JP4912113B2 - 光源状態検出装置及び方法並びに撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子の光源の状態を検出する光源状態検出装置及び光源状態検出方法並びにこれらを利用した撮像装置に関する。本発明は、特に、ローリングシャッタにて撮影を行う撮像装置において、光源が非インバータ式の蛍光灯であるか否かを検出する技術、及び、該蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数を検出する技術に関する。

商用交流電源によって直接点灯される蛍光灯の照明下で、ローリングシャッタ特性を有する撮像素子（ＸＹアドレス型のＣＭＯＳイメージセンサ等）を用いて撮影を行った場合、露光時間を蛍光灯の発光周期より著しく短くすると、各画像において垂直方向の輝度ムラが生じる。また、撮影のフレームレートと蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数とが異なる場合、垂直方向の輝度むらの状態が変化し、時間方向に輝度のフリッカ（いわゆる蛍光灯フリッカ）が生じる。光源としての蛍光灯が商用交流電源の周波数の２倍の周波数で明滅するのに対し、ローリングシャッタでは、グローバルシャッタと異なり全画素を同じタイミングで露光できないからである。

静止画を撮影する場合は、機械的なシャッタを利用することで各画素の露光タイミングを揃えることもできる。しかしながら、動画撮影中においては、機械的なシャッタを用いることができないため、特に、この問題が顕著となる。

例えば、商用交流電源の周波数が６０Ｈｚ（ヘルツ）の場合において、非インバータ式の蛍光灯の照明下で撮影を行う場合を考える。非インバータ式の蛍光灯とは、インバータを用いることなく、商用交流電源によって直接点灯される蛍光灯を意味する。この場合、光源としての蛍光灯の輝度変化の周期は１／１２０秒となる。

この場合において、図１２に示す如く、各画素の露光時間を１／６０秒に設定した場合は、垂直方向の輝度ムラは生じない。ローリングシャッタ特性を有する撮像素子を用いた場合、水平ラインごとに露光タイミングが異なってしまうが、各画素の露光時間を光源の輝度変化の周期（今の場合、１／１２０秒）の整数倍とすることにより、各画素の露光量が一定となるためである。このため、通常撮影時において、各画素の露光時間は、例えば１／６０秒とされる。

尚、図１２並びに後述する図１３及び図１４において、紙面下方向は時間の進み方向に対応している。図１２において、タイミングｔ₁−ｔ₂間は、或る画像２００の最上端の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングｔ₂−ｔ₃間は、画像２００の最下端の水平ライン上の画素が露光される期間を表している。また、同一の水平ラインにおいても、各画素の露光タイミングは順次ずれるが、蛍光灯の輝度変化の周期と比べてそのタイミング差は十分に短いため、同一の水平ライン上の画素間の露光タイミングは同じとみなすことができる。

ところで、撮像装置では、スポーツ等をしている被写体を鮮明に捉えるべく、短時間露光撮影（スポーツ撮影モードによる撮影）が求められることも多い。しかしながら、例えば短時間露光撮影時における露光時間を１／２４０秒とすると、図１３に示す如く、水平ラインごとの露光量が異なってしまい、垂直方向の輝度ムラが生じてしまう。尚、図１３において、タイミングｔ₄−ｔ₅間は、或る画像２０１の最上端の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングｔ₆−ｔ₇間は、画像２０１の最下端の水平ライン上の画素が露光される期間を表している。

また、撮像装置に、高速撮影機能が求められることも多い。通常撮影時のフレームレートが６０ｆｐｓ（frame per second）である場合、例えば、高速撮影では、フレームレートは３００ｆｐｓとされ且つ各画素の露光時間は１／３００秒とされる。

図１４に、商用交流電源の周波数が５０Ｈｚの場合において、非インバータ式の蛍光灯の照明下で高速撮影を行ったときの撮影画像の様子を示す。図１４に示す如く、１枚１枚の撮影画像において垂直方向の輝度ムラが生じる。更に、各撮影画像間の輝度ムラの状況は時間と共に変化するため、時間方向に輝度フリッカが生じる。尚、図１４において、タイミングｔ₈−ｔ₉間は、或る画像２０２の最上端の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングｔ₉−ｔ₁₀間は、画像２０２の最下端の水平ライン上の画素が露光される期間を表している。

特開２００５−１８４４１３号

各画像における輝度ムラや時間方向の輝度フリッカを画像補正処理によって排除する技術も存在するが、この画像補正処理を実行するか否かを判断するために、まず、被写体を照らす光源が非インバータ式の蛍光灯であるか否かを判断する必要がある。そして、光源が非インバータ式の蛍光灯であると判断した場合、該蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数（換言すれば、光源の輝度変化の周波数）を判断する必要がある。従って、これらの判断に必要な光源状態検出を簡素な手法にて実現する技術の開発は肝要である。

そこで本発明は、簡素な手法にて、光源の状態を検出する光源状態検出装置及び光源状態検出方法並びにこれらを利用した撮像装置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に係る光源状態検出装置は、異なる水平ライン間で露光タイミングを異ならせつつ撮影を行う撮像素子にとっての光源の状態を検出する光源状態検出装置において、前記撮像素子を用い、所定の検出用期間内において、第１露光時間によって第１画像を撮影させると共に前記第１露光時間と異なる第２露光時間によって第２画像を撮影させ、前記第１及び前記第２画像に基づいて前記光源の輝度が周期的に変化しているか否かを検出する検出手段を備えたことを特徴とする。

具体的には例えば、前記検出手段は、前記第１画像の垂直方向の輝度分布と前記第２画像の垂直方向の輝度分布とを対比することによって、前記光源の輝度が周期的に変化しているか否かを検出する。

より具体的には例えば、前記検出手段は、前記第１露光時間と前記第２露光時間との相違に基づく輝度差が排除される方向に前記第１及び前記第２画像の輝度を調節し、その調節後の前記第１及び第２画像の垂直方向の輝度分布を対比することによって、前記光源の輝度が周期的に変化しているか否かを検出する。

また例えば、前記光源状態検出装置は、前記第２画像として、前記撮像素子に２つの画像を撮影させ、前記２つの画像間において、同一の水平ラインに対する露光タイミング差は、所定の周期の整数倍とされ、前記検出手段は、前記光源の輝度が周期的に変化していると判断した際、前記２つの画像に基づいて、更に前記光源の輝度変化の周波数を検出する。

そして例えば、前記検出手段は、前記２つの画像間で垂直方向の輝度分布を対比することによって、前記光源の輝度変化の周波数を検出する。

また例えば、前記検出手段は、前記２つの画像に基づいて、前記周波数が前記所定の周期の逆数であるか否かを検出する。

そして、上記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、前記光源状態検出装置と、前記撮像素子と、を備えている。

また例えば、前記撮像装置は、前記撮像素子によって撮影された画像を記憶可能な記憶手段と、前記撮像素子によって撮影された画像内の画像の動きを検出する動き検出手段と、を更に備え、前記光源状態検出装置は、次々と撮影された画像を次々と前記記憶手段に記憶する動画撮影中に、前記検出用期間を設けることが可能であり、前記光源状態検出装置は、前記動画撮影中の何れの期間に前記検出用期間を設けるかを、検出された前記動きに基づいて設定する。

これにより、動画撮影中でも光源の状態の検出が可能となる。また、画像の動きに基づいて検出用期間を設定することにより、動画撮影中に検出用期間を設けたことによる弊害を軽減することが可能である。

また例えば、前記撮像装置は、表示手段を更に備え、前記表示手段は、前記検出用期間において、前記第１画像が撮影されたとき、その第１画像を表示する一方、前記第２画像が撮影されたとき、その第２画像の直前に撮影された前記第１画像を表示する。

例えば、検出用期間と異なる通常期間における露光時間と第１露光時間とが一致している場合、第２露光時間による第２画像を表示すると、ユーザは違和感を覚える場合がある。これを軽減するために、上記の如く構成する。

また、上記目的を達成するために本発明に係る光源状態検出方法は、異なる水平ライン間で露光タイミングを異ならせつつ撮影を行う撮像素子の、光源の状態を検出する光源状態検出方法において、前記撮像素子を用い、所定の検出用期間内において、第１露光時間によって第１画像を撮影させると共に前記第１露光時間と異なる第２露光時間によって第２画像を撮影させ、前記第１及び前記第２画像に基づいて前記光源の輝度が周期的に変化しているか否かを検出することを特徴とする。

本発明によれば、簡素な手法にて、撮像素子の光源の状態を検出することができる。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。後に第１〜第４実施例を説明するが、まず、各実施例に共通する事項又は各実施例にて参照される事項について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置１の全体ブロック図である。撮像装置１は、例えば、デジタルビデオカメラである。撮像装置１は、動画及び静止画を撮影可能となっていると共に、動画撮影中に静止画を同時に撮影することも可能となっている。

撮像装置１は、撮像部１１と、ＡＦＥ（Analog Front End）１２と、映像信号処理部１３と、マイク１４と、音声信号処理部１５と、圧縮処理部１６と、内部メモリの一例としてのＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）１７と、メモリカード（記憶手段）１８と、伸張処理部１９と、映像出力回路２０と、音声出力回路２１と、ＴＧ（タイミングジェネレータ）２２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、バス２４と、バス２５と、操作部２６と、表示部２７と、スピーカ２８と、を備えている。操作部２６は、録画ボタン２６ａ、シャッタボタン２６ｂ及び操作キー２６ｃ等を有している。撮像装置１内の各部位は、バス２４又は２５を介して、各部位間の信号（データ）のやり取りを行う。

まず、撮像装置１及び撮像装置１を構成する各部位の、基本的な機能について説明する。

ＴＧ２２は、撮像装置１全体における各動作のタイミングを制御するためのタイミング制御信号を生成し、生成したタイミング制御信号を撮像装置１内の各部に与える。具体的には、タイミング制御信号は、撮像部１１、映像信号処理部１３、音声信号処理部１５、圧縮処理部１６、伸張処理部１９及びＣＰＵ２３に与えられる。タイミング制御信号は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃを含む。

ＣＰＵ２３は、撮像装置１内の各部の動作を統括的に制御する。操作部２６は、ユーザによる操作を受け付ける。操作部２６に与えられた操作内容は、ＣＰＵ２３に伝達される。ＳＤＲＡＭ１７は、フレームメモリとして機能する。撮像装置１内の各部は、必要に応じ、信号処理時に一時的に各種のデータ（デジタル信号）をＳＤＲＡＭ１７に記録する。

メモリカード１８は、外部記録媒体であり、例えば、ＳＤ（Secure Digital）メモリカードである。尚、本実施形態では外部記録媒体としてメモリカード１８を例示しているが、外部記録媒体を、１または複数のランダムアクセス可能な記録媒体（半導体メモリ、メモリカード、光ディスク、磁気ディスク等）で構成することができる。

図２は、図１の撮像部１１の内部構成図である。撮像部１１にカラーフィルタなどを用いることにより、撮像装置１は、撮影によってカラー画像を生成可能なように構成されている。撮像部１１は、ズームレンズ３０及びフォーカスレンズ３１を含む複数枚のレンズを備えて構成される光学系３５と、絞り３２と、撮像素子３３と、ドライバ３４を有している。ドライバ３４は、ズームレンズ３０及びフォーカスレンズ３１の移動並びに絞り３２の開口量の調節を実現するためのモータ等から構成される。

被写体からの入射光は、ズームレンズ３０及びフォーカスレンズ３１並びに絞り３２を介して、撮像素子３３に入射する。光学系３５を構成するレンズは、被写体の光学像を撮像素子３３の撮像面（受光面）に結像させる。ＴＧ２２は、上記タイミング制御信号に同期した、撮像素子３３を駆動するための駆動パルスを生成し、該駆動パルスを撮像素子３３に与える。

撮像素子３３は、例えば、ＸＹアドレス走査型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。ＣＭＯＳを形成可能な半導体基板上に、マトリクス状に二次元配列された複数の画素と、垂直走査回路、水平走査回路及び画素信号出力回路等を形成することによって、ＣＭＯＳイメージセンサが形成される。撮像素子３３において、二次元配列された複数の画素によって撮像面が形成され、撮像面は複数の水平ラインと複数の垂直ラインを有する。

撮像素子３３は、電子シャッタ機能を備えており、所謂ローリングシャッタによって各画素の露光を実施する。ローリングシャッタでは、撮像面の各画素が露光されるタイミング（時刻）が水平ラインごとに垂直方向において異なる。つまり、撮像面における異なる水平ライン間で露光タイミングが異なる。このため、蛍光灯照明下における垂直方向の輝度ムラやフリッカに対する考慮が必要となる（詳細は後述）。

撮像素子３３は、光学系３５及び絞り３２を介して入射した光学像を光電変換し、該光電変換によって得られた電気信号を後段のＡＦＥ１２に順次出力する。より具体的には、各撮影において、撮像面の各画素は露光時間に応じた電荷量の信号電荷を蓄える。各画素は、蓄えた信号電荷の電荷量に比例した大きさを有する電気信号を後段のＡＦＥ１２に順次出力する。光学系３５に入射する光学像が同じであり且つ絞り３２の開口量が同じである場合、撮像素子３３（各画素）からの電気信号の大きさ（強度）は上記露光時間に比例して増大する。

ドライバ３４は、ＣＰＵ２３からの制御信号に基づいて光学系３５を制御し、光学系３５のズーム倍率や焦点距離を制御する。また、ドライバ３４は、ＣＰＵ２３からの制御信号に基づいて絞り３２の開口量（開口部の大きさ）を制御する。光学系３５に入射する光学像が同じである場合、絞り３２の開口量が大きくなるに従って、撮像素子３３への単位時間当たりの入射光量は増大する。

ＡＦＥ１２は、撮像部１１（撮像素子３３）から出力されるアナログ信号を増幅し、増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＦＥ１２は、このデジタル信号を、順次、映像信号処理部１３に出力する。

映像信号処理部１３は、ＡＦＥ１２の出力信号に基づいて、撮像部１１によって撮影された画像（以下、「撮影画像」ともいう）を表す映像信号を生成する。映像信号は、撮影画像の輝度を表す輝度信号Ｙと、撮影画像の色を表す色差信号Ｕ及びＶと、から構成される。映像信号処理部１３にて生成された映像信号は、圧縮処理部１６と映像出力回路２０に送られる。

図３に、映像信号処理部１３の内部ブロック図を示す。映像信号処理部１３は、撮影画像中のフォーカス検出領域内のコントラスト量に応じたＡＦ評価値を検出するＡＦ評価値検出部４１、撮影画像の明るさに応じたＡＥ評価値を検出するＡＥ評価値検出部４２、撮影画像中の画像の動きを検出する動き検出部４３、及び、光源状態検出部４４などを含む。

ＡＦ評価値等を含む、映像信号処理部１３にて生成された各種の信号は、必要に応じてＣＰＵ２３に伝達される。ＣＰＵ２３は、ＡＦ評価値に応じて図２のドライバ３４を介してフォーカスレンズ３１の位置を調節することにより、被写体の光学像を撮像素子３３の撮像面に結像させる。また、ＣＰＵ２３は、ＡＥ評価値に応じて図２のドライバ３４を介して絞り３２の開口量（及び必要に応じてＡＦＥ１２における信号増幅の増幅度）を調節することにより、受光量（画像の明るさ）を制御する。また、動き検出部４３によって検出された画像の動きに基づいて、手振れ補正などが実施される。撮像装置１の特徴的部位である光源状態検出部４４の機能については後述する。

図１において、マイク１４は、外部から与えられた音声（音）を、アナログの電気信号に変換して出力する。音声信号処理部１５は、マイク１４から出力される電気信号（音声アナログ信号）をデジタル信号に変換する。この変換によって得られたデジタル信号は、マイク１４に対して入力された音声を表す音声信号として圧縮処理部１６に送られる。

圧縮処理部１６は、映像信号処理部１３からの映像信号を、所定の圧縮方式を用いて圧縮する。動画または静止画撮影時において、圧縮された映像信号はメモリカード１８に送られる。また、圧縮処理部１６は、音声信号処理部１５からの音声信号を、所定の圧縮方式を用いて圧縮する。動画撮影時において、映像信号処理部１３からの映像信号と音声信号処理部１５からの音声信号は、圧縮処理部１６にて時間的に互いに関連付けられつつ圧縮され、圧縮後のそれらはメモリカード１８に送られる。尚、所謂サムネイル画像も圧縮処理部１６によって圧縮される。

録画ボタン２６ａは、ユーザが動画（動画像）の撮影の開始及び終了を指示するための押しボタンスイッチであり、シャッタボタン２６ｂは、ユーザが静止画（静止画像）の撮影を指示するための押しボタンスイッチである。録画ボタン２６ａに対する操作に従って動画撮影の開始及び終了が実施され、シャッタボタン２６ｂに対する操作に従って静止画撮影が実施される。１つのフレームにて１つの撮影画像（フレーム画像）が得られる。各フレームの長さは、例えば１／６０秒である。この場合、１／６０秒のフレーム周期にて順次取得されるフレーム画像の集まり（ストリーム画像）が、動画を構成する。

撮像装置１の動作モードには、動画及び静止画の撮影が可能な撮影モードと、メモリカード１８に格納された動画または静止画を表示部２７に再生表示する再生モードと、が含まれる。操作キー２６ｃに対する操作に応じて、各モード間の遷移は実施される。

撮影モードにおいて、ユーザが録画ボタン２６ａを押下すると、ＣＰＵ２３の制御の下、その押下後の各フレームの映像信号及びそれに対応する音声信号が、順次、圧縮処理部１６を介してメモリカード１８に記録される。つまり、音声信号と共に、各フレームの撮影画像が順次メモリカード１８に格納される。動画撮影の開始後、再度ユーザが録画ボタン２６ａを押下すると、動画撮影は終了する。つまり、映像信号及び音声信号のメモリカード１８への記録は終了し、１つの動画の撮影は完了する。

また、撮影モードにおいて、ユーザがシャッタボタン２６ｂを押下すると、静止画の撮影が行われる。具体的には、ＣＰＵ２３の制御の下、その押下後の１つのフレームの映像信号が、静止画を表す映像信号として、圧縮処理部１６を介してメモリカード１８に記録される。

再生モードにおいて、ユーザが操作キー２６ｃに所定の操作を施すと、メモリカード１８に記録された動画または静止画を表す圧縮された映像信号は、伸張処理部１９に送られる。伸張処理部１９は、受け取った映像信号を伸張して映像出力回路２０に送る。また、撮影モードにおいては、通常、動画または静止画を撮影しているか否かに拘らず、映像信号処理１３による映像信号の生成が逐次行われており、その映像信号は映像出力回路２０に送られる。

映像出力回路２０は、与えられたデジタルの映像信号を表示部２７で表示可能な形式の映像信号（例えば、アナログの映像信号）に変換して出力する。表示部２７は、液晶ディスプレイなどの表示装置であり、映像出力回路２０から出力された映像信号に応じた画像を表示する。

また、再生モードにおいて動画を再生する際、メモリカード１８に記録された動画に対応する圧縮された音声信号も、伸張処理部１９に送られる。伸張処理部１９は、受け取った音声信号を伸張して音声出力回路２１に送る。音声出力回路２１は、与えられたデジタルの音声信号をスピーカ２８にて出力可能な形式の音声信号（例えば、アナログの音声信号）に変換してスピーカ２８に出力する。スピーカ２８は、音声出力回路２１からの音声信号を音声（音）として外部に出力する。

次に、撮像装置１の特徴的部位である光源状態検出部４４（図３参照）の機能について説明する。光源状態検出部４４は、撮像部１１によって撮影された複数の検出用画像を参照して、撮像部１１の撮影領域（撮影領域内の被写体）を照らす光源の輝度が周期的に変化しているか否かを検出する。より具体的には、該光源が非インバータ式の蛍光灯であるか否かを検出する（換言すれば、該蛍光灯の照明下で撮影が行われているか否かを検出する）。

非インバータ式の蛍光灯とは、インバータを用いることなく、商用交流電源によって直接点灯される蛍光灯を意味する。非インバータ式の蛍光灯の輝度は、その蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数の２倍の周波数にて周期的に変化する。例えば、商用交流電源の周波数が６０Ｈｚ（ヘルツ）の場合、蛍光灯の輝度変化の周期は１／１２０秒となる。以下、撮像部１１の撮影領域を照らす光源を単に「光源」といい、また、単に「蛍光灯」といった場合、それは非インバータ式の蛍光灯を指すものとする。

光源状態検出部４４は、光源の輝度が周期的に変化していると判断したとき、複数の検出用画像に基づいて、更に、光源の輝度変化の周波数を検出する。より具体的には、該光源が蛍光灯であると判断したとき、蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数（換言すれば、蛍光灯の輝度変化の周波数）を検出する。日本では、商用交流電源の周波数は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚと定まっているので、光源状態検出部４４は、蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数が５０Ｈｚであるのか或いは６０Ｈｚであるのかを検出する。

以下、特に記述しない限り、撮像装置１のフレームレートが６０ｆｐｓ（frame per second）であり且つ各画素の露光時間は１／６０秒であるものとする（従って、各フレームの長さは１／６０秒である）。また、
各画素の露光時間が１／６０秒である露光を通常露光と呼び、
各画素の露光時間が１／２４０秒である露光を短時間露光と呼ぶ。そして、
通常露光によって得られた撮影画像を通常露光画像と呼び、
短時間露光によって得られた撮影画像を短時間露光画像と呼ぶ。

光源状態検出部４４による検出処理を実現するために、検出用期間が設けられる。検出用期間では、通常露光による通常露光画像の撮影と短時間露光による短時間露光画像の撮影が交互に行われる。より具体的には、検出用期間において、通常露光による第１の検出用画像の撮影、短時間露光による第２の検出用画像の撮影、通常露光による第３の検出用画像の撮影、短時間露光による第４の検出用画像の撮影が、この順番で行われる。

図４に、６０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下において撮影された各検出用画像の様子を示す。符号１０１は、光源としての蛍光灯の輝度を表す。紙面下方向は時間の進み方向に対応している。図４において、画像Ｃ_A1、Ｃ_A2、Ｃ_A3及びＣ_A4は、夫々、第１、第２、第３及び第４の検出用画像を表している。尚、図示の便宜上、図４並びに後述する図５及び図７（ａ）及び（ｂ）においては、各検出用画像の水平方向のサイズが小さく表記されている。

図４において、タイミングＴ₁−Ｔ₂間は、画像Ｃ_A1の最上端の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングＴ₂−Ｔ₄間は、画像Ｃ_A1の最下端の水平ライン上の画素が露光される期間を表している。また、図４において、タイミングＴ₃−Ｔ₄間は、画像Ｃ_A2の最上端の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングＴ₅−Ｔ₆間は、画像Ｃ_A2の中央の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングＴ₇−Ｔ₈間は、画像Ｃ_A2の最下端の水平ライン上の画素が露光される期間を表している。

また、図４において、タイミングＴ₄−Ｔ₈間は、画像Ｃ_A3の最上端の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングＴ₈−Ｔ₁₀間は、画像Ｃ_A3の最下端の水平ライン上の画素が露光される期間を表す。また、図４において、タイミングＴ₉−Ｔ₁₀間は、画像Ｃ_A4の最上端の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングＴ₁₁−Ｔ₁₂間は、画像Ｃ_A4の中央の水平ライン上の画素が露光される期間を表し、タイミングＴ₁₃−Ｔ₁₄間は、画像Ｃ_A4の最下端の水平ライン上の画素が露光される期間を表している。

そして、上記の通常露光及び短時間露光の定義に従い、タイミングＴ₁−Ｔ₂間、Ｔ₂−Ｔ₄間、Ｔ₄−Ｔ₈間及びＴ₈−Ｔ₁₀間の時間長さは、１／６０秒であり、タイミングＴ₃−Ｔ₄間、Ｔ₅−Ｔ₆間、Ｔ₇−Ｔ₈間、Ｔ₉−Ｔ₁₀間、Ｔ₁₁−Ｔ₁₂間及びＴ₁₃−Ｔ₁₄間の時間長さは、１／２４０秒である。

図５に、５０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下において撮影された各検出用画像の様子を示す。符号１０２は、光源としての蛍光灯の輝度を表す。紙面下方向は時間の進み方向に対応している。図５において、画像Ｃ_B1、Ｃ_B2、Ｃ_B3及びＣ_B4は、夫々、第１、第２、第３及び第４の検出用画像を表している。

光源状態検出部４４は、撮影された各検出用画像を、垂直方向（上下方向）に複数の領域にて分割して捉える。図６に、この分割の様子を示す。各検出用画像は、例えば図６に示す如く垂直方向に６等分される。この分割によって得られた６つの領域を、垂直方向の上端側から、分割領域ＡＲ［１］、ＡＲ［２］、ＡＲ［３］、ＡＲ［４］、ＡＲ［５］及びＡＲ［６］と呼ぶ。尚、分割数６は例示であり、分割数を６以外としても構わない。

図７（ａ）に、上記の分割が施された画像Ｃ_A1、Ｃ_A2、Ｃ_A3及びＣ_A4を示し、図７（ｂ）に、上記の分割が施された画像Ｃ_B1、Ｃ_B2、Ｃ_B3及びＣ_B4を示す。

光源状態検出部４４は、各検出用画像に関し、分割領域ＡＲ［１］〜ＡＲ［６］ごとに、輝度値（輝度信号の値）を積算する。第ｍの検出用画像の分割領域ＡＲ［ｉ］に含まれる画素の輝度値の積算値をＹ_m［ｉ］にて表す。ここで、ｉは、１〜６の範囲内の各整数をとり、ｍは１〜４の範囲内の各整数をとる。各画素の輝度値は映像信号処理部１３内で生成された各画素の輝度信号Ｙの値を表し、或る画素に関し、その画素の輝度値が増加するに従って、その画素の輝度は大きくなるものとする。

但し、第２（及び第４）の検出用画像の露光時間は、第１の検出用画像のそれの１／４であるため、第２（及び第４）の検出用画像の各画素の輝度値は４倍され、４倍された後の輝度値を用いてＹ_m［ｉ］が算出されるものとする。

光源状態検出部４４は、まず、第１の検出用画像の垂直方向の輝度分布と第２の検出用画像の垂直方向の輝度分布とを対比することによって、光源の輝度が周期的に変化しているか否か（光源が蛍光灯であるか否か）を検出する。具体的には例えば、光源状態検出部４４は、第１と第２の検出用画像との間において、分割領域ごとに輝度積算値の差分（Ｙ₁［ｉ］−Ｙ₂［ｉ］）の絶対値を算出する。そして、分割領域ごとに算出した６つの絶対値の合算値を評価値Ｅ_Aとして算出する。評価値Ｅ_Aは、下記式（１）に従って算出されることになる。図８に、評価値Ｅ_A（又は後述する評価値Ｅ_B）算出するためのブロック図を示す。尚、第１と第２の検出用画像間で垂直方向の輝度分布を対比する際、上述したように（４倍処理によって）、露光時間の相違に基づく両検出用画像間の輝度差は排除される。

図７（ａ）及び（ｂ）を参照しても理解されるように、蛍光灯照明下では、第１の検出用画像の垂直方向の輝度分布と第２の検出用画像の垂直方向の輝度分布は大きく異なるため、評価値Ｅ_Aは比較的大きくなる。これは、商用交流電源の周波数が６０Ｈｚでも５０Ｈｚでも同様である。一方、光源が蛍光灯ではなく太陽光などである場合は、第１と第２の検出用画像の垂直方向の輝度分布は略同じなるため、評価値Ｅ_Aは比較的小さくなる。

この特性を利用し、光源状態検出部４４は、評価値Ｅ_Aが所定の閾値ＴＨ１よりも大きい場合は、光源の輝度が周期的に変化している（光源は蛍光灯である）と判断し、評価値Ｅ_Aが閾値ＴＨ１よりも小さい場合は、光源の輝度が周期的に変化していない（光源は蛍光灯ではない）と判断する。

光源の輝度が周期的に変化していると判断した場合、光源状態検出部４４は、更に、第２の検出用画像の垂直方向の輝度分布と第４の検出用画像の垂直方向の輝度分布とを対比することによって、光源の輝度変化の周波数（換言すれば、蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数）を検出する。具体的には例えば、光源状態検出部４４は、第２と第４の検出用画像との間において、分割領域ごとに輝度積算値の差分（Ｙ₂［ｉ］−Ｙ₄［ｉ］）の絶対値を算出する。そして、分割領域ごとに算出した６つの絶対値の合算値を評価値Ｅ_Bとして算出する。評価値Ｅ_Bは、下記式（２）に従って算出されることになる。

図４及び図７（ａ）を参照しても理解されるように、６０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下では、第２と第４の検出用画像間の垂直方向の輝度分布は類似するため、評価値Ｅ_Bは比較的小さくなる。これは、第２と第４の検出用画像間において、同一の水平ラインに対する露光タイミング差が光源の輝度変化の周期（今の場合、１／１２０秒）の整数倍となっていることに起因する。例えば、第２と第４の検出用画像間において、最上端の水平ラインに対する露光タイミング差は、図４のタイミングＴ₃−Ｔ₉（又はＴ₄−Ｔ₁₀）間の時間差に相当し、それは、１／３０秒となっている。

一方、図５及び図７（ｂ）を参照しても理解されるように、５０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下では、第２と第４の検出用画像間の垂直方向の輝度分布は大きく相違するため、評価値Ｅ_Bは比較的大きくなる。

この特性を利用し、光源状態検出部４４は、評価値Ｅ_Bが所定の閾値ＴＨ２よりも小さい場合は、光源の輝度変化の周波数が１２０Ｈｚであると判断する。換言すれば、蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数が６０Ｈｚであると判断する。一方、評価値Ｅ_Bが閾値ＴＨ２よりも大きい場合は、光源の輝度変化の周波数が１００Ｈｚであると判断する。換言すれば、蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数が５０Ｈｚであると判断する。

フレームレートが６０ｆｐｓである場合を例にとり、光源状態検出部４４による検出処理を説明したが、フレームレートが５０ｆｐｓである場合も、同様に検出処理が行われる。但し、フレームレートが５０ｆｐｓである場合、第１及び第３の検出用画像に対応する通常露光の露光時間は１／５０秒とされ、第２及び第４の検出用画像に対応する短時間露光の露光時間は１／２００秒とされる。フレームレートが５０ｆｐｓである場合、評価値Ｅ_Bが所定の閾値ＴＨ２よりも小さいときは、光源の輝度変化の周波数が１００Ｈｚであると判断し、評価値Ｅ_Bが閾値ＴＨ２よりも大きいときは、光源の輝度変化の周波数が１２０Ｈｚであると判断する。評価値Ｅ_Aに基づく判断はフレームレートが６０ｆｐｓである場合と同様である。

以下、光源状態検出部４４の検出機能を利用した各実施例について説明する。各実施例は矛盾なき限り任意に組み合わせることが可能であり、或る実施例に記載した事項は、矛盾なき限り他の実施例にも適用可能である。上述の、光源の輝度が周期的に変化しているか否かを検出する処理と光源の輝度変化の周波数を検出する処理を、総称して「光源状態検出処理」と呼ぶ。

＜＜第１実施例＞＞
まず、第１実施例について説明する。図９は、第１実施例に係る撮像装置１の動作手順を表すフローチャートである。第１実施例では、フレームレートが常に６０ｆｐｓであるものとする。また、動画及び静止画が撮影可能な撮影モードには、通常撮影モードとスポーツ撮影モードが含まれる。通常撮影モードの露光時間は１／６０秒である。スポーツ撮影モードの露光時間は、原則として、１／２４０秒であるとする。操作キー２６ｃに対する操作に応じて、各モード間の遷移は実施される。

まず、撮影モードに移行すると（或いは撮像装置１に電源が投入されると）、露光時間が１／６０秒に設定される（ステップＳ１）。ＴＧ２２は、フレームレートに応じた周期（即ち、１／６０秒の周期）で垂直同期信号を逐次生成及び出力する。ステップＳ２では、ＴＧ２２から垂直同期信号が出力されたかが確認される。垂直同期信号は、各フレームの開始時点で生成及び出力される。ＴＧ２２から垂直同期信号が出力された場合はステップＳ３に移行し、出力されていない場合はステップＳ２の処理が繰り返される。

ステップＳ３では、現在、録画中（動画撮影中）であるか否かが判断され、録画中の場合はステップＳ１２に移行する一方、録画中でない場合はステップＳ４に移行する。尚、録画と動画撮影は同義であり、録画中と動画撮影中は同義である。録画中では、各フレームの映像信号及びそれに対応する音声信号が、順次、圧縮処理部１６を介してメモリカード１８に記録される。

ステップＳ４では、録画ボタン２６ａの押下により録画が開始されたかが確認される。録画が開始された場合は、以降、録画中となり（ステップＳ１１）、ステップＳ１２に移行する。録画が開始されていない場合は、ステップＳ４からステップＳ５に移行する。

ステップＳ２〜Ｓ４を介してステップＳ５〜Ｓ８が実行される期間は、上記の検出用期間に相当する。ステップＳ５〜Ｓ８は、いわゆるプレビュー期間内に実行される。プレビュー期間とは、撮像素子３３によって撮影された画像を表示部２７に表示しつつ、録画ボタン２６ｃ（指示手段）の操作に基づく録画開始指示を待機している期間に相当し、この期間ではメモリカード１８に対する撮影画像の記録は実施されない。尚、順次撮影された通常露光画像をフレームレートにて次々と表示部２７に更新表示する、検出用期間以外の期間を、通常期間と呼ぶこともできる。

ステップＳ５では、上記の光源状態検出処理を実現すべく、前回設定された露光時間を参照しつつ、露光時間が１／６０秒又は１／２４０秒に交互に切り換え設定されるように露光時間を設定する。続くステップＳ６では設定された露光時間にて撮影された各検出用画像を表す画像データが撮像素子３３から読み出される。

ステップＳ６に続くステップＳ７では、ステップＳ６の読み出しにて得た画像が表示部２７に表示される。この際、通常露光画像のみを表示し、顕著な輝度ムラが生じうる短時間露光画像を表示しないようにする。つまり、検出用期間において、第１の検出用画像が撮影された時は、該第１の検出用画像を表示し、第２の検出用画像が撮影された時は、直前に撮影された通常露光画像、即ち、第１の検出用画像を表示するようにする。第３及び第４の検出用画像についても同様である。

そして、ステップＳ６及びＳ７に続くステップＳ８において、光源状態検出部４４は、ステップＳ７にて読み出された各検出用画像に基づいて上述の光源状態検出処理を実施する。ステップＳ８の処理の後、露光時間は１／６０秒に戻され、ステップＳ２に移行する。尚、例えば、ステップＳ８の光源状態検出処理は１度だけ実行され、光源状態検出処理を１度実施すると、以後、ステップＳ５とＳ８の処理の実行は禁止される（ステップＳ５とＳ８はスキップされる）。或いは、光源状態検出処理を繰り返し実行するようにしてもよい。光源状態検出処理を繰り返し実行する場合は、最新の光源状態検出処理の検出結果に基づいて、録画中の各ステップの分岐処理（ステップＳ１３及びＳ１４）が実施される。

ステップＳ１２では、録画の終了が指示されたかが確認され、録画の終了が指示された場合はステップＳ１９に移行する一方、録画の終了が指示されていない場合はステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、ステップＳ８の検出結果に基づき、光源が蛍光灯であるかが判断され、光源が蛍光灯である場合は、更に、ステップＳ１４にて蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数が６０Ｈｚ及び５０Ｈｚの何れであるかが判断される。そして、その周波数が６０Ｈｚである場合は最小露光時間Ｌｍｉｎを１／１２０秒に制限し（ステップＳ１６）、その周波数が５０Ｈｚである場合は最小露光時間Ｌｍｉｎを１／１００秒に制限して（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に移行する。他方、光源が蛍光灯でない場合は、ステップＳ１３からステップＳ１５に移行し、最小露光時間Ｌｍｉｎに何ら制限を加えることなく、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、設定されている撮影モードがスポーツ撮影モードであるかが確認される。設定されている撮影モードがスポーツ撮影モードである場合は、ステップＳ２１に移行し、露光時間を、原則として、１／２４０秒に設定する。但し、最小露光時間Ｌｍｉｎに制限が加えられている場合は、露光時間を、その最小露光時間Ｌｍｉｎに設定する。例えば、ステップＳ１６にて最小露光時間Ｌｍｉｎが１／１２０秒に制限されている場合は、ステップＳ２１にて、露光時間は１／１２０秒に設定される。設定されている撮影モードがスポーツ撮影モードでない場合は、ステップＳ１８からステップＳ２０に移行して、露光時間を１／６０秒に設定する。

ステップＳ２０又はＳ２１にて露光時間が設定された後、ステップＳ２３に移行し、設定された露光時間にて撮影された画像を表す画像データが撮像素子３３から読み出される。ステップＳ２３にて読み出された画像データに基づく画像は、表示部２７に表示されると共に（ステップＳ２５）、圧縮処理部１６を介してメモリカード１８に記録され（ステップＳ２６）、その後、ステップＳ２に戻る。

録画の終了が指示された場合にステップＳ１２から移行するステップＳ１９では、露光時間が１／６０秒に設定され、続いて、設定された露光時間にて撮影された画像を表す画像データが撮像素子３３から読み出される（ステップＳ２２）。その後、その画像は表示部２７に表示され（ステップＳ２４）、ステップＳ２に戻る。

上述の如く処理することにより、スポーツ撮影モードでは、原則として露光時間が１／２４０秒とされ、スポーツ等をしている被写体を鮮明に捉えることが可能となる。蛍光灯照明下では、露光時間を短縮することに由来する垂直方向の輝度ムラ及びフリッカが問題となるが、光源状態検出処理の結果に基づき露光時間を光源の輝度変化の周期（１／１２０秒又は１／１００秒）に制限するので、垂直方向の輝度ムラ及びフリッカの発生は有効に防止される。図１０に、６０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下において、スポーツ撮影モードで撮影された各画像の様子を示す。この制限によって、露光時間を１／２４０秒とするよりも、１枚ずつの画像中の被写体ぶれ（動体ぶれ）が大きくなるが、通常露光にて撮影するよりも鮮明な画像を得ることが可能である。

＜＜第２実施例＞＞
次に、第２実施例について説明する。第１実施例では、撮影モードに含まれるスポーツ撮影モードに着目したが、撮影モードには、更に高速撮影モードが含まれる。高速撮影モードでは、原則として、フレームレートは３００ｆｐｓとされ且つ露光時間は１／３００秒とされる。但し、撮影モードが高速撮影モードに設定されていても、プレビュー期間では、フレームレートは６０ｆｐｓとされる。操作キー２６ｃに対する操作に応じて、各モード間の遷移は実施される。

操作キー２６ｃに対する所定の操作によって、撮影モードが高速撮影モードに設定されると、光源状態検出部４４は、プレビュー期間に光源状態検出処理を実施する。そして、光源が蛍光灯でないと判断した場合は、フレームレート及び露光時間を、原則どおり、夫々３００ｆｐｓ及び１／３００秒とする。光源が蛍光灯であって蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数が６０Ｈｚであると判断した場合は、フレームレート及び露光時間を、夫々１２０ｆｐｓ及び１／１２０秒とする。光源が蛍光灯であって蛍光灯を駆動する商用交流電源の周波数が５０Ｈｚであると判断した場合は、フレームレート及び露光時間を、夫々１００ｆｐｓ及び１／１００秒とする。

蛍光灯照明下では、フレームレートを高速化することに由来する垂直方向の輝度ムラ及びフリッカが問題となるが、光源状態検出処理の結果に基づきフレームレートの高速化及び露光時間の短縮化に制限を加えるので、垂直方向の輝度ムラ及びフリッカの発生が有効に防止される。図１１に、６０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下において、高速撮影モードで撮影された各画像の様子を示す。

＜＜第３実施例＞＞
次に、第３実施例について説明する。第１又は第２実施例では、検出用期間をプレビュー期間に設ける場合を説明した。しかしながら、動画撮影中に検出用期間を設けることも可能である（勿論、プレビュー期間と動画撮影中の夫々に、検出用期間を設けることも可能である）。この手法を、第３実施例として説明する。概略的には、動画撮影中において、画像の動きの小さいタイミングに検出用期間を設ける。以下、詳細に説明する。

上述したように、動画撮影中では、撮像素子３３によって順次撮影された画像が、次々と映像信号処理部１３及び圧縮処理部１６を介してメモリカード１８に記録されていく。この際、映像信号処理部１３に含まれる動き検出部４３（図３参照）は、隣接するフレームの撮影画像間の、画像の動きを検出する。

動き検出部４３は、例えば、隣接するフレームの撮影画像を対比することにより、公知又は周知の画像マッチング法（例えば、代表点マッチング法）を用いて、各撮影画像の動きベクトルを検出する。動きベクトルは、隣接するフレームの撮影画像間の、画像の動きの大きさ及び向きを特定する。

ＣＰＵ２３は、動画撮影中において、動きベクトルの大きさを監視し、例えば、下記の第１検出処理実行条件が成立した場合に、光源状態検出部４４に光源状態検出処理を実行させる。また例えば、下記の第１及び第２の検出処理実行条件の双方が成立した場合に、光源状態検出部４４に光源状態検出処理を実行させるようにしてもよい。
第１の検出処理実行条件は、「動画撮影中において、動きベクトルの大きさが所定値以下となっている状態が所定時間Ｔ_TH1継続している」という条件である。
第２の検出処理実行条件は、「前回の光源状態検出処理の実行から所定時間Ｔ_TH2以上が経過している」という条件である。

第１の検出処理実行条件（及び第２の検出処理実行条件）が成立した際、光源状態検出処理を実行させるべく、ＣＰＵ２３は、ＴＧ２２等を制御して、撮像素子３３に上述の各検出用画像を撮影させる。光源状態検出部４４は、各検出用画像に基づいて光源状態検出処理を実行する。得られた最新の光源状態検出処理の結果は、スポーツ撮影モードにおける最小露光時間Ｌｍｉｎの設定（即ち、図９のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理）や高速撮影モードにおけるフレームレート及び露光時間の設定に利用される。光源状態検出処理を終えると、露光時間（及びフレームレート）は、元に戻される。

動画撮影中において撮影者が移動などすることにより、光源が変化する場合がある（例えば、光源が太陽光から蛍光灯へ変化する場合がある）。光源の変化を無視し、過去の光源状態検出処理の結果に基づいて最小露光時間Ｌｍｉｎの設定処理などを行うことは望ましくない。そこで、上記の如く動画撮影中でも光源状態検出処理を行うようにする。検出用期間内に撮影される各検出用画像の露光時間は本来撮影されるべき画像のそれとは異なりうるが、第１の検出処理実行条件によって画像の動きが小さい期間が検出用期間として選択されるようになるため、実質的な影響は極めて小さい。

尚、動画撮影中において撮影した第１及び第３の検出用画像は、メモリカード１８に記録され且つ表示部２７に表示される。一方、動画撮影中において撮影した第２及び第４の検出用画像は、メモリカード１８及び表示部２７に出力されないようにすると良い。この場合、第２の検出用画像が撮影されたフレームに対応する画像として、第１の検出用画像がメモリカード１８に記録され且つ表示部２７に表示され、第４の検出用画像が撮影されたフレームに対応する画像として、第３の検出用画像がメモリカード１８に記録され且つ表示部２７に表示される。画像の動きが小さい期間が検出用期間として選択されるため、このような処理を行っても実質的な影響は極めて小さい。

＜＜第４実施例＞＞
検出用期間において、第１、第２、第３及び第４の検出用画像を順次撮影し、第１及び第３の検出用画像の露光時間を１／６０秒（又は１／５０秒）且つ第２及び第４の検出用画像の露光時間を１／２４０秒（又は１／２００秒）とする場合を例示したが、これは、様々に変形可能である。この変形の例を第４実施例として説明する。

まず、光源の輝度が周期的に変化しているか否かを、第１及び第２の検出用画像に基づいて検出するために必要な条件について考察する。この検出を、以下、「蛍光灯検出」と呼ぶ。蛍光灯検出を行うためには、下記第１及び第２の蛍光灯検出条件が成立する必要があり、それらが満たされている限り、蛍光灯検出を行うことが可能である。
第１の蛍光灯検出条件は、「第１の検出用画像の露光時間と第２の検出用画像の露光時間とが互いに異なっている」という条件である。
第２の蛍光灯検出条件は、「第１の検出用画像の露光時間と第２の検出用画像の露光時間が、共に、所定の周期Ｔ_Pの整数倍でないこと」という条件である。

上記所定の周期Ｔ_Pとは、光源の輝度変化の周期として想定される予め定められた周期である。日本国の場合、商用交流電源の周波数は６０Ｈｚ又は５０Ｈｚであるため、上記所定の周期Ｔ_Pは、１／１２０秒又は１／１００秒に設定される。例えば、フレームレートが６０ｆｐｓの時、Ｔ_Pは１／１２０秒とされ、フレームレートが５０ｆｐｓの時、Ｔ_Pは１／１００秒とされる。尚、第２の蛍光灯検出条件における、整数倍の「整数」は正の整数である。

第１と第２の検出用画像の露光時間が互いに異なれば、第１と第２の検出用画像に対する、光源の輝度変化の影響は異なる。これを考慮し、第１の蛍光灯検出条件を定める。但し、例えば、第１と第２の検出用画像の露光時間が夫々１／６０秒及び１／１２０秒であれば、６０Ｈｚ駆動の蛍光灯照明下で第１と第２の検出用画像に垂直方向の輝度ムラが生じず、蛍光灯検出ができなくなる。そこで、第２の蛍光灯検出条件を定める。

次に、光源の輝度変化の周波数（又は周期）を、第２及び第４の検出用画像に基づいて検出するために必要な条件について考察する。この検出を、以下、「周波数検出」と呼ぶ。周波数検出を行うためには、下記第１及び第２の周波数検出条件が成立する必要があり、それらが満たされている限り、周波数検出を行うことが可能である。
第１の周波数検出条件は、「第２と第４の検出用画像間において、同一の水平ラインに対する露光タイミング差が所定の周期Ｔ_Pの整数倍であること」という条件である。
第２の周波数検出条件は、「第２の検出用画像の露光時間と第４の検出用画像の露光時間が同じであること」という条件である。

上述したように、所定の周期Ｔ_Pは１／１２０秒又は１／１００秒とされる。図４に示す例では、第２と第４の検出用画像間において、例えば最上端の水平ラインに対する露光タイミング差は、タイミングＴ₃−Ｔ₉（又はＴ₄−Ｔ₁₀）間の時間差に相当し、それは１／３０秒となっている。１／３０秒は１／１２０秒の４倍であるため、上記第１の周波数検出条件は満たされる。尚、第１の周波数検出条件における、整数倍の「整数」は正の整数である。

画像の動きを無視し且つ第１及び第２の周波数検出条件を満たす第２及び第４の検出用画像を想定する。この想定の下において、例えば所定の周期Ｔ_Pを１／１２０秒とした場合、６０Ｈｚ駆動の蛍光灯照明下では第２及び第４の検出用画像の垂直方向の輝度分布は同じとなるが（図４参照）、５０Ｈｚ駆動の蛍光灯照明下ではそれらは異なる（図５参照）。この特性を利用し、周波数検出が行われる。日本国において、蛍光灯に着目した場合、光源の輝度変化の周波数は１２０Ｈｚ又は１００Ｈｚであるため、周波数検出によって光源の輝度変化の周波数が所定の周期Ｔ_Pの逆数であるか否かが検出される、と言える。

蛍光灯検出及び周波数検出を行うための最低条件を説明したが、更に、以下の事項を考慮することが望ましい。例えば、第１及び第３の検出用画像に対する露光時間を、１フレームの長さ（フレームレートの逆数）と同じとすると良い。フレームレートは、概ね６０ｆｐｓ又は５０ｆｐｓとされる。そして例えば、第２及び第４の検出用画像の露光時間を、第１（及び第３）の検出用画像のそれよりも短くするとよい。第２及び第４の検出用画像の露光時間が短い方が、第２及び第４の検出用画像内に、光源の輝度変化に由来する垂直方向の輝度ムラが顕著に現れるからである。例えば、第２及び第４の検出用画像の露光時間を、第１（及び第３）の検出用画像の露光時間の概ね１／２ⁿ、とすると良い。

また、互いに隣接するフレームにて撮影された第１と第２の検出用画像に基づいて蛍光灯検出を行う例を上述したが、蛍光灯検出を行うための第１と第２の検出用画像は、必ずしも、互いに隣接するフレームで撮影される必要はない。但し、被写体の動き等に由来する誤検出の発生を抑制するためにも、蛍光灯検出を行うための第１と第２の検出用画像は、時間的に近接したフレームにて撮影されるべきである。

また、図４及び図５に示す例では、第２と第４の検出用画像の撮影は２フレーム分だけ離れているが、周波数検出を行うための第２と第４の検出用画像の撮影を隣接したフレームで行うようにしても構わないし、それらの撮影を３フレーム以上離して行っても構わない。但し、被写体の動き等に由来する誤検出の発生を抑制するためにも、周波数検出を行うための第２と第４の検出用画像は、時間的に近接したフレームにて撮影されるべきである。

また、第１、第２、第３及び第４の検出用画像をこの順番で撮影し、第１及び第３の検出用画像を通常露光画像、第２及び第４の検出用画像を短時間露光画像とする例を上述した。即ち、検出用期間において、通常露光画像と短時間露光画像を交互に撮影する例を上述した。しかしながら、通常露光画像と短時間露光画像を交互に撮影する必要は必ずしもない。例えば、「第１、第３、第２及び第４の検出用画像」の順番で各検出用画像を撮影することも可能であるし、第３の検出用画像の撮影自体を省略することも可能である。

＜＜変形等＞＞
上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈４を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

［注釈１］
上述した説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。また、評価値Ｅ_A及びＥ_Bを算出する際に述べた「積算（或いは積算値）」は、勿論、「平均（或いは平均値）」であってもよい。

［注釈２］
日本国において、商用交流電源の周波数は、基本的には６０Ｈｚ又は５０Ｈｚであるが、その周波数には、通常、若干（例えば、数％）の誤差が含まれる。また、実際のフレームレートや露光時間も、設計値に対して若干の誤差を含む。従って、本明細書において述べられる、周波数、周期、フレームレート及び露光時間は、或る程度の誤差を含んだ時間的概念と解釈されるべきである。

［注釈３］
また、図１の撮像装置１は、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。特に、蛍光灯検出及び周波数検出を行う機能は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。蛍光灯検出及び周波数検出は、主として図３の光源状態検出部４４（又は映像信号処理部１３）によって実現される。

ソフトウェアを用いて撮像装置１を構成する場合、ソフトウェアにて実現される部位についてのブロック図は、その部位の機能ブロック図を表すことになる。蛍光灯検出及び周波数検出を実現するための機能の全部または一部を、プログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしてもよい。

［注釈４］
図３の光源状態検出部４４（又は映像信号処理部１３）は、蛍光灯検出及び周波数検出を行う検出手段を含み、光源状態検出装置として機能する。各検出用画像を取得するための露光時間の制御等はＣＰＵ２３（及びＴＧ２２等）によって行われるため、光源状態検出装置にＣＰＵ２３が含まれている、と考えることも可能である。

本発明の実施形態に係る撮像装置の全体ブロック図である。 図１の撮像部の内部構成図である。 図１の映像信号処理部の内部ブロック図である。 本発明の実施形態に係り、６０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下において撮影された各検出用画像の様子を示す図である。 本発明の実施形態に係り、５０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下において撮影された各検出用画像の様子を示す図である。 図３の光源状態検出部にて定義される、各検出用画像内の分割領域を示す図である。 図４に対応する各検出用画像と、図５に対応する各検出用画像と、を示す図である。 図３の光源状態検出部にて実施される評価値算出処理を表すブロック図である。 本発明の第１実施例に係る、図１の撮像装置の動作手順を表すフローチャートである。 本発明の第１実施例に係り、６０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下においてスポーツ撮影モードで撮影された各画像の様子を示す図である。 本発明の第２実施例に係り、６０Ｈｚで駆動する蛍光灯照明下において高速撮影モードで撮影された各画像の様子を示す図である。 従来技術に係り、蛍光灯照明下で撮影された画像に垂直方向の輝度ムラ（及び時間方向のフリッカ）が生じる原因を説明するための図である。 従来技術に係り、蛍光灯照明下で撮影された画像に垂直方向の輝度ムラ（及び時間方向のフリッカ）が生じる原因を説明するための図である。 従来技術に係り、蛍光灯照明下で撮影された画像に垂直方向の輝度ムラ（及び時間方向のフリッカ）が生じる原因を説明するための図である。

符号の説明

１ 撮像装置
１１ 撮像部
１２ ＡＦＥ
１３ 映像信号処理部
１８ メモリカード
２７ 表示部
３３ 撮像素子
４３ 動き検出部
４４ 光源状態検出部

Claims (5)

1. 異なる水平ライン間で露光タイミングを異ならせつつ撮影を行う撮像素子にとっての光源の状態を検出する光源状態検出装置において、
   前記撮像素子を用い、所定の検出用期間内において、第１露光時間によって第１画像を撮影させると共に前記第１露光時間と異なる第２露光時間によって第２画像を撮影させ、
   前記第１及び前記第２画像に基づいて前記光源の輝度が周期的に変化しているか否かを検出する検出手段を備え、
   前記第２画像として、前記撮像素子に２つの画像を撮影させ、
   前記２つの画像間において、同一の水平ラインに対する露光タイミング差は、所定の周期の整数倍とされ、
   前記検出手段は、前記光源の輝度が周期的に変化していると判断した際、前記２つの画像間で垂直方向の輝度分布を対比することによって、前記光源の輝度変化の周波数が第１の周波数又は第２の周波数のいずれであるかを検出する
   ことを特徴とする光源状態検出装置。
2. 前記検出手段は、前記２つの画像に基づいて、前記周波数が前記所定の周期の逆数であるか否かを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源状態検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光源状態検出装置と、
   前記撮像素子と、を備えた
   ことを特徴とする撮像装置。
4. 前記撮像素子によって撮影された画像を記憶可能な記憶手段と、
   前記撮像素子によって撮影された画像内の画像の動きを検出する動き検出手段と、を更に備え、
   前記光源状態検出装置は、次々と撮影された画像を次々と前記記憶手段に記憶する動画撮影中に、前記検出用期間を設けることが可能であり、
   前記光源状態検出装置は、前記動画撮影中の何れの期間に前記検出用期間を設けるかを、検出された前記動きに基づいて設定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 表示手段を更に備え、
   前記表示手段は、前記検出用期間において、前記第１画像が撮影されたとき、その第１画像を表示する一方、前記第２画像が撮影されたとき、その第２画像の直前に撮影された前記第１画像を表示する
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の撮像装置。