JP5908007B2 - カメラ，カメラの水面変動検出方法，カメラの水面変動検出プログラム - Google Patents

Description

この発明は、水上及び水中の被写体の同時撮影が可能なカメラ，カメラの水面変動検出方法，カメラの水面変動検出プログラムに関するものである。

近年、カメラなど携帯機器は、防水機能を向上させて水中に落としても壊れないようなものが多く出て来ており、さらに水中での利用を可能としたものが増加している。特に、水中には陸上では見ないようなものがあり、撮影機能などを強化することによって、ユーザの楽しみは増加する傾向にある。

例えば、従来例としての特許３６３５５００号公報においては、水中であるか否かを判定する判定手段を備えることにより、水中における被写体の撮影も行うことができるカメラが開示されている。

特許３６３５５００号公報

しかし、水辺の撮影では、水上側の水上被写体と水中側の水中被写体とを同時撮影したいというニーズがあるが、上記従来例は、水中での撮影を行うことを想定したものであったので、一部が水上にある被写体のシーンの撮影に対する対応が考慮されていなかった。

このため、撮影対象の被写体として、その一部が水上、残りが水中であるような状況での撮影を、簡単にかつ鮮明に取得できることが望まれる。

このように水上被写体と水中被写体とを同時に対する撮影に関して、適切に対処するには、少なくとも水の屈折率を考慮して撮影することが必要となる。また、水中の透明度を考慮することも必要な場合があり、これまでの従来例では考慮されていなかった。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、水上被写体と水中被写体とを同時に撮影することを可能にするカメラ，カメラの水面変動検出方法，カメラの水面変動検出プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様のカメラは、撮像レンズおよび撮像素子を含む撮像部を備えたカメラであって、上記撮像素子に係る撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動を検出する水面変動検出部と、上記水面変動検出部による検出結果に基づいて、上記撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動値が所定値より大きいときには、上記撮影レンズのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合であるとして撮影制御を所定の撮影モードに切り換える撮影制御切換部と、を具備する。
上記目的を達成するために、本発明の他の態様のカメラは、撮像レンズおよび撮像素子を含む撮像部を備えたカメラであって、上記カメラの姿勢を検出する姿勢検出部と、上記撮像素子に係る撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動を検出する水面変動検出部と、を具備し、上記姿勢検出部による検出結果に基づいて上記カメラの姿勢変化が検出されず、かつ、上記水面変動検出部による検出結果に基づいて、上記撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動値が所定値より大きいときには、上記撮影レンズのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合であるとして連続撮影制御を実行する。

本発明の一態様のカメラの水面変動検出方法は、撮像レンズおよび撮像素子を含む撮像部を備えたカメラの水面変動検出方法であって、上記撮像素子に係る撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動を検出する水面変動検出部による検出結果に基づいて、上記撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動値が所定値より大きいときには、上記撮影レンズのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合であるとして撮影制御を所定の撮影モードに切り換える。

本発明の一態様のカメラの水面変動検出プログラムは、撮像レンズおよび撮像素子を含む撮像部を備えたカメラの制御部に上記撮像素子の撮像面における水面位置の変動を検出させるための水面変動検出プログラムであって、上記制御部が水面変動検出部を制御して、上記撮像素子に係る撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動を検出するステップと、上記制御部が撮影制御切換部を制御して、上記水面変動検出部による検出結果に基づいて、上記撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動値が所定値より大きいときには、上記撮影レンズのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合であるとして撮影制御を所定の撮影モードに切り換えるステップと、を実行させる。

本発明によれば、水上被写体と水中被写体とを同時に撮影することを可能にするカメラ，カメラの水面変動検出方法，カメラの水面変動検出プログラムを提供することができる。

図１は本発明の第１の実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図 図２Ａはカメラの前面側の構成を示す斜視図 図２Ｂはカメラの背面側の構成を示す斜視図 図３Ａは水上及び水中にまたがる被写体を示す図 図３Ｂは図３Ａの水上及び水中にまたがる被写体をユーザがカメラにより両方同時に撮影する半水中撮影モード時の様子を示す図 図４は半水中撮影モード時のカメラの表示部等の状態を示す図 図５Ａは第１の実施形態における表示部による画像の見え方の１例を示す図 図５Ｂは第１の実施形態における表示部による画像の見え方の他の１例を示す図 図５Ｃは従来例における表示部による画像の見え方の代表例を示す図 図６は図５Ａ及び図５Ｂの表示を行う場合の表示を行う処理を示すフローチャート 図７は第１の実施形態におけるピント合わせを行うための説明図 図８Ａは第１の実施形態における半水中撮影モード時のピント合わせの様子の動作説明図 図８Ｂは図８Ａにおいて、さらに絞りを絞ってピント合わせした様子の動作説明図 図９は第１の実施形態におけるピント合わせの処理手順を示すフローチャート 図１０は第１の実施形態における画像処理＆制御部による撮影動作に対する処理手順を示すフローチャート 図１１は本発明の第２の実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図 図１２Ａは第２の実施形態のカメラの前面側の構成を示す斜視図 図１２Ｂは第２の実施形態のカメラの背面側の構成を示す斜視図 図１３は第２の実施形態のカメラにおける撮影レンズの半分程度を池に水没させて半水中撮影している様子を示す図 図１４は図１３の半水中撮影により得られる撮影画像例を示す図 図１５Ａは図１３の半水中撮影を行った場合に設定されたカメラの正面側の姿勢を示す図 図１５Ｂは図１３の半水中撮影を行った場合に設定されたカメラの背面側の姿勢等を示す図 図１６は表示切換の処理手順を示すフローチャート 図１７Ａは撮影レンズ径よりも大きな波がある状態で半水中撮影モードに設定して撮影している様子を示す図 図１７Ｂは図１７Ａと同様の状態において、時間的に変動する波により図１７Ａとは異なる撮影状態になった様子を示す図 図１８Ａは図１７Ａの状態で撮影された画像例を示す図 図１８Ｂは図１７Ｂの状態で撮影された画像例を示す図 図１９は第２の実施形態における画像処理＆制御部による撮影動作に対する処理手順を示すフローチャート 図２０Ａは図１９における半水中撮影モードの判定処理の処理手順例を示すフローチャート 図２０Ｂは半水中撮影モードの代表例を示す説明図 図２０Ｃは図１９における第２半水中撮影モードの判定処理の処理手順例を示すフローチャート 図２１は第２の実施形態の変形例における携帯電話での使用例を示す図 図２１の場合の半水中撮影モード設定時に表示部に表示される画像例を示す図 図２３は変形例における半水中撮影モード及び第２半水中撮影モードを判定する処理手順を示すフローチャート 図２４は識別部による識別結果に応じた制御動作を行う場合の処理手順を示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に示す本発明の第１の実施形態の撮影機能を備えた防水構造のカメラ１は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように箱型形状である。このカメラ１の外装体としての防水構造のケース２の前面の中央付近には、被写体を撮像（撮影）する撮像部３を構成する撮影レンズ３ａが設けられている。

実際には、図７、図８Ａ、図８Ｂに示すように撮影レンズ３ａの前にカバーガラス３ｃが配置され、撮影レンズ３ａを防水して保護している。また、カバーガラス３ｃ及び撮影レンズ３ａは、図示しないレンズ鏡筒に取り付けられている。そして、撮影レンズ３ａの結像位置には、ＣＣＤ等の撮像素子３ｂが配置されており、撮影レンズ３ａと撮像素子３ｂとにより図１の撮像部３が形成される。

また、図１に示すように撮像部３は、ピント合わせ部３ｄにより、撮像素子３ｂの撮像面に結像される被写体像のピント合わせを行うことができる。このピント合わせ部３ｄは、例えば撮影レンズ３ａを、その光軸方向に移動させる駆動部３ｅ（図７参照）を用いて構成される。

なお、駆動部３ｅにより撮影レンズ３ａを移動する代わりに、撮像素子３ｂを光軸方向に移動させる構成にしても良い。また、図１等においては撮像部３とピント合わせ部３ｄとを別体で示しているが、撮像部３がピント合わせ部３ｄを含む構成でも良い。

この撮像部３の撮像素子３ｂは、その撮像面に結像された被写体像を光電変換した撮像信号を、図１に示す画像処理と制御を行う画像処理＆制御部４に出力する。

画像処理＆制御部４は、撮像信号に対する画像処理を行い、表示用の画像信号を生成して表示部５に出力する。表示部５は、入力される表示用の画像信号に対応する画像をその表示画面（単に画面とも言う）で表示する。

この表示部５で表示される画像は、撮像素子３ｂの撮像面に結像された被写体像に対応する画像であり、ユーザはこの画像を観察することにより、撮影画像として記録するか否かの確認に用いる。

このため、通常の撮影モードにおいては、画像処理＆制御部４は、撮像素子３ｂの撮像面に結像された被写体像を、表示部５の画面に通常画像として表示する（図６参照）。

一方、後述するように半水中撮影モード設定時の撮影状態においては、ユーザは表示部５の画面の一部を実質的に観察することができなくなるために、本実施形態は、通常モードとは異なる表示形態に切り換えて表示する機能を持つ。

表示部５は、図２Ｂに示すようにケース２の背面側に形成され、この背面における全面よりも若干小さい矩形サイズで、例えば液晶パネルを用いて形成されている。

また、図２Ａ、図２Ｂに示すようにケース２の上面における例えば右寄りの位置には撮影操作を行うレリーズボタン６ａが設けられている。撮影者（ユーザ）により図１に示すようにレリーズボタン６ａを含む操作部６が操作されると、操作結果が操作判定部７により判定される。

この操作判定部７による判定結果の情報は、画像処理＆制御部４に入力される。画像処理＆制御部４は、判定結果に対応した制御を行う。

操作判定部７が、レリーズ操作（撮影指示操作）であると判定した場合には、画像処理＆制御部４は、撮像部３により撮像された画像を、撮影画像として記録部８に記録する。

また、図１に示す操作部６として、図２Ｂに示すようにモード設定スイッチ６ｂが設けられている。

ユーザは、モード設定スイッチ６ｂを操作して、スイッチメニューから撮影モードや、再生モードへの設定、後述する半水中撮影モードへの設定、ピント合わせや表示の選択等を行うことができるようにしている。

このモード設定スイッチ６ｂは、半水中撮影モードに設定するための半水中撮影モード設定部の機能を持つ。

なお、複数の設定機能を持つモード設定スイッチ６ｂの他に、ユーザが各種の指示操作を直接行う操作ボタンなどを設けるようにしても良い。また、モード設定スイッチ６ｂから選択して行うことができる複数の機能を、独立して行う操作ボタンを設けるようにしても良い。

例えば、半水中撮影モードに設定する指示操作を行う半水中撮影モードボタンを独立して設けるようにしても良い。図１においては、操作部６内に、半水中撮影モード設定部としての機能を持つ半水中撮影モードボタン６ｃを設けた例で示している。

また、本実施形態においては、半水中撮影モード設定時においては、水上側の被写体の画像に対してピント合わせの制御を行うが、水上側の被写体までの距離が大きい場合には、水中での透明度を考慮して水中側の被写体の画像にピント合わせを優先して行う条件を設けている。

この条件に該当するか否かのため、水中の透明度を考慮した境界となる境界距離Ｌｂの値を変更設定する境界距離設定ボタン６ｄが操作部６に設けてある。

この境界距離Ｌｂは、デフォルト設定においては、例えばＬｂ＝３ｍに設定されている。ユーザは、この境界距離設定ボタン６ｄを操作して、実際の水中の透明度に応じた値に変更設定することができる。

画像処理＆制御部４には、時計の情報を出力する時計部９が接続され、撮影操作等が行われた場合には画像処理＆制御部４は、記録部８に記録する画像に撮影日時の情報を追加して記録する。また、図２Ａに示すようにケース２の前面にはストロボ装置１０が設けられている。

本実施形態のカメラ１は、図３Ａに示すように水上側の人物の顔や船や風景等の水上被写体と、水中側の人物部分や魚や亀や水草等の水中被写体を同時に、かつ簡単に撮影することができるようにすることを目的とするものである。そして、このように水上被写体と水中被写体とを同時に撮影することを「半水中撮影」と呼ぶ。

本実施形態では、ユーザが例えば半水中撮影モードボタン６ｃで指示操作することにより、画像処理＆制御部４は、カメラ１を（半水中撮影を行う）半水中撮影モードの設定状態に設定し、カメラ１は半水中撮影モードの動作状態となる。

なお、図３Ａ等において符号Ｗは水面を示し、また水上側部分をＷｕ、水中側部分をＷｉで示している。また、符号Ｔは、半水中撮影モードにおける撮影対象の被写体における（簡単化のために）水上及び水中にまたがる人物の被写体に付けている。

そして、本実施形態においては、上記目的を達成できるように図１の画像処理＆制御部４が、以下に説明するように画像変換部４ａ、表示制御部４ｂ、ピント制御部４ｃ、距離換算部４ｄの各機能を持つ構成にしている。

また、画像処理＆制御部４は、例えばＣＰＵを用いて構成され、上記の各機能を実行するためのプログラムを格納したメモリ１１が画像処理＆制御部４に接続されている。なお、このメモリ１１は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリにより構成されている。また、画像処理＆制御部４は、その内部に各種の機能を実行する場合のデータ等を一時的に記憶するためにＲＡＭなどのメモリ（図示略）を備えている。

上記のように半水中撮影を行う場合、図３Ｂに示すようにユーザ１３は、空気中（水上）に顔を出した状態で、撮影の操作を行える方が良い。ユーザ１３は、水中で息を止めて撮影の操作を行うこともできるが、撮影に集中しにくいので、撮影を手軽に楽しむには、上記のように水上に顔を出した状態の方が良い。

図３Ｂの場合、カメラ１の背面側の表示部５は、その表示面の下半分近くが水面下に水没してしまう（図４参照）。この場合、表示部５が水没しないように、表示部５を上に向けたり、専用のアダプタを用いることもできる。しかし、表示部５を上に向けると、正面側の撮影レンズ３ａによる撮影方向が下側を向くことになり、所望とする半水中撮影を行い難くなる。

また、専用のアダプタは、半水中撮影を手軽に行う用途には適さないし、水中に入っての撮影に行うカメラ１に必要とされる堅牢性を保証し難くなる。

図３Ｂに示すカメラ１は、図４に示すような状態に設定される。図４のように設定された半水中撮影モードの状態においては、カメラ１の前面側の撮影レンズ３ａは、その下半分程度が水面下に水没すると共に、表示部５も同様に下半分程度が水面下に水没する。

この状態での表示部５における水中部分（水没部分）での表示画像は、水が空気の屈折率ｎａ（＝１）よりもかなり大きい屈折率ｎｗ（＝１．３３）を持つために、ユーザ１３は見ることができなくなる。

つまり、表示部５における水中部分からの光は、その殆どが図４に示すように水面で反射されて、ユーザの目１３ａに届かなくなるか、屈折により（ユーザ１３の）目１３ａの方向からずれてしまう（水面近くの一部は、ユーザ１３からの見る方向により、観察できる場合もある。また、角度によっては上下に圧縮されて見えたりするが、いずれにせよ、見えにくくなる）。

従って、従来例のカメラにおいては、その表示部に表示された表示画像を見ると、実際には図５Ｃに示すような見え方となる。つまり、図５Ｃに示すように、水上側と水面近くの一部分の被写体しか観察できなくなる状態となる。

従って、（従来例のカメラにおいては）水中の表面付近よりも下側の表示画像を、ユーザが殆ど観察できなくなってしまう不便が発生し、撮影する場合の画像の確認を行い難い欠点となる。このような不便に対して、本実施形態は以下のように対処する構成にしている。

本実施形態においては、図１に示す画像処理＆制御部４（における画像処理部）は、半水中撮影モードに設定された場合には、撮像部３により撮像された撮像画像に対して、撮像画像の縦横のサイズを縮小した画像、又は縦方向にのみ縮小（圧縮）した画像に変換する画像処理を行う画像変換部４ａの機能を持つ。

また、この画像処理＆制御部４（における制御部）は、半水中撮影モードに設定された場合には、画像変換部４ａにより生成された画像を、表示部５で表示する場合の表示位置（表示領域）を変更する制御を行う表示制御部４ｂの機能を持つ。

具体的には表示制御部４ｂは、半水中撮影モードに設定された場合には、表示部５の全画面における例えば、ほぼ上半分の領域において、画像変換部４ａにより生成された画像を表示するように表示切換の制御をする。

図５Ａ及び図５Ｂは、半水中撮影モードに設定された場合における本実施形態における表示部５での表示例又は表示部５に表示された画像を実際に観察した場合の見え方を示す。

この場合、画像変換部４ａにより撮像画像を、例えば縦横のサイズをそれぞれ１／２、又は縦方向のみ１／２にした画像表示例を示す。

本実施形態においては、撮像画像を縮小して表示部５の全画面におけるほぼ上半分の画面（領域）で表示を行うようにしている。そして、上半分の画面内に、縮小した水上被写体と水中被写体とを収めた状態で表示する。この場合、表示部５におけるほぼ下半分の水没した画面では表示を行わない。

この場合、その水没しているために（その画像を）観察した場合にも、見ることができない画面領域が存在しても、その画面領域に殆ど影響されることなく、撮像画像を観察することができるようになる。そして、ユーザ１３は、撮影する前に、撮像素子３ｂの撮像面に結像された被写体像に対応する撮像画像を確認できるようになる。

図６は本実施形態における半水中撮影モードに設定した場合における画像処理＆制御部４による制御により、表示部５において撮像画像を表示する場合の処理手順を示す。表示切換の処理が開始すると、最初のステップＳ１において画像処理＆制御部４は、半水中撮影モードに設定されているかの判定を行う。

半水中撮影モードに設定されている場合には、ステップＳ２に示すように画像変換部４ａは、撮像画像を縮小する画像処理を行い、そのサイズを例えば１／２に縮小する。また、次のステップＳ３において表示制御部４ｂは、縮小された画像を表示部５における上半分の画面に表示してこの処理を終了する。

一方、ステップＳ１における判定が半水中撮影モードに設定されていない場合には、ステップＳ４に示すように画像処理＆制御部４は、通常の画像処理を行う。この場合には、画像処理＆制御部４は、撮像画像を縮小することなく通常の表示用画像を生成する。

さらに、次のステップＳ５にて画像処理＆制御部４は、通常の画像表示を行うように制御する。この場合には、表示部５における全画面を使用して表示用画像が表示される。ステップＳ５の処理の後、図６の処理を終了する。

なお、図６の処理は、実際には図１０におけるステップＳ２２の処理であるので、図６の処理の終了により、図１０における次のステップＳ２３の処理に移る。

半水中撮影モードに設定した場合には、このように画像の縮小と、縮小した画像の表示制御とを行うことにより、図５Ａ又は図５Ｂに示したように水上及び水中の被写体をユーザ１３が同時に観察できるように表示することができる。

なお、上述の説明においては、画像変換部４ａにより、撮像画像を縮小した場合、そのサイズを１／２にする場合で説明したが、この場合に限定されるものでなく、ユーザ１３が、縮小するサイズを設定したり、予め用意されている縮小サイズを選択し、選択された縮小サイズに設定することができるようにしても良い。また、縦横共に縮小する場合と、縦方向のみ縮小する場合とを選択することができるようにしても良い。

また、表示制御部４ｂによる表示位置を切り換える場合、縮小するサイズに連動して表示位置を切り換えることができるようにしても良い。

また、本実施形態においては、半水中撮影モードに設定した場合には、さらに水上及び水中の被写体を、より鮮明に撮像及び撮影することができるように工夫している。

半水中撮影モードにおいてユーザ１３がピント合わせを行う場合、水中よりも水上での方が操作し易い。具体的には、水中では、ユーザ１３は呼吸ができないので、ピント合わせして撮影するまでに息が続かなくなってしまうとか、浮力のために安定したピント合わせなどが行い難いとか、魚が活発に動いてピント位置が安定しない等の不都合がある。これに対して、水上ではこのような不都合が無く、操作し易い。

図７は半水中撮影モードに設定された被写体に対して、撮像部３の撮影レンズ３ａを例えば水上側の被写体にピント合わせを行った状態を示している。

なお、図７にて示す撮像部３を構成する撮影レンズ３ａは、ピント合わせ部３ｄを構成する駆動部３ｅにより光軸方向に移動可能となる。また、ピント合わせ部３ｄは、位置センサ３ｆを備え、駆動部３ｅにより設定された撮影レンズ３ａの位置を検出して、その位置情報を画像処理＆制御部４のピント制御部４ｃ及び距離換算部４ｄに出力する。

図７に示すように水上側の被写体としての例えば人物の被写体Ｔにピントを合わせた状態に設定すると、水中での屈折率によって、水中では人物の被写体Ｔの後ろの（距離）位置にピントが合った状態となってしまう。

この場合（水中では人物の被写体Ｔの後ろにピントが合った状態）は、人物の被写体Ｔよりも手前側にある魚などに対しては、よりピントが合わなくなる方向となるために都合が悪い。また、水中の透明度（透過率）の関係から、水上に比較すると、水中では遠景側は不鮮明になり易い。この理由からも、水中側を水上側よりも遠方側にピントを合わせしてしまう事は、不都合となる。

このため、本実施形態においては、画像処理＆制御部４のピント制御部４ｃは、図７に示すピント合わせ位置よりも近距離側にピント合わせ（フォーカス設定）を行うように制御する。

このピント制御部４ｃによるピント合わせした制御状態の撮像部３（の撮影レンズ３ａ）の状態を図８Ａ及び図８Ｂに示す。図８Ａに示すように撮影レンズ３ａは、図７に示した撮影レンズ３ａの位置（図８Ａにおいては点線で示した位置）よりも前方側に移動した位置にセットされる。

このようにセットすることにより、図７のピント合わせの位置よりも近距離側にピント合わせした状態になる。なお、図８Ａ、図８Ｂ中においては、水上の位置から水中側でピント合わせした状態に対して、水上側の光路を経て撮像素子３ｂに結像させた場合におけるずれ量から概略のボケ量Ｕとして示している。

図８Ｂは、図８Ａの状態において、さらに撮像部３に設けられた（明るさ）絞り３ｇにより明るさ（開口）を絞った状態を示す。このように絞り３ｇで絞ることにより、被写界深度を大きくし、図８Ａの場合よりもボケ量Ｕを小さくすることができる。
なお、ここでのピント合わせする処理方法は、図９に示すようになる。半水中撮影モー
ドでのピント合わせが開始すると、最初のステップＳ１１において画像処理＆制御部４のピント制御部４ｃは、ピント合わせ部３ｄの駆動部３ｅを駆動させて撮影レンズ３ａを光軸方向に移動させる。

移動の際に、画像処理＆制御部４は、撮像素子３ｂの撮像信号の各フレームから得られる最も明るい部分の輝度信号と最も暗い部分の輝度信号との差に相当するコントラスト信号を検出する。

ステップＳ１２において画像処理＆制御部４は、コントラスト信号がピークとなる位置に撮影レンズ３ａを設定する。設定されたその位置は、位置センサ３ｆにより検出され、位置センサ３ｆは、その位置情報を距離換算部４ｄに送る。

次のステップＳ１３において距離換算部４ｄは位置情報から、このピント合わせした被写体までの距離（被写体距離という）Ｌを算出する。

さらに次のステップＳ１４において距離換算部４ｄは、得られた被写体距離Ｌに対して、水の屈折率ｎｗ（＝１．３３）を考慮して、その被写体距離Ｌよりも近距離側の距離を、実際にピント合わせするピント合わせ距離Ｌｈとして算出する（ステップＳ１５に関しては後述）。

この場合、画像処理＆制御部４の距離換算部４ｄは、被写体距離Ｌに対して予め用意した補正係数Ｃ（例えば、図１０にて説明するようにデフォルト値としてＣ＝１．３）を用いて、ピント合わせ距離ＬｈをＬ／Ｃにより決定する。

換言すると、距離換算部４ｄは、水上側で求めた被写体距離Ｌを、水上及び水中の両方の被写体に対して鮮明に（撮像及び）撮影するのに適したピント合わせ距離Ｌｈに換算する。

そして、距離換算部４ｄは、そのピント合わせ距離Ｌｈをピント制御部４ｃに送り、図９のピント合わせ距離Ｌｈを算出する処理を終了する。なお、後述するように図１０においては、図９のステップＳ１３とＳ１４との間に点線で示しているように透明度を考慮したステップＳ１５の処理を行うことになる。

図９のステップＳ１５を除く処理手順は、図８Ａ、図８Ｂにおいて水上側の被写体が少なくとも遠方でない状態（例えば人物の被写体Ｔ）の場合である。水中の透明度を考慮した境界距離Ｌｂよりも遠方となる被写体距離Ｌの場合には、水中側の被写体にピント合わせを行うようにする。

上述したように、水中での透明度のために、水中では距離が大きくなる（遠方になる）に従って、水中側の被写体は、水上側の被写体に比較して不鮮明になる。このため、本実施形態においては、水中での透明度の影響を考慮して、被写体距離Ｌが予め設定した境界距離Ｌｂ（図１０のデフォルト値においては３ｍ）以上に大きくなる場合には、水中の被写体側でピント合わせを行うことを優先する。

このために、図９のステップＳ１５において、被写体距離Ｌが透明度を考慮した境界距離Ｌｂより小さいか否かの判定を行う。

そして、被写体距離Ｌが境界距離Ｌｂより小さい場合には、ステップＳ１４に進む。一方、被写体距離Ｌが境界距離Ｌｂ以上の場合には、図１０のステップＳ２９で説明するように水中被写体部分でピント合わせを行うようにする。

従って、本実施形態におけるピント制御部４ｃは、半水中撮影モード設定時において、ピント合わせをする場合には、水上被写体に対する被写体距離Ｌを算出して、水中の屈折率を考慮してピント合わせをするピント位置に設定する制御を行うと共に、その際の被写体距離Ｌが透明度の境界距離Ｌｂ以上となる場合には、水中被写体側でピント合わせをするように制御する。

換言すると、本実施形態においては、ピント制御部４ｃは、水中の透明度を考慮した距離条件のもとで、さらに水中の屈折率を考慮した距離のピント位置に撮影レンズ３ａを設定する制御を行う。

このような構成を備えたカメラ１における画像処理＆制御部４の制御下での撮影に係る代表的な処理手順による動作は図１０に示すようになる。

撮影の動作が開始すると、最初のステップＳ２１において画像処理＆制御部４は、ユーザ１３により撮影モードに設定されたか否かの判定を行う。撮影モードに設定された場合には、次のステップＳ２２において、ユーザ１３により、撮影モードに適した表示切換が行われる。

次のステップＳ２３において画像処理＆制御部４は、ユーザ１３により半水中撮影モードに設定されたか否かの判定を行う。半水中撮影モードに設定されていない場合には、ステップＳ２４に示すように画像処理＆制御部４のピント制御部４ｃは、画面中央でピント合わせを行う。その後、ステップＳ３０の処理に移る。

一方、ステップＳ２３において、ユーザ１３により半水中撮影モードに設定された場合には、次のステップＳ２５において画像処理＆制御部４のピント制御部４ｃは、画面上部でピント合わせを行い、かつ画面下部で露出を決定する。

なお、画像処理＆制御部４は、ピント合わせ等の処理を撮像素子３ｂの撮像面の画像（例えば被写体は撮像面に上下反転して結像される）に対して行うが、表示部５の画面に被写体像を表示した場合の状態（被写体は上下が反転していない）を基準にして説明する。

つまり、ピント制御部４ｃは、水上部分での被写体に対する撮像信号に基づいてピント合わせを行い、上述した被写体距離Ｌを算出（検出）する。一方、露出に関しては水中側の被写体の撮影に適した明るさとなるように露出を決定する。

また、本実施形態においては、上述したように水中部分の被写体も鮮明に撮影できるようにピント合わせ距離Ｌｈに設定する制御処理を行う。

次のステップＳ２６において画像処理＆制御部４の距離換算部４ｄは、被写体距離Ｌに対する換算処理を行う（開始する）。

次のステップＳ２７において距離換算部４ｄは、被写体距離Ｌが（境界距離Ｌｂのデフォルト値としての）３ｍより小さいか否かの判定を行う。被写体距離Ｌが３ｍより小さい場合には、ステップＳ２８において距離換算部４ｄは、図９にて説明したピント合わせ距離Ｌｈを、例えばＬ／１．３に設定する。ここで、１．３は補正係数Ｃのデフォルト値である。

その後、ピント制御部４ｃは、駆動部３ｅを介して撮影レンズ３ａをこのピント合わせ距離Ｌｈに対応する位置に設定する。そして、ステップＳ３０の処理に進む。ステップＳ２８の処理により設定された撮像部３の撮影状態は、図８Ａ（又は図８Ｂ）に示した状態に対応する。

図１０のステップＳ２８においては、人物の被写体Ｔにおける水中部分となる身体（人体）部分をピント合わせ位置に設定するようにピント合わせ距離ＬｈをＬ／１．３に設定している。

このような設定は、水中部分の身体部分の手前の魚と、水上の身体部分とのピントのバランスがより良好になる（両方の被写体に対するピントがバランスし、一方が不鮮明となってしまうようなピント合わせにならない）との考慮に基づく。

上記の場合には、補正係数ＣとしてＣ＝１．３にしているが、水中の魚を主な撮影対象としないで、水上の身体部分と水面下の身体部分を主な撮影対象とする場合には、ピント合わせ距離ＬｈをＬ／１．２程度に設定してもよい。

このために、補正係数Ｃとして、デフォルト値として例えばＣ＝１．３に設定し、ユーザ１３による選択操作により補正係数Ｃの値を例えば１．１〜１．３の範囲程度で変更することができるようにしても良い。

また、水中の被写体は、（水上側に比較して透明度のため）暗くなったり、コントラストが下がったり、浮遊物の影響などを受けやすいので、ステップＳ２５において、信頼性の高い水上の被写体からピント合わせをして、信頼性（精度の）高い被写体距離Ｌを求めることができるようにしている。

また、このようなシーンの撮影においては、特に水中の方に撮影したいものがあると考え、水中側の被写体の明るさにより露出を決める制御を行うようにしている。また、領域を水中と水上とに分けて、それぞれの領域の画像に対して、画像処理＆制御部４で画像処理する場合の増幅率を切り替えて両方の明るさが適切になるようにしても良い。

一方、ステップＳ２７の判定処理において被写体距離Ｌが３ｍより大きい場合には、ステップＳ２９の処理に移る。このステップＳ２９においてピント制御部４ｃは、画面下部でピント合わせを行う。

この場合には、水上の被写体は、風景等の遠方のものと考えられるため、水上側に比較して水中での透明度のために、そのような遠方における水中側の被写体は不鮮明になるか、撮像することが困難になってしまう。

そのため、本実施形態においては、境界距離Ｌｂを超えた被写体距離Ｌの場合には、ピント制御部４ｃは、水中側の被写体にピント合わせを行うように制御し、そのピント合わせの位置に撮影レンズ３ａを設定する。

そして、境界距離Ｌｂを超えるために、水中の透明度による影響により、水中側の被写体が不鮮明になり易い撮影（撮像）状況においては、水中被写体にピント合わせをすることにより、その状況を軽減する。

ステップＳ２８又は２９の後のステップ３０において画像処理＆制御部４は、レリーズ操作がされたか否かを判定する。そして、レリーズ操作が行われていない場合には、ステップＳ２１の処理に戻る。

一方、レリーズ操作が行われた場合には、次のステップＳ３１において画像処理＆制御部４は、半水中撮影モードに設定されているか否かの判定を行う。半水中撮影モードに設定されている場合には、次のステップＳ３２において画像処理＆制御部４は、図８Ｂにて説明した絞り制御を行った後、ステップＳ３３の処理に移る。

また、半水中撮影モードに設定されていない場合にも、ステップＳ３３に移る。このステップＳ３３において画像処理＆制御部４は、ステップＳ２８又は２９によるピント合わせ状態で撮影すると共に、撮影した画像を記録部８に記録する。この場合、時計部９による日時情報も、記録する画像に関連付けて記録部８に記録する。

一方、ステップＳ２１において撮影モードでない場合には、ステップＳ３４において画像処理＆制御部４は、再生モードであるか否かの判定を行う。再生モードでない場合には、ステップＳ３６に移る。

一方、再生モードの場合には、ステップＳ３５において画像処理＆制御部４は、記録部８に記録されている画像を再生する。次のステップＳ３６において画像処理＆制御部４は、終了の操作が行われたか否かの判定を行う。終了の操作が行われていない場合には、ステップＳ２１の処理に戻り、終了の操作が行われた場合にはカメラ１の電源をＯＦＦにして、図１０の処理を終了する。

このような動作を行う第１の実施形態に係るカメラ１によれば、水中での屈折率及び透明度の影響を考慮して、簡単な操作で、水上被写体及び水中被写体を同時に、かつ鮮明に撮影することが可能になる。また、本実施形態のカメラ１によれば、専用のアダプタ等を不用とし、手軽に水上被写体及び水中被写体とを同時に、かつ鮮明に撮影することが可能になる。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を説明する。図１１は本発明の第２の実施形態に係るカメラ１Ｂの構成を示す。

本実施形態のカメラ１Ｂは、図１のカメラ１において、さらにカメラ１Ｂの姿勢を検出する姿勢検知手段としての例えば加速度検知部１５を有する。この加速度検知部１５は、ケース２の上下、左右、奥行き方向の互いに直交する３軸方向の加速度を検知する３つの加速度センサからなる。

３つの加速度センサが検知した信号は、画像処理＆制御部４に入力される。画像処理＆制御部４は、３つの加速度センサの信号からカメラ１Ｂの撮像を含む撮影状態における姿勢（重力が作用する垂直方向に沿った上下方向など）を検出する姿勢検出部の機能を持つ。

また、本実施形態は、水面があまり変化しない場合の第１の実施形態の半水中撮影モードで半水中撮影を行うことができる他に、撮影レンズ３ａのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合の第２の半水中撮影モードでも半水中撮影を行うことができるようにしている。

このため画像処理＆制御部４は、半水中撮影モードの設定状態において、水面が変動する第２の半水中撮影モードの撮影状態であるか否かの検出（判定）を行う第２の半水中撮影モードの判定手段としての水面変動検出部４ｅを有する。

また、後述するように本実施形態においては、画像処理＆制御部４は、半水中撮影モード設定時におけるカメラ１Ｂの上下方向の姿勢の検出（判定）を利用して、撮像された被写体の画像における水面の画像部分を検出した場合には、その上側となる水上被写体の画像（領域）と、その下側となる水中被写体の画像（領域）とを識別する識別部４ｆの機能を持つ。

さらに、本実施形態においては、画像処理＆制御部４は、カメラ１Ｂが半水中撮影モードの撮影状態に設定されているか否かを判定する半水中撮影モード判定部４ｇの機能を持つ。この半水中撮影モード判定部４ｇの処理手順は、図２０Ａ、図２３となる。

本実施形態のカメラ１Ｂの正面側と背面側の構成は、図１２Ａ及び図１２Ｂのようになっている。図１２Ａに示すように、このカメラ１Ｂは、前面の中央位置よりも例えば左上側の位置に撮影レンズ３ａが設けられている。

つまり、このカメラ１Ｂは、撮影レンズ３ａが前面の中央位置から、例えば横長方向における左側に偏心して設けられている。ケース２が横長で、また表示部５も横長に形成されていることを含めて、その他の構成は、第１の実施形態のカメラ１とほぼ同様である。

この場合には、図１３に示すようにユーザ１３は、カメラ１Ｂを図１２Ａに示した状態から、偏心した撮影レンズ３ａ側が（中央より）下側となるように９０°回転した状態にして、池２１の水面下にカメラ１Ｂの一部を水没させて半水中撮影を行うようにすると、簡単な操作で表示部５の画面に表示される画像を確認しながら撮影を行うことができる。

図１４は、図１３に示したようにカメラ１Ｂを半水中撮影モードに設定して撮影した場合の画像例を示す。図１４に示すように池２１における水上及び水中にまたがる浮き草と共に、水中の魚が泳ぐ様子を簡単に撮影することができる。

図１５Ａ及び図１５Ｂは、図１３の場合のユーザ１３により設定したカメラ１Ｂの姿勢状態を示す。

図１２Ａ、図１２Ｂに示したような配置のカメラ１Ｂによって半水中撮影を、ユーザ１３が水中に潜らずに確認しながら行う場合、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように撮影レンズ３ａ側が下側寄りとなるようにして、カメラ１Ｂを縦（縦長の状態）にすれば、撮影レンズ３ａのみをその半分程度沈め、表示部５の多くの部分を水上に出して、撮影することが可能となる。

ただし、この場合は、縦構図しか撮れないが、水中の深い部分まで写したい場合は、この方がよい。このように本実施形態では、簡単に半水中撮影を行えるようにしている。

この場合、表示部５を構成する液晶パネルによる画面の多くの部分が利用可能になるので、撮影レンズ３ａの中央位置を基準位置として、画像表示に使用する画面使用領域（使用領域と略記）５ａと、画像表示に使用しない（下側の一部の画面領域としての）不使用領域５ｂを決定する（図１５Ｂ参照）。

また、画像変換部４ａは、撮像画像を使用領域５ａに表示するように、例えば縦方向に若干、縮小する画像処理を行う。

また、図１５Ｂの状態のカメラ１Ｂをその下側から水中に沈めて、半水中撮影するのに適した状態、つまり撮影レンズ３ａの中央位置が水面に一致した基準位置となることがカメラ１Ｂの背面側の表示部５での表示画面から分かるように水面目安を示すライン５ｃ等の水面目安を、半水中撮影モード設定時に表示するようにしている。

なお、表示部５の画面中に水面目安を示すライン５ｃ等を表示する他に、例えばライン５ｃの横のケース背面部分に水面目安を示すライン（図１５Ｂにおいて点線で示す符号５ｄ）等の目印を設けるようにしても良い。

この場合には、例えば図１６に示すようなフローチャ−トで、画像の表示切換を行う。表示切換の動作が開始すると、最初のステップＳ４１において画像処理＆制御部４は、加速度検知部１５の加速度センサによる検出信号により、半水中撮影モードに設定されているかの判定を行う。

なお、本実施形態においては、ユーザ１３により、カメラ１Ｂが図１２Ａの状態から図１５Ａのような縦構図に撮影状態に設定した場合には、画像処理＆制御部４は、半水中撮影モードに設定されたと判定する。第１の実施形態のようにユーザ１３による半水中撮影モードボタン６ｃによる設定操作に対する判定を行うようにしても良い。

また、後述する図２０Ａの半水中撮影モードの判定処理により、半水中撮影モードの設定状態か否かの判定を行うようにしても良い。

半水中撮影モードに設定されている場合には、ステップＳ４２に示すように画像変換部４ａは、撮像画像を使用領域５ａに表示するように、例えば縦方向に若干、縮小する画像処理を行う。

また、次のステップＳ４３において表示制御部４ｂは、縦方向に若干、縮小された画像を表示部５における使用領域５ａに、ライブビュー表示する。

さらに次のステップＳ４４において画像処理＆制御部４は、水中撮影モードであることのモード表示、縦構図の状態で垂直方向に縦長で撮像（撮影）を行う設定であることを示す方向表示、水面目安を示す水面目安位置の表示を行い、図１６の処理を終了する。

一方、ステップＳ４１における判定が半水中撮影モードに設定されていない場合には、ステップＳ４５に示すように画像処理＆制御部４は、通常の画像処理を行う。この場合には、画像処理＆制御部４は、撮像画像から通常の表示用画像を生成する。

さらに、次のステップＳ４６にて画像処理＆制御部４は、通常画像の表示制御を行う。この場合には、表示部５における表示領域全体を使用して通常の画像が表示される。この処理の後、図１６の処理を終了する。

このように動作するので、ユーザ１３は半水中撮影モードに設定した場合には、表示部５の画面内の使用領域５ａのみに撮像画像が表示されると共に、水面目安位置の表示により半水中撮影モードに適した位置に撮影レンズ３ａを簡単に設定でき、良好な操作性（利便性）を確保できる。従って、ユーザ１３は、手軽にカメラ１Ｂの一部を沈め、半水中撮影を楽しむことが出来る。また、この場合には、第１の実施形態の場合よりも使用領域５ａを大きくできる。

次に本実施形態を水面が大きく変動する海で撮影する場合を説明する。図１７Ａ及び図１７Ｂはユーザ１３がカメラ１Ｂを海で半水中撮影モードに設定して撮影する様子を示している。

撮影レンズ３ａのレンズ径よりも大きい波３１のために、水面付近にカメラ１Ｂの撮影レンズ３ａを設定しても図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、撮影レンズ３ａは、半水中撮影を行うのに適した位置からずれた状態となる。

図１７Ａは、撮影レンズ３ａの直前に波３１が谷となった状態を示す。この状態は、撮影レンズ３ａは波面の上の空気中に望む状態となる。この状態においては、撮影レンズ３ａの直前の波３１における谷となる部分から山となる斜線で示す部分は、（撮影対象となる）被写体の撮像を遮る領域（つまりピントがずれてかつ低コントラスト状態で不鮮明に撮像を行い、実質的に撮影対象となる被写体の撮影が不能となる領域）３２ａとなる。なお、θは、カメラ１Ｂの撮影レンズ３ａの視野を表している。

この場合には表示部５で表示される画像は、図１８Ａのようになる。図１７Ａの領域３２ａのためにカメラ１Ｂの視野θの上部側部分の一部の被写体を撮像して表示することができるが、その下側は領域３２ａのために、撮影対象の被写体を撮影できない画像領域３２ｂが発生する。

また、図１７Ｂは、カメラ１Ｂが波３１の山の中に水没した状態を示す。この状態においても、斜線で示す部分が、撮影対象の被写体に対する撮像を遮る領域３２ｃとなる。この場合に表示部５で表示される画像は図１８Ｂのようになる。

図１７Ｂの領域３２ｃのためにカメラ１Ｂの視野θの下部側部分の一部のみ被写体を撮像して表示することができるが、その上側は領域３２ｃのために、撮影対象の被写体を撮影できない画像領域３２ｄが発生する。

図１７Ａ及び図１７Ｂ、又は図１８Ａ及び図１８Ｂの表示部５の画面に表示される画像の状態は、波３１が原因であるため、その波３１によって、画面の上下部分での明るさが時間的に頻繁に変化する。

このため、画像表示される画面の上下部分での明るさの変化を時間的に監視することによって、この状態の検出（判定）が可能である。本実施形態においては、画像処理＆制御部４の水面変動検出部４ｅによって、例えば図２０Ｃに示すようにこの状態を検出する。

なお、撮像素子３ｂの撮像面に結像された被写体像の上下、左右方向と、表示部５の（表示）画面で表示される画像の上下、左右方向との関係はカメラ毎に決まっている。そして、画面の上下部分での明るさの変化等を監視する処理は、撮像素子３ｂの撮像面に結像された被写体像から得られる撮像された画像に対する処理と同等となる。

そして、本実施形態においては、水面があまり変動しない状況での半水中撮影モードとは別に、水面が大きく変動した状況に対応した第２半水中撮影モードで半水中撮影を行うことができるようにする。

このように時間的に変動するレンズ径に比較して大きい波３１がある所で半水中撮影を行う状態においては、例えば、図１３又は図１４のようなマクロ領域のものを半水中撮影する状況とは考えにくい。

画面の上下で明るさが変動する場合には、１ｍ以遠にピントを合わせると共に、波３１が泡立っており、水中の透明度（透過率）も低いと考えられ、２ｍ以上にピントを合わせることは不必要とする。

このように撮影状況を推測して、本実施形態では、第２半水中撮影モードの設定時においては、水面が変動する撮影状況となる第２半水中撮影モードの判定後においては、ピント制御部４ｃは、デフォルト値を１．５ｍ近辺とした固定焦点をピント位置としたピント制御をする。また、第２半水中撮影モードの判定結果後においては、固定焦点（例えばデフォルト値として１．５ｍ）としたピント合わせ距離とする。

また、画面の一部分の明るさは、めまぐるしく変化するので、画像処理＆制御部４は、全体の明るさで露出を決定する。

さらにベストな瞬間での撮影は殆ど不可能に近い状態であるので、連写（連続撮影及び記録）する連写モードで撮影を行うようにする。

上述した第２半水中撮影モードの特徴を含む本実施形態における撮影を行う場合の処理手順は図１９のようになる。

図１９の処理手順は図１０の処理手順に類似しているので、異なる部分のみ説明する。図１９におけるステップＳ５０からステップＳ５２までは、図１０の場合のステップＳ２１からステップＳ２３と同じ手順である。

なお、ステップＳ５０において撮影モードでない場合には、ステップＳ６４に移る。ステップＳ６４からステップＳ６６は、図１０のステップＳ３４からステップＳ３６と同じ処理である。

ステップＳ５１においては、図１６に示した表示切換の処理を行う。また、ステップＳ５２における半水中撮影モードに設定されたか否かの判定は、ユーザ１３によるスイッチ操作の他に、加速度検知部１５の加速度センサによる検知結果や、図２０Ａによる判定を利用しても良い。図２０Ａを利用すると、操作性が向上する。

ステップＳ５２において半水中撮影モードでない判定結果の場合には、次のステップＳ５３において第２半水中撮影モードか否かの判定が行われる。この判定は撮像画像における各フレームにおける上部側と下部側とにおいてその明るさが時間的に大きく変化していることを検出した場合に、第２半水中撮影モードと判定する。この判定は後述するステップＳ６７において行う。

従って、図１９の処理が開始した最初に近い動作状態におけるステップＳ５３においては、第２半水中撮影モードでないと判定される。そして、ステップＳ５４の画面中央でピント合わせをする処理に進む。この処理は、図１０のステップＳ２４と同じ処理である。

一方、ステップＳ５２において、半水中撮影モードであると判定された場合にはステップＳ５５の処理に進む。ステップＳ５５からステップＳ６３までの処理は、ステップＳ６０のレリーズ操作の判定処理を除くと、図１０における（レリーズ操作の判定処理のステップＳ３０を除く）ステップＳ２５からステップＳ３３までと全く同じである。

ステップＳ６０において画像処理＆制御部４は、レリーズ操作が行われた場合には、ステップＳ６１に進み、レリーズ操作が行われていないと、ステップＳ６７において画像処理＆制御部４の水面変動検出部４ｅは、第２半水中撮影モードの設定条件に該当するか否かの判定処理を行う。

この第２半水中撮影モードの設定条件に該当するか否かの判定結果は、画像処理＆制御部４内の図示しないメモリに、判定した時刻の情報と共に記録される。

そして、その後に、ステップＳ５３における判定処理の際に利用される。この場合、第２半水中撮影モードに該当する判定された結果は、例えば波３１の周期の数倍程度の期間、有効な情報として保持される。ステップＳ６７の判定処理の後、ステップＳ５０の処理に戻り、図１９に示す処理は高速で繰り返し行われる。

従って、図１７Ａ又は図１７Ｂに示すような波３１がある状態で半水中撮影を行っている状況においては、最初の数回の変動する波３１により第２半水中撮影モードの設定条件に該当する判定された後は、（図１９におけるループになった処理により、ステップＳ６７において第２半水中撮影モードに該当する判定の時刻が更新され、）継続して第２半水中撮影モードに該当する判定結果が保持されることになる。

ステップＳ５３において第２半水中撮影モードと判定された場合には、ステップＳ６８において被写体距離Ｌが固定焦点のデフォルト値の１．５ｍに設定される。

また、画像処理＆制御部４は、画面全体で露出を設定する。このステップＳ６８の処理の後のステップＳ６９において画像処理＆制御部４は、レリーズ操作が行われたか否かの判定を行う。

レリーズ操作が行われた場合にはステップＳ７０において画像処理＆制御部４は、連続撮影を行い、かつ連続して記録部８に記録した後、ステップＳ５０の処理に戻る。この
ように連続撮影を行うことにより、ベストの撮影タイミングで撮影を行うことが困難である状況においても、短い時間間隔で連続撮影した複数枚の撮影画像を記録できるので、ユーザ１３はその中から良好な撮影タイミングで水上被写体と水中被写体とを同時に撮影した撮影画像を取得することができる可能性が高い。

一方、ステップＳ６９においてレリーズ操作が行われていない場合には、ステップＳ６７において第２半水中撮影モードの設定条件に該当するか否かを判定する画像処理を行った後、ステップＳ５０の処理に戻る。

図２０Ａは、図１９のステップＳ５２の処理手順の１例を示す。画像処理＆制御部４は、以下の処理を行うことにより、図１１に示した半水中撮影モード判定部４ｇの機能を持つ。

半水中撮影モードの判定処理が開始すると、最初のステップＳ７１において画像処理＆制御部４は、画面中央部にコントラスト変化があるか否かの判定を行う。なお、この場合、画像処理＆制御部４は、加速度センサによる重力加速度の方向により、カメラ１Ｂの上下方向を識別（判別）する。そして画面の上下方向の中央部付近にコントラスト変化があるか否かの判定を行う。

画面中央部に水の境界（水面）があると、その水面を境界として光を吸収する水中側と、光の吸収の少ない水上側とで、明暗（コントラスト）変化がある。

そして、画面中央部にコントラスト変化があると判定した場合には次のステップＳ７２において画像処理＆制御部４は、コントラスト変化の境界は、画面を横断しているか否かの判定を行う。水面の場合には、コントラスト変化の境界が画面を横断していることになる。

コントラスト変化の境界が、画面を横断している判定結果の場合には、次のステップＳ７３において画像処理＆制御部４は、画面の上下の明暗を比較する処理を行う。この場合にも、画像処理＆制御部４は、加速度センサの信号から画面の上下（の姿勢）を判定（識別）する。

次のステップＳ７４において画像処理＆制御部４は、コントラストが低い水面部分のローコントラスト領域の下が暗いか否かの判定を行う。単に、上の画像に比較して下の画像が暗いか否かの判定を行うようにしても良い。図２０Ｂのような被写体の場合には、下の水中側が暗くなる。

下が暗い判定結果の場合には、次のステップＳ７５において画像処理＆制御部４は、画面の上下の色調を比較する。そして、次のステップＳ７６において画像処理＆制御部４は、上部に比較して下部に赤成分が少ないかを判定する。

上部に比較して下部に赤成分が少ないと、ステップＳ７７において画像処理＆制御部４は、半水中撮影モードの撮影状態であると判定する。そして、画像処理＆制御部４は、図１９のステップＳ５５の処理に進む。

一方、ステップＳ７１，Ｓ７２、Ｓ７４、Ｓ７６の判定に該当しない場合には、ステップＳ７８において画像処理＆制御部４は、半水中撮影モードの撮影状態でないと判定して、図１９のステップＳ５３の処理に進む。

なお、２つのステップＳ７４及びＳ７６の判定処理の一方の判定結果からステップＳ７７又はＳ７８の判定を行うようにしても良い。

ステップＳ７７の判定結果から、ステップＳ７２の画面中央部でコントラスト変化の境界が画面を横断している部分を水面と見なして、その上部側が水上被写体、下部側が水中被写体と判定（識別）することができる。

図２０Ｂは、図２０Ａの半水中撮影モードの判定に対応する説明図で、この図２０Ｂは、半水中撮影モードの撮影状態における被写体の代表例を示す。

図２０Ｂに示すように水中は水上に比較して、透明度が低く、また光の吸収により暗く、また浮遊物が存在することがしばしばあり、これらによりコントラストが低いローコントラスト領域となる。

また、可視領域における特に長波長側の赤い波長が、短波長側よりも吸収されやすく、青の色調になり易い（換言すると、赤成分が少ない色調となる）。従って、図２０Ａの処理手順により、半水中撮影モードの判定を行うことができる。

また、図１９におけるステップＳ５３の第２半水中撮影モードの判定は、図２０Ｃに示すような処理手順で行われる。

第２半水中撮影モードの判定処理が開始すると、最初のステップＳ８１において画像処理＆制御部４は、加速度センサの信号によりカメラ１Ｂの姿勢変化が無い状態か否かの判定を行う。

つまり、半水中撮影を行う場合には、図１７Ａのように、ユーザ１３は、カメラ１Ｂを、（撮影レンズの光軸方向）を水平方向かこれに近い状態の姿勢で保持する。そして、画像処理＆制御部４は、撮影レンズの光軸方向に対する加速度変化がないかを判定する。

カメラ１Ｂの姿勢が変化しない判定結果の場合には、次のステップＳ８２において画像処理＆制御部４は、画面内画像の時間的変化が大きいか否かの判定を行う。画面内画像の時間的変化が大きい判定結果の場合には、次のステップＳ８３において画像処理＆制御部４は、画面の上下の明暗を比較する。

そして、次のステップＳ８４において画像処理＆制御部４は、下が暗いか否かを判定する。ステップＳ８４の判定結果として下が暗い場合には、次のステップＳ８５において画像処理＆制御部４は、さらに上下の色調を比較する。

次のステップＳ８６において画像処理＆制御部４は、（上部に比較して）下部が赤成分が少ないか否かの判定を行う。

画面の下部が上部に比較して、赤成分が少ない判定結果の場合には、ステップＳ８７において画像処理＆制御部４は、第２半水中撮影モードの撮影状態であると判定する。そして、図１９のステップＳ６８の処理に進む。

一方、ステップＳ８１、Ｓ８２、Ｓ８４、Ｓ８６の判定処理において、それぞれの判定結果に該当しない場合には、ステップＳ８８において画像処理＆制御部４は、第２半水中撮影モードの撮影状態でないと判定する。そして、図１９のステップＳ５４の処理に進む。なお、２つのステップＳ８４及びＳ８６の判定処理の一方の判定結果からステップＳ８７又はＳ８８の判定を行うようにしても良い。

このような動作を行う本実施形態によれば、第１の実施形態の効果を有する他に、さらに水面が大きく変動する場合においても連写を行うことにより、良好な撮影タイミングで撮影した撮影画像を取得することができる。

なお、第２の実施形態は、図２１に示すような防水機能を備えた防水カメラ付き携帯電話（以下、携帯電話）５０の場合にも適用できる。図２１はユーザ１３が、この携帯電話５０を使用して半水中撮影モードの設定状態で池５２の水上被写体及び水中被写体を観察している使用例を示す。

この携帯電話５０は、撮像を行う撮像部３を備えたカメラ部５１と、表示を行う表示部５５と別体で、折り曲げ部において折り曲げ自在に連結されている。そして、このカメラ部５１と表示部５５とから変形例のカメラが形成される。なお、ここでは携帯電話５０の場合で説明するが、カメラ部５１（又は撮像部３）と表示部５５のように、折り曲げ可能な構成携帯のカメラの場合にも適用きる。

従って、ユーザ１３は、図２１に示すようにカメラ部５１と表示部５５とを、例えば６０°程度の角度状態に設定し、カメラ部５１における撮影レンズの中央付近を池５２の水面５２ａまで水没させることにより、半水中撮影モードの設定状態に設定できる。そして、ユーザ１３は、その設定状態で撮像した画像を表示部５５に表示された画像により手軽に楽しむことができる。

図２１の場合には、池５２であるので海の場合ほどでないが、水面５２ａの揺らぎにより、撮影レンズの視野θ内におけるこの水面５２ａの揺らぎに相当する領域（斜線で示す領域）５２ｂが実際には殆ど撮像できない領域となる。

この場合、表示部５５に表示される画像は、図２２のようになり、図２１の斜線で示した水面５２ａの揺らぎによる領域５２ｂの画像領域５５ａが発生する。

この画像領域５５ａは、フォーカスがずれた、かつローコントラストで水平方向に帯状に広がる領域（ローコントラスト領域）となる。

従って、図１５Ｂで説明したような水面目安位置を表示しなくとも、カメラ部５１により取得した画像から、その画像領域５５ａをローコントラスト領域として検出を行うことにより、揺らぎを伴う水面５２ａ部分としての水面部を判定することが可能となる。

また、水面部を判定し、さらにカメラ部５１と表示部５５との関係を加味したり、加速度センサで重力加速度を検出して、撮像時における上下を判定し、水上側（水上被写体）と水中側（水中被写体）を判定又は識別することが可能である。図１１に示した識別部４ｆはこのような識別を行う。

そして、識別結果に応じて自動的にピント制御や露出制御を行うようにすることができ、ユーザ１３が指示操作する手間を削減できる。

このように水上と水中の被写体を識別することによって、第１の実施形態が持つ作用効果の他に、操作性を向上することが出来る。また、第１の実施形態に対しても、加速度検知部１５を追加することにより、同様にその作用効果を向上することができる。例えば図１０のステップＳ２５、図１９のステップＳ５５における画面上部、画面下部と書いていた内容を、識別部４ｆにより、それぞれ、水上被写体、水中被写体として判定可能となる。

そして、良好な操作性のもとで半水中撮影が可能となる。上述した図１９の撮影の処理手順においては、半水中撮影モードでない判定結果の場合に対して 第２半水中撮影モードであるか否かの判定を行うようにしているが、以下の変形例に示すように半水中撮影モードと第２半水中撮影モードとを総合的に判定するようにしても良い。

図２３は、図１１に示した識別部４ｆに係る処理手順を含む。また、図２３は撮影モードに設定された状態で撮像部３により取得される画像から半水中撮影モード或いは第２半水中撮影モードの撮影状態であるか否かを自動判定する処理手順を示す。

最初のステップＳ９１において画像処理＆制御部４の識別部４ｆは、撮像部３により撮像された画像における（各フレームの中央又は画像として表示した場合における）画面中央部にローコントラスト領域Ｒｌが存在するか否かの判定を行う。

識別部４ｆは、撮像された画像のコントラスト信号から予め設定された閾値以下のコントラストとなる画素領域を検出し、閾値以下の画素領域をローコントラスト領域Ｒｌと判定する。

ローコントラスト領域Ｒｌが存在する判定結果の場合には、次のステップＳ９２において識別部４ｆは、ローコントラスト領域Ｒｌが画面を（水平方向に）横断しているか否かの判定を行う。この場合、識別部４ｆは、（加速度センサの信号から重力加速度による画面の上下方向を判定し、それに垂直な）水平方向を判別することができる。

ローコントラスト領域Ｒｌが画面を横断している判定結果の場合には次のステップＳ９３において識別部４ｆは、加速度センサの信号から画面の上下方向を判別する。

この判別結果によりステップＳ９４とＳ９５において、画面上部（の画像）は空気中の水上被写体（の画像領域）と判定し、画面下部（の画像）は水中被写体（の画像領域）と判定する。

このようにして、識別部４ｆは、水面の存在に対応したローコントラスト領域Ｒｌと、加速度センサによるカメラ１Ｂの撮像時の姿勢の情報を利用して、撮像された画像における水上被写体の画像領域と、水中被写体の画像領域とを識別する。

次のステップＳ９６において識別部４ｆは、ローコントラスト領域Ｒｌが上端部又は下端部まであるか否かの判定を行う。そして、ローコントラスト領域Ｒｌが上端部又は下端部まである判定結果の場合には波面の変動が大きい第２の半水中撮影モードの設定状態であると判定し、図２３の処理を終了する。

一方、ステップＳ９１の判定処理において、画面中央部にローコントラスト領域Ｒｌが存在しない判定結果の場合にはステップＳ９８において、半水中撮影モードの設定状態でないと判定して、図２３の処理を終了する。

また、ステップＳ９６の判定処理において、ローコントラスト領域Ｒｌが上端部又は下端部に至っていない判定結果（例えば図２２のような画像）の場合には、半水中撮影モードの設定状態であると判定する。

このように識別部４ｆの識別結果を利用する制御を行うようにすることにより、ユーザ１３がカメラ１Ｂに対して半水中撮影モード又は第２半水中撮影モードにする指示操作を行わなくても良い。

そして、ユーザ１３はカメラ１Ｂを図１３、図１７Ａ（又は図１７Ｂ）のように設定することにより、カメラ１Ｂ側により、半水中撮影モード又は第２半水中撮影モードの設定状態であると自動判定して、ピント合わせや露出制御等、対応した制御動作を行う。

従って、第２の実施形態のカメラ１Ｂによれば、第１の実施形態よりも操作性を向上して、手軽に半水中撮影モードにより水上被写体と水中被写体とを同時にかつ鮮明に撮影することができる。また、本実施形態によれば、第２半水中撮影モードにおいても水上被写体と水中被写体とを同時に撮影することができる可能性が高い。

また図２３で説明した半水中撮影モード又は第２半水中撮影モードでの撮影状態であることを判定し後、識別部４ｆによる識別結果に応じて水上被写体の画像及び水中被写体の画像に対して図２４に示すような処理手順で撮影を行うことができる。図２４の処理手順は、図１９等において示してある詳細な処理手順に含まれるが、さらに一部異なる内容を含む。

ステップＳ１０１において画像処理＆制御部４は、（例えばステップＳ２３の処理手順で）半水中撮影モード又は第２半水中撮影モードの撮影状態であることの自動判定を行う。

次のステップＳ１０２において識別部４ｆによって、上述したように撮影された画像における水上被写体（の画像領域）と水中被写体（の画像領域）との判定（識別）が行われる。

さらに次のステップＳ１０３において画像処理＆制御部４は、上記の２つの撮影モードに応じて、水上被写体及び水中被写体に対応したピント合わせと露出制御（露出決定）の制御動作を行う。

この場合、ユーザ１３が、水上被写体及び水中被写体の各画像（領域）に対して異なる画像処理を行うように予め設定し、画像処理＆制御部４は、その設定に従って各画像に対して異なる画像処理を行うようにしても良い。

例えば、ステップＳ１０４において、画像処理＆制御部４は、ユーザ１３による設定に従って水上被写体及び水中被写体のそれぞれ、又は一方の画像に対して画像処理を行う。例えば水中被写体の画像に対しては、赤色を強調する処理を行ったり、輪郭強調を行うようにすることができる。

赤色を強調する処理により、水上側と水中側との色調の変化を抑制した画像を生成できる。

そして、その表示部５により、画像処理された画像を表示して、図２４の処理を終了する。このようにすると、操作性が向上すると共に、ユーザ１３の好み等により柔軟に対応ができるし、異なるニーズにも広く対応できる。

なお、識別部４ｆによる識別結果により、水上被写体側と水中被写体側のそれぞれの領域の画像に対して、画像処理＆制御部４で画像処理する場合の増幅率を切り替える等して両方の明るさが適切になるようにしても良い。つまり、水中被写体側は、水上被写体側に比較すると、暗い画像となるため、水上被写体の画像の場合に比較して、水中被写体の画像に対する増幅率を大きくして、両方の画像の明るさが適切な明るさとなるように制御しても良い。この場合には、水上被写体及び水中被写体の両方に対して見やすい画像にできる。

また、上述した各実施形態等を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態も本発明に属する。また、各実施形態等におけるフローチャートは、代表的な処理手順の１例を示すものであって、その具体例の場合に限定されるものでない。

１、１Ｂ…カメラ、２…ケース、３…撮像部、３ａ…撮影レンズ、３ｂ…撮像素子、３ｄ…ピント合わせ部、３ｅ…駆動部、４…画像処理＆制御部、４ａ…画像変換部、４ｂ…表示制御部、４ｃ…ピント制御部、４ｄ…距離換算部、４ｅ…水面変動検出部、４ｆ…識別部、４ｇ…半水中撮影モード判定部、５…表示部、６…操作部、６ｃ…半水中撮影モードボタン、６ｄ…境界距離設定ボタン、７…操作判定部、８…記録部、１５…加速度検知部、３１…波

Claims (5)

1. 撮像レンズおよび撮像素子を含む撮像部を備えたカメラであって、
   上記撮像素子に係る撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動を検出する水面変動検出部と、
   上記水面変動検出部による検出結果に基づいて、上記撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動値が所定値より大きいときには、上記撮影レンズのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合であるとして撮影制御を所定の撮影モードに切り換える撮影制御切換部と、
   を具備することを特徴とするカメラ。
2. 上記撮影制御切換部は、上記撮影制御を上記所定の撮影モードに切り換える際には、連続撮影を行なう半水中撮影制御に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 撮像レンズおよび撮像素子を含む撮像部を備えたカメラであって、
   上記カメラの姿勢を検出する姿勢検出部と、
   上記撮像素子に係る撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動を検出する水面変動検出部と、
   を具備し、
   上記姿勢検出部による検出結果に基づいて上記カメラの姿勢変化が検出されず、かつ、上記水面変動検出部による検出結果に基づいて、上記撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動値が所定値より大きいときには、上記撮影レンズのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合であるとして連続撮影制御を実行することを特徴とするカメラ。
4. 撮像レンズおよび撮像素子を含む撮像部を備えたカメラの水面変動検出方法であって、
   上記のカメラの制御部は、上記撮像素子に係る撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動を検出する水面変動検出部による検出結果に基づいて、上記撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動値が所定値より大きいときには、上記撮影レンズのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合であるとして連続撮影制御を実行する
   ことを特徴とするカメラの水面変動検出方法。
5. 撮像レンズおよび撮像素子を含む撮像部を備えたカメラの制御部に上記撮像素子の撮像面における水面位置の変動を検出させるための水面変動検出プログラムであって、
   上記制御部が水面変動検出部を制御して、上記撮像素子に係る撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動を検出するステップと、
   上記制御部が撮影制御切換部を制御して、上記水面変動検出部による検出結果に基づいて、上記撮像面における画面の上下部分での明るさの時間的な変動値が所定値より大きいときには、上記撮影レンズのレンズ径に対して水面が大きく変動する場合であるとして撮影制御を所定の撮影モードに切り換えるステップと、
   を実行させることを特徴とするカメラの水面変動検出プログラム。

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