(57)【要約】【課題】被連続撮影の速度低下を抑えフリッカーレス撮影を行うことが可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像光学系により結像された被写体像を取得する撮像手段と、被写体像を撮像する際の蓄積パラメーターを設定する蓄積制御手段と、被写体像を基に被写体を測光する測光手段と、フリッカーを検知するフリッカー検知手段と、を有し、測光値を基に蓄積パラメーターを決定し、測光値が所定値以上の場合には、連写開始前に連続する被写体像の測光値を基にフリッカー検知を行い、測光値が所定値未満の場合には、連写開始前、または、連写中の撮影のたびに連続する被写体像の測光値を基にフリッカー検知を行い、フリッカー検知の結果を基に撮影タイミングを算出し連続撮影を行うことを特徴とする構成とした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系により結像された被写体像を取得する撮像手段と、
被写体像を撮像する際の蓄積パラメーターを設定する蓄積制御手段と、
被写体像を基に被写体を測光する測光手段と、
フリッカーを検知するフリッカー検知手段と、を有し、
測光値を基に蓄積パラメーターを決定し、測光値が所定値以上の場合には、連写開始前に連続する被写体像の測光値を基にフリッカー検知を行い、測光値が所定値未満の場合には、連写開始前、または、連写中の撮影のたびに連続する被写体像の測光値を基にフリッカー検知を行い、フリッカー検知の結果を基に撮影タイミングを算出し連続撮影を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
連続撮影前にフリッカー検知が行われなかった場合には、連写中の少なくとも１回の撮影前にフリッカーの周期を判定し、フリッカー検知を結果に撮影タイミングを算出し撮影することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記所定値は、被写体の測光値に基づき設定される蓄積時間と蓄積周期に基づき決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラに代表される撮像装置に関し、特に撮影時に発生する外光の光量変化（一般的にはフリッカーと呼ばれる）による露光ムラの改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルカメラの高ＩＳＯ化に伴いフリッカーを含んだ人工光源下でも高速シャッターが切れるようになってきた。室内スポーツなどの撮影においてブレの少ない写真を撮影できる半面、フリッカー光源下におけるスリット露光方式での高速シャッター撮影ではシャッターの走行中に光源の明るさが変化し、フレームごと、もしくは、１フレーム内でも画面の露出や色のムラが発生することがある。
【０００３】
このような問題に対して、特許文献１には、２画像間の輝度差を算出しその輝度差を基に特定の周波数のフリッカーが発生しているかを判断する手段が提案されている。特定の周波数のフリッカーを検出するために検出用画像の取得フレームレートを設定する。例えば、１００Ｈｚのフリッカーを検出するための第１のフレームレートと、１２０Ｈｚのフリッカーを検出するための第２のフレームレートを設定し画像を取得する。第１のフレームレートを設定して取得した画像群と、第２のフレームレートを設定し取得した画像群それぞれにおける、２画像間の輝度差を算出し、輝度差を基に１００Ｈｚ／１２０Ｈｚいずれかの周波数のフリッカーが発生しているかを検出している。
【０００４】
特許文献２には、フリッカー検知の結果に基づき、フリッカーの影響を低減できるタイミングで撮影を行う手段が提案されている。検出したフリッカーのピークタイミングと周波数を基に、フリッカーのピークタイミングで撮影を行うことでフリッカーの影響を低減した画像を撮影できるようにしている。
【０００５】
フリッカー検知では、商用電源周波数が５０Ｈｚ／６０Ｈｚであることから、発生しているフリッカーの周波数は１００Ｈｚ／１２０Ｈｚであると判定している。ただし、商用電源周波数のゆらぎ等の影響でフリッカー周波数にずれが生じると、図２のようにフリッカーを検出してから時間が経過するほど予測したフリッカーのピークタイミングと実際とにずれが生じてしまう。このことを考慮して連写撮影を行う場合には、最後にフリッカー検知を行ってからの経過時間に応じて、連続撮影における撮影のたびにフリッカー検知を行うか否かを制御している。最後にフリッカーを検知した結果を基にフリッカーのピークタイミングを予測し撮影する際、フリッカーを検知してからの経過時間が短く、予測したピークタイミングと実際とのずれが小さい間は予測したピークタイミングで撮影を行う。      
【０００６】
フリッカーを検知してからの経過時間が長くなり予測したピークタイミングと実際とのずれが大きくなる場合には、連写撮影中の撮影間で改めてフリッカーのピークタイミングを検出するようにしている。これにより、最後にフリッカー検知を行ってからの経過時間が短い場合には撮影間でフリッカーを検出するための処理を省略でき、連写速度の低下を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１３４６６３号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２９２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では前述のように、判定したフリッカー周波数と実際に発生しているフリッカーの周波数とにずれがあった場合に、フリッカー検知結果を基にフリッカーのピークタイミングを予測するとフリッカー検知からの経過時間が長いほど予測したピークタイミングと実際のピークタイミングとの差が大きくなる。その場合、フリッカーの影響を低減した撮影が行えなくなる場合がある。また、被写体が低輝度であった場合には高精度にフリッカー検知が行えず、フリッカーレス撮影が行えない場合がある。
【０００９】
特許文献２では、最後にフリッカー検知結果からの経過時間に応じて、再度フリッカー検知を行うか否かを判定しているが、経過時間が一定を超えた場合にはフリッカー検知を行う必要があるため、連写撮影の際に撮影の速度が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、
撮像光学系により結像された被写体像を取得する撮像手段と、被写体像を撮像する際の蓄積パラメーターを設定する蓄積制御手段と、被写体像を基に被写体を測光する測光手段と、フリッカーを検知するフリッカー検知手段と、を有し、測光値を基に蓄積パラメーターを決定し、測光値が所定値以上の場合には、連写開始前に連続する被写体像の測光値を基にフリッカー検知を行い、測光値が所定値未満の場合には、連写開始前、または、連写中の撮影のたびに連続する被写体像の測光値を基にフリッカー検知を行い、フリッカー検知の結果を基に撮影タイミングを算出し連写撮影を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被連続撮影の速度低下を抑えフリッカーレス撮影を行うことが可能な撮像装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る撮像装置の一例としてのデジタル一眼レフカメラの側断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る撮像装置における、検出したフリッカー周期と実際のフリッカー周期にずれがあった場合の時間経過に応じたフリッカー周期のずれを示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る撮像装置における、フリッカー検知に関する処理のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る撮像装置における、フリッカー検知用画像を取得するためのシャッター駆動とフリッカーの関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る撮像装置における、フリッカーの影響を低減したタイミングで撮影を行うためのシャッター駆動とフリッカーの関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る撮像装置における、被写体の測光からフリッカーの影響を低減したタイミングで撮影するまでの処理のフローチャートである。
【図７】本発明の実施例に係る撮像装置における、被写体の測光値が一定以下であった場合のフリッカーの影響を低減したタイミングで撮影するまでの処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１〜５を参照して、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。ここで、本発明の実施形態においては、本発明に係る撮像装置として、デジタル一眼レフカメラを適用した例を挙げて説明を行う。
【００１４】
図１は本発明の実施例に係るデジタル一眼レフカメラのシステムの構成を示す図である。デジタル一眼レフカメラは、本体１０１と撮影レンズ１０２から成り、互いが機械的および電気的に接続されている。撮影レンズ１０２はフォーカシングレンズ１０３と絞り１０４を有しており、本体１０１からレンズマウント接点群１０５を介し制御されている。
【００１５】
メインミラー１０６はハーフミラーであり、背面にはサブミラー１０７が配置されている。図１で示した、ミラーアップされていない状態では、撮影レンズ１０２からの光束の一部をメインミラーで反射して上方のファインダースクリーン１０９へ入射させる。メインミラーで反射されず透過した一部の光束はサブミラー１０７で反射して下方のＡＦ装置１０８へ入射させる。
【００１６】
ＡＦ装置１０８は位相差検出方式の測距センサを備えている。撮影レンズ１０２からの光を集光し、サブミラー１０７を介して入射される光を電気信号に変換し、各測距点に対して像信号を出力する。
【００１７】
メインミラーで反射された入射光束は、ファインダースクリーン１０９上に結像され被写体像を形成する。ファインダースクリーン１０９上に結像された被写体像は、ペンタプリズム１１１および接眼レンズ１１０を通り撮影者の目へと導かれ、撮影者に視認される。また、ファインダースクリーン１０９上に結像された被写体像は、ペンタプリズム１１１を経由しＡＥ装置１１２へと導かれる。
【００１８】
ＡＥ装置１１２は、測光センサで光学ファインダー像を測光画像に変換する。測光センサにより連続し読み出した測光画像を基に自動露出演算を行いＣＰＵ１１６に出力する。ＣＰＵ１１６は、出力された自動露出演算の結果に基づき撮影レンズ１０２の絞り１０４の値を制御し、撮影レンズ１０２を通し入射する光量を調節する。また、生成された測光画像を用いて測光演算や被写体追尾、フリッカー検出の演算などを行う。
【００１９】
撮像素子１１３はＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどがあり、光電変換素子を有する画素が複数配列されている。撮影を行う際は、メインミラー１０６およびサブミラー１０７を撮影光路から移動し、フォーカルプレーンシャッター１１４を開くことで撮像素子１１３が露光され、被写体像が結像される。撮像素子１１３は露光中に撮影レンズ１０２を通して入射する光を各画素で電気信号に変換して画像を形成し、ＣＰＵ１１６へ出力する。ＣＰＵ１１６は撮像素子１１３から出力された画像に対して所定の画像処理などを施し、モニター１１５への表示などを行う。
【００２０】
次に、本実施例におけるデジタル一眼レフカメラのフリッカー検知処理について説明する。
【００２１】
本実施例におけるフリッカー検知処理について図３〜５を参照して説明する。図３は、フリッカー検知に関する処理のフローチャートである。図４は、フリッカー検知用画像を取得するためのスリットローリングシャッターと電子シャッターの駆動とフリッカーの関係を示す。
【００２２】
はじめに、図４のように所定のフレームレートで連続して画像を取得する（Ｓ３０１）。図４の上図は画像を取得するフレームレートを１０００ｆｐｓに設定した場合を、下図は画像を取得するフレームレートを６００ｆｐｓに設定した場合を表している。続いて、Ｓ３０２において取得した画像ごとに面全体の輝度の積分値を求める。その後、画像ごとに求めた積分値の推移からフリッカーの周期を判定する（Ｓ３０３）。また、Ｓ３０４で画像ごとに求めた積分値からフリッカーのピークタイミングを算出する。このフリッカー検知の詳細な処理については特開２０１４−２２０７６４号公報等に記載されている手法で行う。
【００２３】
続いて、フレームレートを低速に設定した場合のフリッカー検出処理について述べる。例えば、図４の下図のように画像を取得するフレームレートを６００ｆｐｓに設定した場合に、フレームレートを高速に設定した場合に比べ取得するサンプリング数が少なくなり詳細なフリッカー周期を求めることが難しい。そこで、被写体の輝度が低い場合には詳細なフリッカー周期が判定できないとし、フリッカー周波数が１００Ｈｚ／１２０Ｈｚであるかを判定し、フリッカーレス撮影を行うたびにフリッカーのピークタイミングを検出するようにする。このように、詳細なフリッカー周期が判定できない被写体輝度と、高速フレームレートで詳細にフリッカー周期が求められる被写体輝度との境となる輝度を所定値とする。
【００２４】
次に、図５を用いて、本実施例におけるデジタル一眼レフカメラのフリッカーレス撮影に関する制御について説明する。図５は、フリッカー波形に応じた撮影のためのスリットローリングシャッターと電子シャッターのシャッター制御を表す図である。例えば、不図示のレリーズスイッチの押下による撮影指示が行われる前にフリッカー検知が完了している場合について説明する。フリッカー検知によりフリッカーを検知するとフリッカーのピークタイミングが検出され、それに応じてフリッカーのピークと撮影タイミングを同調するための信号が出力され続ける。その間にレリーズスイッチ押下により撮影指示がなされると、撮影指示直後ではなく、フリッカー同調信号の出力に合わせてシャッターを駆動し露光する。これにより、撮影のたびにフリッカーのピークタイミングに合わせて露光され、露出がばらつくことを抑えることができる。つまり、フリッカーの影響を受けない撮影が実現できる。前述の例では、レリーズスイッチが押下される以前にフリッカーを検知していた場合について説明した。レリーズスイッチが押下されてからフリッカー検知処理を行った場合でも同様に、フリッカーを検知後に同調信号が出力されその信号に合わせてシャッターや露光の制御が行われる。
【００２５】
続いて、図４、６〜７を参照し、本実施例におけるデジタル一眼レフカメラの被写体の測光からフリッカーレス撮影に関する処理について説明する。
【００２６】
図６は、被写体の測光からフリッカーの影響を低減したタイミングで撮影するまでの処理のフローチャートである。図７は、被写体の測光値が一定以下であった場合のフリッカーの影響を低減したタイミングで撮影するまでの処理のフローチャートである。
【００２７】
まず、Ｓ６０１で被写体の測光を行う。測光結果に応じてフリッカー検知のために取得する画像の蓄積周期を変更する（Ｓ６０２）。
【００２８】
続く、Ｓ６０３において、フリッカー検知用画像を取得する。ここで取得するフリッカー検知用画像はＳ６０２で決定した蓄積周期に応じてフレーム数が異なる。例えば、１００Ｈｚのフリッカー２周期分の２０ｍｓを蓄積周期で割った数を取得するフレーム数とする。図４のように蓄積周期が１．００ｍｓ（１０００ｆｐｓ）でフリッカー検知用画像を取得する場合にはフレーム数は２０（２０ｍｓ÷１．００ｍｓ）になり、蓄積周期１．６６ｍｓ（６００ｆｐｓ）でフリッカー検知用画像を取得する場合にはフレーム数は１２（２０ｍｓ÷１．６６ｍｓ）となる。
【００２９】
続くＳ６０４で、Ｓ６０１で取得した被写体の測光値が所定値以上であるか確認する。被写体の測光値が所定値以上の場合（Ｓ６０４でＹＥＳ）は、Ｓ６０５に進み、取得したフリッカー検知用画像の測光値変化を基にフリッカー検知を行い、フリッカーの詳細な周期の算出とピークタイミングの検出を行う。被写体の測光値が所定値より小さかった場合（Ｓ６０４でＮＯ）には、図７で示すＳ７０１に進む。Ｓ７０１以降の処理については後述する。
【００３０】
Ｓ６０５でフリッカーの詳細な周期の算出とピークタイミングの検出を行った後に、レリーズが押下されているかを判定する（Ｓ６０６）。レリーズが押下されている場合（Ｓ６０６でＹＥＳ）、直前に行ったフリッカー検知の結果フリッカーが発生している時（Ｓ６０７でＹＥＳ）には、Ｓ６０８に進みフリッカー検知の結果を基にフリッカーの影響が低減できる撮影タイミングを算出する。
【００３１】
続くＳ６０９でフリッカーレス撮影を行う。フリッカー検知の結果フリッカーが発生していなかった場合（Ｓ６０７でＮＯ）には撮影のタイミングを調整しない通常の撮影を行う（Ｓ６１０）。Ｓ６０９、または、Ｓ６１０において撮影を行った後、Ｓ６０６に戻り、レリーズが押下されたままであるか判定する。
【００３２】
続いて、Ｓ６０１で取得した被写体の測光値が所定値より小さかった場合（Ｓ６０４でＮＯ）の処理を図７を用いて説明する。Ｓ６０４でＮＯの時、Ｓ７０１でフリッカー検知を行う。この時、フリッカー検知の処理の内容はＳ６０５と同様に、取得したフリッカー検知用画像の測光値変化を基にフリッカー検知を行い、フリッカーの周期の算出とピークタイミングの検出を行う。その後、Ｓ７０２でレリーズが押下されているか否かを判定する。レリーズが押下されていなかった場合（Ｓ７０２でＮＯ）には、図６のＳＴＡＲＴに戻る。レリーズが押下されている場合（Ｓ７０２でＹＥＳ）、Ｓ７０３に進みＳ７０１で行ったフリッカー検知の結果フリッカーが検知されたか否かに応じて分岐する。フリッカーが検知された場合（Ｓ７０３でＹＥＳ）、Ｓ７０４で再度フリッカー検知を行う。このフリッカー検知処理では、フリッカーのピークタイミングの検出を行う。フリッカーのピークタイミングを検出した後、検出したピークタイミングを基にフリッカーの影響を低減できる撮影タイミングを算出する（Ｓ７０５）。続くＳ７０６で、算出した撮影タイミングを基に撮影することでフリッカーレス撮影を行う。Ｓ７０３でフリッカーが検知されていないと判定した場合には、Ｓ７０７で撮影タイミングを調整しない通常の撮影を行う。Ｓ７０６、または、Ｓ７０７で撮影を行った後は、Ｓ７０２に戻り、レリーズが押下され続けているかの判定を行う。
【００３３】
以上のように、本発明によれば、被写体の明るさに応じて画像を取得するフレームレートを変更し、フリッカー波形に対する測光値のデータ数を増やすことで高精度にフリッカーの周期を判定することができる。そのため、フリッカーの影響を低減して連続撮影を行う場合において撮影のたびにフリッカー検知を行う必要がなくなるため、連続撮影の速度の低下を抑えることが可能である。
【００３４】
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形及び変更が可能である。
【００３５】
本実施例における、被写体の測光値が第１の閾値以上の時は蓄積周期を短くしフリッカー波形に対するサンプリング数を増やしていたが、これに限定することはなく、蓄積周期を変えず取得した画像の時間方向の分割数を増やしサンプリング数を増やしてもよい。
【００３６】
本実施例における、図７のＳ７０５におけるフリッカー検知の処理では、発生しているフリッカーのピークタイミングの検出のみ行っていたが、これに限定することはなく、フリッカーの発生の有無も判定し、連続撮影の途中にフリッカーが発生しなくなった場合にはフリッカーレス撮影を行わず通常撮影に移行してもよい。
【００３７】
本実施例における、被写体の輝度が第２の閾値以下であった場合取得した画像を分割せず画面全体の輝度の積分値をフリッカー検知に用いるようにしたが、これに限定することはなく、取得した画像の面内を複数の領域に分割し領域ごとの輝度の積分値を基にフリッカー検知を行ってもよい。
【００３８】
本実施例における、フリッカー検知用の画像の面内を分割してフリッカー検知する処理においての画像分割数は、フレームレートを基に決定するようにしたが、これに限定することはなく、取得した画像の時間（垂直）方向のサンプリング数に応じて決定してもよい。
【００３９】
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、上述した実施例の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステムあるいは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００４０】
１０１  デジタル一眼レフカメラ本体、１０２  撮影レンズ、
１０３  フォーカシングレンズ、１０４  絞り、
１０５  レンズマウント接点群、１０６  メインミラー、
１０７  サブミラー、１０８  ＡＦ装置、
１０９  ファインダースクリーン、１１０  接眼レンズ、
１１１  ペンタプリズム、１１２  ＡＥ装置、１１３  撮像素子、
１１４  フォーカルプレーンシャッター、１１５  モニター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020068393.tif 000008
【図７】
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