JP2008299089A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後幕スリット形成羽根の傾き補正を可能とし、露光むらの無い適正画像を得ることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】受光した光を電荷として蓄積する撮像素子と、撮像素子を遮光するように走行するとともに、後幕スリット形成羽根３１０の後幕スリット形成端により撮像素子の電荷蓄積終了ラインを形成するメカニカル後幕手段と、メカニカル後幕手段の走行に先行して、撮像素子の画素の行毎に順次、電荷蓄積開始のためのリセット走査を行う電子先幕手段とを有し、メカニカル後幕手段は、後幕スリット形成羽根の位置調整を行う位置調整部材３０２を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子先幕手段とメカニカル後幕手段により構成されるシャッタを有する撮像装置に関するものである。

一眼レフタイプの撮像装置であるデジタルカメラには、電子シャッタとフォーカルプレンシャッタ（以下、メカニカルシャッタ）を併用して露光制御（撮影動作）を行うシャッタ手段を備えたものがある（例えば、特許文献１）。この種のシャッタ手段は、後幕をメカニカルシャッタで構成し、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を用いて撮影を行うものである。撮像素子の電荷蓄積開始走査（以下、リセット走査）は、後幕のメカニカルシャッタの走行特性に合わせた走査パターンとなる場合が多い。
特開平１１−４１５２３号公報（段落［００４４］〜［００５０］、図１〜図３等）

上記のようなシャッタ手段を有する一眼レフタイプのデジタルカメラでは、電子シャッタの作動時には撮像素子の画素を用いる。そのため、メカニカルシャッタより高精度で、走査方向にメカニカルシャッタ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、メカニカルシャッタは数点の機械的部品により構成されているために、部品単体での製造誤差や、数枚のシャッタ羽根を組み付ける際に生じる嵌合ガタなどの製造誤差が発生する。よって、メカニカルシャッタをカメラ本体へ取り付けた時に、電子シャッタの走査方向とメカニカルシャッタの後幕スリット形成羽根の走行方向にずれが生じる。

このような誤差が生じると、メカニカルシャッタ駆動時に、後幕スリット形成羽根は傾きを持ったまま走行することになるので、横方向に露出むらが発生する。

図５および図６は、上記問題により、後幕スリット形成羽根が傾いた状態を示した図である。なお、これらの図において、３０１はシャッタ地板、３０１ａはシャッタ開口、３１０は後幕スリット形成羽根である。

図５は後幕スリット形成羽根が下側へ、図６は後幕スリット形成羽根が上側へ、それぞれ傾いている状態を示している。このように後幕スリット形成羽根が傾く場合、特にスリット幅の狭い高速秒時の際に、シャッタ走行方向に露出むらが発生する。この露出むらの原因となる後幕スリット形成羽根の傾き補正を行わないと、適正な画像を撮影することができないという課題があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、後幕スリット形成羽根の傾き補正を可能とし、露光むらの無い適正画像を得ることのできる撮像装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、受光した光を電荷として蓄積する撮像素子と、前記撮像素子を遮光するように走行するとともに、後幕スリット形成羽根の後幕スリット形成端により前記撮像素子の電荷蓄積終了ラインを形成するメカニカル後幕手段と、前記メカニカル後幕手段の走行に先行して、前記撮像素子の画素の行毎に順次、電荷蓄積開始のためのリセット走査を行う電子先幕手段とを有する撮像装置において、前記メカニカル後幕手段が、前記後幕スリット形成羽根の位置調整を行う位置調整部材を有する撮像装置とするものである。

本発明によれば、後幕スリット形成羽根の傾き補正を可能とし、露光むらの無い適正画像を得ることができる撮像装置を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。

図１は本発明の一実施例に係わる撮像装置であるところのデジタルカメラの構成を示す図である。本実施例１に係るデジタルカメラは、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とより成る。

まず、カメラ本体１００側の構成について説明する。

非撮影状態（図１に示す状態）にある場合、撮影レンズ１１４を通過した被写体光束のうちの一部の光束は、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。デジタルカメラ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。

撮像素子１０４に対して物体側には、メカニカルシャッタ１０５が配置されており、メカニカルシャッタ１０５は複数の遮光羽根で構成されるメカニカル後幕（後幕スリット形成羽根等）を有している。ここで、カメラＣＰＵ１１３は、シャッタ駆動部１０６を介してメカニカルシャッタ１０５の駆動を制御する。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。

パルス発生回路１０７は、信号処理部１０９にもクロック信号を出力する。信号処理部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、映像表示部１１０に出力されて撮影画像として表示されたり、画像記録部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。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わせる。

次に、交換レンズ１０１側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では一つのレンズだけを示しているが、ズームレンズヤフォーカスレンズ等、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、レンズ駆動部１１６を介して、撮影レンズ１１４の駆動を制御する。１２０は絞りであり、被写体輝度に応じて絞り駆動部１１７からの信号により撮影動作時に制御される。１１８はズーム駆動部であり、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部１１９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１２２およびカメラ本体１００側の通信接点１２１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。

本実施例に係るデジタルカメラは、従来の一般的なメカニカル先幕に代えて、メカニカルシャッタ１０５の走行に先行して、撮像素子１０４の画素の行ごとに順次、電荷蓄積開始走査を行う電子シャッタ（電子先幕）を有する。そして、この電子先幕とメカニカルシャッタ１０５のメカニカル後幕、詳しくは後幕スリット形成羽根を用いて、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１０４の撮像面およびメカニカル後幕に含まれる後幕スリット形成羽根の正面図であり、電子先幕のリセット走査および後幕スリット形成羽根の走行が途中にあるときの状態を示している。

図２において、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、後幕スリット形成羽根３の走行方向を示す。撮影動作時に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２で結像した被写体像は上下が反転するため、撮像面２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。後幕スリット形成羽根３は、撮像面２の一部の領域を遮光する。

撮像素子１０４の撮像面２のうち、電荷蓄積開始ライン、つまりリセットライン４は、電子先幕の先端に相当する。このリセットライン４と後幕スリット形成羽根３の後幕スリット形成端５による電荷蓄積終了ライン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（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、後幕スリット形成羽根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の画素の行毎で異なっており、撮像面２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および図４は、本実施例にかかるメカニカルシャッタ１０５の構成図である。

図３および図４において、３０１はシャッタ開口を有するシャッタ地板、３０１ａはシャッタ開口、３０３はカバー板である。３１０はメカニカル後幕である後幕スリット形成羽根（図２の後幕スリット形成羽根３に相当）であり、３１０ａは後幕スリット形成端である。上記後幕スリット形成羽根３１０は複数枚の後幕覆い羽根より成り、順に、第１後羽根３１１、第２後羽根３１２、第３後羽根３１３を有する。

３１４は後幕用の第１のアームであり、シャッタ地板３０１の下部にある後幕スリット形成羽根調整地板３０２に設けられた調整軸３０２ａの周りに回転自在に枢着される。そして、第１のアーム３１４の先端側に設けられたカシメ突起３１６ａにより後幕スリット形成羽根３１０を第１のアーム３１４に対して回転自在に支持する。

３１４ａは後幕にばね力等の駆動力を伝達する後幕駆動部材３０５に配置された駆動ピン３０５ａを嵌入させる穴であり、この穴３１４ａを介して、軸３０１ｆと同軸に回転軸を設けられた後幕駆動部材３０５から動力を伝えられる。３１５は後幕用の第２のアームであり、シャッタ地板３０１に設けられた軸３０１ｇの周りに回転自在に枢着される。そして、第２のアーム３１５の先端側に設けられたカシメ突起３１７ａにより後羽根スリット形成羽根３１０を第２のアーム３１５に対して回転自在に枢着する。

上記のようにして、後幕スリット形成羽根３１０と後幕用の第１のアーム３１４と第２のアーム３１５とにより平行リンクを形成する。同様に、後幕覆い羽根である第１後羽根３１１、第２後羽根３１２、第３羽根３１３は、第１のアーム３１４と第２のアーム３１５の中間部にそれぞれのカシメ突起３１６ｂと３１７ｂ，３１６ｃと３１７ｃ，３１６ｄと３１７ｄで回転自在に支持される。そして、平行リンクを形成する。

以上、後幕スリット形成羽根３１０および第１ないし第３後羽根３１１〜３１３により、メカニカル後幕が構成される。

次に、後幕スリット形成羽根３１０の傾き補正について説明をする。

シャッタ地板３０１とカバー板３０３の間に挟まれるように配置されている後幕スリット形成羽根調整地板３０２に設けてある調整軸３０２ａに、第１のアーム３１４が回転自在に枢着（支持）されている。第２のアーム３１５はシャッタ地板３０１に設けられた軸３０１ｇの周りに回転自在に枢着されているが、軸３０１ｇは非駆動の軸のため、第２のアーム３１５の摺動支点は変動しない。

このため、調整軸３０２ａを図４（ａ）の矢印方向に軸位置調整をすることで、第１のアーム３１４との結合部であるカシメ突起３１６ａを介して、後幕スリット形成羽根３１０の傾きを補正することが可能である。

電子先幕との平行調整の基準として、アパーチャであるシャッタ開口３０１ａに平行に揃えるのが望ましい。上記のように調整軸３０２ａを矢印方向に軸位置調整をすることで位置調整が終了したら、後幕スリット形成羽根調整地板３０２をビス３０４にて固定する。

本実施例では、シャッタ地板３０１に設けられた軸全体を矢印方向（図４（ｂ）参照）に移動させて後幕スリット形成羽根調整地板３０２の位置調整を行うようにしているが、偏芯ピンを用いて調整を行っても同等の効果が得られるものである。

以上の実施例によれば、位置調整部材である後幕スリット形成羽根調整地板３０２および調整軸３０２ａを設けている。そして、メカニカルシャッタの後羽根スリット形成羽根３１０に生じる傾き（電荷蓄積終了ライン）を、撮像素子１０４のリセットライン（電荷蓄積開始ライン）４と平行に補正することを可能にしている。詳しくは、後羽根スリット形成羽根３１０の後幕スリット形成端３１０ａがシャッタ開口３０１ａに平行に揃うように、後幕スリット形成羽根調整地板３０２の位置調整を行うことを可能にしている。よって、後羽根スリット形成羽根３１０の後幕スリット形成端３１０ａが電子先幕の電荷蓄積走査と同一の走査を行うごとく走行するので、メカニカルシャッタによる露出ムラを防ぐことが可能となる。

（本発明と実施例の対応）
撮像素子１０４が、本発明の、受光した光を電荷として蓄積する撮像素子に相当する。また、後幕スリット形成羽根３１０および第１ないし第３後羽根３１１〜３１３が、本発明の、撮像素子を遮光するように走行すると共に、後幕スリット形成羽根の後幕スリット形成端により撮像素子の電荷蓄積終了ラインを形成するメカニカル後幕手段に相当する。また、カメラＣＰＵ１１３、パルス発生回路１０７及び垂直駆動変調回路１０８が、本発明の、撮像素子の画素の行毎に順次、電荷蓄積開始のためのリセット走査を行う電子先幕手段に相当する。また、後幕スリット形成羽根調整地板３０２および調整軸３０２ａが、本発明の、後幕スリット形成羽根の位置調整を行う位置調整部材に相当する。上記調整軸３０２ａが、平行リンクを形成するために後幕スリット形成羽根に連結される２つのアーム部材（第１のアーム３１４、第２のアーム３１５）のうちの一方を回転可能に支持する。

本発明の一実施例に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係るデジタルカメラにおける電子先幕とメカニカル後幕の関係を示す正面図である。 本発明の一実施例に係るデジタルカメラのメカニカルシャッタを示す構成図である。 図３のメカニカルシャッタにおける後羽根スリット形成羽根に生じる傾きの調整を行う場合について説明するための構成図である。 従来のデジタルカメラにおける後幕スリット形成羽根の傾き状態の一例を示す構成図である。 従来のデジタルカメラにおける後幕スリット形成羽根の傾き状態の他の例を示す構成図である。

符号の説明

４ リセットライン
１０４ 撮像素子
１０５ メカニカルシャッタ
１０７ パルス発生回路
１０８ 垂直駆動変調回路
１０９ 信号処理部
１１３ カメラＣＰＵ
１１４ 撮影レンズ
３０１ シャッタ地板
３０２ 後幕スリット羽根調整地板
３０２ａ 調整軸３０２ａ
３１０ 後幕スリット羽根
３１０ａ 後幕スリット形成端
３１４ 第１のアーム
３１５ 第２のアーム
３１６ａ カシメ突起

Claims (3)

1. 受光した光を電荷として蓄積する撮像素子と、
   前記撮像素子を遮光するように走行するとともに、後幕スリット形成羽根の後幕スリット形成端により前記撮像素子の電荷蓄積終了ラインを形成するメカニカル後幕手段と、
   前記メカニカル後幕手段の走行に先行して、前記撮像素子の画素の行毎に順次、電荷蓄積開始のためのリセット走査を行う電子先幕手段とを有する撮像装置において、
   前記メカニカル後幕手段は、前記後幕スリット形成羽根の位置調整を行う位置調整部材を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記位置調整部材は、前記電子先幕手段による電荷蓄積開始ラインと前記メカニカル後幕手段による前記電荷蓄積終了ラインが平行になるように、前記後幕スリット形成羽根の位置を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記位置調整部材は、平行リンクを形成するために前記後幕スリット形成羽根に連結される２つのアーム部材のうちの一方を回転可能に支持する調整軸を有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。

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