JPH0951481A

JPH0951481A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH0951481A
Application number: JP7198716A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Todaka; 義弘戸高; Hiroaki Yoshimi; 博章嘉見; Noriyuki Iura; 則行井浦; Naoki Yamamoto; 直樹山本; Tomoyuki Kurashige; 知行倉重; Takuya Imaide; 宅哉今出
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Video and Information System Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Advanced Digital Inc
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】簡便な露出システムで、動画撮像と静止画撮
像を両立できる小型で安価な撮像装置を提供すること。【構成】動画撮像時の露出制御では、電子シャッタス
ピードを異常に上昇させないように予め定めてメモリし
ておいた絞り値と電子シャッタスピードの特性曲性に従
って、絞りと電子シャッタにより露出制御する。静止画
撮像命令がなされた後は、絞りを閉鎖するとともに電荷
掃き出しによる電子シャッタを実施し、静止画の露出時
間を比較的短かめに保つ。【効果】静止画撮像を比較的短い露光時間で行なうの
で、動解像度の低下を抑えた静止画を撮影することがで
きるとともに、絞り閉鎖の大部分を露出に利用するの
で、絞り閉鎖時間のバラツキが露出に大きな影響を与え
ないようにでき、露出誤差の少ない適性レベルの静止画
露出を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家庭用ビデオカメラなど
の撮像装置に係り、特に、動画のほかに静止画を撮像可
能とした撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画および静止画の撮像が可能な撮像装
置の公知例としては、例えば特開昭５９−１９４５７５
号公報に記載の撮像装置が挙げられる。この先願公報に
おいては、絞りを開閉させて静止画撮像を行う撮像装置
が開示されている。

【０００３】しかしながら、一般的に家庭用ビデオカメ
ラの撮像部で用いられている絞り装置は、直流電流計等
のメータ類でよく用いられているようなコイルと永久磁
石を用いて、コイルの電流により生じた磁界と永久磁石
のそれとの間で生じる反発／吸引力と、絞りの羽根自体
にバネにより付勢力を持たせ、この２つの力のバランス
により特定の絞り値を確保する、いわゆるメータ式の簡
単な駆動部を持つ絞り装置が多い。

【０００４】このような構成の絞り装置は、元々高速に
動作させることは配慮されておらず、そのため、高速動
作させるためには、絞り装置に新たに高速のサーボルー
プを付加し、応答性を向上させる必要がある。

【０００５】したがって、メータ式の駆動部をもつ絞り
装置を用いると、上記した先願公報において開示されて
いるような効果を得るために必要な、静止画撮像時にお
ける絞りの高速開閉動作を行なわせることは困難であ
る。

【０００６】そのため、従来、実際に静止画撮像を行な
う場合には、絞りとは別に高速開閉動作が可能な機械式
シャッタを設け、静止画撮像のための開閉動作はこれを
用いて行うケースが多い。

【０００７】この点を改良し、通常の動画用の絞りを用
いて静止画を撮影できるように構成した撮像装置を、本
願発明者らは特願平６−１９３１９４号において提案し
た。この特願平６−１９３１９４号における従来技術
を、先願提案Ａと呼び、以下これについて説明する。な
お、本発明は、この先願提案Ａをベースにしてさら別の
観点からの改良を行った、安価で量産性に優れた撮像装
置における露光制御技術に関するものであって、その詳
細は後述から明らかとなる。

【０００８】さて、上記の先願提案Ａの撮像装置は、静
止画撮像を行なう前に、先ず、動画撮像を行なう。そし
て、その撮像における動画撮像の絞り制御、すなわち、
絞り値とシャッタ速度により被写体の明るさを検出す
る。その後、動画で制御していたままの絞りの開口径か
ら絞りを急速閉鎖し、閉鎖後に撮像素子をいわゆる１行
のフルフレーム読み出しすることにより、高画質な静止
画のフルフレーム画像信号を得ようとする撮像装置とな
っている。

【０００９】このような撮像装置を家庭用ビデオカメラ
で安価に構成しようとする場合、先ほど述べたように、
絞り装置の急速閉鎖が困難なので絞りの閉鎖時間が長く
かかる。そのため、シャッタ時間が長くならざるを得な
くなり、スローシャッタの弊害である手ブレ等の原因と
なる。

【００１０】そこで、先願提案Ａでは、シャッタの閉鎖
途中で撮像素子の光電変換電荷を掃き出し、実質的に短
いシャッタ時間を実現している。

【００１１】しかし、後ほど説明するが、このような方
法で短時間のシャッタ時間を得ようとする場合、絞りの
閉鎖時間がばらつくことがあるので、静止画の露出量が
バラつき、正確な露出ができない欠点がある。そのた
め、前記先願提案Ａでは、絞りの閉鎖時間のバラツキと
露出量のバラツキとに強い相関を有することを見い出
し、それを利用し露出精度を向上させるようにしてい
る。

【００１２】すなわち、露出の際の閉鎖時間を測定し、
その時間で静止画の信号処理回路のゲインを制御するこ
とによりバラツキを吸収し、精度の高い露出制御を実現
するようにしている。

【００１３】このように、先願提案Ａによれば、安価に
高速シャッタが実現でき、ユーザーにとって求めやすい
スチルカメラ機能を具備した撮像装置を、容易に構築で
きる特徴がある。

【００１４】以下、この先願提案Ａによる撮像装置の動
作を、図１９および図２０を用いて説明する。

【００１５】図１９において、（Ａ）は絞りの特性、
（Ｂ）はシャッタパルスである。（Ｃ）は、撮像センサ
をインターライン型ＣＣＤセンサとした場合の、画素の
電荷を垂直ＣＣＤに転送する転送パルスであり、このタ
イミングでＣＣＤセンサの露光期間が終了する。（Ｅ）
は、ＣＣＤセンサを電子シャッタ制御するための掃出し
パルスであり、図では「ハイ」の間が電荷の掃き出しを
実行するとする。（Ｆ）は、垂直同期信号を示す垂直同
期パルスであり、説明の便宜上、各フィールドを区別す
る番号を、Ｖ１，Ｖ２，……として示してある。

【００１６】先ず、動画露出期間は、通常のビデオカメ
ラと同様に、（Ｅ）の掃出しパルスにより電子シャッタ
と、（Ａ）の絞りとを併用しながら、撮像素子上に露光
を与え、動画の露出制御を実施する。この場合の、絞り
とシャッタ時間できまる露出量を、ＥＸ１，ＥＸ２，Ｅ
Ｘ３……で示す。

【００１７】この動画露出制御において、絞り値Ｆａと
シャッタ速度Ｔａで表わされる露出量が求まる。この値
により、被写体の明るさが推定できるので、静止画露出
においては、動画の露出量に基づいて静止画用の露出量
を求め、露出制御を行なう。通常、動画では画素混合読
み出し、静止画では１行フレーム読み出しなので、静止
画では感度が半分となり、そのため、通常、動画での露
出量の２倍の露出量を静止画で与える。これを露出量Ｅ
Ｘ５で示す。

【００１８】露出量が多く必要な場合には、（Ｅ）の掃
出しパルスによる電子シャッタを利用した露出量ＥＸ５
ａと、フィールド期間を利用した露出量ＥＸ５ｂと、絞
りの閉鎖時間を利用した露出量ＥＸ５ｃとにより、全体
の露出量ＥＸ５を得る。しかし、露出に要するシャッタ
時間が長いので、動いている被写体ではブレが生じてし
まう場合がある。

【００１９】そこで、これを防止するように構成したも
のが、図２０に示す露出制御である。図２０において、
（Ａ）は絞り特性であり、本例では絞り値Ｆｂの場合を
示している。（Ｇ）は図２０の露出制御の場合のシャッ
タパルス、（Ｈ）は転送パルス、（Ｉ）は掃出しパルス
であり、その他の図１９と同符号を有するパルスは、同
一作用を有するパルスである。また、先と同様に説明の
便宜上、各フィールドを区別する番号を、Ｖ１１，Ｖ１
２，……として示してある。

【００２０】図１９の場合と同じく、先ず、動画露出期
間は通常のビデオカメラと同様に、（Ｉ）の掃出しパル
スにより電子シャッタと、（Ａ）の絞りとを併用しなが
ら、撮像素子上に露光を与える動画露出制御を実行す
る。この場合の、絞りとシャッタ時間できまる露出量
を、ＥＸ１１，ＥＸ１２，ＥＸ１３……で示す。

【００２１】この動画露出制御において、絞り値Ｆｂと
シャッタ速度Ｔｂで表わされる露出量が求まる。この値
により、被写体の明るさが推定できるので、静止画露出
においては、動画の露出量に基づいて静止画用の露出量
を求め露出制御を行なう。通常、動画では画素混合読み
出し、静止画では１行フレーム読み出しなので、静止画
では感度が半分となり、そのため、前述したように、通
常、動画での露出量の２倍の露出量を静止画で与える。
これを露出量ＥＸ１５で示す。

【００２２】このように静止画露出を行なうが、この場
合、図１９の例と比べて、動画撮像での電子シャッタ速
度Ｔｂを短くして、逆に絞りを開放側に制御し、露出量
ＥＸ１１，ＥＸ１２，……を得るためのシャッタ時間を
少なくしている。このため、静止画露出において、その
露出量ＥＸ１５を得るためのシャッタ時間は少なくて済
み、ブレの可能性が下がってくる特徴がある。

【００２３】さらに、図２０に示すように、Ｖ１５の終
わりで絞りを急速閉鎖しシャッタ動作を行なわせるが、
同時に、（ロ）の静止画掃出し時間により、閉鎖開始か
ら幾分かのセンサの光電変換電荷を掃き出すことによ
り、露出量ＥＸ１５を得ており、そのため、絞りの閉鎖
に要する時間より短い露出時間を得ている。

【００２４】このような動画露出制御と静止画露出制御
を行なうことにより、高速の静止画露出が可能となる。
しかし、以上のような高速シャッタを実施する場合、動
画の露出制御の用途に向け製作された絞りを用いてシャ
ッタ動作を行なわせているので、絞りの閉鎖動作に起因
する問題が生じてくる。

【００２５】それは、絞り自体が、もともと急速閉鎖に
対して設計されていないので、閉鎖する場合の露出制御
特性を示す絞り閉鎖特性（例えば、閉鎖時間に対する絞
りの開口面積）が、閉鎖動作を行なう度にバラツキを示
すことである。

【００２６】これを、図２１に示す。同図は絞りの閉鎖
特性（Ａ）を示し、時間ｔに対して、絞りがどのような
閉鎖カーブを示すかを表わしている。絞りは、姿勢差に
よる閉鎖時の絞り羽根等の摩擦の違いや、ガタのため、
絞り閉鎖に要する時間がばらつく。

【００２７】図２１に示すように、通常は、ほぼ正常閉
鎖軌跡１０ａで示す軌跡で閉鎖するが、場合によって
は、露出過大１０ｂや、露出過小１０ｃで示す閉鎖軌跡
のようなカーブで閉鎖してしまう。そのため、露出量自
体がばらついてしまう。

【００２８】さらに、この絞り閉鎖特性のバラツキは、
シャッタ速度を短く設定するほど、静止画の露出量に影
響を与える。それを図２２及び図２３で示す。図２２，
２３において、（Ａ）はそれぞれ絞りの閉鎖特性、ま
た、（Ｊ），（Ｋ）は掃出しパルスであり、図２３の掃
出しパルス（Ｋ）の方が、図２２の掃出しパルス（Ｊ）
に比べて掃出し時間を長く設定してある。

【００２９】このため、露出時間自体、図２３の方が小
さくなり、高速のシャッタ時間が得られる。しかし、最
もバラツキの大きく現れる部分のみが露出に利用される
ため、同じ絞り閉鎖特性のバラツキでも、図２３での露
出の場合の方がバラツキが大きくなる。

【００３０】このため、高速シャッタを行なうほど、絞
りのバラツキによる露出誤差が大きくなってくる。

【００３１】これを回避するため、前記先願提案Ａで
は、絞り閉鎖時間、あるいは、絞り値をリアルタイムで
測定することにより、露出量を測定し、その値により得
られた静止画の映像信号の信号処理において、振幅レベ
ルの調整を行ない、補正をかけることによりバラツキを
吸収するようにしている。

【００３２】このような、絞りの閉鎖特性の測定結果に
基づき、静止画の撮像信号のレベル補正を行なうことに
より、信号出力の結果として露出誤差の抑えられた、バ
ラツキの無い良好な静止画撮像が行える。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような、絞り特性のリアルタイム測定に基づく信号レ
ベル補正による、バラツキ吸収を行なった良好な撮像装
置においても、別の観点から見れば、更に改良すべき点
を有している。

【００３４】それは、リアルタイム測定に使用する高速で高精度な測定回路
が必要。絞りのバラツキの最も大きくなる部分を使用しなけれ
ばならないような、それほどまでの高速シャッタを狙わ
なくてもよい撮像装置も、製品の品揃えの中にはある。といった観点からすると、従来の方式は過剰性能ではな
いかという反省と、もっと簡便に求める性能を得る構成
がないか、ということが課題となる。

【００３５】そのため、本発明においては、絞りの閉鎖
特性のバラツキを補正するという考えを修正し、閉鎖動
作（閉鎖時間）バラツキはそのままで、絞りの閉鎖動作
のバラツキによる露出の誤差が、求める露出精度から逸
脱しない程度の、高速シャッタ速度を有する静止画露出
制御を実現できる撮像装置を提供することを、目的とす
る。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本発明では上記の目的を
達成するため、次の手段を用いる。１．動画撮影時に、絞り値と電子シャッタ速度を検知
し、撮像信号レベルを維持しつつ、その検知した絞り値
とシャッタ速度が、予め記憶した絞り値と電子シャッタ
速度の特性曲線上に位置するように、絞り値と電子シャ
ッタ速度を制御する第１の手段。２．動画撮像時の予め定めた絞りと電子シャッタ速度の
特性曲線として、電子シャッタ速度が異常に早く、か
つ、異常に遅くならないように設定した特性曲線を設定
し、それを記憶しておく第２の手段。３．静止画撮像時に、絞りの閉鎖動作の開始以降に電荷
を掃き出すことにより、短い露出時間で静止画の露出を
行う第３の手段。

【００３７】

【作用】第１の手段により、動画撮像時の露出制御で
は、第２の手段において定められた特性曲線上の位置に
絞り値と電子シャッタ速度を維持し、露出制御する。静
止画撮像の実行の命令がシャッタボタン（レリーズボタ
ン）により入力された後は、第３の手段により絞りを閉
鎖しつつ、これに連動させて電子シャッタを用いて電荷
を掃き出すことにより、センサ上での光電変換を行なう
時間を短くするので、例え、絞り装置の応答が遅く絞り
の閉鎖に時間を要しようとも、短い露出時間を得ること
が可能となり、高速シャッタで撮像した静止画が得られ
る。

【００３８】さらに、第２の手段により、電子シャッタ
速度を異常に上昇させないので、静止画のシャッタ露出
時間も異常に短くならず、例え、絞りの閉鎖時間がばら
ついても、そのバラツキが露出量全体に与える誤差が少
なくて済むため、静止画の露出に要求される露出精度を
逸脱しないようにすることができる。

【００３９】しかも、第２の手段では、動画撮像におい
てある程度の電子シャッタ速度は保っているので、静止
画撮像でもシャッタ速度を高く保つことができ、スロー
シャッタによる手ブレ等の問題を回避できる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示した各実施例によ
って説明する。

【００４１】先ず、本発明の１実施例を説明する。図１
は、本発明の１実施例に係る撮像装置の構成を示す図で
ある。

【００４２】同図において、１はレンズ、２は絞り、３
は撮像素子、４は動画と静止画を生成するための信号処
理回路、５は絞り駆動回路、５１は絞り２の絞り値を検
出する絞り検出回路、６は電子シャッタ駆動回路、７は
出力端子、８はレリーズボタン、９はシステム全体の制
御を司るマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称
す）、９１は動画撮像時における絞り値と電子シャッタ
速度の制御特性曲線を記憶するＡＥ特性メモリである。
ここで、マイコン９は、本構成の撮像装置における統括
制御処理を実行するものである。

【００４３】上記の絞り駆動回路５，電子シャッタ駆動
回路６は、マイコン９から送出される制御信号である絞
り値制御信号１００，電子シャッタスピード制御信号１
０１により、それぞれ制御される。

【００４４】また、絞り２の絞り値は、絞り検出回路５
１からの検出信号である絞り検出信号１０２により検出
される。

【００４５】動画における露出量から静止画における露
出の設定をどのように行なうかは、「従来の技術」の項
における前記した先願提案Ａの説明より明らかであるの
で、その詳細は省略し、発明の実施例を説明するのに特
に必要となる場合のみ、必要部分を説明する。

【００４６】図１に示す構成おいて、レンズ１，絞り２
を経て撮像素子３に入射した光は、電気信号に変換され
た後、信号処理回路４に入力される。信号処理回路４で
は、入力された電気信号を放送規格であるＮＴＳＣ等の
映像信号に変換して、出力端子７に出力するとともに、
信号量情報１０３をマイコン９に出力する。マイコン９
では、この信号量情報１０３に基づき、電子シャッタス
ピード制御信号１０１，絞り値制御信号１００を出力
し、シャッタスピード，絞り値を制御する。なお、これ
は以下の各例においても同様である。

【００４７】図２は、本実施例における動画撮像時の露
出制御特性の１例を示した図である。同図の縦軸は絞り
値を、横軸は電子シャッタスピードを示している。

【００４８】なお、この特性図及び以下の各特性図にお
いて、絞り値の増加は絞り開口面積の減少を示し、露出
量としては少なくなる。同様に、電子シャッタスピード
においては、スピードの増加はシャッタ時間の減少を意
味し、露出量としては少なくなる。

【００４９】これは、絞り値，電子シャッタスピードの
特性として、被写体の明るさの増加に応じて増加する量
を選んで表示し、被写体の照るさと同一方向の増加量を
持たせることにより、動画の露出制御動作の動きを理解
しやすくするためである。

【００５０】また、動画撮像において、被写体の明るさ
に応じて特性曲線上に沿って、自動的に絞りとシャッタ
を変更することから自動露出制御、いわゆるプログラム
ＡＥ（Auto Exposure ）と呼ぶこととする。また、絞り
とシャッタスピードの組み合わせを示す特性を表わした
特性図を、プログラム線図と呼ぶ。

【００５１】図２の制御特性では、被写体の照明条件が
低照度から高照度に変化し入射光量が増加方向の場合に
は、動画の信号レベルを一定に保つため、絞り値制御信
号１００は変えずに、先ず、電子シャッタスピード制御
信号１０１によって電子シャッタの速度が次第に高速に
なる。さらに光量が増加し、電子シャッタスピード制御
信号１０１によるシャッタスピードがＳＳａの値となる
と、絞り２の絞り値をＦａまで増加させる。更に明るく
なると、電子シャッタスピードを上昇させ露出制御を行
なうが、電子シャッタ速度がＳＳｂとなると、再び、絞
り値を増加させＦｂとする。更に明るくなった場合、電
子シャッタスピードの上限を設け、それ以上は絞りを変
化させ露出制御を行なうことにより、電子シャッタスピ
ードの異常な増加を抑え、静止画露出のシャッタ速度の
上昇を抑える。

【００５２】被写体の明るさが減少する場合には、図２
の破線で示すように、シャッタスピードＳＳｂより更に
一定量だけ減少した時点で絞り値をＦｂからＦａに変更
する、ヒステリシスも持たせた動作を行なわせ、動作の
安定を図る。絞りがオープンになる場合も同様である。

【００５３】このようなＡＥ特性曲線で動画時の露出制
御を行なうことにより、静止画の露出時間を異常に高め
ることが無くなり、絞り閉鎖のバラツキによる露出誤差
を抑えることが可能となる。

【００５４】もちろん、このような特性曲線は図２に限
ったものでなく、静止画時のシャッタ時間を異常に増加
させないものであれば良いことは言うまでも無く、様々
な特性を持たせることが可能である。

【００５５】次に、上記のような条件の特性をもつ、動
画撮像時の露出制御特性（プログラム線図）の他の１例
を図３に示し、以下説明する。同図の縦軸は絞り値を、
横軸は電子シャッタスピードを表し、照度に応じて絞り
値と電子シャッタスピードを設定し、制御する。

【００５６】図３に示した本例では、絞り値がＦｏｐｅ
ｎ，Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃで一時固定されるようなＡＥ特性
を持つ場合を示す。

【００５７】電子シャッタスピードが上昇し、ＳＳｄと
なった場合には絞りを一段絞り、電子シャッタスピード
が低下し、ＳＳｃとなった場合には絞りを一段開けるこ
とにより、電子シャッタスピードを異常に上昇させるこ
とが無く、しかも、被写体が明るい場合には、電子シャ
ッタスピードを異常に低下させることが無いので、静止
画での露出時間を不用意に短くすることが無くなり、絞
り閉鎖特性のバラツキの影響の受けにくい、しかも、あ
る程度高速の露出時間の露出制御を行なうことが可能と
なる。

【００５８】ところで、絞り閉鎖の特性において、絞り
閉鎖は絞りに一定の閉鎖トルクかかかることにより閉ま
り、従って、加速度的に絞りの開口径が小さくなる動作
特性を持っている。

【００５９】また、絞りの径が小さい位置から絞りの閉
鎖動作を開始すると、絞りの閉鎖ストロークが短いの
で、絞り閉鎖に要する時間は短くて済む。

【００６０】そのため、被写体が明るくなって、動画で
の絞りの開口径が減少するのに伴って、掃出しの期間を
長くしなくても静止画の露出時間は短くなってくる。

【００６１】このため、被写体の明るさが強い場合に
は、絞りの閉鎖全体を使用しても十分短い露出時間が得
られることになり、露出バラツキの少ない静止画露出が
可能となる。

【００６２】従って、図２，図３に示すように被写体の
明るさが強くなって、電子シャッタスピードの上限を固
定しても、掃出し時間を長く必要としなくなり、露出精
度の確保された露出制御を実現することができる。

【００６３】なお、絞りの閉鎖開始タイミングは、前記
図１９，２０上では垂直同期信号期間付近として説明し
ているが、１例としては、インターライン形ＣＣＤの例
では、垂直ＣＣＤへの転送直後に絞りの閉鎖動作を開始
すればよい。

【００６４】ところで、以上のプログラム線図は、如何
に無理なく、かつ適度な高速シャッタ速度を得ることを
目的として設定されているが、このほかに照明条件等に
よっても、さらに配慮すべき問題点がある。

【００６５】それは、たとえば蛍光灯下において、照明
光が明滅している場合に電子シャッタスピードを高速に
すると、動画撮影の露出タイミングおよび露出期間と、
照明光の照明タイミングおよび点灯期間によって、動画
出力にフリッカが発生することである。

【００６６】これは、例えば、ヨーロッパにおいて蛍光
灯に供給される電源が５０Ｈｚで、かつ、撮像装置がＮ
ＴＳＣ方式であった場合、蛍光灯の明滅の周波数は１０
０Ｈｚで、また動画出力のフィールド画の周波数は６０
Ｈｚであるので、１００と６０の最大公約数である２０
Ｈｚのフリッカが発生することはよく知られている。し
かも、このフリッカは蓄積時間が短くなれば、その発生
する大きさも大きくなる。

【００６７】ただし、アメリカ合衆国で使用する場合、
蛍光灯に供給される電源の周波数は６０Ｈｚで、その明
滅周波数は１２０Ｈｚであるので、通常はフリッカの現
象は検知されない。

【００６８】しかし、電源の周波数と動画出力のフィー
ルド画の周波数とが共に６０Ｈｚである場合にも、動画
の電子シャッタスピードが高くなり蓄積時間が短くなる
と、厳密にはフィールド画の周波数と電源の周波数とが
完全には一致しておらず、そのため、明滅の位相と光電
変換期間の位相のずれにより、フリッカ状の明滅が生ず
るようになる。

【００６９】従って、静止画にはフリッカは現れない
が、静止画以前に撮像している動画には現れてくる。

【００７０】すなわち、静止画としては問題ではなくて
も、静止画撮像の前の動画を出力する段階でフリッカが
現れることは、静止画撮影のためのフレーミング等を行
なう際に、非常に目立つものであり、装置全体の評価を
下げるので抑圧すべきものである。

【００７１】このような観点から構成した、本発明の他
の１実施例に係る撮像装置の構成を図４に示し、その動
作を説明するための動画撮像時の露出制御特性（プログ
ラム線図）の１例を図５に示す。なお、図４において図
１と均等なものには同一符号を付し、その説明は重複を
避けるために割愛する。

【００７２】図４において、９２は、マイコン９の中の
制御を行なうコントロール部を改めて示したブロックで
あり、９３は、信号量情報１０３の周期的変化に基づ
き、被写体の照明光がフリッカ成分を含んでいるか否か
を検出するフリッカ検出部である。

【００７３】本実施例の動作は、次のように行なわれ
る。先ず、フリッカ検出部９３によりフリッカを検出し
たなら、検出信号はコントロール部９２に入力される。
この検出信号によりコントロール部９２は、ＡＥ特性メ
モリ９１の特性線図から、フリッカを抑圧するような特
性線図を選択し、それに従って動画撮像のＡＥ制御を実
施する。このため、フリッカの無い動画撮像が可能とな
る。

【００７４】次に、図５に示す特性図を用いて、更に具
体的に本実施例を説明する。図５のプログラム線図は、
図３のプログラム線図に比べて、電子シャッタスピード
がＳＳｆを中心に設定されていることが特徴である。蛍
光灯用の電源周波数が５０Ｈｚで、撮像装置がＮＴＳＣ
方式の動画出力である場合に、２０Ｈｚのフリッカが発
生するが、蛍光灯の明滅周波数が１００Ｈｚであるの
で、撮像素子３の蓄積時間を１／１００秒とすると、毎
フィールドの露出量が同一となってフリッカが抑圧され
る。この時間が電子シャッタスピードＳＳｆである。

【００７５】図５のプログラム線図にしたがって制御を
行なえば、被写体の照度変化に伴なって電子シャッタス
ピードが変化する。丁度、ＳＳｆになった場合にフリッ
カが抑圧され、外れるにしたがってフリッカが生じてく
るが、外れる量を小さく抑えることにより、フリッカの
発生量を抑えることが可能となる。

【００７６】この図５でのプログラム線図をもとに静止
画撮像をする場合、電子シャッタスピードが長いので、
当然、静止画のシャッタ速度も上昇しない。

【００７７】そこで、図４のフリッカ検出部９３によ
り、マイコン９に入力される信号量情報１０３が周期的
に変動しフリッカが生じているどうかを判定し、フリッ
カが生じていない場合には図３のプログラム線図で、フ
リッカが生じている場合には図５のプログラム線図を用
いてそれぞれ制御すれば、どのような照明条件下でも適
度なシャッタ速度の静止画が得られる。

【００７８】なお、この２つのプログラム線図におい
て、特定の照度においては各プログラム線図で特定の絞
り値が決まるので、プログラム線図を切換える場合に
は、その絞り値になるように絞り値を徐々に変更し、同
時に露出量が変化しないように電子シャッタスピードも
変更すれば、プログラム線図の切換えに伴う動画の画面
の乱れを抑えることが可能となることはもちろんであ
る。

【００７９】また、蛍光灯下で、一旦、図５のプログラ
ム線図で制御が行なわれると、撮像素子３からの信号に
はフリッカ成分が無くなるので、被写体の照明によるフ
リッカが発生する状況か否かの判別が困難となる。

【００８０】そこで、通常は、屋内あるいは屋外かのど
ちらかで最初から撮影する場合が多いので、まず、図３
のプログラム線図により制御を始めた後、フリッカを検
出したなら、改めて、図５のプログラム線図による制御
に切換え、それを続行することによりフリッカを抑圧す
れば十分である。

【００８１】また、一旦、図５のプログラム線図による
制御に入った後、照明の大きな変化などで照明が変更さ
れたと判定したならば、フリッカの抑圧が必要無くなっ
た可能性が大きいので、再び、図３のプログラム線図で
制御し、より高速のシャッタ速度の静止画を得ようする
ことも、もちろん可能である。

【００８２】この場合には、フリッカが発生する状況に
あるか否かの検出を確実に行なう必要がある。これを実
現する１つの例としては、照明光の周期的変化を検出す
るセンサを別に設けてマイコン９に取り込み、フリッカ
の発生する状況か否かを判別し、プログラム線図を変更
する方法がある。

【００８３】また、別の切換えの例としては、図５のプ
ログラム線図による制御に移行した場合、一旦、シャッ
タ速度をＳＳｆから少し変更し、その場合にフリッカ成
分を検出するか否かにより、照明光がフリッカを発生さ
せる条件かどうかを判別してもよい。

【００８４】この場合、プログラム線図上で電子シャッ
タスピードがＳＳｆから外れている場合には、単にフリ
ッカの有り無しを検出すればよいが、電子シャッタスピ
ードがＳＳｆに近い場合には、故意に電子シャッタスピ
ードを変更する必要がある。そこで、この電子シャッタ
スピードの故意の変更によるフリッカの検出は、照明の
明るさが変化した場合や一定時間毎に行なえば、動画の
出力に大きな影響を与えなくて済む。

【００８５】もちろん、信号処理回路４自体に、可変利
得回路を設けて、信号量が多い場合には利得を減少さ
せ、少ない場合には利得を増加させることにより、フリ
ッカをキャンセルする方法もあるが、電子シャッタスピ
ードが高くなりフリッカの量が大きくなると、キャンセ
ルするための利得の変化量が大きくなり、Ｓ／Ｎの劣化
等の問題が生じるようになる。

【００８６】そのため、回路によるフリッカキャンセル
を行なう場合にも、電子シャッタスピードを制御してフ
リッカの発生する量を、あらかじめ低く抑えておく必要
が有ることは言うまでもない。

【００８７】さらに、以上の図３および図５のプログラ
ム線図を組み合わせた、動画撮像時の露出制御特性（プ
ログラム線図）も実現可能であり、それを図６に示す。

【００８８】本例は、フリッカを発生させる周期性のあ
る明滅を持つ照明は、人口的照明であり、その照度は高
くない場合が多いので、ある程度の照度までは、フリッ
カを抑圧する電子シャッタスピードＳＳｆを中心に制御
し、それ以上の照度では、電子シャッタスピードＳＳｔ
を中心に制御することにより、高速のシャッタ速度の静
止画を得ることを狙ったプログラム線図の例である。

【００８９】この場合、図４のフリッカ検出部９３は必
要無く、図１の構成で発明が実現できることは言うまで
も無い。

【００９０】以上、絞り優先の自動露出制御によるプロ
グラム線図の例をあげてきたが、これに限らないことは
いうまでもなく、フィルムカメラ等で実施している、絞
りとシャッタスピードとに優先順位を設けない（絞り開
度とシャッタスピードとを同時に変化させる）プログラ
ムＡＥ（Auto Exposure ）を実現したプログラム線図と
同様な、動画の露出制御を行なってもよいことはいうま
でもない。

【００９１】しかし、本発明による撮像装置における静
止画撮像の場合には、絞り閉鎖開始後の撮像素子３の掃
き出し時間を大きくして、絞り２の閉鎖直前の露出だけ
により超高速シャッタを実現することは、絞り閉鎖時間
がばらつくので実現困難であり、そのため電子シャッタ
スピードをむやみに高くできないことは前述したとおり
である。従って、本発明による撮像装置では、この電子
シャッタスピードの制限を考慮する必要があり、このた
め、フィルムカメラと全く同様に自由にプログラムＡＥ
の設定を行なうことは困難である。

【００９２】本発明による撮像装置における、ある領域
内では絞りとシャッタスピードに優先順位を設けないよ
うにした、いわゆるプログラムＡＥの特性を持たせたプ
ログラム線図の１例を図７に示す。同図において、適宜
設定された電子シャッタスピードＳＳｘからＳＳｙまで
の領域は、図中の線図で設定した絞りとシャッタ速度で
露出制御を行なう。

【００９３】この場合の静止画の露出制御は、いままで
説明してきた制御方法と同様に、プログラム線図上の数
点の絞り値からの絞り閉鎖特性を予め測定しておき、そ
れから撮像素子３の掃き出し時間を求めて制御し、それ
以外の点の掃き出し時間等は、内挿により求めた値によ
って制御すればよいことはいうまでもない。

【００９４】さらに、フリッカを検出した場合のプログ
ラムＡＥのプログラム線図を図８に示す。本プログラム
線図によれば、どのように明るいフリッカを含む照明光
でも、フリッカを抑圧した動画撮影が可能である。

【００９５】図８の本プログラム線図では、静止画撮影
での高速シャッタ速度が望めないので、例えば、図７の
プログラム線図と適宜に切換えて、静止画露出制御を行
なえば所望の特性を得ることが可能となる。その際の、
図８と図７との切換え等の制御は、図５，図３において
説明した方法と同様であるので詳細は省略する。

【００９６】もちろん、図６と同様に、図７と図８を合
成したプログラム線図も可能であり、それを図９に示
す。プログラム線図の設定の狙いは、図６と同様なので
詳細の説明は省く。

【００９７】さらには、種々のプログラム線図を用意し
ておき、それを撮影者が選択して使用してもよいことは
いうまでもなく、その場合のプログラム線図の例を図１
０に示す。同図において、Ｐ０からＰ４は種々のプログ
ラム線図を示しており、そのなかに、図９のプログラム
線図であるＰ１を含めておけば、このＰ１を選択するだ
けで無難な静止画像を撮影できるので、使い勝手を向上
させることが可能となる。

【００９８】しかし、以上の実施例の動作を別の観点か
ら見れば、次のような疑問点が起こってくることは容易
に考えられる。

【００９９】その１例として、先の実施例では測光を行
う動画撮像におけるフリッカ対策のため、シャッタ時間
を１／１００秒といった時間に設定するとしたが、その
ため、静止画のシャッタ速度も同程度の速度しか得られ
ないということである。

【０１００】すなわち、センサのダイナミックレンジが
十分ある場合、通常、ＣＣＤセンサは、動画撮像では２
ライン混合読み出しで、静止画撮像では１行フレーム読
み出しを行わせるので、静止画の感度が１／２となり、
同一露出量を得るためには静止画では２倍の露出量を必
要とする。そのため、静止画のシャッタ速度は１／５０
秒となる。

【０１０１】もちろん、信号処理回路のゲインを変更
し、動画と同程度のシャッタ速度とすることは可能であ
るが、いずれにしろ、静止画のシャッタ速度は動画のシ
ャッタ速度から大きくずれて設定されることはない。

【０１０２】従って、フリッカのある照明光の条件下で
も、１／１００秒程度の比較的早いシャッタ速度で、良
好な動画及び静止画の映像画像を得ることができるの
で、通常は問題ないが、例えば非常に明るい蛍光灯照明
条件下で早いシャッタ速度を使用して静止画の撮影を行
いたいという、少し特殊な撮影の希望がある場合には、
その希望に沿えないことになる。

【０１０３】この点を解決するために、先に説明したよ
うに、信号処理回路４自体に可変利得回路を設け、フリ
ッカ成分を利得の変更で除去しつつ電子シャッタ速度を
上げる制御を行うことにより、フリッカの発生する照明
条件下でも、フリッカの発生を抑圧しつつ動画の電子シ
ャッタ速度を上げれば、静止画のシャッタ速度も上昇さ
せることができ、高速シャッタを実現することが可能と
なる。

【０１０４】このような方法を用いれば、どのような照
明条件下でも、明るくさえあれば高速シャッタが可能と
なることが分かる。

【０１０５】ただし、先ほど述べたように、Ｓ／Ｎの確
保等のためフリッカキャンセルのキャンセル量の設定に
は上限があり、従って、シャッタ速度を上昇できる量に
上限があることは言うまでもない。この上限の設定につ
いては、もちろん、フリッカの発生状態とＳ／Ｎの劣化
等を勘案して許容限度に設定することになり、いわゆ
る、設計事項の問題となる。

【０１０６】以上、フリッカ成分を含む照明条件下での
高速の電子シャッタによる動画撮影を説明したが、この
ような高速のシャッタ速度を設定したために、静止画撮
影で配慮しなければならない問題が新たに生じてくる。

【０１０７】すなわち、フリッカのある照明条件下でも
撮影した静止画がフリッカすることはないが、照明光が
明滅しているので、シャッタの露出タイミングよっては
照明光の明滅の滅の部分で露出を行い、暗い静止画の撮
像画となる場合がある。

【０１０８】これは、本発明の撮像装置が、静止画の露
出の前に動画撮像により露出条件を決めて、その後、静
止画撮像を行うので、照明光の明滅の状態に無関係に露
出を行うことが原因である。

【０１０９】これを、図１１，図１２，図１３を用いて
説明する。同各図においては、照明光として電源周波数
が５０Ｈｚの蛍光灯を想定し、動画撮像として例えばＮ
ＴＳＣ方式のカメラを考え１／６０秒のフィールド周波
数を持つとする。また、簡単のために、その照明光の明
滅が（Ｌ）で示すようにサイン波形の絶対値で変化する
と想定する。

【０１１０】図１１〜図１３における（Ｍ−１）〜（Ｍ
−３）は、電子シャッタ時間を示し、動画撮像の場合の
蓄積時間を表す。（Ｎ）は垂直同期信号であるＶパルス
を示し、（Ｏ−１）〜（Ｏ−３）は、照明光（Ｌ）を電
子シャッタ時間（Ｍ−１）〜（Ｍ−４）の時間でそれぞ
れ積分した場合の積分値を示し、映像信号の大きさに対
応する。もちろん、それぞれの照明光の積分値は、フリ
ッカ等の挙動を表現するために照明光（Ｌ）の特定期間
を積分して示したものであり、実際の映像信号はこれに
絞りの露出制御作用が加わるので、平均出力として標準
レベルが出力されることは言うまでもない。

【０１１１】なお、本例では光の強さをサイン波形とし
て説明しているが、蛍光灯の螢光体の発光特性によって
は積分値が変化する。しかし、フリッカの挙動について
は同じであるので、サイン波形をもとにして実施例を説
明する。

【０１１２】図１１は、通常の動画撮像で、電子シャッ
タを駆動させない１／６０秒のシャッタ速度の場合の例
である。同図の照明光の積分値（Ｏ−１）の波形図に記
入して示した数値が、露出量を表す積分値であり、その
値は照明光（Ｌ）とＶパルス（Ｎ）が図のような位相関
係にある場合のものである。

【０１１３】図１１から直ちに分かるように、３フィー
ルド周期で積分値が脈動しており、映像信号中にフリッ
カ成分が含まれる。

【０１１４】図１２は、電子シャッタ速度（Ｍ−２）を
１／１００秒とした場合であり、照明光（Ｌ）の光をど
の位相で積分しても積分値は一定であり、フリッカ成分
は無くなる。

【０１１５】次に、電子シャッタ速度を更に上昇させた
場合の挙動を示した例が図１３である。同図において、
電子シャッタ速度（Ｍ−３）は１／５００秒の場合であ
り、その場合の積分値（Ｏ−３）から分かるように、積
分値の最大値と最小値は３倍以上となり、かなり厳しい
フリッカ成分が映像信号中に含まれてくる。

【０１１６】これは、シャッタ速度を上げるほど更に大
きくなることが、以上の図と説明より容易に分かる。

【０１１７】図１３のようなシャッタ速度で動画撮像を
行い、その後、静止画で同様なシャッタ速度の露出を行
うと想定すると、露出タイミングによっては３倍以上の
露出バラツキが発生することになる。

【０１１８】もちろん、以上の説明から明らかなよう
に、静止画のシャッタ速度を１／１００秒とすれば、全
くフリッカの影響の出ない露出、すなわち、どのタイミ
ングで撮影を行っても露出バラツキの無い露出で撮影が
可能であることは言うまでもなく、そのため、静止画の
シャッタ速度が１／１００秒となるように、動画のＡＥ
特性の特性曲線を設計すれば、更に良好な撮影が行え
る。

【０１１９】この場合、前述したように、静止画の場合
の感度が動画に比べて低いので、いま、感度差が２倍で
あるとすると、静止画で１／１００秒のシャッタ速度を
実現するためには、動画では１／２００秒の電子シャッ
タ速度を保つ必要がある。そのため、動画ではフリッカ
が発生するが、それを信号処理回路４の利得を周期的に
可変して抑圧すればよいことはもちろんである。

【０１２０】この場合、前記図５，図６，図８，図９，
図１０の電子シャッタスピードＳＳｆが、１／２００秒
となることは言うまでもない。

【０１２１】また、静止画撮像と動画撮像とでの感度の
差を、信号処理の増幅度で補正する場合には、補正量に
応じた静止画と動画のシャッタ速度の組み合わせが可能
であることは言うまでも無い。例えば、静止画のセンサ
感度が６ｄＢだけ低いとし、それを３ｄＢだけ増幅度を
上げることで補う場合には、残り３ｄＢ分だけの差が総
合的な感度差となるので、静止画の露出量を３ｄＢ分だ
け多くする必要がある。

【０１２２】そこで、この場合、静止画で１／１００秒
のシャッタ速度の露出量とするなら、動画では３ｄＢ分
だけ露出量を少なくし、シャッタ速度としては約１／１
４０秒のシャッタ速度で露出制御を行えばよい。これと
同様に、それぞれの組み合わせに応じたプログラムＡＥ
特性線図の設計を行えばよいが、詳細は省略する。

【０１２３】また、１／１００秒のシャッタ時間でフリ
ッカ成分は除去できるが、静止画の撮影において１／１
００秒に必ずしも設定する必要の無いことはもちろんで
ある。

【０１２４】これは、当然のことであるが静止画にはフ
リッカが現れないので、静止画のシャッタ速度が１／１
００秒からずれていても露出のバラツキが許容限度内な
らば、十分実用となる静止画像が得られるためである。

【０１２５】このことは、絞りの閉鎖によるシャッタ動
作で静止画を露出する本発明においては好都合である。
すなわち、図２１に示したように、絞りのシャッタ動作
では絞りが徐々に閉じるように動作するので、動画撮像
の瞬時に開閉の動作が終了する電子シャッタのように
は、単純にはシャッタの開いている時間を規定できな
い。そのため、電子シャッタのような正確なシャッタ時
間を規定することは困難であるが、露出量自体は予め絞
りの閉鎖特性のデータを測定しておくことにより設定で
きるので、露出のバラツキはあるが、実用上十分な露出
精度が得られることとなる。もちろん、更に露出精度を
向上させることが可能であることは言うまでもない。

【０１２６】そこで、次に、フリッカ成分を除去するに
適したシャッタ時間から大きくはずれた高速シャッタを
行う場合の、静止画露出の露出精度を向上させる実施例
を、図１４に示す波形図をもとに以下説明する。

【０１２７】なお、本実施例を実現するための撮像装置
の構成は前記図４と同一なので、波形図をもとに説明す
る。

【０１２８】本例は、図１３と同一の電子シャッタ速度
を想定している。そのため、照明光（Ｌ）の積分値（Ｏ
−４）で示すように、約３倍の撮像信号レベルの差が現
れ、３フィールド周期の２０Ｈｚのフリッカとなる。こ
のフリッカを、信号処理回路４で増幅度を変えることに
より抑圧する。

【０１２９】図１４中において、（Ｔ）は照明光の積分
値（Ｏ−４）の平均値を示す。この場合、平均値（Ｔ）
は約０．４０であり、フリッカの抑圧自体は、この平均
値（Ｔ）からの照明光積分値（Ｏ−４）のずれ分を、圧
縮または伸長するように信号処理回路４で増幅度を変更
すればよい。

【０１３０】例えば、Ｖ１の期間の信号としては、平均
値より、Ｖ１での積分値／平均値＝０．６０／０．４０＝１．５の比だけ映像信号のレベルが大きくなるので、この場合
１／１．５だけ、すなわち、−３．５ｄＢだけゲインを
変更すればよい。他のＶ期間についても同様である。

【０１３１】なお、ここで、照明光の積分値（Ｏ−４）
をもとに説明したが、実際には、照明光（Ｌ）で照明さ
れた被写体の撮像信号を信号処理回路４において積分
し、その積分値を用いればよいことは言うまでもない。

【０１３２】動画の撮像信号におけるフリッカ成分は以
上のように抑圧されるが、照明光の脈動による静止画の
露出誤差は依然として残る。

【０１３３】しかし、本実施例では、絞り閉鎖タイミン
グを変更することにより、照明光の脈動のタイミングに
合わせてシャッタの閉鎖を行い脈動の影響を少なくし、
露出誤差を抑圧する。

【０１３４】この場合の動作を、以下説明する。照明光
のフリッカは、本例では、２０Ｈｚであるが、撮像装置
のフィールド周波数の６０Ｈｚは、実際には６０Ｈｚよ
り低いので、おおむね、３フィールド周期のフリッカで
あるが、そのレベルは更に低い周波数で変動している。
しかし、数フィールドの短期間を想定した場合、３フィ
ールド周期で同じレベルの映像信号レベルが得られる。

【０１３５】そこで、シャッタパルス（Ｐ）がＶ５のタ
イミングで入力されたなら、照明光の積分値（Ｏ−４）
が最大となるフィールドで、静止画のシャッタを実行す
るように制御を行う。

【０１３６】さらに、静止画のシャッタの開いている期
間を、動画の電子シャッタが開いている期間と同位相と
するように、絞り閉鎖パルス（Ｑ）と掃出しパルス
（Ｒ）とを制御する。

【０１３７】図１４では、露出遅延量（Ｕ）に示す分だ
け静止画の露出制御を遅延させ、タイミングを合わせ制
御する例を示している。

【０１３８】さらに、静止画シャッタの露出としては動
画の場合の露出量を基準に決めているので、フリッカが
ある場合には平均値（Ｔ）が露出の基準となる。そのた
め、本例による静止画の露出では平均値以上の露出が得
られるので、先ほどの動画のフリッカの抑圧と同様に、動画を継続した場合の露出量／平均の露出量＝０．６０
／０．４０＝１．５の逆数のゲイン制御、すなわち、平均値より−３．５ｄ
Ｂのゲイン制御を行えば、良好な静止画の撮像が行え
る。

【０１３９】なお、このような制御を行う場合、静止画
のシャッタ時間は動画のシャッタ時間と同程度とするこ
とが前提である。

【０１４０】しかし、このように動画のシャッタ速度と
静止画のシャッタ速度を同じとする場合、前述のよう
に、センサの感度差のため静止画のゲインを上げる必要
があり、Ｓ／Ｎが劣化する。しかし、フリッカの脈動下
における静止画の高速シャッタを行うという意志を撮影
者が持つ以上、許される選択であると考えられ、問題な
いと思われる。

【０１４１】なお、本例では、−３．５ｄＢのゲイン調
整により露出エラーを補正するとしたが、シャッタ時間
をその分だけ短くしても同様の効果があることは言うま
でもない。

【０１４２】また、静止画のシャッタのタイミングは、
照明光の積分値が最大となるＶ７のタイミングにおい
て、露出制御を行うとして説明したが、もちろん、どの
ようなタイミングとしても良いことは言うまでもなく、
その場合、ゲイン等による補正は、そのタイミングで得
られるであろう照明光の積分値（Ｏ−４）のレベルを補
正するような値で行う必要がある。

【０１４３】以上、波形図を用いて説明した本実施例の
構成例を図１５に示す。なお、図に１５おいて図４と均
等なものには同一符号を付し、その説明は重複を避ける
ため割愛する。

【０１４４】図１５において、４１は積分回路であり、
撮像素子３からの映像信号を積分し、ゲインコントロー
ルによるフリッカ抑圧のための照明光の積分値を求め
る。この回路出力の平均値からのズレを補正するよう
に、信号処理回路４で映像信号のレベルを制御し、フリ
ッカを抑圧する。

【０１４５】なお、図１５では、センサからの映像信号
を積分し、それをフリッカの抑圧信号として用い、フィ
ードフォワード型の抑圧をするような構成としたが、こ
れに限らないことはもちろんである。例えば、信号処理
回路４の出力を積分して、この積分値にフリッカが含ま
れないようにフィードバック型の抑圧制御とすることも
可能である。

【０１４６】この場合、フリッカ検出部９３の入力信号
としてフリッカが抑圧された信号を用いる場合には、入
力信号としてフリッカ成分がなくなる。しかし、フリッ
カが発生して場合には、フリッカ抑圧のためのフィード
バック型の抑圧制御のゲインが周期的に脈動しているの
で、これを検出してフリッカ検出としても良いことは言
うまでもない。

【０１４７】次に、以上述べた静止画でのフリッカの影
響を抑圧することを狙った露出制御特性の例を図１６に
示し、以下説明する。

【０１４８】基本的には、図９の特性と変わらない。図
１６において、ＳＳｆ２は、静止画でのフリッカの影響
を少なくするために、静止画で例えば１／１００秒のシ
ャッタ速度を得るために必要な動画での電子シャッタ速
度を求めて設定した場合のシャッタ速度である。

【０１４９】いま、静止画に比べ動画のセンサの感度が
２倍あるとし、それを露出量だけで補うとした場合、静
止画のシャッタ速度である１／１００秒の場合の露出量
の半分の露出量を与える１／２００秒が求める電子シャ
ッタ速度である。

【０１５０】また、フリッカの影響を抑圧する静止画の
シャッタ速度が、他にも考えられることは勿論であり、
例えば１／５０秒としてもよい。

【０１５１】また、ＳＳｂは動画のフィールドの時間を
示したものであり、前述までの特性図で示していた動画
でのＡＥ特性の電子シャッタ速度は、基本的にこの時間
が最大となる。

【０１５２】ただし、動画においても、更に低いシャッ
タ時間を用いてフィールド周期より長い間欠的な動画出
力でもよい場合には、ＳＳｂは更に長いシャッタ時間と
なることは言うまでもない。

【０１５３】ところで、以上の実施例において、フリッ
カの影響を抑圧するために信号処理回路４のゲインを制
御したが、このゲイン制御を、静止画露光のための露出
制御に利用することができるのは勿論である。

【０１５４】この増幅度を適宜変更して露出制御が可能
な点が、フィルムカメラのプログラムＡＥと根本的に異
なる点である。

【０１５５】この実施例を図１７に示す。同図におい
て、動画露出制御に用いることが可能な制御量として、
電子シャッタ速度，絞り値，増幅度があるので、それぞ
れを軸とする３次元のＡＥ特性図としてある。

【０１５６】同図において、増幅度が０の場合の絞り値
と電子シャッタスピードのプログラム線図の特性は、図
１６で示したものと同一の特性を有するとして、例示し
ている。

【０１５７】被写体の照度が下がりレンズ１への入射光
量が減少すると、増幅度を上昇させることにより、さら
に低照度の被写体にでも十分な信号量を得られるように
露出制御する。

【０１５８】このような低照度で信号処理回路４の増幅
度を上昇させることは、通常のビデオ撮影でもよく行わ
れているが、本実施例では、静止画撮像にまで行うこと
が特徴である。

【０１５９】通常、静止画の撮像ではシャッタ時間を十
分長くとることが可能であるので、低照度被写体ではシ
ャッタ時間を長くして露光量を増加し、十分な信号量を
得るようにしている。そのため、異なったフィルム感度
のフィルムを使用する場合と同様に、感度切り換えに増
幅度の変更を行っている場合が多い。

【０１６０】しかし、本発明では、動画撮像で測光を行
っているので、当然、電子ビューファインダー等で被写
体像を確認しつつ、フレーミング等の撮影操作を行うと
考えられる。

【０１６１】そのため、図１７のＡＥ特性とすることに
より、増幅度を上げて映像信号のレベルを上昇させ、見
やすい画面とすることが可能となるため、操作性の優れ
た撮像装置が提供できることになる。

【０１６２】さて、このような低照度撮影の場合、動画
撮像では増幅度を上げ、信号レベルを確保することにな
るが、この結果を用いて静止画撮像をする場合には、増
幅度は抑えたままでシャッタ時間を長くして露出量を稼
ぎＳ／Ｎの良好な静止画を得るのか、あるいは、増幅度
を上げたままで短いシャッタ時間で手振れを防いだ静止
画を得るのか、の選択が可能となる。

【０１６３】この場合、それぞれの撮影での長所がある
ので、各構成図中においてレリーズボタン８で示したも
のと同様に、撮像装置に選択ボタンを設け、撮影者の選
択に任せることにより、使い勝手を向上させることがで
きるのは勿論である。

【０１６４】増幅度を可変することを利用した他の実施
例を図１８に示し、以下説明する。

【０１６５】同図は、被写体の照度が低下し絞り値が例
えばＦａとなった場合、増幅度を上昇させて信号量の低
下を防ぐことにより、絞りの開放への動きを抑圧する特
性を持たせたプログラム線図の例である。

【０１６６】この特性の結果、本例では、絞りが特定値
より開放側に開きにくくし、ピントずれを抑えることが
可能となる。すなわち、いわゆる、被写界深度を深く保
つ特性を、プログラムＡＥ特性に持たせたものである。

【０１６７】さらに照度が低下した場合には、絞りを開
放し信号量を確保することも同図において示している。

【０１６８】この場合の静止画の露出制御においても、
前述した、Ｓ／Ｎ優先の制御か、あるいは、シャッタ速
度優先の制御か、の選択が可能であることはいうまでも
ないが、前述と同様であるので詳細は略する。

【０１６９】以上、様々な特性線図を示し実施例を説明
してきたが、もちろん、実際に最適な条件に設定された
プログラム線図を設計するためには、絞りの閉動作特性
等の各部の特性が確定した後、最終的に設定されるべき
ものであることは言うまでも無い。上述まで説明してき
た各特性例では、課題に対する解決のポイントのみを示
してあり、更に詳細な特性の設定は、個々の製品に応じ
た設計事項となることはもちろんである。

【０１７０】従って、以上の説明中で述べた、異常に早
い、又は、異常に早い速度は、実際の製品中でその値が
定められるものであることは言うまでもない。

【０１７１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、汎用のビ
デオカメラで使用される絞りを用いて、動画撮像と静止
画撮像とを両立した撮像装置を小型で安価に実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る撮像装置の構成図であ
る。

【図２】本発明の実施例による露出制御特性の１例を示
す説明図である。

【図３】本発明の実施例による露出制御特性の１例を示
す説明図である。

【図４】本発明の他の１実施例に係る撮像装置の構成図
である。

【図５】本発明の実施例による露出制御特性の１例を示
す説明図である。

【図６】本発明の実施例による露出制御特性の１例を示
す説明図である。

【図７】本発明の実施例による露出制御特性の１例を示
す説明図である。

【図８】本発明の実施例による露出制御特性の１例を示
す説明図である。

【図９】本発明の実施例による露出制御特性の１例を示
す説明図である。

【図１０】本発明の実施例による露出制御特性の１例を
示す説明図である。

【図１１】本発明の実施例による露出制御手法を説明す
るための説明図である。

【図１２】本発明の実施例による露出制御手法を説明す
るための説明図である。

【図１３】本発明の実施例による露出制御手法を説明す
るための説明図である。

【図１４】本発明の実施例による露出制御手法を説明す
るための説明図である。

【図１５】本発明の更に他の１実施例に係る撮像装置の
構成図である。

【図１６】本発明の実施例による露出制御特性の１例を
示す説明図である。

【図１７】本発明の実施例による露出制御特性の１例を
示す説明図である。

【図１８】本発明の実施例による露出制御特性の１例を
示す説明図である。

【図１９】先願提案による露出制御手法を説明するため
の説明図である。

【図２０】先願提案による露出制御手法を説明するため
の説明図である。

【図２１】先願提案による露出制御手法を説明するため
の説明図である。

【図２２】先願提案による露出制御手法を説明するため
の説明図である。

【図２３】先願提案による露出制御手法を説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

１レンズ２絞り３撮像素子４信号処理回路５絞り駆動回路６電子シャッタ駆動回路７出力端８レリーズボタン９マイコン（マイクロコンピュータ）４１積分回路５１絞り検出回路９１ＡＥ特性メモリ９２コントロール部９３フリッカ検出部１００絞り制御信号１０１電子シャッタスピード制御信号１０２絞り検出信号１０３信号量情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者嘉見博章神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者井浦則行神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者山本直樹神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者倉重知行神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立画像情報システム内 (72)発明者今出宅哉茨城県ひたちなか市稲田1410番地株式会社日立製作所パーソナルメディア機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、該撮像素子における光電変換電荷を掃き出すことに
よりこの電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御手
段と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞りを制御
する絞り制御手段とを具備し、前記絞りを閉鎖すること
による静止画撮像が可能な撮像装置において、動画撮像時における前記絞りの絞り値と前記電子シャッ
タ制御手段による電子シャッタ時間との予め設定された
組み合わせで規定される動画露出制御特性を、記憶する
動画露出制御特性記憶手段と、前記動画露出制御特性に応じて、前記絞り値と前記電子
シャッタ時間を、前記絞り制御手段と前記電子シャッタ
制御手段とにより制御する動画露出制御手段と、動画撮像時の露出量に基づいて静止画撮像の露出量を求
め、前記絞りの閉鎖により静止画撮像の露出を行なう静
止画露出制御手段と、を有することを特徴とする撮像装
置。
【請求項２】請求項１記載において、前記動画露出制御特性の前記電子シャッタ時間を、短め
に設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、該撮像素子における光電変換電荷を掃き出すことに
よりこの電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御手
段と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞りを制御
する絞り制御手段とを具備し、前記絞りを閉鎖すること
による静止画撮像が可能な撮像装置において、動画撮像時における前記絞りの絞り値と前記電子シャッ
タ制御手段による電子シャッタ時間との予め設定された
組み合わせで規定される第１の動画露出制御特性を、記
憶する動画露出制御特性記憶手段と、被写体の照明光に周期的な明滅が存在するか否かを検出
するフリッカ検出手段と、を有し、前記照明光と前記撮像素子のフィールド周波数とにより
映像信号に発生するフリッカを抑圧する電子シャッタ時
間を設定する抑圧用露出制御特性を、第２の動画露出制
御特性として前記動画露出制御特性記憶手段に併せて記
憶し、前記フリッカ検出手段がフリッカの存在を検出した場
合、前記動画露出制御特性記憶手段の前記第２の動画露
出制御特性（抑圧用露出制御特性）に基づき、前記電子
シャッタ時間を設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】請求項３記載において、電源投入時には前記第１の動画露出制御特性に従って、
前記フリッカ検出手段がフリッカを検出した場合には前
記第２の動画露出制御特性（抑圧用露出制御特性）に従
って、前記電子シャッタ時間と前記絞りを制御すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項５】請求項１記載において、前記動画露出制御特性を用いた撮像の際に、被写体の明
るさが一定値以下の場合には、前記電子シャッタ時間を
特定の時間の付近に設定することを特徴とする撮像装
置。
【請求項６】請求項５記載において、前記の特定の時間を１／１００秒としたことを特徴とす
る撮像装置。
【請求項７】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、該撮像素子における光電変換電荷を掃き出すことに
よりこの電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御手
段と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞りを制御
する絞り制御手段とを具備し、前記絞りを閉鎖すること
による静止画撮像が可能な撮像装置において、前記光学像の光電変換による映像信号を積分する積分回
路と、該積分回路による積分値の平均値からズレを検出して、
前記映像信号のレベルを補正し、照明光の周期的な明滅
の照明条件下でのフリッカを抑圧するフリッカ抑圧手段
と、動画撮像時における前記絞りの絞り値と前記電子シャッ
タ制御手段による電子シャッタ時間との予め設定された
組み合わせで規定される動画露出制御特性を、記憶する
動画露出制御特性記憶手段と、前記動画露出制御特性に応じて、前記絞り値と前記電子
シャッタ時間を、前記絞り制御手段と前記電子シャッタ
制御手段とにより制御する動画露出制御手段と、動画撮像時の露出量に基づいて静止画撮像の露出量を求
め、前記絞りの閉鎖により静止画撮像の露出を行う静止
画露出制御手段と、を有することを特徴とする撮像装
置。
【請求項８】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、該撮像素子における光電変換電荷を掃き出すことに
よりこの電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御手
段と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞りを制御
する絞り制御手段とを具備し、前記絞りを閉鎖すること
による静止画撮像が可能な撮像装置において、動画撮像時における前記絞りの絞り値と前記電子シャッ
タ制御手段による電子シャッタ時間との予め設定された
組み合わせで規定される第１の動画露出制御特性を、記
憶する動画露出制御特性記憶手段と、前記光学像の光電変換による映像信号を積分する積分回
路と、該積分回路による積分値の平均値からズレを検出して、
前記映像信号のレベルを補正し、照明光の周期的な明滅
の照明条件下でのフリッカを抑圧するフリッカ抑圧手段
と、前記絞りを閉鎖することによる静止画撮像のシャッタ時
間を前記周期的な明滅による露出量のバラツキを抑圧す
る特定の時間とするように、動画撮像時における前記絞
りの絞り値と前記電子シャッタ制御手段による電子シャ
ッタ時間との予め設定された組み合わせで規定される静
止画のフリッカ抑圧用露出制御特性を、第２の動画露出
制御特性として前記動画露出制御特性記憶手段に併せて
記憶し、フリッカの存在を検出した場合、前記動画露出制御特性
記憶手段の前記第２の動画露出制御特性（静止画のフリ
ッカ抑圧用露出制御特性）に基づき、前記電子シャッタ
時間を設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】請求項８記載において、前記特定の時間を１／１００秒としたことを特徴とする
撮像装置。
【請求項１０】入射した光学像を光電変換する撮像素
子と、該撮像素子における光電変換電荷を掃き出すこと
によりこの電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタ制御
手段と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞りを制
御する絞り制御手段とを具備し、前記絞りを閉鎖するこ
とによる静止画撮像が可能な撮像装置において、前記撮像素子からの信号を処理し映像信号とする信号処
理回路の増幅度を変更する可変増幅器と、動画撮像時における前記可変増幅器の増幅度と前記絞り
の絞り値と前記電子シャッタ制御手段による電子シャッ
タ時間との予め設定された組み合わせで規定される動画
露出制御特性を、記憶する動画露出制御特性記憶手段
と、前記動画露出制御特性に応じて、前記絞り値と前記電子
シャッタ時間を、前記絞り制御手段と前記電子シャッタ
制御手段とにより制御する動画露出制御手段と、動画
撮像時の露出量に基づいて静止画撮像の露出量を求め、
前記絞りの閉鎖により静止画撮像の露出を行なう静止画
露出制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】請求項１０記載において、前記動画露出制御特性の前記増幅度を、前記入手した光
学像の明るさの低下に応じて上昇せしめるように設定す
ることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】請求項１０記載において、前記動画露出制御特性の前記絞り値と前記増幅度を、前
記絞り値が開放となる以前に前記増幅度を上昇せしめ、
増幅度の上昇の後、前記絞り値が開放に向かうように設
定することを特徴とする撮像装置。