JP5031669B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、メカニカルシャッターおよび電子シャッターを併用して撮像動作を行う撮像装置に関する。

一眼レフタイプのデジタルカメラには、フォーカルプレンシャッター（以下、メカニカルシャッターと称す）と電子シャッターとを併用して撮像動作を行うものがある。この種のシャッター機構では、メカニカルシャッターにより後幕が構成され、後幕の走行に先行して、撮像素子の画素の電荷蓄積の開始走査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る。

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）を行う。その後、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読み出しの走査を行うことで電子シャッターを実現できる。

即ち、このような撮像素子の電荷蓄積の開始走査では、例えば走査ライン毎に各画素のリセットが行われ、電荷蓄積が開始されることになる。以下、このような電荷蓄積の開始走査を「リセット走査」と称する。

その後、後幕のメカニカルシャッターによって撮像素子が遮光された後、各画素の素子に蓄積された電荷を読み出す読み出し走査が行われる。従って、このリセット走査の走査パターンは、後幕のメカニカルシャッターの走行特性に合わせたものとなっている（特許文献１）。

また、一眼レフタイプのデジタルカメラは、一般に撮影レンズが交換可能であり、装着された撮影レンズにより、その焦点距離や射出瞳距離（撮像面からレンズの射出瞳位置までの距離）は変化する。

メカニカルシャッターと電子シャッターとを併用した上述のシャッター機構を用いて撮像装置を構成する場合、電子シャッターは撮像素子面で機能するが、メカニカルシャッターは撮像素子面から光軸方向に離れて配置される。従って、撮影レンズの焦点距離、射出瞳距離等により、メカニカルシャッターによる撮像面の遮光位置は変化してしまう。このため、特にリセット走査の実行からメカニカルシャッターによる遮光までの時間が短い場合に、装着された撮影レンズによってシャッター走行方向に露出ムラが発生する。

また、撮影レンズの絞込み、マクロレンズのフォーカス等によっても、射出瞳距離が変化し、メカニカルシャッターによる撮像面の遮光位置が変化するものがある。さらに、防振レンズが装着された場合、そのシフト量に応じて、メカニカルシャッターによる撮像面の遮光位置が変化する。従って、これらの要因によっても、上述したようなシャッター走査方向の露光ムラが発生することになる。

そこで、メカニカルシャッターと電子シャッターとを併用したシャッター機構を備える撮像装置において、レンズの状況、あるいは、撮像素子の状況に起因したシャッター走査方向の露光ムラを減少させる技術が提案されている（特許文献２）。

この撮像装置は、メカニカルシャッターの走行に先行して電荷蓄積を開始する走査を実行し、電荷蓄積を開始する走査及びメカニカルシャッターの走行を該シャッターの先幕及び後幕として機能するよう制御する制御ユニットを有する。制御ユニットは、撮像素子の領域毎に生じる露光量のムラを低減するために、撮像素子の領域毎に電荷蓄積を開始する走査を行うタイミングを設定する。
特開平１１−４１５２３号公報 特開２００７−０５３７４２号公報

しかし、上記特許文献２では、撮像素子の状況に起因したシャッター走査方向の露光ムラを減少させることはできても、シャッター走査方向のボケ像の欠けを減少させることができない問題が生じた。

以下、詳述する。

上述したように、撮影レンズの交換可能な一眼レフタイプのデジタルカメラは、装着された撮影レンズによりその焦点距離や、射出瞳距離は変化する。従って、撮影レンズの焦点距離、射出瞳距離等により、撮像素子面から光軸方向に離れて配置されるメカニカルシャッターによる撮像面の遮光位置は変化してしまう。このため、特にリセット走査の実行からメカニカルシャッターによる遮光までの時間が短い場合（例えば１／４０００秒等の短時間露光秒時）は、次のような不具合が生じる。

図２２を参照して説明する。図２２において、（ａ）は撮像画面の露光開始位置での撮影光束の状況を示す模式図、（ｂ）は撮像画面の露光中央位置での撮影光束の状況を示す模式図、（ｃ）は撮像画面の露光終了位置での撮影光束の状況を示す模式図である。

各図において、左側の図はピントの合った位置より遠い側が撮像素子面に位置する所謂「前ピン」状態を示し、その下にそのときの撮影画像のボケの見え方を示す。一方、右側の図はピントの合った位置より近い側が撮像素子面に位置する所謂「後ピン」状態を示し、その下にそのときの撮影画像のボケの見え方を示す。

図中、５１は撮影レンズ１１４の上側光束、５２は撮影レンズ１１４の下側光束、５３は焦点、２は撮像素子１０４の撮像面、３はメカニカルシャッターのメカ後幕、５はメカ後幕３の先端（スリット形成部）に相当する。また、４は撮像素子１０４のリセットラインで電子先幕の先端に相当する。なお、撮影レンズ１１４の絞り開口は円形とする。

（ａ）の露光開始位置での画像７０では、遠側のボケ像７１は、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５とで形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によってけられることがない撮影光学系の状態とする。同様に露光開始位置での画像７２では、近側のボケ像７３は、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によってけられることがない撮影光学系の状態とする。

ところが、（ｂ）の露光中央位置での画像７４では、遠側のボケ像７５は、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によって下側光束５２がけられる。このため、円形になるべきボケ像７５の下側７６がカットされる。同様に露光中央位置での画像７７では、近側のボケ像７８は、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によって下側光束５２がけられる。このため、円形になるべきボケ像７８の上側７９がやや大きくカットされる。

また、（ｃ）の露光終了位置での画像８０では、遠側のボケ像８１は、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によって下側光束５２がけられる。このため、円形になるべきボケ像８１の下側８２がカットされる。同様に露光終了位置での画像８３では、近側のボケ像８４は、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によって下側光束５２がけられる。このため、円形になるべきボケ像８３の上側８５が大きくカットされる。

以上のように、従来の撮像装置では、ピントのずれたボケ像が円でなく、一部欠けてしまう。また、ピントの合った被写体より遠景側のボケ像と近景側のボケ像で欠ける方向が異なり、画面の位置で欠け具合が異なる。

例えば、撮像装置が正位置のとき、シャッターの走行方向が下から上の場合、遠景側のボケ像は下が欠け、近景側のボケ像は上が欠け、画面の下側でボケ像の欠けが顕著（近景のボケ像の欠けがより顕著）になる。

種々のシーンを撮影して確認すると、特に木漏れ日のボケ像のような明暗のはっきりしたものでは、円形のボケ像の一部欠けた部分がはっきりと判り、非常に見苦しいものとなり、写真の品位を著しく落とすことになる。

また、撮影レンズの絞込み及びピント位置、マクロレンズのフォーカス等によっても、射出瞳距離が変化し、メカニカルシャッターによる撮像面の遮光位置が変化するものがある。さらに、防振レンズやＴＳ（ティルト・シフト）レンズが装着された場合、その光学系のシフト量に応じて、撮像面への光線の入射角が変化し、メカニカルシャッターによる撮像面の遮光位置が変化する。従って、これらの要因によっても、シャッター走査方向の露出ムラが発生することになる。

次に、図２３を参照して、特にリセット走査の実行からメカニカルシャッターによる遮光までの時間が短い場合（例えば１／４０００秒等の短時間露光秒時）の露光量の減少について説明する。

図２３において、（ａ）は撮像画面の露光開始位置での撮影光束の状況を示す模式図、（ｂ）は撮像画面の露光中央位置での撮影光束の状況を示す模式図、（ｃ）は撮像画面の露光終了位置での撮影光束の状況を示す模式図である。

各図において、左側の図は防振レンズやＴＳ（ティルト・シフト）レンズの可動レンズの中心が光軸上にある「シフト量ゼロ」の状態を示し、その下にそのときの撮影画像の露光量を示す。一方、右側の図は防振レンズやＴＳ（ティルト・シフト）レンズの可動レンズの中心が光軸から図の下方向にシフトした「シフト量下方向」状態を示し、その下にそのときの撮影画像の露光量を示す。

図中、５４は撮影レンズ１１４の上側光束、５５は撮影レンズ１１４の下側光束、２は撮像素子１０４の撮像面、３はメカニカルシャッターのメカ後幕、５はメカ後幕の先端（スリット形成部）に相当する。また、４は撮像素子１０４のリセットラインで電子先幕の先端に相当する。なお、撮影レンズ１１４の絞り開口は円形とする。

（ａ）の露光開始位置での画像では、「シフト量ゼロ」での露光量８６が、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によるケラレ量が少ない撮影光学系の状態となる。なお、露光量８６は、分かり易くするために、撮像面２のある位置１点に入射する光束を撮像面と垂直な方向から見て平面的に図示したもので、径の大きさが露光量の大きさを表す。同様に露光開始位置での画像では、「シフト量下方向」での露光量８７が、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によるケラレ量が多い撮影光学系の状態となる。なお、露光量８７は、分かり易くするために、撮像面２のある位置１点に入射する光束を撮像面と垂直な方向から見て平面的に図示したもので、径の大きさが露光量の大きさを表す。

（ｂ）の露光中央位置での画像では、「シフト量ゼロ」での露光量８８が、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によるケラレ量が少ない撮影光学系の状態となる。同様に露光中央位置での画像では、「シフト量下方向」での露光量８９が、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によるケラレ量が多い撮影光学系の状態となる。

（ｃ）の露光終了位置での画像では、「シフト量ゼロ」での露光量９０が、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によるケラレ量が少ない撮影光学系の状態となる。同様に露光終了位置での画像では、「シフト量下方向」での露光量９１は、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口（ここでは１／４０００秒の短時間露光秒時）のメカ後幕の先端５によるケラレ量が多い撮影光学系の状態となる。

以上のように、１／４０００秒等の短時間露光秒時での撮影で、防振レンズやＴＳレンズ等の可動レンズを、中心が光軸上にあるシフト量ゼロの位置からシャッター羽根の走行方向にシフトさせると、シフト量ゼロでの撮影に対して露光量が少なくなる。特にメカ後幕のスタート位置側へ可動レンズがシフトした場合や、シフト量の大きい場合ほど、露光量の少なくなる度合いが顕著になる。しかも、電子先幕の先端４とメカ後幕の先端５で形成されるスリット開口が狭くなり、露光秒時が短くなるほど、露光量の少なくなる度合いが顕著になる。

そこで、本発明は、撮影レンズの状況に起因したシャッター走査方向のボケ像の欠けや露出ムラを減少させることができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮影光学系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、該撮像素子を遮光するように走行するシャッター手段と、前記撮像素子の領域ごとに電荷蓄積を開始する走査を行う走査手段と、前記シャッター手段の走行に先行して前記走査手段による前記電荷蓄積を開始する走査を実行し、該電荷蓄積を開始する走査をシャッターの先幕として、前記シャッター手段の走行をシャッターの後幕として機能させるように制御する制御手段と、を有する撮像装置において、前記シャッター手段は、高速秒時用の開口を有し、前記制御手段は、前記シャッター手段の走行開始後にも前記走査手段による前記撮像素子の領域ごとに電荷蓄積を開始する走査を実行させるように制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、メカニカルシャッターと電子シャッターを併用したシャッター機構において、撮影レンズの状況に起因したシャッター走査方向のボケ像の欠けや露出ムラを減少させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である撮像装置を説明するためのブロック図である。

本実施形態の撮像装置は、カメラ本体１００と、カメラ本体１００に着脱自在に装着される撮影光学系としての交換レンズ１０１とを有する。

まず、カメラ本体１００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）にある場合において、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。

レリーズ釦が押されて撮像装置が非撮影状態から撮影状態に移行すると、ミラー１０２が撮影光路から退避する。これにより、撮影レンズ１１４からの被写体光束は、例えばＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１０４側に向かう。ここで、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メカ後幕を有する。

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の駆動を制御するとともに、交換レンズ１０１と通信し、絞りの制御を行う露出制御手段を構成する。また、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によって電子先幕としてのリセット走査の走査パターンが決定される。また、パルス発生回路１０７は、信号処理回路１０９にもクロック信号を出力する。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、映像表示回路１１０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、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。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。走査パターン保持部１５０は、後述する電子先幕の走査パターン（リセットラインの動作パターン）を複数種類保持する。

次に、交換レンズ１０１について説明する。

撮影レンズ１１４は、光軸方向に移動可能である。ここで、図１では、撮影レンズ１１４は１つのレンズとして示しているが、実際にはズームレンズ等、複数のレンズユニットで構成されている。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。

また、レンズＣＰＵ１１５は、絞り駆動回路１１７を介して絞り駆動機構１１７ａを駆動し、撮影動作時の被写体輝度に応じた絞りの制御を行う。ズーム駆動機構１１８を操作（本実施形態では手動操作）することによりズーム位置が決定される。決定されたズーム位置はズーム位置検出回路１１９により検出され、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１２０及びカメラ本体１００側の通信接点１２１を介して、カメラ本体１００側のカメラＣＰＵ１１３と通信可能となっている。レンズＣＰＵ１１５は、交換レンズ１０１の種類や、焦点距離、射出瞳距離、ズーム位置、焦点位置情報（フォーカス位置情報）等をカメラＣＰＵ１１３に通知する。

本実施形態の撮像装置は、一般的なメカ先幕に代えて電子シャッター（電子先幕）を採用し、電子先幕とメカ後幕を用いて本撮影を行う構成となっている。

図２は、撮像素子およびメカ後幕をレンズ側から観察した様子を示す図であり、レリーズ釦の押下により撮影が開始された後の、電子先幕のリセット走査およびメカ後幕のシャッター走行が途中にあるときの状態を示している。

図中矢印１は、電子先幕のリセット走査の走査方向（電子先幕の走行方向）と、メカ後幕の走行方向を示す。なお、撮影動作で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。そのため、図２のように撮像面２の下側から上側に向かってリセット走査が行われると、画像上部から画像下部へリセット走査及びシャッター走行が行われることになる。

図中３は、メカニカルシャッター１０５のメカ後幕である。図２では、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。図中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。撮像素子１０４内の画素において、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、メカ後幕３によって遮光状態となるまでの時間は、当該画素の露光による電荷蓄積時間となる。

リセットライン４が矢印１の方向へ走行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のライン毎で異なる。即ち、撮像面２のうち最も下に位置するラインで電荷蓄積動作が最も早く開始され、最も上に位置するラインで電荷蓄積動作が最も遅く開始される。

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により制御される。このリセットライン４の移動は図９（ａ）及び図９（ｂ）で後述するように制御され、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の領域（ライン）別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。走査パターン保持部１５０には、このような走査パターンが複数保持されている。カメラＣＰＵ１１３は、これらのうちの一つを選択し、選択した走査パターンに従ってリセットライン４が移動するように垂直変調回路１０８を制御する。詳細は後述する。

図３〜図６は、図２と同様に、紙面手前に被っているシャッター地板を省略して、撮像素子１０４およびメカ後幕をレンズ側から観察した様子を示す図で、メカニカルシャッターの構成の詳細を示している。

図３は走行準備完了状態を示し、図４は図２と同じくレリーズ釦の押下により撮影が開始された後の、電子先幕のリセット走査およびメカ後幕のシャッター走行が途中にあるときの状態を示している。

図５は最高速秒時撮影でレリーズ釦の押下により撮影が開始された後の、電子先幕のリセット走査およびメカ後幕のシャッター走行が途中にあるときの状態を示し、図６は露光終了後にメカ後幕が撮像素子１０４を遮光する状態を示している。

図３から図６において、８はシャッター羽根押えで、不図示のシャッター地板と羽根を挟んで対向しており、撮像用の開口部８ａが形成されている。１３１は第１遮光羽根で、電子先幕撮影用スリット形成部５と最高速秒時撮影時の上側スリット形成部１３１ａを有している。１３２は第１遮光羽根１３１に隣接する第２遮光羽根で、露光完了時に撮像素子の撮像面を覆い、遮光するとともに、最高速秒時撮影用の下側スリット形成部１３４ａを有している。第１遮光羽根１３１に設けた上側スリット形成部１３１ａと第２遮光羽根１３２に設けた下側スリット形成部１３４ａとで最高速秒時撮影用の開口１３４が形成される。

１３４ｂは上側開口端部、１３３は第３遮光羽根で、露光完了時に撮像素子の撮像面を覆い、遮光する。１３５は主アームで、不図示のシャッター地板に軸１３７周りに回転可能に支持され、不図示の駆動力を受け回動する。１３６は従アームで、不図示のシャッター地板に軸１３８周りに回転可能に支持されている。

１３９ａ、１３９ｂ、１４０ａ、１４０ｂ、１４１ａ、１４１ｂは各々第１遮光羽根１３１、第２遮光羽根１３２、第３遮光羽根１３３を、主アーム１３５及び従アーム１３６に回転可能に枢支する羽根支持部材である。これらの第１遮光羽根１３１、第２遮光羽根１３２、第３遮光羽根１３３、主アーム１３５、従アーム１３６及び羽根支持部材にて公知の平行リンクを形成し、メカ後幕３を構成する。図５において、Ｌがメカ後幕３での最高速秒時撮影時走行途中のスリット幅となる。

メカニカルシャッターと電子シャッターを併用したシャッター機構を用いて撮像装置を構成する場合、電子シャッターは撮像素子面で機能するが、メカニカルシャッターは撮像素子面から光軸方向に離れて配置されることによる不具合を先に述べた。本実施形態では、メカ後幕の第１遮光羽根１３１に設けたスリット形成部１３１ａと第２遮光羽根１３２に設けたスリット形成部１３４ａとで形成された最高速秒時撮影用の開口１３４では光軸方向に離れておらず、密着しているのでこの不具合は解消される。

図７及び図８は、撮影レンズ、メカニカルシャッター及び撮像素子の関係を示す断面図である。図７及び図８において、レンズ１１４ａは焦点距離が長く、射出瞳距離が長い状態での撮影レンズを示し、レンズ１１４ｂは焦点距離が短く、射出瞳距離が短い状態での撮影レンズを示している。また、７はシャッター地板、８はシャッター羽根押えである。また、１１４ａ′及び１１４ｂ′はそれぞれレンズ１１４ａ及び１１４ｂの瞳位置（射出瞳位置）を示している。

図７は、撮影動作におけるシャッターの開き始めの状態を示している。スリット幅Ａは、射出瞳距離の長いレンズ１１４ａの光束がメカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成される領域の幅を示している。また、スリット幅Ｂは、射出瞳距離が短いレンズ１１４ｂの光束がメカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成される領域の幅を示している。

図７のタイミングでは、スリット幅Ｂの方がスリット幅Ａ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Ｂに示される領域において、レンズ１１４ｂを用いた場合の露光量はレンズ１１４ａを用いた場合の露光量より大きくなる。従って、レンズ１１４ａ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、図８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Ａ′は、焦点距離が長く、射出瞳距離の長いレンズ１１４ａの光束がメカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成される領域の幅を示している。また、スリット幅Ｂ′は、焦点距離が短く、射出瞳距離が短いレンズ１１４ｂの光束がメカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成される領域の幅を示している。

図８に示されるタイミングでは、図７に示したシャッターの開き始めの状態とは逆に、スリット幅Ｂ′の方がスリット幅Ａ′よりも小さい。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Ａ′に示される領域において、レンズ１１４ａを用いた場合の露光量はレンズ１１４ｂを用いた場合の露光量より大きくなる。そのため、レンズ１１４ａ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、レンズ１１４ｂで撮影されたとき、露出がアンダーになってしまう。以上のような結果、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９（ａ）及び図９（ｂ）は、シャッター制御における電子先幕のリセット走査の走査パターンとメカ後幕の走行パターンとの関係を示す図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）において、横軸は時間を表し、縦軸は撮像素子１０４の下から上への距離（位置）を表している。

図９（ａ）において、１２はメカ後幕の走行カーブを示し、走行開始から徐々に速度が上がる状態を表している。１１は電子先幕のリセット走査の走査カーブを示す。走査カーブ１１と走行カーブ１２との時間方向の距離が撮像素子１０４の各ラインの露光時間を表す。図９（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。撮影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カーブで適正な露光が得られる。

しかし、前述したように焦点距離が短く、射出瞳距離が短いレンズを用いた場合には、射出瞳距離が長いレンズを用いた場合に比べて、レンズを通過した光線の撮像素子への入射角度が光軸に対して大きな角度となり得る。

そのため、図９（ａ）に示すようなシャッター制御では、撮像面下部（＝画像の上部）において露出がオーバーとなり、撮像面上部（＝画像の下部）において露出がアンダーとなる。その影響は、１／４０００秒等の短時間露光秒時撮影で顕著となるため、撮像面下部で露光時間を短くし、撮像面上部で露光時間を長くするように、電子先幕の走査カーブを調整する。即ち、図９（ｂ）に示すように、走査カーブ１１を走査カーブ１１′に補正することが必要となる。

図１０及び図１１は、シャッター制御における電子先幕のリセット走査の走査パターンと最高速秒時撮影用（本実施形態では、１／４０００秒）の開口部１３４（図３〜図６参照）を有するメカ後幕の走行パターンとの関係を示す図である。図１０は最高速以外の秒時撮影の場合を示す図、図１１は最高速秒時撮影の場合を示す図である。

図１０及び図１１において、横軸は時間、縦軸は撮像素子１０４の下から上への距離（位置）をあらわしている（縦軸の最下部は撮像素子１０４の画面下端、最上部は撮像素子１０４の画面上端）。

図１０及び図１１において、１２は図９と同様にメカ後幕の走行カーブを表し、走行開始から徐々に速度が上がる状態を表している。１１は電子先幕のリセット走査の走査カーブを表す。走査カーブ１１と走行カーブ１２の時間方向の距離が撮像素子１０４の各ラインの露光時間を表す。

１４２は最高速秒時撮影用の開口におけるスリット形成部１３１ａの走行カーブを表し、１４３は最高速秒時撮影用の開口におけるスリット形成部１３４ａの走行カーブを表し、両者とも走行開始から徐々に速度が上がる状態を表している。メカニカルシャッター１０５は、画面下端を露光する動き始めは画面上端を露光する動き終わりに比べ速度が遅い。そのため、画面に均一な露光を行うには動き始めのスリット幅を狭く、動き終わりのスリット幅を広くする必要がある。

そこで、最高速秒時撮影用の開口における先行するスリット形成部１３１ａを第１遮光羽根１３１に、後行するスリット形成部１３４ａを第２遮光羽根１３２に設ける。これにより、重畳状態から露光を開始し、徐々に展開して露光を終了する平行リンク遮光羽根の運動で、画面に均一な露光が実現できる。

１４４は、露光が終了した直後に撮像素子の各画素に蓄積された電荷を画面上端から下端に向けて順次読み出す読み出し走査を表す。ＴＭＩＮは最高速秒時撮影用の開口による露光時間を示す（本実施形態では、１／４０００秒＝０．２４４ｍｓ）。

図１０では、ＴＤＳは電子先幕とメカ後幕による露光時間を示す。１／４０００秒の最高速秒時撮影しない場合、電子先幕とメカ後幕による露光の直後に最高速秒時撮影用の開口による露光が行われるので、全露光時間Ｔは、Ｔ＝ＴＤＳ＋ＴＭＩＮとなる。

例えば、電子先幕とメカ後幕による露光が１／４０００秒を制御する実力があるとすると、ＴＤＳとＴＭＩＮはともに１／４０００秒となるので、電子先幕とメカ後幕による露光の最高速秒時はＴ＝１／４０００秒＋１／４０００秒＝１／２０００秒となる。

前述したボケ像のケラレや、レンズをシフトした際の露出ムラ等の不具合を考慮すると、電子先幕とメカ後幕による露光の最高速秒時が１／２０００秒に押えられることは適切である。しかも、露光の半分は最高速秒時撮影用の開口で行われるため、ボケ像のケラレや、レンズをシフトした際の露出ムラ等の不具合は確実に改善される。改善の比率は違うが１／１０００秒の場合も同じように考えられる。また、１／２０００秒より長秒時は、ＴＤＳを適宜制御することにより、１／３段刻みに露光秒時を制御できる。

図１１では、図５に示すように、メカ後幕が走行を開始し、第１遮光羽根１３１が撮像素子１０４の画面下側をある程度遮光し、漏光の影響がなくなったときに、電子先幕のリセット走査を開始する。そのため、メカ後幕の走行カーブ１２が電子先幕のリセット走査の走査カーブ１１に先行する。

その後、最高速秒時撮影用の開口での露光が行われ、スリット形成部１３１ａの走行（走行カーブ１４２）、スリット形成部１３４ａの走行（走行カーブ１４３）が順次進行する。

１／４０００秒の最高速秒時撮影の場合、電子先幕とメカ後幕による露光は行われないので、全露光時間Ｔは、Ｔ＝ＴＭＩＮとなる。

尚、メカ後幕の第１遮光羽根１３１に設けたスリット形成部１３１ａと第２遮光羽根１３２に設けたスリット形成部１３４ａとで形成された最高速秒時撮影用の開口は、非常に露光秒時精度が良好で安定している。

つまり、従来、制御マグネットと駆動メカを含む羽根群で構成されていた先幕と後幕が、夫々独立した動きで露光秒時制御していたため、露光秒時を作る為に介在する電気系及びメカ系要素が多く、バラツキが大きかった。本実施形態では、駆動メカを含む羽根系というメカ系要素、しかも後幕のみの少ない要素で露光秒時を作ることができるので、バラツキが小さくなる。

本実施形態の場合、最高速秒時撮影用開口の大きさが決まると、露光秒時は幕速（画面下端から上端までの走行時間）で決まる。露光秒時のバラツキの最大要因は幕速調整バラツキと幕速変化なので、例えば、経験的にメカニカルシャッター１０５の幕速調整バラツキは、多く見積もっても±５％、幕速変化は初期幕速の＋１０％程度（遅くなる方向）と想定する。露出アンダー方向は−５％なので、露光秒時も露出アンダー方向は−５％でせいぜい−０.１段、露出オーバー方向は＋１５％でせいぜい＋０.１５段のバラツキで少ない。

次に、図１２を参照して、本実施形態の撮像装置の動作例を図９に示す電子先幕の走査カーブ１１を走査カーブ１１′に補正する処理を含めて説明する。なお、図１２での各処理は、ＲＯＭ等の記憶領域に記憶された制御プログラムがＲＡＭにロードされて、カメラＣＰＵ１１３により実行される。

ステップＳ１０１では、カメラＣＰＵ１１３は、スイッチユニット１１２内のレリーズ釦の第１ストローク（半押し状態）を検出する（ＳＷ１ＯＮの状態）と、ステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、カメラＣＰＵ１１３は、カメラ本体１００に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から取得し、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、カメラＣＰＵ１１３は、装着された交換レンズ１０１がズームレンズか否かを判断し、ズームレンズの場合はステップＳ１０４に進み、ズームレンズでない場合はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４では、カメラＣＰＵ１１３は、レンズＣＰＵ１１５よりズーム位置情報を取得し、ステップＳ１０５に進む。なお、交換レンズ１０１のレンズＣＰＵ１１５は、当該レンズの焦点位置、射出瞳距離等のレンズ情報や、ズーム位置検出回路１１９で検出されたズーム位置に基づいて生成したズーム位置情報をカメラＣＰＵ１１３の要求に応じて通知する。

ステップＳ１０５では、カメラＣＰＵ１１３は、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、レンズの絞り値を決定し、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、カメラＣＰＵ１１３は、ステップＳ１０５で決定したレンズの絞り値が所定値未満か否か（例えばＦＮｏ．＜Ｆ８か否か）を判定し、所定値未満の場合はステップＳ１０７に進み、所定値以上の場合はステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０７では、カメラＣＰＵ１１３は、ステップＳ１０５で決定したレンズの絞り値に応じてデフォルトのボケ像が欠けないようなシャッター秒時Ｔｖを仮決定し、ステップＳ１０８に進む。なお、ボケ像は、ここでは、例えば、装着された交換レンズ１０１のフォーカス位置が過焦点距離ｘ＝ｆ２／Ｆδ（ここで、ｆは焦点距離、Ｆは絞り値、δは許容錯乱円径）にあるときの至近と無限でのボケ像とする。また、カメラＣＰＵ１１３は、決定された絞り値とシャッター秒時では露出オーバーとなるときはＩＳＯ感度を小さくする。

ステップＳ１０８で、カメラＣＰＵ１１３は、ステップＳ１０７で決定された絞り値とシャッター秒時Ｔｖ及びＩＳＯ感度では、まだ露出オーバーとなる場合はステップＳ１０９へ進み、露出が適正の場合はステップＳ１１１へ進む。

ステップＳ１０９では、第１遮光羽根１３１に設けたスリット形成部１３１ａと第２遮光羽根１３２に設けたスリット形成部１３４ａで形成されたメカ後幕最高速秒時用開口での撮影を決定する。また、カメラＣＰＵ１１３は、メカ後幕最高速秒時用開口での撮影ではボケ像が欠けることがなく、決定された絞り値とシャッター秒時で適正露出になるようにＩＳＯ感度を調節し、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、カメラＣＰＵ１１３は、不図示の測距系によって被写体距離情報を取得し、撮影レンズのフォーカス位置を決定して、ステップＳ１２０に進む。なお、ステップＳ１２０〜ステップＳ１２４までの処理は、後述する。

一方、ステップＳ１１１では、カメラＣＰＵ１１３は、不図示の測距系によって被写体距離情報を取得し、撮影レンズのフォーカス位置を決定して、ステップＳ１１２に進む。

ステップ１１２では、カメラＣＰＵ１１３は、ステップＳ１１１で決定した撮影レンズのフォーカス位置と過焦点距離との差（決定したレンズの絞り値に応じたデフォルトのボケ像との大きさの差）が所定値未満か否か判定する。そして、カメラＣＰＵ１１３は、前記差が所定値未満の場合はステップＳ１１４に進み、所定値以上の場合はステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、カメラＣＰＵ１１３は、決定した撮影レンズのフォーカス位置と過焦点距離との差に応じてデフォルトのボケ像に補正を加えたボケ像が欠けないようなシャッター秒時を決定し、ステップＳ１１５に進む。なお、ここでのボケ像は、例えば、装着された交換レンズ１０１のフォーカス位置が過焦点距離にあるときの至近と無限でのボケ像とする。また、ステップＳ１１３では、カメラＣＰＵ１１３は、もし決定された絞り値とシャッター秒時では露出オーバーとなるときはＩＳＯ感度を小さくする。

ステップＳ１１４では、カメラＣＰＵ１１３は、被写体輝度と絞り、ＩＳＯ感度設定等によりシャッター秒時を決定し、ステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１５では、カメラＣＰＵ１１３は、上記の交換レンズ１０１の焦点距離、射出瞳距離、ズーム位置、絞り値、フォーカス位置等に基づき、決定したシャッター秒時に応じた電子先幕の走査カーブパターンを決定する。

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９（ｂ）の走査カーブ１１′のように変更する。この走査カーブ１１′は、焦点距離が短く、射出瞳距離が短いレンズの場合に適切なものである。走査カーブ１１′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を早めたものである。そして、決定したシャッター秒時に応じて、走査カーブ１１′を横軸の時間方向へ変化させる。

以下、図１３及び図１４を参照して、ステップＳ１１５の処理を更に詳細に説明する。

図１３は、本実施形態による電子先幕（リセット走査）の走査パターン制御に関する構成を示すブロック図である。また、図１４は、走査パターンの設定処理（ステップＳ１１５）を説明するためのフローチャート図である。

図１３に示すように、カメラＣＰＵ１１３は、情報収集部１１３ａ、走査パターン設定部１１３ｂ、垂直駆動変調回路制御部１１３ｃとして機能する。情報収集部１１３ａは、射出瞳距離に関連する情報を収集し、これを走査パターン設定部１１３ｂに渡す（図１４のステップＳ２０１）。

即ち、情報収集部１１３ａは、図１２のステップＳ１０２〜Ｓ１０４で取得された情報や、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７、ステップＳ１１１〜Ｓ１１４で設定された情報のうち、射出瞳距離の判定に用いる情報を取得する。

走査パターン設定部１１３ｂは、情報収集部１１３ａが取得した情報に基づいて電子先幕の走査パターンを決定する（ステップＳ２０２〜Ｓ２０５）。

図１４のステップＳ２０２では、シャッタースピードが所定値よりも遅い（シャッター秒時が所定値より長い）、あるいは、交換レンズ１０１がズームレンズではない、のいずれかを満たしているか否を判定する。そして、この条件を満たしている場合はステップＳ２０５へ進み、標準の走査パターンを適用すべき走査パターンに決定する。本実施形態では、標準の走査パターンとして、例えば、図９（ａ）の走査カーブ１１のようにメカ後幕とカーブ形状がほぼ同じもの（撮影開始から終了まで撮像素子の各ラインの露光時間がほぼ同じ）を採用する。

撮影レンズの焦点距離、射出瞳距離によって発生する露出ムラは、前述したように高速秒時でシャッターのスリット幅が狭いときに、特に露出ムラが大きく発生する。よって、本実施形態では、シャッター秒時が長く（例えば１／８秒以下）、露出ムラが発生しても十分に無視できるシャッター秒時の範囲では、電子先幕のリセット走査の走査パターンの補正を行わないようにしている。もちろんこの構成はオプションであり、ステップＳ２０２，Ｓ２０５は省略されてもよい。

一方、交換レンズ１０１がズームレンズであって、かつ、シャッタースピードが所定値以上（シャッター秒時が所定値より短い）の場合、ステップＳ２０２からステップＳ２０３へ進む。そして、図１３に示す走査パターン設定部１１３ｂは、ステップＳ２０１で取得した情報から射出瞳距離を決定する。

そして、ステップＳ２０４において、決定した射出瞳距離に基づいて採用すべき走査パターンを決定する。これは言い換えれば、メカニカルシャッター１０５と撮像素子１０４間の距離に対する撮影レンズ１１４の射出瞳位置とメカニカルシャッター１０５間の距離の比に応じて、採用すべき走査パターンを決定していることになる。

本実施形態ではメカニカルシャッター１０５と撮像素子１０４の距離が固定されているため、これらを求めずとも、射出瞳距離に関する情報から走査パターンを決定できる。

なお、本実施形態では、予め複数の走査パターンが走査パターン保持部１５０に保持されている。走査パターン設定部１１３ｂは、情報収集部１１３ａから取得した情報に基づいて決定した射出瞳距離に基づいて適用すべき走査パターンを走査パターン保持部１５０から選択する。

例えば、走査パターン保持部１５０に、露出ムラを許容範囲に抑えるための走査パターンを射出瞳距離に対応付けて登録しておく。そして、走査パターン設定部１１３ｂはステップＳ２０３で決定した射出瞳距離に従って対応する走査パターンを走査パターン保持部１５０から読み出し、適用する走査パターンを決定する。

具体的には、例えば、射出瞳距離が短いほど撮像面下部では露光時間を短く、撮像面上部では露光時間を長く設定した走査パターンが選択される。このように、例えばシャッター秒時が同じ場合であっても、射出瞳距離が異なれば走査パターン設定部１１３ｂが設定する走査パターンが異なる。

図１２に戻って、ステップＳ１１６では、カメラＣＰＵ１１３は、レリーズ釦の第２ストローク即ち全押し状態（ＳＷ２ＯＮ）を検出すると、ステップＳ１１７〜ステップＳ１１９へ進み、撮影動作を実行する。

まず、ステップＳ１１７では、カメラＣＰＵ１１３は、ミラー１０２をアップし、ステップＳ１１８に進む。

ステップＳ１１８では、カメラＣＰＵ１１３は、ステップＳ１１５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を制御し、ステップＳ１１９に進む。例えば、交換レンズ１０１の撮影レンズ１１４が、焦点距離が短く、射出瞳距離が短いレンズの場合、図９（ｂ）の走査カーブ１１′が選択され、この走査パターンに従った電子先幕の駆動（リセット走査）が実行される。

ステップＳ１１９では、カメラＣＰＵ１１３は、メカ後幕を駆動制御し、ステップＳ１２５に進む。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１０４上での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Ｓ１２０〜ステップＳ１２４の処理に戻ると、ステップＳ１２０はステップＳ１１５と同じ、ステップＳ１２１はステップＳ１１６と同じ、ステップＳ１２２はステップＳ１１７と同じである。また、ステップＳ１２３はステップＳ１１９と同じで、図１１に示すようにメカ後幕走行が電子先幕に先行し、ステップＳ１２４はステップＳ１１８と同じである。

最後に、ステップＳ１２５において、カメラＣＰＵ１１３は、ミラー１０２のダウンとシャッターチャージを行い、撮影の一連のシーケンスを終了する。

以上説明したように、本実施形態では、撮影レンズ１１４の撮像素子１０４受光面位置でのボケ具合に関する情報により、電子先幕の走査制御を変えてシャッター露光秒時を決定する。これにより、撮影レンズ１１４の状況に起因したシャッター走査方向のボケ像の欠けや露出ムラを減少させることができる。

また、メカ後幕最高速秒時用開口での撮影が選択された場合は、撮影レンズ１１４の撮像素子１０４受光面位置でのボケ具合に関する情報を用いなくとも撮影レンズ１１４の状況に起因したシャッター走査方向のボケ像の欠けや露出ムラを減少させることができる。

なお、本実施形態では、レンズの絞り設定を優先した撮影に関して説明したが、これに限定されない。例えば、最初からシャッター速度優先或いはマニュアル設定で、最高速秒時を選択し、メカ後幕最高速秒時用開口での撮影とすれば、いかなる条件でも撮影レンズの状況に起因したシャッター走査方向のボケ像の欠けや露出ムラを減少させることができる。

また、本実施形態では、電子先幕の電荷蓄積を開始する走査タイミングを、メカ後幕の走行開始の前と後の２つを例に採ったが、メカ後幕との走行カーブをより良く合せるために更に多くの種類の走査タイミングを持っても構わない。

（第２の実施形態）
次に、図１５〜図２１を参照して、本発明の第２の実施形態である撮像装置について説明する。

図１５は、本発明の第２の実施形態である撮像装置について説明するためのブロック図である。

本実施形態の撮像装置は、上記第１の実施形態（図１）の撮像装置に対して、交換レンズ２０１が、シフト可能な撮影レンズ２１４、レンズシフト機構２１８およびシフト位置検出回路２１９を備えている点が異なる。

撮影レンズ２１４は、合焦のために光軸方向に移動可能となっており、更に後述するように光軸に対して横切る（直交する）方向に平行移動が可能なシフト機構を有し、所謂アオリ（シフト）撮影が可能なレンズである。レンズシフト機構２１８を操作することにより撮影レンズ２１４のシフト位置が決定される。決定されたシフト位置はシフト位置検出回路２１９により検出され、レンズＣＰＵ１１５に送られる。

図１６及び図１７は、撮影レンズ２１４、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１６及び図１７において、実線で示したレンズ２１４ａ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）レンズを示している。破線で示したレンズ２１４ｂ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レンズを示している。また、７はシャッター地板、８はシャッター羽根押えである。

図１６は、撮影動作における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２１４ａの光束がメカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成され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２１４ｂの光束がメカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成される領域の幅を示している。

図１６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する場合、スリット幅Ｄに示される領域において、レンズ２１４ｂの位置にある場合の露光量はレンズ２１４ａ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２１４ａ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２１４ｂ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、図１７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２１４ａの光束がメカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成され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２１４ｂの光束がメカ後幕３によって遮光されるラインとリセットライン４とによって形成される領域の幅を示している。

図１７に示されるタイミングでは、図１６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２１４ｂの位置にある場合の露光量はレンズ２１４ａ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２１４ａ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、レンズ２１４ｂ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１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、シャッター制御における電子先幕のリセット走査の走査パターンとメカ後幕の走行パターンとの関係を示す図である。

図１８（ａ）及び図１８（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は撮像素子１０４での下から上への距離をあらわしている。尚、図１８（ａ）は、図９（ａ）と同じものをあらわしている。

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の場合には、露出がオーバーになる。具体的には、図１８（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）において露出がオーバーとなり、撮像面上部（＝画像の下部）においても少量の露出オーバーとなる。そのため、撮像面下部で露光時間を多めに短くし、撮像面上部で露光時間を少なめに短くするように、電子先幕の走査カーブを調整する。

即ち、図１８（ｂ）に示すように、電子先幕の走査カーブ１１を走査カーブ１１′′に補正することが必要となる。

又、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光軸が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のリセット走査の走査パターンを設定すると、露出がアンダーになる。従って、撮像面２下部で露光時間を少なめに長くし、撮像面２上部で露光時間を多めに長くするように、電子先幕の走査カーブを調整することになる。

但し、電子先幕の走査カーブを調整して対応できる露光時間には限度があり、１／４０００秒のように露光スリット幅の狭い最高速秒時では、レンズから得られる各情報と実物とのバラツキのため、十分な露出ムラの調整は難しい。

次に、図１９を参照して、本実施形態の撮像装置の動作例を図１８に示す電子先幕の走査カーブ１１を走査カーブ１１′′に補正する処理を含めて説明する。なお、図１９での各処理は、ＲＯＭ等の記憶領域に記憶された制御プログラムがＲＡＭにロードされて、カメラＣＰＵ１１３により実行される。また、図１９では、既に図１２で説明した処理に対し、異なるステップに３００番を付記して表している。従って、ここでは、これらステップに３００番を付記したステップについて主に説明する。

図１９において、ステップＳ１０２からステップＳ３０３に進むと、カメラＣＰＵ１１３は、装着された交換レンズ２０１がシフトレンズか否かを判定し、シフトレンズである場合はステップＳ３０４に進み、シフトレンズでない場合はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ３０４では、カメラＣＰＵ１１３は、レンズＣＰＵ１１５よりシフト位置情報を取得し、ステップＳ１０５に進む。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。

次に、ステップＳ３０６は、図１２のステップＳ１１１と同じであり、カメラＣＰＵ１１３は、不図示の測距系によって被写体距離情報を取得し、撮影レンズのフォーカス位置を決定して、ステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７では、カメラＣＰＵ１１３は、被写体輝度と絞り、ＩＳＯ感度設定等によりシャッター秒時を決定し、ステップＳ３０８に進む。

ステップ３０８では、カメラＣＰＵ１１３は、決定されたシャッター秒時が最高速秒時か否かを判別し、最高速秒時であればステップ３０９へ進み、最高速秒時より長いシャッター秒時であればステップ３１５へ進む。

ステップＳ３１５では、カメラＣＰＵ１１３は、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を決定し、ステップＳ１１６に進む。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１８（ｂ）の走査カーブ１１′′のように変更する。この走査カーブ１１′′は、メカニカルシャッター１０５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１１′′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。

ステップＳ３０９では、カメラＣＰＵ１１３は、第１遮光羽根１３１に設けたスリット形成部１３１ａと第２遮光羽根１３２に設けたスリット形成部１３４ａで形成されたメカ後幕最高速秒時用開口での撮影を決定する。メカ後幕最高速秒時用開口での撮影では、露出ムラが発生することがない。

ステップＳ３２０からのメカ後幕最高速秒時用開口での撮影の流れでは、ステップＳ３２０はステップＳ３１５と同じ、ステップＳ１２１は図１２のステップＳ１１６と同じ、ステップＳ１２２は図１２のステップＳ１１７と同じである。また、ステップＳ１２３は図１２のステップＳ１１９と同じで、図１１に示すようにメカ後幕走行が電子先幕に先行し、ステップＳ１２４は図１２のステップＳ１１８と同じである。

以上、本実施形態では、アオリ撮影可能なレンズで特に光学軸が撮像面に対して平行に移動可能なシフト光学系を有する撮影レンズの場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、撮影時に手振れによるブレ画像が撮影されることを防止するためにレンズ群のうち少なくとも一部をシフトする防振レンズであっても上記と同様の処理を適用できる。また、アオリ撮影可能なレンズで光学軸が撮像面に対して傾倒可能なティルト機構を有する撮影レンズであっても、「シフト」を「ティルト」に置き換えて同様の構成を説明できる。

以下、図２０及び図２１を参照して、ステップＳ３１５の処理を更に詳細に説明する。図２０は、本実施形態による電子先幕（リセット走査）の走査パターン制御に関する構成を示すブロック図である。また、図２１は、走査パターンの設定処理（ステップＳ３１５）を説明するためのフローチャート図である。

カメラＣＰＵ１１３の情報収集部１１３ａは、アオリ撮影可能なレンズにおいては、レンズのシフト位置あるいは、ティルト角度、更に手振れ防止の効果を発揮するレンズにおいては、レンズ群の一部であるシフト光学系のシフト位置に関連する情報を収集する。そして、これを走査パターン設定部１１３ｂに渡す（ステップＳ４０１）。走査パターン設定部１１３ｂは、情報収集部１１３ａが取得した情報に基づいて電子先幕の走査パターンを決定する（ステップＳ４０２〜Ｓ４０５）。

まず、ステップＳ４０２では、シャッタースピードが所定値よりも遅い（シャッター秒時が所定値より長い）、あるいは、シフト／ティルトレンズではない、のいずれかを満たしているか否かを判定する。この条件を満たしている場合はステップＳ４０５へ進み、標準の走査パターンを適用すべき走査パターンに決定する。本実施形態では、標準の走査パターンとして、例えば、図１８（ａ）の走査カーブ１１のようにメカ後幕とカーブ形状がほぼ同じもの（撮影開始から終了まで撮像素子の各ラインの露光時間がほぼ同じ）を採用する。

撮影レンズのシフト位置あるいは、ティルト方向とティルト量によって発生する露出ムラは、前述したように高速秒時でシャッターのスリット幅が狭いときに、特に露出ムラが大きく発生する。よって、本実施形態でも、上記第１の実施形態と同様にシャッター秒時が長く（例えば１／８秒以下）、露出ムラが発生しても十分に無視できるシャッター秒時の範囲では、電子先幕のリセット走査パターンの補正を行わないようにしている。もちろんこの構成はオプションであり、ステップＳ４０２，Ｓ４０５は省略されてもよい。

一方、交換レンズ２０１がシフト／ティルトレンズであって、かつ、シャッタースピードが所定値以上（シャッター秒時が所定値未満）である場合、処理はステップＳ４０２からステップＳ４０３へ進む。そして、走査パターン設定部１１３ｂは、ステップＳ４０１で取得した情報からシフト位置（あるいはティルト角度）を決定する。そして、ステップＳ４０４において、決定したシフト位置（あるいはティルト角度）に基づいて採用すべき走査パターンを決定する。

以上のように、本実施形態によれば、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、露出ムラの低減された適正画像が撮影可能となる。

但し、電子先幕の走査カーブを調整して対応できる露光時間には限度があり、１／４０００秒のように露光スリット幅の狭い最高速秒時では、レンズから得られる各情報と実物とのバラツキのため、十分な露出ムラの調整は難しい。そのため、第１遮光羽根１３１に設けたスリット形成部１３１ａと第２遮光羽根１３２に設けたスリット形成部１３４ａで形成されたメカ後幕最高速秒時用開口での最高速秒時での撮影を行う。メカ後幕最高速秒時用開口での撮影では、露出ムラが発生することがない。

また、メカ後幕最高速秒時用開口での撮影が選択されれば、撮影レンズのシフト位置あるいは、ティルト角度情報を用いなくとも撮影レンズの状況に起因したシャッター走査方向の露光ムラのない適正画像が撮影可能となる。

なお、ステップＳ４０３におけるシフト位置（あるいはティルト角度）の決定は、例えば、装着されている交換レンズ２０１のレンズＣＰＵ１１５から取得されたシフト位置情報により行うことができる。

走査パターンの切替に利用可能な情報の例として、本実施形態では、主にアオリ撮影可能なレンズで特に光学軸が平行に移動可能なシフト光学系を有する撮影レンズの場合について説明した。これは、アオリ撮影可能なレンズで光学軸が傾倒可能なティルト機構を有する撮影レンズであっても同様であることは上述したとおりである。

又、他にも、撮影時に手振れによるブレ画像が撮影されることを防止するため、レンズ群のうち少なくとも一部をシフトする防振レンズに本発明を適用できることも上述した通りである。

シフト位置或いはティルト角度情報を持たないシフト／ティルトレンズやシフト位置情報を持たない防振レンズをカメラに装着した場合で、被写体輝度が十分に高く高速秒時が選ばれやすい状況では、メカ後幕最高速秒時用開口での撮影が自動的に選択されても良い。

以上、本実施形態では、レンズの絞り設定を優先した撮影に関して説明した。しかし、最初からシャッター速度優先或いはマニュアル設定で最高速秒時を選択し、メカ後幕最高速秒時用開口での撮影とすれば、いかなる条件でも撮影レンズの状況に起因したシャッター走査方向のボケ像の欠けがなく露光ムラのない好適な画像が撮影可能となる。

また、本実施形態では、電子先幕の電荷蓄積を開始する走査タイミングを、メカ後幕の走行開始の前と後の２つを代表として示したが、メカ後幕との走行カーブをより良く合せるために更に多くの種類の走査タイミングを持っても構わない。

なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明の第１の実施形態である撮像装置を説明するためのブロック図である。 撮像素子およびメカ後幕をレンズ側から観察した様子を示す図である。 メカニカルシャッターの走行準備完了状態を示す図である。 メカニカルシャッターを示す図で、撮影が開始された後の、電子先幕のリセット走査およびメカ後幕のシャッター走行が途中にある状態を示す図である。 メカニカルシャッターを示す図で、最高速秒時撮影で撮影が開始された後、電子先幕のリセット走査およびメカ後幕のシャッター走行が途中にある状態を示す図である。 メカニカルシャッターを示す図で、露光終了後メカ後幕が撮像素子を遮光する状態を示す図である。 撮影動作前半の射出瞳距離とメカ後幕と電子先幕の関係を示す断面図である。 撮影動作後半の射出瞳距離とメカ後幕と電子先幕の関係を示す断面図である。 シャッター制御における電子先幕のリセット走査の走査パターンとメカ後幕の走行パターンとの関係を示す図である。 シャッター制御における電子先幕のリセット走査の走査パターンと最高速秒時撮影用の開口部を有するメカ後幕の走行パターンとの関係を示す図で、最高速以外の秒時撮影時の場合を示す図である。 シャッター制御における電子先幕のリセット走査の走査パターンと最高速秒時撮影用の開口部を有するメカ後幕の走行パターンとの関係を示す図で、最高速秒時撮影時の場合を示す図である。 撮像装置の動作例を説明するためのフローチャート図である。 電子先幕（リセット走査）の走査パターン制御に関するカメラＣＰＵの構成を示すブロック図である。 走査パターンの設定処理（ステップＳ１１５）を説明するためのフローチャート図である。 本発明の第２の実施形態である撮像装置について説明するためのブロック図である。 撮影動作前半のレンズのシフト量とメカ後幕と電子先幕の関係を示す断面図である。 撮影動作後半のレンズのシフト量とメカ後幕と電子先幕の関係を示す断面図である。 シャッター制御における電子先幕のリセット走査の走査パターンとメカ後幕の走行パターンとの関係を示す図である。 撮像装置の動作例を説明するためのフローチャート図である。 電子先幕（リセット走査）の走査パターン制御に関する構成を示すブロック図である。 走査パターンの設定処理（ステップＳ３１５）を説明するためのフローチャート図である。 一般的な撮影レンズが装着された場合の従来の不具合を説明するための模式図である。 防振レンズやＴＳレンズが装着された場合の従来の不具合を説明するための模式図である。

符号の説明

２ 撮像面（撮像素子受光面）
３ メカ後幕
１００ カメラ本体
１０１ 交換レンズ（撮影光学系）
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（走査手段）
１０８ 垂直駆動変調回路（走査手段）
１０９ 信号処理回路
１１３ カメラＣＰＵ（制御手段）（露出制御手段）
１１３ａ 情報収集部
１１３ｂ 走査パターン設定部
１１３ｃ 垂直駆動変調回路制御部
１１４ 撮影レンズ
１１５ レンズＣＰＵ
１１６ レンズ駆動回路
１１７ 絞り駆動回路
１１８ ズーム駆動回路
１１９ ズーム位置検出回路
１３１ 第１遮光羽根
１３１ａ 上側スリット形成部
１３２ 第２遮光羽根
１３３ 第３遮光羽根
１３４ 開口部（高速秒時用開口部）
１３４ａ 下側スリット形成部
２１４ シフトレンズ
２１８ レンズシフト機構
２１９ シフト位置検出回路

Claims (7)

1. 撮影光学系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、
   該撮像素子を遮光するように走行するシャッター手段と、
   前記撮像素子の領域ごとに電荷蓄積を開始する走査を行う走査手段と、
   前記シャッター手段の走行に先行して前記走査手段による前記電荷蓄積を開始する走査を実行し、該電荷蓄積を開始する走査をシャッターの先幕として、前記シャッター手段の走行をシャッターの後幕として機能させるように制御する制御手段と、を有する撮像装置において、
   前記シャッター手段は、高速秒時用の開口を有し、
   前記制御手段は、前記シャッター手段の走行を開始した後にも前記走査手段による前記撮像素子の領域ごとに電荷蓄積を開始する走査を実行させるように制御する、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮影光学系の絞りとシャッターの露光秒時を制御する露出制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記撮影光学系の前記撮像素子の受光面位置での像のボケ具合に関する情報と、前記露出制御手段の露光秒時の情報とに基づいて、
   前記電荷蓄積を開始する走査をシャッターの先幕とし、前記シャッター手段の走行をシャッターの後幕として機能させる撮影と、前記シャッター手段の前記高速秒時用の開口での撮影とを切り替える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮影光学系の前記撮像素子の受光面位置での像のボケ具合に関する情報は、前記撮影光学系の種類を判別する情報、絞り値の情報、焦点位置の情報、または過焦点距離の情報である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記種類を判別する情報は、ティルト或いはシフトさせることが可能なレンズが装着されたことを判別する情報である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記シャッター手段は、複数の遮光羽根で構成され、
   前記高速秒時用の開口は、複数の遮光羽根のうちの第１遮光羽根のスリット形成部と、該第１遮光羽根に隣接する第２遮光羽根のスリット形成部との間で形成される、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記走査手段は、前記撮像素子の領域ごとに電荷蓄積を開始する複数の走査タイミングを有する、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記電荷蓄積を開始する走査タイミングは、前記シャッター手段の走行開始の前と後である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。

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