(57)【要約】【課題】動画記録中の静止画撮影時において、記録動画に横縞ノイズが重畳されることを低減する撮像システムを提供すること。  【解決手段】行列状の複数の画素を有する撮像素子であって、電子シャッタ機能を有する第１の撮像素子（１０５）と、複数の画素を有する第２の撮像素子（１０６）と、前記第１の撮像素子の直前に配置され、該撮像素子の遮光を制御するメカシャッタ部（１０３）と、前記メカシャッタ部の走行制御を行うタイミング信号を供給するタイミング制御部（１１２）と、レリーズタイミングに基づいて算出される前記メカシャッタ部の第１の走行完了予定時刻（Ｔ４）と前記第２の撮像素子の読み出し動作状態とに基づいて時間Δｔを算出する演算手段（１１２）とを備え、前記メカシャッタ部を前記第１の走行完了時刻（Ｔ４）からΔｔ後を基準として前記タイミング制御部（１１２）を制御して第１の撮像素子の遮光動作を実行させる。【選択図】図１
2017034566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状の複数の画素を有する撮像素子であって、電子シャッタ機能を有する第１の撮像素子と、
複数の画素を有する第２の撮像素子と、
前記第１の撮像素子の直前に配置され、該撮像素子の遮光を制御するメカシャッタ部と、
前記メカシャッタ部の走行制御を行うタイミング信号を供給するタイミング制御部と、
レリーズタイミングに基づいて算出される前記メカシャッタ部の第１の走行完了予定時刻と前記第２の撮像素子の読み出し動作状態とに基づいて時間Δｔを算出する演算手段と
を備え、
前記メカシャッタ部を前記第１の走行完了時刻からΔｔ後を基準として前記タイミング制御部を制御して第１の撮像素子の遮光動作を実行させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記レリーズタイミングに基づいて算出される前記第１の撮像素子の電子シャッタ機能による露光開始予定時刻を前記算出されたΔｔ遅ら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３】
前記第１の撮像素子は、画素内に電荷を保持する蓄積手段を備えた行列状の複数の画素を有する撮像素子であって、電子シャッタ機能を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４】
前記Δｔは、
前記第１の走行完了予定時刻と、
前記第１の走行完了予定時刻以降の前記第２の撮像素子の非読み出し期間の開始時刻との差を基準として算出され、前記第１の走行完了予定時刻が前記第２の撮像素子の読み出し期間に含まれない場合は０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５】
前記演算手段は、前記第２の撮像素子の読み出し動作を管理する水平同期信号でカウントアップされるカウント値に基づいてΔｔを算出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６】
前記演算手段は、少なくとも前記第１の走行完了予定時刻におけるカウント値と、
前記第２の撮像素子の非読み出し期間の開始時刻におけるカウント値と、
前記水平同期信号の単位時間とに基づいてΔｔを算出することを特徴とする請求項１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素子を用いた撮像装置及び撮像システムに関し、特に複数の撮像素子から読み出した撮像信号により静止画像及び動画像を生成する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静止画用撮像素子とは別に動画用撮像素子を持ち、静止画撮影と動画撮影を並行して行う撮像装置がある。これは、交換レンズからの入射光を２つの光束に分割して、それぞれ別の撮像素子で受光することによって実現している（特許文献１参照）。
【０００３】
上述の特許文献１に開示された従来技術を用いれば、一方の撮像素子で動画の読み出しを行い、同時刻に他方の撮像素子で静止画の読み出しを行うことが可能である。
【０００４】
しかしながら、従来の撮像装置と同様に、静止画撮影を実施する場合の露光量制御にメカシャッタを採用する場合、メカシャッタが走行を停止する際に支持基板等に衝突することにより振動が生じる。
【０００５】
特許文献２には、その際の振動が撮像素子に伝搬し、撮像素子内部における圧電効果によりノイズが生じることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１４７０５８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１４５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このノイズが撮像素子の読み出し中に生じることにより、画像では横縞状に視認されることが懸念される。特に、昨今の撮像装置では撮影感度の高感度化が進み、このノイズの影響が大きいものとなる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、動画記録中の静止画撮影時において、記録動画にメカシャッタの振動起因のノイズが重畳されることを低減する撮像システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
行列状の複数の画素を有する撮像素子であって、電子シャッタ機能を有する第１の撮像素子と、
複数の画素を有する第２の撮像素子と、
前記第１の撮像素子の直前に配置され、該撮像素子の遮光を制御するメカシャッタ部と、
前記メカシャッタ部の走行制御を行うタイミング信号を供給するタイミング制御部と、
レリーズタイミングに基づいて算出される前記メカシャッタ部の第１の走行完了予定時刻と前記第２の撮像素子の読み出し動作状態とに基づいて時間を算出する演算手段と
を備え、
前記メカシャッタ部を前記第１の走行完了時刻からΔｔ後を基準として前記タイミング制御部を制御して第１の撮像素子の遮光動作を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る撮像装置によれば、動画記録中の静止画撮影を行った際にメカシャッタの振動起因のノイズが重畳されない良好な動画を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に適用可能な撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における、第２の撮像素子で動画の読み出しを行いながら第１の撮像素子で静止画の読み出しを行う場合の駆動タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施形態における、第２の撮像素子の読み出し行と、読み出しを管理する垂直同期信号及び水平同期信号でカウントアップする各カウンタ値との関係を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施形態に適用可能な撮像素子の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態における、第２の撮像素子で動画の読み出しを行いながら第１の撮像素子で静止画の読み出しを行う場合の駆動タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態に適用可能な撮像素子の画素部の構成の一例を示す図である。
【図７】撮像素子から動画の読み出しを行いながら、図６の画素部を備えた撮像素子を用いて静止画撮影を行う場合のタイミングチャートである。
【図８】撮像素子から動画の読み出しを行いながら、図６の画素部を備えた撮像素子を用いて静止画撮影を行う場合のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は本発明を適用可能な撮像装置１００の構成の一例を示す。
【００１４】
撮像レンズ１０１は、被写体の光学像を撮像素子１０５及び撮像素子１０６の撮像面に結像させる。ハーフミラー１０２は、撮像レンズ１０１からの光学像を透過して撮像素子１０５に導くとともに、撮像レンズ１０１からの光学像を反射して撮像素子１０６に導く。メカシャッタ１０３は、光学像の入射方向に対して撮像素子１０５の直前に配置される。また、シャッタ駆動制御部１０４により開閉制御され、撮像素子１０５に対する光学像の結像を制御する。
【００１５】
撮像素子１０５及び１０６は、撮像面に結像された光学像を画像信号に変換し、変換された画像信号を画素配列から読み出して出力する。例えば、ＣＭＯＳイメージセンサである。
【００１６】
ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）１０７及び１０８は、撮像素子１０５及び撮像素子１０６から出力されるアナログ画像信号を受け、所定のゲインで増幅してＡ／Ｄ変換処理を行うことにより、デジタル信号を生成して後段に出力する。ＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１０９及び１１０は、所定の駆動信号を生成し、生成した駆動信号を撮像素子１０５及び撮像素子１０６に供給する。
【００１７】
画像処理部１１１は、ＡＦＥ１０７及びＡＦＥ１０８から出力されるデジタル画像信号を受ける。画像処理部１１１は、ＣＰＵ１１２により制御され、デジタル画像信号に対して、各種の補正処理及び現像処理、圧縮処理などを行う。また、画像処理部１１１は、記録媒体１１４に対する画像データの書き込み処理を行うとともに、表示部１１３に対して各種データの表示処理等を行う。
【００１８】
ＣＰＵ１１２は、シャッタ駆動制御部１０４、ＡＦＥ１０７、ＡＦＥ１０８、ＴＧ１０９、ＴＧ１１０及び画像処理部１１１の制御を行う。表示部１１３は、画像処理部１１１で処理された撮影画像及び撮影動画の画像データの表示を行う。また、不図示の撮影レンズの絞りやＩＳＯ感度などの各種撮影設定をユーザに行わせるメニュー画面の表示も行う。記録媒体１１４は、半導体メモリ等から構成されるものであり、着脱可能に接続される。画像処理部１１１にて処理された記録用の静止画及び動画データは記録媒体１１４に記録される。
【００１９】
［実施例１］
以下、図２を参照して、本発明の実施形態による静止画撮影時の駆動方法に関して説明する。図２は撮像素子１０６から動画の読み出しを行いながら、撮像素子１０５で静止画撮影を行う場合のタイミングチャートである。
【００２０】
図２において、各信号は、Ｈｉｇｈ（以下、”Ｈ”）もしくはＬｏｗ（以下、”Ｌ”）の状態を取るものとし、以下同様の駆動タイミングを示す図においても共通事項とする。図２（ａ）の垂直同期信号ＶＤが”Ｌ”になる時刻から撮像素子１０６から動画の１フレーム分の読出しが開始される。その他の信号の詳細に関しては後述する。図２（ｂ）の縦軸は撮像素子１０６の行方向であり、画素領域中の読み出し行と時間との関係を示す。図２（ｃ）はメカシャッタ１０３の走行タイミングを示す。図２（ｄ）の縦軸は撮像素子１０５の行方向であり、画素領域中の読み出し行と時間との関係を示す。
【００２１】
時刻Ｔ０は、ユーザにより不図示のレリーズボタンが押されたタイミングであり、信号ＳＷ２が”Ｌ”になり、静止画の撮影動作に入る前のメカ（絞りなど）駆動が開始される。時刻Ｔ１にて、ＣＰＵ１１２は信号Ｅｓｈｔ１を”Ｌ”にし、ＴＧ１０９に対して撮像素子１０５の駆動信号を出力するように指示する。ＣＰＵ１１２の指示を受け、ＴＧ１０９は撮像素子１０５に対して電子シャッタ機能による露光開始を指示する。露光開始の指示を受けた撮像素子１０５は、リセット状態で保持された画素を行ごとに順次リセット解除を行う。
【００２２】
時刻Ｔ３は、時刻Ｔ１から予めユーザにより設定された撮影秒時ｔａｃｃ後の時刻であり、ＣＰＵは信号Ｍｓｈｔ１を”Ｌ”にして、シャッタ駆動制御部１０４にメカシャッタ１０３の走行開始を指示する。ＣＰＵ１１２の指示を受け、シャッタ駆動制御部１０４はメカシャッタ１０３の走行を開始する。メカシャッタ１０３が走行することにより、撮像素子１０５は順次遮光され露光を終了する。メカシャッタ１０３が撮像素子１０５の下端から上端に走行するまでに要する時間をｔｓｈｔとする場合、時刻Ｔ３からｔｓｈｔ後の時刻Ｔ４がメカシャッタ１０３の走行完了時刻候補となる。
【００２３】
このとき、メカシャッタ１０３は走行を完了するが、走行完了時の衝撃により振動が生じ、支持基板等を経由して撮像素子１０６に振動が伝搬する。振動により、撮像素子１０６の内部では圧電効果によるノイズが生じる。時刻Ｔ３のタイミングにおいて、撮像素子１０６は動画の読み出し動作を行っているため、記録動画にノイズが重畳され横縞状に視認されてしまう。
【００２４】
上記問題を回避するために、メカシャッタ１０３の走行完了タイミングが撮像素子１０６の読み出し期間外（以下、ＶＢＬＫ期間）に収まるようにメカシャッタ１０３を駆動させる。つまり、メカシャッタ１０３の走行完了時刻候補である時刻Ｔ４から最近傍のＶＢＬＫ期間にメカシャッタ１０３の走行完了タイミングを遅らせるようにする。
【００２５】
本実施例では、図２における時刻Ｔ６にメカシャッタ１０３が走行を完了するように遅らせるタイミングに関して説明する。以下、図２及び図３を参照しながら説明を行う。
【００２６】
図３は撮像素子１０６の読み出しを管理する水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤでカウントアップするＣＰＵ１１２が備える内部カウンタの遷移について示す。
【００２７】
図３のＶＣＮＴは、垂直同期信号ＶＤでカウントアップするカウンタである。また、ＨＣＮＴは、水平同期信号ＨＤでカウントアップするカウンタである。ＨＣＮＴのカウント値がｋ−１までカウントされたら、次のフレームの垂直同期信号ＶＤによりＨＣＮＴのカウント値はリセットされて０に戻され、同時にＶＣＮＴのカウント値は１カウントアップされる。
【００２８】
図３におけるＨＣＮＴのカウント値が０〜ｊ−１までの期間は、撮像素子１０６の読み出しを行っている期間である。つまり、撮像素子１０６の０行目〜ｊ−１行目までの読み出しを行っている。また、ｊ〜ｋ−１の期間は、撮像素子１０６の最下行を読み出した後から次のフレームが開始するまでの期間を示し、つまりＶＢＬＫ期間にあたる。図３より、撮像素子１０６の電子シャッタが走行を開始する時刻Ｔ１におけるＨＣＮＴのカウント値をｉとする。また、ユーザにより設定された撮影秒時ｔａｃｃ及びメカシャッタ１０３の走行時間ｔｓｈｔは、以下の式に従ってＨＣＮＴのカウント値で表すことができる。
【００２９】
【数１】
2017034566.tif 000003
【００３０】
但し、Ｈは水平同期信号ＨＤの単位時間とする。
【００３１】
ＣＰＵ１１２は、時刻Ｔ１のＨＣＮＴのカウント値ｉを記憶しておき、式（１）及び（２）を用いて、メカシャッタ１０３の走行完了時刻候補である時刻Ｔ４のＨＣＮＴのカウント値ｈを以下の式に従って求める。
【００３２】
【数２】
2017034566.tif 000004
【００３３】
但し、式（３）におけるＶは時刻Ｔ１から時刻Ｔ３の期間でカウントアップされるＶＣＮＴのカウント値であり、剰余ｈが時刻Ｔ４におけるＨＣＮＴのカウント値を示す。
【００３４】
図３に示すように、ＶＢＬＫ期間開始のＨＣＮＴのカウント値をｊとした場合、ＣＰＵ１１２はカウント値ｈとカウント値ｊを比較して、時刻Ｔ４が撮像素子１０６の読出し期間に含まれるか否かを判定する。カウント値ｈがカウント値ｊより大きい場合、時刻Ｔ４は撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれる。一方、カウント値ｈがカウント値ｊよりも小さい場合はＶＢＬＫ期間に含まれない。
【００３５】
カウント値ｈがカウント値ｊよりも小さい場合、すなわちＣＰＵ１１２がメカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ４がＶＢＬＫ期間に含まれないと判定した場合、メカシャッタ１０３の走行完了タイミングを遅らせる必要がある。
【００３６】
図３に示すように、ＶＢＬＫ期間の開始タイミングである時刻Ｔ６のＨＣＮＴのカウント値をｊとした場合、時刻Ｔ４と時刻Ｔ６の時間差Δｔは次式で示される。
【００３７】
【数３】
2017034566.tif 000005
【００３８】
式（４）のΔｔを用いれば、メカシャッタ１０３の走行完了タイミングである時刻Ｔ６＝Ｔ４＋Δｔとなる。さらに、メカシャッタ１０３の走行開始タイミングである時刻Ｔ５＝Ｔ３＋Δｔで表される。
【００３９】
また、メカシャッタ１０３の走行開始タイミングをΔｔ遅らせたことにより、露光終了タイミングが遅れてしまうため、電子シャッタによるリセット解除のタイミングを時刻Ｔ１からΔｔ遅らせた時刻Ｔ２に設定する必要がある。よって、メカシャッタ１０３の走行タイミングは図２（ｃ）の破線で表されるタイミングから実線で表されるタイミングに変更される。
【００４０】
以下、図２におけるメカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ４がＶＢＬＫ期間に含まれると判定された場合の静止画撮影時の撮像素子１０５の露光タイミングとメカシャッタ１０３の走行タイミングに関して図４を用いて説明を行う。
【００４１】
図４（ａ）の垂直同期信号ＶＤが”Ｌ”になる時刻から撮像素子１０６から動画の１フレーム分の読出しが開始される。その他の信号の詳細に関しては後述する。図４（ｂ）の縦軸は撮像素子１０６の行方向であり、画素領域中の読み出し行と時間との関係を示す。図４（ｃ）はメカシャッタ１０３の走行タイミングを示す。図４（ｄ）の縦軸は撮像素子１０５の行方向であり、画素領域中の読み出し行と時間との関係を示す。
【００４２】
時刻Ｔ０は、ユーザにより不図示のレリーズボタンが押されたタイミングであり、信号ＳＷ２が”Ｌ”になり、静止画の撮影動作に入る前のメカ（絞りなど）駆動が開始される。ＣＰＵ１１２は時刻Ｔ０から所定時間後の時刻Ｔ１におけるＨＣＮＴのカウント値ｉを記憶しておき、前述の式（１）、（２）及び（３）に基づき、メカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ４が撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれるか否かを判定する。判定結果が、ＶＢＬＫ期間に含まれる場合はΔｔ＝０として、走行完了時刻候補Ｔ４がそのまま走行完了時刻になるようにメカシャッタ１０３を駆動させる。
【００４３】
Ｔ０から所定時間後の時刻Ｔ１にて、ＣＰＵ１１２は信号Ｅｓｈｔを”Ｌ”にし、ＴＧ１０９に対して撮像素子１０５の駆動信号を出力するように指示する。ＴＧ１０９は撮像素子１０５に対して電子シャッタ機能による露光開始を指示する。露光開始の指示を受けた撮像素子１０５は、リセット状態にある画素を行ごとに順次リセット解除を行う。時刻Ｔ１から、撮影前に予めユーザにより設定された秒時ｔａｃｃ後の時刻Ｔ３にＣＰＵ１１２は信号Ｍｓｈｔを”Ｌ”にする。
【００４４】
シャッタ駆動制御部１０４は信号Ｍｓｈｔが”Ｌ”になったことを検知して、メカシャッタ１０３の走行を開始させる。時刻Ｔ３からｔｓｈｔ後の時刻Ｔ４にメカシャッタ１０３は走行を完了する。時刻Ｔ４は撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれ、記録される動画にはメカシャッタ１０３の走行完了時の衝撃による振動起因のノイズは重畳されない。さらに、時刻Ｔ４から所定時間後の時刻ｔ７で撮像素子１０５の読み出しが開始される。読み出された静止画はＡＦＥ１０７でＡ／Ｄ変換され、後段の画像処理部１１１にて各種の補正処理及び現像処理、圧縮処理が行われ、記録媒体１１４に保存される。
【００４５】
次に、図５を用いてメカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ４がＶＢＬＫ期間に含まれないと判定された場合の、静止画撮影時の撮像素子１０５の露光タイミングとメカシャッタ１０３の走行タイミングに関して説明を行う。時刻Ｔ０は、ユーザにより不図示のレリーズボタンが押されたタイミングであり、信号ＳＷ２が”Ｌ”になり、静止画の撮影動作に入る前のメカ（絞りなど）駆動が開始される。ＣＰＵ１１２は時刻Ｔ０から所定時間後の時刻Ｔ１におけるＨＣＮＴのカウント値ｉを記憶しておき、前述の式（１）、（２）及び（３）に基づき、メカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ４が撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれるか否かを判定する。
【００４６】
判定結果が、ＶＢＬＫ期間に含まれない場合、ＣＰＵ１１２はさらに式（４）に基づいてΔｔを求める。メカシャッタ１０３の走行完了タイミングは時刻Ｔ６＝Ｔ４＋Δｔ、また走行開始タイミングは時刻Ｔ５＝Ｔ３＋Δｔとして採用する。時刻Ｔ１からΔｔ経過後の時刻Ｔ２にて、ＣＰＵ１１２は信号Ｅｓｈｔを”Ｌ”にし、ＴＧ１０９に対して撮像素子１０５の駆動信号を出力するように指示する。ＴＧ１０９は撮像素子１０５に対して電子シャッタ機能による露光開始を指示する。露光開始の指示を受けた撮像素子１０５は、リセット状態にある画素を行ごとに順次リセット解除を行う。
【００４７】
時刻Ｔ２から、撮影前に予めユーザにより設定された秒時ｔａｃｃ時間後の時刻Ｔ５にＣＰＵ１１２は信号Ｍｓｈｔを”Ｌ”にする。シャッタ駆動制御部１０４は信号Ｍｓｈｔが”Ｌ”になったことを検知して、メカシャッタ１０３の走行を開始させる。時刻Ｔ５からｔｓｈｔ後の時刻Ｔ６にメカシャッタ１０３は走行を完了する。時刻Ｔ６は撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれ、記録される動画にはメカシャッタ１０３の走行完了時の衝撃による振動起因のノイズは重畳されない。さらに、時刻Ｔ６から所定時間後の時刻ｔ７で撮像素子１０５の読み出しが開始される。
【００４８】
読み出された静止画はＡＦＥ１０７でＡ／Ｄ変換され、後段の画像処理部１１１にて各種の補正処理及び現像処理、圧縮処理が行われ、記録媒体１１４に保存される。上述の説明を踏まえて、本実施形態によれば、動画記録中にメカシャッタを動作させた静止画撮影を実行した場合においても、記録動画においてメカシャッタの走行完了時の振動起因によるノイズが重畳されない良好な画質が得られる。
【００４９】
［実施例２］
以下、図６、図７及び図８を参照して、本発明の実施形態による静止画撮影時の駆動方法に関して説明する。図６は本発明を適用可能な撮像素子１０５の画素部６００の構成の一例を示す。
【００５０】
フォトダイオード６０１は、光電変換により、入射光に応じた信号電荷を発生して蓄積を行う。転送ゲート６０２は、フォトダイオード６０１で蓄積された信号電荷の画素メモリ６０３への転送を制御する。
【００５１】
画素メモリ６０３は、フォトダイオード６０１から転送された信号電荷を保持する。転送ゲート６０４は、画素メモリ６０３に保持された信号電荷の蓄積容量６０５への転送を制御する。蓄積容量６０５は、画素メモリ６０３に保持された信号電荷が転送されて、読み出し開始直前まで信号電荷を保持する。リセットスイッチ６０６は、画素メモリ６０４及び蓄積容量６０５に蓄積された不要電荷のリセットを制御する。
【００５２】
リセットスイッチ６０７は、フォトダイオード６０１に蓄積された不要電荷のリセットを制御する。ソースフォロワ６０８は、蓄積容量６０５に蓄積された信号電荷を増幅し、信号電圧に変換する。行選択スイッチ６０９は、ソースフォロワ６０８の出力と不図示の垂直出力線との接続を制御する。画素部６００を備えた撮像素子１０５の読み出しが開始される前に、信号φＯＦＤを”Ｈ”にして、フォトダイオード６０１の不要電荷をリセットする。信号φＯＦＤを”Ｌ”にすることにより、全画素同時に露光を開始する。
【００５３】
全画素同時に信号φＴＸ１を”Ｈ”にして、画素メモリ６０３に信号電荷を転送して露光が終了される。さらに、信号φＴＸ２を”Ｈ”にして、画素メモリ６０３に蓄積された信号電荷を蓄積容量６０５に転送する。蓄積容量６０５に蓄積された信号電荷はソースフォロワ６０８で増幅されて信号電圧に変換される。行毎に行選択スイッチ６０９が”Ｈ”にされて、不図示の垂直出力線及び列回路を経由して信号電圧が出力される。
【００５４】
図７は撮像素子１０６から動画の読み出しを行いながら、図６の画素部６００を備えた撮像素子１０５を用いて静止画撮影を行う場合のタイミングチャートである。さらに、図７はメカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ３が撮像素子１０６のＶＢＬ期間に含まれる場合を示す。図７（ａ）の垂直同期信号ＶＤが”Ｌ”になる時刻から撮像素子１０６から動画の１フレーム分の読出しが開始される。その他の信号の詳細に関しては後述する。図７（ｂ）の縦軸は撮像素子１０６の行方向であり、画素領域中の読み出される行と時間との関係を示す。
【００５５】
図７（ｃ）はメカシャッタ１０３の走行タイミングを示す。図７（ｄ）の縦軸は撮像素子１０５の行方向であり、画素領域中の読み出される行と時間との関係を示す。時刻Ｔ０は、ユーザにより不図示のレリーズボタンが押されたタイミングであり、信号ＳＷ２が”Ｌ”になり、静止画の撮影動作に入る前のメカ（絞りなど）駆動が開始される。ＣＰＵ１１２は時刻Ｔ０から所定時間後の時刻Ｔ１におけるＨＣＮＴのカウント値ｉを記憶しておき、実施例１に記載の式（１）、（２）及び（３）に基づき、メカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ３が撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれるか否かを判定する。
【００５６】
判定結果が、ＶＢＬＫ期間に含まれる場合は前述のΔｔ＝０として、時刻Ｔ３をそのままメカシャッタ１０３の走行完了時刻として採用する。Ｔ０から所定時間後の時刻Ｔ１にて、ＣＰＵ１１２は信号Ｅｓｈｔ１を”Ｌ”にし、ＴＧ１０９に対して撮像素子１０５の駆動信号を出力するように指示する。ＣＰＵ１１２の指示を受け、ＴＧ１０９は撮像素子１０５に対して電子シャッタ機能による露光開始を指示する。露光開始の指示を受けた撮像素子１０５は、全画素で信号φＯＦＤを”Ｌ”にして、全画素のフォトダイオード６０１で露光が開始される。
【００５７】
時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１から撮影前に予めユーザにより設定された秒時ｔａｃｃ時間後の時刻であり、撮像素子１０５の露光終了タイミングである。ＣＰＵ１１２は信号Ｅｓｈｔ２を”Ｌ”にして、ＴＧ１０９に対して撮像素子１０５の駆動信号を出力するように指示する。ＣＰＵ１１２の指示を受け、ＴＧ１０９は撮像素子１０５に対して露光終了を指示する。露光終了の指示を受けた撮像素子１０５は、全画素同時に信号φＴＸ１を”Ｈ”にして、画素メモリ６０３に信号電荷を転送して露光を終了する。また、時刻Ｔ２で撮像素子１０５の露光が終了すると同時に、ＣＰＵ１１２は信号Ｍｓｈｔを”Ｌ”にする。
【００５８】
シャッタ駆動制御部１０４は信号Ｍｓｈｔが”Ｌ”になったことを検知して、メカシャッタ１０３の走行を開始させる。時刻Ｔ２からｔｓｈｔ後の時刻Ｔ３にメカシャッタ１０３は走行を完了する。時刻Ｔ３は撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれ、記録される動画にはメカシャッタ１０３の走行完了時の衝撃による振動起因のノイズは重畳されない。さらに、時刻Ｔ３から所定時間後の時刻ｔ６で撮像素子１０５の読み出しが開始される。読み出された静止画はＡＦＥ１０７でＡ／Ｄ変換され、後段の画像処理部１１１にて各種の補正処理及び現像処理、圧縮処理が行われ、記録媒体１１４に保存される。
【００５９】
次に、図８を用いてメカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ３がＶＢＬＫ期間に含まれないと判定された場合の静止画撮影時の撮像素子１０５とメカシャッタ１０３の走行タイミングに関して説明を行う。図８は撮像素子１０６から動画の読み出しを行いながら、図６の画素部６００を備えた撮像素子１０５を用いて静止画撮影を行う場合のタイミングチャートである。さらに、図８はメカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ３が撮像素子１０６のＶＢＬ期間に含まれない場合を示す。
【００６０】
図８（ａ）の垂直同期信号ＶＤが”Ｌ”になる時刻から撮像素子１０６から動画の１フレーム分の読出しが開始される。その他の信号の詳細に関しては後述する。図８（ｂ）の縦軸は撮像素子１０６の行方向であり、画素領域中の読み出される行と時間との関係を示す。図８（ｃ）はメカシャッタ１０３の走行タイミングを示す。図８（ｄ）の縦軸は撮像素子１０５の行方向であり、画素領域中の読み出される行と時間との関係を示す。
【００６１】
時刻Ｔ０は、ユーザにより不図示のレリーズボタンが押されたタイミングであり、信号ＳＷ２が”Ｌ”になり、静止画の撮影動作に入る前のメカ（絞りなど）駆動が開始される。ＣＰＵ１１２は時刻Ｔ０から所定時間後の時刻Ｔ１におけるＨＣＮＴのカウント値ｉを記憶しておき、実施例１に記載の式（１）、（２）及び（３）に基づき、メカシャッタ１０３の走行完了時刻候補Ｔ３が撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれるか否かを判定する。判定結果が、ＶＢＬＫ期間に含まれない場合、ＣＰＵ１１２はさらに実施例１に記載の式（４）に基づいてΔｔを求める。
【００６２】
メカシャッタ１０３の走行完了タイミングである時刻Ｔ５＝Ｔ３＋Δｔ、走行開始タイミングである時刻Ｔ４＝Ｔ２＋Δｔとして採用する。時刻Ｔ０から所定時間経過後の時刻Ｔ１にて、ＣＰＵ１１２は信号Ｅｓｈｔ１を”Ｌ”にし、ＴＧ１０９に対して撮像素子１０５の駆動信号を出力するように指示する。ＣＰＵ１１２の指示を受け、ＴＧ１０９は撮像素子１０５に対して電子シャッタ機能による露光開始を指示する。露光開始の指示を受けた撮像素子１０５は、全画素で信号φＯＦＤを”Ｌ”にして、全画素のフォトダイオード６０１で露光が開始される。
【００６３】
時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１から撮影前に予めユーザにより設定された秒時ｔａｃｃ後の時刻であり、撮像素子１０５の露光終了タイミングである。ＣＰＵ１１２は信号Ｅｓｈｔ２を”Ｌ”にして、ＴＧ１０９に対して撮像素子１０５の駆動信号を出力するように指示する。ＣＰＵ１１２の指示を受け、ＴＧ１０９は撮像素子１０５に対して露光終了を指示する。露光終了の指示を受けた撮像素子１０５は、全画素同時に信号φＴＸ１を”Ｈ”にして、画素メモリ６０３に信号電荷を転送して露光を終了する。
【００６４】
時刻Ｔ２からΔｔ後の時刻Ｔ４にて、ＣＰＵ１１２は信号Ｍｓｈｔを”Ｌ”にする。シャッタ駆動制御部１０４は信号Ｍｓｈｔが”Ｌ”になったことを検知して、メカシャッタ１０３の走行を開始させる。時刻Ｔ４からｔｓｈｔ後の時刻Ｔ５にメカシャッタ１０３は走行を完了する。時刻Ｔ５は撮像素子１０６のＶＢＬＫ期間に含まれ、記録される動画にはメカシャッタ１０３の走行完了時の衝撃による振動起因のノイズは重畳されない。さらに、時刻Ｔ５から所定時間後の時刻ｔ６で撮像素子１０５の読み出しが開始される。
【００６５】
読み出された静止画はＡＦＥ１０７でＡ／Ｄ変換され、後段の画像処理部１１１にて各種の補正処理及び現像処理、圧縮処理が行われ、記録媒体１１４に保存される。上述の説明を踏まえて、本実施形態によれば、動画記録中にメカシャッタを動作させた静止画撮影を実行した場合においても、記録動画においてメカシャッタの走行完了時の振動起因によるノイズが重畳されない良好な画質が得られる。さらに、実施例１と異なる点は、メカシャッタ１０３の走行完了タイミングをΔｔ遅らせた場合においても、撮像素子１０５の露光開始タイミングを遅らせる必要がないことである。
【００６６】
つまり、ユーザによるレリーズタイミングと撮像素子１０５の露光開始タイミングとの時間差を短縮でき、例えば、高速動作する被写体の静止画撮影に対して好適であると言える。
【００６７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１００  撮像装置、１０１  撮像レンズ、１０２  ハーフミラー、
１０３  メカシャッタ、１０４  シャッタ駆動制御部、１０５  撮像素子、
１０６  撮像素子、１０７  ＡＦＥ、１０８  ＡＦＥ、１０９  ＴＧ、１１０  ＴＧ、
１１１  画像処理部、１１２  ＣＰＵ、１１３  表示部、１１４  記録媒体、
６００  画素部、６０１  フォトダイオード、６０２  転送ゲート、
６０３  画素メモリ、６０４  転送ゲート、６０５  蓄積容量、
６０６  リセットスイッチ、６０７  リセットスイッチ、６０８  ソースフォロワ、
６０９  行選択スイッチ
【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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