JP2008147979A - 撮像装置及びその制御方法及びプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】電子先幕とメカ後幕を用いて露光制御を行う場合に、電子シャッタによる露光開始タイミングの制御を、メカシャッタの後幕の走行特性に容易に合わせられるようにする。
【解決手段】撮像素子と、撮像素子へ入射する被写体からの光を遮光するシャッタ幕を有する機械式シャッタと、撮像素子に蓄積された電荷をリセットさせるリセット部と、シャッタ幕が走行する間に、シャッタ幕の走行が前記リセット動作に先行することにより撮像素子の撮像面の内の一部が露光しない状態と、リセット動作がシャッタ幕の走行に先行することにより、撮像素子の撮像面の内の一部が露光する状態とが発生するように、機械式シャッタとリセット部を制御する第１の制御部と、撮像面の内の一部が露光し、一部が露光しない状態で光電変換された画像に基づいて、シャッタ幕の走行特性を検出する検出部と、検出されたシャッタ幕の走行特性に応じて、リセット部のリセット動作を制御する第２の制御部と、を具備する。
【選択図】図７

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置における、シャッタの制御技術に関するものである。

近年、従来のフィルムの代わりに撮像素子により画像を取りんで静止画としてメモリカードなどの記録媒体に記録するデジタルカメラが、広く普及してきている。

このようなデジタルカメラでは、撮像素子の露光時間を調整するシャッタとして、次のような２つの方式が知られている
１つは、フィルムの場合と同様に、カメラ全体を暗箱とし、遮光部材によって光束を遮光するもの（メカシャッタ）である。また、もう１つは、撮像素子の光電変換の開始と終了を制御し、実質的な露光時間を制御するもの（電子シャッタ）である。

電子シャッタを用いたカメラでは、カメラを暗箱にする必要がないため、カメラ全体を小型化しやすいというメリットがある。しかしその一方で、撮像デバイスと電子シャッタの特性に起因して、露光時間の制御の点で以下のような問題が残っている。

撮像素子は一般的に電荷蓄積型であり、撮像素子の各画素に照射された光量に応じて、電荷が画素と１対１に対応した半導体の特定部分（光電変換部分）に蓄積される。

この半導体上の電荷が蓄積される部分を電気的に接地（ＧＮＤ）しておけば、電荷の蓄積は起こらない。そのため、露光すなわち電荷蓄積は、この状態から接地を解除することにより開始される（リセット動作）。撮像素子の接地の解除は回路構成上、容易に実現される。

一方、電荷の蓄積を中止させるためには、露光時間の終了後は、光電変換部分で発生する電荷を完全に排除する必要がある。この露光終了後に発生する電荷を排除する確実な方法は、現状では、蓄積完了とともに画素の電荷を順次読出していく方法である。

しかし、たとえ高速に読出し動作を行ったとしても、読出しにはある程度の時間を必要とするため、その間に未読み出しの画素が露光してしまい、全ての画素を完全に同一の露光時間とすることはできない。

一方、メカシャッタを用いた場合には、メカシャッタで光束を遮った後には、撮像素子の画素には電荷が発生しない。そのため、メカシャッタにより遮光された後は、画素の電荷を読み出すためにある程度の時間がかかったとしても、全画素に対して同一の露光時間が得られることとなる。
特開２００６−１０１４９２号公報

一方、最近では、上記のような完全なメカシャッタ及び完全な電子シャッタではなく、露光の開始タイミングについては電子シャッタのリセット動作で行い、露光の終了タイミングについてはメカシャッタで行う方法が考えられている（特許文献１）。

以下、露光の開始タイミングを電子シャッタのリセット動作で行い（電子先幕）、露光の終了タイミングをメカシャッタで行なう（メカ後幕）従来の方法について説明する。

図１は、通常のフォーカルプレーンシャッタの構造を示すと共に、その露出前、露出中、露出完了のそれぞれの状態を示す図である。図１（ａ）は露出前の状態を示し、図１（ｂ）は露出中の状態を示し、図１（ｃ）は露出完了の状態を示している。

図１において、６はシャッタ先幕、７はシャッタ後幕、８は撮像素子であり、露出前ではシャッタの先幕６が撮像素子８を覆って光が当たらないように遮光している（図１（ａ））。露出中はシャッタの先幕６がたたまれて図面下方に移動することにより撮像素子８が露光されている（図１（ｂ））。露出完了では図面上方にたたまれていたシャッタの後幕７が走行し、後幕７が撮像素子８を覆って光が当たらないように遮光している（図１（ｃ））。

図２は、通常のフォーカルプレーンシャッタの幕の走行特性を示した図である。

図２において横軸は時間、縦軸はシャッタの物理的な走行位置を示している。１はフォーカルプレーンシャッタの先幕の走行特性を示したカーブである。通常、シャッタ幕はバネ力で走行する仕組みであるため、時間とともに走行速度が増し、走行スタート直後よりも、走行完了間際の方が、速度が速くなる。そのため、１で示したような走行特性のカーブを描く。

２はフォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性を示したカーブである。後幕も先幕と同様にバネ力で走行する仕組みであるため、時間とともに走行速度が増し、走行スタート直後よりも、走行完了間際の方が、速度が速くなる。そのため、２で示したような走行特性のカーブを描く。

３，４，５は、シャッタが開いて、露光している時間を示している。３はシャッタが走り始めた直後の画面部分での露光時間を示している。４は画面中央の部分での露光時間を示している。５はシャッタが走り終える間際の画面部分での露光時間を示している。

以上が一般的なシャッタの先幕と後幕の走行の様子と構造である。

次に、電子シャッタによる露光の開始と終了について説明する。

図３は電子シャッタの特性を示した図である。なお、図２と同一機能を表しているものについては同じ番号を付している。

図３において横軸は時間、縦軸はシャッタの物理的な走行位置を示している。１は電子シャッタにより撮像素子に露光が開始されるタイミングを示す。２は電子シャッタにより撮像素子の露光が終了するタイミングを示す。

３，４，５は、シャッタが開いて、露光している時間を示している。３はシャッタが走り始めた直後の画面部分での露光時間を示している。４は画面中央の部分での露光時間を示している。５は電子先幕、電子後幕とも走り始めた直後の部分での露光時間を示している。

図３からは電子シャッタでは画面の全ての部分で同時に露光が開始され、且つまた同時に露光が完了していることが判る。

以上が電子シャッタによる露光の開始と終了を行うシャッタの走行の様子である。

次に、電子シャッタのリセット動作により露光の開始を行い、メカシャッタにより露光の終了を行う場合の動作について説明する。

図４は電子シャッタのリセット動作により露光の開始を行い、メカシャッタにより露光の終了を行うシャッタの構造を示すと共に、その露出前、露出中、露出完了のそれぞれの状態を示している。図４（ａ）は、露出前と露出中の状態を示し、図４（ｂ）は露出完了の状態を示す。なお、図１と同一機能を表しているものについては同じ番号を付している。

図４において、７はシャッタ後幕、８は撮像素子であり、露出前は撮像素子８が電気的にリセットされているため、光が当たっていても光電変換が行われず、実質的に露光が行われていない状態である（図４（ａ））。露出中は撮像素子８が電気的にリセットを解除されているため露光が行われる（図４（ａ））。露出完了では図面上方にたたまれていたシャッタの後幕７が走行し、後幕７が撮像素子８を覆って光が当たらないように遮光している（図４（ｂ））。

図５は、電子シャッタにより露光の開始を行い、メカシャッタにより露光の終了を行うシャッタの特性を示した図である。なお、図２と同一機能を表しているものについては同じ番号を付している。

図５において、横軸は時間、縦軸はシャッタの物理的な走行位置を示している。１は電子シャッタのリセット動作により撮像素子８に露光が開始されるタイミングを示す。２はフォーカルプレーンシャッタの後幕７の走行特性を示したカーブである。通常、シャッタの後幕７はバネ力で走行する仕組みであるため、時間とともに走行速度を増し、走行スタート直後よりも走行完了間際の方が速度が速くなる。そのため、２で示したような走行特性のカーブを描く。

３，４，５は、シャッタが開いて、露光している時間を示している。３はシャッタが走り始めた直後の画面部分での露光時間を示している。４は画面中央の部分での露光時間を示している。５はシャッタが走り終える間際の画面部分での露光時間を示している。

図５では電子シャッタのリセット動作で画面の全ての部分で同時に露光が開始されるのに対して、露光の終了はシャッタの後幕の走行特性を示したカーブに依存するため、画面内で、露光が不均一になっている。

図６は、露光が不均一になる問題を解消するように、電子シャッタでの露光開始のタイミングを、フォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性を示したカーブ２に近似させるように制御したものである。このようにすることによって、画面の各部分で露光が不均一となる現象を、回避することができる。

しかしながら、電子シャッタの露光開始のタイミングをフォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性を示したカーブに近似させるためには以下のような問題がある。

フォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性はシャッタ個々で異なるのが一般的であるため、フォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性を各カメラごとに測定しなければならない。また、測定された走行特性に合わせて、先幕の代替となる電子シャッタの露光開始タイミングを制御するように調整しなければならない。

これらの調整行為は、カメラの製造工程で行われるのが一般的であるが、この調整工程に時間を要するという問題がある。

また製造工程で調整しても、経時変化により、シャッタの後幕の走行特性が変わってしまった場合には、露出の不均一が発生してしまうという問題がある。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子先幕とメカ後幕を用いて露光制御を行う場合に、電子シャッタによる露光開始タイミングの制御を、メカシャッタの後幕の走行特性に容易に合わせられるようにすることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、被写体からの光を受光して光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の被写体に近い側に配置され、走行することにより前記撮像素子へ入射する前記被写体からの光を遮光するシャッタ幕を有する機械式シャッタと、前記撮像素子に蓄積された電荷を電気的に放電させることにより前記撮像素子をリセットさせるリセット動作を行うリセット手段と、前記シャッタ幕が走行する間に、前記シャッタ幕の走行が前記リセット動作に先行することにより前記撮像素子の撮像面の内の一部が露光しない状態と、前記リセット動作が前記シャッタ幕の走行に先行することにより、前記撮像素子の撮像面の内の一部が露光する状態とが発生するように、前記機械式シャッタと前記リセット手段を制御する第１の制御手段と、前記撮像面の内の一部が露光し、一部が露光しない状態で前記撮像素子により光電変換された画像に基づいて、前記シャッタ幕の走行特性を検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたシャッタ幕の走行特性に応じて、前記リセット手段のリセット動作を制御する第２の制御手段と、を具備することを特徴とする。

また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、被写体からの光を受光して光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の被写体に近い側に配置され、走行することにより前記撮像素子へ入射する前記被写体からの光を遮光するシャッタ幕を有する機械式シャッタと、前記撮像素子に蓄積された電荷を電気的に放電させることにより前記撮像素子をリセットさせるリセット動作を行うリセット手段と、を備える撮像装置を制御する方法であって、前記シャッタ幕が走行する間に、前記シャッタ幕の走行が前記リセット動作に先行することにより前記撮像素子の撮像面の内の一部が露光しない状態と、前記リセット動作が前記シャッタ幕の走行に先行することにより、前記撮像素子の撮像面の内の一部が露光する状態とが発生するように、前記機械式シャッタと前記リセット手段を制御する第１の制御工程と、前記撮像面の内の一部が露光し、一部が露光しない状態で前記撮像素子により光電変換された画像に基づいて、前記シャッタ幕の走行特性を検出する検出工程と、前記検出工程において検出されたシャッタ幕の走行特性に応じて、前記リセット手段のリセット動作を制御する第２の制御工程と、を具備することを特徴とする。

また、本発明に係わるプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

また、本発明に係わる記憶媒体は、上記のプログラムを記憶したことを特徴とする。

本発明によれば、電子先幕とメカ後幕を用いて露光制御を行う場合に、電子シャッタによる露光開始タイミングの制御を、メカシャッタの後幕の走行特性に容易に合わせられるようにすることである。

以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図７は、本発明の一実施形態に係わる電子シャッタを先幕として動作させる場合の調整の方法を表す図である。

図７において、１は電子シャッタにより撮像素子の撮像面に露光が開始されるタイミングを撮像素子（撮像面）の位置別に示す。２は機械式のフォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性を示したカーブである。

調整を行う場合においては図７（ａ）に示すように、１と２の１部が時間的に交互に重なるように先幕の代替となる電子シャッタのリセット動作の制御とフォーカルプレーンシャッタの後幕の制御を行う。

図７で示した例では、先幕の代替となる電子シャッタの制御を階段状に制御している。本実施形態では、画面を４分割し、画面下から１／４の範囲、画面下から１／４を過ぎて２／４までの範囲、画面下から２／４を過ぎて３／４までの範囲、画面下から３／４を過ぎて４／４までの範囲をそれぞれ時間的にずらしながら露光開始させている。

この結果、フォーカルプレーンシャッタの後幕が、先幕の代替となる電子シャッタのリセット動作よりも時間的に先行する部分が生じる。

このように制御した場合には、フォーカルプレーンシャッタの後幕が先幕の代替となる電子シャッタよりも時間的に先行する部分では、撮像素子に露光が行われないことになり、黒い画像が撮影される。

一方で、先幕の代替となる電子シャッタがフォーカルプレーンシャッタの後幕よりも時間的に先行する部分では、撮像素子に露光が行われることになり、通常の画像が撮影される。

調整時に、絵柄のない白壁などを撮影させた場合には、露光される部分は白く露光され、露光されない部分は黒い画像となる。即ち、露光が行われなかった部分と、露光が行われた部分とで縞模様の画像が形成される。

図７（ｂ）は形成されるであろう画像の例を示している。

露光される部分と露光されない部分の画像と、シャッタの制御との関係が、視覚的に把握できるように図を横並びに示している。

図７（ａ）において、「ａ」から「ｅ」の部分では、フォーカルプレーンシャッタの後幕が先幕の代替となる電子シャッタよりも時間的に先行するので、撮像素子に露光が行われず、黒画像が撮影される。

この部分に対応して、図７（ｂ）の「ｐ」で示すように撮像素子に黒画像が撮影される。

図７（ａ）において、「ｂ」から「ｆ」の部分では、フォーカルプレーンシャッタの後幕が先幕の代替となる電子シャッタよりも時間的に先行するので、撮像素子に露光が行われず、黒画像が撮影される。

この部分に対応して、図７（ｂ）の「ｑ」で示すように撮像素子に黒画像が撮影される。

図７（ａ）において、「ｃ」から「ｇ」の部分では、フォーカルプレーンシャッタの後幕が先幕の代替となる電子シャッタよりも時間的に先行するので、撮像素子に露光が行われず、黒画像が撮影される。

この部分に対応して、図７（ｂ）の「ｒ」で示すように撮像素子に黒画像が撮影される。

図７（ａ）において、「ｄ」から「ｈ」の部分では、フォーカルプレーンシャッタの後幕が先幕の代替となる電子シャッタよりも時間的に先行するので、撮像素子に露光が行われず、黒画像が撮影される。

この部分に対応して、図７（ｂ）の「ｓ」で示すように撮像素子に黒画像が撮影される。

そのため、撮影結果としての画像から、フォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性を読み取ることができる。

図７では、黒縞「ｐ」、「ｑ」、「ｒ」、「ｓ」の上端部分の位置から、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４点のフォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性の特徴を知ることができる。そのため、これに合わせて、先幕の代替となる電子シャッタの走行カーブを描くように制御すれば、画像の全領域にわたって、露出ムラをなくすことが可能となる。

この調整工程は、カメラを製造するときばかりでなく、シャッタの後幕の特性に経時変化が生じた場合に、ユーザーが随時に行うことも可能である。

以下、具体的なデジタルカメラの構成について説明する。

図８は、本発明の一実施形態に係わる一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。

１０１は撮影レンズである。

１０２はＡＦ（オートフォーカス）駆動部である。ＡＦ駆動部１０２は、例えばＤＣモータやステッピングモータによって構成され、マイクロコンピュータ１２３の制御によって撮影レンズ１０１内のフォーカスレンズ位置を変化させることによりピントを合わせる。

１０３はズーム駆動部である。ズーム駆動部１０３は、例えばＤＣモータやステッピングモータによって構成され、マイクロコンピュータ１２３の制御によって撮影レンズ１０１内の変倍レンズ位置を変化させることにより撮影レンズ１０１の焦点距離を変化させる。

１０４は絞りである。

１０５は絞り駆動部である。絞り駆動部１０５は、絞り１０４を駆動する。駆動されるべき量はマイクロコンピュータ１２３によって算出され、光学的な絞り値を変化させる。

１０６は撮影レンズ１０１から入射した光束をファインダ側と撮像素子側とに切替えるためのミラーである。ミラー１０６は常時はファインダ部へと光束を導くよう反射させるように配されているが、撮影が行われる場合には、撮像素子１１２へと光束を導くように上方に跳ね上がり光束中から待避する。

またミラー１０６はその中央部が光の一部を透過できるようにハーフミラーとなっており、光束の一部を焦点検出を行うためのセンサに入射するように透過させる。

１０７はミラー１０６から透過してきた光束を反射させ焦点検出を行うためのセンサ（焦点検出回路１０９内に配置されている）に導くためのサブミラーである。

１０８はファインダーを構成するペンタプリズムである。ファインダーは他にピント板、アイピースレンズ（不図示）などによって構成させる。

１０９は焦点検出回路である。ミラー１０６の中央部を透過し、サブミラー１０７で反射された光束は、焦点検出回路１０９の内部に配置された光電変換を行うためのセンサに至る。フォーカス演算に用いるデフォーカス量は、センサの出力を演算することによって求められる。マイクロコンピュータ１２３は演算結果を評価してＡＦ駆動部１０２に指示し、フォーカスレンズを駆動させる。

１１０は後幕のみを有する後幕フォーカルプレーンシャッタである。

１１１はシャッタ駆動回路であり、後幕フォーカルプレーンシャッタ１１０を駆動する。シャッタの開口時間はマイクロコンピュータ１２３によって、制御される。一方で、マイクロコンピュータ１２３は、先幕電子シャッタを制御すべく、後述する撮像素子１１２の露光開始タイミングを制御する。

１１２は撮像素子である。撮像素子１１２には、ＣＭＯＳセンサなどのＸＹアドレス型の撮像素子が用いられ、撮影レンズ１０１によって結像された被写体像を電気信号に変換する。

撮像素子１１２は、シャッタ駆動回路１１１により露光開始タイミングを制御される。

クランプ回路１１３やＡＧＣ回路１１４は、Ａ／Ｄ変換をする前の基本的なアナログ信号処理を行う。マイクロコンピュータ１２３により、クランプレベルやＡＧＣ基準レベルの変更が行われる。

Ａ／Ｄ変換器１１５は撮像素子１１２のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。

１１６は映像信号処理回路であり、一般的にはゲートアレイなどのロジックデバイスにより実現される。映像信号処理回路１１６は、デジタル化された画像データに、フィルター処理、色変換処理、ガンマ処理を行うと共に、ＪＰＥＧなどの圧縮処理を行い、メモリコントローラ１１９に出力する。一方で、この映像信号処理回路１１６にはＤ／Ａ変換器も内蔵されており、撮像素子１１２からの映像信号や、メモリーコントローラ１１９から逆に入力される画像データをアナログ信号に変換する。そして、ＥＶＦ駆動回路１１７を通してＥＶＦ（電子ビューファインダ）モニタ１１８に出力することも可能である。

これらの機能切り替えはマイクロコンピュータ１２３の指示により行われる。

映像信号処理回路１１６は、必要に応じて撮像素子１１２の信号の露出情報やホワイトバランスなどの情報をマイクロコンピュータ１２３に出力することが可能である。それらの情報を基にマイクロコンピュータ１２３はホワイトバランスやゲイン調整の指示を行う。

連続撮影動作の場合においては、一旦、未処理画像のままバッファメモリ１２２に撮影データを格納し、メモリコントローラ１１９を通して未処理の画像データを読み出し、映像信号処理回路１１６にて画像処理や圧縮処理を行い連続撮影を行う。連像撮影枚数は、バッファメモリの大きさに左右される。

メモリコントローラ１１９では、映像信号処理回路１１６から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリに格納し、処理済みのデジタル画像データをメモリ１２０に格納する。また、逆にバッファメモリ１２２やメモリ１２０から画像データを映像信号処理回路部１１６に出力する。メモリ１２０は取り外し可能である場合もある。

１２１はコンピュータ等と接続可能な外部インタフェースであり、メモリコントローラ１１９は、コンピュータ等と接続可能な外部インタフェース１２１にメモリ１２０に記憶されている画像を出力可能である。

操作部材１２４は、マイクロコンピュータ１２３にその状態を伝え、マイクロコンピュータ２３はその操作部材の変化に応じて各部をコントロールする。

１２５はスイッチ１（以後ＳＷ１）、１２６はスイッチ２（以後ＳＷ２）である。スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は、レリーズボタンの操作でオンオフするスイッチであり、それぞれ操作部材１２４の入力スイッチのうちの１つである。

スイッチＳＷ１のみオンの状態はレリーズボタン半押し状態であり、この状態でオートフォーカスの動作を行ったり、測光動作を行う。

スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオンの状態はレリーズボタンの全押し状態であり、画像を記録するためのレリーズボタンオン状態である。この状態で撮影が行われる。

またスイッチＳＷ１，ＳＷ２がＯＮし続けている間は、連続撮影動作が行われる。

操作部材１２４には、他に、ＩＳＯ設定ボタン、画像サイズ設定ボタン、画質設定ボタン、情報表示ボタンなど不図示のスイッチが接続されており、スイッチの状態が検出されている。

１２７は液晶駆動回路であり、マイクロコンピュータ１２３の表示内容命令に従って、外部液晶表示部材１２８やファインダー内液晶表示部材１２９を駆動する。また、ファインダー内液晶表示部材１２９には、不図示のＬＥＤなどのバックライトが配置されており、そのＬＥＤも液晶駆動回路１２７で駆動される。

マイクロコンピュータ１２３は撮影前に設定されているＩＳＯ感度、画像サイズ、画質に応じた、画像サイズの予測値データをもとに、メモリコントローラ１１９を通して、メモリの容量を確認した上で撮影可能残数を演算することができる。必要に応じて外部液晶表示部材１２８、ファインダー内液晶表示部材１２９にも表示することができる。

１３０は不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）で、カメラに電源が入れられていない状態でも、データを保存することができる。シャッタ後幕の走行特性のデータは不揮発性メモリ１３０に記憶されることによって、カメラの電源がＯＦＦされている状態でもそのデータの内容は消失することはない。

電源部１３１は、各ＩＣや駆動系に必要な電源を供給する。

以上のように構成されたデジタルカメラの動作について、以下フローチャートを参照して説明する。

フローチャートはマイクロコンピュータ１２３の制御を記述するものであり、そのプログラムコードはマイクロコンピュータ１２３の内部に具備されたリードオンリーメモリ（以下ＲＯＭ）に格納される。

その他の格納方法の例としてはマイクロコンピュータ１２３に外部バス端子を設け、外部バスに接続されるメモリデバイスに格納するという方法などもある。

またマイクロコンピュータ１２３の動作は、いわゆるマルチタスク動作をベースにするものであり、以下で説明する各タスクは、それぞれ同時に実行される。

図９はレリーズボタンの操作によりスイッチＳＷ２がＯＮされた場合の動作を記述したフローチャートであり、画像を撮像するタスク部を説明するものである。

図９において、まずステップＳ１０１でタスク処理を開始する。

ステップＳ１０２では、レリーズボタンが押されて、スイッチＳＷ２がＯＮされるのを待つ。スイッチＳＷ２がＯＮされていると判断した場合には、ステップＳ１０３に分岐する。スイッチＳＷ２がＯＮされない場合にはステップＳ１０２に戻る。タスクはスイッチＳＷ２がＯＮされるまで、ここにとどまる。

ステップＳ１０３では、バッファメモリが空いているかどうかのチェックを行う。バッファメモリが空いていれば、ステップＳ１０４に分岐する。バッファメモリが空いていなければ、撮影ができないため、ステップＳ１０２に戻る。

ステップＳ１０４では、撮像動作を行う。撮像動作に関しては、まず撮像素子１１２に蓄積された電荷を電気的に放電させること（リセット動作）によって、電子的な先幕として撮像素子への露光動作を開始する。

電子的な先幕の制御は、不揮発性メモリ１３０からシャッタ後幕の走行特性に関するデータを読み取り、その走行特性に合わせるようにシャッタ駆動回路１１１を制御することにより行われる。

シャッタ駆動回路１１１は駆動制御のためのタイミングを出力する。そのタイミングを表す図は図６であり、電子的な先幕としての制御を示すものは図６の１である。

ステップＳ１０５では、撮像素子１１２に入射する光束を遮光するためにフォーカルプレーンシャッタの後幕を走行させて、撮像素子１１２への露光動作を終了する。

そのタイミングを表す図は図６であり、シャッタ後幕としての制御を示すものは図６の２である。

ステップＳ１０６では、未処理のままの画像データをバッファメモリ１２２に格納し、撮影動作を終了する。

画像を撮像するタスクはこの後、ステップＳ１０２に戻り、処理を継続する。

スイッチＳＷ２がＯＮのままとなっている連続撮影の場合は、以上の動作を繰り返す。

バッファメモリに取り込まれた未処理画像は、図９のフローチャートで示すタスクとは別のタスクの処理により現像処理され、処理済みのデジタル画像データがメモリ１２０に格納される。また、逆にバッファメモリ１２２やメモリ１２０から画像データを映像信号処理回路１１６に出力したりする。

現像処理については、本発明の主旨との関わりが薄いため、説明を省略する。

以上が通常の撮影動作についての説明である。

次に電子的な先幕の走行特性を調整する動作について説明する。

この調整動作は、カメラを製造するときばかりでなく、シャッタの後幕の特性に経時変化が生じた場合に、ユーザーがカメラに設けられた調整動作（調整モード）の起動ボタンを操作することにより随時に行うことが可能である。

図１０は調整モードの時に、レリーズボタンを押すことによりスイッチＳＷ２がＯＮされた場合の動作を記述したフローチャートである。

調整モードは、上記のように、通常のモードと異なり、生産時における特殊な条件で設定される場合と、一般ユーザーが操作ボタンを操作するなどして調整モードに入る場合とがある。

調整モードへの状態移行の設定自体については、本発明の主旨との関わりが薄いため、説明を省略する。

図１０において、まずステップＳ２０１で、タスク処理を開始する。

ステップＳ２０２では、スイッチＳＷ２がＯＮされるのを待つ。スイッチＳＷ２がＯＮされていると判断した場合には、ステップＳ２０３に分岐する。スイッチＳＷ２がＯＮされない場合にはステップＳ２０２に戻る。タスクはスイッチＳＷ２がＯＮされるまで、ここにとどまる。

ステップＳ２０３では、撮像動作を行う。撮像動作に関しては、まず撮像素子１１２に蓄積された電荷を電気的に放電させること（リセット動作）によって、電子的な先幕として撮像素子への露光動作を開始する。

電子的な先幕の制御は、不揮発性メモリ１３０からシャッタ後幕の走行特性に関するデータを読み取り、その走行特性に合わせるようにシャッタ駆動回路１１１を制御することにより行われる。

そのタイミングを表す図は図７であり、電子的な先幕としての制御を示すものは図７（ａ）の１である。

ステップＳ２０４では、撮像素子１１２に入射する光束を遮光するためにフォーカルプレーンシャッタの後幕を走行させて、撮像素子１１２への露光動作を終了する。

そのタイミングを表す図は図７であり、シャッタ後幕としての制御を示すものは図７（ａ）の２である。

ステップＳ２０５では、未処理のままの画像データをバッファメモリ１２２に格納し、撮影動作を終了する。

ステップＳ２０６では、バッファメモリ１２２に取り込まれた未処理画像を現像処理する。

ステップＳ２０７では、現像処理済みのデジタル画像をメモリ１２０に格納する。

ステップＳ２０８では、現像処理された画像を解析する。

解析の内容について説明する。

図７（ｂ）が現像処理された画像であり、画像中の黒画像領域の「ｐ」、「ｑ」、「ｒ」、「ｓ」の画像から、図７（ａ）における「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」のラインを検出する。シャッタ後幕の走行カーブの特徴を示すものは図７（ａ）の１で示されるラインとの交点であり、タイミングポイント「Ｔ１」、「Ｔ２」、「Ｔ３」、「Ｔ４」である。

ステップＳ２０９では、検出されたタイミングポイント「Ｔ１」、「Ｔ２」、「Ｔ３」、「Ｔ４」を、図８の不揮発性メモリ１３０に格納する。

既に図９に示した撮影動作でのレリーズでは、このシャッタ後幕の走行特性に関するデータ「Ｔ１」、「Ｔ２」、「Ｔ３」、「Ｔ４」を読取り、その走行特性に電子的な先幕の特性を合わせるようにシャッタ駆動回路１１１を制御することになる。

図１０のフローチャートで示した調整行為を、適当な間隔で行うことにより、経時変化による、シャッタ後幕の走行特性の変化を補正するように、電子的な先幕が制御される。 （他の実施形態）
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。

通常のフォーカルプレーンシャッタの構造と露出前、露出中、露出完了のそれぞれの状態を示した図である。 通常のフォーカルプレーンシャッタの走行特性を示した図である。 電子シャッタの特性を示した図である。 電子シャッタのリセット動作により露光の開始を行い、メカシャッタにより露光の終了を行うシャッタの構造と露出前、露出中、露出完了のそれぞれの状態を示した図である。 電子シャッタのリセット動作により露光の開始を行い、メカシャッタにより露光の終了を行うシャッタの特性を示した図である。 電子シャッタの露光開始のタイミングをフォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性のカーブに近似させるように制御した様子を示した図である。 本発明の一実施形態における電子シャッタの調整方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係わる一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 レリーズボタンの操作によりスイッチＳＷ２がＯＮされた場合の動作を記述したフローチャートであり、画像を撮像するタスクを説明する図である。 調整モードの時にレリーズボタンの操作によりスイッチＳＷ２がＯＮされた場合の動作を記述したフローチャートである。

符号の説明

１０１ 撮影レンズ。
１０２ ＡＦ（オートフォーカス）駆動部
１０３ ズーム駆動部
１０４ 絞り
１０５ 絞り駆動部
１０６ ミラー
１０７ サブミラー
１０８ ペンタプリズム
１０９ 焦点検出回路
１１０ シャッタ
１１１ シャッタ駆動回路
１１２ 撮像素子
１１３ クランプ回路
１１４ ＡＧＣ回路
１１５ Ａ／Ｄ変換器
１１６ 映像信号処理回路
１１７ ＥＶＦ駆動回路
１１８ ＥＶＦモニタ
１１９ メモリーコントローラ
１２０ メモリ
１２１ 外部インターフェース
１２２ バッファメモリ
１２３ マイクロコンピュータ
１２４ 操作部材
１２５ スイッチ１
１２６ スイッチ２
１２７ 液晶駆動回路
１２８ 外部液晶表示
１２９ ファインダー内液晶表示
１３０ 不揮発性メモリ
１３１ 電源部

Claims (6)

1. 被写体からの光を受光して光電変換する撮像素子と、
   前記撮像素子の被写体に近い側に配置され、走行することにより前記撮像素子へ入射する前記被写体からの光を遮光するシャッタ幕を有する機械式シャッタと、
   前記撮像素子に蓄積された電荷を電気的に放電させることにより前記撮像素子をリセットさせるリセット動作を行うリセット手段と、
   前記シャッタ幕が走行する間に、前記シャッタ幕の走行が前記リセット動作に先行することにより前記撮像素子の撮像面の内の一部が露光しない状態と、前記リセット動作が前記シャッタ幕の走行に先行することにより、前記撮像素子の撮像面の内の一部が露光する状態とが発生するように、前記機械式シャッタと前記リセット手段を制御する第１の制御手段と、
   前記撮像面の内の一部が露光し、一部が露光しない状態で前記撮像素子により光電変換された画像に基づいて、前記シャッタ幕の走行特性を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出されたシャッタ幕の走行特性に応じて、前記リセット手段のリセット動作を制御する第２の制御手段と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の制御手段は、前記撮像素子の撮像面を前記シャッタ幕の走行方向に複数の領域に分割し、該複数の領域の各々について、前記リセット動作のタイミングを異ならせることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 被写体からの光を受光して光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の被写体に近い側に配置され、走行することにより前記撮像素子へ入射する前記被写体からの光を遮光するシャッタ幕を有する機械式シャッタと、前記撮像素子に蓄積された電荷を電気的に放電させることにより前記撮像素子をリセットさせるリセット動作を行うリセット手段と、を備える撮像装置を制御する方法であって、
   前記シャッタ幕が走行する間に、前記シャッタ幕の走行が前記リセット動作に先行することにより前記撮像素子の撮像面の内の一部が露光しない状態と、前記リセット動作が前記シャッタ幕の走行に先行することにより、前記撮像素子の撮像面の内の一部が露光する状態とが発生するように、前記機械式シャッタと前記リセット手段を制御する第１の制御工程と、
   前記撮像面の内の一部が露光し、一部が露光しない状態で前記撮像素子により光電変換された画像に基づいて、前記シャッタ幕の走行特性を検出する検出工程と、
   前記検出工程において検出されたシャッタ幕の走行特性に応じて、前記リセット手段のリセット動作を制御する第２の制御工程と、
   を具備することを特徴とする撮像装置の制御方法。
4. 前記第１の制御工程では、前記撮像素子の撮像面を前記シャッタ幕の走行方向に複数の領域に分割し、該複数の領域の各々について、前記リセット動作のタイミングを異ならせることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置の制御方法。
5. 請求項３又は４に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
6. 請求項５に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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