(57)【要約】【課題】ブルーミングの発生を防止して画像品質の向上を図る。【解決手段】被写体光を受光して電荷を蓄積する電荷蓄積型撮像素子と、先幕ＦＣと後幕ＲＣを有し、撮像素子への被写体光の通過と遮光を行う遮光部材とを備え、被写体光を通過させる遮光部材の開状態が検出されたとき（ｔ３）に撮像素子の電荷蓄積を開始し、シャッター秒時Ｔ１０後に撮像素子の電荷蓄積を終了させる電子カメラにおいて、遮光部材の初期の動作バラツキを補正する補正時間と先幕ＦＣの標準走行時間Ｔ３とを記憶しておき、先幕ＦＣの保持解除時点ｔ０から、｛（シャッター秒時Ｔ１０）＋（先幕標準走行時間Ｔ３）−（補正時間）｝時間経過後に後幕ＲＣの保持解除を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を受光して電荷を蓄積する電荷蓄積型撮像素子と、
先幕と後幕を有し、前記撮像素子への前記被写体光の通過と遮光を行う遮光部材と、
前記被写体光を通過させる前記遮光部材の開状態が検出されたときに前記撮像素子の電荷蓄積を開始し、シャッター秒時後に前記撮像素子の電荷蓄積を終了させる蓄積制御手段と、
前記遮光部材の初期の動作バラツキを補正する補正時間と前記先幕の標準走行時間とを記憶する記憶手段と、
前記先幕の保持解除時点から、｛（前記シャッター秒時）＋（前記先幕標準走行時間）−（前記補正時間）｝時間経過後に前記後幕の保持解除を行う遮光部材駆動制御手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子カメラにおいて、
前記遮光部材の開状態が検出されたときから前記後幕が前記被写体光の遮光を開始するまでの時間から、シャッター秒時を差し引いた時間を前記補正時間とすることを特徴とする電子カメラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子カメラにおいて、
前記記憶手段は、前記遮光部材の経年および環境により変化する動作バラツキを補償する余裕時間を記憶し、
前記遮光部材駆動制御手段は、前記先幕の保持解除時点から、｛（前記シャッター秒時）＋（前記先幕標準走行時間）−（前記補正時間）＋（前記余裕時間）｝時間経過後に前記後幕の保持解除を行うことを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
シャッターを全開にして撮像素子の電荷蓄積を開始させ、予め設定した電荷蓄積時間が経過した後にシャッターを閉じるようにした電子カメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００５−１５６８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の電子カメラでは、撮像素子の電荷蓄積終了からシャッター幕が撮像画面を閉じ始めるまでの間に撮像素子に余分な光が入射するため、ブルーミングが発生して画像品質が低下することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明は、被写体光を受光して電荷を蓄積する電荷蓄積型撮像素子と、先幕と後幕を有し、撮像素子への被写体光の通過と遮光を行う遮光部材とを備え、被写体光を通過させる遮光部材の開状態が検出されたときに撮像素子の電荷蓄積を開始し、シャッター秒時後に撮像素子の電荷蓄積を終了させる電子カメラにおいて、遮光部材の初期の動作バラツキを補正する補正時間と先幕の標準走行時間とを記憶しておき、先幕の保持解除時点から、｛（シャッター秒時）＋（先幕標準走行時間）−（補正時間）｝時間経過後に後幕の保持解除を行うことを特徴とする。
（２）  請求項２の電子カメラは、遮光部材の開状態が検出されたときから後幕が被写体光の遮光を開始するまでの時間から、シャッター秒時を差し引いた時間を補正時間としたものである。
（３）  請求項３の電子カメラは、遮光部材の経年および環境により変化する動作バラツキを補償する余裕時間を記憶しておき、先幕の保持解除時点から、｛（シャッター秒時）＋（先幕標準走行時間）−（補正時間）＋（余裕時間）｝時間経過後に後幕の保持解除を行う。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、後幕による撮影画面のケラレを防止しながら撮像素子へ入射する余計な光量を最小限に抑制し、ブルーミングの発生を防止して画像品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
《発明の第一の実施の形態》
図１は第一の実施の形態の電子カメラの構成を示す図である。なお、本願発明と直接、関係のないカメラの機器および回路の図示と説明を省略する。撮影レンズ１を通過した被写体からの光はシャッター２を介して撮像素子３へ入射する。シャッター２は先幕と後幕（不図示）を備えている。撮影時は、まず先幕が走行して被写体光の遮光を解除し、撮像素子３の撮影画面（アパーチャー）を全開にする。次に後幕が走行して被写体光を遮光し、撮像素子３の撮影画面を閉じる。駆動回路４はシャッター２の先幕と後幕を走行駆動する。
【０００８】
スイッチ５は、シャッター２の先幕が走行して被写体光の遮光を解除し、撮像素子３の撮影画面が全開状態になってからさらに先幕が開放方向にわずかに移動したときにオンするスイッチで、一般に撮影画面の全開完了を示す“Ｘ接点”と呼ばれるスイッチである。また、スイッチ６はシャッターボタン（不図示）が押圧されるとオンするスイッチである。撮像素子３は被写体光を受光して電荷を蓄積し、画像信号を出力する。なお、撮像素子３の撮影画面が開放状態にあって撮像素子３に被写体光が入射している状態において、撮像素子３に電荷を蓄積する時間（電荷蓄積時間）は従来のカメラのシャッター秒時に相当し、撮像素子３はいわゆる“電子シャッター機能”を有する。シャッター２は、撮像素子３の電荷蓄積が開始される前に被写体光の遮光を解除して撮影画面を全開状態にし、電荷蓄積が終了した後に被写体光を遮光して撮影画面を閉じる。
【０００９】
Ａ／Ｄコンバーター７は、撮像素子３から出力されるアナログ画像信号をデジタル信号に変換する。ＡＳＩＣ８は、デジタル画像信号に対してホワイトバランス処理などの種々の画像処理や、画像信号の圧縮、伸張処理などを行う。記録媒体９は圧縮処理後の画像データを記録する。タイミング回路１０は、撮像素子３やＡ／Ｄコンバーター７の動作に必要なタイミング信号を発生する。制御回路１１はＣＰＵ１１ａやＥＥＰＲＯＭ１１ｂを備え、シャッター２の開閉制御や撮像素子３の電荷蓄積制御などの電子カメラの種々の制御、演算処理、シーケンス処理などを行う。
【００１０】
図２は、シャッター２の先幕ＦＣと後幕ＲＣのシャッターレリーズ時の動きを示すタイミングチャートである。ここでは、先幕ＦＣと後幕ＲＣを有する代表的なフォーカルプレーンシャッターを例に上げて説明する。また、この第一の実施の形態では、同一種類のカメラの同一種類のシャッターにおける各部動作のバラツキを、“初期分”と“経年および環境変化分”とに分けて取り扱う。前者の初期分は製造誤差、組み立て誤差、調整誤差などに起因した初期的な動作のバラツキであり、経年および環境による変化をしない動作バラツキである。一方、後者の経年および環境により変化する動作バラツキは、機械的な疲労や摩耗により経年変化するバラツキと、温度や湿度などの動作環境により変化するバラツキである。
【００１１】
図２において、時刻ｔ０で先幕ＦＣの保持が解除され、先幕ＦＣの走行が開始されたものとする。図２を参照して先幕ＦＣと後幕ＲＣの動きの誤差要因について考察する。時刻ｔ０で先幕ＦＣの保持が解除され、時刻ｔ１で先幕ＦＣが撮影画面Ａを開き始めるとすると、時刻ｔ０からｔ１までの先幕ＦＣの顔出し時間Ｔ２は、例えば２．８ｍｓの標準値に対し±０．９ｍｓの初期の動作バラツキを有する。また、時刻ｔ１で先幕ＦＣが撮影画面Ａを開き始めてから時刻ｔ２で撮影画面Ａを完全に開放状態にするまでの“先幕速”は、例えば５．０ｍｓの標準値に対し±０．７ｍｓの初期のバラツキを有する。
【００１２】
次に、時刻ｔ２で撮影画面Ａが開放状態になってから時刻ｔ３で撮影画面の全開完了を示すＸ接点（上記スイッチ５）がオンするまでのＸ遅れ時間は、０〜＋０．６ｍｓである。さらに、時刻ｔ４で後幕ＲＣの保持が解除され、時刻ｔ６で後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始めるとすると、時刻ｔ４からｔ６までの後幕ＲＣの顔出し時間Ｔ４は、例えば２．８ｍｓの標準値に対し±０．９ｍｓの初期の動作バラツキを有する。以上のシャッター各部の初期の動作バラツキを合計すると、最大で３．１ｍｓとなる。
【００１３】
この第一の実施の形態では、シャッター２の初期の動作バラツキ（上述した“初期分”）を測定して“補正時間”として記憶しておき、撮影時に後幕ＲＣの保持解除タイミングを補正時間の分だけ補償して初期の動作バラツキを排除する。一方、経年および環境により変化する動作バラツキに対しては予め測定して補正しておくことができないので、撮像素子３の電荷蓄積期間中に後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始めるのを避けるために、経年および環境により変化する動作バラツキを補償するための“全開余裕時間”を予め設定し、撮影時に後幕ＲＣの保持解除タイミングを全開余裕時間の分だけ補償する。この全開余裕時間には、経年変化や動作環境変化があっても、撮像素子３の電荷蓄積時間の経過後に後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始めるような時間を予め設定する。
【００１４】
図２により、シャッター２の初期の動作バラツキを補償するための補正時間の決定方法を説明する。通常、カメラの製造工程の例えば出荷調整時においてこの補正時間を決定し、制御回路１１のＥＥＰＲＯＭ１１ｂに記憶する。撮像素子３は、時刻ｔ３でＸ接点がオンすると電荷蓄積が開始され、シャッター秒時Ｔ５経過後の時刻ｔ５で電荷蓄積を終了する。時刻ｔ５で電荷蓄積が終了してから後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始める時刻ｔ６までの時間Ｔ６の間は、シャッター２が開放状態にあり、撮像素子３には被写体光が無用に入射され続ける。この時間Ｔ６を０にできれば撮像素子３への無用な被写体光の入射をなくすことができ、ブルーミング等の発生を防止できる。
【００１５】
そこで、この一実施の形態では、時刻ｔ３でＸ接点がオンしてから時刻ｔ６で後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始めるまでの時間Ｔ８を測定し、次式により補正時間Ｃを決定する。
Ｃ＝Ｔ８−Ｔ５  ・・・（１）
（１）式において、Ｔ８はＸ接点オンから後幕ＲＣによる遮光開始までの測定時間、Ｔ５はシャッター秒時である。ここで、シャッター秒時は、通常、被写体輝度、絞り値およびＩＳＯ感度に基づく露出演算により求められるが、出荷調整時の補正時間Ｃを決定する際には、少なくとも撮像素子３の電荷蓄積中に後幕ＲＣによる遮光が開始されないようなシャッター秒時を設定する。この例では、シャッター各部の初期の動作バラツキの合計値の最大が３．１ｍｓ（＝１／３２２ｓ）であるから、１／３２２ｓより長い秒時、例えば１／２５０ｓを補正時間Ｃを決定するためのシャッター秒時とする。決定した補正時間Ｃを制御回路１１のＥＥＰＲＯＭ１１ｂに記憶する。
【００１６】
また、経年および環境により変化する動作バラツキを補償するための“全開余裕時間”を、カメラの種類やシャッターの種類ごとに予め設定し、全開余裕時間Ｍとして制御回路１１のＥＥＰＲＯＭ１１ｂに記憶する。さらに、時刻ｔ１で先幕ＦＣが撮影画面Ａを開き始めてから時刻ｔ２で撮影画面Ａを完全に開放状態にするまでの先幕速の標準値Ｔ３（ここでは５．０ｍｓ）を制御回路１１のＥＥＰＲＯＭ１１ｂに記憶する。
【００１７】
次に、図３により実際の撮影時の後幕ＲＣの保持解除タイミングについて説明する。図３において、図２に示す時刻および時間と同様なものについては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。時間Ｔ１０は撮影時のシャッター秒時である。この第一の実施の形態では、先幕ＦＣの保持を解除する時刻ｔ０から、後幕ＲＣの保持を解除する時刻ｔ４までの時間Ｔ１を、次式により決定する。
Ｔ１＝Ｔ１０＋Ｔ３−Ｃ＋Ｍ  ・・・（２）
（２）式において、Ｔ３は、時刻ｔ１で先幕ＦＣが撮影画面Ａを開き始めてから時刻ｔ２で撮影画面Ａを完全に開放状態にするまでの標準先幕速（ここでは、例えば５ｍｓとした）、Ｃは上述した補正時間、Ｍは上述した全開余裕時間である。
【００１８】
制御回路１１は、撮影時にＥＥＰＲＯＭ１１ｂに記憶されている補正時間Ｃ、全開余裕時間Ｍおよび標準先幕速Ｔ３を読み出し、それらの値と被写体輝度、絞り値およびＩＳＯ感度に基づく露出演算により決定したシャッター秒時Ｔ１０とに基づいて（２）式により後幕ＲＣの保持解除時間Ｔ１を決定し、駆動回路４を制御して時刻ｔ０で先幕ＦＣの保持が解除されてから時間Ｔ１経過後に後幕ＲＣの保持を解除する。
【００１９】
このように、第一の実施の形態によれば、後幕ＲＣの保持解除タイミングを決定する際に、先幕顔出し、先幕速、Ｘ接点の遅れおよび後幕顔出しの一連のシャッター２の初期の動作バラツキが補正され、その補正時間Ｃの分だけ撮像素子３の電荷蓄積終了後から後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始めるまでの時間が短縮されるから、電荷蓄積終了後に撮像素子３に入射する余計な光量を低減することができ、ブルーミングの発生を防止して画像品質を向上させることができる。
その上、シャッター２の経年および環境により変化する動作バラツキを補償するために、予め設定した全開余裕時間Ｍだけ後幕ＲＣの保持解除タイミングを遅らせているので、撮像素子３の電荷蓄積中に後幕ＲＣにより撮影画面Ａが閉じられて、いわゆる“撮影画面のケラレ”が発生するのを防止できる。
つまり、第一の実施の形態によれば、後幕ＲＣによる撮影画面Ａのケラレを防止しながら撮像素子３へ入射する余計な光量を最小限に抑制し、ブルーミングの発生を防止して画像品質を向上させることができる。
【００２０】
《第一の実施の形態の変形例》
上述した第一の実施の形態では、経年および環境により変化するシャッター２の動作バラツキを補償するための全開余裕時間Ｍを考慮して後幕ＲＣの保持解除タイミングを決定する例を示した。しかし、工場出荷後に図２で説明したような調整を行って頻繁に補正時間Ｃの更新を図る場合には、全開余裕時間Ｍを省略し、先幕ＦＣの保持解除時点から、｛（シャッター秒時Ｔ１０）＋（先幕標準走行時間Ｔ３）−（補正時間Ｃ）｝時間経過後に後幕ＲＣの保持解除を行うようにしてもよい。この場合でも、後幕ＲＣによる撮影画面Ａのケラレを防止しながら撮像素子３へ入射する余計な光量を最小限に抑制し、ブルーミングの発生を防止して画像品質を向上させることができる。
【００２１】
《発明の第二の実施の形態》
上述した第一の実施の形態では、シャッター２の初期の動作バラツキを測定して補正時間Ｃとして記憶しておき、撮影時に後幕ＲＣの保持解除タイミングを補正時間Ｃの分だけ補償して初期の動作バラツキを排除する例を示したが、補正時間Ｃの測定を省略した第二の実施の形態を説明する。なお、この第二の実施の形態の構成は図１に示す構成と同様であり、説明を省略する。
【００２２】
図４は、第二の実施の形態のシャッター２の先幕ＦＣと後幕ＲＣのシャッターレリーズ時の動きを示すタイミングチャートである。なお、図２および図３に示す時間と同様な時間に対しては同一の符号を付して説明する。第一の実施の形態では、先幕ＦＣの保持が解除された時刻ｔ０を起点にして後幕ＲＣの保持解除タイミングを決定していたが、この第二の実施の形態では、Ｘ接点（スイッチ５）がオンする時刻ｔ３を起点にして後幕ＲＣの保持解除タイミングを決定する。なお、この第二の実施の形態の先幕ＦＣの走行については、図２および図３に示す第一の実施の形態の走行と同様である。
【００２３】
この第二の実施の形態では、Ｘ接点がオンする時刻ｔ３を起点にして後幕ＲＣの保持解除タイミングを決定するので、先幕ＦＣに関する初期の動作バラツキを考慮する必要はないが、後幕ＲＣの顔出し時間Ｔ４の初期の動作バラツキだけは考慮する必要がある。時刻ｔ４で後幕ＲＣの保持が解除され、時刻ｔ６で後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始めるとすると、時刻ｔ４からｔ６までの後幕ＲＣの顔出し時間Ｔ４は、例えば２．８ｍｓの標準値に対し±０．９ｍｓの初期の動作バラツキを有する。
【００２４】
一方、経年および環境により変化する動作バラツキに対しては予め測定して補正しておくことができないので、経年および環境により変化する動作バラツキを補償する必要がある。この第二の実施の形態では、後幕ＲＣの上述した初期の動作バラツキと、経年および環境により変化する動作バラツキとを考慮した“全開余裕時間Ｍ’”を予め設定しておき、撮影時に後幕ＲＣの保持解除タイミングを全開余裕時間Ｍ’の分だけ遅延させる。この全開余裕時間Ｍ’には、経年変化や動作環境変化があっても、撮像素子３の電荷蓄積時間の経過後に後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始めるような時間を予め設定する。
【００２５】
そして、後幕ＲＣの顔出し時間Ｔ４（標準値）、シャッター秒時Ｔ１０および上記全開余裕時間Ｍ’に基づいて、下記判定式による判定結果にしたがって後幕ＲＣの保持解除を２通りの方法で制御する。
Ｔ４≧（Ｔ１０＋Ｍ’）  ・・・（３）
判定式（３）を満たす場合、つまりシャッター秒時Ｔ１０が比較的短い場合には、Ｘ接点がオンする時刻ｔ３で後幕ＲＣの保持を解除する。一方、判定式（３）を満たさない場合、つまりシャッター秒時Ｔ１０が比較的長い場合には、Ｘ接点がオンする時刻ｔ３から（Ｔ１０＋Ｍ’−Ｔ４）時間経過後に後幕ＲＣの保持を解除する。
【００２６】
この第二の実施の形態によれば、後幕ＲＣが撮影画面Ａを閉じ始める時刻ｔ６までには電荷蓄積が終了し、後幕ＲＣによる撮影画面Ａのケラレは発生せず、電荷蓄積完了後に撮像素子３に入射する余分な光量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施の形態の構成を示す図
【図２】第一の実施の形態のシャッターの初期の動作バラツキを補償するための補正時間の決定方法を説明するタイミングチャート
【図３】第一の実施の形態の撮影時の後幕の保持解除動作を説明するタイミングチャート
【図４】第二の実施の形態の撮影時の後幕の保持解除動作を説明するタイミングチャート
【符号の説明】
【００２８】
２  シャッター
ＦＣ  先幕
ＲＣ  後幕
３  撮像素子、
４  駆動回路
５  スイッチ
１０  タイミング回路
１１  制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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