JP2001016508A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光灯照明下においてＣＭＯＳ撮像装置にて
撮影を行なった際に生じる横縞状蛍光灯フリッカを抑圧
して画質劣化を防止する。 【解決手段】 電子シャッタ設定部２により設定される
現在の外光条件に適した第１の電子シャッタ値と、モー
ド設定部１０６によって設定される蛍光灯明滅周期の整
数倍の蓄積時間を持つ第２の電子シャッタ値の２条件に
て撮影した２種の画像を補正演算手段１０で比較演算
し、蛍光灯下撮影の際の画像中のフリッカ成分を算出し
てフリッカを打ち消すように映像信号の利得を制御す
る。フリッカ補正領域内の任意ラインの周辺に領域選択
部１３０で設定した領域内の平均値をライン最尤値と
し、すべてのラインより垂直方向の変動波形を得て、連
続する３フレームでの平均波形との比からフリッカ補正
係数を算出し、撮像素子出力ライン毎のゲインを係数に
比例させて制御して蛍光灯フリッカを抑圧しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ−Ｙアドレス方
式の固体撮像素子、例えばＣＭＯＳ（Complementary Me
tal Oxide Semiconductor）型撮像素子を用いた固体撮
像装置に係り、特に電源周期と同期して点滅する蛍光灯
等のように交流点滅する電灯の下で撮像画面の輝度や色
相が変化するいわゆるフリッカを改善した固体撮像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より蛍光灯照明の下でテレビジョン
カメラによる撮影を行なうと、テレビジョンカメラの垂
直同期周波数と蛍光灯の明滅周波数の間のずれにより干
渉が生じ、蛍光灯フリッカと呼ばれる現象が発生してい
る。ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型撮像装置を用
いたカメラにおいては、１フレームあるいは１フィール
ド単位にて電荷の蓄積を行なうためにフリッカの影響は
フレームあるいはフィールド間において生じている。し
たがって、ＣＣＤ型撮像装置においては、蛍光灯フリッ
カの補正を比較的簡単に行なうことができ、既に実用化
されている。

【０００３】ＩＴ型ＣＣＤイメージセンサを例にとって
説明すると、フォトダイオードで同一期間に露光された
信号の全画面分を一旦、素子上の垂直転送ＣＣＤに転送
し、１水平ライン分ずつを読み出している。つまり、Ｉ
Ｔ型ＣＣＤイメージセンサは素子上にアナログのフレー
ムまたはフィールドメモリを有している。このため、Ｉ
Ｔ型ＣＣＤイメージセンサを用いたＮＴＳＣ（National
Television System Committee）方式のカメラを用い
て、５０Ｈｚで交流点灯する照明の下で撮影を行なった
場合、略々３フィールド周期の画面全体の輝度および色
相変化となる。

【０００４】ＩＴ型ＣＣＤイメージセンサにおいてこの
フリッカを補正する手段としては、電子シャッタのモー
ドで露光時間を１／１００秒に設定してフィールド毎の
露光時間を等しくする方法と、フリッカが略々３フィー
ルド周期で発生することを利用して、各フィールドの映
像信号の平均値が一定になるように、３フィールド前の
映像信号から現在の輝度および色相の変動を予測して補
正値を生成し、フリッカを抑圧する方法が用いられてい
る。

【０００５】これに対し、例えばＣＭＯＳ型撮像装置は
Ｘ−Ｙアドレス走査型で、画素毎に露光期間が読み出し
クロック周期ずつ順次移動していくため、すべての画素
で露光しているタイミングが異なっている。このため、
各画素が蓄積期間に積分する蛍光灯照明の光量に違いが
生じることになり、これが１画面内においてフリッカと
して表れることになる。このことを式を用いて表わす
と、１周期がＴの蛍光灯明滅する波形ｆ（ｔ）を時間ｘ
から期間Ｘだけ積分することになるので、

【数１】 と書ける。

【０００６】図４２（ａ）にはフリッカ発生モデルの一
例を示してある。ここでは説明を簡略化するため蛍光灯
明滅波形およびその周期、蓄積期間をそれぞれ

【数２】 とし、また同一水平ライン上の画素が同じ露光タイミン
グを持っているＣＭＯＳ型撮像素子を使用した場合のフ
リッカ生成モデルである。ここで撮像素子出力である

【数３】 を、蛍光灯明滅波形の２つの山に跨らないのような蓄
積期間の場合と２つの山に跨るのような蓄積期間の場
合とのそれぞれについて考えると、となる最初の区間
「０＜ｘ＜５ｍｓ（０＜ｘ＜π／２）」では、

【数４】 となり、となる最初の区間「５ｍｓ＜ｘ＜１０ｍｓ
（π／２＜ｘ＜π）」では

【数５】 となる。１０ｍｓ以降はとの繰り返しなので、図４
２（ａ）に示すように、イメージセンサ出力波形Ｓ
（ｉ）は正弦波に類似すると共に周期がＴの波形とな
る。

【０００７】因みに、図４２におけるｉとｘの間にはｘ
＝Ｔ_ｓ×ｉ（Ｔ_ｓは１水平ライン読み出し時間）の関係
が成り立っている。このフリッカは蛍光灯の明滅周期と
露光タイミングのずれを原因として生じるため、ＣＣＤ
型撮像装置とは違って電灯線のサイクルが５０Ｈｚ，６
０Ｈｚいずれの場合でも生じる。前述したように、ここ
では１水平ライン分ずつを纏めて読み出す撮像装置に限
定して考えると、この場合は同一水平ライン上の画素の
露光期間が同じなので横縞状の蛍光灯フリッカ波形が垂
直方向に表れる。

【０００８】蛍光灯フリッカを補正する１つの手段とし
ては、図４２（ｂ）に示すように、露光時間を蛍光灯の
明滅周期の１周期あるいはその整数倍に設定する方式が
考えられる。このようにして蓄積時間を設定すると、た
とえ蛍光灯が明滅していてもすべての画素における蛍光
灯波形の積分量が同じになるため蛍光灯フリッカを抑圧
できる。これを上述の式を用いて説明する。一例とし
て、「Ｘ＝１０ｍｓ」の場合について考えると、この時

【数６】 はｘ＝ｎ×１０ｍｓ（ｎは任意の自然数）を除いて常に
の状態になるので、まず式について考える。この時
X＝１０ｍｓが蛍光灯の明滅周期Ｔ（＝π）であること
から、ｃｏｓ（Ｘ／２）＝ｃｏｓ（π／２）＝０とな
り、式は常に一定値となることがわかる。「ｘ＝ｎ×
１０ｍｓ」においては、

【数７】 となる。以上より積分値は常に２となりｘによらず一定
であるので、蛍光灯明滅の影響を受けていないというこ
とができる。しかしながら、この方式の問題点は任意の
蓄積時間に設定することができないことにある。

【０００９】露光時間を任意に設定できる別の補正方法
として、撮像素子の出力あるいはこの出力を信号処理し
た映像信号からフリッカ成分を抽出し、このフリッカ変
動パターンを抑えるように輝度信号や色信号の利得を画
像フレーム内の場所毎に制御してフリッカを補正する方
式や、フリッカ波形をメモリにテンプレートとして記憶
し、外部センサにより検出した蛍光灯の明滅タイミング
によって、このテンプレートとイメージセンサ出力との
同期を得て補正する方式も考案されている。

【００１０】しかしながら、映像信号からフレーム内の
フリッカ波形を検出するのは白い壁のような無彩色かつ
絵柄のない画像を撮影する場合を除いて一般的に非常に
困難である。映像信号からフレーム内のフリッカ成分を
抽出するにはフレーム内およびフレーム間での積分によ
るローパス効果あるいはアナログあるいはデジタルのロ
ーパスフィルタを用いてフリッカ成分以外を取り除く方
法が取られている。

【００１１】しかし、撮影被写体中にもフリッカ成分と
略々同じ周波数帯域のパターンが混在していることは往
々にしてあり、これにより正確なフリッカ波形の抽出が
妨害されることになる。特に、撮像装置の画角を固定し
た場合、５０Ｈｚの周波数により点灯されている蛍光灯
下においてフレーム間でのフリッカの周期が３フレーム
なので、時定数を長く取ってフレーム間で平均を求めて
も３フレーム周期でフリッカ波形が同じ場所に来るた
め、絵柄の影響を取り除くことはできない。

【００１２】一方のフリッカ波形をテンプレートとして
メモリに記憶させておく方式については、蛍光灯の明滅
波形は蛍光灯の点灯器毎に特有であることが良く知られ
ている。このためフリッカ補正システムを構築するため
に、非常に多くのフリッカ波形を調査しこれをデータベ
ースとして用意しなければならず、実際に多数のフリッ
カは径パターンをデータベース化できたとしても、将来
開発される蛍光灯用の点灯器に対しては対応することが
できない。このように、Ｘ−Ｙアドレス方式による固体
撮像装置においては、フリッカ波形の抽出がＣＣＤ固体
撮像装置のように簡単には予測できないため、これまで
有効な補正手段がなく、蛍光灯フリッカが画像内に残留
して画質を劣化させているという問題があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は画素単位あるいはライン単位で蓄積期間の異なる読み
出しを行なうＸ−Ｙアドレス方式による固体撮像装置を
用いて蛍光灯照明下において撮像した場合、撮像面の場
所毎に露光量が異なることになり、いわゆる蛍光灯フリ
ッカが発生するという問題があった。本発明は上記事情
に鑑み、蛍光灯の照明下において任意の蓄積時間で撮像
した場合、垂直方向において輝度および色相が変化する
ような横縞状蛍光灯フリッカを十分に抑圧して画質を向
上させることが可能なＸ−Ｙアドレス方式の固体撮像装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置の基本構成は、所定の条件を満たす電子シャッタ値に
より、直交する２方向に画面をアドレス走査して対象を
撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の前記電子
シャッタ値を所定の値に設定する電子シャッタ値設定手
段と、前記固体撮像素子の出力信号をアナログ信号から
デジタル信号へと変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／
Ｄ変換手段の出力信号を所定の単位で記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された所定の単位の信号に対
し、外光条件に適した第１の電子シャッタ値と蛍光灯明
滅周期と所定関係となる第２の電子シャッタ値の２条件
による画像の信号波形をそれぞれ求め、２つの信号を比
較することにより蛍光灯フリッカを補正した補正信号値
を演算する補正演算手段と、を備えることを特徴として
いる。

【００１５】上記基本構成に係る固体撮像装置は、Ｘ−
Ｙアドレス方式の撮像素子と、前記撮像素子の電子シャ
ッタ値を設定する電子シャッタ設定部と、前記電子シャ
ッタ設定部にコマンドを送り電子シャッタ値を変更させ
るモード設定部と、前記撮像素子が出力する映像信号を
アナログーデジタル変換を行なうＡ／Ｄ変換器と、前記
撮像素子が出力する映像信号を記録する複数個のフレー
ムメモリと、前記フレームメモリに記録保存されている
複数個のフレームの映像信号間にて演算を行なうことに
よりフリッカ成分の算出を行なう補正テーブル算出部
と、前記補正テーブル算出部にて作成された補正テーブ
ルを記録保存する補正テーブル記録部と、前記補正テー
ブル記録部に保存されている補正テーブルにて前記撮像
素子からの出力である映像信号の利得を制御することに
よりフリッカを抑圧する補正演算部と、を備えるように
しても良い。

【００１６】前記固体撮像装置は、前記補正テーブル算
出部から出力された補正テーブルを画像フレ一ムの水平
方向において平均する処理を行なう水平ライン平均値算
出部をさらに備え、水平方向において平均化された値を
前記補正テーブル記録部に保存するものであってよい。
前記固体撮像装置は、前記補正演算部の出力を入力とし
補正された映像信号にフリッカ成分が含まれているかの
検出を行なうフリッカ検出器をさらに備え、フリッカが
検出されたときには、前記モード設定部に補正テーブル
の再生成を促すものであってよい。

【００１７】前記フレームメモリは複数個備えており、
この複数のフレームメモリに記録された画像を平均化す
るフレーム平均算出部をさらに備えるものであってもよ
い。前記補正テーブル記録部は、複数個備えられて、複
数個の補正テーブルを記録保存すると共に、これら複数
個の補正テーブルから必要とされる補正テーブルを選び
出す補正テーブル選択部をさらに備えるものであっても
良い。前記補正テーブル記録部はフリッカ波形の１周期
のみを保存し、また現在の画像フレームに含まれるフリ
ッカの位相を計測する位相計測部をさらに備え、この１
周期分のフリッカ波形と位相情報から補正テーブルを生
成する補正テーブル生成部をさらに備えるものであって
もよい。

【００１８】また、上記基本構成に係る固体撮像装置
は、Ｘ−Ｙアドレス走査型固体撮像素子と、前記固体撮
像素子の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号を記憶保持する
フレームメモリと、各スキャンライン毎にそのラインの
周辺の領域を選択する領域選択部と、前記領域選択部に
よって選択された領域を読み出しこのデータの平均値を
算出する領域平均値算出部と、前記領域平均値算出部の
出力を保持するラインメモリと、複数の前記ラインメモ
リの１つを選択し、そのラインメモリとの間でデータを
入出力するラインメモリ管理部と、前記ラインメモリに
保持されている領域平均値を複数のラインメモリから選
択し平均演算を行なうライン間平均値算出部と、前記領
域平均値を保存するラインメモリの１つと前記ライン間
平均値を保存するラインメモリそれぞれからデータを選
択しこれらのデータ間での演算によりフリッカ抑圧係数
を算出する補正係数算出部と、前記補正係数算出部の係
数値に比例して前記フレームメモリから出力されるデー
タのゲインをライン毎に制御する補正演算部と、を備え
るように構成しても良い。

【００１９】また、上記構成において、前記領域平均値
算出部は、前記領域平均値を保存するラインメモリの何
れかより任意のデータを呼び出すデータ呼び出し部と、
この呼び出したデータと現在の選択領域での平均値との
間で平均を算出する時間平均算出部と、を備えるように
しても良い。

【００２０】また、上記基本構成に係る固体撮像装置
は、Ｘ−Ｙアドレス走査型固体撮像素子と、前記固体撮
像素子の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号を記憶保持する
フレームメモリと、各スキャンライン毎にこのスキャン
ライン内において必要とするデータの範囲を選択する範
囲選択部と、前記範囲選択部によって選択された領域を
読み出し、このデータの平均値を算出するライン内平均
値算出部と、前記領域平均値算出部の出力を保持するラ
インメモリと、複数の前記ラインメモリの１つを選択
し、そのラインメモリからデータを入出力するラインメ
モリ管理部と、前記ラインメモリに保持されているライ
ン内平均値を複数のラインメモリから選択し平均演算を
行なうライン間平均値算出部と、前記ラインメモリに保
存されているライン内平均値から複数個を選択し、かつ
これらの読み出しを前記ラインメモリ管理部に命令する
窓幅選択部と、前記窓幅選択部の命令により読み出され
たデータの平均を算出する窓内平均値算出部と、前記ラ
イン間平均値算出部出力と前記窓内平均値算出部出力そ
れぞれの間で比較演算を行なう補正係数算出部と、前記
補正係数に比例して前記フレームメモリから出力される
データのゲインをライン毎に制御する補正演算部と、を
備えるようにしても良い。

【００２１】また、上記構成において、前記補正係数算
出部の出力を保持するラインメモリを備えるようにして
も良い。

【００２２】また、上記ように構成された固体撮像装置
は、撮像装置周辺の光量の変化を計測する外部測光素子
と、前記外部測光素子の出力を現在の電子シャッタ設定
値によって決定される蓄積時間にて積分する積分器と、
前記積分器出力の振幅を前記補正テーブル記憶部に保存
された補正テーブルの振幅と比較して補正するゲイン補
正部とをさらに備え、前記ゲイン補正部出力によりフリ
ッカ抑圧処理を行なうものであっても良い。前記外部測
光素子は、撮像素子により確保されている画角による領
域と同じ領域の光量の変化を検出するために、その上部
に撮像レンズおよびレンズ駆動部をさらに備えるもので
あっても良い。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付図面を参照しながら詳細に説明する。まず、
本発明の基本概念を示す第１実施形態について図１を参
照して説明する。

【００２４】図１において、第１実施形態に係る固体撮
像装置は、所定の条件を満たす電子シャッタ値により、
直交する２方向に画面をアドレス走査して対象を撮像す
る固体撮像素子１と、前記固体撮像素子１の前記電子シ
ャッタ値を所定の値に設定する電子シャッタ値設定手段
２と、固体撮像素子１の出力信号をアナログ信号からデ
ジタル信号へと変換するＡ／Ｄ変換手段３と、Ａ／Ｄ変
換手段３の出力信号を所定の単位で記憶する記憶手段４
と、記憶手段４に記憶された所定の単位の信号に対し、
外光条件に適した第１の電子シャッタ値と蛍光灯明滅周
期と所定関係となる第２の電子シャッタ値の２条件によ
る画像の信号波形をそれぞれ求め、２つの信号を比較す
ることにより蛍光灯フリッカを補正した補正信号値を演
算する補正演算手段１０と、を備えている。

【００２５】通常、固体撮像装置において、フリッカ補
正を行なおうとする場合、電子シャッタ設定値を電灯線
用明滅周期の整数倍に設定するとフリッカが発生しない
ことを利用している。任意の電子シャッタ設定値におい
て撮影する場合、まず電子シャッタ設定値をこの任意の
値より短い電灯線明滅周期の整数倍に電子シャッタを設
定して撮影する。この場合に露光時間が所定の時間より
も短いためゲインが不足するので、この不足分を増幅し
て出力することによりフリッカを抑えている。これに対
して、本発明においては、撮影時にリアルタイム或いは
準リアルタイムにてフリッカ波形を推定し、この波形に
応じてそれぞれのライン毎にゲインを調節することによ
りフリッカ補正を実現しようとしており、本発明の基本
概念としては、外光条件下の第１の電子シャッタ値によ
る画像の信号波形と、蛍光灯条件下での第２の電子シャ
ッタ値による画像の信号波形とを比較して蛍光灯フリッ
カの影響を受けた信号波形を求めてこれを打ち消すよう
な補正信号値を演算してフリッカを補正するようにして
いる。以下、上記基本概念をより具体的に示す実施形態
について説明する。

【００２６】本発明の第２実施形態による固体撮像装置
は、図２に示されるように、ＭＯＳ型固体撮像素子１０
１、電子シャッタ設定部１０２、Ａ／Ｄ変換器１０３、
フレームメモリ１０４１，１０４２、補正テーブル算出
部１０５、モード設定部１０６、補正テーブル記録部１
０７、補正演算部１０８、同期信号発生部１０９を備え
ている。図１に示す基本概念図からも明らかなように、
フレームメモリ１０４１および１０４２が図１における
記憶手段４に相当しており、補正テーブル算出部１０
５，補正テーブル記録部１０７，補正演算部１０８によ
り第１実施形態における補正演算手段１０が構成されて
いる。

【００２７】ＭＯＳ型固体撮像素子１０１は、この上に
マトリクス状に配置された画素により入射光を信号電荷
に変換する。この電荷は、順次走査されて画素から読み
出された後、撮像素子１０１内においてアナログ信号処
理され、映像信号として固体撮像素子１０１より出力さ
れるものである。

【００２８】電子シャッタ設定部１０２は、固体撮像素
子１０１から出力された信号量に基づいて電子シャッタ
値を設定する。またモード設定部１０６から入力される
コマンドにより、任意の電子シャッタ値に設定すること
も可能である。この電子シャッタ設定値は、固体撮像素
子１０１とモード設定部１０６とに出力されている。Ａ
／Ｄ変換器１０３は、固体撮像素子１０１から出力され
る映像信号をデジタル信号に変換した後、フレームメモ
リ１０４１，１０４２、補正演算部１０８に出力してい
る。

【００２９】記憶手段４としてのフレームメモリ１０４
１，１０４２は、Ａ／Ｄ変換器１０３によってデジタル
信号に変換された映像信号を１フレーム分保存する。こ
のフレームメモリ１０４１，１０４２への書き込み、読
み出しはモード設定部１０６からのコマンドにより制御
されている。補正テーブル算出部１０５は、フレームメ
モリ１０４１，１０４２より入力される映像信号と、モ
ード設定部内のレジスタに保存されているそれぞれのフ
レームにおける電子シャッタ設定値とを用いて後述する
処理を行なうことにより、フリッカを抑圧する補正テー
ブルを算出し、補正テーブル記録部１０７に出力するも
のである。

【００３０】モード設定部１０６は、電子シャッタ設定
部１０２の設定値の変更、Ａ／Ｄ変換器１０３出力のフ
レームメモリ１０４１，１０４２への書き込みおよび読
み出しを制御すると共に、内部レジスタヘ変更前後の電
子シャッタ設定値を保存し、必要なタイミングで補正テ
ーブル算出部１０５へこれらの電子シャッタ値の出力を
行なうものである。

【００３１】補正テーブル記録部１０７は、補正テーブ
ル算出部１０５により算出され、補正演算部１０８にお
いて使用されるフリッカ抑圧テーブルを記録保持すると
共にこの補正テーブルを同期信号発生部１０９から与え
られるタイミング信号に合わせて補正演算部１０８に出
力するものである。

【００３２】補正演算部１０８は、補正テーブル記録部
１０７から必要なタイミングにより入力される補正テー
ブルを用いて、Ａ／Ｄ変換器１０３からのデジタル映像
信号のゲインを画素単位あるいはライン単位で変動させ
ることにより、フレーム内に見られるフリッカを抑圧す
るものである。

【００３３】このような構成を備えた本実施形態による
フリッカ抑制機能を有する固体撮像装置は、次のように
動作する。固体撮像素子１０１によって取り込まれた映
像信号は、Ａ／Ｄ変換器１０３に入力されると同時に、
電子シャッタ設定を行なうために電子シャッタ設定部１
０２に渡される。電子シャッタ設定部ではこの入力を受
けて、適正な電子シャッタ値（第１の電子シャッタ値）
を決める。

【００３４】ここでモード設定部１０６の現在のモード
がフリッカ補正準備モードであるとき、電子シャッタ値
はモード設定部１０６にも入力される。モード設定部１
０６では、この第１の電子シャッタ値を内部レジスタに
保存すると共に、現在の電子シャッタ設定値が蛍光灯明
滅周期の整数倍であるかどうかのチェックを行なう。整
数倍である場合には蛍光灯フリッカは生じないのでフリ
ッカ補正準備モードをフリッカ補正非適用モードとして
フリッカ補正準備の処理を終了する。

【００３５】整数倍でない場合には、まず現在の電子シ
ャッタ設定値をこの値に最も近い蛍光灯明滅周期の整数
倍値（第２の電子シャッタ値）あるいは現在の電子シャ
ッタ設定値より短くかつ最も近い蛍光灯明滅周期の整数
倍値の何れかに変更すると同時に、この値をモード設定
部１０６内のレジスタに記録される。

【００３６】この後、フレームメモリ１０４２（第２の
フレームメモリ)が書き込み可能状態にされる。ここ
で、第２の電子シャッタ値に設定された固体撮像素子１
０１は映像の取り込みを行ない、Ａ／Ｄ変換後フレーム
メモリ２に保存し、モード設定部はこのフレームメモリ
を書き込み禁止、読み出し可能状態にされる。

【００３７】次に、モード設定部１０６は、電子シャッ
タ値を元の第１の電子シャッタ値に戻すため、内部レジ
スタに保存してある第１の電子シャッタ値を電子シャッ
タ設定部１０２に送ると同時に、フレームメモリ１０４
１（第１のフレームメモリ）のステータスを書き込み可
能状態に変更される。第１の電子シャッタ値に設定され
た固体撮像素子１０１は１フレーム取り込みを行ない、
Ａ／Ｄ変換後フレームメモリ２に保存する。保存が完了
した時点で第１のフレームメモリ１０４１はモード設定
部１０９により書き込み禁止で、読み出し可能状態にさ
れる。

【００３８】第１のフレームメモリ１０４１と第２のフ
レームメモリ１４０２それぞれが読み出し可能状態にな
った時点で、モード設定部１０６は補正テーブル算出部
１０５に補正テーブルの作成を開始させるコマンドと内
部レジスタに保存してある第１の電子シャッタ値と第２
の電子シャッタ値を補正テーブル算出部１０５に送る。
第１のフレームメモリ１０４１と第２のフレームメモリ
１０４２の画像はそれぞれ第１の電子シャッタ値と第２
の電子シャッタ値にて撮影されており平均輝度レベルに
違いがあるので、第２のフレームメモリ１０４２の平均
輝度レベルを第１のフレームメモリ１０４１のレベルに
合わせる。

【００３９】次に、第１のフレームメモリ１０４１と第
２のフレームメモリ１０４２のそれぞれの画素位置毎に
割り算を行ない、フリッカ成分あるいはフリッカ成分を
補正する係数を算出する。ただし、２つのフレーム間で
割り算をすることでフリッカ成分を推定するには、２つ
のフレームの絵柄成分が同じである必要がある。その必
要性について式を用いて説明する。フリッカ成分を含ま
ないフレーム２の信号をＳ２（ｘ、ｙ）、フリッカ成分
を含むフレーム１の信号をＳ１’（ｘ，ｙ）＝Ｓ１
（ｘ，ｙ）×Ｆ（ｘ，ｙ）と表す。ここでｘは画像フレ
ームの水平方向の座標、ｙは垂直方向の座標、Ｓｎ
（ｘ，ｙ）はフリッカのない映像信号、Ｆ（ｘ，ｙ）は
フリッカ信号である。ここで撮像装置を固定した状態
で、動きのないものを撮影すれば、Ｓ１（ｘ，ｙ）≒Ｓ
２（ｘ，ｙ）×Ｃ （ただしＣは比例定数）という関係
が成り立つはずで、この条件下でＳ１’（ｘ，ｙ）をＳ
２（ｘ，ｙ）により除すると、 ｛Ｓ１（ｘ，ｙ）×Ｆ（ｘ，ｙ）｝／｛Ｓ２（ｘ，ｙ）
×Ｃ｝≒Ｆ（ｘ，ｙ） となりフリッカ波形を推定することが出来る。因みにＳ
２（ｘ，ｙ）をＳ１’（ｘ、ｙ）で割ると１／Ｆ（ｘ，
ｙ）となるが、これはフリッカ補正係数であり、つまり
フリッカ波形とフリッカ補正係数は逆数の関係にある。

【００４０】もしこの時カメラを固定しないで撮影を行
なったとすると、手ぶれなどによりＳ１’（ｘ，ｙ）と
Ｓ２（ｘ，ｙ）の間に微小な画角の移動が起こりうる。
この場合には、Ｓ１’（ｘ，ｙ）とＳ２（ｘ，ｙ）の間
で空間的に相互相関関数を取ることでその移動量を求
め、フリッカを持たないＳ２をこの移動量だけ平行移動
してこのずれを補正した上で、上記の補正テーブル算出
を行なえばよい。あるいは、第１のフレームメモリ１０
４１と第２のフレームメモリ１０４２への書き込みの間
が短ければ、この平行移動を行なわなくても補正テーブ
ルの算出を充分に行なうことができる。

【００４１】補正テーブル算出部１０５にて作成した補
正テーブルは補正テーブル記録部１０７に保存される。
補正テーブルのメモリヘの保存が終了した時点で、補正
テーブル記録部１０７はモード設定部１０６へ通知を行
ない、内部モードをフリッカ補正準備モードからフリッ
カ補正モードに切り替え、フレームメモリ１０４１，１
０４２、補正テーブル算出部１０５の機能を停止させ
る。以後、補正演算部１０８は補正テーブル算出部１０
５から適正なタイミングにて送られてくる補正テーブル
に基づいてフリッカを打ち消す処理を実行する。

【００４２】上記の処理においては、第２の電子シャッ
タ値にて１フレーム分の画像を取り込んだ後、第１の電
子シャッタ値に戻しているが、この順序については第１
の電子シャッタ値の後に第２の電子シャッタ値にて撮影
を行なっても何ら問題はない。上記の処理により生成さ
れた補正テーブルは、電子シャッタ設定値が変更される
まで有効である。もし電子シャッタ値が変更された際に
は、電子シャッタ設定部１０２がモード設定部１０６に
変更があったことを通知し、これを受けてモード設定部
１０６は、補正テーブルの生成を再び行なえば良い。

【００４３】ここまでの説明において補正テーブル記録
部はフレーム構造を持ち、各画素毎に補正値を有してい
たが、ＭＯＳ型固体撮像素子１０１が水平ライン単位読
み出し構造ならば、同一水平ライン上のすべての画素が
同じ蓄積タイミングを持つことから、各行に１つのフリ
ッカ補正値を持てば十分であり、抽正テーブル記録部を
１次元のカラム型メモリとすることが可能である。例え
ば図３に示すように、補正テーブル算出部１０５の出力
を水平ライン平均値算出部１１１において画像フレーム
の水平方向において平均化処理を行ない１行に対して１
つの補正係数を割り当ててこれを補正テーブル記録部１
０７に保存すれば良い。

【００４４】さらに、図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器
１０３の出力を水平方向において平均化すれば、第１の
電子シャッタ値と第２のシャッタ値のそれぞれの設定に
おける参照画像を一時的に保存するメモリを２次元のフ
レーム型メモリから１次元のカラム型メモリ１１８１，
１１８２に置き換えることが可能となり、必要とされる
メモリ容量を減らすことが可能である。

【００４５】この撮像装置に必要とされるメモリの量を
減らす別の方法として、図５に示すような構成とするこ
とにより、補正テーブル算出のために一時的にフレーム
画像を保存するフレームメモリを１つに減らすことが可
能である。ここでは、まず第２の電子シャッタ値にて取
り込んだ画像は補正テーブル算出部１０５に入力され、
補正テーブル算出部１０５が管理するフレームメモリ１
０４に一時保存される。

【００４６】次に、電子シャッタ設定部１０２により設
定値を第１の電子シャッタ値に戻して次のフレーム画像
を撮影する。このフレーム画像は固体撮像素子１０１か
らは順次走査によりシーケンシャルに読み出され、Ａ／
Ｄ変換した後、補正テーブル算出部１０５に入力され
る。補正テーブル算出部１０５ではこのシーケンシャル
に入力される画像の画素位置と対応する画素情報をフレ
ームメモリ１０４から読み出して、順次補正値算出を行
ない、その結果を補正テーブル記録部１０７に保存して
いる。

【００４７】さらに、図６に示すように、Ａ／Ｄ変換さ
れたデジタル信号を水平ライン平均値算出部１１１を解
して補正テーブル算出部１０５に供給すると共にフレー
ムメモリ１０４をカラム型平均値記憶部１１８により構
成すると、水平ライン平均値算出部１１１によって１行
に対して１個のデータとすることができるので、一時保
存のためのメモリを１次元のカラム型メモリによる簡易
な構成で実現することが可能である。

【００４８】また、必要とされるメモリの量を減らす別
の手段として、図７に示すように、補正テーブル算出の
ために画像フレームを一時保存するメモリと補正テーブ
ルを記録するためのメモリを共通化したフレーム型デー
タ記憶部１１９を用いることでも可能である。この場合
フリッカ補正テーブルは以下のような手順にて算出され
る。まず第２の電子シャッタ値において取り込んだ画像
は補正テーブル算出部１０５経由でフレーム型データ記
憶部１１９に保存される。

【００４９】次に、モード設定部１０６が固体撮像素子
１０１の電子シャッタ設定を第１の電子シャッタ値に変
更後画像の撮影を行なう。このフレーム画像は固体撮像
素子１０１から順次走査によりシーケンシャルに読み出
され、Ａ／Ｄ変換後補正テーブル算出部１０５内のレジ
スタに一時保存される。補正テーブル算出部１０５はレ
ジスタにあるデータの画素位置（ｘ_ｎ，ｙ_ｎ）と同じ位
置にある画素データをフレーム型データ記憶部１１９か
ら読み出し補正値算出の演算を行なう。こうして算出さ
れた補正値はフレーム型データ記憶部１１９の（ｘ_ｎ，
ｙ_ｎ）に上書き保存される。

【００５０】フリッカ補正テーブルの精度を確認するた
めに、図８のように補正演算部１０８の出力にフリッカ
成分が含まれてないかを検出するフリッカ検出器１１２
を置くことも考えられる。Ｘ−Ｙアドレス走査型固体撮
像装置におけるフリッカは、時間領域、空間領域いずれ
においてもある一定の周波数を持つ。フリッカ検出器１
１２では、画像フレーム中の１点あるいは数点の時間的
変化を周波数領域にて調べると共に、垂直方向に走るあ
る任意の１ライン分のデータあるいは水平方向において
平均された１ライン分のデータを同様に周波数領域にて
解析し、もしフリッカ特有の周波数成分が検出されたと
きには、モード設定部１０６に通知し補正テーブルの再
生成を行なう。

【００５１】本発明の第３実施形態は図９に示されたよ
うな構成を備え、補正テーブルの算出に使用する参照画
像として複数のフレームの平均を使用する点に特徴があ
る。平均化した参照画像を使用することによりノイズレ
ベルが抑えられ、補正テーブルの精度を向上させること
が可能である。必要とするフレームの数については特に
制限はないが、この例においては３フレームの平均とし
ている。

【００５２】撮像装置が起動され撮影が開始されると、
まず電子シャッタ設定部１０２が固体撮像素子１０１か
らの信号を受けて第１の電子シャッタ値に設定する。こ
の設定値が蛍光灯明滅周波数の整数倍でない場合、モー
ド設定部１０６はそのモードをフリッカ補正準備モード
とし、電子シャッタ設定値を第２の電子シャッタ値へ変
更すると共に、複数用意されているフレームメモリ２
（フレームメモリ２群）の１つ（フレームメモリ２−
１）のステータスを書き込み可能状態へと変更する。

【００５３】この第２の電子シャッタ値にて撮影した映
像はフレームメモリ２−１に保存される。モード設定部
はこのフレームメモリ２−１を書き込み禁止にした後、
第１の電子シャッタ値への変更と第１のフレームメモリ
群の１つ（フレームメモリ１−１）のステータスを書き
込み可能状態ヘと変更し、第１の電子シャッタ値での映
像をフレームメモリ１−１に保存する。そして再び、電
子シャッタ設定の第２の電子シャッタ値への変更と、第
２のフレームメモリ群の１つ（フレームメモリ２−２）
のステータスの書き込み可能状態ヘの変更、そして映像
の取り込みと保存を行なう。以後この処理をフレームメ
モリ群に属するフレームメモリの数だけ繰り返す。

【００５４】３フレーム画像が準備できた時点で、これ
らのフレーム画像はそれぞれの郡毎に平均値算出部１１
３へと渡されて第１のフレームメモリ群、第２のフレー
ムメモリ群それぞれの平均が算出される。そしてこの平
均化されたそれぞれの電子シャッタ値設定でのフレーム
画像は補正テーブル算出部１０５へと入力され補正テー
ブルが算出される。

【００５５】この例ではフレーム画像の取り込みを電子
シャッタ値を交互に変えて合ったが、始めに第１の電子
シャッタ値にて連続して３フレーム分の取り込みを行な
い、その後第２の電子シャッタ値に変えて同様に３フレ
ームの取り込みを行なうことも可能である。これとは別
に図１０にあるような構造にすることにより、必要とさ
れるフレームメモリの数を減らすことも可能である。

【００５６】ここでは一例として第１の電子シャッタ
値、第２の電子シャッタ値それぞれにおいて４つのフレ
ームを加算して平均を求める場合について説明する。こ
こで、まずこれら４つのフレームを、取り込んだ順にＤ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とする。まず最初に、Ｄ１を取り
込みフレームメモリ１０４に保存する。次に、Ｄ２を取
り込んだとき、フレーム平均順次算出部１１４では、フ
レームメモリ１０４の座標（ｘ，ｙ）にある画素値Ｄ１
（ｘ，ｙ）を読み出し、Ｄ２（ｘ，ｙ）／２＋Ｄ１
（ｘ，ｙ）／２＝Ａｖｅ１（ｘ，ｙ）を実行し、フレー
ムメモリのそれぞれの所定位置に上書きしていく。

【００５７】これ以降は順番に、Ｄ３を取り込んだとき
は、 Ｄ３（ｘ，ｙ）／３＋Ａｖｅ１（ｘ，ｙ）×（２／３）
＝Ａｖｅ２（ｘ，ｙ） の演算を行ない、フレームメモリのそれぞれの画素位置
に上書きし、Ｄ４の場合は、 Ｄ４（ｘ，ｙ）／４＋Ａｖｅ２（ｘ，ｙ）×（３／４）
＝Ａｖｅ３（ｘ，ｙ） の演算を行ない、フレームメモリのそれぞれの画素位置
に上書きする。この方式により必要とするメモリの量を
減らすことが可能である。

【００５８】本発明の第４実施形態は、図１１に示され
たような構成を備え、複数の補正テーブル記録部と、こ
れらの補正テーブル記憶部のうちの１つを選択する補正
テーブル選択部を持つことに特徴がある。これまで述べ
てきた第１、２の実施の形態においては補正テーブルが
１つしか用意されてなかったが、補正テーブルが１つで
済むのは、白黒カメラでかつ撮像フレームレートと電灯
線のサイクルとの比が整数倍である時のみで、これ以外
の場合には複数の補正テーブルを用意する必要がある。

【００５９】複数の補正テーブル記録部が必要なケース
としてまず挙げられるのが、その上にカラーフィルタが
配置された撮像素子を使用する場合である。蛍光灯から
放射される光の振幅および波形の特性はその色毎によっ
て異なるため、それぞれの色毎にフリッカ補正テーブル
を用意するのが、正確でかつ簡便な補正となる。３板式
カラーカメラのようにそれぞれの撮像素子毎に別のカラ
ーフィルタが配置されている場合ならば、それぞれの撮
像素子出力毎に補正テーブルを算出し、フレーム構造を
持つ補正テーブル記録部に画素配列そのままを保存する
かあるいは水平ライン毎にテーブルを平均化してコラム
型の補正テーブル記録部に保存すればよい。

【００６０】単板カラーカメラにおいては補正テーブル
をその画素配列そのままにフレーム構造の補正テーブル
記録部に保存するか、あるいは図１２に示すようにフレ
ーム構造の補正テーブルをそれぞれの色毎に分離してか
ら水平方向において平均化処理を行ない、ライン別色別
に用意した補正テーブル記憶部１０７６に保存すればよ
い。上述したように、水平方向において平均化できるの
は撮像素子が水平ライン単位読み出し構造を持っている
ときのみである。

【００６１】次のケースとして挙げられるのが撮像フレ
ームレートと電灯線のサイクルとの比が整数倍でない場
合である。この場合フリッカ波形はある一定の位相速度
を持って画面内を移動する。図１３には、撮像フレーム
レートが毎秒３０フレーム（３０ｆｐｓ）の撮像装置を
５０Ｈｚの電灯線のもとで使用した場合のフレーム間で
のフリッカ周期について示している。５０Ｈｚの電灯線
のもとでの蛍光灯の明滅周期は１００Ｈｚであり、１周
期は１０ｍｓとなる。一方の３０ｆｐｓの撮像装置は１
フレーム期間は３３．３ｍｓ（＝１００／３ｍｓ）なの
で、画像フレームに表れるフリッカの周期は３フレーム
となる。したがってこの場合、連続する３フレーム分の
補正テーブルを用意しておけば良いことが分かる。

【００６２】ここで図１１の動作について説明する。ま
ず第２の電子シャッタ値にてフリッカを含まないリファ
レンス画像を取り込み、第２のフレームメモリ１０４２
に保存する。次に電子シャッタ設定値を電子シャッタ１
に戻し、フリッカを含む参照画像を取り込み第１のフレ
ームメモリ１０４１に保存する。

【００６３】次に、これらの参照画像を用いて補正テー
ブルを算出し、順次補正テーブル記録部１（１０７１）
に保存する。補正テーブル選択部１１５はテーブルの保
存が終わった時点で保存の終了をモード設定部１０６に
知らせる。モード設定部１０６では取り込む画像のｐｈ
ａｓｅを、補正テーブルの算出が垂直ブランキング期間
に終わっていればｐｈａｓｅ２とし、次のフレーム期間
まで掛かってしまった場合にはｐｈａｓｅ３と決め、こ
のｐｈａｓｅ値を補正テーブル選択部１１５に知らせる
と同時に第１のフレームメモリ１０４１を書き込み可能
状態にされる。

【００６４】補正テーブルはここで新たに取り込んだ第
１のフレームメモリ１０４１の画像と既に取り込んであ
るフレームメモリ２の画像から算出し、補正テーブル選
択部１１５によって現在のｐｈａｓｅが２ならばフレー
ムメモリ２へ、３ならばフレームメモリ３へと保存す
る。この後、残りのｐｈａｓｅでの補正テーブルの生成
を同様な手順で行なう。このようにして連続する３フレ
ームそれぞれに補正テーブルを用意する。

【００６５】フリッカ補正処理においては、モード設定
部１０６から現在のｐｈａｓｅを入力として受けた補正
テーブル選択部１１５が、そのｐｈａｓｅにおける補正
テーブルのデータを補正演算部１０８へと送り、フリッ
カ補正処理が実行される。このように補正テーブル記憶
部１から３を順に算出するのとは別の構成例として、図
１４のように第１のフレームメモリ１０４１を３つ用意
しておき、第１の電子シャッタ値において連続する３フ
レームを順に１−１，１−２，１−３に保存した後、補
正テーブル算出を行なうことも可能である。

【００６６】また、ここではそれぞれの補正テーブル記
録部はフレーム構造を有しているが、図１１の手法によ
り３フレーム分の補正テーブルそれぞれをライン別色別
に４つのテーブルに置き換えることも可能である。補正
テーブル選択部１１５は同期信号にてタイミングを取り
つつ、必要とされる色と位相のテーブルから補正を行な
う位置のデータを選択し補正演算部１０８に送るか、あ
るいは図１５に示すように、補正演算部１０８が補正テ
ーブル選択部１１５に必要な色・位相・位置のデータを
要求し、補正テーブル選択部１１５が補正テーブルから
このデータを読み出し、補正演算部１０８に送ることも
可能である。

【００６７】また、図１６に示すように、第１の電子シ
ャッタ値と第２の電子シャッタ値で撮影したリファレン
ス画像それぞれを水平方向において平均化することによ
り第１のフレームメモリ１０４１，２をカラム型平均値
記憶部１１５に置き換えることも可能である。次に撮像
フレームレートと電灯線のサイクルとの比が整数倍でな
い撮影条件において、図９と同様に参照画像を平均化す
る構成を図１７に示す。ここにおいても必要とするフレ
ームの数については特に制限はないが、この例において
は３フレームの平均としている。

【００６８】ここで、第１のフレームメモリ１０４１群
には１から３までのグループが用意されている。第１の
フレームメモリ１０４１群の第１グループ（フレームメ
モリ１−１）が図１２におけるｐｈａｓｅ１における画
像を、第２グループ（フレームメモリ１−２）がｐｈａ
ｓｅ２、第３グループ（フレームメモリ１−３）がｐｈ
ａｓｅ３をそれぞれ保存する。撮像装置はまず電子シャ
ッタ設定値を第２の電子シャッタ値へ変更し連続する３
フレームを取り込み、それぞれをフレームメモリ２−１
から２−３へ順に保存する。次に第１の電子シャッタ値
へと変更後、連続する９フレームを１−１−１，１−２
−１，１−３−１，１−１−２，１−２−２，１−３−
２，１−１−３，１−２−３，１−３−３の順に保存す
る。

【００６９】これらすべてが取り終えたら、フレーム平
均算出部１１３２はフリッカを含まないフレームの平均
を算出し、フレームメモリ２−１に上書き保存する。こ
のデータは補正テーブル算出部によって必要な時に呼び
出される。次にフレーム平均算出部１１３１はフレーム
メモリ１−１の平均を算出する。補正テーブル算出部で
はフレームメモリ２の平均とフレームメモリ１−１の平
均からｐｈａｓｅ１でのフリッカ補正テーブルを算出
し、補正テーブル記録部１に保存する。以下同様の処理
をフレームメモリ１−２と１−３において行ない、それ
ぞれｐｈａｓｅ２とｐｈａｓｅ３における補正テーブル
を求め、補正テーブル記録部に保存すればよい。

【００７０】また、本構成のフレームメモリの部分を図
１０に示したフレームメモリ構成に置き換えれば、補正
テーブル算出に使用するフレームメモリ１０４の量を半
分に減らすことも可能である。フレーム内に表れるフリ
ッカの位相毎にテーブルを用意する方法とは別に、基本
的にフリッカ波形が同じ形状の波の繰り返しであること
を利用してフリッカ波形１周期分のみのフリッカ補正テ
ーブルからそれぞれの位相条件におけるテーブルを算出
することも可能である。１００Ｈｚで点滅する蛍光灯下
で３０ｆｐｓにて撮影する場合、図１３からわかるよう
に電灯線の１周期を２πとすると、その位相速度はπ／
３となっているので、フリッカ波形１周期分の波形をフ
レーム毎にπ／３づつ進めて補正テーブルを算出すれば
よい。位相速度が一定でない場合には図１８に示すよう
に位相計測部１１６がそれぞれのフレームにおけるフリ
ッカの位相を同期信号を使って算出し、補正テーブル生
成部１１７にてこの位相値と基本フリッカ波形から補正
テーブルを生成すればよい。

【００７１】次に、本発明の第５実施形態に係る固体撮
像装置について説明する。本発明の第５実施形態による
蛍光灯フリッカ抑圧機能を有する固体撮像装置は、図１
９に示されるように、ＭＯＳ型撮像素子１０１、Ａ／Ｄ
変換器１０３、フレームメモリ１０４、領域選択部１３
０、領域平均値算出部１０５、ラインメモリ管理部１０
７、ラインメモリ１０６、ライン平均値算出部１０８、
補正係数算出部１０９、補正演算部１１０、を備えてい
る。

【００７２】ＭＯＳ型固体撮像素子１０１は、この上に
マトリクス状に配置された画素により入射光を信号電荷
に変換する。この電荷は順次走査されて画素から読み出
された後、撮像素子内にてアナログ信号処理され映像信
号として撮像素子外に出力するものである。

【００７３】Ａ／Ｄ変換器１０３は、固体撮像素子１０
１から出力される映像信号をデジタル信号に変換した
後、フレームメモリ１０４に出力するものである。フレ
ームメモリ１０４は、Ａ／Ｄ変換器１０３によってデジ
タル信号に変換された映像信号を１フレーム分保存する
ものである。領域選択部１３０は、フリッカ補正を行な
うフレーム内のある領域内に属する１ラインにおいてそ
の周辺の領域を選択するものである。

【００７４】領域平均値算出部１３１は、領域選択部１
３０によって指定された領域をフレームメモリ１０４よ
り読み出し、この領域内のデータの平均値を算出するも
のである。ラインメモリ１３６は、領域平均値算出部に
て求めた値を一時的に保存するものである。ラインメモ
リ管理部１３２は、領域平均値算出部１３１にて求めら
れた値をいずれのラインメモリ１３６に保存するか選択
し、さらにそのラインメモリ１３６のどの位置に保存す
るかを決めその場所にこの平均値を保存するようライン
メモリ１３６に命令するものであると同時に他の機能ブ
ロックからの要求に応じて必要とされる領域平均値をラ
インメモリ１３６から取り出すものでもある。

【００７５】ライン間平均値算出部１３３はラインメモ
リ１３６に保存されている領域平均値を複数のラインメ
モリの任意の位置から呼び出し、これら複数の領域平均
値の平均を求めるものである。補正係数算出部１３４は
フリッカ補正対象のフレームと同じフリッカ位相を有す
るラインメモリ１０６からターゲットラインにおける領
域平均値を呼び出すとともに、ライン間平均値算出部１
３３にて算出されたターゲットラインでのライン間平均
値との間で演算を行い補正係数を算出するものである。

【００７６】補正演算部１１０はフレームメモリ１０４
よりフリッカ補正を行なう領域内の現在補正しようとし
ているラインのデータを読み出すとともに、補正係数に
よってこのラインのゲインを制御して出力するものであ
る。

【００７７】ここはまずこのような構成を備えた本実施
形態によるフリッカ抑制機能を有する固体撮像装置の原
理を簡単に説明する。任意のフレームにおけるフリッカ
を含まない信号をＳ（ｘ，ｙ）、フリッカをＦ（ｘ，
ｙ）とすると、フリッカを含む映像信号はＳ（ｘ，ｙ）
・Ｆ（ｘ，ｙ）と書ける。ここでｘは画像フレームにお
ける水平方向の座標を、ｙは垂直方向の座標をあらわ
す。ＭＯＳ型固体撮像装置の場合、フリッカはｙ方向に
おいて周期性を有する波形として表れるのでＦ（ｙ）と
簡略化する。もしｘ方向での変動を考慮する必要がある
場合には、処理領域を別に設定して処理する。フリッカ
補正を実現するにはＦ（ｙ）を推定すれば良い。ここで
は５０Ｈｚの照明下にて毎秒３０フレーム取り込む固体
撮像装置について考えると、この時、フリッカは図２０
に示すようにフレーム間周期が３フレームで、位相速度
が１０／３ｍｓの波形として表れる。ここでフレーム内
のある点（ｘ１，ｙ１）においてその信号Ｓ（ｘ１，ｙ
１）がフレーム間において一定であり、かつ１周期分の
フリッカ値の合計が常に一定であると仮定する。これを
式で表わすならばＳ１（ｘ１，ｙ１）＝Ｓ２（ｘ１，ｙ
１）＝Ｓ３（ｘ１，ｙ１）＝Ｓ（ｘ１，ｙ１）であり、
かつ、Ｆ１（ｙ１）＋Ｆ２（ｙ１）＋Ｆ３（ｙ１）＝Ｃ
となる。ここでＣは定数を意味する。この仮定において
最初のフレームにおける任意の座標（ｘ１，ｙ１）での
値を連続する３フレームでの平均で割る次式の計算を行
なう。

【００７８】Ｓ（ｘ１，ｙ１）・Ｆ１（ｙ１）／｛Ｓ
（ｘ１，ｙ１）Ｆ１（ｙ１）＋Ｓ（ｘ１，ｙ１）・Ｆ２
（ｙ１）＋Ｓ（ｘ１，ｙ１）・Ｆ３（ｙl）｝＝Ｓ（ｘ
１，ｙ１）・Ｆ１（ｙ１）／Ｓ（ｘ１，ｙ１）・Ｃ＝Ｆ
１（ｙ１）・Ｃ’となりｙ１でのフリッカ値が推定でき
る。この方式を実際の撮像装置に用いる場合、最も問題
となるのが「フレーム内のある点（ｘ１，ｙ１）におけ
る信号Ｓ（ｘ１，ｙ１）がフレーム間においては一定で
ある」という仮定である。撮影対象は常に動いているた
め、Ｓ（ｘ１，ｙ１）はフレーム間において一定となら
ない。

【００７９】この問題を解消するために、ここでは（ｘ
１，ｙ１）の周辺の領域を選定し、この領域の平均値を
この座標の最尤値とする方法を用いている。「１周期分
のフリッカ値の合計が常に一定」という仮定に関して
は、蛍光灯波形がサイン波形の絶対値に近似できること
から略々問題ないとみなすことができる。

【００８０】このような構成を備えた第５実施例形態に
よるフリッカ抑制機能を有する固体撮像装置は、次のよ
うに動作する。固体撮像素子１０１によって取り込まれ
た映像信号は、Ａ／Ｄ変換器１０３にてディジタル信号
に変換され、フレームメモリ１０４に保存される。領域
選択部１３０ではユーザあるいはシステムによって指定
されたフリッカ補正指定領域内のある１ラインの周辺を
選択する。この選択領域は例えば図２１のように指定ラ
インを中心としてその前後ｎラインの領域やその領域か
ら動きのある領域を削除したものなど任意の形状が考え
られる。この領域指定は領域平均値算出部１０５に渡さ
れ、ここではフレームメモリからこの指定領域内のデー
タを読み出すとともにこれらのデータの平均値を算出す
る。この値は先ほど選択されたあるラインの最尤値とし
て用いられる。

【００８１】この算出値はラインメモリ管理部１３２に
よってラインメモリ１０６に保存される。このラインメ
モリ管理部１３２では、複数用意されているラインメモ
リ１３６のうちの１つを選択し、このラインメモリ１３
６の任意の位置にこの平均値を保存する。この処理はフ
リッカ補正を行なう領域内のラインの数だけ繰り返し行
なわれる。ここで使用するラインメモリ１３６の数だ
が、システムの構成に依存する。例えば毎秒３０フレー
ムにて取り込みを行なう撮像システムならば、５０Ｈｚ
の蛍光灯下において図２のようにフレーム間におけるフ
リッカの周期は３フレームとなるので図１９のように３
つのラインメモリ１３６１〜１３６３を有する構成とす
ればよい。１５ｆｐｓ，６０ｆｐｓの場合も同様にフレ
ーム間フリッカの周期は３フレームなので３つのライン
メモリが必要である。

【００８２】また、この撮像素子上にカラーフィルタが
設けられている場合には、フリッカ補正を信号処理の前
に行なうならば、色フィルタの種類毎にフレーム間フリ
ッカ周期分のラインメモリが必要となる。また、フリッ
カ補正を信号処理の後に行なうならば、図２２に示すよ
うに、信号処理部にてＹＣ分離した後にフリッカ補正を
Ｙ信号のみにおいて行なえば良いので、必要とされるラ
インメモリは白黒センサの場合と同じくフレーム間フリ
ッカ周期分、この場合ならば３本だけ用意すれば良いこ
とになる。

【００８３】これら複数本のラインメモリ１３６の内容
はラインメモリ管理部１３２により管理される。ライン
メモリ１０６１，１０６２，１０６３には連続するフレ
ームにおける領域平均値が保存されているが、この内容
の更新は１０６２を１０６３に、１０６１をl０６２に
順次移動して１０６１を常に最新のフレームにおいて使
用するか、あるいは最も古い内容を持つラインメモリを
最新のフレーム用に割り当てこれに上書きすれば良い。

【００８４】現在のフレームにおいて補正領域内のすべ
てのラインにおいて領域平均が求められたら、ラインメ
モリ１０６２に１つ前のフレームでの領域平均値、ライ
ンメモリ１０６３に２つ前のフレームでの領域平均値が
記録されているか確認する。もしされてない場合には、
これらがすべて用意できるまで領域平均算出のみを繰り
返す。既に用意されている場合には、補正係数算出処理
を行なう。

【００８５】補正係数算出処理部１３９はまずこれから
補正係数を求めようとしているターゲットラインにおけ
るラインメモリ１０６１，１０６２，１０６３の平均を
ライン間平均値算出部１０８にて求める。この値は補正
係数算出部１３４へと渡される。次にラインメモリ管理
部１３２はラインメモリ１０６１からターゲットライン
における領域平均値を呼び出しこれを補正係数算出部１
３４へと渡す。補正係数算出部１３４ではライン間平均
値算出部１３３からの値を領域平均値にて割りフリッカ
補正係数を算出する。この補正係数は補正演算部１１０
に渡され、フレームメモリ１０４から読み出されるター
ゲットライン上のデータのゲインを変えてフリッカを抑
圧する。

【００８６】補正係数算出部１３４では補正係数を算出
するとともに補正係数の良否の判定も同時に行なう。ま
ずこの判断基準としてフリッカ補正係数の振幅を検査す
る。フリッカの振幅は撮像素子の蓄積時間設定によって
どの程度であるか原理的かつ実験的にある程度決まって
くる。図１９の場合ならば、蛍光灯が５０Ｈｚにて点灯
しているので、その１周期は１０ｍｓとなる。蓄積時間
がこれよりも長い場合には、図４２（ａ）における積分
区間が蛍光灯波形の１周期以上となるためその振幅が小
さくなり、フリッカ振幅対ダイナミックレンジ幅が数パ
ーセント程度となる。これに対して１０ｍｓ以下の場
合、積分波形

【数８】 はその積分区間が蛍光灯波形のどの部分を積分している
かにより大きく変動し、１０数パーセント程度となる。

【００８７】ここでの補正係数推定では平均する領域を
調節し絵柄の影響を減らして、Ｓ１（ｘ，ｙ）=Ｓ２
（ｘ，ｙ）=Ｓ３（ｘ，ｙ）が成り立つようにしている
が、撮像装置が大きく動いた場合あるいは撮影対象が移
動した場合にはこの仮定が成り立たなくなり、補正係数
に誤差が生じることになる。これを検出するために補正
係数算出部では蓄積時間によって決定される上記のフリ
ッカ振幅を閾値とし、これよりも大きい値になってしま
った場合には、領域選択部１３０に設定領域が適正でな
いことを知らせる。また別の判定方法としては、推定さ
れたフリッカ補正係数のラインメモリ上での波形をチェ
ックすることでも可能である。このフリッカ補正係数波
形はフリッカ波形の逆数であるので、基本的にはその基
となる蛍光灯波形の周期性をそのまま持っているはずな
ので、図２３（ａ）の右側のようにその周期性が損なわ
れている部分がないかを調べることによりその適性度を
検査できる。

【００８８】この通知を受けて領域選択部１３０はその
平均領域を変更したり、あるいは動きのある部分を検出
しその部分を除くように変更し、領域平均値を計算し直
す。ここでの構成例では選択された領域において平均値
を算出し、その値を任意の行の代表値としていたが、こ
のターゲットライン周辺の値を重視するように重み付け
したりするなどして最尤値算出の精度を向上させること
も可能である。

【００８９】本発明の第６実施形態は、図２４に示され
たような構成を備え、時間平均値算出部１３５を持つこ
とに特徴がある。前述の第５実施形態においては絵柄の
影響あるいはノイズの影響を減らすために、フレーム内
においてあるターゲットライン周辺にて平均化してい
た。しかしながらフレーム内を移動するものがあった時
などはこれの影響がラインメモリ１３６１，１３６２，
１３６２にそれぞれ独立に乗るため補正係数の推定値に
この物体の影響を及ぼしてしまう。この問題については
時間的に平滑化する手法が有効である。

【００９０】図２４において平均値算出部１３５は領域
平均値算出部１３１の他に、ラインメモリに保存されて
いるデータを呼び出すデータ呼び出し部１１３５１とこ
のデータと現在のフレームにおいて得られた平均値との
間で平均を求める時間平均値算出部１３５２を持ってい
る。あるフリッカ補正領域内のあるターゲットラインm
において、その周辺領域から求められた領域平均値Ａｍ
（ｔ）とラインメモリのいずれかに保存されているフリ
ッカ周期１周期前での領域平均値Ａ’ｍ（ｔ−１）の間
で平均を算出した後、Ａ’ｍ（ｔ−１）が保存されてい
た位置に保存する。この処理は次のように表わせる。

【００９１】

【数９】 つまり、フレーム間において回帰的に平均を求めている
ことになるので、ある任意のフレームに表れた移動する
対象からの影響を小さくすることができる。この時間方
向での平均化を加えることにより補正係数推定の推定誤
りを減らすことが可能となる。

【００９２】本発明の第７実施形態は図２５に示された
ような構成を備え、画像フレーム内に設定したフリッカ
補正領域内の任意の水平ラインにおいて、一定範囲を選
択する範囲選択部１４０と、その選択された範囲内の平
均を算出するライン内平均算出部１３９と、ラインメモ
リに保存されているある任意のライン内平均データにお
けるそのデータ周辺のデータを取り出す窓の幅を決める
窓幅選択部１３８と、窓幅選択部によって設定された窓
領域内のデータを読み出し平均値を算出する窓内平均値
算出部１３７とを有することに特徴がある。

【００９３】これまで述べてきた第５，第６実施形態に
おいては、図２０に示すように、任意の範囲を有する選
択領域における平均を求めて、これをあるターゲットラ
インにおける最尤値としていたが、領域の設定の自由度
が高いためその設定に手間がかかる場合があり得る。

【００９４】ここでは、まずフリッカ補正を行なう領域
を図２６の補正領域＃１あるいは＃２のように、縦方向
において区切り、その領域内においてまず各行の平均を
求め、これを一旦ラインメモリに保存しておき、次に窓
幅選択部１３８によって設定された窓領域内のデータを
読み出して平均化する構成となっている。これはあるタ
ーゲットラインの周辺に長方形の領域を割り当てこの領
域内において平均化しているのと同じことである。補正
領域は＃１のように画像フレーム全体に渡るものであっ
ても良いし、＃２のように１部分であってもよい。この
ようにあらかじめ区切っておくことで平均化に用いる領
域の選択の自由度を減らし処理を簡略化するものであ
る。区切り方は画像フレームを等分割したり、照明条件
の分かれ目を検出し分割するなどの方法で行なう。

【００９５】範囲選択部１４０では補正領域内のターゲ
ットラインが画像フレームのどの行のどの範囲に相当す
るかライン内平均値算出部１３９に指定し、ライン内平
均値算出部１３９はフレームメモリ１０４からデータを
読み出した後平均を求める。このデータはラインメモリ
１３６に一旦保存される。補正領域内すべての行におい
て平均値を求め終えると、窓幅選択部１３８は図２７の
ように現在必要としている位置の前後のデータを選択
し、このデータの読み出しをラインメモリ管理部１３２
に指示し、読み出されたデータは窓内平均値算出部１３
７に渡される。

【００９６】またラインメモリ管理部１３２はラインメ
モリ１３６１，１３６２，１３６３から現在のターゲッ
トライン位置ｍでのデータをそれぞれから読み出し、ラ
イン間平均値算出部１３３にてこれらの平均を求める。
フリッカ補正係数の算出および補正は前述の第１実施形
態での処理と同じで良い。補正係数算出部１３４では前
述の例と同様に補正係数の良否を判定し、良くなければ
窓幅選択部１３８にこれをフィードバックし再度係数を
算出する。平均窓幅選択部が設定する範囲の幅は、はじ
め１あるいは実験的に求めた適当な値に設定し以降は補
正係数算出部１３４でのフリッカ係数の判定によって動
的に変更させるか、あるいは処理を簡略化する意味でこ
れを固定にすることも可能である。

【００９７】図２５においては平均値算出部を２つ持っ
ているが、図２８のようにこれを共有化しライン間平均
値と窓内平均値を交互に計算する構成とすれば、回路規
模を小さくすることが可能である。また図２９のように
フレーム間において平均を取る処理を持たせることによ
りフレーム内を移動する物体などによる影響を減らすこ
とが可能である。

【００９８】本発明の第８実施形態は、図３０に示され
たような構成を備え、補正係数算出部１３４が推定した
補正係数を一時保持するラインメモリ１３６４を持つこ
とに特徴がある、画像フレームの１部分において被写体
が動いていたりした場合は、その部分においてのみ補正
係数の推定に失敗することがある。この場合は、図３０
のように補正係数を一旦ラインメモリに保存しておき、
係数の推定がうまくいかなかった範囲を良好な係数推定
ができた範囲のもので置き換えることにより、補正の効
果を上げることができる。例えば、図２３のようにある
範囲において係数の推定に失敗した時には、フリッカ波
形の前あるいは後の周期のデータにて置きかえることで
良好なフリッカ補正が可能となる。

【００９９】画像フレーム全体に渡って動きがあった場
合などは、図３０の方式でも十分でない。この場合に対
処するには図３１のような構成が有効である。この構成
では品質の良いフリッカ推定係数が得られたときには、
これをラインメモリ１３６５に保存しておく。係数推定
が略々全域に渡って失敗したときあるいはその品質が悪
いときには、ラインメモリからフリッカ係数を読み出し
これと置き換えている。フリッカ推定波形の品質の良否
は、図１９の補正係数算出部における補正係数の良否判
定に使用したアルゴリズムを用いれば良い。フリッカ補
正係数波形の振れ幅が基準値以下であり、かつ、その波
形にフリッカ波形と同じ波長を有する周期性が見られる
ならば、推定波形の品質が高いと考えるのが適当であ
る。

【０１００】これまでの例においてはＭＯＳ型固体撮像
素子の出力は一旦フレームメモリに保存されていたが、
フレームメモリを使用することは本撮像装置を実現する
際にコスト上問題となる。これを解消する構成として図
３２が挙げられる。この構成は前述のいづれの構成例と
も異なり、フリッカ補正係数はこれを算出したそのフレ
ームにおいて使用されるのではなく、フレーム間フリッ
カ周期の１周期後に、この構成例ならば３フレーム後に
使用する方式を用いている。

【０１０１】この処理手順は以下の通りである。まず撮
像素子出力はそのライン毎に順次読み出され、ラインメ
モリに一旦保存される。このラインメモリにおいて必要
な範囲のみを読み出しライン内平均を算出し、一旦ライ
ンメモリ１３６に保存する。その後、ターゲットライン
位置における３つのラインメモリ間での平均値とターゲ
ットのフレームと同じ位相のラインメモリにおいて算出
した平均値との比から補正係数を求める。この係数はラ
インメモリ管理部１３２によって係数保存用ラインメモ
リ１３６１から１３６２のいずれかの適切な位置に保存
される。このデータはフレーム間フリッカ周期において
１周期後に補正演算部１１０にロードされフリッカ補正
に使用される。

【０１０２】図３２の構成においては、フレーム間フリ
ッカ周期分だけラインメモリを備えているが、フリッカ
波形はフレーム内のいずれの場所でも略々同様の形状を
有しているものと仮定して、この波形のうち１波長分だ
けを記録しておき、補正演算部１１０はこの１波長分の
波形から各フレーム毎のフリッカ補正波形を算出するよ
うに構成しても良い。ここまでの構成例では画像フレー
ムのある領域を選択し、その部分においてのみフリッカ
補正を行なっているが、図３３あるいは図３４のような
構成とすることで、複数の領域を選択し、それぞれの領
域毎に最適なパラメータを設定することで補正効率を上
げることが可能である。特に、この方式は蛍光灯照明の
照明条件が非均一的であるとき有効である。例えば画像
フレームのある一部分のみ蛍光灯照明が使用されている
ときに、すべての領域が蛍光灯にて照明されているとの
仮定で補正を行なうと、蛍光灯が当たっている領域は問
題ないが、それ以外の蛍光灯フリッカがない部分に逆に
フリッカを作ってしまうことにもなる。これを防ぐ方法
としては画像フレームを図３５のように分割し、それぞ
れの領域毎にフリッカ補正係数の算出とその係数波形の
振幅の検査を行なってフリッカがあるかを検出し、もし
なければその領域は補正対象から外せば良い。 図３３
においては、係数推定およびフリッカ補正をそれぞれ別
個のモジュールにより行なっている。それぞれの領域に
おいて補正された画像データは画像マッピング処理部１
４１により１つに合成される。また、図３４に示すよう
に、それぞれの領域を順番に１つのフリッカ補正処理モ
ジュールにて処理し、画像マッピング処理部１４１にて
順次合成する構成も可能である。

【０１０３】ここまでの構成例においてはいずれも画像
フレーム全体ではなく一部分のみを補正しているため、
補正領域とそれ以外の領域との境界で不連続が生じ見苦
しくなる可能性がある。この問題を解消するする手段と
してその境界において補正係数を抑圧する図３６のよう
な方法が考えられる。例えば、図３５（ａ）において、
＃１と＃３は補正処理を必要とせず、＃２のみを補正す
るような場合、その境界を目立たなくするためは補正係
数をその境界付近において抑圧すればよい。その抑圧方
法はいろいろ考えられるが、例えばある任意のラインｙ
１における補正係数Ｃ（ｙ１）を図３６（ａ）のよう
に、「く」の字型に折り曲げたり、あるいは図３６
（ｂ）のように階段状したりすれば良い。図３５（ａ）
において、＃１、＃２において補正処理が必要な場合、
補正領域が隣接しているので、２つの補正領域をオーバ
ーラップさせ、それぞれの境界において図３６（ｃ）の
ようにそれぞれの領域の補正係数Ｃ１（ｙ１）とＣ２
（ｙ２）を抑圧すれば良い。

【０１０４】また、複数の領域を補正する方法として、
図３７のような構成も可能である。この構成では補正係
数算出部１３４は１つだけで、それぞれのフリッカ領域
は同じ係数テーブルを参照し補正を行なう。この構成で
は、フリッカ係数を算出するのに使用した領域以外でフ
リッカ補正が十分でない可能性はあるが、いずれの蛍光
灯も同じ電灯周期にて動作しているのでフリッカ位相が
ずれる可能性はないことから極端な補正誤差が生じるこ
とはなく、撮像装置の簡略化に適した構成となる。

【０１０５】またこの構成のもう１つの特徴は、一旦フ
リッカ補正テーブルを作成したらこのフリッカ推定およ
び補正部の機能を止めてフリッカ補正部のみを駆動させ
るようにし、後は数秒に一回フリッカ推定および補正部
を動作させてフリッカテーブルを更新するようにすれ
ば、撮像装置の低消費電力化が図れる。

【０１０６】本発明の第９実施形態は、図３８に示され
たような構成を備え、ＭＯＳ型固体撮像素子１０１の周
辺に測光素子２０１を配置させている点に特徴がある。
上記第１、２および３実施形態では予め補正テーブルを
算出してフリッカ抑圧を行なっているため、照明条件が
変わった場合には、画像の取り込みを中断して再度この
テーブルを作り直す必要がある。

【０１０７】これに対し、この第９実施形態において
は、固体撮像素子１０１による画像の取り込みと平行し
て、撮像素子１０１の周辺に配置された測光素子２０１
が常にフリッカの状態を観測し、この観測データに基づ
いてフリッカ抑圧を実現する方式である。

【０１０８】外部に設けた測光素子を用いてフリッカ補
正を行なう場合、一番の問題点は撮像素子１０１との感
度の違いの補正にある。測光素子の感度特性が撮像素子
の画素の感度特性と異なるばかりでなく、撮像素子はそ
の前面にあるレンズ系の特性や設定により撮像素子面が
受ける光量の条件が一定ではない。

【０１０９】この問題点を解決するためにここでは第２
ないし第４実施形態に使われている補正テーブルを用い
る。前記実施形態における補正テーブルは画像フレーム
内に表れるフリッカＦ（ｙ）の逆数であるので、外部測
光系２０４の出力波形の振幅を補正テーブルを利用して
合わせれば良い。この処理は以下の順序により行なわれ
る。まず外部測光素子２０１により撮像装置周辺の光量
の変動を計測する。この計測波形Ｌ（ｔ）から映像の垂
直方向に表れるフリッカＦ（ｙ）を得るには、それぞれ
の画素において、それぞれの画素の電荷蓄積期間分だけ
計測波形Ｌ（ｔ）を積分する必要がある。

【０１１０】ここでは説明を簡略化するために、水平方
向での電荷蓄積のタイミングが同じ、すべての行で電荷
蓄積時間が同じであるとする。この条件のもとで撮像素
子１０１のｙ行目の画素が電荷蓄積を開始した時刻Ｔｓ
から蓄積を終了する時刻Ｔｅまで計測波形を積分する
と、この積分値Ｉ（ｙ）

【数１０】 と書くことができ、また、 Ｆ（ｙ）＝Ｉ（ｙ）×Ｃ （Ｃは撮像素子の画素と測光素子の感度の違いによって
決定される比例定数）の関係が成り立っている。

【０１１１】次にこの比例定数Ｃを求める必要がある。
ここではＦ（ｙ）が補正テーブルという形で分かってい
るので、補正テーブルの逆数をＩ（ｙ）で割ることによ
りこの比例係数Ｃが求められる。この計算はゲイン補正
部２０３にて行われ、この結果はゲイン補正部２０３内
のレジスタに保存される。これ以降の動作は外部測光系
２０４から得られるフリッカ波形Ｉ（ｙ）と比例係数Ｃ
から補正テーブルを作りフリッカ抑圧を行なえばよいの
で、比例係数Ｃが求められた時点でモード設定部１０６
はフリッカ補正準備モードをフリッカ補正モードに変更
すると共に、フレームメモリ１０４や補正テーブル算出
部１０５を停止できる。

【０１１２】また、図３９に示すように外部測光素子２
０１の上にレンズとレンズ設定部２０７を設置すること
により、撮像素子が取り込んでいる画角における光量の
変化を測定することが可能である。レンズ設定部２０７
は、撮像素子１０１のレンズ設定部２０７１からレンズ
設定値あるいは設定コマンドを受け、測光素子用のレン
ズの設定を変更すればよい。これにより例えば、蛍光灯
照明と太陽光が混在するような環境において、太陽光を
受けている領域を撮影している場合、外部測光素子が蛍
光灯フリッカを誤って測定してしまうことを防ぐことが
できる。

【０１１３】図３９の場合、撮像素子用撮像レンズと外
部測光素子用撮像レンズの２つの光学系を必要とするた
めコストが高くなる。これを低減し構成を簡略化するた
めに、図４０にあるように撮像素子用レンズと撮像素子
の間にハーフミラー等の光路を２つのパスに分ける分光
器２０８を置いたり、図４１のように測光素子を撮像素
子の近傍に設置することで、レンズを共用させることも
可能である。図４１においては、測光素子が撮像素子と
同じレンズの下に設置されているため絵柄成分の影響を
受けやすいので、測光素子上部にすりガラスのような光
を散乱させる構造物を設置したり、測光素子それ自体が
広い領域から集光するような構造にしたり、あるいはそ
の設置位置を撮像素子面より前後にずらして非焦点位置
になるようにしたりすることで絵柄成分の影響を排除す
ることが可能である。

【０１１４】なお、図示詳細説明は省略するが、この第
８実施形態に係る固体撮像装置は、第２ないし第４実施
形態に係るフリッカ補正演算手段を備えたもののみに適
用を限定されることなく、第１および第５ないし第８実
施形態に係るフリッカ補正演算手段を備えたものにも適
用可能である。したがって、図１９ないし図３７を用い
て説明した固体撮像装置に外部光量測定計２０４を組み
合わせて適用することにより本発明のより好適な実施形
態とすることもできる。

【０１１５】また、第８実施形態に係る固体撮像装置に
おいては、光学系を通して得られる光量データのみを制
御要素として取り込んでいるが、本発明はこれにも限定
されず、外部測光のみに依存するのではなく電子シャッ
タ設定手段により得られた電子シャッタ値により外部光
量を推定して用いるようにしても良い。

【０１１６】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、推定し
たフリッカ波形に基づいて撮像素子から出力される映像
信号の利得を制御することにより、蛍光灯照明下におけ
る蛍光灯フリッカを抑圧し高画質を実現することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による固体撮像装置の構
成を示すブロック図。

【図２】本発明の第２実施形態による固体撮像装置の構
成を示すブロック図。

【図３】同固体撮像装置のフレーム構造を持った補正テ
ーブルをライン構造に変換する水平ライン平均値算出部
を備える構成を示すブロック図。

【図４】同固体撮像装置のＡ／Ｄ変換出力を水平ライン
において平均化する水平ライン平均値算出部を備える構
成を示すブロック図。

【図５】同固体撮像装置の２つのフレームメモリを１つ
にし、簡略化された構成であることを示すブロック図。

【図６】第２実施形態におけるＡ／Ｄ変換出力を水平ラ
インにおいて平均化する水平ライン平均値算出部を備え
る構成を示すブロック図。

【図７】第２実施形態においてフレームメモリと補正テ
ーブル記憶部の機能をフレーム型データ記録部に置き換
えた構成を示すブロック図。

【図８】同固体撮像装置のフリッカ補正出力の補正度を
検査するフリッカ検出器を備える構成を示すブロック
図。

【図９】本発明の第３実施形態による平均化されたフレ
ームメモリにより補正テーブルを算出する構成を示すフ
ロック図。

【図１０】第３実施形態において１つのフレームメモリ
により画像フレームの平均を算出する構成を示すブロッ
ク図。

【図１１】本発明の第４実施形態による複数の補正テー
ブル記憶部とこれらの１つを選択する補正テーブル選択
部を備える構成を示すフロック図。

【図１２】第４実施形態において水平ライン平均値算出
部を備える構成を示すブロック図。

【図１３】固体撮像装置において蛍光灯フリッカのフレ
ーム間での周期性を示す説明図。

【図１４】上記第４実施形態のフレームテーブルにおい
て、フリッカの周期分だけフレームメモリを備える構成
を示すブロック図。

【図１５】第４の実施の形態の補正テーブル選択部にお
いて、補正演算部からの要求によって補正テーブルを選
択する構成を示すブロック図。

【図１６】第４実施形態においてＡ／Ｄ変換出力を水平
ラインにおいて平均化する水平ライン平均値算出部を備
える構成を示すブロック図。

【図１７】第４実施形態において平均化されたフレーム
メモリにより補正テーブルを算出する構成を示すブロッ
ク図。

【図１８】上記第４実施形態において、位相計測部と補
正テーブル生成部とを備える構成を示すブロック図。

【図１９】本発明の第５実施形態による固体撮像装置の
構成を示すブロック図。

【図２０】ＭＯＳ型撮像素子におけるフリッカ発生の原
理を示す説明図。

【図２１】任意のターゲットラインにおける最尤値推定
に使用する領域を示す説明図。

【図２２】同固体撮像装置において、フリッカ補正処理
を行なう前に、映像信号処理を行なう構成を示すブロッ
ク図。

【図２３】フリッカ補正係数波形に関する説明図。

【図２４】本発明の第６実施形態による平均値算出部に
時間平均算出部を具備づる構成を示すブロック図。

【図２５】本発明の第７実施形態によるライン平均値算
出部、窓幅選択部と窓内平均値算出部を備える構成を示
すブロック図。

【図２６】第７実施形態のフリッカ補正を行なう領域と
その領域内の任意のターゲットラインにおけるライン平
均値算出の構成を示す説明図。

【図２７】上記第７実施形態において、窓内平均値とラ
イン間平均値それぞれの算出方法を示す説明図。

【図２８】上記第７実施形態において、窓内平均値とラ
イン間平均値両方を算出する平均値算出部を備える構成
を示すブロック図。

【図２９】上記第７実施形態における時間平均算出部を
備える構成を示すブロック図。

【図３０】本発明の第８実施形態による補正係数を保持
するラインメモリを備える構成を示すブロック図。

【図３１】上記第８実施形態における補正係数を保持す
るラインメモリを備える別の構成を示すブロック図。

【図３２】同固体撮像装置において、ＭＯＳ型撮像素子
出力を保持するラインメモリを備える構成を示すブロッ
ク図。

【図３３】同固体撮像装置において、複数のフリッカ補
正処理部を備える構成を示すブロック図。

【図３４】同固体撮像装置における１つのフリッカ補正
処理部が複数の領域のフリッカを補正する構成を示すブ
ロック図。

【図３５】フリッカ検出検査における検査領域の設定方
法に関する説明図。

【図３６】同固体撮像装置において、フリッカ補正領域
と非フリッカ補正領域との境界における処理に関する説
明図。

【図３７】同固体撮像装置におけるフリッカ補正部を備
える構成を示すブロック図。

【図３８】本発明の第９実施形態による外部測光系を備
える構成を示すブロック図。

【図３９】上記第９実施形態における外部測光系に撮像
レンズを備える構成を 示すブロック図

【図４０】上記第９実施形態における外部測光系に備え
る撮像レンズを固体撮像素子に使用するものと共有する
構成を示すブロック図。

【図４１】上記第９の実施の形態における外部測光系を
固体撮像素子の近傍に設置する構成を示すブロック図。

【図４２】ＭＯＳ型撮像素子における電荷蓄積時間とフ
リッカの関係を示す説明図。

【符号の説明】

１ 固体撮像素子 ２ 電子シャッタ値設定手段 ３ Ａ／Ｄ変換手段 ４ 記憶手段 １０ 補正演算手段 １０１ ＭＯＳ型固体撮像素子 １０２ 電子シャッタ設定部 １０３ Ａ／Ｄ変換器 １０４，１０４１，１０４２ フレームメモリ １０５ 補正テーブル算出部 １０６ モード設定部 １０７，１０７１，１０７２，１０７３ 補正テーブル
記録部 １０７５ カラム型補正テーブル記憶部 １０７６ ライン別色別補正テーブル記憶部 １０８ 補正演算部 １０９ 同期信号発生部 １１１ 水平ライン平均値算出部 １１２ フリッカ検出器 １１３，１１３１，１１３２ フレーム平均算出部 １１４ フレーム平均順次算出部 １１５ 補正テーブル選択部 １１６ 位相計測部 １１７ 補正テーブル生成部 １１８，１１８１，１１８２ カラム型平均値記憶部 １１９ フレーム型データ記憶部 １３０ 領域選択部 ２０１ 外部測光素子 ２０２ 積分器 ２０３ ゲイン補正部 ２０４ 外部測光系 ２０５ 補正値生成部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月６日（１９９９．７．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図７】

【図３５】

【図４１】

【図３】

【図４】

【図１３】

【図４２】

【図５】

【図６】

【図２３】

【図３６】

【図８】

【図９】

【図２６】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２１】

【図２０】

【図２２】

【図２４】

【図２５】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図３８】

【図３７】

【図３９】

【図４０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA05 AB01 BA14 5C022 AB04 AB17 AB51 AC42 AC69 5C024 AA01 CA07 CA17 DA01 FA01 FA08 GA01 GA31 HA14 HA24

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の条件を満たす電子シャッタ値によ
   り、直交する２方向に画面をアドレス走査して対象を撮
   像する固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の前記電子シャッタ値を所定の値に設
   定する電子シャッタ値設定手段と、 前記固体撮像素子の出力信号をアナログ信号からデジタ
   ル信号へと変換するＡ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号を所定の単位で記憶する
   記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された所定の単位の信号に対し、外
   光条件に適した第１の電子シャッタ値と蛍光灯明滅周期
   と所定関係となる第２の電子シャッタ値の２条件による
   画像の信号波形をそれぞれ求め、２つの信号を比較する
   ことにより蛍光灯フリッカを補正した補正信号値を演算
   する補正演算手段と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】Ｘ−Ｙアドレス走査型固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の電子シャッタ値を設定する電子シャ
   ッタ設定部と、 前記固体撮像素子の出力信号をデジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換器と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号を記憶保持する複数のフ
   レームメモリと、 前記電子シャッタ設定部の電子シャッタ値を変更すると
   共に、前記フレームメモリヘの記録出力を設定するモー
   ド設定部と、 前記複数のフレームメモリの間にて演算処理を行ない、
   フリッカ補正値を算出する補正テーブル算出部と、 前記補正テーブル算出部の出力を記憶保持する補正テー
   ブル記憶部と、 前記補正テーブルを用いて前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信
   号の利得を制御する補正演算部と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。
3. 【請求項３】前記フレームメモリは、電子シャッタ設定
   部によって設定された複数の電子シャッタ値毎にそれぞ
   れ複数のフレームメモリを備え、電子シャッタそれぞれ
   の値毎に割り当てられている前記複数個のフレームメモ
   リの平均値を算出する平均値算出部とをさらに備えるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】前記補正テーブル記憶部は、複数個の補正
   テーブル記憶部からなり、この複数個の補正テーブルか
   ら任意の補正テーブルを１つあるいは複数個選択する補
   正テーブル選択部をさらに備えることを特徴とする請求
   項２および３の何れかに記載の固体撮像装置。
5. 【請求項５】Ｘ−Ｙアドレス走査型固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の出力信号をデジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号を記憶保持するフレーム
   メモリと、 各スキャンライン毎にそのラインの周辺の領域を選択す
   る領域選択部と、 前記領域選択部によって選択された領域を読み出しこの
   データの平均値を算出する領域平均値算出部と、 前記領域平均値算出部の出力を保持するラインメモリ
   と、 複数の前記ラインメモリの１つを選択し、そのラインメ
   モリとの間でデータを入出力するラインメモリ管理部
   と、 前記ラインメモリに保持されている領域平均値を複数の
   ラインメモリから選択し平均演算を行なうライン間平均
   値算出部と、 前記領域平均値を保存するラインメモリの１つと前記ラ
   イン間平均値を保存するラインメモリのそれぞれからデ
   ータを選択しこれらのデータ間での演算によりフリッカ
   抑圧係数を算出する補正係数算出部と、 前記補正係数算出部の係数値に比例して前記フレームメ
   モリから出力されるデータのゲインをライン毎に制御す
   る補正演算部と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。
6. 【請求項６】前記領域平均値算出部は、前記領域平均値
   を保存するラインメモリの何れかより任意のデータを呼
   び出すデータ呼び出し部と、この呼び出したデータと現
   在の選択領域での平均値との間で平均を算出する時間平
   均算出部と、を備えることを特徴とする請求項５に記載
   の固体撮像装置。
7. 【請求項７】Ｘ−Ｙアドレス走査型固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の出力信号をデジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号を記憶保持するフレーム
   メモリと、 各スキャンライン毎にこのスキャンライン内において必
   要とするデータの範囲を選択する範囲選択部と、 前記範囲選択部によって選択された領域を読み出し、こ
   のデータの平均値を算出するライン内平均値算出部と、 前記領域平均値算出部の出力を保持するラインメモリ
   と、 複数の前記ラインメモリの１つを選択し、そのラインメ
   モリからデータを入出力するラインメモリ管理部と、 前記ラインメモリに保持されているライン内平均値を複
   数のラインメモリから選択し平均演算を行なうライン間
   平均値算出部と、 前記ラインメモリに保存されているライン内平均値から
   複数個を選択し、かつこれらの読み出しを前記ラインメ
   モリ管理部に命令する窓幅選択部と、 前記窓幅選択部の命令により読み出されたデータの平均
   を算出する窓内平均値算出部と、 前記ライン間平均値算出部出力と前記窓内平均値算出部
   出力それぞれの間で比較演算を行なう補正係数算出部
   と、 前記補正係数に比例して前記フレームメモリから出力さ
   れるデータのゲインをライン毎に制御する補正演算部
   と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。
8. 【請求項８】前記補正係数算出部の出力を保持するライ
   ンメモリを備えることを特徴とする請求項５ないし７の
   何れかに記載の固体撮像装置。
9. 【請求項９】光電変換を行なって光量波形を出力する測
   光素子と、 前記撮像素子の露光期間と、前記測光素子から出力され
   た光量波形とに基づいて、撮像装置周辺の光量の変動を
   検出する光量変動算出部と、 前記補正テーブル記憶部に保持されているフリッカ補正
   値と前記光量変動算出部から出力された光量変動波形と
   に基づいて、フリッカ補正値を算出する動的補正テーブ
   ル算出部と、 をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし８の何
   れかに記載の固体撮像装置。