(57)【要約】【課題】画像ノイズを抑えることを可能にすることを課題とする。【解決手段】  撮像素子により画像を撮像する撮像部（１１０）と、撮像部（１１０）に電力を供給する電源部（１１２）と、撮像部（１１０）により撮像された画像データのノイズレベルを演算する画像処理部（１０４）と、画像処理部（１０４）が求めたノイズレベルに応じて、電源部（１１２）から撮像部（１１０）に供給される電圧を制御するＣＰＵ（１０１）とを有する。【選択図】図１
2016127413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子により画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段に電力を供給する電力供給手段と、
前記撮像手段により撮像された画像のデータからノイズレベルを演算する演算手段と、
前記演算手段が演算したノイズレベルに応じて、前記電力供給手段から前記撮像手段に供給される電圧を制御する制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電力供給手段が前記撮像手段へ供給する電圧の可変範囲に所定の下限電圧を設定して、所定の下限電圧が設定された可変範囲内で前記電力供給手段から撮像手段へ供給される電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記電力供給手段は、前記撮像手段に電力を供給する第１の供給手段と、前記第１の供給手段に電力を供給する第２の供給手段とを有し、
前記制御手段は、前記演算手段が演算したノイズレベルに応じて、前記第２の供給手段の出力電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の供給手段は、入出力端子間にトランジスタが接続されたレギュレータであり、前記所定の下限電圧は前記レギュレータのドロップアウト電圧に基づく最低入力電圧に等しい電圧か、若しくは最低入力電圧より高い電圧であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記画像のデータのノイズレベルとして、前記撮像素子の温度に基づくノイズレベルと、前記電力供給手段での電圧変動に基づくノイズレベルとを演算し、
前記制御手段は、前記演算手段が演算した前記温度に基づくノイズレベルと前記電圧変動に基づくノイズレベルとに基づいて、前記電力供給手段から撮像手段に供給される電圧を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記撮像素子の温度に基づくノイズレベルとして、前記撮像素子の暗電流ノイズレベルを演算することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記演算手段は、前記電圧変動に基づくノイズレベルとして、前記撮像素子の横筋ノイズレベルを演算することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像素子の温度を検出する温度検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記電力供給手段から撮像手段に供給される電圧を制御することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記温度検出手段は、前記撮像手段の撮像素子の起動直後の温度を検出することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記撮像手段の撮像素子のブランキング期間に前記電圧を変更する制御を行う請求項１乃至９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記撮像手段の撮像素子の駆動モードが切り替わるタイミングで前記電圧を変更する制御を行う請求項１乃至９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮像素子により画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段に電力を供給する電力供給手段と、
前記撮像手段の撮像素子の駆動モードに応じて、前記電力供給手段から前記撮像手段に供給される電圧を制御する制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記電力供給手段が前記撮像手段へ供給する電圧の可変範囲に所定の下限電圧を設定して、所定の下限電圧が設定された可変範囲内で前記電力供給手段から撮像手段へ供給される電圧を制御することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記電力供給手段は、前記撮像手段に電力を供給する第１の供給手段と、前記第１の供給手段に電力を供給する第２の供給手段とを有し、
前記制御手段は、前記撮像手段の撮像素子の駆動モードに応じて、前記第２の供給手段の出力電圧を制御することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記所定の下限電圧は、前記第１の供給手段の入力電圧範囲の下限電圧に等しい電圧か、若しくは入力電圧範囲の下限電圧より高い電圧であることを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
撮像素子により画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段に電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の電圧変動を検出する変動検出手段と、
前記撮像手段により撮像された画像のデータからノイズレベルを演算する演算手段と、
前記変動検出手段にて検出された電圧変動と前記演算手段が演算したノイズレベルとに基づいて、前記電力供給手段から前記撮像手段に供給される電圧を制御する制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、前記電力供給手段が前記撮像手段へ供給する電圧の可変範囲に所定の下限電圧を設定して、所定の下限電圧が設定された可変範囲内で前記電力供給手段から撮像手段へ供給される電圧を制御することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記電力供給手段は、前記撮像手段に電力を供給する第１の供給手段と、前記第１の供給手段に電力を供給する第２の供給手段とを有し、
前記制御手段は、前記変動検出手段にて検出された電圧変動と前記演算手段が演算したノイズレベルとに基づいて、前記第２の供給手段の出力電圧を制御することを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記第１の供給手段は、入出力端子間にトランジスタが接続されたレギュレータであり、前記所定の下限電圧は前記レギュレータのドロップアウト電圧に基づく最低入力電圧に等しい電圧か、若しくは最低入力電圧より高い電圧であることを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記演算手段は、前記画像のデータのノイズレベルとして、前記撮像素子の温度に基づくノイズレベルを演算することを特徴とする請求項１６乃至１９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記演算手段は、前記撮像素子の温度に基づくノイズレベルとして、前記撮像素子の暗電流ノイズレベルを演算することを特徴とする請求項２０に記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記撮像素子の温度を検出する温度検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記電力供給手段から撮像手段に供給される電圧を制御することを特徴とする請求項１６乃至２１の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記制御手段は、前記撮像手段の撮像素子のブランキング期間に前記電圧を変更する制御を行う請求項１６乃至２２の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記制御手段は、前記撮像手段の撮像素子の駆動モードが切り替わるタイミングで前記電圧を変更する制御を行う請求項１６乃至２２の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記変動検出手段は、前記撮像手段の撮像素子の水平ライン読み出し周期の１／２以上の周期で、前記電力供給手段での電圧変動を検出することを特徴とする請求項１６乃至２４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２６】
撮像装置の制御方法であって、
撮像素子により画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像素子に電力を供給する電力供給ステップと、
前記撮像素子により撮像された画像のデータからノイズレベルを演算する演算ステップと、
前記演算ステップが演算したノイズレベルに応じて、前記電力供給ステップで前記撮像素子に供給する電圧を制御する電力制御ステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項２７】
撮像装置の制御方法であって、
撮像素子により画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像素子に電力を供給する電力供給ステップと、
前記撮像素子の駆動モードに応じて、前記電力供給ステップで前記撮像素子に供給する電圧を制御する制御ステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項２８】
撮像装置の制御方法であって、
撮像素子により画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像素子に電力を供給する電力供給ステップと、
電圧変動を検出する変動検出ステップと、
前記撮像素子により撮像された画像のデータからノイズレベルを演算する演算ステップと、
前記変動検出ステップにて検出された電圧変動と前記演算ステップが演算したノイズレベルとに基づいて、前記電力供給ステップで前記撮像素子に供給される電圧を制御する制御ステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラや携帯電話など電池で駆動する電子機器には、一般的にＤＣ−ＤＣコンバータが搭載されている。ＤＣ−ＤＣコンバータから電源供給を受ける各回路は、動作状態によって負荷変動が発生し、その負荷変動が電池電圧の変動を引き起こす。この電池電圧の変動は、他の回路に供給される電源の電圧変動を引き起こし、電圧変動にシビアな回路の場合、その影響を受ける場合がある。特にデジタルカメラの撮像回路の場合、電圧変動が撮像画像にノイズとして現われるため、電圧変動に対するケアが必要になる。通常、電圧変動を抑制する場合、電源ラインにリニアレギュレータ（以下、レギュレータとする）などを挿入し、電圧変動を抑えて回路への供給電圧を一定に保つ事を行う。しかし、レギュレータを使用した場合、電源ノイズを抑制するためには電源ノイズの電圧より高い電圧をレギュレータの入力に供給する必要があり、レギュレータへの入力電圧は出力電圧よりも高くなる。そのため、入出力端子間の電位差によってレギュレータには熱損失が発生する。
【０００３】
ここで、レギュレータによって電圧変動ノイズを抑制できる仕組みについて説明する。レギュレータの入出力端子間にはトランジスタが接続されている。トランジスタがバイポーラタイプの場合、コレクタ端子、エミッタ端子がレギュレータの入出力端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴタイプの場合、ドレイン端子、ソース端子がレギュレータの入出力端子に接続されている。レギュレータは、基準電圧部を有し、出力端子電圧を比較器に帰還して基準電圧と比較し、出力電圧が一定になるような制御が行われる。出力電圧が変動した場合、比較器の出力が入出力端子間のトランジスタのベース、或いはゲートに入力されて、そのトランジスタが制御されることにより、出力電圧が一定となされる。トランジスタにはコレクタ−エミッタ間のＶｃｅ電圧、或いはドレイン−ソース間のオン抵抗が存在し、レギュレータを動作させるために、入力電圧は、出力電圧に対してＶｃｅ電圧分、或いはオン抵抗分の高い電圧Ｖｄｒｏｐ１となされる。この電圧Ｖｄｒｏｐ１は、一般にはドロップアウト電圧と呼ばれている。また、入力電源の変動が出力に現われないようにするためには、出力電圧に対して電圧変動分の電位差Ｖｄｒｏｐ２が入出力端子間に必要となる。これにより、レギュレータは、その電位差分の電圧変動を抑制することができる。これらより、レギュレータの入出力端子間の電位差Ｖｄｒｏｐは、式（１）により表される。そして、この入出力端子間の電位差Ｖｄｒｏｐがレギュレータの熱損失となる。
Ｖｄｒｏｐ＝Ｖｄｒｏｐ１＋Ｖｄｒｏｐ２              式（１）
【０００４】
また、撮像回路の場合、レギュレータは撮像素子の至近に配置されることが多く、レギュレータの熱損失は撮像素子の温度に影響を与え、温度が上昇すると撮像素子の暗電流が増加してしまう。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータを使用して撮像回路を駆動する場合、電源ノイズを抑制するためのレギュレータが必要になるが、レギュレータの熱損失に起因する温度上昇によって暗電流が増加してしまう。このように、電圧変動による画像ノイズと暗電流ノイズはトレードオフの関係にある。
【０００５】
一方、特許文献１には、撮像素子からの画像ノイズレベルを監視し、ノイズが増加すると撮像回路への電力供給を停止し、一定期間経過後、再度電源を供給して撮像回路を起動させて、再びノイズを監視することで、画像ノイズを抑える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９６１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ノイズが増加した場合に撮像回路への電源供給を停止するため、その間、使用者は撮影動作を行うことができなくなる課題がある。すなわち、ノイズが多くなる条件では撮影動作ができなくなるため、ユーザの使い勝手が低下してしまう。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、画像ノイズを抑えることが可能な撮像装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撮像装置は、撮像素子により画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段に電力を供給する電力供給手段と、前記撮像手段により撮像された画像のデータからノイズレベルを演算する演算手段と、前記演算手段が演算したノイズレベルに応じて、前記電力供給手段から撮像手段に供給される電圧を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像ノイズを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態の撮像装置の電源制御のための一構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態の電源制御のフローチャートである。
【図４】ノイズ演算用検出領域の説明に用いる図である。
【図５】第２の実施形態の電源制御のフローチャートである。
【図６】第４の実施形態の電源制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１には、本実施形態の撮像装置１００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態の撮像装置は、一例として、デジタルカメラやカメラ機能を備えた携帯情報端末などのような、電源部と撮像部を備えた機器に適用可能である。図１の撮像装置１００は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、不揮発性メモリ１０３、画像処理部１０４、ディスプレイ１０５、操作部１０６、記録媒体Ｉ／Ｆ１０７、外部Ｉ／Ｆ１０９、撮像部１１０、電源部１１２、温度センサ１１４等を有して構成されている。これら各部は、内部バス１５０を介して接続されており、この内部バス１５０を介して互いにデータのやり取りを行うことができるようにされている。メモリ１０２は、例えばＲＡＭ（半導体素子を利用した揮発性のメモリなど）からなり、ＣＰＵ１０１の演算領域やディスプレイ１０５への表示のためのメモリ領域などに利用される。ＣＰＵ１０１は、例えば不揮発性メモリ１０３に格納されたプログラムに従い、メモリ１０２をワークメモリとして用いて、撮像装置１００の各部を制御する。不揮発性メモリ１０３は、画像データや音声データ、その他のデータ、ＣＰＵ１０１が動作するための各種プログラムなどを格納する。不揮発性メモリ１０３は、ＲＯＭ等で構成されるが、例えばハードディスク（ＨＤ）で構成されていてもよい。記憶媒体Ｉ/Ｆ１０７は、メモリカードなどの記録媒体１０８が装着可能となされており、ＣＰＵ１０１の制御に基づき、装着された記録媒体１０８に対するデータの書き込みや読み出しを行う。記録媒体Ｉ／Ｆ１０７は、ＣＤ、ＤＶＤといったディスク状の記録媒体１０８との間で、データのやり取りを行うことも可能となされている。画像処理部１０４は、ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、不揮発性メモリ１０３や記録媒体１０８に格納された画像データ、外部Ｉ/Ｆ１０９を介して取得した映像信号などに対して、各種画像処理を施す。画像処理部１０４が行う画像処理には、Ａ／Ｄ変換処理、Ｄ／Ａ変換処理、画像データの符号化処理、圧縮処理、デコード処理、拡大／縮小処理（リサイズ）、ノイズ低減処理、ノイズ演算処理、色変換処理などが含まれる。画像処理部１０４は、特定の画像処理を施すための専用の回路ブロックで構成してもよい。また、画像処理の種別によっては画像処理部１０４を用いずにＣＰＵ１０１がプログラムに従って画像処理を行うことも可能である。ディスプレイ１０５は、ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、画像や、ＧＵＩ(Graphical User Interface)を構成するＧＵＩ画面などを表示する。この場合のＣＰＵ１０１は、プログラムに従い表示制御信号を生成し、ディスプレイ１０５に表示するための映像信号を生成して、ディスプレイ１０５に出力するように撮像装置１００の各部を制御する。そしてディスプレイ１０５は、供給された映像信号に基づいて映像を表示する。操作部１０６は、電源起動／停止操作用の電源スイッチ、ボタン、ダイヤル、ジョイスティック、タッチセンサ、タッチパッドなどを含む、ユーザ操作を受け付けるための入力デバイスである。操作部１０６は、キーボードなどの文字情報入力デバイスや、マウスなどのポインティングデバイスを含んでいてもよい。外部Ｉ/Ｆ１０９は、外部機器と有線ケーブルや無線によって接続し、映像信���や音声信号、プログラムや各種データの入出力を行うためのインターフェースである。撮像部１１０は、図示しない撮像素子、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、クランプ回路、Ａ／Ｄ変換部などを有し、ＣＰＵ１０１により制御される。撮像部１１０により撮像された画像データは、メモリ１０２や画像処理部１０４に送られる。電源部１１２は、操作部１０６の電源スイッチによりユーザが電源オンの操作したとき、撮像装置１００の各部に電力を供給する。温度センサ１１４は、その温度センサ１１４が配置された箇所の温度を観測するセンサであり、内部バス１５０を介したＣＰＵ１０１からの制御で温度を測定し、ＣＰＵ１０１に温度測定結果を返す。本実施形態の場合、温度センサ１１４は、撮像部１１０の撮像素子の温度を検出できる場所に配置される。なお、本実施形態の撮像装置１００は、カメラ機能と電源部を備えたパーソナルコンピュータなどであってもよい。
【００１３】
図２には、本実施形態の撮像装置１００の電源部１１２の詳細な構成と、その電源部１１２の電力制御に関係する各部の構成とを示す。図２において、電源部１１２は、バッテリ１１２０とＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２とレギュレータ１１２４とを有して構成されている。バッテリ１１２０は、１次電池や２次電池からなる。バッテリ１１２０は、ＡＣアダプタのようなＡＣ電源からＤＣ変換された電源や、ＵＳＢのＶＢＵＳ電源などの有線給電による電源、コイルを介した電磁誘導などの無線給電による電源であってもよい。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２は、スインチング方式の定電圧出力電源回路であり、バッテリ１１２０から供給された電池電圧を所定の定電圧に変換してレギュレータ１１２４へ供給する。本実施形態の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃは、ＣＰＵ１０１により制御される。レギュレータ１１２４は、入出力端子間に、バイポーラタイプ若しくはＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタが接続されたリニア方式の定電圧出力が可能な電源である。レギュレータ１１２４は、入力電源の電圧変動（ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃの変動）を抑制した一定電源電圧Ｖｒｅｇを撮像部１１０に供給する。撮像部１１０は、レギュレータ１１２４から供給される電力により駆動される。撮像部１１０へ電力供給がなされると、ＣＰＵ１０１は、撮像部１１０を構成している撮像素子、ＣＤＳ回路、Ａ／Ｄ変換回路などを動作させ、その撮像部１１０により撮像された画像データをメモリ１０２へ格納させる。メモリ１０２に格納された画像データは、画像処理部１０４に送られる。第１の実施形態において、画像処理部１０４は、前述した各種の画像処理だけでなく、後述するような、電源の電圧変動に起因する電圧変動ノイズレベルの算出と、撮像素子の発熱に起因する暗電流ノイズレベルの算出をも行う。温度センサ１１４は、前述したように、撮像部１１０の撮像素子の近傍に配置され、撮像素子の温度を検出して、その温度測定結果のデータをＣＰＵ１０１へ出力する。そして、ＣＰＵ１０１は、後述するように、画像処理部１０４で算出されたノイズ演算結果と、温度センサ１１４から供給される温度測定結果を参照して、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧制御を行う。なお、図２中の点線で示す出力線については、後述する第４の実施形態において説明する。
【００１４】
図３には、ＣＰＵ１０１が、電圧変動ノイズレベルと暗電流ノイズレベルと温度測定結果とに基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧を制御する際の制御フローチャートを示す。図３のフローチャートにおいて、ＣＰＵ１０１は、操作部１０６の電源スイッチを介してユーザから電源起動操作がなされると、撮像部１１０を起動させると共に電力制御のための処理を開始する。撮像部１１０が起動すると、ＣＰＵ１０１は、先ずステップＳ３０１の制御処理として、温度センサ１１４から、温度測定結果である温度Ｔのデータを取得する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、撮像部１１０の撮像素子の起動直後の温度Ｔのデータを、温度センサ１１４から取得する。このステップＳ３０１の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３０２へ進める。
【００１５】
ステップＳ３０２では、ＣＰＵ１０１は、温度Ｔが所定の閾値Ｔｔｈを超えているかを判定する。閾値Ｔｔｈは、撮像部１１０の電圧変動に起因するノイズよりも温度に起因するノイズが目立つようになる温度の値に設定する。本実施形態の場合、閾値Ｔｔｈは、一例として４０℃〜５０℃の範囲に設定されている。そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０２において温度Ｔが閾値Ｔｔｈを超えていると判定した場合、すなわち撮像素子の温度Ｔが電圧変動ノイズよりも暗電流ノイズの目立つ温度になっていると判断した場合には、制御処理をステップＳ３０３へ進める。ステップＳ３０３では、ＣＰＵ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを所定の下限電圧ＶＬ［Ｖ］に設定する。一方、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０２において温度Ｔが閾値Ｔｔｈを超えていないと判定した場合、すなわち撮像素子の温度Ｔが暗電流ノイズよりも電圧変動ノイズの目立つ温度であると判断した場合には、制御処理をステップＳ３０４へ進める。ステップＳ３０４では、ＣＰＵ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを所定の上限電圧ＶＨ［Ｖ］に設定する。ここで、所定の下限電圧ＶＬ［Ｖ］と上限電圧ＶＨ［Ｖ］は、レギュレータ１１２４の入力動作電圧範囲内で、且つＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電圧変動をレギュレータ１１２４で抑制可能な電圧に設定される。特に、所定の下限電圧ＶＬ［Ｖ］は、レギュレータ１１２４のドロップアウト電圧に基づく最低入力電圧に等しい電圧か、若しくは最低入力電圧より高い電圧に設定される。具体的には、例えば、レギュレータ１１２４の電源電圧Ｖｒｅｇが３．３［Ｖ］である場合、ＶＬ＝３．６［Ｖ］、ＶＨ＝４．０［Ｖ］などに設定される。また、ＣＰＵ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを変更する際には、撮像部１１０の画像データに影響を与えないタイミングで変更する。例えば、ＣＰＵ１０１は、撮像素子駆動のブランキング期間中や、撮像素子の読出し動作を行っていないタイミング、撮像素子の駆動モードが切り替わるタイミングで、出力電圧Ｖｄｃｄｃを変更する。また、ＣＰＵ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の図示しない内部レジスタの設定変更や、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２のポート制御などにより、出力電圧Ｖｄｃｄｃを変更する。ステップＳ３０３、ステップＳ３０４の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３０５へ進める。
【００１６】
ステップＳ３０５では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０３、Ｓ３０４で設定された出力電圧Ｖｄｃｄｃになるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２を制御して、レギュレータ１１２４への電力供給を制御する。これにより、レギュレータ１１２４からは一定電源電圧Ｖｒｅｇが出力され、その電源電圧Ｖｒｅｇが撮像部１１０に供給される。ステップＳ３０５の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３０６へ進める。ステップＳ３０６では、ＣＰＵ１０１は、撮像部１１０の撮像素子を駆動し、操作部１０６の操作に応じた撮影動作を実行させ、ディスプレイ１０５へのライブ画像表示などの制御を行う。ステップＳ３０６の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３０７へ進める。ステップＳ３０７では、ＣＰＵ１０１は、画像処理部１０４を制御し、撮像部１１０で撮像された画像データを用いたノイズ検出のための演算処理を行わせる。
【００１７】
ここで、図４を参照して、画像処理部１０４で行われるノイズ検出のための演算処理について説明する。図４の（ａ）は、撮像部１１０の撮像素子の受光面部４００の構成例を示す図である。図４の（ａ）に示すように受光面部４００は、撮像素子の有効画素部４０１と、撮像素子の遮光領域であるオプティカルブラック部（以下、ＯＢ部とする）４０２とで構成されている。また、ＯＢ部４０２内の垂直ＯＢ部４０３はノイズ検出領域Ｖｏｂとなされ、水平ＯＢ部４０４はノイズ検出領域Ｈｏｂとなされている。すなわち、画像処理部１０４は、ノイズ検出領域Ｖｏｂやノイズ検出領域Ｈｏｂのデータを用いて、ノイズ検出のための演算を行う。また、画像処理部１０４は、ノイズ検出のための検出領域としてノイズ検出領域Ｖｏｂとノイズ検出領域Ｈｏｂの何れを選択してもよく、撮像素子から読み出される領域の大きさやノイズレベルなどに応じて何れかを選択するようにしてもよい。また、ノイズ検出領域Ｖｏｂ，Ｈｏｂを用いたノイズ検出は、撮像素子から出力される何れの撮像画像に対して行われてもよい。また、ノイズ検出の周期についても、任意に設定が可能である。例えば、ノイズ検出の頻度を多くしたい場合には毎フレームの撮像画像を用いたノイズ検出が行われる設定にし、ノイズ検出の頻度を低くしたい場合には数十フレーム毎にノイズ検出が行われる設定にすることができる。図４の（ｂ）は、ノイズ検出領域Ｖｏｂ或いはＨｏｂの構成例を示しており、図中のｘ（ｘは一例としてｘ１〜ｘＭ〜ｘｎのｎ個とする）は各画素を示しており、図中のＬ（Ｌは一例としてＬ１〜ＬＮのＮライン）は水平ラインを示している。
【００１８】
先ず、暗電流ノイズレベルの演算方法について説明する。暗電流ノイズレベルは、ノイズ検出領域Ｖｏｂ或いはＨｏｂの標準偏差から求められる。ｎをノイズ検出領域Ｖｏｂ或いはＨｏｂの総画素数とすると、以下の式（２）、式（３）から求められるσＴが暗電流ノイズレベルとなる。なお、撮像素子の有効画素部４０１が受光されていない場合、すなわち有効画素部４０１の撮像画像が黒画像ある場合、画像処理部１０４は、その有効画素部４０１の領域から暗電流ノイズレベルを検出してもよい。
【００１９】
【数１】
2016127413.tif 000003
【数２】
2016127413.tif 000004
【００２０】
次に、電圧変動による画像ノイズレベルの演算方法について説明する。電圧変動による画像ノイズレベルは、以下の式により求める。Ｍをノイズ検出領域Ｖｏｂ或いはＨｏｂの水平１ラインの画素数、Ｎを水平ライン数とし、式（４）のように１ライン毎の画像データの平均値を求める。なお、ａは１〜Ｎの水平ラインの番号を示している。
【００２１】
【数３】
2016127413.tif 000005
【００２２】
次に、各ラインの平均値ｍＴａに対して、式（５）、式（６）のように、垂直方向の標準偏差を求める。これら式（５）、式（６）から求められるσＰが電圧変動による画像ノイズレベルとなる。
【００２３】
【数４】
2016127413.tif 000006
【数５】
2016127413.tif 000007
【００２４】
本実施形態において、電圧変動による画像のノイズは、例えばＣＭＯＳセンサでみられる横筋状のノイズ（以下、横筋ノイズとする）としている。横筋ノイズは、同一水平ラインでのノイズレベルが等しくなる。横筋ノイズは、垂直方向の各ラインの変動が横筋状のノイズとして見えるものであるため、式（４）から式（６）の演算を行うことで算出可能である。具体的には、式（４）では、同一水平ラインに含まれるランダムノイズ成分を低減するために、１水平ラインの画像データを平均化する。次に、各ラインの平均値に対する垂直方向の標準偏差を式（５）、式（６）で求めることで、垂直方向ノイズである横筋ノイズが求められる。本実施形態では式（２）から式（６）でノイズレベル演算を行っているが、横筋ノイズレベルを演算できる方法であれば、式（２）から式（６）以外の演算方法でもよい。また、電圧変動によるノイズが横筋ノイズ以外である場合、その電圧変動ノイズレベルを演算できる方法であれば、ノイズレベル演算手法は式（２）から式（６）以外でもよい。
【００２５】
このようにして暗電流ノイズレベルσＴと電圧変動ノイズレベルσＰが求められると、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３０８へ進める。ステップＳ３０８では、ＣＰＵ１０１は、それら暗電流ノイズレベルσＴと電圧変動ノイズレベルσＰの比較を行う。具体的には、ＣＰＵ１０１は、暗電流ノイズレベルσＴと電圧変動ノイズレベルσＰの比較を式（７）により行う。式（７）のＮＬは、暗電流ノイズに対して電圧変動ノイズが目立ち始める境界の値に設定する。例えば、ＮＬ＝０．０６程度の値となる。
【００２６】
【数６】
2016127413.tif 000008
【００２７】
そして、ステップＳ３０８において式（７）を満たす場合、すなわち電圧変動ノイズよりも暗電流ノイズが目立つようになると判断できる場合、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３０９へ進める。ステップＳ３０９では、ＣＰＵ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを下限電圧ＶＬ［Ｖ］に設定する。一方、ステップＳ３０８において式（７）を満たさない場合、すなわち暗電流ノイズよりも電圧変動ノイズが目立つようになると判断できる場合、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３１０へ進める。ステップＳ３１０では、ＣＰＵ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを上限電圧ＶＨ［Ｖ］に設定する。なお、ＶＬ［Ｖ］、ＶＨ［Ｖ］は、ステップＳ３０３やＳ３０４と同様に、レギュレータ１１２４の入力動作電圧範囲内で、且つＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電圧変動をレギュレータ１１２４で抑制できる電圧設定とする。例えば、Ｖｒｅｇ＝３．３［Ｖ］の場合、ＶＬ＝３．６［Ｖ］、ＶＨ＝４．０［Ｖ］などの設定にする。ステップＳ３０９、Ｓ３１０の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３１１へ進める。
【００２８】
ステップＳ３１１では、ＣＰＵ１０１は、操作部１０６の電源スイッチを介したユーザ操作によって、電源の停止操作が行われたかどうかを検出する。そして、停止動作が行われていない場合、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ３０７へ戻す。一方、停止制御が行われた場合、ＣＰＵ１０１は、撮像部１１０の動作を停止し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電力制御を終了する。
【００２９】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、ステップＳ３０１においてセンサ温度の検出を行っているが、第２の実施形態の撮像装置は、温度検出を行わず、以下の図５に示すフローチャートのような電力制御を行ってもよい。ＣＰＵ１０１は、操作部１０６の電源スイッチを通じて電源の起動操作がなされると撮像部１１０を起動させて、図５に示すフローチャートによる電力制御処理を開始する。撮像部１１０が起動すると、ＣＰＵ１０１は、先ずステップＳ５０１の制御処理として、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを上限電圧ＶＨ［Ｖ］に設定した後、制御処理をステップＳ５０２へ進める。なお、上限電圧ＶＨ［Ｖ］は、前述同様に、レギュレータ１１２４の入力電圧範囲内で、且つＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電圧変動をレギュレータ１１２４で抑制できる電圧設定とする。例えば、Ｖｒｅｇ＝３．３［Ｖ］の場合、ＶＨ＝４．０［Ｖ］などに設定にする。ステップＳ５０２以降の各制御処理は、図３のステップＳ３０５以降と同様であるため、説明を省略する。
【００３０】
上述したように、第１，第２の実施形態の撮像装置は、電圧変動ノイズと暗電流ノイズのレベルを比較し、その比較結果に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電圧制御を行っている。すなわち、暗電流ノイズが電圧変動ノイズよりも支配的になった場合、撮像装置は、暗電流ノイズを抑制するためにＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを低くし、レギュレータ１１２４の熱損失を低減する。また、電圧変動ノイズが暗電流ノイズより支配的になった場合、撮像装置は、電圧変動ノイズを抑制するためにＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを高くし、レギュレータ１１２４の電圧変動抑制効果を高くする。このように、本実施形態の撮像装置は、それぞれのノイズの特徴に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電圧制御を行うことで、画像データのノイズに対して最適な条件で撮像部１１０の駆動が可能になる。
【００３１】
＜第３の実施形態＞
第１，第２の実施形態では、検出したノイズレベルに応じてＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを変更したが、第３の実施形態の撮像装置は、例えば、撮像素子の駆動モードが変更になった場合に出力電圧Ｖｄｃｄｃを可変する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、撮像素子の駆動モード毎に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃの電圧可変範囲内に下限電圧ＶＬや上限電圧ＶＨを設け、撮像素子の駆動モードによって出力電圧Ｖｄｃｄｃをその電圧可変範囲内で変更する。特に、下限電圧ＶＬは、レギュレータ１１２４の入力電圧範囲の下限電圧に等しい電圧か、若しくは入力電圧範囲の下限電圧より高い電圧となされる。例えば、Ｖｒｅｇ＝３．３［Ｖ］の場合、ＶＬ＝３．６［Ｖ］、ＶＨ＝４．０［Ｖ］などの設定にする。これにより、撮像素子の駆動モードに応じた、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃで撮像装置を駆動することができる。
【００３２】
＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態の撮像装置について説明する。撮像装置のハードウェア構成は、前述の図１、図２に示した第１の実施形態と同様であるためその図示は省略する。第４の実施形態の撮像装置の場合、電源部１１２から撮像部１１０に供給される電源電圧Ｖｒｅｇは、図２中の点線で示す出力線を通じてＣＰＵ１０１へも送られる。ＣＰＵ１０１は、電源電圧Ｖｒｅｇを、不図示のＡ／Ｄ変換回路にてデジタルデータに変換して受け取り、その電源電圧Ｖｒｅｇの電圧値を検出する。また、第４の実施形態の場合、画像処理部１０４は、メモリ１０２に格納された画像データを用いて、撮像素子の発熱に起因する暗電流ノイズレベルの算出を行う。そして、ＣＰＵ１０１は、電源電圧Ｖｒｅｇと、画像処理部１０４で演算された暗電流ノイズレベルとを比較して、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧制御を行う。
【００３３】
図６には、第４の実施形態の場合のＣＰＵ１０１が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧を制御する際の制御フローチャートを示す。以下では、図３のフローチャートとは異なる制御処理についてのみ説明することにする。ＣＰＵ１０１は、操作部１０６を介して電源の起動操作がなされると撮像部１１０を起動させる。そして、撮像部１１０が起動すると、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０１の制御処理として、温度センサ１１４から温度Ｔのデータを取得し、そのデータをメモリ１０２に記憶させる。ステップＳ６０２〜Ｓ６０６までは、図３のステップＳ３０２〜Ｓ３０６と同じである。ステップＳ６０６の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ６０７へ進める。
【００３４】
ステップＳ６０７では、ＣＰＵ１０１は、温度センサ１１４から温度ＴｄｃｎのデータＴを取得し、メモリ１０２に記憶させる。ステップＳ６０７の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ６０８へ進める。ステップＳ６０８では、ＣＰＵ１０１は、画像処理部１０４を制御し、撮像部１１０で撮像された画像データから暗電流ノイズレベルを算出させる。以下、前述の図４を参照して、第４の実施形態の画像処理部１０４で行われる暗電流ノイズレベルの演算方法について説明する。なお、暗電流ノイズレベルの演算方法は、前述の第１の実施形態で説明した演算方法と基本的に同一であるが、第４の実施形態の場合は、演算により得られた暗電流ノイズの扱いが第１の実施形態の場合とは異なる。このため、第１の実施形態で算出される暗電流ノイズと区別するために、ここでも暗電流ノイズレベルの演算方法を説明する。第４の実施形態において、暗電流ノイズは、ノイズ検出領域Ｖｏｂ或いはＨｏｂの標準偏差から求められる。ここで、ｎをノイズ検出領域のＶｏｂ或いはＨｏｂの総画素数とすると、式（８）、式（９）から求められるσＤｃｎが、第４の実施形態の場合の暗電流ノイズレベルとなる。
【００３５】
【数７】
2016127413.tif 000009
【数８】
2016127413.tif 000010
【００３６】
なお、撮像素子の有効画素部４０１が受光されておらず、撮像画像が黒画像になっている場合、画像処理部１０４は、有効画素部４０１の領域から暗電流ノイズを検出してもよい。また、第４の実施形態では、式（８）、式（９）で暗電流ノイズレベル演算を行っているが、暗電流ノイズレベルを演算できる方法であれば、式（８）、式（９）以外の演算方法でもよい。このようにして暗電流ノイズレベルσＤｃｎが求められると、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ６０９へ進める。ステップＳ６０９では、ＣＰＵ１０１は、電圧変動検出を行う。
【００３７】
ここで、ステップＳ６０９での電圧変動検出方法について説明する。ＣＰＵ１０１は、レギュレータ１１２４から出力される電源電圧Ｖｒｅｇが不図示のＡ／Ｄ変換回路でデジタル値に変換されたデータから、電源電圧Ｖｒｅｇの電圧値を検出する。その検出周期は、撮像素子の水平ライン読出し周期の１／２以上の周期であればよく、例えばμｓｅｃオーダーとなる。検出された電源電圧Ｖｒｅｇの標準偏差を電圧変動σＶｒｅｇとすると、電圧変動σＶｒｅｇは、以下の式（１０）、式（１１）より求められる。
【００３８】
【数９】
2016127413.tif 000011
【数１０】
2016127413.tif 000012
【００３９】
なお、ｋは電源電圧Ｖｒｅｇの検出サンプル数である。検出サンプル数ｋは、電圧変動が検出できるサンプル数であればよく、例えばｋ＝５００前後の値とする。そして、ＣＰＵ１０１は、電圧変動σＶｒｅｇをメモリ１０２に記憶させる。ステップＳ６０９で電圧変動σＶｒｅｇの検出周期を撮像部水平ライン読出し周期の１／２以上の周期としている理由は、撮像素子としてＣＭＯＳセンサを想定しているためである。ＣＭＯＳセンサは、水平ライン毎に読出しを行うため、電圧変動が発生すると水平ライン毎にノイズの影響を受ける。そのため、水平ライン読出し周期の１／２以上の周期検出周期で電圧変動を検出できれば、水平ライン毎の電圧変動が検出可能となる。ステップＳ６０９の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ６１０へ進める。
【００４０】
ステップＳ６１０では、ＣＰＵ１０１は、温度センサ１１４から温度Ｔ_ｖｒｅｇのデータを取得し、メモリ１０２に記憶する。ステップＳ６１０の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ６１１へ進める。ステップＳ６１１では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０７で記憶した温度Ｔｄｃｎと、ステップＳ６１０で取得した温度Ｔ_ｖｒｅｇとを用い、式（１２）、式（１３）により、温度Ｔ_ｖｒｅｇにおける暗電流ノイズレベルσＤｃｎ_ｖｒｅｇを演算する。
【００４１】
【数１１】
2016127413.tif 000013
【数１２】
2016127413.tif 000014
【００４２】
ステップＳ６１１の後、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ６１２へ進める。ステップＳ６１２では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６０９で得られた電圧変動σＶｒｅｇと式（１３）で求めた暗電流ノイズレベルσＤｃｎ_ｖｒｅｇから、式（１４）を満たすかどうかを判断する。なお、ＮＬはノイズレベルを表し、暗電流ノイズに対して、電圧変動σＶｒｅｇによって現われる画像ノイズが目立ち始める境界の値に設定する。
【００４３】
【数１３】
2016127413.tif 000015
【００４４】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６１２で式（１３）を満たすと判断した場合、すなわち電圧変動σＶｒｅｇによって現われる画像ノイズよりも暗電流ノイズが目立ち始めると判断できる場合には、制御処理をステップＳ６１３へ進める。ステップＳ６１３では、ＣＰＵ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを下限電圧ＶＬ［Ｖ］に設定する。一方、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６１２で式（１３）を満たさない場合、すなわち暗電流ノイズよりも電圧変動σＶｒｅｇによって現われる画像ノイズが目立ち始めると判断できる場合には、制御処理をステップＳ６１４へ進める。ステップＳ６１４では、ＣＰＵ１０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを上限電圧ＶＨ［Ｖ］に設定する。なお、下限電圧ＶＬ［Ｖ］、上限電圧ＶＨ［Ｖ］は、ステップＳ６０３やＳ６０４と同様にレギュレータ１１２４の入力電圧範囲内で、且つＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電圧変動をレギュレータ１１２４で抑制できる電圧設定とする。例えば、Ｖｒｅｇ＝３．３［Ｖ］の場合、ＶＬ＝３．６［Ｖ］、ＶＨ＝４．０［Ｖ］などの設定にする。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを変更するタイミングは、撮像部１１０の画像データに影響を与えないタイミングとする。例えば、撮像素子駆動のブランキング期間中や読出し動作を行っていないタイミング、撮像素子の駆動モードが切り替わるタイミングなどで行う。ステップＳ６１３、Ｓ６１４の後は、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ６１５へ進める。
【００４５】
ステップＳ６１５では、ＣＰＵ１０１は、操作部１０６の電源スイッチを介した操作によって、電源の停止操作が行われたかどうかを検出する。そして、停止動作が行われていない場合、ＣＰＵ１０１は、制御処理をステップＳ６０９へ戻す。一方、停止制御が行われた場合、ＣＰＵ１０１は、撮像部１１０の動作を停止し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電源制御を終了する。
【００４６】
上述したように、第４の実施形態の撮像装置は、暗電流ノイズレベルと電圧変動を比較し、その比較結果に応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電圧制御を行っている。そして、暗電流ノイズが電圧変動より支配的になった場合、撮像装置は、暗電流ノイズを抑制するためにＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを低くし、レギュレータ１１２４の熱損失を低減する。また、電圧変動が暗電流ノイズより支配的になった場合、撮像装置は、電圧変動によって現われる画像ノイズを抑制するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の出力電圧Ｖｄｃｄｃを高くし、レギュレータ１１２４の電圧変動抑制効果を高くする。このように、本実施形態の撮像装置は、暗電流ノイズと電圧変動のそれぞれの特徴に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ１１２２の電圧制御を行うことで、画像データのノイズに対して最適な条件での駆動が可能になる。
【００４７】
＜その他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００４８】
上述の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明は、その技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０１  ＣＰＵ、１０２  メモリ、１０３  不揮発性メモリ、１０４  画像処理部、１０５  ディスプレイ、１０６  操作部、１０７  記録媒体Ｉ／Ｆ、１０８  記録媒体、１０９  外部Ｉ／Ｆ、１１０  撮像部、１１２  電源部、１１４  温度センサ
【図１】
2016127413.tif 000016
【図２】
2016127413.tif 000017
【図３】
2016127413.tif 000018
【図４】
2016127413.tif 000019
【図５】
2016127413.tif 000020
【図６】
2016127413.tif 000021