(57)【要約】【課題】撮像素子のノイズ信号読み出しと光信号成分読み出し時に重畳される電源ノイズの影響により画像に横縞ノイズが発生してしまう。【解決手段】撮像装置内部のスイッチング電源の駆動周波数を撮像素子の光信号読みとノイズ読みの時間差の逆数に同期するように生成することで、光信号読み込み時とノイズ信号読み込み時の電位レベルを等しくし、更には位相制御する事によりスイッチング電源の急峻な電源変動が発生する領域を回避する事で、撮影画像に対するスイッチング電源の発する電源ノイズの影響を抑え、撮影画像に現れる横縞ノイズを低減する。【選択図】図６Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子の制御により入力電圧を異なる値の出力電圧に変換するスイッチング電源と、撮像装置の制御を行うシステム制御部と、光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みの時間差に対して、前記スイッチング電源の駆動周波数が所定の関係になるように前記撮像素子の基準クロックを元に前記スイッチング電源の駆動周波数を生成する周波数制御部と、
前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みのタイミングに対して、前記スイッチング電源の駆動周波数が所定の位相関係になるように制御を行う位相制御部と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置は複数の撮影モードを有し、撮影モードに応じて、スイッチング電源の駆動周波数及び位相制御を行う事を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記周波数制御部は、前記撮像素子の基準クロックを元に、前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みの時間差の逆数の任意逓倍となるスイッチング電源の駆動周波数を生成する事を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記位相制御部は、前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みのタイミングで前記スイッチング電源がスイッチングを行わないように位相制御をする事を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記周波数制御部は、前記システム制御部より与えられる周波数情報に基づいて、前記スイッチング電源の駆動周波数を生成する事を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像装置は前記撮像素子の光信号を読み込むタイミングとノイズ信号を読み込むタイミングを検出する検出手段を有し、前記周波数制御部は前記検出手段により検出した前記タイミング情報に応じて、前記スイッチング電源の駆動周波数を生成する事を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
スイッチング素子の制御により入力電圧を異なる値の出力電圧に変換するスイッチング電源と、撮像装置の制御を行うシステム制御部と、光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みの時間差に対して、前記スイッチング電源の駆動周波数が所定の関係になるように前記撮像素子の基準クロックを元に前記スイッチング電源の駆動周波数を生成する周波数制御部と、
前記スイッチング電源を駆動するスイッチングパルスの出力タイミング信号と、前記周波数制御部から出力される制御信号とを用いて、前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みの読み出しタイミングを制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記スイッチング電源を駆動するスイッチングパルスの出力タイミング信号は、スイッチング制御部が生成するスイッチングデューティ信号のパルス幅が広い区間に移行するタイミングで出力することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記周波数制御部から出力される制御信号は、前記撮像素子の基準クロックを元に、前記周波数制御部で生成されるスイッチング電源の駆動周波数が安定した事を通知する信号であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
スイッチング素子の制御により入力電圧を異なる値の出力電圧に変換するスイッチング電源と、撮像装置の制御を行うシステム制御部と、異なる蓄積時間や読み出し周期で制御される複数画素群を二次元に配列された撮像素子と、
前記撮像素子の、複数の光信号読みと共通のノイズ信号読みの時間差に対して、前記スイッチング電源の駆動周波数が所定の関係になるように前記撮像素子の基準クロックを元に前記スイッチング電源の駆動周波数を生成する周波数制御部と、前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みのタイミングに対して、前記スイッチング電源の駆動周波数が所定の位相関係になるように制御を行う位相制御部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記周波数制御部は、前記撮像素子の基準クロックを元に、複数画素群を有する前記撮像素子の複数の光信号読みと共通のノイズ信号読みの時間差の逆数の最小公倍数の任意逓倍となるスイッチング電源の駆動周波数を生成する事を特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤセンサ及びＣＭＯＳセンサ等の撮像素子に電力供給する電源制御手段に関し、特に電源の周波数及び位相制御手段に関するものである
【背景技術】
【０００２】
一般にデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置においては、撮像素子としてＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサが用いられており、撮像素子で撮像された静止画像又は動画像を記憶している。
【０００３】
図２に従来の電源部と撮像装置の構成の一部を示し、一般的な撮像装置の撮影動作について説明を行う。図２において、撮像装置は不図示の電源スイッチがＯＮ状態になると電源部のスイッチング電源（６０１）が起動し、各ブロックに対して電源供給を行う。操作者により、操作部（１１２）の一つであるレリーズボタン等が半押し状態等の所定位置まで押し込まれると、オートフォーカスや露出設定等の撮影の為の準備動作に入る。更にレリーズボタンが押し込まれ全押し状態になると、システム制御部（１０５）がタイミング信号発生回路（１０３）や撮像素子（１０１）等の撮像系を制御し撮影動作が開始される。
【０００４】
図３に前記撮像素子の画素部等価回路を示す。図３に示すように、フォトダイオード（ＰＤ）（４０１）で発生した光キャリアをＭＯＳトランジスタのゲート電極（フローティングディフュージョン：ＦＤ）（４１１）に蓄積する。そして、走査回路からの駆動タイミング信号に応じて、その電位変化を増幅させて画素信号として出力している。
【０００５】
図３に示すような画素部等価回路を有する撮像素子が駆動した場合、図４のタイミングチャートに示されるようにＴ２時間経過後、フォトダイオード（４０１）の光電荷の蓄積が終了する。そして、ΦＳＥＬがアクティブになり、行選択スイッチ（ＴＳＥＬ）（４０６）がオンする事でｎ行目につながっている全ての画素のソースフォロア（ＳＦ）（４１０）が動作状態になる。そして、画素アンプで構成されるＳＦ（４１０）のゲートであるＦＤ（４１１）はＴ３期間でΦＲＥＳがアクティブになり、ＴＲＥＳ（４０３）がオンとなり、ＳＦ（４１０）のゲートであるＦＤ（４１１）はリセットされる。
【０００６】
この際に、垂直出力線（４１２）にはダークレベルの信号が出力され、転送ゲート（４１３ｂ）がオンし、ダークレベルの信号出力を信号蓄積部（４１４）に保持する。そして、このＴ３からＴ４までの期間を「Ｎ読み」（ノイズ成分読み出し）期間と呼ぶ。
【０００７】
ダークレベルの信号を信号蓄積部（４１４）への転送が終了した後、Ｔ５期間ΦＴＸをアクティブとし転送スイッチ（４０２）をオンにすることでＰＤ（４０１）に蓄積されていた電荷をＳＦ（４１０）のゲートであるＦＤ（４１１）に転送する。ここで、ΦＴＳがＴ６期間アクティブになり、転送ゲート（４１３ａ）がオンする事で、フォトダイオードで蓄積された信号が信号蓄積部（４１４）に保持される。
【０００８】
この画素信号レベルの信号出力を保持する期間を「Ｓ読み」（光信号読み出し）期間と呼ぶ。そして、この画素信号レベルとダークレベルの差分算出動作（以降「Ｓ−Ｎ動作」と称する）を行う事で、製造バラツキ等に起因する固定パターンノイズ等の影響を回避する事が可能となり、通常被写体撮影においてはＳ／Ｎの高い画像を取得する事ができている。
【０００９】
しかしながら、図４の撮像素子のタイミングチャートに示される通り、「Ｎ読み」及び「Ｓ読み」動作は同タイミングに実施されていないため、電源部のスイッチング電源（５０１）が動作する際に発生するスイッチングノイズや、スイッチング電源（５０１）を構成するコイルなどから発生する磁界ノイズ等の影響が「Ｎ読み」及び「Ｓ読み」時に重畳されてしまう。その結果、Ｓ−Ｎ動作した際に電位レベルの差分量が行ごとに異なってしまうため、これがオフセットノイズとなりＳ／Ｎが低下してしまう。この「Ｎ読み」と「Ｓ読み」時の電位レベルの差分量が行ごとに異なっている様子を図５に示す。
【００１０】
上記問題に対し、行ごとの「Ｎ読み」及び「Ｓ読み」時の電位レベルの差分量を一定にする事により差分算出部でＳ／Ｎを向上させるという技術がある。例えば特許文献１で提案されているように、動作モードに応じて複数用意されたスイッチング電源（５０１）の駆動周波数の中から適切なものを選択して周波数を変更する方法が考えられる。
【００１１】
また、特許文献２で提案されているように、電源から発生するノイズ周期を検知し、電源ノイズの周期に合わせて撮像素子の読み出し周期を変更する手段も考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−２１９２９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−０５６７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１のように周波数が選択式であると、周辺環境や部品のばらつきにより、合わせたい周波数からずれたものに対しては追随する事が不可能であり、撮像素子のクロックと同期していないため、周波数を変更しても最適なスイッチング電源の駆動周波数にならない事が考えられる。
【００１４】
特許文献２のようにノイズ周波数に合わせて読み出し周期を変更する場合、ノイズの周波数によっては読み出し周期に制限がかかってしまう。
【００１５】
更にスイッチング電源はスイッチングのタイミングで急峻な電源電圧変動が発生する。このスイッチングのタイミングで撮像素子が「Ｎ読み」や「Ｓ読み」等の読み出し動作を実施した場合には差分量を一定にする事が出来ないため、Ｓ／Ｎを低下させる可能性がある。
【００１６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、撮像素子の「Ｓ読み」、「Ｎ読み」の周期に合わせてスイッチング電源の駆動周波数を生成し、撮像素子の読み出し周波数に対してスイッチング電源の駆動周波数を同期させることで、「Ｎ読み」時と「Ｓ読み」時の電位レベルの差分量を全ての行で無くし、更にスイッチング電源のスイッチングタイミングで撮像素子が「Ｓ読み」及び「Ｎ読み」を行わないように、スイッチング電源の位相を制御する事により、横縞ノイズの低減を行う事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、スイッチング素子の制御により入力電圧を異なる値の出力電圧に変換するスイッチング電源と、撮像装置の制御を行うシステム制御部と、光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みの時間差に対して、前記スイッチング電源の駆動周波数が所定の関係になるように前記撮像素子の基準クロックを元に前記スイッチング電源の駆動周波数を生成する周波数制御部と、前記撮像素子の光信号読みとノイズ信号読みのタイミングに対して、前記スイッチング電源の駆動周波数が所定の位相関係になるように制御を行う位相制御部と、を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、撮像装置の行毎のＳ−Ｎ周期に対してスイッチング電源の電源ノイズ変化量が一定となるタイミングで読出制御を行う事が可能となり、「Ｎ読み」時と「Ｓ読み」時の電位レベルの行ごとの差分量を一定にする事が可能となるため、横縞ノイズを低減する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】撮像装置の構成ブロック図。
【図２】従来撮像装置の構成を模式化して表した図。
【図３】撮像素子の等価回路図例。
【図４】撮像素子の動作タイミングを示すタイミングチャート。
【図５】「Ｓ−Ｎ動作」時のノイズ差分量が行ごとに異なる様子を示した図。
【図６Ａ】本発明の実施形態１における電源部と撮像装置の構成の一部を示す概要図。
【図６Ｂ】本発明の実施形態１における電源部と撮像装置の構成の一部を示す概要図。
【図６Ｃ】本発明の実施形態１における電源部と撮像装置の構成の一部を示す概要図。
【図７】本発明の実施形態１における撮像動作を示すフローチャート
【図８】本発明の実施形態１の手段を用いて制御を行った場合のタイミングチャート。
【図９】本発明の実施形態１の手段を用いて制御を行った場合の、「Ｓ−Ｎ動作」時のノイズ差分量が行ごとに等しくなる様子を示した概略図。
【図１０Ａ】本発明の実施形態２における電源部と撮像装置の構成の一部を示す概要図。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態２における電源部と撮像装置の構成の一部を示す概要図。
【図１１】本発明の実施形態２の手段を用いて制御を行った場合のタイミングチャート。
【図１２】本発明の実施形態３の撮像素子の画素配置の一例。
【図１３】本発明の実施形態３の手段を用いて制御を行った場合の効果を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施形態１］
図１は、撮像装置のシステムの主要部を示したブロック図である。図１を用いて本発明の第１の実施系に係る撮像装置の構成について述べる。図１において、撮像装置は、例えばレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラであり、カメラ本体（１００）と入射光を撮像素子に導くレンズユニット（２００）で構成される。
【００２１】
レンズユニット（２００）内の撮影レンズ（２０１）に入射した光線はミラー（１０７）により反射され、ペンタプリズム（１１６）、光学ファインダ（１１７）を介して撮影者の目に至る。
【００２２】
まずカメラ本体（１００）について説明する。撮像素子（１０１）はＣＭＯＳ型イメージングセンサで構成され、光学像である光信号を電気信号に変換する。レンズユニット（２００）内の撮影レンズ（２０１）に入射された光線は、絞り（２０２）、レンズマウント（２０６）（１０６）、ミラー（１０７）、シャッタ（１０８）を通じて、撮像素子（１０１）上に光学像として結像する。
【００２３】
ＡＤ変換回路（１０２）は撮像素子（１０１）が光電変換して出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。タイミング信号発生回路（１０３）は、画像処理部（１０４）から撮像系を駆動するクロック信号や制御信号を受け、撮像素子（１０１）及びＡＤ変換回路（１０２）に対して、これらの動作タイミングを規定するクロック信号や制御信号等のタイミング信号を供給する。
【００２４】
画像処理部（１０４）は静止画撮影時にＡＤ変換回路（１０２）から入力される映像信号に対して、所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいて、画素補間処理、色変換処理やホワイトバランス処理等の画像処理を施し、システム制御部（１０５）を介して各種表示部（１１３）に出力する。また、画像処理部（１０４）  は、ＪＰＥＧ等の画像圧縮機能を有する。
【００２５】
システム制御部（１０５）は、カメラ本体（１００）を制御し、周知のＣＰＵ等を内蔵する。メモリ（１０９）は、システム制御部（１０５）の動作用のプログラム、変数、定数等を記憶する。また、このメモリ（１０９）は電気的に消去・記憶可能な不揮発性メモリも含まれ、各種パラメータやＩＳＯ感度等の設定値、撮影モード及び各種補正データ等が格納されている。
【００２６】
電源スイッチ（１１０）は、カメラ本体（１００）の電源オン／オフの各モードを切替る。モード切替部（１１１）は静止画撮影・ライブビュー撮影・動画撮影等の各種撮影モードを切替設定するためのスイッチである。
【００２７】
各種表示部（１１３）は、システム制御部（１０５）でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等の動作状態やメッセージ等を表示する液晶装置、スピーカ等を有するものであり、ＬＣＤ、ＬＥＤ、発音素子等の組み合わせにより構成されている。また、各種表示部（１１３）の一部は光学ファインダ（１１７）内に設けられている。
【００２８】
操作部（１１２）はシステム制御部（１０５）に各種所定の動作指示を入力するための操作手段である。これらの操作手段はスイッチやダイヤル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等のいずれか一つ又はそれらの組み合わせによって構成される。
【００２９】
電源回路（１１４）は、電池検出部、電流検出部、保護回路、ＤＣＤＣコンバータ、ＬＤＯレギュレータ等から構成されており、電池装着の有無や電池種類、残量検出や過電流を検出した際には電源を遮断する事により電源回路に接続された負荷回路を保護する機能を有数する。システム制御部（１０５）の指示に基づき、ＤＣＤＣコンバータを制御し、所望の電源電圧を所望の期間、カメラ本体（１００）の各部に供給する。（１１５）（３０１）は電池（３０２）とカメラ本体（１００）を接続するコネクタである。電源（３０２）はアルカリ電池・リチウム電池等の一次電池、Ｎｉｃｄ電池、ＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプタ等からなる。
【００３０】
前記ミラー（１０７）の中央部はハーフミラーが構成されており、前記ミラー（１０７）がダウン時に入射光の一部を透過し、透過された光線は前記ミラー（１０７）に設けられているサブミラー（１１８）により測距制御部（１１９）に向けて反射される。この測距制御部（１１９）ではＡＦ処理を行うための測距手段であり、上記光路により導かれた結像された光学像の合焦状態を測定する。
【００３１】
測光制御部（１２０）はＡＥ処理を行うための測光手段であり、結像された光学像の露出状態を測定する。測光値に基づいて、露出制御を行い、最適なＩＳＯ感度、シャッタ速度、絞り値等を演算し、ミラー・シャッタ制御部（１２１）及び絞り制御回路（２０４）を制御する。
【００３２】
次にレンズユニット（２００）の構成について説明する。前記レンズユニット（２００）と前記撮像装置（１００）はレンズマウント機構（２０６）を介して機械的に接合しているため脱着可能となっている。前記レンズユニット（２００）は撮影レンズ（２０１）、絞り（２０２）、レンズ駆動回路（２０３）、絞り駆動制御回路（２０４）、レンズ制御部（２０５）及びインターフェース（２０７）から構成されている。レンズマウント（２０６）には、レンズユニット（２００）をカメラ本体（１００）と電気的に接続するコネクタ（２０８）も含まれている。
【００３３】
コネクタ（２０８）はカメラ本体（１００）とレンズユニット（２００）との間で、制御信号、状態信号、データ信号等を伝え合うと共に、各種電力をカメラ本体側（１００）から供給する機能を備えている。また、コネクタ（２０８）は電気信号のみならず、光信号、音声信号等の媒体で伝達する構成でもよい。また、図１では簡略化の為に撮影レンズ（２０１）は一枚しか図示していないが、実際には多数の撮影レンズ群から構成されている。
【００３４】
レンズ制御部（２０５）はレンズユニット（２００）全体を制御する。レンズ制御部（２０５）は、不図示だがレンズ動作用の各種定数、変数やプログラム等を記憶するメモリを備えている。また、レンズユニット固有の情報である最大・最小絞り値、焦点距離等を保持する不揮発性メモリも備えている。また、この不揮発性メモリには、フォーカス駆動用モータや絞り駆動用モータ等のレンズユニット（２００）に内蔵されている各種アクチュエータの駆動周波数情報等、各種設定情報が保持されている。また、レンズ制御部（２０５）はレンズユニット内の各回路部へ供給する電源用ＤＣＤＣコンバータ回路等も備える。
【００３５】
カメラ本体（１００）のシステム制御部（１０５）は測距制御部（１１９）の出力情報を用いてデフォーカス量を演算するそして、システム制御部（１０５）は演算したデフォーカス量に基づいて、レンズユニット（２００）のレンズ制御部（２０５）を介して通信を行い、レンズ駆動回路（２０３）を制御する事でピントを合わせる。また、レンズ駆動回路（２０３）は撮影時の手ブレ緩和用の振動検知手段と手ブレ緩和用の可動式シフトレンズを駆動する制御回路等も備える。振動検知手段により手ブレを電気信号として出力し、ブレ量の演算結果に基づいて可動式シフトレンズを移動させる事で、手ブレを低減すると言ったものである。
【００３６】
絞り制御回路（２０４）は測光制御部（１２０）からの測光情報に基づいて、シャッタ（１０８）を制御するミラー・シャッタ制御部（１２１）と連携しながら、絞り（２０２）を制御する。又は操作部（１１２）にて設定された絞り値情報に基づいて制御する。
【００３７】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは本発明の実施形態における電源部と撮像装置の構成の一部を示す概要図である。また、図７は本発明の実施形態における撮像動作を示すフローチャートである。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ及び図７のフローチャートを用いて、本実施形態の撮像動作の一連の流れについて説明する。
【００３８】
Ｓ７０１で電源スイッチによる撮像装置起動後、本撮影動作に移行するまでは撮像素子（１０１）等の撮像系には電源供給を行わない待機状態となる。
【００３９】
この時撮像装置は、モード切替部（１１１）で静止画撮影、動画撮影、ライブビュー撮影等の撮影モードを選択可能な状態となる。例えば、選択された撮影モードが静止画撮影モードとすると、Ｓ７０２で、レリーズボタンを全押しする事により、撮像動作が開始される。Ｓ７０３で、システム制御部（１０５）はスイッチング電源（６０１）に対して、撮像系の電源供給を指示する電源制御信号を送る。そして、電源制御信号を受け取ったスイッチング電源（６０１）は、初期設定された任意の駆動周波数で撮像素子（１０１）に電源供給を行い、Ｓ７０４で撮像素子が初期化される。
【００４０】
その後、Ｓ７０５で、システム制御部（１０５）は周波数制御部（６０３）に対して、静止画撮影時のＳ−Ｎ動作の読み出し周期を元に決定される周波数情報（６０６）を送り、周波数制御部（６０３）はこの周波数情報（６０６）に基づき、出力周波数がＳ−Ｎ動作の読み出し周期の任意逓倍周波数になるように設定される。
【００４１】
ここで周波数制御部（６０３）でのスイッチング電源（６０１）の駆動周波数生成手段は、例えば、図６Ｂに示される位相同期回路（ＰＬＬ）（７０１）を用いて行うものとする。位相同期回路（７０１）の出力部に分周用分周器（７０２）、フィードバック部に逓倍用分周器（７０３）を配置し、撮像系の基準クロック（６０８）を所望の分周比により分周させることにより、Ｓ−Ｎ動作の読み出し周期に同期した任意逓倍周波数で、スイッチング電源（６０１）が動作可能な駆動周波数を生成する事が可能となる。
【００４２】
Ｓ７０６で、システム制御部（１０５）は、位相制御部（６０２）に対し前記撮像系基準クロック（６０８）を送り、タイミング信号発生回路（１０３）より、スイッチング電源（６０１）のスイッチングタイミングと、撮像素子のＳ−Ｎ動作の読み出しタイミングとが、重畳しないタイミングになるように位相制御信号（６０９）を出力する事で、前記基準クロック（６０８）を周波数制御部（６０３）に入力するタイミングを制御する。
【００４３】
ここで位相制御部（６０２）での位相制御手段は、例えば、図６Ｃに示されるＡＮＤロジック回路（８０１）を用いて行うものとする。タイミング信号発生回路（１０３）より所望のタイミングで位相制御信号（６０９）を受け取り、基準クロック（６０８）とのＡＮＤ条件が成立した際に基準クロック（６０８）を外部に出力させる事により周波数制御部（６０３）に入力するタイミングを制御する事が可能となる。
【００４４】
その後、システム制御部（１０５）はタイミング信号発生回路（１０３）に対して、撮像系の水平走査信号、垂直走査信号等の撮像系制御信号を送り、撮像素子（１０１）が画像読み出し可能な状態となる。
【００４５】
Ｓ７０７で、位相制御信号（６０９）が入力されたタイミングで、Ｓ７０５で設定された周波数情報に基づき変換されたＳ−Ｎ動作の読み出し周期の任意逓倍周波数で、スイッチング電源（６０１）が駆動を開始し撮像素子（１０１）に対して電源供給を行う。
【００４６】
その後、Ｓ７０８で静止画本画像の読み出しを行い、Ｓ７０９で本画像の読み出し終了後、スイッチング電源（６０１）の駆動周波数の同期動作が終了する。
【００４７】
Ｓ７１０で本撮影動作が終了により、撮像素子（１０１）等の撮像系には電源供給を行わない待機状態となる。
【００４８】
そして、Ｓ７１１で電源スイッチをＯＦＦしない場合には、Ｓ７０２のレリーズボタン検出待ちの待機状態となり、電源スイッチをＯＦＦした場合には、Ｓ７１２の撮像装置の電源がＯＦＦされ、撮像装置は非動作状態となる。
【００４９】
本実施例での周波数制御はシステム制御部（１０５）より与えられる周波数情報（６０６）に基づき行われているが、撮像素子（１０１）の光信号とノイズ信号を読み込むタイミングを検出する検出手段により得られるタイミングの時間差に基づき、前記スイッチング電源（６０１）の駆動周波数を生成する構成でも良いものとする。
【００５０】
図８は、本発明の周波数制御及び位相制御を行った場合のタイミングチャートである。図のように位相制御信号（６０９）の立ち上がりタイミングを制御し、基準クロック（６０８）を周波数制御部（６０３）に入力するタイミングを制御する事で、周波数制御部（６０３）より出力されるスイッチングタイミングでＳ読み及びＮ読み動作を行わないように位相制御ができる事が分かる。
【００５１】
図９は、スイッチング電源（６０１）の駆動周波数及び位相制御を実施したことにより、行ごとに異なっていたＳ−Ｎ動作した際の電位レベルの差分量を無くす効果を示す概略図である。周波数を制御する事により、「Ｎ読み」及び「Ｓ読み」時の電位レベルが全ての行において等しくなる事が分かる。また、位相制御する事により、スイッチング電源（６０１）のスイッチングタイミングと撮像素子（１０１）の読み出しタイミングとの重畳を回避可能な事が分かる。
【００５２】
［実施形態２］
前述した第１の実施形態では、周波数制御部（６０３）の製造上のばらつき等により設定したＳ−Ｎ動作の整数逓倍周波数に収束するまでの時間間隔が異なる。その場合、狙いとする「Ｓ読み」「Ｎ読み」のタイミングに対して時間差が生じ、スイッチング電源（６０１）のスイッチングタイミングとＳ−Ｎ動作の信号読み出しタイミングとが重畳してしまう可能性がある。
【００５３】
また、スイッチング電源（６０１）は一般的には入出力電圧差や負荷電流の変動等があった場合に、スイッチングパルスのデューティ比を可変することによって一定の出力電圧を保つ制御を行っている。このデューティ比制御により生じる周期的な出力電圧変動（リップル電圧）を考慮すると、スイッチングパルスのデューティ幅が広い区間、すなわち、出力電圧変動の傾きが緩やかな区間で、「Ｓ読み」「Ｎ読み」動作を行う事が望ましい。
【００５４】
第２の実施形態では、前述した第１の実施形態で構成される素子のばらつき等により生じるタイミングのずれやスイッチング電源（６０１）の動作条件により生じる出力電圧変動特性を考慮した、より好ましい構成を提案する。
【００５５】
撮像装置の構成については前述の第１の実施形態を説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５６】
図１０Ａ、図１０Ｂは、第２の実施形態における電源部と撮像装置の構成の一部を示す概要図である。図１０Ａ、図１０Ｂを用いて、本第２の実施形態の撮像動作の一連の流れについて説明する。図１０Ａに不図示のレリーズボタン全押しにより撮像動作が開始される制御までは前述の第１の実施形態と同様のため、ここでは説明を省略する。
【００５７】
撮像動作が開始されると、システム制御部（１０５）はスイッチング電源（６０１）に対して、撮像系の電源供給を指示する電源制御信号（６０７）を送る。そして、電源制御信号（６０７）を受け取ったスイッチング電源（６０１）は、初期設定された任意の駆動周波数で撮像素子（１０１）に電源供給を行い撮像素子（１０１）が初期化される。
【００５８】
その後、システム制御部（１０５）は周波数制御部（６０３）に対して、静止画撮影時のＳ−Ｎ周期を元に決定される周波数情報を送り、周波数制御部（６０３）はこの周波数情報に基づき、出力周波数がＳ−Ｎ周期の任意逓倍周波数になるように設定される。
【００５９】
周波数制御部（６０３）でのスイッチング電源（６０１）の駆動周波数生成手段は、前述の第１の実施形態で説明した図６Ｂに示される位相同期回路（ＰＬＬ）（７０１）を用いて行うものとする。
【００６０】
ここで、位相同期回路（ＰＬＬ）（７０１）の製造上のばらつき等により、設定周波数に収束するまでの位相同期時間にばらつき（時間差）が生じる。その場合、システム制御部（１０５）が制御する撮像系の水平走査信号、垂直走査信号等の撮像系制御信号と、スイッチング電源（６０１）スイッチングタイミングとの時間間隔がずれ、スイッチング電源（６０１）のスイッチングタイミングと撮像素子（１０１）の読み出しタイミングとが重畳してしまう可能性がある。これを回避するため、周波数制御部（６０３）が設定周波数に収束したタイミングで位相ロック信号（１００９）を外部に送信する構成とする。
【００６１】
次に、スイッチング電源（６０１）のデューティ比検出手段について説明する。図１０Ｂにおいて、スイッチング制御部（１００３）は出力電圧を一定に保つためのスイッチングパルスのデューティ比制御信号（１０１１）をスイッチング制御部出力段に対し出力するが、このデューティ比制御信号（１０１１）のスイッチングデューティ幅が広い区間に移行するパルスのエッジのタイミングで、スイッチング制御部（１００３）の内部ロジック回路で生成されるＳＷリード信号（１００８）を外部に送信できる構成とし、前述の位相ロック信号（１００９）とＳＷリード信号（１００８）とを入力信号とするＡＮＤロジック回路（１００７）により、ＡＮＤ条件が成立した時にＳ−Ｎ動作開始トリガ信号（１０１０）をタイミング信号発生回路（１０３）に出力する。
【００６２】
タイミング信号発生回路（１０３）は、前述のＳ−Ｎ動作開始トリガ信号（１０１０）の割り込み入力を受けて、Ｓ−Ｎ動作開始トリガ信号（１０１０）に同期させて撮像系の水平走査信号、垂直走査信号等の撮像系制御信号を撮像素子（１０１）に送信することで、撮像系のＳ−Ｎ動作を開始し、本画像の読み出しを行う。
【００６３】
なお、撮像系Ｓ−Ｎ動作期間中はＳ−Ｎ動作開始トリガ信号（１０１０）の割り込み検出は禁止し、Ｓ−Ｎ動作完了後、連続してＳ−Ｎ動作を行う場合に再度割り込み入力を許可する。本画像の読み出し終了以降の流れは第１の実施形態と同様のため、説明は省略する。
【００６４】
図１１は、本発明の第２の実施形態による周波数制御及び位相制御を行った場合のタイミングチャートである。図１１のように前述の位相ロック信号（１００９）とＳＷリード信号（１００８）とのＡＮＤにより撮像系Ｓ−Ｎ動作の開始タイミングを制御する事で、周波数制御部（６０３）より出力されるスイッチングタイミングのデューティ比において出力電源電圧変動の傾きが緩やかな領域でＳ読み及びＮ読み動作を行う事ができる。
【００６５】
以上のように、撮像素子の動作に合わせてスイッチング電源の駆動周波数やクロック位相、撮像読み出しタイミングを制御することにより、Ｓ−Ｎ動作時の電位レベルの差分量を各行で無くす事ができ、且出力電源電圧変動の傾きが緩やかな領域でＳ−Ｎ動作を行う事が可能となる。その結果、撮影画像に対するスイッチング電源の発するノイズの影響を抑え、撮影画像に現れる横縞ノイズを低減することができる。更に撮影動作を行う直前に駆動周波数を変更する事により、撮影を行わない期間の電源ロスを低減させる事が出来るため電源効率化の効果も得られる。
【００６６】
［実施形態３］
前述した実施形態１や実施形態２では、Ｓ−Ｎ周期が毎行同じ周期である場合を想定しているが、行毎に異なる蓄積時間や読み出し時間を設定可能な複数画素群を有す、図１２に示す撮像素子（１２０１）のように、
例えば、撮像用画素群から出力される画像信号を読み出す第一のモードと、撮像用画素群よりも蓄積時間が短い露出検知用画素群から出力される画像信号を読み出す第二のモードとを連続して読み出す場合、共通の「Ｎ読み」に対して第一のモードのＳ読み「Ｓ１読み」と、第二のモードのＳ読み「Ｓ２読み」とを読み出す周期が行毎に変わるため、スイッチング電源（６０１）の駆動周波数を、「Ｓ１−Ｎ読み」「Ｓ２−Ｎ読み」２つのモードの読み出し周期に共通な周波数に設定しなければならない。
【００６７】
そこで、２つの読み出し周期に同期するスイッチング電源（６０１）の駆動周波数をｆｓｗ、「Ｎ読み」タイミングから前記撮像用画素群から出力される画像信号を読み出す第一のモードの「Ｓ１読み」までのサンプリング周期Δｔ１と、その逆数から求められる周波数をｆ１、「Ｎ読み」タイミングから撮像用画素群よりも蓄積時間が短い露出検知用画素群から出力される画像信号を読み出す第二のモードの「Ｓ２読み」までのサンプリング周期Δｔ２と、その逆数から求められる周波数をｆ２とし、ｆ１とｆ２との最小公倍数をｆ３、スイッチング電源（６０１）が駆動可能な駆動周波数に逓倍する任意係数をＫ１として、スイッチング電源（６０１）の駆動周波数は、以下の（式１）を満足する値に設定する。
【００６８】
ｆｓｗ  ＝  ｆ３  ×  Ｋ１                       式（１）
ｆ１  ＝  １  ／  Δｔ１  
ｆ２  ＝  １  ／  Δｔ２
ｆ３：ｆ１とｆ２との最小公倍数  
Ｋ１：スイッチング電源が駆動可能なスイッチング周波数に逓倍する整数
ｆｓｗが式（１）を満足する場合、「Ｎ読み」を基準として、「Ｓ１読み」及び「Ｓ２読み」各々のスイッチング位相が同位相となり、「Ｎ読み」と「Ｓ１読み」、「Ｎ読み」と「Ｓ２読み」のように異なる読み出し周期で制御する複数の画素群の読み出しに同期した電源制御が可能となることで、ノイズの差分量が各行で等しくなり、読み出し信号の精度向上、撮影画像における横縞を低減することが可能となる。
【００６９】
図１３は、スイッチング電源（６０１）の駆動周波数を、前記式（１）を適用して複数の画素群の読み出し周期に最少公倍数の周期に同期させることにより、「Ｓ１−Ｎ動作」「Ｓ２−Ｎ動作」の電位レベルの差分量を等しくする効果を示す概略図である。
【００７０】
撮像用画素群から出力される画像信号を読み出す第一のモードと、撮像用画素群よりも蓄積時間が短い露出検知用画素群から出力される画像信号を読み出す第二のモードの電位レベルが全ての行において等しくなる事が分かる。
【００７１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７２】
前述した実施形態にかかわる撮像装置を実現する為に実行するプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体により供給される。または、有線あるいは、無線のネットワークを介してダウンロードしても良い。上記プログラムを、システムあるいはコンピュータが実行することにより、本発明の目的は達成される。よって、上述の実施形態の機能を実現するプログラム自体も本発明の一つである。
【符号の説明】
【００７３】
１０１  撮像素子
１０３  タイミング信号発生回路
１０５  システム制御部
６０１  スイッチング電源
６０２  位相制御部
６０３  周波数制御部
６０６  周波数情報
６０８  撮像系基準クロック
１００３  スイッチング制御部
１２０１  蓄積時間、読み出し周期の異なる複数画素群を有す撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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