JP3864408B2

JP3864408B2 - IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD

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Publication number: JP3864408B2
Application number: JP2001330584A
Authority: JP
Inventors: 洋人平社; 卓也町屋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP2003134392A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法に関し、例えばテレビジョンカメラに適用することができる。本発明は、撮像結果の輝度レベルを検出してフィードバック制御によりフリッカを防止する際に、入射光量の予測値を求め、この予測値を基準にして増幅回路の利得を制御することにより、確実にフリッカを防止することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレビジョンカメラにおいては、蛍光灯のような点滅する光源の元で撮像すると、撮像結果にフリッカが観察される場合があり、このようなフリッカを有効に回避する方法が種々に提案されるようになされている。
【０００３】
すなわち蛍光灯においては、管内放電により発光することにより、図６（Ａ）に示すように、ほぼ電源電圧の振幅値に応じて発光光量が変化する。これによりフィールド周波数が５０〔Ｈｚ〕のビデオカメラにおいて、蛍光灯の電源周波数が６０〔Ｈｚ〕の場合、連続するフィールドにおいて、被写体を照明する光量がフィールド毎に変化することになり、これによりフリッカが観察されるようになる。
【０００４】
この場合に、図６（Ｂ）に示すように、電子シャッタにより電荷蓄積時間Ｔを極端に短くすると、連続するフィールドにおいて、被写体を照明する光量の変化が著しくなり、これにより著しいフリッカが観察されるようになる。なおこの図６及び続く図７における電子シャッタの説明においては、各フィールドにおいて、光電変換処理される被写体の照明光量をハッチングにより示す。
【０００５】
また図７（Ａ）に示すように、フィールド周波数が６０〔Ｈｚ〕のビデオカメラにおいて、蛍光灯の電源周波数が５０〔Ｈｚ〕の場合においても、連続するフィールドにおいて、被写体を照明する光量がフィールド毎に変化することになり、これによりフリッカが観察されるようになる。この場合にも、図７（Ｂ）に示すように、電子シャッタにより電荷蓄積時間Ｔを極端に短くすると、連続するフィールドにおいて、被写体を照明する光量の変化が著しくなり、これにより著しいフリッカが観察される。
【０００６】
しかしながら電荷蓄積時間を光源の点灯周期（この場合は１／１００〔秒〕及び１／１２０〔秒〕）の整数倍の期間に設定すると、各フィールドにおいては、同一の光量により被写体が照明されることにより、この場合、何らフリッカを感じることの無い撮像結果を得ることができる。これにより従来のビデオカメラにおいては、この補正原理に従ったユーザーによる切り換え操作等により、フリッカを防止するようになされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来のフリッカ防止方法においては、光源に対応した切り換え操作を実行しなければならない等により、実用上未だ不十分な問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、確実にフリッカを防止することができる撮像装置、撮像装置の制御方法を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、撮像装置に適用して、信号レベル補正手段による補正量により輝度レベル検出結果を補正して、撮像素子の入射光量を示す光量検出結果を生成し、予測されるフリッカの周期分、光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成し、光量検出結果と、対応する遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、光量検出結果の予測値を生成し、光量検出結果の予測値に基づいて、輝度レベル検出結果が所定値になるように、信号レベル補正手段による補正量を制御する。
【００１０】
また請求項３の発明においては、撮像装置の制御方法に適用して、信号レベル補正手段による補正量により輝度レベル検出結果を補正して、撮像素子の入射光量を示す光量検出結果を生成する光量検出処理ステップと、予測されるフリッカの周期分、光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成する遅延処理ステップと、光量検出結果と、対応する遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、光量検出結果の予測値を生成する予測処理のステップと、光量検出結果の予測値に基づいて、輝度レベル検出結果が所定値になるように、信号レベル補正手段による補正量を制御する制御処理のステップとを有するようにする。
【００１３】
請求項１の構成によれば、撮像装置に適用して、信号レベル補正手段の補正量により輝度レベル検出結果を補正して、撮像素子の入射光量を示す光量検出結果を生成し、予測されるフリッカの周期分、光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成し、光量検出結果と、対応する遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、光量検出結果の予測値を生成し、光量検出結果の予測値に基づいて、輝度レベル検出結果が所定値になるように、信号レベル補正手段による補正量を制御することにより、例えば露光制御に供する一連の構成を有効に利用して、フィードバック制御によりフリッカを確実に防止することができる。
【００１４】
これにより請求項３の構成によれば、フリッカを確実に防止することができる撮像装置の制御方法を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１８】
（１）第１の実施の形態
（１−１）第１の実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。このテレビジョンカメラ１において、レンズ２は、入射光Ｌ１を続くＣＣＤ固体撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device ）３の撮像面に集光する。
【００１９】
ＣＣＤ固体撮像素子３は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）４による駆動信号により動作して、撮像面に形成されたカラーフィルタに応じた色信号の繰り返しによる出力信号Ｓ１をフィールド周波数６０〔Ｈｚ〕により出力する。この処理において、ＣＣＤ固体撮像素子３は、タイミングジェネレータ４より出力される駆動信号に応じて電荷蓄積時間を可変する。
【００２０】
相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）５は、二次元イメージセンサ３の出力信号Ｓ１を相関二重サンプリングして出力し、ＡＧＣ回路（Automatic Gain Control）６は、この相関二重サンプリング回路５の出力信号をマイコン１４により指示される利得Ｇで増幅して出力する。ディジタルシグナルプロセッサ７は、このＡＧＣ回路６の出力信号を受け、所定の信号処理により輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成して出力する。
【００２１】
すなわちディジタルシグナルプロセッサ７において、アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）８は、ＡＧＣ回路６の出力信号をアナログディジタル変換処理し、その処理結果による画像データを出力する。続く色差信号処理回路９は、このアナログディジタル変換回路８から出力される画像データを演算処理し、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに対応する色差データを生成して出力する。この処理において色差信号処理回路９は、マイコン１４からの指示による増幅率により各色信号を増幅し、これによりオートホワイトバランス調整の処理を実行する。続くディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１０は、この色差データをディジタルアナログ変換処理することにより、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを生成して出力する。
【００２２】
輝度信号処理回路１１は、アナログディジタル変換回路８から出力される画像データを処理することにより、輝度信号Ｙに対応する輝度データを生成して出力する。この処理において、輝度信号処理回路１１は、ニー処理、ガンマ補正処理、黒レベル設定処理等を実行する。続くディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）１２は、この輝度データをディジタルアナログ変換処理することにより、輝度信号Ｙを生成して出力する。
【００２３】
光学検波部（ＯＰＤ）１３は、ディジタルシグナルプロセッサ７における処理に係る画像データを適宜、積分等し、露光制御、オートホワイトバランス調整、黒レベル設定処理等に必要な各種測定結果を取得し、この測定結果をマイコン１４に出力する。この処理において、光学検波部１３は、フィールド単位で輝度データを積分し、又はフィールド単位で、所定の重み付け係数により輝度データを重み付けして積分し、これにより撮像結果の明るさを示す輝度レベル検出結果ＤＹをマイコン１４に出力する。かくするにつき、この実施の形態では、この測定結果ＤＹを基準にしてフリッカを防止すると共に、露光制御するようになされている。
【００２４】
タイミングジェネレータ４は、このテレビジョンカメラの動作に必要な各種基準信号を生成して出力する。
【００２５】
マイコン１４は、このテレビジョンカメラの動作を制御するコントローラであり、ユーザーによる図示しない操作子の操作により、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１４Ａにワークエリアを確保して、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１４Ｂに格納した処理手順を中央処理ユニットにより実行し、これにより全体の動作を制御する。
【００２６】
この処理において、マイコン１４は、フリッカを予測し、その予測結果に基づいてＡＧＣ回路６の利得Ｇを制御することにより、フリッカを防止する。すなわち図２は、フィールドを単位にした時間経過によりテレビジョンカメラ１における各部の動作関連を示す図表であり、テレビジョンカメラ１においては、レンズ２の入射光Ｌ１がＣＣＤ固体撮像素子３において１フィールド周期で光電変換処理された後、この光電変換処理結果が順次ＣＣＤ固体撮像素子３の垂直転送レジスタ、水平転送レジスタを介してＣＣＤ固体撮像素子３より出力される。これによりＣＣＤ固体撮像素子３の駆動を開始した後、矢印ａにより示すように、１フィールド遅延してＣＣＤ固体撮像素子３から有効な撮像結果としての出力信号Ｓ１が出力されることになる。因みに、撮影を開始した最初の１フィールドについては、暗電流等による出力信号Ｓ１が出力されることになる。
【００２７】
なお図２は、電源周波数５０〔Ｈｚ〕の蛍光灯下における処理を示すものであり、この場合、フィールド周波数６０〔Ｈｚ〕による撮像においては、被写体を照明する光量が３フィールド周期で変動する。図２では、これにより各フィールドにおけるＣＣＤ固体撮像素子３への入射光Ｌ１の光量を数値化して値１００、８００、２００により順次示し、またこの光量に設定した数値との対応により、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号Ｓ１の信号レベル、光学検波部１３により検出される輝度レベル検出結果ＤＹの値を示す。
【００２８】
またこのＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号Ｓ１においては、相関二重サンプリング回路５、ＡＧＣ回路６を順次介してディジタルシグナルプロセッサ７に入力され、このディジタルシグナルプロセッサ７の光学検波部１３において、フィールド周期で積分されて輝度レベル検出結果ＤＹが得られる。これにより正しく被写体の明るさを示している輝度レベル検出結果ＤＹにおいては、矢印ｂにより示すように、さらに１フィールド遅延することになり、結局、撮像を開始して、２フィールド経過すると、正しく被写体の明るさを示している輝度レベル検出結果ＤＹを検出することができる。
【００２９】
従ってマイコン１４においては、撮像を開始した後、２フィールドの終了時点で、ＡＧＣ回路６の利得制御の基準となる輝度レベル検出結果ＤＹを取得することができ、これにより撮像を開始した後、矢印ｃにより示すように、４フィールド目より、ＡＧＣ回路６の利得Ｇを制御することが可能となる。
【００３０】
これらによりマイコン１４においては、撮像を開始した後、３フィールドの期間においては、ＡＧＣ回路６の利得を基準値（利得２）に保持する。また３フィールドを経過した後においては、直前フィールドとの間の輝度レベル検出結果ＤＹの変化を緩やかに抑圧するように（すなわち一定の時定数により制御目標値に収束するように）、ＡＧＣ回路６の利得を計算し（図３において、符号ＧＮにより示す）、この計算した利得ＧＮ（Ｇ）による増幅をＡＧＣ回路６に指示する。
【００３１】
さらにマイコン１４においては、ＡＧＣ回路６の利得で、光学検波部１３による輝度レベル検出結果ＤＹを集計することにより入射光Ｌ１の光量を求め、所定フィールド周期で、この計算値を順次循環的にランダムアクセスメモリ１４Ａに記録する。これによりマイコン１４は、光学検波部１３より得られる輝度レベル検出結果ＤＹを増幅回路であるＡＧＣ回路６の補正量により補正して、ＣＣＤ固体撮像素子３の入射光量を示す光量検出結果を生成し、予測されるフリッカの周期分、この光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成するようになされている。なお図２においては、この計算により求められる入射光Ｌ１の光量を、ＡＧＣ回路６の利得を基準値に設定した場合の輝度レベル検出結果ＤＹにより表し、外乱予測値として示すようになされている。
【００３２】
このようにして計算される光量検出結果においては、電源周波数６０〔Ｈｚ〕の光源下で撮像する場合、さらには白色光源等の光源下で撮像する場合、ほぼ一定値に保持される。
【００３３】
これに対して電源周波数５０〔Ｈｚ〕の蛍光灯下で撮像してフリッカが発生している場合、このようにして計算により求められる入射光Ｌ１の光量においては、３フィールド周期で変化することになる。これによりマイコン１４は、この光量計算結果の遅延時間が３フィールドに設定され、記録を開始して３フィールド分の記録が完了すると、輝度レベル検出結果ＤＹの変化を徐々に抑圧するようにするＡＧＣ回路６の利得の制御に代えて、この記録を基準にして続くフィールドについて、フリッカを補正可能なＡＧＣ回路６の利得Ｇを設定する。なおマイコン１４は、このようにＡＧＣ回路６の利得Ｇの設定を開始した後においても、循環的な入射光Ｌ１の光量の記録を継続する。
【００３４】
すなわちこの図２の場合、撮像を開始して３フィールド目より、入射光Ｌ１の光量が計算により求められ、５フィールド目には、入射光Ｌ１の光量の記録が、フリッカの１周期分について完了する。また何ら被写体の明るさ自体に変化が無い場合、６フィールド目には、３フィールド目と同一の値により入射光Ｌ１の光量が計算により求められる。また被写体自体の明るさが変化している場合でも、６フィールド目には、このような被写体自体の明るさの変化に伴って、フリッカによる光量の変化が観察されることになる。
【００３５】
これによりマイコン１４は、このようにして記録した入射光Ｌ１の光量の記録より、続くフィールドにおける入射光Ｌ１の光量を予測し、この予測を補うようにＡＧＣ回路６の利得Ｇを設定する。具体的に、マイコン１４は、直前フィールドによる光量計算結果と、メモリ１４Ａに記録された対応する１周期前（フリッカの１周期である）の遅延光量計算結果との比により、メモリ１４Ａに記録された続くフィールドの光量計算結果を補正し、これにより続くフィールドの入射光量を予測する。さらにこの予測より、輝度レベル検出結果ＤＹが所定値となるように（この場合、値８００）、ＡＧＣ回路６の利得を計算し、この計算した利得によりＡＧＣ回路６の利得を設定する。これらによりこのテレビジョンカメラ１では、６フィールドの終了時点で、予測値を得ることができ、図２において破線により示すように、７フィールド目以降より、フリッカを確実に防止することができる。
【００３６】
かくするにつき被写体自体の明るさが変化していない場合には、図２に示すように、外乱予測値として、光量計算結果が順次計算されてメモリに順次記録され、またこの記録により外乱予測値として続くフィールドの光量が計算されることになる。これに対して被写体自体の明るさが変化している場合には、順次循環的に変化する入射光Ｌ１の光量の移動平均値が、この被写体の明るさの変化に応じて順次変化し、この変化に対応するように外乱予測値も、その移動平均値が変化することになる。
【００３７】
かくするにつき、このように光量計算結果を一旦メモリに記録し、この記録により続く入射光量を予測してＡＧＣ回路６の利得を制御する場合、単に、メモリに記録した光量計算結果を予測に利用するまでの期間の分の遅延時間により、ＡＧＣ回路６の利得を制御していることになる。これによりこのマイコン１４においては、フリッカが発生していない場合でも、ＡＧＣ回路６の利得を適切に制御できるようになされている。
【００３８】
すなわちマイコン１４においては、光学検波部１３より得られる輝度レベル検出結果ＤＹをフリッカの周期により移動平均し、この平均値と制御目標値との比較により、図示しない絞り、ＣＣＤ固体撮像素子３の電荷蓄積時間を制御する。これによりマイコン１４は、上述したＡＧＣ回路６の利得の制御によりフリッカを防止して、光学検波部１３より得られる輝度レベル検出結果ＤＹが所定値となるように、適切に露光制御できるようになされている。
【００３９】
マイコン１４は、これらの露光処理、上述したＡＧＣ回路６の利得の制御において、絞りを最も開放すると共に、電荷蓄積時間を最も長い時間に設定して、光学検波部１３より得られる輝度レベル検出結果ＤＹが所定値に満たない場合、すなわち撮像結果において充分な明るさを確保できない場合、ＡＧＣ回路６の利得の制御における制御中心の利得を増大させる。かくするにつき、この実施の形態では、上述した基準の利得より撮像を開始することにより、充分な入射光量が得られている場合、フリッカによる光量の変化に対応するようにＡＧＣ回路６の利得を制御した場合、この利得の制御中心においては、基準の利得に維持されるようになされている。
【００４０】
これらによりこのテレビジョンカメラ１において、ＡＧＣ回路６は、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号の信号レベルを補正する信号レベル補正手段を構成するのに対し、ディジタルシグナルプロセッサ７は、この信号レベル補正手段の出力信号を信号処理して、該出力信号の輝度レベルをフィールド単位で検出して輝度レベル検出結果ＤＹを出力する輝度レベル検出手段を構成するようになされている。またマイコン１４は、この輝度レベル検出結果ＤＹに基づいて、信号レベル補正手段の動作を制御する制御手段を構成し、信号レベル補正手段による補正量Ｇにより輝度レベル検出結果ＤＹを補正して、撮像素子３の入射光量を示す光量検出結果を生成し、予測されるフリッカの周期分、この光量検出結果を遅延させて遅延光量検出結果を生成し、光量検出結果と、フリッカ周期の分だけ遅延してなる対応する遅延光量検出結果とにより、続くフィールドの、光量検出結果の予測値を生成し、この光量検出結果の予測値に基づいて、輝度レベル検出結果ＤＹが所定値になるように、信号レベル補正手段の利得を制御するようになされている。またマイコン１４においては、上述したＡＧＣ回路６の利得を含めた露光制御の処理を実行するＡＥ部１４Ｃを構成するようになされている。
【００４１】
（１−２）第１の実施の形態の動作
以上の構成において、このテレビジョンカメラ１では、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力信号Ｓ１が相関二重サンプリング回路５、ＡＧＣ回路６で順次処理され、ディジタルシグナルプロセッサ７によりニー処理、オートホワイトバランス調整処理、ガンマ処理等されて、輝度信号及び色差信号が生成され、これら輝度信号及び色差信号がモニタ機構により表示され、さらに外部機器に出力される。これによりテレビジョンカメラ１では、所望する被写体の撮像結果をモニタし、外部機器に出力できるようになされている。
【００４２】
テレビジョンカメラ１では、このような処理において、ディジタルシグナルプロセッサ７の光学検波部１３において、輝度データがフィールド単位で処理され、撮像結果の明るさを示す輝度レベル検出結果ＤＹが検出される。さらにこの輝度レベル検出結果ＤＹをＡＧＣ回路６の利得により補正して、ＣＣＤ固体撮像素子３の入射光量が計算され、この計算結果が順次メモリ１４Ａに記録されて予測されるフリッカ周期の分だけ遅延される。テレビジョンカメラ１では、このようにして遅延して得られる光量検出結果と、計算より得られる対応する現在の光量検出結果との比較により、続くフィールドの光量について予測値が得られ、この予測値により、光学検波部１３で検出される輝度レベル検出結果が一定値となるように、ＡＧＣ回路６の利得が制御される。
【００４３】
これによりテレビジョンカメラ１では、フィードバック制御によりＡＧＣ回路６の利得を制御して、電荷蓄積時間を特定の時間に設定する等の煩雑な操作を実行することなく、フリッカを防止することができる。またこのように予測値によりＡＧＣ回路６の利得を制御することにより、何らフリッカが発生していない場合でも、さらにはフリッカが発生しなくなった場合でも、適切にＡＧＣ回路６の利得を制御することができる。またこのような予測値により実際にフリッカが発生しているか否か判断することもでき、これによりこのフリッカの有無の検出結果を種々の制御等に役立てることができる。なおこのようなフリッカの有無の検出結果においては、この実施の形態によるＡＧＣ回路６の利得の制御と、従来のＡＧＣ回路の利得の制御とで動作を切り換える場合等に利用することができる。
【００４４】
テレビジョンカメラ１では、撮像を開始して、このような光量検出結果が得られるまでの間は、ＡＧＣ回路６の利得が基準値に設定され、さらに光量検出結果が得られて、予測されるフリッカ周期の分だけ光量検出結果の遅延が完了するまでの間、光量検出結果の基準である輝度レベル検出結果ＤＹの変化を緩やかに抑圧するようにＡＧＣ回路６の利得が制御され、その後、予測によりフリッカを防止するようにＡＧＣ回路６の利得が制御される。これによりテレビジョンカメラ１では、ユーザーに違和感を感じさせること無く、予測によりフリッカを防止するようになされている。
【００４５】
テレビジョンカメラ１では、このようにしてＡＧＣ回路６の利得の制御によりフリッカを防止するようにして、光学検波部１３で検出される輝度レベル検出結果ＤＹが所定値となるように、絞り、ＣＣＤ固体撮像素子３の電荷蓄積時間が制御されて露光制御の処理が実行される。これによりテレビジョンカメラ１では、露光制御に利用する輝度レベル検出結果ＤＹを有効に利用して、フリッカを防止するようになされている。
【００４６】
（１−３）第１の実施の形態の効果
以上の構成によれば、撮像結果の輝度レベルを検出してフィードバック制御によりフリッカを防止する際に、入射光量の予測値を求め、この予測値を基準にして増幅回路の利得を制御することにより、確実にフリッカを防止することができる。
【００４７】
またこの輝度レベルの検出結果が露光制御用の測定結果であることにより、露光制御用の構成を有効に利用してフリッカを防止することができ、その分、簡易な構成によりフリッカを防止することができる。
【００４８】
（２）第２の実施の形態
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。このテレビジョンカメラ２１において、第１の実施の形態に係るテレビジョンカメラ１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。なおこの第２の実施の形態は、本願に含まれるものでは無く、本願の参考例である。
【００４９】
このテレビジョンカメラ２１において、ディジタルシグナルプロセッサ２７は、輝度信号処理回路１１から出力される輝度データを増幅回路２８により増幅して出力する。ここでこの増幅回路２８は、図４に示す特性により、マイコン２４から出力される制御データＤＣに応じて利得を可変するようになされている。
【００５０】
マイコン２４は、光学検波部１３から出力される輝度レベル検出結果ＤＹをフリッカの周期により移動平均し、この平均値と制御目標値との比較により、図示しない絞り、ＣＣＤ固体撮像素子３の電荷蓄積時間を制御し、これにより露光制御する。またこのように露光制御して、撮像結果において充分な明るさを確保できない場合、ＡＧＣ回路６の利得を増大させる。
【００５１】
さらにマイコン２４は、光学検波部１３から出力される連続する輝度レベル検出結果ＤＹを演算処理することにより、フィルタ回路を構成し、輝度レベル検出結果ＤＹよりフリッカ周期による信号成分を抽出する。さらにマイコン２４は、この信号成分の信号レベルを基準にして、増幅回路２８の利得を制御し、これによりフリッカによる輝度レベルの変化を補正する。
【００５２】
これによりこのテレビジョンカメラ２１では、フィードフォア制御により、撮像結果の信号レベルを補正してフリッカを防止するようになされている。このようなフィードフォア制御においては、上述した第１の実施の形態のように予測値を求めなくても、確実にフリッカを防止することができ、その分、マイコン１４における処理を簡略化することができる。また光学検波部１３から出力される輝度レベル検出結果ＤＹを基準にして、フリッカの有無を判断することができ、この判断結果を種々の制御に役立てることができる。
【００５３】
図３に示す構成によれば、撮像結果の輝度レベルからフリッカ周期による信号成分を抽出し、この信号成分の信号レベルを基準にして増幅回路の利得を制御することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（３）第３の実施の形態
図５は、本発明の第３の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。このテレビジョンカメラ３１において、第２の実施の形態に係るテレビジョンカメラ１と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。なおこの第３の実施の形態は、本願に含まれるものでは無く、本願の参考例である。
【００５５】
このテレビジョンカメラ３１において、ディジタルシグナルプロセッサ３７は、色差信号処理回路９より出力される輝度データの信号レベルを増幅回路３８により補正して出力する。ここで増幅回路３８は、マイコン３４により指示される増幅率によりそれぞれ色差データを増幅して出力するようになされている。これによりディジタルシグナルプロセッサ３７は、マイコン３４の指示により撮像結果の色相を補正し、フリッカによる色相の脈動を防止するようになされている。
【００５６】
すなわち蛍光灯においては、近年、管内に特性の異なる複数種類の蛍光体を塗布することにより、白色光に近いスペクトラムを確保できるようになされたものが提供されている。このような蛍光灯による発光スペクトラムを詳細に観察すると、電源電圧の立ち上がり周期又は立ち下がり周期の間で、スペクトラムが変化する欠点があり、これにより蛍光灯によるフリッカにより、撮像結果の色相が順次循環的に変化することが判った。このような撮像結果における色相の変化は、フリッカによる輝度レベルの変化を防止すると目立つようになる。この実施の形態では、これによりフリッカによる輝度レベルの脈動に加えて、色相の脈動を防止する。
【００５７】
すなわちマイコン３４は、第２の実施の形態について上述したマイコン２４と同一に、光学検波部１３から出力される輝度レベル検出結果ＤＹを処理し、増幅回路２８の利得、絞り、ＣＣＤ固体撮像素子３の電荷蓄積時間、ＡＧＣ回路６の利得を制御する。これによりマイコン３４は、輝度信号の信号レベルを補正してフリッカによる輝度レベルの脈動を防止し、また露光制御するようになされている。
【００５８】
さらにマイコン２４は、光学検波部１３から出力されるオートホワイトバランス調整用の信号レベル検出結果を輝度レベル検出結果ＤＹと同様に処理し、フリッカ周期による信号成分を抽出し、さらには移動平均による平均値を検出する。なおここでこのオートホワイトバランス調整用の信号レベル検出結果においては、各色信号をフィールド単位で積分して生成される。マイコン２４は、この平均値を従来のオートホワイトバランス調整における処理と同様に処理して、各色信号を増幅する増幅回路の利得を求め、この利得により各色信号の信号レベルを補正するように、ディジタルシグナルプロセッサ３７の動作を制御する。これによりマイコン２４は、オートホワイトバランス調整するようになされている。
【００５９】
さらにマイコン２４は、フリッカ周期による信号成分を基準にして、この信号レベルの脈動を抑圧するように、色差データについて補正値を計算し、この補正値に対応する利得により各色差データを補正するように、増幅回路３８の利得を制御する。
【００６０】
これによりこの実施の形態では、フリッカによる輝度レベルの脈動に加えて、色相の脈動を防止するようになされ、さらに一段と撮像結果の画質を向上するようになされている。
【００６１】
またこの色相の脈動を防止する処理においても、オートホワイトバランス調整用の検出結果を有効に利用することにより、簡易な構成で画質を向上できるようになされている。
【００６２】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、それぞれ露光制御用及びオートホワイトバランス調整用に適用される測定結果を有効に利用してフリッカを防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、露光制御用及びオートホワイトバランス調整用の測定結果とは別に、フリッカを防止用に、別途、撮像結果より輝度レベル、色信号レベルを検出するようにしてもよい。なおこの場合に、色相の脈動を防止する構成においては、色差信号の脈動を検出して補正することが考えられる。
【００６４】
また上述の実施の形態においては、それぞれＡＧＣ回路の利得の制御、輝度信号を増幅する増幅回路の利得の制御により、フリッカによる輝度レベルの脈動を防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＣＣＤ固体撮像素子の出力信号を増幅する増幅回路を別途配置する場合、アナログディジタル変換回路、ディジタルアナログ変換回路における基準信号の制御により等化的に撮像結果の信号レベルを補正する場合等、種々の信号レベル補正手段の構成を広く適用することができる。
【００６６】
また上述の実施の形態においては、本発明をテレビジョンカメラに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、カメラ一体型ビデオテープレコーダ等の録画機能を有してなる撮像装置、携帯電話等の通信機能を有してなる撮像装置、パーソナルコンピュータに組み込まれた撮像装置等に広く適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、撮像結果の輝度レベルを検出してフィードバック制御によりフリッカを防止する際に、入射光量の予測値を求め、この予測値を基準にして増幅回路の利得を制御することにより、確実にフリッカを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。
【図２】図１のテレビジョンカメラの動作の説明に供する図表である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。
【図４】図３のテレビジョンカメラにおける増幅回路の特性を示す特性曲線図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るテレビジョンカメラを示すブロック図である。
【図６】電源周波数６０〔Ｈｚ〕における撮像の説明に供するタイムチャートである。
【図７】電源周波数５０〔Ｈｚ〕における撮像の説明に供するタイムチャートである。
【符号の説明】
１、２１、３１……テレビジョンカメラ、３……ＣＣＤ固体撮像素子、７、２７、３７……ディジタルシグナルプロセッサ、９……色差信号処理回路、１１……輝度信号処理回路、１３……光学検出回路、１４、２４、３４……マイコン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an imaging apparatus and a method for controlling the imaging apparatus, and can be applied to, for example, a television camera. In the present invention, when the luminance level of the imaging result is detected and flicker is prevented by feedback control, a predicted value of the incident light amount is obtained, and the gain of the amplifier circuit is controlled based on the predicted value, thereby reliably To prevent flickerThe
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a television camera, flicker may be observed in an imaged result when an image is captured under a blinking light source such as a fluorescent lamp, and various methods for effectively avoiding such flicker have been proposed. It is made like that.
[0003]
That is, in the fluorescent lamp, the amount of emitted light changes substantially according to the amplitude value of the power supply voltage as shown in FIG. As a result, in a video camera with a field frequency of 50 [Hz], when the power supply frequency of the fluorescent lamp is 60 [Hz], the amount of light that illuminates the subject varies from field to field in a continuous field. Will be observed.
[0004]
In this case, as shown in FIG. 6B, when the charge accumulation time T is extremely shortened by the electronic shutter, the change in the amount of light that illuminates the subject becomes significant in the continuous field, and thus significant flicker is observed. Become so. In the explanation of the electronic shutter in FIG. 6 and FIG. 7 that follows, the illumination light quantity of the subject to be subjected to the photoelectric conversion processing is indicated by hatching in each field.
[0005]
Further, as shown in FIG. 7A, in a video camera with a field frequency of 60 [Hz], even when the power frequency of the fluorescent lamp is 50 [Hz], the amount of light that illuminates the subject in the continuous field is the field. The flicker will be observed. Also in this case, as shown in FIG. 7 (B), if the charge accumulation time T is extremely shortened by the electronic shutter, the change in the amount of light that illuminates the subject becomes significant in the continuous field, thereby causing a remarkable flicker. Is done.
[0006]
However, if the charge accumulation time is set to a period that is an integral multiple of the lighting cycle of the light source (in this case, 1/100 [second] and 1/120 [second]), the subject is illuminated with the same amount of light in each field. Thus, in this case, an imaging result without any flicker can be obtained. Thus, in the conventional video camera, flicker is prevented by a switching operation or the like by the user according to this correction principle.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional flicker prevention method has a problem that is still insufficient in practical use because a switching operation corresponding to the light source must be executed.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to propose an image pickup apparatus and an image pickup apparatus control method capable of reliably preventing flicker.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the first aspect of the present invention, the present invention is applied to an image pickup apparatus, and a luminance level detection result is corrected by a correction amount by a signal level correction means to generate a light amount detection result indicating an incident light amount of an image sensor. The delay light amount detection result is generated by delaying the light amount detection result by the predicted flicker period, and the predicted value of the light amount detection result of the subsequent field is calculated based on the light amount detection result and the corresponding delayed light amount detection result. Based on the predicted value of the light quantity detection result, the correction amount by the signal level correction means is controlled so that the luminance level detection result becomes a predetermined value.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, the light amount is applied to the control method of the image pickup apparatus, the luminance level detection result is corrected by the correction amount by the signal level correction means, and the light amount detection result indicating the incident light amount of the image pickup device is generated. A detection processing step, a delay processing step for generating a delayed light amount detection result by delaying the light amount detection result by a predicted flicker period, a light amount detection result, and a corresponding delayed light amount detection result, A control process for controlling the correction amount by the signal level correction means so that the luminance level detection result becomes a predetermined value based on the prediction process step of generating a predicted value of the light quantity detection result and the predicted value of the light quantity detection result. Steps.
[0013]
According to the configuration of the first aspect, the present invention is applied to the imaging apparatus, corrects the luminance level detection result by the correction amount of the signal level correction unit, and generates and predicts the light amount detection result indicating the incident light amount of the image sensor. The amount of light detection result is delayed by the flicker period to generate a delayed light amount detection result. Based on the light amount detection result and the corresponding delayed light amount detection result, a predicted value of the light amount detection result of the subsequent field is generated to detect the light amount. By controlling the amount of correction by the signal level correction means so that the luminance level detection result becomes a predetermined value based on the predicted value of the result, for example, a series of configurations used for exposure control can be effectively used to perform feedback control. Thus, flicker can be reliably prevented.
[0014]
Thereby, according to the structure of Claim 3, the control method of the imaging device which can prevent flicker reliably can be provided.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[0018]
(1) First embodiment
(1-1) Configuration of the first embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a television camera according to an embodiment of the present invention. In the television camera 1, the lens 2 condenses incident light L <b> 1 on an imaging surface of a subsequent CCD solid-state imaging device (CCD: Charge Coupled Device) 3.
[0019]
The CCD solid-state imaging device 3 operates in accordance with a drive signal from a timing generator (TG) 4 and outputs an output signal S1 by repeating a color signal corresponding to a color filter formed on the imaging surface at a field frequency of 60 [Hz]. . In this processing, the CCD solid-state imaging device 3 varies the charge accumulation time according to the drive signal output from the timing generator 4.
[0020]
A correlated double sampling circuit (CDS) 5 correlates and samples the output signal S1 of the two-dimensional image sensor 3, and an AGC circuit (Automatic Gain Control) 6 outputs the correlated double sampling circuit. 5 is amplified with a gain G instructed by the microcomputer 14 and output. The digital signal processor 7 receives the output signal from the AGC circuit 6 and generates and outputs a luminance signal Y and color difference signals RY and BY by predetermined signal processing.
[0021]
That is, in the digital signal processor 7, the analog-digital conversion circuit (A / D) 8 performs analog-digital conversion processing on the output signal of the AGC circuit 6, and outputs image data based on the processing result. The subsequent color difference signal processing circuit 9 performs arithmetic processing on the image data output from the analog-digital conversion circuit 8 to generate and output color difference data corresponding to the color difference signals RY and BY. In this process, the color difference signal processing circuit 9 amplifies each color signal by an amplification factor according to an instruction from the microcomputer 14 and thereby executes an auto white balance adjustment process. The subsequent digital / analog conversion circuit (D / A) 10 performs color / analog conversion processing on the color difference data to generate and output color difference signals RY and BY.
[0022]
The luminance signal processing circuit 11 generates and outputs luminance data corresponding to the luminance signal Y by processing the image data output from the analog-digital conversion circuit 8. In this processing, the luminance signal processing circuit 11 executes knee processing, gamma correction processing, black level setting processing, and the like. The subsequent digital / analog conversion circuit (D / A) 12 generates and outputs a luminance signal Y by subjecting the luminance data to digital / analog conversion processing.
[0023]
The optical detection unit (OPD) 13 appropriately integrates image data related to processing in the digital signal processor 7 to acquire various measurement results necessary for exposure control, auto white balance adjustment, black level setting processing, and the like. The measurement result is output to the microcomputer 14. In this processing, the optical detection unit 13 integrates the luminance data in units of fields, or integrates the luminance data by weighting with a predetermined weighting coefficient in units of fields, thereby detecting the luminance level indicating the brightness of the imaging result. The result DY is output to the microcomputer 14. Accordingly, in this embodiment, the flicker is prevented and the exposure is controlled based on the measurement result DY.
[0024]
The timing generator 4 generates and outputs various reference signals necessary for the operation of the television camera.
[0025]
The microcomputer 14 is a controller that controls the operation of the television camera, and a work area is secured in a random access memory (RAM) 14A and a read-only memory (ROM) 14B is secured by an operation of an operator (not shown) by a user. The stored processing procedure is executed by the central processing unit, thereby controlling the overall operation.
[0026]
In this processing, the microcomputer 14 predicts flicker, and controls the gain G of the AGC circuit 6 based on the prediction result, thereby preventing flicker. That is, FIG. 2 is a chart showing the operational relationship of each part in the television camera 1 over time in units of fields. In the television camera 1, the incident light L1 of the lens 2 is 1 field in the CCD solid-state imaging device 3. After photoelectric conversion processing is performed at a period, the photoelectric conversion processing results are sequentially output from the CCD solid-state image pickup device 3 via the vertical transfer register and horizontal transfer register of the CCD solid-state image pickup device 3. As a result, after the CCD solid-state image pickup device 3 starts to be driven, an output signal S1 as an effective image pickup result is output from the CCD solid-state image pickup device 3 with a delay of one field as indicated by an arrow a. Incidentally, an output signal S1 due to dark current or the like is output for the first field in which shooting is started.
[0027]
FIG. 2 shows processing under a fluorescent lamp with a power supply frequency of 50 [Hz]. In this case, in imaging at a field frequency of 60 [Hz], the amount of light that illuminates the subject fluctuates in a three-field cycle. In FIG. 2, the light quantity of the incident light L1 to the CCD solid-state image pickup device 3 in each field is converted into a numerical value and sequentially indicated by values 100, 800, and 200. The signal level of the output signal S1 of the element 3 and the value of the luminance level detection result DY detected by the optical detector 13 are shown.
[0028]
Further, the output signal S1 of the CCD solid-state image pickup device 3 is sequentially input to the digital signal processor 7 through the correlated double sampling circuit 5 and the AGC circuit 6, and in the optical detection unit 13 of the digital signal processor 7, the field period Is integrated to obtain a luminance level detection result DY. As a result, the brightness level detection result DY that correctly indicates the brightness of the subject is further delayed by one field, as indicated by an arrow b. The brightness level detection result DY indicating the brightness of can be detected.
[0029]
Therefore, the microcomputer 14 can acquire the luminance level detection result DY that is a reference for gain control of the AGC circuit 6 at the end of the two fields after starting the imaging. As indicated by c, the gain G of the AGC circuit 6 can be controlled from the fourth field.
[0030]
Accordingly, the microcomputer 14 holds the gain of the AGC circuit 6 at the reference value (gain 2) for a period of 3 fields after the start of imaging. In addition, after three fields have elapsed, the AGC circuit 6 is configured to gently suppress the change in the luminance level detection result DY between the previous field (that is, to converge to the control target value with a constant time constant). (Indicated by reference numeral GN in FIG. 3), and the AGC circuit 6 is instructed to amplify with the calculated gain GN (G).
[0031]
Further, the microcomputer 14 obtains the light quantity of the incident light L1 by aggregating the luminance level detection results DY by the optical detector 13 with the gain of the AGC circuit 6, and sequentially and randomly calculates this calculated value at a predetermined field period. Record in the access memory 14A. Thereby, the microcomputer 14 corrects the luminance level detection result DY obtained from the optical detection unit 13 with the correction amount of the AGC circuit 6 which is an amplifier circuit, and generates a light amount detection result indicating the incident light amount of the CCD solid-state imaging device 3. The delayed light quantity detection result is generated by delaying the light quantity detection result by the predicted flicker period. In FIG. 2, the amount of incident light L1 obtained by this calculation is represented by a luminance level detection result DY when the gain of the AGC circuit 6 is set as a reference value, and is shown as a disturbance predicted value.
[0032]
The light quantity detection result calculated in this way is held at a substantially constant value when imaging is performed under a light source with a power frequency of 60 [Hz], and further when imaging is performed under a light source such as a white light source.
[0033]
On the other hand, when flicker is generated by imaging under a fluorescent lamp with a power frequency of 50 [Hz], the light amount of the incident light L1 thus obtained by calculation changes in a three-field cycle. Become. Thereby, the microcomputer 14 sets the delay time of the light quantity calculation result to 3 fields, and when recording is started and recording for 3 fields is completed, the AGC is configured to gradually suppress the change in the luminance level detection result DY. Instead of controlling the gain of the circuit 6, the gain G of the AGC circuit 6 capable of correcting flicker is set for the subsequent field based on this recording. Note that the microcomputer 14 continues to record the amount of the incident light L1 in a cyclic manner even after starting the setting of the gain G of the AGC circuit 6 in this way.
[0034]
That is, in the case of FIG. 2, the amount of incident light L1 is calculated from the third field after imaging is started, and the recording of the amount of incident light L1 is completed for one cycle of flicker in the fifth field. To do. If there is no change in the brightness of the subject, the amount of incident light L1 can be obtained by calculation with the same value as in the third field in the sixth field. Even in the case where the brightness of the subject itself has changed, a change in the amount of light due to flicker is observed in the sixth field as the brightness of the subject itself changes.
[0035]
Thereby, the microcomputer 14 predicts the light quantity of the incident light L1 in the subsequent field from the recording of the light quantity of the incident light L1 thus recorded, and sets the gain G of the AGC circuit 6 so as to compensate for this prediction. Specifically, the microcomputer 14 records in the memory 14A based on the ratio between the light amount calculation result in the immediately preceding field and the corresponding delayed light amount calculation result one cycle before (one cycle of flicker) recorded in the memory 14A. The light quantity calculation result of the subsequent field is corrected, thereby predicting the incident light quantity of the subsequent field. Further, from this prediction, the gain of the AGC circuit 6 is calculated so that the luminance level detection result DY becomes a predetermined value (in this case, the value 800), and the gain of the AGC circuit 6 is set by the calculated gain. As a result, the television camera 1 can obtain a predicted value at the end of the six fields, and can reliably prevent flicker from the seventh field onward, as indicated by a broken line in FIG.
[0036]
Accordingly, when the brightness of the subject itself has not changed, as shown in FIG. 2, the light quantity calculation result is sequentially calculated and recorded in the memory as a predicted disturbance value. As a result, the amount of light in the following field is calculated. On the other hand, when the brightness of the subject itself is changing, the moving average value of the light amount of the incident light L1, which sequentially changes, sequentially changes according to the change in the brightness of the subject. The moving average value of the predicted disturbance value also changes so as to correspond to the change.
[0037]
Accordingly, when the light quantity calculation result is once recorded in the memory and the gain of the AGC circuit 6 is controlled by predicting the incident light quantity by this recording, the light quantity calculation result recorded in the memory is simply used for the prediction. The gain of the AGC circuit 6 is controlled by the delay time corresponding to the period until this is done. As a result, the microcomputer 14 can appropriately control the gain of the AGC circuit 6 even when no flicker occurs.
[0038]
That is, in the microcomputer 14, the luminance level detection result DY obtained from the optical detector 13 is moving averaged according to the flicker cycle, and the aperture and the charge of the CCD solid-state imaging device 3 are not shown by comparing the average value with the control target value. Control the accumulation time. Thereby, the microcomputer 14 can appropriately control the exposure so that the luminance level detection result DY obtained from the optical detection unit 13 becomes a predetermined value by preventing flicker by controlling the gain of the AGC circuit 6 described above. ing.
[0039]
In the exposure process and the gain control of the AGC circuit 6 described above, the microcomputer 14 sets the aperture to the longest and sets the charge accumulation time to the longest time, and the luminance level detection result obtained from the optical detector 13. When DY is less than a predetermined value, that is, when sufficient brightness cannot be secured in the imaging result, the gain of the control center in the gain control of the AGC circuit 6 is increased. Therefore, in this embodiment, when a sufficient amount of incident light is obtained by starting imaging from the above-described reference gain, the gain of the AGC circuit 6 is adjusted so as to correspond to the change in the amount of light due to flicker. When controlled, the gain control center is maintained at the reference gain.
[0040]
Thus, in the television camera 1, the AGC circuit 6 constitutes a signal level correcting means for correcting the signal level of the output signal of the CCD solid-state image pickup device 3, whereas the digital signal processor 7 is provided with the signal level correcting means. The output signal is subjected to signal processing, the brightness level of the output signal is detected for each field, and the brightness level detection means for outputting the brightness level detection result DY is configured. Further, the microcomputer 14 constitutes a control means for controlling the operation of the signal level correction means based on the brightness level detection result DY, and corrects the brightness level detection result DY by the correction amount G by the signal level correction means, thereby taking an image. A light amount detection result indicating the incident light amount of the element 3 is generated, and a delay light amount detection result is generated by delaying the light amount detection result by a predicted flicker period, and is delayed by the light amount detection result and the flicker period. A predicted value of the light quantity detection result of the subsequent field is generated based on the corresponding delayed light quantity detection result, and a signal is set so that the luminance level detection result DY becomes a predetermined value based on the predicted value of the light quantity detection result. The gain of the level correction means is controlled. In the microcomputer 14, an AE unit 14 </ b> C that executes exposure control processing including the gain of the AGC circuit 6 is configured.
[0041]
(1-2) Operation of the first embodiment
In the above configuration, in the television camera 1, the output signal S1 of the CCD solid-state imaging device 3 is sequentially processed by the correlated double sampling circuit 5 and the AGC circuit 6, and the digital signal processor 7 performs knee processing and auto white balance adjustment processing. The luminance signal and the color difference signal are generated by gamma processing, etc., and the luminance signal and the color difference signal are displayed by the monitor mechanism and further output to the external device. As a result, the television camera 1 can monitor the imaging result of a desired subject and output it to an external device.
[0042]
In the television camera 1, in such processing, the optical detection unit 13 of the digital signal processor 7 processes the luminance data in units of fields, and detects the luminance level detection result DY indicating the brightness of the imaging result. Further, the luminance level detection result DY is corrected by the gain of the AGC circuit 6 to calculate the amount of incident light of the CCD solid-state imaging device 3, and the calculation result is sequentially recorded in the memory 14A and delayed by the predicted flicker cycle. Is done. The television camera 1 obtains a predicted value for the light quantity of the subsequent field by comparing the light quantity detection result obtained in this way with the delay and the corresponding current light quantity detection result obtained by calculation. Thus, the gain of the AGC circuit 6 is controlled so that the luminance level detection result detected by the optical detection unit 13 becomes a constant value.
[0043]
Accordingly, the television camera 1 can prevent flicker without performing a complicated operation such as setting the charge accumulation time to a specific time by controlling the gain of the AGC circuit 6 by feedback control. In addition, by controlling the gain of the AGC circuit 6 in accordance with the predicted value in this way, the gain of the AGC circuit 6 can be appropriately controlled even when no flicker occurs or even when no flicker occurs. Can do. In addition, it is possible to determine whether or not flicker actually occurs based on such a predicted value, and thereby the detection result of the presence or absence of flicker can be used for various controls. The flicker detection result can be used when the operation is switched between the gain control of the AGC circuit 6 according to this embodiment and the gain control of the conventional AGC circuit.
[0044]
In the television camera 1, the gain of the AGC circuit 6 is set to the reference value until the start of imaging and such a light quantity detection result is obtained, and further, the light quantity detection result is obtained and predicted. The gain of the AGC circuit 6 is controlled so as to moderately suppress the change in the luminance level detection result DY, which is the reference of the light quantity detection result, until the delay of the light quantity detection result is completed by the flicker cycle, and then the prediction is performed. Thus, the gain of the AGC circuit 6 is controlled so as to prevent flicker. Accordingly, the television camera 1 prevents flicker by prediction without causing the user to feel uncomfortable.
[0045]
In the television camera 1, flickering is prevented by controlling the gain of the AGC circuit 6 in this way, so that the brightness level detection result DY detected by the optical detection unit 13 becomes a predetermined value, the CCD, The charge accumulation time of the solid-state imaging device 3 is controlled, and exposure control processing is executed. As a result, the television camera 1 prevents flicker by effectively using the luminance level detection result DY used for exposure control.
[0046]
(1-3) Effects of the first embodiment
According to the above configuration, when the luminance level of the imaging result is detected and flicker is prevented by feedback control, the predicted value of the incident light amount is obtained, and the gain of the amplifier circuit is controlled based on the predicted value. Thus, flicker can be surely prevented.
[0047]
In addition, since the detection result of the brightness level is a measurement result for exposure control, flicker can be prevented by effectively using the configuration for exposure control, and flicker can be prevented by a simple configuration. Can do.
[0048]
(2) Second embodiment
  FIG. 3 is a block diagram showing a television camera according to the second embodiment of the present invention. In this television camera 21, the same configuration as that of the television camera 1 according to the first embodiment is denoted by the corresponding reference numeral, and redundant description is omitted.Note that the second embodiment is not included in the present application, but is a reference example of the present application.
[0049]
In the television camera 21, the digital signal processor 27 amplifies the luminance data output from the luminance signal processing circuit 11 by the amplifier circuit 28 and outputs the amplified luminance data. Here, the amplifying circuit 28 is configured to vary the gain according to the control data DC output from the microcomputer 24 according to the characteristics shown in FIG.
[0050]
The microcomputer 24 performs a moving average of the luminance level detection result DY output from the optical detection unit 13 according to the flicker cycle, and compares the average value with the control target value to thereby store the charge of the CCD solid-state imaging device 3 (not shown). Time is controlled, thereby controlling exposure. Further, when the exposure control is performed as described above and sufficient brightness cannot be secured in the imaging result, the gain of the AGC circuit 6 is increased.
[0051]
Furthermore, the microcomputer 24 configures a filter circuit by performing arithmetic processing on the continuous luminance level detection result DY output from the optical detection unit 13, and extracts a signal component based on the flicker cycle from the luminance level detection result DY. Further, the microcomputer 24 controls the gain of the amplifier circuit 28 on the basis of the signal level of the signal component, thereby correcting the change in the luminance level due to flicker.
[0052]
Thereby, in this television camera 21, the signal level of the imaging result is corrected by feed fore control to prevent flicker. In such feed fore control, flicker can be reliably prevented without obtaining a predicted value as in the first embodiment described above, and the processing in the microcomputer 14 can be simplified accordingly. Can do. Further, the presence / absence of flicker can be determined based on the luminance level detection result DY output from the optical detector 13, and the determination result can be used for various controls.
[0053]
According to the configuration shown in FIG. 3, a signal component based on the flicker cycle is extracted from the luminance level of the imaging result, and the gain of the amplifier circuit is controlled on the basis of the signal level of the signal component. The same effect can be obtained.
[0054]
(3) Third embodiment
  FIG. 5 is a block diagram showing a television camera according to the third embodiment of the present invention. In this television camera 31, the same configuration as that of the television camera 1 according to the second embodiment is denoted by the corresponding reference numeral, and redundant description is omitted.Note that this third embodiment is not included in the present application, but is a reference example of the present application.
[0055]
In the television camera 31, the digital signal processor 37 corrects and outputs the signal level of the luminance data output from the color difference signal processing circuit 9 by the amplifier circuit 38. Here, the amplification circuit 38 amplifies the color difference data by the amplification factor designated by the microcomputer 34 and outputs the amplified data. As a result, the digital signal processor 37 corrects the hue of the imaging result in accordance with an instruction from the microcomputer 34 to prevent hue pulsation due to flicker.
[0056]
That is, in recent years, fluorescent lamps have been provided that can ensure a spectrum close to white light by applying a plurality of types of phosphors having different characteristics in a tube. When the emission spectrum of such a fluorescent lamp is observed in detail, there is a drawback that the spectrum changes between the rising cycle or falling cycle of the power supply voltage. As a result, the hue of the imaging result is sequentially circulated by the flicker of the fluorescent lamp. It turned out to change. Such a change in hue in the imaging result becomes conspicuous if a change in luminance level due to flicker is prevented. In this embodiment, this prevents hue pulsations in addition to luminance level pulsations caused by flicker.
[0057]
That is, the microcomputer 34 processes the luminance level detection result DY output from the optical detection unit 13 in the same manner as the microcomputer 24 described above with respect to the second embodiment, and the gain of the amplifier circuit 28, the diaphragm, and the CCD solid-state imaging device 3 Charge storage time and the gain of the AGC circuit 6 are controlled. Thereby, the microcomputer 34 corrects the signal level of the luminance signal to prevent the luminance level from pulsating due to flicker, and to control the exposure.
[0058]
Further, the microcomputer 24 processes the signal level detection result for auto white balance adjustment output from the optical detection unit 13 in the same manner as the luminance level detection result DY, extracts a signal component based on the flicker cycle, and further calculates an average based on the moving average. Detect value. Here, the signal level detection result for auto white balance adjustment is generated by integrating each color signal in field units. The microcomputer 24 processes this average value in the same manner as the processing in the conventional auto white balance adjustment, obtains the gain of the amplifier circuit for amplifying each color signal, and corrects the signal level of each color signal by this gain. The operation of the signal processor 37 is controlled. As a result, the microcomputer 24 adjusts the auto white balance.
[0059]
Further, the microcomputer 24 calculates a correction value for the color difference data so as to suppress the pulsation of the signal level on the basis of the signal component due to the flicker cycle, and corrects each color difference data with a gain corresponding to the correction value. In addition, the gain of the amplifier circuit 38 is controlled.
[0060]
Thereby, in this embodiment, in addition to the pulsation of the luminance level due to flicker, the pulsation of the hue is prevented, and the image quality of the imaging result is further improved.
[0061]
In the processing for preventing the hue pulsation, the image quality can be improved with a simple configuration by effectively using the detection result for auto white balance adjustment.
[0062]
(4) Other embodiments
In the above-described embodiment, the case where flicker is prevented by effectively using the measurement results respectively applied for exposure control and auto white balance adjustment has been described. However, the present invention is not limited to this, and exposure is performed. In addition to the measurement results for control and auto white balance adjustment, the luminance level and the color signal level may be separately detected from the imaging result in order to prevent flicker. In this case, in the configuration for preventing the hue pulsation, it is conceivable to detect and correct the pulsation of the color difference signal.
[0064]
In the above-described embodiments, the case where the luminance level pulsation due to flicker is prevented by controlling the gain of the AGC circuit and the gain of the amplifier circuit that amplifies the luminance signal has been described. For example, when an amplifier circuit that amplifies the output signal of the CCD solid-state image sensor is separately arranged, when the signal level of the imaging result is corrected equivalently by controlling the reference signal in the analog-digital conversion circuit or the digital-analog conversion circuit The configuration of various signal level correction means can be widely applied.
[0066]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a television camera has been described. However, the present invention is not limited to this, and an imaging apparatus having a recording function such as a camera-integrated video tape recorder, The present invention can be widely applied to an imaging device having a communication function such as a mobile phone, an imaging device incorporated in a personal computer, and the like.
[0067]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, when the luminance level of the imaging result is detected and flicker is prevented by feedback control, a predicted value of the incident light amount is obtained, and the gain of the amplifier circuit is controlled based on the predicted value. By doingAnd sureIn fact, flicker can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a television camera according to a first embodiment of the present invention.
2 is a chart for explaining the operation of the television camera of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a television camera according to a second embodiment of the present invention.
4 is a characteristic curve diagram showing characteristics of an amplifier circuit in the television camera of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a television camera according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a time chart for explaining imaging at a power supply frequency of 60 [Hz].
FIG. 7 is a time chart for explaining imaging at a power supply frequency of 50 [Hz].
[Explanation of symbols]
1, 21 and 31 ... Television camera, 3 ... CCD solid-state imaging device, 7, 27, 37 ... Digital signal processor, 9 ... Color difference signal processing circuit, 11 ... Luminance signal processing circuit, 13 ... Optical Detection circuit, 14, 24, 34 ... Microcomputer

Claims

An image sensor for outputting an imaging result;
Signal level correction means for correcting the signal level of the output signal of the image sensor;
Luminance level detection means for performing signal processing on the output signal of the signal level correction means, detecting the luminance level of the output signal in field units, and outputting a luminance level detection result;
Control means for controlling the operation of the signal level correction means based on the luminance level detection result,
The control means includes
Correcting the luminance level detection result by a correction amount by the signal level correction means, and generating a light amount detection result indicating an incident light amount of the image sensor;
Delaying the light amount detection result by a predicted flicker period to generate a delayed light amount detection result,
Based on the light amount detection result and the corresponding delayed light amount detection result, a predicted value of the light amount detection result of the subsequent field is generated,
An image pickup apparatus that controls a correction amount by the signal level correction unit based on a predicted value of the light amount detection result so that the luminance level detection result becomes a predetermined value.

The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an exposure control unit configured to perform exposure control based on the luminance level detection result.

An image sensor for outputting an imaging result;
Signal level correction means for correcting the signal level of the output signal of the image sensor;
A method for controlling an imaging apparatus, comprising: a luminance level detection unit that performs signal processing on an output signal of the signal level correction unit, detects a luminance level of the output signal in units of fields, and outputs a luminance level detection result;
A light amount detection processing step of correcting the luminance level detection result by a correction amount by the signal level correction unit and generating a light amount detection result indicating an incident light amount of the image sensor;
A delay processing step of delaying the light amount detection result for a predicted flicker period to generate a delayed light amount detection result;
A step of a prediction process for generating a predicted value of the light quantity detection result of the subsequent field based on the light quantity detection result and the corresponding delayed light quantity detection result;
And a control processing step of controlling a correction amount by the signal level correction means so that the luminance level detection result becomes a predetermined value based on a predicted value of the light amount detection result. Control method.