撮像装置
【課題】撮影画像の色補正処理を簡易で高精度にするものである。
【解決手段】被写体を撮影する撮像装置において、被写体を撮影する撮像素子１１０と、被写体及びカメラ周囲の外光の分光特性を測定するための分光計１１３を同一カメラ筐体１０２内部に同時に備え、被写体の撮影及び分光特性測定は跳ね上げ式ミラー１０３を用いることにより同一の撮影レンズ１０１を用いて行える構成とし、分光計１１３によって測定した分光特性を元に色補正係数を算出し、撮像素子１１０で撮影した画像に対して色補正処理を行う。
【解決手段】被写体を撮影する撮像装置において、被写体を撮影する撮像素子１１０と、被写体及びカメラ周囲の外光の分光特性を測定するための分光計１１３を同一カメラ筐体１０２内部に同時に備え、被写体の撮影及び分光特性測定は跳ね上げ式ミラー１０３を用いることにより同一の撮影レンズ１０１を用いて行える構成とし、分光計１１３によって測定した分光特性を元に色補正係数を算出し、撮像素子１１０で撮影した画像に対して色補正処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、特に分光測定機能および色補正機能を備えた単板式カラー撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラにおける色補正の精度は、種々の原因によって低下する問題があった。そこで、特許文献１や特許文献２などにおいては、被写体の分光スペクトル情報を利用して、入力画像の色補正を行う撮影システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６１４１２６号公報
【特許文献２】特開２００５−３４１１７５号公報
【特許文献３】特開昭５３−４０５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では測色計とカメラが分離しており、正しい被写体の分光スペクトルを計測することが困難な課題があった。また特許文献２では分光計とカメラは接続されているが、それぞれが異なる光学レンズを用いており、両者の撮影位置を一致させることが困難であり、またレンズの特性が異なる課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、被写体の撮影と分光特性の測定を同じ光学レンズを通して行い、分光特性の測定を簡易に行うことである。またそれと共に撮影画像の色補正精度を向上させることである。また被写体だけでなくカメラ周囲の光源の分光特性を測定することにより、被写体の光源とカメラ周囲の光源の種類が一致している場合にカメラが撮影中でも色補正を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、跳ね上げ式ミラーまたは回転式ミラー、およびすりガラスを通して撮像画像を分光計へ導く機構を備え、測定した分光特性から色補正処理を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、撮影画像の色補正処理を簡易で高精度とできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施例
【図２】本発明の第２の実施例（回転ミラーの開口位置が上半分にあり、レンズからの入射光は分光計側へ反射している場合）
【図３】本発明の第２の実施例（回転ミラーの開口位置が下半分にあり、レンズからの入射光は撮像素子側へ透過している場合）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。なお、全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１０】
本発明を用いた第１の実施例の撮像装置について図１を用いて説明する。
【００１１】
撮影レンズ１０１よりカメラ筐体１０２内に入射された光は、跳ね上げ式ミラー機構を通り、跳ね上げ式ミラー１０３（以下、「ミラー１０３」ということがある。）が下がっている場合（図１の実線の場合）、光学像はミラー１０３で反射され、ミラー構造上部に撮影レンズ１０１からの焦点距離が撮像素子１１０と等しい距離に設置されたすりガラス１０４に結像される。本実施例においては撮像素子１１０は単板カラー撮像素子である。すりガラス１０４上の像はさらにその上部に設置されたハーフミラー１０５（ビームスプリッター）によって２分割され、そのひとつの像はハーフミラー１０５の水平方向に設置された分光計１１３（例えばエドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社より販売されているスペクトロラジオメーター（分光放射計）など）へ入射され、もうひとつの像はハーフミラー１０５上方に設置されたビューファインダー口となっている開口部１０６から観察できる構成となっている。このように、ミラー１０３が下がっている場合は、撮影レンズ１０１を通して撮影している被写体の分光特性が、分光計１１３によって測定できるようになっている。このとき、ビューファインダー口はカメラ外光を取り入れるための開口部１０６も兼ねているため、ミラー１０３が下がっている間は開口部１０６から外光が多少漏れ込む可能性がある。これを防ぐため、ミラー１０３が下がっている間は開口部１０６から観察する場合は接眼フード１０７を併用し、または開口部１０６を接眼フード１０７や蓋で遮光し、または回転式遮光蓋１０８を開口部分に設置してもよい。但し通常は、接眼時には開口部分から漏れ込む光はわずかであり、しかも漏れ込んだ光の一部はハーフミラー１０５で反射して暗幕１０９で吸収される。
【００１２】
一方、ミラー１０３が跳ね上がっている場合（図１の点線の場合）、撮影レンズ１０１からの光学像はミラー機構を通り越して撮像素子１１０の表面上に結像される。撮像素子１１０は撮像素子駆動回路１１１によって光学像を電気信号に変換し、その信号はカメラプロセス回路１１１によってカメラ映像信号となり、色補正回路１１２を経て出力される。
【００１３】
ミラー１０３が跳ね上がっている時、開口部１０６から外光を取り入れると、外光の一部はハーフミラー１０５を透過し、すりガラス１０４上で拡散される。またすりガラス１０４を透過した光もミラー１０３で反射され再びすりガラス１０４で拡散される。これらの拡散光の一部はハーフミラー１０５でさらに反射され、分光計１１３へ入射される。このように、ミラー１０３が跳ね上がっている場合は、カメラ上部の開口部１０６から入射される外光の分光特性が、分光計１１３によって測定できるようになっている。
【００１４】
このようにして測定によって得られた被写体やカメラ周辺の分光特性は、色彩工学の考え方に基づいて色補正係数算出回路１１４によって色補正係数を得、色補正回路１１２において光源に応じた適当な色補正処理を行う。
【００１５】
本実施例のように、撮像素子１１０が単板カラー撮像素子である場合は、色補正係数算出回路１１４が、分光計１１３が測定した分光特性、およびあらかじめ測定した本実施例の撮像装置（単板カラー撮像素子を用いた単板式カラーカメラ）の分光特性と３板式カラーカメラの分光特性から、本実施例の撮像装置の色再現性を３板式カラーカメラの色再現特性へ近づけるような色補正係数を算出し、色補正回路１１２が、色補正係数算出回路１１４により算出された色補正係数により、撮像素子１１０からの映像信号の色補正を行う。これにより、単板カラー撮像素子を用いた単板式カラーカメラであっても３板式カラーカメラに近い色再現特性が得られる。
【００１６】
以下、その原理について簡単に説明する。カメラの被写体は、照明や太陽などの光源によって照らされ、その反射光がカメラの撮影レンズを通して撮像素子に入射される。このとき、照明は光源によって決まった、光の波長λに応じた強度の分光強度分布Ｐ（λ）を持つ（以下、Ｐ（λ）を光源の分光特性ということがある）。また被写体も分光反射率ρ（λ）を持つ。両者の積が被写体からの反射光Ｃｓ（λ）としてテレビカメラへ入射する。テレビカメラはその反射光を、例えばＲ，Ｇ，Ｂに対応した撮像素子の画素がそれぞれ分光感度ＳＲ（λ），ＳＧ（λ），ＳＢ（λ）を持ったカラーセンサで撮像し、その積分値に応じた出力をＲ，Ｇ，Ｂの各色チャンネル出力信号として出力する。これを式で表すと以下に示す式１のようになる。
【００１７】
【数１】
【００１８】
このとき、被写体の分光反射率ρ（λ）を標準白色板などを用いてなるべく平坦にする、もしくは可能であれば既知のデータで校正することにより、被写体からの反射光Ｃｓ（λ）は、光源の分光分布Ｐ（λ）をできるだけ反映した特性とすることができる。すなわち、Ｃｓ（λ）のスペクトルを測定することにより、撮影環境の光源の分光特性を推定することが可能となる。また、ＲＧＢセンサの分光撮像特性をあらかじめ測定しておけば、そのセンサ出力ＲＧＢ値を計算で求めることが可能となる。従って、例えばマクベスチャートなど反射分光特性ρ（λ）が既知のデータを用いると、光源の分光特性を測定するだけで、各照明条件におけるカメラで撮影したマクベスチャートの再現色を計算で作成することができる。以下、マクベスチャートを用いた例について説明するが、他のカラーチャートを用いてもよいことはいうまでもない。
【００１９】
一般に放送用カメラでは撮影時に、その撮影環境に応じてカメラのホワイトバランスを調整するために、撮影前に灰色もしくは白色の標準反射チャート等の無彩色反射被写体を撮影し、そのときのＲＧＢ信号強度からＲＧＢそれぞれのアンプゲイン設定を調整する。
【００２０】
そこで、跳ね上げ式ミラーが下がっている状態（図１の実線の状態）、すなわち分光計１１３が撮影レンズ１０１を通して被写体の分光特性を計測する状態で、まず無彩色の標準反射チャートを撮影する。撮影レンズ１０１よりカメラ筐体１０２内に入射された光は、ミラー１０３で反射され、すりガラス１０４に結像される。すりガラス１０４上の像はハーフミラー１０５によって２分割され、その一つの像は分光計１１３に入る。分光計１１３は光源の分光特性Ｐ（λ）を出力する。分光計１１３から出力された光源の分光特性Ｐ（λ）は、色補正係数算出回路１１４に入力される。
【００２１】
色補正係数算出回路１１４では、分光計１１３で求められた光源の分光特性Ｐ（λ）と、既知のマクベスチャート反射分光特性ρ（λ）と、あらかじめ測定した本実施例の撮像装置（単板カラー撮像素子を用いた単板式カラーカメラ）のカラー分光感度特性ＳＲ１（λ），ＳＧ１（λ），ＳＢ１（λ）とを積算し、本実施例の単板式カラーカメラで撮影したマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値を計算で生成する（式１参照）。また、分光計１１３で求められた光源の分光特性Ｐ（λ）と、既知のマクベスチャート反射分光特性ρ（λ）と、一般的な放送用３板式カラーカメラのカラー分光感度特性ＳＲ２（λ），ＳＧ２（λ），ＳＢ２（λ）とを積算し、３板式カラーカメラで撮影したマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値を計算で生成する（式１参照）。
【００２２】
色補正は例えばこの計算によって求められた２種類のマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値を用いて行える。すなわち、上記の計算で求めた本実施例の単板式カラーカメラのマクベスチャートの２４色それぞれのＲＧＢ値を色補正係数で補正したＲＧＢ値が、上記の計算で求めた一般的な放送用３板式カラーカメラのそれぞれのＲＧＢ値に近づくように色補正係数を算出する。例えば色補正をリニアマトリクスで行う場合、本実施例の単板式カラーカメラのマクベスチャートの２４色それぞれのＲＧＢ値が、一般的な放送用３板式カラーカメラのそれぞれのＲＧＢ値と最も近づくように、リニアマトリクスの補正係数を最小二乗法で求める。
【００２３】
リニアマトリクス補正では、以下のようなＲＧＢ三原色の１次変換マトリクスで、ＲＧＢの混合比を変えることにより調整する。
【００２４】
【数２】
【００２５】
ここで、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１は本実施例の単板式カラーカメラで撮影したマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は３板式カラーカメラで撮影したマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値である。
【００２６】
補正マトリクスＬＭは、
【００２７】
【数３】
で算出する。実際には最小二乗法により最も近い行列を求める。具体的には例えば、いくつかの色票（例えばマクベスチャートの２４色）を選定し、補正処理後のＲＧＢ値をＲ２’，Ｇ２’，Ｂ２’とすると、補正ターゲット（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）との差の二乗平均を、
【００２８】
【数４】
【００２９】
とし、全ての色に対してその値が最も小さくなるようなＬＭを求る。このとき、任意の色票を選んだり、特定の色（例えば肌色）を重視して加重平均を行ってもよい。
【００３０】
色補正係数算出回路１１４はこのようにして算出した色補正係数（リニアマトリクス補正を行う場合はリニアマトリクス係数）を出力する。
【００３１】
色補正係数算出回路１１４により得られた色補正係数を用いて、本実施例の単板式カラーカメラ（撮像装置）の色補正回路１１２において色補正（リニアマトリクスル補正の場合はリニアマトリクス色補正処理）を行うことにより、本実施例の撮像装置（単板式カラーカメラ）の色再現特性を、３板式カラーカメラの色再現特性と近づけることが可能となる。
【００３２】
本実施例では、跳ね上げ式ミラーが下がっている時（撮影していない時）に、被写体の光源に対して色補正係数の算出を行い、その色補正係数を用いて、跳ね上げ式ミラーが上がっている時（被写体を撮影している時）に、被写体の映像の色補正を行う。跳ね上げ式ミラーが下がっている時（撮影していない時）は、実際に撮影するのと同じ光学レンズを通るので、高精度に色補正係数を算出でき、その色補正係数を用いて、跳ね上げ式ミラーが上がっている時（撮影している時）の色補正を行うので、色補正精度を向上させることができる。
【００３３】
また、跳ね上げ式ミラーがあがっている時（撮影している時）は、カメラ周囲の外部光源からの光が開口部１０６を介して分光計１１３に入射するので、上記と同様な方法により、撮影中にカメラ周囲の外光光源に対して色補正係数を計算し、その色補正係数を用いて、被写体の映像の色補正を行うこともできる。跳ね上げ式ミラーがあがっている時は、無彩色の標準反射チャートは使用しないが、開口部１０６からの入射光をすりガラス１０４が散乱させ、その散乱光によって分光特性を測定することにより、跳ね上げ式ミラーが下がっている時の無彩色の標準反射チャートを使用した測定と同様な測定ができる。もちろん被写体の光源とカメラ周囲の光源の種類が一致していることが必要であるが、その場合には撮影中にリアルタイムに色補正が可能となる。具体例としては、日中の外光での撮影で、天気が晴れたり曇ったり変化しても常に最適な色補正を続行できる。また中継番組などでカメラが屋外から屋内に移動して光源が外光から室内光（例えば蛍光灯）に変化したときに、カメラが室内に入ったと同時に室内向に合わせた色補正を（自動的に）行うことができる。一方デメリットとしては、被写体の光でなくカメラの周囲光で測定するので、被写体だけに異なる光源（例えば室内蛍光灯下で被写体にタングステン光をあてた場合など）のときは、被写体の光源とカメラ周囲の光源が異なるので、この方法は使えない。また、被写体とカメラ周囲の光源が同じ場合でも、レンズの透過率などを勘案した真の色補正係数とはならず多少精度が落ちる可能性がある。このような点が問題になる場合は、前述のように、跳ね上げ式ミラーが下がっている時（撮影していない時）に色補正係数の算出を行い、その色補正係数を用いて、跳ね上げ式ミラーが上がっている時（被写体を撮影している時）に、被写体の映像の色補正を行えばよい。
【実施例２】
【００３４】
本発明を用いた第２の実施例の撮像装置について図２および図３を用いて説明する。
【００３５】
図２および図３は、半円（シャッター開角度１８０度）もしくは任意のシャッター開角度を実現し撮像素子の動作と同期して回転するシャッター（回転ミラー）１２１を内蔵した、単板カラー撮像素子用カメラを模式的に示している。映画用カメラなどではこのような回転シャッター（回転ミラー）１２１を内蔵した機構は一般的に用いられており（例えば特許文献３ほか）、基本的な回転シャッター機構および動作はそれらと同様であるが、本実施例ではレンズ機構及び撮像機構は回転シャッター機構の下部に配置されている。
【００３６】
図２では、回転ミラー１２１の下半分が反射面（実線で記載）となった状態で、光学像は回転ミラー１２１（以下、「ミラー１２１」ということがある。）で反射され、ミラー構造上部に撮影レンズ１０１からの焦点距離が撮像素子１１０と等しい距離に設置されたすりガラス１０４に結像される。すりガラス１０４上の像はさらにその上部に設置されたハーフミラー１０５（ビームスプリッター）によって２分割され、そのひとつの像はハーフミラー１０５の水平方向に設置された分光計１１３へ入射される。このときハーフミラー１０５と分光計１１３との間には回転ミラー１２１の撮像レンズ及び撮像面側と反対側の面が存在し、回転ミラーの開口部（点線で記載）の期間のみ、ハーフミラーからの光学像は分光計１１３に入射することになる。ハーフミラー１０５を透過したもうひとつの像はハーフミラー１０５上方に設置されたビューファインダー口となっている開口部１０６から観察できる構成となっている。なお、ビューファインダーが不要な場合は、ハーフミラー１０５を全反射ミラーとし、ビューファインダー口は設置しなくても良い。このように、回転ミラー１２１の下半分が反射面となっている場合は、撮影レンズ１０１を通して撮影している被写体の分光特性が、分光計１１３によって測定できるようになっている。
【００３７】
図３では、回転ミラー１２１の下半分が透過面（点線で記載）となった状態で、撮影レンズ１０１からの光学像は回転ミラー機構を通り越して撮像素子１１０の表面上に結像される。撮像素子１１０は撮像素子駆動回路１１１によって光学像を電気信号に変換し、駆カメラプロセス回路１１１でカメラ映像信号となり、色補正回路１１２を経て出力される。
【００３８】
図３では同時に、回転ミラー１２１の上半分が反射面（実線で記載）となっており、カメラ下方に拡散板１２２と共に設置された外光取り入れ開口部１２３からの光は筒状の導光管１２４に従って回転ミラー１２１上部反射面に達し、反射され、分光計１１３へ入射される。このように、回転ミラー１２１の上半分が反射面となっている場合は、カメラ下部の外光取り入れ開口部１２３から入射される外光の分光特性が、分光計１１３によって測定できるようになっている。一方図２のように回転ミラー１２１の上半分が透過面となっている場合は、外光からの導光管１２４の光は回転ミラー機構部を透過してカメラ筐体１０２内部の暗部もしくは暗幕１２５等で吸収される。なお、外光取り入れ開口部１２３はカメラ上部もしくは任意の場所に設置しても良く、適当な導光管と反射ミラーなどを組み合わせて、また場合によっては光ファイバーなどの導光管を用いて、先ほどの回転ミラー反射面に光を導いても良い。
【００３９】
分光計１１３は回転ミラー１２１の開口部（点線で記載）に同期して測定を行う。例えば図２のように回転ミラー１２１の上部だけが開口している期間のみ測定を行うことにより、撮影レンズ１０１を通して撮影した被写体の分光特性が測定できる。また図３のように回転ミラー１２１の上部が反射面（実線で記載）となっている期間に測定を行うと、カメラ周囲の外光の分光特性が測定できる。例えばエドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社より販売されているスペクトロラジオメーター（分光放射計）では、測定開始トリガー、測定時間、測定回数を設定することが可能であり、これらを適当に設定することにより、目的とする期間の光入射を繰り返し測定し、測定の感度およびノイズ特性を改善することも可能である。
【００４０】
分光計１１３、色補正係数算出回路１１４、色補正回路１１２の構成および動作は第１の実施例と同様である。
【００４１】
本実施例では、図２のように回転ミラー１２１の上部が開口している時（撮影していない時）に、被写体の光源に対して色補正係数の算出を行い、その色補正係数を用いて、図３のように回転ミラー１２１の上部が反射面（実線で記載）となっている時（被写体を撮影している時）に、被写体の映像の色補正を行う。図２のように回転ミラー１２１の上部が開口している時（撮影していない時）は、実際に撮影するのと同じ光学レンズを通るので、高精度に色補正係数を算出でき、その色補正係数を用いて、図３のように回転ミラー１２１の上部が反射面（実線で記載）となっている時（撮影している時）の色補正を行うので、色補正精度を向上させることができる。
【００４２】
また、図３のように回転ミラー１２１の上部が反射面（実線で記載）となっている時（撮影している時）は、カメラ周囲の外部光源からの光が開口部１２３を介して分光計１１３に入射するので、撮影中にカメラ周囲の外光光源に対して色補正係数を計算し、その色補正係数を用いて、被写体の映像の色補正を行うこともできる。もちろん被写体の光源とカメラ周囲の光源の種類が一致していることが必要であるが、その場合には撮影中にリアルタイムに色補正が可能となる。具体例としては、日中の外光での撮影で、天気が晴れたり曇ったり変化しても常に最適な色補正を続行できる。また中継番組などでカメラが屋外から屋内に移動して光源が外光から室内光（例えば蛍光灯）に変化したときに、カメラが室内に入ったと同時に室内向に合わせた色補正を（自動的に）行うことができる。一方デメリットとしては、被写体の光でなくカメラの周囲光で測定するので、被写体だけに異なる光源（例えば室内蛍光灯下で被写体にタングステン光をあてた場合など）のときは、被写体の光源とカメラ周囲の光源が異なるので、この方法は使えない。また、被写体とカメラ周囲の光源が同じ場合でも、レンズの透過率などを勘案した真の色補正係数とはならず多少精度が落ちる可能性がある。このような点が問題になる場合は、前述のように、図２のように回転ミラー１２１の上部が開口している時（撮影していない時）に色補正係数の算出を行い、その色補正係数を用いて、回転ミラー１２１の上部が反射面となっている時（被写体を撮影している時）に、被写体の映像の色補正を行えばよい。
【００４３】
以上説明した各実施例において、回路のかわりにコンピュータとプログラムを用いてもよい。
【００４４】
以上、本発明の各実施例を詳細に説明したが、本発明の実施例の撮像装置は、撮影レンズと、前記撮影レンズを通して被写体を撮影する撮像素子と、前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定するための分光計を同一カメラ筐体内部に備えるものであればよい。
【００４５】
また、本発明の実施例の撮像装置は、前記分光計によって測定した分光特性を元に色補正係数を算出し、前記撮像素子で撮影した画像に対して前記色補正係数を用いて色補正処理を行うものであってもよい。
【００４６】
また、本発明の実施例の撮像装置は、跳ね上げ式ミラーと、すりガラスを備え、前記跳ね上げ式ミラーが下がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記跳ね上げ式ミラーによって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記分光計に入射される構造であり、前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記撮像素子へ入射される構造であるものであってもよい。
【００４７】
また、本発明の実施例の撮像装置は、ハーフミラーと、ビューファインダー口兼外光取り入れ口となる開口部を備え、前記跳ね上げ式ミラーが下がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記跳ね上げ式ミラーによって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記ハーフミラーを通して前記ビューファインダー口から観察できる構造となっており、なおかつ前記ハーフミラーで反射された像が前記分光計に入射される構造であり、前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記撮像素子へ入射され、一方前記開口部から入射した外光が前記ハーフミラーを通して前記すりガラスに入射し、その一部は前記すりガラス上で散乱し、また前記すりガラスを透過した光は前記跳ね上げ式ミラーで反射して再び前記すりガラスに入射しさらに散乱し、それらの散乱光が前記ハーフミラーで反射されて前記分光計へ入射される構造であり、前記分光計は、跳ね上げ式ミラーが下がっている間は前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定し、前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は前記開口部から入射した外光の分光特性を測定するものであってもよい。
【００４８】
また、本発明の実施例の撮像装置は、一部が開口しその他は鏡面で構成され回転する構造となっている回転ミラーと、すりガラスを備え、前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記回転ミラー下部の鏡面によって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記分光計に入射される構造であり、一方回転ミラーの下部が開口部分となっている間は、前記レンズからの映像は前記回転ミラー下部の開口部分を透過して前記撮像素子に入射される構造であるものであってもよい。
【００４９】
また、本発明の実施例の撮像装置は、ハーフミラーまたは全反射ミラーと、ビューファインダー口となる開口部または外光取り入れ開口部を備え、前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記回転ミラー下部の鏡面によって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記ハーフミラーを通して前記ビューファインダー口から観察できるとともに前記ハーフミラーで反射された像が前記回転ミラーの開口部を透過して前記分光計に入射される構造または前記すりガラスの像が前記全反射ミラーによって反射され前記回転ミラーの開口部を透過して前記分光計に入射される構造であり同時に前記外光取り入れ開口部からの光が前記回転ミラー上部の開口部分を透過して暗幕で吸収される構造であり、一方回転ミラーの下部が開口部分となっている間は、前記レンズからの映像は前記回転ミラー下部の開口部分を透過して前記撮像素子に入射されるとともに外光取り入れ開口部からの外光が前記回転ミラー上部の鏡面で反射され前記分光計へ入射される構造であり、前記分光計は、前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定し、前記回転ミラーの下部が開口部分となっている間は前記外光取り入れ開口部からの外光の分光特性を測定するものであってもよい。また、前記分光計の測定は前記回転ミラーの回転と同期して行われるものであってもよい。
【００５０】
また、本発明の実施例の撮像装置は、前記撮像素子は単板カラー撮像素子であり、前記分光計が測定した分光特性、およびあらかじめ測定した本撮像装置の分光特性と３板式カラーカメラの分光特性から、本撮像装置の色再現性を３板式カラーカメラの色再現特性へ近づけるような色補正係数を算出する色補正係数算出手段と、前記色補正係数算出手段により算出された色補正係数により、前記単板カラー撮像素子からの映像信号の色補正を行う色補正手段と、を備えるものであってもよい。
【００５１】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１…撮影レンズ、１０２…カメラ筐体、１０３…跳ね上げ式ミラー、１０４…すりガラス、１０５…ハーフミラー、１０６…開口部、１０７…接眼フード（または遮光フード）、１０８…回転式遮光蓋、１０９…暗幕、１１０…撮像素子、１１１…撮像素子駆動回路／カメラプロセス回路、１１２…色補正回路、１１３…分光計、１１４…色補正係数算出回路、１２１…回転シャッター（回転ミラー）、１２２…拡散板、１２３…外光取り入れ開口部、１２４…導光管、１２５、１２６…暗幕
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、特に分光測定機能および色補正機能を備えた単板式カラー撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラにおける色補正の精度は、種々の原因によって低下する問題があった。そこで、特許文献１や特許文献２などにおいては、被写体の分光スペクトル情報を利用して、入力画像の色補正を行う撮影システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６１４１２６号公報
【特許文献２】特開２００５−３４１１７５号公報
【特許文献３】特開昭５３−４０５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では測色計とカメラが分離しており、正しい被写体の分光スペクトルを計測することが困難な課題があった。また特許文献２では分光計とカメラは接続されているが、それぞれが異なる光学レンズを用いており、両者の撮影位置を一致させることが困難であり、またレンズの特性が異なる課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、被写体の撮影と分光特性の測定を同じ光学レンズを通して行い、分光特性の測定を簡易に行うことである。またそれと共に撮影画像の色補正精度を向上させることである。また被写体だけでなくカメラ周囲の光源の分光特性を測定することにより、被写体の光源とカメラ周囲の光源の種類が一致している場合にカメラが撮影中でも色補正を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、跳ね上げ式ミラーまたは回転式ミラー、およびすりガラスを通して撮像画像を分光計へ導く機構を備え、測定した分光特性から色補正処理を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、撮影画像の色補正処理を簡易で高精度とできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施例
【図２】本発明の第２の実施例（回転ミラーの開口位置が上半分にあり、レンズからの入射光は分光計側へ反射している場合）
【図３】本発明の第２の実施例（回転ミラーの開口位置が下半分にあり、レンズからの入射光は撮像素子側へ透過している場合）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。なお、全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１０】
本発明を用いた第１の実施例の撮像装置について図１を用いて説明する。
【００１１】
撮影レンズ１０１よりカメラ筐体１０２内に入射された光は、跳ね上げ式ミラー機構を通り、跳ね上げ式ミラー１０３（以下、「ミラー１０３」ということがある。）が下がっている場合（図１の実線の場合）、光学像はミラー１０３で反射され、ミラー構造上部に撮影レンズ１０１からの焦点距離が撮像素子１１０と等しい距離に設置されたすりガラス１０４に結像される。本実施例においては撮像素子１１０は単板カラー撮像素子である。すりガラス１０４上の像はさらにその上部に設置されたハーフミラー１０５（ビームスプリッター）によって２分割され、そのひとつの像はハーフミラー１０５の水平方向に設置された分光計１１３（例えばエドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社より販売されているスペクトロラジオメーター（分光放射計）など）へ入射され、もうひとつの像はハーフミラー１０５上方に設置されたビューファインダー口となっている開口部１０６から観察できる構成となっている。このように、ミラー１０３が下がっている場合は、撮影レンズ１０１を通して撮影している被写体の分光特性が、分光計１１３によって測定できるようになっている。このとき、ビューファインダー口はカメラ外光を取り入れるための開口部１０６も兼ねているため、ミラー１０３が下がっている間は開口部１０６から外光が多少漏れ込む可能性がある。これを防ぐため、ミラー１０３が下がっている間は開口部１０６から観察する場合は接眼フード１０７を併用し、または開口部１０６を接眼フード１０７や蓋で遮光し、または回転式遮光蓋１０８を開口部分に設置してもよい。但し通常は、接眼時には開口部分から漏れ込む光はわずかであり、しかも漏れ込んだ光の一部はハーフミラー１０５で反射して暗幕１０９で吸収される。
【００１２】
一方、ミラー１０３が跳ね上がっている場合（図１の点線の場合）、撮影レンズ１０１からの光学像はミラー機構を通り越して撮像素子１１０の表面上に結像される。撮像素子１１０は撮像素子駆動回路１１１によって光学像を電気信号に変換し、その信号はカメラプロセス回路１１１によってカメラ映像信号となり、色補正回路１１２を経て出力される。
【００１３】
ミラー１０３が跳ね上がっている時、開口部１０６から外光を取り入れると、外光の一部はハーフミラー１０５を透過し、すりガラス１０４上で拡散される。またすりガラス１０４を透過した光もミラー１０３で反射され再びすりガラス１０４で拡散される。これらの拡散光の一部はハーフミラー１０５でさらに反射され、分光計１１３へ入射される。このように、ミラー１０３が跳ね上がっている場合は、カメラ上部の開口部１０６から入射される外光の分光特性が、分光計１１３によって測定できるようになっている。
【００１４】
このようにして測定によって得られた被写体やカメラ周辺の分光特性は、色彩工学の考え方に基づいて色補正係数算出回路１１４によって色補正係数を得、色補正回路１１２において光源に応じた適当な色補正処理を行う。
【００１５】
本実施例のように、撮像素子１１０が単板カラー撮像素子である場合は、色補正係数算出回路１１４が、分光計１１３が測定した分光特性、およびあらかじめ測定した本実施例の撮像装置（単板カラー撮像素子を用いた単板式カラーカメラ）の分光特性と３板式カラーカメラの分光特性から、本実施例の撮像装置の色再現性を３板式カラーカメラの色再現特性へ近づけるような色補正係数を算出し、色補正回路１１２が、色補正係数算出回路１１４により算出された色補正係数により、撮像素子１１０からの映像信号の色補正を行う。これにより、単板カラー撮像素子を用いた単板式カラーカメラであっても３板式カラーカメラに近い色再現特性が得られる。
【００１６】
以下、その原理について簡単に説明する。カメラの被写体は、照明や太陽などの光源によって照らされ、その反射光がカメラの撮影レンズを通して撮像素子に入射される。このとき、照明は光源によって決まった、光の波長λに応じた強度の分光強度分布Ｐ（λ）を持つ（以下、Ｐ（λ）を光源の分光特性ということがある）。また被写体も分光反射率ρ（λ）を持つ。両者の積が被写体からの反射光Ｃｓ（λ）としてテレビカメラへ入射する。テレビカメラはその反射光を、例えばＲ，Ｇ，Ｂに対応した撮像素子の画素がそれぞれ分光感度ＳＲ（λ），ＳＧ（λ），ＳＢ（λ）を持ったカラーセンサで撮像し、その積分値に応じた出力をＲ，Ｇ，Ｂの各色チャンネル出力信号として出力する。これを式で表すと以下に示す式１のようになる。
【００１７】
【数１】
【００１８】
このとき、被写体の分光反射率ρ（λ）を標準白色板などを用いてなるべく平坦にする、もしくは可能であれば既知のデータで校正することにより、被写体からの反射光Ｃｓ（λ）は、光源の分光分布Ｐ（λ）をできるだけ反映した特性とすることができる。すなわち、Ｃｓ（λ）のスペクトルを測定することにより、撮影環境の光源の分光特性を推定することが可能となる。また、ＲＧＢセンサの分光撮像特性をあらかじめ測定しておけば、そのセンサ出力ＲＧＢ値を計算で求めることが可能となる。従って、例えばマクベスチャートなど反射分光特性ρ（λ）が既知のデータを用いると、光源の分光特性を測定するだけで、各照明条件におけるカメラで撮影したマクベスチャートの再現色を計算で作成することができる。以下、マクベスチャートを用いた例について説明するが、他のカラーチャートを用いてもよいことはいうまでもない。
【００１９】
一般に放送用カメラでは撮影時に、その撮影環境に応じてカメラのホワイトバランスを調整するために、撮影前に灰色もしくは白色の標準反射チャート等の無彩色反射被写体を撮影し、そのときのＲＧＢ信号強度からＲＧＢそれぞれのアンプゲイン設定を調整する。
【００２０】
そこで、跳ね上げ式ミラーが下がっている状態（図１の実線の状態）、すなわち分光計１１３が撮影レンズ１０１を通して被写体の分光特性を計測する状態で、まず無彩色の標準反射チャートを撮影する。撮影レンズ１０１よりカメラ筐体１０２内に入射された光は、ミラー１０３で反射され、すりガラス１０４に結像される。すりガラス１０４上の像はハーフミラー１０５によって２分割され、その一つの像は分光計１１３に入る。分光計１１３は光源の分光特性Ｐ（λ）を出力する。分光計１１３から出力された光源の分光特性Ｐ（λ）は、色補正係数算出回路１１４に入力される。
【００２１】
色補正係数算出回路１１４では、分光計１１３で求められた光源の分光特性Ｐ（λ）と、既知のマクベスチャート反射分光特性ρ（λ）と、あらかじめ測定した本実施例の撮像装置（単板カラー撮像素子を用いた単板式カラーカメラ）のカラー分光感度特性ＳＲ１（λ），ＳＧ１（λ），ＳＢ１（λ）とを積算し、本実施例の単板式カラーカメラで撮影したマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値を計算で生成する（式１参照）。また、分光計１１３で求められた光源の分光特性Ｐ（λ）と、既知のマクベスチャート反射分光特性ρ（λ）と、一般的な放送用３板式カラーカメラのカラー分光感度特性ＳＲ２（λ），ＳＧ２（λ），ＳＢ２（λ）とを積算し、３板式カラーカメラで撮影したマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値を計算で生成する（式１参照）。
【００２２】
色補正は例えばこの計算によって求められた２種類のマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値を用いて行える。すなわち、上記の計算で求めた本実施例の単板式カラーカメラのマクベスチャートの２４色それぞれのＲＧＢ値を色補正係数で補正したＲＧＢ値が、上記の計算で求めた一般的な放送用３板式カラーカメラのそれぞれのＲＧＢ値に近づくように色補正係数を算出する。例えば色補正をリニアマトリクスで行う場合、本実施例の単板式カラーカメラのマクベスチャートの２４色それぞれのＲＧＢ値が、一般的な放送用３板式カラーカメラのそれぞれのＲＧＢ値と最も近づくように、リニアマトリクスの補正係数を最小二乗法で求める。
【００２３】
リニアマトリクス補正では、以下のようなＲＧＢ三原色の１次変換マトリクスで、ＲＧＢの混合比を変えることにより調整する。
【００２４】
【数２】
【００２５】
ここで、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１は本実施例の単板式カラーカメラで撮影したマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は３板式カラーカメラで撮影したマクベスチャートの画像に相当するＲＧＢ値である。
【００２６】
補正マトリクスＬＭは、
【００２７】
【数３】
で算出する。実際には最小二乗法により最も近い行列を求める。具体的には例えば、いくつかの色票（例えばマクベスチャートの２４色）を選定し、補正処理後のＲＧＢ値をＲ２’，Ｇ２’，Ｂ２’とすると、補正ターゲット（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）との差の二乗平均を、
【００２８】
【数４】
【００２９】
とし、全ての色に対してその値が最も小さくなるようなＬＭを求る。このとき、任意の色票を選んだり、特定の色（例えば肌色）を重視して加重平均を行ってもよい。
【００３０】
色補正係数算出回路１１４はこのようにして算出した色補正係数（リニアマトリクス補正を行う場合はリニアマトリクス係数）を出力する。
【００３１】
色補正係数算出回路１１４により得られた色補正係数を用いて、本実施例の単板式カラーカメラ（撮像装置）の色補正回路１１２において色補正（リニアマトリクスル補正の場合はリニアマトリクス色補正処理）を行うことにより、本実施例の撮像装置（単板式カラーカメラ）の色再現特性を、３板式カラーカメラの色再現特性と近づけることが可能となる。
【００３２】
本実施例では、跳ね上げ式ミラーが下がっている時（撮影していない時）に、被写体の光源に対して色補正係数の算出を行い、その色補正係数を用いて、跳ね上げ式ミラーが上がっている時（被写体を撮影している時）に、被写体の映像の色補正を行う。跳ね上げ式ミラーが下がっている時（撮影していない時）は、実際に撮影するのと同じ光学レンズを通るので、高精度に色補正係数を算出でき、その色補正係数を用いて、跳ね上げ式ミラーが上がっている時（撮影している時）の色補正を行うので、色補正精度を向上させることができる。
【００３３】
また、跳ね上げ式ミラーがあがっている時（撮影している時）は、カメラ周囲の外部光源からの光が開口部１０６を介して分光計１１３に入射するので、上記と同様な方法により、撮影中にカメラ周囲の外光光源に対して色補正係数を計算し、その色補正係数を用いて、被写体の映像の色補正を行うこともできる。跳ね上げ式ミラーがあがっている時は、無彩色の標準反射チャートは使用しないが、開口部１０６からの入射光をすりガラス１０４が散乱させ、その散乱光によって分光特性を測定することにより、跳ね上げ式ミラーが下がっている時の無彩色の標準反射チャートを使用した測定と同様な測定ができる。もちろん被写体の光源とカメラ周囲の光源の種類が一致していることが必要であるが、その場合には撮影中にリアルタイムに色補正が可能となる。具体例としては、日中の外光での撮影で、天気が晴れたり曇ったり変化しても常に最適な色補正を続行できる。また中継番組などでカメラが屋外から屋内に移動して光源が外光から室内光（例えば蛍光灯）に変化したときに、カメラが室内に入ったと同時に室内向に合わせた色補正を（自動的に）行うことができる。一方デメリットとしては、被写体の光でなくカメラの周囲光で測定するので、被写体だけに異なる光源（例えば室内蛍光灯下で被写体にタングステン光をあてた場合など）のときは、被写体の光源とカメラ周囲の光源が異なるので、この方法は使えない。また、被写体とカメラ周囲の光源が同じ場合でも、レンズの透過率などを勘案した真の色補正係数とはならず多少精度が落ちる可能性がある。このような点が問題になる場合は、前述のように、跳ね上げ式ミラーが下がっている時（撮影していない時）に色補正係数の算出を行い、その色補正係数を用いて、跳ね上げ式ミラーが上がっている時（被写体を撮影している時）に、被写体の映像の色補正を行えばよい。
【実施例２】
【００３４】
本発明を用いた第２の実施例の撮像装置について図２および図３を用いて説明する。
【００３５】
図２および図３は、半円（シャッター開角度１８０度）もしくは任意のシャッター開角度を実現し撮像素子の動作と同期して回転するシャッター（回転ミラー）１２１を内蔵した、単板カラー撮像素子用カメラを模式的に示している。映画用カメラなどではこのような回転シャッター（回転ミラー）１２１を内蔵した機構は一般的に用いられており（例えば特許文献３ほか）、基本的な回転シャッター機構および動作はそれらと同様であるが、本実施例ではレンズ機構及び撮像機構は回転シャッター機構の下部に配置されている。
【００３６】
図２では、回転ミラー１２１の下半分が反射面（実線で記載）となった状態で、光学像は回転ミラー１２１（以下、「ミラー１２１」ということがある。）で反射され、ミラー構造上部に撮影レンズ１０１からの焦点距離が撮像素子１１０と等しい距離に設置されたすりガラス１０４に結像される。すりガラス１０４上の像はさらにその上部に設置されたハーフミラー１０５（ビームスプリッター）によって２分割され、そのひとつの像はハーフミラー１０５の水平方向に設置された分光計１１３へ入射される。このときハーフミラー１０５と分光計１１３との間には回転ミラー１２１の撮像レンズ及び撮像面側と反対側の面が存在し、回転ミラーの開口部（点線で記載）の期間のみ、ハーフミラーからの光学像は分光計１１３に入射することになる。ハーフミラー１０５を透過したもうひとつの像はハーフミラー１０５上方に設置されたビューファインダー口となっている開口部１０６から観察できる構成となっている。なお、ビューファインダーが不要な場合は、ハーフミラー１０５を全反射ミラーとし、ビューファインダー口は設置しなくても良い。このように、回転ミラー１２１の下半分が反射面となっている場合は、撮影レンズ１０１を通して撮影している被写体の分光特性が、分光計１１３によって測定できるようになっている。
【００３７】
図３では、回転ミラー１２１の下半分が透過面（点線で記載）となった状態で、撮影レンズ１０１からの光学像は回転ミラー機構を通り越して撮像素子１１０の表面上に結像される。撮像素子１１０は撮像素子駆動回路１１１によって光学像を電気信号に変換し、駆カメラプロセス回路１１１でカメラ映像信号となり、色補正回路１１２を経て出力される。
【００３８】
図３では同時に、回転ミラー１２１の上半分が反射面（実線で記載）となっており、カメラ下方に拡散板１２２と共に設置された外光取り入れ開口部１２３からの光は筒状の導光管１２４に従って回転ミラー１２１上部反射面に達し、反射され、分光計１１３へ入射される。このように、回転ミラー１２１の上半分が反射面となっている場合は、カメラ下部の外光取り入れ開口部１２３から入射される外光の分光特性が、分光計１１３によって測定できるようになっている。一方図２のように回転ミラー１２１の上半分が透過面となっている場合は、外光からの導光管１２４の光は回転ミラー機構部を透過してカメラ筐体１０２内部の暗部もしくは暗幕１２５等で吸収される。なお、外光取り入れ開口部１２３はカメラ上部もしくは任意の場所に設置しても良く、適当な導光管と反射ミラーなどを組み合わせて、また場合によっては光ファイバーなどの導光管を用いて、先ほどの回転ミラー反射面に光を導いても良い。
【００３９】
分光計１１３は回転ミラー１２１の開口部（点線で記載）に同期して測定を行う。例えば図２のように回転ミラー１２１の上部だけが開口している期間のみ測定を行うことにより、撮影レンズ１０１を通して撮影した被写体の分光特性が測定できる。また図３のように回転ミラー１２１の上部が反射面（実線で記載）となっている期間に測定を行うと、カメラ周囲の外光の分光特性が測定できる。例えばエドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社より販売されているスペクトロラジオメーター（分光放射計）では、測定開始トリガー、測定時間、測定回数を設定することが可能であり、これらを適当に設定することにより、目的とする期間の光入射を繰り返し測定し、測定の感度およびノイズ特性を改善することも可能である。
【００４０】
分光計１１３、色補正係数算出回路１１４、色補正回路１１２の構成および動作は第１の実施例と同様である。
【００４１】
本実施例では、図２のように回転ミラー１２１の上部が開口している時（撮影していない時）に、被写体の光源に対して色補正係数の算出を行い、その色補正係数を用いて、図３のように回転ミラー１２１の上部が反射面（実線で記載）となっている時（被写体を撮影している時）に、被写体の映像の色補正を行う。図２のように回転ミラー１２１の上部が開口している時（撮影していない時）は、実際に撮影するのと同じ光学レンズを通るので、高精度に色補正係数を算出でき、その色補正係数を用いて、図３のように回転ミラー１２１の上部が反射面（実線で記載）となっている時（撮影している時）の色補正を行うので、色補正精度を向上させることができる。
【００４２】
また、図３のように回転ミラー１２１の上部が反射面（実線で記載）となっている時（撮影している時）は、カメラ周囲の外部光源からの光が開口部１２３を介して分光計１１３に入射するので、撮影中にカメラ周囲の外光光源に対して色補正係数を計算し、その色補正係数を用いて、被写体の映像の色補正を行うこともできる。もちろん被写体の光源とカメラ周囲の光源の種類が一致していることが必要であるが、その場合には撮影中にリアルタイムに色補正が可能となる。具体例としては、日中の外光での撮影で、天気が晴れたり曇ったり変化しても常に最適な色補正を続行できる。また中継番組などでカメラが屋外から屋内に移動して光源が外光から室内光（例えば蛍光灯）に変化したときに、カメラが室内に入ったと同時に室内向に合わせた色補正を（自動的に）行うことができる。一方デメリットとしては、被写体の光でなくカメラの周囲光で測定するので、被写体だけに異なる光源（例えば室内蛍光灯下で被写体にタングステン光をあてた場合など）のときは、被写体の光源とカメラ周囲の光源が異なるので、この方法は使えない。また、被写体とカメラ周囲の光源が同じ場合でも、レンズの透過率などを勘案した真の色補正係数とはならず多少精度が落ちる可能性がある。このような点が問題になる場合は、前述のように、図２のように回転ミラー１２１の上部が開口している時（撮影していない時）に色補正係数の算出を行い、その色補正係数を用いて、回転ミラー１２１の上部が反射面となっている時（被写体を撮影している時）に、被写体の映像の色補正を行えばよい。
【００４３】
以上説明した各実施例において、回路のかわりにコンピュータとプログラムを用いてもよい。
【００４４】
以上、本発明の各実施例を詳細に説明したが、本発明の実施例の撮像装置は、撮影レンズと、前記撮影レンズを通して被写体を撮影する撮像素子と、前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定するための分光計を同一カメラ筐体内部に備えるものであればよい。
【００４５】
また、本発明の実施例の撮像装置は、前記分光計によって測定した分光特性を元に色補正係数を算出し、前記撮像素子で撮影した画像に対して前記色補正係数を用いて色補正処理を行うものであってもよい。
【００４６】
また、本発明の実施例の撮像装置は、跳ね上げ式ミラーと、すりガラスを備え、前記跳ね上げ式ミラーが下がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記跳ね上げ式ミラーによって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記分光計に入射される構造であり、前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記撮像素子へ入射される構造であるものであってもよい。
【００４７】
また、本発明の実施例の撮像装置は、ハーフミラーと、ビューファインダー口兼外光取り入れ口となる開口部を備え、前記跳ね上げ式ミラーが下がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記跳ね上げ式ミラーによって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記ハーフミラーを通して前記ビューファインダー口から観察できる構造となっており、なおかつ前記ハーフミラーで反射された像が前記分光計に入射される構造であり、前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記撮像素子へ入射され、一方前記開口部から入射した外光が前記ハーフミラーを通して前記すりガラスに入射し、その一部は前記すりガラス上で散乱し、また前記すりガラスを透過した光は前記跳ね上げ式ミラーで反射して再び前記すりガラスに入射しさらに散乱し、それらの散乱光が前記ハーフミラーで反射されて前記分光計へ入射される構造であり、前記分光計は、跳ね上げ式ミラーが下がっている間は前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定し、前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は前記開口部から入射した外光の分光特性を測定するものであってもよい。
【００４８】
また、本発明の実施例の撮像装置は、一部が開口しその他は鏡面で構成され回転する構造となっている回転ミラーと、すりガラスを備え、前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記回転ミラー下部の鏡面によって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記分光計に入射される構造であり、一方回転ミラーの下部が開口部分となっている間は、前記レンズからの映像は前記回転ミラー下部の開口部分を透過して前記撮像素子に入射される構造であるものであってもよい。
【００４９】
また、本発明の実施例の撮像装置は、ハーフミラーまたは全反射ミラーと、ビューファインダー口となる開口部または外光取り入れ開口部を備え、前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記回転ミラー下部の鏡面によって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記ハーフミラーを通して前記ビューファインダー口から観察できるとともに前記ハーフミラーで反射された像が前記回転ミラーの開口部を透過して前記分光計に入射される構造または前記すりガラスの像が前記全反射ミラーによって反射され前記回転ミラーの開口部を透過して前記分光計に入射される構造であり同時に前記外光取り入れ開口部からの光が前記回転ミラー上部の開口部分を透過して暗幕で吸収される構造であり、一方回転ミラーの下部が開口部分となっている間は、前記レンズからの映像は前記回転ミラー下部の開口部分を透過して前記撮像素子に入射されるとともに外光取り入れ開口部からの外光が前記回転ミラー上部の鏡面で反射され前記分光計へ入射される構造であり、前記分光計は、前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定し、前記回転ミラーの下部が開口部分となっている間は前記外光取り入れ開口部からの外光の分光特性を測定するものであってもよい。また、前記分光計の測定は前記回転ミラーの回転と同期して行われるものであってもよい。
【００５０】
また、本発明の実施例の撮像装置は、前記撮像素子は単板カラー撮像素子であり、前記分光計が測定した分光特性、およびあらかじめ測定した本撮像装置の分光特性と３板式カラーカメラの分光特性から、本撮像装置の色再現性を３板式カラーカメラの色再現特性へ近づけるような色補正係数を算出する色補正係数算出手段と、前記色補正係数算出手段により算出された色補正係数により、前記単板カラー撮像素子からの映像信号の色補正を行う色補正手段と、を備えるものであってもよい。
【００５１】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１…撮影レンズ、１０２…カメラ筐体、１０３…跳ね上げ式ミラー、１０４…すりガラス、１０５…ハーフミラー、１０６…開口部、１０７…接眼フード（または遮光フード）、１０８…回転式遮光蓋、１０９…暗幕、１１０…撮像素子、１１１…撮像素子駆動回路／カメラプロセス回路、１１２…色補正回路、１１３…分光計、１１４…色補正係数算出回路、１２１…回転シャッター（回転ミラー）、１２２…拡散板、１２３…外光取り入れ開口部、１２４…導光管、１２５、１２６…暗幕
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影する撮像装置において、
撮影レンズと、前記撮影レンズを通して被写体を撮影する撮像素子と、前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定するための分光計を同一カメラ筐体内部に備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記分光計によって測定した分光特性を元に色補正係数を算出し、前記撮像素子で撮影した画像に対して前記色補正係数を用いて色補正処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
跳ね上げ式ミラーと、すりガラスを備え、
前記跳ね上げ式ミラーが下がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記跳ね上げ式ミラーによって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記分光計に入射される構造であり、
前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記撮像素子へ入射される構造であることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
ハーフミラーと、ビューファインダー口兼外光取り入れ口となる開口部を備え、
前記跳ね上げ式ミラーが下がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記跳ね上げ式ミラーによって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記ハーフミラーを通して前記ビューファインダー口から観察できる構造となっており、なおかつ前記ハーフミラーで反射された像が前記分光計に入射される構造であり、
前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記撮像素子へ入射され、一方前記開口部から入射した外光が前記ハーフミラーを通して前記すりガラスに入射し、その一部は前記すりガラス上で散乱し、また前記すりガラスを透過した光は前記跳ね上げ式ミラーで反射して再び前記すりガラスに入射しさらに散乱し、それらの散乱光が前記ハーフミラーで反射されて前記分光計へ入射される構造であり、
前記分光計は、跳ね上げ式ミラーが下がっている間は前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定し、前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は前記開口部から入射した外光の分光特性を測定することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
一部が開口しその他は鏡面で構成され回転する構造となっている回転ミラーと、すりガラスを備え、
前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記回転ミラー下部の鏡面によって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記分光計に入射される構造であり、
一方回転ミラーの下部が開口部分となっている間は、前記レンズからの映像は前記回転ミラー下部の開口部分を透過して前記撮像素子に入射される構造であることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
ハーフミラーまたは全反射ミラーと、ビューファインダー口となる開口部または外光取り入れ開口部を備え、
前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記回転ミラー下部の鏡面によって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記ハーフミラーを通して前記ビューファインダー口から観察できるとともに前記ハーフミラーで反射された像が前記回転ミラーの開口部を透過して前記分光計に入射される構造または前記すりガラスの像が前記全反射ミラーによって反射され前記回転ミラーの開口部を透過して前記分光計に入射される構造であり同時に前記外光取り入れ開口部からの光が前記回転ミラー上部の開口部分を透過して暗幕で吸収される構造であり、
一方回転ミラーの下部が開口部分となっている間は、前記レンズからの映像は前記回転ミラー下部の開口部分を透過して前記撮像素子に入射されるとともに外光取り入れ開口部からの外光が前記回転ミラー上部の鏡面で反射され前記分光計へ入射される構造であり、
前記分光計は、前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定し、前記回転ミラーの下部が開口部分となっている間は前記外光取り入れ開口部からの外光の分光特性を測定することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の撮像装置において、
前記分光計の測定は前記回転ミラーの回転と同期して行われることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項２ないし７のうちいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は単板カラー撮像素子であり、
前記分光計が測定した分光特性、およびあらかじめ測定した本撮像装置の分光特性と３板式カラーカメラの分光特性から、本撮像装置の色再現性を３板式カラーカメラの色再現特性へ近づけるような色補正係数を算出する色補正係数算出手段と、
前記色補正係数算出手段により算出された色補正係数により、前記単板カラー撮像素子からの映像信号の色補正を行う色補正手段と、
を備えることを特徴とする単板カラー式撮像装置。
【請求項１】
被写体を撮影する撮像装置において、
撮影レンズと、前記撮影レンズを通して被写体を撮影する撮像素子と、前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定するための分光計を同一カメラ筐体内部に備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記分光計によって測定した分光特性を元に色補正係数を算出し、前記撮像素子で撮影した画像に対して前記色補正係数を用いて色補正処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
跳ね上げ式ミラーと、すりガラスを備え、
前記跳ね上げ式ミラーが下がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記跳ね上げ式ミラーによって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記分光計に入射される構造であり、
前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記撮像素子へ入射される構造であることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
ハーフミラーと、ビューファインダー口兼外光取り入れ口となる開口部を備え、
前記跳ね上げ式ミラーが下がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記跳ね上げ式ミラーによって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記ハーフミラーを通して前記ビューファインダー口から観察できる構造となっており、なおかつ前記ハーフミラーで反射された像が前記分光計に入射される構造であり、
前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記撮像素子へ入射され、一方前記開口部から入射した外光が前記ハーフミラーを通して前記すりガラスに入射し、その一部は前記すりガラス上で散乱し、また前記すりガラスを透過した光は前記跳ね上げ式ミラーで反射して再び前記すりガラスに入射しさらに散乱し、それらの散乱光が前記ハーフミラーで反射されて前記分光計へ入射される構造であり、
前記分光計は、跳ね上げ式ミラーが下がっている間は前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定し、前記跳ね上げ式ミラーが跳ね上がっている間は前記開口部から入射した外光の分光特性を測定することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
一部が開口しその他は鏡面で構成され回転する構造となっている回転ミラーと、すりガラスを備え、
前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記回転ミラー下部の鏡面によって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記分光計に入射される構造であり、
一方回転ミラーの下部が開口部分となっている間は、前記レンズからの映像は前記回転ミラー下部の開口部分を透過して前記撮像素子に入射される構造であることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
ハーフミラーまたは全反射ミラーと、ビューファインダー口となる開口部または外光取り入れ開口部を備え、
前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は、前記撮影レンズからの映像は前記回転ミラー下部の鏡面によって反射されて前記すりガラス上に結像し、その像が前記ハーフミラーを通して前記ビューファインダー口から観察できるとともに前記ハーフミラーで反射された像が前記回転ミラーの開口部を透過して前記分光計に入射される構造または前記すりガラスの像が前記全反射ミラーによって反射され前記回転ミラーの開口部を透過して前記分光計に入射される構造であり同時に前記外光取り入れ開口部からの光が前記回転ミラー上部の開口部分を透過して暗幕で吸収される構造であり、
一方回転ミラーの下部が開口部分となっている間は、前記レンズからの映像は前記回転ミラー下部の開口部分を透過して前記撮像素子に入射されるとともに外光取り入れ開口部からの外光が前記回転ミラー上部の鏡面で反射され前記分光計へ入射される構造であり、
前記分光計は、前記回転ミラーの上部が開口部分となっている間は前記撮影レンズを通して被写体の分光特性を測定し、前記回転ミラーの下部が開口部分となっている間は前記外光取り入れ開口部からの外光の分光特性を測定することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の撮像装置において、
前記分光計の測定は前記回転ミラーの回転と同期して行われることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項２ないし７のうちいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は単板カラー撮像素子であり、
前記分光計が測定した分光特性、およびあらかじめ測定した本撮像装置の分光特性と３板式カラーカメラの分光特性から、本撮像装置の色再現性を３板式カラーカメラの色再現特性へ近づけるような色補正係数を算出する色補正係数算出手段と、
前記色補正係数算出手段により算出された色補正係数により、前記単板カラー撮像素子からの映像信号の色補正を行う色補正手段と、
を備えることを特徴とする単板カラー式撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２９８５８（Ｐ２０１１−２９８５８Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７２６０５（Ｐ２００９−１７２６０５）
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５９１０５３９２６）財団法人エヌエイチケイエンジニアリングサービス (169)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５９１０５３９２６）財団法人エヌエイチケイエンジニアリングサービス (169)
【Ｆターム（参考）】
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