JP2011164331A - デジタルカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】連続撮影モードで複数コマの静止画像を得る際に、コマ速を増すことを可能とする。
【解決手段】シャッタは所定の露光量が得られるように開閉動作して静止画を得る第1の開閉動作と、第1の開閉動作とは異なる目的の、第2の開閉動作とを有する。第1の開閉動作でシャッタが開閉動作した後、撮像素子から画像信号が読み出される。タイミングTで後幕を閉じる制御がなされ、Td時間が経過したタイミングVでシャッタ駆動用モータへの通電が開始される。これにより、タイミングXでシャッタが第2の開閉動作で開き始める。撮像素子からの画像信号の読み出しを完了したタイミングWから、シャッタが開き始めるタイミングXまでの時間tsが計測される。2コマ目の撮影シーケンスにおいては、Td時間からts時間を減じたものを新たなTd時間として一連の露光動作の制御が行われる。
【選択図】図5A
【解決手段】シャッタは所定の露光量が得られるように開閉動作して静止画を得る第1の開閉動作と、第1の開閉動作とは異なる目的の、第2の開閉動作とを有する。第1の開閉動作でシャッタが開閉動作した後、撮像素子から画像信号が読み出される。タイミングTで後幕を閉じる制御がなされ、Td時間が経過したタイミングVでシャッタ駆動用モータへの通電が開始される。これにより、タイミングXでシャッタが第2の開閉動作で開き始める。撮像素子からの画像信号の読み出しを完了したタイミングWから、シャッタが開き始めるタイミングXまでの時間tsが計測される。2コマ目の撮影シーケンスにおいては、Td時間からts時間を減じたものを新たなTd時間として一連の露光動作の制御が行われる。
【選択図】図5A
Description
本発明はデジタルカメラで連続撮影をすることにより複数の静止画を得る際の撮影間隔を短縮可能とする技術に関する。
撮影レンズ交換式のデジタルカメラ、特にデジタルスチルカメラでは、フォーカルプレンシャッタが用いられることが多い。その主要な理由としては、以下の二つがある。第1の理由は、個々の交換レンズにシャッタを組み込む必要が無く、撮影レンズの小型化や低価格化が可能となるからである。第2の理由は、レンズシャッタに比べてフォーカルプレンシャッタは低速から高速までの広い範囲の秒時を得ることが容易で、ユーザの設定可能なシャッタ秒時の範囲を拡げることが可能となるからである。
特許文献1には、ライブビュー機能を有するデジタルカメラが開示されている。ライブビュー機能とは、撮影準備動作中、すなわち被写体に対する焦点調節や構図決定等の操作がユーザにより行われている最中にシャッタを開放状態に維持し、撮像素子から逐次読み出される画像信号に基づく画像を表示装置に表示する機能である。
上記特許文献1に開示されるデジタルライブビュー機能を有するデジタルカメラでは、ノーマリーオープン式のシャッタが用いられている。ノーマリーオープン式のシャッタは、第1および第2のシャッタ開閉動作を備えている。すなわち、第1のシャッタ開閉動作は、予め定められた開閉タイミングでシャッタを開成、閉成させる動作を行い、その結果所望の露光量の静止画を得る動作である。そして第2のシャッタ開閉動作は、ライブビュー表示や動画撮影を行う動作。第1のシャッタ開閉動作で撮影動作(露光動作)が完了して撮像素子から画像信号が読み出された後、ノーマリーオープン式のシャッタはすぐに第2のシャッタ開閉動作し、開放状態に維持される。そして、第1のシャッタ開閉動作でシャッタが作動して静止画撮影が行われる間に中断されていたライブビュー表示が、後続する撮影動作に備えて再開される。
一連の撮影動作を連続して行い、複数の静止画像を得ることの可能な撮影モードとして連続撮影モード(連写モードとも称される)がある。連続撮影モードでは、1コマの撮影から次のコマの撮影までの時間間隔(撮影間隔)をできるだけ短くすることが求められる。ライブビュー機能を有するデジタルカメラの1コマの撮影の概略シーケンスは、例えば以下のようになる。
1. ライブビュー表示を中断する。
2. ライブビュー表示のために第2のシャッタ開閉動作で開放状態となっていたシャッタを閉じる。
3. 所望の露光量が得られるように、第1のシャッタ開閉動作でシャッタを開閉動作させる。
4. 撮像素子から画像信号を読み出す。
5. 第2のシャッタ開閉動作でシャッタを作動させて開放状態に維持し、ライブビュー表示を再開する。
1. ライブビュー表示を中断する。
2. ライブビュー表示のために第2のシャッタ開閉動作で開放状態となっていたシャッタを閉じる。
3. 所望の露光量が得られるように、第1のシャッタ開閉動作でシャッタを開閉動作させる。
4. 撮像素子から画像信号を読み出す。
5. 第2のシャッタ開閉動作でシャッタを作動させて開放状態に維持し、ライブビュー表示を再開する。
上記シーケンス例において、手順4の、撮像素子から画像信号が読み出されている間、シャッタは閉じられている必要がある。理由は、画像信号読み出し中に意図しない光が撮像素子に入り、読み出した画像信号から得られる画像の画質低下をもたらすことがあるからである。したがって、撮像素子からの画像信号の読み出しが完了した後にシャッタが開き始めるよう、上記手順4と手順5との間には時間的な余裕が設けられる。
上記の時間的な余裕について説明する。上記の手順5を実行するためには、例えばモータ等に通電をしてシャッタをチャージするための機構を駆動する必要がある。停止状態にあるモータが一定速度に達するまでには時間を要する。また、シャッタをチャージする機構とモータとの間には減速ギヤやカム、レバーといった部品が介在する。その結果、モータへの通電を開始してからシャッタが開き始めるまでの間には遅れを生じることとなる。
上記遅れの影響を減じるためには、この遅れを見越して、上記4の手順が完了する以前にモータへの通電を開始する必要がある。一方、上記遅れは、シャッタの組立精度、部品精度、カメラの組立精度、さらにはモータの加速性能などの影響を受けるので、同じ機種のカメラであっても個体差が存在しうる。また、使用中のカメラを取り巻く温度等の環境や、カメラの使用状況(新品か、かなり使用されているか)、モータの温度、電池性能等の影響も受ける。従って、従来のカメラではこれらの要因を加味し、ワーストケースに遭遇しても撮像素子からの画像信号読み出し中のシャッタ遮光状態が保証されるように上記の時間的な余裕が定めている。
しかしながら、一連のシーケンス中に上記の時間的な余裕を設けると云うことは、連写モードでの撮影においては、1コマの撮影から次のコマの撮影までに要する時間を短くする上では得策ではなく、結果として単位時間あたりに撮影可能なコマ数(コマ速)の低下を招くことになる。また、1コマ撮影モードで撮影する際にも、撮影動作を完了してからライブビュー表示を再開するまでの時間に遅れを生じるのでカメラの使い勝手が低下する可能性がある。上記のようにして定められる時間的な余裕は、機種ごとにワーストケースを想定して設定されるので、個別のカメラでは、いわば無駄な時間になってしまう場合がある。
本発明は上記の問題に鑑み、なされたもので、個々のカメラの状態に対応して1コマの撮影に要する時間をできるだけ短縮し、それによって連続撮影モード時のコマ速を高めることを可能とする技術を提供することを目的とする。
(1) 本発明は、撮影待機中には開成状態にあり、使用者のレリーズ操作が検出されると一旦閉じて露光のための開閉動作をし、再度開成状態となるノーマリオープンタイプのシャッタを有し、スチル画像を1コマ撮影する単写モードに加えて複数コマのスチル写真を連続して撮影する連続撮影モードでの動作が可能なデジタルカメラに適用される。そして、このデジタルカメラが、
撮影レンズにより形成される被写体像を撮像して得られる画像信号を出力する撮像素子と、
前記画像信号を前記撮像素子から読み出して処理し、画像データを生成する画像信号処理部と、
モータの駆動により、前記撮影レンズと前記撮像素子との間に配設されるシャッタを開閉させるシャッタ駆動機構と、
前記単写モードでの撮影シーケンスにおいて、前記撮影待機状態から前記シャッタ駆動機構のモータの駆動を開始して前記シャッタを閉じた後、前記モータの駆動を停止し、前記露光のための開閉動作をして所定時間が経過した後に前記モータの駆動を開始し、前記露光のための開閉動作を完了して閉じていた前記シャッタを開いて再度開成状態にし、前記モータの駆動を停止するシャッタ制御部と、
前記露光が完了して前記撮像素子からの画像信号の読み出しが完了してから、前記シャッタが再度開き始めるまでのアイドル時間を計時する計時部とを有し、
前記シャッタ制御部は、前記連続撮影モードにおいて、1コマ目の撮影シーケンスでは、1コマのスチル画像を撮影すると共に、前記計時部から前記アイドル時間を取得し、2コマ目の撮影シーケンスでは、前記露光のための開閉動作を完了するために前記シャッタを閉じてから、前記1コマ目の撮影シーケンスで取得された前記アイドル時間をもとに定められた時間を置いて、前記モータの駆動を開始することにより、上述した課題を解決する。
撮影レンズにより形成される被写体像を撮像して得られる画像信号を出力する撮像素子と、
前記画像信号を前記撮像素子から読み出して処理し、画像データを生成する画像信号処理部と、
モータの駆動により、前記撮影レンズと前記撮像素子との間に配設されるシャッタを開閉させるシャッタ駆動機構と、
前記単写モードでの撮影シーケンスにおいて、前記撮影待機状態から前記シャッタ駆動機構のモータの駆動を開始して前記シャッタを閉じた後、前記モータの駆動を停止し、前記露光のための開閉動作をして所定時間が経過した後に前記モータの駆動を開始し、前記露光のための開閉動作を完了して閉じていた前記シャッタを開いて再度開成状態にし、前記モータの駆動を停止するシャッタ制御部と、
前記露光が完了して前記撮像素子からの画像信号の読み出しが完了してから、前記シャッタが再度開き始めるまでのアイドル時間を計時する計時部とを有し、
前記シャッタ制御部は、前記連続撮影モードにおいて、1コマ目の撮影シーケンスでは、1コマのスチル画像を撮影すると共に、前記計時部から前記アイドル時間を取得し、2コマ目の撮影シーケンスでは、前記露光のための開閉動作を完了するために前記シャッタを閉じてから、前記1コマ目の撮影シーケンスで取得された前記アイドル時間をもとに定められた時間を置いて、前記モータの駆動を開始することにより、上述した課題を解決する。
本発明によれば、連続撮影モードに於いて、2コマ目の撮影動作とそれに続く撮影動作との間の時間間隔を短縮でき、連続撮影のコマ速を向上させることが可能となる。
図1は、本発明の一例を示す実施の形態に係るカメラ10の概略的構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態において、カメラ10は、撮影レンズ180を取り外し可能なフォーカルプレンシャッタ式のデジタルスチルカメラであるものとして説明する。無論、他の形式のカメラ、例えば撮影レンズ固定式のカメラやレフレックスミラーを有する一眼レフレックスカメラ等にも本発明は適用可能である。
カメラ10は、1回のレリーズスイッチの押下で1回の撮影が行われる一コマ撮影モードと、レリーズスイッチが押下されている間、撮影動作が繰り返し行われる連続撮影モード(連写モード)とを有する。
カメラ10は、システムコントローラ100と、操作スイッチ104と、不揮発性メモリ110と、DRAM116と、画像信号処理部120と、表示制御部122と、画像表示部124と、アナログ・フロントエンド130と、タイミング・ジェネレータ132とを有する。カメラ10はさらに、撮像素子134と、光学的ローパスフィルタ136と、シャッタ140と、先幕係止マグネット142と、後幕係止マグネット144と、シャッタ駆動部146と、シャッタオープン検出部148とを有する。カメラ10はまた、測光部164と、焦点検出処理部162とを有する。カメラ10には撮影レンズ180および画像データ記録媒体126が着脱自在に装着される。
上述した構成要素について以下に説明する。撮影レンズ180は、レンズエレメント182と、絞り装置184と、絞り駆動部186と、レンズ駆動部188とを有する。撮影レンズ180をカメラ10に装着してカメラ10の電源を投入するとカメラ10側から撮影レンズ180に電力が供給される。撮影時には、絞り駆動部186、レンズ駆動部188にカメラ10側から制御信号が発せられて、絞り装置184の開度(設定絞り値)、レンズエレメント182の光軸方向の位置が調節される。
シャッタ140は撮影レンズ180と撮像素子134との間に設けられ、撮影レンズ180の光軸に略直交する面に沿って走行可能に構成される先幕200および後幕202を有する。このシャッタ140はノーマリーオープン式のシャッタで、第1の開閉動作および第2の開閉動作をするように構成される。これら第1および第2の開閉動作について再度説明しておくと、第1のシャッタ開閉動作は、予め定められた時間間隔でシャッタを開成、閉成させる動作を行い、その結果所望の露光量の静止画を撮影する動作である。そして第2のシャッタ開閉動作は、ライブビュー表示や動画撮影等を行うための開閉動作であり、第1の開閉動作での開閉動作とは異なる目的の開閉動作を行う。
シャッタ駆動部146は、シャッタ140のチャージ、第2の開閉動作でのシャッタ開閉駆動を行う。シャッタオープン検出部148は、第2の開閉動作において、シャッタ140が開き始めたことを検出可能に構成されている。シャッタ駆動部146およびシャッタオープン検出部148の構成および動作については後で詳しく説明する。
本実施の形態において、シャッタ140はいわゆる縦走り式のフォーカルプレンシャッタで、露光動作時における幕の走行方向は上から下に向かう方向であるものとする。すなわち、カメラ10を横位置で構えて撮影したときに、鉛直方向の上側から下側に向かって先幕200、後幕202が走行して露光動作が行われるものとする。無論、幕の走行方向は下側から上側に向かう方向であっても良い。先幕200および後幕202はそれぞれ、複数枚のシャッタ羽根を有して構成される。シャッタ140は、上記の縦走り式の他に、いわゆる横走り式やロータリー式のものであってもよい。
シャッタ140は、先幕200、後幕202を上下方向に走行させる機構部品に加えて、先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144、先幕、後幕を走行させる際の駆動力を蓄える先幕用弾性部材および後幕用弾性部材等を備えるものとする。なお、先幕、後幕を走行させる際の駆動力としては弾性力以外に電磁力を用いるものであってもよい。
先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144は、電磁石、可動鉄片(アーマチュア)等で構成され、シャッタ140が第1の開閉動作モードで作動する際に、電磁石に通電して生じる磁力によって可動鉄片が電磁石に吸着され、先幕、後幕の係止状態が維持される。
シャッタ140が第1の開閉動作する際、最初に先幕係止マグネット142への通電が解除されると、電磁石による吸着力が失われて可動鉄片が離反する。これにより、先幕係止状態が解除されて先幕が走行を開始する。その後、所定の時間が経過してから後幕係止マグネット144への通電が解除されると、上述したのと同様の作用によって後幕係止状態が解除されて後幕が走行する。先幕が走行し始めるタイミングと後幕が走行し始めるタイミングとを、上述した先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144それぞれへの通電解除タイミングを変えることによって制御し、所望のシャッタ秒時でシャッタ140を露光動作させることが可能となる。
光学的ローパスフィルタ136は、複屈折作用を有する光学部材と偏光作用を有する光学部材とを組み合わせて構成され、透過する被写体光中の高い空間周波成分を減じる。光学的ローパスフィルタ136の表面には、必要に応じて赤外光を遮断する特性を有する層(薄膜)が形成される。あるいは、赤外光を吸収する特性を有するフイルムやガラス基板等が別に設けられていてもよい。
撮像素子134は、CCDイメージセンサ、あるいはCMOSイメージセンサを用いることが可能である。本発明の実施の形態において、撮像素子134はその受光面上にベイヤ配列のオンチップカラーフィルタが形成された単板式のCMOSカラーイメージセンサであるものとして説明をする。
アナログ・フロントエンド130(図1中では「AFE」と表記されている)は、撮像素子134から出力されるアナログ画像信号に対して相関二重サンプリング、増幅、AD変換等の処理を行い、デジタル画像信号を生成する。このアナログ・フロントエンド130は、撮像素子134中に設けられていてもよい。
タイミング・ジェネレータ132(図1中では「TG」と表記されている)は、画像信号処理部120から出力される指令に基づいてタイミングパルスを生成し、撮像素子134に出力する。撮像素子134は、このタイミングパルスに同期して画像信号を点順次の方式でアナログ・フロントエンド130に出力する。
DRAM116は、画像信号処理部120、システムコントローラ100の双方からアクセス可能に構成される揮発性メモリであり、上記画像信号処理部120、システムコントローラ100で後述する処理が行われる際の作業エリアとして用いられる。
不揮発性メモリ110はフラッシュメモリ等で構成される。不揮発性メモリ110には、調整用パラメータ112、制御プログラム114等が記憶される。これらの調整用パラメータ112、制御プログラム114については後で説明する。
画像データ記録媒体126は、メモリカード、小型ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー(登録商標)ディスク等で構成され、カメラ10に対して着脱自在に構成される。カメラ10で生成された画像データは、この画像データ記録媒体126に記録される。
画像表示部124は、TFT表示素子とバックライト装置、あるいは有機EL表示素子等で構成され、撮影して得られた画像やライブビュー画像を表示することが可能に構成される。また、必要に応じてメニュー画面を表示したり、ユーザに情報を伝達するための文字表示やグラフィック表示をしたりすることも可能に構成される。
表示制御部122は、画像信号処理部120から出力される信号に基づいて画像を表示するように画像表示部124を制御する。
画像信号処理部120は、アナログ・フロントエンド130から出力されるデジタル画像信号を受信してDRAM116へ一時的に記憶する。一回の撮影で得られるデジタル画像信号が全てDRAM116に記憶されると、画像信号処理部120はこのデジタル画像信号にデモザイク、ホワイトバランス補正、シェーディング補正、レベル補正、階調補正等の処理をして画像データを生成する。なお、本明細書中では、上記の処理をする前のものはデジタル画像信号と称し、処理をしたものをデジタル画像データと称する。
画像信号処理部120はさらに、デジタル画像データに対して必要に応じて圧縮処理をし、処理後の画像データを画像データ記録媒体126に記録する。画像信号処理部120はまた、生成された画像データや、画像データ記録媒体126から読み出された画像データに基づき、表示用画像データを生成して表示制御部122に出力する。表示制御部122は、受信した表示用画像データに基づく画像を画像表示部124に表示する。
焦点検出処理部162は、ライブビュー表示のために撮像素子134から所定の時間間隔で読み出され、アナログ・フロントエンド130及び画像信号処理部120で処理された画像信号に基づき、撮像素子134上に形成される被写体像のコントラスト値を逐次導出する処理を行う。撮影レンズ180の焦点位置をレンズ繰り出し方向あるいはレンズ繰り込み方向に移動させながら上述したコントラスト値導出の処理を繰り返し実行し、システムコントローラ100が、レンズエレメント182の移動方向及び停止位置を決定する。つまり、システムコントローラ100は、焦点検出処理部162が逐次導出するコントラスト値を基に、より鮮鋭な画像を得るようにレンズエレメント182を移動させ、コントラストが最大となる位置にレンズエレメントを停止させるようレンズ駆動部188を制御する。
測光部164は、撮像素子134から読み出される画像信号に基づいて被写体の輝度を導出する処理を行う。カメラ10が一コマ撮影モードで作動する場合、露光動作前に行われていたライブビュー表示のための画像信号に基づいて測光部164は被写体輝度を導出する処理を行う。カメラ10が連続撮影モードで作動する場合、一連の連続撮影動作が行われる前に行われていたライブビュー表示のための画像信号から導出された被写体輝度に基づいて露光量が決定され、連続撮影中の全ての露光は一定の露光量で行われる。
あるいは、以下に説明するように、連続撮影中であっても各コマの撮影が行われるたびに測光動作が行われてもよい。すなわち、一連の連続撮影動作中の各コマの撮影で得られる画像信号をもとに測光部164は最新の被写体輝度を導出するようにしてもよい。さらに別の方法としては、一連の連続撮影動作の合間にシャッタ140が第2の開閉動作モードで開閉したときに撮像素子134で撮像動作を行い、この結果得られる画像データから被写体輝度を導出してもよい。
なお、カメラ10は、アクティブAFセンサおよびパッシブAFセンサのうちの少なくともいずれかと、AEセンサとを備えていてもよい。その場合、焦点検出処理部162、測光部164は、それらのセンサから出力される信号を処理して焦点検出処理や測光処理を行うことができる。
システムコントローラ100は、CPU、またはハードウェアロジック等で構成可能であるが、本実施の形態においてはCPUで構成されるものとする。システムコントローラ100と先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144、シャッタ駆動部146、シャッタオープン検出部148、絞り駆動部186、レンズ駆動部188等とはバス106を介して電気的に接続されている。システムコントローラ100は、不揮発性メモリ110からDRAM116に転送された制御プログラム114を逐次読み込んで実行し、上述した各構成要素の動作を制御してカメラ10全体の動作を制御する。
調整用パラメータ112について説明する。カメラ10を構成する機械部品や電子部品は製造上のばらつきがある。それらのばらつきによって、同じ制御プログラムに基づいて個々のカメラ10を制御しても動作や精度にばらつきを生じる場合がある。調整用パラメータ112は、このようなばらつきを減じるために製造・調整過程で個々のカメラ10に対応して書き込まれる。
例えば、先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144への通電を解除してから可動鉄片が離反を開始するまでの時間に個体差を有する場合があり、また、先幕、後幕を走行させるための弾性部材の弾性力は個体差を有する場合がある。また、先幕や後幕が走行する際にこれら先幕や後幕に作用する摩擦力なども個体差を有する場合がある。これらの個体差は、先幕と後幕との走行間隔(スリット幅)のばらつきや幕の走行速度のばらつきの要因となる。従って、先幕係止マグネットへの通電を解除してから1/8000秒後に後幕係止マグネット144への通電を解除しても、得られるシャッタ秒時(露光時間)は必ずしも1/8000秒になるとは限らない。そこで、先幕係止マグネット142への通電を解除してから後幕係止マグネット144への通電を解除するまでの時間間隔を調整(増減)するための時間間隔補正情報を調整用パラメータ112として不揮発性メモリ110に記憶することが可能である。
調整用パラメータ112には、上述した補正情報以外にも、測光部164の測光精度調整用情報、アナログ・フロントエンド130でのゲイン調整、あるいはAD変換に際してのレベル、ガンマやリニアリティ等の調整をするための情報等、様々な調整用情報を記憶可能に構成される。また、後で説明するように、撮影シーケンス中にシャッタ駆動用のモータ等を起動させるタイミングに関する情報も記憶可能に構成される。
操作スイッチ104は、レリーズスイッチ、スライドスイッチ、ダイヤルスイッチ、プッシュスイッチ等、カメラ10に設けられる各種スイッチを総称したものである。ユーザが操作スイッチ104を用いて、絞り値、シャッタ速度、等価ISO感度、露出モード等の設定、カメラの動作モード(記録モード/再生モード等)の切り替え、メニュー選択、撮影動作の開始等の操作をすることが可能となる。
図2を参照してシャッタ駆動部146およびシャッタオープン検出部148の内部構成例について説明する。図2(a)に示されるように、シャッタ駆動部146は、モータ210と、ピニオン214と、軸218回りに回転可能な第1ギヤ216と、軸221回りに回転可能な第2ギヤ220と、軸228回りに回転可能な第3ギヤ226と、軸224回りに回転可能なカムギヤ222とを有する。シャッタオープン検出部148は、軸232回りに回転可能な第4ギヤ230と、フォトインタラプタ240とを有する。
ピニオン214は、モータ210の回転軸に圧入される。第1ギヤ216はピッチ円径の大きい平歯車部分(以下、大ギヤ部分と称する)とピッチ円径の小さい平歯車部分(以下、小ギヤ部分と称する)とを有する複合ギヤである。ピニオン214は、第1ギヤ216の大ギヤ部分と噛み合う。
第2ギヤ220は、平歯車部分と傘歯車部分とを有する複合ギヤである。第1ギヤ216の小ギヤ部分と第2ギヤ220の平歯車部分とが噛み合う。
第3ギヤ226は、傘歯車部分と平歯車部分とを有する複合ギヤであり、軸221の延在する方向と略直交する方向に延在する軸228回りに回転可能に組み込まれる。第2ギヤ220および第3ギヤ226の傘歯車部分が互いに噛み合い、ギヤの回転軸方向が図2(a)における上下方向から左右方向に沿うように変換される。
カムギヤ222は、平歯車部分とカム222aとを有する複合ギヤである。カムギヤ222および第3ギヤ226の平歯車部分が互いに噛み合う。以上に説明した構成を有して、モータ210の回転速度が減速されてカムギヤ222に伝達される。カムギヤ222が回転するのに伴い、カム222aはシャッタ140に設けられるチャージレバー204を押す。後で図3および図4を参照して説明するように、チャージレバー204の位置に応じてシャッタ140の先幕200および後幕202が駆動される。なお、図2(a)においては、カム222aとシャッタ140のチャージレバー204とが図の左右方向に離して描かれているが、これは図を見やすくするためである。また、図2(a)において、シャッタ駆動部146とシャッタ140とは必ずしも同じ縮尺で描かれてはいない。
シャッタオープン検出部148を構成する第4ギヤ230は、平歯車部分と遮光板230aとを有する複合ギヤである。第3ギヤ226および第4ギヤ230の平歯車部分が互いに噛み合う。図2に示される例では、カムギヤ222の平歯車部分の歯数と第4ギヤ230の平歯車部分の歯数とが等しい。従って、カムギヤ222と第4ギヤ230とは常に同じ角度位置関係で回転する。
フォトインタラプタ240は光を発する投光部240eと、投光部240eから出射される光を受ける受光部240dとを有し、これらの投光部240eおよび受光部240dは互いに対向し合うように配置される。投光部240eと受光部240dとの間の空隙に遮光板230aが位置するようにフォトインタラプタ240が配置される。この様子が、図2(a)の矢視Bを示す図2(b)に示されている。
第4ギヤ230が回転するのにつれて、遮光板230aが回転する。投光部240eと受光部240dとが対向する部分に遮光板230aの切り欠き部分が位置すると受光部240dは投光部240eから出射された光を受ける。一方、切り欠き以外の部分が投光部240eと受光部240dとが対向する部分に位置する場合は、投光部240eからの光は遮光されて受光部240dに入射しない。
カム222aによってチャージレバー204が押され、シャッタ140の先幕200および後幕202が第2の開閉動作で開き始めるのに同期してフォトインタラプタ240から出力される信号が変化するようにカムギヤ222と第4ギヤ230との間の角度位置関係が定められる。
以上ではシャッタオープン検出部が遮光板230aを有する第4ギヤ230とフォトインタラプタ240とを備えて構成される例について説明したが、フォトリフレクタタイプのセンサやホール素子、あるいはマイクロスイッチ等を用いる構成のものであってもよい。
ところで、図2に示される例では、モータ210の回転軸が図2の上下方向に沿って延在するように配設され、カムギヤ222の回転軸が図2の左右方向に沿って延在するように配設されているため、減速ギヤ列の中に傘歯車が配設されている。しかし、モータ210やカムギヤ222の配設位置関係はカメラの形状や仕様等に応じて様々に変更可能であり、これらの傘歯車は省略可能である。また、傘歯車を用いるのに代えてウォームギヤとウォームホイールとの組み合わせやラックとピニオンとの組み合わせ等を用いてもよい。また、回転式のモータ210を用いるのに代えて直動アクチュエータ等を用いてもよい。
図3は、図2(a)の矢視IIIを示しており、シャッタ140とカムギヤ222との配設位置関係の一例を示す図である。チャージレバー204は、図3の紙面に直交する方向に延在する軸O回りに回動可能に構成され、常に反時計回り方向に付勢力が作用している。したがって、チャージレバー204は常にカム222aに追従して動作する。カムギヤ222が軸224回りに反時計回りの方向に回転するのにつれて、カム222aによってチャージレバー204は時計回り方向に押される。その際、チャージレバー204の回動位置に応じてシャッタ140のチャージ(先幕200、後幕202走行用のばね力の蓄勢)、第2の開閉動作、第2の開閉動作から第1の開閉動作に移行する際の先幕閉成などが行われる。
図3(a)、図3(b)は、シャッタ140の第1の開閉動作時(露光動作時)のタイミングにおけるチャージレバー204とカム222aとの位置関係を示す図である。チャージレバー204の、図3(b)に示される位置を以下では「A位置」と称する。
露光動作直前(第1の開閉動作直前)のタイミングにおいては、後幕202はアパーチャ140Aの上方で畳まれた状態にあり、先幕200は展開されてアパーチャ140Aを覆う状態、つまりシャッタ140として露光前の遮光状態にある。先幕200、後幕202のそれぞれを走行させるための駆動力を発生させる弾性部材はいずれも蓄勢状態にあるが、先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144がともに通電されていて先幕200、後幕202の走行を阻止している。
そして、第1の開閉動作を開始(露光動作を開始)すると、最初に先幕係止マグネット142への通電が解除されて先幕200が図3の下に向かう方向に走行を開始し、その後予め決定されたシャッタ秒時に従って後幕係止マグネット144への通電が解除されて後幕202が同じく図3の下に向かう方向に走行を開始する。先幕200、後幕202の走行が完了すると、シャッタ140は露光動作完了直後(第1の開閉動作直後)の遮光状態となる。この状態にあるときに撮像素子134からの画像信号の読み出しが行われる。
図3(c)は、シャッタ140を第2の開閉動作における開成状態とするときのチャージレバー204とカム222aとの位置関係を示す図である。チャージレバー204の、図3(c)に示される位置を以下では「B位置」と称する。チャージレバー204がB位置にあるとき、後幕202はアパーチャ140Aの上方で畳まれた状態にあり、先幕200はアパーチャ140Aの下方で畳まれた状態にある。すなわち、シャッタ140は開放状態にある。モータ210が停止している限り、シャッタ140の第2の開閉動作での開放状態は維持されるので、カメラ10の電源がオフしているときにもシャッタ140の開放状態は維持される。それ故、シャッタ140はノーマリーオープンシャッタと称される。
カムギヤ222が、図3(b)に示される角度位置から図3(c)に示される角度位置へと回転するのに従い、第1の開閉動作での露光完了後の閉成状態にあったシャッタ140は第2の開閉動作での開成状態へと推移する。第4ギヤ230(図2)の遮光板230aは、シャッタ140が第1の開閉動作での露光動作完了後の閉成状態から第2の開閉動作での開成状態へと推移する際に、シャッタ140が開き始めるのと同期してフォトインタラプタ240に対する遮光状態が解除されるように切り欠き位置が定められている。つまり、シャッタオープン検出部148(図2)は、第1の開閉動作での露光動作完了後の閉成状態にあるシャッタ140が第2の開閉動作で開き始め、撮像素子134上に被写体光が再び入射し始めるタイミングを検出可能に構成される。
図3(d)は、第2の開閉動作での開成状態から先幕200を図3の上方に向かって動かして展開させ、アパーチャ140Aを覆う状態とした(第2の開閉動作での開閉動作が完了した)ときのチャージレバー204とカム222aとの位置関係を示す図である。チャージレバー204の、図3(d)に示される位置を以下では「C位置」と称する。
ところでシャッタ140は、先幕200、後幕202を弾性部材(それぞれ第1弾性部材、第2弾性部材と称する)が図3の下向きに向かって走行させるための駆動力を発生させる。そして、モータによって駆動されるカム222aとチャージレバー204の機構が、アパーチャ140Aの下部で畳まれている先幕200及び展開した後幕202をそれぞれ弾性部材の弾性力に逆らってアパーチャ140Aの上方に向けて移動させて露光動作前の遮光状態にする。
チャージレバー204がA位置からB位置に移動してシャッタ140が閉成状態から第2の開閉動作での開成状態に推移する際に、後幕202がアパーチャ140Aの上部に畳まれるのに応じて上記第2弾性部材に対する蓄勢が行われる。そして第2の弾性部材が蓄勢した状態で後幕202がカム222aによってBの状態にされたチャージレバー204により機械的に係止される。その後、チャージレバー204がB位置からC位置に移動するのに応じて、先幕200が展開され、第1弾性部材が蓄勢される。そして、第1の弾性部材が蓄勢した状態で、先幕200が先幕係止マグネット142で磁気的に係止されると共に、前記機械的に係止されていた後幕202が後幕係止幕ネット144で磁気的に係止されると同時に上記機械的な係止が解除される。
チャージレバー204のB位置からC位置への移行は、ユーザがレリーズスイッチを全押ししてセカンドレリーズスイッチを作動させたのに応じて行われる。
チャージレバー204がC位置にあるときに先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144に通電が開始され、モータ210はさらに回転した後に停止する。その結果、カムギヤ222は図3(b)に示される角度位置で停止し、チャージレバー204はA位置に移行する。このとき、上述したように先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144への通電状態が維持されているので先幕200、後幕202が勝手に走行することはない。その後、図3(a)、図3(b)を参照して先に説明したように第1の開閉動作での露光動作が行われる。
図4は、チャージレバー204の位置と先幕200および後幕202の位置との関係を概念的に示す図である。チャージレバー204は、シャッタ140の正面(被写体側)から見た様子を示し、先幕200および後幕202はシャッタ140の正面から見て向かって右側の側面からシャッタ140の内部を見た様子を示している。
図4(a)は、チャージレバー204がB位置にあってシャッタ140が第2の開閉動作における開成状態にある様子を示している。図4(a)に示される状態において、先幕200はアパーチャ140Aの下方で畳まれた状態にあり、後幕202はアパーチャ140Aの上方で畳まれた状態にある。
図4(b)は、チャージレバー204がカムギヤ222によってB位置からC位置まで駆動され、その後A位置まで戻った後の状態を示している。この状態で先幕200および後幕202は共にチャージ状態にある。後幕202はアパーチャ140Aの上方で畳まれた状態にあり、先幕200は展開されていてアパーチャ140Aを覆っている状態にある。先幕係止マグネット142および後幕係止マグネット144はともにチャージレバー204がC位置にあるときに通電が開始されていて、これにより先幕200および後幕202は磁力により係止されている。
図4(c)は、第1の開閉動作でシャッタ140が作動する様子を示している。すなわち、先幕係止マグネット142への通電が解除されて先幕200が走行を開始し、その後所定の時間が経過した時点で後幕係止マグネット144への通電が解除されて後幕202が走行を開始し、それによりシャッタ140の露光動作が行われている状態を示している。
図4(d)は、図4(c)を参照して説明した第1の開閉動作での露光動作が完了した直後の状態を示している。先幕200はアパーチャ140Aの下方で畳まれた状態にあり、後幕202は展開されていてアパーチャ140Aを覆っている状態にある。つまり、撮像素子134は後幕202によって遮光されている。この状態で撮像素子134から画像信号が読み出される。
図4(e)は、シャッタ140による露光動作および撮像素子134からの画像信号の読み出しを完了してカムギヤ222が回転を開始し、チャージレバー204がA位置からB位置へと移行する途中の状態が示されている。すなわち、第2の開閉動作でシャッタ140が開き始める様子が図4(e)に示されている。このとき本実施の形態では、後幕202がアパーチャ140Aの上方に向かって上昇し始める際に先幕200も同じ方向に向かって上昇し始めて遮光状態が維持される。チャージレバー204がA位置からB位置へと移行する間、最初は先幕200、後幕202共にアパーチャ140Aの上方に向かって移動するが、途中からは先幕200の移動方向が反転してアパーチャ140Aの下方に向かう。図4(e)はそのときの状態を示している。ところで、本明細書において「シャッタが開き始める」とは、シャッタ140が開くための動作を開始した後、実際に光を通し始めることを意味するものと定義する。例えばシャッタ140が第2の動作を開始した直後は、まだ遮光状態が維持されているので、上記の定義に従えばシャッタ140は「開き始めていない」ということになる。その後、先幕200と後幕202との間に僅かなスリットが形成されたとき、あるいはそれに近い状態となったとき、「シャッタが開き始める」と称される。つまり、シャッタ140が開くための動作を開始した状態ではなく、開くための動作を開始した後、実際に光を通し始める状態を「シャッタが開き始める」と定義する。
図4(f)は、チャージレバー204がB位置への移行を完了してシャッタ140が第2の開閉動作における開成状態となっている様子が示されている。このとき、後幕202はアパーチャ140Aの上方で畳まれている一方、先幕200はアパーチャ140Aの下方で畳まれている。
− 第1の実施の形態 −
図1から図6を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。以下の説明で明らかになるように、第1の実施の形態においては連続撮影モードで複数コマの撮影が撮影される際、相隣する露光動作の合間にライブビュー表示が行われる。
図1から図6を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。以下の説明で明らかになるように、第1の実施の形態においては連続撮影モードで複数コマの撮影が撮影される際、相隣する露光動作の合間にライブビュー表示が行われる。
図5は、カメラ10で連続撮影が行われる際のシーケンスを説明する概略タイミングチャートである。そして、この連続撮影における1コマ目のシーケンスが図5Aに、2コマ目のシーケンスが図5Bに示されている。図5では、上から順にモータ210への通電状態、チャージレバー204の位置、先幕200および後幕202の位置、フォトインタラプタ240からの出力信号(図5ではシャッタオープン検出部と表記されている)、先幕係止マグネット142および後幕係止マグネット144への通電状態、シャッタ140の開閉状態、撮像素子134からの画像信号読み出し動作状態が示されている。そして、これらの状態が時間の推移とともに変化する様子が図5には描かれている。
図5中、符号K、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、Z、K’(K’、P’、Q’、R’、S’、T’、U’、V’、W’、X’、Y’、Z’、K”)は、主要な事象が発生するタイミングを表している。「モータ」は、モータ210への通電状態を表している。モータ210への通電状態は、オン、ブレーキ、およびオフの三つの状態が示されている。オンは、モータ210が所定の回転方向に回転するようにモータ端子間に電圧を印加する状態を意味する。以下ではモータ210が所定の回転方向に回転することを便宜的に「正転する」と称する。また、正転の方向と逆の方向に回転することを「逆転」と称する。ブレーキは、モータ210の回転速度を速やかに低下させる状態を意味する。ブレーキの一例としては、モータ210への通電を解除するとともにモータ210の端子間をショートさせる、いわゆるショートブレーキを行うことが可能である。また、必要に応じてモータ210が逆転する極性の電圧を瞬間的に印加してもよい。オフは、モータ210への通電を解除した状態を維持する状態を意味する。この状態では、モータ210は停止している。
「チャージレバー」は、チャージレバー204の位置(A位置、B位置、C位置)の時間経過に伴う変化を示している。
「シャッタ後幕」および「シャッタ先幕」は、先幕200および後幕202がアパーチャ140Aの上側に位置しているか、下側に位置しているか、あるいはそれらの位置の間で移動しているかを示している。「シャッタオープン検出部」は、フォトインタラプタ240の出力レベルを示している。図5に示す例では、フォトインタラプタ240の出力がローからハイへ立ち上がるタイミングが第2の開閉動作でライブビュー表示動作用にシャッタ140が開き始める(撮像素子134に被写体光が入射し始める)タイミングと一致するようになっている。
「先幕係止マグネット」および「後幕係止マグネット」は、先幕係止マグネット142および後幕係止マグネット144への通電/通電解除状態を示している。
「シャッタ開閉状態」は、図4の(a)から(f)を参照して説明した状態のいずれかにあることが示されている。図5中、括弧の付された符号aからfがシャッタ開閉状態を示す線図に付されている。これらはシャッタの開閉状態が図4の(a)から(f)に示される状態に対応していることを意味している。
「画像信号読み出し」は、シャッタ140の第1の開閉動作での露光動作によって撮像素子134内に蓄積された電荷を読み出す動作が行われるタイミングと、第2の開閉動作でシャッタ140が開成状態にあるときにライブビュー表示を行うための画像信号を読み出す動作が行われるタイミングとが示されている。図5において、ライブビュー表示を行うための画像信号読み出し動作が行われるタイミングには「LV」と表記されている。ライブビュー表示を行うための画像信号読み出しをする際には、画素間引き読み出しをすることにより表示のフレームレートを増してスムーズな動画を表示することが可能となる。
図6は、カメラ10で連続撮影が行われる際にシステムコントローラ100によって実行される撮影シーケンス制御手順を概略的に示すフローチャートであり、図6(a)はメインの処理を、図6(b)はタイマ割り込み処理を示す。以下、図5、図6を参照して、撮影コマ間のライブビュー表示動作を伴う連続撮影のシーケンスについて説明する。
図6(a)に示される処理は、カメラ10の撮影モードが連続撮影モードに設定された状態で、図5Aにおいて符号Kで示されるタイミングでレリーズスイッチを全押ししてセカンドレリーズスイッチを作動させたときに実行が開始される。
S600においてシステムコントローラ100は、モータ210への通電を開始する。これにより、図5Aにおいて符号Pで示されるタイミングでモータ210が回転を開始する。S602においてシステムコントローラ100は予め定められた時間の経過を待つ。これは図5Aにおいて符号Qで示されるタイミングまで時間が経過するのを待つ処理に相当する。なお、モータ210の回転量を検出可能な構成、例えばモータ210の回転量に比例した数のパルスを生成可能な構成をカメラ10が備えていてもよい。その場合にはS600でモータへの通電を開始した後、上記パルスを計数して、積算パルス数が予定のパルス数に達するまで待つ処理をS602で行ってもよい。
符号Pで示されるタイミングと符号Qで示されるタイミングの間でライブビュー表示動作のための画像信号読み出しが中断され、これに伴ってライブビュー表示動作が中断される。ライブビュー表示動作のための画像信号読み出しは、いわゆる画素間引き読み出しによって比較的高いフレームレート(表示されるライブビュー画像をカメラ10のユーザが動画として認識できる程度の速さ)での読み出しが可能である。ライブビュー表示動作を中断したときに、画像表示部124に何も表示しなくても、あるいはフリーズ画を表示してもよい。フリーズ画を表示する場合、例えばライブビュー画像の表示を中断する前の最後のフレームの画像を用いることが可能である。
S604においてシステムコントローラ100は、予め定められた時間にわたり、モータ210にブレーキをかける処理を行う。この、予め定められた時間は、モータ210を停止させるのに十分な時間として設定される。S604でブレーキがかけられたのに応じてモータ210は減速し、停止する。その間、カムギヤ222が回転して、図5Aに示されるようにチャージレバー204はB位置からC位置に推移し、さらにA位置に推移する。これによりシャッタ140は第2の開閉動作でライブビュー表示用に開かれた状態、つまり図4(a)に示される状態から第1の開閉動作における露光動作直前の状態、つまり図4(b)に示される状態に推移する。このとき、S606での処理により、符号Rで示されるタイミングで先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144への通電が開始され、先幕200および後幕202の係止状態が維持される。なお、チャージレバー204がB及びCの位置にあるとき、後幕202は開成状態に機械的に保持される。チャージレバーがCからAの位置に移行したタイミングで、後幕202の機械的な保持は解除されるが、後幕係止マグネット144が通電しており、後幕202は磁力により係止される。
S608でシステムコントローラ100はモータ210へのブレーキを解除し、無通電状態とする。その後、システムコントローラ100は、予め設定された絞り値にまで絞り装置184を絞り込む動作が完了したことを示す信号を撮影レンズ180から受ける。なお、撮影動作開始前のライブビュー表示動作中に、被写体輝度やユーザの設定に応じて絞り装置184が作動して所定のF値にまで絞られている場合、上記の絞り込み動作を待つ処理は省かれる。
S610においてシステムコントローラ100は、先幕係止マグネット142への通電を解除する。これに伴い、符号Sで示されるタイミングで先幕200の係止が解除され、先幕200は走行を開始する。これにより、シャッタ140の第1の開閉動作における露光動作が始まる。
S612においてシステムコントローラ100は、予め決定されたシャッタ秒時が経過するのを待つ処理を行う。このシャッタ秒時は、測光部164による測光処理結果、アナログ・フロントエンド130でアナログ画像信号を増幅する際のゲイン(等価ISO感度)、撮影レンズ180で設定される絞り値等に基づいて決定される。
S614においてシステムコントローラ100は、後幕係止マグネット144への通電を解除する。これに伴い、符号Tで示されるタイミングで後幕202の係止が解除されて後幕202が走行を開始する。これによってシャッタ140は閉じ動作を開始し、やがて撮像素子134に対する第1の開閉動作での露光動作が完了する。
S616においてシステムコントローラ100は、Td時間待ちのタイマをスタートする処理を行う。このTd時間待ちのタイマはソフトウェアタイマでも良いし、ハードウェアタイマでもよいが、図6(a)はハードウェアタイマが用いられる場合の処理例を示す。S616においてシステムコントローラ100は、ハードウェアタイマに時間Tdをセットし、計時をスタートさせてハードウェアタイマが計時を完了した際に発する割り込み信号を受付可能な状態とする。
ハードウェアタイマによる時間Tdの計時が完了すると、図6(b)の処理が割り込みによって行われる。すなわち、ハードウェアタイマによる時間Tdの計時が完了すると、割り込みによってS650におけるモータ210への通電開始処理が行われる。図5Aでは、符号Vで示されるタイミングにおいてモータ210への通電開始処理が行われる。
S618でシステムコントローラ100は、撮像素子134からの画像信号読み出しを開始するように画像信号処理部120に対して制御信号を発する。これに伴い、符号Uで示されるタイミングで画像信号読み出し処理が開始される。なお図示しないが、符号Uで示されるタイミングは、時間Tdと同様に符号Tで示されるタイミングから、露光動作が確実に終了するまでの時間だけ経過した後に画像読み出しが開始されるよう、予め設定されている。
ここでTd時間について説明する。先にも説明したように、シャッタ140が第2の開閉動作で開くようにモータ210の回転を開始させても、すぐにシャッタ140が開成動作を始める訳ではない。つまり、モータ210が停止状態から起動して加速し、カムギヤ222が回転して、A位置にあるチャージレバー204をB位置にまで移動させるまでには時間を要する。そこで、モータ210が回転し始めてからシャッタ140が開き始めるまでの時間を見越して、早めにモータ210の回転を開始させる。
一方、撮像素子134からの画像信号読み出しが完了する前にシャッタ140が開き始めて撮像素子134に被写体光が入射すると、読み出し中の画像信号から得られる画像の画質低下を招く可能性がある。したがって、画像信号の読み出し完了前にシャッタ140が開くことのないようにしつつ、できるだけ早いタイミングでモータ210の回転を開始させることが望ましい。
上記Td時間は、部品精度、部品組立精度、モータの加速性能などの個体差を考慮し、ワーストケースにおいても画像信号読み出し完了前(符号Wで示されるタイミングよりも前)にシャッタ140が開き始めることのないよう、余裕をもって定められる。そして、後幕係止マグネット144への通電を解除してからTd時間が経過した後にモータ210の回転を開始することにより、画像信号読み出し動作中のシャッタ140による遮光状態が保証される。このTd時間に関連する情報は、調整用パラメータ112として不揮発性メモリ110中に記憶されている。
図5Aにおいて符号Tで示されるタイミングでTd時間の計時が始まり、符号Uで示されるタイミングで撮像素子134からの画像信号読み出しが開始され、符号Vで示されるタイミングでTd時間の計時が完了してモータ210への通電が開始される。その後、符号Wで示されるタイミングで撮像素子134からの画像信号の読み出しが完了し、符号Xで示されるタイミングでシャッタ140が第2の開閉動作で開き始める。シャッタ140が第2の開閉動作で開成動作を完了した後、撮像素子134からのライブビュー画像表示用の画像信号読み出しが開始されて画像表示部124にライブビュー画像が表示される。
Td時間は、上述した不確定な要因を考慮して予め決められるものなので、実際に必要な時間よりも長めに設定される。本発明の実施の形態においては、以下で説明するようにしてこのTd時間を短縮する処理が行われる。
S620においてシステムコントローラ100は、撮像素子134からの画像信号の読み出しが完了したか否かの判定を行う。この判定が否定される間、システムコントローラ100はS620の処理を繰り返し行う。S620の判定が肯定されると処理はS622に進み、システムコントローラ100はts時間の計時を開始する。このts時間とは、図5Aにおいて符号Wで示されるタイミングで撮像素子134からの画像信号の読み出しを完了してから、符号Xで示されるタイミングでシャッタ140が第2の開閉動作で開き始めるまでの時間である。
システムコントローラ100はS624において、シャッタ140の開き始めをシャッタオープン検出部148が検出したか否かを判定する。例えば、システムコントローラ100はフォトインタラプタ240からの出力信号を監視し、図5に示されるように信号がローからハイに変わるのを監視する。この判定が否定される間、システムコントローラ100はS624の処理を繰り返し行う。
S624での判定が肯定される、つまりシャッタ140の開き始めを検出するとシステムコントローラ100はS626に進み、ts時間の計時を完了する。このようにして、撮像素子134からの画像信号読み出しが完了してからシャッタ140が第2の開閉動作で開き始めるまでの時間であるts時間の計測が行われる。
S628においてシステムコントローラ100は、予め定められた時間の経過を待つ。これは図5Aにおいて符号Vで示されるタイミングで図6(b)の割り込み処理によってモータ210への通電が開始されてから符号Yで示されるタイミングまで時間が経過するのを待つ処理に相当する。なお、S602の処理の説明でも述べたように、モータ210の回転量を検出可能な構成、例えばモータ210の回転量に比例した数のパルスを生成可能な構成をカメラ10が備えていてもよい。その場合には符号Vで示されるタイミングでモータへの通電を開始した後、上記パルスを計数して、積算パルス数が予定のパルス数に達するまで待つ処理をS628で行ってもよい。
S630においてシステムコントローラ100は、予め定められた時間にわたり、モータ210にブレーキをかける処理を行う。この、予め定められた時間は、S604の説明でも述べたのと同様、モータ210を停止させるのに十分な時間として設定される。S630でブレーキがかけられたのに応じてモータ210は減速し、停止する。その間、カムギヤ222が回転して、図5Aに示されるようにチャージレバー204はA位置からB位置に推移する。これによりシャッタ140はライブビュー表示動作用に第2の開閉動作で開かれた状態となる。
S632においてシステムコントローラ100はモータ210へのブレーキを解除し、無通電状態とする。このとき、チャージレバー204は、回転を停止したカム222aによってB位置にある状態が維持されるので、先幕係止マグネット142および後幕係止マグネット144への通電をすることなく開放状態を維持することができる。つまり、第2の開閉動作における開成状態が維持される。この後、先にも説明したように撮像素子134からのライブビュー表示用画像信号の画像信号読み出しとライブビュー表示動作が再開される。
S634においてシステムコントローラ100は、レリーズスイッチの全押し状態が維持されているか否かを判定する。この判定が否定されると一連の連続撮影処理を終える。この場合、チャージレバー204はB位置にあるので、シャッタ140は第2の開閉動作における開成状態が維持され、ライブビューが表示されて、カメラ10は、撮影待機状態となる。一方、S634の判定が肯定されると処理はS636に進む。
システムコントローラ100はS636において、Td時間を更新する処理を行う。このTd時間を更新する処理とは、S622からS626の処理で計時されたts時間を、もともと設定されていたTd時間から減じて得られた値を新たなTd時間とする処理である。S636の処理が完了すると、図5Aにおいて符号K’で示される1コマ目の撮影シーケンスが終了し、2コマ目の撮影シーケンスが開始してS600からの処理が再び繰り返される。なお、上記S636におけるTd時間を更新する処理に関して、必ずしも上記ts時間そのものを減じる必要はない。例えば、上記ts時間の半分の時間、9割の時間、ts時間以下で切りの良い時間等を、もともと設定されていたTd時間から減じるものであってもよい。
2コマ目の撮影シーケンスについて図5Bを参照して説明する。符号P’で示されるタイミングでモータ210への通電が開始されてから符号T’で示されるタイミングで後幕係止マグネット144への通電が解除されるまでについては図5Aを参照して説明した1コマ目のシーケンスと同様である。1コマ目と2コマ目とで異なるのは、Td時間の長さである。つまり、上述したS636での処理によってTd時間が短縮された結果、後幕係止マグネット144への通電が解除された後にモータ210への通電を開始するタイミング(図5Bにおいて符号V’で示されるタイミング)は、S636での処理でTd時間が短縮された分だけ、図5Aに示されるタイミングに比して早められる。図5Bにおいては、早められる時間がts時間である例が示されている。
図5Bには、実線で示される2コマ目の状態推移に重ねて1コマ目の状態推移を二点鎖線で示してある。図5Bに示される例では、符号V’で示されるタイミングから符号Z’で示されるタイミングに至るまでの一連の状態推移が1コマ目の状態推移に比してts時間だけ早められている。その結果、1コマ目の撮影動作に要する時間をt(ミリ秒)としたとき、2コマ目の撮影動作に要する時間はt−ts(ミリ秒)に短縮される。図5Bを見て分かるように、撮像素子134からの画像信号読み出し完了のタイミングとシャッタ140の開き始めるタイミングとはほぼ一致する。したがって、撮像素子134からの画像信号の読み出しが完了する前に第2の開閉動作でシャッタ140が開き出すのを抑止しつつ、2コマ目以降の連続撮影において単位時間あたりの撮影可能コマ数(コマ速)を増すことが可能となる。
図6(a)のフローチャートによれば、2コマ目以降も毎回ts時間の計測が行われて、Td時間が常に更新される。これに代えて、1コマ目のシーケンスで求められたts時間から算出されたTd時間を2コマ目以降のシーケンスで一律に適用するようにしてもよい。その場合、2コマ目以降のシーケンスではS622からS626の処理およびS636の処理がスキップされる。
以上に説明したシーケンスにより、例えばバッテリーの残容量が多く、モータ210に供給可能なパワーが十分な状況、カメラ10が比較的新しく、モータ210にかかる負荷が比較的小さい状況では1コマ目のシーケンスで求められるts時間が比較的短くなるので、2コマ目以降のシーケンスでTd時間が減じられる際の時間短縮の度合いは少なめとなる。したがって、2コマ目以降のシーケンスで撮像素子134からの画像読み出しが完了する前にシャッタ140が第2の開閉動作で開き始めてしまう不具合を抑止できる。
一方、バッテリーの残容量が少なく、モータ210に供給可能なパワーが少なくなっている状況、カメラ10が使い込まれていてモータ210にかかる負荷が増えているような状況では、1コマ目のシーケンスで求められるts時間は比較的長くなる可能性が高い。その場合には、2コマ目以降のシーケンスでTd時間が減じられる際の時間短縮の度合いを増すことが可能となるので、2コマ目に続いて連続撮影が行われる際のコマ速を増すことが可能となる。つまり、バッテリーの能力低下などといった状況においても連続撮影動作時のコマ速低下を最小限に抑えることが可能となる。
連続撮影が行われる場合、一般にユーザは最良の撮影シーンに遭遇する少し前のタイミングから撮影を開始することが多い。従って、本発明の実施の形態に係るカメラ10によれば、上述した構成によって2コマ目以降のコマ速を増すことが可能となり、より的確に撮影シーンをとらえる可能性を増すことが可能となる。
以上ではライブビュー画像が画像表示部124に表示される例について説明したが、カメラ10が別の画像表示部を有していて、その画像表示部に表示される画像を、観察光学系を介してユーザが観視可能に構成されていてもよい。このような構成は電子ビューファインダ(EVF)と称される。EVFでは、シャッタが閉じられているとその間の画像を表示することができない。そのため、シャッタが閉じられているときにはいわゆるブラックアウト状態としてEVFへの画像の表示を一時的に中断するか、シャッタが閉じられる前に得られた画像データに基づくフリーズ画の表示をすることになる。
上述のようにEVFの表示を行うと、動き回る被写体を連続撮影する際に、被写体をEVFで捉え続けることが難しくなる。その点に関しても、本発明の実施の形態によれば、露光動作後にEVFでライブビュー画像表示を再開するまでの時間を短縮することが可能となる。また、連続撮影動作中の限られた時間の中でライブビュー表示を行う時間を増すことが可能となるので、連続撮影動作時のカメラの操作性が向上する。
− 第2の実施の形態 −
以上では連続撮影動作が実行されている間、コマ間(連続して行われる複数の撮影動作間の合間)でライブビュー表示動作が間欠的に行われる例について説明した。これに対して、第2の実施の形態では連続撮影動作が実行されている間、フリーズ画が適宜更新されながら表示される例について説明する。第2の実施の形態に係るカメラ10も、第1の実施の形態で図1から図4を参照して説明した構成と同様の構成を有するのでその説明を省略する。また、第2の実施の形態における連続撮影の処理手順も、第1の実施の形態で図6を参照して説明したものと同様である。以下、図7を参照して本発明の第2の実施の形態について、第1の実施の形態との違いを中心に説明する。
以上では連続撮影動作が実行されている間、コマ間(連続して行われる複数の撮影動作間の合間)でライブビュー表示動作が間欠的に行われる例について説明した。これに対して、第2の実施の形態では連続撮影動作が実行されている間、フリーズ画が適宜更新されながら表示される例について説明する。第2の実施の形態に係るカメラ10も、第1の実施の形態で図1から図4を参照して説明した構成と同様の構成を有するのでその説明を省略する。また、第2の実施の形態における連続撮影の処理手順も、第1の実施の形態で図6を参照して説明したものと同様である。以下、図7を参照して本発明の第2の実施の形態について、第1の実施の形態との違いを中心に説明する。
図7中、符号K、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、K’(K’、P’、Q’、R’、S’、T’、U’、V’、W’、X’、K”)は、図5に示されるのと同様、主要な事象が発生するタイミングを表している。「モータ」は、モータ210への通電状態を表している。モータ210への通電状態は、オン、ブレーキ、およびオフの三つの状態が示されている。これら三つの状態に関しては第1の実施の形態で説明したものと同様である。「チャージレバー」は、チャージレバー204の位置(A位置、B位置、C位置)の時間経過に伴う変化を示している。
「シャッタ後幕」および「シャッタ先幕」は、先幕200および後幕202がアパーチャ140Aの上側に位置しているか、下側に位置しているか、あるいはそれらの位置の間で移動しているかを示している。
「画像表示」は、画像表示部124にライブビュー及びフリーズ画を表示する動作タイミングを示している。図7において、フリーズ画1、フリーズ画2、フリーズ画3と表記されているが、これはフリーズ画の表示内容が更新されていることを示している。カメラ10が撮影待機状態にあるときには、第1の実施の形態と同様にライブビューが表示されている。そして、連続撮影が開始されると、ライブビュー表示からフリーズが表示に切り替わる。図7のフリーズ画1は、撮影待機状態のライブビューの最後のフレームがフリーズ画として表示されたものである。図7のフリーズ画2は、連続撮影の最初の画像が間引き処理された画像である。そして、連続撮影して得られた画像が間引き処理されてフリーズ画として順次表示される。
「シャッタオープン検出部」は、フォトインタラプタ240の出力レベルを示している。図7に示す例では、図5に示されるのと同様、フォトインタラプタ240の出力のローからハイへの立ち上がるタイミングが第2の開閉動作でシャッタ140が開き始める(撮像素子134に被写体光が入射し始める)タイミングと一致するようになっている。
「先幕係止マグネット」および「後幕係止マグネット」は、先幕係止マグネット142および後幕係止マグネット144への通電/通電解除状態を示している。
「シャッタ開閉状態」は、図4の(a)から(f)を参照して説明した状態のいずれかにあることが示されている。図7中、括弧の付された符号aからfがシャッタ開閉状態を示す線図に付されている。これらは図5に示されるのと同様、シャッタの開閉状態が図4の(a)から(f)に示される状態に対応していることを意味している。
「画像信号読み出し」は、シャッタ140の第1の開閉動作での露光動作によって撮像素子134内に蓄積された電荷を読み出す動作が行われるタイミングが示されている。
図7Aの符号Kで示されるタイミングでカメラ10のユーザがレリーズスイッチを全押ししてセカンドレリーズスイッチを作動させると、その寸前まで表示されていたライブビュー画像中の最後のフレームの画像がフリーズ画1として画像表示部124に表示される。一方、図7Aにおいて符号Pで示されるタイミングでモータ210が回転を開始する。その後、符号Qで示されるタイミングでブレーキがかけられてモータ210は減速し、停止する。その間、カムギヤ222が回転して、図7Aに示されるようにチャージレバー204はB位置からC位置に推移し、さらにA位置に推移する。
上記の動作により、シャッタ140は第2の開閉動作で開かれた状態、つまり図4(a)に示される状態から第1の開閉動作における露光動作直前の状態、つまり図4(b)に示される状態に推移する。このとき、符号Rで示されるタイミングで先幕係止マグネット142、後幕係止マグネット144への通電が開始され、先幕200および後幕202の係止状態が維持される。
続いて、符号Sで示されるタイミングで先幕係止マグネットへの通電が解除されて先幕200の係止が解除され、先幕200は走行を開始する。これにより、シャッタ140の第1の開閉動作における露光動作が始まる。そして、符号Tで示されるタイミングで後幕係止マグネットへの通電が解除されて後幕202の係止が解除され、後幕202が走行を開始する。これによってシャッタ140は閉じ動作を開始し、やがて撮像素子134に対する第1の開閉動作での露光動作が完了する。
符号Tで示されるタイミングでTd時間待ちのタイマをスタートする処理が行われる。ハードウェアタイマによる時間Tdの計時が完了すると、図6(b)の処理が割り込みによって行われる。その結果、ハードウェアタイマによる時間Tdの計時が完了する、符号Vで示されるタイミングにおいてモータ210への通電開始処理が行われる。
上記のTd時間待ちの処理が行われる間、符号Uで示されるタイミングで画像信号読み出し処理が開始される。Td時間については第1の実施の形態で説明したのと同様であるので説明を省略する。
続いて、符号Wで示されるタイミングで撮像素子134からの画像信号の読み出しが完了し、ts時間、すなわち符号Wで示されるタイミングにおいて撮像素子134からの画像信号の読み出しを完了してからシャッタ140が符号Xで示されるタイミングにおいて第2の開閉動作で開き始めるまでの時間の計時が開始される。そして符号Xで示されるタイミングでシャッタ140が第2の開閉動作で開き始めたことが検出されてts時間の計時が完了する。その間、撮像素子134から読み出された画像信号が処理されて間引き画像が作成され、フリーズ画2として画像表示部124に表示される画像がフリーズ画1置き替えられる。このフリーズ画2は、符号Wで示されるタイミングで撮像素子134が不揮発性の(非破壊読み出しが可能な)素子であった場合には、撮影して得たフル画像の画像信号の読み出しを完了した後に画素間引き読み出しをして得た画像信号に基づいて生成することも可能である。
符号Vで示されるタイミングにおいてモータ210への通電が開始されてから、図7Aに示されるようにチャージレバー204はA位置からB位置に推移し、さらに図7Bに示されるようにC位置に推移する。この間、一時的にシャッタ140は第2の開閉動作で開かれた状態となる。
チャージレバー204がカム222aによってB位置にある状態では、後幕202は機械的に開放状態に保持される。そして、チャージレバー204がB位置にある状態でレリーズスイッチの全押し状態が維持されているか否かが判定され、この判定が否定されると撮影動作は停止する。そして、図示していないが、モータ210にブレーキをかける処理がおこなわれた後通電がオフとなり、チャージレバー204がB位置にある状態でカム222aの回転は停止する。また、図7Aのフリーズ画2の表示は行なわれず、ライブビュー表示動作が再開される。
一方、レリーズスイッチの全押し状態が維持されていると判定された場合には連続撮影動作のシーケンスが引き続き行われる。なお、符号U及び符号Wの期間に読み出された画像信号は、被写体輝度、ホワイトバランス、コントラスト(撮影レンズ180による焦点調節状態)のうちの少なくともいずれかの最新値を得るために利用可能である。
その後、Td時間を更新する処理が行われて2コマ目の撮影シーケンスが始まる。このTd時間を更新する処理は、第1の実施の形態で説明したものと同様である。第2の実施の形態においても、Td時間を更新処する理に関して、必ずしも符号W、Xで示されるタイミングで計測されたts時間そのものをTd時間から減じる必要はない。例えば、上記ts時間の半分の時間、9割の時間、ts時間以下で切りの良い時間等を、もともと設定されていたTd時間から減じるものであってもよい。
2コマ目の撮影シーケンスについて図7Bを参照して説明する。符号T’で示されるタイミングで後幕係止マグネット144への通電が解除されるまでについては図7Aを参照して説明した1コマ目のシーケンスと同様である。1コマ目と2コマ目とで異なるのは、Td時間の長さである。つまり、Td時間を更新する処理によってTd時間が短縮された結果、後幕係止マグネット144への通電が解除された後にモータ210への通電を開始するタイミング(図7Bにおいて符号V’で示されるタイミング)は、図7Aに示される符号Vのタイミングに比して早められる。図7Bには、ts時間だけ早められる例が示されている。
図7Bには、実線で示される2コマ目の状態推移に重ねて1コマ目の状態推移を二点鎖線で示してある。図7Bに示される例では、符号V’で示されるタイミングから符号K”で示されるタイミング(2コマ目の撮影シーケンスが完了するタイミング)に至るまでの一連の状態推移が1コマ目の状態推移に比してts時間だけ早められる。その結果、1コマ目の撮影動作に要する時間をt(ミリ秒)としたとき、2コマ目の撮影動作に要する時間はt−ts(ミリ秒)に短縮される。
図7Bを見て分かるように、撮像素子134からの画像信号読み出し完了のタイミングとシャッタ140の開き始めるタイミングとはほぼ一致する。したがって、撮像素子134からの画像信号の読み出しが完了する前に第2の開閉動作でシャッタ140が開き出すのを抑止しつつ、2コマ目以降の連続撮影において単位時間あたりの撮影可能コマ数(コマ速)を増すことが可能となる。つまり、第1の実施の形態で説明したのと同様、1コマ目のシーケンスで求められるts時間の長短に応じて、2コマ目以降のシーケンスで効果的に時間短縮を行うことが可能となる。
図7Bにおいて、符号W’で示されるタイミングで撮像素子134から読み出しを完了した画像信号に基づいて生成されるフリーズ画3が表示される例が示されている。これについては先にも説明したように撮影して得たフル画像の画像信号の読み出しを完了した後に画素間引き読み出ししをして得た画像をフリーズ画3として表示することも可能である。
以上では連続撮影動作中、画像表示部124にフリーズ画1、2、3、…が順次切り替えられて表示される例について説明したが、カメラ10が別の画像表示部を有していて、その画像表示部に表示される画像を、観察光学系を介してユーザが観視可能に構成されていてもよい。
第2の実施の形態では、第1の実施の形態で存在していた、連続撮影中にライブビューを表示するためにモータ210を停止するシーケンスが無いので、連続撮影モード時のコマ速を第1の実施の形態より高速化できる。
以上の第1および第2の実施の形態の説明において、シャッタ140による露光のための開閉動作の後、Td時間が経過した後にモータ210への通電を開始する動作シーケンスを実施する例として、以下の例を用いて説明した。すなわち、後幕係止マグネット144への通電を解除して、後幕202がシャッタ閉成のための走行を開始するタイミング(図5、図7のタイミングT、T’)をTd時間の計時開始タイミングとする例について説明した。
このように計時を開始する理由は、シャッタ140の後幕202が閉じたことを検出するセンサやスイッチを設ける必要がなくなるからである。また、後幕係止マグネット144への通電を解除してから後幕202が閉成を完了するまでの時間のばらつきは比較的少なく、安定しているからである。
上記に対して、シャッタ140の後幕202が閉じたことを検出可能なセンサやスイッチ等を備えることにより、これらのセンサやスイッチから得られる信号が変化したことを検出したタイミングを契機としてTd時間の計時を開始することも可能である。また、シャッタ140の後幕202の係止解除後、実際に走行していることを検出可能なスイッチやセンサ等を備える場合も、当該のスイッチやセンサ等から得られる信号が変化したことを検出したタイミングを契機としてTd時間の計時を開始することも可能である。
以上の説明からも明かであるように、本発明において、Td時間の計時を開始するタイミングは、露光のための開閉動作を完了するためにシャッタを閉じ始めるタイミングであっても、シャッタが閉じ終わるタイミングであっても、これらのタイミングの間のタイミングであってもよい。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。
本発明は、デジタルスチルカメラのみならず、静止画を撮影する機能を有するムービーカメラにも適用可能である。
10 … デジタルカメラ
100 … システムコントローラ
110 … 不揮発性メモリ
116 … DRAM
120 … 画像信号処理部
122 … 表示制御部
124 … 画像表示部
130 … アナログ・フロントエンド
132 …タイミング・ジェネレータ
134 … 撮像素子
136 … ローパスフィルタ
140 … シャッタ
142 … 先幕係止マグネット
144 … 後幕係止マグネット
146 … シャッタ駆動部
148 … シャッタオープン検出部
180 … 撮影レンズ
182 … レンズエレメント
184 … 絞り装置
186 … 絞り駆動部
188 … レンズ駆動部
200 … 先幕
202 … 後幕
204 … レバー
210 … モータ
216 … 第1ギヤ
220 … 第2ギヤ
222 … カムギヤ
222a … カム
226 … 第3ギヤ
230 … 第4ギヤ
230a … 切り欠き板
240 … フォトインタラプタ
100 … システムコントローラ
110 … 不揮発性メモリ
116 … DRAM
120 … 画像信号処理部
122 … 表示制御部
124 … 画像表示部
130 … アナログ・フロントエンド
132 …タイミング・ジェネレータ
134 … 撮像素子
136 … ローパスフィルタ
140 … シャッタ
142 … 先幕係止マグネット
144 … 後幕係止マグネット
146 … シャッタ駆動部
148 … シャッタオープン検出部
180 … 撮影レンズ
182 … レンズエレメント
184 … 絞り装置
186 … 絞り駆動部
188 … レンズ駆動部
200 … 先幕
202 … 後幕
204 … レバー
210 … モータ
216 … 第1ギヤ
220 … 第2ギヤ
222 … カムギヤ
222a … カム
226 … 第3ギヤ
230 … 第4ギヤ
230a … 切り欠き板
240 … フォトインタラプタ
Claims (3)
- 撮影待機中には開成状態にあり、使用者のレリーズ操作が検出されると一旦閉じて露光のための開閉動作をし、再度開成状態となるノーマリオープンタイプのシャッタを有し、スチル画像を1コマ撮影する単写モードに加えて複数コマのスチル写真を連続して撮影する連続撮影モードでの動作が可能なデジタルカメラであって、
撮影レンズにより形成される被写体像を撮像して得られる画像信号を出力する撮像素子と、
前記画像信号を前記撮像素子から読み出して処理し、画像データを生成する画像信号処理部と、
モータの駆動により、前記撮影レンズと前記撮像素子との間に配設されるシャッタを開閉させるシャッタ駆動機構と、
前記単写モードでの撮影シーケンスにおいて、前記撮影待機状態から前記シャッタ駆動機構のモータの駆動を開始して前記シャッタを閉じた後、前記モータの駆動を停止し、前記露光のための開閉動作をして所定時間が経過した後に前記モータの駆動を開始し、前記露光のための開閉動作を完了して閉じていた前記シャッタを開いて再度開成状態にし、前記モータの駆動を停止するシャッタ制御部と、
前記露光が完了して前記撮像素子からの画像信号の読み出しが完了してから、前記シャッタが再度開き始めるまでのアイドル時間を計時する計時部とを有し、
前記シャッタ制御部は、前記連続撮影モードにおいて、1コマ目の撮影シーケンスでは、1コマのスチル画像を撮影すると共に、前記計時部から前記アイドル時間を取得し、2コマ目の撮影シーケンスでは、前記露光のための開閉動作を完了するために前記シャッタを閉じてから、前記1コマ目の撮影シーケンスで取得された前記アイドル時間をもとに定められた時間を置いて、前記モータの駆動を開始することを特徴とするデジタルカメラ。 - 前記シャッタ制御部はさらに、前記2コマ目の撮影シーケンスに続いて行われる3コマ目以降の撮影シーケンスにおいても、それぞれのコマに対応する前記露光のための開閉動作を完了するために前記シャッタを閉じてから、前記1コマ目の撮影シーケンスで取得された前記アイドル時間をもとに定められた時間を置いて、前記モータの駆動を開始することを特徴とする請求項1に記載のデジタルカメラ。
- 前記撮像素子から読み出された画像信号に基づく画像を表示可能な画像表示部をさらに有し、
前記シャッタ制御部は、各コマの撮影シーケンスにおいて前記露光のための開閉動作の後に前記シャッタが開成した状態で前記モータの駆動を所定時間一時停止し、そのシャッタが開成状態にある期間に、前記撮像素子から読み出される画像信号を前記画像信号処理部が処理し、前記画像表示部にライブビュー画像を表示するための画像データを生成するように構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のデジタルカメラ。
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