(57)【要約】【課題】  シャッタユニットと撮像ユニットを一体として薄型化することのできる撮像モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】  表面に複数の駆動用電極（４ａ）を有する第１の固定部材（１ａ）と、エレクトレット化された部位を有し駆動用電極の電荷により駆動力を受けて第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材（２４ａ）と、第１の移動部材を第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材（２５）と、第１の固定部材の、第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置された撮像素子（２７）とを有した撮像モジュールである。【選択図】    図５
2005102162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の駆動用電極を有する第１の固定部材と、
エレクトレット化された部位を有し、上記駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、
上記第１の固定部材の、上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置された撮像素子と、
を有したことを特徴とする撮像モジュール。
【請求項２】
上記撮像素子への入射光量を調節する光量制御手段を上記保護部材、上記第１の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項１記載の撮像モジュール。
【請求項３】
ローパスフィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項１記載の撮像モジュール。
【請求項４】
赤外フィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項１記載の撮像モジュール。
【請求項５】
上記撮像素子を、上記第１の固定部材にフリップチップ実装したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、
エレクトレット化された部位を有し、上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、
表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、
上記第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、エレクトレット化された部位を有し、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、
上記第２の固定部材の裏面側に配置された撮像素子と、
を有したことを特徴とする撮像モジュール。
【請求項７】
上記撮像素子への入射光量を調節する光量制御手段を上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項６記載の撮像モジュール。
【請求項８】
ローパスフィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項６記載の撮像モジュール。
【請求項９】
赤外フィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項６記載の撮像モジュール。
【請求項１０】
上記撮像素子を、上記第２の固定部材にフリップチップ実装したことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の撮像モジュール。
【請求項１１】
表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、
エレクトレット化された部位を有し、上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、
表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、
上記第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、エレクトレット化された部位を有し、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、
を有したことを特徴とするシャッタ装置。
【請求項１２】
上記撮像素子への入射光量を調節する光量制御手段を上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項１１記載のシャッタ装置。
【請求項１３】
ローパスフィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項１１記載のシャッタ装置。
【請求項１４】
赤外フィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けたことを特徴とする請求項１１記載のシャッタ装置。
【請求項１５】
表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、
上記第１の駆動用電極に周期的な電圧を印加した際に発生する静電気により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、
表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、
上記第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、上記第２の駆動用電極に周期的な電圧を印加した際に発生する静電気により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、
上記第２の固定部材の裏面側に配置された撮像素子と、
を有したことを特徴とする撮像モジュール。
【請求項１６】
表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、
上記第１の駆動用電極に周期的な電圧を印加した際に発生する静電気により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、
表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、
上記第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、上記第２の駆動用電極に周期的な電圧を印加した際に発生する静電気により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、
を有したことを特徴とするシャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャッタユニットと撮像ユニットが一体として構成された撮像モジュール及びシャッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被写体からの光像を固体撮像素子を用いて電子データに変換するデジタルカメラが広く携帯電話、携帯端末、時計、データ処理装置の周辺端末、デジタル家電など種々の機器に搭載されている。そして、このような動向において、デジタルカメラに求められることの一つは、カメラ本体の薄型化または軽量化であり、この要請は、今後も継続するものと考えられる。
【０００３】
このカメラ本体の薄型化に対応する技術として、次の２つが公知の技術となっている。
【０００４】
その１つは、撮像素子を収納した撮像ユニットのカバーガラス側をシャッタユニット内に突出させて薄型化するものである（例えば、特許文献１参照）。他の１つは、撮像素子と光量調整板を組合わせて撮像ユニットを薄型化するものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２１８８３８号公報
【特許文献２】特開平９−１２９８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、シャッタユニット自体の薄型化は図られていない。また、シャッタユニットと撮像ユニットとの間には、カバーガラスとシャッタユニットのフレームの２つの部材を必要としている。従って、本技術に基づいて、さらなる薄型化を図ることには限界がある。
【０００６】
特許文献２に記載の技術では、撮像素子とエレクトロクロミック素子とを組合わせてユニット化を図っている。実施例には、エレクトロクロミック素子に「シャッタ機能も持たせること出来る」との記載があるが、エレクトロクロミック素子が従来のメカニカルシャッタが有する遮光性能を１００％代替できるか否かが技術的な課題である。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、シャッタユニットと撮像ユニットを一体として薄型化することのできる撮像モジュール及びシャッタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る請求項１に記載の撮像モジュールは、表面に複数の駆動用電極を有する第１の固定部材と、エレクトレット化された部位を有し、上記駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、上記第１の固定部材の、上記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置された撮像素子と、を有した。
【０００９】
また本発明に係る請求項２に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、上記撮像素子への入射光量を調節する光量制御手段を上記保護部材、上記第１の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００１０】
また本発明に係る請求項３に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、ローパスフィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００１１】
また本発明に係る請求項４に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、赤外フィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００１２】
また本発明に係る請求項５に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、上記撮像素子を、上記第１の固定部材にフリップチップ実装した。
【００１３】
また本発明に係る請求項６に記載の撮像モジュールは、表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、エレクトレット化された部位を有し、上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、上記第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、エレクトレット化された部位を有し、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、上記第２の固定部材の裏面側に配置された撮像素子と、を有した。
【００１４】
また本発明に係る請求項７に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、上記撮像素子への入射光量を調節する光量制御手段を上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００１５】
また本発明に係る請求項８に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、ローパスフィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００１６】
また本発明に係る請求項９に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、赤外フィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００１７】
また本発明に係る請求項１０に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、上記撮像素子を、上記第２の固定部材にフリップチップ実装した。
【００１８】
また本発明に係る請求項１１に記載のシャッタ装置は、表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、エレクトレット化された部位を有し、上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、上記第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、エレクトレット化された部位を有し、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材とを有した。
【００１９】
また本発明に係る請求項１２に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記撮像素子への入射光量を調節する光量制御手段を上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００２０】
また本発明に係る請求項１３に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、ローパスフィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００２１】
また本発明に係る請求項１４に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、赤外フィルタを上記保護部材、上記第１の固定部材、上記第２の固定部材の少なくとも一つに設けた。
【００２２】
また本発明に係る請求項１５に記載の撮像モジュールは、表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、上記第１の駆動用電極に周期的な電圧を印加した際に発生する静電気により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、上記第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、上記第２の駆動用電極に周期的な電圧を印加した際に発生する静電気により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、上記第２の固定部材の裏面側に配置された撮像素子とを有した。
【００２３】
また本発明に係る請求項１６に記載のシャッタ装置は、表面に複数の第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、上記第１の駆動用電極に周期的な電圧を印加した際に発生する静電気により駆動力を受けて、上記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、上記第１の移動部材を上記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、上記第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、上記第２の駆動用電極に周期的な電圧を印加した際に発生する静電気により駆動力を受けて、上記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材とを有した。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、撮像モジュールをシャッタユニットと撮像ユニットを一体として薄型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
はじめに、図１及び２を用いて本発明に係るシャッタ装置におけるシャッタ機構の駆動原理を説明する。
【００２６】
本シャッタ機構は、基本的に固定子１と移動子２とを備え、移動子２は固定子１に対して左右方向に移動自在に構成されている。そして、固定子１には被写体からの光像を撮像素子（不図示）に導くための開口部３が設けられ、更に、帯状の複数の駆動電極４が所定の間隔で並べられている。移動子２は遮光性を有する部材であり、後述する永久分極された誘導体（以下、エレクトレットという）の部位を複数備えている。
【００２７】
このような構成において、駆動電極４に周波電圧を印加すると、駆動電極４と上述のエレクトレットとの間に吸引力もしくは反発力が発生し、結果的に移動子２が固定子１に対して相対移動する。
【００２８】
したがって、移動子２が固定子１の開口部３を開放もしくは遮蔽するように移動可能にしておけば、これによってシャッタ機構を構成できる。図１の（１）はシャッタが開の状態を示し、図１の（２）はシャッタが閉の状態を示している。
【００２９】
なお、固定子１には開口部３は必ずしも必要でなく、固定子１を透過部材とし、図１の（１）に示すように駆動電極４が設けられていない領域、即ち、透過領域を形成しても良い。以下これを便宜的に開口部と称する。また、本構成に係るシャッタ機構を「エレクトレットシャッタ」と称す。
【００３０】
図２の右には、エレクトレットシャッタの断面を模式的に示している。固定子１に並べられたそれぞれの駆動電極４には、駆動回路１０からの電圧信号線が接続されている。この電圧信号線には４相の電圧信号が印加され、従って、駆動電極４には、４本毎に同一の電圧信号が印加される。図２では、駆動電極４にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの符号を付してこの電圧信号を区別している。
【００３１】
移動子２には、固定子１との対向面に永久分極された誘導体（エレクトレット）５を複数備えている。
【００３２】
尚、この図はあくまで模式図であり、実際のエレクトレットシャッタにおける電極やエレクトレット部位の数や配置間隔は、シャッタ機構の大きさ、開口部の面積、エレクトレット部位の極性、その配置形態、シャッタ機構として要求される駆動分解能、シャッタ最高速度等の様々な要因によって適宜決定されるものである。またこのエレクトレットシャッタの場合、正負の極性を有するエレクトレット化部位が交互に配置されたタイプであるが、いずれか一方の極性だけでも実現可能である。
【００３３】
図２の左には、エレクトレットシャッタに印加する電圧信号を発生する駆動回路１０の構成を示している。パルス発生回路１２で生成した矩形波列（駆動パルス信号）は、昇圧回路１４と位相器１５に供給される。昇圧回路１４では、入力した矩形波列を、１００Ｖ程度まで昇圧するとともに、２つの極性を有する電圧信号に分岐して、駆動電極Ａ及びＣに供給する。
【００３４】
一方、位相器１５に入力した矩形波列は、９０°位相が遅れた波形となり、その後、昇圧回路１４に入力されて、上述と同様の２つの矩形波列となり、駆動電極Ｂ及びＤに供給される。
【００３５】
駆動回路１０によって作成されて、駆動電極４に印加される電圧信号列を図３に示す。電圧電極４の電圧の状態は、ｔ１〜ｔ４の４つの状態が時間経過に対応して繰り返して変化する。
【００３６】
図４は、エレクトレットシャッタの動作を説明する図である。
【００３７】
図４（１）は、ｔ１に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。エレクトレット５ａは、駆動電極Ａから反発力を受け、駆動電極Ｂから吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ｃから反発力を受け、駆動電極Ｄから吸引力を受ける。このため、移動子２は図の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ移動する。
【００３８】
図４（２）は、ｔ２に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。エレクトレット５ａは、駆動電極Ａから反発力を受け、駆動電極Ｂから吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは駆動電極Ｃから反発力を受け、駆動電極Ｄから吸引力を受ける。このため、移動子２は図の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ移動する。
【００３９】
図４（３）は、ｔ３に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示し、図４（４）は、ｔ４に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。上述の動作と同様に移動子２は１つの駆動電極ピッチｄ移動する。そして、この動作が繰り返されることで、移動子２は図の右方向に移動する。なお、移動子２を図の左方向に移動するためには、駆動電極４に印加する電圧の極性を逆に切り替えればよい。
【００４０】
［第１の実施の形態］
図５は、本発明に係る第１の実施の形態のシャッタ装置を適用した撮像モジュールの構成を示す斜視図であり、図６はその撮像モジュールの断面図である。
【００４１】
撮像モジュールは、シャッタユニット２１と撮像ユニット２２で構成されている。
【００４２】
シャッタユニット２１は、独立して走行する遮光幕（先幕）２４ａと、遮光幕（後幕）２４ｂを有するフォーカルプレーンシャッタである。この遮光幕２４ａ、２４ｂは、上述のエレクトレット５（不図示）を備えている。そして、それぞれのエレクトレット５の対向面側には複数の駆動電極４ａ、４ｂと開口部（または透過部）を設けた固定子１ａ、１ｂが配設されている。さらに、シャッタユニット２１の被写体側には開口部（透過部）を有する保護部材２５がスペーサ４１〜４４を介してシャッタユニット２１の前面を覆うように固設されている。
【００４３】
ここで、固定子１ａ、１ｂはガラス等を基板としており、その表面に駆動電極４ａ、４ｂを形成し、さらに駆動電極４ａ、４ｂ上に絶縁膜を設けている。一方、遮光幕２４ａ、２４ｂは、ポリイミドやテフロン（登録商標）を基材として用い、その一方の面にコロナ放電法により複数のエレクトレットを形成する（エレクトレット化する）。そして、本実施の形態においては、正負の極性を有するエレクトレット部位が交互に配置されている。
【００４４】
撮像ユニット２２は、収納容器２６内に撮像素子２７と信号線２８を収容して固定し、収納容器２６の被写体側を開口部（透光部）を有するカバーガラス２９で覆って構成している。
【００４５】
この撮像モジュールは、エレクトレットシャッタを用いてシャッタユニット２１を構成しているため、その厚さを従来のシャッタユニットと比較して大幅に減少することができ、薄型化することができる。
【００４６】
また、エレクトレットシャッタは、遮光幕２４ａ、２４ｂに誘導される電荷を利用するのではなく、エレクトレットに永久分極されている電荷を利用するため、立ち上がり時間を短縮してシャッタ動作を高速化することができる。
【００４７】
また、エレクトレットの電荷量は任意に与えることが可能であることから、駆動力が最大となるような最適の電荷量を与えることができ、極めて大きな駆動力を得ることができる。従って、撮像モジュールのサイズに応じた最適なシャッタユニット２１を構成することができる。
【００４８】
更に、遮光幕２４ａ、２４ｂは素材として樹脂材料を用いることができるため軽量である。例えば、遮光幕２４ａ、２４ｂは、１０〜２０μの薄い膜で形成することが可能である。従って、動作に必要な電力量は少なく、かつ静かな動作が実現できる。
【００４９】
図７は、遮光幕（先幕）２４ａと遮光幕（後幕）２４ｂの動作を説明する図である。
【００５０】
図７（１）に示す初期状態では全閉状態となっている。即ち、先幕２４ａが露光開口全体を覆い、撮像ユニット２２を被写体光から完全に遮光している。次に撮像動作の開始指示に応じて、図７（２）に示すように先幕２４ａは図中の矢印方向に駆動されて露光開口は全開状態となり、被写体光が撮像ユニット２２に導かれる。そして、所定時間が経過したときに、図７（３）に示すように、後幕２４ｂが図中の矢印方向に駆動されて露光開口を遮蔽する。その後、先幕２４ａと後幕２４ｂは図７（１）に示す初期状態に復帰し、次の撮像動作に備えて待機する。
【００５１】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係るシャッタ装置を用いたカメラのシステム構成を示すブロック図である。
【００５２】
このカメラのシステムは、カメラ本体としてのボディユニット１００と、アクセサリ装置（以下「アクセサリ」と略称する）として、例えば交換レンズとしてのレンズユニット（即ちレンズ鏡筒）１１２と、撮影した画像データを記録しておく記録メディア１３９、および、外付けのストロボユニット１８０などから構成されている。
【００５３】
レンズユニット１１２は、ボディユニット１００の前面に設けられたレンズマウント（不図示）を介して着脱自在に取り付け可能である。
【００５４】
記録メディア１３９は、各種のメモリカードや外付けのＨＤＤ等の外部記録媒体であり、通信コネグタ１３５を介してカメラ本体と通信可能かつ交換可能に装着される。ストロボユニツト１８０は、閃光発光部１８１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８２、ストロボ制御マイクロコンピュータ１８３および電池１８４から成り、ストロボ通信コネクタ１８５を介してカメラ本体と通信可能に装着できる。
【００５５】
レンズユニット１１２の制御はレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下”Ｌｕｃｏｍ”と称する）１０５が行う。ボディユニット１００の制御はボディ制御用マイクロコンピュータ（以下“Ｂｕｃｏｍ”と称する）１５０が行う。尚、これらＬｕｃｏｍ１０５とＢｕｃｏｍ１５０とは、合体時において通信コネクタ１０６を介して通信可能に電気的接続がなされる。そしてカメラシステムとしてＬｕｃｏｍ１０５がＢｕｃｏｍ１５０に従属的に協働しながら稼動するようになっている。
【００５６】
レンズユニット１１２内には撮影レンズ１１２ａ、１１２ｂと絞り１０３が設けられている。撮影レンズ１１２ａはレンズ駆動機構１０２内に在る図示しないＤＣモータによって駆動される。絞り１０３は絞り駆動機構１０４内に在る図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌｕｃｏｍ１０５はＢｕｃｏｍ１５０の指令に従ってこれら各モータを制御する。
【００５７】
ボディユニット１００内には次の構成部材が図示のように配設されている。例えば、光学系としての一眼レフ方式の構成部材（ペンタプリズム１１３ａ、クイックリターンミラ１１３ｂ、接眼レンズ１１３ｃ、サブミラー１１３ｄ）と、撮像モジュール２０と、上記サブミラー１１３ｄからの反射光束を受けて自動測距する為のＡＦセンサユニット１３０ａが設けられている。そして、撮像モジュール２０は、光軸上のフォーカルプレーン式のシャッタユニツト２１と、光学系を通過した被写体像を光電変換するためのＣＣＤを収容した撮像ユニット２２を有する。
【００５８】
また、このＡＦセンサユニット１３０ａを駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１３０ｂと、上記クイックリターンミラー１１３ｂを駆動制御するミラー駆動機構１１８と、上記シャッタユニット２１の先幕２４ａと後幕２４ｂの動きを制御するシャッタ駆動制御回路１４８と、上記ペンタプリズム１１３ａからの光束に基づき測光処理する測光回路１３２が設けられている。
【００５９】
そして、シャッタ駆動制御回路１４８は、Ｂｕｃｏｍ１５０との間でシャッタの開閉動作を制御する信号とストロボと同調する信号の授受を行う。
【００６０】
このカメラシステムにはまた、撮像ユニット２２に接続した撮像素子インターフェイス回路１３４、液晶モニタ１３６、記憶領域として設けられたＳＤＲＡＭ１３８および記録メディア１３９などを利用して画像処理する画像処理コントローラ１４０とが設けられ、電子撮像機能と共に電子記録表示機能を提供できるように構成されている。
【００６１】
Ｂｕｃｏｍ１５０には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＣＤ１５７と、カメラ操作ＳＷ１５２とが設けられている。上記カメラ操作ＳＷ１５２は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷおよびパワーＳＷなど、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。更に、電源としての電池１５４と、この電源の電圧を当該カメラシステムの各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路１５３が設けられている。
【００６２】
上述した如くに構成されたカメラシステムの各部は次のように稼動する。
【００６３】
ミラー駆動機構１１８は、クイックリターンミラー１１３ｂをＵＰ位置とＤＯＷＮ位置へ駆動するための機構であり、このクイックリターンミラー１１３ｂがＤＯＷＮ位置にある時、撮影レンズ１１２ａ、１１２ｂからの光束はＡＦセンサユニット１３０ａ側とペンタプリズム１１３ａ側へと分割されて導かれる。
【００６４】
ＡＦセンサユニット１３０ａ内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１３０ｂを介してＢｕｃｏｍ１５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。
【００６５】
また、ペンタプリズム１１３ａに隣接する接眼レンズ１１３ｃからはユーザが被写体を目視できる一方、このペンタプリズム１１３ａを通過した光束の一部は測光回路１３２内のフォトセンサ（不図示）へ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。
【００６６】
シャッタ駆動制御回路１４８は、Ｂｕｃｏｍ１５０からシャッタを駆動制御するための信号を受取り、その信号に基づいてシャッタユニット２１を制御すると共に、所定のタイミングで、Ｂｕｃｏｍ１５０にストロボを発光させるためのストロボ同調信号を出力する。Ｂｕｃｏｍ１５０は、このストロボ同調信号に基づいてストロボユニット１８０に通信により発光指令信号を出力する。
【００６７】
画像処理コントローラ１４０は、Ｂｕｃｏｍ１５０の指令に従って撮像素子インターフェイス回路１３４を制御して撮像ユニット２２から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ１４０でビデオ信号に変換され、液晶モニタ１３６にて出力表示される。ユーザはこの液晶モニタ１３６の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。
【００６８】
ＳＤＲＡＭ１３８は画像データの一時的保管用メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。またこの画像データはＪＰＥＧデータに変換された後には記録メディア１３９に保管されるように設定されている。
【００６９】
本発明に係る第１の実施の形態のシャッタ装置は、図８におけるシャッタユニット２１とシャッタ駆動制御回路１４８とで構成されている。
【００７０】
図９は、シャッタ駆動制御回路１４８とシャッタユニット２１との信号接続を示す構成図である。シャッタユニット２１には、上述のように先幕２４ａと後幕２４ｂを備えられ、そのそれぞれの遮光幕を駆動するために、図２に示す構成の駆動回路が２系統設けられている。
【００７１】
パルス発生回路１２は、Ｂｕｃｏｍ１５０からの開閉制御信号に基づいて先幕２４ａと後幕２４ｂを駆動して、図７に示す露光開口の全開全閉動作を制御する。また、Ｂｕｃｏｍ１５０からリセット信号を受取ったときは、先幕２４ａと後幕２４ｂを初期状態に駆動する。さらに、パルス発生回路１２は、所定のタイミングでＢｕｃｏｍ１５０にストロボ同調信号を出力する。
【００７２】
続いて、第１の実施の形態に係るシャッタ装置を用いた撮像制御方法について説明する。
【００７３】
図１０は、Ｂｕｃｏｍ１５０の概略の撮影動作手順を示すフロー図である。この動作は、電子カメラの処理手順の内、レリーズ操作から画像データ生成までの動作手順を示している。
【００７４】
ユーザがレリーズボタンを１段押下すると、本処理が開始する。先ず、測光処理を実行する（Ｓ０１）。即ち、測光回路１３２が測定した被写体の輝度情報を獲得する。そして、その輝度情報に基づいて露光量演算を実行し、適正な絞り値（ＡＶ：ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｖａｌｕｅ）とシャッタ速度（ＴＶ：ｔｉｍｅ  ｖａｌｕｅ）を算出する（Ｓ０２）。
【００７５】
次に、ＡＦ処理を実行する（Ｓ０３）。被写体からの光束をクイックリターンミラー１１３ｂ及びサブミラー１１３ｄを介してＡＦセンサユニット１３０ａが受光し、受光した被写体像のずれ量をＡＦセンサ駆動回路１３０ｂを介してＢｕｃｏｍ１５０に出力する。Ｂｕｃｏｍ１５０は、被写体像のずれ量からレンズのずれ量を算出し、その値を通信コネクタ１０６を介してＬｕｃｏｍ１０５に送信する。Ｌｕｃｏｍ１０５は、レンズずれ量に基づいてレンズ駆動機構１０２を介して撮影レンズ１１２ａを移動して焦点を調整する。
【００７６】
焦点が調整された状態で、レリーズボダンが更に（２段）押下されているかどうかを調べる（Ｓ０４）。
【００７７】
レリーズボタンが２段押下されていない場合（Ｓ０４  Ｎｏ）で、レリーズボタンが１段押下の状態にあるとき（Ｓ０５  Ｙｅｓ）は、レリーズボタンが２段押下されるまで待機する。しかし、レリーズボタンが２段押下されていない場合（Ｓ０４  Ｎｏ）で、レリーズボタンが１段押下されていない場合（Ｓ０５  Ｎｏ）は、ユーザは撮影動作を中止したものと判断して本処理を終了する。
【００７８】
レリーズボタンが２段押下されている場合（Ｓ０４  Ｙｅｓ）は、撮影動作を継続し、絞り込み駆動を実行する（Ｓ０６）。即ち、Ｂｕｃｏｍ１５０は、ＡＶ値を通信コネクタ１０６を介してＬｕｃｏｍ１０５に送信する。Ｌｕｃｏｍ１０５は、送られたＡＶ値に基づいて絞り駆動機構１０４を介して絞り１０３を制御する。
【００７９】
次にミラーアップ駆動を実行する（Ｓ０７）。即ち、ミラー駆動機構１１８を介してクイックリターンミラー１１３ｂを跳ね上げて撮影光路を確保する。そして、この後、撮像素子インターフェイス回路１３４に対して撮像動作を開始するように指示を出力する（Ｓ０８）。撮像素子インターフェイス回路１３４はこの指示に基づいて撮像ユニット２２の撮像素子２７を動作させる。
【００８０】
以上の動作の後、Ｂｕｃｏｍ１５０は、シャッタ制御動作を実行する。シャッタ制御動作については、図１１に示す全開露光時のシャッタ制御タイムチャートを併せて参照しつつ説明する。
【００８１】
Ｂｕｃｏｍ１５０は、シャッタ駆動制御回路１４８にシャッタ開信号を出力する（Ｓ０９）。即ち、図１１の開閉制御信号の信号レベルをアクティブにする。これを受けたシャッタ駆動制御回路１４８のパルス発生回路１２は、先幕２４ａを駆動するため先幕駆動パルスの出力を開始する。この先幕駆動パルスのパルス数に対応して、図１１の先幕開口波形に示すように、先幕２４ａは露光開口の全閉位置から開方向に駆動される。
【００８２】
次にＢｕｃｏｍ１５０は、露光時間が経過したかどうかを調べる（Ｓ１１）。
【００８３】
露光時間が経過していない場合（Ｓｌｌ  Ｎｏ）は、図１１に示すストロボ同調信号がシャッタ駆動制御回路１４８から出力されたかどうかを調べ（Ｓ１２）、ストロボ同調信号が出力されるまで待機する（Ｓ１２  Ｎｏ、Ｓ１１）。ストロボ同調信号は、先幕２４ａが露光開口を全開とする位置に到達したタイミングでシャッタ駆動制御回路１４８から出力される。
【００８４】
上述のように、エレクトレットを用いて構成された先幕２４ａ（及び後幕２４ｂ）は極めて軽量であるため、この先幕駆動パルスによって先幕２４ａを高精度かつ高速に駆動することが可能である。従って、露光開口が全開になったかどうかを他の検出手段を用いて検出する必要がなく、先幕駆動パルスのパルス数を計数することで判断することができる。
【００８５】
そこで、シャッタ駆動制御回路１４８は、図１１に示すように、先幕駆動パルスを所定数（ｍ）出力したタイミングで、ストロボ同調信号号（矩形信号）をＢｕｃｏｍ１５０に出力する。
【００８６】
このストロボ同調信号がアクティブになったことを検出したときは、Ｂｕｃｏｍ１５０はストロボユニット１８０に対して発光を指示する発光制御信号を出力する（Ｓ１４）。なお、既に発光制御信号を出力している場合は、再度の発光制御信号の出力は行わないように制御する（Ｓ１３）。
【００８７】
露光時間が経過した場合（Ｓｌｌ  Ｙｅｓ）は、Ｂｕｃｏｍ１５０はシャッタ閉信号を出力する（Ｓ１５）。即ち、開閉制御信号の信号レベルをノンアクティブにする。これを受けたシャッタ駆動制御回路１４８のパルス発生回路１２は、後幕２４ｂを駆動するための後幕駆動パルスの出力を開始する。この後幕駆動パルスのパルス数に従って、図１１の後幕開口波形に示すように、後幕２４ｂは露光開口の全開位置から全閉位置の方向に向けて駆動される。
【００８８】
次に、Ｂｕｃｏｍ１５０は撮像素子インターフェイス回路１３４に対して撮像動作を停止するように指示を出力する（Ｓ１６）。撮像素子インターフェイス回路１３４はこの指示に基づいて撮像ユニット２２の撮像素子２７の撮像動作を停止する。
【００８９】
更に、Ｂｕｃｏｍ１５０はシャッタ駆動制御回路１４８にリセット信号を出力する（Ｓ１７）。これを受けたシャッタ駆動制御回路１４８のパルス発生回路１２は、先幕２４ａ及び後幕２４ｂを初期位置に駆動する。
【００９０】
以上のステップＳ０９からステップＳ１７のシャッタ制御動作を終了した後は、画像処理コントローラ１４０に画像データの処理実行を指示する（Ｓ１８）。画像処理コントローラ１４０は、撮像素子インターフェイス回路１３４からの信号をＡＤ変換して画像データを生成し、その画像データを処理して通信コネクタ１３５を介して記録メディア１３９に記録させる。
【００９１】
そして、Ｂｕｃｏｍ１５０は、ミラー駆動機構１１８を介してクイックリターンミラー１１３ｂをダウンさせ（Ｓ１９）、またＬｕｃｏｍ１０５に対して、絞り駆動機構１０４を介して絞り１０３を全開とするように指示して（Ｓ２０）、撮像動作を終了する。
【００９２】
図１２は、スリット露光時のシャッタ制御タイムチャートである。
【００９３】
被写体の輝度が高いときは、先幕２４ａが全開となる前に露光時間が経過する場合がある。このときは、シャッタ駆動制御回路１４８は、ストロボ同調信号を出力せずに後幕駆動パルスを出力する。この場合は、露光開口は全開とはならず、先幕２４ａと後幕２４ｂで形成されるスリット開口が露光開口上を移動する。なお、このスリット露光時の撮像動作は、図１０に示すフローと同一であるためその詳細の説明は省略する。
【００９４】
［第２の実施の形態］
図１３は、本発明に係る第２の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す断面図である。
【００９５】
第２の実施の形態では、固定子１ａが撮像ユニット２２のカバーガラス２９を兼ねている点が第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の構成と動作の説明は省略する。
【００９６】
第２の実施の形態によれば、カバーガラス２９が不要となるため、第１の実施の形態の効果に加えて、更に撮像モジュールを薄型化することができる。
【００９７】
［第３の実施の形態］
図１４は、本発明に係る第３の実施の形態の撮像モジュールのシャッタユニットの構成を示す断面図である。
【００９８】
第３の実施の形態では、保護部材２５に光透過制御膜３１を設けた点が第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の構成と動作の説明は省略する。なお、撮像ユニット２２の構成は第１または第２の実施の形態と同一であるため、図１４では撮像ユニット２２を省略している。
【００９９】
光透過制御膜３１は、適正な撮像、所望の情報を含んだ撮像等を得るための入射光量を調整するフィルタである。光透過制御膜３１には、ＮＤフィルタ、エレクトロクロミック素子などの光量制御膜３１ａ、特定の波長領域の光を遮断（透過）する赤外フィルタ３１ｂ、ローパスフィルタ３１ｃ、バンドパスフィルタ３１ｄなどがある。
【０１００】
第３の実施の形態によれば、光透過制御膜３１を保護部材２５に設けるため、第１または第２の実施の形態の効果に加え、撮像モジュールの薄型化を損なわずに光透過制御膜３１を使用することができる。
【０１０１】
なお、光透過制御膜３１は、保護部材２５に固定して設けても良く、保護部材２５に対して移動自在に設けても良い。また、その移動機構は、上述のエレクトレットを用いて実現しても良く、その他の移動機構を用いても良い。
【０１０２】
［第４の実施の形態］
図１５は、本発明に係る第４の実施の形態の撮像モジュールのシャッタユニットの構成を示す断面図である。
【０１０３】
第４の実施の形態では、保護部材２５、固定子１ａ，１ｂに光透過制御膜３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を設けた点が第３の実施の形態と異なっている。従って、第３の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の構成と動作の説明は省略する。なお、撮像ユニット２２の構成は第１または第２の実施の形態と同一であるため、図１５では撮像ユニット２２を省略している。
【０１０４】
第４の実施の形態によれば、光透過制御膜３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を複数使用する場合でも、保護部材２５、固定子１ａ，１ｂに設けるため、第１または第２の実施の形態の効果に加え、撮像モジュールの薄型化を損なわずに光透過制御膜３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を重ねて使用することができる。
【０１０５】
なお、光透過制御膜３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）は、保護部材２５、固定子１ａ，１ｂに固定して設けても良く、保護部材２５、固定子１ａ，１ｂに対して移動自在に設けても良い。また、その移動機構は、上述のエレクトレットを用いて実現しても良く、その他の移動機構を用いても良い。なお、光透過制御膜３１を配設する順序は図１５に示す順序に限られない。
【０１０６】
［第５の実施の形態］
図１６は、本発明に係る第５の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す断面図である。
【０１０７】
第５の実施の形態では、撮像素子２７を固定子１ａの裏面に設けた点が第２の実施の形態と異なっている。従って、第２の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の構成と動作の説明は省略する。
【０１０８】
撮像素子２７は、固定子１ａの裏面にフリップチップ実装され、さらに固定子１ａの裏面には撮像素子２７を駆動するための配線パターン３０がプリントされている。
【０１０９】
第５の実施の形態によれば、信号線２８を配設するためのスペースが不要となるため、撮像ユニット２２を薄くすることができ、更に撮像モジュールの薄型化を図ることができる。
【０１１０】
［第６の実施の形態］
図１７は、本発明に係る第６の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す断面図である。
【０１１１】
第６の実施の形態では、シャッタユニット２１の保護部材２５、固定子１ｂに光透過制御膜３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を設けた点が第５の実施の形態と異なっている。従って、第５の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の構成と動作の説明は省略する。
【０１１２】
第６の実施の形態によれば、第５の実施の形態の効果に加え、撮像モジュールの薄型化を損なわずに光透過制御膜３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を重ねて使用することができる。
【０１１３】
なお、光透過制御膜３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）は、保護部材２５、固定子１ｂに固定して設けても良く、保護部材２５、固定子１ｂに対して移動自在に設けても良い。また、その移動機構は、上述のエレクトレットを用いて実現しても良く、その他の移動機構を用いても良い。なお、光透過制御膜３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を配設する順序は図１７に示す順序に限られない。
【０１１４】
なお、各実施の形態ではシャッタユニット２１に先幕、後幕の２つの遮光幕２４ａ、２４ｂを用いているが、本発明はこの実施の形態に限定されず、１つの遮光幕で構成しても良い。
【０１１５】
以上説明した各実施の形態によれば、シャッタユニットと撮像ユニットを一体として薄型化することのできる撮像モジュールを得ることができる。
【０１１６】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明に係る撮像モジュールのシャッタ機構を示す図。
【図２】エレクトレットシャッタの基本構成を示す図。
【図３】駆動電極に付加される電圧信号列を示す図。
【図４】エレクトレットシャッタの動作を説明する図。
【図５】本発明に係る第１の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す斜視図。
【図６】本発明に係る第１の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す断面図。
【図７】遮光幕の動作を説明する図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るシャッタ装置を用いたカメラのシステム構成を示すブロック図。
【図９】シャッタ駆動制御回路とシャッタユニットとの信号接続を示す構成図。
【図１０】Ｂｕｃｏｍ１５０の概略の撮影動作手順を示すフロー図。
【図１１】全開露光時のシャッタ制御タイムチャート。
【図１２】スリット露光時のシャッタ制御タイムチャート。
【図１３】本発明に係る第２の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す断面図。
【図１４】本発明に係る第３の実施の形態の撮像モジュールのシャッタユニットの構成を示す断面図。
【図１５】本発明に係る第４の実施の形態の撮像モジュールのシャッタユニットの構成を示す断面図。
【図１６】本発明に係る第５の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す断面図。
【図１７】本発明に係る第６の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１８】
１…固定子、２…移動子、３…開口部（透過部）、４…駆動電極、５…エレクトレット、１０…駆動回路、２１…シャッタユニット、２２…撮像ユニット、２４…遮光幕、２５…保護部材、２７…撮像素子、２９…カバーガラス、３０…配線パターン、３１…光透過制御膜、３１ａ…光量制御膜、３１ｂ…赤外フィルタ、３１ｃ…ローパスフィルタ、１０３…絞り、１０４…絞り駆動機構、１０５…レンズ制御用マイクロコンピュータ、１３４…撮像素子インターフェイス回路、１４８…シャッタ駆動制御回路、１５０…ボディ制御用マイクロコンピュータ、１８０…ストロボユニット。
【図１】
2005102162.tif 000003
【図２】
2005102162.tif 000004
【図３】
2005102162.tif 000005
【図４】
2005102162.tif 000006
【図５】
2005102162.tif 000007
【図６】
2005102162.tif 000008
【図７】
2005102162.tif 000009
【図８】
2005102162.tif 000010
【図９】
2005102162.tif 000011
【図１０】
2005102162.tif 000012
【図１１】
2005102162.tif 000013
【図１２】
2005102162.tif 000014
【図１３】
2005102162.tif 000015
【図１４】
2005102162.tif 000016
【図１５】
2005102162.tif 000017
【図１６】
2005102162.tif 000018
【図１７】
2005102162.tif 000019