JP2020048137A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトレンズが横方向に動かされた場合でも露出ムラ補正された良好な画像を撮影する。【解決手段】撮像システムにおいて、撮像素子１０４へ入射する光を遮光するように走行するメカニカルシャッター１０５と、電荷蓄積を開始する走査を行う走査手段１０８と、メカニカルシャッター１０５の走行の開始及び走査手段による電荷蓄積の開始走査を行うタイミングを制御する制御手段１１３と、シフトレンズ１１４と、シフトレンズのシフト量をメカニカルシャッター１０５の幕走行方向で検出し、かつ、幕走行方向と直行する方向のシフトレンズのシフト量を検出するシフト量検出手段１１５と、撮像した画像データを補正する画像処理手段１０９と、を有する。シフトレンズの幕走行方向のシフト量に応じて電荷蓄積を開始する走査を行うタイミングを設定し、シフトレンズの幕走行方向と直行する方向のシフト量に応じて画像処理パラメータを変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関し、特にメカニカル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撮像装置及びその制御方法に関する。

従来一眼レフタイプのデジタルカメラには、メカニカル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があり、近年にいたってはファインダ関連の機構を搭載しないミラーレスタイプのデジタルカメラの登場により、一眼レフタイプのデジタルカメラも小型化の傾向となっている。

これらのデジタルカメラはメカニカルシャッターが後幕として構成され、後幕の走行に先行して、撮像素子への電荷蓄積開始操作を行う電子シャッターを駆動することにより撮影が行われていた。

また、電子シャッターを用いて撮像動作を行う場合、例えばＣＭＯＳセンサを用いた撮像素子では、画素毎、或いは複数画素からなる領域毎（例えば各ライン毎）に、先ず画素の蓄積電荷量をゼロにするリセット走査を行う。その後、リセット走査を行った画素毎、或いは領域毎に、それぞれ所定の時間を経過してから信号を読み出す走査を行うことで、電子シャッターによる撮像動作を実現できる。

以下、このような撮像動作を電子先幕走査と称する。

電子シャッターとメカニカルシャッターを併用して、撮像素子の露光を制御する場合、先ずメカニカルシャッターの走行方向に画素毎、或いは撮像素子の複数画素から成る領域毎（例えばライン毎）に画素のリセット（画素の蓄積電荷量をゼロにする走査）を行い、電荷蓄積を開始する。

そして、所定時間経過後にメカニカルシャッターの後幕走行によって撮像素子への光を順次遮光した後、各画素に蓄積された電荷を順次読み出す読み出し走査を行う。

従って、電子シャッターの電子先幕走査は、メカニカルシャッターの後幕の走行特性に合わせたものである。

以下、このような電子シャッターの電子先幕走査とメカニカルシャッターの後幕走行の構成を電子先幕シャッターと称する。

特許文献１では、一眼レフタイプのデジタルカメラは一般的に撮影レンズの交換が可能であるが、シフト機構を有するレンズユニット（以下「シフトレンズ」と称する）を用いた場合に、シフト量によってメカニカルシャッターによる撮像面上での遮光位置は変化する。

特に電子先幕走査されてからメカニカルシャッターにより遮光されるまでの露光時間が短い場合に、装着されたレンズユニットの焦点距離、射出瞳位置等に応じてシャッター走行方向に露出ムラが生じてしまう。

これらの露出ムラの問題を解決するため、特許文献１には、幕走行方向のレンズシフト量に応じ電子先幕のリセットタイミングを変更し、レンズシフトによる幕走行方向の露出ムラを補正する技術が公開されている。

特許文献２では、シフトレンズの装着を検出すると、使用可能な高速側シャッター秒時を制限するという技術が公開されている。高速側シャッター秒時を使用出来なくする事で、露出ムラを目立たなくする。

特許第５４０５５５９号公報 特開２００８−３０４５６５号公報

しかしながら、特許文献１に公開されている従来技術では、シフトレンズが横方向に動かされた場合の横方向の露出ムラについては補正する事が出来ない。

また、特許文献２で公開されている従来技術では、使用可能なシャッター秒時が制限されるため、ユーザーの画像表現に制限をかけてしまう。

そこで、本発明の目的は、シフトレンズを有する撮像装置において、シフトレンズが横方向に動かされた場合でも露出ムラ補正された良好な画像を撮影することを可能にした撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
光学ユニットを通過した光を受光して電荷として蓄積する撮像素子と、前記撮像素子へ入射する光を遮光するように走行するメカニカルシャッターと、前記撮像素子の領域ごとに順次、電荷蓄積を開始する走査を行う走査手段と、前記メカニカルシャッターの走行を開始させるタイミング及び前記走査手段による前記電荷蓄積を開始する走査を行うタイミングを制御する制御手段と、前記光学ユニットは光軸に対して横切る方向に移動可能なシフトレンズと、前記シフトレンズのシフト量をメカニカルシャッターの幕走行方向で検出し、かつ幕走行方向と直行する方向の前記シフトレンズのシフト量を検出するシフト量検出手段と、撮像した画像データを補正する画像処理手段と、を有し、前記制御手段は、前記シフトレンズの幕走行方向のシフト量に応じて前記電荷蓄積を開始する走査を行うタイミングを設定し、前記画像処理手段は、前記シフトレンズの幕走行方向と直行する方向のシフト量に応じて画像処理パラメータを変更することを特徴とする。

本発明によれば、シフトレンズを有する撮像装置において、シフトレンズが横方向に動かされた場合でも露出ムラ補正された良好な画像を撮影することを可能にした撮像装置の提供を実現できる。

実施形態における撮像システムの構成を示すブロック図 実施形態における撮像素子及びシャッターを被写体側から見た正面図 シフトレンズとシャッターの位置関係に伴う電荷蓄積領域の変化を説明する図 シフト量における電子先幕の走査曲線と、メカ後幕の走行曲線の関係を示す図 実施形態における撮像装置の撮影動作を示すフローチャート 電子先幕走査の制御・横方向露出ムラ補正パラメータ制御に関するブロック図 横方向のレンズシフトと露出ムラ、露出補正パラメータの関係を示す図 補正射出瞳距離Ｐの決定処理を示すフローチャート 撮像面側から見た時のレンズシフトのｘ成分、ｙ成分を説明する図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる撮像システムのブロック図である。

以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による撮像システムの構成について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかわる撮像システムの構成を示すブロック図である。

第１の実施形態にかかる撮像システムは、撮像装置であるカメラ本体１００と、カメラ本体１００に装着される、撮影光学係としての着脱可能なレンズユニット１０１とを有している。

まず、レンズユニット１０１内の構成について説明する。

１１４は撮影レンズであり、図１では、１つのレンズで表しているが、実際には、フォーカスレンズやズームレンズ、アオリレンズ等、複数のレンズから構成されている。

レンズＣＰＵ１１５は、レンズ駆動回路１１６を介して撮影レンズ１１４の駆動を制御すると共に、絞り駆動回路１１７を介して絞り１１７ａを駆動し、撮影動作時の被写体輝度に応じた絞り等の制御を行う。

１１８はレンズシフト機構で、撮影レンズ１１４の少なくとも１枚のレンズを含む、レンズユニット１０１を、レンズユニット１０１の光軸に対して直交する予め決められた方向に移動させる。

レンズシフト機構１１８に設けられた操作部（不図示）を操作することによりレンズユニット１０１をシフトさせることができる。

１１９はレンズティルト機構で、撮影レンズ１１４のレンズユニット１０１をレンズユニット１０１の光軸に対してアオリ方向に移動させる。

１２０は第一レボルビング機構で、シフト機構とティルト機構の移動方向を光軸を中心に回転させることができ、１２１は第二レボルビング機構で、ティルト機構の移動方向だけを光軸を中心に回転させることができる。上記のレンズ移動は操作部（不図示）を操作することにより、レンズユニット１０１を回転させることができる。

以下、レンズ光学中心を１６１とし、第一レボルビングをＡＬＬレボルビング、第二レボルビングをティルトレボルビングと称する。

このレボルビング機構１２０による回転と、レンズシフト機構１１８によるシフトにより、光軸に対して直交する平面上の任意の位置にレンズユニット１０１をシフトさせることが可能となる。

レンズＣＰＵ１１５は、レンズユニット１０１のシフト量、ティルト量、レボルビング量を検出するシフト量検出手段、ティルト量検出手段、レボルビング量検出手段である。

レンズＣＰＵ１１５は、レンズユニット１０１側の通信接点１２２及びカメラ本体１００側の通信接点１２３を介して、後述するカメラ本体１００内のカメラＣＰＵ１１３と通信することができる。

レンズＣＰＵ１１５は、通信接点１２２及び１２３を介して、レンズ情報をカメラＣＰＵ１１３の要求に応じて通知する。

なお、レンズユニット情報は、例えば、レンズユニット１０１の個体情報、絞り値、焦点距離、焦点位置（フォーカス位置）、撮影距離、射出瞳距離、レンズシフト量、レボルビング量、ティルト量等である。

次に、カメラ本体１００の構成について説明する。

撮像装置が非撮影状態（図１に示す状態）にある場合、レンズユニット１０１の撮影レンズ１１４及び絞り１１７ａを通過した被写体光束１６１のうちの一部の光束は、撮影光路内に位置するミラー１０２で反射されてファインダ光学係１０３に導かれる。

これにより、撮影者は、ファインダ光学係１０３を介して被写体像を観察することができる。

後述する不図示のレリーズ釦が押されて非撮影状態から撮影状態に移行すると、ミラー１０２は撮影光路から退避する。

これにより、レンズユニット１０１からの被写体光束は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤなどにより構成される撮像素子１０４へ向かう。

撮像素子１０４の各画素は、露光されている間、レンズユニット１０１により結像された被写体光学像を光量に応じて光電変換し、得られた電荷を蓄積する。

撮像素子１０４には、パルス発生回路１０７から走査クロック（水平駆動パルス）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によって所定のクロック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走査パターンが決定される。

また、パルス発生回路１０７は、後述する信号処理回路１０９にもクロック信号を出力する。

撮像素子１０４に対して物体側（レンズ側）には、メカニカルシャッター１０５が配置されている。

メカニカルシャッター１０５は、複数の遮光羽根で構成された後幕（以下、「メカ後幕」と呼ぶ。）を有し、撮像素子１０４を遮光する。

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。

画像処理手段である信号処理回路１０９は、撮像素子１０４から読み出された信号に対して二重相関サンプリング処理（ＣＤＳ）やゲイン（ＡＧ）処理、及び所定の処理（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。

生成された画像データは、画像表示回路１１０を介して画像表示装置１５１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、主電源のＯＮ／ＯＦＦを制御するスイッチや、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（レリーズ釦）を含む。

レリーズ釦の半押し操作（スイッチＳＷ１のＯＮ）で撮影準備動作（測光動作や焦点調節動作等）が開始される。

更に、全押し操作（スイッチＳＷ２のＯＮ）で撮影動作（撮像素子１０４の露光及び電荷信号の読み出し、及び電荷信号を処理して得られた画像データの記録媒体への記録）が開始される。

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。

情報格納部１５０は、後述するようなレンズユニットの個体情報に応じた移動可能な限界領域や、前記レンズユニットの移動によりカメラ本体と接触する設定禁止領域や、狙いの走査パターンを実行するための補正射出瞳距離Ｐを演算する式の係数、レンズの横方向シフト量に応じた画像補正係数テーブル等を複数種類記憶する。

上記構成を有する本実施の形態におけるカメラ本体１００は、通常複数の遮光羽根で構成される先幕に代えて、撮像素子１０４の画素を順次リセットし、電荷蓄積を開始する電子シャッターである電子先幕と前記メカ後幕による電子先幕シャッターを採用している。

そして、電子先幕シャッターを用いて撮像素子１０４の露光制御を行う構成となっている。

情報格納部１５０には、このような走査パターンを実行するための補正射出瞳距離Ｐの演算係数も複数記憶されている。

カメラＣＰＵ１１３は、これらのうちの一つを選択し、選択した係数による式とレンズＣＰＵ１１５の情報に基づいてリセットライン４が移動するように垂直駆動変調回路１０８を制御する。

なお、射出瞳距離Ｐの演算式の係数を決定する処理の詳細は後述する。

図２は、撮像素子１０４およびメカ後幕をレンズ側から光軸方向に沿って観察した様子を示す正面図であり、レリーズ釦の押下により撮影が開始された後の、電子先幕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、電子先幕走査の走査方向と、メカ後幕の走行方向を示す。

なお、撮影レンズ１１４により撮像素子１０４の撮像面に結像した被写体像は上下が反転する。

そのため、図２のように撮像面の下側から上側に向かって電子先幕走査を行うことで、画像上部から画像下部へ電子先幕走査及びメカ後幕の走行が行われることになる。

図２において、２は撮像素子１０４の撮像面、３はメカニカルシャッター１０５のメカ後幕であり、メカ後幕３が撮像面２の一部の領域を遮光している状態が示されている。
４は、撮像素子１０４におけるリセット走査を行っているライン（リセットライン）を示す。

リセット走査はリセットライン４上の画素の蓄積電荷量をゼロにするものであり、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の先端部５との間のスリットによって形成される領域６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）である。

電荷蓄積領域６は電子先幕とメカ後幕３の走行に従って、矢印１の方向へ移動していくことになる。

リセットライン４が通過してから、つまり画素がリセットされてから、メカ後幕３によって遮光状態となるまでの時間が、画素の露光による電荷蓄積時間となる。

このように、リセットライン４が矢印１の方向へ走査して各ラインの電荷蓄積が開始されるので、電荷蓄積の開始タイミングは撮像素子１０４のライン毎に異なる。

図２に示す例では、撮像面２において最も下に位置するラインで電荷蓄積動作が最も早いタイミングで行われ、最も上に位置するラインで電荷蓄積動作が最も遅いタイミングで行われる。

撮像面２の下部から上部へ向かうリセットライン４の移動は、垂直駆動変調回路１０８により図４の（ａ）及び（ｂ）を参照して後述するように制御される。

このリセットライン４の移動パターンを「走査パターン」と称する。この走査パターンは、撮像素子１０４のライン毎にリセット走査が行われるタイミングを示したものということができる。

図３は本実施形態における撮影レンズ１１４とメカニカルシャッター１０５、撮像素子１０４の関係を示す断面図である。図９は、シフトとリボルビングを同時に行った場合のレンズ移動方向を説明する図である。

図３において、（ａ）と（ｂ）のシャッター走行は上方向であり、実線で示したレンズ１１４ａはシフトをさせずに基準光軸位置にある（シフト量がゼロである）場合の撮影レンズ１１４を示している。

破線で示したレンズ１１４ｂはメカニカルシャッター１０５の走行方向と同じ方向に基準光軸位置からシフト量ｙだけシフトした位置にある場合の撮影レンズ１１４を示している。

また、７はシャッター地板、８はシャッター羽根押さえである。

図３（ａ）は撮影動作における電子先幕シャッターの開き始めの状態を示している。

スリット幅Ｃは、シフト量がゼロであるレンズ１１４ａを透過した光束が、３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって制限され、撮像面２に入射する領域の幅を示している。

また、スリット幅Ｄは、シフト量がｙであるレンズ１１４ｂを透過した光束が、メカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって制限され、撮像面２に入射する領域の幅を示している。

図３（ａ）のタイミングでは、スリット幅Ｄの方がスリット幅Ｃよりも大きい。

よって、電子先幕及びメカ後幕を同じ条件で駆動した場合、スリット幅Ｄに示される領域において、レンズ１１４ｂの位置にある場合の露光量はレンズ１１４ａの位置にある場合の露光量より大きくなる。

従って、レンズ１１４ａの位置で適正露光が得られるように電子先幕のリセット走査の走査パターンが設定されていた場合、シャッターの開き出しにおいては、レンズ１１４ｂの位置で撮影されたとき、露出がオーバーになってしまうことになる。

図３（ｂ）は撮影動作後半（撮影終了間近）の状態を示している。

スリット幅Ｃ’は、シフト量がゼロであるレンズ１１４ａを透過した光束が、メカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって制限され、撮像面１０４に入射する領域の幅を示している。

また、スリット幅Ｄ’は、シフト量がｙであるレンズ１１４ｂを透過した光束が、３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成され、撮像面１０４に入射する領域の幅を示している。

図３（ｂ）に示されるタイミングでは、図３（ａ）に示したシャッターの開き始めの状態と同様に、スリット幅Ｄ’の方がスリット幅Ｃ’よりも大きい。

よって、電子先幕及びメカ後幕を同じ条件で駆動する場合、スリット幅Ｄ’に示される領域において、レンズ１１４ｂの位置にある場合の露光量はレンズ１１４ａの位置にある場合の露光量より大きくなる。

従って、レンズ１１４ａの位置で適正露光が得られるように電子先幕走査の走査パターンが設定されていた場合、レンズ１１４ｂの位置で撮影されたとき、露出がオーバーになってしまうことになる。

また、シャッターの開き始めから開き終わりまでの間で、露出オーバーになる量は一定ではなく、変化しているため、その結果、画像の上部と下部とに露光ムラ（所謂、上下方向の露光ムラ）が発生してしまう。

図４は、メカ後幕の走行パターンと電子先幕走査の走査パターンの関係を説明するためのものである。

図４（ａ）において、１２はメカ後幕の走行パターンを表し、走行開始から徐々に速度が上がる状態を表している。

１１は電子先幕走査の走査パターンを表す。

走査パターン１１と走査パターン１２の時間方向の距離が撮像素子の各ラインの露光時間を表す。

図４（ａ）では、撮像素子の下から上に渡ってほぼ同じ露光時間となっている。

シフトレンズの焦点距離と射出瞳距離が十分長いとき（例えば５００ｍｍ以上のとき）は、メカ後幕の走行カーブとほぼ同じ形状の走査パターンで適正な露光が得られる。

前述したように、メカニカルシャッター１０５の走行方向と同方向にシフト量ｙだけシフトした位置にあるレンズ１１４ｂの場合には、露出がオーバーになる。

具体的には、図４（ａ）に示すようなシャッター制御では、特に撮像面下部（＝画像の上部）において露出ムラがオーバーとなり、撮像面上部（＝画像の下部）においてはわずかに露出ムラがアンダーとなる。

そのため、撮像面の中部と下部の露光時間を短くし、上部を長く露光ムラを軽減するように、電子先幕の走査パターン１１を図４（ｂ）の走査パターン１１ｂに補正することが必要となる。

一方、上述とは逆に、メカニカルシャッター１０５の走行方向と逆方向にシフトした位置にあるレンズの場合では、シフト量無しの場合での電子先幕走査の走査パターンを設定すると、特に撮像面下部の露出ムラがアンダーとなり、撮像面上部は同等もしくは若干の露出ムラオーバーとなる。

従って、図４（ｃ）に示すように、撮像面の中部下部で露光時間を長くし、上部を若干短く露光ムラを軽減するように、電子先幕の走査パターン１１を図４（ｃ）に示すように走査パターン１１ｃに補正することが必要となる。

図９と図７を用いてレンズシフトに横方向の成分があった場合の横方向の露出ムラ補正について説明する。

図９は、撮像面側から見た時のレンズシフトのｘ成分、ｙ成分のを説明する図である。

図９で示すようにシフトレンズは、その機構上電子先幕走査方向、及びメカニカルシャッター１０５の走行方向及びそれらの逆方向だけでなく、走査方向・走行方向と異なる方向にシフトさせる事も可能である。レンズをシフトした事により横方向にズレる成分ｘがあると、レンズの光学的特性からレンズシフトの影響により横方向の露出ムラも発生する。

電子先幕の走査パターンの変更で露出ムラの補正異が可能なのは上下方向ついての露出ムラだけで、横方向の露出ムラの補正は出来ない。

レンズをシフトした事により横方向にズレる成分ｘがわかれば、幕走行方向の補正と同様に、レンズの焦点距離と射出瞳距離との関係から撮影画像横方向の露出レベルを求める事が出来る。

図７（ａ）は、撮影画像において、レンズシフトした時に横方向のズレ成分ｘがあった場合の横方向露出ムラを説明する図である。横軸は画面横方向の位置を示す。縦方向は撮影画像の輝度を示す。２０１はレンズシフトの横方向成分が無い時の画面横方向の露出ムラを示す。２０１では横方向のレンズシフトがないため均一になっている。図９で横方向成分が＋側の時、レンズ移動量に応じて２０１→２０２→２０３と画面の横方向露出ムラが変化する。横方向成分が−側の時、２０４のように横方向の露出ムラが変化する。

シフトレンズの横方向成分による露出ムラは、２０２、２０３、２０４のような横方向露出ムラを画面の横位置それぞれにおいて補正するようゲインを変化させれば補正する事が可能となる。図７（ｂ）が画面のレンズシフト量２０１、２０２、２０３、２０４に対する画面横位置毎の補正量２０１‘、２０２’、２０３‘、２０４’である。２０１‘は補正が必要無いので、その値は１となっている。

以上のような構成を有する撮像システムの本第１の実施形態における撮像動作の概略について、図５のフローチャートを参照して、カメラの動作を追いながら説明する。

以上のような補正処理について図６のフローチャートを参照して、カメラの動作を追いながら説明する。なお、図６に示す処理はカメラＣＰＵ１１３が主体となって実行される処理である。

スイッチユニット１１２内のレリーズ釦の第１ストローク（所謂、半押し状態）が検出される（ＳＷ１ＯＮの状態）と処理はステップＳ１０１からステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２において、カメラＣＰＵ１１３は装着された交換レンズ１０１の焦点距離、射出瞳距離等のレンズ情報をレンズＣＰＵ１１５から取得する。

ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進むと、装着された交換レンズ２０１がシフトレンズか否かを判定する。交換レンズ２０１がシフトレンズである場合は、ステップＳ１０３からステップＳ１０４へ進み、レンズＣＰＵ１１５よりシフト位置情報を取得する。なお、交換レンズ２０１のレンズＣＰＵ１１５は、当該レンズの焦点位置等のレンズ情報や、シフト位置検出回路２１９で検出されたレンズのシフト位置に基づいて生成した情報をカメラＣＰＵ１１３の要求に応じて通知する。そしてステップＳ１０５に進む。

次いで、ステップＳ１０５において、不図示の測光センサからの出力とＩＳＯ感度設定等の情報により、レンズの絞りを決定する。

次に、ステップＳ１０６に進み、不図示の測距系によって被写体距離情報が取得され、撮影レンズのフォーカス位置が決定される。

そして、ステップＳ１０７において、被写体輝度と絞り、ＩＳＯ感度設定等によりシャッター速度が決定される。

また、ステップＳ１０７からステップＳ１０８に進むと、上記の交換レンズ２０１の種類、焦点距離、レンズのシフト位置等に基づき、電子先幕の走査カーブパターンが決定される。ここで、カメラＣＰＵ１１３は、垂直駆動変調回路１０８の設定を、例えば、図４（Ｂ）の走査カーブ１１ｂのように変更する。この走査カーブ１１ｂは、メカニカルシャッターの走行方向と同じ方向に光軸がシフトしたレンズに対して適切なものである。走査カーブ１１ｂは、メカ後幕の走行カーブ１２とほぼ等しい動作を示す走査カーブ１１に対して、電子先幕のリセット走査の開始タイミングを遅らせ、かつ、走査終了タイミングも開始タイミングの遅延時間より少量分遅らせたものである。

次に、Ｓ１０８で行われる補正射出瞳距離Ｐの決定処理を、図６、図９を参照して説明する。

図６は本第１の実施形態による電子先幕走査の制御及び横方向露出ムラ補正を行うための画像補正パラメータ設定に関するブロック図である。

カメラＣＰＵ１１３の情報収集部１１３ａは、上述したように装着されたレンズの個体情報１０１ａ、絞り値１０１ｂ、撮影距離１０１ｃ、射出瞳距離１０１ｄ、シフト量１０１ｅ、ティルト量１０１ｆ、レボルビング量１０１ｇを収集する。

そして、収集した情報の内、レンズの個体情報１０１ａとシフト量１０１ｅ、ティルト量１０１ｆ、レボルビング量１０１ｇをシフト量成分演算部１１３ｂに渡し、レンズの個体情報１０１ａ、絞り値１０１ｂ、撮影距離１０１ｃ、射出瞳距離１０１ｄを補正射出瞳距離演算係数設定部１１３ｃに渡す。

１１３ｂでは、レボルビング回転後のシフト量の内、シャッター走行方向もしくは逆方向のシフト量成分Ｈｙ、横方向のシフト量成分Ｈｘを算出する。

そして、演算によって求めたシフト量成分Ｈｙ、Ｈｘを補正射出瞳距離演算部１１３ｄに渡す。

なお本第１の実施例においてシャッター走行方向のシフト量成分の演算はカメラＣＰＵ１１３が行っているが、レンズＣＰＵ１１５が行っても良い。

補正射出瞳距離演算係数設定部１１３ｃでは、取得した情報の内、レンズユニットの個体情報に基づいて、情報格納部１５０に記憶されている複数の演算係数の中から補正射出瞳距離Ｐｙを演算する式の係数Ａｙ、Ｂｙ、Ｃｙ、Ｄｙ及び補正射出瞳距離Ｐｘを演算する式の係数Ａｘ、Ｂｘ、Ｃｘ、Ｄｘを取得し、補正射出瞳距離演算部１１３ｄに渡す。

補正射出瞳距離演算部１１３ｄは、シフト量成分Ｈｙと補正射出瞳距離Ｐｙの演算係数を変数とするＰｙ＝ＡＨｙ＾３＋ＢＨｙ＾２＋ＣＨｙ＋Ｄｙとシフト量成分Ｈｘと補正射出瞳距離Ｐｘの演算係数を変数とするＰｘ＝ＡＨｘ＾３＋ＢＨｘ＾２＋ＣＨｘ＋Ｄｘといった多項式を記憶している。

そして、シフト量成分演算部１１３ｂから取得したシフト量成分Ｈｙと、補正射出瞳距離演算係数設定部１１３ｃから取得した補正射出瞳距離Ｐの演算係数Ａｙ、Ｂｙ、Ｃｙ、Ｄｙを用いて補正射出瞳距離Ｐを演算し、電子先幕走査演算部１１３ｅに渡す。

電子先幕走査演算部１１３ｅでは、演算によって求めた補正射出瞳距離Ｐに基づいて電子先幕走査の走査パターンを演算し、垂直駆動変調回路制御部１１３ｆに渡す。

垂直駆動変調回路制御部１１３ｆは、電子先幕走査演算部１１３ｅによって演算された補正射出瞳距離Ｐに基づいて演算された電子先幕走査を実行するべく、垂直駆動変調回路１０８を制御する。

また、シフト量成分演算部１１３ｂから取得したシフト量成分Ｈｘと、補正射出瞳距離演算係数設定部１１３ｃから取得した補正射出瞳距離Ｐｘの演算係数Ａｘ、Ｂｘ、Ｃｘ、Ｄｘを用いて補正射出瞳距離Ｐｘを演算し、画像補正パラメータ設定部１１３ｇに渡す。

電子先幕走査演算部１１３ｇでは、演算によって求めた補正射出瞳距離Ｐｘに基づいて横方向露出補正パラメータを演算し、信号処理回路１０９に渡す。

信号処理回路１０９は取得された画像データに対し、横方向の露出補正を行う。

次に、図８（ａ）は補正射出瞳距離Ｐの決定処理（Ｓ１０８）を表すフローチャートである。

まず、Ｓ４０１では、装着されたレンズユニット１０１の個体情報、絞り値、焦点距離、撮影距離、射出瞳距離等のレンズ情報を収集する。

更に、ユーザーによって設定されたＴＳ設定情報を収集し、Ｓ４０２へ進む。

Ｓ４０２では、ＡＬＬレボルビング、ティルトレボルビング回転後のシフト量、ティルト量の内、シャッター走行方向もしくは逆方向のシフト量成分Ｈｙ、Ｈｘを演算する。

次にＳ４０３では、シフト量成分が０であるかを判定し、０である場合はＳ４０６へ進み、レンズの個体情報に応じた標準の射出瞳距離を決定しＳ１１５へ進む。

０でない場合は、Ｓ４０４に進み、レンズの個体情報に応じて補正射出瞳距離Ｐｙ、Ｐｘの演算係数を決定し、Ｓ４０５へ進む。

Ｓ４０４のレンズの個体情報に応じて補正射出瞳距離Ｐの演算係数を決定方法については後述する。

Ｓ４０５では、シフト量成分Ｈｙ、Ｈｘと補正射手瞳距離Ｐｙ、Ｐｘの演算係数を用いて、レンズの個体情報、レンズのシフト、レボルビング状態に最適な補正射出瞳距離Ｐを演算し、Ｓ１１５へ進む。

次に、Ｓ４０４のレンズの個体情報に応じた補正射出瞳距離Ｐｙ、Ｐｘの演算係数の決定処理について図８（ｂ）を参照して説明する。

図５に戻って、以上のようにして電子先幕のリセット走査の走査パターンが決定された後、レリーズ釦の第２ストローク即ち全押し状態（ＳＷ２ＯＮ）が検出されると、ステップＳ１０９からステップＳ１１０へ進み、撮影動作を実行する。まず、ステップＳ１１０において、ミラー１０２をアップする。そして、ステップＳ１１１において、ステップＳ１０８で決定された走査カーブによる電子先幕の駆動を開始する。すなわち、垂直駆動変調回路１１３ｃが、走査パターン設定部１１３ｂによって決定された走査パターンに従ってリセット走査を実行するべく、垂直駆動変調回路１０８を制御する。そして、ステップＳ１１２においてメカ後幕を駆動制御する。メカ後幕については走行カーブ１２に従った走行が実行される。こうして、撮像素子上で電荷蓄積動作が順次行われ、撮影動作が完了する。

次にステップＳ１１３において、ステップＳ１０８で信号処理回路１０９が画像補正パラメータ設定部１１３ｇで決定された横方向露出ムラ補正値に基づいて横方向の露出補正を行う。

最後に、ステップＳ１１４において、ミラー１０２のダウンとシャッターチャージが行われて撮影の一連のシーケンスが終了する。

以上のように、本実施形態によれば、シフトレンズ使用時、撮影レンズの情報により、電子先幕の走査パターンを切り替えることにより、画像上下方向の露出ムラの低減され、かつ画像横方向の露出ムラが低減された適正画像が撮影可能となる。

なお、ステップＳ１０８における射出瞳距離の決定は、例えば、装着されている交換レンズ１０１のレンズＣＰＵ１１５から取得されたレンズ焦点距離により行うことができる。また、特に明示的に射出瞳距離を決定する必要はなく、例えばレンズ焦点距離をそのまま用いて走査パターンを切り替えるようにしてもよい。

走査パターンの切替・横方向の露出ムラ補正パラメータの切り替え（或いは射出瞳距離の決定）に利用可能な情報の例としては以下のものが挙げられる。なお、本実施形態では、走査パターンの決定や横方向の露出ムラ補正パラメータに用いるべく取得されるこれらの情報（射出瞳距離そのものの情報を含む）を総称して射出瞳距離に関する情報ということにする。射出瞳距離に関する情報としては例えば以下のものが挙げられる。

例えば、マクロレンズ等フォーカス時の繰り出し量の大きいレンズ等では、その繰り出し量によって射出瞳距離が変化する。従って、フォーカス時の繰り出し量といったようなフォーカス情報に従って電子先幕のリセット走査の走査パターン及び横方向の露出ムラ補正パラメータを変更するように構成してもよい。

また、開放絞りの大きい（例えばＦ１．２）レンズなどでは、絞りの開口径を大きくするほど、射出瞳距離が短いレンズと同様の露光ムラが生じる。よって、上述のメカニカルシャッター１０５を用いるのであれば、絞りの開口径が大きくなるほど、撮像面下部ではリセット走査からメカ後膜が通過するまでの時間を短くし、撮像面上部では長くすればよい。

またさらに、電子先幕のリセット走査の走査パターン・横方向の露出ムラ補正パラメータに関しては、露出ムラの許容範囲で、各レンズをグループ分けし、そのグループごとに電子先幕のリセット走査の走査パターン・横方向露出ムラ補正パラメータを変更しても良い。この場合、レンズの種別に応じて走査パターン・横方向露出ムラ補正パラメータが決定されることになる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ シャッター走行方向、２ 撮像面、３ メカ後幕、４ リセットライン、
５ メカ後幕の先端部、１００ カメラ本体、１００ａ レリーズＳＷ、
１０１ 交換レンズ、１０１ａ レンズの個体情報、１０１ｂ 絞り値、
１０１ｃ 撮影距離、１０１ｄ 射出瞳距離、１０１ｅ シフト量情報、
１０１ｆ ティルト量情報、１０１ｇ レボルビング量情報、１０２ ミラー、
１０３ ファインダー光学系、１０４ 撮像素子、１０５ メカニカルシャッター、
１０６ シャッター駆動回路、１０７ パルス発生回路、１０８ 垂直駆動変調回路、
１０９ 信号処理回路、１１０ 画像表示回路、１１１ 画像記録回路、
１１２ スイッチユニット、１１３ カメラＣＰＵ、１１３ａ 情報収集部、
１１３ｂ シフト量成分演算部、１１３ｃ 補正射出瞳距離演算係数設定部、
１１３ｄ 補正射出瞳距離演算部、１１３ｅ 電子先幕演算部、
１１３ｆ 垂直駆動変調回路制御部、１１４ 撮影レンズ、１１５ レンズＣＰＵ、
１１６ レンズＣＰＵ、１１７ 絞り駆動回路、１１８ レンズシフト機構、
１１９ ティルト機構、１２０ 第一レボルビング機構、
１２１ 第二レボルビング機構、１２２ レンズ側通信接点、
１２３ カメラ側通信接点、１５０ 情報格納部、１５１ 画像表示装置

Claims (1)

1. 光学ユニットを通過した光を受光して電荷として蓄積する撮像素子と、
   前記撮像素子へ入射する光を遮光するように走行するメカニカルシャッターと、
   前記撮像素子の領域ごとに順次、電荷蓄積を開始する走査を行う走査手段と、
   前記メカニカルシャッターの走行を開始させるタイミング及び前記走査手段による前記電荷蓄積を開始する走査を行うタイミングを制御する制御手段と、
   前記光学ユニットは光軸に対して横切る方向に移動可能なシフトレンズと、
   前記シフトレンズのシフト量をメカニカルシャッターの幕走行方向で検出し、かつ幕走行方向と直行する方向の前記シフトレンズのシフト量を検出するシフト量検出手段と、
   撮像した画像データを補正する画像処理手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記シフトレンズの幕走行方向のシフト量に応じて前記電荷蓄積を開始する走査を行うタイミングを設定し、
   前記画像処理手段は、前記シフトレンズの幕走行方向と直行する方向のシフト量に応じて画像処理パラメータを変更することを特徴とする撮像装置。