(57)【要約】【課題】高速駆動が可能で、且つ、制御性の高いカメラのシャッタ装置を提供することである。【解決手段】撮像モジュール２０は、シャッタユニット２１と撮像ユニット２２とで構成している。シャッタユニット２１は、エレクトレットを備えた先幕２５ａと後幕２５ｂとを有するフォーカルプレーンシャッタで構成している。それぞれのエレクトレットの対向面側は、駆動電極２８ａ、２８ｂ、開口部２７ａ、２７ｂを設けた固定子２９ａ、２９ｂを配設している。また、シャッタユニット２１の前面を覆うように、開口部３１を有する保護部材３２を固設している。そして、先幕２５ａが全開の位置、若しくは後幕２５ｂが全閉の位置で供給される連続的なパルス信号のうちの最後のパルスの幅は、それ以前のパルスの幅よりも長く設定される。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトレット化された部位を有するフィルム幕と、
複数の走査用電極を有する電極部材と、
連続的に入力されたパルス信号に応じて上記複数の走査用電極に多相交流電圧を印加し、上記複数の走査用電極と上記エレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて上記フィルム幕を駆動する駆動手段と、
上記駆動手段に対して、上記フィルム幕を入射光路を遮蔽する位置から開放する位置に駆動するための、若しくは、上記入射光路を開放する位置から遮蔽する位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動制御手段と、
を具備し、
上記駆動制御手段は、上記連続的なパルス信号のうちの最後のパルスの幅を、それ以前のパルスの幅よりも長く設定することを特徴とするカメラのシャッタ装置。
【請求項２】
上記連続的なパルス信号の幅は、上記最後のパルス信号を除いて一定であることを特徴とする請求項１に記載のカメラのシャッタ装置。
【請求項３】
上記駆動制御手段は、上記入射光路を遮蔽する位置から開放する位置に上記シャッタ幕を駆動する場合は上記フィルム幕が上記入射光路を開放した後に最後のパルス幅のパルス信号を供給し、上記入射光路を開放する位置から遮蔽する位置に上記シャッタ幕を駆動する場合は上記フィルム幕が上記入射光路を遮蔽した後に最後のパルス幅のパルス信号を供給することを特徴とする請求項１に記載のカメラのシャッタ装置。
【請求項４】
エレクトレット化された部位を有し、初期状態に於いては撮影光路内に配置されているシャッタ先幕と、
上記シャッタ先幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査用電極を有する第１の電極部材と、
エレクトレット化された部位を有し、初期状態に於いては上記撮影光路外に配置されているシャッタ後幕と、
上記シャッタ後幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査用電極を有する第２の電極部材と、
上記第１及び第２の電極部材の上記走査用電極に、連続的な電圧パルス信号をそれぞれ印加し、それによって上記シャッタ先幕及び上記シャッタ後幕を静電力を用いて駆動する駆動制御手段と、
を具備し、
上記駆動制御手段によって上記走査用電極に印加される連続的な電圧パルス信号の幅は、最終パルスの幅が最も長いことを特徴とするカメラのシャッタ装置。
【請求項５】
上記駆動制御手段は、上記シャッタ先幕を上記撮影光路外に駆動した後に上記最終パルス幅のパルス信号を印加し、且つ、上記シャッタ後幕を上記撮影光路内に駆動した後に上記最終パルス幅のパルス信号を印加することを特徴とする請求項４に記載のカメラのシャッタ装置。
【請求項６】
エレクトレット化された部位を有するフィルム幕と、
複数の走査用電極を有する電極部材と、
連続的に入力されたパルス信号に応じて上記複数の走査用電極に多相交流電圧を印加し、上記複数の走査用電極と上記エレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて上記フィルム幕を駆動する駆動手段と、
上記駆動手段に対して、上記フィルム幕を被写体光束の光路から遮蔽する第１の位置から上記光路を開放する第２の位置に駆動するための、若しくは、上記第２の位置から上記第１の位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動制御手段と、
を具備し、
上記駆動制御手段は、上記連続的なパルス信号のうちの最後のパルスの幅を、それ以前のパルスの幅よりも長く設定することを特徴とするカメラのシャッタ装置。
【請求項７】
上記連続的なパルス信号の幅は、上記最後のパルス信号を除いて一定であることを特徴とする請求項６に記載のカメラのシャッタ装置。
【請求項８】
上記駆動制御手段は、上記入射光路の第１の位置から第２の位置に上記フィルム幕を駆動する場合は上記フィルム幕が上記第２の位置に到達した後に最後のパルス幅のパルス信号を供給し、上記入射光路の第２の位置から第１の位置に上記フィルム幕を駆動する場合は上記フィルム幕が上記第１の位置に到達した後に最後のパルス幅のパルス信号を供給することを特徴とする請求項６に記載のカメラのシャッタ装置。
【請求項９】
エレクトレット化された部位を有し、初期状態に於いては撮影光路内の第１の位置に配置されているシャッタ先幕と、
上記シャッタ先幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査用電極を有する第１の電極部材と、
エレクトレット化された部位を有し、初期状態に於いては上記撮影光路外の第２の位置に配置されているシャッタ後幕と、
上記シャッタ後幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査用電極を有する第２の電極部材と、
上記第１及び第２の電極部材の上記走査用電極に、連続的な電圧パルス信号をそれぞれ印加して、上記シャッタ先幕及び上記シャッタ後幕を静電力を用いて駆動する駆動制御手段と、
を具備し、
上記駆動制御手段によって上記走査用電極に印加される連続的な電圧パルス信号の幅は、最終パルスの幅が最も長いことを特徴とするカメラのシャッタ装置。
【請求項１０】
上記駆動制御手段は、上記シャッタ先幕を上記第２の位置に駆動した後に上記最終パルス幅のパルス信号を印加し、且つ、上記シャッタ後幕を上記第１の位置に駆動した後に上記最終パルス幅のパルス信号を印加することを特徴とする請求項９に記載のカメラのシャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラのシャッタ装置に関し、より詳細にはデジタル一眼レフレックスカメラ及びカメラのフォーカルプレーンシャッタの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、一眼レフレックスタイプのカメラ（以下、単に一眼レフカメラと略記する）の場合、フィルムまたは撮像素子の前面にフォーカルプレーンシャッタが配置されて、露光量の調整が行われるように構成されている。そして、近年のフォーカルプレーンシャッタは、シャッタ羽根をステップモータで駆動する方式や、スプリング力を利用してシャッタ羽根を開閉させる方式のものが知られている。
【０００３】
しかしながら、このような方式によるものは、シャッタ羽根を駆動する駆動装置の駆動力をシャッタ羽根に伝達するために複雑な構造を必要としていた。
【０００４】
そこで、遮光フィルムで形成したシャッタ幕を静電アクチュエータの原理を用いて駆動することにより、軽量化、低コスト化した、極めて簡単な構造のシャッタ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２２０５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した静電アクチュエータの原理を用いたシャッタ装置（以下、静電シャッタと略記する）に於いては、シャッタ幕に機械的に連結する部材が存在しないため、駆動電極基板とカバーガラスとを、スペーサを介して積層し、それによってシャッタ幕の移動空間を確保する等の構造上の工夫が必要である。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１には、このような点に関する具体的な開示がなされていないものであった。
【０００７】
加えて、上記のような構造の静電シャッタ装置に於いては、シャッタ羽根を静電アクチュエータで直接に高速駆動するために、高精度の位置決め制御が必要である。すなわち、シャッタ羽根を確実にシャッタの全開位置、若しくは全閉位置に停止させなければならない。ところが、上述した特許文献１には、こうした高精度の位置決め精度に関する技術は開示されていないものであった。
【０００８】
したがって本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、高速駆動が可能で、且つ、制御性の高いカメラの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】
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、エレクトレット化された部位を有するフィルム幕と、複数の走査用電極を有する電極部材と、連続的に入力されたパルス信号に応じて上記複数の走査用電極に多相交流電圧を印加し、上記複数の走査用電極と上記エレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて上記フィルム幕を駆動する駆動手段と、上記駆動手段に対して、上記フィルム幕を入射光路を遮蔽する位置から開放する位置に駆動するための、若しくは、上記入射光路を開放する位置から遮蔽する位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動制御手段と、を具備し、上記駆動制御手段は、上記連続的なパルス信号のうちの最後のパルスの幅を、それ以前のパルスの幅よりも長く設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記連続的なパルス信号の幅は、上記最後のパルス信号を除いて一定であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記駆動制御手段は、上記入射光路を遮蔽する位置から開放する位置に上記シャッタ幕を駆動する場合は上記フィルム幕が上記入射光路を開放した後に最後のパルス幅のパルス信号を供給し、上記入射光路を開放する位置から遮蔽する位置に上記シャッタ幕を駆動する場合は上記フィルム幕が上記入射光路を遮蔽した後に最後のパルス幅のパルス信号を供給することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、エレクトレット化された部位を有し、初期状態に於いては撮影光路内に配置されているシャッタ先幕と、上記シャッタ先幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査用電極を有する第１の電極部材と、エレクトレット化された部位を有し、初期状態に於いては上記撮影光路外に配置されているシャッタ後幕と、上記シャッタ後幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査用電極を有する第２の電極部材と、上記第１及び第２の電極部材の上記走査用電極に、連続的な電圧パルス信号をそれぞれ印加し、それによって上記シャッタ先幕及び上記シャッタ後幕を静電力を用いて駆動する駆動制御手段と、を具備し、上記駆動制御手段によって上記走査用電極に印加される連続的な電圧パルス信号の幅は、最終パルスの幅が最も長いことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、上記駆動制御手段は、上記シャッタ先幕を上記撮影光路外に駆動した後に上記最終パルス幅のパルス信号を印加し、且つ、上記シャッタ後幕を上記撮影光路内に駆動した後に上記最終パルス幅のパルス信号を印加することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、エレクトレット化された部位を有するフィルム幕と、複数の走査用電極を有する電極部材と、連続的に入力されたパルス信号に応じて上記複数の走査用電極に多相交流電圧を印加し、上記複数の走査用電極と上記エレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて上記フィルム幕を駆動する駆動手段と、上記駆動手段に対して、上記フィルム幕を被写体光束の光路から遮蔽する第１の位置から上記光路を開放する第２の位置に駆動するための、若しくは、上記第２の位置から上記第１の位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動制御手段と、を具備し、上記駆動制御手段は、上記連続的なパルス信号のうちの最後のパルスの幅を、それ以前のパルスの幅よりも長く設定することを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明に於いて、上記連続的なパルス信号の幅は、上記最後のパルス信号を除いて一定であることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明に於いて、上記駆動制御手段は、上記入射光路の第１の位置から第２の位置に上記フィルム幕を駆動する場合は上記フィルム幕が上記第２の位置に到達した後に最後のパルス幅のパルス信号を供給し、上記入射光路の第２の位置から第１の位置に上記フィルム幕を駆動する場合は上記フィルム幕が上記第１の位置に到達した後に最後のパルス幅のパルス信号を供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、エレクトレット化された部位を有し、初期状態に於いては撮影光路内の第１の位置に配置されているシャッタ先幕と、上記シャッタ先幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査用電極を有する第１の電極部材と、エレクトレット化された部位を有し、初期状態に於いては上記撮影光路外の第２の位置に配置されているシャッタ後幕と、上記シャッタ後幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査用電極を有する第２の電極部材と、上記第１及び第２の電極部材の上記走査用電極に、連続的な電圧パルス信号をそれぞれ印加して、上記シャッタ先幕及び上記シャッタ後幕を静電力を用いて駆動する駆動制御手段と、を具備し、上記駆動制御手段によって上記走査用電極に印加される連続的な電圧パルス信号の幅は、最終パルスの幅が最も長いことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明に於いて、上記駆動制御手段は、上記シャッタ先幕を上記第２の位置に駆動した後に上記最終パルス幅のパルス信号を印加し、且つ、上記シャッタ後幕を上記第１の位置に駆動した後に上記最終パルス幅のパルス信号を印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高速駆動が可能で、且つ、制御性の高いカメラのシャッタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
はじめに、本発明に係るシャッタ装置に於けるシャッタ機構の駆動原理について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２２】
本シャッタ機構は、基本的に固定子１と移動子２とを備えており、移動子２は固定子１に対して図１（ａ）及び（ｂ）に於い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（図示せず）に導くための開口部３が設けられている。更に、この固定子１には、上記移動子２の移動方向と直交する方向に、帯状の複数の延出された駆動電極４が所定の間隔で並設されている。
【００２３】
上記移動子２は、後述する永久分極された、延出された誘導体（以下、エレクトレットと称する）５の部位を複数備えている。
【００２４】
このような構成に於いて、駆動電極４に周波電圧を印加すると、駆動電極４と上述したエレクトレットとの間に吸引力若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。したがって、移動子２が固定子１の開口部３を、開放若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することができる。
【００２５】
図１（ａ）はシャッタが開の状態を示し、図１（ｂ）はシャッタが閉の状態を示している。尚、固定子１に開口部３は必ずしも必要なものではなく、固定子１を透過部材として、図１（ａ）に示されるように、駆動電極４が設けられていない領域、すなわち、透過領域を形成しても良い。以下、被写体光束が通過するこのような領域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るものとする。
【００２６】
図２は、こうしたエレクトレットシャッタの断面を模式的に示すと共に該エレクトレットシャッタの駆動回路を示した図である。
【００２７】
エレクトレットシャッタ７に於いて、固定子１に並設さ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。これらの電圧信号線には、４相の電圧信号が印加されるようになっており、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。
【００２８】
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。
【００２９】
尚、この図は、あくまでも模式図であり、実際のエレクトレットシャッタに於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、何れか一方の極性だけでも実現可能である。
【００３０】
図２の左側には、上述したエレクトレットシャッタ７の構成と共に、エレクトレットシャッタ７に印加する電圧信号を発生するための駆動回路１０の構成が示されている。
【００３１】
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、位相器１３及び昇圧回路１４に供給される。昇圧回路１４では、入力された矩形波列が１００Ｖ程度まで昇圧されると共に、２つの極性を有する電圧信号に分岐されて、駆動電極４Ａ及び４Ｃに供給される。一方、位相器１３に入力された矩形波列は、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４Ｂ及び４Ｄに供給される。
【００３２】
図３は、上記駆動回路１０によって作成されて、駆動電極４Ａ〜４Ｄに印加される電圧信号列の例を示したタイミングチャートである。このうち、図３（ａ）は駆動電極４Ａ、図３（ｂ）は駆動電極４Ｂ、図３（ｃ）は駆動電極４Ｃ、図３（ｄ）は駆動電極４Ｄのタイミングチャートである。
【００３３】
尚、駆動電極４Ａ〜４Ｄの電圧の状態は、時間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ものである。
【００３４】
図４（ａ）〜（ｄ）は、上述したエレクトレットシャッタ７の動作を説明する図である。尚、図４（ａ）〜（ｄ）に於いて、同図右側方向をエレクトレットの進行方向として、後方側（左側）に正極（プラス）のエレクトレット５ａ、前方側（右側）に負極（マイナス）のエレクトレット５ｂが配列されているものとする。
【００３５】
図４（ａ）は、図３に示される時間ｔ１に切り替わった直後のエレクトレットと駆動電極４の電圧の状態（極性）を示している。
【００３６】
この状態に於いて、正極のエレクトレット５ａは、駆動電極Ａ（正極）から反発力を受け、駆動電極Ｂ（負極）から吸引力を受ける。また、負極のエレクトレット５ｂは、駆動電極Ｃ（負極）から反発力を受け、駆動電極Ｄ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は、図４（ａ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分右方向に移動する。
【００３７】
図４（ｂ）は、時間ｔ２に切り替わ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。
【００３８】
この状態に於いて、エレクトレット５ａは、駆動電極Ｂ（正極）から反発力を受け、駆動電極Ｃ（負極）から吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ｄ（負極）から反発力を受け、駆動電極Ａ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は、図４（ｂ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。
【００３９】
同様に、図４（ｃ）は、時間ｔ３に切り替わ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。
【００４０】
この状態に於いて、エレクトレット５ａは、駆動電極Ｃ（正極）から反発力を受け、駆動電極Ｄ（負極）から吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ａ（負極）から反発力を受け、駆動電極Ｂ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は、図４（ｃ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。
【００４１】
更に、図４（ｄ）は、時間ｔ４に切り替わ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。
【００４２】
この状態に於いて、エレクトレット５ａは、駆動電極Ｄ（正極）から反発力を受け、駆動電極Ａ（負極）から吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ａ（負極）から反発力を受け、駆動電極Ｃ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は、図４（ｄ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。
【００４３】
上述したように、移動子２は１つの駆動電極ピッチｄ移動し、この動作が繰り返されることで、移動子２は図４（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）のように右方向（図示矢印Ｆ方向）に移動する。尚、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良い。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態について説明する。
【００４５】
図５は、本発明に係る一実施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。
【００４６】
本撮像モジュール２０は、シャッタユニット２１と、撮像ユニット２２とで構成されている。上記シャッタユニット２１は、それぞれ独立して走行する先幕（シャッタ先幕）２５ａと、後幕（シャッタ後幕）２５ｂとを有するフォーカルプレーンシャッタである。この先幕２５ａ、後幕２５ｂは、上述したエレクトレット５（図示せず）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、複数の帯状の延出された駆動電極２８ａ、２８ｂと、開口部（または透過部）２７ａ、２７ｂが設けられた固定子２９ａ、２９ｂが配設されている。
【００４７】
上記先幕２５ａ、後幕２５ｂは、それぞれ固定子２９ａ、２９ｂの長手方向に対して、移動自在に構成されている。そして、上記複数の電極２８ａ、２８ｂは、上記固定子２９ａ、２９ｂ上で、上記先幕２５ａ、後幕２５ｂの移動方向と直交する方向に所定の間隔で並設されている。
【００４８】
更に、シャッタユニット２１の被写体側（図５、図６に於いて左側）には、開口部（透光部）３１を有する保護部材３２が、スペーサ３３〜３６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。ここで、固定子２９ａ、２９ｂは、ガラス等を基板として構成されており、その表面に駆動電極２８ａ、２８ｂが形成され、更に駆動電極２８ａ、２８ｂ上に絶縁膜（図示せず）が設けられている。この絶縁膜が施されることにより、隣接する駆動電極間の短絡を防止している。
【００４９】
一方、先幕２５ａ、後幕２５ｂは、ポリイミドやテフロン（登録商標）が基材として用いられており、アルミニウム等の金属が蒸着されている。これにより、完全ではないものの、ある程度の遮光性を確保することができる。本実施形態に於いては、このような特性を半透光性と称するものとする。そして、これら先幕２５ａ、後幕２５ｂとして使用される基材（フィルム膜）の一方の面、この場合駆動電極２８ａ、２８ｂと対向する面側には、コロナ放電法により複数のエレクトレットが形成されている（これをエレクトレット化するという）。本実施形態に於いては、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（例えば、図４のエレクトレット５ａ、５ｂ参照）。
【００５０】
撮像ユニット２２は、収納容器３９内に撮像素子４０と信号線４１を収容して固定し、収納容器３９の被写体側を開口部（透光部）を有するカバーガラス４２で覆って構成している。
【００５１】
尚、カバーガラス４２に設けられた開口部は、上述した固定子２９ａ、２９ｂの開口部２７ａ、２７ｂ、保護部材３２に設けられた開口部３１と対応する位置に設けられている。これにより、開口部３１より取り込まれた被写体光が光電変換素子である撮像素子４０に導かれ、この撮像素子４０により当該被写体の像が光電変換される。
【００５２】
このように、本撮像モジュール２０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。
【００５３】
また、エレクトレットシャッタは、先幕２５ａ、後幕２５ｂ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、幕の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。
【００５４】
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。したがって、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。
【００５５】
更に、先幕２５ａ、後幕２５ｂ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、先幕２５ａ、後幕２５ｂは、１０〜２０μｍの薄い膜で形成することが可能である。それ故、動作に必要な電力量は少なく、且つ静かな動作を実現することができる。
【００５６】
図７は、先幕２５ａ、後幕２５ｂの動作を説明する図である。
【００５７】
図７（ａ）は初期状態を示すもので、露光開口２７は全閉状態となっている。すなわち、先幕２５ａによって露光開口２７の全体が覆われており、図示されない撮像ユニット２２に対して被写体光が遮蔽される。
【００５８】
次に、撮像動作の開始指示に応じて、図７（ｂ）に示されるように、先幕２５ａが図示矢印Ｆ1 方向に駆動されて露光開口２７は全開状態となる。これにより、被写体光が図示されない撮像ユニット２２に導かれる。
【００５９】
そして、所定時間が経過したときに、図７（ｃ）に示されるように、後幕２５ｂが図示矢印Ｆ2 方向に駆動されて露光開口２７が遮蔽される。その後、先幕２５ａと後幕２５ｂは、図７（ａ）に示される初期状態に復帰し、次の撮像動作に備えて待機する。
【００６０】
図８は、本発明の一実施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。
【００６１】
図８に於いて、このカメラシステムは、ボディユニット５０と、アクセサリ装置として、例えば交換可能なレンズユニット（すなわちレンズ鏡筒）５１と、通信コネクタ５６を介して撮影した画像データを記録しておく記録メディア５２と、ストロボ通信コネクタ５７を介して外付けのストロボユニット５３とを有して構成されている。
【００６２】
上記レンズユニット５１は、上記ボディユニット５０の前面に設けられた、図示されないレンズマウントを介して着脱自在に装着可能である。そして、上記レンズユニット５１は、撮影レンズ６１ａ及び６１ｂと、絞り６２と、レンズ駆動機構６３と、絞り駆動機構６４と、レンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌμｃｏｍと略記する）６５とから構成されている。
【００６３】
上記撮影レンズ６１ａ及び６１ｂは、レンズ駆動機構６３内に存在する図示されないＤＣモータによって、光軸方向に駆動される。絞り６２は、絞り駆動機構６４内に存在する図示されないステッピングモータによって駆動される。また、Ｌμｃｏｍ６５は、上記レンズ駆動機構６３や絞り駆動機構６４等、レンズユニット５１内の各部を駆動制御する。このＬμｃｏｍ６５は、通信コネクタ５５を介して、後述するボディ制御用マイクロコンピュータ８５と電気的に接続がなされ、該ボディ制御用マイクロコンピュータ８５の指令に従って制御される。
【００６４】
一方、ボディユニット５０は、以下のように構成されている。
【００６５】
レンズユニット５１内の撮影レンズ６１ａ及び６１ｂ、絞り６２を介して入射される図示されない被写体からの光束は、クイックリターンミラー７０で反射されて、フォーカシングスクリーン７１、ペンタプリズム７２を介して接眼レンズ７３に至る。
【００６６】
上記クイックリターンミラー７０の中央部はハーフミラーになっており、該クイックリターンミラー７０がダウン（図示の位置）した際に一部の光束が透過する。そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー７０に設置されたサブミラー７５で反射され、自動測距を行うためのＡＦセンサユニット７６に導かれる。尚、上記クイックリターンミラー７０のアップ時には、サブミラー７５は折り畳まれるようになっている。
【００６７】
上記クイックリターンミラー７０の後方には、光軸上のフォーカルプレーン式のシャッタユニット２１と、光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像素子（ＣＣＤ）４０を収容した撮像ユニット２２とを備えた撮像モジュール２０が設けられている。図示されないが、クイックリターンミラー２０が光路より退避した場合、撮影レンズ６１ａ及び６１ｂを通った光束は、撮像モジュール２０内の撮像素子４０（図５及び図６参照）に結像される。
【００６８】
このボディユニット５０は、また、上記撮像モジュール２０内の撮像素子４０に接続された撮像素子インターフェイス回路８０と、記憶領域として設けられたＳＤＲＡＭ８２と、液晶モニタ８３及び上記通信コネクタ５６を介して記録メディア５２とが、画像処理を行うための画像処理コントローラ８１に接続されている。これらは、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。
【００６９】
上記記録メディア５２は、各種のメモリカードや外付けのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外部記録媒体であり、通信コネクタ５６を介してカメラボディ５０と通信可能、且つ交換可能に装着される。
【００７０】
上記画像処理コントローラ８１は、通信コネクタ５５と、測光回路８６と、ミラー駆動回路８７と、ＡＦセンサ駆動回路８８と、駆動制御手段であるシャッタ駆動制御回路９０と、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）９１等と共に、このボディユニット５０内の各部を制御するためのボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂμｃｏｍと略記する）８５に接続されている。
【００７１】
上記Ｂμｃｏｍ８５には、当該カメラの動作状態を表示出力によって撮影者へ告知するための動作表示用ＬＣＤ９２と、カメラ操作スイッチ（ＳＷ）９３と、電源回路９５を介して電池９６とが接続されている。
【００７２】
尚、上記Ｂμｃｏｍ８５とＬμｃｏｍ６５とは、レンズユニット５１の装着時に於いて、通信コネクタ５５を介して通信可能に電気的接続がなされる。そして、デジタルカメラとしてＬμｃｏｍ６５がＢμｃｏｍ８５に従属的に協働しながら稼動するようになっている。
【００７３】
上記測光回路８６は、上記ペンタプリズム７２からの光束に基づいて測光処理する回路である。上記ミラー駆動機構８７はクイックリターンミラー７０を駆動制御する機構であり、ＡＦセンサ駆動回路８８は上記ＡＦセンサユニット７６を駆動制御するための回路である。また、シャッタ駆動制御回路９０は、上記シャッタユニット２１の先幕２５ａと後幕２５ｂの動きを制御すると共に、Ｂμｃｏｍ８５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。
【００７４】
不揮発性メモリ９１は、その他の記憶領域として、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する記憶手段であり、Ｂμｃｏｍ８５からアクセス可能に設けられている。
【００７５】
動作表示用ＬＣＤ９２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ものである。上記カメラ操作スイッチ９３は、例えば撮影動作の実行を指示するレリーズスイッチ、撮影モードと画像表示モードを切り替えるモード変更スイッチ及びパワースイッチ等、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構成される。
【００７６】
更に、電源回路９５は、電源としての電池９６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ために設けられている。
【００７７】
ストロボユニット５３は、閃光発光部１０１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２と、ストロボ制御用マイクロコンピュータ１０３及び電池１０４とから成っている。そして、このストロボユニット５３は、ストロボ通信コネクタ５７を介して、ボディユニット５０と通信可能に装着可能である。
【００７８】
このように構成されたデジタルカメラの各部は、次のように稼動する。
【００７９】
先ず、画像処理コントローラ８１により、Ｂμｃｏｍ８５の指令に従って撮像素子インターフェイス回路８０が制御されて、撮像モジュール２０から画像データが取り込まれる。この画像データは、一時保管用メモリであるＳＤＲＡＭ８２に取り込まれる。このＳＤＲＡＭ８２は、画像データが変換される際のワークエリア等に使用される。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５２に保管されるように設定されている。
【００８０】
ミラー駆動機構８７は、上述したように、クイックリターンミラー７０をアップ（ＵＰ）位置とダウン（ＤＯＷＮ）位置へ駆動するための機構である。ミラー駆動機構８７によってクイックリターンミラー７０がダウン位置にある時、撮影レンズ６１ａ及び６１ｂからの光束は、ＡＦセンサユニット７６側とペンタプリズム７２側へと分割されて導かれる。
【００８１】
ＡＦセンサユニット７６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路８８を介してＢμｃｏｍ８５へ送信されて、周知の測距処理が行われる。
【００８２】
一方、ペンタプリズム７２に隣接する接眼レンズ７３からは、撮影者が被写体を目視できる。また、上記ペンタプリズム７２を通過した光束の一部は、測光回路８６内のホトセンサ（図示せず）へ導かれ、ここで検知された光量に基づいて周知の測光処理が行われる。
【００８３】
シャッタ駆動制御回路９０では、Ｂμｃｏｍ８５からシャッタを駆動制御するための信号が受取られると、その信号に基づいてシャッタユニット２１が制御される。それと共に、シャッタ駆動制御回路９０から、所定のタイミングでＢμｃｏｍ８５にストロボを発光させるためのストロボ同調信号が出力される。Ｂμｃｏｍ８５からは、このストロボ同調信号に基づいて、ストロボユニット５３に通信により発光指令信号が出力される。
【００８４】
また、撮影者によって上述したカメラ操作スイッチ９３の中のモード変更スイッチが操作されて、撮影モードから画像表示モードへ切り換えられると、記録メディア５２に保管された画像データが読み出されて、液晶モニタ８３に表示可能である。記録メディア５２から読み出された画像データは、画像処理コントローラ８１に於いてビデオ信号に変換され、液晶モニタ８３にて出力表示される。
【００８５】
本実施形態のシャッタ装置は、図８に於けるシャッタユニット２１とシャッタ駆動制御回路９０とにより構成されている。
【００８６】
図９は、シャッタ駆動制御回路９０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。
【００８７】
シャッタユニット２１には、上述したように、先幕２５ａと後幕２５ｂが備えられており、そのそれぞれの幕を駆動するために、図２に示されたものと同様の構成の位相器１１２ａ、１１２ｂを含む駆動手段としての駆動回路１１３ａ、１１３ｂが２系統設けられている。パルス発生回路１１１は、Ｂμｃｏｍ８５からの開閉制御信号に基づいて先幕２５ａと後幕２５ｂを駆動する。これにより、図７に示される露光開口２７の全開全閉動作が制御される。
【００８８】
また、Ｂμｃｏｍ８５からリセット信号を受取ったときは、先幕２５ａと後幕２５ｂが初期状態に駆動される。更に、パルス発生回路１１１からは、所定のタイミングでＢμｃｏｍ８５にストロボ同調信号が出力される。
【００８９】
次に、本実施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。
【００９０】
図１０は、Ｂμｃｏｍ８５の概略の撮影動作手順を示すフローチャートである。この動作は、本カメラシステムの処理手順の内、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。
【００９１】
撮影者によってカメラ操作スイッチ９３内のレリーズ釦が１段押下されると、本ルーチンが開始される。
【００９２】
先ず、ステップＳ１では、測光処理が実行される。すなわち、測光回路８６にて測定された被写体の輝度情報が獲得される。次いで、ステップＳ２にて、その輝度情報に基づいて露光量演算が実行され、適正な絞り値（ＡＶ：ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｖａｌｕｅ）とシャッタ速度（ＴＶ：ｔｉｍｅ  ｖａｌｕｅ）が算出される。
【００９３】
ステップＳ３では、ＡＦ処理が実行される。つまり、被写体からの光束が、クイックリターンミラー７０及びサブミラー７５を介してＡＦセンサユニット７６で受光される。この受光された被写体像のずれ量が、ＡＦセンサ駆動回路８８を介してＢμｃｏｍ８５に出力される。Ｂμｃｏｍ８５では、被写体像のずれ量からレンズの駆動量が算出され、その値が通信コネクタ５５を介してレンズユニット５１内のＬμｃｏｍ６５に送信される。Ｌμｃｏｍ６５では、上記レンズ駆動量に基づいて、レンズ駆動機構６３を介して撮影レンズ６１ａが移動されて焦点が調整される。
【００９４】
ここで、ステップＳ４に於いて、焦点が調整された状態でレリーズ釦が更に（２段）押下されている（２ｎｄレリーズスイッチＯＮ）か否かが判断される。レリーズ釦が２段押下されていない場合は、ステップＳ５に移行してレリーズ釦が１段押下されている状態であるか否かが判断される。ここで、レリーズ釦が１段押下の状態にある場合は、ステップＳ４へ移行してレリーズ釦が２段押下されるまで待機する。しかし、レリーズ釦が２段押下されていない場合で、レリーズ釦が１段押下されていない場合は、撮影者は撮影動作を中止したものと判断されて本ルーチンが終了する。
【００９５】
上記ステップＳ４にてレリーズ釦が２段押下されている場合は、撮影動作が継続され、ステップＳ６へ移行して絞り込み駆動が実行される。すなわち、Ｂμｃｏｍ８５により、ＡＶ値が通信コネクタ５５を介してＬμｃｏｍ６５に送信される。Ｌμｃｏｍ６５では、送られたＡＶ値に基づいて絞り駆動機構６４を介して絞り６２が制御される。
【００９６】
次に、ステップＳ７にてミラーアップ駆動が実行される。すなわち、ミラー駆動機構８７を介してクイックリターンミラー７０がアップ位置に跳ね上げられて、撮影光路が確保される。この後、ステップＳ８にて、撮像素子インターフェイス回路８０に対して撮像動作が開始されるように、Ｂμｃｏｍ８５から指示が出力される。すると、撮像素子インターフェイス回路８０では、この指示に基づいて撮像ユニット２２内の撮像素子４０を動作させる。
【００９７】
以上の動作の後、Ｂμｃｏｍ８５によってシャッタ制御動作が実行される。このシャッタ制御動作については、図１０のフローチャートと共に、図１１に示される全開露光時のシャッタ制御タイムチャートを参照して説明する。
【００９８】
ステップＳ９では、Ｂμｃｏｍ８５からシャッタ駆動制御回路９０にシャッタ開信号が出力される。すなわち、図１１のタイムチャートに示される開閉制御信号の信号レベルが、アクティブにされる。次いで、ステップＳ１０にて、これを受けたシャッタ駆動制御回路９０内のパルス発生回路１１１では、先幕２５ａを駆動するため先幕駆動パルスの出力（パルス幅ｔ11）が開始される。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されるように、先幕２５ａが露光開口の全閉位置から開方向に駆動される。
【００９９】
次に、ステップＳ１１に於いて、Ｂμｃｏｍ８５により、露光時間が経過したか否かが判断される。ここで、露光時間が経過していない場合は、ステップＳ１２へ移行して、図１１に示されるストロボ同調信号がシャッタ駆動制御回路９０から出力されたか否かが判断される。ここでは、ストロボ同調信号が出力されるまで待機する。
【０１００】
ストロボ同調信号は、先幕２５ａ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９０から出力される。上述したように、エレクトレットが用いられて構成された先幕２５ａ（及び後幕２５ｂ）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２５ａを高精度、且つ高速に駆動することが可能である。したがって、露光開口が全開になったか否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。
【０１０１】
そこで、シャッタ駆動制御回路９０からは、図１１に示されるように、先幕駆動パルスが所定数（ｍ）出力されたタイミングで、ストロボ同調信号（矩形信号）がＢμｃｏｍ８５に対して出力される。ここで、先幕駆動パルスが所定数（ｍ）に達したならば、そのときのパルス信号が最後のパルスとなり、そのパルス幅（ｔ12）はそれ以前の信号のパルス幅（ｔ11）よりも長く設定されている（ｔ12＞ｔ11）。これにより、先幕２５ａは、図７（ｂ）に示される開放位置に配置された電極（図示せず）に最も長い時間吸引され、確実に停止される。
【０１０２】
ステップＳ１２では、上記ストロボ同調信号がアクティブになったか否かが検出される。ここで、ストロボ同調信号がアクティブになったことが検出された場合は、ステップＳ１３へ移行して、Ｂμｃｏｍ８５からストロボユニット５３に対して発光を指示する発光制御信号が出力されたか否かが判断される。
【０１０３】
ここで、発光制御信号がまだ出力されていない場合は、ステップＳ１４へ移行して発光制御信号がストロボユニット５３に対して出力された後、上記ステップＳ１１へ移行する。一方、既に発光制御信号が出力されている場合は、再度の発光制御信号の出力は行われないように制御されて上記ステップＳ１１へ移行する。
【０１０４】
上記ステップＳ１１にて露光時間が経過した場合は、ステップＳ１５へ移行してＢμｃｏｍ８５からシャッタ閉信号が出力される。すなわち、開閉制御信号の信号レベルがノンアクティブにされる。これを受けたシャッタ駆動制御回路９０内のパルス発生回路１１１では、後幕２５ｂを駆動するための後幕駆動パルスの出力（パルス幅ｔ21）が開始される。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されるように、後幕２５ｂが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。
【０１０５】
このとき、後幕駆動パルスが所定数（ｍ）に達したならば、そのときのパルス信号が最後のパルスとなり、そのパルス幅（ｔ22）はそれ以前の信号のパルス幅（ｔ21）よりも長く設定されている（ｔ22＞ｔ21）。これにより、後幕２５ｂは、図７（ｃ）に示される全閉位置に配置された電極（図示せず）に最も長い時間吸引され、確実に停止される。
【０１０６】
次に、ステップＳ１６にて、Ｂμｃｏｍ８５から撮像素子インターフェイス回路８０に対して撮像動作を停止させる旨の指示が出力される。この撮像素子インターフェイス回路８０からの指示に基づいて、撮像ユニット２２内の撮像素子４０の撮像動作が停止される。
【０１０７】
ステップＳ１７では、シャッタ駆動制御回路９０にリセット信号が出力される。これを受けたシャッタ駆動制御回路９０内のパルス発生回路１１１により、先幕２５ａ及び後幕２５ｂが初期位置に駆動される（図７（ａ）参照）。
【０１０８】
次いで、ステップＳ１８では、Ｂμｃｏｍ８５から画像処理コントローラ８１に、画像データの処理実行が指示される。画像処理コントローラ８１では、初めに撮像素子インターフェイス回路８０を介して撮像素子４０の蓄積電荷の読み出しが行われる。そして、その信号がＡ／Ｄ変換されて画像データが生成される。そして、その画像データが処理されて、画像処理コントローラ８１から通信コネクタ５６を介して、記録メディア５２に記録される。
【０１０９】
更に、ステップＳ１９にて、Ｂμｃｏｍ８５からミラー駆動機構８７を介してクイックリターンミラー７０がダウン位置へ駆動される。また、ステップＳ２０にて、Ｌμｃｏｍ６５に対して、絞り駆動機構６４を介して絞り６２が全開とされるように指示される。
【０１１０】
このようにして、撮像動作が終了する。
【０１１１】
図１２は、スリット露光時のシャッタ制御動作を説明するタイムチャートである。
【０１１２】
通常の撮影時は、上述したように、露光開口２７を全開状態にした全開露光による撮影が行われるが、被写体の輝度が高い場合は、先幕２５ａが全開となる前に露光時間が経過する場合がある。
【０１１３】
この場合は、シャッタ駆動制御回路９０からは、ストロボ同調信号が出力されずに後幕駆動パルスが出力される。すると、この場合は、露光開口２７は全開状態とはならず、先幕２５ａと後幕２５ｂで形成される所定幅を有したスリット開口が、露光開口２７上を移動する。
【０１１４】
尚、このスリット露光時の撮像動作は、図１０に示されるフローチャートと同一であるため、その詳細の説明は省略する。
【０１１５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係るシャッタ装置に於けるシャッタ機構の駆動原理について説明する図である。
【図２】エレクトレットシャッタの断面を模式的に示すと共に該エレクトレットシャッタの駆動回路を示した図である。
【図３】図２の駆動回路１０によって作成されて、駆動電極４Ａ〜４Ｄに印加される電圧信号列の例を示したもので、（ａ）は駆動電極４Ａ、（ｂ）は駆動電極４Ｂ、（ｃ）は駆動電極４Ｃ、（ｄ）は駆動電極４Ｄのタイミングチャートである。
【図４】図２に示されるエレクトレットシャッタ７の動作を説明する図である。
【図５】本発明に係る一実施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る。
【図６】図５の撮像モジュールの断面図である。
【図７】先幕２５ａ、後幕２５ｂの動作を説明する図である。
【図８】本発明の一実施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。
【図９】図８のシャッタ駆動制御回路９０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。
【図１０】Ｂμｃｏｍ８５の概略の撮影動作手順を示すフローチャートである。
【図１１】全開露光時のシャッタ制御動作を説明するタイムチャートである。
【図１２】スリット露光時のシャッタ制御動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１１７】
１、２９ａ、２９ｂ…固定子、２…移動子、３、２７ａ、２７ｂ、３１…開口部、４、４Ａ〜４Ｄ、２８ａ、２８ｂ…駆動電極、５、５ａ、５ｂ…永久分極された誘導体（エレクトレット）、７…エレクトレットシャッタ、１０…駆動回路、１２…パルス発生回路、１３…位相器、１４…昇圧回路、２０…撮像モジュール、２１…シャッタユニット、２２…撮像ユニット、２５ａ…先幕、２５ｂ…後幕、２７…露光開口、３２…保護部材、３３〜３６…スペーサ、３９…収納容器、４０…撮像素子、５０…ボディユニット、５１…レンズユニット、５２…記録メディア、５３…ストロボユニット、６１ａ、６１ｂ…撮影レンズ、６２…絞り、６５…レンズ制御用マイクロコンピュータ（Ｌμｃｏｍ）、７０…クイックリターンミラー、７６…ＡＦセンサユニット、８０…撮像素子インターフェイス回路、８１…画像処理コントローラ、８５…ボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂμｃｏｍ）、９０…シャッタ駆動制御回路、１０１…閃光発光部、１０３…ストロボ制御用マイクロコンピュータ。
【図１】
2005221950.tif 000003
【図２】
2005221950.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】
2005221950.tif 000009
【図８】
2005221950.tif 000010
【図９】
2005221950.tif 000011
【図１０】
2005221950.tif 000012
【図１１】
2005221950.tif 000013
【図１２】
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