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JP5963590B2 - Imaging device - Google Patents
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Description

本発明は、撮像装置に関し、特に撮像素子とフォーカルプレーンシャッタを有する撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to an imaging apparatus having an imaging element and a focal plane shutter.

撮像素子とフォーカルプレーンシャッタを有する撮像装置では、撮像素子が受光する光の蓄積時間によって露出が制御される。   In an imaging apparatus having an imaging element and a focal plane shutter, exposure is controlled by the accumulation time of light received by the imaging element.

例えば、特許文献1では、フォーカルプレーンシャッタを開いた状態で電子シャッターにより電荷の蓄積を開始して、フォーカルプレーンシャッタを閉じて、電荷の読み出しを行う。そして、撮像素子の電荷読み出し終了後にフォーカルプレーンシャッタを再び開いた状態にしている。   For example, in Patent Document 1, charge accumulation is started by an electronic shutter while the focal plane shutter is open, the focal plane shutter is closed, and charge is read. Then, the focal plane shutter is opened again after the charge reading of the image sensor is completed.

特許第4196437公報Japanese Patent No. 4196437

しかしながら、特許文献1では、電荷の読み出しが完全に終了した後にフォーカルプレーンシャッタを開いた状態にしているため、撮影後に再び撮像動作を開始するまで長い時間を必要とする問題がある。   However, in Patent Document 1, since the focal plane shutter is opened after charge reading is completely completed, there is a problem that it takes a long time to start the imaging operation again after imaging.

このような課題を鑑みて、本発明の目的は、撮影後に再び撮像動作を開始するまでの時間を短くすることを可能にした撮像装置を提供することである。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of shortening the time until the imaging operation is started again after imaging.

本発明の一側面としての撮像装置は、被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子の前方に配置され、羽根群を移動させることで前記撮像素子を遮光する遮光状態と前記撮像素子を露光する露光状態に切り換えるフォーカルプレーンシャッタと、を有し、前記撮像素子が前記画像信号の読み出し走査方向と、前記フォーカルプレーンシャッタが前記遮光状態から前記露光状態に切り換わる際における前記羽根群の移動方向が同じ方向に設定され、前記画像信号の読み出し走査が完了する前に、前記フォーカルプレーンシャッタは前記撮像素子を前記遮光状態から前記露光状態に切り換えるための前記羽根群の移動を開始し、前記フォーカルプレーンシャッタは前記画像信号の読み出しを行っていない領域が前記露光状態とならないように前記羽根群を移動させることを特徴とする。 An imaging apparatus according to an aspect of the present invention is an image sensor that photoelectrically converts a subject image to generate an image signal, and a light shield that is disposed in front of the image sensor and shields the image sensor by moving a blade group. And a focal plane shutter that switches to an exposure state that exposes the image sensor , wherein the image sensor reads and scans the image signal, and the focal plane shutter switches from the light shielding state to the exposure state. The moving direction of the blade group in the same direction is set to the same direction, and before the readout scanning of the image signal is completed, the focal plane shutter moves the image sensor from the light shielding state to the exposure state. The focal plane shutter starts to move, and the area where the image signal is not read out is the exposure. And wherein the moving the blade set so as not on purpose.

本発明によれば、撮影後に再び撮像動作を開始するまでの時間を短くすることを可能にした撮像装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device which enabled shortening the time until it starts an imaging operation again after imaging | photography can be provided.

本発明の実施形態に係る撮像装置の外観斜視図である。1 is an external perspective view of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of an imaging device. 撮像素子の全体構成図である。It is a whole block diagram of an image sensor. 撮像素子の1画素内の回路図である。It is a circuit diagram in one pixel of an image sensor. 列共通読出し回路の回路図である。It is a circuit diagram of a column common readout circuit. 撮像素子の各行の読出し動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows read-out operation of each line of an image sensor. 撮像素子のリセット走査及び動画読出し走査における1行あたりの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation | movement per line in the reset scanning of an image pick-up element, and a moving image read-out scanning. フォーカルプレーンシャッタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a focal plane shutter. フォーカルプレーンシャッタの羽根群の動作図である。It is an operation | movement figure of the blade group of a focal plane shutter. カムギアの正面図である。It is a front view of a cam gear. フォーカルプレーンシャッタ及び撮像素子の各構成部品の動作タイミングを表わした図である。It is a figure showing the operation timing of each component of a focal plane shutter and an image pick-up element. 撮像素子の画像信号を読み出しているときの構成部品の位置関係を表わした図である。It is a figure showing the positional relationship of the component at the time of reading the image signal of an image pick-up element. 撮像素子の画像信号の読み出し位置と羽根群の位置を表わした図である。It is a figure showing the reading position of the image signal of an image sensor, and the position of a blade group. 電源電圧と羽根群の開口速度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a power supply voltage and the opening speed of a blade group. 撮像素子の画像信号の読み出し位置と羽根群の位置を表わした図である。It is a figure showing the reading position of the image signal of an image sensor, and the position of a blade group.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施形態の一例である撮像装置の外観斜視図である。   FIG. 1 is an external perspective view of an imaging apparatus which is an example of an embodiment of the present invention.

撮像装置100の上面には、電源ボタン110、レリーズボタン130、閃光装置などの撮影アクセサリーを取り付けるアクセサリーシュー140が設けられている。レンズマウント150は、不図示の撮影用レンズの取り付け部である。   On the upper surface of the imaging apparatus 100, an accessory shoe 140 for attaching a photographing accessory such as a power button 110, a release button 130, and a flash device is provided. The lens mount 150 is an attachment portion for a photographing lens (not shown).

撮像装置100はレフレックスミラーを持たないミラーレスタイプの撮像装置であるため、ライブビュー表示のため撮影待機の状態でシャッタ幕は開いている。そのため、図1に示されるように撮影用レンズを取り外した状態において撮像素子3の撮像面は露出している。   Since the imaging apparatus 100 is a mirrorless type imaging apparatus having no reflex mirror, the shutter curtain is opened in a shooting standby state for live view display. Therefore, as shown in FIG. 1, the image pickup surface of the image pickup device 3 is exposed in a state where the photographing lens is removed.

図2は、撮像装置100のブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram of the imaging apparatus 100.

フォーカルプレーンシャッタ2は、撮影光路上において撮像レンズ1と撮像素子3との間に設けられ、撮像素子3の電子先幕動作と連動して撮像素子3を露光する時間を調節する。   The focal plane shutter 2 is provided between the imaging lens 1 and the imaging device 3 on the imaging optical path, and adjusts the time for exposing the imaging device 3 in conjunction with the electronic front curtain operation of the imaging device 3.

撮像素子3は、CMOSイメージセンサ等が使用され、被写体からの光を結像する撮像レンズ1により結像された被写体像を光電変換する。撮像素子3によって生成され出力されるアナログ画像信号は、AFE(Analog Front End)4によりデジタル信号に変換される。AFE4から出力されるデジタル画像信号は、DSP(Disital Signal Processer)5によって各種画像処理や圧縮・伸張処理などが行われる。   The image sensor 3 uses a CMOS image sensor or the like, and photoelectrically converts a subject image formed by the imaging lens 1 that forms light from the subject. An analog image signal generated and output by the image sensor 3 is converted into a digital signal by an AFE (Analog Front End) 4. The digital image signal output from the AFE 4 is subjected to various image processing, compression / decompression processing, and the like by a DSP (Digital Signal Processor) 5.

記録媒体6は、DSP5により処理された画像データを記録する。表示部7は、液晶ディスプレイ(LCD)等が使用され、撮影した画像や各種メニュー画面などを表示する。   The recording medium 6 records image data processed by the DSP 5. The display unit 7 uses a liquid crystal display (LCD) or the like, and displays captured images and various menu screens.

撮像素子駆動回路8は、撮像素子3を駆動制御する。RAM10は、DSP5と接続されており、画像データなどを一時的に記憶する。シャッタ駆動回路11は、フォーカルプレーンシャッタ2を駆動する。   The image sensor driving circuit 8 controls driving of the image sensor 3. The RAM 10 is connected to the DSP 5 and temporarily stores image data and the like. The shutter drive circuit 11 drives the focal plane shutter 2.

CPU9は、AFE4、DSP5、撮像素子駆動回路8、シャッタ駆動回路11の制御を行う。   The CPU 9 controls the AFE 4, the DSP 5, the image sensor driving circuit 8, and the shutter driving circuit 11.

91は撮像装置100の電源電圧を検出する電圧検出手段、92は撮像装置100の装置内部の温度を検出する温度検出手段、93はフォーカルプレーンシャッタ2内部に備えられた状態検出手段である。94は、レンズ制御手段で撮像レンズ1の焦点距離、絞り径、射出瞳径、射出瞳と撮像素子の距離等のレンズ情報をCPU9に出力するとともに、CPU9による制御に応じて絞り、レンズ等を駆動する。各検出手段の検出結果はCPU9に入力される。   Reference numeral 91 denotes voltage detection means for detecting the power supply voltage of the imaging apparatus 100, reference numeral 92 denotes temperature detection means for detecting the temperature inside the imaging apparatus 100, and reference numeral 93 denotes state detection means provided in the focal plane shutter 2. A lens control unit 94 outputs lens information such as a focal length, an aperture diameter, an exit pupil diameter, an exit pupil-to-image sensor distance, and the like of the imaging lens 1 to the CPU 9, and controls the aperture, the lens, and the like according to control by the CPU 9. To drive. The detection result of each detection means is input to the CPU 9.

次に、撮像動作の説明をする。図3は撮像素子3の全体構成図、図4は撮像素子3の1画素内の回路図である。   Next, the imaging operation will be described. FIG. 3 is an overall configuration diagram of the image sensor 3, and FIG. 4 is a circuit diagram in one pixel of the image sensor 3.

画素領域PAには、画素部20がp11〜pknのように行列上に配置されている。   In the pixel area PA, the pixel units 20 are arranged on a matrix like p11 to pkn.

ここで、画素部20の1画素内の回路図を図3を用いて説明する。   Here, a circuit diagram in one pixel of the pixel portion 20 will be described with reference to FIG.

フォトダイオード(以下、PDと表す)41は、入射した光信号を光電変換し、露光量に応じた電荷を蓄積する。   A photodiode (hereinafter referred to as PD) 41 photoelectrically converts an incident optical signal and accumulates electric charges according to the exposure amount.

PD41に蓄積されている電荷は、転送ゲート42の信号txをHighレベルにすることでFD(フローティングディフュージョン)部43に転送される。   The charges accumulated in the PD 41 are transferred to the FD (floating diffusion) unit 43 by setting the signal tx of the transfer gate 42 to the high level.

FD部43は、フローティングディフュージョンアンプ44(以下FDアンプと表す)のゲートに接続されており、FDアンプ44でPD41から転送されてきた電荷量が電圧量に変換される。   The FD unit 43 is connected to the gate of a floating diffusion amplifier 44 (hereinafter referred to as an FD amplifier), and the amount of charge transferred from the PD 41 by the FD amplifier 44 is converted into a voltage amount.

FDリセットスイッチ45の信号resをHighレベルとすると、FD部43がリセットされる。また、PD41の電荷をリセットする場合には、信号txと信号resを同時にHighレベルとすることで、転送ゲート42及びFDリセットスイッチ45を両方ONし、FD部43経由でPD41のリセットを行うことになる。   When the signal res of the FD reset switch 45 is set to High level, the FD unit 43 is reset. When resetting the charge of the PD 41, the signal tx and the signal res are simultaneously set to the high level, so that both the transfer gate 42 and the FD reset switch 45 are turned on, and the PD 41 is reset via the FD unit 43. become.

画素選択スイッチ46の信号selをHighレベルとすることにより、FDアンプ44で電圧に変換された画素信号が画素部20の出力voutに出力される。   By setting the signal sel of the pixel selection switch 46 to a high level, the pixel signal converted into a voltage by the FD amplifier 44 is output to the output vout of the pixel unit 20.

図3に戻り、垂直走査回路21は、res_1,tx_1,sel_1等の駆動信号を各画素に供給する。これらの駆動信号は、それぞれ各画素のres、tx、selに接続される。各画素の出力voutは、列毎に垂直出力線22を介して列共通読出し回路23に接続されている。   Returning to FIG. 3, the vertical scanning circuit 21 supplies drive signals such as res_1, tx_1, sel_1, and the like to each pixel. These drive signals are connected to res, tx, and sel of each pixel, respectively. The output vout of each pixel is connected to the column common readout circuit 23 via the vertical output line 22 for each column.

ここで、列共通読出し回路23の回路図を図5を用いて説明する。   Here, a circuit diagram of the column common readout circuit 23 will be described with reference to FIG.

垂直出力線22は、列毎に設けられ、1列分の画素部20の出力voutが接続されている。垂直出力線22には電流源24が接続されており、電流源24と、画素部20の各画素内のFDアンプ44によってソースフォロワ回路が構成される。   The vertical output line 22 is provided for each column, and the output vout of the pixel unit 20 for one column is connected thereto. A current source 24 is connected to the vertical output line 22, and a source follower circuit is configured by the current source 24 and the FD amplifier 44 in each pixel of the pixel unit 20.

画素部20から読み出される画素信号Sは、信号tsをHighレベルにすることにより、S信号転送スイッチ51を介してS信号保持容量53に記憶される。   The pixel signal S read from the pixel unit 20 is stored in the S signal holding capacitor 53 via the S signal transfer switch 51 by setting the signal ts to a high level.

画素部20から読み出されるノイズ信号Nは、信号tnをHighレベルにすることにより、N信号転送スイッチ52を介してN信号保持容量54に記憶される。   The noise signal N read from the pixel unit 20 is stored in the N signal holding capacitor 54 via the N signal transfer switch 52 by setting the signal tn to a high level.

S信号保持容量53、N信号保持容量54はそれぞれ列共通読出し回路23の出力vs、vnに接続されている。   The S signal holding capacitor 53 and the N signal holding capacitor 54 are connected to the outputs vs and vn of the column common readout circuit 23, respectively.

図3に戻り、列共通読出し回路23の出力vs、vnには、それぞれ水平転送スイッチ25、26が接続されている。   Returning to FIG. 3, horizontal transfer switches 25 and 26 are connected to the outputs vs and vn of the column common readout circuit 23, respectively.

水平転送スイッチ25、26は水平走査回路27の出力信号hsr*(*は列番号)によって制御され、信号hsr*がHighレベルになることにより、S信号保持容量53、N信号保持容量54の信号がそれぞれ水平出力線28、29へ転送される。   The horizontal transfer switches 25 and 26 are controlled by an output signal hsr * (* is a column number) of the horizontal scanning circuit 27. When the signal hsr * becomes a high level, the signals of the S signal holding capacitor 53 and the N signal holding capacitor 54 Are transferred to the horizontal output lines 28 and 29, respectively.

水平出力線28、29は差動増幅器30の入力に接続されており、差動増幅器30ではS信号とN信号の差分をとると同時に所定のゲインをかけ、最終的な画像信号を出力端子31へ出力する。   The horizontal output lines 28 and 29 are connected to the input of the differential amplifier 30. The differential amplifier 30 obtains a difference between the S signal and the N signal and simultaneously applies a predetermined gain, and outputs a final image signal to the output terminal 31. Output to.

水平出力線リセットスイッチ32、33は信号chresがHighになることによってONされ、それぞれの水平出力線28、29はリセット電圧Vchresにリセットされる。   The horizontal output line reset switches 32 and 33 are turned ON when the signal chres becomes High, and the horizontal output lines 28 and 29 are reset to the reset voltage Vchres.

次に、図6を用いて撮像素子3の静止画読み出し走査について説明する。図6は撮像素子3のリセット走査及び静止画読み出し走査における1行あたりの動作を示すタイミングチャートである。ここではi行目のデータを読み出すものとして説明する。   Next, still image readout scanning of the image sensor 3 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a timing chart showing operations per row in the reset scanning and still image reading scanning of the image sensor 3. Here, description will be made assuming that the data in the i-th row is read.

まず、信号sel_iをHighレベルにしてi行目の画素の画素選択スイッチ46をONする。   First, the signal sel_i is set to the High level, and the pixel selection switch 46 of the pixel in the i-th row is turned on.

その後、信号res_iをLowレベルにしてFDリセットスイッチ45をOFFし、FD部43のリセットを開放する。   Thereafter, the signal res_i is set to the Low level, the FD reset switch 45 is turned OFF, and the reset of the FD unit 43 is released.

次に、信号tnをHighレベルにして、N信号転送スイッチ52を介してN信号保持容量54にN信号を記憶する。   Next, the signal tn is set to the high level, and the N signal is stored in the N signal holding capacitor 54 via the N signal transfer switch 52.

続いて信号tnをLowにし、N信号転送スイッチ52をOFFした後、信号tsをHighレベルにしてS信号転送スイッチ51をONすると共に、信号tx_iをHighレベルにすることで転送ゲート42をONする。   Subsequently, the signal tn is set to Low, the N signal transfer switch 52 is turned OFF, the signal ts is set to High level, the S signal transfer switch 51 is turned ON, and the transfer gate 42 is turned ON by setting the signal tx_i to High level. .

この動作により、選択されているi行目のPD41に蓄積されていた信号がFDアンプ44、画素選択スイッチ46を介して垂直出力線22へ出力され、更に、S信号転送スイッチ51を介してS信号保持容量53へ記憶される。   By this operation, the signal accumulated in the PD 41 in the selected i-th row is output to the vertical output line 22 via the FD amplifier 44 and the pixel selection switch 46, and further, the S signal is transferred via the S signal transfer switch 51. It is stored in the signal holding capacitor 53.

次に、信号tx_i、tsをLowレベルにして転送ゲート42、S信号転送スイッチ51を閉じた後、信号res_iをHighレベルにしてFDリセットスイッチ45をONし、FD部43をリセットする。   Next, after the signals tx_i and ts are set to Low level and the transfer gate 42 and the S signal transfer switch 51 are closed, the signal res_i is set to High level and the FD reset switch 45 is turned on to reset the FD unit 43.

ここまでの動作によって、i行目のN信号及びS信号を、それぞれS信号保持容量53及びN信号保持容量54へ記憶する動作を終了する。   By the operation so far, the operation of storing the N signal and the S signal in the i-th row in the S signal holding capacitor 53 and the N signal holding capacitor 54 is finished.

続いて、S信号保持容量53、N信号保持容量54に蓄えられたS信号、N信号を撮像素子3から出力する動作が行われる。   Subsequently, an operation of outputting the S signal and the N signal stored in the S signal holding capacitor 53 and the N signal holding capacitor 54 from the image sensor 3 is performed.

まず、水平走査回路27の出力hsr1がHighレベルになることにより、水平転送スイッチ25、26がONされ、S信号保持容量53、N信号保持容量54の信号が水平出力線28、29と差動増幅器30を介して出力端子31に出力される。   First, when the output hsr1 of the horizontal scanning circuit 27 becomes a high level, the horizontal transfer switches 25 and 26 are turned ON, and the signals of the S signal holding capacitor 53 and the N signal holding capacitor 54 are differentially compared with the horizontal output lines 28 and 29. The signal is output to the output terminal 31 through the amplifier 30.

水平走査回路27は、各列の選択信号hsr1、hsr2・・・、hsrkを順次Highにすることにより、i行目の全データを出力する。   The horizontal scanning circuit 27 outputs all data in the i-th row by sequentially setting the selection signals hsr1, hsr2,..., Hsrk of each column to High.

なお、信号hsr1〜hsrkによって各列の信号が読み出される間には、信号chresをHighレベルにすることで水平出力線リセットスイッチ32、33をONし、一旦、水平出力線28、29をリセット電圧Vchresのレベルにリセットする。   While the signals of each column are read by the signals hsr1 to hsrk, the horizontal output line reset switches 32 and 33 are turned on by setting the signal chres to the high level, and the horizontal output lines 28 and 29 are once set to the reset voltage. Reset to Vchres level.

以上で1行の読出し動作が終了する。この動作を各行で繰り返すことによって、撮像素子3の全行の信号が読み出されることになる。   This completes the reading operation for one row. By repeating this operation for each row, signals of all rows of the image sensor 3 are read out.

次に動画撮影、あるいは電子ビューファインダー機能のためのライブビュー撮像動作を説明する。   Next, a live view imaging operation for moving image shooting or an electronic viewfinder function will be described.

まず、撮像素子3のリセット走査を開始し、各行の蓄積を順次開始する。   First, reset scanning of the image sensor 3 is started, and accumulation of each row is sequentially started.

リセット走査の開始から所定時間経過後には動画読み出し走査を開始する。このリセット走査の開始〜動画読み出し走査の開始の時間が電子シャッタ時間となる。このリセット走査と動画読み出し走査は、フレームレートの制約から、例えば3行に1行ごとに行を間引いて実施される。このため、リセット走査や動画読み出し走査に要する時間は、静止画読み出し走査に要する時間より短くなり、それぞれ30フレーム/秒などの1フレーム時間内に終了することが可能となっている。   After a predetermined time has elapsed from the start of reset scanning, moving image readout scanning is started. The time from the start of reset scanning to the start of moving image readout scanning is the electronic shutter time. This reset scanning and moving image readout scanning are performed, for example, by thinning out rows every three rows due to frame rate restrictions. For this reason, the time required for reset scanning and moving image readout scanning is shorter than the time required for still image readout scanning, and each can be completed within one frame time such as 30 frames / second.

図7は、撮像素子3のリセット走査及び動画読み出し走査における1行あたりの動作を示すタイミングチャートである。ここでは、リセット走査が行われている行をj行目、動画読み出し走査が行われている行をi行目として説明する。   FIG. 7 is a timing chart showing operations per row in reset scanning and moving image reading scanning of the image sensor 3. Here, the row in which reset scanning is performed will be described as the j-th row, and the row in which moving image reading scanning is performed will be described as the i-th row.

まず、リセット走査行では、信号res_jはHighレベルに、信号sel_jはLowレベルにそれぞれ保持されている。この状態で信号tx_jをHighレベルにすることにより、j行目のPD41はリセット状態となる。次に、信号tx_jをLowレベルにすることで、PD41のリセットは終了され、蓄積状態に入る。   First, in the reset scanning row, the signal res_j is held at a high level, and the signal sel_j is held at a low level. In this state, by setting the signal tx_j to the high level, the PD 41 in the j-th row is reset. Next, by setting the signal tx_j to the low level, the reset of the PD 41 is finished and the storage state is entered.

動画読み出し走査行では、図6で説明した静止画読み出し走査と同じ動作が行われるため説明は割愛する。   In the moving image readout scanning row, the same operation as the still image readout scanning described in FIG.

この動作を行毎に繰り返すことにより、リセット走査・動画読み出し走査が行われる。また、1フレーム目のリセット走査・動画読み出し走査の後には、2フレーム目以降のリセット走査・動画読み出し走査が同様に繰り返される。   By repeating this operation for each row, reset scanning / moving image reading scanning is performed. In addition, after the reset scanning / moving image reading scanning of the first frame, the reset scanning / moving image reading scanning of the second and subsequent frames is similarly repeated.

次に、撮像素子3の前方に配置されたフォーカルプレーンシャッタ2について説明する。 Next, the focal plane shutter 2 disposed in front of the image sensor 3 will be described.

図8は、フォーカルプレーンシャッタ2の分解斜視図である。図8(a)はフォーカルプレーンシャッタ2を撮像レンズ1が取り付けられる側(以下、正面という)から見た分解斜視図、図8(b)は撮像素子3が取り付けられる側(以下、背面という)から見た分解斜視図である。   FIG. 8 is an exploded perspective view of the focal plane shutter 2. FIG. 8A is an exploded perspective view of the focal plane shutter 2 as viewed from the side (hereinafter referred to as the front) where the imaging lens 1 is attached, and FIG. 8B is the side where the imaging element 3 is attached (hereinafter referred to as the back). It is the disassembled perspective view seen from.

シャッタ地板201は、不図示のカメラ本体の内部に固定されており、羽根群230の駆動機構を構成する各部品が取り付けられている。   The shutter base plate 201 is fixed inside a camera body (not shown), and each component constituting the driving mechanism of the blade group 230 is attached.

羽根駆動部材202およびカムギア(チャージ部材)203は、それぞれシャッタ地板201の軸201aおよび201bに回転可能に軸支されている。   The blade drive member 202 and the cam gear (charge member) 203 are rotatably supported on the shafts 201a and 201b of the shutter base plate 201, respectively.

羽根駆動部材202が回動可能に支持されているシャッタ地板201の軸201aの外周には不図示の駆動バネが配置されている。この駆動バネは羽根駆動部材202を図9(a)中の反時計回り方向(羽根群230の走行方向)に付勢している。   A driving spring (not shown) is disposed on the outer periphery of the shaft 201a of the shutter base plate 201 on which the blade driving member 202 is rotatably supported. The drive spring urges the blade drive member 202 in the counterclockwise direction (the traveling direction of the blade group 230) in FIG.

補助地板205は、シャッタ地板201の軸201a、201bの先端に係合されて取り付けられている。   The auxiliary base plate 205 is engaged with and attached to the tips of the shafts 201a and 201b of the shutter base plate 201.

フォトセンサー207は、補助地板205に取り付けられている。羽根駆動部材202の遮光部202cがフォトセンサー207を遮光することにより、羽根駆動部材202の回転位置を検出する。羽根駆動部材202の回動によって、羽根群230は展開、重畳するのでフォトセンサー207が羽根駆動部材202の回転位置を検出することで、羽根群230の開口部201dでの位置を検出することが可能となる。すなわち、フォトセンサー207は、状態検出手段93の一部として機能する。   The photo sensor 207 is attached to the auxiliary base plate 205. The light shielding portion 202c of the blade driving member 202 shields the photosensor 207, thereby detecting the rotational position of the blade driving member 202. As the blade driving member 202 rotates, the blade group 230 expands and overlaps, so that the photosensor 207 detects the rotational position of the blade driving member 202, thereby detecting the position of the blade group 230 at the opening 201d. It becomes possible. That is, the photosensor 207 functions as part of the state detection unit 93.

ヨーク210とコイル211は、それぞれ補助地板205に不図示のビスにより固定されている。   The yoke 210 and the coil 211 are respectively fixed to the auxiliary ground plate 205 with screws (not shown).

モータ(駆動源)220は、撮影光軸と同一方向の出力軸をシャッタ地板201の取付面201cに配設されている。モータ220は、駆動電圧を変更することで駆動速度を制御することができる。本実施形態では、シャッタ駆動回路11がモータ220に印加する電圧をPWM制御することで、チャージ動作の速度制御を実現している。   The motor (drive source) 220 has an output shaft in the same direction as the photographing optical axis disposed on the mounting surface 201 c of the shutter base plate 201. The motor 220 can control the driving speed by changing the driving voltage. In this embodiment, speed control of the charging operation is realized by PWM control of the voltage applied to the motor 220 by the shutter drive circuit 11.

モータ220から減速ギア列221を介して伝達される駆動力によって、カムギア203を回動させると、羽根駆動部材202がカムギア203に従動して回動する。このとき、駆動バネをチャージするチャージ動作と、駆動バネのチャージを解除するチャージ解除動作とを行うことができる。   When the cam gear 203 is rotated by the driving force transmitted from the motor 220 via the reduction gear train 221, the blade driving member 202 is rotated following the cam gear 203. At this time, a charge operation for charging the drive spring and a charge release operation for releasing the drive spring can be performed.

カバー板206は、シャッタ地板201の背面側に固定されている。カバー板206の中央部にはシャッタ地板201の開口部201dと略一致した位置に開口部206aが設けられている。シャッタ地板201とカバー板206の間には羽根群230を配置する羽根室が形成されている。   The cover plate 206 is fixed to the back side of the shutter base plate 201. An opening 206 a is provided at a position substantially coincident with the opening 201 d of the shutter base plate 201 at the center of the cover plate 206. A blade chamber in which the blade group 230 is disposed is formed between the shutter base plate 201 and the cover plate 206.

羽根群230は1番羽根231、2番羽根232、3番羽根233、主アーム234及び副アーム235で構成されている。   The blade group 230 includes a first blade 231, a second blade 232, a third blade 233, a main arm 234, and a sub arm 235.

各羽根は、黒色塗料を含有するポリエチレンテフタレートから成り、主アーム234と副アーム235に回転可能に軸支され、平行リンクを形成している。   Each blade is made of polyethylene terephthalate containing a black paint, and is rotatably supported by the main arm 234 and the sub arm 235 to form a parallel link.

主アーム234および副アーム235は、それぞれシャッタ地板の軸201eおよび軸201fに回転可能に軸支されている。   The main arm 234 and the sub arm 235 are rotatably supported by the shaft 201e and the shaft 201f of the shutter base plate, respectively.

主アーム234には、羽根駆動部材202の駆動ピン202aと係合するための穴234aが設けられている。駆動ピン202aは、シャッタ地板201に形成された溝部201gを貫通して穴234aと係合している。   The main arm 234 is provided with a hole 234a for engaging with the driving pin 202a of the blade driving member 202. The drive pin 202a passes through the groove 201g formed in the shutter base plate 201 and engages with the hole 234a.

副アーム235には羽根ガタ寄せバネ236が図8(b)において時計回りすなわち羽根群230の走行方向に掛けられている。   A blade backlash spring 236 is hung on the sub arm 235 in the clockwise direction, that is, in the traveling direction of the blade group 230 in FIG.

次に、フォーカルプレーンシャッタ2の構成について図9を参照しながら詳細に説明する。図9は、フォーカルプレーンシャッタ2を正面から見た場合の羽根群230の動作図である。なお、図面の見易さのために補助地板205は省略している。   Next, the configuration of the focal plane shutter 2 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 9 is an operation diagram of the blade group 230 when the focal plane shutter 2 is viewed from the front. Note that the auxiliary ground plate 205 is omitted for easy viewing of the drawing.

図9(a)は、羽根駆動部材202のオーバーチャージ状態、すなわち、撮像装置100が停止している状態を示している。また、図9(b)は羽根群230の走行前待機状態、図9(c)は羽根群230の走行完了状態を示している。図9(d)は、羽根駆動部材202のチャージ準備完了状態を示している。   FIG. 9A shows an overcharged state of the blade driving member 202, that is, a state where the imaging device 100 is stopped. FIG. 9B shows a standby state before traveling of the blade group 230, and FIG. 9C shows a traveling completion state of the blade group 230. FIG. 9D shows a state in which the blade driving member 202 is ready for charging.

羽根駆動部材202の回動によって駆動ピン202aが溝部201gに沿って移動すると、主アーム234が回動して羽根群230を展開、重畳させる。この羽根群230の動作によって、開口部201dを開閉させることでフォーカルプレーンシャッタ2を通過する光束を制限している。ここで、羽根駆動部材202は、溝部201gによって回動範囲が制限されている。   When the driving pin 202a moves along the groove 201g by the rotation of the blade driving member 202, the main arm 234 rotates to expand and superimpose the blade group 230. By the operation of the blade group 230, the light beam passing through the focal plane shutter 2 is limited by opening and closing the opening 201d. Here, the rotation range of the blade driving member 202 is limited by the groove 201g.

羽根駆動部材202にはアマチャ支持部202bが設けられており、アマチャ支持部202bに形成された不図示の貫通孔部には、貫通孔部の内径よりも大きなフランジ部を有し、アマチャ212に対して一体的に取り付けられたアマチャ軸213が係合している。アマチャ軸213は、アマチャ212の吸着面に対して略直交方向に延びている。   The blade driving member 202 is provided with an armature support portion 202b. A through hole portion (not shown) formed in the armature support portion 202b has a flange portion larger than the inner diameter of the through hole portion. On the other hand, the armature shaft 213 attached integrally is engaged. The armature shaft 213 extends in a direction substantially orthogonal to the suction surface of the armature 212.

アマチャ212とアマチャ支持部202bの間であって、アマチャ軸213の外周には、不図示の圧縮バネが配置されており、アマチャ212およびアマチャ支持部202bを互いに離す方向(図9の上下方向)に付勢している。   A compression spring (not shown) is disposed between the armature 212 and the armature support portion 202b and on the outer periphery of the armature shaft 213, and the armature 212 and the armature support portion 202b are separated from each other (vertical direction in FIG. 9). Is energized.

コイル211に電圧を印加すると、ヨーク210に磁力を発生させることができ、この磁力によってアマチャ212を吸着することができる。   When a voltage is applied to the coil 211, a magnetic force can be generated in the yoke 210, and the armature 212 can be attracted by this magnetic force.

カムギア203に形成されたカムトップ領域203aとカム傾斜領域203bは、カムギア203の回動に応じて、羽根駆動部材202に設けられたチャージコロ204に当接して、羽根駆動部材202を回動させる。   The cam top region 203 a and the cam inclined region 203 b formed on the cam gear 203 abut on the charge roller 204 provided on the blade driving member 202 according to the rotation of the cam gear 203 to rotate the blade driving member 202. .

ここで、カムギア203の正面図である図10を用いて、カムギア203の構造について説明する。カムギア203の一方面には、カム部203aが形成される。図10に図示するように、カム部203aには、カムトップ領域203a−1、カム傾斜領域203a−2、カムボトム領域203a−3およびチャージ領域203a−4の4つの領域に分割される。   Here, the structure of the cam gear 203 will be described with reference to FIG. 10 which is a front view of the cam gear 203. A cam portion 203 a is formed on one surface of the cam gear 203. As shown in FIG. 10, the cam portion 203a is divided into four regions, a cam top region 203a-1, a cam inclined region 203a-2, a cam bottom region 203a-3, and a charge region 203a-4.

次に、撮像動作について図11を用いて説明する。   Next, the imaging operation will be described with reference to FIG.

図11は、フォーカルプレーンシャッタ2及び撮像素子3の各構成部品の動作タイミングを表わした図である。なお、図11中の(1)〜(11)は、各動作状態に対応している。   FIG. 11 is a diagram illustrating the operation timing of each component of the focal plane shutter 2 and the image sensor 3. In addition, (1)-(11) in FIG. 11 respond | corresponds to each operation state.

図11の(1)では、フォーカルプレーンシャッタ2は図9(a)のようにオーバーチャージ状態であり、羽根群230は重畳されているため、被写体光束を通過させる状態(露光状態)である。 In (1) of FIG. 11, the focal plane shutter 2 is in an overcharged state as shown in FIG. 9A, and the blade group 230 is superimposed, so that the subject luminous flux is passed (exposure state) .

撮像装置100では、ライブビュー撮像動作が行われ、撮像素子3に入射した被写体像が不図示の画像表示部に表示されている。   In the imaging apparatus 100, a live view imaging operation is performed, and a subject image incident on the imaging element 3 is displayed on an image display unit (not shown).

レリーズ動作の開始(図11(2))により、CPU9がシャッタ駆動回路11を制御することで、シャッタ駆動回路11がコイル211に通電し、ヨーク210に磁力を発生させ、ヨーク210とアマチャ212を吸着状態にする。   When the release operation is started (FIG. 11B), the CPU 9 controls the shutter drive circuit 11, so that the shutter drive circuit 11 energizes the coil 211, generates a magnetic force in the yoke 210, and connects the yoke 210 and the armature 212. Set to adsorption state.

ヨーク210とアマチャ212を吸着状態にした後、シャッタ駆動回路11がモータ220に通電し、カムギア203を反時計方向に回転させる。チャージコロ204は、カムギア203のカムトップ領域203a−1をトレースする状態からカム傾斜領域203a−2をトレースする状態へ移る。チャージレバー260は、カム傾斜領域203a−2をトレースすることで徐々にオーバーチャージ状態が解除される。そして、チャージコロ204aがカムボトム領域を203a−3をトレースする状態になると、図9(b)に示す羽根群230の走行前待機状態へと移行し、シャッタ駆動回路11はモータ220への通電を停止する(図11(3))。   After the yoke 210 and the armature 212 are brought into the suction state, the shutter drive circuit 11 energizes the motor 220 and rotates the cam gear 203 in the counterclockwise direction. The charge roller 204 moves from the state of tracing the cam top region 203a-1 of the cam gear 203 to the state of tracing the cam inclined region 203a-2. The charge lever 260 is gradually released from the overcharge state by tracing the cam inclined region 203a-2. Then, when the charge roller 204a enters a state where the cam bottom region is traced 203a-3, the state moves to the standby state before travel of the blade group 230 shown in FIG. 9B, and the shutter drive circuit 11 supplies power to the motor 220. Stop (FIG. 11 (3)).

CPU9が撮像素子駆動回路8を制御することで、撮像素子駆動回路8は撮像素子3の全画素をリセット状態にする(図11(4))。具体的には、信号res_1〜res_nをLowレベルに、信号tx_1〜tx_nをHighレベルにし、1行目からn行目の全ての画素部20のPD41をリセット状態にすることによって行われる。   When the CPU 9 controls the image sensor driving circuit 8, the image sensor driving circuit 8 resets all the pixels of the image sensor 3 (FIG. 11 (4)). Specifically, the signals res_1 to res_n are set to the low level, the signals tx_1 to tx_n are set to the high level, and the PDs 41 of all the pixel units 20 in the first to nth rows are reset.

その後、CPU9が撮像素子駆動回路8を制御することで、撮像素子駆動回路8は電子先幕走査を開始する(図11(5))。図11(4)から図11(5)の期間は、撮像素子3の全画素リセット状態が継続される。   Thereafter, the CPU 9 controls the image sensor driving circuit 8 so that the image sensor driving circuit 8 starts electronic front curtain scanning (FIG. 11 (5)). During the period from FIG. 11 (4) to FIG. 11 (5), the all-pixel reset state of the image sensor 3 is continued.

ここで、電子先幕走査とは、全画素がリセット状態となっている撮像素子3に対して1ラインずつ電荷蓄積を開始することである。具体的には、垂直走査回路21が信号tx_*をn行目から1行目に向かって順にLowレベルにしていく。これにより、各行のPD41はリセットが順次解除され、蓄積状態に入る。   Here, the electronic front curtain scanning refers to starting charge accumulation line by line with respect to the image sensor 3 in which all pixels are in a reset state. Specifically, the vertical scanning circuit 21 sequentially sets the signal tx_ * to the low level from the nth row to the first row. As a result, the reset of the PDs 41 in each row is sequentially released and enters the accumulation state.

1ラインずつ電荷蓄積を開始する走査パターンは、羽根群230の走行特性に合わせた走査パターンとなっているので、撮像素子3のどのラインでも均一な蓄積時間(露光時間)となる。CPU9がシャッタ駆動回路11を制御することで、電子先幕走査を開始した後、設定されたシャッタ秒時に対応する時間間隔をあけてから、シャッタ駆動回路11がコイル211への通電を切る。これによって、ヨーク251とアマチャ212の間に働いていた吸着力は消滅し(図11(6))、羽根駆動部材202は、駆動バネの付勢により時計方向に回動し始める。これにより、開口部201dは図9(c)のように被写体光束を遮断された状態(遮光状態)となる(図11(7))。 Since the scanning pattern for starting charge accumulation line by line is a scanning pattern that matches the running characteristics of the blade group 230, the uniform accumulation time (exposure time) is obtained for any line of the image sensor 3. The CPU 9 controls the shutter drive circuit 11 so that after the electronic front curtain scan is started, the shutter drive circuit 11 turns off the coil 211 after a time interval corresponding to the set shutter time. Thus, the suction force worked between the yoke 251 and the armature 212 disappears (Fig. 11 (6)), the blade driving member 202 begins to rotate in the counterclockwise direction by the bias of the drive spring. As a result, the opening 201d is in a state where the subject light beam is blocked (light-shielded state) as shown in FIG. 9C (FIG. 11 (7)).

フォーカルプレーンシャッタ2の羽根群230の走行が終了し、撮像素子3が完全に遮光されると、CPU9が撮像素子駆動回路8を制御することで、撮像素子駆動回路8が静止画読み出し走査を開始する。静止画読み出し走査では、画像信号の読み出し走査方向に沿って、図6で説明した1行毎に画像信号の読み出し動作を繰り返すことにより、各画素のPD41に蓄積された電荷が1行目から順次読み出される。このとき、画像信号の読み出しが完了していない領域は、光束を遮断した状態にしておく必要がある。 When the traveling of the blade group 230 of the focal plane shutter 2 is completed and the image sensor 3 is completely shielded from light, the CPU 9 controls the image sensor drive circuit 8 so that the image sensor drive circuit 8 starts a still image reading scan. To do. In the still image readout scanning, the charge accumulated in the PD 41 of each pixel is sequentially started from the first row by repeating the readout operation of the image signal for each row described in FIG. 6 along the readout scanning direction of the image signal . Read out. At this time, it is necessary to keep the light beam blocked in the area where the reading of the image signal is not completed.

ところで、カムギア203には、図9(c)に示すように次のチャージ動作を行うまで(チャージコロ204と当接するまで)にモータ220の空走区間となる空走角度θが設けられている。空走角度θは、撮像装置100の電源電圧や撮影環境の温度などによってモータ220のオーバーラン角度が大きくばらつく。そのため、モータ220のオーバーラン角度が最も大きくなったときでもチャージコロ204がカムギア203に当接しないように十分な角度を有するように設計されている。   By the way, the cam gear 203 is provided with an idle running angle θ that becomes an idle running section of the motor 220 until the next charging operation is performed (until contact with the charge roller 204) as shown in FIG. 9C. . As for the idling angle θ, the overrun angle of the motor 220 varies greatly depending on the power supply voltage of the imaging apparatus 100 and the temperature of the photographing environment. Therefore, it is designed to have a sufficient angle so that the charge roller 204 does not come into contact with the cam gear 203 even when the overrun angle of the motor 220 becomes the largest.

しかしながら、カムギア203の空走角度θが大きいとチャージ時間が長くなってしまう。そこで、本実施形態では、画像信号の読み出し期間内に、モータ220にPWM制御によって実効電圧が変更された電圧を印加して、カムギア203を回転させている(図11(8))。これによって、カムギア203の空走角度がθとなる状態(図9(c))からカムギア203の空走角度がθ’となる状態(図9(d))までカムギア203が回転する。このとき、羽根群230の走行が完了した直後の状態(図11(7))では、羽根群230が振動しているため、羽根群230の振動を収束させるための第2の所定時間の経過後に空走区間の駆動を開始させる。すなわち、図11(7)から図11(8)までの時間が羽根群230の振動を収束させるための所定時間(第2の所定時間)に相当する。   However, when the idling angle θ of the cam gear 203 is large, the charging time becomes long. Therefore, in this embodiment, the cam gear 203 is rotated by applying a voltage whose effective voltage has been changed by PWM control to the motor 220 within the readout period of the image signal (FIG. 11 (8)). As a result, the cam gear 203 rotates from the state where the idle running angle of the cam gear 203 is θ (FIG. 9C) to the state where the idle running angle of the cam gear 203 is θ ′ (FIG. 9D). At this time, in the state immediately after the travel of the blade group 230 is completed (FIG. 11 (7)), the blade group 230 vibrates, and thus the second predetermined time for converging the vibration of the blade group 230 has elapsed. Later, the driving of the idle section is started. That is, the time from FIG. 11 (7) to FIG. 11 (8) corresponds to a predetermined time (second predetermined time) for converging the vibration of the blade group 230.

モータ220にPWM制御によって実効電圧が変更された電圧を印加して、カムギア203の空走角度がθ’となる状態(図9(d))になると、モータ220への電圧の印加を停止し、カムギア203の回転を停止させる。本実施形態では、カムギア203をチャージ動作開始位置の手前で一旦停止させている。   When a voltage whose effective voltage has been changed by PWM control is applied to the motor 220 and the idling angle of the cam gear 203 reaches θ ′ (FIG. 9D), the application of the voltage to the motor 220 is stopped. Then, the rotation of the cam gear 203 is stopped. In the present embodiment, the cam gear 203 is temporarily stopped before the charge operation start position.

本実施形態では、カムギア203をチャージ動作開始位置の手前で一旦停止させている。したがって、チャージ動作を開始する際には、常にカムギア203が停止した状態からチャージ動作を開始することとなる。カムギア203をチャージ動作開始位置の手前で一旦停止させることなく、チャージ動作を開始してしまうと、チャージ動作を開始する際のカムギア203の回転速度が一定にならず、チャージ時間が一定にならない。   In the present embodiment, the cam gear 203 is temporarily stopped before the charge operation start position. Accordingly, when starting the charging operation, the charging operation is always started from the state where the cam gear 203 is stopped. If the charging operation is started without temporarily stopping the cam gear 203 before the charging operation start position, the rotational speed of the cam gear 203 when starting the charging operation is not constant, and the charging time is not constant.

画像信号の読み出し開始(図11(7))から第1の所定時間が経過すると、モータ220に電圧を印加してチャージ動作を開始する。   When the first predetermined time has elapsed from the start of reading of the image signal (FIG. 11 (7)), a voltage is applied to the motor 220 to start the charging operation.

本実施形態では、画像信号の読み出し開始(図11(7))からチャージ動作の開始(図11(9))までの間に、モータ220を駆動してカムギア203の空走角度を小さくしている。したがって、チャージ動作を開始する際には、カムギア203の空走区間が短くなり、チャージ時間を短縮することができる。   In this embodiment, the motor 220 is driven to reduce the idle running angle of the cam gear 203 between the start of image signal readout (FIG. 11 (7)) and the start of the charging operation (FIG. 11 (9)). Yes. Therefore, when starting the charging operation, the idle running section of the cam gear 203 is shortened, and the charging time can be shortened.

また、本実施形態では、カムギア203の空走角度がθとなる状態(図9(c))からカムギア203の空走角度がθ’となる状態(図9(d))までの間、モータ220にPWM制御によって実効電圧が変更された電圧を印加している。これによって、モータ220の停止位置精度が高くなり、空走角度θ’をより小さくすることが可能となる。   In the present embodiment, the motor is operated from the state where the idle running angle of the cam gear 203 is θ (FIG. 9C) to the state where the idle angle of the cam gear 203 is θ ′ (FIG. 9D). A voltage whose effective voltage is changed by PWM control is applied to 220. Thereby, the stop position accuracy of the motor 220 is increased, and the idling angle θ ′ can be further reduced.

画像信号の読み出し開始から第1の所定時間後(図11(9))、CPU9がシャッタ駆動回路11を制御することで、シャッタ駆動回路11はモータ220に通電を行って、カムギア203を反時計方向に回転させる。これによって、羽根駆動部材202をねじりコイルバネの付勢力に抗して時計方向に回転し、チャージ動作を行う。このとき、羽根群230は、画像信号の読み出し走査方向と同じ方向の移動方向に沿って移動することで、徐々に重畳され、画像信号の読み出しが終了したラインから順に開口部201pを開いていく。すなわち、本実施形態では、全画素の画像信号の読み出しが終了する前に、開口部201pを開き始める。この際、羽根群230が開いた部分から漏れ込んだ光が、静止画読み出し走査がまだ到達していない行の画素に入射しないように、チャージ開始のタイミングを設定している。 After the first predetermined time from the start of reading the image signal (FIG. 11 (9)), the CPU 9 controls the shutter drive circuit 11 so that the shutter drive circuit 11 energizes the motor 220 and turns the cam gear 203 counterclockwise. Rotate in the direction. As a result, the blade driving member 202 rotates clockwise against the urging force of the torsion coil spring to perform a charging operation. At this time, the blade group 230 moves along the moving direction in the same direction as the image signal readout scanning direction, and gradually overlaps to open the openings 201p in order from the line where the image signal readout is completed. . That is, in the present embodiment, the opening 201p starts to be opened before the reading of the image signals of all the pixels is completed. At this time, the charge start timing is set so that the light leaking from the portion where the blade group 230 is opened does not enter the pixels in the row where the still image readout scanning has not yet reached.

全画素の画像信号の読み出しが完了した(図11(10))後、羽根群230は重畳を完了し、開口部201dは開放状態となる。そして、シャッタ駆動回路11はモータ220への通電を停止する(図11(11))。これによって、羽根駆動部材202は再びオーバーチャージ状態となる。   After the readout of the image signals of all the pixels is completed (FIG. 11 (10)), the blade group 230 completes the superimposition and the opening 201d is in an open state. Then, the shutter drive circuit 11 stops energizing the motor 220 (FIG. 11 (11)). As a result, the blade driving member 202 is overcharged again.

図11(9)−(11)までのチャージ時間は、カムギア203がチャージ準備完了状態である空走角度θ’からのチャージ動作であるため、空走角度θ-θ’の時間は短くなる。これにより、カメラの1コマに有する時間となる(2)から(11)までが短くなり、カメラの撮影速度を上げることが可能となる。   Since the charging time from FIGS. 11 (9) to 11 (11) is the charging operation from the idle running angle θ ′ in which the cam gear 203 is ready to be charged, the idle running angle θ−θ ′ is shortened. As a result, the time (2) to (11), which is the time possessed by one frame of the camera, is shortened, and the shooting speed of the camera can be increased.

チャージ動作が終了すると、CPU9は、電子ビューファインダー機能のためのライブビュー撮像動作を開始する。   When the charging operation ends, the CPU 9 starts a live view imaging operation for the electronic viewfinder function.

次に、撮像素子3が画像信号を読み出しているときの羽根群230と撮像素子3の画像信号読み出し位置との関係について詳しく説明する。   Next, the relationship between the blade group 230 and the image signal readout position of the image sensor 3 when the image sensor 3 reads the image signal will be described in detail.

図12は、撮像素子3の画像信号を読み出しているときの構成部品の位置関係を表わした図である。図13は、撮像素子3の画像信号の読み出し位置と羽根群230の先端の位置を表わした図である。図13の時間T4のときの構成部品の位置関係が図12の状態である。   FIG. 12 is a diagram illustrating the positional relationship of the component parts when the image signal of the image sensor 3 is read. FIG. 13 is a diagram illustrating the reading position of the image signal of the image sensor 3 and the position of the tip of the blade group 230. The positional relationship of the components at time T4 in FIG. 13 is the state in FIG.

図12(a)において、画像信号の読み出しラインの下側は羽根群230の開放動作が完了した領域で、撮像素子3が露光されている領域である。また、画像信号読み出しラインの上側の黒い部分は羽根群230の開放動作が行われていない領域で、撮像素子3が遮光されている領域を示す。   In FIG. 12A, the lower side of the image signal readout line is an area where the opening operation of the blade group 230 is completed, and is an area where the image sensor 3 is exposed. Further, the black portion on the upper side of the image signal readout line is a region where the blade group 230 is not opened, and indicates a region where the image sensor 3 is shielded from light.

図13(a)図中の一点鎖線は、撮像素子3の画像信号の読み出し位置を示しているとともに、羽根群230の先端の位置を示している。例えば、時間T4のとき、一点鎖線の下側は羽根群230の開放動作が完了した領域であるとともに撮像素子3の画像信号の読み出しが完了した領域であり、撮像素子3は露光されている。また、一点鎖線の上側は羽根群230の開放動作が行われていない領域であるとともに撮像素子3の画像信号の読み出しが行われていない領域であり、撮像素子3は遮光されている。   A dashed line in FIG. 13A indicates the read position of the image signal of the image sensor 3 and the position of the tip of the blade group 230. For example, at time T4, the lower side of the alternate long and short dash line is a region where the opening operation of the blade group 230 is completed and a region where reading of the image signal of the image sensor 3 is completed, and the image sensor 3 is exposed. Further, the upper side of the alternate long and short dash line is a region where the blade group 230 is not opened and the image signal of the image sensor 3 is not read, and the image sensor 3 is shielded from light.

しかしながら、図12(a)、13(a)の関係が成り立つのは、撮像素子3に対して垂直に光線が入射するいわゆる平行光の場合であり、実際の撮像レンズ1を通過した光は撮像素子3に対し角度を持って入射するために、図12、13の場合とは異なってくる。   However, the relationship shown in FIGS. 12A and 12A is established in the case of so-called parallel light in which a light beam is incident perpendicularly to the image sensor 3, and the light passing through the actual imaging lens 1 is imaged. Since the light is incident on the element 3 at an angle, it differs from the case of FIGS.

そこで、図12(b)、13(b)を用いて入射光が実際の撮像レンズ1を通過した場合についての説明する。   Therefore, a case where incident light passes through the actual imaging lens 1 will be described with reference to FIGS. 12 (b) and 13 (b).

図12(b)において、撮像レンズ1の射出瞳の下端から出て羽根群230の下端bを通る光線Cは撮像素子3の画像信号読み出しライン上方の間隔β(t)の位置に達する。したがって、画像信号読み出しラインから間隔β(t)の領域では、画像信号の読み出しが行われていない状態で露光されるため画像信号に影響を与えてしまう。   In FIG. 12B, the light ray C that exits from the lower end of the exit pupil of the imaging lens 1 and passes through the lower end b of the blade group 230 reaches the position of the interval β (t) above the image signal readout line of the imaging device 3. Therefore, in the region of the interval β (t) from the image signal readout line, the image signal is affected because the exposure is performed in a state where the readout of the image signal is not performed.

間隔β(t)は、撮像レンズ1の射出瞳径をD、撮像レンズ1の射出瞳と撮像素子の距離をL、羽根群230と撮像素子の距離をx、撮像レンズ1の光軸と画像信号の読み出し位置との距離をh(t)とすると、
β(t)=x(D/2−h(t))/(L−x)
で表される。
The interval β (t) is D for the exit pupil diameter of the imaging lens 1, L for the distance between the exit pupil of the imaging lens 1 and the imaging device, x for the distance between the blade group 230 and the imaging device, and the optical axis and image of the imaging lens 1. If the distance from the signal readout position is h (t),
β (t) = x (D / 2−h (t)) / (L−x)
It is represented by

この状態を図13(b)を用いて説明する。一点鎖線は画像信号読出しラインであり、二点鎖線は、画像信号読出しラインに各時間における画像信号の読み出しが行われていない領域で露光された間隔β(t)だけ上乗せした位置を結んだ線で、実際に露光されている位置の上限を示している。   This state will be described with reference to FIG. An alternate long and short dash line is an image signal readout line, and an alternate long and two short dashes line connects the image signal readout line with a position added by an interval β (t) exposed in an area where readout of an image signal at each time is not performed. The upper limit of the position that is actually exposed is shown.

時間T4’からT4までの間に着目すると、間隔β(t)で示される領域が画像信号が読み出されていない状態で露光されていることになる。図に示すように、画像信号の読み出しが行われていない領域で露光される時間は、撮像素子3下端の0から撮像素子3上端のT5−T5’まで増加する。   When attention is paid between the time T4 'and T4, the region indicated by the interval β (t) is exposed in a state where no image signal is read out. As shown in the figure, the exposure time in the region where the image signal is not read increases from 0 at the lower end of the image sensor 3 to T5-T5 'at the upper end of the image sensor 3.

そこで、これらの問題を解決する方法について図12(c)、13(c)を用いて説明する。   Therefore, a method for solving these problems will be described with reference to FIGS. 12 (c) and 13 (c).

図12(b)で説明したように、撮像レンズ1の射出瞳の下端から射出された光線Cは、羽根群230の下端から漏れ込み、静止画読み出し走査がまだ到達していない行の画素に入射し画像信号に影響してしまう。   As described with reference to FIG. 12B, the light ray C emitted from the lower end of the exit pupil of the imaging lens 1 leaks from the lower end of the blade group 230 and reaches the pixels in the row where the still image readout scan has not yet reached. Incident light affects the image signal.

そこで、仮に羽根群230の下端から光が漏れ込んだとしても、画像読み出しが行われていない画素が羽根群230からの漏れ光が届く領域外になるように、静止画読出し走査が完了している行の画素に入射するようにすればよい。具体的には、羽根群230の下端を画像信号読み出しラインより光軸方向と垂直な方向において所定の間隔α(t)だけ下側に位置するように制御すればよい。   Therefore, even if light leaks from the lower end of the blade group 230, the still image read scanning is completed so that the pixels that have not been read out of the image are outside the region where the leaked light from the blade group 230 reaches. The incident light may be incident on a pixel in a certain row. Specifically, the lower end of the blade group 230 may be controlled to be positioned below the image signal readout line by a predetermined interval α (t) in the direction perpendicular to the optical axis direction.

間隔α(t)は、撮像レンズ1の射出瞳径をD、撮像レンズ1の射出瞳と撮像素子の距離をL、羽根群230と撮像素子の距離をx、撮像レンズ1の光軸と画像信号の読み出し位置の距離をh(t)とすると、
α(t)=x(D/2−h(t))/L
で表される。
The interval α (t) is D for the exit pupil diameter of the imaging lens 1, L for the exit pupil of the imaging lens 1 and the imaging element, x for the distance between the blade group 230 and the imaging element, and the optical axis and image of the imaging lens 1. If the distance of the signal reading position is h (t),
α (t) = x (D / 2−h (t)) / L
It is represented by

この状態を図13(c)を用いて説明する。一点鎖線は画像信号読出しラインであり、二点鎖線は、画像信号読出しラインから間隔α(t)だけ下がった位置になるように制御された羽根群230の位置の上限を示している。   This state will be described with reference to FIG. An alternate long and short dash line is an image signal readout line, and an alternate long and two short dashes line indicates the upper limit of the position of the blade group 230 controlled to be at a position lower than the image signal readout line by an interval α (t).

すなわち、各時間において羽根群230の先端の位置が二点鎖線より下側であれば、画像信号読み出しラインから上の画像信号の読み出しが行われていない領域が露光されることはない。   That is, if the position of the tip of the blade group 230 is below the two-dot chain line at each time, the region where the image signal is not read out from the image signal readout line is not exposed.

したがって、画像信号読出しラインと羽根群230の先端とが上述した所定の間隔を保つことで、画像信号の読み出しと並行して、羽根群230のチャージ動作を並行して行うことが可能になる。   Therefore, by maintaining the above-described predetermined distance between the image signal readout line and the tip of the blade group 230, it is possible to perform the charging operation of the blade group 230 in parallel with the readout of the image signal.

また、画像信号読み出しラインと羽根群230の先端との間隔α(t)は、時間T3の0から時間T5のγまで増加する。なお、γは撮像素子の上端を遮光するための撮像素子の上端と羽根群230の間隔になる。   Further, the interval α (t) between the image signal readout line and the tip of the blade group 230 increases from 0 at time T3 to γ at time T5. Note that γ is the distance between the upper end of the image sensor and the blade group 230 for shielding the upper end of the image sensor.

次に、画像信号読出しラインと羽根群230が所定の間隔を保ちながらチャージ動作を行う際の羽根群230の制御について説明する。   Next, the control of the blade group 230 when performing the charging operation while maintaining a predetermined distance between the image signal readout line and the blade group 230 will be described.

図14は、電圧検出手段91にて検出される電源電圧と羽根群230の開放速度の関係を示す図である。   FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the power supply voltage detected by the voltage detection means 91 and the opening speed of the blade group 230.

図14に示すように、羽根群230の開放速度は電圧が高くなるにつれて増加し、羽根群230の開放速度は電圧Aのときの最低速度VAから電圧Cのときの最高速度VCまで変化する。   As shown in FIG. 14, the opening speed of the blade group 230 increases as the voltage increases, and the opening speed of the blade group 230 changes from the lowest speed VA at the voltage A to the highest speed VC at the voltage C.

図15は、本実施形態における撮像素子3の画像信号の読み出し位置と羽根群230の先端の位置を表わした図である。図15にて、ラインA、B、Cは、それぞれ検出される電源電圧が電圧A、B、Cとなる場合の時間Tにおける羽根群230の先端の位置を示している。   FIG. 15 is a diagram showing the readout position of the image signal of the image sensor 3 and the position of the tip of the blade group 230 in the present embodiment. In FIG. 15, lines A, B, and C indicate the positions of the tips of the blade group 230 at time T when the detected power supply voltages are voltages A, B, and C, respectively.

検出される電源電圧が電圧Cのときには、画像信号読み出しが終了する時間T5における羽根群230の先端の位置が撮像素子3の上端から間隔γ以上離れた位置になるようにしなければならない。そこで、羽根群230が開放動作を開始する時間(チャージ動作の開始タイミング)をT6に設定している。このとき、羽根群230の先端が撮像素子3の上端に達する時間はTCである。また、図15に示すように、検出される電源電圧が電圧A、Bのときも電圧Cのときと同様に、時間Tにおいて羽根群230の先端の位置が撮像素子3の上端から間隔γ以上離れた位置になる。   When the detected power supply voltage is the voltage C, the position of the tip of the blade group 230 at the time T5 when the image signal reading is finished must be set to a position separated from the upper end of the image sensor 3 by the interval γ or more. Therefore, the time when the blade group 230 starts the opening operation (start timing of the charging operation) is set to T6. At this time, the time for the tip of the blade group 230 to reach the upper end of the image sensor 3 is TC. Further, as shown in FIG. 15, when the detected power supply voltages are voltages A and B, the position of the tip of the blade group 230 at the time T is greater than or equal to the interval γ from the upper end of the image sensor 3 as in the case of the voltage C. It will be in a distant position.

すなわち、チャージ動作の開始タイミングは、以下の条件を満たすように設定されている。(1)チャージ動作は、画像信号の読み出し動作を開始した後であって、画像信号の撮像素子の電荷読み出しが完了する前に開始される。(2)チャージ動作中には羽根群の先端が画像信号の読み出し位置から所定の距離だけ離れた状態で羽根群が前記開口部を開放する。   That is, the start timing of the charging operation is set so as to satisfy the following conditions. (1) The charging operation is started after the image signal reading operation is started and before the charge reading of the image sensor of the image signal is completed. (2) During the charging operation, the blade group opens the opening in a state where the tip of the blade group is separated from the image signal reading position by a predetermined distance.

したがって、羽根群230の先端の位置は、電源電圧に関わらず2点鎖線の下に存在するので、羽根群230が開いた部分から漏れ込んだ光が、静止画読み出し走査がまだ到達していない行の画素に入射し、画像信号に影響してしまうことが発生しない。   Therefore, since the position of the tip of the blade group 230 exists below the two-dot chain line regardless of the power supply voltage, the light leaked from the portion where the blade group 230 is open has not yet reached the still image readout scanning. The incident on the pixels in the row does not affect the image signal.

また、羽根群230の開放動作が終了するTA、TB、TCから動画撮影あるいはライブビュー撮影を開始できる。図15にて、ラインA’、B’、C’は、画像信号の読み出しが完全に終了してから羽根群230の開放動作を開始する場合であって、それぞれ検出される電源電圧が電圧A、B、Cとなる場合の時間Tにおける羽根群230の先端の位置を示している。図15に示されるように、羽根群230の開放動作が終了するTA、TB、TCは、羽根群230の開放動作が終了する時間TC、TB、TAより早くなる。したがって、再び撮像動作を開始するまでの時間を短くすることができる。 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。 Also, moving image shooting or live view shooting can be started from TA, TB, and TC when the opening operation of the blade group 230 ends. In FIG. 15, lines A ′, B ′, and C ′ are the cases where the opening operation of the blade group 230 is started after the reading of the image signal is completely completed, and the detected power supply voltage is the voltage A. , B, and C, the position of the tip of the blade group 230 at time T is shown. As shown in FIG. 15, TA, TB, and TC at which the opening operation of the blade group 230 ends are earlier than the times TC , TB , and TA ′ at which the opening operation of the blade group 230 ends. Accordingly, it is possible to shorten the time until the imaging operation is started again. As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

フォーカルプレーンシャッタ
撮像素子
100 撮像装置
201 シャッタ地板
201d 開口部
202 羽根駆動部材
203 チャージ部材
230 羽根群
2 focal plane shutter 3 imaging device 100 imaging device 201 shutter base plate 201d opening 202 blade drive member 203 charge member 230 blade group

Claims (4)

被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像素子の前方に配置され、羽根群を移動させることで前記撮像素子を遮光する遮光状態と前記撮像素子を露光する露光状態に切り換えるフォーカルプレーンシャッタと、を有し、
前記撮像素子が前記画像信号の読み出し走査方向と、前記フォーカルプレーンシャッタが前記遮光状態から前記露光状態に切り換わる際における前記羽根群の移動方向が同じ方向に設定され、
前記画像信号の読み出し走査が完了する前に、前記フォーカルプレーンシャッタは前記撮像素子を前記遮光状態から前記露光状態に切り換えるための前記羽根群の移動を開始し、
前記フォーカルプレーンシャッタは前記画像信号の読み出しを行っていない領域が前記露光状態とならないように前記羽根群を移動させることを特徴とする撮像装置。
An image sensor that photoelectrically converts a subject image to generate an image signal;
A focal plane shutter that is disposed in front of the image sensor and that switches between a light shielding state that shields the image sensor by moving a blade group and an exposure state that exposes the image sensor ;
The moving direction of the blade group when the imaging element switches the reading scanning direction of the image signal and the focal plane shutter switches from the light shielding state to the exposure state is set to the same direction,
Before the readout scan of the image signal is completed, the focal plane shutter starts to move the blade group for switching the imaging element from the light shielding state to the exposure state,
The focal plane shutter moves the blade group so that a region where the image signal is not read out is not in the exposure state .
前記フォーカルプレーンシャッタは、前記画像信号の読み出しを行った領域の一部が前記遮光状態となるように、前記羽根群を移動させることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the focal plane shutter moves the blade group so that a part of a region where the image signal is read out is in the light shielding state . 前記画像信号の読み出しを行った領域のうち、前記遮光状態となる領域の大きさが前記画像信号の読み出し位置によって変化することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。The imaging apparatus according to claim 2, wherein a size of the region in the light shielding state among regions where the image signal is read is changed depending on a reading position of the image signal. 前記フォーカルプレーンシャッタは、開口部を備えたシャッタ地板と、前記開口部を開閉し前記撮像素子への露光を調節する羽根群と、前記羽根群を駆動する羽根駆動部材と、前記羽根駆動部材を付勢する駆動バネと、前記駆動バネをチャージするチャージ部材と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。The focal plane shutter includes a shutter base plate having an opening, a blade group that opens and closes the opening and adjusts exposure to the image sensor, a blade driving member that drives the blade group, and the blade driving member. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a drive spring that biases and a charge member that charges the drive spring.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009088825A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Panasonic Corp Camera system and camera body
JP2009159019A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Nidec Copal Corp Imaging apparatus
JP5414463B2 (en) * 2009-11-02 2014-02-12 キヤノン株式会社 Focal plane shutter device and imaging device
JP5760188B2 (en) * 2009-11-30 2015-08-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 Imaging device and camera body
JP5637900B2 (en) * 2011-02-25 2014-12-10 日本電産コパル株式会社 Focal plane shutter for camera and digital camera equipped with the same
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