(57)【要約】  【課題】陸上の場合と色成分比率が異なる水中に適したＡＥ演算を行うカメラを得る。  【解決手段】水中撮影モードに設定された電子カメラのシステム制御部１２は、通常撮影モード用の演算式よりＲ（赤）色成分の重み付け係数を小さく、Ｂ（青）色成分の重み付け係数をとくに大きくした演算式を用いて輝度信号Ｙを算出し、この輝度信号Ｙに基づいて露出値を決定する。撮影補助光として発光部８を発光させる場合には、水中撮影モードであっても通常撮影モード用の演算式を用いてプリ発光時の反射光による輝度信号Ｙを算出し、この輝度信号Ｙに基づいて発光部８の本発光時の本発光量を決定する。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を複数の色成分ごとに受光する色別受光手段と、
前記色別受光手段による各色成分の受光信号のそれぞれに色成分別の係数を乗算し、前記各色成分の乗算結果を用いて輝度情報を算出する輝度情報算出手段と、
前記輝度情報算出手段で算出された前記輝度情報を用いて露出演算を行う露出演算手段と、
係数変更指示に応じて、前記輝度情報算出手段に前記色成分別の係数を変更させる係数変更制御手段とを備えることを特徴とするカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記係数変更制御手段は、前記色成分別の係数のそれぞれを水中撮影用の値に変更させることを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のカメラにおいて、
前記係数変更制御手段は、撮影補助光が使用される場合には前記色成分別の係数のそれぞれを前記変更前の値にすることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動露出演算を行うカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
水中では、水の分光透過率の影響によって自然光に含まれる長波長成分、とくにＲ（赤）色成分の比率が陸上（空気中）での光に含まれる比率に比べて低くなる。このため、水中で観察される被写体の色は、陸上で観察される色に比べて短波長成分、とくにＢ（青）色成分の比率が高くなり、青みを帯びた色として観察される。そこで、特許文献１には水中撮影に適した自動露出（ＡＥ）の設定を行う撮像装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３３２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の撮像装置は、防水ケースへ収納されるとオートホワイトバランスの設定変更、シャッタスピードの設定変更、およびオートゲインコントロールの設定変更を行う。しかしながら、具体的なＡＥ演算の変更内容については開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるカメラは、被写体光を複数の色成分ごとに受光する色別受光手段と、色別受光手段による各色成分の受光信号のそれぞれに色成分別の係数を乗算し、各色成分の乗算結果を用いて輝度情報を算出する輝度情報算出手段と、輝度情報算出手段で算出された輝度情報を用いて露出演算を行う露出演算手段と、係数変更指示に応じて、輝度情報算出手段に色成分別の係数を変更させる係数変更制御手段とを備えることを特徴とする。
上記カメラの係数変更制御手段は、色成分別の係数のそれぞれを水中撮影用の値に変更させることもできる。また、撮影補助光が使用される場合には色成分別の係数のそれぞれを変更前の値にすることもできる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるカメラでは、複数の色成分ごとに受光した被写体光の受光信号のそれぞれに色成分別の係数を乗じて露出演算を行うとともに、色成分別の係数を変更可能に構成した。これにより、受光される色成分比率が異なる場合でも適切なＡＥ演算を行うことができ、たとえば、水中撮影の場合には水中写真特有の青色を良好に表現するように露出値を決定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態による電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。図１において、電子カメラは、レンズユニット１と、撮像素子２と、タイミングジェネレータ(TG)３と、Ａ／Ｄ変換器４と、画像処理部５と、表示器６と、レンズ駆動部７と、発光部８と、充電電圧制御回路９と、ＲＯＭ１０と、操作部材１１と、システム制御部１２とを有し、記録媒体１３が着脱可能に構成されている。
【０００８】
レンズユニット１は不図示のフォーカスレンズを含む。フォーカスレンズは、レンズユニット１による被写体像が撮像素子２の撮像面上で結像するように、焦点位置を調節するレンズである。レンズ駆動部７は、システム制御部１２からの指令に応じてフォーカスレンズを光軸方向に進退移動させ、焦点調節を行う。
【０００９】
撮像素子２は、たとえば、ＣＣＤイメージセンサなどによって構成される。撮像素子２は、撮像面上に結像された被写体像を撮像し、各画素に対応する撮像信号（蓄積電荷信号）を出力する。撮像素子２から出力される撮像信号は、各画素に入射される光の強さに応じてその信号レベルが異なる。撮像素子２の撮像面には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のフィルタがベイヤー配列されたカラーフィルタ２ａが、画素位置に対応するように設けられている。撮像素子２がカラーフィルタ２ａを通して被写体像を撮像するため、撮像素子２から出力される信号は１画素当たりＲＧＢのいずれか１つの色成分の情報を有する。すなわち、Ｒ色フィルタに対応する画素からはＲ色の信号が出力され、Ｇ色フィルタに対応する画素からはＧ色の信号が出力され、Ｂ色フィルタに対応する画素からはＢ色の信号が出力される。
【００１０】
撮像素子２は、ＣＣＤの代わりにＭＯＳセンサやＣＩＤなどを用いて構成してもよい。タイミングジェネレータ３は、システム制御部１２からの指令に応じて撮像素子２やＡ／Ｄ変換器４に対するタイミング信号を生成し、供給する。
【００１１】
撮像素子２から出力された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器４によってディジタル信号に変換された後で画像処理部５に入力される。画像処理部５は、入力された画像データに対してホワイトバランス調整などの信号処理を行い、さらに所定の方式（たとえば、ＪＰＥＧ）で圧縮処理を施し、圧縮処理後の画像データを記録媒体１３に記録する。画像処理部５は、記録媒体１３から読出した圧縮データを伸長する際の伸長処理も行う。記録媒体１３は、たとえば、メモリカードなどのデータストレージ部材によって構成される。
【００１２】
表示器６は、たとえば、液晶表示パネルによって構成され、上記信号処理後の撮影画像や、記録媒体１３から読出した画像データによる再生画像を表示する。
【００１３】
閃光部８および充電電圧制御回路９は閃光装置を構成する。発光部８は、たとえば、キセノンランプなどによって構成され、撮影時に閃光発光して主要被写体を照明する。充電電圧制御回路９は発光部８を放電発光させる高圧充電回路を含み、システム制御部１２からの指令に応じて充電を行う。システム制御部１２からの発光指令によって発光部８へ充電電圧が印加されると、発光部８は閃光発光する。
【００１４】
ＲＯＭ１０には、システム制御部１２で実行される制御プログラムが格納されている。操作部材１１は、レリーズボタンや発光部８の発光禁止／許可切換えスイッチ、水中撮影モードスイッチなどを含み、各スイッチ操作に応じた操作信号をシステム制御部１２へ出力する。なお、水中撮影モードスイッチからの操作信号は、後述する係数の変更指示に対応する。
【００１５】
システム制御部１２は、電子カメラの焦点検出(ＡＦ)や露出決定(ＡＥ)などの各種演算と、カメラ動作のシーケンス制御とを行う。
【００１６】
本発明は、上記電子カメラで行われるＡＥ処理、とくに、水中撮影時のＡＥ処理に特徴を有する。
【００１７】
（ＡＥ演算）
本実施形態による電子カメラは、以下の手順１〜手順４によりＡＥ演算を行う。
手順１．＜評価値読取り＞
システム制御部１２は、撮影指示前（レリーズボタンが押下操作される前）に撮像素子２から出力され、ディジタルデータ化されたＲ色の信号、Ｇ色の信号、およびＢ色の信号を、それぞれ評価値として入力する。評価値として用いられる各色の信号は、測光エリアに対応する撮像素子２の画素から出力される信号である。測光エリアは、たとえば、撮影画面の中央領域を設定したり、撮影画面の全領域を設定したり、撮影画面内で複数の領域（マルチエリア）を設定したりすることが可能に構成されている。システム制御部１２は、測光エリアを設定変更するための操作信号が操作部材１１から入力されると、操作信号に応じて測光エリアの変更を行う。
【００１８】
手順２．＜測光エリアについてのＢｖ値（相対輝度値）算出＞
システム制御部１２は、通常撮影モードの場合、次式（１）を用いて輝度信号Ｙを算出する。
Ｙ＝0.299×［Ｒ］＋0.5787×［Ｇ］＋0.114×［Ｂ］           （１）
ただし、［Ｒ］は測光エリアに含まれるＲ信号であり、［Ｇ］は測光エリアに含まれるＧ信号であり、［Ｂ］は測光エリアに含まれるＢ信号である。マルチエリア測光のように複数の測光エリアが存在する場合は、測光エリアごとに輝度信号Ｙを算出する。
【００１９】
システム制御部１２は、手順１で評価値を読取った際の露出値を示す前回の制御Ｂｖ値と、算出した輝度信号Ｙとを用いて測光エリアごとのＢｖ値（相対輝度値）を作成する。Ｂｖ値は、次式（２）で求められる。
Ｂｖ値＝(前回の制御Ｂｖ値)＋log2｛(Ｙ)/(基準信号Ｙbase)｝  （２）
ただし、基準信号Ｙbaseは所定値である。ＡＥ演算は繰り返し行われるので、前回のＡＥ演算において算出された制御Ｂｖ値（後述する手順３で算出）を前回の制御Ｂｖ値とする。
【００２０】
手順３．＜制御Ｂｖ値の算出＞
システム制御部１２は、上式（２）で算出した各測光エリアのＢｖ値を用いて周知のニューロ演算を行うことにより、電子カメラが露出制御に用いる制御Ｂｖ値を作成する。
手順４．＜露出決定＞
システム制御部１２は、手順３で算出した制御Ｂｖ値を用いて露出値（制御露出値）を決定する。なお、露出値の決定は、プログラムオート方式でも、絞り値優先方式でも、シャッター速度優先方式でもよく、電子カメラに設定されている方式で行う。
【００２１】
（水中撮影モードにおけるＡＥ演算）
システム制御部１２は、水中撮影モードの場合、上式（１）に代えて次式（３）を用いて輝度信号Ｙを算出する。
Ｙ＝0.1×［Ｒ］＋0.4×［Ｇ］＋0.6×［Ｂ］                  （３）
ただし、［Ｒ］は測光エリアに含まれるＲ信号であり、［Ｇ］は測光エリアに含まれるＧ信号であり、［Ｂ］は測光エリアに含まれるＢ信号である。マルチエリア測光のように複数の測光エリアが存在する場合は、測光エリアごとに輝度信号Ｙを算出する。
【００２２】
通常撮影モードで使用する上式（１）と水中撮影モードで使用する上式（３）とは重み付け係数が異なり、次の点において相違する。上式（１）は、Ｂ色成分に比べてＲ色およびＧ色成分の重み付け係数を大きくして輝度信号Ｙを得るので、Ｒ色成分が少なく、Ｂ色成分が多くなる状況（すなわち水中）で用いる場合には、算出される輝度信号Ｙが小さくなる。したがって、制御Ｂｖ値が小さくなる結果、露出値ＥＶがオーバー傾向に決定される。
【００２３】
一方、上式（３）は、Ｒ色成分に比べてとくにＢ色成分の重み付け係数を大きくして輝度信号Ｙを得るので、Ｒ色成分が少なくＢ色成分が多い水中で用いることにより、上式（１）に比べて大きな輝度信号Ｙが得られる。したがって、制御Ｂｖ値の減少割合が抑えられる結果、露出値が適正もしくはややアンダー傾向に決定される。
【００２４】
以上説明した電子カメラのシステム制御部１２で行われるＡＥ演算処理の流れについて、図２のフローチャートを参照して説明する。図２による処理は、電子カメラのメインスイッチ（不図示）がオンされると繰り返し実行される。図２のステップＳ５１において、システム制御部１２は、撮像素子（ＣＣＤ）２から測光エリアに対応するデータを取り込んでステップＳ５２へ進む。
【００２５】
ステップＳ５２において、システム制御部１２は、水中モードか否かを判定する。システム制御部１２は、水中撮影モードオンを示す操作信号が操作部材１１から入力されている場合、ステップＳ５２を肯定判定してステップＳ５３へ進み、水中撮影モードオフを示す操作信号が操作部材１１から入力されている場合にはステップＳ５２を否定判定し、ステップＳ５４へ進む。
【００２６】
ステップＳ５３において、システム制御部１２は、水中撮影モード用の上式（３）を用いて測光エリアごとに輝度信号Ｙを作成し、ステップＳ５５へ進む。
【００２７】
ステップＳ５４において、システム制御部１２は、通常撮影モード用の上式（１）を用いて測光エリアごとに輝度信号Ｙを作成し、ステップＳ５５へ進む。
【００２８】
ステップＳ５５において、システム制御部１２は、上式（２）を用いて測光エリアごとのＢｖ値（相対輝度値）を作成し、ステップＳ５６へ進む。ステップＳ５６において、システム制御部１２はマルチパターン測光を行う。具体的には、各測光エリアのＢｖ値を用いてニューロ演算を行い、ステップＳ５７へ進む。
【００２９】
ステップＳ５７において、システム制御部１２は制御Ｂｖ値を作成し、図２による処理を終了する。
【００３０】
電子カメラによるメイン処理の流れについて、図３のフローチャートを参照して説明する。図３による処理は、電子カメラのメインスイッチ（不図示）がオンされると上記ＡＥ処理と並行して実行される。ステップＳ０１において、システム制御部１２は、レリーズボタン（不図示）が半押し操作されたか否かを判定する。システム制御部１２は、操作部材１１から半押し操作信号が入力された場合にステップＳ０１を肯定判定してステップＳ０２へ進み、半押し操作信号が入力されない場合にはステップＳ０１を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。
【００３１】
ステップＳ０２において、システム制御部１２は、閃光装置（ＳＢ）の発光輝度か否かを判定する。システム制御部１２は、発光部８の発光を許可する操作信号が操作部材１１から入力されており、上記ＡＥ処理で算出した制御Ｂｖ値が所定値（撮影補助光が必要とされるＢｖ値）より低い場合にステップＳ０２を肯定判定してステップＳ０３へ進む。また、システム制御部１２は、発光部８の発光を禁止する操作信号が操作部材１１から入力されている、もしくはＡＥ処理で算出した制御Ｂｖ値が上記所定値より高い場合には、ステップＳ０２を否定判定してステップＳ０９へ進む。
【００３２】
ステップＳ０３において、システム制御部１２は、レリーズボタン（不図示）が全押し操作されたか否かを判定する。システム制御部１２は、操作部材１１から全押し操作信号が入力された場合にステップＳ０３を肯定判定してステップＳ０４へ進み、全押し操作信号が入力されない場合にはステップＳ０３を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。
【００３３】
ステップＳ０４において、システム制御部１２は、発光部８のプリ発光を指示してステップＳ０５へ進む。ステップＳ０５において、システム制御部１２は反射光を取得する。具体的には、主要被写体で反射され、撮像素子２に入射されたプリ発光の強さを示すＲ色の信号、Ｇ色の信号、およびＢ色の信号を、それぞれ撮像素子２から評価値として入力し、ステップＳ０６へ進む。
【００３４】
ステップＳ０６において、システム制御部１２は、反射光による輝度信号Ｙを作成してステップＳ０７へ進む。このときのシステム制御部１２は、水中撮影モードに設定されている場合でも通常撮影モード用の上式（１）を用いる。なお、通常撮影モードに設定されている場合には、そのまま通常撮影モード用の上式（１）を用いればよい。
【００３５】
ステップＳ０７において、システム制御部１２は、ステップＳ０６で算出した輝度信号Ｙに基づいて本発光時の発光部８による発光量を算出してステップＳ０８へ進む。ステップＳ０８において、システム制御部１２は、撮影処理を開始するとともに発光部８の本発光を指示してステップＳ１１へ進む。これにより、不図示の絞りが制御露出値に対応する絞り値に絞り込まれ、撮像素子２の電荷蓄積時間が制御露出値に対応するシャッター秒時に制御され、発光部８がステップＳ０７で演算された本発光量で発光する。
【００３６】
ステップＳ１１において、システム制御部１２は、撮影画像データを記録媒体１３に記録して図３による処理を終了する。具体的には、撮像素子２から読出された信号に対して画像処理部５で所定の信号処理および圧縮処理を行わせ、圧縮画像データを記録媒体１３に記録する。
【００３７】
上述したステップＳ０２を否定判定して進むステップＳ０９において、システム制御部１２は、レリーズボタン（不図示）が全押し操作されたか否かを判定する。システム制御部１２は、操作部材１１から全押し操作信号が入力された場合にステップＳ０９を肯定判定してステップＳ１０へ進み、全押し操作信号が入力されない場合にはステップＳ０９を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。
【００３８】
ステップＳ１０において、システム制御部１２は、撮影処理を開始してステップＳ１１へ進む。これにより、不図示の絞りが制御露出値に対応する絞り値に絞り込まれ、撮像素子２の電荷蓄積時間が制御露出値に対応するシャッター秒時に制御される。
【００３９】
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）水中撮影モードに設定された電子カメラは、通常撮影モード用の上式（１）よりＲ（赤）色成分の重み付け係数を小さく、Ｂ（青）色成分の重み付け係数をとくに大きくした上式（３）を用いて輝度信号Ｙを算出し、露出値を決定するようにした。これにより、Ｒ色成分が減衰してＢ色成分比率が高まる水中では、上式（１）を用いる場合に比べて大きな輝度信号Ｙが得られるため、露出値がややアンダー側に決定される。人の視感度は、露出アンダー側において青色を鮮やかに感じるため、水中写真特有の青色を良好に表現できる。
【００４０】
（２）撮影補助光として発光部８を発光させる場合（ステップＳ０２を肯定判定）には、水中撮影モードであっても通常撮影モード用の上式（１）を用いてプリ発光時の反射光による輝度信号Ｙを算出し、この輝度信号Ｙに基づいて発光部８の本発光時の本発光量を決定する（ステップＳ０７）ようにした。これにより、撮影補助光によってＲ（赤）色成分やＧ（緑）色成分を補う状況では、発光部８による照明光のＲ色、Ｇ色、Ｂ色の各色成分に基づいて適切な露出値を得ることができる。
【００４１】
（ＡＥ演算例）
本発明による露出演算例は以下のとおりである。ただし、陸上におけるＲ色、Ｇ色、Ｂ色の各色成分比率を１：１：１とする。
１．＜水深５ｍの場合＞
Ｒ色成分の透過率を２０％、Ｇ色成分の透過率を５０％、Ｂ色成分の透過率を８０％とすれば、上式（１）を用いて得られる輝度信号Ｙ(1)＝44.035であり、上式（３）を用いて得られる輝度信号Ｙ(3)＝62である。両者の差は露出値ＥＶの段数に換算すると、水中撮影モードの方が通常撮影モードより0.49ＥＶオーバー側になる。
【００４２】
２．＜水深１０ｍの場合＞
Ｒ色成分の透過率を２％、Ｇ色成分の透過率を３０％、Ｂ色成分の透過率を７０％とすれば、上式（１）を用いて得られる輝度信号Ｙ(1)＝25.939であり、上式（３）を用いて得られる輝度信号Ｙ(3)＝47.2である。両者の差は露出値ＥＶの段数に換算すると、水中撮影モードの方が通常撮影モードより0.864ＥＶオーバー側になる。
【００４３】
３．＜水深２０ｍの場合＞
Ｒ色成分の透過率を０．２％、Ｇ色成分の透過率を１０％、Ｂ色成分の透過率を４５％とすれば、上式（１）を用いて得られる輝度信号Ｙ(1)＝10.9768であり、上式（３）を用いて得られる輝度信号Ｙ(3)＝26.52である。両者の差は露出値ＥＶの段数に換算すると、水中撮影モードの方が通常撮影モードより1.273ＥＶアンダー側になる。
【００４４】
このように、Ｒ色、Ｇ色成分が受光される場合（水深が浅い領域）は水中撮影モードにおける露出演算値と通常撮影モードにおける露出演算値とはほぼ同じであり、Ｒ色、Ｇ色成分がほとんど受光されなくなる場合（水深が深い領域）は水中撮影モードにおける露出演算値が通常撮影モードにおける露出演算値よりアンダーにされる。
【００４５】
上述した説明では、水中撮影モードであることを操作部材１１からの操作信号によって判定するようにしたが、電子カメラが自動判定する構成にしてもよい。自動判定する方法は、たとえば、評価値として入力されたＲ色の信号、Ｇ色の信号、およびＢ色の信号による色成分比率が所定範囲内であることを検出して判断してもよいし、電子カメラが防水ケースへ装着されたことを示す検出信号を用いて判断してもよい。
【００４６】
以上の説明では、水中撮影モードを例にあげて説明したが、朝焼け撮影モード、夕焼け撮影モード、森林撮影モードなどのそれぞれの撮影シーンに応じた色成分別の係数をそれぞれ用意し、各撮影シーンに適した輝度信号Ｙを算出するようにしてもよい。これにより、各撮影シーンに適した露出値を決定することが可能になる。
【００４７】
また、各撮影モードにあっても、撮影時刻や位置情報（ＧＰＳ衛星からの信号を用いて得る緯度経度）によって色成分別の係数を異ならせるように構成してもよい。
【００４８】
撮影用の撮像素子２を測光にも用いる例を説明したが、色成分ごとの検出信号が得られるように構成した測光用センサを撮像素子２と別に備えるようにしてもよい。
【００４９】
電子カメラの場合を例に説明したが、上記色成分ごとの検出信号が得られるように構成した測光用センサを備える場合には、フィルムカメラにも本発明を適用できる。
【００５０】
カラーフィルタ２ａの色構成は、原色系に限らず補色系であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態による電子カメラを説明するブロック図である。
【図２】ＡＥ演算処理の流れについて説明するフローチャートである。
【図３】メイン処理の流れについて説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１…レンズユニット
２…撮像素子
３…タイミングジェネレータ
４…Ａ／Ｄ変換器
５…画像処理部
６…表示器
７…レンズ駆動部
８…発光部
９…充電電圧制御回路
１０…ＲＯＭ
１１…操作部材
１２…システム制御部
１３…記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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