(57)【要約】  開示する実施形態の１つでは、光がカメラ上に入射するように、このカメラに写真設定を導入することによって、この設定においてフリッカーを検出するステップを含む。カメラの光検出回路から、複数のサンプルを取り込む。これらのサンプルの各々は、カメラ上に入射する光の強度に依存する。本方法は、更に、１つ以上の予め選択された周波数の内１つ以上において、入射光の強度が変動しているか否か識別するために、サンプルを処理するステップを含む。この処理は、サンプルに１つ以上の周期的信号を乗算してスカラー積出力を求め、このスカラー積出力を分析して、周期的フリッカーの存在を確認するステップを含むことができる。【選択図】図１
2013516838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
写真設定におけるフリッカーを検出する方法であって、
カメラの光検出回路から複数の立ち上がり時間サンプルを得るステップであって、前記複数の立ち上がり時間サンプルの各々の値が、前記カメラ上に入射する光に依存する、ステップと、
前記カメラ上に入射する光が複数の周波数の内１つにおいて強度が変動しているか否か判定するために、前記複数の立ち上がり時間サンプルを処理するステップと、
を備えている、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記複数の立ち上がり時間サンプルの各々が、前記光検出回路を充電し、前記光検出回路の立ち上がり時間を測定することによって、発生される、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記複数の周波数が、第１周波数および第２周波数を含む、方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法において、前記第１周波数が１００Ｈｚであり、前記第２周波数が１２０Ｈｚである、方法。
【請求項５】
請求項３記載の方法において、前記複数の立ち上がり時間サンプルを得るステップが、ほぼＮの整数倍のサンプルを得るステップを含み、Ｎが、前記第１周波数および第２周波数の最大公約数を用いて導き出される、方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、Ｎが４、第１剰余因数、および第２剰余因数の積に等しく、前記第１剰余因数が、前記第１周波数を前記最大公約数で除算した値であり、前記第２剰余因数が、前記第２周波数を前記最大公約数で除算した値である、方法。
【請求項７】
請求項５記載の方法において、前記複数の立ち上がり時間サンプルを処理するステップが、前記複数の立ち上がりサンプルに、前記第１周波数に等しい周波数を有する周期的信号を乗算することによって第１スカラー積出力を求め、前記複数の立ち上がりサンプルに、前記第２周波数に等しい周波数を有する周期的信号を乗算することによって、第２スカラー積出力を求めるステップを含む、方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、前記第１周波数に等しい周波数を有する前記周期的信号が方形波であり、前記第２周波数に等しい周波数を有する前記周期的信号が方形波である、方法。
【請求項９】
請求項７記載の方法において、前記複数の立ち上がり時間サンプルを処理するステップが、前記カメラ上に入射する光の強度が、前記第１周波数または前記第２周波数のいずれかにおいて変動しているか否か判定するために、前記第１スカラー積出力を前記第２スカラー積出力と比較するステップを含む、方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法であって、更に、前記カメラ上に入射する前記光の強度が、前記複数の予め選択された周波数の内１つにおいて、変動しているか否か判定することに応答して、前記カメラの露出時間を設定するステップを備えている、方法。
【請求項１１】
光強度の周期的変動を自動的に補償するように構成されているカメラであって、
光検出回路と、
前記光検出回路に動作的に結合されている論理サブシステムと、
前記論理サブシステムによって実行可能な命令を含むデーター保持サブシステムと、
を備えており、前記データー保持サブシステムが、
前記光検出回路から複数のサンプルを得て、前記複数のサンプルの各々の値が、前記カメラが露出される光の強度に依存し、
前記複数のサンプルに、予め選択された周波数を有する周期的信号を乗算することによって、スカラー積出力を求め、
前記光検出回路上に入射する光の強度が前記荒亀選択されたにおいて変動しているか否か判定するために、前記スカラー積出力を処理するように、
前記論理サブシステムによって実行可能な命令を含む、カメラ。
【請求項１２】
請求項１１記載のカメラにおいて、前記命令が、更に、前記複数のサンプルに、予め選択された周波数のグループから選択された周波数を有する複数の周期的信号の各々を乗算することによって、複数のスカラー積出力を求めるように構成されている、カメラ。
【請求項１３】
請求項１２記載のカメラにおいて、前記複数の周期的信号の各々が、方形波である、カメラ。
【請求項１４】
請求項１２記載のカメラにおいて、前記光検出回路上に入射する光の強度が、前記予め選択された周波数のいずれかにおいて変動しているか否か判定するために、前記命令が前記複数のスカラー積出力を処理するように構成されている、カメラ。
【請求項１５】
請求項１１記載のカメラにおいて、前記命令が、更に、前記スカラー積出力の処理に応答して、前記カメラの露出タイミングを設定するように構成されている、カメラ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  蛍光ランプは、通例、安定メカニズムを採用する。この安定メカニズムは、蛍光ランプに供給される交流（ＡＣ）電力の周波数の２倍のレートで、光出力の強度を変動させる可能性がある。このランプの変動する強度、即ち、フリッカーは、一般に、人間の目では検出できないが、カメラの画像センサーとは相互作用する可能性がある。場合によっては、フリッカーは、非静磁気的な帯状(non-static banding)アーチファクトまたは明るさの変動というような、目立つアーチファクトをビデオ画像内に表出させることもある。カメラは、蛍光ランプに供給されるＡＣ周波数と一致させた１組の露出タイミングを用いることによって、これらのアーチファクトを実質的に低減することができる。しかしながら、全世界には、５０Ｈｚおよび６０Ｈｚという２つの主要なＡＣ周波数があり、このために、露出タイミングを一致させることによって望ましくないアーチファクトを低減するという課題が複雑になる可能性がある。
【発明の概要】
【０００２】
[0002]  したがって、本明細書では、写真設定における周期的フリッカーの存在を検出しこれを補償することに関する種々の実施形態を開示する。例えば、開示する実施形態の１つは、光がカメラおよびこのカメラの光検出回路に入射するように、カメラに写真設定を導入するステップを含む。複数のサンプルを光検出回路から取り込む。各サンプルは、カメラが露出される光の強度に、何らかの様式で依存する。本方法は、更に、これらのサンプルを処理して、入射光の強度が、１つ以上の予め選択されている周波数において変動しているか否か識別するステップを含む。このような処理は、サンプルに１つ以上の周期的信号を乗算して、スカラー積出力を求めること、およびこのスカラー積出力を分析して、周期的フリッカーの存在を確認することを含む。
【０００３】
[0003]  この摘要は、詳細な説明の章において以下で更に説明する概念から選択したものを簡略化した形態で紹介するために、設けられている。この摘要は、特許請求する主題の主要な特徴や必須の特徴を特定することを意図するのではなく、特許請求する主題の範囲を限定するために使用されることを意図するのでもない。更に、特許請求する主題は、本開示のいずれかの部分に記されているいずれかの欠点を解決する実施態様にも、また全ての欠点を解決する実施態様にも限定されるのではない。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、光検出回路を含むカメラの一実施形態を示す。
【図２】図２は、光検出回路のノードからの信号のタイミング図を示す。
【図３】図３は、周囲の光強度に応答して変動する電気信号をサンプリングする方法の一実施形態を示す。
【図４】図４は、サンプルを処理して、サンプルと関連のある周囲光の強度が、複数の予め選択されている周波数の内１つにおいて変動するか否か識別する方法の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
[0008]  先に示したように、周囲光環境における周期的変化を考慮するように、ビデオ記録デバイスやその他のカメラを構成することが望ましいことが多い。例えば、蛍光光源の周期的強度変動によって引き起こされるアーチファクトを低減するためには、カメラの露出タイミングを、この周囲光の周期的強度変動と同期させればよい。世界中では５０Ｈｚおよび６０Ｈｚという２つの主要なＡＣ周波数が用いられているので、１００Ｈｚおよび１２０Ｈｚにおいてそれぞれ強度変動が生じするため、各地のＡＣ電力周波数に相関付けられた露出タイミングをカメラに設定することが望ましい場合が多い。
【０００６】
[0009]  このカメラを設定する１つの解決策は、その地方のＡＣ電力周波数をこのカメラに設定することを、このカメラのユーザーに手作業で行わせることである。例えば、ユーザーは、カメラのディスプレイ上に提示されるメニューから、その地方のＡＣ電力周波数を選択することができる。こうして、異なるモデルを異なる最小管理単位（ＳＫＵ：stock keeping unit）によって識別することができる。
【０００７】
[0010]  代わりの解決策では、カメラが、周囲光における強度変動を自動的に検出する検出器を含むことができる。この解決策の潜在的な利点の１つは、ユーザーが不用意にカメラに間違ったＡＣ電力周波数を設定できないことである。他の潜在的な利点は、異なるカメラ・モデルを作る必要性がなくなることである。更に他の優れた特徴は、カメラのユーザーがＡＣ電力周波数が異なる領域に旅行するときのように、異なるフリッカー環境に置かれたときに、デバイスが自動的に調節し正しく動作することができることである。したがって、周期的フリッカーを自動的に検出し、これを調節または補償する種々のシステムおよび方法を開示する。
【０００８】
[0011]  図１は、カメラ１００の一実施形態例を示す。カメラ１００は、光学系１０、画像センサー２０、光検出回路４０、およびプロセッサー３２のようなロジック・サブシステムを含む。カメラ１００は、蛍光ランプ１１０のようなフリッカーを発生する光源を含む周囲光環境において動作することができる。このような写真設定にカメラを導入すると、蛍光ランプ１１０からの光が、それぞれ、光線１１２および１１４によって示されるように、画像センサー２０および光検出回路４０に入射することができる。
【０００９】
[0012]  光学系１０は、画像を画像センサー２０上に合焦するレンズ系を備えることができる。光学系１０は、例えば、赤外線遮断フィルター、または赤色光、緑色光、および青色光を、画像センサー２０の選択した画素に向けて導くカラー・センサーというような、フィルターを含むことができる。画像センサー２０は、光学系１０からの画像を、１組の電気信号に変換し、これらの信号をプロセッサー３２に送る。画像センサー２０は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、相補金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）アクティブ画素センサー、または他の適したデバイスであればそのいずれでもよい。画像センサー２０は、通例、一連の行および列に配列された画素のアレイを備えている。
【００１０】
[0013]  画像センサー２０は、プロセッサー３２によって制御される電子シャッター、または各画素行の積分時間(integration time)を制御するその他のメカニズムを含むことができる。画素の積分時間が周囲光の中に存在するフリッカーと同期しない場合、非静磁気的な帯状アーチファクトまたは明るさの変動というようなアーチファクトがビデオ画像に現れる可能性がある。フリッカーの発生源の１つは、蛍光ランプと考えられ、この蛍光ランプに供給される交流（ＡＣ）電力の周波数の２倍のレートでフリッカーを生ずる。他のフリッカーの発生源は、モニターのリフレッシュ・レートでフリッカーを発生するコンピューター・モニターからの光が考えられる。記録環境が、特定の周波数において変動する光強度（例えば、蛍光光源から生ずる周期的フリッカー）を含むと判断することができる場合、画素の積分時間を調節して、潜在的なアーチファクトを低減または解消することができる。
【００１１】
[0014]  カメラ１００は、通例、フリッカー検出／補償を実行するため、そして他のタスクを実行するために、プロセッサー３２と動作的に結合されているコンポーネントを含む。一例として、カメラ１００は、汎用入力および出力ロジック（ＧＰＩＯ）３３（例えば、チップまたはチップセット）、およびデーター保持サブシステムを含むことができる。データー保持サブシステムは、不揮発性ストレージ３０、ランダム・アクセス・メモリー（ＲＡＭ）３４、および／またはリムーバブル媒体３５を含むことができる。カメラ１００の一実施形態では、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）またはチップ上システム（ＳＯＣ）というような電子コンポーネントを、１つ以上の共通デバイスに統合することもできる。任意に、カメラ１００は、ディスプレイ３６および／または図１には示されていない他のコンポーネントも含むことができる。
【００１２】
[0015]  プロセッサー３２は、不揮発性ストレージ３０のような、データー保持サブシステムに格納されている１つ以上の命令を実行するように構成することができる。例えば、プロセッサー３２は、サンプリングされた光を処理し、それに応答して画像センサー２０の露出タイミングを調節するまたそうでなければ制御するように構成することができる。不揮発性ストレージ３０の非限定的な例には、フラッシュ・メモリーおよびハード・ディスク・ドライブが含まれる。ＲＡＭ３４も、プロセッサー３２による実行のために、命令を保持するように構成することができる。プロセッサー３２は、画像センサー２０からの画像データーを、ＲＡＭ３４、不揮発性ストレージ３０、および／またはリムーバブル媒体３５に格納させるように構成することができる。リムーバブル媒体３５の非限定的な例には、ビデオテープ、記録可能な光ディスク、およびメモリー・カードが含まれる。代替実施形態では、プロセッサー３２は、画像センサー２０からの画像データーを、ビデオ・ケーブルおよび／または有線またはワイヤレス・ネットワークを通じて、計算機に送信させることもできる。
【００１３】
[0016]  ディスプレイ・サブシステム３６が含まれるとき、データー保持サブシステムによって保持されているデーターの可視化表現を提示するためにこれを用いることができる。例えば、ディスプレイ・サブシステム３６は、表示画面上におよび／またはビューファインダーを介してというように、画像センサー２０からの画像データーを表示するために用いることができる。他の例では、ディスプレイ・サブシステム３６は、リムーバブル媒体３５に格納されている画像データーを表示するために用いることができる。このように、見る人(viewer)は、カメラに格納されている画像を見ることができる。ディスプレイ・サブシステム３５は、先に示したような、光学コンポーネント、または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような、事実上あらゆるタイプの技術を利用した１つ以上のディスプレイ・デバイスでも含むことができる。
【００１４】
[0017]  カメラ１００のロジック・サブシステムは、ＧＰＩＯ３３の１つ以上の信号ピンを通じて通信するように構成することができる。例えば、ＧＰＩＯ３３は、第１ＧＰＩＯ信号ピン、ＧＰＩＯ１、および第２ＧＰＩＯ信号ピン、ＧＰＩＯ２信号ピンに接続されたロジックを含む。ＧＰＩＯ信号ピンは、入力または出力になるようにプログラミングすることができる。出力としてプログラミングされると、ＧＰＩＯ３３は論理０または論理１を信号ピンに伝達することができる。例えば、接地電圧を論理０とするとよく、ロジック・サブシステムの電源電圧ＶＤＤを論理１とするとよい。入力としてプログラミングされると、ＧＰＩＯ３３は信号ピンから論理０または論理１を読み出すことができる。ＧＰＩＯ信号ピン上における電圧は、接地とＶＤＤとの間にすることができる。ＧＰＩＯ信号ピンが入力として構成されると、ＧＰＩＯ信号ピン上の電圧は、この電圧がＶＩＨ電圧を超えるときには論理１として解釈することができ、それ以外の場合には論理０として解釈することができる。ＶＤＤおよびＶＩＨパラメータは、ロジック・サブシステムを実現するために用いられたデバイスの関数となる。ＡＺ、ChandlerにあるMicrochip Technology Inc社が製造するＰＩＣ１８Ｆ２５５０は、ＧＰＩＯロジックおよび信号ピンを含む安価なコントローラーの一例である。
【００１５】
[0018]  一般に、光検出回路４０は、カメラ（例えば、ビデオ記録デバイス）上に入射する光の強度に応答する。例えば、この回路は、入射光の強度に比例する電気信号を生成することによって、周囲光強度に応答するように構成することができる。つまり、周囲光の強度を測定することができる。一例では、光検出回路４０の出力を異なる時点においてサンプリングすることができる。次いで、サンプルを処理して、入射光における周期的な強度変動を識別することができる。更に特定すると、複数の予め選択されている離散周波数の内１つにおいて生ずる強度変動を識別しようとする処理を採用することが望ましい場合がある。このような手法は、効率の観点から有利であると考えられ、低コストで最小限のリソースしか消費しないコンポーネントや計算方法の使用が可能になることもある。
【００１６】
[0019]  光検出回路４０は、通例、光センサー上に入射する光の強度に応じて変動する出力を有する光センサーを含む。光センサーの非限定的な例には、フォトトランジスター、フォトダイオード、フォトレジスター、および電荷結合デバイスが含まれる。光センサーは、カメラ１００が給電された後直ぐに出力を生成する、低コストの離散コンポーネントとすることができる。例えば、光センサーは、カメラ１００の他のコンポーネントが初期化される前に、出力を生成することができる。このように、光センサーの出力は、ユーザーがカメラ１００を動作させる前に、起動時に素早く画像センサー２０の露出タイミングを決定するために用いることができる。代替実施形態では、光センサーをカメラ１００の他の電子コンポーネントと共に、ＡＳＩＣまたはＳＯＣのような、１つ以上の共通デバイスに統合することもできる。
【００１７】
[0020]  図１の実施形態例では、光検出回路４０は、ＧＰＩＯ信号ピン、即ち、ＧＰＩＯ１およびＧＰＩＯ２を通じて、ＧＰＩＯ３３に接続されている。フォトトランジスター４２が、光を、フォトトランジスター４２上に入射する光の強度に比例する電気信号に変換する。光は、光学系１０によってフォトトランジスター４２に向けて誘導することができ、あるいは光は、直接露出によってフォトトランジスター４２に達することができ、またそうでなければ光学系１０とは独立して、フォトトランジスター４２に達することができる。フォトトランジスターは、光の異なる波長に対して様々な感度を有するように製造することができる。フォトトランジスター４２は、約３８０ナノメートル（ｎｍ）から７５０ｎｍまでの可視光スペクトルに感応するように製造することができる。フォトトランジスターは、バイポーラ接合トランジスターの特殊化した形態であり、ベース、コレクター、エミッター、およびコレクターとエミッターとの間にある寄生キャパシターを含む。例えば、ドイツ国、RegensburgにあるＯＳＲＡＭ  Opto Semiconductors社が製造するＳＦＨ３１０が、フォトトランジスター４２に適していると考えられる。
【００１８】
[0021]  抵抗器４４および４６は、フォトトランジスター４２のベース−コレクター領域に衝突した光によって発生した電流を、コレクターＣからエミッターＥに流れる電流として増幅することができるように、フォトトランジスター４２にバイアスをかける。抵抗器４４は、ＧＰＩＯ１信号ピンと、フォトトランジスター４２のコレクターとの間に接続されている。抵抗器４６は、一方側では接地に接続されており、他方側ではＧＰＩＯ２信号ピンおよびフォトトランジスター４２のエミッターに接続されている。抵抗器４６の抵抗は、抵抗器４４の抵抗よりも遙かに大きくするとよい。例えば、抵抗器４４および４６の値は、それぞれ、１０オームおよび５１０キロオームとするとよい。
【００１９】
[0022]  図２は、どのようにして光検出回路４０を用いて、フォトトランジスター４２上に入射する光の強度を検出することができるかの一例を示すタイミング図である。図２の例では、光検出回路４０は、光検出回路４０の立ち上がり時間を連続的に測定し、複数の立ち上がり時間サンプルを発生するように、交互に放電および充電が行われる。光検出回路４０の立ち上がり時間は、光検出回路４０上に入射する光の強度に比例する。代替実施形態では、フォトトランジスター４２を通過する電流または抵抗器４６の両端間にかかる電圧というような、光検出回路４０の他の特性を測定することもできる。先に示したように、周囲光強度に応答して変動する電気信号を発生しサンプリングするためには、多数の可能性が存在する。
【００２０】
[0023]  図２の例を続けると、時点Ｔ０において、光検出回路４０は放電状態にある。ＧＰＩＯ信号ピンＧＰＩＯ１およびＧＰＩＯ２は、論理０に駆動された出力として構成される。時点Ｔ１において、光検出回路４０は充電状態に切り替えられる。ＧＰＩＯ１は、論理１を伝達する出力として構成され、ＧＰＩＯ２は入力として構成される。定常状態では、十分な光がフォトトランジスター４２上に入射するとき、ＧＰＩＯ２の電圧は、抵抗器４４および４６によって形成される分圧器によって与えられる。抵抗器４６が抵抗器４４よりも遙かに大きいとき、ＧＰＩＯ２の電圧はＶＩＨを超え、ＧＰＩＯ２入力は論理１と解釈される。
【００２１】
[0024]  しかしながら、時点Ｔ１において開始する過渡状態では、フォトトランジスター４２の寄生キャパシターが、フォトトランジスター４２のコレクターおよびエミッター間の電圧が瞬時に変化することを妨げる。この寄生キャパシターは、その容量、抵抗器４４および４６の抵抗、ＶＤＤ、ならびにフォトトランジスター４２上に入射する光量によって決定されるレートで充電する。このキャパシターが充電するに連れて、回路が定常状態に達するまで、またはＧＰＩＯ１の電圧が論理０で伝達されるまで、ＧＰＩＯ２の電圧は増大することができる。図２では、時点Ｔ２において、ＧＰＩＯ２の電圧が定常状態に達し、ＧＰＩＯ２の電圧はＶＩＨを超える。立ち上がり時間２１０は、時点Ｔ２およびＴ１間の差であり、フォトトランジスター４２に衝突した光の量（強度）の表現として測定することができる。フォトトランジスター４２に衝突する光が増大すると（即ち、強度が高くなるに連れて）、寄生キャパシターの充電が速くなり、立ち上がり時間２１０が短縮する。つまり、周囲光の強度と立ち上がり時間２１０との間には逆の関係がある。充電時間２２０は、時点Ｔ３およびＴ１間の差であり、予期される周囲光強度の範囲、抵抗器４４および４６の抵抗の許容度、ＶＤＤ、ならびにフォトトランジスター４２の容量に対して、立ち上がり時間２１０が充電時間２２０よりも短くなるように設定するとよい。
【００２２】
[0025]  時点Ｔ３において、光検出回路４０は放電状態に戻される。ＧＰＩＯ１およびＧＰＩＯ２は、論理０を伝達する出力として構成される。これによって、フォトトランジスター４２の寄生キャパシターが小さな抵抗器４４を介して素早く放電することができると考えられる。寄生キャパシターを放電することによって、時点Ｔ４において光検出回路４０を次の充電状態合わせて作動させる(enable)。放電時間２３０は、時点Ｔ４およびＴ３間の差であり、充電時間２２０よりも短くするとよい。サンプリング期間２４０は、充電時間２２０と放電時間２３０との和である。
【００２３】
[0026]  以上のことから、図２のタイミング図は、光検出回路から個々のサンプルをどのように取り込むことができるかの一例を示すことが認められよう。しかしながら、通例では、多数のサンプルが取り込まれることが認められよう。具体的には、前述した充電および放電動作の多数のサイクルによって、光検出回路４０から一連のサンプルを取り込むことができる。これらのサンプルは、例えば、立ち上がり時間を記憶場所（例えば、ＲＡＭ３４または不揮発性ストレージ３０の中）に書き込むことによって、立ち上がり時間２１０が生ずる毎にこれを記録することによって保持することができる。
【００２４】
[0027]  これより図３に移って、複数のサンプルを得る方法例について説明する。この方法は、いずれの所望数のサンプルを得る場合にも適用可能である。以下で更に詳しく説明するが、所望数のサンプル、およびその他のサンプリング・パラメータは、種々の因子に依存することもある。一般に、サンプリングの量を最小限に抑えつつ、同時に信頼性が高い出力を供給し、フリッカー強度を見分けるために採用される計算方法にとても適しているサンプル数を供給することが望ましい。加えて、しかるべき数のサンプルを用いることは、場合によっては、サンプルを処理するのに伴う複雑さを低減し時間を短縮する、効率的な方法およびプロセスの使用に資することもある。
【００２５】
[0028]  図３は、光検出回路４０から複数の立ち上がり時間サンプルを取り込む方法の実施形態例を示す。図３について説明する際、図１および図２に示したコンポーネントおよび信号エレメントに対する種々の参照も行う。３１０において、サンプル数を０に設定し、ＧＰＩＯ信号ピン、即ち、ＧＰＩＯ１およびＧＰＩＯ２を論理０を伝達する出力として構成する。このようにして、図２のＴ０に示したように、フォトトランジスター４２の寄生キャパシターを放電することができる。サンプル・タイマー、充電タイマー、および放電タイマーをこれらの開始値に初期化する。一実施形態例では、これらのタイマーを０に初期化し、増加させて時間の経過を示すようにするとよい。代替実施形態では、これらのタイマーに、タイミング間隔と関連のある所望値を書き込むことができ、これらのタイマーを減少させて時間の経過を示すことができる。
【００２６】
[0029]  次に、３１５において、サンプル数を最大サンプル数と比較する。サンプル数が最大サンプル数と等しい場合、全てのサンプルが取り込まれており、処理は終了する。サンプル数が最大サンプル数未満である場合、もっと多くのサンプルを取り込む必要があり、方法３００は３２０に進む。
【００２７】
[0030]  ３２０において、ＧＰＩＯ１を論理１を伝達する出力として構成し、ＧＰＩＯ２を入力として構成する。充電タイマーおよびサンプル・タイマーを始動させることができる。これらのタイマーは、例えば、ハードウェア・タイマーまたはソフトウェア・ループで実施することができる。このように、光検出回路４０は、図２の時点Ｔ１におけるように、充電状態を開始することができる。３２５において、ＧＰＩＯ２上の電圧がＶＩＨを超えて論理１であるか否か判定を行う。ＧＰＩＯ２が論理１である場合、方法３００は３３０に進む。ＧＰＩＯ２が論理１でない場合、ルーチン３００は３２７に進む。３２７において、方法３００は、３２５に進む前に待機する。ステップ３２５および３２７は、能動的にＧＰＩＯ２値を引き上げることによって、または、例えば、ＧＰＩＯ２と関連のある割り込みを待つことによって実行することができる。
【００２８】
[0031]  ３３０において、ＧＰＩＯ２信号ピン上の電圧はＶＩＨ以上になり、サンプル・タイマーの値を格納することができる。これは、図２における時点Ｔ２に対応する。サンプル・タイマーの値は、ＧＰＩＯ２信号の論理０から論理１への立ち上がり時間を測定する。このサンプル・タイマーの値は、周囲光強度信号の１つのサンプルとして用いることができる。３３５において、充電タイマーがこの充電タイマーの最終値に等しいか否か判定を行う。タイマーが減少して経過時間を示すときには、充電タイマーの最終値は、０とするとよい。代替実施形態では、タイマーが増大して経過時間を示すときには、充電タイマーの最終値を他の値にするとよい。充電タイマーの値は、図２におけるＴ３に対応して、充電時間２２０が終了したときに、充電タイマーがその最終値に達するように選択される。充電タイマーが最終充電タイマー値に等しくなると、方法３００は３４０に進む。充電タイマーが最終充電タイマー値に等しくないとき、方法３００は３３７に進む。３３７において、方法３００は、３３５に進むまで待機する。ステップ３３５および３３７は、ソフトウェアまたはハードウェア・タイマーが発生した値を能動的に問い合わせることによって、または例えば、ハードウェア・タイマーと関連のある割り込みを待つことによって、実行することができる。
【００２９】
[0032]  ３４０において、ＧＰＩＯ１およびＧＰＩＯ２を、論理０を伝達する出力として構成する。放電タイマーを始動させることができる。このように、光検出回路４０は、図２の時点Ｔ３におけるように、放電状態を開始することができる。放電状態の間、フォトトランジスター４２の寄生キャパシターを放電することができる。３４５において、放電タイマーが、当該放電タイマーの最終値に等しいか否か判定を行う。この放電タイマーの値は、図２における時点Ｔ４に対応して、放電時間２３０が終了したときに、放電タイマーがその最終値に達するように選択される。放電タイマーがこの放電タイマーの最終値に等しい場合、方法３００は３５０に進む。それ以外の場合、方法３００は３４７に進み、ここで、３４５に進む前に待機する。
【００３０】
[0033]  ３５０において、方法３００は、サンプル・ループのもう１回の繰り返しに合わせてタイマーを準備する。サンプル・タイマー、充電タイマー、および放電タイマーをそれらの初期値に初期化する。サンプル数を増大させて、方法３００は３１５に進む。このように、複数の立ち上がり時間サンプルを光検出器４０から取り込むことができる。
【００３１】
[0034]  複数の立ち上がり時間サンプルは、図４の実施形態例において示すように処理して、周期的な強度変動を識別することができる。更に特定すれば、この例は、検出器上に入射した光が複数の予め選択された周波数の１つにおいて強度が変動していたか否か判定するために用いられる処理を示す。例えば、蛍光ランプからの光のフリッカーを分析して、この蛍光ランプには５０ＨｚのＡＣ電源または６０ＨｚのＡＣ電源のどちらが供給されているのか判定し、その結果、それぞれ１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚにおいて強度変動が発生しているのか判断することができる。
【００３２】
[0035]  ４１０において、例えば、図１から図３に関して説明したシステムおよび方法を用いて、信号をサンプリングして取り込む。一実施形態では、タイミング・ウィンドウ全体で信号からＮ個のサンプルを取り込んだ後、処理４１５に進むことができる。代替実施形態では、処理４１５と並行して、信号のサンプリングおよび取り込みを行うこともできる。少なくとも１つのサンプルを取り込んだ後に処理４１５が開始するとよく、処理４１５が終了する前にＮ個のサンプルを取り込めばよい。更に処理するために、これらの信号サンプルをブロック４３０、４３２、４３４、および４３６に受け渡す。
【００３３】
[0036]  ４２０、４２２、４２４、および４２６において、１組のスカラー積を計算するために、方形波を発生する。本例では、強度変動の各離散周波数を検出するために、２つの方形波を用いる。各方形波は、検出すべき周波数において１および０間で交互する。実施形態の中には、方形波が周期の半分においてハイ（例えば、１）になり、周期の半分においてロー（例えば、０）になるように、波形のデューティ・サイクルを５０％とするとよい場合がある。代替実施形態では、方形波は正値と負値との間で交互するのであってもよい（例えば、正の１および負の１）。通例、所与の周波数に対して用いられる２つの方形波は、互いに対して９０°位相外れで供給される。実施形態の中には、このような位相ずれ波形の使用によって、任意の位相において周波数検出を可能にすることができる場合がある。何故なら、光源のフリッカー (source flicker)と、カメラにおけるサンプリングは、一般に非同期であるからである。
【００３４】
[0037]  本例は、近くにある蛍光光源には、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの内どちらのＡＣ電力が給電されているのか識別するというコンテキストで提示されている。したがって、４つの方形波、即ち、１００Ｈｚにおいて２つ、１２０Ｈｚにおいて残りの２つが用いられる。具体的には、４２０において、１００Ｈｚの周波数で第１方形波を発生する。４２２において、第１方形波と同じ周波数を有するが位相が９０度ずれた第２方形波を発生する。４２４において、１２０Ｈｚの周波数で、第３方形波を発生する。４２６において、第３方形波と同じ周波数を有するが位相が９０度ずれた第４方形波を発生する。ブロック４３０、４３２、４３４、および４３６に示すように、これらの方形波をサンプル４１０と混合して、スカラー積を発生する。
【００３５】
[0038]  具体的には、４３０、４３２、４３４、および４３６において、サンプルを４つの方形波の各々と個々に混合する（乗算する）ことによって、スカラー積を計算する。加法によって得られる値（即ち、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３スカラー積）は、方形波のロー部分が負か、０か、または何らかのその他の値かというような、方形波の個々の実施態様によって異なる。
【００３６】
[0039]  ４４０および４４２において、周波数毎に、スカラー積に対して中間和を発生する。具体的には、４４０において、スカラー積Ｓ０の絶対値をスカラー積Ｓ１の絶対値に加算することによって、１００Ｈｚスカラー積出力を計算する。４４２において、スカラー積Ｓ２の絶対値をスカラー積Ｓ３の絶対値に加算することによって、１２０Ｈｚスカラー積を計算する。１００Ｈｚ中間和および１２０Ｈｚ中間和の相対的な大きさが、基礎となる光源の強度が１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚで変動しているのか（フリッカー）あるいはそのいずれでも変動していないのか示すことができる。この分析は、例えば、ブロック４５０において行うことができる。
【００３７】
[0040]  具体的には、４５０において、これらの中間和を比較して、基礎となる光源が、予め選択された周波数、即ち、本例では１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚの一方で、強度が変動しているか否か判定する。例えば、相対的な大きな方の中間和は、その中間和と関連のある周波数において、フリッカーが発生していることを示すことができる。更に特定すれば、サンプル数および実験的観察にしたがって、１００Ｈｚ中間和が１２０Ｈｚ中間和の４倍よりも大きいときはいつでも、設定が５０Ｈｚ  ＡＣ環境であることを確定することもできる。逆に、１２０Ｈｚ中間和が１００Ｈｚ中間和よりも少なくとも４倍大きいときには、６０Ｈｚ  ＡＣ環境を推測する。いずれの条件も存在しない場合、例えば、その光環境には認められるフリッカーが含まれない（例えば、蛍光光源が近くにない）ことを推測することができる。
【００３８】
[0041]  以上の例は、ブロック４５０において実行する比較についての可能性の１つに過ぎない。各中間和を、所定の閾値または相対的な閾値と比較することができる。先に示したように、閾値またはその他の誘起値は、経験を通して得るとよい。理論的方法を採用することもできる。
【００３９】
[0042]  相対的閾値は、ある種の照明条件では、検出精度を高めることができる。例えば、ある種の設定では、中間和間の大きな相違が、特定の強度におけるフリッカーの存在と強い相関があることを、本発明者は観察した。具体的には、６０Ｈｚ  ＡＣが給電されている蛍光ランプがある環境に記録デバイスを露出したとき、本方法を使用すると、１２０Ｈｚ中間和が得られる。この１２０Ｈｚ中間和は、１００Ｈｚ中間和よりも遙かに大きい。先に端的に説明したように、一実施形態では、以下のように相対的閾値を確定するために、「４倍」という因子が用いられた。（１）１００Ｈｚ中間和が１２０Ｈｚ中間和よりも少なくとも４倍以上大きい場合、周囲環境は１００Ｈｚフリッカー（例えば、５０Ｈｚ  ＡＣ電力）を含むと見なされる。（２）１２０Ｈｚ中間和が１００Ｈｚ中間和よりも少なくとも４倍以上大きい場合、周囲環境は１２０Ｈｚフリッカー（例えば、６０Ｈｚ  ＡＣ電力）を含むと見なされる。
【００４０】
[0043]  先の例から認められるように、場合によっては、ブロック４５０における比較が最終的でないこともある。一方の中間和が他方よりも遙かに大きくないこともある。具体的には、ビデオ記録デバイスは、戸外や室内で用いることもあり、自然光は、蛍光照明やその他のフリッカーが生成する光よりも遙かに強い。このような場合、４５０における比較では、認められるようなフリッカーは存在しないという判定を下すことがある。
【００４１】
[0044]  判定に到達する特定の方法には関係なく、４５０における比較に続いて、露出タイミングをしかるべく設定することができる。例えば、ブロック４５０において、光源が１００Ｈｚでフリッカーを発生していると判定したとき、ブロック４６０において、これに応じて、例えば、画像センサーの積分時間を調節することによって、露出時間を調節する。先に論じたように、既知のフリッカーを考慮して露出タイミングを調節すると、記録される画像における視覚的アーチファクトを大幅に低減することができる。
【００４２】
[0045]  以上の例は、主に、１００Ｈｚおよび１２０Ｈｚフリッカーのコンテキストで論じたが、他のも多くの可能性が存在する。２つの予め選択された周波数の１つにおいて強度変動を求める代わりに、１つの予め選択された周波数のみ、または３つ以上の周波数で変動を求めることもできる。１つの周波数において求める例をあげると、コンピューター・モニターが寄与する光強度変動を補償するために、このコンピューター・モニターのリフレッシュ・レートの周波数を求めることであろう。また、多数の異なる周波数においてフリッカーを求める場合は、単一周波数のサーチを、連続的に異なる周波数で多数回繰り返して行うことによって、遂行することができる。実際には、最初に１００Ｈｚのフリッカーを求める単一周波数サーチを行い、次いで連続的に１２０Ｈｚのフリッカーを求めるサーチを行うことによって、以上の例を交互に実行することができる。
【００４３】
[0046]  図３および図４において説明した方法は、ディジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）またはその他の適したデバイス上において実施することができる。ＤＳＰは、通例、この性質の信号を効率的に処理するための、特殊目的ハードウェアおよび命令を用いる。しかしながら、特殊目的ハードウェアおよび命令は、例えば、ＰＩＣ１８Ｆ２５５０のような他のプロセッサーよりも高いコスト、および／または高い電力を伴う可能性がある。図３および図４において説明した方法は、１つ以上の特定の予め選択された離散周波数の検出に関する。このタスクは、通例、波形のサンプルを取り込んで、１組のサンプルから波形を再現するよりも計算上費用が少なくて済む。また、総合的な多周波数検出および分析を得ることを目的とする方法を用いる場合とは異なり、限られた数の周波数を求める結果、複雑さも低くすることができる。したがって、図３および図４において説明した方法は、安価および／または比較的簡単なプロセッサー上にも実施できるという、追加の利点を得ることができる。
【００４４】
[0047]  また、方形波の使用によって、種々の効率に関する効果も得ることができる。方形波は、他の波形に対して、計算を簡素化することができ、ソフトウェア／ファームウェア実施態様が、少ないコード空間および短い実行時間を用いて、タスクを実行することを可能にすることができる。また、方形波は、例えば、正弦波または余弦波と比較して、場合によっては簡単に合成することができる。
【００４５】
[0048]  サンプリング動作の詳細は、周囲光においてフリッカーを検出する能力に影響を及ぼす場合もある。通例、サンプリング・レートは、ナイキスト−シャノンのサンプリング定理を満足するように選択され、検出すべき最高の周波数の２倍よりも高いレートでサンプリングを行うことが要求される。したがって、光検出回路４０（図１）のコンポーネントおよび付随する処理は、１２０Ｈｚにおける強度変動を識別するためには、少なくとも２４０Ｈｚのレートでサンプリングするように構成しなければならない。加えて、先に説明したスカラー積技法の動作(performance)は、図３の方法によって収集され４１０（図４）において用いられたサンプルの数による影響を受ける可能性がある。一般に、計算リソースを保存し処理時間を短縮するためには、より少ないサンプルを用いることが望ましい。一方、サンプルは、有意で信頼性のある結果が得られる程度に多くなければならない。
【００４６】
[0049]  先に説明したスカラー積のコンテキストでは、予め選択された対象の周波数の除数／約数(divisor/factor)に基づいて、所望のサンプル数を計算するとよいことが、確認されている。具体的には、２つの周波数の場合、最大公約数を特定する。次いで、２つの周波数の剰余約数を互いに乗算し、その結果に４を乗算する。この方法例によって、対象の周波数双方に対して全周期数が求められ、スペクトル漏れや、スプリアス周波数の表出を潜在的に回避することができる。その結果得られる数値(figure)は、以下Ｎと呼ぶが、有益なサンプル数に対する１つの基準を形成する。具体的には、大まかにＮ個のサンプル（またはその倍数）が用いられる場合、スカラー積の計算は効率的にそして迅速に行うことができること、更に、フリッカーが２つの周波数の内１つにおいて存在するとき、その計算結果から強力にそして精度高く割り出される(identify)ことが分かっている。加えて、サンプルの基準サンプル数を２倍すると、場合によっては、信号対ノイズ比を改善することができる。
【００４７】
[0050]  再度、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ  ＡＣが給電されている蛍光光源を含む可能性がある周囲光環境という具体的なコンテキストを参照すると、潜在的な強度変動は、１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚのいずれかにおいて発生する。したがって、本方法は、入射光の強度が１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚのいずれかで変動しているか否か判定するために、サンプルを処理することを伴う。前述の方法論を用いると、最大公約数は２０になる。１００Ｈｚに対する剰余因数は５（即ち、１００／２０）となり、１２０Ｈｚに対する剰余因数は６（即ち、１２０／２０）となる。次いで、これらの剰余因数を互いに乗算し、更に４の倍数を乗算することによって、１２０を求める。つまり、所望の基準サンプル数Ｎは１２０となる。
【００４８】
[0051]  更に一般的には、第１周波数ｆ１または第２周波数ｆ２のいずれかで発生する強度変動を識別しようとするとき、基準サンプル数Ｎを以下のように計算することができる。整数周波数について、各周波数を最大公約数ｃ（即ち、周波数ｆ１およびｆ２に共通）と、剰余因数とに因数分解するとよい。即ち、ｆ１＝ｃ×ａ、およびｆ２＝ｃ×ｂとなる。ここで、ａおよびｂは剰余因数である。サンプル数は、剰余因数に４を乗算したものとして計算することができる。即ち、サンプル数＝ａ×ｂ×４である。設定によっては、適した結果を得るためには、Ｎサンプルの近似倍数を用いても十分な場合もある（例えば、Ｎサンプルの倍数の１０％または１５％以内）。
【００４９】
[0052]  ４の乗数がある種の例で用いられているのは、３６０度を９０度で除算すると４になるので、９０度位相がずれている方形波の計算を簡略化することができるからである。
【００５０】
[0053]  先に図１において説明したように、カメラ１００は、前述した方法およびプロセスの内１つ以上を実行することができる、計算システム型コンポーネントを含むことができる。例えば、このカメラは、論理サブシステムと、データー保持サブシステムとを含むことができる。
【００５１】
[0054]  論理サブシステムが含まれる場合、１つ以上の命令を実行するように構成されている１つ以上の物理デバイスを含むことができる。例えば、論理サブシステムは、１つ以上のプログラム、ルーチン、オブジェクト、コンポーネント、データー構造、またはその他の論理構造の一部である１つ以上の命令を実行するように構成することができる。このような命令は、タスクを実行する、データー・タイプを実装する、１つ以上のデバイスの状態を変換する、またそれ以外では所望の結果に到達するために実装することができる。論理サブシステムは、ソフトウェア命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサーを含むことができる。論理サブシステムは、ソフトウェア命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサーを含むことができる。加えてまたは代わりに、論理サブシステムは、ハードウェアまたはファームウェア命令を実行するように構成された１つ以上のハードウェアまたはファームウェア・ロジック・マシンを含むこともできる。論理サブシステムは、カメラ１００の回路と通信するために、汎用入力および出力ロジックを含むことができる。
【００５２】
[0055]  データー保持サブシステムが含まれる場合、データーを保持するため、および／または本明細書において説明した方法およびプロセスを実現するために論理サブシステムによって実行可能な命令を保持するように構成された１つ以上の物理デバイスを含むことができる。このような方法およびプロセスを実現するとき、データー保持サブシステムの状態を変換することができる（例えば、異なるデーターを保持するように）。データー保持サブシステムは、リムーバブル媒体および／または内蔵デバイスを含むことができる。データー保持サブシステムは、とりわけ、光メモリー・デバイス、半導体メモリー・デバイス、および／または磁気メモリー・デバイスを含むことができる。データー保持サブシステムは、以下の特性の内１つ以上を有するデバイスを含むことができる。揮発性、不揮発性、ダイナミック、スタティック、読み取り／書き込み、読み取り専用、ランダム・アクセス、順次アクセス、位置指定可能(location addressable)、ファイル指定可能、およびコンテンツ指定可能。実施形態の中には、論理サブシステムおよびデーター保持サブシステムを、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）またはシステム・オン・チップ（ＳＯＣ）のような、１つ以上の共通デバイスに統合することができる場合もある。
【００５３】
[0056]  尚、本明細書において記載した構成および／または手法は、本質的に例示であること、そしてこれらの具体的な実施形態または例を限定的な意味で解釈してはならないことは言うまでもない。何故なら、多数の変形も可能であるからである。本明細書において記載した具体的なルーチンまたは方法は、いずれの数の処理方針(processing strategy)があっても、その１つ以上を表すことができる。したがって、例示した種々の動作(act)は、例示した順序で、他の順序で、または並列に実行することもでき、場合によっては省略することもできる。同様に、先に説明したプロセスの順序も変更することができる。
【００５４】
[0057]  本開示の主題は、種々のプロセス、システムおよび構成、ならびにその他の機構、機能、動作、および／または本明細書において開示した特性の全ての新規で非自明のコンビネーションおよびサブコンビネーション、更にはそのあらゆる均等物および全ての均等物を含むものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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