JP2021039489A - Control device for electronic circuit, image processing device with control device, and method of controlling electronic circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子回路の電源制御を実行可能な制御装置、制御装置を有する画像処理装置および電子回路の制御方法に関する。 The present invention relates to a control device capable of executing power control of an electronic circuit, an image processing device having the control device, and a control method of the electronic circuit.
特許文献1には、プロセッサと、記憶部と、オペレーティングシステムと、動作周波数/動作電圧制御部とを有する情報処理装置が開示されている。記憶部には、特権モードで動作する複数のサービス処理毎に予め定められた動作周波数および動作電圧が記憶される。オペレーティングシステムは、複数のサービス処理のいずれかが呼び出されると、呼び出されたサービス処理に対応した動作周波数および動作電圧を記憶部から読み出す。動作周波数/動作電圧制御部は、プロセッサの動作周波数および動作電圧を、オペレーティングシステムにより読み出された呼び出されたサービス処理に対応した動作周波数および動作電圧に変更する。
特許文献1には、電子回路の動作周波数と動作電圧を制御する手順については言及されていないため、制御時の消費電力が考慮されていない。
Since
本発明の目的は、電子回路の動作モードが遷移する場合の消費電力を削減することができるようにすることである。 An object of the present invention is to make it possible to reduce power consumption when the operation mode of an electronic circuit changes.
本発明の制御装置は、電子回路を制御する制御装置であって、前記電子回路の動作電圧を制御する電圧制御手段と、前記電子回路の動作周波数を制御する周波数制御手段と、前記電子回路がアクセス可能なメモリの動作率を制御するメモリ制御手段と、動作モードの遷移に応じて、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段と前記メモリ制御手段のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する制御信号出力手段とを有する。 The control device of the present invention is a control device for controlling an electronic circuit, wherein the voltage control means for controlling the operating voltage of the electronic circuit, the frequency control means for controlling the operating frequency of the electronic circuit, and the electronic circuit A memory control means for controlling the operation rate of the accessible memory and a control signal for starting control of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means according to the transition of the operation mode are output. It has a control signal output means to be used.
本発明によれば、動作モードが遷移する場合の消費電力を削減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the power consumption when the operation mode changes.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による撮像装置100の構成例を示すブロック図である。撮像装置100は、光学部11、撮像部12、画像処理チップ13、表示部15、記録部16、メモリ17、電源IC18、シャッターボタン19および電源ボタン20を有する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the
光学部11は、レンズであり、取り込んだ光を撮像部12へ照射する。撮像部12は、CMOSイメージセンサ等のイメージセンサであり、光学部11から照射された光を画像信号に変換し、画像信号を画像処理チップ13へ出力する。
The
画像処理チップ13は、内部バス131、入力部132、画像処理部133、CPU134、表示制御部135、記録制御部136、メモリ制御部137、周波数制御部138、電圧制御部139、および制御指示部14を有する半導体集積回路である。画像処理チップ13は、画像処理や、表示部15や記録部16やメモリ17や電源IC18の制御を行う電子回路である。また、画像処理チップ13は、撮像部12から取得した画像信号を処理する画像処理装置である。
The
表示部15は、例えば液晶ディスプレイであり、画像処理チップ13から入力したライブビュー画像の表示や記録部16に記録されている画像の表示などを行う。
The
記録部16は、メモリカード等の脱着可能な可搬メモリであり、画像処理チップ13から入力した撮影画像を記録し、記録した撮影画像を画像処理チップ13に出力する。撮影画像は、静止画の場合は例えばJPEGファイルやRAWファイルであり、動画の場合は例えばMP4ファイルである。
The
メモリ17は、画像処理チップ13が画像処理中の画像を一時記録し、CPU134が実行するプログラムや各種パラメータを記憶する。メモリ17は、例えば、DRAM(Dynanic Random Access Memory)等の揮発性メモリや、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)等の不揮発性メモリである。メモリ17は、アクセスがないときにデータ信号を停止し、省電力化するスリープモードを有するメモリである。メモリ17は、一つ以上のチャネルを有し、各チャネルにスリープモードとアクセス可能モードを設定することができる。撮像装置100に搭載されるメモリ17は、1つでもよいし、複数でもよい。メモリ動作率は、メモリ17のすべてのチャネルのうちのアクセス可能モードであるチャネルの割合である。
The
電源IC18は、画像処理チップ13に動作電圧を供給する電源であり、画像処理チップ13からの命令を入力することにより、画像処理チップに供給する動作電圧を制御してもいいし、電源IC18自体の判断で動作電圧を制御してもよい。
The
シャッターボタン19は、撮像装置100のユーザによって操作され、入力無し状態と半押し状態と全押し状態の3つの状態を持つ。シャッターボタン19の状態は、画像処理チップ13へ通知される。電源ボタン20は、撮像装置100の電源をオンまたはオフするためのボタンである。
The
次に、画像処理チップ13の内部構成を説明する。内部バス131は、制御信号を転送するコントロールバス、アドレス信号を転送するアドレスバス、各種データを転送するデータバスを含み、複数のバスで構成されている。内部バス131は、入力部132、画像処理部133、CPU134、表示制御部135、記録制御部136、およびメモリ制御部137を接続する。
Next, the internal configuration of the
入力部132は、撮像部12から画像信号を入力し、内部バス131を介して、画像信号を画像処理部133やメモリ制御部137へ出力する。
The
画像処理部133は、画像信号に対して、光学部11や撮像部12の補正処理、表示部15に表示するライブビュー画像の現像処理、記録部16に記録する画像のデータ符号化処理、データ復号化処理などを実施する。
The
CPU134は、CPU(Central Processing Unit)であり、メモリ17に記録されているプログラムの実行を行う。また、CPU134は、シャッターボタン19の状態変化や、記録部16の記録完了を検知し、それらを制御指示部14へ通知する。
The
表示制御部135は、画像処理部133が処理し、メモリ17に記録した画像信号を入力し、表示部15に表示するための表示用画像を生成し、表示用画像を表示部15に出力する。
The
記録制御部136は、画像処理部133が処理し、メモリ17に記録した画像信号やファイルシステム情報の記録部16への書き込みや読み出しを実施し、記録部16へ出力した画像信号の記録が完了したことを検知し、それをCPU134へ通知する。
The
メモリ制御部137は、各処理部からの要求を入力し、メモリ17に対して各種データの書き込みや読み出しの実行を行い、メモリ17のチャネルごとにスリープモードとアクセス可能モードの切り替えを行い、メモリ17のメモリ動作率を制御する。
The
周波数制御部138は、画像処理部133へ供給する動作周波数を制御する。電圧制御部139は、電源IC18の動作電圧を制御する。
The
制御指示部14は、設定値記憶部141、制御時間記憶部142、指示タイミング計算部143、および制御信号出力部144を有する。制御指示部14は、画像処理チップ13の動作モード遷移に応じて、メモリ制御部137、周波数制御部138、および電圧制御部139に制御指示を出力する。
The
メモリ制御部137、周波数制御部138、電圧制御部139およびこれらを制御する制御指示部14は、画像処理チップ13が消費する電力を制御する制御装置であるといえる。
It can be said that the
制御指示部14は、画像処理チップ13の動作モードが変化(遷移)する場合、画像処理チップ13の消費電力を抑制するように、メモリ制御部137、周波数制御部138、および電圧制御部139に対して制御開始のタイミングを決定する。
The
制御指示部14は、より消費電力が高い動作モードに遷移する場合、メモリ制御部137、周波数制御部138、および電圧制御部139が動作モードの遷移に伴う各々の制御にかかる制御時間が長いほど、制御開始のタイミングが早くなるように、各制御部への制御信号の出力のタイミングを制御する。
When the
例えば、電圧制御部139が動作モードの遷移に応じた動作電圧の変更を完了するために必要な制御時間が、周波数制御部138が動作モードの遷移に応じた動作周波数の変更を完了するために必要な制御時間よりも長いとする。この場合、制御指示部14は、周波数制御部138に動作周波数の変更を指示する制御信号を出力するタイミングよりも早いタイミングで電圧制御部139へ動作電圧の変更を指示する制御信号を出力する。さらに、メモリ制御部137が動作モードの遷移に応じた動作率の変更を完了するために必要な制御時間が、電圧制御部139が動作モードの遷移に応じた動作電圧の変更を完了するために必要な制御時間よりも短く、かつ、周波数制御部138が動作モードの遷移に応じた動作周波数の変更を完了するために必要な制御時間よりも長いとする。この場合、制御指示部14は、電圧制御部139、メモリ制御部137、周波数制御部138の順に制御信号を出力する。
For example, the control time required for the
また、制御指示部14は、より消費電力が低い動作モードに遷移する場合、メモリ制御部137、周波数制御部138、および電圧制御部139が動作モードの遷移に伴う各々の制御にかかる制御時間によらずに、各制御部への制御信号の出力のタイミングを制御する。
Further, when the
次に、画像処理チップ13の動作モードと動作モード遷移について説明する。画像処理チップ13は、低フレームレートライブビューモード、高フレームレートライブビューモード、および撮影モードの3つの動作モードを有する。
Next, the operation mode and the operation mode transition of the
低フレームレートライブビューモードは、画像処理チップ13が光学部11を通して入力された画像を処理し、低いフレームレートで表示部15に表示するモードであり、画像処理チップ13が記録を行わない。フレームレートは、例えば30fpsである。
The low frame rate live view mode is a mode in which the
高フレームレートライブビューモードは、画像処理チップ13が光学部11を通して入力された画像を処理し、高いフレームレートで表示部15に表示するモードである。高フレームレートライブビューモードは、低フレームレートライブビューモードに比べて、表示のフレームレートが高いモードである。フレームレートは、例えば60fpsである。高フレームレートライブビューモードでも、画像処理チップ13は、記録を行わないが、自動で被写体に焦点を合わせる、いわゆるオートフォーカスを行う。
The high frame rate live view mode is a mode in which the
低フレームレートライブビューモードと高フレームレートライブビューモードでは、画像処理チップ13は、表示部15の解像度に合わせて、撮像部12から画素加算読み出しやライン間引き読み出しなどで、1フレーム当たり少ない画素数の画像を読み出す。高フレームレートライブビューモードでは、ユーザが被写体を撮影しようとしていることを鑑み、画像処理チップ13は、撮像部12から読み出した位相差検出画素の信号や画像のコントラストなどを利用してピントを合わせる、オートフォーカス処理を行う。画像処理チップ13は、オートフォーカス処理のために、メモリ17を使うため、メモリ動作率を上げる必要がある。
In the low frame rate live view mode and the high frame rate live view mode, the
撮影モードは、画像処理チップ13が光学部11を通して入力された画像を処理し、その処理した画像を記録部16に記録するモードである。撮影モードは、静止画撮影モードや、静止画連写モードや、動画撮影モードを含む。撮影モードでは、画像処理チップ13は、全画素数の画像を撮像部12から読み出すので、低フレームレートライブビューモードと高フレームレートライブビューモードに比べて、画像サイズが増大する。撮影モードでは、画像処理チップ13は、JPEG処理などの画像データ符号化処理を行う。低フレームレートライブビューモードと高フレームレートライブビューモードでは、画像処理チップ13は、JPEG処理などの画像データ符号化処理を行わない。撮影モードでは、画像処理チップ13は、低フレームレートライブビューモードと高フレームレートライブビューモードに比べて、画像サイズが増大し、画像データ符号化処理を行うために、大容量のメモリ17が必要となる。
The shooting mode is a mode in which the
低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへの遷移は、シャッターボタン19が入力無し状態から半押し状態になることによって行われる。また、シャッターボタン19が離され、半押し状態から入力無し状態になった場合、高フレームレートライブビューモードから低フレームレートライブビューモードへ戻る遷移をする。高フレームレートライブビューモードから撮影モードへの遷移は、シャッターボタン19が半押し状態から全押し状態になることによって行われる。撮影モードから低フレームレートライブビューモードへの遷移は、撮影を行った際の画像が記録部16への記録を完了することによって行われる。
The transition from the low frame rate live view mode to the high frame rate live view mode is performed by changing the
設定値記憶部141は、画像処理チップ13の複数の動作モードごとに、設定する画像処理チップ13の動作電圧と動作周波数とメモリ動作率をテーブルで記憶し、動作モード遷移に応じて、記憶する値を制御信号出力部144へ出力する。
The set
制御時間記憶部142は、画像処理チップ13の動作モード遷移ごとに、メモリ制御部137、周波数制御部138、および電圧制御部139が制御に要する時間をテーブルで記憶する。そして、制御時間記憶部142は、動作モード遷移に応じて、記憶する制御時間を指示タイミング計算部143へ出力する。
The control
指示タイミング計算部143は、画像処理チップ13の動作モードが低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへ遷移、または、高フレームレートライブビューモードから撮影モードへ遷移する場合に、以下の処理を行う。指示タイミング計算部143は、動作モードの遷移に応じて、制御時間記憶部142から入力された時間を用いて、メモリ制御部137、周波数制御部138、および電圧制御部139のそれぞれに制御信号を出力するタイミングの計算を行う。そして、指示タイミング計算部143は、その計算結果を制御信号出力部144へ出力する。
The instruction
制御信号出力部144は、動作モード遷移時に、指示タイミング計算部143により計算されたタイミングに従って、メモリ制御部137と周波数制御部138と電圧制御部139へ、設定値記憶部141が記憶する値を用い、制御信号を出力する。制御信号出力部144は、動作モードの遷移に応じて、設定値記憶部141に記憶されている動作電圧と動作周波数とメモリ制御率を用いて、電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する。
The control
近年、撮像装置(デジタルカメラ)100の高画素化・高フレームレート化に伴い、画像データを処理する画像処理チップ13の低消費電力化が望まれている。特に、市場において、ミラーレスカメラの割合が拡大していることから、ライブビュー時の画像処理チップ13の消費電力が、バッテリ持続時間の観点において重要である。そこで、画像処理チップ13の消費電力を削減する技術として、DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)の適用が有効である。DVFSとは、動作周波数の変化に応じて動的に動作電圧を制御し、消費電力を削減する技術である。
In recent years, with the increase in the number of pixels and the frame rate of the image pickup apparatus (digital camera) 100, it has been desired to reduce the power consumption of the
画像処理チップ13にDVFSを適用する場合、画像処理チップ13は、動作モードの遷移に応じて、動作電圧と動作周波数を制御し、メモリ動作率を制御する。画像処理チップ13は、動作モード遷移時に、動作電圧、動作周波数、およびメモリ動作率の制御手順が定められていない場合、必要最低限以上の消費電力が生じる。例えば、動作電圧を上げる制御に要する時間は、動作周波数を上げる制御やメモリ動作率の制御に要する時間より長い。その場合、メモリ制御部137と周波数制御部138と電圧制御部139をすべて同時に制御開始すると、動作電圧の制御が完了する前に、動作周波数やメモリ動作率の制御が完了する。画像処理チップ13は、動作率が高い状態にあるため、動作電圧の制御が完了するまでに余剰な電力が生じる。
When DVFS is applied to the
本実施形態では、画像処理チップ13は、動作電圧と動作周波数とメモリ動作率の制御手順を明らかにし、動作モード遷移時の消費電力を削減することを目的とする。
In the present embodiment, the
図2は、撮像装置100の制御方法を示すフローチャートであり、画像処理チップ13の動作モード遷移の処理を示す。
FIG. 2 is a flowchart showing a control method of the
まず、ステップS200では、画像処理チップ13は、低フレームレートライブビューモードで動作する。
First, in step S200, the
次に、ステップS201では、CPU134は、シャッターボタン19が半押し状態であるか否かを判定する。CPU134は、シャッターボタン19が半押し状態になるまで待機し、シャッターボタン19が半押し状態になった場合には、ステップS202に進む。
Next, in step S201, the
ステップS202では、画像処理チップ13は、低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへの遷移を開始する。指示タイミング計算部143は、制御時間記憶部142から動作電圧と動作周波数とメモリ動作率の制御に要する時間を読み出し、電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137に制御指示を出力するタイミングを計算し、ステップS203に進む。ステップS202における指示タイミング計算部143の詳細な計算は後述する。
In step S202, the
ステップS203では、制御信号出力部144は、指示タイミング計算部143の計算結果と設定値記憶部141が記憶する設定値に従って、制御信号をメモリ制御部137と周波数制御部138と電圧制御部139に出力し、ステップS204に進む。
In step S203, the control
ステップS204では、メモリ制御部137と周波数制御部138と電圧制御部139は、ステップS203で出力された制御信号による、メモリ動作率と動作周波数と動作電圧の制御を行い、制御が完了すると、ステップS205に進む。
In step S204, the
ステップS205では、画像処理チップ13は、高フレームレートライブビューモードで動作する。
In step S205, the
次に、ステップS206では、CPU134は、シャッターボタン19が全押し状態であるか否かを判定する。CPU134は、シャッターボタン19が全押し状態ではない場合には、ステップS212に進み、シャッターボタン19が全押し状態である場合には、ステップS207に進む。
Next, in step S206, the
ステップS207では、画像処理チップ13は、高フレームレートライブビューモードから撮影モードへの遷移を開始する。指示タイミング計算部143は、制御時間記憶部142から動作電圧と動作周波数とメモリ動作率の制御に要する時間を読み出し、電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137に制御指示を出力するタイミングを計算し、ステップS208に進む。ステップS207における指示タイミング計算部143の詳細な計算は後述する。
In step S207, the
ステップS208では、制御信号出力部144は、指示タイミング計算部143の計算結果と設定値記憶部141が記憶する設定値に従って、制御信号をメモリ制御部137と周波数制御部138と電圧制御部139に出力し、ステップS209に進む。
In step S208, the control
ステップS209では、制御信号をメモリ制御部137と周波数制御部138と電圧制御部139は、ステップS208で出力された制御信号による、メモリ動作率と動作周波数と動作電圧の制御を行い、制御が完了すると、ステップS210に進む。
In step S209, the
ステップS210では、画像処理チップ13は、撮影モードで動作を開始する。次に、ステップS211では、CPU134は、画像処理チップ13が撮影モードにおける記録部16への記録が完了したか否かを判定する。CPU134は、記録が完了するまで待機し、記録が完了した場合には、ステップS213に進む。
In step S210, the
ステップS212では、CPU134は、シャッターボタン19が半押し状態であるか否かを判定する。CPU134は、シャッターボタン19が半押し状態ではない場合には、ステップS213に進み、シャッターボタン19が半押し状態である場合には、ステップS206に進む。
In step S212, the
ステップS213では、画像処理チップ13は、撮影モードまたは高フレームレートライブビューモードから低フレームレートライブビューモードへの遷移を開始する。制御信号出力部144は、設定値記憶部141が記憶する設定値に従って、メモリ制御部137と周波数制御部138と電圧制御部139に同時に制御信号を出力し、ステップS214に進む。
In step S213, the
ステップS214では、メモリ制御部137と周波数制御部138と電圧制御部139は、ステップS213で出力された制御信号による、メモリ動作率と動作周波数と動作電圧とのすべての制御を行い、すべての制御が完了したら、ステップS215に進む。
In step S214, the
ステップS215では、CPU134は、電源ボタン20により電源オフが指示されたか否かを判定する。CPU134は、電源オフが指示されていない場合には、ステップS200に戻り、電源オフが指示された場合には、図2のフローチャートの処理を終了する。
In step S215, the
以上のように、シャッターボタン19が入力無し状態から半押し状態になると、動作モードは、低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードに遷移を開始する。また、シャッターボタン19が半押し状態から全押し状態になると、動作モードは、高フレームレートライブビューモードから撮影モードに遷移を開始する。また、撮影された画像の記録が完了すると、動作モードは、撮影モードから低フレームレートライブビューモードに遷移を開始する。また、シャッターボタンが半押し状態から入力無し状態になると、動作モードは、高フレームレートライブビューモードから低フレームレートライブビューモードに遷移を開始する。
As described above, when the
次に、画像処理チップ13の動作モードが低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへ遷移し、その後、高フレームレートライブビューモードから撮影モードへ遷移する場合の制御指示部14の動作を説明する。この動作モード遷移は、ユーザが、シャッターボタン19を半押しした後、シャッターボタン19の全押しによる撮影を行った場合の動作である。以下、図3および図4の値の例を用いて、図5のシーケンスを説明する。
Next, the operation of the
図3は、設定値記憶部141が記憶する設定値テーブルの一例を示す図である。動作モードは、低フレームレートライブビューモードと高フレームレートライブビューモードと撮影モードの3つ以上の動作モードである。低フレームレートライブビューモードと高フレームレートライブビューモードと撮影モードは、動作電圧と動作周波数とメモリ動作率のうちの少なくとも1つが異なる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a set value table stored in the set
まず、低フレームレートライブビューモードの動作電圧と動作周波数とメモリ動作率を説明する。低フレームレートライブビューモードでは、画像処理部133は、処理する画素数が少ないため、300MHzの低い動作周波数で、ライブビュー画像を30fpsで処理し、動作周波数が低いため、500mVの低い動作電圧で動作可能である。低フレームレートライブビューモードのメモリ動作率は、50%必要とする。
First, the operating voltage, operating frequency, and memory operating rate in the low frame rate live view mode will be described. In the low frame rate live view mode, the
次に、高フレームレートライブビューモードの動作電圧と動作周波数とメモリ動作率を説明する。高フレームレートライブビューモードは、低フレームレートライブビューモードに比べて、フレームレートが2倍になり、処理すべきフレーム数が2倍となる。そのため、高フレームレートライブビューモードでは、画像処理部133は、600MHzの動作周波数で動作し、動作周波数が上がったことにより、動作電圧も700mVに上昇し、ロジックの遅延時間を減らす必要が生じる。高フレームレートライブビューモードのメモリ動作率は、低フレームレートライブビューモードのメモリ動作率に比べ、オートフォーカス処理の増加分の20%高くなり、70%となる。
Next, the operating voltage, operating frequency, and memory operating rate in the high frame rate live view mode will be described. The high frame rate live view mode doubles the frame rate and doubles the number of frames to be processed as compared with the low frame rate live view mode. Therefore, in the high frame rate live view mode, the
次に、撮影モードの動作電圧と動作周波数とメモリ動作率を説明する。撮影モードでは、画像処理チップ13が全画素を読み出さなければならないため、画像サイズが増大する。そのため、撮影モードでは、動作周波数は1000MHzとなり、動作電圧は1000mVに上昇する。撮影モードでは、画像処理チップ13は、低フレームレートライブビューモードと低フレームレートライブビューモードでは行っていなかったJPEG処理などの画像データ符号化処理を行うため、大容量のメモリ17が必要となり、メモリ動作率が100%となる。
Next, the operating voltage, operating frequency, and memory operating rate of the shooting mode will be described. In the shooting mode, the
図4は、制御時間記憶部142が記憶する制御時間テーブルの一例を示す図である。制御時間記憶部142は、動作モードの遷移ごとに、電圧制御部139の動作電圧の制御時間と、周波数制御部138の動作周波数の制御時間と、メモリ制御部137のメモリ動作率の制御時間を記憶する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a control time table stored in the control
まず、画像処理チップ13が低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへ遷移する時の電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137の制御時間について説明する。電圧制御部139は、動作電圧を制御する。画像処理チップ13に内蔵されている図示しないPLL(Phase Locked Loop)などの安定性から、動作電圧の遷移はスルーレートが規定されており、急激な動作電圧の変化は許されないので、動作電圧の遷移量に従い時間がかかる。例えば、電圧制御部139は、低フレームレートライブビューモードにおける500mVの動作電圧から高フレームレートライブビューモードにおける700mVの動作電圧への遷移の制御時間が80μsである。
First, the control time of the
周波数制御部138は、PLLの逓倍数を変える方法、またはクロックの分周比を変える方法により、画像処理部133に供給する動作周波数を遷移させることができる。例えば、周波数制御部138は、クロックの分周比を変えることにより、動作周波数を速やかに変更することができる。例えば、周波数制御部138は、低フレームレートライブビューモードにおける300MHzの動作周波数から高フレームレートライブビューモードにおける600MHzの動作周波数への遷移の制御時間が1μsである。
The
メモリ動作率の制御時間は、メモリ(DRAM)17のセルフリフレッシュモードからの復帰時間である。例えば、メモリ制御部137は、メモリ動作率の制御時間が15μsである。
The control time of the memory operation rate is the recovery time from the self-refresh mode of the memory (DRAM) 17. For example, the
次に、画像処理チップ13が高フレームレートライブビューモードから撮影モードへ遷移する時の電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137の制御時間について説明する。
Next, the control time of the
例えば、電圧制御部139は、高フレームレートライブビューモードにおける700mVの動作電圧から撮影モードにおける1000mVの動作電圧への遷移の制御時間が100μsである。
For example, the
例えば、周波数制御部138は、高フレームレートライブビューモードにおける600MHzの動作周波数から撮影モードにおける1000MHzの動作周波数への遷移の制御時間が1μsである。
For example, the
例えば、メモリ制御部137は、メモリ動作率の制御時間が15μsである。
For example, the
図5(a)〜(d)は、画像処理チップ13の動作モード遷移時のシーケンスを示す図である。図5(a)は、電圧制御部139が制御する画像処理チップ13の動作電圧を示す図である。図5(b)は、周波数制御部138が制御する画像処理チップ13の動作周波数を示す図である。図5(c)は、メモリ制御部137が制御するメモリ17のメモリ動作率を示す図である。図5(d)は、画像処理チップ13の動作モードを示す図である。図5(a)〜(d)の横軸は時間である。
5 (a) to 5 (d) are diagrams showing a sequence at the time of operation mode transition of the
図5(d)の動作モードについて説明する。時刻T500〜T501では、動作モードは、低フレームレートライブビューモードである。時刻T501〜T504では、動作モードは、低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへの遷移中である。時刻T504〜T505では、動作モードは、高フレームレートライブビューモードである。時刻T505〜T508では、動作モードは、高フレームレートライブビューモードから撮影モードへの遷移中である。時刻T508以降では、動作モードは、撮影モードである。 The operation mode of FIG. 5D will be described. At times T500 to T501, the operating mode is the low frame rate live view mode. At times T501 to T504, the operation mode is in the process of transitioning from the low frame rate live view mode to the high frame rate live view mode. At times T504 to T505, the operating mode is a high frame rate live view mode. At times T505 to T508, the operation mode is in the process of transitioning from the high frame rate live view mode to the shooting mode. After the time T508, the operation mode is the shooting mode.
時刻T500では、画像処理チップ13が低フレームレートライブビューモードで動作しており、動作電圧は500mV、動作周波数は300MHz、メモリ動作率は50%である。
At time T500, the
時刻T501では、ユーザがシャッターボタン19を入力無し状態から半押し状態にする。すると、CPU134は、指示タイミング計算部143と制御信号出力部144に対して、画像処理チップ13の動作モードが低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへ遷移することを通知する。指示タイミング計算部143は、制御時間記憶部142から、この動作モード遷移時の動作電圧の制御時間(80μs)と動作周波数の制御時間(1μs)とメモリ動作率の制御時間(15μs)を読み出し、その時間の大小関係を求める。例えば、動作電圧の制御時間(80μs)>メモリ動作率の制御時間(15μs)>動作周波数の制御時間(1μs)の大小関係となる。指示タイミング計算部143は、この中で最も制御時間が長い動作電圧の制御時間(80μs)から、それ以外のメモリ動作率の制御時間(15μs)と動作周波数の制御時間(1μs)をそれぞれ減算する。例えば、指示タイミング計算部143は、80μs−15μs=65μsの減算と、80μs−1μs=79μsの減算を行う。
At time T501, the user changes the
指示タイミング計算部143は、上記の減算結果を用いて、動作電圧の制御開始の時刻T501から、80μs−15μs=65μs後にメモリ動作率の制御を開始する時刻T502の指示タイミングを求める。時刻T501〜T502の待機時間は、65μsである。時刻T502〜T504のメモリ動作率の制御時間は、15μsである。
Using the above subtraction result, the instruction
また、指示タイミング計算部143は、上記の減算結果を用いて、動作電圧の制御開始の時刻T501から、80μs−1μs=79μs後に動作周波数の制御を開始する時刻T503の指示タイミングを求める。時刻T501〜T503の待機時間は、79μsである。時刻T503〜T504の動作周波数の制御時間は、1μsである。指示タイミング計算部143は、制御信号出力部144へ上記の指示タイミングの計算結果を出力する。
Further, the instruction
時刻T501では、制御信号出力部144は、制御時間が最も長い動作電圧の制御時間(80μs)で制御する電圧制御部139に対して、設定値記憶部141が記憶する動作電圧(700mV)を用いて、制御信号を出力する。
At time T501, the control
以上のように、時刻T501では、シャッターボタン19が入力無し状態から半押し状態になると、動作モードは、低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードに遷移を開始する。
As described above, at time T501, when the
時刻T502では、制御信号出力部144は、指示タイミング計算部143の計算結果に従って、時刻T501から65μs後に、設定値記憶部141が記憶するメモリ動作率(70%)を用いて、メモリ制御部137へ制御信号を出力する。
At the time T502, the control
時刻T503では、制御信号出力部144は、指示タイミング計算部143の計算結果に従って、時刻T501から79μs後に、設定値記憶部141が記憶する動作周波数(600MHz)を用いて、周波数制御部138へ制御信号を出力する。
At the time T503, the control
時刻T504では、時刻T501とT502とT503で制御信号が出力された電圧制御部139とメモリ制御部137と周波数制御部138が制御を完了し、画像処理チップ13の動作モードが高フレームレートライブビューモードに遷移する。動作電圧は700mV、動作周波数は600MHz、メモリ動作率は70%である。
At time T504, the
制御信号出力部144は、電圧制御部139の動作電圧の制御と周波数制御部138の動作周波数の制御とメモリ制御部137のメモリ動作率の制御が略同時に完了するように、電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137に制御信号を出力する。
The control
時刻T505では、ユーザがシャッターボタン19を半押し状態から全押し状態にする。すると、CPU134は、指示タイミング計算部143と制御信号出力部144に対して、画像処理チップ13の動作モードが高フレームレートライブビューモードから撮影モードへ遷移することを通知する。また、指示タイミング計算部143は、制御時間記憶部142から、この動作モード遷移時の動作電圧の制御時間(100μs)と動作周波数の制御時間(1μs)とメモリ動作率の制御時間(15μs)を読み出し、その時間の大小関係を求める。例えば、動作電圧の制御時間(100μs)>メモリ動作率の制御時間(15μs)>動作周波数の制御時間(1μs)の大小関係となる。指示タイミング計算部143は、この中で最も制御時間が長い動作電圧の制御時間(100μs)から、それ以外のメモリ動作率の制御時間(15μs)と動作周波数の制御時間(1μs)をそれぞれ減算する。例えば、指示タイミング計算部143は、上記の減算結果を用いて、動作電圧の制御開始の時刻T505から、100μs−15μs=85μs後にメモリ動作率の制御を開始する時刻T506の指示タイミングを求める。時刻T505〜T506の待機時間は、85μsである。時刻T506〜T508のメモリ動作率の制御時間は、15μsである。
At time T505, the user changes the
また、指示タイミング計算部143は、上記の減算結果を用いて、動作電圧の制御開始の時刻T505から、100μs−1μs=99μs後に動作周波数の制御を開始する時刻T507の指示タイミングを求める。時刻T505〜T507の待機時間は、99μsである。時刻T507〜T508の動作周波数の制御時間は、1μsである。指示タイミング計算部143は、制御信号出力部144へ上記の指示タイミングの計算結果を出力する。
Further, the instruction
時刻T505では、制御信号出力部144は、制御時間が最も長い動作電圧の制御時間で制御する電圧制御部139に対して、設定値記憶部141が記憶する動作電圧(1000mV)を用いて、制御信号を出力する。
At time T505, the control
以上のように、時刻T505では、シャッターボタン19が半押し状態から全押し状態になると、動作モードは、高フレームレートライブビューモードから撮影モードに遷移を開始する。
As described above, at time T505, when the
時刻T506では、制御信号出力部144は、指示タイミング計算部143の計算結果に従って、時刻T505から85μs後に、設定値記憶部141が記憶するメモリ動作率(100%)を用いて、メモリ制御部137へ制御信号を出力する。
At the time T506, the control
時刻T507では、制御信号出力部144は、指示タイミング計算部143の計算結果に従って、時刻T505から99μs後に、設定値記憶部141が記憶する動作周波数(1000MHz)を用いて、周波数制御部138へ制御信号を出力する。
At the time T507, the control
時刻T508では、時刻T505とT506とT507で制御信号が出力された電圧制御部139とメモリ制御部137と周波数制御部138が制御を完了し、画像処理チップ13の動作モードが撮影モードに遷移する。動作電圧は1000mV、動作周波数は1000MHz、メモリ動作率は100%である。
At time T508, the
制御信号出力部144は、電圧制御部139の動作電圧の制御と周波数制御部138の動作周波数の制御とメモリ制御部137のメモリ動作率の制御が略同時に完了するように、電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137に制御信号を出力する。
The control
以上のように、指示タイミング計算部143は、電圧制御部139とメモリ制御部137と周波数制御部138の制御が最適なタイミングで完了するように計算する。これにより、電圧制御部139とメモリ制御部137と周波数制御部138は、高い動作率での動作時間が可能な限り短くなり、余剰な消費電力を削減することができる。
As described above, the instruction
図6(a)〜(d)は、画像処理チップ13の動作モードが撮影モードから低フレームレートライブビューモードへ遷移する場合の制御指示部14の動作を説明するための図である。この動作モード遷移は、ユーザの動作によらず、撮影モードでの記録が完了すると、自動的に、撮影モードから低フレームレートライブビューモードへの遷移が開始する。なお、設定値記憶部141が記憶する値は、図3と同じである。
6 (a) to 6 (d) are diagrams for explaining the operation of the
図6(a)は、電圧制御部139が制御する画像処理チップ13の動作電圧を示す図である。図6(b)は、周波数制御部138が制御する画像処理チップ13の動作周波数を示す図である。図6(c)は、メモリ制御部137が制御するメモリ17のメモリ動作率を示す図である。図6(d)は、画像処理チップ13の動作モードを示す図である。図6(a)〜(d)の横軸は時間である。
FIG. 6A is a diagram showing an operating voltage of the
まず、図6(d)の動作モードを説明する。時刻T600〜T601では、動作モードは、撮影モードである。時刻T601〜T604では、動作モードは、撮影モードから低フレームレートライブビューモードへ遷移中である。時刻T604以降では、動作モードは、低フレームレートライブビューモードである。 First, the operation mode of FIG. 6D will be described. At times T600 to T601, the operation mode is the shooting mode. At times T601 to T604, the operation mode is transitioning from the shooting mode to the low frame rate live view mode. After time T604, the operation mode is the low frame rate live view mode.
時刻T600では、画像処理チップ13が撮影モードで動作し、動作電圧は1000mV、動作周波数は1000MHz、メモリ動作率は100%である。
At time T600, the
時刻T601では、記録制御部136は、撮影画像を記録部16に記録し、CPU134は、制御信号出力部144に対して、画像処理チップ13の動作モードが撮影モードから低フレームレートライブビューモードへ遷移することを通知する。制御信号出力部144は、設定値記憶部141が記憶する動作電圧(500mV)と動作周波数(300MHz)とメモリ動作率(50%)を用いて、電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137へ制御信号を同時に出力する。
At time T601, the
時刻T602では、周波数制御部138は、動作周波数の制御を完了する。動作周波数は、300MHzになる。
At time T602, the
時刻T603では、メモリ制御部137は、メモリ動作率の制御を完了する。メモリ動作率は、50%になる。
At time T603, the
時刻T604では、電圧制御部139は、動作電圧の制御を完了する。動作電圧は、500mVである。時刻T604では、画像処理チップ13の動作モードが低フレームレートライブビューモードへ遷移する。
At time T604, the
以上のように、指示タイミング計算部143は、画像処理チップ13の動作電圧、動作周波数、およびメモリ動作率が低くなる動作モード遷移においては、指示タイミングの計算を行わない。時刻T601では、制御信号出力部144は、電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137のすべてに同時に制御信号を出力する。
As described above, the instruction
図7(a)〜(d)は、画像処理チップ13の動作モードが低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへ遷移し、その後、高フレームレートライブビューモードから低フレームレートライブビューモードへ遷移する場合を示す。以下、その場合の制御指示部14の動作を説明する。この動作モード遷移は、ユーザが、シャッターボタン19を半押しした後、シャッターボタン19の全押しによる撮影を行わずに、手をシャッターボタン19から離した場合の動作である。なお、設定値記憶部141が記憶する値は、図3と同じであり、制御時間記憶部142が記憶する値は図4と同じである。
7 (a) to 7 (d) show that the operation mode of the
図7(a)は、電圧制御部139が制御する画像処理チップ13の動作電圧を示す図である。図7(b)は、周波数制御部138が制御する画像処理チップ13の動作周波数を示す図である。図7(c)は、メモリ制御部137が制御するメモリ17のメモリ動作率を示す図である。図7(d)は、画像処理チップ13の動作モードを示す図である。図7(a)〜(d)の横軸は時間である。
FIG. 7A is a diagram showing an operating voltage of the
図7(a)〜(d)の時刻T500〜T504の動作は、図5(a)〜(d)の時刻T500〜T504の動作と同じである。時刻T504〜T705では、動作モードは、高フレームレートライブビューモードである。時刻T705〜T708では、動作モードは、高フレームレートライブビューモードから低フレームレートライブビューモードに遷移中である。時刻T708では、動作モードは、低フレームレートライブビューモードである。 The operation of the times T500 to T504 in FIGS. 7 (a) to 7 (d) is the same as the operation of the times T500 to T504 in FIGS. 5 (a) to 5 (d). At times T504 to T705, the operating mode is the high frame rate live view mode. At times T705 to T708, the operation mode is transitioning from the high frame rate live view mode to the low frame rate live view mode. At time T708, the operating mode is the low frame rate live view mode.
時刻T705では、CPU134は、制御信号出力部144に対して、画像処理チップ13の動作モードが高フレームレートライブビューモードから低フレームレートライブビューモードへ遷移することを通知する。制御信号出力部144は、設定値記憶部141が記憶する動作電圧(500mV)と動作周波数(300MHz)とメモリ動作率(50%)を用いて、電圧制御部139と周波数制御部138とメモリ制御部137へ制御信号を同時に出力する。
At time T705, the
時刻T706では、時刻T705で制御信号が出力された周波数制御部138は、動作周波数の制御を完了する。動作周波数は、300MHzになる。
At time T706, the
時刻T707では、時刻T705で制御信号が出力されたメモリ制御部137は、メモリ動作率の制御を完了する。メモリ制御率は、50%になる。
At time T707, the
時刻T708では、時刻T705で制御信号が出力された電圧制御部139は、動作電圧の制御を完了し、画像処理チップ13の動作モードが低フレームレートライブビューモードへ遷移する。動作電圧は、500mVになる。
At time T708, the
なお、指示タイミング計算部143は、制御時間記憶部142が記憶する時間が固定の場合、一度計算した動作モード遷移時の指示タイミングを記憶しておいてもよい。その場合、指示タイミング計算部143は、二度目以降、同じ動作モード遷移をする場合は新たに計算を行わず、記憶しておいた指示タイミングを計算結果とすることができる。すなわち、指示タイミング計算部143は、計算したタイミングを記憶し、その後、同じ動作モードの遷移の場合には、新たにタイミングを計算せず、上記の記憶したタイミングを計算結果とする。
If the time stored in the control
以上のように、撮像装置100は、動作電圧と動作周波数を動的に変更する画像処理チップ13を有し、画像処理チップ13の動作モード遷移時に生じる電力を削減することができる。
As described above, the
(第2の実施形態)
図8は、第2の実施形態による撮像装置100の構成例を示すブロック図である。図8の撮像装置100は、図1の撮像装置100に対して、記録部16を削除し、後段チップ80、電源IC81、メモリ82、および記録部83を追加したものである。図8の画像処理チップ13は、図1の画像処理チップ13に対して、記録制御部136を削除し、出力部503と入力部504を追加したものである。以下、第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the
次に、画像処理チップ13の内部構成を説明する。内部バス131は、入力部132、画像処理部133、CPU134、表示制御部135、メモリ制御部137、出力部503、および入力部504を接続する。画像処理チップ13の動作モードは、低駆動率撮影モードが追加される。
Next, the internal configuration of the
画像処理部133は、画像信号に対して、光学部11や撮像部12の補正処理と、表示部15に表示するライブビュー画像の現像処理と、記録用画像の前段処理を行う。記録用画像の前段処理とは、具体的には、撮像部12から入力された画素信号の並び替えや、キズ補正や、RAWノイズリダクション処理や、RAW圧縮である。RAW画像とは、撮像部12から入力されたままの生の形式の画像のことであり、例えばベイヤ配列の画像である。記録する画像のデータ符号化処理などの以降の画像処理は、後段チップ80で実施される。
The
出力部503は、画像処理部133で処理したRAW画像を後段チップ80に出力する。入力部504は、後述する記録部83に記録された画像を後段チップ80を介して入力する。
The
制御指示部14は、設定値記憶部141、制御時間記憶部142、指示タイミング計算部143、および制御信号出力部144を有する。制御指示部14は、画像処理チップ13の動作モード遷移に応じて、メモリ制御部137、周波数制御部138、および電圧制御部139に制御指示を出力する。
The
図8の制御指示部14は、図1の制御指示部14に対して、モード遷移のタイミングを計算する機能を追加している。図8の制御時間記憶部142は、図1の制御時間記憶部142に対して、さらに、後段チップ80が起動に要する時間を記憶する。図8の指示タイミング計算部143は、図1の指示タイミング計算部143に対して、さらに、低駆動率撮影モードから撮影モードへ遷移するタイミングの計算を行う。
The
電圧制御部139は、電源IC18に設定する動作電圧を制御する。さらに、電圧制御部139は、電源IC81から後段チップ80への動作電圧供給のオン/オフを制御する。
The
後段チップ80は、内部バス801、入力部802、画像処理部803、CPU804、メモリ制御部805、記録制御部806、および出力部807を有する半導体集積回路であり、画像処理や、メモリ82や記録部83の制御を実施する。後段チップ80は、画像処理チップ13から入力した画像を記録部83に記録する。
The latter-
次に、後段チップ80の内部構成を説明する。内部バス801は、入力部802、画像処理部803、CPU804、メモリ制御部805、記録制御部806、および出力部807を接続する。
Next, the internal configuration of the latter-
入力部802は、画像処理チップ13からRAW画像を入力し、内部バス801を介して、RAW画像を画像処理部803やメモリ制御部805へ出力する。
The
画像処理部803は、画像処理チップ13で処理された記録用画像の後段処理を行う。後段処理とは、記録部83に記録する画像のRAW現像処理、データ符号化処理、およびデータ復号化処理などである。データ符号化処理は、具体的には、JPEG処理などの画像データ符号化処理である。
The
CPU804は、CPU(Central Processing Unit)であり、メモリ82に記録されているプログラムの実行を行う。
The
メモリ制御部805は、各処理部からの要求を入力し、メモリ82に対して各種データの書き込みや、読み出しの実行を行う。
The
記録制御部806は、画像処理部803が処理し、メモリ82に記録した画像やファイルシステム情報の記録部83への書き込みや、読み出しを実施する。出力部807は、記録部83に記録された画像を画像処理チップ13に出力する。
The
電源IC81は、後段チップ80に動作電圧を供給する電源であり、画像処理チップ13からの命令を入力し、後段チップ80に供給する動作電圧を制御する。ここで、電源IC81が後段チップ80に供給する動作電圧は、動作電圧供給のオン/オフの2状態である。
The
メモリ82は、画像処理中の画像の一時記録や、CPU804が実行するプログラムや、各種パラメータの記憶部として使われるメモリである。記録部83は、メモリカード等の脱着可能な可搬メモリであり、後段チップ80に接続される。
The
画像処理チップ13の動作モードは、低フレームレートライブビューモードと高フレームレートライブビューモードと撮影モードの他、低駆動率撮影モードを有する。画像処理チップ13の動作モードが低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへ遷移し、その後、高フレームレートライブビューモードから低駆動率撮影モードへ遷移し、その後、低駆動率撮影モードから撮影モードへ遷移する。その場合の制御指示部14の動作を説明する。この動作モード遷移は、ユーザが、シャッターボタン19を半押しした後、シャッターボタン19の全押しによる撮影を行った場合の動作である。以下、図9および図10の値を例に、図11のシーケンスを説明する。
The operation mode of the
図9は、設定値記憶部141が記憶する遷移時間テーブルの一例を示す図である。図9の遷移時間テーブルは、図3の遷移時間テーブルに対して、低駆動率撮影モードの動作電圧と動作周波数とメモリ動作率を追加したものである。撮影モードは、高駆動率撮影モードである。撮影モードは、低フレームレートライブビューモードと、高フレームレートライブビューモードと、低駆動率撮影モードと、撮影モード(高駆動率撮影モード)を有する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a transition time table stored in the set
低駆動率撮影モードでは、画像処理チップ13は、後段チップ80が起動するまで待って処理をする。そのため、低駆動率撮影モードの動作電圧は、300mVであり、撮影モードの動作電圧より低い。低駆動率撮影モードの動作周波数は、100MHzであり、撮影モードの動作周波数より低い。メモリ17は、後段チップ80に出力する画像を保持するため、低駆動率撮影モードのメモリ17のメモリ動作率は100%が必要となる。
In the low drive rate shooting mode, the
図10は、制御時間記憶部142が記憶する制御時間テーブルの一例を示す図である。この制御時間テーブルは、図4の低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへの遷移に、高フレームレートライブビューモードから低駆動率撮影モードへの遷移と、低駆動率撮影モードから撮影モードへの遷移を追加している。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a control time table stored in the control
図10の低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードへの遷移における動作電圧の制御時間と動作周波数の制御時間とメモリ動作率の制御時間は、図4のものと同じである。 The control time of the operating voltage, the control time of the operating frequency, and the control time of the memory operating rate in the transition from the low frame rate live view mode to the high frame rate live view mode in FIG. 10 are the same as those in FIG.
次に、高フレームレートライブビューモードから低駆動率撮影モードへの遷移における動作電圧の制御時間と動作周波数の制御時間とメモリ動作率の制御時間と後段チップ80の起動時間を説明する。動作電圧が700mVから300mVに遷移するには、動作時間の制御時間が120μsである。動作周波数が600MHzから100MHzに遷移するには、動作周波数の制御時間が1μsである。メモリ動作率が70%から100%に遷移するには、メモリ動作率の制御時間が15μsである。後段チップ80の起動時間は、100msを要する。後段チップ80は、動作電圧が投入されてから起動完了までに、OS(Operating System)の起動や、画像処理チップ13と後段チップ80の接続や、記録部83を記録可能な状態にするための設定を行うための起動時間が必要である。
Next, the control time of the operating voltage, the control time of the operating frequency, the control time of the memory operating rate, and the startup time of the
次に、低駆動率撮影モードから撮影モードへの遷移における動作電圧の制御時間と動作周波数の制御時間とメモリ動作率の制御時間と後段チップ80の起動時間を説明する。動作電圧が300mVから1000mVに遷移するには、動作時間の制御時間が180μsである。動作周波数が100MHzから1000MHzに遷移するには、動作周波数の制御時間が1μsである。メモリ動作率は、100%のままである。後段チップ80は、起動状態を維持する。
Next, the control time of the operating voltage, the control time of the operating frequency, the control time of the memory operating rate, and the start-up time of the
図11(a)は、電圧制御部139が制御する画像処理チップ13の動作電圧を示す図である。図11(b)は、周波数制御部138が制御する画像処理チップ13の動作周波数を示す図である。図11(c)は、メモリ制御部137が制御するメモリ17のメモリ動作率を示す図である。図11(d)は、画像処理チップ13の動作モードを示す図である。図11(e)は、後段チップ80の状態を示す図である。図11(a)〜(e)の横軸は時間である。
FIG. 11A is a diagram showing an operating voltage of the
図11(a)〜(d)の時刻T500〜T504の動作は、図5(a)〜(d)の時刻T500〜T504の動作と同じである。時刻T504〜T1105では、動作モードは、高フレームレートライブビューモードである。時刻T1105〜T1108では、動作モードは、高フレームレートライブビューモードから低駆動率撮影モードへの遷移中である。時刻T1108〜T1109では、動作モードは、低駆動率撮影モードである。時刻T1109〜T1111では、動作モードは、低駆動率撮影モードから撮影モードへの遷移中である。時刻T1111以降では、動作モードは、撮影モードである。 The operations of the times T500 to T504 in FIGS. 11 (a) to 11 (d) are the same as the operations of the times T500 to T504 in FIGS. 5 (a) to 5 (d). At times T504 to T1105, the operating mode is the high frame rate live view mode. At times T1105 to T1108, the operation mode is in the process of transitioning from the high frame rate live view mode to the low drive rate shooting mode. At times T1108 to T1109, the operation mode is a low drive rate shooting mode. At times T1109 to T1111, the operation mode is in the process of transitioning from the low drive rate shooting mode to the shooting mode. After the time T1111, the operation mode is the shooting mode.
次に、図11(e)の後段チップ80の状態を説明する。時刻T500〜T1105では、後段チップ80は、停止状態である。時刻T1105〜T1111では、後段チップ80は、起動制御中である。時刻T1111以降では、後段チップ80は、動作状態である。時刻T1105〜T1111の後段チップ80の起動時間は、100msである。
Next, the state of the latter-
時刻T1105では、ユーザがシャッターボタン19を半押し状態から全押し状態にする。すると、CPU134は、指示タイミング計算部143と制御信号出力部144へ、画像処理チップ13の動作モードが高フレームレートライブビューモードから低駆動率撮影モードへ遷移することを通知する。
At time T1105, the user changes the
低駆動率撮影モードは、シャッターボタン19が全押しされてから後段チップ80の起動が完了するまでの動作モードである。低駆動率撮影モードは、画像処理チップ13が後段チップ80に出力する画像を生成する際に、後段チップ80が起動するまで画像処理部133を低駆動率で動作させ、メモリ17に保持しておくモードである。
The low drive rate shooting mode is an operation mode from when the
制御信号出力部144は、電圧制御部139に対して、後段チップ80に対して動作電圧の供給を開始させるための制御信号を出力する。電圧制御部139は、電源IC81に対して、後段チップ80に対して動作電圧の供給を開始させるための制御信号を入力すると、後段チップ80に対して動作電圧の供給を開始させるように制御する。この動作モード遷移は、動作電圧と動作周波数が下がる遷移のため、制御信号出力部144は、設定値記憶部141が記憶する動作電圧(300mV)と動作周波数(100MHz)を用いて、即座に電圧制御部139と周波数制御部138へ制御信号を出力する。
The control
また、この動作モード遷移は、メモリ動作率が上がる遷移のため、指示タイミング計算部143は、制御時間記憶部142から、この動作モード遷移時の動作電圧の制御時間と動作周波数の制御時間とメモリ動作率の制御時間を読み出し、その大小関係を求める。例えば、動作電圧の制御時間(120μs)>メモリ動作率の制御時間(15μs)>動作周波数の制御時間(1μs)の大小関係となる。指示タイミング計算部143は、この中で最も制御時間が長い動作電圧の制御時間(120μs)からメモリ動作率の制御時間(15μs)減算する。指示タイミング計算部143は、動作電圧の制御開始の時刻T1105から、120μs−15μs=105μs後にメモリ動作率の制御を開始する時刻T1107の指示タイミングを求め、制御信号出力部144へ指示タイミングの計算結果を出力する。時刻T1105〜T1107の待機時間は、105μsである。時刻T1107〜T1108のメモリ動作率の制御時間は、15μsである。時刻T1105〜T1108の動作電圧の制御時間は、120μsである。
Further, since this operation mode transition is a transition in which the memory operation rate increases, the instruction
さらに、指示タイミング計算部143は、制御時間記憶部142から、後段チップの起動時間と、低駆動率撮影モードから撮影モードへの遷移時の動作電圧の制御時間と動作周波数の制御時間を読み出す。指示タイミング計算部143は、後段チップの起動時間(100ms)から、動作電圧の制御時間(180μs)と動作周波数の制御時間(1μs)のうちの制御時間が長い方の動作電圧の制御時間(180μs)を減算する。指示タイミング計算部143は、後段チップ80の動作電圧の供給開始の時刻T1105から、100ms−180μs=99m820μs後に、低駆動率撮影モードから撮影モードへの遷移を開始する時刻(タイミング)T1109を計算する。時刻T1105〜T1109の待機時間は、99m820μsである。低駆動率撮影モードから撮影モードへの遷移は、指示タイミング計算部143の計算結果に従って行われる。
Further, the instruction
以上のように、制御信号出力部144は、電圧制御部139の動作電圧の制御と、周波数制御部138の動作周波数の制御が略同時に完了するように、電圧制御部139と周波数制御部138のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する。それと略同時に、制御信号出力部144は、電圧制御部139に対して、後段チップ80に対して動作電圧の供給を開始させるための制御信号を出力する。
As described above, the control
時刻T1106では、周波数制御部138は、動作周波数の制御を完了する。動作周波数は、100MHzになる。時刻T1105〜T1106の動作周波数の制御時間は、1μsである。
At time T1106, the
時刻T1107では、制御信号出力部144は、上記の指示タイミング計算部143の計算結果に従って、時刻T1105から105μs後に、設定値記憶部141が記憶するメモリ動作率(100%)を用いて、メモリ制御部137へ制御信号を出力する。
At the time T1107, the control
時刻T1108では、時刻T1105とT1107で制御信号が出力された電圧制御部139とメモリ制御部137は、動作電圧とメモリ動作率の制御を完了し、画像処理チップ13の動作モードが低駆動率撮影モードに遷移する。動作電圧は、300mVになる。メモリ動作率は、100%になる。
At time T1108, the
制御信号出力部144は、動作電圧の制御時間と動作周波数の制御時間とメモリ動作率の制御時間のうちの最も長い動作電圧の制御時間の制御とメモリ動作率の制御が略同時に完了するように、メモリ制御部137の制御を開始させるための制御信号を出力する。
The control
時刻T1109では、画像処理チップ13の動作モードは、上記の指示タイミング計算部143の計算結果に従って、後段チップ80の動作電圧の供給開始の時刻T1105から99m820μs後に、低駆動率撮影モードから撮影モードに遷移を開始する。
At time T1109, the operation mode of the
指示タイミング計算部143は、制御時間記憶部142から、この動作モード遷移時の動作電圧の制御時間と動作周波数の制御時間を読み出し、その大小関係を求める。例えば、動作電圧の制御時間(180μs)>動作周波数の制御時間(1μs)の大小関係となる。指示タイミング計算部143は、この中で最も制御時間が長い動作電圧の制御時間(180μs)から動作周波数の制御時間(1μs)を減算する。指示タイミング計算部143は、動作電圧の制御開始の時刻T1109から、180μs−1μs=179μs後に動作周波数の制御を開始する時刻T1110の指示タイミングを求め、制御信号出力部144へ指示タイミングの計算結果を出力する。制御信号出力部144は、制御時間が最も長い動作電圧の制御時間で制御する電圧制御部139に対して、設定値記憶部141が記憶する動作電圧(1000mV)を用いて、制御信号を出力する。時刻T1109〜T1111の動作電圧の制御時間は、180μsである。時刻T1109〜T1110の待機時間は、179μsである。時刻T1110〜T1111の動作周波数の制御時間は、1μsである。
The instruction
時刻T1110では、制御信号出力部144は、上記の指示タイミング計算部143の計算結果に従って、時刻T1109から179μs後に、設定値記憶部141が記憶する動作周波数(1000MHz)を用いて、周波数制御部138へ制御信号を出力する。
At the time T1110, the control
時刻T1111では、時刻T1105で動作電圧が供給された後段チップ80は、動作を開始する。時刻T1109とT1110で制御信号が出力された電圧制御部139と周波数制御部138は、動作電圧と動作周波数の制御を完了し、画像処理チップ13の動作モードが撮影モードに遷移する。動作電圧は、1000mVになる。動作周波数は、1000MHzになる。撮影モードは、シャッターボタン19が全押しされ、後段チップ80の起動が完了した後の動作モードであり、画像処理チップ13が光学部11を通して入力された画像を処理し、その処理した画像を後段チップ80に出力するモードである。
At time T1111, the
以上のように、制御信号出力部144は、電圧制御部139の動作電圧の制御と、周波数制御部138の動作周波数の制御が略同時に完了するように、電圧制御部139と周波数制御部138のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する。
As described above, the control
シャッターボタン19が入力無し状態から半押し状態になると、動作モードは、低フレームレートライブビューモードから高フレームレートライブビューモードに遷移を開始する。また、シャッターボタン19が半押し状態から全押し状態になると、動作モードは、高フレームレートライブビューモードから低駆動率撮影モードに遷移を開始し、後段チップ80は、起動を開始する。また、後段チップ80の起動時間から、動作電圧の制御時間と動作周波数の制御時間のうちの長い方の制御時間を減算した時刻T1109になると、動作モードは、低駆動率撮影モードから撮影モードに遷移を開始する。
When the
画像処理チップ13は、高フレームレートライブビューモードから撮影モードに遷移する際に、後段チップ80が起動するまでの間、低駆動率撮影モードで低駆動率で動作することによって、消費電力を削減することができる。
When the
なお、画像処理チップ13は、記録部83に記録された撮影画像を表示部15に表示することができる。表示制御部135は、記録部83に記録された撮影画像を、後段チップ80の記録制御部806と内部バス801と出力部807と、画像処理チップ13の入力部504と内部バス131を介して入力し、その撮影画像を表示部15へ出力する。
The
撮像装置100は、動作電圧と動作周波数とメモリ動作率を動的に変更する画像処理チップ13と、動作状態と停止状態が切り替わる後段チップ80を有する。撮像装置100は、後段チップ80が起動するには所定時間を要するため、画像処理チップ13を高駆動率で動作させると、高い動作電圧と高い動作周波数が必要となり、余剰な電力が生じる。そのため、画像処理チップ13は、後段チップ80が起動するまでの時間に合わせて、低駆動率撮影モードで低駆動率で動作し、動作電圧を低減させることで、電力を削減することができる。
The
第1および第2の実施形態によれば、撮像装置100は、画像処理チップ13にDVFSを適用する場合、動作モードが遷移する場合の電力を削減し、撮像装置100の撮影枚数を増加させることができる。
According to the first and second embodiments, when the
撮像装置100は、デジタルカメラまたはビデオカメラの他、スマートフォン、タブレット、工業用カメラ、医療用カメラまたは車載カメラ等に適用可能である。
The
(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がプログラムを読み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。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
なお、上記実施形態は、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。すなわち、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。 It should be noted that all of the above embodiments merely show examples of embodiment in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features.
11 光学部、12 撮像部、13 画像処理チップ、14 制御指示部、15 表示部、16 記録部、17 メモリ、18 電源IC、19 シャッターボタン、20 電源ボタン、131 内部バス、132 入力部、133 画像処理部、134 CPU、135 表示制御部、136 記録制御部、137 メモリ制御部、138 周波数制御部、139 電圧制御部、141 設定値記憶部、142 制御時間記憶部、143 指示タイミング計算部、144 制御信号出力部 11 Optical unit, 12 Imaging unit, 13 Image processing chip, 14 Control indicator unit, 15 Display unit, 16 Recording unit, 17 Memory, 18 Power supply IC, 19 Shutter button, 20 Power supply button, 131 Internal bus, 132 Input unit, 133 Image processing unit, 134 CPU, 135 display control unit, 136 recording control unit, 137 memory control unit, 138 frequency control unit, 139 voltage control unit, 141 set value storage unit, 142 control time storage unit, 143 instruction timing calculation unit, 144 Control signal output unit
Claims (20)
前記電子回路の動作電圧を制御する電圧制御手段と、
前記電子回路の動作周波数を制御する周波数制御手段と、
前記電子回路がアクセス可能なメモリの動作率を制御するメモリ制御手段と、
動作モードの遷移に応じて、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段と前記メモリ制御手段のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する制御信号出力手段と
を有する制御装置。 A control device that controls electronic circuits
A voltage control means for controlling the operating voltage of the electronic circuit and
A frequency control means for controlling the operating frequency of the electronic circuit and
A memory control means for controlling the operating rate of a memory accessible to the electronic circuit,
A control device having a control signal output means for outputting a control signal for initiating control of each of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means according to a transition of an operation mode.
前記制御信号出力手段は、前記タイミング計算手段により計算されたタイミングに従って、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段と前記メモリ制御手段のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する請求項1〜4のいずれか1項に記載の制御装置。 Further, it has a timing calculation means for calculating the timing of outputting a control signal to each of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means according to the transition of the operation mode.
The control signal output means outputs a control signal for starting control of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means according to the timing calculated by the timing calculation means. The control device according to any one of 4.
前記タイミング計算手段は、前記制御時間記憶手段に記憶されている前記電圧制御手段の動作電圧の制御時間と、前記周波数制御手段の動作周波数の制御時間と、前記メモリ制御手段のメモリの動作率の制御時間を基に、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段と前記メモリ制御手段のそれぞれに制御信号を出力するタイミングを計算する請求項5に記載の制御装置。 Control time storage means for storing the control time of the operating voltage of the voltage control means, the control time of the operation frequency of the frequency control means, and the control time of the operation rate of the memory of the memory control means for each transition of the operation mode. Have more
The timing calculation means determines the control time of the operating voltage of the voltage control means stored in the control time storage means, the control time of the operating frequency of the frequency control means, and the operation rate of the memory of the memory control means. The control device according to claim 5, wherein the timing of outputting a control signal to each of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means is calculated based on the control time.
前記画像処理装置は、前記第1の集積回路から入力した画像を記録手段に記録する第2の集積回路をさらに有する請求項9に記載の画像処理装置。 The first integrated circuit includes the voltage control means, the frequency control means, the memory control means, and the control signal output means.
The image processing device according to claim 9, wherein the image processing device further includes a second integrated circuit that records an image input from the first integrated circuit in a recording means.
前記電圧制御手段は、前記第2の集積回路に対して動作電圧の供給を開始させるための制御信号を入力すると、前記第2の集積回路に対して動作電圧の供給を開始させるように制御する請求項10に記載の画像処理装置。 The control signal output means outputs a control signal for starting the supply of the operating voltage to the second integrated circuit to the voltage control means according to the transition of the operation mode.
When the voltage control means inputs a control signal for starting the supply of the operating voltage to the second integrated circuit, the voltage control means controls the second integrated circuit to start supplying the operating voltage. The image processing apparatus according to claim 10.
前記第2の動作モードは、前記第1の動作モードに対して、前記動作電圧と前記動作周波数と前記メモリの動作率が高いモードであり、
前記第3の動作モードは、前記第2の動作モードに対して、前記動作電圧と前記動作周波数が低く、前記メモリの動作率が高いモードであり、
前記第4の動作モードは、前記第3の動作モードに対して、前記動作電圧と前記動作周波数が高く、前記メモリの動作率が同じモードである請求項10または11に記載の画像処理装置。 The operation mode has a first operation mode, a second operation mode, a third operation mode, and a fourth operation mode.
The second operation mode is a mode in which the operation voltage, the operation frequency, and the operation rate of the memory are higher than those of the first operation mode.
The third operating mode is a mode in which the operating voltage and the operating frequency are lower and the operating rate of the memory is higher than that of the second operating mode.
The image processing apparatus according to claim 10 or 11, wherein the fourth operation mode is a mode in which the operating voltage and the operating frequency are higher than those of the third operating mode and the operating rate of the memory is the same.
前記第1の動作モードから前記第2の動作モードに遷移する場合には、前記電圧制御手段の動作電圧の制御と、前記周波数制御手段の動作周波数の制御と、前記メモリ制御手段のメモリの動作率の制御が略同時に完了するように、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段と前記メモリ制御手段のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力し、
前記第2の動作モードから前記第3の動作モードに遷移する場合には、前記電圧制御手段の動作電圧の制御と、前記周波数制御手段の動作周波数の制御が略同時に完了するように、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力し、それと略同時に、前記電圧制御手段に対して、前記第2の集積回路に対して動作電圧の供給を開始させるための制御信号を出力し、前記動作電圧の制御時間と前記動作周波数の制御時間と前記メモリの動作率の制御時間のうちの最も長い制御時間の制御と前記メモリの動作率の制御が略同時に完了するように、前記メモリ制御手段の制御を開始させるための制御信号を出力し、
前記第3の動作モードから前記第4の動作モードに遷移する場合には、前記電圧制御手段の動作電圧の制御と、前記周波数制御手段の動作周波数の制御が略同時に完了するように、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する請求項12に記載の画像処理装置。 The control signal output means
When transitioning from the first operation mode to the second operation mode, control of the operation voltage of the voltage control means, control of the operation frequency of the frequency control means, and operation of the memory of the memory control means. A control signal for starting the control of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means is output so that the control of the rate is completed substantially at the same time.
When transitioning from the second operation mode to the third operation mode, the voltage is controlled so that the control of the operation voltage of the voltage control means and the control of the operation frequency of the frequency control means are completed substantially at the same time. A control signal for starting the control of the control means and the frequency control means is output, and at the same time, the voltage control means is started to supply the operating voltage to the second integrated circuit. The control time for the operation voltage, the control time of the operation frequency, and the control time of the operation rate of the memory, which is the longest, and the operation rate of the memory are controlled at substantially the same time. A control signal for starting the control of the memory control means is output so as to be completed.
When transitioning from the third operation mode to the fourth operation mode, the voltage is controlled so that the control of the operation voltage of the voltage control means and the control of the operation frequency of the frequency control means are completed substantially at the same time. The image processing apparatus according to claim 12, wherein a control signal for initiating control of each of the control means and the frequency control means is output.
前記タイミング計算手段は、前記第3の動作モードから前記第4の動作モードに遷移する場合には、前記第2の集積回路の起動時間から、前記動作電圧の制御時間と前記動作周波数の制御時間のうちの長い方の制御時間を減算することにより、前記第3の動作モードから前記第4の動作モードに遷移を開始するタイミングを計算する請求項12または13に記載の画像処理装置。 Further, it has a timing calculation means for calculating the timing of outputting a control signal to each of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means according to the transition of the operation mode.
When the timing calculation means transitions from the third operation mode to the fourth operation mode, the operation voltage control time and the operation frequency control time are obtained from the start time of the second integrated circuit. The image processing apparatus according to claim 12 or 13, wherein the timing for starting the transition from the third operation mode to the fourth operation mode is calculated by subtracting the longer control time.
シャッターボタンが入力無し状態から半押し状態になると、前記動作モードは、前記低フレームレートライブビューモードから前記高フレームレートライブビューモードに遷移を開始し、
前記シャッターボタンが半押し状態から全押し状態になると、前記動作モードは、前記高フレームレートライブビューモードから前記低駆動率撮影モードに遷移を開始し、前記第2の集積回路は、起動を開始し、
前記第2の集積回路の起動時間から、前記動作電圧の制御時間と前記動作周波数の制御時間のうちの長い方の制御時間を減算した時刻になると、前記動作モードは、前記低駆動率撮影モードから前記高駆動率撮影モードに遷移を開始する請求項10〜14のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The operation mode has a low frame rate live view mode, a high frame rate live view mode, a low drive rate shooting mode, and a high drive rate shooting mode.
When the shutter button changes from the no input state to the half-pressed state, the operation mode starts the transition from the low frame rate live view mode to the high frame rate live view mode.
When the shutter button is changed from the half-pressed state to the fully-pressed state, the operation mode starts the transition from the high frame rate live view mode to the low drive rate shooting mode, and the second integrated circuit starts to start. And
When the time obtained by subtracting the longer control time of the control time of the operating voltage and the control time of the operating frequency from the start-up time of the second integrated circuit, the operation mode is the low drive rate imaging mode. The image processing apparatus according to any one of claims 10 to 14, wherein the transition to the high drive rate photographing mode is started from the above.
前記電子回路の動作周波数を制御する周波数制御手段と、
前記電子回路がアクセス可能なメモリの動作率を制御するメモリ制御手段とを有する電子回路の制御方法であって、
動作モードの遷移に応じて、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段と前記メモリ制御手段のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する制御信号出力ステップを有する制御方法。 A voltage control means that controls the operating voltage of an electronic circuit,
A frequency control means for controlling the operating frequency of the electronic circuit and
A method for controlling an electronic circuit, which comprises a memory control means for controlling the operating rate of a memory accessible to the electronic circuit.
A control method including a control signal output step that outputs a control signal for initiating control of each of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means according to a transition of an operation mode.
前記制御信号出力ステップは、前記タイミング計算ステップにより計算されたタイミングに従って、前記電圧制御手段と前記周波数制御手段と前記メモリ制御手段のそれぞれの制御を開始させるための制御信号を出力する請求項16〜18のいずれか1項に記載の制御方法。 It further has a timing calculation step of calculating the timing of outputting a control signal to each of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means according to the transition of the operation mode.
The control signal output step outputs a control signal for starting control of the voltage control means, the frequency control means, and the memory control means according to the timing calculated by the timing calculation step. The control method according to any one of 18.
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