JP2003189173A - 撮像装置及びそのフリッカ除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリッカ自体を判定しない簡易な方法で室内
照明等によるフリッカ除去と屋外撮影等における明度の
調整とを行う。 【解決手段】 受光量が閾値より小さい場合は、５０Ｈ
ｚの電源周波数に対し、シャッタスピードを１／１００
秒に固定して動作させ、光量の変化に対してはＡＧＣ回
路３のゲイン量調整で露光制御を行う。光量が少なくな
るに従ってゲイン量は増えていく。また、受光量が閾値
より大きい場合は、シャッタスピードは１／１００秒よ
り蓄積時間の短いシャッタスピードで動作する。光量が
増えるに従ってシャッタスピードは徐々に速くなり、蓄
積時間は短くなる。適切な閾値を設定することにより、
撮影場所が室内か室外かを判定し、室内であれば、室内
照明の蛍光灯によるフリッカを防止する。また、室外で
あれば、有効なシャッタスピードによって露光制御を行
い、明るすぎる映像を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば蛍光灯の照
度変化に起因する撮像映像のフリッカ除去機能を有する
撮像装置及びそのフリッカ除去方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば室内で撮像装置を使用
する場合、室内照明として設置されている蛍光灯の照度
が電源周期によって変動するため、この照度変動に起因
して撮像装置の映像にフリッカが生じることがある。そ
こで、従来の撮像装置では、シャッタスピードを電源周
期の半周期に同期させることにより、上述のような蛍光
灯に起因するフリッカを除去するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、電源周期の半周期に同期したシャッ
タスピードに固定することで、蛍光灯に起因するフリッ
カを除去するようにしていたため、室外を撮影した場合
などには、映像が明るすぎて、白っぽい映像になってし
まう場合がある。また、フリッカ自体を判定し、シャッ
タスピード固定モードを設定・解除する方法もあるが、
フリッカ自体を判定するための検波回路等の追加が必要
になり、回路規模が大きくなる。

【０００４】そこで本発明の目的は、フリッカ自体を判
定することのない簡易な方法で、室内照明等によるフリ
ッカ除去と屋外撮影等における明度の調整とを行うこと
が可能な撮像装置及びそのフリッカ除去方法を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、被写体の撮像を行う撮像手段と、前記撮
像手段のシャッタスピードを制御するシャッタスピード
制御手段と、前記撮像手段から出力される撮像信号のゲ
インを制御するゲイン制御手段とを有する撮像装置にお
いて、周囲の明るさを検出するための受光量検出手段
と、前記受光量検出手段による検出値と予め設定された
閾値とを比較し、前記検出値が閾値より小さい場合に
は、前記シャッタスピード制御手段によって前記撮像手
段のシャッタスピードを固定したフリッカ除去モードで
撮像動作を行い、前記検出値が閾値より大きい場合に
は、前記シャッタスピード制御手段によるフリッカ除去
モードを解除して撮像動作を行うシステム制御手段とを
有することを特徴とする。

【０００６】また本発明は、被写体の撮像を行う撮像手
段と、前記撮像手段のシャッタスピードを制御するシャ
ッタスピード制御手段と、前記撮像手段から出力される
撮像信号のゲインを制御するゲイン制御手段とを有する
撮像装置のフリッカ除去方法において、周囲の明るさを
検出するための受光量検出ステップと、前記受光量検出
ステップによる検出値と予め設定された閾値とを比較
し、前記検出値が閾値より小さい場合には、前記シャッ
タスピード制御手段によって前記撮像手段のシャッタス
ピードを固定したフリッカ除去モードで撮像動作を行
い、前記検出値が閾値より大きい場合には、前記シャッ
タスピード制御手段によるフリッカ除去モードを解除し
て撮像動作を行うシステム制御ステップとを有すること
を特徴とする。

【０００７】本発明の撮像装置では、周囲の明るさを検
出し、この検出値を閾値と比較することで室内か室外か
を判定することにより、室内であれば、撮像手段のシャ
ッタスピードを固定したフリッカ除去モードで撮像動作
を行い、有効にフリッカの除去を行う。また、室外であ
れば、フリッカ除去モードを解除して最適露光となるシ
ャッタスピードで撮像動作を行うことにより、有効に映
像の明度を調整する。したがって、複雑な回路の追加を
行うことなく簡易な方法により、室内照明等によるフリ
ッカ除去と屋外撮影等における明度の調整とを行うこと
が可能となる。

【０００８】また、本発明のフリッカ除去方法では、周
囲の明るさを検出し、この検出値を閾値と比較すること
で室内か室外かを判定することにより、室内であれば、
撮像手段のシャッタスピードを固定したフリッカ除去モ
ードで撮像動作を行い、有効にフリッカの除去を行う。
また、室外であれば、フリッカ除去モードを解除して最
適露光となるシャッタスピードで撮像動作を行うことに
より、有効に映像の明度を調整する。したがって、フリ
ッカ除去が必要な場合にだけフリッカ除去モードを作動
させ、屋外撮影等ではフリッカ除去モードを解除でき、
簡易な方法によって室内照明等によるフリッカ除去と屋
外撮影等における明度の調整とを行うことが可能とな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。

【００１０】本実施の形態による撮像装置は、撮像光の
光量から周囲の明るさを検出することによって撮影場所
が室内か室外かの判定を行い、光量の少ない場所では商
用電源の半周期に同期したシャッタスピードとＡＧＣに
よるゲイン調整によってフリッカの発生しない露光制御
を行う。一方、光量の多い場所では交流電源の半周期に
同期したシャッタスピードで動作するモードを解除し、
最適なシャッタスピードで露光制御を行う。このように
して、室内では交流電源による照明に起因したフリッカ
対策を重視した制御を行い、室外では過露光対策を重視
した制御を行う。

【００１１】以下、本発明の具体的な実施例について図
面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例による
撮像装置の構成例を示すブロック図である。本例の撮像
装置は、シャッタ機能付き固体撮像素子（以下、センサ
という）を用いたものであり、レンズ１と、シャッタ機
能付きセンサ２と、ＡＧＣ（自動利得制御）回路３と、
Ａ／Ｄコンバータ４と、積分器５と、マイクロコンピュ
ータ６と、ＥＥＰＲＯＭ７とを有する。

【００１２】レンズ１は、被写体からの光を集光してシ
ャッタ機能付きセンサ２の受光面に結像させるものであ
る。シャッタ機能付きセンサ２は、例えばＣＭＯＳ型の
エリアセンサである。すなわち、このセンサ２は、撮像
画素に対応する多数のフォトセンサをマトリクス状に配
置して撮像領域を構成するとともに、各フォトセンサか
らの信号電荷を選択的に読み出すための複数のＭＯＳト
ランジスタで構成したゲート回路を各画素毎に配置し、
さらに、各画素のゲート回路を駆動して信号電荷の読み
出しを制御する垂直／水平スキャナ回路とを有するもの
である。そして、このシャッタ機能付きセンサ２では、
垂直／水平スキャナ回路に付随してシャッタスキャナ回
路が設けられており、各フォトセンサに残留した信号電
荷を電荷蓄積期間に先立ってキャンセルする電子シャッ
タ機能を有している。

【００１３】ＡＧＣ回路３は、シャッタ機能付きセンサ
２から出力された撮像信号のゲインを調整するものであ
り、Ａ／Ｄコンバータ４は、ＡＧＣ回路３からのアナロ
グ信号をデジタルデータに変換するものである。積分器
５は、Ａ／Ｄコンバータ４によってデジタルデータ化さ
れた撮像信号を取り込んで所定の積分演算を行うことに
より入射光量を算出するものであり、例えばＤＳＰ（デ
ジタルシグナルプロセッサ）によって実現されるもので
ある。マイクロコンピュータ６は、本撮像装置のシステ
ム全体の制御を行うものであるが、特に本例では、積分
器５によって得られる光量情報に基づいて、撮像場所が
室内か室外かを判定し、その判定結果に応じて最適な露
光制御を行うものである。また、ＥＥＰＲＯＭ７は、不
揮発性メモリとして電源オフ時にも保存しておくべきデ
ータを格納するものであり、特に本例では、電源周波数
の設定値を保存するために用いるものとする。なお、Ｅ
ＥＰＲＯＭ７の代わりに他の不揮発性メモリを用いても
良い。

【００１４】このような構成の撮像装置においては、電
子シャッタのタイミング制御とＡＧＣ回路３によるゲイ
ンの制御によって露光制御を行う。マイクロコンピュー
タ６は、センサ２に入力される光量を判定し、光量が大
きい時には室外であると判断し、電子シャッタのシャッ
タスピードを適切な値に制御することにより露光制御を
行う。また、入射光量が小さい時には室内であると判断
し、シャッタスピードを固定モードとし、この場合には
ＡＧＣ回路３も同時に制御して映像を適切な明るさに保
つようにする。

【００１５】なお、図１に示す構成は、露光制御に関す
る要素を中心として示したものである。例えば、図１で
は省略しているが、ＡＧＣ回路３の前段には、ＣＤＳ
（相関二重サンプリング）回路が設けられており、シャ
ッタ機能付きセンサ２から出力された撮像信号は、この
ＣＤＳ回路によってサンプリング処理された後、ＡＧＣ
回路３に入力される。また、ＡＧＣ回路３から出力され
た撮像信号は、後段の信号処理系に送られ、所定の信号
処理を施されることにより、表示装置に出力可能な映像
信号に変換されるが、これらは本発明の機能に直接関係
しないため、説明は省略する。

【００１６】次に、以上のような構成による撮像装置の
動作について説明する。図２は、本例の撮像装置におけ
る光量変化に対するシャッタスピードとＡＧＣ回路３の
ゲイン量（ＡＧＣ量）の関係を示す説明図であり、縦軸
がシャッタ動作によるセンサ２の電荷蓄積時間とＡＧＣ
量を示し、横軸がセンサ２に入射する光量を示してい
る。まず、フリッカ除去モードで用いるシャッタスピー
ドについて説明する。例えば、５０Ｈｚの電源周波数で
は、その電源周期の半周期である１／１００秒の整数倍
のシャッタスピードに設定するとフリッカが発生しな
い。これが電源周波数６０Ｈｚの地域では、電源周波数
の半周期は１／１２０秒であるので、その整数倍である
１／１２０秒、１／６０秒等のシャッタスピードにする
と、フリッカが発生しない。

【００１７】５０Ｈｚの地域か６０Ｈｚの地域かは、Ｅ
ＥＰＲＯＭ７に記憶されている設定値を読み出すことに
より知ることができる。したがって、何らかの方法（例
えば人為的な操作等）で電源周波数が５０Ｈｚであるか
６０Ｈｚであるかの判定を行い、ＥＥＰＲＯＭ７の設定
値を変更することにより、全国どこでも、フリッカを除
去することが可能である。なお、ここでは電源周波数５
０Ｈｚ地域の設定の場合について説明を行う。

【００１８】（１）まず、図２に示すＡの区間は、シャ
ッタを１／１００秒に固定して動作させ、光量の変化に
対してはＡＧＣ回路３のゲイン量（ＡＧＣ量）調整で露
光制御を行う。光量が少なくなるに従ってＡＧＣ量は増
えていく。また、Ｂ、Ｃの区間ではＡＧＣ量は０ｄＢで
ある。 （２）室内と室外の閾値がＴｈ１に設定されている場合
には、Ｔｈ１以降の区間Ｂ、Ｃでは同様の動作を行う。
この区間Ｂ、Ｃでは、Ａ区間に比べて光量が多いので、
シャッタは１／１００秒より蓄積時間の短いシャッタス
ピードで動作する。光量が増えるに従ってシャッタスピ
ードは徐々に速くなり、蓄積時間は短くなる。もし、フ
リッカが発生する蛍光灯の下で、このように１／１００
秒より蓄積時間が短いシャッタにした場合には、フリッ
カが発生することになるが、閾値Ｔｈ１より光量が多い
場合は室外である可能性が高い。

【００１９】（３）また、室内と室外とを判定する閾値
Ｔｈは光量の多い方にシフトすることが可能である。例
えば、撮像装置の使用状況に応じて、ユーザがキー操作
で閾値を変更できるような機能を有するものとする。例
えば、閾値がＴｈ２に設定されている場合には、Ｂの区
間はＡの区間と同様にシャッタスピードは１／１００秒
に固定で動作する。これは、例えば、画面の一部に室外
（窓等）が映っていて、画面全体の光量が多い場合など
に、閾値をシフトすることにより、室内を確実に判定で
き、１／１００秒のシャッタスピード固定でフリッカを
消去することが可能である。なお、この場合でもＣの区
間は（２）と同様に１／１００秒より蓄積時間の短いシ
ャッタで動作する。また、本例のように、１つの閾値を
用いるだけでなく、複数の閾値を設定し、段階的に露光
制御の方法を切り換えるような構成としても良い。

【００２０】以上のような本発明の実施の形態によれ
ば、次のような効果を得ることが可能である。 （１）室外から室内に入った時に電源周期の半周期に同
期したシャッタスピード固定によるフリッカ除去モード
となるため、フリッカ自体の判定処理を行うことなく、
容易にフリッカを除去できる。 （２）光量の多い室外に出た場合には、シャッタスピー
ド固定によるフリッカ除去モードを解除し、最適なシャ
ッタスピードでの露光制御が可能となる。 （３）室内と室外とを判定するための閾値を変更可能で
あるので、ある程度、明るい室内でもシャッタスピード
を固定してフリッカの除去を行うことができる。なお、
本発明にかかる撮像装置及びそのフリッカ除去方法は、
上記実施の形態で説明したものに限定されず、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明の撮像装置によれ
ば、周囲の明るさを検出し、この検出値を閾値と比較す
ることで室内か室外かを判定することにより、室内であ
れば、撮像手段のシャッタスピードを固定したフリッカ
除去モードで撮像動作を行い、有効にフリッカの除去を
行い、逆に室外であれば、フリッカ除去モードを解除し
て最適露光となるシャッタスピードで撮像動作を行うこ
とにより、有効に映像の明度を調整するようにした。し
たがって、複雑な回路の追加を行うことなく簡易な方法
により、室内照明等によるフリッカ除去と屋外撮影等に
おける明度の調整とを行うことが可能となり、室内と室
外の両方で良好な撮像映像を得ることが可能な撮像装置
を提供できる効果がある。

【００２２】また、本発明のフリッカ除去方法によれ
ば、周囲の明るさを検出し、この検出値を閾値と比較す
ることで室内か室外かを判定することにより、室内であ
れば、撮像手段のシャッタスピードを固定したフリッカ
除去モードで撮像動作を行い、有効にフリッカの除去を
行い、逆に室外であれば、フリッカ除去モードを解除し
て最適露光となるシャッタスピードで撮像動作を行うこ
とにより、有効に映像の明度を調整するようにした。し
たがって、フリッカ除去が必要な場合にだけフリッカ除
去モードを作動させ、屋外撮影等ではフリッカ除去モー
ドを解除でき、簡易な方法によって室内照明等によるフ
リッカ除去と屋外撮影等における明度の調整とを行うこ
とが可能となり、室内と室外の両方で良好な撮影を行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による撮像装置の構成例を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す撮像装置の露光制御を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１……レンズ、２……シャッタ機能付きセンサ、３……
ＡＧＣ回路、４……Ａ／Ｄコンバータ、５……積分器、
６……マイクロコンピュータ、７……ＥＥＰＲＯＭ。

フロントページの続き (72)発明者 加藤 勝巳 神奈川県横浜市保土ヶ谷区神戸町134番地 ソニー・エルエスアイ・デザイン株式会 社内 (72)発明者 町島 栄治 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C022 AB03 AB17 AB20 AB51 AC42 5C024 CX15 CX54 CX61 CX67 GY31 HX18 HX31 HX59

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の撮像を行う撮像手段と、前記撮
   像手段のシャッタスピードを制御するシャッタスピード
   制御手段と、前記撮像手段から出力される撮像信号のゲ
   インを制御するゲイン制御手段とを有する撮像装置にお
   いて、 周囲の明るさを検出するための受光量検出手段と、 前記受光量検出手段による検出値と予め設定された閾値
   とを比較し、前記検出値が閾値より小さい場合には、前
   記シャッタスピード制御手段によって前記撮像手段のシ
   ャッタスピードを固定したフリッカ除去モードで撮像動
   作を行い、前記検出値が閾値より大きい場合には、前記
   シャッタスピード制御手段によるフリッカ除去モードを
   解除して撮像動作を行うシステム制御手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記受光量検出手段は、前記撮像手段に
   よる撮像信号から受光量を検出することを特徴とする請
   求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記フリッカ除去モードでは、商用電源
   の電源周期の半周期の整数倍の周期のシャッタスピード
   でシャッタ動作を行うことを特徴とする請求項１記載の
   撮像装置。
4. 【請求項４】 前記フリッカ除去モードでは、前記ゲイ
   ン制御手段におけるゲインの調整によって露光制御を行
   い、前記フリッカ除去モードを解除したときには、前記
   シャッタスピードの調整、または前記シャッタスピード
   の調整と前記ゲイン制御手段におけるゲインの調整によ
   って露光制御を行うことを特徴とする請求項１記載の撮
   像装置。
5. 【請求項５】 前記閾値を撮像装置の使用状況応じて変
   更する閾値変更手段を有することを特徴とする請求項１
   記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 前記電源周期を示す設定値を記憶する不
   揮発性記憶手段を有し、前記不揮発性記憶手段に記憶さ
   れた設定値に基づいて前記フリッカ除去モードにおける
   シャッタスピードを制御することを特徴とする請求項３
   記載の撮像装置。
7. 【請求項７】 前記不揮発性記憶手段には、商用電源の
   電源周波数が異なる地域毎に異なる設定値が記憶されて
   いることを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
8. 【請求項８】 被写体の撮像を行う撮像手段と、前記撮
   像手段のシャッタスピードを制御するシャッタスピード
   制御手段と、前記撮像手段から出力される撮像信号のゲ
   インを制御するゲイン制御手段とを有する撮像装置のフ
   リッカ除去方法において、 周囲の明るさを検出するための受光量検出ステップと、 前記受光量検出ステップによる検出値と予め設定された
   閾値とを比較し、前記検出値が閾値より小さい場合に
   は、前記シャッタスピード制御手段によって前記撮像手
   段のシャッタスピードを固定したフリッカ除去モードで
   撮像動作を行い、前記検出値が閾値より大きい場合に
   は、前記シャッタスピード制御手段によるフリッカ除去
   モードを解除して撮像動作を行うシステム制御ステップ
   と、 を有することを特徴とするフリッカ除去方法。
9. 【請求項９】 前記受光量検出ステップは、前記撮像手
   段による撮像信号から受光量を検出することを特徴とす
   る請求項８記載のフリッカ除去方法。
10. 【請求項１０】 前記フリッカ除去モードでは、商用電
    源の電源周期の半周期の整数倍の周期のシャッタスピー
    ドでシャッタ動作を行うことを特徴とする請求項８記載
    のフリッカ除去方法。
11. 【請求項１１】 前記フリッカ除去モードでは、前記ゲ
    イン制御手段におけるゲインの調整によって露光制御を
    行い、前記フリッカ除去モードを解除したときには、前
    記シャッタスピードの調整、または前記シャッタスピー
    ドの調整と前記ゲイン制御手段におけるゲインの調整に
    よって露光制御を行うことを特徴とする請求項８記載の
    フリッカ除去方法。
12. 【請求項１２】 前記閾値を撮像装置の使用状況応じて
    変更する閾値変更ステップを有することを特徴とする請
    求項８記載のフリッカ除去方法。
13. 【請求項１３】 前記電源周期を示す設定値を不揮発性
    記憶手段に記憶しておき、前記設定値に基づいて前記フ
    リッカ除去モードにおけるシャッタスピードを制御する
    ことを特徴とする請求項１０記載のフリッカ除去方法。
14. 【請求項１４】 前記不揮発性記憶手段には、商用電源
    の電源周波数が異なる地域毎に異なる設定値が記憶され
    ていることを特徴とする請求項１３記載のフリッカ除去
    方法。