JP5175441B2 - 撮影装置及び方法並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮影装置にかかり、特に、フリッカ補正機能を備えた撮影装置に関する。

現在の携帯電話は、ほとんどの機種でカメラが搭載されており、カメラの不慣れなユーザでも気軽にカメラ撮影することができる状況にある。そして、カメラにて動画像を撮影する際に、屋内などで蛍光灯を利用している場所では、画像に周期的な明暗のチラつきであるフリッカが生じる場合があるが、このような不都合に対応するための技術として、下記の特許文献１に開示されているようなフリッカ補正がある。

特開２００３−２５９１７８号公報

一方で、最近は携帯電話が小型化しているため、カメラ撮影時の安定性が保たれなくなる場面もあり、その場合、カメラの振動によりフリッカを誤検出してしまい、フリッカ補正機能が誤作動してしまう可能性もある。すると、フリッカの誤検出により、フリッカ補正機能の作動によってフレームレートが劣化し、プレビュー画面が見づらくなりシャッターチャンスを逃すなど、画像撮影時における撮影機能が低下する、という問題があった。

このため、本発明では、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、不必要なフリッカ補正機能の作動を停止し、撮影機能の低下を抑制することができる撮影装置を提供することをその目的とする。

そこで、本発明の一形態である撮影装置は、
カメラモジュールに入力される光量に基づいてフリッカを検出するフリッカ検出手段と、フリッカを検出したときに当該フリッカを補正してカメラモジュールにて撮影するフリッカ補正手段と、を備えた撮影装置であって、
撮影装置に生じる振動を検出する振動検出手段と、振動検出時にフリッカ補正手段の作動を停止させるフリッカ補正停止手段と、
を備えたことを特徴としている。

なお、上記フリッカ補正手段は、例えば、フレームレートを低下させてフリッカを補正するよう作動する。そして、上記撮影装置は、例えば、携帯電話に装備されている。

これにより、まず、従来例におけるフリッカを検出してフリッカ補正を行う機能を有する撮影装置では、振動が生じるとこれによってフリッカを誤検出し、フリッカ補正機能が作動してしまい、フレームレートの低下など撮影機能の低下が生じうる。これに対し、上記発明によると、振動によってフリッカを誤検出した場合であっても、かかる振動検出時にフリッカ補正手段が作動しないよう作用するため、フレームレートの低下など撮影機能の低下を防止することができる。その結果、実際のフリッカ検出時にはフリッカを補正して撮影できると共に、振動時には不必要なフリッカ補正手段の作動を抑制して、撮影機能の低下を防止することができる。特に、小型化により撮影時の安定性の確保が困難となりつつあるカメラ付き携帯電話に搭載することで、より有効である。

また、上記振動検出手段は、加速度センサと、当該加速度センサの検出値に基づいて振動が生じたことを検出する振動検出処理手段と、を備えた、ことを特徴としている。このとき、振動検出処理手段は、加速度センサからの検出値が所定時間内において所定値以上となった回数に基づいて振動が生じたことを検出する、ことを特徴としている。さらには、加速度センサは、３次元方向の加速度を検出するよう構成され、振動検出処理手段は、加速度センサによる各方向における加速度の合成値を検出値として扱う、ことを特徴としている。

これにより、加速度センサによる検出値や所定時間内における回数などによってフリッカの誤検出が生じる可能性のある振動をより適切に検知して、フリッカ補正機能を停止することができる。従って、実際のフリッカの検出時には、より確実にフリッカ補正機能を作動させると共に、振動による不要なフリッカ補正機能の作動をより確実に防止することができ、撮影機能低下をより有効に抑制することができる。

また、本発明の他の形態であるプログラムは、
カメラモジュールに入力される光量に基づいてフリッカを検出するフリッカ検出手段と、フリッカを検出したときに当該フリッカを補正してカメラモジュールにて撮影するフリッカ補正手段と、を備えた撮影装置の制御部に、
撮影装置に装備された加速度センサの検出値に基づいて当該撮影装置に生じる振動を検出する振動検出処理手段と、振動検出時にフリッカ補正手段の作動を停止させるフリッカ補正停止手段と、
を実現させることを特徴としている。

そして、振動検出処理手段は、所定時間内において、加速度センサからの検出値が所定値以上となった回数に基づいて振動が生じたことを検出する、ことを特徴としている。さらに、加速度センサが３次元方向の加速度を検出するよう構成されている場合に、振動検出処理手段は、加速度センサによる各方向における加速度の合成値を検出値として扱う、ことを特徴としている。

また、本発明の他の形態である撮影方法は、
撮影装置における撮影時に、カメラモジュールに入力される光量に基づいてフリッカを検出するフリッカ検出工程と、フリッカを検出したときに当該フリッカを補正してカメラモジュールにて撮影するフリッカ補正工程と、を有する撮影方法であって、
フリッカ補正工程の前に、撮影装置に生じる振動を検出する振動検出工程と、振動検出時にフリッカ補正工程への移行を停止するフリッカ補正停止工程と、
を有することを特徴としている。

そして、振動検出工程は、撮影装置に装備された加速度センサによる検出値に基づいて振動が生じたことを検出する、ことを特徴としている。また、振動検出工程は、所定時間内において、加速度センサからの検出値が所定値以上となった回数に基づいて振動が生じたことを検出する、ことを特徴としている。さらに、振動検出工程は、加速度センサによって検出された３次元方向の加速度の合成値を検出値として扱う、ことを特徴としている。なお、フリッカ補正工程は、例えば、フレームレートを低下させてフリッカを補正するよう作動する。

上述した構成のプログラムや撮影方法の発明であっても、上記撮影装置と同様の作用を有するため、上述した本発明の目的を達成することができる。

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、振動によってフリッカを誤検出した場合であっても、かかる振動検出時にフリッカ補正手段が作動しないよう作用するため、フレームレートの低下など撮影機能の低下を防止することができ、その結果、実際のフリッカ検出時にはフリッカを補正して撮影できると共に、振動時には不必要なフリッカ補正手段の作動を抑制して、撮影機能の低下を防止することができる、という従来にない優れた効果を有する。

本発明は、フレームレートを低下させるなど作用するフリッカ補正機能を、振動によってフリッカを誤検出した際には作動させない、という点に特徴を有する。以下、撮影装置が携帯電話に装備されている場合、つまり、カメラ付き携帯電話の場合を一例に挙げて説明する。但し、撮影装置は携帯電話であることに限定されず、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付きＰＤＡなどの他の情報処理端末であってもよい。

本発明の第１の実施例を、図１乃至図８を参照して説明する。図１は、携帯電話の外観を示す図である。図２は、携帯電話の構成を示すブロック図であり、図３は、その一部の構成の詳細を示す機能ブロック図である。図４乃至図５は、フリッカ検出の原理を説明する図であり、図６乃至図７は、フリッカ補正に原理を説明する図である。図８は、携帯電話の動作を示すフローチャートである。

［構成］
本発明における携帯電話１は、図１に示すように、まず、主なユーザインターフェースとして、ＬＣＤ表示部１１と、キー入力部分１２と、を備えている（図１（ａ）の折り畳み式携帯電話を開いたときの図を参照）。そして、カメラ撮影中の画面は、ＬＣＤ表示部１１に表示され、カメラ撮影開始等の指示をキー入力部分１２で行う。また、携帯電話１の背面（図１（ｂ）を参照）、つまり、ＬＣＤ表示部１１の裏側には、カメラ１３が装備されている。

続いて、図２に、携帯電話１のシステム構成を示す。この図に示すように、携帯電話１は、上述したＬＣＤ表示部１１、キー入力部１２、カメラ１３（カメラモジュール）の他に、カメラ１３の制御を行う専用ＬＳＩ１４と、携帯電話１全体の制御を行う制御装置１５と、加速度センサ１６と、を備えている。そして、制御装置１５内には、さらに、演算装置であるＣＰＵ１７と、記憶装置であるＲＯＭ１８と、キー入力部１２に対する制御を行うキー制御部１９と、ＬＣＤ表示部１１に対する制御を行うＬＣＤ制御部２０と、を備えている。以下、各構成についてさらに詳述する。

まず、専用ＬＳＩ１４は、図３に示すように、カメラ１３（カメラモジュール）に入力される光量に基づいてフリッカを検出するフリッカ検出処理部１４ａ（フリッカ検出手段）を有している。このフリッカ検出処理部１４ａは、後述するように、カメラモジュールのセンサ内の露出の評価を実施することで、カメラ１３から取得される光がフレーム毎にばらつくこと（フリッカ）を検出する。

また、専用ＬＳＩ１４には、図３に示すように、上記フリッカ検出処理部１４ａにてフリッカを検出したときに、当該フリッカを補正してカメラ１３にて撮影するフリッカ補正処理部１４ｂ（フリッカ補正手段）を有している。このフリッカ補正処理部１４ｂは、具体的には、カメラモジュール１３から取得する画像の間隔であるフレームレートを低下させることによって実現している。

ここで、図４乃至図７を参照して、フリッカの検出と補正について説明する。まず、図４に示すタイムチャートは、フリッカを検出しない場合におけるカメラモジュール１３内部の動作を示している。この図においては、カメラモジュール１３からの画像は、１５ｆｐｓ（１秒間に１５フレーム（１フレームの間隔が６６．６６・・・ｍｓ））で同期信号に同期して出力されている。なお、カメラモジュール１３から画像が出力される間隔のことをフレームレートと呼ぶ。そして、専用ＬＳＩ１４（フリッカ検出処理部１４ａ）では、カメラモジュール１３にて１フレーム毎に露光を実施し、露出の評価を行う。ここで、図５には、フリッカを検出した場合の動作を示している。この図に示すように、露光期間内に検出した光の量がフレーム毎で大きく異なると、画面がちらつき、露出の評価でフリッカを検出したと判断する。すると、専用ＬＳＩ１４は、フリッカ補正処理部１４ｂにて、フレームレートを１５ｆｐｓから１０ｆｐｓ（１秒間に１０フレーム（１フレームの間隔が１００ｍｓ）に落として、フリッカを抑える。なお、図４乃至図５においては、露光期間に示している縦軸は光の量を示し、露光期間に記載している三角形の図形は、光が徐々に蓄えられている様子を示している。

次に、図６乃至図７を参照して、光の量がフレーム毎に異なる仕組みを、５０Ｈｚの蛍光灯の環境下と、６０Ｈｚの蛍光灯の環境下を例にして説明する。図６は、蛍光灯の明るさの変化を示しており、上図は５０Ｈｚの蛍光灯の環境、下図は６０Ｈｚの蛍光灯の環境、の場合を示している。図６の上図に示すように、カメラのフレームレートが１５ｆｐｓの場合、５０Ｈｚの蛍光灯では２０ｍｓ毎に点滅を繰り返すので、フレーム毎に明暗を繰り返す回数が異なってしまう。そのため、光の量がフレーム毎に異なりちらつきが発生する。一方、図６の下図に示すように、６０Ｈｚの蛍光灯では、１６．６６・・・ｍｓ毎に点滅を繰り返すので、フレーム毎に明暗を繰り返す回数が同じになる。

次に、図７を参照して、フレームレートを１０ｆｐｓにすることでちらつきが発生しない理由について説明する。この場合には、１フレームの間隔が１００ｍｓとなり、２０ｍｓ毎に点滅を繰り返す５０Ｈｚの蛍光灯の環境下でも、１６．６６・・・ｍｓ毎に点滅を繰り返す６０Ｈｚの蛍光灯の環境下でも、１００ｍｓ間隔内の点滅回数はフレーム毎に同じになる。それゆえ、フレームレートを１０ｆｐｓに落とすことでちらつきの発生を防止することができる。

次に、加速度センサ１６の構成について説明する。加速度センサ１６（振動検出手段）は、静的重力加速度を検出するセンサであり、３次元方向、つまり、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測するセンサである。このセンサ１６からの各軸方向における検出値は、ＣＰＵ１７に渡される。

次に、ＣＰＵ１７の構成について説明する。ＣＰＵ１７には、所定のプログラムが組み込まれることにより、図３に示すように、加速度センサ１６からの検出値に基づいて携帯電話１に振動が生じたことを検出する振動検出処理部１７ａ（振動検出処理手段（振動検出手段））と、振動検出時に上記フリッカ補正処理部１４ｂの作動を停止させるフリッカ補正停止処理部１７ｂ（フリッカ補正停止手段）と、が構築されている。

上記振動検出処理部１７ａは、具体的には、加速度センサ１６にて検出された３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の加速度を合成した値を検出値とし、この検出値が予め設定された閾値を越えた回数をカウントし、予め設定された時間内におけるカウント数が予め設定された回数を超えたときに、振動が発生したと判断する。そして、振動が発生したことをフリッカ補正停止処理部１７ｂに通知する。これによって、フリッカ補正停止処理部１７ｂにて、フリッカ補正処理部１４ｂが作動しないよう制御され、つまり、上述したようにフレームレートを低下させずに撮影が行われる。

なお、３軸方向の加速度の合成値は、加速度センサ１６で検出される加速度をＸ軸方向をＡｘ、Ｙ軸方向をＡｙ、Ｚ軸方向をＡｚとすると、以下の数１式で求められる。

これにより、携帯電話１が振動すると、カメラモジュール１３自体も振動して、フレーム毎に蓄えられる光の量がフレーム毎に異なり、専用ＬＳＩ１４ではフリッカが発生したと誤認識してしまう場合が生じるが、かかる誤認識の場合であっても、フリッカ補正機能を自動で作動させないよう働く。そして、上述したように、加速度の値や所定時間内における回数に基づいて振動の発生を判断することで、携帯電話１に生じる手ぶれ程度の微少な振動ではフリッカの誤検出は発生しないため、実際にフリッカが生じた場合にはフリッカ補正を作動させることができる。一方で、携帯電話１が激しく振動した時点でフリッカの誤検出となり、かかる場合にはフリッカ補正が作動せず、不要な補正処理つまりフレームレートの低下を抑制できる。

なお、カウントする振動検出値の閾値や、誤検出までのカウント値は、カメラの特性も含めて経験値や実験値、シミュレーション結果などから導き出して、予め制御装置１５に格納しておく。

［動作］
次に、上記携帯電話１の動作を、図８のフローチャートを参照して説明する。まず、通常の撮影動作は、カメラ撮影が開始されると、カメラモジュール１３に入力される光量に基づいてフリッカの検出が行われ（フリッカ検出工程）と、フリッカを検出したときに当該フリッカを補正、つまり、フレームレートを低下させてカメラモジュールにて撮影するよう作動する（フリッカ補正工程）。

そして、本実施例では、特に、まず、携帯電話１にてカメラ撮影が開始されると同時に、加速度センサ１６による加速度の検出がオンとなる（ステップＳ１）。続いて、カメラ１３の状態を監視して（ステップＳ２）、カメラがオフされたときは（ステップＳ２にてイエス）、加速度センサ１６もオフにして終了する（ステップＳ３）。

カメラ１３が作動している場合には（ステップＳ２にてノー）、加速度センサ１６による測定を行い、３軸方向の加速度を測定し（ステップＳ４）、測定した値を上記数１式にて合成する（ステップＳ５）。そして、合成した値が閾値以上かどうかを確認し（ステップＳ６）、閾値以上であれば振動数としてカウントする（ステップＳ６にてイエス、ステップＳ７）。その後、振動数のカウントがあらかじめ規定していた値以上になったら（ステップＳ８にてイエス）、振動が発生したと判断し（振動検出工程）、フリッカ補正機能をオフにする（ステップＳ９、フリッカ補正停止工程）。そして、フリッカ補正機能をオフ後、カウント数を”０”に戻す（ステップＳ１０）。

一方、一定時間経っても振動数のカウントが規定していた値以上にならない場合は（ステップＳ８にてノー、ステップＳ１１にてイエス）、カウント数を”０”に戻す（ステップＳ１２）。このとき、フリッカ補正機能がオフ状態である場合（ステップＳ１３にてイエス）、一度振動を検出してフリッカ補正機能をオフとしたが、すでに振動が収まっていると判断できるため、フリッカ補正機能をオンに戻し（ステップＳ１４）、静止状態でのフリッカ補正機能を実施できるようにする。

このようにすることにより、上記実施例では、携帯電話１でのカメラ撮影時に激しい振動が生じると、フリッカ補正機能が自動でオフとなる。一方で、従来例においては、携帯電話１が激しく動いてしまった場合にはカメラモジュール１３に入力される光の量が急激に変化し、フリッカが発生したと誤って判断されフリッカの補正が行われるため、フレームレートの低下が生じる。従って、本実施例によると、振動発生時には上述したフレームレートを低下させずに撮影できるため、撮影画像の劣化を抑制することができる。

ここで、上記変形例として、振動検出処理部１７ａにて、加速度センサ１６からの検出値が大きく、振動の度合いが大きいことを検出し、さらに、振動が長時間に及ぶことを検出した場合には、ＬＣＤ制御部２０に対してカメラ撮影中の画面表示を停止するよう指令を出してもよい。このように、激しくぶれた画像しか取得できないと予想される振動を検出した場合には、カメラ１３からの画像を自動的にＬＣＤ表示部１１に表示しないようにしてもよい。これにより、撮影が困難であることをユーザに通知することができ、さらには、節電効果も有する。

また、上述したように、振動検出処理部１７ａがフリッカ補正機能を作動させないような振動を検出した際に、専用ＬＳＩ１４に対して、自動的にシャッター速度を高速にするよう切り替える指令を発してもよい。これにより、動きのある被写体をブレないように撮影することが可能となる。

本発明は、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラなどの撮影装置に利用することができ、産業上の利用可能性を有する。

カメラ付き携帯電話の外観を示す図である。 カメラ付き携帯電話の構成を示すブロック図である。 図２に示した構成の一部の詳細を示す機能ブロック図である。 フリッカ検出の原理を説明する図である。 フリッカ検出の原理を説明する図である。 フリッカ補正の原理を説明する図である。 フリッカ補正の原理を説明する図である。 図１、図２に開示した携帯電話の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 携帯電話
１１ ＬＣＤ表示部
１２ キー入力部
１３ カメラ（カメラモジュール）
１４ 専用ＬＳＩ
１５ 制御装置
１６ 加速度センサ
１７ ＣＰＵ
１８ ＲＯＭ
１９ キー制御部
２０ ＬＣＤ制御部
１４ａ フリッカ検出処理部
１４ｂ フリッカ補正処理部
１７ａ 振動検出処理部
１７ｂ フリッカ補正停止処理部

Claims (12)

1. カメラモジュールに入力される光量に基づいてフリッカを検出するフリッカ検出手段と、フリッカを検出したときに当該フリッカを補正して前記カメラモジュールにて撮影するフリッカ補正手段と、を備えた撮影装置であって、
   撮影装置に生じる振動を検出する振動検出手段を備えると共に、この振動検出手段は、加速度センサと、当該加速度センサの検出値に基づいて振動が生じたことを検出する振動検出処理手段と、を備え、
   前記振動検出処理手段による振動検出時に前記フリッカ補正手段の作動を停止させるフリッカ補正停止手段を備えた、
   ことを特徴とする撮影装置。
2. 前記振動検出処理手段は、前記加速度センサからの検出値が所定時間内において所定値以上となった回数に基づいて振動が生じたことを検出する、ことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 前記加速度センサは、３次元方向の加速度を検出するよう構成され、
   前記振動検出処理手段は、前記加速度センサによる各方向における加速度の合成値を検出値として扱う、ことを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。
4. 前記フリッカ補正手段は、フレームレートを低下させてフリッカを補正するよう作動する、ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の撮影装置。
5. 携帯電話に装備されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の撮影装置。
6. カメラモジュールに入力される光量に基づいてフリッカを検出するフリッカ検出手段と、前記フリッカを検出したときに当該フリッカを補正して前記カメラモジュールにて撮影するフリッカ補正手段と、を備えた撮影装置の制御部に、
   撮影装置に装備された加速度センサの検出値に基づいて当該撮影装置に生じる振動を検出する振動検出処理手段と、当該振動検出処理手段による振動検出時に前記フリッカ補正手段の作動を停止させるフリッカ補正停止手段と、
   を実現させるためのプログラム。
7. 前記振動検出処理手段は、所定時間内において、前記加速度センサからの検出値が所定値以上となった回数に基づいて振動が生じたことを検出する、ことを特徴とする請求項６記載のプログラム。
8. 前記加速度センサが３次元方向の加速度を検出するよう構成されている場合に、
   前記振動検出処理手段は、前記加速度センサによる各方向における加速度の合成値を検出値として扱う、ことを特徴とする請求項６又は７記載のプログラム。
9. 撮影装置における撮影時に、前記撮影装置に装備されたフリッカ検出手段がカメラモジュールに入力される光量に基づいてフリッカを検出するフリッカ検出工程と、前記フリッカ検出手段にてフリッカを検出したときに前記撮影装置に装備されたフリッカ補正手段がフリッカを補正して前記カメラモジュールにて撮影するフリッカ補正工程と、を有する撮影方法であって、
   前記フリッカ補正工程の前に、前記撮影装置に装備された振動検出手段である加速度センサの検出値に基づいて、前記撮影装置に装備された振動検出処理手段が当該撮影装置に振動が生じたことを検出する振動検出工程と、当該振動検出工程による振動検出時に前記撮影装置に装備されたフリッカ補正停止手段が前記フリッカ補正工程への移行を停止するフリッカ補正停止工程と、
   を有することを特徴とする撮影方法。
10. 前記振動検出工程は、所定時間内において、前記加速度センサからの検出値が所定値以上となった回数に基づいて振動が生じたことを検出する、ことを特徴とする請求項９記載の撮影方法。
11. 前記振動検出工程は、前記加速度センサによって検出された３次元方向の加速度の合成値を検出値として扱う、ことを特徴とする請求項９又は１０記載の撮影方法。
12. 前記フリッカ補正工程は、フレームレートを低下させてフリッカを補正する、ことを特徴とする請求項９，１０又は１１記載の撮影方法。
    

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