JP2004215025A - ホワイトバランス補正値設定システムおよび撮像感度調整値設定システム - Google Patents
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Abstract
【課題】小型でかつ消費電力も少ない光源を用いて撮像手段へホワイトバランス補正値または撮像感度調整値を設定する。
【解決手段】光源２を、多数のＲ、Ｇ、Ｂ３色の発光ダイオードから構成されるパネル４と制御部５とから構成する。設定装置７から色温度として５５００度Ｋ：昼光用を設定すると、制御部５はパネル４の各色毎の発光ダイオードの発光量を制御して色温度５５００度Ｋの光を射出させる。また、設定装置７は、ホワイトバランス補正値設定モードコマンドをデジタルカメラ３へ出力する。デジタルカメラ３では、ホワイトバランス補正値を算出して、５５００度Ｋ：昼光用のホワイトバランス補正値として設定する。同様に３２００度Ｋ：電灯光用のホワイトバランス補正値も設定する。従来ホワイトバランス補正値を設定する際に必要であったランプ等の大型で消費電力の多い光源を不要とする。
【選択図】 図１
【解決手段】光源２を、多数のＲ、Ｇ、Ｂ３色の発光ダイオードから構成されるパネル４と制御部５とから構成する。設定装置７から色温度として５５００度Ｋ：昼光用を設定すると、制御部５はパネル４の各色毎の発光ダイオードの発光量を制御して色温度５５００度Ｋの光を射出させる。また、設定装置７は、ホワイトバランス補正値設定モードコマンドをデジタルカメラ３へ出力する。デジタルカメラ３では、ホワイトバランス補正値を算出して、５５００度Ｋ：昼光用のホワイトバランス補正値として設定する。同様に３２００度Ｋ：電灯光用のホワイトバランス補正値も設定する。従来ホワイトバランス補正値を設定する際に必要であったランプ等の大型で消費電力の多い光源を不要とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホワイトバランス補正を行うデジタルカメラ等の撮像手段にホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス補正値設定システムおよび撮像手段に所定の撮像感度で撮像を行うための撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ等のカラー写真をＣＣＤ等の撮像素子を用いて撮影する撮像装置においては、光源の色温度に関係なく、白い被写体を白く撮像することができるように色を調整するホワイトバランス補正が行われている。人間の目には、屋内発熱電球下等、赤色が強く色温度の低い光が照射された場合でも、野外等で青色が強く色温度が高い光が照射された場合であっても、白い物は白く見える。これは人間の脳が自動的に色のバランスを補正して白を白として認識する機能を有しているためである。一方デジタルカメラやビデオカメラ等に使用される撮像手段においては、色温度の低い光が照射された場合には、白い物は赤く撮像され、色温度が高い光が照射された場合には白い物は青く撮像されてしまう。このような現象を防止し、人間の脳が有する色バランスの補正機能を信号処理により行い、色温度に係わらず白を白として画像を取得する機能がホワイトバランス補正である。
【０００３】
通常ホワイトバランス補正を行うためには、種々の色温度の光が照射された状態で撮像を行い、各色温度において、白を白として画像を取得するように、ＲＧＢ画像信号のそれぞれのゲインを補正して、その補正値（以下ホワイトバランス補正値と記載）を色温度と対応させて補正値記憶部へ記憶しておく。具体的には色温度が低い場合にはＧ画像信号およびＢ画像信号に対してＲ画像信号のゲインを低く設定し、色温度が高い場合にはＲ画像信号およびＧ画像信号に対してＢ画像信号のゲインを低く設定するようにホワイトバランス補正値を設定する。撮像を行う際には、まず色温度の検出手段により、外光の色温度を検出し、該色温度と対応するホワイトバランス補正値を利用して色バランスを補正した画像を取得する。
【０００４】
撮像手段に搭載されるレンズ、カラーフィルタなどの透過特性により撮像手段毎に適切なホワイトバランス補正値が異なるため、ホワイトバランス補正値は、撮像手段毎に実測により取得されて、設定されている。具体的には、種々の色温度を有する光源、例えば昼光用（５５００度Ｋ）のランプや、電灯光用（３２００度Ｋ）のランプ等の基準光源を準備し、これらの基準光源から射出される光を用いて順次撮像を行い、実際に撮像素子から出力されるＲＧＢ画像信号を検出し、これらの画像信号値の比が等しくなるように色温度毎にホワイトバランス補正値を決定して、各撮像手段へ設定している。（例えば特許文献１参照）
なお、撮像時における外光の色温度の検出方式としては、種々の方式があり、例えば外光の色温度を直接測定する外測センサ方式、撮像手段で撮像した出力信号から外光の色を算出して色温度を求めるＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈｔ Ｔｈｅ Ｌｅｎｚ）方式、あるいは両者を用いるハイブリッド方式等がある。
【０００５】
また、使用者が判断した外光の色温度により画像を取得するため、あるいは取得した画像に特殊な効果を与えるために、色温度の測定を行わず、手動にてホワイトバランス補正値を選択する機能を有する撮像手段も多い。
【０００６】
また、従来の撮像手段では、撮像感度として例えば、フィルムを使用した際のＩＳＯ感度に準じて、ＩＳＯ感度１００相当あるいはＩＳＯ感度４００相当等の撮像感度が設定されている。またこれらの撮像感度間で切り換え可能な撮像手段も多い。このような撮像手段では、それぞれの撮像感度に対して撮像感度調整値が予め設定されている。これらの撮像感度調整値を設定する際には、まず、所定の輝度を有するランプ等の基準光源を準備し、この基準光源から射出される光を用いて撮像を行う。そして、撮像手段から出力される画像信号の信号値を検出し、所望の信号値、例えばＩＳＯ感度１００相当またはＩＳＯ感度４００相当の信号値が得られる撮像感度調整値を求め、ＩＳＯ感度１００相当の撮像感度調整値またはＩＳＯ感度４００相当の撮像感度調整値として各撮像手段へ設定する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３２０７１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年デジタルカメラ等の撮像手段の製造コストの低減が強く望まれている。しかしながら、撮像手段にホワイトバランス補正値あるいは撮像感度調整値を設定する際には、上述のようにランプ等から成る大がかりで消費電力が多い光源が必要であり、製造コストの低減を妨げているという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、小型でかつ消費電力も少ない光源を用いてホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス設定システムまたは撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定システムを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるホワイトバランス補正値設定システムは、光源から所定の色温度の光を射出させて、撮像手段へ入射させ、該所定の色温度に対して、前記撮像手段のホワイトバランスを補正するように前記撮像手段へホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス補正値設定システムにおいて、
前記光源がＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成され、各色毎の発光ダイオードの発光量を制御することにより射出する光の色温度を調整可能なものであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明による撮像感度調整値設定システムは、光源から所定の輝度の光を射出させて、撮像手段へ入射させ、該所定の輝度に対して、前記撮像手段から出力される信号値が所定の信号値となるように前記撮像手段へ撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定システムにおいて、
前記光源がＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成され、発光ダイオードの発光量を制御することにより射出する光の輝度を調整可能なものであることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によるホワイトバランス補正値設定システムは、光源に、ＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される小型でかつ消費電力も少ない光源を用いるので、従来必要であった大がかりで消費電力が多いものを使用する必要がない。また、ＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される光源は、色温度を正確に調整可能であるため、ホワイトバランス補正値を正確に設定することができる。
【００１３】
また、本発明による撮像感度調整値設定システムも、ＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される小型でかつ消費電力も少ない光源を用いて撮像感度調整値を設定することができるので、従来必要であった大がかりで消費電力が多い光源を使用する必要がない。また、ＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される光源は、輝度を正確に調整可能であるため、撮像感度調整値を正確に設定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態であるデジタルカメラのホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムの構成図であり、図２はデジタルカメラの概略構成図である。ホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムは、光源２と、光源２とデジタルカメラ３に接続されているコンピュータから成るホワイトバランス補正値・撮像感度調整値設定装置７（以下設定装置７と記載）とから構成されている。
【００１５】
光源２は、図３に示すように赤色波長帯域の光を発する発光ダイオード４Ｒ、緑色波長帯域の光を発する発光ダイオード４Ｇおよび青色波長帯域の光を発する発光ダイオード４Ｂが多数配列されたパネル４と、これらの発光ダイオードの発光量を制御する制御部５とから構成されている。パネル４は、デジタルカメラ３の結像光系１１に対向する位置に配置されている。
【００１６】
デジタルカメラ３は、結像光学系１１と、オンチップのＲＧＢ系フィルタ１２が取り付けられているＣＣＤ撮像素子１３と、該ＣＣＤ撮像素子１３から出力された画像信号を設定された増幅率（撮像感度調整値）で増幅する撮像感度調整部１４と、該撮像感度調整部１４から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部１５と、Ａ／Ｄ変換部１５でデジタル化された画像信号を各色毎に設定された増幅率（ホワイトバランス補正値）で増幅するホワイトバランス補正部１６と、該ホワイトバランス補正部１６から出力された画像信号に対して、所定の信号処理を施す信号処理部１７と、該信号処理部１７により所定の信号処理が施された画像信号を表示する表示部１８と、また信号処理部１７により画像圧縮などの信号処理が施された画像信号を記録する記録部１９と、撮像感度調整部１４に撮像感度調整値を設定し、ホワイトバランス補正部１６にホワイトバランス補正値を設定する撮像感度・ホワイトバランス制御部２０（以下制御部２０と記載）と、該制御部２０に接続されている手動入力部２１、色温度センサ２２およびＵＳＢ端子２４とを備えている。また、制御部２０は記憶部２３を有し、信号処理部１７と接続され、またＡ／Ｄ変換部１５の出力が入力されている。なお、ホワイトバランス補正部１６、信号処理部１７および制御部２０は、カメラ制御部２５に含まれるものであり、カメラ制御部２５はカメラ機能全般を制御するものである。
【００１７】
結像光学系１１は、光軸に沿って配置された集光レンズ３１および対物レンズ３２と、集光レンズ３１と対物レンズ３２の間に配置された視野絞り３３とから構成されている。
【００１８】
ＣＣＤ撮像素子１３は、マトリクス状に配置された多数の光電変換素子から構成され、各光電変換素子に入射した光は光電変換されて、ＲＧＢ画像信号として出力される。ＣＣＤ撮像素子１３から出力されたＲＧＢ画像信号は、撮像感度調整部１４、Ａ／Ｄ変換部１５およびホワイトバランス補正部１６を介して信号処理部１７へ出力される。
【００１９】
ＣＣＤ撮像素子１３にオンチップされているＲＧＢ系フィルタ１２は、図４に模式的に示すように、約４００ｎｍから約４５０ｎｍの波長帯域の光を透過させるＢフィルタ１２ａと、約５００ｎｍから約５５０ｎｍの波長帯域の光を透過させるＧフィルタ１２ｂと、約６００ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の光を透過させるＲフィルタ１２ｃとが交互に配置されている。
【００２０】
ＣＣＤ撮像素子１３からは、Ｂフィルタ１２ａを透過した約４００ｎｍから約４５０ｎｍの波長帯域の光の信号値がＢ画像信号として出力され、またＧフィルタ１２ｂを透過した約５００ｎｍから約５５０ｎｍの波長帯域の光の信号値がＧ画像信号として出力され、Ｒフィルタ１２ｃを透過した約６００ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の光の信号値がＲ画像信号として出力される。
【００２１】
ＣＣＤ撮像素子１３から出力されたＲ、ＧおよびＢ画像信号は、撮像感度調整部１４で設定された増幅率（撮像感度調整値）で増幅され、Ａ／Ｄ変換部１５でデジタル化され、さらにホワイトバランス補正部１６において各色毎に設定された増幅率（ホワイトバランス補正値）で増幅され、信号処理部１７により所定の信号処理が施されて、カラー画像信号として表示部１８へ出力される。また信号処理部１７により画像圧縮などの信号処理が施されたカラー画像信号は、記録部１９に記録される。
【００２２】
なお、本デジタルカメラ３は、ＵＳＢ端子２４からホワイトバランス補正値設定モードコマンドあるいは撮像感度調整値設定モードコマンドが入力されると、通常の撮像動作を行う撮像モードからホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス補正値設定モードまたは撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定モードに切り替わる。ホワイトバランス補正値設定モードまたは撮像感度調整値設定モードにおいては、制御部２０が、ホワイトバランス補正値または撮像感度調整値を算出し、記憶部２３に記憶する。
【００２３】
以下ホワイトバランス補正値設定モードおよび撮像感度調整値設定モードにおける動作の詳細を説明する。通常、ホワイトバランス補正値の設定または撮像感度調整値の設定は、デジタルカメラ３の製造最終工程において行われることが多い。ホワイトバランス補正値として、昼光用（５５００度Ｋ）のホワイトバランス補正値と、電灯光（３２００度Ｋ）用のホワイトバランス補正値とを設定し、また撮像感度調整値としてＩＳＯ感度１００相当の撮像感度調整値とＩＳＯ感度４００相当の撮像感度調整値を設定する場合を例として説明を行う。
【００２４】
まず、デジタルカメラ３の撮像光学系１１の正面に、光源２のパネル４を配置する。また、設定装置７を光源２の制御部５およびデジタルカメラ３のＵＳＢ端子２４へ接続する。
【００２５】
設定装置７からホワイトバランス補正値設定モードコマンドをデジタルカメラ３へ出力する。デジタルカメラ３は、ホワイトバランス補正値設定モードへ切り替わる。さらに設定装置７は、光源２の制御部５へ、パネル４から射出する光の色温度として昼光用の色温度（５５００度Ｋ）を設定する。制御部５は、パネル４から射出する光の色温度が５５００度ｋとなるように、発光ダイオード４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの発光量の比を制御する。
【００２６】
また、設定装置７は、デジタルカメラ３へホワイトバランス補正値設定信号（昼光用：５５００度Ｋ）を出力する。デジタルカメラ３では、ホワイトバランス補正値設定信号（昼光用：５５００度Ｋ）が入力されると、ＣＣＤ撮像素子１３により画像信号を取得する。制御部２０では、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるＲ画像信号、Ｇ画像信号およびＢ画像信号の信号値が同一となるような各色毎の増幅率を算出し、その値をホワイトバランス補正値（昼光用：５５００度Ｋ）として、記憶部２３に記憶する。
【００２７】
次に、設定装置７は、光源２の制御部５へ、パネル４から射出する光の色温度として電灯光用の色温度（３２００度Ｋ）を設定する。制御部５は、パネル４から射出する光の色温度が３２００度Ｋとなるように、発光ダイオード４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの発光量の比を制御する。
【００２８】
次に、設定装置７は、デジタルカメラ３へホワイトバランス設定値信号（電灯光用：３２００度Ｋ）を出力する。ホワイトバランス補正値設定信号（電灯光用：３２００度Ｋ）が入力されると、ＣＣＤ撮像素子１３により画像信号を取得する。制御部２０では、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるＲ画像信号、Ｇ画像信号およびＢ画像信号の信号値が同一となるような各色毎の増幅率を算出し、その値をホワイトバランス補正値（電灯光用：３２００度Ｋ）として、記憶部２３に記憶する。
【００２９】
次に、設定装置７は、撮像感度調整値設定モードコマンドをデジタルカメラ３へ出力する。デジタルカメラ３は、撮像感度調整値設定モードへ切り替わる。さらに、設定装置７は、光源２の制御部５へ、パネル４から射出する光の輝度として、ＩＳＯ感度１００相当調整用の輝度を設定する。制御部５は、パネル４から射出する光の輝度がＩＳＯ感度１００相当調整用の輝度となるように、発光ダイオード４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの発光量の制御する。
【００３０】
また、設定装置７は、デジタルカメラ３へ撮像感度調整値信号（ＩＳＯ感度１００相当）を出力する。デジタルカメラ３では、撮像感度調整値信号（ＩＳＯ感度１００相当）が入力されると、撮像を行い、制御部２０では、信号処理部１７から画像信号を入力しその信号値が、予め記憶されている信号値（ＩＳＯ感度１００相当）と等しくなるために必要な撮像感度調整部１４の増幅率を算出し、撮像感度調整値（ＩＳＯ感度１００相当）として記憶部２３に記憶する。
【００３１】
続けて、設定装置７は、光源２の制御部５へ、パネル４から射出する光の輝度として、ＩＳＯ感度４００相当調整用の輝度を設定する。制御部５は、パネル４から射出する光の輝度がＩＳＯ感度４００相当調整用の輝度となるように、発光ダイオード４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの発光量の制御する。
【００３２】
また、設定装置７は、デジタルカメラ３へ撮像感度調整値信号（ＩＳＯ感度４００相当）を出力する。デジタルカメラ３では、撮像感度調整値信号（ＩＳＯ感度４００相当）が入力されると、撮像を行い、制御部２０では、信号処理部１７から画像信号を入力しその信号値が、予め記憶されている信号値（ＩＳＯ感度４００相当）と等しくなるために必要な撮像感度調整部１４の増幅率を算出し、撮像感度調整値（ＩＳＯ感度４００相当）として記憶部２３に記憶する。
【００３３】
以上の動作により、デジタルカメラ３の記憶部２３には、ホワイトバランス補正値（昼光用：５５００度Ｋ）、ホワイトバランス補正値（電灯光用：３２００度Ｋ）、撮像感度調整値（ＩＳＯ感度１００相当）および撮像感度調整値（ＩＳＯ感度４００相当）が記憶される。
【００３４】
実際に撮像を行う際には、デジタルカメラ３の使用者は、ますデジタルカメラ３の手動入力部２１から撮像感度としてＩＳＯ１００相当またはＩＳＯ４００相当を選択する。選択された撮像感度に対応して記憶されている撮像感度調整値が記憶部２３から読み出されて撮像感度調整部１４に設定される。また、使用者は、ホワイトバランス補正値として、昼光用または電灯光用のどちらかを手動で選択する。選択されたホワイトバランス補正値が、記憶部２３から読み出されてホワイトバランス補正部１６に設定される。あるいは色温度センサ２２により測定した外界の色温度に近い方のホワイトバランス補正値が自動的に選択されて、設定されてもよい。この結果、使用者の所望の撮像感度で撮像され、所望のホワイトバランス補正が施された画像を取得することができる。
【００３５】
以上の説明で明らかなように、本発明によるホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムは、光源にＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される小型でかつ消費電力も少ない光源２を用いるので、従来必要であった大がかりで消費電力が多い光源を使用する必要がない。このため、製造工場における調整設備の小型化および消費電力の低減を実現することができる。
【００３６】
また、光源２は色温度および輝度を正確に調整可能であるため、ホワイトバランス補正値および撮像感度調整値を正確に設定することができる。さらに、従来のランプを用いた光源を使用する場合には、色温度または輝度を切り換えるために異なるランプを点灯させると、そのランプから射出される光の色温度または輝度が安定するまでホワイトバランス補正値または撮像感度調整値の設定を待たなければならなかったが、光源２を使用する場合には、色温度または輝度を変更した直後であっても安定した色温度または輝度の光が射出されるため、直ちにホワイトバランス補正値の設定または撮像感度調整値の設定を行うことができ、設定効率が向上する。
【００３７】
また、光源２は任意の色温度の光を射出可能であるため、光源２を用いることにより、設定者が所望する全ての色温度に対してホワイトバランス補正値を設定することができ、ホワイトバランス補正値設定システムの利便性を向上することができる。
【００３８】
なお、撮像感度を調整するために、ＣＣＤ撮像素子から出力された画像信号の増幅率を調整したがこれに限定されるものではなく、例えばＣＣＤ撮像素子内部における増幅率を調整してもよいし、あるいはＣＣＤ撮像素子における電荷蓄積時間等を調整してもよい。また撮像光学系における絞り値を調整してもよい。
【００３９】
また、本実施の形態の変型例として、図５に示すように設定装置７を使用せずに、手動入力部６により色温度または輝度を調整可能な制御部８を備えた光源９と、手動入力部からの手動入力操作によりホワイトバランス補正値設定モードまたは撮像感度調整値設定モードに切り替わるデジタルカメラ１０とを用いて、デジタルカメラ１０のホワイトバランス補正値および撮像感度調整値の設定を行うこともできる。設定装置が不要となるため、任意の場所でホワイトバランス補正値および撮像感度調整値の設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムの構成図
【図２】デジタルカメラの概略構成図
【図３】光源のパネルの説明図
【図４】ＣＣＤ撮像素子にオンチップされるカラーフィルタの説明図
【図５】他のホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムの構成図
【符号の説明】
２、９ 光源
３、１０ デジタルカメラ
４ パネル
５、８ 制御部
６ 手動入力部
７ ホワイトバランス補正値・撮像感度調整値設定装置
１１ 結像光学系
１２ カラーフィルタ
１３ ＣＣＤ撮像素子
１４ 撮像感度調整部
１５ Ａ／Ｄ変換部
１６ ホワイトバランス補正部
１７ 信号処理部
１８ 表示部
１９ 記録部
２０ 撮像感度・ホワイトバランス制御部
２１ 手動入力部
２２ 色温度センサ
２３ 記憶部
２４ ＵＳＢ端子
３１ 集光レンズ
３２ 対物レンズ
３３ 視野絞り
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホワイトバランス補正を行うデジタルカメラ等の撮像手段にホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス補正値設定システムおよび撮像手段に所定の撮像感度で撮像を行うための撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ等のカラー写真をＣＣＤ等の撮像素子を用いて撮影する撮像装置においては、光源の色温度に関係なく、白い被写体を白く撮像することができるように色を調整するホワイトバランス補正が行われている。人間の目には、屋内発熱電球下等、赤色が強く色温度の低い光が照射された場合でも、野外等で青色が強く色温度が高い光が照射された場合であっても、白い物は白く見える。これは人間の脳が自動的に色のバランスを補正して白を白として認識する機能を有しているためである。一方デジタルカメラやビデオカメラ等に使用される撮像手段においては、色温度の低い光が照射された場合には、白い物は赤く撮像され、色温度が高い光が照射された場合には白い物は青く撮像されてしまう。このような現象を防止し、人間の脳が有する色バランスの補正機能を信号処理により行い、色温度に係わらず白を白として画像を取得する機能がホワイトバランス補正である。
【０００３】
通常ホワイトバランス補正を行うためには、種々の色温度の光が照射された状態で撮像を行い、各色温度において、白を白として画像を取得するように、ＲＧＢ画像信号のそれぞれのゲインを補正して、その補正値（以下ホワイトバランス補正値と記載）を色温度と対応させて補正値記憶部へ記憶しておく。具体的には色温度が低い場合にはＧ画像信号およびＢ画像信号に対してＲ画像信号のゲインを低く設定し、色温度が高い場合にはＲ画像信号およびＧ画像信号に対してＢ画像信号のゲインを低く設定するようにホワイトバランス補正値を設定する。撮像を行う際には、まず色温度の検出手段により、外光の色温度を検出し、該色温度と対応するホワイトバランス補正値を利用して色バランスを補正した画像を取得する。
【０００４】
撮像手段に搭載されるレンズ、カラーフィルタなどの透過特性により撮像手段毎に適切なホワイトバランス補正値が異なるため、ホワイトバランス補正値は、撮像手段毎に実測により取得されて、設定されている。具体的には、種々の色温度を有する光源、例えば昼光用（５５００度Ｋ）のランプや、電灯光用（３２００度Ｋ）のランプ等の基準光源を準備し、これらの基準光源から射出される光を用いて順次撮像を行い、実際に撮像素子から出力されるＲＧＢ画像信号を検出し、これらの画像信号値の比が等しくなるように色温度毎にホワイトバランス補正値を決定して、各撮像手段へ設定している。（例えば特許文献１参照）
なお、撮像時における外光の色温度の検出方式としては、種々の方式があり、例えば外光の色温度を直接測定する外測センサ方式、撮像手段で撮像した出力信号から外光の色を算出して色温度を求めるＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈｔ Ｔｈｅ Ｌｅｎｚ）方式、あるいは両者を用いるハイブリッド方式等がある。
【０００５】
また、使用者が判断した外光の色温度により画像を取得するため、あるいは取得した画像に特殊な効果を与えるために、色温度の測定を行わず、手動にてホワイトバランス補正値を選択する機能を有する撮像手段も多い。
【０００６】
また、従来の撮像手段では、撮像感度として例えば、フィルムを使用した際のＩＳＯ感度に準じて、ＩＳＯ感度１００相当あるいはＩＳＯ感度４００相当等の撮像感度が設定されている。またこれらの撮像感度間で切り換え可能な撮像手段も多い。このような撮像手段では、それぞれの撮像感度に対して撮像感度調整値が予め設定されている。これらの撮像感度調整値を設定する際には、まず、所定の輝度を有するランプ等の基準光源を準備し、この基準光源から射出される光を用いて撮像を行う。そして、撮像手段から出力される画像信号の信号値を検出し、所望の信号値、例えばＩＳＯ感度１００相当またはＩＳＯ感度４００相当の信号値が得られる撮像感度調整値を求め、ＩＳＯ感度１００相当の撮像感度調整値またはＩＳＯ感度４００相当の撮像感度調整値として各撮像手段へ設定する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３２０７１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年デジタルカメラ等の撮像手段の製造コストの低減が強く望まれている。しかしながら、撮像手段にホワイトバランス補正値あるいは撮像感度調整値を設定する際には、上述のようにランプ等から成る大がかりで消費電力が多い光源が必要であり、製造コストの低減を妨げているという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、小型でかつ消費電力も少ない光源を用いてホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス設定システムまたは撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定システムを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるホワイトバランス補正値設定システムは、光源から所定の色温度の光を射出させて、撮像手段へ入射させ、該所定の色温度に対して、前記撮像手段のホワイトバランスを補正するように前記撮像手段へホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス補正値設定システムにおいて、
前記光源がＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成され、各色毎の発光ダイオードの発光量を制御することにより射出する光の色温度を調整可能なものであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明による撮像感度調整値設定システムは、光源から所定の輝度の光を射出させて、撮像手段へ入射させ、該所定の輝度に対して、前記撮像手段から出力される信号値が所定の信号値となるように前記撮像手段へ撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定システムにおいて、
前記光源がＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成され、発光ダイオードの発光量を制御することにより射出する光の輝度を調整可能なものであることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によるホワイトバランス補正値設定システムは、光源に、ＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される小型でかつ消費電力も少ない光源を用いるので、従来必要であった大がかりで消費電力が多いものを使用する必要がない。また、ＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される光源は、色温度を正確に調整可能であるため、ホワイトバランス補正値を正確に設定することができる。
【００１３】
また、本発明による撮像感度調整値設定システムも、ＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される小型でかつ消費電力も少ない光源を用いて撮像感度調整値を設定することができるので、従来必要であった大がかりで消費電力が多い光源を使用する必要がない。また、ＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される光源は、輝度を正確に調整可能であるため、撮像感度調整値を正確に設定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態であるデジタルカメラのホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムの構成図であり、図２はデジタルカメラの概略構成図である。ホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムは、光源２と、光源２とデジタルカメラ３に接続されているコンピュータから成るホワイトバランス補正値・撮像感度調整値設定装置７（以下設定装置７と記載）とから構成されている。
【００１５】
光源２は、図３に示すように赤色波長帯域の光を発する発光ダイオード４Ｒ、緑色波長帯域の光を発する発光ダイオード４Ｇおよび青色波長帯域の光を発する発光ダイオード４Ｂが多数配列されたパネル４と、これらの発光ダイオードの発光量を制御する制御部５とから構成されている。パネル４は、デジタルカメラ３の結像光系１１に対向する位置に配置されている。
【００１６】
デジタルカメラ３は、結像光学系１１と、オンチップのＲＧＢ系フィルタ１２が取り付けられているＣＣＤ撮像素子１３と、該ＣＣＤ撮像素子１３から出力された画像信号を設定された増幅率（撮像感度調整値）で増幅する撮像感度調整部１４と、該撮像感度調整部１４から出力された画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部１５と、Ａ／Ｄ変換部１５でデジタル化された画像信号を各色毎に設定された増幅率（ホワイトバランス補正値）で増幅するホワイトバランス補正部１６と、該ホワイトバランス補正部１６から出力された画像信号に対して、所定の信号処理を施す信号処理部１７と、該信号処理部１７により所定の信号処理が施された画像信号を表示する表示部１８と、また信号処理部１７により画像圧縮などの信号処理が施された画像信号を記録する記録部１９と、撮像感度調整部１４に撮像感度調整値を設定し、ホワイトバランス補正部１６にホワイトバランス補正値を設定する撮像感度・ホワイトバランス制御部２０（以下制御部２０と記載）と、該制御部２０に接続されている手動入力部２１、色温度センサ２２およびＵＳＢ端子２４とを備えている。また、制御部２０は記憶部２３を有し、信号処理部１７と接続され、またＡ／Ｄ変換部１５の出力が入力されている。なお、ホワイトバランス補正部１６、信号処理部１７および制御部２０は、カメラ制御部２５に含まれるものであり、カメラ制御部２５はカメラ機能全般を制御するものである。
【００１７】
結像光学系１１は、光軸に沿って配置された集光レンズ３１および対物レンズ３２と、集光レンズ３１と対物レンズ３２の間に配置された視野絞り３３とから構成されている。
【００１８】
ＣＣＤ撮像素子１３は、マトリクス状に配置された多数の光電変換素子から構成され、各光電変換素子に入射した光は光電変換されて、ＲＧＢ画像信号として出力される。ＣＣＤ撮像素子１３から出力されたＲＧＢ画像信号は、撮像感度調整部１４、Ａ／Ｄ変換部１５およびホワイトバランス補正部１６を介して信号処理部１７へ出力される。
【００１９】
ＣＣＤ撮像素子１３にオンチップされているＲＧＢ系フィルタ１２は、図４に模式的に示すように、約４００ｎｍから約４５０ｎｍの波長帯域の光を透過させるＢフィルタ１２ａと、約５００ｎｍから約５５０ｎｍの波長帯域の光を透過させるＧフィルタ１２ｂと、約６００ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の光を透過させるＲフィルタ１２ｃとが交互に配置されている。
【００２０】
ＣＣＤ撮像素子１３からは、Ｂフィルタ１２ａを透過した約４００ｎｍから約４５０ｎｍの波長帯域の光の信号値がＢ画像信号として出力され、またＧフィルタ１２ｂを透過した約５００ｎｍから約５５０ｎｍの波長帯域の光の信号値がＧ画像信号として出力され、Ｒフィルタ１２ｃを透過した約６００ｎｍから６５０ｎｍの波長帯域の光の信号値がＲ画像信号として出力される。
【００２１】
ＣＣＤ撮像素子１３から出力されたＲ、ＧおよびＢ画像信号は、撮像感度調整部１４で設定された増幅率（撮像感度調整値）で増幅され、Ａ／Ｄ変換部１５でデジタル化され、さらにホワイトバランス補正部１６において各色毎に設定された増幅率（ホワイトバランス補正値）で増幅され、信号処理部１７により所定の信号処理が施されて、カラー画像信号として表示部１８へ出力される。また信号処理部１７により画像圧縮などの信号処理が施されたカラー画像信号は、記録部１９に記録される。
【００２２】
なお、本デジタルカメラ３は、ＵＳＢ端子２４からホワイトバランス補正値設定モードコマンドあるいは撮像感度調整値設定モードコマンドが入力されると、通常の撮像動作を行う撮像モードからホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス補正値設定モードまたは撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定モードに切り替わる。ホワイトバランス補正値設定モードまたは撮像感度調整値設定モードにおいては、制御部２０が、ホワイトバランス補正値または撮像感度調整値を算出し、記憶部２３に記憶する。
【００２３】
以下ホワイトバランス補正値設定モードおよび撮像感度調整値設定モードにおける動作の詳細を説明する。通常、ホワイトバランス補正値の設定または撮像感度調整値の設定は、デジタルカメラ３の製造最終工程において行われることが多い。ホワイトバランス補正値として、昼光用（５５００度Ｋ）のホワイトバランス補正値と、電灯光（３２００度Ｋ）用のホワイトバランス補正値とを設定し、また撮像感度調整値としてＩＳＯ感度１００相当の撮像感度調整値とＩＳＯ感度４００相当の撮像感度調整値を設定する場合を例として説明を行う。
【００２４】
まず、デジタルカメラ３の撮像光学系１１の正面に、光源２のパネル４を配置する。また、設定装置７を光源２の制御部５およびデジタルカメラ３のＵＳＢ端子２４へ接続する。
【００２５】
設定装置７からホワイトバランス補正値設定モードコマンドをデジタルカメラ３へ出力する。デジタルカメラ３は、ホワイトバランス補正値設定モードへ切り替わる。さらに設定装置７は、光源２の制御部５へ、パネル４から射出する光の色温度として昼光用の色温度（５５００度Ｋ）を設定する。制御部５は、パネル４から射出する光の色温度が５５００度ｋとなるように、発光ダイオード４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの発光量の比を制御する。
【００２６】
また、設定装置７は、デジタルカメラ３へホワイトバランス補正値設定信号（昼光用：５５００度Ｋ）を出力する。デジタルカメラ３では、ホワイトバランス補正値設定信号（昼光用：５５００度Ｋ）が入力されると、ＣＣＤ撮像素子１３により画像信号を取得する。制御部２０では、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるＲ画像信号、Ｇ画像信号およびＢ画像信号の信号値が同一となるような各色毎の増幅率を算出し、その値をホワイトバランス補正値（昼光用：５５００度Ｋ）として、記憶部２３に記憶する。
【００２７】
次に、設定装置７は、光源２の制御部５へ、パネル４から射出する光の色温度として電灯光用の色温度（３２００度Ｋ）を設定する。制御部５は、パネル４から射出する光の色温度が３２００度Ｋとなるように、発光ダイオード４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの発光量の比を制御する。
【００２８】
次に、設定装置７は、デジタルカメラ３へホワイトバランス設定値信号（電灯光用：３２００度Ｋ）を出力する。ホワイトバランス補正値設定信号（電灯光用：３２００度Ｋ）が入力されると、ＣＣＤ撮像素子１３により画像信号を取得する。制御部２０では、Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるＲ画像信号、Ｇ画像信号およびＢ画像信号の信号値が同一となるような各色毎の増幅率を算出し、その値をホワイトバランス補正値（電灯光用：３２００度Ｋ）として、記憶部２３に記憶する。
【００２９】
次に、設定装置７は、撮像感度調整値設定モードコマンドをデジタルカメラ３へ出力する。デジタルカメラ３は、撮像感度調整値設定モードへ切り替わる。さらに、設定装置７は、光源２の制御部５へ、パネル４から射出する光の輝度として、ＩＳＯ感度１００相当調整用の輝度を設定する。制御部５は、パネル４から射出する光の輝度がＩＳＯ感度１００相当調整用の輝度となるように、発光ダイオード４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの発光量の制御する。
【００３０】
また、設定装置７は、デジタルカメラ３へ撮像感度調整値信号（ＩＳＯ感度１００相当）を出力する。デジタルカメラ３では、撮像感度調整値信号（ＩＳＯ感度１００相当）が入力されると、撮像を行い、制御部２０では、信号処理部１７から画像信号を入力しその信号値が、予め記憶されている信号値（ＩＳＯ感度１００相当）と等しくなるために必要な撮像感度調整部１４の増幅率を算出し、撮像感度調整値（ＩＳＯ感度１００相当）として記憶部２３に記憶する。
【００３１】
続けて、設定装置７は、光源２の制御部５へ、パネル４から射出する光の輝度として、ＩＳＯ感度４００相当調整用の輝度を設定する。制御部５は、パネル４から射出する光の輝度がＩＳＯ感度４００相当調整用の輝度となるように、発光ダイオード４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの発光量の制御する。
【００３２】
また、設定装置７は、デジタルカメラ３へ撮像感度調整値信号（ＩＳＯ感度４００相当）を出力する。デジタルカメラ３では、撮像感度調整値信号（ＩＳＯ感度４００相当）が入力されると、撮像を行い、制御部２０では、信号処理部１７から画像信号を入力しその信号値が、予め記憶されている信号値（ＩＳＯ感度４００相当）と等しくなるために必要な撮像感度調整部１４の増幅率を算出し、撮像感度調整値（ＩＳＯ感度４００相当）として記憶部２３に記憶する。
【００３３】
以上の動作により、デジタルカメラ３の記憶部２３には、ホワイトバランス補正値（昼光用：５５００度Ｋ）、ホワイトバランス補正値（電灯光用：３２００度Ｋ）、撮像感度調整値（ＩＳＯ感度１００相当）および撮像感度調整値（ＩＳＯ感度４００相当）が記憶される。
【００３４】
実際に撮像を行う際には、デジタルカメラ３の使用者は、ますデジタルカメラ３の手動入力部２１から撮像感度としてＩＳＯ１００相当またはＩＳＯ４００相当を選択する。選択された撮像感度に対応して記憶されている撮像感度調整値が記憶部２３から読み出されて撮像感度調整部１４に設定される。また、使用者は、ホワイトバランス補正値として、昼光用または電灯光用のどちらかを手動で選択する。選択されたホワイトバランス補正値が、記憶部２３から読み出されてホワイトバランス補正部１６に設定される。あるいは色温度センサ２２により測定した外界の色温度に近い方のホワイトバランス補正値が自動的に選択されて、設定されてもよい。この結果、使用者の所望の撮像感度で撮像され、所望のホワイトバランス補正が施された画像を取得することができる。
【００３５】
以上の説明で明らかなように、本発明によるホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムは、光源にＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成される小型でかつ消費電力も少ない光源２を用いるので、従来必要であった大がかりで消費電力が多い光源を使用する必要がない。このため、製造工場における調整設備の小型化および消費電力の低減を実現することができる。
【００３６】
また、光源２は色温度および輝度を正確に調整可能であるため、ホワイトバランス補正値および撮像感度調整値を正確に設定することができる。さらに、従来のランプを用いた光源を使用する場合には、色温度または輝度を切り換えるために異なるランプを点灯させると、そのランプから射出される光の色温度または輝度が安定するまでホワイトバランス補正値または撮像感度調整値の設定を待たなければならなかったが、光源２を使用する場合には、色温度または輝度を変更した直後であっても安定した色温度または輝度の光が射出されるため、直ちにホワイトバランス補正値の設定または撮像感度調整値の設定を行うことができ、設定効率が向上する。
【００３７】
また、光源２は任意の色温度の光を射出可能であるため、光源２を用いることにより、設定者が所望する全ての色温度に対してホワイトバランス補正値を設定することができ、ホワイトバランス補正値設定システムの利便性を向上することができる。
【００３８】
なお、撮像感度を調整するために、ＣＣＤ撮像素子から出力された画像信号の増幅率を調整したがこれに限定されるものではなく、例えばＣＣＤ撮像素子内部における増幅率を調整してもよいし、あるいはＣＣＤ撮像素子における電荷蓄積時間等を調整してもよい。また撮像光学系における絞り値を調整してもよい。
【００３９】
また、本実施の形態の変型例として、図５に示すように設定装置７を使用せずに、手動入力部６により色温度または輝度を調整可能な制御部８を備えた光源９と、手動入力部からの手動入力操作によりホワイトバランス補正値設定モードまたは撮像感度調整値設定モードに切り替わるデジタルカメラ１０とを用いて、デジタルカメラ１０のホワイトバランス補正値および撮像感度調整値の設定を行うこともできる。設定装置が不要となるため、任意の場所でホワイトバランス補正値および撮像感度調整値の設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムの構成図
【図２】デジタルカメラの概略構成図
【図３】光源のパネルの説明図
【図４】ＣＣＤ撮像素子にオンチップされるカラーフィルタの説明図
【図５】他のホワイトバランス補正値および撮像感度調整値設定システムの構成図
【符号の説明】
２、９ 光源
３、１０ デジタルカメラ
４ パネル
５、８ 制御部
６ 手動入力部
７ ホワイトバランス補正値・撮像感度調整値設定装置
１１ 結像光学系
１２ カラーフィルタ
１３ ＣＣＤ撮像素子
１４ 撮像感度調整部
１５ Ａ／Ｄ変換部
１６ ホワイトバランス補正部
１７ 信号処理部
１８ 表示部
１９ 記録部
２０ 撮像感度・ホワイトバランス制御部
２１ 手動入力部
２２ 色温度センサ
２３ 記憶部
２４ ＵＳＢ端子
３１ 集光レンズ
３２ 対物レンズ
３３ 視野絞り
Claims (2)
- 光源から所定の色温度の光を射出させて、撮像手段へ入射させ、該所定の色温度に対して、前記撮像手段のホワイトバランスを補正するように前記撮像手段へホワイトバランス補正値を設定するホワイトバランス補正値設定システムにおいて、
前記光源がＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成され、各色毎の発光ダイオードの発光量を制御することにより射出する光の色温度を調整可能なものであることを特徴とするホワイトバランス補正値設定システム。 - 光源から所定の輝度の光を射出させて、撮像手段へ入射させ、該所定の輝度に対して、前記撮像手段から出力される信号値が所定の信号値となるように前記撮像手段へ撮像感度調整値を設定する撮像感度調整値設定システムにおいて、
前記光源がＲＧＢ３色の多数の発光ダイオードから構成され、該発光ダイオードの発光量を制御することにより射出する光の輝度を調整可能なものであることを特徴とする撮像感度調整値設定システム。
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|---|---|---|---|
| JP2003000365A JP2004215025A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | ホワイトバランス補正値設定システムおよび撮像感度調整値設定システム |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003000365A JP2004215025A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | ホワイトバランス補正値設定システムおよび撮像感度調整値設定システム |
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| JP2003000365A Withdrawn JP2004215025A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | ホワイトバランス補正値設定システムおよび撮像感度調整値設定システム |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010084433A1 (en) | 2009-01-26 | 2010-07-29 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Matching led flash to camera's ambient light compensation algorithm |
| CN109754425A (zh) * | 2017-11-01 | 2019-05-14 | 浙江舜宇智能光学技术有限公司 | Tof摄像模组的标定设备及其标定方法 |
-
2003
- 2003-01-06 JP JP2003000365A patent/JP2004215025A/ja not_active Withdrawn
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