(57)【要約】【課題】発光量の大きさが求められる通常ストロボ撮影と、異なる光源位置での複数画像の撮影が求められる照度差ステレオ撮影を両立可能な制御装置、アクセサリ、撮像装置および撮像システムを提供すること。【解決手段】制御装置は、撮像装置と通信可能なアクセサリに設けられた、それぞれの発光位置が異なる少なくとも３つの光源部の発光を制御する制御部を有し、制御部は、少なくとも３つの光源部の全てを発光させる全発光モードと、撮影に連動して少なくとも３つの光源部を順次発光させる順次発光モードと、を切り替え可能である。【選択図】図１
2020008687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置と通信可能なアクセサリに設けられた、それぞれの発光位置が異なる少なくとも３つの光源部の発光を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記少なくとも３つの光源部の全てを発光させる全発光モードと、
撮影に連動して前記少なくとも３つの光源部を順次発光させる順次発光モードと、
を切り替え可能であることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記順次発光モードにおいて、前記撮像装置から送信される少なくとも３回の撮影信号のそれぞれに同期して、前記少なくとも３つの光源部を順次発光させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記撮像装置および前記アクセサリの少なくとも一方に設けられた、前記全発光モードと前記順次発光モードとを選択可能な選択部からの情報に基づいて、前記全発光モードと前記順次発光モードとを切り替え可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記アクセサリに関する情報を前記撮像装置に送信する照明情報取得部を更に有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記アクセサリに関する情報は、前記光源部の数、前記光源部の発光量および前記光源部の色温度の少なくともいずれかを前記撮像装置に識別させる情報であることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記順次発光モードにおいて、前記少なくとも３つの光源部の全てを順次発光させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
撮像装置と通信可能なアクセサリであって、
それぞれの発光位置が異なる、少なくとも３つの光源部と、
前記少なくとも３つの光源部の発光を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記少なくとも３つの光源部の全てを発光させる全発光モードと、
撮影に連動して前記少なくとも３つの光源部を順次発光させる順次発光モードと、
を切り替え可能であることを特徴とするアクセサリ。
【請求項８】
前記少なくとも３つの光源部のそれぞれは、固体発光素子を備えることを特徴とする請求項７に記載のアクセサリ。
【請求項９】
前記少なくとも３つの光源部から発光された光を被写体側に導光する導光部を備え、
前記導光部は、光源部ごとに分離されていることを特徴とする請求項７または８に記載のアクセサリ。
【請求項１０】
前記光源部の数は、４つ以上８つ以下であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のアクセサリ。
【請求項１１】
それぞれの発光位置が異なる、少なくとも３つの光源部を備えるアクセサリと通信可能な撮像装置であって、
前記少なくとも３つ光源部の発光を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記少なくとも３つの光源部の全てを発光させる全発光モードと、
撮影に連動して前記少なくとも３つの光源部を順次発光させる順次発光モードと、
を切り替え可能であることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記アクセサリに関する情報に基づいて、前記順次発光モードにおける撮影枚数を設定するとともに、設定された撮影枚数に応じて複数の撮影画像を取得することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
複数の撮影画像に基づいて面法線情報を取得する面法線取得部を更に有することを特徴とする請求項１１または１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記面法線情報に基づいてレンダリング画像を生成するレンダリング部を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
それぞれの発光位置が異なる、少なくとも３つの光源部を備えるアクセサリと、前記アクセサリと通信可能な撮像装置と、を有する撮像システムであって、
前記少なくとも３つの光源部の発光を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記少なくとも３つの光源部の全てを発光させる全発光モードと、
撮影に連動して前記少なくとも３つの光源部を順次発光させる順次発光モードと、
を切り替え可能であることを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、アクセサリ、撮像装置および撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のストロボ装置を被写体の周りに配置して、ストロボ装置の発光に同期して撮影を行う多灯ストロボ撮影が知られている。多灯ストロボ撮影では、ストロボ装置の配置や光量を調整することで、被写体の陰影を自在にコントロールできるが、適切な効果を得るためには撮影者に高い技術と経験が要求される。撮影者の経験不足を補うための技術の１つとして、特許文献１では、本撮影前に多灯ストロボ撮影の効果を確認できるカメラシステムを開示している。特許文献１のカメラシステムでは、複数のストロボ装置を個別に発光させることで取得される複数の画像と全てを発光させないで取得される画像を保存する。そして、保存された複数画像の輝度値を補正して合成処理することで、任意の光量で同時に発光させた場合に相当する画像を出力可能である。
【０００３】
また、被写体に関するより多くの物理情報を取得しておくことで、撮像後の画像処理において、物理モデルに基づく画像生成を行うことができる。例えば、光源の光量だけでなく光源の位置やサイズを変更した被写体の見えを再現したレンダリング画像を生成可能である。被写体の見えは、被写体の形状情報、被写体の反射率情報および光源情報等で決定される。光源から射出され、被写体によって反射された光の物理的な振る舞いは局所的な面法線に依存するため、形状情報としては３次元形状ではなく被写体の面法線を用いることが特に有効である。被写体の面法線を取得する方法として、例えば、レーザ光を用いた三角測量や２眼ステレオなどの方法で取得される距離情報から算出される三次元形状を面法線情報に変換する方法が知られている。しかしながら、このような方法では装置は複雑になり、取得された面法線の精度は不十分である。
【０００４】
そこで、特許文献２や非特許文献１では、被写体の面法線を直接取得する方法として照度差ステレオ法を開示している。照度差ステレオ法は、被写体の面法線と被写体から光源への方向とに基づく被写体の反射特性を仮定し、複数の光源位置での被写体の輝度情報と仮定した反射特性とから面法線を算出する方法である。被写体の反射特性は、例えば、ランバートの余弦則に従うランバート反射モデルを用いて近似することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１４６００号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２２１５８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】松下康之、“照度差ステレオ”、情報処理学会研究報告、Ｖｏｌ．２０１１−ＣＶＩＭ−１７７、Ｎｏ．２９、ｐｐ．１−１２、２０１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
デジタルカメラなどの撮像装置において照度差ステレオ法により被写体の面法線を取得する際、それぞれ異なる位置に配置された、位置情報が既知の複数の光源からの光を被写体に照射する必要がある。しかしながら、特許文献１のカメラシステムでは、複数のストロボ装置の位置情報を正確に取得することが困難であるため、照度差ステレオ法の適用が困難である。また、デジタルカメラなどの撮像装置において照度差ステレオ法を行うことが可能なストロボ装置であっても、照度差ステレオ法とは別にカメラとしての通常のストロボ撮影を実行できることが望まれる。しかしながら、特許文献２は、照度差ステレオ法を実現するために各光源を個別に発光する方法のみを開示しているだけである。すなわち、特許文献２は、発光量の大きさが求められる通常ストロボ撮影と、異なる光源位置での複数画像の撮影が求められる照度差ステレオ撮影を両立させることについては開示していない。
【０００８】
本発明は、発光量の大きさが求められる通常ストロボ撮影と、異なる光源位置での複数画像の撮影が求められる照度差ステレオ撮影を両立可能な制御装置、アクセサリ、撮像装置および撮像システム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】
【０００９】
本発明の一側面としての制御装置は、撮像装置と通信可能なアクセサリに設けられた、それぞれの発光位置が異なる少なくとも３つの光源部の発光を制御する制御部を有し、制御部は、少なくとも３つの光源部の全てを発光させる全発光モードと、撮影に連動して少なくとも３つの光源部を順次発光させる順次発光モードと、を切り替え可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発光量の大きさが求められる通常ストロボ撮影と、異なる光源位置での複数画像の撮影が求められる照度差ステレオ撮影を両立可能な制御装置、アクセサリ、撮像装置および撮像システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の撮像システムの外観図である。
【図２】実施例１の照明装置の外観図である。
【図３】実施例１の撮像システムのブロック図である。
【図４】実施例１の撮影処理を示すフローチャートである。
【図５】実施例１の照度差ステレオ撮影の説明図である。
【図６】実施例２の撮像システムのブロック図である。
【図７】実施例２の撮影処理を示すフローチャートである。
【図８】Ｔｏｒｒａｎｃｅ−Ｓｐａｒｒｏｗモデルの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
照度差ステレオ法は、被写体の面法線と被写体から光源への方向とに基づく被写体の反射特性を仮定し、複数の光源位置での被写体の輝度情報と仮定した反射特性とから面法線を算出する方法である。反射特性は、所定の面法線と光源の位置が与えられたときに反射率が一意に定まらない場合、ランバートの余弦則に従うランバート反射モデルで近似すればよい。また、鏡面反射成分は、図８に示されるように、光源ベクトルｓと視線方向ベクトルｖの２等分線と、面法線ｎのなす角αに依存する。したがって、反射特性は、視線方向に基づく特性としてもよい。また、輝度情報は、光源が点灯している場合と消灯している場合のそれぞれの被写体を撮像し、これらの差分をとることで環境光等の光源以外の光源による影響を除いてもよい。
【００１４】
以下、ランバート反射モデルで反射特性を仮定した場合について説明する。反射光の輝度値をｉ、物体のランバート拡散反射率をρｄ、入射光の強さをＥ、物体から光源への方向（光源方向）を示す単位ベクトル(光源ベクトル)をｓ、物体の単位面法線ベクトルをｎとすると、輝度値ｉはランバートの余弦則から以下の式（１）で示される。
【００１５】
【数１】
2020008687.tif 000003
【００１６】
異なるＭ個（Ｍ≧３）の光源ベクトルの各成分をｓ１、ｓ２、・・・、ｓＭ、光源ベクトルの各成分ごとの輝度値をｉ１、ｉ２、・・・ｉＭとすると、式（１）は以下の式（２）で示される。
【００１７】
【数２】
2020008687.tif 000004
【００１８】
式（２）の左辺はＭ行１列の輝度ベクトル、右辺の［ｓ１Ｔ、・・・ｓＭＴ］はＭ行３列の光源方向を示す入射光行列Ｓ、ｎは３行１列の単位面法線ベクトルである。Ｍ＝３の場合は、入射光行列Ｓの逆行列Ｓ−１を用いて、Ｅρｄｎは以下の式（３）で示される。
【００１９】
【数３】
2020008687.tif 000005
【００２０】
式（３）の左辺のベクトルのノルムが入射光の強さＥとランバート拡散反射率ρｄの積であり、正規化したベクトルが物体の面法線ベクトルとして算出される。すなわち、入射光の強さＥとランバート拡散反射率ρｄは積の形でのみ条件式に現れるので、Ｅρｄを１つの変数とみなすと、式（３）は単位面法線ベクトルｎの２自由度と合わせて未知の３変数を決定する連立方程式とみなせる。したがって、少なくとも３つの光源を用いて輝度情報を取得することで、各変数を決定することができる。なお、入射光行列Ｓが正則行列でない場合は逆行列が存在しないため、入射光行列Ｓが正則行列となるように入射光行列Ｓの各成分ｓ１〜ｓ３を選択する必要がある。すなわち、成分ｓ３を成分ｓ１，ｓ２に対して線形独立に選択することが望ましい。
【００２１】
また、Ｍ＞３の場合は求める未知変数より多い条件式が得られるので、任意に選択した３つの条件式からＭ＝３の場合と同様の方法で単位面法線ベクトルｎを算出すればよい。４つ以上の条件式を用いる場合は、入射光行列Ｓが正則行列ではなくなるため、例えば、Ｍｏｏｒｅ−Ｐｅｎｒｏｓｅ疑似逆行列を使って近似解を算出すればよい。また、フィッティング手法や最適化手法によって単位面法線ベクトルｎを算出してもよい。
【００２２】
被写体の反射特性をランバート反射モデルとは異なるモデルで仮定した場合は、条件式が単位面法線ベクトルｎの各成分に対する線形方程式と異なる場合がある。その場合、未知変数以上の条件式が得られれば、フィッティング手法や最適化手法を用いることができる。
【００２３】
また、Ｍ＞３の場合には３以上Ｍ−１以下の複数の条件式が得られるため、単位面法線ベクトルｎの複数の解の候補を求めることができる。この場合、さらに別の条件を用いて複数の解の候補から解を選択すればよい。例えば、単位面法線ベクトルｎの連続性を条件として用いることができる。単位面法線ｎを撮像装置の１画素ごとに算出する場合、画素（ｘ、ｙ）での面法線をｎ（ｘ、ｙ）として、ｎ（ｘ−１、ｙ）が既知であれば以下の式（４）で示される評価関数が最小となる解を選択すればよい。
【００２４】
【数４】
2020008687.tif 000006
【００２５】
また、ｎ（ｘ＋１、ｙ）やｎ（ｘ、ｙ±１）も既知であれば、以下の式（５）が最小となる解を選択すればよい。
【００２６】
【数５】
2020008687.tif 000007
【００２７】
既知の面法線がなく、全画素位置で面法線の不定性があるとすれば、以下の式（６）で示される式（５）の全画素での総和が最小となるように解を選択してもよい。
【００２８】
【数６】
2020008687.tif 000008
【００２９】
なお、最近傍以外の画素での面法線を用いたり、注目する画素位置からの距離に応じて重みづけした評価関数を用いてもよい。
【００３０】
また、別の条件として、任意の光源位置での輝度情報を用いてもよい。ランバート反射モデルに代表される拡散反射モデルでは、単位面法線ベクトルと光源方向ベクトルが近いほど反射光の輝度が大きくなる。よって、複数の光源方向での輝度値のうち最も輝度値が大きくなる光源方向ベクトルに近い解を選択することで、単位面法線ベクトルを決定することができる。
【００３１】
また、鏡面反射モデルでは、光源ベクトルをｓ、物体からカメラへの方向の単位ベクトル(カメラの視線ベクトル)をｖとすると、以下の式（７）が成り立つ。
【００３２】
【数７】
2020008687.tif 000009
【００３３】
式（７）に示されるように、光源方向ベクトルｓとカメラの視線ベクトルｖが既知であれば単位面法線ベクトルｎを算出することができる。表面に粗さがある場合、鏡面反射も出射角の広がりを持つが、平滑面として求めた解の付近に広がるため、複数の解の候補うち最も平滑面に対する解に近い候補を選択すればよい。また、複数の解の候補の平均によって真の解を決定してもよい。
【００３４】
照度差ステレオ法によって面法線ｎと反射率ρ（＝Ｅρｄ）が取得できると、式（１）に対して任意の光源ベクトルｓを与えることで、任意の光源下での輝度値ｉを算出できる。すなわち、任意の光源下での見えを再現したレンダリング画像が生成可能である。式（１）ではランバート拡散反射でのレンダリング画像を生成するが、その他の拡散反射特性やそれに加えて鏡面反射特性でのレンダリング画像を生成することも可能である。
【実施例１】
【００３５】
図１（ａ）および図１（ｂ）はそれぞれ、本実施例の撮像システム１の正面図および斜視図である。図２は、本実施例の照明装置（アクセサリ）１００の外観図である。図３は、撮像システム１のブロック図である。
【００３６】
撮像システム１は、照明装置１００および照明装置１００が着脱可能に装着される撮像装置２００を有する。照明装置１００は、発光部１０１および接続部（通信部）１０２を有する。撮像装置２００は、撮像光学系２０１を備える撮像部２００ａを有する。
【００３７】
発光部１０１は、撮像光学系２０１の光軸を中心に同心円状に等間隔で配置された８個の光源部から構成されている。単一の照明装置１００に一体的に発光部１０１を配置することで、各光源部の相対位置が固定され、照度差ステレオ法に必要となる光源位置情報の取得が容易となる。また、照明装置１００は、接続部１０２により撮像装置２００と情報通信が可能となるように接続されている。
【００３８】
なお、照度差ステレオ法を実施する際に必要な光源部は少なくとも３つであるため、発光部１０１は３つ以上の光源部を備えていればよい。照度差ステレオ撮影を行う際に、被写体に適切に光が当たり、かつ制御が煩雑になり、コストが高くならないように、光源部の数は４つ以上８つ以下であることが望ましい。また、本実施例では発光部１０１において複数の光源部を撮像光学系２０１の光軸を中心に同心円状に等間隔で配置しているが、本発明はこれに限定されない。また、本実施例では、発光部１０１は、撮像装置２００に物理的に取り付けられているが、撮像装置２００から分離した構成としてもよい。分離した構成の場合、撮像装置２００側と無線による通信機能によって通信可能とすることができる。
【００３９】
撮像光学系２０１は、絞り２０１ａを備え、被写体からの光を撮像素子２０２上に結像させる。撮像素子２０２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、被写体を撮像する。撮像素子２０２の光電変換によって生成されたアナログ電気信号は、Ａ／Ｄコンバータ２０３でデジタル信号に変換されて画像処理部２０４に入力される。
【００４０】
なお、本実施例では、撮像光学系２０１は、撮像装置２００に内蔵されているが、撮像装置２００に着脱可能に取り付けられる構成であってもよい。
【００４１】
画像処理部２０４は、デジタル信号に対して一般的に行われる画像処理と併せて、被写体の面法線情報を取得する。画像処理部２０４は、面法線情報を取得する面法線取得部２０４ａを備える。画像処理部２０４で処理された出力画像は、半導体メモリや光ディスク等の画像記録部２０９に保存される。また、出力画像を、表示部２０５に表示してもよい。なお、本実施例では、面法線取得部２０４ａは、撮像装置２００に内蔵されているが、撮像装置２００とは別に構成されてもよい。
【００４２】
情報入力部２０８は、ユーザーによって選択された撮影条件（絞り値、露出時間、および焦点距離など）をシステムコントローラ２０６に供給する。モード選択部２０８ａは、ユーザーによって選択された撮影（発光）モード（全発光モード、順次発光モードおよびその他発光モードなど）をシステムコントローラ２０６に供給する。なお、本実施例では、ユーザーは、発光モードとして、通常のストロボ撮影を意味する全発光モードと、照度差ステレオ撮影を意味する順次発光モードのいずれかを選択可能である。撮像制御部２０７は、システムコントローラ２０６からの情報に基づいて、ユーザーが選択した所望の撮影条件および発光モードで画像を取得する。撮影条件情報取得部２１０は、設定された撮影条件に関する情報を取得する。
【００４３】
発光制御部１０３は、システムコントローラ２０６からの指示に応じて発光部１０１の発光状態を制御する。照明情報取得部１０４は、光源部の数、光源部の発光量および光源部の色温度などの照明装置に関する情報を取得する。なお、光源部の発光量は、各光源部の個別の発光量でもよいし、全ての光源部を合わせた発光量（すなわち発光部１０１の発光量）でもよい。色温度についても同様であり、各光源部の個別の色温度でもよいし、全ての光源部を合わせた色温度（すなわち発光部１０１の色温度）でもよい。照明装置に関する情報は、照明装置１００の光源部の数、光源部の発光量および光源部の色温度などを撮像装置２００に識別させる情報であればよい。すなわち、上述したパラメータを直接示す情報であってもよいし、製品ＩＤ等の照明装置１００に特有の情報であってもよい。なお、発光制御部１０３は、本実施例では、照明装置１００内に設けられているが、照明装置１００とは異なる制御装置として設けられてもよい。照明装置１００とは異なる制御装置を設けて照明装置１００の発光モードを制御する場合、当該制御装置は撮像装置２００および照明装置１００と通信可能に構成される。
【００４４】
図４は、本実施例の発光制御および撮影処理を示すフローチャートである。図４の処理は、システムコントローラ２０６により、コンピュータプログラムとしての処理プログラムに従って実行される。なお、処理プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。
【００４５】
ステップＳ１０１では、システムコントローラ２０６は、ユーザーによって選択された発光モードを、モード選択部２０８ａから取得する。本実施例では、ユーザーは、発光モードとして、通常のストロボ撮影を意味する全発光モードと、照度差ステレオ撮影を意味する順次発光モードのいずれかを選択可能であるが、本発明はこれに限定されない。これらのモードに加え、それ以外の発光状態を実現する発光モードを選択可能であってもよい。
【００４６】
ステップＳ１０２では、システムコントローラ２０６は、選択された発光モードを判定する。本実施例では、システムコントローラ２０６は、選択された発光モードが順次発光モードであるかどうかを判定する。発光モードが順次発光モードである場合、ステップＳ１０６に進み、発光モードが順次発光モードでない場合、すなわち、発光モードが全発光モードである場合、ステップＳ１０３に進む。
【００４７】
ステップＳ１０３では、システムコントローラ２０６は、発光制御部１０３に対して、全発光モードが選択されたという情報を発信し、発光部１０１の全ての光源部を点灯させる（発光部１０１を全発光させる）制御設定を行うように指示する。ここで、全発光時の発光部１０１の光量については、不図示の照明装置１００側の情報入力部によってユーザーが設定可能である。また、プリ撮影を行い、プリ撮影の結果に応じて発光量を自動設定することも可能である。全発光モードは通常のストロボ撮影となるため、全ての光源部を発光させることにより十分な発光量を確保することが照明装置１００の主目的となる。
【００４８】
ステップＳ１０４では、システムコントローラ２０６は、撮像装置２００のレリーズボタンが押されると、撮影信号を接続部１０２を介して照明装置１００に発信する。
【００４９】
ステップＳ１０５では、システムコントローラ２０６は、ステップＳ１０４で発信された撮影信号に同期して、発光制御部１０３に発光部１０１を全発光させる。同時に、システムコントローラ２０６は、撮像光学系２０１および撮像素子２０２を駆動制御し、全発光撮影を行う。また、システムコントローラ２０６は、撮像制御部２０７に撮影信号に同期して、画像を取得させるととも、取得された画像を画像記録部２０９に保存する。これにより、全発光撮影フローが終了する。
【００５０】
ステップＳ１０６では、システムコントローラ２０６は、発光制御部１０３に対して、順次発光モードであるという情報を発信し、発光部１０１の光源部を順次点灯させる（発光部１０１を個別に発光させる）制御設定を行うように指示する。ここで、順次発光時の発光部１０１の光量については、不図示の照明装置１００側の情報入力部によってユーザーが設定可能である。また、プリ撮影を行い、プリ撮影の結果に応じて発光量を自動設定することも可能である。順次発光モードは照度差ステレオ撮影となるため、全ての光源部の発光量がほぼ等しくなるように設定することが望ましい。照度差ステレオ撮影では、発光量が等しく、発光位置が異なる光源部を撮像装置２００の連写信号に同期させて順次発光させることが照明装置１００の主目的となる。
【００５１】
ステップＳ１０７では、システムコントローラ２０６は、照明情報取得部１０４から送信された光源部の数に関する情報に基づいて、照度差ステレオ撮影に必要な撮影枚数を設定する。システムコントローラ２０６は、撮影枚数を設定する際に、撮影条件情報取得部２１０によって取得される記録画素数やシャッタースピードといった撮像装置２００側の撮影条件に関する情報を参考情報として用いてもよい。本実施例では、光源部の数は８個であるため、システムコントローラ２０６は撮影枚数を８枚と設定する。従来のカメラ（撮像装置）では、レリーズボタンを押している間、連写を継続可能であったり、５枚や１０枚といった特定の連写枚数の設定のみが可能であったりするが、そのような設定では冗長な撮影枚数となってしまう。本実施例では、個別発光が可能な光源部の数に基づいて撮影枚数を設定することで、冗長な撮影画像の取得を制限することが可能であるとともに、画像記録部２０９などの記憶媒体の容量を低減可能である。
【００５２】
ステップＳ１０８では、システムコントローラ２０６は、撮像装置２００のレリーズボタンが押されると、少なくとも３回以上の撮影信号を接続部１０２を介して照明装置１００に連続的に発信する。
【００５３】
ステップＳ１０９では、システムコントローラ２０６は、ステップＳ１０８で発信された１つの撮影信号に同期して、発光制御部１０３に発光部１０１を個別に発光させる。同時に、システムコントローラ２０６は、撮像光学系２０１および撮像素子２０２を駆動制御し、個別発光撮影を行う。また、システムコントローラ２０６は、撮像制御部２０７に撮影信号に同期して、画像を取得させる。なお、本実施例では、撮影信号に同期して、発光および撮影が実行されるが、照明装置１００と撮像装置２００とが互いに通信することで、撮影に連動して発光および撮影が実行されればよい。例えば、発光信号に同期して、発光および撮影が実行されてもよい。
【００５４】
図５は、照度差ステレオ撮影の説明図である。照度差ステレオ撮影では、発光位置が異なる光源部を用いた複数回の撮影が必要である。本実施例では、図５に示されるように、被写体１０００に対して（１）から（８）の光源部を数字の順番で順次発光させる。各光源部の発光に同期して撮像装置２００側で撮影を実行することで、合計８枚の画像が取得される。なお、本実施例では、光源部を（１）から（８）の順番で順次発光させているが、本発明はこれに限定されない。光源部を（８）から（１）の順番で順次発光させてもよいし、ランダムに順次発光させてもよい。また、各光源部は複数の光源を備えてもよく、発光量を確保するためにＬＥＤ光源等の固体発光素子を複数備えてもよい。光源としてＬＥＤ光源を使用することで、電力量に対する発光効率を向上させることが可能となる。各光源部が複数の光源を備える場合、各光源部はフレネルレンズなどの導光部を備えることが望ましい。各光源部は、導光部を備えることで、複数の光源を備える場合であっても、複数の光源からの光束を合成して被写体側に導光できるため、１つの光源部とみなすことができる。各光源部が導光部を備える場合、各光源部の独立性を確保するために、導光部は光源部ごとに物理的に分離されていることが好ましい。導光部が分離されていない場合、隣接する光源部に光が漏れ出し、照度差ステレオ法により面法線を算出する際の算出誤差となってしまう。導光部を分離するために、光源部ごと遮光壁を設けてもよいし、導光部間の間隔を十分に確保して導光部を配置してもよい。
【００５５】
ステップＳ１１０では、システムコントローラ２０６は、ステップＳ１０７で設定された撮影枚数の撮影が完了したどうかを判定する。撮影枚数の撮影が完了している場合、ステップＳ１１１に進み、撮影枚数の撮影が完了していない場合、ステップＳ１０８に戻る。
【００５６】
ステップＳ１１１では、システムコントローラ２０６は、面法線取得部２０４ａに、撮影された複数枚の画像に基づいて面法線情報を取得させる。面法線取得部２０４ａは、上述した照度差ステレオ法を用いて面法線情報を取得する。画像記録部２０９は、面法線情報や画像情報を保存する。これにより、個別撮影フローが終了する。
【００５７】
なお、画像記録部２０９は、発光量の情報や撮像条件の情報を画像情報に付加した情報を保存してもよい。発光量の情報や撮像条件の情報を画像情報に付加して保存することで、輝度情報の補正処理や面法線の取得処理を後から実行することも可能となる。
【００５８】
また、撮像装置２００は、面法線情報に基づいてレンダリング画像を生成するレンダリング部を備えてもよい。レンダリング部は、撮像装置２００とは異なる画像処理装置内に備えられてもよい。
【００５９】
以上説明したように、本実施例の構成は、撮像装置２００によって設定された発光モードに基づいて、全発光モードと順次点灯モードを切り替える機能を有する。そのため、発光量の大きさが求められる通常ストロボ撮影と、異なる光源位置での複数画像の撮影が求められる照度差ステレオ撮影を両立することができる。
【実施例２】
【００６０】
図６は、本実施例の撮像システム１のブロック図である。本実施例の撮像システム１は、実施例１と同様に、照明装置１００および照明装置１００が着脱可能に装着される撮像装置２００を有する。本実施例の撮像システム１の外観構成は、実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。本実施例の撮像システム１の内部構成では、撮像装置２００内に設けられたモード選択部２０８ａの代わりに、照明装置１００がモード選択部１０５を有すること、および画像処理部２０４がレンダリング部２０４ｂを有することが実施例１と異なる。その他の内部構成は、実施例１と同様である。本実施例では、実施例１と同じ内部構成の詳細な説明は省略し、実施例１の撮像システム１と異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
モード選択部１０５は、ユーザーによって選択された発光（撮影）モード（全発光モード、順次発光モードおよびその他発光モードなど）を発光制御部１０３に供給する。レンダリング部２０４ｂは、任意の光源下でのレンダリング画像を生成する。
【００６２】
図７は、本実施例の発光制御および撮影処理を示すフローチャートである。図７の処理は、システムコントローラ２０６および発光制御部１０３により、コンピュータプログラムとしての処理プログラムに従って実行される。なお、処理プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。
【００６３】
ステップＳ２０１では、システムコントローラ２０６および発光制御部１０３は、ユーザーによって選択された発光モードを、モード選択部１０５から取得する。本実施例では、ユーザーは、発光モードとして、通常のストロボ撮影を意味する全発光モードと、照度差ステレオ撮影を意味する順次発光モードのいずれかを選択可能であるが、本発明はこれに限定されない。これらのモードに加え、それ以外の発光状態を実現する発光モードを選択可能であってもよい。
【００６４】
ステップＳ２０２では、システムコントローラ２０６および発光制御部１０３は、選択された発光モードを判定する。本実施例では、システムコントローラ２０６および発光制御部１０３は、選択された発光モードが順次発光モードであるかどうかを判定する。発光モードが順次発光モードである場合、ステップＳ２０６に進み、発光モードが順次発光モードでない場合、すなわち、発光モードが全発光モードである場合、ステップＳ２０３に進む。
【００６５】
ステップＳ２０３では、発光制御部１０３は、発光部１０１の全ての光源部を点灯させる制御設定を行う。また、システムコントローラ２０６は、撮像制御部２０７を介して、全発光に応じた１枚撮りの撮影制御設定を行う。ここで、全発光時の発光部１０１の光量については、不図示の照明装置１００側の情報入力部によってユーザーが設定可能である。また、プリ撮影を行い、プリ撮影の結果に応じて発光量を自動設定することも可能である。全発光モードは通常のストロボ撮影となるため、全ての発光部を発光させることにより十分な発光量を確保することが照明装置１００の主目的となる。
【００６６】
ステップＳ２０４では、システムコントローラ２０６は、撮像装置２００のレリーズボタンが押されると、撮影信号を接続部１０２を介して照明装置１００に発信する。本実施例では、撮像装置２００が撮影信号を照明装置１００に発信するが、照明装置１００が撮影信号を接続部１０２を介して撮像装置２００に発信してもよい。
【００６７】
ステップＳ２０５では、発光制御部１０３は、ステップＳ２０４で発信された撮影信号に同期して、発光部１０１を全発光させる。同時に、システムコントローラ２０６は、撮像光学系２０１および撮像素子２０２を駆動制御し、全発光撮影を行う。また、システムコントローラ２０６は、撮像制御部２０７に撮影信号に同期して、画像を取得させるととも、取得された画像を画像記録部２０９に保存する。これにより、全発光撮影フローが終了する。
【００６８】
ステップＳ２０６では、発光制御部１０３は、発光部１０１の光源部を順次点灯させる制御設定を行う。また、システムコントローラ２０６は、撮像制御部２０７を介して、順次発光に応じた連続撮影（連写機能）の撮影制御設定を行う。ここで、順次発光時の発光部１０１の光量については、不図示の照明装置１００側の情報入力部によってユーザーが設定可能である。また、プリ撮影を行い、プリ撮影の結果に応じて発光量を自動設定することも可能である。順次発光モードは照度差ステレオ撮影となるため、全ての光源部の発光量がほぼ等しくなるように設定することが望ましい。照度差ステレオ撮影では、発光量が等しく、発光位置が異なる光源部を撮像装置２００の連写信号に同期させて順次発光させることが照明装置１００の主目的となる。
【００６９】
ステップＳ２０７では、システムコントローラ２０６は、照明情報取得部１０４から送信された光源部の数に関する情報に基づいて、照度差ステレオ撮影に必要な撮影枚数を設定する。システムコントローラ２０６は、撮影枚数を設定する際に、撮影条件情報取得部２１０によって取得される記録画素数やシャッタースピードといった撮像装置２００側の撮影条件に関する情報を参考情報として用いてもよい。本実施例では、個別発光が可能な光源部の数に基づいて撮影枚数を設定することで、冗長な撮影画像の取得を制限することが可能であるとともに、画像記録部２０９などの記憶媒体の容量を低減可能である。
【００７０】
ステップＳ２０８では、システムコントローラ２０６は、撮像装置２００のレリーズボタンが押されると、撮影信号を接続部１０２を介して照明装置１００に連続的に発信する。
【００７１】
ステップＳ２０９では、システムコントローラ２０６は、ステップＳ２０８で発信された１つの撮影信号に同期して、発光制御部１０３に発光部１０１を個別に発光させる。同時に、システムコントローラ２０６は、撮像光学系２０１および撮像素子２０２を駆動制御し、個別発光撮影を行う。また、システムコントローラ２０６は、撮像制御部２０７に撮影信号に同期して、画像を取得させる。なお、本実施例では、撮影信号に同期して、発光および撮影が実行されるが、照明装置１００と撮像装置２００とが互いに通信することで、撮影に連動して発光および撮影が実行されればよい。例えば、発光信号に同期して、発光および撮影が実行されてもよい。
【００７２】
ステップＳ２１０では、システムコントローラ２０６は、ステップＳ２０７で設定された撮影枚数の撮影が完了したどうかを判定する。撮影枚数の撮影が完了している場合、ステップＳ２１１に進み、撮影枚数の撮影が完了していない場合、ステップＳ２０８に戻る。
【００７３】
ステップＳ２１１では、システムコントローラ２０６は、面法線取得部２０４ａに、撮影された複数枚の画像に基づいて面法線情報を取得させる。面法線取得部２０４ａは、上述した照度差ステレオ法を用いて面法線情報を取得する。画像記録部２０９は、面法線情報や画像情報を保存する。
【００７４】
なお、画像記録部２０９は、発光量の情報や撮像条件の情報を画像情報に付加した情報を保存してもよい。発光量の情報や撮像条件の情報を画像情報に付加して保存することで、輝度情報の補正処理や面法線の取得処理を後から実行することも可能となる。
【００７５】
ステップＳ２１２では、システムコントローラ２０６は、レンダリング部２０４ｂに、ステップＳ２１１で算出された面法線情報に基づいて、任意の光源条件におけるレンダリング画像を生成させる。例えば、情報入力部２０８でユーザーによって選択された光源条件（光源位置、光源強度および光源色など）でレンダリング画像を生成することができる。画像記録部２０９がレンダリング画像を保存し、個別撮影フローが終了する。
【００７６】
以上説明したように、本実施例の構成は、照明装置１００によって設定された発光モードに基づいて、全発光モードと順次点灯モードを切り替える機能を有する。そのため、発光量の大きさが求められる通常ストロボ撮影と、異なる光源位置での複数画像の撮影が求められる照度差ステレオ撮影を両立することができる。
［その他の実施例]
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１００  照明装置（アクセサリ）
１０３  発光制御部（制御部）
２００  撮像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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