JP5625255B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子カメラなどに搭載される撮像装置に関し、特に、メカニカルシャッターを有する電子カメラにおいて、ライブビュー動作中に撮影を行うときに、レリーズタイムラグを長くすることなく、画質の良好な画像を撮影することができる撮像装置に関する。

従来、電子カメラなどにおいては、そのＬＣＤモニタなどで撮影前に被写体を観察することができるライブビュー機能を備えたものが知られている。

このライブビュー機能を備えた一眼レフレックス型の電子カメラでフォーカルプレーンシャッターを用いると、ライブビュー動作中に撮影を行う場合にレリーズタイムラグが長くなってしまい、ユーザーがシャッターチャンスを逃してしまうという問題があった。

これは、ライブビュー動作中は、電子カメラが、撮像素子の撮像面に外界からの光束を入射させるために、その動作の開始時において、クイックリターンミラーを退避状態とし、また、フォーカルプレーンシャッターの先幕を走行させて開いた状態とするからである。このため、ライブビュー動作中に撮影を行うと、電子カメラでは、一旦、フォーカルプレーンシャッターの後幕を走行させてシャッター幕を閉じ、そして退避状態にあるクイックリターンミラーを観察状態に戻した後に、改めて、通常の撮影動作を行う必要があり、結果、撮影動作に入るまでの時間分だけレリーズタイムラグが長くなってしまっていた。

そこで、この問題を解決するための従来技術の一例として、例えば、特許文献１には、ライブビュー動作中において撮影を行うときに、電子先幕の機能を用いることで電子的に露光を開始するようにし、そして露光時間が経過した後にフォーカルプレーンシャッターの後幕を走行させて露光を終了するという手法が開示されている。なお、電子先幕は、ＣＭＯＳ型の撮像素子の蓄積電荷を画素行毎にリセットすること（ローリングリセット走査）により電子的に先幕を実現する機能である。

特開２００８−２７１１３３号公報

この従来技術によれば、撮影を行うに当たって、上記のように後幕走行とミラーダウンとを行う必要がなくなるので、その時間分のレリーズタイムラグを短縮することができる。

しかしながら、この従来技術では、撮像素子の撮像面上での電子先幕の走査軌跡と、フォーカルプレーンシャッターの後幕の走行軌跡とが一致しないため、撮像面の部分部分で画素行（各水平画素ライン）の露光時間が異なってしまうという問題があった。これは、電子先幕の走査は等速で行われるためその走査軌跡は直線状となるが、フォーカルプレーンシャッターの後幕の走行はバネの伸縮による動作であるためその走行軌跡が非直線状となるからである。

そのため、この従来技術では、撮影された画像に歪みが生じてしまうなど、画質的な問題を生じさせていた。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためのものである。本発明の目的は、ライブビュー動作中に撮影を行うときに、電子先幕の機能を用いた場合にも、画質の良好な画像を撮影することができる撮像装置を提供することである。

本発明の一態様の撮像装置は、撮影光学系を介して入射した被写体光束を撮像して画像データを生成する撮像部と、撮影光学系と撮像部との間に配置され、後幕を有するメカニカルシャッターと、メカニカルシャッターが有する後幕の走行軌跡に基づく軌跡情報を記憶している記憶部と、軌跡情報に基づいて撮像部のリセット走査を制御する制御部と、撮像部に対して被写体光束の撮像を行うように指示する指示部と、メカニカルシャッターの後幕が走行中に撮像部の所定位置を通過したことを検知する検知部と、メカニカルシャッターの後幕の走行動作開始から検知部によりメカニカルシャッターの後幕が撮像部の所定位置を通過したことを検知するまでの走行時間を計測する計測部と、記憶部に記憶されている軌跡情報と計測部が計測した走行時間とからメカニカルシャッターが有する後幕の走行軌跡の変化を抽出して記憶部に記憶されている軌跡情報の補正を行い、電子先幕の駆動情報に反映させる演算部とを備え、演算部は、指示部により撮像部に対して被写体光束の撮像指示が行われる毎に補正を行う。
また、本発明の別態様の撮像装置として、以下のものがある。
第１の発明の撮像装置は、駆動情報に基づき、メカニカルシャッターの後幕が走行するのと同一の軌跡で、撮像素子の水平画素ラインのローリングリセット走査である電子先幕走査を行うことによって、撮像素子の露光を開始する露光制御手段を備える。

第２の発明は、第１の発明において、予め定められた基本駆動情報と、センサーによって計測した後幕の走行時間とから後幕の走行軌跡の変化量を抽出し、その抽出した変化量と基本駆動情報とに基づいて、上記の駆動情報を補正する補正手段を備える。

第３の発明は、第１または第２の発明において、上記の駆動情報と、基本駆動情報とは、予め取得したメカニカルシャッターの後幕の走行軌跡の情報である。

第４の発明の撮像装置は、撮像素子の水平画素ラインのローリングリセット走査である電子先幕走査を等速で行うことによって撮像素子の露光を開始し、露光時間の経過後にメカニカルシャッターの後幕を走行させて露光を終了する露光制御手段と、露光制御手段によって露光が行われた本撮影画像に対し、画像処理により、撮像素子の撮像面全体で各水平画素ラインの露光時間を揃えるように補正を施す補正手段とを備える。

第５の発明は、第４の発明において、補正手段は、ローリングリセット走査の軌跡と後幕の走行軌跡との間において、各水平画素ラインの露光時間の差と、撮像面中央の露光時間の差との比率を求め、その求めた比率を、該水平画素ラインの輝度値に乗じることにより、撮像面全体で各水平画素ラインの露光時間を揃えるようにする。

本発明では、駆動情報に基づき、メカニカルシャッターの後幕が走行するのと同一の軌跡で、撮像素子の水平画素ラインのローリングリセット走査である電子先幕走査を行うことによって、撮像素子の露光を開始する。そのため、撮像素子の撮像面上での電子先幕の走査軌跡と、メカニカルシャッターの後幕の走行軌跡とが一致させられて、撮像素子の撮像面全体で各水平画素ライン（各画素行）の露光時間が揃えられる。

従って、本発明を利用すれば、ライブビュー動作中に撮影を行うときに、電子先幕の機能を用いた場合にも、画質の良好な画像を撮影することができる。

本発明を適用した一眼レフレックス型電子カメラの構成図である。 ライブビューモードで本撮影を行う場合の電子先幕による露光制御方法について説明する図である。 メカ後幕の走行軌跡と、それに合わせて行ったローリングリセット走査の軌跡の例を示す図である。 電子先幕の駆動情報（補正後）の作成方法の例を説明するための図である。 電子カメラがライブビュー動作時に本撮影を行う動作を示す流れ図である。 ローリングリセット走査軌跡（等速）とメカ後幕走行軌跡との対比図である。 図６の対比における各水平画素ラインの露光時間の差を示す図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態は、一眼レフレックス型電子カメラの実施形態である。

図１は、第１実施形態の電子カメラの構成図である。電子カメラは、カメラ本体１と、撮影光学系を収容したレンズユニット２とを有している。

カメラ本体１およびレンズユニット２には、雄雌の関係をなす一対のマウント９，１０がそれぞれ設けられている。レンズユニット２側のマウント９をバヨネット機構等でカメラ本体１側のマウント１０に結合することで、レンズユニット２はカメラ本体１に対して交換可能に装着される。また、上記のマウント９，１０にはそれぞれ電気接点１１が設けられている。カメラ本体１とレンズユニット２との結合時には、電気接点１１間の接触で両者の電気的な接続が確立するようになっている。

先ず、レンズユニット２の構成を説明する。レンズユニット２は、撮影レンズ３と、レンズ駆動部４と、距離検出部５と、絞り制御部６と、絞り７と、レンズ側マイコン８とを有している。なお、レンズ駆動部４、距離検出部５、絞り制御部６は、それぞれレンズ側マイコン８に接続されている。

撮影レンズ３は、フォーカスレンズやズームレンズを含む複数のレンズ群で構成されている。なお、簡単のため、図１では撮影レンズ３を１枚のレンズとして図示している。

レンズ駆動部４は、レンズ側マイコン８の指示に応じてレンズ駆動信号を発生し、撮影レンズ３を光軸方向に移動させてフォーカス調整やズーム調整を行うと共に、移動させた撮影レンズ３の位置の情報をレンズ側マイコン８および距離検出部５に出力する。なお、レンズ駆動部４がカメラ本体１側に内蔵される構成である場合は、レンズ側マイコン８の代わりに、カメラ側マイコン２１がレンズ駆動部４を制御する。

距離検出部５は、撮影レンズ３の光軸方向の位置の情報を基に被写体までの距離を検出すると共に、その検出した情報をレンズ側マイコン８に出力する。

絞り７は、カメラ本体１への入射光量を絞り羽根の開閉で調整する。

絞り制御部６は、絞り７の開口度をレンズ側マイコン８の指示に応じて制御する。なお、絞り制御部６がカメラ本体１側に内蔵される構成である場合は、レンズ側マイコン８の代わりに、カメラ側マイコン２１が絞り制御部６を制御する。

レンズ側マイコン８は、マウント９の電気接点１１を介してカメラ本体１のカメラ側マイコン２１との通信を行うと共に、レンズユニット２での各種制御を実行する。また、レンズ側マイコン８は、レンズユニット２のＲＯＭ（不図示）に記録されたレンズ情報（レンズの焦点距離や明るさ（開放Ｆ値）等の情報）などをカメラ本体１に送信する。

次に、カメラ本体１の構成を説明する。カメラ本体１は、クイックリターンミラー１２と、ファインダ光学系（１３〜１５）と、測光用再結像レンズ１６と、測光用画像取得部１７と、撮像部１９と、メカニカルシャッタ１８と、サブミラー２０と、カメラ回路（２１〜３２）とを有している。

クイックリターンミラー１２、メカニカルシャッタ１８および撮像部１９は、撮影光学系の光軸に沿って配置される。サブミラー２０は、クイックリターンミラー１２の後方に配置される。また、ファインダ光学系（１３〜１５）、測光用再結像レンズ１６、測光用画像取得部１７は、カメラ本体１の上部に配置されている。

クイックリターンミラー１２は、不図示の回動軸によって回動可能に軸支されており、観察状態と退避状態とを切り替え可能となっている。

観察状態のクイックリターンミラー１２は、メカニカルシャッタ１８および撮像部１９の前方で傾斜配置される。この観察状態のクイックリターンミラー１２は、撮影光学系を通過した光束を上方へ反射してファインダ光学系（１３〜１５）に導く。また、クイックリターンミラー１２の中央部はハーフミラーとなっており、クイックリターンミラー１２を透過した一部の光束は、焦点検出のため、サブミラー２０によって下方に屈折されてカメラ本体１の下部に導かれる。

一方、退避状態のクイックリターンミラー１２は、サブミラー２０と共に上方に跳ね上げられて撮影光路から外れた位置にある。クイックリターンミラー１２が退避状態にあるときは、撮影光学系を通過した光束がメカニカルシャッタ１８および撮像部１９に導かれる。

なお、クイックリターンミラー１４は、本撮影の開始時点においては観察状態にされている。

ファインダ光学系（１３〜１５）は、拡散スクリーン（焦点板）１３と、ペンタプリズム１４と、接眼レンズ１５とを有している。このうち、ペンタプリズム１４はカメラ本体１上部の突状部位置に収納されている。

拡散スクリーン１３は、クイックリターンミラー１２の上方に位置し、観察状態のクイックリターンミラー１２により反射された光束が一旦結像する。拡散スクリーン１３上で結像した光束は、ペンタプリズム１４の内部で反射されて、ペンタプリズム１４の入射面に対して９０度の角度を有する射出面に導かれる。そして、ペンタプリズム１４の射出面からの光束は、接眼レンズ１５を介してユーザーの目に到達するようになっている。

測光用再結像レンズ１６および測光用画像取得部１７はペンタプリズム１４の近傍に配置されている。測光用再結像レンズ１６は拡散スクリーン１３で結像した光束の一部を再結像し、測光用画像取得部１７はその再結像により受光面に形成されたファインダ像を光電変換して測光用画像のアナログ画像信号を生成する。なお、測光用画像取得部１７は、ＣＣＤエリアセンサやＣＭＯＳエリアセンサから成るイメージセンサを有している。

メカニカルシャッタ１８は、先幕と後幕とを備えたフォーカルプレーンシャッターであり、先幕の開くタイミングと後幕の閉じるタイミングとを制御することにより、撮像部１９の露光時間を調整する。

撮像部１９は、ＣＭＯＳ型の撮像素子であり、ライブビューモード設定時にはモニタ表示用の撮影画像（スルー画像）を、本撮影時には記録用の撮影画像（本撮影画像）を生成する。この撮像部１９は、クイックリターンミラー１２が退避状態であるときに撮像面に形成される被写体像を光電変換して撮影画像のアナログ画像信号を生成する。

なお、撮像部１９は、その蓄積電荷を画素行（水平画素ライン）毎にリセットするローリングリセット走査により、電子的に先幕を構成することができる（電子先幕）。また、撮像部１９の露光時間は、メカニカルシャッタ１８の開放時間と撮像部１９の電荷蓄積時間との組み合わせにより決定される。

カメラ回路（２１〜３２）は、カメラ側マイコン２１と、焦点検出部２２と、シャッタ制御部２３と、ＲＯＭ２４と、ＲＡＭ２５と、記録インターフェース（記録Ｉ／Ｆ）２６と、Ａ／Ｄ変換部２７と、撮像素子駆動部２８と、画像処理部２９と、Ａ／Ｄ変換部３０と、撮像素子駆動部３１と、モニタ３２とから構成される。なお、これらの構成要素は、システムバス３３を介して接続されている。また、Ａ／Ｄ変換部２７および撮像素子駆動部２８は測光用画像取得部１７と、Ａ／Ｄ変換部３０および撮像素子駆動部３１は撮像部１９とそれぞれ接続されている。

焦点検出部２２は、カメラ本体１の下部に配置され、サブミラー２０によって導かれた光束からセパレータレンズ（不図示）により２つの被写体像を生成し、その像間隔をラインセンサ（不図示）で計測して、ピントのズレ量を各々のＡＦエリア毎に検出する（いわゆる位相差検出方式）。そして、焦点検出部２２は、検出したピントのズレ量（デフォーカス量）の情報をカメラ側マイコン２１に出力する。

なお、電子カメラがライブビューモードに設定された場合には、焦点検出部２２は、撮像部１９が生成し、Ａ／Ｄ変換部３０を介してＲＡＭ２５に出力されるスルー画像のデータを基にコントラスト検出方式によって焦点検出を行う。具体的には、そのＲＡＭ２５に出力されるスルー画像のデータのうち、各ＡＦエリアに対応するデータについてそれぞれ高周波数成分の積算値、即ち、焦点評価値を算出する。この焦点評価値は、被写体像のコントラストを評価するデータであり、ピントの合った被写体像が得られたときにその大きさが最大となる。そして、焦点検出部２２は、算出した焦点評価値をカメラ側マイコン２１に出力する。

シャッタ制御部２３は、カメラ側マイコン２１の指示に応じて、メカニカルシャッタ１８の先幕と後幕の開閉タイミングを制御する。

撮像素子駆動部２８は、カメラ側マイコン２１の指示に基づき、測光用画像取得部１７を駆動させて測光用画像のアナログ画像信号を生成させる。

Ａ／Ｄ変換部２７は、カメラ側マイコン２１の指示に基づき、測光用画像取得部１７が生成した測光用画像のアナログ画像信号に対し、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）、ゲイン調整、Ａ／Ｄ変換などのアナログ信号処理を施すと共に、その処理後の測光用画像のデータをＲＡＭ２５に出力する。

撮像素子駆動部３１は、カメラ側マイコン２１の指示に基づき、撮像部１９を駆動させて撮影画像のアナログ画像信号を生成させる。なお、撮像素子駆動部３１は、ライブビューモード設定時には、撮像部１９を間引き読み出しモードで駆動させてスルー画像（モニタ表示用の撮影画像）のアナログ画像信号を所定のフレームレート（例えば２４ｆｐｓや３０ｆｐｓなど）で生成させる。また、撮像素子駆動部３１は、本撮影時には、撮像部１９を全画素読み出しモードで駆動させて本撮影画像（記録用の撮影画像）のアナログ画像信号を生成させる。

Ａ／Ｄ変換部３０は、カメラ側マイコン２１の指示に基づき、撮像部１９が生成した撮影画像のアナログ画像信号に対し、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）、ゲイン調整、Ａ／Ｄ変換などのアナログ信号処理を施すと共に、その処理後の撮影画像のデータをＲＡＭ２５に出力する。また、Ａ／Ｄ変換部３０は、カメラ側マイコン２１の指示に基づいてゲイン調整の調整量を設定し、それによってＩＳＯ感度に相当する撮影感度の調整を行う。

画像処理部２９は、カメラ側マイコン２１の指示に応じて、ＲＡＭ２５の撮影画像に対し、ホワイトバランス調整、色分離（補間）、輪郭強調、ガンマ補正などの画像処理を施す。なお、画像処理部２９は、ＡＳＩＣなどとして構成される。

また、画像処理部２９は、カメラ側マイコン２１の指示に応じて、撮影画像などの解像度変換（画素数変換）処理を行う。解像度変換処理は、モニタ３２に撮影画像などの画像を表示させる場合等に必要な処理である。

ＲＡＭ２５は、Ａ／Ｄ変換部２７から出力される測光用画像のデータやＡ／Ｄ変換部３０から出力される撮影画像のデータ、また、カメラ側マイコン２１が実行する各種の処理によって使用および生成されるデータなどを一時的に記憶する。

記録Ｉ／Ｆ２６には、記憶媒体３４を接続するためのコネクタが形成されている。記録Ｉ／Ｆ２６は、そのコネクタに接続された記憶媒体３４にアクセスして、撮影画像（本撮影画像）のデータの書き込みや読み出しを行う。

カメラ側マイコン２１は、不図示の圧縮／復号部またはカメラ側マイコン２１自身によって圧縮処理が施された撮影画像（本撮影画像）のデータを、記録Ｉ／Ｆ２６を介して記憶媒体３４へ記録する。但し、ユーザーがカメラの設定により非圧縮記録モードを有効にした場合には、カメラ側マイコン２１は、撮影画像（本撮影画像）のデータを、非圧縮のまま、記録Ｉ／Ｆ２６を介して記憶媒体３４へ記録する。

なお、記憶媒体３４は、半導体メモリを内蔵したメモリカードや、小型のハードディスクなどである。また、圧縮処理は、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式などによって行われる。

ＲＯＭ２４は、カメラ側マイコン２１が実行する各種プログラム及びその実行に必要となる各種データ等を格納する。

モニタ３２は、電子カメラ筐体の背面などに設けられたＬＣＤモニタや、接眼部を備えた電子ファインダなどである。モニタ３２は、カメラ側マイコン２１の指示に応じて、撮影画像（本撮影画像やスルー画像）などの各種の画像や、電子カメラが必要とする情報をユーザーに入力させるためのＧＵＩ画面等を表示する。

カメラ側マイコン２１は、ユーザーが不図示の操作部材を操作した内容に応じて、電子カメラの各部を統括制御する。例えば、ユーザーがレリーズ釦を半押しすると、カメラ側マイコン２１は、レンズユニット２のレンズ駆動部４、距離検出部５、絞り制御部６を駆動させるようにレンズ側マイコン８との通信を行うと共に、システムバス３３を介して焦点検出部２２、撮像素子駆動部２８、Ａ／Ｄ変換部２７を駆動させて焦点検出および測光を開始する。

このとき、レンズユニット２を通過した被写界からの光束は、クイックリターンミラー１２で上方へ反射し、拡散スクリーン１３、ペンタプリズム１４、測光用再結像レンズ１６を介して測光用画像取得部１７に入射して、その受光面に被写体の像であるファインダ像を形成する。また、レンズユニット２を通過した被写界からの光束の一部は、ハーフミラーとなっているクイックリターンミラー１２の中央部を透過すると、サブミラー２０で下方に屈折されてカメラ本体１下部の焦点検出部２２に導かれる。

焦点検出部２２は、サブミラーにより導かれた被写界からの光束を基にデフォーカス量を各々のＡＦエリア毎に検出し、その検出した情報をカメラ側マイコン２１にシステムバス３３を介して出力する。カメラ側マイコン２１は、そのデフォーカス量の情報を基に、ＡＦエリアの合焦が判定されるまでレンズ駆動部４と協働して撮影レンズ３の自動焦点調節（ＡＦ）を行う。

また、撮像素子駆動部２８を介して駆動された測光用画像取得部１７は、その受光面に形成されたファインダ像を光電変換して測光用画像のアナログ画像信号を生成する。そして、Ａ／Ｄ変換部２７は、生成された画像信号にアナログ信号処理を施して、その処理後の測光用画像のデータをＲＡＭ２５に出力する。カメラ側マイコン２１は、そのＲＡＭ２５の測光用画像のデータを基に算出した評価値に基づき撮影条件（ストロボ発光の有無、絞り値、シャッター速度など）を決定する。なお、評価値は、被写体や撮影シーン全体の明るさや撮影シーンの明るさ分布を示す値である。評価値の算出は、多分割測光（マルチパターン測光）、中央部重点測光、スポット測光などの公知の測光方式によって行われる。また、ここでは、自動露出により撮影条件を決定することとしたが、撮影条件については、ユーザーが電子カメラを手動で操作して設定するようにしてもよい。

次に、ユーザーがレリーズ釦を全押しすると、カメラ側マイコン２１は、自動露出などにより決定された撮影条件の下で本撮影を実施する。

具体的には、カメラ側マイコン２１は、レンズ側マイコン８を通じて絞り制御部６を駆動させ、また観察状態のクイックリターンミラー１２を跳ね上げて退避状態とし、そしてシャッタ制御部２３、撮像素子駆動部３１、Ａ／Ｄ変換部３０を駆動させて本撮影画像を撮影する。このとき、撮像素子駆動部３１を介して駆動された撮像部１９が、その撮像面に形成された被写体像を光電変換して本撮影画像のアナログ画像信号を生成する。そして、Ａ／Ｄ変換部３０が、生成された画像信号にアナログ信号処理を施して、その処理後の本撮影画像のデータをＲＡＭ２５に出力する。このように、撮影された本撮影画像は、ＲＡＭ２５に記録される。

本撮影が終了すると、カメラ側マイコン２１は、クイックリターンミラー１２を再び観察状態に戻す。

次に、カメラ側マイコン２１は、画像処理部２９を駆動させ、ＲＡＭ２５の本撮影画像に対して画像処理を施す。そして、カメラ側マイコン２１は、その画像処理後の本撮影画像に圧縮処理を施すと共に、その圧縮した画像を、記録Ｉ／Ｆ２６を介して記憶媒体３４へ記録する。但し、ユーザーがカメラの設定により非圧縮記録モードを有効にした場合には、カメラ側マイコン２１は、画像処理後の本撮影画像を、非圧縮のまま、記録Ｉ／Ｆ２６を介して記憶媒体３４へ記録する。

また、ユーザーがライブビューモード設定釦を押下すると、カメラ側マイコン２１は、観察状態のクイックリターンミラー１２を跳ね上げて退避状態とする。次に、カメラ側マイコン２１は、シャッタ制御部２３を駆動させて、メカニカルシャッタ１８のメカ先幕を走行させる。これにより、メカ先幕が開いた状態となって、撮像部１９の撮像面にレンズユニット２からの光束が入射する。

その後、カメラ側マイコン２１は、撮像素子駆動部３１及びＡ／Ｄ変換部３０を駆動させて、スルー画像の取得を開始する。このとき、撮像素子駆動部３１は、撮像部１９を間引き読み出しモードで駆動させてスルー画像を所定のフレームレートで生成させる。なお、取得されたスルー画像は順次ＲＡＭ２５に記録される。

そして、カメラ側マイコン２１は、ＲＡＭ２５に順次記録されるスルー画像に基づきＡＦ、ＡＥ制御を行うと共に、そのＲＡＭ２５のスルー画像を順次モニタ３２に表示させる（ライブビュー表示）。なお、ライブビューモードにおいては、カメラ側マイコン２１は、測光用画像取得部１７が生成する測光用画像に代えて、撮像部１９が生成し、所定のフレームレートでＲＡＭ２５に順次記録されるスルー画像を基に算出した評価値に基づいて撮影条件（ストロボ発光の有無、絞り値、シャッター速度など）を決定する。また、焦点検出部２２は、そのＲＡＭ２５に順次記録されるスルー画像を基にコントラスト検出方式によって焦点検出を行う。この場合、カメラ側マイコン２１は、その焦点検出部２２が算出した焦点評価値を用いてＡＦ制御を行う。

また、ユーザーがライブビューモード設定釦を再押下すると、カメラ側マイコン２１は、上記のライブビュー動作に係る電子カメラ各部の駆動を停止し、退避状態のクイックリターンミラー１２を観察状態に戻して、ライブビューモードを終了する。

ここで、図２を参照して、ライブビューモードにおいて本撮影を行う場合の電子先幕による露光制御方法について説明する。

なお、以下では、メカニカルシャッタ１８に備えられた先幕をメカ先幕、後幕をメカ後幕と呼び、撮像部１９の蓄積電荷のローリングリセット走査による電子的な先幕を電子先幕と呼ぶこととする。

図２は、本実施形態の電子カメラのシャッター機構の例を示す模式図である。

ライブビューモードでは、クイックリターンミラー１２が跳ね上げられて退避状態にされ、図２に示すように、メカニカルシャッタ１８のメカ先幕も走行して開いた状態にされる。そして、この状態で、撮像素子が、その撮像面に形成されたレンズユニット２からの光束による被写体像を光電変換してスルー画像を生成する。なお、このように生成されたスルー画像は順次モニタ３２に表示される（ライブビュー表示）。

このようなライブビュー動作中に、ユーザーによりレリーズ釦（ＳＷ）が全押しされたことを検知すると、シャッター制御回路は、自動露出などにより決定された露光時間（シャッター速度）と、メカ後幕が実際に走行（遮光）を開始するまでに要する時間とから、ローリングリセット走査とメカ後幕走行とのどちらを先に開始すべきかを判断する。

具体的には、メカ後幕の走行のトリガーとなる電磁石電流のＯＦＦからメカ後幕が実際に走行（遮光）し始めるまでに要する時間よりも露光時間の方が短い場合には、メカ後幕の走行を先に開始するようにする。そして、メカ後幕の走行を留めていた電磁石の電流をＯＦＦにして、先ず、メカ後幕の走行を開始し、その後に、ローリングリセット走査を開始する。なお、ローリングリセット走査の開始は、メカ後幕用の電磁石の電流をＯＦＦにしてから、以下の（式１）によって得られる時間が経過した後に行うようにする。

一方、露光時間の方が長い場合には、ローリングリセット走査を先に開始するようにし、そして、その開始から、以下の（式２）によって得られる時間が経過した後に、メカ後幕の走行を留めていた電磁石の電流をＯＦＦにしてメカ後幕の走行を開始する。

ところで、メカ後幕の走行はバネの伸縮による動作であるため、その走行の軌跡は、走行開始から或る一定の位置までは走行スピードが徐々に加速するのでカーブを描くが、その一定の位置からは走行スピードがほぼ等速となるので直線状に軌跡を描くことととなる。

ここで、その具体的な例を図３に示す。図３の例では、撮像素子の撮像面（画面）の上下方向において、その中央の位置を「０」ｍｍとし、また、その上端と下端の位置とをそれぞれ「１２」ｍｍと「−１２」ｍｍとして表している。この図３の例では、メカ後幕の走行軌跡は、「１２」ｍｍの位置から「０」ｍｍ付近の位置にさしかかるまでの間はカーブを描き、その「０」ｍｍ付近の位置から「−１２」ｍｍの位置までの間は、直線状の軌跡を描いている。

従って、このようにメカ後幕が撮像素子の撮像面（画面）上を非線形に走行するので、撮像面（画面）全体で各水平画素ラインの露光時間を揃えるには、図３の例のように、メカ後幕の走行と同一の軌跡を描くようにローリングリセット走査を行う必要がある。

そのため、本実施形態の電子カメラでは、図２のように、駆動情報（補正後）記憶回路を設けて、この記憶回路に、メカ後幕の走行軌跡と同一の軌跡情報を電子先幕の駆動情報として予め記憶させておく。そして、ローリングリセットパルス発生回路が、電子先幕の駆動情報をその駆動情報（補正後）記憶回路から読み出して、撮像素子のローリングリセット走査のタイミングを、その電子先幕の駆動情報に基づき発生させたパルス信号によって制御する。

これにより、撮像面（画面）全体で各水平画素ラインの露光時間を揃えることができる。

そのため、第１実施形態の電子カメラでは、ライブビュー動作中に撮影を行うときに、電子先幕の機能を用いた場合にも、画質の良好な画像を撮影することができる。

なお、図３の例では、ローリングリセット走査が開始されてから約「２」ｍｓ後にメカ後幕が走行するように露光の制御が行われている。つまり、この場合には、撮像面（画面）の各水平画素ラインの露光時間が、その約「２」ｍｓに揃えられる。

ところで、メカ後幕機構は機械（メカ）で構成されるものであるため、それを含むシャッターユニットの個体差（ばらつき）によってメカ後幕の走行軌跡が異なってしまう場合がある。また、同じシャッターユニットであったとしても、電子カメラの動作時の温度、湿度、更には経時変化によってメカ後幕の走行軌跡に変化が生じてしまう場合がある。

そのため、本実施形態の電子カメラでは、図２のように、撮像素子の撮像面（画面）の縦中央の位置にメカ後幕がそこを通過したことを検知するシャッターモニタ用センサーを設けて、このセンサーからの出力によりメカ後幕の走行軌跡の変化（量）を抽出するようにする。そして、その抽出した変化（量）を、駆動情報（補正後）記憶回路に記憶された電子先幕の駆動情報に反映するようにする。

図２を参照して詳説すると、先ず、電磁石の電流をＯＦＦにしてからメカ後幕がシャッターモニタ用センサーの位置を通過するまでの時間をタイマーによって計測する。なお、このタイマーは、シャッター制御回路が電磁石の電流をＯＦＦにしたタイミングでカウントを開始し、そしてシャッターモニタ用センサーの出力によりシャッター幕通過検出回路がメカ後幕の当該センサー位置の通過を検出したタイミングでカウントを停止するようにして時間（メカ後幕の走行時間）を計測する。

次に、駆動情報演算回路が、駆動情報（基本）記憶回路からそこに記憶された電子先幕の駆動情報（基本）を読み出し、その電子先幕の駆動情報（基本）と、タイマーによって計測されたメカ後幕の走行時間とに基づいてメカ後幕の走行軌跡の変化（量）を抽出する。

そして、駆動情報演算回路が、その抽出したメカ後幕の走行軌跡の変化（量）を電子先幕の駆動情報（基本）に反映して作成した電子先幕の駆動情報（補正後）を、駆動情報（補正後）記憶回路に改めて記憶させる。

なお、電子先幕の駆動情報（基本）は、メカ後幕の走行軌跡の情報であり、例えば、電子カメラの組み立て工程におけるシャッターユニットの調整時などに取得しておき、その取得した情報を駆動情報（基本）記憶回路に予め記憶させておくようにするとよい。

また、電子先幕の駆動情報（補正後）は、ライブビュー動作中、レリーズ釦（ＳＷ）が全押しされる毎に、上記のようにして更新される。

ここで、電子先幕の駆動情報（補正後）の作成方法の具体例を、図４を参照して説明する。

図４を見ると、電子先幕の駆動情報（基本）、つまり、シャッターユニットの調整時などに予め取得したメカ後幕の走行軌跡の情報では、電磁石の電流をＯＦＦにしてからメカ後幕がシャッターモニタ用センサーの位置（「０」ｍｍ）に到達するまでの時間は「３．５」ｍｓであったことがわかる。そして、その後のユーザー使用時には、実際にタイマーによって計測された時間は「４．０」ｍｓであったことがわかる。つまり、ユーザー使用時には、電子カメラの温度、湿度、更には経時変化などの要因によって、メカ後幕の走行軌跡に「０．５」ｍｓ（「４．０」−「３．５」ｍｓ）の変化が生じたことがわかる。

従って、この場合には、電子先幕の駆動情報（基本）であるメカ後幕の走行軌跡の中央（「０」ｍｍ）の位置の時間を、変化（量）分、即ち、「０．５」ｍｓ遅らせ、その遅らせた位置を軌跡の中心とし、かつ、メカ後幕の走行特性から当該変化（量）に応じて予め推定される走行軌跡の変化（量）を反映させることによって得られた軌跡の情報が、電子先幕の駆動情報（補正後）として作成される。

このようにして、電子先幕の駆動情報が、レリーズ釦（ＳＷ）が全押しされる毎に補正されることにより、メカ後幕の走行軌跡に変化が生じた場合にも、常に、撮像面（画面）全体で各水平画素ラインの露光時間を揃えることができる。

これにより、第１実施形態の電子カメラでは、ライブビュー動作中に撮影を行うときに、電子先幕の機能を用いた場合にも、画質の良好な画像を撮影することができる。

以下、本実施形態の電子カメラがライブビューモードにおいて本撮影を行う動作を、図５の流れ図を参照して説明する。

ステップＳ１０１：ユーザーによってライブビューモード設定釦が押下されると、カメラ側マイコン２１は、観察状態のクイックリターンミラー１２を跳ね上げて退避状態とする。

ステップＳ１０２：カメラ側マイコン２１は、シャッタ制御部２３を駆動させて、メカニカルシャッタ１８のメカ先幕を走行させる。これにより、メカ先幕が開いた状態となって、撮像部１９の撮像面にレンズユニット２からの光束が入射する。

そして、カメラ側マイコン２１は、撮像素子駆動部３１及びＡ／Ｄ変換部３０を駆動させてスルー画像の取得を開始する。このとき、撮像素子駆動部３１は、撮像部１９を間引き読み出しモードで駆動させてスルー画像を所定のフレームレートで生成させる。なお、取得されたスルー画像は順次ＲＡＭ２５に記録される。

ステップＳ１０３：カメラ側マイコン２１は、ＲＡＭ２５に順次記録されるスルー画像に基づきＡＦ、ＡＥ制御を行うと共に、そのＲＡＭ２５のスルー画像を順次モニタ３２に表示させる（ライブビュー表示）。

ステップＳ１０４：カメラ側マイコン２１は、ユーザーによってレリーズ釦が全押しされたか否かを判定する。そして、レリーズ釦が全押しされた場合には、カメラ側マイコン２１は本撮影を行うためにステップＳ１０５へ移行する（Ｙｅｓ側）。一方、全押しされていない場合には、カメラ側マイコン２１はステップＳ１０３へ移行して上記の処理を繰り返す（Ｎｏ側）。

ステップＳ１０５：カメラ側マイコン２１は、撮像素子駆動部３１を制御して、撮像部１９が全画素読み出しモードで駆動されるように切り替える。

そして、カメラ側マイコン２１は、自動露出などにより決定された撮影条件（ストロボ発光の有無、絞り値、シャッター速度など）の下で本撮影を開始する。

ステップＳ１０６：カメラ側マイコン２１は、ローリングリセット走査とメカ後幕走行とのどちらを先に開始すべきかを判断する。即ち、カメラ側マイコン２１は、露光時間（シャッター速度）が、メカ後幕が実際に走行（遮光）し始めるまでに要する時間よりも長い場合には、ローリングリセット走査を先に開始するためにステップＳ１０７へ移行する（Ｙｅｓ側）。一方、カメラ側マイコン２１は、露光時間（シャッター速度）が、メカ後幕が実際に走行（遮光）し始めるまでに要する時間と同じであるか又はそれよりも短い場合には、メカ後幕の走行を先に開始するためにステップＳ１０９へ移行する（Ｎｏ側）。

ステップＳ１０７：カメラ側マイコン２１は、電子先幕の走査を開始するために、撮像素子駆動部３１を駆動させて、撮像部１９のローリングリセット走査を開始する。

ステップＳ１０８：カメラ側マイコン２１は、電子先幕の走査を開始してから上記の（式２）によって得られる時間が経過すると、シャッタ制御部２３を駆動させて、メカニカルシャッタ１８のメカ後幕の走行を開始する。そして、カメラ側マイコン２１は、ステップＳ１１１へ移行する。なお、この後、露光時間が経過すると、撮像部１９により生成された本撮影画像がＲＡＭ２５に記録される。

ステップＳ１０９：カメラ側マイコン２１は、シャッタ制御部２３を駆動させて、メカニカルシャッタ１８のメカ後幕の走行を開始する。

ステップＳ１１０：カメラ側マイコン２１は、メカ後幕の走行を開始させてから上記の（式１）によって得られる時間が経過すると、撮像素子駆動部３１を駆動させて、撮像部１９のローリングリセット走査を開始する。なお、この後、露光時間が経過すると、撮像部１９により生成された本撮影画像がＲＡＭ２５に記録される。

ステップＳ１１１：カメラ側マイコン２１は、画像処理部２９を駆動させて、ＲＡＭ２５の本撮影画像に対して輪郭強調やガンマ補正などの必要な画像処理を施す。

そして、カメラ側マイコン２１は、その画像処理後の本撮影画像に圧縮処理を施すと共に、その圧縮した画像を、記録Ｉ／Ｆ２６を介して記憶媒体３４へ記録する。

また、カメラ側マイコン２１は、画像処理後の本撮影画像をモニタ３２に表示する。ユーザーは、この表示により、本撮影画像の出来映えを確認することができる。

なお、ここで、既述のとおり、タイマーにより計測されたメカ後幕の走行時間に基づき電子先幕の駆動情報（補正後）が更新される。

ステップＳ１１２：カメラ側マイコン２１は、ユーザーによってライブビューモードの終了が指示されたか否かを判定する。なお、ライブビューモードの終了の指示は、ユーザーがライブビューモード設定釦を再押下することなどによって行われる。

カメラ側マイコン２１は、ライブビューモードの終了が指示された場合にはステップＳ１１３へ移行する（Ｙｅｓ側）。一方、カメラ側マイコン２１は、ライブビューモードの終了が指示されない場合にはステップＳ１０２へ移行して上記の処理を繰り返す（Ｎｏ側）。

ステップＳ１１３：カメラ側マイコン２１は、上記のライブビュー動作に係る電子カメラ各部の駆動を停止し、また退避状態のクイックリターンミラー１２を観察状態に戻した後、本フローチャートの処理を終了する。

（第１実施形態の補足事項）
なお、上記では、シャッターモニタ用センサーでメカ後幕の通過を検知するように説明した。しかし、メカ後幕の代わりにメカ先幕の通過を検知するようにしてもよい。

また、上記では、メカ後幕の走行軌跡の変化（量）を電子先幕の駆動情報（基本）に反映して作成した電子先幕の駆動情報（補正後）を、駆動情報（補正後）記憶回路に記憶させるように説明した。しかし、メカ後幕の走行軌跡の変化（量）をそのまま駆動情報（補正後）記憶回路に記憶させるようにしてもよい。そうした場合、ローリングリセットパルス発生回路が電子先幕の駆動情報を駆動情報（補正後）記憶回路から読み出す時に、駆動情報演算回路が、その駆動情報（補正後）記憶回路に記憶させたメカ後幕の走行軌跡の変化（量）を、駆動情報（基本）記憶回路から読み出した電子先幕の駆動情報（基本）に反映するようにする。そして、その反映により作成した電子先幕の駆動情報（補正後）をローリングリセットパルス発生回路に与えるようにするとよい。

（第１実施形態の変形例）
以下、第１実施形態の変形例を説明する。この変形例も、一眼レフレックス型電子カメラの実施形態である。なお、以下の説明では、第１実施形態と共通する電子カメラの構成要素については同一符号を付して重複説明を省略する。

第１実施形態の電子カメラでは、メカ後幕の走行と同一の軌跡を描くように撮像素子のローリングリセット走査を行う。

しかし、この変形例の電子カメラでは、撮像素子のローリングリセット走査を、メカ後幕の走行軌跡に関係なく、等速で、即ち、軌跡が直線となるように行う。

具体的には、例えば、図６に示すように、撮像素子の撮像面（画面）の上端（「１２」ｍｍ）の位置において、ローリングリセット走査をメカ後幕の電磁石電流のＯＦＦから約「１．８」ｍｓで開始する。そして、撮像面（画面）の下端（「−１２」ｍｍ）の位置まで等速（等間隔）で各水平画素ラインの蓄積電荷のリセットを行う。図６の例では、メカ後幕の電磁石電流のＯＦＦから約「４．５」ｍｓで下端（「−１２」ｍｍ）の位置までの走査が終了している。また、中央（「０」ｍｍ）の位置の水平画素ラインは約「３．２」ｍｓ後にリセット走査が行われている。

このように、撮像素子のローリングリセット走査を等速で行うようにする。

ところで、図６の例では、メカ後幕は、撮像面（画面）の上端（「１２」ｍｍ）の位置を約「３．０」ｍｓで通過し、下端（「−１２」ｍｍ）の位置を約「５．８」ｍｓで通過して走行を終了している。そして、中央（「０」ｍｍ）の位置は約「４．７」ｍｓで通過している。

つまり、ローリングリセット走査の軌跡とメカ後幕の走行軌跡とが一致していないので、このままでは、撮像面（画面）全体で各水平画素ラインの露光時間を揃えることができない。

そのため、変形例の電子カメラでは、上記のような等速のローリングリセット走査とメカ後幕走行とによって露光が行われた本撮影画像に対し、画像処理によって、各水平画素ラインの露光時間を揃えるための補正を施す。

具体例には、本撮影画像の輝度値を、例えば、以下の（式３）を用いて演算（補正）することにより、撮像面（画面）の中央の位置の輝度を基準として、各水平画素ラインの露光時間を揃えるようにする。つまり、ローリングリセット走査軌跡とメカ後幕の走行軌跡との間において、各水平画素ラインの露光時間の差と、画面中央の露光時間の差との比率を求め、その求めた比率を当該水平画素ラインの輝度値に乗じることにより、撮像面（画面）全体で各水平画素ラインの露光時間を揃えるようにする。

なお、（式３）において、
ＨＰｉｘ（ｈ，ｖ）は、補正後の各水平画素ラインの輝度値、
Ｐｉｘ（ｈ，ｖ）は、各水平画素ラインの輝度値、
ＬＴ（ｖ）は、ローリングリセット走査軌跡とメカ後幕の走行軌跡との間における各水平画素ラインの露光時間の差、
ＣＴ（ｖ）は、ローリングリセット走査軌跡とメカ後幕の走行軌跡との間における画面中央の露光時間の差、
ＢＰｉｘ（ｈ，ｖ）は、シャッターを閉じた遮光時の各水平画素ラインの輝度値を、
また、ｈは、水平画素ライン中の各画素の位置、
ｖは、画面における水平画素ラインの位置を表している。

図７は、図６の例でのローリングリセット走査とメカ後幕走行との軌跡の不一致による撮像素子の各水平画素ラインの露光時間の差を示したものである。

図７から、露光時間の差は、撮像素子の撮像面（画面）の上端（「１２」ｍｍ）の位置で「１．２００」ｍｓ、中央（「０」ｍｍ）の位置で「１．５２０」ｍｓ、下端（「−１２」ｍｍ）の位置で「１．２７２」ｍｓであることがわかる。

この場合に、例えば、撮像面（画面）上端（「１２」ｍｍ）の位置の水平画素ラインの輝度値を補正するには、上記の（式３）を用いて、
ＨＰｉｘ（ｈ，１２） ＝
［Ｐｉｘ（ｈ，１２） − ＢＰｉｘ（ｈ，１２）］ × １．５２０ ÷ １．２００
＋ ＢＰｉｘ（ｈ，１２）
とのように演算（補正）すればよい。

このようにして、本撮影後に、画像処理によって、本撮影画像の画面全体で各水平画素ラインの露光時間を揃えることができる。

これにより、第１実施形態の変形例の電子カメラでは、ライブビュー動作中に撮影を行うときに、電子先幕の機能を用いた場合にも、画質の良好な画像を撮影することができる。

１…カメラ本体，２…レンズユニット，３…撮影レンズ，４…レンズ駆動部，５…距離検出部，６…絞り制御部，７…絞り，８…レンズ側マイコン，９…マウント，１０…マウント，１１…電気接点，１２…クイックリターンミラー，１３…拡散スクリーン（焦点板），１４…ペンタプリズム，１５…接眼レンズ，１６…測光用再結像レンズ，１７…測光用画像取得部，１８…メカニカルシャッタ，１９…撮像部，２０…サブミラー，２１…カメラ側マイコン，２２…焦点検出部，２３…シャッタ制御部，２４…ＲＯＭ，２５…ＲＡＭ，２６…記録インターフェース（記録Ｉ／Ｆ），２７…Ａ／Ｄ変換部，２８…撮像素子駆動部，２９…画像処理部，３０…Ａ／Ｄ変換部，３１…撮像素子駆動部，３２…モニタ，３３…システムバス，３４…記憶媒体

Claims (3)

1. 撮影光学系を介して入射した被写体光束を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   前記撮影光学系と前記撮像部との間に配置され、後幕を有するメカニカルシャッターと、
   前記メカニカルシャッターが有する後幕の走行軌跡に基づく軌跡情報を記憶している記憶部と、
   前記軌跡情報に基づいて前記撮像部のリセット走査を制御する制御部と、
   前記撮像部に対して被写体光束の撮像を行うように指示する指示部と、
   前記メカニカルシャッターの後幕が走行中に前記撮像部の所定位置を通過したことを検知する検知部と、
   前記メカニカルシャッターの後幕の走行動作開始から前記検知部により前記メカニカルシャッターの後幕が前記撮像部の所定位置を通過したことを検知するまでの走行時間を計測する計測部と、
   前記記憶部に記憶されている軌跡情報と前記計測部が計測した走行時間とから前記メカニカルシャッターが有する後幕の走行軌跡の変化を抽出して前記記憶部に記憶されている軌跡情報の補正を行い、電子先幕の駆動情報に反映させる演算部と、を備え、
   前記演算部は、前記指示部により前記撮像部に対して被写体光束の撮像指示が行われる毎に前記補正を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記メカニカルシャッターは、先幕を有し、
   前記メカニカルシャッターの先幕が走行して開いた状態で前記撮像部に入射した被写体光束を撮像して画像データを生成すると共に前記画像データに応じた画像を表示部に表示するライブビューモードにおいて前記指示部から前記撮像部に対して被写体光束の撮像を行うように指示があった場合、前記撮像部を露光する露光時間と前記メカニカルシャッターの後幕が走行を開始するまでに要する時間とに基づいて前記リセット走査と前記メカニカルシャッターの後幕の走行とのうちいずれを行うか判定する判定部を更に備えることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記判定部は、前記露光時間が前記メカニカルシャッターの後幕が走行を開始するまでに要する時間よりも短い場合、前記メカニカルシャッターの後幕の走行を前記リセット走査よりも先に開始するように判定し、前記露光時間が前記メカニカルシャッターの後幕が走行を開始するまでに要する時間よりも長い場合、前記リセット走査を前記メカニカルシャッターの後幕の走行よりも先に開始するように判定することを特徴とする撮像装置。

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