JP2009105693A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】フリッカの発生する撮影環境下においても、フリッカの影響を排除しつつ、フリッカ周期毎にしか撮影画像を得ることができないという不都合の発生を防止することができるカメラを提供することを目的とする。
【解決手段】被写体の像を予め設定されたフレームレートで撮影する撮像部と、該撮像部により撮影しようとする像の露出値を検出する露出検出部と、該露出検出部により検出された露出値に基づいて、該露出値の周期的な変動を検出する露出変動検出部と、該露出変動検出部により周期的な変動が検出されたときに、前記露出検出部により検出された露出値と露出値の変動の周期および位相とに基づいて、撮影環境におけるフリッカにより露出値が所定の閾値内に納まる適正露出期間を算出し、該適正露出期間内に撮影を許可し、該適正露出期間外は撮影を禁止するよう前記撮像部を制御する制御部とを備えるカメラを採用する。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮影画像の選別を行うカメラに関するものである。

従来、照明のフリッカ周期を検出して、該フリッカ周期にシャッタの開閉タイミングを同期させることにより、フリッカが撮影画像に及ぼす影響を抑圧する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術は、図９に示すように、フリッカ周期に基づいてシャッタの開閉タイミングを決定し、等間隔の周期で撮影を行うものである。
特開２００３−６９８９５号公報

しかしながら、上記技術では、撮影枚数がフリッカ周期により制約を受けてしまい、高速で連写撮影を行う場合にも、フリッカ周期毎にしか撮影画像を得ることができず、高速動作する被写体の動きを詳細に撮影できないという不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、フリッカの発生する撮影環境下においても、フリッカの影響を排除しつつ、高速動作する被写体の動きを詳細に撮影することができるカメラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、被写体の像を予め設定されたフレームレートで撮影する撮像部と、該撮像部により撮影しようとする像の露出値を検出する露出検出部と、該露出検出部により検出された露出値に基づいて、該露出値の周期的な変動を検出する露出変動検出部と、該露出変動検出部により周期的な変動が検出されたときに、前記露出検出部により検出された露出値と露出値の変動の周期および位相とに基づいて、撮影環境におけるフリッカにより露出値が所定の閾値内に納まる適正露出期間を算出し、該適正露出期間内に撮影を許可し、該適正露出期間外は撮影を禁止するよう前記撮像部を制御する制御部とを備えるカメラを採用する。

本発明によれば、フリッカにより被写体の像の露出値が周期的に変動する場合、例えば、蛍光灯の下で撮影する場合に、露出変動検出部によりその周期的な変動を検出することにより、被写体の像の露出値が所定の閾値内に納まる適正露出期間を特定することが可能となる。そして、制御部が、適正露出期間内には撮影を許可し、適正露出期間外には撮影を禁止するように撮像部を制御することにより、フリッカの影響によって所定の露出を有しない画像の取得を防止しつつ、適正露出期間内に複数枚の画像を取得することが可能となる。

また、上記発明において、前記適正露出期間の長さと前記フレームレートとに基づいて前記適正露出期間内に撮影可能な画像枚数を算出することとしてもよい。
このようにすることで、所望する枚数の画像を取得するために必要な撮影時間を算出することが可能となる。

また、上記発明において、前記露出検出部により検出された露出値が、前記撮像部により実際に取得された画像の平均輝度値であり、前記露出変動検出部が、前記撮像部により取得された複数枚の画像の平均輝度値に基づいて、該平均輝度値の周期的な変動を検出することとしてもよい。
このようにすることで、フリッカの検出精度を向上させることができ、より容易に所定の露出を有する画像を取得することが可能となる。

本発明によれば、フリッカの発生する撮影環境下においても、フリッカの影響を排除しつつ、高速動作する被写体の動きを詳細に撮影することができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下に、本発明の第１の実施形態に係るカメラについて、図面を参照して説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態に係るカメラ１は、略直方体形状に形成されたカメラ本体３と、カメラ本体３の前面に設けられ、被写体の像を撮影する撮像装置５と、カメラ本体３の上面に設けられ、撮像装置５の操作を行うシャッタ操作部７と、例えば、背面液晶等の表示デバイスである表示部１０９とを備えている。

カメラ本体３は、図３に示すように、撮像装置５により取得される画像の露出を調節する露出調節部６と、撮像装置５により取得された画像を処理する画像処理装置１０と、画像処理装置１０により画像処理された画像を記録する記録メディア等である外部メモリ１１２と、これらを制御する制御部４とを備えている。

撮像装置５は、レンズ等の光学系１２０と、ＣＣＤ等の撮像部１０７とを備えており、撮像部１０７は、光学系１２０によって取得された画像にＡＤ変換を施し、ＳＤＲＡＭ１１０に出力するようになっている。

露出調節部６は、被写体の明るさを検知するＡＥセンサー１２１と、ＡＥセンサー１２１から明るさ情報を受け取り、露出設定値を決定するとともに、露出値が所定の閾値よりも大きくなる適正露出期間を算出するＡＥ部１０６とを備えている。ＡＥ部１０６は、決定した露出設定値および適正露出期間を制御部４に出力するようになっている。なお、ＡＥ部１０６の詳細な機能については後述する。

シャッタ操作部７は、カメラ本体３の上端面に対して垂直方向に押し込み可能なシャッタボタン１２３と、シャッタボタン１２３が所定量押し込まれたことを判定するシャッタボタン判定部１０１とを備えている。シャッタボタン判定部１０１は、シャッタボタン１２３が所定量押し込まれたことを、制御部４に出力するようになっている。なお、シャッタボタン判定部１０１は、シャッタボタン１２３が所定量押し込まれている間には、制御部４への出力を継続するようになっている。

制御部４は、シャッタボタン判定部１０１からの情報に基づいて撮像装置５と露出調節部６とを制御するようになっている。具体的には、まず、シャッタボタン１２３が所定量押し込まれたことが、シャッタボタン判定部１０１より入力されると、制御部４は、露出調節部６に対して、適正露出となるように露出設定値の変更を指示するようになっている。また、シャッタボタン１２３が更に所定量押し込まれたことが、シャッタボタン判定部１０１より入力されると、制御部４は、撮像装置５に対して、露出調節部６により決定された露出設定値にて画像の取得を指示するようになっている。さらに、シャッタボタン１２３が所定量押し込まれていることが、シャッタボタン判定部１０１より継続して入力されると、撮像装置５に対して、露出調節部６により決定された露出設定値にて画像の取得を指示するとともに、撮像装置５を連写撮影状態に維持するようになっている。

画像処理装置１０は、撮像部１０７より入力された画像を一時保存するＳＤＲＡＭ１１０と、ＳＤＲＡＭ１１０に一時保存された画像を読み出して画像処理を施す画像処理部１０８とを備えている。

ＳＤＲＡＭ１１０には、露出調節部６の動作により、適正露出とされた画像が撮像部１０７より入力され、ＳＤＲＡＭ１１０は、これらの画像を一時保存するようになっている。
画像処理部１０８は、ＳＤＲＡＭ１１０に一時保存された画像を読み出し、三板化や補正などの画像処理を施し、画像処理が行われた画像を外部メモリ１１２に出力するようになっている。

外部メモリ１１２は、画像処理部１０８により画像処理された画像を記録するようになっている。
表示部１０９は、外部メモリ１１２に記録された画像を読み出し、フォーマット変換を行うことによりユーザに目視可能に表示するようになっている。

以下に、ＡＥ部１０６の詳細な機能について図４を参照して説明する。
図４に示すように、ＡＥ部１０６は、撮像装置５により撮影しようとする像の露出値を検出する露出検出部２０１と、露出検出部２０１により検出された露出値に基づいて、該露出値の周期的な変動を検出する露出変動検出部２０４と、露出検出部２０１により検出された露出値と予め設定された所定の閾値Ｔとを比較する露出比較部２０２と、露出比較部２０２の比較結果と露出変動検出部２０４により検出された露出値の周期的な変動とに基づいて露出設定値を決定するとともに、露出値が所定の閾値Ｔよりも大きくなる適正露出期間を算出するＡＥ設定値制御部２０３と、ＡＥ設定値制御部２０３により算出された適正露出期間と予め設定されたフレームレートとより１つの適正露出期間における撮影可能枚数を算出する連写枚数管理部１０２と、連写枚数管理部１０２により算出された１つの適正露出期間における撮影可能枚数に基づいてシャッタタイミングを決定するシャッタタイミング決定部１０３とを備えている。

ＡＥ設定値制御部２０３は、露出変動検出部２０４により露出値の周期的な変動が検出されたときに、露出検出部２０１により検出された露出値と露出値の変動の周期および位相とに基づいて、撮影環境におけるフリッカにより露出値が所定の閾値Ｔよりも大きくなる適正露出期間を算出し、適正露出期間内には撮影を許可し、適正露出期間外には撮影を禁止するように制御部４を介して撮像装置５を制御するようになっている。具体的には、例えば、ＡＥ設定値制御部２０３から露出設定値が出力されない場合には撮影を行わないように撮像装置５を構成するとともに、適正露出期間外においては露出設定値を撮像装置５に出力しないようにＡＥ設定値制御部２０３を構成する。

このように構成された本実施形態に係るカメラの作用について、具体的な例を挙げて以下に説明する。
本実施形態に係るカメラ１が起動されると、光学系１２０によって取得された被写体からの光は、撮像部１０７の撮像面に結像される。そして、ユーザによってシャッタボタン１２３が所定量押し込まれると、シャッタボタン判定部１０１は当該情報を制御部４に出力し、制御部４はＡＥ部１０６に露出調節指示を出力する。

ＡＥ部１０６は、制御部４からの露出調節指示が入力されることにより、ＡＥセンサー１２１からの被写体の明るさ情報に基づいて露出設定値を決定する。該露出設定値は制御部４を介して撮像装置５に出力され、撮像装置５は、制御部４により取得する画像が適正露出となるように制御される。

この際、露出検出部２０１は、撮影しようとする像の露出値を検出し、露出変動検出部２０４は、該露出値の周期的な変動を検出する。このように露出変動検出部２０４により検出された露出値の周期的な変動が、図５に示す曲線Ｘである。
そして、ＡＥ設定値制御部２０３により、露出検出部２０１により検出された露出値と露出値の変動の周期および位相とに基づいて、撮影環境におけるフリッカにより露出値が所定の閾値Ｔよりも大きくなる適正露出期間Ｐが算出される。

ここで、ＡＥ設定値制御部２０３は、適正露出期間Ｐにおいては撮影を許可し、適正露出期間Ｐ以外においては撮影を禁止するように制御部４を介して撮像装置５を制御する。すなわち、ＡＥ設定値制御部２０３は、適正露出期間Ｐ以外においては露出設定値を制御部４に出力しない。これにより、適正露出期間Ｐ以外において撮像装置５は、制御部４により被写体の像を取得しないように制御される。

連写枚数管理部１０２は、ＡＥ設定値制御部２０３により算出された適正露出期間Ｐ、予め設定されたフレームレート、および連写枚数により１つの適正露出期間における撮影可能枚数Ｎを算出する。ここでは、連写枚数Ｍが１０枚、フレームレートが１０枚／秒と設定され、該フレームレートおよび適正露出期間Ｐより撮影可能枚数Ｎが３枚と算出されたものとして説明する。
なお、この場合において、端数となる１０枚目については、適正露出期間Ｐに１枚撮影すればよいため、最後の適正露出期間Ｐにおける撮影可能枚数Ｎは１枚と算出される。

そして、シャッタタイミング決定部１０３は、連写枚数管理部１０２により算出された１つの適正露出期間における撮影可能枚数Ｎに基づいてシャッタタイミングを決定する。すなわち、１枚目から９枚目の画像については、適正露出期間Ｐに３枚の画像を撮影可能なタイミングで撮影が行われる。なお、１０枚目の画像については、適正露出期間Ｐに１枚撮影すればよいため、最も露出が高くなるタイミングで撮影を行うこととしてもよい。

このように制御された撮像装置５により低露出周期以外のタイミングにおける被写体の像は、ユーザによってシャッタボタン１２３が更に所定量押し込まれると、制御部４からの指示により撮像部１０７によって画像データとして取得され、ＳＤＲＡＭ１１０に出力されて一時保存される。
また、継続してシャッタボタン１２３が所定量押し込まれている場合、撮像装置５により連写撮影が行われ、適正露出期間Ｐにおいて取得された複数の画像データがＳＤＲＡＭ１１０に一時保存される。

ＳＤＲＡＭ１１０に一時保存された画像データは、画像処理部１０８により画像処理が施され、画像処理が行われた画像データは外部メモリ１１２に出力されて記録される。
このように外部メモリ１１２に記録された画像が、表示部１０９により読み出され、ユーザに対して目視可能に表示される。

以上説明したように、本実施形態に係るカメラによれば、フリッカにより被写体の像の露出値が周期的に変動する場合、例えば、蛍光灯の下で撮影する場合に、露出変動検出部２０４によりその周期的な変動を検出することにより、被写体の像の露出値が所定の閾値Ｔよりも大きくなる適正露出期間Ｐを特定することが可能となる。そして、制御部４が、適正露出期間Ｐにおいては撮影を許可し、適正露出期間Ｐ以外においては撮影を禁止するように撮像部１０７を制御することにより、フリッカの影響によって所定の露出を有しない画像の取得を防止しつつ、適正露出期間Ｐに複数枚の画像を取得することが可能となる。したがって、フリッカよりも短いフレームレートで連写撮影を行うことで、高速動作する被写体の動きを詳細に撮影することができる。

なお、本実施形態では、ハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。この場合、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の主記憶装置、上記処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えていればよい。そして、ＣＰＵが上記記憶媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述のカメラと同様の処理を実現させることができる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。

上記のソフトウェアによる具体的な処理について、図６に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。
連写モードにおいて、連写枚数Ｍが設定され（Ｓ１）、シャッタボタンが押されると（Ｓ２）、フリッカ周期の検出が行われる（Ｓ３）。
次に、予め設定されたフレームレートおよび検出したフリッカ周期に基づいてシャッタタイミングが決定され（Ｓ４）、残り連写枚数Ｍ’に対し、１つの適正露出期間で撮影可能な枚数（規定枚数）Ｎが設定され（Ｓ５）、撮影画像のカウント値ｉがリセットされる（Ｓ６）。

次に、撮像部により撮影が行われ、取得された画像データが、ＳＤＲＡＭ等の記憶手段に一時保存される（Ｓ７）。
ＳＤＲＡＭに一時保存された画像データは、所定の画像処理が施された後に（Ｓ８）、外部メモリに転送されて記録される（Ｓ９）。
そして、撮影画像のカウント値ｉが規定枚数ＮとなるまでＳ７からＳ９の処理が繰り返され（Ｓ１０）、カウント値ｉが規定枚数Ｎとなった場合に残り連写枚数Ｍ’が算出される（Ｓ１１）。
そして、残り連写枚数Ｍ’が０となるまでＳ３からＳ１１の処理が繰り返され（Ｓ１２）、残り連写枚数Ｍ’が０となった場合に連写モードを終了する。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態に係るカメラが第１の実施形態と異なる点は、撮像部により取得された複数枚の画像の平均輝度値を算出し、該平均輝度値の周期的な変動を検出する点である。以下、本実施形態に係るカメラについて、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

露出調節部１６は、被写体の明るさを検知するＡＥセンサー１２１と、ＡＥセンサー１２１から明るさ情報を受け取り、露出設定値を決定するＡＥ部３０６とを備えている。ＡＥ部３０６は、決定した露出設定値を制御部４に出力するようになっている。なお、ＡＥ部３０６の詳細な機能については後述する。

画像処理装置２０は、撮像部１０７より入力された画像を一時保存するＳＤＲＡＭ１１０と、ＳＤＲＡＭ１１０に一時保存された画像を読み出して画像処理を施す画像処理部１０８と、画像処理部１０８により画像処理された画像の平均輝度値を算出する平均輝度値算出部３０１と、平均輝度値算出部３０１により算出された複数枚の画像の平均輝度値から平均輝度値の周期的な変動を検出する平均輝度値変動検出部３０４とを備えている。

以下に、ＡＥ部３０６の詳細な機能について図８を参照して説明する。
図８に示すように、ＡＥ部３０６は、撮像部１０７により撮影しようとする像の露出値を検出する露出検出部２０１と、露出検出部２０１により検出された露出値と予め設定された所定の閾値Ｔとを比較する露出比較部２０２と、露出比較部２０２の比較結果と平均輝度値変動検出部３０４により検出された平均輝度値の周期的な変動とに基づいて露出設定値を決定するＡＥ設定値制御部２０３と、ＡＥ設定値制御部２０３により算出された適正露出期間と予め設定されたフレームレートとより１つの適正露出期間における撮影可能枚数を算出する連写枚数管理部１０２と、連写枚数管理部１０２により算出された１つの適正露出期間における撮影可能枚数に基づいてシャッタタイミングを決定するシャッタタイミング決定部１０３とを備えている。

ＡＥ設定値制御部２０３は、露出比較部２０２の比較結果と平均輝度値変動検出部３０４により検出された平均輝度値の周期的な変動とに基づいて、撮影環境におけるフリッカにより平均輝度値が所定の閾値Ｔよりも大きくなる適正露出期間を算出し、適正露出期間内には撮影を許可し、適正露出期間外には撮影を禁止するように制御部４を介して撮像装置５を制御するようになっている。

このように構成された本実施形態に係るカメラの作用について以下に説明する。
撮像装置５により取得され、ＳＤＲＡＭ１１０に一時保存された画像データは、画像処理部１０８により画像処理が施され、画像処理が行われた画像データは外部メモリ１１２に出力されて記録される。

この際、平均輝度値算出部３０１は、画像処理部１０８により画像処理が施された画像の中から予め設定された枚数の画像の平均輝度値を検出し、平均輝度値変動検出部３０４は、該平均輝度値の周期的な変動を検出することによりフリッカの周期を検出する。そして、ＡＥ部３０６では、平均輝度値算出部３０１により検出されたフリッカ周期、予め設定された所定の閾値Ｔ、フレームレート、および連写枚数に基づいて露出設定値および適正露出期間を決定し、該露出設定値および適正露出期間に基づいて制御部４が撮像装置５を制御する。

以上説明したように、本実施形態に係るカメラによれば、平均輝度値変動検出部３０４が、撮像部１０７により実際に取得された複数枚の画像の平均輝度値に基づいてフリッカを検出することにより、フリッカの検出精度を向上させることができ、より容易に所定の露出を有する画像を選別することが可能となる。

本発明の各実施形態に係るカメラの上面図である。 図１に示すカメラの背面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカメラが備える機能を展開して示した機能ブロック図である。 図３に示すＡＥ部の詳細を説明する図である。 図３に示すカメラにおいて画像の撮影タイミングを説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るカメラの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るカメラが備える機能を展開して示した機能ブロック図である。 図７に示すＡＥ部の詳細を説明する図である。 従来のカメラにおいて画像の撮影タイミングを説明する図である。

符号の説明

１ カメラ
３ カメラ本体
４ 制御部
５ 撮像装置
６ 露出調節部
７ シャッタ操作部
１０，２０ 画像処理装置
１０２ 連写枚数管理部
１０３ シャッタタイミング決定部
１０６，３０６ ＡＥ部
１０８ 画像処理部
１０９ 表示部
１１０ ＳＤＲＡＭ
１１２ 外部メモリ
２０１ 露出検出部
２０２ 露出比較部
２０３ ＡＥ設定値制御部
２０４ 露出変動検出部
３０１ 平均輝度値算出部
３０４ 平均輝度値変動検出部

Claims (3)

1. 被写体の像を予め設定されたフレームレートで撮影する撮像部と、
   該撮像部により撮影しようとする像の露出値を検出する露出検出部と、
   該露出検出部により検出された露出値に基づいて、該露出値の周期的な変動を検出する露出変動検出部と、
   該露出変動検出部により周期的な変動が検出されたときに、前記露出検出部により検出された露出値と露出値の変動の周期および位相とに基づいて、撮影環境におけるフリッカにより露出値が所定の閾値内に納まる適正露出期間を算出し、該適正露出期間内に撮影を許可し、該適正露出期間外は撮影を禁止するよう前記撮像部を制御する制御部とを備えるカメラ。
2. 前記適正露出期間の長さと前記フレームレートとに基づいて前記適正露出期間内に撮影可能な画像枚数を算出する請求項１に記載のカメラ。
3. 前記露出検出部により検出された露出値が、前記撮像部により実際に取得された画像の平均輝度値であり、
   前記露出変動検出部が、前記撮像部により取得された複数枚の画像の平均輝度値に基づいて、該平均輝度値の周期的な変動を検出する請求項１または請求項２に記載のカメラ。

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