(57)【要約】【課題】ホワイトバランス補正を精度良く行える撮像装置の技術を提供する。【解決手段】撮像装置では、撮像素子によって取得された撮像画像に基づき被写体を照らす光源の推定処理を行い、推定処理によって推定された光源に基づくホワイトバランス補正を行う。この光源の推定処理では、色空間において例えばタングステン光源下では現れない色領域Ｅｖに属する色（例えば太陽光下の青色Ｐｂやシアン色Ｐｃ）が撮像画像から検出される場合には、このタングステン光源を光源の候補から除外するようにする。これにより、光源の推定精度が向上してホワイトバランス補正を精度良く行える。【選択図】図７
2011049720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像し撮像画像を取得する撮像手段と、
前記撮像画像に基づき前記被写体を照らす光源の推定処理を行う光源推定手段と、
前記推定処理によって推定された光源に基づきホワイトバランス補正を行う補正手段と、
を備え、
前記光源推定手段は、
色空間において特定の光源下では現れない色領域に属する色を、前記撮像画像から検出する検出手段と、
前記検出手段により前記撮像画像から前記色領域に属する色が検出される場合には、前記推定処理において前記特定の光源を除外する除外手段と、
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記除外手段は、
前記撮像画像を領域分割し、複数の部分領域を規定する規定手段と、
前記複数の部分領域のうち少なくとも１の部分領域で前記色領域に属する色が検出される場合には、前記推定処理において前記特定の光源を除外する手段と、
を有する請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記推定処理によって推定された光源に基づき、前記被写体のうちの主要被写体に係る画像部分に対して前記ホワイトバランス補正を行う手段、
を有する請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記推定処理では、複数の光源候補から前記被写体を照らす光源を抽出する処理が行われ、
前記補正手段は、
前記被写体における白色部分の検出に用いる白色検出領域として前記色空間に規定される規定領域に基づき、前記ホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正手段、
を有するとともに、
前記ホワイトバランス補正手段は、
前記検出手段により前記撮像画像から前記色領域に属する色が検出されない場合には、前記複数の光源候補それぞれに係る前記白色検出領域を包括する包括領域を、前記規定領域として設定する第１設定手段と、
前記検出手段により前記撮像画像から前記色領域に属する色が検出される場合には、前記包括領域から前記特定の光源に係る前記白色検出領域を除外した領域を、前記規定領域として設定する第２設定手段と、
を有する請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体を撮像し撮像画像を取得する撮像工程と、
前記撮像画像に基づき前記被写体を照らす光源の推定処理を行う光源推定工程と、
前記推定処理によって推定された光源に基づきホワイトバランス補正を行う補正工程と、
を備え、
前記光源推定工程は、
色空間において特定の光源下では現れない色領域に属する色を、前記撮像画像から検出する検出工程と、
前記検出工程で前記撮像画像から前記色領域に属する色が検出される場合には、前記推定処理において前記特定の光源を除外する除外工程と、
を有するホワイトバランス補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像し撮像画像を取得する撮像手段を備えた撮像装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を用いて被写体の画像を取得するデジタルカメラ(撮像装置)では、被写体を照らす照明(光源)の種類に応じて被写体画像の色が変化するため、被写体における実際の白色が被写体画像で白色として再現されるようにする補正、つまりホワイトバランス補正（ホワイトバランス制御）が可能な構成となっている。
【０００３】
このホワイトバランス補正に関しては、例えば予め様々な光源下で白い被写体が取り得る色空間の領域(以下では「白色検出領域」ともいう)を設定しておき、この白色検出領域内の色成分を有した画素(画像部分)を被写体の白色部分(積分対象)と判断し、その積分（画素値の加算）を行ってホワイトバランスゲインを決定する技術が知られている。
【０００４】
ただし、この技術では、色空間において太陽光下の肌色を表す色領域とタングステン光源下の白色を表す色領域とが重なっているため、太陽光下の肌色がタングステン光源下の白色と誤判定されてしまうという不具合がある。
【０００５】
上記の不具合を改善する技術としては、例えば特許文献１のようなホワイトバランス補正技術が提案されている。この技術によれば、被写体画像から検出される顔領域を上記の積分対象から除外してホワイトバランスゲインを決定することで、上記の誤判定を防ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８９３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のホワイトバランス補正技術では、上記の積分対象から除外する顔領域の検出処理が行われることとなるが、顔以外(腕など)の肌色や肌色の類似色などは顔領域の検出処理では検出されないため、これらの画像部分が積分されホワイトバランスゲインに反映されてしまう。これでは、ホワイトバランス補正を精度良く行うのは困難である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ホワイトバランス補正を精度良く行える撮像装置の技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの側面は、撮像装置であって、被写体を撮像し撮像画像を取得する撮像手段と、前記撮像画像に基づき前記被写体を照らす光源の推定処理を行う光源推定手段と、前記推定処理によって推定された光源に基づきホワイトバランス補正を行う補正手段とを備え、前記光源推定手段は、色空間において特定の光源下では現れない色領域に属する色を、前記撮像画像から検出する検出手段と、前記検出手段により前記撮像画像から前記色領域に属する色が検出される場合には、前記推定処理において前記特定の光源を除外する除外手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、色空間において特定の光源下では現れない色領域に属する色が撮像画像から検出される場合には、この特定の光源を、撮像画像に基づき被写体を照らす光源の推定処理において除外する。このような推定処理によって推定された光源に基づきホワイトバランス補正を行うことにより、ホワイトバランス補正を精度良く行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観構成を示す図である。
【図２】撮像装置の外観構成を示す図である。
【図３】撮像装置の縦断面図である。
【図４】ミラー部におけるミラーアップの状態を示す図である。
【図５】撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】タングステン光源下と太陽光下とで測定した各色の分布を示す図である。
【図７】タングステン光源下では存在しない色の領域を説明するための図である。
【図８】タングステン光源が除外される場合のホワイトバランス補正を説明するための図である。
【図９】日陰の光源下と太陽光下とで測定した各色の分布を示す図である。
【図１０】日陰の光源下では存在しない色の領域を説明するための図である。
【図１１】日陰の光源が除外される場合のホワイトバランス補正を説明するための図である。
【図１２】光源除外処理に関する撮像装置の基本的な動作を示すフローチャートである。
【図１３】撮像画像の領域分割を説明するための図である。
【図１４】ホワイトバランス補正処理に関する撮像装置の基本的な動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
［撮像装置の外観構成］
図１および図２は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。ここで、図１および図２は、それぞれ正面図および背面図を示している。
【００１３】
撮像装置１は、例えば一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラとして構成されており、カメラボディ１０と、カメラボディ１０に着脱自在な撮影レンズとしての交換レンズ２とを備えている。
【００１４】
図１において、カメラボディ１０の正面側には、正面略中央に交換レンズ２が装着されるマウント部３０１と、マウント部３０１の右横に配置されたレンズ交換ボタン３０２と、把持可能とするためのグリップ部３０３とが設けられている。また、カメラボディ１０には、正面左上部に配置されたモード設定ダイアル３０５と、正面右上部に配置された制御値設定ダイアル３０６と、グリップ部３０３の上面に配置されたシャッターボタン３０７とが設けられている。
【００１５】
また、図２において、カメラボディ１０の背面側には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）３１１と、ＬＣＤ３１１の左方に配置された設定ボタン群３１２と、ＬＣＤ３１１の右方に配置された十字キー３１４と、十字キー３１４の中央に配置されたプッシュボタン３１５とが備えられている。また、カメラボディ１０の背面側には、ＬＣＤ３１１の上方に配設されたファインダ窓３１６と、ファインダ窓３１６の周囲を囲むアイカップ３２１と、ファインダ窓３１６の左方に配設されたメインスイッチ３１７とが設けられている。さらに、カメラボディ１０は、その背面側にファインダ窓３１６の右方に配設された露出補正ボタン３２３およびＡＥロックボタン３２４と、ファインダ窓３１６の上方に配設されたフラッシュ部３１８および接続端子部３１９とを備えている。
【００１６】
マウント部３０１には、装着された交換レンズ２との電気的接続を行うためコネクタＥｃ(図５参照)や、機械的接続を行うためのカプラ７５(図５参照)が設けられている。
【００１７】
レンズ交換ボタン３０２は、マウント部３０１に装着された交換レンズ２を取り外す際に押下されるボタンである。
【００１８】
グリップ部３０３は、ユーザが撮影時に撮像装置１を把持する部分であり、フィッティング性を高めるために指形状に合わせた表面凹凸が設けられている。なお、グリップ部３０３の内部には電池収納室およびカード収納室(不図示)が設けられている。電池収納室にはカメラの電源として電池６９Ｂ(図５参照)が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード６７(図５参照)が着脱可能に収納されるようになっている。なお、グリップ部３０３には、当該グリップ部３０３をユーザが把持したか否かを検出するためのグリップセンサを設けるようにしても良い。
【００１９】
モード設定ダイアル３０５及び制御値設定ダイアル３０６は、カメラボディ１０の上面と略平行な面内で回転可能な略円盤状の部材からなる。モード設定ダイアル３０５は、自動露出（ＡＥ）制御モードや自動焦点（ＡＦ；オートフォーカス）制御モード、或いは１枚の静止画を撮影する静止画撮影モードや連続撮影を行う連続撮影モード等の各種撮影モード、記録済みの画像を再生する再生モード等、撮像装置１に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。一方、制御値設定ダイアル３０６は、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する制御値を設定するためのものである。
【００２０】
シャッターボタン３０７は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされた押下スイッチである。静止画撮影モードにおいてシャッターボタン３０７が半押しされると、被写体の静止画を撮影するための準備動作（露出制御値の設定や焦点検出等の準備動作）が実行される。また、シャッターボタン３０７が全押しされると、撮影動作（撮像素子１０１(図３参照)を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカード等に記録する一連の動作）が実行される。
【００２１】
ＬＣＤ３１１は、画像表示が可能なカラー液晶パネルを備えており、撮像素子１０１(図３参照)により被写体を撮像して取得された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。なお、ＬＣＤ３１１に代えて、有機ＥＬやプラズマ表示装置を用いるようにしても良い。
【００２２】
設定ボタン群３１２は、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。この設定ボタン群３１２には、例えばＬＣＤ３１１に表示されるメニュー画面で選択された内容を確定するための選択確定スイッチ、選択取り消しスイッチ、メニュー画面の内容を切り替えるメニュー表示スイッチ、表示オン／オフスイッチ、表示拡大スイッチなどが含まれる。
【００２３】
十字キー３１４は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部（図中の三角印の部分）を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図示省略の接点（スイッチ）により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン３１５は、十字キー３１４の中央に配置されている。十字キー３１４及びプッシュボタン３１５は、撮影倍率の変更（ズームレンズ２１２(図５参照)のワイド方向やテレ方向への移動）、ＬＣＤ３１１等に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件（絞り値、シャッタスピード、フラッシュ発光の有無等）の設定等の指示を入力するためのものである。
【００２４】
ファインダ窓３１６は、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。すなわち、ファインダ窓３１６には、交換レンズ２からの被写体像が導かれており、ユーザは、このファインダ窓３１６を覗くことにより、実際に撮像素子１０１にて撮像される被写体を視認することができる。
【００２５】
メインスイッチ３１７は、左右にスライドする２接点のスライドスイッチからなり、左にセットすると撮像装置１の電源がオンされ、右にセットすると電源がオフされる。
【００２６】
フラッシュ部３１８は、ポップアップ式の内蔵フラッシュとして構成されている。一方、外部フラッシュ等をカメラボディ１０に取り付ける場合には、接続端子部３１９を使用して接続する。
【００２７】
アイカップ３２１は、遮光性を有してファインダ窓３１６への外光の侵入を抑制する「コ」字状の遮光部材である。
【００２８】
露出補正ボタン３２３は、露出値（絞り値やシャッタースピード）を手動で調整するためのボタンであり、ＡＥロックボタン３２４は、露出を固定するためのボタンである。
【００２９】
交換レンズ２は、被写体からの光（光像）を取り込むレンズ窓として機能するとともに、当該被写体光をカメラボディ１０の内部に配置されている撮像素子１０１に導くための撮影光学系として機能するものである。この交換レンズ２は、上述のレンズ交換ボタン３０２を押下操作することで、カメラボディ１０から取り外すことが可能となっている。
【００３０】
交換レンズ２は、光軸ＬＴに沿って直列的に配置された複数のレンズからなるレンズ群２１を備えている(図５参照)。このレンズ群２１には、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ２１１(図５参照)と、変倍を行うためのズームレンズ２１２(図５参照)とが含まれており、それぞれ光軸ＬＴ(図３参照)方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。また、交換レンズ２には、その鏡胴の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な操作環が備えられており、上記のズームレンズ２１２は、マニュアル操作或いはオート操作により、上記操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じたズーム倍率(撮影倍率)に設定されるようになっている。
【００３１】
［撮像装置１の内部構成］
次に、撮像装置１の内部構成について説明する。図３は、撮像装置１の縦断面図である。図３に示すように、カメラボディ１０の内部には、撮像素子１０１、ファインダ部１０２（ファインダ光学系）、ミラー部１０３、位相差ＡＦモジュール１０７などが備えられている。
【００３２】
撮像素子１０１は、カメラボディ１０に交換レンズ２が装着された場合の当該交換レンズ２が備えているレンズ群の光軸ＬＴ上において、光軸ＬＴに対して垂直となる方向に配置されている。撮像素子１０１としては、例えばフォトダイオードを有して構成される複数の画素がマトリクス状に２次元配置され、各画素の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが１：２：１の比率で配設されてなるベイヤー配列のＣＭＯＳカラーエリアセンサ（ＣＭＯＳ型の撮像素子）が用いられる。撮像素子１０１は、交換レンズ２を通って結像された被写体の光像をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像信号として出力する。
【００３３】
上記の光軸ＬＴ上において、被写体光をファインダ部１０２へ向けて反射される位置には、ミラー部１０３が配置されている。交換レンズ２を通過した被写体光は、ミラー部１０３（後述の主ミラー１０３１）によって上方へ反射される。交換レンズ２を通過した被写体光の一部はこのミラー部１０３を透過する。
【００３４】
ファインダ部１０２は、ペンタプリズム１０５、接眼レンズ１０６及びファインダ窓３１６を備えている。ペンタプリズム１０５は、断面５角形を呈し、その下面から入射された被写体光像を内部での反射によって当該光像の天地左右を入れ替えて正立像にするためのプリズムである。接眼レンズ１０６は、ペンタプリズム１０５により正立像にされた被写体像をファインダ窓３１６の外側に導く。このような構成により、ファインダ部１０２は、本撮影前の撮影待機時において被写体を確認するためのファインダとして機能する。
【００３５】
ミラー部１０３は、主ミラー１０３１及びサブミラー１０３２から構成されており、主ミラー１０３１の背面側において、サブミラー１０３２が主ミラー１０３１の背面に向けて倒れるように回動可能に設けられている。主ミラー１０３１を透過した被写体光の一部はサブミラー１０３２によって反射され、この反射された被写体光は位相差ＡＦモジュール１０７に入射される。
【００３６】
上記のミラー部１０３は、所謂クイックリターンミラーとして構成されており、露光時(本撮影時)には図４に示すように回転軸１０３３を回動支点として上方に向けて跳ね上がる。この際、サブミラー１０３２は、上記のミラー部１０３がペンタプリズム１０５の下方位置で停止したときには、主ミラー１０３１と略平行となるように折り畳まれた状態となる。これにより、ミラー部１０３によって遮られることなく、光軸ＬＴ上の光路に沿って交換レンズ２から導光された被写体光が、撮像素子(撮像センサ)１０１で受光される。撮像素子１０１が露光される撮像動作が終了すると、ミラー部１０３は元の位置（図３に示す位置）に復帰する。
【００３７】
また、ミラー部１０３を本撮影(画像記録用の撮影)の前に図４に示すミラーアップの状態にすることにより撮像装置１は、撮像素子１０１で順次に生成される画像信号に基づき動画的態様で被写体をＬＣＤ３１１に表示するライブビュー(プレビュー)表示が可能となっている。すなわち、本撮影前の撮像装置１では、上記のライブビュー表示が行われる電子ファインダ(ライブビューモード)、または光学ファインダを選択して被写体の構図決めが可能である。なお、電子ファインダと光学ファインダとの切替えは、図２に示す切替スイッチ８５を操作することにより行われる。
【００３８】
また、ファインダ部１０２におけるペンタプリズム１０６の下方には、焦点板（フォーカシングスクリーン）７７が配設されるとともに、ペンタプリズム１０６の上面に沿って測光センサ７８が設けられている。
【００３９】
焦点板７７では、主ミラー１０３１で反射されて上方に進路を変更した被写体光が結像される。
【００４０】
測光センサ７８は、測光素子として構成され、焦点板７７を通ってペンタプリズム１０５内に入射された被写体光を受光し、測光を行って被写体に関する測光値を取得する。
【００４１】
位相差ＡＦモジュール１０７は、被写体のピント情報を検出する測距素子等からなる所謂ＡＦセンサとして構成されている。この位相差ＡＦモジュール１０７は、ミラー部１０３の底部に配設されており、位相差検出方式の焦点検出(以下では「位相差ＡＦ」ともいう)により合焦位置を検出する。すなわち、撮影待機時においてユーザがファインダ窓３１６で被写体を確認する場合には、図３に示すように主ミラー１０３１およびサブミラー１０３２がダウンされた状態で位相差ＡＦモジュール１０７に被写体からの光が導かれる。そして、位相差ＡＦモジュール１０７からの出力に基づき交換レンズ２内のフォーカスレンズ２１１が駆動されてピント合わせが行われる。
【００４２】
撮像素子１０１の光軸方向前方には、シャッタユニット４０が配置されている。このシャッタユニット４０は、上下方向に移動する幕体を備え、その開動作および閉動作により光軸ＬＴに沿って撮像素子１０１に導かれる被写体光の光路開口動作および光路遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタとして構成されている。なお、シャッタユニット４０は、撮像素子１０１が完全電子シャッター可能な撮像素子である場合には省略可能である。
【００４３】
［撮像装置１の電気的構成］
図５は、撮像装置１の電気的な構成を示すブロック図である。ここで、図１〜図４と同一の部材等については、同一の符号を付している。なお、説明の便宜上、交換レンズ２の電気的構成について先ず説明する。
【００４４】
交換レンズ２は、上述したレンズ群２１に加え、レンズ駆動機構２４と、レンズ位置検出部２５と、レンズ制御部２６と、絞り駆動機構２７とを備えている。
【００４５】
レンズ群２１では、フォーカスレンズ２１１及びズームレンズ２１２と、カメラボディ１０に備えられた撮像素子１０１へ入射される光量を調節するための絞り２３とが、鏡胴２２内において光軸ＬＴ(図３)方向に保持されており、被写体の光像を取り込んで撮像素子１０１に結像させる。ＡＦ制御では、フォーカスレンズ２１１が交換レンズ２内のＡＦアクチュエータ７１Ｍにより光軸ＬＴ方向に駆動されることで焦点調節が行われる。
【００４６】
フォーカス駆動制御部７１Ａは、レンズ制御部２６を介してメイン制御部６２から与えられるＡＦ制御信号に基づき、フォーカスレンズ２１１を合焦位置に移動させるために必要な、ＡＦアクチュエータ７１Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。ＡＦアクチュエータ７１Ｍは、ステッピングモータ等からなり、レンズ駆動機構２４にレンズ駆動力を与える。
【００４７】
レンズ駆動機構２４は、例えばヘリコイド及び該ヘリコイドを回転させる図示省略のギア等で構成され、ＡＦアクチュエータ７１Ｍからの駆動力を受けて、フォーカスレンズ２１１等を光軸ＬＴと平行な方向に駆動させるものである。なお、フォーカスレンズ２１１の移動方向及び移動量は、それぞれＡＦアクチュエータ７１Ｍの回転方向及び回転数に従う。
【００４８】
レンズ位置検出部２５は、レンズ群２１の移動範囲内において光軸ＬＴ方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながらレンズと一体的に移動するエンコーダブラシとを備えており、レンズ群２１の焦点調節時の移動量を検出する。なお、レンズ位置検出部２４で検出されたレンズ位置は、例えばパルス数として出力される。
【００４９】
レンズ制御部２６は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや状態情報に関するデータを記憶するフラッシュメモリ等のメモリが内蔵されたマイクロコンピュータからなっている。
【００５０】
また、レンズ制御部２６は、コネクタＥｃを介してカメラボディ１０のメイン制御部６２との間で通信を行う通信機能を有している。これにより、例えばレンズ群２１の焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報データや、レンズ位置検出部２５で検出されるフォーカスレンズ２１１の位置情報をメイン制御部６２に送信できるとともに、メイン制御部６２から例えばフォーカスレンズ２１１の駆動量のデータを受信できる。
【００５１】
絞り駆動機構２７は、カプラ７５を介して絞り駆動アクチュエータ７６Ｍからの駆動力を受けて、絞り２３の絞り径を変更するものである。
【００５２】
続いて、カメラボディ１０の電気的構成について説明する。カメラボディ１０は、先に説明した撮像素子１０１、シャッタユニット４０等の他に、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）５および画像処理部６１、画像メモリ６１４、メイン制御部６２、フラッシュ回路６３、操作部６４、ＶＲＡＭ６５、カードＩ／Ｆ６６、メモリカード６７を備えて構成される。また、カメラボディ１０は、通信用Ｉ／Ｆ６８、電源回路６９、電池６９Ｂ、ミラー駆動制御部７２Ａ及びミラー駆動アクチュエータ７２Ｍ、シャッタ駆動制御部７３Ａ及びシャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍ、絞り駆動制御部７６Ａ及び絞り駆動アクチュエータ７６Ｍを備えて構成されている。
【００５３】
撮像素子１０１は、先に説明した通りＣＭＯＳカラーエリアセンサからなり、後述のタイミング制御回路５１により、当該撮像素子１０１の露光動作の開始（及び終了）や、撮像素子１０１が備える各画素の出力選択、画素信号の読出し等の撮像動作が制御される。
【００５４】
ＡＦＥ５は、撮像素子１０１に対して所定の動作を行わせるタイミングパルスを与えるとともに、撮像素子１０１から出力される被写体の画像信号に所定の信号処理を施し、デジタル信号に変換して画像処理部６１に出力するものである。このＡＦＥ５は、タイミング制御回路５１、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３などを備えて構成されている。
【００５５】
タイミング制御回路５１は、メイン制御部６２から出力される基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス（垂直走査パルスφＶｎ、水平走査パルスφＶｍ、リセット信号φＶｒ等を発生させるパルス）を生成して撮像素子１０１に出力し、撮像素子１０１の撮像動作を制御する。また、所定のタイミングパルスを信号処理部５２やＡ／Ｄ変換部５３にそれぞれ出力することにより、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３の動作を制御する。
【００５６】
信号処理部５２は、撮像素子１０１から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すもので、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路及びクランプ回路等が設けられている。このＡＧＣ回路では、撮像素子１０１で生成された画像信号を増幅率(ゲイン)可変に増幅することができる。また、Ａ／Ｄ変換部５３は、信号処理部５２から出力されたアナログのＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を、タイミング制御回路５１から出力されるタイミングパルスに基づいて、複数のビット（例えば１２ビット）からなるデジタルの画像信号に変換するものである。
【００５７】
画像処理部６１は、ＡＦＥ５から出力される画像データに所定の信号処理を行って画像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路６１１、ホワイトバランス補正回路６１２及びガンマ補正回路６１３等を備えて構成されている。なお、画像処理部６１へ取り込まれた画像データは、撮像素子１０１の読み出しに同期して画像メモリ６１４に一旦書き込まれ、以後この画像メモリ６１４に書き込まれた画像データにアクセスして、画像処理部６１の各ブロックにおいて処理が行われる。
【００５８】
黒レベル補正回路６１１は、Ａ／Ｄ変換部５３によりＡ／Ｄ変換されたＲ、Ｇ、Ｂの各デジタル画像信号の黒レベルを、基準の黒レベルに補正するものである。
【００５９】
ホワイトバランス補正回路６１２は、光源に応じた白の基準に基づいて、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各色成分のデジタル信号のレベル変換（ホワイトバランス(ＷＢ)調整）を行うものである。すなわち、ホワイトバランス補正回路６１２は、メイン制御部６２（の光源推定部６２１）と協働して、撮影被写体において輝度や彩度データ等から本来白色であると推定される部分を特定し、その部分のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色成分の積分（または平均）と、Ｇ／Ｒ比及びＧ／Ｂ比とを求め、これをＲ、Ｂの補正ゲイン（ホワイトバランスゲイン）としてレベル補正する。
【００６０】
ガンマ補正回路６１３は、ＷＢ調整された画像データの階調特性を補正するものである。具体的にはガンマ補正回路６１３は、画像データのレベルを色成分毎に予め設定されたガンマ補正用テーブルを用いて非線形変換するとともにオフセット調整を行う。
【００６１】
画像メモリ６１４は、撮影モード時には、画像処理部６１から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対しメイン制御部６２により所定の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、メモリカード６７から読み出した画像データを一時的に記憶する。
【００６２】
メイン制御部６２は、マイクロコンピュータとして構成されており、主にＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを備えている。このメイン制御部６２は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能をソフトウェア的に実現する。例えば、メイン制御部６２は、位相差ＡＦモジュール１０７およびフォーカス駆動制御部７１Ａ等と協動して、フォーカスレンズ２１１の位置を制御する合焦制御動作を行う。
【００６３】
また、メイン制御部６２は、ソフトウェア的に実現される光源推定部６２１を有している。光源推定部６２１は、ホワイトバランス補正回路６１２において適切なホワイトバランス補正が行えるように、撮像素子１０１で撮像して取得された画像（以下では「撮像画像」ともいう）に基づき光源の推定処理を行う。この光源推定部６２１における光源の推定処理では、太陽光やタングステン光源などの複数の光源候補から被写体を照らす光源を抽出する処理が行われるが、この処理の詳細については後述する。そして、光源推定部６２１での推定処理によって推定された光源に基づきホワイトバランス補正回路６１２にてホワイトバランス補正が行われる。
【００６４】
フラッシュ回路６３は、フラッシュ撮影モードにおいて、フラッシュ部３１８または接続端子部３１９に接続される外部フラッシュの発光量を、メイン制御部６２により設定された発光量に制御するものである。
【００６５】
操作部６４は、上述のモード設定ダイアル３０５、制御値設定ダイアル３０６、シャッターボタン３０７、設定ボタン群３１２、十字キー３１４、プッシュボタン３１５、メインスイッチ３１７等を含み、操作情報をメイン制御部６２に入力するためのものである。
【００６６】
ＶＲＡＭ６５は、ＬＣＤ３１１の画素数に対応した画像信号の記憶容量を有し、メイン制御部６２とＬＣＤ３１１との間のバッファメモリである。カードＩ／Ｆ６６は、メモリカード６７とメイン制御部６２との間で信号の送受信を可能とするためのインターフェースである。メモリカード６７は、メイン制御部６２で生成された画像データを保存する記録媒体である。通信用Ｉ／Ｆ６８は、パーソナルコンピュータやその他の外部機器に対する画像データ等の伝送を可能とするためのインターフェースである。
【００６７】
電源回路６９は、例えば定電圧回路等からなり、メイン制御部６２等の制御部、撮像素子１０１、その他の各種駆動部等、撮像装置１全体を駆動させるための電圧を生成する。なお、撮像素子１０１への通電制御は、メイン制御部６２から電源回路６９に与えられる制御信号により行われる。電池６９Ｂは、ニッケル水素充電池等の二次電池や、アルカリ乾電池等の一次電池からなり、撮像装置１全体に電力を供給する電源である。
【００６８】
ミラー駆動制御部７２Ａは、撮影動作のタイミングに合わせて、ミラー駆動アクチュエータ７２Ｍを駆動させる駆動信号を生成するものである。ミラー駆動アクチュエータ７２Ｍは、ミラー部１０３（クイックリターンミラー）を、水平姿勢若しくは傾斜姿勢に回動させるアクチュエータである。
【００６９】
シャッタ駆動制御部７３Ａは、メイン制御部６２から与えられる制御信号に基づき、シャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。シャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍは、シャッタユニット４０の開閉駆動(開閉動作)を行うアクチュエータである。
【００７０】
絞り駆動制御部７６Ａは、メイン制御部６２から与えられる制御信号に基づき、絞り駆動アクチュエータ７６Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。絞り駆動アクチュエータ７６Ｍは、カプラ７５を介して絞り駆動機構２７に駆動力を与える。
【００７１】
［光源の推定処理について］
本実施形態の撮像装置１では、被写体を照らす光源の推定処理において、撮像素子１０１で取得された撮像画像に基づき、その撮像時に被写体を照明している光源として有り得ない光源を特定し、これを光源の候補から除外する処理（以下では「光源除外処理」ともいう）が可能な構成となっている。この光源除外処理について、まず具体例としてタングステン光源を挙げて説明する。
【００７２】
図６は、タングステン光源下と太陽光下とで測定した各色の分布を示す図である。この図６では、横軸が赤色(Ｒ)のレベルに対する緑色(Ｇ)のレベルの比率(評価値)を示し、縦軸が青色(Ｂ)のレベルに対する緑色(Ｇ)のレベルの比率(評価値)を示している。そして、太陽光下の各色を白抜きの四角マークで表し、タングステン光源下の各色を白抜きの三角マークで表している。
【００７３】
図６のように、太陽光で照明された被写体の各色（赤色Ｐｒ、緑色Ｐｇ、青色Ｐｂ、黄色Ｐｙ、マゼンタ色Ｐｍ、シアン色Ｐｃ）は、タングステン光源で照明されると、図中の矢印のように色分布が変化する。すなわち、タングステン光源で照明された被写体の各色（赤色Ｑｒ、緑色Ｑｇ、青色Ｑｂ、黄色Ｑｙ、マゼンタ色Ｑｍ、シアン色Ｑｃ）は、太陽光下に比べて赤みがかった方向に分布することとなる。
【００７４】
このような太陽光下およびタングステン光源下における色分布の違いを利用し、撮像装置１では、タングステン光源を除外する処理(光源除外処理)を行えるようになっている。具体的には、図７に示すように太陽光下では存在するがタングステン光源下では存在しない色の領域(色領域)Ｅｖ(網掛け部)を、予め各光源で測定したデータに基づき色空間に設定する。この領域Ｅｖ内の色、例えば太陽光下の青色Ｐｂやシアン色Ｐｃが撮像画像から検出される場合には、その撮像時の光源がタングステン光源でないことを判断でき、これを光源推定で除外することが可能となる。このように図７に示す色空間においてタングステン光源(特定の光源)下では現れない色領域Ｅｖに属する色が撮像画像から検出される場合に、このタングステン光源を光源の推定処理において除外すれば、光源の推定精度が向上し、延いてはホワイトバランス補正を精度良く行えることとなる。
【００７５】
そして、撮像装置１では、光源の推定処理において光源の候補からタングステン光源が除外される場合には、これを反映したホワイトバランス補正(ホワイトバランス制御)が可能になっている。以下では、このホワイトバランス補正を説明する。
【００７６】
図８は、タングステン光源が除外される場合のホワイトバランス補正を説明するための図である。この図８では、図６と同様に、横軸が評価値（Ｇ／Ｒ）を示し、縦軸が評価値（Ｇ／Ｂ）を示している。なお、図８において矢印Ａｃが色温度の低い方向を表し、矢印Ａｄが色温度の高い方向を表している。
【００７７】
撮像装置１では、黒体放射線Ｃｖに沿って湾曲した帯状の領域Ｅｏが、被写体における白色部分の検出に用いるホワイトバランス補正用の白色検出領域として色空間に規定されている。この領域Ｅｏは、太陽光やタングステン光源などの様々な光源下で予め白い被写体を撮影して得られた評価値(Ｇ／Ｒ、Ｇ／Ｂ)に基づいて設定されている。すなわち、領域Ｅｏは、複数の光源候補それぞれに関する白色検出領域の和領域(ＯＲ領域)であって、これらの白色検出領域を包括する領域(以下では「白色検出の包括領域」ともいう)として規定されている。
【００７８】
そして、撮像時の光源がタングステン光源でないと判断された場合には、この白色検出の包括領域Ｅｏからタングステン光源下の白色検出領域Ｅｔ(網掛け部)を除外した（切り欠いた）領域Ｅａを、ホワイトバランス補正に用いる白色検出領域（以下では「補正用の白色検出領域」ともいう）として設定する。これにより、被写体を照らす光源として有り得ない光源を除外したホワイトバランス補正を行えるため、精度の良い補正が可能となる。
【００７９】
以上ではタングステン光源を除外する手法を述べたが、次に、被写体を照明する光源としての日陰(以下では「日陰の光源」ともいう)を除外する手法について説明する。
【００８０】
図９は、図６に対応しており、日陰の光源下と太陽光下とで測定した各色の分布を示す図である。
【００８１】
図９のように、太陽光で照明された被写体の各色（赤色Ｐｒ、緑色Ｐｇ、青色Ｐｂ、黄色Ｐｙ、マゼンタ色Ｐｍ、シアン色Ｐｃ）は、日陰の光源下では、図中の矢印のように色分布が変化する。すなわち、日陰の光源下における被写体の各色（赤色Ｓｒ、緑色Ｓｇ、青色Ｓｂ、黄色Ｓｙ、マゼンタ色Ｓｍ、シアン色Ｓｃ）は、太陽光下に比べて青みがかった方向に分布することとなる。
【００８２】
このような太陽光下および日陰の光源下における色分布の違いを利用し、撮像装置１では、日陰についての光源除外処理を行えるようになっている。具体的には、図１０に示すように太陽光下では存在するが日陰の光源下では存在しない色の領域(色領域)Ｅｗ（網掛け部）を、予め各光源で測定したデータに基づき色空間に設定する。この領域Ｅｗ内の色、例えば太陽光下の黄色Ｐｙが撮像画像から検出される場合には、その撮像時の光源が日陰の光源でないことを判断でき、これを光源推定で除外することが可能となる。このように図１０に示す色空間において日陰の光源(特定の光源)下では現れない色領域Ｅｗに属する色が撮像画像から検出される場合に、この日陰の光源を光源の推定処理において除外すれば、光源の推定精度が向上し、延いてはホワイトバランス補正を精度良く行えることとなる。
【００８３】
そして、撮像装置１では、光源の推定処理において光源の候補から日陰の光源が除外される場合には、これを反映したホワイトバランス補正(ホワイトバランス制御)が可能になっている。以下では、このホワイトバランス補正を説明する。
【００８４】
図１１は、図８に対応しており、日陰の光源が除外される場合のホワイトバランス補正を説明するための図である。
【００８５】
図１１においては、図８と同様に黒体放射線Ｃｖに沿って湾曲した帯状の形状を有する白色検出の包括領域Ｅｏが、ホワイトバランス補正で用いる白色検出領域として色空間に設定されている。
【００８６】
そして、撮像時の光源が日陰の光源でないと判断された場合には、この白色検出の包括領域Ｅｏから日陰の光源下の白色検出領域Ｅｓ(網掛け部)を除外した領域Ｅｂを、補正用の白色検出領域として設定する。これにより、考慮する必要のない光源を除外したホワイトバランス補正を行えるため、精度の良い補正が可能となる。
【００８７】
以上のように撮像装置１では、タングステン光源や日陰の光源を除外する光源除外処理と、この光源除外処理を反映したホワイトバランス補正処理とが可能となっているが、これらの処理に関する撮像装置１の具体的な動作を以下で説明する。
【００８８】
［撮像装置１の動作について］
図１２は、光源除外処理に関する撮像装置１の基本的な動作を示すフローチャートである。この動作は、メイン制御部６２によって実行される。
【００８９】
ステップＳＴ１では、撮像素子１０１で撮像し取得された撮像画像を複数のブロックに分割する。具体的には、図１３に示すように撮像画像Ｇｓを縦・横方向に領域分割し、例えば１２００個(＝水平４０個×垂直３０個)のブロック(部分領域)Ｂｋを規定(設定)する。このように領域分割して各ブロックＢｋ毎の演算を行えば、画像全体で必要な演算量の削減が図れることとなる。
【００９０】
ステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で規定した各ブロックＢｋ毎にＲＧＢの画素値を積分する。具体的には、各ブロックＢｋ内で画像を構成する各画素の輝度レベルを赤(Ｒ)、緑(Ｇ)および青(Ｂ)毎に加算する。
【００９１】
ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２で積分したＲＧＢの画素値に基づき、各ブロックＢｋ毎にホワイトバランス補正で用いる評価値(Ｇ/Ｒ、Ｇ/Ｂ)を算出する。具体的には、各ブロックＢｋにおいて、赤色(Ｒ)の積分値に対する緑色(Ｇ)の積分値の比率を評価値（Ｇ/Ｒ)として求めるとともに、青色(Ｂ)の積分値に対する緑色(Ｇ)の積分値の比率を評価値(Ｇ/Ｂ)として求める。
【００９２】
ステップＳＴ４では、ステップＳＴ３で算出された評価値が、特定の光源下で存在しない色領域(以下では「不存在の色領域」ともいう)内にあるかを判定する。具体的には、各ブロックＢｋの評価値のいずれかが、例えばタングステン光源(特定の光源)下で現れない色の領域Ｅｖ(図７)に含まれるか否かの判断や、日陰の光源(特定の光源)下で現れない色の領域Ｅｗ(図１０)に含まれるか否かの判断を行う。ここで、評価値が不存在の色領域内にある場合には、ステップＳＴ５に進み、そうでない場合には、本フローチャートを抜ける。
【００９３】
ステップＳＴ５では、ステップＳＴ４で評価値が含まれる不存在の色領域を有した特定の光源(例えばタングステン光源や日陰の光源)を、後述のホワイトバランス補正処理で除外する光源(以下では「除外光源」ともいう)として設定する。
【００９４】
以上のように撮像装置１においては、撮像画像Ｇｓに規定される複数個のブロック(部分領域)Ｂｋ(図１３)のうち少なくとも１個のブロックＢｋで、タングステン光源下や日陰の光源下で現れない色領域Ｅｖ(図７)、Ｅｗ(図１０)に属する色が検出される場合には、光源推定部６２１での光源推定処理において上記のタングステン光源や日陰の光源が除外される。これにより、光源の推定精度が向上して、次で説明するホワイトバランス補正処理を精度良く行えることとなる。
【００９５】
図１４は、ホワイトバランス補正処理に関する撮像装置１の基本的な動作を示すフローチャートである。この動作は、メイン制御部６２によって実行される。
【００９６】
ステップＳＴ１１では、図１２に示すステップＳＴ５の動作により除外光源が設定されているかを判定する。ここで、除外光源が設定されている場合には、ステップＳＴ１２に進み、設定されていない場合には、ステップＳＴ１３に進む。
【００９７】
ステップＳＴ１２では、上記のステップＳＴ５で設定された除外光源の白色検出領域を上述した白色検出の包括領域Ｅｏから除外して補正用の白色検出領域を規定する。例えば、タングステン光源が除外光源として設定されている場合には、図８のように白色検出の包括領域Ｅｏからタングステン光源下の白色検出領域Ｅｔが除外され、補正用の白色検出領域Ｅａが設定される。また、日陰の光源が除外光源として設定されている場合には、図１１のように白色検出の包括領域Ｅｏから日陰の光源下の白色検出領域Ｅｓが除外され、補正用の白色検出領域Ｅｂが設定される。
【００９８】
ステップＳＴ１３では、白色検出の包括領域Ｅｏ(図８、図１１)を補正用の白色検出領域に規定する。
【００９９】
以上のようにステップＳＴ１２では、特定の光源下で現れない色領域に属する色が撮像画像から検出される場合には、この特定の光源に係る白色検出領域を白色検出の包括領域Ｅｏから除外した領域が、補正用の白色検出領域(規定領域)として設定される。一方、ステップＳＴ１３では、特定の光源下で現れない色領域に属する色が撮像画像から検出されない場合には、白色検出の包括領域Ｅｏが補正用の白色検出領域として設定される。これにより、ホワイトバランス補正に必要な補正用の白色検出領域を適切に定めることが可能となる。
【０１００】
ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６では、図１２のフローチャートに示すステップＳＴ１〜ＳＴ３と同様の動作を行う。
【０１０１】
ステップＳＴ１７では、ステップＳＴ１２またはステップＳＴ１３で規定された補正用の白色検出領域にステップＳＴ１６で算出された評価値が含まれるブロックＢｋを抽出し、この抽出されたブロックＢｋを白色と判断して、そのＲＧＢの画素値を積分する。
【０１０２】
ステップＳＴ１８では、ステップＳＴ１７において補正用の白色検出領域(規定領域)に基づき得られた結果(ＲＧＢの積分値)から、ホワイトバランスゲイン(ホワイトバランス補正値)を決定する。そして、この決定されたホワイトバランスゲインに基づく補正を行えば、適切なホワイトバランス補正が可能となる。この場合、被写体が写る撮像画像から公知(周知)の手法によって主要被写体(例えば人物)を検出し、その主要被写体に関する画像部分に対してホワイトバランス補正を施すようにするのが好ましい。これにより、主要被写体に対して適切なホワイトバランス補正を行えることとなる。
【０１０３】
以上のような撮像装置１の動作により、特定の光源(上記のタングステン光源や日陰の光源)下では存在しない色領域Ｅｖ(図７)、Ｅｗ(図１０)内の色が撮像画像から検出される場合には、この特定の光源が光源推定処理で除外される。その結果、光源の推定精度が高まって精度の良いホワイトバランス補正が可能となる。
【０１０４】
＜変形例＞
上記の実施形態における光源除外処理については、タングステン光源や日陰の光源を除外するのは必須でなく、上述した不存在の色領域を有した他の光源を除外するようにしても良い。
【０１０５】
本発明は詳細に説明されたが、以上の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１０６】
１  撮像装置
２  交換レンズ
１０  カメラボディ
６２  メイン制御部
１０１  撮像素子
６１２  ホワイトバランス補正回路
６２１  光源推定部
Ｂｋ  ブロック
Ｅａ、Ｅｂ  補正用の白色検出領域
Ｅｏ  白色検出の包括領域
Ｅｓ  日陰の光源下の白色検出領域
Ｅｔ  タングステン光源下の白色検出領域
Ｅｖ  タングステン光源下では存在しない色の領域(不存在の色領域)
Ｅｗ  日陰の光源下では存在しない色の領域(不存在の色領域)
【図１】
2011049720.tif 000003
【図２】
2011049720.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011049720.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011049720.tif 000011
【図１０】
2011049720.tif 000012
【図１１】
2011049720.tif 000013
【図１２】
2011049720.tif 000014
【図１３】
2011049720.tif 000015
【図１４】
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