JP4144390B2 - 電子カメラおよび電子カメラシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホワイトバランス調整を行う電子カメラ、および電子カメラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体像をＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子で撮像する電子カメラにおいて、ＣＣＤイメージセンサから得られるＲＧＢ各色の撮像信号の信号レベルを所定の比率にするように色調整（いわゆるホワイトバランス調整）が行われている。水中撮影を行う場合、水の分光透過率の影響で光の長波長域が減衰しやすくなるので、Ｒ色光の比率がＧ色、Ｂ色光に比べて減少して青みを帯びた画像になる。特許文献１には、このような青み画像を陸上で得られる自然光の色比率に近づけるようにホワイトバランス調整ゲインを変化させる電子カメラが開示されている。特許文献１のカメラは、水中でのカメラおよび被写体間の距離や、カメラと被写体との水深差に応じてホワイトバランス調整が行われる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３５１０２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
陸上の自然光は、周知のように時刻とともに色温度（色比率）が変化する。また、水中では、水面からカメラ（被写体）までの距離（すなわち、水面からの深さ）が長くなるほど、水の外から到達する自然光のＲ色成分が減少する。したがって、特許文献１のように水中でのカメラおよび被写体間の距離に応じてホワイトバランス調整ゲインを変えるだけでは、自然光の色比率や水面からの深さが異なる場合に、正しくホワイトバランス調整を行うことが困難である。
【０００５】
本発明は、水中撮影時の水面からの深さに応じてホワイトバランス調整を行う電子カメラおよび電子カメラシステムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子カメラは、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、撮像素子から出力される撮像信号に対してホワイトバランス調整を行う色調整手段と、色調整手段がホワイトバランス調整時に使用する調整係数を撮影前に設定する調整係数設定手段と、水中でカメラが位置する深さ（水深）を検出する水深検出手段と、水深検出手段によって検出される水深に応じて異なる調整係数を使用するように色調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
調整係数設定手段が水中で調整係数を設定する場合の電子カメラは、調整係数設定手段による調整係数の設定時に水深検出手段によって検出される水深に対応させて設定された調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備えることもできる。制御手段は、水中撮影時に水深検出手段によって検出される水深に対応する調整係数を調整係数記憶手段から読み出して使用するように色調整手段を制御することもできる。
調整係数設定手段が水中で調整係数を設定する場合の電子カメラは、調整係数設定手段により設定された調整係数のうち、当該調整係数設定時に水深検出手段によって検出される水深の最大値に対応する調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備えることもできる。制御手段は、水中撮影時に水深検出手段によって検出される水深に応じて調整係数記憶手段に記憶されている調整係数を変更し、変更後の調整係数を使用するように色調整手段を制御することもできる。
調整係数設定手段が水の外で調整係数を設定する場合の電子カメラは、調整係数設定手段により設定された調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備えることもできる。制御手段は、水中撮影時に水深検出手段によって検出される水深に対応する水の分光透過特性に応じて調整係数記憶手段に記憶されている調整係数を変更し、変更後の調整係数を使用するように色調整手段を制御することもできる。
本発明による電子カメラシステムは、カメラを格納するとともに、水中で位置する深さ（水深）を検出する水深検出手段を有する防水カメラハウジングと、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像素子、撮像素子から出力される撮像信号に対してホワイトバランス調整を行う色調整手段、色調整手段がホワイトバランス調整時に使用する調整係数を撮影前に設定する調整係数設定手段、および水深検出手段によって検出される水深に応じて異なる調整係数を使用するように色調整手段を制御する制御手段を有する電子カメラとを備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第一の実施の形態）
図１は、本発明の第一の実施の形態による電子スチルカメラの要部構成を説明するブロック図である。図１において、電子スチルカメラは、ＣＰＵ１と、制御モード入力操作部材２と、水深検出センサ３と、ホワイトバランス入力部４と、撮像素子５と、Ａ／Ｄ変換回路６と、信号処理回路７とを含む。電子スチルカメラは、水中撮影可能に構成されている。
【０００８】
撮像素子５は、たとえば、二次元ＣＣＤイメージセンサによって構成される。ＣＣＤイメージセンサは、撮影レンズＬによって撮像面上に結像された被写体像の明るさに応じて、当該撮像面に構成されている各画素に対応して信号電荷を蓄積する。撮像素子５には、不図示の駆動回路から垂直駆動パルス信号および水平駆動パルス信号がそれぞれ供給される。撮像素子５の各画素に対応する蓄積電荷は、垂直駆動パルス信号によって垂直転送された後に、水平駆動パルス信号によって水平転送される。水平転送された蓄積電荷は、撮像素子５から撮像信号として順次出力され、Ａ／Ｄ変換回路６へ送られる。
【０００９】
撮像素子５の画素領域上には、不図示の色フィルタが設けられている。色フィルタは、Ｒ色、Ｂ色、およびＧ色のいずれかの光を通過させる原色フィルタが画素位置に対応して所定（たとえば、ベイヤー方式）の配列で構成された色分解フィルタである。撮像素子５は、このような色フィルタを通して被写体像を撮像することにより、ＲＢＧ各色ごとの撮像信号を出力する。
【００１０】
Ａ／Ｄ変換回路６は、入力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換し、変換後のデータを信号処理回路７へ出力する。信号処理回路７は、Ａ／Ｄ変換回路６から入力される画像データに対してガンマ補正、ホワイトバランス調整などの画像処理を施す。画像処理後の画像データは、所定の記録フォーマットに処理された後で不図示のメモリカードなどの記録媒体に記録される。
【００１１】
信号処理回路７は、ホワイトバランス調整を以下のように行う。Ａ／Ｄ変換回路６から入力されるＲ色、Ｂ色およびＧ色の画像データのうち、Ｒ色およびＢ色の画像データのそれぞれに対して、ホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインをかけ合わせる。ホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインは、ＣＰＵ１で決定される。ＲゲインおよびＢゲインの詳細については後述する。
【００１２】
ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整ゲインの算出や、電子スチルカメラ全体の動作制御などを行う。ＣＰＵ１には、ホワイトバランス入力部４によって検出された被写体の色比率を示す検出信号、水深検出センサ３によって検出された水圧を示す検出信号、制御モード入力操作部材２から出力される操作信号が、それぞれ入力される。
【００１３】
ホワイトバランス入力部４は、たとえば、複数の画素を有する二次元撮像素子によって構成される。ホワイトバランス入力部４の表面には、複数の画素に対応してＲ色、Ｇ色、およびＢ色のいずれかの光を通過させる３原色フィルタ（不図示）が設けられている。ホワイトバランス入力部４がこの色フィルタを通して被写体光を撮像することにより、被写体光がＲ色信号、Ｇ色信号およびＢ色信号に分解して撮像される。つまり、ホワイトバランス入力部４は、被写体光のＲ色成分、Ｇ色成分、およびＢ色成分による信号比率を示す検出信号をＣＰＵ１へ出力する。ホワイトバランス入力部４は、被写体の色比率を得ればよいので、その画素数は撮影用の撮像素子５に比べて少なく構成されている。
【００１４】
ＣＰＵ１は、ホワイトバランス入力部４から出力される検出信号を用いてホワイトバランス調整係数（Ｒゲイン、Ｂゲイン）を算出する。ホワイトバランス調整係数の算出は、制御モード入力操作部材２から出力されるプリセット指示を示す操作信号に応じて行われる。プリセットは、あらかじめ用意した白もしくはグレーなど無彩色の被写体から得られるＲ色、Ｂ色、およびＧ色の色信号成分の比を、１：１：１に調整するようにホワイトバランス調整係数を得ることである。
【００１５】
被写体の色比率は、たとえば、Ｇ色成分およびＲ色成分の撮像信号レベル比Ｇ／Ｒ、およびＧ色成分およびＢ色成分の撮像信号レベル比Ｇ／Ｂで表す。ホワイトバランス調整係数（Ｒゲイン、Ｂゲイン）は、それぞれの信号レベル比を１にするように算出される。したがって、ホワイトバランス入力部４からの検出信号により被写体光の撮像信号レベル比Ｇ／Ｒおよび撮像信号レベル比Ｇ／Ｂがわかれば、ホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインが求まる。
【００１６】
なお、ホワイトバランス入力部４で検出される色比率（Ｇ／ＲおよびＧ／Ｂ）は、色温度との間に所定の関係を有する。したがって、被写体光の色比率を得ることは、被写体の色温度を得ることと等価である。
【００１７】
ＣＰＵ１は、以上説明したようにホワイトバランス調整係数を算出すると、ホワイトバランス調整係数をＣＰＵ１内のメモリ（不図示）に格納しておく。信号処理回路７は、レリーズ後に撮像素子５で撮影用の被写体像が撮像されると、撮像素子５から出力される撮像信号に対して、ＣＰＵ１に格納されているホワイトバランス調整用ゲインを用いてホワイトバランス調整を行う。
【００１８】
本発明は、上記の電子スチルカメラで水中撮影を行うとき、当該カメラが位置する水面からの深さに応じて、ホワイトバランス調整係数を変化させることに特徴を有する。
【００１９】
なお、本実施の形態による電子スチルカメラは、水中で閃光装置などを用いることなく、自然光など水の外からの光で照明される水中の被写体を撮影する。したがって、主として水面下１５ｍまでの水中撮影に適用するのが好ましい。
【００２０】
上述したＣＰＵ１で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れについて、図２および図３のフローチャートを参照して説明する。図２および図３による処理は、電子スチルカメラのメインスイッチがオンされると繰り返し行われる。図２のステップＳ１において、ＣＰＵ１は、プリセットホワイトバランス（ＷＢ）するか否かを判定する。ＣＰＵ１は、制御モード入力操作部材２からプリセット指示を示す操作信号が入力されるとステップＳ１を肯定判定してステップＳ２へ進み、プリセット指示を示す操作信号が入力されない場合はステップＳ１を否定判定し、図３のステップＳ９へ進む。
【００２１】
ステップＳ２以降の処理では、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘのプリセットを行う。ステップＳ２において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス入力処理を行う。ＣＰＵ１は、上述したように、ホワイトバランス入力部４から出力される検出信号を用いてホワイトバランス調整係数ＷＢｘ（Ｒゲイン、Ｂゲイン）を算出する。なお、電子スチルカメラの操作者によって無彩色の被写体（たとえば、水中メモカード）が水中に用意され、ホワイトバランス入力部４はメモカードからの被写体光を受光する。ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘを算出するとステップＳ３へ進む。
【００２２】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１は、水深Ｄの検出処理を行う。水深Ｄは、電子スチルカメラが位置する水面からの深さのことをいう。ＣＰＵ１は、水深検出センサ３から出力される圧力検出信号を用いて水深Ｄを求め、ステップＳ４へ進む。水圧を検出すると、水深Ｄを１０cm単位で得られる。ステップＳ４において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ１以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ１が成立する場合にステップＳ４を肯定判定してステップＳ６へ進み、Ｄ≦ｄ１が成立しない場合にステップＳ４を否定判定し、ステップＳ５へ進む。
【００２３】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ２（ただし、ｄ１＜ｄ２）以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ２が成立する場合にステップＳ５を肯定判定してステップＳ７へ進み、Ｄ≦ｄ２が成立しない場合にステップＳ５を否定判定し、ステップＳ８へ進む。
【００２４】
ステップＳ６において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘをＷＢ１として格納し、図２による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢ１は、電子スチルカメラが水中の浅い位置（０＜Ｄ≦ｄ１）にある場合に使用するＲゲインおよびＢゲインである。ステップＳ７において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘをＷＢ２として格納し、図２による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢ２は、電子スチルカメラが水中の（ｄ１＜Ｄ≦ｄ２）に位置する場合に使用するＲゲインおよびＢゲインである。
【００２５】
ステップＳ８において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘをＷＢ３として格納し、図２による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢ３は、電子スチルカメラが水中の（ｄ２＜Ｄ）に位置する場合に使用するＲゲインおよびＢゲインである。
【００２６】
電子スチルカメラが以上説明した処理を３通りの水深Ｄ（▲１▼０＜Ｄ≦ｄ１、▲２▼ｄ１＜Ｄ≦ｄ２、▲３▼ｄ２＜Ｄ）でそれぞれ行うと、ＣＰＵ１内に３通りのホワイトバランス調整係数がそれぞれ格納される。
【００２７】
図３のステップＳ９以降の処理では、水中撮影時のホワイトバランス調整処理で使用するホワイトバランス調整係数を決定する。ステップＳ９において、ＣＰＵ１は、レリーズされたか否かを判定する。ＣＰＵ１は、不図示のレリーズスイッチからレリーズ操作信号が入力された場合にステップＳ９を肯定判定してステップＳ１０へ進み、レリーズスイッチからレリーズ操作信号が入力されない場合にステップＳ９を否定判定し、ステップＳ９の判定処理を繰り返す。
【００２８】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ１は、ステップＳ３と同様に水深Ｄを求め、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ１以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ１が成立する場合にステップＳ１１を肯定判定してステップＳ１３へ進み、Ｄ≦ｄ１が成立しない場合にステップＳ１１を否定判定し、ステップＳ１２へ進む。
【００２９】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ２（ただし、ｄ１＜ｄ２）以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ２が成立する場合にステップＳ１２を肯定判定してステップＳ１４へ進み、Ｄ≦ｄ２が成立しない場合にステップＳ１２を否定判定し、ステップＳ１５へ進む。
【００３０】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢ１を選択して信号処理回路７へ送出し、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１４において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢ２を選択して信号処理回路７へ送出し、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１５において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢ３を選択して信号処理回路７へ送出し、ステップＳ１６へ進む。
【００３１】
ステップＳ１６において、ＣＰＵ１は、露光処理を行って図３による処理を終了する。ＣＰＵ１は、周知の露出演算および焦点調節処理を行った後で撮像素子５に被写体像の撮像を開始させる。ＣＰＵ１は、撮像素子５から出力される撮像信号に対するホワイトバランス調整を信号処理回路７に指示する。これにより、信号処理回路７が上記選択されているホワイトバランス調整係数を用いてホワイトバランス調整処理を行い、一連の撮影処理が終了する。
【００３２】
以上説明した第一の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子スチルカメラは、水中でホワイトバランス調整係数をプリセットし、検出した水深Ｄ（水面からの深さ）に対応してホワイトバランス調整係数をＣＰＵ１内に格納する。水深Ｄは、▲１▼０＜Ｄ≦ｄ１、▲２▼ｄ１＜Ｄ≦ｄ２、▲３▼ｄ２＜Ｄの３通りである。電子スチルカメラは水中撮影時に水深Ｄを検出し、検出した水深Ｄに対応してＣＰＵ１内に格納されているホワイトバランス調整係数を読み出し、撮像素子５からの撮像信号に対するホワイトバランス調整処理に使用する。図８は、海の深さと可視光が届く範囲の例を示す図である。図８において、斜線で示す領域が到達範囲を表す。深さが深くなるほどＲ色成分がＢ色、Ｇ色成分に比べて大きく減衰するので、実際の減衰特性に応じたホワイトバランス調整係数が必要になる。水深Ｄに対応するホワイトバランス調整係数を使用することで、被写体色を本来の色により近づけるように色調整（ホワイトバランス調整）を行うことができる。
【００３３】
（２）ＣＰＵ１が水深検出センサ３の検出出力を用いて自動的に水深Ｄを検出し、検出した水深Ｄに対応させてホワイトバランス調整係数を格納したり、格納されているホワイトバランス調整係数を読み出したりするようにした。これにより、操作者が電子スチルカメラに対して水深Ｄの値により異なる操作をしなくてよいので、操作性のよい電子スチルカメラが得られる。
【００３４】
（３）一般に、自然光は朝夕の色温度が低く、昼間の色温度が高くなる。したがって、同一の場所で同じ水深Ｄの場合でも、時刻や天候などが異なるとホワイトバランス調整係数を変更する必要が生じる。また、時刻、天候ならびに水深Ｄが同じであっても、水のにごり等によって光の減衰特性に変化が生じ、ホワイトバランス調整係数の変更が必要になることもある。電子スチルカメラは、このような場合に水中でホワイトバランス調整係数をプリセットすることができる。実際に撮影する水中でホワイトバランス調整係数のプリセット処理を行うことは、水中撮影を行う上で特に重要である。
【００３５】
（第二の実施の形態）
第二の実施の形態では、水中でホワイトバランス調整係数をプリセットした場合に、検出される水深Ｄ（水面からの深さ）がそれ以前に検出された水深Ｄより大きければ、当該水深Ｄに対応してホワイトバランス調整係数をＣＰＵ１内に格納する。すなわち、最も深い水深Ｄに対応するホワイトバランス調整係数のみを格納する。
【００３６】
第二の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れについて、図４および図５のフローチャートを参照して説明する。図４および図５による処理は、電子スチルカメラのメインスイッチがオンされると繰り返し行われる。図４のステップＳ１０１において、ＣＰＵ１は、プリセットホワイトバランス（ＷＢ）するか否かを判定する。ＣＰＵ１は、制御モード入力操作部材２からプリセット指示を示す操作信号が入力されるとステップＳ１０１を肯定判定してステップＳ１０２へ進み、プリセット指示を示す操作信号が入力されない場合はステップＳ１０１を否定判定し、図５のステップＳ１０６へ進む。
【００３７】
ステップＳ１０２以降の処理では、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘのプリセットを行う。ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス入力処理を行う。ＣＰＵ１は、電子スチルカメラの操作者によって水中に用意される無彩色の被写体からの被写体光を受光し、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘを算出するとステップＳ１０３へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１は、水深Ｄ（水面からの深さ）を求め、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１は、水深Ｄが最大水深ｄｍａｘより大きいか否かを判定する。最大水深ｄｍａｘは過去に検出した水深Ｄの最大値であり、ＣＰＵ１内に格納されている。ＣＰＵ１は、Ｄ＞ｄｍａｘが成立する場合にステップＳ１０４を肯定判定してステップＳ１０５へ進み、Ｄ＞ｄｍａｘが成立しない場合にステップＳ１０４を否定判定し、ステップＳ１０１へ戻る。
【００３９】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘをＷＢｄｍａｘとしてＣＰＵ１内に格納するとともに、最大水深ｄｍａｘも格納して図４による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘは、電子スチルカメラが水深ｄｍａｘに位置する場合に対応するＲゲインおよびＢゲインである。
【００４０】
図５のステップＳ１０６以降の処理では、水中撮影時のホワイトバランス調整処理で使用するホワイトバランス調整係数を決定する。ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１は、レリーズされたか否かを判定する。ＣＰＵ１は、不図示のレリーズスイッチからレリーズ操作信号が入力された場合にステップＳ１０６を肯定判定してステップＳ１０７へ進み、レリーズスイッチからレリーズ操作信号が入力されない場合にステップＳ１０６を否定判定し、ステップＳ１０６の判定処理を繰り返す。
【００４１】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１は水深Ｄを求め、ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ１以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ１が成立する場合にステップＳ１０８を肯定判定してステップＳ１１０へ進み、Ｄ≦ｄ１が成立しない場合にステップＳ１０８を否定判定し、ステップＳ１０９へ進む。
【００４２】
ステップＳ１０９において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ２（ただし、ｄ１＜ｄ２）以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ２が成立する場合にステップＳ１０９を肯定判定してステップＳ１１１へ進み、Ｄ≦ｄ２が成立しない場合にステップＳ１０９を否定判定し、ステップＳ１１２へ進む。
【００４３】
ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘを水深ｄ１に最適化する処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ１）を行ってステップＳ１１３へ進む。処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ１）では、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘ×ｄ１／ｄｍａｘを算出する。これにより、水面からの深さｄ１に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて行う。
【００４４】
ステップＳ１１１において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘを水深ｄ２に最適化する処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ２）を行ってステップＳ１１３へ進む。処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ２）では、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘ×ｄ２／ｄｍａｘを算出する。これにより、水面からの深さｄ２に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて行う。
【００４５】
ステップＳ１１２において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘを水深ｄ３に最適化する処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ３）を行ってステップＳ１１３へ進む。処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ３）では、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘ×ｄ３／ｄｍａｘを算出する。これにより、水面からの深さｄ３に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて行う。
【００４６】
ステップＳ１１３において、ＣＰＵ１は、露光処理を行って図５による処理を終了する。ＣＰＵ１は、周知の露出演算および焦点調節処理を行った後で撮像素子５に被写体像の撮像を開始させる。ＣＰＵ１は、撮像素子５から出力される撮像信号に対するホワイトバランス調整を信号処理回路７に指示する。これにより、信号処理回路７が最適化されているホワイトバランス調整係数を用いてホワイトバランス調整処理を行い、一連の撮影処理が終了する。
【００４７】
以上説明した第二の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子スチルカメラは、水中でホワイトバランス調整係数をプリセットし、検出した水深Ｄ（水面からの深さ）が過去に検出した水深の最大値ｄｍａｘを超える場合に、当該水深Ｄに対応させて上記プリセットで得たホワイトバランス調整係数をＷＢｄｍａｘとしてＣＰＵ１内に格納する。当該水深Ｄは、以降の最大水深ｄｍａｘとする。電子スチルカメラは水中撮影時に水深Ｄを検出し、検出した水深Ｄに応じてＣＰＵ１内に格納されているホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘを最適化し、撮像素子５からの撮像信号に対するホワイトバランス調整処理に使用する。最適化は、検出した水深Ｄに応じて、▲１▼０＜Ｄ≦ｄ１、▲２▼ｄ１＜Ｄ≦ｄ２、▲３▼ｄ２＜Ｄの３通りで行う。これにより、第一の実施の形態と同様に、水深Ｄに対応するホワイトバランス調整係数を使用することできる。また、第一の実施の形態と異なり、複数のホワイトバランス調整係数を格納しなくてよい。
【００４８】
（２）深度がより深い位置に対応するホワイトバランス調整係数を用いて最適化処理するようにしたので、水深Ｄの増加にともなう色成分の変化をつかみやすく、最適化処理における誤差を低減できる。たとえば、深さ２ｍの位置で生じているＲ色光の減衰は、深さ１０ｍの位置で生じている減衰より小さい。したがって、深さ２ｍの位置でプリセット処理して得たホワイトバランス調整係数を用いて、深さ１０ｍの位置におけるホワイトバランス調整係数を外挿法で求めるよりも、深さ１０ｍの位置でプリセット処理して得たホワイトバランス調整係数を用いて、深さ２ｍの位置におけるホワイトバランス調整係数を内挿法で求める方が、誤差を小さく抑えることができる。
【００４９】
（第三の実施の形態）
第三の実施の形態では、陸上でホワイトバランス調整係数をプリセットした場合に、水中撮影時に検出される水深Ｄに対応してホワイトバランス調整係数を変化させる。
【００５０】
第三の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れについて、図６および図７のフローチャートを参照して説明する。図６および図７による処理は、電子スチルカメラのメインスイッチがオンされると繰り返し行われる。図６のステップＳ２０１において、ＣＰＵ１は、プリセットホワイトバランス（ＷＢ）するか否かを判定する。ＣＰＵ１は、制御モード入力操作部材２からプリセット指示を示す操作信号が入力されるとステップＳ２０１を肯定判定してステップＳ２０２へ進み、プリセット指示を示す操作信号が入力されない場合はステップＳ２０１を否定判定し、図７のステップＳ２０３へ進む。
【００５１】
ステップＳ２０２は、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandのプリセット処理を行う。ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス入力処理を行う。ＣＰＵ１は、電子スチルカメラの操作者によって陸上で用意される無彩色の被写体からの被写体光を受光し、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandを算出すると、ＣＰＵ１内に格納して図６による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢlandは、電子スチルカメラが陸上に位置する場合に対応するＲゲインおよびＢゲインである。なお、第三の実施の形態におけるプリセットは必ずしも陸上で行わなくても水の外であればよく、たとえば、船上で行ってもよい。
【００５２】
図７のステップＳ２０３以降の処理では、水中撮影時のホワイトバランス調整処理で使用するホワイトバランス調整係数を決定する。図５と比べてステップＳ２０７、Ｓ２０８、およびステップＳ２０９の処理が異なるので、これら相違する処理を中心に説明する。
【００５３】
図７のステップＳ２０７において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandを水深ｄ１に最適化する処理Ｑｄ１を行ってステップＳ２１０へ進む。処理Ｑｄ１では、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandのＲゲインを１０％高める。Ｂゲインは、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandに比べて低い値にする。これにより、水面からの深さｄ１に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて、あらかじめ用意される所定の係数を掛ける。所定の係数は、図８に例示した水の分光透過特性において、深さｄ１に対応する特性から決定される。水中では赤色成分が減衰して他の色に比べて弱くなるのでＲゲインを上げ、青色成分は他の色に比べて強くなるのでＢゲインを下げる。
【００５４】
ステップＳ２０８において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandを水深ｄ２に最適化する処理Ｑｄ２を行ってステップＳ２１０へ進む。処理Ｑｄ２は、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandのＲゲインを５０％高める。Ｂゲインは、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandに比べて低い値にする。これにより、水面からの深さｄ２に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて、あらかじめ用意される所定の係数を掛ける。所定の係数は、図８に例示した水の分光透過特性において、深さｄ２に対応する特性から決定される。
【００５５】
ステップＳ２０９において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandを水深ｄ３に最適化する処理Ｑｄ３を行ってステップＳ２１０へ進む。処理Ｑｄ３は、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandのＲゲインを１００％高める。Ｂゲインは、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandに比べて低い値にする。これにより、水面からの深さｄ３に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて、あらかじめ用意される所定の係数を掛ける。所定の係数は、図８に例示した水の分光透過特性において、深さｄ３に対応する特性から決定される。
【００５６】
以上説明した第三の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。すなわち、電子スチルカメラは陸上でホワイトバランス調整係数をプリセットし、当該ホワイトバランス調整係数ＷＢlandをＣＰＵ１内に格納する。電子スチルカメラは水中撮影時に水深Ｄを検出し、検出した水深Ｄに応じてＣＰＵ１内に格納されているホワイトバランス調整係数ＷＢlandを最適化し、撮像素子５からの撮像信号に対するホワイトバランス調整処理に使用する。最適化は、検出した水深Ｄに対応する水の分光透過特性に応じて行う。これにより、第一および第二の実施の形態と同様に、水深Ｄに対応するホワイトバランス調整係数を使用することできる。また、第一の実施の形態と異なり、複数のホワイトバランス調整係数を格納しなくてよい。
【００５７】
以上の説明では、撮影用の撮像素子５と別にホワイトバランス入力部４を設ける例を説明したが、撮像素子５による撮像信号を用いて色比率を検出するようにしてもよい。この場合には、撮像素子５の撮像面上の所定領域に対応する画素から出力される撮像信号を用いて、被写体光の撮像信号レベル比Ｇ／Ｒおよび撮像信号レベル比Ｇ／Ｂを算出する。
【００５８】
上述した電子スチルカメラは、水中撮影用に防水構造が施されたものとして説明した。電子スチルカメラが防水構造でない場合には、当該電子スチルカメラを格納する水中ハウジングを用いればよい。水中ハウジングは防水構造を有するので、この中にカメラを入れて水中で使用しても、当該カメラが浸水することはない。なお、この場合には、水深検出センサを水中ハウジングに設け、この水深検出センサによる検出信号が電子スチルカメラのＣＰＵへ送出されるようにする。
【００５９】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明する。色調整手段は、たとえば、信号処理回路７によって構成される。調整係数設定手段、制御手段および調整係数記憶手段は、たとえば、ＣＰＵ１によって構成される。水深検出手段は、たとえば、水深検出センサ３およびＣＰＵ１によって構成される。調整係数の変更は、水深に応じた最適化が対応する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、水中撮影時の水面からの深さに応じてホワイトバランス調整を行うので、水中で正しくホワイトバランス調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態による電子スチルカメラの要部構成を説明するブロック図である。
【図２】ホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図３】ホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】第二の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】第二の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】第三の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】第三の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】海の深さと可視光が届く範囲の例を示す図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、 ２…制御モード入力操作部材、
３…水深検出センサ、 ４…ホワイトバランス入力部、
５…撮像素子、 ６…Ａ／Ｄ変換回路、
７…信号処理回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホワイトバランス調整を行う電子カメラ、および電子カメラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体像をＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子で撮像する電子カメラにおいて、ＣＣＤイメージセンサから得られるＲＧＢ各色の撮像信号の信号レベルを所定の比率にするように色調整（いわゆるホワイトバランス調整）が行われている。水中撮影を行う場合、水の分光透過率の影響で光の長波長域が減衰しやすくなるので、Ｒ色光の比率がＧ色、Ｂ色光に比べて減少して青みを帯びた画像になる。特許文献１には、このような青み画像を陸上で得られる自然光の色比率に近づけるようにホワイトバランス調整ゲインを変化させる電子カメラが開示されている。特許文献１のカメラは、水中でのカメラおよび被写体間の距離や、カメラと被写体との水深差に応じてホワイトバランス調整が行われる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３５１０２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
陸上の自然光は、周知のように時刻とともに色温度（色比率）が変化する。また、水中では、水面からカメラ（被写体）までの距離（すなわち、水面からの深さ）が長くなるほど、水の外から到達する自然光のＲ色成分が減少する。したがって、特許文献１のように水中でのカメラおよび被写体間の距離に応じてホワイトバランス調整ゲインを変えるだけでは、自然光の色比率や水面からの深さが異なる場合に、正しくホワイトバランス調整を行うことが困難である。
【０００５】
本発明は、水中撮影時の水面からの深さに応じてホワイトバランス調整を行う電子カメラおよび電子カメラシステムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子カメラは、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、撮像素子から出力される撮像信号に対してホワイトバランス調整を行う色調整手段と、色調整手段がホワイトバランス調整時に使用する調整係数を撮影前に設定する調整係数設定手段と、水中でカメラが位置する深さ（水深）を検出する水深検出手段と、水深検出手段によって検出される水深に応じて異なる調整係数を使用するように色調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
調整係数設定手段が水中で調整係数を設定する場合の電子カメラは、調整係数設定手段による調整係数の設定時に水深検出手段によって検出される水深に対応させて設定された調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備えることもできる。制御手段は、水中撮影時に水深検出手段によって検出される水深に対応する調整係数を調整係数記憶手段から読み出して使用するように色調整手段を制御することもできる。
調整係数設定手段が水中で調整係数を設定する場合の電子カメラは、調整係数設定手段により設定された調整係数のうち、当該調整係数設定時に水深検出手段によって検出される水深の最大値に対応する調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備えることもできる。制御手段は、水中撮影時に水深検出手段によって検出される水深に応じて調整係数記憶手段に記憶されている調整係数を変更し、変更後の調整係数を使用するように色調整手段を制御することもできる。
調整係数設定手段が水の外で調整係数を設定する場合の電子カメラは、調整係数設定手段により設定された調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備えることもできる。制御手段は、水中撮影時に水深検出手段によって検出される水深に対応する水の分光透過特性に応じて調整係数記憶手段に記憶されている調整係数を変更し、変更後の調整係数を使用するように色調整手段を制御することもできる。
本発明による電子カメラシステムは、カメラを格納するとともに、水中で位置する深さ（水深）を検出する水深検出手段を有する防水カメラハウジングと、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像素子、撮像素子から出力される撮像信号に対してホワイトバランス調整を行う色調整手段、色調整手段がホワイトバランス調整時に使用する調整係数を撮影前に設定する調整係数設定手段、および水深検出手段によって検出される水深に応じて異なる調整係数を使用するように色調整手段を制御する制御手段を有する電子カメラとを備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第一の実施の形態）
図１は、本発明の第一の実施の形態による電子スチルカメラの要部構成を説明するブロック図である。図１において、電子スチルカメラは、ＣＰＵ１と、制御モード入力操作部材２と、水深検出センサ３と、ホワイトバランス入力部４と、撮像素子５と、Ａ／Ｄ変換回路６と、信号処理回路７とを含む。電子スチルカメラは、水中撮影可能に構成されている。
【０００８】
撮像素子５は、たとえば、二次元ＣＣＤイメージセンサによって構成される。ＣＣＤイメージセンサは、撮影レンズＬによって撮像面上に結像された被写体像の明るさに応じて、当該撮像面に構成されている各画素に対応して信号電荷を蓄積する。撮像素子５には、不図示の駆動回路から垂直駆動パルス信号および水平駆動パルス信号がそれぞれ供給される。撮像素子５の各画素に対応する蓄積電荷は、垂直駆動パルス信号によって垂直転送された後に、水平駆動パルス信号によって水平転送される。水平転送された蓄積電荷は、撮像素子５から撮像信号として順次出力され、Ａ／Ｄ変換回路６へ送られる。
【０００９】
撮像素子５の画素領域上には、不図示の色フィルタが設けられている。色フィルタは、Ｒ色、Ｂ色、およびＧ色のいずれかの光を通過させる原色フィルタが画素位置に対応して所定（たとえば、ベイヤー方式）の配列で構成された色分解フィルタである。撮像素子５は、このような色フィルタを通して被写体像を撮像することにより、ＲＢＧ各色ごとの撮像信号を出力する。
【００１０】
Ａ／Ｄ変換回路６は、入力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換し、変換後のデータを信号処理回路７へ出力する。信号処理回路７は、Ａ／Ｄ変換回路６から入力される画像データに対してガンマ補正、ホワイトバランス調整などの画像処理を施す。画像処理後の画像データは、所定の記録フォーマットに処理された後で不図示のメモリカードなどの記録媒体に記録される。
【００１１】
信号処理回路７は、ホワイトバランス調整を以下のように行う。Ａ／Ｄ変換回路６から入力されるＲ色、Ｂ色およびＧ色の画像データのうち、Ｒ色およびＢ色の画像データのそれぞれに対して、ホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインをかけ合わせる。ホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインは、ＣＰＵ１で決定される。ＲゲインおよびＢゲインの詳細については後述する。
【００１２】
ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整ゲインの算出や、電子スチルカメラ全体の動作制御などを行う。ＣＰＵ１には、ホワイトバランス入力部４によって検出された被写体の色比率を示す検出信号、水深検出センサ３によって検出された水圧を示す検出信号、制御モード入力操作部材２から出力される操作信号が、それぞれ入力される。
【００１３】
ホワイトバランス入力部４は、たとえば、複数の画素を有する二次元撮像素子によって構成される。ホワイトバランス入力部４の表面には、複数の画素に対応してＲ色、Ｇ色、およびＢ色のいずれかの光を通過させる３原色フィルタ（不図示）が設けられている。ホワイトバランス入力部４がこの色フィルタを通して被写体光を撮像することにより、被写体光がＲ色信号、Ｇ色信号およびＢ色信号に分解して撮像される。つまり、ホワイトバランス入力部４は、被写体光のＲ色成分、Ｇ色成分、およびＢ色成分による信号比率を示す検出信号をＣＰＵ１へ出力する。ホワイトバランス入力部４は、被写体の色比率を得ればよいので、その画素数は撮影用の撮像素子５に比べて少なく構成されている。
【００１４】
ＣＰＵ１は、ホワイトバランス入力部４から出力される検出信号を用いてホワイトバランス調整係数（Ｒゲイン、Ｂゲイン）を算出する。ホワイトバランス調整係数の算出は、制御モード入力操作部材２から出力されるプリセット指示を示す操作信号に応じて行われる。プリセットは、あらかじめ用意した白もしくはグレーなど無彩色の被写体から得られるＲ色、Ｂ色、およびＧ色の色信号成分の比を、１：１：１に調整するようにホワイトバランス調整係数を得ることである。
【００１５】
被写体の色比率は、たとえば、Ｇ色成分およびＲ色成分の撮像信号レベル比Ｇ／Ｒ、およびＧ色成分およびＢ色成分の撮像信号レベル比Ｇ／Ｂで表す。ホワイトバランス調整係数（Ｒゲイン、Ｂゲイン）は、それぞれの信号レベル比を１にするように算出される。したがって、ホワイトバランス入力部４からの検出信号により被写体光の撮像信号レベル比Ｇ／Ｒおよび撮像信号レベル比Ｇ／Ｂがわかれば、ホワイトバランス調整用のＲゲインおよびＢゲインが求まる。
【００１６】
なお、ホワイトバランス入力部４で検出される色比率（Ｇ／ＲおよびＧ／Ｂ）は、色温度との間に所定の関係を有する。したがって、被写体光の色比率を得ることは、被写体の色温度を得ることと等価である。
【００１７】
ＣＰＵ１は、以上説明したようにホワイトバランス調整係数を算出すると、ホワイトバランス調整係数をＣＰＵ１内のメモリ（不図示）に格納しておく。信号処理回路７は、レリーズ後に撮像素子５で撮影用の被写体像が撮像されると、撮像素子５から出力される撮像信号に対して、ＣＰＵ１に格納されているホワイトバランス調整用ゲインを用いてホワイトバランス調整を行う。
【００１８】
本発明は、上記の電子スチルカメラで水中撮影を行うとき、当該カメラが位置する水面からの深さに応じて、ホワイトバランス調整係数を変化させることに特徴を有する。
【００１９】
なお、本実施の形態による電子スチルカメラは、水中で閃光装置などを用いることなく、自然光など水の外からの光で照明される水中の被写体を撮影する。したがって、主として水面下１５ｍまでの水中撮影に適用するのが好ましい。
【００２０】
上述したＣＰＵ１で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れについて、図２および図３のフローチャートを参照して説明する。図２および図３による処理は、電子スチルカメラのメインスイッチがオンされると繰り返し行われる。図２のステップＳ１において、ＣＰＵ１は、プリセットホワイトバランス（ＷＢ）するか否かを判定する。ＣＰＵ１は、制御モード入力操作部材２からプリセット指示を示す操作信号が入力されるとステップＳ１を肯定判定してステップＳ２へ進み、プリセット指示を示す操作信号が入力されない場合はステップＳ１を否定判定し、図３のステップＳ９へ進む。
【００２１】
ステップＳ２以降の処理では、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘのプリセットを行う。ステップＳ２において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス入力処理を行う。ＣＰＵ１は、上述したように、ホワイトバランス入力部４から出力される検出信号を用いてホワイトバランス調整係数ＷＢｘ（Ｒゲイン、Ｂゲイン）を算出する。なお、電子スチルカメラの操作者によって無彩色の被写体（たとえば、水中メモカード）が水中に用意され、ホワイトバランス入力部４はメモカードからの被写体光を受光する。ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘを算出するとステップＳ３へ進む。
【００２２】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１は、水深Ｄの検出処理を行う。水深Ｄは、電子スチルカメラが位置する水面からの深さのことをいう。ＣＰＵ１は、水深検出センサ３から出力される圧力検出信号を用いて水深Ｄを求め、ステップＳ４へ進む。水圧を検出すると、水深Ｄを１０cm単位で得られる。ステップＳ４において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ１以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ１が成立する場合にステップＳ４を肯定判定してステップＳ６へ進み、Ｄ≦ｄ１が成立しない場合にステップＳ４を否定判定し、ステップＳ５へ進む。
【００２３】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ２（ただし、ｄ１＜ｄ２）以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ２が成立する場合にステップＳ５を肯定判定してステップＳ７へ進み、Ｄ≦ｄ２が成立しない場合にステップＳ５を否定判定し、ステップＳ８へ進む。
【００２４】
ステップＳ６において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘをＷＢ１として格納し、図２による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢ１は、電子スチルカメラが水中の浅い位置（０＜Ｄ≦ｄ１）にある場合に使用するＲゲインおよびＢゲインである。ステップＳ７において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘをＷＢ２として格納し、図２による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢ２は、電子スチルカメラが水中の（ｄ１＜Ｄ≦ｄ２）に位置する場合に使用するＲゲインおよびＢゲインである。
【００２５】
ステップＳ８において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘをＷＢ３として格納し、図２による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢ３は、電子スチルカメラが水中の（ｄ２＜Ｄ）に位置する場合に使用するＲゲインおよびＢゲインである。
【００２６】
電子スチルカメラが以上説明した処理を３通りの水深Ｄ（▲１▼０＜Ｄ≦ｄ１、▲２▼ｄ１＜Ｄ≦ｄ２、▲３▼ｄ２＜Ｄ）でそれぞれ行うと、ＣＰＵ１内に３通りのホワイトバランス調整係数がそれぞれ格納される。
【００２７】
図３のステップＳ９以降の処理では、水中撮影時のホワイトバランス調整処理で使用するホワイトバランス調整係数を決定する。ステップＳ９において、ＣＰＵ１は、レリーズされたか否かを判定する。ＣＰＵ１は、不図示のレリーズスイッチからレリーズ操作信号が入力された場合にステップＳ９を肯定判定してステップＳ１０へ進み、レリーズスイッチからレリーズ操作信号が入力されない場合にステップＳ９を否定判定し、ステップＳ９の判定処理を繰り返す。
【００２８】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ１は、ステップＳ３と同様に水深Ｄを求め、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ１以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ１が成立する場合にステップＳ１１を肯定判定してステップＳ１３へ進み、Ｄ≦ｄ１が成立しない場合にステップＳ１１を否定判定し、ステップＳ１２へ進む。
【００２９】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ２（ただし、ｄ１＜ｄ２）以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ２が成立する場合にステップＳ１２を肯定判定してステップＳ１４へ進み、Ｄ≦ｄ２が成立しない場合にステップＳ１２を否定判定し、ステップＳ１５へ進む。
【００３０】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢ１を選択して信号処理回路７へ送出し、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１４において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢ２を選択して信号処理回路７へ送出し、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１５において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢ３を選択して信号処理回路７へ送出し、ステップＳ１６へ進む。
【００３１】
ステップＳ１６において、ＣＰＵ１は、露光処理を行って図３による処理を終了する。ＣＰＵ１は、周知の露出演算および焦点調節処理を行った後で撮像素子５に被写体像の撮像を開始させる。ＣＰＵ１は、撮像素子５から出力される撮像信号に対するホワイトバランス調整を信号処理回路７に指示する。これにより、信号処理回路７が上記選択されているホワイトバランス調整係数を用いてホワイトバランス調整処理を行い、一連の撮影処理が終了する。
【００３２】
以上説明した第一の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子スチルカメラは、水中でホワイトバランス調整係数をプリセットし、検出した水深Ｄ（水面からの深さ）に対応してホワイトバランス調整係数をＣＰＵ１内に格納する。水深Ｄは、▲１▼０＜Ｄ≦ｄ１、▲２▼ｄ１＜Ｄ≦ｄ２、▲３▼ｄ２＜Ｄの３通りである。電子スチルカメラは水中撮影時に水深Ｄを検出し、検出した水深Ｄに対応してＣＰＵ１内に格納されているホワイトバランス調整係数を読み出し、撮像素子５からの撮像信号に対するホワイトバランス調整処理に使用する。図８は、海の深さと可視光が届く範囲の例を示す図である。図８において、斜線で示す領域が到達範囲を表す。深さが深くなるほどＲ色成分がＢ色、Ｇ色成分に比べて大きく減衰するので、実際の減衰特性に応じたホワイトバランス調整係数が必要になる。水深Ｄに対応するホワイトバランス調整係数を使用することで、被写体色を本来の色により近づけるように色調整（ホワイトバランス調整）を行うことができる。
【００３３】
（２）ＣＰＵ１が水深検出センサ３の検出出力を用いて自動的に水深Ｄを検出し、検出した水深Ｄに対応させてホワイトバランス調整係数を格納したり、格納されているホワイトバランス調整係数を読み出したりするようにした。これにより、操作者が電子スチルカメラに対して水深Ｄの値により異なる操作をしなくてよいので、操作性のよい電子スチルカメラが得られる。
【００３４】
（３）一般に、自然光は朝夕の色温度が低く、昼間の色温度が高くなる。したがって、同一の場所で同じ水深Ｄの場合でも、時刻や天候などが異なるとホワイトバランス調整係数を変更する必要が生じる。また、時刻、天候ならびに水深Ｄが同じであっても、水のにごり等によって光の減衰特性に変化が生じ、ホワイトバランス調整係数の変更が必要になることもある。電子スチルカメラは、このような場合に水中でホワイトバランス調整係数をプリセットすることができる。実際に撮影する水中でホワイトバランス調整係数のプリセット処理を行うことは、水中撮影を行う上で特に重要である。
【００３５】
（第二の実施の形態）
第二の実施の形態では、水中でホワイトバランス調整係数をプリセットした場合に、検出される水深Ｄ（水面からの深さ）がそれ以前に検出された水深Ｄより大きければ、当該水深Ｄに対応してホワイトバランス調整係数をＣＰＵ１内に格納する。すなわち、最も深い水深Ｄに対応するホワイトバランス調整係数のみを格納する。
【００３６】
第二の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れについて、図４および図５のフローチャートを参照して説明する。図４および図５による処理は、電子スチルカメラのメインスイッチがオンされると繰り返し行われる。図４のステップＳ１０１において、ＣＰＵ１は、プリセットホワイトバランス（ＷＢ）するか否かを判定する。ＣＰＵ１は、制御モード入力操作部材２からプリセット指示を示す操作信号が入力されるとステップＳ１０１を肯定判定してステップＳ１０２へ進み、プリセット指示を示す操作信号が入力されない場合はステップＳ１０１を否定判定し、図５のステップＳ１０６へ進む。
【００３７】
ステップＳ１０２以降の処理では、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘのプリセットを行う。ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス入力処理を行う。ＣＰＵ１は、電子スチルカメラの操作者によって水中に用意される無彩色の被写体からの被写体光を受光し、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘを算出するとステップＳ１０３へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１は、水深Ｄ（水面からの深さ）を求め、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１は、水深Ｄが最大水深ｄｍａｘより大きいか否かを判定する。最大水深ｄｍａｘは過去に検出した水深Ｄの最大値であり、ＣＰＵ１内に格納されている。ＣＰＵ１は、Ｄ＞ｄｍａｘが成立する場合にステップＳ１０４を肯定判定してステップＳ１０５へ進み、Ｄ＞ｄｍａｘが成立しない場合にステップＳ１０４を否定判定し、ステップＳ１０１へ戻る。
【００３９】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｘをＷＢｄｍａｘとしてＣＰＵ１内に格納するとともに、最大水深ｄｍａｘも格納して図４による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘは、電子スチルカメラが水深ｄｍａｘに位置する場合に対応するＲゲインおよびＢゲインである。
【００４０】
図５のステップＳ１０６以降の処理では、水中撮影時のホワイトバランス調整処理で使用するホワイトバランス調整係数を決定する。ステップＳ１０６において、ＣＰＵ１は、レリーズされたか否かを判定する。ＣＰＵ１は、不図示のレリーズスイッチからレリーズ操作信号が入力された場合にステップＳ１０６を肯定判定してステップＳ１０７へ進み、レリーズスイッチからレリーズ操作信号が入力されない場合にステップＳ１０６を否定判定し、ステップＳ１０６の判定処理を繰り返す。
【００４１】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１は水深Ｄを求め、ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ１以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ１が成立する場合にステップＳ１０８を肯定判定してステップＳ１１０へ進み、Ｄ≦ｄ１が成立しない場合にステップＳ１０８を否定判定し、ステップＳ１０９へ進む。
【００４２】
ステップＳ１０９において、ＣＰＵ１は、水深Ｄがあらかじめ設定されている判定閾値ｄ２（ただし、ｄ１＜ｄ２）以下か否かを判定する。ＣＰＵ１は、Ｄ≦ｄ２が成立する場合にステップＳ１０９を肯定判定してステップＳ１１１へ進み、Ｄ≦ｄ２が成立しない場合にステップＳ１０９を否定判定し、ステップＳ１１２へ進む。
【００４３】
ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘを水深ｄ１に最適化する処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ１）を行ってステップＳ１１３へ進む。処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ１）では、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘ×ｄ１／ｄｍａｘを算出する。これにより、水面からの深さｄ１に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて行う。
【００４４】
ステップＳ１１１において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘを水深ｄ２に最適化する処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ２）を行ってステップＳ１１３へ進む。処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ２）では、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘ×ｄ２／ｄｍａｘを算出する。これにより、水面からの深さｄ２に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて行う。
【００４５】
ステップＳ１１２において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘを水深ｄ３に最適化する処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ３）を行ってステップＳ１１３へ進む。処理Ｐ（ｄｍａｘ・ｄ３）では、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘ×ｄ３／ｄｍａｘを算出する。これにより、水面からの深さｄ３に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて行う。
【００４６】
ステップＳ１１３において、ＣＰＵ１は、露光処理を行って図５による処理を終了する。ＣＰＵ１は、周知の露出演算および焦点調節処理を行った後で撮像素子５に被写体像の撮像を開始させる。ＣＰＵ１は、撮像素子５から出力される撮像信号に対するホワイトバランス調整を信号処理回路７に指示する。これにより、信号処理回路７が最適化されているホワイトバランス調整係数を用いてホワイトバランス調整処理を行い、一連の撮影処理が終了する。
【００４７】
以上説明した第二の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子スチルカメラは、水中でホワイトバランス調整係数をプリセットし、検出した水深Ｄ（水面からの深さ）が過去に検出した水深の最大値ｄｍａｘを超える場合に、当該水深Ｄに対応させて上記プリセットで得たホワイトバランス調整係数をＷＢｄｍａｘとしてＣＰＵ１内に格納する。当該水深Ｄは、以降の最大水深ｄｍａｘとする。電子スチルカメラは水中撮影時に水深Ｄを検出し、検出した水深Ｄに応じてＣＰＵ１内に格納されているホワイトバランス調整係数ＷＢｄｍａｘを最適化し、撮像素子５からの撮像信号に対するホワイトバランス調整処理に使用する。最適化は、検出した水深Ｄに応じて、▲１▼０＜Ｄ≦ｄ１、▲２▼ｄ１＜Ｄ≦ｄ２、▲３▼ｄ２＜Ｄの３通りで行う。これにより、第一の実施の形態と同様に、水深Ｄに対応するホワイトバランス調整係数を使用することできる。また、第一の実施の形態と異なり、複数のホワイトバランス調整係数を格納しなくてよい。
【００４８】
（２）深度がより深い位置に対応するホワイトバランス調整係数を用いて最適化処理するようにしたので、水深Ｄの増加にともなう色成分の変化をつかみやすく、最適化処理における誤差を低減できる。たとえば、深さ２ｍの位置で生じているＲ色光の減衰は、深さ１０ｍの位置で生じている減衰より小さい。したがって、深さ２ｍの位置でプリセット処理して得たホワイトバランス調整係数を用いて、深さ１０ｍの位置におけるホワイトバランス調整係数を外挿法で求めるよりも、深さ１０ｍの位置でプリセット処理して得たホワイトバランス調整係数を用いて、深さ２ｍの位置におけるホワイトバランス調整係数を内挿法で求める方が、誤差を小さく抑えることができる。
【００４９】
（第三の実施の形態）
第三の実施の形態では、陸上でホワイトバランス調整係数をプリセットした場合に、水中撮影時に検出される水深Ｄに対応してホワイトバランス調整係数を変化させる。
【００５０】
第三の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れについて、図６および図７のフローチャートを参照して説明する。図６および図７による処理は、電子スチルカメラのメインスイッチがオンされると繰り返し行われる。図６のステップＳ２０１において、ＣＰＵ１は、プリセットホワイトバランス（ＷＢ）するか否かを判定する。ＣＰＵ１は、制御モード入力操作部材２からプリセット指示を示す操作信号が入力されるとステップＳ２０１を肯定判定してステップＳ２０２へ進み、プリセット指示を示す操作信号が入力されない場合はステップＳ２０１を否定判定し、図７のステップＳ２０３へ進む。
【００５１】
ステップＳ２０２は、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandのプリセット処理を行う。ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス入力処理を行う。ＣＰＵ１は、電子スチルカメラの操作者によって陸上で用意される無彩色の被写体からの被写体光を受光し、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandを算出すると、ＣＰＵ１内に格納して図６による処理を終了する。ホワイトバランス調整係数ＷＢlandは、電子スチルカメラが陸上に位置する場合に対応するＲゲインおよびＢゲインである。なお、第三の実施の形態におけるプリセットは必ずしも陸上で行わなくても水の外であればよく、たとえば、船上で行ってもよい。
【００５２】
図７のステップＳ２０３以降の処理では、水中撮影時のホワイトバランス調整処理で使用するホワイトバランス調整係数を決定する。図５と比べてステップＳ２０７、Ｓ２０８、およびステップＳ２０９の処理が異なるので、これら相違する処理を中心に説明する。
【００５３】
図７のステップＳ２０７において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandを水深ｄ１に最適化する処理Ｑｄ１を行ってステップＳ２１０へ進む。処理Ｑｄ１では、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandのＲゲインを１０％高める。Ｂゲインは、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandに比べて低い値にする。これにより、水面からの深さｄ１に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて、あらかじめ用意される所定の係数を掛ける。所定の係数は、図８に例示した水の分光透過特性において、深さｄ１に対応する特性から決定される。水中では赤色成分が減衰して他の色に比べて弱くなるのでＲゲインを上げ、青色成分は他の色に比べて強くなるのでＢゲインを下げる。
【００５４】
ステップＳ２０８において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandを水深ｄ２に最適化する処理Ｑｄ２を行ってステップＳ２１０へ進む。処理Ｑｄ２は、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandのＲゲインを５０％高める。Ｂゲインは、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandに比べて低い値にする。これにより、水面からの深さｄ２に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて、あらかじめ用意される所定の係数を掛ける。所定の係数は、図８に例示した水の分光透過特性において、深さｄ２に対応する特性から決定される。
【００５５】
ステップＳ２０９において、ＣＰＵ１は、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandを水深ｄ３に最適化する処理Ｑｄ３を行ってステップＳ２１０へ進む。処理Ｑｄ３は、たとえば、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandのＲゲインを１００％高める。Ｂゲインは、ホワイトバランス調整係数ＷＢlandに比べて低い値にする。これにより、水面からの深さｄ３に最適なホワイトバランス調整係数が得られる。最適化処理は、ＲゲインおよびＢゲインのそれぞれについて、あらかじめ用意される所定の係数を掛ける。所定の係数は、図８に例示した水の分光透過特性において、深さｄ３に対応する特性から決定される。
【００５６】
以上説明した第三の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。すなわち、電子スチルカメラは陸上でホワイトバランス調整係数をプリセットし、当該ホワイトバランス調整係数ＷＢlandをＣＰＵ１内に格納する。電子スチルカメラは水中撮影時に水深Ｄを検出し、検出した水深Ｄに応じてＣＰＵ１内に格納されているホワイトバランス調整係数ＷＢlandを最適化し、撮像素子５からの撮像信号に対するホワイトバランス調整処理に使用する。最適化は、検出した水深Ｄに対応する水の分光透過特性に応じて行う。これにより、第一および第二の実施の形態と同様に、水深Ｄに対応するホワイトバランス調整係数を使用することできる。また、第一の実施の形態と異なり、複数のホワイトバランス調整係数を格納しなくてよい。
【００５７】
以上の説明では、撮影用の撮像素子５と別にホワイトバランス入力部４を設ける例を説明したが、撮像素子５による撮像信号を用いて色比率を検出するようにしてもよい。この場合には、撮像素子５の撮像面上の所定領域に対応する画素から出力される撮像信号を用いて、被写体光の撮像信号レベル比Ｇ／Ｒおよび撮像信号レベル比Ｇ／Ｂを算出する。
【００５８】
上述した電子スチルカメラは、水中撮影用に防水構造が施されたものとして説明した。電子スチルカメラが防水構造でない場合には、当該電子スチルカメラを格納する水中ハウジングを用いればよい。水中ハウジングは防水構造を有するので、この中にカメラを入れて水中で使用しても、当該カメラが浸水することはない。なお、この場合には、水深検出センサを水中ハウジングに設け、この水深検出センサによる検出信号が電子スチルカメラのＣＰＵへ送出されるようにする。
【００５９】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明する。色調整手段は、たとえば、信号処理回路７によって構成される。調整係数設定手段、制御手段および調整係数記憶手段は、たとえば、ＣＰＵ１によって構成される。水深検出手段は、たとえば、水深検出センサ３およびＣＰＵ１によって構成される。調整係数の変更は、水深に応じた最適化が対応する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、水中撮影時の水面からの深さに応じてホワイトバランス調整を行うので、水中で正しくホワイトバランス調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態による電子スチルカメラの要部構成を説明するブロック図である。
【図２】ホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図３】ホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】第二の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】第二の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】第三の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】第三の実施の形態で行われるホワイトバランス調整係数決定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】海の深さと可視光が届く範囲の例を示す図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、 ２…制御モード入力操作部材、
３…水深検出センサ、 ４…ホワイトバランス入力部、
５…撮像素子、 ６…Ａ／Ｄ変換回路、
７…信号処理回路
Claims (5)
- 被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される撮像信号に対してホワイトバランス調整を行う色調整手段と、
前記色調整手段が前記ホワイトバランス調整時に使用する調整係数を撮影前に設定する調整係数設定手段と、
水中でカメラが位置する深さ（水深）を検出する水深検出手段と、
前記水深検出手段によって検出される前記水深に応じて異なる調整係数を使用するように前記色調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。 - 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
前記調整係数設定手段は、水中で前記調整係数を設定し、
前記調整係数設定手段による調整係数の設定時に前記水深検出手段によって検出される水深に対応させて前記設定された調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、水中撮影時に前記水深検出手段によって検出される水深に対応する調整係数を前記調整係数記憶手段から読み出して使用するように前記色調整手段を制御することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
前記調整係数設定手段は、水中で前記調整係数を設定し、
前記調整係数設定手段により設定された調整係数のうち、当該調整係数設定時に前記水深検出手段によって検出される水深の最大値に対応する調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、水中撮影時に前記水深検出手段によって検出される水深に応じて前記調整係数記憶手段に記憶されている調整係数を変更し、変更後の調整係数を使用するように前記色調整手段を制御することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
前記調整係数設定手段は、水の外で前記調整係数を設定し、
前記調整係数設定手段により設定された調整係数を記憶する調整係数記憶手段をさらに備え、
前記制御手段は、水中撮影時に前記水深検出手段によって検出される水深に対応する水の分光透過特性に応じて前記調整係数記憶手段に記憶されている調整係数を変更し、変更後の調整係数を使用するように前記色調整手段を制御することを特徴とする電子カメラ。 - カメラを格納するとともに、水中で位置する深さ（水深）を検出する水深検出手段を有する防水カメラハウジングと、
被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像素子、前記撮像素子から出力される撮像信号に対してホワイトバランス調整を行う色調整手段、前記色調整手段が前記ホワイトバランス調整時に使用する調整係数を撮影前に設定する調整係数設定手段、および前記水深検出手段によって検出される前記水深に応じて異なる調整係数を使用するように前記色調整手段を制御する制御手段を有する電子カメラとを備えることを特徴とする電子カメラシステム。
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