(57)【要約】【課題】小型かつ低コストの電子先幕方式のシャッタ装置を提供する。【解決手段】電子先幕方式のシャッタ装置であって、第１の回転方向および該第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転可能なモータ（２７）と、アパーチャを閉鎖する閉鎖状態とアパーチャを開放する開放状態との間で移動可能な第１の遮光手段（１３、１４、１５、１６）と、アパーチャを閉鎖する閉鎖状態とアパーチャを開放する開放状態との間で移動可能な第２の遮光手段（６、７、８、９）と、モータの第１の回転方向および第２の回転方向のそれぞれにおける回転に応じて、第１の遮光手段および第２の遮光手段を連動して移動させるカム部材（２３）とを有する。【選択図】図１
2018028576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子先幕方式のシャッタ装置であって、
第１の回転方向および該第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転可能なモータと、
アパーチャを閉鎖する閉鎖状態と該アパーチャを開放する開放状態との間で移動可能な第１の遮光手段と、
前記アパーチャを閉鎖する閉鎖状態と該アパーチャを開放する開放状態との間で移動可能な第２の遮光手段と、
前記モータの前記第１の回転方向および前記第２の回転方向のそれぞれにおける回転に応じて、前記第１の遮光手段および前記第２の遮光手段を連動して移動させるカム部材と、を有することを特徴とするシャッタ装置。
【請求項２】
前記カム部材は、前記モータの前記第１の回転方向および前記第２の回転方向のそれぞれにおける前記回転に応じて、前記第１の遮光手段および前記第２の遮光手段を互いに異なるタイミングで前記閉鎖状態と前記開放状態との間で移動させることを特徴とする請求項１に記載のシャッタ装置。
【請求項３】
前記カム部材は、前記モータの前記第１の回転方向および前記第２の回転方向のそれぞれにおける前記回転に応じて、前記第１の遮光手段を前記第２の遮光手段よりも先に移動させることを特徴とする請求項１または２に記載のシャッタ装置。
【請求項４】
前記カム部材は、
前記モータの前記第１の回転方向における前記回転により、前記第１の遮光手段を前記開放状態から前記閉鎖状態へ移動させた後、前記第２の遮光手段を前記開放状態から前記閉鎖状態へ移動させ、
前記モータの前記第２の回転方向における前記回転により、前記第１の遮光手段を前記閉鎖状態から前記開放状態へ移動させた後、前記第２の遮光手段を前記閉鎖状態から前記開放状態へ移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
【請求項５】
第２のカム部材を更に有し、
前記第２のカム部材は、前記第２の遮光部材を前記閉鎖状態で保持する第１の位置と、該第２の遮光部材を前記開放状態で保持する第２の位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
【請求項６】
前記第２のカム部材を付勢するバネ部材を更に有し、
前記バネ部材は、
前記第２のカム部材が前記第１の位置にある場合、前記第２の遮光部材が前記開放状態から前記閉鎖状態へ向かう方向に該第２のカム部材を付勢し、
前記第２のカム部材が前記第２の位置にある場合、前記第２の遮光部材が前記閉鎖状態から前記開放状態へ向かう方向に該第２のカム部材を付勢することを特徴とする請求項５に記載のシャッタ装置。
【請求項７】
前記カム部材は、第１の凸部および第２の凸部を有し、
前記第２のカム部材は、第１の当接部および第２の当接部を有し、
前記第２のカム部材は、
前記カム部材の前記第１の凸部が前記第２のカム部材の前記第１の当接部に押されることにより、前記第１の位置から前記第２の位置へ移動し、
前記カム部材の前記第２の凸部が前記第２のカム部材の前記第２の当接部に押されることにより、前記第２の位置から前記第１の位置へ移動することを特徴とする請求項５または６に記載のシャッタ装置。
【請求項８】
撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、
電子先幕方式のシャッタ装置と、を有し、
前記シャッタ装置は、
第１の回転方向および該第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転可能なモータと、
アパーチャを閉鎖する閉鎖状態と該アパーチャを開放する開放状態との間で移動可能な第１の遮光手段と、
前記アパーチャを閉鎖する閉鎖状態と該アパーチャを開放する開放状態との間で移動可能な第２の遮光手段と、
前記モータの前記第１の回転方向および前記第２の回転方向のそれぞれにおける回転に応じて、前記第１の遮光手段および前記第２の遮光手段を連動して移動させるカム部材と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
前記モータの駆動を制御するモータ制御手段を更に有し、
モータ制御手段は、前記第２の遮光部材を前記開放状態から前記閉鎖状態へと移行する際に、前記モータを所定の時間間隔に従ってコイルの通電状態を切り換えて駆動する第１のモードで駆動し、前記第１の遮光部材を前記開放状態から前記閉鎖状態へと移行する際に、前記モータを該第１の遮光部材の位置に関する情報に基づいてフィードバック駆動する第２のモードで駆動するように制御することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
電子先幕方式のシャッタ装置の制御方法であって、
モータの第１の回転方向における回転に応じて、第１の遮光部材および第２の遮光部材を互いに異なるタイミングで、アパーチャを開放する開放状態から該アパーチャを閉鎖する閉鎖状態へ移動させるステップと、
前記モータの前記第１の回転方向と反対の第２の回転方向における回転に応じて、前記第１の遮光部材および前記第２の遮光部材を互いに異なるタイミングで前記閉鎖状態から前記開放状態へ移動させるステップと、を有し、
前記第１の遮光手段および前記第２の遮光手段は、該第１の遮光手段および該第２の遮光手段を連動して移動させるカム部材により前記開放状態と前記閉鎖状態との間を移動する、ことを特徴とするシャッタ装置の制御方法。
【請求項１１】
電子先幕方式のシャッタ装置の制御プログラムであって、
モータの第１の回転方向における回転に応じて、第１の遮光部材および第２の遮光部材を互いに異なるタイミングで、アパーチャを開放する開放状態から該アパーチャを閉鎖する閉鎖状態へ移動させるステップと、
前記モータの前記第１の回転方向と反対の第２の回転方向における回転に応じて、前記第１の遮光部材および前記第２の遮光部材を互いに異なるタイミングで前記閉鎖状態から前記開放状態へ移動させるステップと、をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、
前記第１の遮光手段および前記第２の遮光手段は、該第１の遮光手段および該第２の遮光手段を連動して移動させるカム部材により前記開放状態と前記閉鎖状態との間を移動する、ことを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子先幕方式のシャッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２組の遮光部材を備え、各々に連結された２組のステップモータを駆動することによりレンズの開口を開閉するシャッタ装置が開示されている。このような構成において各ステップモータを駆動することにより、シャッタの先幕および後幕のそれぞれを駆動することができる。
【０００３】
一方、カメラ用のフォーカルプレーンシャッタとして、フォーカルプレーンシャッタと電子シャッタを併用して撮像動作を行う撮像装置も提案されている。このような撮像装置は、メカシャッタで構成される後羽根群と、後幕の走行に先行して撮像素子の画素のリセット走査を行う電子シャッタとにより、撮影を行う。羽根群は、複数のアーム、シャッタ羽根、および、枢支部材を備え、シャッタ地板の開口部を覆う位置と、退避した位置との間を往復作動するように構成されている。また、撮像素子の電荷蓄積開始走査（リセット走査）は、後幕のメカシャッタの走行特性に合わせた走査パターンとなっている。
【０００４】
このような構成のシャッタにおいては、撮像素子への撮像終了後の電荷読出し中に、撮像素子へ露光しないように後羽根群により遮光する必要がある。また、次の撮影を行う際には、メカシャッタを、シャッタ地板の開口を遮光した状態から開放状態に移動した後、露光動作を行う。一方、先羽根群を有するシャッタの場合、撮像素子への撮像終了後の電荷読み出し中に、先羽根群、後羽根群の順にチャージ動作を行うことで撮像素子へ露光することなく撮影前の待機状態に復帰することが可能である。従って、先羽根群および後羽根群を有するシャッタ装置と比較して、連写時のレリーズタイムラグやコマ速が遅くなるという問題があった。そこでコマ速を速くするため、撮像素子を遮光するための先羽根群を設け、電荷読出し中に先後羽根群のチャージ動作を行い、撮影前の待機状態に復帰することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−５６２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、遮光用の先羽根群を設けてフォーカルプレーンシャッタと電子シャッタとを併用して撮像動作を行う場合、特許文献１のシャッタ装置では、先羽根群を制御するためのアクチュエータが必要となる。このため、シャッタ装置が大型化し、製造コストが増加してしまう。
【０００７】
そこで本発明は、小型かつ低コストの電子先幕方式のシャッタ装置、撮像装置、シャッタ装置の制御方法、および、制御プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としてのシャッタ装置は、電子先幕方式のシャッタ装置であって、第１の回転方向および該第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転可能なモータと、アパーチャを閉鎖する閉鎖状態と該アパーチャを開放する開放状態との間で移動可能な第１の遮光手段と、前記アパーチャを閉鎖する閉鎖状態と該アパーチャを開放する開放状態との間で移動可能な第２の遮光手段と、前記モータの前記第１の回転方向および前記第２の回転方向のそれぞれにおける回転に応じて、前記第１の遮光手段および前記第２の遮光手段を連動して移動させるカム部材とを有する。
【０００９】
前記シャッタ装置を有する撮像装置、シャッタ装置の制御方法、および、制御プログラムも、本発明の他の側面を構成する。
【００１０】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小型かつ低コストの電子先幕方式のシャッタ装置、撮像装置、シャッタ装置の制御方法、および、制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの正面図（撮像素子側から見た図）および背面図（被写体側から見た図）である。
【図２（ａ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの分解斜視図（撮像素子側から見た図）である。
【図２（ｂ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの分解斜視図（被写体側から見た図）である。
【図３】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのカムレバーの正面図、側面図、および、背面図である。
【図４】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの先羽根駆動部材の正面図および側面図である。
【図５】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの要部の動作を示す図である。
【図６】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのカムギアの正面図および背面図である。
【図７】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの各構成部品の動作を示すタイミングチャートである。
【図８（ａ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの撮像待機状態（タイミングＡ）を示す図（正面図）である。
【図８（ｂ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの撮像待機状態（タイミングＡ）を示す図（背面図）である。
【図８（ｃ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの撮像待機状態（タイミングＡ）を示す図（要部正面図）である。
【図８（ｄ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの撮像待機状態（タイミングＡ）を示す図（要部背面図）である。
【図９（ａ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのチャージ状態（タイミングＢ〜Ｄ）を示す図（正面図）である。
【図９（ｂ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのチャージ状態（タイミングＢ〜Ｄ）を示す図（背面図）である。
【図９（ｃ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのチャージ状態（タイミングＢ〜Ｄ）を示す図（要部正面図）である。
【図９（ｄ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのチャージ状態（タイミングＢ〜Ｄ）を示す図（要部背面図）である。
【図１０（ａ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのチャージ完了状態（タイミングＥ）を示す図（正面図）である。
【図１０（ｂ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのチャージ完了状態（タイミングＥ）を示す図（背面図）である。
【図１０（ｃ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのチャージ完了状態（タイミングＥ）を示す図（要部正面図）である。
【図１０（ｄ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのチャージ完了状態（タイミングＥ）を示す図（要部背面図）である。
【図１１】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのステップ駆動状態（タイミングＨ）を示す図である。
【図１２】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの減速開始状態（タイミングＩ）を示す図である。
【図１３（ａ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの後羽根走行完了状態（タイミングＪ）を示す図（正面図）である。
【図１３（ｂ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの後羽根走行完了状態（タイミングＪ）を示す図（背面図）である。
【図１３（ｃ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの後羽根走行完了状態（タイミングＪ）を示す図（要部正面図）である。
【図１３（ｄ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの後羽根走行完了状態（タイミングＪ）を示す図（要部背面図）である。
【図１４（ａ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの先羽根チャージ状態（タイミングＫ）を示す図（正面図）である。
【図１４（ｂ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの先羽根チャージ状態（タイミングＫ）を示す図（背面図）である。
【図１４（ｃ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの先羽根チャージ状態（タイミングＫ）を示す図（要部正面図）である。
【図１４（ｄ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの先羽根チャージ状態（タイミングＫ）を示す図（要部背面図）である。
【図１５（ａ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのカムギア停止状態（タイミングＮ）を示す図（正面図）である。
【図１５（ｂ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのカムギア停止状態（タイミングＮ）を示す図（背面図）である。
【図１５（ｃ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのカムギア停止状態（タイミングＮ）を示す図（要部正面図）である。
【図１５（ｄ）】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタのカムギア停止状態（タイミングＮ）を示す図（要部背面図）である。
【図１６】本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの後羽根減速開始状態（タイミングＱ）を示す図（正面図および背面図）である。
【図１７】本実施形態における撮像装置のブロック図である。
【図１８】本実施形態における撮像素子の全体構成図である。
【図１９】本実施形態における撮像素子の１つの画素部の回路図である。
【図２０】本実施形態における撮像素子の列共通読出し回路の回路図である。
【図２１】本実施形態における撮像素子のリセット走査および静止画読み出し走査を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
まず、図１７乃至図２１を参照して、本実施形態における撮像装置について説明する。図１７は、撮像装置４００のブロック図である。撮像装置４００において、４０１は撮像レンズ（撮像光学系）、１１３はフォーカルプレーンシャッタ、４０３は撮像素子、４８１はミラー部材、４８２はファインダ装置である。
【００１５】
図１７に示されるように撮像装置４００がファインダ観察状態にある場合、撮像レンズ４０１を通過した被写体光のうちの一部の光束は、撮像光路内に位置するミラー部材４８１で反射し、ファインダ装置４８２に導かれる。これにより、撮影者はファインダ装置４８２を介して被写体像を観察することができる。一方、ファインダ観察状態から撮像状態またはライブビュー状態に移行すると、ミラー部材４８１が不図示のミラー部材駆動装置により撮像光路から退避する。これにより、撮像レンズ４０１からの被写体光は、撮像素子４０３に向かう。フォーカルプレーンシャッタ１１３は、撮像素子４０３に対して物体側に配置されている。
【００１６】
シャッタ駆動回路４１１は、フォーカルプレーンシャッタ１１３を駆動制御する。フォーカルプレーンシャッタ１１３は、後述のように複数の羽根１３、１４、１５、１６を備えて構成されるメカ後幕を有する。ＣＰＵ４０９は、シャッタ駆動回路４１１を介して、フォーカルプレーンシャッタ１１３の駆動を制御する。またフォーカルプレーンシャッタ１１３は、後述のモータ２７を有する。シャッタ駆動回路４１１に含まれる後述の駆動回路３１３および制御回路３１２（モータ制御手段）は、モータ２７を制御する。４９８は撮像準備開始スイッチＳＷ１、４９９は撮像開始スイッチＳＷ２である。スイッチ（ＳＷ１）４９８およびスイッチ（ＳＷ２）４９９は２段スイッチとして構成されており、第１ストロークでスイッチ（ＳＷ１）４９８がオンし、第２ストロークでスイッチ（ＳＷ２）４９９がオンする。
【００１７】
撮像素子４０３は、ＣＭＯＳイメージセンサなどを備え、撮像レンズ４０１を介して形成された被写体像（光学像）を光電変換して画像データを出力する。ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）４０４は、Ａ／Ｄ変換部を含み、撮像素子４０３から出力される画像データ（アナログ画像信号）をデジタル画像信号に変換する。ＤＳＰ（Ｄｉｓｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）４０５は、ＡＦＥ４０４から出力されるデジタル画像信号に対して、各種の画像処理や圧縮・伸張処理などを行う。
【００１８】
記録媒体４０６は、ＤＳＰ４０５により処理された画像データを記録する不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）である。表示部４０７は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などを備え、撮像した画像や各種メニュー画面などを表示する。ＴＧ４０８は、タイミングジェネレータであり、ＣＰＵ４０９の指令に基づいて撮像素子４０３を駆動制御する。ＲＡＭ４１０は、ＤＳＰ４０５と接続されており、画像データなどを一時的に記憶する。
【００１９】
レンズ制御手段４９１は、撮像レンズ４０１の焦点距離、絞り径、射出瞳径、射出瞳と撮像素子４０３との距離などのレンズ情報をＣＰＵ４０９に出力する。またレンズ制御手段４９１は、ＣＰＵ４０９の指令に基づいて、絞りやレンズなどを駆動制御する。撮像装置４００の各検出手段による検出結果は、ＣＰＵ４０９に入力される。ＣＰＵ４０９は、ＡＦＥ４０４、ＤＳＰ４０５、ＴＧ４０８、シャッタ駆動回路４１１、および、レンズ制御手段４９１などの各部の制御を行う。
【００２０】
次に、図１８および図１９を参照して、撮像素子４０３による撮像動作について説明する。図１８は、撮像素子４０３の全体構成図である。図１９は、撮像素子４０３の一つの画素部４２０の回路図である。
【００２１】
図１８に示されるように、撮像素子４０３の画素領域ＰＡには、複数の画素部４２０（画素部ｐ１１〜ｐｋｎ）が行列状に配置されている。図１９において、フォトダイオード（ＰＤ）４４１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。ＰＤ４４１に蓄積されている電荷は、転送ゲート４４２の信号ｔｘをＨｉｇｈレベルにすることにより、ＦＤ（フローティングディフュージョン）部４４３に転送される。ＦＤ部４４３は、フローティングディフュージョンアンプ（ＦＤアンプ）４４４のゲートに接続されている。ＦＤアンプ４４４は、ＰＤ４４１から転送された電荷量を電圧量に変換する。
【００２２】
ＦＤリセットスイッチ４４５の信号ｒｅｓをＨｉｇｈレベルにすると、ＦＤ部４４３の電荷はリセットされる。また、ＰＤ４４１の電荷をリセットする場合、信号ｔｘと信号ｒｅｓとを同時にＨｉｇｈレベルにすることにより、転送ゲート４４２およびＦＤリセットスイッチ４４５の両方をオンし、ＦＤ部４４３経由でＰＤ４４１のリセットを行うことになる。画素選択スイッチ４４６の信号ｓｅｌをＨｉｇｈレベルにすることにより、ＦＤアンプ４４４で電圧に変換された画素信号は、画素部４２０の出力部ｖｏｕｔに出力される。
【００２３】
図１８において、垂直走査回路４２１は、駆動信号ｒｅｓ＿１、ｔｘ＿１、ｓｅｌ＿１などを各画素に供給する。これらの駆動信号は、それぞれの画素のｒｅｓ、ｔｘ、ｓｅｌに接続される。各画素の出力部ｖｏｕｔは、列ごとに垂直出力線４２２を介して列共通読出し回路４２３（ｃｌｍ１〜ｃｌｍｋ）に接続されている。
【００２４】
ここで、図２０を参照して、列共通読出し回路４２３について説明する。図２０は、撮像素子４０３の列共通読出し回路４２３の回路図である。垂直出力線４２２は列ごとに設けられており、１列分の画素部４２０の出力部ｖｏｕｔがそれぞれの垂直出力線４２２に接続されている。垂直出力線４２２には電流源４２４が接続されており、電流源４２４と、画素部４２０の各画素内のＦＤアンプ４４４とによりソースフォロワ回路が構成される。
【００２５】
画素部４２０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４５１を介してＳ信号保持容量４５３に記憶される。画素部４２０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４５２を介してＮ信号保持容量４５４に記憶される。Ｓ信号保持容量４５３およびＮ信号保持容量４５４はそれぞれ、列共通読出し回路４２３の出力部ｖｓ、ｖｎに接続されている。
【００２６】
図１８において、列共通読出し回路４２３の出力部ｖｓ、ｖｎはそれぞれ、水平転送スイッチ４２５、４２６に接続されている。水平転送スイッチ４２５、４２６は、水平走査回路４２７の出力信号ｈｓｒ＊（＊は列番号１〜ｋ）により制御される。信号ｈｓｒ＊がＨｉｇｈレベルになることにより、Ｓ信号保持容量４５３およびＮ信号保持容量４５４の信号はそれぞれ水平出力線４２８、４２９へ転送される。水平出力線４２８、４２９は、差動増幅器４３０の入力部に接続されている。差動増幅器４３０は、Ｓ信号とＮ信号と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４３１へ出力する。水平出力線リセットスイッチ４３２、４３３は、信号ｃｈｒｅｓがＨｉｇｈになることによってオンし、それぞれの水平出力線４２８、４２９はリセット電圧Ｖｃｈｒｅｓにリセットされる。
【００２７】
次に、図２１を参照して、撮像素子４０３の静止画読み出し走査について説明する。図２１は、撮像素子４０３のリセット走査およ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。
【００２８】
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４４６をオンする。その後、信号ｒｅｓ＿ｉをＬｏｗレベルにしてＦＤリセットスイッチ４４５をオフし、ＦＤ部４４３のリセットを開放する。次に、信号ｔｎをＨｉｇｈレベルにして、Ｎ信号転送スイッチ４５２を介してＮ信号保持容量４５４にＮ信号を記憶する。続いて信号ｔｎをＬｏｗにし、Ｎ信号転送スイッチ４５２をオフした後、信号ｔｓをＨｉｇｈレベルにしてＳ信号転送スイッチ４５１をオンすると共に、信号ｔｘ＿ｉをＨｉｇｈレベルにすることで転送ゲート４４２をＯＮする。この動作により、選択されているｉ行目のＰＤ４４１に蓄積されていた信号がＦＤアンプ４４４、画素選択スイッチ４４６を介して垂直出力線４２２へ出力され、更にＳ信号転送スイッチ４５１を介してＳ信号保持容量４５３へ記憶される。
【００２９】
続いて、信号ｔｘ＿ｉ、ｔｓをＬｏｗレベルにして転送ゲート４４２、Ｓ信号転送スイッチ４５１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４４５をオンし、ＦＤ部４４３をリセットする。以上により、ｉ行目のＮ信号及びＳ信号を、それぞれＳ信号保持容量４５３およびＮ信号保持容量４５４へ記憶する動作を終了する。
【００３０】
次に、Ｓ信号保持容量４５３、Ｎ信号保持容量４５４に蓄えられたＳ信号、Ｎ信号を撮像素子４０３から出力する動作が行われる。まず、水平走査回路４２７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４２５、４２６がオンし、Ｓ信号保持容量４５３、Ｎ信号保持容量４５４の信号が水平出力線４２８、４２９と差動増幅器４３０とを介して出力端子４３１に出力される。
【００３１】
水平走査回路４２７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。なお、信号ｈｓｒ１〜ｈｓｒｋによって各列の信号が読み出される間、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４３２、４３３をオンし、一旦、水平出力線４２８、４２９をリセット電圧Ｖｃｈｒｅｓのレベルにリセットする。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り、撮像素子４０３の全行の信号が読み出される。
【００３２】
次に、図１乃至図６を参照して、本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタ１１３の構成について説明する。図１（ａ）はフォーカルプレーンシャッタ１１３の正面図（撮像素子４０３側から見た図）、図１（ｂ）は背面図（被写体側から見た図）である。図２（ａ）はフォーカルプレーンシャッタ１１３を撮像素子４０３側から見た分解斜視図、図２（ｂ）は被写体側から見た分解斜視図である。
【００３３】
シャッタ地板１の撮像素子４０３側には、仕切り板２およびカバー板３が取り付けられている。シャッタ地板１、仕切り板２、および、カバー板３にはそれぞれ、互いに類似した形状のアパーチャ１ａ、２ａ、３ａ（開口部）が形成されており、これら３つのアパーチャ１ａ、２ａ、３ａを重ね合わせた長方形の露光開口が、シャッタを通過する光束を規定する。仕切り板２とカバー板３との間には、羽根（先羽根）６、７、８、９、羽根連結軸１０、先羽根主アーム４、および、先羽根サブアーム５を備えて構成される先羽根ユニット（第２の遮光手段）が設けられている。シャッタ地板１と仕切り板２との間には、羽根（後羽根）１３、１４、１５、１６、羽根連結軸１０、後羽根主アーム１１、および、後羽根サブアーム１２を備えて構成される後羽根ユニット（第１の遮光手段）が設けられている。シャッタ地板１には、被写体側と撮像素子４０３側に複数の軸１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊが立設されている。またフォーカルプレーンシャッタ１１３は、カムレバー２０（第２のカム部材）を有する。
【００３４】
図３（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、カムレバー２０の正面図、側面図、および、背面図である。カムレバー２０は、穴２０ａとシャッタ地板１の軸１ｅとが回転可能に係合している。カムレバー２０は、第１の当接部２０ｂおよび第２の当接部２０ｃを有する。摺動ピン２０ｄは、先羽根駆動部材１８のレール部１８ｃと係合している。軸２０ｅには、固定端側の腕部２１ａをシャッタ地板１の軸１ｆに軸支されたトグルバネ２１の可動端側の腕部２１ｂが取り付けられている。またフォーカルプレーンシャッタ１１３は、先羽根駆動部材１８を有する。
【００３５】
図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、先羽根駆動部材１８の正面図および側面図である。先羽根駆動部材１８は、穴１８ａとシャッタ地板１の軸１ｂとが回転可能に係合している。先羽根駆動ピン１８ｂは、先羽根主アーム４の穴４ｂと係合している。先羽根駆動部材１８のレール部１８ｃは、カムレバー２０の摺動ピン２０ｄと係合しており、カムレバー２０の回転に従って先羽根駆動部材１８が回転するように構成されている。
【００３６】
図５（ａ）〜（ｃ）は、フォーカルプレーンシャッタ１１３の要部（先羽根駆動部材１８、カムレバー２０、トグルバネ２１）の動作を示す図である。図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、先羽根駆動部材１８は、先羽根駆動部材１８の先羽根駆動ピン１８ｂが緩衝部材３０と接触することで回転が係止される。これにより、先羽根駆動部材１８のレール部１８ｃと係合している摺動ピン１８ｂを介してカムレバー２０を係止する。ここで、先羽根駆動部材１８が図５（ａ）に示される状態のとき、すなわちカムレバー２０が摺動ピン１８ｂを介して図５（ａ）における反時計方向に係止された位置を第１の位置という。また、先羽根駆動部材１８が図５（ｂ）に示される状態のとき、すなわちカムレバー２０が摺動ピン１８ｂを介して図５（ａ）における時計方向に係止された位置を第２の位置という。
【００３７】
トグルバネ２１（バネ部材）は、カムレバー２０が第１の位置にある場合には図５（ａ）における反時計方向に、カムレバー２０が第２の位置にある場合には図５（ａ）における時計方向にそれぞれ付勢力を与える。また、トグルバネ２１による付勢力は、カムレバー２０が第１の位置から第２の位置へ、または、第２の位置から第１の位置へ回転することで徐々に付弱まる。そして図５（ｃ）に示される状態になると、カムレバー２０の回転方向への付勢力がなくなる。カムレバー２０が図５（ｃ）に示される状態からさらに回転すると、トグルバネ２１による付勢方向が逆方向になるように取り付けられている。
【００３８】
先羽根ユニットは、先羽根主アーム４、先羽根サブアーム５、および、４つの羽根６、７、８、９を備えて構成されている。２つの羽根アーム４、５の穴４ａ、５ａがシャッタ地板１の撮像素子４０３側において、それぞれ軸１ｇ、１ｈに回動自在に枢着されている。そして、４枚の羽根６、７、８、９は、それらの羽根アーム４、５の他端に向け、連結軸１０を介して、順次、枢支されている。羽根アーム４には穴４ｂが形成されており、先羽根駆動部材１８の先羽根駆動ピン１８ｂが穴４ｂに係合する。これにより、先羽根駆動部材１８の回転に従って、羽根６、７、８、９がシャッタ地板１のアパーチャ１ａを覆う閉鎖状態と、アパーチャ１ａから退避する開放状態とに、それぞれ移行できるように構成されている。
【００３９】
後羽根駆動部材１９は、穴１９ａとシャッタ地板１の軸１ｃとが回転可能に係合している。後羽根駆動ピン１９ｂは、後羽根主アーム１１の穴１１ｂと係合している。カム係合ピン１９ｃは、カムギア２３（第１のカム部材）のカム溝２３ａと係合している。
【００４０】
後羽根ユニットは、後羽根主アーム１１、後羽根サブアーム１２と、４つの羽根１３、１４、１５、１６を備えて構成されている。２つの羽根アーム１１、１２の穴１１ａ、１２ａがシャッタ地板１の撮像素子４０３側において、それぞれ軸１ｉ、１ｊに回動自在に枢着されている。そして、４枚の羽根１３、１４、１５、１６はそれらの羽根アーム１１、１２の他端に向け、連結軸１０を介して、順次、枢支されている。羽根アーム１１には穴１１ｂが形成されており、後羽根駆動部材１９の後羽根駆動ピン１９ｂが穴１１ｂに係合する。これにより、後羽根駆動部材１９の回転に従って、羽根１３、１４、１５、１６がシャッタ地板１のアパーチャ１ａを覆う閉鎖状態と、アパーチャ１ａから退避する開放状態とに、それぞれ移行できるように構成されている。
【００４１】
内径部がシャッタ地板１の軸１ｊにガイドされたガタ寄せバネ１７は、後羽根サブアーム１２の穴１２ｂおよびシャッタ地板１の軸１ｊに係合する。これにより、後羽根サブアーム１２は、被写体側から見て反時計方向（羽根がアパーチャ１ａを開放する方向）に付勢され、羽根走行の際のガタつきが抑制される。ガタ寄せバネ１７により、後羽根サブアーム１２に羽根がアパーチャ１ａを開放する方向に付勢力が発生する。このため、羽根１３〜１６と連結軸１０とを介して後羽根駆動ピン１９ｂが後羽根主アーム１１の穴１１ｂと、羽根１３〜１６がアパーチャ１ａを閉鎖する方向に駆動する際に接触する側（カムギア２３の回転中心に近い側のカム面）において常に当接している。従って、羽根１３、１４、１５、１６がアパーチャ１ａを閉鎖する方向に走行する場合、後羽根駆動ピン１９ｂと後羽根主アーム１１の穴１１ｂにガタが無いため、走行の動き出し時間のバラツキを少なくすることが可能となる。
【００４２】
また、ガタ寄せバネ１７の付勢力は、後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃをカムギア２３のカム溝２３ａのカム面に常に当接するように作用する。従って、カムギア２３の回転動作に連動してカムギア２３のカム溝２３ａのカム面に常に追随して、カム係合ピン１９ｃが摺動することが可能となる。
【００４３】
駆動バネ２４は、その内径部がシャッタ地板１の軸１ｄの根元部にガイドされており、固定端側の腕部２４ａはシャッタ地板１の係止部１ｋと、可動端側の腕部２４ｂとはバネ係止部材２８により係止されている。このため、被写体側から見て腕部２４ａは図１（ａ）における反時計方向において、腕部２４ｂは、図１（ａ）における時計方向に付勢力が発生するようにチャージされている。
【００４４】
図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、カムギア（第１のカム部材）２３の正面図および背面図である。カムギア２３は、穴２３ｃとシャッタ地板１の軸１ｄとが回転可能に嵌合しており、駆動バネ２４の可動端側の腕部２４ａと係合可能な駆動バネかけ部２３ｅを有する。カム溝２３ａは、穴２３ｃと同心円状に形成され、カム係合ピン１９ｃを介して、羽根ユニットを走行前の待機状態で保持する第１の空走駆動領域２３ｈおよび第２の空走駆動領域２３ｉを有する。またカム溝２３ａは、羽根ユニットを展開・重畳状態に駆動させ、アパーチャ１ａを開放状態と閉鎖状態とに移動させる露光駆動領域２３ｊ、および、穴２３ｃと同心円状に形成され、羽根ユニットを走行完了状態で保持する第３の空走駆動領域２３ｋを有する。
【００４５】
カム係合ピン１９ｃが第１の空走駆動領域２３ｈにある場合、駆動バネ２４は、可動端側の腕部２４ｂがカムギア２３のバネ保持部２３ｅにより保持された状態であり、カムギア２３を図６（ａ）における時計方向に付勢する。カムギア２３は係止部２３ｄを有し、カバー部材２２に取り付けられた２つのカム係止部材２９と接触することで、時計方向・反時計方向の各回転方向における回転止めとなっている。
【００４６】
カムギア２３は、第１の凸部２３ｆ、および、第１の凸部２３ｆに対して光軸方向に高さの異なる第２の凸部２３ｇを有する。第１の凸部２３ｆはカムレバー２０の第１の当接部２０ｂと、第２の凸部２３ｇはカムレバー２０の第２の当接部２０ｃとそれぞれ光軸方向において同じ高さになっている。従って、カムギア２３の回転によりカムギア２３の第１の凸部２３ｆとカムレバー２０の第１の当接部２０ｂとが、カムギア２３の第２の凸部２３ｇとカムレバー２０の第２の当接部２０ｃとがそれぞれ接触可能である。
【００４７】
モータ２７は、モータプレート２５に取り付けられている。モータプレート２５は、カバー部材２２にビスによってビス止めされている。モータ２７の出力軸２７ａにはピニオンギア２６が取り付けられており、カバー部材２２の穴２２ａを貫通し、カムギア２３のギア部２３ｂと係合することで、モータ２７からのトルクをカムギア２３へ伝達する。モータ２７は、所定の時間間隔に従ってコイルの通電状態を切り換えて駆動するステップ駆動（オープンループ駆動：第１のモード）と、進角値が異なる２種類のフィードバック駆動（第２のモード）とが可能なステッピングモータである。
【００４８】
後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃがカム部材２３のカム溝２３ａの第１の空走駆動領域２３ｈおよび第２の空走駆動領域２３ｉと係合している区間は、オープンループ駆動により駆動させる。後羽駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃがカム溝２３ａの第２の空走駆動領域２３ｉから露光駆動領域２３ｊに達すると、ステップ駆動（オープンループ駆動）からフィードバック駆動（センサード駆動）で駆動させる。センサード駆動とは、後羽根部材１９の駆動位置に関する情報を出力する位置センサ（不図示）の出力に応じてコイルの通電状態を切り替える駆動方式である。モータ２７は、カムギア２３を図１（ａ）における時計方向に回転させる第１の回転方向、カムギア２３を図１（ａ）における反時計方向に回転させる第２の回転方向に駆動可能である。
【００４９】
次に、図７乃至図１６を参照して、フォーカルプレーンシャッタ１１３の動作について説明する。図７は、フォーカルプレーンシャッタ１１３の各構成部品の動作を示すタイミングチャートである。図８（ａ）乃至図１６は、図７に示される各タイミング（タイミングＡ〜Ｒ）におけるフォーカルプレーンシャッタ１１３の状態の説明図である。なお、図８（ａ）乃至図１６において、回転方向（時計方向または反時計方向）は、正面図（撮像素子４０３側から見た図）における方向で定義される。
【００５０】
（撮像待機状態：タイミングＡ）
図８（ａ）乃至図８（ｄ）は、フォーカルプレーンシャッタ１１３の撮像前の待機状態（撮像待機状態）を示す図である。図８（ａ）および図８（ｂ）はそれぞれ、フォーカルプレーンシャッタ１１３の正面図（撮像素子側から見た図）および背面図（被写体側から見た図）である。図８（ｃ）および図８（ｄ）はそれぞれ、フォーカルプレーンシャッタ１１３の要部（先羽根駆動部材１８、カムレバー２０、トグルバネ２１、カムギア２３）の正面図および背面図である。なお、後述の図９（ａ）乃至図９（ｄ）、図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）、図１３（ａ）乃至図１３（ｄ）、図１４（ａ）乃至図１４（ｄ）、図１５（ａ）乃至図１５（ｄ）についても同様である。
【００５１】
撮像待機状態であるタイミングＡにおいて、図８（ｂ）に示されるように、後羽根１３、１４、１５、１６はアパーチャ１ａを開放している。このとき、後羽根サブアーム１２の穴１２ｂにかけられたガタ寄せバネ１７の付勢力により、後羽根駆動部材１９の後羽根駆動ピン１９ｂは時計方向に付勢される。またカム係合ピン１９ｃは、カムギア２３のカム溝２３ａと、羽根１３、１４、１５、１６がアパーチャ１ａを閉鎖する方向に駆動する際に接触する側（カムギア２３の回転中心に近い側のカム面）とが当接した状態で待機する。このとき、カムギア２３の駆動バネかけ部２３ｅと、バネ係止部材２８に係止されている駆動バネ２４の腕部２４ｂは十分離れている。このため、カムギア２３に対して駆動バネ２４の付勢力は発生していない。
【００５２】
カムレバー２０は、トグルバネ２１により反時計方向に付勢され、第１の位置で保持されている。先駆動部材１８は、カムレバー２０の摺動ピン２０ｄにより、レール部１８ｃを介して反時計方向に付勢されている。このため羽根６、７、８、９は、アパーチャ１ａを閉鎖した状態となっている。
【００５３】
（チャージ状態：タイミングＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）
タイミングＡにおいてスイッチ（ＳＷ１）４９８がオンすると、低進角のフィードバック駆動モードにてモータ２７が第２の回転方向に駆動される。このためカムギア２３は、図８（ａ）に示される状態から反時計方向に回転する。ここで、モータ２７のピニオンギア２６とカムギア２３のギア部２３ｂとが噛み合っているため、モータ２７の回転方向とカムギア２３の回転方向とは互いに逆になる。
【００５４】
カムギア２３が回転を開始すると、駆動バネ２４の腕部２４ｂは、カムギア２３の駆動バネかけ２３ｅに保持され、バネ係止部材２８から離れる。このためカムギア２３は、駆動バネ２４により時計方向に付勢される。またカムギア２３は、駆動バネ２４をチャージしながら反時計方向に回転するため、モータ２７の負荷変動が大きくなる。しかし、低進角のフィードバック駆動モードにてモータ２７が駆動されているため、モータ２７が脱調することはない。
【００５５】
図８（ａ）乃至図８（ｄ）に示される状態（タイミングＡ）からカムギア２３が反時計方向に回転すると、カムギア２３の第１の凸部２３ｆは、カムレバー２０の第１の当接部２０ｂと接触する（タイミングＢ）。タイミングＢからカムギア２３がさらに反時計方向に回転すると、図９（ａ）乃至図９（ｄ）に示されるように、カムレバー２０の第１の当接部２０ｂは、カムギア２３の第１の凸部２３ｆに押され、時計方向に回転する。図９（ａ）乃至図９（ｄ）は、フォーカルプレーンシャッタ１１３のチャージ状態を示す図である。カムレバー２０が回転すると、カムレバー２０の摺動ピン２０ｄは、先駆動部材１８のレール部１８ｃと摺動しながら先駆動部材１８を反時計方向に回転させる。これによりアパーチャ１ａを遮光していた羽根６、７、８、９は、アパーチャ１ａを開放する方向に移動を開始する。
【００５６】
タイミングＣまでカムギア２３が回転すると、カムレバー２０に負荷されるトグルバネ２１による付勢力が、カムレバー２０を時計方向に回転させる方向に切り替わる。タイミングＣからカムギア２３がさらに反時計方向に回転すると、カムレバー２０は、カムギア２３の第１の凸部２３ｆにより受ける力だけでなく、トグルバネ２１の付勢力も受けて時計方向に回転する。したがって、カムレバー２０がトグルバネ２１の付勢力にアシストされて時計方向に回転するため、カムギア２３のチャージ時のモータ２７への負荷を軽減することができる。
【００５７】
制御回路３１２は、カムギア２３の係止部２３ｄとカム係止部材２９とを接触させる以上のステップ数だけ回転させ、その後、駆動回路３１３を制御する。したがって、カムギア２３の係止部２３ｄは、カム係止部材２９に当接し、カムギア２３の回転が停止する。
【００５８】
カムレバー２０は、第２の位置に到達する。また、カムレバー２０を介してトグルバネ２１の付勢力により回動する先羽根駆動部材１８は、先羽根駆動ピン１８ｂと緩衝部材３０とが衝突することで回動が停止する。このとき羽根６、７、８、９は、アパーチャ１ａを開放した図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）に示される状態（タイミングＥ）となる。図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）は、フォーカルプレーンシャッタ１１３のチャージ完了状態（タイミングＥ）を示す図である。なお撮像装置４００（ＣＰＵ４０９）は、タイミングＡでスイッチ（ＳＷ１）４９８がオンすると、不図示の測距手段は被写体までの距離を測定し、レンズ制御手段４９１は撮像レンズ４０１を駆動してピント合わせを行うなどの撮像準備動作を行う。
【００５９】
（ステップ駆動・第１の空走駆動区間：タイミングＦ〜Ｇ）
スイッチ（ＳＷ２）４９９がオンすると、ＣＰＵ４０９はＴＧ４０８を制御して、撮像素子４０３の全画素をリセット状態にする。具体的には、ＣＰＵ４０９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４２０のＰＤ４４１をリセット状態にする。またスイッチ（ＳＷ２）４９９がオンすると、不図示のミラー駆動手段はミラー部材４８１を撮像光路から退避させ、不図示の被写体輝度測定装置は被写体輝度を測定し、レンズ制御手段４９１は撮像レンズ４０１の不図示の絞りを駆動する。
【００６０】
スイッチ（ＳＷ２）４９９がオンしてから所定時間後（タイミングＦ）において、羽根１３、１４、１５、１６がアパーチャ１ａを閉鎖する方向にカムギア２３を回転させるように、チャージ時とは逆方向である第１の回転方向にモータ２７に通電を行う。これにより、ステップ駆動モードによる助走駆動が開始する。助走駆動中において、制御回路３１２は、所定の駆動パルスの幅を徐々に小さくすることにより、モータ２７の回転速度を徐々に速くする。
【００６１】
モータ２７への通電が開始すると、駆動バネ２４による付勢力を受け、カムギア２３は時計方向へ回転し、助走を開始する。後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、後羽根主アーム１１の穴１１ｂにかけられたガタ寄せバネ１７による付勢力により加速を開始する。このときカム係合ピン１９ｃは、カムギア２３のカム溝２３ａの第１の空走駆動領域２３ｈと、羽根６、７、８、９を閉鎖する方向に駆動する際に接触する側（カムギア２３の回転中心に近い側のカム面）とに当接しながら加速を開始する。
【００６２】
（ステップ駆動・第２の空走駆動区間：タイミングＧ〜Ｈ）
さらにモータ２７を第１の回転方向に回転させると、駆動バネ２４の腕部２４ｂがバネ係止部材２８により係止された状態（タイミングＧ）となり、カムギア２３は駆動バネ２４の付勢力を受けなくなる。このためカムギア２３は、モータ２７の駆動力のみにより回転する。また後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、後羽根サブアーム１２の穴１２ｂにかけられたガタ寄せバネ１７による付勢力により、さらに加速する。このときカム係合ピン１９ｃは、カムギア２３のカム溝２３ａの第２の空走駆動領域２３ｉと、羽根６、７、８、９を閉鎖する方向に駆動する際に接触する側（カムギア２３の回転中心に近い側のカム面）と当接しながら加速する。なお、スイッチ（ＳＷ２）４９９がオンしてからＣＰＵ４０９の制御によりＴＧ４０８が電子先幕操作を開始するまでの期間において、撮像素子４０３の全画素リセット状態は継続する。
【００６３】
スイッチ（ＳＷ２）４９９がオンしてから所定時間後、羽根の走行に先駆け、ＴＧ４０８は電子先幕走査を開始する。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４０３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４２１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ＰＤ４４１はリセットが順次解除され、蓄積状態に入る。
【００６４】
１ラインずつ電荷蓄積を開始する走査パターンは、羽根１３、１４、１５、１６の走行特性に合わせた走査パターンとなっている。このため、撮像素子４０３のいずれのラインでも均一な蓄積時間（露光時間）となる。また、助走駆動の際に、カム係合ピン１９ｃは、カムリフトが略ゼロになっているカムギア２３の第１の空走駆動領域２３ｈおよび第２の空走駆動領域２３ｉをトレースする。このため、図１１に示される状態（タイミングＨ）における後羽根駆動部材１９の位置は、図８（ａ）乃至図１０（ｄ）における後羽根駆動部材１９の位置と同じである。図１１は、フォーカルプレーンシャッタ１１３のステップ駆動状態（タイミングＨ）を示す図である。これにより、モータ２７をステップ駆動モードで駆動しても、負荷変動がないため、モータ２７が脱調することはない。
【００６５】
また、この空走駆動区間（ステップＦ〜Ｈ）において、カムギア２３の第１の凸部２３ｆがカムレバー２０へ再度接近するが、カムレバー２０の第１の当接部２０ｂに対して十分なクリアランスを有しているため、接触することはない。また、カムギア２３の第１の凸部２３ｆは、カムレバー２０の第２の当接部２０ｃに対しては光軸方向に位置が異なるため、接触することなく回転することができる。従って、羽根６、７、８、９は、アパーチャ１ａを開放した状態を維持する。
【００６６】
（後羽根駆動開始（ステップ駆動→高進角駆動）：タイミングＨ〜Ｉ）
制御回路３１２は、ステップＦから所定ステップ後に高進角のフィードバック駆動モードにてカムギア２３を時計方向に駆動するように、駆動回路３１３を制御する（タイミングＨ）。タイミングＧからカムギア２３が時計方向に回転すると、この区間にて、後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、カムギア２３の同心円カムである第２の空走駆動領域２３ｉから露光駆動領域２３ｊへ移行する（タイミングＨ）。そして、露光駆動領域２３ｊをトレースして後羽根駆動部材１９を回転させる。これにより、アパーチャ１ａを開放していた羽根１３、１４、１５、１６は、アパーチャ１ａを閉鎖していくとともに撮像素子４０３を遮光する状態になる。
【００６７】
従って、露光駆動中には、モータ２７を高速駆動する必要があり、かつモータ２７の駆動中に負荷変動は大きくなる。このとき、モータ２７は高進角のフィードバック駆動モードにて駆動されるため、高速駆動や負荷変動によってモータ２７が脱調することはない。また、助走駆動にてモータ２７の回転速度は十分高速になっているため、高進角のフィードバック駆動モードにてモータ２７を高速駆動することができる。羽根の走行が開始すると、モータ２７の回転駆動力の変化は、カムギア２３の回転スピードや電気信号との同調具合への影響は相対的に小さくなる。このため、モータ２７は、多少の負荷変動があっても、脱調することなく羽根を安定的に走行させることができる。
【００６８】
電子先幕の走査から、羽根１３、１４、１５、１６によって撮像素子４０３を遮光するまでの時間が露光時間に相当する。露光時間は、タイミングＦでのスイッチ（ＳＷ２）４９９をオンしてからのモータ通電開始の所定時間を制御することにより制御される。本実施形態では、タイミングＦでモータ２７に通電した後に電子先幕の走査を開始しているが、露光時間によっては（露光時間が長い場合など）電子先幕の走査を開始した後にモータ２７を通電する場合もある。
【００６９】
（減速：タイミングＩ）
図１１に示される状態（タイミングＨ）からモータ２７の高進角駆動を続けると、図１２に示される状態（タイミングＩ）となる。図１２は、フォーカルプレーンシャッタ１１３の減速開始状態（タイミングＩ）を示す図である。
【００７０】
後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、カムギア２３の第３の駆動領域２３ｋに切り替わる直前の、後羽根駆動部材１９の回転速度が減速する領域に到達する。このとき後羽根駆動部材１９は、カム係合ピン１９ｃがカムギア２３のカム溝２３ａのカム面から力を受けるため、一体となって動作する後羽根ユニットにもその力が伝わる。このとき羽根１３、１４、１５、１６は、慣性と相反する力をうけるため、羽根１３、１４、１５、１６は光軸方向に変形する。羽根ユニットで光軸方向に最も突出している連結軸１０は、羽根１３、１４、１５、１６の減速によってシャッタ地板１や仕切り板２に接触する可能性が増す。しかし、減速領域を設けた第３の駆動領域２３ｋの直前において連結軸１０は、アパーチャ１ａ端部より十分に手前である。このため、連結軸１０がアパーチャ１ａに接触しないか、または、接触してもほとんど削れゴミを発生させない程度にまで羽根の振動は減衰しており、ゴミの発生を抑制することができる。
【００７１】
制御回路３１２は、減速領域から更に高進角駆動を続け、モータ２７を検知する不図示の磁気センサから所定のパルス数が入力されると、センサ高進角駆動からステップ駆動に切り替える（タイミングＩ）。そして制御回路３１２は、更にモータ２７の回転速度を低速に切り替えるように駆動回路３１３を制御する。
【００７２】
（後羽根走行完了：タイミングＪ）
タイミングＩからモータ２７のステップ駆動を更に続けると、後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃがカム溝２３ａの第３の駆動領域２３ｋに到達した、図１３（ａ）乃至図１３（ｄ）に示される状態（後羽根走行完了状態：タイミングＪ）となる。図１３（ａ）乃至図１３（ｄ）は、フォーカルプレーンシャッタ１１３の後羽根走行完了状態を示す図である。このときカムギア２３はまだ回転を続けているが、後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、カムギア２３の第３の駆動領域２３ｋにおいて同心円におり、羽根を展開する力は作用しない。
【００７３】
（第３の走行区間（先羽根チャージ）：タイミングＫ、Ｌ、Ｍ）
図１３（ａ）乃至図１３（ｄ）に示される状態（タイミングＪ）からカムギア２３がさらに時計方向に回転すると、カムギア２３の第２の凸部２３ｇは、カムレバー２０の第２の当接部２０ｃと接触（タイミングＫ）する。図１４（ａ）乃至図１４（ｄ）は、フォーカルプレーンシャッタ１１３の先羽根チャージ状態（タイミングＫ）を示す図である。そしてカムレバー２０は、カムギア２３の時計方向の回転に従って（第２の当接部２０ｃが第２の凸部２３ｇに押されることにより）、反時計方向に回転する。このとき、カムギア２３の回転エネルギーの一部がカムレバー２０の回動に使われるため、カムレバー２０を効率的に減速することができる。カムレバー２０が回転すると、カムレバー２０の摺動ピン２０ｄは、先駆動部材１８のレール部１８ｃと摺動しながら先駆動部材１８を反時計方向に回転させる。これにより、アパーチャ１ａを開放していた羽根６、７、８、９は、アパーチャ１ａを閉鎖する方向に移動を開始する。
【００７４】
また、タイミングＬまでカムギア２３が回転すると、カムレバー２０の受けるトグルバネ２１による付勢が時計方向から反時計方向に切り替わる。タイミングＬからカムギア２３がさらに時計方向に回転すると、カムレバー２０はカムギア２３の第２の凸部２３ｇにより受ける力だけでなく、トグルバネ２１の付勢力を受けて反時計方向に回転する。また、カムレバー２０は第１の位置に到達し、カムレバー２０を介してトグルバネ２１の付勢力により回動する先羽根駆動部材１８は、先羽根駆動ピン１８ｂと緩衝部材３０が衝突することで回動が停止する。このとき羽根６、７、８、９は、アパーチャ１ａを閉鎖した状態（タイミングＭ）となる。
【００７５】
（カムギア停止：タイミングＮ）
制御回路３１２は、カムギア２３の係止部２３ｄとカム係止部材２９とを接触させる以上のステップ数だけ回転させ、その後、モータ２７の通電保持させるように駆動回路３１３を制御する。従って、図１５（ａ）乃至図１５（ｄ）に示されるように、カムギア２３の係止部２３ｄがカム係止部材２９に当接し、カムギア２３の回転が停止する（タイミングＮ）。図１５（ａ）乃至図１５（ｄ）は、フォーカルプレーンシャッタ１１３のカムギア停止状態（タイミングＮ）を示す図である。
【００７６】
またタイミングＮにおいて、撮像素子４０３は羽根６、７、８、９により遮光されている。このため撮像装置４００（ＣＰＵ４０９）は、撮像素子４０３の静止画読み出し走査を開始するとともに、不図示のミラー駆動手段によりミラー部材４８１を撮像光路に侵入させ、ファインダ観察状態に移行する。
【００７７】
（待機位置復帰動作：タイミングＯ、Ｐ）
タイミングＮから所定時間後、撮像素子４０３の静止画読み出し走査が終了した後に、待機位置への復帰動作が開始する（タイミングＯ）。すなわち、モータ２７はステップ駆動により第２の回転方向に回転し、カムギア２３は図１５（ａ）中の反時計方向に回転を開始する。後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、同心円である第３の駆動領域２３ｋにあり、カムギア２３の回転は後羽根駆動部材１９に伝達されない。
【００７８】
また、待機位置復帰動作の際、カムギア２３の第２の凸部２３ｇがカムレバー２０へ再度接近するが、カムレバー２０の第２の当接部２０ｃに対して十分なクリアランスを有しているため、接触することはない。また、カムギア２３の第２の凸部２３ｇは、カムレバー２０の第１の当接部２０ｂに対しては光軸方向に位置が異なるため、接触することなく回転することができる。このため羽根６、７、８、９は、アパーチャ１ａを閉鎖した状態を維持する。
【００７９】
モータ２７が通電開始から所定ステップ数だけステップ駆動を続けると、後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、カムギア２３の露光駆動領域２３ｊに到達する。このため後羽根駆動部材１９は、シャッタ地板１の軸１ｃを中心に時計方向に回転を開始する（タイミングＰ）。同時に、アパーチャ１ａを閉鎖し、撮像素子４０３を遮光していた羽根１３、１４、１５、１６は、アパーチャ１ａを開放する方向に動作を開始する。
【００８０】
（復帰動作時の減速：タイミングＱ、Ｒ）
制御回路３１２は、タイミングＯからモータ２７の不図示の磁気センサからの所定のパルス数が検知されたタイミングＱになると、モータ２７をセンサ高進角駆動からステップ駆動に切り替え、ステップ駆動スピードを落とすように駆動回路３１３を制御する。図１６は、フォーカルプレーンシャッタ１１３の後羽根減速開始状態（タイミングＱ）を示す図（（ａ）：正面図、（ｂ）：背面図）である。
【００８１】
モータ２７の減速に引き続き、後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、第２の駆動領域２３ｉに到達する。この時点より手前でモータ２７の回転スピードを落とし、後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃが第２の駆動領域２３ｉに当接する時の速度を遅くすることにより、カム係合ピン１９ｃとカム溝２３ａとの衝突による削れが発生しにくくなる。第２の駆動領域２３ｉは、羽根走行時の加速域となっており、ＳＨ精度への影響が大きい。
【００８２】
本実施形態では、モータ２７の減速をカムの切り替わりよりも先に行うことで、耐久により第２の駆動領域２３ｉの削れによるＳＨ精度の劣化を抑制することができる。また、全領域を低速駆動する場合とは異なり、部分的に低速駆動するため、復帰動作にかける時間が大きく延びることがない。また、モータ２７がステップ駆動を続けると、カム溝２３ａに沿うことで後羽根駆動部材１９の回転速度が減速する。そして後羽根駆動部材１９のカム係合ピン１９ｃは、カムギア２３の同心円である第２の駆動領域２３ｉに到達し、後羽根駆動部材１９と一体に動作する羽根１３、１４、１５、１６は停止位置に至る（タイミングＲ）。このとき、羽根１３、１４、１５、１６の運動エネルギーは完全には失われていないため、カム係合ピン１９ｃは同心円である第２の駆動領域２３ｉの外側と内側に交互にあたり、運動エネルギーを失うまでわずかな振動が継続する。
【００８３】
（モータ停止：タイミングＳ（Ａ’））
タイミングＲから更に所定のステップでモータステップ駆動を続けると、停止位置である図８（ａ）乃至図８（ｄ）の状態となり（ステップＳ（Ａ´））、モータ２７への通電を停止する。
【００８４】
このように本実施形態のシャッタ装置は、電子先幕方式のシャッタ装置であって、モータ２７、第１の遮光手段（後羽根ユニット）、第２の遮光手段（先羽根ユニット）、および、カム部材（カムギア２３）を有する。モータ２７は、第１の回転方向（例えば反時計方向）および第１の回転方向とは反対の第２の回転方向（例えば時計方向）に回転可能である。第１の遮光手段および第２遮光手段はそれぞれ、アパーチャ１ａを閉鎖する閉鎖状態とアパーチャ１ａを開放する開放状態との間で移動可能である。カム部材は、モータ２７の第１の回転方向および第２の回転方向のそれぞれにおける回転に応じて、第１の遮光手段および第２の遮光手段を連動して移動させる。
【００８５】
好ましくは、カム部材は、モータの第１の回転方向および第２の回転方向のそれぞれにおける回転に応じて、第１の遮光手段および第２の遮光手段を互いに異なるタイミングで閉鎖状態と開放状態との間で移動させる。また好ましくは、カム部材は、モータの第１の回転方向および第２の回転方向のそれぞれにおける回転に応じて、第１の遮光手段を第２の遮光手段よりも先に移動させる。
【００８６】
好ましくは、カム部材は、モータの第１の回転方向における回転により、第１の遮光手段を開放状態から閉鎖状態へ移動させた後（タイミングＨ〜Ｉ）、第２の遮光手段を開放状態から閉鎖状態へ移動させる（タイミングＫ〜Ｍ）。またカム部材は、モータの第２の回転方向における回転により、第１の遮光手段を閉鎖状態から開放状態へ移動させた後（タイミングＰ〜Ｑ）、第２の遮光手段を閉鎖状態から開放状態へ移動させる（タイミングＢ〜Ｄ）。
【００８７】
好ましくは、シャッタ装置は、第２のカム部材（カムレバー２０）を有する。第２のカム部材は、第２の遮光部材を閉鎖状態で保持する第１の位置と、第２の遮光部材を開放状態で保持する第２の位置との間で移動可能である。また好ましくは、シャッタ装置は、第２のカム部材を付勢するバネ部材（トグルバネ２１）を有する。バネ部材は、第２のカム部材が第１の位置にある場合、第２の遮光部材が開放状態から閉鎖状態へ向かう方向に第２のカム部材を付勢する。一方、バネ部材は、第２のカム部材が第２の位置にある場合、第２の遮光部材が閉鎖状態から開放状態へ向かう方向に第２のカム部材を付勢する。
【００８８】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００８９】
本実施形態によれば、小型かつ低コストの電子先幕方式のシャッタ装置、撮像装置、シャッタ装置の制御方法、および、制御プログラムを提供することができる。
【００９０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００９１】
６、７、８、９  先羽根（第２の遮光手段）
１３、１４、１５、１６  後羽根（第１の遮光手段）
２３  カムギア（カム部材）
２７  モータ
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図８（ｄ）】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図９（ｄ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１０（ｃ）】
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【図１０（ｄ）】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１３（ｃ）】
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【図１３（ｄ）】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１４（ｃ）】
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【図１４（ｄ）】
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【図１５（ａ）】
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【図１５（ｂ）】
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【図１５（ｃ）】
2018028576.tif 000035
【図１５（ｄ）】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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