KR20080100756A

KR20080100756A - 촬상장치

Info

Publication number: KR20080100756A
Application number: KR1020077025816A
Authority: KR
Inventors: 토시히토 키도
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2008-11-19
Also published as: TW200803473A; EP1995950A1; JP2007251382A; US20090213233A1; WO2007119331A1; CN101322397A; US8063944B2; CN101322397B

Abstract

선막과 후막에 있어서의 막속의 차이, 또는 막면의 위치 어긋남(비네팅의 발생)에 의한 노광 불균일 등의 결함의 발생을 억지하고, 또 소비 전력을 경감한다. 노광 제어 수단에 의해 셔터 속도가 저속으로 설정되어 있는 저속 셔터 시에는, 이 촬상소자에 의한 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의해 노광 개시 동작을 실행하는 것과 함께(선막으로서의 전자 포컬 플레인 셔터의 채용), 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의해 노광 종료 동작을 실행하고, 한편, 노광 제어 수단에 의해 셔터 속도가 고속으로 설정되어 있는 고속 셔터 시에는, 노광 개시 동작 및 노광 종료 동작의 쌍방을 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의해 실행한다(선막으로서의 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 채용).

촬상, 선막, 후막, 비네팅, 셔터

Description

촬상장치{IMAGING APPARATUS}

본 발명은, ＭＯＳ형 촬상소자가 탑재된 촬상유닛 및 촬상장치에 관한 것으로서, 특히 선막을 전자 포컬 플레인 셔터로 행하고, 후막을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 행하도록 한 촬상유닛 및 촬상장치에 관한 것이다.

ＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor)를 이용한 X-Y 주사형 촬상소자는, ＣＣＤ(Charge Coupled Device)를 이용한 촬상소자와 비교하여, 화소신호의 판독 동작의 고속화, 전력 절약 및 고집적화가 가능하고, 촬상장치에 대한 사이즈나 성능 등의 측면에서의 요구에 부합하여, 촬상장치에 탑재하는 촬상소자로서 주목받고 있다. 또한 수평신호선 및 수직신호선을 통해, 임의의 화소를 지정해서 전하를 판독하는 소위 랜덤 스캔이 가능한 특질도 있다.

종래, 이러한 촬상소자를 구비한 디지털 스틸 카메라 등의 촬상장치에서는, 도 27에 나타낸 바와 같은 촬영 동작이 이루어진다. 즉, 릴리스 버튼 등이 눌려서 촬영 개시 지시가 이루어진 후, 우선 부호 901로 나타내는 타이밍으로 촬상소자가 리셋 된다. 이 때 촬상소자의 전체 화소가 동시에 리셋(일괄 리셋) 된다. 그 후에 부호 902로 나타내는 타이밍으로 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 있어서의 광로 개구용 선막이 열려서 촬상소자에 대한 노광이 개시되고(메커 선막), 부호 903로 나타내는 타이밍으로 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 있어서의 광로 차단용 후막이 닫혀서 노광이 종료된다(메커 후막). 이 메커 선막과 메커 후막의 시간차 Δt가 노광 시간이 된다. 후막이 닫혀서 노광이 종료되는 것과 함께, 부호 904로 나타내는 타이밍으로, 촬상소자의 각 화소로부터 화소 데이터(전하) 즉 촬영 화상 905이 화소 라인 단위로 순차 판독된다(센서 판독). 이때, 부호 910으로 도시한 도면은, 메커 선막과 메커 후막의 시간차가 클 경우, 즉 저속 셔터 시의 모습을 나타내고, 부호 920으로 도시한 도면은, 메커 선막과 메커 후막의 시간차가 작을 경우, 즉 고속 셔터 시의 모습을 나타낸다.

이러한 촬상장치에 있어서, 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 진동이 발생하여, 이 진동이 촬영(노광) 동작에 악영향을 주는 문제가 있다. 즉, 광로 개구 동작을 위해 막체(선막)가 주행하고, 개구 완료시에 셔터 유닛 내에서 셔터 기판 등에 충돌하는 것에 의해 충격진동(도 28의 부호 931로 나타내는 타이밍으로 발생하는 진동;선막 쇼크)이 발생하고, 이 진동에 의해 촬상소자가 흔들리는 등으로 상기 노광 시간 Δｔ 중의 상기 촬상소자에 의한 노광이 어긋나는 문제가 있다.

이 문제를 해결하기 위해, 예를 들면 일본국 공개특허공보 특개 2000-152057호에는, 셔터 동작의 선막을 전자 포컬 플레인 셔터로 행하고, 후막을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 행하도록 하는 기술이 개시되어 있다. 즉, 촬상소자가 구비하는 각 화소에 리셋 동작을 행하게 하는 리셋 신호를, 화소 라인 단위로 순차 주어서 상기 촬상소자에 노광 동작을 개시시키고(선막으로서의 전자 포컬 플레인 셔터), 설정된 노광 시간의 경과 후에 막체를 주행시키는 기계적인 차광을 행해 상기 촬상소자의 노광 동작을 종료시키도록(후막으로서의 메커니컬 포컬 플레인 셔터) 한 촬상장치가 개시되어 있다.

그런데, 메커니컬 포컬 플레인 셔터는, 막체의 이동 속도가 일정하지 않고, 이동 선단에서는 비교적 막속(幕速)이 느리고, 이동 종단이 될수록 가속되어서 비교적 막속이 빨라지는 특성이 있다. 또한 온도, 습도의 변화나 자세 차이 등에 의해서도, 막속이 변화하는 경우가 있다. 이 때문에, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터에 의해, 막체의 이동방향의 선단측으로부터 순차적으로 일정한 리셋 타이밍(일정한 막속)으로 각 화소 라인에 리셋 신호를 공급하고, 화소 라인마다 노광을 개시시켰을 경우, 일정한 막속의 선막과, 막속이 변화하는 후막 사이에서 막속의 차이가 발생하게 된다. 종래, 이러한 막속의 차이에 기인하여, 특히 슬릿 노광이 되는 고속 ＳＳ(셔터 스피드)시에 있어서, 안정적인 노광을 얻을 수 없는(노광 불균일이 발생하는) 문제가 있었다. 또한, 선막의 위치와 후막의 위치가 이격되게 되므로, 이러한 광학적인 위치 어긋남에 기인해서 사출동 위치나 Fno.에 따라서는 광속의 비네팅이 발생하고, 노광 불균일이 생기는 경우가 있다.

이때, 선막 및 후막의 쌍방에 전자셔터가 적용된 촬상장치, 구체적으로는 ＣＣＤ형 촬상소자를 사용하고, 이 촬상소자의 전자셔터 제어에 의한 노광 동작, 즉 노광 개시 및 노광 종료 동작을 행하는 촬상장치도 알려져 있지만(단, 후막에 해당하는 막체만 가진 메커니컬 포컬 플레인 셔터는 구비하고, 이 막체는 단순히 차광 기능으로서 사용할 수 있다), 이 장치의 경우, 상기 ＭＯＳ형 촬상소자를 사용하는 경우와 비교해서 총 소비 전력이 높아진다. 또한 이 소비 전력에 관한 것으로서, 메커니컬 포컬 플레인 셔터는, 챠지하는 동작 전력 즉 막체를 주행 전의 상태까지 되돌리기 위한 전력이 전자 포컬 플레인 셔터에 비해 크고, 따라서, 소비 전력 저감의 관점에서 말하면, 메커니컬 포컬 플레인 셔터보다도 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 선막을 전자 포컬 플레인 셔터로 행하고, 후막을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 행할 경우에 있어서, 선막과 후막에 있어서의 막속의 차이, 또는 막면의 위치 어긋남(비네팅의 발생)에 의한 노광 불균일 등의 결함의 발생을 억제할 수 있고, 더욱이 소비 전력을 경감할 수 있는 촬상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 관련되는 촬상장치는, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소를 가지는 ＭＯＳ형 촬상소자이며, 소정의 리셋 신호가 화소 라인 단위로 각 화소에 주어져서 노광 개시 동작이 실행되는 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 가지는 촬상소자와, 상기 촬상소자의 바로 앞에 배치되고, 상기 촬상소자에 인도되는 빛의 광로 개구 동작 및 광로 차단 동작을 행하는 메커니컬 포컬 플레인 셔터와, 상기 촬상소자 및 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 동작을 제어하는 제어 수단과, 적어도 셔터 속도를 설정하는 노광 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은, 상기 노광 제어 수단에 의해 셔터 속도가 저속으로 설정되어 있는 저속 셔터 시에는, 노광 개시 동작을 상기 촬상소자에 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의해 실행시키는 것과 함께, 노광 종료 동작을 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 실행시키고, 상기 노광 제어 수단에 의해 셔터 속도가 고속으로 설정되어 있는 고속 셔터 시에는, 노광 개시 동작 및 노광 종료 동작을 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 실행시키는 것을 특징으로 한다.

본 구성에 의하면, 촬상소자를 ＭＯＳ형 촬상소자로 하고, 노광 제어 수단에 의해 셔터 속도가 저속으로 설정되어 있는 저속 셔터 시에는, 이 촬상소자에 의한 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의해 노광 개시 동작이 실행되는 것과 함께(선막으로서의 전자 포컬 플레인 셔터의 채용), 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의해 노광 종료 동작이 실행되고, 한편, 노광 제어 수단에 의해 셔터 속도가 고속으로 설정되어 있는 고속 셔터 시에는, 노광 개시 동작 및 노광 종료 동작의 쌍방이 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의해 실행된다(선막으로서의 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 채용).

상기 구성에 있어서, 상기 촬상장치는 상기 촬상장치의 진동을 보정하는 진동 보정기능을 가진 것이며, 상기 촬상장치에 주어지는 진동량을 검출하는 진동 검출수단을 더 구비하는 구성으로 할 수 있다(청구항 2).

본 구성에 의하면, 촬상장치가 진동을 보정하는 진동 보정기능을 가진 것으로 하고, 상기 진동을 보정하기 위해 촬상장치의 진동량이 진동 검출수단에 의해 검출된다.

또한 상기 구성에 있어서, 상기 촬상소자에 피사체상을 결상시키는 촬영렌즈이며, 초점거리가 가변인 촬영렌즈를 더 구비하고, 상기 제어 수단은, 상기 초점거리에 따라, 상기 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점을 변경하는 구성으로 할 수 있다(청구항 3).

본 구성에 의하면, 제어 수단에 의해, 초점거리가 가변인 촬영렌즈의 상기 초점거리에 따라, 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점이 변경된다.

또한 상기 구성에 있어서, 상기 촬상소자에 피사체상을 결상시키는 교환 가능한 촬영렌즈를 더 구비하고, 상기 제어 수단은, 교환된 상기 촬영렌즈의 초점거리에 따라, 상기 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점을 변경하는 구성으로 할 수 있다(청구항 4).

본 구성에 의하면, 제어 수단에 의해, 교환된 촬영렌즈(교환렌즈)의 초점거리에 따라, 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점이 변경된다.

또한 상기 구성에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 촬영렌즈의 촬영시에 있어서의 조리개값 및 사출동 위치의 정보에 근거하여 상기 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점을 변경하는 구성으로 할 수 있다(청구항 5).

본 구성에 의하면, 제어 수단에 의해, 촬영렌즈의 촬영시에 있어서의 조리개값 및 사출동 위치의 정보에 근거하여 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점이 변경된다.

또한 상기 구성에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 행할 경우에 있어서, 셔터 속도, 초점거리, 조리개값, 혹은 사출동 위치의 정보 중 적어도 하나를 사용하여, 상기 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의한 노광 개시 동작을 제어하는 파라미터를 변경하는 구성으로 할 수 있다(청구항 6).

본 구성에 의하면, 제어 수단에 의해, 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 행할 경우에 있어서, 셔터 속도, 초점거리, 조리개값, 혹은 사출동 위치의 정보 중 적어도 하나를 사용하여, 상기 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의한 노광 개시 동작을 제어하는 파라미터가 변경된다.

또한 상기 구성에 있어서, 상기 촬상소자에 피사체상을 결상시키는 촬영렌즈와, 상기 촬영렌즈로부터의 광속을 광학적 파인더와 상기 촬상소자에 인도하기 위한 가동(可動) 미러와, 촬영 개시의 지시 입력을 행하는 릴리스 버튼을 더 구비하고, 상기 제어 수단은, 유저에 의한 상기 릴리스 버튼의 조작에 의한 촬영 개시 지시 입력에 따라, 상기 가동 미러에 의한 광로가 촬상소자에 대하여 해방되고, 그 후에 상기 전자 포컬 플레인 셔터 기능 및 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터 중의 어느 포컬 플레인 셔터에 의해 상기 노광 개시 동작이 실행될 경우에 있어서, 상기 저속 셔터 시 및 고속 셔터 시에 상관없이, 상기 가동 미러의 동작 종료 후, 일정 시간이 경과한 후에, 상기 어느 포컬 플레인 셔터에 의해 상기 노광 개시 동작을 실행시키는 구성으로 할 수 있다(청구항 7).

본 구성에 의하면, 저속 셔터 시 및 고속 셔터 시에 상관없이, 가동 미러의 동작 종료 후, 일정 시간이 경과한 후에, 전자 포컬 플레인 셔터(촬상소자의 전자 포컬 플레인 셔터 기능) 및 메커니컬 포컬 플레인 셔터 중 어느 포컬 플레인 셔터에 의해 노광 개시 동작이 실행된다.

또한 상기 구성에 있어서, 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터는, 상기 광로 개구 동작용 막체로서의 선막과, 상기 광로 차단 동작용 막체로서의 후막을 구비하고, 촬영 대기시에 있어서 상기 선막이 상기 광로를 개구하지 않은 닫힌 상태로 되어 있을 경우에, 상기 제어 수단은, 상기 저속 셔터 시에 있어서, 상기 선막을 닫힌 상태로부터 열린 상태로 하는 시점으로부터 소정 시간 간격을 둔 후에, 상기 촬상소자에 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의한 노광 개시 동작을 실행시키는 구성으로 할 수 있다(청구항 8).

본 구성에 의하면, 촬영 대기시에 있어서 선막이 광로를 개구하지 않은 닫힌 상태로 되어 있을 경우에, 저속 셔터 시에, 선막을 닫힌 상태로부터 열린 상태로 하는 시점으로부터 소정 시간 간격을 둔 후에, 전자 포컬 플레인 셔터(촬상소자의 전자 포컬 플레인 셔터 기능)에 의한 노광 개시 동작이 실행된다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 선막을 닫힌 상태로부터 열린 상태로 하는 열기 동작의 타이밍을 상기 가동 미러의 동작 타이밍과 대략 동기시키는 것과 함께, 상기 선막을 가동 미러의 이동방향과 반대 방향으로 이동하도록 상기 선막의 열기 동작을 제어하는 구성으로 할 수 있다(청구항 9).

본 구성에 의하면, 선막을 닫힌 상태로부터 열린 상태로 하는 열기 동작의 타이밍이, 가동 미러의 동작 타이밍과 대략 동기하는 것과 함께, 선막이 가동 미러의 이동방향과 반대 방향으로 이동하도록 열기 동작된다(선막이 열기 방향으로 동작한다).

청구항 1에 관련되는 발명에 의하면, 고속 셔터 시에는, 선막 및 후막의 쌍방을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 하기 때문에, 선막과 후막에 있어서의 막속의 차이, 또는 막면의 위치 어긋남(비네팅의 발생)에 의한 노광 불균일 등의 결함의 발생을 억제할 수 있다. 저속 셔터 시에는, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터가 채용되기 때문에, 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용할 경우와 비교해서 소비 전력을 경감할 수 있다. 또한 노광 시간이 길어, 선막과 후막의 막속의 차이, 막 위치의 차이에 의한 노광 불균일의 발생은 미소량이 되기 때문에, 노광 불균일은 실질적으로는 발생하지 않는다. 특히 라이브 뷰 등을 행할 때에는 상기 소비 전력 경감 효과가 높아진다. 또한 ＭＯＳ형 촬상소자를 사용함으로써 예를 들면 ＣＣＤ형 촬상소자 등과 비교해서 소비 전력을 저감할 수 있다.

청구항 2에 관련되는 발명에 의하면, 촬상장치는, 진동 검출수단을 구비해서 진동을 검출하는 구성이므로, 특히, 진동의 영향을 받기 쉬운 저속 셔터 시에 있어서, 선막을 전자 포컬 플레인 셔터로 행하도록 함으로써 선막을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 했을 경우의 주행 진동에 기인하는 상기 진동 검출수단에 의한 진동량의 오류 검출을 방지할 수 있다.

청구항 3, 4에 관련되는 발명에 의하면, 촬영렌즈(교환 가능한 촬영렌즈를 포함한다)의 초점거리에 따라, 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점이 변경되는 구성이므로, 사용하는 촬영렌즈의 성능의 차이를 고려하여, 예를 들면 전자 포컬 플레인 셔터와 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 막 위치에 의한 비네팅 등이 발생하기 어려운 경우에는, 보다 고속의 셔터 속도에서 전자 포컬 플레인 셔터를 선막으로 사용하는, 즉 비네팅 등의 발생 상황에 따라, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하는 상한의 셔터 속도를 높게 하거나 낮게 하거나 임의로 조정하는 자유도가 높은 셔터 제어가 가능해 진다.

청구항 5에 관련되는 발명에 의하면, 촬영렌즈(교환 가능한 촬영렌즈를 포함한다)의 촬영시에 있어서의 조리개값 및 사출동 위치의 정보에 근거하여, 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점이 변경되는 구성이므로, 사용하는 촬영렌즈의 성능의 차이를 고려하여, 예를 들면 전자 포컬 플레인 셔터와 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 막 위치에 의한 비네팅 등이 발생하기 어려운 경우에는, 보다 고속의 셔터 속도에서 전자 포컬 플레인 셔터를 선막에 사용하는, 즉 비네팅 등의 발생 상황에 따라, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하는 상한의 셔터 속도를 높게 하거나 낮게 하거나 임의로 조정하는 자유도가 높은 셔터 제어가 가능해 진다.

청구항 6에 관련되는 발명에 의하면, 셔터 속도, 초점거리, 조리개값, 혹은 사출동 위치의 정보 중 적어도 하나를 사용하여, 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의한 노광 개시 동작을 제어하는 파라미터를 변경할 수 있기 때문에, 즉, 셔터 속도, 초점거리, 조리개값, 혹은 사출동 위치의 정보에 근거하여 전자 포컬 플레인 셔터의 예를 들면 셔터 속도를 변경하는(막속을 가감속하는 제어를 행하는) 것이 가능해 진다. 이에 따라, 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하는 저속 셔터 시에, 촬영렌즈의 성능의 차이 등에 따라, 예를 들면 초점거리가 작을수록, Fno.이 작을수록, 또는 사출동 위치가 노광면에 가까울수록 전자 포컬 플레인 셔터의 셔터 속도를 빠르게 하는 등의 제어를 행할 수 있게 되고, 저속 셔터 시에 있어서의 광속의 비네팅 등에 의한 노광 불균일의 발생을 억제(저감)하는 것이 가능해 진다.

청구항 7에 관련되는 발명에 의하면, 전자 포컬 플레인 셔터 또는 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 경우 모두, 가동 미러의 동작 종료 후, 같은 시간이 경과한 후에 노광 동작이 개시되므로, 유저는 어느 셔터를 사용할 경우에도 같은 릴리스 타이밍으로 촬영하는(노광 동작을 개시시키는) 것이 가능해 지고, 나아가서는 조작성 좋은 촬상장치를 실현할 수 있다.

청구항 8에 관련되는 발명에 의하면, 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 선막(막체)이 열기 동작하는 시점으로부터 소정 시간 간격을 둔 후에, 전자 포컬 플레인 셔터에 의한 노광 개시 동작이 이루어지기 때문에, 이 소정 시간 간격을 예를 들면 선막(막체)에 의한 충격진동이 잦아들도록(감쇠하도록) 하는 시간 간격으로 설정함으로써, 진동 검출 동작이나 노광 동작에 대한 상기 선막의 주행 진동에 의한 영향을 없앨 수 있고, 나아가서는 정밀도 좋은 진동 보정이나 촬영을 행할 수 있고, 깨끗한 촬영 화상을 얻을 수 있게 된다.

청구항 9에 관련되는 발명에 의하면, 선막의 열기 동작에 의해 발생하는 충격진동과 가동 미러의 열기 동작에 의해 발생하는 충격진동이 서로 없어지도록(상쇄되도록) 할 수 있고, 진동 검출 동작이나 노광 동작에 대한 상기 충격진동에 의한 영향을 한층 작게 할 수 있다. 또한 이 구성에 의해, 충격진동을 보다 빨리 감쇠(수습)시킬 수 있기 때문에, 즉 충격진동을 강제적으로 감쇠시킬 수 있기 때문에, 충격진동이 잦아들 때까지 기다리는 시간을 단축할 수 있고, 효율 높은 촬영을 행할 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명에 따른 촬상유닛이 삽입된 디지털 카메라(촬상장치)의 정면 외관도다.

도 2는, 도 1에 나타내는 디지털 카메라의 배면도다.

도 3은, 디지털 카메라의 내부 구조를 나타내는 단면도다.

도 4는, 셔터 유닛의 구성을 나타내는 분해 사시도다.

도 5는, 셔터 유닛의 정면도다.

도 6은, 카메라 본체에 촬영렌즈가 장착된 상태에서의 디지털 카메라 전체의 전기적인 구성을 나타내는 블럭도다.

도 7은, 촬상센서의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 회로 블럭도다.

도 8은, 전자 포컬 플레인 셔터 동작을 설명하기 위한 모식도다.

도 9는, 촬상센서와 셔터 유닛의 배치 관계를 나타내는 단면도다.

도 10은, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용할 경우에 관하여 설명하기 위한 모식도다.

도 11은, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용할 경우의, 저속 ＳＳ시에 있어서의 막속 특성의 어긋남에 관하여 설명하기 위한 모식도다.

도 12는, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용할 경우의, 고속 ＳＳ시에 있어서의 막속 특성의 어긋남에 관하여 설명하기 위한 모식도다.

도 13은, 사출동 위치와 촬상센서 및 셔터 유닛의 관계를 나타내는 단면도다.

도 14는, 촬상센서로의 광속의 입사상황을 나타내는 단면도다.

도 15는, 촬상센서로의 광속의 입사상황을 나타내는 단면도다.

도 16은, 촬상센서로의 광속의 입사상황을 나타내는 단면도다.

도 17은, 촬상센서로의 광속의 입사상황을 나타내는 단면도다.

도 18은, 셔터 제어부의 기능 구성을 나타내는 기능 블럭도다.

도 19는, 촬영렌즈의 교환시, 촬영시에 교신되는 상태정보 데이터의 일례를 게시하는 표 형식의 도면이다.

도 20은, 디지털 카메라의 촬영처리 동작을 나타내는 흐름도다.

도 21은, 상기 디지털 카메라의 일 변형 형태에 관하여 설명하기 위한 그래프도다.

도 22는, 상기 디지털 카메라의 일 변형 형태에 관하여 설명하기 위한 그래 프도다.

도 23은, 상기 디지털 카메라의 일 변형 형태에 관하여 설명하기 위한 타임 차트다.

도 24는, 상기 디지털 카메라의 일 변형 형태에 관하여 설명하기 위한 타임 차트다.

도 25는, 상기 디지털 카메라의 일 변형 형태에 관하여 설명하기 위한 타임 차트다.

도 26은, 상기 디지털 카메라의 일 변형 형태에 관하여 설명하기 위한 타임 차트다.

도 27은, 종래의 디지털 카메라의 촬영 동작에 관하여 설명하기 위한 모식도다.

도 28은, 종래의 디지털 카메라에 있어서의 선막 진동에 관하여 설명하기 위한 모식도다.

이하, 도면에 근거하여, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

(카메라 구조의 설명)

도 1, 도 2는, 본 발명에 따른 촬상유닛이 삽입된 디지털 카메라(1)(촬상장치)의 외관 구조를 나타내는 도면이고, 도 1은, 디지털 카메라(1)의 정면 외관도, 도 2는, 디지털 카메라(1)의 배면 외관도를 각각 나타낸다. 또 도 3은, 디지털 카 메라(1)의 내부 구조를 나타내는 단면도다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 디지털 카메라(1)는, 카메라 본체(10)와, 이 카메라 본체(10)의 정면 대략 중앙에 착탈 가능(교환 가능)으로 장착되는 촬영렌즈(2)(교환렌즈)를 구비한 일안 리플렉스 디지털 스틸 카메라다.

도 1에 있어서, 카메라 본체(10)의 정면측에는, 정면 대략 중앙에 촬영렌즈(2)가 장착되는 마운트부(101)와, 마운트부(101)의 오른쪽 옆에 배치된 렌즈 교환 버튼(102)과, 정면 좌단부(X방향 좌측)에 돌출 설치되어, 유저가 한쪽 손(또는 양손)으로 더 확실하게 파지(지지) 가능하게 하기 위한 그립부(103)과, 마운트부(101)의 왼쪽 옆에 배치된 ＡＦ 보조광 발광부(104)와, 정면 좌상부(Y방향 좌상측)에 배치된 모드 설정 다이얼(11)과, 정면 우상부에 배치된 제어값 설정 다이얼(12)과, 그립부(103)의 윗면에 배치된 셔터 버튼(13)이 구비되어 있다.

또한 도 2에 있어서, 카메라 본체(10)의 배면측에는, 배면 좌측에 배치된 ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)(14)와, ＬＣＤ(14)의 아래쪽에 배치된 설정 버튼 군(15)과, ＬＣＤ(14)의 옆쪽에 배치된 십자 키(16)와, 십자 키(16)의 중앙에 배치된 푸시 버튼(17)과, ＬＣＤ(14)의 위쪽에 설치된 광학 파인더(18)와, 광학 파인더(18)의 옆쪽에 설치된 메인 스위치(105)와, 광학 파인더(18)의 위쪽에 설치된 접속 단자부(106)가 구비되어 있다.

모드 설정 다이얼(11) 및 제어값 설정 다이얼(12)은, 카메라 본체(10)의 윗면과 대략 평행한 면 내에서 회전 가능한 대략 원반형의 부재로 이루어진다. 모드 설정 다이얼(11)은, 자동노출(ＡＥ) 제어 모드나 자동초점(ＡＦ;오토 포커스) 제어 모드, 또는 1매의 정지 화상을 촬영하는 정지 화상 촬영 모드나 연속 촬영을 행하는 연속 촬영 모드 등의 각종 촬영 모드, 기록 완료 화상을 재생하는 재생 모드 등, 디지털 카메라(1)에 탑재된 모드나 기능을 택일적으로 선택하기 위한 것이다. 제어값 설정 다이얼(12)은, 디지털 카메라(1)에 탑재된 각종 기능에 대한 제어값을 설정하기 위한 것이다.

셔터 버튼(13)은, 도중까지 눌린 「반 누름 상태」의 조작과, 더욱 눌린 「완전 누름 상태」의 조작을 가능하게 한 누름 스위치다. 정지 화상 촬영 모드에 있어서 셔터 버튼(13)이 반 누름(S1) 되면, 피사체의 정지 화상을 촬영하기 위한 준비 동작(노출 제어값의 설정이나 초점 조절 등의 준비 동작)이 실행되고, 셔터 버튼(13)이 완전 누름(S2) 되면, 촬영 동작(촬상센서를 노광하고, 그 노광에 의해 얻어진 화상신호에 소정의 화상처리를 실행해서 메모리 카드 등에 기록하는 일련의 동작)이 실행된다. 이때, 셔터 버튼(13)의 반 누름 조작은, 도시를 생략한 스위치 S1이 온 됨으로써 검출되고, 셔터 버튼(13)의 완전 누름 조작은, 도시를 생략한 스위치 S2가 온 됨으로써 검출된다.

ＬＣＤ(14)는, 컬러 액정 패널을 구비해서 이루어지고, 촬상센서(30)(도 3 참조)에 의해 촬상된 화상의 표시나 기록 완료 화상의 재생 표시 등을 행하는 것과 함께, 디지털 카메라(1)에 탑재되는 기능이나 모드의 설정 화면을 표시하는 것이다. 이때, ＬＣＤ(14) 대신에, 유기ＥＬ이나 플라즈마 표시장치를 사용해도 된다.

설정 버튼 군(15)은, 디지털 카메라(1)에 탑재된 각종 기능에 대한 조작을 행하는 버튼이다. 이 설정 버튼 군(15)에는, 예를 들면 ＬＣＤ(14)에 표시되는 메 뉴 화면에서 선택된 내용을 확정하기 위한 선택 확정 스위치, 선택 취소 스위치, 메뉴 화면의 내용을 전환하는 메뉴 표시 스위치, 표시 온/오프 스위치, 표시 확대 스위치, 손떨림 보정 스위치 등이 포함된다.

십자 키(16)는, 원주방향에 일정한 간격으로 배치된 복수의 가압부(도면 중의 삼각형 부분)를 구비하는 고리 형상의 부재를 가지고, 각 가압부에 대응해서 구비된 도시를 생략한 접점(스위치)에 의해 가압부의 누름 조작이 검출되도록 구성되어 있다. 또한 푸시 버튼(17)은, 십자 키(16)의 중앙에 배치되어 있다. 십자 키(16) 및 푸시 버튼(17)은, 촬영 배율의 변경(줌렌즈의 광각 방향이나 망원 방향으로의 이동), ＬＣＤ(14)에 재생하는 기록 화상의 불연속 표시, 및 촬영 조건(조리개값, 셔터 스피드, 플래시 발광의 유무 등)의 설정 등의 지시를 입력하기 위한 것이다.

광학 파인더(18)는, 피사체가 촬영되는 범위를 광학적으로 표시하는 것이다. 즉, 광학 파인더(18)에는, 촬영렌즈(2)로부터의 피사체상이 인도되고, 유저(촬영자)는, 이 광학 파인더(18)를 들여다봄으로써, 실제로 촬상센서(30)로 촬영되는 피사체상을 눈으로 확인할 수 있다.

마운트부(101)는, 촬영렌즈(2)가 장착되는 부위이며, 그 근방에는, 장착된 촬영렌즈(2)와의 전기적 접속을 행하기 위한 복수 개의 전기적 접점(도시 생략)이나, 기계적 접속을 행하기 위한 후술하는 커플러(414)(도 3 참조) 등이 설치된다. 렌즈 교환 버튼(102)은, 마운트부(101)에 장착된 촬영렌즈(2)를 떼어낼 때에 눌리는 버튼이다.

그립부(103)는, 유저가 촬영시에 상기 디지털 카메라(1)를 파지하는 부분이며, 피팅성을 높이기 위해서 손가락 형상에 맞춘 표면 요철이 형성된다. 이때, 그립부(103)의 내부에는 전지 수납실과 카드 수납실이 설치된다. 전지 수납실에는 카메라의 전원으로서 전지(69B)(도 6 참조)가 수납되어 있고, 카드 수납실에는 촬영 화상의 화상 데이터를 기록하기 위한 기록 매체, 예를 들면 메모리 카드(67)가 착탈 가능하게 수납되게 되어 있다. 이때, 그립부(103)에, 유저가 상기 그립부(103)를 파지했는지 여부를 검출하기 위한 그립 센서를 설치해도 된다.

ＡＦ 보조광 발광부(104)는, ＬＥＤ 등의 발광소자를 구비하여 이루어지고, 피사체의 휘도나 콘트라스트가 작을 경우로서 초점 조절 동작을 행할 때에, 보조광을 출력하는 것이다.

메인 스위치(105)는, 좌우로 슬라이드하는 2접점의 슬라이드 스위치로 이루어지고, 왼쪽으로 세트하면 디지털 카메라(1)의 전원이 온 되고, 오른쪽으로 세트하면 전원이 오프된다. 접속 단자부(106)는, 도시를 생략한 플래시 등의 외부장치를 상기 디지털 카메라(1)와 접속하기 위한 단자다.

이 디지털 카메라(1)에는, 도 1에 점선으로 나타낸 바와 같이, 카메라 본체(10)의 적소에 진동 검출 센서(49)가 탑재되어 있다. 이 진동 검출 센서(49)는, 손떨림 등에 의해 카메라 본체(10)에 주어지는 진동을 검출하는 것으로, 도 1의 수평방향을 X축, 상기 X축에 수직인 방향을 Y축으로 하는 2차원 좌표계를 상정하는 것으로 하면, X축 방향의 카메라 진동을 검출하는 X센서(49a)와, Y축 방향의 카메라 진동을 검출하는 Ｙ센서(49b)를 가지고 있다. X센서(49a) 및 Y센서(49b)는, 예 를 들면 압전소자를 사용한 자이로로 구성되고, 각 방향의 흔들림의 각속도를 검출하는 것이다.

촬영렌즈(2)는, 피사체로부터의 빛(광상)을 입력하는 렌즈창으로서 기능하는 것과 함께, 상기 피사체광을 카메라 본체(10)의 내부에 배치되어 있는 후술의 촬상센서(30)나 광학 파인더(18)에 인도하기 위한 촬영광학계를 구성하는 것이다. 이 촬영렌즈(2)는, 상기의 렌즈 교환 버튼(102)을 누름 조작함으로써 카메라 본체(10)로부터 떼어낼 수 있게(교환 가능한 촬영렌즈) 하고 있다.

촬영렌즈(2)는, 광축 L을 따라 직렬로 배치된 복수의 렌즈로 이루어진 렌즈 군(21)을 구비해서 이루어진다(도 3 참조). 이 렌즈 군(21)에는, 초점의 조절을 행하기 위한 포커스 렌즈(211)(도 6 참조), 변배를 행하기 위한 줌렌즈(212)(도 6 참조)가 포함되어 있고, 각각 광축 L 방향으로 구동됨으로써 변배나 초점 조절이 이루어진다. 또한 촬영렌즈(2)에는, 그 경통(22)의 외주 적소에 상기 경통의 외주면을 따라 회전 가능한 조작 환이 구비되어 있고, 줌렌즈(212)는, 메뉴얼 조작 또는 오토 조작에 의해, 상기 조작 환의 회전방향 및 회전량에 따라 광축 방향으로 이동하고, 그 이동한 위치에 따른 줌 배율(촬영 배율)로 설정되게 되어 있다. 또한, 여기에서는, 촬영렌즈(2)는 초점거리가 가변인 촬영렌즈로 하지만, 초점거리가 가변이 아닌(어떤 초점거리로 고정된) 촬영렌즈로 해도 된다.

계속해서, 카메라 본체(10)의 내부 구조에 대해서, 도 3을 참조해서 설명한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 카메라 본체(10)의 내부에는, 촬상센서(30), ＡＦ 구동 유닛(41), 위상차 ＡＦ 모듈(42), 셔터 유닛(43), 미러 박스(44), 광학 파인 더(18), 전술한 진동 검출 센서(49) 및 메인 제어부(62) 등이 구비되어 있다.

촬상센서(30)(촬상소자)는, 카메라 본체(10)의 배면측의 영역에 있어서 상기 배면에 대략 평행하게 설치되어 있다. 촬상센서(30)로는, 예를 들면 포토다이오드를 가지고 구성되는 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 2차원 배열되고, 각 화소의 수광면에, 각각 분광 특성이 다른 예를 들면 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 컬러필터가 1:2:1의 비율로 설치되어서 이루어지는 베이어 배열의 ＭＯＳ컬러 에어리어 센서(ＭＯＳ형 촬상소자)를 사용할 수 있다. 촬상센서(30)는, 렌즈 군(21)에 의해 결상된 피사체의 광상을 R(빨강), G(초록), B(파랑) 각 색 성분의 아날로그 전기신호(화상신호)로 변환하고, R, G, B 각 색의 화상신호로서 출력한다.

ＡＦ 구동 유닛(41)은, ＡＦ 액추에이터(411)와, 출력 축(412)과, 인코더(413)를 구비하여 이루어진다. ＡＦ 액추에이터(411)는, ＡＦ 동작을 위한 구동력을 발생하는 것으로, ＤＣ모터, 스테핑모터, 초음파모터 등의 모터와, 이 모터의 회전수를 감속하기 위한 도시를 생략한 감속계를 포함한 것이다. 출력 축(412)은, ＡＦ 액추에이터(411)로부터 출력되는 구동력을 촬영렌즈(2) 내의 렌즈 구동기구(24)에 전달하는 것이다. 인코더(413)는, ＡＦ 액추에이터(411)의 출력 축(412)에 전달된 구동량(회전량)을 검출하는 것으로, 검출된 회전량은, 촬영렌즈(2) 내의 렌즈 군(21)의 위치 산출에 사용된다. 이때, 상기 출력 축(412)과 렌즈 구동기구(24)는, 둘의 기계적 접속을 행하기 위한 커플러(414)를 통해서 접속되어 있다.

위상차 ＡＦ 모듈(42)은, 미러 박스(44)의 저부에 설치되어 있고, 주지의 위상차 검출 방식에 의해 포커싱 위치를 검출하는 것이다.

셔터 유닛(43)은, 촬상센서(30)의 소정의 화소 라인과 대략 직교하는 방향으로 이동하는 막체를 구비하고, 촬상센서(30)로 인도되는 빛의 차단 동작을 행하는 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 이루어지고, 미러 박스(44)의 배면과 촬상센서(30) 사이에 설치되어 있다. 도 4는, 이러한 셔터 유닛(43)의 구성을 나타내는 분해 사시도다. 이 셔터 유닛(43)은, 한 쌍의 셔터 기판(430A, 430B) 사이에, 선막군(431), 후막군(432), 차광판(433) 및 중간판(434)을 구비해서 구성되어 있다.

선막군(431)은, 4매의 분할 막체(4311∼4314)(막체)로 구성되고, 이 분할 막체(4311∼4314)가 2매의 선막 암(4315, 4316)에 의해 연결되어서 이루어진다. 이 선막 암(4315, 4316)이, 소정의 구동축을 구비하는 구동장치(도 6에 나타내는 셔터 구동 액추에이터(43M))로 구동됨으로써 분할 막체(4311∼4314)가 전개 상태(「셔터 열림」상태) 및 겹침 상태 「셔터 닫힘」상태)로 동작된다. 후막군(432)도 마찬가지로, 4매의 분할 막체(4321∼4324)가 2매의 후막 암(4325, 4326)에 의해 연결되어서 이루어진다. 이때, 차광판(433) 및 중간판(434)에는, 피사체광을 통과시키는 소정의 개구부가 형성되어 있다. 또한, 셔터 기판(430A, 430B)에는, 상기 구동장치의 구동축이 삽입되는 원호 홈(435A, 436A 및 435B, 436B)이 설치된다.

본 실시예에 따른 디지털 카메라(1)에서는, 촬상센서(30)의 각 화소에 소정의 타이밍으로 리셋 신호를 줌으로써, 상기 촬상센서(30)의 노광 동작을 개시시키는 전자 포컬 플레인 셔터가, 노광 동작에 있어서의 선막으로 사용되고, 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 이루어진 셔터 유닛(43)이 후막으로서 주로 사용된다. 따라서, 상기 선막군(431)은, 오로지 노광 개시 시점보다 빠른 단계에서 「셔터 열림」상태 로 한다. 물론, 장초노광시 등에, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하지 않고, 이 선막군(431)을 사용하도록 해도 된다.

도 3에 되돌아와서, 미러 박스(44)는, 퀵 리턴 미러(441)와 서브 미러(442)를 구비하여 이루어진다. 퀵 리턴 미러(441)는, 회전 지점(443)을 중심으로 하여, 도 3의 실선으로 나타낸 바와 같이 촬영광학계를 구성하는 렌즈 군(21)의 광축 L에 대하여 대략 45도 경사한 자세(이하, 경사 자세라고 한다)와, 도 3의 가상선으로 나타낸 바와 같이 카메라 본체(10)의 저면과 대략 평행한 자세(이하, 수평 자세라고 한다)의 사이에서 회전하도록 구성되어 있다.

서브 미러(442)는, 퀵 리턴 미러(441)의 배면측(촬상센서(30)측)에 설치되어 있고, 도 3의 실선으로 나타낸 바와 같이 경사 자세에 있는 퀵 리턴 미러(441)에 대하여 대략 90도 경사한 자세(이하, 경사 자세라고 한다)와, 도 3의 가상선으로 나타낸 바와 같이 수평 자세에 있는 퀵 리턴 미러(441)와 대략 평행한 자세(이하, 수평 자세라고 한다)의 사이에서, 퀵 리턴 미러(441)에 연동해서 변위 가능하게 구성되어 있다. 퀵 리턴 미러(441) 및 서브 미러(442)는, 후술하는 미러 구동 액추에이터(44M)(도 6 참조)에 의해 구동된다.

퀵 리턴 미러(441) 및 서브 미러(442)가 경사 자세인 경우, 퀵 리턴 미러(441)는, 광축 L에 따른 피사체 광속의 대부분을 광학 파인더(18)(초점판(45)) 방향으로 반사하는 것과 함께, 나머지의 광속을 투과시키고, 서브 미러(442)는, 퀵 리턴 미러(441)를 투과한 광속을 위상차 ＡＦ 모듈(42)에 이끈다. 이 때, 광학 파인더(18)에 의한 피사체상의 표시와, 위상차 ＡＦ 모듈(42)에 의한 위상차 검출 방 식의 초점 조절 동작이 이루어지는 반면, 촬상센서(30)에는 광속이 인도되지 않기 때문에, ＬＣＤ(14)에 의한 피사체의 화상표시는 이루어지지 않는다.

한편, 퀵 리턴 미러(441) 및 서브 미러(442)가 수평 자세인 경우에는, 퀵 리턴 미러(441) 및 서브 미러(442)는 광축 L로부터 모두 퇴피하는 것이기 때문에, 광축 L에 따른 피사체 광속은 대략 모두 촬상센서(30)에 인도되게 된다. 이 때, ＬＣＤ(14)에 의한 피사체의 화상표시가 이루어지는 반면, 광학 파인더(18)에 의한 피사체의 화상표시나, 위상차 ＡＦ 모듈(42)에 의한 위상차 검출 방식의 초점 조절 동작은 이루어지지 않는다.

광학 파인더(18)는, 카메라 본체(10)의 대략 중앙에 설치된 미러 박스(44)의 상부에 설치되어 있고, 초점판(45)과, 프리즘(46)과, 접안 렌즈(47)와, 파인더 표시 소자(48)를 구비해서 구성되어 있다. 프리즘(46)은, 초점판(45)상의 상의 좌우를 반전시키고 접안 렌즈(47)를 통해 촬영자의 눈으로 인도하여, 피사체상을 눈으로 확인할 수 있게 하는 것이다. 파인더 표시 소자(48)는, 파인더 범위 내에 형성되는 표시 화면의 하부에, 셔터 속도, 조리개값, 노출 보정값 등을 표시하기 위한 것이다.

진동 검출 센서(49)는, 도 1에 나타내는 진동 검출 센서(49)(X센서(49a) 및 Y센서(49b))에 해당하는 것이다. 이때, 도 3에서는, X센서(49a) 및 Y센서(49b)를 1개로 통틀어서 도시하고 있다.

도 3에 되돌아와서, 메인 제어부(62)는, 예를 들면 제어프로그램을 기억하는 ＲＯＭ이나 일시적으로 데이터를 기억하는 플래시 메모리 등의 기억부가 내장된 마 이크로컴퓨터로 이루어지는 것이다. 상세한 기능에 관해서는 후술한다.

다음에 카메라 본체(10)에 장착되는 촬영렌즈(2)에 관하여 설명한다. 이 촬영렌즈(2)는, 촬영광학계를 구성하는 렌즈 군(21)과, 경통(22)과, 렌즈 구동기구(24)와, 렌즈 위치 검출부(25)와, 렌즈 제어부(26)를 구비하고 있다.

렌즈 군(21)은, 상기 포커스 렌즈(211) 및 줌렌즈(212)(도 6 참조)와, 카메라 본체(10)에 구비되어 있는 촬상센서(30)에 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(23)가, 경통(22) 내에서 광축 L방향으로 유지되어서 이루어지고, 피사체의 광상을 입력해서 상기 광상을 촬상센서(30) 등에 결상하는 것이다. 촬영 배율(초점거리)의 변경이나 초점 조절 동작은, 렌즈 군(21)이 카메라 본체(10) 내의 ＡＦ 액추에이터(411)에 의해 광축 L방향으로 구동됨으로써 이루어진다.

렌즈 구동기구(24)는, 예를 들면 헬리코이드 및 상기 헬리코이드를 회전시키는 도시를 생략한 기어 등으로 구성되고, 커플러(414)를 통해 ＡＦ 액추에이터(411)로부터의 구동력을 받고, 렌즈 군(21)을 일체로 광축 L에 평행한 화살표 A방향으로 이동시키는 것이다. 이때, 렌즈 군(21)의 이동방향 및 이동량은, 각각 ＡＦ 액추에이터(411)의 회전방향 및 회전수에 따른다.

렌즈 위치 검출부(25)는, 렌즈 군(21)의 이동 범위 내에서 광축 L방향으로 복수 개의 코드 패턴이 소정 피치로 형성된 인코드판과, 이 인코드판에 미끄럼 접촉하면서 경통(22)과 일체로 이동하는 인코더 브러시를 구비해서 이루어지고, 렌즈 군(21)의 초점거리의 변화를 검출하고, 이 검출 정보를 후술하는 렌즈 제어부(26)에 전송하는 것이다.

렌즈 제어부(26)는, 예를 들면 제어프로그램을 기억하는 ＲＯＭ이나 상태정보에 관한 데이터를 기억하는 플래시 메모리 등으로 이루어지는 기억부(261)(교환 가능한 촬영렌즈가 구비하는 메모리부)가 내장된 마이크로컴퓨터로 이루어진다. 또 렌즈 제어부(26)는, 카메라 본체(10)의 메인 제어부(62)와의 사이에서 통신을 행하는 통신부(262)를 구비하고, 이 통신부(262)는, 예를 들면 렌즈 군(21)의 초점거리, 사출동 위치, 조리개값, 포커싱 거리 및 주변 광량상태 등의 상태정보 데이터를 메인 제어부(62)에 송신하는 한편, 메인 제어부(62)로부터 예를 들면 포커스 렌즈(211)의 구동량의 데이터를 수신한다. 또 촬영 시에는, ＡＦ 동작 완료 후의 초점거리정보, 조리개값 등의 데이터가 통신부(262)로부터 메인 제어부(62)에 송신된다. 또한, 상기 기억부(261)에는, 상기 렌즈 군(21)의 상태정보 데이터나, 메인 제어부(62)로부터 송신된 예를 들면 포커스 렌즈(211)의 구동량의 데이터 등이 기억된다.

(디지털 카메라의 전기적인 구성의 설명)

다음에 본 실시예에 따른 디지털 카메라(1)의 전기적인 구성에 관하여 설명한다. 도 6은, 카메라 본체(10)에 촬영렌즈(2)가 장착된 상태에서의 디지털 카메라(1) 전체의 전기적인 구성을 나타내는 블럭도다. 여기에서, 도 1∼도 3과 동일한 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 부착하고 있다. 이때, 촬영렌즈(2)에 관한 전기적 구성은 전술한 바와 같으므로, 여기에서는 카메라 본체(10)의 전기적 구성에 관해서만 설명한다.

카메라 본체(10)에는, 먼저 도 1∼도 3에 근거해서 설명한 촬상센서(30) 등 의 이외에, ＭＯＳ구동기구(30A), ＡＦＥ(아날로그 프론트 엔드)(5), 화상처리부(61), 화상 메모리(614), 메인 제어부(62)(제1 제어 수단을 포함한다), 플래시 회로(63), 조작부(64), ＶＲＡＭ(65), 카드I/F(66), 메모리 카드(67), 통신용 I/F(68), 전원회로(69), 전지(69B), 포커스 구동제어부(41A), 셔터 구동제어부(43A)(제2 제어 수단) 및 셔터 구동 액추에이터(43M), 미러 구동제어부(44A) 및 미러 구동 액추에이터(44M)를 구비해서 구성되어 있다.

촬상센서(30)는, 앞서 설명한 대로 ＭＯＳ컬러 에어리어 센서로 이루어지고, 후술하는 타이밍 제어회로(51)에 의해, 상기 촬상센서(30)의 노광 동작의 시작(및 종료)이나, 촬상센서(30)가 구비하는 각 화소의 출력 선택, 화소신호의 판독 등의 촬영동작이 제어된다. 도 7은, 촬상센서(30)의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 회로 블럭도다. 여기에서는 도시의 편의상, 3행(라인)×4열의 화소군만을 나타낸다.

촬상센서(30)는, 복수의 화소(31)(31a-1∼31d-3)가, 복수의 화소 라인(32(32a∼32c)) 위에 정렬(매트릭스 형상의 배열)되어 이루어지고, 도 7에서는, 제1 화소 라인(32a)에 화소(31a-1, 31b-1, 31c-1, 31d-1)가, 제2 화소 라인(32b)에 화소(31a-2, 31b-2, 31c-2, 31d-2)가, 제3 화소 라인(32c)에 화소(31a-3, 31b-3, 31c-3, 31d-3)가 각각 배치되어 있는 예를 게시하고 있다. 각 화소(31)는, 광전변환 동작을 행하는 광전변환소자로서의 포토다이오드(33)와, 리셋 신호를 받아서 화소(31)에 축적되어 있는 전하를 방전시키는 리셋 스위치(Ｒｓｔ)(34)와, 화소(31)에 축적된 전하를 전압으로서 판독하고(전하전압변환) 이것을 증폭하는 증폭 소자 (Ａｍｐ)(35)와, 선택신호를 받아서 상기 화소(31)의 화소신호를 출력시키는 수직선택 스위치(ＳＷ)(36)를 구비해서 구성되어 있다. 이때, 리셋 스위치(34) 및 증폭 소자(35)는, 전원 Vp에 접속되어 있다.

또한 촬상센서(30)는, 수직주사 회로(37), 수평주사 회로(38) 및 앰프(39)를 구비한다. 수직주사 회로(37)에는, 화소 라인(32a∼32c) 단위로, 각 화소(31a-1∼31d-3)의 리셋 스위치(34)가 공통으로 접속된 리셋선(371a∼371c)과, 수직선택 스위치(36)의 제어 전극이 공통으로 접속된 수직주사선(372a∼372c)이 접속되어 있다. 수직주사 회로(37)는, 리셋선(371a∼371c)을 통해, 각 화소 라인(32a∼32c)에 소정의 리셋 타이밍으로 리셋 신호 φＶｒ를 순차 공급하고, 화소 라인(32a∼32c) 단위로 각 화소(31a-1∼31d-3)에 리셋 동작을 행하게 한다. 또한 수직주사 회로(37)는, 수직주사선(372a∼372c)을 통해 수직주사 펄스 φＶｎ을 각 화소(31a-1∼31d-3)에 준다.

또한, 화소열(예를 들면 화소(31a-1, 31a-2, 31a-3)마다, 수직선택 스위치(36)의 주전극이 공통으로 접속된 수평주사선(381)(381a∼381d)이 인출되고, 각각 수평 스위치(382)(382a∼382d)를 통해 수평신호선(383)에 접속되어 있다. 수평주사 회로(38)는, 이러한 수평 스위치(382a∼382d)의 제어 전극에 접속되어, 수평주사 펄스 φＶｍ을 줌으로써 선택된 화소의 화소신호를 추출하는 것이다. 앰프(39)는, 수평신호선(383)에 접속되어, 화소로부터의 출력 신호를 증폭하는 것이다.

이러한 구성을 가지는 촬상센서(30)에 있어서는, 각 화소(31a-1∼31d-3)에 축적된 전하의 출력 동작(판독)을 1화소씩 행하게 할 수 있고, 수직주사 회로(37) 및 수평주사 회로(38)의 동작을 제어함으로써 특정한 화소를 지정해서 그 화소신호를 출력시킬 수 있다. 즉, 수직주사 회로(37)에 의해, 어떤 화소의 수직선택 스위치(36)에 수직주사 펄스 φＶｎ이 주어지고, 그 화소가 가지는 포토다이오드(33)로 광전 변환된 전하(화소신호)가 수평주사선(381)을 통해 출력가능한 상태로 된다. 그 후, 수평주사 회로(38)에 의해, 그 수평주사선(381)에 접속되어 있는 수평 스위치(382)에 수평주사 펄스 φＶｍ이 주어지고, 상기 화소신호가 수평 스위치(382)를 통해 수평신호선(383)에 출력된다. 이 동작을 각 화소에 대해서 순차 행함으로써, 화소를 지정하면서 모든 화소로부터 순차 화소신호를 출력시킬 수 있다. 수평신호선(383)에 출력된 화소신호는, 앰프(39)에서 더 증폭된 후에 ＡＦＥ(5)에 출력된다.

본 실시예에 따른 디지털 카메라(1)에서는, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 채용하기 때문에, 화소(31)의 리셋 스위치(34)에 리셋 신호 φＶｒ가 주어지는 타이밍이, 그 화소(31)에 대한 노광 개시 타이밍이 된다. 즉, 리셋 스위치(34)는, 리셋 신호 φＶｒ가 주어지는 것으로 ＯＮ으로 하고, 그때까지 축적되어 있는 불필요한 전하를 폐기하고, 그 후 ＯＦＦ로 해서 화소(31)를 노광에 의한 전하축적이 가능한 상태로 한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 리셋 신호 φＶｒ는, 1개의 화소 라인(32a∼32c) 단위로 주어지는 회로 구성으로 하기 때문에, 제1∼ 제3 화소 라인(32a∼32c)마다, 순차 노광이 개시된다.

도 8은, 이러한 전자 포컬 플레인 셔터 동작을 설명하기 위한 모식도다. 도 8a에서는 제1 화소 라인(32a)∼제N 화소 라인(32N)까지 나타내고, 이 화소 라인에 각각 리셋 신호 φＶｒ를 공급하는 리셋선(371a∼371N)을 화살표로 나타낸다. 이때, 제1 화소 라인(32a)∼제N 화소 라인(32N)은, 메커니컬 포컬 플레인 셔터가 구비하는 막체의 이동방향과 직교하는 방향으로 화소가 배열된 화소 라인이다.

이러한 구성에 있어서, 제1 화소 라인(32a)∼제N 화소 라인(32N)에, 소정의 리셋 타이밍으로, 수직주사 회로(37)로부터 리셋선(371a∼371N)을 통해, 도 8b에 나타낸 바와 같은 리셋 신호 φＶｒ가 순차 주어진다. 즉, 우선 시간 t1에서 제1 화소 라인(32a)에 구비되어 있는 화소(31a-1∼31d-1)에 리셋 신호 φＶｒ가 동시에 주어지고, 이 화소(31a-1∼31d-1)의 노광이 개시된다. 다음에 시간 t2에서 제2 화소 라인(32b)에 구비되어 있는 화소(31a-2∼31d-2)에 리셋 신호 φＶｒ가 동시에 주어지고, 이 화소(31a-2∼31d-2)의 노광이 개시된다. 이하 마찬가지 방법으로, 시간 t3, t4, t5···tn마다, 제3 화소 라인(32c), 제4 화소 라인(32d), 제5 화소 라인(32e)···제N 화소 라인(32N)까지, 순차 리셋 신호 φＶｒ가 주어진다. 이에 따라 제1 화소 라인(32a)으로부터 제N 화소 라인(32N)을 향해서 순차적으로 노광이 개시되게 되고, 전자 포컬 플레인 셔터로서 기능하는 것이다.

여기에서, 리셋 타이밍(제1 화소 라인(32a)∼제N 화소 라인(32N)에 순차 리셋 신호 φＶｒ를 주는 타이밍)은, 상기 전자 포컬 플레인 셔터의 막속을 결정짓는 것이 된다. 즉, 시간 t1∼tn의 시간이 짧을수록, 막속은 빨라진다. 또한 시간 t1, t2···tn의 각 간격이 일정하면, 막속은 일정하다. 본 실시예에서는 선막으로서의 전자 포컬 플레인 셔터의 막속은 일정하지 않고, 후술하는 바와 같이 서서히 가 속되어서 종단측에서 가장 빨라지도록 메인 제어부(62)에 의해 제어된다.

도 6에 되돌아와서, ＭＯＳ구동기구(30A)는, 카메라 본체(10)에 주어지는 손떨림 등에 따라 촬상센서(30)를 진동 보정 구동하기 위한 것이다. 이 ＭＯＳ구동기구(30A)는, 압전소자를 사용한 임펙트형 액추에이터나 스테핑 모터 등으로 이루어진 X축 액추에이터 및 Y축 액추에이터를 포함한 것이며, 메인 제어부(62)에 의해 제어된다.

ＡＦＥ(5)는, 촬상센서(30)에 대하여 소정의 동작을 행하게 하는 타이밍 펄스를 주는 것과 함께, 촬상센서(30)로부터 출력되는 화상신호(ＭＯＳ에어리어 센서의 각 화소에서 수광된 아날로그 신호 군)에 소정의 신호 처리를 실시하고, 디지털 신호로 변환해서 화상처리부(61)에 출력하는 것이다. 이 ＡＦＥ(5)는, 타이밍 제어회로(51), 신호 처리부(52) 및 A/D 변환부(53) 등을 구비해서 구성되어 있다.

타이밍 제어회로(51)는, 메인 제어부(62)로부터 출력되는 기준 클록에 근거해서 소정의 타이밍 펄스(수직주사 펄스 φＶｎ, 수평주사 펄스 φＶｍ, 리셋 신호 φＶｒ 등을 발생시키는 펄스)를 생성해서 촬상센서(30)(상기 수직주사 회로(37) 및 수평주사 회로(38) 등)에 출력하고, 촬상센서(30)의 촬영동작을 제어한다. 또한 소정의 타이밍 펄스를 신호 처리부(52)나 A/D 변환부(53)에 각각 출력함으로써, 신호 처리부(52) 및 A/D 변환부(53)의 동작을 제어한다.

신호 처리부(52)는, 촬상센서(30)로부터 출력되는 아날로그의 화상신호에 소정의 아날로그 신호 처리를 실시하는 것이다. 이 신호 처리부(52)에는, ＣＤＳ(상관 2중 샘플링)회로, ＡＧＣ(오토 게인 컨트롤)회로 및 클램프회로(클램프 수단) 등이 구비되어 있다. A/D 변환부(53)는, 신호 처리부(52)로부터 출력된 아날로그의 R, G, B의 화상신호를, 상기 타이밍 제어회로(51)로부터 출력되는 타이밍 펄스에 근거하여 복수의 비트(예를 들면 12비트)로 이루어지는 디지털의 화상신호로 변환하는 것이다.

화상처리부(61)는, ＡＦＥ(5)로부터 출력되는 화상 데이터에 소정의 신호 처리를 행해서 화상 파일을 작성하는 것으로, 흑 레벨 보정회로(611), 화이트 밸런스 제어회로(612) 및 감마 보정회로(613) 등을 구비해서 구성되어 있다. 또한, 화상처리부(61)에 받아들인 화상 데이터는, 촬상센서(30)의 판독에 동기해서 화상 메모리(614)에 일단 기록되고, 이후 이 화상 메모리(614)에 기록된 화상 데이터에 액세스하여, 화상처리부(61)의 각 블록에 있어서 처리가 이루어진다.

흑 레벨 보정회로(611)는, A/D 변환부(53)에 의해 A/D 변환된 R, G, B의 각 디지털 화상신호의 흑 레벨을, 기준의 흑 레벨로 보정하는 것이다.

화이트 밸런스 제어회로(612)는, 광원에 따른 화이트의 기준에 근거하여R(빨강), G(초록), B(파랑)의 각 색 성분의 디지털 신호의 레벨 변환(화이트 밸런스(ＷＢ) 조정)을 행하는 것이다. 즉 화이트 밸런스 제어회로(612)는, 메인 제어부(62)로부터 주어지는 ＷＢ 조정 데이터에 근거하여, 촬영 피사체에 있어서 휘도나 채도 데이터 등으로부터 원래 백색인 것이라고 추정되는 부분을 특정하고, 그 부분의 각각의 R, G, B 색 성분의 평균과, G/R비 및 G/B비를 구하고, 이것을 R, B의 보정 게인으로서 레벨 보정한다.

감마 보정회로(613)는, ＷＢ 조정된 화상 데이터의 계조특성을 보정하는 것 이다. 구체적으로는 감마 보정회로(613)는, 화상 데이터의 레벨을 색 성분마다 미리 설정된 감마 보정용 테이블을 사용해서 비선형 변환하는 것과 함께 오프셋 조정한다.

화상 메모리(614)는, 촬영 모드 시에는, 화상처리부(61)로부터 출력되는 화상 데이터를 일시적으로 기억하는 것과 함께, 이 화상 데이터에 대하여 메인 제어부(62)에 의해 소정의 처리를 행하기 위한 작업 영역으로 사용되는 메모리다. 또한 재생 모드 시에는, 메모리 카드(67)로부터 판독한 화상 데이터를 일시적으로 기억한다.

메인 제어부(62)는, 도 6에 나타내는 디지털 카메라(1) 내의 각 부의 동작을 제어하는 것이며, 본 실시예에 있어서는, 기능적으로, ＡＦ/ＡＥ 제어부(621), 진동 보정 제어부(622), 셔터 제어부(623)를 가지고 구성되어 있다.

ＡＦ/ＡＥ 제어부(621)는, 자동초점 제어(ＡＦ) 및 자동노출 제어(ＡＥ)를 위해 필요한 동작 제어를 행한다. 즉, ＡＦ를 위해, 상기 위상차 ＡＦ 모듈(42)의 출력 신호를 사용해서 위상차 검출 방식에 의한 초점 조절 처리를 행하여, 포커싱 제어신호(ＡＦ 제어신호)를 생성하고, 포커스 구동제어부(41A)를 통해 ＡＦ 액추에이터(411)를 동작시켜, 포커스 렌즈(211)의 구동을 행하게 한다. 또한 ＡＥ를 위해, 도시를 생략한 ＡＥ센서에서 검출된 피사체의 휘도정보 등에 근거하여 상기 피사체에 있어서의 적정한 노출량을 구하는 연산을 행한다.

진동 보정 제어부(622)는, 손떨림 보정 모드가 실행될 경우에, 전술한 진동 검출 센서(49)로부터의 진동 검출 신호에 근거하여 진동 방향 및 진동량을 산출하 고, 산출된 방향 및 진동량에 근거해서 진동 보정 제어신호를 생성해서 ＭＯＳ구동기구(30A)에 출력하고, 촬상센서(30)를 손떨림이 상쇄되는 방향으로 시프트 구동시키는 것이다.

셔터 제어부(623)는, 메커니컬 포컬 플레인 셔터 및 전자 포컬 플레인 셔터에 대한 셔터 동작을 제어하는 것이다. 이 셔터 제어부(623)의 대해서는, 후기하는 도 18에 근거하여 상세히 설명한다.

플래시 회로(63)는, 플래시 촬영 모드에 있어서, 접속 단자부(106)에 접속되는 플래시의 발광량을, 메인 제어부(62)에 의해 설정된 소정의 발광량으로 제어하는 것이다.

조작부(64)는, 전술한 모드 설정 다이얼(11), 제어값 설정 다이얼(12), 셔터 버튼(13), 설정 버튼 군(15), 십자 키(16), 푸시 버튼(17), 메인 스위치(105) 등을 포함하고, 조작 정보를 메인 제어부(62)에 입력하기 위한 것이다.

ＶＲＡＭ(65)는, ＬＣＤ(14)의 화소 수에 대응한 화상신호의 기록 용량을 가지고, 메인 제어부(62)와 ＬＣＤ(14) 사이의 버퍼 메모리다. 카드I/F(66)는, 메모리 카드(67)와 메인 제어부(62) 사이에서 신호의 송수신을 가능하게 하기 위한 인터페이스다. 메모리 카드(67)는, 메인 제어부(62)에서 생성된 화상 데이터를 보존하는 것이다. 통신용 I/F(68)는, PC나 기타 외부기기에 대한 화상 데이터 등의 전송을 가능하게 하기 위한 인터페이스다.

전원회로(69)는, 예를 들면 정전압회로 등으로 이루어지고, 메인 제어부(62) 등의 제어부, 촬상센서(30), 그 밖의 각종 구동부 등, 디지털 카메라(1) 전체를 구 동시키기 위한 전압(예를 들면 5V)을 생성한다. 또한, 촬상센서(30)로의 통전 제어는, 메인 제어부(62)로부터 상기 전원회로(69)에 주어지는 제어신호에 의해 이루어진다. 전지(69B)는, 알칼리 건전지 등의 일차전지나, 니켈 수소 충전지 등의 이차전지로 이루어지고, 디지털 카메라(1) 전체에 전력을 공급하는 전원이다.

포커스 구동제어부(41A)는, 메인 제어부(62)의 ＡＦ/ＡＥ 제어부(621)로부터 주어지는 ＡＦ 제어신호에 근거하여, 포커스 렌즈(211)를 포커싱 위치에 이동시키기 위해 필요한, ＡＦ 액추에이터(411)에 대한 구동제어신호를 생성하는 것이다.

셔터 구동 액추에이터(43M)는, 셔터 유닛(43)(도 4에 나타내는 선막군(431) 및 후막군(432))의 개폐 구동을 행하는 액추에이터다. 셔터 구동제어부(43A)(제2 제어 수단)는, 메인 제어부(62)로부터 주어지는 제어신호에 근거하여, 상기 셔터 구동 액추에이터(43M)에 대한 구동제어신호를 생성하는 것이다. 또한, 후막군(432)을 구동시키는 제어신호는, 촬상센서(30)에 있어서의 노광 동작을 종료시키기 위한 제어신호가 된다.

미러 구동 액추에이터(44M)는, 전술한 미러 박스(44)에 구비되어 있는 퀵 리턴 미러(441)를, 수평 자세 혹은 경사 자세로 회동시키는 액추에이터다. 미러 구동제어부(44A)는, 촬영 동작의 타이밍에 맞추어, 미러 구동 액추에이터(44M)를 구동시키는 구동신호를 생성하는 것이다.

(셔터 동작에 관한 설명)

본 실시예에 따른 디지털 카메라(1)에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이 전자 포컬 플레인 셔터를 선막으로 사용하고(부호 701로 나타내는 “센서 리셋”참조), 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 후막으로 사용하고(부호 702로 나타내는 “메커 후막”참조), 이에 따라 ＭＯＳ형 촬상센서(30)의 노광 동작을 시작·종료시킬 수 있도록 구성되어 있다. 그러나, 항상 선막을 전자 포컬 플레인 셔터로 하는 방식을 채용했을 경우, 하기 [1], [2]에 나타낸 바와 같은 문제가 발생한다.

[1] 고속 ＳＳ시에 있어서의 노광 불균일의 문제

도 9는, 촬상센서(30)와 셔터 유닛(43)의 배치 관계를 나타내는 단면도다. 일반적으로 촬상센서(30)는, 도 9에 나타낸 바와 같이 ＭＯＳ 센서 칩(301)이, 수납 오목부를 가지는 홀더(302)에 수납되고, ＭＯＳ 센서 칩(301)의 수광면(301a) 측에 소정의 공극(301g)을 형성해서, 커버 유리(303)로 홀더(302)의 개구면이 밀봉되는 구성을 구비하고 있다. 또한 촬상센서(30)와 셔터 유닛(43) 사이에는, 일반적으로 피사체광의 고주파성분을 제거해서 무아레를 방지하기 위한 광학적 로 패스 필터(304)가 개재된다. 이 광학적 로 패스 필터(304)로서는, 예를 들면 소정의 결정 축 방향이 조정된 수정 등을 재료로 하는 복굴절형 로 패스 필터나, 필요로 하는 광학적인 차단 주파수 특성을 회절효과에 의해 실현하는 위상형 로 패스 필터 등을 사용할 수 있다. 상기 구성에 있어서, 피사체광은, 셔터 유닛(43)의 화상 프레임(43B), 광학적 로 패스 필터(304), 커버 유리(303) 및 공극(301g)을 통과해서 ＭＯＳ 센서 칩(301)의 수광면(301a)에 이르는 것이다.

이러한 구성에 있어서, 셔터 유닛(43)에 구비되어 있는 막체(선막군(431) 및 후막군(432))의 막속은, 전개 상태∼겹침 상태에 있어서 일정하지 않다. 도 10에 있어서의 부호 703으로 나타내는 곡선을 “메커 선막”으로서의 막체의 주행 특성 (막속 특성 703)이라고 하면, 이 막속 특성 703으로 나타낸 바와 같이, 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 막속은, 화상 프레임의 이동 선단측(부호 704로 나타내는 부근의 위치)으로부터 종단측에 걸쳐서, 처음에는 느리게, 서서히 가속되어, 종단측에서 가장 빨라지는 특성이 있다. 상기 부호 702로 나타내는 메커 후막의 막속 특성(막속 특성 702)도 마찬가지다. 게다가, 이 막속 특성은, 디지털 카메라(1)의 자세(유저가 카메라의 자세를 취하는 방향), 온도, 습도, 또는 셔터 유닛(43)의 구성 부품의 시간에 따른 열화 등에 의해 변화한다.

여기에서, 셔터 속도가 느릴 경우(저속 ＳＳ시)에는, 도 11에 나타낸 바와 같이 막속 특성 711로 나타내는 후막(메커 후막)은, 막속 특성 712로 나타내는 선막(센서 리셋)보다 시간적으로 상당히 늦게 동작이 개시되기 때문에, 화상 프레임이 완전 개방되는 시간대를 포함해서 노광 시간은 길어지고, 선막 및 후막 막속 특성의 차이(막속차)는 그다지 문제되지 않는다. 즉, 동작 정밀도가 상당히 높고, 막속 특성이 변동(변화)하지 않는 전자 포컬 플레인 셔터에 의한 막속 특성 712에 반해, 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의한 막속 특성 711이 예를 들면 막속 특성 7111 또는 막속 특성 7112로 변동하더라도, 막속 특성 712와 막속 특성 7111에 의한 노광 시간 Δt1과, 막속 특성 712와 막속 특성 7112에 의한 노광 시간 Δt2에 거의 차이가 생기지 않고(Δt1≒Δt2), 노광 불균일이 발생하지 않는다(노광 불균일이 발생하더라도 허용 오차의 범위 내에 있다).

그러나, 셔터 스피드가 고속일 경우(고속 ＳＳ시)에는, 이 노광 불균일이 표면화된다. 고속 ＳＳ시에는, 도 12에 있어서의 부호 720의 도면에 나타낸 바와 같 이, 막속 특성 721로 나타내는 선막(센서 리셋)과 막속 특성 722로 나타내는 후막(메커 후막)의 동작 간격(시간차)이 작아지고, 선막이 개방 동작을 행하는 도중에 후막의 동작이 개시되어, 소위 슬릿 노광이 이루어지게 된다. 이 슬릿 노광이 이루어질 경우, 선막 및 후막 막속 특성이 다르면, 즉 전자 포컬 플레인 셔터에 의한 막속 특성 721에 대하여 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의한 막속 특성 722이 예를 들면 막속 특성 7221 또는 막속 특성 7222로 변동하면, 막속 특성 721과 막속 특성 7221에 의한 노광 시간 Δt3과, 막속 특성 721과 막속 특성 7222에 의한 노광 시간 Δt4의 차이가 현저해진다(Δt3≠Δt4). 이에 따라 촬상센서(30)의 노광 기간이 화소 라인 사이에서 달라져(수광면(301a)의 노광 시간이 부분적으로 달라져), 노광 불균일이 발생하게 된다.

이에 반해, 도 12에 있어서의 부호 730의 도면에 나타낸 바와 같이, 선막 및 후막의 쌍방을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 했을 경우, 상기 시간에 따른 열화 등이 발생하더라도, 선막 및 후막 막속 특성은 대략 동일하게 변화하기 때문에 노광 불균일이 발생하기 어렵다. 즉, 선막(메커 선막)의 막속 특성 731이 예를 들면 막속 특성 7311 또는 막속 특성 7312로 변동하고, 후막(메커 후막)의 막속 특성 732가 예를 들면 막속 특성 7321 또는 막속 특성 7322로 변동했다고 하면, 선막 및 후막의 동작의 변동 방향이 같은 방향이 되므로, 즉 막속 특성 731이 막속 특성 7311측으로 변동하면 막속 특성 732도 막속 특성 7311측과 같은 막속 특성 7321측으로 변동하고, 마찬가지로 막속 특성 7312측으로 변동하면 막속 특성 7322측으로 변동하므로, 각각의 변동의 경우, 노광 시간에 그다지 차이가 생기지 않는다(Δｔａ1≒ Δｔａ2, Δｔｂ1≒Δｔｂ2). 이렇게, 고속 ＳＳ시에 있어서는, 선막 및 후막의 쌍방 모두 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용하는 편이 노광 불균일의 문제가 발생하기 어렵다고 할 수 있다.

[2] 고속 ＳＳ시의 광속 비네팅의 문제

도 9에 나타내는 구성에 있어서, 셔터 유닛(43)이 구비하는 선막군(431) 및 후막군(432)만, 즉 메커니컬 포컬 플레인 셔터만으로 노출 제어를 행할 경우, 전 노광 시간 Ｔｍ은 다음 (1) 식으로 나타낸다.

Ｔｍ=(W+ｄｓ/A)V ···（1)

단, W:슬릿 폭

ｄｓ:수광면(301a)로부터 슬릿 주행면까지의 평균 거리

A:렌즈의 Fno.(초점거리 f/렌즈의 유효구경 D)

V:슬릿의 주행속도

여기에서, 선막군(431) 및 후막군(432)이 사용되는 경우, 상기 ｄｓ는, 도 9에 화살표 x1로 나타낸 바와 같이 선막군(431) 및 후막군(432)의 중간 위치부터 수광면(301a)까지의 거리가 된다. 한편, 본 실시예와 같이, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하고, 후막으로서 후막군(432)을 사용하는 경우에는, 선막의 위치=수광면(301a)이 되는 것으로부터, 상기 ｄｓ는 도 9에 화살표 x2로 나타낸 바와 같이 수광면(301a)으로부터 후막군(432)까지의 거리의 1/2 정도가 된다. 이렇게, 본 실시예에서는 ｄｓ를 작게 할 수 있는 것이지만, 광학적 로 패스 필터(304)가 개재되어 있는 것과 함께, 선막의 위치(수광면(301a))와 후막의 위치(셔터 유 닛(43)에 있어서의 후막군(432)의 배치 위치)가 이격되어 있는 것에 기인하여, 고속 ＳＳ시에 있어서, 렌즈의 Fno.나 사출동 위치에 의해 광속의 비네팅이 발생한다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 지금, 광축 AX상에 렌즈 군(21) 및 촬상센서(30)가 배치되고, 사출동 위치가 도시된 위치에 설정되는 것으로 한다. 이 경우, 도 14에 나타낸 바와 같이 Fno.이 작을 때(예를 들면 F2), 사출동 지름은 커진다. 이 경우, 상기 사출동의 최외주 상단에 위치하는 하나의 점 P1로부터 상면(像面)을 향해서 방출되는 광속 ｏｐ11∼ｏｐ13에 대해서 보면, 수광면(301a)의 상단측을 향하는 광속 ｏｐ11은 광축 AX에 대한 경사각은 비교적 완만하지만, 중앙을 향하는 광속 ｏｐ12∼하단측을 향하는 광속 ｏｐ13에서는, 광축 AX에 대한 경사각이 커진다.

이에 반해, 도 15에 나타낸 바와 같이, Fno.이 클 때(예를 들면 F8), 사출동 지름은 작아진다. 이 경우, 상기 사출동의 최외주 상단에 위치하는 하나의 점 P2로부터 상면을 향해서 방출되는 광속 ｏｐ21∼ｏｐ23에 대해서 보면, 사출동 지름이 축소됨에 따라, 수광면(301a)의 상단측∼하단측을 향하는 각각의 광속 ｏｐ21∼ｏｐ23 모두, 광축 AX에 대한 경사각이 비교적 완만해진다.

그리고, Fno.이 작을 때(도 14), 도 16에 나타낸 바와 같이, 선막과 후막의 광학적 위치가 이격되어 있는 것에 기인하여, 수광면(301a)의 단부에서 광속의 비네팅이 발생한다. 도 16에 있어서, 후막군(432)(후막)과 수광면(301a)에 있어서의 전자 포컬 플레인 셔터에 의한 선막에서 형성되는 슬릿 폭을 화살표 w로 나타낸다. 지금, 후막군(432)의 막체가 부호 Q1로 나타내는 위치에 존재하고, 노광 슬릿이 수 광면(301a)의 중앙 K1에 다가간 경우, 점 P1로부터 수광면(301a)의 중앙을 향하는 광속 ｏｐ12는 막체에서 차광되지 않고 수광면(301a)에 이르고 있다. 그러나, 후막군(432)의 막체가 부호 Q2로 나타내는 위치에 존재하고, 노광 슬릿이 수광면(301a)의 하단 부근 K2에 다가가면, 점 P1로부터 수광면(301a)의 하단측을 향하는 광속 ｏｐ13이 막체에서 차광되어, 수광면(301a)에 전해지지 않게 된다. 이러한 광속의 비네팅에 의해, 노광 불균일이 발생하게 된다.

한편, Fno.이 클 때(도 15), 도 17에 나타낸 바와 같이, 전술한 바와 같은 광속의 비네팅은 발생하기 어려워진다. 즉, 후막군(432)의 막체가 부호 Q2로 나타내는 위치에 존재하고 있는 경우에도, 점 P2로부터 수광면(301a)의 하단측을 향하는 광속 ｏｐ23은, 광축 AX에 대한 경사각이 비교적 완만하게 때문에, 막체에서 차광되지 않는다. 이상과 같이, 고속 ＳＳ시(슬릿 노광시)에 있어서, Fno.의 대소에 따라, 광속 비네팅에 의한 노광 불균일이 발생하는 경우가 있다. 말할 필요도 없이, 광속 비네팅이 발생하는지 여부는, 광학적 로 패스 필터(304)의 두께 등의 고정적인 요인 이외에, 사출동 위치의 원근에도 의존한다.

상기 [1], [2]의 문제점을 감안하여, 본 실시예에 따른 디지털 카메라(1)에서는, 저속 ＳＳ시에, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터, 후막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용하는, 즉 노광 개시 동작을 촬상센서(30)에 의한 전자 포컬 플레인 셔터 기능으로 행하고, 노광 종료 동작을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 행하도록 하고, 고속 ＳＳ시에는, 선막 및 후막의 쌍방에 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용하도록, 즉 노광 개시 동작 및 노광 종료 동작 모두 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 행하도록 하고 있다. 이 제어로서는, 셔터 제어부(623)를 설치하고, 고속 ＳＳ일지 저속 ＳＳ일지에 따라, 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터 또는 전자 포컬 플레인 셔터 중 어느 하나를 선택하는 제어를 행하도록 하고 있다.

도 18은, 셔터 제어부(623)의 기능 구성을 나타내는 기능 블럭도다. 셔터 제어부(623)는, 상태정보 취득부(624), 셔터 선택부(625), 임계치 기억부(626) 및 전자 포컬 플레인 셔터 제어부(627)를 구비해서 구성되어 있다.

상태정보 취득부(624)는, 촬영렌즈(2)(교환렌즈)의 렌즈 제어부(26)(통신부(262))로부터, 촬영렌즈(2)의 교환시에, 그 초점거리, 사출동 위치, 조리개값, 포커싱 거리 등의 상태정보를 취득한다. 또 촬영시에, 촬영자에 의해 또는 ＡＦ/ＡＥ 제어에 의해 설정된 초점거리, 조리개값 등의 상태정보 데이터를 취득한다. 이때, 도 19에, 촬영렌즈(2)의 교환시, 촬영시에 교신되는 상태정보 데이터의 일례를 게시해 둔다.

셔터 선택부(625)는, 상태정보 취득부(624)에 의해 취득된 상태정보에 근거하여 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터 또는 전자 포컬 플레인 셔터 중 어느 것을 선택할지 판정하는 동작을 행한다. 구체적으로는, 셔터 선택부(625)는, 상기 상태정보(촬영렌즈(2)의 각종 데이터나, ＡＦ/ＡＥ 제어에 의해 설정된 초점거리, 조리개값 등)에 근거하여 셔터 속도를 도출(설정)하고, 이 도출한 셔터 속도와 소정의 셔터 속도 임계치를 비교함으로써 상기 셔터 속도가 저속 ＳＳ일지 고속 ＳＳ일지를 판정하고, 적당한 선막을 선택한다.

상기 셔터 속도 임계치는, 예를 들면 촬영 광학계의 초점거리를 기준으로 해 서 설정한 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 135시스템 환산의 초점거리를 f(ｍｍ)라고 하면, 셔터 속도가 예를 들면 1/f(초)보다 느린 속도로 설정되는 경우를, 셔터 속도가 저속 ＳＳ라고 판정하여, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 선택시키도록 하고, 1/f(초)보다 빠른 속도로 설정되는 경우를, 셔터 속도가 고속 ＳＳ라고 판정하여, 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 선택시키도록 해도 된다. ＡＰＳ-C 사이즈 상당의 촬상센서를 사용하는 등의 경우에는, 셔터 속도가 대략 1/1.5f(초)보다 느린 속도로 설정되고 있을 경우를, 셔터 속도가 저속 ＳＳ라고 판정시키면 된다. 이때, 셔터 속도 임계치로서, 플래시 동조 셔터 속도를 기준으로 해서 설정한 것을 사용해도 된다. 플래시 동조 셔터 속도(동조 속도)는, 플래시 발광을 수반하는 촬영 모드가 설정되었을 경우에, 플래시의 발광 시작으로부터 발광 종료까지 요하는 시간에 약간의 여유 시간을 가한 시간만큼 셔터를 완전 개방으로 하는 것이 고려된 셔터 속도다.

이때, 셔터 선택부(625)는, 상기 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터 또는 전자 포컬 플레인 셔터 중 어느 것을 사용하는지에 관한 선택 정보(또는 설정한 셔터 속도가 고속일지 저속일지의 판정 정보)를, 셔터 구동제어부(43A) 및 전자 포컬 플레인 셔터 제어부(627)에 송신한다.

임계치 기억부(626)는, 셔터 선택부(625)에 있어서 셔터 속도가 저속 ＳＳ 또는 고속 ＳＳ일지의 판정 등을 행할 경우에 필요해지는 임계치 정보(상기 셔터 속도 임계치)를 기억한다.

전자 포컬 플레인 셔터 제어부(627)는, 셔터 선택부(625)로부터의 상기 선택 정보(판정 정보)를 받아, 선막 즉 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터에 의해 행하도록 제어한다. 전자 포컬 플레인 셔터 제어부(627)는, 구체적으로는, 타이밍 제어회로(51)에 의한 제어에 의해, 촬상센서(30)의 수직주사 회로(37)(도 7 참조)에 화소 라인 단위의 리셋 타이밍을 설정하고, 상기 리셋 타이밍으로 리셋 신호 φＶｒ를 각 화소 라인(32a∼32c)에 순차 공급하고, 촬상센서(30)에 선막으로서의 전자 포컬 플레인 셔터 동작을 행하게 한다. 이때, 이 전자 포컬 플레인 셔터의 리셋 타이밍은, 상기 도 10에 나타낸 바와 같이, 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의한 막속 특성(막속 특성 702 또는 막속 특성 701)에 대응하는 막속 특성(막속 특성 701)이 되도록 하는 타이밍으로 하고 있다(즉 여기에서의 센서 리셋은 상기 도 27에 나타내는 일괄 리셋이 아니고, 상기한 바와 같이 막속이 서서히 가속되어, 종단측에서 가장 빨라지는 특성을 가진 소위 포컬 리셋이 이루어진다).

이상과 같이 구성된 디지털 카메라(1)에 의하면, 고속 셔터 시에는, 선막 및 후막의 쌍방이 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 하므로, 선막과 후막에 있어서의 막속의 차이, 또는 막면의 위치 어긋남(비네팅의 발생)에 의한 노광 불균일 등의 결함의 발생을 억제할 수 있다. 저속 셔터 시에는, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터가 채용되므로, 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용할 경우와 비교해서 소비 전력(동작 전력)을 경감할 수 있다. 또한 노광 시간이 길기 때문에, 선막과 후막의 막속의 차이, 막 위치의 차이에 의한 노광 불균일의 발생은 미소량이 되기 때문에, 노광 불균일은 실질적으로는 발생하지 않는다. 특히 라이브 뷰 등을 행할 때에는, 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 동작시키면, 라이브 뷰 개시 시 에 한번, 선막을 열어 두고, 촬영시에 일단 닫은 후, 다시 열게 되기 때문에, 상기 소비 전력 경감 효과가 높아진다. 또한 ＭＯＳ형 촬상센서(30)를 사용함으로써, 예를 들면 ＣＣＤ형 촬상센서 등과 비교해서 소비 전력을 저감할 수 있다.

또한 디지털 카메라(1)는, 전술한 바와 같이 진동 검출 센서(171)를 구비하고, 진동량을 검출하는 구성으로 하기 때문에, 저속 ＳＳ시에 선막을 전자 포컬 플레인 셔터로 행하도록 함으로써 특히, 진동의 영향을 받기 쉬운 이 저속 ＳＳ시에, 선막을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 했을 경우의 주행 진동에 기인하는 상기진동 검출 센서(171)에 의한 진동량의 오류 검출을 방지할 수 있다.

(디지털 카메라의 동작의 설명)

다음에 본 실시예에 따른 디지털 카메라(1)에 의한 일련의 촬영처리 동작을, 앞서 설명한 도면을 참조하면서 설명한다. 도 20은, 디지털 카메라(1)의 촬영처리 동작을 나타내는 흐름도다. 메인 스위치(105)(도 2 참조)가 투입되고, 디지털 카메라(1)의 전원이 ＯＮ이 되면(스텝 S1), 메인 제어부(62)(셔터 제어부(623))는, 촬영렌즈(2)의 렌즈 제어부(26)와 교신하고, 장착되어 있는 촬영렌즈(2)의 렌즈 정보를 취득한다(스텝 S2).

그 후에, 메인 제어부(62)에 의해, 촬영렌즈(2)의 교환이 이루어졌는지 여부가 확인된다(스텝 S3). 만약 렌즈 교환이 이루어진 경우(스텝 S3에서 ＹＥＳ), 스텝 S2와 마찬가지로 교신을 행해서 렌즈 정보를 취득하는 것과 함께, 취득된 렌즈 정보에 데이터 갱신하는 처리가 이루어진다(스텝 S4). 렌즈 교환이 이루어지지 않은 경우에는(스텝 S3에서 ＮＯ), 스텝 S4는 스킵된다. 그리고, 스텝 S2 혹은 스텝 S4에서 취득된 렌즈 정보에 근거하여, 초점거리, 조리개값 등의 설정이 이루어진다(스텝 S5). 여기에서의 설정은 최종적인 것이 아니고, 촬영 동작을 행할 때의 디폴트값적인 설정이며, 프로그램 촬영이 이루어지는 경우에는 특별히 설정 동작이 이루어지지 않는다.

계속해서 메인 제어부(62)는, 셔터 버튼(13)의 반 누름 조작(S1:ＯＮ)이 이루어졌는지 여부를 판정하고(스텝 S6), 그 반 누름 조작이 이루어지지 않은 경우에는, 상기 반 누름 조작이 이루어질 때까지 대기한다(스텝 S6에서 ＮＯ). 그리고, 셔터 버튼(13)의 반 누름 조작이 이루어지면(스텝 S6에서 ＹＥＳ), 메인 제어부(62)의 ＡＦ/ＡＥ 제어부(621)에 의해, 피사체의 휘도에 근거한 ＡＥ처리(셔터 스피드 및 조리개값의 결정), 위상차 검출 방식에 의한 ＡＦ 처리(포커싱 위치의 결정)가 실행된다(스텝 S7). 이때, 진동 보정 제어부(622)에 의한 진동 보정 제어도 실행된다.

다음에 셔터 선택부(625)는, 스텝 S7에서 결정된 셔터 스피드가 고속 ＳＳ일지 저속 ＳＳ일지의 판정을, 임계치 기억부(626)에 기억된 소정의 셔터 속도 임계치와 비교함으로써 행하고, 이에 따라 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터(선막군(431)) 또는 전자 포컬 플레인 셔터 중 어느 것을 선택할지를 판정한다. 그 결과, 셔터 스피드가 고속 ＳＳ라고 판정했을 경우, 요컨대 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 선택했을 경우에는(스텝 S8에서 ＹＥＳ), 스텝 S9에 이동한다. 셔터 스피드가 고속 ＳＳ가 아니라고 판정했을 경우, 요컨대 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 선택했을 경우에는(스텝 S8에서 ＮＯ), 스텝 S10에 이동한다.

스텝 S9에서는, 셔터 버튼(13)의 완전 누름 조작(S2:ＯＮ)이 이루어졌는지 여부를 판정하고, 셔터 버튼(13)의 완전 누름 조작이 이루어지지 않은 경우에는(스텝 S9에서 ＮＯ), 스텝 S7의 처리로 되돌아온다. 한편, 셔터 버튼(13)의 완전 누름 조작이 이루어지면(스텝 S9에서 ＹＥＳ), 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터(메커 셔터)를 사용해서 노광을 개시시킨다(스텝 S11).

스텝 S10에서는, 셔터 버튼(13)의 완전 누름 조작(S2:ＯＮ)이 이루어졌는지 여부를 판정하고, 셔터 버튼(13)의 완전 누름 조작이 이루어지지 않은 경우에는(스텝 S10로 ＮＯ), 스텝 S7의 처리로 되돌아온다. 한편, 셔터 버튼(13)의 완전 누름 조작이 이루어지면(스텝 S10로 ＹＥＳ), 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터(전자 셔터)를 사용해서 노광을 개시시킨다(스텝 S12).

그 후, 후막으로서의 메커니컬 포컬 플레인 셔터(후막군(432))가 동작되고, 촬상센서(30)의 노광이 종료된다(스텝 S13). 그리고, 타이밍 제어회로(51)로부터 주어지는 타이밍 펄스에 따라 화소신호가 순차 판독되고, ＡＦＥ(5)에 출력되어서 상기 화소신호가 디지털 신호로 변환되며, 화상처리부(61)에서 상기 디지털 신호에 소정의 화상처리가 실행된 후, 메모리 카드(67)에 그 화상신호를 기록시키는, 일련의 화상기록 동작이 실행된다(스텝 S14). 계속해서, 메인 제어부(62)는, 다음 촬영 지시가 주어졌는지 여부를 확인하고(스텝 S15), 다음 촬영이 이루어지는 경우에는(스텝 S15에서 ＹＥＳ), 스텝 S3∼S14까지의 처리를 반복해서 행하게 한다. 한편, 다음 촬영이 이루어지지 않은 경우에는(스텝 S15에서 ＮＯ), 소정 시간 경과 후에 전원을 오토 오프하고(스텝 S16), 처리를 종료시킨다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명했지만, 이러한 실시예는 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 구성의 추가, 변경을 수반할 수 있다. 예를 들면 다음과 같은 변형 실시예를 취할 수 있다.

(1) 상기 실시예에서는 셔터 선택부(625)에서, 셔터 스피드가 고속 ＳＳ일지 저속 ＳＳ일지를 판정함으로써 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터 또는 전자 포컬 플레인 셔터 중 어느 하나를 선택하는 구성으로 하지만, 이것에 관한 것으로서, 예를 들면 도 21에 나타낸 바와 같이 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터 또는 전자 포컬 플레인 셔터 중 어느 것을 사용하는지에 관한 전환점(전환조건, 경계조건)을 설정하고, 이것에 근거하여 판정 동작을 행하는 구성으로 해도 된다. 즉, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 가로축을 초점거리f(ｍｍ), 세로축을 셔터 속도(초)로 하면, 상기 전환점에 관한 부호 800으로 나타내는 특성 그래프(전환 특성 800이라고 한다)를 경계로 해서, 초점거리 및 셔터 속도의 값에 따라, 이 경계보다 도면 중 상측의 영역 810에서는, 선막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 선택하고, 요컨대 선막 및 후막의 쌍방을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 하고, 경계보다 하측의 영역 820에서는, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 선택하도록, 요컨대 선막을 전자 포컬 플레인 셔터, 후막을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 해도 된다.

상기 전환 특성 800은, 장착되는 촬영렌즈의 초점거리가, 어떤 크기의 값, 예를 들면 부호 801로 나타내는 위치의 값이 될 때까지는 일정한 셔터 속도, 예를 들면 상기 플래시 동조 셔터 속도(동조 속도 Ｔｃ)로서의 예를 들면 1/125(초)이며, 초점거리가 이 값을 넘어서 커지면 경계점으로서의 셔터 속도가 커지는 특성으 로 되어 있다. 구체적으로는, 전환 특성 800은, 부호 802로 나타내는 굵은 선 라인과 같이, 초점거리만을 고려해서 설정한 것(전환 특성 802)으로 해도 되고, 부호 803으로 나타내는 것 같은 어떤 범위(폭)를 가지게 한 그래프(여기에서는 전환 특성 802에 있어서의 부호 801의 위치보다도 오른쪽의 경사부에 상기 전환범위를 가지게 한다)와 같이, 조리개값이나 사출동 위치도 고려해서 설정한 것으로 해도 된다. 이러한 전환 특성 800으로 하는 것은, 메커니컬 포컬 플레인 셔터 및 전자 포컬 플레인 셔터의 막 면의 차이(막 위치의 차이)에 의한 비네팅의 문제를 고려할 필요가 없는 경우라면, 보다 높은 셔터 속도영역까지 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하도록 하고 싶은(결국, 될 수 있는 한 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하고 싶은) 것에 따른다.

이렇게, 촬영렌즈(교환식 또는 비교환식의 촬영렌즈)의 초점거리, 조리개값 또는 사출동 위치의 정보에 따라, 전환 특성 800(802, 803)에 나타낸 바와 같이 전환점이 변경되는 구성이기 때문에, 사용하는 촬영렌즈의 성능의 차이를 고려하여, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터를 사용하는 상한의 셔터 속도를 높게 하거나 낮게 하거나 임의로 조정하는(보다 고속의 셔터 속도에 있어서, 전자 포컬 플레인 셔터를 선막으로 사용하는) 것과 같이 자유도가 높은 셔터 제어가 가능해 진다. 이때, 상기 전환점은, 반드시 전환 특성 800으로 나타내는 것이 아니어도 되고, 초점거리에 관계없이(촬영렌즈의 종별에 상관없이), 소정의 셔터 속도의 값으로 고정된 특성, 예를 들면 도 22에 나타낸 바와 같이, 상기 동조 속도(이것을 예를 들면 1/125(초)이라고 한다)의 1/2의 속도(셔터 속도;1/250초))로 전환점의 값이 고정된 소위 직선 형상의 전환 특성 831로 해도 된다.

(2) 상기 실시예에서는 셔터 제어부(623)에 의해, 셔터 버튼(13)의 조작에 의한 촬영 개시 지시 입력에 따라, 퀵 리턴 미러(441)(및 서브 미러(442))(가동 미러)에 의한 광로가 촬상센서(30)에 대하여 해방된 후, 전자 및 메커니컬 포컬 플레인 셔터 중의 어느 포컬 플레인 셔터에 의해 노광 개시 동작이 이루어지도록 제어되는 구성이지만, 선막으로서 전자 또는 메커니컬 포컬 플레인 셔터 중 어느 것을 사용할 경우에도, 퀵 리턴 미러(441)의 동작 종료 후, 일정 시간이 경과하는 것을 기다리고 노광 동작이 개시되도록 제어되는 것이 바람직하다. 즉, 도 23에 나타내는 타임 차트와 같이, 부호 841로 나타내는 퀵 리턴 미러(441)의 도약 동작(미러 업 동작)이 종료된 시점으로부터 부호 842로 나타내는 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의해 노광 동작이 개시되는 시점까지의 시간(시간 Ｔｘ)과, 마찬가지로 미러 업 동작이 종료된 시점으로부터 부호 841로 나타내는 퀵 리턴 미러(441)의 동작 종료 시점으로부터 부호 843으로 나타내는 전자 포컬 플레인 셔터에 의해 노광 동작이 개시되는 시점까지의 시간(시간 Ｔｘ)이 같은 길이의 시간이 되도록 제어되는 것이 바람직하다. 이에 따라 전자 또는 메커니컬 포컬 플레인 셔터 중 어느 것이 선택된 경우에도, 퀵 리턴 미러(441)의 동작 종료 시점부터 노광 동작이 개시될 때까지의 시간이 일정해져(편차가 없어져), 예를 들면 유저는 부호 844로 나타내는 위치에서 셔터 버튼(13)을 누른 후 노광 동작이 개시될 때까지의 타이밍을 용이하게 측정할 수 있고, 전자 또는 메커니컬 포컬 플레인 셔터 중 어느 경우에도, 같은 릴리스 타이밍으로 촬영하는(노광 동작을 개시시키는) 것이 가능해 진다. 이에 따라 디지털 카메라(1)의 조작성이 향상된다.

(3) 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 있어서의 선막(선막군(431))의 열기 동작의 타이밍을 퀵 리턴 미러(441)의 열기 동작의 타이밍과 동기시키는 것과 함께, 그 이동방향이 반대가 되는 구성으로 해도 된다. 구체적으로는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 선막군(431)의 분할 막체(4311∼4314)가 닫힌 상태로부터 열린 상태가 되어서 셔터 유닛(43)의 셔터 기판(430A, 430B) 등에 충돌하는 부호 861로 나타내는 타이밍과, 퀵 리턴 미러(441)의 도약 동작이 완료되는 부호 862로 나타내는 타이밍을 대략 동기시키는 것과 함께, 선막군(431)의 분할 막체(4311∼4314)의 이동방향(열기 동작의 방향)이 퀵 리턴 미러(441)의 이동방향(열기 동작의 방향)과 반대 방향이 되도록, 예를 들면 퀵 리턴 미러(441)는 카메라 상측을, 선막군(431)은 카메라 하측을 향해서 이동하도록 선막군(431)(및 퀵 리턴 미러(441))의 열기 동작을 제어해도 된다.

이에 따라, 선막군(431) 및 퀵 리턴 미러(441)의 열기 동작에 의한 충격 즉 선막 쇼크와 미러 쇼크가 서로 없어지도록(상쇄되도록) 할 수 있고, 진동량의 검출 동작(진동 보정동작) 또는 노광 동작에 대한 상기 충격진동에 의한 영향을 한층 작게 할 수 있다. 또한 이에 따라 충격진동을 보다 빨리 감쇠(수습)시킬 수 있기 때문에, 즉 충격진동의 감쇠를 강제적으로 행할 수 있게 되기 때문에, 상기 진동이 안정될 때까지 대기하는 시간이 단축되어 효율적으로 촬영할 수 있게 된다. 덧붙여 말하면, 도 25에 나타낸 바와 같이, 메커니컬 포컬 플레인 셔터 선막의 열기 동작이 완료되는 부호 871로 나타내는 타이밍과, 가동 미러의 열기 동작이 완료되는 부 호 872로 나타내는 타이밍이 다른 경우에는, 서로 상쇄되지 않고 그대로 선막 쇼크 및 미러 쇼크가 발생하기 때문에, 이 진동이 수습될 때까지 대기할 필요가 있고, 그만큼 촬영 시간이 걸리게 된다.

(4) 상기 실시예에서는 도 10에 나타낸 바와 같이, 노광 기간보다 먼저 셔터 유닛(43)의 선막군(431)을 해방시키고(메커 선막), 이것에 의한 선막 쇼크가 감쇠해서 소멸한 후에, 전자 포컬 플레인 셔터에 의해 노광을 개시시키는(센서 리셋) 구성으로 하지만, 이 경우에 있어서, 전자 포컬 플레인 셔터에 의한 노광 개시 동작은, 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 선막이 열기 동작하는 시점으로부터, 선막에 의한 충격이 진동 안정되는(감쇠하는) 만큼의 충분한 시간 간격을 둔 후에 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라 선막 쇼크와 노광 기간의 중복을 확실히 회피할 수 있고, 즉 진동 검출 동작(진동 보정동작)이나 노광 동작에 대한 상기 선막의 주행 진동에 의한 영향을 없앨 수 있고, 나아가서는 정밀도 좋은 진동 보정이나 촬영을 행할 수 있어, 깨끗한 촬영 화상을 얻을 수 있게 된다.

(5) 상기 도 11에 있어서, 전자 포컬 플레인 셔터에 의한 선막으로서의 리셋을, 막속 특성 712에 나타낸 바와 같은 리셋 폭을 변화시키는(화소 라인 단위의 리셋 타이밍을 변화시키는) 방식이 아니고, 리셋 폭을 변화시키지 않는, 즉 직선적으로 변화하는 센서 리셋(직선 형상의 막속 특성)으로 해도 된다. 이러한 구성으로 한 경우에도, 저속 ＳＳ시에는, 상기 막속 특성 712인 경우와 같이 상기 전자 포컬 플레인 셔터에 의한 직선 형상의 막속 특성과, 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 의한 막속 특성 711의 막속 특성의 차이(막속차)는 그다지 문제되지 않고(화소 라인 간 의 노광 시간에 거의 차이가 생기지 않고), 노광 불균일은 발생하지 않는다(노광 불균일이 발생하더라도 허용 오차의 범위 내에 있다).

(6) 상기 실시예에 있어서는, 저속 ＳＳ시에, 선막으로서 전자 포컬 플레인 셔터, 후막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용하는, 즉 노광 개시 동작을 촬상센서(30)에 의한 전자 포컬 플레인 셔터 기능으로 행하고, 노광 종료 동작을 메커니컬 포컬 플레인 셔터로 행하도록 하지만, 이 전자 포컬 플레인 셔터의 제어를, 즉 촬상센서(30)에 의한 노광 개시 동작을 제어하기 위한 파라미터(제어값)를, 셔터 속도, 초점거리, 조리개값, 혹은 사출동 위치 등의 정보 중 적어도 하나를 사용해서 변경할 수 있는 구성으로 해도 된다.

이 경우, 셔터 제어부(623), 구체적으로는 전자 포컬 플레인 셔터 제어부(627)는, 상태정보 취득부(624)에 의해 취득된 상기 셔터 속도, 초점거리, 조리개값 또는 사출동 위치 등의 정보 중 적어도 하나의 정보에 근거하여 타이밍 제어회로(51)에 의해, 촬상센서(30)에 대한 리셋 타이밍(상기 파라미터는 예를 들면 이 리셋 타이밍에 해당한다)을 변경함으로써, 전자 포컬 플레인 셔터에 있어서의 셔터 동작, 예를 들면 셔터 속도를 변경하게(막속을 가감속하는 제어를 행하게) 된다. 이 구성에 의해, 예를 들면 저속 ＳＳ시에, 도 26에 나타낸 바와 같이, 부호 880으로 나타내는 도면 위쪽의 전자 포컬 플레인 셔터의 막속 특성 881이, 예를 들면 부호 890으로 나타내는 도면 아래쪽의 막속 특성 883이 되도록, 전자 포컬 플레인 셔터의 막속 특성 즉 셔터 속도를 변화시킬 수 있다(여기에서는, 막속 특성 883의 그래프의 기울기는 막속 특성 881의 기울기보다 커져 있고, 이 막속 특성 883쪽이 셔 터 속도가 크다). 다만, 막속 특성 882는 후막으로서 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 막속 특성을 나타낸다. 또한 기울기의 차이를 명시하기 위해서, 막속 특성 881, 883을 직선 형상의 특성으로 하지만, 막속 특성 712(도 11 참조)에 나타낸 바와 같은 포컬 리셋으로 해도 된다.

그런데, 메커니컬 포컬 플레인 셔터와 노광면(전자 포컬 플레인 셔터, 촬상센서(30))의 위치의 차이가 클수록, 셔터 속도가 저속이더라도, 상기 도 16에서 설명한 바와 같은 광속의 비네팅에 기인하는 노광 불균일의 발생이 문제가 되지만, 상기 구성에 근거하여 전자 포컬 플레인 셔터에 있어서의 셔터 속도를 변화시킴(임의로 조정함)으로써, 여기에서는 셔터 속도를 고속화함으로써, 상기 저속 ＳＳ시에 있어서의 노광 불균일의 발생을 억제(저감)할 수 있게 된다. 이때, 초점거리가 작을수록, Fno.이 작을수록, 또는 사출동 위치가 노광면에 가까울수록, 상기 광속의 비네팅에 의한 노광 불균일이 발생하기 쉬우므로, 상기 초점거리가 작을수록, Fno.이 작을수록, 또는 사출동 위치가 노광면에 가까울수록 전자 포컬 플레인 셔터의 셔터 속도를 빠르게 하는(막속 특성 883의 기울기를 크게 하는) 것이 바람직하다.

(7) 상기 실시예에서는 본 발명의 촬상장치의 예로서 디지털 카메라(1)를 예시해서 설명했지만, ＭＯＳ 촬상센서를 사용한 디지털 비디오카메라, 촬상부를 구비한 센싱 장치 등에도 적용할 수 있다.

선막과 후막에 있어서의 막속의 차이, 또는 막면의 위치 어긋남(비네팅의 발 생)에 의한 노광 불균일 등의 결함의 발생을 억지하고, 또 소비 전력을 경감한다.

Claims

매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소를 가지는 ＭＯＳ형 촬상소자로서, 소정의 리셋 신호가 화소 라인 단위로 각 화소에 주어져서 노광 개시 동작이 실행되는 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 가지는 촬상소자와,

상기 촬상소자의 바로 앞에 배치되며, 상기 촬상소자에 인도되는 빛의 광로 개구 동작 및 광로 차단 동작을 행하는 메커니컬 포컬 플레인 셔터와,

상기 촬상소자 및 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터의 동작을 제어하는 제어 수단과,

적어도 셔터 속도를 설정하는 노광 제어 수단을 구비하고,

상기 제어 수단은,

상기 노광 제어 수단에 의해 셔터 속도가 저속으로 설정되어 있는 저속 셔터 시에는, 노광 개시 동작을 상기 촬상소자에 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의해 실행시키는 것과 함께, 노광 종료 동작을 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 실행시키고,

상기 노광 제어 수단에 의해 셔터 속도가 고속으로 설정되어 있는 고속 셔터 시에는, 노광 개시 동작 및 노광 종료 동작을 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
제 1항에 있어서,

상기 촬상장치는 상기 촬상장치의 진동을 보정하는 진동 보정기능을 가진 것이며,

상기 촬상장치에 주어지는 진동량을 검출하는 진동 검출수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
제 2항에 있어서,

상기 촬상소자에 피사체상을 결상시키는 촬영렌즈로서, 초점거리가 가변인 촬영렌즈를 더 구비하고,

상기 제어 수단은, 상기 초점거리에 따라, 상기 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점을 변경하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
제 2항에 있어서,

상기 촬상소자에 피사체상을 결상시키는 교환 가능한 촬영렌즈를 더 구비하고,

상기 제어 수단은, 교환된 상기 촬영렌즈의 초점거리에 따라, 상기 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점을 변경하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 제어 수단은, 상기 촬영렌즈의 촬영시에 있어서의 조리개값 및 사출동 위치의 정보에 근거하여, 상기 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 실행할지 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터를 사용해서 실행할지 사이의 전환점을 변경하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 수단은, 상기 노광 개시 동작을 전자 포컬 플레인 셔터 기능을 사용해서 행할 경우에 있어서, 셔터 속도, 초점거리, 조리개값, 혹은 사출동 위치의 정보 중 적어도 하나를 사용하여, 상기 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의한 노광 개시 동작을 제어하는 파라미터를 변경하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
제 1항에 있어서,

상기 촬상소자에 피사체상을 결상시키는 촬영렌즈와,

상기 촬영렌즈로부터의 광속을 광학적 파인더와 상기 촬상소자에 인도하기 위한 가동 미러와,

촬영 개시의 지시 입력을 행하는 릴리스 버튼을 더 구비하고,

상기 제어 수단은,

유저에 의한 상기 릴리스 버튼의 조작에 의한 촬영 개시 지시 입력에 따라, 상기 가동 미러에 의한 광로가 촬상소자에 대하여 해방되고, 그 후에 상기 전자 포컬 플레인 셔터 기능 및 상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터 중의 어느 포컬 플레인 셔터에 의해 상기 노광 개시 동작이 실행되는 경우에 있어서,

상기 저속 셔터 시 및 고속 셔터 시에 상관없이, 상기 가동 미러의 동작 종료 후, 일정 시간이 경과한 후에, 상기 어느 포컬 플레인 셔터에 의해 상기 노광 개시 동작을 실행시키는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
제 2항 또는 제 7항에 있어서,

상기 메커니컬 포컬 플레인 셔터는, 상기 광로 개구 동작용 막체로서의 선막과, 상기 광로 차단 동작용 막체로서의 후막을 구비하고,

촬영 대기시에 상기 선막이 상기 광로를 개구하지 않은 닫힌 상태로 되어 있을 경우에,

상기 제어 수단은,

상기 저속 셔터 시에 있어서, 상기 선막을 닫힌 상태로부터 열린 상태로 하 는 시점으로부터 소정 시간 간격을 둔 후에, 상기 촬상소자에 전자 포컬 플레인 셔터 기능에 의한 노광 개시 동작을 실행시키는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
제 8항에 있어서,

상기 제어 수단은,

상기 선막을 닫힌 상태로부터 열린 상태로 하는 열기 동작의 타이밍을 상기 가동 미러의 동작 타이밍과 대략 동기시키는 것과 함께, 상기 선막을 가동 미러의 이동방향과 반대 방향으로 이동하도록 상기 선막의 열기 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.