[发明专利]摄像装置以及摄像装置的闪烁检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及摄像装置以及摄像装置的闪烁检测方法。

背景技术

在使用摄像元件对被通常称作闪烁光源的、反复闪烁的照明所照射的被摄体进行摄像的情况下，摄像元件获得的像会由于曝光时机而产生亮度差，这是一个技术性课题。

作为检测该闪烁成分的方法，已知在如下的专利文献1、专利文献2、专利文献3等公开的技术。这些专利文献1～3中的现有技术是如下技术：在以比闪烁周期短的积分时间摄影时，对连续的预定数量的多帧摄像输出求平均，从而获得减弱了闪烁成分的影响的图像数据。

另外，专利文献4公开了在多个不同的积分时间检测闪烁并校正白平衡，进行测色传感器的控制的技术。

而专利文献5公开的技术中，对不产生闪烁成分的、在与闪烁周期相同的积分时间获得的图像与以一半的快门速度获得的图像进行比较，从而提取出闪烁成分。

专利文献1：日本特开2008-011226号公报

专利文献2：日本特开2007-060585号公报

专利文献3：日本特公平03-074551号公报

专利文献4：日本特许第03150988号公报

专利文献5：日本特许第4337353号公报

图1A是示出使用卷帘快门方式的摄像元件的相机中闪烁的影响和专利文献1～3这样的对连续帧求平均来显示时的效果的示意图。该图1A按照时序对应示出表示闪烁成分的亮度与经过时间的关系的曲线（图中的上部分）、积分时机（图中中间部分）、摄影图像（图中下部分）。

以荧光灯为代表的闪烁光源会以商用电源频率一半的周期产生亮度变动。如图1A的中间部分所示的例子，摄像的上面的行在与摄像的VD同步信号同步的时机开始积分，由上面的行依次向下面的行具有时间差地开始积分。

若被摄体的亮度在1帧的获得过程中发生变化，则在积分时机获得的摄像输出会不同。若在闪烁成分的亮度最低的时机进行积分，则该行的摄像输出会小于其他行，其结果如图1A的下部分的摄影图像所示，将会进入中央部分较暗的条纹图案。

闪烁周期与帧速率未同步的情况下，在下一帧之中，在亮度最暗的时机积分的行与之前一帧不同，获得较暗的条纹位置发生了变化的摄像数据。

作为闪烁周期与图像取得周期（图中为以垂直同步信号VD表示的信号的周期）的最小公倍数的帧数的摄像输出的平均值在上下行之间的摄像输出差消失，其结果能获得几乎不存在闪烁成分影响的摄像数据。因而通过对某1帧的摄像数据与对上述多个帧求平均得到的摄像数据求差，能获得闪烁成分。

然而在该图1A所示的对连续帧求平均来显示的技术中，在闪烁频率与帧速率同步的情况下，存在即使对多个图像求平均也无法检测闪烁的影响的技术性课题。

图1B是说明该技术性课题的示意图。该图1B的显示方式与上述图1A相同。即，在闪烁频率与帧速率同步的情况下，闪烁的亮度与行的积分时机在多帧都相同。因此存在即使对多个摄影图像求平均也无法取得去除了闪烁影响的摄像数据、无法检测闪烁成分的技术性课题。

此时还可以考虑使用积分时间检测闪烁的方法。积分时间越长则闪烁的亮度变动就越实现平均化。反之若积分时间越短，则闪烁的亮度变动量、摄像输出越容易变动。

图2A是使用积分时间进行闪烁检测的方法的示意图。示出积分时间越短，则在较暗时机积分时的数据与在较亮时机积分时的摄像输出之差就越大的关系。

参照图2B和图2C说明该现象。图2B和图2C是对表示亮度值的柱状图实际代入亮度数值而表现的示意图。

如图2B所示，将闪烁成分的亮度随时间经过而发生变化的情况置换为数值。为了简化说明，不采用单位系统，将最亮的时机射入摄像元件的光量设为10，表现出相对时间导致的变化。将1个周期六等分。

积分时间ts为闪烁周期的4/6的情况下，最上方的行被计算为1+6+9+10=26。同样计算出其他行而进行图示。

为了进行比较，图2C示出短时间的例子。以闪烁周期的2/6进行积分的情况下，为进行比较而使摄像中射入的光量为2倍。本例相比图2B而言是控制为将快门速度提高了1级，相应打开1级摄影镜头的光圈，使得曝光量相同的例子。

在曝光时间较长的图2B的例子中，最小为19而最大为1.7倍的33，相对于此，在曝光时间较短的图2C的例子中，示出最大与最小之比为38/10=3.8、明暗差较大、受到的闪烁的影响较强的情况。