(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子を個別にリセットし、電荷蓄積を開始させるリセット手段と、光電変換素子に蓄積された電荷を個別に読み出し、外部に出力する読み出し手段と、上記リセット手段および上記読み出し手段を駆動し、それぞれの光電変換素子の電荷蓄積の開始タイミングおよび読み出しタイミングを制御する駆動手段とを有し、撮像時の電荷蓄積タイミングが光電変換素子ごとに異なり、光電変換素子の電荷蓄積時間を調整できる撮像エリアセンサと、
映像信号からフリッカーを検知するフリッカー検知手段と、
上記駆動手段を制御する制御手段と
を備え、
上記駆動手段は、
第１のモードのときに、光電変換素子ごとに順次電荷蓄積を開始させ、蓄積された電荷を順次読み出し、それぞれの光電変換素子による信号を順次出力させ、第２のモードのときに、同じラインの複数の光電変換素子（同じラインの全ての光電変換素子を含む）の電荷蓄積を同時に開始させるとともに、ラインごとに順次電荷蓄積を開始させ、上記複数の光電変換素子に蓄積された電荷を同時に加算して読み出し、それぞれのラインの加算された信号を順次出力させる２つの駆動モードを有し、
上記制御手段は、
上記撮像エリアセンサを上記第２のモードで動作させ、フリッカーが検知された場合に、上記撮像エリアセンサの上記電荷蓄積時間をフリッカー周期の倍数（フリッカー周期を含む）に設定し、上記撮像エリアセンサを上記第１のモードで動作させ、
上記フリッカー検知手段は、
第２のモードでの映像信号からフリッカー周波数成分を検出する周波数検出手段と、
上記フリッカー周波数成分の信号レベルとあらかじめ設定された基準値とを比較する比較手段とを有し、
上記フリッカー周波数成分が上記基準値よりも大きいとき、フリッカーを検知したものとする
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光電変換素子を個別にリセットし、電荷蓄積を開始させるリセット手段と、光電変換素子に蓄積された電荷を個別に読み出し、外部に出力する読み出し手段と、上記リセット手段および上記読み出し手段を駆動し、それぞれの光電変換素子の電荷蓄積の開始タイミングおよび読み出しタイミングを制御する駆動手段とを有し、撮像時の電荷蓄積タイミングが光電変換素子ごとに異なり、光電変換素子の電荷蓄積時間を調整できる撮像エリアセンサと、
映像信号からフリッカーを検知するフリッカー検知手段と、
上記駆動手段を制御する制御手段と
を備え、
上記駆動手段は、
第１のモードのときに、光電変換素子ごとに順次電荷蓄積を開始させ、蓄積された電荷を順次読み出し、それぞれの光電変換素子による信号を順次出力させ、第２のモードのときに、同じラインの複数の光電変換素子（同じラインの全ての光電変換素子を含む）の電荷蓄積を同時に開始させるとともに、ラインごとに順次電荷蓄積を開始させ、上記複数の光電変換素子に蓄積された電荷を同時に加算して読み出し、それぞれのラインの加算された信号を順次出力させる２つの駆動モードを有し、
上記制御手段は、
上記撮像エリアセンサを上記第２のモードで動作させ、フリッカーが検知された場合に、上記撮像エリアセンサの上記電荷蓄積時間をフリッカー周期の倍数（フリッカー周期を含む）に設定し、上記撮像エリアセンサを上記第１のモードで動作させ、
上記フリッカー検知手段は、
第２のモードでの映像信号からフリッカー周波数成分である第１の周波数成分を検出する第１の周波数検出手段と、
上記撮像信号からフリッカー周波数成分でない第２の周波数成分を検出する第２の周波数検出手段と、
第１の周波数成分の信号レベルと第２の周波数成分の信号レベルとを比較する比較手段とを有し、
第１の周波数成分が第２の周波数成分よりも所定値以上大きいとき、フリッカーを検知したものとする
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
光電変換素子を個別にリセットし、電荷蓄積を開始させるリセット手段と、光電変換素子に蓄積された電荷を個別に読み出し、外部に出力する読み出し手段と、上記リセット手段および上記読み出し手段を駆動し、それぞれの光電変換素子の電荷蓄積の開始タイミングおよび読み出しタイミングを制御する駆動手段とを有し、撮像時の電荷蓄積タイミングが光電変換素子ごとに異なり、光電変換素子の電荷蓄積時間を調整できる撮像エリアセンサと、
映像信号からフリッカーを検知するフリッカー検知手段と、
上記駆動手段を制御する制御手段と
を備え、
上記駆動手段は、
第１のモードのときに、光電変換素子ごとに順次電荷蓄積を開始させ、蓄積された電荷を順次読み出し、それぞれの光電変換素子による信号を順次出力させ、第２のモードのときに、同じラインの複数の光電変換素子（同じラインの全ての光電変換素子を含む）の電荷蓄積を同時に開始させるとともに、ラインごとに順次電荷蓄積を開始させ、上記複数の光電変換素子に蓄積された電荷を同時に加算して読み出し、それぞれのラインの加算された信号を順次出力させる２つの駆動モードを有し、
上記制御手段は、
上記撮像エリアセンサを上記第２のモードで動作させ、フリッカーが検知された場合に、上記撮像エリアセンサの上記電荷蓄積時間をフリッカー周期の倍数（フリッカー周期を含む）に設定し、上記撮像エリアセンサを上記第１のモードで動作させ、
上記フリッカー検知手段は、
上記第２のモードでの映像信号から第１のフリッカー周波数成分を検出する第１の周波数検出手段と、
上記映像信号から第２のフリッカー周波数成分を検出する第２の周波数検出手段と、
上記第１のフリッカー周波数成分の信号レベルとあらかじめ設定された基準値とを比較する第１の比較手段と、
上記第２の周波数成分の信号レベルと上記基準値とを比較する第２の比較手段とを有し、
第１のフリッカー周波数成分が上記基準値よりも大きいとき、第１の周波数のフリッカーを検知したものとし、第２のフリッカー−周波数成分が上記基準値よりも大きいとき、第２の周波数のフリッカーを検知したものとする
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
上記周波数検出手段は、
フリッカー周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタと、
上記バンドパスフィルタの出力信号を積算する積算手段と
を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の撮像装置。
【請求項５】
光電変換素子を個別にリセットし、電荷蓄積を開始させるリセット手段と、光電変換素子に蓄積された電荷を個別に読み出し、外部に出力する読み出し手段と、上記リセット手段および上記読み出し手段を駆動し、それぞれの光電変換素子の電荷蓄積の開始タイミングおよび読み出しタイミングを制御する駆動手段とを有し、撮像時の電荷蓄積タイミングが光電変換素子ごとに異なり、光電変換素子の電荷蓄積時間を調整できる撮像エリアセンサと、
映像信号からフリッカーを検知するフリッカー検知手段と、
上記駆動手段を制御する制御手段と
を備え、
上記駆動手段は、
第１のモードのときに、光電変換素子ごとに順次電荷蓄積を開始させ、蓄積された電荷を順次読み出し、それぞれの光電変換素子による信号を順次出力させ、第２のモードのときに、同じラインの複数の光電変換素子（同じラインの全ての光電変換素子を含む）の電荷蓄積を同時に開始させるとともに、ラインごとに順次電荷蓄積を開始させ、上記複数の光電変換素子に蓄積された電荷を同時に加算して読み出し、それぞれのラインの加算された信号を順次出力させる２つの駆動モードを有し、
上記制御手段は、
上記撮像エリアセンサを上記第２のモードで動作させ、フリッカーが検知された場合に、上記撮像エリアセンサの上記電荷蓄積時間をフリッカー周期の倍数（フリッカー周期を含む）に設定し、上記撮像エリアセンサを上記第１のモードで動作させ、
上記撮像エリアセンサによる映像信号の利得を調整する利得調整手段と、
上記利得調整された映像信号を積算する積算手段と、
上記映像信号の積算値が所定の範囲内にあるか否かを判別する信号レベル判別手段と
をさらに備え、
上記制御手段は、フリッカーが検知されたときの第１のモードでの撮像動作において、上記映像信号の積算値が上記所定の範囲内になるように上記電荷蓄積時間および上記利得調整手段の信号利得を制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
フリッカーが検知されたときの第１のモードでの撮像動作において設定可能な電荷蓄積時間および上記信号利得の組合せを一覧にしたルックアップテーブルをさらに備え、
上記制御手段は、フリッカーが検知されたときの第１のモードでの撮像動作において、上記ルックアップテーブルを参照して上記電荷蓄積時間および上記信号利得を制御する
ことを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor Device）エリアセンサやＣＭＯＳ（Complimentary Metal Oxide Semiconductor Device）エリアセンサなどのように、撮像時の電荷蓄積タイミングが光電変換素子ごとに異なり、光電変換素子の電荷蓄積時間を調整できる撮像エリアセンサ、およびこの撮像エリアセンサを備えた撮像装置に関し、商用電源（周波数５０［Ｈｚ］または６０［Ｈｚ］）で交流点灯する照明下において被写体を撮像した場合に、上記の電荷蓄積時間が交流点灯周期（周波数１／１００［ｓ］または１／１２０［Ｈｚ］）に同期していないと発生するフリッカーを検知し、そのフリッカーを除去するための撮像エリアセンサ、およびこの撮像エリアセンサを用いた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５はＣＣＤ（Charge Coupled Device）エリアセンサを備えた従来の撮像装置の構成図である。図１５において、１３はＣＣＤ撮像エリアセンサ、１４は前置信号処理手段、１５は利得調整手段、１６は信号処理手段、１７は第１の積算手段、１８は第２の積算手段、１９は第３の積算手段、２０はアイリス、２１はアイリスドライバ、２２はタイミングジェネレータ（ＴＧ）、２３は演算手段である。
【０００３】
図１５の従来の撮像装置の動作について以下に説明する。アイリス２０は、ＣＣＤエリアセンサ１３上に集光される光量を制御する（露出制御をする）。ＣＣＤエリアセンサ１３は、ＴＧ２２から出力される駆動パルスによって動作し、入射光像を電気信号に変換し、撮像撮像信号として前置信号処理手段１４に出力する。
【０００４】
図１６はＣＣＤエリアセンサ１３の原理図である。ＣＣＤエリアセンサ１３は、２次元に配列された複数の光電変換素子（ＰＤ：Photo Diode）２４と、ＰＤ２４の列ごとに設けられた複数のＣＣＤ垂直レジスタ２５と、ＣＣＤ水平レジスタ２６とを備えている。
【０００５】
ＰＤ２４は、入射光量に応じて発生する電荷を所定の時間蓄積したあと、対応するＣＣＤ垂直レジスタ２５に転送し、そのあと再び電荷蓄積を開始する。全てのＰＤ２４は、同時に電荷蓄積を開始し、蓄積した電荷を信号量として同時にＣＣＤ垂直レジスタ２５に転送する。従って、ＣＣＤエリアセンサ１３では、全てのＰＤ２４の電荷蓄積時間および電荷蓄積のタイミングは同じである。
【０００６】
ＰＤ２４からＣＣＤ垂直レジスタ２５に転送された電荷は、ＣＣＤ垂直レジスタ２５によって図１６の矢印のように垂直方向に転送され、ＣＣＤ水平レジスタ２６に達し、ＣＣＤ水平レジスタ２６によって水平方向に転送され、撮像信号として出力される。ＣＣＤ垂直レジスタ２５およびＣＣＤ水平レジスタ２６は、完全に遮光されているため、ＣＣＤエリアセンサ１３では、全てのＰＤ２４の電荷蓄積時間および電荷蓄積のタイミングを同じにすることができる。
【０００７】
このように、ＣＣＤエリアセンサ１３は、電荷蓄積時間ごとに電荷を蓄積することによって、フレーム周期ごとに１枚のフレーム（１枚の撮像画像に相当）を撮像する。ＣＣＤエリアセンサ１３では、あとで説明する電子シャッタを機能させる場合を除き、上記の電荷蓄積時間は、フレーム周期（１枚のフレームを撮像する時間間隔）と同じである。なお、上記のフレームは、撮像画像に相当するものとするため、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式の映像信号のフレームとは異なる。上記のフレームは、ＮＴＳＣ方式の映像信号ではフィールドに相当する。従って、上記のフレーム周期は、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式においては１／６０［ｓ］である。
【０００８】
図１５において、前置信号処理手段１４は、相関二重サンプリングなどの処理によってＣＣＤエリアセンサ１３の撮像信号からノイズを除去し、映像信号として利得制御手段１５および第１の積算手段１７に送る。第１の積算手段１７は、前置信号処理手段１４からの映像信号を１フレームまたは数フレームごとに積算し、この積算値が一定となるように、アイリスドライバ２１に制御信号を送り、アイリス２０を開閉させる。
【０００９】
利得調整手段１５は、前置信号処理手段１４からの映像信号を増幅し、信号処理手段１６、第２の積算手段１８、および第３の積算手段１９に送る。信号処理手段１６は、利得調整手段１５から入力された映像信号に、画質調整処理（例えば、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、エンハンス補正（輪郭補正）など）や変換処理などの信号処理を施すとともに、必要な信号の形式とするためエンコードする。第２の積算手段１８は、利得調整手段１５からの映像信号を１フレームまた数フレームごとに積算し、この積算値が一定となるように利得調整手段１５の信号利得を調整する。通常、アイリス２０による露出制御によって利得調整手段１５に入力される映像信号のレベルはあらかじめ一定のレベルに調整されているため、利得調整手段１５の信号利得も一定であるが、被写体の照度が低くなり、アイリス２０を全開しても必要とする露出量が得られなかったときなどは、利得調整手段１５によって映像信号を増幅して一定レベルの映像信号が得られるようにする。
【００１０】
第３の積算手段１９は、フリッカーを検知するために設けられたものであり、１フレームごとに映像信号を積算し、この積算値を演算手段２３に出力する。演算手段２３は、上記の積算値をもとにフリッカーが生じているか否かを検知し、フリッカーを検知したときは、ＴＧ２２に制御信号を送り、ＣＣＤエリアセンサ１３の電荷蓄積時間を変更し、フリッカーを抑制する。
【００１１】
フリッカーの検知手順を以下に説明する。図１７はＣＣＤエリアセンサ１３においてフリッカーを生じる原理を説明する図である。商用電源で交流点灯する蛍光灯などの照明の周波数は、図１７のように商用周波数の２倍になる。つまり、商用周波数が５０［Ｈｚ］の場合は、点灯周波数は１００［Ｈｚ］となり、交流点灯周期（交流点灯の間隔時間）は１／１００［ｓ］である。また、商用周波数が６０［Ｈｚ］の場合は、点灯周波数は１２０［Ｈｚ］であり、交流点灯周期は１／１２０［ｓ］である。図１７には、商用周波数５０［Ｈｚ］の照明下において、１／６０［ｓ］の電荷蓄積時間にて撮像した場合を示している。図１７のａ−ｂ間、およびｃ−ｄ間は、それぞれ電荷蓄積時間である。ｂにおいて、蓄積した電荷が転送され、ｃより次のフレームの電荷蓄積が開始される。このとき、ａ−ｂ間とｃ−ｂ間の照明の光量（図１７の斜線部にて示した部分の面積）が異なる。そのため、ａ−ｂ間とｃ−ｂ間の撮像画像では明るさが異なることとなる。そのため、フレームごとに信号レベルの異なる撮像信号となり、フリッカーを生じる。交流点灯周波数１００［Ｈｚ］の照明下において１／６０［ｓ］の電荷蓄積時間で撮像した場合、２０［Ｈｚ］のフリッカーが生じる。
【００１２】
演算手段２３は、第３の積算手段１９による映像信号のフレームごとの積算値から上記２０［Ｈｚ］の周波数成分を検出したとき、フリッカーが生じていると判別する。
【００１３】
図１５の撮像装置においては、第１の積算手段１７からアイリス２０を制御するフィードバックや、第２の積算手段１８から利得調整手段１５を制御するフィードバックの時定数は、ハンチング（発振）防止のため、上記の２０［Ｈｚ］よりも十分長く設定している。このため、上記のフィードバック手段によって十二分にフリッカーを抑圧することは困難である。そこで、図１５の撮像装置では、以下のようにしてフリッカーを抑圧している。
【００１４】
演算手段２３は、フリッカーが生じていると判別すると、ＴＧ２２に制御信号を送り、ＴＧ２２によってＣＣＤエリアセンサ１３の電荷蓄積時間を変更する。上記２０［Ｈｚ］のフリッカーを検知した場合には、電荷蓄積時間を１／１００［ｓ］に変更する。ＣＣＤエリアセンサ１３は、電荷蓄積の途中において、全てのＰＤ２４の蓄積電荷を同時に一度吐き捨て、そのあと改めて電荷蓄積を開始することにより電荷蓄積時間を変化させる電子シャッタという機能を有する。ＴＧ２２は、演算手段２３から上記の制御信号が入力されると、上記の電子シャッタを機能させ、電荷蓄積時間を１／１００［ｓ］にする駆動パルスをＣＣＤエリアセンサ１３に出力する。これによって、ＣＣＤエリアセンサ１３の電荷蓄積時間は、図１８のように、１／１００［ｓ］に変更される。１／１００［ｓ］の電荷蓄積時間では、図１８のａ−ｂ間およびｃ−ｄ間の光量は同じになるため、フリッカーは生じない。
【００１５】
上記のように、ＣＣＤエリアセンサを用いた撮像装置では、映像信号の１フレームの積算値からフリッカーを検知し、フリッカーを生じているときには、電荷蓄積時間を照明の交流点灯周期（１／１００［ｓ］または１／１２０［ｓ］）に同期させることにより、フリッカーを抑圧する。
【００１６】
しかし、近年、低消費電力を目的としたモバイル用途（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の撮像装置では、上記のＣＣＤエリアセンサではなく、ＣＭＯＳエリアセンサまたはＭＯＳエリアセンサと呼ばれる撮像エリアセンサを用いることが多い。ＣＭＯＳエリアセンサおよびＭＯＳエリアセンサは、ＣＣＤエリアセンサとは異なり、光電変換素子ごとに電荷蓄積のタイミングが異なるため、先に説明したＣＣＤエリアセンサのフリッカーの検知方法および抑圧方法では、フリッカーの検知および抑圧ができない。
【００１７】
ＣＭＯＳエリアセンサの原理を説明する。なお、ＭＯＳエリアセンサの原理も同様である。図１９はＣＭＯＳエリアセンサの構成図である。図１９において、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは光電変換素子（ＰＤ）、１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは増幅器、１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍは画素選択トランジスタ、１ｎ，１ｐは列選択トランジスタ、１ｑは垂直シフトレジスタ、１ｙは水平シフトレジスタ、１ｓは撮像信号の出力端子、１ｚは駆動パルス発生手段、１ｕ，１ｖ，１ｗ，１ｘはリセット回路、１０はＣＭＯＳエリアセンサである。
【００１８】
図１９のエリアセンサ１０は、Ｍ×Ｎ個（Ｍ，Ｎは３以上の整数）のＰＤ（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…）と、Ｍ×Ｎ個の増幅器（１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，…）と、Ｍ×Ｎ個のリセット回路（１ｕ，１ｖ，１ｗ，１ｘ，…）と、Ｍ×Ｎ個の画素選択トランジスタ（１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ，…）と、Ｎ個の列選択トランジスタ（１ｎ，１ｐ，…）と、駆動パルス発生手段１ｚと、垂直シフトレジスタ１ｑと、水平シフトレジスタ１ｙと、出力端子１ｓとを備えている。図１９のエリアセンサにおいて、ＰＤ１ａと、増幅器１ｅと、リセット回路１ｕと、画素選択トランジスタ１ｉとは、１個の画素を構成をしている。エリアセンサ１０は、上記構成のＭ×Ｎ個の画素から成り立っている。ＰＤ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…は、入射光量に応じた電荷を生じる。これらの電荷はＰＤ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…と増幅器１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，…の間の容量に蓄積される。垂直シフトレジスタ１ｑは、画素選択トランジスタ１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ，…のＯＮ／ＯＦＦを選択し、水平シフトレジスタ１ｙは、列選択トランジスタ１ｎ，１ｐ，…のＯＮ／ＯＦＦを選択する。駆動パルス発生手段１ｚは、垂直シフトレジスタ１ｑおよび水平シフトレジスタ１ｙに駆動パルスを出力し、ＰＤに蓄積された電荷による撮像信号の読み出し動作、およびＰＤのリセット動作を制御する。
【００１９】
上記のように構成されたエリアセンサ１０では、水平シフトレジスタ１ｙおよび垂直シフトレジスタ１ｑによって、図２０の矢印の順で、ＰＤ１ａ，１ｂ，…，１ｃ，１ｄ，…を順次選択し、それぞれのＰＤの蓄積電荷を撮像信号として順次読み出し、出力端子１ｓから出力する。例えば、垂直シフトレジスタ１ｑによって第１ラインの画素選択トランジスタ１ｉ，１ｊ，…をＯＮするとともに、水平シフトレジスタ１ｙによって第１列の列選択トランジスタ１ｎをＯＮすることにより、第１ラインの第１列のＰＤ１ａの電荷をトランジスタ１ｉおよび１ｎを介して読み出す。
【００２０】
また、エリアセンサ１０では、上記のように読み出しのタイミングがＰＤごとに異なるが、全てのＰＤの電荷蓄積時間を同じにするために、水平シフトレジスタ１ｙおよび垂直シフトレジスタ１ｑによって、図２０の矢印の順で、リセット回路１ｕ，１ｖ，…，１ｗ，１ｘ，…を順次選択し、選択したリセット回路によってＰＤ１ａ，１ｂ，…，１ｃ，１ｄ，…を順次リセットし、ＰＤごとに異なるタイミングで順次電荷蓄積を開始させる。
【００２１】
上記のＣＭＯＳエリアセンサ１０やＭＯＳエリアセンサのように、ＰＤごとに電荷蓄積のタイミングが異なる撮像エリアセンサを備えた撮像装置では、全てのＰＤの電荷蓄積タイミングが一致しているＣＣＤエリアセンサとは異なり、フリッカーは以下のように生じる。
【００２２】
図２１はエリアセンサ１０においてフリッカーを生じる原理を説明する図である。エリアセンサ１０では、先に説明したように、画素ごとに電荷蓄積のタイミングが異なるため、エリアセンサ１０のそれぞれのライン（行）の電荷蓄積の開始タイミングおよび完了タイミングも、図２１のように異なる。そのため、撮像信号は、図２２のようにラインごとに信号レベルが異なるものとなる。これによって、図２３のように、１フレームの画像内で垂直方向に輝度むらとなってフリッカーが現れる。図２３において、Ａの部分が低輝度部で、Ｂの部分が高輝度部である。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、電荷蓄積タイミングが画素ごとに異なるＣＭＯＳエリアセンサやＭＯＳエリアセンサなどの撮像エリアセンサを備えた従来の撮像装置では、照明の交流点灯周波数と、撮像エリアセンサの電荷蓄積時間とが同期していないと、図２３のようなフレーム内の輝度むらとしてフリッカーを生じる。
【００２４】
しかしながら、電荷蓄積タイミングが画素ごとに異なる撮像エリアセンサを用いた撮像装置においては、フリッカーはフレーム内に輝度むらとして生じるため、ＣＣＤエリアセンサを用いた撮像装置とは異なり、映像信号のフレームごとの積算値から上記のフリッカーを検知することができないという問題があった。
【００２５】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、電荷蓄積タイミングが画素ごとに異なる撮像エリアセンサにおいてフレーム内に生じるフリッカーを検知でき、このフリッカーを除去することができる撮像エリアセンサおよび撮像装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の請求項１記載の撮像装置は、光電変換素子を個別にリセットし、電荷蓄積を開始させるリセット手段と、光電変換素子に蓄積された電荷を個別に読み出し、外部に出力する読み出し手段と、上記リセット手段および上記読み出し手段を駆動し、それぞれの光電変換素子の電荷蓄積の開始タイミングおよび読み出しタイミングを制御する駆動手段とを有し、撮像時の電荷蓄積タイミングが光電変換素子ごとに異なり、光電変換素子の電荷蓄積時間を調整できる撮像エリアセンサと、映像信号からフリッカーを検知するフリッカー検知手段と、上記駆動手段を制御する制御手段とを備え、上記駆動手段が、第１のモードのときに、光電変換素子ごとに順次電荷蓄積を開始させ、蓄積された電荷を順次読み出し、それぞれの光電変換素子による信号を順次出力させ、第２のモードのときに、同じラインの複数の光電変換素子（同じラインの全ての光電変換素子を含む）の電荷蓄積を同時に開始させるとともに、ラインごとに順次電荷蓄積を開始させ、上記複数の光電変換素子に蓄積された電荷を同時に加算して読み出し、それぞれのラインの加算された信号を順次出力させる２つの駆動モードを有し、上記制御手段が、上記撮像エリアセンサを上記第２のモードで動作させ、フリッカーが検知された場合に、上記撮像エリアセンサの上記電荷蓄積時間をフリッカー周期の倍数（フリッカー周期を含む）に設定し、上記撮像エリアセンサを上記第１のモードで動作させ、上記フリッカー検知手段が、第２のモードでの映像信号からフリッカー周波数成分を検出する周波数検出手段と、上記フリッカー周波数成分の信号レベルとあらかじめ設定された基準値とを比較する比較手段とを有し、上記フリッカー周波数成分が上記基準値よりも大きいとき、フリッカーを検知したものとすることを特徴とする。
【００２９】
本発明の請求項２記載の撮像装置は、上記フリッカー検知手段が、第２のモードでの映像信号からフリッカー周波数成分である第１の周波数成分を検出する第１の周波数検出手段と、上記撮像信号からフリッカー周波数成分でない第２の周波数成分を検出する第２の周波数検出手段と、第１の周波数成分の信号レベルと第２の周波数成分の信号レベルとを比較する比較手段とを有し、第１の周波数成分が第２の周波数成分よりも所定値以上大きいとき、フリッカーを検知したものとすることを特徴とする。
【００３０】
本発明の請求項３記載の撮像装置は、上記フリッカー検知手段が、第２のモードでの映像信号から第１のフリッカー周波数成分を検出する第１の周波数検出手段と、上記映像信号から第２のフリッカー周波数成分を検出する第２の周波数検出手段と、上記第１のフリッカー周波数成分の信号レベルとあらかじめ設定された基準値とを比較する第１の比較手段と、上記第２の周波数成分の信号レベルと上記基準値とを比較する第２の比較手段とを有し、第１のフリッカー周波数成分が上記基準値よりも大きいとき、第１の周波数のフリッカーを検知したものとし、第２のフリッカー周波数成分が上記基準値よりも大きいとき、第２の周波数のフリッカーを検知したものとすることを特徴とする。
【００３１】
本発明の請求項４記載の撮像装置は、上記周波数検出手段が、フリッカー周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタと、上記バンドパスフィルタの出力信号を積算する積算手段とを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の請求項５記載の撮像装置は、上記撮像エリアセンサによる映像信号の利得を調整する利得調整手段と、上記利得調整された映像信号を積算する積算手段と、上記映像信号の積算値が所定の範囲内にあるか否かを判別する信号レベル判別手段とをさらに備え、上記制御手段は、フリッカーが検知されたときの第１のモードでの撮像動作において、上記映像信号の積算値が上記所定の範囲内になるように上記電荷蓄積時間および上記利得調整手段の信号利得を制御することを特徴とする。
【００３３】
本発明の請求項６記載の撮像装置は、フリッカーが検知されたときの第１のモードでの撮像動作において設定可能な電荷蓄積時間および上記信号利得の組合せを一覧にしたルックアップテーブルをさらに備え、上記制御手段は、フリッカーが検知されたときの第１のモードでの撮像動作において、上記ルックアップテーブルを参照して上記電荷蓄積時間および上記信号利得を制御することを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の撮像装置の構成図である。図１において、１はエリアセンサ（撮像エリアセンサ）、２は前置信号処理手段、３は利得調整手段、４はＡ／Ｄコンバータ、５は演算手段、５ａはフリッカー検知手段、５ｂは制御手段、５ｃは特定周波数検出手段、５ｄは比較手段、５ｅは基準値設定手段、５ｈはＬＵＴ（Look Up Table）、５ｉは信号レベル検知手段、６は積算手段、７は出力端子、８は信号処理手段である。
【００３５】
［エリアセンサ１］
エリアセンサ１は、入射光像を撮像して電気信号に変換し、この撮像信号を前置信号処理手段２に出力するＣＭＯＳエリアセンサである。図２はエリアセンサ１の構成図である。図２において、図１９と同じものには同じ符号を付してあり、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは光電変換素子（ＰＤ）、１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈは増幅器、１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍは画素選択トランジスタ、１ｎ，１ｐは列選択トランジスタ、１ｑは垂直シフトレジスタ、１ｒは水平シフトレジスタ、１ｓは撮像信号の出力端子、１ｔは駆動パルス発生手段、１ｕ，１ｖ，１ｗ，１ｘはリセット回路である。
【００３６】
図２の実施の形態１のエリアセンサ１は、図１９の従来のＣＭＯＳエリアセンサにおいて、水平シフトレジスタ１ｙ，駆動パルス発生手段１ｚをそれぞれ水平シフトレジスタ１ｒ，駆動パルス発生手段１ｔとし、それぞれのＰＤの電荷を個別に順次読み出す撮像モードの他に、同じラインの全てのＰＤの電荷を加算して同時に読み出し、上記加算した電荷をラインごとに順次読み出すフリッカー検知モードで動作するようにしたものである。撮像モードでは、ＰＤごとに電荷蓄積タイミングが異なるが、フリッカー検知モードでは、同じラインの全てのＰＤの電荷蓄積タイミングは同じであり、ラインごとに電荷蓄積タイミングが異なる。
【００３７】
図２のように、実施の形態１のエリアセンサ１は、Ｍ×Ｎ個（Ｍ，Ｎは３以上の整数）のＰＤ（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…）と、Ｍ×Ｎ個の増幅器（１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，…）と、Ｍ×Ｎ個のリセット回路（１ｕ，１ｖ，１ｗ，１ｘ，…）と、Ｍ×Ｎ個の画素選択トランジスタ（１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ，…）と、Ｎ個の列選択トランジスタ（１ｎ，１ｐ，…）と、駆動パルス発生手段１ｔと、垂直シフトレジスタ１ｑと、水平シフトレジスタ１ｒと、出力端子１ｓとを備えている。
【００３８】
ＰＤ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…は、それぞれ電荷蓄積時間において入射光量に応じた電荷を蓄積する。増幅器１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，…は、それぞれＰＤ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…の蓄積電荷による信号を増幅する（電荷を電圧信号に変換する）。リセット回路１ｕ，１ｖ，１ｗ，１ｘ，…は、それぞれＰＤ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…をリセットし（ＰＤに蓄積されている電荷を捨てる）、電荷蓄積を開始させる。このリセット回路によるリセットタイミングが、そのＰＤの電荷蓄積開始タイミングとなる。また、電荷蓄積開始タイミング（リセットタイミング）から電荷の読み出しタイミングまでが、そのＰＤの電荷蓄積時間となる。電荷蓄積開始タイミングは、撮像モードではＰＤごとに異なり、フリッカー検知モードではラインごとに異なるが、電荷蓄積時間は、全てのＰＤで同じである。
【００３９】
水平シフトレジスタ１ｒは、駆動パルス発生手段１ｔからの駆動パルスに従って、撮像モードでは、列を順次選択し、選択した列の列選択トランジスタ（１ｎまたは１ｐ）をＯＮさせ、フリッカー検知モードでは、全ての列選択トランジスタ（１ｎおよび１ｐ）を同時にＯＮさせる。垂直シフトレジスタ１ｑは、駆動パルス発生手段１ｔからの駆動パルスに従って、１本のラインを順次選択し、選択したラインの全ての画素選択トランジスタ（１ｉおよび１ｊ、または１ｇおよび１ｈ）をＯＮさせる。また、水平シフトレジスタ１ｒおよび垂直シフトレジスタ１ｑは、駆動パルス発生手段１ｔからの駆動パルスに従って、撮像モードでは、１個のリセット回路を順次選択し、選択したリセット回路によってＰＤを順次リセットし、フリッカー検知モードでは、同じラインの全てのリセット回路を同時に、かつ異なるラインのリセット回路を順次選択し、選択したラインの全ての全てのリセット回路によって、そのラインのＰＤを同時にリセットする。
【００４０】
駆動パルス発生手段１ｔは、演算手段５からの制御信号に従って、水平シフトレジスタ１ｒおよび垂直シフトレジスタ１ｑに駆動パルスを供給し、エリアセンサ１を撮像モードまたはフリッカー検知モードで動作させる。この駆動パルス発生手段１ｔは、読み出しタイミングに対してＰＤのリセットタイミングを調整することによって、ＰＤの電荷蓄積時間を調整する。
【００４１】
このように、実施の形態１のエリアセンサ１は、撮像時の電荷蓄積タイミングが光電変換素子ごとに異なり、光電変換素子の電荷蓄積時間を調整できるＣＭＯＳ撮像エリアセンサにおいて、光電変換素子ごとに異なるタイミングで順次電荷蓄積を開始し、それぞれの光電変換素子に蓄積された電荷を個別に順次読み出し、それぞれの光電変換素子の撮像信号として順次出力する撮像モード（第１のモード）の他に、同じラインの全ての光電変換素子の電荷蓄積を同時に開始させるとともにラインごとに異なるタイミングで電荷蓄積を開始させ、上記複数の光電変換素子に蓄積された電荷を同時に読み出して加算し、この加算した電荷をそれぞれのラインの撮像信号としてライン順次に出力させるフリッカー検知モード（第２のモード）で動作するようにしたものである。
【００４２】
［前置信号処理手段２、利得調整手段３、Ａ／Ｄコンバータ４］
図１において、前置信号処理手段２は、エリアセンサ１から入力された撮像信号に含まれるトランジスタのスイッチングノイズなどのノイズを除去し、利得調整手段３に送る。利得制御手段３は、前置信号処理手段２から入力された映像信号を、演算手段５からの制御信号に応じた信号利得で増幅し、Ａ／Ｄコンバータ４に送る。Ａ／Ｄコンバータ４は、利得制御手段３から入力されたアナログの映像信号を、ディジタル信号に変換し、演算手段５（のフリッカー検知手段５ａ）、積算手段６、および信号処理手段８に送る。
【００４３】
［積算手段６、信号処理手段８］
積算手段６は、１フレームまたは数フレームごとに映像信号を積算し、この映像信号の積算値を演算手段５（信号レベル検知手段５ｉ）に送る。信号処理手段８は、Ａ／Ｄコンバータ４から入力された映像信号に画質調整処理や変換処理などの信号処理を施し、必要な形式の映像信号にエンコードして、出力端子７から出力する。例えば、入力された映像信号のホワイトバランスを調整し、ガンマ補正やエンハンス補正（輪郭補正）などの画質調整を施し、必要な形式の映像信号にエンコードして、出力端子７から出力する。
【００４４】
［演算手段５］
演算手段５は、フリッカー検知手段５ａと、制御手段５ｂと、ＬＵＴ（Look Up Table）５ｈと、信号レベル検知手段５ｉとを有する。
【００４５】
［フリッカー検知手段５ａ］
フリッカー検知手段５ａは、フリッカー検知モードのときに、信号処理手段のＡ／Ｄコンバータ４から入力された、ラインごとに加算された映像信号をもとに、フリッカーを生じているか否かを検知し、検知結果を制御手段５ｂに送る。このフリッカー検出手段５ａは、例えば図１のように、特定周波数検出手段５ｃと、比較手段５ｄと、基準値設定手段５ｅとによって構成される。
【００４６】
［特定周波数検出手段５ｃ］
特定周波数検出手段５ｃは、ラインごとに加算された映像信号からフリッカー周波数成分（フリッカーを生じるときに映像信号に含まれる周波数成分）のみを検出し、このフリッカー周波数成分を比較手段５ｄに送る。上記のフリッカー周波数成分は、商用周波数５０［Ｈｚ］の照明下では１００［Ｈｚ］の周波数成分であり、商用周波数６０［Ｈｚ］の照明下では１２０［Ｈｚ］の周波数成分である。
【００４７】
上記の特定周波数検出手段５ｃは、例えば図３のように、ＢＰＦ（Band Pass Filter）５ｆと、積算手段５ｇとによって実現できる。ＢＰＦ５ｆは、入力された映像信号からフリッカー周波数成分（１００［Ｈｚ］または１２０［Ｈｚ］の周波数成分）のみを通過させ、積算手段５ｇに送る。積算手段５ｇは、上記のフリッカー周波数成分を、例えば１フレーム周期積算し、このフリッカー周波数成分の積算値を比較手段５ｄに送る。
【００４８】
［基準値設定手段５ｅ、比較手段５ｄ］
基準値設定手段５ｅは、あらかじめ設定されている基準値を比較手段５ｄに供給する。比較手段５ｄは、特定周波数検出手段５ｃによって検出されたフリッカー周波数成分の値と上記の基準値とを比較し、フリッカー周波数成分が基準値よりも大きければ、フリッカーを検知したものとし、フリッカー周波数成分が基準値以下であればフリッカーを検知しなかったものとし、検知結果を制御手段５ｂに送る。
【００４９】
［信号レベル検知手段５ｉ］
信号レベル検知手段５ｉは、積算手段６から入力された映像信号の積算値が、あらかじめ設定された基準値範囲内にあるか否かを判別することによって、映像信号のレベルを検知し、検知結果を制御手段５ｂに送る。
【００５０】
［制御手段５ｂ］
制御手段５ｂは、エリアセンサ１の動作モード（撮像モードまたはフリッカー検知モード）および電荷蓄積時間を制御するとともに、利得調整手段３の信号利得を制御する。この制御手段５ｂは、エリアセンサ１をフリッカー検知モードで動作させ、フリッカーを生じているか否かをフリッカー検知手段５ａによって検知し、そのあとエリアセンサ１を撮像モードに切り換える。フリッカーを生じていなければ、撮像モードにおいて、制御手段５ｂは、信号レベル検知手段５ｉによる映像信号レベルの検知結果に従って、電荷蓄積時間を連続的に調整することによって、映像信号のレベルを所定の範囲内に調整し、電荷蓄積時間によって信号レベルを調整できないときにのみ、利得調整手段３の信号利得を調整することによって、信号レベルを調整する。また、フリッカーを検知したあとの撮像モードにおいて、制御手段５ｂは、エリアセンサ１の電荷蓄積時間を、フリッカー周期（＝商用電源による交流点灯周期）の倍数（フリッカー周期を含む）に設定するとともに、利得調整手段３の信号利得を調整することによって、信号レベルを調整する。
【００５１】
［ＬＵＴ５ｈ］
ＬＵＴ５ｈには、フリッカーを検知したあとの撮像モードでのエリアセンサ１の電荷蓄積時間の設定値および利得調整手段３の信号利得の設定値の組合せがあらかじめテーブル化されており、フリッカーを検知したあとの撮像モードにおいては、制御手段５ｂは、ＬＵＴ５ｈを参照し、エリアセンサ１の電荷蓄積時間および利得調整手段３の信号利得を設定し、検知された映像信号のレベルに応じて電荷蓄積時間および信号利得を変更する。
【００５２】
［エリアセンサ１の撮像モードでの動作］
エリアセンサ１の撮像モードでの動作について、図２を参照しながら以下に説明する。駆動パルス発生手段１ｔは、演算手段５の制御手段５ｂから撮像モードで動作する旨の制御信号が入力されると、水平シフトレジスタ１ｒおよび垂直シフトレジスタ１ｑを制御し、エリアセンサ１を以下に説明するように撮像モードで動作させる。
【００５３】
時間（タイミング）をｔとし、第１ラインの第１列のＰＤ１ａがリセットされて電荷蓄積を開始するタイミングをｔ＝０とすると、撮像モードでは、ｔ＝ΔＴ（＞０）においてＰＤ１ｂがリセットされて電荷蓄積を開始し、以下ｔ＝２ΔＴ，３ΔＴ，…，（Ｎ−１）ΔＴにおいて、第１ラインの第３列以降のＰＤが順次リセットされ、ｔ＝ＮΔＴにおいて第２ラインの第１列のＰＤ１ｃがリセットされ、ｔ＝（Ｎ＋１）ΔＴにおいてＰＤ１ｄがリセットされ、以下ｔ＝（Ｎ＋２）ΔＴ，（Ｎ＋３）ΔＴ，…，（２Ｎ−１）ΔＴ，２ＮΔＴ，…，（ＭＮ−１）ΔＴにおいて、第２ラインの第３列〜第Ｍラインの第Ｎ列のＰＤが順次リセットされる。第１ラインの第１列のＰＤ１ａが再びリセットされるのは、第Ｍラインの第Ｎ列のＰＤがリセットされたあとである。
【００５４】
ここで、映像信号のフレーム周期をＴｆ、エリアセンサ１の撮像モードでの電荷蓄積時間（全てのＰＤにおいて同じ時間）をＴとすると、
Ｍ×Ｎ×ΔＴａ≦Ｔｆ
Ｔ≦Ｔｆ
である。
【００５５】
上記のリセット動作とともに、以下の読み出し動作がなされる。まず、ｔ＝Ｔになると、第１ラインの画素選択トランジスタ１ｉ，１ｊ，…がＯＮするとともに、列選択トランジスタ１ｎがＯＮし、ｔ＝０〜ｔ＝Ｔの間にＰＤ１ａに蓄積された電荷による撮像信号が読み出され、トランジスタ１ｉおよび１ｎを介して出力端子１ｓから出力され、そのあと列選択トランジスタ１ｎがＯＦＦする。次に、ｔ＝ΔＴ＋Ｔになると、列選択トランジスタ１ｐがＯＮし、ｔ＝ΔＴ〜ｔ＝ΔＴ＋Ｔの間にＰＤ１ｂに蓄積された電荷による撮像信号が読み出され、トランジスタ１ｊおよび１ｐを介して出力され、列選択トランジスタ１ｐがＯＦＦする。以下、同じようにして、ｔ＝２ΔＴ＋Ｔ，３ΔＴ＋Ｔ，…，（Ｎ−１）ΔＴ＋Ｔにおいて、第１ラインの第３列〜第Ｎ列のＰＤの撮像信号が順次読み出され、第Ｎ列のＰＤの撮像信号が読み出されたあとに、第１ラインの画素選択トランジスタ１ｉ，１ｊ，…はＯＦＦする。
【００５６】
次に、ｔ＝ＮΔＴ＋Ｔになると、第２ラインの画素選択トランジスタ１ｋ，１ｍ，…がＯＮするとともに、列選択トランジスタ１ｎがＯＮし、ｔ＝Ｎ×ΔＴ〜ｔ＝ＮΔＴ＋Ｔの間にＰＤ１ｃに蓄積された電荷による撮像信号が読み出され、列選択トランジスタ１ｎがＯＦＦする。次に、ｔ＝（Ｎ＋１）ΔＴ＋Ｔになると、列選択トランジスタ１ｐがＯＮし、時間ｔ＝（Ｎ＋１）ΔＴ〜ｔ＝（Ｎ＋１）ΔＴ＋Ｔの間にＰＤ１ｄに蓄積された電荷による撮像信号が読み出され、列選択トランジスタ１ｐがＯＦＦする。以下、同じようにして、ｔ＝（Ｎ＋２）ΔＴ＋Ｔ，（Ｎ＋３）ΔＴ＋Ｔ，…，（２Ｎ−１）ΔＴ＋Ｔ，２ＮΔＴ＋Ｔ，…，（ＭＮ−１）ΔＴ＋Ｔにおいて、第２ラインの第３列〜第Ｍラインの第Ｎ列のＰＤの撮像信号が順次読み出される。第１ラインの第１列のＰＤ１ａの撮像信号が再び読み出されるのは、第Ｍラインの第Ｎ列のＰＤの撮像信号が読み出されたあとである。このように、撮像モードでは、フレーム周期Ｔｆごとに、Ｍ×Ｎ個のＰＤ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…の撮像信号が順次読み出され、出力される。
【００５７】
［エリアセンサ１のフリッカー検知モードでの動作］
エリアセンサ１のフリッカー検知モードでの動作について、図２を参照しながら以下に説明する。駆動パルス発生手段１ｔは、演算手段５の制御手段５ｂからフリッカー検知モードで動作する旨の制御信号が入力されると、水平シフトレジスタ１ｒおよび垂直シフトレジスタ１ｑを制御し、エリアセンサ１を以下に説明するように撮像モードで動作させる。
【００５８】
時間（タイミング）をｔとし、第１ラインのＮ個のＰＤ１ａ，１ｂ，…が同時にリセットされて電荷蓄積を開始するタイミングをｔ＝０とすると、フリッカー検知モードでは、ｔ＝ΔＵ（＞０）において、第２ラインのＮ個のＰＤ１ｃ，１ｄ，…が同時にリセットされて電荷蓄積を開始し、以下同じようにして、ｔ＝２ΔＵ，３ΔＵ，…，（Ｍ−１）ΔＵにおいて、第３ライン〜第ＭラインのＮ個のＰＤが順次リセットされる。第１ラインのＰＤ１ａ，１ｂ，…が再びリセットされるのは、第ＭラインのＰＤがリセットされたあとである。
【００５９】
同じラインの全てのＰＤを同時にリセットする上記のリセット動作とともに、同じラインの全てのＰＤの撮像信号を加算し、ラインごとの撮像信号として出力する以下の読み出し動作がなされる。エリアセンサ１のフリッカー検知モードでの電荷蓄積時間（全てのＰＤにおいて同じ時間）をＵとする。まず、ｔ＝Ｕになると、第１ラインの画素選択トランジスタ１ｉ，１ｊ，…がＯＮするとともに、全ての列選択トランジスタ１ｎ，１ｐ，…がＯＮし、ｔ＝０〜ｔ＝Ｕの間に蓄積された電荷による、第１ラインのＮ個のＰＤ１ａ，１ｂ，…の撮像信号が、図２の太字の矢印のように同時に加算されて読み出され、第１ラインの撮像信号として出力端子１ｓから出力され、そのあと画素選択トランジスタ１ｉ，１ｊ，…および列選択トランジスタ１ｎ，１ｐ，…がＯＦＦする。
【００６０】
次に、ｔ＝ΔＵ＋Ｕになると、第２ラインの画素選択トランジスタ１ｋ，１ｍ，…がＯＮするとともに、全ての列選択トランジスタ１ｎ，１ｐ，…がＯＮし、ｔ＝ΔＵ〜ｔ＝ΔＵ＋Ｕの間に蓄積された電荷による、第２ラインのＮ個のＰＤ１ｃ，１ｄ，…の撮像信号が同時に加算されて読み出され、第２ラインの撮像信号として出力端子１ｓから出力され、そのあと画素選択トランジスタ１ｋ，１ｍ，…および列選択トランジスタ１ｎ，１ｐ，…がＯＦＦする。
【００６１】
以下、同じようにして、ｔ＝２ΔＵ＋Ｕ，３ΔＵ＋Ｕ，…，（Ｍ−１）ΔＵ＋Ｔにおいて、第３ライン〜第ＭラインのＮ個のＰＤの撮像信号が同時に加算されて順次読み出され、第３ライン〜第Ｍラインの撮像信号として出力端子１ｓから順次出力される。
【００６２】
ここで、上記フリッカー検知モードでの電荷蓄積時間Ｕは、例えば上記撮像モードでの電荷蓄積時間Ｔと同じである。また、上記のΔＵは、ラインごとの加算された撮像信号の出力時間間隔となり、撮像モードでのＰＤごとの撮像信号の出力時間間隔となる上記のΔＴを用いると、例えばΔＵ＝ＮΔＴである。なお、フリッカー検知モードでの電荷蓄積時間Ｕは、フリッカーを検知するために、商用電源による交流点灯周期の倍数（交流点灯周期を含む）でないことが必要である。つまり、商用周波数５０［Ｈｚ］の照明下では交流点灯周期１／１００［ｓ］の倍数でないことが必要であり、商用周波数６０［Ｈｚ］の照明下では交流点灯周期１／１２０［ｓ］の倍数でないことが必要である。また、例えば、Ｕ＝Ｔ／Ｎ、ΔＵ＝ΔＴとし、フレーム周期Ｔｆを撮像モードのときの１／Ｎに短縮することも可能である。
【００６３】
［前置信号処理手段２、利得調整手段３、Ａ／Ｄコンバータ４の動作］
撮像モードまたはフリッカー検知モードにおいてエリアセンサ１から出力された撮像信号は、前置信号処理手段２において、エリアセンサ１のトランジスタのスイッチングノイズなどのノイズを除去され、映像信号として利得調整手段３に送られ、利得調整手段３において増幅され、Ａ／Ｄコンバータ４に送られ、Ａ／Ｄコンバータ４においてディジタル信号に変換され、演算手段５のフリッカー検知手段５ａ（フリッカー検知モードのとき）、積算手段６、および信号処理手段８に送られる。
【００６４】
［信号処理手段８、積算手段６の動作］
上記ディジタルの映像信号は、信号処理手段８において、画質調整処理（例えば、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、エンハンス補正など）や変換処理などの信号処理を施され、必要な形式の映像信号にエンコードされ、出力端子７から出力される。積算手段６は、上記の映像信号を１フレームまたは数フレーム積算し、この積算値を演算手段５に送る。
【００６５】
［フリッカーの検知動作］
制御手段５ｂは、まず、エリアセンサ１の駆動パルス発生手段１ｔに、フリッカー検知モードで動作する旨の制御信号を送り、エリアセンサ１をフリッカー検知モードで動作させる。エリアセンサ１から出力された、ラインごとに加算された撮像信号は、前置信号処理手段２および利得調整手段３を介し、Ａ／Ｄコンバータ４においてディジタル信号に変換され、フリッカー検知手段５ａの特定周波数検出手段５ｃに入力される。
【００６６】
エリアセンサ１においてフリッカーを生じるときには、照明の交流点灯周波数と同じ周波数の成分が撮像信号に含まれる。以下、この周波数成分をフリッカー周波数と称する。つまり、商用周波数５０［Ｈｚ］の照明の交流点灯周波数は１００［Ｈｚ］であるから、この照明下でフリッカーが生じたとき、撮像信号には１００［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分が含まれる。また、商用周波数６０［Ｈｚ］の照明の交流点灯周波数は１２０［Ｈｚ］であるから、この照明下でフリッカーが生じたとき、撮像信号には１２０［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分が含まれる。
【００６７】
フリッカー検知手段５ａは、入力されたラインごとに加算された映像信号から上記のフリッカー周波数成分を検出し、このフリッカー周波数成分の大きさをもとに、フリッカーを生じているか否かを判別する。フリッカー検知手段５ａにおいて、特定周波数検出手段５ｃのＢＰＦ５ｆは、上記の映像信号に含まれるフリッカー周波数成分（１００［Ｈｚ］または１２０［Ｈｚ］）のみを通過させ、このフリッカー周波数成分を積算手段５ｇに送る。積算手段５ｇは、上記のフリッカー周波数成分１フレームごとに積算し、このフリッカー周波数成分の積算値を比較手段５ｄに送る。フリッカーを生じていれば、上記フリッカー周波数成分の積算値は大きくなる。比較手段５ｄは、上記フリッカー周波数成分の積算値を、基準値設定手段５ｅの基準値と比較し、上記の積算値が上記の基準値よりも大きければフリッカーを検知したものとし、上記の積算値が上記の基準値以下であればフリッカーを検知しなかったものとし、検知結果を制御手段１ｂに送る。
【００６８】
図４はエリアセンサ１内のある１列のＭ個のＰＤによる撮像信号に含まれるフリッカー周波数成分の波形図である。図４では、エリアセンサ１の列方向をＹ方向とし、エリアセンサ１の走査ラインを矢印で示してある。また、図４の波形図におけるＹ軸は、同時に時間軸でもある。図４のフリッカー周波数成分は、５０［Ｈｚ］の商用周波数の照明下では、周波数１００［Ｈｚ］の信号となり、６０［Ｈｚ］の商用周波数の照明下では、周波数１２０［Ｈｚ］の信号となる。
【００６９】
撮像モードにおいては、列ごとに電荷蓄積のタイミングが異なるため、異なる列のＰＤによる撮像信号（例えば、第１列のＭ個のＰＤによる撮像信号と、中央の列のＭ個のＰＤによる撮像信号）では、これらの映像信号に含まれている図４のフリッカー周波数成分の位相が異なる。このため、撮像モードにおいてエリアセンサ１から出力された映像信号、またはこの映像信号をラインごとに積算した映像信号には、異なる位相のフリッカー周波数成分が含まれ、特定周波数検出手段５ｃの構成が複雑になる。
【００７０】
しかし、フリッカー検知モードでは、同じラインの全てのＰＤの電荷蓄積タイミングは同じであり、従って全ての列の電荷蓄積のタイミングは同じであるため、全ての列の撮像信号に含まれるフリッカー周波数成分が同位相となる。これおにより、フリッカー検知モードによるラインごとに加算された撮像信号には、図４のフリッカー周波数成分を単純にＮ個（列の個数分）加算したフリッカー周波数成分が含まれることとなる。従って、フリッカー検知モードによるラインごとに加算された映像信号には、単一位相のレベルの大きなフリッカー周波数成分が含まれることとなるため、特定周波数検出手段５ｃの構成を簡単にできるとともに、フリッカー周波数成分を容易に検出できる。
【００７１】
図５はフリッカーを生じるときのエリアセンサ１の電荷蓄積時間を説明する図である。図５において、ｆ（ｔ）は照度の時間関数である。エリアセンサ１においては、全ての画素の電荷蓄積時間は同じであるが、電荷蓄積タイミングは画素ごとに異なる。このため、図５のａ−ｂ間を電荷蓄積時間とする画素と、ｃ−ｄ間を電荷蓄積時間とする画素では、電荷蓄積時間に照射される光量が異なる。これにより、蓄積される電荷量が異なり、フリッカーを生じる。すなわち、フリッカーが生じるときは、次式（１）となる。式（１）において、ｆ（ｔ）は照度の時間関数である（図５参照）。
【数１】
0003685686.tif 000002
フリッカーを生じないためには、電荷蓄積時間（図５のａ−ｂ間の時間およびｃ−ｄ間の時間）が、次式（２）を満たすことが必要である。
【数２】
0003685686.tif 000003
式（２）を満たす電荷蓄積時間の値は、照明の交流点灯周期の倍数（交流点灯周期を含む）であり、従ってフリッカー周期（フリッカー周波数成分の周期）の倍数（フリッカー周期を含む）である。つまり、フリッカー周期（交流点灯周期）が１／１００［ｓ］のときには、フリッカーを生じない電荷蓄積時間は、１／１００［ｓ］，２／１００［ｓ］，３／１００［ｓ］，…である。また、フリッカー周期（交流点灯周期）が１／１２０［ｓ］のときには、フリッカーを生じない電荷蓄積時間は、１／１２０［ｓ］，２／１２０［ｓ］，３／１２０［ｓ］，…である。ただし、これらフリッカーを生じない電荷蓄積時間は、映像信号のフレーム周期以下である必要がある。例えば、電荷蓄積時間がフリッカー周期（交流点灯周期）に等しいとき、図６のように、それぞれの画素に照射される光量は等しくなり、フリッカーを生じない。
【００７２】
制御手段５ｂは、フリッカーを検知しなかったときは、エリアセンサ１の動作モードを撮像モードに切り換える。また、制御手段５ｂは、フリッカーを検知したときは、エリアセンサ１の電荷蓄積時間をフリッカーの生じないフリッカー周期の倍数に設定し、エリアセンサ１の動作モードを撮像モードに切り換える。例えば、制御手段５ｂは、１００［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分を検知するフリッカー検知手段５ａによってフリッカーを検知したとき、エリアセンサ１の電荷蓄積時間を、フリッカー周期と同じ１／１００［ｓ］に設定し、エリアセンサ１の動作モードを撮像モードに切り換える。
【００７３】
撮像モードにおいては、信号レベル検知手段５ｉは、積算手段６による映像信号の積算値と、あらかじめ設定された基準値範囲とを比較し、上記の積算値が基準値範囲よりも大きいときは露出過多であるとし、上記の積算値が基準値範囲よりも小さいときは露出不足であるとし、比較結果を制御手段５ｂに送る。制御手段５ｂは、露出過不足のときには、上記の積算値が基準値範囲となるように（映像信号のレベルが一定になるように）、エリアセンサ１の電荷蓄積時間を調整し、必要に応じて利得調整手段３の信号利得を調整する。
【００７４】
フリッカーが検知されなかったあとの撮像モードにおいては、電荷蓄積時間を連続的に調整することができるため、映像信号レベルの調整は、エリアセンサ１の電荷蓄積時間を調整すれば足り、電荷蓄積時間によって調整できないときにのみ、利得調整手段３の利得を調整する。
【００７５】
しかし、フリッカーが検知されたあとの撮像モードにおいては、電荷蓄積時間はフリッカー周期の倍数に設定する必要があり、電荷蓄積時間は離散的な値でしか調整することができない。このため、分解能の荒い露出制御となってしまい、電荷蓄積時間が切り換えられたときの画像が不自然なものになってしまう。
【００７６】
そこで、制御手段５ｂは、フリッカーが検知されたあとの撮像モードにおいては、図７および図８のようにエリアセンサ１の電荷蓄積時間Ｔおよび利得制御手段３の信号利得Ｇを制御する。図７はフリッカー周波数成分が１００［Ｈｚ］となる照明（商用周波数５０［Ｈｚ］の照明）下での電荷蓄積時間Ｔおよび信号利得Ｇの制御を説明する図であり、（ａ）は被写体照度Ｌに対するエリアセンサ１の電荷蓄積時間Ｔの設定値、（ｂ）は被写体照度Ｌに対する利得調整手段３の信号利得Ｇの設定値である。また、図８はフリッカー周波数成分が１２０［Ｈｚ］となる照明（商用周波数６０［Ｈｚ］の照明）下での電荷蓄積時間Ｔおよび信号利得Ｇの制御を説明する図であり、（ａ）は被写体照度Ｌに対するエリアセンサ１の電荷蓄積時間Ｔの設定値、（ｂ）は被写体照度Ｌに対する利得調整手段３の信号利得Ｇの設定値である。
【００７７】
フリッカーを生じる照明下での撮像モードでは、図７（ａ）および図８（ａ）のように、被写体照度Ｌに対して電荷蓄積時間Ｔを不連続の値でしか制御できないため、同じ値の電荷蓄積時間Ｔが設定される被写体照度Ｌの範囲内において、図７（ｂ）および図８（ｂ）のように、信号利得Ｇの値を連続的に変化させることによって不連続な露出制御を補い、映像信号のレベルを一定に保持する。図７および図８のように電荷蓄積時間Ｔおよび信号利得Ｇを制御することによって、被写体の明るさがいかなるときでも不連続のない一定レベルの映像信号を得ることができる。
【００７８】
フリッカーを生じる照明下での電荷蓄積時間Ｔおよび信号利得Ｇの設定値の組合せの一覧は、ＬＵＴ５ｈとして演算手段５内にあらかじめ設けられている。図９はＬＵＴ５ｈの構造図であり、（ａ）は商用周波数５０［Ｈｚ］の照明下でのＬＵＴ５ｈの構成、（ｂ）は商用周波数６０［Ｈｚ］の照明下でのＬＵＴ５ｈの構成である。制御手段５ｂは、信号レベル検知手段５ｉからの映像信号の積算値（積算手段６による積算値）と基準値範囲との比較結果に従って、ＬＵＴ５ｈを参照し、ＬＵＴ５ｈに従って電荷蓄積時間Ｔおよび信号利得Ｇを設定する。
【００７９】
例えば、フリッカー検知手段５ａが１００［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分を検知するものであるとき、ＬＵＴ５ｈの初期参照アドレスをｎ＝４とすると、制御手段５ｂは、フリッカーを検知すると、ＬＵＴ５ｈのアドレスｎ＝４を参照し、エリアセンサ１の電荷蓄積時間Ｔを１／１００［ｓ］に設定するとともに、利得調整手段３の信号利得Ｇを５（最大値）に設定する。この初期設定において、映像信号の積算値が基準値範囲よりも大きければ、制御手段５ｂは、参照アドレスｎをデクリメントし（ｎ＝３）、ＬＵＴ５ｈのアドレスｎ＝３を参照し、利得調整手段３の信号利得Ｇを４に変更する。この設定においても、上記映像信号の積算値が基準値範囲よりも大きければ、制御手段５ｂは、参照アドレスｎをさらにデクリメントし（ｎ＝２）、ＬＵＴ５ｈのアドレスｎ＝２を参照し、利得調整手段３の信号利得Ｇを３に変更する。また、上記の初期設定において、映像信号の積算値が基準値範囲よりも小さければ、制御手段５ｂは、参照アドレスｎをインクリメントし（ｎ＝５）、ＬＵＴ５ｈのアドレスｎ＝５を参照し、利得調整手段３の信号利得Ｇを２（最小値）に変更するとともに、エリアセンサ１の電荷蓄積時間Ｔを２／１００［ｓ］に変更する。このように、図７および図８の電荷蓄積時間Ｔおよび信号利得Ｇの設定値を、図９のようにＬＵＴ５ｈとして演算手段５内に設けておくことにより、露出制御および信号利得制御が容易になる。
【００８０】
このように実施の形態１によれば、同じラインの全てのＰＤの電荷蓄積を同時に開始させるとともにラインごとに順次電荷蓄積を開始させ、同じラインの全てのＰＤに蓄積された電荷を同時に加算して読み出すことにより、それぞれのラインの加算された撮像信号をエリアセンサ１から順次出力させ、ラインごとの加算された映像信号からフリッカーを検知し、フリッカーを検知した場合には、電荷蓄積時間をフリッカー周期の倍数（フリッカー周期）に設定することにより、電荷蓄積タイミングが画素ごとに異なる撮像エリアセンサにおいてフレーム内に生じるフリッカーを検知でき、このフリッカーを除去することができる。
【００８１】
なお、信号レベル検知手段５ｉによる映像信号レベルの検知結果に従って、ＬＵＴ５ｈの参照アドレスをインクリメントまたはデクリメントする方法は、映像信号レベルの制御方法の一例であり、他の方法によってＬＵＴ５ｈを参照することも可能である。また、上記実施の形態１では、フリッカー検知モードにおいて、同じラインの全てのＰＤの蓄積電荷を加算して読み出したが、同じラインのＰＤの内の所定の複数個のＰＤの蓄積電荷を加算して読み出すようにしても、フリッカーを検知できる。また、利得調整手段３または前置信号処理手段２から出力されたアナログの映像信号（ラインごとの加算された映像信号）をフリッカー検知手段５ａに入力する構成とすることも可能であり、特定周波数検出手段５ｃ、比較手段５ｄをアナログ回路によって実現することも可能である。これらの場合には、フリッカー検知手段５ａにＡ／Ｄコンバータを設ける必要がある。
【００８２】
実施の形態２．
実施の形態２の撮像装置は、上記実施の形態１の撮像装置において、演算手段５の構成を変更したものである。図１０は本発明の実施の形態２の撮像装置における演算手段５の構成図である。なお、図１０において、図１と同じものには同じ符号を付してある。
【００８３】
図１０のように、実施の形態２の演算手段５は、フリッカー検知手段５ｊと、制御手段５ｂと、ＬＵＴ５ｈと、信号レベル検知手段５ｉとを有する。フリッカー検知手段５ｊは、特定周波数検出手段５ｃ，５ｋと、比較手段５ｄとによって構成される。
【００８４】
特定周波数検出手段５ｃは、ラインごとの加算された映像信号からフリッカー周波数成分（１００［Ｈｚ］または１２０［Ｈｚ］の周波数成分）を検出し、特定周波数検出手段５ｋは、上記の映像信号から上記フリッカー周波数成分以外の周波数成分を検出する。特定周波数検出手段５ｋは、例えば特定周波数検出手段５ｃ（図３参照）と同じようにＢＰＦおよび積算手段によって実現できる。
【００８５】
比較器５ｄは、特定周波数検出手段５ｃによって検出されたフリッカー周波数成分（第１の周波数成分）の値と、特定周波数検出手段５ｋによって検出されたフリッカー周波数成分でない周波数成分（第２の周波数成分）の値とを比較し、第１の周波数成分が第２の周波数成分よりも所定値以上大きいとき、フリッカーを検知したものとする。
【００８６】
このように実施の形態２によれば、フリッカー周波数成分（第１の周波数成分）を検出する特定周波数検出手段５ｃの他に、フリッカー周波数成分でない周波数成分（第２の周波数成分）を検出する特定周波数検出手段５ｋを設け、比較器５ｄにおいてそれぞれの波数成分の値を比較し、第１の周波数成分が第２の周波数成分よりも所定値以上大きいときフリッカーを検知したものとすることにより、フリッカー検知手段を簡単な構成で実現できる。
【００８７】
実施の形態３．
実施の形態３の撮像装置は、上記実施の形態１の撮像装置において、演算手段５の構成を変更したものである。図１１は本発明の実施の形態３の撮像装置における演算手段５の構成図である。なお、図１１において、図１と同じものには同じ符号を付してある。
【００８８】
図１１のように、実施の形態３の演算手段５は、フリッカー検知手段５ｍと、制御手段５ｂと、ＬＵＴ５ｈと、信号レベル検知手段５ｉとを有する。フリッカー検知手段５ｍは、特定周波数検出手段５ｃ，５ｎと、比較手段５ｄ，５ｐと、基準値設定手段５ｅとによって構成される。
【００８９】
特定周波数検出手段５ｃは、ラインごとの加算された映像信号から１００［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分を検出し、特定周波数検出手段５ｎは、上記の映像信号から１２０［Ｈｚ］の周波数成分を検出する。
【００９０】
比較手段５ｄは、特定周波数検出手段５ｃによって検出された１００［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分（第１のフリッカー周波数成分）の値と、基準値設定手段５ｅの基準値とを比較し、第１のフリッカー周波数成分が基準値よりも大きいとき、商用周波数５０［Ｈｚ］の照明によるフリッカー周期１／１００［ｓ］のフリッカーを検知したものとする。また、比較手段５ｐは、特定周波数検出手段５ｎによって検出された１２０［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分（第２のフリッカー周波数成分）の値と、基準値設定手段５ｅの基準値とを比較し、第１のフリッカー周波数成分が基準値よりも大きいとき、商用周波数６０［Ｈｚ］の照明によるフリッカー周期１／１２０［ｓ］のフリッカーを検知したものとする。
【００９１】
この実施の形態３では、ＬＵＴ５ｈには、図９（ａ）の商用周波数５０［Ｈｚ］用のテーブル、および図９（ｂ）の商用周波数６０［Ｈｚ］用のテーブルが設けられている。制御手段５ｂは、フリッカー周期１／１００［ｓ］のフリッカーが検知されたときには、ＬＵＴ５ｈの商用周波数５０［Ｈｚ］用のテーブルを参照してエリアセンサ１の電荷蓄積時間および利得制御手段３の信号利得を設定し、フリッカー周期１／１００［ｓ］のフリッカーが検知されたときには、ＬＵＴ５ｈの商用周波数５０［Ｈｚ］用のテーブルを参照してエリアセンサ１の電荷蓄積時間および利得制御手段３の信号利得を設定する。
【００９２】
このように実施の形態３によれば、１００［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分（第１のフリッカー周波数成分）を検出する特定周波数検出手段５ｃと、１２０［Ｈｚ］のフリッカー周波数成分（第２のフリッカー周波数成分）を検出する特定周波数検出手段５ｎと、第１のフリッカー周波数成分を基準値と比較する比較器５ｄと、第２のフリッカー周波数成分を基準値と比較する比較器５ｐとを設け、、第１のフリッカー周波数成分が基準値より大きいとき、フリッカー周期１／１００［ｓ］のフリッカーを検知したものとし、第２のフリッカー周波数成分が基準値より大きいとき、フリッカー周期１／１２０［ｓ］のフリッカーを検知したものとすることにより、簡単な構成で、商用周波数５０［Ｈｚ］の照明下で生じるフリッカーおよび商用周波数６０［Ｈｚ］の照明下で生じるフリッカーの両方を検知できるとともに、いずれの商用周波数によるフリッカーが生じているかを判別することができる。
【００９３】
実施の形態４．
上記実施の形態１の演算手段５は、マイコンなど用いて実現することができる。以下に説明する実施の形態４の撮像装置は、上記実施の形態１の撮像装置において、演算手段５をマイコンを用いて実現したものである。図１２は本発明の実施の形態４の撮像装置における演算手段５の構成図である。
【００９４】
図１１のように、実施の形態４のマイコンによる演算手段５は、ＣＰＵ５ｑと、ＲＯＭ５ｒとを有する。ＣＰＵ５ｑは、図１のフリッカー検知手段５ａ（基準値設定手段５ｅを除く）、制御手段５ｂ、および信号レベル検知手段５ｉに相当する。ＲＯＭ５ｒには、基準値設定手段５ｅによる基準値、およびＬＵＴ５ｈのデータが記録されている。また、ＲＯＭ５ｒには、フリッカー検知手段５ａによるフリッカー検知手順、信号レベル検知手段５ｉによる信号レベル検知手順、および制御手段５ｂによる制御手順のプログラムが記憶されている。
【００９５】
このように実施の形態４によれば、演算手段５をマイコンによって実現することにより、演算手段５を簡単な構成で実現できる。
【００９６】
実施の形態５．
上記実施の形態１のエリアセンサ１はＣＭＯＳにて構成されているため、エリアセンサ１に、前置信号処理手段２、利得調整手段３、Ａ／Ｄコンバータ４などの回路を内蔵させることも技術的に可能である。実施の形態５の撮像装置は、上記実施の形態１の撮像装置において、エリアセンサ１に上記の回路を内蔵させたものである。図１３は本発明の実施の形態５の撮像装置の構成図である。また、図１４は図１３のエリアセンサ１１の構成図である。図１３および図１４において、図１または図２と同じものには、同じ符号を付してある。
【００９７】
図１３のように、実施の形態５の撮像装置は、エリアセンサ１１と、演算手段５と、積算手段６と、信号処理手段８とを備えている。また、図１４のように、エリアセンサ１１は、画素アレイ１１ａと、垂直シフトレジスタ１ｑと、水平シフトレジスタ１ｒと、駆動パルス発生手段１ｔと、前置信号処理手段２と、利得調整手段３と、Ａ／Ｄコンバータ４と、レジスタファイル１１ｈと、入力端子１１ｉと、レジスタ値入力端子１１ｊと、出力端子１１ｋとを有する。画素アレイ１１ａは、図２のエリアセンサ１のＰＤ（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…）、増幅器（１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，…）、リセット回路（１ｕ，１ｖ，１ｗ，１ｘ，…）、画素選択トランジスタ（１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ，…）、および列選択トランジスタ（１ｎ，１ｐ，…）に相当する。
【００９８】
入力端子１１ｉは、演算手段５の制御手段５ｂ（図１参照）に接続されている。制御手段５ｂは、入力端子１１ｉに制御信号を送ることによって、エリアセンサ１１の動作モードを撮像モードまたはフリッカー検知モードに切り換えるとともに、電荷蓄積時間を設定する。
【００９９】
出力端子１１ｉは、積算手段６、信号処理手段演算手段８、および演算手段４のフリッカー検知手段５ａ（図１参照）に接続されている。画素アレイ１１ａから出力された撮像信号は、前置信号処理手段２においてノイズ除去され、利得調整手段３において増幅され、Ａ／Ｄコンバータ４においてディジタル信号に変換され、出力端子１１ｉから積算手段６、信号処理手段演算手段８、およびフリッカー検知手段５ａに入力される。
【０１００】
レジスタファイル１１ｈは、利得調整手段３の信号利得値を設定するとともに、Ａ／Ｄコンバータ４にリファレンス電圧値を供給する。レジスタファイル１１ｈのレジスタ設定は、レジスタ値入力端子１１ｊから入力され、レジスタ値入力端子１１ｊは、演算手段５に接続されている。演算手段５は、利得調整手段３の信号利得を変えたいときは、その信号利得値をレジスタ値入力端子１１ｊに出力し、レジスタファイル１１ｈによって信号利得値を変化させる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撮像装置によれば、電荷蓄積タイミングが光電変換素子ごとに異なる撮像エリアセンサにおいてフレーム内に生じるフリッカーを容易に検知でき、このフリッカーを除去することができるという効果がある。
【０１０３】
また、本発明の請求項１または２に記載の撮像装置によれば、フリッカー検知手段を簡単な構成で実現できるという効果がある。
【０１０４】
また、本発明の請求項３記載の撮像装置によれば、簡単な構成で、商用周波数５０［Ｈｚ］によるフリッカーおよび商用周波数６０［Ｈｚ］によるフリッカーの両方を検知することができるとともに、いずれの商用周波数によるフリッカーが生じているかを判別できるという効果がある。
【０１０５】
また、本発明の請求項４記載の撮像装置によれば、特定周波数検出手段を簡単な構成で実現することができるという効果がある。
【０１０６】
また、本発明の請求項５記載の撮像装置によれば、フリッカーを除去でき、かつ映像信号レベルをスムーズに調整できるという効果がある。
【０１０７】
また、本発明の請求項６記載の撮像装置によれば、フリッカーの生じない電荷蓄積時間および信号の利得値をＬＵＴ化しておくことで、フリッカーを検知したあとの第１のモードでの電荷蓄積時間および信号利得の制御が容易になるという効果がある。
【０１０８】
また、本発明の請求項８記載の撮像装置によれば、フリッカーの生じない電荷蓄積時間および信号の利得値をＬＵＴ化しておくことで、フリッカーを検知したあとの第１のモードでの電荷蓄積時間および信号利得の制御が容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の撮像装置の構成図である。
【図２】  図１のエリアセンサの構成図である。
【図３】  図１の特定周波数検出手段の構成図である。
【図４】  図２のエリアセンサ内のある１列のＰＤによる撮像信号に含まれるフリッカー周波数成分の波形図である。
【図５】  フリッカーが生じるときの図２のエリアセンサの電荷蓄積時間を説明する図である。
【図６】  フリッカーを生じないときの図２のエリアセンサの電荷蓄積時間を説明する図である。
【図７】  図１の撮像装置においてフリッカー周波数成分が１００［Ｈｚ］となる照明（商用周波数５０［Ｈｚ］の照明）下での電荷蓄積時間および信号利得の制御を説明する図である。
【図８】  図１の撮像装置においてフリッカー周波数成分が１２０［Ｈｚ］となる照明（商用周波数６０［Ｈｚ］の照明）下での電荷蓄積時間および信号利得の制御を説明する図である。
【図９】  図１のＬＵＴの構造図である。
【図１０】  本発明の実施の形態２の撮像装置における演算手段の構成図である。
【図１１】  本発明の実施の形態３の撮像装置における演算手段の構成図である。
【図１２】  本発明の実施の形態４の撮像装置における演算手段の構成図である。
【図１３】  本発明の実施の形態５の撮像装置の構成図である。
【図１４】  図１３のエリアセンサの構成図である。
【図１５】  ＣＣＤエリアセンサを備えた従来の撮像装置の構成図である。
【図１６】  ＣＣＤエリアセンサの原理図である。
【図１７】  ＣＣＤエリアセンサにおいてフリッカーを生じる原理を説明する図である。
【図１８】  ＣＣＤエリアセンサにおけるフリッカーの抑圧方法を説明する図である。
【図１９】  従来のＣＭＯＳエリアセンサの構成図である。
【図２０】  図１９のエリアセンサの走査を説明する図である。
【図２１】  図１９のエリアセンサにおいてフリッカーを生じる原理を説明する図である。
【図２２】  図１９のエリアセンサでフリッカーを生じているときのラインごとの信号レベルを示す図である。
【図２３】  図１９のエリアセンサによるフリッカーを生じた画面を示す図である。
【符号の説明】
１  エリアセンサ、  １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  光電変換素子（フォトダイオード）、  １ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ  増幅器、  １ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎ，１ｐ  トランジスタ、  １ｑ  垂直シフトレジスタ、  １ｒ  水平シフトレジスタ、  １ｓ  出力端子、  １ｔ  駆動パルス発生手段、  １ｕ，１ｖ，１ｗ，１ｘ  リセット回路、  ２  前置信号処理手段、  ３  利得調整手段、  ４  Ａ／Ｄコンバータ、  ５  演算手段、  ５ａ，５ｉ，５ｍ  フリッカー検知手段、５ｂ  制御手段、  ５ｃ，５ｋ，５ｎ  特定周波数検出手段、  ５ｄ，５ｐ  比較手段、  ５ｅ  基準値設定手段、  ５ｆ  ＢＰＦ、  ５ｇ  積算手段、  ５ｈ  ＬＵＴ、  ５ｑ  ＣＰＵ、  ５ｒ  ＲＯＭ、  ６  積算手段、  ７  出力端子、  ８  信号処理手段、  １１  エリアセンサ、  １１ａ  画素アレイ、  １１ｈ  レジスタファイル、  １１ｉ  入力端子、  １１ｊ  レジスタ値入力端子、  １１ｋ  出力端子。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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