(57)【要約】【課題】フォーカルプレンシャッタにおいて、電子先幕による撮影に要する時間を短縮可能な構成とする。【解決手段】フォーカルプレンシャッタにおいて、開口部を有する地板と、前記地板に配置される第１モータ及び第２モータと、前記第１モータの回転に応じて前記開口部を開閉する第１羽根と、前記第２モータの回転に応じて前記開口部を開放する第２羽根と、を備える構成とする。【選択図】図１
2020067581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する地板と、
前記地板に配置される第１モータ及び第２モータと、
前記第１モータの回転に応じて前記開口部を開閉する第１羽根と、
前記第２モータの回転に応じて前記開口部を開放する第２羽根と、を備える、
フォーカルプレンシャッタ。
【請求項２】
前記第２羽根を駆動して前記開口部を閉鎖させる付勢部材をさらに備える、
請求項１に記載のフォーカルプレンシャッタ。
【請求項３】
前記第２羽根が前記開口部を閉鎖する際は、前記第２羽根が、前記付勢部材及び電磁石により駆動される、
請求項２に記載のフォーカルプレンシャッタ。
【請求項４】
前記第１モータと前記第２モータとは、それぞれ独立して作動する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフォーカルプレンシャッタ。
【請求項５】
前記第１モータは前記開口部の一方側に配置され、
前記第２モータは前記開口部の他方側に配置される、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフォーカルプレンシャッタ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のフォーカルプレンシャッタと、
撮像素子と、
を備える撮像装置。
【請求項７】
撮像時に、電子先幕として作動するよう前記撮像素子を制御する制御部をさらに備える、
請求項６に記載のフォーカルプレンシャッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、カメラなどの撮像装置に用いられるフォーカルプレンシャッタなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
羽根によって開口部を開閉することで撮像素子に対する露光を行うフォーカルプレンシャッタでは、地板と補助地板との間に形成された羽根室に配置された羽根を駆動機構により駆動することで開口部の開閉状態を変化させ、露光が行われる構成となっている。このような構成において、撮像素子の制御により先幕（先羽根）を擬似的に実現し、後幕（後羽根）の走行により撮像を行う、電子先幕を有する構成を採用することがある。例えば特許文献１には、このような電子先幕を採用したフォーカルプレンシャッタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８２２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の従来の電子先幕を採用したフォーカルプレンシャッタでは、チャージ動作を短くして１画像の撮影時間を短くし、高速連写を可能にするため、チャージ動作中に開口部を閉鎖する遮光部材を採用する構成としている。当該構成では、遮光部材は後幕と機械的に連動している。しかし、遮光部材が後幕と機械的に連動するため、遮光部材が作動するタイミング及び速度を撮影条件に応じて調整することができなかった。さらに、遮光部材の作動タイミング及び速度を調整できないので、連写速度の向上が困難であった。また、遮光部材は、電磁石とバネとの作用により作動する後幕のチャージ動作の際に、チャージ用のモータによって駆動されるが、後幕と遮光部材とが１つのモータにより駆動されるため、駆動時に衝撃や騒音が発生することがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の第１の手段は、
開口部を有する地板（１）と、
前記地板に配置される第１モータ（９１、１９１）及び第２モータ（９５、１９５）と、
前記第１モータの回転に応じて前記開口部を開閉する第１羽根（４、１０４）と、
前記第２モータの回転に応じて前記開口部を開放する第２羽根（５、１０５）と、を備える、
フォーカルプレンシャッタである。
【０００７】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、第１羽根（例えば遮光羽根）と第２羽根（例えば後羽根）とを個別のモータで駆動するため、それぞれ独立したタイミングで駆動することが可能となり、第１羽根の作動のタイミングや速度を可変できるため、より一層の高速連写が可能となる。また、セット作動時の衝撃及び騒音などを軽減させることなどが可能となる。また、セット作動における第１羽根と第２羽根との重なり具合などを調整することが容易になるため、遮光性の向上などが可能となる。また、第１モータ及び第２モータの作動タイミングを調整することで、これらのモータへ供給する電流のピーク値を軽減させることが可能となり、省電力での作動が可能となる。また、第１羽根の走行時に、第１羽根がモータの回転に応じて駆動されるため、モータに印加する電圧を制御することにより、走行時のブレーキを比較的容易に制御することができ、走行終了時の衝撃を軽減させることができる。また、第１羽根と第２羽根とを１つのモータで駆動する構成と比較すると、第１モータ及び第２モータのそれぞれを小さくすることができるため、第１モータ及び第２モータの配置スペースの自由度を向上させ、小型のフォーカルプレンシャッタを構成することなどが可能となる。
【０００８】
上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記第２羽根を駆動して前記開口部を閉鎖させる付勢部材をさらに備える。
【０００９】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、第２羽根をモータで駆動するよりも高速で作動させることができるため、シャッタの高速化が可能な構成にすることができる。
【００１０】
上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記第２羽根が前記開口部を閉鎖する際は、前記第２羽根が、前記付勢部材及び電磁石により駆動される。
【００１１】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、第２羽根がより高速に安定して作動可能な構成にすることができる。
【００１２】
上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記第１モータと前記第２モータとは、それぞれ独立して作動する。
【００１３】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、セット作動時の衝撃及び騒音などを、より効果的に軽減させることなどが可能となる。
【００１４】
上記フォーカルプレンシャッタにおいて、好ましくは、
前記第１モータは前記開口部の一方側に配置され、
前記第２モータは前記開口部の他方側に配置される。
【００１５】
上記構成のフォーカルプレンシャッタによれば、配置空間に適した形状の構成とすることなどが可能となる。また、局所的に強力な電磁ノイズが発生することを抑制することなどが可能となる。
【００１６】
上記いずれかのフォーカルプレンシャッタは、カメラなどの撮像装置に好適に適用される。
【００１７】
上記のような撮像装置によれば、セット作動時の衝撃、騒音、及び電磁ノイズなどを軽減させた構成とすることなどが可能となる。また、従来構成と比較して、さらに高速に連続撮影を行うことが可能な構成にすることなどが可能となる。
【００１８】
上記撮像装置において、好ましくは、
撮像時に、電子先幕として作動するよう前記撮像素子を制御する制御部をさらに備える。
【００１９】
上記構成の撮像装置によれば、撮像時の処理を、電子先幕として作動する撮像素子と、第２羽根とにより行うことができるため、撮像処理を高速かつ省電力で行うことなどが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタにおけるセット作動完了状態の平面図である。
【図２】図２は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタにおけるレリーズ後であって後羽根走行直前の状態の平面図である。
【図３】図３は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタにおける後羽根走行途中の状態の平面図である。
【図４】図４は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタにおける後羽根走行完了時の状態の平面図である。
【図５】図５は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタにおけるセット作動途中の状態の平面図である。
【図６】図６は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタにおけるセット作動途中であって図５の状態後の状態の平面図である。
【図７】図７は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタにおけるセット作動途中であって図６の状態後の状態の平面図である。
【図８】図８は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタの動作のシーケンス図である。
【図９】図９は、実施形態１のフォーカルプレンシャッタを含む撮像装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施形態２のフォーカルプレンシャッタにおけるセット作動完了状態の平面図である。
【図１１】図１１は、実施形態２のフォーカルプレンシャッタにおけるレリーズ後であって後羽根走行直前の状態の平面図である。
【図１２】図１２は、実施形態２のフォーカルプレンシャッタにおける後羽根走行途中の状態の平面図である。
【図１３】図１３は、実施形態２のフォーカルプレンシャッタにおける後羽根走行完了時の状態の平面図である。
【図１４】図１４は、実施形態２のフォーカルプレンシャッタにおけるセット作動途中の状態の平面図である。
【図１５】図１５は、実施形態２のフォーカルプレンシャッタにおけるセット作動途中であって図１４の状態後の状態の平面図である。
【図１６】図１６は、実施形態２のフォーカルプレンシャッタにおけるセット作動途中であって図１５の状態後の状態の平面図である。
【図１７】図１７は、実施形態２のフォーカルプレンシャッタの動作のシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のフォーカルプレンシャッタは、所謂電子先幕（または「電子先羽根」とも呼ばれる）を利用した高速での連続撮影を可能にした構成であって、開口部を開閉する遮光幕として機能する遮光羽根と、撮像時に先羽根として機能する撮像素子の電子シャッタと共に機械的な後羽根として機能する後羽根とが、それぞれ独立したモータで駆動させる構成となっている点を、特徴のひとつとする。
【００２２】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態１
２．実施形態２
３．本発明の特徴
４．補足事項
【００２３】
＜１．実施形態１＞
まず、本発明の実施形態１について、図１〜図７を参照しながら具体的に説明する。図１〜図７は、それぞれ異なる状態のフォーカルプレンシャッタの平面図である。図１は、セット作動完了の状態の平面図である。図２は、レリーズ後であって後羽根走行直前の状態の平面図である。図３は、後羽根走行途中の状態の平面図である。図４は、後羽根走行完了時の状態の平面図である。図５は、セット作動途中の状態の平面図である。図６は、図５の状態後のセット作動途中の状態の平面図である。図７は、図６の状態後のセット作動途中の状態の平面図である。本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、図１〜図７の順に作動し、図７の状態の後に図１の状態に戻る。なお、フォーカルプレンシャッタを、撮像準備ができた状態にすることを「セット作動」という。
【００２４】
図示されるように、本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、地板１、遮光羽根４、後羽根５、遮光羽根用主アーム６１、遮光羽根用従アーム６２、後羽根用主アーム７１、後羽根用従アーム７２、遮光羽根用モータ９１、遮光羽根用カム部材９１ａ、遮光羽根用駆動ピン９２、遮光羽根用駆動レバー９３、後羽根用モータ９５、後羽根用カム部材９５ａ、電磁石９６、鉄片９７ａ、後羽根用駆動ピン９７ｂ、及び後羽根用駆動レバー９８を含んで構成される。さらに、本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、図示しない周知の補助地板及び中間板を含んでもよい。本明細書では、遮光羽根４及び後羽根５を「羽根」と総称することがある。また、遮光羽根用主アーム６１及び遮光羽根用従アーム６２を「遮光羽根用アーム」と総称することがある。また、後羽根用主アーム７１及び後羽根用従アーム７２を「後羽根用アーム」と総称することがある。また、遮光羽根用アーム及び後羽根用アームを「アーム」と総称することがある。また、アームを介して遮光羽根を駆動するための構成をまとめて「遮光羽根用駆動機構」と総称することがある。また、アームを介して後羽根を駆動するための構成をまとめて「後羽根用駆動機構」と総称することがある。また、遮光羽根用駆動機構及び後羽根用駆動機構を「駆動機構」と総称することがある。
【００２５】
＜地板１＞
地板１は、フォーカルプレンシャッタの基板部分であって、略矩形状の開口部１ａを有する。開口部１ａは、矩形以外の任意の形状であってもよい。地板１の開口部１ａの側方（図の左側）には、遮光羽根４及び後羽根５を駆動する駆動機構が搭載される。遮光羽根用駆動機構は、遮光羽根用モータ９１、遮光羽根用カム部材９１ａ、遮光羽根用駆動レバー９３、遮光羽根用駆動ピン９２を含んで構成される。また、後羽根用駆動機構は、後羽根用モータ９５、後羽根用カム部材９５ａ、電磁石９６、鉄片９７ａ、後羽根用駆動ピン９７ｂ、後羽根用駆動レバー９８、を含んで構成される。なお、開口部１ａを含む、撮像時に撮像素子に照射される光の外縁を「画枠」ということがある。
【００２６】
地板１は、軸６１ａ、６２ａ、７１ａ、及び７２ａを有する。軸６１ａ、７１ａは、後述する羽根室の内外に同軸に形成される。また、軸６２ａ，７２ａは、羽根室内に形成される。軸６１ａの羽根室内側には、遮光羽根用主アーム６１が連結される。軸６２ａには、遮光羽根用従アーム６２が連結される。軸７１ａの羽根室内側には、後羽根用主アーム７１が連結される。軸７２ａには、後羽根用従アーム７２が連結される。軸６１ａの羽根室外側には、後述する遮光羽根用駆動レバー９３が回転可能に連結される。軸７１ａの羽根室外側には、後述する後羽根用駆動レバー９８が回転可能に連結される。
【００２７】
地板１には、軸６１ａを中心として円弧状に延びて長孔状の貫通孔８１が形成される。地板１には、軸７１ａを中心として円弧状に延びて長孔状の貫通孔８２が形成される。貫通孔８１には遮光羽根用駆動ピン９２が挿通される。貫通孔８２には後羽根用駆動ピン９７ｂが挿通される。
【００２８】
＜補助地板、中間板＞
補助地板は、地板１の開口部１ａに対向する位置に開口部を有し、地板１に対して所定の間隔を空けて地板１に対向するよう配置される。中間板は、地板１の開口部１ａに対向する位置に開口部を有し、地板１と補助地板との間に、地板１及び補助地板のそれぞれに対して所定の空間を空けて配置される。地板１と中間板との間、及び補助地板と中間板との間には、それぞれ遮光羽根４及び後羽根５が配置される羽根室が形成される。
【００２９】
＜遮光羽根４＞
遮光羽根４は、複数の板状の羽根部材４１及び４２からなる。遮光羽根４は、周知のように、リベットなどの連結具によって、遮光羽根用主アーム６１及び遮光羽根用従アーム６２に連結される。遮光羽根４は、上記のように羽根室に配置される。遮光羽根４は、遮光羽根用主アーム６１を介して、遮光羽根用駆動ピン９２により駆動され、開口部１ａにより形成される露光開口を覆う状態と開放する状態と（開閉状態）を切り替える。遮光羽根４は、撮像の際には用いられず、撮像後、撮像素子に照射される光を遮蔽する遮光幕として機能する。遮光羽根４を構成する羽根部材４１及び４２は、それぞれアルミニウムなどの金属、カーボンファイバー、または樹脂などの素材により形成されるが、これらの素材に限定されるものではない。遮光羽根４は、本発明の「第１羽根」の一構成例である。具体的な遮光羽根４の作動については後述する。
【００３０】
＜後羽根５＞
後羽根５は、複数の板状の羽根部材５１〜５３からなる。後羽根５は、周知のように、リベットなどの連結具によって、後羽根用主アーム７１及び後羽根用従アーム７２に連結される。後羽根５は、上記のように羽根室に配置される。後羽根５は、後羽根用主アーム７１を介して、後羽根用駆動ピン９７ｂにより駆動され、開口部１ａにより形成される露光開口を覆う状態と開放する状態と（開閉状態）を切り替える。後羽根５は、撮像時に電子先幕とともに用いられる。後羽根５を構成する羽根部材５１〜５３は、それぞれアルミニウムなどの金属、カーボンファイバー、または樹脂などの素材により形成されるが、これらの素材に限定されるものではない。後羽根５は、本発明の「第２羽根」の一構成例である。具体的な後羽根５の作動については後述する。
【００３１】
＜遮光羽根用主アーム６１、遮光羽根用従アーム６２＞
遮光羽根用主アーム６１は、遮光羽根用駆動ピン９２及び遮光羽根４に連結される。遮光羽根用主アーム６１は、地板１の軸６１ａ羽根室内側に回動自在に連結され、軸６１ａを中心に回動する。遮光羽根用主アーム６１には、遮光羽根用駆動ピン９２が挿入される連結孔が形成される。遮光羽根用主アーム６１は、遮光羽根用駆動レバー９３を時計回り方向に付勢する図示しない遮光羽根用駆動ばねにより発生した駆動力を、遮光羽根用駆動ピン９２を介して遮光羽根４に伝達することで、開口部１ａを開放する方向に遮光羽根４を駆動する。遮光羽根用従アーム６２は、遮光羽根４に連結される。遮光羽根用従アーム６２は、地板１の軸６２ａに回動自在に連結され、軸６２ａを中心に回動する。遮光羽根用従アーム６２に対しては直接駆動力が与えられず、遮光羽根用主アーム６１の作動に合わせて作動する。
【００３２】
＜後羽根用主アーム７１、後羽根用従アーム７２＞
後羽根用主アーム７１は、後羽根用駆動ピン９７ｂ及び後羽根５に連結される。後羽根用主アーム７１は、地板１の軸７１ａの羽根室内側に回動自在に連結され、軸７１ａを中心に回動する。後羽根用主アーム７１には、後羽根用駆動ピン９７ｂが挿入される連結孔が形成される。後羽根用主アーム７１は、後羽根用駆動レバー９８を時計回り方向に付勢する図示しない後羽根用駆動ばねにより発生した駆動力を、後羽根用駆動ピン９７ｂを介して後羽根５に伝達することで、開口部１ａを閉鎖する方向に後羽根５を駆動する。後羽根用従アーム７２は、後羽根５に連結される。後羽根用従アーム７２は、地板１の軸７２ａに回動自在に連結され、軸７２ａを中心に回動する。後羽根用従アーム７２に対しては直接駆動力が与えられず、後羽根用主アーム７１の作動に合わせて作動する。
【００３３】
＜遮光羽根用駆動ピン９２、遮光羽根用駆動レバー９３＞
遮光羽根用駆動ピン９２は、軸６１ａの羽根室外側に連結された遮光羽根用駆動レバー９３に連結され、遮光羽根用駆動レバー９３の作動に合わせて、軸６１ａを中心に、貫通孔８１の領域で回動する。
【００３４】
＜電磁石９６、鉄片９７ａ、後羽根用駆動ピン９７ｂ、後羽根用駆動レバー９８＞
電磁石９６は、コイルを含んで構成され、外部から与えられる電力により励磁されて磁力を帯びる。鉄片９７ａは、軸７１ａの羽根室外側に連結された後羽根用駆動レバー９８に連結される。鉄片９７ａは、電磁石９６に対向し得るようにして配置される。鉄片９７ａが電磁石９６に対向した状態で電磁石９６が励磁されると、鉄片９７ａが磁力を帯びた電磁石９６に吸着され、電磁石９６に対して保持力が発生する。後羽根用駆動ピン９７ｂは、軸７１ａに連結された後羽根用駆動レバー９８に連結される。後羽根用駆動レバー９８は、鉄片９７ａ及び後羽根用駆動ピン９７ｂに連結される。後羽根用駆動レバー９８は、図示しない後羽根用駆動ばねに連結されて、時計回り方向の付勢力が与えられる。つまり、後羽根用駆動レバー９８は、後羽根用駆動ばねから与えられる駆動力により駆動される。後羽根用駆動レバー９８は、軸７１ａを中心に、貫通孔８２の領域で回動する。なお、駆動ばねは、ばね以外の付勢部材に置き換えられてもよい。駆動ばねは、本発明の「付勢部材」の一構成例である。
【００３５】
＜遮光羽根用モータ９１＞
遮光羽根用モータ９１は、開口部１ａの側方（図の左側）に配置され、外部から与えられる電力により駆動されて時計回りに回動する。セット作動時には、遮光羽根用モータ９１は、その出力軸に連結した遮光羽根用カム部材９１ａを遮光羽根用駆動レバー９３に当接しながら押動することで、遮光羽根用駆動レバー９３を、図示しない遮光羽根用駆動ばねの付勢力に抗して作動させる。遮光羽根用モータ９１は、遮光羽根４のセット作動時に、遮光羽根用駆動レバー９３、及び遮光羽根用アームを介して、開口部１ａを閉鎖する方向に遮光羽根４を駆動する。遮光羽根用モータ９１は、本発明の「第１モータ」の一構成例である。
【００３６】
＜後羽根用モータ９５＞
後羽根用モータ９５は、開口部１ａの側方（図の左側）に配置され、外部から与えられる電力により駆動されて時計回りに回動する。セット作動時には、後羽根用モータ９５は、その出力軸に連結された後羽根用カム部材９５ａが後羽根用駆動レバー９８に当接しながら押動することで、後羽根用駆動レバー９８を、図示しない後羽根用駆動ばねの付勢力に抗して開口部１ａを開放する方向に作動させる。後羽根用モータ９５は、後羽根５のセット作動時に、後羽根用駆動レバー９８、及び後羽根用アームを介して、開口部１ａを開放する方向に後羽根５を駆動する。後羽根用モータ９５は、本発明の「第２モータ」の一構成例である。
【００３７】
＜フォーカルプレンシャッタの作動＞
次に、本実施形態のフォーカルプレンシャッタの作動について、図８のシーケンス図及び図１〜図７を参照しながら具体的に説明する。図８のシーケンス図では、フォーカルプレンシャッタが所定の状態となった時間を、時間Ｔ０〜Ｔ１１として示している。
【００３８】
図１のセット作動完了の状態において、レリーズによりシャッタの露光作動が開始されると（Ｔ０）、後羽根用モータ９５が時計回りに回動し、後羽根用カム部材９５ａと後羽根用駆動レバー９８との当接が解除される（Ｔ１、図２）。このとき、電磁石９６は、コイルに対して通電されて励磁されており、鉄片９７ａを吸着している。後羽根用駆動レバー９８には、電磁石９６と鉄片９７ａとの間の吸着力（保持力）と、後羽根用駆動ばねによる時計回り方向の駆動力が与えられるが、吸着力の方が強いため、図１及び図２の走行前の位置で保持される。このとき既に、遮光羽根用駆動レバー９３は、遮光羽根用カム部材９１ａとの当接が解除されているため、遮光羽根４は開口部１ａを開いていて開口部１ａは開放されているが、電子先幕による撮像は開始されていない。
【００３９】
次に、撮像素子の電気制御による電子先幕により、画像の取得が開始される（Ｔ２の直前）。つまり、擬似的に先羽根が走行する。所定時間経過後、電磁石９６のコイルへの通電が解除されると（Ｔ２）、電磁石９６と鉄片９７ａとの間の吸着力が消失し、後羽根用駆動レバー９８は後羽根用駆動ばねの付勢力により時計回り方向に回動する。これにより、後羽根用アームを介して後羽根５に対して駆動力が与えられ、後羽根５が開口部１ａを閉じる方向に走行を開始する（Ｔ３、図３）。後羽根５は、電子先幕より所定時間経過後に走行することにより、電子先幕と後羽根との間に形成されるスリットにより撮像が行われる。その後、後羽根用駆動レバー９８が貫通孔８２の終端位置に配置された緩衝材に当接すると、後羽根用駆動レバー９８が停止し、これに伴い後羽根５の走行が完了して撮像とシャッタの露光作動が終了する（Ｔ４、図４）。
【００４０】
後羽根５の走行が完了すると、次の撮像のために遮光羽根４と後羽根５が走行前の位置に戻されるセット作動が開始される。セット作動の際には、遮光羽根用モータ９１が時計回りに回動して遮光羽根用駆動レバー９３を遮光羽根用駆動ばねの付勢力に抗して押動し、遮光羽根用駆動ピン９２及び遮光羽根用アームを介して、遮光羽根４が開口部１ａを閉じる方向に移動する（Ｔ５ａ）。その後、後羽根用モータ９５が時計回りに回動して後羽根用駆動レバー９８を後羽根用駆動ばねの付勢力に抗して押動し、後羽根用駆動ピン９７ｂ及び後羽根用アームを介して、後羽根５が開口部１ａを開放する方向に移動する（Ｔ６）。このとき、遮光羽根４と後羽根５とは部分的に重なりながら作動し、開口部１ａは閉じられたままの状態を維持するため、撮像素子に対する光の照射は起こらない（Ｔ７、図５）。その後、遮光羽根４が開口部１ａを閉じ（Ｔ８ａ）、後羽根５が開口部１ａを開く（Ｔ９、図６）。
【００４１】
図６の状態の後、遮光羽根用モータ９１がさらに時計回り方向に回動する（Ｔ１０）。これに伴い、遮光羽根用駆動レバー９３が、遮光羽根用駆動ばねの付勢力により遮光羽根用カム部材に当接した状態のまま時計回り方向に作動し、遮光羽根用駆動ピン９２及び遮光羽根用アームを介して遮光羽根４が開口部１ａを開放する方向に走行する（図７）。遮光羽根４が開口部１ａを開放した状態になると、遮光羽根用モータ９１が停止して、図１のセット作動完了の状態に戻る（Ｔ１１）。
【００４２】
なお、撮像素子からの画像の転送は、遮光羽根４が開口部１ａを覆う状態となるまでの時間（Ｔ４からＴ８ａまでの時間）に行われる。画像の転送に要する時間が短い場合には、遮光羽根４の移動を、時間Ｔ５ａよりも早い、時間Ｔ５ｂなどのタイミングで開始することもできる。この場合、撮像素子からの画像の転送は、Ｔ４からＴ８ｂまでの時間に行われる。このような制御を行った場合、１ショットの撮像だけでなく連続で撮像する際の連写速度をも向上させることが可能となる。
【００４３】
また、遮光羽根用モータ９１から遮光羽根４に対して与えられる駆動力は、遮光羽根用モータ９１の駆動電圧を低下または停止させることによって、走行時及びセット作動時の移動終端位置の近傍で減衰される。つまり、遮光羽根用モータ９１は、遮光羽根４の移動終端位置近傍で、遮光羽根４の駆動に対してブレーキを与えるので、衝撃を抑えることができる。
【００４４】
以上のようにして、撮像時及びセット作動時にフォーカルプレンシャッタが作動する。
【００４５】
図９は、本実施形態のフォーカルプレンシャッタを含む撮像装置の機能的構成を示すブロック図である。図９には、本実施形態のフォーカルプレンシャッタの遮光羽根用モータ９１及び後羽根用モータ９５が示されている。撮像レンズ１１は、被写体からの光を屈折させながら撮像素子に向かって集光する。撮像素子１３は、例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子であり、撮像レンズ１１を透過した被写体からの光を受けて電気信号に変換することで画像を取得する。シャッタ制御部１２は、遮光羽根用モータ９１及び後羽根用モータ９５に与える電圧及び電流を制御して、これらのモータを駆動する。撮像素子制御部１４は、撮像素子１３の作動を制御する。例えば、撮像素子制御部１４は、撮像素子の各画素による光電変換のタイミングを制御することで、撮像素子を電子先幕として作動させる。画像処理部１５は、撮像素子１３で取得された画像に対して所定の処理を行う。画像表示部１６は、例えば液晶表示装置であって、撮像しようとしている画像をユーザが視認できるように表示するなど、種々の表示を行う。スイッチ部１７は、レリーズを行うための操作などのユーザ操作を検出する。記憶部１８は、画像処理部１５で処理された、撮像画像を記憶する。システム制御部１９は、スイッチ部１７で検出されたユーザ操作などに基づいて、シャッタ制御部１２、撮像素子制御部１４、画像処理部１５、画像表示部１６、スイッチ部１７、及び記憶部１８などの作動を制御する。撮像素子制御部１４は、本発明の「制御部」の一構成例である。
【００４６】
＜２．実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図１０〜図１６を参照しながら具体的に説明する。本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、実施形態１の構成と比較して、開口部に対して一方側に配置された後羽根用モータ９５に近接して配置されていた遮光羽根用モータ９１が、開口部に対して他方側に配置された構成になっている点、及び遮光羽根用モータ１９１の出力部と遮光羽根用駆動レバー１９３が、レバー１９１ａにより連結されている点、が主な相違点である。
【００４７】
図１０〜図１６は、それぞれ異なる状態のフォーカルプレンシャッタの平面図である。図１０は、セット作動完了の状態の平面図である。図１１は、レリーズ後であって後羽根走行直前の状態の平面図である。図１２は、後羽根走行途中の状態の平面図である。図１３は、後羽根走行完了時の状態の平面図である。図１４は、セット作動途中の状態の平面図である。図１５は、図１４の状態後のセット作動途中の状態の平面図である。図１６は、図１５の状態後のセット作動途中の状態の平面図である。本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、図１０〜図１６の順に作動し、図１６の状態の後に図１０の状態に戻る。
【００４８】
図示されるように、本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、地板１０１、遮光羽根１０４、後羽根１０５、遮光羽根用主アーム１６１、遮光羽根用従アーム１６２、後羽根用主アーム１７１、後羽根用従アーム１７２、遮光羽根用モータ１９１、レバー１９１ａ、遮光羽根用駆動ピン１９２、遮光羽根用駆動レバー９３、後羽根用モータ１９５、後羽根用カム部材１９５ａ、電磁石１９６、鉄片１９７ａ、後羽根用駆動ピン１９７ｂ、及び後羽根用駆動レバー１９８を含んで構成される。さらに、本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、図示しない周知の補助地板及び中間板を含んでもよい。
【００４９】
本実施形態の各構成は、実施形態１の各構成に対応している。具体的には、実施形態１の地板１、遮光羽根４、後羽根５、遮光羽根用主アーム６１、遮光羽根用従アーム６２、後羽根用主アーム７１、後羽根用従アーム７２、遮光羽根用モータ９１、遮光羽根用駆動ピン９２、遮光羽根用駆動レバー９３、後羽根用モータ９５、後羽根用カム部材９５ａ、電磁石９６、鉄片９７ａ、後羽根用駆動ピン９７ｂ、及び後羽根用駆動レバー９８は、それぞれ本実施形態の地板１０１、遮光羽根１０４、後羽根１０５、遮光羽根用主アーム１６１、遮光羽根用従アーム１６２、後羽根用主アーム１７１、後羽根用従アーム１７２、遮光羽根用モータ１９１、遮光羽根用駆動ピン１９２、遮光羽根用駆動レバー１９３、後羽根用モータ１９５、後羽根用カム部材１９５ａ、電磁石１９６、鉄片１９７ａ、後羽根用駆動ピン１９７ｂ、及び後羽根用駆動レバー１９８に対応する。また、開口部１ａ、軸６１ａ、６２ａ、７１ａ及び７２ａ、並びに貫通孔８１及び８２は、本実施形態の開口部１０１ａ、軸１６１ａ、１６２ａ、１７１ａ及び１７２ａ、並びに貫通孔１８１及び１８２に対応する。本実施形態の各構成は、実施形態１の各構成と類似しており、実施形態１と共通する構成及び機能については、以下の説明では省略することがある。
【００５０】
＜地板１０１＞
地板１０１の開口部１０１ａの一方側（図の左側）には、後羽根１０５を駆動する後羽根用駆動機構が搭載される。また、地板１０１の開口部１０１ａにおいて、後羽根１０５を駆動する駆動機構が搭載されたのと逆側（図の右側）には、遮光羽根１０４を駆動する遮光羽根用駆動機構が搭載される。本実施形態の遮光羽根用駆動機構は、遮光羽根用モータ１９１、レバー１９１ａ、遮光羽根用駆動レバー１９３、遮光羽根用駆動ピン１９２を含んで構成される。
【００５１】
＜遮光羽根用モータ１９１＞
遮光羽根用モータ１９１は、開口部１０１ａの側方（図の右側）に配置され、外部から与えられる電力により駆動されて時計回りに回動する。遮光羽根用モータ１９１は、レバー１９１ａを介して遮光羽根用駆動レバー１９３を作動させる。レバー１９１ａは、一端部を遮光羽根用モータ１９１の出力軸から偏心して設けられた連結ピン１９１ｂに連結され、他端部を遮光羽根用駆動レバー１９３の連結ピン１９３ａに連結される。これにより、遮光羽根用モータ１９１は、遮光羽根１０４の走行時及びセット作動時に、レバー１９１ａ、遮光羽根用駆動レバー１９３、及び遮光羽根用アームを介して、遮光羽根１０４を駆動する。
【００５２】
本実施形態では、平面視で、矩形状の開口部１０１ａに対して、遮光羽根用モータ１９１を後羽根用モータ１９５の略対角線上に配置する構成例を示したが、このような配置に限定されるものではない。例えば、遮光羽根用モータ１９１が略矩形状の開口部１０１ａの一辺に対応する位置に配置され、後羽根用モータ１９５が開口部１０１ａの他の辺に対応する位置に配置されたり、遮光羽根用モータ１９１が補助地板に配置されたりすると、空間効率が向上する。このような構成ではさらに、局所的な電磁ノイズの発生を抑制できるため好ましい。
【００５３】
＜フォーカルプレンシャッタの作動＞
次に、本実施形態のフォーカルプレンシャッタの作動について、図１７のシーケンス図及び図１０〜図１６を参照しながら具体的に説明する。図１０のセット作動完了の状態において、レリーズによりシャッタの露光作動が開始されると、後羽根用モータ１９５が時計回りに回動し、後羽根用カム部材１９５ａと後羽根用駆動レバー１９８との当接が解除される（Ｔ２１、図１１）。このとき、電磁石１９６は、コイルに対して通電されて励磁されており、鉄片１９７ａを吸着している。後羽根用駆動レバー１９８には、電磁石１９６と鉄片１９７ａとの間の吸着力（保持力）と、後羽根用駆動ばねによる時計回り方向の駆動力が与えられるが、吸着力の方が強いため、図１０及び図１１の走行前の位置で保持される。このとき既に、遮光羽根１０４は、開口部１０１ａを開いているため開口部１０１ａは開放されているが、電子先幕による撮像は開始されていない。
【００５４】
次に、撮像素子の電気制御による電子先幕により、画像の取得が開始される（Ｔ２２の直前）。つまり、擬似的に先羽根が走行する。所定時間経過後、電磁石１９６のコイルへの通電が解除されると（Ｔ２２）、電磁石１９６と鉄片１９７ａとの間の吸着力が消失し、後羽根用駆動レバー１９８は後羽根用駆動ばねの付勢力により時計回り方向に回動する。これにより、後羽根用アームを介して後羽根１０５に対して駆動力が与えられ、後羽根１０５が開口部１０１ａを閉じる方向に走行を開始する（Ｔ２３、図１２）。後羽根１０５は、電子先幕より所定時間経過後に走行することにより、電子先幕と後羽根との間に形成されるスリットにより撮像が行われる。その後、後羽根用駆動レバー１９８が貫通孔１８２の終端位置に配置された緩衝材に当接すると、後羽根用駆動レバー１９８が停止し、これに伴い後羽根１０５の走行が完了して撮像とシャッタの露光作動が終了する（Ｔ２４、図１３）。
【００５５】
後羽根１０５の走行が完了すると、次の撮像のために遮光羽根１０４と後羽根１０５が走行前の位置に戻されるセット作動が開始される。セット作動の際には、遮光羽根用モータ１９１が時計回りに回動して、レバー１９１ａ、遮光羽根用駆動レバー１９３、遮光羽根用駆動ピン１９２、及び遮光羽根用アームを介して、遮光羽根１０４が開口部１０１ａを閉じる方向に移動する（Ｔ２５ａ）。その後、後羽根用モータ１９５が時計回りに回動して後羽根用駆動レバー１９８を後羽根用駆動ばねの付勢力に抗して押動し、後羽根用駆動ピン１９７ｂ及び後羽根用アームを介して、後羽根１０５が開口部１０１ａを開放する方向に移動する（Ｔ２６）。このとき、遮光羽根１０４と後羽根１０５とは部分的に重なりながら作動し、開口部１０１ａは閉じられたままの状態を維持するため、撮像素子に対する光の照射は起こらない（Ｔ２７、図１４）。その後、遮光羽根１０４が開口部１０１ａを閉じ（Ｔ２８ａ）、後羽根１０５が開口部１０１ａを開く（Ｔ２９、図１５）
【００５６】
図１４の状態の後、遮光羽根用モータ１９１がさらに時計回り方向に回動する（Ｔ３０）。これに伴い、レバー１９１ａを介して遮光羽根用駆動レバー１９３が反時計回り方向に作動し、遮光羽根用駆動ピン１９２及び遮光羽根用アームを介して遮光羽根１０４が開口部１０１ａを開放する方向に走行する（図１６）。遮光羽根１０４が開口部１０１ａを開放した状態になると、遮光羽根用モータ１９１が停止して、図１０のセット作動完了の状態に戻る。
【００５７】
なお、撮像素子からの画像の転送は、遮光羽根１０４が開口部１０１ａを覆う状態となるまでの時間（Ｔ２４からＴ２８ａまでの時間）に行われる。画像の転送に要する時間が短い場合には、遮光羽根２４の移動を、時間Ｔ２５ａよりも早い、時間Ｔ２５ｂなどのタイミングで開始することもできる。この場合、撮像素子からの画像の転送は、Ｔ２４からＴ２８ｂまでの時間に行われる。このような制御を行った場合、１ショットの撮像だけでなく連続で撮像する際の連写速度をも向上させることが可能となる。
【００５８】
また、遮光羽根用モータ１９１から遮光羽根１０４に対して与えられる駆動力は、遮光羽根用モータ１９１の駆動電圧を低下または停止させることによって、走行時及びセット作動時の移動終端位置の近傍で減衰される。つまり、遮光羽根用モータ１９１は、遮光羽根１０４の移動終端位置近傍で、遮光羽根１０４の駆動に対してブレーキを与えるので、衝撃を抑えることができる。
【００５９】
以上のようにして、撮像時及びセット作動時にフォーカルプレンシャッタが作動する。
【００６０】
＜３．本発明の特徴＞
上記で実施形態１及び２として具体例を説明した本発明は、以下のような特徴を有する。なお、実施形態１と実施形態２とは、部分的または全体的に組み合わせた構成とすることができる。
【００６１】
本発明のフォーカルプレンシャッタは、遮光羽根４（または１０４）と後羽根５（または１０５）とを個別のモータで駆動するため、それぞれを独立したタイミングで駆動することが可能となり、遮光羽根４（または１０４）の作動タイミングや速度を変化させることができるため、より一層の高速連写が可能となる。また、セット作動時の衝撃及び騒音などを軽減させることなどが可能となる。また、セット作動における遮光羽根４（または１０４）と後羽根５（または１０５）との重なり具合などを調整することが容易になるため、遮光性の向上などが可能となる。また、遮光羽根用モータ９１（または１９１）及び後羽根用モータ９５（または１９５）の作動タイミングを調整することで、これらのモータへ供給する電流のピーク値を軽減させることが可能となり、省電力での作動が可能となる。また、遮光羽根４（または１０４）の走行時に、遮光羽根４（または１０４）がモータの回転に応じて駆動されるため、モータに印加する電圧を制御することにより、走行時のブレーキを比較的容易に制御することができ、走行終了時の衝撃を軽減させることができる。また、遮光羽根４（または１０４）と後羽根５（１０５）とを１つのモータで駆動する構成と比較すると、遮光羽根用モータ９１（または１９１）及び後羽根用モータ９５（１９５）のそれぞれを小さくすることができるため、遮光羽根用モータ９１（または１９１）及び後羽根用モータ９５（１９５）の配置スペースの自由度を向上させ、小型のフォーカルプレンシャッタを構成することなどが可能となる。
【００６２】
また、本発明のフォーカルプレンシャッタは、撮像時には、後羽根５（または１０５）が駆動ばねにより駆動されて走行する構成としている。そのため、モータで駆動させる構成と比較して、後羽根５（または１０５）を高速で作動することができる構成となる。
【００６３】
また、本発明のフォーカルプレンシャッタは、撮像時には、後羽根５（または１０５）が駆動ばねと電磁石９６により駆動されて走行する構成としている。これにより、後羽根５（または１０５）がより高速に安定して作動可能な構成となる。
【００６４】
また、本発明のフォーカルプレンシャッタは、遮光羽根用モータ９１（または１９１）と後羽根用モータ９５（または１９５）とが、それぞれ独立して作動する構成としている。これにより、セット作動時の衝撃及び騒音などを、より効果的に軽減可能な構成となる。
【００６５】
また、実施形態２のフォーカルプレンシャッタは、後羽根用モータ１９５が開口部１０１ａの一方側に配置され、遮光羽根用モータ１９１が開口部１０１ａに対して後羽根用モータ１９５とは異なる他方側に配置された構成としている。これにより、フォーカルプレンシャッタの配置空間に適した形状の構成とすることなどが可能となる。また、局所的に強力な電磁ノイズが発生することを抑制することなどが可能となる。
【００６６】
また、本発明のフォーカルプレンシャッタと撮像素子とを含む撮像装置では、セット作動時の衝撃及び騒音、電磁ノイズなどを軽減させた構成とすることなどが可能となる。また、従来構成と比較して、さらに高速に連続撮影を行うことが可能な構成にすることなどが可能となる。
【００６７】
また、本発明のフォーカルプレンシャッタと撮像素子とを含む撮像装置では、撮像時の処理を、電子先幕として作動する撮像素子と、後羽根５（または１０５）とにより行うことができるため、撮像処理を高速かつ省電力で行うことなどが可能となる。
【００６８】
＜４．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一具体例としての説明であって、本発明の範囲はこの実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００６９】
例えば、実施形態では、遮光羽根４（または１０４）が２枚の羽根部材４１及び４２（または１４１及び１４２）からなり、後羽根５（または１０５）が３枚の羽根部材５１〜５３（または１５１〜１５３）からなる構成を例示したが、羽根を構成する羽根部材の枚数は１枚以上の枚数で任意に決定可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置のフォーカルプレンシャッタなどとして好適に適用される。
【符号の説明】
【００７１】
１、１０１…地板
１ａ、１０１ａ…開口部
４、１０４…遮光羽根
５、１０５…後羽根
４１、４２、５１〜５３…羽根部材
６１、１６１…遮光羽根用主アーム
６２、１６２…遮光羽根用従アーム
７１、１７１…後羽根用主アーム
７２、１７２…後羽根用従アーム
６１ａ、６２ａ、７１ａ、７２ａ…軸
８１、８２、１８１、１８２…貫通孔
９１、１９１…遮光羽根用モータ
９１ａ…遮光羽根用カム部材
１９１ａ…レバー
１９１ｂ…連結ピン
９２、１９２…遮光羽根用駆動ピン
９３、１９３…遮光羽根用駆動レバー
１９３ａ…連結ピン
９５、１９５…後羽根用モータ
９５ａ、１９５ａ…後羽根用カム部材
９６、１９６…電磁石
９７ａ、１９７ａ…鉄片
９７ｂ、１９７ｂ…後羽根用駆動ピン
９８、１９８…後羽根用駆動レバー
１１…撮像レンズ
１２…シャッタ制御部
１３…撮像素子１３
１４…撮像素子制御部
１５…画像処理部
１６…画像表示部
１７…スイッチ部
１８…記憶部
１９…システム制御部
【図１】
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【図２】
2020067581.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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