JP5105907B2 - 撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、撮像システムに関する。

一眼レフタイプのデジタルカメラには、フォーカルプレーンシャッタ（以下、メカニカルシャッタとする）と電子シャッタとを併用して撮像動作を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−４１５２３号公報

特許文献１に示された技術では、メカニカルシャッタが上方向に向けて走行している。このメカニカルシャッタのメカ先幕およびメカ後幕は、走行開始位置での保持が電磁石による吸着力を用いて行われ、その走行駆動がバネ力を用いて下から上へ行われることが多い。これにより、メカニカルシャッタが走行する際に重力負荷を受けることがある。このため、メカニカルシャッタの走行速度が安定せず、メカニカルシャッタの駆動機構等が経時変化を起こしやすく動作耐久性が低下しやすい。

一方、メカニカルシャッタが走行する際に重力負荷を受けにくくするために、特許文献１に示された撮像装置を上下反転してメカニカルシャッタの走行駆動を上から下へ行うことも考えられる。ここで、特許文献１に示された技術では、撮像装置において、各画素がリセットされるように走査される方向と、各画素から信号が読み出されるように走査される方向とが同方向となっている。また、光電変換素子における被写体の光学像は、レンズ及びメカニカルシャッタを介して、実際の被写体と点対象な像が、画素配列において上から下へ順次に結像される。これらにより、画素信号が、画素配列において上から下へ順次に読み出される。このため、撮影された画像は、被写体の下部から上部へ順次表示されるので、閲覧者にとって自然に感じられないことがある。

本発明の目的は、メカニカルシャッタが走行する際に受ける重力負荷を低減し、被写体の上部から下部までの画像信号を順次に読み出すことができる撮像システムを提供することにある。

本発明に係る１つの撮像システムは、光学系を介して被写体の光学像を撮像する撮像システムであって、行単位で画素がリセットされる機能を有する撮像センサと、前記撮像センサを遮光することによって前記撮像センサの露光の終了を制御するように配置されたメカニカルシャッタと、を備え、撮影モードとして、前記撮像センサにおける各行の画素の電荷蓄積動作は、リセット動作が完了したタイミングで開始し、前記メカニカルシャッタにより遮光されるタイミングで終了し、前記撮像センサにおける各行の画素のリセット動作は、前記撮像システムの筐体の上面から下面へ向かう第１方向に順に行が選択されるようになされ、前記メカニカルシャッタは、前記第１方向にシャッタ幕を走行させながら前記撮像センサの露光を終了させ、前記撮像センサからの各行の画素の読み出し動作は、前記シャッタ幕によって前記撮像センサの露光が終了された後に、前記第１方向と逆方向である第２方向に順に行が選択されるようになされる、という動作モードを有する。
本発明に係る他の撮像システムは、光学系を介して被写体の光学像を撮像する撮像システムであって、行単位で画素がリセットされる機能を有する撮像センサと、第１シャッタ幕および第２シャッタ幕を含むメカニカルシャッタと、を備え、前記撮像センサにおける各行の画素に光が当たるように前記第１シャッタ幕が動作した状態で、画素のリセット動作および前記第２シャッタ幕によって画素の電荷蓄積動作を制御する動作モードを有し、前記動作モードでは、前記撮像センサにおける各行の画素の電荷蓄積動作は、前記リセット動作が完了したタイミングで開始し、前記第２シャッタ幕により遮光されるタイミングで終了し、前記撮像センサにおける各行の画素のリセット動作は、前記撮像システムの筐体の上面から下面へ向かう第１方向に順に行が選択されるようになされ、前記メカニカルシャッタは、前記第１方向に前記第２シャッタ幕を走行させながら前記撮像センサの露光を終了させ、前記撮像センサからの各行の画素の読み出し動作は、前記第２シャッタ幕によって前記撮像センサの露光が終了された後に、前記第１方向と逆方向である第２方向に順に行が選択されるようになされる。

本発明によれば、メカニカルシャッタが走行する際に受ける重力負荷を低減し、被写体の上部から下部までの画像信号を順次に読み出すことができる。

本発明の実施形態に係る撮像システム１の概略構成を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像システム１の構成図である。

撮像システム１は、メカニカルシャッタおよび電子シャッタを併用して撮像動作を行うためのシステムであり、例えば、カメラシステムである。撮像システム１は、カメラ本体４００及び交換レンズ４０１を備える。交換レンズ４０１は、カメラ本体４００に着脱可能である。

次に、交換レンズ４０１の構成を説明する。

交換レンズ４０１は、撮像レンズ（光学系）４０２、レンズ駆動回路４０４、レンズＣＰＵ４０５、及び交換レンズ側通信接点４０６を備える。

撮像レンズ４０２は、実際の被写体（図示せず）と点対称な被写体の光学像をカメラ本体４００へと導く。撮像レンズ４０２は、駆動機構（図示せず）により保持されるとともに光軸４０３の方向に移動可能に構成されている。

レンズ駆動回路４０４は、撮像レンズ４０２の駆動機構とレンズＣＰＵ４０５とに接続されている。これにより、レンズ駆動回路４０４は、レンズＣＰＵ４０５に制御されて、撮像レンズ４０２の駆動機構を駆動させる。

レンズＣＰＵ４０５は、レンズ駆動回路４０４と交換レンズ側通信接点４０６とに接続されている。レンズＣＰＵ４０５は、レンズ駆動回路４０４に制御信号を供給して、レンズ駆動回路４０４を制御することができる。

交換レンズ側通信接点４０６は、レンズＣＰＵ４０５とカメラ本体４００とに接続されている。これにより、レンズＣＰＵ４０５は、交換レンズ側通信接点４０６を介してカメラ本体４００（の後述するカメラＣＰＵ４１８）と通信することができる。

なお、交換レンズ４０１において被写体の光学像をカメラ本体４００へと導くのは、１つの撮像レンズ４０２でもよいし、複数のレンズを含むレンズユニットでもよい。

次に、カメラ本体４００の構成を説明する。

カメラ本体４００は、筐体（図示せず）、ミラー部材４０８、光学ファインダ（ＯＶＦ:Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）４０７、フォーカルプレーンシャッタ（以下、メカニカルシャッタとする）４１０、及びバス配線４１３を備える。カメラ本体４００は、カメラＣＰＵ４１８、カメラ側通信接点４０９、シャッタ駆動回路４１１、及びパルス発生回路４１７を備える。カメラ本体４００は、垂直駆動変調回路４１４、撮像装置（撮像センサ）４１５、信号処理回路４１６、映像表示回路４１９、画像記録回路４２０、及びスイッチユニット４１２を備える。

ミラー部材４０８は、撮像レンズ４０２、メカニカルシャッタ４１０、及び光学ファインダ４０７の間に配されている。ミラー部材４０８は、光軸４０３に投影されて交差する方向の軸の周りを回転可能に支持されている。これらにより、ミラー部材４０８は、非撮影状態（実線で示す状態）において光軸４０３と交差し、被写体から入射され撮像レンズ４０２を通過した光束の少なくとも一部の光束を反射して光学ファインダ４０７へ導く。ミラー部材４０８は、撮影状態（破線で示す状態）において光軸４０３から退避し、被写体から入射され撮像レンズ４０２を通過した光束を遮らないようになる。これにより、その光束は、メカニカルシャッタ４１０へ導かれる。

光学ファインダ４０７は、光軸４０３から外れた位置であって、非撮影状態（実線で示す状態）におけるミラー部材４０８の反射面の法線に関して光軸４０３と対称な方向に位置している。これにより、光学ファインダ４０７には、非撮影状態（実線で示す状態）において、ミラー部材４０８で反射された被写体の光束が導かれる。そして、光学ファインダ４０７には、被写体の光学像が閲覧可能に表示される。

メカニカルシャッタ４１０は、シャッタ駆動回路４１１に接続されている。メカニカルシャッタ４１０は、複数の遮光羽をそれぞれ含むメカ先幕（シャッタ幕）及びメカ後幕（別のシャッタ幕）を有している。メカニカルシャッタ４１０は、メカ先幕及びメカ後幕がそれぞれ所定のタイミングでシャッタ駆動回路４１１により駆動されて、開状態と閉状態とが切り替わる。また、メカニカルシャッタ４１０は、光軸４０３上において撮像レンズ４０２と撮像装置４１５との間に配されている。これらにより、メカニカルシャッタ４１０は、撮影状態（ミラー部材４０８が破線で示す状態）において、開状態であれば被写体の光束を撮像装置４１５へ導き、閉状態であれば被写体の光束を遮断して撮像装置４１５へ導かれないようにする。

バス配線４１３は、カメラＣＰＵ４１８、カメラ側通信接点４０９、シャッタ駆動回路４１１、パルス発生回路４１７、垂直駆動変調回路４１４、パルス発生回路４１７、信号処理回路４１６、及び映像表示回路４１９を互いに接続する。バス配線４１３は、画像記録回路４２０及びスイッチユニット４１２を互いに接続する。これにより、それらの各部は、バス配線４１３を介して内部的に通信することができる。

カメラＣＰＵ４１８は、バス配線４１３を介して各部に接続されている。これにより、カメラＣＰＵ４１８は、バス配線４１３を介して各部に制御信号を供給して、各部を制御する。また、カメラＣＰＵ４１８は、バス配線４１３を介して各部から所定の情報を受け取り、その情報を処理したり記憶したりする。

カメラ側通信接点４０９は、バス配線４１３と交換レンズ４０１とに接続されている。これにより、カメラＣＰＵ４１８は、バス配線４１３及びカメラ側通信接点４０９を介して交換レンズ４０１のレンズＣＰＵ４０５と通信することができる。

シャッタ駆動回路４１１は、バス配線４１３とメカニカルシャッタ４１０とに接続されている。これにより、シャッタ駆動回路４１１は、メカニカルシャッタ４１０を駆動制御する。

パルス発生回路４１７は、バス配線４１３、垂直駆動変調回路４１４、及び撮像装置４１５に接続されている。パルス発生回路４１７は、走査クロック信号や所定の制御パルス（例えば、水平走査パルス）を発生させる。パルス発生回路４１７は、発生した走査クロック信号のうち、垂直走査用のクロック信号を垂直駆動変調回路４１４に供給し、他のクロック信号を撮像装置４１５へ供給する。また、パルス発生回路４１７は、所定の制御パルスを撮像装置４１５へ供給する。さらに、パルス発生回路４１７は、信号処理回路４１６にもクロック信号を出力する。

垂直駆動変調回路４１４は、バス配線４１３、パルス発生回路４１７、及び撮像装置４１５に接続されている。これにより、垂直駆動変調回路４１４は、パルス発生回路４１７から受け取ったクロック信号の周波数を所定の周波数に変調して、変調後のクロック信号を撮像装置４１５へ供給する。

撮像装置４１５は、信号処理回路４１６、パルス発生回路４１７、及び垂直駆動変調回路４１４に接続されている。撮像装置４１５は、複数の画素、垂直走査回路（垂直走査部）、及び水平走査回路を含む。垂直走査回路は、パルス発生回路４１７から所定の制御パルスを受け取り、垂直駆動変調回路４１４から変調後の垂直走査用のクロック信号を受け取る。垂直走査回路は、垂直走査用のクロック信号及び所定の制御信号（例えば、リセット信号等）を複数の画素へ行単位に供給する。各画素は、垂直走査用のクロック信号等に応じて、被写体の光学像を光電変換してアナログ信号を生成する。ここで、撮像装置４１５では、垂直走査回路から各画素へリセット信号が走査されることにより、行単位で電子シャッタ動作が行われる。水平走査回路は、パルス発生回路４１７から水平走査用のクロック信号及び所定の制御パルスを受け取る。水平走査回路は、垂直走査用のクロック信号等に基づいて、複数の画素からアナログ信号を読み出して信号処理回路４１６へ供給する。

信号処理回路４１６は、撮像装置４１５、パルス発生回路４１７、及びバス配線４１３に接続されている。信号処理回路４１６は、パルス発生回路４１７から受け取ったクロック信号に基づいて、撮像装置４１５から読み出されたアナログ信号に対して所定の画像処理（Ａ／Ｄ変換、色処理、及びガンマ補正等）を施す。これにより、信号処理回路４１６は、画像データ（デジタル信号）を生成する。信号処理回路４１６は、バス配線４１３を介して、画像データを映像表示回路４１９及び画像記録回路４２０に供給する。

映像表示回路４１９は、バス配線４１３に接続されている。映像表示回路４１９は、バス配線４１３を介して受け取った画像データに対してＥＶＦ（ＥＶＦ:Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）処理を行い、電子モニター画面（図示せず、表示部）に被写体の画像を表示する。これにより、利用者は、被写体の画像を閲覧することができる。ここで、モニター画面はＥＶＦとして機能している。

画像記録回路４２０は、バス配線４１３に接続されている。画像記録回路４２０は、バス配線４１３を介して受け取った画像データに対して符号化等の処理を行い所定の記録媒体（図示せず）に記録する。また、画像記録回路４２０は、所定の指示に基づいて、所定の記録媒体からデータを読み出して復号化等の処理を行い、バス配線４１３を介して処理後のデータを映像表示回路４１９等へ供給する。

スイッチユニット４１２は、バス配線４１３に接続されている。スイッチユニット４１２は、利用者から所定の指示を受け付けるインターフェース（スイッチ）を含む。例えば、スイッチユニット４１２は、ＯＶＦ撮影モード（別の動作モード）とＥＶＦ撮影モードとの切換の指示を受け付けるスイッチを含む。ＯＶＦ撮影モードは、光学ファインダ４０７等を用いて、光学的に被写体を観測し撮影を行うモードである。ＥＶＦ撮影モードは、画像データに対応して画像を電子モニタ画面（ＥＶＦ）で観測して撮影するモードである。また、スイッチユニット４１２は、撮影条件等を設定する指示を受け付けるスイッチ、撮影準備動作及び撮影動作を開始させるための指示を受け付けるスイッチを含む。スイッチユニット４１２は、それらのスイッチを介して受け付けた指示を、バス配線４１３を介して、カメラＣＰＵ４１８へ供給する。これにより、カメラＣＰＵ４１８は、スイッチユニット４１２に入力された指示に応じた制御を行う。

以上のような撮像システム１では、フォーカルプレーンシャッターにおけるメカ先幕の役目を電子シャッタ（電子先幕シャッタ、リセット動作）で行うようになっている。また、撮像システム１では、フォーカルプレーンシャッターにおけるメカ後幕を用いて、本撮影（静止画像を得るための撮影）を行うことができるようになっている。

大型の撮像素子が必要とされる一眼レフカメラでは、ＣＣＤよりもＭＯＳ型センサを用いるほうが好ましい。ＭＯＳ型センサは、プログレッシブスキャンタイプのＣＣＤ（ＰＳ−ＣＣＤ）のように全ての画素において一括して電子シャッタにて蓄積動作を終了させることが難しい。したがって、ＭＯＳ型センサは、メカ先幕およびメカ後幕とともに用いることが好ましい。

一方、デジタル一眼レフカメラでも、電子モニタ画面機能（ＥＶＦ機能）が求められている。この場合には、撮影画面の上部と下部とで電荷蓄積動作を開始及び完了するタイミングが異なるスリットローリングシャッタをＥＶＦ撮影モードの時に使用する必要がある。

また、撮像システム１では、ＥＶＦ撮影モード時にシャッタボタン（図示せず）をオンすると、電子シャッタおよびメカニカルシャッタ４１０を併用して本撮影動作を行うことができるようになっている。

次に、撮像装置（撮像センサ、ＣＭＯＳセンサ）４１５の構成および動作について図２を用いて説明する。図２は、撮像装置４１５の回路構成図である。

撮像装置４１５は、複数の画素５００、垂直走査回路（垂直シフトレジスタ）６０１、水平走査回路（水平シフトレジスタ）６０２、出力回路群５１０、及びＭａｉｎＡＭＰ５２３を備える。

各画素５００は、画素領域６００において、行方向及び列方向へ２次元的に配列されている。画素領域６００には、例えば、６００万個の画素５００が配置されている。画素領域６００は、開口された領域であり、被写体の光学像が結像される領域である。

垂直走査回路６０１は、画素領域６００の周辺に配されている。垂直走査回路６０１は、パルス発生回路４１７（図１参照）から所定の制御パルスを受け取り、垂直駆動変調回路４１４から変調後の垂直走査用のクロック信号等（ＣＬＫ，ＲＳＴ，ＰＳＴ，ＤＩＲ）を受け取る。また、垂直走査回路６０１から各画素５００へは、複数の行信号線が水平方向に延びている。これにより、垂直走査回路６０１は、複数の画素５００を垂直方向に走査しながら、各画素５００へ制御信号（例えば、ＳＥＬ、ＲＥＳ、ＴＸ）を供給する。

ここで、垂直走査回路６０１は、複数の画素５００に対して、リセット信号ＲＥＳの走査（以下、リセット走査とする）を垂直方向に行う。また、垂直走査回路６０１は、複数の画素５００に対して、選択信号（読み出し信号）ＳＥＬの走査（以下、読み出し走査とする）を垂直方向に行う。垂直走査回路６０１は、リセット走査や読み出し走査について、垂直駆動変調回路４１４から受け取った制御信号（ＤＩＲ）に応じて、画素領域６００を上から下へ走査するモードと、画素領域６００を下から上へ走査するモードとを切換可能である。

出力回路群５１０は、画素領域６００の周辺に配されている。出力回路群５１０は、列ごとに設けられた出力回路５１０ａ，・・・の集まりである。各出力回路５１０ａ等は、各列信号線に接続されている。各出力回路５１０ａ等は、列信号線を介して受け取ったノイズ電圧及び信号電圧を蓄積する。

水平走査回路６０２は、画素領域６００の周辺に配されている。水平走査回路６０２から出力回路群５１０の各出力回路５１０ａ等へは、複数の列選択信号線が垂直方向に延びている。これにより、水平走査回路６０２は、出力回路群５１０を水平方向に走査しながら各出力回路５１０ａ等に蓄積されたノイズ電圧及び信号電圧を列ごとに順番にＭａｉｎＡＭＰ５２３へ出力する。

ＭａｉｎＡＭＰ５２３は、ノイズ電圧及び信号電圧を差動増幅して画像信号（アナログ信号）を信号処理回路４１６へ出力する。

次に、画素５００及び出力回路５１０ａの構成及び動作を、図３を用いて説明する。図３は、画素５００及び出力回路５１０ａの回路構成図である。

画素５００は、フォトダイオード（ＰＤ）５０１、転送ＭＯＳトランジスタ５０２、フローティングディフュージョン（ＦＤ）５０６、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４、選択ＭＯＳトランジスタ５０５、リセットＭＯＳトランジスタ５０３を備える。

ＰＤ５０１は、照射された光を光電変換して、露光量に応じた量の電荷を蓄積する。

転送ＭＯＳトランジスタ５０２は、そのゲートに垂直走査回路６０１から転送信号ＴＸが供給される。転送ＭＯＳトランジスタ５０２は、アクティブな転送信号ＴＸがそのゲートに供給された際にオンされ、ＰＤ５０１で蓄積された電荷をＦＤ５０６へ転送する。一方、転送ＭＯＳトランジスタ５０２は、ノンアクティブな転送信号ＴＸがそのゲートに供給された際にオフされ、ＰＤ５０１が電荷蓄積を開始するようにする。

ＦＤ５０６では、転送された電荷を保持するとともに、転送された電荷量に応じてその電位がリセット電位から変化する。ＦＤ５０６は、変化した電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４に入力する。すなわち、ＦＤ５０６は、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４の入力部として機能している。

増幅ＭＯＳトランジスタ５０４は、そのゲートにＦＤ５０６の電位による電圧が入力される。そして、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４は、入力された電圧を増幅して選択ＭＯＳトランジスタ５０５へ出力する。ここで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４は、電流源、及び負荷（図示せず）とともにソースフォロワ動作を行い増幅回路として機能している。

リセットＭＯＳトランジスタ５０３は、そのゲートに垂直走査回路６０１からリセット信号ＲＥＳが供給される。リセットＭＯＳトランジスタ５０３は、アクティブなリセット信号ＲＥＳがそのゲートに供給された際にオンされ、ＦＤ５０６に保持された電荷をリセットする。さらに、転送ＭＯＳトランジスタ５０２のゲートにアクティブな転送信号ＴＸが供給され転送ＭＯＳトランジスタ５０２がオンされていれば、リセットＭＯＳトランジスタ５０３は、ＦＤ５０６に加えてＰＤ５０１に蓄積された電荷もリセットする。

選択ＭＯＳトランジスタ５０５は、そのゲートに垂直走査回路６０１から選択信号ＳＥＬが供給される。選択ＭＯＳトランジスタ５０５は、アクティブな選択信号ＳＥＬがそのゲートに供給された際にオンされ、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４から入力された電圧を列信号線へ出力する。

例えば、ＰＤ５０１において電荷蓄積動作が開始された時点でのＦＤ５０６の電位はリセット電位となっている。このとき、垂直走査回路６０１が選択ＭＯＳトランジスタ５０５のゲートに供給する選択信号ＳＥＬをアクティブにすると、選択ＭＯＳトランジスタ５０５がオン状態になる。そして、ＦＤ５０６のリセット電位による電圧が増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅されたノイズ電圧（リセットノイズレベルの電圧）が選択ＭＯＳトランジスタ５０５を介して列信号線５１１（Ｖ出力線）へ出力される。

あるいは、例えば、所定時間が経過した後、垂直走査回路６０１が転送ＭＯＳトランジスタ５０２へ供給する転送信号ＴＸをノンアクティブからアクティブに変えると、転送ＭＯＳトランジスタ５０２がオフ状態からオン状態に変わる。そして、ＰＤ５０１で蓄積されている電荷がＦＤ５０６に転送される。そして、蓄積電荷を読み出すまでの待機時間が経過した後、ＦＤの電位による電圧が増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅された信号電圧が選択ＭＯＳトランジスタ５０５を介して列信号線５１１へ出力される。

出力回路５１０ａは、スイッチ５１２，５１５、キャパシタＣＴＳ５１３、キャパシタＣＴＮ５１６、読み出しスイッチ５１４,５１７、キャパシタＣＨＳ５２１、及びキャパシタＣＨＮ５２２を備える。

スイッチ５１２は、ＰＴＳ信号がアクティブのときに、オンされて、列信号線を介して伝達された信号電圧をキャパシタＣＴＳ５１３に蓄積する。スイッチ５１２は、ＰＴＳ信号がノンアクティブのときに、オフされて、列信号線とキャパシタＣＴＳ５１３とを遮断する。

スイッチ５１５は、ＰＴＮ信号がアクティブのときに、オンされて、列信号線を介して伝達されたノイズ電圧をキャパシタＣＴＮ５１６に蓄積する。スイッチ５１５は、ＰＴＮ信号がノンアクティブのときに、オフされて、列信号線とキャパシタＣＴＮ５１６とを遮断する。

読み出しスイッチ５１４は、ＰＨＳ信号がアクティブのときに、オンされて、キャパシタＣＴＳ５１３に蓄積された信号電圧をキャパシタＣＨＳ５２１に一時的に保持するとともにＭａｉｎＡＭＰ５２３へ出力する。読み出しスイッチ５１４は、ＰＨＮ信号がノンアクティブのときに、オフされて、キャパシタＣＴＳ５１３とキャパシタＣＨＳ５２１とを遮断する。

読み出しスイッチ５１７は、ＰＨＮ信号がアクティブのときに、オンされて、キャパシタＣＴＮ５１６に蓄積されたノイズ電圧をキャパシタＣＨＮ５２２に一時的に保持するとともにＭａｉｎＡＭＰ５２３へ出力する。読み出しスイッチ５１７は、ＰＨＮ信号がノンアクティブのときに、オフされて、キャパシタＣＴＮ５１６とキャパシタＣＨＮ５２２とを遮断する。

これらにより、ＭａｉｎＡＭＰ５２３は、ノイズ電圧及び信号電圧を差動増幅して画像信号（アナログ信号）を信号処理回路４１６へ出力する。

次に、撮像システム１においてリセット走査と読み出し走査とが同じ方向に行われる場合の動作（ローリング動作）について、図４を用いて説明する。図４は、撮像システム１の動作を示す波形図及びタイミングチャートである。

図４において、信号波形ライン９０９、９１０、９１１は、それぞれ、選択信号ＳＥＬ（ｖ）、リセット信号ＲＥＳ（ｖ）、及び転送信号ＴＸ（ｖ）を示している。選択信号ＳＥＬ（ｖ）、リセット信号ＲＥＳ（ｖ）、及び転送信号ＴＸ（ｖ）は、上述のように、それぞれ、選択ＭＯＳトランジスタ５０５、リセットＭＯＳトランジスタ５０３、転送ＭＯＳトランジスタ５０２のゲートに入力されるパルス信号を示している。また、図４において、（ｖ）は、撮像装置４１５の垂直方向における行の番号（走査番号）を示している。

図４において、下部に示す平行四辺形の図形（点９０２、９０６、９０８、９０７で結ばれた平行四辺形）は、撮像装置４１５の各行における画素の動作を時間軸で示したものである。図４のリセット走査を示す線（点９０２と点９０７とを結ぶ線）及び読み出し走査を示す線（点９０６と点９０８とを結ぶ線）に関して、横軸がタイミング（時刻）を示し、縦軸が画素領域６００の垂直方向における位置を示す。

点９０２及び点９０６を結ぶ破線は、撮像装置４１５の画素領域６００において最も下側に位置する行（最下行）を示す。点９１４、点９０７、及び点９０８を結ぶ破線は、撮像装置４１５の画素領域６００において最も上側に位置する行（最上行）を示す。

タイミング９０３において、垂直走査回路６０１が最下行（９０２，９０６）の各画素の転送信号ＴＸ（９１１）及びリセット信号ＲＥＳ（９１０）を同時にオン状態９０１にすると、最下行に含まれる各画素のＰＤ５０１及びＦＤ５０６が同時にリセットされる。すなわち、垂直走査回路６０１は、最下行から上の行へとリセット走査を開始する。垂直走査回路６０１がリセット走査完了後に転送信号ＴＸ（９１１）およびリセット信号ＲＥＳ（９１０）をオフ状態にすることにより、ＰＤ５０１において電荷蓄積が開始される。

以下、順に最上行（９１４，９０７，９０８）までリセット走査が完了し、画素領域６００におけるすべての画素５００の電荷蓄積が開始される。すなわち、タイミング９１４において、垂直走査回路６０１が最上行のリセット走査を完了し、最上行のＰＤ５０１において電荷蓄積が開始される。

タイミング９０３から所定の蓄積時間Ｔｉｎｔが経過した後のタイミング９０５において、垂直走査回路６０１が最下行（９０２，９０６）における電荷蓄積を終了させる。すなわち、垂直走査回路６０１が最下行のリセットＭＯＳトランジスタ５０３をオン状態にすることで、最下行のＦＤ５０６をリセット電位にする（９００）。ＦＤ５０６は、リセット電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４のゲートに入力する。垂直走査回路６０１が最下行の選択ＭＯＳトランジスタ５０５及びスイッチ５１５をオン状態にすることで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅されたノイズ電圧を列信号線５１１へ読み出してキャパシタＣＴＮ５１６に蓄積する。

その後、垂直走査回路６０１が最下行の転送ＭＯＳトランジスタ５０２をオン状態にすることで、ＰＤ５０１の電荷をＦＤ５０６へ転送してＦＤ５０６を信号電位にする（９００）。ＦＤ５０６は、信号電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４のゲートに入力する。そして、垂直走査回路６０１が各画素５００の選択ＭＯＳトランジスタ５０５及びスイッチ５１５をオン状態にすることで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅された信号電圧を列信号線５１１へ読み出してキャパシタＣＴＳ５１３に蓄積する。

さらに、水平走査回路６０２が出力回路群５１０を例えば最左行から最右行まで走査して各列のノイズ電圧及び信号電圧を順次にＭａｉｎＡＭＰ５２３へ出力する。ＭａｉｎＡＭＰ５２３は、最下行における各列のノイズ電圧及び信号電圧を差動増幅し最下行における各列の画像信号を順次に出力する。

このようにして、タイミング９０５において、垂直走査回路６０１が最下行から上の行へと順次に読み出し走査を開始する。

タイミング９１４から所定の蓄積時間Ｔｉｎｔが経過した後のタイミング９１５において、垂直走査回路６０１が最上行（９１４，９０７，９０８）まで電荷蓄積を終了させる（９００参照）。すなわち、垂直走査回路６０１が最上行のリセットＭＯＳトランジスタ５０３をオン状態にすることで、最上行のＦＤ５０６をリセット電位にする。ＦＤ５０６は、リセット電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４のゲートに入力する。そして、垂直走査回路６０１が最上行の選択ＭＯＳトランジスタ５０５及びスイッチ５１５をオン状態にすることで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅されたノイズ電圧を列信号線５１１へ読み出してキャパシタＣＴＮ５１６に蓄積する。

その後、垂直走査回路６０１が最上行の転送ＭＯＳトランジスタ５０２をオン状態にすることで、ＰＤ５０１の電荷をＦＤ５０６へ転送してＦＤ５０６を信号電位にする。ＦＤ５０６は、信号電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４のゲートに入力する。そして、垂直走査回路６０１が各画素５００の選択ＭＯＳトランジスタ５０５及びスイッチ５１５をオン状態にすることで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅された信号電圧を列信号線５１１へ読み出してキャパシタＣＴＳ５１３に蓄積する。

さらに、水平走査回路６０２が出力回路群５１０を例えば最左行から最右行まで走査して各列のノイズ電圧及び信号電圧を順次にＭａｉｎＡＭＰ５２３へ出力する。ＭａｉｎＡＭＰ５２３は、最上行における各列のノイズ電圧及び信号電圧を差動増幅し最上行における各列の画像信号を順次に出力する。

このように、タイミング９１５において、垂直走査回路６０１が最上行まで読み出し走査を完了させる。

ここで、メカ先幕による走査は、各画素５００においてリセット走査と同時又はリセット動作より前に（図４で点９０２と点９０７とを結ぶ線より左側の領域で）行われることが好ましい。メカ後幕による走査は、各画素５００において読み出し走査と同時又は読み出し動作より後に（図４で点９０６と点９０８とを結ぶ線より右側の領域で）行われることが好ましい。このとき、所定の電荷蓄積時間Ｔｉｎｔは、シャッタースピードを表し、複数の画素５００について一定である。

以上のように、リセット走査及び読み出し走査によって電荷蓄積時間Ｔｉｎｔの制御を行う方式は、スリットローリング電子シャッタと呼ばれ、本実施形態のＥＶＦ撮影モードにおける映像表示に使用される。

次に、撮像システム１においてリセット走査と読み出し走査とが逆方向に行われる場合の動作について、図５を用いて説明する。図５は、リセット走査の方向と読み出し走査の方向とを説明するための図である。

図５には、撮像装置４１５において撮像レンズ４０２に向く面と、メカニカルシャッタ４１０の一部であるメカ後幕とが示されている。すなわち、撮像装置４１５において撮像レンズ４０２に向く面には、画素領域６００が配されている。画素領域６００では、各画素５００のＰＤ５０１に対応した部分が開口されており、光を取り込めるようになっている。一方、図５では、メカニカルシャッタ４１０において、メカ先幕（図示せず）が上から下へ完全に縮んで閉じており、メカ後幕１０１が上から先端位置１０８まで伸びて画素領域６００を部分的に覆っている状態が示されている。すなわち、メカニカルシャッタ４１０において、メカ先幕及びメカ後幕１０１は、筐体の上面から下面へ向かう矢印１０６で示す方向（第１方向）に走行する。筐体の上面から下面へ向かう方向は、撮像システム１の通常の姿勢（撮影時の姿勢）において、重力が作用する方向と同じ方向である。これにより、メカ先幕及びメカ後幕１０１は、走行する際に受ける重力負荷が低減されている。

また、垂直走査回路６０１は、メカ後幕１０１の走行方向と同じ矢印１０６で示す方向にリセット走査（リセット走査されている行（画素リセットライン）１０７参照）を行う。画素領域６００において画素リセットライン１０７から下の領域１０３は、これからリセットされる領域である。すなわち、垂直走査回路６０１は、リセット走査すること（電子シャッタ動作）により、メカ先幕の代わりに、画素領域６００における露光領域１０２の下の領域１０３を擬似的に遮光している。画素リセットライン１０７は、メカ先幕が領域１０３を覆った場合のメカ先幕の上端に相当する。

また、画素リセットライン１０７とメカ後幕１０１の先端１０８との間のスリット状の領域１０２は、露光による電荷蓄積が行われている領域（電荷蓄積領域）である。そして、画素リセットライン１０７が通過してから、すなわち、画素リセット動作が完了してから、メカ後幕１０１によって遮光状態となるまでの時間が特定画素における電荷蓄積動作が行われる電荷蓄積時間となる。また、上述のように電荷蓄積動作の開始タイミングは、画素領域６００の行毎で異なっており、画素領域６００のうち最も上に位置する行で電荷蓄積動作が最も早く開始され、最も下に位置する行で電荷蓄積動作が最も遅く開始される。

一方、垂直走査回路６０１は、メカ後幕１０１が画素領域６００の下端まで伸びて画素領域６００を完全に覆った後に、メカ後幕１０１の走行方向（矢印１０６で示す方向）と逆方向である矢印１０５で示す方向（第２方向）に読み出し走査を行う。すなわち、垂直走査回路６０１は、下から上へ読み出し走査を行う。ここで、画素領域６００に結像する被写体の像は、撮像レンズ４０２を介して実際の被写体と点対称なものとなり、上下が反転する。垂直走査回路６０１が下から上へ順次に読み出し走査を行い、各行の画素の読み出し動作が行われることにより、被写体の像は、上部から下部へ順次に読み出される。そして、被写体の像の上部から下部に対応した画像信号が順次に撮像装置４１５から信号処理回路４１６へ供給されることになる。これにより、画像処理及びＥＶＦ処理が行われてモニター画面に表示される画像は、被写体の上部から下部へ順次表示されるので、閲覧者にとって自然に感じられるものになる。すなわち、好適に画像処理及びＥＶＦ処理を行うことができる。

次に、撮像システム１においてリセット走査と読み出し走査とが逆方向に行われる場合の動作について、図６を用いて説明する。図６は、撮像システム１の動作を示すタイミングチャートである。

図６のリセット走査を示す線２００及び読み出し走査を示す線２０２に関して、横軸がタイミング（時刻）を示し、縦軸が画素領域６００の垂直方向における位置（１行目〜ｎ行目）を示す。

破線２０５は、撮像装置４１５の画素領域６００において最も下側に位置する行（最下行）を示す。実線２０４は、撮像装置４１５の画素領域６００において最も上側に位置する行（最上行）を示す。

タイミングｔｒｓにおいて、垂直走査回路６０１が最上行２０４における各画素の転送信号ＴＸ及びリセット信号ＲＥＳを同時にオン状態にすると、最上行２０４に含まれる各画素のＰＤ５０１及びＦＤ５０６が同時にリセットされる。すなわち、垂直走査回路６０１は、最上行から下の行へとリセット走査を開始する。垂直走査回路６０１がリセット走査完了後に転送信号ＴＸおよびリセット信号ＲＥＳをオフ状態にすることにより、ＰＤ５０１において電荷蓄積が開始される。

以下、順に最下行２０５までリセット走査が完了し、画素領域６００におけるすべての画素５００の電荷蓄積が開始される。すなわち、タイミング８１１において、垂直走査回路６０１が最下行２０５のリセット走査を完了し、最下行２０５のＰＤ５０１において電荷蓄積が開始される。

タイミングｔｒｓから所定の電荷蓄積時間Ｔｅｘが経過した後のタイミングｔａｓにおいて、メカ後幕１０１（図５参照）が最上行２０４における電荷蓄積を終了させる。すなわち、メカ後幕１０１が伸びてその先端位置１０８が最上行２０４を覆う位置になる。

タイミング８１１から所定の電荷蓄積時間Ｔｅｘが経過した後のタイミング８１２において、メカ後幕１０１が最下行２０５まで電荷蓄積を終了させる。すなわち、メカ後幕１０１が伸びてその先端位置１０８が最下行２０５を覆う位置になる。これにより、メカ後幕１０１は画素領域６００のほぼ全面を覆うようになる。

なお、図６において、メカ後幕１０１の走行線２０１が擬似的に直線で示されているが、メカ後幕１０１がバネ力によって駆動されており一定でない速度で走行するので、実際の走行線は曲線を描く。

タイミング８１２より後のタイミングｔｐｓにおいて、垂直走査回路６０１が最下行２０５における読み出し走査を開始する。すなわち、垂直走査回路６０１が最下行２０５のリセットＭＯＳトランジスタ５０３をオン状態にすることで、最下行２０５のＦＤ５０６をリセット電位にする。ＦＤ５０６は、リセット電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４のゲートに入力する。そして、垂直走査回路６０１が最下行２０５の選択ＭＯＳトランジスタ５０５及びスイッチ５１５をオン状態にすることで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅されたノイズ電圧（リセットノイズレベルの電圧）を読み出してキャパシタＣＴＮ５１６に蓄積する。

その後、垂直走査回路６０１が最下行２０５の転送ＭＯＳトランジスタ５０２をオン状態にすることで、ＰＤ５０１の電荷をＦＤ５０６へ転送してＦＤ５０６を信号電位にする。ＦＤ５０６は、信号電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４のゲートに入力する。そして、垂直走査回路６０１が各画素５００の選択ＭＯＳトランジスタ５０５及びスイッチ５１５をオン状態にすることで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅された信号電圧を読み出してキャパシタＣＴＳ５１３に蓄積する。

さらに、水平走査回路６０２が出力回路群５１０を例えば最左行から最右行まで走査して各列のノイズ電圧及び信号電圧を順次にＭａｉｎＡＭＰ５２３へ出力する。ＭａｉｎＡＭＰ５２３は、最下行２０５における各列のノイズ電圧及び信号電圧を差動増幅し最下行２０５における各列の画像信号を順次に出力する。

このようにして、タイミングｔｐｓにおいて、垂直走査回路６０１が最下行２０５から上の行へと順次に読み出し走査を開始する。

タイミングｔｂｓにおいて、垂直走査回路６０１が最上行２０４まで読み出し走査を完了させる。すなわち、垂直走査回路６０１が最上行２０４のリセットＭＯＳトランジスタ５０３をオン状態にすることで、最上行２０４のＦＤ５０６をリセット電位にする。ＦＤ５０６は、リセット電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４のゲートに入力する。そして、垂直走査回路６０１が最上行２０４の選択ＭＯＳトランジスタ５０５及びスイッチ５１５をオン状態にすることで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅されたノイズ電圧（リセットノイズレベルの電圧）を読み出してキャパシタＣＴＮ５１６に蓄積する。

その後、垂直走査回路６０１が最上行２０４の転送ＭＯＳトランジスタ５０２をオン状態にすることで、ＰＤ５０１の電荷をＦＤ５０６へ転送してＦＤ５０６を信号電位にする。ＦＤ５０６は、信号電位による電圧を増幅ＭＯＳトランジスタ５０４のゲートに入力する。そして、垂直走査回路６０１が各画素５００の選択ＭＯＳトランジスタ５０５及びスイッチ５１５をオン状態にすることで、増幅ＭＯＳトランジスタ５０４で増幅された信号電圧を読み出してキャパシタＣＴＳ５１３に蓄積する。

さらに、水平走査回路６０２が出力回路群５１０を例えば最左行から最右行まで走査して各列のノイズ電圧及び信号電圧を順次にＭａｉｎＡＭＰ５２３へ出力する。ＭａｉｎＡＭＰ５２３は、最上行２０４における各列のノイズ電圧及び信号電圧を差動増幅し最上行２０４における各列の画像信号を順次に出力する。

このように、タイミングｔｂｓにおいて、垂直走査回路６０１が最上行２０４まで読み出し走査を完了させる。

ここで、メカ先幕による走査は、各画素５００においてリセット走査と同時又はリセット動作より前に（図６の線２００より左側の領域で）行われることが好ましい。このとき、所定の電荷蓄積時間Ｔｅｘは、シャッタースピードを表し、複数の画素５００について一定である。

以上のように、リセット走査及びメカ後幕の走行によって電荷蓄積時間Ｔｅｘの制御を行う。

次に、垂直走査回路（垂直シフトレジスタ）６０１の回路構成を、図７を用いて説明する。図７は、垂直走査回路６０１の回路構成図である。

図７において、走査スタートパルス（以下、ＰＳＴとする）３３１は、本実施形態における垂直走査回路６０１のスタートパルス信号である。Ｌｉｎｅ １からＬｉｎｅ ｎ（３０１〜３０６）は、撮像装置４１５の画素領域６００における最上行（１行目）から最下行（ｎ行目）の行選択信号を表わしている。また、ＤＩＲ信号３３２は、本実施形態における垂直走査回路６０１のスタートパルス３３１の走査方向を切り換えるための信号である。ＤＩＲ信号３３２が「０」のとき、ＰＳＴ信号３３１により、撮像装置４１５の画素領域６００における最上行（１行目）から最下行（ｎ行目）が順次に選択及び走査される。ＤＩＲ信号３３２が「１」のとき、ＰＳＴ信号３３１により、撮像装置４１５の画素領域６００における最下行（ｎ行目）から最上行（１行目）が順次に選択及び走査される。本実施形態では、ＤＩＲ信号３３２の初期値は、「１」（最下行から最上行へと走査する方向）となっており、ＥＶＦ撮影モードでシャッタオンされた場合、ただちに「０」（メカニカルシャッタ４１０の走行方向と同じ方向）に設定される。

図７に示すように、垂直走査回路６０１では、ＤＩＲ信号３３２が「０」のとき、ＰＳＴ３３１が入力されると、行選択信号３０１〜３０６が、ＣＬＫ３３３の立ち上がりタイミングでＬｉｎｅ １からＬｉｎｅ ｎの順にアクティブになる。すなわち、ＤＩＲ信号３３２が「０」のとき、撮像装置４１５の画素領域６００における最上行（Ｌｉｎｅ １）から最下行（Ｌｉｎｅ ｎ）が、順次選択されて走査される。

また、垂直走査回路６０１では、ＤＩＲ信号３３２が「１」のとき、ＰＳＴ３３１が入力されると、行選択信号３０１〜３０６が、ＣＬＫ３３３の立ち上がりタイミングでＬｉｎｅ ｎからＬｉｎｅ １の順にアクティブになる。すなわち、ＤＩＲ信号３３２が「１」のとき、撮像装置４１５の画素領域６００における最下行（Ｌｉｎｅ ｎ）から最上行（Ｌｉｎｅ １）が、順次選択されて走査される。

なお、図示しないが、撮像装置４１５では、選択された行選択信号Ｌｉｎｅ １〜Ｌｉｎｅ ｎ信号（３０１〜３０６）と、各画素５００へ供給する制御信号（例えば、ＳＥＬ、ＲＥＳ、ＴＸ）とがアンド回路等により接続されている。そして、垂直走査回路６０１により選択及び走査された行毎に各ＭＯＳトランジスタが所定のタイミングでアクティブになる。

次に、撮像システム１が被写体を撮像する処理の流れを、図８を用いて説明する。図８は、撮像システム１が被写体を撮像する処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ７０１では、スイッチユニット４１２が、利用者から、電源をオンするための指示を受け付ける。カメラＣＰＵ４１８は、その指示の情報をバス配線４１３経由で受け取る。カメラＣＰＵ４１８は、その指示に基づいて、初期動作を制御するとともに、所定の初期化を行う。カメラＣＰＵ４１８は、例えば、ＯＶＦ撮影モードに最適な初期化を行う。カメラＣＰＵ４１８は、例えば、垂直走査回路６０１のＤＩＲ信号３３２を「１」に設定し、ＥＶＦおよび映像表示回路４１９をオフする。

ステップＳ７０２では、撮影モード切換え処理を行う。撮影モード切換え処理の詳細は後述する。

ステップＳ７０３では、スイッチユニット４１２が、利用者から、シャッタをオンするための指示を受け付ける。カメラＣＰＵ４１８は、その指示の情報をバス配線４１３経由で受け取る。

ステップＳ７０４では、カメラＣＰＵ４１８が、シャッタをオンするための指示に基づいて、現在の撮影モードを判断する。カメラＣＰＵ４１８は、現在の撮影モードがＯＶＦ撮影モードであると判断する場合、処理をステップＳ７０５へ進め、現在の撮影モードがＥＶＦ撮影モードであると判断する場合、処理をステップＳ７１３へ進める。

ステップＳ７０５では、カメラＣＰＵ４１８が、シャッタをオンするための指示に基づいて、ミラー部材４０８を駆動して非撮影状態の位置（図１に実線で示す）から撮影状態の位置（図１に破線で示す）へ移動する。すなわち、ミラー部材４０８は、光軸４０３から退避した状態（ミラーアップした状態）になる。

ステップＳ７０６では、カメラＣＰＵ４１８が、シャッタをオンするための指示に基づいて、シャッタ動作を開始させる指令を生成してバス配線４１３経由でシャッタ駆動回路４１１へ供給する。シャッタ駆動回路４１１は、シャッタ動作を開始させる指令に応じて、メカニカルシャッタ４１０のメカ先幕を上から下へ走行させる。これにより、メカ先幕により覆われていた撮像装置４１５の画素領域６００において上から下へ順次に遮光が解除される。

ステップＳ７０７では、メカニカルシャッタ４１０のメカ先幕が上から下へ縮んで、撮像装置４１５の画素領域６００がその上部から露光され始める。

ステップＳ７０８では、シャッタ駆動回路４１１が、タイマ（図示せず）を参照して、メカ先幕を走行し始めてから所定の電荷蓄積時間Ｔｉｎｔが経過したか否かを判断する。シャッタ駆動回路４１１は、所定の電荷蓄積時間Ｔｉｎｔが経過していないと判断した場合、待機状態を維持する。シャッタ駆動回路４１１は、所定の電荷蓄積時間Ｔｉｎｔが経過したと判断した場合、メカ後幕１０１を上から下へ走行させる。これにより、撮像装置４１５の画素領域６００において、スリット状の露光領域が上から下へ移動していく。

ステップＳ７０９では、カメラＣＰＵ４１８が、メカ先幕及びメカ後幕が最下行まで走行したことを示す情報を、シャッタ駆動回路４１１からバス配線４１３経由で受け取る。カメラＣＰＵ４１８は、その情報に基づき、パルス発生回路４１７及び垂直駆動変調回路４１４を制御して、撮像装置４１５の垂直走査回路６０１が画素領域６００を上から下へ読み出し走査するようにする。

ステップＳ７１０では、カメラＣＰＵ４１８が、垂直走査回路６０１が最下行まで読み出し走査を完了した旨の情報を、撮像装置４１５からバス配線４１３経由で受け取る。カメラＣＰＵ４１８は、読み出し走査を完了した旨の情報に基づいて、ミラー部材４０８を駆動して撮影状態の位置（図１に破線で示す）から非撮影状態の位置（図１に実線で示す）へ移動する。すなわち、ミラー部材４０８は、光軸４０３に交差した状態（ミラーダウンした状態）になる。

ステップＳ７１１では、カメラＣＰＵ４１８が、チャージを行わせる制御信号を、バス配線４１３経由でシャッタ駆動回路４１１に供給する。シャッタ駆動回路４１１は、その制御信号に基づいて、メカニカルシャッタ４１０のメカ先幕及びメカ後幕をチャージする。

このように、ステップＳ７０５〜Ｓ７１１により、光学ファインダ４０７を用いた通常の撮影動作が行われる。

一方、ステップＳ７１３では、カメラＣＰＵ４１８が、シャッタをオンするための指示に基づいて、垂直駆動変調回路４１４を制御して、ＤＩＲ信号３３２が上から下への走査を示すように（例えば、「０」に）設定する。垂直駆動変調回路４１４は、ＤＩＲ信号３３２（例えば、「０」）を撮像装置４１５の垂直走査回路６０１へ供給する。

ステップＳ７１４では、カメラＣＰＵ４１８が、メカ先幕が最下行まで走行したことを示す情報を、シャッタ駆動回路４１１からバス配線４１３経由で受け取る。カメラＣＰＵ４１８は、その情報及びＤＩＲ信号３３２等に基づき、パルス発生回路４１７及び垂直駆動変調回路４１４を制御して、撮像装置４１５の垂直走査回路６０１が画素領域６００を上から下へリセット走査（電子先幕走行）するようにする。

ステップＳ７１５では、撮像装置４１５の垂直走査回路６０１が画素領域６００を上から下へリセット走査を行い、撮像装置４１５の画素領域６００がその上部から電荷蓄積動作を開始する。これにより、撮像装置４１５の画素領域６００がその上部から実質的な露光を開始する。

ステップＳ７１６では、シャッタ駆動回路４１１が、タイマ（図示せず）を参照して、垂直走査回路６０１がリセット走査し始めてから所定の電荷蓄積時間Ｔｅｘが経過したか否かを判断する。シャッタ駆動回路４１１は、所定の電荷蓄積時間Ｔｅｘが経過していないと判断した場合、待機状態を維持する。シャッタ駆動回路４１１は、所定の電荷蓄積時間Ｔｅｘが経過したと判断した場合、メカ後幕１０１を上から下へ走行させる。これにより、撮像装置４１５の画素領域６００において、スリット状の領域１０２（図５参照）が上から下へ移動していく。

ステップＳ７１７では、カメラＣＰＵ４１８が、メカ後幕１０１が最下行まで走行したことを示す情報を、シャッタ駆動回路４１１からバス配線４１３経由で受け取る。カメラＣＰＵ４１８は、その情報に基づいて、垂直駆動変調回路４１４を制御して、ＤＩＲ信号３３２が下から上への走査を示すように（例えば、「１」に）設定する。垂直駆動変調回路４１４は、ＤＩＲ信号３３２（例えば、「１」）を撮像装置４１５の垂直走査回路６０１へ供給する。

ステップＳ７１８では、カメラＣＰＵ４１８が、ＤＩＲ信号３３２等に基づき、パルス発生回路４１７及び垂直駆動変調回路４１４を制御して、撮像装置４１５の垂直走査回路６０１が画素領域６００を下から上へ読み出し走査するようにする。

ステップＳ７１９では、カメラＣＰＵ４１８が、チャージを行わせる制御信号を、バス配線４１３経由でシャッタ駆動回路４１１に供給する。シャッタ駆動回路４１１は、その制御信号に基づいて、メカニカルシャッタ４１０のメカ先幕及びメカ後幕をチャージする。

このように、ステップＳ７１３〜Ｓ７１９により、電子モニタ画面（ＥＶＦ）を用いた撮影動作が行われる。

次に、撮影モード切換え処理の流れを、図９を用いて説明する。図９は、撮影モード切換え処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ８０１では、スイッチユニット４１２が、撮影モードを設定するための指示を受け付ける。カメラＣＰＵ４１８は、その指示の情報をバス配線４１３経由で受け取る。カメラＣＰＵ４１８は、撮影モードがＯＶＦ撮影モードに設定されたと判断した場合、処理をステップＳ８０２へ進め、撮影モードがＥＶＦ撮影モードに設定されたと判断した場合、処理をステップＳ８０６へ進める。

ステップＳ８０２では、カメラＣＰＵ４１８が、撮影モードがＯＶＦ撮影モードに設定された旨の情報を、スイッチユニット４１２からバス配線４１３経由で受け取る。カメラＣＰＵ４１８は、その情報に基づいて、ミラー部材４０８を駆動して撮影状態の位置（図１に破線で示す）から非撮影状態の位置（図１に実線で示す）へ移動する。すなわち、ミラー部材４０８は、光軸４０３に交差した状態（ミラーダウンした状態）になる。これにより、被写体の像を示す光束がミラー部材４０８で反射して光学ファインダ４０７に導かれて、利用者が光学ファインダ４０７を介して被写体の光学像を閲覧することができるようになる。

ステップＳ８０３では、カメラＣＰＵ４１８が、チャージを行わせる制御信号を、バス配線４１３経由でシャッタ駆動回路４１１に供給する。シャッタ駆動回路４１１は、その制御信号に基づいて、メカニカルシャッタ４１０のメカ先幕及びメカ後幕をチャージする。

ステップＳ８０４では、カメラＣＰＵ４１８が、バス配線４１３を介して、映像表示回路４１９及び電子モニタ画面（ＥＶＦ）をオフさせる。

ステップＳ８０６では、カメラＣＰＵ４１８が、撮影モードがＥＶＦ撮影モードに設定された旨の情報を、スイッチユニット４１２からバス配線４１３経由で受け取る。カメラＣＰＵ４１８は、その情報に基づいて、ミラー部材４０８を駆動して非撮影状態の位置（図１に実線で示す）から撮影状態の位置（図１に破線で示す）へ移動する。すなわち、ミラー部材４０８は、光軸４０３から退避した状態（ミラーアップした状態）になる。

ステップＳ８０７では、カメラＣＰＵ４１８が、撮影モードがＥＶＦ撮影モードに設定された旨の情報に基づいて、メカ先幕の走行を開始させる指令を生成してバス配線４１３経由でシャッタ駆動回路４１１へ供給する。シャッタ駆動回路４１１は、メカ先幕の走行を開始させる指令に応じて、メカニカルシャッタ４１０のメカ先幕を上から下へ走行させる。

ステップＳ８０８では、カメラＣＰＵ４１８が、バス配線４１３を介して、映像表示回路４１９及び電子モニタ画面（ＥＶＦ）をオンさせる。そして、撮像システム１は、図４に示すローリング動作を行う。

一方、撮像装置４１５は、被写体の光学像に対応した画像信号を信号処理回路４１６に供給する。信号処理回路４１６は、受け取った画像信号を信号処理し画像データを映像表示回路４１９へ出力する。映像表示回路４１９は、画像データに対応した画像を電子モニタ画面（ＥＶＦ）に表示する。これにより、利用者が電子モニタ画面（ＥＶＦ）を介して被写体の光学像を閲覧することができるようになる。

以上のように、本実施形態の撮像システム１によれば、ＥＶＦ撮影モードから上述した本撮影動作に移行する際には、ミラー部材４０８が光軸４０３からすでに退避している。それとともに、メカ先幕が開状態にあるため、シャッタボタンの操作に応じて直ちに本撮影動作を行うことができる。

また、本実施形態の撮像システムによれば、メカニカルシャッタ４１０の走行方向は、通常の姿勢において重力負荷がかからないため、安定した走行曲線が得られるとともに、経時変化、動作耐久性において有利となる。

また、本実施形態の撮像システムによれば、常時、撮像画像の上部から（画素領域６００の最下行から）蓄積電荷を読み出すため、被写体の上部から下部までの画像信号を順次に読み出すことができる。このため、好適な画像処理およびＥＶＦ処理を行うことができる。

このように、メカニカルシャッタおよび電子シャッタを併用して撮像動作を行うので、メカニカルシャッタの重力負荷を低減するとともに、被写体の上部から下部までの画像信号を順次に読み出すことができる。

本発明の実施形態に係る撮像システムの構成図。 撮像装置の回路構成図。 画素及び出力回路の回路構成図。 撮像システムの動作を示す波形図及びタイミングチャート。 リセット走査の方向と読み出し走査の方向とを説明するための図。 撮像システムの動作を示すタイミングチャート。 垂直走査回路の回路構成図。 撮像システムが被写体を撮像する処理の流れを示すフローチャート。 撮影モード切換え処理の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１ 撮像システム
４００ カメラ本体
４０１ 交換レンズ
４１５ 撮像装置
５００ 画素
５１０ 出力回路群
５２３ ＭａｉｎＡＭＰ
６００ 画素領域
６０１ 垂直走査回路
６０２ 水平走査回路

Claims (5)

1. 光学系を介して被写体の光学像を撮像する撮像システムであって、
   行単位で画素がリセットされる機能を有する撮像センサと、
   前記撮像センサを遮光することによって前記撮像センサの露光の終了を制御するように配置されたメカニカルシャッタと、
   を備え、
   撮影モードとして、
   前記撮像センサにおける各行の画素の電荷蓄積動作は、リセット動作が完了したタイミングで開始し、前記メカニカルシャッタにより遮光されるタイミングで終了し、
   前記撮像センサにおける各行の画素のリセット動作は、前記撮像システムの筐体の上面から下面へ向かう第１方向に順に行が選択されるようになされ、
   前記メカニカルシャッタは、前記第１方向にシャッタ幕を走行させながら前記撮像センサの露光を終了させ、
   前記撮像センサからの各行の画素の読み出し動作は、前記シャッタ幕によって前記撮像センサの露光が終了された後に、前記第１方向と逆方向である第２方向に順に行が選択されるようになされる
   という動作モードを有する
   ことを特徴とする撮像システム。
2. 前記撮像センサから読み出された画像を表示する表示部をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記メカニカルシャッタは、前記撮像センサの露光の開始を制御する機能をさらに有し、
   前記撮像システムは、撮影モードとして、
   前記撮像センサにおける各行の画素の電荷蓄積動作は、前記メカニカルシャッタにより遮光が解除されるタイミングで開始し、前記メカニカルシャッタにより遮光されるタイミングで終了し、
   前記メカニカルシャッタは、前記第１方向に別のシャッタ幕を走行させながら遮光を解除して前記撮像センサの露光を開始させ、前記第１方向に前記シャッタ幕を走行させながら前記撮像センサの露光を終了させる
   という動作モードを更に有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像システム。
4. 光学系を介して被写体の光学像を撮像する撮像システムであって、
   行単位で画素がリセットされる機能を有する撮像センサと、
   第１シャッタ幕および第２シャッタ幕を含むメカニカルシャッタと、
   を備え、
   前記撮像センサにおける各行の画素に光が当たるように前記第１シャッタ幕が動作した状態で、画素のリセット動作および前記第２シャッタ幕によって画素の電荷蓄積動作を制御する動作モードを有し、
   前記動作モードでは、
   前記撮像センサにおける各行の画素の電荷蓄積動作は、前記リセット動作が完了したタイミングで開始し、前記第２シャッタ幕により遮光されるタイミングで終了し、
   前記撮像センサにおける各行の画素のリセット動作は、前記撮像システムの筐体の上面から下面へ向かう第１方向に順に行が選択されるようになされ、
   前記メカニカルシャッタは、前記第１方向に前記第２シャッタ幕を走行させながら前記撮像センサの露光を終了させ、
   前記撮像センサからの各行の画素の読み出し動作は、前記第２シャッタ幕によって前記撮像センサの露光が終了された後に、前記第１方向と逆方向である第２方向に順に行が選択されるようになされる
   ことを特徴とする撮像システム。
5. 前記撮像センサは、
   被写体の光学像を撮像する複数の画素と、
   前記複数の画素を行単位で走査する垂直走査部と、
   を含み、
   前記撮像センサにおけるリセットすべき行は、前記垂直走査部により前記第１方向に走査され、
   前記撮像センサにおける画素を読み出すべき行は、前記垂直走査部により前記第２方向に走査される
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像システム。

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