JP2010114674A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

【構成】イメージセンサ１６は、垂直方向に並ぶ１０８０個の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する。ドライバ１８は、垂直方向に並ぶ１画素毎に撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する。ＣＰＵ３０は、垂直方向において互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５にそれぞれ対応する複数の輝度を、イメージセンサ１６から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する。ＣＰＵ３０はまた、こうして検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する。
【効果】フリッカ判別精度が向上する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ビデオカメラに関し、特に撮像装置の露光時間と蛍光灯の明滅周期との間のビート干渉に起因するフリッカの発生を防止する、ビデオカメラに関する。

この種のカメラの一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、撮像部から出力された撮影信号のレベルが信号レベル検出器によってフィールド毎に取得される。フリッカ検出部は取得されたレベルにフリッカに起因する変動があるか否かを判定し、判定結果が肯定的であるときシャッタ速度を変更する。これによって、フリッカのオートフォーカス動作への悪影響を排除することができる。
特開平９−２８４６３４号公報

しかし、背景技術では、撮像信号のレベルがフィールド毎に取得されるため、フリッカに起因する変動が生じているか否かの判別に複数フィールド期間を必要とする。また、フリッカを判別するための時間を短縮しようとすると、判別精度が低下する。

それゆえに、この発明の主たる目的は、フリッカ判別の精度を向上させることができる、ビデオカメラを提供することである。

この発明に従うビデオカメラ(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、既定方向に並ぶＭ個（Ｍ：２以上の整数）の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段(16)、既定方向に並ぶＮ個（Ｎ：１以上でかつＭ未満の整数）の画素毎に撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する露光手段(18)、既定方向において互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度を撮像手段から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する検出手段(S35~S47)、および検出手段によって繰り返し検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する判別手段(S49~S65)を備える。

撮像手段は、既定方向に並ぶＭ個（Ｍ：２以上の整数）の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する。露光手段は、既定方向に並ぶＮ個（Ｎ：１以上でかつＭ未満の整数）の画素毎に撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する。検出手段は、既定方向において互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度を、撮像手段から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する。処理手段は、検出手段によって検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する。

このように、撮像面は既定方向に並ぶ複数の画素を有し、既定方向において一部の画素毎に露光される。また、複数のフリッカ評価エリアは、既定方向に互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられる。したがって、光源の明滅の繰り返し態様が露光動作の繰り返し態様と相違していれば、複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度がこの相違に対応して変動する。フリッカの有無の判別にあたっては、このような複数の輝度が注目される。これによって、フリッカ判別精度が向上する。

このましくは、撮像手段は被写界像を第１期間毎に出力し、露光手段は第１期間よりも短い第２期間で既定方向に並ぶＭ個の画素を露光する。

好ましくは、既定方向は撮像手段から出力された被写界像に現れるフリッカ縞に交差する方向に相当する。

好ましくは、判別手段の判別結果を参照して撮像面の露光時間を調整する調整手段(S9)がさらに備えられる。

好ましくは、判別手段は、複数の輝度の各々を既定方向に沿って選択する選択手段(S99)、選択手段によって今回選択された輝度が選択手段によって前回選択された輝度を上回る回数を測定する第１測定手段(S85)、および選択手段によって今回選択された輝度が選択手段によって前回選択された輝度以下である回数を測定する第２測定手段(S91)を含む。

好ましくは、複数のフリッカ評価エリアは互いに同じ形状および大きさを有する。

この発明に従う撮像制御プログラムは、既定方向に並ぶＭ個（Ｍ：２以上の整数）の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段(16)、および 既定方向に並ぶＮ個（Ｎ：１以上でかつＭ未満の整数）の画素毎に撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する露光手段(18) を備えるビデオカメラ(10)のプロセッサ(30)に、既定方向において互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度を撮像手段から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する検出ステップ(S35~S47)、および検出手段によって繰り返し検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する判別ステップ(S49~S65)を実行させるための、撮像制御プログラムである。

この発明に従う撮像制御方法は、既定方向に並ぶＭ個（Ｍ：２以上の整数）の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段(16)、および既定方向に並ぶＮ個（Ｎ：１以上でかつＭ未満の整数）の画素毎に撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する露光手段(18) を備えるビデオカメラ(10)によって実行される撮像制御方法であって、既定方向において互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度を撮像手段から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する検出ステップ(S35~S47)、および検出手段によって繰り返し検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する判別ステップ(S49~S65)を備える。

この発明によれば、撮像面は既定方向に並ぶ複数の画素を有し、既定方向において一部の画素毎に露光される。また、複数のフリッカ評価エリアは、既定方向に互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられる。したがって、光源の明滅の繰り返し態様が露光動作の繰り返し態様と相違していれば、複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度がこの相違に対応して変動する。フリッカの有無の判別にあたっては、このような複数の輝度が注目される。これによって、フリッカ判別精度が向上する。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例のディジタルビデオカメラ１０は、フォーカスレンズ１２および絞りユニット１４を含む。被写界の光学像は、これらの部材を通してＣＭＯＳ型のイメージセンサ１６の撮像面に照射される。撮像面は、たとえば水平１４４０画素×垂直１０８０画素に相当する有効画像エリアを有し、かつ原色ベイヤ配列の色フィルタ（図示せず）によって覆われる。したがって、各画素では、Ｒ（Red），Ｇ（Green）およびＢ（Blue）のいずれか１つの色情報を有する電荷が光電変換によって生成される。

電源が投入されると、ＣＰＵ３０は、スルー画像処理を実行するべくドライバ１８を起動する。ドライバ１８は、ＳＧ(Signal Generator)２０から１／３０秒毎に発生する垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して、撮像面をフォーカルプレーン電子シャッタ方式で１ラインずつ露光し、撮像面で生成された電荷をラスタ走査態様で読み出す。各ラインの露光時間は１／３０秒以下であり、イメージセンサ１６からは被写界を表す生画像データが３０ｆｐｓのフレームレートで出力される。

フォーカルプレーン電子シャッタ方式の露光動作であることから、図２に大まかに示すように、露光タイミングは水平画素列（＝ライン）によって異なる。また、生画像データは垂直方向において４フィールドに分割され、分割された４フィールドの生画像データはチャネルＣＨ１〜ＣＨ４からそれぞれ出力される。

後段で詳しく説明するように、４Ｎ＋１列目の画素に対応する一部の生画像データがチャネルＣＨ１から出力される１フィールドの生画像データに相当し、４Ｎ＋２列目の画素に対応する一部の生画像データがチャネルＣＨ２から出力される１フィールドの生画像データに相当する。また、４Ｎ＋３列目の画素に対応する一部の生画像データがチャネルＣＨ３から出力される１フィールドの生画像データに相当し、４Ｎ＋４列目の画素に対応する一部の生画像データがチャネルＣＨ４から出力される１フィールドの生画像データに相当する。

前処理回路２２は、イメージセンサ１６からこうして出力された生画像データにディジタルクランプ，画素欠陥補正，ゲイン制御などの処理を施し、処理後の生画像データをメモリ制御回路３２を通してＳＤＲＡＭ３４に書き込む。

後処理回路３６は、ＳＤＲＡＭ３４に格納された生画像データをメモリ制御回路３２を通して１／３０秒毎に読み出し、読み出された生画像データに色分離，白バランス調整，ＹＵＶ変換，垂直ズームなどの処理を施す。この結果、ＹＵＶ形式に対応する画像データが１／３０秒毎に作成される。作成された画像データは、メモリ制御回路３２を通してＳＤＲＡＭ３４に書き込まれる。

ＬＣＤドライバ３８は、ＳＤＲＡＭ３４に格納された画像データを繰り返し読み出し、読み出された画像データに基づいてＬＣＤモニタ４０を駆動する。この結果、被写界を表すリアルタイム動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。

前処理回路２２は、上述の処理に加えて、簡易ＲＧＢ生成処理および簡易Ｙ生成処理を実行する。生画像データは、簡易ＲＧＢ変換処理によってＲＧＢデータ（各画素がＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有するデータ）に変換され、簡易Ｙ変換処理によってＹデータに変換される。簡易ＲＧＢ変換処理によって生成されたＲＧＢデータはＡＥ／ＡＷＢ評価回路２４に与えられ、簡易Ｙ変換処理によって生成されたＹデータはＡＦ評価回路２８に与えられる。

図３を参照して、撮像面の中央には評価エリアＥＶＡが割り当てられる。評価エリアＥＶＡは水平方向および垂直方向の各々において１６分割され、合計２５６個の部分評価エリアが評価エリアＥＶＡ上に分布する。

評価エリアＥＶＡはまた、図４に示すように垂直方向において１６個のフリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５に分割される。フリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５は、互いに同じ形状およびサイズを有し、かつ垂直方向において互いに異なる位置に分布する。

ＡＥ／ＡＷＢ評価回路２４は、前処理回路２２によって生成されたＲＧＢデータのうち２５６個の部分評価エリアに属するＲＧＢデータを、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に積分する。これによって、２５６個の積分値つまり２５６個のＡＥ／ＡＷＢ評価値が、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答してＡＥ／ＡＷＢ評価回路２４から出力される。

また、ＡＦ評価回路２８は、前処理回路２２から出力されたＹデータのうち２５６個の部分評価エリアに属するＹデータの高周波成分を抽出し、抽出された高域周波数成分を垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生する毎に積分する。これによって、２５６個の積分値つまり２５６個のＡＦ評価値が、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答してＡＦ評価回路２８から出力される。

さらに、フリッカ評価回路２６は、ＡＥ／ＡＷＢ評価回路２４から出力された２５６個のＡＥ／ＡＷＢ評価値をフリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５の各々に対応して積算する。これによって、１６個の積分値つまり１６個のフリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５が、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答してフリッカ評価回路２６から出力される。

ＣＰＵ３０は、ＡＥ／ＡＷＢタスクの下でＡＥ／ＡＷＢ評価回路２４からＡＥ／ＡＷＢ評価値を繰り返し取り込み、取り込まれたＡＥ／ＡＷＢ評価値に基づいて適正ＥＶ値と白バランス調整用の適正ゲインとを算出する。ＣＰＵ３０はさらに、算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間を絞りユニット１４およびドライバ１８にそれぞれ設定し、算出された白バランス調整用の適正ゲインを後処理回路３６に設定する。この結果、ＬＣＤモニタ４０から出力される動画像の明るさおよび白バランスが適度に調整される。

ＣＰＵ３０はまた、コンティニュアスＡＦタスクの下でＡＦ評価回路２８からＡＦ評価値を繰り返し取り込み、取り込まれたＡＦ評価値がＡＦ起動条件を満足するときにＡＦ処理を実行する。ＡＦ起動条件は取り込まれたＡＦ評価値の変動量が閾値を上回るときに満足され、これによって実行されるＡＦ処理によってフォーカスレンズ１２が合焦点に配置される。

ＣＰＵ３０はさらに、フリッカ対策タスクの下でフリッカ評価回路２４からフリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５を取り込み、イメージセンサ１６の露光時間と光源の明滅周期との相違に起因するフリッカが生じているか否かを取り込まれたフリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５に基づいて判別し、そしてフリッカが生じていなければフラグＦＬＧｆｌｋを“０”に設定する一方、フリッカが生じていればフラグＦＬＧｆｌｋを“１”に設定する。ＣＰＵ３０は、フラグＦＬＧｆｌｋの状態をＡＥ／ＡＷＢタスクの下で参照し、露光時間を光源の明滅周期の整数倍の長さに調整する。これによって、フリッカが解消される。

キー入力装置４８によって記録開始操作が行われると、ＣＰＵ３０によってＩ／Ｆ４２が起動される。Ｉ／Ｆ４２は、ＳＤＲＡＭ３４に格納された画像データを１／３０秒毎に読み出し、読み出された画像データを記録媒体４４内の動画ファイルに圧縮状態で書き込む。Ｉ／Ｆ４２は、キー入力装置４８上で記録終了操作が行われたときにＣＰＵ３０によって停止される。この結果、画像データの記録処理が終了される。

イメージセンサ１６は、図６に示すように構成される。被写界像を表す電荷は、マトリクス状に配置された複数の受光素子５０，５０，…によって生成される。各々の受光素子５０が、上述した画素に相当する。垂直方向に並ぶ受光素子５０，５０，…の各々は、Ａ／Ｄ変換器５２および行選択スイッチ５４を介して共通のＣＤＳ回路５６に接続される。受光素子５０で生成された電荷は、Ａ／Ｄ変換器５２によって１２ビットのディジタルデータに変換される。垂直走査回路６０は、行選択スイッチ５４，５４，…をオン／オフする動作をラスタ走査態様で１画素ずつ実行する。オン状態の行選択スイッチ５４を経た画素データに含まれるノイズは、ＣＤＳ回路５６によって除去される。

列選択スイッチ５８１は４Ｎ＋１列目（Ｎ：０，１，２，３，…）のＣＤＳ回路５６に割り当てられ、列選択スイッチ５８２は４Ｎ＋２列目のＣＤＳ回路５６に割り当てられ、列選択スイッチ５８３は４Ｎ＋３列目のＣＤＳ回路５６に割り当てられ、そして列選択スイッチ５８４は４Ｎ＋４列目のＣＤＳ回路５６に割り当てられる。

水平走査回路６２は、４Ｎ＋１列目の行選択スイッチ５４がオンされるタイミングで列選択スイッチ５８１をオンし、４Ｎ＋２列目の行選択スイッチ５４がオンされるタイミングで列選択スイッチ５８２をオンし、４Ｎ＋３列目の行選択スイッチ５４がオンされるタイミングで列選択スイッチ５８３をオンし、そして４Ｎ＋４列目の行選択スイッチ５４がオンされるタイミングで列選択スイッチ５８４をオンする。

この結果、４Ｎ＋１列目の受光素子５０で生成された電荷に基づく部分生画像データがチャネルＣＨ１から出力され、４Ｎ＋２列目の受光素子５０で生成された電荷に基づく部分生画像データがチャネルＣＨ２から出力される。また、４Ｎ＋３列目の受光素子５０で生成された電荷に基づく部分生画像データがチャネルＣＨ３から出力され、４Ｎ＋４列目の受光素子５０で生成された電荷に基づく部分生画像データがチャネルＣＨ４から出力される。

６０Ｈｚの商用電源によって駆動される蛍光灯は図７（Ａ）に示す要領で明滅し、５０Ｈｚの商用電源によって駆動される蛍光灯は図７（Ｂ）に示す要領で明滅する。一方、イメージセンサ１６はフォーカルプレーン電子シャッタ方式を採用するため、露光タイミングは水平画素列によって異なる。

すると、６０Ｈｚに相当する周期で明滅する光源の下では、露光時間を１／１００秒の整数倍の値に設定したときにフリッカが発生する一方、露光時間を１／１２０秒の整数倍の値に設定したときにフリッカの発生が回避される（図８（Ａ）〜図８（Ｃ）参照）。

これに対して、５０Ｈｚに相当する周期で明滅する光源の下では、露光時間を１／１２０秒の整数倍の値に設定したときにフリッカが発生する一方、露光時間を１／１００秒の整数倍の値に設定したときにフリッカの発生が回避される（図９（Ａ）〜図９（Ｃ）参照）。

そこで、ＣＰＵ３０は、上述したＡＥ／ＡＷＢタスクにおいて、まず被写界が５０Ｈｚに相当する周期で明滅する光源の影響を受けていないとの想定の下でフラグＦＬＧｆｌｋを“０”に設定する。ＣＰＵ３０はさらに、上述した適正ＥＶ値を設定するにあたって、露光時間を１／３０秒を上回らない範囲で１／１２０秒の整数倍の時間に調整するとともに、絞り量をこのような露光時間と協働して適正ＥＶ値を定義する量に調整する。

ＣＰＵ３０はさらに、フリッカ評価回路２６から出力されるフリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５のフレーム間での変動がフリッカに相当するか否かを、ＡＥ／ＡＷＢタスクと並列するフリッカ対策タスクの下で判別する。

具体的には、まず前フレームで得られたフリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５と現フレームで得られたフリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５とが図５に示すテーブル３０ｔに記述され、フリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５のフレーム間の差分値がΔＦＬＫ＿０〜ΔＦＬＫ＿１５として算出される。算出された差分値ΔＦＬＫ＿０〜ΔＦＬＫ＿１５は、同じテーブル３０ｔに記述される。

続いて、テーブル３０ｔ上の差分値ΔＦＬＫ＿０〜ΔＦＬＫ＿１５の変動傾向が分析される。差分値ΔＦＬＫ＿０〜ΔＦＬＫ＿１５が垂直方向において部分的に増加傾向を示せば、フラグＦＬＧｉｎｃが“１”に設定される。また、差分値ΔＦＬＫ＿０〜ΔＦＬＫ＿１５が垂直方向において部分的に減少傾向を示せば、フラグＦＬＧｄｅｃが“１”に設定される。

このような変動傾向の分析が完了すると、フラグＦＬＧｉｎｃおよびＦＬＧｄｅｃの状態を参照してＦＬＧｆｌｋが“０”または“１”に設定される。つまり、フラグＦＬＧｉｎｃおよびＦＬＧｄｅｃの両方が“１”を示せば、フリッカが生じているとみなされ、フラグＦＬＧｆｌｋが“１”に設定される。一方、フラグＦＬＧｉｎｃおよびＦＬＧｄｅｃの少なくとも一方が“０”を示せば、フリッカは生じていないとみなされ、フラグＦＬＧｆｌｋが“０”に設定される。

被写界が５０Ｈｚに相当する周期で明滅する光源の下にある場合、フリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５はフリッカに起因して図１０（Ａ）に示すように変動する。この結果、フラグＦＬＧｉｎｃおよびＦＬＧｄｅｃはいずれも“１”に設定され、フラグＦＬＧｆｌｋもまた“１”に設定される。

フラグＦＬＧｆｌｋが“１”に変更された後のＡＥ／ＡＷＢタスクでは、露光時間は１／３０秒を上回らない範囲で１／１００秒の整数倍の時間に調整され、絞り量はこのような露光時間と協働して適正ＥＶ値を定義する量に調整される。露光時間が１／１００秒の整数倍の時間に調整された結果、フリッカが解消される。

フリッカが解消された後のフリッカ対策タスクの下で算出される差分値ΔＦＬＫ＿０〜ΔＦＬＫ＿１５は、図１０（Ｂ）に示すような特性を有する。このとき、フラグＦＬＧｉｎｃおよびＦＬＧｄｅｃはいずれも“０”に設定され、これによってフラグＦＬＧｆｌｋも“０”に設定される。ＡＥ／ＡＷＢタスクの下で調整される露光時間は、１／１００秒の整数倍の時間を維持する。

なお、露光時間が１／１００秒の整数倍の時間を維持している状態で、光源の明滅周期が５０Ｈｚに相当する周期から６０Ｈｚに相当する周期に変化した場合は、被写界像にフリッカが発生し、フリッカ対策タスクの下でフラグＦＬＧｆｌｋが再度“１”に設定される。露光時間はＡＥ／ＡＷＢタスクの下で１／１２０秒の整数倍の時間に変更され、これによってフリッカが再び解消される。

ＣＰＵ３０は、図１１に示すＡＥ／ＡＷＢタスク，図１２に示すコンティニュアスＡＦタスクおよび図１３〜図１６に示すフリッカ対策タスクを含む複数のタスクを並列的に実行する。なお、これらのタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４６に記憶される。

まず図１１を参照して、ステップＳ１ではフラグＦＬＧｆｌｋを“０”に設定する。上述のように、フラグＦＬＧｆｌｋは、被写界が５０Ｈｚに相当する周期で明滅する光源の影響を受けているか否かを識別するためのフラグであり、“０”は被写界がこのような光源の影響下にないことを示す一方、“１”は被写界がこのような光源の影響下にあることを示す。ステップＳ１の処理によって、被写界が５０Ｈｚに相当する周期で明滅する光源の影響を受けていないことが暫定的に表明される。

垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生するとステップＳ３でＹＥＳと判別し、ステップＳ５でＡＥ／ＡＷＢ評価回路２４からＡＥ／ＡＷＢ評価値を取り込む。ステップＳ７では、取り込まれたＡＥ／ＡＷＢ評価値に基づいて適正ＥＶ値を算出する。

ステップＳ９では、ステップＳ７で算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間を決定し、決定された絞り量および露光時間を絞りユニット１４およびドライバ１８にそれぞれ設定する。絞り量および露光時間の調整にあたっては、フラグＦＬＧｆｌｋが参照される。

つまり、フラグＦＬＧｆｌｋが“０”を示していれば、被写界は５０Ｈｚの光源下にないと判断し、１／１２０秒の整数倍の値を示す露光時間と、この露光時間と協働して適正ＥＶ値を定義する絞り量とを算出する。一方、フラグＦＬＧｆｌｋが“１”を示していれば、被写界は５０Ｈｚの光源下にあると判断し、１／１００秒の整数倍の値を示す露光時間と、この露光時間と協働して適正ＥＶ値を定義する絞り量とを算出する。

ステップＳ１１では、ステップＳ５で取り込まれたＡＥ／ＡＷＢ評価値に基づいて白バランス調整用の適正ゲインを算出する。ステップＳ１３では算出された適正ゲインを後処理回路３６に設定し、設定処理が完了するとステップＳ３に戻る。

なお、２回目以降のステップＳ９の処理では、フラグＦＬＧｆｌｋが“１”を示す毎に、１／１００秒の整数倍の時間と１／１２０秒の整数倍の時間との間で露光時間が変更される。

図１２を参照して、ステップＳ２１では垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生したか否かを判別し、ＹＥＳであればステップＳ２３でＡＦ評価回路２８からＡＦ評価値を取り込む。ステップＳ２５ではＡＦ起動条件が満足されるか否かを取り込まれたＡＦ評価値に基づいて判別し、ＮＯであればそのままステップＳ２１に戻る一方、ＹＥＳであればステップＳ２７でＡＦ処理を実行してからステップＳ２１に戻る。ステップＳ２７の処理の結果、フォーカスレンズ１２が合焦点に配置される。

図１３を参照して、ステップＳ３１ではテーブル３０ｔをクリアし、ステップＳ３３では変数Ｋを“０”に設定する。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生するとステップＳ３５でＹＥＳと判断し、ステップＳ３７で変数Ｌを“０”に設定する。ステップＳ３９では、フリッカ評価値ＦＬＫ＿Ｌを変数Ｋに対応してテーブル３０ｔのカラムＣ＿Ｌに記述する。ステップＳ４１では変数Ｌが“１５”に達したか否かを判別し、ステップＳ４３では変数Ｋが“１”であるか否かを判別する。

ステップＳ４１でＮＯであれば、ステップＳ４３で変数ＬをインクリメントしてからステップＳ３９に戻る。ステップＳ４１でＹＥＳでかつステップＳ４７でＮＯであれば、ステップＳ４７で変数ＫをインクリメントしてからステップＳ３５に戻る。ステップＳ４１およびＳ４５のいずれもＹＥＳであれば、ステップＳ４９に進む。

したがって、ステップＳ３７〜Ｓ４３の処理は連続する２フレームに対応して２回実行され、これによって前フレームに対応するフリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜１５と現フレームに対応するフリッカ評価値ＦＬＫ＿０〜ＦＬＫ＿１５とがテーブル３０ｔに記述される。

ステップＳ４９では変数Ｌを“０”に設定し、ステップＳ５１では前フレームのフリッカ評価値ＦＬＫ＿Ｌと現フレームのフリッカ評価値ＦＬＫ＿Ｌとの差分に相当する差分値ΔＦＬＫ＿Ｌを算出する。ステップＳ５３では、算出された差分値ΔＦＬＫ＿Ｌをテーブル３０ｔのカラムＣ＿Ｌに記述する。ステップＳ５５では変数Ｌが“１５”に達したか否かを判別し、ＮＯであればステップＳ５７で変数ＬをインクリメントしてからステップＳ５１に戻る一方、ＹＥＳであればステップＳ５９に進む。したがって、ステップＳ５９以降の処理は、差分値ΔＦＬＫ＿０〜ΔＦＬＫ＿１５がテーブル３０ｔに記述された後に実行される。

ステップＳ５９では、差分値ΔＦＬＫ＿０〜ΔＦＬＫ＿１５の変化の態様を分析し、フラグＦＬＧｉｎｃおよびＦＬＧｄｅｃの各々を“０”または“１”に設定する。ステップＳ６１ではフラグＦＬＧｉｎｃおよびＦＬＧｄｅｃのいずれもが“１”を示すか否かを判別し、ＹＥＳであればステップＳ６３でフラグＦＬＧｆｌｋを“１”に設定する一方、ＮＯであればステップＳ６５でフラグＦＬＧｆｌｋを“０”に設定する。ステップＳ６３またはＳ６５の処理が完了すると、ステップＳ６７で既定時間（数秒〜十数秒）だけ待機してからステップＳ３１に戻る。

図１４に示すステップＳ５９の処理は、図１５〜図１６に示すサブルーチンに従って実行される。まず、ステップＳ７１で変数ＣＮＴｉｎｃおよびＣＮＴｄｅｃの各々を“０”に設定し、ステップＳ７３でフラグＦＬＧｉｎｃおよびＦＬＧｄｅｃの各々を“０”に設定し、そしてステップＳ７５で変数ＰおよびＱをそれぞれ“１”および“０”に設定する。

ステップＳ７７では、カラムＣ＿Ｐに記述された差分値ΔＦＬＫ＿ＰとカラムＣ＿Ｑに記述された差分値ΔＦＬＫ＿Ｑとの差分に相当する差分値ＤＦＬＫを算出する。ステップＳ７９では変数Ｐが“２”以上であるか否かを判別し、ＮＯであればステップＳ８１で変数ＰおよびＱをインクリメントしてからステップＳ７７に戻る一方、ＹＥＳであればステップＳ８３に進む。ステップＳ８３では、ステップＳ７７で今回算出された差分値ＤＦＬＫがステップＳ７７で前回算出された差分値ＤＦＬＫよりも大きいか否かを判別する。

ステップＳ８３でＹＥＳであればステップＳ８５に進み、変数ＣＮＴｉｎｃをインクリメントするとともに、変数ＣＮＴｄｅｃを“０”に設定する。ステップＳ８７では変数ＣＮＴｉｎｃが“３”に達したか否かを判別し、ＮＯであればそのままステップＳ９７に進む一方、ＹＥＳであればステップＳ８９でフラグＦＬＧｉｎｃを“１”に設定してからステップＳ９７に進む。

ステップＳ８３でＮＯであればステップＳ９１に進み、変数ＣＮＴｉｎｃを“０”に設定するとともに、変数ＣＮＴｄｅｃをインクリメントする。ステップＳ９３では変数ＣＮＴｄｅｃが“３”に達したか否かを判別し、ＮＯであればそのままステップＳ９７に進む一方、ＹＥＳであればステップＳ９５でフラグＦＬＧｄｅｃを“１”に設定してからステップＳ９７に進む。

ステップＳ９７では変数Ｐが“１５”に達したか否かを判別する。ここでＮＯであればステップＳ９９で変数ＰおよびＱをインクリメントしてからステップＳ７７に戻る一方、ＹＥＳであれば上階層のルーチンに復帰する。

以上の説明から分かるように、イメージセンサ１６は、垂直方向（既定方向）に並ぶ１０８０個の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する。ドライバ１８は、垂直方向に並ぶ１画素毎に撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する。ＣＰＵ３０は、垂直方向において互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５にそれぞれ対応する複数の輝度を、イメージセンサ１６から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する(S35~S47)。ＣＰＵ３０はまた、こうして検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する(S49~S65)。

このように、撮像面は垂直方向に並ぶ複数の画素を有し、垂直方向において一部の画素毎に露光される。また、複数のフリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５は、垂直方向に互いに異なる位置を有するように撮像面に割り当てられる。ここで、垂直方向は、イメージセンサ１６から出力された被写界像に現れるフリッカ縞に交差する方向に相当する。

したがって、光源の明滅の繰り返し態様が露光動作の繰り返し態様と相違していれば、複数のフリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５にそれぞれ対応する複数の輝度がこの相違に対応して変動する。フリッカの有無の判別にあたっては、このような複数の輝度が注目される。これによって、フリッカ判別精度が向上する。

なお、この実施例では、図４に示すようにフリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５の水平位置を互いに一致させるようにしているが、図１７に示すようにフリッカ評価エリアＦＥＶ＿０〜ＦＥＶ＿１５の水平位置を互いにずらすようにしてもよい。

また、この実施例では、いわゆるフォーカルプレーン電子シャッタ方式によって撮像面を垂直方向に１画素毎に露光するようにしているが、撮像面の垂直画素数を下回る複数の画素毎に撮像面を垂直方向に露光するようにしてもよい。

さらに、この実施例では、簡易ＲＧＢデータに基づいてＡＥ／ＡＷＢ評価値を作成するようにしているが、簡易Ｙデータに基づいてＡＥ評価値を作成する一方、簡易ＲＧＢデータに基づいてＡＷＢ評価値を作成するようにしてもよい。

また、この実施例では、フォーカスを調整するにあたってフォーカスレンズ１２を光軸方向に移動させるようにしているが、フォーカスレンズ１２に代えて或いはフォーカスレンズ１２とともに撮像面を光軸方向に移動させるようにしてもよい。

さらに、この実施例では、動画像を記録するビデオカメラを想定しているが、この発明は静止画像を記録するスチルカメラにも適用できる。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）および図９（Ａ）〜図９（Ｃ）を参照して説明した１フレーム内でのフリッカの問題は、静止画像を記録する場合に顕著となる。この発明によれば、このような１フレーム内で生じるフリッカを的確に解消することができるため、この発明は、静止画を記録するスチルカメラにも好適である。

また、この実施例では、イメージセンサ１６で生成された生画像データを垂直方向において４フィールドに分割し、分割された４フィールドの生画像データをチャネルＣＨ１〜ＣＨ４からそれぞれ出力するようにしているが、イメージセンサ１６から３０ｆｐｓのフレームレートで読み出す限り、出力方向はこれに限られるものではない。

さらに、この実施例では、ＡＥ／ＡＷＢタスクの下での初期動作として、被写界が５０Ｈｚに相当する周期で明滅する光源の影響を受けていないとの想定の下で、露光時間を１／１２０秒の整数倍の時間に調整し、かつ絞り量をこのような露光時間と協働して適正ＥＶ値を定義する量に調整するようにしている。しかし、このような初期動作に代えて、まずはフリッカを考慮することなくプログラム線図に従って露光時間および絞り量を調整し、フリッカが検出されたときにこのフリッカが解消されるように露光時間および絞り量を変更するようにしてもよい。

この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 撮像面で生成された電荷の読み出し動作の一例を示す図解図である。 撮像面に割り当てられた評価エリアの一例を示す図解図である。 評価エリアに割り当てられた複数のフリッカ評価エリアの一例を示す図解図である。 図１実施例に適用されるテーブルの一例を示す図解図である。 図１実施例に適用される撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。 （Ａ）は６０Ｈｚの商用電源によって駆動される蛍光灯の明滅状態の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は５０Ｈｚの商用電源によって駆動される蛍光灯の明滅状態の一例を示す図解図である。 （Ａ）は６０Ｈｚの商用電源によって駆動される蛍光灯の明滅状態の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は撮像面で生成された電荷の読み出し動作の一例を示す図解図であり、（Ｃ）は撮像面で生成された電荷の読み出し動作の他の一例を示す図解図である。 （Ａ）は５０Ｈｚの商用電源によって駆動される蛍光灯の明滅状態の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は撮像面で生成された電荷の読み出し動作の一例を示す図解図であり、（Ｃ）は撮像面で生成された電荷の読み出し動作の他の一例を示す図解図である。 （Ａ）複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度差分値の分布の一例を示す図解図であり、（Ａ）複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度差分値の分布の他の一例を示す図解図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。 他の実施例で評価エリアに割り当てられた複数のフリッカ評価エリアの一例を示す図解図である。

符号の説明

１０ …ディジタルビデオカメラ
１６ …イメージセンサ
１８ …ドライバ
２４ …ＡＥ／ＡＷＢ評価回路
２６ …ＡＦ評価回路
３０ …ＣＰＵ
４６ …フラッシュメモリ

Claims (8)

1. 既定方向に並ぶＭ個（Ｍ：２以上の整数）の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段、
   前記既定方向に並ぶＮ個（Ｎ：１以上でかつＭ未満の整数）の画素毎に前記撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する露光手段、
   前記既定方向において互いに異なる位置を有するように前記撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度を前記撮像手段から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する検出手段、および
   前記検出手段によって繰り返し検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する判別手段を備える、ビデオカメラ。
2. 前記撮像手段は前記被写界像を第１期間毎に出力し、
   前記露光手段は前記第１期間よりも短い第２期間で前記既定方向に並ぶＭ個の画素を露光する、請求項１記載のビデオカメラ。
3. 前記既定方向は前記撮像手段から出力された被写界像に現れるフリッカ縞に交差する方向に相当する、請求項１または２記載のビデオカメラ。
4. 前記判別手段の判別結果を参照して前記撮像面の露光時間を調整する調整手段をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載のビデオカメラ。
5. 前記判別手段は、前記複数の輝度の各々を前記既定方向に沿って選択する選択手段、前記選択手段によって今回選択された輝度が前記選択手段によって前回選択された輝度を上回る回数を測定する第１測定手段、および前記選択手段によって今回選択された輝度が前記選択手段によって前回選択された輝度以下である回数を測定する第２測定手段を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載のビデオカメラ。
6. 前記複数のフリッカ評価エリアは互いに同じ形状および大きさを有する、請求項１ないし５のいずれかに記載のビデオカメラ。
7. 既定方向に並ぶＭ個（Ｍ：２以上の整数）の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段、および
   前記既定方向に並ぶＮ個（Ｎ：１以上でかつＭ未満の整数）の画素毎に前記撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する露光手段を備えるビデオカメラのプロセッサに、
   前記既定方向において互いに異なる位置を有するように前記撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度を前記撮像手段から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する検出ステップ、および
   前記検出手段によって繰り返し検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する判別ステップを実行させるための、撮像制御プログラム。
8. 既定方向に並ぶＭ個（Ｍ：２以上の整数）の画素を有する撮像面で生成された被写界像を繰り返し出力する撮像手段、および
   前記既定方向に並ぶＮ個（Ｎ：１以上でかつＭ未満の整数）の画素毎に前記撮像面を露光する露光動作を繰り返し実行する露光手段を備えるビデオカメラによって実行される撮像制御方法であって、
   前記既定方向において互いに異なる位置を有するように前記撮像面に割り当てられた複数のフリッカ評価エリアにそれぞれ対応する複数の輝度を前記撮像手段から出力された被写界像に基づいて繰り返し検出する検出ステップ、および
   前記検出手段によって繰り返し検出された複数の輝度に基づいてフリッカの有無を判別する判別ステップを備える、撮像制御方法。

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