JP2007036688A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 フリッカのある光源下での撮影においても、フリッカの影響のない適正な露出で撮影を行えるようにする。
【解決手段】 測光の開始から、フリッカ周期に応じた周期で露光割込を周期的に起動し、露光割込処理において、露光指示がなされていると判断したときに露光を行う。これにより、測光と露光とを略同一の輝度条件で行うことができる。本制御で用いるフリッカ周期は、地域に応じて５０Ｈｚまたは６０Ｈｚが指定可能である。フリッカ周期を指定しない場合には、両者の最小公倍数が用いられる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光源のフリッカ（ちらつき）による露出の悪影響を防止するカメラに関する。

一般に自動露出カメラは、測光を行って被写体輝度を求め、その輝度値に基づく露出値（絞り値，シャッタ秒時）で露光を行うことで適正露出を得る。しかし、蛍光灯のようなフリッカのある光源下で撮影を行った場合、測光と露光のタイミングによっては適正露出が得られない。

図１０は電源周波数が５０Ｈｚ／６０Ｈｚのときの蛍光灯のフリッカによる輝度変動を示し、破線が５０Ｈｚ、実線が６０Ｈｚにそれぞれ対応している。なお、フリッカ周期は電源周波数の２倍であり、それぞれ１００Ｈｚ，１２０Ｈｚとなる。

図１１は蛍光灯下で撮影を行った場合の測光および露光タイミングの一例を示している。これは、測光（Ｔ１−Ｔ２）と露光（Ｔ３−Ｔ４）のタイミングがフリッカ周期と同期しない例を示し、測光は輝度の谷間付近で行われているのに対し、露光は山頂部分で行われている。このように測光時の輝度と露光時の輝度とが一致しないと、測光結果に基づいて得られる露出値で露光を行っても適正露出が得られないのは明らかである。特に図のように測光時間や露光時間がフリッカ周期に対して短いとフリッカによる影響が出やすい。

カメラにおけるフリッカ対策としては、複数回の測光を行い、それらの測光結果を平均して露出値を求めたり、積分回路を追加することで安定化することが行われている。
一方、特許文献１には、本露光の前にプレ露光を行い、プレ露光時のデータに基づいて本露光時のホワイトバランス調整や露出補正を行う電子カメラにおいて、プレ露光と本露光のタイミングをフリッカ周期に同期させるものが記載されている。

特許第３０６８３０５号公報

フリッカ対策として、上述したように複数回の測光結果を平均したり積分する方法は、フリッカによる悪影響を軽減する役割は果たすものの、影響を完全になくすことはできない。一方、特許文献１の方法は、ホワイトバランスの適正化には効果的であり、また露出補正によって適正露出が得られる可能性は高まるが、必ず本露光の前にプリ露光が必要となり、露光指示から本露光完了までのタイムラグが大きい。

本発明に係るカメラは、被写界を測光する測光装置と、測光装置の測光結果に基づいて露出値を演算する露出演算手段と、演算された露出値に基づいて露光を行う露光装置と、被写界を照明する光源光のフリッカ周期に基づき、測光と露光とが略同一の輝度条件で行われるように露光手段による露光タイミングを制御する制御手段とを具備する。
請求項２の発明は、測光の開始から、フリッカ周期に応じた周期で露光関連処理を周期的に起動し、露光関連処理において、露光指示がなされていると判断したときに露光装置を駆動して露光を行うものである。
請求項３の発明は、測光の開始から所定の遅れ時間が経過時点から、フリッカ周期に応じた周期で露光関連処理を周期的に起動し、露光関連処理において、露光指示がなされていると判断したときに露光装置を駆動して露光を行うものである。
請求項４の発明は、測光の開始から露光指示がなされるまでの時間を計測し、その時間とフリッカ周期とに基づいて露光指示後の露光タイミングを決定するものである。
請求項５の発明は、フリッカ周期を指定可能とし、指定されたフリッカ周期に基づいて露光タイミングを制御するものである。
請求項６の発明は、フリッカ周期が指定されない場合には、指定可能な全フリッカ周期を加味して露光タイミングを制御するものである。
請求項７の発明は、フリッカ対策が指示されていないときには、フリッカ周期を考慮せずに露光タイミングを制御するものである。

本発明によれば、光源光のフリッカ周期に基づき、測光と露光とが略同一の輝度条件で行われるように露光手段による露光タイミングを制御するようにしたので、測光や露光時間の長短に拘わらずフリッカの影響のない適正な露出で撮影が行える。

−第１の実施形態−
図１〜図５により本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は本実施形態におけるカメラの制御ブロック図である。システム制御部１は、マイクロコンピュータなどから成り、スイッチやセンサなどからの入力情報に基づいてカメラ全体の制御を行う。またカメラに装着された撮影レンズやその他のアクセサリとの間で情報の授受を行ったり、アクセサリ自体の制御をも行う。

測光部２は、例えば電荷蓄積型の測光センサ（光電変換素子）２ａと、センサ駆動用の回路２ｂとから成り、測光結果をシステム制御部１に入力する。システム制御部１は、入力された測光結果から被写体輝度値を求め、その輝度値や他の情報を加味して絞り値およびシャッタ秒時を演算する。露出制御部３は、システム制御部１からの指示に応答して撮影動作部材（シャッタ４やミラー、絞りなど）を駆動し、露光を行う。露光時のシャッタ秒時および絞り値は、上記演算値が用いられる。

情報設定部５は、カメラに設けられたスイッチ類や表示部材、これらのインターフェース部、駆動回路などから成る。スイッチ類は、不図示のレリーズボタンの半押し操作でオンする半押しスイッチや、レリーズボタンの全押し操作でオンする全押しスイッチ、後述するフリッカ周期の入力に使う操作スイッチなどを含む。

次に、本実施形態におけるフリッカ対策について図２のタイムチャートを参照して説明する。
図２は蛍光灯下における輝度の時間的変化と、測光部２による測光（Ｔ１−Ｔ２）のタイミング、および露出制御部４による露光（Ｔ３−Ｔ４）のタイミングを合わせて示す図である。この例では、測光は輝度が谷間にさしかかる直前のタイミングでなされ、その後の露光も輝度が谷間にさしかかる直前のタイミングでなされている。仮に山の頂部で測光が行われた場合には、露光も頂部で行い、山の中腹で測光が行われた場合は露光も中腹で行うようにする。このように測光と露光のタイミングをフリッカ周期に同期させることで、常に測光時と同一の輝度条件、換言すれば露出演算のパラメータとして使われた輝度条件と同一の輝度条件で露光を行うことができる。これによれば、少なくともフリッカに起因する露出への悪影響は回避でき、従来のフリッカ対策と比べて明らかに効果的である。

上記のように測光と露光のタイミングをフリッカ周期に合わせるために、本実施形態では、蛍光灯のフリッカ周期を情報として取得し、そのフリッカ周期に応じた時間間隔ごとに露光処理（タイマ割込処理）を実行するようにした。割込タイマのスタートは測光開始に同期させ、また割込処理においては、露光指示がなされている場合に露光を行うようにする。これにより、確実に測光時と同一の輝度条件で露光を行うことができる。

以下、図３のフローチャートを参照して上記の制御を詳細に説明する。
図３の処理はシステム制御部１にて実行されるもので、レリーズボタンが半押し操作されると起動される。ステップＳ１０１では、制御部１のＩ／Ｏポートや各種変数などを初期化したり、前回使用時から継続すべき設定に関しては、前回使用時の設定状態に戻す処理などを行う。ステップＳ１０２では、情報設定部５によって取り込まれた測光モードやＡＦモードなどの設定情報を取得する。なお測光モードとしては、多分割測光、中央重点測光、スポット測光などがある。

ステップＳ１０３では測光演算を行う。測光演算は、後述する測光処理の結果に基づく輝度値の演算や、次回測光時の測光時間の演算、測光センサ２ａのゲインの設定等を含む。なお、演算には情報設定部５から得られる測光モードに関する情報が加味される。

ステップＳ１０４では、ＡＦ割込処理によって行われる測距結果に基づいて、ＡＦ駆動モータ（レンズ駆動モータ）の制御量等を求める。なお、演算には情報設定部５から得られるＡＦモードに関する情報やＡＦ選択エリアなどの情報が加味される。

ステップＳ１０５では、上記ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の出力結果が有効か否かを判定し、有効でなければステップＳ１０２に戻って上述の処理を繰り返し、有効であればステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０３で演算された輝度値などの情報に基づいて露出演算を行い、適正露出を得るための絞り値およびシャッタ秒時を求める。ステップＳ１０７では、レリーズボタンの全押しの有無を判定し、全押しされていなければ、ステップＳ１０９で半押しタイマが切れるまでステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。半押しタイマは、半押し操作中および半押し解除から所定時間が経過するまで作動し、タイマ切れの場合は処理を終了させる。

ステップＳ１０７でレリーズボタンの全押しを検出すると、ステップＳ１０８でミラーアップや絞り込みなどの露光準備制御を行い、いつでも露光（シャッタ開閉）が行える状態とする。なお、露光そのものはここでは行わない。

ステップＳ１１０では、フリッカ対策の要否を判定する。これは例えば、スイッチ操作やメニュー設定でフリッカ対策モードが設定されているか否かで判断される。
なお、本実施形態のカメラが電子カメラの場合は、メニュー設定としてホワイトバランス設定がある。その選択肢としては、「晴天」，「曇天」，「白熱灯」，「蛍光灯」などがあるが、「蛍光灯」が選択されている場合は、自動的にフリッカ対策が行われるようにするとよい。また、フリッカ検出装置を設け、フリッカが検出されたときに自動的にフリッカ対策が行われるようにしてもよい。

フリッカ対策を行わない場合には、ステップＳ１１１で直ちに露光を行ってステップＳ１０９に進む。フリッカ対策を行う場合には、露光を行わずにステップＳ１０９に進む。この場合、露光は後述する割込処理（図５）で行われる。

図４は測光タイマ割込に伴って実行される測光割込処理を示している。本処理における測光開始に伴って測光間隔計時用のタイマがスタートし、予め決められた測光間隔時間が経過すると次のタイマ割込が発生するようになっている。したがって、本割込処理は、図３の処理を実行しているときも上記測光間隔時間ごとに繰り返し実行されることになる。なお、第１回目の測光に限っては、上記図３の初期設定で設定される測光開始要求フラグに応じて半押し後直ちに実行される。

図４において、ステップＳ２０１では、図３のステップＳ１０３で設定された測光時間を今回の測光時間としてセットし、同様にステップＳ２０１では、ステップＳ１０３で求めた測光センサ２ａのゲインをセットする。測光時間は、測光センサ２ａの蓄積時間に相当する。

ステップＳ２０３では、フリッカ対策の要否を判定する。フリッカ対策を行う場合はステップＳ２０５に進み、フリッカ周期の設定状況を判別する。本実施形態では、予めスイッチ操作あるいはメニュー設定において、電源周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）が選択設定できるようになっている。例えば日本国内においては、東日本であれば５０Ｈｚを、西日本であれば６０Ｈｚを選択すればよい。これによりフリッカ周波数が自動的に決まる。電源周波数がいずれか分からない場合は非設定で構わない。

次に、上記フリッカ周期（電源周波数）に応じたフリッカ周期タイマの時間設定を行う。この時間設定は、後述する露光割込処理のタイミングを決めるものである。電源周波数として５０Ｈｚが設定されている場合、つまりフリッカ周期が１００Ｈｚの場合はステップＳ２０６に進み、フリッカ周期タイマの時間値をフリッカの１サイクル時間である１０ｍｓとする。同様に６０Ｈｚが設定されている場合は、ステップＳ２０７でフリッカ周期タイマの時間値を８．３３ｍｓとする。電源周波数が非設定の場合は、ステップＳ２０８で５０Ｈｚ，６０Ｈｚの双方に対応した時間５０ｍｓ（両フリッカ周期の最小公倍数に応じた時間）に設定する。
なお、フリッカ周期が検出可能なフリッカ検出装置を設けた場合には、その検出結果に応じて自動的にフリッカ周期タイマの時間値が設定されるようにすればよい。

ステップＳ２０９ではフリッカ周期タイマの割込を許可し、次いでステップＳ２１０でフリッカ周期タイマをスタートさせるとともに、ステップＳ２１１で測光を開始し、リターンする。このようにすることで、測光開始から上記タイマ時間（１０ｍｓ，８．３３ｍｓまたは５０ｍｓ）ごとにフリッカ周期タイマの割込が周期的に発生し、後述する図５の処理でタイマが停止されるまで継続する。タイマ割込の発生周期はフリッカ周期と同等であるため、測光のタイミングとフリッカ周期タイマの割込タイミングとがフリッカ周期に同期することになる。

一方、ステップＳ２０３でフリッカ対策なしと判定された場合には、ステップＳ２０４でフリッカ周期タイマの割込を禁止し、タイマを作動させずに測光を開始する。

図５はフリッカ周期タイマの割込によって起動される露光割込処理（露光関連処理）を示している。
ステップＳ３０１では露光準備が完了しているか否かを判定する。露光準備は、レリーズボタンの全押し（露光指示）に伴って上記ステップＳ１０８（図３）で行われるものである。露光準備が完了していないということは、露光指示がなされていないか、あるいは露光指示に伴って開始された露光準備がまだ完了していないことを意味し、この場合は露光を行えないので、今回はそのままリターンする。露光準備が完了していれば、ステップＳ３０２でフリッカ周期タイマを停止し、ステップＳ３０３で露光を行ってリターンする。露光時間は、ステップＳ１０６で演算されたシャッタ秒時に応じた時間であり、メカニカルシャッタであればシャッタ開放時間、電子シャッタであれば撮像素子の電荷蓄積時間がこれに相当する。

以上では、フリッカ周期タイマのタイマ時間をフリッカの１サイクル時間としたが、１サイクル時間の倍数であってもよいことはいうまでない。しかし、タイマ時間が長くなるほど露光指示から露光までのタイムラグが長くなるので、１サイクル時間とするのがベストである。また、上述したようにフリッカ周期を指定しない場合も対応可能であるが、指定しないとタイマ時間が５０ｍｓと長くなるので、フリッカ周期が判明しているのであれば指定した方が有利である。なお、測光時間と露光時間とが長い場合、例えばフリッカの１サイクル時間よりも長くなる場合には、フリッカによる影響は出にくいため、上記のようなフリッカ対策を行わないようにしてもよい。

−第２の実施形態−
図６〜図８により本発明の第２の実施形態を説明する。
図２は測光時間と露光時間とがほぼ等しい例を示したが、図６は測光時間が露光時間より長い例を示している。このように測光時間（蓄積時間）は一定ではなく、条件に応じて変わる。測光時間が露光時間に比べて長いときは、先の実施形態のように測光開始に同期してフリッカ周期タイマをスタートさせると、測光時と露光時の輝度差が大きくなり、露出に影響が出るおそれがある。そこで本実施形態では、測光開始に同期して割込タイマをスタートするのではなく、ある程度測光が進んだ時点Ｔ５でタイマスタートすることで、測光時と露光時の輝度差を小さくするようにした。図のＴdelayは、測光開始からタイマスタートまでの遅れ時間を示している。

この制御は、先の実施形態で説明した図４を図７に代え、図８を追加することで実現できる。
図７の処理は、図４のステップＳ２０９，Ｓ２１０をステップＳ４０１〜Ｓ４０３に代えたものである。すなわち、フリッカ周期タイマの時間値が決まると、ステップＳ４０１でディレイ時間タイマの時間値Ｔdelayを算出する。ここでは、
Ｔdelay＝測光時間／２
とする。なお、測光時間はステップＳ２０１で設定された時間値である。

ステップＳ４０２ではディレイ時間タイマの割込を許可し、ステップＳ４０３で同タイマをスタートする。これにより、測光開始からＴdelayの遅れをもってディレイ時間タイマの割込が発生する。

図８はディレイ時間タイマの割込によって起動される処理を示している。ステップＳ５０１でディレイ時間タイマを停止し、ステップＳ５０２でディレイ時間タイマの割込を禁止する。ステップＳ５０３で上記フリッカ周期タイマの割込を許可し、ステップＳ５０４でフリッカ周期タイマをスタートする。これにより、測光の後半に差し掛かる時点からフリッカ周期タイマ時間（１０ｍｓ，８．３３ｍｓまたは５０ｍｓ）ごとにフリッカ周期タイマの割込が発生し、図５の露光割込処理が実行される。したがって、測光時と露光時の輝度差が小さくなり、露出に対する影響が抑制される。

なお、ディレイ時間Ｔdelayを測光時間の半分としたが、これに限定されず、例えば測光時間と露光時間の双方を加味して求めてもよい。またディレイ時間を測光ではなく露光開始タイミング側に設定することでも同様の効果を奏することができる。

以上では、半押しタイマの作動中は繰り返し測光を行うようにしたが、１回の半押し操作で１回の測光を行うものでもよい。

また以上の各実施形態では、測光の開始からフリッカ周期に応じた周期で露光割込処理を周期的に起動するようにしたが、これに代えて以下の方法でもよい。
図９にて説明すると、測光開始に伴って計時を開始し、露光指示（レリーズ操作）がなされると、そのときの計時時間、つまり測光から露光指示までの経過時間ｔ１を得る。次いで、その時間ｔ１とフリッカ周期とに基づいて露光指示から露光までの待機時間ｔ２を演算する。
ｔ２＝フリッカ１サイクル時間×ｎ（ｎは整数）−ｔ１
ただし、ｔ２≧０
とすることで、測光時と同一の輝度条件で露光を行うことができ、上述と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係るカメラの制御ブロック図。 フリッカ周期と測光，露光タイミングとを合わせて示すタイムチャートで、測光時間と露光時間とが同程度の例を示す。 カメラ動作を説明するメインのフローチャート。 第１の実施形態における測光間隔タイマ割込処理の詳細を示すフローチャート。 フリッカ周期タイマ割込（露光割込）処理の詳細を示すフローチャート。 図２と同様の図で、測光時間が露光時間よりも長い例を示す。 第２の実施形態における測光間隔タイマ割込処理の詳細を示すフローチャート。 ディレイ時間タイマ割込処理の詳細を示すフローチャート。 周期的なタイマ割込を用いない他の実施形態を示すタイムチャート。 電源周波数が５０Ｈｚ／６０Ｈｚのときの蛍光灯のフリッカによる輝度変動を示す図。 測光および露光のタイミングがフリッカ周期と同期しない例を示すタイムチャート。

符号の説明

１ システム制御部
２ 測光装置
３ 露出制御部

Claims (7)

1. 被写界を測光する測光装置と、
   該測光装置の測光結果に基づいて露出値を演算する露出演算手段と、
   前記演算された露出値に基づいて露光を行う露光装置と、
   被写界を照明する光源光のフリッカ周期に基づき、前記測光と前記露光とが略同一の輝度条件で行われるように前記露光手段による露光タイミングを制御する制御手段とを具備することを特徴とするカメラ。
2. 前記制御手段は、前記測光の開始から、前記フリッカ周期に応じた周期で露光関連処理を周期的に起動し、該露光関連処理において、露光指示がなされていると判断したときに前記露光装置を駆動して露光を行うことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 前記制御手段は、前記測光の開始から所定の遅れ時間が経過時点から、前記フリッカ周期に応じた周期で露光関連処理を周期的に起動し、該露光関連処理において、露光指示がなされていると判断したときに前記露光装置を駆動して露光を行うことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
4. 前記制御手段は、前記測光の開始から露光指示がなされるまでの時間を計測し、その時間と前記フリッカ周期とに基づいて露光指示後の露光タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
5. 前記フリッカ周期を指定可能とし、前記制御手段は、前記指定されたフリッカ周期に基づいて前記露光タイミングを制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカメラ。
6. 前記制御手段は、前記フリッカ周期が指定されない場合には、指定可能な全フリッカ周期を加味して前記露光タイミングを制御することを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
7. 前記制御手段は、フリッカ対策が指示されていないときには、前記フリッカ周期を考慮せずに前記露光タイミングを制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカメラ。

Images