(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子スチルカメラによって得られた画像にホワイトバランス調整を施す装置であって、前記電子スチルカメラの周囲の光に含まれる色成分を検出する測色手段と、前記色成分に基づいてホワイトバランス補正係数を求めるホワイトバランス補正係数演算手段と、前記ホワイトバランス調整の効果が弱まるように、撮影時刻と日出入時刻に基づいて前記ホワイトバランス補正係数を変更するホワイトバランス補正係数変更手段とを備え、前記ホワイトバランス補正係数変更手段が、前記撮影時刻が日出入時刻の前後の所定時間内にあるとき、前記撮影時刻と日出入時刻との時間差が小さいほどホワイトバランス調整の効果が弱まるように、以下の式に基づいて前記ホワイトバランス補正係数を変更し、前記時間差が前記所定時間内に入っていない場合には、前記ホワイトバランス補正係数を変更しないことを特徴とする電子スチルカメラのホワイトバランス調整装置。
ＫN ＝（ＫN −１）・α＋１
ただし、ＫNはホワイトバランス補正係数、αは１以下の修正係数。
【請求項２】
前記ホワイトバランス補正係数変更手段が、前記電子スチルカメラに関する地球上の位置情報から日出入時刻を求めることを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項３】
前記ホワイトバランス補正係数変更手段が、前記地球上の位置情報を全地球測位システムによって求めることを特徴とする請求項２に記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項４】
前記測色手段がレッド、グリ−ンおよびブル−の色成分を検出し、前記ホワイトバランス補正係数演算手段がレッド、グリ−ンおよびブル−に関するホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB をそれぞれ求め、前記ホワイトバランス調整手段が、ＫR ＜ＫG かつＫR ＜ＫB のとき、前記ホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB が１に近づくように変更することを特徴とする請求項１に記載のホワイトバランス調整装置。
【請求項５】
電子スチルカメラによって得られた画像にホワイトバランス調整を施す装置であって、前記電子スチルカメラの周囲の光に含まれる色成分を検出してホワイトバランス補正係数を求めるホワイトバランス補正係数演算手段と、前記電子スチルカメラに関する地球上の位置情報から日出入時刻を求め、撮影時刻と日出入時刻に基づいて、前記ホワイトバランス補正係数を変更するホワイトバランス補正係数変更手段とを備え、前記ホワイトバランス補正係数変更手段が、前記撮影時刻が日出入時刻の前後の所定時間内にあるとき、前記撮影時刻と日出入時刻との時間差が小さいほどホワイトバランス調整の効果が弱まるように、以下の式に基づいて前記ホワイトバランス補正係数を変更し、前記時間差が前記所定時間内に入っていない場合には、前記ホワイトバランス補正係数を変更しないことを特徴とする電子スチルカメラのホワイトバランス調整装置。
ＫN ＝（ＫN −１）・α＋１
ただし、ＫNはホワイトバランス補正係数、αは１以下の修正係数。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子スチルカメラに設けられ、撮影により得られた画像に対してホワイトバランス調整を施す装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来電子スチルカメラとして、太陽光、蛍光灯等の照明光の色温度に応じて、記録媒体に記録される画像デ−タに対してホワイトバランス調整を自動的に施すことができるように構成されたものが知られている。すなわち、通常の撮影では、常にホワイトバランス調整を自動的に行うように定められており、操作スイッチを操作することによって、自動的なホワイトバランス調整を禁止することができる。例えば夕焼けの風景等のようにホワイトバランス調整を自動的には行いたくないときには、操作スイッチを操作して、マニュアル操作により調整すればよい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにホワイトバランス調整をマニュアル操作により調整する作業は煩雑であり、被写体に応じてホワイトバランス調整の度合いを変化させることは熟練を要するという問題があった。
【０００４】
本発明は、被写体に応じてホワイトバランス調整の度合いを変化させることができるホワイトバランス調整装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１のホワイトバランス調整装置は、電子スチルカメラの周囲の光に含まれる色成分を検出する測色手段と、その色成分に基づいてホワイトバランス補正係数を求めるホワイトバランス補正係数演算手段と、ホワイトバランス調整の効果が弱まるようにホワイトバランス補正係数を変更するホワイトバランス補正係数変更手段とを備えることを特徴としている。
【０００６】
ホワイトバランス補正係数変更手段は、電子スチルカメラに関する地球上の位置情報から日出入時刻を求め、撮影時刻と日出入時刻に基づいてホワイトバランス補正係数を変更してもよい。この構成においてホワイトバランス補正係数変更手段は、撮影時刻が日出入時刻の前後の所定時間内にあるとき、ホワイトバランス補正係数を変更することが好ましい。これによれば、夕焼けあるいは朝焼けの画像におけるホワイトバランス調整の度合いが弱まり、夕焼け等の赤みを強調した画像を得ることができる。
【０００７】
ホワイトバランス補正係数変更手段は、電子スチルカメラに関する地球上の位置情報を全地球測位システムによって求めてもよい。これによれば、電子スチルカメラの位置が自動的に検出され、その位置と撮影時間とに基づいて、被写体が夕焼け等を含むか否かが自動的に推定されるので、ホワイトバランス調整の変更がさらに容易になる。
【０００８】
測色手段がレッド、グリ−ンおよびブル−の色成分を検出し、ホワイトバランス補正係数演算手段がレッド、グリ−ンおよびブル−に関するホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB をそれぞれ求め、ホワイトバランス調整手段が、ＫR ＜ＫG かつＫR ＜ＫB のとき、ホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB が１に近づくように変更してもよい。
【０００９】
本発明に係る第２のホワイトバランス調整装置は、電子スチルカメラの周囲の光に含まれる色成分を検出してホワイトバランス補正係数を求めるホワイトバランス補正係数演算手段と、電子スチルカメラに関する地球上の位置情報と日時とから太陽の高度を求め、太陽の高度に基づいて、ホワイトバランス補正係数を変更するホワイトバランス補正係数変更手段とを備えることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した電子スチルカメラを後方から見た状態を示す斜視図である。
【００１１】
この電子スチルカメラは一眼レフカメラであり、交換レンズ１１はカメラ本体９０に着脱自在に取り付けられる。カメラ本体９０の上部の中央には光学ファインダ９１が設けられ、背面９２の略中央には液晶パネル（液晶表示素子）４６が設けられている。液晶パネル４６では、撮影光学系である交換レンズ１１によって得られた画像が動画として表示され、また撮影動作によってメモリ（図示せず）に格納された静止画像が表示可能である。液晶パネル４６の横には、モ−ド設定スイッチ９５が設けられている。モ−ド設定スイッチ９５は各種の動作モ−ドを設定するために設けられ、図示実施形態ではジョグダイアルである。
【００１２】
カメラ本体９０を背面９２側から見たとき、カメラ本体９０の上部の右側にはシャッタ釦９３と状態表示装置５５が設けられている。状態表示装置５５は液晶表示素子から構成され、この液晶表示素子には電子スチルカメラの種々の設定状態が文字または記号として表示される。
【００１３】
カメラ本体９０の側面にはカードスロット９６が形成されている。カードスロット９６はＰＣカード（メモリカード）をカメラ本体９０内に挿入するために設けられ、カードスロット９６の内部にはＰＣカードが装着されるカードコネクタ（図示せず）が設けられている。
【００１４】
カメラ本体９０の下面には、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニット８０が取り付けられる。ＧＰＳユニット８０内には、人工衛星等からの距離に基づいて、電子スチルカメラに関する地球上の位置情報（緯度、経度）を検出するプロセッサが設けられ、また各地の緯度および経度と１年間の各地における日出入時刻のデ−タとを記憶するメモリが設けられている。
【００１５】
光学ファインダ９１の上面には、測距センサ９４が設けられている。測距センサ９４は赤外線発光素子と赤外線受光素子（図示せず）を備え、赤外線が発光素子から照射され、例えば天井等の障害物において反射して受光素子により受光されることにより、障害物までの距離が計測されるように構成されている。
【００１６】
図２は電子スチルカメラの主に電気的構成を示すブロック図である。
交換レンズ１１はマウントピン１２、１３を介して、カメラ本体９０（図１）内に設けられた電気回路と電気的に接続される。交換レンズ１１のレンズ鏡筒内には前群レンズ１４と後群レンズ１５が設けられ、これらのレンズ１４、１５の間には絞り１６が配設されている。各レンズ１４、１５はレンズ制御回路１７の制御によって光軸方向に変位し、焦点調節が行なわれる。レンズ制御回路１７は、カメラ本体内に設けられたシステムコントローラ３１からマウントピン１２を介して送られてくる制御信号に従って動作する。絞り１６は、カメラ本体内に設けられた絞り駆動回路３２からマウントピン１３を介して送られてくる制御信号に従って動作し、絞り１６の開度が調節される。絞り駆動回路３２はシステムコントローラ３１によって制御される。
【００１７】
カメラ本体内において、レンズ１４、１５の光軸上には、ハーフミラー２１が設けられている。ハーフミラー２１はレンズ１４、１５の光軸に対して約４５度だけ傾斜した位置に固定されている。ハーフミラー２１の上方にはピント板２２が設けられ、ピント板２２の上方にはペンタプリズム２３が設けられている。ペンタプリズム２３の後方にはファインダの接眼レンズ２４が配設されている。したがって、レンズ１４、１５から取込まれた光はハーフミラー２１によって反射され、ペンタプリズム２３側に導かれ、接眼レンズ２４を介して被写体像が観察される。
【００１８】
ハーフミラー２１の後方には、赤外カットフィルタ２６と光学ローパスフィルタ２７が設けられている。光学ローパスフィルタ２７の後方にはＣＣＤ（撮像素子）３３が設けられている。したがって、レンズ１４、１５から取り込まれた光はハーフミラー２１を透過してＣＣＤ３３の受光面に照射される。すなわち、受光面にはレンズ１４、１５によって得られた画像が形成され、ＣＣＤ３３では、画像に対応した撮像信号が生成される。
【００１９】
システムコントローラ３１にはパルス信号発生回路（ＰＰＧ）３６が接続され、パルス信号発生回路３６はシステムコントローラ３１の制御によって種々のパルス信号を発生する。これらのパルス信号に基づいて、ＣＣＤ駆動回路３７とＡ／Ｄ変換器３８と画像信号処理回路３９とが駆動され、ＣＣＤ駆動回路３７によりＣＣＤ３３の動作が制御される。すなわちＣＣＤ３３から読み出された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器３８によってデジタル信号に変換され、画像信号処理回路３９において、所定の画像処理を施される。画像信号処理回路３９には、１つの画像に対応したデジタルの画像データを格納するために十分な容量を有するメモリ４０が接続されている。
【００２０】
また画像信号処理回路３９には、モニタインターフェース４１とカードインターフェース４２とが接続されている。これらのインターフェース４１、４２はシステムコントローラ３１によって制御される。
【００２１】
モニタインターフェース４１には、液晶駆動回路４４を介してバックライト４５と液晶パネル４６が接続されている。液晶パネル４６では、前述したように、ＣＣＤ３３から読み出された撮像信号に基づいて液晶駆動回路４４が制御されることにより、交換レンズ１１によって得られた画像が動画として表示され、また、メモリ４０から読み出された画像データに基づいて、液晶駆動回路４４が制御され、静止画像が表示される。カードインターフェース４２にはカードコネクタ４７が接続され、カードコネクタ４７にはＰＣカード４３が装着可能である。
【００２２】
システムコントローラ３１には、ＡＦセンサ５１と測光センサ５２とオ−ト・ホワイトバランス（ＡＷＢ）センサ９７と測距センサ９４が接続されている。ＡＦセンサ５１は従来公知の構成を有し、ＡＦセンサ５１によって、レンズ１４、１５の焦点調節状態が測定される。測光センサ５２によって、露光時の絞り１６の開度とＣＣＤ３３における電荷蓄積時間（露光時間）とを決定するための測光が行なわれる。オ−ト・ホワイトバランスセンサ９７は、レッド（Ｒ）、グリ−ン（Ｇ）およびブル−（Ｂ）の光成分を検出する受光センサ（図示せず）を有し、オ−ト・ホワイトバランス調整において用いられる。測距センサ９４は上述したようにカメラ本体９０の上面から障害物までの距離を測定するものであり、後述するように屋外撮影か室内撮影かを判別するために用いられる。
【００２３】
またシステムコントローラ３１には、測光スイッチ５３とレリ−ズスイッチ５４と状態表示装置５５が接続されている。測光スイッチ５３はシャッタ釦９３を半押しすることによってオン状態となり、これにより、測光センサ５２によって測光が行なわれる。レリ−ズスイッチ５４はシャッタ釦９３を全押しすることによってオン状態となり、これにより、ＣＣＤ３３の撮像動作が開始され、ＣＣＤ３３には画像に対応した撮像信号が発生する。
【００２４】
さらにシステムコント−ラ３１には、モ−ド設定スイッチ９５が接続されている。モ−ド設定スイッチ９５は上述したようにジョグダイアルであり、動作モ−ドに応じた回転位置に定めて押すことにより、その動作モ−ドが設定される。動作モ−ドとしては、マニュアル・ホワイトバランス調整モ−ド等がある。
【００２５】
またシステムコントロ−ラ３１には、ＧＰＳインタ−フェ−ス５６が接続されている。ＧＰＳインタ−フェ−ス５６は、画像信号処理回路３９とＧＰＳユニット８０に接続されている。ＧＰＳユニット８０において検出された日出入時刻のデ−タは、ＧＰＳインタ−フェ−ス５６を介して画像信号処理回路３９に伝送される。画像信号処理回路３９では、ＣＣＤ３３から読み出された画像デ−タが、ホワイトバランス調整を施されてメモリ４０に格納されるが、日出入時刻と撮影時刻とに基づいて、ホワイトバランス調整の効果を弱めることができる。
【００２６】
図３は、撮影が屋外と室内のいずれで行われるのかを判別する撮影モ−ド判別ル−チンのフロ−チャ−トである。このプログラムはシステムコントロ−ラ３１において実行される。
【００２７】
ステップ１０１では、測距センサ９４が駆動され、カメラ本体９０の上面に位置する障害物までの空間距離Ｈが検出される。障害物としては、室内撮影では、その部屋の天井である場合が多く、屋外撮影では存在しないことが多く、存在していても通常の建物の天井よりも高いことが多い。
【００２８】
ステップ１０２では空間距離Ｈが所定値以下であるか否かが判定される。所定値は、通常の建物の天井の高さよりも大きく、例えば５ｍである。ステップ１０２において空間距離Ｈが所定値よりも大きいと判定されたとき、すなわち電子スチルカメラの上方の比較的近いところに天井等の障害物が存在しないと判定されたとき、ステップ１０３が実行され、電子スチルカメラは現在屋外にあると推定されて屋外撮影モ−ドが設定される。これに対し、ステップ１０２において空間距離Ｈが所定値以下であると判定れたとき、ステップ１０４が実行され、電子スチルカメラは現在室内にあると推定されて室内撮影モ−ドが設定される。ステップ１０３または１０４において撮影モ−ドが選択されると、このル−チンは終了する。
【００２９】
図４〜図５は、屋外撮影モ−ドの撮影動作を制御するプログラムである撮影動作制御ル−チンのフロ−チャ−トである。このプログラムはシステムコントロ−ラ３１において実行される。
【００３０】
ステップ２０１は、測光スイッチ５３がオン状態に定められたことが確認されるまで繰り返し実行され、測光スイッチ５３がオン状態に定められると、ステップ２０２において、測光演算が実行される。すなわち、測光センサ５２によって行われた測光に基づいて、絞り１６の開度とＣＣＤ３３における電荷蓄積時間（露光時間）とが決定される。
【００３１】
ステップ２０３では、電子スチルカメラの周囲の光に含まれるレッド（Ｒ）、グリ−ン（Ｇ）およびブル−（Ｂ）の色成分がＡＷＢセンサ９７によって検出され、測色演算が行われて、ホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB が求められる。ホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB は、ホワイトバランス調整を行うために、ＣＣＤ３３から読み出されたレッド、グリ−ンおよびブル−の画素デ−タに対して乗じられるものである。すなわち、例えば色温度の低い照明光を用いた撮影では、電子スチルカメラの周囲光においてレッドの色成分が相対的に多いので、レッドの画素信号のレベルを下げるべく、レッドのホワイトバランス補正係数ＫR は１よりも小さい値に定められる。
【００３２】
ステップ２０４では、ＫR ＜ＫG かつＫR ＜ＫB であるか否かが判定される。ＫR ＜ＫG とＫR ＜ＫB が同時に満足されるのは、電子スチルカメラの周囲光においてレッドの成分がグリ−ンおよびブル−の成分よりも少ないときであり、これは夕焼けあるいは朝焼けの状況で撮影を行うときである可能性が高い。この場合、ステップ２０５へ進む。これに対し、ＫR ＜ＫG とＫR ＜ＫB が同時に満足されないとき、夕焼けあるいは朝焼けでの撮影である可能性は低く、ステップ２０８が実行されて、ホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB に乗じられる修正係数αが１に定められる。
【００３３】
ステップ２０５では、ＧＰＳユニット８０から、電子スチルカメラに関する地球上の位置情報すなわち撮影が行われている場所の情報が取得される。ステップ２０６では、その位置情報に基づいて、撮影日の日出入時刻がＧＰＳユニット８０に設けられたメモリに記憶された日出入時刻のデ−タから算出される。ステップ２０７では、現在の時刻（すなわち撮影時刻）が、日の出あるいは日の入り時刻の前後の所定時間内（例えば±３０分）に入っているか否かが判定される。現在の時刻は電子スチルカメラ内に設けられたクロック（図示せず）によって検出される。
【００３４】
現在の時刻が日出入時刻の前後の所定時間内に入っているとき、ステップ２０４においてＫR ＜ＫG かつＫR ＜ＫB であると判定された原因が夕焼けあるいは朝焼けであると推定され、ステップ２０９が実行される。すなわちＡＷＢセンサ９７の検出結果に基づいて得られたホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB が１に近づくように変更すべく、修正係数αが０．３に定められる。これに対し、現在の時刻が日出入時刻の前後の所定時間内に入っていないとき、ステップ２０８が実行されて修正係数αが１に定められる。すなわちホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB は変更されない。修正係数αは、日の出または日の入り迄の時間Δｔに従って、下記式により定めてもよい。
α＝Δｔ（分）／１００（分）    （０＜Δｔ＜１００（分）のとき）
α＝１                          （Δｔ≧１００（分）のとき）
【００３５】
ステップ２０８または２０９の実行の後、ステップ２１１では、レリ−ズスイッチ５４がオン状態に定められたか否かが判定される。レリ−ズスイッチ５４がオフ状態である間はステップ２１２が実行され、測光スイッチ５３がオフ状態に切り換えられたか否かが判定される。測光スイッチ５３がオフ状態に切り換えられると、すなわちシャッタ釦９３が開放されると、このル−チンは終了する。測光スイッチ５３がオン状態を維持しているとき、ステップ２１１が再び実行される。ステップ２１１、２１２が繰り返し実行される間に、レリ−ズスイッチ５４がオン状態になると、ステップ２１３へ進む。
【００３６】
ステップ２１３では撮影が実行され、ＣＣＤ３３において、画像に対応した撮像信号が生成される。そして、ＣＣＤ３３から撮像信号が読み出されてデジタル信号に変換され、画像信号処理回路３９に入力される。ステップ２１４では、ステップ２０８または２０９において求められた修正係数αを用い、（１）式に従って新しいホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB が求められる。
ＫN ＝（ＫN−１）・α＋１ （１）
ここでＫN はＫR 、ＫG 、ＫB のいずれかであること、すなわち（１）式は全てのホワイトバランス補正係数に適用される。
【００３７】
例えば、元の補正係数ＫN＝２で、α＝０．３であるとき、新しい補正係数は
ＫN ＝（２−１）・０．３＋１＝１．３
となる。また、元の補正係数ＫN＝０．５で、α＝０．３であるとき、新しい補正係数は
ＫN ＝（０．５−１）・０．３＋１＝０．８５
となる。このように、ステップ２０８において設定された修正係数αを用いることにより、ホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB は１に近づき、ホワイトバランス調整の効果が弱められる。
【００３８】
ステップ２１５では、ステップ２１４において求められた新しいホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB を用いて、ＣＣＤ３３から読み出された撮像信号すなわち画素デ−タに対してホワイトバランス調整が行われる。ステップ２１６では、ホワイトバランス調整された画素デ−タに従って、カラ−画像が液晶パネル４６において表示される。この画素デ−タはステップ２１７においてＰＣカ−ド４３に記録され、このル−チンは終了する。
【００３９】
一方、室内撮影モ−ドにおける撮影動作制御ル−チンは、図４〜図５のフロ−チャ−トにおいてステップ２０４〜２０９、２１４を省略するとともに、ステップ２１５の内容を「ホワイトバランス補正係数ＫR 、ＫG 、ＫB を用いてホワイトバランス調整を行う」としたものである。
【００４０】
なお、マニュアル・ホワイトバランス調整モ−ドはモ−ド設定スイッチ９５を操作することによって設定され、この場合は、撮影者の操作によってホワイトバランス補正係数が決定される。
【００４１】
以上のように本実施形態によれば、ホワイトバランス調整が簡単になり、被写体に応じてホワイトバランス調整の度合いを変化させることができる。また本実施形態では、電子スチルカメラに関する地球上の位置情報から日出入時刻を求め、撮影時刻と日出入時刻に基づいてホワイトバランス補正係数を変更するので、夕焼けあるいは朝焼けの画像におけるホワイトバランス調整の度合いを弱めて、夕焼け等の赤みを強調した画像を得ることができる。さらに本実施形態では、ＧＰＳユニット８０を用いて電子スチルカメラに関する地球上の位置情報を全地球測位システムによって求めるので、電子スチルカメラの位置が自動的に検出され、その位置と撮影時間とに基づいて、被写体が夕焼け等を含むか否かが自動的に推定されるので、ホワイトバランス調整の変更がさらに容易になる。
【００４２】
なお、ＧＰＳユニット８０に代えて、撮影者が撮影場所の情報を電子スチルカメラに入力し、この情報に基づいて日出入時刻を求めてホワイトバランス補正係数の変更を行うように構成してもよい。
【００４３】
さらに、屋外撮影か室内撮影かの判定を測距センサ９４からの信号に基づいて判定するのではなく、撮影者がモ−ド設定スイッチ９５等を操作して設定するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被写体に応じてホワイトバランス調整の度合いを変化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を適用した電子スチルカメラを後方から見た状態を示す斜視図である。
【図２】電子スチルカメラの主に電気的構成を示すブロック図である。
【図３】撮影が屋外と室内のいずれで行われるのかを判別する撮影モ−ド判別ル−チンのフロ−チャ−トである。
【図４】屋外撮影モ−ドの撮影動作を制御するプログラムである撮影動作制御ル−チンのフロ−チャ−トの前半部分である。
【図５】図４に示す撮影動作制御ル−チンのフロ−チャ−トの後半部分である。
【符号の説明】
８０  ＧＰＳユニット
９７  オ−ト・ホワイトバランスセンサ
【図１】
0003939899.tif 000002
【図２】
0003939899.tif 000003
【図３】
0003939899.tif 000004
【図４】
0003939899.tif 000005
【図５】
0003939899.tif 000006