JP2007159061A - Imaging unit and apparatus - Google Patents

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Toshihito Kido
稔人 木戸
Yoshiharu Tanaka
義治 田中
Shinji Murashima
伸治 村島
Tsutomu Honda
努 本田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of attaining stable exposure in the case that an electronic focal plane shutter is used for a front curtain and a mechanical focal plane shutter is used for a rear curtain. <P>SOLUTION: An electronic focal plane shutter control section 623 for controlling a curtain speed of the electronic focal plane shutter acting like the front curtain includes a state information acquisition section 625 and a reset timing control section 627. The state information acquisition section 625 acquires information associated with a photographing lens such as a focal position, an exit pupil position, and an aperture, camera posture information, internal temperature humidity information, and information such as a curtain speed. The reset timing control section 627 controls a reset timing applied to each pixel line of an image sensor on the basis of the information items above to control the curtain speed of the electronic focal plane shutter to be a curtain speed not causing uneven exposure. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、CMOS型の撮像素子が搭載された撮像ユニット及び撮像装置に関し、特に先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行い、後幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行うようにした撮像ユニット及び撮像装置に関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup unit and an image pickup apparatus equipped with a CMOS image pickup device, and more particularly to an image pickup unit and an image pickup apparatus in which a front curtain is performed by an electronic focal plane shutter and a rear curtain is performed by a mechanical focal plane shutter. It is.

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を利用した撮像素子は、CCD(Charge Coupled Device)を利用した撮像素子と比較して、画素信号の読出し動作の高速化、省電力化及び高集積化が可能であり、撮像装置に対するサイズや性能等の点での要求に合致することから、撮像装置に搭載する撮像素子として注目されている。また、水平信号線及び垂直信号線を介し、任意の画素を指定して電荷を読み出すいわゆるランダムスキャンが可能であるという特質も有している。   An image sensor using CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) can speed up pixel signal readout, save power, and achieve higher integration than an image sensor using CCD (Charge Coupled Device). Since it meets the requirements of the imaging device in terms of size and performance, it has attracted attention as an imaging device mounted on the imaging device. In addition, there is a characteristic that a so-called random scan in which charges are read out by designating an arbitrary pixel via a horizontal signal line and a vertical signal line is possible.

このようなCMOS型の撮像素子を搭載した撮像装置において、特許文献1には、シャッタ動作の先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行い、後幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行うようにすることが開示されている。すなわち、撮像素子が備える各画素にリセット動作を行わせるリセット信号を、画素ライン単位で順次与えて当該撮像素子に露光動作を開始させ(先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタ)、設定された露光時間の経過後に幕体を走行させる機械的な遮光を行い当該撮像素子の露光動作を終了させる(後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタ)ようにした撮像装置が開示されている。ここで、前記先幕において、前記リセット信号を各画素ラインに順次供給するリセットタイミングは、各画素ライン間で一定とされていた。つまり、シャッタ速度等に応じて設定された一定のリセットタイミングで、幕体の移動方向の始端側から順に、各画素ラインにリセット信号が供給されていた。
特開2000−152057号公報
In an imaging apparatus equipped with such a CMOS type imaging device, Patent Document 1 discloses that the front curtain of the shutter operation is performed with an electronic focal plane shutter and the rear curtain is performed with a mechanical focal plane shutter. ing. That is, a reset signal that causes each pixel included in the image sensor to perform a reset operation is sequentially given in units of pixel lines to cause the image sensor to start an exposure operation (electronic focal plane shutter as a front curtain), and a set exposure time An image pickup apparatus is disclosed in which the exposure of the image pickup device is terminated by mechanically shielding the curtain body after the passage of time (mechanical focal plane shutter as the rear curtain). Here, in the front curtain, the reset timing for sequentially supplying the reset signal to each pixel line is constant between the pixel lines. That is, the reset signal is supplied to each pixel line in order from the start end side in the moving direction of the curtain at a fixed reset timing set according to the shutter speed or the like.
JP 2000-152057 A

ところで、メカニカルフォーカルプレーンシャッタは、幕体の移動速度が一定ではなく、移動始端では比較的幕速が遅く、移動終端になるほど加速されて比較的幕速が早くなるという特性を有している。また、温湿度の変化や姿勢差等によっても、幕速が変化する場合がある。このため、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタにより、幕体の移動方向の始端側から順に一定のリセットタイミング(一定の幕速)で各画素ラインにリセット信号を供給し、画素ライン毎に露光を開始させた場合、一定な幕速の先幕と、幕速が変化する後幕との間で幕速のずれが発生するようになる。従来、このような幕速のずれに起因して、特にスリット露光となる高速SS(シャッタスピード)時において、安定的な露光が得られないという問題があった。さらに、先幕の位置と後幕の位置とが離間することとなるので、かかる光学的な位置ずれに起因して射出瞳位置やFno.によっては光束のケラレが発生し、露光ムラが生じることがあった。   By the way, the mechanical focal plane shutter has a characteristic that the moving speed of the curtain is not constant, the curtain speed is relatively slow at the movement start end, and is accelerated as the movement end is reached, so that the curtain speed becomes relatively high. In addition, the curtain speed may change due to a change in temperature and humidity or a difference in posture. For this reason, an electronic focal plane shutter is used as the front curtain to supply a reset signal to each pixel line at a constant reset timing (a constant curtain speed) in order from the starting end side in the movement direction of the curtain, and exposure is started for each pixel line. In this case, a curtain speed deviation occurs between the leading curtain at a constant curtain speed and the trailing curtain where the curtain speed changes. Conventionally, due to such a shift in curtain speed, there has been a problem that stable exposure cannot be obtained particularly at high SS (shutter speed), which is slit exposure. Further, since the position of the front curtain and the position of the rear curtain are separated from each other, the position of the exit pupil, Fno. Depending on the case, vignetting of the light flux may occur, resulting in exposure unevenness.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行い、後幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行う場合において、安定的な露光を行うことができる撮像ユニット及び撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an imaging unit and an imaging apparatus capable of performing stable exposure when the front curtain is performed by an electronic focal plane shutter and the rear curtain is performed by a mechanical focal plane shutter. The purpose is to provide.

本発明の請求項1に係る撮像ユニットは、マトリクス状に配列された複数の画素を有するCMOS型の撮像素子と、前記撮像素子の所定の画素ラインと略直交する方向に移動する幕体を備え、前記撮像素子に導かれる光の遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタと、前記撮像素子の各画素にリセット動作を行わせるリセット信号を与える制御を行う第1制御手段と、前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕体の移動動作を制御する第2制御手段とを備え、前記第1制御手段は、前記撮像素子における露光動作を開始させるべく各画素に前記リセット信号を与えるものであり、前記第2制御手段は、前記撮像素子における露光動作を終了させるべく前記幕体を移動させる制御を行うものであって、前記第1制御手段は、前記画素ライン単位で前記リセット信号を各画素に与えることが可能とされていると共に、前記リセット信号を各画素ラインに順次供給するリセットタイミングを、所定の画素ライン間で変化させることが可能とされていることを特徴とする。   An imaging unit according to a first aspect of the present invention includes a CMOS type imaging device having a plurality of pixels arranged in a matrix, and a curtain that moves in a direction substantially orthogonal to a predetermined pixel line of the imaging device. A mechanical focal plane shutter that performs a blocking operation of light guided to the image sensor, a first control unit that performs a control to give a reset signal to each pixel of the image sensor, and a mechanical focal plane shutter. Second control means for controlling the movement operation of the curtain, wherein the first control means gives the reset signal to each pixel in order to start an exposure operation in the image sensor, and the second control means Is a control for moving the curtain to end the exposure operation in the image sensor, and the first control means comprises: The reset signal can be supplied to each pixel in units of pixel lines, and the reset timing for sequentially supplying the reset signal to each pixel line can be changed between predetermined pixel lines. It is characterized by.

この構成によれば、第1制御手段により、所定の画素ライン単位でリセット信号が各画素に与えられることにより撮像素子の露光動作が開始される(先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタ)。また、第2制御手段により、幕体が移動されることにより撮像素子の露光動作が終了される(後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタ)。そして、第1制御手段は、一定のリセットタイミングでリセット信号を各画素ラインに順次供給するのではなく、リセットタイミングを所定の画素ライン間で変化させることが可能とされている。これにより、後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕速特性に合わせて、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を適正に変化させることができるようになる。   According to this configuration, the first control means applies a reset signal to each pixel in units of a predetermined pixel line, thereby starting the exposure operation of the image sensor (electronic focal plane shutter as a front curtain). Further, the exposure operation of the image sensor is terminated by moving the curtain body by the second control means (mechanical focal plane shutter as the rear curtain). The first control means can change the reset timing between predetermined pixel lines instead of sequentially supplying a reset signal to each pixel line at a fixed reset timing. As a result, the curtain speed of the electronic focal plane shutter as the front curtain can be appropriately changed in accordance with the curtain speed characteristics of the mechanical focal plane shutter as the rear curtain.

上記構成において、前記第1制御手段は、前記幕体の前記移動方向の始端側に位置する画素ラインから順次前記移動方向の終端側に位置する画素ラインに向けて、それぞれの画素ラインが備える各画素にリセット動作を行わせるものであって、1つの画素ライン間又は複数の画素ライン群間の前記リセットタイミングが、徐々に短くなるよう変化させることが望ましい(請求項2)。   In the above configuration, each of the first control means includes each pixel line from a pixel line located on the start side in the moving direction of the curtain toward a pixel line located on the end side in the moving direction. It is preferable to cause the pixel to perform a reset operation, and it is desirable that the reset timing between one pixel line or a plurality of pixel line groups is changed so as to be gradually shortened.

上述したように、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕速は、移動始端では比較的遅く、移動終端になるほど加速されるという特性がある。従って、この構成のようにリセットタイミングが幕体の移動方向終端側に向けて徐々に短くなるよう変化させることで、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速も終端側に向けて加速できるようになる。これにより、先幕の幕速と後幕の幕速との間のずれが可及的に解消できるようになる。   As described above, the curtain speed of the mechanical focal plane shutter has a characteristic that it is relatively slow at the start of movement and is accelerated toward the end of movement. Therefore, the curtain speed of the electronic focal plane shutter as the front curtain can be accelerated toward the end side by changing the reset timing so as to gradually shorten toward the end side in the moving direction of the curtain body as in this configuration. become. As a result, the difference between the curtain speed of the front curtain and the curtain speed of the rear curtain can be eliminated as much as possible.

上記いずれかの構成において、前記第1制御手段は、所定の画素ライン間のリセットタイミングについて、少なくとも所定の時間間隔とされた第1のリセットタイミングから、この第1のリセットタイミングとは異なる時間間隔とされた第2のリセットタイミングに変更することが可能とされていることが望ましい(請求項3)。この構成によれば、所定の画素ライン間のリセットタイミングが固定的なものではなく、可変的なものとされる。これにより、様々な状況に合わせて、所定の画素ライン間のリセットタイミングを適正な時間間隔に設定できるようになる。   In any one of the above-described configurations, the first control unit may have a time interval different from the first reset timing from a first reset timing that is at least a predetermined time interval with respect to a reset timing between the predetermined pixel lines. It is desirable to be able to change to the second reset timing set forth above (claim 3). According to this configuration, the reset timing between predetermined pixel lines is not fixed but variable. As a result, the reset timing between predetermined pixel lines can be set to an appropriate time interval in accordance with various situations.

また、前記第1制御手段は、前記幕体の前記移動方向の始端側に位置する画素ラインから前記移動方向の終端側に位置する画素ラインに向けての前記リセットタイミングの変化パターンを、所定の第1の変化パターンから、これとは異なる第2の変化パターンに変更することが可能とされていることが望ましい(請求項4)。この構成によれば、電子フォーカルプレーンシャッタの幕速が、状況に応じて所定の変化パターンで変化するように、所定の画素ライン間のリセットタイミングを設定できるようになる。   In addition, the first control unit may change the reset timing change pattern from a pixel line located on the start side in the movement direction of the curtain toward a pixel line located on the end side in the movement direction, according to a predetermined pattern. It is desirable that the first change pattern can be changed to a second change pattern different from the first change pattern. According to this configuration, the reset timing between the predetermined pixel lines can be set so that the curtain speed of the electronic focal plane shutter changes with a predetermined change pattern according to the situation.

この場合、前記第1制御手段は、設定されたシャッタ速度に応じて前記リセットタイミングを変更させることができる(請求項5)。この構成によれば、設定されたシャッタ速度に応じてリセットタイミングの変化度合いを選定することが可能となり、例えばスリット露光となる高速SS時において、電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を特に加速するといった運用を行うことができる。   In this case, the first control means can change the reset timing in accordance with a set shutter speed. According to this configuration, it is possible to select the degree of change in the reset timing in accordance with the set shutter speed. For example, in the case of high-speed SS that is slit exposure, the operation of particularly accelerating the curtain speed of the electronic focal plane shutter It can be performed.

上記いずれかの構成において、被写体光を前記撮像素子に導く撮像光学系を形成する撮影レンズを有し、前記第1制御手段は、前記撮影レンズの撮影時における状態情報を取得し、該状態情報に基づいて前記リセットタイミングを変更させることができる(請求項6)。この構成によれば、撮影レンズの撮影時における状態情報に応じて、幕速のずれが生じず、また光束ケラレが発生しないようなリセットタイミング(先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速)を設定することが可能となる。   In any one of the above-described configurations, a photographing lens that forms an imaging optical system that guides subject light to the imaging device is provided, and the first control unit acquires state information at the time of photographing of the photographing lens, and the state information The reset timing can be changed based on (Claim 6). According to this configuration, the reset timing (curtain speed of the electronic focal plane shutter as the leading curtain) is set so that the curtain speed does not deviate and luminous vignetting does not occur according to the state information at the time of photographing with the photographing lens. It becomes possible to set.

この場合、前記撮影レンズが交換可能な撮影レンズであり、該撮影レンズが備えるメモリ部に所定の状態情報が記憶されている場合において、前記第1制御手段は、前記撮影レンズのメモリ部から前記状態情報を読み出すことで、前記リセットタイミングを変更させるための状態情報を取得する構成とすることが望ましい(請求項7)。この構成によれば、例えば一眼レフレックスタイプの撮像装置等において、撮影レンズから取得された状態情報に適したリセットタイミングを設定することが可能となる。   In this case, when the photographic lens is a replaceable photographic lens, and the predetermined state information is stored in the memory unit included in the photographic lens, the first control unit is connected to the photographic lens from the memory unit. It is desirable to obtain the status information for changing the reset timing by reading the status information. According to this configuration, for example, in a single-lens reflex type imaging apparatus or the like, it is possible to set a reset timing suitable for the state information acquired from the photographing lens.

前記状態情報は、焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態から選ばれる1又は複数の情報を含む状態情報であることが望ましい(請求項8)。この構成によれば、リセットタイミングの設定に必要な情報(シャッタスピード、Fno.、レンズの周辺光量落ち情報等)を的確に取得できる。   The state information is preferably state information including one or more pieces of information selected from a focal length, an exit pupil position, an aperture value, a focusing distance, and a peripheral light amount state. According to this configuration, information necessary for setting the reset timing (such as shutter speed, Fno., Lens peripheral light amount drop information, etc.) can be accurately acquired.

また、前記状態情報に対応付けてリセットタイミングの設定値を記憶する記憶手段を備え、前記第1制御手段は、取得された状態情報に応じた前記リセットタイミングの設定値を前記記憶手段から読み出して、前記リセットタイミングを変更させるようにすることが望ましい(請求項9)。この構成によれば、状態情報に応じてリセットタイミングの設定値が記憶手段から読み出されるので、リセットタイミングの設定演算を高速化することが可能なる。   In addition, the storage device stores a reset timing setting value in association with the state information, and the first control unit reads the reset timing setting value corresponding to the acquired state information from the storage device. It is desirable to change the reset timing. According to this configuration, the reset timing setting value is read from the storage unit according to the state information, so that the reset timing setting calculation can be speeded up.

上記いずれかの構成において、前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタの動作状態に関連する所定のパラメータを検知する検知手段を備え、前記第1制御手段は、前記検知手段により検知された検知情報に基づいて、前記リセットタイミングを変更させる構成とすることができる(請求項10)。この構成によれば、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの動作状態に合わせて、リセットタイミングを変更させることが可能となる。例えば、幕速の経年変化、温湿度に起因する変化、撮像ユニットの姿勢に起因する変化等に応じて、適宜なリセットタイミングを設定(補正)することができるようになる。   In any one of the above-described configurations, a detection unit that detects a predetermined parameter related to an operation state of the mechanical focal plane shutter is provided, and the first control unit is configured to perform detection based on detection information detected by the detection unit. The reset timing can be changed (claim 10). According to this configuration, it is possible to change the reset timing in accordance with the operation state of the mechanical focal plane shutter. For example, an appropriate reset timing can be set (corrected) in accordance with a secular change in the curtain speed, a change due to temperature and humidity, a change due to the attitude of the imaging unit, and the like.

この場合、前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタが、先幕と後幕とを有し、少なくとも前記後幕が備える幕体の移動動作が前記第2制御手段により制御されるよう構成されている場合において、これら先幕及び後幕が備える幕体の走行速度を検出する速度検出センサを具備する構成とすることができる(請求項11)。通常、先幕と後幕とを有するメカニカルフォーカルプレーンシャッタの場合、その先幕及び後幕の移動態様は略同じである。このため、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの先幕が備える幕体の走行速度を検出することで、後幕が備える幕体の走行速度を知見することができる。先幕として電子フォーカルプレーンシャッタが機能している場合において、露光動作の開始・終了に関与しないメカニカルフォーカルプレーンシャッタの先幕の幕速を検出することで、必要な状態情報を露光動作に関与しない段階で取得できるようになる。   In this case, when the mechanical focal plane shutter has a front curtain and a rear curtain, and at least the movement operation of the curtain included in the rear curtain is controlled by the second control means, A speed detection sensor for detecting the traveling speed of the curtain included in the front curtain and the rear curtain may be provided. Usually, in the case of a mechanical focal plane shutter having a front curtain and a rear curtain, the movement modes of the front curtain and the rear curtain are substantially the same. Therefore, by detecting the traveling speed of the curtain included in the front curtain of the mechanical focal plane shutter, it is possible to know the traveling speed of the curtain included in the rear curtain. When the electronic focal plane shutter functions as the front curtain, the necessary state information is not involved in the exposure operation by detecting the curtain speed of the front curtain of the mechanical focal plane shutter that is not involved in the start / end of the exposure operation. It can be acquired in stages.

上記いずれかの構成において、前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタが、前記第2制御手段により制御される幕体のみで構成されていることが望ましい(請求項12)。メカニカルフォーカルプレーンシャッタは、機械的な駆動動作を伴うことから電力を多く消費する。この構成によれば、後幕に相当する幕体のみでメカニカルフォーカルプレーンシャッタが構成されるので、電力消費量を抑制できるようになる。   In any one of the configurations described above, it is preferable that the mechanical focal plane shutter is configured only by a curtain controlled by the second control means. The mechanical focal plane shutter consumes a lot of power because it involves a mechanical driving operation. According to this configuration, since the mechanical focal plane shutter is configured only by the curtain corresponding to the rear curtain, the power consumption can be suppressed.

本発明の請求項13に係る撮像装置は、請求項1〜12のいずれかに記載の撮像ユニットと、該撮像ユニットの駆動制御を行う駆動制御手段とを備えることを特徴とする。   An imaging apparatus according to a thirteenth aspect of the present invention includes the imaging unit according to any one of the first to twelfth aspects, and drive control means for performing drive control of the imaging unit.

請求項1に係る発明によれば、後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕速変化に合わせて、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を適正に変化させることが可能となり、例えばスリット露光となる高速SS時においても、先幕の幕速と後幕の幕速とのずれに起因する露光ムラを抑止できるようになる。さらに、レンズのFno.や射出瞳位置に拘わらず、先幕と後幕との光学的な位置ずれに起因より生じる光束ケラレ等も抑止できるようになり、撮像素子を安定的に露光させることができる。   According to the first aspect of the present invention, the curtain speed of the electronic focal plane shutter as the front curtain can be appropriately changed in accordance with the change in the curtain speed of the mechanical focal plane shutter as the rear curtain. Even at high speed SS, exposure unevenness caused by the difference between the curtain speed of the front curtain and the curtain speed of the rear curtain can be suppressed. Furthermore, the Fno. Regardless of the position of the exit pupil, the vignetting caused by the optical displacement between the front curtain and the rear curtain can be suppressed, and the image sensor can be stably exposed.

請求項2に係る発明によれば、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕速の加速特性に合わせて、電子フォーカルプレーンシャッタの幕速が設定されるので、露光ムラの発生を抑止することができる。   According to the second aspect of the invention, the curtain speed of the electronic focal plane shutter is set in accordance with the acceleration characteristic of the curtain speed of the mechanical focal plane shutter, so that the occurrence of uneven exposure can be suppressed.

請求項3に係る発明によれば、画素ライン間のリセットタイミングが可変的なものとされるので、様々な状況に合わせて、的確に露光動作を行わせることができる。   According to the third aspect of the present invention, the reset timing between the pixel lines is variable, so that the exposure operation can be performed accurately according to various situations.

請求項4に係る発明によれば、電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を、状況に応じて所定の変化パターンで変化させ得るので、各々の状況にマッチさせて的確に露光動作を行わせることができる。   According to the invention of claim 4, since the curtain speed of the electronic focal plane shutter can be changed in a predetermined change pattern according to the situation, the exposure operation can be performed accurately in accordance with each situation. .

請求項5に係る発明によれば、設定されたシャッタ速度に応じてリセットタイミングを変更するようにしたので、先幕と後幕との間における幕速のずれ度合いを予測して、露光ムラが生じないよう、的確にリセットタイミングを設定することができる。   According to the invention of claim 5, since the reset timing is changed according to the set shutter speed, the degree of deviation of the curtain speed between the front curtain and the rear curtain is predicted, and exposure unevenness is detected. The reset timing can be accurately set so as not to occur.

請求項6に係る発明によれば、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を、撮影レンズの撮影時における状態情報に応じて適正に設定できるようになる。   According to the sixth aspect of the present invention, the curtain speed of the electronic focal plane shutter as the front curtain can be appropriately set according to the state information at the time of photographing of the photographing lens.

請求項7に係る発明によれば、一眼レフレックスタイプの撮像装置等において、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を、交換撮影レンズから取得された状態情報に応じて適正に設定できるようになる。   According to the seventh aspect of the invention, in a single-lens reflex type imaging apparatus or the like, the curtain speed of the electronic focal plane shutter as the front curtain can be set appropriately according to the state information acquired from the interchangeable photographing lens. become.

請求項8に係る発明によれば、リセットタイミングの設定に必要な情報を的確に取得できるので、正確な露光状態を得ることができる。   According to the eighth aspect of the present invention, information necessary for setting the reset timing can be accurately obtained, so that an accurate exposure state can be obtained.

請求項9に係る発明によれば、リセットタイミングの設定演算を高速化することができるので、撮影タイムラグの発生を可及的に抑止できるようになる。   According to the ninth aspect of the present invention, since the reset timing setting calculation can be speeded up, the occurrence of a shooting time lag can be suppressed as much as possible.

請求項10に係る発明によれば、例えば、幕速の経年変化、温湿度に起因する変化、撮像ユニットの姿勢に起因する変化等に応じて、適宜なリセットタイミングを設定することができることから、長期間に亘り常に安定的に露光動作を行わせることができる。   According to the invention of claim 10, for example, an appropriate reset timing can be set according to a secular change in the curtain speed, a change due to temperature and humidity, a change due to the attitude of the imaging unit, and the like. The exposure operation can always be performed stably over a long period of time.

請求項11に係る発明によれば、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの先幕及び悪幕を活用した露光動作も行えると共に、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの先幕を利用して後幕の移動状態を知見できる。従って、露光開始態様を多様化できると共に、電子フォーカルプレーンシャッタの機能時においては、露光動作に影響を与えることなく、幕体の走行速度情報を取得できるようになる。   According to the eleventh aspect of the present invention, the exposure operation using the front curtain and the bad curtain of the mechanical focal plane shutter can be performed, and the moving state of the rear curtain can be found using the front curtain of the mechanical focal plane shutter. Therefore, it is possible to diversify the exposure start mode, and to acquire the travel speed information of the curtain without affecting the exposure operation when the electronic focal plane shutter is functioning.

請求項12に係る発明によれば、後幕に相当する幕体のみでメカニカルフォーカルプレーンシャッタが構成されるので電力消費量を抑制でき、これにより電池等の消耗を抑制できるようになる。   According to the twelfth aspect of the present invention, since the mechanical focal plane shutter is configured only by the curtain corresponding to the rear curtain, it is possible to suppress the power consumption, thereby suppressing the consumption of the battery and the like.

請求項13に係る発明によれば、先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行い、後幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行う場合において、画素ライン間のリセットタイミングを変化させることで先幕の幕速を適正に設定できる撮像装置を提供できるようになる。   According to the invention of claim 13, when the front curtain is performed with the electronic focal plane shutter and the rear curtain is performed with the mechanical focal plane shutter, the curtain speed of the front curtain is appropriately adjusted by changing the reset timing between the pixel lines. An imaging device that can be set to be provided.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
(カメラ構造の説明)
図1、図2は、本発明に係る撮像ユニットが組み込まれたデジタルカメラ1(撮像装置)の外観構造を示す図であり、図1は、デジタルカメラ1の正面外観図、図2は、デジタルカメラ1の背面外観図をそれぞれ示している。また図3は、デジタルカメラ1の内部構造を示す断面図である。図1に示すように、このデジタルカメラ1は、カメラ本体10と、このカメラ本体10の正面略中央に着脱可能(交換可能)に装着される撮影レンズ2(交換レンズ)とを備えた一眼レフレックス型デジタルスチルカメラである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Explanation of camera structure)
1 and 2 are diagrams showing an external structure of a digital camera 1 (imaging device) in which an imaging unit according to the present invention is incorporated. FIG. 1 is a front external view of the digital camera 1, and FIG. The rear external view of the camera 1 is shown, respectively. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the digital camera 1. As shown in FIG. 1, the digital camera 1 includes a camera body 10, and a single-lens camera provided with a photographic lens 2 (exchangeable lens) that is detachably (replaceable) attached to the front center of the camera body 10. This is a flex-type digital still camera.

図1において、カメラ本体10の正面側には、正面略中央に撮影レンズ2が装着されるマウント部101と、マウント部101の右横に配置されたレンズ交換ボタン102と、正面左端部(X方向左側)において突設され、ユーザが片手(又は両手)により確実に把持(保持)可能とするためのグリップ部103と、マウント部101の左横に配置されたAF補助光発光部104と、正面左上部(Y方向左上側)に配置されたモード設定ダイアル11と、正面右上部に配置された制御値設定ダイアル12と、グリップ部103の上面に配置されたシャッターボタン13とが備えられている。   In FIG. 1, on the front side of the camera body 10, a mount unit 101 to which the photographing lens 2 is attached at the center of the front surface, a lens exchange button 102 disposed on the right side of the mount unit 101, and a front left end (X A grip portion 103 that protrudes on the left side in the direction and allows the user to securely hold (hold) with one hand (or both hands), an AF auxiliary light emitting portion 104 disposed on the left side of the mount portion 101, A mode setting dial 11 disposed on the upper left part of the front (upper left side in the Y direction), a control value setting dial 12 disposed on the upper right part of the front, and a shutter button 13 disposed on the upper surface of the grip part 103 are provided. Yes.

また、図2において、カメラ本体10の背面側には、背面左側に配置されたLCD(Liquid Crystal Display)14と、LCD14の下方に配置された設定ボタン群15と、LCD14の側方に配置された十字キー16と、十字キー16の中央に配置されたプッシュボタン17と、LCD14の上方に配設された光学ファインダー18と、光学ファインダー18の側方に配設されたメインスイッチ105と、光学ファインダー18の上方に配設された接続端子部106とが備えられている。   In FIG. 2, on the back side of the camera body 10, an LCD (Liquid Crystal Display) 14 disposed on the left side of the back, a setting button group 15 disposed below the LCD 14, and a side of the LCD 14. Cross key 16, a push button 17 disposed in the center of the cross key 16, an optical viewfinder 18 disposed above the LCD 14, a main switch 105 disposed on the side of the optical viewfinder 18, and an optical switch. A connection terminal portion 106 disposed above the viewfinder 18 is provided.

モード設定ダイアル11及び制御値設定ダイアル12は、カメラ本体10の上面と略平行な面内で回転可能な略円盤状の部材からなる。モード設定ダイアル11は、自動露出(AE)制御モードや自動焦点(AF;オートフォーカス)制御モード、或いは1枚の静止画を撮影する静止画撮影モードや連続撮影を行う連続撮影モード等の各種撮影モード、記録済みの画像を再生する再生モード等、デジタルカメラ1に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。制御値設定ダイアル12は、デジタルカメラ1に搭載された各種の機能に対する制御値を設定するためのものである。   The mode setting dial 11 and the control value setting dial 12 are made of a substantially disk-shaped member that can rotate in a plane substantially parallel to the upper surface of the camera body 10. The mode setting dial 11 is used for various shooting such as an automatic exposure (AE) control mode, an auto focus (AF) control mode, a still image shooting mode for shooting a single still image, and a continuous shooting mode for continuous shooting. This is for selectively selecting a mode and a function installed in the digital camera 1, such as a mode and a playback mode for playing back recorded images. The control value setting dial 12 is for setting control values for various functions installed in the digital camera 1.

シャッターボタン13は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされた押下スイッチである。静止画撮影モードにおいてシャッターボタン13が半押し(S1)されると、被写体の静止画を撮影するための準備動作(露出制御値の設定や焦点調節等の準備動作)が実行され、シャッターボタン13が全押し(S2)されると、撮影動作(撮像センサを露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカード等に記録する一連の動作)が実行される。なお、シャッターボタン13の半押し操作は、図略のスイッチS1がオンされることにより検出され、シャッターボタン13の全押し操作は、図略のスイッチS2がオンされることにより検出される。   The shutter button 13 is a push switch that can be operated in a “half-pressed state” that is pressed halfway and further operated in a “fully pressed state”. When the shutter button 13 is half-pressed (S1) in the still image shooting mode, a preparatory operation (preparation operation such as setting of an exposure control value or focus adjustment) for capturing a still image of the subject is performed. When is fully pressed (S2), a photographing operation (a series of operations for exposing the imaging sensor, performing predetermined image processing on the image signal obtained by the exposure, and recording the image signal on a memory card or the like) is performed. The half-pressing operation of the shutter button 13 is detected by turning on a switch S1 (not shown), and the full pressing operation of the shutter button 13 is detected by turning on a switch S2 (not shown).

LCD14は、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像センサ30(図3参照)により撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、デジタルカメラ1に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。なお、LCD14に代えて、有機ELやプラズマ表示装置を用いるようにしてもよい。   The LCD 14 includes a color liquid crystal panel, displays an image captured by the image sensor 30 (see FIG. 3), reproduces and displays a recorded image, and has functions and modes installed in the digital camera 1. The setting screen is displayed. Instead of the LCD 14, an organic EL or a plasma display device may be used.

設定ボタン群15は、デジタルカメラ1に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。この設定ボタン群15には、例えばLCD14に表示されるメニュー画面で選択された内容を確定するための選択確定スイッチ、選択取り消しスイッチ、メニュー画面の内容を切り替えるメニュー表示スイッチ、表示オン/オフスイッチ、表示拡大スイッチ、手振れ補正スイッチなどが含まれる。   The setting button group 15 is a button for performing operations on various functions installed in the digital camera 1. This setting button group 15 includes, for example, a selection confirmation switch for confirming the content selected on the menu screen displayed on the LCD 14, a selection cancel switch, a menu display switch for switching the content of the menu screen, a display on / off switch, A display enlargement switch, a camera shake correction switch, and the like are included.

十字キー16は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部(図中の三角印の部分)を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図略の接点(スイッチ)により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン17は、十字キー16の中央に配置されている。十字キー16及びプッシュボタン17は、撮影倍率の変更(ズームレンズのワイド方向やテレ方向への移動)、LCD14に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件(絞り値、シャッタスピード、フラッシュ発光の有無等)の設定等の指示を入力するためのものである。   The cross key 16 includes an annular member having a plurality of pressing portions (portions indicated by triangles in the drawing) arranged at regular intervals in the circumferential direction, and is not illustrated corresponding to each pressing portion. The pressing operation of the pressing portion is detected by the contact (switch). The push button 17 is arranged at the center of the cross key 16. The cross key 16 and the push button 17 are used to change the shooting magnification (movement of the zoom lens in the wide direction or the tele direction), to advance the recorded image to be played back on the LCD 14, and to the shooting conditions (aperture value, shutter speed, flash emission). This is for inputting an instruction such as setting of presence / absence).

光学ファインダー18は、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。すなわち、光学ファインダー18には、撮影レンズ2からの被写体像が導かれており、ユーザ(撮影者)は、この光学ファインダー18を覗くことにより、実際に撮像センサ30にて撮影される被写体像を視認することができる。   The optical viewfinder 18 optically displays a range where a subject is photographed. That is, the subject image from the taking lens 2 is guided to the optical viewfinder 18, and the user (photographer) looks into the optical viewfinder 18 to view the subject image actually captured by the imaging sensor 30. It can be visually recognized.

マウント部101は、撮影レンズ2が装着される部位であり、その近傍には、装着された撮影レンズ2との電気的接続を行うための複数個の電気的接点(図示省略)や、機械的接続を行うための後述するカプラ414(図3参照)等が設けられている。レンズ交換ボタン102は、マウント部101に装着された撮影レンズ2を取り外す際に押下されるボタンである。   The mount 101 is a part to which the photographic lens 2 is attached, and in the vicinity thereof, a plurality of electrical contacts (not shown) for electrical connection with the attached photographic lens 2, and mechanical A coupler 414 (see FIG. 3), which will be described later, for connecting is provided. The lens exchange button 102 is a button that is pressed when the photographing lens 2 attached to the mount unit 101 is removed.

グリップ部103は、ユーザが撮影時に当該デジタルカメラ1を把持する部分であり、フィッティング性を高めるために指形状に合わせた表面凹凸が設けられている。なお、グリップ部103の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として電池69B(図6参照)が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するための記録媒体、例えばメモリカード67が着脱可能に収納されるようになっている。なお、グリップ部103に、ユーザが該グリップ部103を把持したか否かを検出するためのグリップセンサを設けるようにしても良い。   The grip part 103 is a part where the user grips the digital camera 1 at the time of photographing, and is provided with surface irregularities that match the finger shape in order to improve fitting properties. Note that a battery storage chamber and a card storage chamber are provided inside the grip portion 103. A battery 69B (see FIG. 6) is stored in the battery storage chamber as a power source for the camera, and a recording medium for recording image data of a photographed image, for example, a memory card 67 is detachably stored in the card storage chamber. It has become so. Note that a grip sensor for detecting whether or not the user has gripped the grip portion 103 may be provided in the grip portion 103.

AF補助光発光部104は、LED等の発光素子を備えてなり、被写体の輝度やコントラストが小さい場合であって焦点調節動作を行う際に、補助光を出力するものである。   The AF auxiliary light emitting unit 104 includes a light emitting element such as an LED, and outputs auxiliary light when performing a focus adjustment operation when the luminance and contrast of the subject are small.

メインスイッチ105は、左右にスライドする2接点のスライドスイッチからなり、左にセットするとデジタルカメラ1の電源がオンされ、右にセットすると電源がオフされる。接続端子部106は、図略のフラッシュ等の外部装置を当該デジタルカメラ1と接続するための端子である。   The main switch 105 is a two-contact slide switch that slides to the left and right. When set to the left, the power of the digital camera 1 is turned on, and when set to the right, the power is turned off. The connection terminal unit 106 is a terminal for connecting an external device such as a flash (not shown) to the digital camera 1.

このデジタルカメラ1には、図1に点線で示すように、カメラ本体10の適所に振れ検出センサ49が搭載されている。この振れ検出センサ49は、手振れなどによりカメラ本体10に与えられる振れを検出するもので、図1の水平方向をX軸、該X軸に垂直な方向をY軸とする2次元座標系を想定するものとすると、X軸方向のカメラ振れを検出するXセンサ49aと、Y軸方向のカメラ振れを検出するYセンサ49bとを有している。Xセンサ49a及びYセンサ49bは、例えば圧電素子を用いたジャイロから構成され、各方向のぶれの角速度を検出するものである。   In the digital camera 1, as shown by a dotted line in FIG. This shake detection sensor 49 detects shake given to the camera body 10 due to camera shake or the like, and assumes a two-dimensional coordinate system in which the horizontal direction in FIG. 1 is the X axis and the direction perpendicular to the X axis is the Y axis. In this case, an X sensor 49a that detects camera shake in the X-axis direction and a Y sensor 49b that detects camera shake in the Y-axis direction are provided. The X sensor 49a and the Y sensor 49b are composed of, for example, gyros using a piezoelectric element, and detect the angular velocity of shaking in each direction.

撮影レンズ2は、被写体からの光(光像)を取り込むレンズ窓として機能するとともに、当該被写体光をカメラ本体10の内部に配置されている後述の撮像センサ30や光学ファインダー18へ導くための撮像光学系を構成するものである。この撮影レンズ2は、上述のレンズ交換ボタン102を押圧操作することで、カメラ本体10から取り外すことが可能(交換可能な撮影レンズ)とされている。   The photographic lens 2 functions as a lens window that captures light (light image) from the subject, and also takes an image for guiding the subject light to an imaging sensor 30 and an optical viewfinder 18 described later disposed inside the camera body 10. It constitutes an optical system. The photographic lens 2 can be removed from the camera body 10 by pressing the lens exchange button 102 described above (a replaceable photographic lens).

撮影レンズ2は、光軸Lに沿って直列的に配置された複数のレンズからなるレンズ群21を備えてなる(図3参照)。このレンズ群21には、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ211(図6参照)、変倍を行うためのズームレンズ212(図6参照)が含まれており、それぞれ光軸L方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。また、撮影レンズ2には、その鏡胴22の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な操作環が備えられており、ズームレンズ212は、マニュアル操作或いはオート操作により、前記操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じたズーム倍率(撮影倍率)に設定されるようになっている。   The taking lens 2 includes a lens group 21 including a plurality of lenses arranged in series along the optical axis L (see FIG. 3). The lens group 21 includes a focus lens 211 (see FIG. 6) for adjusting the focal point and a zoom lens 212 (see FIG. 6) for zooming, which are driven in the optical axis L direction. By doing so, zooming and focus adjustment are performed. Further, the photographing lens 2 is provided with an operation ring that can rotate along the outer peripheral surface of the lens barrel at an appropriate position on the outer periphery of the lens barrel 22, and the zoom lens 212 can be operated by manual operation or automatic operation. It moves in the optical axis direction according to the rotation direction and the rotation amount of the ring, and is set to a zoom magnification (photographing magnification) according to the position of the movement destination.

続いて、カメラ本体10の内部構造について、図3を参照して説明する。図3に示すように、カメラ本体10の内部には、撮像センサ30、AF駆動ユニット41、位相差AFモジュール42、シャッターユニット43、ミラーボックス44、光学ファインダー18、前述した振れ検出センサ49、姿勢センサ491、温湿度センサ492、フォトインタラプタ493及びメイン制御部62などが備えられている。   Next, the internal structure of the camera body 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the camera body 10 includes an image sensor 30, an AF drive unit 41, a phase difference AF module 42, a shutter unit 43, a mirror box 44, an optical viewfinder 18, the shake detection sensor 49 described above, and an attitude. A sensor 491, a temperature / humidity sensor 492, a photo interrupter 493, a main control unit 62, and the like are provided.

撮像センサ30(撮像素子)は、カメラ本体10の背面側の領域において該背面に略平行に配設されている。撮像センサ30としては、例えばフォトダイオードを有して構成される複数の画素がマトリクス状に2次元配列され、各画素の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばR(赤),G(緑),B(青)のカラーフィルタが1:2:1の比率で配設されてなるベイヤー配列のCMOSカラーエリアセンサ(CMOS型の撮像素子)が用いられる。撮像センサ30は、レンズ群21により結像された被写体の光像をR(赤),G(緑),B(青)各色成分のアナログの電気信号(画像信号)に変換し、R,G,B各色の画像信号として出力する。   The imaging sensor 30 (imaging device) is disposed substantially parallel to the rear surface of the camera body 10 in the region on the rear surface side. As the image sensor 30, for example, a plurality of pixels configured with photodiodes are two-dimensionally arranged in a matrix, and each light receiving surface of each pixel has different spectral characteristics, for example, R (red) and G (green). , B (blue) color filters are arranged in a ratio of 1: 2: 1, and a Bayer array CMOS color area sensor (CMOS type image sensor) is used. The image sensor 30 converts the light image of the subject formed by the lens group 21 into analog electrical signals (image signals) of R (red), G (green), and B (blue) color components. , B are output as image signals of respective colors.

AF駆動ユニット41は、AFアクチュエータ411と、出力軸412と、エンコーダ413とを備えてなる。AFアクチュエータ411は、AF動作のための駆動力を発生するもので、DCモータ、ステッピングモータ、超音波モータ等のモータと、このモータの回転数を減速するための図略の減速系を含むものである。出力軸412は、AFアクチュエータ411から出力される駆動力を撮影レンズ2内のレンズ駆動機構24に伝達するものである。エンコーダ413は、AFアクチュエータ411の出力軸412に伝達された駆動量(回転量)を検出するもので、検出された回転量は、撮影レンズ2内のレンズ群21の位置算出に用いられる。なお、前記出力軸412とレンズ駆動機構24とは、両者の機械的接続を行うためのカプラ414を介して接続されている。   The AF drive unit 41 includes an AF actuator 411, an output shaft 412, and an encoder 413. The AF actuator 411 generates a driving force for the AF operation, and includes a motor such as a DC motor, a stepping motor, and an ultrasonic motor, and an unillustrated deceleration system for decelerating the rotation speed of the motor. . The output shaft 412 transmits the driving force output from the AF actuator 411 to the lens driving mechanism 24 in the photographing lens 2. The encoder 413 detects the drive amount (rotation amount) transmitted to the output shaft 412 of the AF actuator 411, and the detected rotation amount is used for calculating the position of the lens group 21 in the photographing lens 2. The output shaft 412 and the lens driving mechanism 24 are connected via a coupler 414 for mechanically connecting them.

位相差AFモジュール42は、ミラーボックス44の底部に配設されており、周知の位相差検出方式により合焦位置を検出するものである。   The phase difference AF module 42 is disposed at the bottom of the mirror box 44 and detects the in-focus position by a known phase difference detection method.

シャッターユニット43は、撮像センサ30の所定の画素ラインと略直交する方向に移動する幕体を備え、撮像センサ30に導かれる光の遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタからなり、ミラーボックス44の背面と撮像センサ30との間に配設されている。図4は、かかるシャッターユニット43の構成を示す分解斜視図である。このシャッターユニット43は、一対のシャッタ基板430A、430Bの間に、先幕群431、後幕群432、遮光板433及び中間板434を備えて構成されている。   The shutter unit 43 includes a curtain that moves in a direction substantially orthogonal to a predetermined pixel line of the image sensor 30, and includes a mechanical focal plane shutter that performs an operation of blocking light guided to the image sensor 30. And the image sensor 30. FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the shutter unit 43. The shutter unit 43 includes a front curtain group 431, a rear curtain group 432, a light shielding plate 433, and an intermediate plate 434 between a pair of shutter substrates 430A and 430B.

先幕群431は、4枚の分割幕体4311〜4314(幕体)により構成され、これら分割幕体4311〜4314が2枚の先幕アーム4315、4316により連結されてなる。これら先幕アーム4315、4316が、所定の駆動軸を備える駆動装置(図6に示すシャッタ駆動アクチュエータ43M)で駆動されることで、分割幕体4311〜4314が展開状態(「シャッタ開」状態)及び重ね状態「シャッタ閉」状態)に動作される。後幕群432も同様であり、4枚の分割幕体4321〜4324が2枚の後幕アーム4325、4326により連結されてなる。なお、遮光板433及び中間板434には、被写体光を通過させる所定の開口部が形成されている。また、シャッタ基板430A、430Bには、前記駆動装置の駆動軸が挿入される円弧溝435A、436A及び435B、436Bが設けられている。   The front curtain group 431 is composed of four divided curtain bodies 4311 to 4314 (curtain bodies), and these divided curtain bodies 4311 to 4314 are connected by two front curtain arms 4315 and 4316. These front curtain arms 4315 and 4316 are driven by a drive device (shutter drive actuator 43M shown in FIG. 6) having a predetermined drive shaft, so that the divided curtain bodies 4311 to 4314 are in an unfolded state (“shutter open” state). And the overlapping state (“shutter closed” state). The rear curtain group 432 is the same, and four divided curtain bodies 4321 to 4324 are connected by two rear curtain arms 4325 and 4326. The light shielding plate 433 and the intermediate plate 434 are formed with a predetermined opening that allows subject light to pass therethrough. The shutter substrates 430A and 430B are provided with arc grooves 435A, 436A and 435B, 436B into which the drive shaft of the drive device is inserted.

本実施形態に係るデジタルカメラ1では、撮像センサ30の各画素に所定のタイミングでリセット信号を与えることで当該撮像センサ30の露光動作を開始させる電子フォーカルプレーンシャッタが、露光動作における先幕として用いられ、メカニカルフォーカルプレーンシャッタからなるシャッターユニット43が後幕として主に用いられる。従って、前記先幕群431は、専ら露光開始時点よりも早い段階で「シャッタ開」状態とされる。勿論、長秒露光時等に、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを用いず、この先幕群431を用いるようにしても良い。また、後幕群432の動作状態を知見するために、先幕群431の分割幕体4311〜4314の走行速度(幕速)を測定することが望ましい。この点については、後記で説明する。   In the digital camera 1 according to the present embodiment, an electronic focal plane shutter that starts an exposure operation of the image sensor 30 by giving a reset signal to each pixel of the image sensor 30 at a predetermined timing is used as a front curtain in the exposure operation. A shutter unit 43 comprising a mechanical focal plane shutter is mainly used as a rear curtain. Accordingly, the front curtain group 431 is brought into the “shutter open” state only at an earlier stage than the exposure start time. Of course, the front curtain group 431 may be used instead of the electronic focal plane shutter as the front curtain at the time of long exposure. Further, in order to know the operating state of the rear curtain group 432, it is desirable to measure the traveling speed (curtain speed) of the divided curtain bodies 4311 to 4314 of the front curtain group 431. This will be described later.

なお、本実施形態では先幕として電子フォーカルプレーンシャッタが用いられることから、前記先幕群431が省かれたシャッターユニット43を用いるようにしても良い。メカニカルフォーカルプレーンシャッタは重量が重く、これを機械的な駆動動作で移動させる必要があることから、その駆動装置は電力を多く消費する。従って、先幕群431を省き、後幕群432に相当する幕体のみが組み付けられたようなシャッターユニット43を用いることで、電力消費量を抑制できるようになる。   In this embodiment, since an electronic focal plane shutter is used as the front curtain, the shutter unit 43 in which the front curtain group 431 is omitted may be used. Since the mechanical focal plane shutter is heavy and needs to be moved by a mechanical driving operation, the driving device consumes a lot of electric power. Therefore, by omitting the front curtain group 431 and using the shutter unit 43 in which only the curtain corresponding to the rear curtain group 432 is assembled, power consumption can be suppressed.

図3に戻って、ミラーボックス44は、クイックリターンミラー441とサブミラー442とを備えてなる。クイックリターンミラー441は、回動支点443を中心として、図3の実線で示すように、撮像光学系を構成するレンズ群21の光軸Lに対して略45度傾斜した姿勢(以下、傾斜姿勢という)と、図3の仮想線で示すように、カメラ本体10の底面と略平行な姿勢(以下、水平姿勢という)との間で回動自在に構成されている。   Returning to FIG. 3, the mirror box 44 includes a quick return mirror 441 and a sub mirror 442. The quick return mirror 441 is tilted about 45 degrees with respect to the optical axis L of the lens group 21 constituting the imaging optical system (hereinafter referred to as a tilted posture) as shown by a solid line in FIG. 3) and a posture substantially parallel to the bottom surface of the camera body 10 (hereinafter referred to as a horizontal posture), as indicated by a virtual line in FIG.

サブミラー442は、クイックリターンミラー441の背面側(撮像センサ30側)に配設されており、図3の実線で示すように、傾斜姿勢にあるクイックリターンミラー441に対して略90度傾斜した姿勢(以下、傾斜姿勢という)と、図3の仮想線で示すように、水平姿勢にあるクイックリターンミラー441と略平行な姿勢(以下、水平姿勢という)との間で、クイックリターンミラー441に連動して変位可能に構成されている。クイックリターンミラー441及びサブミラー442は、後述のミラー駆動アクチュエータ44M(図6参照)により駆動される。   The sub mirror 442 is disposed on the back side (image sensor 30 side) of the quick return mirror 441, and as shown by a solid line in FIG. 3, the sub mirror 442 is inclined by approximately 90 degrees relative to the inclined quick return mirror 441. (Hereinafter referred to as a tilted posture) and a quick return mirror 441 in a horizontal posture (hereinafter referred to as a horizontal posture) as shown by the phantom line in FIG. Thus, it can be displaced. The quick return mirror 441 and the sub mirror 442 are driven by a mirror drive actuator 44M (see FIG. 6) described later.

クイックリターンミラー441及びサブミラー442が傾斜姿勢のとき、クイックリターンミラー441は、光軸Lに沿った被写体光束の大部分を光学ファインダー18(焦点板45)方向に反射するとともに、残りの光束を透過させ、サブミラー442は、クイックリターンミラー441を透過した光束を位相差AFモジュール42に導く。このとき、光学ファインダー18による被写体像の表示と、位相差AFモジュール42による位相差検出方式の焦点調節動作とが行われる一方、撮像センサ30には光束が導かれないため、LCD14による被写体の画像表示は行われない。   When the quick return mirror 441 and the sub mirror 442 are tilted, the quick return mirror 441 reflects most of the subject light beam along the optical axis L toward the optical finder 18 (focus plate 45) and transmits the remaining light beam. The sub mirror 442 guides the light beam that has passed through the quick return mirror 441 to the phase difference AF module 42. At this time, the display of the subject image by the optical viewfinder 18 and the focus adjustment operation of the phase difference detection method by the phase difference AF module 42 are performed. On the other hand, since the light flux is not guided to the image sensor 30, the image of the subject by the LCD 14 is displayed. No display is done.

一方、クイックリターンミラー441及びサブミラー442が水平姿勢のときには、クイックリターンミラー441及びサブミラー442は光軸Lからいずれも退避することになるため、光軸Lに沿った被写体光束は略全て撮像センサ30に導かれるようになる。このとき、LCD14による被写体の画像表示が行われる一方、光学ファインダー18による被写体の画像表示や、位相差AFモジュール42による位相差検出方式の焦点調節動作は行われない。   On the other hand, when the quick return mirror 441 and the sub mirror 442 are in the horizontal posture, the quick return mirror 441 and the sub mirror 442 are both retracted from the optical axis L, and therefore, almost all of the subject light flux along the optical axis L is captured by the imaging sensor 30. Will be led to. At this time, the subject 14 is displayed on the LCD 14, while the subject view is not displayed on the optical viewfinder 18, and the phase difference detection type focus adjustment operation by the phase difference AF module 42 is not performed.

光学ファインダー18は、カメラ本体10の略中央に配設されたミラーボックス44の上部に配設されており、焦点板45と、プリズム46と、接眼レンズ47と、ファインダー表示素子48とを備えて構成されている。プリズム46は、焦点板45上の像の左右を反転させ接眼レンズ47を介して撮影者の目に導き、被写体像を視認できるようにするものである。ファインダー表示素子48は、ファインダー枠内に形成される表示画面の下部に、シャッタ速度、絞り値、露出補正値等を表示するためのものである。   The optical viewfinder 18 is disposed on an upper portion of a mirror box 44 disposed substantially at the center of the camera body 10, and includes a focusing screen 45, a prism 46, an eyepiece lens 47, and a viewfinder display element 48. It is configured. The prism 46 reverses the right and left of the image on the focusing screen 45 and guides it to the photographer's eyes through the eyepiece 47 so that the subject image can be visually recognized. The finder display element 48 is for displaying a shutter speed, an aperture value, an exposure correction value, and the like at the bottom of the display screen formed in the finder frame.

振れ検出センサ49は、図1に示す振れ検出センサ49(Xセンサ49a及びYセンサ49b)に相当するものである。なお、この図3では、Xセンサ49a及びYセンサ49bを1つにまとめて図示している。   The shake detection sensor 49 corresponds to the shake detection sensor 49 (X sensor 49a and Y sensor 49b) shown in FIG. In FIG. 3, the X sensor 49a and the Y sensor 49b are shown together as one.

姿勢センサ491、温湿度センサ492及びフォトインタラプタ493は、シャッターユニット43の後幕群432の動作状態に関連する所定のパラメータを検知する検知手段として機能するものである。メカニカルフォーカルプレーンシャッタの動作状態(幕速等)は、例えばデジタルカメラ1の姿勢、温湿度、或いは構成部品の経年劣化等によって変化する。上記3つの検知手段は、かかる要因に基づく後幕群432の動作状態の変化を検知若しくは予測することで、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を、後述のメイン制御部62において的確に制御するために配置されている。   The attitude sensor 491, the temperature / humidity sensor 492, and the photo interrupter 493 function as detection means that detects predetermined parameters related to the operating state of the rear curtain group 432 of the shutter unit 43. The operating state (curtain speed, etc.) of the mechanical focal plane shutter changes depending on, for example, the posture of the digital camera 1, temperature / humidity, or aging deterioration of components. The above three detection means detect or predict a change in the operating state of the rear curtain group 432 based on such factors, so that the curtain speed of the electronic focal plane shutter as the front curtain is accurately determined by the main control unit 62 described later. Arranged to control.

姿勢センサ491は、ボールセンサや加速度センサ等からなり、当該デジタルカメラ1の姿勢乃至は傾き角を検出するためのものである。温湿度センサ492は、測温素子等から構成され、デジタルカメラ1の内部温度及び湿度を計測するものである。   The posture sensor 491 includes a ball sensor, an acceleration sensor, and the like, and detects the posture or tilt angle of the digital camera 1. The temperature / humidity sensor 492 is composed of a temperature measuring element or the like, and measures the internal temperature and humidity of the digital camera 1.

フォトインタラプタ493(速度検出センサ)は、発光素子と受光素子とを備える光学センサであり、シャッターユニット43が備える先幕の幕速を光学的に検知するためのものである。図4に示すように、先幕群431(先幕)と後幕群432(後幕)とを有するメカニカルフォーカルプレーンシャッタの場合、その先幕群431及び後幕群432の移動態様は略同じである。このため、先幕群431の分割幕体4311〜4314の走行速度を検出することで、後幕群432の分割幕体4321〜4324の走行速度を高精度に推定することができる。   The photo interrupter 493 (speed detection sensor) is an optical sensor that includes a light emitting element and a light receiving element, and optically detects the curtain speed of the front curtain included in the shutter unit 43. As shown in FIG. 4, in the case of a mechanical focal plane shutter having a front curtain group 431 (front curtain) and a rear curtain group 432 (rear curtain), the movement modes of the front curtain group 431 and the rear curtain group 432 are substantially the same. It is. Therefore, by detecting the traveling speed of the divided curtain bodies 4311 to 4314 of the front curtain group 431, the traveling speed of the divided curtain bodies 4321 to 4324 of the rear curtain group 432 can be estimated with high accuracy.

図5は、シャッターユニット43に対するフォトインタラプタ493の配置状況の一例を示す平面図である。ここでは、先幕群431の分割幕体4311〜4314の遠端側(先幕アーム4315、4316から遠い側)に、フォトインタラプタ493を配置した例を示している。前記発光素子及び受光素子は、分割幕体4311〜4314を挟んで対向配置される(反射光を検出すべく、両者を隣接配置しても良い)。この場合、分割幕体4311〜4314が展開状態(図5の状態)にあるときは、前記発光素子から発せられた測定光は分割幕体4311〜4314により遮光されるが、分割幕体4311〜4314が重ね状態になり開口すると、前記測定光は前記受光素子により検出されるようになる。従って、受光素子の出力をモニタすることで、先幕群431の幕速を知見でき、ひいては後幕群432の幕速を推定できるようになる。なお、フォトインタラプタ493は少なくとも一対の発光素子及び受光素子を備えていれば良いが、複数対の発光素子及び受光素子を、分割幕体4311〜4314の移動方向に沿って配列することが望ましい。   FIG. 5 is a plan view illustrating an example of an arrangement state of the photo interrupter 493 with respect to the shutter unit 43. Here, an example is shown in which a photo interrupter 493 is arranged on the far end side (the side far from the front curtain arms 4315 and 4316) of the divided curtain bodies 4311 to 4314 of the front curtain group 431. The light emitting element and the light receiving element are disposed to face each other with the divided curtains 4311 to 4314 interposed therebetween (both may be disposed adjacent to each other in order to detect reflected light). In this case, when the divided curtains 4311 to 4314 are in the unfolded state (the state shown in FIG. 5), the measurement light emitted from the light emitting element is blocked by the divided curtains 4311 to 4314. When 4314 is overlapped and opened, the measurement light is detected by the light receiving element. Therefore, by monitoring the output of the light receiving element, it is possible to know the curtain speed of the front curtain group 431, and thus the curtain speed of the rear curtain group 432 can be estimated. Note that the photo interrupter 493 only needs to include at least a pair of light emitting elements and light receiving elements, but it is desirable to arrange a plurality of pairs of light emitting elements and light receiving elements along the moving direction of the divided curtain bodies 4311 to 4314.

図3に戻って、メイン制御部62は、例えば制御プログラムを記憶するROMや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなるものである。詳細な機能については後述する。   Returning to FIG. 3, the main control unit 62 is composed of a microcomputer incorporating a storage unit such as a ROM for storing a control program or a flash memory for temporarily storing data. Detailed functions will be described later.

次に、カメラ本体10に装着される撮影レンズ2について説明する。この撮影レンズ2は、撮像光学系を構成するレンズ群21と、鏡胴22と、レンズ駆動機構24と、レンズ位置検出部25と、レンズ制御部26とを備えている。   Next, the photographing lens 2 attached to the camera body 10 will be described. The photographic lens 2 includes a lens group 21, a lens barrel 22, a lens driving mechanism 24, a lens position detection unit 25, and a lens control unit 26 that constitute an imaging optical system.

レンズ群21は、上述のフォーカスレンズ211及びズームレンズ212(図6参照)と、カメラ本体10に備えられている撮像センサ30へ入射される光量を調節するための絞り23とが、鏡胴22内において光軸L方向に保持されてなり、被写体の光像を取り込んで該光像を撮像センサ30等に結像するものである。撮影倍率(焦点距離)の変更や焦点調節動作は、レンズ群21がカメラ本体10内のAFアクチュエータ411により光軸L方向に駆動されることで行われる。   The lens group 21 includes the above-described focus lens 211 and zoom lens 212 (see FIG. 6), and a diaphragm 23 for adjusting the amount of light incident on the image sensor 30 provided in the camera body 10. Is held in the direction of the optical axis L, and captures the optical image of the subject and forms the optical image on the image sensor 30 or the like. The change in photographing magnification (focal length) and the focus adjustment operation are performed by driving the lens group 21 in the direction of the optical axis L by the AF actuator 411 in the camera body 10.

レンズ駆動機構24は、例えばヘリコイド及び該ヘリコイドを回転させる図略のギヤ等で構成され、カプラ414を介してAFアクチュエータ411からの駆動力を受けて、レンズ群21を一体的に光軸Lと平行な矢印A方向に移動させるものである。なお、レンズ群21の移動方向及び移動量は、それぞれAFアクチュエータ411の回転方向及び回転数に従う。   The lens driving mechanism 24 includes, for example, a helicoid and a gear (not shown) that rotates the helicoid. The lens driving mechanism 24 receives a driving force from the AF actuator 411 via the coupler 414, and the lens group 21 is integrated with the optical axis L. It is moved in the direction of the parallel arrow A. Note that the moving direction and moving amount of the lens group 21 depend on the rotating direction and the rotating speed of the AF actuator 411, respectively.

レンズ位置検出部25は、レンズ群21の移動範囲内において光軸L方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながら鏡胴22と一体的に移動するエンコーダブラシとを備えてなり、レンズ群21の焦点調節時の移動量を検出するためのものである。   The lens position detection unit 25 is integrated with the lens barrel 22 while being in sliding contact with the encode plate in which a plurality of code patterns are formed at a predetermined pitch in the optical axis L direction within the movement range of the lens group 21. And a moving encoder brush for detecting the amount of movement of the lens group 21 during focus adjustment.

レンズ制御部26は、例えば制御プログラムを記憶するROMや状態情報に関するデータを記憶するフラッシュメモリ等からなるメモリ部261(交換可能な撮影レンズが備えるメモリ部)が内蔵されたマイクロコンピュータからなる。またレンズ制御部26は、カメラ本体10のメイン制御部62との間で通信を行う通信部262を備え、この通信部262は、例えばレンズ群21の焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報データをメイン制御部62に送信する一方、メイン制御部62から例えばフォーカスレンズ211の駆動量のデータを受信する。また撮影時には、AF動作完了後の焦点距離情報、絞り値等のデータが通信部262からメイン制御部62へ送信される。なお、前記記憶部261には、上記レンズ群21の状態情報データや、メイン制御部62から送信された例えばフォーカスレンズ211の駆動量のデータ等が記憶される。   The lens control unit 26 includes a microcomputer in which a memory unit 261 (a memory unit included in a replaceable photographing lens) including a ROM that stores a control program, a flash memory that stores data related to state information, and the like is incorporated. The lens control unit 26 includes a communication unit 262 that communicates with the main control unit 62 of the camera body 10. The communication unit 262 includes, for example, the focal length, the exit pupil position, the aperture value, and the focus value of the lens group 21. While transmitting state information data such as a focal length and a peripheral light amount state to the main control unit 62, for example, data on the driving amount of the focus lens 211 is received from the main control unit 62. At the time of shooting, data such as focal length information and aperture value after completion of the AF operation are transmitted from the communication unit 262 to the main control unit 62. The storage unit 261 stores the state information data of the lens group 21 and, for example, the driving amount data of the focus lens 211 transmitted from the main control unit 62.

(デジタルカメラの電気的な構成の説明)
次に、本実施形態に係るデジタルカメラ1の電気的な構成について説明する。図6は、カメラ本体10に撮影レンズ2が装着された状態でのデジタルカメラ1全体の電気的な構成を示すブロック図である。ここで、図1〜図3と同一の部材等については、同一の符号を付している。なお、撮影レンズ2についての電気的構成は上述した通りであるので、ここでは専らカメラ本体10の電気的構成について説明する。
(Description of the electrical configuration of the digital camera)
Next, an electrical configuration of the digital camera 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the entire digital camera 1 in a state where the photographing lens 2 is attached to the camera body 10. Here, the same members as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals. Since the electrical configuration of the photographic lens 2 is as described above, only the electrical configuration of the camera body 10 will be described here.

カメラ本体10には、先に図1〜図3に基づき説明した撮像センサ30等の他に、CMOS駆動機構30A、AFE(アナログフロントエンド)5、画像処理部61、画像メモリ614、メイン制御部62(第1制御手段を含む)、フラッシュ回路63、操作部64、VRAM65、カードI/F66、メモリカード67、通信用I/F68、電源回路69、電池69B、フォーカス駆動制御部41A、シャッタ駆動制御部43A(第2制御手段)及びシャッタ駆動アクチュエータ43M、ミラー駆動制御部44A及びミラー駆動アクチュエータ44Mを備えて構成されている。   The camera body 10 includes a CMOS drive mechanism 30A, an AFE (analog front end) 5, an image processing unit 61, an image memory 614, a main control unit, in addition to the imaging sensor 30 and the like described above with reference to FIGS. 62 (including first control means), flash circuit 63, operation unit 64, VRAM 65, card I / F 66, memory card 67, communication I / F 68, power supply circuit 69, battery 69B, focus drive control unit 41A, shutter drive A control unit 43A (second control means), a shutter drive actuator 43M, a mirror drive control unit 44A, and a mirror drive actuator 44M are provided.

撮像センサ30は、先に説明した通りCMOSカラーエリアセンサからなり、後述のタイミング制御回路51により、当該撮像センサ30の露光動作の開始(及び終了)や、撮像センサ30が備える各画素の出力選択、画素信号の読出し等の撮像動作が制御される。図7は、撮像センサ30の回路構成を概略的に示す回路ブロック図である。ここでは図示の便宜上、3行(ライン)×4列の画素群のみを示している。   The imaging sensor 30 is composed of a CMOS color area sensor as described above, and the timing control circuit 51 described below starts (and ends) the exposure operation of the imaging sensor 30 and selects the output of each pixel included in the imaging sensor 30. The imaging operation such as readout of the pixel signal is controlled. FIG. 7 is a circuit block diagram schematically showing the circuit configuration of the image sensor 30. Here, for convenience of illustration, only a pixel group of 3 rows (lines) × 4 columns is shown.

撮像センサ30は、複数の画素31(31a−1〜31d−3)が、複数の画素ライン32(32a〜32c)上に整列(マトリクス状の配列)されてなり、図7では、第1画素ライン32aに画素31a−1、31b−1、31c−1、31d−1が、第2画素ライン32bに画素31a−2、31b−2、31c−2、31d−2が、第3画素ライン32cに画素31a−3、31b−3、31c−3、31d−3が各々配置されている例を示している。各画素31は、光電変換動作を行う光電変換素子としてのフォトダイオード33と、リセット信号を受けて画素31に蓄積されている電荷を放電させるリセットスイッチ(Rst)34と、画素31に蓄積された電荷を電圧として読み出し(電荷電圧変換)これを増幅する増幅素子(Amp)35と、選択信号を受けて当該画素30の画素信号を出力させる垂直選択スイッチ(SW)36とを備えて構成されている。なお、リセットスイッチ34及び増幅素子35は、電源Vpに接続されている。   The imaging sensor 30 includes a plurality of pixels 31 (31a-1 to 31d-3) arranged (matrix-like arrangement) on a plurality of pixel lines 32 (32a to 32c). In FIG. Pixels 31a-1, 31b-1, 31c-1, and 31d-1 are arranged on the line 32a, and pixels 31a-2, 31b-2, 31c-2, and 31d-2 are arranged on the second pixel line 32b, and the third pixel line 32c. In the example, pixels 31a-3, 31b-3, 31c-3, and 31d-3 are respectively arranged. Each pixel 31 includes a photodiode 33 as a photoelectric conversion element that performs a photoelectric conversion operation, a reset switch (Rst) 34 that receives a reset signal and discharges the charge accumulated in the pixel 31, and the pixel 31 that is accumulated in the pixel 31. It is configured to include an amplifying element (Amp) 35 that reads out electric charge as a voltage (charge-voltage conversion) and amplifies it, and a vertical selection switch (SW) 36 that receives a selection signal and outputs a pixel signal of the pixel 30. Yes. The reset switch 34 and the amplifying element 35 are connected to the power source Vp.

また、撮像センサ30は、垂直走査回路37、水平走査回路38及びアンプ39を備える。垂直走査回路37には、画素ライン32a〜32c単位で、各画素31a−1〜31d−3のリセットスイッチ34が共通に接続されたリセット線371a〜371cと、垂直選択スイッチ36の制御電極が共通に接続された垂直走査線372a〜372cとが接続されている。垂直走査回路37は、リセット線371a〜371cを介して、各画素ライン32a〜32cに所定のリセットタイミングでリセット信号φVrを順次供給し、画素ライン32a〜32c単位で各画素31a−1〜31d−3にリセット動作を行わせる。また、垂直走査回路37は、垂直走査線372a〜372cを介して垂直走査パルスφVnを各画素31a−1〜31d−3に与える。   The image sensor 30 includes a vertical scanning circuit 37, a horizontal scanning circuit 38, and an amplifier 39. In the vertical scanning circuit 37, the reset lines 371a to 371c to which the reset switch 34 of each pixel 31a-1 to 31d-3 is connected in common and the control electrode of the vertical selection switch 36 are common in the pixel lines 32a to 32c. Are connected to vertical scanning lines 372a to 372c. The vertical scanning circuit 37 sequentially supplies a reset signal φVr to each of the pixel lines 32a to 32c via the reset lines 371a to 371c at a predetermined reset timing, and each of the pixels 31a-1 to 31d− is in units of the pixel lines 32a to 32c. 3 is caused to perform a reset operation. In addition, the vertical scanning circuit 37 applies a vertical scanning pulse φVn to the pixels 31a-1 to 31d-3 via the vertical scanning lines 372a to 372c.

さらに、画素列(例えば、画素31a−1、31a−2、31a−3)ごとに、垂直選択スイッチ36の主電極が共通に接続された水平走査線381(381a〜381d)が引き出され、各々水平スイッチ382(382a〜382d)を介して水平信号線383に接続されている。水平走査回路38は、このような水平スイッチ382a〜382dの制御電極に接続され、水平走査パルスφVmを与えることで選択された画素の画素信号を取り出すものである。アンプ39は、水平信号線383に接続され、画素からの出力信号を増幅するものである。   Further, for each pixel column (for example, pixels 31a-1, 31a-2, 31a-3), horizontal scanning lines 381 (381a to 381d) to which the main electrodes of the vertical selection switches 36 are connected in common are drawn out, respectively. It is connected to a horizontal signal line 383 via a horizontal switch 382 (382a to 382d). The horizontal scanning circuit 38 is connected to the control electrodes of the horizontal switches 382a to 382d and takes out a pixel signal of a selected pixel by applying a horizontal scanning pulse φVm. The amplifier 39 is connected to the horizontal signal line 383 and amplifies an output signal from the pixel.

このような構成を有する撮像センサ30においては、各画素31a−1〜31d−3に蓄積された電荷の出力動作(読み出し)を1画素ずつ行わせることが可能であると共に、垂直走査回路37及び水平走査回路38の動作を制御することで、特定の画素を指定してその画素信号を出力させることができる。すなわち、垂直走査回路37により、或る画素の垂直選択スイッチ36に垂直走査パルスφVnが与えられ、その画素が有するフォトダイオード33で光電変換された電荷(画素信号)が水平走査線381を介して出力可能な状態とされる。しかる後、水平走査回路38により、その水平走査線381に接続されている水平スイッチ382に水平走査パルスφVmが与えられ、前記画素信号が水平スイッチ382を介して水平信号線383に出力される。この動作を各画素について順次行うことで、画素を指定しつつ全ての画素から順次画素信号を出力させることができる。水平信号線383に出力された画素信号は、アンプ39にてさらに増幅された上でAFE5に出力される。   In the imaging sensor 30 having such a configuration, it is possible to perform the output operation (reading) of the charges accumulated in the pixels 31a-1 to 31d-3 one pixel at a time, and the vertical scanning circuit 37 and By controlling the operation of the horizontal scanning circuit 38, it is possible to designate a specific pixel and output the pixel signal. That is, the vertical scanning circuit 37 applies a vertical scanning pulse φVn to the vertical selection switch 36 of a certain pixel, and the charge (pixel signal) photoelectrically converted by the photodiode 33 included in the pixel passes through the horizontal scanning line 381. It can be output. Thereafter, the horizontal scanning circuit 38 applies a horizontal scanning pulse φVm to the horizontal switch 382 connected to the horizontal scanning line 381, and the pixel signal is output to the horizontal signal line 383 via the horizontal switch 382. By sequentially performing this operation for each pixel, it is possible to sequentially output pixel signals from all the pixels while designating the pixels. The pixel signal output to the horizontal signal line 383 is further amplified by the amplifier 39 and then output to the AFE 5.

本実施形態に係るデジタルカメラ1では、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを採用しているため、画素31のリセットスイッチ34にリセット信号φVrが与えられるタイミングが、その画素31に対する露光開始タイミングとなる。すなわち、リセットスイッチ34は、リセット信号φVrが与えられることでONとされ、それまでに蓄積されている不要な電荷を廃棄し、その後OFFとされて画素31を露光による電荷蓄積が可能な状態とする。図7に示す例では、リセット信号φVrは、1つの画素ライン32a〜32c単位で与えられる回路構成とされていることから、第1〜第3画素ライン32a〜32c毎に、順次露光が開始される。   In the digital camera 1 according to the present embodiment, an electronic focal plane shutter is adopted as the front curtain, and therefore the timing at which the reset signal φVr is given to the reset switch 34 of the pixel 31 is the exposure start timing for the pixel 31. In other words, the reset switch 34 is turned on when the reset signal φVr is given, discards unnecessary charges accumulated so far, and then turned off to enable the pixel 31 to accumulate charges by exposure. To do. In the example shown in FIG. 7, since the reset signal φVr has a circuit configuration given in units of one pixel line 32a to 32c, exposure is sequentially started for each of the first to third pixel lines 32a to 32c. The

図8は、かかる電子フォーカルプレーンシャッタ動作を説明するための模式図である。図8(a)では、第1画素ライン32a〜第N画素ライン32Nまでを示しており、これら画素ラインに各々リセット信号φVrを供給するリセット線371a〜371Nを矢印で示している。なお、第1画素ライン32a〜第N画素ライン32Nは、メカニカルフォーカルプレーンシャッタが備える幕体の移動方向と直交する方向に画素が配列された画素ラインである。   FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the electronic focal plane shutter operation. FIG. 8A shows the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N, and reset lines 371a to 371N that supply the reset signal φVr to these pixel lines are indicated by arrows. The first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N are pixel lines in which pixels are arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the curtain included in the mechanical focal plane shutter.

このような構成において、第1画素ライン32a〜第N画素ライン32Nに、所定のリセットタイミングで、垂直走査回路37からリセット線371a〜371Nを介して、図8(b)に示すようなリセット信号φVrが順次与えられる。すなわち、先ず時刻t1で第1画素ライン32aに備えられている画素31a−1〜31d−1へリセット信号φVrが同時に与えられ、これら画素31a−1〜31d−1の露光が開始される。次に、時刻t2で第2画素ライン32bに備えられている画素31a−2〜31d−2へリセット信号φVrが同時に与えられ、これら画素31a−2〜31d−2の露光が開始される。以下同様にして、時刻t3、t4、t5・・・tn毎に、第3画素ライン32c、第4画素ライン32d、第5画素ライン32e・・・第N画素ライン32Nまで、順次リセット信号φVrが与えられる。これにより、第1画素ライン32aから第N画素ライン32Nに向けて順に露光が開始されるようになり、電子フォーカルプレーンシャッタとして機能するものである。   In such a configuration, a reset signal as shown in FIG. 8B is sent from the vertical scanning circuit 37 to the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N via the reset lines 371a to 371N at a predetermined reset timing. φVr is given sequentially. That is, first, at time t1, the reset signal φVr is simultaneously applied to the pixels 31a-1 to 31d-1 provided in the first pixel line 32a, and exposure of these pixels 31a-1 to 31d-1 is started. Next, at time t2, a reset signal φVr is simultaneously applied to the pixels 31a-2 to 31d-2 provided in the second pixel line 32b, and exposure of these pixels 31a-2 to 31d-2 is started. Similarly, the reset signal φVr is sequentially supplied to the third pixel line 32c, the fourth pixel line 32d, the fifth pixel line 32e,..., The Nth pixel line 32N every time t3, t4, t5. Given. As a result, exposure starts in order from the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N, and functions as an electronic focal plane shutter.

ここで、リセットタイミング(第1画素ライン32a〜第N画素ライン32Nに順次リセット信号φVrを与えるタイミング)は、当該電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を決定付けることとなる。すなわち、時刻t1〜tnの時間が短いほど、幕速は早くなる。また、時刻t1、t2・・・tnの各間隔が一定であれば、幕速は一定である。本実施形態では、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を制御するために、前記リセットタイミングがメイン制御部62により制御(特に、幕速を加減速する制御)可能とされている。この点については後記で詳述する。   Here, the reset timing (the timing at which the reset signal φVr is sequentially applied to the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N) determines the curtain speed of the electronic focal plane shutter. That is, the shorter the time from time t1 to tn, the faster the curtain speed. If the intervals between times t1, t2,... Tn are constant, the curtain speed is constant. In the present embodiment, in order to control the curtain speed of the electronic focal plane shutter as the leading curtain, the reset timing can be controlled by the main control unit 62 (particularly, control for accelerating / decelerating the curtain speed). This will be described in detail later.

図6に戻って、CMOS駆動機構30Aは、カメラ本体10に対して与えられる手振れ等に応じて撮像センサ30を振れ補正駆動するためのものである。このCMOS駆動機構30Aは、圧電素子を用いたインパクト型アクチュエータやステッピングモータ等からなるX軸アクチュエータ及びY軸アクチュエータを含むものであり、メイン制御部62により制御される。   Returning to FIG. 6, the CMOS drive mechanism 30 </ b> A is for performing shake correction driving of the image sensor 30 in accordance with camera shake or the like given to the camera body 10. The CMOS drive mechanism 30A includes an X-axis actuator and a Y-axis actuator including an impact actuator using a piezoelectric element, a stepping motor, and the like, and is controlled by the main control unit 62.

AFE5は、撮像センサ30に対して所定の動作を行わせるタイミングパルスを与えると共に、撮像センサ30から出力される画像信号(CMOSエリアセンサの各画素で受光されたアナログ信号群)に所定の信号処理を施し、デジタル信号に変換して画像処理部61へ出力するものである。このAFE5は、タイミング制御回路51、信号処理部52及びA/D変換部53などを備えて構成されている。   The AFE 5 gives a timing pulse for causing the imaging sensor 30 to perform a predetermined operation, and performs predetermined signal processing on an image signal output from the imaging sensor 30 (analog signal group received by each pixel of the CMOS area sensor). Is converted into a digital signal and output to the image processing unit 61. The AFE 5 includes a timing control circuit 51, a signal processing unit 52, an A / D conversion unit 53, and the like.

タイミング制御回路51は、メイン制御部62から出力される基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス(垂直走査パルスφVn、水平走査パルスφVm、リセット信号φVr等を発生させるパルス)を生成して撮像センサ30(上記垂直走査回路37及び水平走査回路38等)に出力し、撮像センサ30の撮像動作を制御する。また、所定のタイミングパルスを信号処理部52やA/D変換部53にそれぞれ出力することにより、信号処理部52及びA/D変換部53の動作を制御する。   The timing control circuit 51 generates a predetermined timing pulse (a pulse for generating a vertical scanning pulse φVn, a horizontal scanning pulse φVm, a reset signal φVr, etc.) based on the reference clock output from the main control unit 62, and the imaging sensor 30. (The vertical scanning circuit 37 and the horizontal scanning circuit 38, etc.) are output to control the imaging operation of the imaging sensor 30. In addition, the operation of the signal processing unit 52 and the A / D conversion unit 53 is controlled by outputting predetermined timing pulses to the signal processing unit 52 and the A / D conversion unit 53, respectively.

信号処理部52は、撮像センサ30から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すものである。この信号処理部52には、CDS(相関二重サンプリング)回路、AGC(オートゲインコントロール)回路及びクランプ回路(クランプ手段)等が備えられている。A/D変換部53は、信号処理部52から出力されたアナログのR,G,Bの画像信号を、前記タイミング制御回路51から出力されるタイミングパルスに基づいて、複数のビット(例えば12ビット)からなるデジタルの画像信号に変換するものである。   The signal processing unit 52 performs predetermined analog signal processing on the analog image signal output from the imaging sensor 30. The signal processing unit 52 includes a CDS (correlated double sampling) circuit, an AGC (auto gain control) circuit, a clamp circuit (clamp means), and the like. The A / D converter 53 converts the analog R, G, B image signal output from the signal processor 52 into a plurality of bits (for example, 12 bits) based on the timing pulse output from the timing control circuit 51. ) Is converted into a digital image signal.

画像処理部61は、AFE5から出力される画像データに所定の信号処理を行って画像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路611、ホワイトバランス制御回路612及びガンマ補正回路613等を備えて構成されている。なお、画像処理部61へ取り込まれた画像データは、撮像センサ30の読み出しに同期して画像メモリ614に一旦書き込まれ、以後この画像メモリ614に書き込まれた画像データにアクセスして、画像処理部61の各ブロックにおいて処理が行なわれる。   The image processing unit 61 performs predetermined signal processing on the image data output from the AFE 5 to create an image file, and includes a black level correction circuit 611, a white balance control circuit 612, a gamma correction circuit 613, and the like. Has been. The image data captured by the image processing unit 61 is temporarily written in the image memory 614 in synchronization with the reading of the image sensor 30, and thereafter, the image data written in the image memory 614 is accessed to access the image processing unit. Processing is performed in each of the 61 blocks.

黒レベル補正回路611は、A/D変換部53によりA/D変換されたR,G,Bの各デジタル画像信号の黒レベルを、基準の黒レベルに補正するものである。   The black level correction circuit 611 corrects the black level of each of the R, G, and B digital image signals A / D converted by the A / D conversion unit 53 to a reference black level.

ホワイトバランス制御回路612は、光源に応じた白の基準に基づいて、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分のデジタル信号のレベル変換(ホワイトバランス(WB)調整)を行うものである。すなわちホワイトバランス制御回路612は、メイン制御部62から与えられるWB調整データに基づき、撮影被写体において輝度や彩度データ等から本来白色であると推定される部分を特定し、その部分のR,G,Bそれぞれの色成分の平均と、G/R比及びG/B比とを求め、これをR,Bの補正ゲインとしてレベル補正する。   The white balance control circuit 612 performs level conversion (white balance (WB) adjustment) of the digital signal of each color component of R (red), G (green), and B (blue) based on the white reference corresponding to the light source. Is what you do. That is, the white balance control circuit 612 identifies a portion that is originally estimated to be white based on luminance, saturation data, and the like in the photographic subject based on the WB adjustment data provided from the main control unit 62, and R, G of that portion. , B, the average of the respective color components, the G / R ratio, and the G / B ratio are obtained, and the levels are corrected as R and B correction gains.

ガンマ補正回路613は、WB調整された画像データの階調特性を補正するものである。具体的にはガンマ補正回路613は、画像データのレベルを色成分毎に予め設定されたガンマ補正用テーブルを用いて非線形変換すると共にオフセット調整する。   The gamma correction circuit 613 corrects the gradation characteristics of the image data subjected to WB adjustment. Specifically, the gamma correction circuit 613 performs non-linear conversion and offset adjustment of the image data level using a gamma correction table set in advance for each color component.

画像メモリ614は、撮影モード時には、画像処理部61から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対しメイン制御部62により所定の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、メモリカード67から読み出した画像データを一時的に記憶する。   The image memory 614 temporarily stores the image data output from the image processing unit 61 in the photographing mode, and is also used as a work area for performing predetermined processing on the image data by the main control unit 62. It is. In the playback mode, the image data read from the memory card 67 is temporarily stored.

メイン制御部62は、図6に示すデジタルカメラ1内の各部の動作を制御するものであり、本実施形態においては、機能的に、AF/AE制御部621、振れ補正制御部622、電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623(第1制御手段)を有して構成されている。   The main control unit 62 controls the operation of each unit in the digital camera 1 shown in FIG. 6. In the present embodiment, the AF / AE control unit 621, the shake correction control unit 622, and the electronic focal unit are functionally functional. A plane shutter control unit 623 (first control means) is included.

AF/AE制御部621は、自動焦点制御(AF)及び自動露出制御(AE)のために必要な動作制御を行う。すなわち、AFのために、前記位相差AFモジュール42の出力信号を用いて位相差検出方式による焦点調節処理を行い、合焦制御信号(AF制御信号)を生成し、フォーカス駆動制御部41Aを介してAFアクチュエータ411を動作させ、フォーカスレンズ211の駆動を行わせる。また、AEのために、図略のAEセンサで検出された被写体の輝度情報等に基づいて、当該被写体における適正な露出量を求める演算を行う。   The AF / AE control unit 621 performs operation control necessary for automatic focus control (AF) and automatic exposure control (AE). That is, for the AF, the focus adjustment processing by the phase difference detection method is performed using the output signal of the phase difference AF module 42, the focus control signal (AF control signal) is generated, and the focus drive control unit 41A is used. Then, the AF actuator 411 is operated to drive the focus lens 211. In addition, for AE, a calculation for obtaining an appropriate exposure amount for the subject is performed based on luminance information of the subject detected by an AE sensor (not shown).

振れ補正制御部622は、手振れ補正モードが実行される場合において、前述の振れ検出センサ49からの振れ検出信号に基づいて振れ方向及び振れ量を算出し、算出された方向及び振れ量に基づき振れ補正制御信号を生成してCMOS駆動機構30Aに出力し、撮像センサ30を手振れが打ち消される方向にシフト駆動させるものである。   When the shake correction mode is executed, the shake correction control unit 622 calculates the shake direction and the shake amount based on the shake detection signal from the shake detection sensor 49 described above, and the shake correction control unit 622 calculates the shake based on the calculated direction and shake amount. A correction control signal is generated and output to the CMOS drive mechanism 30A, and the image sensor 30 is driven to shift in a direction in which camera shake is canceled.

電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623は、撮像センサ30の垂直走査回路37(図7参照)を介して、所定の状態情報に応じて所定のリセットタイミングを設定し、当該リセットタイミングにてリセット信号φVrを各画素ライン32a〜32cに順次供給し、撮像センサ30に先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタ動作を行わせる。この電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623の詳細については、図16に基づき後記で詳述する。   The electronic focal plane shutter control unit 623 sets a predetermined reset timing according to predetermined state information via the vertical scanning circuit 37 (see FIG. 7) of the image sensor 30, and outputs the reset signal φVr at the reset timing. The pixel lines 32a to 32c are sequentially supplied to cause the image sensor 30 to perform an electronic focal plane shutter operation as a front curtain. Details of the electronic focal plane shutter control unit 623 will be described later with reference to FIG.

フラッシュ回路63は、フラッシュ撮影モードにおいて、接続端子部106に接続されるフラッシュの発光量を、メイン制御部62により設定された所定の発光量に制御するものである。   The flash circuit 63 controls the light emission amount of the flash connected to the connection terminal unit 106 to a predetermined light emission amount set by the main control unit 62 in the flash photographing mode.

操作部64は、前述のモード設定ダイアル11、制御値設定ダイアル12、シャッターボタン13、設定ボタン群15、十字キー16、プッシュボタン17、メインスイッチ105等を含み、操作情報をメイン制御部62に入力するためのものである。   The operation unit 64 includes the mode setting dial 11, the control value setting dial 12, the shutter button 13, the setting button group 15, the cross key 16, the push button 17, the main switch 105, and the like, and the operation information is sent to the main control unit 62. It is for input.

VRAM65は、LCD14の画素数に対応した画像信号の記録容量を有し、メイン制御部62とLCD14との間のバッファメモリである。カードI/F66は、メモリカード67とメイン制御部62との間で信号の送受信を可能とするためのインターフェイスである。メモリカード67は、メイン制御部62で生成された画像データを保存するものである。通信用I/F68は、パーソナルコンピュータやその他外部機器に対する画像データ等の伝送を可能とするためのインターフェイスである。   The VRAM 65 has an image signal recording capacity corresponding to the number of pixels of the LCD 14 and is a buffer memory between the main control unit 62 and the LCD 14. The card I / F 66 is an interface for enabling transmission and reception of signals between the memory card 67 and the main control unit 62. The memory card 67 stores the image data generated by the main control unit 62. The communication I / F 68 is an interface for enabling transmission of image data and the like to a personal computer and other external devices.

電源回路69は、例えば定電圧回路等からなり、メイン制御部62等の制御部、撮像センサ30、その他の各種駆動部等、デジタルカメラ1全体を駆動させるための電圧(例えば5V)を生成する。なお、撮像センサ30への通電制御は、メイン制御部62から該電源回路69へ与えられる制御信号により行われる。電池69Bは、アルカリ乾電池等の一次電池や、ニッケル水素充電池等の二次電池からなり、デジタルカメラ1全体に電力を供給する電源である。   The power supply circuit 69 includes a constant voltage circuit, for example, and generates a voltage (for example, 5 V) for driving the entire digital camera 1 such as a control unit such as the main control unit 62, the image sensor 30, and other various driving units. . Note that energization control to the image sensor 30 is performed by a control signal supplied from the main control unit 62 to the power supply circuit 69. The battery 69B includes a primary battery such as an alkaline battery and a secondary battery such as a nickel metal hydride battery, and is a power source that supplies power to the entire digital camera 1.

フォーカス駆動制御部41Aは、メイン制御部62のAF/AE制御部621から与えられるAF制御信号に基づき、フォーカスレンズ211を合焦位置に移動させるために必要な、AFアクチュエータ411に対する駆動制御信号を生成するものである。   The focus drive control unit 41A generates a drive control signal for the AF actuator 411 necessary for moving the focus lens 211 to the in-focus position based on the AF control signal provided from the AF / AE control unit 621 of the main control unit 62. Is to be generated.

シャッタ駆動アクチュエータ43Mは、シャッターユニット43(図4に示す先幕群431及び後幕群432)の開閉駆動を行うアクチュエータである。シャッタ駆動制御部43A(第2制御手段)は、メイン制御部62から与えられる制御信号に基づき、前記シャッタ駆動アクチュエータ43Mに対する駆動制御信号を生成するものである。なお、後幕群432を駆動させる制御信号は、撮像センサ30における露光動作を終了させるための制御信号となる。   The shutter drive actuator 43M is an actuator that opens and closes the shutter unit 43 (the front curtain group 431 and the rear curtain group 432 shown in FIG. 4). The shutter drive control unit 43A (second control means) generates a drive control signal for the shutter drive actuator 43M based on a control signal given from the main control unit 62. The control signal for driving the rear curtain group 432 is a control signal for ending the exposure operation in the image sensor 30.

ミラー駆動アクチュエータ44Mは、前述のミラーボックス44に備えられているクイックリターンミラー441を、水平姿勢若しくは傾斜姿勢に回動させるアクチュエータである。ミラー駆動制御部44Aは、撮影動作のタイミングに合わせて、ミラー駆動アクチュエータ44Mを駆動させる駆動信号を生成するものである。   The mirror drive actuator 44M is an actuator that rotates the quick return mirror 441 provided in the above-described mirror box 44 to a horizontal posture or an inclined posture. The mirror drive control unit 44A generates a drive signal for driving the mirror drive actuator 44M in accordance with the timing of the photographing operation.

(シャッタ動作についての説明)
本実施形態に係るデジタルカメラ1では、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを使用し、後幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタを使用することで、CMOS型の撮像センサ30の露光動作を開始・終了させることが可能とされている。このようなシャッタ動作を行う場合に、下記[1]、[2]に示す特有の問題が発生する。この点につき、先ず説明する。
(Explanation about shutter operation)
In the digital camera 1 according to the present embodiment, the exposure operation of the CMOS image sensor 30 can be started and ended by using an electronic focal plane shutter as a front curtain and a mechanical focal plane shutter as a rear curtain. It is possible. When such a shutter operation is performed, the following specific problems [1] and [2] occur. This will be described first.

[1]高速SS時における露光ムラの問題
図9は、撮像センサ30とシャッターユニット43との配置関係を示す断面図である。一般に撮像センサ30は、図9に示すように、CMOSセンサチップ301が、収納凹部を有するホルダ302に収納され、CMOSセンサチップ301の受光面301a側に所定の空隙301gを設けて、カバーガラス303でホルダ302の開口面が封止される構成を備えている。また、撮像センサ30とシャッターユニット43との間には、一般に被写体光の高周波成分を除去してモアレを防ぐための光学的ローパスフィルタ304が介在される。この光学的ローパスフィルタ304としては、例えば所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により実現する位相型ローパスフィルタ等が用いられる。かかる構成において、被写体光は、シャッターユニット43の画枠43B、光学的ローパスフィルタ304、カバーガラス303及び空隙301gを通過してCMOSセンサチップ301の受光面301aに至るものである。
[1] Problem of exposure unevenness at high-speed SS FIG. 9 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the image sensor 30 and the shutter unit 43. In general, as shown in FIG. 9, in the image sensor 30, a CMOS sensor chip 301 is housed in a holder 302 having a housing recess, and a predetermined gap 301 g is provided on the light receiving surface 301 a side of the CMOS sensor chip 301. In this configuration, the opening surface of the holder 302 is sealed. In addition, an optical low-pass filter 304 is generally interposed between the image sensor 30 and the shutter unit 43 for removing high frequency components of the subject light and preventing moire. As this optical low-pass filter 304, for example, a birefringence low-pass filter made of quartz or the like whose predetermined crystal axis direction is adjusted, or a phase type that realizes a required optical cutoff frequency characteristic by a diffraction effect. A low pass filter or the like is used. In such a configuration, the subject light passes through the image frame 43B of the shutter unit 43, the optical low-pass filter 304, the cover glass 303, and the gap 301g and reaches the light receiving surface 301a of the CMOS sensor chip 301.

このような構成において、シャッターユニット43に備えられている幕体(先幕群431及び後幕群432)の幕速は、展開状態〜重ね状態において一定ではない。図10は、先幕及び後幕の双方とも、メカニカルフォーカルプレーンシャッタを使用した場合における幕速特性を示すグラフである。図10に示すように幕速は、画枠43Bの移動始端側から終端側にかけて、最初は遅く、徐々に加速され、終端側において最も早くなる。しかも、この幕速特性は、デジタルカメラ1の姿勢、温度、湿度、或いはシャッターユニット43の構成部品の経年劣化等によって変化する。   In such a configuration, the curtain speed of the curtain body (the front curtain group 431 and the rear curtain group 432) provided in the shutter unit 43 is not constant in the deployed state to the overlapped state. FIG. 10 is a graph showing curtain speed characteristics when the mechanical focal plane shutter is used for both the front curtain and the rear curtain. As shown in FIG. 10, the curtain speed is slow at the beginning and gradually accelerated from the moving start end side to the end side of the image frame 43B, and becomes the fastest at the end side. In addition, the curtain speed characteristics vary depending on the attitude, temperature, humidity, or aging of the components of the shutter unit 43, etc.

ここで、シャッタスピードが遅い場合(低速SS時)、図10において後幕(L)の特性で示すように、後幕は先幕よりも時間的にかなり遅れて動作が開始されるため、画枠43Bが全開になる時間帯Tzを含め露光時間Tm1は長くなり、先幕及び後幕の幕速特性の相違はさほど問題とはならない。これに対し、シャッタスピードが高速である場合(高速SS時)、図10において後幕(H)の特性で示すように、先幕が開放動作を行っている途中で後幕の動作が開始され、いわゆるスリット露光が行われるようになる。かかるスリット露光におけるスリット幅は、始端側(幕体の動き始め)では比較的狭いスリット幅w1であるが、幕体が加速する性質を有することから徐々に広くなり、中央では前記スリット幅w1よりも広いスリット幅w2となり、終端側ではさらに広いスリット幅w3となってゆく。しかし、スリット幅がw1〜w3と変化しても、その分幕速が加速されることから、撮像センサ30の受光面301aの全面が略同一の露光時間Tm2で露光される。   Here, when the shutter speed is low (at the time of low speed SS), as shown by the characteristic of the rear curtain (L) in FIG. The exposure time Tm1 including the time zone Tz in which the frame 43B is fully opened becomes longer, and the difference in curtain speed characteristics between the front curtain and the rear curtain is not a problem. On the other hand, when the shutter speed is high (during high-speed SS), as shown by the characteristic of the rear curtain (H) in FIG. 10, the operation of the rear curtain is started while the front curtain is performing the opening operation. In other words, so-called slit exposure is performed. The slit width in the slit exposure is a relatively narrow slit width w1 on the start end side (beginning of the movement of the curtain), but gradually becomes wider due to the property that the curtain accelerates, and in the center than the slit width w1. Becomes a wider slit width w2, and on the end side, the slit width w3 becomes wider. However, even if the slit width changes from w1 to w3, the curtain speed is accelerated, so that the entire surface of the light receiving surface 301a of the image sensor 30 is exposed with substantially the same exposure time Tm2.

このように先幕及び後幕の双方がメカニカルフォーカルプレーンシャッタである場合、両者の幕速特性は略同一であるため、互いの幕速特性を相殺する形となることから、高速SS時においても露光ムラは比較的生じにくい。しかし、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを使用する場合、幕速特性の相違により露光ムラが生じ易くなる。すなわち、電子フォーカルプレーンシャッタにおける幕速は、図8で説明したように、各画素ラインに順次リセット信号を与えるリセットタイミングに依存するが、このリセットタイミングに基づく先幕の幕速と、後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕速とが同じ幕速特性でないと、受光面301aの露光時間が部分的に異なるようになり、露光ムラが発生するようになる。かかる露光ムラは、低速SS時では許容誤差の範囲内であるが、高速SSになると画質に与える影響が顕在化する。   In this way, when both the front curtain and the rear curtain are mechanical focal plane shutters, the curtain speed characteristics of both are substantially the same, so that the curtain speed characteristics of each other are canceled out. Exposure unevenness is relatively unlikely to occur. However, when an electronic focal plane shutter is used as the front curtain, uneven exposure tends to occur due to the difference in curtain speed characteristics. That is, the curtain speed in the electronic focal plane shutter depends on the reset timing for sequentially applying a reset signal to each pixel line as described with reference to FIG. 8, but the curtain speed of the front curtain based on this reset timing, If the curtain speed of the mechanical focal plane shutter is not the same as the curtain speed, the exposure time of the light receiving surface 301a will be partially different, and exposure unevenness will occur. Such exposure unevenness is within the allowable error range at the low-speed SS, but the effect on the image quality becomes obvious at the high-speed SS.

[2]高速SS時の光束ケラレの問題
図9に示す構成において、シャッターユニット43が備える先幕群431及び後幕群432のみ、つまりメカニカルフォーカルプレーンシャッタのみで露出制御を行う場合、全露光時間Tmは次の(1)式で表される。
Tm=(W+ds/A)V ・・・(1)
但し、W:スリット幅
ds:受光面301aからスリット走行面までの平均距離
A:レンズのFno.(焦点距離f/レンズの有効口径D)
V:スリットの走行速度
[2] Problem of luminous flux vignetting at high-speed SS In the configuration shown in FIG. 9, when exposure control is performed only by the front curtain group 431 and the rear curtain group 432 provided in the shutter unit 43, that is, only the mechanical focal plane shutter, the total exposure time Tm is expressed by the following equation (1).
Tm = (W + ds / A) V (1)
W: Slit width
ds: average distance from the light receiving surface 301a to the slit traveling surface
A: Fno. (Focal length f / effective aperture D of lens)
V: Running speed of slit

ここで、先幕群431及び後幕群432が用いられる場合、上記dsは、図9に矢印x1で示すように、先幕群431及び後幕群432の中間位置から受光面301aまでの距離となる。一方、本実施形態のように先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを用い、後幕として後幕群432を用いる場合は、先幕の位置=受光面301aとなることから、上記dsは図9に矢印x2で示すように、受光面301aから後幕群432までの距離の1/2程度となる。このように、本実施形態ではdsを小さくすることができるのであるが、光学的ローパスフィルタ304が介在されていることも相俟って、先幕の位置(受光面301a)と後幕の位置(シャッターユニット43における後幕群432の配置位置)とが離間していることに起因して、高速SS時においてレンズのFno.や射出瞳位置によって光束のケラレが発生する。   Here, when the front curtain group 431 and the rear curtain group 432 are used, the ds is a distance from the intermediate position between the front curtain group 431 and the rear curtain group 432 to the light receiving surface 301a as shown by an arrow x1 in FIG. It becomes. On the other hand, when the electronic focal plane shutter is used as the front curtain and the rear curtain group 432 is used as the rear curtain as in the present embodiment, the position of the front curtain = the light receiving surface 301a. As indicated by x2, it is about ½ of the distance from the light receiving surface 301a to the rear curtain group 432. As described above, in this embodiment, ds can be reduced, but the position of the front curtain (light receiving surface 301a) and the position of the rear curtain are coupled with the optical low-pass filter 304 being interposed. (The arrangement position of the rear curtain group 432 in the shutter unit 43) is separated from the Fno. Depending on the position of the exit pupil, vignetting of the light flux occurs.

図11に示すように、いま、光軸AX上にレンズ群21及び撮像センサ30が配置され、射出瞳位置が図示の位置に設定されているものとする。この場合、図12に示すように、Fno.が小さいとき(例えばF2)、射出瞳径は大きくなる。この場合、当該射出瞳の最外周上端に位置する一つの点P1から像面へ向けて射出される光束op11〜op13について見ると、受光面301aの上端側へ向かう光束op11は光軸AXに対する傾斜角は比較的緩いが、中央へ向かう光束op12〜下端側へ向かう光束op13では、光軸AXに対する傾斜角が大きくなる。   As shown in FIG. 11, it is assumed that the lens group 21 and the imaging sensor 30 are now arranged on the optical axis AX, and the exit pupil position is set to the position shown in the drawing. In this case, as shown in FIG. Is small (for example, F2), the exit pupil diameter is large. In this case, when viewing the light beams op11 to op13 emitted toward the image plane from one point P1 located at the uppermost outer peripheral upper end of the exit pupil, the light beam op11 toward the upper end side of the light receiving surface 301a is inclined with respect to the optical axis AX. Although the angle is relatively gentle, the tilt angle with respect to the optical axis AX becomes large in the light beam op12 going to the center to the light beam op13 going to the lower end side.

これに対し、図13に示すように、Fno.が大きいとき(例えばF8)、射出瞳径は小さくなる。この場合、当該射出瞳の最外周上端に位置する一つの点P2から像面へ向けて射出される光束op21〜op23について見ると、射出瞳径が縮小されていることに伴い、受光面301aの上端側〜下端側へ向かういずれの光束op21〜op23も、光軸AXに対する傾斜角は比較的緩いものとなる。   On the other hand, as shown in FIG. Is large (for example, F8), the exit pupil diameter is small. In this case, when looking at the light beams op21 to op23 emitted from one point P2 positioned at the uppermost outer peripheral upper end of the exit pupil toward the image plane, the exit pupil diameter is reduced and the light receiving surface 301a Any of the light beams op21 to op23 heading from the upper end side to the lower end side has a relatively gentle inclination angle with respect to the optical axis AX.

そして、Fno.が小さいとき(図12)、図14に示すように、先幕と後幕との光学的位置が離間していることに起因して、受光面301aの端部において光束のケラレが発生する。図14において、後幕群432(後幕)と受光面301aにおける電子フォーカルプレーンシャッタによる先幕とで形成されるスリット幅を矢印wで示している。いま、後幕群432の幕体が符号Q1で示す位置に存在し、露光スリットが受光面301aの中央付近に差し掛かっている場合、点P1から受光面301aの中央に向かう光束op12は幕体で遮光されることなく受光面301aに至っている。しかしながら、後幕群432の幕体が符号Q2で示す位置に存在し、露光スリットが受光面301aの下端側付近に差し掛かると、点P1から受光面301aの下端側に向かう光束op13が幕体で遮光されてしまい、受光面301aに届かなくなる。このような光束のケラレにより、露光ムラが発生することになる。   And Fno. 14 is small (FIG. 12), as shown in FIG. 14, vignetting of the light flux occurs at the end of the light receiving surface 301a due to the optical positions of the front curtain and the rear curtain being separated. In FIG. 14, the width of the slit formed by the rear curtain group 432 (rear curtain) and the front curtain by the electronic focal plane shutter on the light receiving surface 301a is indicated by an arrow w. Now, when the curtain of the rear curtain group 432 exists at the position indicated by the symbol Q1, and the exposure slit is approaching the vicinity of the center of the light receiving surface 301a, the light beam op12 from the point P1 toward the center of the light receiving surface 301a is the curtain. It reaches the light receiving surface 301a without being shielded from light. However, when the curtain of the rear curtain group 432 is present at the position indicated by the symbol Q2, and the exposure slit approaches the lower end side of the light receiving surface 301a, the light beam op13 from the point P1 toward the lower end side of the light receiving surface 301a is the curtain body. Is blocked by light and cannot reach the light receiving surface 301a. Due to such vignetting of the light beam, uneven exposure occurs.

一方、Fno.が大きいとき(図12)、図15に示すように、上述のような光束のケラレは発生しにくくなる。すなわち、後幕群432の幕体が符号Q2で示す位置に存在している場合でも、点P2から受光面301aの下端側に向かう光束op23は、光軸AXに対する傾斜角が比較的緩いことから、幕体で遮光されない。以上の通り、高速SS時(スリット露光時)において、Fno.の大小によって、光束ケラレによる露光ムラが発生することがある。言うまでもなく、光束ケラレが発生するか否かは、光学的ローパスフィルタ304の厚さ等の固定的な要因のほか、射出瞳位置の遠近にも依存する。   On the other hand, Fno. Is large (FIG. 12), as shown in FIG. 15, the above-described vignetting of the light beam is less likely to occur. In other words, even when the curtain body of the rear curtain group 432 is present at the position indicated by the symbol Q2, the light beam op23 from the point P2 toward the lower end side of the light receiving surface 301a has a relatively gentle inclination angle with respect to the optical axis AX. , Not shielded by curtains. As described above, during high-speed SS (during slit exposure), Fno. Depending on the size, exposure unevenness due to vignetting may occur. Needless to say, whether or not the light beam vignetting occurs depends not only on fixed factors such as the thickness of the optical low-pass filter 304 but also on the perspective of the exit pupil position.

上記[1]、[2]の問題点に鑑みて、本実施形態に係るデジタルカメラ1では、電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623を設け、各画素ラインに対するリセットタイミングを制御することで、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を、露光ムラが発生しないような幕速に制御している。図16は、電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623の機能構成を示す機能ブロック図である。この電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623は、通信部624、状態情報取得部625、ROM626(記憶手段)及びリセットタイミング制御部627を備えて構成されている。   In view of the above problems [1] and [2], in the digital camera 1 according to the present embodiment, an electronic focal plane shutter control unit 623 is provided, and the reset timing for each pixel line is controlled, so The curtain speed of the electronic focal plane shutter is controlled so as not to cause uneven exposure. FIG. 16 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the electronic focal plane shutter control unit 623. The electronic focal plane shutter control unit 623 includes a communication unit 624, a state information acquisition unit 625, a ROM 626 (storage means), and a reset timing control unit 627.

通信部624は、撮影レンズ2(交換レンズ)のレンズ制御部26(通信部262)から、撮影レンズ2の交換時において、その焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報データを取得する。また撮影時において、撮影者により又はAF/AE制御により設定された焦点距離、絞り値等の状態情報データを取得する。これは、上記で説明した通り、光束ケラレが発生するか否かは、撮影光学系の焦点距離や射出瞳位置等に依存性があるため、露光ムラが発生しないリセットタイミングの設定には上記状態情報データの参照が必要となるからである。図17に、撮影レンズ2の交換時、撮影時に交信される状態情報データの一例を示しておく。なお、周辺光量落ちデータは、図22、図23に基づいて後述する周辺光量落ち補正の際に専ら用いられるデータである。   The communication unit 624 receives the focal length, exit pupil position, aperture value, focusing distance, and peripheral light amount state from the lens control unit 26 (communication unit 262) of the photographing lens 2 (exchange lens) when the photographing lens 2 is replaced. To obtain state information data. At the time of photographing, state information data such as a focal length and an aperture value set by the photographer or by AF / AE control is acquired. This is because, as described above, whether or not luminous vignetting occurs depends on the focal length of the imaging optical system, the exit pupil position, etc. This is because it is necessary to refer to the information data. FIG. 17 shows an example of state information data exchanged at the time of photographing when the photographing lens 2 is replaced. Note that the peripheral light amount drop data is data that is exclusively used in the correction of the peripheral light amount drop, which will be described later with reference to FIGS.

状態情報取得部625は、姿勢センサ491、温湿度センサ492及びフォトインタラプタ493から、それぞれデジタルカメラ1の姿勢に関する情報、内部温度及び湿度に関する情報、先幕群431の走行速度に関する情報を取得する。これは、後幕群432の幕速が、かかる要因に9l変動するため、リセットタイミングの設定に際して補正要因として参照するためである。また、状態情報取得部625は、前記通信部624から撮影レンズ2に関する上記状態情報を取得する。   The state information acquisition unit 625 acquires information on the attitude of the digital camera 1, information on the internal temperature and humidity, and information on the traveling speed of the front curtain group 431 from the attitude sensor 491, the temperature / humidity sensor 492, and the photo interrupter 493, respectively. This is because the curtain speed of the rear curtain group 432 fluctuates by 9 l due to such factors, and is therefore referred to as a correction factor when setting the reset timing. Further, the state information acquisition unit 625 acquires the state information regarding the photographing lens 2 from the communication unit 624.

ROM626は、上記の各種状態情報に対応付けたリセットタイミングの設定値を記憶する。具体的には、焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報に関連付けられたリセットタイミングの設定値、若しくはリセットタイミングの変化パターンを記憶する。これに加え、デジタルカメラ1の姿勢角度、温度及び湿度、後幕の幕速の変化に関連付けられたリセットタイミングの補正係数をルックアップテーブルとして記憶するものである。   The ROM 626 stores a reset timing setting value associated with the various state information. Specifically, a reset timing setting value or a reset timing change pattern associated with state information such as a focal length, an exit pupil position, an aperture value, a focusing distance, and a peripheral light amount state is stored. In addition to this, the correction coefficient of the reset timing associated with the change in the attitude angle, temperature and humidity of the digital camera 1, and the curtain speed of the trailing curtain is stored as a lookup table.

リセットタイミング制御部627は、状態情報取得部625から各種状態情報データを取得すると共に、該状態情報データとROM626に格納されているリセットタイミング設定値とを照合し、所定の演算を行うことで、撮像センサ30の各画素ラインにリセット信号を与えるリセットタイミングを設定する。すなわち、リセットタイミング制御部627は、図8に基づいて先に説明したように、電子フォーカルプレーンシャッタ動作を撮像センサ30に実行させるため、第1画素ライン32a〜第N画素ライン32Nに順次与えられるリセット信号φVrの、リセットタイミングを制御する。これにより、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を制御する。   The reset timing control unit 627 acquires various state information data from the state information acquisition unit 625, collates the state information data with the reset timing setting value stored in the ROM 626, and performs a predetermined calculation. A reset timing for applying a reset signal to each pixel line of the image sensor 30 is set. That is, as described above with reference to FIG. 8, the reset timing control unit 627 is sequentially applied to the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N in order to cause the imaging sensor 30 to perform the electronic focal plane shutter operation. Controls the reset timing of the reset signal φVr. Thereby, the curtain speed of the electronic focal plane shutter as the leading curtain is controlled.

図18は、かかるリセットタイミングの制御例を模式的に示すチャートである。ここでは、リセットパルス(リセット信号)の立ち上がり部の間隔で各画素ライン間のリセットタイミングが設定される例を示している。図18(a)は、各画素ライン間のリセットタイミングが一定とされている例を示している。この場合、先幕の幕速はリセットパルスの立ち上がり間隔に依存した一定速度となる。このようなリセットタイミングは、例えば低速SS時等に適用される。   FIG. 18 is a chart schematically showing an example of such reset timing control. Here, an example is shown in which the reset timing between the pixel lines is set at intervals of rising edges of the reset pulse (reset signal). FIG. 18A shows an example in which the reset timing between the pixel lines is constant. In this case, the curtain speed of the front curtain is a constant speed depending on the rising interval of the reset pulse. Such a reset timing is applied, for example, at a low-speed SS.

図18(b)は、各画素ライン間のリセットタイミングが、画枠始端側に位置する画素ラインからから終端側に位置する画素ラインに向けて徐々に短くなるように設定された例を示している。この場合、先幕の幕速は、画枠始端側から終端側に向けて徐々に加速されるようになる。また、図18(c)は、リセットタイミングが、複数の画素ライン群間において、画枠始端側から終端側に向けて徐々に短くなるように設定された例を示している。この場合、先幕の幕速は、画枠始端側から終端側に向けて段階的に加速されるようになる。図18(b)、(c)に示したようなリセットタイミングは、例えば高速SS時(スリット露光時)等に適用される。これにより、図10に示したメカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕速特性に、先幕の幕速特性を略合致させることができるようになる。因みに、図18(b)及び(c)に示したリセットタイミングを比較すると、より正確な制御を目指す場合は図18(b)のリセットタイミングが有利であり、制御の簡素化を目指す場合は図18(c)のリセットタイミングが有利である。   FIG. 18B shows an example in which the reset timing between the pixel lines is set so as to gradually become shorter from the pixel line located on the image frame start side toward the pixel line located on the end side. Yes. In this case, the curtain speed of the front curtain is gradually accelerated from the image frame start side toward the end side. FIG. 18C shows an example in which the reset timing is set so as to be gradually shortened from the image frame start side to the end side between a plurality of pixel line groups. In this case, the curtain speed of the front curtain is accelerated stepwise from the image frame start side to the end side. The reset timing as shown in FIGS. 18B and 18C is applied, for example, at high-speed SS (during slit exposure). Thus, the curtain speed characteristic of the front curtain can be substantially matched with the curtain speed characteristic of the mechanical focal plane shutter shown in FIG. Incidentally, when the reset timings shown in FIGS. 18B and 18C are compared, the reset timing of FIG. 18B is advantageous when more accurate control is aimed at, and the case of aiming at simplification of control is better. A reset timing of 18 (c) is advantageous.

このように、例えばシャッタスピードに応じてリセットタイミングを変更することで、上記[1]項で述べた、高速SS時における先幕と後幕との幕速の相違に起因する露光ムラの問題が解消できるようになる。また、上記[2]項で述べた、光束ケラレの問題も、射出瞳位置、シャッタスピード、絞り値等の状態情報に基づき、例えばケラレが発生しないように終端側における先幕の幕速が後幕の幕速に比べて十分早くなるようなリセットタイミングを設定することで解消することができる。   As described above, for example, by changing the reset timing in accordance with the shutter speed, the problem of uneven exposure due to the difference in curtain speed between the front curtain and the rear curtain at the time of high-speed SS described in the above item [1]. It can be solved. Further, the problem of the light beam vignetting described in the above item [2] is also based on the state information such as the exit pupil position, the shutter speed, and the aperture value. This can be resolved by setting a reset timing that is sufficiently faster than the curtain speed.

リセットタイミング制御部627は、少なくとも図18(a)に示すような一定のリセットタイミングの状態から、図18(b)又は(c)に示したような徐々にタイミングが短くなるリセットタイミングに二者択一的に変更できるものであれば良い。しかし、木目の細かいリセットタイミング制御が行えるよう、各画素ライン間のリセットタイミングを自在に変更(少なくとも所定の時間間隔とされた第1のリセットタイミングから、これとは異なる時間間隔とされた第2のリセットタイミングに変更)できるようにすることが望ましい。或いは、多数のリセットタイミング変化パターン(少なくとも所定の第1の変化パターンと、これとは異なる第2の変化パターン)を予め準備しておき、撮影状況等に応じて最適な変化パターンを選択することが望ましい。これにより、焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報に応じて最適なリセットタイミングが設定できるようになり、また、デジタルカメラ1の姿勢角度、温度及び湿度、後幕の幕速の変化に応じて、前記リセットタイミングを補正することが可能となり、より一層露光ムラの発生を抑止できるようになる。   The reset timing control unit 627 has at least two reset timings at which the timing gradually decreases as shown in FIG. 18B or FIG. 18C from a certain reset timing state as shown in FIG. Anything that can be changed alternatively is acceptable. However, the reset timing between the pixel lines can be freely changed so that fine reset timing control can be performed (at least from the first reset timing set to a predetermined time interval, a second time interval different from this is set. It is desirable to be able to change the reset timing. Alternatively, a large number of reset timing change patterns (at least a predetermined first change pattern and a different second change pattern) are prepared in advance, and an optimal change pattern is selected according to the shooting situation or the like. Is desirable. As a result, an optimum reset timing can be set according to state information such as a focal length, an exit pupil position, an aperture value, a focusing distance, and a peripheral light amount state, and the posture angle, temperature, and humidity of the digital camera 1 can be set. The reset timing can be corrected according to the change in the curtain speed of the trailing curtain, and the occurrence of uneven exposure can be further suppressed.

(デジタルカメラの動作の説明)
次に、本実施形態にかかるデジタルカメラ1による一連の撮像処理動作を、先に説明した図面を参照しながら説明する。図19は、全体的な撮像処理動作を示すフローチャートである。メインスイッチ105(図2参照)が投入され、デジタルカメラ1の電源がONとされると(ステップS1)、メイン制御部62(電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623)の通信部624(図6、図16参照)は、撮影レンズ2のレンズ制御部26と交信し、装着されている撮影レンズ2のレンズ情報を取得する(ステップS2)。
(Description of digital camera operation)
Next, a series of imaging processing operations by the digital camera 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings described above. FIG. 19 is a flowchart showing the overall imaging processing operation. When the main switch 105 (see FIG. 2) is turned on and the digital camera 1 is turned on (step S1), the communication unit 624 (FIG. 6, FIG. 6) of the main control unit 62 (electronic focal plane shutter control unit 623). 16) communicates with the lens control unit 26 of the taking lens 2 and acquires lens information of the attached taking lens 2 (step S2).

その後、メイン制御部62により、撮影レンズ2の交換が為されたか否かが確認される(ステップS3)。もし、レンズ交換がなされた場合(ステップS3でYES)、ステップS2と同様に交信を行ってレンズ情報を取得すると共に、取得されたレンズ情報にデータ更新する処理が行われる(ステップS4)。レンズ交換がなされない場合は(ステップS3でNO)、ステップS4はスキップされる。そして、ステップS2若しくはステップS4で取得されたレンズ情報に基づいて、焦点距離、絞り値等の設定が行われる(ステップS5)。ここでの設定は最終的なものではなく、撮影動作を行うに際してのデフォルト値的な設定であって、プログラム撮影が行われる場合は特に設定動作が行われない。   Thereafter, it is confirmed by the main control unit 62 whether or not the photographing lens 2 has been replaced (step S3). If the lens has been exchanged (YES in step S3), processing is performed in the same manner as in step S2 to acquire lens information and update the data to the acquired lens information (step S4). If the lens is not exchanged (NO in step S3), step S4 is skipped. Based on the lens information acquired in step S2 or step S4, the focal length, aperture value, etc. are set (step S5). The setting here is not final, and is a default value setting when performing a shooting operation, and no setting operation is particularly performed when program shooting is performed.

続いてメイン制御部62は、シャッターボタン13の半押し操作(S1:ON)が行われたか否かを判定し(ステップS6)、その半押し操作が行われていない場合には、該半押し操作が行われるまで待機する(ステッS6でNO)。そして、シャッターボタン13の半押し操作が行われると(ステップS6でYES)、メイン制御部62のAF/AE制御部621により、被写体の輝度に基づいたAE処理(シャッタスピード及び絞り値の決定)、位相差検出方式によるAF処理(合焦位置の決定)が実行される(ステップS7)。この際、振れ補正制御部622による振れ補正制御も実行される。そして、シャッターボタン13の全押し操作(S2:ON)が行われたか否かを判定し(ステップS8)、シャッターボタン13の全押し操作が行われていない場合には(ステップS8でNO)、ステップS7の処理に戻る。   Subsequently, the main control unit 62 determines whether or not the half-pressing operation (S1: ON) of the shutter button 13 has been performed (step S6). If the half-pressing operation has not been performed, the half-pressing operation is performed. Wait until the operation is performed (NO in step S6). When the shutter button 13 is half-pressed (YES in step S6), the AF / AE control unit 621 of the main control unit 62 performs AE processing (determination of shutter speed and aperture value) based on the luminance of the subject. Then, AF processing (determination of the in-focus position) by the phase difference detection method is executed (step S7). At this time, shake correction control by the shake correction control unit 622 is also executed. Then, it is determined whether or not the shutter button 13 is fully pressed (S2: ON) (step S8). If the shutter button 13 is not fully pressed (NO in step S8), The process returns to step S7.

一方、シャッターボタン13の全押し操作が行われると(ステップS8でYES)、メイン制御部62は、AE処理及びAF処理後の焦点距離、絞り値、合焦距離にデータを更新し(ステップS9)、さらに、そのレンズ状態に従ったパラメータを設定し、AE、AFを実行する(ステップS10)。ここで、前記焦点距離、絞り値、合焦距離等は、電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623の状態情報取得部625により、撮影時における状態情報データとして取得される。そして、リセットタイミング制御部627により、ROM626に格納されている情報を参照しつつ、電子フォーカルプレーンシャッタの幕速を決定付けるリセットタイミングの設定がなされる(ステップS11)。この際、姿勢センサ491、温湿度センサ492及びフォトインタラプタ493によるセンシング情報も参照され、前記リセットタイミングに所要の補正がなされる。   On the other hand, when the shutter button 13 is fully pressed (YES in step S8), the main control unit 62 updates the data to the focal length, aperture value, and focusing distance after the AE processing and AF processing (step S9). Further, parameters according to the lens state are set, and AE and AF are executed (step S10). Here, the focal length, aperture value, focus distance, and the like are acquired as state information data at the time of photographing by the state information acquisition unit 625 of the electronic focal plane shutter control unit 623. Then, the reset timing control unit 627 sets the reset timing for determining the curtain speed of the electronic focal plane shutter while referring to the information stored in the ROM 626 (step S11). At this time, sensing information by the attitude sensor 491, the temperature / humidity sensor 492, and the photo interrupter 493 is also referred to, and a necessary correction is made to the reset timing.

しかる後、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタ、及び後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタ(後幕群432)が順次動作され、撮像センサ30が露光される(シャッタ動作;ステップS12)。そして、タイミング制御回路51から与えられるタイミングパルスに従って画素信号が順次読み出され、AFE5に出力されて前記画素信号がデジタル信号に変換され、画像処理部61で前記デジタル信号に所定の画像処理が施された後、メモリカード67にその画像信号を記録させるという、一連の画像記録動作が実行される(ステップS13)。続いて、メイン制御部62は、次の撮影指示が与えられるか否かを確認し(ステップS14)、次の撮影が行われる場合は(ステップS14でYES)、ステップS3〜S13までの処理を繰り返し行わせる。一方、次の撮影が行われない場合は(ステップS14でNO)、所定時間経過後に電源をオートオフし(ステップS15)、処理を終了させる。   Thereafter, the electronic focal plane shutter as the front curtain and the mechanical focal plane shutter (rear curtain group 432) as the rear curtain are sequentially operated, and the image sensor 30 is exposed (shutter operation; step S12). Then, pixel signals are sequentially read out in accordance with timing pulses supplied from the timing control circuit 51 and output to the AFE 5 to convert the pixel signals into digital signals. The image processing unit 61 performs predetermined image processing on the digital signals. After that, a series of image recording operations for recording the image signal on the memory card 67 are executed (step S13). Subsequently, the main control unit 62 confirms whether or not the next shooting instruction is given (step S14). When the next shooting is performed (YES in step S14), the processing from step S3 to S13 is performed. Let it be repeated. On the other hand, if the next shooting is not performed (NO in step S14), the power is automatically turned off after a predetermined time has elapsed (step S15), and the process is terminated.

続いて、上記ステップS11の、電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623によるリセットタイミングの設定動作の一例(リセットタイミング設定1)について、図20に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図21は、リセットタイミング設定1によって設定される先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速変化パターン(=リセットタイミング変化パターン)71〜74を、後幕の幕速変化パターン70に対比付けて模式的に示す図である。図21において、縦軸はシャッターユニット43の画枠43Bにおける位置を示し、上端が幕体の移動始端側、下端が移動終端側に相当する。また、横軸は時間を示し、この横軸に対する傾きが大きいほど、幕速が早い部分を示している。幕速変化パターン70に付している時刻tsは幕体が画枠内において移動を開始する時刻であり、時刻teは移動が完了する時刻である。   Next, an example of reset timing setting operation (reset timing setting 1) by the electronic focal plane shutter control unit 623 in step S11 will be described based on the flowchart shown in FIG. 21 compares the curtain speed change patterns (= reset timing change patterns) 71 to 74 of the electronic focal plane shutter as the leading curtain set by the reset timing setting 1 with the curtain speed changing pattern 70 of the trailing curtain. FIG. In FIG. 21, the vertical axis indicates the position of the shutter unit 43 in the image frame 43B, with the upper end corresponding to the movement start end side and the lower end corresponding to the movement end side. The horizontal axis indicates time, and the greater the inclination with respect to the horizontal axis, the faster the curtain speed. The time ts given to the curtain speed change pattern 70 is the time when the curtain starts to move within the image frame, and the time te is the time when the movement is completed.

処理が開始されると、先ず射出瞳位置が確認される(ステップS21)。これは、先に図12〜図15で説明したように、射出瞳位置の遠近によって光束ケラレの発生状況が異なるからである。その後、AE制御、AF制御後の焦点距離、絞り値、合焦距離等から導かれるシャッタ速度が低速(低速SS)のカテゴリーであるか否かが判定される(ステップS22)。   When the process is started, the exit pupil position is first confirmed (step S21). This is because, as described above with reference to FIGS. 12 to 15, the state of occurrence of vignetting varies depending on the perspective of the exit pupil position. Thereafter, it is determined whether or not the shutter speed derived from the focal length, aperture value, focus distance, etc. after AE control and AF control is in the low speed (low speed SS) category (step S22).

低速SSである場合(ステップS22でYES)、先幕と後幕との幕速を厳格に同期させる必要がないことから、先幕として「電子シャッタ1」、すなわち幕速が始端側から終端側にかけて一定である幕速変化パターン71が選択される(ステップS23)。メカニカルフォーカルプレーンシャッタである後幕は、図21に示すように、前半部701が遅く、中間部(画枠中央部付近)702でだんだん早くなり、後半部703に至るに従い加速されるという幕速変化パターン70を有している。なお、図21では実際は前半部701と中間部702との間、中間部702と後半部703との間に折曲部が存在するように描いているが、これは先幕の幕速変化パターン71〜74との対比を容易とするためであり、実際は折曲部が存在しない加速曲線である。従って、「電子シャッタ1」が選択された場合、後幕の幕速変化パターン70と先幕の幕速変化パターン71とは同期しないこととなるが、低速SS時の長秒露光では露光ムラを生じるには至らない。   In the case of the low speed SS (YES in step S22), it is not necessary to strictly synchronize the curtain speeds of the front curtain and the rear curtain, so that "electronic shutter 1" as the front curtain, that is, the curtain speed is changed from the start side to the end side A curtain speed change pattern 71 that is constant is selected (step S23). As shown in FIG. 21, the rear curtain, which is a mechanical focal plane shutter, has a front speed 701 that is slow, gradually increases in the middle portion (near the center of the image frame) 702, and accelerates as the second half 703 is reached. A change pattern 70 is provided. In FIG. 21, it is drawn so that there is actually a bent part between the front half part 701 and the intermediate part 702, and between the intermediate part 702 and the rear half part 703. This is for facilitating the comparison with 71 to 74, and is actually an acceleration curve having no bent portion. Accordingly, when “electronic shutter 1” is selected, the curtain speed change pattern 70 of the rear curtain and the curtain speed change pattern 71 of the first curtain are not synchronized, but exposure unevenness is caused by long-second exposure at the low speed SS. It does not happen.

一方、低速SSでない場合(ステップS22でNO)、すなわち高速SSでスリット露光が行われるような場合、先幕と後幕の幕速を同期させる必要が生じる。この場合、先ず絞り値(Fno.)が所定値以上であるか否かが判定される(ステップS24)。これは、先幕位置と後幕位置とが光学的に離間していることに起因する光束ケラレの発生を、先のステップS21で取得した射出瞳位置を参照して予測するためである。   On the other hand, if it is not the low speed SS (NO in step S22), that is, if slit exposure is performed at the high speed SS, it is necessary to synchronize the curtain speeds of the front curtain and the rear curtain. In this case, it is first determined whether or not the aperture value (Fno.) Is greater than or equal to a predetermined value (step S24). This is because the occurrence of luminous flux vignetting caused by the optical separation between the front curtain position and the rear curtain position is predicted with reference to the exit pupil position acquired in the previous step S21.

絞り値が所定値以上(例えばFno.=F8)である場合(ステップS24でYES)、図15で説明したように光束ケラレが発生しないことから、後幕の幕速変化パターン70に同期させることだけが考慮された「電子シャッタ2」が選択される(ステップS25)。この「電子シャッタ2」の幕速変化パターン72は、その前半部721、中間部722及び後半部723とも、幕速変化パターン70の前半部701、中間部702及び後半部703と同一とされている。   When the aperture value is equal to or greater than a predetermined value (for example, Fno. = F8) (YES in step S24), the beam vignetting does not occur as described with reference to FIG. Only “electronic shutter 2” is selected (step S25). The curtain speed change pattern 72 of the “electronic shutter 2” is the same as the front half part 701, the intermediate part 702, and the latter half part 703 of the curtain speed change pattern 70 in the front half part 721, the intermediate part 722, and the latter half part 723. Yes.

一方、絞り値が所定値以下である場合(ステップS24でNO)、図14で説明したように光束ケラレが発生する可能性があり、スリット露光におけるスリット幅に応じて先幕の幕速を設定する必要があることから、スリット幅が所定値以上であるか否かが判定される(ステップS26)。スリット幅が比較的広い場合(ステップS26でYES)、「電子シャッタ3」が選択される(ステップS27)。この「電子シャッタ3」の幕速変化パターン73は、後幕の幕速変化パターン70よりも加速度が大きいものである。すなわち、前半部731の幕速は幕速変化パターン70の前半部701の幕速と略同一であるが、中間部732及び後半部733の幕速は、中間部702及び後半部703よりも早く設定されている。これにより画枠終端側において、後幕の幕体で光束が遮光される前に先幕を走行させてしまうことができ、光束ケラレを抑止できる。なお、スリット幅が相当広いものである場合は、「電子シャッタ2」を採用するようにしても良い。   On the other hand, when the aperture value is equal to or smaller than the predetermined value (NO in step S24), light beam vignetting may occur as described in FIG. 14, and the curtain speed of the front curtain is set according to the slit width in slit exposure. Therefore, it is determined whether or not the slit width is greater than or equal to a predetermined value (step S26). If the slit width is relatively wide (YES in step S26), “electronic shutter 3” is selected (step S27). The curtain speed change pattern 73 of the “electronic shutter 3” has a higher acceleration than the curtain speed change pattern 70 of the rear curtain. That is, the curtain speed of the first half portion 731 is substantially the same as the curtain speed of the first half portion 701 of the curtain speed change pattern 70, but the curtain speeds of the intermediate portion 732 and the second half portion 733 are faster than those of the intermediate portion 702 and the second half portion 703. Is set. As a result, on the image frame end side, the front curtain can be run before the light beam is shielded by the curtain body of the rear curtain, and vignetting can be suppressed. If the slit width is considerably wide, the “electronic shutter 2” may be adopted.

また、スリット幅が比較的狭い場合(ステップS26でNO)、より顕著に光束ケラレが発生する可能性があることから、幕速変化パターン70よりも一層加速度が大きい「電子シャッタ4」が選択される(ステップS28)。この「電子シャッタ4」の幕速変化パターン74は、前半部741の幕速は幕速変化パターン70の前半部701の幕速と略同一であるが、中間部742及び後半部743の幕速は、中間部702及び後半部703よりも一層早く、しかも加速タイミングも早く設定されている。これにより、スリット幅が狭い場合であっても、確実に光束ケラレを抑止できるようになる。   Further, when the slit width is relatively narrow (NO in step S26), there is a possibility that the light beam vignetting may occur more remarkably. Therefore, “electronic shutter 4” having a higher acceleration than the curtain speed change pattern 70 is selected. (Step S28). In the curtain speed change pattern 74 of the “electronic shutter 4”, the curtain speed of the first half portion 741 is substantially the same as the curtain speed of the first half portion 701 of the curtain speed change pattern 70, but the curtain speed of the intermediate portion 742 and the second half portion 743. Is set earlier than the intermediate part 702 and the latter half part 703, and the acceleration timing is set earlier. As a result, even when the slit width is narrow, it is possible to reliably suppress vignetting.

以上説明した電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623の機能を利用して、レンズ群21の周辺光量落ちを是正することもできる。図22は、電子フォーカルプレーンシャッタ制御部623を周辺光量落ち対策として用いる場合(リセットタイミング設定2)の動作を示すフローチャートである。また図23は、図21と同様に、リセットタイミング設定2によって設定される先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速変化パターン75〜77を、後幕の幕速変化パターン70に対比付けて模式的に示す図である。   By using the function of the electronic focal plane shutter control unit 623 described above, it is possible to correct the peripheral light amount drop of the lens group 21. FIG. 22 is a flowchart showing an operation in the case where the electronic focal plane shutter control unit 623 is used as a measure against a decrease in peripheral light amount (reset timing setting 2). Similarly to FIG. 21, FIG. 23 is a schematic diagram comparing the curtain speed change patterns 75 to 77 of the electronic focal plane shutter as the leading curtain set by the reset timing setting 2 with the curtain speed changing pattern 70 of the trailing curtain. FIG.

処理が開始されると、先ず撮影レンズのレンズ状態(装着されている撮影レンズ2の周辺光量落ちデータ等)が確認される(ステップS31)。これは、レンズによって周辺光量落ちの度合いが異なるからである。そして、確認されたレンズ状態においてFno.が「小」のカテゴリー(F2程度)に属するか否かが判定され(ステップS32)、「小」のカテゴリーである場合(ステップS32でYES)、被写体像は明るいものの、画像中央部と周辺部とで光量差(周辺部が比較的暗い)が生じ易くなる。従って、この場合は周辺光量レベル「低」と判定され(ステップS33)、「電子シャッタ5」が選択される(ステップS34)。   When the process is started, first the lens state of the photographic lens (peripheral light amount drop data of the photographic lens 2 attached, etc.) is confirmed (step S31). This is because the degree of the peripheral light amount drop varies depending on the lens. In the confirmed lens state, Fno. Is in the “small” category (about F2) (step S32). If it is in the “small” category (YES in step S32), the subject image is bright, but the center and peripheral portions of the image are bright. Therefore, a light quantity difference (peripheral part is relatively dark) is likely to occur. Accordingly, in this case, it is determined that the peripheral light amount level is “low” (step S33), and “electronic shutter 5” is selected (step S34).

この「電子シャッタ5」の幕速変化パターン75は、その前半部751の幕速が、幕速変化パターン70の前半部701の幕速よりも遅いものとされている。ここでの「遅い」とは、後幕の移動開始時刻tsを基準とした場合に、先幕と後幕とを同期移動させる場合に比べて早い時刻から先幕の移動を開始させるという意味である。これにより、画枠始端側における撮像センサ30の露光時間を長く確保することができ、当該部分の光量落ちを補正することができる。そして、幕速変化パターン75の中間部752の幕速は、中間部702と略同速されているが、後半部753の幕速は後半部703よりも早いものとされている。これも、画枠終端側における撮像センサ30の露光時間を長く確保するためである。以上のように、かかる幕速変化パターン75を採用することで、撮像センサ30の周辺部に対する露光時間を長く確保でき、周辺光量落ちを抑止することができる。   In the curtain speed change pattern 75 of the “electronic shutter 5”, the curtain speed of the first half 751 is slower than the curtain speed of the first half 701 of the curtain speed change pattern 70. Here, “slow” means that the movement of the front curtain is started at an earlier time than when the front curtain and the rear curtain are moved synchronously when the movement start time ts of the rear curtain is used as a reference. is there. Thereby, it is possible to ensure a long exposure time of the image sensor 30 on the image frame start end side, and it is possible to correct a light amount drop in the portion. The curtain speed of the intermediate portion 752 of the curtain speed change pattern 75 is substantially the same as that of the intermediate portion 702, but the curtain speed of the latter half 753 is faster than that of the latter half 703. This is also for ensuring a long exposure time of the image sensor 30 on the image frame end side. As described above, by adopting such a curtain speed change pattern 75, it is possible to secure a long exposure time for the peripheral portion of the image sensor 30, and to suppress a decrease in peripheral light amount.

一方、Fno.が「小」のカテゴリーに属さない場合(ステップS32でNO)、続いてFno.が「中」のカテゴリー(F5程度)に属するか否かが判定される(ステップS35)。「中」のカテゴリーである場合(ステップS35でYES)、若干の周辺光量落ちが生じ得ることから、この場合は周辺光量レベル「中」と判定され(ステップS36)、「電子シャッタ6」が選択される(ステップS37)。   On the other hand, Fno. Does not belong to the “small” category (NO in step S32), then Fno. Is in the “medium” category (about F5) (step S35). If the category is “medium” (YES in step S35), a slight drop in peripheral light amount may occur. In this case, the peripheral light amount level is determined as “medium” (step S36), and “electronic shutter 6” is selected. (Step S37).

この「電子シャッタ6」の幕速変化パターン76も、その前半部761の幕速が、幕速変化パターン70の前半部701の幕速よりも遅いものとされている。但し、幕速変化パターン75の前半部751と比較すると、これよりは早い幕速とされている。これは、周辺光量落ちの程度が、周辺光量レベル「中」のときは比較的少ないからである。そして、幕速変化パターン76の中間部762の幕速は、中間部702と略同速されているが、後半部763の幕速は後半部703よりも早いものとされている。但し、この後半部763の幕速は、幕速変化パターン75の後半部753よりは遅く設定されている。   The curtain speed change pattern 76 of the “electronic shutter 6” is also set so that the curtain speed of the first half 761 is slower than the curtain speed of the first half 701 of the curtain speed change pattern 70. However, the curtain speed is faster than the first half 751 of the curtain speed change pattern 75. This is because the amount of decrease in the peripheral light amount is relatively small when the peripheral light amount level is “medium”. The curtain speed of the intermediate part 762 of the curtain speed change pattern 76 is substantially the same as that of the intermediate part 702, but the curtain speed of the latter half part 763 is faster than that of the latter half part 703. However, the curtain speed of the latter half 763 is set slower than the latter half 753 of the curtain speed change pattern 75.

これに対し、Fno.が「中」のカテゴリーに属さない場合(ステップS35でNO)、周辺光量落ちは殆ど生じないことから、周辺光量レベル「高」と判定され(ステップS38)、「電子シャッタ7」が選択される(ステップS39)。この「電子シャッタ7」の幕速変化パターン77は、その前半部771、中間部772及び後半部773とも、幕速変化パターン70の前半部701、中間部702及び後半部703と同一とされている。これは、事実上周辺光量落ちを考慮しなくとも良いからである。   In contrast, Fno. Does not belong to the “medium” category (NO in step S35), the peripheral light amount drop hardly occurs, so it is determined that the peripheral light amount level is “high” (step S38), and “electronic shutter 7” is selected. (Step S39). The curtain speed change pattern 77 of the “electronic shutter 7” is the same as the front half part 701, the intermediate part 702 and the latter half part 703 of the curtain speed change pattern 70 in the first half part 771, the intermediate part 772 and the second half part 773. Yes. This is because it is practically not necessary to consider a decrease in peripheral light amount.

以上、本発明の実施態様につき説明したが、かかる実施形態は本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各種構成の追加、変更を伴うことが可能である。例えば、次のような変形実施態様を取ることができる。   The embodiments of the present invention have been described above. However, such embodiments can be accompanied by additions and changes of various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modified embodiments can be taken.

(1)上記実施形態では、図5において、一つの垂直走査回路37と一つの水平走査回路38が備えられたCMOS型の撮像センサ30を例示したが、垂直走査回路37及び水平走査回路38を複数備える分割フィールド読み出し方式のCMOSセンサを用いるようにしても良い。この場合、例えば幕体の移動方向に沿ったフィールド分割ラインを有しているときは、同じライン上に並ぶ分割フィールドの各画素ラインに対して、同期したリセットタイミングで各々リセット信号を与えるようにすれば良い。 (1) In the above embodiment, the CMOS type image sensor 30 provided with one vertical scanning circuit 37 and one horizontal scanning circuit 38 is illustrated in FIG. 5, but the vertical scanning circuit 37 and the horizontal scanning circuit 38 are replaced with each other. A plurality of divided field readout type CMOS sensors may be used. In this case, for example, when there are field division lines along the moving direction of the curtain, a reset signal is given to each pixel line of the division field aligned on the same line at a synchronized reset timing. Just do it.

(2)後幕の先幕に対するシンクロタイミングの取り方は任意であるが、例えばシャッタ駆動制御部43Aにおいて、メイン制御部62を介してタイミング制御回路51で生成されたリセット信号に関する情報(例えばパルスカウント数)を取得して、かかる情報に基づき後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタの駆動開始タイミングを設定することができる。 (2) Although the method of taking the sync timing for the front curtain of the rear curtain is arbitrary, for example, in the shutter drive control unit 43A, information on the reset signal generated by the timing control circuit 51 via the main control unit 62 (for example, pulse Count number) is obtained, and the drive start timing of the mechanical focal plane shutter as the rear curtain can be set based on such information.

(3)上記実施形態では、本発明の撮像装置の例としてデジタルカメラ1を例示して説明したが、CMOS撮像センサを用いたデジタルビデオカメラ、撮像部を備えたセンシング装置等にも適用することができる。 (3) In the above embodiment, the digital camera 1 has been described as an example of the imaging device of the present invention. However, the present invention is also applicable to a digital video camera using a CMOS imaging sensor, a sensing device including an imaging unit, and the like. Can do.

本発明に係る撮像ユニットが組み込まれたデジタルカメラ(撮像装置)の正面外観図である。1 is a front external view of a digital camera (imaging device) incorporating an imaging unit according to the present invention. 図1に示すデジタルカメラの背面図である。It is a rear view of the digital camera shown in FIG. デジタルカメラの内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of a digital camera. シャッターユニットの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of a shutter unit. シャッターユニットに対するフォトインタラプタ(速度検出センサ)の配置状況の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the arrangement | positioning condition of the photo interrupter (speed detection sensor) with respect to a shutter unit. カメラ本体に撮影レンズが装着された状態でのデジタルカメラ全体の電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of the whole digital camera in the state in which the photographic lens was attached to the camera body. 撮像センサの回路構成を概略的に示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows roughly the circuit structure of an imaging sensor. 電子フォーカルプレーンシャッタ動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an electronic focal plane shutter operation | movement. 撮像センサとシャッターユニットとの配置関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the arrangement | positioning relationship between an imaging sensor and a shutter unit. 先幕及び後幕の双方とも、メカニカルフォーカルプレーンシャッタを使用した場合における幕速特性を示すグラフである。Both the front curtain and the rear curtain are graphs showing curtain speed characteristics when a mechanical focal plane shutter is used. 射出瞳位置と撮像センサ及びシャッターユニットとの関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the relationship between an exit pupil position, an imaging sensor, and a shutter unit. 撮像センサへの光束の入射状況を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the incident condition of the light beam to an image sensor. 撮像センサへの光束の入射状況を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the incident condition of the light beam to an image sensor. 撮像センサへの光束の入射状況を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the incident condition of the light beam to an image sensor. 撮像センサへの光束の入射状況を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the incident condition of the light beam to an image sensor. 電子フォーカルプレーンシャッタ制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the function structure of an electronic focal plane shutter control part. 撮影レンズの交換時、撮影時に交信される状態情報データの一例を示す表形式の図である。It is a figure of a table | surface form which shows an example of the status information data communicated at the time of imaging | photography at the time of exchange of a photographic lens. リセットタイミングの制御例を模式的に示すチャートである。5 is a chart schematically showing an example of reset timing control. 全体的な撮像処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the whole imaging process operation. リセットタイミングの設定動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the setting operation | movement of a reset timing. 図20のリセットタイミング設定動作による先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速変化パターンを、後幕の幕速変化パターンに対比付けて模式的に示す図である。FIG. 21 is a diagram schematically showing the curtain speed change pattern of the electronic focal plane shutter as the front curtain by the reset timing setting operation of FIG. 20 in comparison with the curtain speed change pattern of the rear curtain. リセットタイミングの設定動作の一例(周辺光量落ち対策)を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing an example of reset timing setting operation (peripheral light amount drop countermeasures). 図22のリセットタイミング設定動作による先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速変化パターンを、後幕の幕速変化パターンに対比付けて模式的に示す図である。FIG. 23 is a diagram schematically showing a curtain speed change pattern of an electronic focal plane shutter as a front curtain by the reset timing setting operation of FIG. 22 in comparison with a curtain speed change pattern of a rear curtain.

符号の説明Explanation of symbols

1 デジタルカメラ(撮像ユニット、撮像装置)
2 撮影レンズ(交換可能な撮影レンズ)
26 レンズ制御部
261 メモリ部
30 撮像センサ(撮像素子)
31(31a−1〜31d−3) 画素
32(32a〜32c) 画素ライン
43 シャッターユニット(メカニカルフォーカルプレーンシャッタ)
43A シャッタ駆動制御部(第2制御手段)
43B 画枠
431 先幕群(幕体)
432 後幕群(幕体)
491 姿勢センサ
492 温湿度センサ
493 フォトインタラプタ(速度検出センサ)
5 AFE
51 タイミング制御回路
61 画像処理部
62 メイン制御部
623 電子フォーカルプレーンシャッタ制御部(第1制御手段)
624 通信部
625 状態情報取得部
626 ROM(記憶手段)
627 リセットタイミング制御部
1 Digital camera (imaging unit, imaging device)
2 Photo lens (interchangeable photo lens)
26 Lens control unit 261 Memory unit 30 Imaging sensor (imaging device)
31 (31a-1 to 31d-3) Pixel 32 (32a to 32c) Pixel line 43 Shutter unit (mechanical focal plane shutter)
43A Shutter drive controller (second control means)
43B Image frame 431 Front curtain group (curtain body)
432 Rear curtain group
491 Attitude sensor 492 Temperature / humidity sensor 493 Photo interrupter (speed detection sensor)
5 AFE
51 Timing Control Circuit 61 Image Processing Unit 62 Main Control Unit 623 Electronic Focal Plane Shutter Control Unit (First Control Unit)
624 Communication unit 625 Status information acquisition unit 626 ROM (storage means)
627 Reset timing control unit

Claims (13)

マトリクス状に配列された複数の画素を有するCMOS型の撮像素子と、
前記撮像素子の所定の画素ラインと略直交する方向に移動する幕体を備え、前記撮像素子に導かれる光の遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタと、
前記撮像素子の各画素にリセット動作を行わせるリセット信号を与える制御を行う第1制御手段と、
前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕体の移動動作を制御する第2制御手段とを備え、
前記第1制御手段は、前記撮像素子における露光動作を開始させるべく各画素に前記リセット信号を与えるものであり、前記第2制御手段は、前記撮像素子における露光動作を終了させるべく前記幕体を移動させる制御を行うものであって、
前記第1制御手段は、前記画素ライン単位で前記リセット信号を各画素に与えることが可能とされていると共に、前記リセット信号を各画素ラインに順次供給するリセットタイミングを、所定の画素ライン間で変化させることが可能とされていることを特徴とする撮像ユニット。
A CMOS-type imaging device having a plurality of pixels arranged in a matrix;
A mechanical focal plane shutter that includes a curtain that moves in a direction substantially orthogonal to a predetermined pixel line of the image sensor, and that performs a blocking operation of light guided to the image sensor;
First control means for performing control to give a reset signal for causing each pixel of the image sensor to perform a reset operation;
Second control means for controlling the movement of the curtain of the mechanical focal plane shutter;
The first control means gives the reset signal to each pixel to start an exposure operation in the image sensor, and the second control means moves the curtain to end the exposure operation in the image sensor. Control to move,
The first control means is capable of supplying the reset signal to each pixel in units of the pixel line, and reset timing for sequentially supplying the reset signal to each pixel line between predetermined pixel lines. An imaging unit characterized in that it can be changed.
前記第1制御手段は、前記幕体の前記移動方向の始端側に位置する画素ラインから順次前記移動方向の終端側に位置する画素ラインに向けて、それぞれの画素ラインが備える各画素にリセット動作を行わせるものであって、
1つの画素ライン間又は複数の画素ライン群間の前記リセットタイミングが、徐々に短くなるよう変化させることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
The first control means performs a reset operation on each pixel included in each pixel line from a pixel line located on the start end side in the moving direction of the curtain toward a pixel line located on the end side in the moving direction. That
The imaging unit according to claim 1, wherein the reset timing between one pixel line or a plurality of pixel line groups is changed to be gradually shortened.
前記第1制御手段は、所定の画素ライン間のリセットタイミングについて、少なくとも所定の時間間隔とされた第1のリセットタイミングから、この第1のリセットタイミングとは異なる時間間隔とされた第2のリセットタイミングに変更することが可能とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像ユニット。   The first control means sets a second reset at a time interval different from the first reset timing from a first reset timing at a predetermined time interval as a reset timing between the predetermined pixel lines. The imaging unit according to claim 1, wherein the imaging unit can be changed to timing. 前記第1制御手段は、前記幕体の前記移動方向の始端側に位置する画素ラインから前記移動方向の終端側に位置する画素ラインに向けての前記リセットタイミングの変化パターンを、所定の第1の変化パターンから、これとは異なる第2の変化パターンに変更することが可能とされていることを特徴とする請求項3に記載の撮像ユニット。   The first control means generates a predetermined change pattern of the reset timing from a pixel line located on the start side in the moving direction of the curtain toward a pixel line located on the end side in the moving direction. The imaging unit according to claim 3, wherein the change pattern can be changed to a second change pattern different from the change pattern. 前記第1制御手段は、設定されたシャッタ速度に応じて前記リセットタイミングを変更させることを特徴とする請求項3又は4に記載の撮像ユニット。   The imaging unit according to claim 3 or 4, wherein the first control unit changes the reset timing according to a set shutter speed. 被写体光を前記撮像素子に導く撮像光学系を形成する撮影レンズを有し、
前記第1制御手段は、前記撮影レンズの撮影時における状態情報を取得し、該状態情報に基づいて前記リセットタイミングを変更させることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の撮像ユニット。
A photographing lens that forms an imaging optical system that guides subject light to the imaging device;
6. The imaging unit according to claim 3, wherein the first control unit acquires state information at the time of photographing of the photographing lens, and changes the reset timing based on the state information. .
前記撮影レンズが交換可能な撮影レンズであり、該撮影レンズが備えるメモリ部に所定の状態情報が記憶されている場合において、
前記第1制御手段は、前記撮影レンズのメモリ部から前記状態情報を読み出すことで、前記リセットタイミングを変更させるための状態情報を取得することを特徴とする請求項6に記載の撮像ユニット。
In the case where the photographing lens is a replaceable photographing lens, and predetermined state information is stored in a memory unit included in the photographing lens,
The imaging unit according to claim 6, wherein the first control unit acquires state information for changing the reset timing by reading the state information from a memory unit of the photographing lens.
前記状態情報は、焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態から選ばれる1又は複数の情報を含む状態情報であることを特徴とする請求項6又は7に記載の撮像ユニット。   The imaging according to claim 6 or 7, wherein the state information is state information including one or more pieces of information selected from a focal length, an exit pupil position, an aperture value, a focusing distance, and a peripheral light amount state. unit. 前記状態情報に対応付けてリセットタイミングの設定値を記憶する記憶手段を備え、
前記第1制御手段は、取得された状態情報に応じた前記リセットタイミングの設定値を前記記憶手段から読み出して、前記リセットタイミングを変更させることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の撮像ユニット。
Storage means for storing a reset timing setting value in association with the state information;
The said 1st control means reads the setting value of the said reset timing according to the acquired state information from the said memory | storage means, The said reset timing is changed, The one in any one of Claims 6-8 characterized by the above-mentioned. Imaging unit.
前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタの動作状態に関連する所定のパラメータを検知する検知手段を備え、
前記第1制御手段は、前記検知手段により検知された検知情報に基づいて、前記リセットタイミングを変更させることを特徴とする請求項3〜9のいずれかに記載の撮像ユニット。
Detecting means for detecting a predetermined parameter related to the operating state of the mechanical focal plane shutter;
The imaging unit according to claim 3, wherein the first control unit changes the reset timing based on detection information detected by the detection unit.
前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタが、先幕と後幕とを有し、これら先幕及び後幕が備える幕体の移動動作が前記第2制御手段により制御されるよう構成されている場合において、
前記先幕が備える幕体の走行速度を検出する速度検出センサを具備することを特徴とする請求項10に記載の撮像ユニット。
In the case where the mechanical focal plane shutter has a front curtain and a rear curtain, and the movement operation of the curtain body provided in the front curtain and the rear curtain is controlled by the second control means,
The imaging unit according to claim 10, further comprising a speed detection sensor that detects a traveling speed of a curtain included in the front curtain.
前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタが、前記第2制御手段により制御される幕体のみで構成されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の撮像ユニット。   The imaging unit according to claim 1, wherein the mechanical focal plane shutter is configured only by a curtain controlled by the second control unit. 請求項1〜12のいずれかに記載の撮像ユニットと、該撮像ユニットの駆動制御を行う駆動制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。   An image pickup apparatus comprising: the image pickup unit according to any one of claims 1 to 12; and drive control means for performing drive control of the image pickup unit.
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