JP4130450B2 - 自動色補正機能が備えられた撮影装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動色補正機能が備えられた撮影装置およびその方法に関し、詳細には、撮影条件が屋内であるか屋外であるかを判断した後、それに応じて色補正を行い、撮影条件を判断するとき絞りのオープン状態によって判断速度を異にする撮影装置およびその方法に関する。

最近、電子技術の発展に伴い様々な撮影装置が開発され、一般ユーザに普及されている。最新の撮影装置が備えられた機能には、絞り自動調整機能および自動色補正（オートホワイトバランス）機能がある。絞り自動調整機能とは、光量の条件を露出計で計測し絞り状態を自動調整することによって最適の露出設定を行う機能である。

自動色補正機能とは、光源からの光に含まれた赤色成分と青色成分との差異を検出し、カムコーダー内で赤色および青色の加重値をそれぞれ補償および設定しカラーバランスを常に保つよう行う機能である。

一方、同じ対象を同じ撮影装置で撮影しても照明状態に応じて撮影されたイメージの色が相違に表示される場合がある。これは各照明の色温度の違いからである。色温度とは、光から照射する電子波を基準にして光源の光質を示す単位として「ケルビン（Kelvin）温度」とも呼ばれる。単位は「Ｋ」として表記される。昼間の太陽光は５５００〜６０００Ｋ程度、曇った日の太陽光は６０００〜７０００Ｋ程度、蛍光灯は３２００〜３６００Ｋ程度、ろうそくの光は１８００〜２０００Ｋ程度である。これにより、自動色補正機能を備えた撮影装置で色補正を行うためには、先ず、光源の種類、即ち、太陽光であるか人工光であるかを判断すべきである。

図１は絞り自動調整機能および自動色補正機能を備えた従来の撮影装置で色補正方法を説明するためのフローチャートである。同図に基づくと、撮影装置は、絞り自動調整により自動設定された絞りの状態に対応するホール値（ｈａｌｌ ｖａｌｕｅ）を確認する（Ｓ１０）。ホール値とは、ホールセンサで絞りの露出状態に対応するサイズの電圧を出力し、これをデジタルデータに変換した値を意味する。

これにより、確認されたホール値と予め設定された所定の閾値とを比較する（Ｓ２０）。この場合、閾値のサイズは実験的に決定できる。

一方、太陽光が照射される状態、即ち、屋外状態では絞りが多くオープンされないためホール値が小さい。一方、人工光が照射される状態、即ち、屋内状態では絞りが多くオープンされるためホール値が大きい。

従って、確認されたホール値が閾値以上であれば屋内条件として判断し（Ｓ３０）、閾値未満であれば屋外条件として判断する（Ｓ４０）。

次に、判断された条件に基づき色補正を行う（Ｓ５０）。この場合、色補正を行う方式は屋内であるか屋外であるかにより異なってくる。

一方、従来の撮影装置は、ホール値が閾値の隣接した環境においてホール値の微細な変動により色補正方式も頻繁に変わってしまう。従って、撮影される映像の色も微細に変動してしまう。例えば、曇った日の夕暮れにはホール値が閾値に隣接するが、この場合ズーム機能を使用して色感の低い被撮影物を撮影すると、ズーム過程でホール値が微細に変動される。これによりホール値変動に対応して色補正の方式も変動され、ユーザは安定した色の動画を撮影できない。

本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、撮影条件を判断しそれに応じて色補正を行う。また絞りの状態に応じて撮影条件に対する判断速度を調整し、不要な色補正を防止することのできる撮影装置およびその方法を提供することにある。

前述の目的を達成するための本発明の一実施形態に係る撮影装置は、絞りの調整状態に対応して所定サイズの電気的信号を出力する絞り状態検出部と、前記電気的信号のサイズと比較するための閾値情報が格納されたメモリと、前記絞り状態検出部から出力された前記電気的信号のサイズおよび前記閾値を比較して前記撮影装置の撮影条件の判断時間を決定してから、前記判断時間が経過すると前記電気的信号のサイズおよび前記閾値の差異に応じて前記撮影条件を判断する制御部と含む。

好ましくは、本撮影装置は、前記絞り状態検出部が前記電気的信号を出力した時点から経過される時間をカウントするカウンタを更に含むことができる。

一方、前記制御部は、前記電気的信号のサイズおよび前記閾値の差異に比例する所定サイズの加算値をカウンタでカウントされた時間に付与した後、その値が所定の基準時間と一致すると前記判断時間が経過したとみなし、前記撮影条件を判断することができる。

より好ましくは,本撮影装置は、前記制御部で判断した前記撮影条件に応じて色補正処理を行う色補正部を更に含むことができる。

一方、前記絞り状態検出部は、ホールセンサを用いて前記絞りのオープン状態に対応するホール値を出力することが好ましい。

この場合、前記制御部は、前記ホール値が前記閾値以上であれば前記撮影条件が人工光源の照射される屋内条件であると判断し、前記ホール値が前記閾値未満であれば前記撮影条件が太陽光の照射される屋外条件であると判断できる。

一方、本発明の一実施の形態に係る撮影装置の色補正方法は、（ａ）前記絞りの調整状態に対応する所定サイズの電気的信号を出力するステップと、（ｂ）前記電気的信号のサイズと所定の閾値の差異を演算するステップと、（ｃ）前記差異に応じて前記撮影装置の撮影条件に対する判断時間を調節するステップと、（ｄ）前記判断時間の経過後に前記電気的信号のサイズおよび前記閾値を比較して前記撮影条件を判断するステップとを含む。

この場合、前記（ｃ）ステップは、前記電気的信号を出力した時点から経過される時間をカウントするステップと、前記電気的信号のサイズおよび前記閾値の差異に比例する所定サイズの加算値を前記カウントされた時間に付与して前記判断時間を調節するステップとを含むことが好ましい。

より好ましくは、前記（ｄ）ステップは、前記カウントされた時間に加算値の付与された結果値が所定の基準時間以上であれば前記判断時間が経過したと判断することができる。

さらに好ましくは、前記撮影条件に応じて色補正処理を行うステップを更に含むことができる。

一方、前記（ａ）ステップは、ホールセンサを用いて前記絞りのオープン状態に対応するホール値を出力することがよい。

この場合、前記（ｄ）ステップは、前記ホール値が前記閾値以上であれば前記撮影条件が人工光源の照射される屋内条件であると判断し、前記ホール値が前記閾値未満であれば前記撮影条件が太陽光の照射される屋外条件であると判断することができる。

本発明によると、絞りの調整状態に応じて撮影条件を判断しながら、その判断時間を調節できる。即ち、撮影条件の明るい環境では屋外環境であると迅速に判断し、暗い条件の時には屋内間極であると迅速に判断できる。一方、明る過ぎず暗過ぎない環境では、適した時間をおいて判断し、不要な色補正が行われないよう働きかける。その結果、撮影条件を正確に判断することによって精密な色補正が行われ、自然な色が画面上にディスプレーされる。

以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。

図２は本発明の一実施の形態に係る撮影装置の構成を示したブロック図である。同図によると、本撮影装置は、絞り状態検出部１１０、制御部１２０、メモリ１３０、カウンタ１４０、および色補正部１５０を含んでなる。本撮影装置は、基本的に絞り自動調整機能を備えている。前述のように、絞り自動調整機能とは、光量条件に応じて絞り（iris）のオープン状態を調節し最適の露出設定を行う機能である。

絞り自動調整機能が実行され絞りが自動調整されれば、絞り状態検出部１１０は絞りの開閉状態による所定サイズの電気的信号を出力する。

カウンタ１４０は制御部１２０の制御に応じて時間を絞り状態検出部１１０から電気的信号が出力された時点から経過される時間をカウントする。

一方、制御部１２０は、絞り状態検出部１１０から出力される電気的信号のサイズとメモリ１３０に格納された所定サイズの閾値とを比較する。これにより、電気的な信号が閾値より大きければ撮影条件が屋内であると判断し、閾値より小さければ撮影条件が屋外であると判断する。一方、前述の通りに、電気的信号が閾値付近である場合には変動されがちなので、制御部１２０は電気的信号がある程度固定される時まで一定の間撮影条件の判断を保留する。このため、制御部１２０は撮影条件の判断時間を調節する。

判断時間を調節するために、制御部１２０は、絞り状態検出部１１０から電気的信号が出力されれば、その時点から経過される時間をカウンタ１４０制御しカウントする。次に、絞り状態検出部１１０から出力される電気的信号のサイズおよびメモリ１３０に格納された閾値の差異を演算する。それから、その差異のサイズに応じて加算値をカウンタ１４０でカウントした時間に付与する。これにより、加算値が付与された時間と所定の基準時間とを比較し、基準時間以上であれば判断時間が経過したと判断する。この場合、加算値のサイズはその差異のサイズに比例する。即ち、電気的信号のサイズが閾値から離れるほど、より大きな加算値を付与して判断時間が早くなる。一方、電気的信号のサイズが閾値付近であれば相対的に小さい加算値を付与し判断時間を遅らせる。

結果的に、判断時間が到来したと判断されれば、制御部１２０は前述した方法に基づいて撮影条件が屋内であるか屋外であるかを判断する。

撮影条件が判断されれば、制御部１２０は色補正部１５０を制御し撮影条件に合わせて色補正を行う。色補正は、バランス化されたホワイト信号（完全な白色）の成分を分析すれば色差信号（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ）がそれぞれ０になるという性質を用いる。即ち、出力信号のうち白または彩度のない成分のみを抽出して、その色差信号が０になるよう赤色光および青色光の加重値を制御する。

この場合、撮影条件により色補正の方式が異なってくる。即ち、屋内条件であれば、色信号は赤成分が多い。よって、色補正部１５０は出力される色信号に青色成分を増幅させたり赤色成分を減少させて色信号の加重値を調整する。一方、屋外条件であれば青成分が多くなる。よって、出力される色信号に赤色成分を増幅させたり青色成分を減少させることで色信号の加重値を調整する。

一方、絞り状態検出部１１０で絞り状態を検出するためにホール（ｈａｌｌ）センサを使用することができる。ホールセンサは、絞りのオープン状態に比例するサイズの電圧を出力する。これにより、絞り状態検出部１１０は、ホールセンサから出力された電圧をデジタルデータに変換してホール値を出力する。制御部１２０はホール値と閾値とを比較することによって判断時間が調節でき、これにより撮影条件が判断される。

図３はホール値を用いて撮影条件を判断する過程を説明するための模式図である。同図に基づくと、ホール値の最大値および最小値の中間値を閾値（Ｖ_Ｔｈ）としているが、実験的に他の値を閾値として決めることができる。制御部１２０は測定されたホール値が閾値未満であれば屋外条件であると判断し、閾値以上であれば屋内条件であると判断する。

一方、前述の通りに、判断時間を調節するために制御部１２０はホール値と閾値との差異に比例するサイズの加算値をカウント時間に付与する。この場合、同図に示したように、ホール値を一定区間で区分し加算値を設定する。即ち、同図に示したように、ホール値の最大値および最小値との間でＡ〜Ｆ区間のように区切って、所定サイズの加算値を各区間ごとに設定する。もし、Ａ〜Ｆ区間にそれぞれα、β、γ、γ、β、αの加算値を設定したのであれば、α、β、γ間にはα＞β＞γのよう関係が成立つ。結果的に、制御部１２０は、屋外または屋内であることが確実なホール値が検出されれば、カウント時間に大きな加算値αを付与して判断時間を早くにする。一方、閾値付近のＣ，Ｄ区間に属するホール値が検出されれば、γを付与し判断時間を相対的に遅らせる。それから、Ｃ，Ｄ区間に属するホール値が何回も繰り返されて検出されれば、制御部１２０はその検出結果に基づき屋内または屋外であるかを判断する。

具体的な例として、先ず、絞り状態検出部１１０で1／６０秒の周期でホール値を出力し、α＝４／６０、β＝２／６０、γ＝１／６０と設定されている。判断の基準時間は４／６０秒であると仮定する。基準時間および加算値のサイズに対する情報はメモリ1３０に加えて記録できる。

第１の場合として、最初のＡ（またはＦ）領域の値が検出されれば、カウント時間が０になり、その加算値は４／６０になる。従って、加算値が付与されれば基準時間と一致するので制御部１２０は屋外（または屋内）であると判断する。

第２の場合として、最初のＢ（またはＥ）領域の値が検出されれば、０＋２／６０になるため基準時間に達しない。従って再びホール値を確認する。なお、Ｂ（またはＥ）領域が再び検出されれば２／６０＋２／６０になるので基準時間と一致し、屋外（または屋内）であると判断する。

第３の場合として、最初のＢ（またはＥ）領域の値が検出され、再びホール値を確認した結果Ｃ（あるいはＤ）領域が検出されれば、加算値が付与されたカウント時間は２／６０＋１／６０になる。従って基準時間に達しないため再度ホール値を確認する。これに応じて、再びＣ（あるいはＤ）領域が検出されれば基準時間と一致するので、屋外（または屋内）であると判断する。撮影条件が判断されればカウンタ１４０はリセットされる。

図４は本発明の一実施の形態に係る色補正方法を説明するためのフローチャートである。同図によると、まず、絞り自動調整機能が行われ、光量により絞りが調節される（Ｓ４１０）。次に、絞り状態検出部１１０は絞りの調節状態に応じて所定サイズの電気的信号を出力する（Ｓ４２０）。ホールセンサを用いる場合、出力される電気的信号はホール値になり得る。この場合、絞り状態検出部１１０は所定の周期で電気的信号を出力する。

一方、制御部１２０は、カウンタ１４０を制御し絞り状態検出部１１０から電気的信号が出力された時点から経過される時間をカウントするよう行う（Ｓ４３０）。

係る状態で制御部１２０は出力される電気的信号と閾値との差異を演算する（Ｓ４４０）。この場合、閾値は予め設定されメモリ１３０に格納される。

制御部１２０は演算された差異に比例するサイズの加算値をカウント時間に付与する（Ｓ４５０）。これにより判断時間の調節が可能になる。

制御部１２０は加算値の付与されたカウント時間が所定の基準時間以上であるかを確認し（Ｓ４６０）、以上であれば撮影条件を判断する（Ｓ４７０）。

これにより、撮影条件が屋内であるか屋外であるかを判断し、色補正部１５０を制御して撮影条件に応じた色補正を行う（Ｓ４８０）。

結果的に、撮影条件の変動されがちな環境にて撮影条件を判断する時、十分な判断時間をおいて判断できることから、撮影条件の微細な変動による頻繁な色補正を抑えることができる。

以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。

従来の撮影装置における色補正方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る撮影装置の構成を示したブロック図である。 ホール値のサイズに応じて撮影条件を判断する過程を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る色補正の方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１１０ 絞り状態検出部
１２０ 制御部
１３０ 色補正部
１４０ カウンタ

Claims (8)

1. 絞り自動調整機能を備えた撮影装置において、
   前記絞りの開閉状態に対応したサイズの電気的信号を出力する絞り状態検出部と、
   前記電気的信号のサイズと比較するための閾値情報が格納されたメモリと、
   前記電気的信号のサイズおよび前記メモリに格納された閾値に基づいて前記撮影条件を判断する制御部と、
   前記絞り状態検出部が前記電気的信号を出力した時点から経過される時間をカウントするカウンタとを有し、
   前記制御部は、前記電気的信号のサイズと前記メモリに格納された所定の閾値との差を演算し、前記絞り状態検出部が前記電気的信号を出力した時点から、前記演算された差に応じた時間の経過後に、前記撮影条件を判断し、
   更に、
   前記制御部は、前記電気的信号のサイズおよび前記演算された差に比例する所定の加算値をカウンタでカウントされた時間に付与した後、その値が所定の基準時間と一致すると、前記撮影条件を判断することを特徴とする撮影装置。
2. 前記制御部で判断した前記撮影条件に応じて色補正処理を行う色補正部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記絞り状態検出部は、ホール（ｈａｌｌ）センサを用いて前記絞りのオープン状態に対応するホール値を出力することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
4. 前記制御部は、前記ホール値が前記閾値以上であれば前記撮影条件が人工光源の照射される屋内条件であると判断し、前記ホール値が前記閾値未満であれば前記撮影条件が太陽光の照射される屋外条件であると判断することを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
5. 絞り自動調整機能を備えた撮影装置の色補正方法において、
   （ａ）前記絞りの開閉状態に対応したサイズの電気的信号を出力するステップと、
   （ｂ）前記電気的信号のサイズと所定の閾値との差を演算する演算ステップと、
   （ｃ）前記演算ステップで演算された差に応じて前記撮影装置の撮影条件に対する判断時間を決定する判断時間決定ステップと、
   （ｄ）判断時間決定ステップで決定された判断時間の経過後に前記電気的信号のサイズと、所定の閾値とを比較して、前記撮影条件を判断するステップとを含み、
   前記（ｃ）ステップは、
   前記電気的信号を出力した時点から経過される時間をカウントするステップと、
   前記演算ステップで演算された差に比例する所定の加算値を前記カウントされた時間に付与して、前記判断時間を決定するステップとを含み、
   前記（ｄ）ステップは、前記カウントされた時間に加算値の付与された結果値が所定の基準時間以上であれば前記判断時間が経過したと判断することを特徴とする色補正方法。
6. 前記撮影条件に応じて色補正処理を行うステップを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の色補正方法。
7. 前記（ａ）ステップは、ホールセンサを用いて前記絞りのオープン状態に対応するホール値を出力することを特徴とする請求項５に記載の色補正方法。
8. 前記（ｄ）ステップは、前記ホール値が前記閾値以上であれば前記撮影条件が人工光源の照射される屋内条件であると判断し、前記ホール値が前記閾値未満であれば前記撮影条件が太陽光の照射される屋外条件であると判断することを特徴とする請求項７に記載の色補正方法。
   

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