JP7222745B2 - フリッカ検出装置 - Google Patents
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本明細書中に開示されている発明は、フリッカ検出装置に関する。
蛍光灯やＬＥＤ［light emitting diode］照明機器などの人工照明は、商用電源周波数（日本国内であれば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）またはこれに応じた周波数で、その光量が周期的に変動する現象（いわゆるフリッカ）を生じる。こうしたフリッカの影響により、同じ環境下で撮影した画像（静止画または動画）であっても、露光タイミングに応じた明暗の差を生じる。そこで、従来、入力光のフリッカ成分を検出して、明暗の差が小さいタイミングで露光を行うことにより、フリッカの影響を抑える技術が提案されている。
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。
しかしながら、フリッカセンサの近傍にノイズ光源（ＩＲ光を周期的に出射するＴＯＦ［time of flight］センサや近接センサなど）が置かれていた場合には、ノイズ光の干渉によりフリッカ成分の検出精度低下を招くおそれがあった。
本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者により見出された上記課題に鑑み、フリッカ成分を高精度に検出することのできるフリッカ検出装置、フリッカ検出方法、及び、フリッカ検出プログラムを提供することを目的とする。
本明細書中に開示されているフリッカ検出装置は、フリッカ成分を含む入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；を有する構成（第１の構成）とされている。
第１の構成から成るフリッカ検出装置において、前記閾値信号生成部は、前記入力信号のピーク値を検出してピーク値保持期間だけ保持することによりピーク値検出信号を生成するピーク値検出部と、前記ピーク値検出信号の最小値を検出して最小値保持期間だけ保持することにより最小値保持信号を生成する最小値保持部と、前記最小値保持信号に係数を乗じて前記閾値信号を生成するクリップレベル設定部と、を含む構成（第２の構成）にするとよい。
第２の構成から成るフリッカ検出装置において、前記ピーク値保持期間は、前記フリッカ成分の１／２周期以上であって、かつ、前記入力信号に重畳するノイズ成分のオフ期間よりも短い構成（第３の構成）にするとよい。
第２または第３の構成から成るフリッカ検出装置において、前記最小値保持期間は、前記入力信号に重畳するノイズ成分の１周期よりも長い構成（第４の構成）にするとよい。
第１の構成から成るフリッカ検出装置において、前記閾値信号生成部は、前記入力信号のピーク値を検出してピーク値保持期間だけ保持することによりピーク値検出信号を生成するピーク値検出部と、前記入力信号のボトム値を検出してボトム値保持期間だけ保持することによりボトム値検出信号を生成するボトム値検出部と、前記ピーク値検出信号の最小値を検出して最小値保持期間だけ保持することにより最小値保持信号を生成する最小値保持部と、前記ボトム値検出信号の最小値を検出して第２最小値保持期間だけ保持することにより第２最小値保持信号を生成する第２最小値保持部と、前記最小値保持信号と前記第２最小値保持信号との差分に係数を乗じた上で前記最小値保持信号に加えることにより前記閾値信号を生成するクリップレベル設定部を含む構成（第５の構成）にするとよい。
第５の構成から成るフリッカ検出装置において、前記ピーク値保持期間及び前記ボトム値保持期間は、それぞれ、前記フリッカ成分の１／２周期以上であって、かつ前記入力信号に重畳するノイズ成分のオフ期間よりも短い構成（第６の構成）にするとよい。
第５または第６の構成から成るフリッカ検出装置において、前記最小値保持期間及び前記第２最小値保持期間は、それぞれ、前記入力信号に重畳するノイズ成分の１周期よりも長い構成（第７の構成）にするとよい。
第２～第７何れかの構成から成るフリッカ検出装置において、前記クリップ処理部は、前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号を前記最小値保持信号にクリップして出力する構成（第８の構成）にするとよい。
第１～第８いずれかの構成から成るフリッカ検出装置は、前記クリップ出力信号に周波数帯域制限を掛けたフィルタ出力信号を生成して前記周波数スペクトル導出部に出力するフィルタ処理部をさらに有する構成（第９の構成）にするとよい。
第１～第９いずれかの構成から成るフリッカ検出装置は、所定の周波数帯域内で前記周波数スペクトルのピーク周波数を検出するピーク周波数検出部をさらに有する構成（第１０の構成）にするとよい。
第１～第１０いずれかの構成から成るフリッカ検出装置は、アクティブ状態とスリープ状態を交互に繰り返すことにより、前記フリッカ成分の検出動作を間欠的に実行する構成（第１１の構成）にするとよい。
また、本明細書中に開示されている電子機器は、フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサと、第１～第１１いずれかの構成から成り、入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出装置と、を有する構成（第１２の構成）とされている。
第１２の構成から成る電子機器は、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源をさらに有する構成（第１３の構成）にするとよい。
第１２又は第１３の構成から成る電子機器は、前記フリッカ検出装置の検出結果に応じて露光タイミング、露光時間、ないしは、露光回数が制御されるカメラを更に有する構成（第１４の構成）にするとよい。
また、本明細書中に開示されているフリッカ検出方法は、フリッカ成分を含む入力信号に応じて閾値信号を生成するステップと；前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するステップと；前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出するステップと；を有する構成（第１５の構成）とされている。
また、本明細書中に開示されているフリッカ検出プログラムは、電子機器のメモリに格納されて前記電子機器のマイコンで実行されるものであって、前記マイコンは、前記電子機器のフリッカセンサから、フリッカ成分を含む入力信号の入力を受け付け、前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；を有するフリッカ検出装置として機能し、前記フリッカ成分の検出結果に応じて、前記電子機器のカメラにおける露光制御を行う構成（第１６の構成）とされている。
本明細書中に開示されている発明によれば、フリッカ成分を高精度に検出することのできるフリッカ検出装置、フリッカ検出方法、及び、フリッカ検出プログラムを提供することが可能となる。
＜スマートフォン＞
図１は、スマートフォンの外観図である。スマートフォンＸは、後述するフリッカ検出装置を搭載する電子機器の一具体例であり、外観的には、例えば、タッチパネル機能を備えたディスプレイＸ１（＝液晶ディスプレイや有機ＥＬ［electro-luminescence］ディスプレイなど）と、カメラＸ２と、スピーカＸ３及びマイクＸ４と、カラーセンサ（フリッカセンサ）Ｘ１０と、ＴＯＦ［time of flight］センサＸ２０と、を有する。
図１は、スマートフォンの外観図である。スマートフォンＸは、後述するフリッカ検出装置を搭載する電子機器の一具体例であり、外観的には、例えば、タッチパネル機能を備えたディスプレイＸ１（＝液晶ディスプレイや有機ＥＬ［electro-luminescence］ディスプレイなど）と、カメラＸ２と、スピーカＸ３及びマイクＸ４と、カラーセンサ（フリッカセンサ）Ｘ１０と、ＴＯＦ［time of flight］センサＸ２０と、を有する。
なお、背景技術の項でも述べたが、蛍光灯やＬＥＤ照明機器などの照明器具Ｙは、商用電源周波数（日本国内であれば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）またはこれに応じた周波数で、フリッカを生じる。そのため、照明器具Ｙに照らされた環境下において、スマートフォンＸを用いた撮影を行う場合、カメラＸ２の露光タイミング、露光時間、ないしは、露光回数などを適切に制御しなければ、同じ環境下で撮影した写真であっても、意図しない明暗の差を生じるおそれがある。
また、パソコンモニタやプロジェクタの出力光も数十～数百Ｈｚのフリッカを生じ得るので、その撮影に際してフリッカ対策が必要となる。
そこで、本構成例のスマートフォンＸは、入力光のフリッカ成分を検出し、明暗の差が少ないタイミングで露光を行うことにより、フリッカの影響を抑える機能を備えている。以下、スマートフォンＸの内部構成を例示しつつ、入力光のフリッカ成分を検出するフリッカ検出装置、並びに、その検出精度を高めることのできる干渉ノイズ低減アルゴリズム（＝フリッカ検出方法）について詳述する。
図２は、スマートフォンＸの内部構成例を示す図である。本図で示すように、スマートフォンＸは、先出のカラーセンサＸ１０及びＴＯＦセンサＸ２０のほか、バスＸ３０、マイコンＸ４０（＝フリッカ検出装置に相当）、及び、メモリＸ５０を備えている。
なお、本図では、ディスプレイＸ１、カメラＸ２、スピーカＸ３及びマイクＸ４の描写を割愛している。また、スマートフォンＸには、上記以外のセンサ（＝照度センサ、近接センサ、加速度センサ、または、ジャイロセンサなど）を搭載しても構わない。
カラーセンサＸ１０は、バスＸ３０を介してマイコンＸ４０に接続されており、入力光の色成分（赤色成分Ｒ、緑色成分Ｇ、青色成分Ｂ、及び赤外線成分ＩＲ）を検出して、その検出結果をマイコンＸ４０に出力する。また、カラーセンサＸ１０は、フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成してマイコンＸ４０に出力する機能（＝フリッカセンサとしての機能）も備えている。このように、スマートフォンＸなどの電子機器では、入力光の光量取得をカラーセンサＸ１０が担っている。
ＴＯＦセンサＸ２０は、バスＸ３０を介してマイコンＸ４０に接続されており、スマートフォンＸの外部に向けて出射された光が測定対象物に反射して戻ってくるまでの所要時間（＝光の飛行時間）を検出することにより、スマートフォンＸから測定対象物までの距離を測定する。ＴＯＦセンサＸ２０の光源（＝発光素子）としては、例えば、ＶＣＳＥＬ［vertical cavity surface emitting LASER］が好適である。
なお、ＴＯＦセンサＸ２０は、カラーセンサＸ１０の近傍（同一の透光窓内）に設けられ、所定の発光パターンで周期的に点灯／消灯を繰り返す。そのため、ＴＯＦセンサＸ２０は、カラーセンサ（フリッカセンサ）Ｘ１０にとってノイズ光源となり得る。
バスＸ３０は、所定の通信規格（例えばＩ２Ｃ［inter-integrated circuit］に準拠して、カラーセンサＸ１０及びＴＯＦセンサＸ２０とマイコンＸ４０との間を接続する信号伝達経路である。
マイコンＸ４０は、スマートフォンＸの動作を統括的に制御する主体である。例えば、カラーセンサＸ１０との連携機能に着目すると、マイコンＸ４０は、カラーセンサＸ１０で測定された入力光の色成分（色温度）に応じて、ディスプレイＸ１のバックライトを調整したり、カメラＸ２のホワイトバランスを調整したりする機能を備えている。
また、マイコンＸ４０は、カラーセンサ１０から光検出信号（＝フリッカ成分を含む入力光の光量に相当）の入力を受け付けることにより、入力光のフリッカ成分を検出し、カメラＸ２の露光タイミング、露光時間、ないしは、露光回数などを制御する機能も備えている。具体的に述べると、マイコンＸ４０は、例えば、周期的に変動する入力光の光量が極大となるタイミング（＝フリッカ成分のピークタイミング）で、カメラＸ２の露光を行うようにタイミング制御を行う。このような構成であれば、フリッカの影響を抑えて常に明るい撮像を得ることが可能となる。
メモリＸ５０は、フリッカ検出プログラムＰＲＧを格納する。メモリＸ５０としては、データを不揮発的に記憶することのできる半導体記憶装置（ＲＯＭ［read only memory］やフラッシュメモリなど）を好適に用いることができる。
フリッカ検出プログラムＰＲＧは、メモリＸ５０に格納されてマイコンＸ４０で実行されるソフトウェア（ファームウェア）である。フリッカ検出プログラムＰＲＧを実行したマイコンＸ４０は、フリッカ検出装置（詳細は後述）として機能し、フリッカ成分の検出結果に応じてカメラＸ２の露光制御を行う。
＜カラーセンサ（フリッカセンサ）＞
図３は、カラーセンサＸ１０の一構成例を示す図である。本構成例のカラーセンサＸ１０は、入力光の色成分（赤色成分Ｒ、緑色成分Ｇ、青色成分Ｂ、及び、赤外線成分ＩＲ）を検出する光センサＩＣの一種であり、第１光検出回路１０と、第２光検出回路２０と、赤外線遮断フィルタ３０と、ロジック回路４０と、パワーオンリセット回路５０と、発振回路６０と、を有する。
図３は、カラーセンサＸ１０の一構成例を示す図である。本構成例のカラーセンサＸ１０は、入力光の色成分（赤色成分Ｒ、緑色成分Ｇ、青色成分Ｂ、及び、赤外線成分ＩＲ）を検出する光センサＩＣの一種であり、第１光検出回路１０と、第２光検出回路２０と、赤外線遮断フィルタ３０と、ロジック回路４０と、パワーオンリセット回路５０と、発振回路６０と、を有する。
第１光検出回路１０は、受光素子１１と、ＡＤ［analog-to-digital］変換器１２と、を含み、入力光の光量に応じた第１光検出信号Ｓ１０を出力する。なお、第１光検出回路１０は、蛍光灯やＬＥＤ照明機器などの人工照明に起因する入力光のフリッカ成分を検出するために設けられている。
受光素子１１は、赤外線遮断フィルタ３０を介して入射される入力光の光量に応じたアナログ電流信号を生成する。なお、受光素子１１は、図４で示した受光感度を持ち、入力光の可視光成分（およそ波長４００～７００ｎｍ）を検出する。受光素子１１としては、フォトダイオードやフォトトランジスタなどを好適に用いることができる。
ＡＤ変換器１２は、受光素子１１からのアナログ電流信号をデジタル（例えば１３ビット）の第１光検出信号Ｓ１０に変換する。
第２光検出回路２０は、受光素子（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１ＩＲ）と、ＡＤ変換器（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）と、各種透過フィルタ（２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３ＩＲ）と、を含み、入力光の色成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＩＲ）に応じた第２光検出信号（Ｓ２０ａ、Ｓ２０ｂ、Ｓ２０ｃ）を出力する。
受光素子２１Ｒは、赤外線遮断フィルタ３０及び赤色光透過フィルタ２３Ｒを介して入射される赤色光の光量に応じたアナログ電流信号を生成する。なお、受光素子２１Ｒは、図５の実線で示した受光感度を持ち、入力光の赤色成分Ｒ（およそ波長６２０～７５０ｎｍ）を検出する。
受光素子２１Ｇは、赤外線遮断フィルタ３０及び緑色光透過フィルタ２３Ｇを介して入射される緑色光の光量に応じたアナログ電流信号を生成する。なお、受光素子２１Ｇは、図５の小破線で示した受光感度を持ち、入力光の緑色成分Ｇ（およそ波長４９５～５７０ｎｍ）を検出する。
受光素子２１Ｂは、赤外線遮断フィルタ３０及び青色光透過フィルタ２３Ｂを介して入射される青色光の光量に応じたアナログ電流信号を生成する。なお、受光素子２１Ｂは、図５の大破線で示した受光感度を持ち、入力光の青色成分Ｂ（およそ波長４５０～４９５ｎｍ）を検出する。
受光素子２１ＩＲは、赤外線透過フィルタ（＝可視光遮断フィルタ）２３ＩＲを介して入射される赤外線の光量に応じたアナログ電流信号を生成する。なお、受光素子２１ＩＲは、図５の一点鎖線で示した受光感度を持ち、入力光の赤外線成分ＩＲ（およそ波長７５０～１４００ｎｍ）を検出する。
上記の受光素子（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１ＩＲ）としては、それぞれ、フォトダイオードやフォトトランジスタなどを好適に用いることができる。
ＡＤ変換器（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）は、受光素子（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１ＩＲ）からのアナログ電流信号をデジタル（例えば１６ビット）の第２光検出信号（Ｓ２０ａ、Ｓ２０ｂ、Ｓ２０ｃ）に変換して出力する。
なお、本図では、４つの受光素子（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１ＩＲ）で３つのＡＤ変換器（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）を共用する例を挙げたが、ＡＤ変換器の個数については、何らこれに限定されるものではなく、１つまたは２つに減らしてもよいし、逆に、４つに増やしてもよい。
赤外線遮断フィルタ３０は、受光素子１１、赤色光透過フィルタ２３Ｒ、緑色光透過フィルタ２３Ｇ、及び、青色光透過フィルタ２３Ｂそれぞれの上流側で、入力光に含まれる赤外線成分ＩＲを遮断する。このような赤外線遮断フィルタ３０を設けることにより、入力光の光量及びＲＧＢ成分（延いては色温度）を精度良く検出することができる。
ロジック回路４０は、ＡＤＣロジック機能（＝ＡＤ変換器の時分割制御機能）、Ｉ２Ｃインターフェイス機能（＝データ信号ＳＤＡとクロック信号ＳＣＬの通信機能）、ＩＮＴインターフェイス機能（＝割込信号ＩＮＴの通信機能）、並びに、ＦＩＦＯ［first in, first out］機能（＝フリッカ検出用のデータバッファ機能）を備えている。
パワーオンリセット回路５０は、カラーセンサＸ１０に供給される電源電圧ＶＣＣを監視してパワーオンリセット信号を生成する。例えば、カラーセンサＸ１０に内蔵されている全てのレジスタ（不図示）は、パワーオンリセット信号により、電源電圧ＶＣＣの投入後にリセットされる。
発振回路６０は、ロジック回路４０を駆動するための内部クロック信号を生成する。
＜ＩＲ干渉に関する考察＞
小型化・軽薄化が要求されるスマートフォンＸでは、カラーセンサＸ１０とＴＯＦセンサＸ２０を共通の透光窓内に設けることが多い。そのため、ＴＯＦセンサＸ２０から発せられたノイズ光（一般にはＩＲ光）がカラーセンサＸ１０に漏れ込みやすく、ＩＲ干渉によるフリッカ検出精度の低下が問題となり得る。
小型化・軽薄化が要求されるスマートフォンＸでは、カラーセンサＸ１０とＴＯＦセンサＸ２０を共通の透光窓内に設けることが多い。そのため、ＴＯＦセンサＸ２０から発せられたノイズ光（一般にはＩＲ光）がカラーセンサＸ１０に漏れ込みやすく、ＩＲ干渉によるフリッカ検出精度の低下が問題となり得る。
図６は、ＩＲ干渉が生じる様子を示す図であり、上から順に、ＴＯＦセンサＸ２０から発せられるノイズ光（ＩＲ光）の点消灯パターンと、カラーセンサＸ１０で得られる第１光検出信号Ｓ１０が描写されている。
ＴＯＦセンサＸ２０は、一般に、所定の点消灯パターンでＩＲ光の点灯／消灯を周期的に繰り返す。本図に即して具体的に述べると、ＴＯＦセンサＸ２０は、オン期間Ｔｏｎに亘ってＩＲ光を点灯（点滅）した後、オフ期間Ｔｏｆｆに亘ってＩＲ光を消灯している。すなわち、ＴＯＦセンサＸ２０は、周期Ｔｃ（＝Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）でＩＲ光の点灯（点滅）と消灯を繰り返している。
もちろん、カラーセンサＸ１０には、ＩＲ光（波長９４０ｎｍ前後）の干渉抑制手段として、赤外線遮断フィルタ３０が内蔵されている（図３を参照）。また、フリッカ検出用の受光素子１１は、可視光領域に受光感度のピークを持っている（図４を参照）。
しかしながら、カラーセンサＸ１０とＴＯＦセンサＸ２０が極めて近接した位置に設けられるスマートフォンＸなどのアプリケーションでは、ＴＯＦセンサＸ２０からカラーセンサＸ１０に漏洩するＩＲ光がどうしても大きくなってしまう。そのため、カラーセンサＸ１０で得られる第１光検出信号Ｓ１０には、フリッカ成分Ａ（周期Ｔｆ）だけでなく、ＩＲ干渉によるノイズ成分Ｂ（周期Ｔｃ）が重畳する。
従って、第１光検出信号Ｓ１０を単純にＦＦＴ［fast Fourier transform］処理しただけでは、図７で示すように、フリッカ周波数ＦＲＱｆ（＝１／Ｔｆ）のピーク以外にも、多数のＩＲ干渉ピークが生じるので、フリッカ成分の検出（＝フリッカ周波数ＦＲＱｆの特定）が困難となる。
そこで、第１光検出信号Ｓ１０が入力されるマイコンＸ４０（＝フリッカ検出装置）には、ＩＲ干渉を効果的に抑制してフリッカ検出精度を高めることのできる干渉ノイズ低減アルゴリズム（＝フリッカ検出方法）が導入されている。以下、種々の実施形態を例示しながら詳細に説明する。
＜フリッカ検出装置（第１実施形態）＞
図８は、マイコンＸ４０（＝フリッカ検出装置）の第１実施形態を示す図である。本図で示すように、第１実施形態のマイコンＸ４０は、その機能ブロックとして、閾値信号生成部１１０と、クリップ処理部１２０と、フィルタ処理部１３０と、周波数スペクトル導出部１４０と、ピーク周波数検出部１５０と、を有する。
図８は、マイコンＸ４０（＝フリッカ検出装置）の第１実施形態を示す図である。本図で示すように、第１実施形態のマイコンＸ４０は、その機能ブロックとして、閾値信号生成部１１０と、クリップ処理部１２０と、フィルタ処理部１３０と、周波数スペクトル導出部１４０と、ピーク周波数検出部１５０と、を有する。
なお、各機能ブロック１１０～１５０は、それぞれ、マイコンＸ４０でフリッカ検出プログラムＰＲＧが実行されることにより、ソフトウェア的に実装される。
閾値信号生成部１１０は、ピーク値検出部１１１と、最小値保持部１１２と、クリップレベル設定部１１３と、を含み、フリッカ成分を含む入力信号ＩＮ（＝カラーセンサＸ１０から入力される生の第１光検出信号Ｓ１０）に応じて閾値信号ＣＬＰｔｈを生成する。
ピーク値検出部１１１は、入力信号ＩＮのピーク値を検出してピーク値保持期間ＴＰだけ保持することにより、ピーク値検出信号Ｐｅａｋを生成する。
最小値保持部１１２は、ピーク値検出信号Ｐｅａｋの最小値を検出して最小値保持期間ＴＭだけ保持することにより、最小値保持信号Ｍｉｎ１を生成する。
クリップレベル設定部１１３は、最小値保持信号Ｍｉｎ１に所定の係数αを乗じて閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝α×Ｍｉｎ１）を生成する。
クリップ処理部１２０は、入力信号ＩＮにクリップ処理を施してクリップ出力信号ＣＬＰｏを生成する。具体的に述べると、クリップ処理部１２０は、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈよりも大きければ、入力信号ＩＮを最小値保持信号Ｍｉｎ１にクリップして出力し、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈよりも小さければ、入力信号ＩＮをクリップせずにそのまま出力する。
フィルタ処理部１３０は、ハイパスフィルタ１３１とローパスフィルタ１３２を含み、クリップ出力信号ＣＬＰｏに周波数帯域制限を掛けたフィルタ出力信号ＦＬＴｏを生成する。なお、ハイパスフィルタ１３１のカットオフ周波数は、検出しようとするフリッカ周波数ＦＲＱｆの最低値を鑑みて、５０Ｈｚ程度に設定するとよい。また、ローパスフィルタ１３２のカットオフ周波数は、検出しようとするフリッカ周波数ＦＲＱｆの最高値を鑑みて、３５０Ｈｚ程度に設定するとよい。
周波数スペクトル導出部１４０は、クリップ出力信号ＣＬＰｏまたはこれに応じたフィルタ出力信号ＦＬＴｏをＦＦＴ処理することにより、周波数スペクトルＦＳを導出する。
ピーク周波数検出部１５０は、所定の周波数帯域内（例えば５０Ｈｚ～３５０Ｈｚ）で周波数スペクトルＦＳのピーク周波数（＝フリッカ周波数ＦＲＱｆ）を検出する。
以下では、図面を参照しながら、各機能ブロックの内部処理を詳細に説明する。
図９は、ピーク値検出部１１１におけるピーク値検出処理、並びに、最小値保持部１１２における最小値保持処理の一例を示す図であり、上段に入力信号ＩＮ、中段にピーク値検出信号Ｐｅａｋ、及び、下段に最小値保持信号Ｍｉｎ１がそれぞれ太線で描写されている。また、中段には入力信号ＩＮが細線で描写されており、下段にはピーク値検出信号Ｐｅａｋが細線で描写されている。
まず、本図の上段及び中段を参照しながら、ピーク値検出部１１１におけるピーク値検出処理について説明する。
ピーク値検出部１１１は、先にも述べたように、入力信号ＩＮのピーク値を検出してピーク値保持期間ＴＰ（＝サンプリング周期Ｔｓ×保持データ個数ｍ１）だけ保持することにより、ピーク値検出信号Ｐｅａｋを生成する。サンプリング周期Ｔｓは、５００μｓ～１ｍｓ程度である。言い換えると、ピーク値検出部１１１は、サンプリング周期Ｔｓ毎に入力される入力信号ＩＮのうち、最新のサンプリングデータをｍ１個分保持し、その最大値をピーク値検出信号Ｐｅａｋとして出力し続ける。
なお、ピーク値検出部１１１には、カラーセンサＸ１０で得られた生の第１光検出信号Ｓ１０（図６を参照）が入力信号ＩＮとして入力される。従って、入力信号ＩＮには、フリッカ成分Ａ（周期Ｔｆ）のほかに、ＩＲ干渉のノイズ成分Ｂ（周期Ｔｃ）が重畳する。
ここで、ピーク値保持期間ＴＰがノイズ成分Ｂのオフ期間Ｔｏｆｆよりも長いと、或る周期のオン期間Ｔｏｎにおけるノイズ成分Ｂのピーク値を保持したまま、次周期におけるオン期間Ｔｏｎのノイズ成分Ｂのピーク値を保持してしまうので、フリッカ成分Ａのピーク値を保持することができなくなる。これを鑑みると、ピーク値保持期間ＴＰは、ノイズ成分Ｂのオフ期間Ｔｏｆｆ（＝ＩＲ干渉のない期間）よりも短く設定する必要がある。
一方、フリッカ成分Ａのピーク値を確実に保持するためには、ピーク値保持期間ＴＰをフリッカ成分Ａの１周期（＝Ｔｆ）以上に設定することが理想的である。ただし、このような設定が難しいアプリケーション（例えば、Ｔｆ＞Ｔｏｆｆであるアプリケーション）では、ピーク値保持信号Ｐｅａｋの変動を許容し、例えば、ピーク値保持期間ＴＰをフリッカ成分Ａの１／２周期（＝Ｔｆ／２）以上に設定するとよい。
まとめると、ピーク値検出部１１１のピーク値保持期間ＴＰは、例えば、フリッカ成分Ａの１／２周期（＝Ｔｆ／２）以上であって、かつ、入力信号ＩＮに重畳するノイズ成分Ｂのオフ期間Ｔｏｆｆよりも短い長さに設定することが望ましい。
このように、ピーク値保持期間ＴＰが適切な長さに設定されている場合、ピーク値検出信号Ｐｅａｋは、入力信号ＩＮに重畳するフリッカ成分Ａ及びノイズ成分Ｂそれぞれのピーク値を順次保持しながら変動する（本図中段を参照）。
次に、本図の中段及び下段を参照しながら、最小値保持部１１２における最小値保持処理について説明する。
最小値保持部１１２は、先述のように、ピーク値検出信号Ｐｅａｋの最小値を検出して最小値保持期間ＴＭ（＝サンプリング周期Ｔｓ×保持データ個数ｎ１）だけ保持することにより、最小値保持信号Ｍｉｎ１を生成する。言い換えると、最小値保持部１１２は、サンプリング周期Ｔｓ毎に入力されるピーク値検出信号Ｐｅａｋのうち、最新のサンプリングデータをｎ１個分保持し、その最小値を最小値保持信号Ｍｉｎ１として出力し続ける。
なお、最小値保持期間ＴＭは、できるだけ短い方が望ましい。ただし、最小値保持期間ＴＭがノイズ成分Ｂの１周期Ｔｃ（＝ＩＲ干渉の周期）よりも短いと、フリッカ成分Ａのピーク値だけでなくノイズ成分Ｂのピーク値まで最小値保持信号Ｍｉｎ１に現れる。
これを鑑みると、最小値保持部１１２の最小値保持期間ＴＭは、入力信号ＩＮに重畳するノイズ成分Ｂの１周期（＝Ｔｃ）よりも長く設定することが望ましい。
このように、最小値保持期間ＴＭが適切な長さに設定されている場合、最小値保持信号Ｍｉｎ１は、入力信号ＩＮに重畳するフリッカ成分Ａのピーク値だけを抽出して保持するように変動する（本図下段を参照）。
図１０は、クリップ処理部１２０におけるクリップ処理、並びに、フィルタ処理部１３０におけるフィルタ処理の一例を示す図であり、上段に入力信号ＩＮ、中段にクリップ出力信号ＣＬＰｏ、及び、下段にフィルタ出力信号ＦＬＴｏがそれぞれ描写されている。
まず、本図の上段及び中段を参照しながら、クリップ処理部１２０におけるクリップ処理について説明する。
クリップ処理部１２０は、先に述べた通り、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝α×Ｍｉｎ１）よりも大きければ、入力信号ＩＮを最小値保持信号Ｍｉｎ１にクリップして出力し、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈよりも小さければ、入力信号ＩＮをクリップせずにそのまま出力する。このようなクリップ処理（本図中段の破線枠を参照）により、入力信号ＩＮに重畳したノイズ成分を除去することが可能となる。
なお、仮に、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝α×Ｍｉｎ１）よりも大きいときに、入力信号ＩＮを閾値信号ＣＬＰｔｈ自体にクリップした場合、クリップ出力信号ＣＬＰｏには、ノイズ成分が髭のように残ってしまうので、ＩＲ干渉を十分に抑制することができなくなる。
また、仮に、α＝１とした場合、すなわち、入力信号ＩＮが最小値保持信号Ｍｉｎ１よりも大きいときに、入力信号ＩＮを最小値保持信号Ｍｉｎ１にクリップした場合、本来クリップすべきでないフリッカ成分をクリップしてしまい、フリッカ検出に悪影響を及ぼすおそれがある。
これらを鑑みると、クリップ処理部１２０では、上記したように、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈよりも大きいときに、入力信号ＩＮを最小値保持信号Ｍｉｎ１にクリップして出力し、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈよりも小さいときに、入力信号ＩＮをクリップせずにそのまま出力することが望ましいと言える。
なお、閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝α×Ｍｉｎ１）に着目すると、係数αが小さいほどフリッカ成分のＤＣレベル変動の影響を受けやすくなり、逆に、係数αが大きいほどＩＲ干渉の低減効果が薄くなる。そのため、係数αは、ＩＲ干渉の許容レベルを鑑みて適宜決定することが望ましい。
具体的に述べると、ピーク周波数検出部１５０でフリッカ周波数ＦＲＱｆを正しく特定するためには、周波数スペクトルＦＳに現れるＩＲ干渉ピークがフリッカ周波数ＦＲＱｆのピークよりも小さく抑えられていればよい。この知見に基づいて、係数αの最適値を評価した結果、１≦α≦２（より望ましくはα＝１．５～１．６）が適切であると言える。
次に、本図の中段及び下段を参照しながら、フィルタ処理部１３０におけるフィルタ処理について説明する。
フィルタ処理部１３０は、先にも述べたように、クリップ出力信号ＣＬＰｏに周波数帯域制限（例えば５０Ｈｚ～３５０Ｈｚの周波数成分のみを通過させるＢＰＦ［band-pass filter］処理）を掛けたフィルタ出力信号ＦＬＴｏを生成する。このようなフィルタ処理により、クリップ出力信号ＣＬＰｏを平滑化することができるので、周波数スペクトルＦＳのＩＲ干渉ピークを抑えることが可能となる。
図１１は、周波数スペクトルＦＳのＩＲ干渉ピークが抑制される様子を示す図である。これまで説明してきたように、周波数スペクトル導出部１４０でのＦＦＴ処理に先立ち、入力信号ＩＮにクリップ処理とフィルタ処理を施すことにより、周波数スペクトルＦＳのＩＲ干渉ピークを抑制することができるので、フリッカ周波数ＦＲＱｆでのスペクトル強度が最大となる。従って、後段のピーク周波数検出部１５０では、フリッカ周波数ＦＲＱｆを確実に検出することができるので、フリッカ検出精度を高めることが可能となる。
図１２は、第１実施形態のマイコンＸ４０（＝フリッカ検出装置）において、閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝クリップレベル）が適切でない場合のクリップ処理を示す図である。先にも述べたように、クリップレベル設定部１１３では、最小値保持信号Ｍｉｎ１に所定の係数α（例えば１≦α≦２）を乗じて閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝α×Ｍｉｎ１）を生成する。
このようなクリップレベルの設定方式では、入力信号ＩＮに重畳するフリッカ成分のＤＣレベルが大きく、かつ、ＡＣレベルが小さい条件下において、入力信号ＩＮを適切にクリップすることができなくなるおそれがある。以下では、このような不具合を解消することのできる第２実施形態について提案する。
＜フリッカ検出装置（第２実施形態）＞
図１３は、マイコンＸ４０（＝フリッカ検出装置）の第２実施形態を示す図である。本図で示すように、第２実施形態のマイコンＸ４０は、先出の第１実施形態（図８）をベースとしつつ、閾値信号生成部１１０に変更が加えられている。
図１３は、マイコンＸ４０（＝フリッカ検出装置）の第２実施形態を示す図である。本図で示すように、第２実施形態のマイコンＸ４０は、先出の第１実施形態（図８）をベースとしつつ、閾値信号生成部１１０に変更が加えられている。
より具体的に述べると、閾値信号生成部１１０は、先出のピーク値検出部１１１及び最小値保持部１１２に加えて、ボトム値検出部１１４及び第２最小値保持部１１５を含む。また、上記機能ブロックの追加に伴い、クリップレベル設定部１１３は、クリップレベル設定部１１６に置き換えられている。
ボトム値検出部１１４は、入力信号ＩＮのボトム値を検出してボトム値保持期間ＴＢだけ保持することによりボトム値検出信号Ｂｔｍを生成する。
第２最小値保持部１１５は、ボトム値検出信号Ｂｔｍの最小値を検出して第２最小値保持期間ＴＭ２だけ保持することにより第２最小値保持信号Ｍｉｎ２を生成する。
クリップレベル設定部１１６は、最小値保持信号Ｍｉｎ１と第２最小値保持信号Ｍｉｎ２との差分Δ（＝Ｍｉｎ１－Ｍｉｎ２）に所定の係数βを乗じた上で、その乗算値を最小値保持信号Ｍｉｎ１に加えることにより、閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝Ｍｉｎ１＋Δ×β）を生成する。
以下では、図面を参照しながら、既出の機能ブロックも含めて、それぞれの内部処理を詳細に説明する。
図１４は、ピーク値検出部１１１におけるピーク値検出処理の一例を示す図であり、上段に入力信号ＩＮ、下段にピーク値検出信号Ｐｅａｋがそれぞれ太線で描写されている。また、下段には入力信号ＩＮが細線で描写されている。
ピーク値検出部１１１は、先に述べたように、入力信号ＩＮのピーク値を検出してピーク値保持期間ＴＰ（＝サンプリング周期Ｔｓ×保持データ個数ｍ１）だけ保持することにより、ピーク値検出信号Ｐｅａｋを生成する。言い換えると、ピーク値検出部１１１は、サンプリング周期Ｔｓ毎に入力される入力信号ＩＮのうち、最新のサンプリングデータをｍ１個分保持し、その最大値をピーク値検出信号Ｐｅａｋとして出力し続ける。
なお、ピーク値保持期間ＴＰは、例えば、フリッカ成分の１／２周期（＝Ｔｆ／２）以上であって、かつ、ノイズ成分のオフ期間Ｔｏｆｆよりも短い長さに設定することが望ましい。このとき、ピーク値検出信号Ｐｅａｋは、フリッカ成分及びノイズ成分それぞれのピーク値を順次保持しながら変動する。
図１５は、ボトム値検出部１１４におけるボトム値検出処理の一例を示す図であり、上段に入力信号ＩＮ、下段にボトム値検出信号Ｂｔｍがそれぞれ太線で描写されている。また、下段には入力信号ＩＮが細線で描写されている。
ボトム値検出部１１４は、先にも述べたように、入力信号ＩＮのボトム値を検出してボトム値保持期間ＴＢ（＝サンプリング周期Ｔｓ×保持データ個数ｍ２）だけ保持することにより、ボトム値検出信号Ｂｔｍを生成する。言い換えると、ボトム値検出部１１４は、サンプリング周期Ｔｓ毎に入力される入力信号ＩＮのうち、最新のサンプリングデータをｍ２個分保持し、その最小値をボトム値検出信号Ｂｔｍとして出力し続ける。
なお、ボトム値保持期間ＴＢは、ピーク値保持期間ＴＰと同様、例えば、フリッカ成分の１／２周期（＝Ｔｆ／２）以上であって、かつ、ノイズ成分のオフ期間Ｔｏｆｆよりも短い長さに設定することが望ましい。このとき、ボトム値検出信号Ｂｔｍは、フリッカ成分及びノイズ成分それぞれのボトム値を順次保持しながら変動する。
図１６は、最小値保持部１１２及び第２最小値保持部１１５における最小値保持処理の一例を示す図である。なお、上側第１段目には、ピーク値検出信号Ｐｅａｋが太線で描写されており、入力信号ＩＮが細線で描写されている。また、上側第２段目には、最小値保持信号Ｍｉｎ１が太線で描写されており、ピーク値検出信号Ｐｅａｋが細線で描写されている。一方、下側第１段目には、ボトム値検出信号Ｂｔｍが太線で描写されており、入力信号ＩＮが細線で描写されている。また、下側第２段目には、第２最小値保持信号Ｍｉｎ２が太線で描写されており、ボトム値検出信号Ｂｔｍが細線で描写されている。
最小値保持部１１２は、先述のように、ピーク値検出信号Ｐｅａｋの最小値を検出して最小値保持期間ＴＭ（＝サンプリング周期Ｔｓ×保持データ個数ｎ１）だけ保持することにより、最小値保持信号Ｍｉｎ１を生成する。言い換えると、最小値保持部１１２は、サンプリング周期Ｔｓ毎に入力されるピーク値検出信号Ｐｅａｋのうち、最新のサンプリングデータをｎ１個分保持し、その最小値を最小値保持信号Ｍｉｎ１として出力し続ける。
なお、最小値保持期間ＴＭは、ノイズ成分の１周期（＝Ｔｃ）よりも長く設定することが望ましい。このとき、最小値保持信号Ｍｉｎ１は、フリッカ成分のピーク値だけを抽出して保持するように変動する。
第２最小値保持部１１５は、先にも述べたように、ボトム値検出信号Ｂｔｍの最小値を検出して第２最小値保持期間ＴＭ２（＝サンプリング周期Ｔｓ×保持データ個数ｎ２）だけ保持することにより、第２最小値保持信号Ｍｉｎ２を生成する。言い換えると、第２最小値保持部１１５は、サンプリング周期Ｔｓ毎に入力されるボトム値検出信号Ｂｔｍのうち、最新のサンプリングデータをｎ２個分保持し、その最小値を第２最小値保持信号Ｍｉｎ２として出力し続ける。
なお、第２最小値保持期間ＴＭ２は、最小値保持期間ＴＭと同様、ノイズ成分の１周期（＝Ｔｃ）よりも長く設定することが望ましい。このとき、第２最小値保持信号Ｍｉｎ２は、フリッカ成分のボトム値だけを抽出して保持するように変動する。
図１７は、クリップレベル設定部１１６におけるクリップレベル設定処理の一例を示す図である。なお、本図では、閾値信号ＣＬＰｔｈが太線で描写されており、入力信号ＩＮが細線で描写されている。また、最小値保持信号Ｍｉｎ１が一点鎖線で示されており、第２最小値保持信号Ｍｉｎ２が二点鎖線で示されている。
クリップレベル設定部１１６は、先にも述べたように、最小値保持信号Ｍｉｎ１と第２最小値保持信号Ｍｉｎ２との差分Δ（＝Ｍｉｎ１－Ｍｉｎ２）に所定の係数βを乗じた上で、その乗算値を最小値保持信号Ｍｉｎ１に加えることにより、閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝Ｍｉｎ１＋Δ×β）を生成する。
なお、係数βが小さいほどフリッカ成分のＤＣレベル変動の影響を受けやすくなり、逆に、係数βが大きいほどＩＲ干渉の低減効果が薄くなる。そのため、係数βは、ＩＲ干渉の許容レベルを鑑みて適宜決定することが望ましい。具体的には、周波数スペクトルＦＳに現れるＩＲ干渉ピークがフリッカ周波数ＦＲＱｆのピークよりも小さく抑えられるように、例えば、０＜β≦１（より望ましくはβ＝０．５～０．６）に設定するとよい。
図１８は、クリップ処理部１２０におけるクリップ処理の一例を示す図である。なお、本図では、クリップ出力信号ＣＬＰｏが太線で描写されており、入力信号ＩＮが細線で描写されている。
クリップ処理部１２０は、先に述べたように、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝Ｍｉｎ１＋Δ×β）よりも大きければ、入力信号ＩＮを最小値保持信号Ｍｉｎ１にクリップして出力し、入力信号ＩＮが閾値信号ＣＬＰｔｈよりも小さければ、入力信号ＩＮをクリップせずにそのまま出力する。このようなクリップ処理により、入力信号ＩＮに重畳したノイズ成分を除去することが可能となる。
図１９は、第２実施形態のマイコンＸ４０（＝フリッカ検出装置）において、閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝クリップレベル）が適切である場合のクリップ処理を示す図である。
先にも述べたように、クリップレベル設定部１１６では、最小値保持信号Ｍｉｎ１と第２最小値保持信号Ｍｉｎ２との差分Δ（すなわちフリッカ成分の振幅）に所定の係数βを乗じた上で、その乗算値を最小値保持信号Ｍｉｎ１に加えることにより、閾値信号ＣＬＰｔｈ（＝Ｍｉｎ１＋Δ×β）が生成される。
このように、フリッカ成分の振幅に応じてクリップレベルを設定する方式であれば、入力信号ＩＮに重畳するフリッカ成分のＤＣレベルが大きく、かつ、ＡＣレベルが小さい条件下であっても、入力信号ＩＮを適切にクリップすることができるので、ＩＲ干渉を効果的に抑制することが可能となる。
図２０は、フィルタ処理部１３０におけるフィルタ処理の一例を示す図である。なお、本図では、上段にクリップ出力信号ＣＬＰｏが描写されており、下段にフィルタ出力信号ＣＬＰｏが描写されている。
フィルタ処理部１３０は、先にも述べたように、クリップ出力信号ＣＬＰｏに周波数帯域制限（例えば５０Ｈｚ～３５０Ｈｚの周波数成分のみを通過させるＢＰＦ処理）を掛けたフィルタ出力信号ＦＬＴｏを生成する。このようなフィルタ処理により、クリップ出力信号ＣＬＰｏを平滑化することができるので、周波数スペクトルＦＳのＩＲ干渉ピークを抑えることが可能となる（図中の破線枠を参照）。
図２１は、ピーク周波数検出部１５０におけるピーク周波数検出処理の一例を示す図であり、本図では、周波数スペクトル導出部１４０で導出された周波数スペクトルＦＳが描写されている。
ピーク周波数検出部１５０は、先に述べたように、所定の周波数帯域ＦＬ～ＦＨ（例えば５０Ｈｚ～３５０Ｈｚ）で周波数スペクトルＦＳのピーク周波数（＝最もスペクトル強度の大きいピークが現れる周波数）を検出する。従って、仮に、上記の周波数帯域外に、フリッカ周波数ＦＲＱｆのスペクトル強度を上回るピークが存在しても、これをフリッカ周波数ＦＲＱｆのピークとして誤検出することはない。
＜間欠駆動＞
図２２は、フリッカ検出動作の間欠処理を示す図である。これまでに説明してきたフリッカ検出動作は、必ずしも常時処理とする必要はなく、例えば、本図で示すように、アクティブ状態（期間ＴＡ：例えば１００ｍｓ前後）とスリープ状態（期間ＴＳ：例えば１ｓ前後）を交互に繰り返すことにより、フリッカ成分の検出動作を間欠的に実行する間欠処理としてもよい。このような間欠処理によれば、フリッカ検出動作に必要な消費電力を低減することが可能となる。
図２２は、フリッカ検出動作の間欠処理を示す図である。これまでに説明してきたフリッカ検出動作は、必ずしも常時処理とする必要はなく、例えば、本図で示すように、アクティブ状態（期間ＴＡ：例えば１００ｍｓ前後）とスリープ状態（期間ＴＳ：例えば１ｓ前後）を交互に繰り返すことにより、フリッカ成分の検出動作を間欠的に実行する間欠処理としてもよい。このような間欠処理によれば、フリッカ検出動作に必要な消費電力を低減することが可能となる。
＜その他の変形例＞
なお、上記実施形態では、スマートフォンへの搭載例を挙げて説明を行ったが、フリッカ検出装置は、その他の電子機器にも適用することが可能である。
なお、上記実施形態では、スマートフォンへの搭載例を挙げて説明を行ったが、フリッカ検出装置は、その他の電子機器にも適用することが可能である。
また、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、マイコンのフリッカ検出機能をカラーセンサ（フリッカセンサ）側に移譲してもよい。この場合には、カラーセンサ（フリッカセンサ）自体がフリッカ検出装置として理解され得る。本構成であれば、マイコンのタスクを減らすことができるので、マイコンの演算処理能力が乏しくてもフリッカ検出精度を高めることが可能となる。
このように、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
本明細書中に開示されている発明は、例えば、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット端末、ノートパソコン、携帯ゲーム機、液晶テレビ、ないしは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどに利用することが可能である。
１０ 第１光検出回路
１１ 受光素子（フォトダイオード）
１２ ＡＤ変換器
２０ 第２光検出回路
２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１ＩＲ 受光素子（フォトダイオード）
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ ＡＤ変換器
２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３ＩＲ 各種透過フィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＩＲ）
３０ 赤外線遮断フィルタ
４０ ロジック回路
５０ パワーオンリセット回路
６０ 発振回路
１１０ 閾値信号生成部
１１１ ピーク値検出部
１１２ 最小値保持部
１１３、１１６ クリップレベル設定部
１１４ ボトム値検出部
１１５ 第２最小値保持部
１２０ クリップ処理部
１３０ フィルタ処理部
１３１ ハイパスフィルタ
１３２ ローパスフィルタ
１４０ 周波数スペクトル導出部
１５０ ピーク周波数検出部
ＰＲＧ フリッカ検出プログラム
Ｘ スマートフォン（電子機器）
Ｘ１ ディスプレイ
Ｘ２ カメラ
Ｘ３ スピーカ
Ｘ４ マイク
Ｘ１０ カラーセンサ（フリッカセンサ）
Ｘ２０ ＴＯＦセンサ（ノイズ光源）
Ｘ３０ バス
Ｘ４０ マイコン（フリッカ検出装置）
Ｘ５０ メモリ
Ｙ 照明器具（フリッカ光源）
１１ 受光素子（フォトダイオード）
１２ ＡＤ変換器
２０ 第２光検出回路
２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１ＩＲ 受光素子（フォトダイオード）
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ ＡＤ変換器
２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３ＩＲ 各種透過フィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＩＲ）
３０ 赤外線遮断フィルタ
４０ ロジック回路
５０ パワーオンリセット回路
６０ 発振回路
１１０ 閾値信号生成部
１１１ ピーク値検出部
１１２ 最小値保持部
１１３、１１６ クリップレベル設定部
１１４ ボトム値検出部
１１５ 第２最小値保持部
１２０ クリップ処理部
１３０ フィルタ処理部
１３１ ハイパスフィルタ
１３２ ローパスフィルタ
１４０ 周波数スペクトル導出部
１５０ ピーク周波数検出部
ＰＲＧ フリッカ検出プログラム
Ｘ スマートフォン（電子機器）
Ｘ１ ディスプレイ
Ｘ２ カメラ
Ｘ３ スピーカ
Ｘ４ マイク
Ｘ１０ カラーセンサ（フリッカセンサ）
Ｘ２０ ＴＯＦセンサ（ノイズ光源）
Ｘ３０ バス
Ｘ４０ マイコン（フリッカ検出装置）
Ｘ５０ メモリ
Ｙ 照明器具（フリッカ光源）
Claims (16)
- フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサ、及び、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源と共に、電子機器に搭載され、入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出装置であって、
前記フリッカ成分を含む前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；
を有することを特徴とするフリッカ検出装置。 - フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサ、及び、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源と共に、電子機器に搭載され、入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出装置であって、
前記フリッカ成分を含む前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；
を有し、
前記閾値信号生成部は、
前記入力信号のピーク値を検出してピーク値保持期間だけ保持することによりピーク値検出信号を生成するピーク値検出部と、
前記ピーク値検出信号の最小値を検出して最小値保持期間だけ保持することにより最小値保持信号を生成する最小値保持部と、
前記最小値保持信号に係数を乗じて前記閾値信号を生成するクリップレベル設定部と、
を含むことを特徴とする、フリッカ検出装置。 - 前記ピーク値保持期間は、前記フリッカ成分の１／２周期以上であって、かつ、前記入力信号に重畳するノイズ成分のオフ期間よりも短いことを特徴とする請求項２に記載のフリッカ検出装置。
- 前記最小値保持期間は、前記入力信号に重畳するノイズ成分の１周期よりも長いことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のフリッカ検出装置。
- フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサ、及び、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源と共に、電子機器に搭載され、入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出装置であって、
前記フリッカ成分を含む前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；
を有し、
前記閾値信号生成部は、
前記入力信号のピーク値を検出してピーク値保持期間だけ保持することによりピーク値検出信号を生成するピーク値検出部と、
前記入力信号のボトム値を検出してボトム値保持期間だけ保持することによりボトム値検出信号を生成するボトム値検出部と、
前記ピーク値検出信号の最小値を検出して最小値保持期間だけ保持することにより最小値保持信号を生成する最小値保持部と、
前記ボトム値検出信号の最小値を検出して第２最小値保持期間だけ保持することにより第２最小値保持信号を生成する第２最小値保持部と、
前記最小値保持信号と前記第２最小値保持信号との差分に係数を乗じた上で前記最小値保持信号に加えることにより前記閾値信号を生成するクリップレベル設定部と、
を含むことを特徴とする、フリッカ検出装置。 - 前記ピーク値保持期間、及び、前記ボトム値保持期間は、それぞれ、前記フリッカ成分の１／２周期以上であって、かつ、前記入力信号に重畳するノイズ成分のオフ期間よりも短いことを特徴とする請求項５に記載のフリッカ検出装置。
- 前記最小値保持期間及び前記第２最小値保持期間は、それぞれ、周期的にオン／オフしながら前記入力信号に重畳するノイズ成分の１周期よりも長いことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のフリッカ検出装置。
- 前記クリップ処理部は、前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号を前記最小値保持信号にクリップして出力することを特徴とすることを特徴とする請求項２～請求項７のいずれか一項に記載のフリッカ検出装置。
- フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサ、及び、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源と共に、電子機器に搭載され、入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出装置であって、
前記フリッカ成分を含む前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；
前記クリップ出力信号に周波数帯域制限を掛けたフィルタ出力信号を生成して前記周波数スペクトル導出部に出力するフィルタ処理部と；
を有することを特徴とする、フリッカ検出装置。 - フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサ、及び、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源と共に、電子機器に搭載され、入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出装置であって、
前記フリッカ成分を含む前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；
所定の周波数帯域内で前記周波数スペクトルのピーク周波数を検出するピーク周波数検出部と；
を有することを特徴とする、フリッカ検出装置。 - フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサ、及び、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源と共に、電子機器に搭載され、入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出装置であって、
前記フリッカ成分を含む前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；
を有し、
アクティブ状態とスリープ状態を交互に繰り返すことにより、前記フリッカ成分の検出動作を間欠的に実行することを特徴とする、フリッカ検出装置。 - フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサと、
前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源と、
入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出する請求項１～請求項１１のいずれか一項に記載のフリッカ検出装置と、
を有することを特徴とする電子機器。 - フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサと、
前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源と、
入力信号として前記光検出信号の入力を受け付けることにより前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出装置と、
を備え、
前記フリッカ検出装置は、
前記フリッカ成分を含む前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；
を有することを特徴とする電子機器。 - 前記フリッカ検出装置の検出結果に応じて露光タイミング、露光時間、ないしは、露光回数が制御されるカメラをさらに有することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の電子機器。
- 入力信号としてフリッカセンサからフリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号の入力を受け付けることにより、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源に起因する前記フリッカ成分を検出するフリッカ検出方法であって、
前記フリッカ成分を含む前記入力信号に応じて閾値信号を生成するステップと；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するステップと；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出するステップと；
を有することを特徴とするフリッカ検出方法。 - フリッカ成分を含む入力光に応じた光検出信号を生成するフリッカセンサと、前記フリッカセンサの近傍で周期的に点灯／消灯を繰り返すノイズ光源とを備える電子機器のメモリに格納されて前記電子機器のマイコンで実行されるフリッカ検出プログラムであって、
前記マイコンは、
前記電子機器の前記フリッカセンサから、前記フリッカ成分を含む入力信号の入力を受け付け、前記入力信号に応じて閾値信号を生成する閾値信号生成部と；
前記入力信号が前記閾値信号よりも大きければ前記入力信号をクリップして出力し、前記入力信号が前記閾値信号よりも小さければ前記入力信号をクリップせずに出力することで、クリップ出力信号を生成するクリップ処理部と；
前記クリップ出力信号またはこれに応じた信号の周波数スペクトルを導出する周波数スペクトル導出部と；
を有するフリッカ検出装置として機能し、前記フリッカ成分の検出結果に応じて、前記電子機器のカメラにおける露光制御を行うことを特徴とするフリッカ検出プログラム。
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