WO2018230113A1 - 制御装置、及び撮像装置 - Google Patents

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WO2018230113A1
WO2018230113A1 PCT/JP2018/014552 JP2018014552W WO2018230113A1 WO 2018230113 A1 WO2018230113 A1 WO 2018230113A1 JP 2018014552 W JP2018014552 W JP 2018014552W WO 2018230113 A1 WO2018230113 A1 WO 2018230113A1
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imaging
voltage
drive voltage
illuminance
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PCT/JP2018/014552
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Inventor
加地 英隆
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/709Circuitry for control of the power supply
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57Control of the dynamic range
    • H04N25/59Control of the dynamic range by controlling the amount of charge storable in the pixel, e.g. modification of the charge conversion ratio of the floating node capacitance

Definitions

  • the present technology relates to a control device applicable to an imaging device and an imaging device.
  • Patent Document 1 discloses a technique for achieving both of ensuring a dynamic range of FD (Floating Diffusion: floating diffusion) and suppressing electric field-induced noise for a CMOS image sensor. Specifically, the charge storage capacity of the FD is controlled by applying a bias voltage to the vertical signal line of the CMOS image sensor (see paragraphs [0055] to [0058] in FIGS. 7 and 8). etc).
  • the imaging device is installed at a predetermined position and driven for a long time for observation or monitoring. In such a case, it is important to reduce the power consumption of the imaging apparatus.
  • an object of the present technology is to provide a control device and an imaging device capable of reducing power consumption.
  • a control device includes an acquisition unit and a voltage control unit.
  • the acquisition unit acquires imaging-related information related to imaging performed by an imaging device having a plurality of pixel units that convert incident light into electric charge and store it.
  • the voltage control unit controls a driving voltage for driving each of the plurality of pixel units based on the acquired imaging-related information.
  • the drive voltage for driving the pixel unit is controlled based on the acquired imaging-related information. As a result, power consumption can be reduced.
  • the imaging related information may include at least one of the illuminance of the subject, the luminance distribution of the captured image, and the amount of motion of the subject. Power consumption can be reduced by controlling the drive voltage based on at least one of the illuminance of the subject, the luminance distribution of the captured image, and the amount of motion of the subject.
  • the voltage control unit may decrease the drive voltage when the illuminance of the subject is high, and increase the drive voltage when the illuminance of the subject is low. As a result, power consumption can be reduced.
  • the voltage control unit may decrease the drive voltage when the luminance variance of the captured image is small, and increase the drive voltage when the luminance variance of the captured image is large. As a result, power consumption can be reduced.
  • the voltage control unit may decrease the drive voltage when the amount of movement of the subject is small, and increase the drive voltage when the amount of movement of the subject is large. As a result, power consumption can be reduced.
  • the voltage control unit may set the driving voltage to a first driving voltage for imaging a subject based on the acquired imaging-related information. As a result, power consumption can be reduced.
  • the voltage control unit may set the drive voltage to a second drive voltage for acquiring the imaging related information.
  • the acquisition unit may acquire the imaging related information based on an image signal obtained by driving at least a part of the plurality of pixel units with the second drive voltage. This makes it possible to easily acquire imaging-related information with high accuracy.
  • the voltage control unit may control the second drive voltage based on the acquired imaging-related information. As a result, it is possible to reduce the time required for switching from the second drive voltage to the first drive voltage.
  • the voltage control unit may control the second drive voltage to be the first drive voltage corresponding to the acquired imaging-related information. As a result, it is possible to reduce the time required for switching from the second drive voltage to the first drive voltage.
  • the voltage control unit may control the second drive voltage so as to approach the first drive voltage corresponding to the acquired imaging-related information. As a result, it is possible to reduce the time required for switching from the second drive voltage to the first drive voltage.
  • the acquisition unit may acquire the imaging related information based on an image signal obtained by driving at least a part of the plurality of pixel units by the first driving voltage.
  • the voltage control unit may control the first drive voltage based on the acquired imaging related information. This makes it possible to acquire imaging-related information and control the driving voltage during imaging of the subject. As a result, power consumption can be reduced.
  • the voltage control unit may control a voltage applied to the capacitive element unit that stores the converted electric charge of each of the plurality of pixel units. As a result, power consumption can be reduced.
  • the plurality of pixel units may be configured as a pixel unit of a CMOS image sensor or a pixel unit of a CCD image sensor.
  • An imaging device includes a plurality of pixel units, an acquisition unit, and a voltage control unit.
  • the plurality of pixel portions convert incident light into electric charges and accumulate them.
  • the acquisition unit acquires imaging related information related to imaging.
  • the voltage control unit controls a driving voltage for driving each of the plurality of pixel units based on the acquired imaging-related information.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging system according to a first embodiment. It is a schematic diagram which shows the structural example of the pixel cell of a CMOS image sensor. It is a graph which shows the example of control of the drive voltage according to the illuminance of a subject. It is a flowchart which shows an example of the imaging operation by an imaging system. 5 is a graph showing an example of a change in driving voltage with time in the imaging operation shown in FIG. 4. It is a flowchart which shows the other example of the imaging operation by an imaging system. 7 is a graph illustrating an example of a time change of a drive voltage in the imaging operation illustrated in FIG. 6.
  • 11 is a graph illustrating an example of a time change of a drive voltage in the imaging operation illustrated in FIG. 10.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging system according to the first embodiment of the present technology.
  • the imaging system 100 includes an imaging device 10, an image developing device 30, an image compression device 40, a transmission device 50, an illuminance distribution analysis device 60, and a voltage supply device 70.
  • the imaging device 10 has a solid-state imaging device and generates an image signal of a subject.
  • the solid-state imaging device has a plurality of pixel cells 11 (see FIG. 2), and each pixel cell 11 can convert incident light into electric charge and store it. A pixel signal is generated based on a potential corresponding to the charge accumulated by each pixel cell 11.
  • the pixel signal is a signal including potential information corresponding to the accumulated charge.
  • the image signal of the subject is a signal including a plurality of pixel signals corresponding to each of the plurality of pixel cells 11.
  • a CMOS image sensor is used as the solid-state imaging device.
  • the image developing device 30 performs development processing based on the image signal output from the imaging device 10 and generates image data of the subject. For example, arbitrary processing such as gradation and color correction, noise removal, distortion correction, and size conversion may be performed.
  • the image developing device 30 can also generate raw RAW image data.
  • the image compression device 40 compresses image data of the subject and RAW image data.
  • the compression method or the like is not limited, and any data compression technique may be used.
  • the transmission device 50 transmits the compressed subject image data and the like by an arbitrary communication method by wire or wireless.
  • the illuminance distribution analyzer 60 sets a drive voltage for driving the imaging device 10. Specifically, the illuminance distribution analyzer 60 acquires imaging related information related to imaging by the imaging device 10. Based on the acquired imaging-related information, a drive voltage for driving each of the plurality of pixel cells 11 is controlled.
  • the illuminance of the subject is calculated based on the image signal output from the imaging device 10. Based on the calculated illuminance of the subject, the drive voltage supplied to the imaging device 10 is calculated. The calculated drive voltage is output to the voltage supply device 70 as a set voltage.
  • the illuminance distribution analyzer 60 has a controller 61.
  • the controller 61 has hardware necessary for the configuration of the computer, such as a CPU, a ROM, a RAM, and an HDD.
  • the voltage control method according to the present technology is executed when the CPU loads a program recorded in advance in the ROM or the like to the RAM and executes the program.
  • the specific configuration of the controller 61 is not limited, and a device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) may be used.
  • a device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) may be used.
  • the CPU of the controller 61 executes a predetermined program, so that the illuminance calculation unit 62 and the voltage calculation unit 63 are realized as functional blocks.
  • dedicated hardware such as an IC may be used as appropriate.
  • the illuminance calculation unit 62 calculates the illuminance of the subject based on the image signal output from the imaging device 10. That is, the illuminance of a subject to be imaged is calculated based on potential information included in a plurality of pixel signals.
  • the method for calculating the illuminance based on the image signal is not limited, and an arbitrary algorithm may be used.
  • the voltage calculation unit 63 calculates a drive voltage based on the calculated illuminance of the subject. A method for calculating the drive voltage based on the illuminance will be described later.
  • the illuminance calculation unit 62 and the voltage calculation unit 63 correspond to an acquisition unit and a voltage control unit.
  • the voltage supply device 70 supplies the drive voltage set by the illuminance distribution analyzer 60 to the imaging device 10.
  • a supply voltage supplied from the outside is converted into a set drive voltage and supplied to the imaging device 10.
  • the method for supplying the set drive voltage to the imaging device 10 is not limited, and an arbitrary method may be used.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the pixel cell 11 of the CMOS image sensor included in the imaging device 10.
  • CMOS image sensor a plurality of pixel cells 11 are arranged in an N-row M-column array. For each row, a plurality of pixel cells 11 are connected in parallel to each of the address line 12, the reset line 13, the readout line 14, and the power supply line 15. For each column, a plurality of pixel cells 11 are connected in parallel to the vertical signal line 16.
  • the pixel cell 11 has a PD (Photo Diode) 17, a read transistor 18, a reset transistor 19, an amplification transistor 20, an address transistor 21, and an FD 22. While the power supply voltage VDD is applied to the power supply line 15, the address signal ⁇ ADDR, the reset signal ⁇ RST, and the read signal ⁇ TG are output to the address line 12, the reset line 13, and the read line 14 at a predetermined timing. .
  • VDD Power Supply voltage
  • the address signal ⁇ ADDR, the reset signal ⁇ RST, and the read signal ⁇ TG are output to the address line 12, the reset line 13, and the read line 14 at a predetermined timing.
  • each transistor operates at a predetermined timing, and the electric charge converted by the PD 17 is read out to the FD 22. Then, a pixel signal corresponding to the charge read out to the FD 22 is output to the vertical signal line 16 through the amplification transistor 20.
  • a vertical scanning circuit and a horizontal scanning circuit (not shown), the pixel cell 11 is driven for each row, and the pixel signal output to each vertical signal line 16 is output for each column. Thereby, the pixel signal of each pixel cell 11 is output.
  • the plurality of pixel cells 11 correspond to a plurality of pixel units.
  • the FD 22 corresponds to a capacitive element unit that stores the converted electric charge that each of the plurality of pixel cells 11 has.
  • the capacity of the FD 22 is defined by the power supply voltage VDD applied to the FD 22. When the power supply voltage VDD is increased, the capacity of the FD 22 is increased, and when the power supply voltage VDD is decreased, the capacity of the FD 22 is decreased. It can be said that the capacity of the FD 22 is the depth of the potential well of the FD 22.
  • the power supply voltage VDD applied to the FD 22 can be controlled by controlling the drive voltage supplied from the voltage supply device 70 to the imaging device 10. Specifically, when the drive voltage is increased, the power supply voltage VDD is increased, and when the drive voltage is decreased, the power supply voltage VDD is decreased. That is, in the present embodiment, it is possible to control the voltage applied to the FD 22 included in each of the plurality of pixel cells 11 by controlling the drive voltage for driving each of the plurality of pixel cells 11. This can be said that the capacity of the FD 22 can be controlled by controlling the drive voltage.
  • the configuration of the pixel cell 11, the capacitive element portion in the pixel cell 11, and the pixel signal output method are not limited to those described above, and any configuration, any capacitive element portion, and any output method are used. May be. Any configuration and any output method may be used as long as the capacitance of the capacitive element portion in the pixel cell 11 can be controlled by appropriately setting the drive voltage by the illuminance distribution analyzer 60.
  • the illuminance distribution analysis device 60 corresponds to a control device.
  • the drive voltage is controlled by generating a drive voltage and actually supplying it to the image pickup apparatus, and setting the drive voltage supplied to the image pickup apparatus 10 and supplying the set voltage to the voltage supply as in this embodiment. Both to output to device 70.
  • FIG. 3 is a graph showing an example of driving voltage control according to the illuminance of the subject.
  • the drive voltage is decreased when the illuminance of the subject is high, and the drive voltage is increased when the illuminance of the subject is low.
  • the driving maximum voltage is set, and from the illuminance P (xl) to the predetermined illuminance Q (xl). In the range up to this, it is set so that it linearly decreases to the lowest drive voltage as the illuminance increases. In the range higher than the illuminance Q (xl), the minimum driving voltage is set.
  • the drive voltage is appropriately set so that, for example, in observation or monitoring, an image quality capable of obtaining necessary information from the captured image is realized. For example, depending on the contents of observation and monitoring, necessary information may be obtained and the purpose may be achieved even with a captured image with reduced image quality.
  • the inventor of the present invention pays attention to this point and found that the drive voltage is set according to the illuminance so that the minimum necessary drive voltage is supplied. As a result, power consumption can be realized.
  • the illuminance P (xl) and illuminance Q (xl) of the illuminance shown in FIG. 3 may be set as appropriate based on the characteristics of the imaging device, imaging conditions, imaging environment, imaging purpose, subject type, and the like.
  • the control is not limited to linear control, and arbitrary control such as non-linear control using a polynomial, exponent, logarithm, etc., or stepwise stepwise control may be executed.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an imaging operation performed by the imaging system 100.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of a change over time of the drive voltage in the imaging operation shown in FIG.
  • the imaging system 100 executes an operation in the illuminometer mode and an operation in the imaging mode.
  • the illuminometer mode is a mode for calculating the illuminance of the subject, and the illuminance of the subject is calculated based on an image signal obtained by driving at least a part of the plurality of pixel cells 11.
  • the imaging mode is a mode for imaging a subject. A driving voltage is set based on the calculated illuminance, and the driving voltage is supplied to the imaging device 10 so that the subject is imaged.
  • the imaging timing for obtaining illuminance is set, for example, a predetermined time before an imaging event that occurs at a preset time.
  • an arbitrary timing at which a drive voltage for imaging a subject can be appropriately set is set as an imaging timing for obtaining illuminance.
  • imaging for illuminance acquisition is executed (step 102). Specifically, the illuminance distribution analyzer 60 sets the illuminance acquisition drive voltage V2.
  • the voltage supply device 70 supplies the illuminance acquisition drive voltage V ⁇ b> 2 to the imaging device 10 and images the subject. Note that the illuminance acquisition drive voltage V2 may always be set while the imaging event is not occurring. In the present embodiment, the drive voltage V2 for obtaining illuminance corresponds to the second drive voltage.
  • the specific magnitude of the drive voltage V2 for obtaining illuminance is not limited.
  • a relatively low voltage may be set to the drive voltage V2 for obtaining illuminance.
  • the minimum drive voltage shown in FIG. 3 may be set as a drive voltage for obtaining illuminance.
  • a relatively high voltage may be set as the drive voltage V2 for obtaining illuminance.
  • the maximum drive voltage shown in FIG. 3 may be set to the drive voltage V2 for obtaining illuminance.
  • the driving voltage V2 for obtaining illuminance and the driving voltage V1 for imaging determined based on the illuminance may be set appropriately as appropriate without determining the level relationship between the voltage values. As a result, an operation with optimum power consumption is realized in each of the illuminometer mode and the imaging mode.
  • the number of pixel cells 11 to be driven may be limited. That is, only a part of the pixel cells 11 may be driven, and an image signal including a pixel signal corresponding to the part of the pixel cells 11 may be generated. As a result, even when the drive voltage V2 for obtaining illuminance is set relatively high, it is possible to suppress power consumption.
  • the imaging device 10 may be provided with a light receiving element for illuminance measurement. Then, the illuminance of the subject may be calculated based on a signal corresponding to the amount of light received by the light receiving element for illuminance measurement.
  • the illuminance calculation unit 62 performs illuminance analysis based on the image signal output from the imaging device 10 (step 103). That is, the illuminance of the subject is calculated based on an image signal obtained by driving at least a part of the plurality of pixel cells 11 with the drive voltage V2 for obtaining illuminance.
  • step 104 It is determined whether or not an imaging event has occurred (step 104).
  • the imaging event is set in advance at a predetermined time, for example, once an hour, 10 times a day, or the like. Of course, the present invention is not limited to this, and an imaging event may be generated by a user's shutter operation.
  • the process returns to step 101.
  • step 104 If it is determined that an imaging event has occurred (Yes in step 104), the mode is switched to the imaging mode and the drive voltage is changed (step 105). That is, the voltage calculation unit 63 calculates the driving voltage V1 for imaging the subject based on the illuminance of the subject calculated in step 103. Then, the driving voltage V2 for obtaining illuminance is changed to the driving voltage V1 for imaging and supplied to the imaging device 10.
  • the imaging drive voltage V1 corresponds to the first drive voltage.
  • a voltage stabilization time is provided after the drive voltage is switched.
  • Imaging for acquiring an image of the subject is executed in a state where the voltage stabilization time has elapsed and the imaging driving voltage V1 is stably supplied (step 106).
  • the image development device 30 Based on the image signal output from the imaging device 10, the image development device 30 performs a development process to generate image data.
  • the image data is compressed by the image compression device 40 and transmitted by the transmission device 50 (step 107).
  • step 108 It is determined whether or not the imaging event continues (step 108). If the imaging event continues (Yes in step 108), the process returns to step 106 and imaging continues. If the imaging event has not continued (No in step 108), the imaging mode is terminated and the drive voltage is changed (step 109). For example, the driving voltage V1 for imaging is changed to the driving voltage V2 for obtaining illuminance.
  • the driving voltage V2 for obtaining illuminance is changed to a driving voltage V1 for imaging higher than that in accordance with switching from the illuminometer mode to the imaging mode.
  • the imaging mode ends, the mode is switched to the illuminometer mode, and the driving voltage V2 for obtaining illuminance is changed.
  • the driving voltage V1 in the imaging mode determined based on the illuminance information is higher than the driving voltage V2 in the illuminometer mode, the operation is boosted when transitioning to the imaging mode as shown in the figure.
  • the driving voltage V2 for obtaining illuminance is changed to the driving voltage V1 for imaging lower than that in accordance with switching from the illuminometer mode to the imaging mode.
  • the imaging mode ends, the mode is switched to the illuminometer mode, and the driving voltage V2 for obtaining illuminance is changed.
  • the driving voltage V1 in the imaging mode determined based on the illuminance information is lower than the driving voltage V2 in the illuminometer mode, the operation is stepped down when transitioning to the imaging mode as shown in the figure.
  • the drive voltage V1 in the imaging mode and the drive voltage V2 in the illuminometer mode are not related to each other, and each operates at the drive voltage necessary to realize the optimum power consumption. Changes the voltage at the mode transition so as to obtain the optimum driving voltage.
  • the optimum driving voltage in the illuminometer mode here is determined by, for example, the accuracy of the illuminance of the subject and the condition of power consumption. Further, the power consumption can be suppressed by limiting the number of pixel cells 11 to be driven.
  • the drive voltage V1 for imaging may be set in a range including both a range higher and a range lower than the drive voltage V2 for obtaining illuminance.
  • a standby mode may be set. For example, when an imaging event has not occurred and it is not the imaging timing for obtaining illuminance, the standby mode is set. In the standby mode, for example, a voltage lower than the drive minimum voltage is set, or voltage supply to the imaging device 10 is temporarily stopped. As a result, power consumption can be reduced.
  • FIG. 6 is a flowchart showing another example of the imaging operation by the imaging system 100.
  • FIG. 7 is a graph showing an example of a change over time of the drive voltage in the imaging operation shown in FIG.
  • the drive voltage V2 for obtaining illuminance is controlled during the illuminometer mode. Specifically, based on the illuminance of the subject calculated by the illuminance distribution analyzer 60, the illuminance acquisition drive voltage V2 is controlled so as to be the imaging drive voltage V1 corresponding to the illuminance.
  • the illuminometer mode is selected.
  • the illuminance acquisition drive voltage V2 is set, and imaging for illuminance acquisition is executed (step 202).
  • Illuminance analysis is performed based on the image signal output from the imaging device 10 (step 203).
  • the drive voltage V2 for obtaining illuminance is set so as to be the drive voltage V1 for imaging corresponding to the calculated illuminance of the subject (step 204).
  • the illuminometer mode is continued at the same drive voltage as the imaging drive voltage V1.
  • the imaging driving voltage V1 corresponding to the illuminance of the subject is the imaging driving voltage V1 calculated based on the illuminance by the voltage calculation unit 63.
  • Step 205 It is determined whether or not an imaging event has occurred (step 205). When it is determined that an imaging event has not occurred (No in Step 205), the process returns to Step 201, and the control of the drive voltage V2 for obtaining illuminance is repeated. In the example illustrated in FIG. 7, the illuminance acquisition drive voltage V ⁇ b> 2 is changed four times before shifting to the imaging mode.
  • step 205 If it is determined that an imaging event has occurred (Yes in step 205), the mode is switched to the imaging mode. Then, imaging for acquiring an image of the subject is executed with the driving voltage V2 for acquiring illuminance at that time (step 206). That is, the driving voltage V2 for obtaining illuminance at the time of switching to the imaging mode is used as it is as the driving voltage V1 for imaging the subject, and the subject is imaged.
  • the illuminometer mode only needs to be able to measure the illuminance of the subject, the required image quality is often lower than the imaging mode. Therefore, even if the drive voltage is changed during measurement, there is a case where the influence on measurement measurement is small. It should be noted that processing such as numerical correction may be performed on the illuminance calculation result in accordance with a change in drive voltage during measurement. Thereby, it is possible to improve measurement accuracy.
  • step 207 The development and transmission of the captured image are executed (step 207), and the process returns to step 205 to determine whether an imaging event is occurring. If the imaging event has ended (No in step 205), the imaging mode ends and the process returns to step 201. In the example illustrated in FIG. 7, when the imaging mode ends, the illuminometer mode is switched and the control of the drive voltage V2 for obtaining illuminance is performed.
  • a method for controlling the drive voltage V2 for obtaining illuminance during the illuminometer mode a method for controlling the drive voltage V1 for imaging corresponding to the calculated illuminance of the subject is also conceivable.
  • a single control amount of voltage may be determined in advance, and in step 204, the illuminance drive voltage V2 may be controlled in units of the control amount.
  • FIG. 8 is a graph showing an example of a change in driving voltage with time for explaining another example of the imaging operation. As shown in FIG. 8, the illuminance meter mode is not used, and during the imaging mode, the illuminance is calculated based on the image signal of the subject, and the imaging drive voltage V1 may be controlled in real time.
  • the illuminance of the subject is acquired as the imaging related information based on the image signal obtained by driving the plurality of pixel cells 11 with the driving voltage V1 for imaging.
  • the drive voltage V1 for imaging may be controlled based on the acquired illuminance of the subject. As a result, it is possible to appropriately control the drive voltage during imaging of the subject, and it is possible to reduce power consumption.
  • the driving voltage for driving the plurality of pixel cells 11 is controlled based on the acquired illuminance of the subject. As a result, power consumption can be reduced.
  • the FD capacity is increased by applying a voltage to the vertical signal line in order to increase the dynamic range.
  • the capacity of the vertical signal line is much larger than the capacity of the FD.
  • the power consumption increases by the amount of voltage applied. That is, the technique described in Patent Document 1 is a voltage application as a means for improving the image quality, so that power consumption is sacrificed.
  • a picked-up image under low illuminance such as at night often has an image quality mixed with random noise, but there is no problem if similar random noise is mixed even during daytime shooting with high illuminance.
  • the imaging system 100 captures images with low voltage driving when the illuminance is high, and images with higher voltage driving when the illuminance is low.
  • the drive voltage itself is changed in conjunction with the illuminance. As a result, low power consumption can be realized.
  • a low power consumption effect proportional to the square of the voltage can be obtained by lowering the drive voltage.
  • the drive voltage is variable from 1.8 V to 2.8 V
  • the power consumption of the corresponding circuit portion is theoretically calculated from the formula (1.8) 2 /(2.8) 2 ⁇ 100.
  • a power reduction of about 41.3% is realized.
  • the drive voltage is controlled, low power consumption can be realized without adding a circuit in the pixel array of the image sensor.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging system according to the second embodiment.
  • the imaging system 200 includes an illuminance measurement device 280.
  • the illuminance measuring device 280 can measure the illuminance of the subject, and any device such as an illuminance sensor may be used.
  • an illuminance receiver 262 and a voltage calculator 263 are configured as functional blocks.
  • the illuminance receiving unit 262 receives the illuminance of the subject measured by the illuminance measuring device 280.
  • the voltage calculation unit 263 calculates a drive voltage V1 for imaging the subject based on the received illuminance of the subject.
  • the illuminance receiving unit 262 corresponds to an acquisition unit
  • the voltage calculation unit 263 corresponds to a voltage control unit.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of an imaging operation by the imaging system 200.
  • FIG. 11 is a graph illustrating an example of a temporal change in drive voltage in the imaging operation illustrated in FIG.
  • a state in which no imaging event has occurred is a non-imaging mode, and the imaging drive voltage V ⁇ b> 1 is calculated based on the illuminance of the subject calculated by the illuminance measurement device 280.
  • step 301 it is determined whether or not an imaging event has occurred (step 301). If it is determined that an imaging event has not occurred (No in step 301), it is determined whether or not it is the timing for obtaining illuminance (step 302). If it is determined that it is not the timing of illuminance acquisition (No in step 302), the process returns to step 301. If it is determined that the illuminance acquisition timing is reached (Yes in step 302), the illuminance is calculated by the illuminance measuring device 280, and the drive voltage V1 for imaging is set based on the illuminance (steps 303 to 305).
  • the illuminance acquisition, analysis, and setting of the drive voltage V1 for imaging in steps 303 to 305 may be executed without executing the determination in step 302.
  • step 301 When it is determined that an imaging event has occurred (Yes in step 301), the imaging mode is switched, and imaging for acquiring an image of the subject is executed with the imaging driving voltage V1 set by the illuminance distribution analyzer 260. (Step 306). Then, development and transmission of the captured image are executed (step 307), and the process returns to step 301 to determine whether an imaging event is occurring.
  • the imaging drive voltage V1 is controlled based on the illuminance of the subject. Then, according to the switching to the imaging mode, the subject is imaged as it is with the drive voltage V1 set in the non-imaging mode.
  • the drive voltage V1 set based on the illuminance of the subject may be supplied to the imaging device 10 during the non-imaging mode.
  • the non-imaging mode only the set value of the drive voltage V1 may be held, and supply of voltage to the imaging device 10 may be restricted.
  • the set drive voltage V ⁇ b> 1 may be supplied to the imaging device 10 at the timing when the mode is switched to the imaging mode.
  • the imaging related information is not limited to the illuminance of the subject, and the drive voltage may be controlled based on other imaging related information.
  • FIG. 12 is a graph showing a control example of the drive voltage according to the luminance distribution of the captured image.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of luminance dispersion of a captured image. The luminance variance of the captured image can be calculated based on each pixel signal. Note that the luminance dispersion of the captured image may be estimated based on the pixel signals of some pixel cells 11.
  • the drive voltage is decreased, and when the luminance dispersion of the captured image is large (wide), the drive voltage is increased.
  • the luminance dispersion is set to the minimum driving voltage
  • the maximum driving voltage is set.
  • the luminance dispersion value R and the value S shown in FIG. 12 may be set as appropriate based on the characteristics of the imaging device, imaging conditions, imaging environment, imaging purpose, subject type, and the like.
  • the control is not limited to linear control, and arbitrary control such as non-linear control using a polynomial, exponent, logarithm, etc., or stepwise stepwise control may be executed.
  • the mode for measuring the luminance distribution and the mode for imaging the subject may be distinguished, and the drive voltages V1 and V2 may be controlled.
  • the drive voltage V1 may be controlled based on the luminance distribution during the imaging mode.
  • FIG. 14 is a graph showing an example of driving voltage control according to the amount of movement of the subject.
  • the drive voltage is decreased when the amount of movement of the subject is small, and the drive voltage is increased when the amount of movement of the subject is large.
  • the drive minimum voltage is set in the range from 0 to a predetermined motion amount T.
  • the drive maximum voltage is linearly increased according to the increase in luminance dispersion. Set to increase. In the range higher than the movement amount U, the maximum driving voltage is set.
  • the method for calculating the amount of movement is not limited. By executing any image analysis technique including pattern matching, inter-frame prediction, cross-correlation calculation, etc. on the captured image (image signal), it is possible to specify the subject and the amount of motion of the subject. .
  • the drive voltage is lowered, and the imaging is executed with the dynamic range of the FD 22 suppressed.
  • the drive voltage is increased and the dynamic range of the FD is increased to perform imaging.
  • the movement amount T and the movement amount U shown in FIG. 14 may be set as appropriate based on the characteristics of the imaging device, imaging conditions, imaging environment, imaging purpose, subject type, and the like.
  • the control is not limited to linear control, and arbitrary control such as non-linear control using a polynomial, exponent, logarithm, etc., or stepwise stepwise control may be executed.
  • the mode for measuring the amount of movement of the subject and the mode for imaging the subject may be distinguished, and the drive voltages V1 and V2 may be controlled.
  • the drive voltage V1 may be controlled based on the amount of movement during the imaging mode.
  • Imaging related information Information other than the illuminance of the subject, the luminance distribution of the captured image, and the amount of motion of the subject may be used as the imaging related information.
  • any information related to imaging such as the temperature of the imaging device can be used as imaging related information.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging system according to another embodiment.
  • the drive voltage may be controlled based on a plurality of different types of imaging related information.
  • the imaging system 300 illustrated in FIG. 15 includes an illuminance measurement device 380, a luminance distribution measurement device 390, and a voltage change width calculation device 360.
  • the illuminance measuring device 380 calculates the illuminance of the subject as the imaging related information.
  • the illuminance of the subject is calculated based on the image signal output from the imaging device 10. Alternatively, the illuminance of the subject may be calculated independently by using its own sensor mechanism or the like without using an image signal.
  • the luminance distribution measuring device 390 analyzes the luminance distribution of the captured image as the imaging related information, and calculates the luminance dispersion (dynamic range).
  • the dynamic range of the captured image is calculated based on the image signal output from the imaging device 10. Other methods may be employed.
  • the voltage change width calculation device 360 is an embodiment of a control device according to the present technology.
  • the voltage change width calculation device 360 is configured to illuminate the subject output from the illuminance measurement device 380 and the dynamic range of the captured image output from the luminance distribution measurement device 390. Based on this, the drive voltage supplied to the imaging device 10 is controlled.
  • a two-dimensional lookup table showing the relationship between the combination of the illuminance value and the dynamic range value and the drive voltage is created and stored in advance.
  • the drive voltage can be easily controlled by referring to this lookup table.
  • the drive voltage may be controlled using a multidimensional arithmetic expression.
  • any method may be employed.
  • the drive voltage may be controlled based on three or more imaging related information. For example, an arbitrary combination may be selected from illuminance information, luminance distribution information, motion amount information, temperature, and the like, and an optimal drive voltage may be calculated. By using a multidimensional lookup table or a multidimensional arithmetic expression, the drive voltage can be easily controlled even when three or more pieces of imaging related information are used.
  • a lookup table or an arithmetic expression may be used.
  • the present technology is applicable even when an imaging apparatus including another image sensor such as a CCD image sensor is used. That is, the present technology can also be applied when a plurality of pixel units are configured as pixel units such as a CCD image sensor. Based on imaging-related information such as the illuminance of the subject, it is possible to reduce power consumption by controlling the voltage applied to the capacitive element portion of each of the plurality of pixel portions.
  • the power supply voltage VDD and each voltage signal may be individually controlled based on a voltage supplied from the outside.
  • the control of the driving voltage for driving each of the plurality of pixel portions may include controlling the voltage application to the capacitor element portion.
  • the control of the drive voltage for driving each of the plurality of pixel portions may include transmitting a control signal or the like for controlling the voltage applied to the capacitor element portion.
  • an illuminance distribution analysis device and a voltage change width calculation device which are control devices according to the present technology, are configured separately from the imaging device.
  • the present invention is not limited to this, and a device that controls the drive voltage based on the imaging-related information may be configured integrally with the imaging device. That is, the imaging device may be equipped with a function of controlling the drive voltage based on the imaging related information.
  • the imaging device functions as a control device according to the present technology, and also functions as an imaging device according to the present technology.
  • the imaging device (control device) may be provided with functions of a voltage supply device, an image developing device, an image compression device, or a transmission device.
  • this technique can also take the following structures.
  • An acquisition unit that acquires imaging-related information related to imaging executed by an imaging device that includes a plurality of pixel units that convert incident light into electric charge and store it;
  • a control device comprising: a voltage control unit that controls a drive voltage for driving each of the plurality of pixel units based on the acquired imaging-related information.
  • the imaging related information includes at least one of illuminance of a subject, luminance distribution of a captured image, and amount of motion of the subject.
  • the voltage control unit decreases the drive voltage when the illuminance of the subject is high, and increases the drive voltage when the illuminance of the subject is low.
  • the control device decreases the drive voltage when the luminance variance of the captured image is small, and increases the drive voltage when the luminance variance of the captured image is large.
  • the control device decreases the driving voltage when the amount of movement of the subject is small, and increases the driving voltage when the amount of movement of the subject is large.
  • the control device sets the drive voltage to a first drive voltage for imaging a subject based on the acquired imaging-related information.
  • the control device sets the drive voltage to a second drive voltage for acquiring the imaging-related information,
  • the acquisition unit acquires the imaging-related information based on an image signal obtained by driving at least a part of the plurality of pixel units by the second drive voltage.
  • the control device controls the second drive voltage based on the acquired imaging-related information.
  • the control device controls the second drive voltage to be the first drive voltage corresponding to the acquired imaging-related information.
  • the control device according to (8), The voltage control unit controls the second driving voltage so as to approach the first driving voltage corresponding to the acquired imaging-related information.
  • the control device (11) The control device according to (6), The acquisition unit acquires the imaging-related information based on an image signal obtained by driving at least a part of the plurality of pixel units by the first driving voltage, The voltage control unit controls the first drive voltage based on the acquired imaging-related information. (12) The control device according to any one of (1) to (12), The voltage control unit controls a voltage applied to a capacitive element unit that stores the converted electric charge, which is included in each of the plurality of pixel units. (13) The control device according to any one of (1) to (12), The plurality of pixel portions are configured as a pixel portion of a CMOS image sensor or a pixel portion of a CCD image sensor.
  • a plurality of pixel portions that convert incident light into charges and store the charges,
  • An acquisition unit for acquiring imaging-related information related to imaging;
  • An imaging apparatus comprising: a voltage control unit that controls a driving voltage for driving each of the plurality of pixel units based on the acquired imaging-related information.
  • V1 ... 1st drive voltage V2 ... 2nd drive voltage 10 ... Imaging device 11 ... Pixel cell 17 ... PD (Photo Diode) 22 ... FD (Floating Diffusion) 60, 260 ... Illuminance distribution analyzer 62 ... Illuminance calculator 63, 263 ... Voltage calculator 70 ... Voltage supply device 100, 200, 300 ... Imaging system 262 ... Illuminance receiver 280, 380 ... Illuminance measuring device 360 ... Voltage change range Arithmetic device 390 ... Brightness distribution measuring device

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Abstract

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る制御装置は、取得部と、電圧制御部とを具備する。前記取得部は、入射光を電荷に変換して蓄積する複数の画素部を有する撮像装置により実行される撮像に関連する撮像関連情報を取得する。前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧を制御する。

Description

制御装置、及び撮像装置
 本技術は、撮像装置に適用可能な制御装置、及び撮像装置に関する。
 従来、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサやCCD(Charge Coupled Devices)イメージセンサ等の固体撮像素子を備える撮像装置が用いられている。例えば特許文献1には、CMOSイメージセンサに関して、FD(Floating Diffusion:フローティングディフュージョン)のダイナミックレンジの確保と、電界起因ノイズの抑制とを両立するための技術が開示されている。具体的には、CMOSイメージセンサの垂直信号線にバイアス電圧を印加することで、FDの電荷蓄電容量が制御されている(特許文献1の明細書段落[0055]~[0058]図7,8等)。
特開2011-205249号公報
 例えば観測や監視等のために撮像装置を所定の位置に設置し長時間駆動させる場合等もあり得る。このような場合には、撮像装置の消費電力を低減させることが重要となる。
 以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、消費電力を低減させることが可能な制御装置、及び撮像装置を提供することにある。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る制御装置は、取得部と、電圧制御部とを具備する。
 前記取得部は、入射光を電荷に変換して蓄積する複数の画素部を有する撮像装置により実行される撮像に関連する撮像関連情報を取得する。
 前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧を制御する。
 この制御装置では、取得された撮像関連情報に基づいて、画素部を駆動させるための駆動電圧が制御される。これにより消費電力を低減させることが可能となる。
 前記撮像関連情報は、被写体の照度、撮像画像の輝度分布、及び被写体の動き量の少なくとも1つを含んでもよい。
 被写体の照度、撮像画像の輝度分布、及び被写体の動き量の少なくとも1つに基づいて駆動電圧を制御することで、消費電力を低減させることが可能となる。
 前記電圧制御部は、前記被写体の照度が高い場合に前記駆動電圧を減少させ、前記被写体の照度が低い場合に前記駆動電圧を増加させてもよい。
 これにより消費電力を低減させることが可能となる。
 前記電圧制御部は、前記撮像画像の輝度分散が小さい場合に前記駆動電圧を減少させ、前記撮像画像の輝度分散が大きい場合に前記駆動電圧を増加させてもよい。
 これにより消費電力を低減させることが可能となる。
 前記電圧制御部は、前記被写体の動き量が小さい場合に前記駆動電圧を減少させ、前記被写体の動き量が大きい場合に前記駆動電圧を増加させてもよい。
 これにより消費電力を低減させることが可能となる。
 前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記駆動電圧を、被写体の撮像用の第1の駆動電圧に設定してもよい。
 これにより消費電力を低減させることが可能となる。
前記電圧制御部は、前記駆動電圧を、前記撮像関連情報の取得用の第2の駆動電圧に設定してもよい。この場合、前記取得部は、前記第2の駆動電圧により前記複数の画素部の少なくとも一部が駆動することで得られる画像信号に基づいて、前記撮像関連情報を取得してもよい。
 これにより容易に精度よく撮像関連情報を取得することが可能となる。
 前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記第2の駆動電圧を制御してもよい。
 これにより第2の駆動電圧から第1の駆動電圧への切替えにかかる時間を短縮することが可能となる。
 前記電圧制御部は、前記第2の駆動電圧を、前記取得された撮像関連情報に対応する前記第1の駆動電圧となるように制御してもよい。
 これにより第2の駆動電圧から第1の駆動電圧への切替えにかかる時間を短縮することが可能となる。
 前記電圧制御部は、前記第2の駆動電圧を、前記取得された撮像関連情報に対応する前記第1の駆動電圧に近づくように制御してもよい。
 これにより第2の駆動電圧から第1の駆動電圧への切替えにかかる時間を短縮することが可能となる。
 前記取得部は、前記第1の駆動電圧により前記複数の画素部の少なくとも一部が駆動することで得られる画像信号に基づいて、前記撮像関連情報を取得してもよい。この場合、前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記第1の駆動電圧を制御してもよい。
 これにより被写体の撮像中に撮像関連情報を取得し駆動電圧を制御することが可能となる。この結果、消費電力を低減させることが可能となる。
 前記電圧制御部は、前記複数の画素部の各々が有する、前記変換された電荷を蓄積する容量素子部に印加される電圧を制御してもよい。
 これにより消費電力を低減させることが可能となる。
 前記複数の画素部は、CMOSイメージセンサの画素部、又はCCDイメージセンサの画素部として構成されてもよい。
 本技術の一形態に係る撮像装置は、複数の画素部と、取得部と、電圧制御部とを具備する。
 前記複数の画素部は、入射光を電荷に変換して蓄積する。
 前記取得部は、撮像に関連する撮像関連情報を取得する。
 前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧を制御する。
 以上のように、本技術によれば、消費電力を低減させることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
第1の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。 CMOSイメージセンサの画素セルの構成例を示す模式図である。 被写体の照度に応じた駆動電圧の制御例を示すグラフである。 撮像システムによる撮像動作の一例を示すフローチャートである。 図4に示す撮像動作における駆動電圧の時間変化の一例を示すグラフである。 撮像システムによる撮像動作の他の例を示すフローチャートである。 図6に示す撮像動作における駆動電圧の時間変化の一例を示すグラフである。 撮像動作の他の例を説明するための、駆動電圧の時間変化の一例を示すグラフである。 第2の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。 撮像システムによる撮像動作の一例を示すフローチャートである。 図10に示す撮像動作における駆動電圧の時間変化の一例を示すグラフである。 撮像画像の輝度分布に応じた駆動電圧の制御例を示すグラフである。 撮像画像の輝度分散の一例を示す図である。 被写体の動き量に応じた駆動電圧の制御例を示すグラフである。 他の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。 2次元ルックアップテーブルの一例を示す模式図である。
 以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
 <第1の実施形態>
 [撮像システムの構成]
 図1は、本技術の第1の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。撮像システム100は、撮像装置10と、画像現像装置30と、画像圧縮装置40と、送信装置50と、照度分布解析装置60と、電圧供給装置70とを有する。
 撮像装置10は、固体撮像素子を有し、被写体の画像信号を生成する。固体撮像素子は、複数の画素セル11(図2参照)を有し、各画素セル11により入射光を電荷に変換して蓄積することが可能である。各画素セル11により蓄積された電荷に応じた電位に基づいて、画素信号が生成される。
 すなわち画素信号は、蓄積された電荷に応じた電位の情報を含む信号となる。そして被写体の画像信号は、複数の画素セル11の各々に対応する複数の画素信号を含む信号となる。本実施形態では固体撮像素子として、CMOSイメージセンサが用いられる。
 画像現像装置30は、撮像装置10から出力される画像信号に基づいて現像処理を実行し、被写体の画像データを生成する。例えば階調や色の補正、ノイズ除去、歪み補正、サイズ変換等、任意の処理が実行されてよい。画像現像装置30により、未加工のRAW画像データを生成することも可能である。
 画像圧縮装置40は、被写体の画像データやRAW画像データを圧縮する。圧縮方式等は限定されず、任意のデータ圧縮技術が用いられてよい。送信装置50は、圧縮された被写体の画像データ等を、有線又は無線による任意の通信方式により送信する。
 照度分布解析装置60は、撮像装置10を駆動させるための駆動電圧を設定する。具体的には、照度分布解析装置60は、撮像装置10による撮像に関する撮像関連情報を取得する。そして取得された撮像関連情報に基づいて、複数の画素セル11の各々を駆動させるための駆動電圧を制御する。
 本実施形態では、撮像装置10から出力される画像信号に基づいて、被写体の照度が算出される。そして算出された被写体の照度に基づいて、撮像装置10に供給される駆動電圧が算出される。算出された駆動電圧は、設定された電圧として電圧供給装置70に出力される。
 図1に示すように照度分布解析装置60は、コントローラ61を有する。コントローラ61は、例えばCPU、ROM、RAM、及びHDD等のコンピュータの構成に必要なハードウェアを有する。CPUがROM等に予め記録されているプログラムをRAMにロードして実行することにより、本技術に係る電圧制御方法が実行される。
 コントローラ61の具体的な構成は限定されず、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)、やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のデバイスが用いられてもよい。
 本実施形態では、コントローラ61のCPUが所定のプログラムを実行することで、機能ブロックとして照度算出部62、及び電圧算出部63が実現される。なお各機能ブロックを実現するために、IC等の専用のハードウェアが適宜用いられてもよい。
 照度算出部62は、撮像装置10から出力される画像信号に基づいて、被写体の照度を算出する。すなわち複数の画素信号に含まれる電位情報に基づいて、撮像の対象となる被写体の照度を算出する。画像信号に基づいて照度を算出する方法は限定されず、任意のアルゴリズムが用いられてよい。
 電圧算出部63は、算出された被写体の照度に基づいて駆動電圧を算出する。照度に基づいて駆動電圧を算出する方法については、後に説明する。本実施形態において、照度算出部62及び電圧算出部63は、取得部及び電圧制御部に相当する。
 電圧供給装置70は、照度分布解析装置60により設定された駆動電圧を、撮像装置10へ供給する。例えば外部から供給される供給電圧を、設定された駆動電圧に変換して、撮像装置10へ供給する。その他、設定された駆動電圧を撮像装置10へ供給する方法は限定されず、任意の方法が用いられてよい。
 図2は、撮像装置10が有するCMOSイメージセンサの画素セル11の構成例を示す模式図である。CMOSイメージセンサでは、複数の画素セル11が、N行M列のアレイ状に配置される。各行ごとに、複数の画素セル11が、アドレス線12、リセット線13、読出し線14、及び電源線15の各々に対して並列に接続される。列ごとに、複数の画素セル11が、垂直信号線16に対して並列に接続される。
 図2に示すように画素セル11は、PD(Photo Diode:フォトダイオード)17と、読出しトランジスタ18と、リセットトランジスタ19と、増幅トランジスタ20と、アドレストランジスタ21と、FD22とを有する。電源線15に電源電圧VDDが印加されている状態で、アドレス線12、リセット線13、及び読出し線14に、アドレス信号φADDR、リセット信号φRST、及び読出し信号φTGが、所定のタイミングで出力される。
 これにより各トランジスタが所定のタイミングでそれぞれ動作し、PD17により変換された電荷がFD22に読み出される。そしてFD22に読み出された電荷に応じた画素信号が、増幅トランジスタ20を介して垂直信号線16に出力される。図示しない垂直走査回路及び水平走査回路が動作することで、行ごとに画素セル11が駆動され、各垂直信号線16に出力された画素信号が、列ごとに出力される。これにより各画素セル11の画素信号が出力される。
 本実施形態では、複数の画素セル11は、複数の画素部に相当する。またFD22は、複数の画素セル11の各々が有する、変換された電荷を蓄積する容量素子部に相当する。FD22の容量は、FD22に印加される電源電圧VDDにより規定される。電源電圧VDDを高くするとFD22の容量は大きくなり、電源電圧VDDを低くするとFD22の容量は小さくなる。FD22の容量は、FD22のポテンシャル井戸の深さとも言える。
 本実施形態では、電圧供給装置70から撮像装置10へ供給される駆動電圧を制御することで、FD22に印加される電源電圧VDDを制御することが可能である。具体的には、駆動電圧を高くすると電源電圧VDDを増加し、駆動電圧を低くすると電源電圧VDDが低下する。すなわち本実施形態では、複数の画素セル11の各々を駆動させるための駆動電圧を制御することで、複数の画素セル11の各々が有するFD22に印加される電圧を制御することが可能である。このことは、駆動電圧を制御することで、FD22の容量を制御することが可能であるとも言える。
 画素セル11の構成、画素セル11内の容量素子部、画素信号の出力方法については、上記で説明したものに限定されず、任意の構成、任意の容量素子部、及び任意の出力方法が用いられてよい。照度分布解析装置60により駆動電圧を適宜設定することで、画素セル11内の容量素子部の容量を制御可能であるならば、任意の構成や任意の出力方法が用いられてよい。
 本実施形態では、照度分布解析装置60は、制御装置に相当する。また駆動電圧の制御は、駆動電圧を生成して実際に撮像装置に供給すること、及び本実施形態のように、撮像装置10に供給される駆動電圧を設定して、当該設定電圧を電圧供給装置70に出力することの両方を含む。
 図3は、被写体の照度に応じた駆動電圧の制御例を示すグラフである。本実施形態では、被写体の照度が高い場合に駆動電圧が減少され、被写体の照度が低い場合に駆動電圧が増加される。具体的には、図3に示すように、照度が0(xl)から所定の照度P(xl)までの範囲では駆動最高電圧に設定され、照度P(xl)から所定の照度Q(xl)までの範囲では、照度の増加に応じて駆動最低電圧まで線形的に低下するように設定される。照度Q(xl)よりも高い範囲では、駆動最低電圧に設定される。
 駆動電圧は、例えば観察や監視等において、撮像画像から必要な情報が得られる画質が実現されるように、適宜設定される。例えば観察や監視等の内容によっては、画質が抑えられた撮像画像でも、必要な情報が得られ目的が達成される場合がある。本発明者は、この点に着目して、必要最低限の駆動電圧が供給されるように、照度に応じた駆動電圧を設定することを見出した。これにより消費電力化を実現することが可能となった。
 図3に示す照度の照度P(xl)及び照度Q(xl)は、撮像装置の特性、撮像条件、撮影環境、撮影の目的、被写体の種類等に基づいて、適宜設定されればよい。また線形的に制御する場合に限定されず、多項式や指数・対数等を用いた非線形的な制御、さらには階段状の段階的な制御等、任意の制御が実行されてもよい。
 [撮像システムの撮像動作]
 図4は、撮像システム100による撮像動作の一例を示すフローチャートである。図5は、図4に示す撮像動作における駆動電圧の時間変化の一例を示すグラフである。
 本実施形態では、撮像システム100により、照度計モードによる動作と、撮像モードによる動作とがそれぞれ実行される。照度計モードは、被写体の照度の算出用のモードであり、複数の画素セル11の少なくとも一部が駆動することで得られる画像信号に基づいて、被写体の照度が算出される。撮像モードは、被写体の撮像用のモードであり、算出された照度に基づいて駆動電圧が設定され、当該駆動電圧が撮像装置10に供給されることで、被写体が撮像される。
 図4に示すように、照度取得用の撮像タイミングであるか否かが監視される(ステップ101)。照度取得用の撮像タイミングであると判定された場合(ステップ101のYes)、照度計モードが選択される。照度取得用の撮像タイミングは、例えば予め設定された時間で発生する撮像イベントの所定の時間前に設定される。その他、被写体の撮像するための駆動電圧を適正に設定可能な任意のタイミングが、照度取得用の撮像タイミングとして設定される。
 照度計モードが選択されると、照度取得用の撮像が実行される(ステップ102)。具体的には、照度分布解析装置60により、照度取得用の駆動電圧V2が設定される。そして電圧供給装置70により、照度取得用の駆動電圧V2が撮像装置10に供給され、被写体が撮像される。なお撮像イベントが発生していない間は、常に照度取得用の駆動電圧V2が設定されていてもよい。本実施形態において、照度取得用の駆動電圧V2は、第2の駆動電圧に相当する。
 照度取得用の駆動電圧V2の具体的な大きさは限定されない。例えば図5Aに示すように、比較的低い電圧が、照度取得用の駆動電圧V2に設定されてもよい。例えば図3に示す駆動最低電圧が、照度取得用の駆動電圧に設定されてもよい。これにより撮像装置10の消費電力を低減させることが可能となる。
 あるいは図5Bに示すように、比較的高い電圧が、照度取得用の駆動電圧V2に設定されてもよい。例えば図3に示す駆動最高電圧が、照度取得用の駆動電圧V2に設定されてもよい。照度取得用の駆動電圧V2と、照度に基づいて決められる撮像用の駆動電圧V1とは、電圧値の高低関係を定めることなく、各々最適な電圧が適宜設定されてよい。これにより照度計モード及び撮像モードの各々において、最適な消費電力での動作が実現される。
 例えば照度計モードでは、駆動される画素セル11の数が制限されてもよい。すなわち一部の画素セル11のみを駆動させて、当該一部の画素セル11に対応する画素信号を含む画像信号が生成されてもよい。これにより照度取得用の駆動電圧V2を比較的高く設定した場合でも、消費電力を抑えることが可能となる。
 この結果、消費電力を抑えつつ高精度の照度情報を取得することが可能となる。もちろん照度取得用の駆動電圧V2を低く設定し、かつ駆動する画素セル11の数を制限する方法もあり得る。この場合、消費電力を十分に抑えることが可能となる。
 撮像装置10に、複数の画素セル11とは別に、照度測定用の受光素子が備えられてもよい。そして照度測定用の受光素子の受光量に応じた信号に基づいて、被写体の照度が算出されてもよい。複数の画素セル11を駆動させる場合よりも低い消費電力で、照度測定用の受光素子を駆動させることが可能な構成とすることで、さらに低消費電力を実現することが可能となる。
 照度算出部62により、撮像装置10から出力される画像信号に基づいて、照度分析が実行される(ステップ103)。すなわち照度取得用の駆動電圧V2により複数の画素セル11の少なくとも一部が駆動することで得られる画像信号に基づいて、被写体の照度が算出される。
 撮像イベントが発生したか否かが判定される(ステップ104)。撮像イベントは、例えば1時間に1回、1日に10回等、所定の時間に予め設定される。もちろんこれに限定されず、ユーザのシャッター操作により、撮像イベントが発生してもよい。撮像イベントが発生していないと判定される場合(ステップ104のNo)、ステップ101に戻る。
 撮像イベントが発生したと判定される場合(ステップ104のYes)、撮像モードに切替えられ、駆動電圧が変更される(ステップ105)。すなわち電圧算出部63により、ステップ103にて算出された被写体の照度に基づいて、被写体の撮像用の駆動電圧V1が算出される。そして照度取得用の駆動電圧V2から撮像用の駆動電圧V1に変更され、撮像装置10に供給される。本実施形態において、撮像用の駆動電圧V1は、第1の駆動電圧に相当する。
 図5A及びBに示すように、駆動電圧の切替え後に、電圧安定時間が設けられる。電圧安定時間が経過し、撮像用の駆動電圧V1が安定して供給されている状態で、被写体の画像取得用の撮像が実行される(ステップ106)。
 撮像装置10から出力された画像信号に基づいて、画像現像装置30により現像処理が実行され画像データが生成される。画像圧縮装置40により画像データが圧縮され、送信装置50により送信される(ステップ107)。
 撮像イベントが継続しているか否かが判定される(ステップ108)。撮像イベントが継続している場合には(ステップ108のYes)、ステップ106に戻り、撮像が続けられる。撮像イベントが継続していない場合には(ステップ108のNo)、撮像モードが終了され、駆動電圧が変更される(ステップ109)。例えば撮像用の駆動電圧V1から照度取得用の駆動電圧V2に変更される。
 図5Aに示す例では、照度計モードから撮像モードの切替えに応じて、照度取得用の駆動電圧V2から、それよりも高い撮像用の駆動電圧V1に変更されている。そして撮像モードが終了すると、照度計モードに切替えられ、照度取得用の駆動電圧V2に変更されている。照度情報を元に決められた撮像モードの駆動電圧V1が照度計モードの駆動電圧V2よりも高かった場合は、図の通り撮像モードに遷移する際に昇圧する動作となる。
 図5Bに示す例では、照度計モードから撮像モードの切替えに応じて、照度取得用の駆動電圧V2から、それよりも低い撮像用の駆動電圧V1に変更されている。そして撮像モードが終了すると、照度計モードに切替えられ、照度取得用の駆動電圧V2に変更されている。照度情報を元に決められた撮像モードの駆動電圧V1が照度計モードの駆動電圧V2よりも低かった場合は、図の通り撮像モードに遷移する際に降圧する動作となる。
 図5A、図5Bのように撮像モードの駆動電圧V1と照度計モードの駆動電圧V2には高低関係はなく、それぞれが最適な消費電力を実現するために必要な駆動電圧で動作し、制御部はその最適な駆動電圧になるようにモード遷移における電圧変更を行う。ここでいう照度計モードにおける最適な駆動電圧とは、例えば被写体の照度の精度及び消費電力の条件により決められる。また駆動させる画素セル11の数を制限することで、消費電力を抑えることも可能となる。
 もちろん撮像用の駆動電圧V1が、照度取得用の駆動電圧V2よりも高い範囲及び低い範囲の両方を含む範囲で設定されてもよい。
 撮像モード及び照度計モードに加えて、スタンバイモードが設定されてもよい。例えば撮像イベントが発生しておらず、また照度取得用の撮像タイミングでもない場合には、スタンバイモードに設定される。スタンバイモードでは、例えば駆動最低電圧よりも低い電圧に設定される、あるいは撮像装置10への電圧供給が一時停止される。これにより消費電力を低減させることが可能となる。
 図6は、撮像システム100による撮像動作の他の例を示すフローチャートである。図7は、図6に示す撮像動作における駆動電圧の時間変化の一例を示すグラフである。図6及び図7に示す例では、照度計モード中に、照度取得用の駆動電圧V2が制御される。具体的には、照度分布解析装置60により算出された被写体の照度に基づいて、当該照度に対応する撮像用の駆動電圧V1となるように、照度取得用の駆動電圧V2が制御される。
 図6に示すように、照度取得用の撮像タイミングであると判定された場合(ステップ201のYes)、照度計モードが選択される。照度計モードが選択されると、照度取得用の駆動電圧V2が設定され、照度取得用の撮像が実行される(ステップ202)。
 撮像装置10から出力される画像信号に基づいて、照度分析が実行される(ステップ203)。算出された被写体の照度に対応する撮像用の駆動電圧V1となるように、照度取得用の駆動電圧V2が設定される(ステップ204)。そして当該撮像用の駆動電圧V1と同じ駆動電圧にて、照度計モードが継続される。なお被写体の照度に対応する撮像用の駆動電圧V1とは、電圧算出部63により照度に基づいて算出される撮像用の駆動電圧V1のことである。
 撮像イベントが発生したか否かが判定される(ステップ205)。撮像イベントが発生していないと判定される場合(ステップ205のNo)、ステップ201に戻り、照度取得用の駆動電圧V2の制御が繰り返される。図7に示す例では、撮像モードに移行する前に、照度取得用の駆動電圧V2が4回変更されている。
 撮像イベントが発生したと判定される場合(ステップ205のYes)、撮像モードに切替えられる。そしてそのときの照度取得用の駆動電圧V2にて、被写体の画像取得用の撮像が実行される(ステップ206)。すなわち撮像モードへの切替え時の照度取得用の駆動電圧V2が、被写体の撮像用の駆動電圧V1としてそのまま用いられ、被写体が撮像される。
 このように照度計モード中に照度取得用の駆動電圧V2を制御しても撮影用の駆動電圧V1を決めるのに必要な照度取得が可能な場合は、照度計モード中に駆動電圧を変更することで、電圧切り替えした後の電圧安定待ち時間を削減することが可能となる。すなわち照度取得用の駆動電圧V2から撮像用の駆動電圧V1への切替えにかかる時間を短縮することが可能である。
 照度計モードは、被写体の照度が測定可能であればよいので、撮像モードに比べて求められる画質が低い場合が多い。従って、計測中に駆動電圧を変更しても、計測測定への影響が少ない場合がある。なお計測中の駆動電圧の変化に応じて、照度の算出結果に対して数値補正等の処理が実行されてもよい。これにより計測精度を向上させることが可能である。
 撮像画像の現像及び送信が実行され(ステップ207)、ステップ205に戻り、撮像イベントが発生中であるか否かが判定される。撮像イベントが終了している場合には(ステップ205のNo)、撮像モードが終了され、ステップ201に戻る。図7に示す例では、撮像モードが終了すると、照度計モードに切替えられ、照度取得用の駆動電圧V2の制御が実行されている。
 照度計モード中の照度取得用の駆動電圧V2の制御方法として、算出された被写体の照度に対応する撮像用の駆動電圧V1に近づくように制御する方法も考えられる。例えば電圧の1回の制御量が予め定められ、ステップ204にて、当該制御量を単位として、照度用の駆動電圧V2が制御されてもよい。これにより照度計モード中における急激な電圧の増加/減少が抑えられるので、照度の計測精度を向上させつつ、撮像用の駆動電圧V1への切替えにかかる時間を短縮することが可能となる。
 図8は、撮像動作の他の例を説明するための、駆動電圧の時間変化の一例を示すグラフである。図8に示すように、照度計モードが用いられず、撮像モード中に、被写体の画像信号に基づいて照度を算出し、リアルタタイムで撮像用の駆動電圧V1が制御されてもよい。
 すなわち撮像用の駆動電圧V1により複数の画素セル11が駆動することで得られる画像信号に基づいて、撮像関連情報として被写体の照度が取得される。この取得された被写体の照度に基づいて、撮像用の駆動電圧V1が制御されてもよい。これにより被写体の撮像中に駆動電圧を適宜制御することが可能となり、消費電力を低減させることが可能である。
 なお複数の画素セル11の一部が駆動して画像信号が生成される場合でも、当該画像信号に基づいてリアルタイムで撮像用の駆動電圧V1を制御することが可能である。また駆動電圧の変化に伴う影響を抑えるために、画像信号や画像データに対して補正等が実行されてもよい。観察や監視等を行うにあたって、電圧変化による画質ムラの発生が問題ない場合等では、図8に示す撮像動作は有効である。
 以上、本実施形態に係る撮像システム100では、取得された被写体の照度に基づいて、複数の画素セル11を駆動させるための駆動電圧が制御される。これにより消費電力を低減させることが可能となる。
 例えば低消費電力化のために、入射光を電荷に変換する受光素子を低電圧で駆動させることが考えられる。この場合、低照度条件下では、要求される撮像品質が満たされず、要求された画質を実現することが難しい。
 また特許文献1に記載の技術では、ダイナミックレンジを増やすために垂直信号線に電圧をかけてFD容量を増やしているが、垂直信号線の容量はFDの容量よりずっと大きいので、垂直信号線に電圧をかけた分だけ消費電力が増大している。すなわち特許文献1に記載の技術は、画質向上の手段としての電圧印加であるために、消費電力が犠牲となっている。
 観察や監視等の目的が達成されるのであれば、撮像される画像が高画質であることに拘る必要はない。例えば夜間等の低照度下での撮像画像はランダムノイズの混じった画質となることが多いが、高照度である日中での撮像においても、同じようなランダムノイズが混じっていても問題ない。
 また連続撮像動作においては動的に駆動電圧を変えることは、画像にムラ発生などの影響を与えることが多いが、時々撮像するという条件においては撮像していない期間に入手した照度情報をもとに、その照度における画質、消費電力を考慮して最適な電圧で撮像を行うことが可能である。さらには画像ムラも画像認識に影響がないのであれば、撮像中に電圧を変更しても問題はない。
 このような観点に基づいて、本撮像システム100では、要求される撮像品質や撮像頻度に応じて、照度の高いときは低電圧駆動で撮像し、照度の低いときはより高い電圧駆動で撮像するというように、駆動電圧そのものを照度に連動して変化させる。これにより低消費電力化を実現することが可能である。
 特に、照度が十分確保されている撮像条件において、駆動電圧を下げることで電圧の二乗に比例した低消費電力効果が得られる。例えば駆動電圧が、1.8V~2.8Vで可変になっている場合、該当回路部分の消費電力は原理的には(1.8)2/(2.8)2×100の計算式から約41・3%の電力の削減が実現される。また駆動電圧を制御するので、イメージセンサの画素アレイ内に回路を追加することなく、低消費電力化が実現される。
 <第2の実施形態>
 本技術の第2の実施形態に係る撮像システムについて説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した撮像システム100における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
 図9は、第2の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。撮像システム200は、照度測定装置280を有する。照度測定装置280は、被写体の照度を測定可能であり、照度センサ等の任意の装置が用いられてよい。
 照度分布解析装置260では、機能ブロックとして、照度受信部262と、電圧算出部263とが構成される。照度受信部262は、照度測定装置280により測定された被写体の照度を受信する。電圧算出部263は、受信された被写体の照度に基づいて、被写体の撮像用の駆動電圧V1を算出する。本実施形態において、照度受信部262は取得部に相当し、電圧算出部263は電圧制御部に相当する。
 図10は、撮像システム200による撮像動作の一例を示すフローチャートである。図11は、図10に示す撮像動作における駆動電圧の時間変化の一例を示すグラフである。本実施形態では、撮像イベントが発生していない状態は、非撮像モードとなり、照度測定装置280により算出された被写体の照度に基づいて、撮像用の駆動電圧V1が算出される。
 図10に示すように、撮像イベントが発生したか否かが判定される(ステップ301)。撮像イベントが発生していないと判定される場合(ステップ301のNo)、照度取得のタイミングであるか否かが判定される(ステップ302)。照度取得のタイミングではないと判定された場合(ステップ302のNo)、ステップ301に戻る。照度取得のタイミングと判定された場合(ステップ302のYes)、照度測定装置280により照度が算出され、当該照度に基づいて撮像用の駆動電圧V1が設定される(ステップ303~ステップ305)。
 なお撮像イベントが発生していない場合に、ステップ302の判定を実行することなしに、ステップ303~305の、照度の取得、分析、撮像用の駆動電圧V1の設定が実行されてもよい。
 撮像イベントが発生した判定される場合(ステップ301のYes)、撮像モードに切替えられ、照度分布解析装置260により設定された撮像用の駆動電圧V1にて、被写体の画像取得用の撮像が実行される(ステップ306)。そして撮像画像の現像及び送信が実行され(ステップ307)、ステップ301に戻り、撮像イベントが発生中であるか否かが判定される。
 図11に示す例では、非撮像モードにおいて、被写体の照度に基づいて、撮像用の駆動電圧V1が制御される。そして撮像モードへの切替えに応じて、非撮像モードにて設定された駆動電圧V1にて、そのまま被写体が撮像されている。
 なお非撮像モード中に、被写体の照度に基づいて設定された駆動電圧V1が、撮像装置10に供給されてもよい。あるいは、非撮像モードでは、駆動電圧V1の設定値のみを保持し、撮像装置10への電圧の供給が規制されてもよい。そして撮像モードに切替えられたタイミングで、設定された駆動電圧V1が撮像装置10に供給されてもよい。非撮像モード中の撮像装置10への電圧供給を規制することで、消費電力化を図ることが可能である。
 <その他の実施形態>
 本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
 撮像関連情報は、被写体の照度に限定されず、他の撮像関連情報に基づいて駆動電圧の制御が実行されてもよい。
 図12は、撮像画像の輝度分布に応じた駆動電圧の制御例を示すグラフである。図13は、撮像画像の輝度分散の一例を示す図である。撮像画像の輝度分散は、各画素信号に基づいて算出可能である。なお一部の画素セル11の画素信号に基づいて、撮像画像の輝度分散が推定されてもよい。
 図12に示すように、撮像画像の輝度分散が小さい(狭い)場合に駆動電圧が減少され、撮像画像の輝度分散が大きい(広い)場合には、駆動電圧が増加される。例えば輝度分散が0から所定の値Rまでの範囲では駆動最低電圧に設定され、値Rら所定の値Sまでの範囲では、輝度分散の増加に応じて駆動最高電圧まで線形的に増加するように設定される。値Sよりも高い範囲では、駆動最高電圧に設定される。
 駆動電圧を下げると、Q=CVの関係により、容量素子部であるFD22のダイナミックレンジが低下する。従って図13Aに示すように、輝度分散が狭い場合には駆動電圧を低下させてダイナミックレンジを抑える。図13Bに示すように輝度分散が広い場合には駆動電圧を増加させて、ダイナミックレンジを大きくする。このような制御を、要求される画質レベルが実現する範囲で実行することで、消費電力を低減させることが可能となる。
 図12に示す輝度分散の値Rび値Sは、撮像装置の特性、撮像条件、撮影環境、撮影の目的、被写体の種類等に基づいて、適宜設定されればよい。また線形的に制御する場合に限定されず、多項式や指数・対数等を用いた非線形的な制御、さらには階段状の段階的な制御等、任意の制御が実行されてもよい。
 上記した照度の測定と同様に、輝度分布を計測するためのモードと、被写体を撮像するモードとが区別され、それぞれの駆動電圧V1及びV2が制御されてもよい。あるいは撮像モード中に輝度分布に基づいて、駆動電圧V1が制御されてもよい。
 図14は、被写体の動き量に応じた駆動電圧の制御例を示すグラフである。図14に示すように、被写体の動き量が小さい場合に駆動電圧が減少され、被写体の動き量が大きい場合に駆動電圧が増加される。例えば動き量が0から所定の動き量Tまでの範囲では駆動最低電圧に設定され、動き量Tら所定の動き量Uまでの範囲では、輝度分散の増加に応じて駆動最高電圧まで線形的に増加するように設定される。動き量Uよりも高い範囲では、駆動最高電圧に設定される。
 動き量を算出する方法は限定されない。撮像画像(画像信号)に対して、パターンマッチング、フレーム間予測、相互相関演算等を含む任意の画像解析技術を実行することで、被写体の特定や被写体の動き量を算出することが可能である。
 被写体の動き量が大きい場合には、露光時間を長くして画質の劣化を低減するといったことが難しい。本技術では、被写体の動き量が小さい場合には駆動電圧を下げ、FD22のダイナミックレンジを抑えて撮像を実行する。被写体の動き量が大きい場合には、駆動電圧をあげ、FDのダイナミックレンジを大きくして撮像を実行する。このような制御を、要求される画質レベルが実現する範囲で実行することで、消費電力を低減させることが可能となる。
 図14に示す動き量T及び動き量Uは、撮像装置の特性、撮像条件、撮影環境、撮影の目的、被写体の種類等に基づいて、適宜設定されればよい。また線形的に制御する場合に限定されず、多項式や指数・対数等を用いた非線形的な制御、さらには階段状の段階的な制御等、任意の制御が実行されてもよい。
 被写体の動き量を計測するためのモードと、被写体を撮像するモードとが区別され、それぞれの駆動電圧V1及びV2が制御されてもよい。あるいは撮像モード中に動き量に基づいて、駆動電圧V1が制御されてもよい。
 撮像関連情報として、被写体の照度、撮像画像の輝度分布、及び被写体の動き量以外の情報が用いられてもよい。例えば撮像装置の温度等、撮像に関連する任意の情報を撮像関連情報として用いることが可能である。
 図15は、他の実施形態に係る撮像システムの構成例を示すブロック図である。異なる種類の複数の撮像関連情報に基づいて、駆動電圧が制御されてもよい。例えば図15に示す撮像システム300では、照度測定装置380と、輝度分布測定装置390と、電圧変更幅演算装置360とが備えられる。
 照度測定装置380は、撮像関連情報として、被写体の照度を算出する。被写体の照度は、撮像装置10により出力される画像信号に基づいて算出される。あるいは、画像信号を用いることなく、自身のセンサ機構等により、独立して被写体の照度が算出可能であってもよい。
 輝度分布測定装置390は、撮像関連情報として、撮像画像の輝度分布を解析し、輝度分散(ダイナミックレンジ)を算出する。撮像画像のダイナミックレンジは、撮像装置10により出力される画像信号に基づいて算出される。その他の方法が採用されてもよい。
 電圧変更幅演算装置360は、本技術に係る制御装置の一実施形態であり、照度測定装置380から出力される被写体の照度と、輝度分布測定装置390から出力される撮像画像のダイナミックレンジとに基づいて、撮像装置10に供給される駆動電圧を制御する。
 例えば図16に示すように、照度値及びダイナミックレンジ値の組合わせと、駆動電圧との関係を示す2次元ルックアップテーブルが予め作成されて記憶されている。このルックアップテーブルを参照することで、容易に駆動電圧を制御することが可能である。多次元ルックアップテーブルに代えて、多次元演算式を用いて駆動電圧が制御されてもよい。その他、任意の方法が採用されてよい。
 3以上の撮像関連情報に基づいて、駆動電圧が制御されてもよい。例えば照度情報、輝度分布情報、動き量情報、温度等から任意の組み合わせが選択され、最適な駆動電圧が算出されてもよい。多次元ルックアップテーブルや多次元演算式を用いることで、3以上の撮像関連情報が用いられる場合でも、容易に駆動電圧を制御することが可能である。
 もちろん1つの撮像関連情報が用いられる場合に、ルックアップテーブルや演算式が用いられてよい。
 上記では、CMOSイメージを備える撮像装置が用いられる場合について説明を行った。これに限定されずCCDイメージセンサ等の他のイメージセンサを備える撮像装置が用いられる場合でも、本技術は適用可能である。すなわち複数の画素部が、CCDイメージセンサ等の画素部として構成されている場合も本技術は適用可能である。被写体の照度等の撮像関連情報に基づいて、複数の画素部の各々が有する容量素子部に印加される電圧を制御することで、消費電力を低減させることが可能となる。
 上記では、撮像装置に印加される駆動電圧を制御することで、複数の画素部の各々が有する容量素子に印加される電圧が制御される場合を例に挙げた。すなわち撮像装置において電源電圧VDDは、電圧供給装置からの供給電圧に連動して制御される場合を例に挙げた。
 例えば撮像装置内の構成によっては、外部から供給された電圧に基づいて、電源電圧VDDや各電圧信号が個別に制御される場合もあり得る。このような場合には、例えば複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧の制御が、容量素子部への電圧印加を制御すること、を含む場合もあり得る。例えば複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧の制御が、容量素子部へ印加される電圧を制御するための制御信号等を送信すること、を含む場合もあり得る。
 上記では、撮像装置とは別個に、本技術に係る制御装置である照度分布解析装置や電圧変更幅演算装置が構成された。これに限定されず、撮像関連情報に基づいて駆動電圧を制御する装置が、撮像装置と一体的に構成されてもよい。すなわち撮像装置に、撮像関連情報に基づいて駆動電圧を制御する機能が搭載されてもよい。この場合、撮像装置は、本技術に係る制御装置としても機能するし、本技術に係る撮像装置としても機能することになる。また電圧供給装置、画像現像装置、画像圧縮装置、又は送信装置の機能が撮像装置(制御装置)に備えられてもよい。
 以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも2つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
 なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
(1)入射光を電荷に変換して蓄積する複数の画素部を有する撮像装置により実行される撮像に関連する撮像関連情報を取得する取得部と、
 前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧を制御する電圧制御部と
 を具備する制御装置。
(2)(1)に記載の制御装置であって、
 前記撮像関連情報は、被写体の照度、撮像画像の輝度分布、及び被写体の動き量の少なくとも1つを含む
 制御装置。
(3)(2)に記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記被写体の照度が高い場合に前記駆動電圧を減少させ、前記被写体の照度が低い場合に前記駆動電圧を増加させる
 制御装置。
(4)(2)に記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記撮像画像の輝度分散が小さい場合に前記駆動電圧を減少させ、前記撮像画像の輝度分散が大きい場合に前記駆動電圧を増加させる
 制御装置。
(5)(2)に記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記被写体の動き量が小さい場合に前記駆動電圧を減少させ、前記被写体の動き量が大きい場合に前記駆動電圧を増加させる
 制御装置。
(6)(1)から(5)のうちいずれか1つに記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記駆動電圧を、被写体の撮像用の第1の駆動電圧に設定する
 制御装置。
(7)(6)に記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記駆動電圧を、前記撮像関連情報の取得用の第2の駆動電圧に設定し、
 前記取得部は、前記第2の駆動電圧により前記複数の画素部の少なくとも一部が駆動することで得られる画像信号に基づいて、前記撮像関連情報を取得する
 制御装置。
(8)(7)に記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記第2の駆動電圧を制御する
 制御装置。
(9)(8)に記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記第2の駆動電圧を、前記取得された撮像関連情報に対応する前記第1の駆動電圧となるように制御する
 制御装置。
(10)(8)に記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記第2の駆動電圧を、前記取得された撮像関連情報に対応する前記第1の駆動電圧に近づくように制御する
 制御装置。
(11)(6)に記載の制御装置であって、
 前記取得部は、前記第1の駆動電圧により前記複数の画素部の少なくとも一部が駆動することで得られる画像信号に基づいて、前記撮像関連情報を取得し、
 前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記第1の駆動電圧を制御する
 制御装置。
(12)(1)から(12)のうちいずれか1つに記載の制御装置であって、
 前記電圧制御部は、前記複数の画素部の各々が有する、前記変換された電荷を蓄積する容量素子部に印加される電圧を制御する
 制御装置。
(13)(1)から(12)のうちいずれか1つに記載の制御装置であって、
 前記複数の画素部は、CMOSイメージセンサの画素部、又はCCDイメージセンサの画素部として構成されている
 制御装置
(14)入射光を電荷に変換して蓄積する複数の画素部と、
 撮像に関連する撮像関連情報を取得する取得部と、
 前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧を制御する電圧制御部と
 を具備する撮像装置。
 V1…第1の駆動電圧
 V2…第2の駆動電圧
 10…撮像装置
 11…画素セル
 17…PD(Photo Diode)
 22…FD(Floating Diffusion)
 60、260…照度分布解析装置
 62…照度算出部
 63、263…電圧算出部
 70…電圧供給装置
 100、200、300…撮像システム
 262…照度受信部
 280、380…照度測定装置
 360…電圧変更幅演算装置
 390…輝度分布測定装置

Claims (14)

  1.  入射光を電荷に変換して蓄積する複数の画素部を有する撮像装置により実行される撮像に関連する撮像関連情報を取得する取得部と、
     前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧を制御する電圧制御部と
     を具備する制御装置。
  2.  請求項1に記載の制御装置であって、
     前記撮像関連情報は、被写体の照度、撮像画像の輝度分布、及び被写体の動き量の少なくとも1つを含む
     制御装置。
  3.  請求項2に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記被写体の照度が高い場合に前記駆動電圧を減少させ、前記被写体の照度が低い場合に前記駆動電圧を増加させる
     制御装置。
  4.  請求項2に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記撮像画像の輝度分散が小さい場合に前記駆動電圧を減少させ、前記撮像画像の輝度分散が大きい場合に前記駆動電圧を増加させる
     制御装置。
  5.  請求項2に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記被写体の動き量が小さい場合に前記駆動電圧を減少させ、前記被写体の動き量が大きい場合に前記駆動電圧を増加させる
     制御装置。
  6.  請求項1に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記駆動電圧を、被写体の撮像用の第1の駆動電圧に設定する
     制御装置。
  7.  請求項6に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記駆動電圧を、前記撮像関連情報の取得用の第2の駆動電圧に設定し、
     前記取得部は、前記第2の駆動電圧により前記複数の画素部の少なくとも一部が駆動することで得られる画像信号に基づいて、前記撮像関連情報を取得する
     制御装置。
  8.  請求項7に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記第2の駆動電圧を制御する
     制御装置。
  9.  請求項8に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記第2の駆動電圧を、前記取得された撮像関連情報に対応する前記第1の駆動電圧となるように制御する
     制御装置。
  10.  請求項8に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記第2の駆動電圧を、前記取得された撮像関連情報に対応する前記第1の駆動電圧に近づくように制御する
     制御装置。
  11.  請求項6に記載の制御装置であって、
     前記取得部は、前記第1の駆動電圧により前記複数の画素部の少なくとも一部が駆動することで得られる画像信号に基づいて、前記撮像関連情報を取得し、
     前記電圧制御部は、前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記第1の駆動電圧を制御する
     制御装置。
  12.  請求項1に記載の制御装置であって、
     前記電圧制御部は、前記複数の画素部の各々が有する、前記変換された電荷を蓄積する容量素子部に印加される電圧を制御する
     制御装置。
  13.  請求項1に記載の制御装置であって、
     前記複数の画素部は、CMOSイメージセンサの画素部、又はCCDイメージセンサの画素部として構成されている
     制御装置
  14.  入射光を電荷に変換して蓄積する複数の画素部と、
     撮像に関連する撮像関連情報を取得する取得部と、
     前記取得された撮像関連情報に基づいて、前記複数の画素部の各々を駆動させるための駆動電圧を制御する電圧制御部と
     を具備する撮像装置。
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