(57)【要約】【課題】偏光フィルタの自動ブラケット撮影を行う場合において、撮影シーン毎に最適なブラケット撮影を行うことを可能にした撮像装置を提供すること。【解決手段】被写体を撮像する撮像部と、撮像部の前方に回転可能に設けられた偏光フィルタと、偏光フィルタを光軸回り方向に自動で回転させる回転手段と、撮影指示が出されると偏光フィルタを自動で複数の回転角度に設定して撮影を行うブラケット撮影手段とを備え、前記ブラケット撮影前に、偏光フィルタを所定の単位回転角ずつ回転させながら複数の画像を事前撮影し、撮影した複数の画像をブロック分割して、各ブロックの偏光除去効果が最も大きな回転角度を特定し、特定した回転角度の分布をもとに、ブラケット撮影する角度を決定することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像部と、
撮像部の前方に回転可能に設けられた偏光フィルタと、
偏光フィルタを光軸回り方向に自動で回転させる回転手段と、
撮影指示が出されると偏光フィルタを自動で複数の回転角度に設定して撮影を行うブラケット撮影手段とを備え、
前記ブラケット撮影前に、偏光フィルタを所定の単位回転角ずつ回転させながら複数の画像を事前撮影し、
撮影した複数の画像をブロック分割して、各ブロックの偏光除去効果が最も大きな回転角度を特定し、
特定した回転角度の分布をもとに、ブラケット撮影する角度を決定する撮像装置。
【請求項２】
前記偏光除去効果が最も大きな回転角度は、各ブロックの輝度レベルが最小となるときの回転角度であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記偏光除去効果が最も大きな回転角度は、各ブロックの彩度レベルが最大となるときの回転角度であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記回転角度の分布とは、各ブロックの輝度レベルが最小となるときの回転角度のヒストグラムであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記回転角度の分布とは、各ブロックの彩度レベルが最大となるときの回転角度のヒストグラムであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記ブラケット撮影する角度は、前記ヒストグラムの回転角度の頻度上位順に、撮影設定枚数分を抽出した角度であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光フィルタを備えた撮像装置に関し、その制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等での撮影において、偏光フィルタ（ＰＬフィルタ）を用いて偏光成分である不要な反射光を除去して撮影を行う方法がある。例えば風景を撮影する場合に偏光フィルタを使用すると、空の青さ等の色彩が鮮やかに写されることが知られている。また、ショーウィンドウ中の被写体を撮影する場合に偏光フィルタを使用すると、反射光が除去されて被写体がはっきりと写される。
【０００３】
偏光フィルタは、除去する光線成分の偏光方向を偏光フィルタの回転により変えることができる。一般に、偏光フィルタはカメラのレンズの前面に装着され、使用者が手動で偏光フィルタを回転させながら所望の光線成分を除去できる効果的な角度に調整する。一方で、カメラに偏光フィルタが内蔵されていて、効果的な角度をカメラが自動で探して撮影を行う技術もある。
【０００４】
特許文献１では、撮像素子より手前の光路上に設置された偏光フィルタの回転を制御して、撮像した画像データの輝度信号が最も小さくなる回転角に偏光フィルタを調節することを可能にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2006-208714号号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カメラに内蔵された偏光フィルタの回転角度を、カメラが自動で振りながら複数枚の画像を撮影するPLブラケットという方法がある。PLブラケット撮影の際に、偏光フィルタの回転角度を例えば、0度,45度,90度,135度,180度のように、予め設定されている角度で振ってブラケット撮影する場合がある。この場合、例えば画面全体で見て60度で最も偏光除去効果が大きいシーンでは、所望の効果が得られない。
【０００７】
また、画面全体で最も偏光除去効果が大きい角度を探して、その角度を中心に一定幅で振ってPLブラケット撮影する方法もある。ただし、偏光除去の効果はシーンによっては、画面一律ではなく、画面の領域ごとに異なる場合がある。例えば、図３のようなシーンは、画面右側にあり最も大きな面積を占めるA領域が80度で偏光除去効果が最大となっているとしても、画面上側のB領域および画面左側のC領域でも同じ80度で偏光除去効果が最大になるとは限らない。B領域およびC領域ではそれぞれ、30度、150度で偏光除去効果が最大となるとする。
【０００８】
その場合、画面全体で最も偏光除去効果が大きい角度(80度)を中心として、一定幅(0,40,80,120,160)で振ってブラケット撮影しても、B領域及びC領域については、偏光除去効果が最大となる角度で撮影できないことになる。
【０００９】
本発明の目的は、カメラに内蔵された偏光フィルタの回転角度を、カメラが自動で振りながら複数枚の画像を撮影するPLブラケット撮影を行う場合において、撮影シーン毎に最適なブラケット撮影を行うことを可能にした撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
被写体を撮像する撮像部と、
撮像部の前方に回転可能に設けられた偏光フィルタと、
偏光フィルタを光軸回り方向に自動で回転させる回転手段と、
撮影指示が出されると偏光フィルタを自動で複数の回転角度に設定して撮影を行うブラケット撮影手段と、を備え、
前記ブラケット撮影前に、偏光フィルタを所定の単位回転角ずつ回転させながら複数の画像を事前撮影し、
撮影した複数の画像をブロック分割して、各ブロックの偏光除去効果が最も大きな回転角度を特定し、
特定した回転角度の分布をもとに、ブラケット撮影する角度を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る撮像装置によれば、カメラに内蔵された偏光フィルタの回転角度を、カメラが自動で振りながら複数枚の画像を撮影するPLブラケット撮影を行う場合において、撮影シーン毎に最適なブラケット撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の撮像装置の概略構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態の処理動作を表すフローチャートである。
【図３】本発明の撮影シーンの例を示した図である。
【図４】偏光フィルタの回転に伴う輝度値の変化を表した図である。
【図５】ブロック毎の輝度値が最小になるときの回転角度のヒストグラムを示した図である。
【図６】PLブラケット撮影を実施するときの撮影シーンの例を示した図である。
【図７】あるシーンにおいて、ブロック毎の輝度値が最小になるときの回転角度のヒストグラムを示した図である。
【図８】あるシーンの評価用画像をブロック分割したときの様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態にかかわる撮像装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【００１５】
１０１が、レンズ光学系、１０２が、メカニカルシャッタ（メカシャッタと図示する）、１０３が、撮像素子、１０４が、アナログ信号処理を行うＣＤＳ回路、１０５が、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１０６が、ＣＤＳ回路１０４およびＡ／Ｄ変換器１０５を動作させる信号を発生するタイミング信号発生回路、１０７が、レンズ光学系１０１、メカニカルシャッタ１０２、撮像素子１０３および偏光フィルタ１１５の駆動回路、１０８が、画像データに必要な信号処理を行う信号処理回路、１０９が、信号処理された画像データを記憶する画像メモリである。
【００１６】
１１０が、撮像装置から取り外し可能な画像記録媒体、１１１が、信号処理された画像データを画像記録媒体１１０に記録する記録回路、１１２が、信号処理された画像データを表示する画像表示装置、１１３が、画像表示装置１１２に画像を表示する表示回路、１１４が、撮像装置全体を制御するシステム制御部となっている。また、レンズ光学系１０１内には、偏光フィルタ１１５が回転制御可能な状態に設置されており、駆動回路１０７によって回転制御される。
【００１７】
以下、上述のように構成された撮像装置１００を用いた撮影動作について説明する。
まず、レンズ光学系１０１は、システム制御部１１４からの制御信号により、光学系を駆動して、適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子１０３上に結像させる。また、レンズ光学系１０１内に設置されている偏光フィルタ１１５は、システム制御部１１４からの制御信号により、レンズ光学系１０１の光軸に直交する方向に回転制御される。
【００１８】
次に、メカニカルシャッタ１０２は、システム制御部１１４からの制御信号により、必要な露光時間となるように撮像素子１０３の動作に合わせて撮像素子１０３を遮光するように駆動される。この時、撮像素子１０３が電子シャッタ機能を有する場合は、メカニカルシャッタ１０２と併用して、必要な露光時間を確保してもよい。撮像素子１０３は、システム制御部１１４により制御されるタイミング信号発生回路１０６が発生する動作パルスをもとにした駆動パルスで駆動され、被写体像を光電変換により電気信号に変換してアナログ画像信号として出力する。
【００１９】
撮像素子１０３から出力されたアナログの画像信号は、システム制御部１１４により制御されるタイミング信号発生回路１０６が発生する動作パルスにより、ＣＤＳ回路１０４でクロック同期性ノイズを除去し、Ａ／Ｄ変換器１０５でデジタル画像信号に変換される。次に、信号処理回路１０８において、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行う。信号処理回路１０８においては、システム制御部１１４からの制御信号により信号処理をせずにデジタル画像信号をそのまま画像データとして、画像メモリ１０９や記録回路１１１に出力してもよい。
【００２０】
さらに、信号処理回路１０８は、システム制御部１１４から要求があった場合に、信号処理の過程で生じたデジタル画像信号や画像データの情報、例えば、画像の空間周波数、指定領域の平均値、圧縮画像のデータ量等の情報、あるいは、それらから抽出された情報をシステム制御部１１４に出力する。また、記録回路は、システム制御部１１４から要求があった場合に、画像記録媒体１１０の種類や空き容量等の情報をシステム制御部１１４に出力する。
【００２１】
さらに、画像記録媒体１１０に画像データが記録されている場合の再生動作について説明する。システム制御部１１４からの制御信号により記録回路は、画像記録媒体１１０から画像データを読み出し、同じくシステム制御部１１４からの制御信号により信号処理回路１０８は、画像データが圧縮画像であった場合には、画像伸長処理を行い、画像メモリ１０９に記憶する。画像メモリ１０９に記憶されている画像データは、信号処理回路１０８で解像度変換処理を実施された後、表示回路１１３において画像表示装置１１２に適した信号に変換されて画像表示装置１１２に表示される。
【００２２】
次に、図２に示すフローチャートを参照して、PLブラケット撮影制御について説明する。
PLブラケット撮影の制御処理は、システム制御部１１４内のメモリ（図示しない）に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。図２はPLブラケット撮影処理の流れを示すフローチャートである。撮像装置１００の電源がＯＮされて、撮像処理が開始されるとステップＳ２０１から始まる処理を始める。
【００２３】
始めにステップＳ２０１で、PLブラケット撮影モードがユーザによって設定されると、ステップＳ２０２に進む。次にステップＳ２０２では、シャッタースイッチが半押しされた場合に発信される信号ＳＷ１を検出するとステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、偏光フィルタの回転角度θを、基準位置である0度に設定する。
【００２４】
そしてステップＳ２０４では、偏光フィルタの回転角度θが0度に設定された状態で評価用画像を撮影してステップＳ２０５に進む。この評価用画像は、シャッタースイッチを全押ししたときにPLブラケット撮影されて記録媒体に記録される本撮影画像とは異なり、事前に偏光フィルタを予備回転させながら撮影を行い、撮影した画像をもとにPLブラケット撮影時における偏光フィルタの回転角度を決定するために取得する画像である。ステップＳ２０５では、偏光フィルタの回転角度θを、前回撮影した回転角度θから1度回転させた(θ+1)度に設定する。
【００２５】
次にステップＳ２０６では、偏光フィルタの回転角度がステップＳ２０５で設定された状態で評価用画像を撮影する。ステップＳ２０７では、現在の偏光フィルタの回転角度θが180度より大きいかどうかを判定する。180度より大きい場合は、ステップＳ２０８に進む。一方、180度より小さい場合は、ステップＳ２０５に戻り、偏光フィルタの回転角度θを、前回撮影した回転角度θから1度回転させた(θ+1)度に設定して評価用画像を撮影する処理を繰り返す。
【００２６】
ステップＳ２０８では、前述したように偏光フィルタを0度〜180度まで１度ずつ回転させながら撮影した複数枚の評価用画像を複数のブロックに分割する。図８は、あるシーンの評価用画像をブロック分割したときの様子を示した図である。このように評価用画像をブロック分割して、各ブロックに含まれる全ての画素の輝度値の平均値を算出し、それをブロック毎の輝度値として設定する。
【００２７】
そしてステップＳ２０９では、ブロック毎に輝度値が最小となる評価用画像が撮影された偏光フィルタの回転角度を特定する。図４は、ブロック分割された評価用画像のあるブロックについて、偏光フィルタの回転角度毎の輝度値を表した図である。図４によると、このブロックは、80度で輝度が最も小さくなり、170度で輝度が最も大きくなっていることが分かる。従ってこのブロックにおける輝度値が最小となる偏光フィルタの回転角度は、80度と特定されることになる。
【００２８】
さらにステップＳ２１０では、ステップＳ２０９で特定されたブロック毎に輝度値が最小となる評価用画像が撮影された偏光フィルタの回転角度の分布を表すヒストグラムを作成する。
【００２９】
ステップＳ２１１では、ステップＳ２１０で作成されたヒストグラムをもとにPLブラケット撮影におけるブラケット角度を決定する。図５はステップＳ２１０で作成されたヒストグラムの例を表した図である。図５では、A、B及びCの角度のときに、ヒストグラムが大きな値をとっている。そのため、このシーンでは、主にA、B及びCの３種類の角度で偏光除去効果が大きくなる被写体で構成されていることが分かり、その３種類の角度をPLブラケット撮影におけるブラケット角度として決定する。
【００３０】
その後、ステップＳ２１２で、シャッタースイッチが全押しされた場合に発信される信号ＳＷ２を確認すると、ステップＳ２１３に進む。
【００３１】
最後にステップＳ２１３では、ステップＳ２１１で決定されたブラケット角度において、PLブラケット撮影を実施し、画像を画像記録媒体１１０に記録して処理を終了する。このとき、偏光フィルタを回転させると、被写体の輝度値が変わったり、反射光が除去されて被写体のコントラストが変わったりするため、PLブラケットにおける各回転角度での撮影前に露出やフォーカスを設定し直すことが望ましい。ここで、本発明の効果について、図６及び図７をもとに説明する。図６はPLブラケット撮影を実施するときの撮影シーンの例を示す図である。
【００３２】
前述した図２のフローチャートの処理で説明したように、偏光フィルタを0度〜180度まで回転させながら評価用画像を撮影し、撮影された評価用画像をブロック分割して、各ブロックにおける最小輝度値の分布を表すヒストグラムが図７のように作成されたとする。図７のヒストグラムでは、0度〜180度までの角度のうち、輝度が最小となるブロックが存在する角度として、80度が最も分布が高く、次いで150度、30度の順に分布が高くなっている。この場合、PLブラケット撮影における偏光フィルタの回転角度は、30度、80度、150度が設定され、SW2押下後の本撮影においてこの回転角度でPLブラケット撮影が実施される。
【００３３】
また図６(a)(b)(c)はそれぞれ、図６の撮影シーンにおいて、最小輝度値をとる回転角度が30度、80度、150度であるブロックをグルーピングしたときの領域を示した図である。
【００３４】
図６の撮影シーンは主に、領域A（海）、領域B（空）、領域C（陸）の３つの領域で構成されており、図６(a)のように領域Aは80度、図６(b)のように領域Bは30度、図６(c)のように領域Cは150度の回転角度で、最小輝度値をとるようになっている。上述したように、このシーンではヒストグラムをもとに、偏光フィルタの回転角度が30度、80度、150度でPLブラケット撮影が実施されるため、図６の撮影シーンを主に構成する領域A（海）、領域B（空）、領域C（陸）の３つの領域それぞれに対して最も偏光除去効果が大きい偏光フィルタの回転角度で撮影が実施されることになり、シーンに最適なPLブラケット撮影を行うことができる。
【００３５】
本実施例では、評価用画像を撮影する際に、偏光フィルタの回転角度を0度から180度まで1度刻みで振りながら撮影を行っているが、1度刻みでなくてももちろん構わない。評価用画像の撮影枚数をできるだけ少なくしたい場合は、例えば10度刻みで評価用画像を撮影するようにしても構わない。また、より詳細な角度設定を行うために、例えば0.5度刻みで評価用画像を撮影するようにしても構わない。
【００３６】
また本実施例では、偏光除去効果が最も大きな回転角度を決定する際に、評価用画像の輝度値をもとに決定しているが、評価用画像の彩度をもとに決定しても構わない。その場合、偏光除去によって彩度は上がる傾向になるため、ブロック毎に彩度の最も大きくなる回転角度を求めることになる。
【００３７】
さらに本実施例では、ヒストグラムからPLブラケット撮影における回転角度を３種類選択しているが、それ以外でももちろん構わない。例えばヒストグラムで全体的に分布が高い角度が４種類ある場合には、PLブラケットの撮影枚数を４枚に設定しても構わない。さらに例えば、事前にユーザがPLブラケットの撮影枚数を５枚と設定していたら、ヒストグラムの上位５番目までの回転角度を設定してPLブラケット撮影を実施するようにしても良い。
【００３８】
このように、上述した実施の形態における構成及び動作に関しては、適宜変更が可能である。なお、上述した各実施形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００３９】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４０】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等の共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【００４１】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【００４２】
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】
【００４３】
101  レンズ光学系、107  駆動回路、108  信号処理回路、114  システム制御部、
115  偏光フィルタ
【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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