JP2010520673A - 撮像装置及びフリッカ検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施の形態にかかる撮像装置1のブロック図である。図1において、CMOSセンサ10は、CMOS集積回路の製造プロセスを流用して製造される固体撮像素子である。CMOSセンサ10は、マトリクス内の各画素に対応するフォトダイオードによって形成された撮像面を有する。また、CMOSセンサ10の各画素には、各画素に蓄積された信号電荷を選択的に読み出すためのトランジスタと、各画素に蓄積された信号電荷をリセットするためのトランジスタが配置されている。このように構成されたCMOSセンサ10は、CCDイメージセンサとは対照的に、撮像面を構成する各画素の電荷蓄積タイミングが各画素の走査タイミングに応じて異なっており、画素毎に異なるタイミングで電荷蓄積を行って画像信号を生成する。
上述した発明の実施の形態1にかかる撮像装置1を搭載したデジタルスチルカメラ等が、光源の明滅周期が第1の明滅周期(本実施の形態では1/100秒)である環境・地域でのみ使用されるのであれば、図4に示したフリッカ検出手順により100Hzフリッカが発生していることを検出できる。しかしながら、発明の実施の形態1にかかる撮像装置1を搭載したデジタルスチルカメラ等が、光源の明滅周期が異なる複数の環境・地域で使用される場合を考慮すると、図4に示した手順によりフリッカが発生していることを検出できるが、光源のいかなる明滅周波数に基づくフリッカであるのかは検出できない。このため、図4の手順のみでは、フリッカを発生させないために、CMOSセンサ10の電荷蓄積時間や増幅器12の利得などの設定変更を行うことができない。そこで、図4に示したフリッカ検出手順の変形例を図5及び6を用いて説明する。
上述した発明の実施の形態1又は2にかかる撮像装置1は、異なる電荷蓄積時間で撮影された2つの画像P1及びP2を用いて生成される差分画像DPの輝度変動の有無によって、フリッカを検出する構成を説明した。本実施の形態にかかる撮像装置2は、さらに、差分画像DPの画面垂直方向における輝度変動の周期(画素値の変動周期)に基づいて、光源の明滅周波数(つまりフリッカ周波数)の検出まで行うよう構成されている。このような構成は、撮像装置2が搭載されたデジタルスチルカメラ等が、日本国内のように商用交流電源の電源周波数が50Hzと60Hzの2通りであり、CMOSセンサ10の撮影画像にフリッカを発生させる光源の明滅周波数が2通り存在する地域で使用される場合に特に有効である。以下では、本実施の形態にかかる撮像装置2の構成及びフリッカ検出手順について詳しく説明する。
撮像素子と、
第1の明滅周期で明滅する光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない第1の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第1の画像の撮影を制御するとともに、前記第1の電荷蓄積時間とは異なる第2の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第2の画像の撮影を制御するよう構成された制御部と、
前記第1及び第2の画像の間の差分画像を生成するよう構成された差分画像生成部と、
前記第1及び第2の画像の走査方向に対して垂直な方向における前記差分画像の画素値の変動に基づいて、前記第2の撮影画像におけるフリッカ発生を検出するよう構成されたフリッカ検出部と、
を備え、
前記差分画像は、前記第1の画像の水平方向の画素値の積算値と、前記第2の画像の水平方向の画素値の積算値との差分を演算することにより生成される、撮像装置。
前記差分画像生成部による前記差分画像の生成は、前記第1及び第2の画像の一部分について行われる、前記本発明の他の態様1にかかる撮像装置。
撮像素子と、
第1の明滅周期で明滅する光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない第1の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第1の画像の撮影を制御するとともに、前記第1の明滅周期で明滅する前記光源下での撮影画像にフリッカを生じさせる第2の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第2の画像の撮影を制御するよう構成された制御部と、
前記第1及び第2の画像の間の輝度の違いに基づいて、前記第2の画像におけるフリッカ発生を検出するフリッカ検出部と、
を備え、
前記第1の電荷蓄積時間は1/100秒の整数倍であり、前記第2の電荷蓄積時間は1/120秒の整数倍である、撮像装置。
撮像素子の電荷蓄積時間を、光源の第1の明滅周期に同調しており、前記第1の明滅周期で明滅する前記光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない第1の電荷蓄積時間と前記第1の電荷蓄積時間とは異なる第2の電荷蓄積時間との間で切り替えて、前記第1の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第1の画像の撮影と、前記第2の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第2の画像の撮影を行うこと、および
前記第1及び第2の画像の間の輝度の違いに基づいて、前記第2の撮影画像におけるフリッカ発生を検出すること、
を備え、
前記第1の電荷蓄積時間による前記撮影と前記第1の電荷蓄積時間による前記撮影は交互に繰り返し行われ、
前記第2の画像における前記フリッカ発生の検出は、交互に繰り返し撮影される前記第1及び第2の画像を用いて繰り返し行われる、フリッカ検出方法。
撮像素子の電荷蓄積時間を、光源の第1の明滅周期に同調しており前記第1の明滅周期で明滅する前記光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない第1の電荷蓄積時間と、前記第1の電荷蓄積時間とは異なる第2の電荷蓄積時間との間で切り替えて、前記第1の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第1の画像の撮影と、前記第2の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第2の画像の撮影を行うこと、
前記第1及び第2の画像の間の差分画像を生成すること、及び
前記第1及び第2の画像の走査方向に対して垂直な方向における前記差分画像の画素値の変動に基づいて、前記第2の撮影画像におけるフリッカ発生を検出すること、
を備える、フリッカ検出方法。
前記差分画像は、前記第1及び第2の画像の間で、対応する各画素間の画素値の差分を演算することにより生成される前記本発明の他の態様5にかかるフリッカ検出方法。
前記差分画像は、前記第1の画像の水平方向の画素値の積算値と、前記第2の画像の水平方向の画素値の積算値との差分を演算することにより生成される、前記本発明の他の態様5にかかるフリッカ検出方法。
前記差分画像は、前記第1及び第2の画像の一部分に関して生成される、前記本発明の他の態様6又は7にかかるフリッカ検出方法。
前記第2の電荷蓄積時間は、前記第1の明滅周期で明滅する光源下での撮影画像にフリッカを生じさせる電荷蓄積時間であって、かつ、前記光源の第2の明滅周期に同調しており、前記第2の明滅周期で明滅する前記光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない電荷蓄積時間である、前記本発明の他の態様5にかかるフリッカ検出方法。
前記第1の電荷蓄積時間は1/100秒の整数倍であり、前記第2の電荷蓄積時間は1/120秒の整数倍である、前記本発明の他の態様9にかかるフリッカ検出方法。
前記フリッカ発生の検出は、前記第1及び第2の画像の走査方向に対して垂直な方向での前記差分画像中の画素値の変動周期又は変動周波数に応じて、前記第1又は第2の画像のどちらにフリッカが発生しているかを検出することを含む、前記本発明の他の態様9にかかるフリッカ検出方法。
撮像素子と、
第1の明滅周期で明滅する光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない第1の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第1の画像の撮影、及び、前記第1の明滅周期と同調しておらず、前記第1の明滅周期で明滅する前記光源下での撮影画像にフリッカを生じさせる第2の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第2の画像の撮影を制御する手段と、
前記第1及び第2の画像の間の差分画像を生成する手段と、
前記差分画像に基づいて、前記第2の撮影画像におけるフリッカ発生を検出する手段と、
を備える、撮像装置。
10 CMOSセンサ
11 CDS(Correlated double sampling)回路
12 増幅器
13 A/D変換器
14 画素値積算部
15 露光制御部
16 タイミングジェネレータ
17 差分画像生成部
18、28 フリッカ検出部
Claims (9)
- 撮像素子と、
第1の明滅周期で明滅する光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない第1の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第1の画像の撮影と、前記第1の電荷蓄積時間とは異なる第2の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第2の画像の撮影を制御するよう構成された制御部と、
前記第1及び第2の画像の間の輝度の違いに基づいて、前記第2の画像におけるフリッカ発生を検出するよう構成されたフリッカ検出部と、
を備える撮像装置。 - 前記制御部は、前記撮像素子が前記第1の電荷蓄積時間による撮影と、前記第2の電荷蓄積時間による撮影とを交互に繰り返し実行するよう制御する、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1及び第2の画像の間の差分画像を生成するよう構成された差分画像生成部をさらに備え、
前記フリッカ検出部は、前記第1及び第2の画像の走査方向と垂直な方向における前記差分画像の画素値の変動に基づいて、前記第2の画像におけるフリッカ発生を検出する、請求項1に記載の撮像装置。 - 前記差分画像は、前記第1及び第2の画像の間で、対応する各画素間の画素値の差分を演算することにより生成される、請求項3に記載の撮像装置。
- 前記第1及び第2の画像の間の差分画像を生成するよう構成された差分画像生成部をさらに備え、
前記フリッカ検出部は、前記第1及び第2の画像の走査方向と垂直な方向における前記差分画像の画素値の変動に基づいて、前記第2の画像におけるフリッカ発生を検出する、請求項2に記載の撮像装置。 - 前記差分画像は、前記第1及び第2の画像の間で、対応する各画素間の画素値の差分を演算することにより生成される、請求項5に記載の撮像装置。
- 前記第2の電荷蓄積時間は、前記第1の明滅周期で明滅する前記光源下での撮影画像にフリッカを生じさせる電荷蓄積時間であって、かつ、前記第2の電荷蓄積時間は、前記光源の第2の明滅周期に同調しており、前記第2の明滅周期で明滅する前記光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない電荷蓄積時間である請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1及び第2の画像の間の差分画像を生成するよう構成された差分画像生成部をさらに備え、
前記フリッカ検出部は、前記第1及び第2の画像の走査方向と垂直な方向における前記差分画像の画素値の変動周期又は変動周波数に応じて、前記第1及び第2の画像のどちらにフリッカが発生しているかを検出する、請求項7に記載の撮像装置。 - 第1の明滅周期で明滅する光源下での撮影画像にフリッカを生じさせない第1の電荷蓄積時間に調整された撮像素子による第1の画像の撮影を行うこと、
前記第1の電荷蓄積時間とは異なる第2の電荷蓄積時間に調整された前記撮像素子による第2の画像の撮影を行うこと、及び
前記第1及び第2の画像の間の輝度の違いに基づいて、前記第2の画像におけるフリッカの発生を検出すること、
を備える、フリッカ検出方法。
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