(57)【要約】      （修正有）【課題】シャッタースピードが遅くなった場合でも、１秒間あたりの連写コマ数の減少を極力抑える。【解決手段】連写時の２コマ目以降の露光にてシャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも速いならば、メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間に得られた露光を基に撮影画像を形成し、シャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも遅く、第二のシャッタースピードよりも速いならば、２つの異なる期間に得られた露光である、メカ・シャッターがオープン動作を行っている期間に得られた露光と、メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間に得られた露光とを足し合わせた露光を基に撮影画像を形成し、シャッタースピードが第二のシャッタースピードよりも遅いならば、メカ・シャッターがオープン動作を行っている期間と、メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間との両方を含む期間に得られた露光を基に撮影画像を形成する。【選択図】図５（ｂ）
2012124552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光量に応じて光電変換によりえられる電荷を電荷蓄積部と
前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を読み出し、読み出された電荷を保持し、保持された電荷の転送を行う転送路部と
前記電荷蓄積部に残留する不要電荷の排出を行う排出部と
を備える撮像素子と、
前記撮像素子を駆動する撮像駆動手段と、
撮像素子へ入射される光をメカ的に遮断するメカ・シャッターと、
前記メカ・シャッターを駆動するドライブ手段とを有し、
前記撮像駆動手段は、
メカ・シャッターの開閉動作を１回行う間に、
前記電荷蓄積部に残留する不要電荷の前記排出部からの排出する動作と、
前記電荷蓄積部に電荷を蓄積する動作と
前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出す動作と
を複数回行い、
その後、前記転送路に保持された電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像駆動手段は、
連写時において、メカ・シャッターの開閉動作を１回行う間に、
メカ・シャッターがオープン動作を行っている期間を含む第一の露光期間に、
撮像素子の電気蓄積部への電荷の蓄積を行い、第一の露光期間終了時に前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出し、
撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後に、
メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間を含む第二の露光期間に、
撮像素子の電気蓄積部への電荷の蓄積を行い、第二の露光期間終了時に前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出し、
その後、転送路に保持された電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像駆動手段は、
連写時の２コマ目以降の露光において、
前回の露光が終了し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後、
メカ・シャッターがオープン動作を開始する前に
前記第一の露光期間における撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力が開始された後にメカ・シャッターの開口から羽根が開口を遮らない位置まで退避する時刻である
第一の時刻に撮像素子の電気蓄積部に蓄積された電荷を転送路への読み出しを行い、
前記第一の露光期間での露光を終了し、
撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後に
前記第ニの露光期間における撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
第一の時刻から所定のシャッタースピードに対応した露光量から第一の露光期間で得られる露光量を差し引いた露光量に対応した時間が経過した時刻である
第二の時刻に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始し、
メカシャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、撮像素子の電気蓄積部に蓄積された電荷を転送路への読み出しを行い、第二の露光期間での露光を終了し、
前記第一の露光期間での撮像素子への電荷の蓄積を終了した後においては、垂直転送は行わず、
第一の露光期間終了時に転送路へ読み出された電荷と第二の露光期間終了時に転送路へ読み出された電荷を前記転送路において足し合わせた後に、
電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像素子と、前記撮像素子を駆動する撮像駆動手段と、
撮像素子へ入射される光をメカ的に遮断するメカ・シャッターと、前記メカ・シャッターを駆動するドライブ手段とを有し、
前記撮像駆動手段は、撮像素子の駆動モードを複数有しており、
連写時において、
シャッタースピードに応じて、撮像素子の駆動モードを変更する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記撮像駆動手段は、撮像素子の駆動モードを複数有しており、
連写時の２コマ目以降の露光において、
シャッタースピードに応じて、撮像素子の駆動モードを変更する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前期撮像駆動手段は、撮像素子の駆動モードを複数有しており、
連写時の２コマ目以降の露光において、
シャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも速いならば、
メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間を含む露光期間に撮像素子に蓄積された電荷を露光データとして、一枚の撮影画像を生成し、
シャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも遅く、第二のシャッタースピードよりも速いならば、
メカ・シャッターの開閉動作を１回行う間に、
メカ・シャッターがオープン動作を行っている期間を含む第一の露光期間に、
撮像素子の電気蓄積部への電荷の蓄積を行い、第一の露光期間終了時に前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出し、
メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間を含む第二の露光期間に、
撮像素子の電気蓄積部への電荷の蓄積を行い、第二の露光期間終了時に前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出し、
その後、前記転送路に保持された電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとし、
シャッタースピードが第二のシャッタースピードよりも遅いならば、
メカ・シャッターがオープン動作を開始してから次に再びメカ・シャッターがクローズ動作を完了するまでの期間に撮像素子に蓄積された電荷を露光データとし、
一枚の撮影画像を生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像駆動手段は、
シャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも速いならば、
前回の露光が終了し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後、
メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力が開始された後にメカ・シャッターの開口から羽根が開口を遮らない位置まで退避する時刻以降で、なおかつ、所定のシャッタースピードを実現する露光量対応した時間が経過した時刻である
第三の時刻に、撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
メカ・シャッターのオープン動作が完了した後、メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力を停止し、その後、即座に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号を出力し、
メカ・シャッターのクローズ動作完了後に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、
転送路へ電荷の読み出しを行い、
続けて垂直転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
第一の駆動モードで、撮像素子を駆動し、
前回の露光が終了し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後、
メカ・シャッターがオープン動作を開始する前に
前記第一の露光期間における撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力が開始された後にメカ・シャッターの開口から羽根が開口を遮らない位置まで退避する時刻である
第一の時刻に撮像素子の電気蓄積部に蓄積された電荷を転送路への読み出しを行い、
前記第一の露光期間での露光を終了し、
撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後に
前記第ニの露光期間における撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
第一の時刻から所定のシャッタースピードに対応した露光量から第一の露光期間で得られる露光量を差し引いた露光量に対応した時間が経過した時刻である
第二の時刻に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始し、
メカシャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、撮像素子の電気蓄積部に蓄積された電荷を転送路への読み出しを行い、第二の露光期間での露光を終了し、
前記第一の露光期間での撮像素子への電荷の蓄積を終了した後においては、垂直転送は行わず、
第一の露光期間終了時に転送路へ読み出された電荷と第二の露光期間終了時に転送路へ読み出された電荷を前記転送路において足し合わせた後に、
電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
第二の駆動モードで、撮像素子を駆動し、
シャッタースピードが第二のシャッタースピードよりも遅いならば、
前回の露光が終了し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後、
メカ・シャッターがオープン動作を開始する前に、撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
撮像素子への電荷の蓄積が開始しされてから、所定のシャッタースピードを実現する露光量に対応した時間が経過した時刻である
第四の時刻に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始し、
メカシャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、転送路へ電荷の読み出しを行い、
続けて垂直転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
第三の駆動モードで、撮像素子を駆動する
ことを特徴とする請求項４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、デジタルカメラ等の撮像装置に関し、特にＣＣＤ等の撮像素子を用いて被写体像を高速で連写する技術関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ等の撮像素子により被写体像を撮像して映像信号を得るデジタルスチルカメラにおいて、高速に連続撮影する高速連写機能による、１秒間あたりに撮影できる枚数の向上が課題となっている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、撮像素子の駆動クロックを上げることにより、撮像素子の読み出し時間を短縮し、１秒間あたりに撮影できる枚数の向上する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６８４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、撮像素子の駆動に関わる時間の短縮はできたが、以下に記すようなメカ・シャッターの駆動に起因する時間の短縮はできない。
【０００６】
通常、デジタルカメラでは、図６に示すように、シャッタースピードが遅くなると、連写枚数、すなわち、１秒間あたりの連写コマ数は、著しく減少する。
【０００７】
このような問題を引き起こす要因として、以下があった。
【０００８】
メカ・シャッターがオープン動作中のメカ・シャッターの羽根が絞り開口エリアを移動している期間（図２の時刻Ｂ〜時刻Ｃの期間）に露光を開始する場合、所望の露光が得られるタイミングを決定することが困難であり、露光精度を保証するために、メカ・シャッターの羽根が絞り開口を遮らない位置に到達する時刻（図２の時刻Ｃ）以降でなければ、露光を開始できないという制約があった。
【０００９】
このため、連写動作における２コマ目以降の撮影においては、前回の撮影後、メカ・シャッターの羽根が少なくとも絞り口径を遮らない位置まで移動された状態（図３（ｃ）に示すような状態）から露光が開始される必要がある。
【００１０】
従来、メカ・シャッターの羽根が絞り口径を遮っていないことの判定は、メカ・シャッター・オープン信号の出力が停止されたことをもって行うことが一般的であった。
【００１１】
つまり、所望のシャッタースピードを実現する上で必要な露光時間に、メカ・シャッターのオープン信号が出力が開始され、停止されるまでの時間を加えた時間がメカ・シャッターを一回開閉動作させるために要する時間となっていた。
【００１２】
このため、メカ・シャッターが絞り口径を遮らない状態になったにも関わらず、位置に到達した時刻から、メカ・シャッターが開放端まで到達し、シャッターの羽根がバウンド等を起こさないよう所定の整定時間を経て、メカ・シャッターのオープン信号の出力が停止されるまでの時間が、露光が行うことが出来ない時間として存在し、連写コマ数向上の妨げとなるという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、シャッタースピードが遅くなった場合でも、１秒間あたりの連写コマ数の減少を極力抑える、撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、
第一に、
入射光量に応じて光電変換によりえられる電荷を電荷蓄積部と
前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を読み出し、読み出された電荷を保持し、保持された電荷の転送を行う転送路部と
前記電荷蓄積部に残留する不要電荷の排出を行う排出部と
を備える撮像素子と、
前記撮像素子を駆動する撮像駆動手段と、
撮像素子へ入射される光をメカ的に遮断するメカ・シャッターと、
前記メカ・シャッターを駆動するドライブ手段とを有し、
前記撮像駆動手段は、
メカ・シャッターの開閉動作を１回行う間に、
前記電荷蓄積部に残留する不要電荷の前記排出部からの排出する動作と、
前記電荷蓄積部に電荷を蓄積する動作と
前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出す動作と
を複数回行い、
その後、前記転送路に保持された電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
ことを特徴とし、
第二に、
前記撮像駆動手段は、
連写時において、メカ・シャッターの開閉動作を１回行う間に、
メカ・シャッターがオープン動作を行っている期間を含む第一の露光期間に、
撮像素子の電気蓄積部への電荷の蓄積を行い、第一の露光期間終了時に前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出し、
撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後に、
メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間を含む第二の露光期間に、
撮像素子の電気蓄積部への電荷の蓄積を行い、第二の露光期間終了時に前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出し、
その後、転送路に保持された電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
ことを特徴とし、
第三に、
前記撮像駆動手段は、
連写時の２コマ目以降の露光において、
前回の露光が終了し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後、
メカ・シャッターがオープン動作を開始する前に
前記第一の露光期間における撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力が開始された後にメカ・シャッターの開口から羽根が開口を遮らない位置まで退避する時刻である
第一の時刻に撮像素子の電気蓄積部に蓄積された電荷を転送路への読み出しを行い、
前記第一の露光期間での露光を終了し、
撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後に
前記第ニの露光期間における撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
第一の時刻から所望のシャッタースピードに対応した露光量から第一の露光期間で得られる露光量を差し引いた露光量に対応した時間が経過した時刻である
第二の時刻に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始し、
メカシャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、撮像素子の電気蓄積部に蓄積された電荷を転送路への読み出しを行い、第二の露光期間での露光を終了し、
前記第一の露光期間での撮像素子への電荷の蓄積を終了した後においては、垂直転送は行わず、
第一の露光期間終了時に転送路へ読み出された電荷と第二の露光期間終了時に転送路へ読み出された電荷を前記転送路において足し合わせた後に、
電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
ことを特徴とし、
第四に、
撮像素子と、前記撮像素子を駆動する撮像駆動手段と、
撮像素子へ入射される光をメカ的に遮断するメカ・シャッターと、前記メカ・シャッターを駆動するドライブ手段とを有し、
前記撮像駆動手段は、撮像素子の駆動モードを複数有しており、
連写時において、
シャッタースピードに応じて、撮像素子の駆動モードを変更する
ことを特徴とし、
第五に、
前期撮像駆動手段は、撮像素子の駆動モードを複数有しており、
連写時の２コマ目以降の露光において、
シャッタースピードに応じて、撮像素子の駆動モードを変更する
ことを特徴とし、
第六に、
前期撮像駆動手段は、撮像素子の駆動モードを複数有しており、
連写時の２コマ目以降の露光において、
シャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも速いならば、
メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間を含む露光期間に撮像素子に蓄積された電荷を露光データとして、一枚の撮影画像を生成し、
シャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも遅く、第二のシャッタースピードよりも速いならば、
メカ・シャッターの開閉動作を１回行う間に、
メカ・シャッターがオープン動作を行っている期間を含む第一の露光期間に、
撮像素子の電気蓄積部への電荷の蓄積を行い、第一の露光期間終了時に前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出し、
メカ・シャッターがクローズ動作を行っている期間を含む第二の露光期間に、
撮像素子の電気蓄積部への電荷の蓄積を行い、第二の露光期間終了時に前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を転送路へ読み出し、
その後、前記転送路に保持された電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとし、
シャッタースピードが第二のシャッタースピードよりも遅いならば、
メカ・シャッターがオープン動作を開始してから次に再びメカ・シャッターがクローズ動作を完了するまでの期間に撮像素子に蓄積された電荷を露光データとして、
一枚の撮影画像を生成する
ことを特徴とし、
第七に、
前記撮像駆動手段は、
シャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも速いならば、
前回の露光が終了し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後、
メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力が開始された後にメカ・シャッターの開口から羽根が開口を遮らない位置まで退避する時刻以降で、なおかつ、所望のシャッタースピードを実現する露光量対応した時間が経過した時刻である
第三の時刻に、撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
メカ・シャッターのオープン動作が完了した後、メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力を停止し、その後、即座に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号を出力し、
メカ・シャッターのクローズ動作完了後に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、
転送路へ電荷の読み出しを行い、
続けて垂直転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
第一の駆動モードで、撮像素子を駆動し、
前回の露光が終了し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後、
メカ・シャッターがオープン動作を開始する前に
前記第一の露光期間における撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力が開始された後にメカ・シャッターの開口から羽根が開口を遮らない位置まで退避する時刻である
第一の時刻に撮像素子の電気蓄積部に蓄積された電荷を転送路への読み出しを行い、
前記第一の露光期間での露光を終了し、
撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後に
前記第ニの露光期間における撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
第一の時刻から所望のシャッタースピードに対応した露光量から第一の露光期間で得られる露光量を差し引いた露光量に対応した時間が経過した時刻である
第二の時刻に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始し、
メカシャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、撮像素子の電気蓄積部に蓄積された電荷を転送路への読み出しを行い、第二の露光期間での露光を終了し、
前記第一の露光期間での撮像素子への電荷の蓄積を終了した後においては、垂直転送は行わず、
第一の露光期間終了時に転送路へ読み出された電荷と第二の露光期間終了時に転送路へ読み出された電荷を前記転送路において足し合わせた後に、
電荷の転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
第二の駆動モードで、撮像素子を駆動し、
シャッタースピードが第二のシャッタースピードよりも遅いならば、
前回の露光が終了し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を行った後、
メカ・シャッターがオープン動作を開始する前に、撮像素子への電荷の蓄積を開始し、
撮像素子への電荷の蓄積が開始しされてから、所望のシャッタースピードを実現する露光量に対応した時間が経過した時刻である
第四の時刻に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始し、
メカシャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、転送路へ電荷の読み出しを行い、
続けて垂直転送を行い、１つの撮影画像の露光データとする
第三の駆動モードで、撮像素子を駆動する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シャッタースピードが遅くなった場合でも、１秒間あたりの連写コマ数の減少を極力抑える、撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１のブロック図
【図２】メカ・シャッターの各動作タイミングにおける絞り開口径をを示すタイミングチャート。
【図３】各動作タイミングにおけるメカ・シャッターの動作状態について示した模式図。
【図４】各動作モードにおける撮像素子に蓄積される電荷の量を示した模式図
【図５（ａ）】各モードの連写時における撮像素子の駆動タイミングを示したタイミングチャート。
【図５（ｂ）】各モードの連写時における撮像素子の駆動タイミングを示したタイミングチャート。
【図５（ｃ）】各モードの連写時における撮像素子の駆動タイミングを示したタイミングチャート。
【図６】シャッタースピードと１秒間あたりの連写コマ数との関係を表わす図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる撮像装置である。
【００１８】
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の第1の実施例による、撮像装置について説明する。
【００１９】
図中１０１は各種レンズからなるレンズ系、１０２はレンズ系１０１を駆動するためのレンズ駆動機構、１０３はレンズ系１０１の絞りを制御するための露出制御機構、１０４はメカシャッタであり、各動作タイミングにおけるメカ・シャッターの動作状態については、図２、図３に示す。
【００２０】
１０５は色フィルタを内蔵したＣＣＤカラー撮像素子、１０６は撮像素子１０５を駆動するためのＣＣＤ駆動回路である。１０７はサンプルホールド回路であるＣＤＳ、クランプ回路、Ａ／Ｄコンバータ等を含むＣＣＤ出力信号の事前処理回路であるプリプロセス回路、１０８は色信号生成処理，マトリックス変換処理，その他各種のデジタル処理を行うための画像処理回路、１０９はカードインターフェース、１１０はメモリカード、１１１はＬＣＤ画像表示系を示している。
【００２１】
ＣＣＤ撮像素子１０５の駆動タイミングはＣＣＤ駆動回路１０６によって制御される。
【００２２】
本発明においては、ＣＣＤ駆動回路１０６によるＣＣＤ撮像素子１０５の連写時の駆動モードが変更可能なように構成されており、シャッタースピードに応じて撮像時におけるＣＣＤ撮像素子１０５の駆動信号の発生タイミングを切り換えることができる。
【００２３】
ＣＣＤ駆動部１０６の詳細については、後述する。
【００２４】
また、図中の１１２は各部を統括的に制御するためのシステム制御回路、１１３は、シャッタースイッチＳＷ１で、不図示のシャッターボタンの操作途中でＯＮとなり、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作開始を指示する。
【００２５】
１１４はシャッタースイッチＳＷ２で、不図示のシャッターボタンの操作完了でONとなり、一連の撮像処理の動作開始を指示する。１１５はレンズ駆動機構１０２を制御するためのレンズドライバ、１１７は露出制御機構１０３を制御するための露出制御ドライバ、１１８は各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を示している。
【００２６】
本実施形態のデジタルカメラにおいては、システムコントローラ１１２が全ての制御を統括的に行っており、特にＣＣＤ駆動回路１０６を用いてＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を制御することによって露光（電荷蓄積）及び信号の読み出しを行い、それをプリプロセス回路１０７を介してデジタルプロセス回路１０８のバッファメモリに取込んで、各種信号処理を施した後にカードインターフェース１０９を介してメモリカード１１０に記録するようになっている。
【００２７】
（メカ・シャッターの動作タイミングと動作状態）
次に、メカシャッタの各動作タイミングにおけるメカ・シャッターの動作状態を図２、図３を用いて説明する。
【００２８】
図２の時刻Ａにおいては、メカ・シャッター・オープン駆動信号の出力が開始され、メカ・シャッターは、図３（ａ）に示すように、絞り開口を全閉した位置から動きだす瞬間である。
【００２９】
図２の時刻Ｂにおいては、メカ・シャッターの羽根が動作を開始され、絞り開口から光量の取り込みが可能となる時刻で、メカ・シャッターは、図３（ｂ）に示すように、絞り開口エリアを全閉した状態である。
【００３０】
図２の時刻Ｃにおいては、図３（ｃ）に示すように、メカ・シャッターの羽根が絞り開口エリアから退避した瞬間の状態である。
【００３１】
図２の時刻Ｄにおいては、メカ・シャッター・オープン駆動信号の出力が停止され、メカ・シャッターは、図３（ｄ）に示すように、解放端のストッパに突き当てられた状態である。
【００３２】
図２の時刻Ｄ’においては、メカ・シャッター・クローズ駆動信号の出力が開始され、メカ・シャッターは、図３（ｄ）に示すように、解放端のストッパに突き当てられた状態からクローズ方向へ動き出す瞬間である。
【００３３】
図２の時刻Ｃ’においては、図３（ｃ）に示すように、メカ・シャッターの羽根が絞り開口エリアを遮光開始する瞬間の状態である。
【００３４】
図２の時刻Ｂ’においては、図３（ｂ）に示すように、メカ・シャッターが絞り開口エリアを全閉して遮光した瞬間の状態である。
【００３５】
図２の時刻Ａ’においては、メカ・シャッター・クローズ駆動信号の出力が停止され、メカ・シャッターは、図３（ａ）に示すように、絞り開口を全閉した状態である。
【００３６】
（ＣＣＤ駆動部）
次に、ＣＣＤ駆動部１０６の詳細について説明する。
【００３７】
ＣＣＤ駆動部は、ＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を主機能として行ない、ＣＣＤ撮像素子１０５の駆動に必要な各種駆動信号の生成および出力を行うためのものであり、垂直転送路駆動信号Ｖ１〜Ｖ４、水平転送路駆動信号Ｈ１、Ｈ２、リセットゲートパルスＲＧ、シャッタパルスＳＵＢなどをＣＣＤ撮像素子１０５に供給する。ここで、Ｖ１〜Ｖ４、Ｈ１、Ｈ２はＣＣＤ撮像素子１０５の垂直転送路駆動端子φＶ１〜φＶ４および水平転送路駆動端子φＨ１、φＨ２に、ＲＳＴはＣＣＤ撮像素子１０５の出力アンプＦＤＡのリセットパルス入力端子ＲＳＴに、ＳＵＢは外部バッファおよび重畳回路を介して、ＣＣＤ撮像素子１０５の基板バイアス電圧端子ＶＳＵＢにそれぞれ印加される。
【００３８】
なお、φＶ１は光電変換部から垂直転送路への電荷移送を制御するトランスファーゲートの制御端子としても兼用されており、ＣＣＤドライバ部３０１の信号Ｖ１の出力回路部は、これに対応して電荷移送のための高電圧パルスである電荷移送パルスＴＰを出力可能なように３値バッファを有している。
【００３９】
さらに、前述のサンプルホールド回路であるＣＤＳ、クランプ回路、Ａ／Ｄコンバータ等を含むＣＣＤ出力信号の事前処理回路であるプリプロセス回路１０７への供給パルス（サンプルホールドパルスＳＨ１、ＳＨ２、クランプパルスＣＰ、Ａ／ＤクロックパルスＡＤＣ）、および水平、垂直の各同期信号パルスＨＤ、ＶＤのタイミング生成回路および出力回路を有している。
【００４０】
（カメラ制御の例）
（１コマ目の露光）
ＳＷ２が押されたならば、ＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢ、などの処理が終わっているか確認し、ＳＷ２を基準としたタイミング信号を出力する。
【００４１】
タイミング信号が出力されたならば、撮像駆動手段の設定を行い、Ｖ１〜Ｖ４によって高速電荷排出駆動を行ない垂直転送路の不要電荷を排出すると共に、基板バイアス端子にＶＳＵＢパルスを出力し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を開始する。
【００４２】
タイミング信号が出力された後、必要露光時間から決定される時間Ｔａ１が経過後、ＶＳＵＢパルスの出力を停止し、撮像素子のフォトダイオードに対して光電荷の蓄積を開始すると同時に、Ｖ１〜Ｖ４による垂直転送を通常駆動に切り換える。なお、時間Ｔａ１は電荷の排出する上で十分な時間とする。
【００４３】
タイミング信号が出力された後、必要露光時間から決定される時間Ｔｍｃ１が経過後、メカ・シャッターのクローズ駆動信号を出力する。
【００４４】
また、図４（ａ）では、いずれも時間Ｔａ１よりも時間Ｔｍｃ１が長いが、露光時間が所定の値よりも短い場合、時間Ｔａ１の方が、時間Ｔｍｃ１よりも長くなる。
【００４５】
その後、メカ・シャッターが駆動を完了するのに必要な時間経過した後、メカ・シャッターのクローズ信号の出力を停止する。それと同時に、電荷読み出しパルスＴＰを出力して露光期間中に蓄積された光電荷を垂直転送路に読み出すことにより露光を終了する。
光電荷の読み出しが完了したならば、再び、タイミング信号を出力する。
【００４６】
（２コマ目以降の露光 ）
1コマ目の露光が終了後、継続してＳＷ２が押されているならば、２コマ目の撮影に入る。このとき、シャッタースピードに応じてＣＣＤの駆動モードを決定する。
【００４７】
シャッタースピードが第一のシャッタースピードよりも早い場合、すなわち、第一のシャッタースピードを実現する第一の露光量Ｅｖ１よりも小さい場合、２コマ目以降の撮影は、メカ・シャッターのクローズ動作を行う期間を含む期間を露光期間とする第一の駆動モードでの露光を行う。
【００４８】
モードＡの詳細は、図５（ａ）を用いて、後述する。
【００４９】
なお、第一の露光量Ｅｖ１は、第一のシャッタースピードを実現するための露光量で図４（ａ）の斜線で示した部分であり、メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力を開始後、メカ・シャッターのオープン動作完了までに要する時間経過後にメカ・シャッターのオープン駆動信号の出力を停止し、その後、即座に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始することにより、メカシャッターのオープン動作とクローズ動作の間に待ち時間を設けることなく連続的に駆動したときに、メカ・シャッターの開け始めからメカ・シャッターの羽根が開口径を遮らない位置に退避した時刻、すなわち、メカ・シャッターの羽根の位置と開口径の関係が、図３（ｃ）に示すような状態になる時刻から露光を開始し、メカシャッターが閉じ切るまでの時間に得られる露光量を示す。
【００５０】
したがって、第一の駆動モードでの露光により得られる露光量Ｅｖａは、以下の（式１）を満たす。
【００５１】
Ｅｖａ ≦ Ｅｖ１・・・（式１）
また、第一のシャッタースピードよりも遅い場合には、なおかつ、第二のシャッタースピードよりも速い場合には、すなわち、第一の露光量Ｅｖ１よりも大きく、第二のシャッタースピードを実現する第二の露光量Ｅｖ２よりも小さい場合、２コマ目以降の撮影は、
メカ・シャッターがオープン動作する期間を含む期間と、
メカ・シャッターがクローズ動作する期間を含む期間とに分けて露光を行ない、
メカ・シャッターがオープン動作する期間を含む期間に撮像素子のフォトダイオードに蓄積される電荷と、メカ・シャッターがクローズ動作する期間を含む期間に撮像素子のフォトダイオードに蓄積される電荷とを足し合わせて１コマ分の撮影データとして使用する第二の駆動モードでの露光を行う。
【００５２】
第二の駆動モードの詳細は、図５（ｂ）を用いて、後述する。
【００５３】
なお、第二の露光量Ｅｖ２は、第二のシャッタースピードを実現するための露光量で図４（ｃ）の斜線で示した部分であり、メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力を開始後、メカ・シャッターのオープン動作完了までに要する時間経過後にメカ・シャッターのオープン駆動信号の出力を停止し、その後、即座に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始することにより、メカシャッターのオープン動作とクローズ動作の間に待ち時間を設けることなく連続的に駆動したときに、メカ・シャッターの開け始めから閉じ切りまでの時間に得られる露光量を示す。
【００５４】
また、メカ・シャッターがオープン動作する期間を含む期間に得られる露光量をＥｖｐ、メカ・シャッターがクローズ動作する期間を含む期間に得られる露光量をＥｖｑとし、第二の駆動モードで得られる露光量Ｅｖｂは、以下の（式２）を満たす。
【００５５】
Ｅｖｂ ＝ Ｅｖｐ ＋ Ｅｖｑ・・・（式２）
さらに、メカ・シャッターの開け始めからメカ・シャッターの羽根が開口径を遮らない位置に退避した時刻、すなわち、メカ・シャッターの羽根の位置と開口径の関係が、図３（ｃ）に示すような状態になる時刻までに得られる露光量をＥｖ３として、
Ｅｖｐ ＝ Ｅｖ３・・・（式３）
第二の駆動モードが行われる条件が、（式４）なので、
Ｅｖ１  ＜ Ｅｖｂ ＜ Ｅｖ２・・・（式４）
第二の駆動モードでは、メカ・シャッターがクローズ動作する期間を含む期間に得られる露光量をＥｖｑを（式６）で示されるような範囲で変更できれば、Ｅｖｂは決定することができる。
【００５６】
Ｅｖ１ − Ｅｖ３ ＜ Ｅｖｑ ＜ Ｅｖ２ −Ｅｖ３・・・（式６）
また、シャッタースピードが第二のシャッタースピードの所定値よりも遅い場合には（第二の露光量の所定値Ｅｖ２よりも大きい場合）、２コマ目以降の撮影は、露光期間を２つに分割せずに、メカ・シャッターのオープン動作、および、クローズ動作の両方を含む期間を露光期間とする第三の駆動モードで露光を行う。
【００５７】
第三の駆動モードの詳細は、図５（ｃ）を用いて、後述する。
【００５８】
〜第一の駆動モード〜
第一の駆動モードの詳細は、図５（ａ）を用いて、以下に示す。
【００５９】
1コマ目の露光が終了し、タイミング信号が出力されると、すぐに、Ｖ１〜Ｖ４によって高速電荷排出駆動を行ない垂直転送路の不要電荷を排出すると共に、基板バイアス端子にＶＳＵＢパルスを出力し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を開始する。
【００６０】
また、同時に、メカ・シャッターのオープン駆動信号を出力する。
【００６１】
タイミング決定手段は、メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力が開始された後にメカ・シャッターの開口から羽根が開口を遮らない位置まで退避する時刻以降で、すなわち、メカ・シャッターの状態が図３（ｃ）で示す状態になる時刻以降で、なおかつ、所望のシャッタースピードを実現する露光量対応した時間Ｔｍｃ２が経過した時刻である第三の時刻に、ＶＳＵＢパルスの出力を停止し、撮像素子のフォトダイオードへ電荷の蓄積を開始する。
【００６２】
さらに、タイミング決定手段は、メカ・シャッターのオープン動作が完了した後、メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力を停止し、その後、即座に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号を出力する。
【００６３】
メカシャッターが駆動を完了するのに必要な時間経過した後、メカ・シャッターのクローズ信号の出力を停止したならば、電荷移送パルスＴＰを出力して露光期間中に蓄積された光電荷を垂直転送路に読み出すことにより露光を終了する。
【００６４】
光電荷の読み出しが完了したならば、再び、タイミング信号を出力する。
【００６５】
２コマ目の露光が終了後、継続してＳＷ２が押されていて、いたならば、３コマ目以降の撮影も２コマ目の撮影と同様な動作をおこなう。
【００６６】
〜第二の駆動モード〜
第二の駆動モードの詳細は、図５（ｂ）を用いて、以下に示す。
【００６７】
1コマ目の露光が終了し、タイミング信号が出力されると、すぐに、Ｖ１〜Ｖ４によって高速電荷排出駆動を行ない垂直転送路の不要電荷を排出すると共に、基板バイアス端子にＶＳＵＢパルスを出力し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を開始する。
【００６８】
タイミング信号が出力された後、所定の時間Ｔｍｏ２が経過後、ＶＳＵＢパルスの出力を停止し、露光を開始すると同時にメカ・シャッターのオープン駆動信号を発生する。それと同時に、Ｖ１〜Ｖ４による高速電荷排出駆動を停止する。
【００６９】
なお、時間Ｔｍｏ２は、撮像素子の電荷蓄積部の排出、および、垂直転送路の不要電荷を排出を行う上で必要な時間以上であるものとする。
【００７０】
メカ・シャッターのオープン駆動信号の出力が開始された後にメカ・シャッターの開口から羽根が開口を遮らない位置まで退避する時刻、すなわち、メカ・シャッターの状態が図３（ｃ）で示す状態になる時刻である第一の時刻に電荷移送パルスＴＰを出力して露光期間中に蓄積された光電荷を垂直転送路に読み出すことによりメカ・シャッターがオープン動作を行う期間を含む第一の露光期間を終了する。
【００７１】
つづけて、基板バイアス端子にＶＳＵＢパルスを出力し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を開始する。このとき、垂直転送路に蓄積された電荷が排出されないよう、Ｖ１〜Ｖ４によるに高速電荷排出駆動は、行わない。
【００７２】
その後、ＶＳＵＢパルスの出力を停止し、メカ・シャッターがクローズ動作を行う期間を含む第二の露光期間を開始する。
【００７３】
メカシャッターのクローズ駆動信号の出力を停止すると同時に、垂直ＣＣＤへ電荷の読み出しを行い、第一の露光期間に蓄積された電荷と足し合わせ、第一の時刻から所望のシャッタースピードに対応した露光量から第一の露光期間で得られる露光量を差し引いた露光量に対応した時間が経過した時刻である第二の時刻に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号の出力を開始し、メカシャッターが全閉するのに必要な時間経過後にメカシャッターのクローズ信号の出力を停止する。続けて、電荷移送パルスＴＰを出力して露光期間中に蓄積された光電荷を垂直転送路に読み出すことによりメカ・シャッターがクローズ動作を行う期間を含む第二の露光期間を終了する。
【００７４】
このとき、垂直転送路では、メカシャッターがオープン動作を行う期間を含む露光期間に蓄積された電荷と、メカシャッターがクローズ動作を行う期間を含む露光期間に蓄積された電荷が足し合わされることになる。
【００７５】
光電荷の読み出しが完了したならば、再び、タイミング信号を出力する。
【００７６】
２コマ目の露光が終了後、継続してＳＷ２が押されていて、いたならば、３コマ目以降の撮影も２コマ目の撮影と同様な動作をおこなう。
【００７７】
〜第三の駆動モード〜
第三の駆動モードの詳細は、図５（ｃ）を用いて、以下に示す。
【００７８】
1コマ目の露光が終了後に出力されるタイミング信号の後に即座に、Ｖ１〜Ｖ４によって高速電荷排出駆動を行ない垂直転送路の不要電荷を排出すると共に、基板バイアス端子にＶＳＵＢパルスを出力し、撮像素子の電荷蓄積部の排出を開始する。
【００７９】
タイミング信号が出力された後、所定の時間Ｔｍｏ２が経過後、ＶＳＵＢパルスの出力を停止し、撮像素子のフォトダイオードに対して光電荷の蓄積を開始すると同時に、メカ・シャッターのオープン駆動信号を発生する。
【００８０】
なお、時間Ｔｍｏ２は電荷の排出する上で十分な時間とする。
【００８１】
メカ・シャッターのオープン駆動信号の発生後、所望のシャッタースピードを実現する露光量に対応した所定の時間Ｔｍｃ２が経過した時刻である第四の時刻に、メカ・シャッターのクローズ駆動信号を発し、メカシャッターが全閉するのに必要な時間経過後にメカシャッターのクローズ信号の出力を停止する。
【００８２】
続けて、電荷移送パルスＴＰを出力して露光期間中に蓄積された光電荷を垂直転送路に読み出すことにより露光が完了する。
【００８３】
２コマ目の露光が終了後、継続してＳＷ２が押されていて、いたならば、３コマ目以降の撮影も２コマ目の撮影と同様な動作をおこなう。
【００８４】
これにより、遅いシャッタースピードにおいても、秒間の連写コマ数を減少ささせることがない。
【符号の説明】
【００８５】
１０１：撮影レンズ  １０２：レンズ駆動機構  １０３：絞り機構  １０４：メカシャッタ  １０５：撮像素子  １０６：撮像駆動部  １０７：プリプロセス回路  １０８：画像処理回路
【図１】
2012124552.tif 000003
【図２】
2012124552.tif 000004
【図３】
2012124552.tif 000005
【図４】
2012124552.tif 000006
【図５（ａ）】
2012124552.tif 000007
【図５（ｂ）】
2012124552.tif 000008
【図５（ｃ）】
2012124552.tif 000009
【図６】
2012124552.tif 000010