(57)【要約】【課題】メカニカルシャッタの動作特性の個体差による露出時間の変動を簡易に補正することができ、安価で生産性が高く、高画質な撮像装置を提供する。【解決手段】メカニカルシャッタ２の個体毎の動作特性を記憶部１３に記憶させる。上記メカニカルシャッタ２の動作ばらつきに起因する露出時間の変動を、上記記憶部１３に記憶された上記メカニカルシャッタ２の動作特性に基づいて、撮像素子５からの信号の増幅率を変動させることで調整する。【選択図】図１
2007215065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
上記撮像素子への入射光を遮蔽し撮像時間を制限するメカニカルシャッタと、
上記撮像素子により変換された電気信号を増幅する増幅部と、
上記メカニカルシャッタの動作特性を記録する記録部と、
上記記録部に記録された上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいて、上記増幅部の増幅率を調整する調整部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
上記メカニカルシャッタの動作特性は、上記メカニカルシャッタのメカ遅れ時間、または、上記メカニカルシャッタの閉じ時間のうちの少なくとも一方であることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
上記記録部は、上記メカニカルシャッタの動作特性に加え上記撮像素子の光電変換特性を記録し、
上記調整部は、上記メカニカルシャッタの動作特性に加え上記撮像素子の光電変換特性に基づいて、上記増幅部の増幅率を調整することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
上記被写体像を上記撮像素子に結像させる光学系と、
上記撮像素子への入射光を遮蔽し撮像時間を制限するメカニカルシャッタと、
上記メカニカルシャッタに給電するフレキシブル配線と
を備え、
上記フレキシブル配線は、上記光学系とは光学的に分離された領域に、上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいた識別記号を有する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】
この発明は、メカニカルシャッタを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置としては、複数のレンズ群からなる撮影光学系に入射する光束に基づいて形成される被写体像を、所定の位置に配置したCCDやCMOS等の撮像素子に結像させるように構成されたものがある。
【０００３】
このような撮像装置においては、撮像素子の電荷蓄積時間を制御するために、撮像素子への電荷蓄積を電気的に制御する電子シャッタが使われている。撮像素子は常に光にさらされている状態で、シャッタボタンを押したときにのみ高速で電子シャッタを開き、撮像素子で光電変換後、画像情報としてメモリに転送する。電子シャッタは撮像素子単体の動きを利用するので、シャッタ速度が速いというメリットがあるが、その反面、電荷転送中に撮像素子が強い光にさらされると、その光がさらに元の電荷に加えられ、電荷が漏れ出すことがある。その結果、写真には縦方向に漏れた電荷、すなわち縦方向の光の筋（スミア）が写ってしまう。このため、電子シャッタに加え、撮像素子に入射する光束を物理的に遮蔽するメカニカルシャッタを併用することにより、このスミアを防止する方法が知られている。
【０００４】
次に、メカニカルシャッタの動作特性を説明する。
【０００５】
図４に示すように、メカニカルシャッタの電磁モータへの通電（Ｔ１）によりメカニカルシャッタの閉動作が開始する。このとき、メカニカルシャッタの羽根が、入射光の光束の口径を遮蔽するまでには、機械的な遅れが発生し（これを「メカ遅れ」という（Ｔ２−Ｔ１））、さらに、メカニカルシャッタの羽根が、口径を遮蔽し始めてから完全に遮蔽するまでに、時間を要する（これを「閉じ時間」という（Ｔ４−Ｔ２））。
【０００６】
そして、電子シャッタにより撮像素子への電荷蓄積が開始（Ｔ０）してから、メカニカルシャッタにより口径の半分（５０％ＡＶ）が遮蔽されるまでの時間（Ｔ３−Ｔ０）が、有効露出時間となる。すなわち、有効露出時間は、ＡＥ時間（Ｔ１−Ｔ０）＋メカ遅れ（Ｔ２−Ｔ１）＋閉じ時間／２（Ｔ３−Ｔ２）で表される。
【０００７】
一般に、メカニカルシャッタは、複数の羽根を電磁モータにより開閉する構造となっており、メカニカルシャッタの動作特性（メカ遅れや閉じ時間）は、個体変動が大きくなる。このため、有効露出時間も変動して、露出誤差が大きくなる。
【０００８】
そこで、従来の撮像装置では、着脱式のレンズ鏡筒に装備されたメカニカルシャッタの閉動作特性を記憶部に記録し、このメカニカルシャッタの閉動作特性により、電子シャッタのタイミングを調整することで、取付けるレンズ鏡筒毎のメカニカルシャッタの特性変動を低減させ、露出誤差を低減させていた（特開平１−１７９５７４号公報：特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−１７９５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の撮像装置では、メカニカルシャッタの特性変動を電子シャッタのタイミングで調整しているが、時間軸での動作タイミングの調整は煩雑であり動作制御が複雑となる。また、撮像素子の感度変動等の調整を同時に行うことは困難である。更に、メカニカルシャッタの個別特性を撮像装置に一対一で対応させて記録部に記録することは、生産工程上の管理が困難であるが、この方法に関しては開示されていない。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、簡易な方法でメカニカルシャッタの動作特性の補正が可能であり、生産性に優れ、安価で高画質な撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明の撮像装置は、
被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
上記撮像素子への入射光を遮蔽し撮像時間を制限するメカニカルシャッタと、
上記撮像素子により変換された電気信号を増幅する増幅部と、
上記メカニカルシャッタの動作特性を記録する記録部と、
上記記録部に記録された上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいて、上記増幅部の増幅率を調整する調整部と
を備えることを特徴としている。
【００１２】
この発明の撮像装置によれば、上記記録部に記録された上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいて、上記増幅部の増幅率を調整する上記調整部を備えるので、上記メカニカルシャッタの個体毎の動作特性を上記記録部に記録し、上記撮像素子の電気信号の増幅率を上記調整部によって調整することにより、上記メカニカルシャッタの個体毎の動作特性のばらつきによる露出量の変動を、簡易に、補正することができ、高画質な撮像素子を得ることができる。
【００１３】
また、一実施形態の撮像装置では、上記メカニカルシャッタの動作特性は、上記メカニカルシャッタのメカ遅れ時間、または、上記メカニカルシャッタの閉じ時間のうちの少なくとも一方である。
【００１４】
ここで、「上記メカニカルシャッタのメカ遅れ時間」とは、上記メカニカルシャッタに通電を開始してから、上記メカニカルシャッタが上記撮像素子への入射光の光束の口径を遮蔽し始めるまでの時間をいう。「上記メカニカルシャッタの閉じ時間」とは、上記メカニカルシャッタが上記撮像素子への入射光の光束の口径を遮蔽し始めてから、上記メカニカルシャッタが上記撮像素子への入射光の光束の口径を完全に遮蔽するまでの時間をいう。
【００１５】
この実施形態の撮像装置によれば、上記メカニカルシャッタの動作特性は、上記メカニカルシャッタのメカ遅れ時間、または、上記メカニカルシャッタの閉じ時間のうちの少なくとも一方であるので、上記メカニカルシャッタの個体毎の動作特性のばらつきによる露出量の変動を、確実に、補正できる。
【００１６】
また、一実施形態の撮像装置では、上記記録部は、上記メカニカルシャッタの動作特性に加え上記撮像素子の光電変換特性を記録し、上記調整部は、上記メカニカルシャッタの動作特性に加え上記撮像素子の光電変換特性に基づいて、上記増幅部の増幅率を調整する。
【００１７】
この実施形態の撮像装置によれば、上記調整部は、上記メカニカルシャッタの動作特性に加え上記撮像素子の光電変換特性に基づいて、上記増幅部の増幅率を調整するので、上記メカニカルシャッタの動作特性の変動に加え、上記撮像素子の感度変動を、同時に、調整することができ、露出変動および感度変動の両方を同時に調整することができる。
【００１８】
また、一実施形態の撮像装置では、
上記被写体像を上記撮像素子に結像させる光学系と、
上記メカニカルシャッタに給電するフレキシブル配線と
を備え、
上記フレキシブル配線は、上記光学系とは光学的に分離された領域に、上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいた識別記号を有する。
【００１９】
この実施形態の撮像装置によれば、上記フレキシブル配線は、上記光学系とは光学的に分離された領域に、上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいた識別記号を有するので、上記メカニカルシャッタの動作特性を、上記メカニカルシャッタの個体毎に、上記記録部に書き込む際に、間違えがなく、上記撮像装置を確実に作製することができて、生産性に優れた上記撮像装置を得ることができる。
【００２０】
また、この発明の撮像装置は、
被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
上記被写体像を上記撮像素子に結像させる光学系と、
上記撮像素子への入射光を遮蔽し撮像時間を制限するメカニカルシャッタと、
上記メカニカルシャッタに給電するフレキシブル配線と
を備え、
上記フレキシブル配線は、上記光学系とは光学的に分離された領域に、上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいた識別記号を有することを特徴としている。
【００２１】
この発明の撮像装置によれば、上記フレキシブル配線は、上記光学系とは光学的に分離された領域に、上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいた識別記号を有するので、撮像装置の外部から上記メカニカルシャッタの動作特性を識別できて、上記メカニカルシャッタの個体毎に適合した撮像装置を、確実にかつ容易に、作製することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の撮像装置によれば、上記記録部に記録された上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいて、上記増幅部の増幅率を調整する上記調整部を備えるので、上記メカニカルシャッタの個体毎の動作特性のばらつきによる露出量の変動を、簡易に、補正することができ、高画質な撮像素子を得ることができる。
【００２３】
また、この発明の撮像装置によれば、上記フレキシブル配線は、上記光学系とは光学的に分離された領域に、上記メカニカルシャッタの動作特性に基づいた識別記号を有するので、上記メカニカルシャッタの個体毎に適合した撮像装置を、確実にかつ容易に、作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の撮像装置の第１実施形態である簡略構成図を示している。この撮像装置１は、レンズユニット６と、撮像素子ユニット７と、各制御部８〜１６とを有する。
【００２６】
上記撮像素子ユニット７は、撮像素子５を有する。この撮像素子５は、例えば、CCDやCMOSであり、被写体像を電気信号に変換する。
【００２７】
上記レンズユニット６は、撮像レンズ４ａ〜４ｃと、メカニカルシャッタ２と、絞り３と、図示しない撮像レンズ駆動装置とを有する。
【００２８】
上記撮像レンズ４ａ〜４ｃは、上記撮像素子５に被写体像を結像する。上記撮像レンズ４ａ〜４ｃは、レンズ制御部８からの駆動入力により、光軸方向に移動されて、撮影光学系が、撮影倍率に変倍（ズーミング）あるいはピント合わせ（フォーカシング）される。
【００２９】
上記メカニカルシャッタ２は、上記撮像素子５への入射光を遮蔽し撮像時間を制限する。上記絞り３は、その口径の変化により、上記撮像素子５への入射光量を調整する。上記メカニカルシャッタ２および上記絞り３は、メカニカルシャッタ／絞り制御部１５で、動作が制御され、図示しない（モータ等の）駆動装置で駆動される。
【００３０】
上記撮像素子５は、タイミング信号発生部１０のタイミングに基づいて、駆動部９により駆動される。上記撮像素子５により変換された電気信号は、増幅部としての利得調整部１１を介して、増幅された後に、映像回路部１２で信号処理される。上記撮像素子５の電荷蓄積時間は、電子シャッタ制御部１４に制御される。
【００３１】
上記メカニカルシャッタ２の動作特性は、記録部としての記憶部１３に記憶されている。上記メカニカルシャッタ２の動作特性は、図４で示したように、上記メカニカルシャッタ２のメカ遅れ時間、または、上記メカニカルシャッタ２の閉じ時間のうちの少なくとも一方である。
【００３２】
ここで、「上記メカニカルシャッタ２のメカ遅れ時間」とは、上記メカニカルシャッタ２に通電を開始してから、上記メカニカルシャッタ２が上記撮像素子５への入射光の光束の口径を遮蔽し始めるまでの時間をいう。「上記メカニカルシャッタ２の閉じ時間」とは、上記メカニカルシャッタ２が上記撮像素子５への入射光の光束の口径を遮蔽し始めてから、上記メカニカルシャッタ２が上記撮像素子５への入射光の光束の口径を完全に遮蔽するまでの時間をいう。
【００３３】
上記メカニカルシャッタ２の動作特性は、個体毎の変動を有しており、上記レンズユニット６に組み込む前に、上記メカニカルシャッタ２単体での動作特性を測定しておき、上記レンズユニット６を組み立てた後に、上記記憶部１３に記録する。
【００３４】
露出制御部１６は、測光を行って露出時間を決定する。この露出制御部１６は、調整部３０を有し、この調整部３０は、上記記憶部１３に記録された上記メカニカルシャッタ２の動作特性に基づいて、上記利得調整部１１の増幅率を調整する。
【００３５】
上記露出制御部１６は、上記電子シャッタ制御部１４および上記メカニカルシャッタ／絞り制御部１５を制御する。
【００３６】
次に、上記構成の撮像装置による露出時間変動の補正方法を説明する。
【００３７】
まず、図２に示すように、本体スイッチがオンされる（工程Ｓ１）と、上記記憶部１３に書き込まれた上記メカニカルシャッタ２の動作特性が読み込まれる（工程Ｓ２）。レリーズをオンする（工程Ｓ３）と、上記絞り３を設定値に設定し（工程Ｓ４）、測光を行い（工程Ｓ５）、上記露出制御部１６にて露出時間を決定する（工程Ｓ６）。
【００３８】
この実施形態では、上記撮像素子５に入射される被写体からの光量を、実際の撮影より前の時点で測光する内部測光を行っている。もちろん、測光方法に関しては他の方法を使用することもできる。
【００３９】
次に、露出時間と上記メカニカルシャッタ２の動作特性に基づいて、標準的な増幅率Ａからの利得補正量αを計算し（工程Ｓ７）、上記電子シャッタ制御部１４により電子シャッタを開いて（工程Ｓ８）、決定された露出時間に従って上記メカニカルシャッタ２を閉じる（工程Ｓ９）。上記撮像素子５で光電変化された信号は、上記利得調整部１１にて増幅される（工程Ｓ１０）。このときの増幅率は、利得補正量に従った値（Ａ×（１−α））が用いられる。
【００４０】
この利得補正量αは、上記メカニカルシャッタ２の閉動作が標準値より速い時は正で、遅い場合は負の値となる。また、利得補正量αは、上記メカニカルシャッタ２の閉動作の時間に加え、その撮影状態での露出時間にも基づいて決定される。すなわち、露出時間が長い場合は、利得補正量αの絶対値は小さく、露出時間が短い場合は、利得補正量αの絶対値は大きくなる。露出時間と利得補正量αとの関係は、あらかじめ、図示しない演算部に記憶させておくことが好ましい。
【００４１】
したがって、上記調整部３０は、上記記憶部１３に記録された上記メカニカルシャッタ２の動作特性に基づいて、上記利得調整部１１の増幅率を調整するので、上記メカニカルシャッタ２の個体毎の動作特性のばらつきによる露出量の変動を、簡易に、補正することができ、高画質な撮像素子を得ることができる。
【００４２】
上記メカニカルシャッタ２の動作特性は、上記メカニカルシャッタ２のメカ遅れ時間、または、上記メカニカルシャッタ２の閉じ時間のうちの少なくとも一方であるので、上記メカニカルシャッタ２の個体毎の動作特性のばらつきによる露出量の変動を、確実に、補正できる。
【００４３】
なお、上記メカニカルシャッタ２の動作特性としては、メカ遅れ時間および閉じ時間の両者であることが好ましい。特に、メカ遅れ時間は、口径が全開の状態であるため、露光量への影響が大きく、この時間の変動を補正することが好ましい。
【００４４】
上記利得調整部１１における増幅率を変化させるための構成としては、例えば、撮像系の信号経路中に可変利得アンプを設け、このアンプの利得を制御するようにしてもよい。
【００４５】
なお、上記撮像素子５の光電変換効率をあらかじめ測定しておき、上記記憶部１３は、上記メカニカルシャッタ２の動作特性に加え上記撮像素子５の光電変換特性を記録し、上記調整部３０は、上記メカニカルシャッタ２の動作特性に加え上記撮像素子５の光電変換特性に基づいて、上記利得調整部１１の増幅率を調整するようにしてもよい。
【００４６】
つまり、上記メカニカルシャッタ２の動作特性を読み込む時に、同時に上記撮像素子５の光電変換効率を読み込み、上記メカニカルシャッタ２の動作特性と上記撮像素子５の光電変換効率との両方に基づいて、利得補正量αを算出する。したがって、上記メカニカルシャッタ２の動作特性の変動に加え、上記撮像素子５の個体毎の感度変動の影響を補正することができ、より高画質の撮像装置を得ることができる。
【００４７】
（第２の実施形態）
図３は、この発明の撮像装置の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態では、撮像装置のカメラモジュールを示す。このカメラモジュール１７は、図１の上記レンズユニット６および上記撮像素子ユニット７を有し、上記レンズユニット６および上記撮像素子ユニット７は、互いに、結合されている。
【００４８】
上記レンズユニット６の内部には、図１の上記撮像レンズ４ｂ，４ｃ、上記メカニカルシャッタ２、および、上記絞り３が配置されている。これら光学系２，３，４ｂ，４ｃは、筐体２０で囲われ、外部から光学的に分離（外部の光が光学系に入射しない状態に）されている。
【００４９】
上記カメラモジュール１７は、上記メカニカルシャッタ２に給電するフレキシブル配線１８（以下、シャッタＦＰＣという）を有する。このシャッタＦＰＣ１８は、上記光学系２，３，４ｂ，４ｃとは光学的に分離された領域に、上記メカニカルシャッタ２の動作特性に基づいた識別記号２２を有する。
【００５０】
具体的に述べると、上記シャッタＦＰＣ１８は、上記メカニカルシャッタ２の開閉信号（制御信号）を給電するためのものであり、上記筐体２０の引出し部２４から上記筐体２０の外部に引出されている。上記シャッタＦＰＣ１８は、上記撮像レンズ４ｂ、４ｃの位置を検出するためのフォトインタラプタ１９ａ、１９ｂの信号配線を兼ねている。
【００５１】
上記カメラモジュール１７は、上記撮像レンズ４ｂ、４ｃを駆動する駆動モータに給電するレンズ駆動ＦＰＣ２３を有する。
【００５２】
このレンズ駆動ＦＰＣ２３には、上記シャッタＦＰＣ１８の配線と結合する第１のコネクタ２１ａと、上記撮像素子ユニット７の信号配線と結合する第２のコネクタ２１ｂとが、設けられている。
【００５３】
上記シャッタＦＰＣ１８の上記筐体２０の外部に引出された部分には、上記メカニカルシャッタ２の動作特性を識別するための識別記号２２が記載されている。上記カメラモジュール１７の外部から見える位置に、上記識別記号２２を配置することにより、上記メカニカルシャッタ２の固体識別あるいは動作特性の識別が容易となり、この識別記号２２に基づき、上記記憶部１３に上記メカニカルシャッタ２の動作特性を記憶させる。
【００５４】
上記識別記号２２は、上記メカニカルシャッタ２の個体を示すシリアル番号や、上記メカニカルシャッタ２の動作特性を複数に分類した記号を用いる。そして、上記識別記号２２と上記メカニカルシャッタ２の動作特性データとを、一対一で管理して、上記記憶部１３に記録する。
【００５５】
したがって、上記メカニカルシャッタ２の一部である上記シャッタＦＰＣ１８の上記カメラモジュール１７の外部から見える位置に、上記識別記号２２を配置することで、上記メカニカルシャッタ２の動作特性データを取り違えて記憶させる心配がなくなるとともに、データ管理が容易となり、生産性を上げることができて、安価で高性能な撮像装置を得ることができる。要するに、上記メカニカルシャッタ２の個体毎に適合した撮像装置を、確実にかつ容易に、作製することができる。
【００５６】
なお、上記識別記号２２は、数値やアルファベット以外にバーコード等を用いても良く、バーコード等を用いることでより簡易に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の撮像装置の第１実施形態を示す簡略構成図である。
【図２】本発明の撮像装置による露光量の補正を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の撮像装置の第２実施形態を示す簡略斜視図である。
【図４】電子シャッタおよびメカニカルシャッタの動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  撮像装置
２  メカニカルシャッタ
３  絞り
４ａ，４ｂ，４ｃ  撮像レンズ
５  撮像素子
６  レンズユニット
７  撮像素子ユニット
８  レンズ制御部
９  駆動部
１０  タイミング信号発生部
１１  利得調整部（増幅部）
１２  映像回路部
１３  記憶部（記録部）
１４  電子シャッタ制御部
１５  メカニカルシャッタ／絞り制御部
１６  露出制御部
１７  カメラモジュール
１８  シャッタＦＰＣ（フレキシブル配線）
１９ａ，１９ｂ  フォトインタラプタ
２０  筐体
２１ａ，２１ｂ  コネクタ
２２  識別記号
２３  レンズ駆動ＦＰＣ
２４  引出し部
３０  調整部
【図１】
2007215065.tif 000003
【図２】
2007215065.tif 000004
【図３】
2007215065.tif 000005
【図４】
2007215065.tif 000006