JP4385240B2 - デジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラ - Google Patents
デジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに係り、特に複数の撮影モードを有するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮影モードとして、通常の撮影を行うときのフルオートモード１、逆光の状況に適したフルオートモード２、過順光の状況に適したフルオートモード３、屋外スポーツの撮影に適したフルオートモード４、夕焼けや少し暗くなった風景の撮影に適したフルオートモード５を有し、ホワイトバランス制御に関し、フルオートモード１、３では普通のホワイトバランス制御を行い、フルオートモード２では高色温度重視のホワイトバランス制御を行い、フルオートモード４では屋外重視のホワイトバランス制御を行い、フルオートモード５では屋外固定のホワイトバランス制御を行うビデオカメラが提案されている（特開平５−６８２００号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−６８２００号公報には、普通のホワイトバランス制御、高色温度重視のホワイトバランス制御、屋外重視のホワイトバランス制御、及び屋外固定のホワイトバランス制御が、具体的にどのようになされているかが開示されていない。上記モードにおいて、風景を撮影する場合や、人物を撮影する場合のホワイトバランス制御方法についても記述がない。
【０００４】
また、一部夕焼けや暗くなった風景を再現するために、ホワイトバランスを屋外固定にする記載があるが、明るい風景に対するホワイトバランス制御の記述がない。
【０００５】
一方、被写体を撮像して得たカラー画像信号から光源種を特定し、その特定した光源種に応じたホワイトバランス制御を行う方法があるが、晴れ（５０００°Ｋ）に応じたホワイトバランス制御を、蛍光灯下で撮像したカラー画像信号に施すと、ＣＣＤなどの固体撮像素子の分光特性にもよるが、緑色をした木の葉を撮像した時と良く似た色特性を示す場合がある。このようなＣＣＤで屋外の木の葉が多く含まれるシーンを撮像すると、光源種が蛍光灯と誤判定し、蛍光灯に対応したホワイトバランス制御を行う場合があり、この場合には、緑の葉が枯れたような色になる。
【０００６】
また、夕焼けなどの色温度の低い風景シーンを撮像した場合は、その色特性が電球色蛍光灯や電球に近いため、誤って電球に対応したホワイトバランス制御を行い、夕焼けなどのシーンを良好に再現できないという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、各種の光源などに対応した複数の補正ポジションからシーンに応じた補正ポジションを選択する際に、よりシーンに適した補正ポジションを選択することができ、誤ったホワイトバランス制御を未然に防止することができるデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１に係る発明は、オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードを有し、該複数の撮影モードから適宜選択した撮影モードにて撮影を行うデジタルカメラであって、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションを有し、撮影時に得られるカラー画像信号に基づいて前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、該選択した補正ポジションに対応して求めたホワイトバランス補正値に基づいて前記カラー画像信号をホワイトバランス制御するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法において、前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択する際に、撮影時に選択した撮影モードが風景モード又は夜景モードの場合には、前記複数の補正ポジションから屋外の日陰、曇り、晴れの光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、屋内の蛍光灯及びタングステン電球の光源種に関する補正ポジションを選択不能にしたことを特徴としている。
【０００９】
また、本願請求項２に係る発明は、オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードを有し、該複数の撮影モードから適宜選択した撮影モードにて撮影を行うデジタルカメラであって、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションを有し、撮影時に得られるカラー画像信号に基づいて前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、該選択した補正ポジションに対応して求めたホワイトバランス補正値に基づいて前記カラー画像信号をホワイトバランス制御するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法において、前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択する際に、撮影時に選択した撮影モードに応じて前記複数の補正ポジションから選択可能な補正ポジションを制限し、前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、前記風景モード時には、日陰、曇り、及び晴れに対応する補正ポジションを選択対象とし、前記オート撮影モード及び人物モード時には全ての補正ポジションを選択対象とし、前記夜景モード時には晴れの補正ポジションを選択対象とすることを特徴としている。
【００１０】
即ち、撮影モードが風景モードの場合には、撮影シーンは屋外であると見なし、日陰、曇り、及び晴れに対応する補正ポジションを選択対象とし、蛍光灯や電球等の人工光源を光源種とするホワイトバランス制御は行わないようにしている。これにより、低色温度側のホワイトバランス制御は行われず、例えば、夕焼けなどのシーンも良好に再現できる。また、夜景モードでは、晴れの補正ポジションに固定し、これにより夜景シーン中に存在する種々の人工光源による影響を受けないホワイトバランス制御を可能にしている。
【００１１】
本願請求項３に係るデジタルカメラは、オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードから任意の撮影モードを選択する撮影モード選択手段と、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体を撮像し、被写体像を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、前記撮影モード選択手段によって風景モード又は夜景モードが選択された場合には、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションから屋外の光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、屋内の光源種に関する補正ポジションを選択不能にする制限手段と、前記撮像手段から得られるカラー画像信号に基づいて前記制限手段によって制限された補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、この補正ポジションに対応してホワイトバランス補正値を求めるホワイトバランス補正値算出手段と、前記ホワイトバランス補正値に基づいて前記撮像手段から得られるカラー画像信号のホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段と、を備え、前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、前記制限手段は、前記撮影モード選択手段によって風景モード又は夜景モードが選択された場合には、前記複数の補正ポジションから屋外の日陰、曇り、晴れの光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、蛍光灯及びタングステン電球に関する補正ポジションを選択不能に制限することを特徴としている。
【００１２】
本願請求項４に係る発明は、オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードから１つの撮影モードを選択する撮影モード選択手段と、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体を撮像し、被写体像を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに基づいてホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションから選択可能な補正ポジションを制限する制限手段と、前記撮像手段から得られるカラー画像信号に基づいて前記制限手段によって制限された補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、この補正ポジションに対応してホワイトバランス補正値を求めるホワイトバランス補正値算出手段と、前記ホワイトバランス補正値に基づいて前記撮像手段から得られるカラー画像信号のホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段と、を備え、前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、前記制限手段によって制限される選択可能な補正ポジションは、前記風景モード時には、日陰、曇り、及び晴れに対応する補正ポジションであり、前記オート撮影モード及び人物モード時には全ての補正ポジションであり、前記夜景モード時には晴れの補正ポジションであることを特徴としている。
【００１３】
本願請求項５に係るデジタルカメラは、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体輝度を測定する分割エリアの重み付けを変えて被写体輝度を測定する輝度測定手段を有し、前記撮像手段は前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて露出制御することを特徴としている。また、前記輝度測定手段は、本願請求項６に示すように前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて測定した被写体輝度を補正することを特徴としている。
【００１４】
本願請求項７に係るデジタルカメラは、更に前記ホワイトバランス制御手段によってホワイトバランス制御されたカラー画像信号を記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１６】
図１は本発明に係るデジタルカメラの背面図であり、図２はカメラ上面に設けられたモードダイヤルの平面図である。
【００１７】
図２に示すようにモードダイヤル１は、ダイヤル上のアイコン１Ａ〜１ＦがマークＭに合うように回転させることにより、連写／ブラケティングモード、マニュアル撮影モード、オート撮影モード、人物モード、風景モード、及び夜景モードのうちのいずれかの撮影モードに設定できるようになっている。尚、図２上では、風景モードが設定されている。また、モードダイヤル１の中央には、半押し時にＯＮするスイッチＳ１と、全押し時にＯＮするスイッチＳ２とを有するシャッタボタン２が設けられている。
【００１８】
このデジタルカメラの背面には、図１に示すようにファインダ接眼部３、シフトキー４、表示キー５、撮影モード／再生モード切替えレバー６、キャンセルキー７、実行キー８、マルチファンクションの十字キー９、及び液晶モニタ５２が設けられている。
【００１９】
図３は図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【００２０】
同図において、撮影レンズ１０及び絞り１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）１４の受光面に結像された被写体像は、各センサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路１６から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。尚、このＣＣＤ１４は、蓄積した信号電荷をシャッタゲートパルスによって掃き出すことができ、これにより電荷の蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【００２１】
ＣＣＤ１４から順次読み出された電圧信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）１８に加えられ、ここで各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールドされ、Ａ／Ｄ変換器２０に加えられる。Ａ／Ｄ変換器２０は、ＣＤＳ回路１８から順次加えられるＲ、Ｇ、Ｂ信号を１０ビット（０〜１０２３）のデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して出力する。尚、ＣＣＤ駆動回路１６、ＣＤＳ回路１８及びＡ／Ｄ変換器２０は、タイミング発生回路２２から加えられるタイミング信号によって同期して駆動されるようになっている。
【００２２】
前記Ａ／Ｄ変換器２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦メモリ２４に格納され、その後、メモリ２４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、デジタル信号処理回路２６に加えられる。デジタル信号処理回路２６は、同時化回路２８、ホワイトバランス調整回路３０、ガンマ補正回路３２、ＹＣ信号作成回路３４、及びメモリ３６から構成されている。
【００２３】
同時化回路２８は、メモリ２４から読み出された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号を同時式に変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を同時にホワイトバランス調整回路３０に出力する。ホワイトバランス調整回路３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデジタル値をそれぞれ増減するための乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから構成されており、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号は、それぞれ乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに加えられる。乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの他の入力には、中央処理装置（ＣＰＵ）３８からホワイトバランス制御するためのホワイトバランス補正値（ゲイン値）Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが加えられており、乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂはそれぞれ２入力を乗算し、この乗算によってホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号をガンマ補正回路３２に出力する。尚、ＣＰＵ３８からホワイトバランス調整回路３０に加えられるホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇの詳細については後述する。
【００２４】
ガンマ補正回路３２は、ホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号が所望のガンマ特性となるように入出力特性を変更し、また、１０ビットの信号が８ビットの信号となるように変更し、ＹＣ信号作成回路３４に出力する。ＹＣ信号作成回路３４は、ガンマ補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂとを作成する。これらの輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）は、メモリ２４と同じメモリ空間のメモリ３６に格納される。
【００２５】
ここで、メモリ３６内のＹＣ信号を読み出し、液晶モニタ５２に出力することにより動画又は静止画を液晶モニタ５２に表示させることができる。また、撮影後のＹＣ信号は、圧縮／伸長回路５４によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、記録部５６にてメモリカードなどの記録媒体に記録される。更に、再生モード時にはメモリカードなどに記録されている画像データが圧縮／伸長回路５４によって伸長処理された後、液晶モニタ５２に出力され、液晶モニタ５２に再生画像が表示されるようになっている。
【００２６】
ＣＰＵ３８は、図１に示したモードダイヤル１、シャッタボタン２等を含むカメラ操作部４０からの入力に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス、自動露光制御、オートホワイトバランス等の制御を行う。このオートフォーカス制御は、例えばＧ信号の高周波成分が最大になるように撮影レンズ１０を移動させるコントラストＡＦであり、シャッタボタン２の半押し時にＧ信号の高周波成分が最大になるように駆動部４２を介して撮影レンズ１０を合焦位置に移動させる。
【００２７】
また、自動露光制御は、図４に示すように予め決めた露出▲１▼〜▲４▼にて最大４回Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を取り込み、これらのＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度（撮影ＥＶ値）を求める。
【００２８】
次に、上記撮影ＥＶ値の測定の詳細について説明する。
【００２９】
図５に示すように、１画面を複数のエリア（８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号から求めた輝度信号を積算し、その積算値に基づいて各分割エリアのＥＶ値（ＥＶｉ）を求める。続いて、図５に示すように撮影モードに対応して各分割エリアのＥＶ値に重み付けを行い、画面全体のＥＶ′値を次式によって算出する。
【００３０】
【数１】
ＥＶ′＝log2｛Σ（Ｗi ×２EVi ）／ΣＷi ｝
但し、ｉ：０〜６３（８×８の分割エイアを示す添え字）
Ｗi ：撮影モードに応じた各分割エリアごとの重み係数
即ち、撮影モードがオート／人物モードの場合には、図５（Ａ）の重み付け係数に示すように中央重点測光方式となり、風景モードの場合には、図５（Ｂ）に示すように最外周に位置する分割エリアの重み付けを減じた測光方式となり、夜景モードの場合には、図５（Ｃ）に示すように平均測光方式となる。
【００３１】
上記のように算出したＥＶ′に対し、更に、次式に示すように撮影モードに応じた露出補正ΔＥＶを行って撮影ＥＶ値を求める。
【００３２】
【数２】
ＥＶ＝ＥＶ′−ΔＥＶ
尚、ΔＥＶは、例えば、人物モードの場合にはΔＥＶ＝０、風景モード、夜景モードの場合にはΔＥＶ＝０．３とする。
【００３３】
上記のようにして求めた撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最終的に決定する。
【００３４】
そして、シャッタボタンの全押し時に前記決定した絞り値になるように絞り駆動部４４を介して絞り１２を駆動し、また、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。
【００３５】
次に、図６及び図７に示すフローチャートを参照しながらオートホワイトバランス制御方法について説明する。尚、ストロボ４６からストロボ光を発光する場合には、ストロボ光に対して良好なホワイトバランスを行うためのホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇがホワイトバランス調整回路３０に加えられるため、以下、ストロボが発光しない場合のホワイトバランス制御について説明する。
【００３６】
図６は撮影モードとしてオート／人物モードが選択された場合のオートホワイトバランス制御方法を示す。
【００３７】
まず、シャッタボタンの半押し時に求めた撮影ＥＶ値を取得する（ステップＳ１０）。
【００３８】
続いて、シャッタボタンの全押し時にＡ／Ｄ変換器２０から出力された１画面分のＲ、Ｇ、Ｂ信号は一旦メモリ２４に格納されているが、この１画面を複数のエリア（８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を求め、Ｒ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｒ／Ｇ、及びＢ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｂ／Ｇを求める（ステップＳ１２）。
【００３９】
上記のようにして各分割エリアごとに求められるＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇは、その分割エリアが、図８のグラフ上に表された検出枠のうちのいずれの検出枠内に入るかを判別するために使用される。尚、図６上における日陰−曇り検出枠、昼光色検出枠等の検出枠は、光源種などの色分布の範囲を規定するものである。
【００４０】
尚、各分割エリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の平均積算値は、図３の積算回路４８によって算出され、ＣＰＵ３８に加えられている。また、積算回路４８とＣＰＵ３８との間には乗算器５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂが設けられており、乗算器５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂには、機器のバラツキを調整するための調整ゲイン値が加えられるようになっている。
【００４１】
次に、日陰−曇りの評価値、蛍光灯（昼光色、昼白色−白色、温白色）の評価値、及びタングステン電球の評価値を、次式、
【００４２】
【数３】
日陰−曇りの評価値＝Ｆ（屋外らしさ）×Ｆ（日陰−曇りらしさ）×Ｆ（青空）
【００４３】
【数４】
昼光色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（昼光色蛍光灯らしさ）
【００４４】
【数５】
昼白色−白色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（昼白色−白色蛍光灯らしさ）
【００４５】
【数６】
温白色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（温白色蛍光灯らしさ）×Ｆ（肌）
【００４６】
【数７】
電球の評価値＝Ｆ2(屋内らしさ）×Ｆ（電球らしさ）×Ｆ（肌）
に基づいて算出する。
【００４７】
上記〔数３〕式において、Ｆ（屋外らしさ）は、図９に示すようにＥＶ値を変数とする屋外らしさを表すメンバシップ関数の値であり、ステップＳ１０で取得したＥＶ値に基づいて求めることができる。
【００４８】
また、〔数４〕式乃至〔数６〕式におけるＦ1(屋内らしさ）は、図１２に示すようにＥＶ値を変数とする屋内（蛍光灯）らしさを表すメンバシップ関数の値であり、〔数７〕式におけるＦ2(屋内らしさ）は、図１２に示すようにＥＶ値（カッコ内の数値）を変数とする屋内（タングステン電球）らしさを表すメンバシップ関数の値である。尚、図９及び図１２に示したＥＶ値は、撮影モードにかかわらず、オート／人物モードにおける中央重点測光モードで測定した値を使用する。
【００４９】
〔数３〕式におけるＦ（日陰−曇りらしさ）は、分割エリアのＥＶ値Ｅviが１２以下の分割エリアであって、図１０に示すように日陰−曇り検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とする日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数の値であり、Ｆ（青空）は、分割エリアのＥＶ値Ｅviが１２．５を越えるエリアであって、図１１に示すように屋外晴れ検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とする青空を表すメンバシップ関数の値である。
【００５０】
尚、Ｆ（青空）は、青空検出枠に入るエリアの個数が多い程、日陰らしさの評価値を下げる方向に作用する値をとる。また、上記各分割エリアの輝度（ＥＶ値Ｅvi）は、次式、
【００５１】
【数８】
Ｅvi＝Ｅv＋log2（Ｇi／４５）
但し、Ｅv：撮影ＥＶ値
Ｇi：各エリアのＧの平均積算値
に基づいて計算する。上記式中の４５は、Ａ／Ｄ変換後の値の中での適正値である。
【００５２】
同様に、〔数４〕式乃至〔数７〕式におけるＦ（昼光色蛍光灯らしさ）、Ｆ（昼白色−白色蛍光灯らしさ）、Ｆ（温白色蛍光灯らしさ）及びＦ（電球らしさ）は、それぞれ図８に示した昼光色検出枠、昼白色−白色検出枠、温白色検出枠、及びタングステン電球検出枠内に入るエリアの個数を変数とする、図１３に示す電球・蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００５３】
また、〔数６〕式及び〔数７〕式におけるＦ（肌）は、図８に示した肌色検出枠内に入るエリアの個数を変数とする、図１４に示す肌色を表すメンバシップ関数の値である。尚、Ｆ（肌）は、肌色検出枠内のエリア数が多くなるにしたがって電球らしさの評価値を下げるように作用する。これは、肌色があるシーンで、タングステン電球色に対するホワイトバランス制御を強くかけると、赤味が飛んで白っぽくなり顔色が悪くなるからである。
【００５４】
さて、日陰−曇りの評価値、及び昼光色の評価値、昼白色−白色の評価値、温白色の評価値、電球の評価値が算出されると、これらの５つの評価値のうちの最大値が、０．４以上か否かを判別する（図６のステップＳ１６）。そして、最大値が０．４以上の場合には、その最大値をとる評価値の光源色に適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ１８）。
【００５５】
一方、最大値が、０．４未満の場合には、デーライト（晴れ）と判別し、デーライトに適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ２０）。
【００５６】
ここで、上記ホワイトバランス補正値は、次式、
【００５７】
【数９】
ホワイトバランス補正値＝（オート設定値−晴れ）×評価値＋晴れ
だたし、晴れは、１．０である。また、オート設定値は、各光源色ごとに予め準備されている。尚、日陰−曇り、昼白色−白色、及びタングステン電球のオート設定値は、次のようにして選択される。
【００５８】
（１）日陰−曇りが選択された場合
図８に示す曇り検出枠内に入る分割エリアの個数と、日陰検出枠内に入る分割エリアの個数とを比べ、個数の多い方のオート設定値を採用する。または、２つのオート設定値に対し、個数の多い領域に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００５９】
（２）昼白色−白色が選択された場合
図８に示す６領域に分割された昼白色−白色検出枠内に入る分割エリアの個数を比べ、一番個数の多い領域のオート設定値を採用する。または、６つのオート設定値に対し、個数の多い順に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００６０】
（３）タングステン電球が選択された場合
図８に示す２領域に分割されたタングステン検出枠内に入る分割エリアの個数を比べ、個数の多い方のオート設定値を採用する。または、２つのオート設定値に対し、個数の多い領域に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００６１】
〔数９〕によって求めたホワイトバランス補正値をＲｇ、Ｇｇ、Ｂｇ、補正する信号をＲ、Ｇ、Ｂとすると、前記ホワイトバランス調整回路３０での補正結果をＲ’、Ｇ’、Ｂ’とすると、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、次式、
【００６２】
【数１０】
Ｒ’＝Ｒｇ×Ｒ
Ｇ’＝Ｇｇ×Ｇ
Ｂ’＝Ｂｇ×Ｂ
によって表される。
【００６３】
図７は撮影モードとして風景モードが選択された場合のオートホワイトバランス制御方法を示す。尚、図７におけるステップＳ３０及びＳ３２における処理は、図６に示したステップＳ１０及びＳ１２と同じため、その説明は省略する。
【００６４】
上記ステップＳ３０及びＳ３２で求めたＥＶ値、及び各分割エリアごとに求めたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇより、前述の〔数３〕式に示した日陰−曇りの評価値を算出する（ステップＳ３４）。尚、図６のステップＳ１４に示した蛍光灯（昼光色、昼白色−白色、温白色）の評価値、及びタングステン電球の評価値の算出は行わない。これは、風景モードの場合には屋外で撮影されるため、蛍光灯や電球等の人工光源を光源種とすることは考えられないからである。
【００６５】
続いて、ステップＳ３４で求めた日陰−曇りの評価値が、０．４以上か否かを判別する（ステップＳ３６）。そして、最大値が０．４以上の場合には、日陰−曇り用に準備されているオート設定値に基づいて、ホワイトバランス補正値を求め（〔数９〕式参照）、そのホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ３８）。
【００６６】
一方、最大値が、０．４未満の場合には、デーライト（晴れ）と判別し、デーライトに適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ４０）。
【００６７】
また、撮影モードとして夜景モードが選択された場合には、オートホワイトバランス制御は行わず、晴れのホワイトバランス補正値に固定する。これにより夜景シーン中に存在する種々の人工光源による影響を受けないホワイトバランス制御を可能にしている。
【００６８】
尚、撮影モードの種類はこの実施の形態に限定されず、また、オートホワイトバランス制御方法も複数の補正ポジションからシーンに応じた補正ポジションを選択し、その選択した補正ポジションに対応してホワイトバランス制御を行うものであれば、いかなるものでもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、風景モード、夜景モード等の撮影モードが選択されると、各種の光源種等に対応する複数の補正ポジションのうち、その選択された撮影モードに応じて前記複数の補正ポジションから選択可能な補正ポジションを制限するようにしたため、よりシーンに適した補正ポジションを選択することができ、良好なホワイトバランス制御ができる。例えば、風景モードの場合には、蛍光灯や電球等の人工光源を光源種に対応する補正ポジションは選択対象から外すことにより、誤ったホワイトバランス制御を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの背面図
【図２】図１に示したデジタルカメラの上面に設けられたモードダイヤルの平面図
【図３】図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図４】撮影ＥＶ値の求め方を説明するために用いた図
【図５】撮影モード別の測光方式を説明するために用いた図
【図６】オートホワイトバランス制御方法を説明するために用いたフローチャート
【図７】オートホワイトバランス制御方法を説明するために用いたフローチャート
【図８】光源種などの色分布の範囲を示す検出枠を示すグラフ
【図９】屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１０】日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１１】青空を表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１２】屋内らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１３】電球・蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１４】肌色を表すメンバシップ関数を示すグラフ
【符号の説明】
１…モードダイヤル、２…シャッタボタン、１０…撮影レンズ、１２…絞り、１４…固体撮像素子（ＣＣＤ）、２４、３６…メモリ、２６…デジタル信号処理回路、３０…ホワイトバランス調整回路、３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ…乗算器、３８…中央処理装置（ＣＰＵ）、４８…積算回路、５２…液晶モニタ、５４…圧縮／伸長回路、５６…記録部
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに係り、特に複数の撮影モードを有するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮影モードとして、通常の撮影を行うときのフルオートモード１、逆光の状況に適したフルオートモード２、過順光の状況に適したフルオートモード３、屋外スポーツの撮影に適したフルオートモード４、夕焼けや少し暗くなった風景の撮影に適したフルオートモード５を有し、ホワイトバランス制御に関し、フルオートモード１、３では普通のホワイトバランス制御を行い、フルオートモード２では高色温度重視のホワイトバランス制御を行い、フルオートモード４では屋外重視のホワイトバランス制御を行い、フルオートモード５では屋外固定のホワイトバランス制御を行うビデオカメラが提案されている（特開平５−６８２００号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−６８２００号公報には、普通のホワイトバランス制御、高色温度重視のホワイトバランス制御、屋外重視のホワイトバランス制御、及び屋外固定のホワイトバランス制御が、具体的にどのようになされているかが開示されていない。上記モードにおいて、風景を撮影する場合や、人物を撮影する場合のホワイトバランス制御方法についても記述がない。
【０００４】
また、一部夕焼けや暗くなった風景を再現するために、ホワイトバランスを屋外固定にする記載があるが、明るい風景に対するホワイトバランス制御の記述がない。
【０００５】
一方、被写体を撮像して得たカラー画像信号から光源種を特定し、その特定した光源種に応じたホワイトバランス制御を行う方法があるが、晴れ（５０００°Ｋ）に応じたホワイトバランス制御を、蛍光灯下で撮像したカラー画像信号に施すと、ＣＣＤなどの固体撮像素子の分光特性にもよるが、緑色をした木の葉を撮像した時と良く似た色特性を示す場合がある。このようなＣＣＤで屋外の木の葉が多く含まれるシーンを撮像すると、光源種が蛍光灯と誤判定し、蛍光灯に対応したホワイトバランス制御を行う場合があり、この場合には、緑の葉が枯れたような色になる。
【０００６】
また、夕焼けなどの色温度の低い風景シーンを撮像した場合は、その色特性が電球色蛍光灯や電球に近いため、誤って電球に対応したホワイトバランス制御を行い、夕焼けなどのシーンを良好に再現できないという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、各種の光源などに対応した複数の補正ポジションからシーンに応じた補正ポジションを選択する際に、よりシーンに適した補正ポジションを選択することができ、誤ったホワイトバランス制御を未然に防止することができるデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１に係る発明は、オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードを有し、該複数の撮影モードから適宜選択した撮影モードにて撮影を行うデジタルカメラであって、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションを有し、撮影時に得られるカラー画像信号に基づいて前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、該選択した補正ポジションに対応して求めたホワイトバランス補正値に基づいて前記カラー画像信号をホワイトバランス制御するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法において、前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択する際に、撮影時に選択した撮影モードが風景モード又は夜景モードの場合には、前記複数の補正ポジションから屋外の日陰、曇り、晴れの光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、屋内の蛍光灯及びタングステン電球の光源種に関する補正ポジションを選択不能にしたことを特徴としている。
【０００９】
また、本願請求項２に係る発明は、オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードを有し、該複数の撮影モードから適宜選択した撮影モードにて撮影を行うデジタルカメラであって、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションを有し、撮影時に得られるカラー画像信号に基づいて前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、該選択した補正ポジションに対応して求めたホワイトバランス補正値に基づいて前記カラー画像信号をホワイトバランス制御するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法において、前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択する際に、撮影時に選択した撮影モードに応じて前記複数の補正ポジションから選択可能な補正ポジションを制限し、前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、前記風景モード時には、日陰、曇り、及び晴れに対応する補正ポジションを選択対象とし、前記オート撮影モード及び人物モード時には全ての補正ポジションを選択対象とし、前記夜景モード時には晴れの補正ポジションを選択対象とすることを特徴としている。
【００１０】
即ち、撮影モードが風景モードの場合には、撮影シーンは屋外であると見なし、日陰、曇り、及び晴れに対応する補正ポジションを選択対象とし、蛍光灯や電球等の人工光源を光源種とするホワイトバランス制御は行わないようにしている。これにより、低色温度側のホワイトバランス制御は行われず、例えば、夕焼けなどのシーンも良好に再現できる。また、夜景モードでは、晴れの補正ポジションに固定し、これにより夜景シーン中に存在する種々の人工光源による影響を受けないホワイトバランス制御を可能にしている。
【００１１】
本願請求項３に係るデジタルカメラは、オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードから任意の撮影モードを選択する撮影モード選択手段と、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体を撮像し、被写体像を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、前記撮影モード選択手段によって風景モード又は夜景モードが選択された場合には、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションから屋外の光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、屋内の光源種に関する補正ポジションを選択不能にする制限手段と、前記撮像手段から得られるカラー画像信号に基づいて前記制限手段によって制限された補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、この補正ポジションに対応してホワイトバランス補正値を求めるホワイトバランス補正値算出手段と、前記ホワイトバランス補正値に基づいて前記撮像手段から得られるカラー画像信号のホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段と、を備え、前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、前記制限手段は、前記撮影モード選択手段によって風景モード又は夜景モードが選択された場合には、前記複数の補正ポジションから屋外の日陰、曇り、晴れの光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、蛍光灯及びタングステン電球に関する補正ポジションを選択不能に制限することを特徴としている。
【００１２】
本願請求項４に係る発明は、オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードから１つの撮影モードを選択する撮影モード選択手段と、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体を撮像し、被写体像を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに基づいてホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションから選択可能な補正ポジションを制限する制限手段と、前記撮像手段から得られるカラー画像信号に基づいて前記制限手段によって制限された補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、この補正ポジションに対応してホワイトバランス補正値を求めるホワイトバランス補正値算出手段と、前記ホワイトバランス補正値に基づいて前記撮像手段から得られるカラー画像信号のホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段と、を備え、前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、前記制限手段によって制限される選択可能な補正ポジションは、前記風景モード時には、日陰、曇り、及び晴れに対応する補正ポジションであり、前記オート撮影モード及び人物モード時には全ての補正ポジションであり、前記夜景モード時には晴れの補正ポジションであることを特徴としている。
【００１３】
本願請求項５に係るデジタルカメラは、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体輝度を測定する分割エリアの重み付けを変えて被写体輝度を測定する輝度測定手段を有し、前記撮像手段は前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて露出制御することを特徴としている。また、前記輝度測定手段は、本願請求項６に示すように前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて測定した被写体輝度を補正することを特徴としている。
【００１４】
本願請求項７に係るデジタルカメラは、更に前記ホワイトバランス制御手段によってホワイトバランス制御されたカラー画像信号を記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１６】
図１は本発明に係るデジタルカメラの背面図であり、図２はカメラ上面に設けられたモードダイヤルの平面図である。
【００１７】
図２に示すようにモードダイヤル１は、ダイヤル上のアイコン１Ａ〜１ＦがマークＭに合うように回転させることにより、連写／ブラケティングモード、マニュアル撮影モード、オート撮影モード、人物モード、風景モード、及び夜景モードのうちのいずれかの撮影モードに設定できるようになっている。尚、図２上では、風景モードが設定されている。また、モードダイヤル１の中央には、半押し時にＯＮするスイッチＳ１と、全押し時にＯＮするスイッチＳ２とを有するシャッタボタン２が設けられている。
【００１８】
このデジタルカメラの背面には、図１に示すようにファインダ接眼部３、シフトキー４、表示キー５、撮影モード／再生モード切替えレバー６、キャンセルキー７、実行キー８、マルチファンクションの十字キー９、及び液晶モニタ５２が設けられている。
【００１９】
図３は図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【００２０】
同図において、撮影レンズ１０及び絞り１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）１４の受光面に結像された被写体像は、各センサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路１６から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。尚、このＣＣＤ１４は、蓄積した信号電荷をシャッタゲートパルスによって掃き出すことができ、これにより電荷の蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【００２１】
ＣＣＤ１４から順次読み出された電圧信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）１８に加えられ、ここで各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールドされ、Ａ／Ｄ変換器２０に加えられる。Ａ／Ｄ変換器２０は、ＣＤＳ回路１８から順次加えられるＲ、Ｇ、Ｂ信号を１０ビット（０〜１０２３）のデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して出力する。尚、ＣＣＤ駆動回路１６、ＣＤＳ回路１８及びＡ／Ｄ変換器２０は、タイミング発生回路２２から加えられるタイミング信号によって同期して駆動されるようになっている。
【００２２】
前記Ａ／Ｄ変換器２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦メモリ２４に格納され、その後、メモリ２４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、デジタル信号処理回路２６に加えられる。デジタル信号処理回路２６は、同時化回路２８、ホワイトバランス調整回路３０、ガンマ補正回路３２、ＹＣ信号作成回路３４、及びメモリ３６から構成されている。
【００２３】
同時化回路２８は、メモリ２４から読み出された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号を同時式に変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を同時にホワイトバランス調整回路３０に出力する。ホワイトバランス調整回路３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデジタル値をそれぞれ増減するための乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから構成されており、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号は、それぞれ乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに加えられる。乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの他の入力には、中央処理装置（ＣＰＵ）３８からホワイトバランス制御するためのホワイトバランス補正値（ゲイン値）Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが加えられており、乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂはそれぞれ２入力を乗算し、この乗算によってホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号をガンマ補正回路３２に出力する。尚、ＣＰＵ３８からホワイトバランス調整回路３０に加えられるホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇの詳細については後述する。
【００２４】
ガンマ補正回路３２は、ホワイトバランス調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’信号が所望のガンマ特性となるように入出力特性を変更し、また、１０ビットの信号が８ビットの信号となるように変更し、ＹＣ信号作成回路３４に出力する。ＹＣ信号作成回路３４は、ガンマ補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂとを作成する。これらの輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）は、メモリ２４と同じメモリ空間のメモリ３６に格納される。
【００２５】
ここで、メモリ３６内のＹＣ信号を読み出し、液晶モニタ５２に出力することにより動画又は静止画を液晶モニタ５２に表示させることができる。また、撮影後のＹＣ信号は、圧縮／伸長回路５４によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、記録部５６にてメモリカードなどの記録媒体に記録される。更に、再生モード時にはメモリカードなどに記録されている画像データが圧縮／伸長回路５４によって伸長処理された後、液晶モニタ５２に出力され、液晶モニタ５２に再生画像が表示されるようになっている。
【００２６】
ＣＰＵ３８は、図１に示したモードダイヤル１、シャッタボタン２等を含むカメラ操作部４０からの入力に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス、自動露光制御、オートホワイトバランス等の制御を行う。このオートフォーカス制御は、例えばＧ信号の高周波成分が最大になるように撮影レンズ１０を移動させるコントラストＡＦであり、シャッタボタン２の半押し時にＧ信号の高周波成分が最大になるように駆動部４２を介して撮影レンズ１０を合焦位置に移動させる。
【００２７】
また、自動露光制御は、図４に示すように予め決めた露出▲１▼〜▲４▼にて最大４回Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を取り込み、これらのＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度（撮影ＥＶ値）を求める。
【００２８】
次に、上記撮影ＥＶ値の測定の詳細について説明する。
【００２９】
図５に示すように、１画面を複数のエリア（８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号から求めた輝度信号を積算し、その積算値に基づいて各分割エリアのＥＶ値（ＥＶｉ）を求める。続いて、図５に示すように撮影モードに対応して各分割エリアのＥＶ値に重み付けを行い、画面全体のＥＶ′値を次式によって算出する。
【００３０】
【数１】
ＥＶ′＝log2｛Σ（Ｗi ×２EVi ）／ΣＷi ｝
但し、ｉ：０〜６３（８×８の分割エイアを示す添え字）
Ｗi ：撮影モードに応じた各分割エリアごとの重み係数
即ち、撮影モードがオート／人物モードの場合には、図５（Ａ）の重み付け係数に示すように中央重点測光方式となり、風景モードの場合には、図５（Ｂ）に示すように最外周に位置する分割エリアの重み付けを減じた測光方式となり、夜景モードの場合には、図５（Ｃ）に示すように平均測光方式となる。
【００３１】
上記のように算出したＥＶ′に対し、更に、次式に示すように撮影モードに応じた露出補正ΔＥＶを行って撮影ＥＶ値を求める。
【００３２】
【数２】
ＥＶ＝ＥＶ′−ΔＥＶ
尚、ΔＥＶは、例えば、人物モードの場合にはΔＥＶ＝０、風景モード、夜景モードの場合にはΔＥＶ＝０．３とする。
【００３３】
上記のようにして求めた撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最終的に決定する。
【００３４】
そして、シャッタボタンの全押し時に前記決定した絞り値になるように絞り駆動部４４を介して絞り１２を駆動し、また、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。
【００３５】
次に、図６及び図７に示すフローチャートを参照しながらオートホワイトバランス制御方法について説明する。尚、ストロボ４６からストロボ光を発光する場合には、ストロボ光に対して良好なホワイトバランスを行うためのホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇがホワイトバランス調整回路３０に加えられるため、以下、ストロボが発光しない場合のホワイトバランス制御について説明する。
【００３６】
図６は撮影モードとしてオート／人物モードが選択された場合のオートホワイトバランス制御方法を示す。
【００３７】
まず、シャッタボタンの半押し時に求めた撮影ＥＶ値を取得する（ステップＳ１０）。
【００３８】
続いて、シャッタボタンの全押し時にＡ／Ｄ変換器２０から出力された１画面分のＲ、Ｇ、Ｂ信号は一旦メモリ２４に格納されているが、この１画面を複数のエリア（８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を求め、Ｒ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｒ／Ｇ、及びＢ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｂ／Ｇを求める（ステップＳ１２）。
【００３９】
上記のようにして各分割エリアごとに求められるＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇは、その分割エリアが、図８のグラフ上に表された検出枠のうちのいずれの検出枠内に入るかを判別するために使用される。尚、図６上における日陰−曇り検出枠、昼光色検出枠等の検出枠は、光源種などの色分布の範囲を規定するものである。
【００４０】
尚、各分割エリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の平均積算値は、図３の積算回路４８によって算出され、ＣＰＵ３８に加えられている。また、積算回路４８とＣＰＵ３８との間には乗算器５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂが設けられており、乗算器５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂには、機器のバラツキを調整するための調整ゲイン値が加えられるようになっている。
【００４１】
次に、日陰−曇りの評価値、蛍光灯（昼光色、昼白色−白色、温白色）の評価値、及びタングステン電球の評価値を、次式、
【００４２】
【数３】
日陰−曇りの評価値＝Ｆ（屋外らしさ）×Ｆ（日陰−曇りらしさ）×Ｆ（青空）
【００４３】
【数４】
昼光色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（昼光色蛍光灯らしさ）
【００４４】
【数５】
昼白色−白色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（昼白色−白色蛍光灯らしさ）
【００４５】
【数６】
温白色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（温白色蛍光灯らしさ）×Ｆ（肌）
【００４６】
【数７】
電球の評価値＝Ｆ2(屋内らしさ）×Ｆ（電球らしさ）×Ｆ（肌）
に基づいて算出する。
【００４７】
上記〔数３〕式において、Ｆ（屋外らしさ）は、図９に示すようにＥＶ値を変数とする屋外らしさを表すメンバシップ関数の値であり、ステップＳ１０で取得したＥＶ値に基づいて求めることができる。
【００４８】
また、〔数４〕式乃至〔数６〕式におけるＦ1(屋内らしさ）は、図１２に示すようにＥＶ値を変数とする屋内（蛍光灯）らしさを表すメンバシップ関数の値であり、〔数７〕式におけるＦ2(屋内らしさ）は、図１２に示すようにＥＶ値（カッコ内の数値）を変数とする屋内（タングステン電球）らしさを表すメンバシップ関数の値である。尚、図９及び図１２に示したＥＶ値は、撮影モードにかかわらず、オート／人物モードにおける中央重点測光モードで測定した値を使用する。
【００４９】
〔数３〕式におけるＦ（日陰−曇りらしさ）は、分割エリアのＥＶ値Ｅviが１２以下の分割エリアであって、図１０に示すように日陰−曇り検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とする日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数の値であり、Ｆ（青空）は、分割エリアのＥＶ値Ｅviが１２．５を越えるエリアであって、図１１に示すように屋外晴れ検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とする青空を表すメンバシップ関数の値である。
【００５０】
尚、Ｆ（青空）は、青空検出枠に入るエリアの個数が多い程、日陰らしさの評価値を下げる方向に作用する値をとる。また、上記各分割エリアの輝度（ＥＶ値Ｅvi）は、次式、
【００５１】
【数８】
Ｅvi＝Ｅv＋log2（Ｇi／４５）
但し、Ｅv：撮影ＥＶ値
Ｇi：各エリアのＧの平均積算値
に基づいて計算する。上記式中の４５は、Ａ／Ｄ変換後の値の中での適正値である。
【００５２】
同様に、〔数４〕式乃至〔数７〕式におけるＦ（昼光色蛍光灯らしさ）、Ｆ（昼白色−白色蛍光灯らしさ）、Ｆ（温白色蛍光灯らしさ）及びＦ（電球らしさ）は、それぞれ図８に示した昼光色検出枠、昼白色−白色検出枠、温白色検出枠、及びタングステン電球検出枠内に入るエリアの個数を変数とする、図１３に示す電球・蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００５３】
また、〔数６〕式及び〔数７〕式におけるＦ（肌）は、図８に示した肌色検出枠内に入るエリアの個数を変数とする、図１４に示す肌色を表すメンバシップ関数の値である。尚、Ｆ（肌）は、肌色検出枠内のエリア数が多くなるにしたがって電球らしさの評価値を下げるように作用する。これは、肌色があるシーンで、タングステン電球色に対するホワイトバランス制御を強くかけると、赤味が飛んで白っぽくなり顔色が悪くなるからである。
【００５４】
さて、日陰−曇りの評価値、及び昼光色の評価値、昼白色−白色の評価値、温白色の評価値、電球の評価値が算出されると、これらの５つの評価値のうちの最大値が、０．４以上か否かを判別する（図６のステップＳ１６）。そして、最大値が０．４以上の場合には、その最大値をとる評価値の光源色に適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ１８）。
【００５５】
一方、最大値が、０．４未満の場合には、デーライト（晴れ）と判別し、デーライトに適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ２０）。
【００５６】
ここで、上記ホワイトバランス補正値は、次式、
【００５７】
【数９】
ホワイトバランス補正値＝（オート設定値−晴れ）×評価値＋晴れ
だたし、晴れは、１．０である。また、オート設定値は、各光源色ごとに予め準備されている。尚、日陰−曇り、昼白色−白色、及びタングステン電球のオート設定値は、次のようにして選択される。
【００５８】
（１）日陰−曇りが選択された場合
図８に示す曇り検出枠内に入る分割エリアの個数と、日陰検出枠内に入る分割エリアの個数とを比べ、個数の多い方のオート設定値を採用する。または、２つのオート設定値に対し、個数の多い領域に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００５９】
（２）昼白色−白色が選択された場合
図８に示す６領域に分割された昼白色−白色検出枠内に入る分割エリアの個数を比べ、一番個数の多い領域のオート設定値を採用する。または、６つのオート設定値に対し、個数の多い順に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００６０】
（３）タングステン電球が選択された場合
図８に示す２領域に分割されたタングステン検出枠内に入る分割エリアの個数を比べ、個数の多い方のオート設定値を採用する。または、２つのオート設定値に対し、個数の多い領域に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００６１】
〔数９〕によって求めたホワイトバランス補正値をＲｇ、Ｇｇ、Ｂｇ、補正する信号をＲ、Ｇ、Ｂとすると、前記ホワイトバランス調整回路３０での補正結果をＲ’、Ｇ’、Ｂ’とすると、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、次式、
【００６２】
【数１０】
Ｒ’＝Ｒｇ×Ｒ
Ｇ’＝Ｇｇ×Ｇ
Ｂ’＝Ｂｇ×Ｂ
によって表される。
【００６３】
図７は撮影モードとして風景モードが選択された場合のオートホワイトバランス制御方法を示す。尚、図７におけるステップＳ３０及びＳ３２における処理は、図６に示したステップＳ１０及びＳ１２と同じため、その説明は省略する。
【００６４】
上記ステップＳ３０及びＳ３２で求めたＥＶ値、及び各分割エリアごとに求めたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇより、前述の〔数３〕式に示した日陰−曇りの評価値を算出する（ステップＳ３４）。尚、図６のステップＳ１４に示した蛍光灯（昼光色、昼白色−白色、温白色）の評価値、及びタングステン電球の評価値の算出は行わない。これは、風景モードの場合には屋外で撮影されるため、蛍光灯や電球等の人工光源を光源種とすることは考えられないからである。
【００６５】
続いて、ステップＳ３４で求めた日陰−曇りの評価値が、０．４以上か否かを判別する（ステップＳ３６）。そして、最大値が０．４以上の場合には、日陰−曇り用に準備されているオート設定値に基づいて、ホワイトバランス補正値を求め（〔数９〕式参照）、そのホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ３８）。
【００６６】
一方、最大値が、０．４未満の場合には、デーライト（晴れ）と判別し、デーライトに適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ４０）。
【００６７】
また、撮影モードとして夜景モードが選択された場合には、オートホワイトバランス制御は行わず、晴れのホワイトバランス補正値に固定する。これにより夜景シーン中に存在する種々の人工光源による影響を受けないホワイトバランス制御を可能にしている。
【００６８】
尚、撮影モードの種類はこの実施の形態に限定されず、また、オートホワイトバランス制御方法も複数の補正ポジションからシーンに応じた補正ポジションを選択し、その選択した補正ポジションに対応してホワイトバランス制御を行うものであれば、いかなるものでもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、風景モード、夜景モード等の撮影モードが選択されると、各種の光源種等に対応する複数の補正ポジションのうち、その選択された撮影モードに応じて前記複数の補正ポジションから選択可能な補正ポジションを制限するようにしたため、よりシーンに適した補正ポジションを選択することができ、良好なホワイトバランス制御ができる。例えば、風景モードの場合には、蛍光灯や電球等の人工光源を光源種に対応する補正ポジションは選択対象から外すことにより、誤ったホワイトバランス制御を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの背面図
【図２】図１に示したデジタルカメラの上面に設けられたモードダイヤルの平面図
【図３】図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図４】撮影ＥＶ値の求め方を説明するために用いた図
【図５】撮影モード別の測光方式を説明するために用いた図
【図６】オートホワイトバランス制御方法を説明するために用いたフローチャート
【図７】オートホワイトバランス制御方法を説明するために用いたフローチャート
【図８】光源種などの色分布の範囲を示す検出枠を示すグラフ
【図９】屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１０】日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１１】青空を表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１２】屋内らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１３】電球・蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１４】肌色を表すメンバシップ関数を示すグラフ
【符号の説明】
１…モードダイヤル、２…シャッタボタン、１０…撮影レンズ、１２…絞り、１４…固体撮像素子（ＣＣＤ）、２４、３６…メモリ、２６…デジタル信号処理回路、３０…ホワイトバランス調整回路、３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ…乗算器、３８…中央処理装置（ＣＰＵ）、４８…積算回路、５２…液晶モニタ、５４…圧縮／伸長回路、５６…記録部
Claims (7)
- オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードを有し、該複数の撮影モードから適宜選択した撮影モードにて撮影を行うデジタルカメラであって、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションを有し、撮影時に得られるカラー画像信号に基づいて前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、該選択した補正ポジションに対応して求めたホワイトバランス補正値に基づいて前記カラー画像信号をホワイトバランス制御するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法において、
前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、
前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択する際に、撮影時に選択した撮影モードが風景モード又は夜景モードの場合には、前記複数の補正ポジションから屋外の日陰、曇り、晴れの光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、屋内の蛍光灯及びタングステン電球の光源種に関する補正ポジションを選択不能にしたことを特徴とするデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法。 - オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードを有し、該複数の撮影モードから適宜選択した撮影モードにて撮影を行うデジタルカメラであって、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションを有し、撮影時に得られるカラー画像信号に基づいて前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、該選択した補正ポジションに対応して求めたホワイトバランス補正値に基づいて前記カラー画像信号をホワイトバランス制御するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法において、
前記複数の補正ポジションから１つの補正ポジションを選択する際に、撮影時に選択した撮影モードに応じて前記複数の補正ポジションから選択可能な補正ポジションを制限し、
前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、
前記風景モード時には、日陰、曇り、及び晴れに対応する補正ポジションを選択対象とし、前記オート撮影モード及び人物モード時には全ての補正ポジションを選択対象とし、前記夜景モード時には晴れの補正ポジションを選択対象とすることを特徴とするデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法。 - オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードを含む複数の撮影モードから任意の撮影モードを選択する撮影モード選択手段と、
前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体を撮像し、被写体像を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮影モード選択手段によって風景モード又は夜景モードが選択された場合には、ホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションから屋外の光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、屋内の光源種に関する補正ポジションを選択不能にする制限手段と、
前記撮像手段から得られるカラー画像信号に基づいて前記制限手段によって制限された補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、この補正ポジションに対応してホワイトバランス補正値を求めるホワイトバランス補正値算出手段と、
前記ホワイトバランス補正値に基づいて前記撮像手段から得られるカラー画像信号のホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段と、を備え、
前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、
前記制限手段は、前記撮影モード選択手段によって風景モード又は夜景モードが選択された場合には、前記複数の補正ポジションから屋外の日陰、曇り、晴れの光源種に関する補正ポジションを選択可能にし、蛍光灯及びタングステン電球に関する補正ポジションを選択不能に制限することを特徴とするデジタルカメラ。 - オート撮影モード、風景モード、人物モード、及び夜景モードのうちの２以上の撮影モードから１つの撮影モードを選択する撮影モード選択手段と、
前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体を撮像し、被写体像を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに基づいてホワイトバランスを補正するための複数の補正ポジションから選択可能な補正ポジションを制限する制限手段と、
前記撮像手段から得られるカラー画像信号に基づいて前記制限手段によって制限された補正ポジションから１つの補正ポジションを選択し、この補正ポジションに対応してホワイトバランス補正値を求めるホワイトバランス補正値算出手段と、
前記ホワイトバランス補正値に基づいて前記撮像手段から得られるカラー画像信号のホワイトバランス制御を行うホワイトバランス制御手段と、を備え、
前記複数の補正ポジションは、日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種にそれぞれ適したホワイトバランス制御を行う補正ポジションであり、
前記制限手段によって制限される選択可能な補正ポジションは、前記風景モード時には、日陰、曇り、及び晴れに対応する補正ポジションであり、前記オート撮影モード及び人物モード時には全ての補正ポジションであり、前記夜景モード時には晴れの補正ポジションであることを特徴とするデジタルカメラ。 - 前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて被写体輝度を測定する分割エリアの重み付けを変えて被写体輝度を測定する輝度測定手段を有し、
前記撮像手段は前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて露出制御することを特徴とする請求項３又は４のデジタルカメラ。 - 前記輝度測定手段は、前記撮影モード選択手段によって選択された撮影モードに応じて測定した被写体輝度を補正することを特徴とする請求項５のデジタルカメラ。
- 前記ホワイトバランス制御手段によってホワイトバランス制御されたカラー画像信号を記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のデジタルカメラ。
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