(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルカメラであって、
（ａ）第１カラー画素と第２カラー画素とを含む第１の画素行と、前記第１カラー画素と第３カラー画素とを含む第２の画素行とが交互に配置され、画素行列を構成する単板式の電荷結合素子と、
（ｂ）前記第１の画素行で互いに隣接し、前記第１カラー画素と前記第２カラー画素とからなる複数の画素に関して、複数の画素それぞれの出力を加算し第１加算出力を生成する第１加算手段と、
（ｃ）前記第２の画素行で互いに隣接し、前記第１カラー画素と前記第３カラー画素とからなる複数の画素に関して、複数の画素それぞれの出力を加算し第２加算出力を生成する第２加算手段と、
（ｄ）前記第１加算出力と前記第２加算出力とに基づき、被写体に係る色温度を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記検出手段は、
（ｄ−１）前記第１加算出力と前記第２加算出力との比率に基づき、前記色温度を検出する手段、
を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
前記検出手段は、
（ｄ−２）前記第１加算出力と前記第２加算出力との差と、前記第１加算出力と前記第２加算出力との和との比率に基づき、前記色温度を検出する手段、
を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデジタルカメラにおいて、
（ｅ）電荷結合素子の出力に基づく画像を表示可能な表示手段と、
（ｆ）撮影待機の際に、前記第１加算手段と前記第２加算手段とを能動化し、前記第１加算出力と前記第２加算出力とに基づく画像を、前記表示手段に表示する表示制御手段と、
（ｇ）所定の撮影指示入力に応答し、前記第１加算手段と前記第２加算手段とを不能化するとともに、前記電荷結合素子に係る画素ごとの出力に基づく画像データを生成する画像生成手段と、
（ｈ）前記検出手段により検出された色温度に基づき、前記画像データに対するホワイトバランス補正を行う画像補正手段と、
（ｉ）前記画像補正手段によりホワイトバランス補正が行われた画像データを記録する記録手段と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
第１カラー画素と第２カラー画素とを含む第１の画素行と、第１カラー画素と第３カラー画素とを含む第２の画素行とが交互に配置され、画素行列を構成する単板式の電荷結合素子を利用する測色方法であって、
（ａ）前記第１の画素行で互いに隣接し、前記第１カラー画素と前記第２カラー画素とからなる複数の画素に関して、複数の画素それぞれの出力を加算し第１加算出力を生成する第１加算工程と、
（ｂ）前記第２の画素行で互いに隣接し、前記第１カラー画素と前記第３カラー画素とからなる複数の画素に関して、複数の画素それぞれの出力を加算し第２加算出力を生成する第２加算工程と、
（ｃ）前記第１加算出力と前記第２加算出力とに基づき、被写体に係る色温度を検出する検出工程と、
を備えることを特徴とする測色方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーで単板式の電荷結合素子を有するデジタルカメラの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラでは、本撮影前にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）で撮像した被写体の画像を、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に動画的に表示する機能（ライブビュー表示）が設けられているものがある。
【０００３】
このライブビュー表示においては、短周期で被写体を撮像しＬＣＤに表示する必要があるため、被写体の輝度が低い場合でもＣＣＤの露光時間を長くするには限界がある。
【０００４】
そこで、例えば特開平１１−３３１７０６号公報には、白黒のＣＣＤにおいて隣接する２画素以上の信号電荷を加算（以下では、単に「画素加算」という）して読出すことにより、感度およびダイナミックレンジの拡大を図るデジタルカメラの技術が開示されている。これにより、被写体が暗い状況下でも、ライブビュー表示が可能になり、撮影範囲が広がることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のデジタルカメラの技術については、画素加算により混色が発生するカラー単板式ＣＣＤに対して適用すると、被写体に関する色温度の検出が困難になるという問題が生じる。
【０００６】
一方、特開２０００−１１５６４３公報では、画素マトリクスにおいて同じ行の互いに離れた同色の画素を水平レジスタ内で加算する技術が開示されいる。しかし、この技術では、色温度の検出は可能となるが、撮像素子の構造が複雑になるか、またはその制御が複雑になるという欠点がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、カラーで単板式の電荷結合素子において画素加算される場合でも、被写体に関する色温度を容易に検出できるデジタルカメラの技術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】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、デジタルカメラであって、（ａ）第１カラー画素と第２カラー画素とを含む第１の画素行と、前記第１カラー画素と第３カラー画素とを含む第２の画素行とが交互に配置され、画素行列を構成する単板式の電荷結合素子と、（ｂ）前記第１の画素行で互いに隣接し、前記第１カラー画素と前記第２カラー画素とからなる複数の画素に関して、複数の画素それぞれの出力を加算し第１加算出力を生成する第１加算手段と、（ｃ）前記第２の画素行で互いに隣接し、前記第１カラー画素と前記第３カラー画素とからなる複数の画素に関して、複数の画素それぞれの出力を加算し第２加算出力を生成する第２加算手段と、（ｄ）前記第１加算出力と前記第２加算出力とに基づき、被写体に係る色温度を検出する検出手段とを備える。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記検出手段は、（ｄ−１）前記第１加算出力と前記第２加算出力との比率に基づき、前記色温度を検出する手段を有する。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記検出手段は、（ｄ−２）前記第１加算出力と前記第２加算出力との差と、前記第１加算出力と前記第２加算出力との和との比率に基づき、前記色温度を検出する手段を有する。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係るデジタルカメラにおいて、（ｅ）電荷結合素子の出力に基づく画像を表示可能な表示手段と、（ｆ）撮影待機の際に、前記第１加算手段と前記第２加算手段とを能動化し、前記第１加算出力と前記第２加算出力とに基づく画像を、前記表示手段に表示する表示制御手段と、（ｇ）所定の撮影指示入力に応答し、前記第１加算手段と前記第２加算手段とを不能化するとともに、前記電荷結合素子に係る画素ごとの出力に基づく画像データを生成する画像生成手段と、（ｈ）前記検出手段により検出された色温度に基づき、前記画像データに対するホワイトバランス補正を行う画像補正手段と、（ｉ）前記画像補正手段によりホワイトバランス補正が行われた画像データを記録する記録手段とを備える。
【００１２】
また、請求項５の発明は、第１カラー画素と第２カラー画素とを含む第１の画素行と、第１カラー画素と第３カラー画素とを含む第２の画素行とが交互に配置され、画素行列を構成する単板式の電荷結合素子を利用する測色方法であって、（ａ）前記第１の画素行で互いに隣接し、前記第１カラー画素と前記第２カラー画素とからなる複数の画素に関して、複数の画素それぞれの出力を加算し第１加算出力を生成する第１加算工程と、（ｂ）前記第２の画素行で互いに隣接し、前記第１カラー画素と前記第３カラー画素とからなる複数の画素に関して、複数の画素それぞれの出力を加算し第２加算出力を生成する第２加算工程と、（ｃ）前記第１加算出力と前記第２加算出力とに基づき、被写体に係る色温度を検出する検出工程とを備える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜デジタルカメラの要部構成＞
図１ないし図４は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１の正面図、背面図、側面図および底面図であり、図５はデジタルカメラ１の内部構成を示すブロック図である。
【００１４】
デジタルカメラ１は、図１に示すように、箱型のカメラ本体部２と直方体状の撮像部３（図１、図２および図４に太線で図示）とから構成されている。撮像部３は、撮影レンズであるマクロ機能付きズームレンズ３０１を有するとともに、銀塩フィルムを用いるレンズシャッターカメラ（以下、「銀塩カメラ」と称する）と同様に、被写体からのフラッシュ光の反射光を受光する調光センサ３０５、および光学ファインダ３１が設けられる。
【００１５】
撮像部３内部にはズームレンズ３０１の後方位置に、ＣＣＤカラーエリアセンサであるＣＣＤ３０３（図５参照）を有し、ＣＣＤ３０３は撮像回路３０２の一部となっている。
【００１６】
カメラ本体部２の前面には、図１に示すように、左端部にグリップ部４および中央上部に内蔵フラッシュ５が設けられ、上面にはシャッタボタン（レリーズボタン）８が設けられている。
【００１７】
一方、図２に示すように、カメラ本体部２の背面には、略中央に撮影画像のモニタ表示（ビューファインダに相当）、記録画像の再生表示等を行うためのＬＣＤ１０が設けられている。また、ＬＣＤ１０の下方に、デジタルカメラ１の操作を行うキースイッチ群２２１〜２２６および電源スイッチ２２７が設けられる。電源スイッチ２２７の左側には、電源がオン状態で点灯するＬＥＤ２２８およびメモリカードへのアクセス中である旨を表示するＬＥＤ２２９が配置される。
【００１８】
さらに、カメラ本体部２の背面には、「撮影モード」、「再生モード」および「プリファレンスモード」の間でモードを切り替えるモード設定スイッチ１４が設けられる（図３参照）。撮影モードは、写真撮影を行うモードであり、再生モードは、メモリカードに記録された撮影済み画像をＬＣＤ１０に再生表示するモードであり、さらに、プリファレンスモードは、表示される表示項目（設定項目）の中から選択することにより各種の設定を行うモードである。
【００１９】
カメラ背面右側には、４連スイッチ２３０が設けられ、撮影モードにおいてボタン２３１，２３２を押すことによりズームレンズ３０１の焦点距離が変わり、ズーム倍率を変更するズーミングが行えるとともに、ボタン２３３，２３４を押すことによって露出補正を手動で行える。
【００２０】
撮像部３の背面には、図２に示すように、ＬＣＤ１０をオン／オフさせるためのＬＣＤボタン３２１およびマクロボタン３２２が設けられる。ＬＣＤボタン３２１が押されるとＬＣＤ表示のオン／オフが切り替わる。例えば、専ら光学ファインダ３１のみを用いて撮影するときには、節電の目的でＬＣＤ表示をオフにする。マクロ撮影時には、マクロボタン３２２が押されることにより、ＡＦモータ３０８（図５参照）が駆動されズームレンズ３０１がマクロ撮影可能な状態になる。
【００２１】
カメラ本体部２の側面には、図３に示すようにＤＣ入力端子２３５が設けられる。
【００２２】
カメラ本体部２の底面には、図４に示すように、電池装填室１８と、１つのカード装填室１７とが設けられる。カード装填室１７は、メモリカード９１が装填できる。このカード充填室１７については、クラムシェルタイプの蓋１５により開閉自在になっている。
【００２３】
デジタルカメラ１では、４本の単三形乾電池を電池装填室１８に装填することにより、これらを直列接続してなる電源電池２３６（図５参照）を駆動源としている。もちろん、図４に示すＤＣ入力端子からアダプタからの電力を供給して使用することも可能である。
【００２４】
次に、図５を参照しながら撮像部３の内部構成について順に説明する。
【００２５】
撮像回路３０２は、ズームレンズ３０１によりＣＣＤ３０３上に結像された被写体の光像をＣＣＤ３０３を用いて光電変換し、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）として出力する。
【００２６】
なお、デジタルカメラ１では絞りが固定絞りとなっているので、撮像部３における露出制御は、ＣＣＤ３０３の露光量（シャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間）を調節して行われる。被写体輝度が低輝度時に適切なシャッタスピードが設定できない場合は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号のレベル調整を行うことにより露光不足による不適正露出が補正される。すなわち、低輝度時は、シャッタスピードとゲイン調整とを組み合わせて露出制御が行われる。なお、画像信号のレベル調整は、後述の信号処理回路３１３内のＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路により行われる。
【００２７】
タイミングジェネレータ２５０は、カメラ本体部２内のタイミング制御回路２０２から送信されるクロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ２５０は、例えば、積分開始／終了（すなわち、露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号，垂直同期信号，転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００２８】
信号処理回路３１３は、撮像回路３０２から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は図示しないが、その内部にＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路のゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。
【００２９】
調光回路３０４は、フラッシュ撮影における内蔵フラッシュ５の発光量をカメラ本体部２の全体制御部２１１により設定された所定の発光量に制御するものである。フラッシュ撮影においては、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光が調光センサ３０５により受光され、この受光量が所定の発光量に達すると、調光回路３０４から全体制御部２１１を介してカメラ本体部２のフラッシュ制御回路２１４に発光停止信号が出力される。フラッシュ制御回路２１４は、この発光停止信号に応答して内蔵フラッシュ５の発光を強制的に停止し、これにより、内蔵フラッシュ５の発光量が所定の発光量に制御される。
【００３０】
また、撮像部３の内部には、ズームレンズ３０１のズーム比の変更と収容位置と撮影位置との間のレンズ移動を行うためのズームモータ３０７、および合焦を行うためのＡＦ（オートフォーカス）モータ３０８が設けられる。
【００３１】
次に、カメラ本体部２の内部構成について説明する。
【００３２】
全体制御部２１１は主にＣＰＵからなり、アドレスバス、データバス、コントロールバスで接続されている上述した撮像部３内およびカメラ本体部２内の各周辺構成の駆動を制御することによってデジタルカメラ１の撮影動作を統括制御するものである。
【００３３】
なお、図５（および後述の図６）中の画像データの流れについても便宜上、周辺構成間の矢印によって示しているが、実際には、画像データは全体制御部２１１を介して各周辺構成ごとに送られる。また、全体制御部２１１内には、ＤＲＡＭからなるワークＲＡＭ２１１ａ、およびプログラムを格納するためのフラッシュＲＯＭ２１１ｂを内蔵している。
【００３４】
次に、カメラ本体部２の内部における画像信号の処理および画像表示に関する構成について説明する。
【００３５】
撮像部３の信号処理回路３１３から送られたアナログ画像信号はカメラ本体部２内の画像処理部２００において各種画像処理が施される。図６は画像処理部２００の構成を示すブロック図である。まず、画像処理部２００へ送られてきたアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換器２０５において各画素ごとに１０ビットのデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２０５は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）を１０ビットのデジタル信号に変換する。
【００３６】
なお、タイミング制御回路２０２は、全体制御部２１１からの制御により、基準クロックやタイミングジェネレータ２５０およびＡ／Ｄ変換器２０５に対するクロックを生成する。
【００３７】
黒レベル補正回路２０６は、Ａ／Ｄ変換された画素信号（以下、「画素データ」という。）の黒レベルを基準の黒レベルに補正するものである。また、ＷＢ回路２０７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベル変換を行うものであり、後工程のγ補正を考慮したホワイトバランスの自動調整（ＡＷＢ）を行う。このホワイトバランス調整については、後で詳述する。
【００３８】
γ補正回路２０８は、画素データのγ特性を補正するものである。γ補正回路２０８からの出力は図５に示すように画像メモリ２０９に送られる。
【００３９】
画像メモリ２０９は、画像処理部２００から出力される画素データを記憶するメモリであり、１フレーム分の記憶容量を有している。
【００４０】
ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０に再生表示される画像データのバッファメモリである。ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０の画素数に対応した画像データの記憶容量を有している。
【００４１】
このような構成により、撮影モードにおける撮影待機状態においては、撮像部３により所定間隔毎に撮像された画像の各画素データが画像処理部２００により処理され、画像メモリ２０９に記憶されるとともに全体制御部２１１を介してＶＲＡＭ２１０に転送され、ＬＣＤ１０に表示される。これにより、被写体に関する撮影前の画像をＬＣＤ１０に動画的に表示するライブビュー表示が行えることとなる。このライブビュー表示においては、ＣＣＤ３０３における画素間引きが行われ、さらに被写体の輝度が低い場合には、隣接する画素で画素加算が行われることとなる（後で詳述）。
【００４２】
また、再生モードにおいては、メモリカード９１から読み出された画像に全体制御部２１１による所定の信号処理が施された後、ＶＲＡＭ２１０に転送されてＬＣＤ１０に再生表示される。なお、ＬＣＤ１０において画像を表示する際には、全体制御部２１１の制御によりバックライト１６が点灯する。
【００４３】
次に、カメラ本体部２内のその他の構成について順に説明する。
【００４４】
カードＩ／Ｆ２１２は、カード充填室１７に装填されたメモリカード９１との間で信号の受け渡しを行うインタフェースである。具体的にはメモリカード９１の画像データの書込みおよび画像データの読出しを行う。
【００４５】
フラッシュ制御回路２１４は、前述のように、内蔵フラッシュ５の発光を制御する回路である。フラッシュ制御回路２１４は、全体制御部２１１の制御信号に基づき内蔵フラッシュ５の発光の有無、発光量および発光タイミング等を制御し、調光回路３０４から入力される発光停止信号に基づき内蔵フラッシュ５の発光量を制御する。
【００４６】
時計回路２１９は、撮影日時を管理するするための時計回路である。図示しない別の電源で駆動される。
【００４７】
また、カメラ本体部２内にはズームモータ３０７およびＡＦモータ３０８を駆動するためのズームモータ駆動回路２１５およびＡＦモータ駆動回路２１６が設けられる。これらの回路は、シャッタボタン８やその他の上述した各種スイッチ、ボタンで構成される操作部２５０の操作に応じて機能する。
【００４８】
例えば、シャッタボタン８は銀塩カメラで採用されているような半押し状態（Ｓ１）と押し込んだ状態（Ｓ２）とが検出可能な２段階スイッチになっており、待機状態でシャッタボタン８を半押し状態にすると、ＡＦモータ駆動回路２１６がＡＦモータ３０８を駆動し、合焦位置へズームレンズ３０１を移動させる。
【００４９】
また、ボタン２３１，２３２が押されると、これらのボタンからの信号が全体制御部２１１に送られ、全体制御部２１１の指示によってズームモータ駆動回路２１５がズームモータ３０７を駆動してズームレンズを移動させ、光学的なズーミングを行う。
【００５０】
以上、カメラ本体部２内の各構成について説明したが、全体制御部２１１は周辺構成とのデータの受け渡しやタイミング制御の他に様々な機能をソフトウェア的に行うものとなっている。
【００５１】
例えば、全体制御部２１１は露出制御値（シャッタスピード）を設定するための輝度判定機能とシャッタスピード設定機能とを備えている。輝度判定機能とは、撮影待機状態において、ＣＣＤ３０３により１／３０秒毎に取り込まれ、画像メモリ２０９に記憶される画像を利用して被写体の明るさを判定するものである。シャッタスピード設定機能とは、輝度判定による被写体の明るさの判定結果に基づいてシャッタスピード（ＣＣＤ３０３の積分時間）を設定するものである。
【００５２】
また、全体制御部２１１は撮影画像の記録処理を行うために、フィルタリング処理機能、記録画像生成機能、さらには、再生画像生成機能を備えている。
【００５３】
フィルタリング処理機能とは、デジタルフィルタにより記録すべき画像の高周波成分を補正して輪郭に関する画質の補正を行うものである。
【００５４】
記録画像生成機能は、画像メモリ２０９から画素データを読み出してメモリカード９１に記録すべきサムネイル画像と圧縮画像とを生成する。
【００５５】
具体的な操作としては、撮影モードにおいて、シャッタボタン８により撮影が指示されると、撮影指示後に画像メモリ２０９に取り込まれた画像のサムネイル画像と設定された圧縮率によりＪＰＥＧ方式により圧縮された圧縮画像とを生成し、撮影画像に関するタグ情報（コマ番号、露出値、シャッタスピード、圧縮率、撮影日、撮影時のフラッシュのオン／オフのデータ、シーン情報、画像の判定結果等の情報）とともに両画像をメモリカード９１に記憶する。
【００５６】
また、再生画像生成機能はメモリカードに記録された圧縮画像をデータ伸張して再生画像を生成する機能である。具体的な操作としては、モード設定スイッチ１４を再生モードに設定すると、メモリカード内のコマ番号の最も大きな画像データが読み出されてデータ伸張され、ＶＲＡＭ２１０に転送される。これにより、ＬＣＤ１０にはコマ番号の最も大きな画像、すなわち直近に撮影された画像が表示される。
【００５７】
＜画素加算について＞
デジタルカメラ１では、ライブビュー表示する際に、例えば１／４に間引いてＬＣＤ１０に表示している。ここで、被写体輝度が非常に低い場合、すなわち被写体が暗い場合には、ＣＣＤ３０３の画素ごとに十分な大きさの出力が得られないため、ゲインコントロールにおいて微小なＣＣＤ出力を増幅することも考えられるが、併せてノイズも増幅されてしまう。また、露光時間を延長することも考えられるが、この場合にはＬＣＤ１０における画像表示の更新周期が長くなり、動画的な表示が不自然になってしまう。
【００５８】
そこで、デジタルカメラ１では、水平方向の複数の画素を加算する水平画素加算モードを設けて、感度の高いＣＣＤ出力を得ることとする。
【００５９】
図７は、ＣＣＤ３０３の画素配列を説明するための図である。
【００６０】
ＣＣＤ３０３は、単板式の固体撮像素子であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素がベイヤー方式で画素行列ＰＭを形成している。このＣＣＤ３０３では、第１カラー画素として機能するＧ画素と第２カラー画素として機能するＲ画素とを含む第１の画素行Ｌ１と、第３カラー画素として機能するＢ画素とＧ画素とを含む第２の画素行Ｌ２とが交互に配置され、画素行列ＰＭを構成している。このような構成のＣＣＤ３０３では、画素加算によって混色が発生することとなる。
【００６１】
図８は、通常のＣＣＤ出力と水平画素加算モードのＣＣＤ出力とを比較するための図である。
【００６２】
図８（ａ）は、通常のＣＣＤ出力に関するサンプリング波形を示しており、図中の横軸は時間を示している。ここで、波形Ｒａは、ＣＣＤ３０３の出力波形を示しており、波形Ｓａ、Ｓｂはタイミングジェネレータ２５０で発生するパルス波形を示している。これらの波形Ｓａ、Ｓｂに基づき、ＣＣＤ３０３の出力が制御されることとなるが、波形Ｓａはプリチャージ部に関するパルス波形を、波形Ｓｂはデータ部に関するパルス波形を示している。
【００６３】
ＣＣＤ３０３では、リセットパルスによるリセット状態の出力Ｇｏから、サンプリング波形ＳａにおけるパルスのタイミングＴａで出力Ｇａに移行し、さらにサンプリング波形ＳｂにおけるパルスのタイミングＴｂで出力Ｇｂに至ることとなる。この出力Ｇａと出力Ｇｂとの差Ｄａｂが、被写体を撮影した場合のＣＣＤ出力に相当する。
【００６４】
図８（ｂ）は、水平画素加算モードのＣＣＤ出力に関するサンプリング波形を示しており、図中の横軸は時間を示している。ここで、波形Ｒｃは、ＣＣＤ３０３の出力波形を示しており、波形Ｓｃ、Ｓｄはタイミングジェネレータ２５０により発生するパルス波形を示している。図８（ａ）と同様に、パルス波形Ｓｃ、Ｓｄに基づき、ＣＣＤ３０３の出力が制御されることとなる。
【００６５】
ＣＣＤ３０３では、リセットパルスによるリセット状態の出力Ｇｏから、上記と同様にサンプリング波形ＳｃにおけるパルスのタイミングＴｃで出力Ｇｃに移行した後、サンプリング波形ＳｄにおけるパルスのタイミングＴｄまで４段階に変化して出力Ｇｄに至ることとなる。この水平画素加算モードでは、通常のＣＣＤ出力時と異なり、サンプリング波形Ｓｄにおいてパルスの発生を遅延させることにより、隣接する４画素分が積算されたＣＣＤ出力Ｄｃｄを得ることができる。すなわち、水平画素加算モードでは、例えば図７に示す４つの画素Ｐ００、Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ３０が加算されることとなる。
【００６６】
図９は、画素加算のイメージを説明するための図である。
【００６７】
容器Ｃ１〜Ｃ４は、画素Ｐ００、Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ３０に対応しており、これらの容器Ｃ１〜Ｃ４に蓄積される電荷は、最終段の容器Ｃｔに送られて、その電荷量がＣＣＤの出力として検出される。
【００６８】
画素加算を行わない、通常のＣＣＤの動作では、容器Ｃ１に蓄積される電荷が最終段の容器Ｃｔに転送されると、リセットゲートパルスにより容器Ｃｔが空にされた後、容器Ｃ２に蓄積される電荷が最終段の容器Ｃｔに転送され容器Ｃｔを空にする処理が行われる。同様の処理が容器Ｃ３、Ｃ４についても行われるが、この一連の動作では、各画素の蓄積電荷量が微少である場合には、最終段の容器Ｃｔに十分な電荷が入らず、適切な出力が得られないこととなる。
【００６９】
一方、画素加算では、容器Ｃ１〜Ｃ４から順次に転送される電荷が全て最終段の容器Ｃｔに蓄積されるまで、最終段の容器Ｃｔを空にしない処理を行う。これによって、ＣＣＤの感度がアップすることとなる。
【００７０】
具体的には、図７に示す原色フィルタを用いるＣＣＤ３０３の画素マトリクスにおいて、第１の画素行Ｌ１で隣接する４画素（例えば画素配列ＡＤａ）ごとに画素加算を行うとともに、第２の画素行Ｌ２で隣接する４画素（例えば画素配列ＡＤｂ）ごとに画素加算を行う。なお、垂直方向（列方向）に関する画素については、３行ごと５行ごとに交互に行うことで、ライブビュー表示において間引き率１／４を確保する。
【００７１】
画素加算によって被写体の輝度が向上する一方、画素配列ＡＤａではＲ画素とＧ画素とが混色し、また画素配列ＡＤｂではＧ画素とＢ画素とが混色するため、ＬＣＤ１０ではカラー表示でなく白黒表示を行うこととなる。
【００７２】
また、ホワイトバランス補正では、ＲとＧとの出力比、ＢとＧとの出力比が必要となるが、水平画素加算モードで混色が発生する状況下では、これらの出力比を正確に算出することが困難である。
【００７３】
以下では、この問題を解決するためのデジタルカメラ１の処理を説明する。
【００７４】
＜デジタルカメラ１の処理＞
デジタルカメラ１における水平画素加算モードでは、上述したように、画素配列ＡＤａでＲとＧとの混色データである画素加算値（第１加算出力）Ｘが生成され、画素配列ＡＤｂでＢとＧとの混色データである画素加算値（第２加算出力）Ｙが生成される。そこで、次の数１に示すように加算値Ｘと加算値Ｙとに関する演算を行い色温度を測定する。
【００７５】
【数１】
0003573123.tif 000002
【００７６】
上の数１において、分子の演算（Ｘ−Ｙ）に関しては、Ｇ出力がキャンセルされるため、Ｒ、Ｂ成分が残ることとなる。ここで、光源の色温度が低い場合には長波長側のスペクトル成分が多いため、Ｒ出力がＢ出力より大きくなって分子は正の値をとる。一方、光源の色温度が高い場合にはＢ出力がＲ出力より大きくなって分子は負の値をとる。また、分母の演算（Ｘ＋Ｙ）については、Ｇ出力が強調されるため、分子（Ｘ−Ｙ）に対して除算を行うことで、出力レベルを正規化する。
【００７７】
上記の数１から演算されるＡの値（Ａの符号および絶対値）によって、光源が推定できることとなるが、Ａの値と光源との関係を整理したものを、図１０に示す。この図１０において各光源に対応するＡの具体的な数値については、例えば太陽光が約−０．１、白色蛍光灯が約０、白熱球が約０．２となっている。
【００７８】
ここで、数１から導かれる算出値Ａに基づき、図１０を参照することによって光源（色温度）を推定した後、例えばフラッシュＲＯＭ２１１ｂに格納されている各光源のホワイトバランス調整値のうち、推定された光源に対応するホワイトバランス調整値を取得する。そして、このホワイトバランス調整値を用いて画像データを補正すると、適切なホワイトバランス補正が行えることとなる。
【００７９】
図１１は、デジタルカメラ１における撮影モードの動作を示すフローチャートである。この撮影モードは、撮影者によるモード設定スイッチ１４の操作で設定される。なお、本動作は、全体制御部２１１で自動的に実行される。
【００８０】
ステップＳＴ１では、被写体の輝度が低いか否かを判定する。ここでは、ＣＣＤ３０３で取得する画像データから被写体の輝度を検出し、一定値以下の場合には輝度が低いと判断することとなる。ここで、輝度が低い場合には、ステップＳＴ２に進み、低くない場合には、ステップＳＴ３に進む。
【００８１】
ステップＳＴ２では、ＣＣＤ３０３を、水平画素加算モードにセットする。ここでは、上述したように、隣接する４画素の出力を加算するモードに設定することとなる。
【００８２】
ステップＳＴ３では、ＣＣＤ３０３を、各画素の出力を有効にする通常モードにセットする。
【００８３】
ステップＳＴ４では、ライブビュー撮像を行う。すなわち、ＣＣＤ３０３において間引かれた出力に基づいて、ＬＣＤ１０に表示する。
【００８４】
ステップＳＴ５では、撮影者によりシャッターボタン８が半押しされたか、すなわちＳ１信号が生じたかを判定する。ここで、半押しされている場合には、ステップＳＴ６に進み、半押しされていない場合には、ステップＳＴ１に戻る。
【００８５】
ステップＳＴ６では、測光ＡＥ演算を行う。ここでは、ＣＣＤ３０３で取得する画像データから被写体の輝度を検出する処理が行われる。
【００８６】
ステップＳＴ７では、上記のステップＳＴ１と同様に、被写体の輝度が低いかを判定する。ここで、輝度が低い場合には、ステップＳＴ８に進み、輝度が低くない場合には、ステップＳＴ１１に進む。
【００８７】
ステップＳＴ８では、上記のステップＳＴ２と同様に、ＣＣＤ３０３を水平画素加算モードにセットする。このように、撮影待機の際に、水平画素加算モードを能動化して、画素加算値に基づく画像をＬＣＤ１０に表示するため、被写体が暗い場合でも適切に表示できる。
【００８８】
ステップＳＴ９では、ＡＦが不可能である旨の表示をＬＣＤ１０などに行い、合焦位置を５ｍに設定する。
【００８９】
ステップＳＴ１０では、ホワイトバランス演算を行う。具体的には、上記の数１に関する演算を行い、その演算結果から図１０を参照して光源を推定する処理、すなわち色温度を検出する処理を行う。
【００９０】
ステップＳＴ１１では、上記のステップＳＴ３と同様に、ＣＣＤ３０３を通常モードにセットする。
【００９１】
ステップＳＴ１２では、ＡＦ処理、すなわち合焦位置を求める処理を行う。
【００９２】
ステップＳＴ１３では、ホワイトバランス演算を行う。ここでは、ＣＣＤ３０３の各画素からＲとＧとの比、およびＢとＧとの比を求める演算を行う。
【００９３】
ステップＳＴ１４では、撮影者によりシャッターボタン８が全押しされたか、すなわちＳ２信号が生じたかを判定する。すなわち、撮影者による撮影指示入力があったかを判断する。ここで、全押しされている場合には、ステップＳＴ１５に進み、全押しされていない場合には、ステップＳＴ１に戻る。
【００９４】
ステップＳＴ１５では、ＣＣＤ３０３を、通常モードにセットする。ここでは、水平画素加算モードを不能化、すなわち解除し、ＣＣＤ３０３に係る画素ごとの出力に基づく画像データを生成するモードに設定される。
【００９５】
ステップＳＴ１６では、ＣＣＤ３０３において露光を行う。
【００９６】
ステップＳＴ１７では、ＣＣＤ３０３から被写体の画像データを読み出す。
【００９７】
ステップＳＴ１８では、ステップＳＴ１７でＣＣＤ３０３から読み出された画像データに対してホワイトバランス補正を行う。ここでは、ステップＳＴ１０のホワイトバランス演算の動作で推定された光源の情報、またはステップＳＴ１３で得られた出力比Ｒ／ＧおよびＢ／Ｇの情報に基づき色温度が検出され、その色温度に基づいてホワイトバランス補正が行われることとなる。このホワイトバランス補正においては、ステップＳＴ１４の撮影指示入力の前にホワイトバランス演算を行って、その結果を反映するため、ホワイトバランス補正を迅速に行えることとなる。
【００９８】
ステップＳＴ１９では、撮像された画像データを記録媒体９１に記録する。
【００９９】
以上のデジタルカメラ１の動作により、水平画素加算モードにおいて数１に示す演算を行うことにより、カラーで単板式のＣＣＤにおいて画素加算される場合でも、被写体に関する色温度を容易に検出できる。
【０１００】
また、ホワイトバランス補正に関しては、図７に示す画素配列ＡＤａでＲとＧとの混色データである画素加算値Ｘと、画素配列ＡＤｂでＢとＧとの混色データである画素加算値Ｙとから、次の数２に示す演算を行って検出される色温度を利用しても良い。
【０１０１】
【数２】
0003573123.tif 000003
【０１０２】
上記の数２から演算されるＢの値（比率）によって、光源の色温度の状態が推定できることとなるが、Ｂの値と光源との関係を整理したものを、図１２に示す。この図１２において各光源に対応するＢの具体的な数値については、太陽光が約０．８、白色蛍光灯が約１．０、白熱球が約１．４となっている。
【０１０３】
数１を利用する場合と同様に、数２から導かれる算出値Ｂに基づき、図１２を参照することによって光源（色温度）を推定した後、例えばフラッシュＲＯＭ２１１ｂに格納されている各光源のホワイトバランス調整値のうち、推定された光源に対応するホワイトバランス調整値を取得する。そして、このホワイトバランス調整値を用いて、撮影画像データを補正すると、適切なホワイトバランス補正が行えることとなる。
【０１０４】
以上より、数２に示す演算式を利用する場合にも、水平画素加算モードにおいて被写体に関する色温度を容易に検出できることとなる。
【０１０５】
＜変形例＞
◎上記実施形態におけるＣＣＤについては、３原色であるＲ、Ｇ、Ｂを有する画素で構成されるのは必須でなく、補色となるＣ、Ｍ、Ｙを有する画素で構成されても良い。
【０１０６】
◎上記実施形態における色温度の検出については、数１のように（Ｘ−Ｙ）を（Ｘ＋Ｙ）で除算するのは必須でなく、Ｘ−Ｙのみから色温度を検出しても良い。この場合には、検出の精度が低下するが、簡易に色温度を検出できることとなる。
【０１０７】
◎本発明については、デジタルカメラに限らず、ＣＣＤの画素加算を行って色温度を検出する測色計に適用しても良い。
【０１０８】
◎上述した具体的実施形態には、以下の構成を有する発明が含まれている。
【０１０９】
（１）検出された色温度に基づき、画像データに対するホワイトバランス補正を行うことを特徴とするデジタルカメラ。
【０１１０】
これにより、ホワイトバランス補正を適切に行える。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項５の発明によれば、第１の画素行で互いに隣接し、第１カラー画素と第２カラー画素とからなる複数の画素それぞれの出力を加算し生成された第１加算出力と、第２の画素行で互いに隣接し、第１カラー画素と第３カラー画素とからなる複数の画素それぞれの出力を加算し生成された第２加算出力とに基づき、被写体に係る色温度を検出する。その結果、カラーで単板式の電荷結合素子において画素加算される場合でも、被写体に関する色温度を容易に検出できる。すなわち、被写体が暗い状況下で、感度を向上させるために画素加算により混色が発生した画像データからでも色温度の推定が可能となる。
【０１１２】
特に、請求項２の発明においては、第１加算出力と第２加算出力との比率に基づき色温度を検出するため、簡単に精度良く色温度を検出できる。
【０１１３】
また、請求項３の発明においては、第１加算出力と第２加算出力との差と、第１加算出力と第２加算出力との和との比率に基づき色温度を検出するため、簡単に精度良く色温度を検出できる。
【０１１４】
また、請求項４の発明においては、検出手段により検出された色温度に基づき、電荷結合素子に係る画素ごとの出力に基づく画像データに対してホワイトバランス補正を行って、画像データを記録する。その結果、被写体が暗くてもライブビュー時の更新周期が低下することがないため、移動する被写体やカメラアングルを変更する場合でも、操作性が悪化することを防止できる。また、ライブビュー時に検出した色温度を記録の際に利用するため、ホワイトバランス補正を迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１の正面図である。
【図２】デジタルカメラ１の背面図である。
【図３】デジタルカメラ１の側面図である。
【図４】デジタルカメラ１の底面図である。
【図５】デジタルカメラ１の内部構成を示すブロック図である。
【図６】画像処理部２００の構成を示すブロック図である。
【図７】ＣＣＤ３０３の画素配列を説明するための図である。
【図８】通常のＣＣＤ出力と水平画素加算モードのＣＣＤ出力とを比較するための図である。
【図９】画素加算のイメージを説明するための図である。
【図１０】算出値Ａと光源との関係を示す図である。
【図１１】デジタルカメラ１における撮影モードの動作を示すフローチャートである。
【図１２】算出値Ｂと光源との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  デジタルカメラ
１０  液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
２１１  全体制御部
２０７  ホワイトバランス回路
３０３  ＣＣＤ（電荷結合素子）
Ｌ１  第１画素行
Ｌ２  第２画素行
ＰＭ  画素行列
Ｘ、Ｙ  画素加算値
【図１】
0003573123.tif 000004
【図２】
0003573123.tif 000005
【図３】
0003573123.tif 000006
【図４】
0003573123.tif 000007
【図５】
0003573123.tif 000008
【図６】
0003573123.tif 000009
【図７】
0003573123.tif 000010
【図８】
0003573123.tif 000011
【図９】
0003573123.tif 000012
【図１０】
0003573123.tif 000013
【図１１】
0003573123.tif 000014
【図１２】
0003573123.tif 000015