＵ７１は、レリーズボタン７４に設けられたスイッチＳＷ２からのオン信号が入力されたか否かを判定することで、レリーズボタン７４の全押し操作があるか否かを判定する。例えばスイッチＳＷ２からのオン信号が入力されると、ＣＰＵ７１は、レリーズボタン７４が全押し操作されたと判定する。この場合ステップＳ１１３の処理はＹｅｓとなり、ステップＳ１１４に進む。一方、スイッチＳＷ２からのオン信号が入力されない場合には、ＣＰＵ７１は、レリーズボタン７４が全押し操作されていないと判定する。この場合、ステップＳ１１３の処理はＮｏとなる。この場合は、ステップＳ１１３の処理がＹｅｓとなるまで、このステップＳ１１３の処理が実行される。

ステップＳ１１４は、撮像処理である。ステップＳ１１１におけるＡＥ処理に基づいた露出条件に基づいた撮像処理が実行される。上述したように、レベル比Ｇ／Ｒが閾値Ｔｈ_r以上となる場合には、Ｒ色成分の画素においてはコンデンサ３６に信号電荷が蓄積され、Ｇ色成分及びＢ色成分の画素においては、コンデンサ３６，３７に信号電荷が蓄積される。つまり、Ｒ色成分の画素から出力される画素信号の信号レベルは２倍となるので、Ｒ色成分の画素から出力される信号に対してノイズが重畳された場合であっても、このＲ色成分の画素から出力される画像信号におけるＳ／Ｎ比を向上させることができる。

同様にして、レベル比Ｇ／Ｂが閾値Ｔｈ_b以上となる場合には、Ｂ色成分の画素においてはコンデンサ３６に信号電荷が蓄積され、Ｇ色成分及びＲ色成分の画素においては、コンデンサ３６，３７に信号電荷が蓄積される。つまり、Ｂ色成分の画素から出力される画素信号の信号レベルは２倍となるので、Ｒ色成分の画素から出力される信号に対してノイズが重畳された場合であっても、このＲ色成分の画素から出力される画像信号におけるＳ／Ｎ比を向上させることができる。

ステップＳ１１５は画像処理である。画像処理回路６０は、バッファメモリ５４に書き込まれた画像データに対して、ホワイトバランス（ＷＢ）処理、色補間処理、輪郭補償処理、ガンマ処理などの画像処理を施す。なお、この画像処理回路６０には、ＣＰＵ７１から、ホワイトバランス処理時に用いるゲインがそれぞれ入力されていることから、このゲインを用いて、撮像処理により取得された画像データに対するホワイトバランス処理が実行される。これら処理が施されると、画像処理回路６０は、予め設定された圧縮率を用いた圧縮符号化処理を施す。この圧縮符号化処理が実行されることで、例えばＪＰＥＧ方式の圧縮画像データが生成される。また、この画像処理回路６０は、上述した画像処理が施された画像データに対して解像度変換処理を施した後、圧縮符号化処理を行って、サムネイル画像データを生成する。

ステップＳ１１６は、画像を記録する処理である。ＣＰＵ７１は、ステップＳ１１５にて生成された圧縮画像データ、サムネイル画像データの他に、撮影条件やカメラの機種情報等をまとめた画像ファイルを記憶媒体に書き込む。この処理が終了することで、１回の撮像が終了する。

これによれば、レベル比Ｇ／Ｒ、レベル比Ｇ／Ｂの値によって、撮像素子１６の各画素に蓄積される信号電荷の容量を切り替えることで、各画素のＦＤに対するゲインを切り替えることができるので、各色成分の画素から出力される画素信号とノイズ成分との比であるＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。また、撮像素子の各画素のＦＤに対するゲインを切り替えることで、ホワイトバランス処理に用いるゲインの振り幅を大きくすることが可能である。

本実施形態では、コンデンサ３６における電荷蓄積容量とコンデンサ３７における電荷蓄積容量との比を１：１としているが、これ限定される必要はなく、適宜設定することが可能である。

本実施形態では、測光センサを設けることで、被写体輝度や被写体光の色温度を求める他に、レベル比Ｇ／Ｒやレベル比Ｇ／Ｂを算出しているが、測光センサを用いる必要はない。例えば測光センサを用いる代わりに、撮影待機状態のときに撮像素子により取り込まれるスルー画像を用いて、被写体輝度や被写体光の色温度、レベル比Ｇ／Ｒやレベル比Ｇ／Ｂを算出してもよい。さらに、動画撮影を行う場合には、直前に取り込まれたフレーム画像から、被写体輝度や被写体光の色温度、レベル比Ｇ／Ｒやレベル比Ｇ／Ｂを算出することも可能である。

本実施形態では、レリーズボタンが半押し操作された場合に、被写体輝度や被写体光の色温度、レベル比Ｇ／Ｒやレベル比Ｇ／Ｂを算出しているが、これに限定される必要はなく、レリーズボタンが全押し操作された場合に算出することも可能である。

１０…デジタルカメラ、１６…撮像素子、３５…フォトダイオード、３６，３７…コンデンサ、４２…切替トランジスタ、５４…バッファメモリ、６０…画像処理回路、６５…測光センサ、７１…ＣＰＵ、７７…情報取得部、７８…補正値算出部、Ａ_ij…画素

Claims (6)

1. 被写体光を光電変換する複数の画素が行列状に配置され、各画素ごとに前記光電変換により得られる信号電荷を蓄積する電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更可能な撮像素子と、
   前記被写体光の色温度に関する情報に基づいて、前記電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更する制御部と、
   前記変更された電荷蓄積容量に基づいて、前記撮像素子から出力される画像信号に対する画像処理を実行する画像処理部と、
   を備えたことを特徴とする電子カメラ。
2. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記被写体光を検出する測光部と、
   前記測光部によって検出された被写体光から、前記被写体光の色温度に関する情報を取得する情報取得部と、をさらに備えていることを特徴とする電子カメラ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子カメラにおいて、
   前記複数の画素は、赤色、青色、緑色のいずれか１つの色成分の画素であり、
   前記制御部は、少なくとも赤色、青色、緑色の色成分のうちのいずれかの色成分の画素に対する前記電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更することを特徴とする電子カメラ。
4. 請求項３に記載の電子カメラにおいて、
   前記情報取得部は、前記被写体光における緑色成分と赤色成分との比が、予め定めた第１閾値以上となる場合に前記被写体光の色温度が高いとする情報を取得し、
   前記制御部は、前記情報取得部からの情報を受けて、前記複数の画素のうち、赤色成分の画素における電荷蓄積部の電荷蓄積容量を他の色成分における電荷蓄積部の電荷蓄積容量よりも小さくすることを特徴とする電子カメラ。
5. 請求項３に記載の電子カメラにおいて、
   前記情報取得部は、前記被写体光における緑色成分と青色成分との比が第２閾値以上となる場合に前記被写体光の色温度が低いとする情報を取得し、
   前記制御部は、前記情報取得部からの情報を受けて、前記複数の画素のうち、青色成分の画素における電荷蓄積部の電荷蓄積容量を他の色成分における電荷蓄積部の電荷蓄積容量よりも小さくすることを特徴とする電子カメラ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
   前記電荷蓄積部は、第１蓄積部及び第２蓄積部を含み、
   前記信号電荷を前記第１蓄積部のみに蓄積させる、又は前記第１蓄積部および前記第２蓄積部に蓄積させるかを切り替える切替用のスイッチング素子を有し、
   前記制御部は、前記スイッチング素子による前記切り替えによって前記電荷蓄積部の電荷蓄積容量を変更することを特徴とする電子カメラ。

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