(57)【要約】【課題】  商用交流電源周期に応じた蛍光灯の点灯周期と露光周期のずれによって発生するカラーローリング（色フリッカ）の抑制を図る。【解決手段】  所定のフレームごとに、例えば垂直同期信号（ＴＭＧ）の出力タイミングを水平ライン単位の時間分変化させてフレームの時間長を可変することで、商用交流電源周期に対する露光周期のずれを補正する。この際、補正を行う周期と補正すべき時間長との設定により、商用交流電源周期と露光周期とを一致させることができる。これによってカラーローリングの抑制が図られる。【選択図】図３
2005354292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子に対して垂直同期信号に基づく周期的な露光を行ってフレーム画像を得る撮像手段と、
上記垂直同期信号の出力タイミングを１フレーム期間の時間長と一致しない時間長により変化させて、上記撮像手段における上記撮像素子に対する露光タイミングを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記制御手段は、
上記垂直同期信号を生成するためのカウンタのカウントオーバー値を変化させることで、上記垂直同期信号の出力タイミングを変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
上記制御手段は、
上記垂直同期信号を生成するための垂直カウンタのカウントオーバー値を変化させることで、上記垂直同期信号の出力タイミングを変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
上記制御手段は、
所定間隔おきのフレームでのみ、上記垂直同期信号の出力タイミングを変化させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
上記制御手段は、
所定間隔おきのフレームでは、上記垂直同期信号の出力タイミングを第１の変化量としての時間長により変化させ、上記所定間隔おきのフレームを除くフレームでは、上記垂直同期信号の出力タイミングを第２の変化量としての時間長により変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
撮像素子に対して垂直同期信号に基づく周期的な露光を行ってフレーム画像を得る撮像手段を備えた撮像装置における撮像方法として、
上記垂直同期信号の出力タイミングを１フレーム期間の時間長と一致しない時間長により変化させて、上記撮像手段における上記撮像素子に対する露光タイミングを制御するようにした、
ことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばビデオカメラなどに備えられる撮像装置とその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ビデオカメラにおいては、蛍光灯のように一定の発光周期を有する光源を撮影した場合や、これに照射される被写体を撮影した場合に、動画像に周期的な色の変化が生じることがわかっている。いわゆる、カラーローリング（色フリッカ）と呼ばれる現象である。
【０００３】
このようなカラーローリングの発生原理を図８により説明する。
図８において、図８（ａ）には商用交流電源周期を示している。ここでは、商用交流電源周期が６０Ｈｚとされる場合が例示されている。
また、図８（ｂ）には、蛍光灯により照射される光に含まれる、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）成分の時間ｔの経過に伴う変化を示している。図８（ａ）に示す商用交流電源周期に基づいた場合、蛍光灯の発光周期は図示するように１２０Ｈｚとなる。
図８（ｃ）には垂直同期信号の周期を示している。例えばＮＴＳＣ方式による撮像動作の場合は５９．９４Ｈｚとなる。
【０００４】
一般的に撮像装置は、垂直同期信号の周期に応じて撮像素子への露光を行って、１フレームごと（ＮＴＳＣでは１フィールドごと）の撮像画像を得るようにされている。
つまり、この場合の撮像装置の露光タイミングは、図中に露光時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４と示したような、図８（ｃ）に示される垂直同期信号の周期に応じたものとなる。
そして、このように撮像装置における露光動作が垂直同期信号の周期に応じたものとされることにより、この場合の露光タイミング（５９．９４Ｈｚ）は、蛍光灯の２回分の発光タイミング（６０Ｈｚ）に対して、「１／５９．９４−１／６０」ｓｅｃずつ徐々にずれていくことになる。
【０００５】
露光タイミングと蛍光灯の発光タイミングとに徐々にずれが生じてくることによっては、各露光時間Ｔ１〜Ｔ４において得られる蛍光灯のＲＧＢ成分の割合に変化が生じてくることになる。
例えば、図中時点ｔ１における垂直同期信号に対応した露光時間Ｔ１では、蛍光灯のＲＧＢ成分のうちＲ成分の比率が多いことがわかる。
これに対し、以降の露光時間Ｔ２、露光時間Ｔ３となるにつれて、図のように蛍光灯の発光タイミングと露光タイミングとに徐々にずれが生じ、露光時間中に得られるＲ成分の割合は減少していくことになる。そして、時点ｔ４における垂直同期信号に対応する露光時間Ｔ４に至ると、比較的Ｂ成分が多く含まれた撮像画像が得られることがわかる。
このようにして、蛍光灯のように周期的な発光を行う光源の下で撮像した撮像画像には、時間経過と共に周期的な色の変化が生じてしまうことになる。
【０００６】
ところで、上記説明では、撮像装置としてＮＴＳＣ方式に対応した構成が採られ、垂直同期信号周期（つまり撮像素子への露光周期）が５９．９４Hzとされる場合を例に挙げたが、例えば、近年において普及している携帯電話機等に搭載される撮像装置では、１０フレーム／秒や１５フレーム／秒といったフレームレートを採用しているものがある。すなわち、商用交流電源周期に対応した露光周期が得られるようなフレームレートが設定されているものである。
このようなフレームレートの設定によれば、例えば６０Hzによる商用電源周期により点灯される蛍光灯下では、カラーローリングの発生が理論上はあり得ないことになる。
【０００７】
なお、以下の特許文献には、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）制御を利用してカラーローリングの抑制を図る従来技術について記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２０５６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のようにして商用電源周期に対応するフレームレートが採用される撮像装置としても、厳密には、電源周期に対してフレーム周期がわずかながらずれてしまう場合もある。
このようなずれは、撮像装置で採用される動作クロックの周波数と、撮像素子の画素数に基づいて設定された水平・垂直の各カウンタの値との関係により発生する。
例えば、上記で例示したように１０フレーム／秒のフレームレートが採用される場合に、システムクロックとして７．２ＭHz、水平・垂直の各カウンタの値がＶ＝４４０、Ｈ＝１６４０である場合を想定してみる。
先ず、撮像装置において、１フレーム分の時間長は、システムクロックをＦ、垂直カウンタの値（ライン数）をＶ、水平カウンタの値（クロック）をＨとした場合に、
Ｖ×Ｈ÷Ｆ
により求められる。
つまり、この場合フレームレートとしては１０フレーム／秒であることから、
Ｖ×Ｈ÷Ｆ＝０．１秒
が成り立つ必要があることになる。
【０００９】
しかしながら、上記のようにシステムクロックの周波数としてＦ＝７．２ＭHzが設定される下では、１フレーム分の実際の時間長は、
４４０×１６４０÷７２０００００＝０．１００２２２２・・・
により、厳密には１フレーム＝０．１秒とはならない。すなわち、この場合は１フレームごとに０．０００２秒程度のずれが生じることになる。
【００１０】
このようにして、電源周期に対応するとされるフレームレートが設定される場合であっても、厳密にはフレームレート（フレーム周期）がコンマ数％程度ずれる場合がある。つまり、この場合も電源周期と垂直同期信号周期とにずれが生じることになり、これに伴って蛍光灯の点灯周期と露光タイミングとにずれが生じることとなって、先と同様の原理によりカラーローリングが発生してしまうものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明では以上のような問題点に鑑み、撮像装置として以下のように構成することとした。
つまり、撮像素子に対して垂直同期信号に基づく周期的な露光を行ってフレーム画像を得る撮像手段と、上記垂直同期信号の出力タイミングを１フレーム期間の時間長と一致しない時間長により変化させて、上記撮像手段における上記撮像素子に対する露光タイミングを制御する制御手段とを備えるようにしたものである。
【００１２】
また、本発明では撮像方法として以下のようにすることとした。
すなわち、本発明の撮像方法としては、撮像素子に対して垂直同期信号に基づく周期的な露光を行ってフレーム画像を得る撮像手段を備えた撮像装置における撮像方法であって、上記垂直同期信号の出力タイミングを１フレーム期間の時間長と一致しない時間長により変化させて、上記撮像手段における上記撮像素子に対する露光タイミングを制御するようにしたものである。
【００１３】
上記構成によれば、垂直同期信号周期（撮像素子に対する露光の周期）は、１フレーム期間の時間長とは一致しない時間長により変化される。つまり、このように変化量が１フレーム期間の時間長と一致しない時間長となることで、フレーム周期の位相を本来の位相から変化させることができるものである。
この際、先にも説明したように厳密なフレームレートによるフレーム周期（垂直同期信号周期）と実際のフレーム周期とのずれ量は、設定されるクロックと撮像素子の画素数に基づいて設定された水平・垂直の各カウンタの値に基づいて予め算出することができる。そこで、このようにして求められるずれを吸収できるように、垂直同期信号の出力タイミングを変化させるフレームの間隔とその変化量との組み合わせが設定されれば、垂直同期信号周期を厳密な周期に補正することができる。つまりこれにより、商用交流電源周期に対応したフレームレートが設定される場合において、カラーローリングの抑制を図ることができる。
或いは、元々垂直同期信号周期と商用交流電源周期とが一致しないフレームレートが設定されている下でも、上記した露光タイミングを変化させるフレームの間隔周期とその変化量との組み合わせとして、そのずれを吸収できるものに設定されれば、同様にカラーローリングの抑制を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のようにして本発明によれば、商用交流電源周期（蛍光灯の点灯周期）と露光周期との一致を図ることが可能であり、カラーローリングの抑制を図ることができる。
また、このような本発明によれば、露光タイミングは変化されるものの露光時間の制御は通常どおり行うことができ、カラーローリング抑制のために画質が低下する等といったデメリットは生じない。
また、カラーローリング抑制のためにオートホワイトバランス（ＡＷＢ）制御を利用するものでもないので、この点でもカラーローリング抑制に係る画質低下を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
図１は、本発明における第１の実施の形態としての撮像装置１の内部構成例を示したブロック図である。
この図に示される撮像装置１としては、例えば携帯電話機が備えるカメラブロックとして実装されることが想定される。
先ず、図示するレンズ２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）３に対する集光と結像を行う。
ＣＣＤ３は、レンズ２による集光・結像により得られる光を電気信号に変換する。このＣＣＤ３としては、いわゆる電子シャッター機能として、露光タイミングや電荷の蓄積時間を可変可能に構成される。ＣＣＤ３による露光タイミングは、後述するマイクロコンピュータ７からの露光タイミング制御信号ＴＭＧに基づいて制御される。
【００１６】
ＡＦＥ（Analog Front End processor）４は、ＣＣＤ３により得られる電気信号についてＡＧＣ（自動利得制御）を行う。また、ＣＣＤ３より供給される電気信号に対し、相関二重サンプリング回路によるノイズ除去を行う。そして、これにより得られた電気信号をデジタル信号に変換してカメラ信号処理部５に対して供給する。
【００１７】
カメラ信号処理部５は、上記のようにしてＡＦＥ４にてデジタル信号に変換された電気信号を映像信号に変換する。
【００１８】
表示・通信制御部６は、カメラ信号処理部５により得られた映像信号についての表示制御や、当該撮像装置１が備えられる電子機器（この場合は携帯電話機）のホストコンピュータとの間でのデータ通信制御を行う。
例えば、カメラ信号処理部５により得られた映像信号に基づき、上記携帯電話機に備えられるＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示デバイスに対する表示制御を行う。
また、上記ホストコンピュータからのコマンドをマイクロコンピュータ７に対して転送するための制御も行う。
【００１９】
マイクロコンピュータ７は、少なくともＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、当該撮像装置１の全体制御を行う。例えば、上記した表示・通信制御部６を介してホストコンピュータ側からコマンドが入力された場合は、このコマンドに基づいた動作が得られるように各部を制御する。
また、特にこの場合のマイクロコンピュータ７では、次に説明するＴＧ（Timing Generator）１０より供給される垂直同期信号に基づいて生成した露光タイミング制御信号ＴＭＧによるＣＣＤ３の露光タイミングの制御を行うようにされる。なお、実施の形態としての露光タイミング制御については後述する。
【００２０】
ＴＧ１０は、各種の同期信号を生成する。ＴＧ１０に対しては、図示されないシステムクロックが入力される。そして、ＴＧ１０内には、このシステムクロックに基づいて水平同期信号、垂直同期信号を生成するための水平カウンタ８、垂直カウンタ９が備えられる。
【００２１】
水平カウンタ８は、システムクロックをカウントし、カウント値が所定のカウントオーバー値となるごとに水平同期信号を出力すると共に、カウント値を０リセットする。
また、垂直カウンタ９は、水平同期信号をカウントする。そして、カウント値が所定のカウントオーバー値となるごとに垂直同期信号を出力し、カウント値を０リセットする。
ＴＧ１０にて生成される水平同期信号、垂直同期信号は、必要な各部に対して供給される。
【００２２】
ここで、第１の実施の形態の撮像装置１において、ＣＣＤ３としては、例えば水平方向１６４０画素（有効画素＋ＯＰＢ(OPtical Black)＋ダミー）、垂直方向４４０画素（有効画素＋ＯＰＢ＋ダミー）の画素数を有するものとされる。なお、この場合、垂直方向は１／２間引きされた画素数を想定している。
これに応じ、この場合の水平カウンタ８には、カウントオーバー値＝１６４０が設定される。また、垂直カウンタ９では、カウントオーバー値＝４４０が設定される。すなわち、水平カウンタ８では１６４０クロックごとに水平同期信号を出力するようにされ、また、垂直カウンタ９では、水平同期信号の４４０パルスの出力ごとに垂直同期信号を出力するように構成される。
【００２３】
その上で、この場合の撮像装置１としては、１０フレーム／秒のフレームレートが設定される。そして、システムクロックとしては、７．２ＭHzを設定するものとされる。
【００２４】
ここで、上記のようにこの場合の撮像装置１としても、水平カウンタの値（カウントオーバー値）＝１６４０（クロック）、垂直カウンタの値（カウントオーバー値）＝４４０（ライン）、１０フレーム／秒（１０fps）のフレームレートに対応させて、システムクロック＝７．２ＭHzが設定される。このような設定によれば、先にも説明したようにおよそ１０fpsのフレームレートが実現されるものとなるが、厳密なフレームレートの値が得られるものではない。
すなわち、この場合としても１フレーム期間の実際の時間長は、
４４０×１６４０÷７２０００００＝０．１００２２２・・・
により、正確に１フレーム＝０．１秒とはならず、１フレーム周期ごとに０．０００２秒程度のずれが生じる。そして、このようにフレームレートが厳密に１０fpsとならないということは、つまり垂直同期信号周期が厳密に１０Hzとならないことで、この場合としても電源周期と垂直同期信号周期とにずれが生じる。従って、蛍光灯の点灯周期と露光タイミングとしてもずれが生じ、カラーローリングが発生してしまうものである。
【００２５】
そこで、実施の形態では、垂直カウンタ９のカウントオーバー値の設定を変更することで、垂直同期信号周期と商用交流電源周期とのずれを補正し、これによってカラーローリングの抑制を図るものとする。つまり、このように垂直カウンタ９のカウントオーバー値を変化させることで、１フレーム期間の時間長を、水平ライン時間の単位で可変制御しようというものである。
例えば、垂直カウンタのカウントオーバー値＝４４０のところ、４３９に減少させるとした場合、垂直同期信号の出力タイミングは１水平ライン時間分早めることができる。つまり、この場合は露光タイミング制御信号ＴＭＧの出力タイミングとしても１水平ライン時間分早めることができ、これによって露光タイミングを１水平ライン時間分早めることができるものである。
【００２６】
この際、ＣＣＤ３の水平カウンタの値をＨ（クロック）、システムクロックをＦ（Hz）とすると、上記のように垂直カウンタ９のカウントオーバー値を１増減させることにより調整可能な時間長は、
Ｈ÷Ｆ（秒）
となる。つまり、この場合の設定によれば、
１６４０÷７２０００００＝０．０００２２・・・
より、およそ０．０００２秒の調整が可能となる。
【００２７】
そして、この場合は、上述もしたように１０fpsによる厳密な１フレーム期間の時間長＝０．１秒に対し、実際の１フレーム期間の時間長＝０．１００２秒となることから、実際のフレーム周期は１フレームごとに０．０００２秒ずつ遅れることになる。これによれば、上記のようにして垂直カウンタ９のカウントオーバー値を１減少させて、１フレームごとにフレーム期間の時間長を１水平ライン時間分早めるように制御を行えば、垂直同期信号（露光タイミング制御信号ＴＭＧ）の出力タイミングと、商用交流電源周期との一致を図ることができる。すなわち、これによってカラーローリングの抑制を図ることができる。
【００２８】
なお、厳密に言えば、ここで例示しているＣＣＤ３の水平・垂直のカウンタの値とシステムクロックの組み合わせでは、１フレームごとのずれと１水平ライン時間とは一致していないことになるが、ここで挙げている水平・垂直のカウンタの値及びシステムクロックの周波数の組み合わせはあくまで説明便宜上の一例を挙げたに過ぎず、以下ではこれら１フレームごとのずれと１水平ライン時間との時間長が一致すると仮定して説明を続ける。
【００２９】
図２は、このように１フレームごとに、１フレーム期間の時間長を１水平ライン時間分減少させる第１の実施の形態としての露光タイミング制御動作をグラフ化して示した図である。
この図において、横軸はフレーム数を示し、縦軸は補正に係る秒数を示している。
先ず、図中の黒丸は、未補正時の蓄積誤差を示している。すなわち、上記した露光タイミング制御による時間長の補正を行わないとした場合の、フレーム周期と商用交流電源周期とのずれを示している。上記もしているように、この場合は１フレーム期間ごとに０．０００２秒のずれが生じるとしたことから、この未補正時の蓄積誤差としては、図示するように１フレームごとに０．０００２秒ずつ増加していくことになる。
【００３０】
そして、図中白抜きの四角により示す補正量は、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を変化させて、１フレーム期間に変化させる時間長を示している。つまり、この場合は垂直カウンタ９のカウントオーバー値を１減少させて、各フレームにおいて０．０００２秒ずつ補正するようにされるから、各フレームでの補正量は図示するように０．０００２秒で一定となる。
このように各フレームにおいて０．０００２秒の補正が行われることで、図中白抜きの三角により示す補正後の誤差としては０で推移することになる。すなわち、この場合は各フレームで厳密なフレーム周期との一致が図られ、これによりフレーム周期と商用交流電源周期との一致が図られるものである。
【００３１】
図３には、上記説明による露光タイミング制御を実現するための処理動作について示す。この図に示される処理動作は、図１に示したマイクロコンピュータ７が実行するものである。
先ず、ステップＳ１０１においては、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を所定値分変化させる。つまり、予めＣＣＤ３の垂直画素数（有効画素＋ＯＰＢ＋ダミー）に応じて設定されている垂直カウンタ９のカウントオーバー値をＣｎとした場合、このＣｎに対してα（整数）を加算した値となる新たなカウントオーバー値Ｃｎ１を設定するものである。
【００３２】
ステップＳ１０２においては、ＴＧ１０からの垂直同期信号を待機する。つまり、この場合は上記のようにして設定したカウントオーバー値Ｃｎ１に基づき垂直カウンタ９が出力する垂直同期信号について待機することになる。
そして、ＴＧ１０からの垂直同期信号が得られるのに応じて、ステップＳ１０３においてＣＣＤ３に対して露光タイミング制御信号ＴＭＧを出力する。
ステップＳ１０３において露光タイミング制御信号ＴＭＧを出力すると、ステップＳ１０２に戻り再び垂直同期信号を待機する。
【００３３】
このようにして第１の実施の形態の露光タイミング制御動作によれば、各フレームにおいて１フレーム期間の時間長が厳密なフレームレートによる１フレーム期間の時間長と一致されることで、厳密な１０fpsのフレームレートを維持することができる。そして、これによって商用交流電源周期とフレーム周期との一致が図られ、カラーローリングの抑制を図ることができる。
【００３４】
そして、このような実施の形態のカラーローリング抑制制御としては、撮像装置１が備えるＣＣＤ３の画素数に基づく垂直・水平カウンタの値とシステムクロックとの組み合わせから予め算出することのできる厳密なフレーム周期とのずれ量（時間長）と、これを補正するための１水平ライン分の時間長とに応じて、垂直カウンタ９のカウントオーバー値の設定変更を行うのみで実現することができる。
つまり、このような制御手法によれば、例えば商用交流電源周期と実際のフレーム周期とのずれを検出する構成をあえて追加することなく、カラーローリングの抑制を図ることができる。
【００３５】
また、実施の形態では、ＣＣＤ３の露光タイミングは制御されるが、露光時間制御としては通常どおり行うことができる。つまり、カラーローリング抑制制御のために露光時間が変化されてしまい、これによって画質が低下する等といったデメリットは生じないものである。
さらに、カラーローリング抑制のためにオートホワイトバランス（ＡＷＢ）制御を利用するものでもないので、この点でもカラーローリング抑制のための制御による画質低下は回避できる。
【００３６】
なお、これまでの説明では、１フレームごとに生じるずれの時間長と、カウントオーバー値を１変化させて補正可能な時間長とが同等とされ、各フレーム期間においてカウントオーバー値を１変化させる場合を例に挙げた。しかしながら、第１の実施の形態の制御としては、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を変化させて１フレームあたりに補正可能な時間長（つまり水平ライン時間の倍数となる時間長）と、フレームごとに発生するずれの時間長とが同等とされれば、同様に各フレームの時間長を厳密な時間長に補正して厳密なフレーム周期との一致を図ることができる。
つまり、例えば１フレームごとに生じるずれの時間長が同様に０．０００２秒とされる場合において、仮にカウントオーバー値を１変化させて補正可能な時間長が０．０００１秒であったとすると、これらの時間長の関係は倍数の関係となる。そして、このような場合は、各フレームでカウントオーバー値を２変化させることで、各フレームごとに１フレームの時間長を０．０００２秒補正することができる。これによって、先に説明した場合と同様に厳密なフレーム周期との一致を図ることができる。
このことから理解されるように、第１の実施の形態としては、フレームごとに生じるずれの時間長が、１水平ライン時間の時間長の倍数となる場合に適用可能となるものである。
【００３７】
ここで、上記もしているように第１の実施の形態の撮像装置１では、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を変化させて１フレームあたりに補正可能な時間長と、フレームごとに発生するずれの時間長とが同等とされる場合に対応して、毎フレーム同じ量の補正を行ってカラーローリングの抑制を図る場合を例に挙げたものである。
しかしながら、撮像装置１として、ＣＣＤ３の水平・垂直画素数と、システムクロックの組み合わせによっては、カウントオーバー値を変化させて１フレームあたりに補正可能な時間長と、フレームごとに発生するずれの時間長とが同等とならない場合もある。
このような場合において、第１の実施の形態と同様に毎フレーム同量の補正をおこなったのでは、有効にカラーローリングの抑制を図ることができない可能性がある。
【００３８】
そこで、実施の形態としては、カウントオーバー値を変化させて１フレームあたりに補正可能な時間長と、フレームごとに発生するずれの時間長とが同等とはならない場合にも、より有効なカラーローリングの抑制が図られる露光タイミング制御として、次の図４に示すような制御動作も可能としている。
【００３９】
図４は、第２の実施の形態としての撮像装置１における露光タイミング制御動作を、先の図２の場合と同様にグラフ化して示したものである。
図４において、第２の実施の形態としての露光タイミング制御動作としては、図中の白抜き四角による補正量として示されるように、所定の複数フレームごと（ｍの倍数フレームごと）に、所定量の補正を行うようにしたものである。
つまりこの場合は、ｍの倍数＋１フレーム目から次のｍの倍数−１フレーム目までは、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を変化させずに、フレーム時間の補正は行わないようにされる。従って、図中の補正後の誤差は、この場合はｍの倍数−１フレーム目までは図中未補正時の蓄積誤差と同様に増加するものとなる。そして、このように蓄積される誤差を、ｍの倍数フレーム目で一気に補正するようにしたものである。
【００４０】
例えば、カウントオーバー値を変化させて１フレームあたりに補正可能な時間長と、フレームごとに発生するずれの時間長とが同等とはならない場合の例として、１フレームにつき生じるずれが０．０００５秒、カウントオーバー値を変化させて補正可能な１水平ライン時間が０．０００６秒となる場合を仮定してみると、この場合は、例えば６フレームごとにカウントオーバー値を５変化させることで、０．０００５×６＝０．０００６×５＝０．００３秒とすることができ、従って６フレームごとに厳密なフレーム周期と一致するように補正することができる。
つまり、このように所定のフレームごとに厳密なフレーム周期と一致するように補正が行われることで、この場合も商用交流電源周期とフレーム周期とのずれの蓄積が抑制されて、有効的にカラーローリングの抑制を図ることができるものである。
【００４１】
ところで、このような第２の実施の形態としての動作を実現するにあたっては、補正が行われるべきｍの倍数フレーム目を検出するための手段が必要となる。このために、第２に実施の形態の撮像装置１としては、先の図１に波線により示すように、マイクロコンピュータ７内にフレームカウンタ１１を設けるものとしている。
このフレームカウンタ１１は、垂直同期信号のパルス数をカウントするようにされる。これにより、フレーム数をカウントすることが可能とされる。
【００４２】
その上で、第２の実施の形態としては、上記した露光タイミング制御動作を実現するために、次の図５に示すような処理動作を実行するようにされる。
図５において、この場合のマイクロコンピュータ７は、図示するステップＳ２０１において、フレームカウンタ１１のカウント値がｍの倍数となったか否かについての判別処理を実行するようにされる。
フレームカウンタ１１のカウント値がｍの倍数となっておらず、否定結果が得られた場合は、ステップＳ２０２に処理を進めて垂直同期信号を待機する。つまり、この場合はＣＣＤ３の画素数に応じて予め設定されているカウントオーバー値Ｃｎに基づいて出力される垂直同期信号を待機するようにされる。
そして、垂直同期信号が得られるのに応じて、ステップＳ２０３において露光タイミング制御信号ＴＭＧを出力し、再びステップＳ２０１における判別処理を実行するようにされる。
【００４３】
また、ステップＳ２０１において、フレームカウンタ１１のカウント値がｍの倍数となったとして肯定結果が得られた場合は、ステップＳ２０４において、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を所定値分変化させる処理を実行する。
つまり、上記したカウントオーバー値Ｃｎに対して、所定値α（この場合も整数）を加算した値となるカウントオーバー値Ｃｎ１を設定するものである。
【００４４】
続くステップＳ２０５においては、上記のようなカウントオーバー値Ｃｎ１に基づき出力される垂直同期信号を待機するようにされる。そして、垂直同期信号が得られた場合は、ステップＳ２０６に処理を進めて露光タイミング制御信号ＴＭＧを出力する。
【００４５】
続くステップＳ２０７においては、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を戻すための処理を実行する。
つまり、垂直カウンタ９のカウントオーバー値として、図示するようにカウントオーバー値Ｃｎ１−所定値αとなるカウントオーバー値Ｃｎを設定するものである。このようにしてカウントオーバー値を元の値Ｃｎに戻すと、再びステップＳ２０１の判別処理を実行するようにされる。
【００４６】
ここで、第２の実施の形態の撮像装置１において、補正を行うフレーム間隔を示すｍの値と、所定値αとは、例えば以下のような考えに基づいて設定されればよい。
先ず、先にも説明したようにＣＣＤ３の画素数に基づき予め設定される水平カウンタの値をＨ、システムクロックをＦとすると、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を１変化させて補正可能な時間長は、
Ｈ÷Ｆ＝Ｈ／Ｆ
となる。つまり、垂直カウンタ９のカウントオーバー値Ｃｎに対し、所定値αを加算して補正可能な時間長は、
Ｈ／Ｆ×α＝αＨ／Ｆ
により表される。
一方で、撮像装置１にて設定される厳密なフレームレートと、実際に得られるフレームレートとの間で生じる１フレームごとの周期ずれをＡとすると、上記のようにｍの倍数フレーム間隔で補正を行うものとした場合のずれの蓄積量としては、
Ａ×ｍ＝Ａｍ
により表すことができる。
これらのことから、ｍフレームごとに厳密なフレーム周期と一致するように補正するためには、
αＨ／Ｆ＝Ａｍ
の関係が成り立つように、ｍの値とαの値を設定すればよい。
【００４７】
また、さらに実施の形態では、上記第２の実施の形態の露光タイミング制御動作の他にも、次の図６により示すような第３の実施の形態としての動作も可能である。
なお、この図６としても、第３の実施の形態としての露光タイミング制御動作について先の図２、図４と同様にグラフ化して示すものである。
第３の実施の形態の露光タイミング制御のパターンとしては、図中の補正量として示されるように、始めは一定量で補正を行った後、所定のフレームごとに残りの誤差を補正するようにしたものである。
【００４８】
図６において、この場合はｍ（＞２）の倍数フレーム以外のフレームでは、垂直カウンタ９のカウントオーバー値を第１の所定値α１だけ変化させて各フレームの時間長の補正を行う。この場合、第１の所定値α１による補正量（時間長）は、フレームごとに生じるずれの時間長よりも小さくなるように設定する。これに伴い、この場合の図中補正後の誤差は、ｍの倍数＋１フレーム目から次のｍの倍数−１フレーム目までの間、未補正時の蓄積誤差よりも小さい傾きで以て徐々に増加するようにされる。
そして、ｍの倍数フレームごとでは、このように蓄積させた誤差に対して、カウントオーバー値を上記第１の所定値α１から代えて第２の所定値α２分変化させることで、これを一気に補正するようにする。
このような第３の実施の形態の制御パターンによれば、第２の実施の形態のパターンと比較して、フレームごとのずれの蓄積が抑えられる分より有効にカラーローリングの抑制が図られると考えられる。
【００４９】
なお、この場合としても上記α１、α２は整数とされる。また、この場合もｍの倍数フレームごとにカウントオーバー値を変化させるために、フレームカウンタ１１が備えられるものとなる。
【００５０】
図７には、第３の実施の形態としての露光タイミング制御動作を実現するための処理動作を示す。
図７において、この場合の処理動作としては、先の第２の実施の形態の場合の処理動作に加え、図示するステップＳ３０１の処理が追加される。すなわち、この場合のマイクロコンピュータ７は、先ずは垂直カウンタ９のカウントオーバー値を、上記した第１の所定値α１だけ変化させる処理を実行する。つまり、予め設定された垂直カウンタ９のカウントオーバー値Ｃｎに対し、第１の所定値α１を加算した値によるカウントオーバー値Ｃｎ１を設定するものである。
【００５１】
そして、以降では、第２の実施の形態の場合と同様に、フレームカウンタ１１のカウント値がｍの倍数となったか否かの判別を行い（Ｓ３０２）、ｍの倍数とはなっていない場合は、上記したカウントオーバー値Ｃｎ１に基づき出力される垂直同期信号を待機する（Ｓ３０３）。そして、垂直同期信号が得られると、この場合も露光タイミング制御信号ＴＭＧを出力する（Ｓ３０４）。
【００５２】
そして、フレームカウンタ１１の値がｍの倍数となると、この場合は垂直カウンタ９のカウントオーバー値を、第２の所定値α２によるカウントオーバー値Ｃｎ２とする（Ｓ３０５）。つまり、上記したカウントオーバー値Ｃｎ１設定前のカウントオーバー値Ｃｎに対し、第２の所定値α２を加算した値となるカウントオーバー値Ｃｎ２を設定するようにされる。
【００５３】
このようにカウントオーバー値Ｃｎ２の設定を行うと、このカウントオーバー値Ｃｎ２に基づく垂直同期信号を待機し（Ｓ３０６）、垂直同期信号が得られた場合はＴＭＧを出力する（Ｓ３０７）。
そして、このように露光タイミング制御信号ＴＭＧを出力すると、垂直カウンタ９のカウントオーバー値Ｃｎ２を、カウントオーバー値Ｃｎ１に戻すための処理を実行し（Ｓ３０８）、再び先のステップＳ３０２における判別処理を実行するようにされる。
【００５４】
ここで、これまでで説明した各実施の形態では、フレームレートと商用交流電源周期とが対応関係にある場合を例に挙げたのもである。そしてこれに対応させて、厳密なフレームレートによるフレーム周期と一致するようにフレーム時間長を補正することで、商用交流電源周期とフレーム周期（露光周期）とを一致させ、カラーローリングの抑制を図る動作を例示した。
しかしながら、フレームレートが商用交流電源周期と対応関係にない場合としても、これまでの実施の形態と同様に垂直カウンタ９のカウントオーバー値を変化させてフレーム周期を補正することで、商用交流電源周期と露光周期とのずれを補正してカラーローリングの抑制を図ることができる。
【００５５】
また、カラーローリングの抑制を図るにあたって、商用交流電源周期としては、６０Hzと、５０Hzとの２種が存在するものである。この際、例えばフレームレートが１０fpsであれば、フレーム周期１０Hzと、６０Hz、５０Hzとは共に対応する関係となるので、フレーム周期を厳密な周期に一致させるという共通の制御を行うことでカラーローリングを抑制できる。
しかしながら、例えば仮に１５fpsが設定された場合では、６０Hzの場合は対応関係となるが、５０Hzの商用交流電源周期に対しては対応関係とはならず、フレーム周期を厳密な値に補正するという共通の制御では、双方でのカラーローリングの抑制が図られないことになる。
このような場合において、５０Hz時と６０Hz時とで共にカラーローリングの抑制を図るとした場合は、それぞれ別々の制御が可能となるように、別々のパターンによる制御を行うものとすればよい。
つまり、例えば６０Hz時に対応した露光タイミング制御パターンと５０Hz時に対応した露光タイミング制御パターンとに対応したパラメータ（所定値α、所定値α１、α２や補正周期を決定するためのｍの値）を用意した上で、例えばユーザ操作に応じてこれら２種のパラメータによる動作を切り換えるように構成する等して、６０Hz時と５０Hz時とで共にカラーローリングの抑制を図るものとすればよい。
【００５６】
なお、各実施の形態では、フレーム周期の補正にあたり垂直カウンタ９のカウントオーバー値を可変するものとしたが、水平カウンタ８のカウントオーバー値を可変することによっても、同様にフレーム周期の補正を行うことができる。
【００５７】
また、実施の形態において、フレーム周期の補正にあたっては、１フレーム期間の時間長を超える時間長による補正量が設定されてもよい。
但しこの場合において、補正量が１フレーム期間の時間長と一致する場合（実施の形態の例ではα＝４４０に設定した場合）は、結果としてフレーム周期の位相は変化させることができないことになる。このことを考慮すると、補正量としては１フレーム期間の時間長と一致しない時間長が設定されればよいことになる。
【００５８】
また、実施の形態では、撮像装置１が携帯電話機のカメラブロックとして適用される場合を例示したが、本発明の撮像装置の適用範囲はこれに限定されるものではなく、電子機器一般に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明における実施の形態としての撮像装置の内部構成例を示したブロック図である。
【図２】第１の実施の形態としての露光タイミング制御動作をグラフ化して示した図である。
【図３】第１の実施の形態としての露光タイミング制御動作を実現するための処理動作について示したフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態としての露光タイミング制御動作をグラフ化して示した図である。
【図５】第２の実施の形態としての露光タイミング制御動作を実現するための処理動作について示したフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態としての露光タイミング制御動作をグラフ化して示した図である。
【図７】第３の実施の形態としての露光タイミング制御動作を実現するための処理動作について示したフローチャートである。
【図８】カラーローリング発生原理について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  撮像装置、２  レンズ、３  ＣＣＤ、４  ＡＦＥ、５  カメラ信号処理部、６  表示・通信制御部、７  マイクロコンピュータ、８  水平カウンタ、９  垂直カウンタ、１０  ＴＧ、１１  フレームカウンタ
【図１】
2005354292.tif 000003
【図２】
2005354292.tif 000004
【図３】
2005354292.tif 000005
【図４】
2005354292.tif 000006
【図５】
2005354292.tif 000007
【図６】
2005354292.tif 000008
【図７】
2005354292.tif 000009
【図８】
2005354292.tif 000010