WO2007094282A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2007094282A1
WO2007094282A1 PCT/JP2007/052458 JP2007052458W WO2007094282A1 WO 2007094282 A1 WO2007094282 A1 WO 2007094282A1 JP 2007052458 W JP2007052458 W JP 2007052458W WO 2007094282 A1 WO2007094282 A1 WO 2007094282A1
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WO
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shake
shake correction
unit
image sensor
curtain
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/052458
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nobuharu Murashima
Toshihito Kido
Yoshiharu Tanaka
Tsutomu Honda
Original Assignee
Sony Corporation
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corporation filed Critical Sony Corporation
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Priority to CN200780000498XA priority patent/CN101322399B/zh
Priority to EP07708349.1A priority patent/EP1986423B1/en
Publication of WO2007094282A1 publication Critical patent/WO2007094282A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B5/02—Lateral adjustment of lens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/73—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the exposure time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2101/00—Still video cameras

Definitions

  • the present invention relates to an image pickup apparatus in which a CMOS type image pickup element is mounted and shake correction is performed by driving the image pickup element.
  • the front curtain is performed by an electronic focal plane shirter
  • the present invention relates to an image pickup apparatus that can perform a rear curtain with a mechanical focal plane shirt.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • CCD Charge Coupled Device
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-152057 discloses that the front curtain of the shotta operation is performed by an electronic focal plane shotta and the rear curtain is a mechano-calfal focal. It is disclosed to do with plain shirts. In other words, a reset signal that causes each pixel included in the image sensor to perform a reset operation is sequentially given in pixel line units to cause the image sensor to start an exposure operation (an electronic force plane shirter as the first curtain).
  • An image pickup apparatus is disclosed in which the exposure operation of the image sensor is terminated by mechanically blocking the curtain body after the set exposure time has elapsed (mechanical focal plane shirter as the rear curtain). It has been.
  • a camera shake correction function is often mounted in order to suppress deterioration in image quality of a captured image due to camera shake.
  • the powerful camera shake correction function detects a shake amount given to the imaging apparatus by an angular velocity sensor or the like, and drives a structure such as an image sensor to perform shake correction according to the shake amount.
  • a camera shake correction function Due to the running vibration of the curtain body of the two calf plain plane, there was a problem that the image stabilization performance deteriorated.
  • shock vibration shock stop vibration
  • the camera shake correction drive mechanism due to, for example, shock vibration, so that a malfunction occurs due to a deviation from a predetermined correction position.
  • this effect is significant because it is not fixed by locking or static friction.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances.
  • the present invention has been made in connection with an image pickup apparatus that includes a CMOS-type image pickup device and performs shake correction by driving the image pickup device.
  • an imaging device capable of accurately correcting shake without substantially being affected by the vibration of the curtain body of the S-mechanical focal plane shirter.
  • An imaging apparatus is an imaging apparatus that includes a CMOS type imaging device having a plurality of pixels arranged in a matrix and has a function of performing shake correction on the imaging device.
  • a shake detection unit that detects a shake amount given to the imaging apparatus; and a correction drive unit that drives the image pickup device to perform shake correction to perform the shake correction based on a shake amount detection signal from the shake detection unit.
  • a mechanical-calorical plane shirter disposed immediately before the image sensor and performing an optical path opening operation and an optical path blocking operation of light guided to the image sensor, and the image sensor to start an exposure operation.
  • a timing signal generating means for applying a predetermined reset signal to each pixel in a predetermined pixel line unit of the imaging element; and a control means for controlling an exposure operation of the imaging element.
  • the control means causes the electronic shutter control (by using the electronic focal plane shirter) to cause the image sensor to start the exposure operation by the reset signal given to each pixel from the timing signal generating means. (Exposure start operation) is executed (adopting an electronic focal plane shirt as the first curtain). Therefore, the correction driving means can be shake-corrected and driven without being affected by the running vibration caused by the mechanical force focal plane shirt front curtain.
  • control unit executes the electronic shirter control when the shake correction driving of the image sensor by the correction drive unit is performed, and the shake of the image sensor by the correction drive unit is performed.
  • a force-calculator control for causing the image sensor to start an exposure operation by an optical path opening operation by the mechanical-focal plane shutter can be executed (claim 2). .
  • the mechanical-shutter control that starts the operation (exposure start operation by the mechanical-force focal plane shotta) is executed (adopting the mechanical focal plane shotta as the front curtain). Therefore, when shake correction driving is performed by the correction drive means, it is possible to perform shake correction drive without being affected by the traveling vibration caused by the correction drive means power-calfocal plane front curtain. On the other hand, when the shake correction drive is not performed by the correction drive means, both the front curtain and the rear curtain are performed by the mechanical-calfocal plane shirter, so that the occurrence of the curtain speed deviation between the front curtain and the rear curtain is suppressed. Is done.
  • control unit may further include an operation unit capable of setting whether or not a force for performing shake correction driving of the image sensor by the correction driving unit is performed.
  • the electronic shirter control can be executed when the setting for executing the shake correction drive by the correction drive means is made (claim 3).
  • control unit may perform the electronic shirter control when a shake amount detection signal detected by the shake detection unit is a predetermined value or more (claim). Section 4).
  • Supporting leg detecting means for detecting directly or indirectly based on other parameters is further provided, and the control means detects the attachment of the supporting leg to the imaging device when the supporting leg detecting means detects attachment of the supporting leg to the imaging device.
  • the mechanical-shutter control can be performed (claim 5).
  • an operation unit capable of setting whether or not a force for executing shake correction driving of the image sensor by the correction driving unit is set, and exposure control for setting at least a shotta speed.
  • the control means is set to execute shake correction drive by the correction drive means by the operation means, and the shot speed set by the exposure control means is higher than a predetermined value.
  • the electronic shotter control can be executed when the speed is low (Claim 6).
  • the control means is set so that the shirter speed is longer than lZ: f. In this case, it is desirable to determine that the shirt speed is lower than a predetermined value (claim 7).
  • a parameter based on the focal length is used to determine whether to use an electronic focal plane shirta or a mechanical focal plane shirter as a front curtain. .
  • the image sensor and the mechanical focal plane shutter are integrally configured, and the correction driving means includes the image sensor and the mechano cal focal plane shirter. Can be configured so as to integrally drive the vibration compensation (claim 8).
  • the mechano-calf focal plane shirt tip for the correction drive means (shake correction mechanism) is adopted.
  • the influence of running vibration due to the curtain can be eliminated, that is, malfunction due to running vibration in shake correction drive can be prevented, and accurate shake correction drive by the correction drive means can be performed. Therefore, it is possible to obtain a clear image without blurring by using an imaging apparatus equipped with a mechanism for correcting the camera shake by driving the imaging element.
  • the mechanical for the correction drive means (shake correction mechanism) is employed.
  • the influence of running vibration due to the focal plane shunt front curtain can be eliminated, and accurate shake correction drive by the correction drive means can be performed (inappropriate shake correction drive is prevented).
  • the mechanical focal plane shirt is used as the front curtain, which prevents the curtain speed deviation between the front curtain and the rear curtain, and causes uneven exposure. Is suppressed. Therefore, drive the image sensor.
  • the camera shake correction function is in operation, use an imaging device equipped with a camera shake correction mechanism. , You can get beautiful images.
  • the control since whether or not the force for executing the shake correction drive by the correction drive means is set by the operation means is used as a determination element, the control In addition to simplifying the case, it is possible to avoid the use of the image stabilization function and the electronic focal plane shutter when not needed (because the electronic shirter at high speed is unstable).
  • the first curtain type can be selected.
  • the electronic form is used as a front curtain in view of the necessity of substantial shake correction. It is determined whether or not to use the power plane shutter, and when it is not necessary, the shake correction function and the electronic focal plane shirt can be used. You will be able to choose.
  • the shotter speed set by the exposure control means is determined only by whether or not the operation means is set to determine whether or not the force for executing the shake correction drive by the correction drive means is set. Therefore, it is determined whether the power to use an electronic focal plane shirt as the first curtain is taken into consideration in view of the necessity of more substantial shake correction, and the shake correction function and the electronic focal plane are used when unnecessary. This makes it possible to select the first curtain type more accurately.
  • the control means determines the front curtain type. Can be simplified.
  • FIG. 1 is a front external view of a digital camera (imaging apparatus) incorporating an imaging unit according to the present invention.
  • FIG. 2 is a rear view of the digital camera shown in FIG.
  • FIG. 3 is a front perspective view of the digital camera.
  • FIG. 4 is a side sectional view showing the internal structure of the digital camera.
  • FIG. 5 is a rear perspective view of the digital camera.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the configuration of the shirt unit.
  • FIG. 7 is a front view of the shirt unit.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view schematically showing a configuration of a shake correction unit.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the entire digital camera in a state where a photographing lens is attached to the camera body.
  • FIG. 10 is a circuit block diagram schematically showing a circuit configuration of an image sensor.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining an electronic focal plane shirter operation.
  • FIG. 12 is a time chart schematically showing the operation of the mirror unit and the shirter unit during exposure.
  • FIG. 13 is a graph showing an output waveform of the shake detection sensor substantially matched with the time scale of the time chart shown in FIG.
  • FIG. 14 is a time chart schematically showing how the shake correction unit is driven and how impact vibration is generated.
  • FIG. 15 is a graph showing the curtain speed characteristics when using the mechanical-focal plane shirt for both the front curtain and the rear curtain.
  • FIG. 16 is a functional block diagram showing a functional configuration of the shirt control unit.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an imaging processing operation of the digital camera.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an imaging processing operation of the digital camera.
  • FIG. 19 is a view of a periphery of a shake correction unit showing a variation of the digital camera.
  • FIG. 1 and 2 are diagrams showing an external structure of a digital camera 1 (imaging device) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a front external view of the digital camera 1, and FIG. Each back view is shown.
  • this digital camera 1 is a single-lens camera comprising a camera body 10 and a photographic lens 2 (interchangeable lens) that is detachably (replaceable) attached to the front center of the camera body 10. This is a reflex digital still camera.
  • an LCD Liq uid Crystal Display
  • a setting button group 312 arranged below the LCD 311, and next to it.
  • An image stabilization switch 313 operation means
  • a cross key 314 disposed on the side of the LCD 311, a push button 315 disposed in the center of the cross key 314, and an optical disposed above the LCD 311
  • a finder 316, a main switch 317 disposed on the side of the optical finder 316, and a connection terminal portion 318 disposed above the optical finder 316 are provided.
  • the mount 301 is a part to which the photographic lens 2 is attached, and in the vicinity thereof, a plurality of electrical contacts and mechanical connections for electrical connection with the attached photographic lens 2 are provided. A coupler (not shown) for performing the above is provided.
  • the lens exchange button 302 is a button that is pressed when the photographing lens 2 attached to the mount unit 301 is removed.
  • the grip portion 303 is a portion where the user grips the digital camera 1 during photographing, In order to improve the fitting property, surface irregularities are provided in accordance with the finger shape. In addition,
  • a battery storage chamber and a card storage chamber are provided inside the grip portion 303.
  • a battery is housed in the battery compartment as a power source for the camera, and a recording medium (for example, a memory card) for recording image data of a photographed image is detachably housed in the card compartment.
  • a grip sensor for detecting whether or not the user has gripped the grip part 303 may be provided in the grip part 303.
  • the AF auxiliary light emitting unit 304 includes a light emitting element such as an LED, and outputs auxiliary light when performing the focus adjustment operation when the luminance or contrast of the subject is small.
  • the mode setting dial 305 and the control value setting dial 306 are also substantially disk-shaped members that can rotate in a plane substantially parallel to the upper surface of the camera body 10.
  • the mode setting dial 305 has various modes such as automatic exposure (AE) control mode, auto focus (AF) control mode, still image shooting mode for shooting a single still image, and continuous shooting mode for continuous shooting. This is for selecting the modes and functions installed in the digital camera 1 such as the shooting mode and playback mode for playing back recorded images.
  • the control value setting dial 306 is used to set control values for various functions installed in the digital camera 1.
  • the shutter button 307 is a pressing switch that can be operated in a “half-pressed state” that is pressed halfway and further pressed in a “fully pressed state”.
  • a preparatory operation for shooting a still image of the subject is executed.
  • button 307 is fully pressed (S2), a shooting operation (a series of operations in which the image sensor is exposed and the image signal obtained by the exposure is subjected to predetermined image processing and recorded in a memory card or the like. ) Is executed.
  • the half-pressing operation of the shutter button 307 is detected from the fact that the switch S1 (not shown) is turned on, and the full pressing operation of the shutter button 307 is detected by turning on the switch S2 (not shown).
  • the LCD 311 includes a color liquid crystal panel, and displays an image captured by the image sensor 101 (see FIG. 4 and the like), displays a recorded image, and displays a digital camera.
  • the setting screen of the function and mode installed in 1 is displayed.
  • LCD311 use organic EL or plasma display devices.
  • the setting button group 312 is a button for performing operations on various functions installed in the digital camera 1.
  • This setting button group 312 includes, for example, a selection confirmation switch for confirming the contents selected on the menu screen displayed on the LCD 311, a selection cancel switch, a menu display switch for switching the contents of the menu screen, a display on Z-off switch, It includes a display expansion switch.
  • the camera shake correction switch 313 is a button for giving an operation signal for performing a shake correction operation by a shake correction unit 200 described later.
  • This camera shake correction switch 313 is used when there is a possibility that the effects of “shake” such as camera shake may appear in the captured image, such as handheld shooting, telephoto shooting, shooting in a dark area, or shooting that requires long exposure.
  • the digital camera 1 is set to a state where shake correction can be performed.
  • the cross key 314 has an annular member having a plurality of pressing portions (portions indicated by triangles in the drawing) arranged at regular intervals in the circumferential direction, and is provided corresponding to each pressing portion. The pressing operation of the pressing portion is detected by a contact (switch) not shown. Further, the push button 315 is arranged at the center of the cross key 314. Four-way controller 314 and push button 315 are used to change the shooting magnification (the zoom lens moves in the telephoto direction when the zoom lens is in the wide direction), frame-by-frame playback of recorded images to be played back on the LC D311, and shooting conditions (aperture value, shot speed, This is for inputting an instruction such as setting of the presence or absence of rush light emission.
  • the optical viewfinder 316 optically displays a range where the subject is photographed.
  • the subject image from the photographing lens 2 is guided to the optical finder 316, and the user visually recognizes the subject image actually captured by the image sensor 101 by turning the optical finder 316. can do.
  • the main switch 317 also has a two-contact sliding switch force that slides to the left and right. When set to the left, the power of the digital camera 1 is turned on, and when set to the right, the power is turned off.
  • the connection terminal unit 318 is a terminal for connecting an external device such as a flash (not shown) to the digital camera 1.
  • the output sensor 171 (runout detecting means) is mounted.
  • This shake detection sensor 171 detects shake given to the camera body 10 (imaging device body) due to camera shake or the like.
  • the horizontal direction in FIG. 1 is the X axis (pitch direction) and is perpendicular to the X axis.
  • a pitch direction sensor 171a that detects camera shake in the pitch direction
  • a single direction sensor 171b that detects camera shake in the direction have.
  • the pitch direction sensor 171a and the show direction sensor 171b are composed of, for example, a gyro (angular velocity sensor) using a piezoelectric element, and detect an angular velocity of a shake in each direction.
  • the photographic lens 2 functions as a lens window that captures light (light image) from the subject, and also supplies the subject light to an image sensor 101 and an optical finder 316 described later disposed inside the camera body 10. It constitutes a photographing optical system for guiding.
  • the photographic lens 2 can be removed from the camera body 10 by pressing the lens exchange button 302 described above (an interchangeable photographic lens).
  • the taking lens 2 includes a lens group 21 including a plurality of lenses arranged in series along the optical axis L (see FIG. 4).
  • This lens group 21 includes a focus lens 211 for adjusting the focus (see FIG. 9) and a zoom lens 212 for performing zooming, which are driven in the optical axis L direction, respectively. Then, zooming and focus adjustment are performed.
  • the photographing lens 2 is provided with an operation ring that can rotate along the outer peripheral surface of the lens barrel at an appropriate position on the outer periphery of the lens barrel 22, and the zoom lens can be operated manually or automatically. It moves in the optical axis direction according to the rotation direction and rotation amount of the control ring, and the zoom magnification (shooting magnification) is set according to the position of the movement destination.
  • FIG. 3 is a front perspective view of the power camera body 10 of the digital camera 1
  • FIG. 4 is a side sectional view of the digital camera 1
  • FIG. 5 is a rear perspective view of the camera body 10.
  • the camera body 10 includes an image sensor 101, a finder unit 102 (finder optical system), a mirror unit 103, a focus detection unit 107, the shake detection sensor 171 described above, and a shake correction unit. 200 and shirt unit 40 are provided.
  • the image sensor 101 is located on the optical axis L (see Fig. 4) of the lens group 21 provided in the photographing lens 2 when the photographing lens 2 is attached to the camera body 10, and with respect to the optical axis L.
  • the image sensor 101 for example, a plurality of pixels configured with photodiodes are two-dimensionally arranged in a matrix, and the light receiving surface of each pixel has different spectral characteristics, for example, R (red), G (green) , B (blue) color filter with a 1: 2: 1 ratio is used.
  • a CMOS color area sensor (CMOS type image sensor) is used.
  • the image sensor 101 converts the light image of the subject formed by the lens group 21 into R (red), G (green), and B (blue) analog electrical signals (image signals). , B Outputs each color image signal.
  • a mirror unit 103 (reflecting plate) is disposed at a position where the subject light is reflected toward the viewfinder unit 102.
  • the subject light that has passed through the photographing lens 2 is reflected upward by a mirror part 103 (a main mirror 1031 described later), and forms an image on a focusing screen 104 (focus glass).
  • a focusing screen 104 focus glass
  • the viewfinder unit 102 includes a pentaprism 105, an eyepiece lens 106, and the optical viewfinder 316.
  • the pen tab rhythm 105 is a prism that has a pentagonal cross section and changes the light image of the subject incident from the lower surface thereof into an upright image by reversing the left and right sides of the light image.
  • the eyepiece 106 guides the subject image that has been made an erect image by the pentaprism 105 to the outside of the optical viewfinder 316.
  • the finder unit 102 functions as an optical finder for confirming the object scene during shooting standby.
  • the mirror unit 103 includes a main mirror 1031 and a sub mirror 1032, and is provided on the back side of the main mirror 1031 so as to be rotatable so that the sub mirror 1032 falls toward the back of the main mirror 1031. Yes. A part of the subject light transmitted through the main mirror 1031 is reflected by the sub mirror 1032, and the reflected subject light is incident on the focus detection unit 107.
  • the mirror unit 103 is a so-called quick return mirror. During exposure, the mirror unit 103 jumps upwards as indicated by an arrow A with the rotation shaft 1033 as a pivot point, and stops at a position below the focusing screen 104. Stop. At this time, the sub mirror 1032 rotates with the rotation shaft 1034 as a fulcrum in the direction indicated by the arrow B with respect to the back surface of the main mirror 1031, and when the mirror unit 103 stops at a position below the focusing screen 104, It is in a state of being folded so as to be substantially parallel to 1031. Thereby, the subject light from the photographic lens 2 reaches the image sensor 101 without being blocked by the mirror 103, and the image sensor 101 is exposed. When the exposure is completed, the mirror unit 103 returns to the original position (position shown in FIG. 4).
  • the focus detection unit 107 is a so-called AF sensor that also has a distance measuring element equal force that detects focus information of a subject.
  • the focus detection unit 107 is disposed at the bottom of the mirror unit 103 and detects the in-focus position by, for example, a known phase difference detection method.
  • the image sensor 101 is held by a shake correction unit 200 so as to be movable in a two-dimensional manner on a plane orthogonal to the optical axis L. Details of the structure and operation of the shake correction unit 200 will be described later with reference to FIG. Also, immediately before the image sensor 101 in the optical axis direction, there is a low-pass filter 108 (optical filter) for preventing the incidence of infrared rays (for IR cut) and for preventing the occurrence of pseudo colors and color moire. In addition, the shirt unit 40 is disposed immediately before the low-pass filter 108.
  • the shirt unit 40 includes a curtain that moves in a direction substantially orthogonal to a predetermined pixel line of the image sensor 101, and an optical path opening operation and an optical path blocking operation of the subject light guided to the image sensor 101 along the optical axis L.
  • This is a mechano-focal plane shirt. The detailed configuration of the shirt unit 40 will be described later with reference to FIGS.
  • a frame body 120 (front frame) is disposed at a substantially central portion of the camera body 10 at the rear portion of the mount portion 301 (see the hatched portion in FIG. 4).
  • This frame body 120 is a rectangular tube body having a substantially rectangular shape in front view in which the front and rear surface portions of the frame body 120 and the upper surface portion facing the pen tab rhythm 105 (focal plate 104) are opened, and has strength against distortion and the like. It is a metal rigid body.
  • a cylindrical mount receiving portion 121 is formed on the front surface of the frame body 120 in accordance with the shape of the mount portion 301. With the mount receiving portion 121 being fitted to the mount receiving portion 121, the front side cover is attached. Screwed with a plurality of screws 122.
  • the frame body 120 has a mirror portion 103 disposed therein, and also serves as a holding member for the mirror portion 103.
  • the shirter unit 40 includes a rear end portion of the frame body 120 and a rear side thereof. Is supported by the frame body 120 in such a manner that it is clamped by the shatter presser plate 109 disposed in
  • battery unit 130 On the left side of frame 120 (inside grip portion 4), battery unit 130 is arranged. Inside the battery unit 130, for example, a predetermined number of AA batteries are accommodated as an operating power source for the digital camera 1. An unillustrated force is provided adjacent to the battery unit 130, and a card storage unit for detachably storing a memory card for recording image data of a photographed image is provided.
  • a control board 140 is disposed on the back surface of the knotter unit 130.
  • the control board 140 performs predetermined signal processing (image processing) on the image data.
  • image processing image processing
  • an image processing circuit 141 (described as an image processing unit 61 in FIG. 9 described later) that also has an ASIC or the like for image processing, and a shake correction described later.
  • An electronic component such as a shake correction circuit 142 (described as a shake correction control unit 622) that controls driving is mounted, and is a substrate body that forms a main control unit 62 described later.
  • the control board 140 and the image sensor 101 are electrically connected by a flexible wiring board 143.
  • a drive unit 150 for driving the mirror section 103 and the shirt tutu 40 is disposed at the right adjacent position of the frame body 120. Further, on the right side (outside) of the drive unit 150, a connector portion 160 made of a resin such as plastic is disposed as a structure having a holder such as a remote terminal or a USB terminal or an AC power jack. Has been.
  • a shake correction unit 170 having a gyro unit equal force is attached to the adjacent position on the left side of the frame body 120.
  • the shake correction unit 170 includes the shake detection sensor 171 described above, a sensor board 172 on which the shake detection sensor 171 is mounted, a sensor flexible wiring board 173, and the like.
  • the above-described parts of the digital camera 1 are coupled (fixed) to each other by a chassis made of a metal material such as iron.
  • a chassis made of a metal material such as iron.
  • the chassis is also configured with front chassis 181 and 182, side chassis 183, and bottom chassis 184 force. These chassis serve as support members for supporting the components in the camera body 10 described above. And the chassis are fixed with screws, and even the chassis The connecting structure and the frame 120 are fixed with screws, so that these members are made into a body structure.
  • the bottom chassis 184 is provided with a tripod mounting portion 185 for mounting a tripod used for fixing and supporting the digital camera 1.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing the configuration of the shirt unit 40
  • FIG. 7 is a front view of the shirt tutor 40 (with the curtain body closed).
  • the shirter unit 40 includes a front curtain group 41, a rear curtain group 42, a light shielding plate 43, and an intermediate plate 44 between a pair of shirter substrates 40A and 40B.
  • the front curtain group 41 is composed of four divided curtain bodies 411 to 414 (curtain bodies), and is connected by these divided curtain bodies 411 to 414 leading curtain arms 415 and 416. These front curtain arms 415 and 416 are driven by a drive device (shutter drive actuator 73M shown in FIG. 9) having a predetermined drive shaft, so that the divided curtain bodies 411 to 414 are in an unfolded state (“shutter closed” state) ) And overlapped state (“shutter open” state).
  • the rear curtain group 42 is the same, and four divided curtain bodies 421 to 424 are connected by two rear curtain arms 425 and 426.
  • the light shielding plate 43 and the intermediate plate 44 are formed with predetermined openings through which subject light passes.
  • arcuate grooves 45A, 46A and 45B, 46B into which the drive shafts of the drive devices are inserted are provided on the shatter substrates 40A, 40B.
  • the digital camera 1 depending on whether or not to perform the shake correction operation, that is, whether or not the image pickup device 101 is actually driven to perform shake correction by the shake correction unit 200,
  • the force that uses the optical path opening operation (mechanical focal plane shirter) by the front curtain group 41 an electronic device that starts the exposure operation of the image sensor 101 by giving a reset signal to each pixel of the image sensor 101 at a predetermined timing.
  • the choice is to use a focal plane shirt.
  • the optical path blocking operation (mechanical focal plane shirter) by the rear curtain group 42 is used regardless of whether or not the shake correction operation is performed.
  • the shake correction unit 200 includes an image sensor 101, a low-pass filter 108, an image sensor holder 201 that holds the low-pass filter 108 together with the image sensor 101, a slider 202 that holds the image sensor holder 201, and a rear surface of the image sensor 101.
  • the image sensor substrate 204 is a substantially rectangular substrate on which the image sensor 101 is mounted. However, the mounting is performed in a state where the heat sink 203 is interposed between the image sensor 101 and the image sensor substrate 204.
  • the heat radiating plate 203 is a plate-like body made of a predetermined metal material, and is for releasing heat generated by driving (photoelectric conversion) of the image sensor 101.
  • the imaging element holder 201 is a frame having a substantially rectangular cross section and is open at the front and back.
  • a low-pass filter 108 is attached to the front of the frame, and the imaging element 101 is disposed at the rear of the low-pass filter 108. Has been.
  • the image pickup device 101 is attached to the image pickup device holder 201 by being screwed to the image pickup device holder 201 while being pressed against the image pickup device holder 201 together with the heat radiating plate 203 by the image pickup device substrate 204! / [0072]
  • a pitch direction actuator 206 is provided at one end side (here, the left side) of the image sensor holder 201 in the left-right direction, and the image sensor holder 201 is attached to the slider 202 via the pitch direction actuator 206. On the other hand, it is slidably mounted in the pitch direction (up and down direction indicated by arrow C in Fig. 8).
  • the slider 202 is a substantially flat frame body in which a rectangular opening 2021 larger than the imaging element substrate 204 is formed at a substantially central portion thereof.
  • the shake base plate 207 forms a so-called base in the shake correction unit 200 for holding the slider 202 in a state where the image sensor holder 201 is held.
  • This is a frame in which an opening 2071 having the same size as the opening 2021 (actually, the opening 2021 of the slider 202 is slightly larger in size) is formed.
  • a one-way actuator 205 is fixed to one end (in this case, the lower side) of the swing base plate 207 in a vertical direction, and a bearing portion 2023 of the slider 202 is connected to the shaft actuator 205 (the shaft described later).
  • the slider 202 is attached to the swing base plate 207 so as to be slidable in the direction shown by arrow D in FIG. RU
  • the swing base plate 207 has the corner 2072 at the upper right corner of the slider 202 with the corner of the image sensor holder 201 sandwiched between the ball bodies loosely fitted to the back surface 2011 of the corner.
  • the corner portion 2024 is connected to the corner portion 2024 while being urged by an urging member such as a panel body so as to press the corner portion 2024 toward the corner portion 2072.
  • the slider 202 image sensor holder The slider 202 is pressed together with the image sensor holder 201 against the swing base plate 206 in a state in which the slider 201) can be slid in the horizontal direction and the image sensor holder 201 can be moved in the pitch direction. Reliable holding is realized without detaching from the base plate 207.
  • the position detection sensor unit (PS) 208 detects the position of the image sensor 101 during shake correction drive or when the camera is activated.
  • the position detection sensor unit 208 includes a magnet unit 2081 and a two-dimensional hall sensor 2082.
  • the magnet portion 2081 is an element that generates a line of magnetic force (particularly, the magnetic force at the center is strong), is provided at a corner of the image sensor holder 201 (see FIG. 5), and moves integrally with the image sensor holder 201.
  • the two-dimensional Hall sensor 2082 is a sensor in which a predetermined number (four in this case) of Hall elements that output signals corresponding to the strength of the magnetic field lines coming out of the magnet part 2081 are arranged two-dimensionally, at a position facing the magnet part 2081.
  • the position is fixed on the swing base plate 207 (see FIG. 8).
  • the position detection sensor unit 208 detects the position of the magnet unit 2081 that moves as the image sensor holder 201 moves up, down, left, and right with respect to the shake base plate 207 by using the two-dimensional Hall sensor 2082, thereby detecting the position of the image sensor 101. Perform position detection.
  • the position detection sensor unit 208 is electrically connected to the control board 140 by the second flexible wiring board 209 together with the above-described single direction actuator 205 and pitch direction actuator 206.
  • the single direction actuator 205 and the pitch direction actuator 206 are so-called impact type linear actuators (piezoelectric actuators) in which so-called ultrasonic driving is performed.
  • Each of these actuators includes shaft portions 2051 and 2061, piezoelectric element portions 2052 and 2062, weight portions 2053 and 2063, and the like.
  • the shaft portions 2051 and 2061 are rod-shaped drive shafts having predetermined cross-sectional shapes (for example, circular shapes) that are driven to vibrate by the piezoelectric element portions 2052 and 2062, respectively.
  • the bearing portions 2023 and 2022 (V groove portions thereof) On the other hand, it is frictionally coupled.
  • the piezoelectric element portion 2052 (2062) is composed of a force such as ceramic, and expands and contracts according to an applied voltage, and vibrates the shaft portion 2051 (2061) according to the expansion and contraction. In the expansion / contraction by the piezoelectric element 2052 (2062), high-speed extension and low-speed reduction, low-speed extension and high-speed reduction, or constant-speed extension with the same extension speed and reduction speed, etc. The speed reduction is repeated alternately.
  • the piezoelectric element portion 2052 (2062) is composed of, for example, a laminated piezoelectric element, and is fixed at one end of the shaft portion 2051 (2061) in a state where the polarization direction coincides with the axial direction of the shaft portion 2051 (20 61). !
  • a signal line from the control board 140 (shake correction circuit 142) is connected to the electrode part of the piezoelectric element part 2052 (2062), and the piezoelectric element part 205 2 according to the drive signal from the control board 140.
  • the expansion and contraction is performed by charging (2062) or discharging (reverse charging).
  • the piezoelectric element portion 2052 (2062) repeatedly expands and contracts in this manner, so that the bearing portion 2023, that is, the slider 202, is relative to the shaft portion 2051 (the shaft portion 2061 is relative to the bearing portion 2022, that is, the slider 202). It moves in the forward or reverse direction, or stops on the spot.
  • the vibration generated by the piezoelectric element portion 2052 (2062) is efficiently transmitted to the shaft portion 2051 (2061) at the end of the shaft portion 2051 (2061) opposite to the piezoelectric element portion 2052 (2062).
  • a weight portion 2053 (2063), that is, a weight is fixedly provided.
  • the slider 202 and the image sensor holder 201 integrally slide in the left-right direction with respect to the shake base plate 207, whereby the image sensor 101 is moved.
  • the image sensor holder 201 slides up and down with respect to the slider 202 in accordance with the driving of the pitch direction actuator 206 by correcting the shake in one direction (arrow D direction).
  • the shake in the direction of arrow C) is corrected.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the electrical configuration of the entire digital camera 1 with the photographic lens 2 attached to the camera body 10.
  • the taking lens 2 includes a lens group 21 and a lens barrel 22 that constitute the above-described image pickup optical system, and further includes a lens driving mechanism 24, a lens position detection unit 25, and a lens control unit 26.
  • the lens group 21 includes a focus lens 211 and a zoom lens 212, and a diaphragm 23 for adjusting the amount of light incident on the image sensor 101 provided in the camera body 10. Is held in the direction of the optical axis L, and captures the optical image of the subject and forms the optical image on the imaging element 101 or the like.
  • the photographing magnification (focal length) is changed and the focus adjustment operation is performed by driving the lens group 21 in the optical axis L direction (see FIG. 4) by the AF actuator 71M in the camera body 10.
  • the lens driving mechanism 24 is composed of, for example, a helicoid and an unillustrated gear that rotates the helicoid.
  • the lens driving mechanism 24 receives the driving force of the AF actuator 71M via the coupler 74, and integrates the lens group 21. Therefore, it is moved in a direction parallel to the optical axis L.
  • the moving direction and moving amount of the lens group 21 follow the rotating direction and the rotating speed of the AF actuator 71M, respectively.
  • the lens position detection unit 25 includes an encoding plate in which a plurality of code patterns are formed at a predetermined pitch in the optical axis L direction within a moving range of the lens group 21, and a lens barrel 22 while being in sliding contact with the encoding plate. And an encoder brush that moves integrally with the lens group 21 to detect the amount of movement of the lens group 21 during focus adjustment.
  • the lens control unit 26 is composed of, for example, a microcomputer that incorporates a memory unit 261 that also has a power such as a ROM that stores a control program and a flash memory that stores data related to status information.
  • the lens control unit 26 also includes a communication unit 262 that communicates with the main control unit 62 of the camera body 10.
  • the communication unit 262 includes, for example, the focal length, the exit pupil position, and the aperture value of the lens group 21.
  • state information data such as a focusing distance and a peripheral light amount state are transmitted to the main control unit 62, while data on the driving amount of the focus lens 211 is received from the main control unit 62.
  • the memory unit 261 stores the state information data of the lens group 21 and the driving amount data of the focus lens 211 transmitted from the main control unit 62, for example.
  • the camera body 10 includes an image sensor (CMOS) 101 described above and a shake correction unit 200 and shaker unit 40 for driving the shake correction, an AFE (analog front end) 5, an image processing unit 61, and the like.
  • CMOS image sensor
  • AFE analog front end
  • image processing unit 61 image processing unit 61
  • Image memory 614 main control unit 62 (control means), flash circuit 63, operation unit 64, VRA M65, card IZF66, memory card 67, communication lZF68, power supply circuit 69, battery 69B, memory
  • An orcus drive control unit 71A and an AF actuator 71M, a mirror drive control unit 72A and a mirror drive actuator 72M, a shirter drive control unit 73A, a shirter drive actuator 73M, and a tripod detection sensor 185S are provided.
  • the image pickup device 101 has the CMOS color area sensor force as described above, and the image pickup device 101 includes the start (and end) of the exposure operation of the image pickup device 101 by the timing control circuit 51 described later. Imaging operations such as output selection of each pixel and readout of pixel signals are controlled.
  • FIG. 10 is a circuit block diagram schematically showing the circuit configuration of the image sensor 101. Here, for convenience of illustration, only a pixel group of 3 rows (lines) X 4 columns is shown.
  • the image sensor 101 is arranged (matrix-like array) on a plurality of pixels 31 (31 & —1 to 31 (1-3) and a plurality of pixel lines 32 (32a to 32c).
  • the pixels 31a-1, 1, 31b-1, 1, 31c-1, 1, 31d-1 force.
  • pixels 31a-3, 31b-3, 31c-3, and 31d-3 are arranged in the pixel line 32c, and each pixel 31 is a photodiode 33 as a photoelectric conversion element that performs a photoelectric conversion operation.
  • the reset switch (Rst) 34 discharges the charge accumulated in the pixel 31, and the charge accumulated in the pixel 31 is read as a voltage (charge-voltage conversion). ) 35 and a vertical selection switch (SW) 36 that receives the selection signal and outputs the pixel signal of the pixel 31 concerned.
  • the reset switch 34 and the amplifying element 35 are connected to the power source Vp.
  • the image sensor 101 includes a vertical scanning circuit 37, a horizontal scanning circuit 38, and an amplifier 39.
  • the vertical scanning circuit 37 reset lines 371a to 371c to which the reset switches 34 of the pixels 31a-l to 31d-3 are commonly connected and control electrodes of the vertical selection switch 36 are provided in units of pixel lines 32a to 32c.
  • Commonly connected vertical scanning lines 372a to 372c are connected.
  • the vertical scanning circuit 37 sequentially supplies a reset signal ⁇ Vr to each of the pixel lines 32a to 32c via the reset lines 371a to 371c at a predetermined reset timing, and each pixel 31a-l to 31d in units of the pixel lines 32a to 32c. — Let 3 perform reset operation.
  • the vertical scanning circuit 37 applies a vertical scanning pulse ⁇ Vn to the pixels 31a-l to 31d-3 via the vertical scanning lines 372a to 372c.
  • horizontal scanning lines 381 (381a to 381d) to which the main electrodes of the vertical selection switch 36 are commonly connected are provided for each pixel column (for example, the pixels 31a-1, 31a-2, and 31a-3). Each is pulled out and connected to a horizontal signal line 383 through horizontal switches 382 (382a to 382d).
  • the horizontal scanning circuit 38 is connected to the control electrodes of such horizontal switches 382a to 382d, and takes out a pixel signal of a selected pixel by applying a horizontal scanning pulse ⁇ Vm.
  • the amplifier 39 is connected to the horizontal signal line 383 and amplifies the output signal from the pixel.
  • the vertical scanning circuit 37 applies a vertical scanning pulse ⁇ to the vertical selection switch 36 of a pixel, and the charge (pixel signal) photoelectrically converted by the photodiode 33 included in the pixel is converted into a horizontal scanning line 381. It is possible to output via.
  • the horizontal scanning circuit 38 applies a horizontal scanning pulse ⁇ to the horizontal switch 382 connected to the horizontal scanning line 381 by the horizontal scanning circuit 38, and the pixel signal is applied to the horizontal signal line 383 via the horizontal switch 382. Is output. By sequentially performing this operation for each pixel, it is possible to sequentially output pixel signals from all the pixels while designating the pixels.
  • the pixel signal output to the horizontal signal line 383 is further amplified by the amplifier 39 and then output to AFE5.
  • an electronic focal plane shirt may be selected as the front curtain, and in this case, the timing force that gives the reset signal ⁇ ⁇ r to the reset switch 34 of the pixel 31 This is the exposure start timing for the pixel 31.
  • the reset switch 34 is turned on when the reset signal ⁇ : is given, discards unnecessary charges accumulated so far, and then turned off to charge the pixel 31 by exposure. Make it possible.
  • the reset signal ⁇ i) Vr has a circuit configuration that is given in units of one pixel line 32a to 32c, and therefore, sequentially for each of the first to third pixel lines 32a to 32c. Exposure is started.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a powerful electronic focal plane shirter operation.
  • the In FIG. 11A the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N are shown, and reset lines 371a to 371N that supply the reset signal ⁇ Vr to these pixel lines are indicated by arrows.
  • the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N are pixel lines in which pixels are arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the curtain included in the mechanical-calf plane plane shirter.
  • the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N are transferred from the vertical scanning circuit 37 to the first pixel line 32a to the Nth pixel line 32N via the reset lines 371a to 371N at a predetermined reset timing (b in FIG.
  • the reset signal ⁇ ⁇ ⁇ is sequentially applied, so that the exposure starts in order from the first pixel line 32a to the ⁇ th pixel line 32 ⁇ , and functions as an electronic focal plane shirter. is there.
  • the reset timing determines the curtain speed of the electronic focal plane shirter. That is, the shorter the time from time tl to tn, the faster the curtain speed. If the intervals of time tl, t2 ⁇ * tn are constant, the curtain speed is constant. If the curtain speed of the electronic focal plane shirt as the first curtain is to be controlled, the reset timing may be appropriately changed.
  • the AFE 5 gives a timing pulse for causing the image sensor 101 to perform a predetermined operation, and also outputs an image signal output from the image sensor 101 (received by each pixel of the CMOS area sensor).
  • the analog signal group is subjected to predetermined signal processing, converted into a digital signal, and output to the image processing unit 61.
  • the AFE 5 includes a timing control circuit 51, a signal processing unit 52, an AZD conversion unit 53, and the like.
  • the timing control circuit 51 (timing signal generating means) is output from the main control unit 62.
  • a predetermined timing pulse (a pulse for generating a vertical scanning pulse ⁇ Vn, a horizontal scanning pulse ⁇ Vm, a reset signal ⁇ Vr, etc.) is generated based on a reference clock to be generated by the image sensor 101 (the vertical scanning circuit 37 and Output to the horizontal scanning circuit 38, etc.) to control the imaging operation of the imaging device 101. Further, the operation of the signal processing unit 52 and the AZD conversion unit 53 is controlled by outputting predetermined timing pulses to the signal processing unit 52 and the AZD conversion unit 53, respectively.
  • the signal processing unit 52 performs predetermined analog signal processing on the analog image signal output from the image sensor 101.
  • the signal processing unit 52 includes a CDS (correlated double sampling) circuit, an AGC (auto gain control) circuit, a clamp circuit (clamp means), and the like.
  • the AZD conversion unit 53 converts the analog R, G, B image signal output from the signal processing unit 52 into a plurality of bits (for example, based on the timing pulse output from the timing control circuit 51). 12-bit) digital image signal.
  • the image processing unit 61 generates an image file by performing predetermined signal processing on the image data output from the AFE 5, and includes a black level correction circuit 611, a white balance control circuit 612, and a gamma correction circuit 613. Etc. are provided. Note that the image data captured by the image processing unit 61 is written and written to the image memory 614 in synchronization with the reading of the image sensor 101. Thereafter, the image data written to the image memory 614 is accessed, and the image data is read. Each block of the image processing unit 61 is processed!
  • the black level correction circuit 611 corrects the black level of each of the R, G, and B digital image signals AZD converted by the AZD conversion unit 53 to a reference black level.
  • the white balance control circuit 612 converts the digital signal level of each color component of R (red), G (green), and B (blue) based on the white standard according to the light source (white balance (WB) Adjustment). In other words, the white balance control circuit 612 identifies a portion that is supposed to be originally white from the brightness, saturation data, and the like based on the WB adjustment data provided from the main control unit 62, and Find the average of the R, G, and B color components, the GZR ratio, and the GZB ratio for that part, and level-correct them as R and B correction gains.
  • WB white balance
  • the gamma correction circuit 613 corrects the gradation characteristics of image data that has been subjected to WB adjustment. is there. Specifically, the gamma correction circuit 613 performs non-linear conversion and offset adjustment on the level of the image data using a gamma correction table set in advance for each color component.
  • the image memory 614 temporarily stores the image data output from the image processing unit 61 in the shooting mode, and serves as a work area for performing predetermined processing on the image data by the main control unit 62. This is the memory used. In the playback mode, the image data read from the memory card 67 is temporarily stored.
  • the main control unit 62 is a microcomputer having a built-in storage unit such as a ROM for storing a control program and a flash memory for temporarily storing data, and each unit in the digital camera 1 shown in FIG. It controls the operation.
  • the main control unit 62 is functionally configured to include an AFZAE control unit 621, a shake correction control unit 622, and a shirter control unit 623.
  • the AFZAE control unit 621 performs operation control necessary for automatic focus control (AF) and automatic exposure control (AE). That is, for AF, focus adjustment processing is performed by the phase difference detection method using the output signal of the focus detection unit (phase difference AF module) 107, and a focus control signal (AF control signal) is generated, The AF actuator 71M is operated through the focus drive control unit 71A to drive the focus lens 211. In addition, for AE, based on luminance information of the subject detected by an AE sensor (not shown), a calculation is performed to obtain an appropriate exposure amount (including shot speed) for the subject.
  • AF automatic focus control
  • AE automatic exposure control
  • the shake correction control unit 622 calculates the shake direction and the shake amount based on the shake detection signal from the shake detection sensor 171 when the camera shake correction mode is executed, and calculates the calculated direction and shake. Based on the amount, a shake correction control signal is generated and output to the shake correction unit 200, and the image sensor 101 is driven to shift in a direction in which camera shake is canceled.
  • the shake correction control unit 622 integrates the angular velocity signal detected by the shake detection sensor 171 to obtain a shake amount (shake angle 0) in each direction, and the photographing lens 2
  • the shotta control unit 623 controls the shotter operation in the digital camera 1, and controls both the force-calfocal plane shotta function and the electronic focal plane shotta function. In particular, depending on whether or not the shake correction operation is actually performed, whether the optical path opening operation (mechanical focal plane shirter) by the front curtain group 41 of the shirter unit 40 is used as the front curtain in the exposure operation. Then, a determination is made as to whether or not to use an electronic focal plane shutter that starts the exposure operation of the image sensor 101 by giving a reset signal to each pixel of the image sensor 101 at a predetermined timing. Control is performed so as not to be affected by body vibration as much as possible.
  • the function of the shirt control unit 623 will be described in detail later with reference to FIG.
  • the flash circuit 63 controls the light emission amount of the flash connected to the connection terminal unit 318 to a predetermined light emission amount set by the main control unit 62 in the flash photographing mode.
  • the operation unit 64 includes the aforementioned mode setting dial 305, control value setting dial 306, shirt button 307, setting button group 312, camera shake correction switch 313, cross key 314, push button 315, main switch 317, etc. This is for inputting operation information to the main control unit 62.
  • the VRAM 65 has a recording capacity for image signals corresponding to the number of pixels of the LCD 311 and is a buffer memory between the main control unit 62 and the LCD 311.
  • the card I / F 66 is an interface for enabling transmission / reception of signals between the memory card 67 and the main control unit 62.
  • the memory card 67 is a recording medium that stores the image data generated by the main control unit 62.
  • the communication IZF 68 is an interface for enabling transmission of image data and the like to a personal computer and other external devices.
  • the power supply circuit 69 is composed of, for example, a constant voltage circuit or the like, and a voltage (for example, 5V) for driving the entire digital camera 1 such as a control unit such as the main control unit 62, the image sensor 101, and other various drive units. Is generated. Note that energization control to the image sensor 101 is performed by a control signal supplied from the main control unit 62 to the power supply circuit 69.
  • the battery 69B is composed of a primary battery such as an alkaline battery or a secondary battery such as a nickel metal hydride battery, and is a power source that supplies power to the entire digital camera 1.
  • the focus drive control unit 71A drives the AF actuator 71M necessary for moving the focus lens 211 to the in-focus position based on the AF control signal given from the AFZAE control unit 621 of the main control unit 62. A control signal is generated.
  • the AF actuator 71M includes a stepping motor and the like, and applies a lens driving force to the lens driving mechanism 24 of the photographing lens 2 via the coupler 74.
  • the mirror drive control unit 72A generates a drive signal for driving the mirror drive actor 72M in accordance with the timing of the photographing operation.
  • the mirror drive actuator 72 M is an actuator that rotates the mirror unit 103 (quick return mirror) to a horizontal posture or an inclined posture.
  • the shirter drive control unit 73A generates a drive control signal for the shutter drive actuator 73M based on the control signal given from the main control unit 62.
  • the shutter driving actuator 73M is an actuator that opens and closes the shirter unit 40 (the front curtain group 41 and the rear curtain group 42 shown in FIG. 6).
  • the tripod detection sensor 185S (support leg detection means) is a contact sensor having a contact part, and the tripod attachment part 185 provided on the bottom chassis 184 of the camera body 10 is attached to the tripod (support leg). It is a sensor that electrically detects whether or not the force is applied.
  • an electronic focal plane shirter is used as a front curtain and a rear curtain is used.
  • a mechanical focal plane shirter the exposure operation of the CMOS image sensor 101 can be started and ended. The reason for performing such a shotta operation is as follows.
  • FIG. 12 is a time chart schematically showing the operation of the mirror unit 103 and the shirt unit 40 during exposure.
  • the mirror unit 103 Prior to the exposure of the image sensor 101, the mirror unit 103 starts to jump in the direction of arrow A at time tl from the down posture in which the subject light is reflected toward the finder unit 102 as shown in FIG. Thus, an optical path for guiding the subject light to the image sensor is secured.
  • the front curtain group 41 (see Fig. 6) of the shirt unit 40 runs for the optical path opening.
  • the line starts (the divided curtains 411 to 414 start to move to the overlapped state force), and the traveling of the front curtain group 41 is completed at time t21 (the transition of the divided curtains 411 to 414 to the overlapped state is completed).
  • the traveling of the rear curtain group 42 of the shatter unit 40 is started to interrupt the light path (the divided curtain bodies 421 to 424 start to move to the deployed state as well), and the time t3 1
  • the running of the rear curtain group 42 is completed (the transition to the deployed state of the divided curtain bodies 421 to 424 is completed).
  • the shutter speed including the full opening time Tz of the shotta considering the time required for flash emission is set.
  • FIG. 13 is a graph showing an output waveform of the shake detection sensor 171 substantially matched with the time scale of the time chart shown in FIG. The powerful output waveform was obtained with the camera body 10 fixed. As shown in this graph, the mirror 103 After the time tl when the jump starts, the shake detection sensor 171 senses mechanical vibration (mirror shock) caused by the jump and outputs an angular velocity signal (shake amount detection signal) corresponding to the mechanical vibration. Thereafter, reaction vibration is detected for a certain period.
  • the detection sensor 171 senses and outputs an angular velocity signal corresponding to the impact vibration in a predetermined period after time t21.
  • FIG. 14 schematically shows the driving of the shake correction unit 200 and the state of impact vibration in response to the time chart described in FIG. As shown in the figure, from the start (ON) of the shake correction unit 200, that is, the direction actuator 205 or the pitch direction actuator 206, is started (ON) at time t41, until the drive is stopped (OFF) at time t42.
  • This problem of the front curtain shock can be solved by always letting the front curtain be performed by the electronic focal plane shirt. That is, the front curtain group 41 of the shirter unit 40 is opened before the exposure period, and after the front curtain shock is attenuated and extinguished, exposure is started by the electronic focal plane shirter. Alternatively, it is possible to adopt a shirter unit 40 that does not have the front curtain group 41. As a result, the first curtain shock and the exposure period It becomes possible to avoid duplication.
  • FIG. 15 is a graph showing the curtain speed characteristics when using the mechanical-focal plane shirter for both the front curtain and the rear curtain.
  • the curtain speed has a characteristic that it gradually accelerates slowly from the start side to the end side of the image frame, and becomes the fastest on the end side.
  • this curtain speed characteristic changes depending on the attitude of the digital camera 1, temperature, humidity, or aged deterioration of the components of the shirt unit 40.
  • the shake correction unit 200 must actually perform the shake correction operation. It is desirable to use an electronic focal plane shirt as the front curtain in the shake correction execution mode. For example, when the camera shake correction switch 313 is turned OFF, the tripod is attached to the tripod mounting portion 185, and the shake correction operation is substantially unnecessary, or the shake detected by the shake detection sensor 171 is detected. If the amount is a small value less than or equal to the specified value and the shake correction operation is substantially unnecessary, it is determined that the camera is not in the shake correction execution mode. It is desirable to adopt a mechanical-calf plane planer for the gap between the curtain and the rear curtain.
  • the digital camera 1 is provided with a shirt control unit 623, and as a front curtain according to whether or not the camera is in the “shake correction execution mode”. Control is performed to select either a single plain plane or an electronic focal plane shirt.
  • FIG. 16 is a functional block diagram showing the functional configuration of the shirt control unit 623.
  • the shirter control unit 623 includes a state information acquisition unit 624, a shotta selection unit 625, a threshold storage unit 626, and an electronic focal plane shotter control unit 627.
  • the state information acquisition unit 624 acquires various state information given to the digital camera 1 and provides the state information when the shatter selection unit 625 determines the leading curtain selection. Ingredients Specifically, the state information acquisition unit 624 acquires the following state information (a) to (e), for example.
  • (C) A shake amount detection signal detected by the shake detection sensor 171. This is shake state information that is actually given to the digital camera 1 and is force state information that substantially requires a shake correction operation.
  • (D) Various data of the photographic lens 2 acquired by communication with the lens control unit 26 of the photographic lens 2. For example, when the photographic lens 2 is replaced, data such as the focal length, exit pupil position, aperture value, focus distance, and peripheral light amount state are acquired. These data are status information about the shirt speed.
  • the state information acquisition unit 624 may acquire the shot speed information itself set in the AFZAE control unit 621.
  • the shotta selection unit 625 selects either the mechanical-power focal plane shotta or the electronic focal plane shotta as the front curtain. Performs the judgment operation. The determination operation to be applied is performed on the basis of the force rejection force that is “in the shake correction execution mode” where the shake correction operation by the shake correction unit 200 is actually necessary. If it is determined that the camera is in shake correction execution mode, the electronic focal plane shutter is selected as the first curtain (second exposure start control), and it is determined that the camera is not in shake correction execution mode. If this happens, select the mechanical-focal plane shutter as the first curtain (first exposure start control).
  • the shake amount detection signal detected by the shake detection sensor 171 is a predetermined value or more.
  • the image stabilizer switch 313 is turned ONZOFF, the presence or absence of a tripod and V, and the simple status information is given to the digital camera 1 to select the front curtain according to the amount of shake.
  • the electronic focal plane shirt is selected as the front curtain when there is a large shake such that the shake detection signal exceeds the predetermined value and shake correction is actually required. Note that when the shake correction can be executed as the digital camera 1 but the shake amount greater than the predetermined value is not detected, etc., the mechanical focal plane shirter is selected as the front curtain.
  • the shatter speed is lower than a predetermined value.
  • the electronic focal plane shirter is selected as the front curtain to avoid the influence of the front curtain shock.
  • the effects of camera shake vibration hardly appear in the photographed image.
  • Calfocal plain shirt is selected. This also has the effect of suppressing exposure unevenness due to the difference in curtain speed between the front curtain and the rear curtain.
  • the shatter speed depends on the various data of the photographic lens 2 that is attached and the AFZAE control. It is determined by the set focal length, aperture value, and the like.
  • the shotta selection unit 625 compares the shotta speed derived based on these values with a predetermined shotta speed threshold, determines whether the SS is a low speed SS or a high speed SS, and selects an appropriate leading curtain.
  • the shatter speed threshold value may be a fixed value (for example, 1Z250 seconds, 1Z300 seconds, etc.), but may be set based on the focal length of the photographing optical system of the digital power camera 1, for example.
  • the focal length is set as a reference
  • the focal length in terms of 135 system is f (mm)
  • the set shatter speed is set to a speed slower than lZf (seconds).
  • the electronic focal plane shutter is selected as the first curtain.
  • the 135 system with a small screen size (a system with an image sensor equivalent to a 35mm film size) generally performs hand-held shooting at a shutter speed slower than lZf seconds (for example, a lens with a focal length of 100mm). This is because blurring is likely to occur in the shot image when the shutter speed is slower than that of 1Z100.
  • the shotta speed is set to a speed slower than 1Z1.5f (seconds)
  • the shotta speed is determined to be low SS. good.
  • the shotta selection unit 625 performs the determination as described in [A] to [D] above, and when the electronic focal plane shotta is selected as the front curtain, the electronic focal plane shotter control unit 627 operates. In response to the instruction signal, the electronic focal plane shirter control unit 627 controls the timing control circuit 51 to give a reset signal for the leading shutter function to each pixel line of the image sensor 101 at a predetermined reset timing. Do. On the other hand, when the mechanical-calf plane shutter is selected as the front curtain, an operation instruction signal is given to the shutter drive control unit 73A, and the front shutter is operated on the shirt unit 40 by the shota drive actuator 73M at the exposure start timing. Let it be done. By providing the configuration for performing the determination operation as described above, in the digital camera 1 of the present embodiment, when it is not necessary, the shake correction function and the electronic focal plane shirter can be used without any problem.
  • the first curtain type can be selected.
  • the threshold storage unit 626 determines whether or not the shake amount is greater than or equal to a predetermined value in the shotta selection unit 625, and determines whether the shotta speed is the low speed SS or the high speed SS. It is a functional unit that stores a threshold value necessary for the communication.
  • the threshold value storage unit 626 stores, for example, a shake amount threshold value for the determination of [C], a shot speed speed threshold value for the determination of the above [D] (tuning speed reference, focal length reference shot rate speed threshold), and the like. Is done.
  • the electronic focal plane shirt control unit 627 is a vertical scanning circuit 37 of the image sensor 101.
  • the reset timing for each pixel line is set according to the predetermined front curtain speed, and the reset signal ⁇ Vr is sequentially supplied to each of the pixel lines 32a to 32c at the reset timing.
  • An electronic focal plane shirt operation as a front curtain is performed on the element 101.
  • the shake correction unit 20 0 (the one-way actuator 205 and the pitch The direction actuator 206) or the shake correction drive by this enables accurate shake correction without being affected by the running vibration of the curtain body, and in the shake correction execution mode, sometimes the mechanical focal as the front curtain
  • the use of plain shatter prevents the curtain speed from shifting between the first and second curtains.
  • improper shake correction is not performed based on an erroneous shake amount detection signal, but the occurrence of uneven exposure is suppressed. Therefore, a digital camera 1 with a shake correction function equipped with a CMOS-type image sensor 101 can obtain a beautiful image even if there is a deviation between when the shake correction function is operated and when it is not operated. Can do.
  • the camera lens 10 is a single-lens reflex digital camera in which the photographing lens 2 is replaceable, and the camera body 10 is mounted.
  • the shake detection sensor 171 is susceptible to the influence of the mechanical body vibration of the mechanical focal plane shatter. Therefore, regarding the influence of the curtain travel vibration on the shake detection sensor 171, it is possible to remarkably enjoy the malfunction suppression effect by adopting the electronic focal plane shutter as the front curtain in the shake correction execution mode.
  • 17 and 18 show the imaging process of the digital camera 1. It is a flowchart which shows physical operation. As shown in FIG. 17, when the main switch 317 (see FIG. 2) is turned on and the digital camera 1 is turned on (step S1), the main control unit 62 is connected to the lens control unit 26 of the photographic lens 2. Communication is performed and lens information of the photographic lens 2 attached is acquired (step S2). The powerful lens information is stored in a RAM area provided in the main control unit 62.
  • the main control unit 62 checks whether or not the taking lens 2 has been replaced.
  • Step S3 If the lens has been replaced (YES in step S3), communication is performed in the same manner as in step S2 to acquire lens information, and processing for updating data to the acquired lens information is performed (step S4). If the lens is not changed (NO in step S3), step S4 is skipped. Based on the lens information acquired in step S2 or step S4, the focal length, aperture value, etc. are set (step S5). This setting is a default setting when performing a shooting operation that is not final, and is not particularly performed when programmed shooting is performed.
  • the main control unit 62 determines whether or not the half-pressing operation (S1: ON) of the shutter button 307 has been performed (step S6), and if the half-pressing operation has not been performed, Wait until the half-press operation is performed (NO in step S6). Then, when the shutter button 307 is pressed halfway (YES in step S6), the AFZAE control unit 621 of the main control unit 62 controls the AE processing (shutter speed and aperture value) based on the brightness of the subject. Determination) and AF processing (determination of the in-focus position) by the phase difference detection method is executed (step S7). At this time, shake correction control by the shake correction control unit 622 is also executed.
  • step S8 it is determined whether or not the full-press operation of the shirt turbo button 307 (S2: ON) has been performed (step S8). If the full-press operation of the shirt button 307 is performed! In step S8, NO), the process returns to step S7.
  • Step S8 when the shutter button 307 is fully pressed (YES in step S8), the main control unit 62 updates data to the focal length, aperture value, and focus distance after AE processing and AF processing. (Step S9), set parameters according to the lens condition, and execute AE and AF (Step S10).
  • the shaker control unit 623 (shutter selection unit 625) uses the shake correction unit 200 to actually drive the image sensor 101 for shake correction. Move to the stage to select the first curtain according to whether or not the power is "in row mode" (see Figure 18)
  • the shirt selection unit 625 determines whether or not the camera shake correction switch 313 is in the ON state (step S11).
  • camera shake correction switch 313 is in the OFF state (NO in step S11)
  • it is definitely determined that it is not in the shake correction execution mode (hereinafter referred to as “shake correction not executed”) (step S17).
  • a mechanical-focal plane plain shirt (a mechanical shirt) is used as the curtain to start exposure (step S18).
  • the shirt selection unit 625 retains a definitive selection determination, and subsequently determines whether the tripod is attached or not ( Step S1 2).
  • step S12 When a tripod attachment detection signal is output from the tripod detection sensor 185S (YES in step S12), the shirt selection unit 625 determines that "shake correction is not executed" (step S17). . On the other hand, when the tripod detection sensor 185S does not output a tripod attachment detection signal (NO in step S12), the shotta selection unit 625 holds a definitive selection determination and detects the shake amount detected by the shake detection sensor 171. It is determined whether or not the signal is greater than or equal to a predetermined value (step S13).
  • step S17 When the shake amount detection signal is below the predetermined value (NO in step S13), the shirt selection unit 625 definitely determines that "shake correction is not executed" (step S17). On the other hand, if the shake amount detection signal is equal to or greater than the predetermined value (YES in step S13), the shotta selection unit 625 retains a definitive selection determination and determines that the set shotta speed is higher than the predetermined value. Judgment is made (Step S14).
  • step S17 When the SS speed is higher than the predetermined value at high speed SS (YES in step S14), the shutter selection unit 625 determines that "shake correction is not executed" (step S17), and the mechanism is used as the front curtain. -Cal focal plane shirt (mecha shirt) is used to start exposure (step S 18). On the other hand, when the shotta speed is a low-speed SS that is slower than the predetermined value (NO in step S14), the shotta selection unit 625 finally determines that it is in the “shake correction execution mode” (step S15). An electronic focal plane shirt is used as the curtain to start exposure (Step S16).
  • step S19 After the force is applied, the mechanical focal plane shirter as the rear curtain is operated, and the exposure of the imaging element 101 is completed (step S19). Then, pixel signals are sequentially read out in accordance with timing pulses supplied from the timing control circuit 51, output to the AFE 5, and the pixel signals are converted into digital signals.
  • the image processing unit 61 performs predetermined image processing on the digital signals. After being applied, a series of image recording operations are performed in which the image signal is recorded in the memory card 67 (step S20). Subsequently, the main control unit 62 confirms whether or not the next shooting instruction has been given (step S21). If the next shooting is performed (YES in step S21), steps S3 to S20 are performed. Repeat the process up to. On the other hand, if the next shooting is not performed (NO in step S21), the power is turned off after a predetermined time has elapsed (step S22), and the process is terminated.
  • an impact-type piezoelectric actuator in which ultrasonic driving is performed as shown in the single direction actuator 205 and the pitch direction actuator 206 is performed.
  • the present invention is not limited to this, and a so-called moving coil type actuator may be used.
  • an imaging device is mounted on a certain substrate, a moving coil is provided on the substrate side, and a magnet or a magnetic flux generator is provided on the camera body side.
  • a configuration may be employed in which a driven unit including an imaging element is driven in a floating state with respect to a driving unit (here, the camera body).
  • This position fixing means includes, for example, a boss portion provided with a hole (boss hole) provided between the driven portion and the drive portion, and a locking portion (fitting to (inserting into) the hole portion to be locked) It may be a locking mechanism composed of a protruding portion; With this locking mechanism, when the shake correction drive is not performed, the locking portion is fitted to the boss portion, and the driven portion and the drive portion are fixed in position, and when the shake correction drive is performed, the lock portion is engaged from the boss portion.
  • an image sensor 701, a shirter unit 702, and a low-pass filter 703 are integrated as a driven portion 710. That is, the image sensor 701 and the mechanical-focal plane shutter are integrally configured, and the drive unit 720 (drive mechanism) integrally shakes the image sensor 701 and the shutter unit 702 (driven unit 710).
  • a shake correction unit 700 having a driving structure and a digital camera 1 ′ having the shake correction unit 700 may be adopted.
  • the driving unit 720 includes the impact type piezoelectric actuator or the moving coil type actuator, and is configured to be able to move the driven unit 710 in the horizontal direction and the pitch direction (shake correction driving).
  • the shirt unit 702 has a structure separated from the camera body 730 (not attached to the camera body 730 as in the above embodiment).
  • the image sensor 701, the shirt unit 702, the low pass filter 703, and the camera body 730 correspond to the image sensor 101, the shirt unit 40, the single pass filter 108, and the camera body 10 in the above embodiment.
  • the shirter unit 702 that is, the mechanical focal plane shirter and the image pickup device 701 are integrated and driven by the drive unit 720 for shake correction, so that the mechanical focal plane shirter is mechanically driven.
  • the curtain running vibration is directly transmitted to the driving unit 720, and the driving unit 720 is susceptible to the influence of the curtain running vibration. Therefore, even with an imaging device that is easily affected by such vibrations, the use of the electronic force plane shutter function as the front curtain makes the malfunction prevention effect of the drive unit 720 remarkable (reliable). Malfunction can be prevented), and high shake correction accuracy can be realized.
  • Step S11 to Step S14 are sequentially input to the shutter selection unit 625. Any of these forces, or a combination of two or three, may be used as a determination factor.
  • the image stabilization switch O Two judgment factors, NZOFF and shatter speed, may be used.
  • the case where the image pickup device 101 is the structure that is shake-corrected and driven by the shake correction unit 200.
  • the structure is a shake correction lens, a lens barrel, or the like. May be.
  • the digital camera 1 has been described as an example of the imaging apparatus of the present invention.
  • the present invention is not limited to a digital video camera using a CMOS imaging sensor, a sensing apparatus including an imaging unit, or the like. Can also be applied.

Abstract

　振れ補正機能付きの撮像装置において、振れ補正機能部（振れ補正駆動）が先幕ショックによる影響を受けないようにする。デジタルカメラに与えられる振れ量を検出する振れ検出センサ１７１と、振れ量検出信号に基づいて撮像素子１０１を振れ補正駆動する振れ補正ユニット２００と、撮像素子１０１の直前に配置され、撮像素子１０１に導かれる光の光路開口動作及び光路遮断動作を行うシャッタユニット４０と、撮像素子１０１に露光動作を開始させるべく撮像素子１０１の所定の画素ライン単位で所定のリセット信号を各画素に与えるタイミング制御回路５１と、撮像素子１０１の露光動作を制御するシャッタ制御部６２３とを備え、撮影時に、シャッタ制御部６２３により、タイミング制御回路５１から各画素に与えられるリセット信号によって撮像素子１０１に露光動作を開始させる電子シャッタ制御（電子フォーカルプレーンシャッタ）を実行する。

Description

明 細 書
撮像装置
技術分野
[0001] 本発明は、 CMOS型の撮像素子が搭載され、該撮像素子を駆動することで振れ補 正を行う撮像装置に関し、状況に応じて特に先幕を電子フォーカルプレーンシャツタ で行 、、後幕をメカ-カルフォーカルプレーンシャツタで行うことが可能とされた撮像 装置に関するものである。 背景技術
[0002] CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)を利用した撮像素子は、 CC D (Charge Coupled Device)を利用した撮像素子と比較して、画素信号の読出し動作 の高速化、省電力化及び高集積化が可能であり、撮像装置に対するサイズや性能 等の点での要求に合致することから、撮像装置に搭載する撮像素子として注目され ている。また、水平信号線及び垂直信号線を介し、任意の画素を指定して電荷を読 み出す！/、わゆるランダムスキャンが可能であると!/ヽぅ特質も有して 、る。
[0003] このような CMOS型の撮像素子を搭載した撮像装置において、特開 2000— 1520 57号公報には、シャツタ動作の先幕を電子フォーカルプレーンシャツタで行い、後幕 をメカ-カルフォーカルプレーンシャツタで行うようにすることが開示されて 、る。すな わち、撮像素子が備える各画素にリセット動作を行わせるリセット信号を、画素ライン 単位で順次与えて当該撮像素子に露光動作を開始させ (先幕としての電子フォー力 ルプレーンシャツタ）、設定された露光時間の経過後に幕体を走行させる機械的な遮 光を行い当該撮像素子の露光動作を終了させる (後幕としてのメカ-カルフォーカル プレーンシャツタ)ようにした撮像装置が開示されて 、る。
[0004] ところで、昨今のデジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、手振れによる撮 影画像の画質低下を抑止するために、手振れ補正機能が搭載されることが多くなつ ている。力かる手振れ補正機能は、角速度センサ等により撮像装置に与えられる振 れ量を検出し、その振れ量に応じて撮像素子等の構造物を振れ補正駆動するもの である。しかしながら、このような手振れ補正機能を搭載した撮像装置において、メカ 二カルフオーカルプレーンシャツタの幕体の走行振動に起因して、手振れ補正性能 が低下してしまうという問題が発生することがあった。これは、光路開口動作のため幕 体が走行し開口完了時にシャツタユニット内で幕体が衝突することで発生する衝撃振 動 (シャツタのストップ振動）が極く近くにある手振れ補正の駆動機構に影響を与えて しまう、すなわち例えば衝撃振動によって手振れ補正とは異なる力が手振れ補正駆 動機構に伝わるため、所定の補正位置からズレを生じるなどして誤動作することによ る。特に振れ補正駆動中は係止や静止摩擦による固定がなされていないため、この 影響が大きなものとなる。
[0005] 特開平 7— 20523号公報には、手振れ補正が必要となる長秒露光時において、メ 力-カルフォーカルプレーンシャツタの幕速を遅くするように制御して前記衝撃振動 を緩和させるようにすることが開示されている。しかし、幕体の幕速を制御するには複 雑な機構が必要となることから、撮像装置の小型化を阻害しコストアップを招来すると いう問題がある。
[0006] また、特開 2000— 152057号公報の技術を適用し、常に先幕を電子フォーカルプ レーンシャツタにて行わせるようにすれば前記衝撃振動の問題を解消できることにな る力 先幕を電子フォーカルプレーンシャツタで行 、後幕をメカ-カルフォーカルプ レーンシャツタで行うことに起因する露光ムラが新たに問題となる。すなわち、メカ-力 ルフォーカルプレーンシャツタの幕体の走行特性は温湿度の変化、姿勢変更、或い は経年変化等によって変動する。従って、先幕及び後幕の双方カ^カ-カルフォー カルプレーンシャツタである場合、先幕及び後幕とも略同様に変動するので問題は 生じにく!、が、電子フォーカルプレーンシャツタは走行特性の変動が生じな 、ことから 、先幕と後幕との幕速の相違による露光ムラが発生するものである。力かる露光ムラ は、特にスリット露光となる高速 SS (シャツタスピード）時において顕著となり、安定的 な露光が得られな 、という問題が発生する。
[0007] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、 CMOS型の撮像素子が搭載され、 該撮像素子を駆動して振れ補正を行う撮像装置にぉ ヽて、当該振れ補正機能部す なわち振れ補正の駆動力 Sメカ-カルフォーカルプレーンシャツタの幕体走行振動の 影響を実質的に受けることなく的確に振れ補正が行える撮像装置を提供することを 目的とする。
発明の開示
[0008] 本発明の請求項 1に係る撮像装置は、マトリクス状に配列された複数の画素を有す る CMOS型の撮像素子を備え、該撮像素子に対する振れ補正を行う機能を有する 撮像装置であって、前記撮像装置に与えられる振れ量を検出する振れ検出手段と、 前記振れ検出手段による振れ量検出信号に基づいて、前記振れ補正を行うべく前 記撮像素子を振れ補正駆動する補正駆動手段と、前記撮像素子の直前に配置され 、前記撮像素子に導かれる光の光路開口動作及び光路遮断動作を行うメカ-カルフ オーカルプレーンシャツタと、前記撮像素子に露光動作を開始させるベく前記撮像素 子の所定の画素ライン単位で所定のリセット信号を各画素に与えるタイミング信号発 生手段と、前記撮像素子の露光動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段 は、撮影時において、前記タイミング信号発生手段力も各画素に与えられるリセット 信号によって前記撮像素子に露光動作を開始させる電子シャツタ制御を実行するこ とを特徴とする。
[0009] この構成によれば、撮影時において、制御手段により、タイミング信号発生手段から 各画素に与えられるリセット信号によって撮像素子に露光動作を開始させる電子シャ ッタ制御（電子フォーカルプレーンシャツタによる露光開始動作）が実行される（先幕 としての電子フォーカルプレーンシャツタの採用）。従って、補正駆動手段がメカ-力 ルフォーカルプレーンシャツタ先幕による走行振動の影響を受けることなく振れ補正 駆動することが可能となる。
[0010] 上記構成にお 、て、前記制御手段は、前記補正駆動手段による撮像素子の振れ 補正駆動が行われる場合に、前記電子シャツタ制御を実行し、前記補正駆動手段に よる撮像素子の振れ補正駆動が行われな ヽ場合に、前記メカ-カルフォーカルプレ ーンシャツタによる光路開口動作によって前記撮像素子に露光動作を開始させるメ 力-カルシャツタ制御を実行する構成とすることができる（請求項 2)。
[0011] この構成によれば、制御手段によって、補正駆動手段による撮像素子の振れ補正 駆動が行われる場合に、すなわち撮像素子が緩く固定されている場合に、タイミング 信号発生手段力 各画素に与えられるリセット信号によって撮像素子に露光動作を 開始させる電子シャツタ制御（電子フォーカルプレーンシャツタによる露光開始動作） が実行される（先幕としての電子フォーカルプレーンシャツタの採用）。一方、補正駆 動手段による撮像素子の振れ補正駆動が行われない場合に、すなわち撮像素子が 堅固に固定されている場合に、メカ-カルフォーカルプレーンシャツタによる光路開 口動作によって撮像素子に露光動作を開始させるメカ-カルシャツタ制御 (メカ-力 ルフォーカルプレーンシャツタによる露光開始動作）が実行される（先幕としてのメカ 二カルフオーカルプレーンシャツタの採用）。従って、補正駆動手段により振れ補正 駆動が行われるときには、補正駆動手段カ 力-カルフォーカルプレーンシャツタ先 幕による走行振動の影響を受けることなく振れ補正駆動することが可能となる。一方、 補正駆動手段により振れ補正駆動が行われないときには、先幕及び後幕の双方がメ 力-カルフォーカルプレーンシャツタにより行われるので、先幕と後幕との幕速ズレの 発生が抑止される。
[0012] また、上記構成において、前記補正駆動手段による撮像素子の振れ補正駆動を実 行させる力否かの設定を行うことが可能な操作手段をさらに備え、前記制御手段は、 前記操作手段によって前記補正駆動手段による振れ補正駆動を実行させる設定が なされているときに、前記電子シャツタ制御を実行する構成とすることができる（請求 項 3)。
[0013] この構成によれば、操作手段によって補正駆動手段による振れ補正駆動を実行さ せる力否かの設定がなされて 、る力否かを判定要素として、先幕としての電子フォー カルプレーンシャツタが採用されるようになる。
[0014] また、上記構成において、前記制御手段は、前記振れ検出手段により検出された 振れ量検出信号が所定値以上であるときに、前記電子シャツタ制御を実行する構成 とすることができる（請求項 4)。
[0015] この構成によれば、所定値以上の振れ量が撮像装置に与えられて 、る場合に、先 幕として電子フォーカルプレーンシャツタが採用され、撮像装置として振れ補正が実 行可能な状態とされてはいるが所定値以上の振れ量が検出されていない場合等に は、先幕としてメカ-カルフォーカルプレーンシャツタが採用されるようになる。
[0016] また、上記構成において、当該撮像装置に支持脚が取り付けられているか否かを 直接的若しくは他のパラメータに基づいて間接的に検出する支持脚検出手段をさら に備え、前記制御手段は、前記支持脚検出手段が支持脚の撮像装置への取り付け を検出しているときには、前記メカ-カルシャツタ制御を実行する構成とすることがで きる（請求項 5)。
[0017] 撮像装置に三脚等の支持脚が取り付けられている場合、撮像装置の姿勢安定ィ匕 が図られているので、一般的に振れ補正は不要である。上記構成によれば、支持脚 の取り付け状態を自動検出し、支持脚が取り付けられている場合には、先幕としてメ 力-カルフォーカルプレーンシャツタが採用され、これにより露光ムラの発生が可及 的に抑止されるようになる。
[0018] また、上記構成にぉ 、て、前記補正駆動手段による撮像素子の振れ補正駆動を実 行させる力否かの設定を行うことが可能な操作手段と、少なくともシャツタ速度を設定 する露光制御手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記操作手段によって前記補 正駆動手段による振れ補正駆動を実行させる設定がなされており、且つ、前記露光 制御手段により設定されたシャツタ速度が所定値よりも低速であるときに、前記電子 シャツタ制御を実行する構成とすることができる（請求項 6)。
[0019] この構成によれば、シャツタ速度が所定値よりも早い高速 SSの場合、 1〜： LOHz程 度の振れに過ぎな 、手振れ振動の影響は殆ど撮影画像には表れな 、ことから、一 般に高速 SS時には振れ補正は不要である。一方、前述の通り先幕と後幕との幕速 の相違に起因する露光ムラは、高速 SS時に発生し易い。上記構成によれば、たとえ 撮像装置として振れ補正が実行可能な状態 (操作手段によって補正駆動手段による 振れ補正駆動を実行させる設定がなされている状態）とされているときでも、高速 SS 時 (振れ補正が実際には実行されないとき）には、先幕及び後幕の双方をメカ-カル フォーカルプレーンシャツタにより実行させることで露光ムラの発生が防止され、一方
、低速 SS時 (振れ補正が実行されるとき）には、先幕として電子フォーカルプレーン シャツタを採用することで補正駆動手段が幕体の走行振動の影響を受けな!/、ように することができる。
[0020] この場合、当該撮像装置が備える撮影光学系の 135システム換算での焦点距離を fとすると、前記制御手段は、前記シャツタ速度が lZ:fよりも長秒時に設定されている 場合に、前記シャツタ速度が所定値よりも低速であると判定することが望ま ヽ (請求 項 7)。
[0021] この構成によれば、焦点距離を基準としたパラメータにより、先幕として電子フォー カルプレーンシャツタを採用する力 或いはメカ-カルフォーカルプレーンシャツタを 採用するかが判定されるようになる。
[0022] また、上記構成において、前記撮像素子と前記メカ-カルフォーカルプレーンシャ ッタとは一体的に構成されており、前記補正駆動手段は、該撮像素子とメカ-カルフ オーカルプレーンシャツタとを一体的に振れ補正駆動する構成とすることができる (請 求項 8)。
[0023] この構成によれば、撮像素子とメカ-カルフォーカルプレーンシャツタとが一体とな つて補正駆動手段により振れ補正駆動される構成であるので、メカ-カルフォーカル プレーンシャツタの幕体走行振動が直接、補正駆動手段に伝達されてしまい、補正 駆動手段が当該幕体走行振動の影響を敏感に受け易くなる。従って、先幕として電 子フォーカルプレーンシャツタを採用することによる補正駆動手段の誤動作抑止効果 が顕著となる。
[0024] 請求項 1に係る発明によれば、撮影時に、先幕としての電子フォーカルプレーンシ ャッタが採用されることから、補正駆動手段 (振れ補正機構）に対するメカ-カルフォ 一カルプレーンシャツタ先幕による走行振動の影響をなくすことができ、すなわち振 れ補正駆動における走行振動による誤動作が防止され、補正駆動手段による的確な 振れ補正駆動を行うことができる。従って、撮像素子を駆動して手振れ補正を行う機 構が搭載された撮像装置にぉ ヽて、ブレのな 、綺麗な画像を取得できるようになる。
[0025] 請求項 2に係る発明によれば、振れ補正駆動が行われるときには、先幕としての電 子フォーカルプレーンシャツタが採用されることから、補正駆動手段 (振れ補正機構） に対するメカ-カルフォーカルプレーンシャツタ先幕による走行振動の影響をなくす ことができ、補正駆動手段による的確な振れ補正駆動を行うことができる（不適切な 振れ補正駆動が防止される)。また、振れ補正駆動が行われないときには、先幕とし てのメカ-カルフォーカルプレーンシャツタが採用されることから、先幕と後幕との幕 速ズレの発生が抑止され、露光ムラの発生が抑止される。従って、撮像素子を駆動し て手振れ補正を行う機構が搭載された撮像装置にぉ ヽて、振れ補正機能の動作時
Figure imgf000009_0001
、綺麗な画像を取得できるようになる。
[0026] 請求項 3に係る発明によれば、操作手段によって補正駆動手段による振れ補正駆 動を実行させる力否かの設定がなされて 、るか否かを判定要素とするので、制御シ 一ケンスを簡素化することができるとともに、不必要なときに振れ補正機能と電子フォ 一カルプレーンシャツタとを用いないようにすることができ（高速での電子シャツタは不 安定のため）、的確に先幕種別を選択できるようになる。
[0027] 請求項 4に係る発明によれば、振れ検出手段により検出された振れ量の大きさを判 定要素とすることから、実質的な振れ補正の必要性に鑑みて先幕として電子フォー力 ルプレーンシャツタを採用するか否かが判定され、不必要なときに振れ補正機能と電 子フォーカルプレーンシャツタとを用いな 、ようにすることができ、一層的確に先幕種 別を選択できるようになる。
[0028] 請求項 5に係る発明によれば、撮像装置へ三脚等の支持脚が取り付けられている 場合には振れは発生しな 、ものとして扱 、、先幕としてメカ-カルフオーカルプレー ンシャツタが採用されるので、先幕と後幕との幕速の相違に起因する露光ムラの発生 を一層抑制することができる。
[0029] 請求項 6に係る発明によれば、操作手段によって補正駆動手段による振れ補正駆 動を実行させる力否かの設定がなされているか否かだけでなぐ露光制御手段により 設定されたシャツタ速度も判定要素とすることから、より実質的な振れ補正の必要性 に鑑みて先幕として電子フォーカルプレーンシャツタを採用する力否かが判定され、 不必要なときに振れ補正機能と電子フォーカルプレーンシャツタとを用いな 、ように することができ、一層的確に先幕種別を選択できるようになる。
[0030] 請求項 7に係る発明によれば、焦点距離を基準とするパラメータという簡便なパラメ ータを利用して先幕種別の選別が行われるので、制御手段における先幕種別の判 定動作を簡素化できる。
[0031] 請求項 8に係る発明によれば、補正駆動手段により撮像素子とメカ-カルフオーカ ルプレーンシャツタとが一体的に振れ補正駆動される撮像装置において、振れ補正 駆動における誤動作の抑止効果が顕著なものとなり、このような構成の撮像装置であ つても高 、振れ補正精度を実現することができる。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1は、本発明に係る撮像ユニットが組み込まれたデジタルカメラ (撮像装置)の 正面外観図である。
[図 2]図 2は、図 1に示すデジタルカメラの背面図である。
[図 3]図 3は、デジタルカメラの正面透視図である。
[図 4]図 4は、デジタルカメラの内部構造を示す側断面図である。
[図 5]図 5は、デジタルカメラの背面透視図である。
[図 6]図 6は、シャツタユニットの構成を示す分解斜視図である。
[図 7]図 7は、シャツタユニットの正面図である。
[図 8]図 8は、振れ補正ユニットの構成を概略的に示した分解斜視図である。
[図 9]図 9は、カメラ本体に撮影レンズが装着された状態でのデジタルカメラ全体の電 気的な構成を示すブロック図である。
[図 10]図 10は、撮像素子の回路構成を概略的に示す回路ブロック図である。
[図 11]図 11は、電子フォーカルプレーンシャツタ動作を説明するための模式図であ る。
[図 12]図 12は、露光時におけるミラー部及びシャツタユニットの動作を簡略的に示す タイムチャートである。
[図 13]図 13は、図 12に示したタイムチャートの時間スケールに略一致させた、振れ 検出センサの出力波形を示すグラフである。
[図 14]図 14は、振れ補正ユニットの駆動及びこれに対する衝撃振動の様子について 概略的に示すタイムチャートである。
[図 15]図 15は、先幕及び後幕の双方とも、メカ-カルフォーカルプレーンシャツタを 使用した場合における幕速特性を示すグラフである。
[図 16]図 16は、シャツタ制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
[図 17]図 17は、デジタルカメラの撮像処理動作を示すフローチャートである。
[図 18]図 18は、デジタルカメラの撮像処理動作を示すフローチャートである。
[図 19]図 19は、上記デジタルカメラの一変形態様を示す振れ補正ユニット部周辺の 概略構成断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0033] 以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
[0034] (カメラ外観構成の説明）
図 1、図 2は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ 1 (撮像装置)の外観構造を 示す図であり、図 1は、デジタルカメラ 1の正面外観図、図 2は、デジタルカメラ 1の背 面外観図をそれぞれ示している。図 1に示すように、このデジタルカメラ 1は、カメラ本 体 10と、このカメラ本体 10の正面略中央に着脱可能 (交換可能）に装着される撮影 レンズ 2 (交換レンズ）とを備えた一眼レフレックス型デジタルスチルカメラである。
[0035] 図 1において、カメラ本体 10の正面側には、正面略中央に撮影レンズ 2が装着され るマウント部 301と、マウント部 301の右横に配置されたレンズ交換ボタン 302と、正 面左端部 (X方向左側）において突設され、ユーザが片手 (又は両手）により確実に 把持 (保持)可能とするためのグリップ部 303と、マウント部 301の左横に配置された AF補助光発光部 304と、正面左上部 (Y方向左上側）に配置されたモード設定ダイ アル 305と、正面右上部に配置された制御値設定ダイアル 306と、グリップ部 303の 上面に配置されたシャッターボタン 307とが備えられている。
[0036] また、図 2において、カメラ本体 10の背面側には、背面左側に配置された LCD (Liq uid Crystal Display) 311と、 LCD311の下方に配置された設定ボタン群 312と、その 隣に配置された手振れ補正スィッチ 313 (操作手段）と、 LCD311の側方に配置され た十字キー 314と、十字キー 314の中央に配置されたプッシュボタン 315と、 LCD3 11の上方に配設された光学ファインダ 316と、光学ファインダ 316の側方に配設され たメインスィッチ 317と、光学ファインダ 316の上方に配設された接続端子部 318とが 備えられている。
[0037] マウント部 301は、撮影レンズ 2が装着される部位であり、その近傍には、装着され た撮影レンズ 2との電気的接続を行うための複数個の電気的接点や、機械的接続を 行うためのカプラ（図示省略)等が設けられている。レンズ交換ボタン 302は、マウント 部 301に装着された撮影レンズ 2を取り外す際に押下されるボタンである。
[0038] グリップ部 303は、ユーザが撮影時に当該デジタルカメラ 1を把持する部分であり、 フィッティング性を高めるために指形状に合わせた表面凹凸が設けられている。なお
、グリップ部 303の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収 納室にはカメラの電源として電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画 像データを記録するための記録媒体 (例えばメモリカード）が着脱可能に収納される ようになつている。なお、グリップ部 303に、ユーザが該グリップ部 303を把持したか 否かを検出するためのグリップセンサを設けるようにしても良い。
[0039] AF補助光発光部 304は、 LED等の発光素子を備えてなり、被写体の輝度やコント ラストが小さい場合であって焦点調節動作を行う際に、補助光を出力するものである
[0040] モード設定ダイアル 305及び制御値設定ダイアル 306は、カメラ本体 10の上面と 略平行な面内で回転可能な略円盤状の部材カもなる。モード設定ダイアル 305は、 自動露出 (AE)制御モードや自動焦点 (AF；オートフォーカス)制御モード、或いは 1 枚の静止画を撮影する静止画撮影モードや連続撮影を行う連続撮影モード等の各 種撮影モード、記録済みの画像を再生する再生モード等、デジタルカメラ 1に搭載さ れたモードや機能を択一的に選択するためのものである。制御値設定ダイアル 306 は、デジタルカメラ 1に搭載された各種の機能に対する制御値を設定するためのもの である。
[0041] シャッターボタン 307は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、さらに押し込 んだ「全押し状態」の操作とが可能とされた押下スィッチである。静止画撮影モードに おいてシャッターボタン 307が半押し (S1)されると、被写体の静止画を撮影するため の準備動作 (露出制御値の設定や焦点調節等の準備動作)が実行され、シャッター ボタン 307が全押し (S2)されると、撮影動作 (撮像センサを露光し、その露光によつ て得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカード等に記録する一連の動 作）が実行される。なお、シャッターボタン 307の半押し操作は、図略のスィッチ S1が オンされること〖こより検出され、シャッターボタン 307の全押し操作は、図略のスィッチ S2がオンされることにより検出される。
[0042] LCD311は、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像素子 101 (図 4等参照）により撮 像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、デジタルカメラ 1に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。なお、 LCD311に代 えて、有機 ELやプラズマ表示装置を用いるようにしてもょ 、。
[0043] 設定ボタン群 312は、デジタルカメラ 1に搭載された各種の機能に対する操作を行 うボタンである。この設定ボタン群 312には、例えば LCD311に表示されるメニュー 画面で選択された内容を確定するための選択確定スィッチ、選択取り消しスィッチ、 メニュー画面の内容を切り替えるメニュー表示スィッチ、表示オン Zオフスィッチ、表 示拡大スィッチなどが含まれる。
[0044] 手振れ補正スィッチ 313は、後述の振れ補正ユニット 200による振れ補正動作を実 行させるための操作信号を与えるためのボタンである。この手振れ補正スィッチ 313 は、手持ち撮影、望遠撮影、暗部での撮影、或いは長時間露光が必要な撮影時等、 手振れ等の「振れ」の影響が撮影画像に表出する恐れがある場合にユーザにより押 下され、当該デジタルカメラ 1を振れ補正動作が行える状態に設定するものである。
[0045] 十字キー 314は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部（図中の三角 印の部分)を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図略の接点（ スィッチ）により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュ ボタン 315は、十字キー 314の中央に配置されている。十字キー 314及びプッシュボ タン 315は、撮影倍率の変更 (ズームレンズのワイド方向ゃテレ方向への移動）、 LC D311に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件 (絞り値、シャツタスピード、フ ラッシュ発光の有無等)の設定等の指示を入力するためのものである。
[0046] 光学ファインダ 316は、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。
すなわち、光学ファインダ 316には、撮影レンズ 2からの被写体像が導かれており、ュ 一ザは、この光学ファインダ 316を覼くことにより、実際に撮像素子 101にて撮影され る被写体像を視認することができる。
[0047] メインスィッチ 317は、左右にスライドする 2接点のスライドスィッチ力もなり、左にセ ットするとデジタルカメラ 1の電源がオンされ、右にセットすると電源がオフされる。接 続端子部 318は、図略のフラッシュ等の外部装置を当該デジタルカメラ 1と接続する ための端子である。
[0048] このデジタルカメラ 1には、図 1に点線で示すように、カメラ本体 10の適所に振れ検 出センサ 171 (振れ検出手段）が搭載されている。この振れ検出センサ 171は、手振 れなどによりカメラ本体 10 (撮像装置本体部）に与えられる振れを検出するもので、 図 1の水平方向を X軸 (ピッチ方向）、該 X軸に垂直な方向を Y軸 (ョ一方向）とする 2 次元座標系を想定するものとすると、ピッチ方向のカメラ振れを検出するピッチ方向 センサ 171aと、ョー方向のカメラ振れを検出するョ一方向センサ 171bとを有してい る。ピッチ方向センサ 171a及びョー方向センサ 171bは、例えば圧電素子を用いた ジャイロ（角速度センサ)から構成され、各方向の振れの角速度を検出するものである
[0049] 撮影レンズ 2は、被写体からの光 (光像)を取り込むレンズ窓として機能するとともに 、当該被写体光をカメラ本体 10の内部に配置されている後述の撮像素子 101や光 学ファインダ 316へ導くための撮影光学系を構成するものである。この撮影レンズ 2 は、上述のレンズ交換ボタン 302を押圧操作することで、カメラ本体 10から取り外す ことが可能 (交換可能な撮影レンズ)とされて 、る。
[0050] 撮影レンズ 2は、光軸 Lに沿って直列的に配置された複数のレンズからなるレンズ 群 21を備えてなる（図 4参照）。このレンズ群 21には、焦点の調節を行うためのフォー カスレンズ 211 (図 9参照）、変倍を行うためのズームレンズ 212が含まれており、それ ぞれ光軸 L方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。また、撮影レンズ 2には、その鏡胴 22の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な操作環が備 えられており、前記ズームレンズは、マニュアル操作或いはオート操作により、前記操 作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じ たズーム倍率 (撮影倍率）に設定されるようになって!/ヽる。
[0051] (カメラ内部構成の説明）
次に、デジタルカメラ 1の内部構成について説明する。図 3は、デジタルカメラ 1の力 メラ本体 10正面透視図であり、図 4は、デジタルカメラ 1の側面断面図であり、図 5は 、カメラ本体 10の背面透視図である。図 3〜図 5に示すように、カメラ本体 10の内部 には、撮像素子 101、ファインダ部 102 (ファインダ光学系）、ミラー部 103、焦点検出 部 107、前述した振れ検出センサ 171、振れ補正ユニット 200及びシャツタユニット 4 0などが備えられている。 [0052] 撮像素子 101は、カメラ本体 10に撮影レンズ 2が装着された場合の当該撮影レン ズ 2が備えているレンズ群 21の光軸 L (図 4参照）上に、光軸 Lに対して垂直となる方 向に配置されている。撮像素子 101としては、例えばフォトダイオードを有して構成さ れる複数の画素がマトリクス状に 2次元配列され、各画素の受光面に、それぞれ分光 特性の異なる例えば R (赤）， G (緑)， B (青）のカラーフィルタが 1 : 2 : 1の比率で配設 されてなるべィヤー配列の CMOSカラーエリアセンサ（CMOS型の撮像素子）が用 いられる。撮像素子 101は、レンズ群 21により結像された被写体の光像を R (赤）， G (緑)， B (青)各色成分のアナログの電気信号 (画像信号）に変換し、 R, G, B各色の 画像信号として出力する。
[0053] 上記光軸 L上において、被写体光をファインダ部 102へ向けて反射させる位置には 、ミラー部 103 (反射板）が配置されている。撮影レンズ 2を通過した被写体光は、ミラ 一部 103 (後述の主ミラー 1031)によって上方へ反射され、焦点板 104 (ピントグラス )に結像される。撮影レンズ 2を通過した被写体光の一部はこのミラー部 103を透過 する。
[0054] ファインダ部 102は、ペンタプリズム 105、接眼レンズ 106及び上記光学ファインダ 316を備えている。ペンタブリズム 105は、断面 5角形を呈し、その下面から入射され た被写体光像を内部での反射によって当該光像の天地左右を入れ替えて正立像に するためのプリズムである。接眼レンズ 106は、ペンタプリズム 105により正立像にさ れた被写体像を光学ファインダ 316の外側に導く。このような構成により、ファインダ 部 102は、撮影待機時にお!ヽて被写界を確認するための光学ファインダとして機能 する。
[0055] ミラー部 103は、主ミラー 1031及びサブミラー 1032から構成されており、主ミラー 1 031の背面側において、サブミラー 1032が主ミラー 1031の背面に向けて倒れるよう に回動可能に設けられている。主ミラー 1031を透過した被写体光の一部はサブミラ 一 1032によって反射され、この反射された被写体光は焦点検出部 107に入射され る。
[0056] 上記ミラー部 103は、所謂クイックリターンミラーであり、露光時には回転軸 1033を 回動支点として矢印 Aで示す上方へ向けて跳ね上がり、焦点板 104の下方位置で停 止する。この際、サブミラー 1032は、主ミラー 1031の背面に対して矢印 Bで示す方 向に回転軸 1034を支点として回動し、上記ミラー部 103が焦点板 104の下方位置 で停止したときには、主ミラー 1031と略平行となるように折り畳まれた状態となる。こ れにより、撮影レンズ 2からの被写体光がミラー部 103によって遮られることなく撮像 素子 101上に届き、該撮像素子 101が露光される。露光が終了すると、ミラー部 103 は元の位置（図 4に示す位置）に復帰する。
[0057] 焦点検出部 107は、被写体のピント情報を検出する測距素子等力もなる所謂 AFセ ンサ一である。該焦点検出部 107は、ミラー部 103の底部に配設されており、例えば 周知の位相差検出方式により合焦位置を検出するものである。
[0058] 撮像素子 101は、振れ補正ユニット 200にて光軸 Lと直交する平面において二次 元的に移動可能に保持されている。振れ補正ユニット 200の構造及び動作の詳細に ついては、図 8に基づいて後述する。また、撮像素子 101の光軸方向直前には、赤 外線の入射を防止するための（IRカット用の）及び疑似カラーや色モアレの発生を防 止するためのローパスフィルタ 108 (光学フィルタ）が配置されており、さらにローパス フィルタ 108の直前には、シャツタユニット 40が配置されている。このシャツタュニット 40は、撮像素子 101の所定の画素ラインと略直交する方向に移動する幕体を備え、 光軸 Lに沿って撮像素子 101に導かれる被写体光の光路開口動作及び光路遮断動 作を行うメカ-カルフォーカルプレーンシャツタである。このシャツタユニット 40の詳細 構成については、図 6及び図 7に基づいて後述する。
[0059] 図 3に示すように、マウント部 301の後部におけるカメラ本体 10の略中央部には、 枠体 120 (前枠）が配置されている（図 4におけるハッチング部参照)。この枠体 120 は、該枠体 120の前後面部及び上記ペンタブリズム 105 (焦点板 104)と対向する上 面部が開口された正面視略四角形状の角筒体であり、歪み等に対する強度を有した 金属製の剛体である。枠体 120の前面は、マウント部 301の形状に合わせて円筒状 のマウント受け部 121が形成されており、このマウント受け部 121にマウント部 301が 嵌合された状態で、前面側カゝら複数のビス 122によってビス止めされている。枠体 12 0は、その内部にミラー部 103が配置されており当該ミラー部 103の保持部材を兼ね たものとなっている。なお、シャツタユニット 40は、枠体 120の後端部と、その後方側 に配置されたシャツタ押さえ板 109にて挟持される態様で枠体 120に支持されている
[0060] 枠体 120の左側（グリップ部 4の内部）にはバッテリーユニット 130が配置されている 。このバッテリーユニット 130の内部には、デジタルカメラ 1の動作電源として例えば 所定数の単 3形乾電池が収納される。図示を省略している力 バッテリーユニット 130 に隣接して、撮影画像の画像データを記録するためのメモリカードを着脱自在に収 納するためのカード収納部が設けられている。
[0061] 図 5に示すように、ノ ッテリーユニット 130の背面部には、制御基板 140が配置され ている。制御基板 140には、画像データに対する所定の信号処理 (画像処理)を行う 例えば画像処理用 ASIC等力もなる画像処理回路 141 (後述の図 9では画像処理部 61として説明する)や後述の振れ補正駆動を制御する振れ補正回路 142 (振れ補正 制御部 622として説明する）等の電子部品がマウントされており、後述のメイン制御部 62をなす基板体である。なを、制御基板 140と撮像素子 101とは、フレキシブル配線 基板 143により電気的に接続されている。
[0062] 図 3に示すように、枠体 120の右側の隣接位置には、ミラー部 103及びシャツタュ- ット 40を駆動するための駆動ユニット 150が配置されている。また駆動ユニット 150の さらに右側（外側）には、リモート端子や USB端子等のホルダ或いは AC電源のジャ ック等を備えた構造体としての、例えばプラスチック等の榭脂からなるコネクタ部 160 が配置されている。
[0063] 一方、枠体 120の左側の隣接位置には、ジャイロユニット等力もなる振れ補正ュ- ット 170が取り付けられている。振れ補正ユニット 170は、上述した振れ検出センサ 1 71と、この振れ検出センサ 171が搭載されるセンサ基板 172と、センサ用フレキシブ ル配線基板 173等を含んで構成されて 、る。
[0064] デジタルカメラ 1の上記各部は、例えば鉄などの金属材料力 なるシャーシによって 互いに連結（固定)されている。本実施形態では前記シャーシが、前面シャーシ 181 、 182、側面シャーシ 183及び底面シャーシ 184力も構成されてなる例を示している 。これらのシャーシは、上記で説明したカメラ本体 10内の各部品を支持する支持材と しての役目を果たす。そして、シャーシ同士がビスにより固定され、さらにはシャーシ の連結構造体と枠体 120とがビスにより固定されることで、これらの部材がー体構造 物化されているものである。なお、底面シャーシ 184には、デジタルカメラ 1を固定支 持するために用いられる三脚を取り付ける三脚取付部 185が設けられている。
[0065] [シャツタユニットについての説明]
図 6は、シャツタユニット 40の構成を示す分解斜視図であり、図 7は、シャツタュ-ッ ト 40の正面図（幕体が閉じた状態）である。このシャツタユニット 40は、一対のシャツタ 基板 40A、 40Bの間に、先幕群 41、後幕群 42、遮光板 43及び中間板 44を備えて 構成されている。
[0066] 先幕群 41は、 4枚の分割幕体 411〜414 (幕体）により構成され、これら分割幕体 4 11〜414力 枚の先幕アーム 415、 416により連結されてなる。これら先幕アーム 41 5、 416が、所定の駆動軸を備える駆動装置（図 9に示すシャツタ駆動ァクチユエータ 73M)で駆動されることで、分割幕体 411〜414が展開状態（「シャツタ閉」状態)及 び重ね状態「シャツタ開」状態）に動作される。後幕群 42も同様であり、 4枚の分割幕 体 421〜424が 2枚の後幕アーム 425、 426により連結されてなる。なお、遮光板 43 及び中間板 44には、被写体光を通過させる所定の開口部が形成されている。また、 シャツタ基板 40A、 40Bには、前記駆動装置の駆動軸が挿入される円弧溝 45A、 46 A及び 45B、 46Bが設けられている。
[0067] 本実施形態に係るデジタルカメラ 1では、振れ補正動作を行うか否か、つまり振れ 補正ユニット 200により実際に撮像素子 101を振れ補正駆動するか否かにより、露光 動作における先幕として、上記先幕群 41による光路開口動作 (メカ-カルフォーカル プレーンシャツタ）を用いる力、撮像素子 101の各画素に所定のタイミングでリセット 信号を与えることで当該撮像素子 101の露光動作を開始させる電子フォーカルプレ ーンシャツタを用いるかが選択される。なお、露光動作における後幕としては、振れ 補正動作を行うか否かに拘わらず、上記後幕群 42による光路遮断動作 (メカ-カル フォーカルプレーンシャツタ）が用いられる。
[0068] すなわち、振れ補正動作が実際に行われる振れ補正実行モード時には、先幕とし て上記電子フォーカルプレーンシャツタカ 後幕として後幕群 42の動作によるメカ- カルフオーカルプレーンシャツタが用いられる（第 2の露光開始制御)。一方、振れ補 正実行モード時でない場合には、先幕として先幕群 41の動作によるメカ-カルフォ 一カルプレーンシャツタカ 後幕として後幕群 42の動作によるメカ-カルフォーカル プレーンシャツタが用いられる（第 1の露光開始制御)ものである。
[0069] これは、先幕群 41の分割幕体 411〜414が光路を開とすべく走行し、開口完了時 にシャツタ基板 40A、 40Bに衝突することで発生する衝撃振動により振れ補正ュ-ッ ト 200がゆすられ、誤った振れ補正駆動が行われてしまうことを防止するためである。 すなわち、先幕として電子フォーカルプレーンシャツタを採用すると、幕体の走行振 動は発生しなくなることから、振れ検出センサ 171による誤検知を未然に防止できる ようになる。なお、先幕として電子フォーカルプレーンシャツタが選択された場合、前 記先幕群 41は、露光開始時点よりも早い段階で「シャツタ開」の状態とされる。かかる 先幕の選択制御ルーチンについては後記で詳述する。
[0070] [振れ補正ユニットについての説明]
続いて、上記図 4、図 5に加え、振れ補正ユニット 200の分解斜視図を示す図 8に 基づいて、その構成を詳細に説明する。振れ補正ユニット 200は、撮像素子 101及 びローパスフィルタ 108と、撮像素子 101とともにローパスフィルタ 108を保持する撮 像素子ホルダ 201と、撮像素子ホルダ 201を保持するスライダ 202と、撮像素子 101 の後面に配設された放熱板 203と、放熱板 203の後面に配設された撮像素子基板 2 04と、ョ一方向ァクチユエータ 205と、ピッチ方向ァクチユエータ 206と、振れ台板 20 7と、位置検出センサ部 208とを備えて構成されている。
[0071] 撮像素子基板 204は、撮像素子 101がマウントされる略長方形状の基板である。た だし当該マウントは、撮像素子 101と撮像素子基板 204との間に放熱板 203が介在 された状態で行われる。放熱板 203は所定の金属材料カゝらなる板状体であり、撮像 素子 101の駆動（光電変換）により発生した熱を逃がすためのものである。撮像素子 ホルダ 201は断面略長方形状の前後が開口された枠体であり、この枠体の前方部に はローパスフィルタ 108が取り付けられ、このローパスフィルタ 108の後方部に撮像素 子 101が配設されている。撮像素子 101は、撮像素子基板 204により放熱板 203と 共に撮像素子ホルダ 201に対して押圧された状態で、当該撮像素子基板 204が撮 像素子ホルダ 201に対してビス止めされて取り付けられて!/、る。 [0072] 撮像素子ホルダ 201の左右方向における一端辺部（ここでは左辺部）には、ピッチ 方向ァクチユエータ 206が設けられており、撮像素子ホルダ 201は、当該ピッチ方向 ァクチユエータ 206を介し、スライダ 202に対してピッチ方向（図 8の矢印 Cで示す上 下方向）にスライド移動可能に取り付けられている。スライダ 202は、その略中央部に 撮像素子基板 204よりも大きな長方形状の開口部 2021が形成された略平板状の枠 体である。
[0073] スライダ 202のピッチ方向ァクチユエータ 206に対向する位置には、上記スライド移 動を可能とするベぐピッチ方向ァクチユエータ 206 (後述の軸部 2061)に対して摺 動自在に嵌合される V溝が形成された軸受け部 2022が固設されている。また、スラ イダ 202の下部には、ョ一方向ァクチユエータ 205に対応する上記軸受け部 2022と 同様に構成された軸受け部 2023が固設されている。なお、軸受け部 2022 (2023) に対する軸部 2051 (2061)の嵌合 (後述の摩擦接合）は、図 5に示すように、パネ体 等の付勢部材 2054 (2064)による付勢力により、押さえ板 (ョー用押さえ板、ピッチ 用押さえ板）と軸受け部 2022 (2023)との間に軸部 2051 (2061)を挟持する形で行 われる。
[0074] 振れ台板 207は、撮像素子ホルダ 201が保持された状態のスライダ 202を保持す るための振れ補正ユニット 200における所謂基台をなすものであり、その略中央部に 、スライダ 202の開口部 2021と同程度のサイズを有した開口部 2071 (実際にはスラ イダ 202の開口部 2021の方が若干大きなサイズとなっている）が形成された枠体で ある。この振れ台板 207の上下方向の一端辺部（ここでは下辺部）には、ョ一方向ァ クチユエータ 205が固設されており、スライダ 202の軸受け部 2023が当該ョー方向 ァクチユエータ 205 (後述の軸部 2051)に対して摺動自在に嵌合された状態でョー 方向（図 8の矢印 Dで示す左右方向）にスライド移動可能となるよう、振れ台板 207に 対してスライダ 202が取り付けられて 、る。
[0075] また、振れ台板 207は、右上の角部 2072において、撮像素子ホルダ 201の角部を 、該角部の裏表面 2011に遊嵌されたボール体を挟み込んだ状態で、スライダ 202 の角部 2024を角部 2072へ向けて押し付けるように、パネ体等の付勢部材により付 勢した状態で角部 2024と連結されている。これにより、スライダ 202 (撮像素子ホル ダ 201)のョ一方向へのスライド移動及び撮像素子ホルダ 201のピッチ方向へのスラ イド移動を可能とした状態で、撮像素子ホルダ 201とともにスライダ 202を振れ台板 2 07へ押し付け、これらが振れ台板 207から外れることのな 、よう確実な保持を実現し ている。
[0076] 位置検出センサ部（PS) 208は、振れ補正駆動或いはカメラ起動時における撮像 素子 101の位置検出を行うものである。位置検出センサ部 208は、磁石部 2081と 2 次元ホールセンサ 2082とを備えて構成されている。磁石部 2081は、磁力線を出す (特に中心部の磁力が強い）素子であり、撮像素子ホルダ 201の角部に設けられ（図 5参照）、撮像素子ホルダ 201と一体的に移動する。 2次元ホールセンサ 2082は、磁 石部 2081から出る磁力線の強弱に応じた信号を出力する所定数 (ここでは 4つ）の ホール素子を 2次元配置したセンサであり、磁石部 2081と対向する位置の振れ台板 207に設けられて位置固定されている（図 8参照)。位置検出センサ部 208は、振れ 台板 207に対する撮像素子ホルダ 201の上下左右の移動に伴って移動する磁石部 2081の位置を、 2次元ホールセンサ 2082によって検出することで、当該撮像素子 1 01の位置検出を行う。なお、位置検出センサ部 208は、上記ョ一方向ァクチユエータ 205及びピッチ方向ァクチユエータ 206とともに、第 2フレキシブル配線基板 209によ つて制御基板 140に電気的に接続されている。
[0077] ョ一方向ァクチユエータ 205及びピッチ方向ァクチユエータ 206は、所謂超音波駆 動が行われるインパクト形のリニアァクチユエータ (圧電ァクチユエータ)である。これ らァクチユエータは、それぞれ軸部 2051、 2061、圧電素子部 2052、 2062及び錘 部 2053、 2063等を備えて構成されている。軸部 2051、 2061は、それぞれ圧電素 子部 2052、 2062によって振動駆動される所定の断面形状 (例えば円形)を有した 棒状の駆動軸であり、上記軸受け部 2023、 2022 (の V溝部）に対して摩擦結合され るものである。
[0078] 圧電素子部 2052 (2062)は、セラミックなど力 構成され、印加される電圧に応じ て伸縮され、この伸縮に応じて軸部 2051 (2061)を振動させるものである。圧電素 子部 2052 (2062)による当該伸縮においては、高速伸長と低速縮小とが、若しくは 低速伸長と高速縮小とが、又は伸長速度及び縮小速度が同じである等速伸長と等 速縮小とが交互に繰り返される。この圧電素子部 2052 (2062)は、例えば積層型圧 電素子からなり軸部 2051 (2061)の一端において、分極方向が当該軸部 2051 (20 61 )の軸方向と一致した状態で固着されて!、る。
[0079] 圧電素子部 2052 (2062)の電極部には、制御基板 140 (振れ補正回路 142)から の信号線が接続されており、制御基板 140からの駆動信号に応じて圧電素子部 205 2 (2062)が充電又は放電 (逆方向充電)されることで上記伸縮が行われる。圧電素 子部 2052 (2062)がこのように伸縮を繰り返すことにより、軸受け部 2023即ちスライ ダ 202が軸部 2051に対して（軸部 2061が軸受け部 2022即ちスライダ 202に対して )相対的に正方向又は逆方向に移動したり、或いはその場に停止したりする状態とな る。なお、軸部 2051 (2061)における圧電素子部 2052 (2062)と反対側の端部に は、圧電素子部 2052 (2062)によって発生した振動が軸部 2051 (2061)に効率良 く伝達されるようにするための錘部 2053 (2063)即ちウェイトが固設されている。
[0080] このようにョ一方向ァクチユエータ 205の駆動に応じて、振れ台板 207に対して左 右方向にスライダ 202と撮像素子ホルダ 201とが一体的にスライド移動することで撮 像素子 101のョ一方向（矢印 D方向）の振れが補正され、ピッチ方向ァクチユエータ 2 06の駆動に応じて、スライダ 202に対して撮像素子ホルダ 201が上下方向にスライド 移動することで撮像素子 101のピッチ方向（矢印 C方向）の振れが補正されるもので ある。
[0081] (デジタルカメラの電気的な構成の説明）
次に、本実施形態に係るデジタルカメラ 1の電気的な構成について説明する。図 9 は、カメラ本体 10に撮影レンズ 2が装着された状態でのデジタルカメラ 1全体の電気 的な構成を示すブロック図である。ここで、図 1〜図 8と同一の部材等については、同 一の符号を付している。説明の便宜上、撮影レンズ 2の電気的構成について先ず説 明する。撮影レンズ 2は、上述した撮像光学系を構成するレンズ群 21及び鏡胴 22〖こ 加え、レンズ駆動機構 24と、レンズ位置検出部 25と、レンズ制御部 26とを備えている
[0082] レンズ群 21は、フォーカスレンズ 211及びズームレンズ 212と、カメラ本体 10に備え られている撮像素子 101へ入射される光量を調節するための絞り 23とが、鏡胴 22内 において光軸 L方向に保持されてなり、被写体の光像を取り込んで該光像を撮像素 子 101等に結像するものである。撮影倍率 (焦点距離)の変更や焦点調節動作は、 レンズ群 21がカメラ本体 10内の AFァクチユエータ 71Mにより光軸 L方向（図 4参照） に駆動されることで行われる。
[0083] レンズ駆動機構 24は、例えばへリコイド及び該へリコイドを回転させる図略のギヤ 等で構成され、カプラ 74を介して AFァクチユエータ 71M力もの駆動力を受けて、レ ンズ群 21を一体的に光軸 Lと平行な方向に移動させるものである。なお、レンズ群 2 1の移動方向及び移動量は、それぞれ AFァクチユエータ 71Mの回転方向及び回転 数に従う。
[0084] レンズ位置検出部 25は、レンズ群 21の移動範囲内において光軸 L方向に複数個 のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接 しながら鏡胴 22と一体的に移動するエンコーダブラシとを備えてなり、レンズ群 21の 焦点調節時の移動量を検出するためのものである。
[0085] レンズ制御部 26は、例えば制御プログラムを記憶する ROMや状態情報に関する データを記憶するフラッシュメモリ等力もなるメモリ部 261が内蔵されたマイクロコンビ ユータからなる。またレンズ制御部 26は、カメラ本体 10のメイン制御部 62との間で通 信を行う通信部 262を備え、この通信部 262は、例えばレンズ群 21の焦点距離、射 出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報データをメイン制御部 62に送信する一方、メイン制御部 62から例えばフォーカスレンズ 211の駆動量のデ ータを受信する。また撮影時には、 AF動作完了後の焦点距離情報、絞り値等のデ ータが通信部 262からメイン制御部 62へ送信される。なお、前記メモリ部 261には、 上記レンズ群 21の状態情報データや、メイン制御部 62から送信された例えばフォー カスレンズ 211の駆動量のデータ等が記憶される。
[0086] 続いて、カメラ本体 10の電気的構成について説明する。カメラ本体 10には、先に 説明した撮像素子 (CMOS) 101及びこれを振れ補正駆動する振れ補正ユニット 20 0、シャツタユニット 40等の他に、 AFE (アナログフロントエンド） 5、画像処理部 61、 画像メモリ 614、メイン制御部 62 (制御手段）、フラッシュ回路 63、操作部 64、 VRA M65、カード IZF66、メモリカード 67、通信用 lZF68、電源回路 69、電池 69B、フ オーカス駆動制御部 71A及び AFァクチユエータ 71M、ミラー駆動制御部 72A及び ミラー駆動ァクチユエータ 72M、シャツタ駆動制御部 73A及びシャツタ駆動ァクチュ エータ 73M、及び三脚検知センサ 185Sを備えて構成されて 、る。
[0087] 撮像素子 101は、先に説明した通り CMOSカラーエリアセンサ力 なり、後述のタ イミング制御回路 51により、当該撮像素子 101の露光動作の開始 (及び終了）や、撮 像素子 101が備える各画素の出力選択、画素信号の読出し等の撮像動作が制御さ れる。図 10は、撮像素子 101の回路構成を概略的に示す回路ブロック図である。ここ では図示の便宜上、 3行 (ライン） X 4列の画素群のみを示している。
[0088] 撮像素子101は、複数の画素31 (31&—1〜31(1—3)カ 複数の画素ラィン32 (3 2a〜32c)上に整列（マトリクス状の配列）されてなり、図 10では、第 1画素ライン 32a に画素 31a— 1、 31b— 1、 31c— 1、 31d— 1力 第 2画素ライン 32bに画素 31a— 2 、 31b— 2、 31c— 2、 31d— 2力 第 3画素ライン 32cに画素 31a— 3、 31b— 3、 31c —3、 31d— 3が各々配置されている例を示している。各画素 31は、光電変換動作を 行う光電変換素子としてのフォトダイオード 33と、リセット信号を受けて画素 31に蓄積 されている電荷を放電させるリセットスィッチ (Rst) 34と、画素 31に蓄積された電荷を 電圧として読み出し (電荷電圧変換)これを増幅する増幅素子 (Amp) 35と、選択信 号を受けて当該画素 31の画素信号を出力させる垂直選択スィッチ（SW) 36とを備え て構成されている。なお、リセットスィッチ 34及び増幅素子 35は、電源 Vpに接続され ている。
[0089] また、撮像素子 101は、垂直走査回路 37、水平走査回路 38及びアンプ 39を備え る。垂直走査回路 37には、画素ライン 32a〜32c単位で、各画素 31a— l〜31d— 3 のリセットスィッチ 34が共通に接続されたリセット線 371a〜371cと、垂直選択スイツ チ 36の制御電極が共通に接続された垂直走査線 372a〜372cとが接続されている 。垂直走査回路 37は、リセット線 371a〜371cを介して、各画素ライン 32a〜32cに 所定のリセットタイミングでリセット信号 φ Vrを順次供給し、画素ライン 32a〜32c単位 で各画素 31a— l〜31d— 3にリセット動作を行わせる。また、垂直走査回路 37は、 垂直走査線 372a〜372cを介して垂直走査パルス φ Vnを各画素 31a— l〜31d— 3に与える。 [0090] さらに、画素列（例えば、画素 31a— 1、 31a— 2、 31a— 3)ごとに、垂直選択スイツ チ 36の主電極が共通に接続された水平走査線 381 (381a〜381d)が引き出され、 各々水平スィッチ 382 (382a〜382d)を介して水平信号線 383に接続されている。 水平走査回路 38は、このような水平スィッチ 382a〜382dの制御電極に接続され、 水平走査パルス φ Vmを与えることで選択された画素の画素信号を取り出すもので ある。アンプ 39は、水平信号線 383に接続され、画素からの出力信号を増幅するも のである。
[0091] このような構成を有する撮像素子 101においては、各画素 31a— l〜31d— 3に蓄 積された電荷の出力動作 (読み出し)を 1画素ずつ行わせることが可能であると共に、 垂直走査回路 37及び水平走査回路 38の動作を制御することで、特定の画素を指定 してその画素信号を出力させることができる。すなわち、垂直走査回路 37により、或 る画素の垂直選択スィッチ 36に垂直走査パルス φ νηが与えられ、その画素が有す るフォトダイオード 33で光電変換された電荷 (画素信号)が水平走査線 381を介して 出力可能な状態とされる。し力る後、水平走査回路 38により、その水平走査線 381に 接続されている水平スィッチ 382に水平走査パルス φ νπιが与えられ、前記画素信 号が水平スィッチ 382を介して水平信号線 383に出力される。この動作を各画素に ついて順次行うことで、画素を指定しつつ全ての画素から順次画素信号を出力させ ることができる。水平信号線 383に出力された画素信号は、アンプ 39にてさらに増幅 された上で AFE5に出力される。
[0092] 本実施形態に係るデジタルカメラ 1では、先幕として電子フォーカルプレーンシャツ タが選択される場合があり、この場合、画素 31のリセットスィッチ 34にリセット信号 φ ν rが与えられるタイミング力 その画素 31に対する露光開始タイミングとなる。すなわち 、リセットスィッチ 34は、リセット信号 φ νι:が与えられることで ONとされ、それまでに蓄 積されている不要な電荷を廃棄し、その後 OFFとされて画素 31を露光による電荷蓄 積が可能な状態とする。図 10に示す例では、リセット信号 <i) Vrは、 1つの画素ライン 32a〜32c単位で与えられる回路構成とされていることから、第 1〜第 3画素ライン 32 a〜32c毎に、順次露光が開始される。
[0093] 図 11は、力かる電子フォーカルプレーンシャツタ動作を説明するための模式図であ る。図 11の（a)では、第 1画素ライン 32a〜第 N画素ライン 32Nまでを示しており、こ れら画素ラインに各々リセット信号 φ Vrを供給するリセット線 371a〜371Nを矢印で 示している。なお、第 1画素ライン 32a〜第 N画素ライン 32Nは、メカ-カルフオーカ ルプレーンシャツタが備える幕体の移動方向と直交する方向に画素が配列された画 素ラインである。
[0094] このような構成にぉ 、て、第 1画素ライン 32a〜第 N画素ライン 32Nに、所定のリセ ットタイミングで、垂直走査回路 37からリセット線 371a〜371Nを介して、図 11の（b) に示すようなリセット信号 φ νΓが順次与えられる。すなわち、先ず時刻 tlで第 1画素 ライン 32aに備えられている画素 31a— l〜31d— 1ヘリセット信号 φ Vrが同時に与 えられ、これら画素31&—1〜31(1—1の露光が開始される。次に、時刻 t2で第 2画素 ライン 32bに備えられている画素 31a— 2〜31d— 2ヘリセット信号 φ νι:が同時に与 えられ、これら画素 31a— 2〜31d— 2の露光が開始される。以下同様にして、時刻 t 3、 t4、 t5 ' · 'tn毎に、第 3画素ライン 32c、第 4画素ライン 32d、第 5画素ライン 32e' · '第 N画素ライン 32Nまで、順次リセット信号 φ νΓが与えられる。これにより、第 1画素 ライン 32aから第 Ν画素ライン 32Νに向けて順に露光が開始されるようになり、電子フ オーカルプレーンシャツタとして機能するものである。
[0095] ここで、リセットタイミング (第 1画素ライン 32a〜第 N画素ライン 32Nに順次リセット 信号 φ Vrを与えるタイミング）は、当該電子フォーカルプレーンシャツタの幕速を決定 付けることとなる。すなわち、時刻 tl〜tnの時間が短いほど、幕速は早くなる。また、 時刻 tl、 t2- · *tnの各間隔が一定であれば、幕速は一定である。もし、先幕としての 電子フォーカルプレーンシャツタの幕速を制御するならば、前記リセットタイミングを適 宜変更する制御を行えば良 、。
[0096] 図 9に戻って、 AFE5は、撮像素子 101に対して所定の動作を行わせるタイミング パルスを与えると共に、撮像素子 101から出力される画像信号 (CMOSエリアセンサ の各画素で受光されたアナログ信号群）に所定の信号処理を施し、デジタル信号に 変換して画像処理部 61へ出力するものである。この AFE5は、タイミング制御回路 5 1、信号処理部 52及び AZD変換部 53などを備えて構成されて ヽる。
[0097] タイミング制御回路 51 (タイミング信号発生手段）は、メイン制御部 62から出力され る基準クロックに基づ ヽて所定のタイミングパルス（垂直走査パルス φ Vn、水平走査 パルス φ Vm、リセット信号 φ Vr等を発生させるパルス）を生成して撮像素子 101 (上 記垂直走査回路 37及び水平走査回路 38等）に出力し、撮像素子 101の撮像動作 を制御する。また、所定のタイミングパルスを信号処理部 52や AZD変換部 53にそ れぞれ出力することにより、信号処理部 52及び AZD変換部 53の動作を制御する。
[0098] 信号処理部 52は、撮像素子 101から出力されるアナログの画像信号に所定のアナ ログ信号処理を施すものである。この信号処理部 52には、 CDS (相関二重サンプリ ング）回路、 AGC (オートゲインコントロール）回路及びクランプ回路 (クランプ手段） 等が備えられている。 AZD変換部 53は、信号処理部 52から出力されたアナログの R, G, Bの画像信号を、前記タイミング制御回路 51から出力されるタイミングパルス に基づ!/、て、複数のビット (例えば 12ビット）からなるデジタルの画像信号に変換する ものである。
[0099] 画像処理部 61は、 AFE5から出力される画像データに所定の信号処理を行って画 像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路 611、ホワイトバランス制御回路 61 2及びガンマ補正回路 613等を備えて構成されている。なお、画像処理部 61へ取り 込まれた画像データは、撮像素子 101の読み出しに同期して画像メモリ 614にー且 書き込まれ、以後この画像メモリ 614に書き込まれた画像データにアクセスして、画 像処理部 61の各ブロックにお!/、て処理が行なわれる。
[0100] 黒レベル補正回路 611は、 AZD変換部 53により AZD変換された R, G, Bの各 デジタル画像信号の黒レベルを、基準の黒レベルに補正するものである。
[0101] ホワイトバランス制御回路 612は、光源に応じた白の基準に基づいて、 R (赤）、 G ( 緑)、 B (青）の各色成分のデジタル信号のレベル変換 (ホワイトバランス (WB)調整） を行うものである。すなわちホワイトバランス制御回路 612は、メイン制御部 62から与 えられる WB調整データに基づき、撮影被写体にお!ヽて輝度や彩度データ等から本 来白色であると推定される部分を特定し、その部分の R, G, Bそれぞれの色成分の 平均と、 GZR比及び GZB比とを求め、これを R, Bの補正ゲインとしてレベル補正 する。
[0102] ガンマ補正回路 613は、 WB調整された画像データの階調特性を補正するもので ある。具体的にはガンマ補正回路 613は、画像データのレベルを色成分毎に予め設 定されたガンマ補正用テーブルを用いて非線形変換すると共にオフセット調整する。
[0103] 画像メモリ 614は、撮影モード時には、画像処理部 61から出力される画像データを 一時的に記憶するとともに、この画像データに対しメイン制御部 62により所定の処理 を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、メモリ カード 67から読み出した画像データを一時的に記憶する。
[0104] メイン制御部 62は、例えば制御プログラムを記憶する ROMや一時的にデータを記 憶するフラッシュメモリ等の記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータ力 なり、図 10 に示すデジタルカメラ 1内の各部の動作を制御するものである。このメイン制御部 62 は、機能的に、 AFZAE制御部 621、振れ補正制御部 622、シャツタ制御部 623を 有して構成されている。
[0105] AFZAE制御部 621は、自動焦点制御 (AF)及び自動露出制御 (AE)のために必 要な動作制御を行う。すなわち、 AFのために、前記焦点検出部 (位相差 AFモジュ ール） 107の出力信号を用いて位相差検出方式による焦点調節処理を行い、合焦 制御信号 (AF制御信号)を生成し、フォーカス駆動制御部 71 Aを介して AFァクチュ エータ 71Mを動作させ、フォーカスレンズ 211の駆動を行わせる。また、 AEのために 、図略の AEセンサで検出された被写体の輝度情報等に基づいて、当該被写体にお ける適正な露出量 (シャツタ速度等も含む)を求める演算を行う。
[0106] 振れ補正制御部 622は、手振れ補正モードが実行される場合において、前述の振 れ検出センサ 171からの振れ検出信号に基づいて振れ方向及び振れ量を算出し、 算出された方向及び振れ量に基づき振れ補正制御信号を生成して振れ補正ュニッ ト 200に出力し、撮像素子 101を手振れが打ち消される方向にシフト駆動させるもの である。サーボ制御を行う場合の一例を挙げると、振れ補正制御部 622は、振れ検 出センサ 171により検出された角速度信号を積分処理して各方向の振れ量 (振れ角 0 )を求め、撮影レンズ 2の焦点距離 f等のレンズプロフィールに応じて振れ角 Θに対 応する撮像素子 101の移動距離 δ 1 ( δ l =f - tan θ )を算出する。そして、位置検出 センサ部 208から撮像素子 101の位置情報 δ 2を取得し、 δ ΐ— δ 2 = 0となるように 撮像素子 101を駆動させる駆動信号を生成して振れ補正ユニット 200に与える。 [0107] シャツタ制御部 623は、デジタルカメラ 1におけるシャツタ動作を制御するもので、メ 力-カルフォーカルプレーンシャツタ機能及び電子フォーカルプレーンシャツタ機能 の双方の制御を行う。特に、振れ補正動作が実際に行われる力否かに応じて、露光 動作における先幕として、シャツタユニット 40の先幕群 41による光路開口動作 (メカ 二カルフオーカルプレーンシャツタ）を用いるか、撮像素子 101の各画素に所定のタ イミングでリセット信号を与えることで当該撮像素子 101の露光動作を開始させる電 子フォーカルプレーンシャツタを用いるかの選択判定を行 、、振れ補正動作が幕体 走行振動の影響を可及的に受けな 、ようにする制御を行う。このシャツタ制御部 623 の機能については、図 16に基づいて後記で詳述する。
[0108] フラッシュ回路 63は、フラッシュ撮影モードにおいて、接続端子部 318に接続され るフラッシュの発光量を、メイン制御部 62により設定された所定の発光量に制御する ものである。
[0109] 操作部 64は、前述のモード設定ダイアル 305、制御値設定ダイアル 306、シャツタ 一ボタン 307、設定ボタン群 312、手振れ補正スィッチ 313、十字キー 314、プッシュ ボタン 315、メインスィッチ 317等を含み、操作情報をメイン制御部 62に入力するた めのものである。
[0110] VRAM65は、 LCD311の画素数に対応した画像信号の記録容量を有し、メイン 制御部 62と LCD311との間のバッファメモリである。カード I/F66は、メモリカード 6 7とメイン制御部 62との間で信号の送受信を可能とするためのインターフェイスである 。メモリカード 67は、メイン制御部 62で生成された画像データを保存する記録媒体で ある。通信用 IZF68は、パーソナルコンピュータやその他外部機器に対する画像デ ータ等の伝送を可能とするためのインターフェイスである。
[0111] 電源回路 69は、例えば定電圧回路等からなり、メイン制御部 62等の制御部、撮像 素子 101、その他の各種駆動部等、デジタルカメラ 1全体を駆動させるための電圧（ 例えば 5V)を生成する。なお、撮像素子 101への通電制御は、メイン制御部 62から 該電源回路 69へ与えられる制御信号により行われる。電池 69Bは、アルカリ乾電池 等の一次電池や、ニッケル水素充電池等の二次電池からなり、デジタルカメラ 1全体 に電力を供給する電源である。 [0112] フォーカス駆動制御部 71Aは、メイン制御部 62の AFZAE制御部 621から与えら れる AF制御信号に基づき、フォーカスレンズ 211を合焦位置に移動させるために必 要な、 AFァクチユエータ 71Mに対する駆動制御信号を生成するものである。 AFァク チユエータ 71Mは、ステッピングモータ等からなり、カプラ 74を介して撮影レンズ 2の レンズ駆動機構 24にレンズ駆動力を与える。
[0113] ミラー駆動制御部 72Aは、撮影動作のタイミングに合わせて、ミラー駆動ァクチユエ ータ 72Mを駆動させる駆動信号を生成するものである。ミラー駆動ァクチユエータ 72 Mは、ミラー部 103 (クイックリターンミラー）を、水平姿勢若しくは傾斜姿勢に回動さ せるァクチユエータである。
[0114] シャツタ駆動制御部 73Aは、メイン制御部 62から与えられる制御信号に基づき、シ ャッタ駆動ァクチユエータ 73Mに対する駆動制御信号を生成するものである。シャツ タ駆動ァクチユエータ 73Mは、シャツタユニット 40 (図 6に示す先幕群 41及び後幕群 42)の開閉駆動を行うァクチユエータである。
[0115] 三脚検知センサ 185S (支持脚検出手段）は、接点部を有する接点センサ等力 な り、カメラ本体 10の底面シャーシ 184に設けられている三脚取付部 185に三脚 (支持 脚）が取り付けられている力否かを電気的に検出するセンサである。
[0116] [シャツタ動作についての説明]
本実施形態に係るデジタルカメラ 1では、振れ補正ユニット 200により実際に振れ補 正動作が行われる場合 (振れ補正動作を行うべき場合)、先幕として電子フォーカル プレーンシャツタを使用し、後幕としてメカ-カルフォーカルプレーンシャツタを使用 することで、 CMOS型の撮像素子 101の露光動作を開始'終了させることが可能とさ れている。このようなシャツタ動作を行う理由は次の通りである。
[0117] 図 12は、露光時におけるミラー部 103及びシャツタユニット 40の動作を簡略的に示 すタイムチャートである。撮像素子 101を露光させるに先立ち、ミラー部 103は、図 4 に示すようなファインダ部 102に向けて被写体光を反射する down姿勢から、時刻 tl で矢印 A方向への跳ね上がりが開始されて up姿勢とされ、撮像素子に被写体光が 導く光路が確保される。
[0118] 次いで、時刻 t2で光路開口のためシャツタユニット 40の先幕群 41 (図 6参照）の走 行が開始され (分割幕体 411〜414が展開状態力も重ね状態への移行開始)、時刻 t21で先幕群 41の走行が完了する (分割幕体 411〜414の重ね状態への移行完了 )。し力る後、所定の時刻 t3で光路遮断のためシャツタユニット 40の後幕群 42の走行 カ 始され (分割幕体 421〜424が重ね状態力も展開状態への移行開始)、時刻 t3 1で後幕群 42の走行が完了する (分割幕体 421〜424の展開状態への移行完了)も のである。
[0119] ここで、時刻 tl〜t2の間に絞り調整や合焦調整等が行われる。そして、露光動作に おける先幕及び後幕がいずれもメカ-カルフォーカルプレーンシャツタで行われる場 合、先幕群 41の走行が開始される時刻 t2力ゝら後幕群 42の走行が完了する時刻 t31 までの時間 TmOが、実際に露光動作が行われる期間となる（露光時間は時刻 t3— t 2に相当する時間）。なお、先幕群 41の走行が完了する時刻 t21から後幕群 42の走 行が開始される時刻 t3までの時間は、シャツタ全開時間 Tzとなる。フラッシュ同調シ ャッタ速度が設定される場合は、フラッシュ発光に要する時間を考慮したシャツタ全開 時間 Tzを含むシャツタ速度に設定される。因みに、高速 SS時には、後幕群 42の走 行が開始される時刻が前記時刻 t21よりも早くなるため、シャツタは全開とはならない
[0120] 以上のような機械的動作がカメラ本体 10の内部で実行される結果、かかる機械的 動作に起因する機械的な振動が発生し、その振動をカメラ本体 10に組み込まれてい る振れ補正ユニット 200力 具体的には振れ補正ユニット 200のョ一方向ァクチユエ ータ 205及びピッチ方向ァクチユエータ 206が受けてしまい、各ァクチユエータによる 振れ補正駆動に影響を与えてしまうことになる。特に、振れ補正駆動中は係止ゃ静 止摩擦による固定がなされて 、な ヽ (動摩擦状態となって 、る)所謂フローティング状 態にあるため、当該振動の影響が大きなものとなる。
[0121] ところで、この機械的な振動の様子は、例えば振れ検出センサ 171の出力波形でこ れを見た場合 (この機械的な振動は振れ検出センサ 171も受けてしまう）、図 13に示 すものとなる。図 13は、図 12に示したタイムチャートの時間スケールに略一致させた 、振れ検出センサ 171の出力波形を示すグラフである。力かる出力波形は、カメラ本 体 10を固定状態にして取得したものである。このグラフに示すように、ミラー部 103の 跳ね上がりが開始される時刻 tl以降、その跳ね上がりに起因する機械的振動（ミラー ショック)を振れ検出センサ 171が感知し、前記機械的振動に応じた角速度信号 (振 れ量検出信号)を出力する。その後、ある程度の期間だけ反動振動が検出される。次 に、先幕群 41の走行が完了する時刻 t21に、分割幕体 411〜414がシャツタユニット 40のシャツタ基板 40A, 40B等に衝突することで発生する衝撃振動（先幕ショック）を 振れ検出センサ 171が感知し、時刻 t21以降の所定期間において、前記衝撃振動 に応じた角速度信号を出力する。
[0122] 上記のミラーショックは、露光が開始される前に概ね減衰するので大きな問題とは ならないが、先幕ショックは、露光期間に重複するので、この期間に振れ補正動作が 行われる場合には、その振れ補正駆動に悪影響を与える。図 14は、図 12で説明し たタイムチャートとともに、振れ補正ユニット 200の駆動及びこれに対する衝撃振動の 様子について概略的に示したものである。同図に示すように、時刻 t41で振れ補正ュ ニット 200すなわちョー方向ァクチユエータ 205やピッチ方向ァクチユエータ 206の 駆動が開始 (ON)されてから、時刻 t42でその駆動が停止（OFF)されるまでの間に おいて、上記メカ先幕 (先幕群 41)が"開"状態となった時点で (具体的には、上記時 刻 t21より所定時間後の符号 Sで示す矢印位置近傍の時刻に）、振れ補正ユニット 2 00に対して例えば符号 Wで示す波形のような衝撃振動が加えられてしまう（各ァクチ ユエータの補正駆動における当該衝撃振動により生じるズレ量力 Sこの波形 Wのように なると考えてもよい)。このように、振れ補正ユニット 200により振れ補正駆動が行われ ている最中に、衝撃振動が振れ補正ユニット 200に伝達してしまい、所定の補正位 置 (移動目標位置)から位置ズレを生じてしまうなど、振れ補正駆動における必要な 補正量 (駆動量、スライド移動量)が得られず、精度の良い振れ補正を行うことができ ない。その結果、撮像素子 101により所謂ブレた画像が撮影されてしまうことになる。
[0123] このような先幕ショックの問題は、常に先幕を電子フォーカルプレーンシャツタにて 行わせるようにすれば解消できる。すなわち、露光期間よりも先にシャツタユニット 40 の先幕群 41を開放させ、先幕ショックが減衰して消滅した後に、電子フォーカルプレ ーンシャツタにより露光を開始させれば良い。或いは、先幕群 41を具備しないシャツ タユニット 40を採用するようにすることも考えられる。これにより、先幕ショックと露光期 間との重複を回避できるようになる。
[0124] し力しながら、常に先幕を電子フォーカルプレーンシャツタとする方式を採用した場 合、先幕を電子フォーカルプレーンシャツタで行 、後幕をメカ-カルフォーカルプレ ーンシャツタで行うこととなり、先幕と後幕とのシャツタ種別の相違による露光ムラの問 題が新たに発生する。この点を図 15に基づいて説明する。
[0125] 図 15は、先幕及び後幕の双方とも、メカ-カルフォーカルプレーンシャツタを使用し た場合における幕速特性を示すグラフである。図 15に示すように幕速は、画枠の移 動始端側から終端側にかけて、最初は遅ぐ徐々に加速され、終端側において最も 早くなる特性を有している。し力も、この幕速特性は、デジタルカメラ 1の姿勢、温度、 湿度、或 、はシャツタユニット 40の構成部品の経年劣化等によって変化する。
[0126] ここで、シャツタスピードが遅い場合 (低速 SS時）、図 15において後幕 (L)の特性で 示すように、後幕は先幕よりも時間的にかなり遅れて動作が開始されるため、画枠が 全開になる時間帯 Tzを含め露光時間 Tmlは長くなり、先幕及び後幕の幕速特性の 相違はさほど問題とはならない。これに対し、シャツタスピードが高速である場合 (高 速 SS時)、図 15において後幕 (H)の特性で示すように、先幕が開放動作を行ってい る途中で後幕の動作が開始され、いわゆるスリット露光が行われるようになる。
[0127] このようなスリット露光の場合、先幕及び後幕の幕速特性が異なると、撮像素子 101 の露光期間が画素ラインで相違するようになり、露光ムラが発生する。先幕及び後幕 の双方力 Sメカ-カルフォーカルプレーンシャツタである場合、上述の経年劣化等が発 生しても先幕及び後幕とも略同様に幕速特性が変動するので露光ムラの問題は生じ にくいと言える。しかし、電子フォーカルプレーンシャツタは幕速特性が変化しないこ と力ら、先幕を電子フォーカルプレーンシャツタで行 、後幕をメカ-カルフォーカルプ レーンシャツタで行うようにした場合、幕速差が生じて露光ムラが発生し易くなる。
[0128] 一方で、スリット露光が行われるような高速 SS時においては、露光期間中における 手振れの影響は殆ど表れない。すなわち、手振れによる振動はせいぜい 1〜： LOHz 程度の低周波振動であり、例えばシャツタ速度が 1Z300秒程度を超えるような高速 SS時には手振れに起因する画像ブレは殆ど生じない。このことから、高速 SS時には 、たとえ振れ補正が実行可能とされている状態でも、振れ補正機能をオフとして撮影 動作を行っても実質的に差し支えがない。以上のことから、高速 SS時には、振れ補 正機能を動作させず (動作させたとしても殆ど影響はな!/ヽ)、先幕及び後幕の!/ヽずれ もメカ-カルフォーカルプレーンシャツタを採用することが望ましいと言うことができる。
[0129] これに対し、手振れの影響を受ける低速 SS時では、振れ補正機能をオン (振れ補 正実行モード)として撮影動作を行わせる必要がある一方で、先幕と後幕との幕速特 性の相違による露光ムラの点は問題とならない。これらのことから、低速 SS時には、 先幕につ 、ては先幕ショックの影響を受けな 、電子フォーカルプレーンシャツタを採 用する（後幕はメカ-カルフォーカルプレーンシャツタ)ことが望ま 、と言うことができ る。
[0130] 上記のシャツタ速度の他、デジタルカメラ 1に与えられている各種の状態情報に基 づいて、振れ補正ユニット 200により振れ補正動作を実際に行わせる必要がある「振 れ補正実行モード時」であるカゝ否かを判定し、前記振れ補正実行モード時にっ ヽて は、先幕として電子フォーカルプレーンシャツタを採用することが望ましい。例えば、 手振れ補正スィッチ 313が OFF操作とされている場合、三脚が三脚取付部 185に取 り付けられ振れ補正動作が実質的に不要である場合、或いは振れ検出センサ 171に より検出されている振れ量が所定値以下の小さい値で振れ補正動作が実質的に不 要である場合等には、「振れ補正実行モード時」ではないと判定し、かかる状況では 振れ補正機能を動作させず、先幕及び後幕の 、ずれもメカ-カルフオーカルプレー ンシャツタを採用することが望まし 、。
[0131] 以上の点に鑑みて、本実施形態に係るデジタルカメラ 1では、シャツタ制御部 623 を設け、「振れ補正実行モード時」であるカゝ否かに応じて、先幕としてメカ-カルフォ 一カルプレーンシャツタ又は電子フォーカルプレーンシャツタのいずれかを選択する 制御を行うようにしている。図 16は、シャツタ制御部 623の機能構成を示す機能プロ ック図である。このシャツタ制御部 623は、状態情報取得部 624、シャツタ選択部 625 、閾値記憶部 626及び電子フォーカルプレーンシャツタ制御部 627を備えて構成さ れている。
[0132] 状態情報取得部 624は、デジタルカメラ 1に与えられて!/、る各種の状態情報を取得 し、シャツタ選択部 625における先幕選択判定の際に当該状態情報を提供する。具 体的には状態情報取得部 624は、例えば次の（a)〜（e)の状態情報を取得する。
[0133] (a)操作部 64 (手振れ補正スィッチ 313)から、振れ補正動作を実行させる操作信号 が与えられている力否かの状態情報（手振れ補正スィッチ 313が ON状態力、 OFF 状態かの情報)。
[0134] (b)三脚検知センサ 185Sからの検出信号。これは、三脚取付部 185に三脚が取り 付けられて 、る力否かの状態情報となる。
[0135] (c)振れ検出センサ 171が検出する振れ量検出信号。これは、デジタルカメラ 1に実 際に与えられている振れの状態情報であって、振れ補正動作を実質的に要する力否 かの状態情報となる。
[0136] (d)撮影レンズ 2のレンズ制御部 26との通信により取得される撮影レンズ 2の各種デ ータ。例えば撮影レンズ 2の交換時において、その焦点距離、射出瞳位置、絞り値、 合焦距離及び周辺光量状態等のデータを取得する。これらのデータは、シャツタ速 度についての状態情報となる。
[0137] (e)AFZAE制御部 621における AFZAE制御により設定された焦点距離、絞り値 等のデータ。かかるデータも、シャツタ速度についての状態情報となる。
[0138] なお、シャツタ速度については、 AFZAE制御部 621において設定されたシャツタ 速度情報自体を、状態情報取得部 624が取得するようにしても良 、。
[0139] シャツタ選択部 625は、上記 (a)〜（e)の状態情報に基づいて、先幕としてメカ-力 ルフォーカルプレーンシャツタ又は電子フォーカルプレーンシャツタのいずれかを選 択するかの判定動作を行う。力かる判定動作は、振れ補正ユニット 200による振れ補 正動作が実際に必要である「振れ補正実行モード時」である力否力を基準として行わ れる。そして、「振れ補正実行モード時」であると判定した場合には、先幕として電子 フォーカルプレーンシャツタを選択 (第 2の露光開始制御）し、「振れ補正実行モード 時」でな 、と判定した場合には、先幕としてメカ-カルフォーカルプレーンシャツタを 選択 (第 1の露光開始制御)する。
[0140] 例えばシャツタ選択部 625が、「振れ補正実行モード時」であると判定するケースは 次の通りである。
[0141] [A]手振れ補正スィッチ 313が ON状態とされているとき。最もシンプルな判定基準 であるが、先幕ショックの影響を可及的に低減させるために、実際は当該状態情報の みで「振れ補正実行モード時」であると確定的に判定するのではなぐ他の状態情報 を参照した上で確定的な判定を行うよう構成することが望ましい。なお、手振れ補正 スィッチ 313が OFF状態とされて 、るときは、「振れ補正実行モード時」でな 、との確 定的な判定が行われ、先幕としてメカ-カルフォーカルプレーンシャツタが選択され る。以下のケースは、手振れ補正スィッチ 313が ON状態とされていることを前提とし た判定動作である。
[0142] [B]三脚検知センサ 185Sから三脚の取り付け検出信号が出力されていないとき。
この場合、手振れ等による振れがデジタルカメラ 1に与えられる可能性が高いからで ある。なお、三脚の取り付け検出信号が出力されている場合、デジタルカメラ 1が安定 的に支持され手振れ等の危惧がな 、ので、力かるケースでは先幕としてメカ-カルフ オーカルプレーンシャツタが選択される。
[0143] [C]振れ検出センサ 171が検出する振れ量検出信号が所定値以上である場合。こ のケースは、手振れ補正スィッチ 313の ONZOFF状態、三脚の取り付けの有無と V、つた単純な状態情報ではなぐ実際にデジタルカメラ 1に与えられて 、る振れの大 きさによって先幕を選択するもので、振れ量検出信号が所定値を超えるような大きな 振れが与えられ振れ補正が現に必要となる状況のときに、先幕として電子フォーカル プレーンシャツタが選択される。なお、デジタルカメラ 1として振れ補正が実行可能な 状態とされてはいるが所定値以上の振れ量が検出されていない場合等には、先幕と してメカ-カルフォーカルプレーンシャツタが選択される。
[0144] [D]シャツタ速度が所定値よりも低速である場合。上述した通り、低速 SS時では手 振れ振動の影響が撮影画像に顕著に表れる傾向があるので、かかるケースでは先 幕ショックの影響を避けるため先幕として電子フォーカルプレーンシャツタが選択され る。一方、シャツタ速度が所定値よりも早い高速 SSの場合、手振れ振動の影響は殆 ど撮影画像には表れないことから、「振れ補正実行モード時」ではないと扱い、先幕と してメカ-カルフォーカルプレーンシャツタが選択される。これにより、先幕と後幕との 幕速の相違に起因する露光ムラの抑止効果も奏される。
[0145] シャツタ速度は、装着されて ヽる撮影レンズ 2の各種データや、 AFZAE制御により 設定された焦点距離、絞り値等により定められる。シャツタ選択部 625はこれらの値に 基づき導出されたシャツタ速度と、所定のシャツタ速度閾値とを比較して、低速 SSで あるか高速 SSであるかを判定し、適宜な先幕を選択する。前記シャツタ速度閾値は、 固定的な値 (例えば 1Z250秒、 1Z300秒等）であっても良 、が、例えばデジタル力 メラ 1の撮影光学系の焦点距離等を基準として設定しても良い。
[0146] 前記焦点距離を基準に定める場合は、 135システム換算の焦点距離を f (mm)とす るとき、例えば設定されたシャツタ速度が lZf (秒)より遅い速度に設定されている場 合に、シャツタ速度が低速 SSであると判定し、先幕として電子フォーカルプレーンシ ャッタを選択させるようにすることができる。これは、画面サイズの小さな 135システム（ 35mmフィルムサイズに相当する撮像素子を有するシステム）では、一般に lZf秒よ りも低速のシャツタ速度で手持ち撮影を行った場合 (例えば焦点距離が 100mmのレ ンズを装着した場合は 1Z100よりも遅いシャツタ速度の場合）、撮影画像にブレが生 じ易いからである。もし、 APS— Cサイズ相当の撮像素子が用いられる場合は、シャツ タ速度が概ね 1Z1. 5f (秒)より遅い速度に設定されている場合に、シャツタ速度が 低速 SSであると判定させれば良い。
[0147] シャツタ選択部 625は、上記 [A]〜[D]のような判定を行い、先幕として電子フォー カルプレーンシャツタを選択した場合は、電子フォーカルプレーンシャツタ制御部 62 7に動作指示信号を与え、これを受けて電子フォーカルプレーンシャツタ制御部 627 はタイミング制御回路 51に所定のリセットタイミングで、撮像素子 101の各画素ライン に先幕シャツタ動作用のリセット信号を与えさせる制御を行う。一方、先幕としてメカ- カルフオーカルプレーンシャツタを選択した場合は、シャツタ駆動制御部 73Aに動作 指示信号を与え、露光開始タイミングでシャツタ駆動ァクチユエータ 73Mによりシャツ タユニット 40に先幕シャツタ動作を行わせる。以上のような判定動作を行う構成を備 えることにより、本実施形態のデジタルカメラ 1では、不必要なときには振れ補正機能 や電子フォーカルプレーンシャツタを用いな 、ようにすることができ、的確に先幕種別 を選択できるようになる。
[0148] 図 16に戻って、閾値記憶部 626は、シャツタ選択部 625において振れ量が所定値 以上であるか否力、シャツタ速度が低速 SS又は高速 SSであるかの判定等を行う場 合に必要となる閾値を記憶する機能部である。閾値記憶部 626には、例えば上記 [C ]の判定のための振れ量閾値、上記 [D]の判定のためのシャツタ速度閾値（同調速 度基準、焦点距離基準のシャツタ速度閾値)等が格納される。
[0149] 電子フォーカルプレーンシャツタ制御部 627は、撮像素子 101の垂直走査回路 37
(図 10参照）を介して、所定の先幕速度に応じた画素ライン単位のリセットタイミング を設定し、当該リセットタイミングにてリセット信号 φ Vrを各画素ライン 32a〜32cに順 次供給し、撮像素子 101に先幕としての電子フォーカルプレーンシャツタ動作を行わ ·¾：るものである。
[0150] 以上の通り構成されたデジタルカメラ 1によれば、振れ補正実行モード時には先幕 としての電子フォーカルプレーンシャツタが採用されることから、振れ補正ユニット 20 0 (ョ一方向ァクチユエータ 205及びピッチ方向ァクチユエータ 206)或いはこれによ る振れ補正駆動が幕体の走行振動の影響を受けることがなく精度良い振れ補正が 可能となり、振れ補正実行モード時でな 、ときは先幕としてメカ-カルフォーカルプレ ーンシャツタが採用されることから、先幕と後幕との幕速ズレの発生が抑止される。こ れにより、誤った振れ量検出信号に基づいて不適切な振れ補正が行われることがな い一方で、露光ムラの発生が抑止される。従って、 CMOS型の撮像素子 101が搭載 された振れ補正機能付きのデジタルカメラ 1にお ヽて、振れ補正機能の動作時及び 非動作時の 、ずれにぉ ヽても綺麗な画像を取得させることができる。
[0151] なお、本実施形態に係るデジタルカメラ 1のように、撮影レンズ 2が交換可能とされ た一眼レフレックスタイプのデジタルカメラであって、振れ検出センサ 171がカメラ本 体 10に搭載されて!、る場合、振れ検出センサ 171はメカ-カルフォーカルプレーン シャツタの幕体走行振動の影響を敏感に受け易くなる。従って、振れ検出センサ 171 に対する幕体走行振動の影響に関しても、振れ補正実行モード時に先幕として電子 フォーカルプレーンシャツタを採用することによる誤動作抑止効果を顕著に享受でき る。
[0152] (デジタルカメラの動作の説明）
次に、本実施形態に力かるデジタルカメラ 1による一連の撮像処理動作を、先に説 明した図面を参照しながら説明する。図 17及び図 18は、デジタルカメラ 1の撮像処 理動作を示すフローチャートである。図 17に示すように、メインスィッチ 317 (図 2参照 )が投入され、デジタルカメラ 1の電源が ONとされると (ステップ S1)、メイン制御部 62 は、撮影レンズ 2のレンズ制御部 26と交信し、装着されている撮影レンズ 2のレンズ情 報を取得する (ステップ S2)。力かるレンズ情報は、メイン制御部 62に備えられている RAM領域に格納される。
[0153] その後、メイン制御部 62により、撮影レンズ 2の交換が為されたか否かが確認される
(ステップ S3)。もし、レンズ交換がなされた場合 (ステップ S3で YES)、ステップ S2と 同様に交信を行ってレンズ情報を取得すると共に、取得されたレンズ情報にデータ 更新する処理が行われる (ステップ S4)。レンズ交換がなされな 、場合は (ステップ S 3で NO)、ステップ S4はスキップされる。そして、ステップ S2若しくはステップ S4で取 得されたレンズ情報に基づいて、焦点距離、絞り値等の設定が行われる (ステップ S5 )。ここでの設定は最終的なものではなぐ撮影動作を行うに際してのデフォルト値的 な設定であって、プログラム撮影が行われる場合は特に設定動作が行われな 、。
[0154] 続いてメイン制御部 62は、シャッターボタン 307の半押し操作（S1： ON)が行われ た力否かを判定し (ステップ S6)、その半押し操作が行われていない場合には、該半 押し操作が行われるまで待機する (ステップ S6で NO)。そして、シャッターボタン 307 の半押し操作が行われると (ステップ S6で YES)、メイン制御部 62の AFZAE制御 部 621により、被写体の輝度に基づ!/、た AE処理 (シャツタスピード及び絞り値の決定 )、位相差検出方式による AF処理 (合焦位置の決定）が実行される (ステップ S 7)。こ の際、振れ補正制御部 622による振れ補正制御も実行される。そして、シャツターボ タン 307の全押し操作（S2： ON)が行われたか否かを判定し (ステップ S8)、シャツタ 一ボタン 307の全押し操作が行われて!/ヽな 、場合には (ステップ S8で NO)、ステツ プ S7の処理に戻る。
[0155] 一方、シャッターボタン 307の全押し操作が行われると（ステップ S8で YES)、メイン 制御部 62は、 AE処理及び AF処理後の焦点距離、絞り値、合焦距離にデータを更 新し (ステップ S9)、さらに、そのレンズ状態に従ったパラメータを設定し、 AE、 AFを 実行する (ステップ S 10)。し力る後、シャツタ制御部 623 (シャツタ選択部 625)により 、振れ補正ユニット 200にて撮像素子 101を実際に振れ補正駆動する「振れ補正実 行モード時」である力否かに応じて先幕を選択するステージに移行する（図 18参照）
[0156] シャツタ選択部 625は、先ず手振れ補正スィッチ 313が ON状態である力否かを判 定する (ステップ S 11)。手振れ補正スィッチ 313が OFF状態である場合 (ステップ S1 1で NO)、振れ補正実行モード時ではない状態 (以下、「振れ補正非実行」という）と 確定的に判定し (ステップ S 17)、先幕としてメカ-カルフォーカルプレーンシャツタ (メ 力シャツタ）を採用して露光を開始させる (ステップ S18)。一方、手振れ補正スィッチ 313が ON状態である場合 (ステップ S 11で YES)、シャツタ選択部 625は確定的な 選択判定を留保し、続いて三脚が取り付けられているカゝ否かを判定する (ステップ S1 2)。
[0157] 三脚検知センサ 185Sから三脚の取り付け検出信号が出力されている場合 (ステツ プ S12で YES)、シャツタ選択部 625は「振れ補正非実行」と確定的に判定する (ステ ップ S17)。一方、三脚検知センサ 185Sから三脚の取り付け検出信号が出力されて いない場合 (ステップ S 12で NO)、シャツタ選択部 625は確定的な選択判定を留保 し、振れ検出センサ 171が検出する振れ量検出信号が所定値以上である力否かを 判定する (ステップ S 13)。
[0158] 振れ量検出信号が所定値を下回っている場合 (ステップ S13で NO)、シャツタ選択 部 625は「振れ補正非実行」と確定的に判定する (ステップ S17)。一方、振れ量検出 信号が所定値以上である場合 (ステップ S 13で YES)、シャツタ選択部 625は確定的 な選択判定を留保し、設定されたシャツタ速度が所定値よりも高速であるカゝ否かを判 定する (ステップ S 14)。
[0159] シャツタ速度が所定値よりも早い高速 SS時である場合 (ステップ S 14で YES)、シャ ッタ選択部 625は「振れ補正非実行」と判定し (ステップ S17)、先幕としてメカ-カル フォーカルプレーンシャツタ (メカシャツタ）を採用して露光を開始させる（ステップ S 18 )。一方、シャツタ速度が所定値よりも遅い低速 SS時である場合 (ステップ S 14で NO )、シャツタ選択部 625は「振れ補正実行モード時」であると最終的に判定し (ステップ S15)、先幕として電子フォーカルプレーンシャツタを採用して露光を開始させる (ス テツプ S 16)。 [0160] し力る後、後幕としてのメカ-カルフォーカルプレーンシャツタが動作され、撮像素 子 101の露光が終了される (ステップ S19)。そして、タイミング制御回路 51から与え られるタイミングパルスに従って画素信号が順次読み出され、 AFE5に出力されて前 記画素信号がデジタル信号に変換され、画像処理部 61で前記デジタル信号に所定 の画像処理が施された後、メモリカード 67にその画像信号を記録させるという、一連 の画像記録動作が実行される (ステップ S20)。続いて、メイン制御部 62は、次の撮 影指示が与えられているカゝ否かを確認し (ステップ S21)、次の撮影が行われる場合 は（ステップ S21で YES)、ステップ S3〜S20までの処理を繰り返し行わせる。一方、 次の撮影が行われない場合は (ステップ S21で NO)、所定時間経過後に電源をォ ートオフし (ステップ S22)、処理を終了させる。
[0161] 以上、本発明の実施態様につき説明したが、力かる実施形態は本発明の趣旨を逸 脱しない範囲において各種構成の追加、変更を伴うことが可能である。例えば、次の ような変形実施態様を取ることができる。
[0162] (1)上記実施形態では、振れ補正駆動を行う手段として、ョ一方向ァクチユエータ 2 05及びピッチ方向ァクチユエータ 206に示すような超音波駆動が行われるインパクト 型の圧電ァクチユエータ (スムーズインパクト駆動機構と!/、う）を用いて!/、るが、これに 限らず、所謂ムービングコイル型のァクチユエータを用いてもよい。このムービングコ ィルァクチユエータは、例えば或る基板上に撮像素子が装着され、この基板側にム 一ビングコイルが、カメラ本体側に磁石又は磁束発生装置が設けられており、基板及 び撮像素子からなる被駆動部が駆動部 (ここではカメラ本体）に対してフローティング 状態で駆動される構成であってもよい。ただし、このようなムービングコイルァクチユエ ータは、一般的に、常時フローティング状態にあるため、振れ補正駆動しない場合等 にこれが自由に動いてしまわないように、被駆動部と駆動部とを互いに位置固定 (口 ック)する手段が設けられている。この位置固定手段は、例えば被駆動部及び駆動部 間に設けられた、孔 (ボス穴）を有するボス部と、該孔部に嵌合 (挿入)するようにして 係止する係止部（突起部；止め用の金具）とからなる係止機構であってもよい。この係 止機構によって、振れ補正駆動を行わない場合には係止部がボス部に嵌合されて 被駆動部と駆動部とが位置固定され、振れ補正駆動を行う場合にはボス部から係止 部が抜き出されて位置固定が解除される。なお、ムービングコイルァクチユエータを 用いる場合、前記図 18で示すフローチャートにおいて、振れ補正が非実行と判定さ れた後に、すなわちステップ S17及びステップ S18間のステップにおいて、当該位置 固定する動作が行われる。
[0163] (2)上記実施形態における振れ補正ユニット 200の代わりに、例えば図 19に示す ような、撮像素子 701、シャツタユニット 702及びローパスフィルタ 703が被駆動部 71 0として一体化されており、すなわち撮像素子 701とメカ-カルフォーカルプレーンシ ャッタとが一体的に構成されており、駆動部 720 (駆動メカ）が撮像素子 701及びシャ ッタユニット 702 (被駆動部 710)を一体的に振れ補正駆動する構成を備えた振れ補 正ユニット 700、及びこの振れ補正ユニット 700を備えたデジタルカメラ 1 'を採用して もよい。ただし、駆動部 720は、上記インパクト型の圧電ァクチユエータ或いはムービ ングコイル型のァクチユエータを備え、被駆動部 710をョ一方向及びピッチ方向に移 動（振れ補正駆動）可能に構成されたものである。また、シャツタユニット 702はカメラ 本体 730と離間した構造となってる（上記実施形態のようにカメラ本体 730に取り付け られていない）。なお、撮像素子 701、シャツタュニット 702、ローパスフィルタ 703及 びカメラ本体 730は、上記実施形態における撮像素子 101、シャツタユニット 40、口 一パスフィルタ 108及びカメラ本体 10に相当する。
[0164] このような構成では、シャツタユニット 702つまりメカ-カルフォーカルプレーンシャツ タと撮像素子 701とが一体となって駆動部 720により振れ補正駆動されるので、メカ 二カルフオーカルプレーンシャツタの幕体走行振動が直接、駆動部 720に伝達され てしまい、駆動部 720がこの幕体走行振動の影響を敏感に受け易くなる。従って、こ のような振動の影響を受け易い構成の撮像装置であっても、先幕として電子フォー力 ルプレーンシャツタ機能を用いることにより、駆動部 720の誤動作抑止効果が顕著と なり（確実に誤動作を防止でき）、高い振れ補正精度を実現することができる。
[0165] (3)上記実施形態では、ステップ S11〜ステップ S14の 4つの判定要素（手振れ補 正スィッチの ONZOFF、三脚の取り付けの有無、振れ量、シャツタ速度）を順次シャ ッタ選択部 625にて判定させる例を示した力 これらのうちのいずれ力 1つ、或いは 2 つ又は 3つの組み合わせを判定要素としても良い。例えば、手振れ補正スィッチの O NZOFFとシャツタ速度との 2つを判定要素としても良い。
[0166] (4)シャツタ選択部 625により「振れ補正非実行」と判定された場合、手振れ補正ス イッチ 313が ON状態とされていても振れ補正ユニット 200による振れ補正駆動動作 力 SOFF状態とされることが、電力消費を抑制する点で望ましい。但し、例えば高速 S
S時の場合は、振れ補正ユニット 200が動作状態とされて ヽても撮影画像に殆ど影 響が現れな 、ので、必ずしも OFF状態としなくとも良 、。
[0167] (5)上記実施形態では、振れ補正ユニット 200により振れ補正駆動される構造物が 撮像素子 101である場合を例示したが、前記構造物が振れ補正レンズや、レンズ鏡 胴等であっても良い。
[0168] (6)上記実施形態では、本発明の撮像装置の例としてデジタルカメラ 1を例示して 説明したが、 CMOS撮像センサを用いたデジタルビデオカメラ、撮像部を備えたセン シング装置等にも適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] マトリクス状に配列された複数の画素を有する CMOS型の撮像素子を備え、該撮 像素子に対する振れ補正を行う機能を有する撮像装置であって、
前記撮像装置に与えられる振れ量を検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段による振れ量検出信号に基づいて、前記振れ補正を行うべく前 記撮像素子を振れ補正駆動する補正駆動手段と、
前記撮像素子の直前に配置され、前記撮像素子に導かれる光の光路開口動作及 び光路遮断動作を行うメカ-カルフォーカルプレーンシャツタと、
前記撮像素子に露光動作を開始させるベく前記撮像素子の所定の画素ライン単位 で所定のリセット信号を各画素に与えるタイミング信号発生手段と、
前記撮像素子の露光動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、撮影時において、前記タイミング信号発生手段から各画素に与 えられるリセット信号によって前記撮像素子に露光動作を開始させる電子シャツタ制 御を実行することを特徴とする撮像装置。
[2] 前記制御手段は、
前記補正駆動手段による撮像素子の振れ補正駆動が行われる場合に、前記電子 シャツタ帘 U御を実行し、
前記補正駆動手段による撮像素子の振れ補正駆動が行われな!/ヽ場合に、前記メ 力-カルフォーカルプレーンシャツタによる光路開口動作によって前記撮像素子に 露光動作を開始させるメカ-カルシャツタ制御を実行することを特徴とする請求項 1に 記載の撮像装置。
[3] 前記補正駆動手段による撮像素子の振れ補正駆動を実行させる力否かの設定を 行うことが可能な操作手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記操作手段によって前記補正駆動手段による振れ補正駆動 を実行させる設定がなされているときに、前記電子シャツタ制御を実行することを特徴 とする請求項 2に記載の撮像装置。
[4] 前記制御手段は、前記振れ検出手段により検出された振れ量検出信号が所定値 以上であるときに、前記電子シャツタ制御を実行することを特徴とする請求項 2に記載 の撮像装置。
[5] 当該撮像装置に支持脚が取り付けられている力否力を直接的若しくは他のノ メ ータに基づいて間接的に検出する支持脚検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記支持脚検出手段が支持脚の撮像装置への取り付けを検出 して 、るときには、前記メカ-カルシャツタ制御を実行することを特徴とする請求項 2 に記載の撮像装置。
[6] 前記補正駆動手段による撮像素子の振れ補正駆動を実行させる力否かの設定を 行うことが可能な操作手段と、
少なくともシャツタ速度を設定する露光制御手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記操作手段によって前記補正駆動手段による振れ補正駆動 を実行させる設定がなされており、且つ、前記露光制御手段により設定されたシャツ タ速度が所定値よりも低速であるときに、前記電子シャツタ制御を実行することを特徴 とする請求項 2に記載の撮像装置。
[7] 当該撮像装置が備える撮影光学系の 135システム換算の焦点距離を f (mm)とす ると、
前記制御手段は、前記シャツタ速度が lZf (秒)よりも長秒時に設定されて 、る場 合に、前記シャツタ速度が所定値よりも低速であると判定することを特徴とする請求項 6に記載の撮像装置。
[8] 前記撮像素子と前記メカ-カルフォーカルプレーンシャツタとは一体的に構成され ており、
前記補正駆動手段は、該撮像素子とメカ-カルフォーカルプレーンシャツタとを一 体的に振れ補正駆動することを特徴とする請求項 1に記載の撮像装置。
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