(57)【要約】【課題】撮像装置の筐体内の温度変化に伴う影響を抑制することを目的とする。【解決手段】撮像装置は、演算装置と、撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像素子の温度を測定する第１の温度センサと、電源の温度を測定する第２の温度センサと、前記電源から前記演算装置に供給する電圧を制御する電圧制御回路と、を含み、前記電圧制御回路は、前記撮像素子の温度と前記電源の温度に基づいて、前記電源から前記演算装置に供給する電圧を制御する。【選択図】図３
2016127466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算装置と、
撮像素子を含む撮像手段と、
前記撮像素子の温度を測定する第１の温度センサと、
電源の温度を測定する第２の温度センサと、
前記電源から前記演算装置に供給する電圧を制御する電圧制御回路と、
を含み、
前記電圧制御回路は、前記撮像素子の温度と前記電源の温度に基づいて、前記電源から前記演算装置に供給する電圧を制御する、
撮像装置。
【請求項２】
前記電圧制御回路は、前記撮像素子の温度が第１の閾値よりも高いか、前記電源の温度が第２の閾値よりも高い場合に、前記電源から前記演算装置に供給する電圧を低下させる、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記演算装置における電流の流れやすさを示す回路特性値を記憶する記憶手段を更に有し、
前記電圧制御回路による電圧低下処理における目標電圧は、前記回路特性値に基づいて決定される、
請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記電圧制御回路は、前記電源から前記演算装置に供給する電圧を、現在の電圧から前記目標電圧まで、段階的に下げる、
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の閾値は、あらかじめ記憶された値、あらかじめ記憶された値を前記撮像素子の利用状況に応じて補正した値、またはユーザが指定した値である、
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の閾値は、あらかじめ記憶された値、あらかじめ記憶された値を前記撮像素子の利用状況に応じて補正した値、またはユーザが指定した値である、
請求項２または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子は、前記演算装置に近接して配置される、
請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
演算装置と、撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像素子の温度を測定する第１の温度センサと、電源の温度を測定する第２の温度センサと、を備える撮像装置の制御方法であって、
前記第１の温度センサによって、前記撮像素子の温度を測定する第１温度測定ステップと、
前記第２の温度センサによって、前記電源の温度を測定する第２温度測定ステップと、
前記撮像素子の温度と前記電源の温度に基づいて、電圧制御回路が、前記電源から前記演算装置に供給する電圧を制御する電圧制御ステップと、
を含む、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、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラの高機能化を実現するためには、カメラ処理系全体の動作クロックを上げることにより、パフォーマンスを向上させる必要がある。しかしながら、動作クロックの上昇は、消費電力の増加や温度の上昇を引き起こす。
【０００３】
撮像センサの温度の上昇は、撮像センサによって撮像される画像の質を低下させる要因となる。これにより、カメラ内部の温度の管理は重要となる。また、冬季など外気温が低い場合、カメラに接続されるバッテリの性能が落ちる場合もあるので、カメラの内部の温度の低下にも注意する必要がある。
【０００４】
特許文献１では、デバイス製造時におけるプロセスのばらつきを記録し、その記録したデータを利用して電源電圧の制御を行っている。特許文献１の手法によると、製造ばらつきに応じた電源電圧で試験を行うことが可能であり、製造ばらつきに起因する性能を評価することができる。しかしながら、特許文献１では、デバイスの温度の変化に伴う影響は考慮していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２２８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、撮像装置の筐体内の温度変化に伴う影響を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る撮像装置は、演算装置と、撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像素子の温度を測定する第１の温度センサと、電源の温度を測定する第２の温度センサと、前記電源から前記演算装置に供給する電圧を制御する電圧制御回路と、を含み、前記電圧制御回路は、前記撮像素子の温度と前記電源の温度に基づいて、前記電源から前記演算装置に供給する電圧を制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、撮像装置の筐体内の温度変化に伴う影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撮像装置のブロック図の一例を示す。
【図２】撮像装置の概略図の一例を示す。
【図３】実施例１における電圧制御処理のフローチャートの一例を示す。
【図４】目標電圧決定処理フローチャートの一例を示す。
【図５】電圧降下制御処理フローチャートの一例を示す。
【図６】実施例２における電圧制御処理のフローチャートの一例を示す。
【図７】実施例３における電圧制御処理のフローチャートの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
図１、図２、図３、図４及び図５を参照して、実施例１を説明する。図１は、実施例１における撮像装置の構成を示したブロック図の一例である。以下、撮像装置の一例としてデジタルカメラを挙げて説明を行う。なお、実施例１における撮像装置は、デジタルカメラに限られず、カメラ付き携帯電話、カメラ付きパーソナルコンピュータであっても良いし、ビデオカメラであっても良い。
【００１１】
図２は、実施例１における撮像装置の概略図の一例を示す図である。図１において、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）１０００は、実施例１における撮像装置全体を制御する演算装置である。また、図１における光学系装置１０１５は、図２における光学レンズ１０１５ａを含む装置である。図２に示すように、筐体２０００の小型化により、撮像素子１０１０は、制御基板２００５の背後に配置され、ＭＰＵ１０００に近接して配置される。また、図１における電源装置１０２０は、図２におけるバッテリ１０２０ａを含む装置である。バッテリ１０２０ａは、ＭＰＵ１０００の傍に配置される。バッテリ１０２０ａは、取り外し可能な二次電池（充電池）であるが、内蔵式であったり一次電池であったりしてもよい。
【００１２】
また、撮像素子１０１０は、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）１０１１、撮像制御回路１０１２を経由してバス１００１に接続される。撮像素子１０１０は、ＭＰＵ１０００の制御の下、光学系装置１０１５からの光信号を電気的なデータに変換し、ＡＦＥ１０１１、撮像制御回路１０１２からバス１００１を経由して、撮像されたデータをメモリ１００２に記憶する。撮像素子１０１０は、それ自身の温度の上昇により暗電流が増加し、撮像した画像データに暗電流によるノイズがのってしまうことが知られている。そのため、撮像素子１０１０の温度を計測するための撮像素子温度センサ１０２５がＡＤ変換回路１０２２を経由してＭＰＵ１０００に接続されており、ＭＰＵ１０００は、撮像素子１０１０の温度を取得することができる。
【００１３】
ＭＰＵ１０００は、バス１００１を介して、操作部材１００６、表示装置１００５、メモリ１００２、不揮発メモリ１００３、外部記憶装置１００４、撮像制御回路１０１２の各デバイスに接続されている。ＭＰＵ１０００は、不揮発メモリ１００３や外部記憶装置１００４に格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、以下で説明する機能を実現する。なお、これらの機能の一部または全てをＡＳＩＣやＦＰＧＡなどにより実現しても構わない。操作部材１００６は、ユーザからの入力を受け付ける。表示装置１００５は、画像データの表示を行う。
【００１４】
更に、ＭＰＵ１０００の内部には、撮像装置自身の回路特性値を保持しており、ＭＰＵ１０００は、この回路特性値を読み取ることが可能である。この回路特性値は、使用されているトランジスタなどの回路素子の性能を示す値(回路特性値)であり、電流の流れ易さを示す指標である。ＭＰＵ１０００に使用されているトランジスタは製造時のばらつき、印加電圧、経年劣化などによってその電気的特性が変わり、電流の流れ易さも変わる。また、回路特性値は、マスクＲＯＭによる実測値やリングオシレータの周波数等を用いることによって取得され、ＭＰＵ１０００の内部に記録される。
【００１５】
電源装置１０２０から、電源装置１０２０の温度を示す信号がバッテリ温度センサ１０２４に対して出力され、電源装置１０２０の温度を示す信号は、バッテリ温度センサ１０２４からＡＤ変換回路１０２２を介してＭＰＵ１０００に入力される。電源装置１０２０から、電源装置１０２０の電圧を示す信号が電圧測定センサ１０２３に対して出力され、電源装置１０２０の電圧を示す信号は、電圧測定センサ１０２３からＡＤ変換回路１０２２を介してＭＰＵ１０００に入力される。また、電源装置１０２０は、電圧制御回路１０
２１に接続され、ＭＰＵ１０００からの指示により電圧の制御を行うことが可能である。
【００１６】
タイマ１００７は、計時カウンタであり、ＭＰＵ１０００が一定の時間を計測することが可能とする。タイマ１００７は、必要に応じて、ＭＰＵ１０００に対して割り込みを入れることもできる。
【００１７】
ＭＰＵ１０００によって行われる電圧制御処理の一例を図１及び図３を用いて説明する。ＭＰＵ１０００は、Ｓ３００１において電圧低下処理を行う際の目標電圧を決定するための目標電圧決定処理を行い、制御する電圧範囲を決定する。目標電圧決定処理の詳細は後述する。
【００１８】
ＭＰＵ１０００は、Ｓ３００２（第１温度測定ステップ）において撮像素子温度センサ１０２５からの出力信号をＡＤ変換回路１０２２経由で取り込む。Ｓ３００３（第１判定ステップ）においてＭＰＵ１０００は、取り込んだ温度が、撮像素子１０１０のノイズが増加する温度閾値を超えているか否か判定する。撮像素子温度が閾値を超えると判定された場合（Ｓ３００３−ＹＥＳ）は、処理はＳ３００４に進み、そうでない場合（Ｓ３００３−ＮＯ）は、処理はＳ３００２に戻る。
【００１９】
Ｓ３００３の判定に用いられる温度の閾値（第１の閾値）は、メモリ１００２または不揮発メモリ１００３に記録されている。また、この温度の閾値は、撮像素子１０１０の種類によって異なることが考えられ、カメラ製造時に調整された値を、不揮発メモリ１００３に保持させることができる。また、センサの使用時間やユーザの利用の仕方などの利用状況に応じて、経年劣化などを考慮してカメラ製造時に調整された値を補正したものを用いても良い。また、センサの使用時間やユーザの利用の仕方などの利用状況を考慮し、操作部材１００６や表示装置１００５を用いてユーザによって指定された任意の温度値を閾値としてメモリ１００２または不揮発メモリ１００３に保持してもよい。
【００２０】
ＭＰＵ１０００は、Ｓ３００４（電圧制御ステップ）において、Ｓ３００１において決定した制御電圧値を元に、電圧降下制御処理を行う。電圧降下制御処理の詳細は後述する。ＭＰＵ１０００は、Ｓ３００２からＳ３００４の処理を繰り返し実行する。繰り返し処理においてＳ３００１まで戻って目標電圧の決定を再度行ってもよい。
【００２１】
次に、ＭＰＵ１０００によって行われる目標電圧決定処理（Ｓ３００１）の一例を、図１及び図４を用いて説明する。ＭＰＵ１０００は、Ｓ４００１において、撮像装置自身で保持する回路特性値を読み出す。この回路特性値を読み出して適正電圧を算出することにより、ＭＰＵ１０００の製造時のばらつきを考慮した個体毎の適正な印可電圧を決定することが可能となる。
【００２２】
また、ＭＰＵ１０００は、Ｓ４００２でＭＰＵ１０００の内部回路の経年劣化などを考慮した電圧マージンを決定し、Ｓ４００１で読み取った回路特性値に加算し、制御する電圧の目標値を決定する(Ｓ４００３)。この電圧マージンの決定は、ＭＰＵ１０００の処理性能の向上と、安定動作をするために最低限必要とされる電圧を保証するために実施する。この決定方法により特性値のみを使用した場合に比べて、ＭＰＵ１０００の各動作におけるそれぞれの時点での適正電圧を得ることができる。
【００２３】
次に、ＭＰＵ１０００よって行われる電圧降下制御処理（Ｓ３００４）の一例を、図１及び図５を用いて説明する。ＭＰＵ１０００は、Ｓ５００１において電圧測定センサ１０２３からＡＤ変換回路１０２２を経由して電源装置１０２０から供給される現在の電圧を取得する。ＭＰＵ１００は、現在の電圧が、目標電圧決定処理Ｓ３００１において決定した制御電圧の目標値に到達しているか否かを判定する(Ｓ５００２)。現在の電圧が目標電
圧に到達していれば、本処理を終了する。ＭＰＵ１０００は、Ｓ５００２において現在の電圧が目標電圧に到達していないと判断した場合は、Ｓ５００３に進み、電圧制御回路１０２１を介して電源装置１０２０の出力電圧を下げるように制御する。Ｓ５００３において電圧を落とす方法として、目標電圧まで一気に下げる方法、時間をおいて段階的に一定の電圧あるいは現在の電圧と目標の電圧の差に比例する大きさの電圧を下げる行為を複数回行い、目標電圧にまで下げる方法などが考えられる。ＭＰＵ１０００は、Ｓ５００４においてタイマ１００７を利用して、電源装置１０２０の電圧出力が安定するまでの一定時間が経過したことを確認する。一定時間が経過していないと判断した場合は、Ｓ５００４にとどまり、一定時間が経過していると判断した場合は、Ｓ５００１に進み、再度現在の電圧を取得する。
【００２４】
本実施例によれば、撮像素子１０１０の温度が高いと判断された場合には、ＭＰＵ１０００の電圧を抑え、ＭＰＵ１００の温度が上昇しないようにする。ＭＰＵ１０００の温度を下げることで、撮像素子１０１０の温度も下げることができる。撮像素子１０１０の温度を下げることで、撮像される画像へのノイズの影響を抑える効果が期待できる。
【００２５】
（実施例２）
図１、図２、図４、図５及び図６を参照して、実施例２を説明する。実施例２では、実施例１と共通する構成や処理については説明を省略する。実施例２における撮像装置は、実施例１における図３の電圧制御処理の代わりに図６の電圧制御処理を行う。
【００２６】
ＭＰＵ１０００によって行われる電圧制御処理の一例について図６を用いて説明する。ＭＰＵ１０００は、Ｓ６００１において制御する電圧を決定するための目標電圧決定処理を行い、制御する電圧範囲を決定する。Ｓ６００１における目標電圧決定処理は、Ｓ３００１における目標電圧決定処理（図３及び図４）と同様である。
【００２７】
ＭＰＵ１０００は、Ｓ６００２（第２温度測定ステップ）において電源装置１０２０(
バッテリ２００１)の温度をバッテリ温度センサ１０２４からの出力信号として、ＡＤ変
換回路１０２２経由で取り込む。Ｓ６００３（第２判定ステップ）においてＭＰＵ１０００は、電源装置１０２０(バッテリ２００１)の温度が設定された閾値より高いか否か判定する。電源装置の温度が閾値より高いと判定された場合（Ｓ６００３−ＹＥＳ）は、Ｓ６００４に進み、そうでない場合（Ｓ６００３−ＮＯ）は、Ｓ６００２に戻る。
【００２８】
Ｓ６００３の判定に用いられる温度の閾値（第２の閾値）は、メモリ１００２または不揮発メモリ１００３に記録されている。また、この温度の閾値は、バッテリ２００１(電
源装置１０２０)の種類によって異なることが考えられ、カメラ出荷時に調整された値を
不揮発メモリ１００３に保持させることができる。また、バッテリの使用時間やユーザの利用の仕方などの利用状況に応じて、経年劣化などを考慮してカメラ製造時に調整された値を補正したものを用いても良い。また、センサの使用時間やユーザの利用の仕方などの利用状況を考慮し、操作部材１００６や表示装置１００５を用いてユーザによって指定された任意の温度値を閾値としてメモリ１００２または不揮発メモリ１００３に保持してもよい。
【００２９】
ＭＰＵ１０００は、Ｓ６００４において、Ｓ６００１において決定した制御電圧値を元に、電圧降下制御処理を行う。Ｓ６００４における電圧降下制御処理は、Ｓ３００４における電圧降下制御処理（図３及び図５）と同様である。ＭＰＵ１０００は、Ｓ６００２からＳ６００４の処理を繰り返し実行する。繰り返し処理においてＳ６００１まで戻って目標電圧の決定を再度行ってもよい。
【００３０】
バッテリ温度が高い場合には、ＭＰＵ１０００による温度の上昇が電源装置１０２０（
バッテリ２００１）に伝わり、ＭＰＵ１０００の温度が下がることを期待できる。また、バッテリ温度が低い場合には、バッテリの性能が低下するおそれがあるが、ＭＰＵ１０００の温度の上昇によってバッテリの温度を上昇させてバッテリ性能を維持することも期待できる。したがって、本実施例では、バッテリ温度が低い場合には、ＭＰＵ１０００の制御電圧を下げずに、バッテリ温度が高い場合のみＭＰＵ１００の制御電圧を下げることで、筐体内の温度の上昇を抑制している。
【００３１】
（実施例３）
図１、図２、図４、図５及び図７を参照して、実施例３を説明する。実施例３では、実施例１や２で共通する構成や処理については説明を省略する。実施例３における撮像装置は、実施例１における図３の電圧制御処理の代わりに図７の電圧制御処理を行う。
【００３２】
ＭＰＵ１０００によって行われる電圧制御処理の一例について、図７を用いて説明する。ＭＰＵ１０００は、Ｓ７００１において制御する電圧を決定するための目標電圧決定処理を行い、制御する電圧範囲を決定する。Ｓ７００１における目標電圧決定処理は、Ｓ３００１における目標電圧決定処理（図３及び図４）と同様である。
【００３３】
ＭＰＵ１０００は、Ｓ７００２（第１温度測定ステップ）において撮像素子１０１０の温度を撮像素子温度センサ１０２５からの出力信号として、ＡＤ変換回路１０２２経由で取り込む。Ｓ７００３（第１判定ステップ）においてＭＰＵ１０００は、撮像素子１０１０の温度が設定された閾値より高いか否か判定する。撮像素子１０１０の温度が閾値より高いと判定された場合（Ｓ７００３−ＹＥＳ）は、Ｓ７００６に進み、そうでない場合（Ｓ７００３−ＮＯ）は、Ｓ７００４に進む。
【００３４】
Ｓ７００４（第２温度測定ステップ）では、ＭＰＵ１０００は、電源装置１０２０に含まれるバッテリ１０２０ａの温度をバッテリ温度センサ１０２４からの出力信号として、ＡＤ変換回路１０２２経由で取り込む。Ｓ７００５（第２判定ステップ）においてＭＰＵ１０００は、電源装置１０２０に含まれるバッテリ１０２０ａの温度が設定された閾値より高いか否か判定する。バッテリ１０２０ａの温度が閾値よりも高いと判定された場合（Ｓ７００５−ＹＥＳ）は、Ｓ７００６に進み、そうでない場合（Ｓ７００５−ＮＯ）は、Ｓ７００２に戻る。
【００３５】
Ｓ７００３およびＳ７００５の判定に用いられる温度の閾値（それぞれ第１および第２の閾値）は、メモリ１００２または不揮発メモリ１００３に記録されている。また、この第１および第２の温度の閾値は、撮像素子１０１０およびバッテリ２００１(電源装置１
０２０)の種類によって異なることが考えられ、カメラ出荷時に調整された値を不揮発メ
モリ１００３に保持させることができる。また、センサおよびバッテリの使用時間やユーザの利用の仕方などの利用状況に応じて、経年劣化などを考慮してカメラ製造時に調整された値を補正したものを用いても良い。また、センサおよびバッテリの使用時間やユーザの利用の仕方などの利用状況を考慮し、操作部材１００６や表示装置１００５を用いてユーザによって指定された任意の温度値を閾値としてメモリ１００２または不揮発メモリ１００３に保持してもよい。
【００３６】
ＭＰＵ１０００は、Ｓ７００６において、Ｓ７００１において決定した制御電圧値を元に、電圧降下制御処理を行う。Ｓ７００６における電圧降下制御処理は、Ｓ３００４における電圧降下制御処理（図３及び図５）と同様である。ＭＰＵ１０００は、Ｓ７００２からＳ７００４の処理を繰り返し実行する。繰り返し処理においてＳ７００１まで戻って目標電圧の決定を再度行ってもよい。
【００３７】
このように、Ｓ７００３において、撮像素子１０１０の温度が高い場合には、ノイズの
影響を抑える効果が期待できる。また、電源装置１０２０(バッテリ２００１)の温度が低いと判断した(Ｓ７００５−ＹＥＳ)場合には、ＭＰＵ１０００の制御電圧を下げていない。これは、ＭＰＵ１０００による温度の上昇が電源装置１０２０(バッテリ２００１)に伝わり、電源装置１０２０(バッテリ２００１)の温度を保つことが期待できるからである。また、バッテリ温度が低い場合には、バッテリの性能が低下するおそれがあるが、ＭＰＵ１０００の温度を上昇させることによってバッテリの温度を上昇させてバッテリ性能を維持することも期待できる。したがって、ＭＰＵ１０００の温度上昇に伴う画質の低下や筐体温度状況などの影響を抑制しつつ、ＭＰＵ１０００の処理性能を維持することができる。
【００３８】
（その他）
上記の説明では、撮像素子１０１０の温度が高い場合や、電源装置１０２０（バッテリ２００１）の温度が高い場合に、ＭＰＵ１０００の制御電圧を低下させる処理のみを説明している。しかしながら、撮像素子１０１０の温度が低い場合や、電源装置１０２０（バッテリ２００１）の温度が低い場合に、ＭＰＵ１０００の制御電圧を上昇させる処理を行っても良い。この判定に用いられる温度の閾値は、Ｓ３００３やＳ６００３で用いられる閾値よりも所定量だけ低い温度とすることが好ましい。
【００３９】
また、上記の説明では、電源としてバッテリ（交換式および内蔵式を含む）を想定していた。しかしながら、撮像装置は、物理的接続を伴った外部接続（ＵＳＢやＡＣアダプタなど）によって電源供給されたり、無線給電によって電源供給されたりすることもできる。撮像装置は、電源供給の態様に応じて、撮像素子や電源の温度に基づいて電圧制御処理を行わないようにすることも好ましい。例えば、内蔵バッテリや無線給電の場合には撮像素子や電源の温度に基づく電圧制御処理を実施するが、物理的接続を伴う外部接続による電源供給の場合にはこの電圧制御処理を行わないことができる。この処理を実現するためには、ＭＰＵ１０００が電源供給態様判定手段から電源の供給態様を取得して、電源供給態様に応じて図３，図５，図６などに示す電圧制御処理を実施するか否かを決定すればよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０００  ＭＰＵ、    １０１０  撮像素子
１０２０  電源装置、  １０２１  電圧制御回路
１０２４  バッテリ温度センサ、    １０２５  撮像素子温度センサ
【図１】
2016127466.tif 000003
【図２】
2016127466.tif 000004
【図３】
2016127466.tif 000005
【図４】
2016127466.tif 000006
【図５】
2016127466.tif 000007
【図６】
2016127466.tif 000008
【図７】
2016127466.tif 000009