JP4714516B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関し、特にストロボ発光時のホワイトバランス調整を的確に行う装置に関する。

ストロボ撮像時に、より自然な色の画像が得られるホワイトバランス調整が可能なデジタルカメラが提案されている。

特許文献１は、被写体の色温度、ストロボ光の色温度に基づいて精度よくホワイトバランス調整を行う装置を開示する。
特開２０００−１８４３８１号公報

しかし、特許文献１の装置は、色温度を測定する必要があり、演算が複雑になる。

したがって本発明の目的は、演算を複雑にすることなく、ストロボ発光時でも的確なホワイトバランス調整を行うことができる装置を提供することである。

本発明に係る撮像装置は、撮像により画像信号を取得する撮像ブロックと、撮像ブロックの露光タイミングに合わせてストロボ発光を行う照明部と、ストロボ発光を行う直前に取得した画像信号に対応する画像上で無彩色であると判定された領域を無彩色領域として特定し、ストロボ発光を行った時に取得した画像信号について、無彩色領域が無彩色になるような第１ホワイトバランス調整を行う制御部とを備える。

好ましくは、撮像ブロックは、一定時間おきに画像信号を取得する撮像動作を行い、制御部は、一定時間おきに得られた画像信号に基づいて、無彩色領域の特定を一定時間おきに行う。

さらに好ましくは、一定時間おきの撮像動作において得られた画像信号に基づいて、スルー画像表示を行う表示部を更に備える。

また、好ましくは、画像信号を記録するメモリを更に備え、制御部は、画像信号を第１ホワイトバランス調整後にメモリに記録する。

さらに好ましくは、制御部は、画像信号を第１ホワイトバランス調整後にメモリに記録し、且つ画像信号を通常の第２ホワイトバランス調整後にメモリに記録する。

また、本発明に係る撮像装置は、撮像により画像信号を取得する撮像ブロックと、撮像ブロックの露光タイミングに合わせてストロボ発光を行う照明部と、使用者の選択により、ストロボ発光を行う直前に取得した画像信号に対応する画像上で無彩色であると判定された領域を無彩色領域として特定し、ストロボ発光を行った時に取得した画像信号について、無彩色領域が無彩色になるような第１ホワイトバランス調整、及び通常の第２ホワイトバランス調整を行う制御部とを備える。

また、本発明に係る撮像装置は、撮像により画像信号を取得する撮像ブロックと、撮像ブロックの露光タイミングに合わせてストロボ発光を行う照明部と、メモリと、ストロボ発光を行う直前に取得した画像信号に対応する画像上で無彩色であると判定された領域を無彩色領域として特定し、ストロボ発光を行った時に取得した画像信号をメモリに記録する制御部とを備え、メモリに記録したファイルには、ストロボ発光を行った時に取得した画像信号について、無彩色領域が無彩色になるような第１ホワイトバランス調整を行うための情報が添付される。

以上のように本発明によれば、演算を複雑にすることなく、ストロボ発光時でも的確なホワイトバランス調整を行うことができる装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態における撮像装置１は、撮像ブロック１０、照明部２０、制御部３０、メモリ４０、及び表示部５０とを備える（図１参照）。本実施形態では、撮像装置１は、デジタルカメラである。

撮像ブロック１０は、撮像光学系、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子、及び信号処理回路を有する。被写体像が撮像光学系を介して投影された光学像は、撮像素子の撮像面に結像される。撮像素子は、光学像を光電変換によって電気信号に変換する。撮像素子で所定時間（露光時間）蓄積された後、読み出しされた電荷に基づく電気信号は、信号処理回路に出力される。信号処理回路は、撮像されて得られた被写体の電気信号を、制御部３０で画像処理が可能な画像信号に変換し制御部３０に出力する。これらの撮像動作は、一定時間おきに行われる。

照明部２０は、撮像ブロック１０の露光タイミングに合わせて被写体に光を供給するストロボ装置である。照明部２０は、撮像装置１に内蔵されるタイプであってもよいし、外付けされるタイプであってもよい。

制御部３０は、各部の制御を行う装置で、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が挙げられる。

制御部３０は、各画素からの画像信号に対応する画像が無彩色であるか否かを判定する。判定は、各画素のＲ、Ｇ、Ｂ情報などが変換されたＹＣｂＣｒ情報（輝度Ｙ、色差Ｃｂ、Ｃｒ）のデータに基づいて行われる。制御部３０は、画像信号に対応する画像上で、無彩色であると判定された領域を無彩色領域として特定する。無彩色領域に関する情報は、制御部３０に一時記録される。無彩色領域の特定は、スルー画像表示が行われている状態（使用者によるレリーズスイッチがオン状態にされるまでの待機状態）において、一定時間おきに行われ、無彩色領域に関する情報はかかる一定時間おきに更新される。

制御部３０は、複数の無彩色領域を特定した場合には、重み付け演算などを行って、複数の無彩色領域の中から１つの無彩色領域を選択する。

制御部３０は、撮像ブロック１０から出力される画像信号に基づいてホワイトバランス調整を含む画像処理を行い、メモリ４０に記録し、表示部５０に出力する。

本実施形態におけるホワイトバランス調整は２種類ある。一方は、照明部２０によるストロボ発光時の第１ホワイトバランス調整であり、ストロボ発光を行う直前に取得された画像信号から得られた無彩色領域の情報に基づいてホワイトバランス調整が行われる。具体的には、ストロボ発光を行う直前の撮像動作において得られた画像信号に対応する画像上における無彩色領域（もっとも白に近いと推測される部分）を特定し、ストロボ発光を行う撮像動作において得られた画像信号に対応する画像上で無彩色領域を白くする（無彩色にする）補正を行う。被写体の色は、照明部２０の光の照射により変化しているため（ストロボ発光しない場合に比べて青みがかった色になる）、後述する第２ホワイトバランス調整では、無彩色と判定される領域が異なる場合があるからである。

他方は、照明部２０による発光（ストロボ発光）が行われない時の第２ホワイトバランス調整であり、ストロボ発光を行う直前に得られる画像信号の無彩色領域の情報を考慮しないで、通常のホワイトバランス調整が行われる。

第１、第２ホワイトバランス調整は、撮像装置１によって自動的に演算されたオートホワイトバランス調整でもよいし、使用者によって指定されたプリセットホワイトバランス調整であってもよい。

制御部３０は、撮像により得られた画像信号を、所定のファイル形式（ＲＡＷ形式、ＪＰＥＧ形式など）で、メモリ４０に記録する。制御部３０は、撮像により得られた画像や操作に関する情報を表示部５０に表示する。

ＲＡＷ形式でファイルをメモリ４０に記録する場合は、ホワイトバランス調整を行わず、ＲＡＷ形式のファイルに第１ホワイトバランス調整に関する情報を添付する。例えば、ＲＡＷ形式のファイルには、ストロボ発光する直前の撮像動作において得られた画像信号で特定された無彩色領域に関するデータが添付される。これにより、パソコン上でＲＡＷ形式のファイルを現像する際のホワイトバランス調整において、添付された無彩色領域に関するデータを使って第１ホワイトバランス調整を行うことが可能になる。

第１、第２ホワイトバランス調整が行われる手順を図２のフローチャートを使って説明する。ステップＳ１１で、撮像装置１が待機状態にされて、スルー画像表示動作が行われる。具体的には、撮像ブロック１０により撮像が行われ、画像信号が制御部３０を介して表示部５０に出力（表示）される。ステップＳ１２で、画像信号から各画素のＲ、Ｇ、Ｂ情報などが、ＹＣｂＣｒ情報（輝度Ｙ、色差Ｃｂ、Ｃｒ）のデータに変換され、ホワイトバランス調整に必要な情報が取得される。

ステップＳ１３で、ホワイトバランス調整に必要な情報に基づき、画像信号に対応する画像上における無彩色領域（最も白に近いと推測される部分）が特定される。ステップＳ１４で、無彩色領域に関する情報が制御部３０に一時記憶される。ステップＳ１５で、第２ホワイトバランス調整を含む画像処理が行われる。

ステップＳ１６で、使用者によりレリーズスイッチがオン状態にされたかどうか、すなわち画像取り込み（キャプチャー）動作を伴う撮像動作が行われたかどうかが判断される。されていない場合は、ステップＳ１１に戻り、スルー画像表示動作（キャプチャー動作を伴わない撮像動作）が繰り返し行われる。

レリーズスイッチがオン状態にされた場合は、ステップＳ１７で、画像信号から各画素のＲ、Ｇ、Ｂ情報などが、ＹＣｂＣｒ情報（輝度Ｙ、色差Ｃｂ、Ｃｒ）のデータに変換され、ホワイトバランス調整に必要な情報が取得される。ステップＳ１８で、キャプチャー動作を伴う撮像動作時に、照明部２０によるストロボ発光がされたか否かが判断される。ストロボ発光された場合は、ステップＳ１９で、第１ホワイトバランス調整を含む画像処理が行われる。具体的には、ストロボ発光を行う撮像動作で得られた画像信号について、ストロボ発光を行う撮像動作の直前の撮像動作（ステップＳ１４）で一時記録された無彩色領域が無彩色になるようなホワイトバランス調整が行われる。

ストロボ発光がされなかった時は、ステップＳ２０で、第２ホワイトバランス調整を含む画像処理が行われる。すなわちキャプチャー動作を伴う撮像動作を行う直前の撮像動作で特定され一時記録された無彩色領域（ステップＳ１４）に関係なく、キャプチャー動作を伴う撮像動作で得られた画像信号に対応する画像上で無彩色と判定された部分が無彩色になるようにホワイトバランス調整が行われる。

ステップＳ２１で、画像処理された画像信号がメモリ４０に記録され、その後ステップＳ１１に戻る。また、表示部５０には、画像処理された画像信号に対応する画像が表示される。

本実施形態では、ストロボ発光がされた場合には、制御部３０は、第１ホワイトバランス調整を行う形態（図２のステップＳ１９参照）を説明したが、ストロボ発光がされた場合に、第１ホワイトバランス調整を行うか、第２ホワイトバランス調整を行うかが使用者によって選択されるか、または制御部３０などにより自動的に選択されてもよい。被写体が動くなど、ストロボ発光を行う直前の撮像動作時と、ストロボ発光を行う撮像動作時の構図が変わると、特定した無彩色領域が適切でなくなる場合があることを考慮したものである。使用者によって選択される場合は、表示部５０に第１ホワイトバランス調整された画像と、第２ホワイトバランス調整された画像を表示し、使用者が選択できるようにする。または、第１ホワイトバランス調整された画像信号、第２ホワイトバランス調整された画像信号の両方をメモリ４０に記録し、パソコン上などで両画像を比較してもよい。制御部などにより自動的に選択される場合は、被写体倍率やフォーカス距離、ストロボによる露出比率に基づいて、いずれのホワイトバランス調整を選択するのが適正であるかが判断される。

また、制御部３０は、撮像ブロック１０からの画像信号を第１ホワイトバランス調整後にメモリ４０に記録するだけでなく、撮像ブロック１０からの画像信号を第２ホワイトバランス調整後にメモリ４０に記録してもよい。この場合、第１ホワイトバランス調整後の画像、第２ホワイトバランス調整後の画像それぞれを表示部５０などで出力して、いずれのホワイトバランス調整が適切であったかを比較することが可能になる。

図３のような構図の画像Ｄ１を取得する場合の例を示す。画像Ｄ１は、構図の中に、白い服（第１領域ａ１）を着た人物と、黄色のバス（第２領域ａ２）を有する。ストロボ発光による光は、第１領域ａ１、第２領域ａ２のいずれにも十分に供給されるとする。ストロボ発光を行わない通常光の状態では、第１領域ａ１が無彩色であると判定された領域（無彩色領域）である。ストロボ発光した場合には、ストロボ発光による照明光があたって第１領域ａ１は青みが増す。一方、第２領域ａ２はストロボ発光による照明光があたって青みが増し無彩色に近くなる。そのため、ストロボ発光した時に取得した画像信号を基にホワイトバランス調整を行った場合は、無彩色領域が第２領域ａ２であると判定されるおそれがある。この場合、第２領域ａ２を無彩色になるようにホワイトバランス調整（第２ホワイトバランス調整）が行われるので、第１領域ａ１の青みがかった状況は解消されない。

本実施形態では、ストロボ発光を行う直前の撮像動作で得た画像信号、すなわちストロボ発光していない通常光の状態の撮像動作で得られた画像信号で判定された無彩色領域に基づいてホワイトバランス調整（第１ホワイトバランス調整）される。具体的には、ストロボ発光された状態のキャプチャー動作を伴う撮像動作で得られた画像信号について、通常光の状態の撮像動作（ストロボ発光された状態のキャプチャー動作を伴う撮像動作の直前の撮像動作）で得られた画像信号に対応する画像上の無彩色領域（第１領域ａ１）が無彩色になるようなホワイトバランス調整が行われる。そのため、通常光下で無彩色領域だった部分（第１領域ａ１）の画像の青みがかった状態は解消される。

また、本実施形態では、第１ホワイトバランス調整においてストロボ発光時の色温度の変化などを考慮する必要がないので、ホワイトバランス演算の処理が色温度の変化を考慮する場合に比べて簡素化できる。

本実施形態における撮像装置の構成図である。 第１、第２ホワイトバランス調整の手順を示すフローチャートである。 画像上で特定された無彩色領域を示す図である。

符号の説明

１ 撮像装置
１０ 撮像ブロック
２０ 照明部
３０ 制御部
４０ メモリ
５０ 表示部
ａ１、ａ２ 第１、第２領域

Claims (7)

1. 撮像により画像信号を取得する撮像ブロックと、
   前記撮像ブロックの露光タイミングに合わせてストロボ発光を行う照明部と、
   前記ストロボ発光を行う直前に取得した画像信号に対応する画像上で無彩色であると判定された領域を無彩色領域として特定し、前記ストロボ発光を行った時に取得した画像信号について、前記無彩色領域が無彩色になるような第１ホワイトバランス調整を行う制御部とを備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像ブロックは、一定時間おきに前記画像信号を取得する撮像動作を行い、
   前記制御部は、前記一定時間おきに得られた画像信号に基づいて、前記無彩色領域の特定を前記一定時間おきに行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記一定時間おきの撮像動作において得られた画像信号に基づいて、スルー画像表示を行う表示部を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記画像信号を記録するメモリを更に備え、
   前記制御部は、前記画像信号を前記第１ホワイトバランス調整後に前記メモリに記録することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記制御部は、前記画像信号を前記第１ホワイトバランス調整後に前記メモリに記録し、且つ前記画像信号を撮像動作で得られた画像信号に対応する画像上で無彩色と判定された部分が無彩色になるような第２ホワイトバランス調整後に前記メモリに記録することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 撮像により画像信号を取得する撮像ブロックと、
   前記撮像ブロックの露光タイミングに合わせてストロボ発光を行う照明部と、
   前記ストロボ発光を行う直前に取得した画像信号に対応する画像上で無彩色であると判定された領域を無彩色領域として特定し、前記ストロボ発光を行った時に取得した画像信号について、前記無彩色領域が無彩色になるような第１ホワイトバランス調整、及び撮像動作で得られた画像信号に対応する画像上で無彩色と判定された部分が無彩色になるような第２ホワイトバランス調整を行う制御部とを備えることを特徴とする撮像装置。
7. 撮像により画像信号を取得する撮像ブロックと、
   前記撮像ブロックの露光タイミングに合わせてストロボ発光を行う照明部と、
   メモリと、
   前記ストロボ発光を行う直前に取得した画像信号に対応する画像上で無彩色であると判定された領域を無彩色領域として特定し、前記ストロボ発光を行った時に取得した画像信号を前記メモリに記録する制御部とを備え、
   前記メモリに記録したファイルには、前記ストロボ発光を行った時に取得した画像信号について、前記無彩色領域が無彩色になるような第１ホワイトバランス調整を行うための情報が添付されることを特徴とする撮像装置。

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