(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体映像を光電変換する撮像素子と撮像素子における電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御手段と撮像素子からの出力信号の利得を制御する利得制御手段と被写体明るさ検出手段を用いて適切に露光制御を行う制御手段を具備し、映像信号のフリッカ成分を検出したときに電子シャッタを制御してフリッカを補正する撮像装置において、
低照度時にはフリッカ補正量をオフセットさせることでシャッタを切らない領域から制御できるようにして低照度時のＳ／Ｎを改善するとともに、上記フリッカ補正量の算出のときに、露光制御状態に応じて上記フリッカ補正量の加減量の制限を可変するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
映像信号のフリッカ成分の検出は、複数フィールドの明るさの平均値と現フィールドの明るさとを比較することで行い、上記比較結果に基づき上記オフセット量を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
所定フィールド前の上記フリッカ補正量に所定の加減量を加算して新たなフリッカ補正量とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像装置において、
現在のフィールドの上記フリッカ補正量と過去のフィールドの上記フリッカ補正量との最小値に基づき新たなフリッカ補正量を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
被写体映像を光電変換する撮像素子と撮像素子における電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御手段と撮像素子からの出力信号の利得を制御する利得制御手段と被写体明るさ検出手段を用いて適切に露光制御を行う制御手段を具備し、映像信号のフリッカ成分を検出したときに電子シャッタを制御してフリッカを補正する撮像装置において、
最低シャッタ速度を１／１００ｓｅｃとして低照度時には確実にフリッカを低減するするとともに、上記フリッカ補正量の算出のときに、露光制御状態に応じて上記フリッカ補正量の加減量の制限を可変するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
上記電子シャッタの制御は該電子シャッタのフリッカ補正量にオフセット量を加算することで行い、
フリッカ成分の検出は、複数フィールドの明るさの平均値と現フィールドの明るさとを比較することで行い、上記比較結果に基づき上記オフセット量を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置において、
所定フィールド前の上記フリッカ補正量に所定の加減量を加算して新たなフリッカ補正量とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
現在のフィールドの上記フリッカ補正量と過去のフィールドの上記フリッカ補正量との最小値に基づき新たなフリッカ補正量を求めることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
映像信号のフリッカ成分を検出したときに電子シャッタを制御してフリッカを補正するフリッカ補正回路において、
低照度時にはフリッカ補正量をオフセットさせることでシャッタを切らない領域から制御できるようにして低照度時のＳ／Ｎを改善するとともに、上記フリッカ補正量の算出のときに、露光制御状態に応じて上記フリッカ補正量の加減量の制限を可変するようにしたことを特徴とするフリッカ補正回路。
【請求項１０】
請求項９に記載のフリッカ補正回路において、
フリッカ成分の検出は、複数フィールドの明るさの平均値と現フィールドの明るさとを比較することで行い、上記比較結果に基づき上記オフセット量を制御することを特徴とするフリッカ補正回路。
【請求項１１】
請求項１０に記載のフリッカ補正回路において、
所定フィールド前の上記フリッカ補正量に所定の加減量を加算して新たなフリッカ補正量とすることを特徴とするフリッカ補正回路。
【請求項１２】
請求項１１に記載のフリッカ補正回路において、
現在のフィールドの上記フリッカ補正量と過去のフィールドの上記フリッカ補正量との最小値に基づき新たなフリッカ補正量を求めることを特徴とするフリッカ補正回路。
【請求項１３】
映像信号のフリッカ成分を検出したときに電子シャッタを制御してフリッカを補正するフリッカ補正回路において、
最低シャッタ速度を１／１００ｓｅｃとして低照度時には確実にフリッカを低減するとともに、上記フリッカ補正量の算出のときに、露光制御状態に応じて上記フリッカ補正量の加減量の制限を可変するようにしたことを特徴とするフリッカ補正回路。
【請求項１４】
請求項１３に記載のフリッカ補正回路において、
上記電子シャッタの制御は該電子シャッタのフリッカ補正量にオフセット量を加算することで行い、  フリッカ成分の検出は、複数フィールドの明るさの平均値と現フィールドの明るさとを比較することで行い、上記比較結果に基づき上記オフセット量を制御することを特徴とするフリッカ補正回路。
【請求項１５】
請求項１４に記載のフリッカ補正回路において、
所定フィールド前の上記フリッカ補正量に所定の加減量を加算して新たなフリッカ補正量とすることを特徴とするフリッカ補正回路。
【請求項１６】
請求項１５に記載のフリッカ補正回路において、
現在のフィールドの上記フリッカ補正量と過去のフィールドの上記フリッカ補正量との最小値に基づき新たなフリッカ補正量を求めることを特徴とするフリッカ補正回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蛍光灯などの照明下でのビデオ撮影において、Ｓ／Ｎを確保しつつ、被写体輝度変化にも誤動作することなくフリッカノイズを低減することを可能にした撮像装置およびフリッカ補正回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光灯などの交流電源照明は、電源周波数の２倍の周期で点滅している。例えば周波数が５０Ｈｚの電源を使用した場合、蛍光灯は、１００Ｈｚの周期で点滅している。一方、ビデオ信号は、１フィールドの周期が６０Ｈｚである。そのため、上述の蛍光灯下においてビデオカメラで撮影を行うと、撮影映像において２０Ｈｚの周期でちらつき（フリッカと称する）が発生する。
【０００３】
フリッカによる撮像映像の明るさの変化は、３フィールド周期となる。そこで、３フィールドの平均の明るさを算出し、フィールド毎に、平均の明るさに対して暗ければプラス、平均の明るさに対して明るければマイナスの方向に、撮像映像の明るさを補正してやることで、フリッカを低減する方法が知られている。撮影映像の明るさの補正は、例えばシャッタの開いている時間を制御することで行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フリッカを補正するための補正量は、明るさの平均値に対して正負の値をとるので、フリッカ補正をシャッタ時間を補正して行う際には、負方向に補正することができるように補正量に余裕を持たせるため、ある程度シャッタを切っておく必要がある。したがって、低照度時にフリッカが無い場合にもシャッタを切ることになり、Ｓ／Ｎにおいて不利であるという問題点があった。
【０００５】
また、実際には、フリッカ補正量は、１フィールドの値だけを用いて算出するわけではなく、３フィールド前の補正量に少しずつ値を加減することでフィルタ効果を持たせて算出している。これにより、ビデオ信号の急激な輝度変化に対するフリッカ補正制御の感度を落とし、誤動作を防止している。
【０００６】
この方法では、フリッカ補正が行われるフィールドに対して遅延したフィールドの値を用いてフリッカ補正量が算出されるため、被写体が明るくなったときにシャッタを切ることでフリッカ量が本来の量よりもさらに増えてしまう。このときに、フリッカ補正量に対する加減量の制限を小さくすると、フリッカを補正しきれなくなってしまうという問題点があった。逆に、フリッカ補正量に対する加減量の制限を必要以上に大きくすると、急激な輝度変化に対して誤動作を起こしてしまうという問題点があった。
【０００７】
ところで、シャッタ速度を１／１００ｓｅｃにすると、シャッタ速度と照明の点滅周期とが一致するため、撮像映像においてフリッカが発生しないのは、既知である。そのため、シャッタ速度をこの１／１００ｓｅｃに固定的としてしまう方法も考えられる。この場合、撮像素子からの出力信号の利得を制御して適切に露光できるときには問題が生じない。しかしながら、この方法では、被写体がより明るくなったときに、より高速にシャッタを切れなければ露光制御ができなくなってしまうという問題点があった。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、蛍光灯などの照明下でのビデオ撮影において、Ｓ／Ｎを確保しつつ、被写体輝度変化にも誤動作することなくフリッカノイズを低減することを可能にした撮像装置およびフリッカ補正回路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決するために、被写体映像を光電変換する撮像素子と撮像素子における電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御手段と撮像素子からの出力信号の利得を制御する利得制御手段と被写体明るさ検出手段を用いて適切に露光制御を行う制御手段を具備し、映像信号のフリッカ成分を検出したときに電子シャッタを制御してフリッカを補正する撮像装置において、低照度時にはフリッカ補正量をオフセットさせることでシャッタを切らない領域から制御できるようにして低照度時のＳ／Ｎを改善するとともに、フリッカ補正量の算出のときに、露光制御状態に応じてフリッカ補正量の加減量の制限を可変するようにしたことを特徴とする撮像装置である。
【００１０】
また、この発明は、被写体映像を光電変換する撮像素子と撮像素子における電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御手段と撮像素子からの出力信号の利得を制御する利得制御手段と被写体明るさ検出手段を用いて適切に露光制御を行う制御手段を具備し、映像信号のフリッカ成分を検出したときに電子シャッタを制御してフリッカを補正する撮像装置において、最低シャッタ速度を１／１００ｓｅｃとして低照度時には確実にフリッカを低減するするとともに、フリッカ補正量の算出のときに、露光制御状態に応じてフリッカ補正量の加減量の制限を可変するようにしたことを特徴とする撮像装置である。
【００１１】
また、この発明は、映像信号のフリッカ成分を検出したときに電子シャッタを制御してフリッカを補正するフリッカ補正回路において、低照度時にはフリッカ補正量をオフセットさせることでシャッタを切らない領域から制御できるようにして低照度時のＳ／Ｎを改善するとともに、フリッカ補正量の算出のときに、露光制御状態に応じてフリッカ補正量の加減量の制限を可変するようにしたことを特徴とするフリッカ補正回路である。
【００１２】
また、この発明は、映像信号のフリッカ成分を検出したときに電子シャッタを制御してフリッカを補正するフリッカ補正回路において、
最低シャッタ速度を１／１００ｓｅｃとして低照度時には確実にフリッカを低減するとともに、フリッカ補正量の算出のときに、露光制御状態に応じてフリッカ補正量の加減量の制限を可変するようにしたことを特徴とするフリッカ補正回路である。
【００１３】
上述したように、この発明による撮像装置は、低照度時にはフリッカ補正量をオフセットさせることでシャッタを切らない領域から制御できるようにして低照度時のＳ／Ｎを改善するようにしているため、蛍光灯などの照明下でのビデオ撮影において、Ｓ／Ｎを確保しつつフリッカを低減することができる。
【００１４】
また、上述したように、この発明による撮像装置は、フリッカ補正量の加減量の制限をシャッタ速度に応じて可変することで、急激な輝度変化に対して誤動作を無くすことができる。
【００１５】
また、上述したように、この発明によるフリッカ補正回路は、低照度時にはフリッカ補正量をオフセットさせることでシャッタを切らない領域から制御できるようにして低照度時のＳ／Ｎを改善するようにしているため、蛍光灯などの照明下でのビデオ撮影において、Ｓ／Ｎを確保しつつフリッカを低減することができる。
【００１６】
また、上述したように、この発明によるフリッカ補正回路は、フリッカ補正量の加減量の制限をシャッタ速度に応じて可変することで、急激な輝度変化に対して誤動作を無くすことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明を適用できる撮像装置の構成の一例を示す。レンズ系１は、図示しないが、例えばオートフォーカス機構やズーム機構などを有する。この撮像装置は、光電変換により入射光を電荷に変換し蓄積するＣＣＤ(Charge Coupled Device) ２を撮像素子として用い、被写体からの入射光がレンズ系１に入射され、ＣＣＤ２上に結像される。ＣＣＤ２では、電子シャッタ駆動回路９の制御により、映像信号の１フィールドの周期内のシャッタ速度でシャッタを切られ、電荷の蓄積時間が制御される。
【００１８】
ＣＣＤ２では、結像された入射光が光電変換により電荷に変換されて蓄積される。ＣＣＤ２に蓄積された電荷は、サンプル／ホールド（Ｓ／Ｈ）回路３によりサンプリングされ、電気信号に変換される。Ｓ／Ｈ回路３は、例えば２重相関サンプリング回路から構成されており、ＣＣＤ２における蓄積電荷のノイズを低減するようにされている。
【００１９】
Ｓ／Ｈ回路３から出力された信号は、後述するマイクロコンピュータ８によってゲインを制御されるＡＧＣ(Automatic Gain Control)回路４に供給され、信号レベルを調節され、信号処理回路５に供給される。この信号は、信号処理回路５で所定のカメラ信号処理が施され、所定の映像信号に変換され出力される。また、信号処理回路５では、供給された信号の明るさを表す明るさ検波値を出力する。
【００２０】
一方、マイクロコンピュータ８は、信号処理回路５から供給された明るさ検波値に基づき、上述したＡＧＣ回路４のゲインの制御を行うＡＧＣ制御値と、電子シャッタ駆動回路９によるＣＣＤ２のシャッタ速度の制御を行うシャッタ制御値とを出力する。マイクロコンピュータ８は、これらＡＧＣ制御値とシャッタ制御値とを用い、適切に露光制御ができるように動作する。
【００２１】
以下、この実施の一形態による撮像装置の制御について説明する。この制御は、露光制御処理と、フリッカ低減を行うための処理とに分けて考えることができる。
【００２２】
先ず、この実施の一形態による露光制御方法について、図２のフローチャートを用いて説明する。この図２のフローチャートの処理は、例えば上述のマイクロコンピュータ８で行われる。先ず、最初のステップＳ１０で、現フィールドから２フィールド前までの３フィールド分の、明るさ検波値の平均値が算出され、次のステップＳ１１で、算出された値が所定の基準レベルよりも低いかどうかが判断される。若し、低いと判断されたら、被写体の明るさが不足しているとされ、処理はステップＳ１２に移行し、被写体の明るさレベルの指針となる露光レベル（ＡＥ＿ＬＥＢＥＬ）が上げられ、高いと判断されたら、被写体が明るすぎるとされ、ステップＳ１３で、露光レベルが下げられる。
【００２３】
実際には、上述の明るさ検波値の平均値の、所定の基準レベルに対するエラー量を求め、このエラー量に、ステップＳ１２あるいはＳ１３の処理に基づくゲインを乗じた値が露光レベルの増加分あるいは減少分とされる。そして、次のステップＳ１４で、リミットチェックされてリミッタがかけられ、制御範囲の中で露光レベルの増減がなされる。
【００２４】
次のステップＳ１５では、露光レベルがＡＧＣによる制御領域にあるかどうかが判断される。露光制御は、ＡＧＣによって制御するか、シャッタ速度によって制御するかを、露光レベルすなわち被写体の明るさレベルに応じて選択して行う。図３は、この露光制御におけるＡＧＣ制御およびシャッタ速度制御の例についてそれぞれ示す。横軸が、露光レベルを示し、縦軸がそれぞれの制御値を示す。露光レベルの所定値（図３中の点線の位置の値）以下の領域がＡＧＣによる制御領域とされる。露光レベルがＡＧＣの制御領域にある場合には、ＡＧＣ制御値に基づき露光レベルの増減を行い（図３Ａ）、そうでない場合には、シャッタ制御値に基づき露光レベルの制御を行う（図３Ｂ）。
【００２５】
図２のフローチャートに戻り、ステップＳ１５で露光レベルがＡＧＣ制御領域にあるとされたら、処理はステップＳ１６に移行し、露光レベルに応じたＡＧＣ制御値が算出される。そして、次のステップＳ１７で、シャッタ制御値が最小値とされる。
【００２６】
一方、ステップＳ１５で露光レベルがＡＧＣ制御領域に無いとされたら、処理はステップＳ１９に移行し、露光レベルに応じたシャッタ制御値が算出される。そして、次のステップＳ２０で、ＡＧＣ制御値が最小値とされる。
【００２７】
こうして、ステップＳ１６およびＳ１７、あるいは、ステップＳ１９およびＳ２０でＡＧＣ制御値およびシャッタ制御値が求められたら、処理はステップＳ１８に移行し、シャッタ制御値に対して後述するフリッカ補正値が加算される。
【００２８】
次に、フリッカ低減を行うための処理について説明し、上述したフリッカ補正値を求めてフリッカを補正する方法について説明する。図４は、この実施の一形態におけるフリッカ補正の原理を概略的に示す。従来技術で既に述べた理由により、蛍光灯などの交流電源照明の下でビデオカメラの撮影を行うと、交流電源の電源周波数（例えば５０Ｈｚ）と、映像信号のフィールド周波数（６０Ｈｚ）との差により、フリッカが発生し、３フィールド周期、すなわち２０Ｈｚの周期で撮像映像の明るさが変動する。図４Ａは、照明光量の周期（５０Ｈｚ×２＝１００Ｈｚ）とフィールド周期（６０Ｈｚ）との差を示し、図４Ｂは、図４Ａと対応するそれぞれのフィールド内における、照明光量の明るさ検波値を示す。明るさ検波値が３フィールド周期で変動しているのが分かる。
【００２９】
図４Ｃに示されるように、明るさ検波値の変動に応じてシャッタ速度を制御することで、フリッカを補正することができる。すなわち、明るさ検波値が所定値よりも大きいときにはシャッタ速度を速くするようにシャッタ速度を制御し、明るさ検波値が所定値よりも小さいときにはシャッタ速度を遅くするようにシャッタ速度を制御するように、シャッタ制御値を決め、フリッカ補正を行う。このように、現在のシャッタ制御値に対してフリッカを補正するようなシャッタ制御値をフリッカ補正量とする。フリッカ補正後の明るさ検波値は、図４Ｄのように、各フィールドで略一定となる。
【００３０】
図５は、この実施の一形態によるフリッカ補正処理の一例のフローチャートを示す。この図５のフローチャートの処理は、例えば上述のマイクロコンピュータ８で行われる。最初のステップＳ３０で、現在のフィールドの明るさ検波値の、上述した図２のフローチャートのステップＳ１０で求められた、３フィールド分の明るさ検波値の平均値に対するエラー量が求められる。次のステップＳ３１で、求められたエラー量に所定のゲインがかけられ、現フィールドのフリッカ補正量の加減量が算出され、ステップＳ３２で、算出されたフリッカ補正量の加減量がリミットチェックされ、リミッタがかけられる。
【００３１】
リミッタがかけられたフリッカ補正量の加減量に対して、次のステップＳ３３で、３フィールド前のフリッカ補正量が加算される。この加算された値が、現フィールドのフリッカ補正量とされる。ステップＳ３４で、このフリッカ補正量に対してリミットチェックがなされ、リミッタがかけられる。ここで得られたフリッカ補正量が、上述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１８のフリッカ補正量とされる。すなわち、ここで得られたフリッカ補正量と、上述のステップＳ１６およびＳ１７、あるいは、ステップＳ１９およびＳ２０で求められたシャッタ制御値とが加算される。
【００３２】
なお、上述では、ステップＳ３０で求められたエラー量に応じて、直接的にフリッカ補正量を求めずに、フリッカ補正量の加減量にリミッタをかけて徐々にフリッカ補正量を制御している。これは、輝度変化など、フリッカ成分以外の要因で明るさ検波値が変化したときに、ハンチングなどによる誤動作を防ぐためである。
【００３３】
フローチャートに戻り、ステップＳ３５では、上述のステップＳ３４で得られたフリッカ補正量および過去の２フィールド分のフリッカ補正量の、合計３フィールド分のフリッカ補正量の中から、最小値であるフリッカ補正量が選択される。そして、次のステップＳ３６で、ステップＳ３５で選択されたフリッカ補正量を、上述のステップＳ１６およびＳ１７、あるいは、ステップＳ１９およびＳ２０で求められたシャッタ制御値に加算したときに、加算結果がシャッタ制御値の最小値以下になってしまうかどうかが判断される。
【００３４】
若し、最小値以下になってしまうと判断されたら、処理はステップＳ３７に移行し、加算結果がシャッタ制御値の最小値になるようなオフセット値を算出し、算出されたオフセット値を上述のステップＳ３４で得られたフリッカ補正量に対して加算する。この加算結果が、上述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１８のフリッカ補正量とされる。
【００３５】
上述のステップＳ３５以降の処理について、さらに詳細に説明する。上述のステップＳ３４で得られたフリッカ補正量は、中心レベル、すなわち、上述のステップＳ３０における３フィールド分の明るさ検波値の平均値に対して、正負の値をとる。すなわち、図６に一例が示されるように、斜線の範囲がフリッカ補正範囲となる。なお、この図６および後述の図７、図９の中央付近の点線は、上述の図３に示される、ＡＧＣ制御領域の境界に対応している。図６で分かるように、露光レベルの全領域においてフリッカ補正を行うためには、露光制御の最低シャッタ速度に、オフセット量（シャッタオフセット）を付加する必要がある。シャッタオフセットは、最大フリッカ補正量に対応する量が必要である。
【００３６】
しかしながら、この方法では、露光制御がＡＧＣ制御に切り換わる低照度時にも、シャッタオフセットを付加した分だけシャッタを切らなくてはならないため、Ｓ／Ｎを悪化させることになる。そこで、この発明では、上述のステップＳ３５、Ｓ３６およびＳ３７により、フリッカ補正量に応じてシャッタオフセットを可変にする。シャッタオフセットを可変にする様子を、図７に示す。シャッタオフセットをフリッカ補正量に応じて可変にすることで、低照度時にフリッカが無いとき、すなわち、フリッカ補正量が０であるときに、最低シャッタ速度（１／６０ｓｅｃ）になるようにしている。これにより、低照度時のＳ／Ｎを改善することができる。
【００３７】
オフセット量の算出方法は、以下のようになされる。シャッタオフセットを付加される前のフリッカ補正量は、図８Ａに示されるように、３フィールド分の明るさ検波値の平均値を基準値として、正負方向に振れ幅を有している。ここで、現フィールド、１フィールド前および２フィールド前の３フィールド分のフリッカ補正量から、最小となる値、すなわち、負方向の最大値を求める（ステップＳ３５）。この負方向の最大値と、露光制御におけるシャッタ制御値とを加算し、加算の結果、負になった量の絶対値をオフセット量すなわちシャッタオフセットとする（ステップＳ３７）。加算の結果が正である場合には、オフセット量は、０でよい。その結果、露光制御が最低シャッタ速度（１／６０ｓｅｃ）のときのフリッカ補正量は、図８Ｂに示されるようになり、負の値にならないようにオフセットされる。
【００３８】
この実施の一形態の他の例として、図９に示されるように、シャッタオフセットをシャッタ速度の１／１００ｓｅｃに相当する値に固定的に設定する。こうすれば、低照度時には、シャッタ速度が交流電源照明の点滅周期と一致するので、フリッカを完全にキャンセルすることができる。この場合には、被写体の明るさが増して、露光制御によるシャッタ速度が１／１００ｓｅｃ以上になるときには、上述の実施の一形態によるフリッカ低減処理を行うようにする。このように、実施の一形態の他の例によれば、低照度時には、Ｓ／Ｎが多少犠牲にはなるが、フリッカを確実に低減可能なシステムを実現することができる。
【００３９】
なお、フリッカ成分が３フィールド周期で現れることは、既に説明したが、撮像装置自体のフィールド周波数と交流照明電源の電源周波数との間の微妙なずれによって、フリッカ成分の周期が変動する。上述したように、図５に示すフリッカ低減処理ためのフローチャートでは、フリッカ補正量を算出する際に、３フィールド分の明るさ検波値の平均と、現フィールドの明るさ検波値とのエラー量にゲインをかけ、さらにリミッタをかけて、３フィールド前のフリッカ補正量に加えた値を、現フィールドのフリッカ補正量としている。
【００４０】
この方法において、３フィールド毎の補正量の加減量を制限しているリミット値（図５のフローチャートのステップＳ３２参照）を、輝度変化による誤動作を防ぐために小さい値としていると、シャッタ速度をより高速としていったときに、ＣＣＤ２における露光蓄積時間が短くなる影響を受けて、フリッカ成分がより多くなってしまう特性を持つ。したがって、高速シャッタ時には、フリッカ成分の変動に対してリミット値が小さすぎてしまい、フリッカを補正しきれない不具合が起こる可能性がある。
【００４１】
この発明の実施の一形態および実施の一形態の他の例では、露光制御におけるシャッタ制御値に応じて、上述のリミット値を可変とするようにしている。すなわち、シャッタ速度を高速とするようなシャッタ制御値のときには、リミット値をより大きくし、シャッタ速度を低速とするようなシャッタ制御値のときには、リミット値をより小さくする。これにより、輝度変化による誤動作を防ぎ、且つ、高速シャッタ時にもフリッカの低減が可能なシステムを構築することができる。
【００４２】
図１０は、上述した露光制御ならびにフリッカ低減のための処理を実現するための一例の構成を示す。この図１０の構成は、マイクロコンピュータ８上で動作するソフトウェアで実現してもよいし、マイクロコンピュータ８の制御に基づき動作する、図示されないＤＳＰ(Digital Signal Processor)によって実現するようにもできる。勿論、各々の要素を専用のハードウェアで構成することも可能である。
【００４３】
図１０において、図中の一点鎖線の上側の部分が露光制御を行う部分に相当し、下側の部分がフリッカ低減のための処理を行う部分に相当する。露光制御部では、主に上述の図２のフローチャートに対応した処理がなされ、フリッカ低減部では、主に上述の図５のフローチャートに対応した処理がなされる。
【００４４】
図１に示される信号処理回路５から供給された明るさ検波値が端子２０から入力される。ここで、第ｎフィールド目の明るさ検波値を、ｕ（ｎ）とする。明るさ検波値ｕ（ｎ）は、加減算器２１の一方の加算入力、加減算器４０の加算入力および１フィールド分の遅延を与える遅延回路Ｚ-1２３に供給される。なお、図１０および文章中で遅延回路Ｚに添えられた「-1」は、その遅延回路が入力信号に対して１フィールド分の遅延を与えることを示す。
【００４５】
遅延回路Ｚ-1２３の出力は、遅延回路Ｚ-1２４と加減算器２１の他方の加算入力にそれぞれ供給される。加減算器２１の出力が加減算器２２の一方の加算入力に供給され、遅延回路Ｚ-1２４の出力が加減算器２２の他方の加算入力に供給される。これら加減算器２１および２２と、遅延回路Ｚ-1２３および２４とで、現フィールドから２フィールド以前までの３フィールド分の明るさ検波値が加算され、加算された値の平均値が平均値回路２５で求められる。すなわち、平均値回路２５では、３フィールド分の明るさ検波値ｕ（ｎ）、ｕ（ｎ−１）およびｕ（ｎ−２）に対して、｛ｕ（ｎ）＋ｕ（ｎ−１）＋ｕ（ｎ−２）｝／３の計算がなされ、平均値が求められる。
【００４６】
平均値回路２５の出力が加減算器２６の加算入力と、加減算器４０の減算入力とにそれぞれ供給される。加減算器２６では、所定の基準レベルが減算入力に供給され、平均値回路２５の出力から基準レベルが減算され、平均値回路２５の出力の基準レベルに対するエラー量が求められる。求められたエラー量は、ゲイン回路２７を介してゲインをかけられ、加減算器２８、リミッタ２９および遅延回路Ｚ-1３０からなるフィルタを介し、第ｎフィールド目の露光レベル信号（ＡＥ＿ＬＥＢＥＬ（ｎ））とされ、露光制御回路３１に供給される。
【００４７】
露光制御回路３１は、供給された露光レベル信号に基づきＡＧＣ回路４および電子シャッタ駆動回路９の制御値をそれぞれ制御し、露光制御を行う。露光制御は、上述の図３に一例を示したように、露光レベルの所定値を境界に、より低い側がＡＧＣ制御値による制御とされ、より高い側がシャッタ制御値による制御とされる。ＡＧＣ回路４を制御するＡＧＣ制御値は、露光制御回路３１から出力され端子３２に導出され、ＡＧＣ回路４に供給される。また、電子シャッタ駆動回路９を制御するシャッタ制御値は、加減算器３３で、上述した図５のフローチャートにおけるステップＳ３７の処理により算出されたフリッカ補正量を加算され、フリッカ補正され端子３４に導出され、電子シャッタ駆動回路９に供給される。
【００４８】
上述した加減算器４０において、端子２０から供給された明るさ検波値ｕ（ｎ）から平均値回路２５の出力が減算される。加減算器４０の出力は、ゲイン回路４１を介してリミッタ４２に供給され、リミッタ４２の出力は、加減算器４３およびリミッタ４４、ならびに、遅延回路Ｚ-1４６、４７および４８から構成されるフィルタに供給される。すなわち、リミッタ４２の出力が加減算器４３の一方の加算入力に供給され、リミッタ４４の出力が加減算器４５の加算入力に供給されると共に、遅延回路Ｚ-1４８に供給される。遅延回路Ｚ-1４８の出力は、遅延回路Ｚ-1４７および４６を介し、リミッタ４４の出力から３フィールド分遅延されて（信号ｙ（ｎ−３））、加減算器４３の他方の加算入力に供給される。このフィルタの出力は、加減算器４５を介して加減算器３３の他方の加算入力に、上述したフリッカ補正量として供給される。
【００４９】
一方、上述のフィルタを構成するリミッタ４４の出力は、最小値選択回路４９の第１の入力にも供給される。最小値選択回路４９の第２および第３の入力には、遅延回路Ｚ-1４７および４８の出力がそれぞれ供給される。最小値選択回路４９において、第１、第２および第３の入力に供給された信号ｙ（ｎ）、ｙ（ｎ−１）およびｙ（ｎ−２）から最小レベルの信号が選択される。
【００５０】
最小値選択回路４９で選択された信号は、最小値選択回路４９から出力され、加減算器５０の一方の加算入力に供給される。加減算器５０の他方の加算入力には、上述した露光制御回路３１から出力されたシャッタ制御値が供給されている。加減算器５０の加算出力は、スイッチ回路５１を介して加減算器４５の減算入力に供給される。
【００５１】
スイッチ回路５１は、上述した図５のフローチャートにおけるステップＳ３６の制御を行うものであって、端子３４に導出されるシャッタ制御値により制御されるシャッタ速度が最低シャッタ速度以下、例えば１／６０ｓｅｃ以下になってしまう場合にのみ、ＯＮとされる。これは、加減算器５０の出力値を監視し、この値が負の値をとるときに、このスイッチ回路５１をＯＮとすることでなされる。スイッチ回路５１がＯＮとされることで、シャッタオフセットがフリッカ補正量に加算され、上述のステップＳ３７の処理がなされる。
【００５２】
なお、リミッタ４２のリミット値は、図１０中に点線の経路で示されるように、露光制御回路３１から出力されるシャッタ制御値に応じて可変とされる。すなわち、上述したように、シャッタ速度を高速とするようなシャッタ制御値のときには、リミット値がより大きくされ、シャッタ速度を低速とするようなシャッタ制御値のときには、リミット値がより小さくされる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、３フィールド分のフリッカ補正量の中から最小となる値、すなわち、負方向の最大値と、露光制御によるシャッタ制御値とを加算して、負になった値の絶対値を、シャッタ制御値に対するオフセット量としている。そのため、シャッタ制御値に対してフリッカ補正分のオフセット量を持つ必要が無く、したがって最低シャッタ速度を１／６０Ｈｚにできるため、低照度時のＳ／Ｎを改善することができる効果がある。
【００５４】
また、この実施の一形態の他の例では、フリッカ補正分のオフセット量、すなわち最低シャッタ速度を１／１００ｓｅｃにしているため、低照度時のフリッカを確実に低減することができる効果がある。
【００５５】
さらに、この発明によれば、フリッカ補正量に対するリミット値をシャッタ速度に応じて可変にしているため、輝度変化に対する誤動作を防ぎ、且つ、高速シャッタ時にもフリッカの低減が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用できる撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の一形態による露光制御方法の一例のフローチャートである。
【図３】露光制御におけるＡＧＣ制御およびシャッタ速度制御の例を示す略線図である。
【図４】実施の一形態におけるフリッカ補正の原理を概略的に示す略線図である。
【図５】実施の一形態によるフリッカ補正処理の一例のフローチャートである。
【図６】フリッカ補正範囲を説明するための略線図である。
【図７】シャッタオフセットを可変にすることを説明するための略線図である。
【図８】フリッカ補正量に対してオフセット値を付加することを説明するための略線図である。
【図９】オフセット量をシャッタ速度の１／１００ｓｅｃに相当する値に固定的に設定することを説明するための略線図である。
【図１０】この発明による露光制御ならびにフリッカ低減のための処理を実現するための一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・・・レンズ系、２・・・ＣＣＤ、３・・・Ｓ／Ｈ回路、４・・・ＡＧＣ回路、５・・・信号処理回路、８・・・マイクロコンピュータ、９・・・電子シャッタ駆動回路、３１・・・露光制御回路、４９・・・最小値選択回路、５１・・・スイッチ回路
【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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