JP4284573B2 - デジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに係り、特にブラケティング撮影機能を有するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、銀塩フイルムを使用するカメラでは、適正な露出値、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値、及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値でそれぞれ被写体を連続的に撮影（ブラケティング撮影）を行うものは知られている。
【０００３】
また、近年、撮像デバイスとしてＣＣＤ等を用いるデジタルカメラにおいてもブラケティング撮影を行うものが提案されている（特開平１１−４３８０号公報）。このデジタルカメラは、ブラケティング撮影が指示されると、１コマ撮影で得た画像データに対して、露出変更回路によって例えば、±１ＥＶ露出が異なった画像データを生成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−４３８０号公報に記載のデジタルカメラは、ブラケティング撮影時に露出を段階的に変えて複数回撮影するものではなく、１回の撮影で得た画像データをその後、露出変更回路によって露出補正するため、その１回の撮影時の露出が適正でない場合（例えば、露出オーバーとなってＣＣＤの一部が飽和している場合）には、露出変更回路によって露出補正しても良好な画像データを得ることができないという問題がある。
【０００５】
一方、ブラケティング撮影時に露出を段階的に変えて複数回撮影する場合、各撮影時に得られるカラー画像信号に対し、どのようにホワイトバランスを制御するかを開示した先行技術はないが、露出アンダーや露出オーバーとなる撮影時に得られたカラー画像信号からは、ホワイトバランス制御に好適な色情報の取得が難しいという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ブラケティング撮影時に得られる各カラー画像信号のホワイトバランスを良好に制御することができるデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１に係る発明は、適正な露出値、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値、及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値でそれぞれ被写体を連続的に撮影するブラケティング撮影機能を有するデジタルカメラにおいて、ブラケティング撮影時に得られる複数枚分のカラー画像信号のうちの適正な露出値での撮影時に得られたカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を求め、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
本願請求項２に係る発明は、適正な露出値、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値、及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値でそれぞれ被写体を連続的に撮影するブラケティング撮影機能を有するデジタルカメラにおいて、ブラケティング撮影時に得られる複数枚分のカラー画像信号に基づいて複数の画像を画像表示手段に表示し、前記画像表示手段に表示された画像を見ながら最適な露出の画像を選択し、前記選択した画像のカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を求め、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
本願請求項３に係るデジタルカメラは、被写体を撮像し、被写体を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、被写体輝度を測定する輝度測定手段と、前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて適正な露出値を決定する第１の露出決定手段と、前記露出決定手段によって決定された適正な露出値と、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定する第２の露出決定手段と、前記撮像手段における露出を制御する露出制御手段であって、ブラケティング撮影時に前記第２の露出決定手段によって決定された複数の露出値に対応してそれぞれ連続的に露出を制御する露出制御手段と、前記ブラケティング撮影時に前記撮像手段から得られる複数枚分のカラー画像信号のうちの適正な露出値での撮影時に得られたカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を決定し、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するホワイトバランス制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
前記ホワイトバランス制御手段は、本願請求項４に示すように前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度と、前記適正な露出値で撮影されたカラー画像信号の色情報とに基づいてホワイトバランス補正値を求めることを特徴としている。
【００１１】
本願請求項５に係るデジタルカメラは、被写体を撮像し、被写体を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、被写体輝度を測定する輝度測定手段と、前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて適正な露出値を決定する第１の露出決定手段と、前記露出決定手段によって決定された適正な露出値と、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定する第２の露出決定手段と、前記撮像手段における露出を制御する露出制御手段であって、ブラケティング撮影時に前記第２の露出決定手段によって決定された複数の露出値に対応してそれぞれ連続的に露出を制御する露出制御手段と、前記ブラケティング撮影時に前記撮像手段から得られる複数枚分のカラー画像信号に基づいて複数の画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段に表示された複数の画像から最適な露出の画像を選択する画像選択手段と、前記画像選択手段によって選択された画像に対応するカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を決定し、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するホワイトバランス制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
前記ホワイトバランス制御手段は、本願請求項６に示すように前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度と、前記画像選択手段によって選択したカラー画像の色情報とに基づいてホワイトバランス補正値を求めることを特徴としている。
【００１３】
前記第２の露出決定手段は、本願請求項７に示すようにブラケティング撮影時の露出補正量を任意に設定する設定手段を有し、該設定手段によって設定された露出補正量を前記適正な露出値に加算又は減算して適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定することを特徴としている。
【００１４】
本願請求項８に示すように、前記ホワイトバランス制御手段によってホワイトバランス制御されたカラー画像信号を記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴としている。
【００１５】
即ち、本願請求項１、３に係る発明では、ブラケティング撮影時に得られる複数枚分のカラー画像信号に対し、同じホワイトバランス補正値に基づいてそれぞれホワイトバランス制御し、特に前記ホワイトバランス補正値は、適正な露出値での撮影時に得られたカラー画像信号に基づいて求めるようにしている。
【００１６】
また、本願請求項２、５に係る発明では、画像表示手段に表示されたブラケティング撮影された複数の画像を見ながら最適な露出の画像を選択し、その選択した画像のカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を求めるようにしている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
図１は本発明に係るデジタルカメラの背面図であり、図２はカメラ上面に設けられたモードダイヤルの平面図である。
【００１９】
図２に示すようにモードダイヤル１は、ダイヤル上のアイコン１Ａ〜１ＦがマークＭに合うように回転させることにより、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、人物モード、風景モード、及び夜景モードのうちのいずれかの撮影モードに設定できるようになっている。尚、図２上では、連写／ブラケティングモードが設定されている。また、モードダイヤル１の中央には、半押し時にＯＮするスイッチＳ１と、全押し時にＯＮするスイッチＳ２とを有するシャッタボタン２が設けられている。
【００２０】
このデジタルカメラの背面には、図１に示すようにファインダ接眼部３、シフトキー４、表示キー５、撮影モード／再生モード切替えレバー６、キャンセルキー７、実行キー８、マルチファンクションの十字キー９、及び液晶モニタ５２が設けられている。
【００２１】
図３は図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【００２２】
同図において、撮影レンズ１０及び絞り１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）１４の受光面に結像された被写体像は、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。尚、このＣＣＤ１４は、蓄積した信号電荷をシャッタ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（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【００２３】
ＣＣＤ１４から順次読み出された電圧信号は、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１０ビット（０〜１０２３）のデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して出力する。尚、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。
【００２４】
前記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、ＹＣ信号作成回路３４、及びメモリ３６から構成されている。
【００２５】
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。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。尚、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。
【００２６】
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、また、１０ビットの信号が８ビットの信号となるように変更し、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。
【００２７】
撮影時にメモリ３６に格納されたＹＣ信号は、圧縮／伸長回路５４によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、記録部５６にてメモリカードなどの記録媒体に記録される。
【００２８】
ＣＰＵ３８は、図１に示したモードダイヤル１、シャッタボタン２等を含むカメラ操作部４０からの入力に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス、自動露光制御、オートホワイトバランス等の制御を行う。このオートフォーカス制御は、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、シャッタボタン２の半押し時にＧ信号の高周波成分が最大になるように駆動部４２を介して撮影レンズ１０を合焦位置に移動させる。
【００２９】
また、自動露光制御は、図４に示すように予め決めた露出▲１▼〜▲４▼にて最大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、この撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最終的に決定する。
【００３０】
そして、シャッタボタンの全押し時に前記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、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。
【００３１】
次に、図５に示すフローチャートを参照しながらオートホワイトバランス制御方法について説明する。尚、ストロボ４６からストロボ光を発光する場合には、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のホワイトバランス制御について説明する。
【００３２】
まず、シャッタボタンの半押し時に求めた撮影ＥＶ値を取得する（ステップＳ１０）。
【００３３】
続いて、シャッタボタンの全押し時にＡ／Ｄ変換器２０から出力された１画面分のＲ、Ｇ、Ｂ信号は一旦メモリ２４に格納されているが、この１画面を複数のエリア（８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を求め、Ｒ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｒ／Ｇ、及びＢ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｂ／Ｇを求める（ステップＳ１２）。
【００３４】
上記のようにして各分割エリアごとに求められるＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇは、その分割エリアが、図６のグラフ上に表された検出枠のうちのいずれの検出枠内に入るかを判別するために使用される。尚、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、光源種などの色分布の範囲を規定するものである。
【００３５】
尚、各分割エリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の平均積算値は、図３の積算回路４８によって算出され、ＣＰＵ３８に加えられている。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。
【００３６】
次に、日陰−曇りの評価値、蛍光灯（昼光色、昼白色−白色、温白色）の評価値、及びタングステン電球の評価値を、次式、
【００３７】
【数１】
日陰−曇りの評価値＝Ｆ（屋外らしさ）×Ｆ（日陰−曇りらしさ）×Ｆ（青空）
【００３８】
【数２】
昼光色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（昼光色蛍光灯らしさ）
【００３９】
【数３】
昼白色−白色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（昼白色−白色蛍光灯らしさ）
【００４０】
【数４】
温白色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（温白色蛍光灯らしさ）×Ｆ（肌）
【００４１】
【数５】
電球の評価値＝Ｆ2(屋内らしさ）×Ｆ（電球らしさ）×Ｆ（肌）
に基づいて算出する。
【００４２】
上記〔数１〕式において、Ｆ（屋外らしさ）は、図７に示すように撮影ＥＶ値を変数とする屋外らしさを表すメンバシップ関数の値であり、ステップＳ１０で取得した撮影ＥＶ値に基づいて求めることができる。
【００４３】
また、〔数２〕式乃至〔数４〕式におけるＦ1(屋内らしさ）は、図１０に示すように撮影ＥＶ値を変数とする屋内（蛍光灯）らしさを表すメンバシップ関数の値であり、〔数５〕式におけるＦ2(屋内らしさ）は、図１０に示すように撮影ＥＶ値（カッコ内の数値）を変数とする屋内（タングステン電球）らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００４４】
〔数１〕式におけるＦ（日陰−曇りらしさ）は、分割エリアのＥＶ値Ｅviが１２以下の分割エリアであって、図８に示すように日陰−曇り検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とする日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数の値であり、Ｆ（青空）は、分割エリアのＥＶ値Ｅviが１２．５を越えるエリアであって、図９に示すように屋外晴れ検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とする青空を表すメンバシップ関数の値である。
【００４５】
尚、Ｆ（青空）は、青空検出枠に入るエリアの個数が多い程、日陰らしさの評価値を下げる方向に作用する値をとる。また、上記各分割エリアの輝度（ＥＶ値Ｅvi）は、次式、
【００４６】
【数６】
Ｅvi＝Ｅv＋log2（Ｇi／４５）
但し、Ｅv：撮影ＥＶ値
Ｇi：各エリアのＧの平均積算値
に基づいて計算する。上記式中の４５は、Ａ／Ｄ変換後の値の中での適正値である。
【００４７】
同様に、〔数２〕式乃至〔数５〕式におけるＦ（昼光色蛍光灯らしさ）、Ｆ（昼白色−白色蛍光灯らしさ）、Ｆ（温白色蛍光灯らしさ）及びＦ（電球らしさ）は、それぞれ図６に示した昼光色検出枠、昼白色−白色検出枠、温白色検出枠、及びタングステン電球検出枠内に入るエリアの個数を変数とする、図１１に示す電球・蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００４８】
また、〔数４〕式及び〔数５〕式におけるＦ（肌）は、図６に示した肌色検出枠内に入るエリアの個数を変数とする、図１２に示す肌色を表すメンバシップ関数の値である。尚、Ｆ（肌）は、肌色検出枠内のエリア数が多くなるにしたがって電球らしさの評価値を下げるように作用する。これは、肌色があるシーンで、タングステン電球色に対するホワイトバランス制御を強くかけると、赤味が飛んで白っぽくなり顔色が悪くなるからである。
【００４９】
さて、日陰−曇りの評価値、及び昼光色の評価値、昼白色−白色の評価値、温白色の評価値、電球の評価値が算出されると、これらの５つの評価値のうちの最大値が、０．４以上か否かを判別する（図５のステップＳ１６）。そして、最大値が０．４以上の場合には、その最大値をとる評価値の光源色に適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ１８）。
【００５０】
一方、最大値が、０．４未満の場合には、デーライト（晴れ）と判別し、デーライトに適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ２０）。
【００５１】
ここで、上記ホワイトバランス補正値は、次式、
【００５２】
【数７】
ホワイトバランス補正値＝（オート設定値−晴れ）×評価値＋晴れ
だたし、晴れは、１．０である。また、オート設定値は、各光源色ごとに予め準備されている。尚、日陰−曇り、昼白色−白色、及びタングステン電球のオート設定値は、次のようにして選択される。
【００５３】
（１）日陰−曇りが選択された場合
図６に示す曇り検出枠内に入る分割エリアの個数と、日陰検出枠内に入る分割エリアの個数とを比べ、個数の多い方のオート設定値を採用する。または、２つのオート設定値に対し、個数の多い領域に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００５４】
（２）昼白色−白色が選択された場合
図６に示す６領域に分割された昼白色−白色検出枠内に入る分割エリアの個数を比べ、一番個数の多い領域のオート設定値を採用する。または、６つのオート設定値に対し、個数の多い順に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００５５】
（３）タングステン電球が選択された場合
図６に示す２領域に分割されたタングステン検出枠内に入る分割エリアの個数を比べ、個数の多い方のオート設定値を採用する。または、２つのオート設定値に対し、個数の多い領域に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００５６】
〔数７〕によって求めたホワイトバランス補正値をＲｇ、Ｇｇ、Ｂｇ、補正する信号をＲ、Ｇ、Ｂとすると、前記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、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、次式、
【００５７】
【数８】
Ｒ’＝Ｒｇ×Ｒ
Ｇ’＝Ｇｇ×Ｇ
Ｂ’＝Ｂｇ×Ｂ
によって表される。
【００５８】
次に、本発明に係るブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法について説明する。
【００５９】
まず、モードダイヤル上のアイコン１ＡをマークＭに合わせ（図２参照）、撮影モードを連写／ブラケティングモードに設定し、続いて実行キー８を押すと、液晶モニタ５２上には、図１に示すような露出の振れ幅を選択するための表示がされる。ここで、十字キー９の上下キーを操作することにより、ブラケティング撮影時の露出の振れ幅を設定する。尚、図１に示すように例えば振れ幅を０．６とすると、適正露出（撮影ＥＶ値）での撮影の他に、撮影ＥＶ値よりも±０．６ＥＶだけアンダー露出、及びオーバー露出の３枚のブラケティング撮影が行われる。また、振れ幅が０の場合には連写モードとなる。
【００６０】
さて、図１３において、上記のようにしてブラケティングモードが設定され、シャッタボタン２が半押し（スイッチＳ１がＯＮ）されると、撮影ＥＶ値が取得され、その後、シャッタボタン２が全押し（スイッチＳ２がＯＮ）されると、ブラケティング撮影が行われる（ステップＳ３０〜Ｓ３６）。
【００６１】
このブラケティング撮影では、ステップＳ３２で取得した撮影ＥＶ値に基づいて適正露出となる絞り値とシャッタスピードを決定するとともに、前記適正露出よりも予め設定した露出の振れ幅分だけアンダー露出及びオーバー露出となる絞り値とシャッタスピードを決定する。
【００６２】
そして、上記アンダー露出、適正露出及びオーバー露出の順で順次連続的に撮影し、これらの３回の撮影で得た生のＲ、Ｇ、Ｂ信号を一旦メモリ２４に格納する（ステップＳ３８〜Ｓ４２）。尚、アンダー露出、適正露出、オーバー露出の順に露出を変化させる理由は、虹彩絞りなどで露出を変化させる場合に、バックラッシュの影響が生じないように常に一定の方向から（例えば、小径の絞り側から大径の絞り側に向かって）絞りを駆動制御する必要があるからである。従って、絞りを大径側から小口径側に駆動して絞り制御するシステムの場合には、オーバー露出、適正露出、アンダー露出の順に露出を変化させる。
【００６３】
続いて、メモリ２４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂ信号のうちの適正露出のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいて図５のフローチャート等で説明したようにホワイトバランス補正値を算出する（ステップＳ４４）。
【００６４】
ステップＳ４４で求めたホワイトバランス補正値は、ホワイトバランス調整回路３０（図３参照）に加えられ、一方、メモリ２４に格納されたアンダー露出時に取得したＲ、Ｇ、Ｂ信号は、同時化回路２８を介してホワイトバランス調整回路３０に加えられ、ここでホワイトバランスが調整される。同様に、適正露出時及びオーバー露出時に取得したＲ、Ｇ、Ｂ信号も上記と同じホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランスが調整される（ステップＳ４６）。
【００６５】
その後、これらのホワイトバランス調整されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、ガンマ補正及びＹＣ変換されてメモリ３６に格納される。そして、メモリ３６に格納されたＹＣ信号に基づいて液晶モニタ５２の液晶画面にアンダー露出、適正露出及びオーバー露出の３枚の画像が表示される（ステップＳ４８）。
【００６６】
撮影者は、これらの３枚の画像を記録する場合には実行キー８を押し、記録しない場合にはキャンセルキー７を押す（ステップＳ５０）。実行キー８を押すと、メモリ３６に格納された３枚分のＹＣ信号は、所定のフォーマットに圧縮されてメモリカードなどの記録媒体に記録される（ステップＳ５２）。
【００６７】
次に、ブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法の他の実施の形態について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。尚、図１４及び図１５において、図１３と共通するステップには同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
図１４に示すようにアンダー露出、適正露出及びオーバー露出でのブラケティング撮影時に得られた生のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦メモリ２４に格納されている（ステップＳ３８〜Ｓ４２）。続いて、メモリ２４に格納された３枚分のＲ、Ｇ、Ｂ信号をデジタル信号処理回路２６を介してデジタル信号処理し、アンダー露出、適正露出及びオーバー露出の画像を液晶モニタ５２に表示させる（ステップＳ６０）。尚、このときのホワイトバランス制御は、モニタ用の所定のホワイトバランス補正値に基づいて行ってもよいし、ホワイトバランス制御を行わずにアンダー露出、適正露出及びオーバー露出の画像をモノクロ画像として表示してもよい。
【００６９】
次に、液晶モニタ５２に表示されたアンダー露出、適正露出及びオーバー露出の画像を見ながら最適な露出の画像を十字キー９等を使用して選択する（図１５のステップＳ６２）。そして、アンダー露出の画像を選択した場合には、アンダー露出のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてホワイトバランス補正値を算出し（ステップＳ６４）、適正露出の画像を選択した場合には、適正露出のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてホワイトバランス補正値を算出し（ステップＳ６６）、オーバー露出の画像を選択した場合には、オーバー露出のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてホワイトバランス補正値を算出する（ステップＳ６８）。ステップＳ６４、Ｓ６６及びＳ６８のいずれかで求めたホワイトバランス補正値は、ホワイトバランス調整回路３０に加えられ、一方、メモリ２４に格納されたアンダー露出時に取得したＲ、Ｇ、Ｂ信号は、同時化回路２８を介してホワイトバランス調整回路３０に加えられ、ここでホワイトバランスが調整される。同様に、適正露出時及びオーバー露出時に取得したＲ、Ｇ、Ｂ信号も上記と同じホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランスが調整される（ステップＳ４６）。
【００７０】
尚、ホワイトバランス補正値の求め方は、この実施の形態に限定されない。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ブラケティング撮影時にホワイトバランス補正値を固定するため、各コマのホワイトバランスが変化せず、特に適正露出の画像データ又は撮影者がモニタ画像から選んだ画像の画像データからホワイトバランス補正値を求め、該ホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス制御を行うため、良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの背面図
【図２】図１に示したデジタルカメラの上面に設けられたモードダイヤルの平面図
【図３】図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図４】撮影ＥＶ値の求め方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】屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図８】日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図９】青空を表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１０】屋内らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１１】電球・蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１２】肌色を表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１３】ブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法の実施の形態を説明するために用いたフローチャート
【図１４】ブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法の他の実施の形態を説明するために用いたフローチャート
【図１５】ブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法の他の実施の形態を説明するために用いたフローチャート
【符号の説明】
１…モードダイヤル、２…シャッタボタン、８…実行キー、９…十字キー、１０…撮影レンズ、１２…絞り、１４…固体撮像素子（ＣＣＤ）、２４、３６…メモリ、２６…デジタル信号処理回路、３０…ホワイトバランス調整回路、３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ…乗算器、３８…中央処理装置（ＣＰＵ）、４８…積算回路、５２…液晶モニタ、５４…圧縮／伸長回路、５６…記録部
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに係り、特にブラケティング撮影機能を有するデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、銀塩フイルムを使用するカメラでは、適正な露出値、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値、及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値でそれぞれ被写体を連続的に撮影（ブラケティング撮影）を行うものは知られている。
【０００３】
また、近年、撮像デバイスとしてＣＣＤ等を用いるデジタルカメラにおいてもブラケティング撮影を行うものが提案されている（特開平１１−４３８０号公報）。このデジタルカメラは、ブラケティング撮影が指示されると、１コマ撮影で得た画像データに対して、露出変更回路によって例えば、±１ＥＶ露出が異なった画像データを生成するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−４３８０号公報に記載のデジタルカメラは、ブラケティング撮影時に露出を段階的に変えて複数回撮影するものではなく、１回の撮影で得た画像データをその後、露出変更回路によって露出補正するため、その１回の撮影時の露出が適正でない場合（例えば、露出オーバーとなってＣＣＤの一部が飽和している場合）には、露出変更回路によって露出補正しても良好な画像データを得ることができないという問題がある。
【０００５】
一方、ブラケティング撮影時に露出を段階的に変えて複数回撮影する場合、各撮影時に得られるカラー画像信号に対し、どのようにホワイトバランスを制御するかを開示した先行技術はないが、露出アンダーや露出オーバーとなる撮影時に得られたカラー画像信号からは、ホワイトバランス制御に好適な色情報の取得が難しいという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ブラケティング撮影時に得られる各カラー画像信号のホワイトバランスを良好に制御することができるデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１に係る発明は、適正な露出値、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値、及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値でそれぞれ被写体を連続的に撮影するブラケティング撮影機能を有するデジタルカメラにおいて、ブラケティング撮影時に得られる複数枚分のカラー画像信号のうちの適正な露出値での撮影時に得られたカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を求め、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
本願請求項２に係る発明は、適正な露出値、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値、及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値でそれぞれ被写体を連続的に撮影するブラケティング撮影機能を有するデジタルカメラにおいて、ブラケティング撮影時に得られる複数枚分のカラー画像信号に基づいて複数の画像を画像表示手段に表示し、前記画像表示手段に表示された画像を見ながら最適な露出の画像を選択し、前記選択した画像のカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を求め、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
本願請求項３に係るデジタルカメラは、被写体を撮像し、被写体を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、被写体輝度を測定する輝度測定手段と、前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて適正な露出値を決定する第１の露出決定手段と、前記露出決定手段によって決定された適正な露出値と、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定する第２の露出決定手段と、前記撮像手段における露出を制御する露出制御手段であって、ブラケティング撮影時に前記第２の露出決定手段によって決定された複数の露出値に対応してそれぞれ連続的に露出を制御する露出制御手段と、前記ブラケティング撮影時に前記撮像手段から得られる複数枚分のカラー画像信号のうちの適正な露出値での撮影時に得られたカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を決定し、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するホワイトバランス制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
前記ホワイトバランス制御手段は、本願請求項４に示すように前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度と、前記適正な露出値で撮影されたカラー画像信号の色情報とに基づいてホワイトバランス補正値を求めることを特徴としている。
【００１１】
本願請求項５に係るデジタルカメラは、被写体を撮像し、被写体を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、被写体輝度を測定する輝度測定手段と、前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて適正な露出値を決定する第１の露出決定手段と、前記露出決定手段によって決定された適正な露出値と、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定する第２の露出決定手段と、前記撮像手段における露出を制御する露出制御手段であって、ブラケティング撮影時に前記第２の露出決定手段によって決定された複数の露出値に対応してそれぞれ連続的に露出を制御する露出制御手段と、前記ブラケティング撮影時に前記撮像手段から得られる複数枚分のカラー画像信号に基づいて複数の画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段に表示された複数の画像から最適な露出の画像を選択する画像選択手段と、前記画像選択手段によって選択された画像に対応するカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を決定し、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するホワイトバランス制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
前記ホワイトバランス制御手段は、本願請求項６に示すように前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度と、前記画像選択手段によって選択したカラー画像の色情報とに基づいてホワイトバランス補正値を求めることを特徴としている。
【００１３】
前記第２の露出決定手段は、本願請求項７に示すようにブラケティング撮影時の露出補正量を任意に設定する設定手段を有し、該設定手段によって設定された露出補正量を前記適正な露出値に加算又は減算して適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定することを特徴としている。
【００１４】
本願請求項８に示すように、前記ホワイトバランス制御手段によってホワイトバランス制御されたカラー画像信号を記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴としている。
【００１５】
即ち、本願請求項１、３に係る発明では、ブラケティング撮影時に得られる複数枚分のカラー画像信号に対し、同じホワイトバランス補正値に基づいてそれぞれホワイトバランス制御し、特に前記ホワイトバランス補正値は、適正な露出値での撮影時に得られたカラー画像信号に基づいて求めるようにしている。
【００１６】
また、本願請求項２、５に係る発明では、画像表示手段に表示されたブラケティング撮影された複数の画像を見ながら最適な露出の画像を選択し、その選択した画像のカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を求めるようにしている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法及びデジタルカメラの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
図１は本発明に係るデジタルカメラの背面図であり、図２はカメラ上面に設けられたモードダイヤルの平面図である。
【００１９】
図２に示すようにモードダイヤル１は、ダイヤル上のアイコン１Ａ〜１ＦがマークＭに合うように回転させることにより、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、人物モード、風景モード、及び夜景モードのうちのいずれかの撮影モードに設定できるようになっている。尚、図２上では、連写／ブラケティングモードが設定されている。また、モードダイヤル１の中央には、半押し時にＯＮするスイッチＳ１と、全押し時にＯＮするスイッチＳ２とを有するシャッタボタン２が設けられている。
【００２０】
このデジタルカメラの背面には、図１に示すようにファインダ接眼部３、シフトキー４、表示キー５、撮影モード／再生モード切替えレバー６、キャンセルキー７、実行キー８、マルチファンクションの十字キー９、及び液晶モニタ５２が設けられている。
【００２１】
図３は図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【００２２】
同図において、撮影レンズ１０及び絞り１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）１４の受光面に結像された被写体像は、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。尚、このＣＣＤ１４は、蓄積した信号電荷をシャッタ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（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【００２３】
ＣＣＤ１４から順次読み出された電圧信号は、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１０ビット（０〜１０２３）のデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換して出力する。尚、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。
【００２４】
前記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、ＹＣ信号作成回路３４、及びメモリ３６から構成されている。
【００２５】
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。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。尚、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。
【００２６】
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、また、１０ビットの信号が８ビットの信号となるように変更し、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。
【００２７】
撮影時にメモリ３６に格納されたＹＣ信号は、圧縮／伸長回路５４によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、記録部５６にてメモリカードなどの記録媒体に記録される。
【００２８】
ＣＰＵ３８は、図１に示したモードダイヤル１、シャッタボタン２等を含むカメラ操作部４０からの入力に基づいて各回路を統括制御するとともに、オートフォーカス、自動露光制御、オートホワイトバランス等の制御を行う。このオートフォーカス制御は、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、シャッタボタン２の半押し時にＧ信号の高周波成分が最大になるように駆動部４２を介して撮影レンズ１０を合焦位置に移動させる。
【００２９】
また、自動露光制御は、図４に示すように予め決めた露出▲１▼〜▲４▼にて最大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、この撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッタスピードを最終的に決定する。
【００３０】
そして、シャッタボタンの全押し時に前記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、決定したシャッタスピードとなるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。
【００３１】
次に、図５に示すフローチャートを参照しながらオートホワイトバランス制御方法について説明する。尚、ストロボ４６からストロボ光を発光する場合には、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のホワイトバランス制御について説明する。
【００３２】
まず、シャッタボタンの半押し時に求めた撮影ＥＶ値を取得する（ステップＳ１０）。
【００３３】
続いて、シャッタボタンの全押し時にＡ／Ｄ変換器２０から出力された１画面分のＲ、Ｇ、Ｂ信号は一旦メモリ２４に格納されているが、この１画面を複数のエリア（８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の色別の平均積算値を求め、Ｒ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｒ／Ｇ、及びＢ信号の積算値とＧ信号の積算値との比Ｂ／Ｇを求める（ステップＳ１２）。
【００３４】
上記のようにして各分割エリアごとに求められるＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇは、その分割エリアが、図６のグラフ上に表された検出枠のうちのいずれの検出枠内に入るかを判別するために使用される。尚、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、光源種などの色分布の範囲を規定するものである。
【００３５】
尚、各分割エリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の平均積算値は、図３の積算回路４８によって算出され、ＣＰＵ３８に加えられている。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。
【００３６】
次に、日陰−曇りの評価値、蛍光灯（昼光色、昼白色−白色、温白色）の評価値、及びタングステン電球の評価値を、次式、
【００３７】
【数１】
日陰−曇りの評価値＝Ｆ（屋外らしさ）×Ｆ（日陰−曇りらしさ）×Ｆ（青空）
【００３８】
【数２】
昼光色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（昼光色蛍光灯らしさ）
【００３９】
【数３】
昼白色−白色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（昼白色−白色蛍光灯らしさ）
【００４０】
【数４】
温白色の評価値＝Ｆ1(屋内らしさ）×Ｆ（温白色蛍光灯らしさ）×Ｆ（肌）
【００４１】
【数５】
電球の評価値＝Ｆ2(屋内らしさ）×Ｆ（電球らしさ）×Ｆ（肌）
に基づいて算出する。
【００４２】
上記〔数１〕式において、Ｆ（屋外らしさ）は、図７に示すように撮影ＥＶ値を変数とする屋外らしさを表すメンバシップ関数の値であり、ステップＳ１０で取得した撮影ＥＶ値に基づいて求めることができる。
【００４３】
また、〔数２〕式乃至〔数４〕式におけるＦ1(屋内らしさ）は、図１０に示すように撮影ＥＶ値を変数とする屋内（蛍光灯）らしさを表すメンバシップ関数の値であり、〔数５〕式におけるＦ2(屋内らしさ）は、図１０に示すように撮影ＥＶ値（カッコ内の数値）を変数とする屋内（タングステン電球）らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００４４】
〔数１〕式におけるＦ（日陰−曇りらしさ）は、分割エリアのＥＶ値Ｅviが１２以下の分割エリアであって、図８に示すように日陰−曇り検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とする日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数の値であり、Ｆ（青空）は、分割エリアのＥＶ値Ｅviが１２．５を越えるエリアであって、図９に示すように屋外晴れ検出枠内に入る分割エリアの個数を変数とする青空を表すメンバシップ関数の値である。
【００４５】
尚、Ｆ（青空）は、青空検出枠に入るエリアの個数が多い程、日陰らしさの評価値を下げる方向に作用する値をとる。また、上記各分割エリアの輝度（ＥＶ値Ｅvi）は、次式、
【００４６】
【数６】
Ｅvi＝Ｅv＋log2（Ｇi／４５）
但し、Ｅv：撮影ＥＶ値
Ｇi：各エリアのＧの平均積算値
に基づいて計算する。上記式中の４５は、Ａ／Ｄ変換後の値の中での適正値である。
【００４７】
同様に、〔数２〕式乃至〔数５〕式におけるＦ（昼光色蛍光灯らしさ）、Ｆ（昼白色−白色蛍光灯らしさ）、Ｆ（温白色蛍光灯らしさ）及びＦ（電球らしさ）は、それぞれ図６に示した昼光色検出枠、昼白色−白色検出枠、温白色検出枠、及びタングステン電球検出枠内に入るエリアの個数を変数とする、図１１に示す電球・蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数の値である。
【００４８】
また、〔数４〕式及び〔数５〕式におけるＦ（肌）は、図６に示した肌色検出枠内に入るエリアの個数を変数とする、図１２に示す肌色を表すメンバシップ関数の値である。尚、Ｆ（肌）は、肌色検出枠内のエリア数が多くなるにしたがって電球らしさの評価値を下げるように作用する。これは、肌色があるシーンで、タングステン電球色に対するホワイトバランス制御を強くかけると、赤味が飛んで白っぽくなり顔色が悪くなるからである。
【００４９】
さて、日陰−曇りの評価値、及び昼光色の評価値、昼白色−白色の評価値、温白色の評価値、電球の評価値が算出されると、これらの５つの評価値のうちの最大値が、０．４以上か否かを判別する（図５のステップＳ１６）。そして、最大値が０．４以上の場合には、その最大値をとる評価値の光源色に適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ１８）。
【００５０】
一方、最大値が、０．４未満の場合には、デーライト（晴れ）と判別し、デーライトに適したホワイトバランス補正値に基づくホワイトバランス制御を行う（ステップＳ２０）。
【００５１】
ここで、上記ホワイトバランス補正値は、次式、
【００５２】
【数７】
ホワイトバランス補正値＝（オート設定値−晴れ）×評価値＋晴れ
だたし、晴れは、１．０である。また、オート設定値は、各光源色ごとに予め準備されている。尚、日陰−曇り、昼白色−白色、及びタングステン電球のオート設定値は、次のようにして選択される。
【００５３】
（１）日陰−曇りが選択された場合
図６に示す曇り検出枠内に入る分割エリアの個数と、日陰検出枠内に入る分割エリアの個数とを比べ、個数の多い方のオート設定値を採用する。または、２つのオート設定値に対し、個数の多い領域に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００５４】
（２）昼白色−白色が選択された場合
図６に示す６領域に分割された昼白色−白色検出枠内に入る分割エリアの個数を比べ、一番個数の多い領域のオート設定値を採用する。または、６つのオート設定値に対し、個数の多い順に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００５５】
（３）タングステン電球が選択された場合
図６に示す２領域に分割されたタングステン検出枠内に入る分割エリアの個数を比べ、個数の多い方のオート設定値を採用する。または、２つのオート設定値に対し、個数の多い領域に重みを大きくしてオート設定値を算出する。
【００５６】
〔数７〕によって求めたホワイトバランス補正値をＲｇ、Ｇｇ、Ｂｇ、補正する信号をＲ、Ｇ、Ｂとすると、前記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、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、次式、
【００５７】
【数８】
Ｒ’＝Ｒｇ×Ｒ
Ｇ’＝Ｇｇ×Ｇ
Ｂ’＝Ｂｇ×Ｂ
によって表される。
【００５８】
次に、本発明に係るブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法について説明する。
【００５９】
まず、モードダイヤル上のアイコン１ＡをマークＭに合わせ（図２参照）、撮影モードを連写／ブラケティングモードに設定し、続いて実行キー８を押すと、液晶モニタ５２上には、図１に示すような露出の振れ幅を選択するための表示がされる。ここで、十字キー９の上下キーを操作することにより、ブラケティング撮影時の露出の振れ幅を設定する。尚、図１に示すように例えば振れ幅を０．６とすると、適正露出（撮影ＥＶ値）での撮影の他に、撮影ＥＶ値よりも±０．６ＥＶだけアンダー露出、及びオーバー露出の３枚のブラケティング撮影が行われる。また、振れ幅が０の場合には連写モードとなる。
【００６０】
さて、図１３において、上記のようにしてブラケティングモードが設定され、シャッタボタン２が半押し（スイッチＳ１がＯＮ）されると、撮影ＥＶ値が取得され、その後、シャッタボタン２が全押し（スイッチＳ２がＯＮ）されると、ブラケティング撮影が行われる（ステップＳ３０〜Ｓ３６）。
【００６１】
このブラケティング撮影では、ステップＳ３２で取得した撮影ＥＶ値に基づいて適正露出となる絞り値とシャッタスピードを決定するとともに、前記適正露出よりも予め設定した露出の振れ幅分だけアンダー露出及びオーバー露出となる絞り値とシャッタスピードを決定する。
【００６２】
そして、上記アンダー露出、適正露出及びオーバー露出の順で順次連続的に撮影し、これらの３回の撮影で得た生のＲ、Ｇ、Ｂ信号を一旦メモリ２４に格納する（ステップＳ３８〜Ｓ４２）。尚、アンダー露出、適正露出、オーバー露出の順に露出を変化させる理由は、虹彩絞りなどで露出を変化させる場合に、バックラッシュの影響が生じないように常に一定の方向から（例えば、小径の絞り側から大径の絞り側に向かって）絞りを駆動制御する必要があるからである。従って、絞りを大径側から小口径側に駆動して絞り制御するシステムの場合には、オーバー露出、適正露出、アンダー露出の順に露出を変化させる。
【００６３】
続いて、メモリ２４に格納されたＲ、Ｇ、Ｂ信号のうちの適正露出のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいて図５のフローチャート等で説明したようにホワイトバランス補正値を算出する（ステップＳ４４）。
【００６４】
ステップＳ４４で求めたホワイトバランス補正値は、ホワイトバランス調整回路３０（図３参照）に加えられ、一方、メモリ２４に格納されたアンダー露出時に取得したＲ、Ｇ、Ｂ信号は、同時化回路２８を介してホワイトバランス調整回路３０に加えられ、ここでホワイトバランスが調整される。同様に、適正露出時及びオーバー露出時に取得したＲ、Ｇ、Ｂ信号も上記と同じホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランスが調整される（ステップＳ４６）。
【００６５】
その後、これらのホワイトバランス調整されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、ガンマ補正及びＹＣ変換されてメモリ３６に格納される。そして、メモリ３６に格納されたＹＣ信号に基づいて液晶モニタ５２の液晶画面にアンダー露出、適正露出及びオーバー露出の３枚の画像が表示される（ステップＳ４８）。
【００６６】
撮影者は、これらの３枚の画像を記録する場合には実行キー８を押し、記録しない場合にはキャンセルキー７を押す（ステップＳ５０）。実行キー８を押すと、メモリ３６に格納された３枚分のＹＣ信号は、所定のフォーマットに圧縮されてメモリカードなどの記録媒体に記録される（ステップＳ５２）。
【００６７】
次に、ブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法の他の実施の形態について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。尚、図１４及び図１５において、図１３と共通するステップには同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
図１４に示すようにアンダー露出、適正露出及びオーバー露出でのブラケティング撮影時に得られた生のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦メモリ２４に格納されている（ステップＳ３８〜Ｓ４２）。続いて、メモリ２４に格納された３枚分のＲ、Ｇ、Ｂ信号をデジタル信号処理回路２６を介してデジタル信号処理し、アンダー露出、適正露出及びオーバー露出の画像を液晶モニタ５２に表示させる（ステップＳ６０）。尚、このときのホワイトバランス制御は、モニタ用の所定のホワイトバランス補正値に基づいて行ってもよいし、ホワイトバランス制御を行わずにアンダー露出、適正露出及びオーバー露出の画像をモノクロ画像として表示してもよい。
【００６９】
次に、液晶モニタ５２に表示されたアンダー露出、適正露出及びオーバー露出の画像を見ながら最適な露出の画像を十字キー９等を使用して選択する（図１５のステップＳ６２）。そして、アンダー露出の画像を選択した場合には、アンダー露出のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてホワイトバランス補正値を算出し（ステップＳ６４）、適正露出の画像を選択した場合には、適正露出のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてホワイトバランス補正値を算出し（ステップＳ６６）、オーバー露出の画像を選択した場合には、オーバー露出のＲ、Ｇ、Ｂ信号に基づいてホワイトバランス補正値を算出する（ステップＳ６８）。ステップＳ６４、Ｓ６６及びＳ６８のいずれかで求めたホワイトバランス補正値は、ホワイトバランス調整回路３０に加えられ、一方、メモリ２４に格納されたアンダー露出時に取得したＲ、Ｇ、Ｂ信号は、同時化回路２８を介してホワイトバランス調整回路３０に加えられ、ここでホワイトバランスが調整される。同様に、適正露出時及びオーバー露出時に取得したＲ、Ｇ、Ｂ信号も上記と同じホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランスが調整される（ステップＳ４６）。
【００７０】
尚、ホワイトバランス補正値の求め方は、この実施の形態に限定されない。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ブラケティング撮影時にホワイトバランス補正値を固定するため、各コマのホワイトバランスが変化せず、特に適正露出の画像データ又は撮影者がモニタ画像から選んだ画像の画像データからホワイトバランス補正値を求め、該ホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス制御を行うため、良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの背面図
【図２】図１に示したデジタルカメラの上面に設けられたモードダイヤルの平面図
【図３】図１に示したデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図４】撮影ＥＶ値の求め方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】屋外らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図８】日陰−曇りらしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図９】青空を表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１０】屋内らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１１】電球・蛍光灯らしさを表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１２】肌色を表すメンバシップ関数を示すグラフ
【図１３】ブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法の実施の形態を説明するために用いたフローチャート
【図１４】ブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法の他の実施の形態を説明するために用いたフローチャート
【図１５】ブラケティング撮影時におけるオートホワイトバランス制御方法の他の実施の形態を説明するために用いたフローチャート
【符号の説明】
１…モードダイヤル、２…シャッタボタン、８…実行キー、９…十字キー、１０…撮影レンズ、１２…絞り、１４…固体撮像素子（ＣＣＤ）、２４、３６…メモリ、２６…デジタル信号処理回路、３０…ホワイトバランス調整回路、３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ…乗算器、３８…中央処理装置（ＣＰＵ）、４８…積算回路、５２…液晶モニタ、５４…圧縮／伸長回路、５６…記録部
Claims (8)
- 適正な露出値、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値、及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値でそれぞれ被写体を連続的に撮影するブラケティング撮影機能を有するデジタルカメラにおいて、
ブラケティング撮影時に得られる複数枚分のカラー画像信号のうちの適正な露出値での撮影時に得られたカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を求め、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するようにしたことを特徴とするデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法。 - 適正な露出値、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値、及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値でそれぞれ被写体を連続的に撮影するブラケティング撮影機能を有するデジタルカメラにおいて、
ブラケティング撮影時に得られる複数枚分のカラー画像信号に基づいて複数の画像を画像表示手段に表示し、前記画像表示手段に表示された画像を見ながら最適な露出の画像を選択し、前記選択した画像のカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を求め、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するようにしたことを特徴とするデジタルカメラのオートホワイトバランス制御方法。 - 被写体を撮像し、被写体を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、
被写体輝度を測定する輝度測定手段と、
前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて適正な露出値を決定する第１の露出決定手段と、
前記露出決定手段によって決定された適正な露出値と、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定する第２の露出決定手段と、
前記撮像手段における露出を制御する露出制御手段であって、ブラケティング撮影時に前記第２の露出決定手段によって決定された複数の露出値に対応してそれぞれ連続的に露出を制御する露出制御手段と、
前記ブラケティング撮影時に前記撮像手段から得られる複数枚分のカラー画像信号のうちの適正な露出値での撮影時に得られたカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を決定し、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するホワイトバランス制御手段と、
を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。 - 前記ホワイトバランス制御手段は、前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度と、前記適正な露出値で撮影されたカラー画像信号の色情報とに基づいてホワイトバランス補正値を求めることを特徴とする請求項３のデジタルカメラ。
- 被写体を撮像し、被写体を示すカラー画像信号を出力する撮像手段と、
被写体輝度を測定する輝度測定手段と、
前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度に基づいて適正な露出値を決定する第１の露出決定手段と、
前記露出決定手段によって決定された適正な露出値と、該適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定する第２の露出決定手段と、
前記撮像手段における露出を制御する露出制御手段であって、ブラケティング撮影時に前記第２の露出決定手段によって決定された複数の露出値に対応してそれぞれ連続的に露出を制御する露出制御手段と、
前記ブラケティング撮影時に前記撮像手段から得られる複数枚分のカラー画像信号に基づいて複数の画像を表示する画像表示手段と、
前記画像表示手段に表示された複数の画像から最適な露出の画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段によって選択された画像に対応するカラー画像信号に基づいてホワイトバランス補正値を決定し、該ホワイトバランス補正値に基づいて前記複数枚分のカラー画像信号をそれぞれホワイトバランス制御するホワイトバランス制御手段と、
を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。 - 前記ホワイトバランス制御手段は、前記輝度測定手段によって測定された被写体輝度と、前記画像選択手段によって選択したカラー画像の色情報とに基づいてホワイトバランス補正値を求めることを特徴とする請求項５のデジタルカメラ。
- 前記第２の露出決定手段は、ブラケティング撮影時の露出補正量を任意に設定する設定手段を有し、該設定手段によって設定された露出補正量を前記適正な露出値に加算又は減算して適正な露出値よりも露出アンダーとなる露出値及び露出オーバーとなる露出値を含む複数の露出値を決定することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のデジタルカメラ。
- 前記ホワイトバランス制御手段によってホワイトバランス制御されたカラー画像信号を記録媒体に記録する記録手段を有する請求項３乃至７のいずれかに記載のデジタルカメラ。
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