JP2002374539A - ホワイトバランス補正可能なカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可視光測光値と赤外光測光値に基づき光源が
人工光源と判断した場合にその光の色かぶりを補正する
ホワイトバランス補正可能なカメラの提供。 【解決手段】 撮像光学系と、イメージセンサ３と、こ
のイメージセンサの出力に基づき三原色Ｒ，Ｇ，Ｂ信号
を検出するＲＧＢ検出手段(４〜６)と、当該Ｒ，Ｇ，Ｂ
信号から２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを算出するマト
リックス手段８と、上記ＲＧＢ検出手段の出力、又はカ
メラの測光手段を兼用した可視光輝度検出手段１７と、
赤外光検出手段１６と、これら２つの検出手段の出力か
ら人工光と自然光との割合を算出する人工光検出手段３
４とで構成し、当該割合に基づきホワイトバランス補正
を行う補正範囲を求め、そして色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ
がその補正範囲のときには所定のホワイトバランス補正
を行うようなホワイトバランス補正可能なカメラを実施
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラ
(電子カメラ)のホワイトバランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ホワイトバランスに関する従来技術とし
ては、例えば特開平５−７３６９号公報（以下、公知例
と称す）にて、ホワイトバランスの方法が提案されて
いる。従来からビデオカメラやスチルカメラでは、「画
面全体を平均化すれば無彩色（灰色）になる」ことを前
提にしたホワイトバランスが行われているが、蛍光灯で
照明された被写体の色の再現性が改善しきれない。この
対策として従来では、所定輝度(Ｙ)よりも明るいか暗い
かで、屋外か屋内かを判断し、屋内の場合は更に、色差
信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）の値が基準値と等しくなるよう
なホワイトバランス制御信号（ＲCONT，ＢCONT）の値に
応じて、光源の種類を判断する。そして判別した光源の
種類に応じて、原色赤信号Ｒ及び原色信号Ｂの増幅度に
制限(リミット)をかけることで原色赤信号Ｒ及び原色信
号Ｂの増幅度を替え、色の再現性を改善するというもの
がある。これによって、補正をかけ過ぎることで生じる
不具合、例えば背景が退色したり、主要な被写体が補色
の方向に補正され過ぎることを防ぐことができる。

【０００３】また、特開平９−９０４５９号公報（以
下、公知例と称す）に教示された如くのホワイトバラ
ンスの方法もある。これには、可視光測光値と赤外光測
光値のバランス（即ち、可視光成分と赤外光との割合）
により人工光／自然光を判断し、蛍光灯や電球による色
かぶりによる写真プリント上の色バランスを補正するた
めの処理として可視光成分と赤外光との割合に応じてス
トロボ装置から発光させることが提案されている。この
ような従来技術を利用すれば色バランスを補正すること
ができ、色の再現性をある程度改善させることが可能で
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知例は、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの値が基準値と等し
くなるようなホワイトバランス制御信号ＲCONT，ＢCONT
の値に応じて光源の種類を判断するが、所詮、Ｒ，Ｂ，
Ｙの値の比率で判断しているわけであり、被写体の実際
の色次第では光源の種類の判断を誤り、補正不足や過剰
な補正がされることがある。

【０００５】また上記公知例では、可視光測光値と赤
外光測光値に基づいて光源の種類を判断するが、人工光
源と判断した時にストロボ発光させて色を改善するのみ
であり、デジタル色信号Ｒ，Ｇ，Ｂについては何らふれ
られていない。また、その光源を判断した結果、ストロ
ボを発光する／発光しないの二者択一があるだけで、例
えば蛍光灯下の窓際のような少しだけ色かぶりがあるよ
うなところでも、発光する／発光しないの何れかしか方
法はなく、それ以上、状況に適した細かな補正は不可能
である。よって、人工光下の窓際などでも、色かぶりを
補正できるカメラが求められる。

【０００６】そこで本発明の目的は、可視光測光値と赤
外測光値に基づき光源が人工光源と判断した場合はその
人工光の色かぶりを補正するようなホワイトバランス補
正可能なデジタルカメラなどのカメラを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するため、本発明では次のような手段を講じてい
る。即ち第１の発明によれば、撮像光学系と、この撮像
光学系を介して被写体光を受光するイメージセンサと、
このイメージセンサの出力に基づき三原色に対応する
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を検出するＲＧＢ検出手段と、当該Ｒ，
Ｇ，Ｂ信号から２つの色差信号(Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ)を算出
するマトリックス手段と、上記ＲＧＢ検出手段の出力、
又は別体に有した測光手段による可視光の輝度を検出す
る可視光輝度検出手段と、赤外光の明るさを検出する赤
外光検出手段と、上記可視光輝度検出手段の出力と上記
赤外光検出手段の出力から人工光と自然光との割合を算
出する人工光検出手段を有し、この人工光検出手段によ
り算出されたその人工光と自然光との割合に基づきホワ
イトバランス補正を行う補正範囲を求め、当該色差信号
(Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ)が上記補正範囲のときにホワイトバラ
ンス補正を行うことを特徴とするホワイトバランス補正
可能なカメラを提案する。

【０００８】そして、上記色差信号(Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ)か
ら人工光源の種類を判断する手段と、人工光源の種類の
判断結果に基づいて補正リミットを計算して対応付ける
手段を有し、その色差信号(Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ)をホワイト
バランス補正する量に関して前記補正のリミットで制限
するような上記第１の発明に記載のカメラを提案する。
また、赤外光検出手段はリモートコントローラ（以下
「リモコン」と略称する）より発せられる光を検出する
手段であるような、上記第１の発明に記載のカメラを提
案する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施形態を挙げて
本発明について詳しく説明する。 （第１実施形態）図１〜図１２に基づき、本発明に係わ
る一実施形態としてのカメラを説明する。

【００１０】図１は、本発明のホワイトバランス補正可
能なカメラの概略的な構成を示している。図示しない撮
像光学系と制御手段を除き、このカメラは次のような構
成要素で構成されている。即ち、その撮像光学系を介し
て撮像するイメージセンサ３と、このイメージセンサ３
から三原色のＲ，Ｇ，Ｂ信号を検出するＲＧＢ検出手段
(４,５,６)とを有する。さらに、当該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号か
ら１つの輝度信号Ｙ及び２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ
を算出するマトリックス手段８と、上記ＲＧＢ検出手段
の出力、又はカメラとして通常有する複数の測光手段
(１６，１７)のうちの一方による可視光の輝度を検出す
るための可視光輝度検出手段となる可視光測光手段１７
と、赤外光の明るさを検出するための赤外光検出手段と
なる赤外光測光手段１６と、その可視光輝度検出手段の
出力と赤外検出手段１６の出力から、「人工光源らし
さ」を表わす目安として、人工光と自然光との割合を算
出する人工光検出手段３４とを更に有している。そし
て、このカメラは、その人工光と自然光との割合にホワ
イトバランス補正を行う補正範囲を、詳しく後述する方
法にて求めて、二種類の色差信号（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）が
その補正範囲のときに、所定のホワイトバランス補正を
行うように構成された、ホワイトバランス補正可能な電
子カメラである。

【００１１】上述した構成のホワイトバランス補正可能
なカメラにおいては、次のような処理がなされる。即
ち、例えばＣＣＤ又はＣ-ＭＯＳセンサから成るイメー
ジセンサ３の出力がそれぞれＲＧＢ検出手段(４,５,６)
に入力し、三原色に対応したＲ，Ｇ，Ｂ信号が出力され
る。ホワイトバランス手段７でＲ，Ｇ，Ｂ信号は補正さ
れ、補正後の色信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′信号がマトリック
ス手段８に入る。そして、色信号Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′信号
を基にマトリックス手段８で光の強度信号のＹ信号と、
これに基づく２つの色信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）が求
められる。

【００１２】人工光検出手段３４は、周知のイメージセ
ンサ又は他の測光素子から成る可視光測光手段１７の出
力と、赤外光の明るさを測定する赤外光測光手段１６の
出力と、測距手段１５の出力から、撮影環境が例えば蛍
光灯などの人工光下か、或いは太陽光(自然光)下かを、
詳細後述する手順にて判断するものである。この人工光
検出手段３４の出力と、マトリックス手段８の出力Ｙ，
（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を基にして色信号（Ｒ−Ｙ）／
Ｙ，（Ｂ−Ｙ）／Ｙを求めるホワイトバランス用補正範
囲と補正リミット算出手段７’ にてホワイトバランス
用の補正範囲と補正リミット値が算出され、上記ホワイ
トバランス手段７にその補正に関する補正範囲と補正リ
ミット値をフィードバックすることで最適なホワイトバ
ランス補正が行われるようになっている。

【００１３】つまりこのカメラでは、可視光の輝度が可
視光測光手段１７で検出され、赤外光の明るさが赤外光
測光手段１６で検出される。そして、これらの出力を基
にして人工光検出手段３４が算出した人工光と自然光と
の割合に基づき光源の種類が判断できるので、この割合
を基にすればホワイトバランス補正を行う補正範囲を決
められる。

【００１４】このように本実施形態では、色合いではな
く、可視光の輝度と赤外光の明るさを基にして人工光か
否かの判断を行うので、被写体の微妙な色合いで判断を
間違うことが無くなる。その分、高い確率で蛍光灯・電
球等とも判断できるので、その時のホワイトバランスを
行う領域（ホワイトバランス用の補正範囲）を広くとる
ことができるようになっている。また、人工光検出手段
３４の出力と色信号（Ｒ−Ｙ）／Ｙ，（Ｂ−Ｙ）／Ｙを
基に補正リミット値を算出するので、より「蛍光灯らし
ければ」大きく補正され、蛍光灯らしくなければ少なく
補正されるので、ホワイトバランスをより確実に行うこ
とができるようになっている。

【００１５】図２は、図１に例示したカメラの構成を更
に詳しい回路ブロック図で示す。この実施形態として例
示するカメラは、図示の如き構成要素を有している。即
ち、レンズ１とＮＤフィルタ２から成る撮像光学系と、
この撮像光学系を介して被写体からの反射光を受光する
ＣＣＤ等から成るイメージセンサ３とが前段に設けられ
ている。この前段に続き、イメージセンサ３から三原色
に対応するＲ，Ｇ，Ｂ信号を検出するため、欠陥画素補
正手段４、ゲイン制御手段５およびガンマ補正手段６と
から成るＲＧＢ検出手段と、当該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から輝
度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを算出するマトリッ
クス手段８と、イメージ表示用の画像表示手段９とが後
段に設けられている。

【００１６】レンズ１はレンズ制御手段３１により制御
され、ＮＤフィルタ２はＮＤフィルタ駆動回路３２で制
御され、イメージセンサ３のＣＣＤはＣＣＤ駆動回路３
３で制御可能に接続され、カメラ全体を統括制御する制
御手段としてのＣＰＵ１０は、図示の如く上記の構成要
素４〜８及び３１〜３３などを制御可能に接続してい
る。そして、ＣＰＵ１０の制御に従ってこのカメラで
は、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが前述した補正範囲のとき
所定のホワイトバランス補正が行なわれ、適正なホワイ
トバランス補正が施された画像イメージが得られるよう
になっている。

【００１７】図３には、本実施形態のカメラによる被写
体の測光・測距を行うしくみを模式的に示している。こ
のカメラは、図示しないリモートコントロール装置を介
して遠隔操作が可能なＡＦカメラである。このカメラ１
１の本体内には、被写体１９の測光・測距のため、カメ
ラＣＣＤのほか、可視光測光手段１７としての可視光測
光センサや、赤外光測光手段１８としての赤外光測光セ
ンサ（リモコンセンサ）および、ＡＦ用とＡＦ光学系の
各種のレンズが配置されている。

【００１８】可視光による測光の為の中心線２０とその
測光範囲２０’ 、および赤外光による測光の為の中心
線２１とその測光範囲２１’ は、図示のように被写体
が充分に入るように設定されている。リモコンセンサ用
の赤外光の受光範囲もまた、被写体を含む主に前方から
遠隔操作されることを想定して設定されている。

【００１９】ここで、上述した人工光（例えば蛍光灯）
の特徴について概説しておく。図４（ａ）〜（ｆ）には
新旧の蛍光灯の波長分布を比較して示しており、図４
（ｂ），（ｄ），（ｆ）にそれぞれ示すグラフの如く、
従来タイプの蛍光灯（昼光色ノーマルタイプ、昼白色ノ
ーマルタイプ、白色ノーマルタイプ）のいずれの蛍光灯
の場合でも、人間の目の視感度の高い５６０nm付近の光
量をピークとなるようにして増やすことで、照度以上に
目には明るく感じる設定にて製造されていた。最近で
は、図４（ａ），（ｃ），（ｅ）にそれぞれ示す如く、
４５２nm、５４３nm及び６１１nmという３つの山を有す
る特性の三波長タイプ（昼光色３波長タイプ、昼白色３
波長タイプ、白色３波長タイプ）の蛍光灯が提供されて
おり、人間の目の光受容体細胞である三種類の錘体（Ｌ
錯体，Ｍ錯体，Ｓ錯体）の感度のピーク付近の照度を上
げることで、照度以上に目には明るく感じるように改良
されている。

【００２０】通常、種々の光源下にしばらくいると、昼
光での色の見え方を維持するように錘体の感度を調整す
る効果（色順応）が人間の目には備わっている。そのた
め、蛍光灯で光源が緑がかっていても、違和感を感ずる
ことは少ない。一方、ＣＣＤ等のイメージセンサでは色
順応のようなことはないので、光源の種類に応じた色を
そのまま測定することになる。例えば、蛍光灯の種類に
もよるが、一般的に蛍光灯では緑がかった色になる。人
の顔が緑がかると不健康な感じの顔になるので、人物撮
影では特に補正が必要である。

【００２１】よって、このような蛍光灯下で被写体撮影
に供するカメラは、照明光としての特性に適する感度を
もったセンサを備える必要がある。例えば、一般的なＣ
ＣＤカメラの分光感度（即ちＣＣＤの感度）は、図５
（ａ）に示すような三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対する感度
（即ち相対出力）がほぼ等しいレベルであったが、最近
の四分割画素（即ちＲＧＢセンサ）の分光感度は、Ｒ
用，Ｇ用，Ｂ用の各センサ領域比率が１：２：１である
ため、図５（ｂ）に示す如く、Ｇ(緑色)に敏感なような
３つの山型を成す三波長タイプの蛍光灯の特性に相似す
る感度を備えたものがある。本実施形態でもこのセンサ
を適用している。

【００２２】さらに図６（ａ）〜（ｃ）には、撮影状況
や被写体別に、従来と本発明でのホワイトバランスの比
較を示す。ＣＣＤの出力の三原色Ｒ，Ｇ，Ｂから輝度信
号Ｙ、色差信号色信号Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙを求める場合、
Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号が「ＣＣＩＲ勧告７０９」で定義し
ている光電変換特性に準じているとすれば、次式で求め
ることができる。 Ｙ ＝ 0.299Ｒ＋0.587Ｇ＋0.114Ｂ Ｂ−Ｙ ＝ −0.299Ｒ−0.587Ｇ＋0.886Ｂ Ｒ−Ｙ ＝ 0.701Ｒ−0.587Ｇ−0.114Ｂ Ｒ，Ｇ，Ｂの感度を有する錯体の感度の比が 0.299 ：
0.587 ： 0.886 なので、Ｙは３つの錯体の感度の合計
であり（上記各式参照）、目で感じる光の強さである輝
度信号を表わす。

【００２３】無彩色（灰色）では三原色Ｒ，Ｇ，Ｂが等
しいのでＲ＝Ｇ＝Ｂ＝ｐとすると、 となり、無彩色では色差Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙは０(ゼロ)とな
る。

【００２４】図６（ａ）に示す如く「画面全体を平均化
すれば無彩色（灰色）になる」事を前提にしたホワイト
バランスを行う従来方法がとられる。Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙが
無彩色付近（図の円で表される）以外では被写体自体が
色をもっている可能性が高いので補正はかえって弊害が
あるが、無彩色付近（円の領域内）では光源での色でず
れている可能性が高いので、Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙがそれぞれ
０(ゼロ)になるようにＢ，Ｒに補正を行う。また、図６
（ｂ）に従来の一例として公知例で教示する方法を示
す。ここでは、得られた輝度が高輝度か低輝度かで、撮
影環境が屋外か屋内かを判断し、それぞれに応じて補正
量にリミットをかけている。

【００２５】これら従来に対して、図６（ｃ）には、本
実施形態において採用するホワイトバランスの方法を示
している。すなわち、赤外光と可視光輝度、被写体距離
により「人工光源らしさ」を判断し、無彩色と判断する
範囲自体も人工光源らしさで変える。詳しくは、 ｃ−１）： 屋外と判断した時（可視光≒赤外光）は光
源で色かぶりする度合いは小さいので、円グラフで表現
する円を比較的小さく表わす。

【００２６】ｃ−２）： 人工光源下の窓際（可視光＞
赤外光）では屋外よりも大きな円にして表わす。 ｃ−３）： 人工光源下（可視光>>赤外光）では蛍光灯
や電球で色かぶりする度合いが大きいので大きな範囲に
する。但し、円にする必要はなく、人工光源下の被写体
を含むように必要に応じて広げる。

【００２７】可視光と赤外光の比率で蛍光灯の判断をす
るので、被写体の色で判断ミスをすることもなく、判断
の信頼性が高いので、「人工光源らしさ」に応じて無彩
色範囲をしっかりと最適化できる。例えば、満開の桜の
花を撮る場合、図６（ａ）の方法では無彩色に補正して
しまい補正がかかり過ぎ、図６（ｂ）の方法でも補正量
はリミットで抑えられるが、不要な補正がかかりかねな
い。一方、本発明の図６（ｃ）の方法では屋外では範囲
が狭いので不要な補正がかからずに済む。例えば、濃い
目のマゼンタの壁では図６（ａ），（ｂ）の方法では補
正がかからないが、図６（ｃ）の方法では適度に補正が
行われる。

【００２８】図７には、従来技術（公知例）での補正
のリミットに関する制御値の範囲を示す。即ち、蛍光灯
の全種類に対応するような範囲（実線）に補正制御して
いる。制御値としてのＲCONTは、無彩色にする為にＲ信
号に掛ける係数であり、ＢCONTは、無彩色にする為にＢ
信号に掛ける係数である。なお、破線で囲まれたＺ範囲
は、屋外、屋内の判断がなく一律に補正のリミットをか
けるので、補正不足を防ぐ為に補正量が大きい。これは
図６（ａ）の被写体に対応する。一方、Ｘ屋内モードお
よびＹ屋外モードは、それぞれ屋内、屋外に合わせて補
正のリミット範囲を変えるモードであり、図６（ｂ）に
対応する。

【００２９】図８には、本実施形態における補正のリミ
ットに関する制御値の範囲を示す。制御値ＲCONT及びＢ
CONTの範囲は、上述したようには連続していない。即
ち、範囲αは、屋外用の補正のリミット範囲であり、図
６（ｃ）のｃ−１）に対応する。範囲βは、人工光源下
の窓際の補正のリミット範囲であり、図６（ｃ）のｃ−
２）に対応する。範囲γは、人工光源下の補正のリミッ
ト範囲であり、図６（ｃ）のｃ−３）に対応する。な
お、本実施形態では、人工光源らしさで三通りに分けて
いるが、更に多く場合分けを行ってもよい。但し、電球
光は「赤め」の色でかえって雰囲気があるので本発明で
は補正は行わないものとする。

【００３０】以下、本実施形態のカメラの動作制御につ
いて図９、図１０にて説明する。まず図９に示すフロー
チャートは、レリーズ操作からの動作について示してい
る。まず、ＣＣＤ３の駆動を開始させ（Ｓ１）、測距手
段１５で測距を行い、求めた距離にピント合わせを行う
（Ｓ２）。その後、可視光および赤外光の両方に関して
の測光をそれぞれの各測光手段１６，１７にて行う（Ｓ
３）。ステップＳ４において、ＣＣＤ３で被写体の画像
イメージ（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）を取り込む（Ｓ４）。マト
リックス手段８にて、そのＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号
(Ｙ)、色差信号(Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ)を算出する（Ｓ５）。

【００３１】ステップＳ６にて、輝度信号(Ｙ)が所定の
範囲内の値（可視光輝度２以上）か否かを判定し（Ｓ
６）、否の場合は、暗ければ感度を上げ（Ｓ７）、上記
ステップＳ４へ戻り、再び画像取り込みを行う。所定範
囲内の場合は、ステップＳ８にて、人工光(蛍光灯など)
の(種別)判断を、サブルーチンをコールして行い（Ｓ
８）、特に蛍光灯であるか否かの判定（Ｓ９）におい
て、否の場合は、自然光を含んだ例えば蛍光灯下の窓際
か否かを判定し（Ｓ１０）、否の場合は、ステップＳ１
３へ移行する。

【００３２】尚、人工光と自然光との割合に基づいてホ
ワイトバランス補正を行う補正範囲が設定（セット）さ
れる必要がある。そこで、例えば、蛍光灯下で窓際であ
れば、補正範囲および補正リミットに、蛍光灯下で且つ
窓際である時用の値をそれぞれセットして（Ｓ１１，Ｓ
１２）、ステップＳ１７へ移行する。窓際でもなけれ
ば、屋外であるとして、補正範囲および補正リミットに
屋外時用の値をそれぞれセットし（Ｓ１３，Ｓ１４）、
ステップＳ１７へ移行する。

【００３３】上記ステップＳ９で、蛍光下であるとの判
定がされると、補正範囲および補正リミットに、蛍光灯
下である時用の値をそれぞれセットする（Ｓ１５，Ｓ１
６）。そして、ステップＳ１７において、その設定され
た補正範囲内であるか否かを判定し（Ｓ１７）、否の場
合はステップＳ２２へ移行するが、範囲内の場合は、ス
テップＳ１８に移行して、ホワイトバランスの補正量算
出を行い（Ｓ１８）、この補正量が補正リミット内にあ
るか否かを判定し（Ｓ１９）、否の場合はその補正量に
補正リミットをセットしてから（Ｓ２０）、所定のホワ
イトバランス補正を行う（Ｓ２１）。ステップＳ２２か
らは、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像データを記憶し（Ｓ２２）、画像
データ圧縮、そして記憶を行い（Ｓ２３）、画像表示を
行って（Ｓ２４）、図示しない所定のカメラシーケンス
・ルーチンへリターンする。

【００３４】また、図１０には、上述した図９のステッ
プＳ８でコールされる「人工光(蛍光灯)判断」のフロー
チャートを示す。測距結果が１０ｍよりも遠ければ屋外
と判断し（Ｓ３０）、輝度がＢＶ２〜ＢＶ８でなければ
屋外と判断して（Ｓ３１）、ステップＳ３９へ移行し、
屋外であることを表わすαを設定し（Ｓ３９）、リター
ンする。

【００３５】ここで、輝度は人間の視感度に対応したも
のであるので赤外光の明るさを「輝度」というのは正確
とは言えないが、赤外光センサの感度に対応した赤外光
の明るさをここでは「赤外輝度」と表現する。輝度差が
０ＥＶ以上２ＥＶよりも少なければ屋外とし、４ＥＶよ
りも大きければ蛍光灯下と判断するが、その間（２ＥＶ
〜４ＥＶ）は蛍光灯下の室内の窓際と判断できる。

【００３６】上記ステップＳ３１の判断の結果が蛍光灯
下である場合には、輝度差（可視光輝度―赤外輝度）を
算出する（Ｓ３２）。ステップＳ３３にて、輝度差が４
ＥＶより大きいか否かを判定し（Ｓ３３）、４ＥＶより
も大きければ蛍光灯下と判断する（Ｓ３５ａ）。一方、
否の場合は、更に輝度差が−０．５ＥＶか否かを判定し
（Ｓ３４）、−０．５ＥＶより小さければ電球下と判断
する（Ｓ３５ｂ）。そして蛍光灯下及び電球下は人工光
源下であるので、これを表わすγを設定して（Ｓ３８
ａ）、リターンする。

【００３７】一方、上記ステップＳ３４の判定結果が否
の場合は、ステップＳ３６において、輝度差が２ＥＶよ
りも大きくて４ＥＶ以下であるか否かを判定し（Ｓ３
６）、そうであれば人工光源下の窓際と判断してステッ
プＳ３８ｂへ移行するが、否の場合は更に、−０．５Ｅ
Ｖより大きく０以下であるか否かを判定し（Ｓ３７）
し、そうであれば、ステップＳ３８ｂにて人工光源下で
あることを表わすβを設定して（Ｓ３８ｂ）、リターン
する。それ以外（蛍光灯下以外）は屋外として、上記ス
テップＳ３９へ移行した後、リターンする。

【００３８】ここで詳しく、図１１に、可視光、赤外光
と人工光源らしさの判断の為の判断基準を示す。グラフ
横軸には可視光輝度（ＥＶ）、縦軸には赤外光輝度をそ
れぞれとっている。可視光輝度が２ＥＶ以上の場合が判
断できる必要条件であり、それ以下は暗いのでストロボ
光はほぼ太陽に等しい色合いであり、色補正は不要であ
る。必要条件を満たし、可視光と赤外光との割合におい
て、自然光（太陽光）は可視光と赤外光をグラフ中の
「屋外」が示すような範囲（白ヌキ域）に有している。
この屋外領域を挟んだ上下２つのβ領域はそれぞれ蛍光
灯下又は電球下の窓際である。そして、γ領域は、赤外
光が多いほうが人工光下（特に電球下）と判断でき、可
視光が多いほうが蛍光灯下と判断できる。このように、
可視光輝度と赤外光輝度とを総合的にみて判断する。

【００３９】図１２（ａ）〜（ｄ）には、自然光（太陽
光）及び人工光（蛍光灯、電球）の波長（色）成分と、
人及び各種センサの光に対する感度との関係を示してい
る。図１２（ａ）中のグラフ曲線ａは太陽光の出力、グ
ラフ曲線ｂは概略の蛍光灯の出力、グラフ曲線ｃは電球
の出力、グラフ曲線ｄは人の視感度と可視光センサの分
光感度、そしてグラフ曲線ｅは赤外センサの分光感度を
それぞれに示している。

【００４０】光源の種類の判断のためには、照明光の種
類ごとに可視光センサと赤外光センサの感度上の差異を
考慮する。そのため、例えばセンサの分光感度比を決め
ておく必要がある。そこで、図１２（ｂ），（ｃ），
（ｄ）のグラフにはそれぞれ、蛍光灯下、太陽光下、電
球光下での可視光センサと赤外光センサの分光感度比を
示す。

【００４１】図１２（ｂ）によれば、蛍光灯の出力を可
視光センサと赤外センサの分光感度でかけて、それぞれ
のセンサ出力を算出する。 可視光センサの出力：赤外センサの出力 ＝ １００：１
以下で、輝度 ＝ Ｌｏｇ₂ （センサ出力） とすると、
可視光輝度：赤外輝度 ＝ Ｌｏｇ₂ （１００）：０。即
ち、１００：１であり、赤外光がほとんど含まれない。

【００４２】図１２（ｃ）によれば、太陽光の出力を可
視光センサと赤外センサの分光感度でかけて、それぞれ
のセンサ出力を算出する。 可視光センサの出力：赤外センサの出力 ＝ １００：２
１、 上述同様に、輝度 ＝ Ｌｏｇ₂ （センサ出力）とする
と、可視光輝度：赤外輝度 ＝ Ｌｏｇ₂ （１００）：Ｌ
ｏｇ₂ （２１）、即ち、１００：２１である。同様に図
１２（ｄ）によれば、白熱電球の出力を可視光センサと
赤外センサの分光感度でかけて、それぞれのセンサ出力
を算出する。即ち、１００：１６０である。これによ
り、可視光輝度と赤外輝度の輝度差で蛍光灯と太陽光と
電球の判断が可能である。尚、被写体の反射率も考慮す
る必要があり、一般的な被写体（顔、服等）の波長毎の
反射率を基にして閾値を決めることで、精度がより向上
できる。

【００４３】このように第１実施形態によれば、可視光
と赤外光で求めた人工光源（蛍光灯）らしさにより、補
正具合を変えるので、従来技術のように単にＲ，Ｇ，Ｂ
信号のみで蛍光灯の種類を判断して補正するよりも、な
めらかな補正が可能となる。

【００４４】つまり、判断の信頼性が高いので「人工光
源らしさ」に応じて無彩色範囲を確実に最適化できる。
よって、人工光下の窓際などでも色かぶりを適切に補正
でき、演色性に優れたカメラが実現できる。つまり、可
視光測光値と赤外測光値に基づき光源が人工光源と判断
できた場合には、その人工光の色かぶりを最適補正でき
るようなホワイトバランス補正の可能なデジタルカメラ
を提供できる。

【００４５】（変形例）次に、図１３〜図１６に沿って
第１実施形態に係わる変形例について説明する。例え
ば、この変形例では、前述した光源種別の判断処理にお
いて、いわゆる「ファジィー推論」的にその判断を細か
く行うように変形実施するものである。そのため、前述
した第１実施形態の図９のフローチャート中の「ア」の
部分が、図１３に示す如くの以下の処理ステップＳ４０
〜Ｓ６３に置き代わる。すなわち、蛍光灯らしさ（Ｋre
d）の算出を行い（Ｓ４０）、また、制御値ＲCONT及び
ＢCONTの値をそれぞれ計算する（Ｓ４１）。このとき、
色差Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙを０にする補正量ＢCONT，ＲCONTを
算出する。

【００４６】蛍光灯にも種々のタイプがあるので、それ
ぞれのタイプに関して判定処理する。例えば、ステップ
Ｓ４２からは、白色ノーマルタイプか否かを判定し（Ｓ
４２）、否の場合は、ステップＳ４３にて昼白色か否か
を判定し（Ｓ４３）、否の場合は、ステップＳ４４にて
昼光色タイプか否かを判定する（Ｓ４４）。否の場合は
リターンする。そして、上記それぞれの判定後は、対応
するそれぞれの「…らしさ」をＫred値（Ｋ１，Ｋ２，
Ｋ３）として算出し（Ｓ４５，Ｓ５０，Ｓ６０）、各
「…度合」をＫred×Ｋ１， ×Ｋ２， ×Ｋ３にて算
出する（Ｓ４６，Ｓ５１，Ｓ６１）。

【００４７】さらに、補正リミット係数（Ｋｒ，Ｋｂ）
を算出する（Ｓ４７，Ｓ５２，Ｓ６２）。また、補正リ
ミット係数（Ｋｒ，Ｋｂ）に制御値ＲCONT及びＢCONTの
値をそれぞれ掛けて、それぞれ補正した制御値とする
（Ｓ４８，Ｓ５３，Ｓ６３）。その後、リターンする。

【００４８】具体的に、上記の一連の計算処理について
の説明を補足する。例えば、人工光（蛍光灯）らしさを
表わすＫredを算出する場合は、図１４に示すグラフ
（三次元グラフ）を参考にして行う。グラフ横軸には可
視光輝度、縦軸には赤外光輝度を前述した図１１と同様
にとり、更に高さ軸には人工光源らしさの程度（％）を
それぞれとっている。図１４では、図１１に基づく可視
光輝度及び赤外光輝度の割合による「…らしさ」を、人
工光源らしさとしての「蛍光灯らしさ」又は「電球らし
さ」という２つの領域範囲のうち１００％である部分を
ハッチングで表わしている。

【００４９】また図１５には、どのようなタイプの光源
で、しかもどの程度人工光源らしいかを示すＫred、即
ち３つのＫn（n＝1,2,3）を算出するときの基準を三次
元的なグラフで表わしている。グラフ横軸と縦軸には補
正量ＢCONT，ＲCONTをそれぞれとり、更に高さ軸には人
工光源らしさの程度（％）をとっている。

【００５０】右側の３つの円錐形は蛍光灯の３タイプを
表わし、左上の円錐形が白色電球を表わしている。例え
ば、昼光色タイプという種類の蛍光灯において、補正の
為の制御値ＢCONTは９０で、ＲCONTは１１０であり、
「蛍光灯らしさ」Ｋ１は、円錐形の高さに相当する６０
％である。尚、蛍光灯のタイプを円錐形にしているが、
光源の特性に合わせて半球やかまぼこ状にしてもよい。

【００５１】このように、特に蛍光灯の場合は、図１３
のフローチャートに従って、まず前段（Ｓ４０，４１）
でどのタイプの蛍光灯らしいかを表わすＫn（n＝1,2,
3）を算出し、補正量ＢCONT，ＲCONTを算出したその後
は、中段（Ｓ４２〜４４）で３つのタイプ別に、白色蛍
光灯度(Ｋ１)、昼白色タイプ度(Ｋ２)、昼光色タイプ度
(Ｋ３)をそれぞれ算出する。その後、後段（Ｓ４５〜４
７、Ｓ５０〜５２、Ｓ６０〜６２）のそれぞれで、これ
ら白色蛍光灯度、昼白色タイプ度、昼光色タイプ度毎
に、補正リミット係数Ｋr ，Ｋb を算出する。最後（Ｓ
４８、Ｓ５３，Ｓ６３）にて、例えば図１６（ａ）に例
示したグラフから、補正係数を求めて補正量を抑制す
る。

【００５２】詳しくは、図１６（ａ），（ｂ）には、昼
光色タイプの場合における昼光色タイプ度と、算出時の
補正リミット係数をそれぞれグラフで表わしている。図
１６（ａ）の曲線グラフにより昼光色タイプ度と補正リ
ミット係数の関係がわかる。図１６（ａ）に例示したグ
ラフから、そのタイプ度（昼光色タイプ度３０％）に対
応した係数Ｋr ，Ｋb （２７％）を求め、ＢCONT，ＲCO
NTのそれぞれの補正リミット係数とする。そして図１６
（ｂ）に例示の如く、ＢCONT，ＲCONTにこの補正リミッ
ト係数を掛けることで補正値を抑制する。

【００５３】つまり、図１６（ｂ）の円グラフによれ
ば、そのリミット係数を適用した被写体撮影時の補正す
る度合が、もしリミットが無ければ１００％補正してし
まうところ、リミットがあるのでこの場合２７％の補正
に抑制される。尚、例示した昼光色タイプの場合以外、
白色蛍光灯または昼白色タイプなどでも同様な手順で処
理可能である。

【００５４】この変形例によれば、可視光と赤外光で求
めた蛍光灯らしさにより、補正具合を変えるので、従来
よりもなめらかな補正が可能となる。特に、光源の種類
に応じて原色信号の補正をする場合に、より正確な判断
の基で最適な制限(リミット)をかけることで、補正のか
け過ぎを防止できる。その結果、例えば背景の退色や、
主要な被写体が補色の方向に補正され過ぎることが防げ
る。

【００５５】（その他の変形例）このほかにも、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であ
る。例えば、判定する蛍光灯光のタイプは、上記の３つ
だけでなく、白熱電球光、三波長タイプの蛍光灯光、光
源のタイプも容易に追加できるように変形実施可能であ
る。或いは、人工光源以外の夕日の補正を行ってもよ
い。また、電球等は更に多くの種類で補正を行ってもよ
い。そして、これら変形実施により、第１実施形態と同
等またはそれ以上の効果も期待できる。

【００５６】以上、実施形態に基づき説明したが、本明
細書中には次の発明が含まれる。 （１） 撮像光学系と、この撮像光学系を介して被写体
光を受光するイメージセンサと、このイメージセンサか
ら三原色に対応するＲ，Ｇ，Ｂ信号を検出するＲＧＢ検
出手段と、当該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号(Ｙ)、色差
信号(Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ)を算出するマトリックス手段と、
前記ＲＧＢ検出手段の出力、又は別体に有する測光手段
による可視光を検出する可視光輝度検出手段と、赤外光
を検出する赤外光検出手段と、前記可視光輝度検出手段
の出力と前記赤外検出手段の出力から人工光と自然光と
の割合を算出する人工光検出手段を有し、前記人工光と
自然光との割合によりホワイトバランス補正を行う補正
範囲を求め、当該色差信号(Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ)が前記補正
範囲のときにホワイトバランス補正を行うことを特徴と
するホワイトバランス補正可能なカメラを提供できる。 （２） 可視光測光値と赤外測光値に基づき光源が蛍光
灯と判断した場合は、蛍光灯対応のＲＧＢ補正を行うこ
とを特徴とするカメラを提供できる。

【００５７】（３） デジタルカメラやビデオにおい
て、原色Ｒ，Ｇ，ＢのＲＧＢ検出手段と、前記ＲＧＢ検
出手段の出力、又は別体の測光手段による可視光検出手
段と、赤外光検出手段と、を有し、可視光と赤外光から
蛍光灯らしさを判断し、蛍光灯らしさに応じて、Ｒ，
Ｇ，Ｂのホワイトバランス補正を行うことを特徴とする
カメラを提供できる。 （４） 蛍光灯の種類に対応したメンバーシップ関数か
ら求めた第２蛍光灯らしさに応じて補正を替えることを
特徴とする（３）に記載のカメラを提供できる。

【００５８】（５） リモコン検出用の赤外光検出手段
で赤外光を検出することを特徴とする（３）に記載のカ
メラを提供できる。 （６） 当該赤外光の検出は、リモコン用の検出機構を
兼用することを特徴とする（１）に記載のカメラを提供
できる。 （７） 蛍光灯の種類らしさを計算し、そのらしさ加減
に応じてＲＧＢを補正することを特徴とする（１）に記
載のカメラを提供できる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、可視光測光値と赤外測
光値に基づく被写体の色によらない方法で、光源が人工
光源か否か判断することで、蛍光灯の色かぶりを補正す
るホワイトバランスを確実に行えるホワイトバランス補
正可能なカメラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態のホワイトバランス補正可
能なカメラの概略構成図。

【図２】 図１に例示したカメラの構成を詳しく示す回
路ブロック図。

【図３】 このカメラによる被写体の測光・測距を行う
しくみを示す模式図。

【図４】 図４（ａ）〜（ｆ）は新旧の蛍光灯の波長分
布を比較し、（ａ），（ｃ），（ｅ）は、近年の三波長
タイプの蛍光灯の波長分布特性を示すグラフ、（ｂ），
（ｄ），（ｆ）は、従来の蛍光灯の波長分布特性を示す
グラフ。

【図５】 図５は（ａ），（ｂ）はＣＣＤカメラの分光
感度を示し、（ａ）は、一般的なＣＣＤカメラの分光感
度（ＣＣＤの感度）を示すグラフ、（ｂ）は、最近の四
分割画素（ＲＧＢセンサ）の分光感度を示すグラフ。

【図６】 図６（ａ）〜（ｃ）は、従来と本発明でのホ
ワイトバランスの比較を撮影状況別に示し、（ａ）及び
（ｂ）は、従来技術におけるホワイトバランスの方法を
示すグラフ、（ｃ）は、本実施形態におけるホワイトバ
ランスの方法を示すグラフ。

【図７】 従来（公知例）での補正のリミットに関す
る制御値の範囲で示すグラフ。

【図８】 本実施形態における補正のリミットに関する
制御値の範囲を示すグラフ。

【図９】 本実施形態のカメラの動作制御の手順を表わ
すフローチャート。

【図１０】 サブルーチン「人工光判断」の手順を表わ
すフローチャート。

【図１１】 可視光、赤外光と人工光源らしさの判断の
ための判断基準を示す説明図。

【図１２】 図１２（ａ）〜（ｄ）は自然光(太陽光)及
び人工光(蛍光灯、電球)の波長(色)成分と、人及び各種
センサの光感度との関係を示し、（ａ）は、太陽光、蛍
光灯及び電球の出力と、人の視感度及び可視光センサ、
赤外光センサの分光感度を示すグラフ、（ｂ）は、蛍光
灯下の可視光センサと赤外光センサの分光感度比を示す
グラフ、（ｃ）は、太陽光下の可視光センサと赤外光セ
ンサの分光感度比を示すグラフ、（ｄ）は、電球光下の
可視光センサと赤外光センサの分光感度比を示すグラ
フ。

【図１３】 図９の変形としてファジィー推論的に判断
をするための制御手順を部分的に表わすフローチャー
ト。

【図１４】 「人工光源らしさ」Ｋredを算出するとき
の基準を表わすグラフ。

【図１５】 どのような種類の人工光源かと、その光源
の種類ごとの補正の為の制御値ＢCONT，ＲCONTの関係を
表わすグラフ。

【図１６】 図１６（ａ），（ｂ）は蛍光灯の昼光色タ
イプの場合の補正基準を表わし、（ａ）は、昼光色タイ
プ度と制御値ＢCONT，ＲCONTの補正リミット係数の関係
を示すグラフ、（ｂ）は、そのリミット係数を適用した
被写体撮影時の補正の抑制を示す説明図。

【符号の説明】

１…レンズ（撮影レンズ）、２…フィルタ（ＮＤフィル
タ）、３…イメージセンサ（ＣＣＤ／Ｃ−ＭＯＳ）、４
…欠陥画素補正手段（ＲＧＢ検出手段の一部）、５…ゲ
イン制御手段（ＲＧＢ検出手段の一部）、６…ガンマ補
正手段（ＲＧＢ検出手段の一部）、７…ホワイトバラン
ス手段、７’ …ホワイトバランス用補正範囲と補正リ
ミット算出手段、８…マトリックス手段、９…画像表示
手段、１０…制御手段（ＣＰＵ：判断手段）、１１…カ
メラ（本体）、１２…レンズ（測光用）、１３…投光レ
ンズ、 １４…受光レンズ、１５…測距手段（Ａ
Ｆ用ＰＳＤ等）、１６…赤外光測光手段（ＡＦ用ＬＥＤ
等、赤外光検出手段）、１７…可視光測光手段（可視光
測光センサ、可視光輝度検出手段）、１８…リモコン検
出手段（リモコンセンサ）、３１…レンズ制御手段、３
２…ＮＤフィルタ駆動回路、３３…ＣＣＤ駆動回路、３
４…人工光検出手段。Ｓ１〜Ｓ２４…レリーズ操作後の
処理ステップ、Ｓ３０〜Ｓ３８…人工光(蛍光灯)判断の
処理ステップ、Ｓ４０〜Ｓ６３…変形例としての処理ス
テップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H002 DB02 DB17 DB24 GA33 5C066 AA01 BA01 CA05 CA13 CA17 EA13 EA14 EA15 EC01 EE02 EE03 FA02 GA01 GA02 GA05 GA09 GB01 HA01 HA03 HA04 JA03 KE01 KL02 KM01 KM02 KM05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像光学系と、この撮像光学系を介して
   被写体光を受光するイメージセンサと、 前記イメージセンサの出力に基づき三原色に対応する
   Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を検出するＲＧＢ検出手段と、 当該Ｒ，Ｇ，Ｂ信号から２つの色差信号を算出するマト
   リックス手段と、 前記ＲＧＢ検出手段の出力、又は、自動カメラとして具
   備して成る測光手段により可視光の輝度を検出する可視
   光輝度検出手段と、 赤外光の明るさを検出する赤外光検出手段と、 前記可視光輝度検出手段の出力と前記赤外光検出手段の
   出力から人工光と自然光との割合を算出する人工光検出
   手段を有し、 前記人工光検出手段により算出された前記人工光と自然
   光との割合に基づいてホワイトバランス補正を行う補正
   範囲を求め、当該２つの色差信号が前記補正範囲にある
   ときにホワイトバランス補正を行うことを特徴とするホ
   ワイトバランス補正可能なカメラ。
2. 【請求項２】 前記２つの色差信号から人工光源の種類
   を判断する手段と、 人工光源の種類の判断結果に基づいて補正リミットを算
   出して対応付ける手段を有し、前記２つの色差信号をホ
   ワイトバランス補正する量に関して前記補正リミットで
   制限することを特徴とする、請求項１に記載のカメラ。
3. 【請求項３】 前記赤外光検出手段は、リモートコント
   ローラより発せられる光を検出する手段であることを特
   徴とする、請求項１に記載のカメラ。