JP2020088667A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フリッカ光源下の撮影において、シャッター方式が変わった場合でもシャッターの幕速に応じた撮影設定を行い、フリッカの影響を抑制した撮影が可能になるようにすること。【解決手段】 メカシャッターおよびローリングシャッターの撮像手段を備えた撮像装置において、フリッカレス撮影する設定の場合かつフリッカが発生している場合にフリッカ周期を検出する。撮影設定に対するシャッターの幕速がフリッカ周期以上の場合は、シャッター速度をフリッカ周期の倍数に設定し撮影を行い、シャッターの幕速がフリッカ周期未満の場合、フリッカ光源の光量ピーク時に合わせるよう撮影時刻を設定し撮影を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、フリッカ周期に基づいてフリッカを抑制するための撮影設定をする撮像装置に関する。

蛍光灯等の周期的に光が明滅するフリッカ環境下で撮影を行うと、露光タイミングやシャッターの幕速等の影響によって１枚の画像内で露出や色のムラが発生してしまうことがある。図３は、フリッカ発生時の光量ムラが出る場合を例示的に説明する図である。図３からシャッター幕速がフリッカ周期３０１より大きい場合、撮像素子のライン３０２毎の光量差が大きくなり、撮影画像３０３にムラがでてしまう。

特許文献１に開示される技術では、被写体の動き状況等に応じて適切なシャッター方式を自動的に選択している。フリッカを検出した場合は、静止画撮影時であればメカシャッター方式を選択し、動画撮影時であれば撮像部の全画素のシャッタータイミングを同一に制御するグローバルシャッター方式を選択している。

特開２００９−１５９４５９号公報

しかしながら、特許文献１では、フリッカ環境下の静止画撮影ではメカシャッター方式で撮影を行うため、ユーザがシャッター音を出したくない状況では利用できない。ユーザがフリッカを抑制したい状況において、ユーザが選択したシャッター方式や撮影モードに応じてフリッカを抑制する撮影設定を撮像装置が自動的に行うことが重要となる。

本発明の目的は、ユーザが選択したシャッター方式または撮影モードに応じてフリッカを抑制する撮影設定を撮像装置で自動的に行うことである。

上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、
メカシャッターおよびローリングシャッターの撮像手段およびフリッカ周期を検出する検出手段を備えた撮像装置であって、前記撮像装置は、フリッカレス撮影する設定およびフリッカ検出した場合に、撮影設定に対するシャッターの幕速が前記検出手段で検出したフリッカ周期以上の場合にシャッター速度を前記検出手段で検出したフリッカ周期の倍数に設定する第１の設定手段と、撮影設定に対するシャッターの幕速が前記検出手段で検出したフリッカ周期未満の場合にフリッカ光源の光量ピーク時に合わせて撮影時刻を設定する第２の設定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る撮像装置によれば、ユーザが選択したシャッター方式や撮影モードに応じてフリッカを抑制した撮影が可能となる。

フリッカを抑制する設定のフローチャートである。 デジタルカメラの構成例を示すブロック図である。 フリッカ発生時の光量ムラが出る例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図２は、本実施形態によるカメラ１００の構成例を示すブロック図である。

システム制御部５はカメラ１００の全体を制御する。不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。５２はシステムメモリであり、ＲＡＭが用いられる。システムメモリ５２には、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。

撮像部３はＣＭＯＳの撮像素子であり、レンズ１を通じて結像する。ＣＭＯＳの撮像素子は２次元で素子が構成され、ライン毎に読み出しが行われる。

メモリ４には、撮像部３で得られた画像データなどを格納する。メモリ４は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。

シャッター２はシステム制御部５の制御で撮像部３の露光時間を自由に制御できるフォーカルプレーンシャッターである。

操作部６は、システム制御部５に各種の動作指示を入力するための操作手段である。操作部６はボタンやダイヤルなどで構成される。システム制御部５は操作部６を通じてユーザからのカメラの設定情報を受け取り、受け取った情報をもとに撮影設定を制御し、システムメモリ５２に撮影設定を格納する。操作部６によって、撮影モードを切り替えることができる。撮影モードには、静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、絞り優先モード（Ａｖモード）、シャッター速度優先モード（Ｔｖモード）がある。

電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、その検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。

電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。記録媒体Ｉ／Ｆ１８は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００とのインターフェースである。記録媒体２００は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。

次に、図１を用いて本発明の実施の形態である、フリッカを抑制する設定について説明する。

まず、ステップＳ１０１で、システム制御部５は、フリッカレス撮影するかしないかを判断する。システム制御部５はシステムメモリ５２に保存されている撮影設定からフリッカレス撮影の有無の情報を読み取って判断する。フリッカレス撮影をするかしないかの設定は、操作部６の操作を通じて切り替えることができる。撮影設定がフリッカレス撮影する場合はステップＳ１０２に進み、撮影設定がフリッカレス撮影しない場合は撮影設定を変更せずＥｎｄに進む。

次に、ステップＳ１０２で、システム制御部５はフリッカが発生しているかを判定する。フリッカの検出には、まず撮像部３で１回目の撮像を行い、画像データからある１つまたは２つ以上の撮像素子の測光値を得る。次に撮像部３で２回目の撮像を行い、画像データから１回目と同じ点での撮像素子の測光値を得る。１回目と２回目の撮像素子の測光値が一定の値より変動している場合、フリッカが発生していると判断する。フリッカが発生している場合は、次にフリッカの周期を求める。フリッカの周期は、撮像部３で一定時間間隔で撮像を行い、撮像素子の測光値を比較し、測光値が最小時の時間と測光値の最大時の時間の間隔を求め、その時間間隔の２倍をフリッカ周期とする。フリッカが発生している場合は、ステップＳ１０３に進み、フリッカが発生していない場合は、撮影設定を変更せずＥｎｄに進む。

次に、ステップＳ１０３で、システム制御部５は、システムメモリ５２に保存されている撮影設定に対するシャッターの幕速とＳ１０２で求めたフリッカ周期とを比較する。シャッターの幕速は、メカシャッター方式、ローリングシャッター方式で異なる。メカシャッター方式は、シャッター２を使用して撮像部３の露光時間を変える方法のことである。

メカシャッターの幕速は、撮像部３の撮像素子の最初のラインにシャッター２が入ってから、最後のラインにシャッター２が抜けるまでの時間を示す。ローリングシャッター方式は、シャッター２を使用せず撮像素子を行毎に順次走査して信号のリセットを行う方式、つまり電子的にシャッターの動作を行う方法である。

ローリングシャッター方式の幕速は、撮像部３の最初のラインの露光が始まってから、最後のラインの露光が始まるまでの時間を示す。ところで、ローリングシャッター方式の場合、シャッターの幕速は、撮像部３のＣＭＯＳの撮像素子の任意の部分で撮像することを選択した場合に変化する。ＣＭＯＳの撮像素子は、任意の部分の読み出しが可能である。例えば、ＣＭＯＳの撮像素子の全ラインのうち半分のラインしか撮像に使用しない場合は、順次走査による信号の読み出し回数が半分になるために、シャッターの幕速は半分に変わる。

システム制御部５はシステムメモリ５２に保存されている撮影設定を読み取り、シャッター方式を決定する。撮影設定が、静音（サイレント）での撮影をする、または、動画からの１フレーム読み取りを行うタイムラプスモードでの撮影をするであった場合、ローリングシャッター方式での撮像するように、システム制御部５はシャッター２と撮像部３を制御する。

静音撮影では、シャッター２を使用すると、シャッター音が発生するため、電子的なシャッターであるローリングシャッター方式を用いる。また、タイムラプスモードでは動画撮影であり、常に撮像している必要があるため、ローリングシャッター方式を用いる。静音撮影の設定でない、かつ動画からの１フレーム読み取りを行うタイムラプスモードの撮影設定でない場合は、システム制御部５はメカシャッター方式で撮像するようシャッター２と撮像部３を制御する。システム制御部５が撮影設定から決定したシャッター方式での幕速に対して、幕速がフリッカ周期以上の場合、Ｓ１０４に進み、シャッターの幕速がフリッカ周期より短い場合、Ｓ１０５に進む。

次に、ステップＳ１０５で、システム制御部５は、フリッカ光源の光量ピーク時に撮影を行うよう撮影時刻を設定し、Ｅｎｄに進む。フリッカ光源の光量ピークの時間間隔は、Ｓ１０２で算出したフリッカ周期を用いる。

次に、ステップＳ１０４で、システム制御部５は、システムメモリ５２に保存されている撮影設定を読み取り撮影モードを判定する。撮影モードは、操作部６の操作を通じて切り替えることができる。シャッター速度がユーザによって設定された撮影モード、例えばマニュアルモードまたはシャッター速度優先モードの場合、Ｓ１０６に進み、シャッター速度が可変な撮影モード、例えばオート撮影モードまたは絞り優先モードの場合は、Ｓ１０７に進む。

次に、ステップＳ１０６で、ユーザが設定したシャッター速度をフリッカ周期の倍数になるようにシステム制御部５は設定する。例えば、ユーザが指定したシャッター速度が１／３０秒でフリッカ周期が１／１００秒の場合に、シャッター速度は１／１００秒の倍数である１／２５秒にシステム制御部５は変更する。フリッカ周期の倍数にするのは、シャッターの幕速がフリッカ周期以上かつフリッカ周期の倍数でない場合は、フリッカによる撮像素子の行毎の光量にばらつきが出る。撮像素子の行毎の光量を均一にするため、シャッター速度をフリッカ周期の倍数に設定している。

次に、ステップＳ１０７で、システム制御部５はシャッター速度優先モードの場合は、シャッター速度とプログラム線図に従って絞り値とＩＳＯ感度を変更する。設定変更が終わった後、Ｅｎｄに進む。

次に、ステップＳ１０８で、システム制御部５はシャッター速度をフリッカ周期に設定し、Ｓ１０９に進む。例えば、フリッカ周期が１／１００秒の場合は、システム制御部５はシャッター速度を１／１００秒に設定する。

次に、Ｓ１０９で、システム制御部５はシャッター速度とプログラム線図に従ってオート撮影モードの場合は、絞り値とＩＳＯ感度を変更する。絞り優先モードの場合は、ＩＳＯ感度を変更する。設定変更が終わった後、Ｅｎｄに進む。

以上で、本発明の実施の形態である、フリッカを抑制する設定の説明を終える。

以上のように、本発明によれば、ユーザが選択したシャッター方式や撮影モードに応じてフリッカを抑制する撮影設定を自動的に撮像装置が行い、フリッカを抑制した撮影が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変更が可能である。

１ レンズ、２ シャッター、３ 撮像部、４ メモリ、５ システム制御部、
６ 操作部、１８ 記録媒体Ｉ／Ｆ、３０ 電源部、５２ システムメモリ、
５６ 不揮発性メモリ、８０ 電源制御部、１００ カメラ、２００ 記録媒体

Claims (4)

1. メカシャッターおよびローリングシャッターの撮像手段およびフリッカ周期を検出する検出手段を備えた撮像装置であって、
   前記撮像装置は、
   前記撮像装置の撮影設定がフリッカレス撮影する設定および前記撮像装置がフリッカ検出時に、
   撮影設定に対するシャッターの幕速が前記検出手段で検出したフリッカ周期以上の場合はシャッター速度を前記検出手段で検出したフリッカ周期の倍数に設定する第１の設定手段と、
   撮影設定に対するシャッターの幕速が前記検出手段で検出したフリッカ周期未満の場合はフリッカ光源の光量ピーク時に合わせて撮影時刻を設定する第２の設定手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の設定手段は、シャッター速度が固定された撮影モードの場合に、撮影設定のシャッター速度をフリッカ周期の倍数に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の設定手段は、シャッター速度が可変である撮影モードの場合に、シャッター速度をフリッカ周期に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記第１の設定手段は、プログラム線図からシャッター速度に応じたＩＳＯ値または絞り値を設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。