JPH1098650A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH1098650A JPH1098650A JP8250764A JP25076496A JPH1098650A JP H1098650 A JPH1098650 A JP H1098650A JP 8250764 A JP8250764 A JP 8250764A JP 25076496 A JP25076496 A JP 25076496A JP H1098650 A JPH1098650 A JP H1098650A
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】点滅光源下でのフリッカ量の増大を抑圧できる
高画質のテレビカメラを得る。 【解決手段】信号電荷蓄積時間が制御される光電変換素
子２より出力される信号Ａを増幅する可変利得増幅器５
を設け、光電変換素子２の信号電荷蓄積時間が、フリッ
カを抑圧する値（関東地域：１／１００±０．５Ｔ
H秒、関西地域：１／１２０±０．５ＴH秒）のときに、
可変利得増幅器５の利得を制御して、入射する光の光量
の増減に対して出力信号Ｂの信号量を一定にする。
高画質のテレビカメラを得る。 【解決手段】信号電荷蓄積時間が制御される光電変換素
子２より出力される信号Ａを増幅する可変利得増幅器５
を設け、光電変換素子２の信号電荷蓄積時間が、フリッ
カを抑圧する値（関東地域：１／１００±０．５Ｔ
H秒、関西地域：１／１２０±０．５ＴH秒）のときに、
可変利得増幅器５の利得を制御して、入射する光の光量
の増減に対して出力信号Ｂの信号量を一定にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばテレビカメ
ラなどの撮像装置に係り、特に蛍光灯照明下で発生する
フリッカを自動的に抑圧する制御機能を備えた撮像装置
に関する。
ラなどの撮像装置に係り、特に蛍光灯照明下で発生する
フリッカを自動的に抑圧する制御機能を備えた撮像装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビカメラに代表される撮像装置は、
光情報を光電変換素子を用いて信号電荷に変換し、ＮＴ
ＳＣ方式などのテレビ信号方式に合致するように信号電
荷を順次読み出す方法を採用している。
光情報を光電変換素子を用いて信号電荷に変換し、ＮＴ
ＳＣ方式などのテレビ信号方式に合致するように信号電
荷を順次読み出す方法を採用している。
【０００３】このような撮像装置は、蛍光灯照明下で撮
影する場合に、フリッカを発生するという問題がある。
蛍光灯照明（光源）は、商用電源周波数（ｆPとする）
の２倍の周波数で点滅している。このような点滅光源下
での撮影では、光電変換素子の１素子（画素）に着目し
た信号電荷蓄積時間（ＴSとする）と、点滅光源の周期
（ＴLとする）に差があると、その差分に等しい周波数
（ｆFとする）のフリッカが発生する。
影する場合に、フリッカを発生するという問題がある。
蛍光灯照明（光源）は、商用電源周波数（ｆPとする）
の２倍の周波数で点滅している。このような点滅光源下
での撮影では、光電変換素子の１素子（画素）に着目し
た信号電荷蓄積時間（ＴSとする）と、点滅光源の周期
（ＴLとする）に差があると、その差分に等しい周波数
（ｆFとする）のフリッカが発生する。
【０００４】例えば、画素の信号電荷蓄積時間ＴSを１
／６０秒で行った場合には、関東地域の蛍光灯の点滅周
期ＴLは１／１００秒であるために、蓄積信号が１／２
０秒の周期で変化して、ｆF＝２０Ｈｚのフリッカが発
生する。
／６０秒で行った場合には、関東地域の蛍光灯の点滅周
期ＴLは１／１００秒であるために、蓄積信号が１／２
０秒の周期で変化して、ｆF＝２０Ｈｚのフリッカが発
生する。
【０００５】このフリッカを抑圧する１つの具体例が、
特開平０１−２０４５７８号公報に記載されている。こ
の従来例においては、光電変換素子の信号電荷蓄積時間
を光源点滅周波数の整数倍となるように制御している。
この従来例の回路においては、照明光の点滅周波数を２
ｆPとすると、光強度Ｌ（ｔ）は次式のように表すこと
ができる。
特開平０１−２０４５７８号公報に記載されている。こ
の従来例においては、光電変換素子の信号電荷蓄積時間
を光源点滅周波数の整数倍となるように制御している。
この従来例の回路においては、照明光の点滅周波数を２
ｆPとすると、光強度Ｌ（ｔ）は次式のように表すこと
ができる。
【０００６】
【数１】
【０００７】ここで、ｍは、光の変調度を表す。
【０００８】信号電荷蓄積時間をＴSとすると、信号電
荷量Ｑ（ｔ）は次式で得られる。
荷量Ｑ（ｔ）は次式で得られる。
【０００９】
【数２】
【００１０】ここで、Ａは、光電変換部の光電変換率を
表す。
表す。
【００１１】したがって、信号電流ｉ（ｔ）は次式で表
される。
される。
【００１２】
【数３】
【００１３】ここで、Ｇ（ＴS）は、次式で表される。
【００１４】
【数４】
【００１５】（数３）式の第２項は変動項であり、フリ
ッカを表す。また、（数４）式はそのフリッカの強度を
表す。（数４）式より、
ッカを表す。また、（数４）式はそのフリッカの強度を
表す。（数４）式より、
【００１６】
【数５】
【００１７】の関係を満たせば、フリッカを抑圧するこ
とができる。
とができる。
【００１８】以上より、点滅周波数２ｆPを検出し、
（数５）式を満足するように信号電荷蓄積時間ＴSを設
定すれば良い。
（数５）式を満足するように信号電荷蓄積時間ＴSを設
定すれば良い。
【００１９】この従来例の回路においては、照明光の点
滅周波数２ｆPを検出し、（数５）式を満足する（ある
いは、ほぼ満足する）ように光電変換素子の信号電荷蓄
積時間ＴSを制御するようにしている。
滅周波数２ｆPを検出し、（数５）式を満足する（ある
いは、ほぼ満足する）ように光電変換素子の信号電荷蓄
積時間ＴSを制御するようにしている。
【００２０】従って、関東地域の場合はｆP＝５０Ｈｚ
であるので、信号電荷蓄積時間ＴSは、（数５）式よ
り、ＴS＝１／（２ｆP）＝１／１００秒となる。
であるので、信号電荷蓄積時間ＴSは、（数５）式よ
り、ＴS＝１／（２ｆP）＝１／１００秒となる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】さて、従来のテレビカ
メラなどの撮像装置では、光源からの光量に対する光電
変換素子の信号電荷量を、機械的な絞りや光電変換素子
の信号電荷蓄積時間によって制御している（以下、露光
制御という）。例えば、光量の多い被写体を撮影する場
合には、絞りを絞るか、信号電荷蓄積時間ＴSを短くす
る。したがって、絞り機構を持たないテレビカメラで
は、入射する光の光量によっては、信号電荷蓄積時間Ｔ
Sを前記１／１００秒よりも短くしなければならない。
しかしながら、蛍光灯照明のような点滅光源下で撮影す
る場合には、信号電荷蓄積時間を短くすると、それに連
れてフリッカ量が増大してしまうという問題がある。
メラなどの撮像装置では、光源からの光量に対する光電
変換素子の信号電荷量を、機械的な絞りや光電変換素子
の信号電荷蓄積時間によって制御している（以下、露光
制御という）。例えば、光量の多い被写体を撮影する場
合には、絞りを絞るか、信号電荷蓄積時間ＴSを短くす
る。したがって、絞り機構を持たないテレビカメラで
は、入射する光の光量によっては、信号電荷蓄積時間Ｔ
Sを前記１／１００秒よりも短くしなければならない。
しかしながら、蛍光灯照明のような点滅光源下で撮影す
る場合には、信号電荷蓄積時間を短くすると、それに連
れてフリッカ量が増大してしまうという問題がある。
【００２２】機械的な絞り機構を持たないカメラの場合
は、前述した理由により光量の多い被写体の撮影時には
フリッカが生じ易い。当然のことながら、このようなフ
リッカは画質を極端に損なうことになる。
は、前述した理由により光量の多い被写体の撮影時には
フリッカが生じ易い。当然のことながら、このようなフ
リッカは画質を極端に損なうことになる。
【００２３】本発明の目的は、機械的な絞りを持たず、
光電変換素子の信号電荷蓄積時間の制御によって入射す
る光の光量変化に対処する撮像装置において、フリッカ
量の増大を抑圧し、高画質を維持することができる撮像
装置を提供することにある。
光電変換素子の信号電荷蓄積時間の制御によって入射す
る光の光量変化に対処する撮像装置において、フリッカ
量の増大を抑圧し、高画質を維持することができる撮像
装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、以下の手段によって達成される。
は、以下の手段によって達成される。
【００２５】すなわち、本発明の第１の観点によれば、
撮像装置は、光電変換素子と、該光電変換素子より出力
される信号を増幅する可変利得増幅器と、該可変利得増
幅器より出力された信号の信号量を検出する信号量検出
回路と、前記信号量検出回路より出力される検出信号に
基づいて前記可変利得増幅器の利得または前記光電変換
素子の信号電荷蓄積時間を決定する演算回路と、該演算
回路の出力に基づいて前記光電変換素子の信号蓄積時間
を制御する信号電荷蓄積時間制御部と、前記演算回路の
出力に基づいて前記可変利得増幅器の利得を制御する可
変利得増幅器制御部を備える。
撮像装置は、光電変換素子と、該光電変換素子より出力
される信号を増幅する可変利得増幅器と、該可変利得増
幅器より出力された信号の信号量を検出する信号量検出
回路と、前記信号量検出回路より出力される検出信号に
基づいて前記可変利得増幅器の利得または前記光電変換
素子の信号電荷蓄積時間を決定する演算回路と、該演算
回路の出力に基づいて前記光電変換素子の信号蓄積時間
を制御する信号電荷蓄積時間制御部と、前記演算回路の
出力に基づいて前記可変利得増幅器の利得を制御する可
変利得増幅器制御部を備える。
【００２６】前記可変利得増幅器は、連続的に利得を変
化させ、または、複数の固定された利得の中から最適な
利得を選定することで、出力信号を一定に保つようにす
る。
化させ、または、複数の固定された利得の中から最適な
利得を選定することで、出力信号を一定に保つようにす
る。
【００２７】本発明の第２の観点に係る撮像装置では、
前述の構成における前記可変利得増幅器を連続的に利得
が変えられるものとして構成すると共に、入射する光の
光量の増減に対して出力信号の信号量を一定にするよう
に、前記演算回路の信号に基づいて前記可変利得増幅器
の利得を制御するよう構成する。
前述の構成における前記可変利得増幅器を連続的に利得
が変えられるものとして構成すると共に、入射する光の
光量の増減に対して出力信号の信号量を一定にするよう
に、前記演算回路の信号に基づいて前記可変利得増幅器
の利得を制御するよう構成する。
【００２８】本発明の第３の観点に係る撮像装置では、
最初に述べた構成において、前記可変利得増幅器は、前
記光電変換素子の信号電荷蓄積時間が点滅光源の点滅周
期の整数倍のときに、入射する光の光量の増減に対して
出力信号の信号量が一定となるように、前記演算回路の
信号に基づいて、複数種類の固定された利得の中から特
定の利得を選定するようになっている。
最初に述べた構成において、前記可変利得増幅器は、前
記光電変換素子の信号電荷蓄積時間が点滅光源の点滅周
期の整数倍のときに、入射する光の光量の増減に対して
出力信号の信号量が一定となるように、前記演算回路の
信号に基づいて、複数種類の固定された利得の中から特
定の利得を選定するようになっている。
【００２９】前記演算回路は、信号電化蓄積時間が１／
（２×商用電源周波数）±０．５ＴH秒（ＴHは水平周
期）内であるときに出力信号量が一定となるように可変
利得増幅器の利得を変える制御信号を発生する。
（２×商用電源周波数）±０．５ＴH秒（ＴHは水平周
期）内であるときに出力信号量が一定となるように可変
利得増幅器の利得を変える制御信号を発生する。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明になる撮像装置の
一実施形態を示している。同図において、１はレンズ、
２は光電変換素子、５は可変利得増幅器、６はアナログ
信号−ディジタル信号変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器とい
う）、７はＡ／Ｄ変換器６より出力された信号の信号量
を検出する信号量検出回路、８は演算回路、９は可変利
得増幅器５の利得Ｇaを制御するための制御部、４は光
電変換素子２の信号電荷蓄積時間ＴSを制御するための
制御部である。
一実施形態を示している。同図において、１はレンズ、
２は光電変換素子、５は可変利得増幅器、６はアナログ
信号−ディジタル信号変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器とい
う）、７はＡ／Ｄ変換器６より出力された信号の信号量
を検出する信号量検出回路、８は演算回路、９は可変利
得増幅器５の利得Ｇaを制御するための制御部、４は光
電変換素子２の信号電荷蓄積時間ＴSを制御するための
制御部である。
【００３１】光電変換素子２は、レンズ１を通って入射
した光情報を電荷に変換する。可変利得増幅器５は、こ
の電荷による信号Ａを増幅して信号ＢとしてＡ／Ｄ変換
器６に入力する。Ａ／Ｄ変換器６は、この信号Ｂをディ
ジタル信号Ｃに変換して、主信号処理部（従来の撮像装
置におけるものと同一であるので図示説明を省略する）
と信号量検出回路７に入力する。信号量検出回路７は、
この信号Ｃの信号量を検出し、検出信号Ｄとして演算回
路８に送る。この演算回路８は、可変利得増幅器５の利
得Ｇaと光電変換素子２の信号電荷蓄積時間ＴSを設定す
るための演算と設定処理を行う。
した光情報を電荷に変換する。可変利得増幅器５は、こ
の電荷による信号Ａを増幅して信号ＢとしてＡ／Ｄ変換
器６に入力する。Ａ／Ｄ変換器６は、この信号Ｂをディ
ジタル信号Ｃに変換して、主信号処理部（従来の撮像装
置におけるものと同一であるので図示説明を省略する）
と信号量検出回路７に入力する。信号量検出回路７は、
この信号Ｃの信号量を検出し、検出信号Ｄとして演算回
路８に送る。この演算回路８は、可変利得増幅器５の利
得Ｇaと光電変換素子２の信号電荷蓄積時間ＴSを設定す
るための演算と設定処理を行う。
【００３２】演算回路８は、フリッカを抑圧するための
信号電荷蓄積時間の範囲を商用電源周波数に関連させて
最小時間Ｔminと最大時間Ｔmaxで規定しておく。信号電
荷蓄積時間ＴSがこのＴmin以上，Ｔmax以下にあるとき
には、信号量検出回路７で得られた検出信号Ｄと予め設
定された基準値Ｅとの比較結果より、可変利得増幅器５
の利得Ｇaを制御して露光制御を行う。一方、信号電荷
蓄積時間ＴSが前記規定範囲を超えた場合は、信号量検
出回路７で得られた検出信号Ｄと予め設定された基準値
Ｅとの比較結果より、信号電荷蓄積時間ＴSによる露光
制御を行う。
信号電荷蓄積時間の範囲を商用電源周波数に関連させて
最小時間Ｔminと最大時間Ｔmaxで規定しておく。信号電
荷蓄積時間ＴSがこのＴmin以上，Ｔmax以下にあるとき
には、信号量検出回路７で得られた検出信号Ｄと予め設
定された基準値Ｅとの比較結果より、可変利得増幅器５
の利得Ｇaを制御して露光制御を行う。一方、信号電荷
蓄積時間ＴSが前記規定範囲を超えた場合は、信号量検
出回路７で得られた検出信号Ｄと予め設定された基準値
Ｅとの比較結果より、信号電荷蓄積時間ＴSによる露光
制御を行う。
【００３３】この演算結果を信号Ｆ1，Ｆ2として、前記
利得制御部９と信号電荷蓄積時間制御部４に入力し、可
変利得増幅器５の利得Ｇaと、光電変換素子２の信号電
荷蓄積時間ＴSを制御する。
利得制御部９と信号電荷蓄積時間制御部４に入力し、可
変利得増幅器５の利得Ｇaと、光電変換素子２の信号電
荷蓄積時間ＴSを制御する。
【００３４】図２は、信号量検出回路７の具体例を示し
ている。１０は積分回路、１１はサンプルホールド回路
（以下、Ｓ／Ｈ回路という）、Φ1は積分リセットパル
ス、Φ2はサンプルホールドパルス（以下、Ｓ／Ｈパル
スという）である。
ている。１０は積分回路、１１はサンプルホールド回路
（以下、Ｓ／Ｈ回路という）、Φ1は積分リセットパル
ス、Φ2はサンプルホールドパルス（以下、Ｓ／Ｈパル
スという）である。
【００３５】以下、信号量検出回路７の動作を図３を参
照して説明する。１フィールド周期毎に、入力信号Ｃを
積分回路１０で積分する（Φ1＝Ｔf）。次に、この積分
信号Ｇを積分リセットパルスΦ1によりリセットする直
前の位相（Ｓ／ＨパルスΦ2）でサンプルホールドする
と、図３に示すようなＳ／Ｈ信号Ｄを得ることができ
る。サンプルホールド回路１１は、このＳ／Ｈ信号Ｄを
検出信号Ｄとして演算回路８に入力する。
照して説明する。１フィールド周期毎に、入力信号Ｃを
積分回路１０で積分する（Φ1＝Ｔf）。次に、この積分
信号Ｇを積分リセットパルスΦ1によりリセットする直
前の位相（Ｓ／ＨパルスΦ2）でサンプルホールドする
と、図３に示すようなＳ／Ｈ信号Ｄを得ることができ
る。サンプルホールド回路１１は、このＳ／Ｈ信号Ｄを
検出信号Ｄとして演算回路８に入力する。
【００３６】図４は、演算回路８における演算方法の具
体例を示している。演算回路８は、信号電荷蓄積時間Ｔ
Sに対して、フリッカを抑制する時間を最小値Ｔminと最
大値Ｔmaxで規定する。この最小値Ｔminと最大値Ｔmax
は、商用電源周波数５０Ｈｚの関東地域では１／（２×
商用電源周波数）±０．５ＴH秒（ＴHは水平周期）＝１
／１００±０．５ＴH秒の値に設定し、商用電源周波数
６０Ｈｚの関東地域では１／（２×商用電源周波数）±
０．５ＴH秒（ＴHは水平周期）＝１／１２０±０．５Ｔ
H秒の値に設定する。
体例を示している。演算回路８は、信号電荷蓄積時間Ｔ
Sに対して、フリッカを抑制する時間を最小値Ｔminと最
大値Ｔmaxで規定する。この最小値Ｔminと最大値Ｔmax
は、商用電源周波数５０Ｈｚの関東地域では１／（２×
商用電源周波数）±０．５ＴH秒（ＴHは水平周期）＝１
／１００±０．５ＴH秒の値に設定し、商用電源周波数
６０Ｈｚの関東地域では１／（２×商用電源周波数）±
０．５ＴH秒（ＴHは水平周期）＝１／１２０±０．５Ｔ
H秒の値に設定する。
【００３７】そして、ステップ５０１において、検出信
号Ｄと基準値Ｅを比較し、両信号が一致しないときには
ステップ５０２，５０３において信号電荷蓄積時間Ｔs
と最小時間Ｔminと最大時間Ｔmaxを比較してＴSがＴmin
以上，Ｔmax以下の場合には、次の演算を行う。ステッ
プ５０４において検出信号Ｄと基準値Ｅとを比較し、Ｄ
＞Ｅ（可変利得増幅器５より出力される信号の信号量Ｄ
が基準値Ｅよりも大きい場合）であるときには、ステッ
プ５０５において可変利得増幅器５の利得Ｇaを小さく
する演算を行なう。ステップ５０６において利得Ｇaと
制御範囲の下限（Ｇmin）を比較し、利得Ｇaが制御範囲
の下限Ｇminを超えるとステップ５０７において利得Ｇa
を下限値Ｇminに固定し、ステップ５０８において光電
変換素子２の信号電荷蓄積時間ＴSを短くする演算を行
なう。
号Ｄと基準値Ｅを比較し、両信号が一致しないときには
ステップ５０２，５０３において信号電荷蓄積時間Ｔs
と最小時間Ｔminと最大時間Ｔmaxを比較してＴSがＴmin
以上，Ｔmax以下の場合には、次の演算を行う。ステッ
プ５０４において検出信号Ｄと基準値Ｅとを比較し、Ｄ
＞Ｅ（可変利得増幅器５より出力される信号の信号量Ｄ
が基準値Ｅよりも大きい場合）であるときには、ステッ
プ５０５において可変利得増幅器５の利得Ｇaを小さく
する演算を行なう。ステップ５０６において利得Ｇaと
制御範囲の下限（Ｇmin）を比較し、利得Ｇaが制御範囲
の下限Ｇminを超えるとステップ５０７において利得Ｇa
を下限値Ｇminに固定し、ステップ５０８において光電
変換素子２の信号電荷蓄積時間ＴSを短くする演算を行
なう。
【００３８】ステップ５０４においてＤ≦Ｅ（可変利得
増幅器５より出力される信号の信号量Ｄが基準値Ｅ以下
の場合）の場合には、ステップ５０９において可変利得
増幅器５の利得Ｇaを大きくする演算を行なう。ステッ
プ５１０において利得Ｇaと制御範囲の上限（Ｇmax）を
比較し、利得Ｇaが制御範囲の上限Ｇmaxを超えるとステ
ップ５１１において利得Ｇaを上限値Ｇmaxに固定し、ス
テップ５１２において信号電荷蓄積時間ＴSを長くする
演算を行なう。
増幅器５より出力される信号の信号量Ｄが基準値Ｅ以下
の場合）の場合には、ステップ５０９において可変利得
増幅器５の利得Ｇaを大きくする演算を行なう。ステッ
プ５１０において利得Ｇaと制御範囲の上限（Ｇmax）を
比較し、利得Ｇaが制御範囲の上限Ｇmaxを超えるとステ
ップ５１１において利得Ｇaを上限値Ｇmaxに固定し、ス
テップ５１２において信号電荷蓄積時間ＴSを長くする
演算を行なう。
【００３９】一方、ステップ５０２，５０３において信
号電荷蓄積時間ＴSが先に規定したフリッカを抑圧する
時間範囲である最小時間Ｔminと最大時間Ｔmaxを超えた
ことを検出した場合には、次の演算を行う。
号電荷蓄積時間ＴSが先に規定したフリッカを抑圧する
時間範囲である最小時間Ｔminと最大時間Ｔmaxを超えた
ことを検出した場合には、次の演算を行う。
【００４０】ステップ５１３において検出信号Ｄと基準
値Ｅとを比較し、Ｄ＞Ｅのときにはステップ５１４にお
て信号電荷蓄積時間ＴSを短くし、Ｄ≦Ｅのときにはス
テップ５１５において信号電荷蓄積時間ＴSを長くする
演算を行なう。
値Ｅとを比較し、Ｄ＞Ｅのときにはステップ５１４にお
て信号電荷蓄積時間ＴSを短くし、Ｄ≦Ｅのときにはス
テップ５１５において信号電荷蓄積時間ＴSを長くする
演算を行なう。
【００４１】そして、これらの演算結果を利得制御部９
及び信号電荷蓄積時間制御部４に送って光電変換素子２
及び可変利得増幅器５を制御する。
及び信号電荷蓄積時間制御部４に送って光電変換素子２
及び可変利得増幅器５を制御する。
【００４２】例えば、前述した特開平０１−２０４５７
８号公報に記載された例と同様に、関東地域（２ｆp＝
１００Ｈｚ）でＮＴＳＣ方式のビデオカメラを使用する
場合には、Ｔmin＝１／１００−０．５ＴH秒、Ｔmax＝
１／１００＋０．５ＴH秒（ＴH：水平周期）としておく
ことにより、（数５）式をほぼ満足し、ＴS＝１／６０
秒に対して、３０ｄＢ以上のフリッカ抑圧効果を得るこ
とができる。
８号公報に記載された例と同様に、関東地域（２ｆp＝
１００Ｈｚ）でＮＴＳＣ方式のビデオカメラを使用する
場合には、Ｔmin＝１／１００−０．５ＴH秒、Ｔmax＝
１／１００＋０．５ＴH秒（ＴH：水平周期）としておく
ことにより、（数５）式をほぼ満足し、ＴS＝１／６０
秒に対して、３０ｄＢ以上のフリッカ抑圧効果を得るこ
とができる。
【００４３】従来の露光制御の様子を図５に示し、本発
明による露光制御の様子を図６に示す。両図において、
横軸は入射する光の光量を、縦軸は出力信号の信号量を
示している。従来、フリッカを抑圧できる範囲（以下、
フリッカ抑圧範囲という）は、関東地域を例にとると１
／１００秒±０．５ＴHで制御できる範囲だけであるの
に対して、本発明では可変利得増幅器５の効果により、
フリッカ抑圧範囲を広げることができる。つまり、フリ
ッカ抑圧範囲が蛍光灯照明の照度範囲となるように可変
利得増幅器５の利得Ｇaの値を制御することができる。
明による露光制御の様子を図６に示す。両図において、
横軸は入射する光の光量を、縦軸は出力信号の信号量を
示している。従来、フリッカを抑圧できる範囲（以下、
フリッカ抑圧範囲という）は、関東地域を例にとると１
／１００秒±０．５ＴHで制御できる範囲だけであるの
に対して、本発明では可変利得増幅器５の効果により、
フリッカ抑圧範囲を広げることができる。つまり、フリ
ッカ抑圧範囲が蛍光灯照明の照度範囲となるように可変
利得増幅器５の利得Ｇaの値を制御することができる。
【００４４】一般的なシーンにおいて、蛍光灯照明の照
度範囲はさほど広くなく、本発明で得られるフリッカ抑
圧範囲によりフリッカを十分に抑圧することができる。
また、このフリッカ抑圧範囲よりも低い照度範囲は、白
熱灯などの照明下での撮影がほとんどであり、他方のフ
リッカ抑圧範囲よりも高い照度範囲は、屋外の太陽光下
での撮影がほとんどとなるので、フリッカは無く、実用
上き問題無く使用することができる。
度範囲はさほど広くなく、本発明で得られるフリッカ抑
圧範囲によりフリッカを十分に抑圧することができる。
また、このフリッカ抑圧範囲よりも低い照度範囲は、白
熱灯などの照明下での撮影がほとんどであり、他方のフ
リッカ抑圧範囲よりも高い照度範囲は、屋外の太陽光下
での撮影がほとんどとなるので、フリッカは無く、実用
上き問題無く使用することができる。
【００４５】図７は、制御範囲の上限Ｇmaxの設定を可
変利得増幅器５が実行し得る利得制御範囲の途中の値に
した場合の具体例を示している。可変利得増幅器５の利
得Ｇaを大きくした場合は、主信号のＳ／Ｎが悪くな
る。そこで、制御範囲の上限の値Ｇmaxを主信号のＳ／
Ｎが悪くならない程度に設定しておき、残りの利得範囲
を、信号電荷蓄積時間ＴSの最大値１／６０秒におい
て、更に大きな信号量が必要なときに、信号Ａを増幅す
るために使用するようにする。このようにすれば、大き
な主信号が得られると共に該主信号のＳ／Ｎの劣化を防
ぐこともできる。
変利得増幅器５が実行し得る利得制御範囲の途中の値に
した場合の具体例を示している。可変利得増幅器５の利
得Ｇaを大きくした場合は、主信号のＳ／Ｎが悪くな
る。そこで、制御範囲の上限の値Ｇmaxを主信号のＳ／
Ｎが悪くならない程度に設定しておき、残りの利得範囲
を、信号電荷蓄積時間ＴSの最大値１／６０秒におい
て、更に大きな信号量が必要なときに、信号Ａを増幅す
るために使用するようにする。このようにすれば、大き
な主信号が得られると共に該主信号のＳ／Ｎの劣化を防
ぐこともできる。
【００４６】図８は、図１における光電変換素子２及び
信号電荷蓄積時間制御部４の具体例を示している。
信号電荷蓄積時間制御部４の具体例を示している。
【００４７】図８において、１２は水平走査回路、１３
は信号読出用垂直走査回路、１４は信号掃出用垂直走査
回路、１５はフォトダイオード、１６はＭＯＳゲート、
１７は信号読出端子、１８は信号掃出端子、Ψm、Ψ'm
は信号読出用の行選択パルス、Φm、Φ'mは信号掃出用
の行選択パルスである（添字のｍは第ｍ行選択の意味で
ある）。
は信号読出用垂直走査回路、１４は信号掃出用垂直走査
回路、１５はフォトダイオード、１６はＭＯＳゲート、
１７は信号読出端子、１８は信号掃出端子、Ψm、Ψ'm
は信号読出用の行選択パルス、Φm、Φ'mは信号掃出用
の行選択パルスである（添字のｍは第ｍ行選択の意味で
ある）。
【００４８】ここでは、更に、図９を併せて参照して信
号電荷蓄積時間の制御原理について説明する。先ず、信
号掃出用スタートパルスΦSが入力されると、信号掃出
用垂直走査回路１４は、信号掃出用の行選択パルス列
（Φ1，Φ'1）……，（Φm，Φ'm），……を順次出力
し、第ｍ行のフォトダイオード１５に蓄積した電荷は、
Φm，Φ'mがハイレベルのときに信号掃出端子１８から
掃出される。次に、信号読出用スタートパルスΨSが入
力されると、信号読出用垂直走査回路１３は、信号読出
用の行選択パルス列（Ψ1，Ψ'1）……，（Ψm，
Ψ'm），……を順次出力し、第ｍ行のフォトダイオード
１５に蓄積した電荷は、Ψm，Ψ'mがハイレベルのとき
に信号読出端子１７から読み出される。第ｍ行のフォト
ダイオード１５に蓄積した電荷は、Ψm，Ψ'mによって
読み出されることより、ＴSだけ先立った時刻にΦm，
Φ'mによって掃出されているので、信号電荷蓄積時間は
ＴSとなる。この信号電荷蓄積時間ＴSは、信号読出用ス
タートパルスΨSに対する信号掃出用スタートパルスΦS
の位相を変えることにより任意に制御することができ
る。つまり、ＴS秒の信号電荷蓄積時間とするには、信
号掃出用スタートパルスΦSから信号読出用スタートパ
ルスΨSまでの位相差をＴS秒とすれば良い。図８におけ
る信号掃出用垂直走査回路１４，信号掃出端子１８およ
びＭＯＳゲート１６は、図１における信号電荷蓄積時間
制御部４に相当する。
号電荷蓄積時間の制御原理について説明する。先ず、信
号掃出用スタートパルスΦSが入力されると、信号掃出
用垂直走査回路１４は、信号掃出用の行選択パルス列
（Φ1，Φ'1）……，（Φm，Φ'm），……を順次出力
し、第ｍ行のフォトダイオード１５に蓄積した電荷は、
Φm，Φ'mがハイレベルのときに信号掃出端子１８から
掃出される。次に、信号読出用スタートパルスΨSが入
力されると、信号読出用垂直走査回路１３は、信号読出
用の行選択パルス列（Ψ1，Ψ'1）……，（Ψm，
Ψ'm），……を順次出力し、第ｍ行のフォトダイオード
１５に蓄積した電荷は、Ψm，Ψ'mがハイレベルのとき
に信号読出端子１７から読み出される。第ｍ行のフォト
ダイオード１５に蓄積した電荷は、Ψm，Ψ'mによって
読み出されることより、ＴSだけ先立った時刻にΦm，
Φ'mによって掃出されているので、信号電荷蓄積時間は
ＴSとなる。この信号電荷蓄積時間ＴSは、信号読出用ス
タートパルスΨSに対する信号掃出用スタートパルスΦS
の位相を変えることにより任意に制御することができ
る。つまり、ＴS秒の信号電荷蓄積時間とするには、信
号掃出用スタートパルスΦSから信号読出用スタートパ
ルスΨSまでの位相差をＴS秒とすれば良い。図８におけ
る信号掃出用垂直走査回路１４，信号掃出端子１８およ
びＭＯＳゲート１６は、図１における信号電荷蓄積時間
制御部４に相当する。
【００４９】次に、図１における光電変換素子２及び信
号電荷蓄積時間制御部４の別の具体例を図１０を参照し
て説明する。同図において、１９は垂直ＣＣＤ、２０は
水平ＣＣＤ、２１はフォトダイオード、２２，２３はＭ
ＯＳゲートであり、一般にＩＬ−ＣＣＤ（インターライ
ン型ＣＣＤ）撮像素子と呼ばれ、特にＭＯＳゲート２２
はオーバーフローゲートと呼ばれている。
号電荷蓄積時間制御部４の別の具体例を図１０を参照し
て説明する。同図において、１９は垂直ＣＣＤ、２０は
水平ＣＣＤ、２１はフォトダイオード、２２，２３はＭ
ＯＳゲートであり、一般にＩＬ−ＣＣＤ（インターライ
ン型ＣＣＤ）撮像素子と呼ばれ、特にＭＯＳゲート２２
はオーバーフローゲートと呼ばれている。
【００５０】フォトダイオード２１に蓄積した電荷は、
信号読出用スタートパルスΨSがハイレベルのときに一
斉に垂直ＣＣＤ１９に移り、その後、行単位で水平ＣＣ
Ｄ２０に移って順次に読み出される。図１１に示す時刻
ｔreadは、フォトダイオード２１から垂直ＣＣＤ１９に
信号が移る時刻である。この時刻ｔreadよりＴSだけ先
立った時刻ｔresetに信号掃出用スタートパルスΦSをハ
イレベルにすると、フォトダイオード２１にそれまで蓄
積していた電荷はオーバーフローゲート２２を通じて信
号掃出端子１８に掃出される。したがって、ＴSが信号
電荷蓄積時間となり、信号読出用スタートパルスΨSに
対する信号掃出用スタートパルスΦSの位相を制御する
ことで、信号電荷蓄積時間ＴSを任意に制御することが
できる。図１０におけるオーバーフローゲート２２，信
号掃出端子１８は、図１における信号電荷蓄積時間制御
部４に相当する。
信号読出用スタートパルスΨSがハイレベルのときに一
斉に垂直ＣＣＤ１９に移り、その後、行単位で水平ＣＣ
Ｄ２０に移って順次に読み出される。図１１に示す時刻
ｔreadは、フォトダイオード２１から垂直ＣＣＤ１９に
信号が移る時刻である。この時刻ｔreadよりＴSだけ先
立った時刻ｔresetに信号掃出用スタートパルスΦSをハ
イレベルにすると、フォトダイオード２１にそれまで蓄
積していた電荷はオーバーフローゲート２２を通じて信
号掃出端子１８に掃出される。したがって、ＴSが信号
電荷蓄積時間となり、信号読出用スタートパルスΨSに
対する信号掃出用スタートパルスΦSの位相を制御する
ことで、信号電荷蓄積時間ＴSを任意に制御することが
できる。図１０におけるオーバーフローゲート２２，信
号掃出端子１８は、図１における信号電荷蓄積時間制御
部４に相当する。
【００５１】図１２は、可変利得増幅器５を変形した撮
像装置の実施形態を示している。この可変利得増幅器５
は、切り替え回路１００とそれぞれ異なった利得Ｇaを
持つ増幅器１０１〜１０３を備える。
像装置の実施形態を示している。この可変利得増幅器５
は、切り替え回路１００とそれぞれ異なった利得Ｇaを
持つ増幅器１０１〜１０３を備える。
【００５２】図４を参照して説明した演算の流れに従っ
て演算回路８で決定した利得Ｇaは、予め設定しておい
た増幅器１０１〜１０３の利得の中から適合する（ＴS
がＴmin以下およびＴmax以上にならないように）値のも
のを選定するように使用される。利得制御部９は、演算
回路８の演算結果に基づいて、切り替え回路１００を切
り替えて増幅器１０１〜１０３の中から適合する利得Ｇ
aを持った１つを選定し、Ａ／Ｄ変換器６に入力する信
号の信号量を変えることにより、光電変換素子２の信号
電荷蓄積時間ＴSの内、フリッカを抑圧する時間内での
露光制御範囲を広くする。
て演算回路８で決定した利得Ｇaは、予め設定しておい
た増幅器１０１〜１０３の利得の中から適合する（ＴS
がＴmin以下およびＴmax以上にならないように）値のも
のを選定するように使用される。利得制御部９は、演算
回路８の演算結果に基づいて、切り替え回路１００を切
り替えて増幅器１０１〜１０３の中から適合する利得Ｇ
aを持った１つを選定し、Ａ／Ｄ変換器６に入力する信
号の信号量を変えることにより、光電変換素子２の信号
電荷蓄積時間ＴSの内、フリッカを抑圧する時間内での
露光制御範囲を広くする。
【００５３】図１２に示した実施形態は、増幅器の数を
３つにしてあるが、この数を増やすことによって、利得
の制御を細かくすることができる。
３つにしてあるが、この数を増やすことによって、利得
の制御を細かくすることができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、フリッカが生じる照明
下で撮影を行った場合に、光量の多い入射光であって
も、フリッカ量の少ない信号電荷蓄積時間で露光制御を
行なうことができるので、画質のよいテレビカメラなど
の撮像装置を得ることができる。
下で撮影を行った場合に、光量の多い入射光であって
も、フリッカ量の少ない信号電荷蓄積時間で露光制御を
行なうことができるので、画質のよいテレビカメラなど
の撮像装置を得ることができる。
【図１】本発明になる撮像装置の実施形態を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】図１に示した撮像装置における信号量検出回路
の具体例を示すブロック図である。
の具体例を示すブロック図である。
【図３】図２に示した信号量検出回路の検出動作を説明
する波形図である。
する波形図である。
【図４】図１に示した撮像装置における演算回路におけ
る演算方法の具体例を示す流れ図である。
る演算方法の具体例を示す流れ図である。
【図５】従来技術における露光制御の様子を説明する図
である。
である。
【図６】本発明における露光制御の様子を説明する図で
ある。
ある。
【図７】本発明になる撮像装置における他の露光制御の
方法を説明する図である。
方法を説明する図である。
【図８】図１に示した撮像装置における光電変換素子及
び信号電荷蓄積時間制御部の具体例を示すブロック図で
ある。
び信号電荷蓄積時間制御部の具体例を示すブロック図で
ある。
【図９】図８に示した信号電荷蓄積時間制御部の動作を
説明する波形図である。
説明する波形図である。
【図１０】図１に示した撮像装置における光電変換素子
及び信号電荷蓄積時間制御部の他の具体例を示すブロッ
ク図である。
及び信号電荷蓄積時間制御部の他の具体例を示すブロッ
ク図である。
【図１１】図１０に示した信号電荷蓄積時間制御部の動
作を説明する波形図である。
作を説明する波形図である。
【図１２】図１に示した撮像装置における可変利得増幅
器を変形した他の撮像装置の実施形態を示すブロック図
である。
器を変形した他の撮像装置の実施形態を示すブロック図
である。
１…レンズ、２…光電変換素子、３…照明光周波数検出
回路、４…信号電荷蓄積時間制御部、５…可変利得増幅
器、６…アナログ信号−ディジタル信号変換器（Ａ／Ｄ
変換器）、７…信号量検出回路、８…演算回路、９…利
得制御部、Ａ…光電変換素子２の出力信号、Ｂ…可変利
得増幅器５の出力信号、Ｃ…信号処理されるディジタル
信号、Ｄ…検出信号、Ｆ1，Ｆ2…制御信号。
回路、４…信号電荷蓄積時間制御部、５…可変利得増幅
器、６…アナログ信号−ディジタル信号変換器（Ａ／Ｄ
変換器）、７…信号量検出回路、８…演算回路、９…利
得制御部、Ａ…光電変換素子２の出力信号、Ｂ…可変利
得増幅器５の出力信号、Ｃ…信号処理されるディジタル
信号、Ｄ…検出信号、Ｆ1，Ｆ2…制御信号。
Claims (9)
- 【請求項１】光電変換素子と、該光電変換素子より出力
される信号を増幅する可変利得増幅器と、該可変利得増
幅器より出力された信号の信号量を検出する信号量検出
回路と、該信号量検出回路より出力される検出信号に基
づいて前記可変利得増幅器の利得または前記光電変換素
子の信号電荷蓄積時間を決定する演算回路と、前記演算
回路の出力に基づいて前記光電変換素子の信号蓄積時間
を制御する信号電荷蓄積時間制御部と、前記演算回路の
出力に基づいて前記可変利得増幅器の利得を制御する可
変利得増幅器制御部とを備えたことを特徴とする撮像装
置。 - 【請求項２】請求項１に記載の撮像装置において、前記
可変利得増幅器制御部は、前記光電変換素子の信号電荷
蓄積時間が点滅光源の点滅周期の整数倍関係にあるとき
に、入射する光の光量の増減に対して出力信号の信号量
が一定となるように前記演算回路の信号に基づいて前記
可変利得増幅器の利得を制御することを特徴とする撮像
装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の撮像装置において、前記
可変利得増幅器制御部は、前記演算回路の信号に基づい
て、入射する光の光量の増減に対して出力信号の信号量
が一定になるように前記可変利得増幅器の利得を連続的
に制御することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の撮像装置において、前記
可変利得増幅器制御部は、前記光電変換素子の信号電荷
蓄積時間が、点滅光源の点滅周期の整数倍のときに、入
射する光の光量の増減に対して出力信号の信号量が一定
となるように、前記演算回路の信号に基づいて、複数種
類の固定された利得の中から特定の利得を選定すること
を特徴とする撮像装置。 - 【請求項５】請求項１に記載の撮像装置において、前記
演算回路は、信号電化蓄積時間が１／（２×商用電源周
波数）±０．５ＴH秒（ＴHは水平周期）内であるときに
可変利得増幅器の利得を変える制御信号を発生すること
を特徴とする撮像装置。 - 【請求項６】外部からの光情報を電気的情報に変換する
ための光電変換素子と、該光電変換素子より出力される
信号を増幅する可変利得増幅器と、該可変利得増幅器の
利得を制御する制御部と、前記可変利得増幅器より出力
された信号の信号量を検出する信号量検出回路と、該信
号量検出回路の信号により前記可変利得増幅器の利得と
前記光電変換素子の信号電荷蓄積時間を決める演算回路
部と、前記光電変換素子の信号電荷蓄積時間を制御する
制御部を設け、前記信号量検出回路で信号量を検出し、
この検出信号に基づいて、前記光電変換素子の信号電荷
蓄積時間がフリッカを抑圧する値のときに、前記可変利
得増幅器の利得を制御することにより入射する光の光量
の増減に対して該可変利得増幅器の出力信号の信号量を
一定にすることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の撮像装置において、前記
フリッカを抑圧する値は、１／（２×商用電源周波数）
秒であることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項８】請求項６に記載の撮像装置において、前記
フリッカを抑圧する値は、１／（２×商用電源周波数）
±０．５ＴH秒（ＴHは水平周期）の範囲であることを特
徴とする撮像装置。 - 【請求項９】信号電荷蓄積時間が制御される光電変換素
子より出力される信号を増幅する可変利得増幅器を備
え、前記光電変換素子の信号電荷蓄積時間がフリッカを
抑圧する値（１／２×商用電源周波数±０．５ＴH秒）
のときに、前記可変利得増幅器の利得を制御することに
より、入射する光の光量の増減に対して出力信号の信号
量を一定にするようにしたことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8250764A JPH1098650A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8250764A JPH1098650A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1098650A true JPH1098650A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17212701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8250764A Pending JPH1098650A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1098650A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2814028A1 (fr) * | 2000-09-08 | 2002-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | Appareil de capture d'images a scintillement reduit et procede d'ajustement automatique de niveau pour celui-ci |
| US6882363B1 (en) * | 1999-01-29 | 2005-04-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Video signal processing apparatus |
| CN100423543C (zh) * | 2004-05-19 | 2008-10-01 | 索尼株式会社 | 图像拾取装置和图像拾取方法 |
| KR100864464B1 (ko) * | 2001-04-26 | 2008-10-22 | 후지쯔 마이크로일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Ｘｙ 어드레스형 고체 촬상 장치의 플리커 노이즈 저감 방법 |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP8250764A patent/JPH1098650A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6882363B1 (en) * | 1999-01-29 | 2005-04-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Video signal processing apparatus |
| FR2814028A1 (fr) * | 2000-09-08 | 2002-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | Appareil de capture d'images a scintillement reduit et procede d'ajustement automatique de niveau pour celui-ci |
| US7034870B2 (en) * | 2000-09-08 | 2006-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus with reduced flicker and automatic level adjusting method of the same |
| KR100864464B1 (ko) * | 2001-04-26 | 2008-10-22 | 후지쯔 마이크로일렉트로닉스 가부시키가이샤 | Ｘｙ 어드레스형 고체 촬상 장치의 플리커 노이즈 저감 방법 |
| CN100423543C (zh) * | 2004-05-19 | 2008-10-01 | 索尼株式会社 | 图像拾取装置和图像拾取方法 |
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