(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像結果を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号の信号レベルを補正する信号レベル補正手段と、
前記信号レベル補正手段の出力信号を信号処理して、該出力信号の輝度レベルをフィールド単位で検出して輝度レベル検出結果を出力する輝度レベル検出手段と、
前記輝度レベル検出結果に基づいて、前記信号レベル補正手段の動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記信号レベル補正手段による補正量により前記輝度レベル検出結果を補正して、前記撮像素子の入射光量を示す光量検出結果を生成し、
予測されるフリッカの周期分、前記光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成し、
前記光量検出結果と、対応する前記遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、前記光量検出結果の予測値を生成し、
前記光量検出結果の予測値に基づいて、前記輝度レベル検出結果が所定値になるように、前記信号レベル補正手段による補正量を制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記輝度レベル検出結果に基づいて、露光制御する露光制御手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
撮像結果を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号の信号レベルを補正する信号レベル補正手段と、
前記信号レベル補正手段の出力信号を信号処理して、該出力信号の輝度レベルをフィールド単位で検出して輝度レベル検出結果を出力する輝度レベル検出手段とを備える撮像装置の制御方法であって、
前記信号レベル補正手段による補正量により前記輝度レベル検出結果を補正して、前記撮像素子の入射光量を示す光量検出結果を生成する光量検出処理ステップと、
予測されるフリッカの周期分、前記光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成する遅延処理ステップと、
前記光量検出結果と、対応する前記遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、前記光量検出結果の予測値を生成する予測処理のステップと、
前記光量検出結果の予測値に基づいて、前記輝度レベル検出結果が所定値になるように、前記信号レベル補正手段による補正量を制御する制御処理のステップと
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法に関し、例えばテレビジョンカメラに適用することができる。本発明は、撮像結果の輝度レベルを検出してフィードバック制御によりフリッカを防止する際に、入射光量の予測値を求め、この予測値を基準にして増幅回路の利得を制御することにより、確実にフリッカを防止することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレビジョンカメラにおいては、蛍光灯のような点滅する光源の元で撮像すると、撮像結果にフリッカが観察される場合があり、このようなフリッカを有効に回避する方法が種々に提案されるようになされている。
【０００３】
すなわち蛍光灯においては、管内放電により発光することにより、図６（Ａ）に示すように、ほぼ電源電圧の振幅値に応じて発光光量が変化する。これによりフィールド周波数が５０〔Ｈｚ〕のビデオカメラにおいて、蛍光灯の電源周波数が６０〔Ｈｚ〕の場合、連続するフィールドにおいて、被写体を照明する光量がフィールド毎に変化することになり、これによりフリッカが観察されるようになる。
【０００４】
この場合に、図６（Ｂ）に示すように、電子シャッタにより電荷蓄積時間Ｔを極端に短くすると、連続するフィールドにおいて、被写体を照明する光量の変化が著しくなり、これにより著しいフリッカが観察されるようになる。なおこの図６及び続く図７における電子シャッタの説明においては、各フィールドにおいて、光電変換処理される被写体の照明光量をハッチングにより示す。
【０００５】
また図７（Ａ）に示すように、フィールド周波数が６０〔Ｈｚ〕のビデオカメラにおいて、蛍光灯の電源周波数が５０〔Ｈｚ〕の場合においても、連続するフィールドにおいて、被写体を照明する光量がフィールド毎に変化することになり、これによりフリッカが観察されるようになる。この場合にも、図７（Ｂ）に示すように、電子シャッタにより電荷蓄積時間Ｔを極端に短くすると、連続するフィールドにおいて、被写体を照明する光量の変化が著しくなり、これにより著しいフリッカが観察される。
【０００６】
しかしながら電荷蓄積時間を光源の点灯周期（この場合は１／１００〔秒〕及び１／１２０〔秒〕）の整数倍の期間に設定すると、各フィールドにおいては、同一の光量により被写体が照明されることにより、この場合、何らフリッカを感じることの無い撮像結果を得ることができる。これにより従来のビデオカメラにおいては、この補正原理に従ったユーザーによる切り換え操作等により、フリッカを防止するようになされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来のフリッカ防止方法においては、光源に対応した切り換え操作を実行しなければならない等により、実用上未だ不十分な問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、確実にフリッカを防止することができる撮像装置、撮像装置の制御方法を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、撮像装置に適用して、信号レベル補正手段による補正量により輝度レベル検出結果を補正して、撮像素子の入射光量を示す光量検出結果を生成し、予測されるフリッカの周期分、光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成し、光量検出結果と、対応する遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、光量検出結果の予測値を生成し、光量検出結果の予測値に基づいて、輝度レベル検出結果が所定値になるように、信号レベル補正手段による補正量を制御する。
【００１０】
また請求項３の発明においては、撮像装置の制御方法に適用して、信号レベル補正手段による補正量により輝度レベル検出結果を補正して、撮像素子の入射光量を示す光量検出結果を生成する光量検出処理ステップと、予測されるフリッカの周期分、光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成する遅延処理ステップと、光量検出結果と、対応する遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、光量検出結果の予測値を生成する予測処理のステップと、光量検出結果の予測値に基づいて、輝度レベル検出結果が所定値になるように、信号レベル補正手段による補正量を制御する制御処理のステップとを有するようにする。
【００１３】
請求項１の構成によれば、撮像装置に適用して、信号レベル補正手段の補正量により輝度レベル検出結果を補正して、撮像素子の入射光量を示す光量検出結果を生成し、予測されるフリッカの周期分、光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成し、光量検出結果と、対応する遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、光量検出結果の予測値を生成し、光量検出結果の予測値に基づいて、輝度レベル検出結果が所定値になるように、信号レベル補正手段による補正量を制御することにより、例えば露光制御に供する一連の構成を有効に利用して、フィードバック制御によりフリッカを確実に防止することができる。
【００１４】
これにより請求項３の構成によれば、フリッカを確実に防止することができる撮像装置の制御方法を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１８】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。このテレビジョンカメラ１において、レンズ２は、入射光Ｌ１を続くＣＣＤ固体撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device ）３の撮像面に集光する。
【００１９】
ＣＣＤ固体撮像素子３は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）４による駆動信号により動作して、撮像面に形成されたカラーフィルタに応じた色信号の繰り返しによる出力信号Ｓ１をフィールド周波数６０〔Ｈｚ〕により出力する。この処理において、ＣＣＤ固体撮像素子３は、タイミングジェネレータ４より出力される駆動信号に応じて電荷蓄積時間を可変する。
【００２０】
相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）５は、二次元イメージセンサ３の出力信号Ｓ１を相関二重サンプリングして出力し、ＡＧＣ回路（Automatic Gain Control）６は、この相関二重サンプリング回路５の出力信号をマイコン１４により指示される利得Ｇで増幅して出力する。ディジタルシグナルプロセッサ７は、このＡＧＣ回路６の出力信号を受け、所定の信号処理により輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成して出力する。
【００２１】
すなわちディジタルシグナルプロセッサ７において、アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）８は、ＡＧＣ回路６の出力信号をアナログディジタル変換処理し、その処理結果による画像データを出力する。続く色差信号処理回路９は、このアナログディジタル変換回路８から出力される画像データを演算処理し、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに対応する色差データを生成して出力する。この処理において色差信号処理回路９は、マイコン１４からの指示による増幅率により各色信号を増幅し、これによりオートホワイトバランス調整の処理を実行する。続くディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１０は、この色差データをディジタルアナログ変換処理することにより、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成して出力する。
【００２２】
輝度信号処理回路１１は、アナログディジタル変換回路８から出力される画像データを処理することにより、輝度信号Ｙに対応する輝度データを生成して出力する。この処理において、輝度信号処理回路１１は、ニー処理、ガンマ補正処理、黒レベル設定処理等を実行する。続くディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１２は、この輝度データをディジタルアナログ変換処理することにより、輝度信号Ｙを生成して出力する。
【００２３】
光学検波部（ＯＰＤ）１３は、ディジタルシグナルプロセッサ７における処理に係る画像データを適宜、積分等し、露光制御、オートホワイトバランス調整、黒レベル設定処理等に必要な各種測定結果を取得し、この測定結果をマイコン１４に出力する。この処理において、光学検波部１３は、フィールド単位で輝度データを積分し、又はフィールド単位で、所定の重み付け係数により輝度データを重み付けして積分し、これにより撮像結果の明るさを示す輝度レベル検出結果ＤＹをマイコン１４に出力する。かくするにつき、この実施の形態では、この測定結果ＤＹを基準にしてフリッカを防止すると共に、露光制御するようになされている。
【００２４】
タイミングジェネレータ４は、このテレビジョンカメラの動作に必要な各種基準信号を生成して出力する。
【００２５】
マイコン１４は、このテレビジョンカメラの動作を制御するコントローラであり、ユーザーによる図示しない操作子の操作により、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１４Ａにワークエリアを確保して、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１４Ｂに格納した処理手順を中央処理ユニットにより実行し、これにより全体の動作を制御する。
【００２６】
この処理において、マイコン１４は、フリッカを予測し、その予測結果に基づいてＡＧＣ回路６の利得Ｇを制御することにより、フリッカを防止する。すなわち図２は、フィールドを単位にした時間経過によりテレビジョンカメラ１における各部の動作関連を示す図表であり、テレビジョンカメラ１においては、レンズ２の入射光Ｌ１がＣＣＤ固体撮像素子３において１フィールド周期で光電変換処理された後、この光電変換処理結果が順次ＣＣＤ固体撮像素子３の垂直転送レジスタ、水平転送レジスタを介してＣＣＤ固体撮像素子３より出力される。これによりＣＣＤ固体撮像素子３の駆動を開始した後、矢印ａにより示すように、１フィールド遅延してＣＣＤ固体撮像素子３から有効な撮像結果としての出力信号Ｓ１が出力されることになる。因みに、撮影を開始した最初の１フィールドについては、暗電流等による出力信号Ｓ１が出力されることになる。
【００２７】
なお図２は、電源周波数５０〔Ｈｚ〕の蛍光灯下における処理を示すものであり、この場合、フィールド周波数６０〔Ｈｚ〕による撮像においては、被写体を照明する光量が３フィールド周期で変動する。図２では、これにより各フィールドにおけるＣＣＤ固体撮像素子３への入射光Ｌ１の光量を数値化して値１００、８００、２００により順次示し、またこの光量に設定した数値との対応により、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号Ｓ１の信号レベル、光学検波部１３により検出される輝度レベル検出結果ＤＹの値を示す。
【００２８】
またこのＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号Ｓ１においては、相関二重サンプリング回路５、ＡＧＣ回路６を順次介してディジタルシグナルプロセッサ７に入力され、このディジタルシグナルプロセッサ７の光学検波部１３において、フィールド周期で積分されて輝度レベル検出結果ＤＹが得られる。これにより正しく被写体の明るさを示している輝度レベル検出結果ＤＹにおいては、矢印ｂにより示すように、さらに１フィールド遅延することになり、結局、撮像を開始して、２フィールド経過すると、正しく被写体の明るさを示している輝度レベル検出結果ＤＹを検出することができる。
【００２９】
従ってマイコン１４においては、撮像を開始した後、２フィールドの終了時点で、ＡＧＣ回路６の利得制御の基準となる輝度レベル検出結果ＤＹを取得することができ、これにより撮像を開始した後、矢印ｃにより示すように、４フィールド目より、ＡＧＣ回路６の利得Ｇを制御することが可能となる。
【００３０】
これらによりマイコン１４においては、撮像を開始した後、３フィールドの期間においては、ＡＧＣ回路６の利得を基準値（利得２）に保持する。また３フィールドを経過した後においては、直前フィールドとの間の輝度レベル検出結果ＤＹの変化を緩やかに抑圧するように（すなわち一定の時定数により制御目標値に収束するように）、ＡＧＣ回路６の利得を計算し（図３において、符号ＧＮにより示す）、この計算した利得ＧＮ（Ｇ）による増幅をＡＧＣ回路６に指示する。
【００３１】
さらにマイコン１４においては、ＡＧＣ回路６の利得で、光学検波部１３による輝度レベル検出結果ＤＹを集計することにより入射光Ｌ１の光量を求め、所定フィールド周期で、この計算値を順次循環的にランダムアクセスメモリ１４Ａに記録する。これによりマイコン１４は、光学検波部１３より得られる輝度レベル検出結果ＤＹを増幅回路であるＡＧＣ回路６の補正量により補正して、ＣＣＤ固体撮像素子３の入射光量を示す光量検出結果を生成し、予測されるフリッカの周期分、この光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成するようになされている。なお図２においては、この計算により求められる入射光Ｌ１の光量を、ＡＧＣ回路６の利得を基準値に設定した場合の輝度レベル検出結果ＤＹにより表し、外乱予測値として示すようになされている。
【００３２】
このようにして計算される光量検出結果においては、電源周波数６０〔Ｈｚ〕の光源下で撮像する場合、さらには白色光源等の光源下で撮像する場合、ほぼ一定値に保持される。
【００３３】
これに対して電源周波数５０〔Ｈｚ〕の蛍光灯下で撮像してフリッカが発生している場合、このようにして計算により求められる入射光Ｌ１の光量においては、３フィールド周期で変化することになる。これによりマイコン１４は、この光量計算結果の遅延時間が３フィールドに設定され、記録を開始して３フィールド分の記録が完了すると、輝度レベル検出結果ＤＹの変化を徐々に抑圧するようにするＡＧＣ回路６の利得の制御に代えて、この記録を基準にして続くフィールドについて、フリッカを補正可能なＡＧＣ回路６の利得Ｇを設定する。なおマイコン１４は、このようにＡＧＣ回路６の利得Ｇの設定を開始した後においても、循環的な入射光Ｌ１の光量の記録を継続する。
【００３４】
すなわちこの図２の場合、撮像を開始して３フィールド目より、入射光Ｌ１の光量が計算により求められ、５フィールド目には、入射光Ｌ１の光量の記録が、フリッカの１周期分について完了する。また何ら被写体の明るさ自体に変化が無い場合、６フィールド目には、３フィールド目と同一の値により入射光Ｌ１の光量が計算により求められる。また被写体自体の明るさが変化している場合でも、６フィールド目には、このような被写体自体の明るさの変化に伴って、フリッカによる光量の変化が観察されることになる。
【００３５】
これによりマイコン１４は、このようにして記録した入射光Ｌ１の光量の記録より、続くフィールドにおける入射光Ｌ１の光量を予測し、この予測を補うようにＡＧＣ回路６の利得Ｇを設定する。具体的に、マイコン１４は、直前フィールドによる光量計算結果と、メモリ１４Ａに記録された対応する１周期前（フリッカの１周期である）の遅延光量計算結果との比により、メモリ１４Ａに記録された続くフィールドの光量計算結果を補正し、これにより続くフィールドの入射光量を予測する。さらにこの予測より、輝度レベル検出結果ＤＹが所定値となるように（この場合、値８００）、ＡＧＣ回路６の利得を計算し、この計算した利得によりＡＧＣ回路６の利得を設定する。これらによりこのテレビジョンカメラ１では、６フィールドの終了時点で、予測値を得ることができ、図２において破線により示すように、７フィールド目以降より、フリッカを確実に防止することができる。
【００３６】
かくするにつき被写体自体の明るさが変化していない場合には、図２に示すように、外乱予測値として、光量計算結果が順次計算されてメモリに順次記録され、またこの記録により外乱予測値として続くフィールドの光量が計算されることになる。これに対して被写体自体の明るさが変化している場合には、順次循環的に変化する入射光Ｌ１の光量の移動平均値が、この被写体の明るさの変化に応じて順次変化し、この変化に対応するように外乱予測値も、その移動平均値が変化することになる。
【００３７】
かくするにつき、このように光量計算結果を一旦メモリに記録し、この記録により続く入射光量を予測してＡＧＣ回路６の利得を制御する場合、単に、メモリに記録した光量計算結果を予測に利用するまでの期間の分の遅延時間により、ＡＧＣ回路６の利得を制御していることになる。これによりこのマイコン１４においては、フリッカが発生していない場合でも、ＡＧＣ回路６の利得を適切に制御できるようになされている。
【００３８】
すなわちマイコン１４においては、光学検波部１３より得られる輝度レベル検出結果ＤＹをフリッカの周期により移動平均し、この平均値と制御目標値との比較により、図示しない絞り、ＣＣＤ固体撮像素子３の電荷蓄積時間を制御する。これによりマイコン１４は、上述したＡＧＣ回路６の利得の制御によりフリッカを防止して、光学検波部１３より得られる輝度レベル検出結果ＤＹが所定値となるように、適切に露光制御できるようになされている。
【００３９】
マイコン１４は、これらの露光処理、上述したＡＧＣ回路６の利得の制御において、絞りを最も開放すると共に、電荷蓄積時間を最も長い時間に設定して、光学検波部１３より得られる輝度レベル検出結果ＤＹが所定値に満たない場合、すなわち撮像結果において充分な明るさを確保できない場合、ＡＧＣ回路６の利得の制御における制御中心の利得を増大させる。かくするにつき、この実施の形態では、上述した基準の利得より撮像を開始することにより、充分な入射光量が得られている場合、フリッカによる光量の変化に対応するようにＡＧＣ回路６の利得を制御した場合、この利得の制御中心においては、基準の利得に維持されるようになされている。
【００４０】
これらによりこのテレビジョンカメラ１において、ＡＧＣ回路６は、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号の信号レベルを補正する信号レベル補正手段を構成するのに対し、ディジタルシグナルプロセッサ７は、この信号レベル補正手段の出力信号を信号処理して、該出力信号の輝度レベルをフィールド単位で検出して輝度レベル検出結果ＤＹを出力する輝度レベル検出手段を構成するようになされている。またマイコン１４は、この輝度レベル検出結果ＤＹに基づいて、信号レベル補正手段の動作を制御する制御手段を構成し、信号レベル補正手段による補正量Ｇにより輝度レベル検出結果ＤＹを補正して、撮像素子３の入射光量を示す光量検出結果を生成し、予測されるフリッカの周期分、この光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成し、光量検出結果と、フリッカ周期の分だけ遅延してなる対応する遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、光量検出結果の予測値を生成し、この光量検出結果の予測値に基づいて、輝度レベル検出結果ＤＹが所定値になるように、信号レベル補正手段の利得を制御するようになされている。またマイコン１４においては、上述したＡＧＣ回路６の利得を含めた露光制御の処理を実行するＡＥ部１４Ｃを構成するようになされている。
【００４１】
（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、このテレビジョンカメラ１では、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号Ｓ１が相関二重サンプリング回路５、ＡＧＣ回路６で順次処理され、ディジタルシグナルプロセッサ７によりニー処理、オートホワイトバランス調整処理、ガンマ処理等されて、輝度信号及び色差信号が生成され、これら輝度信号及び色差信号がモニタ機構により表示され、さらに外部機器に出力される。これによりテレビジョンカメラ１では、所望する被写体の撮像結果をモニタし、外部機器に出力できるようになされている。
【００４２】
テレビジョンカメラ１では、このような処理において、ディジタルシグナルプロセッサ７の光学検波部１３において、輝度データがフィールド単位で処理され、撮像結果の明るさを示す輝度レベル検出結果ＤＹが検出される。さらにこの輝度レベル検出結果ＤＹをＡＧＣ回路６の利得により補正して、ＣＣＤ固体撮像素子３の入射光量が計算され、この計算結果が順次メモリ１４Ａに記録されて予測されるフリッカ周期の分だけ遅延される。テレビジョンカメラ１では、このようにして遅延して得られる光量検出結果と、計算より得られる対応する現在の光量検出結果との比較により、続くフィールドの光量について予測値が得られ、この予測値により、光学検波部１３で検出される輝度レベル検出結果が一定値となるように、ＡＧＣ回路６の利得が制御される。
【００４３】
これによりテレビジョンカメラ１では、フィードバック制御によりＡＧＣ回路６の利得を制御して、電荷蓄積時間を特定の時間に設定する等の煩雑な操作を実行することなく、フリッカを防止することができる。またこのように予測値によりＡＧＣ回路６の利得を制御することにより、何らフリッカが発生していない場合でも、さらにはフリッカが発生しなくなった場合でも、適切にＡＧＣ回路６の利得を制御することができる。またこのような予測値により実際にフリッカが発生しているか否か判断することもでき、これによりこのフリッカの有無の検出結果を種々の制御等に役立てることができる。なおこのようなフリッカの有無の検出結果においては、この実施の形態によるＡＧＣ回路６の利得の制御と、従来のＡＧＣ回路の利得の制御とで動作を切り換える場合等に利用することができる。
【００４４】
テレビジョンカメラ１では、撮像を開始して、このような光量検出結果が得られるまでの間は、ＡＧＣ回路６の利得が基準値に設定され、さらに光量検出結果が得られて、予測されるフリッカ周期の分だけ光量検出結果の遅延が完了するまでの間、光量検出結果の基準である輝度レベル検出結果ＤＹの変化を緩やかに抑圧するようにＡＧＣ回路６の利得が制御され、その後、予測によりフリッカを防止するようにＡＧＣ回路６の利得が制御される。これによりテレビジョンカメラ１では、ユーザーに違和感を感じさせること無く、予測によりフリッカを防止するようになされている。
【００４５】
テレビジョンカメラ１では、このようにしてＡＧＣ回路６の利得の制御によりフリッカを防止するようにして、光学検波部１３で検出される輝度レベル検出結果ＤＹが所定値となるように、絞り、ＣＣＤ固体撮像素子３の電荷蓄積時間が制御されて露光制御の処理が実行される。これによりテレビジョンカメラ１では、露光制御に利用する輝度レベル検出結果ＤＹを有効に利用して、フリッカを防止するようになされている。
【００４６】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、撮像結果の輝度レベルを検出してフィードバック制御によりフリッカを防止する際に、入射光量の予測値を求め、この予測値を基準にして増幅回路の利得を制御することにより、確実にフリッカを防止することができる。
【００４７】
またこの輝度レベルの検出結果が露光制御用の測定結果であることにより、露光制御用の構成を有効に利用してフリッカを防止することができ、その分、簡易な構成によりフリッカを防止することができる。
【００４８】
（２）第２の実施の形態
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。このテレビジョンカメラ２１において、第１の実施の形態に係るテレビジョンカメラ１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。なおこの第２の実施の形態は、本願に含まれるものでは無く、本願の参考例である。
【００４９】
このテレビジョンカメラ２１において、ディジタルシグナルプロセッサ２７は、輝度信号処理回路１１から出力される輝度データを増幅回路２８により増幅して出力する。ここでこの増幅回路２８は、図４に示す特性により、マイコン２４から出力される制御データＤＣに応じて利得を可変するようになされている。
【００５０】
マイコン２４は、光学検波部１３から出力される輝度レベル検出結果ＤＹをフリッカの周期により移動平均し、この平均値と制御目標値との比較により、図示しない絞り、ＣＣＤ固体撮像素子３の電荷蓄積時間を制御し、これにより露光制御する。またこのように露光制御して、撮像結果において充分な明るさを確保できない場合、ＡＧＣ回路６の利得を増大させる。
【００５１】
さらにマイコン２４は、光学検波部１３から出力される連続する輝度レベル検出結果ＤＹを演算処理することにより、フィルタ回路を構成し、輝度レベル検出結果ＤＹよりフリッカ周期による信号成分を抽出する。さらにマイコン２４は、この信号成分の信号レベルを基準にして、増幅回路２８の利得を制御し、これによりフリッカによる輝度レベルの変化を補正する。
【００５２】
これによりこのテレビジョンカメラ２１では、フィードフォア制御により、撮像結果の信号レベルを補正してフリッカを防止するようになされている。このようなフィードフォア制御においては、上述した第１の実施の形態のように予測値を求めなくても、確実にフリッカを防止することができ、その分、マイコン１４における処理を簡略化することができる。また光学検波部１３から出力される輝度レベル検出結果ＤＹを基準にして、フリッカの有無を判断することができ、この判断結果を種々の制御に役立てることができる。
【００５３】
図３に示す構成によれば、撮像結果の輝度レベルからフリッカ周期による信号成分を抽出し、この信号成分の信号レベルを基準にして増幅回路の利得を制御することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（３）第３の実施の形態
図５は、本発明の第３の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。このテレビジョンカメラ３１において、第２の実施の形態に係るテレビジョンカメラ１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。なおこの第３の実施の形態は、本願に含まれるものでは無く、本願の参考例である。
【００５５】
このテレビジョンカメラ３１において、ディジタルシグナルプロセッサ３７は、色差信号処理回路９より出力される輝度データの信号レベルを増幅回路３８により補正して出力する。ここで増幅回路３８は、マイコン３４により指示される増幅率によりそれぞれ色差データを増幅して出力するようになされている。これによりディジタルシグナルプロセッサ３７は、マイコン３４の指示により撮像結果の色相を補正し、フリッカによる色相の脈動を防止するようになされている。
【００５６】
すなわち蛍光灯においては、近年、管内に特性の異なる複数種類の蛍光体を塗布することにより、白色光に近いスペクトラムを確保できるようになされたものが提供されている。このような蛍光灯による発光スペクトラムを詳細に観察すると、電源電圧の立ち上がり周期又は立ち下がり周期の間で、スペクトラムが変化する欠点があり、これにより蛍光灯によるフリッカにより、撮像結果の色相が順次循環的に変化することが判った。このような撮像結果における色相の変化は、フリッカによる輝度レベルの変化を防止すると目立つようになる。この実施の形態では、これによりフリッカによる輝度レベルの脈動に加えて、色相の脈動を防止する。
【００５７】
すなわちマイコン３４は、第２の実施の形態について上述したマイコン２４と同一に、光学検波部１３から出力される輝度レベル検出結果ＤＹを処理し、増幅回路２８の利得、絞り、ＣＣＤ固体撮像素子３の電荷蓄積時間、ＡＧＣ回路６の利得を制御する。これによりマイコン３４は、輝度信号の信号レベルを補正してフリッカによる輝度レベルの脈動を防止し、また露光制御するようになされている。
【００５８】
さらにマイコン２４は、光学検波部１３から出力されるオートホワイトバランス調整用の信号レベル検出結果を輝度レベル検出結果ＤＹと同様に処理し、フリッカ周期による信号成分を抽出し、さらには移動平均による平均値を検出する。なおここでこのオートホワイトバランス調整用の信号レベル検出結果においては、各色信号をフィールド単位で積分して生成される。マイコン２４は、この平均値を従来のオートホワイトバランス調整における処理と同様に処理して、各色信号を増幅する増幅回路の利得を求め、この利得により各色信号の信号レベルを補正するように、ディジタルシグナルプロセッサ３７の動作を制御する。これによりマイコン２４は、オートホワイトバランス調整するようになされている。
【００５９】
さらにマイコン２４は、フリッカ周期による信号成分を基準にして、この信号レベルの脈動を抑圧するように、色差データについて補正値を計算し、この補正値に対応する利得により各色差データを補正するように、増幅回路３８の利得を制御する。
【００６０】
これによりこの実施の形態では、フリッカによる輝度レベルの脈動に加えて、色相の脈動を防止するようになされ、さらに一段と撮像結果の画質を向上するようになされている。
【００６１】
またこの色相の脈動を防止する処理においても、オートホワイトバランス調整用の検出結果を有効に利用することにより、簡易な構成で画質を向上できるようになされている。
【００６２】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、それぞれ露光制御用及びオートホワイトバランス調整用に適用される測定結果を有効に利用してフリッカを防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、露光制御用及びオートホワイトバランス調整用の測定結果とは別に、フリッカを防止用に、別途、撮像結果より輝度レベル、色信号レベルを検出するようにしてもよい。なおこの場合に、色相の脈動を防止する構成においては、色差信号の脈動を検出して補正することが考えられる。
【００６４】
また上述の実施の形態においては、それぞれＡＧＣ回路の利得の制御、輝度信号を増幅する増幅回路の利得の制御により、フリッカによる輝度レベルの脈動を防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＣＣＤ固体撮像素子の出力信号を増幅する増幅回路を別途配置する場合、アナログディジタル変換回路、ディジタルアナログ変換回路における基準信号の制御により等化的に撮像結果の信号レベルを補正する場合等、種々の信号レベル補正手段の構成を広く適用することができる。
【００６６】
また上述の実施の形態においては、本発明をテレビジョンカメラに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、カメラ一体型ビデオテープレコーダ等の録画機能を有してなる撮像装置、携帯電話等の通信機能を有してなる撮像装置、パーソナルコンピュータに組み込まれた撮像装置等に広く適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、撮像結果の輝度レベルを検出してフィードバック制御によりフリッカを防止する際に、入射光量の予測値を求め、この予測値を基準にして増幅回路の利得を制御することにより、確実にフリッカを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。
【図２】図１のテレビジョンカメラの動作の説明に供する図表である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。
【図４】図３のテレビジョンカメラにおける増幅回路の特性を示す特性曲線図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。
【図６】電源周波数６０〔Ｈｚ〕における撮像の説明に供するタイムチャートである。
【図７】電源周波数５０〔Ｈｚ〕における撮像の説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
１、２１、３１……テレビジョンカメラ、３……ＣＣＤ固体撮像素子、７、２７、３７……ディジタルシグナルプロセッサ、９……色差信号処理回路、１１……輝度信号処理回路、１３……光学検出回路、１４、２４、３４……マイコン
【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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