(57)【要約】【課題】先幕と後幕とにおける幕速の相違、或いは幕面の位置ずれ（ケラレの発生）による露光ムラ等の不具合の発生を抑止し、また消費電力を軽減する。【解決手段】露光制御手段によってシャッタ速度が低速に設定されている低速シャッタ時には、この撮像素子による電子フォーカルプレーンシャッタ機能によって露光開始動作を実行するとともに（先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの採用）、メカニカルフォーカルプレーンシャッタによって露光終了動作を実行し、一方、露光制御手段によってシャッタ速度が高速に設定されている高速シャッタ時には、露光開始動作及び露光終了動作の双方をメカニカルフォーカルプレーンシャッタによって実行する（先幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタの採用）。【選択図】図２０
2007251382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された複数の画素を有するＭＯＳ型の撮像素子であって、所定のリセット信号が画素ライン単位で各画素に与えられて露光開始動作が実行される電子フォーカルプレーンシャッタ機能を有する撮像素子と、
前記撮像素子の直前に配置され、該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ニカルフォーカルプレーンシャッタと、
前記撮像素子及び前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタの動作を制御する制御手段と、
少なくともシャッタ速度を設定する露光制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記露光制御手段によってシャッタ速度が低速に設定されている低速シャッタ時には、露光開始動作を前記撮像素子に電子フォーカルプレーンシャッタ機能によって実行させるとともに、露光終了動作を前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタに実行させ、
前記露光制御手段によってシャッタ速度が高速に設定されている高速シャッタ時には、露光開始動作及び露光終了動作を前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタに実行させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
当該撮像装置は該撮像装置の振れを補正する振れ補正機能を有したものであって、
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をさらに備え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】
前記撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズであって、焦点距離が可変の撮影レンズをさらに備え、
前記制御手段は、前記焦点距離に応じて、前記露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うか前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点を変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子に被写体像を結像させる交換可能な撮影レンズをさらに備え、
前記制御手段は、交換された前記撮影レンズの焦点距離に応じて、前記露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うか前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点を変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記撮影レンズの撮影時における絞り値及び射出瞳位置の情報に基づいて、前記露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うか前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点を変更することを特徴とする請求項３又は４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行う場合において、シャッタ速度、焦点距離、絞り値、若しくは射出瞳位置の情報の少なくとも一つを用いて、該電子フォーカルプレーンシャッタ機能による露光開始動作を制御するパラメータを変更することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズと、
前記撮影レンズからの光束を光学的ファインダーと前記撮像素子とに導くための可動ミラーと、
撮影開始の指示入力を行うレリーズボタンとをさらに備え、
前記制御手段は、
ユーザによる前記レリーズボタンの操作による撮影開始指示入力に応じて、前記可動ミラーによる光路が撮像素子に対して解放され、その後、前記電子フォーカルプレーンシャッタ機能及び前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタにおけるいずれかのフォーカルプレーンシャッタによって前記露光開始動作が実行される場合において、
前記低速シャッタ時及び高速シャッタ時に拘わらず、前記可動ミラーの動作終了後、一定時間が経過した後に、前記いずれかのフォーカルプレーンシャッタによって前記露光開始動作を実行させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタは、前記光路開口動作用の幕体としての先幕と、前記光路遮断動作用の幕体としての後幕とを備えており、
撮影待機時において前記先幕が前記光路を開口しない閉状態とされている場合に、
前記制御手段は、
前記低速シャッタ時において、前記先幕を閉状態から開状態にする時点から所定時間間隔をおいた後に、前記撮像素子に電子フォーカルプレーンシャッタ機能による露光開始動作を実行させることを特徴とする請求項２又は７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記先幕を閉状態から開状態にする開動作のタイミングを前記可動ミラーの動作タイミングと略同期させるとともに、前記先幕を可動ミラーの移動方向と反対方向に移動するように該先幕の開動作を制御することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＯＳ型の撮像素子が搭載された撮像ユニット及び撮像装置に関し、特に先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行い、後幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行うようにした撮像ユニット及び撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）を利用したＸ−Ｙ走査型の撮像素子は、ＣＣＤ（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いわゆるランダムスキャンが可能であるという特質も有している。
【０００３】
従来、このような撮像素子を備えたデジタルスチルカメラ等の撮像装置では、図２７に示すような撮影動作が行われる。すなわち、レリーズボタン等が押下されて撮影開始指示がなされた後、先ず符号９０１で示すタイミングで撮像素子がリセットされる。このとき撮像素子の全画素が同時にリセット（一括リセット）される。その後、符号９０２で示すタイミングでメカニカルフォーカルプレーンシャッタにおける光路開口用の先幕が開いて撮像素子に対する露光が開始され（メカ先幕）、符号９０３で示すタイミングでメカニカルフォーカルプレーンシャッタにおける光路遮断用の後幕が閉じて露光が終了される（メカ後幕）。このメカ先幕とメカ後幕との時間差Δｔが露光時間となる。後幕が閉じて露光が終了されるとともに、符号９０４で示すタイミングで、撮像素子の各画素から画素データ（電荷）すなわち撮影画像９０５が画素ライン単位で順次読み出される（センサ読出し）。なお、符号９１０で示す図は、メカ先幕とメカ後幕との時間差が大きい場合、つまり低速シャッタ時の様子を示しており、符号９２０で示す図は、メカ先幕とメカ後幕との時間差が小さい場合、つまり高速シャッタ時の様子を示している。
【０００４】
このような撮像装置において、メカニカルフォーカルプレーンシャッタに振動が発生し、この振動が撮像（露光）動作に悪影響を与えてしまうという問題がある。すなわち、光路開口動作のため幕体（先幕）が走行し、開口完了時にシャッタユニット内でシャッタ基板等に衝突することにより衝撃振動（図２８の符号９３１で示すタイミングで発生する振動；先幕ショック）が発生し、この振動により撮像素子が振れるなどして上記露光時間Δｔ中の該撮像素子による露光がブレてしまうという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するべく、例えば特許文献１には、シャッタ動作の先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行い、後幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行うようにする技術が開示されている。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カルプレーンシャッタ）、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（後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタ）ようにした撮像装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１５２０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、メカニカルフォーカルプレーンシャッタは、幕体の移動速度が一定ではなく、移動始端では比較的幕速が遅く、移動終端になるほど加速されて比較的幕速が早くなるという特性を有している。また、温湿度の変化や姿勢差等によっても、幕速が変化する場合がある。このため、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタにより、幕体の移動方向の始端側から順に一定のリセットタイミング（一定の幕速）で各画素ラインにリセット信号を供給し、画素ライン毎に露光を開始させた場合、一定な幕速の先幕と、幕速が変化する後幕との間で幕速のずれが発生するようになる。従来、このような幕速のずれに起因して、特にスリット露光となる高速ＳＳ（シャッタスピード）時において、安定的な露光が得られない（露光ムラが生じる）という問題があった。さらに、先幕の位置と後幕の位置とが離間することとなるので、かかる光学的な位置ずれに起因して射出瞳位置やＦｎｏ．によっては光束のケラレが発生し、露光ムラが生じることがあった。
【０００７】
なお、先幕及び後幕の双方に電子シャッタが適用された撮像装置、具体的にはＣＣＤ型の撮像素子を用い、この撮像素子の電子シャッタ制御による露光動作つまり露光開始及び露光終了動作を行う撮像装置も知られているが（ただし、後幕に相当する幕体のみ有したメカニカルフォーカルプレーンシャッタは備えており、この幕体は単に遮光機能として用いられる）、この装置の場合、前記ＭＯＳ型の撮像素子を用いる場合と比べてトータルの消費電力が大きなものとなってしまう。また、この消費電力に関し、メカニカルフォーカルプレーンシャッタは、チャージする動作電力つまり幕体を走行前の状態まで戻すための電力が電子フォーカルプレーンシャッタと比べて大きく、従って、消費電力低減の観点から言えば、メカニカルフォーカルプレーンシャッタよりも電子フォーカルプレーンシャッタを用いることが望ましい。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行い、後幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行う場合において、先幕と後幕とにおける幕速の相違、或いは幕面の位置ずれ（ケラレの発生）による露光ムラ等の不具合の発生を抑止することができ、さらには消費電力を軽減することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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ＭＯＳ型の撮像素子であって、所定のリセット信号が画素ライン単位で各画素に与えられて露光開始動作が実行される電子フォーカルプレーンシャッタ機能を有する撮像素子と、前記撮像素子の直前に配置され、該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ニカルフォーカルプレーンシャッタと、前記撮像素子及び前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタの動作を制御する制御手段と、少なくともシャッタ速度を設定する露光制御手段とを備え、前記制御手段は、前記露光制御手段によってシャッタ速度が低速に設定されている低速シャッタ時には、露光開始動作を前記撮像素子に電子フォーカルプレーンシャッタ機能によって実行させるとともに、露光終了動作を前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタに実行させ、前記露光制御手段によってシャッタ速度が高速に設定されている高速シャッタ時には、露光開始動作及び露光終了動作を前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタに実行させることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、撮像素子がＭＯＳ型の撮像素子とされ、露光制御手段によってシャッタ速度が低速に設定されている低速シャッタ時には、この撮像素子による電子フォーカルプレーンシャッタ機能によって露光開始動作が実行されるとともに（先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの採用）、メカニカルフォーカルプレーンシャッタによって露光終了動作が実行され、一方、露光制御手段によってシャッタ速度が高速に設定されている高速シャッタ時には、露光開始動作及び露光終了動作の双方がメカニカルフォーカルプレーンシャッタによって実行される（先幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタの採用）。
【００１１】
上記構成において、前記撮像装置は該撮像装置の振れを補正する振れ補正機能を有したものであって、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をさらに備える構成とすることができる（請求項２）。
【００１２】
この構成によれば、撮像装置が振れを補正する振れ補正機能を有したものとされ、当該振れ補正を行うべく撮像装置の振れ量が振れ検出手段によって検出される。
【００１３】
また、上記構成において、前記撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズであって、焦点距離が可変の撮影レンズをさらに備え、前記制御手段は、前記焦点距離に応じて、前記露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うか前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点を変更する構成とすることができる（請求項３）。
【００１４】
この構成によれば、制御手段により、焦点距離が可変である撮影レンズの該焦点距離に応じて、露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うかメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点が変更される。
【００１５】
また、上記構成において、前記撮像素子に被写体像を結像させる交換可能な撮影レンズをさらに備え、前記制御手段は、交換された前記撮影レンズの焦点距離に応じて、前記露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うか前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点を変更する構成とすることができる（請求項４）。
【００１６】
この構成によれば、制御手段により、交換された撮影レンズ（交換レンズ）の焦点距離に応じて、露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うかメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点が変更される。
【００１７】
また、上記構成において、前記制御手段は、前記撮影レンズの撮影時における絞り値及び射出瞳位置の情報に基づいて、前記露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うか前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点を変更する構成とすることができる（請求項５）。
【００１８】
この構成によれば、制御手段により、撮影レンズの撮影時における絞り値及び射出瞳位置の情報に基づいて、露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行うかメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点が変更される。
【００１９】
また、上記構成において、前記制御手段は、前記露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行う場合において、シャッタ速度、焦点距離、絞り値、若しくは射出瞳位置の情報の少なくとも一つを用いて、該電子フォーカルプレーンシャッタ機能による露光開始動作を制御するパラメータを変更する構成とすることができる（請求項６）。
【００２０】
この構成によれば、制御手段により、露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタ機能を用いて行う場合において、シャッタ速度、焦点距離、絞り値、若しくは射出瞳位置の情報の少なくとも一つを用いて、該電子フォーカルプレーンシャッタ機能による露光開始動作を制御するパラメータが変更される。
【００２１】
また、上記構成において、前記撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズと、前記撮影レンズからの光束を光学的ファインダーと前記撮像素子とに導くための可動ミラーと、撮影開始の指示入力を行うレリーズボタンとをさらに備え、前記制御手段は、ユーザによる前記レリーズボタンの操作による撮影開始指示入力に応じて、前記可動ミラーによる光路が撮像素子に対して解放され、その後、前記電子フォーカルプレーンシャッタ機能及び前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタにおけるいずれかのフォーカルプレーンシャッタによって前記露光開始動作が実行される場合において、前記低速シャッタ時及び高速シャッタ時に拘わらず、前記可動ミラーの動作終了後、一定時間が経過した後に、前記いずれかのフォーカルプレーンシャッタによって前記露光開始動作を実行させる構成とすることができる（請求項７）。
【００２２】
この構成によれば、低速シャッタ時及び高速シャッタ時に拘わらず、可動ミラーの動作終了後、一定時間が経過した後に、電子フォーカルプレーンシャッタ（撮像素子の電子フォーカルプレーンシャッタ機能）及びメカニカルフォーカルプレーンシャッタのいずれかのフォーカルプレーンシャッタによって露光開始動作が実行される。
【００２３】
また、上記構成において、前記メカニカルフォーカルプレーンシャッタは、前記光路開口動作用の幕体としての先幕と、前記光路遮断動作用の幕体としての後幕とを備えており、撮影待機時において前記先幕が前記光路を開口しない閉状態とされている場合に、前記制御手段は、前記低速シャッタ時において、前記先幕を閉状態から開状態にする時点から所定時間間隔をおいた後に、前記撮像素子に電子フォーカルプレーンシャッタ機能による露光開始動作を実行させる構成とすることができる（請求項８）。
【００２４】
この構成によれば、撮影待機時において先幕が光路を開口していない閉状態とされている場合に、低速シャッタ時において、先幕を閉状態から開状態にする時点から所定時間間隔をおいた後に、電子フォーカルプレーンシャッタ（撮像素子の電子フォーカルプレーンシャッタ機能）による露光開始動作が実行される。
【００２５】
さらに、上記構成において、前記制御手段は、前記先幕を閉状態から開状態にする開動作のタイミングを前記可動ミラーの動作タイミングと略同期させるとともに、前記先幕を可動ミラーの移動方向と反対方向に移動するように該先幕の開動作を制御する構成とすることができる（請求項９）。
【００２６】
この構成によれば、先幕を閉状態から開状態にする開動作のタイミングが、可動ミラーの動作タイミングと略同期するとともに、先幕が可動ミラーの移動方向と反対方向に移動するように開動作される（先幕が開方向に動作する）。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に係る発明によれば、高速シャッタ時には、先幕及び後幕の双方がメカニカルフォーカルプレーンシャッタとされるので、先幕と後幕とにおける幕速の相違、或いは幕面の位置ずれ（ケラレの発生）による露光ムラ等の不具合の発生を抑止することができる。低速シャッタ時には、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタが採用されるので、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いる場合と比べて消費電力を軽減することができる。また、露光時間が長いので、先幕と後幕との幕速の相違、幕位置のずれによる露光ムラの発生は微少量となるため、露光ムラは実質的には発生しない。特にライブビューなどを行うときには上記消費電力軽減効果が高くなる。また、ＭＯＳ型の撮像素子を用いることで例えばＣＣＤ型の撮像素子などと比べて消費電力を低減できる。
【００２８】
請求項２に係る発明によれば、撮像装置は、振れ検出手段を備えて振れを検出する構成であるので、特に、振れの影響を受け易い低速シャッタ時において、先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行うようにすることで、先幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタとした場合の走行振動に起因する当該振れ検出手段による振れ量の誤検出を防止することができる。
【００２９】
請求項３、４に係る発明によれば、撮影レンズ（交換可能な撮影レンズを含む）の焦点距離に応じて、露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタを用いて行うかメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点が変更される構成であるので、使用する撮影レンズの性能の違いを考慮して、例えば電子フォーカルプレーンシャッタとメカニカルフォーカルプレーンシャッタとの幕位置によるケラレ等が発生しにくいような場合には、より高速なシャッタ速度において電子フォーカルプレーンシャッタを先幕として用いる、すなわちケラレ等の発生状況に応じて、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを使用する上限のシャッタ速度を高くしたり低くしたり任意に調整するというように自由度の高いシャッタ制御が可能となる。
【００３０】
請求項５に係る発明によれば、撮影レンズ（交換可能な撮影レンズを含む）の撮影時における絞り値及び射出瞳位置の情報に基づいて、露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタを用いて行うかメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いて行うかの切替点が変更される構成であるので、使用する撮影レンズの性能の違いを考慮して、例えば電子フォーカルプレーンシャッタとメカニカルフォーカルプレーンシャッタとの幕位置によるケラレ等が発生しにくいような場合には、より高速なシャッタ速度において電子フォーカルプレーンシャッタを先幕に用いる、すなわちケラレ等の発生状況に応じて、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを使用する上限のシャッタ速度を高くしたり低くしたり任意に調整するというように自由度の高いシャッタ制御が可能となる。
【００３１】
請求項６に係る発明によれば、シャッタ速度、焦点距離、絞り値、若しくは射出瞳位置の情報の少なくとも一つを用いて、電子フォーカルプレーンシャッタ機能による露光開始動作を制御するパラメータを変更することが可能となるため、すなわち、シャッタ速度、焦点距離、絞り値、若しくは射出瞳位置の情報に基づいて、電子フォーカルプレーンシャッタの例えばシャッタ速度を変更する（幕速を加減速する制御を行う）ことが可能となる。これにより、電子フォーカルプレーンシャッタを用いる低速シャッタ時において、撮影レンズの性能の違い等に伴い、例えば焦点距離が小さいほど、Ｆｎｏ．が小さいほど、或いは射出瞳位置が露光面に近いほど電子フォーカルプレーンシャッタのシャッタ速度を速くするといった制御が行えるようになり、低速シャッタ時における光束のケラレ等による露光ムラの発生を抑止（低減）することが可能となる。
【００３２】
請求項７に係る発明によれば、電子フォーカルプレーンシャッタ又はメカニカルフォーカルプレーンシャッタのいずれの場合も、可動ミラーの動作終了後、同じ時間が経過した後に露光動作が開始されるので、ユーザはいずれのシャッタを用いる場合も同じレリーズタイミングで撮影する（露光動作を開始させる）ことが可能となり、ひいては操作性の良い撮像装置を実現できる。
【００３３】
請求項８に係る発明によれば、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの先幕（幕体）が開動作する時点から所定時間間隔をおいた後に、電子フォーカルプレーンシャッタによる露光開始動作が行われるので、この所定時間間隔を例えば先幕（幕体）による衝撃振動がおさまる（減衰する）ような時間間隔に設定することで、振れ検出動作や露光動作に対する当該先幕の走行振動による影響を無くすことができ、ひいては精度良い振れ補正や撮影を行うことができ、綺麗な撮影画像が得られるようになる。
【００３４】
請求項９に係る発明によれば、先幕の開動作により生じる衝撃振動と可動ミラーの開動作により生じる衝撃振動とが互いに打ち消し合う（相殺される）ようにすることができ、振れ検出動作や露光動作に対する当該衝撃振動による影響を一層小さくすることができる。また、この構成により、衝撃振動をより早く減衰（収束）させることが可能となる、すなわち衝撃振動を強制的に減衰させることが可能となるため、衝撃振動がおさまるまで待つ時間を短縮でき、効率良く撮影が行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
（カメラ構造の説明）
図１、図２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。また図３は、デジタルカメラ１の内部構造を示す断面図である。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。
【００３６】
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１０１と、マウント部１０１の右横に配置されたレンズ交換ボタン１０２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１０３と、マウント部１０１の左横に配置されたＡＦ補助光発光部１０４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１１と、正面右上部に配置された制御値設定ダイアル１２と、グリップ部１０３の上面に配置されたシャッターボタン１３とが備えられている。
【００３７】
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（Liquid Crystal Display）１４と、ＬＣＤ１４の下方に配置された設定ボタン群１５と、ＬＣＤ１４の側方に配置された十字キー１６と、十字キー１６の中央に配置されたプッシュボタン１７と、ＬＣＤ１４の上方に配設された光学ファインダー１８と、光学ファインダー１８の側方に配設されたメインスイッチ１０５と、光学ファインダー１８の上方に配設された接続端子部１０６とが備えられている。
【００３８】
モード設定ダイアル１１及び制御値設定ダイアル１２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からなる。モード設定ダイアル１１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１２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。
【００３９】
シャッターボタン１３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イッチである。静止画撮影モードにおいてシャッターボタン１３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１３が全押し（Ｓ２）されると、撮影動作（撮像センサを露光し、その露光によっ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１３の半押し操作は、図略のスイッチＳ１がオンされることにより検出され、シャッターボタン１３の全押し操作は、図略のスイッチＳ２がオンされることにより検出される。
【００４０】
ＬＣＤ１４は、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像センサ３０（図３参照）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、ＬＣＤ１４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よい。
【００４１】
設定ボタン群１５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１５には、例えばＬＣＤ１４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イッチ、選択取り消しスイッチ、メニュー画面の内容を切り替えるメニュー表示スイッチ、表示オン／オフスイッチ、表示拡大スイッチ、手振れ補正スイッチなどが含まれる。
【００４２】
十字キー１６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（スイッチ）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１７は、十字キー１６の中央に配置されている。十字キー１６及びプッシュボタン１７は、撮影倍率の変更（ズームレンズのワイド方向やテレ方向への移動）、ＬＣＤ１４に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件（絞り値、シャッタスピード、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。
【００４３】
光学ファインダー１８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、光学ファインダー１８には、撮影レンズ２からの被写体像が導かれており、ユーザ（撮影者）は、この光学ファインダー１８を覗くことにより、実際に撮像センサ３０にて撮影される被写体像を視認することができる。
【００４４】
マウント部１０１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（図示省略）や、機械的接続を行うための後述するカプラ４１４（図３参照）等が設けられている。レンズ交換ボタン１０２は、マウント部１０１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。
【００４５】
グリップ部１０３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１０３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６９Ｂ（図６参照）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６７が着脱可能に収納されるようになっている。なお、グリップ部１０３に、ユーザが該グリップ部１０３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。
【００４６】
ＡＦ補助光発光部１０４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。
【００４７】
メインスイッチ１０５は、左右にスライドする２接点のスライドスイッチからなり、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１０６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４９が搭載されている。この振れ検出センサ４９は、手振れなどによりカメラ本体１０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、該Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸とする２次元座標系を想定するものとすると、Ｘ軸方向のカメラ振れを検出するＸセンサ４９ａと、Ｙ軸方向のカメラ振れを検出するＹセンサ４９ｂとを有している。Ｘセンサ４９ａ及びＹセンサ４９ｂは、例えば圧電素子を用いたジャイロから構成され、各方向のぶ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センサ３０や光学ファインダー１８へ導くための撮像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１０２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）とされている。
【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３参照）。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６参照）、変倍を行うためのズームレンズ２１２（図６参照）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、ズームレンズ２１２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いる。なお、ここでは、撮影レンズ２は焦点距離が可変の撮影レンズとされているが、焦点距離が可変でない（或る焦点距離に固定された）撮影レンズであってもよい。
【００５１】
続いて、カメラ本体１０の内部構造について、図３を参照して説明する。図３に示すように、カメラ本体１０の内部には、撮像センサ３０、ＡＦ駆動ユニット４１、位相差ＡＦモジュール４２、シャッターユニット４３、ミラーボックス４４、光学ファインダー１８、前述した振れ検出センサ４９及びメイン制御部６２などが備えられている。
【００５２】
撮像センサ３０（撮像素子）は、カメラ本体１０の背面側の領域において該背面に略平行に配設されている。撮像センサ３０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ベイヤー配列のＭＯＳカラーエリアセンサ（ＭＯＳ型の撮像素子）が用いられる。撮像センサ３０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】
ＡＦ駆動ユニット４１は、ＡＦアクチュエータ４１１と、出力軸４１２と、エンコーダ４１３とを備えてなる。ＡＦアクチュエータ４１１は、ＡＦ動作のための駆動力を発生するもので、ＤＣモータ、ステッピングモータ、超音波モータ等のモータと、このモータの回転数を減速するための図略の減速系を含むものである。出力軸４１２は、ＡＦアクチュエータ４１１から出力される駆動力を撮影レンズ２内のレンズ駆動機構２４に伝達するものである。エンコーダ４１３は、ＡＦアクチュエータ４１１の出力軸４１２に伝達された駆動量（回転量）を検出するもので、検出された回転量は、撮影レンズ２内のレンズ群２１の位置算出に用いられる。なお、前記出力軸４１２とレンズ駆動機構２４とは、両者の機械的接続を行うためのカプラ４１４を介して接続されている。
【００５４】
位相差ＡＦモジュール４２は、ミラーボックス４４の底部に配設されており、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。
【００５５】
シャッターユニット４３は、撮像センサ３０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、撮像センサ３０に導かれる光の遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタからなり、ミラーボックス４４の背面と撮像センサ３０との間に配設されている。図４は、かかるシャッターユニット４３の構成を示す分解斜視図である。このシャッターユニット４３は、一対のシャッタ基板４３０Ａ、４３０Ｂの間に、先幕群４３１、後幕群４３２、遮光板４３３及び中間板４３４を備えて構成されている。
【００５６】
先幕群４３１は、４枚の分割幕体４３１１〜４３１４（幕体）により構成され、これら分割幕体４３１１〜４３１４が２枚の先幕アーム４３１５、４３１６により連結されてなる。これら先幕アーム４３１５、４３１６が、所定の駆動軸を備える駆動装置（図６に示すシャッタ駆動アクチュエータ４３Ｍ）で駆動されることで、分割幕体４３１１〜４３１４が展開状態（「シャッタ開」状態）及び重ね状態「シャッタ閉」状態）に動作される。後幕群４３２も同様であり、４枚の分割幕体４３２１〜４３２４が２枚の後幕アーム４３２５、４３２６により連結されてなる。なお、遮光板４３３及び中間板４３４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、シャッタ基板４３０Ａ、４３０Ｂには、前記駆動装置の駆動軸が挿入される円弧溝４３５Ａ、４３６Ａ及び４３５Ｂ、４３６Ｂが設けられている。
【００５７】
本実施形態に係るデジタルカメラ１では、撮像センサ３０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センサ３０の露光動作を開始させる電子フォーカルプレーンシャッタが、露光動作における先幕として用いられ、メカニカルフォーカルプレーンシャッタからなるシャッターユニット４３が後幕として主に用いられる。従って、前記先幕群４３１は、専ら露光開始時点よりも早い段階で「シャッタ開」状態とされる。勿論、長秒露光時等に、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを用いず、この先幕群４３１を用いるようにしても良い。
【００５８】
図３に戻って、ミラーボックス４４は、クイックリターンミラー４４１とサブミラー４４２とを備えてなる。クイックリターンミラー４４１は、回動支点４４３を中心として、図３の実線で示すように、撮像光学系を構成するレンズ群２１の光軸Ｌに対して略４５度傾斜した姿勢（以下、傾斜姿勢という）と、図３の仮想線で示すように、カメラ本体１０の底面と略平行な姿勢（以下、水平姿勢という）との間で回動自在に構成されている。
【００５９】
サブミラー４４２は、クイックリターンミラー４４１の背面側（撮像センサ３０側）に配設されており、図３の実線で示すように、傾斜姿勢にあるクイックリターンミラー４４１に対して略９０度傾斜した姿勢（以下、傾斜姿勢という）と、図３の仮想線で示すように、水平姿勢にあるクイックリターンミラー４４１と略平行な姿勢（以下、水平姿勢という）との間で、クイックリターンミラー４４１に連動して変位可能に構成されている。クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２は、後述のミラー駆動アクチュエータ４４Ｍ（図６参照）により駆動される。
【００６０】
クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２が傾斜姿勢のとき、クイックリターンミラー４４１は、光軸Ｌに沿った被写体光束の大部分を光学ファインダー１８（焦点板４５）方向に反射するとともに、残りの光束を透過させ、サブミラー４４２は、クイックリターンミラー４４１を透過した光束を位相差ＡＦモジュール４２に導く。このとき、光学ファインダー１８による被写体像の表示と、位相差ＡＦモジュール４２による位相差検出方式の焦点調節動作とが行われる一方、撮像センサ３０には光束が導かれないため、ＬＣＤ１４による被写体の画像表示は行われない。
【００６１】
一方、クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２が水平姿勢のときには、クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２は光軸Ｌからいずれも退避することになるため、光軸Ｌに沿った被写体光束は略全て撮像センサ３０に導かれるようになる。このとき、ＬＣＤ１４による被写体の画像表示が行われる一方、光学ファインダー１８による被写体の画像表示や、位相差ＡＦモジュール４２による位相差検出方式の焦点調節動作は行われない。
【００６２】
光学ファインダー１８は、カメラ本体１０の略中央に配設されたミラーボックス４４の上部に配設されており、焦点板４５と、プリズム４６と、接眼レンズ４７と、ファインダー表示素子４８とを備えて構成されている。プリズム４６は、焦点板４５上の像の左右を反転させ接眼レンズ４７を介して撮影者の目に導き、被写体像を視認できるようにするものである。ファインダー表示素子４８は、ファインダー枠内に形成される表示画面の下部に、シャッタ速度、絞り値、露出補正値等を表示するためのものである。
【００６３】
振れ検出センサ４９は、図１に示す振れ検出センサ４９（Ｘセンサ４９ａ及びＹセンサ４９ｂ）に相当するものである。なお、この図３では、Ｘセンサ４９ａ及びＹセンサ４９ｂを１つにまとめて図示している。
【００６４】
図３に戻って、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からなるものである。詳細な機能については後述する。
【００６５】
次に、カメラ本体１０に装着される撮影レンズ２について説明する。この撮影レンズ２は、撮像光学系を構成するレンズ群２１と、鏡胴２２と、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。
【００６６】
レンズ群２１は、上述のフォーカスレンズ２１１及びズームレンズ２１２（図６参照）と、カメラ本体１０に備えられている撮像センサ３０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センサ３０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アクチュエータ４１１により光軸Ｌ方向に駆動されることで行われる。
【００６７】
レンズ駆動機構２４は、例えばヘリコイド及び該ヘリコイドを回転させる図略のギヤ等で構成され、カプラ４１４を介してＡＦアクチュエータ４１１からの駆動力を受けて、レンズ群２１を一体的に光軸Ｌと平行な矢印Ａ方向に移動させるものである。なお、レンズ群２１の移動方向及び移動量は、それぞれＡＦアクチュエータ４１１の回転方向及び回転数に従う。
【００６８】
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の焦点距離の変化を検出し、この検出情報を後述のレンズ制御部２６に伝送するものである。
【００６９】
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からなるメモリ部２６１（交換可能な撮影レンズが備えるメモリ部）が内蔵されたマイクロコンピュータからなる。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、前記記憶部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。
【００７０】
（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６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３と同一の部材等については、同一の符号を付している。なお、撮影レンズ２についての電気的構成は上述した通りであるので、ここでは専らカメラ本体１０の電気的構成について説明する。
【００７１】
カメラ本体１０には、先に図１〜図３に基づき説明した撮像センサ３０等の他に、ＭＯＳ駆動機構３０Ａ、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（第１制御手段を含む）、フラッシュ回路６３、操作部６４、ＶＲＡＭ６５、カードＩ／Ｆ６６、メモリカード６７、通信用Ｉ／Ｆ６８、電源回路６９、電池６９Ｂ、フォーカス駆動制御部４１Ａ、シャッタ駆動制御部４３Ａ（第２制御手段）及びシャッタ駆動アクチュエータ４３Ｍ、ミラー駆動制御部４４Ａ及びミラー駆動アクチュエータ４４Ｍを備えて構成されている。
【００７２】
撮像センサ３０は、先に説明した通りＭＯＳカラーエリアセンサからなり、後述のタイミング制御回路５１により、当該撮像センサ３０の露光動作の開始（及び終了）や、撮像センサ３０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７は、撮像センサ３０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）×４列の画素群のみを示している。
【００７３】
撮像センサ３０は、複数の画素３１（３１ａ−１〜３１ｄ−３）が、複数の画素ライン３２（３２ａ〜３２ｃ）上に整列（マトリクス状の配列）されてなり、図７では、第１画素ライン３２ａに画素３１ａ−１、３１ｂ−１、３１ｃ−１、３１ｄ−１が、第２画素ライン３２ｂに画素３１ａ−２、３１ｂ−２、３１ｃ−２、３１ｄ−２が、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イッチ（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３０の画素信号を出力させる垂直選択スイッチ（ＳＷ）３６とを備えて構成されている。なお、リセットスイッチ３４及び増幅素子３５は、電源Ｖｐに接続されている。
【００７４】
また、撮像センサ３０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−１〜３１ｄ−３のリセットスイッチ３４が共通に接続されたリセット線３７１ａ〜３７１ｃと、垂直選択スイッチ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φＶｒを順次供給し、画素ライン３２ａ〜３２ｃ単位で各画素３１ａ−１〜３１ｄ−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φＶｎを各画素３１ａ−１〜３１ｄ−３に与える。
【００７５】
さらに、画素列（例えば、画素３１ａ−１、３１ａ−２、３１ａ−３）ごとに、垂直選択スイッチ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、各々水平スイッチ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、このような水平スイッチ３８２ａ〜３８２ｄの制御電極に接続され、水平走査パルスφＶｍ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。
【００７６】
このような構成を有する撮像センサ３０においては、各画素３１ａ−１〜３１ｄ−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イッチ３６に垂直走査パルスφＶｎ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。しかる後、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イッチ３８２に水平走査パルスφＶｍが与えられ、前記画素信号が水平スイッチ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。
【００７７】
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ッタを採用しているため、画素３１のリセットスイッチ３４にリセット信号φＶｒが与えられるタイミングが、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、リセットスイッチ３４は、リセット信号φＶｒ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７に示す例では、リセット信号φＶｒ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３２ａ〜３２ｃ毎に、順次露光が開始される。
【００７８】
図８は、かかる電子フォーカルプレーンシャッタ動作を説明するための模式図である。図８（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φＶｒ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、メカニカルフォーカルプレーンシャッ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。
【００７９】
このような構成において、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８（ｂ）に示すようなリセット信号φＶｒが順次与えられる。すなわち、先ず時刻ｔ１で第１画素ライン３２ａに備えられている画素３１ａ−１〜３１ｄ−１へリセット信号φＶｒが同時に与えられ、これら画素３１ａ−１〜３１ｄ−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へリセット信号φＶｒ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ｔ３、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φＶｒが与えられる。これにより、第１画素ライン３２ａから第Ｎ画素ライン３２Ｎに向けて順に露光が開始されるようになり、電子フォーカルプレーンシャッタとして機能するものである。
【００８０】
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φＶｒ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ッタの幕速を決定付けることとなる。すなわち、時刻ｔ１〜ｔｎの時間が短いほど、幕速は早くなる。また、時刻ｔ１、ｔ２・・・ｔｎの各間隔が一定であれば、幕速は一定である。本実施形態では、先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタの幕速は一定でなく、後述するように徐々に加速されて終端側で最も速くなるようにメイン制御部６２により制御される。
【００８１】
図６に戻って、ＭＯＳ駆動機構３０Ａは、カメラ本体１０に対して与えられる手振れ等に応じて撮像センサ３０を振れ補正駆動するためのものである。このＭＯＳ駆動機構３０Ａは、圧電素子を用いたインパクト型アクチュエータやステッピングモータ等からなるＸ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータを含むものであり、メイン制御部６２により制御される。
【００８２】
ＡＦＥ５は、撮像センサ３０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、撮像センサ３０から出力される画像信号（ＭＯＳ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５１、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３などを備えて構成されている。
【００８３】
タイミング制御回路５１は、メイン制御部６２から出力される基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス（垂直走査パルスφＶｎ、水平走査パルスφＶｍ、リセット信号φＶｒ等を発生させるパルス）を生成して撮像センサ３０（上記垂直走査回路３７及び水平走査回路３８等）に出力し、撮像センサ３０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Ａ／Ｄ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Ａ／Ｄ変換部５３の動作を制御する。
【００８４】
信号処理部５２は、撮像センサ３０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。Ａ／Ｄ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いて、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。
【００８５】
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６１２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、撮像センサ３０の読み出しに同期して画像メモリ６１４に一旦書き込まれ、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の各ブロックにおいて処理が行なわれる。
【００８６】
黒レベル補正回路６１１は、Ａ／Ｄ変換部５３によりＡ／Ｄ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。
【００８７】
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、撮影被写体におい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、Ｇ／Ｒ比及びＧ／Ｂ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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
メイン制御部６２は、図６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り、本実施形態においては、機能的に、ＡＦ／ＡＥ制御部６２１、振れ補正制御部６２２、シャッタ制御部６２３を有して構成されている。
【００９１】
ＡＦ／ＡＥ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、前記位相差ＡＦモジュール４２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４１Ａを介してＡＦアクチュエータ４１１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を求める演算を行う。
【００９２】
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４９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ＭＯＳ駆動機構３０Ａに出力し、撮像センサ３０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。
【００９３】
シャッタ制御部６２３は、メカニカルフォーカルプレーンシャッタ及び電子フォーカルプレーンシャッタについてのシャッタ動作を制御するものである。このシャッタ制御部６２３の詳細については、後記の図１８に基づいて説明する。
【００９４】
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１０６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。
【００９５】
操作部６４は、前述のモード設定ダイアル１１、制御値設定ダイアル１２、シャッターボタン１３、設定ボタン群１５、十字キー１６、プッシュボタン１７、メインスイッチ１０５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。
【００９６】
ＶＲＡＭ６５は、ＬＣＤ１４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ＬＣＤ１４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６７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ものである。通信用Ｉ／Ｆ６８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。
【００９７】
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、撮像センサ３０、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、撮像センサ３０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。
【００９８】
フォーカス駆動制御部４１Ａは、メイン制御部６２のＡＦ／ＡＥ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アクチュエータ４１１に対する駆動制御信号を生成するものである。
【００９９】
シャッタ駆動アクチュエータ４３Ｍは、シャッターユニット４３（図４に示す先幕群４３１及び後幕群４３２）の開閉駆動を行うアクチュエータである。シャッタ駆動制御部４３Ａ（第２制御手段）は、メイン制御部６２から与えられる制御信号に基づき、前記シャッタ駆動アクチュエータ４３Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。なお、後幕群４３２を駆動させる制御信号は、撮像センサ３０における露光動作を終了させるための制御信号となる。
【０１００】
ミラー駆動アクチュエータ４４Ｍは、前述のミラーボックス４４に備えられているクイックリターンミラー４４１を、水平姿勢若しくは傾斜姿勢に回動させるアクチュエータである。ミラー駆動制御部４４Ａは、撮影動作のタイミングに合わせて、ミラー駆動アクチュエータ４４Ｍを駆動させる駆動信号を生成するものである。
【０１０１】
（シャッ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、図１０に示すように、電子フォーカルプレーンシャッタを先幕として使用し（符号７０１で示す“センサリセット”参照）、メカニカルフォーカルプレーンシャッタを後幕として使用し（符号７０２で示す“メカ後幕”参照）、これによりＭＯＳ型の撮像センサ３０の露光動作を開始・終了させることが可能に構成されている。しかしながら、常に先幕を電子フォーカルプレーンシャッタとする方式を採用した場合、下記［１］、［２］に示すような問題が発生する。
【０１０２】
［１］高速ＳＳ時における露光ムラの問題
図９は、撮像センサ３０とシャッターユニット４３との配置関係を示す断面図である。一般に撮像センサ３０は、図９に示すように、ＭＯＳセンサチップ３０１が、収納凹部を有するホルダ３０２に収納され、ＭＯＳセンサチップ３０１の受光面３０１ａ側に所定の空隙３０１ｇを設けて、カバーガラス３０３でホルダ３０２の開口面が封止される構成を備えている。また、撮像センサ３０とシャッターユニット４３との間には、一般に被写体光の高周波成分を除去してモアレを防ぐための光学的ローパスフィルタ３０４が介在される。この光学的ローパスフィルタ３０４としては、例えば所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により実現する位相型ローパスフィルタ等が用いられる。かかる構成において、被写体光は、シャッターユニット４３の画枠４３Ｂ、光学的ローパスフィルタ３０４、カバーガラス３０３及び空隙３０１ｇを通過してＭＯＳセンサチップ３０１の受光面３０１ａに至るものである。
【０１０３】
このような構成において、シャッターユニット４３に備えられている幕体（先幕群４３１及び後幕群４３２）の幕速は、展開状態〜重ね状態において一定ではない。図１０における符号７０３で示す曲線を“メカ先幕”としての幕体の走行特性（幕速特性７０３）とすると、この幕速特性７０３に示すように、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕速は、画枠の移動始端側（符号７０４で示す辺りの箇所）から終端側にかけて、最初は遅く、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。上記符号７０２で示すメカ後幕の幕速特性（幕速特性７０２）も同様である。しかも、この幕速特性は、デジタルカメラ１の姿勢（ユーザがカメラを構える向き）、温度、湿度、或いはシャッターユニット４３の構成部品の経年劣化等によって変化する。
【０１０４】
ここで、シャッタスピードが遅い場合（低速ＳＳ時）には、図１１に示すように、幕速特性７１１に示す後幕（メカ後幕）は、幕速特性７１２に示す先幕（センサリセット）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を含め露光時間は長くなり、先幕及び後幕の幕速特性の相違（幕速差）はさほど問題とはならない。すなわち、動作精度が非常に高く、幕速特性が変動（変化）しない電子フォーカルプレーンシャッタによる幕速特性７１２に対し、メカニカルフォーカルプレーンシャッタによる幕速特性７１１が例えば幕速特性７１１１或いは幕速特性７１１２に変動したとしても、幕速特性７１２と幕速特性７１１１とによる露光時間Δｔ１と、幕速特性７１２と幕速特性７１１２とによる露光時間Δｔ２とに殆ど違いが生じず（Δｔ１≒Δｔ２）、露光ムラが発生しない（露光ムラが発生したとしても許容誤差の範囲内である）。
【０１０５】
しかしながら、シャッタスピードが高速である場合（高速ＳＳ時）には、この露光ムラが顕在化する。高速ＳＳ時には、図１２における符号７２０の図に示すように、幕速特性７２１に示す先幕（センサリセット）と幕速特性７２２に示す後幕（メカ後幕）との動作間隔（時間差）が小さくなり、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、所謂スリット露光が行われるようになる。このスリット露光が行われる場合、先幕及び後幕の幕速特性が異なると、つまり電子フォーカルプレーンシャッタによる幕速特性７２１に対してメカニカルフォーカルプレーンシャッタによる幕速特性７２２が例えば幕速特性７２２１或いは幕速特性７２２２に変動すると、幕速特性７２１と幕速特性７２２１とによる露光時間Δｔ３と、幕速特性７２１と幕速特性７２２２とによる露光時間Δｔ４との違いが顕著となる（Δｔ３≠Δｔ４）。これにより、撮像センサ３０の露光期間が画素ライン間で相違し（受光面３０１ａの露光時間が部分的に異なり）、露光ムラが発生するようになる。
【０１０６】
これに対し、図１２における符号７３０の図に示すように、先幕及び後幕の双方をメカニカルフォーカルプレーンシャッタとした場合、上記経年劣化等が発生したとしても、先幕及び後幕の幕速特性は略同一に変化するため露光ムラが発生しにくい。すなわち、先幕（メカ先幕）の幕速特性７３１が例えば幕速特性７３１１或いは幕速特性７３１２に変動し、後幕（メカ後幕）の幕速特性７３２が例えば幕速特性７３２１或いは幕速特性７３２２に変動したとすると、先幕及び後幕との動作の変動方向が同じ方向となるので、つまり幕速特性７３１が幕速特性７３１１側に変動すると幕速特性７３２も幕速特性７３１１側と同じ幕速特性７３２１側に変動し、同様に幕速特性７３１２側に変動すると幕速特性７３２２側に変動するので、いずれの変動の場合も露光時間にさほど違いが生じない（Δｔａ１≒Δｔａ２、Δｔｂ１≒Δｔｂ２）。このように、高速ＳＳ時においては、先幕及び後幕の双方ともメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いた方が露光ムラの問題が生じにくいと言える。
【０１０７】
［２］高速ＳＳ時の光束ケラレの問題
図９に示す構成において、シャッターユニット４３が備える先幕群４３１及び後幕群４３２のみ、つまりメカニカルフォーカルプレーンシャッタのみで露出制御を行う場合、全露光時間Ｔｍは次の（１）式で表される。
Ｔｍ＝（Ｗ＋ｄｓ／Ａ）Ｖ    ・・・（１）
但し、Ｗ：スリット幅
ｄｓ：受光面３０１ａからスリット走行面までの平均距離
Ａ：レンズのＦｎｏ．（焦点距離ｆ／レンズの有効口径Ｄ）
Ｖ：スリットの走行速度
【０１０８】
ここで、先幕群４３１及び後幕群４３２が用いられる場合、上記ｄｓは、図９に矢印ｘ１で示すように、先幕群４３１及び後幕群４３２の中間位置から受光面３０１ａまでの距離となる。一方、本実施形態のように先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを用い、後幕として後幕群４３２を用いる場合は、先幕の位置＝受光面３０１ａとなることから、上記ｄｓは図９に矢印ｘ２で示すように、受光面３０１ａから後幕群４３２までの距離の１／２程度となる。このように、本実施形態ではｄｓを小さくすることができるのであるが、光学的ローパスフィルタ３０４が介在されていることも相俟って、先幕の位置（受光面３０１ａ）と後幕の位置（シャッターユニット４３における後幕群４３２の配置位置）とが離間していることに起因して、高速ＳＳ時において、レンズのＦｎｏ．や射出瞳位置によって光束のケラレが発生する。
【０１０９】
図１３に示すように、いま、光軸ＡＸ上にレンズ群２１及び撮像センサ３０が配置され、射出瞳位置が図示の位置に設定されているものとする。この場合、図１４に示すように、Ｆｎｏ．が小さいとき（例えばＦ２）、射出瞳径は大きくなる。この場合、当該射出瞳の最外周上端に位置する一つの点Ｐ１から像面へ向けて射出される光束ｏｐ１１〜ｏｐ１３について見ると、受光面３０１ａの上端側へ向かう光束ｏｐ１１は光軸ＡＸに対する傾斜角は比較的緩いが、中央へ向かう光束ｏｐ１２〜下端側へ向かう光束ｏｐ１３では、光軸ＡＸに対する傾斜角が大きくなる。
【０１１０】
これに対し、図１５に示すように、Ｆｎｏ．が大きいとき（例えばＦ８）、射出瞳径は小さくなる。この場合、当該射出瞳の最外周上端に位置する一つの点Ｐ２から像面へ向けて射出される光束ｏｐ２１〜ｏｐ２３について見ると、射出瞳径が縮小されていることに伴い、受光面３０１ａの上端側〜下端側へ向かういずれの光束ｏｐ２１〜ｏｐ２３も、光軸ＡＸに対する傾斜角は比較的緩いものとなる。
【０１１１】
そして、Ｆｎｏ．が小さいとき（図１４）、図１６に示すように、先幕と後幕との光学的位置が離間していることに起因して、受光面３０１ａの端部において光束のケラレが発生する。図１６において、後幕群４３２（後幕）と受光面３０１ａにおける電子フォーカルプレーンシャッタによる先幕とで形成されるスリット幅を矢印ｗで示している。いま、後幕群４３２の幕体が符号Ｑ１で示す位置に存在し、露光スリットが受光面３０１ａの中央Ｋ１に差し掛かっている場合、点Ｐ１から受光面３０１ａの中央に向かう光束ｏｐ１２は幕体で遮光されることなく受光面３０１ａに至っている。しかしながら、後幕群４３２の幕体が符号Ｑ２で示す位置に存在し、露光スリットが受光面３０１ａの下端付近Ｋ２に差し掛かると、点Ｐ１から受光面３０１ａの下端側に向かう光束ｏｐ１３が幕体で遮光されてしまい、受光面３０１ａに届かなくなる。このような光束のケラレにより、露光ムラが発生することになる。
【０１１２】
一方、Ｆｎｏ．が大きいとき（図１５）、図１７に示すように、上述のような光束のケラレは発生しにくくなる。すなわち、後幕群４３２の幕体が符号Ｑ２で示す位置に存在している場合でも、点Ｐ２から受光面３０１ａの下端側に向かう光束ｏｐ２３は、光軸ＡＸに対する傾斜角が比較的緩いことから、幕体で遮光されない。以上の通り、高速ＳＳ時（スリット露光時）において、Ｆｎｏ．の大小によって、光束ケラレによる露光ムラが発生することがある。言うまでもなく、光束ケラレが発生するか否かは、光学的ローパスフィルタ３０４の厚さ等の固定的な要因のほか、射出瞳位置の遠近にも依存する。
【０１１３】
上記［１］、［２］の問題点に鑑みて、本実施形態に係るデジタルカメラ１では、低速ＳＳ時に、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタ、後幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いる、すなわち露光開始動作を撮像センサ３０による電子フォーカルプレーンシャッタ機能で行い、露光終了動作をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行うようにし、高速ＳＳ時には、先幕及び後幕の双方にメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いる、すなわち露光開始動作及び露光終了動作ともにメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行うようにしている。この制御としては、シャッタ制御部６２３を設け、高速ＳＳであるか低速ＳＳであるかに応じて、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタ又は電子フォーカルプレーンシャッタのいずれかを選択する制御を行うようにしている。
【０１１４】
図１８は、シャッタ制御部６２３の機能構成を示す機能ブロック図である。シャッタ制御部６２３は、状態情報取得部６２４、シャッタ選択部６２５、閾値記憶部６２６及び電子フォーカルプレーンシャッタ制御部６２７を備えて構成されている。
【０１１５】
状態情報取得部６２４は、撮影レンズ２（交換レンズ）のレンズ制御部２６（通信部２６２）から、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、合焦距離等の状態情報を取得する。また撮影時において、撮影者により又はＡＦ／ＡＥ制御により設定された焦点距離、絞り値等の状態情報データを取得する。なお、図１９に、撮影レンズ２の交換時、撮影時に交信される状態情報データの一例を示しておく。
【０１１６】
シャッタ選択部６２５は、状態情報取得部６２４により取得された状態情報に基づいて、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタ又は電子フォーカルプレーンシャッタのいずれを選択するかの判定動作を行う。具体的には、シャッタ選択部６２５は、上記状態情報（撮影レンズ２の各種データや、ＡＦ／ＡＥ制御により設定された焦点距離、絞り値等）に基づいてシャッタ速度を導出（設定）し、この導出したシャッタ速度と所定のシャッタ速度閾値とを比較することで、該シャッタ速度が低速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。
【０１１７】
上記シャッタ速度閾値は、例えば撮影光学系の焦点距離を基準として設定したものが用いられる。この場合、１３５システム換算の焦点距離をｆ（ｍｍ）とすると、シャッタ速度が例えば１／ｆ（秒）より遅い速度に設定されている場合を、シャッタ速度が低速ＳＳであると判定して、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し、１／ｆ（秒）より速い速度に設定されている場合を、シャッタ速度が高速ＳＳであると判定して、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタを選択させるようにしてもよい。ＡＰＳ−Ｃサイズ相当の撮像センサを用いるような場合には、シャッタ速度が概ね１／１．５ｆ（秒）より遅い速度に設定されている場合を、シャッタ速度が低速ＳＳであると判定させればよい。なお、シャッタ速度閾値として、フラッシュ同調シャッタ速度を基準として設定したものを用いてもよい。フラッシュ同調シャッタ速度（同調速度）とは、フラッシュ発光を伴う撮影モードが設定された場合に、フラッシュの発光開始から発光終了までに要する時間に若干の余裕時間を加えた時間だけシャッタを全開とすることが考慮されたシャッタ速度である。
【０１１８】
なお、シャッタ選択部６２５は、上記先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタ又は電子フォーカルプレーンシャッタのいずれを用いるかについての選択情報（或いは設定したシャッタ速度が高速であるか低速であるかの判定情報）を、シャッタ駆動制御部４３Ａ及び電子フォーカルプレーンシャッタ制御部６２７に送信する。
【０１１９】
閾値記憶部６２６は、シャッタ選択部６２５においてシャッタ速度が低速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情報（上記シャッタ速度閾値）を記憶する。
【０１２０】
電子フォーカルプレーンシャッタ制御部６２７は、シャッタ選択部６２５からの上記選択情報（判定情報）を受けて、先幕すなわち露光開始動作を電子フォーカルプレーンシャッタにより行うよう制御する。電子フォーカルプレーンシャッタ制御部６２７は、具体的には、タイミング制御回路５１による制御により、撮像センサ３０の垂直走査回路３７（図７参照）に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φＶｒを各画素ライン３２ａ〜３２ｃに順次供給し、撮像センサ３０に先幕としての電子フォーカルプレーンシャッタ動作を行わせる。なお、この電子フォーカルプレーンシャッタのリセットタイミングは、上記図１０に示すように、メカニカルフォーカルプレーンシャッタによる幕速特性（幕速特性７０２或いは幕速特性７０１）に対応する幕速特性（幕速特性７０１）となるようなタイミングとされている（すなわちここでのセンサリセットは上記図２７に示す一括リセットではなく、上述したように幕速が徐々に加速され、終端側で最も速くなる特性を有した所謂フォーカルリセットが行われる）。
【０１２１】
以上の通り構成されたデジタルカメラ１によれば、高速シャッタ時には、先幕及び後幕の双方がメカニカルフォーカルプレーンシャッタとされるので、先幕と後幕とにおける幕速の相違、或いは幕面の位置ずれ（ケラレの発生）による露光ムラ等の不具合の発生を抑止することができる。低速シャッタ時には、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタが採用されるので、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いる場合と比べて消費電力（動作電力）を軽減することができる。また、露光時間が長いので、先幕と後幕との幕速の相違、幕位置のずれによる露光ムラの発生は微少量となるため、露光ムラは実質的には発生しない。特にライブビューなどを行うときには、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタを動作させると、ライブビュー開始時に一度、先幕を開いておき、撮影時に一旦閉じてから、再び開くようになるため、上記消費電力軽減効果が高くなる。また、ＭＯＳ型の撮像センサ３０を用いることで例えばＣＣＤ型の撮像センサなどと比べて消費電力を低減できる。
【０１２２】
また、デジタルカメラ１は、上述のように振れ検出センサ１７１を備え、振れ量を検出する構成とされているので、低速ＳＳ時に先幕を電子フォーカルプレーンシャッタで行うようにすることで、特に、振れの影響を受け易いこの低速ＳＳ時において、先幕をメカニカルフォーカルプレーンシャッタとした場合の走行振動に起因する該振れ検出センサ１７１による振れ量の誤検出を防止することが可能となる。
【０１２３】
（デジタルカメラの動作の説明）
次に、本実施形態にか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２０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。メインスイッチ１０５（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（シャッタ制御部６２３）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）。
【０１２４】
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い場合は（ステップＳ３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く、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い。
【０１２５】
続いてメイン制御部６２は、シャッターボタン１３の半押し操作（Ｓ１：ＯＮ）が行われたか否かを判定し（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Ｓ６でＮＯ）。そして、シャッターボタン１３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ＡＦ／ＡＥ制御部６２１により、被写体の輝度に基づいたＡＥ処理（シャッ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Ｓ７）。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。
【０１２６】
次に、シャッタ選択部６２５は、ステップＳ７で決定されたシャッタスピードが高速ＳＳであるか低速ＳＳであるかの判定を、閾値記憶部６２６に記憶された所定のシャッタ速度閾値と比較することで行い、これにより、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタ（先幕群４３１）又は電子フォーカルプレーンシャッタのいずれを選択するかを判定する。その結果、シャッタスピードが高速ＳＳであると判定した場合、つまり先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタを選択した場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ９に移る。シャッタスピードが高速ＳＳでないと判定した場合、つまり先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを選択した場合には（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ１０に移る。
【０１２７】
ステップＳ９では、シャッターボタン１３の全押し操作（Ｓ２：ＯＮ）が行われたか否かを判定し、シャッターボタン１３の全押し操作が行われていない場合には（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ７の処理に戻る。一方、シャッターボタン１３の全押し操作が行われると（ステップＳ９でＹＥＳ）、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタ（メカシャッタ）を用いて露光を開始させる（ステップＳ１１）。
【０１２８】
ステップＳ１０では、シャッターボタン１３の全押し操作（Ｓ２：ＯＮ）が行われたか否かを判定し、シャッターボタン１３の全押し操作が行われていない場合には（ステップＳ１０でＮＯ）、ステップＳ７の処理に戻る。一方、シャッターボタン１３の全押し操作が行われると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタ（電子シャッタ）を用いて露光を開始させる（ステップＳ１２）。
【０１２９】
しかる後、後幕としてのメカニカルフォーカルプレーンシャッタ（後幕群４３２）が動作され、撮像センサ３０の露光が終了される（ステップＳ１３）。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Ｓ１４）。続いて、メイン制御部６２は、次の撮影指示が与えられるか否かを確認し（ステップＳ１５）、次の撮影が行われる場合は（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ３〜Ｓ１４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Ｓ１５でＮＯ）、所定時間経過後に電源をオートオフし（ステップＳ１６）、処理を終了させる。
【０１３０】
以上、本発明の実施態様につき説明したが、か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。
【０１３１】
（１）上記実施形態では、シャッタ選択部６２５において、シャッタスピードが高速ＳＳであるか低速ＳＳであるかを判定することで、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタ又は電子フォーカルプレーンシャッタのいずれかを選択する構成としているが、これに関し、例えば図２１に示すように先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタ又は電子フォーカルプレーンシャッタのいずれを用いるかについての切替点（切替条件、境界条件）を設定して、これに基づいて判定動作を行う構成としてもよい。すなわち、同図に示すように横軸を焦点距離ｆ（ｍｍ）、縦軸をシャッタ速度（秒）とすると、上記切替点に関する符号８００に示す特性グラフ（切替特性８００とする）を境界として、焦点距離及びシャッタ速度の値に応じて、この境界よりも図中上側の領域８１０では、先幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタが選択され、つまり先幕及び後幕の双方がメカニカルフォーカルプレーンシャッタとされ、境界よりも下側の領域８２０では、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタが選択される、つまり先幕が電子フォーカルプレーンシャッタ、後幕がメカニカルフォーカルプレーンシャッタとされるようにしてもよい。
【０１３２】
上記切替特性８００は、装着される撮影レンズの焦点距離が、或る大きさの値、例えば符号８０１で示す位置の値となるまでは一定のシャッタ速度、例えば前記フラッシュ同調シャッタ速度（同調速度Ｔｃ）としての例えば１／１２５（秒）であり、焦点距離がこの値を超えて大きくなると境界点としてのシャッタ速度が大きくなるような特性となっている。具体的には、切替特性８００は、符号８０２で示す太線ラインのように、焦点距離だけを考慮して設定したもの（切替特性８０２）でもよいし、符号８０３で示すような或る範囲（幅）をもたせたグラフ（ここでは切替特性８０２における符号８０１の位置よりも右側の傾斜部に当該切替範囲をもたせている）のように、絞り値や射出瞳位置も考慮して設定したものでもよい。このような切替特性８００とするのは、メカニカルフォーカルプレーンシャッタ及び電子フォーカルプレーンシャッタの幕面の相違（幕位置の違い）によるケラレの問題を考慮する必要がないような場合であるのならば、より高いシャッタ速度領域まで先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを用いるようにしたい（要は、なるべく電子フォーカルプレーンシャッタの方を使用したい）ということによる。
【０１３３】
このように、撮影レンズ（交換式或いは非交換式の撮影レンズ）の焦点距離、絞り値或いは射出瞳位置の情報に応じて、切替特性８００（８０２、８０３）に示すように切替点が変更される構成であるので、使用する撮影レンズの性能の違いを考慮して、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを使用する上限のシャッタ速度を高くしたり低くしたり任意に調整する（より高速なシャッタ速度において、電子フォーカルプレーンシャッタを先幕として使用する）、というように自由度の高いシャッタ制御が可能となる。なお、当該切替点は、必ずしも切替特性８００に示すものでなくともよく、焦点距離に関係なく（撮影レンズの種別に拘わらす）、所定のシャッタ速度の値に固定された特性、例えば図２２に示すように、上記同調速度（これを例えば１／１２５（秒）とする）の１／２の速さ（シャッタ速度；１／２５０秒））で切替点の値が固定された所謂直線状の切替特性８３１であってもよい。
【０１３４】
（２）上記実施形態では、シャッタ制御部６２３によって、シャッターボタン１３の操作による撮影開始指示入力に応じて、クイックリターンミラー４４１（及びサブミラー４４２）（可動ミラー）による光路が撮像センサ３０に対して解放された後、電子及びメカニカルフォーカルプレーンシャッタにおけるいずれかのフォーカルプレーンシャッタによって露光開始動作が行われるよう制御される構成であるが、先幕として電子或いはメカニカルフォーカルプレーンシャッタのいずれを用いる場合も、クイックリターンミラー４４１の動作終了後、一定時間が経過するのを待って露光動作が開始されるように制御されることが望ましい。すなわち、図２３に示すタイムチャートのように、符号８４１で示すクイックリターンミラー４４１の跳ね上げ動作（ミラーアップ動作）が終了した時点から符号８４２で示すメカニカルフォーカルプレーンシャッタにより露光動作が開始される時点までの時間（時間Ｔｘ）と、同じくミラーアップ動作が終了した時点から符号８４１で示すクイックリターンミラー４４１の動作終了時点から符号８４３で示す電子フォーカルプレーンシャッタにより露光動作が開始される時点までの時間（時間Ｔｘ）とが同じ長さの時間となるように制御されることが好ましい。これにより、電子或いはメカニカルフォーカルプレーンシャッタのいずれが選択された場合でも、クイックリターンミラー４４１の動作終了時点から露光動作が開始されるまでの時間が一定となり（バラツキがなくなり）、例えば、ユーザは符号８４４で示す位置でシャッターボタン１３を押下してから露光動作が開始されるまでのタイミングを容易に計ることができ、電子或いはメカニカルフォーカルプレーンシャッタのいずれも場合も、同じレリーズタイミングで撮影する（露光動作を開始させる）ことが可能となる。これによりデジタルカメラ１の操作性が向上することになる。
【０１３５】
（３）メカニカルフォーカルプレーンシャッタにおける先幕（先幕群４３１）の開動作のタイミングをクイックリターンミラー４４１の開動作のタイミングと同期させるとともに、その移動方向が反対となるような構成としてもよい。具体的には、図２４に示すように、先幕群４３１の分割幕体４３１１〜４３１４が閉状態から開状態となってシャッターユニット４３のシャッタ基板４３０Ａ、４３０Ｂ等に衝突する符号８６１で示すタイミングと、クイックリターンミラー４４１の跳ね上がり動作が完了する符号８６２で示すタイミングとを略同期させるとともに、先幕群４３１の分割幕体４３１１〜４３１４の移動方向（開動作の方向）がクイックリターンミラー４４１の移動方向（開動作の方向）と反対方向となるように、例えばクイックリターンミラー４４１はカメラ上側へ、先幕群４３１はカメラ下側へ向けて移動するように先幕群４３１（及びクイックリターンミラー４４１）の開動作を制御するようにしてもよい。
【０１３６】
これにより、先幕群４３１及びクイックリターンミラー４４１の開動作による衝撃すなわち先幕ショックとミラーショックとが互いに打ち消し合うように（相殺されるように）することができ、振れ量の検出動作（振れ補正動作）或いは露光動作に対する当該衝撃振動による影響を一層小さくすることができる。また、これにより、衝撃振動をより早く減衰（収束）させることができる、つまり衝撃振動の減衰を強制的に行えるようになるため、当該振動がおさまるまで待機する時間が短縮され効率良く撮影が行えるようになる。因みに、図２５に示すように、メカニカルフォーカルプレーンシャッタ先幕の開動作が完了する符号８７１で示すタイミングと、可動ミラーの開動作が完了する符号８７２で示すタイミングとが異なる場合には、互いに打ち消し合うことなくそのまま先幕ショック及びミラーショックが発生するため、この振動が収束するまで待機する必要があり、その分だけ撮影時間がかかることになる。
【０１３７】
（４）上記実施形態では、図１０に示すように、露光期間よりも先にシャッターユニット４３の先幕群４３１を開放させ（メカ先幕）、これによる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ッタにより露光を開始させる（センサリセット）構成としているが、この場合において、電子フォーカルプレーンシャッタによる露光開始動作は、メカニカルフォーカルプレーンシャッタの先幕が開動作する時点から、先幕による衝撃振動おさまる（減衰する）だけの充分な時間間隔をおいた後に行われることが好ましい。これにより、先幕ショックと露光期間との重複を確実に回避できる、すなわち振れ検出動作（振れ補正動作）や露光動作に対する当該先幕の走行振動による影響を無くすことができ、ひいては精度良い振れ補正や撮影を行うことが可能となり、綺麗な撮影画像が得られるようになる。
【０１３８】
（５）上記図１１において、電子フォーカルプレーンシャッタによる先幕としてのリセットを、幕速特性７１２に示すようなリセット幅を変化させる（画素ライン単位のリセットタイミングを変化させる）方式でなく、リセット幅を変化させない、すなわち直線的に変化するセンサリセット（直線状の幕速特性）としてもよい。このような構成とした場合であっても、低速ＳＳ時には、上記幕速特性７１２である場合と同様、当該電子フォーカルプレーンシャッタによる直線状の幕速特性と、メカニカルフォーカルプレーンシャッタによる幕速特性７１１との幕速特性の相違（幕速差）はさほど問題とならず（画素ライン間の露光時間に殆ど違いが生じず）、露光ムラは発生しない（露光ムラが発生したとしても許容誤差の範囲内である）。
【０１３９】
（６）上記実施形態においては、低速ＳＳ時に、先幕として電子フォーカルプレーンシャッタ、後幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタを用いる、すなわち露光開始動作を撮像センサ３０による電子フォーカルプレーンシャッタ機能で行い、露光終了動作をメカニカルフォーカルプレーンシャッタで行うようにしているが、この電子フォーカルプレーンシャッタの制御を、つまり撮像センサ３０による露光開始動作を制御するためのパラメータ（制御値）を、シャッタ速度、焦点距離、絞り値、若しくは射出瞳位置等の情報の少なくとも一つを用いて変更することが可能な構成としてもよい。
【０１４０】
この場合、シャッタ制御部６２３、具体的には電子フォーカルプレーンシャッタ制御部６２７は、状態情報取得部６２４により取得された当該シャッタ速度、焦点距離、絞り値或いは射出瞳位置等の情報の少なくとも一つの情報に基づいて、タイミング制御回路５１により、撮像センサ３０に対するリセットタイミング（上記パラメータは例えばこのリセットタイミングに該当する）を変更することにより、電子フォーカルプレーンシャッタにおけるシャッタ動作、例えばシャッタ速度を変更する（幕速を加減速する制御を行う）ことになる。この構成により、例えば低速ＳＳ時において、図２６に示すように、符号８８０の上図で示す電子フォーカルプレーンシャッタの幕速特性８８１が、例えば符号８９０の下図で示す幕速特性８８３となるように、電子フォーカルプレーンシャッタの幕速特性つまりシャッタ速度を変化させることができる（ここでは、幕速特性８８３のグラフの傾きは幕速特性８８１の傾きよりも大きくなっており、この幕速特性８８３の方がシャッタ速度が大きい）。ただし、幕速特性８８２は後幕としてメカニカルフォーカルプレーンシャッタの幕速特性を示している。また、傾きの違いを明示するため、幕速特性８８１、８８３を直線状の特性としているが、幕速特性７１２（図１１参照）に示すようなフォーカルリセットであってもよい。
【０１４１】
ところで、メカニカルフォーカルプレーンシャッタと露光面（電子フォーカルプレーンシャッタ、撮像センサ３０）との位置の差が大きいほど、シャッタ速度が低速であったとしても、上記図１６で説明したような光束のケラレに起因する露光ムラの発生が問題となるが、上記構成に基づいて電子フォーカルプレーンシャッタにおけるシャッタ速度を変化させる（任意に調整する）ことで、ここではシャッタ速度を高速化することで、当該低速ＳＳ時における露光ムラの発生を抑止（低減）することが可能となる。なお、焦点距離が小さいほど、Ｆｎｏ．が小さいほど、或いは射出瞳位置が露光面に近いほど、上記光束のケラレによる露光ムラが発生し易いので、当該焦点距離が小さいほど、Ｆｎｏ．が小さいほど、或いは射出瞳位置が露光面に近いほど電子フォーカルプレーンシャッタのシャッタ速度を速くする（幕速特性８８３の傾きを大きくする）ことが望ましい。
【０１４２】
（７）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、ＭＯＳ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。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】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１に示すデジタルカメラの背面図である。
【図３】デジタルカメラの内部構造を示す断面図である。
【図４】シャッターユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図５】シャッタユニットの正面図である。
【図６】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７】撮像センサの回路構成を概略的に示す回路ブロック図である。
【図８】電子フォーカルプレーンシャッタ動作を説明するための模式図である。
【図９】撮像センサとシャッターユニットとの配置関係を示す断面図である。
【図１０】先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを用いる場合について説明するための摸式図である。
【図１１】先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを用いる場合の、低速ＳＳ時における幕速特性のズレについて説明するための摸式図である。
【図１２】先幕として電子フォーカルプレーンシャッタを用いる場合の、高速ＳＳ時における幕速特性のズレについて説明するための摸式図である。
【図１３】射出瞳位置と撮像センサ及びシャッターユニットとの関係を示す断面図である。
【図１４】撮像センサへの光束の入射状況を示す断面図である。
【図１５】撮像センサへの光束の入射状況を示す断面図である。
【図１６】撮像センサへの光束の入射状況を示す断面図である。
【図１７】撮像センサへの光束の入射状況を示す断面図である。
【図１８】シャッタ制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図１９】撮影レンズの交換時、撮影時に交信される状態情報データの一例を示す表形式の図である。
【図２０】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２１】上記デジタルカメラの一変形態様について説明するためのグラフ図である。
【図２２】上記デジタルカメラの一変形態様について説明するためのグラフ図である。
【図２３】上記デジタルカメラの一変形態様について説明するためのタイムチャートである。
【図２４】上記デジタルカメラの一変形態様について説明するためのタイムチャートである。
【図２５】上記デジタルカメラの一変形態様について説明するためのタイムチャートである。
【図２６】上記デジタルカメラの一変形態様について説明するためのタイムチャートである。
【図２７】従来のデジタルカメラの撮影動作について説明するための摸式図である。
【図２８】従来のデジタルカメラにおける先幕振動について説明するための摸式図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  デジタルカメラ（撮像装置）
２  撮影レンズ
１３  シャッターボタン（レリーズボタン）
１８  ファインダ部（光学的ファインダー）
２６  レンズ制御部
３０  撮像センサ（ＭＯＳ型の撮像素子）
３１（３１ａ−１〜３１ｄ−３）  画素
３２（３２ａ〜３２ｃ）  画素ライン
４３  シャッターユニット（メカニカルフォーカルプレーンシャッタ）
４３１  先幕群（幕体）
４３２  後幕群（幕体）
４４１  クイックリターンミラー（可動ミラー）
４９  振れ検出センサ（振れ検出手段）
５  ＡＦＥ
５１  タイミング制御回路
６１  画像処理部
６２  メイン制御部
６２１  ＡＦ／ＡＥ制御部（露光制御手段）
６２２  振れ補正制御部
６２３  シャッタ制御部（制御手段）
６２４  状態情報取得部
６２５  シャッタ選択部
６２６  閾値記憶部
６２７  電子フォーカルプレーンシャッタ制御部
【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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【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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