JP2564893B2 - フリッカー除去装置 - Google Patents

フリッカー除去装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフリッカー除去装置に関する。
〔従来の技術〕 電子カメラなどの撮像装置によって撮影を行う場合、
照明光源の波長スペクトル及び/又は撮像素子の分光感
度によっては、白い被写体が着色されて撮影されてしま
う現象が生じる。従来、この現象を防止するためには、
光源の色温度を測定し、その情報に従い撮像装置のホワ
イト・バランスを自動調整する自動追尾式ホワイト・バ
ランス調整装置が公知である。
ところで、蛍光灯などの点滅光源の下では、光のチラ
ツキ(フリッカー)が発生する。このフリッカーは商用
電源周波数の2倍の周波数を持ち、各色成分は互いに異
なった強さを持っている。人間の視覚ではこのフリッカ
ーはそれほど自覚されないが、色センサは、光源のフリ
ッカーによって発生する被写体光の周期的な変化を正確
に検出するので、その出力も、商用電源周波数の2倍の
周波数でその大きさが変化する。
フリッカー対策として、ビデオ・カメラでは、従来、
アナログ・ロー・パス・フィルタによりフリッカーによ
る悪影響を除去しようとしている。しかし、取り除かな
ければならない信号成分の周波数が100Hz程度と低いの
で、長い時定数のアナログ・ロー・パス・フィルタを設
けなければならず、例えば、電源投入してから短時間の
間では、充分なホワイト・バランス調整を実現できない
という問題点があった。これは、電源投入直後に撮影を
行うことが多い電子スチル・カメラなどでは、より顕著
な問題点になる。
これに対しては、短時間でホワイト・バランス調整を
実現する方法が、特開昭第61−224796号、第61−224797
号に開示されている。蛍光灯などの点滅光源のフリッカ
ー成分は、電源周波数fsの2倍の周波数2fsを持つが、
周波数2fsの成分をサンプリングするには、ナイキスト
の標本化定理により4fs以上のサンプリング周波数が必
要になる。実際は、フリッカーには高調波成分がかなり
多く含まれているので、充分にフリッカーを除去するに
は、サンプリング周波数が16fs以上であることが望まし
い。
また逆に、フリッカー成分が2fs及びその高調波のみ
からなることから、1/(2fs)〔秒〕の自然倍数の期間
における平均値をとれば、フリッカー成分を除去できる
ことになる。
従来は、これらの原理を利用して、即ち16fs以上のサ
ンプリング周波数で、1/(2fs)〔秒〕の自然倍数の期
間サンプリングし、サンプリング値の平均をとり、その
平均値をもとにホワイト・バランス調整を行っていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、以上の条件を満たしたとしても、第4図に示
すように、サンプリング周波数が2fsの自然数倍(n
倍)になると、波形の各山型のサンプリング点が同位相
になり、サンプリング期間をいかに長くしても、有効サ
ンプリング点はn個にとどまる。従って、フリッカーの
高調波までも除去するためには、かなり高いサンプリン
グ周波数を必要とした。
その結果、例えばマイクロコンピュータによる制御及
び演算を用いる場合には、以下の問題点が生じる。即
ち、サンプリング周波数をプログラムにより設定する場
合には、当該プログラムにとって動作速度が負担にな
り、動作速度の速いマイクロコンピュータを使用する必
要に迫られる。また、高周波のサンプリング・パルスに
より多数のサンプリング値を収集し、収集後にマイクロ
コンピュータで演算を行う構成の場合には、サンプリン
グ値を一時保存するメモリと、演算のための時間が必要
になり、製造コスト及び時間の両面で好ましくない。
そこで本発明は、このような問題点を解消したフリッ
カー除去装置を提示することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るフリッカー除去装置は、光源光を電気信
号に変換する光センサと、光源光の色温度に関する電気
信号を所定期間サンプリングするサンプリング手段と、
当該サンプリング手段によって得たサンプリング信号を
平均化する平均化手段とを具備するフリッカー除去装置
であって、当該サンプリング手段が、少なくとも所定の
点滅光源の点滅周期の2以上の自然倍数のサンプリング
期間について、点滅周波数の自然数倍以外の周波数であ
って当該サンプリング期間の自然数分の1の周期でサン
プリングを行うことを特徴とする。
〔作用〕
上記の如くサンプリング周波数及びサンプリング期間
を設定することにより、より短い期間でより多くの有効
サンプリング点を得ることができ、低いサンプリング周
波数及び短い時間でフリッカーの除去された色温度情報
を得ることができる。従ってまた、フリッカー除去のた
めに、動作速度の速いマイクロコンピュータを用いる必
要も無くなり、多数のサンプリング点を一時保存するメ
モリを用意する必要も無くなる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図は、本発明の一実施例の構成ブロック図を示
し、第2図はそのサンプリング・タイミングを示す。第
1図において、10は撮像素子、12は撮像素子10と同じ赤
の分光感度のR(赤)センサ、14は撮像素子10と同じ青
の分光感度のB(青)センサである。各センサ12,14の
出力信号iR,iBは、変化範囲が非常に広いので、これら
を対数圧縮回路16,18で対数圧縮する。差像増幅器20は
対数圧縮回路16,18の出力logiR,logiBの差を示す信号lo
g(iR/iB)を出力する。これにより、被写体光における
R成分とB成分の比が得られる。
差動増幅器20の出力はロー・パス・フィルタ22を介し
てD/A変換器24に印加される。D/A変換器24はアナログ信
号をディジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ26
に供給する。なお、D/A変換器24のD/A変換タイミング、
即ちサンプリング・タイミングは、マイクロコンピュー
タ26によりプログラム設定されている。マイクロコンピ
ュータ26は、周知の如く、CPU、ROM及びRAMを具備し、R
OMには第3図に示す手順のプログラムが格納されてい
る。マイクロコンピュータ26は第3図の手順で必要な演
算を行い、ディジタル制御信号CRD,CBDを出力する。D/A
変換器28,30はディジタル制御信号CRD,CBDをアナログ制
御信号CR,CBに変換する。
32は撮像素子10の出力するR信号用の可変利得増幅
器、34は撮像素子10の出力するB信号用の可変利得増幅
器であり、それぞれ、制御信号CR,CBによって利得制御
される。即ち、第1図の破線のブロック36は、光源の色
温度を判定し、撮像素子10から出力されるR信号及びB
信号の増幅率を制御する制御信号を発生する色温度情報
形成手段として機能する。増幅器32,34の利得制御によ
って、ホワイト・バランス調整が行われる。撮像素子10
のG出力並びに、増幅器32,34から出力されるR信号及
びB信号は、信号処理回路38に印加され、ここで変調及
び多重化されて、例えばNTSC規格のテレビジョン信号に
変換される。
本実施例におけるサンプリング方法について第2図を
参照して説明する。先ず、サンプリング期間は、点滅光
源の点滅周期の2以上の自然数倍とする。ここでは、点
滅光源として蛍光灯を対象とし、その点滅周期は、東日
本で10〔ms〕、西日本で1000/120=50/6〔ms〕である。
従って、本実施例では、サンプリング期間を50〔ms〕と
する。そして、有効サンプリング点を増すために、サン
プリング周波数を、点滅周波数の自然数倍以外の周波数
であって、サンプリング周期がサンプリング期間の自然
数分の1になる周波数とする。
具体的には、東日本及び西日本を蛍光灯を対象にし
て、第2図に示すようにサンプリング周期(50/17)〔m
s〕、つまりサンプリング周波数340Hzでサンプリングを
行う。この場合、有効サンプリング点は17点になる。
以上の設定条件の下では、340Hzのサンプリング周波
数は見掛け上、東日本では1000/(10/17)、つまり1700
Hz、西日本では1000/(50/6)/17)、つまり2040Hzにな
る。
第3図はマイクロコンピュータ26の動作プログラムの
フローチャートを示す。先ず、マイクロコンピュータ26
内のRAMの所定領域に初期値として、加算回数の変数n
を1、加算用の変数Sを0にする(S1)。差動増幅器20
の出力(即ち、LPF22の出力)をA/D変換器24でサンプリ
ング及びディジタル化して、マイクロコンピュータ26の
RAMの領域Aに取り込む(S2)。次に、SにAを加算し
たものをSとし(S3)、nが17か否かを調べる(S4)。
nが17でなければ、nをインクリメントし(S5)、時間
調整をしてS2に戻る(S6)。S6における時間調整は、S2
〜S4〜S6〜S2のループでの実行時間が上述の所定のサン
プリング周期50/17〔ms〕になるようにするためであ
る。
S4でSが17に等しい場合には、Sを17で割って平均値
AAVを計算し(S7)、ROMに記憶された定数a,b,c,dを使
い、CRD=a+b・AAV、CBD=c+d・AAVからディジタ
ル制御信号CRD,CBDを求める(S8)。
次に、この制御信号CRD,CBDをD/A変換器28,30に出力
する(S9)。その後、次の演算に備えるために、n=0,
S=0にし(S10)、時間調整を行ってS2に戻る(S1
1)。
上述の実施例ではR,Bの2つの色センサを用いたが、
これに変えてR,G,Bの3色のセンサを用いてRとGの比
を示す信号log(iR/iG)と、BとGの比を示す信号log
(iB/iG)とをサンプリングして制御信号CR,CBを求めて
も、同じ効果が得られる。
また、蛍光灯などの、商用電源周波数の2倍の周波数
で点滅する光源を例に説明したが、商用電源周波数の2
倍以外の周波数で点滅する光源についても、同様であ
る。即ち、当該光源の点滅周期の2以上の自然倍数の期
間をサンプリング期間とし、点滅周波数の自然数倍以外
の周波数であってサンプリング期間の自然数分の1の周
期になるサンプリング周波数でサンプリングを行い、サ
ンプリング値を平均化することでフリッカーを除去でき
る。
〔発明の効果〕
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、低周波のサンプリング信号及び、短いサンプリン
グ期間で、光源光に含まれるフリッカーを除去できる。
従って、マイクロコンピュータによってサンプリング周
期を設定する場合にも、プログラムに制限を受けたり、
マイクロコンピュータの動作をことさらに速くする必要
が無くなる。更には、高周波数のサンプリング・パルス
発生装置は不要であり、サンプリング値を全て記憶する
ためのメモリ領域も必要なくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第2図は
第1図のサンプリング・タイミングの説明図、第3図は
第1図の動作フローチャート、第4図は従来例における
サンプリング・タイミングの説明図である。 12……R(赤)センサ、14……B(青)センサ、16,18
……対数圧縮回路、20……差動増幅器、22……ロー・パ
ス・フィルタ、26……マイクロコンピュータ、32,34…
…可変利得増幅器、36……色温度情報形成手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源光を電気信号に変換する光センサと、
    光源光の色温度に関する電気信号を所定期間サンプリン
    グするサンプリング手段と、当該サンプリング手段によ
    って得たサンプリング信号を平均化する平均化手段とを
    具備するフリッカー除去装置であって、当該サンプリン
    グ手段が、少なくとも所定の点滅光源の点滅周期の2以
    上の自然数培のサンプリング期間について、点滅周波数
    の自然数倍以外の周波数であって当該サンプリング期間
    の自然数分の1の周期でサンプリングを行うことを特徴
    とするフリッカー除去装置。
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