JP2009089330A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子先幕とメカ後幕を用いて撮影動作を行う撮像装置において、
メカシャッターの部品精度不良や組立時の製造誤差などでメカ後幕スリット形成羽根と電子シャッターの走査方向が略平行に走査されない。そのため、横方向に露出ムラが発生し撮影時に露出ムラが発生する。
【解決手段】 メカ後幕スリット形成羽根と電子シャッターの走査方向が略平行になるように、メカ後幕スリット形成羽根の傾き調整を行う調整機構を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、メカニカルシャッターおよび電子シャッターを併用して撮像動作を行う撮像装置に関するものである。

一眼レフタイプのデジタルカメラには、フォーカルプレンシャッター（以下、メカニカルシャッターと称す）と電子シャッターを併用して撮像動作を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。このシャッターは後幕をメカニカルシャッターで構成し、後幕の走行に先行して、撮像素子の画素のリセット走査を行う電子シャッターとにより、撮影を行う物である。この撮像素子の電荷蓄積開始走査（以下、リセット走査と称す）は、後幕のメカニカルシャッターの走行特性に合わせた、走査パターンとなっている。
特開平１１−４１５２３号公報（段落番号００４４〜００５０、図１〜図３等）

一眼レフタイプのデジタルカメラのフォーカルプレンシャッターと電子シャッターを併用して撮像動作を行うものにおいて、シャッター構成を後幕にメカニカルシャッターを配置し、後幕の走行に先行して、撮像素子の画素のリセット走査を行う電子シャッターとの組合せで撮影を行う。この撮像素子の電荷蓄積開始走査（以下、リセット走査と称す）は、後幕のメカニカルシャッターの走行特性に合わせた、走査パターンとなる場合が多い。

このようなシャッター構成の一眼レフタイプのデジタルカメラでは、電子シャッターは撮像素子の画素を用いるためメカシャッターより高精度で走査方向にメカシャッターと同等な幕走行制御となる電荷蓄積走査制御を行うことが可能である。これに対してメカシャッターは複数のメカ部品により構成されているために勘合ガタやカメラ本体の姿勢などの本来の設計に相反した微少な駆動をすることがある。特にメカシャッターの後幕羽根は姿勢、温度などの環境変化で駆動誤差を起こしやすくなる。このため、メカ後幕シャッター駆動時に後幕スリット形成羽根が姿勢の変化毎に異なる走行状態で走行するため露出ムラが発生する。

本発明の撮像装置は、受光した光を電荷として蓄積する撮像素子と、該撮像素子を遮光するように走行するシャッター手段と、該シャッター手段の走行に先行して、該撮像素子の行ごとに順次、電荷蓄積開始走査を行う走査手段を有する、電子先幕、メカ後幕シャッターを備え、メカ後幕シャッターを撮影者が本撮影を行なう前に空撮影を行ないシャッターの走行を検出を行い適正範囲で撮影が行なえるようにシャッター走行補正をおこなう。

シャッター走行の補正をおこなうことで、電子先幕の電荷蓄積走査と同一の走査を行うのでメカシャッターの走行不良による露出ムラを未然に防ぐことが可能である。

本発明によれば、姿勢によるシャッター走行の不安定な状態おいても、本撮影前に自動的にメカシャッターの後幕羽根を走行させて走行検出を行い、その結果を基に走行補正をおこうために常に安定した後幕羽根走行を実現できる。これにより、電子シャッターの先幕と相互の取れた安定したメカ後幕走行を行うので、露出ムラの無い適正画像の撮影可能となる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

本発明の実施例１であるカメラシステムの構成について、図１を用いて説明する。本実施例のカメラシステムは、カメラ本体１００と、カメラ本体１００に装着される交換レンズ１０１とを有している。まず、カメラ本体１００内の構成について説明する。

カメラシステムが非撮影状態（図１に示す状態）にある場合において、撮影レンズ１１４を通過した被写体光束のうち一部の光束は、撮影光路内に位置するミラー部材１０２で反射してファインダ光学系１０３に導かれる。これにより、撮影者は、ファインダ光学系１０３を介して被写体像を観察することができる。カメラシステムが非撮影状態から撮影状態に移行すると、ミラー部材１０２が撮影光路から退避することで、撮影レンズ１１４からの被写体光束は、ＣＭＯＳセンサである撮像素子１０４側に向かう。ここで、撮像素子１０４に対して物体側には、フォーカルプレンシャッター（以下、メカニカルシャッター）１０５が配置されており、メカニカルシャッター１０５は、複数の遮光羽根で構成されるメカ後幕を有している。ここで、カメラＣＰＵ１１３は、シャッター駆動回路１０６を介してメカニカルシャッター１０５の駆動を制御する。また、撮像素子１０４には、パルス発生回路１０７から走査クロックや所定の制御パルスが供給される。パルス発生回路１０７で発生した走査クロックのうち垂直走査用のクロックは、垂直駆動変調回路１０８によって、クロック周波数が所定の周波数に変調されて、撮像素子１０４に入力される。この垂直駆動変調回路１０８によって電子先幕のリセット走査の走査パターンが決定される。また、パルス発生回路１０７は、信号処理回路１０９にもクロック信号を出力する。信号処理回路１０９は、撮像素子１０４から読み出された信号に対して所定の処理（色処理やガンマ補正等）を施すことにより画像データを生成する。該画像データは、映像表示回路１１０に出力されて撮影画像として表示されたり、画像記録回路１１１に記録されたりする。スイッチユニット１１２は、撮影条件等を設定するために操作されるスイッチや、撮影準備動作および撮影動作を開始させるために操作されるスイッチを含む。そして、カメラＣＰＵ１１３は、スイッチユニット１１２の操作に応じた動作を行う。

１２３はカメラ本体の姿勢状態を検出する姿勢差検出部でカメラの姿勢を常に検出する。ここで検出された姿勢状態が姿勢時間検出部１２４にて所定時間同一姿勢であるか否かを計測する。ここで、検出された所定時間により、後に説明するシャッター後幕走行を本撮影前に自動的に行なわせる。

次に交換レンズ１０１内の構成について説明する。撮影レンズ１１４は、光軸方向に移動可能となっている。ここで、図１では、１つのレンズだけを示しているが、ズームレンズ等、複数のレンズユニットで構成することもできる。レンズＣＰＵ１１５は、レンズ駆動回路１１６を介して、撮影レンズ１１４の駆動を制御する。１１７は絞り駆動機構で被写体輝度に応じて、絞り駆動回路１１８からの信号により撮影動作で絞りの制御を行う。１１９はズーム駆動機構で、一般に手動操作でズーム位置が決定され、そのズーム位置はズーム位置検出回路１２０により検出されて、レンズＣＰＵ１１５に送られる。レンズＣＰＵ１１５は、交換レンズ１０１側の通信接点１２１およびカメラ本体１００側の通信接点１２２を介して、カメラ本体１００内のカメラＣＰＵ１１３と通信可能となっている。

本実施例のカメラシステムでは、従来一般的なメカ先幕に代えて電子シャッター（電子先幕）と、メカ後幕を用いて、本撮影を行うことができるようになっている。

図２は、撮像素子およびメカ後幕の正面図であり、電子先幕のリセット走査およびメカ後幕の走行が途中にあるときの状態を示している。矢印１は、電子先幕のリセット走査および読み出し走査の走査方向と、メカ後幕の走行方向を示す。撮影動作で電子先幕のリセット走査を行う場合、撮影レンズ１１４を介して撮像素子１０４の撮像面で結像した被写体像は上下が反転するため、撮像面の下側から上側に向かってリセット走査が行われることになる。２は、撮像素子１０４の撮像面である。３はメカ後幕であり、撮像面２の一部の領域を遮光している。４は撮像素子１０４のうち電荷リセットされるライン（リセットライン）を示している。リセットライン４は、電子先幕の先端に相当する。

リセットライン４とメカ後幕３の先端５との間のスリットによって形成される領域は、撮像素子１０４において露光による電荷蓄積が行われている領域の電荷蓄積領域６である。そして、撮像素子１０４内の特定の画素において、リセットライン４が通過してから、すなわち、リセット動作が開始されてから、メカ後幕３によって遮光状態となるまでの時間は、上記特定の画素における露光による電荷蓄積時間となる。また、電荷蓄積の開始タイミングは、撮像素子１０４の行毎で異なっており、撮像面のうち最も下に位置する行で電荷蓄積動作が最も早く開始され、最も上に位置する行で電荷蓄積動作が最も遅く開始される。

図３は本発明の撮像装置による後幕走行補正撮影動作自動的に行なう時の概略を示すフローチャートである。

カメラ本体の電源がＯＮ（Ｓ１）となると、Ｓ２で姿勢差検出をおこなう。レンズマウント面を基準に正位置、縦位置ならば接眼検知Ｓ３へ、天地方向を向いているならば姿勢差検知を繰り返す。接眼検知Ｓ３では撮影者がファインダーを覗き込んで撮影を開始する動作を行なったら、本撮影を開始する前に、ワンショット自動レリーズ準備Ｓ４にてシャッターの走行準備に入る。接眼検知が行なえなかった場合は姿勢差検知Ｓ２へ戻り姿勢差検知から繰り返す。

接眼検知Ｓ３にて撮影者が撮影体勢に入っていると判定されると、ワンショット自動レリーズ準備Ｓ４はメカ後羽根走行Ｓ５を実行する。羽根の走行速度は撮影で最も安定性を重視する羽根走行速度で補正の実行の有無を決めるために、撮影モードの状態により羽根の走行速度は異なる。例えば、ポートレートモードならば高速秒時を必要としないので、ＴＶ：２５０。スポーツモードならば、逆に高速秒時のＴＶ：１０００となるように、その時の撮影モードで自動レリーズ速度は変化する。Ｓ６では、後羽根走行を羽根走行検出手段にて適正な羽根駆動が行なえたかを検出する。Ｓ７にて走行検出結果を元にキリムラなどの羽根の走行に異常が認められ、適正な羽根走行になるように走行補正を行なう必要があるならば、走行補正算出手段Ｓ８へ進み、羽根の走行に問題が無いようならばＳ９のＳＷ１へ進む。Ｓ８の走行補正算出手段では、Ｓ６の羽根走行検出手段での検出結果を基に適正な走行になりように補正値の算出をおこなう。算出された補正値は次に羽根が走行する時に反映される。補正値算出が終了すると、Ｓ９のＳＷ１へすすむ。ＳＷ１が検出されない時は、Ｓ２の姿勢差検知戻り、ＳＷ１が検出された時はＳ１０の測距を実行する。測距結果を基にＳ１１でＡＦレンズ所望の位置へ移動させるためにレンズ駆動を行い、Ｓ１２にて測光をＳ１３でシフト補正のレンズ駆動を行なう。Ｓ１４でＳＷ２が入り、撮影が開始されるとＳ１５へ進み。本撮影が行なわなければＳ２の姿勢差検知へ戻る。ＳＷ２が検出され、Ｓ１５画像データ保存へ進むと、本撮影を行なった画像を所望のメディアへ書き込み保存を実行する。

本実施例は本撮影前のワンショット自動レリーズで行なった撮影画像を保存しない実施形体で次の図４にてワンショット自動レリーズを行なった際の画像も保存する実施形体を説明する。

Ｓ２１〜Ｓ２８は図３で説明したＳ１〜Ｓ８と同述なので割愛させてもらう。

Ｓ２９はＳ２４で設定されるシャッタースピードで撮影される画像を保存するか、しないかを決定する。保存しない場合はＳ３１ＳＷ１へ進み、保存する場合はＳ３０へそれぞれ進む。Ｓ３０では自動レリーズ画像保存専用フォルダに画像を書込む。この自動レリーズ画像保存専用フォルダは通常撮影で記録された画像は保存されないので、撮影者が撮影した画像と同一フォルダで混ざり合うことはない。画像保存が終了すると、Ｓ３１のＳＷ１へ進む。Ｓ３１〜Ｓ３７は図３で説明したＳ９〜Ｓ１５と同述なので割愛させてもらう。

実施例で説明を行なったワンショット自動レリーズを行なう条件として、本実施例では接眼検知、姿勢差検知で行なったが、放置時間検知、温湿度検知などで行なってもメカ後羽根走行を安定して行なうことが可能である。

以上のメカ後羽根走行調整機構を設けることで、露出ムラが発生しない電子先幕、メカ後幕シャッターの撮像装置を設定することが可能である。

本発明の実施例のカメラシステムの構成を示すブロック図。 電子先幕とメカ後幕の関係を示す正面図。 本実施の第一形態にかかるフローチャート。 本実施の第二形態にかかるフローチャート。

符号の説明

２ 撮像面
３ メカ後幕
４ リセットライン
６ 電荷蓄積領域
１０４ 撮像素子
１０５ メカニカルシャッター
１１３ カメラＣＰＵ
１１４ 撮影レンズ

Claims (4)

1. 受光した光を電荷として蓄積する撮像素子と、該撮像素子を遮光するように走行するシャッター手段と、該シャッター手段の走行に先行して、該撮像素子の行ごとに順次、電荷蓄積開始走査を行う走査手段を有する、電子先幕、メカ後幕シャッターを備え、
   カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段、撮影者がファインダーを覗き込み撮影状態に入ったか否かを判定する接眼検知手段、前記姿勢検出手段と前記接眼検出手段の結果に基きメカ後幕シャッターを自動に走行させる自動レリーズ手段、前記自動レリーズ手段によりメカ後幕シャッターが走行したときの走行精度検出をおこなう後幕走行検出手段、前記後幕走行検出手段の結果に基き後幕走行を補正するか否かを判定する後幕走行補正判定手段、前記後幕走行補正判定手段の結果に基き補正を行なう後幕走行補正手段を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記自動レリーズ手段により撮影された画像ファイルは通常撮影時に撮影された画像ファイルとは異なる名称で保存されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記自動レリーズ手段により撮影された画像データを通常撮影時に保存されるフォルダとは異なるフォルダに保存されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記自動レリーズ手段によりメカ後幕シャッターが走行する時に主ミラーは駆動しないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

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