(57)【要約】【課題】ホワイトバランス設定を行うこと。【解決手段】カメラ１００は、照明装置からの照明光とで照明された被写体までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、距離情報取得手段によって取得された被写体までの距離情報に基づいて、被写体までの距離ごとに異なるホワイトバランス設定を行うホワイトバランス設定手段とを備える。【選択図】図１
2012151597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置からの照明光とで照明された被写体までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報取得手段によって取得された前記被写体までの距離情報に基づいて、被写体までの距離ごとに異なるホワイトバランス設定を行うホワイトバランス設定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、
前記ホワイトバランス設定手段は、環境照明からの照明光の色温度と、前記照明装置からの照明光の色温度とに基づいて、ホワイトバランス設定を行うことを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカメラにおいて、
前記ホワイトバランス設定手段は、被写体までの距離によるホワイトバランスの違いを完全に補正する方法、ホワイトバランスの補正を行う被写体までの距離に制限を設ける方法、被写体までの距離に応じて一定比率で補正を行う方法のいずれかにより、ホワイトバランスを補正することを特徴とするカメラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
撮影中に継続して前記照明装置から被写体を照明する場合には、前記距離情報取得手段は、所定のタイミングで前記照明装置からの照明を停止し、照明の停止中に測光した結果に基づいて、前記被写体までの距離情報を取得することを特徴とするカメラ。
【請求項５】
請求項４に記載のカメラにおいて、
前記距離情報取得手段は、環境照明による照明状態が変化したときに、前記照明装置からの照明を停止させる回数を変化させることを特徴とするカメラ。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のカメラと請求項１〜５に記載の照明装置とを備えることを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ、およびカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次のようなカメラが知られている。このカメラでは、画面を複数に分割し、分割した領域ごとに測距を行い、ストロボ撮影時は各領域の距離に応じてホワイトバランス処理を行う（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０１８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のカメラでは、被写体距離によるホワイトバランスの補正状態は、撮影意図によって様々な形態が要求されるため、それに応える仕組みが必要であるが、そのための方法が検討されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるカメラは、照明装置からの照明光とで照明された被写体までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、距離情報取得手段によって取得された被写体までの距離情報に基づいて、被写体までの距離ごとに異なるホワイトバランス設定を行うホワイトバランス設定手段とを備えることを特徴とする。
本発明によるカメラシステムは、上記記載のカメラと上記記載の照明装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、被写体までの距離ごとに異なるホワイトバランス設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】カメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】被写体の照明状態と色温度との関係を模式的に示した第１の図である。
【図３】各撮影距離での環境光とストロボ光の比率、および距離と色温度を示す図である。
【図４】被写体の照明状態と色温度との関係を模式的に示した第２の図である。
【図５】ホワイトバランスの補正例を示す第１の図である。
【図６】ホワイトバランスの補正例を示す第２の図である。
【図７】ホワイトバランス補正を、定常光照明環境下での撮影に適用した場合の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本実施の形態におけるカメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ１００は、撮像素子１および２と、偏光分離プリズム３と、瞳分割フィルタ４と、対物レンズ５と、ＡＦ駆動部６と、位置センサ７と、撮像駆動部８と、画像処理部９と、カメラ制御部１０と、記録媒体１１と、操作部材１２と、表示素子１３とを備えている。また、カメラ１００には、被写体を照明する照明装置２００、例えばストロボが接続されている。照明装置２００は、電源２０１と、発光駆動部２０２と、照明制御部２０３とを備えている。なお、ここでは、照明装置２００は、不図示の接続部を介してカメラ１００と着脱可能に取り付けられる例について説明するが、カメラ１００が照明装置２００を内蔵する場合にも本発明は適用可能である。
【０００９】
本実施の形態におけるカメラ１００では、対物レンズ５の瞳位置には、互いに透過偏光軸の直交する透過特性を有する瞳分割フィルタ４が配置されている。瞳分割フィルタ４を透過したそれぞれの光は、偏光分離プリズム３によって２方向に分離され、それぞれ撮像素子１と２に結像する。撮像素子１と２で撮像される像は、異なる瞳領域を透過しているため、焦点がずれていると結像位置にずれが生じ、そのずれ量から被写界の距離情報を取
得することができる。
【００１０】
２つの撮像素子１、２で撮像された視差画像は、撮像駆動部８に伝送された後、画像処理部９に入力される。画像処理部９では、入力された画像を画像処理して表示素子１３に表示可能な形態にすると同時に、２像の像ズレを検出し対物レンズ５のデフォーカス量を算出する。このデフォーカス量に基づいてＡＦ駆動部６によって対物レンズ５の位置を調整し、焦点合わせ動作を行う。このときの対物レンズ５のレンズ位置を位置センサ７で検出することで、焦点を合わせた物体の絶対距離を算出できる。
【００１１】
カメラ制御部１０は、この絶対距離を基準にして、デフォーカス量から画面全体の距離分布を算出する。そして、カメラ制御部１０は、算出された距離分布によって特定される被写体距離に基づいて、照明装置２００の発光量を決定する。決定された発光量のデータは、カメラ制御部１０から照明制御部２０３へ送信され、照明制御部２０３は、発光駆動部２０２を制御して発光させる。
【００１２】
また、カメラ制御部１０と照明制御部２０３との間では、以下（Ａ）〜（Ｄ）に示す情報が送受信される。これらの情報によって、照明状態とホワイトバランスのより高度な制御が可能となる。
（Ａ）照明種別情報（定常光照明／閃光照明）
（Ｂ）照明仕様情報（最低発光量、最大発光量、基準色温度、発光量による色温度変化量、等）
（Ｃ）発光制御信号（発光タイミング、発光量、照射範囲、等）
（Ｄ）照明状態情報（照射方向、フィルタ類装着状態、等）
【００１３】
まず、図２を用いて、本発明適用前の通常撮影時の状況について説明する。図２（ａ）は、被写体の照明状態を示す図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す照明状態で撮影された画像の具体例を示す図である。図２（ａ）に示すように、カメラ１００の光軸上に４つの被写体２ａ〜２ｄが配置されており、カメラ１００からの距離Ｘの位置ある被写体２ｂに焦点を合わせて撮影を行うものとし、照明装置２００は、この距離Ｘの位置ある被写体２ｂを発光基準として、光量を決定する。なお、他の被写体のカメラ１００からの距離は、被写体２ｂの位置を基準として、被写体２ａが０．７Ｘ、被写体２ｃが１．４Ｘ、被写体２ｄが２Ｘとなっている。
【００１４】
ここでは、図２（ａ）に示すように、環境照明による環境光とストロボ（照明装置２００）によるストロボ光とで被写体を照明して撮影を行うものとする。なお、環境光は、色温度３０００Ｋのタングステン光とし、ストロボ光は色温度６０００Ｋとする。従来の方法では、図２（ａ）に示す状態でストロボを発光させると、発光基準となった距離Ｘの被写体２ｂについては、定常光照明状態で測定した色温度と、ストロボ光の色温度および発光量とから、環境照明とストロボとの混合照明の色温度を算出してホワイトバランスを合わせることができる。
【００１５】
しかしながら、距離Ｘの前側や後側では、ストロボの光量が距離Ｘとは異なるため、混合照明の色温度も距離Ｘのものとは違ってしまう。その結果、距離Ｘより遠方に位置している被写体２ｃ、２ｄは、環境光の影響を強く受けることになり、一方で、距離Ｘより近距離に位置している被写体２ａは、ストロボ光の影響を強く受けることになる。そのため、図２（ｂ）に示すように、被写体２ａ、２ｃ、２ｄについては、適正なホワイトバランスからはズレてしまう。
【００１６】
図３は、各撮影距離での環境光とストロボ光の比率、および距離と色温度を示す図である。図３（ａ）は、撮影距離と光量比とを示している。図３（ａ）に示すように、距離Ｘで、環境光成分とストロボ光成分が半々（５０％）である場合、ストロボ光成分は距離の二乗に反比例して低下するため、距離が遠ざかるに従ってストロボ光成分は急激に低下していく。図３（ｂ）は、この時の色温度を測定した図である。実線で表されているのが環境光の色温度であり、点線で表されているものは、距離Ｘの被写体を５５００Ｋに設定した再現色温度である。このように、距離Ｘの被写体を５５００Ｋに設定しようとすると、被写体距離によって設定は変わらないので、遠距離になるほど色温度は低く、近距離になるほど色温度は高くなってしまう。
【００１７】
具体的には、図４（ａ）に示すように、図３（ｂ）に示したように距離Ｘの被写体を５５００Ｋに補正した場合には、近距離や遠距離になるほど、基準となった距離Ｘの被写体２ｂとは異なる色再現になってしまう。これに対して、撮影距離を加味して色温度（ホワイトバランス）補正を行えば、図４（ｂ）に示すように、それぞれの距離での最適ホワイトバランスが選択されるため、どの距離に被写体があっても、同じ色再現がされることになる。本実施の形態では、画像処理部９は、図４（ｂ）に示すように、撮影距離を加味して色温度補正を行う。以下、画像処理部９による撮影距離を加味した色温度補正の方法について説明する。
【００１８】
例えば、画像処理部９は、図５（ａ）や図５（ｂ）の点線で示すように、距離によるホワイトバランスの違いを完全に補正すれば、図５（ｃ）や図５（ｄ）に示すように、どの距離の被写体についても同じ色再現をすることができる。すなわち、図５（ａ）の点線で示すように、全ての距離において、色温度が５５００Ｋになるように補正を行えば、図５（ｃ）に示すように、全ての被写体２ａ〜２ｄについて、同じ色再現をすることができる。また、図５（ｂ）の点線で示すように、距離Ｘでのホワイトバランス設定を環境光の色温度側にわずかにずらして、色温度が４５００Ｋになるように補正を行えば、図５（ｄ）に示すように、全ての被写体２ａ〜２ｄについて、同じ色再現をすることができる。図５（ａ）に示したように、完全に補正してしまうと、環境光の影響が全く見られなくなってしまうため、正確な色再現が可能な反面、環境の雰囲気を感じられなくなってしまう場合がある。その場合には、図５（ｂ）に示すように、ホワイトバランス設定をわずかに環境光側にずらすことで、環境の雰囲気を演出することが可能となる。
【００１９】
また、画像処理部９は、図６に示すように補正を行ってもよい。図６（ａ）は、ホワイトバランスの補正を行う距離に制限を設けた例である。具体的には、図６（ａ）の点線に示すように、距離Ｘより近側、および距離Ｘの１．４倍までは完全補正するが、距離１．４Ｘより遠方では距離１．４Ｘでの補正値より大きな補正をしない。これにより、図６（ｂ）に示すように、照明装置２００からの照明光が十分な明るさをもって照射できる距離範囲では色温度補正を行うが、それより遠方の背景となるような被写体についてはそのままの色温度で再現される。この方法は、背景が遠方にある場合や、背景の照明によって近距離被写体のホワイトバランスに影響されないようにする場合などに用いることができる。なお、ここでは遠距離側に制限を設けているが、近距離側に同様に制限値を設けてもよい。
【００２０】
あるいは、画像処理部９は、図６（ｃ）の点線で示すように、距離に応じて一定比率で補正を行うようにしてもよい。図５（ａ）や（ｂ）に示したように、距離による色の差を完全に補正してしまったり、図６（ａ）のようにある距離から補正が制限されるような手法では、被写体の色再現が不自然になる場合も考えられる。そのため、色再現の完全性を求めず、環境光の影響を全体的に緩和し自然な雰囲気の画像にしたい場合には、図６（ｃ）に示すように、一定割合だけ補正を行うことが有効となる。図６（ｄ）は、この場合の補正結果を模式的に示す図である。なお、この場合、距離に応じた補正割合はいくつかの選択肢から使用者が選択できるようにしてもよい。
【００２１】
図７は、本実施の形態におけるホワイトバランス補正を、定常光照明環境下での撮影に適用した場合の具体例を示す図である。なお、図７（ａ）は、定常光照明環境下で照明装置２００を発光させて静止画撮影を行う場合の具体例を示しており、図７（ｂ）は、定常光照明環境下で照明装置２００を発光させて動画撮影を行う場合の具体例を示している。
【００２２】
定常光照明環境で照明装置２００（ストロボ）を発光させて静止画撮影を行う場合には、図７（ａ）に示すように、レリーズボタンが半押しされてから全押しされるまで（半押しＯＮからレリーズＯＮまで）の間に定常光の測光を行う。その後、レリーズＯＮを検出すると、ストロボをプリ発光させて、そのときのストロボ光を測光し、プリ発光時の測光結果に基づいて、ストロボの発光量を決定し、ストロボを本発光させて静止画撮影を行う。
【００２３】
これに対して、定常光照明環境下で照明装置２００を発光させて動画撮影を行う場合、動画の撮影中（録画中）は、継続して照明装置２００から照明する必要がある。しかし、定常光照明環境下で照明装置２００を発光させながら測光を行った場合には、環境光と照明光とのそれぞれの状態や比率がどうなっているかを判別することができない。そこで、本実施の形態では、図７（ｂ）に示すように、録画中に照明光をわずかな時間だけ停止（ＯＦＦ）し、その間に環境光の測光を行う。これにより定常光の状態が測定でき、適切なホワイトバランス設定ができる。なお、この場合に用いる照明は、ＬＥＤなど高速に点滅可能なものが必要である。
【００２４】
また、録画中の画像の状態から、画面が大きく変わって環境光状態が変化したと判断される場合は、通常より環境光測光頻度を増やして、変化に対応すればよい。例えば、図７（ｂ）では、「照明状態変動」と記されている期間内だけ照明を停止する回数が増やすことにより対応している。これにより、環境光の照明状態が変動したときには、環境光の測光タイミングを増やして、環境光の測光精度を向上することができる。また、環境光測光タイミングでは照明状態が変わってしまうため、環境光を測光するために照明光をＯＦＦしている間に撮影したフレームは記録画像に残さないか、その前後のフレームから補間するなどで、照明光ＯＦＦによる影響が目立たないようにする必要がある。
【００２５】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）環境照明からの照明光と、照明装置２００からの照明光とで照明された被写体までの距離情報を取得し、取得した被写体までの距離情報に基づいて、被写体までの距離ごとに異なるホワイトバランス設定を行うようにした。これによって、どの距離にある被写体についても、同じ色再現がされるように、高度なホワイトバランス設定を行うことが可能となる。
【００２６】
（２）環境照明からの照明光の色温度と、照明装置２００からの照明光の色温度とに基づいて、ホワイトバランス設定を行うようにした。これによって、環境照明からの照明光と照明装置２００からの照明光との混合照明環境下での高度なホワイトバランス設定を行うことが可能となる。
【００２７】
（３）図５（ａ）、（ｂ）に示したように、被写体までの距離によるホワイトバランスの違いを完全に補正する方法、図６（ａ）に示したように、ホワイトバランスの補正を行う被写体までの距離に制限を設ける方法、図６（ｃ）に示した被写体までの距離に応じて一定比率で補正を行う方法のいずれかにより、ホワイトバランスを補正するようにした。これにより、精度高くホワイトバランス設定を行うことが可能となる。
【００２８】
（４）動画の撮影中に継続して照明装置２００から被写体を照明する場合には、所定のタイミングで照明装置２００からの照明を停止し、照明の停止中に測光した結果に基づいて、被写体までの距離情報を取得するようにした。これによって、動画の撮影中でも精度高くホワイトバランス設定を行うことが可能となる。
【００２９】
（５）環境光の照明状態が変化したときに、照明装置２００からの照明を停止させる回数を変化させるようにした。これにより、環境光の照明状態が変動したときには、環境光の測光タイミングを増やして、環境光の測光精度を向上することができる。
【００３０】
―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
（１）図７（ｂ）に示す例では、録画中に照明光をわずかな時間だけ停止（ＯＦＦ）し、その間に環境光の測光を行う例について説明した。しかしながら、録画中は常に測光を継続しておき、照明光を停止している間の測光データのみを用いて環境光の測光を行うようにしてもよい。
【００３１】
（２）上述した実施の形態では、本発明をカメラ１００に適用する例について説明した。しかしながら、照明装置を備えた他の撮影装置にも本発明を適用することができる。
【００３２】
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１００  カメラ、１、２  撮像素子、３  偏光分離プリズム、４  瞳分割フィルタ、５  対物レンズ、６  ＡＦ駆動部、７  位置センサ、８  撮像駆動部、９  画像処理部、１０  カメラ制御部、１１  記録媒体、１２  操作部材、１３  表示素子、２００  照明装置、２０１  電源、２０２  発光駆動部、２０３  照明制御部
【図１】
2012151597.tif 000003
【図２】
2012151597.tif 000004
【図３】
2012151597.tif 000005
【図４】
2012151597.tif 000006
【図５】
2012151597.tif 000007
【図６】
2012151597.tif 000008
【図７】
2012151597.tif 000009