JP6768372B2 - 撮像装置、その制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置に関し、特にフリッカ（被写体からの光の周期的な光量変化）による露光ムラを改良する技術に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置では、近年の高ＩＳＯ化に伴い、フリッカの発生する人工光源下でも高速シャッタが切れるようになってきている。高速シャッタ撮影では、室内スポーツの撮影などでブレのない写真を撮影できるメリットがある一方、フリッカ光源下では、フリッカの影響により、フレーム毎、もしくは１フレーム内でも、画像の露出や色のムラが発生してしまうことがある。

このような問題に対して、フリッカを検出し、明暗の変化が最も少ないフリッカのピーク位置で露光を行うことで、フリッカの影響を軽減する方法がある。例えば、オートフォーカス（ＡＦ）領域を含むラインの露光がフリッカのピークのタイミングで行われるよう、垂直同期信号の出力タイミングを調整してＡＦ時にラインフリッカの影響が出ないようにする技術が提案されている（特許文献１）。

特開２０１０−１０３７４６号公報

ところで、フリッカ光源には、理想的なＳｉｎ波形の特性のフリッカ光源（図５（ａ）参照）以外にも、歪んだ波形の特性を持つフリッカ光源（図６（ａ）参照）も存在する。上記特許文献１では、歪んだ波形の特性を持つフリッカ光源に対しては、必ずしもピーク位置での露光が最適なタイミングではなく、撮像画像に生じる露光ムラを軽減することができない。

そこで、本発明は、歪んだ波形特性を持つフリッカ光源下においても、フリッカによる撮影画像の露光ムラを効果的に低減する露光タイミングを算出することを可能にした露光ムラ低減技術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、本発明の撮像装置は、撮像手段と、前記撮像手段を露光させるシャッタと、測光手段と、前記測光手段により複数回の測光を行って得られた複数の測光値に基づいて、被写体からの光の光量変化であるフリッカの有無および周波数を検出する検出手段と、前記複数の測光値のうちの少なくとも３回の測光値から前記シャッタを動作させるためのフリッカ位相のタイミングを算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記フリッカ位相のタイミングで前記シャッタを動作させることで前記撮像手段を露光させる制御手段と、を備え、前記算出手段は、前記複数回の測光値に対して前記シャッタのシャッタスピードに応じたローパスフィルタを適用し、前記ローパスフィルタを適用した前記複数回の測光値から前記フリッカ位相のタイミングを算出することを特徴とする。

本発明によれば、歪んだ波形特性を持つフリッカ光源下においても、フリッカによる撮影画像の露光ムラを効果的に低減する露光タイミングを算出することができる。

本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。 図１に示すデジタル一眼レフカメラの撮影動作を説明するフローチャート図である。 フリッカを検出するために、６００ｆｐｓ、１．６６ｍｓ周期で蓄積・読み出しを連続して１２回行った測光結果を示すグラフ図である。 フリッカの周波数判定方法を説明するグラフ図である。 理想的なフリッカの波形での高速シャッタ時のシャッタ走行タイミングと画像に生じる露光ムラとの関係を説明する図である。 歪んだフリッカの波形での高速シャッタ時のシャッタ走行タイミングと画像に生じる露光ムラとの関係を説明する図である。 歪んだフリッカの波形での低速シャッタ時のシャッタ走行タイミングと画像に生じる露光ムラとの関係を説明する図である。 フリッカ検出用の測光結果に対してデジタルローパスフィルタを適用した波形を示す図である。 ピーク同期信号を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

図１は、本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。

本実施形態のデジタル一眼レフカメラは、図１に示すように、カメラ本体１００に対して交換用のレンズユニット２００が着脱可能に装着されている。

カメラ本体１００は、カメラ全体の制御を司るカメラＣＰＵ１０１を有し、カメラＣＰＵ１０１には、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ１０２が接続されている。メインミラー１０５及びサブミラー１１１は、ファインダ観察時に、撮影光路に進入してレンズユニット２００を通過した被写体光束をピント板１０６に導き、撮影時に、撮影光路から退避して被写体光束を撮像素子１０３に導く。メインミラー１０５は、ハーフミラーで構成され、サブミラー１１１は、メインミラー１０５を透過した被写体光束の一部を反射してＡＦユニットへ導く。

ペンタダハプリズム１０９は、ピント板１０６に結像した被写体光束を正立正像の被写体像に変換し、変換された被写体像は、ＡＥセンサ１０８に導かれるとともに、光学ファインダを通して観察される。表示素子１０７は、ＰＮ液晶等のＡＦ測距枠を表示し、ユーザが光学ファインダを覗いたときにどの位置で合焦しているか等を示す。

撮像素子１０３は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等で構成され、本実施形態では、４０００行の画素を有し、撮影時にレンズユニット２００を通過して結像した被写体像を光電変換して画像信号を出力する。

シャッタ１０４は、カメラＣＰＵ１０１により制御され、非撮影時には閉じて撮像素子１０３を遮光し、撮影時には開いて撮像素子１０３へ被写体光を導く。また、シャッタ１０４は、本実施形態では、先幕と後幕でスリットを形成して走行させることで、撮像素子１０３を露光するメカニカルなフォーカルプレーンシャッタを用いている。ここで、撮像素子１０３は、４０００行の画素で構成されるので、１行目から４０００行目に向かってシャッタ１０４の先幕及び後幕が走行する。

ＡＥセンサ１０８は、ＣＣＤセンサやＣＯＭＳセンサ等の撮像素子を用いることで、測光だけでなく、顔検出などのシーン認識やフリッカ検出を行う。なお、フリッカの検出は、撮像素子１０３により行ってもよい。

ＩＣＰＵ１１２は、ＡＥセンサ１０８の駆動制御や画像処理・演算用のＣＰＵである。ＩＣＰＵ１１２は、ＡＥセンサ１０８の測光結果に基づき、顔検出の演算や追尾の演算、測光演算等の他に、被写体からの光の周期的な光量変化であるフリッカの周期やピークタイミングの算出などの光量変化特性の算出も行う。

ＩＣＰＵ１１２には、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ１１３が接続されている。なお、本実施形態では、ＡＥセンサ１０８の専用のＩＣＰＵ１１２を用いているが、ＩＣＰＵ１１２の処理のすべてをカメラＣＰＵ１０１で行うようにしてもよい。ＬＰＵ２０１は、レンズユニット２００内のＣＰＵであり、被写体との距離情報等をカメラＣＰＵ１０１に送る。

また、本実施形態のカメラでは、不図示のレリーズボタンが半押し操作等されるとレリーズスイッチＳＷ１がオンしてＡＦやＡＥ等の撮影準備動作が行われ、レリーズボタンが全押し操作等されると、レリーズスイッチＳＷ２がオンして撮影動作が行われる。

次に、図２乃至図９を参照して、上記構成のデジタル一眼レフカメラ（以下、カメラという。）の撮影動作について説明する。図２は、カメラの撮影動作を説明するフローチャート図である。なお、図２のステップＳ２０１〜Ｓ２０８の各処理は、カメラＣＰＵ１０１の制御により、メモリ１１３のＲＯＭ等に格納されたプログラムがＲＡＭに展開されて、ＩＣＰＵ１１２により実行される。また、図２のステップＳ２０９〜Ｓ２１２の各処理は、メモリ１０２のＲＯＭ等に格納されたプログラムがＲＡＭに展開されてカメラＣＰＵ１０１により実行される。

図２において、ステップＳ２０１では、ＩＣＰＵ１１２は、ＡＥセンサ１０８により被写体の測光動作を行い、ステップＳ２０２に進む。ここでの測光は、仮にフリッカ光源下においても、フリッカによる明暗の変化に対して測光値がばらつかず、平均的な明るさを測光値として取得できるのが望ましい。

ここで、フリッカ光源の明暗が変化する周波数は、商用電源の周波数の２倍になることから、電源周波数が５０Ｈｚの電源地域では周波数１００Ｈｚとなり、その光量変化周期は１０ｍｓとなる。同様に電源周波数が６０Ｈｚの地域では周波数１２０Ｈｚとなり、光量変化周期は８．３３ｍｓとなる。

これらのフリッカがあった場合でも、電荷の蓄積時間がある程度長い場合は、測光結果が時間的に平均化され、安定した結果が取得できる。一方、電荷の蓄積時間が短い場合は、フリッカの明るいタイミングで蓄積するか、暗いタイミングで蓄積するかで、結果が大きく変わってきてしまう。そのため、所定時間以下の短い蓄積時間の場合は、工夫が必要になる。

フリッカの光量変化周期は、１０ｍｓと８．３３ｍｓのどちらかであるので、１０ｍｓと８．３３ｍｓの間の約９ｍｓ程度を考えると、どちらの周波数のフリッカであってもほぼ１周期に近い時間に相当する。そこで、蓄積時間が９ｍｓ以下の場合は、次のような処理を行う。

例えば、蓄積時間３ｍｓで蓄積を行いたい場合は、フリッカの１周期相当の９ｍｓの時間幅を３ｍｓ間隔で１ｍｓの蓄積を３回に分けて間欠的に行い、それらの平均値を取得する。このように、蓄積を間欠的に行うことで、フリッカの山や谷だけのタイミングに集中して蓄積を行うことが無くなるので、短い蓄積時間でもフリッカの平均的な明るさを測光値として得ることができる。ここでは、３ｍｓ間隔で１ｍｓ蓄積を３回行い、平均する例を示したが、間隔や回数はこれに限定されず、フリッカの１周期内の時間を間欠的に複数回蓄積して、それらの結果を平均することが必要である。

ここで得られた測光値を基に、露出条件である絞り値（ＡＶ値）、シャッタスピード（ＴＶ値）、ＩＳＯ感度（ＩＳＯ値）を決定する。ＡＶ値、ＴＶ値、ＩＳＯ値の決定に際しては、予め記憶されたプログラム線図を利用して決定する。

ステップＳ２０２では、ＩＣＰＵ１１２は、フリッカ検出用の電荷の蓄積と読み出し動作を行い、ステップＳ２０３に進む。本実施形態では、ステップＳ２０１の測光動作のための蓄積とは別に、フリッカを検出するために、図３に示すように、６００ｆｐｓ、１．６６ｍｓ周期で蓄積・読み出しを連続して１２回行う。図３は、理想的な１００Ｈｚフリッカを破線で示しており、このフリッカ環境下で１．６６ｍｓ間隔で蓄積を行ったとすると、１２回の測光結果であるＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）を得る。

ステップＳ２０３では、ＩＣＰＵ１１２は、ステップＳ２０２での測光結果であるＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）を基に、フリッカの判定を行う。フリッカの判定を行うにあたって、フリッカ評価値を算出する。フリッカ周波数判定に使用するフリッカ評価値は、本実施形態では、ステップＳ２０２で得たＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）を用いて次式で定義することとする。

上式において、ＳＡＤとは、Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅの略であり、パターンマッチングの分野などで用いられる類似度を表す指標である。例えばｍ＝６の場合は、ＡＥ（ｎ）と、その６つ先の測光値ＡＥ（ｎ＋６）のペアの差の絶対値を計算し、６ペア分の結果を加算したものである。

例えば、図３に示すように、１００Ｈｚのフリッカがあった場合、フリッカの周期は１０ｍｓであり、かつ１０ｍｓ＝１．６６ｍｓ×６であるから、理想的には、ＡＥ（ｎ）＝ＡＥ（ｎ＋６）の関係が成り立つことなる。つまり、１００Ｈｚのフリッカがあった場合は、ＳＡＤ６＝０となる。一方、ＡＥ（ｎ）≠ＡＥ（ｎ＋５）なので、１００Ｈｚのフリッカがあった場合のＳＡＤ５は、ある程度の大きな値になる。

同様に、１２０Ｈｚのフリッカについて考える。８．３３ｍｓ＝１．６６ｍｓ×５の関係から、ＡＥ（ｎ）＝ＡＥ（ｎ＋５）、ＡＥ（ｎ）≠ＡＥ（ｎ＋６）の関係が成り立ち、１２０Ｈｚのフリッカがあった場合は、ＳＡＤ５＝０で、ＳＡＤ６は、ある程度の大きな値となる。

一方、フリッカが存在しないＤＣ光源の場合は、被写体の光量は一定なので、ＡＥ（１）＝ＡＥ（２）＝ＡＥ（３）＝……＝ＡＥ（１２）と、１２回の測光値は一致する。すなわち、ＳＡＤ６＝ＳＡＤ５＝０となる。

また、ここまでは被写体は一定でフリッカによる光量だけが変化するような前提であったが、例えばパンニングや被写体の移動などで被写体が一定でない場合は、ＳＡＤ６、ＳＡＤ５の両方が大きな値をとる場合も考えられる。このような場合は、フリッカ検出エラーという意味合いで、ここでは、ＤＣ判定とする。また、太陽光でもフリッカが存在しないがフリッカの有無を判定できればよいため、フリッカが存在しないという意味合いで、ここでは、ＤＣ判定とする。

以上の特性より、横軸にＳＡＤ６、縦軸にＳＡＤ５の平面を考えて、図４に示す領域分割で、１００Ｈｚ／１２０Ｈｚ／ＤＣという判定を行うようにすると、フリッカの有無および周波数を検出することができる。

そして、ＩＣＰＵ１１２は、フリッカ判定結果に応じて、１２０Ｈｚのフリッカの場合は、ステップＳ２０４に進む、１００Ｈｚのフリッカの場合は、ステップＳ２０５に進み、ＤＣ判定された場合は、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０４では、ＩＣＰＵ１１２は、フリッカ周期Ｔ＝８．３３ｍｓに設定し、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０５では、ＩＣＰＵ１１２は、フリッカ周期Ｔ＝１０ｍｓに設定し、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２１１では、カメラＣＰＵ１０１は、レリーズスイッチＳＷ２がオンされてレリーズ指示があったかを判定し、レリーズ指示があった場合は、ステップＳ２１２に進み、シャッタ１０４の走行により露光動作を行って撮影動作を終了する。

ステップＳ２０６では、ＩＣＰＵ１１２は、ローパスフィルタを適用し、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、ＩＣＰＵ１１２は、ピークタイミングの演算処理を行い、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０６及びステップＳ２０７の処理の詳細については、図５乃至図９を用いて後述する。

ステップＳ２０６及びステップＳ２０７は、ステップＳ２０２で得たＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）の結果から、フリッカの影響を低減できるシャッタ１０４の走行タイミングを算出するステップである。まず、最適なシャッタ１０４の走行タイミングの考え方に関して説明する。

図５（ａ）は理想的な１００ＨｚのＳｉｎ波形のフリッカを観測した場合の光量と時間の関係を示すグラフ図、図５（ｂ）はシャッタスピード１／１０００（１ｍｓ）で露光した場合のシャッタ走行を表すグラフ図である。

シャッタ１０４は、カメラ本体１００を正位置で構えた場合に、撮像素子１０３を上から下へ向けて先幕及び後幕の順で走行する。図５（ｂ）の縦軸は、撮像素子１０３の行番号、実線は、先幕の走行を表し、図から分かるように、幕速３ｍｓの時間をかけて、撮像素子１０３の１行目から４０００行目までの距離を走行するものとする。一方、図５（ｂ）の破線は、後幕の走行を表し、シャッタスピードである１ｍｓの時間をおいて、先幕を追いかけるようにして、同じように幕速３ｍｓで撮像素子の１行目から４０００行目までの距離を走行する。

なお、本実施形態では、シャッタ１０４は、メカニカルシャッタの例で説明するが、電子ローリングシャッタでも同様の考え方が適用できる。この場合、メカニカルシャッタでの幕速は、電子ローリングシャッタの読み出し時間に相当し、撮像素子１０３の各行の蓄積動作と読み出し動作のタイミングは、図５（ｂ）と同じように表されるため、メカニカルシャッタと同様に考えることが出来る。

図５（ｂ）に示すような特性のシャッタ１０４の露光において、本実施形態では、撮像素子１０３の２０００行目が露光される期間の中心の時間を露光中心と定義することとする。露光中心をフリッカのピークタイミングであるｔ＝５ｍｓの時間に合わせると、図５（ａ）に示すように、撮像素子１０３の１行目の露光量と４０００行目の露光量が一致し、画面内の行による露光ムラは最小となる。

図５の例では、シャッタスピード１／１０００（１ｍｓ）で説明したが、フリッカ光量波形の形がピークタイミングを軸に左右対称である。このため、シャッタスピードに依存せず、露光中心をｔ＝５ｍｓのフリッカピークタイミングに合わせれば、同様の結果となる。なお、メカニカルシャッタは一般的に等速で走行するのではなく走行中に徐々に加速していくため、撮像素子１０３の２０００行目が露光される期間の中心の時間を露光中心とすると撮像素子の１行目と４０００行目の露光ムラが大きくなる。そのため、メカニカルシャッタの走行特性を考慮して、画面内の行による露光ムラは最小となるように、露光中心と定義する撮像素子１０３の行を設定してもよい。

次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、１００Ｈｚの歪んだ波形のフリッカがあった場合で、かつシャッタスピード１／１０００（１ｍｓ）の場合のグラフ図である。図５と同様に考えると、露光中心をｔ＝６．３６７ｍｓに合わせると、撮像素子１０３の１行目と４０００行目の露光量が一致し、画面内の行による露光ムラは最小となる。ｔ＝６．３６７ｍｓは、図６（ａ）に示す光量のピークタイミングとほぼ一致したタイミングであることが分かる。

一方、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、歪んだ波形のフリッカがあった場合で、かつシャッタスピード１／１２５（８ｍｓ）の場合のグラフ図である。図７（ａ）において、撮像素子１０３の１行目の露光量は、横線のパターンで示し、４０００行目の露光量は、縦線のパターンで示してある。よって、一部オーバーラップしている領域は、格子状のパターンになっている。この場合、露光中心は、ｔ＝５．９２２ｍｓの時間に合わせると、画面内の行による露光ムラは最小となる。このタイミングは、図６の場合と結果が異なることから、シャッタスピードによりシャッタ走行の最適タイミングが変化していることが分かる。

これに関して説明すると、図６の例では、シャッタスピードが比較的高速であり、撮像素子１０３の１行目の露光開始から４０００行目の露光終了が４ｍｓと短時間で終了している。図６のフリッカ波形は歪んでいるものの、ピークタイミング近傍であれば、ピークタイミングを軸に比較的左右対称に近い光量変化の特性であるため、高速シャッタ時は、ピークタイミングに露光中心を合わせるだけで、ほぼ理想的なシャッタ走行タイミングになる。

これに対し、図７のシャッタスピード１／１２５（８ｍｓ）の場合の例では、撮像素子１０３の１行目の露光開始から４０００行目の露光終了までが１１ｍｓと長い。この場合、フリッカの光量変化特性の非対称性の影響が見えてきたため、シャッタ走行の最適タイミングが高速シャッタ時に比べてずれると考えることができる。

このように、図７のような歪んだフリッカ波形では、シャッタ走行の最適タイミングは、高速シャッタ時ではフリッカのピークタイミングでよい。しかし、低速シャッタになるに従い、より広い時間幅でフリッカの光量変化を観測し、その上で走行タイミングを決定する必要がある。

以上を考慮すると、ステップＳ２０６では、ステップＳ２０１で決定したＴＶ値（シャッタスピード）に応じ、ステップＳ２０２で取得したＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）に対して移動平均、もしくは加重移動平均値を計算した上でピークタイミングを計算すればよい。

図８を参照して、図６の歪んだフリッカ波形を測定して得たＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）に移動平均、加重移動平均処理を意味する各種ローパスフィルタ（以下、フィルタという）を適用した場合の計算例を説明する。

図８において、波形Ｓ１は、ＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）そのままのもの（フィルタなし）である。波形Ｓ２は、フィルタ係数（０，０．３３，０．３３，０．３３，０）をＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）に適用したものである。波形Ｓ３は、フィルタ係数（０．１２５，０．２５，０．２５，０．２５，０．１２５）をＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）に適用したものである。

例えば、ステップＳ２０１でシャッタスピードＳＳがＳＳ≦１／５００と高速な値に決まっていた場合は、単純に光量変化のピークタイミングを求めればよい。このため、加重移動平均を取らず、ＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）の値をそのまま用いてピークタイミングを求める（波形Ｓ１）。具体的なピークタイミングの算出方法の例としては、ＡＥ（２）〜ＡＥ（１１）の中で最大の測光値を得たＡＥ（ｍａｘ）とその前後１回のＡＥ（ｍａｘ−１）、ＡＥ（ｍａｘ＋１）の３回の測光結果から、２次関数で近似、補完する。これにより、ピークタイミングを計算することができる。

一方、ステップＳ２０１でシャッタスピードＳＳがやや遅い１／５００＜ＳＳ≦１／１６０の間の値に決定していた場合は、フィルタ係数（０，０．３３，０．３３，０．３３，０）を適用する（波形Ｓ２）。その後、２次関数近似により補完してピークタイミングを求めればよい。

さらに、ステップＳ２０１でシャッタスピードＳＳが低速シャッタの１／１６０＜ＳＳの場合は、フィルタ係数（０．１２５，０．２５，０．２５，０．２５，０．１２５）を適用し、同様の計算を行う。

図８のそれぞれの波形Ｓ１〜Ｓ３に関して、２次関数近似で補間してピークタイミングｔ（ｐｅａｋ）を求めると、波形Ｓ１のフィルタなしの場合、ｔ（ｐｅａｋ）＝６．３７５ｍｓとなる。また、波形Ｓ２のフィルタ係数（０，０．３３，０．３３，０．３３，０）の場合、ｔ（ｐｅａｋ）＝６．１３７ｍｓとなり、波形Ｓ３のフィルタ係数（０．１２５，０．２５，０．２５，０．２５，０．１２５）の場合、ｔ（ｐｅａｋ）＝５．９３３ｍｓとなる。ここで近似補間されるピークタイミングｔ（ｐｅａｋ）は、本発明のシャッタを動作させるためのフリッカ位相のタイミングに相当する。

一方、シャッタスピード１／１０００での最適シャッタ走行タイミングは、６．３６７ｍｓ（≒６．３７５ｍｓ（波形Ｓ１））であり、シャッタスピード１／２５０での最適シャッタ走行タイミングは、６．２２１ｍｓ（≒６．１３７ｍｓ（波形Ｓ２））である。また、シャッタスピード１／１２５での最適シャッタ走行タイミングは、５．９２２ｍｓ（≒６．９３３ｍｓ（波形Ｓ３））である。したがって、フィルタを切り替えることで、シャッタスピードに応じて、より最適なシャッタ走行タイミングに近い値が得られていることが分かる。

なお、ここではシャッタスピードのみでフィルタを切り替える場合を例示したが、フィルタ切り替えの条件には、シャッタ１０４の幕速を含めてもよい。また、シャッタ１０４の幕速は、３ｍｓに固定した場合を説明したが、シャッタ１０４の幕速はシャッタ１０４の耐久回数（走行回数）と共に変化する場合なども考えられる。

このような場合、予め測定しておいたシャッタの累積走行回数と幕速との関係から幕速を予想したり、シャッタ走行毎にシャッタ走行時の幕速を実測したりしても良い。幕速の実測は、例えばシャッタユニットにフォトインタラプタを搭載すれば、その出力から実測可能である。このように幕速が分かった場合は、「シャッタスピード＋幕速」の値をフィルタ切り替えの条件にしても良い。

さらに、上記の説明では、１．６６ｍｓ間隔で取得したＡＥ（１）〜ＡＥ（１２）の測光値にフィルタをかけたものに対し、最大の測光結果とその前後の３点の測光結果から２次関数で近似、補完してピークタイミングを計算する方法を示した。

しかし、例えば、サンプリングピッチを２倍にして０．８３３ｍｓ間隔でＡＥ（１）〜ＡＥ（２４）を取得した場合などでも、対応することができる。すなわち、サンプリングが密になった分、フィルタのタップ数を増やし、更にピークタイミングの算出についても、３点の測光結果ではなく、最大の測光結果とその前後の２点ずつの計５回の測光結果からスプライン曲線で補間して求める方法なども考えられる。

つまり、フィルタの係数やタップ数、ピークタイミングを求めるための補間アルゴリズムは、ここに示した例に限らず、様々なものが考えられる。フィルタのタップ数や補間アルゴリズムを変更することで、より細かくフィルタの特性を設定可能となり、また、補間精度の向上なども期待できる。そして、ＩＣＰＵ１１２は、ステップＳ２０６でフィルタを適用し、ステップＳ２０７でピークタイミング演算が終了したら、ステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８では、ＩＣＰＵ１１２は、ステップＳ２０４又はステップＳ２０５で設定されたフリッカ周期ＴとステップＳ２０７で求めたピークタイミングｔ（ｐｅａｋ）より、フリッカ同期信号を生成し、ステップＳ２０９に進む。フリッカ同期信号は、図９に示すように、ステップＳ２０７で求めたｔ（ｐｅａｋ）を基準として、フリッカの周期Ｔ毎に発生するフリッカのピークのタイミングを表す信号で、ｔ（ｐｅａｋ）+ｍ×Ｔ（ｍは任意の自然数）のタイミングで立ち上がり変化する。ＩＣＰＵ１１２は、このフリッカ同期信号を生成し、カメラＣＰＵ１０１へと伝える構成となっている。

ステップＳ２０９では、カメラＣＰＵ１０１は、レリーズスイッチＳＷ２がオンされてレリーズ指示があったかを判定し、レリーズ指示があった場合は、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０では、カメラＣＰＵ１０１は、ＩＣＰＵ１１２から送られているフリッカ同期信号（図９）の立ち上がりタイミングに対して露光中心を一致させるようなタイミングでシャッタ１０４を走行させて露光動作を行い、撮影動作を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、歪んだ波形特性を持つフリッカ光源下においても、フリッカによる撮影画像の露光ムラを効果的に低減する露光タイミングを算出することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０１ カメラＣＰＵ
１０４ シャッタ
１０８ ＡＥセンサ
１１２ ＩＣＰＵ

Claims (6)

1. 撮像手段と、
   前記撮像手段を露光させるシャッタと、
   測光手段と、
   前記測光手段により複数回の測光を行って得られた複数の測光値に基づいて、被写体からの光の光量変化であるフリッカの有無および周波数を検出する検出手段と、
   前記複数の測光値のうちの少なくとも３回の測光値から前記シャッタを動作させるためのフリッカ位相のタイミングを算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された前記フリッカ位相のタイミングで前記シャッタを動作させることで前記撮像手段を露光させる制御手段と、を備え、
   前記算出手段は、前記複数回の測光値に対して前記シャッタのシャッタスピードに応じたローパスフィルタを適用し、前記ローパスフィルタを適用した前記複数回の測光値から前記フリッカ位相のタイミングを算出することを特徴とする撮像装置。
2. 前記ローパスフィルタとは、移動平均、または加重移動平均処理であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記シャッタは、メカニカルシャッタであり、前記メカニカルシャッタの幕速とシャッタスピードに応じて、前記ローパスフィルタのフィルタ係数を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記シャッタは、前記撮像手段を用いた電子ローリングシャッタであり、前記電子ローリングシャッタの読み出し時間とシャッタスピードに応じて、前記ローパスフィルタのフィルタ係数を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
5. 撮像手段と、前記撮像手段を露光させるシャッタと、測光手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、
   前記測光手段により複数回の測光を行って得られた複数の測光値に基づいて、被写体からの光の光量変化であるフリッカの有無および周波数を検出する検出ステップと、
   前記複数の測光値のうちの少なくとも３回の測光値から前記シャッタを動作させるためのフリッカ位相のタイミングを算出する算出ステップと、
   前記算出ステップで算出された前記フリッカ位相のタイミングで前記シャッタを動作させることで前記撮像手段を露光させる制御ステップと、を備え、
   前記算出ステップは、前記複数回の測光値に対して前記シャッタのシャッタスピードに応じたローパスフィルタを適用し、前記ローパスフィルタを適用した前記複数回の測光値から前記フリッカ位相のタイミングを算出することを特徴とする撮像装置の制御方法。
6. 請求項５に記載の撮像装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。