(57)【要約】【課題】移動する被写体を電子ローリングシャッタにより撮像する際に画像部分に生じる歪を、低コストに目立たなくすることができる撮像素子等を提供する。【解決手段】ローリングシャッタによる露光制御に従って画像信号を出力する撮像素子６であって、長辺と短辺とを有する矩形領域内に、複数の光電変換素子２２が長辺方向および短辺方向に沿ってマトリクス状に配列されている光電変換部２１と、長辺方向を主走査方向とし短辺方向を副走査方向として、光電変換部２１から信号を読み出すタイミングジェネレータ２３、垂直走査回路２４、および水平走査回路２５と、光電変換部２１の主走査方向の各配列の終端に接続して配置されていて、光電変換部２１から読み出された信号に信号処理を行うアンプ２６、ＣＤＳ２７、ＡＤＣ２８と、を備えた撮像素子６。【選択図】図２
2010068241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローリングシャッタによる露光制御に従って画像信号を出力する撮像素子であって、
長辺と短辺とを有する矩形領域内に、複数の光電変換素子が該長辺方向および該短辺方向に沿ってマトリクス状に配列されている光電変換部と、
上記長辺方向を主走査方向とし上記短辺方向を副走査方向として、上記光電変換部から信号を読み出す走査回路と、
上記光電変換部の主走査方向の各配列の終端に接続して配置されていて、該光電変換部から読み出された信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と、
を具備したことを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
上記信号処理回路は、
上記光電変換素子から読み出された信号を増幅する増幅回路と、
該増幅回路の出力に接続されたＣＤＳ回路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
上記信号処理回路は、さらに、該ＣＤＳ回路の出力に接続されたＡ／Ｄ変換回路を有することを特徴とする請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
上記請求項１に記載の撮像素子を具備する撮像装置であって、
上記主走査方向が上記撮像装置の通常の撮影姿勢における水平方向と平行となり、かつ上記副走査方向が該撮像装置の通常の撮影姿勢における垂直方向と平行となるように、上記撮像素子が配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
上記請求項１に記載の撮像素子と、
上記撮像素子による撮像の対象となる被写体を、長辺と短辺とで構成される矩形状の領域において観察するための表示部と、
を具備する撮像装置であって、
上記主走査方向が上記矩形状の領域の長辺方向と平行となり、かつ上記副走査方向が該矩形状の領域の短辺方向と平行となるように、上記撮像素子が配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
当該撮像装置は、単画像撮影モードと、連写撮影モードと、に設定可能に構成されていて、
上記撮像素子に被写体光が到達する時間を制御するためのメカニカルシャッタと、
上記単画像撮影モードに設定されているときには上記メカニカルシャッタを用いて撮像を行い、上記連写撮影モードに設定されているときには該メカニカルシャッタを用いることなく上記撮像素子のローリングシャッタにより撮像を行うように制御する制御部と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の撮像素子と、
上記撮像素子からフレーム単位で順次読み出される動画像データを少なくとも１フレーム分記憶する記憶部と、
上記記憶部に記憶されているフレーム画像データを、上記撮像素子の短辺方向を主走査方向とし該撮像素子の長辺方向を副走査方向とする順序で読み出すように制御する読出制御部と、
上記記憶部から読み出されたフレーム画像データに基づいて動画像を表示する動画像表示部と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローリングシャッタによる露光制御に従って画像信号を出力する撮像素子、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ付き携帯電話、電子カメラ、電子ビデオカメラ等の撮像装置に搭載されることが多くなってきたＣＭＯＳタイプの撮像素子は、いわゆる電子ローリングシャッタ（以下、単に「ローリングシャッタ」という）により画像を読み出すものとなっている。
【０００３】
このローリングシャッタは、ライン毎（あるいは画素毎）に読み出し時刻、すなわち露光終了時刻が異なるために、移動する被写体が存在すると、１フレーム内における被写体の画像部分が歪んでしまうことが知られている。
【０００４】
この点について、図面を参照しながら説明する。まず、図３７は、従来のＣＭＯＳタイプの撮像素子の構成を示す図である。
【０００５】
撮像素子１０６は、長辺と短辺とを有する矩形領域内に複数の光電変換素子１２２が長辺方向および短辺方向に沿ってマトリクス状に配列されている光電変換部１２１を備えている。この図３７においては、光電変換部１２１が、光電変換素子１２２を縦（垂直）６×横（水平）８に配列した構成、すなわち６×８画素配列である場合を図示している。
【０００６】
また、撮像素子１０６は、光電変換部１２１の何れかの水平ラインを選択するための垂直走査回路１２４と、光電変換部１２１の何れかの垂直ラインを選択するための水平走査回路１２５と、を備えている。
【０００７】
さらに、撮像素子１０６は、各垂直ラインの終端に接続して、アンプ１２６、ＣＤＳ（相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路）１２７、ＡＤＣ（アナログ／デジタルコンバータ）１２８を備え、さらに各ＡＤＣ１２８に接続してＬＶＤＳ（低電圧差動信号（Low Voltage Differential Signaling）回路）１２９を備えている。
【０００８】
加えて、撮像素子１０６は、垂直走査回路１２４、水平走査回路１２５、およびＬＶＤＳ１２９へ同期信号を出力するタイミングジェネレータ１２３を備えている。
【０００９】
すなわち、図３７に示すような従来の撮像素子１０６は、短辺方向（垂直方向）を主走査方向とし、長辺方向（水平方向）を副走査方向として、光電変換部１２１から信号を読み出すものとなっている。このような構成は、走査線（電子ビーム）を用いてブラウン管に描画を行う従来のテレビジョン方式との高い整合性を備えているために、従来からビデオカメラ用の撮像素子に採用され、現在においても引き続き主流となっている。
【００１０】
図３８は、上述したような従来の撮像素子１０６により被写体を撮像するときの様子を示す図である。
【００１１】
撮像素子１０６の光電変換部１２１上には、レンズ１０３により被写体ＯＢＪの光学像ＩＯＢＪが結像されるようになっている。結像された光学像ＩＯＢＪにより光電変換部１２１の各光電変換素子１２２において生成された電荷は、長辺方向である副走査方向Ｓへ副走査され、短辺方向である主走査方向へ読み出される。そして、副走査は、例えば、図３８の上側の水平ラインから下側の水平ラインへ向かって順に行われる。
【００１２】
図３９は、上述したような従来の撮像素子１０６により水平方向に移動する被写体を撮像したときに得られる１フレーム分の画像データ１４１の様子を示す図である。
【００１３】
まず、同一の被写体が移動していないときに撮像される１フレーム分の画像データは、本発明の実施形態に係る図９に示すようなものであったとする。一方、この被写体の光学像が、図３９に示す画像データ１４１における右方向から左方向へ水平に移動したものとする。副走査が図３９の上側の水平ラインから下側の水平ラインへ向かって順に行われた場合には、上側の水平ラインを露光したときの被写体の光学像の位置よりも、下側の水平ラインを露光したときの被写体の光学像の位置は左側に移動していることになる。従って、図３９に示すような被写体像１４２、すなわち、被写体における垂直の線が右上から左下へ向かう斜めの線として描画される画像データ１４１が得られることになる。
【００１４】
このような歪みは、撮像素子から１画面分の画像データを読み出すのに要する時間を短くすればするほど（つまり、読み出し速度を速くすればするほど）目立たなくなるために、読み出し速度の高速化を図ることは、歪みを軽減するための方法の１つである。しかしながら、現在の最速のフレームレートは６００万画素の撮像素子において３０ｆｐｓ〜６０ｆｐｓ程度であり、より高画素の撮像素子においてより高速なフレームレートを達成するのは技術的に容易ではない。そして、発生する歪みの程度は、被写体の移動速度、撮像装置から被写体までの距離、レンズの焦点距離、シャッタ速度などによって異なるために、現在のフレームレートでは目に見える歪みが発生するものと考えなければならない。
【００１５】
実際に撮影して得られた画像において歪みが発生している様子を、該画像の概要を線図化して得られた図４０および図４１を参照して説明する。図４０および図４１は、５０ｍｍ（３５ｍｍフィルム換算での値）のレンズを介して、６０ｆｐｓのフレームレートの従来の撮像素子により、５０ｋｍ／ｈ〜８０ｋｍ／ｈ程度の速度で近接して来る列車を約２ｍの撮影距離で流し撮りしながら、シャッタ速度１／４０００ｓｅｃで横位置撮影および縦位置撮影を行って得られた画像の様子を示している。
【００１６】
まず、図４０は、上述したような従来の撮像素子１０６により画面右方向から左方向へ移動する列車を撮影して得られた画像データの例を示す図である。
【００１７】
垂直の線がどの程度斜めに傾いて撮像されるかは、全画面の読み出しを行う時間（例えば、約１フレームレートの時間）に、垂直の線の光学像が撮像素子１０６上をどの程度水平方向に移動したかに依存している。ここに、被写体である列車は、画像の右手から左手へ向かって進行している。従って、列車の進行方向に対する左側の窓は、列車の進行方向に対する右側の窓よりも手前（撮像装置に近い位置）にある。このような撮像装置から被写体までの距離の違いに起因して、列車の進行方向に対する左側の窓は比較的斜めに傾いているのに対して、列車の進行方向に対する右側の窓はそれほど傾いていないということになる。さらに、列車の進行方向に対する左側の窓だけを見比べても、画像上の左側の窓の方が撮像装置に近い位置にあるために、画像上の右側の窓よりも大きく傾いている。このように、現在の最高のフレームレートの撮像素子を用いても、撮影して得られた画像中の被写体像には視覚的に目立つ歪みが生じてしまうことが分かる。
【００１８】
次に、図４１は、上述したような従来の撮像素子１０６を縦位置にして、画面右方向から左方向へ移動する列車を撮影して得られた画像データの例を示す図である。
【００１９】
このときには主走査の方向と列車の進行方向とが一致していて、垂直の線は副走査の方向と一致している。従って、垂直の線が十分に細ければ、１ラインの副走査により読み出されることになり、斜めに傾くことはない。ただし、撮像装置に近い位置にある列車の部分ほど、より列車の進行方向へ延びている。すなわち、画像の歪みは図４１に示す縦位置であっても、図４０に示した横位置であっても同様に発生しているが、縦位置の場合には斜めに傾くことがないために歪みが目立ち難くなっている。
【００２０】
しかしながら、移動する被写体（特に高速に移動する被写体）を撮像するときには、被写体の移動方向が画面の長手方向になるように撮像装置を構えて撮影（例えば、流し撮り）を行うことが多い。なぜならば、被写体の移動方向が画面の短手方向になるように撮像装置を構えて撮影を行うと、画面内に被写体を捉えるチャンスが少なくなるからである。従って、従来の撮像素子では、横位置で撮影すると歪みが生じ、縦位置で撮影するとシャッタチャンスを逃すことがあるという点を解消することはできていない。また、人間の目は顔面における水平方向の左右位置にあるために、縦長の画面よりも横長の画面を観察する方が自然であり、撮像装置内に撮像素子を縦長に配設することは自然な配置に反する。特に、撮像装置がデジタルカメラである場合には、撮像素子の形状（縦横比）に直感的に合致するように、筐体が横長となる姿勢で把持されるように構成されていることが多い。従って、こうした横長の筐体内に、撮像素子だけを縦長に配設することも、直感的に自然な配置とは言い難い。
【００２１】
一眼レフレックスタイプのカメラにおいては、高速な幕速のメカニカルシャッタを用いてこのような歪があまり生じないようにしている。すなわち、メカニカルシャッタの幕速は、概略シンクロ速度程度であり、撮像素子のフレームレートに換算すると、一般的に１２５ｆｐｓ〜３００ｆｐｓ程度に相当する（例えば、５ｍｓｅｃでシャッタ開口を横切るものであれば、２００ｆｐｓに相当する速さになる。）。そのために、デジタル一眼レフレックスカメラに搭載されているようなメカニカルシャッタを用いる方が、動歪みを軽減するという観点からは有利である。
【００２２】
しかしながら、高速な幕速を得るためには、シャッタばねとしてばね定数が大きいばねを用いる必要がある。そして、このときには、ばねをチャージするのに、例えば強力なモータが必要となったり、高負荷に対応するための大きな構造物が必要となったりするために、カメラが大型化してしまう。さらに、ばねをチャージするのに時間を要すると共に、連写時には大きな電力（例えば、１０ｆｐｓの連写を達成する場合には、３５Ｗ以上の電力）を要して電池を消耗してしまうことになる。このように、メカニカルシャッタを用いた連写では、１秒当たり数ｆｐｓ〜十数ｆｐｓ程度のフレームレートが上限であり、それ以上の高速連写を達成することは困難である。従って、複数枚の静止画を高速に連写しようとする場合にも、動画像を撮影しようとする場合と同様に、メカニカルシャッタを開けたままの状態にして、撮像素子のローリングシャッタを用いて行うようにすることが望ましい。また、撮像素子のローリングシャッタであれば、コンパクトタイプのカメラやカメラ付き携帯電話などに適用することも可能になるという利点がある。
【００２３】
そこで、例えば、特開２００６−５４７８８号公報には、ＣＭＯＳタイプの撮像素子を搭載した撮像装置において、被写体の動きベクトルを検出して、検出された動きベクトルの方向に応じて主走査方向（および副走査方向）を変更することにより、上述したようなローリングシャッタに特有の動歪み現象を回避するものとなっている。
【００２４】
この特開２００６−５４７８８号公報に記載されたような撮像素子の構成について、図４２を参照して説明する。図４２は水平方向と垂直方向との何れを主走査方向とするかを切り換え可能に構成された撮像素子１０６Ａの構成を示す図である。
【００２５】
この撮像素子１０６Ａは、複数の光電変換素子１２２が矩形領域内に配列された光電変換部１２１と、光電変換部１２１の何れかの水平ラインを選択するための垂直走査回路１２４と、光電変換部１２１の何れかの垂直ラインを選択するための水平走査回路１２５と、垂直走査回路１２４および水平走査回路１２５へ同期信号を出力するタイミングジェネレータ１２３と、を備えている。
【００２６】
さらに、撮像素子１０６Ａは、各垂直ラインの終端に接続する垂直主走査時出力部１３１と、各水平ラインの終端に接続する水平主走査時出力部１３２と、を備えている。
【００２７】
そして、被写体が垂直方向に移動していることが検出された場合には垂直方向が主走査方向になるように駆動が行われ、垂直主走査時時出力部１３１を介して信号の読み出しが行われる。また、被写体が水平方向に移動していることが検出された場合には水平方向が主走査方向になるように駆動が行われ、水平主走査時時出力部１３２を介して信号の読み出しが行われる。
【００２８】
また、撮像素子１０６Ａの出力に接続するように、撮像素子１０６Ａの外部に、アンプ１２６Ａ、ＣＤＳ１２７Ａ、ＡＤＣ１２８Ａが設けられており、信号の読み出しが垂直主走査時時出力部１３１と水平主走査時時出力部１３２との何れを介して行われた場合であっても、これらを介して信号処理が行われる。
【００２９】
ところで、現在のＣＭＯＳタイプの撮像素子は、撮像素子内において、Ｓ／Ｎ比を上げるために、主走査方向である各列（各垂直ライン）の終端に接続するようにアナログのアンプ（カラムアンプ）を設け、さらに、高速化を図るために各列毎にカラムアンプの後段に接続するようにカラムＡＤＣを設けることが一般的である（図３７に示した構成を参照）。
【特許文献１】特開２００６−５４７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
しかしながら、上記特開２００６−５４７８８号公報に記載されたような構成は、このようなノイズを減らすためのアンプやＡＤＣの配置が考慮されていないために、そのままではノイズが大きいと考えられる。そこで、該公報に記載されたような構成の撮像素子内に、さらに、各垂直ラインの終端に接続するようにアンプ、ＣＤＳ、およびＡＤＣを配設し、かつ、各水平ラインの終端に接続するようにアンプ、ＣＤＳ、およびＡＤＣを配設することが考えられる。ただし、このような構成を採用すると、撮像素子の構成が複雑になり、また、撮像素子のサイズも大きくなって、コスト高を招くことになってしまう。
【００３１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ローリングシャッタを用いて撮像を行うことに起因して、移動する被写体の画像部分に生じる歪を、低コストに目立たなくすることができる撮像素子、撮像装置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】
【００３２】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による撮像素子は、ローリングシャッタによる露光制御に従って画像信号を出力する撮像素子であって、長辺と短辺とを有する矩形領域内に、複数の光電変換素子が該長辺方向および該短辺方向に沿ってマトリクス状に配列されている光電変換部と、上記長辺方向を主走査方向とし上記短辺方向を副走査方向として、上記光電変換部から信号を読み出す走査回路と、上記光電変換部の主走査方向の各配列の終端に接続して配置されていて、該光電変換部から読み出された信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と、を具備したものである。
【００３３】
また、本発明の第２の態様による撮像装置は、上記第１の態様による撮像素子を具備する撮像装置であって、上記主走査方向が上記撮像装置の通常の撮影姿勢における水平方向と平行となり、かつ上記副走査方向が該撮像装置の通常の撮影姿勢における垂直方向と平行となるように、上記撮像素子が配置されている。
【００３４】
さらに、本発明の第３の態様による撮像装置は、上記第１の態様による撮像素子と、上記撮像素子による撮像の対象となる被写体を、長辺と短辺とで構成される矩形状の領域において観察するための表示部と、を具備する撮像装置であって、上記主走査方向が上記矩形状の領域の長辺方向と平行となり、かつ上記副走査方向が該矩形状の領域の短辺方向と平行となるように、上記撮像素子が配置されている。
【００３５】
本発明の第４の態様による撮像装置は、上記第１の態様による撮像素子と、上記撮像素子からフレーム単位で順次読み出される動画像データを少なくとも１フレーム分記憶する記憶部と、上記記憶部に記憶されているフレーム画像データを、上記撮像素子の短辺方向を主走査方向とし該撮像素子の長辺方向を副走査方向とする順序で読み出すように制御する読出制御部と、上記記憶部から読み出されたフレーム画像データに基づいて動画像を表示する動画像表示部と、を具備したものである。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の撮像素子、撮像装置によれば、ローリングシャッタを用いて撮像を行うことに起因して移動する被写体の画像部分に生じる歪を、低コストに目立たなく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】
【００３７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３８】
［実施形態１］
図１から図３６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。
【００３９】
この撮像装置１は、レンズ３や絞り４を備えるレンズ鏡筒２と、シャッタ５と、撮像素子６と、記憶部たるメモリ７と、画像処理部８と、メモリカード９と、表示部１０と、画像分析部１１ａを備える制御部１１と、操作部１２と、バッテリ１３と、を備えている。
【００４０】
レンズ鏡筒２は、例えば、バヨネットマウント等を介して交換可能に構成されたものとなっている。従って、他の焦点距離のレンズ３を備えたレンズ鏡筒２に交換することが可能である。ただし、レンズ鏡筒２が撮像装置１に固定のタイプのものであってももちろん構わない。
【００４１】
レンズ３は、被写体の光学像を撮像素子６の光電変換部２１（図２参照）へ結像するためのものである。このレンズ３は、焦点調節を行うためのフォーカスレンズを含んで構成されている。
【００４２】
絞り４は、レンズ３から撮像素子６へ向かう被写体光束の通過範囲を規定することにより、撮像素子６上に結像される被写体像の明るさを調節するためのものある。
【００４３】
シャッタ５は、レンズ３からの被写体光束が撮像素子６を照射する時間を制御するためのものある。このシャッタ５は、例えば、フォーカルプレーンシャッタ等のメカニカルシャッタとして構成されている。そして、本実施形態においては、シャッタ５は、単画像撮影モードにおいて静止画像を撮像するときに用いられる。一方、連写撮影モードにおいて静止画像を撮像するとき、および動画撮影モードにおいて動画像を撮像するときには、シャッタ５は開いた状態を維持し、ローリングシャッタを用いて各静止画像または各フレーム画像が撮像がされるようになっている。
【００４４】
撮像素子６は、例えばＣＭＯＳセンサ等の、ローリングシャッタによる露光制御に従って画像信号を出力する撮像素子として構成されたものである。ここに、ローリングシャッタとは、光電変換部２１（図２参照）に配列されている複数の光電変換素子２２（図２参照）の信号を読み出す際に、画素毎に時系列的に、あるいはライン単位で時系列的に、読み出すものをいう。従って、各光電変換素子２２がリセットされるタイミングは、全画素が同時であっても構わないし、画素毎に時系列的、あるいはライン単位で時系列的であっても構わない。すなわち、ローリングシャッタという名称は、各光電変換素子２２がリセットされるタイミングに拘束されるものではない。
【００４５】
メモリ７は、撮像素子６から出力される動画像を少なくとも１フレーム分記憶するフレームメモリとして構成されたものである。後述するような撮像素子６の構造に起因して、このメモリ７にフレーム画像が書き込まれる順序と、このメモリ７からフレーム画像が読み出される順序とは異なるように制御される。
【００４６】
画像処理部８は、撮像素子６から出力される静止画像およびメモリ７を介して出力される動画像に各種の画像処理を施すものである。また、画像処理部８は、メモリカード９から読み出した画像の処理も行うようになっている。
【００４７】
メモリカード９は、画像処理部８により記録用に処理された静止画像または動画像を記録する記録媒体である。このメモリカード９は、撮像装置１に着脱可能に構成されているために、撮像装置１に固有の構成でなくても構わない。
【００４８】
表示部１０は、画像処理部８により表示用に処理された静止画像または動画像を表示するものである。すなわち、表示部１０は、動画像表示部を兼ねたものとなっている。
【００４９】
制御部１１は、レンズ鏡筒２、シャッタ５、撮像素子６、メモリ７、画像処理部８を含むこの撮像装置１の内部を統括的に制御するものであり、操作部１２からの入力信号も受信するようになっている。すなわち、制御部１１は、レンズ駆動部として機能し、レンズ３のフォーカスレンズを制御して合焦を行わせる。また、制御部１１は、絞り制御部として機能し、露出値に基づいて絞り４を制御する。さらに、制御部１１は、シャッタ駆動部として機能し、この撮像装置１が、単画像撮影モード、連写撮影モード、動画撮影モードの何れに設定されているかに応じて、シャッタ５を制御する。さらに、制御部１１は、撮像素子駆動部として機能し、ローリングシャッタによる露光制御を行って、撮像素子６から画像信号を出力させる。そして、制御部１１は、読出制御部として機能し、書き込み順（図１の矢印Ｗ参照）と読み出し順（図１の矢印Ｒ参照）とが異なるように、メモリ７を制御する。加えて、制御部１１は、画像処理部８による画像処理の制御を行う。また、制御部１１に含まれる画像分析部１１ａは、画像処理部８を制御しながら、後述するように画像の分析を行い、シャッタ５の動作状態に関する情報を取得する。すなわち、制御部１１は、走行特性試験部としても機能するようになっている。
【００５０】
操作部１２は、この撮像装置１に対する各種の操作入力を行うためのものである。この操作部１２は、撮像装置１の電源をオン／オフするための電源スイッチ、画像の撮影指示を入力するためのレリーズスイッチ３５（図４参照）、撮像装置１の動作モードを単画像撮影モード、連写撮影モード、動画撮影モード等に設定するためのモード設定スイッチ、などを含んでいる。ここに、レリーズスイッチ３５は、例えば、単画像撮影モードにおける１回の押下による静止画像の撮影、連写撮影モードにおける押下状態下での複数の静止画像の連続撮影、動画撮影モードにおける１回目の押下による動画像の撮影開始および２回目の押下による動画像の撮影終了などに用いられる。
【００５１】
バッテリ１３は、この撮像装置１の電力供給源である。
【００５２】
次に、図２は撮像素子６の一構成例を示す図である。なお、この図２においては、簡略化のために、光電変換部２１が光電変換素子２２を縦（垂直）６×横（水平）８に配列した構成、すなわち６×８画素配列である場合を図示している。
【００５３】
この撮像素子６は、複数の光電変換素子２２を含む光電変換部２１と、タイミングジェネレータ２３と、垂直走査回路２４と、水平走査回路２５と、アンプ２６と、ＣＤＳ（相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路）２７と、ＡＤＣ（アナログ／デジタルコンバータ）２８と、ＬＶＤＳ（低電圧差動信号（Low Voltage Differential Signaling）回路）２９と、を備えている。
【００５４】
光電変換部２１は、長辺と短辺とを有する矩形領域内に、複数の光電変換素子２２が長辺方向および短辺方向に沿ってマトリクス状に配列されたものである。
【００５５】
また、垂直走査回路２４は、光電変換部２１の何れかの水平ラインを選択するためのものである。
【００５６】
さらに、水平走査回路２５は、光電変換部２１の何れかの垂直ラインを選択するためのものである。
【００５７】
アンプ２６、ＣＤＳ２７、ＡＤＣ２８は、各水平ラインの終端に接続してそれぞれ設けられた信号処理回路である。ここに、アンプ２６は、光電変換素子２２から出力されたアナログ信号を増幅する増幅回路である。ＣＤＳ２７は、光電変換素子２２から出力されたアナログ信号からリセットノイズ等を除去するための回路である。ＡＤＣ２８は、ＣＤＳ２７により処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路である。
【００５８】
ＬＶＤＳ２９は、各水平ライン毎に設けられたＡＤＣ２８に接続して設けられた信号処理回路である。
【００５９】
タイミングジェネレータ２３は、走査回路を構成し、垂直走査回路２４、水平走査回路２５へ同期信号を出力するものである。
【００６０】
このように、本実施形態の図２に示すような撮像素子６は、長辺方向（水平方向）を主走査方向とし、短辺方向（垂直方向）を副走査方向として、光電変換部２１から信号を読み出すものとなっている。なお、この読み出しは、タイミングジェネレータ２３、垂直走査回路２４、水平走査回路２５の制御により行われる。これにより、垂直ライン上に配列された光電変換素子２２は、同一時刻に読み出しが行われることになるために、被写体における垂直の線を撮像しても斜めの線の画像となることはない。そして、撮像素子６は、読み出した信号を内部で増幅してノイズを除去してから出力しているために、低ノイズ化を図ることも可能となっている。
【００６１】
このような構成は、走査線を用いてブラウン管に描画を行う従来のテレビジョン方式には合致していないために、図１に示したようにメモリ７を設けて、メモリ７への書き込み順序とメモリ７からの読み出し順序とを異ならせることにより、該テレビジョン方式に合致させるようにしている。すなわち、メモリ７への書き込み時には、撮像素子６の読み出し順序と一致するように、つまり第１列目、第２列目、第３列目、…の順序で矢印Ｗに示すように書き込みを行っている。一方、メモリ７からの読み出し時には、第１行目、第２行目、第３行目、…の順序で矢印Ｒに示すように読み出しを行っている。
【００６２】
このような主走査方向の変更に相当する処理を行うことにより、その後の画像処理等を、従来と同様の画像処理回路等で行うことが可能になる利点がある。
【００６３】
なお、静止画像についてはこのような処理を行う必要がないために、メモリ７を介することなく、撮像素子６から画像処理部８へ出力されるようにしている。しかし、これに限るものではなく、静止画に関しても動画像と同様に、主走査方向の変更に相当する処理を行うようにしても構わない。
【００６４】
次に、図３は撮像素子６の他の構成例を示す図である。なお、この図３においても、簡略化のために、光電変換部２１が光電変換素子２２を縦（垂直）６×横（水平）８に配列した構成、すなわち６×８画素配列である場合を図示している。
【００６５】
この撮像素子６は、図２に示した撮像素子６とほぼ同様に構成されているが、ＣＤＳ２７の後段であってＡＤＣ２８の前段にマルチプレクサ３１が設けられ、ＡＤＣ２８の個数が図２に示した撮像素子６よりも少なく、ＬＶＤＳ２９が省略されている点が異なっている。
【００６６】
この図３に示した例においては、出力がＡ，Ｂ，Ｃの３系統となっていて、マルチプレクサ３１によって信号が選択されることにより、出力Ａからは例えば画素１，画素４，画素７，画素１０，…の順で、出力Ｂからは例えば画素２，画素５，画素８，画素１１，…の順で、出力Ｃからは例えば画素３，画素６，画素９，画素１２，…の順で、それぞれ信号が出力される。
【００６７】
このような構成を採用すれば、ＡＤＣ２８を行毎に設けることなく、行数の数分の１の数で済む利点がある。
【００６８】
次に、撮像装置１における撮像素子６の配置について図４および図５を参照して説明する。図４は撮像装置１における撮像素子６の配置を正面側から示す斜視図、図５は撮像装置１における撮像素子６の配置を背面側から示す斜視図である。これら図４および図５においては、撮像装置１がデジタルカメラである場合を例に挙げて図示している。
【００６９】
図４に示すように、撮像装置１の正面側中央部からは、レンズ３を備えるレンズ鏡筒２が突設されている。また、撮像装置１の上面の図４における左側には、この撮像装置１を右手で把持したときに、右手の人差指で押圧可能な位置にレリーズスイッチ３５が配設されている。また、撮像装置１の筐体は、図４および図５に示すような通常の撮影姿勢において、全体として横長（垂直方向よりも水平方向の方が長い形状）に構成されたものとなっている。
【００７０】
続いて、図５に示すように、撮像装置１の背面側中央部には、表示部１０が配設されている。この表示部１０は、長辺と短辺とで構成される矩形状の表示領域を備え、通常の撮影姿勢において長辺方向が水平方向となるように配設されたＬＣＤ等の表示素子を含んで構成されている。また、撮像装置１の背面側の表示部１０の上側には、光学ファインダや電子ビューファインダなどにより構成されるファインダ３６が配設されている。このファインダ３６による視野は、やはり、長辺と短辺とで構成される矩形状の領域において撮像の対象となる被写体を観察するものとなっている。ここに、ファインダ３６は、通常の撮影姿勢において、視野の長辺方向が水平方向となるように配設されている。そして、このファインダ３６も表示部の一種である。
【００７１】
そして、撮像素子６は、主走査方向（図１に矢印Ｍとして示す）である長辺方向が、撮像装置１の通常の撮影姿勢における水平方向と平行となり、かつ副走査方向（図１、図４、図５等に矢印Ｓとして示す）である短辺方向が、撮像装置１の通常の撮影姿勢における垂直方向と平行となるように、配置されている。
【００７２】
加えて、撮像素子６は、主走査方向である長辺方向が、表示部１０またはファインダ３６の矩形状の領域の長辺方向と平行となり、かつ副走査方向である短辺方向が、表示部１０またはファインダ３６の矩形状の領域の短辺方向と平行となるように、配置されている。
【００７３】
次に、図６は、シャッタ５の検査を行うための平行光均一照射器を撮像装置１に装着したときの様子を示す図である。
【００７４】
平行光均一照射器は、後述するように、シャッタ５の幕走行特性を検査する際に、平行光を撮像素子６の光電変換部２１へ均一な面内照度で照射するために用いられるものとなっている。この平行光均一照射器は、例えば、焦点距離の長い（例えば４００ｍｍ以上）レンズ３を備えるレンズ鏡筒２Ａの前側焦点位置に、外光を遮断するカバー３８を備えた点光源３９を設置することにより構成される。ただしこれに限らず、平行光均一照射器としてコリメータを用いてももちろん構わない。
【００７５】
ここに、図６に示したような構成の平行光均一照射器を用いる場合には、レンズ鏡筒２Ａに備えられた絞り４を、開放よりも２段ぐらい絞ると良い。これにより、周辺光量不足を防いで撮像素子６上における面内照度をほぼ均一にすることができる。
【００７６】
また、シャッタ５の検査を行うためには、光が照射された部分の信号値が撮像素子６のダイナミックレンジの中間よりも高く、光が照射されない部分の信号値が撮像素子６のダイナミックレンジの中間よりも低くなることが望ましい（何れもがダイナミックレンジの上限付近になる場合、あるいは何れもがダイナミックレンジの下限付近になる場合は、輝度の相違を検出するのがより困難になるためである）。さらに、シャッタ５に関する後述する検査項目の中には、フォーカルプレーンシャッタで構成されるシャッタ５をシンクロ速度以上で駆動したときに生じる露光スリットが必要となるが、この露光スリットの幅がなるべく細いことが検査精度を向上するために望ましい。従って、この場合には、シャッタ５を最速のシャッタ速度で駆動することになる。
【００７７】
具体例として、最高シャッタ速度が１／８０００秒である場合に、光が照射された部分の信号値が撮像素子６のダイナミックレンジの中間よりも高くなるためには、例えば２倍のシャッタ速度、すなわち１／１６０００秒のシャッタ速度において適正露光が得られると良いことになる。点光源３９の輝度がこの条件に合致することが望ましいが、もし合致しない場合には、撮像感度を調整するなどして条件に合うようにすると良い。
【００７８】
次に、図７は被写体ＯＢＪとレンズ３と撮像素子６上における被写体光像ＩＯＢＪとの関係を示す図である。この図７に示す構成は、シャッタ５が開放されているとき（例えば、上述した連写撮影モード、動画撮影モードなど）、または撮像装置１にシャッタ５が設けられていないとき、に該当している。
【００７９】
また、図８は被写体ＯＢＪとレンズ３とシャッタ５と撮像素子６上における被写体光像ＩＯＢＪとの関係を示す図である。この図８に示す構成は、シャッタ５を使用するとき（例えば、上述した単画像撮影モードなど）に該当している。
【００８０】
なお、図７および図８において、矢印Ｓは撮像素子６の副走査方向を示し、点ＳＴは走査開始点の位置を示している。
【００８１】
図示のように、レンズ３により撮像素子６上に結像される被写体ＯＢＪの光学像ＩＯＢＪは、上下左右が反転された像となる。
【００８２】
図２または図３に示したような構成の撮像素子６により、図７または図８に示すような配置において被写体を撮影して得られる画像について、図９〜図１１を参照して説明する。図９は静止している被写体を撮影して得られる画像の様子を示す図、図１０は主走査方向と平行かつ同一方向に移動している被写体を撮影して得られる画像の様子を示す図、図１１は主走査方向と平行かつ反対方向に移動している被写体を撮影して得られる画像の様子を示す図である。
【００８３】
静止している被写体を撮影したときに得られた画像４１には、図９に示すような被写体像４２が写っているものとする。
【００８４】
これに対して、主走査方向と平行かつ同一方向に移動している被写体の光像は、撮像素子６の光電変換部２１上を、主走査方向と平行かつ反対方向に移動して行くことになる（図７、図８等も参照）。従って、被写体光像による露光が行われる垂直ライン数は、被写体が静止しているときよりも少なくなるために、得られた画像４１には、図１０に示すような横方向に短縮された被写体像４２が写ることになる。
【００８５】
逆に、主走査方向と平行かつ反対方向に移動している被写体の光像は、撮像素子６の光電変換部２１上を、主走査方向と平行かつ同一方向に移動して行くことになる（図７、図８等も参照）。従って、被写体光像による露光が行われる垂直ライン数は、被写体が静止しているときよりも多くなるために、得られた画像４１には、図１１に示すような横方向に引き延ばされた被写体像４２が写ることになる。
【００８６】
しかしながら、何れの場合においても、図３９を参照して説明した従来技術のような、被写体の垂直の線が斜めに写ることはなく、人間の視覚上、それほど違和感を憶えないで済むことになる（これに対して、図３９に示したような斜めに歪む場合には、視覚上の違和感を憶える）。
【００８７】
次に、図１２はフォーカルプレーンシャッタの動作サイクルを示す図である。
【００８８】
フォーカルプレーンシャッタは、光軸上における被写体側を走行する先幕ＦＢと、光軸上における撮像素子６側を走行する後幕ＲＢと、の２枚の幕により構成されている。なお、先幕ＦＢおよび後幕ＲＢは、それぞれ、例えば複数枚のシャッタ羽根により構成されたものとなっている。
【００８９】
まず、図１２（Ａ）は撮影前（露光前）の様子を示している。後幕ＲＢは撮像素子６よりも上側の位置に退避しており、先幕ＦＢは撮像素子６とレンズ鏡筒２との間を光密に覆っている。
【００９０】
次に、図１２（Ｂ）は撮影中（露光中）の様子を示している。この図１２（Ｂ）においては、シンクロ速度以上でシャッタ５が駆動されているとき、つまり、露光スリットＥＳを介して露光が行われているときの様子を図示している。先幕ＦＢの上端は撮像素子６の光軸上前方を下方へ向けて走行している。一方、後幕ＲＢの下端は、露光スリットＥＳのスリット幅だけ間隔をおいて、先幕ＦＢの上端を追いかけるように下方へ向けて走行している。
【００９１】
続いて、図１２（Ｃ）は、撮影（露光）が終了したときの様子を示している。先幕ＦＢは、撮像素子６よりも下側の位置に到達している。一方、後幕ＲＢは、撮像素子６とレンズ鏡筒２との間を光密に覆っている。
【００９２】
さらに、図１２（Ｄ）は、シャッタチャージを行っているときの様子を示している。先幕ＦＢおよび後幕ＲＢは、互いに重畳する部分を有するように（光密を維持するように）連携しながら、図１２（Ａ）に示した位置へ向かって上方へ移動している。
【００９３】
そして、フォーカルプレーンシャッタは、図１２（Ａ）→図１２（Ｂ）→図１２（Ｃ）→図１２（Ｄ）→図１２（Ａ）に示すようなサイクルにより動作を行うようになっている。
【００９４】
加えて、この図１２に示す構成では、メカニカルシャッタのシャッタ幕の走行方向は、撮像素子６の主走査方向と直交する方向となっている（ただし、ここでは直交する場合を例に挙げているが、これに限るものではなく、シャッタ幕の走行方向と主走査方向とが交差していれば、後述するようなシャッタの故障確認を行うことは可能である）。そして、このような配置の下に、メカニカルシャッタと撮像素子６の電子シャッタであるローリングシャッタとを同時に動作させると、以下に説明するように、メカニカルシャッタのシャッタ幕の走行特性の良／不良を検出することが可能である。
【００９５】
なお、メカニカルシャッタの良／不良の確認は、出荷検査や修理サービスで行うなどの用途が考えられるが、ユーザが実施してその結果に応じて必要である場合に撮像装置１を修理に出すなどの用途への利用を妨げるものではない。
【００９６】
図１３はシャッタの故障確認をスリット露光により行うときの様子を示す図、図１４はシャッタの先幕のみを故障確認するときの様子を示す図、図１５はシャッタの後幕のみを故障確認するときの様子を示す図である。
【００９７】
本実施形態においては、撮像装置１が第１シャッタ不良確認モードに設定されると、図１３に示すようなスリット露光により、シャッタ故障の確認を行うようになっている。なお、この第１シャッタ不良確認モードは、図６に示したような平行光均一照射器を撮像装置１に取り付けた状態で行うことを前提としている。
【００９８】
また、撮像装置１が第２シャッタ不良確認モードに設定されると、図１４に示すような動作を行って先幕のみを故障確認するとともに、図１５に示すような動作を行って後幕のみを故障確認するようになっている。ここに、先幕の故障確認においては、スリット露光を行わないようになっており、先幕が走行している間は後幕は走行しない。また、後幕の故障確認においても、スリット露光を行わないようになっており、先幕が撮像素子６の光路上から退避する位置まで走行し終わった後に、後幕の走行を行う。なお、この第２シャッタ不良確認モードは、図６に示したような平行光均一照射器を撮像装置１に取り付けた状態で行うか、またはレンズ３をデフォーカスした状態で行うことを前提としている。
【００９９】
図１６はスリット露光時の先幕および後幕の走行状態を示す図である。この図１６および以下に説明する図１７、図１８において、縦軸は撮像素子６の垂直方向の位置を示し、横軸は時間を示している。
【０１００】
実線で示す先幕および点線で示す後幕の何れも、走行を開始して徐々に加速し、ある速度に達したところで撮像素子６の上端を横切り始め、その後は（幾らかの加速等を行うものの）比較的均一な速度を維持しながら撮像素子６の下端に達する。このときの、ある水平ラインにおける先幕が通過してから後幕が通過するまでの時間ＥＴが、その水平ラインにおける露光時間である。
【０１０１】
一方、図１７は非スリット露光時の先幕および後幕の走行状態を示す図である。このときには、先幕が撮像素子６の下端に達した後に、後幕が撮像素子６の上端を横切り始めることになる。
【０１０２】
また、図１８は不良が発生しているシャッタによりスリット露光を行ったときの先幕および後幕の走行状態を示す図である。この図１８に示す例においては、撮像素子６の上端付近のある水平ラインにおける露光時間ＥＴ１と、撮像素子６の下端付近のある水平ラインにおける露光時間ＥＴ２とが異なっており、撮像素子の６の上端側よりも下端側の方が明るく露光されてしまうタイプの不良が発生していることが分かる。
【０１０３】
次に、図１９は、平行光均一照射器を撮像装置１に取り付けてスリット露光を行い、かつセンサリセットからセンサリードまでの時間を１フレームの読み出し時間よりも短くしたローリングシャッタの動作を行ったときに得られる画像データの様子を、撮像素子６の背面側から示した図である。ただし、この図１９に示す例は、後幕の走行特性が不良（後幕の幕速が設計値よりも遅い）となっていて、後幕が撮像素子６の下端に達する前に、ローリングシャッタの動作が終了してしまう場合の例となっている。
【０１０４】
画像４１上には、暗い画像部分の中に、露光スリットとローリングシャッタとの交差部分として得られる略斜めの明るい画像部分が露光されており、暗い画像部分と明るい画像部分との境界線の一方が先幕の走行に起因する曲線Ｌｆ、他方が後幕の走行に起因する曲線Ｌｒである（ただし、ここでは概要のみを述べ、詳細については後述する）。
【０１０５】
なお、シャッタ５の故障を検出する精度を向上するためには、図１９における略斜めの明るい画像部分が、得られた画像データを略対角状に横切ることが望ましい。そこで、フレームレートの上限が６０ｆｐｓ程度であるローリングシャッタを、１２５ｆｐｓ〜３００ｆｐｓ程度のフレームレートに対応するメカニカルシャッタに合わせるために、後述するように、故障確認用のローリングシャッタ時に撮像素子６から間引き読み出しを行い、両方のシャッタ速度を近似させるようにしている。
【０１０６】
続いて、図２０はスリット露光による故障確認または先幕のみを故障確認するときの撮像素子６およびシャッタ５の駆動を示すタイミングチャートである。この図２０に示すタイミング制御は、例えば制御部１１により行われるものとする。
【０１０７】
撮像を行う際には、まず、ある時刻ｔ０においてセンサリセットパルスを撮像素子６の全光電変換素子２２へ印加する。これにより、光電変換部２１内の全光電変換素子２２が一斉にリセットされる。
【０１０８】
次に、先幕スタートパルスをシャッタ５へ印加する。これにより、シャッタ５の先幕の走行が開始される。
【０１０９】
先幕スタートパルスを印加してから所定時間αが経過したところで、センサリードパルスを光電変換部２１の第１列目から最終列目へ向かって順に、所定時間Ｋ間隔で順に印加していく。これにより、時間Ｋの間隔で各列の信号が順次読み出される。ただし、読み出しが開始された時点では、先幕はまだ光電変換部２１の上端に達していないために、図１９に示したように、第１列目〜数列目までの出力信号は、被写体光が撮像素子６に到達していない信号である。
【０１１０】
また、先幕スタートパルスを印加してから、シャッタ速度に応じて定められる所定時間βが経過したところで、後幕スタートパルスをシャッタ５へ印加する。これにより、シャッタ５の後幕の走行が開始される。
【０１１１】
先幕スタートパルスを印加してから時間Ｍが経過した時刻ｔ１ｆにおいて、先幕が撮像素子６の上端に到達したものとする。この時点以降に撮像素子６から読み出される信号には、被写体光の到達に起因する信号値が含まれることになる。
【０１１２】
後幕スタートパルスを印加してから時間Ｎが経過した時刻ｔ１ｒにおいて、後幕が撮像素子６の上端に到達したものとする。
【０１１３】
その後、先幕スタートパルスを印加してから時間Ｓｆが経過した時刻ｔ２ｆにおいて、先幕が撮像素子６の下端に到達したものとする。
【０１１４】
さらにその後、後幕スタートパルスを印加してから時間Ｓｒが経過した時刻ｔ２ｒにおいて、後幕が撮像素子６の下端に到達したものとする。
【０１１５】
そして、センサリードパルスを印加してから時間Ｐが経過したところで、光電変換部２１の最終列にセンサリードパルスが印加されると、１フレーム分の露光が終了する。
【０１１６】
なお、この図２０に示したタイミングにおいて、撮像素子６の上端から下端までを走行するシャッタ幕（先幕および後幕）の動作状態を、なるべく高い精度で検出するためには、後で詳しく説明するように、時間Ｓｆと時間Ｐが近接し、かつ時間Ｓｒと時間Ｐが近接するように設定すると良い。この設定は、撮像素子６を間引き読み出しして、ローリングシャッタによる素子シャッタ時間を調整することにより行われる。
【０１１７】
図２１は、図２０に示したようなタイミングの駆動により露光された画像データを撮像素子６の背面側から見たときの様子、および幾つかの垂直ラインにおいて得られた信号値の様子を示す図である。
【０１１８】
まず、図２１（Ｄ）は、画像データを示している。この図２１において、実線で示す曲線Ｌｆが先幕の走行に起因する曲線、点線で示す曲線Ｌｒが後幕の走行に起因する曲線である。また、撮像素子６の読み出し開始点は、画像データの右下角となる。なお、図２１（Ｄ）および後述する図２５において、白抜き矢印は撮像素子６の主走査方向を示し、下から上へ向かう点線矢印は撮像素子６における各垂直ラインの副走査方向を示している。
【０１１９】
次に、図２１（Ａ）は、後幕が撮像素子６の上端に到達した後の該到達時刻に近い時刻Ａ（図２０，図２１（Ｄ）参照）において光電変換部２１から読み出された垂直ライン（適宜、ラインＡと呼ぶ）における信号値の様子を示している。ラインＡと曲線Ｌｆとが交差する点よりも下の行は、まだ被写体光が到達していないために信号値は略０（黒レベル）である。また、ラインＡと曲線Ｌｒとが交差する点よりも上の行は、露光スリットを介した被写体光の到達が既に終了して、それ以上は被写体光が到達することはないために、ほぼ一定レベルの信号値が得られる。そして、ラインＡ上における曲線Ｌｆと曲線Ｌｒとの間の部分が、ほぼリニアに信号値が増加している部分である。ここに図２２は、図２１（Ａ）に対応する時刻Ａにおける撮像素子６と先幕ＦＢおよび後幕ＲＢにより構成される露光スリットＥＳとの位置関係を示す図である。
【０１２０】
図２１（Ｂ）は、先幕および後幕が撮像素子６の中程の行に到達した時刻Ｂ（図２０，図２１（Ｄ）参照）において光電変換部２１から読み出された垂直ライン（適宜、ラインＢと呼ぶ）における信号値の様子を示している。ラインＢ上における出力信号の様子は、信号値が０になる行および信号値がほぼ一定レベルになる行の位置が下方にずれた点を除いて、図２１（Ａ）を参照して説明したことと同様である。ここに図２３は、図２１（Ｂ）に対応する時刻Ｂにおける撮像素子６と先幕ＦＢおよび後幕ＲＢにより構成される露光スリットＥＳとの位置関係を示す図である。
【０１２１】
図２１（Ｃ）は、先幕が撮像素子６の下端に到達した時刻Ｃ（図２０，図２１（Ｄ）参照）において光電変換部２１から読み出された垂直ライン（適宜、ラインＣと呼ぶ）における信号値の様子を示している。ラインＣ上における出力信号の様子は、信号値が０になる行が撮像素子６の下端にずれ、同様に、信号値がほぼ一定レベルになる行の位置が図２１（Ｂ）よりもさらに下方にずれた点を除いて、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）を参照して説明したことと同様である。ここに図２４は、図２１（Ｃ）に対応する時刻Ｃにおける撮像素子６と先幕ＦＢおよび後幕ＲＢにより構成される露光スリットＥＳとの位置関係を示す図である。
【０１２２】
そして、各垂直ライン上の、信号値が０から略リニアに増加するように変化する変曲点を検出して、これらを結ぶことにより、先幕の走行に起因する曲線Ｌｆを検出することができる。同様に、各垂直ライン上の、信号値が略リニアに増加してほぼ一定レベルに変化する変曲点を検出して、これらを結ぶことにより、後幕の走行に起因する曲線Ｌｒを検出することができる。
【０１２３】
続いて、図２５は、図２１〜図２４を参照して説明したような露光を行ったときの時間関係を、図２０に基づき記載した図である。
【０１２４】
図２０を参照して説明したように、センサリードパルスの印加開始から印加終了までの時間はＰである。また、垂直１ラインの読み出し時間間隔はＫである。そして、走査開始点ＳＴは、背面側からみた画像データの右下角である。さらに、センサリードパルスが印加された時刻から、時間（Ｍ−α）だけ経過した時点に対応する垂直ラインが、曲線Ｌｆの始点となる。また、センサリードパルスが印加された時刻から、時間（Ｎ＋β−α）だけ経過した時点に対応する垂直ラインが、曲線Ｌｒの始点となる。
【０１２５】
続いて、図２６は、先幕のみを故障確認するために図２０に示したようなタイミングの駆動により露光して得られた画像データを、撮像素子６の背面側から見たときの様子を示す図である。だだし、先幕のみを故障確認するときには、図１４を参照して説明したように、スリット露光は行わない。従って、図２０に示したタイミングチャートの内の、後幕スタートパルスについては、図２０とは異なり、センサリードパルスが最終列まで印加された後に、適宜の時点でシャッタ５へ印加されるようになっている。なお、先幕が撮像素子６の下端に到達するのは、図２０にも示したように、時刻ｔ２ｆであり、この時刻ｔ２ｆにおいてセンサリードパルスが印加され読み出される垂直ラインを図２６においてＲｆとして示す（図２０にも示す）。
【０１２６】
次に、図２７は後幕のみを故障確認するときの撮像素子６およびシャッタ５の駆動を示すタイミングチャートである。この図２７に示すタイミング制御は、例えば制御部１１により行われるものとする。
【０１２７】
この図２７に示すタイミングの制御は、予め、先幕スタートパルスがシャッタ５へ印加されて、先幕が撮像素子６の下端に到達した後に行われることを前提としている。
【０１２８】
先幕が撮像素子６の下端に到達した後のある時刻において、センサリセットパルスを光電変換部２１の第１列目から最終列目へ向かって順に、所定時間Ｋ間隔で順に印加していく。これにより、１列毎の時系列に、光電変換素子２２がリセットされる。
【０１２９】
また、センサリセットパルスの印加開始に近い時刻に、後幕スタートパルスがシャッタ５へ印加される。
【０１３０】
そして、センサリセットパルスが印加開始されてから、ローリングシャッタのシャッタ時間となる所定の露光時間Ｔｅｘが経過した時刻（後幕スタートパルスが印加されてから時間δが経過した時刻）から、センサリードパルスを光電変換部２１の第１列目から最終列目へ向かって順に、所定時間Ｋ間隔で順に印加していく。これにより、時間Ｋの間隔で各列の信号が順次読み出される。ただし、読み出しが開始された時点では、後幕はまだ光電変換部２１の上端に達していないために、後述する図２８に示すように、第１列目〜数列目までの出力信号は、列内の全画素が、被写体光が撮像素子６に到達している信号である。
【０１３１】
後幕スタートパルスを印加してから時間Ｎが経過した時刻ｔ１ｒにおいて、後幕が撮像素子６の上端に到達したものとする。この時刻ｔ１ｒ以降は、後幕が撮像素子６上を走行して、撮像素子６の上端側から順次遮光を行っていくことによる信号値が略０（黒レベル）になる暗部が、後述する図２８に示すように、撮像データ上に生じることになる。
【０１３２】
その後、後幕スタートパルスを印加してから時間Ｓｒが経過した時刻ｔ２ｒにおいて、後幕が撮像素子６の下端に到達したものとする。
【０１３３】
さらにその後、センサリードパルスを印加してから時間Ｐが経過したところで、光電変換部２１の最終列にセンサリードパルスが印加されると、１フレーム分の露光が終了する。
【０１３４】
なお、この図２７に示したタイミングにおいても、後幕の動作状態をなるべく高い精度で検出するために、後で詳しく説明するように、時間Ｓｒと時間Ｐが近接するように設定すると良い。
【０１３５】
続いて、図２８は、後幕のみを故障確認するために図２７に示したようなタイミングの駆動により露光して得られた画像データを、撮像素子６の背面側から見たときの様子を示す図である。
【０１３６】
図２７を参照すれば分かるように、曲線Ｌｒの始点となる垂直ラインは、センサリードパルスが印加開始された時刻から、時間（Ｎ−δ）だけ経過した時点において、センサリードパルスが印加された垂直ラインとなる。また、曲線Ｌｒの終点となる垂直ラインは、図２７にも示したように、後幕が撮像素子６の下端に到達した時刻ｔ２ｒにおいて、センサリードパルスが印加された垂直ラインであり、これをＲｒと表記することにする（図２７および図２８にも図示している）。
【０１３７】
さらに、図２８において、点線で示した曲線Ｌｒに近接して沿うように、一点鎖線で示す曲線Ｌｂが描画されている。この曲線Ｌｂは、信号値が略０（黒レベル）になる変曲点を結んだものである。すなわち、図２８に示す画像において、曲線Ｌｒよりも右下の部分は、露光時間Ｔｅｘの露光が行われた部分であり、ほぼ一定レベルの信号値となっている。従って、曲線Ｌｒは、信号値がほぼ一定レベルから略リニアに減少する変曲点を結んだものである。後幕の走行特性を検出する際に、図２８において、点線で示す曲線Ｌｒと、一点鎖線で示す曲線Ｌｂとの何れを用いても構わないが、画像処理的には、信号値が略０（黒レベル）から立ち上がる変曲点を結んで得られる曲線Ｌｂを検出する方が処理が簡単である。
【０１３８】
次に、図２９は、第１シャッタ不良確認モードの動作を示すフローチャートである。この第１シャッタ不良確認モードは、図２０に示したようなタイミングの制御によりスリット露光を行って、シャッタ動作の不良に起因する露光ムラが画像に生じているか否かを主に検出するものとなっている。
【０１３９】
すなわち、撮像装置１が第１シャッタ不良確認モードに設定されてこの処理が開始されると、まず、第１シャッタ不良確認モードの処理を行うために必要な各種の設定を行う（ステップＳ１）。ここでは、例えば平行光均一照射器の照度に合わせた撮影感度の設定を行ったり、あるいは、メカニカルシャッタとローリングシャッタとのシャッタ速度を近似するために間引き読み出しの設定を行ったりする。
【０１４０】
間引き読み出しの設定は、例えば、以下のように行う。
【０１４１】
撮像素子６のフレームレートが例えば６０ｆｐｓであるものとする。この場合には、１フレームの読み出しに要する時間（ブランキングを考慮に入れなければ、図２０や図２７に示した時間Ｐにほぼ相当する）は１６．６７ｍｓｅｃである（撮像素子６が例えば縦２１００画素×横２８００画素で構成される約６００万画素である場合には、垂直１ラインを読み出すに要する時間Ｋは（１ｓｅｃ／６０／２８００）≒６μｓｅｃとなる）。
【０１４２】
一方、シャッタ５の先幕または後幕に関して、スタートパルスの印加後に各幕が走行完了するまでの時間ＳｆまたはＳｒが、３ｍｓｅｃである場合を考える。このときには、
メカニカルシャッタ時間＜＜素子シャッタ時間
となるために、間引き読み出しを行って素子シャッタ時間を短縮し、メカニカルシャッタ時間に近接させる。具体的には、垂直ラインの読み出しを５本に１本（１／５間引き）にすると、（１６．６７ｍｓｅｃ／５）≒３．３３ｍｓｅｃとなり、メカニカルシャッタ時間と素子シャッタ時間とを近接させることができる。なお、垂直ラインの読み出しを６本に１本（１／６間引き）にすると、（１６．６７ｍｓｅｃ／６）≒２．７８ｍｓｅｃとなり、近接はするものの、メカニカルシャッタ時間よりも素子シャッタ時間のほうが短くなってしまう。このときには、曲線Ｌｆ，Ｌｒが、画像データの上端を始点として下端を終点とすることができなくなり（つまり、下端に到達することなく左端で途切れるなど）、幕の走行特性に関して取得されるデータが不十分となるために、シャッタの故障確認という観点からは望ましくない。そこで、素子シャッタ時間は、メカニカルシャッタ時間よりも長い範囲で、近接させるようにすると良い（すなわち、図２０、図２７を参照すれば、（Ｓｆ−Ｍ）＜Ｐかつ（Ｓｆ−Ｍ）≒Ｐ、および（Ｓｒ−Ｎ）＜Ｐかつ（Ｓｒ−Ｎ）≒Ｐが満たされるようにすると良い）。このような観点から、上記例に示したようなシャッタ時間のシャッタ５および撮像素子６を備える撮像装置１においては、シャッタ５の故障確認を行う際には１／５間引きが設定されることになる。
【０１４３】
また、他の例として、撮像素子６のフレームレートは６０ｆｐｓであるが、メカニカルシャッタの幕走行時間Ｓｆ，Ｓｒが４ｍｓｅｃである場合には、１／４間引きを行えば素子シャッタ時間が４．１５ｍｓｅｃとなる。従って、シャッタ５の故障確認を行う際には１／４間引きが設定されることになる。
【０１４４】
ただし、間引き読み出しは、必ずしも整数分の１に限るものではない。例えば、撮像素子６のフレームレートが６０ｆｐｓ、メカニカルシャッタの幕走行時間Ｓｆ，Ｓｒが６ｍｓｅｃである場合を考える。このときには、１／２間引きを行えば素子シャッタ時間が８．３３ｍｓｅｃとなる（なお、１／３間引きでは素子シャッタ時間が５．５６ｍｓｅｃとなって、メカニカルシャッタ時間よりも短くなってしまう）。この８．３３ｍｓｅｃという値は、６ｍｓｅｃの１．４倍程度であるために、このままではシャッタ５の故障確認に用いられる垂直ライン数が全ライン数の７割程度となってしまうことになる。もちろん、これでも故障確認を行うことは可能であるが、検出精度を向上するためにはより多いライン数を用いることが望ましい。そこで、比較的簡単な整数比で表される有理数を利用することを考える。具体的には、２／５間引き（このときには、５本に２本の割合で読み出すことになるために、３ラインに１本の読み出しと２ラインに１本の読み出しとを繰り返して行うことになる）を行えば、素子シャッタ時間は６．６７ｍｓｅｃとなり、メカニカルシャッタ時間よりも長い範囲で近接した値となる。従って、この場合にシャッタ５の故障確認を行うには、１／２間引きに代えて、２／５間引きを設定するようにしても良い（ただし、この場合には、図２０および図２６に示したＲｆ、あるいは図２７および図２８に示したＲｒなどに基づいて、先幕または後幕が撮像素子６の上端から下端まで走行するのに要する時間を算出しようとすると、少しだけ演算が複雑になる）。
【０１４５】
図２９の説明に戻って、上述したようなステップＳ１の処理が終了したら、次に、図６に示したような平行光均一照射器が撮像装置１に装着されているか否かを判定する（ステップＳ２）。この装着の有無は、撮像装置１の制御部１１が平行光均一照射器と通信等を行って自動的に判定するようにしても良いし、平行光均一照射器が装着されていることをユーザが手動で入力したか否かに基づき制御部１１が判定するようにしても構わない。
【０１４６】
ここで、平行光均一照射器が装着されていないと判定された場合には、「平行光均一照射器を装着して下さい」などの注意表示を表示部１０に行って（ステップＳ３）、ステップＳ２へ戻り、平行光均一照射器が装着されるのを待機する。
【０１４７】
こうして、ステップＳ２において、平行光均一照射器が装着されたと判定された場合には、図２０に示したような第１のタイミングでシャッタ５および撮像素子６を駆動して露光を行い、画像データを取得する（ステップＳ４）。
【０１４８】
次に、ステップＳ４において得られた画像データに基づいて、画像分析部１１ａが後述するような第１露光ムラ判定を行い、シャッタ５の動作（走行特性）が正常であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
【０１４９】
ここで、シャッタ５の動作が正常であると判定された場合には、シャッタ５による露光ムラがない場合の所定の処理（例えば、「シャッタの動作は正常です」等のメッセージを表示部１０に表示するなど）を行い（ステップＳ６）、一方、シャッタ５の動作が正常でないと判定された場合には、シャッタ５の露光ムラが発見された場合の所定の処理（例えば、「シャッタの動作が正常でない可能性がありますので、第２シャッタ不良確認モードに設定してください」等のメッセージを表示部１０に表示するなど）を行って（ステップＳ７）、その後にこの処理を終了する。
【０１５０】
次に、図３０は、図２９のステップＳ５における第１露光ムラ判定の詳細を示すフローチャートである。
【０１５１】
ここではまず、各垂直ラインにおける信号値の変曲点、すなわち、図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）に示したような、信号値がほぼ一定レベルである部分から、信号値が略リニアに減少する部分へ移行する変曲点を検出する（ステップＳ１１）。
【０１５２】
続いて、各垂直ラインに対して検出された変曲点の信号値の内の最大値を検出する（ステップＳ１２）。この最大値は、図２１（Ｄ）において、曲線Ｌｆと曲線Ｌｒとに挟まれた弧状の領域における水平方向の幅が最も広い部分、すなわち、先幕が通過してから後幕が通過するまでの時間が最も長い部分と、曲線Ｌｒと、が交わる部分の画素の信号値として得られる。
【０１５３】
さらに、各垂直ラインに対して検出された変曲点の信号値の内の最小値を検出する（ステップＳ１３）。この最小値は、図２１（Ｄ）において、曲線Ｌｆと曲線Ｌｒとに挟まれた弧状の領域における水平方向の幅が最も狭い部分、すなわち、先幕が通過してから後幕が通過するまでの時間が最も短い部分と、曲線Ｌｒと、が交わる部分の画素の信号値として得られる。
【０１５４】
そして、変曲点の最大値から変曲点の最小値を減算し、減算した値が所定の上限値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。すなわち、シャッタ幕の動作が設計値通りである場合には、均一な露光が得られ、信号値にばらつきが生じることはないはずである（言い替えれば、図２１（Ｄ）において、曲線Ｌｆと曲線Ｌｒとに挟まれた弧状の領域における水平方向の幅は全ての水平ライン上において同一となるはずである）。そこで、信号値のばらつきの有無を判定するための閾値を所定の上限値として、この上限値以下であれば均一な露光であると見なし、上限値を超えた場合には露光ムラが生じていると判定するようにしている。
【０１５５】
このステップＳ１４において、減算値が所定上限値以下であると判定された場合には、シャッタ５の走行特性は正常であるとして、図２９のステップＳ６の処理へ移行する。
【０１５６】
一方、ステップＳ１４において、減算値が所定上限値よりも大きいと判定された場合には、シャッタ５の走行特性は不良であるとして、図２９のステップＳ７の処理へ移行する。
【０１５７】
次に、図３１は、第２シャッタ不良確認モードの動作を示すフローチャートである。この第２シャッタ不良確認モードは、図２０に示したようなタイミングの制御（後幕スタートパルスを除く）により露光を行って先幕の走行特性（例えば幕速など）に不良がないか否かを検出するとともに、図２７に示したようなタイミングの制御により露光を行って後幕の走行特性（同様に、例えば幕速など）に不良がないか否かを検出し、さらに先幕の確認に用いた画像と後幕の確認に用いた画像とを利用して露光ムラが生じているか否かを検出するものとなっている。なお、この第２シャッタ不良確認モードの処理は、面内照度が高い精度で均一となるように光を照射する必要がないために、平行光均一照射器が取り付けられていなくても、撮影に一般的に用いられるレンズ鏡筒２が取り付けられていれば該レンズ鏡筒２のレンズ３をデフォーカス状態にすることによって代用することも可能となっている。
【０１５８】
すなわち、撮像装置１が第２シャッタ不良確認モードに設定されてこの処理が開始されると、まず、第２シャッタ不良確認モードの処理を行うために必要な各種の設定を行う（ステップＳ２１）。ここでも、第１シャッタ不良確認モードと同様に、例えば平行光均一照射器の照度またはレンズ鏡筒２を介して入射される外光の照度に合わせた撮影感度の設定を行ったり、あるいは、メカニカルシャッタとローリングシャッタとのシャッタ速度を近似するために間引き読み出しの設定を行ったりする。
【０１５９】
続いて、図６に示したような平行光均一照射器が撮像装置１に装着されているか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【０１６０】
ここで、平行光均一照射器が装着されていないと判定された場合には、レンズ鏡筒２が撮像装置１に装着されていて、かつシャッタ不良確認を行うのに充分な光量の入射光があるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ここに、レンズ鏡筒２の装着の有無は、制御部１１がレンズ鏡筒２に内蔵されている図示しないレンズＣＰＵ等と通信を行うことにより、自動的に判定される（ただし、手動入力に基づき判定してももちろん構わない）。また、入射光があるか否かは、シャッタ５を開いた状態にして、撮像素子６から出力される信号の信号値に基づき自動的に判定される。あるいは、撮像装置１に設けられている図示しない測光センサ等の出力に基づき自動的に判定される。
【０１６１】
このステップＳ２３において、レンズ鏡筒２が装着されていないか、または充分な光量の入射光がないと判定された場合には、「レンズを装着して明るい方へ向けるか、あるいは平行光均一照射器を装着して下さい」などの注意表示を表示部１０に行って（ステップＳ２４）、ステップＳ２２へ戻り、平行光均一照射器が装着されるか、またはレンズが装着されて明るい方へ向けられるかを待機する。
【０１６２】
また、ステップＳ２３において、レンズ鏡筒２が装着されていて、かつ充分な光量の入射光があると判定された場合には、レンズ鏡筒２のレンズ３に含まれるフォーカスレンズを駆動して、デフォーカスとなるようにする（ステップＳ２５）。このデフォーカスは、被写体の光学像がなるべくぼけるようにすれば良く、無限遠側へデフォーカスするか、あるいは至近側へデフォーカスするかは何れであっても構わない。
【０１６３】
このステップＳ２５の処理が終了するか、またはステップＳ２２において、平行光均一照射器が装着されていると判定された場合には、図２０に示したような第１のタイミング（上述したように、後幕スタートパルスの制御タイミングを除く）でシャッタ５および撮像素子６を駆動して露光を行い、画像データを取得する（ステップＳ２６）。
【０１６４】
次に、ステップＳ２６において得られた画像データに基づいて、画像分析部１１ａが後述するような先幕判定を行い、シャッタ５の先幕の走行特性が正常であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【０１６５】
ここで、シャッタ５の先幕の走行特性が正常でないと判定された場合には、先幕に関するシャッタ不良である場合の所定の処理を行う（ステップＳ２８）。
【０１６６】
一方、ステップＳ２７において、シャッタ５の先幕の走行特性が正常であると判定された場合には、図２７に示したような第２のタイミングでシャッタ５および撮像素子６を駆動して露光を行い、画像データを取得する（ステップＳ２９）。
【０１６７】
次に、ステップＳ２９において得られた画像データに基づいて、画像分析部１１ａが後述するような後幕判定を行い、シャッタ５の後幕の走行特性が正常であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【０１６８】
ここで、シャッタ５の後幕の走行特性が正常でないと判定された場合には、後幕に関するシャッタ不良である場合の所定の処理を行う（ステップＳ３１）。
【０１６９】
一方、ステップＳ３０において、シャッタ５の後幕の走行特性が正常であると判定された場合には、ステップＳ２６において得られた画像データとステップＳ２９において得られた画像データとに基づいて、画像分析部１１ａが後述するような第２露光ムラ判定を行い、シャッタ５の動作（走行特性）が正常であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。
【０１７０】
ここで、シャッタ５の動作が正常でないと判定された場合には、露光ムラがある場合の所定の処理を行い（ステップＳ３３）、一方、シャッタ５の動作が正常であると判定された場合には、シャッタ５による露光ムラがない場合の所定の処理を行う（ステップＳ３４）。
【０１７１】
こうして、ステップＳ２８、Ｓ３１、Ｓ３３、またはＳ３４の処理を行ったら、その後にこの一連の処理を終了する。
【０１７２】
次に、図３２は、図３１のステップＳ２７における先幕判定の詳細を示すフローチャートである。
【０１７３】
この処理を開始すると、画像分析部１１ａがステップＳ２６の処理により得られた画像データを分析して、シャッタ５の先幕が撮像素子６の下端を通過するときの垂直ラインＲｆ（図２６参照）を検出する（ステップＳ４１）。
【０１７４】
続いて、先幕スタートパルスが印加されてから先幕が撮像素子６の下端に到達するまでの時間Ｓｆを、垂直ラインＲｆのライン番号（ライン番号は、走査開始点ＳＴを含む垂直ラインを１番として順次付されているものとし、垂直ラインＲｆのライン番号を同一の記号Ｒｆを用いて表すものとする）を用いて、
Ｓｆ＝Ｋ×Ｒｆ＋α
により算出する（ステップＳ４２）。ここに、撮像素子６の動作は、高精度な発振器から発生されるクロックに基づいて制御されるために、動作速度に変動が生じることはないと考えて良い（すなわち、例えば垂直１ラインを読み出すに要する時間Ｋに変動が生じたりすることはないと考えて良い）。そして、先幕スタートパルスを印加した時刻とセンサリードパルスを印加開始した時刻との間の時間αも、クロックに基づいて検出可能である。従って、このような演算を行うことにより、先幕の幕速を検出する指標となる幕走行時間Ｓｆを正確に算出することが可能となる。
【０１７５】
そして、ステップＳ４２において算出した幕走行時間Ｓｆが、所定の下限値ＴＬよりも大きく、かつ所定の上限値ＴＨよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４３）。
【０１７６】
ここで、ＴＬ＜Ｓｆ＜ＴＨが満たされていると判定された場合には、シャッタ５の先幕の走行特性は正常であるとして、図３１のステップＳ２９の処理へ移行する。
【０１７７】
一方、ステップＳ４３において、ＴＬ＜Ｓｆ＜ＴＨが満たされていないと判定された場合には、シャッタ５の先幕の走行特性は不良であるとして、図３１のステップＳ２８の処理へ移行する。
【０１７８】
続いて、図３３は、図３１のステップＳ３０における後幕判定の詳細を示すフローチャートである。
【０１７９】
この処理を開始すると、画像分析部１１ａがステップＳ２９の処理により得られた画像データを分析して、シャッタ５の後幕が撮像素子６の下端を通過するときのラインＲｒ（図２８参照）を検出する（ステップＳ５１）。
【０１８０】
続いて、後幕スタートパルスが印加されてから後幕が撮像素子６の下端に到達するまでの時間Ｓｒを、垂直ラインＲｒのライン番号（ライン番号は上述したように付されているものとし、垂直ラインＲｒのライン番号を同一の記号Ｒｒを用いて表すものとする）を用いて、
Ｓｒ＝Ｋ×Ｒｒ＋δ
により算出する（ステップＳ５２）。先幕に関して上述したのと同様の理由から、この演算を行うことにより、後幕の幕速を検出する指標となる幕走行時間Ｓｒを正確に算出することが可能である。
【０１８１】
そして、ステップＳ５２において算出したＳｒが、所定の下限値ＴＬよりも大きく、かつ所定の上限値ＴＨよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５３）。なお、このステップＳ５３の判定において用いられる上限値ＴＨおよび下限値ＴＬは、図３２に示した先幕判定のステップＳ４３において用いられた値とそれぞれ同一である。
【０１８２】
このステップＳ５３において、ＴＬ＜Ｓｒ＜ＴＨが満たされていると判定された場合には、シャッタ５の後幕の走行特性は正常であるとして、図３１のステップＳ３２の処理へ移行する。
【０１８３】
一方、ステップＳ５３において、ＴＬ＜Ｓｒ＜ＴＨが満たされていないと判定された場合には、シャッタ５の後幕の走行特性は不良であるとして、図３１のステップＳ３１の処理へ移行する。
【０１８４】
次に、図３４は、図３１のステップＳ３２における第２露光ムラ判定の詳細を示すフローチャートである。
【０１８５】
この処理を開始すると、ステップＳ２６において得られた先幕判定用の画像データを、黒レベルを閾値として２値化する（ステップＳ６１）。
【０１８６】
さらに、ステップＳ２９において得られた後幕判定用の画像データを、黒レベルを閾値として２値化する（ステップＳ６２）。
【０１８７】
続いて、ステップＳ６１において２値化した１ビット画像と、ステップＳ６２において２値化した１ビット画像とを、２ビットの画像にレイヤー合成する（ステップＳ６３）。
【０１８８】
図３５は、２値化した先幕判定用の画像データおよび後幕判定用の画像データを、２ビットの画像にレイヤー合成したときの様子を示す図である。
【０１８９】
１ビット画像において画素値として取り得るのは０または１であるために、レイヤー合成して得られる画像が画素値として取り得るのは、０、１、または２である。図３５には、画素値が０である部分をＢＩＴ０、画素値が１である部分をＢＩＴ１、画素値が２である部分をＢＩＴ２として図示している。
【０１９０】
その後、図３５に示したようなレイヤー合成された画像のヒストグラムを作成する（ステップＳ６４）。
【０１９１】
図３６は、２値化されレイヤー合成された先幕判定用および後幕判定用の画像データに基づいて作成されたヒストグラムの例を示す図である。
【０１９２】
図３５も参照すれば分かるように、画素値１をとる画素の出現頻度が最も高く、画素値０および画素値２をとる画素の出現頻度は比較的低い。また、上述したように、画素値３をとる画素は存在しないために、該画素の出現頻度は０となる。
【０１９３】
続いて、値０の画素の出現頻度が第１の所定値以下であり、かつ値２の画素の出現頻度が第２の所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ６５）。
【０１９４】
ここで、各出現頻度が各所定値以下である場合には、露光ムラがなくシャッタ５の動作（走行特性）は正常であるとして、図３１のステップＳ３４に示した処理へ移行する。
【０１９５】
一方、ステップＳ６５において、値０の画素の出現頻度が第１の所定値よりも大きいか、または値２の画素の出現頻度が第２の所定値よりも大きいと判定された場合には、露光ムラが生じていてシャッタ５の動作（走行特性）は不良であるとして、図３１のステップＳ３３へ示した処理へ移行する。
【０１９６】
なお、ステップＳ３３の処理においては、例えば、値０の画素の出現頻度が第１の所定値よりも大きいと判定された場合と、値２の画素の出現頻度が第２の所定値よりも大きいと判定された場合とで、それぞれに応じた異なる処理を行うようにしても構わない。
【０１９７】
また、上述では撮像装置１内に画像分析部１１ａを設けて画像の分析を行ったが、上述したようなタイミングで撮像された各画像を外部のパーソナルコンピュータ等において分析するようにしても構わない。この場合には、画像分析部１１ａを含む制御部１１により行われる処理を、コンピュータ上で実行されるプログラムにより行えば良い。
【０１９８】
さらに、上述では、先幕の走行速度に関する情報として時間Ｓｆを求め、後幕の走行速度に関する情報として時間Ｓｒを求めている。このように、先幕または後幕の走行速度に関する情報は、走行速度自体である必要はなく、走行速度を推定するためのデータとなり得るようなデータであれば、時間などであっても構わない。
【０１９９】
このような実施形態１によれば、矩形状をなす光電変換部２１の長辺方向を主走査方向とし短辺方向を副走査方向としたために、動歪みがより目立たない撮像素子を低コストに構成することができる。
【０２００】
そして、電子的な素子シャッタのみでも歪みを目立たなくすることができるために、高速連写が必要な場合に、メカニカルシャッタを開けたままで撮影を行うことが可能となる。その結果、カメラの大型化を防ぎ、電池の消耗を軽減することが可能となるとともに、メカニカルシャッタでは達成し得ないような高速連写を行うことも可能となる。一方、単画像撮影モードにおいては、通常通りにメカニカルシャッタを用いて撮影することに何等支障はなく、しかも高速連写に対応する高価なメカニカルシャッタではなく通常の比較的安価なメカニカルシャッタを採用することが可能となる。
【０２０１】
加えて、このような撮像素子を、横長の筐体を備える撮像装置内に、横長であることが一致するように配設したために、物体の移動方向と合わせるべき撮像素子の長辺方向を直感的に認識することが可能となる。
【０２０２】
同様に、このような撮像素子を、表示部における被写体を観察するための横長の領域と、横長であることが一致するように配設したために、物体の移動方向と合わせるべき撮像素子の長辺方向を直感的に認識することが可能となる。
【０２０３】
また、電子ローリングシャッタとメカニカルフォーカルプレーンシャッタとを同時に作動させて得られた画像信号に基づいて、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの走行特性の試験を行うようにしたために、専用部材等を追加することなく、シャッタの走行特性の正常／不良を容易に確認することが可能となる。
【０２０４】
さらに、メカニカルフォーカルプレーンシャッタによるスリット露光と、電子ローリングシャッタとを同時に動作させて、画像データの各ラインにおける画素値の変曲点の値のバラツキを算出し、算出したバラツキが、所定上限値以下である場合にはメカニカルフォーカルプレーンシャッタの走行特性が正常であると判定し、所定上限値よりも大きい場合には不良であると判定するようにしたために、シャッタ幕の走行方向が電子ローリングシャッタの主走査方向と交差するように配置されたメカニカルフォーカルプレーンシャッタを活用して、フォーカルプレーンシャッタの走行特性の正常／不良を容易に確認することができる。このときには、電子ローリングシャッタの動作は充分な精度で正確であることが分かっているために、フォーカルプレーンシャッタに起因して発生する露光ムラを正確に測定することが可能となる。
【０２０５】
そして、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの先幕のみを走行させ、かつ先幕の走行と同時に電子ローリングシャッタを動作させて得られた画像データに基づいて、先幕の走行速度に関する情報を求め、求めた情報が先幕の走行速度が所定範囲内であることを示すものである場合にはメカニカルフォーカルプレーンシャッタの先幕の走行特性が正常であると判定し、所定範囲外であることを示すものである場合には不良であると判定するようにしたために、上述したように配置されたメカニカルフォーカルプレーンシャッタを活用して、フォーカルプレーンシャッタの先幕の走行特性の正常／不良を容易に確認することができる。
【０２０６】
加えて、メカニカルフォーカルプレーンシャッタを全開にした後に、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの後幕を走行させ、かつ後幕の走行と同時に電子ローリングシャッタを動作させて得られた画像データに基づいて、後幕の走行速度に関する情報を求め、求めた情報が後幕の走行速度が所定範囲内であることを示すものである場合にはメカニカルフォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性が正常であると判定し、所定範囲外であることを示すものである場合には不良であると判定するようにしたために、上述したように配置されたメカニカルフォーカルプレーンシャッタを活用して、フォーカルプレーンシャッタの後幕の走行特性の正常／不良を容易に確認することができる。
【０２０７】
また、第２シャッタ不良確認モードにおいては、平行光均一照射器が装着されていないときには、レンズをデフォーカス状態に駆動するようにしているために、平行光均一照射器がない場合でも、手軽にメカニカルフォーカルプレーンシャッタの走行特性の試験を行うことが可能となる。
【０２０８】
なお、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】
【０２０９】
【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における撮像素子の一構成例を示す図。
【図３】上記実施形態１における撮像素子の他の構成例を示す図。
【図４】上記実施形態１の撮像装置における撮像素子の配置を正面側から示す斜視図。
【図５】上記実施形態１の撮像装置における撮像素子の配置を背面側から示す斜視図。
【図６】上記実施形態１において、シャッタの検査を行うための平行光均一照射器を撮像装置に装着したときの様子を示す図。
【図７】上記実施形態１において、被写体とレンズと撮像素子上における被写体光像との関係を示す図。
【図８】上記実施形態１において、被写体とレンズとシャッタと撮像素子上における被写体光像との関係を示す図。
【図９】上記実施形態１において、静止している被写体を撮影して得られる画像の様子を示す図。
【図１０】上記実施形態１において、主走査方向と平行かつ同一方向に移動している被写体を撮影して得られる画像の様子を示す図。
【図１１】上記実施形態１において、主走査方向と平行かつ反対方向に移動している被写体を撮影して得られる画像の様子を示す図。
【図１２】上記実施形態１におけるフォーカルプレーンシャッタの動作サイクルを示す図。
【図１３】上記実施形態１において、シャッタの故障確認をスリット露光により行うときの様子を示す図。
【図１４】上記実施形態１において、シャッタの先幕のみを故障確認するときの様子を示す図。
【図１５】上記実施形態１において、シャッタの後幕のみを故障確認するときの様子を示す図。
【図１６】上記実施形態１において、スリット露光時の先幕および後幕の走行状態を示す図。
【図１７】上記実施形態１において、非スリット露光時の先幕および後幕の走行状態を示す図。
【図１８】上記実施形態１において、不良が発生しているシャッタによりスリット露光を行ったときの先幕および後幕の走行状態を示す図。
【図１９】上記実施形態１において、平行光均一照射器を撮像装置に取り付けてスリット露光を行い、かつセンサリセットからセンサリードまでの時間を１フレームの読み出し時間よりも短くしたローリングシャッタの動作を行ったときに得られる画像データの様子を、撮像素子の背面側から示した図。
【図２０】上記実施形態１において、スリット露光による故障確認または先幕のみを故障確認するときの撮像素子およびシャッタの駆動を示すタイミングチャート。
【図２１】上記実施形態１において、図２０に示したようなタイミングの駆動により露光された画像データを撮像素子の背面側から見たときの様子、および幾つかの垂直ラインにおいて得られた信号値の様子を示す図。
【図２２】上記実施形態１において、図２１（Ａ）に対応する時刻Ａにおける撮像素子と先幕ＦＢおよび後幕ＲＢにより構成される露光スリットＥＳとの位置関係を示す図。
【図２３】上記実施形態１において、図２１（Ｂ）に対応する時刻Ｂにおける撮像素子と先幕ＦＢおよび後幕ＲＢにより構成される露光スリットＥＳとの位置関係を示す図。
【図２４】上記実施形態１において、図２１（Ｃ）に対応する時刻Ｃにおける撮像素子と先幕ＦＢおよび後幕ＲＢにより構成される露光スリットＥＳとの位置関係を示す図。
【図２５】上記実施形態１において、図２１〜図２４を参照して説明したような露光を行ったときの時間関係を、図２０に基づき記載した図。
【図２６】上記実施形態１において、先幕のみを故障確認するために図２０に示したようなタイミングの駆動により露光して得られた画像データを、撮像素子の背面側から見たときの様子を示す図。
【図２７】上記実施形態１において、後幕のみを故障確認するときの撮像素子およびシャッタの駆動を示すタイミングチャート。
【図２８】上記実施形態１において、後幕のみを故障確認するために図２７に示したようなタイミングの駆動により露光して得られた画像データを、撮像素子の背面側から見たときの様子を示す図。
【図２９】上記実施形態１において、第１シャッタ不良確認モードの動作を示すフローチャート。
【図３０】上記実施形態１において、図２９のステップＳ５における第１露光ムラ判定の詳細を示すフローチャート。
【図３１】上記実施形態１において、第２シャッタ不良確認モードの動作を示すフローチャート。
【図３２】上記実施形態１において、図３１のステップＳ２７における先幕判定の詳細を示すフローチャート。
【図３３】上記実施形態１において、図３１のステップＳ３０における後幕判定の詳細を示すフローチャート。
【図３４】上記実施形態１において、図３１のステップＳ３２における第２露光ムラ判定の詳細を示すフローチャート。
【図３５】上記実施形態１において、２値化した先幕判定用の画像データおよび後幕判定用の画像データを、２ビットの画像にレイヤー合成したときの様子を示す図。
【図３６】上記実施形態１において、２値化されレイヤー合成された先幕判定用および後幕判定用の画像データに基づいて作成されたヒストグラムの例を示す図。
【図３７】従来のＣＭＯＳタイプの撮像素子の構成を示す図。
【図３８】従来の撮像素子により被写体を撮像するときの様子を示す図。
【図３９】従来の撮像素子により水平方向に移動する被写体を撮像したときに得られる１フレーム分の画像データの様子を示す図。
【図４０】従来の撮像素子により画面右方向から左方向へ移動する列車を撮影して得られた画像データの例を示す図。
【図４１】従来の撮像素子を縦位置にして、画面右方向から左方向へ移動する列車を撮影して得られた画像データの例を示す図。
【図４２】従来において、水平方向と垂直方向との何れを主走査方向とするかを切り換え可能に構成された撮像素子の構成を示す図。
【符号の説明】
【０２１０】
１…撮像装置
２，２Ａ…レンズ鏡筒
３…レンズ
４…絞り
５…シャッタ
６…撮像素子
７…メモリ（記憶部）
８…画像処理部
９…メモリカード
１０…表示部（動画像表示部）
１１…制御部（読出制御部、撮像素子駆動部、シャッタ駆動部、レンズ駆動部、走行特性試験部）
１１ａ…画像分析部
１２…操作部
１３…バッテリ
２１…光電変換部
２２…光電変換素子
２３…タイミングジェネレータ（走査回路）
２４…垂直走査回路（走査回路）
２５…水平走査回路（走査回路）
２６…アンプ（信号処理回路）
２７…ＣＤＳ（信号処理回路）
２８…ＡＤＣ（信号処理回路）
２９…ＬＶＤＳ（信号処理回路）
３１…マルチプレクサ
３５…レリーズスイッチ
３６…ファインダ（表示部）
３８…カバー
３９…点光源
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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