カラー撮像装置
【課題】 本発明は、色シェーディング補正の補正効果を十分に引き出すことのできるカラー撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明のカラー撮像装置は、撮影レンズが形成する被写界の像を撮像して保存用の画像を生成する第１のカラー撮像素子（１６）と、前記第１のカラー撮像素子とは別に設けられ、前記被写界の色分布を検出する第２のカラー撮像素子（２２）と、前記第２のカラー撮像素子が検出した色分布に基づき前記被写界を照明する照明光の種類を判定する判定手段（２９）と、前記第１のカラー撮像素子が生成した画像に施すべき色シェーディング補正の補正量を前記判定手段が判定した種類に応じて設定する設定手段（２９）とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】 本発明のカラー撮像装置は、撮影レンズが形成する被写界の像を撮像して保存用の画像を生成する第１のカラー撮像素子（１６）と、前記第１のカラー撮像素子とは別に設けられ、前記被写界の色分布を検出する第２のカラー撮像素子（２２）と、前記第２のカラー撮像素子が検出した色分布に基づき前記被写界を照明する照明光の種類を判定する判定手段（２９）と、前記第１のカラー撮像素子が生成した画像に施すべき色シェーディング補正の補正量を前記判定手段が判定した種類に応じて設定する設定手段（２９）とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、カラー撮像素子の色シェーディングは、撮影レンズのＦ値などにより変化するが、被写界を照明する照明光の色温度によっても変化することが経験的に知られている。これに対処するため、カラー撮像素子が撮像前に生成した画像（スルー画像）に基づき照明光の色温度を判定し、その色温度に応じて色シェーディング補正の補正量を調節する電子カメラが提案されている（特許文献１等を参照）。
【特許文献１】特開２００５−２７８００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の補正方法では、電子カメラの使用状況に依り補正効果が十分に現れない可能性のあることが判明した。
【０００４】
そこで本発明は、色シェーディング補正の補正効果を十分に引き出すことのできるカラー撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のカラー撮像装置は、撮影レンズが形成する被写界の像を撮像して保存用の画像を生成する第１のカラー撮像素子と、前記第１のカラー撮像素子とは別に設けられ、前記被写界の色分布を検出する第２のカラー撮像素子と、前記第２のカラー撮像素子が検出した色分布に基づき前記被写界を照明する照明光の種類を判定する判定手段と、前記第１のカラー撮像素子が生成した画像に施すべき色シェーディング補正の補正量を前記判定手段が判定した種類に応じて設定する設定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお、前記設定手段は、前記判定手段が判定した種類と、前記撮影レンズのＦ値と、前記撮影レンズの開口絞りの位置とに基づき前記補正量の設定を行ってもよい。
【０００７】
また、本発明の何れかのカラー撮像装置は、前記設定手段が設定した補正量で前記第１のカラー撮像素子が生成した画像へ色シェーディング補正を施す補正手段を更に備えてもよい。
【０００８】
また、本発明の何れかのカラー撮像装置は、前記設定手段が設定した補正量を前記第１のカラー撮像素子が生成した画像と共に保存する記録手段を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、色シェーディング補正の補正効果を十分に引き出すことのできるカラー撮像装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態は、電子カメラの実施形態である。
【００１１】
先ず、電子カメラの撮影機構を説明する。図１は、電子カメラの光学系の構成を示す模式図である。図１に示すとおり電子カメラは、カメラ本体１１と、撮影レンズ１２を収容したレンズユニット１３とを有する。レンズユニット１３は、不図示のマウントを介してカメラ本体１１に交換可能に装着される。その状態でレンズユニット１３はカメラ本体１１に対し電気的に接続される。
【００１２】
カメラ本体１１には、メインミラー１４と、メカニカルシャッタ１５と、カラー撮像素子１６と、ファインダ光学系（１７〜２０）とが配置される。メインミラー１４、メカニカルシャッタ１５およびカラー撮像素子１６は、撮影レンズ１２の光軸に沿って配置され、ファインダ光学系（１７〜２０）はカメラ本体１１の上部領域に配置される。
【００１３】
メインミラー１４は不図示の回動軸の周りを回動し、それによって観察状態と退避状態との間で切り替わる。観察状態のメインミラー１４は、メカニカルシャッタ１５およびカラー撮像素子１６の前方で傾斜配置される。この観察状態のメインミラー１４は、撮影レンズ１２が捉えた光束を上方へ反射してファインダ光学系（１７〜２０）へ導く。なお、メインミラー１４の中央はハーフミラーとなっており、このときに撮影レンズ１２が捉えた光束の一部はそのハーフミラー及びサブミラー（不図示）を介して焦点検出部（不図示）へ導かれる。
【００１４】
一方、退避状態のメインミラー１４は、上方に跳ね上げられて撮影レンズ１２の光路から外れる。メインミラー１４が退避状態にあるときには撮影レンズ１２が捉えた光束の全部がメカニカルシャッタ１５へ導かれる。
【００１５】
ファインダ光学系（１７〜２０）は、焦点板１７と、コンデンサレンズ１８と、ペンタプリズム１９と、接眼レンズ２０とを有している。また、ペンタプリズム１９の近傍には再結像レンズ２１および分割測光センサ２２なども配置されている。
【００１６】
焦点板１７は、退避状態にあるメインミラー１４の上方に位置している。この焦点板１７で結像した光束はコンデンサレンズ１８を介してペンタプリズム１９の下面へ入射する。ペンタプリズム１９の下面へ入射した光束は、ペンタプリズム１９の内部へ進入してペンタプリズム１９の内面を反射した後、ペンタプリズム１９の下面と垂直な面（射出面）からペンタプリズム１９の外部へ射出し、接眼レンズ２０へ向かう。
【００１７】
なお、ペンタプリズム１９の下面へ入射した光束の一部は、ペンタプリズム１９の内部へ進入してペンタプリズム１９の内面を反射した後、前記射出面からペンタプリズム１９の外部へ射出し、再結像レンズ２１を介して分割測光センサ２２へ向かう。
【００１８】
次に、電子カメラの回路構成を説明する。図２は、電子カメラの回路構成を示すブロック図である。図２に示すとおりカメラ本体１１には、カラー撮像素子１６と、ＡＦＥ１６ａと、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１６ｂと、分割測光センサ２２と、Ａ／Ｄ変換回路２２ａと、画像処理回路２３と、バッファメモリ（ＭＥＭ）２４と、記録インタフェース（記録Ｉ／Ｆ）２５と、操作スイッチ（ＳＷ）２６と、ＣＰＵ２９と、ＲＡＭ２８と、ＲＯＭ２７と、バス３１とが備えられる。このうち画像処理回路２３、バッファメモリ２４、記録インタフェース２５、ＣＰＵ２９、ＲＡＭ２８、ＲＯＭ２７は、バス３１を介して互いに接続されている。また、操作スイッチ２６は、ＣＰＵ２９に接続されている。
【００１９】
カラー撮像素子１６は、保存用の画像（本画像）を生成するために備えられたものである。カラー撮像素子１６は、その撮像面に形成された被写界像を光電変換することにより、本画像の画像信号（アナログ信号）を生成する。
【００２０】
なお、カラー撮像素子１６の撮像面には、被写界像をカラー検出するために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３種類のカラーフィルタが例えばベイヤ配列で配置されている。これによって、カラー撮像素子１６の撮像面には、Ｒ画素とＧ画素とＢ画素との３種類の画素が配置され、本画像の画像信号はＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の３種類の信号から構成されることになる。なお、カラー撮像素子１６の撮像面の全体には、光学ローパスフィルタや赤外光カットフィルタなどが設けられている。
【００２１】
ＡＦＥ１６ａは、カラー撮像素子１６が生成する画像信号に対して信号処理を施すアナログフロントエンド回路である。このＡＦＥ１６ａは、画像信号の相関二重サンプリングや、画像信号のゲイン調整や、画像信号のＡ／Ｄ変換などを行う。このＡＦＥ１６ａが出力する画像信号（ディジタル信号）は、本画像の画像データとして画像処理回路２３へ入力される。
【００２２】
タイミングジェネレータ１６ｂは、ＣＰＵ２９からの指示に従いカラー撮像素子１６及びＡＦＥ１６ａの各々へ向けて駆動信号を送出し、それによって両者の駆動タイミングを制御する。
【００２３】
分割測光センサ２２は、モニタ用の画像（モニタ画像）を生成するために備えられたカラー撮像素子である。分割測光センサ２２の撮像面には、カラー撮像素子１６の撮像面に形成されるのと同じ被写界像が形成される。分割測光センサ２２は、その被写界像を光電変換することによりモニタ画像の画像信号（アナログ信号）を生成する。
【００２４】
なお、分割測光センサ２２の撮像面には、被写界像をカラー検出するためにカラーフィルタが配置されている。よって、モニタ画像の画像信号も、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の３種類の信号から構成される。この分割測光センサ２２が出力する画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路２２ａを介してＣＰＵ２９へ入力される。
【００２５】
画像処理回路２３は、ＡＦＥ１６ａが出力する本画像の画像データに対して各種の画像処理を施す。画像処理回路２３には、画像データへ色シェーディング補正を施す色シェーディング補正部２３ａ、画像データへホワイトバランス補正を施すホワイトバランス補正部（ＷＢ）２３ｂ、画像データへ色補間処理を施す色補間処理部２３ｃ、画像データへ色変換処理などのその他の処理を施す処理部（その他の処理部）２３ｄが配置される。これらの処理部に色シェーディング補正、ホワイトバランス補正、色補間処理、その他の処理は、パイプライン処理であり、この順に画像データへ施される。
【００２６】
なお、色シェーディング補正は、画像データのＲ信号、Ｂ信号へゲインｇr，ｇbをそれぞれ乗算するものである。但し、色シェーディング量は画像上の位置（主に像高）によって異なるので、ゲインｇr，ｇbの値は画像上のブロックによって異なる。ここで、画像上のブロックとは、画像を分割してできるできる複数のブロックのことであり、例えば、画像を縦２５個、横３０個に分割してできる７５０個のブロックである。以下、ｉ番目のブロックを「第ｉブロック」と称し、第ｉブロック内の各画素のＲ信号に乗算されるゲインｇrを「ｇri」とおき、第ｉブロック内の各画素のＢ信号に乗算されるゲインｇbを「ｇbi」とおく。なお、この色シェーディング補正で使用される全てのゲイン（ゲイン群）ｇr1，…，ｇr750，ｇb1，…，ｇb750は、ＣＰＵ２９によって画像毎に算出・設定される。この算出方法の詳細については後述する。
【００２７】
また、ホワイトバランス補正は、画像データのＲ信号、Ｂ信号へゲインＧr，Ｇbをそれぞれ乗算するものである。ゲインＧr，Ｇbの値は画像上の全てのブロックで共通である。なお、このホワイトバランス補正で使用されるゲインＣr，Ｇbも、ＣＰＵ２９によって画像毎に算出・設定される。この算出方法の詳細については後述する。
【００２８】
バッファメモリ２４は、画像処理回路２３やＣＰＵ２９による個々の処理の速度差を補償するために、本画像の画像データを一時的に記憶するメモリである。
【００２９】
記録インタフェース２５には、記憶媒体３２を接続するためのコネクタが形成されている。記録インタフェース２５は、そのコネクタに接続された記憶媒体３２にアクセスし、本画像の画像データの書き込みや読み込みを行う。なお、記憶媒体３２はハードディスクや、半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成される。
【００３０】
操作スイッチ２６は、レリーズボタン、コマンドダイヤル、マルチセレクタなどであり、ユーザによる操作内容に応じてＣＰＵ２９へ信号を与えるものである。例えばユーザは、レリーズボタンを全押しすることにより撮影の指示をＣＰＵ２９へ与えることができる。また、ユーザは、マルチセレクタを操作することにより記録モードの切り替え指示をＣＰＵ２９に与えることができる。
【００３１】
なお、記録モードには通常記録モードとＲＡＷ記録モードとがあり、通常記録モードはＣＰＵ２９が画像処理後の本画像の画像データを記憶媒体３２に保存する記録モードであり、ＲＡＷ記録モードは、ＣＰＵ２９が画像処理前の本画像の画像データ（ＲＡＷデータ）を記憶媒体３２に保存する記録モードである。
【００３２】
ＣＰＵ２９は、電子カメラの統括的な制御を行うプロセッサである。ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ２７に予め格納されたシーケンスプログラムをＲＡＭ２８へ読み出し、そのプログラムを実行することにより、各処理のパラメータ（前述したゲインなど）を算出したり、電子カメラの各部を制御したりする。
【００３３】
なお、ＣＰＵ２９がレンズユニット１３のレンズＣＰＵ（不図示）に対し撮影レンズ１２のＦ値を指定すると、レンズＣＰＵは、撮影レンズ１２の開口絞り（不図示）の径を調節する。これによって撮影レンズ１２のＦ値が設定される。
【００３４】
また、ＣＰＵ２９が焦点検出部（不図示）において生成されたデフォーカス信号をレンズユニット１３のレンズＣＰＵに与えると、レンズＣＰＵは、そのデフォーカス信号がゼロとなるように撮影レンズ１２の撮影距離を変化させる。これによって撮影レンズ１２の自動焦点調節（ＡＦ）が行われる。
【００３５】
また、ＣＰＵ２９は、モニタ画像の画像信号から輝度評価値を抽出し、その輝度評価値と予め用意されたプログラム線図とに基づきメカニカルシャッタ１５の開放時間、カラー撮像素子１６の電荷蓄積時間、撮影レンズ１２のＦ値、ストロボ発光のオン／オフなどの設定が行われる。
【００３６】
また、ＣＰＵ２９は、レンズユニット１３のレンズＣＰＵ（不図示）からレンズ情報を取り込むことができる。そのレンズ情報には、撮影レンズ１２の焦点距離、被写体距離、絞り値（Ｆ値）、射出瞳位置（ＥＰＤ）などの情報が含まれる。因みに、ＣＰＵ２９によるレンズ情報の取り込みは、撮影レンズ１２の状態が変化する毎に、或いは定期的に行われるので、ＣＰＵ２９は常に最新のレンズ情報を認識することができる。
【００３７】
また、ＣＰＵ２９は、プログラムの実行によって、被写界を照明する照明光の種類(照明種類）を判定することもできる。この判定には、例えば教師有り学習によって予め算出された判定基準が使用される。ＣＰＵ２９は、モニタ画像の画像信号から特徴量を抽出し、その特徴量と判別基準とを比較することにより照明種類を判定する。
【００３８】
ＲＯＭ２７には、前述したプログラムの一部として、ＣＰＵ２９が照明種類を判定するのに必要な情報や、色シェーディング補正のゲイン群ｇr1，…，ｇr750，ｇb1，…，ｇb750を算出するのに必要な情報なども予め格納される。その情報には、図３（ａ）に示すとおりゲイン群ｇr1，…，ｇr750を算出するためのルックアップテーブルＴRと、図３（ｂ）に示すとおりゲイン群ｇb1，…，ｇb750を算出するためのルックアップテーブルＴBとがある。以下、これらのルックアップテーブルＴR，ＴBを詳しく説明する。
【００３９】
（ルックアップテーブルＴR）
ルックアップテーブルＴRの内容は、カラー撮像素子１６のＲ画素に関する色シェーディング（＝Ｇ画素の感度を基準としたＲ画素の相対感度の撮像面上の分布）によって予め決められる。
【００４０】
通常、Ｒ画素に関する色シェーディングは、画像上の位置に依存する（主に像高に依存する）が、撮影レンズ１２のＦ値と、撮影レンズ１２のＥＰＤとの組み合わせによっても変化する。さらには、図４（ａ）に示すとおり照明種類によっても変化する。
【００４１】
図４（ａ）は、Ｆ値及びＥＰＤが同じであって照明種類のみが異なるときのＲ画素に関する色シェーディングを説明する概念図である。図４（ａ）に示すとおり、Ｒ画素に関する色シェーディングは、照明種類が蛍光灯、水銀ランプ、ナトリウムランプなどである場合には少ししか発生しないが、照明種類が人工太陽光、ハロゲンランプ、ストロボ光などである場合には多く発生する。
【００４２】
その理由は、蛍光灯、水銀ランプ、ナトリウムランプなどの光源のシーンは赤外光が少ないシーンである可能性が高いのに対し、人工太陽光、ハロゲンランプ、ストロボ光などの光源のシーンは赤外光が多いシーンである可能性が高いことと、Ｒ画素に関する色シェーディングは入射する赤外光の絶対量が多いときほど大きくなることにあると考えられる。
【００４３】
因みに、蛍光灯の色温度は約４５００Ｋ、水銀ランプの色温度は約４２００Ｋ、ナトリウムランプの色温度は約２１００Ｋ、人工太陽光の色温度は約５０００〜約６０００Ｋ、ハロゲンランプの色温度は約４２００Ｋ、ストロボ光の色温度は約５０００〜約１５０００Ｋであるので、ハロゲンランプと水銀ランプとは色温度が同程度とみなせる。しかし、図４（ａ）に明らかなとおり、ハロゲンランプと水銀ランプとでは、Ｒ画素に関する色シェーディング量は互いに異なる。したがって、本実施形態では、Ｒ画素に関する色シェーディング量は、照明光の色温度ではなく種類（照明種類）に依存するとみなす。
【００４４】
そこで本実施形態では、ルックアップテーブルＴRを、Ｆ値及びＥＰＤ及び照明種類の様々な組み合わせと、それら組み合わせの各々に適したゲイン群ｇr1，…，ｇr750とを互いに対応付けて格納した三次元ルックアップテーブルとする。図３（ａ）に示すとおり、このルックアップテーブルＴRに対しＦ値及びＥＰＤ及び照明種類が入力されると、そのＦ値及びＥＰＤ及び照明種類の組み合わせに適したゲイン群ｇr1，…，ｇr750がルックアップテーブルＴRから出力される。
【００４５】
（ルックアップテーブルＴB）
ルックアップテーブルＴBの内容は、カラー撮像素子１６のＢ画素に関する色シェーディング（＝Ｇ画素の感度を基準としたＢ画素の相対感度の撮像面上の分布）によって予め決められる。
【００４６】
通常、Ｂ画素に関する色シェーディングは、画像上の位置に依存する（主に像高い依存する）が、撮影レンズ１２のＦ値と、撮影レンズ１２のＥＰＤとの組み合わせによっても変化する。但し、図４（ｂ）に示すとおりＢ画素に関する色シェーディングは照明種類によって殆ど変化しない。
【００４７】
図４（ｂ）は、Ｆ値及びＥＰＤが同じであって照明種類のみが異なるときのＢ画素に関する色シェーディングを説明する概念図である。図４（ｂ）に示すとおり、Ｂ画素に関する色シェーディングは、照明種類に依らず一定である。その理由は、Ｂ画素に関する色シェーディングは、入射する赤外光の絶対量によって殆ど変化しないことにある。
【００４８】
そこで本実施形態では、ルックアップテーブルＴBを、Ｆ値及びＥＰＤの様々な組み合わせと、それら組み合わせの各々に適したゲイン群ｇB1，…，ｇB750とを互いに対応付けて格納した二次元ルックアップテーブルとする。図３（ｂ）に示すとおり、このルックアップテーブルＴBに対しＦ値及びＥＰＤが入力されると、そのＦ値及びＥＰＤの組み合わせに適したゲイン群ｇB1，…，ｇB750がルックアップテーブルＴBから出力される。
【００４９】
次に、撮影に関するＣＰＵ２９の動作の流れを説明する。図５は、撮影に関するＣＰＵ２９の動作フローチャートである。ここでは、電子カメラのオートホワイトバランス機能がオンされ、電子カメラの記録モードが通常記録モードに設定されていると仮定する。また、フローチャートの開始時点では、メインミラー１４は観察状態の位置にあり、ユーザが被写界を接眼レンズ２０から観察できるものとする。
【００５０】
ステップＳ１０１：ＣＰＵ２９は、レリーズボタンが半押しされたか否かを判別し、レリーズボタンが半押しされた場合はステップＳ１０２に移行し、レリーズボタンが半押しされていない場合はステップＳ１０１を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ１０２：ＣＰＵ２９は、分割測光センサ２２の連続駆動を開始する。これによってモニタ画像の画像信号が分割測光センサ２２から出力され始める。
【００５２】
ステップＳ１０３：ＣＰＵ２９は、焦点検出部（不図示）が生成するデフォーカス信号をレンズＣＰＵへ与えることにより撮影レンズ１２の自動焦点調節を行うと共に、モニタ画像から抽出される輝度評価値に基づき自動露出制御を行う。これによって撮影条件（メカニカルシャッタ１５の開放時間、カラー撮像素子１６の電荷蓄積時間、撮影レンズ１２のＦ値、撮影レンズ１２の撮影距離、撮影レンズ１２のＥＰＤ、ストロボ発光の有無など）が設定される。
【００５３】
ステップＳ１０４：ＣＰＵ２９は、モニタ画像から特徴量を抽出し、その特徴量と前述した判別基準とを比較することにより、現在の被写界を照らしている照明種類を判定する。
【００５４】
ステップＳ１０５：ＣＰＵ２９は、レリーズボタンが全押しされたか否かを判別する。レリーズボタンが全押しされていない場合はＳ１０６へ移行し、レリーズボタンが全押しされた場合はＳ１０７へ移行する。
【００５５】
ステップＳ１０６：ＣＰＵ２９は、レリーズボタンの半押しが解除されたか否かを判別し、レリーズボタンの半押しが解除された場合には、分割測光センサ２２の動作を停止させてからステップＳ１０１に戻り、レリーズボタンの半押しが継続されている場合は、ステップＳ１０５に戻る。
【００５６】
ステップＳ１０７：ＣＰＵ２９は、ステップＳ１０３で設定された撮影条件の下で撮影（本画像の画像データの取得）を行う。すなわちＣＰＵ２９は、メインミラー１４を退避状態とし、メカニカルシャッタ１５及びタイミングジェネレータ１６ｂを駆動することにより、本画像の画像データを取得する。このときＣＰＵ２９は、必要に応じて不図示のストロボ装置を駆動してストロボ光を発光する。なお、この撮影で取得された本画像のデータは、ＡＦＥ１６ａを通過してからバッファメモリ２４にバッファリングされる。撮影が終了すると、メインミラー１４は再び観察状態に戻される。
【００５７】
ステップＳ１０８：ＣＰＵ２９は、ステップＳ１０４で判定した照明種類と、最新のＦ値と、最新のＥＰＤとを図３（ａ）に示したルックアップテーブルＴRへ入力することによりゲイン群ｇr1，…，ｇr750を取得する。但し、ステップＳ１０７における撮影がストロボ撮影であった場合は、ストロボ光の影響が被写界に対して支配的であるとみなし、ＣＰＵ２９は、ルックアップテーブルＴRへ入力する照明種類を、ステップＳ１０４で判定した照明種類に拘わらず「ストロボ光」とする。
【００５８】
また、ＣＰＵ２９は、最新のＦ値と、最新のＥＰＤとを図３（ｂ）に示したルックアップテーブルＴBへ入力することによりゲイン群ｇb1，…，ｇb750を取得する。そして、ＣＰＵ２９は、取得したゲイン群ｇr1，・・・，ｇr750，ｇb1，…，ｇb750を、色シェーディング補正部２３ａへ設定する。
【００５９】
ステップＳ１０９：ＣＰＵ２９は、ステップＳ１０４で判定した照明種類に基づき照明光の相関色温度を算出し、本画像中でその相関色温度を持った領域を無彩色化するのに必要なゲインＧr，Ｇbを算出し、それをホワイトバランス補正部２３ｂに設定する。なお、相関色温度の算出は、例えば次の（１）〜（３）の手順で行われる。
【００６０】
（１）ＣＰＵ２９は、本画像を複数のブロックに分割し、個々のブロックの色度（ブロック内の平均色度）を算出し、その色度に応じて個々のブロックを色度座標上へ写像する。
【００６１】
（２）ＣＰＵ２９は、それらブロックの中から、現在の照明種類に相当する色度範囲へと写像されたブロック群を見出し、それらブロック群の色度座標上の重心位置を算出する。なお、その算出では、輝度の高いブロックの個数を多めに計上してもよい。
【００６２】
（３）ＣＰＵ２９は、算出した重心位置の色度を相関色温度に換算し、それを照明光の相関色温度とする。
【００６３】
ステップＳ１２０：ＣＰＵ２９は、画像処理回路２３に対し画像処理の指示を与える。このとき画像処理回路２３は、本画像の画像データに対し色シェーディング補正、ホワイトバランス補正、色補間処理、及びその他の処理を施す。その際、色シェーディング補正ではステップＳ１０８で設定されたゲインが使用され、ホワイトバランス補正ではステップＳ１０９で設定されたゲインが使用される。そして、画像処理後の本画像の画像データは、ＣＰＵ２９によって圧縮処理され、記憶媒体３２に保存される。
【００６４】
以上、本実施形態の電子カメラは、本画像を生成するカラー撮像素子１６とは別に、モニタ画像を生成する分割測光センサ２２を備え、そのモニタ画像に基づき照明種類を判定する。そして、本実施形態の電子カメラは、その照明種類に応じて色シェーディング補正のゲインを算出する。
【００６５】
よって、本実施形態の電子カメラは、色シェーディング補正のゲインを算出するためにカラー撮像素子１６を駆動する必要は無い。したがって、カラー撮像素子１６が温度上昇する可能性は低く抑えられ、本画像の劣化は生じにくい。したがって、本画像に対する色シェーディング補正の効果は高い。
【００６６】
また、本実施形態の電子カメラは、Ｒ画素に関する色シェーディング補正のゲインを、照明光の色温度に応じて算出する代わりに、照明種類に応じて算出する。前述したとおり、Ｒ画素に関する色シェーディングは、照明光の色温度に依存するのではなく、照明種類に依存するので、この算出方法によれば、色シェーディング補正のゲインを高精度に算出し、色シェーディング補正の効果を高めることができる。
【００６７】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態も、電子カメラの実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。相違点は、ＲＯＭ２７に格納されるルックアップテーブルと、ステップＳ１０８における処理とにある。
【００６８】
本実施形態のＲＯＭ２７には、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すとおり、二次元のルックアップテーブルＴRと、一次元のルックアップテーブルＴCと、二次元のルックアップテーブルＴBとが予め格納される。
【００６９】
図６（ａ）に示すとおり、ルックアップテーブルＴRは、Ｆ値及びＥＰＤの様々な組み合わせと、それら組み合わせの各々に適したゲイン群ｇr1，…，ｇr750とを互いに対応づけて格納した二次元ルックアップテーブルである。但し、これらのゲイン群ｇr1，…，ｇr750は、何れも標準照明（例えば「蛍光灯」）に適したゲイン群である。
【００７０】
図６（ｂ）に示すとおり、ルックアップテーブルＴCは、様々な照明種類と、それら照明種類の各々に適した調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750とを互いに対応づけて格納した一次元ルックアップテーブルである。この調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750は、標準照明に適したゲイン群ｇr1，…，ｇr750を、個々の照明種類に適したゲイン群ｇr1’，…，ｇr750’に調整するためのデータ群である。
【００７１】
なお、ここではｇri’＝ｇri−Δｇriの関係がすべてのｉに関して満たされるものとする。よって、「蛍光灯」に対応する調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750はゼロとなる。また、「人口太陽光」や「ハロゲンランプ」や「ストロボ光」などに対応する調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750は、「水銀ランプ」、「ナトリウムランプ」などに対応する調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750よりも大きくなる。
【００７２】
図６（ｃ）に示すとおり、ルックアップテーブルＴBは、Ｆ値及びＥＰＤの様々な組み合わせと、それら組み合わせの各々に適したゲイン群ｇb1，…，ｇb750とを互いに対応づけて格納した二次元ルックアップテーブルである。
【００７３】
そして、本実施形態のＣＰＵ２９は、ステップＳ１０８において次の（１）〜（５）のとおり動作する。
【００７４】
（１）ＣＰＵ２９は、最新のＦ値と、最新のＥＰＤとを図６（ａ）に示したルックアップテーブルＴRへ入力することによりゲイン群ｇr1，…，ｇr750を取得する。
【００７５】
（２）ＣＰＵ２９は、ステップＳ１０４で判定した照明種類を図６（ｂ）に示したルックアップテーブルＴCへ入力することにより調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750を取得する。但し、ステップＳ１０７における撮影がストロボ撮影であった場合、ＣＰＵ２９は、ルックアップテーブルＴRへ入力する照明種類を、ステップＳ１０４で判定した照明種類に拘わらず「ストロボ光」とする。
【００７６】
（３）ＣＰＵ２９は、ゲイン群ｇr1，…，ｇr750の各々から調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750を差し引くことにより、現在の照明種類に適したゲイン群ｇr1’，…，ｇr750’を取得する。
【００７７】
（４）ＣＰＵ２９は、最新のＦ値と、最新のＥＰＤとを図６（ｃ）に示したルックアップテーブルＴBへ入力することによりゲイン群ｇb1，…，ｇb750を取得する。
【００７８】
（５）ＣＰＵ２９は、取得したゲイン群ｇr1’，・・・，ｇr750’，ｇb1，…，ｇb750を、色シェーディング補正部２３ａへ設定する。
【００７９】
つまり、本実施形態の電子カメラは、三次元のルックアップテーブルを使用する代わりに、二次元のルックアップテーブルと一次元のルックアップテーブルとを組み合わせて使用する。したがって、ＲＯＭ２７に予め格納すべき情報の情報量は、第１実施形態のそれよりも抑えられる。
【００８０】
［その他］
なお、第２実施形態では、Ｒ信号に関する２つのルックアップテーブルを、標準照明に適したゲイン群を算出するための二次元ルックアップテーブル（図６（ａ））と、そのゲイン群を現在の照明種類に適したゲイン群に調整するための一次元ルックアップテーブル（図６（ｂ））との組み合わせとしたが、次の（Ａ），（Ｂ）の何れかの組み合わせに代えてもよい。
【００８１】
（Ａ）標準Ｆ値に適したゲイン群を算出するための二次元ルックアップテーブルと、そのゲイン群を現在のＦ値に適したゲイン群に調整するための一次元ルックアップテーブルとの組み合わせ。なお、その場合、二次元ルックアップテーブルに入力される情報は、ＥＰＤ及び照明種類であり、一次元ルックアップテーブルに入力される情報は、Ｆ値である。
【００８２】
（Ｂ）標準ＥＰＤに適したゲイン群を算出するための二次元ルックアップテーブルと、そのゲイン群を現在のＥＰＤに適したゲイン群に調整するための一次元ルックアップテーブルとの組み合わせ。なお、その場合、二次元ルックアップテーブルに入力される情報は、Ｆ値及び照明種類であり、一次元ルックアップテーブルに入力される情報は、ＥＰＤである。
【００８３】
また、上記した何れかの実施形態では、ルックアップテーブルに格納される情報を、全てのブロックに関する情報としたが、一部のブロックに関する情報のみに制限してルックアップテーブルの情報量を低減してもよい。色シェーディング補正の補正量は主に像高に依存するので、画像を上下左右に４分割してできる１つの領域内の各ブロックに関する情報のみに制限してもよい。その場合、ＣＰＵ２９は、それらブロックに関する情報から他のブロックの情報を演算によって取得すればよい。但し、撮影後の画像処理を高速化するためには、前記した何れかの実施形態のように全ブロックに関する情報をルックアップテーブルに格納することが望ましい。
【００８４】
また、上記した何れかの実施形態では、照明種類の判定結果がレリーズボタンの半押し期間中に保持されたが、照明種類の判定がレリーズボタンの半押し期間に繰り返し行われ、判定結果がその都度更新されることとしてもよい。
【００８５】
また、上記した何れかの実施形態では、電子カメラの記録モードが通常記録モードである場合を想定したので、画像処理後の画像データを保存したが、ＲＡＷ記録モードであった場合、ＣＰＵ２９は、判定した照明種類のデータを付帯情報として本画像のＲＡＷデータと共に記憶媒体３２へ記録すればよい。その後、ＲＡＷデータの現像処理を行う際に、ＣＰＵ２９が記憶媒体３２からＲＡＷデータを読み込み、上述したステップＳ１０８以降を実行すればよい。
【００８６】
また、上記した何れかの実施形態では、色シェーディング補正の補正量の算出処理を電子カメラが実行したが、それら処理の一部又は全部をコンピュータに実行させてもよい。その場合、処理に必要なプログラムがコンピュータへインストールされる。そのインストールは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体やインターネットなどを介して行われる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】電子カメラの構成を示す模式図である。
【図２】電子カメラの回路構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態で使用されるルックアップテーブルを説明する図である。
【図４】照明種類と色シェーディングとの関係を説明する概念図である。
【図５】撮影に関するＣＰＵの動作フローチャートである。
【図６】第２実施形態で使用されるルックアップテーブルを説明する図である。
【符号の説明】
【００８８】
１１…カメラ本体，１６…カラー撮像素子，１６ａ…ＡＦＥ，２２…分割測光センサ，２２ａ…Ａ／Ｄ変換回路，２３…画像処理回路，２４…バッファメモリ，２５…記録インタフェース，２６…操作スイッチ，２９…ＣＰＵ，２８…ＲＡＭ，２７…ＲＯＭ，３１…バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、カラー撮像素子の色シェーディングは、撮影レンズのＦ値などにより変化するが、被写界を照明する照明光の色温度によっても変化することが経験的に知られている。これに対処するため、カラー撮像素子が撮像前に生成した画像（スルー画像）に基づき照明光の色温度を判定し、その色温度に応じて色シェーディング補正の補正量を調節する電子カメラが提案されている（特許文献１等を参照）。
【特許文献１】特開２００５−２７８００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の補正方法では、電子カメラの使用状況に依り補正効果が十分に現れない可能性のあることが判明した。
【０００４】
そこで本発明は、色シェーディング補正の補正効果を十分に引き出すことのできるカラー撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のカラー撮像装置は、撮影レンズが形成する被写界の像を撮像して保存用の画像を生成する第１のカラー撮像素子と、前記第１のカラー撮像素子とは別に設けられ、前記被写界の色分布を検出する第２のカラー撮像素子と、前記第２のカラー撮像素子が検出した色分布に基づき前記被写界を照明する照明光の種類を判定する判定手段と、前記第１のカラー撮像素子が生成した画像に施すべき色シェーディング補正の補正量を前記判定手段が判定した種類に応じて設定する設定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお、前記設定手段は、前記判定手段が判定した種類と、前記撮影レンズのＦ値と、前記撮影レンズの開口絞りの位置とに基づき前記補正量の設定を行ってもよい。
【０００７】
また、本発明の何れかのカラー撮像装置は、前記設定手段が設定した補正量で前記第１のカラー撮像素子が生成した画像へ色シェーディング補正を施す補正手段を更に備えてもよい。
【０００８】
また、本発明の何れかのカラー撮像装置は、前記設定手段が設定した補正量を前記第１のカラー撮像素子が生成した画像と共に保存する記録手段を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、色シェーディング補正の補正効果を十分に引き出すことのできるカラー撮像装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態は、電子カメラの実施形態である。
【００１１】
先ず、電子カメラの撮影機構を説明する。図１は、電子カメラの光学系の構成を示す模式図である。図１に示すとおり電子カメラは、カメラ本体１１と、撮影レンズ１２を収容したレンズユニット１３とを有する。レンズユニット１３は、不図示のマウントを介してカメラ本体１１に交換可能に装着される。その状態でレンズユニット１３はカメラ本体１１に対し電気的に接続される。
【００１２】
カメラ本体１１には、メインミラー１４と、メカニカルシャッタ１５と、カラー撮像素子１６と、ファインダ光学系（１７〜２０）とが配置される。メインミラー１４、メカニカルシャッタ１５およびカラー撮像素子１６は、撮影レンズ１２の光軸に沿って配置され、ファインダ光学系（１７〜２０）はカメラ本体１１の上部領域に配置される。
【００１３】
メインミラー１４は不図示の回動軸の周りを回動し、それによって観察状態と退避状態との間で切り替わる。観察状態のメインミラー１４は、メカニカルシャッタ１５およびカラー撮像素子１６の前方で傾斜配置される。この観察状態のメインミラー１４は、撮影レンズ１２が捉えた光束を上方へ反射してファインダ光学系（１７〜２０）へ導く。なお、メインミラー１４の中央はハーフミラーとなっており、このときに撮影レンズ１２が捉えた光束の一部はそのハーフミラー及びサブミラー（不図示）を介して焦点検出部（不図示）へ導かれる。
【００１４】
一方、退避状態のメインミラー１４は、上方に跳ね上げられて撮影レンズ１２の光路から外れる。メインミラー１４が退避状態にあるときには撮影レンズ１２が捉えた光束の全部がメカニカルシャッタ１５へ導かれる。
【００１５】
ファインダ光学系（１７〜２０）は、焦点板１７と、コンデンサレンズ１８と、ペンタプリズム１９と、接眼レンズ２０とを有している。また、ペンタプリズム１９の近傍には再結像レンズ２１および分割測光センサ２２なども配置されている。
【００１６】
焦点板１７は、退避状態にあるメインミラー１４の上方に位置している。この焦点板１７で結像した光束はコンデンサレンズ１８を介してペンタプリズム１９の下面へ入射する。ペンタプリズム１９の下面へ入射した光束は、ペンタプリズム１９の内部へ進入してペンタプリズム１９の内面を反射した後、ペンタプリズム１９の下面と垂直な面（射出面）からペンタプリズム１９の外部へ射出し、接眼レンズ２０へ向かう。
【００１７】
なお、ペンタプリズム１９の下面へ入射した光束の一部は、ペンタプリズム１９の内部へ進入してペンタプリズム１９の内面を反射した後、前記射出面からペンタプリズム１９の外部へ射出し、再結像レンズ２１を介して分割測光センサ２２へ向かう。
【００１８】
次に、電子カメラの回路構成を説明する。図２は、電子カメラの回路構成を示すブロック図である。図２に示すとおりカメラ本体１１には、カラー撮像素子１６と、ＡＦＥ１６ａと、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１６ｂと、分割測光センサ２２と、Ａ／Ｄ変換回路２２ａと、画像処理回路２３と、バッファメモリ（ＭＥＭ）２４と、記録インタフェース（記録Ｉ／Ｆ）２５と、操作スイッチ（ＳＷ）２６と、ＣＰＵ２９と、ＲＡＭ２８と、ＲＯＭ２７と、バス３１とが備えられる。このうち画像処理回路２３、バッファメモリ２４、記録インタフェース２５、ＣＰＵ２９、ＲＡＭ２８、ＲＯＭ２７は、バス３１を介して互いに接続されている。また、操作スイッチ２６は、ＣＰＵ２９に接続されている。
【００１９】
カラー撮像素子１６は、保存用の画像（本画像）を生成するために備えられたものである。カラー撮像素子１６は、その撮像面に形成された被写界像を光電変換することにより、本画像の画像信号（アナログ信号）を生成する。
【００２０】
なお、カラー撮像素子１６の撮像面には、被写界像をカラー検出するために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３種類のカラーフィルタが例えばベイヤ配列で配置されている。これによって、カラー撮像素子１６の撮像面には、Ｒ画素とＧ画素とＢ画素との３種類の画素が配置され、本画像の画像信号はＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の３種類の信号から構成されることになる。なお、カラー撮像素子１６の撮像面の全体には、光学ローパスフィルタや赤外光カットフィルタなどが設けられている。
【００２１】
ＡＦＥ１６ａは、カラー撮像素子１６が生成する画像信号に対して信号処理を施すアナログフロントエンド回路である。このＡＦＥ１６ａは、画像信号の相関二重サンプリングや、画像信号のゲイン調整や、画像信号のＡ／Ｄ変換などを行う。このＡＦＥ１６ａが出力する画像信号（ディジタル信号）は、本画像の画像データとして画像処理回路２３へ入力される。
【００２２】
タイミングジェネレータ１６ｂは、ＣＰＵ２９からの指示に従いカラー撮像素子１６及びＡＦＥ１６ａの各々へ向けて駆動信号を送出し、それによって両者の駆動タイミングを制御する。
【００２３】
分割測光センサ２２は、モニタ用の画像（モニタ画像）を生成するために備えられたカラー撮像素子である。分割測光センサ２２の撮像面には、カラー撮像素子１６の撮像面に形成されるのと同じ被写界像が形成される。分割測光センサ２２は、その被写界像を光電変換することによりモニタ画像の画像信号（アナログ信号）を生成する。
【００２４】
なお、分割測光センサ２２の撮像面には、被写界像をカラー検出するためにカラーフィルタが配置されている。よって、モニタ画像の画像信号も、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の３種類の信号から構成される。この分割測光センサ２２が出力する画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路２２ａを介してＣＰＵ２９へ入力される。
【００２５】
画像処理回路２３は、ＡＦＥ１６ａが出力する本画像の画像データに対して各種の画像処理を施す。画像処理回路２３には、画像データへ色シェーディング補正を施す色シェーディング補正部２３ａ、画像データへホワイトバランス補正を施すホワイトバランス補正部（ＷＢ）２３ｂ、画像データへ色補間処理を施す色補間処理部２３ｃ、画像データへ色変換処理などのその他の処理を施す処理部（その他の処理部）２３ｄが配置される。これらの処理部に色シェーディング補正、ホワイトバランス補正、色補間処理、その他の処理は、パイプライン処理であり、この順に画像データへ施される。
【００２６】
なお、色シェーディング補正は、画像データのＲ信号、Ｂ信号へゲインｇr，ｇbをそれぞれ乗算するものである。但し、色シェーディング量は画像上の位置（主に像高）によって異なるので、ゲインｇr，ｇbの値は画像上のブロックによって異なる。ここで、画像上のブロックとは、画像を分割してできるできる複数のブロックのことであり、例えば、画像を縦２５個、横３０個に分割してできる７５０個のブロックである。以下、ｉ番目のブロックを「第ｉブロック」と称し、第ｉブロック内の各画素のＲ信号に乗算されるゲインｇrを「ｇri」とおき、第ｉブロック内の各画素のＢ信号に乗算されるゲインｇbを「ｇbi」とおく。なお、この色シェーディング補正で使用される全てのゲイン（ゲイン群）ｇr1，…，ｇr750，ｇb1，…，ｇb750は、ＣＰＵ２９によって画像毎に算出・設定される。この算出方法の詳細については後述する。
【００２７】
また、ホワイトバランス補正は、画像データのＲ信号、Ｂ信号へゲインＧr，Ｇbをそれぞれ乗算するものである。ゲインＧr，Ｇbの値は画像上の全てのブロックで共通である。なお、このホワイトバランス補正で使用されるゲインＣr，Ｇbも、ＣＰＵ２９によって画像毎に算出・設定される。この算出方法の詳細については後述する。
【００２８】
バッファメモリ２４は、画像処理回路２３やＣＰＵ２９による個々の処理の速度差を補償するために、本画像の画像データを一時的に記憶するメモリである。
【００２９】
記録インタフェース２５には、記憶媒体３２を接続するためのコネクタが形成されている。記録インタフェース２５は、そのコネクタに接続された記憶媒体３２にアクセスし、本画像の画像データの書き込みや読み込みを行う。なお、記憶媒体３２はハードディスクや、半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成される。
【００３０】
操作スイッチ２６は、レリーズボタン、コマンドダイヤル、マルチセレクタなどであり、ユーザによる操作内容に応じてＣＰＵ２９へ信号を与えるものである。例えばユーザは、レリーズボタンを全押しすることにより撮影の指示をＣＰＵ２９へ与えることができる。また、ユーザは、マルチセレクタを操作することにより記録モードの切り替え指示をＣＰＵ２９に与えることができる。
【００３１】
なお、記録モードには通常記録モードとＲＡＷ記録モードとがあり、通常記録モードはＣＰＵ２９が画像処理後の本画像の画像データを記憶媒体３２に保存する記録モードであり、ＲＡＷ記録モードは、ＣＰＵ２９が画像処理前の本画像の画像データ（ＲＡＷデータ）を記憶媒体３２に保存する記録モードである。
【００３２】
ＣＰＵ２９は、電子カメラの統括的な制御を行うプロセッサである。ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ２７に予め格納されたシーケンスプログラムをＲＡＭ２８へ読み出し、そのプログラムを実行することにより、各処理のパラメータ（前述したゲインなど）を算出したり、電子カメラの各部を制御したりする。
【００３３】
なお、ＣＰＵ２９がレンズユニット１３のレンズＣＰＵ（不図示）に対し撮影レンズ１２のＦ値を指定すると、レンズＣＰＵは、撮影レンズ１２の開口絞り（不図示）の径を調節する。これによって撮影レンズ１２のＦ値が設定される。
【００３４】
また、ＣＰＵ２９が焦点検出部（不図示）において生成されたデフォーカス信号をレンズユニット１３のレンズＣＰＵに与えると、レンズＣＰＵは、そのデフォーカス信号がゼロとなるように撮影レンズ１２の撮影距離を変化させる。これによって撮影レンズ１２の自動焦点調節（ＡＦ）が行われる。
【００３５】
また、ＣＰＵ２９は、モニタ画像の画像信号から輝度評価値を抽出し、その輝度評価値と予め用意されたプログラム線図とに基づきメカニカルシャッタ１５の開放時間、カラー撮像素子１６の電荷蓄積時間、撮影レンズ１２のＦ値、ストロボ発光のオン／オフなどの設定が行われる。
【００３６】
また、ＣＰＵ２９は、レンズユニット１３のレンズＣＰＵ（不図示）からレンズ情報を取り込むことができる。そのレンズ情報には、撮影レンズ１２の焦点距離、被写体距離、絞り値（Ｆ値）、射出瞳位置（ＥＰＤ）などの情報が含まれる。因みに、ＣＰＵ２９によるレンズ情報の取り込みは、撮影レンズ１２の状態が変化する毎に、或いは定期的に行われるので、ＣＰＵ２９は常に最新のレンズ情報を認識することができる。
【００３７】
また、ＣＰＵ２９は、プログラムの実行によって、被写界を照明する照明光の種類(照明種類）を判定することもできる。この判定には、例えば教師有り学習によって予め算出された判定基準が使用される。ＣＰＵ２９は、モニタ画像の画像信号から特徴量を抽出し、その特徴量と判別基準とを比較することにより照明種類を判定する。
【００３８】
ＲＯＭ２７には、前述したプログラムの一部として、ＣＰＵ２９が照明種類を判定するのに必要な情報や、色シェーディング補正のゲイン群ｇr1，…，ｇr750，ｇb1，…，ｇb750を算出するのに必要な情報なども予め格納される。その情報には、図３（ａ）に示すとおりゲイン群ｇr1，…，ｇr750を算出するためのルックアップテーブルＴRと、図３（ｂ）に示すとおりゲイン群ｇb1，…，ｇb750を算出するためのルックアップテーブルＴBとがある。以下、これらのルックアップテーブルＴR，ＴBを詳しく説明する。
【００３９】
（ルックアップテーブルＴR）
ルックアップテーブルＴRの内容は、カラー撮像素子１６のＲ画素に関する色シェーディング（＝Ｇ画素の感度を基準としたＲ画素の相対感度の撮像面上の分布）によって予め決められる。
【００４０】
通常、Ｒ画素に関する色シェーディングは、画像上の位置に依存する（主に像高に依存する）が、撮影レンズ１２のＦ値と、撮影レンズ１２のＥＰＤとの組み合わせによっても変化する。さらには、図４（ａ）に示すとおり照明種類によっても変化する。
【００４１】
図４（ａ）は、Ｆ値及びＥＰＤが同じであって照明種類のみが異なるときのＲ画素に関する色シェーディングを説明する概念図である。図４（ａ）に示すとおり、Ｒ画素に関する色シェーディングは、照明種類が蛍光灯、水銀ランプ、ナトリウムランプなどである場合には少ししか発生しないが、照明種類が人工太陽光、ハロゲンランプ、ストロボ光などである場合には多く発生する。
【００４２】
その理由は、蛍光灯、水銀ランプ、ナトリウムランプなどの光源のシーンは赤外光が少ないシーンである可能性が高いのに対し、人工太陽光、ハロゲンランプ、ストロボ光などの光源のシーンは赤外光が多いシーンである可能性が高いことと、Ｒ画素に関する色シェーディングは入射する赤外光の絶対量が多いときほど大きくなることにあると考えられる。
【００４３】
因みに、蛍光灯の色温度は約４５００Ｋ、水銀ランプの色温度は約４２００Ｋ、ナトリウムランプの色温度は約２１００Ｋ、人工太陽光の色温度は約５０００〜約６０００Ｋ、ハロゲンランプの色温度は約４２００Ｋ、ストロボ光の色温度は約５０００〜約１５０００Ｋであるので、ハロゲンランプと水銀ランプとは色温度が同程度とみなせる。しかし、図４（ａ）に明らかなとおり、ハロゲンランプと水銀ランプとでは、Ｒ画素に関する色シェーディング量は互いに異なる。したがって、本実施形態では、Ｒ画素に関する色シェーディング量は、照明光の色温度ではなく種類（照明種類）に依存するとみなす。
【００４４】
そこで本実施形態では、ルックアップテーブルＴRを、Ｆ値及びＥＰＤ及び照明種類の様々な組み合わせと、それら組み合わせの各々に適したゲイン群ｇr1，…，ｇr750とを互いに対応付けて格納した三次元ルックアップテーブルとする。図３（ａ）に示すとおり、このルックアップテーブルＴRに対しＦ値及びＥＰＤ及び照明種類が入力されると、そのＦ値及びＥＰＤ及び照明種類の組み合わせに適したゲイン群ｇr1，…，ｇr750がルックアップテーブルＴRから出力される。
【００４５】
（ルックアップテーブルＴB）
ルックアップテーブルＴBの内容は、カラー撮像素子１６のＢ画素に関する色シェーディング（＝Ｇ画素の感度を基準としたＢ画素の相対感度の撮像面上の分布）によって予め決められる。
【００４６】
通常、Ｂ画素に関する色シェーディングは、画像上の位置に依存する（主に像高い依存する）が、撮影レンズ１２のＦ値と、撮影レンズ１２のＥＰＤとの組み合わせによっても変化する。但し、図４（ｂ）に示すとおりＢ画素に関する色シェーディングは照明種類によって殆ど変化しない。
【００４７】
図４（ｂ）は、Ｆ値及びＥＰＤが同じであって照明種類のみが異なるときのＢ画素に関する色シェーディングを説明する概念図である。図４（ｂ）に示すとおり、Ｂ画素に関する色シェーディングは、照明種類に依らず一定である。その理由は、Ｂ画素に関する色シェーディングは、入射する赤外光の絶対量によって殆ど変化しないことにある。
【００４８】
そこで本実施形態では、ルックアップテーブルＴBを、Ｆ値及びＥＰＤの様々な組み合わせと、それら組み合わせの各々に適したゲイン群ｇB1，…，ｇB750とを互いに対応付けて格納した二次元ルックアップテーブルとする。図３（ｂ）に示すとおり、このルックアップテーブルＴBに対しＦ値及びＥＰＤが入力されると、そのＦ値及びＥＰＤの組み合わせに適したゲイン群ｇB1，…，ｇB750がルックアップテーブルＴBから出力される。
【００４９】
次に、撮影に関するＣＰＵ２９の動作の流れを説明する。図５は、撮影に関するＣＰＵ２９の動作フローチャートである。ここでは、電子カメラのオートホワイトバランス機能がオンされ、電子カメラの記録モードが通常記録モードに設定されていると仮定する。また、フローチャートの開始時点では、メインミラー１４は観察状態の位置にあり、ユーザが被写界を接眼レンズ２０から観察できるものとする。
【００５０】
ステップＳ１０１：ＣＰＵ２９は、レリーズボタンが半押しされたか否かを判別し、レリーズボタンが半押しされた場合はステップＳ１０２に移行し、レリーズボタンが半押しされていない場合はステップＳ１０１を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ１０２：ＣＰＵ２９は、分割測光センサ２２の連続駆動を開始する。これによってモニタ画像の画像信号が分割測光センサ２２から出力され始める。
【００５２】
ステップＳ１０３：ＣＰＵ２９は、焦点検出部（不図示）が生成するデフォーカス信号をレンズＣＰＵへ与えることにより撮影レンズ１２の自動焦点調節を行うと共に、モニタ画像から抽出される輝度評価値に基づき自動露出制御を行う。これによって撮影条件（メカニカルシャッタ１５の開放時間、カラー撮像素子１６の電荷蓄積時間、撮影レンズ１２のＦ値、撮影レンズ１２の撮影距離、撮影レンズ１２のＥＰＤ、ストロボ発光の有無など）が設定される。
【００５３】
ステップＳ１０４：ＣＰＵ２９は、モニタ画像から特徴量を抽出し、その特徴量と前述した判別基準とを比較することにより、現在の被写界を照らしている照明種類を判定する。
【００５４】
ステップＳ１０５：ＣＰＵ２９は、レリーズボタンが全押しされたか否かを判別する。レリーズボタンが全押しされていない場合はＳ１０６へ移行し、レリーズボタンが全押しされた場合はＳ１０７へ移行する。
【００５５】
ステップＳ１０６：ＣＰＵ２９は、レリーズボタンの半押しが解除されたか否かを判別し、レリーズボタンの半押しが解除された場合には、分割測光センサ２２の動作を停止させてからステップＳ１０１に戻り、レリーズボタンの半押しが継続されている場合は、ステップＳ１０５に戻る。
【００５６】
ステップＳ１０７：ＣＰＵ２９は、ステップＳ１０３で設定された撮影条件の下で撮影（本画像の画像データの取得）を行う。すなわちＣＰＵ２９は、メインミラー１４を退避状態とし、メカニカルシャッタ１５及びタイミングジェネレータ１６ｂを駆動することにより、本画像の画像データを取得する。このときＣＰＵ２９は、必要に応じて不図示のストロボ装置を駆動してストロボ光を発光する。なお、この撮影で取得された本画像のデータは、ＡＦＥ１６ａを通過してからバッファメモリ２４にバッファリングされる。撮影が終了すると、メインミラー１４は再び観察状態に戻される。
【００５７】
ステップＳ１０８：ＣＰＵ２９は、ステップＳ１０４で判定した照明種類と、最新のＦ値と、最新のＥＰＤとを図３（ａ）に示したルックアップテーブルＴRへ入力することによりゲイン群ｇr1，…，ｇr750を取得する。但し、ステップＳ１０７における撮影がストロボ撮影であった場合は、ストロボ光の影響が被写界に対して支配的であるとみなし、ＣＰＵ２９は、ルックアップテーブルＴRへ入力する照明種類を、ステップＳ１０４で判定した照明種類に拘わらず「ストロボ光」とする。
【００５８】
また、ＣＰＵ２９は、最新のＦ値と、最新のＥＰＤとを図３（ｂ）に示したルックアップテーブルＴBへ入力することによりゲイン群ｇb1，…，ｇb750を取得する。そして、ＣＰＵ２９は、取得したゲイン群ｇr1，・・・，ｇr750，ｇb1，…，ｇb750を、色シェーディング補正部２３ａへ設定する。
【００５９】
ステップＳ１０９：ＣＰＵ２９は、ステップＳ１０４で判定した照明種類に基づき照明光の相関色温度を算出し、本画像中でその相関色温度を持った領域を無彩色化するのに必要なゲインＧr，Ｇbを算出し、それをホワイトバランス補正部２３ｂに設定する。なお、相関色温度の算出は、例えば次の（１）〜（３）の手順で行われる。
【００６０】
（１）ＣＰＵ２９は、本画像を複数のブロックに分割し、個々のブロックの色度（ブロック内の平均色度）を算出し、その色度に応じて個々のブロックを色度座標上へ写像する。
【００６１】
（２）ＣＰＵ２９は、それらブロックの中から、現在の照明種類に相当する色度範囲へと写像されたブロック群を見出し、それらブロック群の色度座標上の重心位置を算出する。なお、その算出では、輝度の高いブロックの個数を多めに計上してもよい。
【００６２】
（３）ＣＰＵ２９は、算出した重心位置の色度を相関色温度に換算し、それを照明光の相関色温度とする。
【００６３】
ステップＳ１２０：ＣＰＵ２９は、画像処理回路２３に対し画像処理の指示を与える。このとき画像処理回路２３は、本画像の画像データに対し色シェーディング補正、ホワイトバランス補正、色補間処理、及びその他の処理を施す。その際、色シェーディング補正ではステップＳ１０８で設定されたゲインが使用され、ホワイトバランス補正ではステップＳ１０９で設定されたゲインが使用される。そして、画像処理後の本画像の画像データは、ＣＰＵ２９によって圧縮処理され、記憶媒体３２に保存される。
【００６４】
以上、本実施形態の電子カメラは、本画像を生成するカラー撮像素子１６とは別に、モニタ画像を生成する分割測光センサ２２を備え、そのモニタ画像に基づき照明種類を判定する。そして、本実施形態の電子カメラは、その照明種類に応じて色シェーディング補正のゲインを算出する。
【００６５】
よって、本実施形態の電子カメラは、色シェーディング補正のゲインを算出するためにカラー撮像素子１６を駆動する必要は無い。したがって、カラー撮像素子１６が温度上昇する可能性は低く抑えられ、本画像の劣化は生じにくい。したがって、本画像に対する色シェーディング補正の効果は高い。
【００６６】
また、本実施形態の電子カメラは、Ｒ画素に関する色シェーディング補正のゲインを、照明光の色温度に応じて算出する代わりに、照明種類に応じて算出する。前述したとおり、Ｒ画素に関する色シェーディングは、照明光の色温度に依存するのではなく、照明種類に依存するので、この算出方法によれば、色シェーディング補正のゲインを高精度に算出し、色シェーディング補正の効果を高めることができる。
【００６７】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態も、電子カメラの実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。相違点は、ＲＯＭ２７に格納されるルックアップテーブルと、ステップＳ１０８における処理とにある。
【００６８】
本実施形態のＲＯＭ２７には、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すとおり、二次元のルックアップテーブルＴRと、一次元のルックアップテーブルＴCと、二次元のルックアップテーブルＴBとが予め格納される。
【００６９】
図６（ａ）に示すとおり、ルックアップテーブルＴRは、Ｆ値及びＥＰＤの様々な組み合わせと、それら組み合わせの各々に適したゲイン群ｇr1，…，ｇr750とを互いに対応づけて格納した二次元ルックアップテーブルである。但し、これらのゲイン群ｇr1，…，ｇr750は、何れも標準照明（例えば「蛍光灯」）に適したゲイン群である。
【００７０】
図６（ｂ）に示すとおり、ルックアップテーブルＴCは、様々な照明種類と、それら照明種類の各々に適した調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750とを互いに対応づけて格納した一次元ルックアップテーブルである。この調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750は、標準照明に適したゲイン群ｇr1，…，ｇr750を、個々の照明種類に適したゲイン群ｇr1’，…，ｇr750’に調整するためのデータ群である。
【００７１】
なお、ここではｇri’＝ｇri−Δｇriの関係がすべてのｉに関して満たされるものとする。よって、「蛍光灯」に対応する調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750はゼロとなる。また、「人口太陽光」や「ハロゲンランプ」や「ストロボ光」などに対応する調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750は、「水銀ランプ」、「ナトリウムランプ」などに対応する調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750よりも大きくなる。
【００７２】
図６（ｃ）に示すとおり、ルックアップテーブルＴBは、Ｆ値及びＥＰＤの様々な組み合わせと、それら組み合わせの各々に適したゲイン群ｇb1，…，ｇb750とを互いに対応づけて格納した二次元ルックアップテーブルである。
【００７３】
そして、本実施形態のＣＰＵ２９は、ステップＳ１０８において次の（１）〜（５）のとおり動作する。
【００７４】
（１）ＣＰＵ２９は、最新のＦ値と、最新のＥＰＤとを図６（ａ）に示したルックアップテーブルＴRへ入力することによりゲイン群ｇr1，…，ｇr750を取得する。
【００７５】
（２）ＣＰＵ２９は、ステップＳ１０４で判定した照明種類を図６（ｂ）に示したルックアップテーブルＴCへ入力することにより調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750を取得する。但し、ステップＳ１０７における撮影がストロボ撮影であった場合、ＣＰＵ２９は、ルックアップテーブルＴRへ入力する照明種類を、ステップＳ１０４で判定した照明種類に拘わらず「ストロボ光」とする。
【００７６】
（３）ＣＰＵ２９は、ゲイン群ｇr1，…，ｇr750の各々から調整データ群Δｇr1，…，Δｇr750を差し引くことにより、現在の照明種類に適したゲイン群ｇr1’，…，ｇr750’を取得する。
【００７７】
（４）ＣＰＵ２９は、最新のＦ値と、最新のＥＰＤとを図６（ｃ）に示したルックアップテーブルＴBへ入力することによりゲイン群ｇb1，…，ｇb750を取得する。
【００７８】
（５）ＣＰＵ２９は、取得したゲイン群ｇr1’，・・・，ｇr750’，ｇb1，…，ｇb750を、色シェーディング補正部２３ａへ設定する。
【００７９】
つまり、本実施形態の電子カメラは、三次元のルックアップテーブルを使用する代わりに、二次元のルックアップテーブルと一次元のルックアップテーブルとを組み合わせて使用する。したがって、ＲＯＭ２７に予め格納すべき情報の情報量は、第１実施形態のそれよりも抑えられる。
【００８０】
［その他］
なお、第２実施形態では、Ｒ信号に関する２つのルックアップテーブルを、標準照明に適したゲイン群を算出するための二次元ルックアップテーブル（図６（ａ））と、そのゲイン群を現在の照明種類に適したゲイン群に調整するための一次元ルックアップテーブル（図６（ｂ））との組み合わせとしたが、次の（Ａ），（Ｂ）の何れかの組み合わせに代えてもよい。
【００８１】
（Ａ）標準Ｆ値に適したゲイン群を算出するための二次元ルックアップテーブルと、そのゲイン群を現在のＦ値に適したゲイン群に調整するための一次元ルックアップテーブルとの組み合わせ。なお、その場合、二次元ルックアップテーブルに入力される情報は、ＥＰＤ及び照明種類であり、一次元ルックアップテーブルに入力される情報は、Ｆ値である。
【００８２】
（Ｂ）標準ＥＰＤに適したゲイン群を算出するための二次元ルックアップテーブルと、そのゲイン群を現在のＥＰＤに適したゲイン群に調整するための一次元ルックアップテーブルとの組み合わせ。なお、その場合、二次元ルックアップテーブルに入力される情報は、Ｆ値及び照明種類であり、一次元ルックアップテーブルに入力される情報は、ＥＰＤである。
【００８３】
また、上記した何れかの実施形態では、ルックアップテーブルに格納される情報を、全てのブロックに関する情報としたが、一部のブロックに関する情報のみに制限してルックアップテーブルの情報量を低減してもよい。色シェーディング補正の補正量は主に像高に依存するので、画像を上下左右に４分割してできる１つの領域内の各ブロックに関する情報のみに制限してもよい。その場合、ＣＰＵ２９は、それらブロックに関する情報から他のブロックの情報を演算によって取得すればよい。但し、撮影後の画像処理を高速化するためには、前記した何れかの実施形態のように全ブロックに関する情報をルックアップテーブルに格納することが望ましい。
【００８４】
また、上記した何れかの実施形態では、照明種類の判定結果がレリーズボタンの半押し期間中に保持されたが、照明種類の判定がレリーズボタンの半押し期間に繰り返し行われ、判定結果がその都度更新されることとしてもよい。
【００８５】
また、上記した何れかの実施形態では、電子カメラの記録モードが通常記録モードである場合を想定したので、画像処理後の画像データを保存したが、ＲＡＷ記録モードであった場合、ＣＰＵ２９は、判定した照明種類のデータを付帯情報として本画像のＲＡＷデータと共に記憶媒体３２へ記録すればよい。その後、ＲＡＷデータの現像処理を行う際に、ＣＰＵ２９が記憶媒体３２からＲＡＷデータを読み込み、上述したステップＳ１０８以降を実行すればよい。
【００８６】
また、上記した何れかの実施形態では、色シェーディング補正の補正量の算出処理を電子カメラが実行したが、それら処理の一部又は全部をコンピュータに実行させてもよい。その場合、処理に必要なプログラムがコンピュータへインストールされる。そのインストールは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体やインターネットなどを介して行われる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】電子カメラの構成を示す模式図である。
【図２】電子カメラの回路構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態で使用されるルックアップテーブルを説明する図である。
【図４】照明種類と色シェーディングとの関係を説明する概念図である。
【図５】撮影に関するＣＰＵの動作フローチャートである。
【図６】第２実施形態で使用されるルックアップテーブルを説明する図である。
【符号の説明】
【００８８】
１１…カメラ本体，１６…カラー撮像素子，１６ａ…ＡＦＥ，２２…分割測光センサ，２２ａ…Ａ／Ｄ変換回路，２３…画像処理回路，２４…バッファメモリ，２５…記録インタフェース，２６…操作スイッチ，２９…ＣＰＵ，２８…ＲＡＭ，２７…ＲＯＭ，３１…バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズが形成する被写界の像を撮像して保存用の画像を生成する第１のカラー撮像素子と、
前記第１のカラー撮像素子とは別に設けられ、前記被写界の色分布を検出する第２のカラー撮像素子と、
前記第２のカラー撮像素子が検出した色分布に基づき前記被写界を照明する照明光の種類を判定する判定手段と、
前記第１のカラー撮像素子が生成した画像に施すべき色シェーディング補正の補正量を前記判定手段が判定した種類に応じて設定する設定手段と
を備えたことを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカラー撮像装置において、
前記設定手段は、
前記判定手段が判定した種類と、前記撮影レンズのＦ値と、前記撮影レンズの開口絞りの位置とに基づき前記補正量の設定を行う
ことを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のカラー撮像装置において、
前記設定手段が設定した補正量で前記第１のカラー撮像素子が生成した画像へ色シェーディング補正を施す補正手段を更に備えた
ことを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のカラー撮像装置において、
前記設定手段が設定した補正量を前記第１のカラー撮像素子が生成した画像と共に保存する記録手段を更に備えた
ことを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項１】
撮影レンズが形成する被写界の像を撮像して保存用の画像を生成する第１のカラー撮像素子と、
前記第１のカラー撮像素子とは別に設けられ、前記被写界の色分布を検出する第２のカラー撮像素子と、
前記第２のカラー撮像素子が検出した色分布に基づき前記被写界を照明する照明光の種類を判定する判定手段と、
前記第１のカラー撮像素子が生成した画像に施すべき色シェーディング補正の補正量を前記判定手段が判定した種類に応じて設定する設定手段と
を備えたことを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカラー撮像装置において、
前記設定手段は、
前記判定手段が判定した種類と、前記撮影レンズのＦ値と、前記撮影レンズの開口絞りの位置とに基づき前記補正量の設定を行う
ことを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のカラー撮像装置において、
前記設定手段が設定した補正量で前記第１のカラー撮像素子が生成した画像へ色シェーディング補正を施す補正手段を更に備えた
ことを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のカラー撮像装置において、
前記設定手段が設定した補正量を前記第１のカラー撮像素子が生成した画像と共に保存する記録手段を更に備えた
ことを特徴とするカラー撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−８８８００（Ｐ２００９−８８８００Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５３７６０（Ｐ２００７−２５３７６０）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]