KR20100066855A - 촬상 장치 및 촬상 방법 - Google Patents

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KR20100066855A KR1020080125344A KR20080125344A KR20100066855A KR 20100066855 A KR20100066855 A KR 20100066855A KR 1020080125344 A KR1020080125344 A KR 1020080125344A KR 20080125344 A KR20080125344 A KR 20080125344A KR 20100066855 A KR20100066855 A KR 20100066855A
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Abstract

본 발명은 혼합광(MIX광)을 배제하여 양호한 화질을 획득할 수 있는 촬상 장치 및 촬상 방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 일관점에 의하면, 피사체 화상의 화이트 밸런스를 조절하는 색신호의 게인을 취득하는 게인 취득부(134)와, 피사체를 조명할 때 조명 색온도 조절이 가능한 광원을 갖는 조명부(124), (126)와, 취득된 게인에 기초하여 상기 조명 색온도를 산출하고 상기 산출한 조명 색온도에 기초하여 상기 조명부에서의 상기 조명 색온도 조절을 제어하는 조명 제어부(122)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

촬상 장치 및 촬상 방법{Imaging apparatus and imaging method}
본 발명은 촬상 장치 및 촬상 방법에 관한 것이다.
디지털 카메라 등의 촬상 장치를 사용한 촬영에는, 예를 들면 플래시 등의 조명이 사용된다. 한편 피사체의 백색을 정확히 백색으로 촬영하기 위해 화이트 밸런스가 제어되는 경우가 있다. 플래시의 색온도는 통상, 예를 들면 6500K 등으로 고정되어 있기 때문에 플래시 촬영시에 화이트 밸런스를 제어할 때, 촬상 장치는 플래시의 고정된 조명 색온도(예를 들면 6500K 등)를 기준으로 하여 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색신호의 게인을 조정한다.
그러나, 예를 들면 실내의 벽을 비추는 조명이 텅스텐 램프 등의 백열전구이고 바로 앞쪽에 인물을 배치하여 플래시 촬영을 할 경우, 광원의 색온도가 실내를 비추는 조명 색온도와 다르기 때문에 혼합광(MIX광)이 되어 양호한 화이트 밸런스를 획득할 수 없다.
그래서 특허문헌 1에는, 화이트 밸런스를 적절하게 수행하기 위해 조명의 광원 앞면에 광학 필터를 설치하여 조명 색온도를 가변시키는 기술이 개시되어 있다. 또 특허문헌 2에는, 삼원색의 발광 소자를 갖는 스트로브 장치로서, 스트로브광이 원하는 색온도가 되도록 각각의 발광 소자의 수량비를 설정하는 기술이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 3에는, 혼합광(MIX광)의 발생을 방지하기 위하여 촬상 장치의 화이트 밸런스의 설정이 사용자의 주위 환경의 판단에 맡겨진 메뉴얼 모드인 경우에 플래시의 발광을 금지하는 기술이 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본특개평6-308586호 공보
[특허문헌 2] 일본특개2003-215674호 공보
[특허문헌 3] 일본특개2000-156870호 공보
특허문헌 1,2에서는 우선 피사체의 색온도를 측정하고, 측정된 피사체의 색온도와 일치하는 색온도를 가진 조명광으로 조사하여 촬영을 함으로써 혼합광(MIX광)을 배제하여 양호한 색재현을 취득한다.
한편, 피사체의 색온도 측정은 원리적으로 완전하지 않다. 즉, 피사체 자신의 색이 실내 광원의 색과 유사한 경우등 피사체의 색과 광원의 색의 분리가 불가능하기 때문에 광원색을 오판별하는 경우가 있다.
이 오판별을 방지하기 위하여 디지털 카메라의 화이트 밸런스 제어에서는, 피사체의 색온도 측정을 자동적으로 하지 않고 사용자가 실내의 광원을 판별하여 광원색을 설정하는 메뉴얼 화이트 밸런스 모드(MWB)가 있다.
그러나 특허문헌 1,2에서는, 조명의 발광 색온도를 결정하는 방법에 대해서 메뉴얼 화이트 밸런스 모드(MWB)는 고려되지 않았다. 따라서 특허문헌 1,2의 기술을 적용했다고 해도 조명광을 발광하여 촬영할 경우, 메뉴얼 화이트 밸런스 모드(MWB)에서 사용자에 의해 선택된 광원색을 무시하고 측정된 피사체의 색온도에 기초하여 조명의 발광 색온도를 결정하게 된다. 그 결과, 사용자에 의해 광원색이 선택되었음에도 불구하고 측정된 피사체의 색온도와 실내의 광원색이 일치하지 않기 때문에 혼합광(MIX광)을 유발할 가능성이 있었다.
또 특허문헌 3에서는, 혼합광(MIX광)의 발생을 방지하기 위해 화이트 밸런스의 설정이 사용자의 판단에 맡겨진 메뉴얼 모드인 경우에 조명광의 발광을 금지한다. 그러나 조명광의 발광이 없는 촬영을 하면, 장시간 셔터를 개방하거나 하이 게인업할 수 밖에 없기 때문에 양호한 화질을 획득할 수 없다는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 혼합광(MIX광)을 배제하고 양호한 화질을 획득할 수 있는 신규 및 개량된 촬상 장치 및 촬상 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일관점에 의하면, 피사체 화상의 화이트 밸런스를 조절하는 색신호의 게인을 취득하는 게인 취득부와, 피사체를 조명할 때 조명 색온도 조절이 가능한 광원을 갖는 조명부와, 취득된 게인에 기초하여 상기 조명 색온도를 산출하고, 상기 산출한 조명 색온도에 기초하여 상기 조명부에서의 상기 조명 색온도 조절을 제어하는 조명 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치가 제공된다.
상기 피사체로부터의 광을 수광하여 삼원색의 색신호로 분리하는 수광부와, 색신호의 게인이 복수의 패턴마다 사전에 기억된 기억부를 구비하고, 게인 취득부가 상기 삼원색의 색신호 강도의 상대 비율인 강도비를 산출하고 상기 강도비에 기초하여 상기 게인을 취득하는 제1 모드와, 게인 취득부가 상기 복수의 패턴들 중 하나의 패턴에서의 상기 게인을 취득하는 제2 모드를 가지고, 조명 제어부는, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 중 어느 하나에 의해 취득된 게인에 기초하여 상기 조명 색온도를 산출하는 것이어도 좋다.
상기 피사체로부터의 광을 수광하여 삼원색의 색신호로 분리한 수광부를 구 비하고, 게인 취득부는 상기 삼원색의 색신호 강도비를 산출하고 상기 강도비에 기초하여 상기 게인을 취득하는 것이어도 좋다.
상기 2 이상의 색신호의 게인이 복수의 패턴마다 사전에 기억된 기억부를 구비하고, 게인 취득부는 상기 복수의 패턴들 중 하나의 패턴에서의 상기 게인을 취득하는 것이어도 좋다.
상기 취득된 게인에 기초하여 상기 피사체 화상의 상기 색신호를 제어하고 상기 피사체 화상의 화이트 밸런스를 조절하는 화이트 밸런스 제어부를 구비하는 것이어도 좋다.
또 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 다른 관점에 의하면, 피사체 화상의 화이트 밸런스를 조절하는 색신호의 게인을 취득하는 제1 단계와, 피사체를 조명할 때 조명 색온도 조절이 가능한 광원을 갖는 조명부의 조명 색온도를 상기 취득된 게인에 기초하여 산출하는 제2 단계와, 산출된 조명 색온도에 기초하여 상기 조명부에서의 상기 조명 색온도 조절을 제어하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법이 제공된다.
피사체로부터의 광을 수광하여 삼원색의 색신호로 분리하는 단계와, 색신호의 게인을 복수의 패턴마다 사전에 기억하는 단계를 포함하고, 제2 단계는 상기 삼원색의 색신호 강도비를 산출하고 상기 강도비에 기초하여 상기 게인을 취득하는 제1 모드와, 상기 복수의 패턴들 중 하나의 패턴에서의 상기 게인을 취득하는 제2 모드 중 어느 하나에 의해 취득된 게인에 기초하여 상기 조명 색온도를 결정하는 것이어도 좋다.
본 발명에 의하면, 혼합광(MIX광)을 배제하여 양호한 화질을 획득할 수 있다.
이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
(제1 실시형태의 구성)
우선, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 촬상 장치(100)에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 실시형태에 관한 촬상 장치를 도시한 블럭도이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 실시형태에 관한 촬상 장치(100)는 CCD(charge coupled device)(102)와, CDS/AMP부(104)와, A/D 변환부(106)와, 화상 입력 제어부(108)와, 타이밍 제너레이터(110)와, CPU(central processing unit)(120)와, 조명 제어부(122)와, 조명(124, 126)과, 셔터 버튼(130)과, 화이트 밸런스 검출부(132)와, 화이트 밸런스 제어부(134)와, 화상 신호 처리부(136)와, 압축 처리부(138)와, 메모리(140)와, 테이블 저장부(142)와, 기록 매체 제어부(150)와, 기록 매체(152)와, 비디오 인코더(160)와, 화상 표시부(162)를 구비한다.
CCD(102)는, 결상 광학계를 경유하여 입사된 광정보를 전기 신호로 변환하는 광전변환이 가능한 소자로 구성되고, 각 소자는 수광한 광에 따른 전기 신호를 생성한다. 또한 본 실시형태에서는 촬상소자의 일례로서 CCD(102)를 적용한 경우를 나타냈으나 이 예로 한정되지 않으며, 예를 들면 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 등을 적용할 수 있다.
또한 CCD(102)의 노광 시간을 제어하기 위하여 비촬영시에 광을 차단하고 촬영시에만 광이 닿도록 메카니칼 셔터(미도시)를 적용할 수 있다. 또 여기에 한정되지 않고 전자 셔터(미도시)를 적용해도 좋다. 또한 메카니칼 셔터 또는 전자 셔터의 동작은 CPU(120)에 접속된 셔터 버튼(130)의 스위치에 의해 수행된다.
CCD(102)는 도 2에 도시한 촬상면을 가지고 있으며, 예를 들면 64의 영역으로 분할된다. 분할된 영역은, 예를 들면 번호가 No.0부터 No.63까지 붙어 area0…area63으로 표기할 수 있다. 도 2는, 본 실시형태에 관한 CCD(102)의 촬상면을 도시한 개략도이다.
CDS/AMP부(상관 이중 샘플링 회로(correlated double sampling)/증폭기(amplifier))(104)는, CCD(102)에서 출력된 전기 신호에 포함되는 저주파 노이즈를 제거함과 동시에 전기 신호를 임의의 레벨까지 증폭시킨다.
A/D 변환부(106)는 CDS/AMP부(104)에서 출력된 전기 신호를 디지털 변환하여 디지털 신호를 생성한다. A/D 변환부(106)는 생성한 디지털 신호를 화상 입력 제어부(108)에 출력한다.
화상 입력 제어부(108)는 A/D 변환부(106)에서 출력된 디지털 신호에 대해 처리하여 화상 처리가 가능해지는 화상 신호를 생성한다. 화상 입력 제어부(108)는 생성한 화상 신호를, 예를 들면 화이트 밸런스 검출부(132)나 화상 신호 처리 부(136)로 출력한다.
타이밍 제너레이터(110)는 CCD(102)나 CDS/AMP부(104)에 타이밍 신호를 입력하여 CCD(102)를 구성하고 있는 각 화소의 노광 기간의 제어나 전하의 독출의 제어를 수행한다.
CPU(120)는 프로그램에 의해 연산 처리 장치 및 제어 장치로서 기능하고, 촬상 장치(100) 안에 설치된 각 구성 요소의 처리를 제어할 수 있다. CPU(120)는, 예를 들면 초점 제어나 노출 제어에 기초하여 드라이버에 신호를 출력하여 결상 광학계를 구동시킨다. 또 CPU(120)는 조작부로부터의 신호에 기초하여 촬상 장치(100)의 각 구성 요소를 제어한다. 또한 본 실시형태에서는, CPU(120)가 하나로만 이루어진 구성이지만, 신호계의 명령과 조작계의 명령을 별개의 CPU에서 수행하는 등 복수의 CPU로 구성되어도 좋다.
조명 제어부(122)는, 화이트 밸런스 제어부(134)가 취득하는 게인에 기초하여 조명 색온도를 산출하고, 산출한 조명 색온도에 기초하여 조명(124, 126)에서의 조명 색온도 조절을 제어한다. 화이트 밸런스 제어부(134)가 취득하는 게인은, 후술하는 바와 같이 오토 화이트 밸런스 모드와 메뉴얼 화이트 밸런스 모드인 경우에 각각 다르다.
조명 제어부(122)는, 사전에 메모리 등에 기억된 도 3에 도시한 것과 같은 게인비와 조명 색온도의 관계 그래프를 읽어들일 수 있다. 그리고 화이트 밸런스 제어부(134)가 취득한 게인으로부터 Gg/Bg, Gg/Rg의 게인비를 산출하고, 게인비 Gg/Bg,Gg/Rg와 조명 색온도의 관계 그래프로부터 조명(124, 126)이 조명하는 조명 색온도를 산출한다.
조명(124, 126)은 조명부의 일례로서, 피사체를 조명할 때 조명 색온도 조절이 가능한 2색의 광원을 갖는다. 조명(124, 126)은, 예를 들면 LED를 구비한다. 조명은, 예를 들면 저색온도용 발광 소자(124)와, 고색온도용 발광 소자(126)로 이루어진다. 본 실시형태에서는 2색의 광원을 갖는 조명부에 대해서 설명하지만, 본 발명은 상기 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 조명부는 1개의 광원을 가져도 좋고 3색 이상의 색온도를 가진 광원이어도 좋다.
조명 제어부(122)와 조명(124, 126)은, 예를 들면 도 4에 도시한 것과 같은 회로로 이루어진다. 도 4는, 본 실시형태의 조명 제어부(122)와 조명(124, 126)을 도시한 회로도이다. 조명 제어부(122)는, 예를 들면 D/A 변환부(202, 203)와 전류 제한 회로(212, 222) 등을 갖는다.
저색온도용 발광 소자(124)와 고색온도용 발광 소자(126)는 전원부(201)로부터 전력을 공급받는다. 저색온도용 발광 소자(124)는 전류 제한 회로(212)와 접속되고, 고색온도용 발광 소자(126)는 전류 제한 회로(222)와 접속된다. 전류 제한 회로(212)는 D/A 변환부(202)와 접속되고, 전류 제한 회로(212)에는 저색온도용 발광량 제어 신호가 D/A 변환부(202)로부터 입력된다. 전류 제한 회로(222)는 D/A 변환부(203)와 접속되고, 전류 제한 회로(222)에는 고색온도용 발광량 제어 신호가 D/A 변환부(203)로부터 입력된다. 전류 제한 회로(212, 222)는 접지 단자(204)와 접속된다.
조명 제어부(122)는, 사전에 메모리 등에 기억된 도 5에 도시한 것과 같은 그래프를 읽어들일 수 있다. 도 5는 D/A 변환부(202, 203)로부터의 발광량 제어 신호의 값과 조명 색온도의 관계를 도시한 그래프이다. 그리고 조명 제어부(122)는, 예를 들면 도 5에 도시한 그래프에서, 게인을 사용하여 산출한 조명 색온도에 기초하여 조명(124, 126)으로 출력하는 신호값을 산출한다. 조명 제어부(122)는, 예를 들면 조명 색온도가 높을수록 저색온도용 발광 소자(124)에 낮은 신호값을 출력하고 고색온도용 발광 소자(126)에 높은 신호값을 출력한다.
화이트 밸런스 검출부(132)는, 오토 화이트 밸런스 모드의 경우, 화이트 밸런스 제어부(134)가 색신호의 게인을 취득할 수 있도록 촬상된 피사체에서 삼원색의 색신호 강도의 상대 비율을 산출한다. 화이트 밸런스 검출부(132)는, 삼원색의 색신호 강도의 상대 비율을 산출하기 위해, 우선 삼원색의 색신호(R신호, G신호, B신호)에 대해서 픽셀이 갖는 신호 레벨(색강도의 강도)을 합산하여 1픽셀당 신호 강도의 평균값을 산출한다.
화이트 밸런스 제어부(134)는, 오토 화이트 밸런스 모드인 경우, 화이트 밸런스 검출부(132)에서 산출된 삼원색의 색신호 강도의 상대 비율에 기초하여 화이트 밸런스 제어를 위한 색신호의 게인을 산출하여 취득한다.
화이트 밸런스 제어부(134)는, 메뉴얼 화이트 밸런스 모드인 경우, 사용자에 의해 선택된, 테이블 저장부(142)에 저장된 복수의 광원 패턴들 중 하나의 광원 패턴을 취득하고 그 광원 패턴에 대응하는 삼원색의 색신호의 게인을 취득한다. 화이트 밸런스 제어부(134)는 게인 취득부의 일례이다.
또 화이트 밸런스 제어부(134)는, 도 6에 도시한 바와 같이 각 색의 색신호 에 대해서 산출한 게인을 색신호의 값에 곱하여 화이트 밸런스 제어된 신호를 출력한다. 도 6은 RGB의 각 색의 색신호에 게인을 곱하는 곱셈부의 개념도이다.
화상 신호 처리부(136)는 화상을 합성하고, 합성된 화상을 메모리(140)로 출력한다. 압축 처리부(138)는 디지털 신호로 이루어진 입력 화상 데이터를 JPEG 압축 형식 또는 LZW 압축 형식 등의 압축 형식으로 압축된 데이터로 변환한다.
메모리(140)는, 예를 들면 SDRAM(synchronous DRAM) 등의 반도체 기억 소자로 구성되며 시분할 촬영된 화상이 일시적으로 저장된다. 또 메모리(140)에는 CPU(120)의 동작 프로그램이 저장된다.
테이블 저장부(142)는, 메뉴얼 화이트 밸런스 모드에서 사용자가 선택할 수 있는 광원 패턴을 저장한다. 광원 패턴은 하기 표에 도시한 바와 같이 복수의 패턴이 있으며 각각의 패턴에 대해서 삼원색의 색신호의 게인이 기억되어 있다. 광원 패턴은, 예를 들면 맑은날 모드(DayLight), 응달 모드(Shadow), 흐린날 모드(Cloudy), 텅스텐(전구)(Tungsten) 모드, 형광등(Fluorescent) 모드 등의 패턴이 있다. 각각의 광원 패턴의 색신호의 게인(Rg,Gg,Bg)은 예를 들면 표에 도시한 값이다. 본 발명은 여기에서 설명한 광원 패턴이나 게인으로 한정되지 않으며 다른 광원 패턴이나 게인이어도 상관 없다.
Figure 112008085075399-PAT00001
기록 매체 제어부(150)는 기록 매체(152)로의 화상 데이터의 기입, 또는 기록 매체(152)에 기록된 화상 데이터나 설정 정보 등의 독출을 제어한다. 기록 매체(152)는, 예를 들면 광학식 기록 매체(CD, DVD 등), 광자기 디스크, 자기 디스크, 반도체 기억 매체 등으로서, 촬영된 화상 데이터를 기록한다. 기록 매체 제어부(150), 기록 매체(152)는 촬상 장치(100)로부터 착탈 가능하게 구성되어도 좋다. 비디오 인코더(160)는 동화상을 압축 처리하고 압축된 프레임을 화상 표시부(162)로 출력한다.
화상 표시부(162)는 표시 제어부에 의해 구동되어 출력이 제어된다. 화상 표시부(162)는, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 수단으로 구성된다. 화상 표시부(162)는 VRAM에서 독출된 촬상 조작을 하기 전의 라이브 뷰 표시나 촬상 장치(100)의 각종 설정 화면이나 촬상하여 기록된 화상의 표시 등을 수행한다. VRAM은 화상 표시용 메모리로서, 표시 화상의 기입과 화상 표시부(162)로의 표시를 동시에 실행할 수 있도록 복수의 채널을 갖는 메모리로 구성된다.
본 실시형태의 촬상 장치(100)는 CCD(102)의 앞면에 결상 광학계를 구비한다. 결상 광학계는 외부의 광정보를 CCD(102)에 결상시키는 광학계 시스템이다. 결상 광학계는, 예를 들면 렌즈 유닛(미도시)과 줌 기구(미도시)와 포커스 렌즈를 갖는 포커스 기구(미도시)와, 개구의 크기를 바꾸어 광속의 방향이나 범위를 한정할 수 있는 조리개 기구(미도시)와, 렌즈를 부착하는 통형의 경동(鏡胴)(미도시)을 가지고 있다. 결상 광학계는, 예를 들면 단초점 렌즈 또는 줌렌즈로 할 수 있다. 모터 드라이버는, 예를 들면 결상 광학계의 줌 기구, 포커스 기구, 조리개 기구를 구동한다.
(제1 실시형태의 동작)
다음으로, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 촬상 장치의 동작에 대해서 설명하기로 한다. 도 7은, 본 실시형태에 관한 촬상 장치의 화이트 밸런스 처리를 도시한 흐름도이다.
우선, 촬상 장치(100)는 화이트 밸런스 제어에서의 화이트 밸런스 모드가 오토 화이트 밸런스 모드인지 또는 메뉴얼 화이트 밸런스 모드인지를 판단한다(S10 단계). 오토 화이트 밸런스 모드인 경우에는 S11 단계로 진행하여 후술하는 발광 제어 처리를 한다. 반면, 메뉴얼 화이트 밸런스 모드인 경우에는 S12 단계로 진행하여 후술하는 발광 제어 처리를 한다.
다음으로 도 8을 참조하여 오토 화이트 밸런스 모드인 경우의 발광 제어 처리에 대해서 설명하기로 한다. 도 8은, 본 실시형태에 관한 촬상 장치가 오토 화이트 밸런스 모드인 경우의 발광 제어 처리를 도시한 흐름도이다.
우선, 촬상 장치(100)는 쓰루 무비(라이브-뷰)용으로 화이트 밸런스 제어를 한다. 촬상 장치(100)는 CCD(102)에서 광을 수광하여 화상 신호를 취득하고, 화상 신호 중 삼원색의 색신호에 기초하여 화이트 밸런스 제어를 한다.
우선 화이트 밸런스 검출부(132)는 삼원색의 색신호 강도의 상대 비율을 산출하고, 이 강도비에 기초하여 화이트 밸런스 제어를 위한 색신호의 게인을 취득한다. 화이트 밸런스 검출부(132)는 삼원색의 색신호 강도의 상대 비율을 산출하기 위하여 CCD(102)의 촬상면이 분할된 분할 영역의 삼원색의 색신호(R신호, G신호, B신호)에 대해서 픽셀이 가진 신호 레벨(색강도의 강도)을 분할 영역마다 합산한다(S101 단계).
예를 들면, 어느 픽셀의 R신호의 신호 레벨을 Rpixel, G신호의 신호 레벨을 Gpixel, B신호의 신호 레벨을 Bpixel이라고 하면, 분할 영역(arean) 내의 각 픽셀의 R신호, G신호, B신호 각각의 신호 레벨의 합산값은, 예를 들면 하기의 식으로 표현된다.
Figure 112008085075399-PAT00002
촬상면이 도 2에 도시한 바와 같이 64분할되고, 분할 영역이 area0에서 area63까지 64영역인 경우, R0, G0, B0, R1, G1, B1…R63, G63, B63과 같이 분할 영 역(area0∼area63) 내의 각 픽셀의 R신호, G신호, B신호의 신호 레벨의 합산값을 산출한다.
다음으로, 화이트 밸런스 제어부(134)는 화이트 밸런스를 조절하는 색신호의 게인을 산출한다(S102 단계). 게인 산출 처리에 관해서는 후술하기로 한다.
그리고 셔터 버튼(130)이 눌려져 셔터가 동작할 때까지, 산출된 게인에 기초하여 쓰루 무비(라이브-뷰)를 계속 표시한다(S103 단계). 셔터 버튼(130)이 눌려진 경우, 다음으로 촬상 장치(100)는 정지화상용으로 화이트 밸런스 제어를 한다.
우선, 화이트 밸런스 검출부(132)는 CCD(102)의 촬상면의 분할된 분할 영역의 삼원색의 색신호(R신호, G신호, B신호)에 대해서 픽셀이 갖는 신호 레벨을 분할 영역마다 합산한다(S104 단계). 다음으로 화이트 밸런스 제어부(134)는 화이트 밸런스를 조절하는 색신호의 게인을 산출한다(S105 단계).
또 촬상 장치(100)는 CCD(102)에서 수광한 광량에 기초한 CPU(120)에 의한 노출 제어나 사용자에 의한 조작 명령에 의해 조명(124, 126)의 발광을 수행할지 판단한다(S106 단계). 발광하지 않을 경우에는 셔터가 동작하여 CCD(102)에 결상된 피사체상이 취득됨으로써 촬영이 완료된다.
한편, S106 단계에서 촬상 장치(100)가 조명(124, 126)의 발광을 수행한다고 판단했을 때 조명 제어부(122)는 화이트 밸런스 제어부(134)에 의해 취득된 게인에 기초하여 조명 색온도를 산출한다(S107 단계). 발광되는 조명 색온도는, CCD(102)에서 수광한 피사체의 색온도와 거의 같아지도록 산출된다.
다음으로, 조명 제어부(122)는 산출한 조명 색온도로 발광하도록 조명(124, 126)을 제어한다(S108 단계). 조명(124, 126)은 CCD(102)에서 수광한 피사체의 색온도와 거의 같아지는 색온도를 가진 조명에 의해 피사체에 대해 광을 조사한다. 그 결과, 촬영시에 조명(124, 126)을 발광하면 피사체 중 실내 벽쪽의 색온도와, 조명(124, 126)에 의해 광이 조사되는 바로 앞의 인물이나 물건 등의 색온도가 거의 같아지기 때문에 혼합광(MIX광)이 되지 않아 양호한 화이트 밸런스를 획득할 수 있다.
다음으로, 오토 화이트 밸런스 모드가 선택된 경우의 게인 산출 처리에 대해서 설명하기로 한다. 오토 화이트 밸런스 모드에서는 화이트 밸런스 제어부(134)가 화이트 밸런스를 조절하는 색신호의 게인(Rg, Gg, Bg)을 산출한다.
색신호의 게인(Gg, Rg, Bg)의 산출식은 각각 하기와 같다.
Figure 112008085075399-PAT00003
여기에서 Rd, Gd, Bd는, CCD(102)에서 수광한 광을 변환하여 출력된 화상 신호의 삼원색의 색신호(R신호, G신호, B신호)의 전화면 평균값이다.
다음으로, 각 색신호의 전화면 평균값(Rd, Gd, Bd)을 산출한다. 도 9는, R신호의 전화면 평균값(Rd, Gd, Bd)을 산출하는 처리를 도시한 흐름도이다. 이하에서는 도 9를 참조하여 R신호에 대해서 설명하지만, B신호, G신호에 관해서도 동일하게 산출할 수 있다.
우선, n=0, Rdsum=0으로 설정하고(S121 단계), 화이트 밸런스 검출부(132)에서 취득한 분할 영역(arean) 내의 각 픽셀의 R신호의 신호 레벨의 합산값(R[n])이 산출 허용 하한치(Btm)보다 크고 또한 산출 허용 상한치(Top)보다 작은지를 판단한다(S122 단계).
합산값(R[n])이 상기 범위 내인 경우에는 산출된 R[n]을 Rdsum에 가산한다(S123 단계). 한편, 합산값(R[0])이 상기 범위에서 벗어난 경우에는 오차가 커지기 때문에 Rdsum에 가산하지 않고 다음 단계로 이행한다. 이어서 n=n+1의 연산을 한다(S124 단계).
예를 들면, n=0인 경우에는 n=n+1에 의해 n=1이 산출된다. 그리고 n의 값이 64보다도 작은지를 판단한다(S125 단계). n이 64보다도 작은 경우에는 n이 64가 될 때까지 S122 단계 ∼ S124 단계를 반복하여 수행한다. 반면 n이 64가 되었을 때 하나의 분할 영역당 R신호의 신호 레벨의 평균값(Rdav)을 산출한다(S126 단계).
하나의 분할 영역당 R신호의 신호 레벨의 평균값(Rdav)은 다음 식에 도시한 바와 같이 Rdsum을 n의 수(분할 영역이 64인 경우에는 n=64)로 나눔으로써 산출할 수 있다.
Rdav=Rdsum/n
다음으로, 하나의 분할 영역당 R신호의 신호 레벨의 평균값(Rdav)에서 1픽셀 당 R신호의 신호 레벨의 평균값(Rd)을 산출한다(S127 단계). 1픽셀당 R신호의 신호 레벨의 평균값(Rd)은 다음 식에 도시한 바와 같이 Rdav를 하나의 분할 영역에 포함되는 픽셀수(P)로 나눔으로써 산출할 수 있다.
Rd=Rdav/P
오토 화이트 밸런스 모드에서는 상기 처리에서 산출된 각 색신호의 전화면 평균값(Rd, Gd, Bd)을 사용하여 수학식 2에 의해 색신호의 게인(Gg, Rg, Bg)를 산출할 수 있다.
다음으로, 메뉴얼 화이트 밸런스 모드가 선택된 경우의 게인 산출 처리에 대해서 설명하기로 한다. 메뉴얼 화이트 밸런스 모드에서는, 우선 피사체에 조사하는 조명(124, 126)의 광원 패턴이 사용자에 의해 선택된다.
그리고 화이트 밸런스 제어부(134)는 선택된 광원 패턴에서의 삼원색의 색신호의 게인을 테이블 저장부(142)로부터 취득한다.
조명 제어부(122)는, 화이트 밸런스 제어부(134)가 취득한 게인에 기초하여 조명 색온도를 산출한다. 발광되는 조명 색온도는 사용자가 선택한 광원 패턴에 기초한 색온도이다.
다음으로, 조명 제어부(122)는 산출한 조명 색온도에서 발광하도록 조명(124, 126)을 제어한다. 화이트 밸런스 제어를 위한 광원 패턴은, 예를 들면 전구(텅스텐) 모드, 형광등 모드 등이며 사용자는 피사체의 실내 광원으로 판단하여 광원 패턴을 선택한다.
조명(124, 126)은 선택된 광원 패턴에서의 색신호의 게인에 기초하여 산출된 발광 색온도로 피사체에 대해 광을 조사한다. 그 결과, 촬영시에 조명(124, 126)을 발광하면 사용자가 판단한 피사체의 실내 광원의 색온도와, 조명(124, 126)에 의해 광이 조사되는 바로 앞의 인물이나 물건 등의 색온도가 거의 같아지기 때문에 혼합광(MIX광)이 되지 않아 양호한 화이트 밸런스를 획득할 수 있다. 또 피사체 자신의 색이 실내의 광원의 색과 유사한 경우 등 피사체의 색과 광원의 색의 분리가 불가능할 때, 메뉴얼 화이트 밸런스 모드가 선택됨으로써 오판별을 방지할 수 있다.
또한 메뉴얼 화이트 밸런스 모드가 선택된 경우에도 조명(124), (126)의 발광을 금지하지 않고 양호한 화이트 밸런스를 획득할 수 있으며, 광량 부족을 보충하기 위한 장시간 셔터 개방이나 게인업이 불필요하기 때문에 화질 열화를 방지할 수도 있다.
본 실시형태에 의하면, 조명 제어부(122)는 셔터 버튼(130)이 눌려지기 직전의 게인(Rg, Gg, Bg)을 사용하여 조명 색온도를 산출하고, 도 3 및 도 5에 도시한 것과 같은 그래프로부터 색온도 제어값을 구하여 조명(124, 126)을 조명시킨다. 그리고 조명(124, 126)에 의해 조명된 피사체를 CCD(102)로부터 취득한다. CCD(102)에 취득된 광정보는 전기 신호로 변환된 후 예를 들면 YC 변환, JPEG 압축 등을 거쳐 기록 매체(152)에 화상 데이터가 기록된다.
이상, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세히 설명했으나, 본 발명은 상기 예로 한정되지 않는다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범위 내에서 각종 변경예 또는 수정예를 생각해낼 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 촬상 장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 동 실시형태에 관한 CCD의 촬상면을 도시한 개략도이다.
도 3은 화이트 밸런스 제어부가 취득한 게인의 게인비와 조명 색온도의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 동 실시형태의 조명 제어부와 조명을 도시한 회로도이다.
도 5는 D/A 변환부로부터의 발광량 제어 신호의 값과 조명 색온도의 관계를 도시한 그래프이다.
도 6은 RGB의 각 색의 색신호에 게인을 곱하는 곱셈부의 개념도이다.
도 7은 동 실시형태에 관한 촬상 장치의 화이트 밸런스 처리를 도시한 흐름도이다.
도 8은 동 실시형태에 관한 촬상 장치의 오토 화이트 밸런스 모드의 경우의 발광 제어 처리를 도시한 흐름도이다.
도 9는 R신호의 전화면 평균값(Rd,Gd,Bd)을 산출하는 처리를 도시한 흐름도이다.
*부호의 설명*
100 촬상 장치
102 CCD
104 CDS/AMP부
106 A/D 변환부
108 화상 입력 제어부
110 타이밍 제너레이터
120 CPU
122 조명 제어부
124,126 조명
130 셔터 버튼
132 화이트 밸런스 검출부
134 화이트 밸런스 제어부
136 화상 신호 처리부
138 압축 처리부
140 메모리
142 테이블 저장부
150 기록 매체 제어부
152 기록 매체
160 비디오 인코더
162 화상 표시부

Claims (7)

  1. 피사체 화상의 화이트 밸런스를 조절하는 색신호의 게인을 취득하는 게인 취득부;
    상기 피사체를 조명할 때 조명 색온도 조절이 가능한 광원을 갖는 조명부; 및
    상기 취득된 게인에 기초하여 상기 조명 색온도를 산출하고, 상기 산출한 조명 색온도에 기초하여 상기 조명부에서의 상기 조명 색온도 조절을 제어하는 조명 제어부;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피사체로부터의 광을 수광하여 삼원색의 색신호로 분리하는 수광부; 및
    상기 색신호의 게인이 복수의 패턴마다 사전에 기억된 기억부;
    를 구비하고,
    상기 게인 취득부가,
    상기 삼원색의 색신호 강도의 상대 비율인 강도비를 산출하고, 상기 강도비에 기초하여 상기 게인을 취득하는 제1 모드; 및
    상기 복수의 패턴들 중 하나의 패턴에서의 상기 게인을 취득하는 제2 모드;
    를 가지고,
    상기 조명 제어부는, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 중 어느 하나에 의해 취득된 게인에 기초하여 상기 조명 색온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피사체로부터의 광을 수광하여 삼원색의 색신호로 분리한 수광부를 구비하고,
    상기 게인 취득부는, 상기 삼원색의 색신호 강도비를 산출하고 상기 강도비에 기초하여 상기 게인을 취득하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2 이상의 색신호의 게인이 복수의 패턴마다 사전에 기억된 기억부를 구비하고,
    상기 게인 취득부는, 상기 복수의 패턴들 중 하나의 패턴에서의 상기 게인을 취득하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 취득된 게인에 기초하여 상기 피사체 화상의 상기 색신호를 제어하고, 상기 피사체 화상의 화이트 밸런스를 조절하는 화이트 밸런스 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  6. 피사체 화상의 화이트 밸런스를 조절하는 색신호의 게인을 취득하는 제1 단계;
    상기 피사체를 조명할 때 조명 색온도 조절이 가능한 광원을 갖는 조명부의 조명 색온도를 상기 취득된 게인에 기초하여 산출하는 제2 단계; 및
    상기 산출된 조명 색온도에 기초하여 상기 조명부에서의 상기 조명 색온도 조절을 제어하는 제3 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    피사체로부터의 광을 수광하여 삼원색의 색신호로 분리하는 단계; 및
    상기 색신호의 게인을 복수의 패턴마다 사전에 기억하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제2 단계는 상기 삼원색의 색신호 강도비를 산출하고 상기 강도비에 기초하여 상기 게인을 취득하는 제1 모드와, 상기 복수의 패턴들 중 하나의 패턴에서의 상기 게인을 취득하는 제2 모드 중 어느 하나에 의해 취득된 게인에 기초하여 상기 조명 색온도를 결정하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.
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