JP2015133685A - 光源識別及び画質補正の機能をもつ撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像装置から得られる画像について輝線光源を含めた各種光源を簡便かつ正確に識別することを実現する。
【解決手段】 光学系から入射する光束を電気信号に変換する撮像手段と、前記光学系と前記撮像手段との間に配され、輝線をもつ光源の輝線位置に対応する波長を区別可能にバンドカットするバンドカット機能をもつバンドカット素子と、前記バンドカット素子の前記バンドカット機能を制御する制御手段と、前記バンドカット素子の前記バンドカット機能がオンのときに前記撮像手段で撮像された第１の画像信号と前記バンドカット素子の前記バンドカット機能がオフのときに前記撮像手段で撮像された第２の画像信号とを比較して、前記撮像手段で撮像される画像の光源を識別する識別手段と、前記識別手段で識別される光源に基づいて画像処理を行う画像処理手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、輝線光源識別及び画質補正の機能をもつ撮像装置及び撮像装置の制御方法に関するものである。

撮像装置の動作では、被写体の照明環境を識別し、照明環境に応じてホワイトバランスの調整をはじめとする画質補正を行う技術がある。

特許文献１には、グリーン光を検出する素子（グリーン素子）とモノクロ光を検出する素子（モノクロ素子）における光量比から、蛍光灯と水銀灯とを識別する方法が記載されている。この方法では、輝線スペクトルに対するグリーン光の強度の寄与が、蛍光灯と水銀灯とで異なることを利用している。

特許文献２には、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子を使って減光した状態と、非減光の通常状態での光量比から、光源を識別する方法が記載されている。ここでのエレクトロクロミック素子は、電圧印加時に着色し、特定波長域の透過光をバンドカットする機能をもつ。着色時とは逆極性の電圧を印加すると消色し、バンドカット機能を喪失する。バンドカットによって光源の波長情報を取得し、Ａ光源（ハロゲンランプ）と蛍光灯とを識別している。

特開２００７−１１０４８５号公報 特開２００６−１４６０８１号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２の光源識別方法は、いずれも識別対象の光源の半値全幅が大きく（１００ｎｍ以上）、半値全幅が３−３０ｎｍ程度である輝線光源を識別することは想定されていなかった。

上記の問題点に鑑み、本発明は、輝線光源を含めた各種光源を簡便かつ正確に識別することのできる撮像装置及び撮像装置の制御方法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として、本発明の撮像装置は、光学系から入射する光束を電気信号に変換する撮像手段と、前記光学系と前記撮像手段との間に配され、輝線をもつ光源の輝線位置に対応する波長を区別可能にバンドカットするバンドカット機能をもつバンドカット素子と、前記バンドカット素子の前記バンドカット機能を制御する制御手段と、前記バンドカット素子の前記バンドカット機能がオンのときに前記撮像手段で撮像された第１の画像信号と前記バンドカット素子の前記バンドカット機能がオフのときに前記撮像手段で撮像された第２の画像信号とを比較して、前記撮像手段で撮像される画像の光源を識別する識別手段と、前記識別手段で識別される光源に基づいて画像処理を行う画像処理手段と、を有することを特徴とする。

上述した特徴により、撮像装置から得られる画像について輝線光源を含めた各種光源を簡便かつ正確に識別することができる。

各輝線光源の発光スぺクトルである。 本発明の撮像装置の構成を示す概略図である。 第１の実施形態における光源識別、撮影、画像処理、記録を示すフローチャート図である。 第１の実施形態における光源識別処理を示すフローチャート図である。 第２の実施形態における光源識別処理を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を詳述する。本実施形態では撮像装置の一例としてデジタルカメラを記載する。しかし、デジタルカメラのような撮影を主目的とした機器にかぎらず、携帯電話、パーソナルコンピュータ（ラップトップ型、デスクトップ型、タブレット型など）、ゲーム機など、撮像装置を内蔵もしくは外部接続する任意の機器に適用可能である。従って、本明細書における「撮像装置」は、撮像機能を備えた任意の電子機器を包含することが意図されている。

本実施形態では、輝線光源を含む光源の識別を行う。

撮像素子に入射する光量だけを見て、光量が閾値以上のとき、自動的に光源の存在を認識し、光源の種類を特定する技術があるが、識別の基準が光量のみであると、例えば光源が蛍光灯であっても、太陽光またはハロゲンランプ光と誤認することがあった。

また、輝線光源には、蛍光灯、水銀灯、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなどがある。太陽光やハロゲンランプなど、ブロードな光源に加えて輝線光源も上記の識別を簡便かつ正確に行うには、光量のほか波長位置にも着目して、光源を識別する必要がある。

特許文献１の方法では、検出用の素子を多数の撮像素子中に分散させる必要があり、簡便性を欠く。また、検出用の素子を分散させることで、撮影した画像の画質が変化してしまう。さらに、分散させたグリーン素子の前にカラーフィルターが配置されており、透過する波長帯の半値全幅は、１００ｎｍ以上である。この値は、輝線光源の輝線の半値全幅（３−３０ｎｍ）よりもはるかに大きい。その結果、輝線光源の種類による光量比の違いが小さく、識別が正確性を欠く。

特許文献２の方法では、ＥＣ素子がバンドカットする波長域が５５０−８００ｎｍとなっている（無機材料が使用されていると判断される）。バンドカットする波長域の幅は２５０ｎｍとなり、輝線光源（蛍光灯を含む）の輝線の半値全幅（３−３０ｎｍ）よりもはるかに大きい。その結果、バンドカットする波長が、輝線光源（蛍光灯を含む）の各輝線の位置と対応しない。

そこで、本実施形態では、半値全幅が輝線光源を吸収できる程度の有機ＥＣ素子やゲスト・ホスト液晶を用いて、光源の識別を簡便かつ正確に行う。本実施形態における光源識別の原理を説明する。撮影時の照明環境では、ブロード光源（幅２００−５００ｎｍ）と輝線光源（輝線の半値全幅３−３０ｎｍ）の両者が想定される。電圧印加時に特定の波長域の光を幅１０−１００ｎｍでカットするデバイス（バンドカット素子）において、バンドカット機能がオフのときに、１の光量がバンドカット素子に入力されたときの出力としての光量を１として、オンのときの光量を考える。

ブロード光源のときは、バンドカット素子のバンドカット位置によらず、オンのときのバンドカット素子通過後の光量はほぼ１となる。カットされるのが、広い波長幅をもつ光のごく一部であるためである。輝線光源のとき、バンドカット素子のバンドカット位置が輝線位置から外れていれば、輝線はほとんどカットされず、バンドカット素子通過後の光量はほぼ１となる。オンのときも、輝線が残存するためである。バンドカット位置が輝線位置と一致していれば、バンドカット素子通過後の光量はほぼ０となる。オンのとき、輝線がカットされるためである。

本実施形態では上記特性を利用し、バンドカット位置（バンドカットする帯域）が異なる複数の輝線位置（波長）に対応するバンドカット素子を動作させ、オンのときを基準にしたオフのときの光量比を算出する。得られた光量比が、全て１に近ければブロード光源として、少なくとも１つが０に近ければそのときバンドカットされていた輝線位置に対応する輝線光源として、光源を識別できる。

また、バンドカット素子の入出力の光量比として０に近い光量比が存在する場合、該当するバンドカット素子のバンドカット位置に輝線をもつ特定の輝線光源が存在すると判断できる。このようにして、光源を輝線光源として識別したあと、輝線光源の種類を特定できる。

ちなみに、特許文献２に記載された方法では、本発明と同様の識別は困難である。ブロード光源のときも、輝線光源のときも、バンドカット素子をオンとしたときの光量は０に近くなり、両者はほぼ同じ値となる。バンドカットする波長幅が２５０ｎｍと広く、光源によらず、ほぼすべての光がカットされるためである。

本実施形態において、バンドカット素子として利用できるのは例えば有機ＥＣ素子、ゲスト・ホスト液晶である。

有機ＥＣ素子は、２枚の導電性ガラスの間に、厚みが一定（例えば１−５００μｍ）のスぺーサーを配置し、形成された空間に、有機低分子化合物と塩とを溶解させた溶液を注入して封止したものである。一方の導電ガラスを他方より高電位にする（オン）と、高電位とした導電ガラスに有機低分子化合物の電子が引き抜かれる。有機低分子化合物は、中性で紫外光域のみに吸収帯をもつが、電子を引き抜かれることで、ラジカルカチオンになり、可視光域に吸収帯をもつようになる。高電位とした導電ガラスを低電位にする（オフ）と、ラジカルカチオンに電子が供与され、有機低分子化合物が中性となり、紫外光域のみに吸収帯をもつ状態に戻る。

吸収帯（バンドカット）の波長位置、波長幅、カットできる光量（透過率）は、有機低分子化合物の種類・濃度、溶液で使う溶媒の種類、印加する電位などによって制御できる。

図１は、各輝線光源の発光スぺクトルである。光源により輝線位置、輝線幅は様々である。これらの輝線位置、輝線幅と、有機ＥＣ素子のバンドカット位置、バンドカット幅とを近づけるには、有機ＥＣ素子で使う有機低分子化合物の種類を変更すればよい。具体的には、バンドカット位置、バンドカット幅の増減に応じ、例えば特開２０１２−１８０３３３号公報に記載の化合物の置換基を変更すればよい。本実施形態では、図１の各輝線同士の間隔を鑑み、輝線に対応する波長を中心として２０ｎｍ以内にバンドカット幅が設計されれば、好適に輝線の区別が可能となると考え、そのように設計する。ただし、後述するように複数の輝線に限定する目的でバンドカット素子１０７を設計すると、例えば、４０ｎｍ程度のバンドカット幅で好適に区別が可能となる。各光源の輝線位置に対応するバンドカット位置の中心波長は図１より、６１５ｎｍ（６１３ｎｍ）、５９５ｎｍ（５９０ｎｍ，５９３ｎｍ）、４６５ｎｍ（４６６ｎｍ）、５４５ｎｍ（５４７ｎｍ）、４８０ｎｍ（４９０ｎｍ、４７７ｎｍ）などが挙げられる。すなわち、バンドカット素子１０７はこれらいずれか１つの波長を含み、±１０ｎｍのバンドカット幅で設計がなされる。

ゲスト・ホスト液晶は、２枚の導電性ガラスの間に、厚みが一定（例えば１０−３００μｍ）のスぺーサーを配置し、形成された空間に、色素（ゲスト）と液晶（ホスト）の混合物を封入する。

２枚の導電性ガラスの間に電圧を印加し、液晶（ホスト）の配向が変化すると、液晶（ホスト）の配向にしたがって、色素（ゲスト）の配向が変化する。

入射側の導電性ガラスの外側に、偏光方向が鉛直の光を透過する偏光板を配置し、偏光方向が分子短軸方向の光を吸収する色素（ゲスト）と、誘電率異方性が正の液晶（ホスト）とを使用した場合を想定する。電圧を印加しないとき、色素（ゲスト）の分子短軸と光の偏光方向（鉛直）が直交するため、光は透過する。電圧を印加すると、色素（ゲスト）の分子短軸と光の偏光方向（鉛直）が平行となるため、光は吸収される。

吸収帯（バンドカット）の波長位置、波長幅、カットできる光量（透過率）は、色素（ゲスト）、液晶（ホスト）の種類、相対量、印加する電位などによって制御できる。また、バンドカット機能の発現には、上記偏光板を必ずしも必要としない。

図１に示される各種光源の輝線位置、輝線幅と、ゲスト・ホスト液晶のバンドカット位置、バンドカット幅とを近づけるには、適切な種類の色素（ゲスト）を選定すればよい。

図２は、本実施形態における撮像装置の構成図であり、バンドカット素子（有機エレクトロクロミック素子またはゲスト・ホスト液晶）とその駆動部を含んでいる。図２に基づき、本実施形態における撮像装置の機能発現、動作の過程を詳述する。

１０１はレンズであり、レンズ１０１の被写体から見て光軸後方には絞り１０２が配置されている。また、絞り１０２はシャッター機能も備えている。レンズ１０１、絞り１０２からなる光学系に入射される光束は、バンドカット素子１０７を通過し、イメージセンサー（撮像素子）１０５の結像面上に被写体像として結像され、電気信号に変換される。イメージセンサー１０５はＲＧＢのカラーフィルターを有するベイヤ−配列の画素群で構成され、タイミング発生回路等を有するイメージセンサー駆動部１０６により制御される。もちろん、イメージセンサーとして、カラーフィルターの種類、配列などはこの構成に限らない。また、本実施形態では、イメージセンサー１０５は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換機能も有する。バンドカット素子１０７は、上述した有機ＥＣ素子やゲスト・ホスト液晶であり、バンドカット位置（波長、帯域）が光源の輝線位置に対応して各輝線を区別可能である。バンドカット素子１０７は、バンドカットしたい光源の数、輝線の数に応じて１種類または複数種類の素子で構成され、印加する電位を制御することによってバンドカット機能を実現する。バンドカット素子が複数種類含まれる場合、各素子は光学系の光軸方向に少なくとも一部の瞳領域（所定の領域）をカバーするように積層されていると考えてよい。イメージセンサー１０５において、結像された被写体像は光信号から映像信号に変換される。

イメージセンサー１０５から出力される映像信号は、信号処理部１１２に入力され、各種信号処理が実行される。より具体的には、信号処理部１１２は、色補間処理、シェーディング補正処理、収差補正処理、ホワイトバランス処理、色空間変換処理、ガンマ変換処理、カラーバランス処理、画像圧縮・符号化処理等を行う。また、信号処理部１１２は、表示部としてのディスプレイ１１６や記録媒体としての磁気テープ１１５、ＤＶＤディスク１１７、メモリカード１１８などに、それぞれ適合するデータ形式で出力する。

また、信号処理部１１２は、カメラマイコン１１１とともに、輝度、色の分布や周波数分布など画像信号を解析し、オートフォーカス（ＡＦ）や自動露出制御（ＡＥ）のための評価値、撮影シーンの判別情報などの解析情報を算出する。カメラマイコン１１１は解析情報を受けてレンズ駆動部１０３、絞り駆動部１０４などの各ブロックを制御する。

メモリ１０９はカメラマイコン１１１や信号処理部１１２の作業メモリとして機能したり、画像信号を一時的に記憶したりするためのメモリである。

操作部１１０は、スイッチやダイヤル、タッチパネル、ユーザの視線やジェスチャーを検知することによるポインティングデバイス、音声認識装置などの単数又は複数の組み合わせにより構成される。操作部１１０は第１及び第２シャッタースイッチを含み、第１シャッタースイッチの操作によりＡＦ処理、ＡＥ処理などの撮影準備の処理や各種撮影パラメータの固定が行われる。第２シャッタースイッチの操作により撮影から記録までの一連の処理の開始を指示する信号がカメラマイコン１１１に送られる。

次に本実施形態において特徴的な光源識別処理を含めた撮影・記録までの一連の処理のフローチャートを図３に示し、各ステップを説明する。本処理は撮像装置の電源がオンされ、順次イメージセンサー１０５より画像信号が取得できている状態からスタートしている。各ステップの処理は、カメラマイコン１１１またはカメラマイコン１１１の指示によって信号処理部１１２などの各ブロックにて実行される。

ステップＳ３０１では、Ｔｖ、Ａｖなどの露光条件、ズームレンズの位置やフォーカスレンズの位置、階調処理、色変換処理などの各種撮影条件の設定を行う。本実施形態では、この撮影条件の中に、光源識別機能があり、オンオフを選べる。複数の光源に対して対応するバンドカット素子を有している場合には、検知したい光源毎に（バンドカット素子毎に）識別処理のオンオフが設定可能であってもよい。

ステップＳ３０２では、撮影モードや撮影シーンの解析情報、ステップＳ３０１でのユーザからの設定情報などから、現在光源識別の機能がオンになっているかを判定する。少なくとも１種類の光源について（バンドカット素子について）光源識別機能がオンである場合には、ステップＳ３０３にてバンドカット素子１０７を用いた光源識別処理を行う。光源識別処理の詳細は後述する。光源識別処理を終えるか、あるいはステップＳ３０２で光源識別の機能が全てオフであると判定された場合、ステップＳ３０４に進み、記録用画像の撮影処理を行う。この撮影は静止画撮影でも動画撮影でもよく、静止画撮影であれば、ユーザからの第１のシャッタースイッチ及び第２のシャッタースイッチの操作に応じて前述した撮影準備、記録画像撮影処理を行う。

ステップＳ３０５では、信号処理部１１２が、ステップＳ３０５で撮影された静止画像あるいは動画像に対して、前述した画像処理を施す。動画像である場合は、順次撮影されるフレームに対して並行して画像処理を行う。信号処理部１１２は、このステップＳ３０５にて、ステップＳ３０３で識別された光源識別情報に基づいてホワイトバランス、カラーバランス、色変換処理を行う。より具体的には、例えばステップＳ３０３で光源として蛍光灯が識別された場合、蛍光灯の色温度に基づくホワイトバランスのゲイン、カラーバランスのゲインあるいは色変換処理のルックアップテーブルで処理を行う。ここで、光源識別情報に基づいて処理が行われるのは画像処理のうち、一部でもよい。

ステップＳ３０６では、信号処理部１１２から出力された例えばＹＵＶ形式の画像データをディスプレイ１１６で表示する。あるいはＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ等の形式の画像データを前述した磁気テープ１１５、ＤＶＤディスク１１７、メモリカード１１８などの各種記録媒体に記録する。

図４は図３のステップＳ３０３の光源識別処理の詳細を示すフローチャート図である。ステップＳ４０１では、カメラマイコン１１１が、バンドカット素子駆動部１０８を通じ、バンドカット素子１０７のオン、オフを制御し、イメージセンサー駆動部１０６を通じ、イメージセンサー１０５を制御して画像信号を取得する。すなわち、バンドカット素子１０７のバンドカット機能がオンであるときの画像信号（第１の画像信号）と、バンドカット素子１０７のバンドカット機能がオフであるときの画像信号（第２の画像信号）を撮像し、取得する。本実施形態のバンドカット位置・幅は、蛍光灯、水銀灯、白色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの強度が大きな輝線の位置に対応する（６１５±１０）ｎｍ、（５９５±１０）ｎｍ、（４６５±１０）ｎｍ、（５４５±１０）ｎｍ、（４８０±１０）ｎｍである。

また、ステップＳ４０１で光量比を検出するために撮像を行う際には、被写体に合焦している状態であることが好ましい。被写体は顔などの特定の特徴をもつ被写体でもよいし、白色の被写体でもよい。

ステップＳ４０２では、イメージセンサー１０５から順次取得される画像信号を用いて、バンドカット素子１０７のオンオフ時のイメージセンサーへの入射光量を検出し、オフを基準としたオンのときの入射光量を比較して、比較結果として光量比を算出する。入射光量はＲＧＢの画像信号から算出してもよいし、輝度信号に変換して輝度信号により算出してもよい。また、本実施形態では、画像信号の画像全体のＲＧＢ各信号の平均値を比較して光量比を算出するが、これに限らず、画像信号の画像の所定の領域についての平均値、代表値を比較して光量比を算出してもよい。

ステップＳ４０３では、撮像装置が複数種類のバンドカット素子を有していて、ユーザが複数種類の光源識別を設定していた場合、設定された全てのバンドカット素子を駆動させて光量比の算出を行ったか否かを判定する。全てのバンドカット素子の駆動が終わると、全てのバンドカット素子がオフの状態となり、次にステップＳ４０４で、算出された光量比に基づいて光源の識別が行われる。

ここで、光源がブロード光源であれば、バンドカット素子の各々の位置・幅で光をバンドカットしても、バンドカット機能オフのときを基準にしたオンのときの光量比は、１に近くなる。光源が輝線光源であれば、上記の各々の位置・幅で光をバンドカットしたとき、バンドカット位置が輝線位置と一致すれば、光量比は１より小さくなる。本実施形態では、バンドカット位置・幅が（６１５±１０）ｎｍ（蛍光灯に対応）のバンドカット素子をオンオフしたときの光量比は、０．６未満であるか否かを判定する。（５９５±１０）ｎｍ（水銀灯に対応）のバンドカット素子をオンオフしたときの光量比は、０．７未満であるか否かを判定する。（４６５±１０）ｎｍ（白色ＬＥＤに対応）のバンドカット素子をオンオフしたときの光量比は、０．８未満であるか否かを判定する。（５４５±１０）ｎｍ（緑色ＬＥＤに対応）のバンドカット素子をオンオフしたときの光量比は、０．１未満であるか否かを判定する。（４８０±１０）ｎｍ（青色ＬＥＤに対応）のバンドカット素子をオンオフしたときの光量比は、０．１未満であるか否かを判定する。それぞれのバンドカット素子のオンオフ時に、対応した光量比未満であった場合、対応する光源が存在することを示すので、ステップＳ４０４で対応する光源が存在する。

以上のように、本実施形態では、輝線光源に対応するバンドカット素子を撮影光軸上に配置し、バンドカット素子の電位を制御して光量を検出することで、輝線光源を含めた各種光源を簡便かつ正確に識別することができる。また、識別された光源に応じてホワイトバランス、カラーバランス、色変換等の色処理を行うことで、シーンに応じた適切な色味の画像を生成することが可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態に比べて、優先順位をつけて光源を識別するために、バンドカット機能のバンド位置、処理順を工夫して、識別の精度を保ちつつ優先度の高い光源を優先的に識別して光源識別処理の高速化をはかるものである。図５は、本実施形態における図３のステップＳ３０３の光源識別処理の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ５００では、ステップＳ４０１と同様に、カメラマイコン１１１が、バンドカット素子駆動部１０８を通じ、バンドカット素子１０７のオンオフを制御する。このときイメージセンサー駆動部１０６を通じ、イメージセンサー１０５を制御してオンオフそれぞれの画像信号を取得して光量比を算出する。ここで、本実施形態では、まず始めに図２に示される蛍光灯の５９０ｎｍ、６３０ｎｍの輝線位置、水銀灯の５９３ｎｍの輝線位置に対応するバンドカット位置・幅（６００±２０）ｎｍでバンドカット機能をオン、オフする。

ステップＳ５０１では、ステップＳ５００で算出された光量比が０．５０未満であるか否かを判定し、０．５０未満である場合には、ステップＳ５０２、０．５０未満でない場合にはステップＳ５０９に進む。

ステップＳ５０２では、バンドカット素子１０７をバンドカット位置・幅（５５０±１０）ｎｍでオン、オフして画像信号を取得し、光量比を算出する。

ステップＳ５０３では、ステップＳ５０２で算出される光量比が０．５０未満であるか否かを判定し、０．５０未満である場合には、ステップＳ５０４に進み、光源は蛍光灯であると識別して処理を終了する。光量比が０．５０未満でない場合にはステップＳ５０５に進む。

ステップＳ５０５では、バンドカット素子１０７をバンドカット位置・幅（５９５±１０）ｎｍでオン、オフして画像信号を取得し、光量比を算出する。

ステップＳ５０６では、ステップＳ５０５で算出される光量比が０．４０未満であるか否かを判定し、０．４０未満である場合には、ステップＳ５０７に進み、光源は水銀灯であると識別して処理を終了する。光量比が０．４０未満でない場合にはステップＳ５０８に進み、光源はブロード光源であると識別して処理を終了する。

ステップＳ５０９では、バンドカット素子１０７をバンドカット位置・幅（５４５±１０）ｎｍでオン、オフして画像信号を取得し、光量比を算出する。

ステップＳ５１０では、ステップＳ５０９で算出される光量比が０．１０未満であるか否かを判定し、０．１０未満である場合には、ステップＳ５１１に進み、光源は緑色ＬＥＤであると識別して処理を終了する。光量比が０．１０未満でない場合にはステップＳ５１２に進む。

ステップＳ５１２では、バンドカット素子１０７をバンドカット位置・幅（４８０±１０）ｎｍでオン、オフして画像信号を取得し、光量比を算出する。

ステップＳ５１３では、ステップＳ５１２で算出される光量比が０．１０未満であるか否かを判定し、０．１０未満である場合には、ステップＳ５１４に進み、光源は青色ＬＥＤであると識別して処理を終了する。光量比が０．１０未満でない場合にはステップＳ５１５に進む。

ステップＳ５１５では、バンドカット素子１０７をバンドカット位置・幅（４６５±１０）ｎｍ、（５４５±２０）ｎｍでオン、オフして画像信号を取得し、光量比を算出する。

ステップＳ５１６では、ステップＳ５１５で算出される光量比が０．１０未満であるか否かを判定し、０．１０未満である場合には、ステップＳ５１７に進み、光源は白色ＬＥＤであると識別して処理を終了する。光量比が０．１０未満でない場合にはステップＳ５０８に進み、光源はブロード光源であると識別して処理を終了する。

以上のように、本実施形態では、輝線光源に対応するバンドカット素子を撮影光軸上に配置し、バンドカット素子の電位を制御して光量を検出することで、輝線光源を含めた各種光源を簡便かつ正確に識別することができる。また、識別された光源に応じてホワイトバランス、カラーバランス、色変換等の色処理を行うことで、シーンに応じた適切な色味の画像を生成することが可能となる。さらに、光源識別のためのバンドカット位置・幅と処理順を工夫することで、優先度の高い光源を素早く識別することが可能となった。

また、第１の実施形態のような有機ＥＣ素子を順不同で動作させる方法と、第２の実施形態のような有機ＥＣ素子を順序づけて動作させる方法とを融合することも可能である。複数の有機ＥＣ素子のうち、一部を順不同で、残りを順序づけて動作させてもよい。

（変形例）
また、第１、第２の実施形態について、変形例ではさらに、映像信号内の複数の領域について光量分布を算出することで、各領域について光源を識別する。以下、光量分布の算出・記憶の原理を説明する。識別された複数の輝線光源のうち，ある輝線光源Ｘの輝線のみをカットするバンドカット素子をオンとし，画像全体の光量分布を測定してＩ^Ｘ _ＯＮ とする。ここで光量分布Ｉはｍ行，ｎ列の行列であり，（ｍ，ｎ）は各ブロックの位置を表し、各ブロックはｐ×ｑ［ｐｉｘｅｌ］の複数の画素で構成される。次に全てのバンドカット素子をオフとし，画像全体の光量分布を測定してＩ_０ とする。Ｉ^Ｘ _ＯＮはＩ_０から，輝線光源Ｘの輝線の寄与を除いたものなので，輝線光源Ｘ由来の光量分布は，画像全体でＩ_０−Ｉ^Ｘ _ＯＮと算出される。この値を記憶する。Ｘ以外の輝線光源についても，同様に算出・記憶する。上記の差Ｉ_０−Ｉ^Ｘ _ＯＮは，比Ｉ^Ｘ _ＯＮ ／Ｉ_０， （Ｉ_０−Ｉ^Ｘ _ＯＮ） ／Ｉ_０ などとしてもよい。

上記の方法で光量分布が算出・記憶できるのは，複数の輝線光源の間で輝線に重複がない場合に限られる。本発明では，特に輝線光源が２個であり，一方の輝線が他方を含む場合，一方と他方の輝線が重複するもの・固有のものをそれぞれもつ場合，輝線に重複がない場合に利用できる方法に記載した。

具体的に，一方の輝線光源Ｙの輝線が，他方の輝線光源Ｚの輝線を含む場合を想定する。
つまり，（輝線光源Ｙの輝線）＝（輝線光源Ｙ，Ｚで重複する輝線）＋（輝線光源Ｙ固有の輝線）となる場合である。

一方の輝線光源Ｙに固有の輝線をカットするバンドカット素子をオンとし，像全体の光量分布を測定してＩ^Ｙ _ＯＮ とする。次に全てのバンドカット素子をオフとし，画像全体の光量分布を測定してＩ_０ とする。Ｉ^Ｙ _ＯＮはＩ_０から，輝線光源Ｙの固有の輝線の寄与を除いたものなので，輝線光源Ｙの固有の輝線に由来する光量分布は，画像全体でＩ_０−Ｉ^Ｙ _ＯＮと算出される。輝線光源Ｙの全体の輝線に由来する光量分布は，画像全体で（Ｉ_０−Ｉ^Ｙ _ＯＮ）／ｋ^Ｙ _ＯＮと算出される。ここで，カットした輝線光源Ｙの固有の輝線が，輝線光源Ｙの発光スペクトルに占める比率をｋ^Ｙ _ＯＮ（あらかじめ記憶させておくことが好ましい）とした。

輝線光源は２個であるので，輝線光源Ｙに由来しない光量は，全て輝線光源Ｚ由来となる。輝線光源Ｙの全体の輝線に由来する光量分布は，（Ｉ_０−Ｉ^Ｙ _ＯＮ）／ｋ^Ｙ _ＯＮなので，輝線光源Ｚの全体の輝線に由来する光量分布は，Ｉ_０−（（Ｉ_０−Ｉ^Ｙ _ＯＮ）／ｋ^Ｙ _ＯＮ）となる。

この光量分布の算出・記憶の方法は，輝線光源が２個であれば，一方の輝線が他方を含む場合のほか，一方と他方の輝線が重複するもの・固有のものをそれぞれもつ場合，輝線に重複がない場合にも利用可能である。少なくとも１つの輝線光源が，固有の輝線をもっていればよいためである。

予め記憶しておいた輝線光源毎の光量分布を，領域分割の結果と比べれば，各領域における輝線光源の強度が判明する。この結果から，輝線光源間の混合比が算出できる。混合比と特定された複数の光源とから，各領域の画像処理のパラメータが算出できる。すなわち、特定される複数の光源に適した画像処理パラメータに基づいて、混合された領域についての画像処理パラメータが算出される。また，画素単位で各画素を使用する場合は，各輝線光源の各画素の強度から，輝線光源間の混合比が算出できる。混合比から，各画素の画像処理パラメータ（ホワイトバランス、カラーバランス、色変換等の色処理のパラメータ）が算出できる。

撮影時には，全てのバンドカット素子をオフとし，全ての輝線光源の光が撮像素子に入射する状態とする。撮影した画像の各領域／各画素に対し，算出した各領域／各画素の画像処理を行う。

以上のような画像信号の複数の領域に対する光源識別処理、識別結果に基づく画像処理について、各実施形態での具体的な動作は下記の通りである。

ステップＳ３０３では、画像信号の複数の領域について光源識別処理が行われ、識別結果に対応する光源識別情報が取得される。ステップＳ４０４では、算出された光量分布の比較結果に基づいて各領域について光源の識別が行われる。

ステップＳ３０５では、信号処理部１１２は、ステップＳ３０３で画像信号の複数の領域について識別された光源識別情報に基づいてホワイトバランス、カラーバランス、色変換処理を複数の領域それぞれに行う。ここで、光源識別情報に基づいて処理が行われるのは画像処理のうち、一部でもよい。また、光源識別のための各領域と識別結果に基づく色変換処理の適用領域は必ずしも同じである必要はない。たとえば、色変換処理の適用領域はより各領域がオーバーラップしているなどしてもよい。

本変形例では、画像信号を複数の領域に分割し、各領域のＲＧＢ各信号の平均値を比較して光量比を算出する。入射光量はＲＧＢの画像信号から算出してもよいし、輝度信号に変換して輝度信号により算出してもよい。

（比較例１）
輝線光源である蛍光灯と、同じく輝線光源である水銀灯または別種の蛍光灯との識別を想定する。

特許文献１の記載から概算すると、モノクロ素子の光量に対するグリーン素子の光量比は、蛍光灯（スペクトルは特許文献１の図６）で０．４９，水銀灯（スペクトルは特許文献１の図７）で０．７９と見積もられる。

特許文献２の記載から概算すると、ＥＣ素子（バンドカット幅２５０ｎｍ）のバンドカット機能がオフに対するオンの光量比は、蛍光灯（スペクトルは図４Ｃ３蛍光灯）で０．２９，別の蛍光灯（スペクトルは図３Ｃ２昼光色系蛍光灯）で０．３３と見積もられる。

本発明において、有機ＥＣ素子（特定の化合物からなる）のバンドカット機能がオフのときに対するオンのときの光量比は、蛍光灯（スペクトルは特許文献１の図６）で０．４０，水銀灯（スペクトルは特許文献１の図７）で０．２０と見積もられる。

蛍光灯、水銀灯または別種の蛍光灯の光量比のうち、値の大きな方に対する値の小さな方の比は、特許文献１の方法では０．６２，特許文献２の方法では０．８８，であるが、本発明の方法では０．５０であり、最も小さい。この結果から、もっとも明瞭に識別できるのは、本発明の方法であることがわかる。

（比較例２）
ブロード光源であるＡ光源（ハロゲンランプ）と輝線光源である蛍光灯との識別を想定する。

特許文献２の記載によれば、ＥＣ素子（バンドカット幅２５０ｎｍ）のバンドカット機能がオフのときに対するオンのときの光量比は、Ａ光源（ハロゲンランプ、スペクトルは図３Ａ２）で０．２２，蛍光灯（スペクトルは図４Ｃ３）で０．２９である。

本発明の方法において、有機ＥＣ素子のバンドカット機能がオフのときに対するオンのときの光量比は、Ａ光源（ハロゲンランプ、スペクトルは図３Ａ２）で０．９０，蛍光灯（スペクトルは図４Ｃ３）で０．５０である。

Ａ光源（ハロゲンランプ）と蛍光灯の光量比のうち、値の大きな方に対する値の小さな方の比は、特許文献２の方法では０．７６であるが、発明の方法では０．５６であり、より小さい。この結果から、本発明の方法がより明瞭に識別できることがわかる。

（他の実施形態）
本発明の目的は以下のようにしても達成できる。すなわち、前述した各実施形態の機能を実現するための手順が記述されたソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給する。そしてそのシステムまたは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ、ＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するのである。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体およびプログラムは本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどが挙げられる。また、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等も用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行可能とすることにより、前述した各実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、以下の場合も含まれる。まず記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された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書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、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う。

また、本発明はデジタルカメラのような撮影を主目的とした機器にかぎらず、携帯電話、パーソナルコンピュータ（ラップトップ型、デスクトップ型、タブレット型など）、ゲーム機など、撮像装置を内蔵もしくは外部接続する任意の機器に適用可能である。従って、本明細書における「撮像装置」は、撮像機能を備えた任意の電子機器を包含することが意図されている。

１０１ レンズ
１０２ 絞り
１０３ レンズ制御部
１０４ 絞り制御部
１０５ イメージセンサー
１０６ イメージセンサー制御部
１０７ バンドカット素子
１０８ 色補正処理部
１１０ カメラ情報検出部
１１１ カメラマイコン
１１２ 信号処理部
１１５ 磁気テープ
１１６ ディスプレイ
１１７ ＤＶＤディスク
１１８ メモリカード

Claims (18)

1. 光学系から入射する光束を電気信号に変換して画像信号を出力する撮像手段と、
   前記光学系と前記撮像手段との間に配され、輝線をもつ光源の輝線位置に対応する波長を区別可能にバンドカットするバンドカット機能をもつバンドカット素子と、
   前記バンドカット素子の前記バンドカット機能を制御する制御手段と、
   前記バンドカット素子の前記バンドカット機能がオンのときに前記撮像手段で撮像された第１の画像信号と前記バンドカット素子の前記バンドカット機能がオフのときに前記撮像手段で撮像された第２の画像信号とを比較して、前記撮像手段で撮像される画像の光源を識別する識別手段と、
   前記識別手段で識別される光源に基づいて画像処理を行う画像処理手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記バンドカット素子は有機エレクトロクロミック素子であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記バンドカット素子はゲスト・ホスト液晶であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記識別手段は、前記制御手段によりバンドカットされたバンドと、前記第１及び第２の画像信号の比較結果とに基づいて光源を識別することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の撮像装置。
5. 前記識別手段は、前記第１の画像信号と前記第２の画像信号との比を閾値と比較して、前記比が閾値より大きいとき、前記制御手段によりバンドカットされたバンドに対応する光源であると識別することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の撮像装置。
6. 前記識別手段は、前記制御手段により複数の光源に対応するバンドカット機能が制御されたときの前記第１の画像信号と前記第２の画像信号との比がいずれも閾値より小さい場合、前記撮像手段で撮像される画像の光源はブロードな光源であると識別することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、光源毎に前記バンドカット機能のオン、オフを制御し、
   前記識別手段は、光源毎に前記第１及び第２の画像信号の比を閾値と比較することで各光源を識別することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、優先されるべき光源に対応する前記バンドカット機能を優先的に制御し、前記識別手段で光源が識別されたことに応じて前記制御手段及び前記識別手段の動作が終了することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の撮像装置。
9. 前記バンドカット素子がバンドカットする輝線位置は、蛍光灯、水銀灯、発光ダイオードの少なくとも１つの輝線位置に対応することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の撮像装置。
10. 前記バンドカット素子は、バンドカット幅が２０ｎｍ以内であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の撮像装置。
11. 前記バンドカット素子は、バンドカット位置として６１５ｎｍ、５９５ｎｍ、４６５ｎｍ、５４５ｎｍ、４８０ｎｍのいずれか１つを有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の撮像装置。
12. 前記画像処理手段は、前記識別手段で識別された光源に基づいてホワイトバランス、カラーバランス、色変換処理のうちの少なくとも１つの処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の撮像装置。
13. 前記識別手段により光源が識別された後に、前記制御手段によって前記バンドカット機能が全てオフに制御されている状態で前記撮像手段で撮像された画像を記録媒体に記録する記録手段を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の撮像装置。
14. 前記識別手段は、被写体に合焦している状態で撮像された画像信号に基づいて光源の識別を行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の撮像装置。
15. 前記識別手段は、前記画像信号の複数の領域について光源をそれぞれ識別し、前記画像処理手段は、前記複数の領域それぞれについて、識別された光源に基づいて画像処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の撮像装置。
16. 光学系から入射する光束を電気信号に変換して画像信号を出力する撮像手段と、前記光学系と前記撮像手段との間に配され、輝線をもつ光源の輝線位置に対応する波長を区別可能にバンドカットするバンドカット機能をもつバンドカット素子と、を有する撮像装置の制御方法であって、
    前記バンドカット素子の前記バンドカット機能を制御する制御ステップと、
    前記バンドカット素子の前記バンドカット機能がオンのときに前記撮像手段で撮像された第１の画像信号と前記バンドカット素子の前記バンドカット機能がオフのときに前記撮像手段で撮像された第２の画像信号とを比較して、前記撮像手段で撮像される画像の光源を識別する識別ステップと、
    前記識別手段で識別される光源に基づいて画像処理を行う画像処理ステップと、
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
17. 請求項１６に記載の撮像装置の制御方法のステップが記述されたコンピュータで実行可能なプログラム。
18. コンピュータに、請求項１６に記載の撮像装置の制御方法の各ステップを実行させるためのプログラムが記憶されたコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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