JP2005354292A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents

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JP2005354292A JP2004171498A JP2004171498A JP2005354292A JP 2005354292 A JP2005354292 A JP 2005354292A JP 2004171498 A JP2004171498 A JP 2004171498A JP 2004171498 A JP2004171498 A JP 2004171498A JP 2005354292 A JP2005354292 A JP 2005354292A
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延孝 仲山
Katsumi Kato
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress color rolling (color flicker) caused by a shift between an exposure period and a lighting period of a fluorescent lamp resulting from a period of a commercial AC power supply. <P>SOLUTION: Changing an output timing of e.g. a vertical synchronizing signal (TMC) by a time in the unit of horizontal lines to vary a time length of a frame for every prescribed frame corrects the shift of the exposure period with respect to the period of the commercial AC power supply. In this case, the period of the commercial AC power supply can be made coincident with the exposure period by setting the period to be corrected and the time length to be corrected. Thus, color rolling can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention relates to an imaging apparatus provided in, for example, a video camera and a method thereof.

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。   For example, in a video camera, when a light source having a certain light emission cycle such as a fluorescent lamp is photographed or when a subject irradiated with the light source is photographed, a periodic color change may occur in the moving image. know. This is a phenomenon called color rolling (color flicker).

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。
The generation principle of such color rolling will be described with reference to FIG.
In FIG. 8, FIG. 8 (a) shows a commercial AC power supply cycle. Here, a case where the commercial AC power supply cycle is 60 Hz is illustrated.
FIG. 8B shows changes of the R (red), G (green), and B (blue) components included in the light emitted from the fluorescent lamp over time t. When based on the commercial AC power supply cycle shown in FIG. 8A, the light emission cycle of the fluorescent lamp is 120 Hz as shown.
FIG. 8C shows the period of the vertical synchronizing signal. For example, in the case of the imaging operation by the NTSC system, the frequency is 59.94 Hz.

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。
In general, an image pickup apparatus performs exposure on an image pickup device in accordance with a cycle of a vertical synchronization signal to obtain a picked-up image for each frame (for each field in NTSC).
That is, the exposure timing of the imaging apparatus in this case corresponds to the period of the vertical synchronization signal shown in FIG. 8C as shown by exposure times T1, T2, T3, and T4 in the drawing.
In this way, the exposure operation in the imaging apparatus is made in accordance with the cycle of the vertical synchronization signal, so that the exposure timing (59.94 Hz) in this case is the light emission timing (60 Hz) for two fluorescent lamps. On the other hand, it is gradually shifted by “1 / 599.94-1 / 60” sec.

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。
A gradual shift between the exposure timing and the light emission timing of the fluorescent lamp causes a change in the ratio of RGB components of the fluorescent lamp obtained at each exposure time T1 to T4.
For example, in the exposure time T1 corresponding to the vertical synchronization signal at the time point t1 in the figure, it can be seen that the ratio of the R component among the RGB components of the fluorescent lamp is large.
In contrast, as the subsequent exposure time T2 and exposure time T3 are reached, the light emission timing and the exposure timing of the fluorescent lamp gradually shift as shown in the figure, and the ratio of the R component obtained during the exposure time decreases. It will follow. When the exposure time T4 corresponding to the vertical synchronization signal at the time point t4 is reached, it can be seen that a captured image containing a relatively large amount of B component is obtained.
In this way, a periodic color change occurs over time in a captured image captured under a light source that periodically emits light, such as a fluorescent lamp.

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。
By the way, in the above description, the configuration corresponding to the NTSC system is adopted as the imaging apparatus, and the case where the vertical synchronization signal period (that is, the exposure period to the imaging element) is set to 59.94 Hz is exemplified. In some imaging apparatuses that are widely used in mobile phones and the like, a frame rate such as 10 frames / second or 15 frames / second is employed. That is, a frame rate is set such that an exposure period corresponding to the commercial AC power supply period can be obtained.
According to such a frame rate setting, for example, under a fluorescent lamp that is lit at a commercial power cycle of 60 Hz, color rolling cannot theoretically occur.

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。
特開平11−205658号公報
The following patent documents describe conventional techniques for suppressing color rolling using AWB (auto white balance) control.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-205658

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。
However, strictly speaking, even in an imaging apparatus that employs a frame rate corresponding to a commercial power cycle as described above, the frame cycle may slightly shift from the power cycle.
Such a shift occurs due to the relationship between the frequency of the operation clock employed in the imaging apparatus and the values of the horizontal and vertical counters set based on the number of pixels of the imaging device.
For example, in the case where a frame rate of 10 frames / second is adopted as exemplified above, it is assumed that the system clock is 7.2 MHz and the horizontal and vertical counter values are V = 440 and H = 1640. Try it.
First, in the imaging apparatus, the time length for one frame is as follows when the system clock is F, the vertical counter value (number of lines) is V, and the horizontal counter value (clock) is H.
V × H ÷ F
Is required.
In other words, in this case, the frame rate is 10 frames / second,
V × H ÷ F = 0.1 seconds must be satisfied.

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。
However, under the condition that F = 7.2 MHz is set as the frequency of the system clock as described above, the actual time length for one frame is
440 × 1640 ÷ 7200000 = 0.1002222 ...
Therefore, strictly speaking, one frame is not 0.1 seconds. That is, in this case, a shift of about 0.0002 seconds occurs for each frame.

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。   In this way, even when the frame rate corresponding to the power supply cycle is set, strictly speaking, the frame rate (frame cycle) may be shifted by about a few percent of the comma. That is, also in this case, a deviation occurs between the power supply cycle and the vertical synchronization signal cycle, and accordingly, a deviation occurs between the lighting cycle of the fluorescent lamp and the exposure timing, and the same principle as described above is used. Rolling will occur.

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。
Therefore, in the present invention, in view of the above problems, the imaging apparatus is configured as follows.
In other words, the image pickup means for obtaining a frame image by periodically exposing the image pickup element based on the vertical synchronization signal, and the output timing of the vertical synchronization signal is changed by a time length that does not coincide with the time length of one frame period. And control means for controlling the exposure timing of the image pickup device in the image pickup means.

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。
In the present invention, the imaging method is as follows.
That is, the imaging method of the present invention is an imaging method in an imaging apparatus including an imaging unit that obtains a frame image by performing periodic exposure on an imaging device based on a vertical synchronization signal, The output timing is changed by a time length that does not coincide with the time length of one frame period, and the exposure timing for the image pickup device in the image pickup means is controlled.

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。
According to the above configuration, the vertical synchronizing signal cycle (the exposure cycle for the image sensor) is changed by a time length that does not match the time length of one frame period. That is, the phase of the frame period can be changed from the original phase by making the change amount not equal to the time length of one frame period.
At this time, as described above, the deviation amount between the frame period (vertical synchronization signal period) at the strict frame rate and the actual frame period is set based on the set clock and the number of pixels of the image sensor. It can be calculated in advance based on the values of the horizontal and vertical counters. Therefore, if the combination of the frame interval for changing the output timing of the vertical sync signal and the amount of change is set so as to absorb the deviation required in this way, the vertical sync signal cycle is corrected to a strict cycle. can do. That is, it is possible to suppress color rolling when a frame rate corresponding to the commercial AC power supply period is set.
Alternatively, even when a frame rate in which the vertical synchronization signal cycle does not match the commercial AC power supply cycle is originally set, the deviation is absorbed as a combination of the above-described frame interval cycle for changing the exposure timing and the amount of change. If it is set to be possible, color rolling can be similarly suppressed.

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。
As described above, according to the present invention, it is possible to match the commercial AC power supply cycle (fluorescent lamp lighting cycle) and the exposure cycle, and it is possible to suppress color rolling.
Further, according to the present invention, although the exposure timing is changed, the exposure time can be controlled as usual, and there is no demerit such that the image quality is lowered for suppressing color rolling.
Further, since auto white balance (AWB) control is not used to suppress color rolling, image quality deterioration related to color rolling suppression can also be avoided in this respect.

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。
Hereinafter, the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration example of an imaging apparatus 1 as a first embodiment of the present invention.
As the imaging device 1 shown in this figure, it is assumed that it is mounted as a camera block provided in a mobile phone, for example.
First, the lens 2 shown in the figure performs focusing and image formation on a CCD (Charge Coupled Device) 3.
The CCD 3 converts light obtained by condensing and imaging by the lens 2 into an electric signal. The CCD 3 is configured so that exposure timing and charge accumulation time can be varied as a so-called electronic shutter function. The exposure timing by the CCD 3 is controlled based on an exposure timing control signal TMG from the microcomputer 7 described later.

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。   An AFE (Analog Front End processor) 4 performs AGC (automatic gain control) on the electrical signal obtained by the CCD 3. Further, noise removal is performed on the electrical signal supplied from the CCD 3 by a correlated double sampling circuit. Then, the electrical signal thus obtained is converted into a digital signal and supplied to the camera signal processing unit 5.

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。   The camera signal processing unit 5 converts the electrical signal converted into a digital signal by the AFE 4 as described above into a video signal.

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。
The display / communication control unit 6 performs display control on the video signal obtained by the camera signal processing unit 5 and data with a host computer of an electronic device (in this case, a mobile phone) provided with the imaging device 1. Perform communication control.
For example, based on the video signal obtained by the camera signal processing unit 5, display control is performed on a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) provided in the mobile phone.
Also, control for transferring a command from the host computer to the microcomputer 7 is performed.

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。
The microcomputer 7 includes at least a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), and performs overall control of the imaging apparatus 1. For example, when a command is input from the host computer side via the display / communication control unit 6 described above, each unit is controlled so that an operation based on the command is obtained.
In particular, in the microcomputer 7 in this case, the exposure timing of the CCD 3 is controlled by an exposure timing control signal TMG generated based on a vertical synchronization signal supplied from a TG (Timing Generator) 10 described below. The Note that exposure timing control as an embodiment will be described later.

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。   The TG 10 generates various synchronization signals. A system clock (not shown) is input to the TG 10. The TG 10 includes a horizontal counter 8 and a vertical counter 9 for generating a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal based on the system clock.

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。
The horizontal counter 8 counts the system clock, outputs a horizontal synchronization signal every time the count value reaches a predetermined count over value, and resets the count value to zero.
The vertical counter 9 counts horizontal synchronization signals. Then, every time the count value reaches a predetermined count over value, a vertical synchronization signal is output, and the count value is reset to zero.
The horizontal synchronization signal and the vertical synchronization signal generated by the TG 10 are supplied to each necessary unit.

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。
Here, in the imaging apparatus 1 of the first embodiment, as the CCD 3, for example, the number of pixels of 1640 pixels in the horizontal direction (effective pixels + OPB (OPtical Black) + dummy) and 440 pixels in the vertical direction (effective pixels + OPB + dummy) is used. It is supposed to have. In this case, the vertical direction is assumed to be the number of pixels thinned out by half.
Accordingly, the horizontal counter 8 in this case is set to a count over value = 1640. In the vertical counter 9, a count over value = 440 is set. That is, the horizontal counter 8 is configured to output a horizontal synchronizing signal every 1640 clocks, and the vertical counter 9 is configured to output a vertical synchronizing signal every time 440 pulses of the horizontal synchronizing signal are output.

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。   In addition, a frame rate of 10 frames / second is set as the imaging device 1 in this case. As the system clock, 7.2 MHz is set.

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。
Here, as described above, also in the imaging apparatus 1 in this case, the value of the horizontal counter (count over value) = 1640 (clock), the value of the vertical counter (count over value) = 1440 (line), 10 frames / second A system clock = 7.2 MHz is set in correspondence with a frame rate of (10 fps). According to such a setting, a frame rate of about 10 fps is realized as described above, but a strict frame rate value cannot be obtained.
That is, even in this case, the actual time length of one frame period is
440 × 1640 ÷ 7200000 = 0.100222
Therefore, one frame is not exactly 0.1 seconds, and a shift of about 0.0002 seconds occurs every frame period. The fact that the frame rate does not become strictly 10 fps in this way, that is, the vertical synchronizing signal period does not become strictly 10 Hz, and even in this case, a deviation occurs between the power supply period and the vertical synchronizing signal period. Therefore, there is a difference between the lighting cycle of the fluorescent lamp and the exposure timing, and color rolling occurs.

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。
Therefore, in the embodiment, by changing the setting of the count over value of the vertical counter 9, the deviation between the vertical synchronization signal period and the commercial AC power supply period is corrected, thereby suppressing color rolling. That is, the time length of one frame period is variably controlled in units of horizontal line time by changing the count over value of the vertical counter 9 in this way.
For example, when the count over value of the vertical counter is 440 and the count is decreased to 439, the output timing of the vertical synchronization signal can be advanced by one horizontal line time. That is, in this case, the output timing of the exposure timing control signal TMG can also be advanced by one horizontal line time, and thereby the exposure timing can be advanced by one horizontal line time.

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。
At this time, assuming that the horizontal counter value of the CCD 3 is H (clock) and the system clock is F (Hz), the time length that can be adjusted by increasing or decreasing the count over value of the vertical counter 9 as described above is
H / F (seconds)
It becomes. In other words, according to the setting in this case,
1640 ÷ 7200000 = 0.00022 ...
Thus, adjustment of approximately 0.0002 seconds is possible.

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。   In this case, as described above, since the time length of one exact frame period at 10 fps = 0.1 seconds, the time length of one actual frame period = 0.002 seconds, the actual frame The cycle is delayed by 0.0002 seconds every frame. According to this, if the count over value of the vertical counter 9 is decreased by 1 and the time length of the frame period is advanced by one horizontal line time every frame as described above, the vertical synchronization signal ( The output timing of the exposure timing control signal TMG) can be matched with the commercial AC power supply cycle. That is, this can suppress color rolling.

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。   Strictly speaking, in the combination of the horizontal and vertical counter values of the CCD 3 exemplified here and the system clock, the shift for each frame and the horizontal line time do not match. The combinations of horizontal / vertical counter values and system clock frequencies given here are merely examples for the sake of convenience of explanation. In the following, the time length between the shift for each frame and the time for one horizontal line is shown below. The explanation will be continued assuming that they match.

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。
FIG. 2 is a graph showing the exposure timing control operation as the first embodiment in which the time length of one frame period is reduced by one horizontal line time for each frame as described above.
In this figure, the horizontal axis indicates the number of frames, and the vertical axis indicates the number of seconds for correction.
First, the black circles in the figure indicate the accumulation error when uncorrected. That is, the deviation between the frame period and the commercial AC power supply period when the time length correction by the exposure timing control is not performed is shown. As described above, in this case, since a shift of 0.0002 seconds occurs every frame period, the accumulated error at the time of uncorrected is 0.0002 seconds per frame as shown in the figure. It will increase gradually.

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。
A correction amount indicated by a white square in the drawing indicates a time length that is changed to one frame period by changing the count over value of the vertical counter 9. In other words, in this case, the count over value of the vertical counter 9 is decreased by 1, and correction is performed by 0.0002 seconds in each frame. Therefore, the correction amount in each frame is 0.0002 seconds as shown in the figure. It becomes constant.
As described above, the correction of 0.0002 seconds is performed in each frame, so that the corrected error indicated by a white triangle in the figure changes to zero. That is, in this case, the exact frame period is matched in each frame, whereby the frame period and the commercial AC power supply period are matched.

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。
FIG. 3 shows a processing operation for realizing the exposure timing control described above. The processing operation shown in this figure is executed by the microcomputer 7 shown in FIG.
First, in step S101, the count over value of the vertical counter 9 is changed by a predetermined value. That is, when the count over value of the vertical counter 9 set in advance according to the number of vertical pixels (effective pixels + OPB + dummy) of the CCD 3 is Cn, a new value is obtained by adding α (integer) to this Cn. A count over value Cn1 is set.

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。
In step S102, it waits for a vertical synchronization signal from TG10. In other words, in this case, the apparatus waits for the vertical synchronization signal output from the vertical counter 9 based on the count over value Cn1 set as described above.
Then, in response to obtaining the vertical synchronization signal from the TG 10, the exposure timing control signal TMG is output to the CCD 3 in step S103.
When the exposure timing control signal TMG is output in step S103, the process returns to step S102 and again waits for the vertical synchronization signal.

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。   Thus, according to the exposure timing control operation of the first embodiment, the time length of one frame period in each frame is matched with the time length of one frame period at a strict frame rate, so that strict 10 fps. Frame rate can be maintained. As a result, the commercial AC power supply cycle and the frame cycle are matched, and color rolling can be suppressed.

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。
As the color rolling suppression control of such an embodiment, a strict frame period that can be calculated in advance from a combination of the value of the vertical / horizontal counter based on the number of pixels of the CCD 3 provided in the imaging device 1 and the system clock. This can be realized simply by changing the setting of the count over value of the vertical counter 9 in accordance with the amount of deviation (time length) and the time length for one horizontal line for correcting this.
That is, according to such a control method, for example, color rolling can be suppressed without adding a configuration for detecting a deviation between a commercial AC power supply cycle and an actual frame cycle.

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。
In the embodiment, the exposure timing of the CCD 3 is controlled, but the exposure time control can be performed as usual. That is, there is no demerit that the exposure time is changed due to the color rolling suppression control, and the image quality is thereby lowered.
Furthermore, since automatic white balance (AWB) control is not used for suppressing color rolling, image quality degradation due to control for suppressing color rolling can be avoided in this respect as well.

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。
In the description so far, the time length of the deviation generated for each frame is equal to the time length that can be corrected by changing the count over value by 1, and the count over value is changed by 1 in each frame period. Was given as an example. However, the control of the first embodiment includes a time length that can be corrected per frame by changing the count over value of the vertical counter 9 (that is, a time length that is a multiple of the horizontal line time), and for each frame. If the time length of the generated deviation is made equal, the time length of each frame can be similarly corrected to a strict time length to match the strict frame period.
That is, for example, when the time length of the deviation that occurs every frame is similarly 0.0002 seconds, if the time length that can be corrected by changing the count over value by 1 is 0.0001 seconds, The time length relationship is a multiple relationship. In such a case, by changing the count over value by 2 in each frame, the time length of one frame can be corrected by 0.0002 seconds for each frame. As a result, the exact frame period can be matched as in the case described above.
As can be understood from this, the first embodiment can be applied when the time length of the shift generated for each frame is a multiple of the time length of one horizontal line time.

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。
Here, as described above, in the imaging apparatus 1 of the first embodiment, the length of time that can be corrected per frame by changing the count over value of the vertical counter 9 and the deviation that occurs for each frame. Corresponding to the case where the time length is equivalent, the case where the same amount of correction is performed every frame to suppress color rolling is taken as an example.
However, as the imaging device 1, depending on the combination of the number of horizontal and vertical pixels of the CCD 3 and the system clock, the time length that can be corrected per frame by changing the count over value and the time length of the deviation that occurs for each frame May not be equivalent.
In such a case, if the same amount of correction is performed for each frame as in the first embodiment, there is a possibility that color rolling cannot be effectively suppressed.

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。   Therefore, as an embodiment, even when the time length that can be corrected per frame by changing the count over value is not equal to the time length of the deviation that occurs for each frame, more effective color rolling As the exposure timing control for suppressing the above, a control operation as shown in FIG. 4 is also possible.

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。
FIG. 4 is a graph showing the exposure timing control operation in the imaging apparatus 1 as the second embodiment, as in the case of FIG.
In FIG. 4, as the exposure timing control operation as the second embodiment, as shown as a correction amount by a white square in the drawing, a predetermined amount is set for every predetermined multiple frames (multiple frames of m). Correction is performed.
That is, in this case, the frame time is not corrected without changing the count over value of the vertical counter 9 from the multiple of m + 1 frame to the next multiple of m-1 frame. Therefore, the error after correction in the figure increases up to the multiple of m minus the first frame in the same manner as the accumulation error when not corrected in the figure. Then, the accumulated error is corrected at once in the multiple frame of m.

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。
For example, as an example in which the time length that can be corrected per frame by changing the count over value is not equal to the time length of the deviation that occurs for each frame, the deviation that occurs per frame is 0.0005 seconds. Assuming a case where one horizontal line time that can be corrected by changing the count over value is 0.0006 seconds, in this case, for example, by changing the count over value by 5 every 6 frames, .0005 × 6 = 0.006 × 5 = 0.003 seconds, so that every 6 frames can be corrected to coincide with a strict frame period.
In other words, the correction is performed so that it matches the exact frame period for each predetermined frame in this way, and in this case as well, accumulation of the deviation between the commercial AC power supply period and the frame period is suppressed, so It is possible to suppress rolling.

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。
By the way, in order to realize such an operation as the second embodiment, means for detecting the multiple frame of m to be corrected is required. For this reason, as the imaging apparatus 1 of the second embodiment, a frame counter 11 is provided in the microcomputer 7 as indicated by the wavy line in FIG.
The frame counter 11 is configured to count the number of pulses of the vertical synchronization signal. Thereby, the number of frames can be counted.

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。
In addition, in the second embodiment, in order to realize the above-described exposure timing control operation, the processing operation as shown in FIG. 5 is executed.
In FIG. 5, the microcomputer 7 in this case is configured to execute a determination process as to whether or not the count value of the frame counter 11 is a multiple of m in step S201 shown in the figure.
If the count value of the frame counter 11 is not a multiple of m and a negative result is obtained, the process proceeds to step S202 to wait for the vertical synchronization signal. That is, in this case, a vertical synchronization signal output based on the count over value Cn set in advance according to the number of pixels of the CCD 3 is waited.
Then, in response to obtaining the vertical synchronization signal, the exposure timing control signal TMG is output in step S203, and the discrimination process in step S201 is executed again.

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。
If a positive result is obtained in step S201 that the count value of the frame counter 11 is a multiple of m, a process of changing the count over value of the vertical counter 9 by a predetermined value is executed in step S204. .
That is, the count over value Cn1, which is a value obtained by adding the predetermined value α (in this case, an integer) to the count over value Cn, is set.

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。   In the subsequent step S205, a vertical synchronizing signal output based on the count over value Cn1 as described above is waited. If a vertical synchronization signal is obtained, the process proceeds to step S206 to output an exposure timing control signal TMG.

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。
In the subsequent step S207, processing for returning the count over value of the vertical counter 9 is executed.
That is, as the count over value of the vertical counter 9, as shown in the figure, the count over value Cn1—the count over value Cn that becomes the predetermined value α is set. When the count over value is returned to the original value Cn in this way, the determination process in step S201 is executed again.

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。
Here, in the imaging apparatus 1 according to the second embodiment, the value of m indicating the frame interval to be corrected and the predetermined value α may be set based on the following idea, for example.
First, as described above, when the horizontal counter value set in advance based on the number of pixels of the CCD 3 is H and the system clock is F, the length of time that can be corrected by changing the count over value of the vertical counter 9 by one. Is
H ÷ F = H / F
It becomes. That is, the time length that can be corrected by adding the predetermined value α to the count over value Cn of the vertical counter 9 is:
H / F × α = αH / F
It is represented by
On the other hand, if the period shift for each frame that occurs between the exact frame rate set in the imaging apparatus 1 and the frame rate actually obtained is A, correction is performed at multiple frame intervals of m as described above. As the amount of deviation accumulated when
A × m = Am
Can be represented by
From these things, in order to correct | amend so that it may correspond with a strict frame period for every m frame,
αH / F = Am
The value of m and the value of α may be set so that the following relationship holds.

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。
Further, in the embodiment, in addition to the exposure timing control operation of the second embodiment, an operation as the third embodiment as shown in FIG. 6 is possible.
FIG. 6 also shows the exposure timing control operation as the third embodiment in the form of a graph in the same manner as in FIGS.
As the exposure timing control pattern of the third embodiment, as shown as a correction amount in the figure, first, correction is performed with a fixed amount, and then the remaining error is corrected every predetermined frame. It is a thing.

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。
In FIG. 6, in this case, in a frame other than a multiple frame of m (> 2), the count over value of the vertical counter 9 is changed by the first predetermined value α1 to correct the time length of each frame. In this case, the correction amount (time length) based on the first predetermined value α1 is set to be smaller than the time length of the deviation that occurs for each frame. Accordingly, the error after correction in the figure in this case gradually increases with a slope smaller than the uncorrected accumulation error from the multiple of m + 1 frame to the next multiple of m-1 frame. To be increased.
Then, for every multiple frame of m, the count over value is changed by the second predetermined value α2 instead of the first predetermined value α1 for the accumulated error, and this is corrected at once. To do.
According to the control pattern of the third embodiment, color rolling can be suppressed more effectively than the pattern of the second embodiment because the accumulation of shifts for each frame is suppressed. Conceivable.

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。   Even in this case, α1 and α2 are integers. Also in this case, the frame counter 11 is provided in order to change the count over value every multiple frames of m.

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。
FIG. 7 shows a processing operation for realizing the exposure timing control operation as the third embodiment.
In FIG. 7, as a processing operation in this case, in addition to the processing operation in the second embodiment, the processing in step S <b> 301 shown in the figure is added. That is, the microcomputer 7 in this case first executes a process of changing the count over value of the vertical counter 9 by the first predetermined value α1. That is, the count over value Cn1 is set by adding the first predetermined value α1 to the preset count over value Cn of the vertical counter 9.

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)。   Thereafter, as in the case of the second embodiment, it is determined whether or not the count value of the frame counter 11 is a multiple of m (S302). Then, it waits for a vertical synchronization signal output based on the count over value Cn1 (S303). When the vertical synchronization signal is obtained, the exposure timing control signal TMG is also output in this case (S304).

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。   When the value of the frame counter 11 is a multiple of m, in this case, the count over value of the vertical counter 9 is set to the count over value Cn2 based on the second predetermined value α2 (S305). That is, the count over value Cn2 that is a value obtained by adding the second predetermined value α2 to the count over value Cn before setting the count over value Cn1 is set.

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。
When the count over value Cn2 is set in this way, a vertical synchronization signal based on the count over value Cn2 is waited (S306), and when the vertical synchronization signal is obtained, TMG is output (S307).
When the exposure timing control signal TMG is output in this way, processing for returning the count over value Cn2 of the vertical counter 9 to the count over value Cn1 is executed (S308), and the discrimination processing in the previous step S302 is executed again. To be done.

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。
Here, in each of the embodiments described so far, the case where the frame rate and the commercial AC power supply cycle are in a correspondence relationship is taken as an example. Correspondingly, by correcting the frame time length so as to coincide with the frame period based on the strict frame rate, the commercial AC power supply period and the frame period (exposure period) are made to coincide with each other, thereby suppressing color rolling. The operation is illustrated.
However, even if the frame rate does not correspond to the commercial AC power cycle, the commercial AC power cycle can be corrected by changing the count over value of the vertical counter 9 and correcting the frame cycle as in the previous embodiments. The color rolling can be suppressed by correcting the deviation between the exposure period and the exposure period.

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。
In order to suppress color rolling, there are two types of commercial AC power supply cycles, 60 Hz and 50 Hz. At this time, for example, if the frame rate is 10 fps, the frame period 10 Hz, 60 Hz, and 50 Hz both correspond to each other. Therefore, color rolling is performed by performing common control to make the frame period coincide with a strict period. Can be suppressed.
However, for example, if 15 fps is set, a correspondence is obtained at 60 Hz, but it is not a correspondence for a commercial AC power supply cycle of 50 Hz, and the frame period is corrected to a strict value. In this control, it is impossible to suppress the color rolling in both.
In such a case, if it is intended to suppress color rolling at both 50 Hz and 60 Hz, control by different patterns may be performed so that different control is possible.
That is, for example, parameters corresponding to an exposure timing control pattern corresponding to 60 Hz and an exposure timing control pattern corresponding to 50 Hz (predetermined value α, predetermined values α1, α2, and m value for determining a correction cycle) are prepared. The color rolling may be suppressed at both 60 Hz and 50 Hz by switching the operation based on these two parameters according to the user operation.

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。   In each embodiment, the count over value of the vertical counter 9 is varied in correcting the frame period. However, the frame period is similarly corrected by varying the count over value of the horizontal counter 8. be able to.

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。
In the embodiment, when correcting the frame period, a correction amount based on a time length exceeding the time length of one frame period may be set.
However, in this case, when the correction amount matches the time length of one frame period (when α = 440 is set in the example of the embodiment), as a result, the phase of the frame period cannot be changed. . In consideration of this, a time length that does not coincide with the time length of one frame period may be set as the correction amount.

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。   Further, in the embodiment, the case where the imaging device 1 is applied as a camera block of a mobile phone is illustrated, but the application range of the imaging device of the present invention is not limited to this, and is widely applied to electronic devices in general. be able to.

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。1 is a block diagram illustrating an internal configuration example of an imaging apparatus as an embodiment of the present invention. 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。It is the figure which showed the exposure timing control operation | movement as 1st Embodiment as a graph. 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。It is the flowchart shown about the processing operation for implement | achieving the exposure timing control operation | movement as 1st Embodiment. 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。It is the figure which showed the exposure timing control operation | movement as 2nd Embodiment as a graph. 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。It is the flowchart shown about the processing operation for implement | achieving the exposure timing control operation | movement as 2nd Embodiment. 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。It is the figure which showed the exposure timing control operation | movement as 3rd Embodiment as a graph. 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。It is the flowchart shown about the processing operation for implement | achieving the exposure timing control operation | movement as 3rd Embodiment. 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。It is a figure for demonstrating the color rolling generation | occurrence | production principle.

符号の説明Explanation of symbols

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   1 imaging device, 2 lens, 3 CCD, 4 AFE, 5 camera signal processing unit, 6 display / communication control unit, 7 microcomputer, 8 horizontal counter, 9 vertical counter, 10 TG, 11 frame counter

Claims (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。
Imaging means for obtaining a frame image by performing periodic exposure based on a vertical synchronization signal to the imaging device;
Control means for changing the output timing of the vertical synchronization signal according to a time length that does not coincide with the time length of one frame period, and controlling the exposure timing of the image pickup device in the image pickup means;
An imaging apparatus comprising:
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。
The control means includes
Changing the output timing of the vertical synchronization signal by changing the count over value of the counter for generating the vertical synchronization signal;
The imaging apparatus according to claim 1.
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。
The control means includes
Changing the output timing of the vertical synchronization signal by changing the count over value of the vertical counter for generating the vertical synchronization signal;
The imaging apparatus according to claim 1.
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。
The control means includes
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the output timing of the vertical synchronization signal is changed only in frames at predetermined intervals.
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。
The control means includes
In the frames at predetermined intervals, the output timing of the vertical synchronization signal is changed by the time length as the first change amount, and in the frames excluding the frames at predetermined intervals, the output timing of the vertical synchronization signal is set to the second timing. Change according to the length of time as the amount of change,
The imaging apparatus according to claim 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。
As an imaging method in an imaging apparatus provided with imaging means for obtaining a frame image by performing periodic exposure based on a vertical synchronization signal to an imaging element,
The output timing of the vertical synchronization signal is changed by a time length that does not coincide with the time length of one frame period, and the exposure timing for the image sensor in the imaging means is controlled.
An imaging method characterized by the above.
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