(57)【要約】【課題】光源種に対応したホワイトバランス補正と物体色の過補正軽減とをバランスよく実現し得るホワイトバランス制御方法及び撮像装置を提供する。【解決手段】ＣＣＤから出力されたＲＧＢデータからオートホワイトバランス調整用のゲインを算出する（ステップＳ２１０）。算出されたＲゲイン（又はＢゲイン）がＧに対して規定倍数量を超えていた場合には（ステップＳ２１２、Ｓ２１４）、Ｒゲイン（又はＢゲイン）を制限値でクリップする（ステップＳ２１６、Ｓ２２０）。規定倍数量ＡＲ，ＡＢ  の情報はカメラ内のＥＥＰＲＯＭに設定されている。ホワイトバランス補正のリミッタ機能は、ゲインの上限を規定する機能に加えて、ゲインの下限を規定する機能も有している。ゲインのクリップ処理により物体色の過補正を防止でき、クリップされるまでの範囲である程度のホワイトバランス補正も行われるので、低色温度シーンなどの破綻を回避できる。【選択図】    図７
2004312366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段を介して取得される画像信号に基づいてホワイトバランス調整用のゲインを算出するゲイン算出工程と、
ホワイトバランス調整に用いるゲインの上限及び下限のうち少なくとも一方を規制する制限値を設定する制限値設定工程と、
前記ゲイン算出工程において前記制限値の制限を外れたゲインが算出される場合に、前記制限値によってゲインを制限するリミッタ処理工程と、
前記制限値による制限の中で決定されたゲインに基づき色信号を補正してホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整工程と、
を含むことを特徴とするホワイトバランス制御方法。
【請求項２】
被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段を介して取得される画像信号に基づいてホワイトバランス調整用のゲインを算出するゲイン算出手段と、
ホワイトバランス調整に用いるゲインの上限及び下限のうち少なくとも一方を規制する制限値を設定する制限値設定手段と、
前記ゲイン算出手段において前記制限値の制限を外れたゲインが算出される場合に、前記制限値によってゲインを制限するリミッタ処理手段と、
前記制限値による制限の中で決定されたゲインに基づき色信号を補正してホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記制限値設定手段は、前記制限値を記憶する不揮発性の記憶手段を含むことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制限値設定手段は、低色温度シーンにおけるホワイトバランスの過補正を防止するように、少なくともＢ信号に対するゲインの上限値を設定することを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホワイトバランス制御方法及び撮像装置に係り、特にデジタルカメラやビデオカメラなどに好適なホワイトバランス制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１は、色の偏ったシーン、例えば、木目調の机や壁など、タングステン光源と類似の物体色を含むシーンにおいてホワイトバランスの過補正がかかり、色味の損なったカラーフェリアシーンができてしまうことを防止することも目的として、ゲインを規制するリミッタ領域を設定し、被写体輝度に応じてリミッタ領域を変更することにより、各色信号に対するゲインを制御する方法を開示している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−７８６０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、色温度の低いシーンにおけるオートホワイトバランス補正は、机などの木目調の物体色と光源色との区別が困難なために誤って物体色を光源と判断して補正をしてしまい、ホワイトバランスゲインのかかりすぎによる破綻した画像が得られてしまうことがある。例えば、木製の机、柱などが背景にあるシーンを撮影すると、机や柱の色を光源の色と誤判定して過度のホワイトバランス補正がおきるために、人物などの顔色が過補正で青白くなってしまう。
【０００５】
特許文献１のように、ホワイトバランス補正時のリミッタ領域を設けることにより、上記のようなカラーフェリア現象は抑制されるが、低色温度シーンなどにおいてホワイトバランス補正がかからないことになってしまうという欠点がある。
【０００６】
このようなシーンは、カラーフェリア防止と、低色温度などのホワイトバランス補正とを考量し、どちらかを捨ててどちらかを助けるようなトレードオフの関係にあるため、両方を完全に満たす補正を行うことは非常に困難である。
【０００７】
また、従来のオートホワイトバランス補正においては、物体色を光源と判断してホワイトバランス調整を行ってしまうために、撮影時に画角を少し変えて机や柱などを画面の外に移すと、ホワイトバランス補正量が大きく変わってしまい、画角を少しでも変えると色が変わるハンチング現象が発生し得る。
【０００８】
なお、上述したカラーフェリア現象は、水銀灯やメタルハライド光源などの光源色に類似の緑シーン（例えば、芝生や木の葉などの葉緑を含むシーン）においても同様に発生し得る。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光源種に対応した適切なホワイトバランス補正と、物体色の過補正軽減という相反する事項を両者バランスよく実現し得るホワイトバランス制御方法及び撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明に係るホワイトバランス制御方法は、撮像手段を介して取得される画像信号に基づいてホワイトバランス調整用のゲインを算出するゲイン算出工程と、ホワイトバランス調整に用いる色別のゲインについて上限及び下限のうち少なくとも一方を規制する制限値を設定する制限値設定工程と、前記ゲイン算出工程において前記制限値の制限を外れたゲインが算出される場合に、前記制限値によってゲインを制限するリミッタ処理工程と、前記制限値による制限の下で決定されたゲインに基づき色信号を補正してホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、撮像手段を用いて被写体を撮像することにより得られる画像信号を基にホワイトバランス調整用のゲインが算出される。例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色に色分解された画像信号の場合、Ｇを基準とするＲ，Ｂのゲインを算出してもよいし、ＲＧＢ各色についてそれぞれゲインを算出してもよい。
【００１２】
本発明では最終的に出力されるゲインに対して制限が設けられており、算出されたゲインが制限値の制限内であれば、そのゲインに基づいてホワイトバランスの補正を行う。その一方、算出されたゲインが制限値の制限を外れる場合（上限値を超える場合、或いは下限値を下回る場合）においては、ゲインを制限値でクリップし、制限値が示すゲインによってホワイトバランスの補正を行う。
【００１３】
このように、ホワイトバランスゲインの算出アルゴリズムを用いて算出されたゲインについて一定の制限値でクリップするようにしたので、ある程度の範囲（クリップされるまでの範囲）で光源色に応じたホワイトバランス補正が可能であるとともに、それを超える又は下回るシーンの物体色についての過補正も防止される。
【００１４】
上記方法発明を具現化する装置を提供するため、本発明に係る撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段を介して取得される画像信号に基づいてホワイトバランス調整用のゲインを算出するゲイン算出手段と、ホワイトバランス調整に用いるゲインの上限及び下限のうち少なくとも一方を規制する制限値を設定する制限値設定手段と、前記ゲイン算出手段において前記制限値の制限を外れたゲインが算出される場合に、前記制限値によってゲインを制限するリミッタ処理手段と、前記制限値による制限の中で決定されたゲインに基づき色信号を補正してホワイトバランス調整を行うホワイトバランス調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の一態様によれば、前記制限値設定手段は、前記制限値を記憶する不揮発性の記憶手段を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の他の態様によれば、前記制限値設定手段は、低色温度シーンにおけるホワイトバランスの過補正を防止するように、少なくともＢ信号に対するゲインの上限値を設定することを特徴とする。
【００１７】
ある程度大きいゲインが算出され得る低色温度シーンにおいて、所定の上限値を超えるゲインが算出されるときに、そのゲインをクリップ処理することにより、一定の範囲についてはホワイトバランスを補正でき、また物体色の過補正による破綻も防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るホワイトバランス制御方法及び撮像装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態に係るデジタルカメラの背面図である。同図に示したように、カメラ１の背面には、ファインダー２、多機能の十字キー３、メニュー／実行キー４、キャンセルキー５、表示キー６、モード切替レバー７及び液晶モニタ５２が設けられている。
【００２０】
十字キー３は、上下左右の４方向の指示を入力し得る操作キーであり、液晶モニタ５２に表示されるメニュー画面における各種設定項目の選択や設定内容の変更を指示する手段（カーソル移動手段）として使用されるとともに、電子ズームの倍率調整や再生コマの送り／戻しを指示する手段として用いられる。
【００２１】
メニュー／実行キー４は、メニュー画面の表示を指示するメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び処理の実行などを指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作キーである。例えば、セットアップモードが選択されると、液晶モニタ５２上にセットアップ画面が表示される。セットアップ画面においては、記録画素数（画像サイズ）、記録画質（圧縮率）、立ち上げ時の液晶モニタ５２のＯＮ／ＯＦＦ選択、オートパワーオフ時間、オープニング画面の表示設定、日時設定、ホワイトバランスモードの設定などの各種設定項目が表示される。ユーザは十字キー３を操作して、セットアップ画面から変更したい項目を選択したり、設定内容を変更したりしてから、メニュー／実行キー４を押して指示の確定を行う。
【００２２】
キャンセルキー５は、メニューから選んだ項目の取消（キャンセル）や一つ前の操作状態に戻る時などに使用される。表示キー６は、液晶モニタ５２をＯＮ／ＯＦＦ操作したり、再生方法や再生中のコマ番号等の表示／非表示を切り替えたりするための操作手段である。
【００２３】
モード切替レバー７は、「撮影モード」と「再生モード」とを切り替えるための操作部である。また、カメラ上面に配設されているモードダイヤル８を回転させることにより、セットアップモード、連写／ブラケティングモード、マニュアル撮影モード、オート撮影モード、人物撮影モード、風景撮影モード、及び夜景撮影モードのうち何れか１のモードを選択できるようになっている。
【００２４】
モードダイヤル８の中央部には、シャッターボタン９が設けられている。シャッターボタン９は、半押し時にＯＮするＳ１  スイッチと、全押し時にＯＮするＳ２  スイッチとを有する二段ストローク式のスイッチで構成されている。シャッターボタン９の「半押し」によって自動ピント合わせ（ＡＦ）及び自動露出制御（ＡＥ）が作動してＡＦとＡＥをロックし、「半押し」から更に押し込む「全押し」の状態で撮影（記録用の撮影動作）が実行される。
【００２５】
液晶モニタ５２は、撮影時に画角確認用の電子ファインダーとして使用できるとともに、撮影した画像のプレビュー画やカメラ１に装填されたメモリカード（図２中符号５６として記載）から読み出した再生画像等を表示することができる。また、液晶モニタ５２には、撮影可能コマ数（動画については撮影可能時間）や再生コマ番号の表示、ストロボ発光の有無、マクロモード表示、記録画質（クオリティー）表示、画素数表示等の情報も表示される。液晶モニタ５２は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。液晶モニタ５２に代えて、有機ＥＬなど他の方式の表示装置（表示手段）を用いることも可能である。
【００２６】
撮影者は、ファインダー２又は液晶モニタ５２に映し出されるリアルタイム画像（スルー画）を確認しながら、構図（画角）を決定し、シャッターボタン９を押下して撮影を行う。なお、図１中符号１１はグリップ部、符号１３は電源スイッチである。
【００２７】
図２は本実施形態に係るデジタルカメラのブロック図である。カメラ１の撮影レンズ１０は、単焦点レンズでもよいし、ズームレンズ等の焦点距離可変のものでもよい。撮影レンズ１０及び絞り１２を通過した光はＣＣＤ固体撮像素子（以下、ＣＣＤという。）１４に入射する。ＣＣＤ１４の受光面には多数のフォトセンサ（受光素子）が二次元的に配列され、各フォトセンサに対応して赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列形態で配置されている。
【００２８】
ＣＣＤ１４の受光面に結像された被写体像は、ＣＣＤ１４上の各センサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路１６から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。このＣＣＤ１４は、蓄積した信号電荷をシャッターゲートパルスによって掃き出すことができ、これにより電荷の蓄積時間（シャッタースピード）を制御する、いわゆる電子シャッター機能を有している。
【００２９】
ＣＣＤ１４から順次読み出された電圧信号（画像信号）は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）１８に加えられ、ここで各受光素子（画素）ごとのＲ，Ｇ，Ｂ信号がサンプリングホールドされ、Ａ／Ｄ変換器２０に加えられる。Ａ／Ｄ変換器２０は、ＣＤＳ回路１８から順次加えられるＲ，Ｇ，Ｂ信号をデジタル信号に変換して出力する。ＣＣＤ駆動回路１６、ＣＤＳ回路１８及びＡ／Ｄ変換器２０は、タイミング発生回路２２から加えられるタイミング信号によって同期して駆動されるようになっている。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器２０から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、一旦メモリ２４に格納され、その後、メモリ２４に格納されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、デジタル信号処理回路２６に加えられる。デジタル信号処理回路２６は、同時化回路２８、ホワイトバランス調整回路３０、ガンマ補正回路３２、輝度・色差信号（ＹＣ信号）作成回路３４、及びメモリ３６から構成されている。
【００３１】
同時化回路２８は、メモリ２４から読み出された点順次のＲ，Ｇ，Ｂ信号を同時式に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を同時にホワイトバランス調整回路３０に出力する。ホワイトバランス調整回路３０は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のデジタル値をそれぞれ増減するための乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから構成されており、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号は、それぞれ乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂに加えられる。
【００３２】
乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂの他の入力には、中央処理装置（ＣＰＵ）３８からホワイトバランス制御するためのホワイトバランス補正値（ゲイン値）Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが加えられており、乗算器３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂはそれぞれ２入力を乗算し、この乗算によってホワイトバランス調整されたＲ’，Ｇ’，Ｂ’信号をガンマ補正回路３２に出力する。
【００３３】
ホワイトバランス補正値をＲｇ，Ｇｇ，Ｂｇ、補正する前の信号をＲ，Ｇ，Ｂとし、ホワイトバランス調整回路３０での補正結果をＲ’，Ｇ’，Ｂ’とすると、補正結果Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’は、次式、
【００３４】
【数１】
Ｒ’＝Ｒｇ×Ｒ
Ｇ’＝Ｇｇ×Ｇ
Ｂ’＝Ｂｇ×Ｂ
によって表される。
【００３５】
ＣＰＵ３８からホワイトバランス調整回路３０に加えられるホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇの詳細については後述する。
【００３６】
ガンマ補正回路３２は、ホワイトバランス調整されたＲ’，Ｇ’，Ｂ’信号が所望のガンマ特性となるように入出力特性を変更し、ＹＣ信号作成回路３４に出力する。ＹＣ信号作成回路３４は、ガンマ補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ，Ｃｂとを作成する。これらの輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ，Ｃｂ（ＹＣ信号）は、メモリ２４と同じメモリ空間のメモリ３６に格納される。
【００３７】
ここで、メモリ３６内のＹＣ信号を読み出し、液晶モニタ５２に出力することにより、動画又は静止画を液晶モニタ５２に表示させることができる。また、シャッターボタン９のＳ２  スイッチＯＮに応動して撮影され、メモリ３６に格納されたＹＣ信号は、圧縮／伸張回路５４によってＪＰＥＧなど所定のフォーマットに従って圧縮された後、メモリカード５６その他の記録媒体に記録される。
【００３８】
画像データを保存する手段（記録部）としての記録媒体としては、スマートメディア（Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｆｌｏｐｐｙ  Ｄｉｓｋ  Ｃａｒｄ）、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなどを適用でき、電子的、磁気的、若しくは光学的、又はこれらの組み合わせによる方式に従って読み書き可能な種々の媒体を用いることができる。使用される媒体に応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。異種、同種の記録メディアを問わず、複数の媒体を装着可能な構成にしてもよい。また、画像を保存する手段は、カメラ本体に着脱可能なリムーバブルメディアに限らず、カメラ１に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。
【００３９】
再生モード時には、メモリカード５６に記録されている画像データが読み出され、圧縮／伸張回路５４によって伸張処理された後、液晶モニタ５２に出力される。こうして、液晶モニタ５２に再生画像が表示される。
【００４０】
ＣＰＵ３８は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、及びオートホワイトバランス（ＡＷＢ）演算など各種演算を実施する演算手段として機能する。メモリ２４、３６は、ＣＰＵ３８の実行プログラムの展開領域及びＣＰＵ３８の演算作業用領域として利用される。
【００４１】
モードダイヤル８、シャッターボタン９等を含むカメラ操作部４０から信号はＣＰＵ３８に入力される。ＣＰＵ３８はカメラ操作部４０からの入力信号に基づいてカメラ１の各回路を制御し、例えば、レンズ駆動制御、ＡＥ・ＡＦ制御、ＡＷＢ制御、撮影動作制御、ＣＣＤ１４からの電荷読出制御、画像処理制御、メモリカードの読み書き制御、液晶モニタの表示制御などを行う。
【００４２】
なお、カメラ操作部４０の中には、プッシュ式のスイッチ部材、ダイヤル部材、レバースイッチなどの構成によるものに限らず、メニュー画面から所望の項目を選択するようなユーザインターフェースによって実現されるものも含まれている。
【００４３】
また、本例のカメラ１は、ストロボ装置４６を有し、図示せぬストロボキーの操作に応じて、低輝度時にストロボ装置４６を自動的に発光させる自動発光モード、被写体輝度にかかわらずストロボ装置４６を発光させる強制発光モード、又はストロボ装置４６の発光を禁止させる発光禁止モード等に設定される。
【００４４】
ＣＰＵ３８はユーザが選択したストロボモードに応じて図示しないメインコンデンサの充電制御や発光管（例えば、キセノン管）への放電（発光）タイミング等を制御する。ＣＰＵ３８はストロボモードの設定に応じたホワイトバランス制御を行うようになっている。
【００４５】
ＣＰＵ３８に接続されたＥＥＰＲＯＭ５８には、ホワイトバランス制御に必要な目標値データ、リミット値（例えば、ゲインの上限、下限を示す制限倍数値）データ、ＡＥ・ＡＦ制御に必要なデータ、或いはユーザが個別に設定した各種設定情報などが格納されている。ＥＥＰＲＯＭ５８は、情報の書き換えが可能な不揮発性の記憶手段であり、電源ＯＦＦ時においても情報内容が保持される。ＣＰＵ３８は必要に応じてＥＥＰＲＯＭ５８内のデータを参照して演算等を行う。
【００４６】
カメラ１のＡＦ制御は、例えばＧ信号の高周波成分が最大になるように撮影レンズ１０を移動させるコントラストＡＦであり、シャッターボタン９の半押し時にＧ信号の高周波成分が最大になるようにレンズ駆動部４２を介して撮影レンズ１０を合焦位置に移動させる。
【００４７】
ＡＥ制御は、図３に示すように予め決めた露出▲１▼〜▲４▼にて複数回（最大４回）Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を取り込み、これらのＲ，Ｇ，Ｂ信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度（撮影ＥＶ値）を求める。
【００４８】
次に、上記撮影ＥＶ値の測定の詳細について説明する。
【００４９】
図４に示すように、１画面を複数のエリア（例えば、８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ，Ｇ，Ｂ信号から求めた輝度信号を積算し、その積算値に基づいて各分割エリアのＥＶ値（ＥＶｉ）を求める。
続いて、図４に示すように撮影モードに対応して各分割エリアのＥＶ値に重み付けを行い、画面全体のＥＶ′値を次式によって算出する。
【００５０】
【数２】
ＥＶ′＝ｌｏｇ２｛Σ（Ｗｉ  ×２ＥＶｉ  ）／ΣＷｉ  ｝
ただし、ｉ：０〜６３（８×８の分割エリアを示す添え字）
Ｗｉ  ：撮影モードに応じた各分割エリアごとの重み係数
すなわち、撮影モードがオート撮影モード又は人物撮影モードの場合には、図４（Ａ）の重み付け係数に示すように中央重点測光方式となり、風景撮影モードの場合には、図４（Ｂ）に示すように最外周に位置する分割エリアの重み付けを減じた測光方式となり、夜景撮影モードの場合には、図４（Ｃ）に示すように平均測光方式となる。
【００５１】
上記のように算出したＥＶ′に対し、更に、次式に示すように撮影モードに応じた露出補正ΔＥＶを行って撮影ＥＶ値を求める。
【００５２】
【数３】
ＥＶ＝ＥＶ′−ΔＥＶ
なお、ΔＥＶは、例えば、人物撮影モードの場合にはΔＥＶ＝０、風景撮影モード、夜景撮影モードの場合にはΔＥＶ＝０．３とする。
【００５３】
上記のようにして求めた撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタースピードを最終的に決定する。
【００５４】
そして、シャッターボタン９の全押し時に決定した絞り値になるように絞り駆動部４４を介して絞り１２を駆動し、また、決定したシャッタースピードとなるように電子シャッターによって電荷の蓄積時間を制御する。
【００５５】
次に、上記の如く構成されたカメラ１のホワイトバランス制御方法について説明する。なお、ストロボ装置４６を発光させて撮影を行う場合には、ストロボ光に対して良好なホワイトバランスを行うためのホワイトバランス補正値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇがホワイトバランス調整回路３０に加えられるため、以下、ストロボが発光しない場合（発光禁止モードの場合）のホワイトバランス制御について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５６】
シャッターボタン９の全押し（Ｓ２  ＝ＯＮ）に応動してＣＣＤ１４より取得された１画面分のＲＧＢデータはメモリ２４に記憶される。撮像画面は複数のエリア（例えば、８×８）に分割され、分割エリアごとにＲ，Ｇ，Ｂ信号の色別の積算値が算出される（ステップＳ１１０）。得られた色別の積算値から一画素あたりの平均値が計算され、その平均値からＲ信号とＧ信号の比Ｒ／Ｇ、及びＢ信号とＧ信号の比Ｂ／Ｇが求められる（ステップＳ１１２）。
【００５７】
なお、各分割エリアごとのＲ，Ｇ，Ｂ信号の平均積算値は、図２に示した積算回路４８によって算出され、ＣＰＵ３８に送られている。また、積算回路４８とＣＰＵ３８との間には乗算器５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂが設けられており、乗算器５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂには、機器のバラツキを調整するための調整ゲイン値が加えられるようになっている。
【００５８】
こうして、各分割エリアごとに求められる色情報（Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ）は、それぞれの分割エリアが図６の表色座標上に表された検出枠のうちの何れの検出枠内に入るかを判別するために使用される。なお、図６上における日陰−曇り検出枠、昼光色検出枠等の検出枠は、横軸をＲ／Ｇ、縦軸をＢ／Ｇとする表色座標上に表された枠であり、各検出枠ごとに光源種などの色分布の範囲を規定するものである。
【００５９】
図６では、高色温度検出枠、青空検出枠、日陰−曇り検出枠、昼光色検出枠、緑検出枠、６領域に分割された昼白色−白色蛍光灯検出枠、温白色検出枠、肌色検出枠、２領域に分割されたタングステン検出枠、低色温度検出枠が示されているが、検出枠の種類や数、設定範囲などについては本例に限定されず、多様な設計が可能である。
【００６０】
図６に示した検出枠を用い、撮像画面の各分割エリアに対応する６４点（Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇ）の分布を得て、各検出枠に出力された点のみに関して、各検出枠に入った個数と、各検出枠での平均座標とが算出される（図５のステップＳ１１４）。
【００６１】
次いで、各検出枠に入った個数と各検出枠での平均座標との重み付けによって分布の重心点を計算する（ステップＳ１１６）。
【００６２】
重心点のＲ／Ｇ座標をＲｄ  、重心点のＢ／Ｇ座標をＢｄ  、各検出枠における平均Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ値をそれぞれＲｉ  ，Ｂｉ  、検出個数をＮｉ  とすると、重心点の座標は次式で計算される。
【００６３】
【数４】
Ｒｄ  ＝Σ（Ｎｉ  ×Ｒｉ  ）／Ｎｉ
Ｂｄ  ＝Σ（Ｎｉ  ×Ｂｉ  ）／Ｎｉ
こうして求めた重心点から目標点（例えばグレーになる点）までの逆数をかけることにより、ホワイトバランス補正用のゲインが算出される（ステップＳ１１８）。
【００６４】
Ｒ／ＧのＷＢゲインをＧｒ  、Ｂ／ＧのＷＢゲインをＧｂ  、（Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ）の目標点を（Ｔｒ  ，Ｔｂ  ）とすると、ＷＢゲインは次式で計算される。
【００６５】
【数５】
Ｇｒ  ＝Ｔｒ  ／Ｒｄ
Ｇｂ  ＝Ｔｂ  ／Ｂｄ
なお、目標点は（１，１）に限定されず、光源の雰囲気を残すように、シーンに応じて目標点を設定する態様もある。
【００６６】
図７はホワイトバランス補正のリミッタ処理（補正上限を規定するオーバーフロー処理）の手順を示すフローチャートである。図６で説明したように、ホワイトバランスゲインが算出されたら（図７のステップＳ２１０）、まず、Ｇゲインに対してのＲゲイン量及Ｂゲイン量をみて、Ｒゲイン（又はＢゲイン）がＧに対して規定倍数量を超えているか否かを判定する（ステップＳ２１２、ステップＳ２１４）。Ｇに対するＲゲインの規定倍数値（ＡＲ  ）及びＧに対するＢゲインの規定倍数値（ＡＢ  ）はＥＥＰＲＯＭ５８に設定されている。この設定値を変更することにより、制限領域を可変できる。
【００６７】
ステップＳ２１２において、もし、ＲゲインがＧゲインに対してＡＲ  倍を超えていた場合にはＲゲインをＡＲ  ×Ｇゲインの値でクリップしておく（ステップＳ２１６）。その一方、ステップＳ２１２においてＲゲインがＧゲインに対してＡＲ  倍を超えていなかった場合には、算出されたＲゲインの値をそのまま使用する（ステップＳ２１８）。
【００６８】
同様に、ステップＳ２１４において、もし、ＢゲインがＧゲインに対してＡＢ  倍を超えていた場合にはＢゲインをＡＢ  ×Ｇゲインの値でクリップしておく（ステップＳ２２０）。その一方、ステップＳ２１４においてＢゲインがＧゲインに対してＡＢ  倍を超えていなかった場合には、算出されたＢゲインの値をそのまま使用する（ステップＳ２２２）。
【００６９】
また、図７で説明したホワイトバランス補正の上限制限機能に加えて、本例のカメラ１はホワイトバランス補正の下限制限機能も有している。
【００７０】
図８に補正下限を規定するアンダーフロー処理の手順を示す。図６で説明したように、ホワイトバランスゲインが算出されたら（図８のステップＳ３１０）、まず、Ｇゲインに対してのＲゲイン量及Ｂゲイン量をみて、Ｒゲイン（又はＢゲイン）がＧに対して所定の下限倍数量を下回っているか否かを判定する（ステップＳ３１２、ステップＳ３１４）。Ｇに対するＲゲインの下限倍数値（ＣＲ  ）及びＧに対するＢゲインの下限倍数値（ＣＢ  ）はＥＥＰＲＯＭ５８に設定されている。この設定値を変更することにより、制限領域を可変できる。
【００７１】
ステップＳ３１２において、もし、ＲゲインがＧゲインに対してＣＲ  倍を下回っていた場合にはＲゲインをＣＲ  ×Ｇゲインの値でクリップしておく（ステップＳ３１６）。その一方、ステップＳ３１２においてＲゲインがＧゲインに対してＣＲ  倍を下回っていなければ、算出されたＲゲインの値をそのまま使用する（ステップＳ３１８）。
【００７２】
同様に、ステップＳ３１４において、もし、ＢゲインがＧゲインに対してＣＢ  倍を下回っていた場合にはＢゲインをＣＢ  ×Ｇゲインの値でクリップしておく（ステップＳ３２０）。その一方、ステップＳ３１４においてＢゲインがＧゲインに対してＣＢ  倍を下回っていなかった場合には、算出されたＢゲインの値をそのまま使用する（ステップＳ３２２）。
【００７３】
図７及び図８で説明したリミッタ機能によって、ある程度の制限を超えた（又は下回った）ゲインが算出されるときにゲインをクリップ処理するので、物体色の過補正を防止できる。また、一定の上限又は下限においてゲインをクリップするとはいえ、制限の範囲内においてある程度ホワイトバランスを補正することになるため、低色温度シーン等においても色味が破綻することはない。
【００７４】
例えば、低色温度シーンおけるゲインのクリップ値の一例として、Ｇゲインのデジタル値を８８とするとき、Ｂゲインの上限を５００、Ｒゲインの下限を８０とする。
【００７５】
図９に上記実施形態に係るカメラ１の要部構成をまとめた概念図を示す。シャッターボタン９の押下によってＣＣＤ１４から画像信号が取り出される。ＣＣＤ１４から出力された信号はＡ／Ｄ変換器２０によってデジタル信号に変換される。取得された画像データを基にホワイトバランスゲインが算出され、オーバーフロー処理部６２及びアンダーフロー処理部６３において制限がかけられて最終的なゲイン値が決定される。
【００７６】
決定されたゲイン値によりホワイトバランス調整回路３０において各色信号のバランスが調整される。ホワイトバランス調整回路３０でホワイトバランス調整が施された画像信号は、ガンマ変換部６８においてガンマ変換が施されるなど所要の処理を経て最終画像として表示部（液晶モニタ５２）や記録部（メモリカード５６）などの出力部７０に出力される。
【００７７】
上述の実施形態では、主に静止画を記録するデジタルカメラを例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、動画記録可能なデジタルカメラ、ビデオカメラ、ＤＶＤカメラなどの電子カメラ、或いは、カメラ付き携帯電話機、カメラ付きＰＤＡ、カメラ付きモバイルパソコンなど、電子撮像機能を備えた他の撮像装置についても本発明を適用できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被写体を撮像して得られる画像信号に基づいて算出されるホワイトバランス調整用のゲインについて制限が設定されており、算出されたゲインが制限値の制限内であれば、そのゲインに基づいてホワイトバランスの補正を行う一方、算出されたゲインが制限値の制限を外れる場合（上限値を超える場合、或いは下限値を下回る場合）においては、ゲインを制限値でクリップし、制限値が示すゲインによってホワイトバランスの補正を行うようにしたので、ある程度の光源色に応じたホワイトバランス補正が可能であるとともに、物体色の場合の過補正を防止することが可能である。
【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の背面図
【図２】本発明の実施形態に係るデジタルカメラのブロック図
【図３】撮影ＥＶ値の求め方を説明するために用いた図
【図４】撮影モード別の測光方式を説明するために用いた図
【図５】オートホワイトバランス制御方法を説明するために用いたフローチャート
【図６】光源種などの色分布の範囲を示す検出枠を示すグラフ
【図７】ホワイトバランス補正におけるリミッタ処理（オーバーフロー処理）の手順を示したフローチャート
【図８】ホワイトバランス補正におけるリミッタ処理（アンダーフロー処理）の手順を示したフローチャート
【図９】本実施形態に係るカメラの要部構成をまとめた概念図
【符号の説明】
１…カメラ、３…十字キー、４…メニュー／実行キー、１４…ＣＣＤ、２６…デジタル信号処理回路、３０…ホワイトバランス調整回路、３８…ＣＰＵ、４８…積算回路、５２…液晶モニタ、５６…メモリカード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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】
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