JP2008236032A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水中において高品質の画像を得ることができる撮影装置を提供する。
【解決手段】 測光部６０で測光された、プリ発光が行なわれる以前の時点とプリ発光が行なわれた時点との受光量の差分に基づいて、ＬＥＤ１３Ｒ，ＬＥＤ１３Ｇ，ＬＥＤ１３Ｂの発光光量を発光光量算出部７０で算出し、測距部４０で測定された被写体距離に基づいて、色温度算出部５０で算出された色温度であって且つ発光光量算出部７０で算出された光量で補助光を発光する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像素子を備えその撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する、水中撮影可能な撮影装置に関する。

従来より、陸上での撮影に限らず、防水ケースを用いて水中撮影が可能なカメラが知られている。また、近年では、防水ケースを用いることなく水中撮影が可能なカメラも提案されている。このようなカメラにおいて、水中において高品質の画像を得るために様々な提案がなされている。

例えば、特許文献１には、カメラが水中に置かれていることを水中検知部で検知し、また周囲の水の濁り具合を透明度検知部で検知し、これらの検知結果に基づいて撮影レンズのピント合せ位置を決定する技術が提案されている。この技術によれば、水中において正確にピント調節を行なうことができる。

また、特許文献２には、カメラが水中にあることが検出された場合に、水中に入射する太陽光の補色に合致するように照明光の発光色を制御する技術が提案されている。この技術によれば、水中において発光時の発光色を捉えたときは、適切な発光色で照明光を発光させることができる。

さらに、特許文献３には、水中検知部により水中と判定された場合、測距部で超音波を発信して被写体距離を測定する技術が提案されている。この技術によれば、水中ではエネルギーが減衰しにくい超音波を使用して測距を行なうため、水中における遠距離の被写体に対しても正確にピントを合せることができる。

また、特許文献４には、防水ハウジングに取り付けられた透明度センサで水中の透明度を計測し、計測された透明度に応じてフラッシュ光の発光量を設定し、その発光量で発光するようにフラッシュ光を制御して水中撮影を行なう技術が提案されている。この技術によれば、水中でも最適な光量でフラッシュ撮影を行なうことができる。
特開平８−１９４１５１号公報 特開２００４−３１７７４６号公報 特開２００５−４３４０８号公報 特開２００６−１８４５８１号公報

しかし、上述した特許文献１には、水中において正確にピント調節を行なう技術については提案されているものの、水中において色バランスを考慮して撮影を行なう技術については提案されていない。

また、特許文献２には、水中に入射する太陽光の補色に合致するように照明光の発光色を制御する技術が提案されているが、水中においては、照明光のスペクトルの一部も水によって吸収されてしまうため、この技術では太陽光のスペクトルの一部が水に吸収されてしまうことにより青みがかった画像になるという問題については解消することができるものの、照明光のスペクトルの一部が水に吸収されてしまうことにより青みがかった画像になるという問題については解消することはできず、従って水中において高品質な画像を得る点に欠けるという問題がある。

さらに、特許文献３には、水中ではエネルギーが減衰しにくい超音波を使用して測距を行なうことにより水中における遠距離の被写体に対しても正確にピントを合せることができる技術が提案されているが、水中において色バランスを考慮して撮影を行なう技術については提案されていない。

また、特許文献４には、透明度に応じて設定されたフラッシュ光の発光量で水中撮影を行なう技術が提案されているが、やはり水中において色バランスを考慮して撮影を行なう技術については提案されていない。

本発明は、上記事情に鑑み、水中において高品質の画像を得ることができる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置は、撮像素子を備えその撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する、水中撮影可能な撮影装置において、
撮影補助光を発光する、発光色温度可変な補助光発光手段と、
被写体距離を測定する測距手段と、
水中撮影時に、上記測距手段で測定された被写体距離に基づいて、上記補助光発光手段から発せられる撮影補助光の発光色温度を算出する色温度算出手段とを備え、
上記補助光発光手段は、水中撮影時には、上記色温度算出手段で算出された色温度の補助光を発光するものであることを特徴とする。

水中では、赤，緑，青の色成分のうちの赤の色成分は減衰しやすい。従って、水中において、撮影補助光を発光して被写体を撮影する場合、被写体距離が遠くなるにつれて撮影補助光に含まれる赤の色成分の減衰率も大きくなる。本発明は、この観点に着目して考案されたものである。

本発明の撮影装置は、被写体距離に基づいて撮影補助光の発光色温度を算出し、算出された色温度の補助光を発光するものであるため、水中撮影時に、被写体距離が遠い場合は、赤，緑，青の各色の色温度を表わす色成分のうちの赤の色成分が多めになるように、かつ緑の色成分および青の色成分が少なめになるように補助光を発光することができる。このようにすることにより、水中において、赤の色成分が水によって吸収されてしまい撮影した画像は青みがかかった不自然なものになってしまうことを防止することができる。従って、水中において高品質の画像を得ることができる。

ここで、被写体の明るさを測定する測光手段を備え、
上記補助光発光手段は、撮影に先立ってプリ発光を行なうものであり、上記測光手段はプリ発光有無の両時点について測光を行なうものであって、
さらに、上記測光手段での上記両時点における測光結果に基づいて上記補助光発光手段による撮影補助光の発光光量を算出する発光光量算出手段を備え、
上記補助光発光手段は、水中撮影時には、上記色温度算出手段で算出された色温度であって、かつ上記発光光量算出手段で算出された光量の撮影補助光を発光するものであることが好ましい。

このように、水中撮影時には、被写体距離に基づいて算出された色温度であって、プリ発光有無の両時点における測光結果に基づいて算出された光量の撮影補助光を発光すると、例えば、以下のようにして補助光を発光することができるため、水中においてさらに高品質の画像を得ることができる。

プリ発光有無の両時点（プリ発光が行なわれた時点と、プリ発光が行なわれる前又は後の時点）における測光結果には受光量に差がある。この差が小さい場合は、水中において太陽光の影響が大きいと判定することができる。即ち、当該撮影装置が置かれた環境は明るいと判定することができる。ここで、被写体距離が近い場合は、水による赤の色成分の減衰率は小さい。また、環境は明るい。そこで、赤，緑，青の色成分それぞれが均一になるように且つ少ない発光光量で補助光を発光するようにする。一方、被写体距離が遠い場合は、水による赤の色成分の減衰率は大きく、また環境は明るいため、赤の色成分が多めになるように、かつ緑の色成分および青の色成分が少なめになるように補助光を発光するようにする。

一方、上述した差が大きい場合は、太陽光の影響が小さいと判定することができる。即ち、当該撮影装置が置かれた環境は暗いと判定することができる。ここで、被写体距離が近い場合は、水による赤の色成分の減衰率は小さく、また環境は暗いため、赤，緑，青の色成分それぞれが均一になるように且つ多めの発光光量で補助光を発光するようにする。一方、被写体距離が遠い場合は、水による赤の色成分の減衰率は大きく、また環境は暗いため、赤の色成分が多くなるように、かつ緑の色成分および青の色成分も多めになるように補助光を発光するようにする。このようにすることにより、水中においてさらに高品質の画像を得ることができる。

また、上記測光手段でのプリ発光有無の両時点における測光結果と、上記補助光発光手段での撮影補助光の色温度および光量とに基づいて、上記撮像素子で得られた画像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段を備えたことも好ましい。

このようなホワイトバランス調整手段を備えると、水中において吸収されてしまう撮影補助光のスペクトルを考慮した調整を行なうことができ、従って水中撮影において適正なホワイトバランスに調整することができる。

さらに、上記補助光発光手段は、上記発光光量算出手段で算出された発光光量を満たし、かつ上記色温度算出手段で算出された色温度を満たす撮影補助光の発光が不能のときは、上記発光光量算出手段で算出された発光光量を優先的に確保した撮影補助光を発光するものであることも好ましい態様である。

例えば、被写体距離が遠い場合であって水深が深い場合の環境下では、撮影補助光を発光しても、被写体からの反射光中には、赤の色成分は殆ど含まれないこととなる。そこで、緑と青の色成分の補助光だけを発光することにより、補助光発光手段の消費電力を小さく抑えたまま、明るさを確保することができる。

また、上記補助光発光手段は、水中認識用の発光を行なうものであり、
上記水中認識用の発光の有無の両時点における被写体の色温度を測定する色温度測定手段と、
上記補助光発光手段により発光された水中認識用の発光光の色温度と、上記色温度測定手段により測定された上記両時点における色温度とに基づいて当該撮影装置が水中撮影状態にあるか否かを認識する水中撮影認識手段とを備えたことも好ましい。

このようにすると、水中認識用の発光光の色温度を表わす赤，緑，青の色成分と、上記両時点における色温度を表わす赤，緑，青の色成分とを比較し、赤の色成分の割合が小さい場合は水中であると判定することができる。このため、撮影装置が水中撮影状態にあるか否かを認識するにあたり、機械的な構造を有する認識部を備える必要はなく、装置の小型化およびコストアップを抑えることができる。

本発明によれば、水中において高品質の画像を得ることができる撮影装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図、図２は、図１に示すデジタルカメラを背面斜め上から見た外観斜視図である。

図１，図２に示すデジタルカメラ１は、撮像素子の１つであるＣＣＤ撮像素子（以下、ＣＣＤと記述する）を備え、このＣＣＤ上に被写体像を結像して画像信号を生成する、水中撮影可能な撮影装置である。

このデジタルカメラ１には、図１に示すようにカメラボディ１ａの前面中央部に、撮影レンズ１１が備えられている。また、このデジタルカメラ１の前面上部には、光学式ファインダ対物窓１２および補助光発光部１３が備えられている。

補助光発光部１３は、本発明にいう、撮影補助光を発光する、発光色温度可変な補助光発光手段の一例に相当する。この補助光発光部１３には、互いに異なる色光である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で発光する３つのＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが備えられている。

また、このデジタルカメラ１の上面には、シャッタボタン１４およびスライド式の電源スイッチ１５が備えられている。

さらに、図２に示すように、このデジタルカメラ１の背面には、光学式ファインダ接眼窓１６と、メニュースイッチ１７と、実行／画面切換スイッチ１８と、画像モニタ１９とが備えられている。

図３は、図１に示すデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。

このデジタルカメラ１には、前述した撮影レンズ１１と、シャッタ・絞り部２１と、ＣＣＤ２２とが備えられている。撮影レンズ１１およびシャッタ・絞り部２１を経由して入射した被写体光は、ＣＣＤ２２上に被写体像として結像される。

また、このデジタルカメラ１には、前述した補助光発光部１３が備えられている。この補助光発光部１３には、図１にも示すＬＥＤ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと、これらＬＥＤ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの発光を制御するＬＥＤ発光制御部１３ａが備えられている。

さらに、このデジタルカメラ１には、アナログ信号処理部２３と、Ａ／Ｄ部２４と、デジタル信号処理部２５と、テンポラリメモリ２６と、圧縮伸張部２７と、内蔵メモリ（またはメモリカード）２８と、前述した画像モニタ１９と、駆動回路２９とが備えられている。ＣＣＤ２２は、駆動回路２９内のタイミング発生回路（図示せず）によって発生したタイミングで駆動され、被写体像を表わすアナログの画像信号を出力する。また、駆動回路２９には、撮影レンズ１１，シャッタ・絞り部２１を駆動する駆動部も含まれている。ＣＣＤ２２から出力されたアナログの画像信号は、アナログ信号処理部２３でアナログ信号処理され、Ａ／Ｄ部２４でＡ／Ｄ変換されてデジタル信号処理部２５でデジタル信号処理される。デジタル信号処理された信号を表わすデータはテンポラリメモリ２６に一時的に格納される。テンポラリメモリ２６に格納されたデータは、圧縮伸張部２７で圧縮されて内蔵メモリ（またはメモリカード）２８に記録される。尚、撮影モードによっては、圧縮の過程を省いて内蔵メモリ２８に直接記録してもよい。テンポラリメモリ２６に格納されたデータは画像モニタ１９に読み出され、これにより画像モニタ１９に被写体の画像が表示される。

また、デジタルカメラ１には、このデジタルカメラ１全体の制御を行なうＣＰＵ３０と、前述したメニュースイッチ１７および実行／画面切換スイッチ１８からなる操作スイッチ部３１と、図１，図２にも示すシャッタボタン１４とが備えられている。

さらに、デジタルカメラ１には、被写体距離を測定する測距部４０（本発明にいう測距手段の一例に相当）が備えられている。詳細には、測距部４０は、ＣＣＤ２２で生成された画像信号に基づいて被写体距離を測定する。即ち、ＣＣＤ２２で生成された画像信号に基づく画像の被写体距離を測定してＡＦ制御する、いわゆる「山登り方式」によるＡＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ）制御により、被写体距離を測定する。

また、デジタルカメラ１には、水中撮影時に、測距部４０で測定された被写体距離に基づいて、補助光発光部１３から発せられる撮影補助光の発光色温度を算出する色温度算出部５０（本発明にいう色温度算出手段の一例に相当）が備えられている。

さらに、デジタルカメラ１には、被写体の明るさを測定する測光部６０（本発明にいう測光手段の一例に相当）が備えられている。詳細には、測光部６０は、ＣＣＤ２２で生成された画像信号に基づいて被写体の明るさを測光する。即ち、ＣＣＤ２２で生成された画像信号に基づく画像の被写体輝度を測光して露出制御する、いわゆるＣＣＤによるＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）制御により、被写体の明るさを測光する。

ここで、補助光発光部１３は、撮影に先立ってＬＥＤ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂからプリ発光を行なうものである。また、測光部６０はプリ発光有無の両時点について測光を行なうものである。即ち、プリ発光が行なわれる以前の第１の時点（プリ発光無の時点）においてＣＣＤ２２で生成された画像信号に基づいて被写体の明るさを測光するとともに、プリ発光が行なわれた第２の時点（プリ発光有の時点）においてＣＣＤ２２で生成された画像信号に基づいて被写体の明るさを測光する。

さらに、デジタルカメラ１には、測光部６０での第１，第２の両時点における測光結果に基づいて補助光発光部１３による撮影補助光の発光光量を算出する発光光量算出部７０（本発明にいう発光光量算出手段の一例に相当）が備えられている。また、補助光発光部１３は、水中撮影時には、色温度算出部５０で算出された色温度であって、かつ発光光量算出部７０で算出された光量の撮影補助光を発光するものである。

また、デジタルカメラ１には、ホワイトバランス調整部８０（本発明にいうホワイトバランス調整手段の一例に相当）が備えられている。このホワイトバランス調整部８０は、測光部６０でのプリ発光有無の両時点における測光結果と、補助光発光部１３での撮影補助光の色温度および光量に基づいて、ＣＣＤ２２で得られた画像信号のホワイトバランスを調整する。

水中撮影において、水深が浅い場所では太陽光の影響は大きい。従って、第１，第２の両時点における測光結果の受光量の差は小さい。また、水中では、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分のうちのＲの色成分は減衰しやすい。従って、水中において、撮影補助光を発光して遠い距離に位置する被写体を撮影する場合、被写体からの反射光中には、Ｒの色成分はあまり含まれない。そこで、本実施形態のデジタルカメラ１では、水深が浅い場所で且つ被写体距離が近い場合は、ホワイトバランスを、太陽光下での撮影を行なう「太陽光モード」に設定し、且つ少ない発光光量で水中撮影を行なう。即ち、各ＬＥＤ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂそれぞれから同じ発光光量で且つ少ない発光光量で発光する。また、例えば、水深が浅い場所であっても被写体距離が遠い場合は、Ｒの色成分の減衰率は大きい。そこで、ＬＥＤ１３Ｒからの発光光量が多めになるように、またＬＥＤ１３Ｇ，ＬＥＤ１３Ｂからの発光光量が少なめになるように補助光を発光する。このようにすることにより、水中において高品質の画像を得ることができる。

また、補助光発光部１３は、発光光量算出部７０で算出された発光光量を満たし、かつ色温度算出部５０で算出された色温度を満たす撮影補助光の発光が不能のときは、発光光量算出部７０で算出された発光光量を優先的に確保した撮影補助光を発光するものである。例えば、被写体距離が遠い場合であって水深が深い場合の環境下では、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分それぞれが均一になるようにＬＥＤ１３Ｒ，ＬＥＤ１３Ｇ，ＬＥＤ１３Ｂから撮影補助光を発光しても、被写体からの反射光中には、赤の色成分は殆ど含まれない。そこで、ＬＥＤ１３Ｒを除いたＬＥＤ１３Ｇ，ＬＥＤ１３Ｂからのみ補助光を発光することにより、補助光発光部１３の消費電力を小さく抑えたまま、明るさを確保することができる。

さらに、この補助光発光部１３は、水中認識用の発光を行なうものでもあって、このデジタルカメラ１には、色温度測定部９０と水中撮影認識部１００が備えられている。

色温度測定部９０は、本発明にいう色温度測定手段の一例であり、この色温度測定部９０は、水中認識用の発光の有無の両時点における被写体の色温度を測定する。

また、水中撮影認識部１００は、本発明にいう水中撮影認識手段の一例であり、この水中撮影認識部１００は、補助光発光部１３により発光された水中認識用の発光光の色温度と、色温度測定部９０により測定された第１，第２の両時点における色温度とに基づいてこのデジタルカメラ１が水中撮影状態にあるか否かを認識する。

このデジタルカメラ１では、水中認識用の発光光の色温度を表わすＲ，Ｇ，Ｂの色成分と、第１，第２の両時点における色温度を表わすＲ，Ｇ，Ｂの色成分とを比較し、Ｒの色成分の割合が小さい場合は水中であると判定することができる。このため、デジタルカメラ１が水中撮影状態にあるか否かを認識するにあたり、機械的な構造を有する認識部を備える必要はなく、従って装置の小型化およびコストアップを抑えることができる。

次に、デジタルカメラ１による水中撮影時の処理動作を説明する前に、理解を容易にするため、水中での光の減衰について説明する。

図４は、水中における太陽光の減衰の一例を示す図である。

図４の横軸は波長を示し、縦軸は水深を示す。図４に示すように、水面近くでは、赤、橙、黄、緑、青、紫といった各色は、同じ色合いに見えるものの、水深が深くなるにつれて、赤、橙、黄、緑といったように、各色の波長の光が水に吸収され始める。この例では、水深４ｍ程度になると、赤、橙、黄、紫の各色の光の区別が付かなくなり、緑や青の色の光だけが残る。さらに、水深５ｍにまでなると、青の色の光だけが残る。

図５は、陸上と水中との双方におけるＲＧＢの各色成分の波長バランスを示すヒストグラムである。

図５の横軸は階調数を表わしている。また、図５の縦軸は画素数（出現頻度）を表わしている。

図５（Ａ）は、陸上でのＲＧＢの各色成分の波長バランスを示すヒストグラムである。また、図５（Ｂ）は、水中でのＲＧＢの各色成分の波長バランスを示すヒストグラムである。尚、これらのヒストグラムは、２５６階調で画像の明暗の部分を表しており、図５の左側の階調数を０（黒）、右側の階調数を２５５（白）としている。即ち、図５の左側から右側にいくにつれて輝度が強くなっている。

図５（Ａ）に示すように、陸上では、Ｒ（赤）成分の分布と、Ｇ（緑）成分の分布と、Ｂ（青）成分の分布とは、略同じ明るさの箇所に位置している。しかし、水中では、図４を参照して説明したように、光の減衰による色の変化があり、図５（Ｂ）に示すように、ＲＧＢの各色成分別に見ると、Ｒ（赤）成分の分布は左側（暗部側）に、Ｂ（青）成分の分布は右側（明部側）にシフトする。このため、ＲＧＢの各色成分を合わせた全体輝度では略中央に山があり、輝度バランスの良い画像であっても、各色成分別では、Ｒ（赤）成分はアンダー、Ｂ（青）成分はオーバとなる。デジタルカメラでは、Ｇ（緑）成分を中心に露出を決定しているので、水中撮影して得られた画像におけるＲ（赤）成分の部分は、露出不足（暗い画像）、Ｂ（青）成分の部分は露出オーバ（明るい画像）になりやすい。

図６は、蒸留水中における波長毎の光路長（０〜２ｍ）の減衰率を示す図である。

図６の横軸は０〜２ｍまでの光路長を示す。また、図６の縦軸は光源からの減衰率を示す。例えば光路長１ｍにおいては、光源の色成分のうちの赤の色成分は３５％程度の減衰率である。また、橙の色成分は２０％程度，黄の色成分は１０％程度の減衰率であり、残りの紫，黄緑，緑，青の色成分はあまり減衰していない。さらに、光路長２ｍにおいては、赤の色成分は５５％程度、橙の色成分は４０％程度と、比較的大きな減衰率である。一方，黄の色成分は２０％程度の減衰率であり、残りの紫，黄緑，緑，青の色成分は１０％程度の減衰率である。このように、光路長が短い（０〜２ｍ）場合であっても、水中における赤や橙の色成分の減衰率は比較的大きい。

図７は、蒸留水中における各色の波長毎の光路長（０〜２０ｍ）の減衰率を示す図である。

図７の横軸は０〜２０ｍまでの光路長を示す。また、図７の縦軸は光源からの減衰率を示す。図７に示すように、光路長１０ｍにおいて赤や橙の色成分の減衰率は極めて大きい。さらに、光路長２０ｍにおいては赤や橙の色成分の減衰率は１００％である。また、黄の色成分の減衰率は９０％程度であり，残りの紫，黄緑，緑，青の色成分の減衰率は５０％〜７０％程度である。

図８は、水中における被写体距離とＲＧＢの各色成分の割合との関係を示す図である。

水中において、被写体距離が０ｍの場合の、ＲＧＢの各色成分の割合を１：１：１とする。被写体距離が０.５ｍの場合は、ＲＧＢの各色成分の割合は、０．８２：０．９８：０．９８でありあまり差が見られないものの、被写体距離が１ｍになると、ＲＧＢの各色成分の割合は、０．６５：０．９５：０．９６となり、Ｒの色成分の割合が小さくなっている。さらに、被写体距離が２ｍ〜１０ｍの範囲内では、特にＲの色成分の割合が小さくなり、被写体距離が２０ｍになると、Ｒの色成分の割合は０になる。このように、水中においては、被写体距離が大きくなるにつれて、特にＲの色成分の割合は小さくなる。

ここで、浅い水中では太陽光の影響は大きく、このため被写体からの、プリ発光による反射光の影響は小さい。一方、深い水中ほどプリ発光による反射光の影響は大きい。本実施形態では、測光部６０で測定した被写体の明るさ（ＡＥ情報）に合せて、プリ発光による反射光から太陽光の影響を検知する。また、測距部４０で測定した被写体距離（ＡＦ情報）に加えて、プリ発光による反射光の色成分の減衰率を加味した発光を補助光発光部１３で行なう。

例えば、被写体距離が５０ｃｍ未満（マクロ）の近い距離においては、発光による反射光の光の量の減衰が小さいので、通常の太陽光下での撮影モードによる発光を行なう。また、被写体距離が５０ｃｍ〜１ｍ未満の範囲では、各色の光の減衰はあるものの各色の波長の光（特に赤色の波長の光）がなくなるほどではないので、各色の光の減衰を考慮してＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを発光させる。つまり、減衰率の大きい赤色の光を発光するＬＥＤ１３Ｒを特に強く発光させて、受光時には上記ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂからの光量が程よくなるように制御する。

また、例えば、水深が２ｍ以上であって被写体距離が１ｍ以上では、ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの発光によって被写体を照射しようとしても十分に色バランスのよい画像を得るための光量が足りないため、光の透過率が比較的大きい緑色や青色のＬＥＤ１３Ｇ、１３Ｂのみを発光させることで、効率よく被写体を照射することができる。尚、撮影した画像は青みがかかったものになってしまうので、ホワイトバランスを曇りモードに設定して青の色成分を減らすようにホワイトバランスを補正する。

図９は、本実施形態のデジタルカメラによる水中撮影時の処理動作の一連の流れを示すフローチャートである。

電源スイッチ１５（図１参照）を操作して、デジタルカメラ１に電源を投入する。すると、水中撮影時の処理動作が開始する。先ず、ステップＳ１において、シャッタボタン１４が半押しされたか否かが判定される。シャッタボタン１４が半押しされていないと判定された場合は、このステップＳ１を繰り返し実行する。一方、シャッタボタン１４が半押しされたと判定された場合はステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、３色ＬＥＤ（ＬＥＤ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）をそれぞれ同じ発光光量でプリ発光する。

次いで、ステップＳ３において、ＡＥ処理，ＡＦ処理を行なう。ＡＥ処理では、測光部６０により被写体の明るさを測光して露出制御する処理が行なわれる。尚、測光部６０は、プリ発光が行なわれる以前の第１の時点において被写体の明るさを測光するとともに、プリ発光が行なわれた第２の時点において被写体の明るさを測光する。また、ＡＦ処理では、測距部４０により被写体距離を測定してＡＦ制御する処理が行なわれる。

次に、ステップＳ４において、発光による受光量の差分（プリ発光が行なわれる前（又は後）の第１の時点における被写体の明るさと、プリ発光が行なわれた第２の時点における被写体の明るさとの差分）を測定する。

次いで、ステップＳ５において、前述した水中撮影認識部１００により、水中であるか否かが判定される。水中撮影認識部１００は、補助光発光部１３によりプリ発光された色温度（水中認識用の発光光の色温度）と、色温度測定部９０により測定された第１，第２の両時点における色温度とに基づいてデジタルカメラ１が水中撮影状態にあるか否かを認識する。即ち、３色ＬＥＤそれぞれでプリ発光された色温度を表わすＲ，Ｇ，Ｂの色成分と、第１，第２の両時点における色温度を表わすＲ，Ｇ，Ｂの色成分とを比較し、Ｒの色成分の割合が小さい（もしくは０）場合は水中であると判定されて、ステップＳ７に進む。一方、Ｒの色成分の割合が小さくない場合は陸上であると判定されて、ステップＳ６に進み通常撮影を行なう。

ステップＳ７では、受光量の差分，ＡＥ情報，ＡＦ情報から太陽光の影響を算出する。具体的には、ステップＳ４で算出した受光量の差分と、測光部６０で測定された被写体の明るさ（ＡＥ情報）と、測距部４０で測定された被写体距離（ＡＦ情報）とから、水中における被写体距離，環境の明るさ，減衰率を算出する。

次に、ステップＳ８において、ホワイトバランスを調整することができる範囲内であるか否かが判定される。即ち、Ｒの色成分の割合が極めて小さい（もしくは０）か否かが判定される。ホワイトバランスを調整することができない範囲内であると判定された場合は、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、シャッタボタン１４が全押しされたか否かが判定される。シャッタボタン１４が全押しされていないと判定された場合は、このステップＳ９を繰り返し実行する。一方、シャッタボタン１４が全押しされたと判定された場合はステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では強制発光を行なう。具体的には、３色ＬＥＤのうちのＬＥＤ１３Ｇ，ＬＥＤ１３Ｂのみ発光する。その後、後述するステップＳ１５に進む。

また、ステップＳ８において、ホワイトバランスを調整することができる範囲内であると判定された場合は、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、前述したステップＳ７で算出した結果に基づいて３色ＬＥＤそれぞれの本発光光量を算出する。

次に、ステップＳ１２において、ホワイトバランスのモードを決定する。尚、ホワイトバランスのモードには、ホワイトバランスが自動調整される「ＡＵＴＯモード」、晴れた屋外での撮影（太陽光下での撮影）を行なう「晴れモード（太陽光モード）」，日陰等での撮影を行なう「曇りモード」、蛍光灯下での撮影を行なう「蛍光灯モード」、白熱電球での撮影を行なう「電球モード」等がある。

さらに、ステップＳ１３において、シャッタボタン１４が全押しされたか否かが判定される。シャッタボタン１４が全押しされていないと判定された場合は、このステップＳ１３を繰り返し実行する。一方、シャッタボタン１４が全押しされたと判定された場合はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、３色ＬＥＤで本発光を行なう。次に、ステップＳ１５において露光を行なう。さらに、ステップＳ１６において、ホワイトバランスの補正、画像処理、画像処理した後の画像の保存を行なって、この処理を終了する。

図１０は、本実施形態のデジタルカメラに備えられた補助光発光部の、水中撮影時における各種の発光の態様を説明するための図である。

図１０に付した符号（１）のケースは、水中における被写体距離が０〜５０ｃｍ（マクロ）であって水深が０〜２ｍの場合である。この場合は、マクロ撮影であるので、プリ発光による被写体からの反射光を表わすＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の割合は、略均等となる。また、水深は０〜２ｍであるので太陽光の影響は大きい。このため、３色ＬＤＥからの本発光の光量は、比較的少ないものの均等な割合である赤２，緑２，青２に設定される。また、ホワイトバランス（ＷＢ）は、太陽光下での撮影を行なう「太陽光モード」に設定される。

符号（２）および符号（３）のケースは、水中における被写体距離が０〜５０ｃｍであって水深が２ｍ〜１０ｍおよび１０ｍを超える場合である。この場合の環境は、青や緑の成分が若干多いものの、やはりマクロ撮影であるので、プリ発光による被写体からの反射光を表わすＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の割合も略均等となる。ここで、符号（２）のケースでは水深が２ｍ〜１０ｍであるので、本発光の光量は、中程度であって均等な割合の赤４，緑４，青４に設定される。また、ホワイトバランス（ＷＢ）は、「太陽光モード」に設定される。一方、符号（３）のケースでは水深が１０ｍを超えるので、本発光の光量は、比較的光量が多く且つ均等な割合である赤８，緑８，青８に設定される。また、ホワイトバランス（ＷＢ）は、「太陽光モード」に設定される。

符号（４）のケースは、水中における被写体距離が５０ｃｍ〜１ｍであって水深が０〜２ｍの場合である。この場合、太陽光の影響は大きいものの被写体距離は中程度なので、３色ＬＤＥからのプリ発光による被写体からの反射光には、赤の色成分の減衰による影響で青や緑の成分が多くなる。このため、本発光の光量は、赤が強めの赤５，緑３，青３の割合に設定される。また、ホワイトバランス（ＷＢ）は「太陽光モード」に設定される。

符号（５）のケースは、水中における被写体距離が５０ｃｍ〜１ｍであって水深が２ｍ〜１０ｍの場合である。この場合の環境は青や緑の成分が若干多い環境である。また被写体距離は中程度なので、本発光の光量は、赤が極めて強い赤１０，緑６，青６の割合に設定される。尚、ホワイトバランス（ＷＢ）は、「太陽光モード」、もしくは青の成分を減らす方向の「曇りモード」に設定される。

符号（６）のケースは、水中における被写体距離が５０ｃｍ〜１ｍであって水深が１０ｍを超える場合である。この場合の環境は青や緑の成分がほとんどである。また被写体距離は中程度なので、本発光の光量は、赤が極めて強い赤１０，緑６，青６の割合に設定される。また、ここでは、赤を極めて強く発光しても環境が暗いので発光量が足りず、青や緑の成分が多くなる。そこで、ホワイトバランス（ＷＢ）は、青の成分を減らす方向の「曇りモード」に設定される。

符号（７）のケースは、水中における被写体距離が１ｍを超える場合であって水深が０〜２ｍの場合である。この場合は、水中における被写体距離が遠いので、本発光の光量は、赤が極めて強い赤１０，緑５，青５の割合に設定される。また、環境は明るく太陽光の影響が大きいので、ホワイトバランス（ＷＢ）は「太陽光モード」に設定される。

符号（８）および符号（９）のケースは、水中における被写体距離が１ｍを超える場合であって水深が２ｍ〜１０ｍおよび１０ｍを超える場合である。この場合の環境は、青や緑の成分が多い。また、被写体距離が遠いので、通常の発光では被写体からの反射光中には、赤の色成分は殆ど含まれない。また、環境も暗いので、本発光の発光は、３色ＬＤＥのうちの青色ＬＥＤ（ＬＥＤ１３Ｂ）と緑色ＬＥＤ（ＬＥＤ１３Ｇ）を発光するように設定される。これにより、補助光発光部１３の消費電力を小さく抑えたまま、明るさを確保することができる。また、ホワイトバランス（ＷＢ）は、青の成分をより減らす方向の「蛍光灯モード」に設定される。

尚、上述した実施形態では、本発明にいう撮像素子として、ＣＣＤの例で説明したが、これに限られるものではなく、本発明にいう撮像素子は、ＣＭＯＳセンサや有機半導体であってもよい。

また、上述した本実施形態では、本発明にいう撮影装置として、デジタルカメラの例で説明したが、これに限られるものではなく、本発明にいう撮影装置は、携帯電話に搭載されるカメラやビデオカメラ等であってもよい。

本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。 図１に示すデジタルカメラを背面斜め上から見た外観斜視図である。 図１に示すデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。 水中における太陽光の減衰の一例を示す図である。 陸上と水中との双方におけるＲＧＢの各色成分の波長バランスを示すヒストグラムである。 蒸留水中における波長毎の光路長（０〜２ｍ）の減衰率を示す図である。 蒸留水中における各色の波長毎の光路長（０〜２０ｍ）の減衰率を示す図である。 水中における被写体距離とＲＧＢの各色成分の割合との関係を示す図である。 本実施形態のデジタルカメラによる水中撮影時の処理動作の一連の流れを示すフローチャートである。 本実施形態のデジタルカメラに備えられた補助光発光部の、水中撮影時における各種の発光の態様を説明するための図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ
１ａ カメラボディ
１１ 撮影レンズ
１２ 光学式ファインダ対物窓
１３ 補助光発光部
１３ａ ＬＥＤ発光制御部
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ ＬＥＤ
１４ シャッタボタン
１５ 電源スイッチ
１６ 光学式ファインダ接眼窓
１７ メニュースイッチ
１８ 実行／画面切換スイッチ
１９ 画像モニタ
２１ シャッタ・絞り部
２２ ＣＣＤ
２３ アナログ信号処理部
２４ Ａ／Ｄ部
２５ デジタル信号処理部
２６ テンポラリメモリ
２７ 圧縮伸張部
２８ 内蔵メモリ
２９ 駆動回路
３０ ＣＰＵ
３１ 操作スイッチ群
４０ 測距部
５０ 色温度算出部
６０ 測光部
７０ 発光光量算出部
８０ ホワイトバランス調整部
９０ 色温度測定部
１００ 水中撮影認識部

Claims (5)

1. 撮像素子を備え該撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する、水中撮影可能な撮影装置において、
   撮影補助光を発光する、発光色温度可変な補助光発光手段と、
   被写体距離を測定する測距手段と、
   水中撮影時に、前記測距手段で測定された被写体距離に基づいて、前記補助光発光手段から発せられる撮影補助光の発光色温度を算出する色温度算出手段とを備え、
   前記補助光発光手段は、水中撮影時には、前記色温度算出手段で算出された色温度の補助光を発光するものであることを特徴とする撮影装置。
2. 被写体の明るさを測定する測光手段を備え、
   前記補助光発光手段は、撮影に先立ってプリ発光を行なうものであり、前記測光手段はプリ発光有無の両時点について測光を行なうものであって、
   さらに、前記測光手段での前記両時点における測光結果に基づいて前記補助光発光手段による撮影補助光の発光光量を算出する発光光量算出手段を備え、
   前記補助光発光手段は、水中撮影時には、前記色温度算出手段で算出された色温度であって、かつ前記発光光量算出手段で算出された光量の撮影補助光を発光するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 前記測光手段でのプリ発光有無の両時点における測光結果と、前記補助光発光手段での撮影補助光の色温度および光量とに基づいて、前記撮像素子で得られた画像信号のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
4. 前記補助光発光手段は、前記発光光量算出手段で算出された発光光量を満たし、かつ前記色温度算出手段で算出された色温度を満たす撮影補助光の発光が不能のときは、前記発光光量算出手段で算出された発光光量を優先的に確保した撮影補助光を発光するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
5. 前記補助光発光手段は、水中認識用の発光を行なうものであり、
   前記水中認識用の発光の有無の両時点における被写体の色温度を測定する色温度測定手段と、
   前記補助光発光手段により発光された水中認識用の発光光の色温度と、前記色温度測定手段により測定された前記両時点における色温度とに基づいて当該撮影装置が水中撮影状態にあるか否かを認識する水中撮影認識手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。

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