(57)【要約】【課題】シャッター秒時を正確に測定する。【解決手段】先幕と後幕を有するフォーカルプレーン式シャッターにより撮像部の露光時間を制御するカメラであって、先幕と後幕で形成するスリットの走行中に所定周期で撮像部の所定画素から繰り返しデータを取り込み、取り込んだデータに基づいてシャッター秒時を測定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先幕と後幕を有するフォーカルプレーン式シャッターにより撮像部の露光時間を制御するカメラであって、前記先幕と前記後幕で形成するスリットの走行中に所定周期で前記撮像部の所定画素から繰り返しデータを取り込み、取り込んだデータに基づいてシャッター秒時を測定することを特徴とするシャッター秒時測定可能なカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のシャッター秒時測定可能なカメラにおいて、
前記所定周期は、前記撮像部のリセット、露光およびデータ転送を行う周期であることを特徴とするシャッター秒時測定可能なカメラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のシャッター秒時測定可能なカメラにおいて、
前記所定画素の画像データの立ち上がりから立ち下がりまでの時間を測定し、シャッター秒時の測定値とすることを特徴とするシャッター秒時測定可能なカメラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のシャッター秒時測定可能なカメラにおいて、
前記撮像部はＣＭＯＳ撮像センサーであり、前記所定画素は撮影画面の中央付近に位置する画素とすることを特徴とするシャッター秒時測定可能なカメラ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のシャッター秒時測定可能なカメラにおいて、
前記撮像部はＣＣＤ撮像センサーであり、前記所定画素は撮影画面の周辺の画素とすることを特徴とするシャッター秒時測定可能なカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシャッター秒時を測定可能なカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
短時間間隔で点滅する光源からの光をカメラに入光させ、撮像部により検出した露光データに基づいて撮像部上のシャッター幕の位置を算出し、シャッター秒時を調整するようにした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２０００−２３１１３６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、上述した従来のカメラでは、正確なシャッター秒時が得られないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
先幕と後幕を有するフォーカルプレーン式シャッターにより撮像部の露光時間を制御するカメラであって、先幕と後幕で形成するスリットの走行中に所定周期で撮像部の所定画素から繰り返しデータを取り込み、取り込んだデータに基づいてシャッター秒時を測定する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、シャッター秒時を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
カメラの試験工程においてカメラごとにシャッター秒時を測定し、正確なシャッター秒時に調整するシャッター秒時調整システムを説明する。図１は一実施の形態の構成を示す図である。一実施の形態のシャッター秒時調整システムは、光源１０、カメラ２０および処理装置３０から構成される。
【０００８】
光源１０は各種ＬＥＤや各種電球などを発光させ、カメラ２０へ一定輝度の光を送光する光源である。なお、一定輝度の光源を用いずに自然光によりシャッター秒時の測定を行ってもよいが、輝度の変動があると撮像結果の露光データが変動して測定誤差が増大するため、変動分を補正する必要がある。
【０００９】
カメラ２０は、撮影レンズ２１、シャッター２２、撮像部２３、画像処理部２４などを備えている。シャッター２２は先幕と後幕を有するフォーカルプレーン式シャッターであり、シャッター秒時が例えば１／８０００秒の高速になると、先幕の走行よりわずかに遅れて後幕が走行する、いわゆるスリット走行（スリット露光）となる。撮像部２３はＣＭＯＳやＣＣＤなどの撮像センサーを備え、撮影レンズ２１により受光面に結像された被写体像を撮像して電気信号に変換し、画像データを出力する。画像処理部２４は、マイクロコンピューター２４ａにより撮像部２３から入力した画像データを処理し、シャッター秒時を測定し、測定結果に基づいてシャッター秒時を調整する。
【００１０】
処理装置３０はコンピューター３１と記録装置３２を備え、カメラ２０ごとのシャッター秒時の測定データと調整データを記録、保管する。これらのデータはカメラの製造工程や検査工程における品質向上のためのデータとして利用される。カメラ２０と処理装置３０との間は専用ケーブル３５により接続され、各種データの授受が行われる。
【００１１】
ここで、撮像部２３の撮像センサーについて説明する。図２はＣＭＯＳ撮像センサーの基本的な構成図を示す。図に示すように、ＣＭＯＳ撮像センサーはフォトダイオードからなる画素が二次元平面上に展開されており、画素ごとにフォトダイオードを用いて光電変換を行い、被写体輝度に応じた電荷をアンプを介して増幅する。ＣＭＯＳ撮像センサーでは、センサー内の水平走査回路と垂直走査回路に任意のＸ軸およびＹ軸アドレスを設定することによって、任意のＸＹアドレスの画素の画像データを取り出すことができる。図中のＣＤＳは相関二重サンプリング回路であり、電荷を電圧に変換する。
【００１２】
図３はＣＣＤ撮像センサーの基本的な構成図を示す。ＣＣＤ撮像センサーも上述したＣＭＯＳ撮像センサーと同様にフォトダイオードからなる画素が二次元平面上に展開されており、画素ごとにフォトダイオードを用いて光電変換を行い、被写体輝度に応じた電荷を生成する。ＣＣＤ撮像センサーでは、電荷転送動作による並列−直列変換方式により、いわゆるバケツリレーを行うように隣の画素経由で各画素の電荷を転送し、画素の配列順にしたがって各画素の画像データを取り出す。図に示す例では、縦列のフォトダイオードの電荷を同時に垂直ＣＣＤに移した後、水平ＣＣＤを介して１画素分づつＦＤアンプへ送り、電荷を電圧に変換して出力する。
【００１３】
次に、ＣＭＯＳ撮像センサーの場合のシャッター秒時測定動作を説明する。この一実施の形態では、高速のシャッター秒時、例えば１／８０００秒でシャッター２２をレリーズしたときに、所定の周期Ｔで繰り返し撮像を行い、ＣＭＯＳ撮像センサーの撮像画面中央付近の１画素からのみ、撮像周期Ｔで繰り返し画像データを読み出し、読み出した一連の画像データに基づいてシャッター２２の開口時間、すなわちシャッター秒時を測定する。
【００１４】
フォーカルプレーン式シャッターがレリーズされて先幕と後幕が走行するときには、走行開始直後の走行速度は遅く、徐々に走行速度が速くなって走行終了直前に最も速くなる。また、撮影画面の左右においても走行速度の差がある。つまり、撮影画面の上下左右ではシャッター幕の走行速度に多少の差がある。そこで、この一実施の形態では撮影画面の中央でシャッター秒時を測定し、上下左右のシャッター幕の走行速度の差の中央値を採用することにする。つまり、シャッター秒時を測定するときには、撮像画面のほぼ中央に位置する１つの画素から画像データを繰り返し読み出し、読み出した一連の画像データに基づいてシャッター秒時を測定する。
【００１５】
図４は高速シャッター秒時における所定画素の撮像タイミングを示す図である。ここでは、高速のシャッター秒時、例えば１／８０００秒を設定した場合のシャッター秒時を測定する例を示す。１／８０００秒のシャッター秒時でシャッター２２の先幕と後幕がスリット走行する間に、撮像部２３において所定の撮像周期Ｔで繰り返し撮像を行う。１つの撮像周期では、図示するように、ＣＭＯＳ撮像センサーのリセット、露光および画像データの転送を行う。
【００１６】
通常撮影で、全画素データを転送する場合には、数百ミリ秒といった長い時間がかかる。しかし、データ転送を１画素とすると、データ転送時間が１マイクロ秒以下となり、例えば、撮像センサーのリセット時間や、露光時間が数マイクロ秒かかった場合に撮像周期Ｔは１０マイクロ秒程度となる。それに対して１／８０００秒のシャッター秒時では、シャッター幕の開口時間は１２０マイクロ秒程度なので、１画素データ転送では、シャッターの開口期間中に１０回以上の撮像を繰り返すことができる。なお、従来のように撮像センサーの全画素を読み出してシャッター秒時を測定すると、特にデータ転送に時間がかかり撮像周期Ｔが長くなるので、正確な測定結果は得られない。
【００１７】
図５〜図１１は、高速シャッター秒時を設定してシャッター幕をスリット走行させたときの、ＣＭＯＳ撮像センサーの撮像画面中央付近の所定画素、すなわちデータ取り込み画素とシャッター幕との位置関係を示す。なお、ここではシャッター２２の先幕と後幕が撮影画面の上から下へ走行する場合を例に上げて説明する。
【００１８】
図５は１回目の露光時の状態を示し、先幕により撮像画面全体が遮光されている。図６は２回目の露光時の状態を示し、先幕が進んで画面に光線が入り始めている。図７は３回目の露光時の状態を示し、さらに先幕が進んで画面上部が露光している。図８はさらに数回の露光を経た状態を示し、先幕が画面中央付近のデータ取り込み画素にかかり始めている。また、後幕が走行を開始して画面のスリット露光が形成されている。
【００１９】
図９は、さらにシャッター幕が進んで画面中央付近のデータ取り込み画素が完全に露光状態にある場合を示す。続く図１０は後幕が画面中央付近のデータ取り込み画素にかかり始めた状態を示す。図１１は、シャッター幕が進んで後幕で画面中央付近のデータ取り込み画素を完全に遮光した状態を示す。
【００２０】
このように、高速のシャッター秒時を設定してシャッター幕をスリット走行させ、画面中央付近のデータ取り込み画素において所定の撮像周期Ｔで繰り返し撮像を行い、撮像ごとに画像データを読み出す。
【００２１】
図１２はシャッター走行時に測定した一連の画像データを経過時間の順にプロットした測定結果を示す。画像データのレベルが低い状態は、画面中央付近のデータ取り込み画素がシャッター幕で遮光されている状態である。また、画像データのレベルが高い状態は、データ取り込み画素が完全に露光している状態である。出力レベルが中間的な値を示す状態は、図８や図１０に示すように、シャッター幕の先端または後端が取り込み画素にかかっている状態を示す。
【００２２】
この一実施の形態では、シャッター走行時に画面中央付近の所定画素から繰り返し読み出した画像データを経過時間の順にプロットし、出力レベルが低い状態から高い状態へ立ち上がるときの中間値から、高い状態から低い状態へ立ち下がるときの中間値までの時間をシャッター秒時測定値とする。なお、出力レベルの立ち上がりからたち下がりまでの時間の測定には、マイクロコンピューターのクロックなどの正確な時計機能を用いる。
【００２３】
シャッター開口時間、すなわちシャッター秒時に対して撮像周期Ｔが短いほど、シャッター秒時の計測誤差が少なくなり、計測精度を向上させることができる。この一実施の形態では、撮像センサーのリセット、露光およびデータ転送の一連の撮像周期のうち、最も時間がかかるデータ転送においてただ１個の画素の画像データを読み出すので、データ転送に要する時間が最少になり、撮像周期Ｔを短縮できる。つまり、シャッター秒時に対する撮像周期Ｔが短くなり、高い精度でシャッター秒時を計測することができる。
【００２４】
次に、ＣＣＤ撮像センサーの場合のシャッター秒時測定動作を説明する。ＣＣＤ撮像センサーの場合は、上述したＣＭＯＳ撮像センサーのように任意の画素のみから画像データを読み出すことができず、図３に示すように垂直ＣＣＤの１ラインの画像データを順に読み出し、その中から任意の画素の画像データを取り出さなければならない。したがって、画像データの転送に時間がかかり撮像周期Ｔが長くなるので、ＣＭＯＳ撮像センサーに比べてシャッター秒時の計測精度がやや劣る。
【００２５】
しかしながら、このＣＣＤ撮像センサーにおいても、上述したＣＭＯＳ撮像センサーの場合の測定方法と同様な方法でシャッター秒時を測定できる。
【００２６】
なお、ＣＣＤ撮像センサーにおいて、画面周辺の画素、すなわち図３において垂直ＣＣＤ上の画素のうち、水平ＣＣＤに最も近い画素をデータ取り込み画素とすることによって、データ転送時間を短縮することができる。この場合、データ取り込み画素が撮影画面周辺の画素になる。
【００２７】
画像処理部２４は、シャッター秒時の測定値に基づいて設定値を補正する。例えば今、１／８０００秒のシャッター秒時が手動で、あるいは露出制御により自動にて選択された場合に、１／８０００秒の設定値に対して１／７９５０秒の測定値が得られたときは、測定値が長くなった分だけ設定値を補正して１／８０００秒の測定値が得られるようにする。
【００２８】
画像処理部２４は、シャッター秒時の設定値に対する測定値、補正後の設定値と測定値などの調整データをカメラ２０の固有番号とともに処理装置３０へ出力する。処理装置３０はそれらの調整データをカメラ２０の固有番号などの情報とともに記録装置３２に記録する。
【００２９】
このように、一実施の形態によれば、先幕と後幕を有するフォーカルプレーン式シャッター２２により撮像部２３の露光時間を制御するカメラ２０において、シャッター２２のスリット走行中に撮像部２３により所定周期で繰り返し撮像を行い、所定画素から繰り返し画像データを取り込み、取り込んだ画像データに基づいてシャッター秒時を測定するようにしたので、シャッター秒時を正確に測定することができ、この測定結果を用いて正確なシャッター秒時を設定することができる。
【００３０】
また、一実施の形態によれば、所定画素の画像データの立ち上がりから立ち下がりまでの時間を測定し、シャッター秒時の測定値とするようにしたので、マイクロコンピューターのクロックなどを用いて簡単にかつ正確にシャッター秒時を計測できる。
【００３１】
一実施の形態によれば、撮像部２３にＣＭＯＳ撮像センサーを用い、撮影画面の中央付近に位置する画素をデータ読み出し画素（所定画素）としたので、撮影画面の上下左右におけるシャッター幕走行速度の差を平均化することができ、正確なシャッター秒時を計測できる。
【００３２】
一実施の形態によれば、撮像部２３にＣＣＤ撮像センサーを用い、撮影画面の周辺の画素をデータ読み出し画素（所定画素）としたので、ＣＣＤ撮像センサーを用いた場合でも撮像データを速く読み出すことができ、短い撮像周期Ｔを実現して正確なシャッター速度を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】ＣＭＯＳ撮像センサーの構成図である。
【図３】ＣＣＤ撮像センサーの構成図である。
【図４】高速シャッター秒時における所定画素の撮像タイミングを示す図である。
【図５】〜
【図１１】高速シャッター秒時を設定してシャッター幕をスリット走行させたときの、ＣＭＯＳ撮像センサーの撮像画面中央付近の所定画素とシャッター幕との位置関係を示す図である。
【図１２】シャッター走行時に測定した一連の画像データを経過時間の順にプロットした測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  光源
２０  カメラ
２１  撮影レンズ
２２  シャッター
２３  撮像部
２４  画像処理部
【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】
2007193176.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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