JP2008283364A - 撮像装置及びホワイトバランス補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影距離に対応して発生する、画像内の特定の位置における色味のムラを効率良く低減することを可能とする撮像装置及びそのような撮像装置におけるホワイトバランス補正方法を提供すること。
【解決手段】白色ＬＥＤ光源１１７を発光させた撮影により得られる画像データにおいて、撮影距離毎に特定位置に発生する色味のムラを補正するための面内ムラ補正値を予め算出してＦｌａｓｈＲｏｍ１０３に記憶させておく。ホワイトバランス補正の際には、白色ＬＥＤ光源１１７を発光させた撮影により得られる画像データに対し、面内ムラ補正値が設定されているブロックについてはホワイトバランス補正値を修正してホワイトバランス補正を行い、面内ムラ補正値が設定されていないブロックについてはホワイトバランス補正値を修正せずにホワイトバランス補正を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、白色光を投光するＬＥＤを備えた撮像装置及びそのような撮像装置におけるホワイトバランス補正方法に関し、特に白色光の投光時の画像の色ムラを低減させることを可能とした撮像装置及びそのような撮像装置におけるホワイトバランス補正方法に関する。

一般に暗所での撮影においては、キセノン管を用いた閃光発光装置（以下、フラッシュ装置という）が用いられている。このキセノン管を用いたフラッシュ装置による発光は極短時間の閃光発光である。したがって、至近撮影では発光量制御が追いつかず発光量が大きくなり、全体的に白っぽくなる（このような現象は白とびと呼ばれる）という問題があった。そうした背景を踏まえ、近年、白色発光ダイオード（以下、白色ＬＥＤ）を用いたフラッシュ装置を備えたカメラが開発されている。

白色ＬＥＤを用いることでフラッシュ光の連続投射が可能となり、至近撮影の際も自動露出機能（以下、ＡＥという）により適正な明るさで撮影を行えるようになってきている。このような白色ＬＥＤを用いた撮影によって得られた画像内の色味の補正に関する提案として、例えば、特許文献１では、実際にフラッシュ装置から照射される光の色温度に応じてホワイトバランス（以下、ＷＢという）補正情報と、個々のフラッシュ装置を構成する白色ＬＥＤの製品毎のバラツキを低減するための修正情報とを利用して、より正確なホワイトバランス補正情報を算出することで白色ＬＥＤの色味の個体差を吸収する手法が提案されている。

また、特許文献２では、基準距離における白色ＬＥＤのＷＢ補正情報を持たせておき、基準距離におけるＷＢ補正情報を基に被写体までの距離（以下、撮影距離という）に応じたＷＢ補正情報を推定することで、撮影距離毎の色味の差を吸収する手法が提案されている。
特開２００４−２２８７２３号公報 特開２００６−１０８９７０号公報

ここで、一般的な白色ＬＥＤは、大きく分けて赤・青・緑の３色ＬＥＤを組み合わせて白色光を得るものと、青色に発光するＬＥＤとこの青色ＬＥＤからの青色光を波長変換する蛍光体とを組み合わせて白色光を得るものとの２種類がある。特に、青色ＬＥＤと蛍光体とを使用して白色光を得る白色ＬＥＤに関しては、白色ＬＥＤを構成する複数の青色ＬＥＤ素子の配置や各青色ＬＥＤ素子の発光比率に起因して、フラッシュ撮影を行った場合に、画像内の、撮影距離に対応した特定の位置に色味のムラ（以下、面内ムラという）が発生する。

特許文献１及び２はともに白色ＬＥＤを構成するＬＥＤ素子１個体毎に対する画像内の面内ムラに関しての対策法ではないため、上述したような画像内の面内ムラが発生してもその影響を修正することができない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、撮影距離に対応して発生する、画像内の特定の位置における色味のムラを効率良く低減することを可能とする撮像装置及びそのような撮像装置におけるホワイトバランス補正方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の撮像装置は、白色光を投光するＬＥＤを備えた撮像装置において、前記ＬＥＤを発光させた撮影により撮像信号を得る撮像部と、前記撮像信号から生成される画像における色味のムラの撮影距離毎の発生位置と該発生位置における画像のホワイトバランス補正を行うためのホワイトバランス補正値を修正するための修正値とを修正情報として記憶する記憶部と、前記撮影時の撮影距離を得る測距部と、前記得られた撮影距離に対応する修正情報を前記記憶部から読み出し、該修正情報を用いて前記ホワイト補正値を修正する修正部と、前記修正されたホワイトバランス補正値を用いて前記画像のホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正部とを具備することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様のホワイトバランス補正方法は、白色光を投光するＬＥＤを備えた撮像装置によって得られる画像のホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正方法であって、前記ＬＥＤを発光させた撮影により撮像信号を得て、前記撮影時の撮影距離を得て、前記撮像信号から生成される画像における色味のムラの前記撮影距離毎の発生位置と該発生位置における画像のホワイトバランス補正を行うためのホワイトバランス補正値を修正するための修正値とを修正情報として算出して記憶部に記憶させ、前記撮影距離に対応する修正情報を前記記憶部から読み出し、該修正情報を用いて前記ホワイトバランス補正値を修正し、前記修正されたホワイトバランス補正値を用いて前記画像のホワイトバランス補正を行うことを特徴とする。

撮影距離に対応して発生する、画像内の特定の位置における色味のムラを効率良く低減することを可能とする撮像装置及びそのような撮像装置におけるホワイトバランス補正方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、本実施形態の撮像装置の一例としてのデジタルカメラの内部回路の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。図１に示すデジタルカメラは、マイクロコンピュータ１０１と、操作部１０２と、Ｆｌａｓｈメモリ１０３と、レンズ１０４と、撮像素子１０５と、ＣＤＳ/ＡＧＣ回路１０６と、Ａ/Ｄ変換回路１０７と、バス１０８と、ＳＤＲＡＭ１０９と、画像信号処理回路１１０と、ＪＰＥＧ処理部１１１と、メモリインターフェース（Ｉ/Ｆ）１１２と、記録媒体１１３と、ＬＣＤドライバ１１４と、ＬＣＤ１１５と、ＬＥＤ発光回路１１６と、白色ＬＥＤ光源１１７とを有して構成されている。

マイクロコンピュータ１０１は、デジタルカメラの各種シーケンスを統括的に制御する。マイクロコンピュータ１０１には、操作部１０２と、Ｆｌａｓｈメモリ１０３とが接続されている。操作部１０２は、電源ボタン、レリーズボタン、各種入力キー等の操作部材である。ユーザによって操作部１０２が操作されることにより、マイクロコンピュータ１０１は、操作部１０２の操作に応じた各種シーケンスを実行する。Ｆｌａｓｈメモリ１０３は、ホワイトバランス補正の際に用いられる修正情報やこの修正情報を求めるための各種の情報等の各種パラメータを記憶する記憶部としての機能を有する。マイクロコンピュータ１０１は、Ｆｌａｓｈメモリ１０３から各種シーケンスに必要なパラメータを読み込み、図１の各部に対して指示を出す。

レンズ１０４は、図示しない被写体からの光学像を集光して撮像素子１０５に入射させるための光学系と、撮像素子１０５への光の入射量を調節するための絞りとを有して構成されている。レンズ１０４の各部は、マイクロコンピュータ１０１からの指示により、図示しない絞り駆動機構、レンズ駆動機構によって駆動される。

撮像部の機能を有する撮像素子１０５は、ベイヤ配列のカラーフィルタが画素を構成するフォトダイオードの前面に配置されて構成された撮像素子であり、レンズ１０４により集光された光を、各画素を構成するフォトダイオードで受光し、光電変換を行うことで、光の量を電荷量としてＣＤＳ/ＡＧＣ回路１０６に出力する。ここで、ベイヤ配列は、水平方向にＲ画素とＧ画素とが交互に配置されるラインと、水平方向にＧ画素とＢ画素とが交互に配置されるラインとを垂直方向に交互に配置することで構成される画素配列である。なお、撮像素子１０５は、ＣＭＯＳ方式でもＣＣＤ方式でも良い。

ＣＤＳ（相関２重サンプリング）/ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路１０６は、撮像素子１０５から読み出される電気信号（アナログ撮像信号）に対し、リセットノイズ等を低減した上で波形整形を行い、更に画像の明るさが目的の明るさとなるようにゲインアップを行う。Ａ/Ｄ変換回路１０７は、ＣＤＳ/ＡＧＣ回路１０６において前処理されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号（以下、ＲＡＷ画像データという）に変換する。

バス１０８は、デジタルカメラ内部で発生した各種データをカメラ内の各部に転送するための転送路であり、マイクロコンピュータ１０１と、Ａ/Ｄ変換回路１０７と、ＳＤＲＡＭ１０９と、画像信号処理回路１１０と、ＪＰＥＧ処理部１１１と、メモリＩ/Ｆ１１２と、ＬＣＤドライバ１１４とに接続されている。Ａ/Ｄ変換回路１０７で得られた画像データは、バス１０８を介して一旦ＳＤＲＡＭ１０９に記憶される。ＳＤＲＡＭ１０９は、Ａ/Ｄ変換回路１０７において得られたＲＡＷ画像データや、画像信号処理回路１１０、ＪＰＥＧ処理部１１１において処理される画像データ等の各種データが一時的に記憶される。

画像信号処理回路１１０は、ＳＤＲＡＭ１０９に記憶されたＲＡＷ画像データを読み出して画像処理を施す。この画像信号処理回路１１０は、ホワイトバランス（ＷＢ）補正回路１１０ａと、同時化回路１１０ｂと、色変換回路１１０ｃと、ガンマ変換回路１１０ｄと、自動合焦（ＡＦ）処理回路１１０ｅとを有している。

ホワイトバランス補正部としての機能を有するＷＢ補正回路１１０ａは、ＳＤＲＡＭ１０９から読み出されたＲＡＷ画像データのうちのＲデータおよびＢデータに対し、修正部としての機能を有するマイクロコンピュータ１０１から指示されるホワイトバランス補正値を掛け合わせることでホワイトバランス補正を行う。同時化回路１１０ｂは、ＷＢ補正回路１１０ａから出力される画像データから、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を１画素成分とする画像データを生成する。色変換回路１１０ｃは、同時化回路１１０ｂから出力される画像データに対し、マイクロコンピュータ１０１から指示されるカラーマトリクスを掛け合わせる線形変換を行って画像データの色を補正し、またマイクロコンピュータ１０１から指示される彩度・色相係数を用いて演算により画像の色味を変化させる。ガンマ変換回路１１０ｄは、色変換回路１１０ｃから出力される画像データに対してガンマ変換（階調変換）処理を施し、画像データの階調を表示や印刷に適するように補正する。

測距部としての機能を有するＡＦ処理回路１１０ｅは、ＳＤＲＡＭ１０９に記憶された画像データの所定領域毎に輝度信号を生成し、この所定領域毎に生成した輝度信号を累積してＡＦ評価値を求め、求めたＡＦ評価値をマイクロコンピュータ１０１に送る。マイクロコンピュータ１０１は、ＡＦ処理回路１１０ｅにおいて求められたＡＦ評価値に基づいてレンズ１０４のＡＦ調整を行う。また、ＡＦ処理回路１１０ｅは、合焦時のレンズ１０４の位置から撮影時の被写体までの距離（撮影距離）を求めることも行う。

画像信号処理回路１１０のガンマ変換回路１１０ｄにおいて、画像処理が施された画像データは、再度ＳＤＲＡＭ１０９に記憶される。

ＪＰＥＧ処理部１１１は、ＳＤＲＡＭ１０９から画像処理がなされた画像データを読み出し、ＪＰＥＧ方式などに従って圧縮を行う。また、ＪＰＥＧ処理部１１１は、記録媒体１１３に記録されるＪＰＥＧ圧縮画像データを読み出して、伸張処理を施す機能も有している。ＪＰＥＧ処理部１１１により圧縮された画像データはＳＤＲＡＭ１０９に記憶された後、メモリＩ/Ｆ１１２を介して記録媒体１１３に記録される。ここで、記録媒体１１３は、例えばデジタルカメラ本体に着脱可能なメモリカードからなる記録媒体であるが、特に限定されるものではない。

ＬＣＤドライバ１１４は、ＬＣＤ１１５への画像の表示を行うものである。記録媒体１１３に記録されたＪＰＥＧ圧縮画像データを表示する場合には、ＪＰＥＧ処理部１１１により、記録媒体１１３に記録されているＪＰＥＧ圧縮画像データが読み出され、伸張処理が施された後で一旦ＳＤＲＡＭ１０９に記憶される。ＬＣＤドライバ１１４は、その画像データをＳＤＲＡＭ１０９から読み出し、映像信号へ変換した後、この映像信号に基づいてＬＣＤ１１５に画像表示を行う。

ＬＥＤ発光回路１１６は、白色ＬＥＤ光源１１７を構成する各青色ＬＥＤ素子を発光駆動させる。白色ＬＥＤ光源１１７は、図２に示すように、青色光を発する青色ＬＥＤ素子１１７ａと、青色光が当たると黄色光を発する蛍光体１１７ｂとを有し、青色ＬＥＤ素子１１７ａにより発せられる青色光と蛍光体１１７ｂから発せられる黄色光とを混色させることによって白色光を照射する。この白色ＬＥＤ光源１１７は、例えばフラッシュ装置として利用することができる。

ここで、白色ＬＥＤ光源１１７をフラッシュ装置として用いたフラッシュ撮影時に、マイクロコンピュータ１０１は、ＡＦ処理回路１１０ｅから得られた撮影距離に基づいてＦｌａｓｈメモリ１０３内に記憶されている修正情報を読み出して、ホワイトバランス補正の際に用いられるホワイトバランス補正値を修正し、修正したホワイトバランス補正値をＷＢ補正回路１１０ａに出力する。ここで、Ｆｌａｓｈメモリ１０３に記憶されている修正情報は、撮影距離に対応した面内ムラの補正値（詳細は後述する）である。

一般に、図２に示すような青色ＬＥＤ素子と蛍光体とを使用して白色光を得る白色ＬＥＤ光源の面内ムラは、撮影距離に対応して画像内の特定の位置に発生する。また、その面内ムラは、白色（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ）に対して黄色味（Ｒ＝Ｇ＞Ｂ）を帯びた形となる。本実施形態では、面内ムラを補正するために、撮影距離毎に、面内ムラの発生位置とその位置における面内ムラの補正値とを予め測定しておき、それらをＦｌａｓｈメモリ１０３に記憶させておく。

以下、修正情報としての面内ムラ補正値の算出手法について説明する。
面内ムラ補正値は、画像を（ｍ×ｎ）のブロックに分割し、この分割したブロック毎に算出する。図３は、ある撮影距離での画像を１０×１０のブロックに分割した場合の例を表している。このようにして分割した各ブロックにおいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分の平均値を求め、この求めた平均値のＲ、Ｇ、Ｂに対してＧ/Ｂ値（第１の比率）を算出する。そして、全ブロックの中で最小のＧ/Ｂ値を基準値G/B_ijとして検出する。さらに、各ブロックにおけるＧ/Ｂ値G/B_mnと基準値G/B_ijとの比率（第２の比率）を求め、この第２の比率が、所定のスレッシュ値以上であるか否かを判定して、所定のスレッシュ値以上である場合に、そのブロックに対する面内ムラ補正値を第２の比率である（G/B_mn）/（G/B_ij）に設定する。なお、青色ＬＥＤ素子と蛍光体とを使用して白色光を得る白色ＬＥＤ光源の面内ムラは、撮影距離が近い場合に狭い範囲に濃い色味を持ち、撮影距離が遠い場合には広い範囲に薄い色味を持つ傾向がある。そこで、撮影距離毎の色味の濃さの違いを考慮して、そのブロックに面内ムラ補正値を設定するか否かを判定するための所定のスレッシュ値の大きさを変更する。即ち、撮影距離が近い場合には、遠い場合に対して大きなスレッシュ値に変更する。その結果、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すような、撮影距離に対応した特定位置のブロックに対してのみ面内ムラ補正値Ｗ_ｍｎが設定される。図４（ａ）は近距離の撮影距離１（例えば、１０ｃｍ）での面内ムラ補正値を示し、図４（ｂ）は遠距離の撮影距離２（例えば、２０ｃｍ）での面内ムラ補正値を示す。なお、面内ムラは白色ＬＥＤを構成する青色ＬＥＤ素子の配置によっても異なるものとなるが、図４（ａ）及び図４（ｂ）は青色ＬＥＤ素子の配置は同じで距離だけを変えた場合を示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）からも分かるように、遠距離の撮影距離の場合にはスレッシュ値が小さくなるので、面内ムラ補正値が設定されるブロックの数が近距離の撮影距離に対して多くなる。

図５は、修正情報としての面内ムラの補正値算出処理の流れについて示すフローチャートである。この処理はデジタルカメラの製造時や調整時等で行われる処理である。なお、図５の例は、無彩色の被写体（例えば白色や灰色のチャート）に対して白色ＬＥＤ光源１１７を発光させた状態で撮影を行って画像データを得る場合を想定している。

まず、調整時においては、デジタルカメラが図示しない調整機に設置され、デジタルカメラと被写体との距離がある撮影距離（Ｄｋ＝Ｄ１）に設定されると（ステップＳ５０１）、その状態で撮影が行われる（ステップＳ５０２）。撮影の実行により、撮像素子１０５、ＣＤＳ/ＡＧＣ回路１０６、Ａ/Ｄ変換回路１０７を介して得られるＲＡＷ画像データがＳＤＲＡＭ１０９に記憶される（ステップＳ５０３）。

次に、面内ムラ補正値算出に用いられる各種パラメータの初期値の設定がマイクロコンピュータ１０１によって行われる（ステップＳ５０４）。具体的には、Ｇ/Ｂ値の基準となるブロックの行数を示すパラメータｉが０に、列数を示すパラメータｊが０に、Ｇ/Ｂ値の最小値を示すパラメータG/B_minが０に設定される。その後、Ｆｌａｓｈメモリ１０３に記憶されている分割ブロック数（ｍ×ｎ）がマイクロコンピュータ１０１によって読み出され、分割ブロック数が設定される（ステップＳ５０５）。例えば、図２の例では（ｍ×ｎ）＝１０×１０である。分割ブロック数が設定された後、マイクロコンピュータ１０１によって、ＳＤＲＡＭ１０９に記憶されているＲＡＷ画像データが読み出され、読み出されたＲＡＷ画像データが（ｍ×ｎ）のブロックに分割される（ステップＳ５０６）。ＲＡＷ画像データが（ｍ×ｎ）のブロックに分割された後、分割されたブロック毎に、Ｇ成分及びＢ成分の平均値が演算され、演算された平均値に対してＧ/Ｂ値G/B_mnが演算される（ステップＳ５０７）。

ブロック毎のG/B_mnが算出された後、全ブロックの中からG/B_mnの基準値G/B_ijを検出するための面内ムラ補正基準値算出演算が行われる。この面内ムラ補正基準値算出演算においては、まずブロックの行数を示すパラメータｍが１に、列数を示すパラメータｎが１に、G/B_minがG/B_11に設定される（ステップＳ５０８）。ここで、図２の例では（ｍ，ｎ）＝（１，１）は１行１列目である画面内左上端のブロックを示すものとなる。

次に、G/B_mnがG/B_minよりも大きいか否かが判定される（ステップＳ５０９）。ステップＳ５０９の判定において、G/B_mnがG/B_min以下である場合には、ｉがｍに、ｊがｎに、G/B_minがG/B_mnに設定される（ステップＳ５１０）。なお、初回はG/B_mnとG/B_minとがともにG/B_11であるのでG/B_mnとG/B_minとが等しくなり、必ずステップＳ５１０の処理が行われる。一方、ステップＳ５０９の判定において、G/B_mnがG/B_minよりも大きい場合には、ステップＳ５１０の処理が行われない。

次に、ｎが１０未満であるか否かが判定される（ステップＳ５１１）。ステップＳ５１１の判定において、ｎが１０未満である場合にはｎに１が加算された後（ステップＳ５１２）、次の列のブロックに対してステップＳ５０９の判定が再び行われる。一方、ステップＳ５１１の判定において、ｎが１０になった場合には、１行分のブロックに対する最小値の検出が終了したとして、ｍが１０未満であるか否かが判定される（ステップＳ５１３）。ステップＳ５１３の判定において、ｍが１０未満である場合にはｍに１が加算され、ｎが１に設定された後（ステップＳ５１４）、次の行の１列目のブロックに対してステップＳ５０９の判定が再び行われる。一方、ステップＳ５１３の判定において、ｍが１０になった場合には、画像内の全ブロックに対する最小値の検出が終了したとして、次の面内ムラ補正値の算出処理が行われる。即ち、その時点のG/B_minが基準値G/B_ijとなる。この基準値G/B_ijのブロックは画像内で最も白色に近いブロックとなっている。

面内ムラ補正値の算出演算では、まず撮影距離Ｄｋに対応したスレッシュ値G/B_TH_DkがＦｌａｓｈメモリ１０３から読み出される（ステップＳ５１５）。次に、ｍが１に、ｎが１に設定される（ステップＳ５１６）。その後、撮影距離に応じたスレッシュ値G/B_TH_Dkと、各ブロックにおけるＧ/Ｂ値G/B_mnと基準値G/B_ijとの比率（G/B_mn）/（G/B_ij）とが比較され、この比率（第２の比率）がスレッシュ値を超えているか否かが判定される（ステップＳ５１７）。ステップＳ５１７の判定において、（G/B_mn）/（G/B_ij）がスレッシュ値を超えている場合には、基準のブロックに対してそのブロックの色味が異なっている（具体的には基準のブロックに対して黄色味を帯びている）ので、ブロック（ｍ，ｎ）における面内ムラ補正値Ｗ_ｍｎがステップＳ５１７において算出された第２の比率である（G/B_mn）/（G/B_ij）に設定される（ステップＳ５１８）。一方、ステップＳ５１７の判定において、（G/B_mn）/（G/B_ij）がスレッシュ値以下の場合には、ステップＳ５１８の処理が行われない。この場合には、例えばＷ＿ｍｎを０としておく。

次に、ｎが１０未満であるか否かが判定される（ステップＳ５１９）。ステップＳ５１９の判定において、ｎが１０未満である場合にはｎに１が加算された後（ステップＳ５２０）、次の列のブロックに対してステップＳ５１７の判定が再び行われる。一方、ステップＳ５１９の判定において、ｎが１０になった場合には、１行分のブロックに対する面内ムラ補正値の算出が終了したとして、ｍが１０未満であるか否かが判定される（ステップＳ５２１）。ステップＳ５２１の判定において、ｍが１０未満である場合にはｍに１が加算され、ｎが１に設定された後（ステップＳ５２２）、次の行の１列目のブロックに対してステップＳ５１７の判定が再び行われる。一方、ステップＳ５２１の判定において、ｍが１０になった場合には、画像内の全ブロックに対する面内ムラ補正値の算出が終了したとして、処理がステップＳ５２３に移行する。

ある撮影距離Ｄｋに対する面内ムラ補正値の算出が終了した後、撮影距離Ｄｋが所定距離Ｄｅ（例えば、最至近に相当する値）よりも近いか否かが判定される（ステップＳ５２３）。ステップＳ５２３の判定において、ＤｋがＤｅを超えている場合には、Ｄｋに１が加算された後（ステップＳ５２４）、別の撮影距離に対してステップＳ５０１以後の処理が行われる。なお、図５の例では、Ｄｋに１が加算されると、前の撮影距離よりも１ステップ分近距離の撮影距離に設定される。このようにして図５の例では、遠距離側から面内ムラ補正値が算出される。もちろん、近距離側から面内ムラ補正値を算出するようにしても良い。

また、ステップＳ５２３の判定において、ＤｋがＤｅに達した場合には、全ての撮影距離に対応した面内ムラ補正値の算出が終了したとして、図５の処理が終了する。

次に、図５のようにして算出した面内ムラ補正値を用いたホワイトバランス補正について説明する。図６は、撮影開始からＷＢ補正までの流れを示したフローチャートである。

デジタルカメラによる撮影開始前にはスルー画表示が行われる。スルー画表示においては、撮像素子１０５が連続動作され、この連続動作により撮像素子１０５を介して得られるＲＡＷ画像データが画像信号処理回路１１０において処理された後、逐次、ＬＣＤ１１５に表示される。スルー画表示がなされているときに、ユーザによる操作部１０２のレリーズボタンの操作によって１ｓｔレリーズスイッチがオンされると、ＡＥ処理及びＡＦ処理が行われる（ステップＳ６０１）。ＡＥ処理は、例えば、スルー画表示時に撮像素子１０５を介して得られるＲＡＷ画像データを所定領域毎に累積してＡＥ評価値を求め、この求めたＡＥ評価値によって画面内の明るさを評価して撮影時の露光量（絞り量と露光時間）を算出することによって行われる。また、ＡＦ処理は、ＡＦ処理回路１１０ｅにおいて求められたＡＦ評価値に基づいてマイクロコンピュータ１０１によりレンズ１０４を駆動させることによって行われる。また、ＡＦ調整がなされた時には合焦時のレンズ１０４の位置から撮影時の被写体までの距離（撮影距離）Ｄが算出され、この撮影距離Ｄがマイクロコンピュータ１０１の図示しないレジスタ等に保持される。

その後、ユーザによる操作部１０２のレリーズボタンの操作によって２ｎｄレリーズスイッチがオンされると、撮影動作が行われる（ステップＳ６０２）。撮影動作においては、ステップＳ６０１のＡＥ処理によって算出された露光量で撮像素子１０５が露光されるように絞り量や露光時間が調整されて撮像素子１０５による撮像動作が行われる。撮像素子１０５を介して得られるＲＡＷ画像データはＳＤＲＡＭ１０９に記憶される。

撮影動作の後、画像信号処理回路１１０のＷＢ補正回路１１０ａによってＳＤＲＡＭ１０９に記憶されたＲＡＷ画像データが読み出される（ステップＳ６０３）。続いて、ホワイトバランスの設定がオートホワイトバランス（ＡＷＢ）モードであるか否かがマイクロコンピュータ１０１によって判定される（ステップＳ６０４）。ここで、オートホワイトバランスモードは、撮影時に得られる画像データ（ＲＡＷ画像データ）からホワイトバランス補正値を算出し、算出したホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス補正を行うモードである。このほかにホワイトバランスの設定としては、例えば代表的な光源に対するホワイトバランス補正値を予め算出してＦｌａｓｈメモリ１０３に記憶させておき、この予め記憶されたホワイトバランス補正値に従ってホワイトバランスを行うマニュアルホワイトバランス（ＭＷＢ）モードがある。このようなホワイトバランスの設定は、撮影者が操作部１０２を操作することで行うことができる。

ステップＳ６０４の判定において、ホワイトバランスの設定がオートホワイトバランスモードに設定されている場合には、マイクロコンピュータ１０１によって、ＳＤＲＡＭ１０９に記憶されたＲＡＷ画像データからオートホワイトバランス用のホワイトバランス補正値Ｗａが算出され（ステップＳ６０５）、このホワイトバランス補正値Ｗａが撮影時におけるホワイトバランス補正の基準となるホワイトバランス補正値Ｗ１に設定される（ステップＳ６０６）。なお、ホワイトバランス補正値Ｗａを算出するための手法としては、従来周知の手法をそのまま適用することができるので、ここではその詳細については説明を省略する。また、ステップＳ６０４の判定において、ホワイトバランスの設定がオートホワイトバランスモードではなく、マニュアルホワイトバランスモードに設定されている場合には、撮影者によって選択された光源に対応したホワイトバランス補正値Ｗｍがマイクロコンピュータ１０１によってＦｌａｓｈメモリ１０３から読み出され（ステップＳ６０７）、このホワイトバランス補正値Ｗｍが基準のホワイトバランス補正値Ｗ１に設定される（ステップＳ６０８）。なお、ステップＳ６０６又はステップＳ６０８において設定されたホワイトバランス補正値Ｗ１はマイクロコンピュータ１０１の図示しないレジスタ等に保持される。

ホワイトバランス補正値Ｗ１が設定された後、マイクロコンピュータ１０１の図示しないレジスタ等に保持された撮影距離Ｄが読み込まれる（ステップＳ６０９）。そして、読み込まれた撮影距離Ｄに対応した面内ムラ補正値がＦｌａｓｈメモリ１０３から読み出される（ステップＳ６１０）。次に、修正ホワイトバランス補正値算出処理が行われる（ステップＳ６１１）。このステップＳ６１１においては、面内ムラ補正値Ｗ_ｍｎが設定されているブロックに対してはホワイトバランス補正値Ｗ１を、面内ムラ補正値Ｗ_ｍｎを用いて修正したものが最終的なホワイトバランス補正値として設定される。一方、面内ムラ補正値Ｗ_ｍｎが設定されていないブロックに対してはホワイトバランス補正値Ｗ１が最終的なホワイトバランス補正値として設定される。なお、ステップＳ６１１の処理の詳細については後述する。

ステップＳ６１１のホワイトバランス補正値の修正後、ＷＢ補正回路１１０ａにホワイトバランス補正値が送られ、ＷＢ補正回路１１０ａにおいてホワイトバランス補正が行われる（ステップＳ６１２）。

以下、図６のステップＳ６１１における修正ホワイトバランス補正値算出処理について説明する。図７は、修正ホワイトバランス補正値算出処理の流れについて示すフローチャートである。

図７の処理において、まず図６のステップＳ６０６又はステップＳ６０８で設定されたホワイトバランス補正値Ｗ１がマイクロコンピュータ１０１のレジスタ等から読み込まれる（ステップＳ７０１）。続いて、Ｆｌａｓｈメモリ１０３に記憶されている画像データのブロック分割数（ｍ×ｎ）が読み出される（ステップＳ７０２）。次に、ｍが１に、ｎが１に設定される（ステップＳ７０３）。

その後、Ｆｌａｓｈメモリ１０３から読み出された面内ムラ補正値のうち、ブロック（ｍ，ｎ）に対応した面内ムラ補正値Ｗ_ｍｎが読み出される（ステップＳ７０４）。続いて、ブロック（ｍ，ｎ）に対してＷ_ｍｎが設定されているか否か、即ち読み出したＷ_ｍｎが０でないか否かが判定される（ステップＳ７０５）。ステップＳ７０５の判定において、Ｗ_ｍｎが設定されていない場合には、修正ホワイトバランス補正値Ｗ_ＭＮがＷ１に設定される（ステップＳ７０６）。一方、ステップＳ７０５の判定において、Ｗ_ｍｎが設定されている場合には、修正ホワイトバランス補正値Ｗ_ＭＮが、Ｗ１にＷ_ｍｎを乗じた値に設定される（ステップＳ７０７）。

ステップＳ７０６又はステップＳ７０７の後、ｎが１０未満であるか否かが判定される（ステップＳ７０８）。ステップＳ７０８の判定において、ｎが１０未満である場合にはｎに１が加算された後（ステップＳ７１０）、次の列のブロックに対してステップＳ７０４以後の処理が再び行われる。一方、ステップＳ７０８の判定において、ｎが１０になった場合には、１行分のブロックに対するホワイトバランス補正値の修正が終了したとして、ｍが１０未満であるか否かが判定される（ステップＳ７０９）。ステップＳ７０９の判定において、ｍが１０未満である場合にはｍに１が加算され、ｎが１に設定された後（ステップＳ７１１）、次の行の１列目のブロックに対してステップＳ７０４以後の処理が再び行われる。一方、ステップＳ７０９の判定において、ｍが１０になった場合には、画像内の全ブロックに対するホワイトバランス補正値の修正が終了したとして、図７の処理が終了する。このような処理により、最終的に得られるホワイトバランス補正値は図８に示すものとなる。ここで、図８は、面内ムラ補正値が図４（ａ）に示すようにして記憶されていた場合の修正ホワイトバランス補正値の例である。図８に示すように、面内ムラ補正値が設定されているブロックに対してのみ修正が行われる。なお、ステップＳ７０５においては、Ｗ_ｍｎが設定されているか否かを判定することによって、ホワイトバランス補正値を修正するか否かを判定しているが、修正しないブロックにおける面内ムラ補正値Ｗ_ｍｎを１として、すべてのブロックについてステップＳ７０７の演算を行うようにしても良い。

以上説明したように、本実施形態によれば、カメラの調整時等において、白色ＬＥＤ光源による投光をした撮影を行い、この撮影によって得られる画像内で最も適切に色が再現されているブロックを基準として検出し、検出した基準のブロックに対する他のブロックの色味の違いを補正する係数を求めることで、白色ＬＥＤを構成する複数の青色ＬＥＤ素子の配置や各青色ＬＥＤ素子の発光比率に起因して、フラッシュ撮影時に、撮影距離に対応した特定の位置に発生する色味のムラを効率的に補正し、画像の色味を均一なものとすることができる。ここで、白色ＬＥＤを構成する複数の青色ＬＥＤ素子の配置や各青色ＬＥＤ素子の発光比率に起因して発生する面内ムラは、撮影時の光源や被写体の種類等には影響されないので、撮影毎に面内ムラ補正値を求める必要がなく、予め求めておくことができる。このため、撮影時においてホワイトバランス補正に係る処理時間は修正を行わない場合と殆ど変わらず、効率的な面内ムラ補正を行うことが可能である。

また、白色ＬＥＤとして青色ＬＥＤ素子と蛍光体とを用いた場合には、面内ムラ補正値の算出の際に、Ｒ成分の影響を考慮する必要がないため、その分、面内ムラ補正値の演算が簡略化される。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。例えば、上述した実施形態では面内ムラ補正値を算出する際に、Ｇ/Ｂ値を演算しているが、Ｂ/Ｇ値を演算して面内ムラ補正値を算出するようにしても良い。ただし、この場合には、基準となるブロックがＢ/Ｇ値が最大となるブロックであり、また各種判定における不等号の関係も逆向きとなる。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。 白色ＬＥＤ光源の構成例を示す図である。 ある撮影距離に対して得られたベイヤ配列の画像データを１０×１０のブロックに分割した場合の例を表した図である。 面内ムラ補正値の例を示す図である。 面内ムラの補正値算出処理の流れについて示すフローチャートである。 撮影開始からＷＢ補正までの流れを示したフローチャートである。 修正ホワイトバランス補正値算出処理の流れについて示すフローチャートである。 修正がなされた後のホワイトバランス補正値の例を示す図である。

符号の説明

１０１…マイクロコンピュータ、１０２…操作部、１０３…Ｆｌａｓｈメモリ、１０４…レンズ、１０５…撮像素子、１０６…ＣＤＳ/ＡＤＣ回路、１０７…Ａ/Ｄ変換回路、１０８…バス、１０９…ＳＤＲＡＭ、１１０…画像信号処理回路、１１０ａ…ホワイトバランス（ＷＢ）補正回路、１１０ｂ…同時化回路、１１０ｃ…色変換回路、１１０ｄ…ガンマ変換回路、１１０ｅ…自動合焦（ＡＦ）処理回路補正回路、１１１…ＪＰＥＧ処理部、１１２…メモリインターフェース（Ｉ/Ｆ）、１１３…記録媒体、１１４…ＬＣＤドライバ、１１５…ＬＣＤ、１１６…ＬＥＤ発光回路、１１７…白色ＬＥＤ光源

Claims (9)

1. 白色光を投光するＬＥＤを備えた撮像装置において、
   前記ＬＥＤを発光させた撮影により撮像信号を得る撮像部と、
   前記撮像信号から生成される画像における色味のムラの撮影距離毎の発生位置と該発生位置における前記画像のホワイトバランス補正を行うためのホワイトバランス補正値を修正するための修正値とを修正情報として記憶する記憶部と、
   前記撮影時の撮影距離を得る測距部と、
   前記得られた撮影距離に対応する修正情報を前記記憶部から読み出し、該修正情報を用いて前記ホワイトバランス補正値を修正する修正部と、
   前記修正されたホワイトバランス補正値を用いて前記画像のホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正部と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記修正情報は、前記画像を複数のブロックに分割したブロック毎に算出されることを特徴とする請求項１の撮像装置。
3. 前記修正情報は、前記ブロック毎のＧ成分とＢ成分とを用いて算出されることを特徴とする請求項２の撮像装置。
4. 前記修正情報は、前記ブロック毎に前記Ｇ成分に対する前記Ｂ成分との比率である第１の比率を算出し、前記ブロック毎の第１の比率と前記第１の比率の最小値との比率である第２の比率を算出し、該第２の比率に基づいて算出されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記修正情報は、前記ブロック毎に、前記第２の比率と撮影距離に応じて設定されたスレッシュ値とを比較した結果、前記第２の比率が前記スレッシュ値よりも大きいブロックに対する前記修正値を前記第２の比率に設定し、前記第２の比率が前記スレッシュ値以下のブロックに対する前記修正値をゼロに設定することにより算出されることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記修正部は、前記修正値が前記第２の比率に設定されているブロックに対してのみ前記修正を行うことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記ホワイトバランス補正値は、オートホワイトバランスモードにおいては、前記撮像部によって得られた撮像信号から算出することにより得られることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の撮像装置。
8. 前記ホワイトバランス補正値は、マニュアルホワイトバランスモードにおいては、特定の光源毎に予め記憶部に記憶されたデータを読み出すことにより得られることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の撮像装置。
9. 白色光を投光するＬＥＤを備えた撮像装置によって得られる画像のホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正方法であって、
   前記ＬＥＤを発光させた撮影により撮像信号を得て、
   前記撮影時の撮影距離を得て、
   前記撮像信号から生成される画像における色味のムラの前記撮影距離毎の発生位置と該発生位置における画像のホワイトバランス補正を行うためのホワイトバランス補正値を修正するための修正値とを修正情報として算出して記憶部に記憶させ、
   前記撮影距離に対応する修正情報を前記記憶部から読み出し、該修正情報を用いて前記ホワイトバランス補正値を修正し、
   前記修正されたホワイトバランス補正値を用いて前記画像の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方法。

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