JP4710319B2 - Imaging apparatus and program thereof - Google Patents
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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そのプログラムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having a white balance adjustment function and a program thereof .
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。
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。 However, outdoor cloudy weather and shades of trees, shades, and fluorescent lights all cast blue and green, so these light sources are often mistakenly identified, and specific chromatic colors such as sunsets and blue curtains are often used in the internal metering method. The white balance adjustment accuracy may be inferior when the subject is full of the screen.
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そのプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an imaging apparatus capable of accurately adjusting white balance even when a specific chromatic subject fills the screen. And to provide the program .
以上の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、被写体を撮像する撮像手段と、紫外線の強度を測定する紫外線強度測定手段と、前記紫外線強度測定手段の測定結果に基づいて撮影光源を判断する撮影光源判断手段と、前記撮影光源判断手段において判断した撮影光源に基づきホワイトバランスを設定する設定手段と、を備えた撮像装置において、前記撮像手段は、マトリクス状に配置された多数の画素を有する撮像素子と該撮像素子の画素上に被写体の像を結像させる撮影レンズとを備え、前記撮像素子は、多数の画素がマトリクス状に配置された画素領域の中央部に位置し、前記撮影レンズにより当該領域に結像された被写体の像が前記撮像素子により取得された画像として読み出される有効画素領域と、該有効画素領域の近傍に位置し、前記撮影レンズを介して入力された紫外線の強度を測定するための紫外線強度測定用画素領域と、を備え、前記紫外線強度測定用画素領域は、前記有効画素領域と同様に各画素が所定パターンで配列される赤、緑、青のカラーフィルタの何れかで被覆された第1の領域と、各画素が前記カラーフィルタの何れにも被覆されていない第2の領域とを備え、前記紫外線強度測定手段は、前記紫外線強度測定用画素領域の第1の領域の光の強度と第2の領域の光の強度とに基づいて紫外線の強度を測定する手段である、ことを特徴とする撮像装置である。
In order to solve the above problems, the invention described in
請求項2記載の発明は、被写体の色温度を測定する色温度測定手段を備え、前記撮影光源判断手段は、前記紫外線強度測定手段と、前記色温度測定手段とに基づいて前記撮影光源を判断することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided color temperature measuring means for measuring the color temperature of a subject, and the photographing light source judging means judges the photographing light source based on the ultraviolet intensity measuring means and the color temperature measuring means. The imaging apparatus according to
請求項3記載の発明は、紫外線強度測定用画素領域は、前記有効画素領域の周囲を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置である。
また、請求項4記載の発明は、前記紫外線強度測定用画素領域において前記有効画素領域に隣接する画素領域は、前記第1の領域となっていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の撮像装置である。
A third aspect of the present invention is the imaging apparatus according to the first or second aspect , wherein the ultraviolet intensity measuring pixel region is provided so as to surround the periphery of the effective pixel region .
According to a fourth aspect of the present invention, in the pixel region for ultraviolet intensity measurement, a pixel region adjacent to the effective pixel region is the first region. An imaging apparatus according to
請求項5記載の発明は、前記紫外線強度測定手段は、前記紫外線強度測定用画素領域の第2の領域の光の強度から第1の領域の光の強度を差し引くことによって紫外線の強度を測定する手段であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の撮像装置である。
According to a fifth aspect of the invention, the ultraviolet intensity measuring means measures the intensity of the ultraviolet light by subtracting the light intensity of the first region from the light intensity of the second region of the ultraviolet intensity measuring pixel region. an image pickup apparatus according to any one of
請求項6記載の発明は、前記撮像素子の撮影方向前方に、この撮像素子で受光する光の赤外線をカットするフィルタを備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の撮像装置である。
According to a sixth aspect of the invention, the photographing direction in front of the imaging device, according to any one of
請求項7記載の発明は、前記撮影光源判断手段は、曇天、日陰、及び蛍光灯の環境を判断可能であることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置である。 A seventh aspect of the present invention is the imaging apparatus according to the second aspect, wherein the photographing light source determination means can determine the environment of cloudy weather, shade, and fluorescent light.
請求項7記載の発明は、撮影レンズと、多数の画素がマトリクス状に配置された画素領域の中央部に位置して、前記撮影レンズにより当該領域に結像された被写体の像が当該撮像素子により取得された画像として読み出される有効画素領域と、該有効画素領域の近傍に位置して、前記撮影レンズを介して入力された紫外線の強度を測定するための紫外線強度測定用画素領域とを有する撮像素子と、を備えると共に、前記紫外線強度測定用画素領域が、前記有効画素領域と同様に各画素が所定パターンで配列される赤、緑、青のカラーフィルタの何れかで被覆された第1の領域と、各画素が前記カラーフィルタの何れにも被覆されていない第2の領域と有してなる撮像装置に搭載したコンピュータに、前記紫外線強度測定用画素領域の第1の領域の光の強度と第2の領域の光の強度とに基づいて、紫外線の強度を測定する処理と、前記紫外線強度の測定結果に基づいて撮影光源を判断する処理と、前記判断した撮影光源に基づきホワイトバランスを設定する処理と、を実行させることを特徴とするプログラムである。 According to a seventh aspect of the present invention, an imaging lens and an image of a subject imaged in the region by the photographing lens are located in a central portion of a pixel region in which a large number of pixels are arranged in a matrix. And an effective pixel region that is read out as an image acquired by the method, and an ultraviolet intensity measurement pixel region that is positioned in the vicinity of the effective pixel region and that measures the intensity of the ultraviolet rays input through the photographing lens. An image sensor, and the ultraviolet intensity measurement pixel region is covered with any one of a red, green, and blue color filter in which each pixel is arranged in a predetermined pattern like the effective pixel region. and regions, the computer in which each pixel is mounted on the imaging apparatus also includes a second region which is not covered in any of the color filter, first territory of the ultraviolet intensity measuring pixel area Based on the intensity of light and the intensity of light of the second region, the process of measuring the intensity of the ultraviolet, a process for determining the photographing light source based on a measurement result of the ultraviolet intensity on the determination the imaging light source And a process for setting a white balance based on the program.
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、光源の判断精度を向上して、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。
また、撮像素子の有効画素領域近傍の画素領域を紫外線強度測定用画素領域としたので、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み、しかも、紫外線強度測定用画素領域は、前記有効画素領域と同様に各画素が所定パターンで配列される赤、緑、青のカラーフィルタの何れかで被覆された第1の領域と、各画素が前記カラーフィルタの何れにも被覆されていない第2の領域とを有するだけの構成であるので、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。
According to the present invention, since the type of the light source is determined based on the ultraviolet intensity, it is possible to improve the determination accuracy of the light source and adjust the white balance suitable for the type of the light source.
Further, since the pixel area in the vicinity of the effective pixel area of the image sensor is the ultraviolet intensity measurement pixel area, it is not necessary to provide a separate ultraviolet detection sensor in the
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
〔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。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of an imaging apparatus, for example, a
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。
The
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。
The photographing
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。
The
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。
The infrared cut filter 6 shields light in the infrared wavelength band, and the wavelength band of light transmitted through the infrared cut filter 6 is about 300 to 780 nm. The color filter 7A is a filter in which R (red), G (green), and B (blue) are passed in a matrix, and the visible
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。
The
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。
FIG. 2A is a plan view of the light receiving surface of the
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。
A
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。
FIG. 2B is a plan view showing another example of the
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。
The
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。
As described above, the intensity (light quantity) of ultraviolet rays can be detected by using any one of the
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。
Returning to FIG. 1, although not shown, the
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。
The
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。
The
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。
In the autofocus process, when the shutter button of the
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。
The photometric process is a process of measuring an EV value by measuring a subject based on information from a photometric sensor (not shown) or an image signal input from the
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。
The white balance control process determines the type (color temperature) of an external light source based on information of a color temperature measurement sensor (not shown) or an image signal input from the
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。
In the still image shooting process, when the shutter button of the
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。
In the moving image shooting process, in the moving image mode, the image signal of the
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。
The reproduction process is a process of reading a still image or moving image recorded in the
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。
Next, the configuration of each part of the
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。
An image signal (R (red) signal, G (green) signal, B (blue) signal) and UV (ultraviolet) signal photoelectrically converted for each pixel in the
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。
The A /
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。
The
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。
The ultraviolet
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。 (A) of FIG. 3 is a table comparing the results of measuring the intensity of ultraviolet rays when using incandescent lamps and fluorescent lamps in various climatic conditions and indoors. The intensity of ultraviolet rays in fine weather is 2000 (microwatt / square centimeter). ) Is “100”, the ratio under each measurement condition is shown, and (b) is a graph of the ratio.
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。
As is clear from FIGS. 3 (a) and 3 (b), in the outdoors, the minimum value “4” is incandescent lamps and fluorescent lamps regardless of whether it is sunny, cloudy, rainy, or shade / shade. The maximum value of 0.5 is greatly exceeded. Based on this, the indoor /
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。
The color temperature detection and control
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。
The white
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。
The
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。
The image
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。
The
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。
The
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。
The auto white balance mode is a mode in which a correction value is obtained from the color temperature of the subject as described above to perform white balance correction. However, when a mode other than the auto white balance mode is set, the white
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。
The operation of the
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。
When the user presses the shutter button of the
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。
In other words, in the autofocus process, the distance to the subject is obtained based on information from a distance measuring sensor (not shown) or the image signal input from the
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。
Subsequently, in the auto white balance correction value detection processing, light incident on the
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。
Then, the UV signal is output to the ultraviolet
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。
Next, a signal indicating the ultraviolet intensity calculated and detected by the ultraviolet
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。
The color temperature detection and control
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。
When the user half-presses the shutter button of the
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。
As described above, according to the first embodiment of the present invention described above, the ultraviolet intensity is detected by the
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。
Further, since the ultraviolet ray detection means is provided in the
〔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。
[Second Embodiment]
In the
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。
In the
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。
The image
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。
The integrating
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。
The
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。
The integrating
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。
The
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。
The color temperature detection and control
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。
The white
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。
Also in the second embodiment, since the ultraviolet intensity is detected by the
〔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。
[Third Embodiment]
FIG. 5 shows a block diagram of a third embodiment according to the present invention. In the
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。
In this
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。
The integrating
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。
The
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。
The integrating
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。
The ultraviolet
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。
The color temperature detection and control
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。
The white
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。
The
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。
As described above, also in the third embodiment, since the ultraviolet intensity is detected by the
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。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as shown in FIG. In addition, since the ultraviolet intensity is different in the case of fine weather and rainy weather or in the fine weather and shade of trees / shade, it is also possible to make the discrimination based on the difference in ultraviolet intensity.
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。 Furthermore, in each of the above embodiments, the ultraviolet intensity is directly compared with the threshold value, but the ultraviolet intensity is indirectly measured by measuring the ratio of the ultraviolet intensity to the entire wavelength band of the light source and comparing the ratio with the threshold value. Of course, it may be compared with the threshold value, and each process such as comparison with the threshold value can be performed by a flowchart of a microprogram.
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。
In the above embodiments, the
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。 Further, in each of the above embodiments, the example in which the present invention is applied to a digital camera has been described. However, the present invention can also be applied to a video camera, or an imaging function such as a mobile phone with an imaging function, a wristwatch, a PDA, or a personal computer. Any electronic device provided is applicable.
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
1, 201, 301 Digital camera 6 Infrared cut
Claims (8)
紫外線の強度を測定する紫外線強度測定手段と、
前記紫外線強度測定手段の測定結果に基づいて撮影光源を判断する撮影光源判断手段と、
前記撮影光源判断手段において判断した撮影光源に基づきホワイトバランスを設定する設定手段と、
を備えた撮像装置において、
前記撮像手段は、マトリクス状に配置された多数の画素を有する撮像素子と該撮像素子の画素上に被写体の像を結像させる撮影レンズとを備え、
前記撮像素子は、多数の画素がマトリクス状に配置された画素領域の中央部に位置し、前記撮影レンズにより当該領域に結像された被写体の像が前記撮像素子により取得された画像として読み出される有効画素領域と、該有効画素領域の近傍に位置し、前記撮影レンズを介して入力された紫外線の強度を測定するための紫外線強度測定用画素領域と、を備え、
前記紫外線強度測定用画素領域は、前記有効画素領域と同様に各画素が所定パターンで配列される赤、緑、青のカラーフィルタの何れかで被覆された第1の領域と、各画素が前記カラーフィルタの何れにも被覆されていない第2の領域とを備え、
前記紫外線強度測定手段は、前記紫外線強度測定用画素領域の第1の領域の光の強度と第2の領域の光の強度とに基づいて紫外線の強度を測定する手段である
ことを特徴とする撮像装置。 Imaging means for imaging a subject;
Ultraviolet intensity measuring means for measuring the intensity of ultraviolet rays;
A photographing light source judging means for judging a photographing light source based on a measurement result of the ultraviolet intensity measuring means;
Setting means for setting a white balance based on the photographing light source determined by the photographing light source determining means;
In an imaging apparatus comprising:
The imaging means includes an imaging device having a large number of pixels arranged in a matrix and a photographing lens that forms an image of a subject on the pixels of the imaging device,
The image sensor is located at the center of a pixel area where a large number of pixels are arranged in a matrix, and an image of a subject imaged in the area by the photographing lens is read out as an image acquired by the image sensor. An effective pixel region, and an ultraviolet intensity measurement pixel region that is located in the vicinity of the effective pixel region and measures the intensity of ultraviolet rays input through the photographing lens,
The ultraviolet intensity measurement pixel area includes a first area covered with any one of red, green, and blue color filters in which each pixel is arranged in a predetermined pattern as in the effective pixel area, and each pixel includes the A second region not covered by any of the color filters,
The ultraviolet intensity measuring means is means for measuring the intensity of ultraviolet rays based on the intensity of light in the first area and the intensity of light in the second area of the pixel area for measuring ultraviolet intensity. Imaging device.
前記撮影光源判断手段は、前記紫外線強度測定手段の測定結果と前記色温度測定手段の測定結果とに基づいて前記撮影光源を判断する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 A color temperature measuring means for measuring the color temperature of the subject;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging light source determination unit determines the imaging light source based on a measurement result of the ultraviolet intensity measurement unit and a measurement result of the color temperature measurement unit.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the ultraviolet intensity measurement pixel region is provided so as to surround the effective pixel region .
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の撮像装置。 Pixel region adjacent to the effective pixel region in the ultraviolet intensity measuring pixel area, image pickup apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that has a first region.
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の撮像装置。The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the imaging apparatus is characterized in that
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a filter that cuts infrared rays of light received by the imaging element in front of the imaging direction of the imaging element.
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 2, wherein the photographing light source determination unit can determine a cloudy sky, a shade, and an environment of a fluorescent lamp.
前記紫外線強度測定用画素領域の第1の領域の光の強度と第2の領域の光の強度とに基づいて、紫外線の強度を測定する処理と、
前記紫外線強度の測定結果に基づいて撮影光源を判断する処理と、
前記判断した撮影光源に基づきホワイトバランスを設定する処理と、
を実行させることを特徴とするプログラム。 An imaging lens and an image of a subject imaged in the area by the imaging lens are read out as an image acquired by the imaging element, at the center of a pixel area where a large number of pixels are arranged in a matrix. An image sensor having an effective pixel area and an ultraviolet intensity measurement pixel area for measuring the intensity of the ultraviolet light input through the photographing lens located in the vicinity of the effective pixel area; Similar to the effective pixel region, the ultraviolet intensity measuring pixel region includes a first region covered with any one of a red, green, and blue color filter in which each pixel is arranged in a predetermined pattern, In a computer mounted on an imaging device having a second region that is not covered with any of the color filters ,
A process of measuring the intensity of ultraviolet light based on the intensity of light in the first area and the intensity of light in the second area of the pixel area for ultraviolet intensity measurement ;
A process of determining a photographing light source based on the measurement result of the ultraviolet intensity ;
A process of setting a white balance based on the determined photographic light source;
A program characterized by having executed.
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