(57)【要約】【課題】より単純なハードウェア構成で、測定輝度範囲が広く、測定対象の光源の種類が多くても、スペクトルの推定や光源種の特定に係る処理を高速化する。【解決手段】光源検出システム４００は、分光感度特性が互いに異なる複数の光電変換部を有する光検出部４０８と、測定対象の照明光を２種類以上に判別可能な照明判別部４０２と、光検出部４０８で行う光検出動作の条件を照明判別部４０２での判別結果に基づいて決定する動作条件決定部４０４と、光検出部４０８で行われる光検出動作を上記動作条件に基づいて制御する計測制御部４０６と、光検出部４０８での光検出動作によって得られた光検出結果に基づいて照明詳細判別処理および照明スペクトル推定処理のうちの少なくともいずれかを行う照明推定処理部４１０とを有する。照明推定処理部４１０は、照明判別部４０２で判別可能な種類の数よりも多い数の種類に照明光を判別する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光感度特性が互いに異なる複数の光電変換部を有する光検出部と、
測定対象の照明光を２種類以上に判別可能な照明判別部と、
前記光検出部で行われる光検出動作の動作条件を、前記照明判別部での判別結果に基づいて決定する動作条件決定部と、
前記光検出部で行われる光検出動作を、前記動作条件決定部で決定された動作条件に基づいて制御する計測制御部と、
照明詳細判別処理および照明スペクトル推定処理のうち、少なくともいずれかを、前記光検出部で行われた光検出動作によって得られた光検出結果に基づいて行う照明推定処理部と
を有し、
前記照明詳細判別処理は、前記照明判別部で判別可能な種類の数よりも多い数の種類に前記測定対象の照明光を判別する処理を含むことを特徴とする光源検出装置。
【請求項２】
前記照明判別部はさらに、前記光検出部において予め定められた予備動作条件で行われる光検出予備動作の結果に基づいて前記測定対象の照明光を判別可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源検出装置。
【請求項３】
前記動作条件決定部は、前記動作条件として、前記光検出部の積分時間、積分動作回数、前記積分動作が複数回行われる場合の動作時間間隔、および増幅率のうちの少なくともいずれかを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の光源検出装置。
【請求項４】
前記動作条件決定部は、前記動作条件として、前記光検出部が有する前記複数の光電変換部のそれぞれから出力される複数の出力のうち、前記光検出結果を得る際にどの出力を使用するかを決定可能に構成されることを特徴とする請求項３に記載の光源検出装置。
【請求項５】
前記動作条件決定部は、前記動作条件として、前記光検出部で積分動作が複数回行われるように決定し、その際に、前記光検出部で行われる前記光検出動作のダイナミックレンジを拡大するように、積分動作回数、動作時間間隔、複数回の前記積分動作のそれぞれにおける積分時間、および増幅率を決定することを特徴とする請求項３の光源検出装置。
【請求項６】
水銀に由来する輝線スペクトル成分を検出可能な分光感度特性を有する輝線スペクトル光検出部をさらに有し、
前記照明判別部は、前記輝線スペクトル光検出部で得られる信号をもとに、前記検出対象の照明光が前記水銀に由来する輝線スペクトルを有するか否かを判別可能に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光源検出装置。
【請求項７】
前記検出対象の照明光の輝度が周期的に変動する場合にその輝度変動周期を検出可能な輝度変動周期検出部をさらに有し、
前記照明判別部は、前記輝度変動周期検出部で検出された前記輝度変動周期に基づき、前記検出対象の照明光が蛍光灯光であるか否かを判別可能に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光源検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源検出装置に関し、複数種類の分光感度特性を有するセンサから得られる信号をもとに照明の種類の判別または照明スペクトルの推定が可能な光源検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年はデジタルカメラが普及してきており、解像度だけでなく、色再現性も向上しつつある。さらなる色再現性を得ることを可能とするものとして、特許文献１にはマルチスペクトルカメラが開示されている。このマルチスペクトルカメラは、被写体を画素毎にスペクトルデータとして撮影することが可能に構成される。このマルチスペクトルカメラはまた、被写体を撮影した場所を照明していた照明光のスペクトル分布を検出する撮影光スペクトル検出部を有する。
【０００３】
この撮影光スペクトル検出部は複数のカラーフィルタと、それぞれのカラーフィルタを透過した光を受ける位置に配置された複数の光電変換部を有するフォトダイオードと、カラーフィルタの前方に配置された白色の透過型の拡散板とを有する。拡散板によって拡散された撮影光がカラーフィルタのそれぞれを透過してフォトダイオードに入射する。
【０００４】
上述のように複数のカラーフィルタを透過したそれぞれの光の光量をフォトダイオードで検出する方式では、回折格子や干渉フィルタを用いる方式と比較して、コストや大きさの面で有利である反面、カラーフィルタで実現可能な分光透過特性に以下で説明するような制約があることにより、スペクトル検出が難しくなることがある。これについて図１、図２を参照して説明をする。
【０００５】
図１は、互いに異なる分光感度特性を有するカラーフィルタが受光部の前側に設けられた１４個のセンサそれぞれが有する分光感度特性の例を示すグラフである。図１のグラフにおいて、横軸には波長が、縦軸には相対感度がとられている。図１中、１４個の分光透過特性曲線が描かれていて、それぞれの曲線に１番から１４番の数字が付与されている。ここでは、１番の分光感度特性を有するフィルタを備えるセンサを１番センサと称する。２番センサから１４番センサも同様である。それぞれのセンサの分光透過特性は、センサ自体の分光感度特性に各フィルタの分光透過特性を乗じたものとなる。センサ自体の分光感度特性が１番センサから１４番センサまでほぼ同一であると仮定すれば、図１から各フィルタの分光透過特性を類推することができる。
【０００６】
例えば１番センサのカラーフィルタは約５３０ｎｍをピーク波長として比較的広い分光透過特性を示し、他のカラーフィルタに比して多くの光量を透過する。一方、１４番センサのフィルタは約７５０ｎｍをピーク波長として、近赤外域の光を僅かに透過する特性を有する。検出対象の照明光が仮に白色光であったと仮定すると、１４番センサで検出される光の量は、１番センサで検出される光の量に比してかなり小さくなる。
【０００７】
図２には、照明光が太陽光、蛍光灯光である場合の、１番センサから１４番センサまでのそれぞれから得られる出力値の例が示されている。図２において、横軸には波長がとられ、縦軸にはセンサ出力値がとられている。縦軸のセンサ出力値は、１４個のセンサから得られる各出力中の最大値を１としたときの各センサの相対出力値が対数圧縮して示されている。
【０００８】
照明光が太陽光である場合、センサ出力の最大値（１番センサ）と最小値（１４番センサ）とでは約２，４００倍程度の差がある。さらに、照明光が蛍光灯などのように分光スペクトルが連続でなく、輝線スペクトルを含むものでは、この輝線スペクトル成分を受光するセンサとそれ以外のセンサとの間では入射光量に大きな差を生じる。その結果、図２に示される例では、センサ出力の最大値（１番センサ）と最小値（１４番センサ）とでは約６３，０００倍程度の差となっている。
【０００９】
以上のように、各色のセンサに対応して設けられるカラーフィルタの分光透過特性の違いと、照明光自体の分光放射輝度特性とによって、結果として各色のセンサのフォトダイオード部に入射する光の量に大きな差を生じる。そのため、照明光が一定の輝度を有していたとしても、フォトダイオードおよびその読み出し回路には広大なダイナミックレンジが求められる。実際には、検出対象の照明光の輝度は撮影状況の変化に応じてさまざまに変動するので、さらに広大なダイナミックレンジがセンサやセンサ出力を処理する回路には求められる。
【００１０】
フォトダイオードで生じる光電流を積分することによって入射光量検出を行うＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の光センサを用いて測定を行う場合、上述した理由により、１回の積分動作で全センサから十分な精度の出力信号を得るのは難しい。例えば図１の例で、１番センサで飽和することのない範囲で最長の積分時間で１回の積分動作を行っても、１４番センサからは十分な大きさの信号を得るのは難しい。その場合、積分時間を変えたり、センサから出力される信号を増幅する際のゲインを変えたりしながら複数回にわたって測定をする必要があり、測定に時間を要する。例えばデジタルカメラに光源検出用センサを設けた場合、測定に時間がかかると、撮影タイミングと光源検出完了のタイミングとが大きくずれて光源検出結果を画像データの処理にうまく反映できない問題を生じうる。
【００１１】
以上の問題に対処しうるものとして、特許文献２には、各色のセンサの感度に応じて各センサの開口面積を互いに異なるものとする技術が開示されている。つまり、感度の相対的に低いセンサの開口面積を増すことにより、感度を増すことが可能となるので、各センサ間の出力差を小さくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−１７２６４９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２に開示される技術では、センサ回路の構成が複雑となる。また、測定対象となる光源の種類は多岐にわたるので、全ての種類の光源種類や使用状況等に対応可能なハードウェアを構成することは困難である。
【００１４】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、複雑なハードウェア構成を必要とせず、測定輝度範囲が広く、測定対象の光源の種類が多くても、高速に光源のスペクトルの推定や光源種の特定が可能な技術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】
【００１５】
（１）  本発明の第１の態様によれば、光源検出装置が、
分光感度特性が互いに異なる複数の光電変換部を有する光検出部と、
測定対象の照明光を２種類以上に判別可能な照明判別部と、
前記光検出部で行われる光検出動作の動作条件を、前記照明判別部での判別結果に基づいて決定する動作条件決定部と、
前記光検出部で行われる光検出動作を、前記動作条件決定部で決定された動作条件に基づいて制御する計測制御部と、
照明詳細判別処理および照明スペクトル推定処理のうち、少なくともいずれかを、前記光検出部で行われた光検出動作によって得られた光検出結果に基づいて行う照明推定処理部と
を有し、
前記照明詳細判別処理は、前記照明判別部で判別可能な種類の数よりも多い数の種類に前記測定対象の照明光を判別する処理を含むことにより、上述した課題を解決する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、照明判別部で測定対象の照明光を２種類以上に判別し、この判別結果に基づいて、光検出部で行われる光検出動作の動作条件を決定する。そして、光検出部で行われる光検出動作を、動作条件決定部で決定された動作条件に基づいて制御し、その結果得られた光検出結果に基づいて、照明判別部で判別可能な種類の数よりも多い数の種類に測定対象の照明光を判別する。これにより、測定対象の照明光が太陽光やタングステン光のように比較的緩やかに変化する分光プロファイルを有するものであると判別される場合には分光特性の簡易な測定を行うことが可能となり、光源検出動作の速度を高めて応答性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】分光感度の互いに異なる光電変換部を有するセンサの分光感度特性の一例を説明する図である。
【図２】照明光が蛍光等、太陽光である場合のセンサ出力の例を示す図である。
【図３】光源の分光特性の例を示す図である。
【図４】光源検出システムの概略的構成を説明するブロック図である。
【図５】撮影装置および光源検出システムの概略的構成を説明する図であり、（ａ）は撮影装置の概略的構成を説明するブロック図であり、（ｂ）および（ｃ）は光源検出部の構成例を示す図であり、（ｄ）はスペクトルセンサ内に設けられる光電変換部の配置例を説明する図である。
【図６】スペクトルセンサ内に設けられる光電変換部の分光感度特性の一例を示す図である。
【図７】照明光が蛍光等、太陽光である場合のセンサ出力の例を示す図である。
【図８】光源検出システムで実行される照明推定処理の手順を説明する概略フローチャートである。
【図９】光源検出システムで実行される照明判別処理の手順を説明する概略フローチャートである。
【図１０】スペクトルセンサの動作条件を説明する表である。
【図１１】光源検出システムで実行される照明判別処理手順の別例を説明する概略フローチャートである。
【図１２Ａ】光源検出システムで実行される照明推定処理手順の別例を説明する概略フローチャートであり、撮影に際してフラッシュ発光を伴う場合に対応して照明推定処理を行う例について説明する概略フローチャートである。
【図１２Ｂ】図１２Ａのフローチャートに示される処理手順に続いて行われる処理手順を説明する概略フローチャートである。
【図１３】フラッシュ発光を伴う場合、伴わない場合のスペクトルセンサの動作条件を説明する表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図３に、代表的な光源の分光特性を示す。図３において、横軸には波長が、縦軸には各波長に対する光の相対強度が示されている。太陽光、白熱電球光は、波長変化に対する強度変化が比較的なだらかで、短波長から長波長に至る比較的広い波長帯域を有している。つまり、これら太陽光および白熱電球光は、連続スペクトルを有するとともに、蛍光灯光が有するような輝線スペクトルを有していない。別の表現を用いると、これら太陽光および白熱電球光は、黒体放射光の分光分布に近い分光分布を有する。
【００１９】
太陽光、白熱電球光に加え、図３には三つの代表的な蛍光灯光、すなわち三波長型昼白色蛍光灯、白色蛍光灯、昼光色蛍光灯の分光特性が示されている。いずれの蛍光灯光とも連続スペクトルを有するが、水銀由来の輝線スペクトルがいくつか含まれる。蛍光灯光の有するさらなる特徴としては、赤〜赤外域における波長成分の光が太陽光、白熱電球光に比して少ないことが挙げられる。また、太陽光に比して、蛍光灯光中の近紫外〜紫外光成分は少ないという特徴も有する。
【００２０】
ここで光の分光特性を所定の帯域、例えば人間の可視域である波長３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの帯域にわたって測定する場合について考える。太陽光や白熱電球光が有する分光特性のように、スペクトル分布が黒体放射光に類似していて、波長変化に対する強度変化が比較的なだらかである場合、例えば１００ｎｍ、２００ｎｍといった、比較的大きな波長間隔で分光特性を測定し、その後で補間処理によって未測定波長に対応する分光特性を推定することが可能である。このようにすることにより、測定に要する時間を大幅に短縮することができる。本明細書ではこのような測定を「分光特性の簡易な測定」と称する。
【００２１】
一方、蛍光灯光のように輝線スペクトルを有するものの場合には、分光特性のプロファイル中に不連続なピークを有しており、なだらかではない（波長変化に対する分光強度変化が比較的大きい）ため、上記の補間処理を適用することが難しい。したがって、比較的小さな波長間隔で測定をすることが求められる。加えて、図２を参照して説明したように、測定に際して必要となるダイナミックレンジは増加するので、積分時間やゲインを変えて繰り返し測定することが必要となり、測定に時間を要する。本明細書ではこのような測定を「分光特性の詳細な測定」と称する。
【００２２】
以下の説明で明らかになるように、本発明の実施の形態では、測定対象の照明光がどのような光かを大まかに判別し、その判別結果に基づいて分光特性の簡易な測定または詳細な測定を行う。
【００２３】
図４は、本発明の実施の形態に係る光源検出システム４００の構成を概略的に示すブロック図である。光源検出システム４００は、照明判別部４０２と、動作条件決定部４０４と、計測制御部４０６と、光検出部４０８と、照明推定処理部４１０とを有する。光源検出システム４００によって、測定対象の照明光（本明細書ではこれを「測定対象光」と称する）のスペクトル推定処理または照明の詳細判別処理が可能となる。
【００２４】
ここでスペクトル推定処理とは、測定対象光の分光スペクトルを推定する処理を意味する。また、照明の詳細判別処理とは、測定対象光の種類を詳細に判別する処理を意味する。例えば、測定対象光が白色蛍光灯か、電球色蛍光灯か、三波長型昼白色蛍光灯か、昼光色蛍光灯か、白熱電球か、太陽光か、そして太陽光である場合にそれが朝の光か、昼の光か、夕方の光か、晴天の光か、曇天の光か、というように、測定対象光の種類を詳細に判別する処理が照明の詳細判別処理である。
【００２５】
光源検出システム４００は、単体として作動して、光源検出処理結果を表示したり外部に出力したりすることが可能に構成されていてもよいし、例えばスチルカメラやムービーカメラ等のデジタル撮影装置等（以下、単に「撮影装置」と称する）の中に組み込まれていてもよい。本実施の形態においては、光源検出システム４００は後で図５を参照して説明する撮影装置５００に組み込まれるものとして説明をする。本発明の実施の形態において、光源検出システム４００は、撮影時に被写体を照明していた照明光（本明細書中ではこれを「撮影照明光」と称する）を測定対象光として、以下に説明するようにスペクトル推定処理または照明の詳細判別処理が可能に構成される。
【００２６】
図５は、光源検出システム４００が組み込まれる撮影装置５００の構成を概略的に説明する図である。図５（ａ）には、撮影装置５００の内部構成が概略的に示されている。図５（ｂ）、図５（ｃ）には、光源検出システム４００が有する光検出部４０８の内部構成例を示す。また、図５（ｄ）にはスペクトルセンサ４２０の構成を概略的に示す。
【００２７】
撮影装置５００は、撮影レンズ５０２と、赤外カットフィルタ５０３と、光学的ローパスフィルタ５０４と、撮像素子５０６と、機器制御部４５０とを有する。この撮影装置５００に光源検出システム４００が組み込まれている。以下では光源検出システム４００が撮影装置５００に組み込まれるものとして説明するが、光源検出システム４００が撮影装置５００に対して着脱可能に装着されていてもよい。その場合、光源検出システム４００は接続ケーブルまたは無線通信装置等を介して機器制御部４５０と相互に通信可能に構成される。
【００２８】
撮影レンズ５０２により、撮像素子５０６上に被写体Ｏｂｊの像が形成される。光源検出システム４００の光検出部４０８は、撮影時に被写体Ｏｂｊを照明する光、すなわち撮影照明光を受光する。光検出部４０８は、一例として図５（ｂ）に示されるように、受光レンズ４４０と、半透明乳白色の拡散板４３０と、スペクトルセンサ４２０とを有する。
【００２９】
撮影照明光は受光レンズ４４０に入射し、この受光レンズ４４０によって集光される。受光レンズ４４０から出射した撮影照明光は拡散板４３０によって拡散された後、スペクトルセンサ４２０に入射する。スペクトルセンサ４２０は一例として、図５（ｄ）に示されるように９つの光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９を有する。９つの光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９のそれぞれは、互いに分光透過特性の異なるフィルタを有しており、互いに異なる波長帯域の光を受光可能に構成される。以下の説明でこれらの光電変換部を区別する必要がない場合、単に光電変換部４２２と称する。本発明の実施の形態においてスペクトルセンサ４２０の有する光電変換部４２２は矩形の形状を有し、それらが３×３のタイル状に配置される例が示される。しかし、光電変換部４２２は矩形以外の形状を有していても良く、また配列方法や配列数に関しても本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に設定可能である。
【００３０】
図６には、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９のそれぞれが有する分光感度特性の一例が示されている。図６において、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９のそれぞれに対応する分光感度特性曲線に符号１、２、…、９が付されている。最も短い波長帯域を受け持つ光電変換部４２２−１は、近紫外域の光（波長約３００〜４００ｎｍ）の少なくとも一部に感度を有することが望ましい。一方、最も長い波長帯域を受け持つ光電変換部４２２−９は、近赤外域の光（波長約７００〜８００ｎｍ）の少なくとも一部に感度を有することが望ましい。光電変換部４２２−２から４２２−８は、これらの光電変換部によって可視域のほぼ全てを網羅するように分光感度を設定することが望ましい。
【００３１】
ところで、蛍光灯光や水銀灯光には水銀由来の輝線スペクトルをいくつか有する。これらの輝線スペクトルは、蛍光灯のタイプによって若干異なるが、図３にも示されるように、概略４００、４５０、５５０、６１０ｎｍ付近にピーク波長を有する。図３には示されていないが、水銀灯光は４０５、４３６、５４６、５７７ｎｍ付近にピーク波長を有する。光電変換部４２２の分光感度特性は、これらの輝線スペクトルを弁別することが可能となるように設定することが望ましい。
【００３２】
図５（ｃ）に、光検出部の別例４０８Ａを示す。光検出部４０８Ａは、半透明乳白色の材料で形成されるドーム状のカバー４２４とスペクトルセンサ４２０とを有して構成される。撮影装置５００に組み込まれる光源検出システム４００は、光検出部４０８および４０８Ａのいずれを有していてもよい。
【００３３】
再び図４を参照して説明する。機器制御部４５０は、撮影装置５００の動作を統括的に制御する。そして、機器制御部４５０は、照明推定処理部４１０から出力された処理結果に基づいて、画像データのカラーバランス処理や色補正処理をより的確に行うことが可能となる。あるいは、画像データにタグデータとして撮影照明光に関連する情報を付加することも可能となる。上記タグデータの付加された画像データは撮影装置５００から他の情報処理装置に伝送され、画像データを受信した情報処理装置において色再現性を高める処理をすることが可能となる。
【００３４】
照明判別部４０２は、撮影照明光の種類を２種類、あるいはそれ以上の数の種類に判別可能に構成される。例えば、撮影照明光が自然光や白熱電球光のように輝線スペクトルを含まない種類の光であるか、あるいは蛍光灯光や水銀灯などのように輝線スペクトルを含む種類の光であるかを照明判別部４０２は判別可能に構成される。
【００３５】
照明判別部４０２で撮影照明光の種類を判別するために、以下のように構成することが可能である。すなわち、照明判別部４０２は、撮影装置５００でユーザにより設定される設定内容に基づいて撮影照明光の種類を判別することができる。例えば、撮影装置５００で設定可能なホワイトバランスモードの選択肢として、太陽光、日陰、曇り、タングステン光、蛍光灯光、オート、ユーザ設定の各モードがあるものとする。ここで照明判別部４０２は、撮影装置５００で設定されたホワイトバランスモードに関連する情報であるホワイトバランス設定情報を機器制御部４５０から入力可能に構成されるものとする。
【００３６】
上述したホワイトバランスのモード中、ユーザ設定モードとは、ユーザがチャートを用いてホワイトバランス設定の操作を行うモードである。すなわち、撮影環境下において全面が白またはニュートラルグレーのチャートを撮影画面一杯に写し込み、得られたＢ、Ｇ、Ｒ各色の画像データを解析してホワイトバランスの設定を行うモードである。
【００３７】
ホワイトバランスモードが太陽光、日陰、曇り、タングステン光に設定されている場合、照明判別部４０２は、撮影照明光が自然光や白熱電球光のように輝線スペクトルを含まない種類の光であると判別することが可能である。一方、ホワイトバランスモードが蛍光灯光に設定されている場合、照明判別部４０２は、撮影照明光の種類が輝線スペクトルを含む種類の光であると判別することが可能である。
【００３８】
ホワイトバランスモードがオートまたはユーザ設定となっている場合、照明判別部４０２は撮像素子５０６からの情報に基づいて撮影装置５００が簡易的に照明光を判断し、照明判別部４０２へ入力した公知のホワイトバランス補正情報をもとに撮影照明光の種類を判別する。例えば、蛍光灯光は輝線スペクトル成分の影響で緑色の成分が他の色の成分に比して多い。つまり、この場合撮影被写体に白色が含まれていればその部分はホワイトバランスの調節をせずに撮影すると緑色の色カブリを生じる。撮影装置５００はこの白色部分の色かぶり量を公知のホワイトバランス補正アルゴリズムなどに基づいて判別し、照明判別部４０２は、機器制御部４５０から入力したホワイトバランスの情報をもとに、撮影照明光の種類が輝線スペクトルを含む種類の光であるか否かを判別することができる。
【００３９】
上述したものに代えて、光源検出システム４００自体にユーザが操作可能なスイッチ等を設け、ユーザが検出対象の照明光の種類を設定可能に構成されていてもよい。その場合、ユーザが当該のスイッチを操作するのに応じて照明判別部４０２は照明光の種類を判別することが可能となる。
【００４０】
さらには、撮影照明光の輝度の時間的変化を検出可能とし、その輝度変化の周期に基づいて蛍光灯に特有のフリッカの有無を検出可能とする構成を光源検出システム４００の内部または外部に備えていてもよい。その場合、照明判別部４０２は、非インバータタイプの蛍光灯のフリッカ周期である１０ミリ秒（電源周波数：５０Ｈｚ時）、８．３ミリ秒（電源周波数：６０Ｈｚ時）の周期を有するフリッカが検出されたときに撮影照明光の種類が輝線スペクトルを含む種類の光であると判別することが可能となる。
【００４１】
また、光検出部４０８から出力される信号を照明判別部４０２が入力可能に構成されていてもよい。この場合、光検出部４０８は、照明判別部４０２に光検出結果を出力する動作モードと、照明推定処理部４１０に光検出結果を出力する動作モードとで動作可能に構成される。本明細書において、照明判別部４０２に光検出結果を出力するための動作を光検出予備動作と称し、照明推定処理部４１０に光検出結果を出力する動作を光検出本動作と称する。照明判別部４０２は、光検出部４０８で光検出予備動作が行われた結果出力される光検出信号に基づいて撮影照明光の種類を判別する。この具体例については後で図９あるいは図１１を参照して詳細に説明する。
【００４２】
動作条件決定部４０４は、光検出部４０８で行われる光検出本動作に際しての動作条件を、照明判別部４０２から出力される照明判別結果に基づいて決定する。動作条件決定部４０４で決定される動作条件の詳細については後で図１０または図１３を参照して説明する。
【００４３】
動作条件決定部４０４で決定された動作条件に基づき、計測制御部４０６は、光検出部４０８で行われる光検出本動作を制御する。照明推定処理部４１０は、光検出部４０８で光検出本動作が行われた結果出力される光検出結果に基づいて撮影照明光のスペクトル推定処理または撮影照明光の詳細判別処理を行う。
【００４４】
照明推定処理部４１０は、撮影照明光のスペクトル推定処理結果または撮影照明光の詳細判別処理結果を機器制御部４５０に出力する。機器制御部４５０は、光源検出システム４００から入力した撮影照明光のスペクトル推定処理結果または撮影照明光の詳細判別処理結果を用いて画像データを処理する。
【００４５】
この画像データ処理には、例えばホワイトバランス処理や色補正処理、被写体色のスペクトル推定処理等が含まれる（ここでホワイトバランス処理に応用する場合には、以下のような構成とすることが可能である。すなわち、撮像装置５００は撮像素子５０６からの出力に基づいて公知の方法により簡易的に照明判断を行う。その簡易的な照明判断結果に基づいて、光源検出システム４００が撮影照明光のスペクトル推定処理または撮影照明光の詳細判別処理を行い、その結果に基づいて、撮像装置５００がホワイトバランス補正の処理を行うような構成としてもよい）。機器制御部４５０はまた、撮影して得られる画像データに付加されるタグ情報中に光源検出システム４００から入力した撮影照明光のスペクトル推定処理結果または撮影照明光の詳細判別処理結果を挿入することができる。
【００４６】
図８、図９は、光源検出システム４００で実行される照明推定処理の手順を概略的に示すフローチャートである。図８のＳ８００において行われる照明判別処理の内容が図９に示される。図８、図９に示される処理は、ハードウェアロジックによって実施されても良いし、ソフトウェアによって実施されてもよい。ソフトウェアによって実施される場合、光源検出システム４００は図８、図９に示される処理を実施するためのプログラムを格納するＲＯＭと、このプログラムを実行するＣＰＵなどのコントローラとを有する。あるいは、撮像装置５００が有するＲＯＭやＣＰＵなどからなるコントローラによって実行されてもよい。
【００４７】
図８、図９に示される処理は、撮影装置５００の電源を投入したときに適宜の時間間隔をおいて断続的に実行されるものとすることが可能である。あるいは、光源検出システム４００の動作開始を指示する操作をユーザが行ったときに実行されるものとすることが可能である。最初に図９を参照し、照明判別処理手順について説明する。光検出部４０８で光検出予備動作が行われた結果出力される光検出信号に基づき、撮影照明光の種類を判別する例について先に説明したが、これが図９に示される処理である。
【００４８】
Ｓ９００において光源検出システム４００は、スペクトルセンサ４２０の初期動作条件を設定する。この初期動作条件には、スペクトルセンサ４２０で行われる積分動作の時間（積分時間）や、スペクトルセンサ４２０から読み出される信号を増幅する際のゲイン等が含まれる。なお、本発明の実施の形態において、スペクトルセンサ４２０は、光電変換部４２２から読み出されるアナログ信号を予め設定されたゲインで増幅するアナログ・フロントエンドユニットと、増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータユニットとを含むものとする。
【００４９】
スペクトルセンサ４２０の初期動作条件は、一例として以下のように設定することが可能である。すなわち、光源検出システム４００は、撮影装置５００が有する不図示の測光部から被写体輝度情報を得て、その被写体輝度情報に基づいてスペクトルセンサ４２０の初期動作条件を設定することが可能である。あるいは、撮影装置５００がいわゆるライブビューモードで作動している場合、撮影レンズ５０２で設定される絞り値、撮像素子５０６の積分時間や撮像素子５０６から読み出される画像信号を増幅する際のアンプゲイン、撮像素子５０６から得られる画像信号の値等に基づいてスペクトルセンサ４２０の初期動作条件を設定することが可能である。また、一般的な明るさに対応した所定の初期動作条件を記録しておき、その条件に従っても良い。Ｓ９０２において光源検出システム４００は、スペクトルセンサ４２０からの出力を取得する。以上のＳ９００、Ｓ９０２の処理が光検出予備動作に対応する。
【００５０】
続くＳ９０４において光源検出システム４００は、スペクトルセンサ４２０からの出力を補正する。この補正の処理について説明すると、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９のそれぞれは、その感度特性にばらつきを有する場合があり、加えてフィルタの分光透過率に違いがあるので感度差を有する。つまり、撮影照明光が仮に白色光であったとしても、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９のそれぞれから出力される信号値は等しくならない。
【００５１】
そこで、上述した感度特性のばらつきやフィルタの分光透過率の違いによる感度差を補正するために、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９のそれぞれに対応する信号に対して個別に補正をする処理がＳ９０４で行われる。
【００５２】
Ｓ９０６において光源検出システム４００は、撮影照明光中に近赤外光成分が比較的多く含まれるか否かを判定する。具体的には、光電変換部４２２−９から得られ、補正処理された結果（これをＮｏ．９データと称する）が予め定められた基準値１を越しているか否かが判定される。この判定結果が肯定された場合、処理はＳ９０８に進み、撮影照明光は蛍光灯以外の光であるとの判別がなされて照明判別処理が完了し、リターンする。Ｓ９０６での判定が否定された場合、処理はＳ９１０に分岐して、撮影照明光は蛍光灯系の光であるとの判別がなされて照明判別処理が完了し、リターンする。なお、ここではＳ９０６でＮｏ．９データの大きさのみに基づいて判定する例について説明したが、これに代えて例えばＮｏ．６データに対するＮｏ．９データの比（Ｎｏ．９データ÷Ｎｏ．６データ）を求め、この比が基準値を超しているか否かの判定をＳ９０６で行うこともできる。この場合、基準値としては上記の基準値１とは異なる値を用いる。このようにすることにより、被写体輝度の影響を排除することが可能となる。
【００５３】
上記の基準値１について説明する。光電変換部４２２−９は、図６において番号９が付された分光感度特性を有する。つまり、約６４０ｎｍ付近にピーク感度を有して、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域に感度を有する。光源の分光特性を示す図３において６４０ｎｍ近辺に注目すると、白熱電球光および太陽光の相対強度が蛍光灯の相対強度よりも大きい。三波長型昼白色蛍光灯光は、６１０ｎｍ付近に輝線スペクトルを有するが、光電変換部４２２−９のピーク感度からは外れている。つまり、基準値１を適宜の値に設定することにより、撮影照明光が蛍光灯系の照明であるか非蛍光灯系の照明であるかを判定することが可能となる。
【００５４】
図８を参照し、照明推定処理手順について説明する。Ｓ８００において光源検出システム４００は、先に図９を参照して説明した照明判別処理を行う。Ｓ８０２では、Ｓ８００で得られた照明判別結果が蛍光灯系であるか否か、すなわちＳ９１０において「蛍光灯系である」との照明判別がなされたか否かの判定が行われる。Ｓ８０２の判定が肯定されると処理はＳ８０４に進み、光源検出システム４００は、光検出部４０８で行われる光検出本動作の動作条件として動作条件１に設定する。この動作条件１は、撮影照明光が蛍光灯系である場合に適した動作条件である。Ｓ８０２の判定が否定された場合の分岐先であるＳ８１４において、光源検出システム４００は、光検出部４０８で行われる光検出本動作の動作条件として動作条件２に設定する。
【００５５】
ここで図１０を参照して、上記動作条件１および２について説明する。図１０は、動作条件１、２として設定される内容を一覧表としてまとめたものである。照明判別結果が蛍光灯系である場合に対応する動作条件である動作条件１は、以下のように設定される。積分動作としては、図１０の表中、右半分の部分に規定される第１積分動作、第２積分動作、第３積分動作、および第４積分動作を行うように設定される。使用センサはＮｏ．１からＮｏ．９までの全センサとなっている。すなわち、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９から出力される信号全てを取得して照明推定処理を行うように設定される。
【００５６】
上述した第１積分動作から第４積分動作について説明する。第１積分動作に対しては、積分時間が１００マイクロ秒、増幅率が１、フリッカ低減処理は「あり」と設定される。第２積分動作に対しては、積分時間が５ミリ秒、増幅率が１、フリッカ低減処理は「あり」と設定される。第３積分動作に対しては、積分動作が１００ミリ秒、増幅率が１、フリッカ低減処理は「なし」と設定される。第４積分動作に対しては、積分動作が１００ミリ秒、増幅率が１０、フリッカ低減処理は「なし」と設定される。なお、本実施の形態において、「増幅率が１」とは、必ずしも１倍を意味する訳ではなく、いわば「１単位」を意味する。
【００５７】
第１積分動作および第２積分動作におけるフリッカ低減処理について説明する。蛍光灯は、フリッカ、すなわち周期的な輝度の変動を生じ、非インバータ式の蛍光灯においてはそのフリッカ周波数は電源周波数の２倍となる。例えば電源周波数が５０Ｈｚの場合、フリッカ周波数は１００Ｈｚとなり、したがってフリッカ周期は１０ミリ秒となる。光電変換部４２２で積分動作が行われる際に、フリッカによる輝度変動があると測定結果に好ましくない影響を及ぼす。そこで、積分時間がフリッカ周期よりも短い第１積分動作および第２積分動作においては以下に説明するフリッカ低減処理を行う。
【００５８】
フリッカ低減処理は、以下の条件を満たす適度な待ち時間と適度な整数ｎおよびｍを求め、積分動作および読み出し動作をｎ回繰り返して、その平均値を求める処理である。
（積分時間＋読み出し時間＋待ち時間）×ｎ＝フリッカ周期×ｍ
例えば、積分時間が０．１ミリ秒、読み出し時間が２ミリ秒、フリッカ周期が１０ミリ秒である場合、待ち時間１．９ミリ秒、ｎ＝５、ｍ＝２が導き出されるので、第１積分動作においては５回の積分・読み出し動作が繰り返されてその平均値が導出される。同様に、積分時間が５ミリ秒、読み出し時間が２ミリ秒、フリッカ周期が１０ミリ秒である場合、待ち時間１ミリ秒、ｎ＝５、ｍ＝４が導き出されるので、第２積分動作においては５回の積分・読み出し動作が繰り返されてその平均値が導出される。ここで適度な待ち時間と適度な整数ｎおよびｍは、測定時間やメモリの使用量を光量しつつ、フリッカの影響が減じられるように設定すれば良い。
【００５９】
フリッカ周期に関しては、蛍光灯系の人工照明であればある程度固定されたフリッカ周期を有するものと推定されるのでその値（例えば１０ミリ秒）を用いればよい。
【００６０】
なお、第３積分動作、第４積分動作においては、積分時間が１００ミリ秒に設定される。この積分時間はフリッカ周期に比して十分に長いので、フリッカの影響は殆ど無い。したがって、これら第３積分動作、第４積分動作においてはフリッカ低減処理を行わない。
【００６１】
動作条件１に対応する第１、第２、…第４積分動作において、図１０に示されるように積分時間および増幅率が設定されることにより、第１積分動作で得られる信号値を１としたときに、第２積分動作では５０、第３積分動作では１，０００、そして第４積分動作では１０，０００の信号値が得られる。このように積分時間および増幅率が設定されることにより、蛍光灯光を測定する際に広いダイナミックレンジが必要となることに対応することが可能となる。
【００６２】
照明判別結果が蛍光灯系であると判別された場合、照明光中には輝線スペクトルが含まれるので、測定する際に広いダイナミックレンジが必要となる。加えて、撮影照明光の分光スペクトル曲線は、輝線スペクトルによってスパイク状の分布を有する。したがって、より正確な測定結果を得るためには上述のようにＮｏ．１からＮｏ．９までの全センサを用い、分光スペクトルを測定する際の測定波長間隔をより短くすることが望ましい。また、フリッカが存在する可能性が高いので、フリッカ低減処理を必要とする。以上に説明した動作条件１は、分光特性の詳細な測定に対応するものである。
【００６３】
ここで図８、図９に示される処理中における「蛍光灯系」の意味について補足説明をする。上記の処理で「蛍光灯系」と判定される対象の照明光の中には、高圧照明等の人工照明が含まれる可能性がある。その理由は以下のとおりである。すなわち、高圧照明は、蛍光灯系か自然光系かと考えると、どちらかといえば蛍光灯系に近い分光特性を有している。また、その分光特性は、高圧照明の種類に応じて、蛍光灯に近い度合いが変わる。
【００６４】
したがって、「蛍光灯系」として分類される対象の照明光中に、高圧照明全般または一部が含まれるように基準値１を設定することにより、高圧照明であってもその分光透過特性が蛍光灯に近いものについては「蛍光灯系」であると意図的に判定することができる。逆に、Ｓ９０６の判定においてほぼ全ての蛍光灯が確実に「蛍光灯系」と判定されるように基準値１を設定すると、高圧照明の一部が「蛍光灯系」と判定される可能性がある。
【００６５】
照明判別結果が蛍光灯系以外であると判別された場合に対応する動作条件である動作条件２は、以下のように設定される。積分動作としては、第１積分動作のみを行うように設定される。使用センサはＮｏ．１、２、３、６、７、９と、９個中６個のセンサが対象となる。すなわち、光電変換部４２２−１、４２２−２、４２２−３、４２２−６、４２２−７、４２２−９から出力される信号を取得して照明推定処理を行うように設定される。この第１積分動作に対する積分時間は、図９のＳ９００、Ｓ９０２における光検出予備動作でスペクトルセンサ４２０から得られた出力の大きさに応じて決定される。また、スペクトルセンサ４２０から出力される信号を増幅する際の増幅率は１に設定される。
【００６６】
照明判別結果が蛍光灯系以外であると判別された場合、照明光中には輝線スペクトルが含まれないので、測定する際に広いダイナミックレンジは必要でなくなる。また、フリッカも無いのでフリッカ低減処理を必要としない。また、撮影照明光の分光スペクトル曲線は比較的滑らかであると考えることができるので、上述のように使用センサはＮｏ．１、２、３、６、７、９と、一部のセンサのみを使用しても十分な測定精度を得ることが可能となる。以上に説明した動作条件２は、分光特性の簡易な測定に対応するものである。
【００６７】
再び図８を参照して、照明推定処理手順について説明する。光源検出システム４００は、Ｓ８０４で蛍光灯系照明用の動作条件である動作条件１に設定した後、あるいはＳ８１４で蛍光灯系以外の照明用の動作条件である動作条件２に設定した後、設定したいずれかの条件でスペクトルセンサ４２０の動作を制御する処理をＳ８０６で行う。
【００６８】
Ｓ８０８において光源検出システム４００は、動作条件１または２で設定されたセンサから出力を取得する。つまり、光源検出システム４００は、動作条件１が設定されている場合には光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９から出力される信号全てを取得する。一方、動作条件２が設定されている場合には、光源検出システム４００は６つの光電変換部４２２−１、４２２−２、４２２−３、４２２−６、４２２−７、４２２−９から出力される信号を取得する。
【００６９】
Ｓ８１０において光源検出システム４００は、スペクトルセンサ４２０から取得した出力に補正をする。つまり、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９は、製造上の個体ばらつき等によって感度差を有する場合があるのに加えて、フィルタの分光透過率の違いによって感度差を有する。加えて、積分時間や増幅率の違いによってもスペクトルセンサ４２０から取得した出力は異なるものとなる。Ｓ８１０では、これらの要因で生じるスペクトルセンサの固体差による出力の不均一を無くすように補正が行われる。
【００７０】
Ｓ８１０で補正されたスペクトルセンサ出力に基づき、光源検出システム４００は撮影照明光のスペクトルを推定する処理（照明推定処理）をＳ８１２で行う。照明推定処理では、例えばＳ８１０で得られたスペクトルセンサ出力に基づいて、照明光の分光スペクトル形状（分光プロファイル）を推定する。Ｓ８１２における照明推定処理に加えて、あるいは照明推定処理に代えて、光源検出システム４００は先に説明した照明の詳細判別処理を行うようにしてもよい。
【００７１】
ここで照明推定処理および照明の詳細判別処理の一例について説明する。光源検出システム４００は、その内部にルックアップテーブルを有することができる。このルックアップテーブルは、スペクトルセンサ４２０の光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９からの出力の相対値の組み合わせと、その組み合わせに対応する分光プロファイルをデータベース化したものとすることができる。このルックアップテーブル中から、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９からの出力の相対値の組み合わせに最も近いものを選び出すことにより、それに対応する照明の分光プロファイルを推定あるいは導出することが可能となる。
【００７２】
同様に、スペクトルセンサ４２０の光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９からの出力の相対値の組み合わせに対応して、照明の詳細な種類、例えば蛍光灯であれば、白色蛍光灯、昼白色蛍光灯、電球色蛍光灯、三波長型蛍光灯、高演色型蛍光灯などを特定可能な情報を含むデータベースを光源検出システム４００内に有することができる。このデータベース中から、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９からの出力の相対値の組み合わせに最も近いものを選び出すことにより、それに対応する照明の詳細種別を推定あるいは導出することが可能となる。
【００７３】
光源検出システム４００がネットワークに接続可能なものである場合、上記ルックアップテーブルやデータベースは光源検出システム４００内に無くてもよい。その代わりに、光源検出システム４００が外部のデータベースにアクセスして照明推定処理および照明の詳細判別処理に必要な情報を得てもよい。
【００７４】
Ｓ８１２で撮影照明光のスペクトルを推定する処理が行われる場合、この撮影照明光のスペクトルに関連する情報を撮影装置５００で生成される画像データに付加されるタグ情報中に挿入することが可能となる。この画像データをパーソナルコンピュータやビデオレコーダ等に出力し、これらパーソナルコンピュータやビデオレコーダで画像再生処理をする際に、撮影照明光のスペクトルに関連する情報を用いることにより、再生画像の色再現性を高めることが可能となる。
【００７５】
Ｓ８１２で照明の詳細判別処理が行われる場合、撮影装置５００は照明の詳細判別処理結果をもとに、より的確なカラーバランス、ホワイトバランスの調整を行うことが可能となる。また、照明の詳細判別処理の結果得られた情報（照明詳細情報）を、撮影装置５００で生成された画像データに付加されるタグ情報中に挿入することも可能である。撮影装置５００で生成された画像をパーソナルコンピュータやビデオレコーダで画像再生処理をする際に、照明詳細情報を用いることにより、再生画像の色再現性を高めることが可能となる。
【００７６】
以上では、光検出予備動作を行って照明判別処理を行い、撮影照明光が蛍光灯系の照明であるか、非蛍光灯系の照明であるかを判別する例について図９を参照して説明したが、照明を判別する際の種類数は３以上であってもよい。ここで、光検出予備動作を行って照明を判別する際の種類数が３以上である例について図１１を参照して説明する。図１１は、照明判別処理の、図９に示されるのとは異なる例を説明するフローチャートである。この処理は、図８のＳ８００において照明判別処理がコールされときに光源検出システム４００によって実行される。
【００７７】
図１１の処理中、図９の処理中の処理ステップと同じ内容の処理ステップ（図１１のＳ９００からＳ９０６まで）には、図９のフローチャート中に付されるステップ符号と同じ符号を付してその説明を省略する。そして、Ｓ９０６での判定処理に続くＳ９２０、Ｓ９２８の処理から説明を始める。Ｓ９０６での判定が、撮影照明光中に近赤外光成分が含まれると判定された場合の分岐先であるＳ９２０において、光源検出システム４００はＮｏ．９センサの信号値に対するＮｏ．６センサの信号値の比（Ｎｏ．６データ÷Ｎｏ．９データ）が予め定められた基準値２よりも小さいか否かを判定する。
【００７８】
Ｎｏ．６データ、すなわち光電変換部４２２−６の信号値をＮｏ．９データ、すなわち光電変換部４２２−９の信号値で除した値が基準値２よりも小さい、ということから、撮影照明光の５５０ｎｍ近辺における分光強度に比して６４０ｎｍ近辺における分光強度が相対的に大きい（近赤外光成分の量が比較的多い）ときにＳ９２０の判定が肯定されるように基準値２は定められる。すなわち、Ｓ９２０の判定が肯定されると、図３に示される光源の分光特性中、白熱電球光の分光特性に近い特性を有するものと推測することができる。このような特性を有する光としては、白熱電球光や夕方の自然光が考えられる。
【００７９】
Ｓ９２０での判定が肯定された場合にはＳ９２２の処理が行われ、否定された場合にはＳ９２６の処理が行われる。Ｓ９２２において光源検出システム４００は、Ｎｏ．１センサの信号値（Ｎｏ．１データ）が予め定められた基準値３を下回るか否かを判定する。Ｎｏ．１センサ、すなわち光電変換部４２２−１は、図６において番号１が付された分光感度特性を有する。つまり、約４４０ｎｍ付近にピーク感度を有して、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長帯域に感度を有する。光源の分光特性を示す図３において４４０ｎｍ近辺に注目すると、太陽光の相対強度が白熱電球光の相対強度よりも大きい（太陽光中には近紫外光成分の量が比較的多い）。つまり、基準値３を適宜の値に設定することにより、撮影照明光が非蛍光灯系の光である場合に、それが白熱電球光であるか、または太陽光であるかを判定することが可能となる。Ｓ９２２での判定が肯定された場合、処理はＳ９２４に進む一方、否定された場合にはＳ９２６に処理は分岐する。
【００８０】
Ｓ９２０およびＳ９２２双方での判定が否定された場合、光源検出システム４００はＳ９２６において、撮影照明光は自然光であるとの判別をし、リターンする。Ｓ９２２での判定が肯定された場合、光源検出システム４００はＳ９２４において撮影照明光は白熱電球系の光であるとの判別をし、リターンする。
【００８１】
Ｓ９０６での判定が否定された場合の分岐先であるＳ９２８において光源検出システム４００は、Ｎｏ．４センサの信号値（Ｎｏ．４データ）が予め定められた基準値４を越し、Ｎｏ．５センサの信号値（Ｎｏ．５データ）が予め定められた基準値５を越し、かつＮｏ．８センサの信号値（Ｎｏ．８データ）が予め定められた基準値６を下回るか否かの判定を行う。
【００８２】
Ｎｏ．４センサ、すなわち光電変換部４２２−４は、図６において番号４が付された分光感度特性を有する。つまり、約５１０ｎｍ付近にピーク感度を有して、４５０ｎｍ〜５６０ｎｍの波長帯域に感度を有する。光源の分光特性を示す図３において５００ｎｍ近辺に注目すると、蛍光灯の場合にはこのあたりにはスペクトルがほとんどなく、蛍光灯におけるスペクトルの少ない部分を捉えることが可能となる。一方、高圧系の照明ではこのあたりにスペクトルのピークが存在するものが多いので、Ｎｏ．４センサの信号値から高圧系の照明か否かを判断する一助とすることができる。
【００８３】
Ｎｏ．５センサ、つまり光電変換部４２２−５は、図６において番号５が付された分光感度特性を有する。つまり、約５５０ｎｍ付近にピーク感度を有して、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域に感度を有する。光源の分光特性を示す図３において５５０ｎｍ近辺に注目すると、蛍光灯光に特有の輝線スペクトルが存在する。つまり、基準値５を適宜の値に設定することにより、撮影照明光が蛍光灯系の光である場合の特徴である輝線スペクトルを捉えることが可能となる。高圧系の照明ではこのあたりにスペクトルのピークが存在しないか、ピークがあってもレベルが高くないものが多い。したがって、センサの信号値から高圧系の照明か否かを判断する一助とすることができる。
【００８４】
Ｎｏ．８センサ、つまり光電変換部４２２−８は、図６において番号８が付された分光感度特性を有する。すなわち、約５９０ｎｍ付近にピーク感度を有して、５４０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長帯域に感度を有する。光源の分光特性を示す図３において５９０ｎｍ近辺に注目すると、蛍光灯の場合にはこのあたりにはスペクトルがほとんどなく、蛍光灯におけるスペクトルの少ない部分を捉えることが可能となる。高圧系の照明ではこのあたりにスペクトルのピークが存在するものが多いので、Ｎｏ．８センサの信号値から高圧系の照明か否かを判断する一助とすることができる。
【００８５】
以上に説明した判断基準をもとにＳ９２８での判定が肯定された場合、光源検出システム４００はＳ９３０において、撮影照明光は蛍光灯系の光であるとの判別をし、リターンする。一方、Ｓ９２８での判定が否定された場合、光源検出システム４００はＳ９３２において、撮影照明光は高圧照明系の光であるとの判別をし、リターンする。
【００８６】
以上に説明したように、図９または図１１のフローチャートに例示される照明判別処理を行うことにより、光検出予備動作の結果に基づいて、測定対象の照明光を２種類以上に判別することができる。
【００８７】
なお、照明判別処理に関して、図１１を参照して説明したように照明判別をする際の種類数を３以上とする場合、図８を参照して説明した照明推定処理の内容も変えることが望ましい。つまり、上記では図９の処理で照明が蛍光灯系であるか否かの判定がなされたのに対応して、図８の処理においてＳ８０４またはＳ８１４の処理が行われる例のみについて説明した。これに対して、Ｓ８００において図９ではなく、図１１の処理が行われるようにした場合には、以下のように処理をすることが望ましい。すなわち、図１１に示される処理によれば、判別される照明の種類数が増えるので、判別される照明の種類数に対応して動作条件の種類数を増すことが、より的確な照明判定処理をする上で望ましい。
【００８８】
ところで、撮影装置５００がスチルカメラである場合、補助光としてフラッシュを用いる、すなわちフラッシュ撮影をする場合がある。そのような場合、撮影照明光はフラッシュ光と定常光とが混合されたものとなる。撮影に際してフラッシュ発光を伴う場合の照明推定処理について図１２を参照して説明する。図１２Ａおよび図１２Ｂは、撮影に際してフラッシュ発光が予定される場合に、撮影動作の前（寸前）に光源検出システム４００によって行われる照明推定処理手順を説明するフローチャートである。
【００８９】
以下で詳しく説明するが、光源検出システム４００は、フラッシュ撮影に先だって、以下のような流れで処理を行う。最初に、図９や図１１を参照して先に説明した照明判別を行う。そして、フラッシュ撮影をする予定が無い場合には図８を参照して説明したのと同様の処理によって照明推定処理が行われる。一方、フラッシュ撮影をする予定がある場合には、いわゆるプリ発光、つまり、本撮影に先立ってフラッシュを発光させ、被写体で反射されたフラッシュ光と定常光とが混ざり合ったミックス光を撮影照明光として計測し、照明推定処理を行う。
【００９０】
ところで、フラッシュ発光を伴う本撮影において設定されるシャッタ秒時は撮影シーンやユーザの設定によって様々な値に変化しうる。その一方で、フラッシュ光の発光時間は、短い場合には０．１ミリ秒、長くても数ミリ秒程度である。つまり、フラッシュを同じ光量で発光させたとしても、設定されるシャッタ速度の長短により、１回の露光動作で得られる露光量中の定常光成分とフラッシュ光成分との比率は異なる。そして、シャッタ秒時が延びるほど、全露光量中のフラッシュ光成分に対する定常光成分の比率が増す。
【００９１】
そこで、図１２に示される照明推定処理において光源検出システム４００は、フラッシュ非発光時／発光時の双方において光源検出処理を行う。その結果得られた、定常光の光源検出処理結果とミックス光の光源検出結果とに基づき、設定されるシャッタ秒時に応じた照明推定処理を行う。
【００９２】
Ｓ１２００において光源検出システム４００は、照明判別処理を行う。この照明判別処理は、図９や図１１を参照して説明したものと同様の処理とすることができる。ここでは図９に示される処理が行われるものとする。つまり、Ｓ１２００の照明判別処理によって、撮影照明光が蛍光灯系のものであるか、もしくは非蛍光灯系のものであるかの判別がなされるものとする。
【００９３】
Ｓ１２０２において光源検出システム４００は、機器制御部４５０から撮影装置５００の露光動作に関連する情報を取得し、これから行われようとする露光動作においてフラッシュの発光が予定されているか否かを判定する。この判定が肯定されると処理はＳ１２０４に進み、否定されると図１２ＢのＳ８０２に進む。
【００９４】
図１２Ｂに示される処理は、これから行われようとする露光動作においてフラッシュ発光が予定されていない場合の処理であり、図８を参照して説明したものと同様の処理である。そこで、図１２Ｂにおいて、図８に示されるものと同じ処理手順には図８内の処理手順に付されるものと同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００９５】
Ｓ１２０２の判定が肯定された場合の分岐先であるＳ１２０４において光源検出システム４００は、Ｓ１２００における照明判別処理の結果が蛍光灯系であるか否かの判定を行う。Ｓ１２０４での判定結果が肯定される、すなわち撮影照明光は蛍光灯系であるとの判定がなされると、処理はＳ１２０６に進む。一方、Ｓ１２０４での判定結果が否定される、すなわち撮影照明光は蛍光灯系以外であるとの判定がなされると処理はＳ１２２４に分岐する。
【００９６】
以下で説明するＳ１２０６、Ｓ１２０８、Ｓ１２１０、Ｓ１２１２の処理は、図８を参照して先に説明したＳ８０４、Ｓ８０６、Ｓ８０８、Ｓ８１０の処理と同様であるので簡単に説明する。
【００９７】
Ｓ１２０６において光源検出システム４００は、光検出部４０８で行われる光検出本動作の動作条件として動作条件１に設定する。動作条件に関しては、以下で図１３を参照して説明するように、動作条件１から動作条件４までの４つが用意される。これらの動作条件のうち、動作条件１および動作条件２については図１０を参照して先に説明したものと同じものであるとする。動作条件１は、撮影照明光が蛍光灯系である場合に適した動作条件である。
【００９８】
Ｓ１２０８において光源検出システム４００は、Ｓ１２０６で設定された動作条件１でスペクトルセンサ４２０の動作を制御する処理を行う。Ｓ１２１０において光源検出システム４００は、動作条件１で設定されるセンサ、すなわち光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９のすべてから出力される信号全てを取得する。Ｓ１２１２において光源検出システム４００は、スペクトルセンサ４２０から取得した出力に補正をする。
【００９９】
以上、Ｓ１２０６、Ｓ１２０８、Ｓ１２１０、Ｓ１２１２の処理によって、撮影照明光中の定常光成分の光源検出処理が行われる。
【０１００】
Ｓ１２１４において光源検出システム４００は、光検出部４０８で行われる光検出本動作の動作条件として、蛍光灯系照明下でフラッシュ発光を伴う動作条件である動作条件３に設定する。動作条件３は、図１３に示されるとおり、積分動作としては、第１積分動作のみを行うように設定される。使用センサはＮｏ．１、２、３、４、５、６、７、８、９のセンサとなっている。すなわち、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９から出力される全ての信号を取得して照明推定処理を行うように設定される。
【０１０１】
この第１積分動作に対する積分時間は、フラッシュをプリ発光させる際の発光期間と同期し、発光時間と同じ程度の時間とすることが望ましい。本実施の形態においてプリ発光時間は０．８／１０，０００秒、すなわち８０マイクロ秒程度なので、積分時間を１００マイクロ秒として、積分動作に同期してフラッシュをプリ発光させる。増幅率は、Ｓ１２００で照明判別処理が行われたときにスペクトルセンサ４２０が初期動作条件で動作した際に得られた出力の大きさに応じて決定される。
【０１０２】
上記の動作条件３においては、フリッカ低減処理を行う。このフリッカ低減処理は、フラッシュをプリ発光させることのできる回数に応じて決めることが望ましい。例えば、フリッカ周期が１０ミリ秒の場合には、フラッシュ発光（プリ発光）を伴う第１積分動作を５ミリ秒間隔で２回行うことによってフリッカ低減処理を行うことが可能である。
【０１０３】
本実施の形態において、動作条件１では第１積分動作に加えて第２、第３、第４の積分動作が行われるが、動作条件３では第１積分動作のみが行われる。これはフラッシュの発光時間に制限があるからである。しかし、１回の発光あたりの光量を減じて断続的にフラッシュの発光を繰り返し、５ミリ秒、１００ミリ秒といった長さの発光時間を擬似的に生成可能であれば、必要に応じて第２、第３、第４の積分動作も行うようにしてもよい。また、撮影時の補助光としてフラッシュ光に代わってＬＥＤ等が使用可能な場合には発光時間を積分時間に合わせることが容易であるので、そのような場合には動作条件１で規定されるような、第１、第２、第３、第４の積分動作を行う動作条件を設定することも可能である。
【０１０４】
Ｓ１２１６において光源検出システム４００は、Ｓ１２１４で設定された動作条件３で、フラッシュ発光と同期するようにスペクトルセンサ４２０の動作を制御する。Ｓ１２１８において光源検出システム４００は、動作条件３で設定されるセンサから出力を取得する。つまり、光源検出システム４００は、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９から出力される信号全てを取得する。Ｓ１２２０において光源検出システム４００は、スペクトルセンサ４２０から取得した出力に補正をする。この処理は、図８を参照して説明したＳ８１０の処理と同様である。
【０１０５】
Ｓ１２０４での判定結果が否定される、すなわち撮影照明光は蛍光灯系以外であるとの判定がなされた場合の分岐先であるＳ１２２４の処理およびそれに続く処理について説明する。
【０１０６】
以下で説明するＳ１２２４、Ｓ１２２６、Ｓ１２２８、Ｓ１２３０の処理はそれぞれ、図８を参照して先に説明したＳ８１４、Ｓ８０６、Ｓ８０８、Ｓ８１０の処理と同様であるので簡単に説明する。
【０１０７】
Ｓ１２２４において光源検出システム４００は、光検出部４０８で行われる光検出本動作の動作条件として動作条件２に設定する。この動作条件２については図１０を参照して先に説明したものと同じものであるとする。つまり、動作条件２は、撮影照明光が蛍光灯系以外である場合に適した動作条件である。
【０１０８】
Ｓ１２２６において光源検出システム４００は、Ｓ１２２４で設定された動作条件２でスペクトルセンサ４２０の動作を制御する処理を行う。Ｓ１２２８において光源検出システム４００は、動作条件２で設定されるセンサ、すなわち光電変換部４２２−１、４２２−２、４２２−３、４２２−６、４２２−７、４２２−９から出力される信号を取得する。Ｓ１２３０において光源検出システム４００は、スペクトルセンサ４２０から取得した出力に補正をする。
【０１０９】
以上、Ｓ１２２４、Ｓ１２２６、Ｓ１２２８、Ｓ１２３０の処理によって、撮影照明光中の定常光成分の光源検出処理が行われる。
【０１１０】
Ｓ１２３２において光源検出システム４００は、光検出部４０８で行われる光検出本動作の動作条件として、蛍光灯系以外の照明下でフラッシュ発光を伴う動作条件である動作条件４に設定する。動作条件４は、図１３に示されるとおり、積分動作としては、第１積分動作のみを行うように設定される。使用センサはＮｏ．１、２、３、６、７、９のセンサとなっている。すなわち、光電変換部４２２−１、４２２−２、４２２−３、４２２−６、４２２−７、４２２−９から出力される信号を取得して照明推定処理を行うように設定される。
【０１１１】
この第１積分動作に対する積分時間は、動作条件３の第１積分動作と同様に設定可能である。増幅率については、フラッシュの発光量に応じて決定することが可能である。例えば、フラッシュ発光装置が撮影装置５００に内蔵されるタイプで発光量が比較的少ない場合には増幅率を増せばよい。一方、外付け式で発光量が比較的多いフラッシュ発光装置が用いられる場合には増幅率を減じればよい。動作条件４においては、フリッカ低減処理は行わない。
【０１１２】
Ｓ１２３４において光源検出システム４００は、Ｓ１２３２で設定された動作条件４で、フラッシュ発光と同期するようにスペクトルセンサ４２０の動作を制御する。Ｓ１２３６において光源検出システム４００は、動作条件４で設定されるセンサから出力を取得する。つまり、光源検出システム４００は、光電変換部４２２−１、４２２−２、４２２−３、４２２−６、４２２−７、４２２−９から出力される信号を取得する。Ｓ１２３８において光源検出システム４００は、スペクトルセンサ４２０から取得した出力に補正をする。この処理は、図８を参照して説明したＳ８１０の処理と同様である。
【０１１３】
Ｓ１２２０またはＳ１２３８の処理に続き、光源検出システム４００はＳ１２２２において照明推定処理を行う。Ｓ１２２２における照明推定処理では、これから行われる撮影におけるシャッタ秒時、撮影レンズ５０２の設定絞り値等に基づいて、フラッシュ発光を伴う光源検出結果およびフラッシュ発光を伴わない光源検出結果の加重配分を調節して照明推定処理を行う。
【０１１４】
つまり、光電変換部４２２−１、４２２−２、…、４２２−９からの出力の相対値の組み合わせに関して、フラッシュ発光を伴う場合の結果およびフラッシュ発光を伴わない場合の結果の加重配分を調節する。そして、図８を参照してＳ８１２の照明推定処理について説明したのと同様の方法により、ルックアップテーブルからの読み出し、データベースへのアクセス等の処理をして撮影照明光のスペクトル推定処理および撮影照明光の詳細判別処理のうち、少なくともいずれかを行い、一連の照明推定処理を完了する。
【０１１５】
Ｓ１２０２での判定が否定されたときの処理について説明する。Ｓ１２０２の判定において、これから行われる撮影においてフラッシュ発光の予定はないと判定された場合には、図１２Ｂに示される処理が行われ、Ｓ８１２で照明推定処理が行われた後、一連の照明推定処理を完了する。つまり、図８を参照して説明したのと同様の処理が行われた後、一連の照明推定処理を完了する。
【０１１６】
以上のように、本発明の実施の形態に係る光源検出システム４００は、測定対象の照明光を２種類以上に判別し、この判別結果に基づいて、光検出部で行われる光検出動作の動作条件を決定する。これにより、測定対象の照明光が太陽光やタングステン光のように比較的緩やかに変化する分光プロファイルを有するものであると判別される場合には分光特性の簡易な測定を行うことが可能となり、光源検出動作の速度を高めて光源検出システム４００の応答性を高めることが可能となる。そして、照明推定処理結果に基づいて、照明光をより詳細に判別することが可能となる。
【０１１７】
一方、測定対象の照明光が蛍光灯や高圧照明系などのように輝線スペクトル成分を含んでいて、スパイク状の分光プロファイルを有するものであると判別される場合には分光特性の詳細な測定を行うことにより、照明光の分光プロファイルをより正確に把握することが可能となる。
【０１１８】
以上では光源検出システム４００を撮影装置５００に内蔵する例について説明したが、光源検出システム４００が単体で作動可能に構成されていてもよい。また、この光源検出システム４００が撮影装置５００に外付け可能に構成されていてもよい。撮影装置５００は、静止画および動画のうち、少なくともいずれかを撮影可能に構成されたものとすることができる。光源検出システム４００が内蔵または外付けされる撮影装置５００としては、一般的なものだけに限られず、ビデオ信号を出力可能なテレビカメラであってもよいし、顕微鏡や内視鏡等で得られる画像を撮影可能な装置等であってもよい。
【０１１９】
また、モニタディスプレイ装置等に光源検出システム４００が内蔵または外付けされて、モニタを観察する環境を照明する光（観察照明光、環境光）を計測可能に構成されていてもよい。この場合、画像を観察する観視者の環境光順応や、環境光がモニタディスプレイ装置の画像表示部で反射（管面反射）されることによって観察者が観察する画像の色バランスが崩れて見える問題に対処することが可能となる。さらに、いわゆる照明変換の技術を用い、被写体があたかも観察照明光で照明されているかのように色再現をしてモニタディスプレイ装置に表示をすることにより、リアリティを高めた画像表示を行うことが可能となる。
【０１２０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、光源検出システムと、これを有するスチルカメラやムービーカメラ等の撮影装置、テレビカメラ、モニタディスプレイ装置、顕微鏡用撮影装置、内視鏡用撮影装置などに適用可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
４００  …  光源検出システム
４０２  …  照明判別部
４０４  …  動作条件決定部
４０６  …  計測制御部
４０８、４０８Ａ  …  光検出部
４１０  …  照明推定処理部
４２０  …  スペクトルセンサ
４２２  …  光電変換部
４３０  …  拡散板
４４０  …  受光レンズ
４５０  …  機器制御部
５００  …  撮影装置
５０２  …  撮影レンズ
５０３  …  赤外カットフィルタ
５０４  …  光学的ローパスフィルタ
５０６  …  撮像素子
【図１】
2011064637.tif 000003
【図２】
2011064637.tif 000004
【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】
2011064637.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2011064637.tif 000012
【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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