JP2004193922A - カメラ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】AGCを変化させることなく、フリッカの影響を排除することができることから画質、性能の面での向上が大きいカメラ装置を提供する。
【解決手段】レンズ1、メカニカルシャッター2及びメカニカルシャッター駆動用ドライバー3を具備し、電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用するカメラ装置において、光源の発光周期と位相を測定するAE装置7と、任意のタイミングで掃き出しパルスを発生する回路と、任意の位置でメカニカルシャッターを閉じる回路3と、光源の発光周期から撮影するフレーム内でもっとも光量が大きくなるタイミングを推定する回路72とを備え、推定したタイミングで露光すべく、電子シャッターとメカニカルシャッターを同期させる機能を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】レンズ1、メカニカルシャッター2及びメカニカルシャッター駆動用ドライバー3を具備し、電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用するカメラ装置において、光源の発光周期と位相を測定するAE装置7と、任意のタイミングで掃き出しパルスを発生する回路と、任意の位置でメカニカルシャッターを閉じる回路3と、光源の発光周期から撮影するフレーム内でもっとも光量が大きくなるタイミングを推定する回路72とを備え、推定したタイミングで露光すべく、電子シャッターとメカニカルシャッターを同期させる機能を有する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ装置であり、特に電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用するカメラ装置におけるフリッカー補正を可能とした民生用撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2に従来のフリッカー補正回路を示す。レンズ1とメカニカルシャッター2とメカニカルシャッター駆動用ドライバー3によってレンズ部分は構成されている。レンズ1からの像はCCD(電荷結合素子)4に結像され、電気信号に変換され、AGC5で信号レベルを増幅し、A/Dコンバーター(ADC)6でデジタル信号に変換される。DSP(デジタル信号処理プロセッサ)7で信号の内容に従って光源露出値の算出を行うブロック71、算出された露出量のフレーム単位の変化から光源の周期と位相を算出するブロック72において、露出系の算出、光源の変動周期算出を行う。映像信号回路8はDSPで処理されたCCDデータを画像変換することで、画像データとするものである。
【0003】
マイコンからの制御信号に従ってTG(タイミング生成器)9はCCD制御クロックを発生する。CCD4はTG9からの制御に従って、シャッタースピード、キャプチャータイミング等を制御される。
【0004】
露出量の算出結果と光源の変動周期と位相算出結果はマイコン12に入力される。マイコンによって光源の周期的変動量に応じたagcゲインを算出し、AGC5に対して指示する。
【0005】
説明上、光源周期を50Hz、CCD取り込み周期を30Hzとする。図3、4に撮影時のシャッタースピード1/30sの時の露出量を示す。光源の光量変動とCCD取り込み周期のタイミングの違いによる露出量の違いを見る。光源の光量が低い時から露光を始まる場合をタイミング1、光量の大きい時から露光を始める場合をタイミング2とする。
【0006】
図3、4に露光タイミングを示す。上から、光源の光量変化量(A)、Vsync(B)、掃き出しパルスタイミング(C)、メカニカルシャッタータイミング(D)、露光区間(E)である。
【0007】
CCD取り込みの1周期はVsyncで管理される。露光開始は掃き出しパルス(C)で、電荷をすべて掃き出したタイミングからメカニカルシャッターを閉じる(D)までの時間(E)となる。
【0008】
図3にタイミング1、図4にタイミング2の露光量を示す。常に露光量は光源の1周期の光量を含むため、CCD取り込みタイミングによる露出量の変化は50%程度であり影響は少ない。
【0009】
次に、シャッタースピード1/1000s等フレーム周期よりも十分短い周期の場合を図5,6に示す。
【0010】
基本タイミングは1/30s時と同じであるが、露光量を下げるため、掃き出しパルスの位置を大幅に遅らせる。そのため、タイミング1(図5参照)とタイミング2(図6参照)で露光量が大きく異なってしまう。この差を補正するために露光量からAGCゲインを変更する。ゲインを変更する方法は、CCD取り込み周期と光源の周期の位相算出回路72から求められる情報からマイコン12で1/1000S露光時の露光量を算出しそれに応じたagcゲインをAGC5に指示する。
【0011】
タイミング1、2で露光量が異なるため、AGCゲインも異なる。従ってそのぶんS/Nは悪くなる。
【0012】
また、他のフリッカー補正の従来の技術として、光源の周期的輝度変化に応じてAGCゲインを変化させることで、補正する方法があるが、AGCゲインUPによって、SNの劣化等を生じ、撮影するタイミングによって品質にばらつきを生じてしまう(特許文献1参照)。
【0013】
また、CCD取り込み周期と光源の周期から、もっとも光量が大きくなるタイミングを求めて、そのタイミングになるフレームまで待ち、撮影する方法もあるが、撮影までの待ち時間がばらつくため、性能上問題があった(特許文献2参照)。
【0014】
【特許文献1】
特開平10−145669号公報
【特許文献2】
特開平9−270950号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
AGCゲインを変えることでフリッカーを抑える方法では、SNの劣化の点で問題であり、本発明は、この問題を解決するものであり、AGCを変化させることなく、フリッカの影響を排除することができることから画質、性能の面での向上が大きいカメラ装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用するデジタルスチルカメラにおいてCCDの取り込み周期と異なり、かつCCD取り込み周期の半分に近い周期の光源での撮影において光源の発光周波数を測定できるAE装置と任意のタイミングで掃き出しパルスを発生できる回路と任意の位置でメカニカルシャッターを閉じることができる回路と光源の発光周波数から撮影するフレーム内でもっとも光量が大きくなるタイミングを推定する回路とそのタイミングで露光すべく、電子シャッターとメカニカルシャッターを同期させることを特徴とする装置を用いて、高速シャッター時の1フレーム内での露出タイミングを変更することで最大光量時にシャッターをきることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
本発明のカメラ装置の実施例について、図面を用いて説明する。
【0018】
実施例を説明する。本実施例のカメラ装置は、レンズ、メカニカルシャッター及びメカニカルシャッター駆動用ドライバーを具備し、電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用しており、光源の発光周期と位相を測定するAE装置と、任意のタイミングで掃き出しパルスを発生する回路と、任意の位置でメカニカルシャッターを閉じる回路と、光源の発光周期から撮影するフレーム内でもっとも光量が大きくなるタイミングを推定する回路とを備え、推定したタイミングで露光すべく、電子シャッターとメカニカルシャッターを同期させる機能を有する。
【0019】
本実施例のカメラ装置を具体的に説明する。本実施例のカメラ装置の回路を図1に示す。レンズ1とメカニカルシャッター2とメカニカルシャッター駆動用ドライバー3によってレンズ部分は構成されている。レンズ1からの像はCCD4に結像され、電気信号に変換され、AGC5で信号レベルを増幅し、A/Dコンバーター6でデジタル信号に変換される。
【0020】
DSP7で、信号の内容にしたがって光源露出値の算出を行うブロック71、算出された露出量のフレーム単位の変化から光源の周期と位相を算出するブロック72、露出量の算出結果と光源の変動周期と位相算出結果はマイコン13に入力される。マイコンによって光源の周期的変動量に応じたタイミングでTG制御とメカニカルシャッター制御を行う。
【0021】
説明しやすくするために光源の周期を50Hz、CCD取り込み周期を30Hzとする。CCD取り込みを1/30sで行う際は、図3で示す様に光源の1周期以上の露光量となるため光量変化は少ない。
【0022】
シャッタースピード1/50sよりも短い周期で行った場合、CCD蓄積電荷掃き出しタイミングとメカニカルシャッタータイミングを変化させることで露光量を制御する。
【0023】
1/1000sシャッタースピードでの制御例について、図7、8を用いて説明する。図3、4と同じく光源の周期とCCD取り込みタイミングのことなる2パターンについて説明する。
【0024】
撮影前に光源の周期とCCD取り込み周期の位相差をDSP内で算出することによって露光周期内でもっとも光量のとれるタイミングを算出する。フリッカーの光量変化は下式で表せる。
最大値の算出方法
E=Asin(S+2πft)
E:光量
A:フリッカーの振幅
S:フリッカーの位相シフト分(−πからπ)
f:フリッカー周波数
t:時間
この式を用いることにより、fとSはDSPから出される。
【0025】
光量最大時はS+2πft=1/2πの時であるので、最大になる時間t1は、
t1=(1/2π−S)/(2πf)
で表せる。従って、t1時間経過後が最も光量の大きな時となる。
【0026】
タイミング1(図7)では露光周期の最後の部分がもっとも光量がとれる部分のためタイミング変更は行わない。
【0027】
タイミング2(図8)では露光周期の前半部分でもっとも光量がとれるとマイコン13が判断し、TG9に掃き出しパルスタイミング変更を指示し、CCD4は掃き出しパルスタイミングから露光を開始する。また、マイコン13はメカニカルシャッタードライバ3に露光周期前半でのメカニカルシャッタータイミングを指示し、メカニカルシャッター2は従来よりも早いタイミングで閉じ露光を終了する。そのため、光源の周期にかかわらず、最適の光量で露光することができる。そのため、蛍光灯等の光源で1/1000S等の高速シャッター時でも安定した光量を得ることができる。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、AGCを変化させることなく、フリッカの影響を排除することができることから画質、性能の面での向上が大きいカメラ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成の説明図。
【図2】従来回路の構成の説明図。
【図3】1/30s露光時のタイミング1の説明図。
【図4】1/30s露光時のタイミング2の説明図。
【図5】従来例における1/1000s露光時のタイミング1の説明図。
【図6】従来例における1/1000s露光時のタイミング2の説明図。
【図7】実施例における1/1000S露光時のタイミング1の説明図。
【図8】実施例における1/1000S露光時のタイミング2の説明図。
【符号の説明】
1 レンズ
2 シャッター
3 シャッタードライバー
4 CCD
5 AGC
6 ADC
7 DSP
71 AE値算出部
72 光源周期算出・位相算出部
8 映像
9 TG
12 従来のマイコン
13 実施例のマイコン
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ装置であり、特に電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用するカメラ装置におけるフリッカー補正を可能とした民生用撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2に従来のフリッカー補正回路を示す。レンズ1とメカニカルシャッター2とメカニカルシャッター駆動用ドライバー3によってレンズ部分は構成されている。レンズ1からの像はCCD(電荷結合素子)4に結像され、電気信号に変換され、AGC5で信号レベルを増幅し、A/Dコンバーター(ADC)6でデジタル信号に変換される。DSP(デジタル信号処理プロセッサ)7で信号の内容に従って光源露出値の算出を行うブロック71、算出された露出量のフレーム単位の変化から光源の周期と位相を算出するブロック72において、露出系の算出、光源の変動周期算出を行う。映像信号回路8はDSPで処理されたCCDデータを画像変換することで、画像データとするものである。
【0003】
マイコンからの制御信号に従ってTG(タイミング生成器)9はCCD制御クロックを発生する。CCD4はTG9からの制御に従って、シャッタースピード、キャプチャータイミング等を制御される。
【0004】
露出量の算出結果と光源の変動周期と位相算出結果はマイコン12に入力される。マイコンによって光源の周期的変動量に応じたagcゲインを算出し、AGC5に対して指示する。
【0005】
説明上、光源周期を50Hz、CCD取り込み周期を30Hzとする。図3、4に撮影時のシャッタースピード1/30sの時の露出量を示す。光源の光量変動とCCD取り込み周期のタイミングの違いによる露出量の違いを見る。光源の光量が低い時から露光を始まる場合をタイミング1、光量の大きい時から露光を始める場合をタイミング2とする。
【0006】
図3、4に露光タイミングを示す。上から、光源の光量変化量(A)、Vsync(B)、掃き出しパルスタイミング(C)、メカニカルシャッタータイミング(D)、露光区間(E)である。
【0007】
CCD取り込みの1周期はVsyncで管理される。露光開始は掃き出しパルス(C)で、電荷をすべて掃き出したタイミングからメカニカルシャッターを閉じる(D)までの時間(E)となる。
【0008】
図3にタイミング1、図4にタイミング2の露光量を示す。常に露光量は光源の1周期の光量を含むため、CCD取り込みタイミングによる露出量の変化は50%程度であり影響は少ない。
【0009】
次に、シャッタースピード1/1000s等フレーム周期よりも十分短い周期の場合を図5,6に示す。
【0010】
基本タイミングは1/30s時と同じであるが、露光量を下げるため、掃き出しパルスの位置を大幅に遅らせる。そのため、タイミング1(図5参照)とタイミング2(図6参照)で露光量が大きく異なってしまう。この差を補正するために露光量からAGCゲインを変更する。ゲインを変更する方法は、CCD取り込み周期と光源の周期の位相算出回路72から求められる情報からマイコン12で1/1000S露光時の露光量を算出しそれに応じたagcゲインをAGC5に指示する。
【0011】
タイミング1、2で露光量が異なるため、AGCゲインも異なる。従ってそのぶんS/Nは悪くなる。
【0012】
また、他のフリッカー補正の従来の技術として、光源の周期的輝度変化に応じてAGCゲインを変化させることで、補正する方法があるが、AGCゲインUPによって、SNの劣化等を生じ、撮影するタイミングによって品質にばらつきを生じてしまう(特許文献1参照)。
【0013】
また、CCD取り込み周期と光源の周期から、もっとも光量が大きくなるタイミングを求めて、そのタイミングになるフレームまで待ち、撮影する方法もあるが、撮影までの待ち時間がばらつくため、性能上問題があった(特許文献2参照)。
【0014】
【特許文献1】
特開平10−145669号公報
【特許文献2】
特開平9−270950号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
AGCゲインを変えることでフリッカーを抑える方法では、SNの劣化の点で問題であり、本発明は、この問題を解決するものであり、AGCを変化させることなく、フリッカの影響を排除することができることから画質、性能の面での向上が大きいカメラ装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用するデジタルスチルカメラにおいてCCDの取り込み周期と異なり、かつCCD取り込み周期の半分に近い周期の光源での撮影において光源の発光周波数を測定できるAE装置と任意のタイミングで掃き出しパルスを発生できる回路と任意の位置でメカニカルシャッターを閉じることができる回路と光源の発光周波数から撮影するフレーム内でもっとも光量が大きくなるタイミングを推定する回路とそのタイミングで露光すべく、電子シャッターとメカニカルシャッターを同期させることを特徴とする装置を用いて、高速シャッター時の1フレーム内での露出タイミングを変更することで最大光量時にシャッターをきることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
本発明のカメラ装置の実施例について、図面を用いて説明する。
【0018】
実施例を説明する。本実施例のカメラ装置は、レンズ、メカニカルシャッター及びメカニカルシャッター駆動用ドライバーを具備し、電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用しており、光源の発光周期と位相を測定するAE装置と、任意のタイミングで掃き出しパルスを発生する回路と、任意の位置でメカニカルシャッターを閉じる回路と、光源の発光周期から撮影するフレーム内でもっとも光量が大きくなるタイミングを推定する回路とを備え、推定したタイミングで露光すべく、電子シャッターとメカニカルシャッターを同期させる機能を有する。
【0019】
本実施例のカメラ装置を具体的に説明する。本実施例のカメラ装置の回路を図1に示す。レンズ1とメカニカルシャッター2とメカニカルシャッター駆動用ドライバー3によってレンズ部分は構成されている。レンズ1からの像はCCD4に結像され、電気信号に変換され、AGC5で信号レベルを増幅し、A/Dコンバーター6でデジタル信号に変換される。
【0020】
DSP7で、信号の内容にしたがって光源露出値の算出を行うブロック71、算出された露出量のフレーム単位の変化から光源の周期と位相を算出するブロック72、露出量の算出結果と光源の変動周期と位相算出結果はマイコン13に入力される。マイコンによって光源の周期的変動量に応じたタイミングでTG制御とメカニカルシャッター制御を行う。
【0021】
説明しやすくするために光源の周期を50Hz、CCD取り込み周期を30Hzとする。CCD取り込みを1/30sで行う際は、図3で示す様に光源の1周期以上の露光量となるため光量変化は少ない。
【0022】
シャッタースピード1/50sよりも短い周期で行った場合、CCD蓄積電荷掃き出しタイミングとメカニカルシャッタータイミングを変化させることで露光量を制御する。
【0023】
1/1000sシャッタースピードでの制御例について、図7、8を用いて説明する。図3、4と同じく光源の周期とCCD取り込みタイミングのことなる2パターンについて説明する。
【0024】
撮影前に光源の周期とCCD取り込み周期の位相差をDSP内で算出することによって露光周期内でもっとも光量のとれるタイミングを算出する。フリッカーの光量変化は下式で表せる。
最大値の算出方法
E=Asin(S+2πft)
E:光量
A:フリッカーの振幅
S:フリッカーの位相シフト分(−πからπ)
f:フリッカー周波数
t:時間
この式を用いることにより、fとSはDSPから出される。
【0025】
光量最大時はS+2πft=1/2πの時であるので、最大になる時間t1は、
t1=(1/2π−S)/(2πf)
で表せる。従って、t1時間経過後が最も光量の大きな時となる。
【0026】
タイミング1(図7)では露光周期の最後の部分がもっとも光量がとれる部分のためタイミング変更は行わない。
【0027】
タイミング2(図8)では露光周期の前半部分でもっとも光量がとれるとマイコン13が判断し、TG9に掃き出しパルスタイミング変更を指示し、CCD4は掃き出しパルスタイミングから露光を開始する。また、マイコン13はメカニカルシャッタードライバ3に露光周期前半でのメカニカルシャッタータイミングを指示し、メカニカルシャッター2は従来よりも早いタイミングで閉じ露光を終了する。そのため、光源の周期にかかわらず、最適の光量で露光することができる。そのため、蛍光灯等の光源で1/1000S等の高速シャッター時でも安定した光量を得ることができる。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、AGCを変化させることなく、フリッカの影響を排除することができることから画質、性能の面での向上が大きいカメラ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成の説明図。
【図2】従来回路の構成の説明図。
【図3】1/30s露光時のタイミング1の説明図。
【図4】1/30s露光時のタイミング2の説明図。
【図5】従来例における1/1000s露光時のタイミング1の説明図。
【図6】従来例における1/1000s露光時のタイミング2の説明図。
【図7】実施例における1/1000S露光時のタイミング1の説明図。
【図8】実施例における1/1000S露光時のタイミング2の説明図。
【符号の説明】
1 レンズ
2 シャッター
3 シャッタードライバー
4 CCD
5 AGC
6 ADC
7 DSP
71 AE値算出部
72 光源周期算出・位相算出部
8 映像
9 TG
12 従来のマイコン
13 実施例のマイコン
Claims (2)
- レンズ、メカニカルシャッター及びメカニカルシャッター駆動用ドライバーを具備し、電子シャッターとメカニカルシャッターを兼用するカメラ装置において、
光源の発光周期と位相を測定するAE装置と、任意のタイミングで掃き出しパルスを発生する回路と、任意の位置でメカニカルシャッターを閉じる回路と、光源の発光周期から撮影するフレーム内でもっとも光量が大きくなるタイミングを推定する回路とを備え、推定したタイミングで露光すべく、電子シャッターとメカニカルシャッターを同期させる機能を有することを特徴とするカメラ装置。 - 電子シャッターとメカニカルシャッターの同期を、光源の発光周期とCCDの取り込み周期と異なり、かつ光源の周期よりもCCDの取り込み周期が長い場合に行う請求項1記載のカメラ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002358932A JP2004193922A (ja) | 2002-12-11 | 2002-12-11 | カメラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002358932A JP2004193922A (ja) | 2002-12-11 | 2002-12-11 | カメラ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004193922A true JP2004193922A (ja) | 2004-07-08 |
Family
ID=32758476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002358932A Pending JP2004193922A (ja) | 2002-12-11 | 2002-12-11 | カメラ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004193922A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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2002
- 2002-12-11 JP JP2002358932A patent/JP2004193922A/ja active Pending
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