(57)【要約】【課題】先幕に電子シャッタ、後幕にメカニカルシャッタを用いて撮像した画像と、先幕および後幕の両方にメカニカルシャッタを用いて撮像した画像と、の露光特性を一致させることができる撮像装置等を提供する。【解決手段】シャッタ校正モードに設定されているときには、ハイブリッドシャッタ（先幕電子シャッタ、後幕メカニカルシャッタ３）により第１画像データを生成するとともに、Ｍシャッタ（先幕および後幕メカニカルシャッタ３）により第２画像データを生成し、ＣＰＵ２１が、第１画像データを第２画像データに一致させるようにハイブリッドシャッタの先幕電子シャッタの特性を校正する撮像装置。【選択図】図１
2010130211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の撮影モードにおいて露光開始を電子的に制御しかつ露光終了を機械的に制御し、第２の撮影モードにおいて露光開始および露光終了を機械的に制御するようになされ、シャッタ校正モードにおいてシャッタ特性の校正を行い得る撮像装置であって、
撮影レンズと、
複数の画素が二次元状に配列されていて、上記撮影レンズにより結像された光学像を光電変換する撮像素子と、
上記撮像素子の露光時間を電子的に制御する電子シャッタと、
上記撮像素子の露光時間を機械的に制御するメカニカルシャッタと、
上記シャッタ校正モードにおいて、露光開始を上記電子シャッタにより制御しかつ露光終了を上記メカニカルシャッタにより制御して第１画像データを生成するとともに、露光開始および露光終了を上記メカニカルシャッタにより制御して第２画像データを生成する露光制御部と、
上記第１画像データが上記第２画像データに一致するように上記第１の撮影モードにおける電子シャッタの特性を校正する電子シャッタ特性校正部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記メカニカルシャッタは、フォーカルプレーンシャッタであり、
上記電子シャッタは、上記フォーカルプレーンシャッタの走行方向に沿って上記撮像素子の画素列の信号電荷を順次リセットすることにより露光を開始させるものであり、
上記電子シャッタ特性校正部は、上記第１画像データと上記第２画像データとの差分データに基づいて、上記画素列の信号電荷をリセットするタイミングを補正することにより、上記第１の撮影モードにおける電子シャッタの特性を校正するものであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
被写体の明るさを測光する測光部と、
上記測光部による測光結果に基づいて露光時間を演算する露光時間演算部と、
上記シャッタ校正モードにおいて、上記露光時間演算部により演算された露光時間が所定時間よりも長いときには所定の警告を行う警告部と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体までの距離を演算する測距部と、
上記シャッタ校正モードにおいて、上記撮影レンズの焦点が合っている被写体位置が上記測距部で測距された被写体位置に対して所定量だけずれるように上記撮影レンズの焦点位置を制御する焦点位置制御部と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
第１の撮影モードにおいて露光開始を電子的に制御しかつ露光終了を機械的に制御し、第２の撮影モードにおいて露光開始および露光終了を機械的に制御するようになされ、シャッタ校正モードにおいてシャッタ特性の校正を行い得る撮像装置のシャッタ特性校正方法であって、
上記シャッタ校正モードにおいて、
露光開始を撮像素子の露光時間を電子的に制御する電子シャッタにより制御し、かつ露光終了を上記撮像素子の露光時間を機械的に制御するメカニカルシャッタにより制御して第１画像データを生成するとともに、露光開始および露光終了を上記メカニカルシャッタにより制御して第２画像データを生成するステップと、
上記第１画像データが上記第２画像データに一致するように上記第１の撮影モードにおける電子シャッタの特性を校正するステップと、
を備えたことを特徴とする撮像装置のシャッタ特性校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子シャッタとメカニカルシャッタとを併用して露光時間を決定し撮像を行い得る撮像装置、撮像装置のシャッタ特性校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子シャッタとメカニカルシャッタとを併用して（先幕と後幕との一方に電子シャッタを使用し、かつ他方にメカニカルシャッタを使用して）露光時間を決定し撮像を行う撮像装置は、従来より提案されている。このような併用シャッタの場合には、メカニカルシャッタの走行特性と電子シャッタの走行特性（動作タイミング）とが一致していることが必要である。なぜならば、一致していないと、メカニカルシャッタの走行方向の上端側と下端側（例えば、画像の上端側と下端側）とで露光時間が異なってしまい、輝度が不均一となってしまうためである。
【０００３】
そこで、例えば特開２００６−１０１４９２号公報には、電子シャッタとメカニカルシャッタとを併用する撮像装置において、メカニカルシャッタの走行特性に電子シャッタの走行特性を合わせる技術が記載されている。該公報に記載の技術においては、電子シャッタとメカニカルシャッタとを併用して第１の画像データを取得し、さらに、電子シャッタのみを用いて第２の画像データを取得する。このとき、第２の画像データは電子シャッタのみで取得したものであるために正確であるのに対して、第１の画像データは電子シャッタとメカニカルシャッタとにずれがある場合には不正確な露光となっていると考えられる。そこで、第１の画像データと第２の画像データとに基づいて、併用シャッタ時のメカニカルシャッタの走行特性に合わせるように、併用シャッタ時の電子シャッタの走行特性を調整する。そしてこのような調整は、例えば電子カメラ等の撮像装置の製造工程において行われる。
【０００４】
しかし、メカニカルシャッタは、機械的に動作するものであるために、動作回数が多くなる（例えば、使用時間が長くなる等により動作回数が多くなる）とシャッタ幕の走行特性が変化してしまうことがあり、撮影枚数が飛躍的に増加しているデジタルカメラでは特にその可能性が高まっている。そこで、製造工程における調整だけでなく、製品が出荷された後にも、ユーザー操作により調整を行ってメカニカルシャッタの走行特性と電子シャッタの走行特性とを一致させ得ることが望ましい。
【０００５】
ところで、例えば一眼レフレックスタイプの電子カメラには、メカニカルシャッタとしてフォーカルプレーンシャッタが多く用いられているが、このフォーカルプレーンシャッタの幕速は例えば１／２００秒〜１／２５０秒程度である。これに対して、近年製品化されている電子カメラに搭載されている撮像素子は、６００万画素以上のものが比較的多いが、こうした多画素の撮像素子から撮像データをライン毎に順次読み出すのに要する時間は上述したフォーカルプレーンシャッタの幕速よりも遅く、最も高速な製品であっても１／６０秒程度である。
【０００６】
一方、上述した電子シャッタとメカニカルシャッタとを併用する場合には、組み合わせとして、
（１）先幕：電子シャッタ、        後幕：メカニカルシャッタ
（２）先幕：メカニカルシャッタ、  後幕：電子シャッタ
の２種類が考えられるが、静止画像を撮像する場合（全画素を読み出すような場合）には、（２）のケースでは、電子シャッタの読み出し速度をメカニカルシャッタの幕速に合わせることが難しいために、現状における実用化は困難である。これに対して、（１）のケースでは、電子シャッタによる先幕は、画素電荷を読み出す必要はなく、単に各画素をライン毎に順次リセットして行けば（いわゆる、ローリングリセットを行えば）足りるために、メカニカルシャッタの幕速に合わせた処理も可能である。
【０００７】
従って現状では、（１）の組み合わせのシャッタ（これを、以下では適宜「ハイブリッドシャッタ」と呼ぶことにする）を用いることが実用化に必要であると考えられるが、このハイブリッドシャッタはまた、一眼レフレックスタイプの電子カメラにも近年搭載されることが多くなってきたライブビューとの組み合わせにおいても有利となっている。すなわち、ライブビュー時にはメカニカルシャッタを開いた状態にする必要があるが、ライブビュー時にメカニカルシャッタのみを用いて静止画像の撮像を行おうとすると、一旦メカニカルシャッタを閉じた後に、露光を開始するためにメカニカルシャッタを開け、その後にさらに露光を終了するためにメカニカルシャッタを閉じ、加えてその後にライブビューを継続するためにメカニカルシャッタを開けるといった動作が必要となる。一方、ハイブリッドシャッタの場合には、ライブビュー時に開けたままのメカニカルシャッタを閉じる必要なく、撮像素子をローリングリセットすれば足りるために、メカニカルシャッタの開閉に要する時間（つまり、メカニカルシャッタのチャージに要する時間等も含む）が不要となり、レリーズタイムラグを短縮し、かつライブビュー時の動画停止時間を短縮することができる利点がある。
【０００８】
そのために、メカニカルシャッタを備え、かつ電子シャッタとメカニカルシャッタとの併用が可能な撮像装置では、例えば光学ファインダのみを観察しながら撮影を行うときには先幕および後幕の両方にメカニカルシャッタ（これを、以下では適宜「Ｍシャッタ」と呼ぶことにする）を用い、ライブビューを観察しながら撮影を行うときにはハイブリッドシャッタを用いることが効果的である。
【特許文献１】特開２００６−１０１４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特開２００６−１０１４９２号公報に記載の技術は、幕速が正確である画像データを取得する際に先幕および後幕の両方に電子シャッタを用いているために、ハイブリッドシャッタのシャッタ特性は、この電子シャッタに合わせて設定されることになる。ところが、上述したように、撮像装置におけるシャッタの運用は、Ｍシャッタの場合と、ハイブリッドシャッタの場合と、の２種類が実用的であると考えられるために、該公報に記載の技術で調整された撮像装置では、Ｍシャッタを用いて撮像した画像（例えば、光学ファインダを観察しながら撮像した画像）と、ハイブリッドシャッタを用いて撮像した画像（例えば、ライブビューを観察しながら撮像した画像）とが、異なる露光状態の画像になってしまう可能性がある。露光特性が撮影の仕方によってこのように異なってしまうのは、撮像装置としては好ましいものとはいえない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、先幕に電子シャッタ、後幕にメカニカルシャッタを用いて撮像した画像と、先幕および後幕の両方にメカニカルシャッタを用いて撮像した画像と、の露光特性を一致させるように、後幕にメカニカルシャッタを用いるときの先幕の電子シャッタの走行特性を調整することができる撮像装置、撮像装置のシャッタ特性校正方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様による撮像装置は、第１の撮影モードにおいて露光開始を電子的に制御しかつ露光終了を機械的に制御し、第２の撮影モードにおいて露光開始および露光終了を機械的に制御するようになされ、シャッタ校正モードにおいてシャッタ特性の校正を行い得る撮像装置であって、撮影レンズと、複数の画素が二次元状に配列されていて、上記撮影レンズにより結像された光学像を光電変換する撮像素子と、上記撮像素子の露光時間を電子的に制御する電子シャッタと、上記撮像素子の露光時間を機械的に制御するメカニカルシャッタと、上記シャッタ校正モードにおいて、露光開始を上記電子シャッタにより制御しかつ露光終了を上記メカニカルシャッタにより制御して第１画像データを生成するとともに、露光開始および露光終了を上記メカニカルシャッタにより制御して第２画像データを生成する露光制御部と、上記第１画像データが上記第２画像データに一致するように上記第１の撮影モードにおける電子シャッタの特性を校正する電子シャッタ特性校正部と、を備えたものである。
【００１２】
また、本発明の他の態様による撮像装置のシャッタ特性校正方法は、第１の撮影モードにおいて露光開始を電子的に制御しかつ露光終了を機械的に制御し、第２の撮影モードにおいて露光開始および露光終了を機械的に制御するようになされ、シャッタ校正モードにおいてシャッタ特性の校正を行い得る撮像装置のシャッタ特性校正方法であって、上記シャッタ校正モードにおいて、露光開始を撮像素子の露光時間を電子的に制御する電子シャッタにより制御し、かつ露光終了を上記撮像素子の露光時間を機械的に制御するメカニカルシャッタにより制御して第１画像データを生成するとともに、露光開始および露光終了を上記メカニカルシャッタにより制御して第２画像データを生成するステップと、上記第１画像データが上記第２画像データに一致するように上記第１の撮影モードにおける電子シャッタの特性を校正するステップと、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の撮像装置、撮像装置のシャッタ特性校正方法によれば、先幕に電子シャッタ、後幕にメカニカルシャッタを用いて撮像した画像と、先幕および後幕の両方にメカニカルシャッタを用いて撮像した画像と、の露光特性を一致させるように、後幕にメカニカルシャッタを用いるときの先幕の電子シャッタの走行特性を調整することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
［実施形態１］
図１から図９は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
この撮像装置は、図１に示すように、レンズ１と、絞り２と、メカニカルシャッタ３（図１中では「シャッタ３」と略記する）と、撮像素子４と、レンズ制御部５と、絞り制御部６と、シャッタ制御部７と、信号処理部８と、ＴＧ回路９と、バス１０と、内蔵メモリ１１と、ＡＥ処理部１２と、ＡＦ処理部１３と、画像処理部１４と、表示駆動部１５と、表示部１６と、不揮発性メモリ１７と、記録媒体１８と、入力部１９と、電源部２０と、ＣＰＵ２１と、を備えている。さらに、この撮像装置は、図示はしないが、光学ファインダを備えているものとする。
【００１７】
レンズ１は、被写体の光学像を撮像素子４に結像するための撮影レンズである。このレンズ１は、撮像装置に固定して設けられたものでも良いが、バヨネットマウント等を介して着脱自在に構成されたものであっても構わない。
【００１８】
絞り２は、レンズ１から撮像素子４へ到達する光束の通過範囲を規定することにより、通過光量を制御するためのものである。
【００１９】
メカニカルシャッタ３は、レンズ１から撮像素子４へ到達する光束の通過時間を規定するものであり、例えばフォーカルプレーンシャッタとして構成されている。
【００２０】
撮像素子４は、結像された光学像を光電変換して画像信号を生成するものであり、例えばＣＭＯＳ型の撮像素子などとして構成されている。この撮像素子４は、主走査方向がメカニカルシャッタ３の幕走行方向と一致するように配設されていて、該主走査方向に沿ってライン単位で画素をリセットすることが可能である。すなわち、この撮像素子４は、画素列の信号電荷を順次リセットするタイミングを制御することにより、電子シャッタにおける露光開始のタイミング（つまり、電子シャッタの先幕走行特性）を制御することができるように構成されている。
【００２１】
レンズ制御部５は、レンズ１の焦点調節制御を行う焦点位置制御部である。
【００２２】
絞り制御部６は、絞り２の絞り値を調整する制御を行うものである。
【００２３】
シャッタ制御部７は、メカニカルシャッタ３の幕走行やシャッタチャージ等の制御を行うものである。
【００２４】
信号処理部８は、撮像素子４から出力された画像信号に、相関二重サンプリングＣＤＳ（Correlated Double Sampling）、信号増幅などの処理を行い、さらにＡ／Ｄ変換を行ってデジタルの画像データとして出力するものである。
【００２５】
ＴＧ回路９は、タイミング信号を生成して、撮像素子４と信号処理部８とに出力するものである。
【００２６】
バス１０は、信号処理部８と、内蔵メモリ１１と、ＡＥ処理部１２と、ＡＦ処理部１３と、画像処理部１４と、表示駆動部１５と、不揮発性メモリ１７と、記録媒体１８と、ＣＰＵ２１とが接続されていて、データや制御信号等を伝達するものである。
【００２７】
内蔵メモリ１１は、信号処理部８から出力された画像データを記憶するものであり、画像処理部１４によって処理された画像データ、記録媒体１８から読み出された画像データなども記憶するようになっている。さらに、この内蔵メモリは、ＣＰＵ２１による作業用のメモリとしても用いられる。
【００２８】
ＡＥ処理部１２は、内蔵メモリ１１に記憶されている画像データ中の所定領域に関するＡＥ評価値を算出して、算出結果をＣＰＵ２１へ出力する測光部である。ＣＰＵ２１は、取得したＡＥ評価値に基づいて、絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度などを決定し（すなわち、ＣＰＵ２１は、露光時間演算部としても機能する）、絞り制御部６、シャッタ制御部７、ＴＧ回路９を制御するようになっている。
【００２９】
ＡＦ処理部１３は、内蔵メモリ１１に記憶されている画像データに基づいてＡＦ評価値を算出し、算出結果をＣＰＵ２１へ出力する測距部である。ＣＰＵ２１は、取得したＡＦ評価値に基づいて、レンズ制御部５を制御するようになっている。
【００３０】
画像処理部１４は、内蔵メモリ１１に記憶されている画像データに対して、ホワイトバランス調整、エッジ処理等を施し、また、処理後の画像データを圧縮する処理や、記録媒体１８から読み出された圧縮画像データを伸張する処理なども行う。さらに、画像処理部１４は、画像データを表示用画像データに変換したり、表示用画像データに文字データを重畳するなどの処理も行う。
【００３１】
表示駆動部１５は、表示用画像データ（例えば、スルー画像や、撮影後の表示用静止画像、メニュー画面の画像など）に基づき表示部１６を駆動して表示を行わせるものである。
【００３２】
表示部１６は、表示駆動部１５により駆動されて、ライブビュー表示を行ったり、撮影後の静止画像を表示したり、メニュー画面を表示したりするものである。
【００３３】
不揮発性メモリ１７は、ＣＰＵ２１により実行される種々のプログラムやパラメータなどを不揮発に記憶するとともに、さらにユーザによる設定データ等も不揮発に記憶するものとなっている。
【００３４】
記録媒体１８は、撮像して得られた画像データを記録するものであり、例えば着脱自在のメモリカード等により構成されている。従って、この記録媒体１８は、撮像装置に固有の構成でなくても構わない。
【００３５】
入力部１９は、撮像装置の電源をオン／オフするための電源スイッチ、動作モードを設定するためのモード設定スイッチ、静止画の撮像を開始するためのレリーズボタン、表示部１６に表示されているメニュー項目を選択したり確定したりするための十字ボタンや確定ボタン等を含んで構成されている。なお、この撮像装置においては、動作モードとして、画像の撮影を行うための撮影モードや、シャッタ特性の校正を行うためのシャッタ校正モードを選択することが可能となっている。また、撮影モードにおいては、ライブビューを観察しながら撮影を行うライブビュー撮影モード（第１の撮影モード）と、光学ファインダを観察しながら撮影を行う光学ファインダ撮影モード（第２の撮影モード）と、を選択することも可能となっている。
【００３６】
電源部２０は、充電式の２次電池（充電式バッテリ）または１次電池（乾電池等）や、電源供給回路等を含んで構成されている。そして、この電源部２０から、この撮像装置内の各回路等へ電力が供給されるようになっている。
【００３７】
ＣＰＵ２１は、不揮発性メモリ１７に記憶されている制御プログラムに基づいて、この撮像装置全体の動作を制御するものである。このＣＰＵ２１は、露光制御部と電子シャッタ特性校正部と露光時間演算部と焦点位置制御部とを兼ねたものとなっている。このＣＰＵ２１は、例えば、光学ファインダ撮影モード（第２の撮影モード）においては先幕および後幕の両方にメカニカルシャッタ３を用いるようにシャッタ制御部７を制御し（このように制御されるシャッタを、上述したように、適宜「Ｍシャッタ」と呼ぶことにする）、ライブビュー撮影モード（第１の撮影モード）においては先幕に電子シャッタを用いるようにＴＧ回路９を制御しかつ後幕にメカニカルシャッタ３を用いるようにシャッタ制御部７を制御する（このように制御されるシャッタを、上述したように、適宜「ハイブリッドシャッタ」と呼ぶことにする）ようになっている。
【００３８】
次に、図２は、ハイブリッドシャッタの先幕電子シャッタをキャリブレーションする処理を示すフローチャートである。この図２に示す処理は、撮像装置のメニュー画面において、ユーザが入力部１９を操作してシャッタ校正モードに設定することにより、実行が開始される。
【００３９】
この処理を開始すると、まずＣＰＵ２１は、レンズ１が電子シャッタのキャリブレーションを実行するのに適した規定範囲内のレンズであるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、レンズ１の焦点距離が、所定下限値以上かつ所定上限値以下であるか否かを確認する。
【００４０】
レンズ１の焦点距離が所定下限値未満であるときには、レンズ１は広角レンズであることになるが、広角レンズは、周辺画像に歪みが発生したり、周辺画像の光量が低下したりする傾向にある。そこで、所定下限値は、このような傾向がキャリブレーションに影響を及ぼさない程度の値として予め設定されたものである。
【００４１】
また、レンズ１の焦点距離が所定上限値よりも大きいときには、レンズ１は望遠レンズであることになるが、望遠レンズは、手振れが大きい傾向にある。このキャリブレーションは、後述するように、Ｍシャッタにより撮像した画像と、ハイブリッドシャッタにより撮像した画像と、を比較して、ハイブリッドシャッタの先幕電子シャッタの走行特性（ローリングリセットの動作タイミング）を調整することにより、ハイブリッドシャッタにより撮像された画像をＭシャッタにより撮像された画像に一致させるように行われる。このために、Ｍシャッタにより撮像する被写体と、ハイブリッドシャッタにより撮像する被写体とは、同一であることが必要であり手振れの影響を無視できることが望ましい。そこで、所定上限値は、このような手振れがキャリブレーションに影響を及ぼさない程度の値として予め設定されたものである。
【００４２】
なお、ここでは、レンズ１の焦点距離についてをチェックしているが、これに加えて、レンズ１の開放絞り値やレンズ１に関するその他の情報についてチェックするようにしても構わない。
【００４３】
こうして、撮像装置のレンズ１が所定の範囲内であると判定された場合には、次に、ＣＰＵ２１は、表示部１６に、ユーザへ向けてのメッセージを表示させる（ステップＳ２）。ここではＣＰＵ２１は、例えば、「太陽を入れないようにしながら昼間の明るい空へカメラを向けてください」などのメッセージを表示させるように制御する。これは、次の理由によるものである。
【００４４】
先幕と後幕との走行速度の違いに基づく画面内の輝度ムラを検出するためには、コリメータ等を用いて撮像素子４の撮像面上に均一な光を照射することが望ましいが、ユーザ操作で実行されるシャッタ校正モードでは、このような装置を用いることはほぼ不可能である。そこで、撮像素子４の撮像面上になるべく均一な光が照射されるように、平坦で明るい被写体が望ましい（平坦であるだけでなく、さらに明るいことが望ましい理由については後述する）。さらに、撮像面上に照射される光をより均一にし、かつ高周波のエッジがなくなるように（キャリブレーション用の画像に高周波のエッジがあると、連続して撮影される２枚の画像に違いが出易いため）、被写体がアウトフォーカスとなるようにレンズ１を駆動することが望ましい。そして、アウトフォーカスにしたときに画面全体でなるべく大きなボケが得られることが望ましい。このためには、画面内に至近側から無限遠側までの広い距離範囲の被写体が幾つか混在しているのは好ましくなく、画面内に無限遠にある被写体のみが存在する（レンズ１を至近側へ駆動すれば大きなボケが得られる）か、または、画面内にレンズ１の直近のみにあるような被写体のみが存在する（レンズ１を無限遠側へ駆動すれば大きなボケが得られる）ことが望ましい。このような条件を満たす被写体の中の、極めて汎用的な代表例、典型例として、ここでは太陽を入れない昼間の空を被写体として選ぶように、ユーザへ向けてメッセージを表示するようにしたものである。
【００４５】
次に、被写体が明るいことが望ましい理由は、シャッタ速度を早く（露光時間を短く）して、手振れを防ぐようにするとともに、さらに測定精度を高めたいためである。つまり、例えば、先幕が走行するのに０．００５秒を要し、後幕が走行するのに０．００５５秒を要したとする。そして、先幕を走行開始してから１／２０００秒（０．０００５秒）後に後幕の走行を開始したとすると、シャッタ走行開始側の撮像素子４の露光時間はほぼ０．０００５秒であるのに対して、シャッタ走行終了側の撮像素子４の露光時間はほぼ０．００１秒となってしまいシャッタ走行開始側の２倍の露光量となる。一方、先幕を走行開始してから１秒後に後幕の走行を開始したとすると、シャッタ走行開始側の撮像素子４の露光時間はほぼ１秒であるのに対して、シャッタ走行終了側の撮像素子４の露光時間はほぼ１．０００５秒となって、露光量の相違はほぼ無視し得る程度になってしまう。すなわち、先幕と後幕とのシャッタ走行速度の相違に起因する露光ムラを高い精度で検出するためには、なるべく早いシャッタ速度でキャリブレーション用の画像データを取得することが望ましいことが分かる。このような理由から、被写体としてなるべく明るい被写体を選択するようにメッセージを表示したものである。
【００４６】
そして、ＣＰＵ２１は、ＡＦ処理部１３により測距を行わせ（ステップＳ３）、測距により得られた被写体距離が無限遠（被写体が空である場合）であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００４７】
ここで、被写体距離が無限遠であると判定された場合には、ＣＰＵ２１は、レンズ制御部５を介してレンズ１を至近位置へ駆動する（ステップＳ５）。これにより、無限遠の被写体は撮像素子４上に大きくぼけた状態で結像される。なお、被写体を上述した例のように「太陽を入れない昼間の空」としない場合などには、被写体の合焦位置から、予め定めておいた所定量だけレンズ１の焦点距離をずらす処理を行うことも考えられる。
【００４８】
続いて、ＣＰＵ２１は、ＡＥ処理部１２により測光を行わせ、測光により得られた測光値に基づき、このシャッタ校正モード用に予め作成されて不揮発性メモリ１７に記憶されているプログラム線図を参照するなどにより、シャッタ速度、絞り値、ＩＳＯ感度などを決定する（ステップＳ６）。ここに、シャッタ校正モード用のプログラム線図は、なるべく高速のシャッタ速度（理由は上述した通りである）、開放から２段程度絞った絞り値（画面周辺の露光量低下を防ぐため）、なるべく低めのＩＳＯ感度（増感によるノイズ増加を防ぐため）、となるように設計されたプログラム線図となっている。
【００４９】
そして、決定された各パラメータが、電子シャッタのキャリブレーションを実行するのに適した規定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００５０】
このステップＳ７において決定された各パラメータの内の少なくとも１つが規定範囲内ではないと判定された場合（例えば、演算された露光時間が所定時間よりも長い場合など）、上述したステップＳ１において使用しているレンズ１が規定の範囲内ではないと判定された場合、ステップＳ４において測距結果が無限遠（被写体が空である場合）でないと判定された場合には、シャッタ校正モードの処理を進めるのに適した条件が整っていないと判断して、その旨のエラーメッセージを警告部として機能する表示部１６に表示するなどの第１エラー処理を行う（ステップＳ８）。この第１エラー処理においては、エラーの原因に応じて、エラーを解消するための好ましい撮影条件を表示部１６に表示すると良い。例えば、レンズ１がズームレンズであって現在の焦点距離が望遠側であるときには、「レンズを標準の焦点距離に戻してください」などのメッセージを表示することが考えられる。
【００５１】
一方、ステップＳ７において各パラメータの全てが規定範囲内であると判定された場合には、Ｍシャッタ、つまり、先幕および後幕の両方にメカニカルシャッタを用いて、撮影を行う（ステップＳ９）。
【００５２】
次に、Ｍシャッタにより得られた画像データのシェーディング量Ｓｍを後述するように算出して、内蔵メモリ１１に格納する（ステップＳ１０）。
【００５３】
続いて、ステップＳ９によりＭシャッタの撮影を行った後のできるだけ短い経過時間（手振れを防ぐため）の後に、ハイブリッドシャッタ、つまり、先幕に電子シャッタ、後幕にメカニカルシャッタを用いて、撮影を行う（ステップＳ１１）。
【００５４】
そして、ハイブリッドシャッタにより得られた画像データのシェーディング量Ｓｅを後述するように算出して、内蔵メモリ１１に格納する（ステップＳ１２）。
【００５５】
さらに、ステップＳ１０において算出したシェーディング量Ｓｍと、ステップＳ１２において算出したシェーディング量Ｓｅと、の差が０になるように、電子シャッタの補正量を計算する（ステップＳ１３）。
【００５６】
そして、計算して得られた補正量が、規定の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００５７】
ここで、補正量が規定の範囲内でないと判定された場合には、シャッタ幕の走行速度が許容範囲よりも大きくずれていて撮影に適さない状態になっていることを示しているために、その旨のエラーメッセージを表示部１６に表示するなどの第２エラー処理を行う（ステップＳ１５）。
【００５８】
一方、ステップＳ１４において補正量が規定範囲内であると判定された場合には、不揮発性メモリ１７に電子シャッタの補正量を格納してから（ステップＳ１６）、このシャッタ校正モードの処理を終了する。
【００５９】
なお、この図２に示す処理では、Ｍシャッタによる撮影を先に行い、ハイブリッドシャッタによる撮影を後に行ったが、この順序はもちろん逆であっても構わない。特にライブビューを行っている場合は、先に記載したＭシャッタによる時間遅れが生じるために、逆の順序の方が経過時間が短くなる利点がある。
【００６０】
次に、上述したステップＳ１０およびステップＳ１２において行われる垂直方向のシェーディング量の算出について、図３および図４を参照して説明する。ここに、図３はキャリブレーション用に取得した画像データにおけるシェーディング量の算出に用いられる部分領域の分布を示す図、図４はハイブリッドシャッタにおける先幕と後幕とに走行速度の相違が生じたときの露光量のずれを示すタイミングチャートである。
【００６１】
まず、図４のタイミングチャートは、縦軸が撮像素子４上の各ライン位置を示し、下側が先幕：閉、後幕：開、上側が先幕：開、後幕：閉、に対応しているものとする。そして、ハイブリッドシャッタは、先幕として電子シャッタＥＳ１、後幕としてメカニカルシャッタＭＳ２を用いており、符号Ｋ１が先幕の走行ラインを、符号Ｋ２およびＫ３が後幕の走行ラインを、それぞれ示している。このとき、先幕の走行速度（走行ラインＫ１の傾き）と後幕の走行速度（走行ラインＫ２の傾き）とが一致している場合には、幕走行方向の一端側の露光時間ＴＡと他端側の露光時間ＴＢとが一致する。なお、走行ラインＫ１の傾きと走行ラインＫ２の傾きとを一致させる調整は、撮像装置の組立工程において行われる。
【００６２】
しかし、ユーザーが撮像装置による撮像を多数回繰り返して行うなどにより、経年変化や磨耗が発生して後幕メカニカルシャッタの幕速が低下した場合には、例えば符号Ｋ３に示すような走行ラインとなって、一端側の露光時間が（ＴＡ＋ＴＣ）となり、他端側の露光時間とは一致しなくなって露光ムラが発生することになる。このような場合に、ユーザレベルではメカニカルシャッタの走行速度を調整することはできないために、電子シャッタの走行速度をメカニカルシャッタの走行速度に合わせて調整することにより、露光ムラを解消するキャリブレーションを行う。
【００６３】
図３に示すように、ステップＳ９またはステップＳ１１において取得された画像データＩＭＧから垂直方向のシェーディング量を算出する際には、画像データＩＭＧの中央部に上端側から下端側へ向けて一列に並ぶ例えば１６個のブロック領域Ｂ１〜Ｂ１６を設定し、各ブロック領域内の平均輝度値をそれぞれ算出する。なお、算出する輝度値は、輝度信号Ｙであるに限るものではなく、撮像素子４が例えば原色ベイヤー配列の撮像素子である場合には、Ｇ信号を輝度値の代用として、Ｇ画素のみの平均レベルを算出するようにしても構わない。
【００６４】
そして、ブロック領域Ｂ１〜Ｂ１６の平均輝度値を順番に並べたものを、垂直方向のシェーディング量とする。すなわち、ステップＳ９において取得した画像データからステップＳ１０において求めた垂直シェーディング量Ｓｍは、より詳しくは、ブロック領域Ｂ１〜Ｂ１６に各対応する１６個の平均輝度値Ｓｍ（１）〜Ｓｍ（１６）により構成される。同様に、ステップＳ１１において取得した画像データからステップＳ１２において求めた垂直シェーディング量Ｓｅは、より詳しくは、ブロック領域Ｂ１〜Ｂ１６に各対応する１６個の平均輝度値Ｓｅ（１）〜Ｓｅ（１６）により構成される。
【００６５】
そして、ｘをブロック領域の番号としたときに、垂直シェーディング量Ｓｅ（ｘ）が垂直シェーディング量Ｓｍ（ｘ）に一致するように（すなわち、ハイブリッドシャッタ時の露光量がＭシャッタ時の露光量に一致するように）、電子シャッタの幕速（電子シャッタは、機械的に移動するシャッタ幕があるわけではないが、便宜上、画素をライン毎にリセットしていく速度を幕速ということにする）を調整する。
【００６６】
具体的には、ブロック領域Ｂｘ内の任意のあるラインを先幕が通過してから後幕が通過するまでの時間（つまり、このラインの露光時間）を、Ｍシャッタ（ステップＳ９）についてＴｍ（ｘ）、ハイブリッドシャッタ（ステップＳ１０）についてＴｅ（ｘ）とおく。そして、ＡＥにより適正露光の画像が得られていて、画面内の被写体の輝度変化が比較的平坦である場合には、画面内の任意の画素について露光時間と画素値が比例すると仮定することができる（すなわち、撮像素子の露光特性がほぼリニアである部分を使用する限り、露光時間と画素値が比例すると仮定することができる）。この場合には、次の数式が成り立つ。  
Ｔｍ（ｘ）／Ｔｅ（ｘ）＝Ｓｍ（ｘ）／Ｓｅ（ｘ）
この数式を変形すると、
Ｔｍ（ｘ）＝｛Ｓｍ（ｘ）／Ｓｅ（ｘ）｝×Ｔｅ（ｘ）
となるために、ハイブリッドシャッタの露光時間Ｔｅ（ｘ）に補正係数Ｓｍ（ｘ）／Ｓｅ（ｘ）を乗算すれば、Ｍシャッタと同一の露光特性が得られることが分かる。
【００６７】
Ｍシャッタとハイブリッドシャッタとの露光時間の差Δｔは、
Δｔ＝Ｔｍ（ｘ）−Ｔｅ（ｘ）
＝［｛Ｓｍ（ｘ）−Ｓｅ（ｘ）｝／Ｓｅ（ｘ）］×Ｔｅ（ｘ）
であるが、ハイブリッドシャッタにおける後幕メカニカルシャッタの走行特性のずれがさほど大きくない場合には、Ｔｅ（ｘ）をステップＳ６のＡＥによって算出されたシャッタ速度（露光時間）ｔに近似することができるために、Ｍシャッタとハイブリッドシャッタとの露光時間の差Δｔは、
Δｔ≒［｛Ｓｍ（ｘ）−Ｓｅ（ｘ）｝／Ｓｅ（ｘ）］×ｔ
となる。従って、ブロック領域Ｂｘを構成するラインと同一の各ラインについて、この露光時間差Δｔだけ電子シャッタにおける画素のリセットタイミングをずらす（補正する）ことにより、Ｍシャッタとほぼ同様の露光特性を得ることができる。
【００６８】
次に、ライブビュー撮影モードにおいては、Ｍシャッタを用いるよりもハイブリッドシャッタを用いた方がレリーズタイムラグを短縮できるなどのメリットがあることについて、図５〜図９を参照して説明する。
【００６９】
図５はライブビュー撮影モード時にＭシャッタを用いて静止画像を撮影する場合の処理を示すフローチャート、図６はライブビューが開始されるときの幕走行の様子を示すタイミングチャート、図７はライブビュー実行時にＭシャッタを用いて静止画像を撮影するときの幕走行の様子を示すタイミングチャートである。
【００７０】
図５に示す処理を開始すると、まず、入力部１９を介してライブビューをオンする操作がなされるのを待機する（ステップＳ２１）。このときには、図６に示すように、先幕メカニカルシャッタＭＳ１が閉じた状態で、かつ後幕メカニカルシャッタＭＳ２が開いた状態となっている。
【００７１】
そして、ライブビューをオンする操作がなされた場合には、閉じた状態になっている先幕メカニカルシャッタＭＳ１を開くことにより、図６にも示すように、メカニカルシャッタ３が開いた状態となる（ステップＳ２２）。そして、ライブビュー動作を実行する（ステップＳ２３）。
【００７２】
このライブビュー動作実行中に、適宜の時間間隔でライブビューをオフする操作が入力部１９を介してなされたか否かをＣＰＵ２１が監視している（ステップＳ２４）。
【００７３】
ここで、ライブビューをオフする操作がなされていない場合には、さらに、入力部１９のレリーズボタンが押されたか否かをＣＰＵ２１がチェックする（ステップＳ２５）。ここで、レリーズボタンが押されていないと判定した場合には、ステップＳ２３へ戻ってライブビュー動作を継続して行う。
【００７４】
また、ステップＳ２５において、レリーズボタンが押されたと判定された場合には、図７に示すように、先幕メカニカルシャッタＭＳ１を一旦閉じる（ステップＳ２６）。
【００７５】
その後に、改めて先幕メカニカルシャッタＭＳ１を開くことにより、露光が開始される（ステップＳ２７）。
【００７６】
そして、所定の露光時間が経過したところで、後幕メカニカルシャッタＭＳ２を閉じることにより、露光が終了する（ステップＳ２８）。この露光終了後であってかつ撮像素子４からの読出終了後は、図示はしないが後幕メカニカルシャッタＭＳ２を開く位置までチャージすることにより、メカニカルシャッタが開いた状態となって、Ｓ２３へ戻ってライブビュー動作を継続して行う。
【００７７】
また、ステップＳ２４において、ライブビューをオフする操作がなされたと判定された場合には、撮像素子４による動画像の取り込みを終了すると共に先幕メカニカルシャッタＭＳ１を閉じる位置までチャージして、ライブビューオフを行い（ステップＳ２９）、この処理を終了する。
【００７８】
続いて、図８はライブビュー撮影モード時にハイブリッドシャッタを用いて静止画像を撮影する場合の処理を示すフローチャート、図９はライブビュー実行時にハイブリッドシャッタを用いて静止画像を撮影するときの幕走行の様子を示すタイミングチャートである。
【００７９】
まず、処理を開始してからのステップＳ２１〜Ｓ２５の処理は、図５および図６と同様である。
【００８０】
次に、ステップＳ２５においてレリーズボタンが押されたと判定された場合には、図９にも示すように、先幕メカニカルシャッタＭＳ１の閉じ動作および開き動作を行うことなく、先幕電子シャッタＥＳ１を走行させる（つまり、ライン毎の画素リセットを、先幕メカニカルシャッタＭＳ１の走行方向と同一方向に順次行う（いわゆる、ローリングリセット））（ステップＳ３１）。
【００８１】
そして、所定の露光時間が経過したところで、上述したステップＳ２８と同様に、後幕メカニカルシャッタＭＳ２を閉じることにより、露光が終了する。この露光終了後の処理は、図５に示した処理と同様である。
【００８２】
このように、ライブビュー撮影モードにおいて静止画像を撮影する場合には、ハイブリッドシャッタを用いると、Ｍシャッタを用いる場合に必要であった静止画露光前の先幕メカニカルシャッタＭＳ１の閉じ動作および開き動作が不要となるために、レリーズボタンが押されてから静止画露光が開始されるまでのレリーズタイムラグを大幅に短縮することができるメリットがある。そして、ライブビュー時の動画停止時間も短縮することができる。
【００８３】
なお、メカニカルシャッタ３の動作回数を撮像装置の不揮発性メモリ１７に保持しておき、保持している動作回数が、メカニカルシャッタ３の幕走行特性が変化してしまう可能性のある規定数を超えた場合に、ユーザーに電子シャッタのキャリブレーションを促すような表示（例えば、「シャッタ校正モードの実行をお勧めします」などの表示）を、表示部１６などに行うようにしても良い。
【００８４】
このような実施形態１によれば、ハイブリッドシャッタにおける先幕電子シャッタの幕速、つまり画素のローリングリセットの速度を調整することにより、メーカへ調整に出すことなくユーザレベルにおいても、経年変化等によるメカニカルシャッタの走行特性の変化を補正することが可能となる。
【００８５】
そして、このキャリブレーションを、ハイブリッドシャッタを用いて撮像した画像と、Ｍシャッタを用いて撮像した画像と、の露光特性を一致させるように行うことができるために、ライブビュー撮影モードにより撮影される画像と光学ファインダ撮影モードにより撮影される画像との露光特性を同一に保つことが可能となる。
【００８６】
なお、上述では主として撮像装置について説明したが、同様の処理を行う撮像装置のシャッタ特性校正方法、撮像装置のシャッタ特性校正プログラム、撮像装置のシャッタ特性校正プログラムを記録する記録媒体、などであっても構わない。
【００８７】
また、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態１における撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１において、ハイブリッドシャッタの先幕電子シャッタをキャリブレーションする処理を示すフローチャート。
【図３】上記実施形態１において、キャリブレーション用に取得した画像データにおけるシェーディング量の算出に用いられる部分領域の分布を示す図。
【図４】上記実施形態１において、ハイブリッドシャッタにおける先幕と後幕とに走行速度の相違が生じたときの露光量のずれを示すタイミングチャート。
【図５】上記実施形態１において、ライブビュー撮影モード時にＭシャッタを用いて静止画像を撮影する場合の処理を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態１において、ライブビューが開始されるときの幕走行の様子を示すタイミングチャート。
【図７】上記実施形態１において、ライブビュー実行時にＭシャッタを用いて静止画像を撮影するときの幕走行の様子を示すタイミングチャート。
【図８】上記実施形態１において、ライブビュー撮影モード時にハイブリッドシャッタを用いて静止画像を撮影する場合の処理を示すフローチャート。
【図９】上記実施形態１において、ライブビュー実行時にハイブリッドシャッタを用いて静止画像を撮影するときの幕走行の様子を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００８９】
１…レンズ（撮影レンズ）
２…絞り
３…メカニカルシャッタ
４…撮像素子（電子シャッタ）
５…レンズ制御部（焦点位置制御部）
６…絞り制御部
７…シャッタ制御部
８…信号処理部
９…ＴＧ回路
１０…バス
１１…内蔵メモリ
１２…ＡＥ処理部（測光部）
１３…ＡＦ処理部（測距部）
１４…画像処理部
１５…表示駆動部
１６…表示部（警告部）
１７…不揮発性メモリ
１８…記録媒体
１９…入力部
２０…電源部
２１…ＣＰＵ（露光制御部、電子シャッタ特性校正部、露光時間演算部、焦点位置制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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