(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先幕と後幕との走行を調節して露光を制御するフォーカルプレン方式の露光制御装置において、
回転中心に揺動自在に支持された先幕部材と、
前記回転中心に前記先幕部材と重ね合わせて揺動自在に支持された後幕部材と、
前記先幕部材に形成されたレバー部とすべり連結され、第１のモータにより回転駆動される第１のクランク部材と、
前記後幕部材に形成されたレバー部とすべり連結され、第２のモータにより回転駆動される第２のクランク部材と、を備え、
前記第１、２のクランク部材の回転運動を揺動スライダクランク機構により、それぞれ前記先幕部材及び後幕部材の揺動運動に変え、
前記第１、２のクランク部材の一回転によって前記先幕部材と前記後幕部材のそれぞれを一往復揺動させ、前記先幕部材及び後幕部材の揺動走行によって露光開口の開閉を行うようにしたことを特徴とする露光制御装置。
【請求項２】
前記先幕部材、第１のモータ、及び第１のクランク部材から成る先幕揺動機構と、前記後幕部材、第２のモータ、及び第２のクランク部材から成る後幕揺動機構とは、両者の対応する部材がそれぞれ同一仕様の部材で構成され、前記対応する各部材がそれぞれ前記露光開口に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１の露光制御装置。
【請求項３】
シャッター動作を指令する信号が入力する前の待機状態において前記露光開口を完全に遮光するスタート位置にある前記先幕部材を、シャッター動作時に前記露光開口から退避させる際には、前記第１のクランク部材が前記先幕部材の回転中心から遠い軌道を描く回転動作によって前記先幕部材を揺動させ、シャッター動作完了後に前記先幕部材を前記スタート位置へ戻す際には前記第１のクランク部材が前記先幕部材の回転中心に近い軌道を描く回転動作によって前記先幕部材を揺動させ、
前記待機状態において前記露光開口から完全に退避したスタート位置にある前記後幕部材を、シャッター動作時に前記露光開口上に進入させる際には、前記第２のクランク部材が前記後幕部材の回転中心から遠い軌道を描く回転動作によって前記後幕部材を揺動させ、シャッター動作完了後に前記後幕部材を前記後幕部材のスタート位置へ戻す際には前記第２のクランク部材が前記後幕部材の回転中心に近い軌道を描く回転動作によって前記後幕部材を揺動させる構造であることを特徴とする請求項１又は２の露光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光制御装置に係り、特に、２枚のシャッター羽根が共働して揺動走行するフォーカルプレン方式の露光制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バイオ・イメージングアナライザーの分野においては、ラジオ・アイソトープ（ＲＩ）を標識物質として用いるＲＩ方式が主流であったが、近年、化学発光を生じさせる標識物質を用い、標識された高分子を化学発光物質と接触させて化学発光を生じさせ、この化学発光を検出する化学発光法や、蛍光物質を標識物質として用い、励起光を照射して蛍光を生じさせ、この蛍光を検出する蛍光法などの非ＲＩ法が知られてきた。この非ＲＩ法においては、微弱な発光を検出する装置としてＣＣＤカメラが使用される。
【０００３】
ＣＣＤカメラは、暗所でも長時間露光により暗電流が増大することから、かかる暗電流を抑えるため、ＣＣＤは不活性ガスが封入されたチャンバーに収納され、−３０°Ｃ程度に冷却されている。また、撮影レンズには可能な限り明るいレンズが用いられる。
一方、撮影準備は室内光での中で作業するため非常に明るく、ＣＣＤカメラに要求される露出時間は１／１００秒から１時間程度という具合にその制御範囲は非常に広い。また、ＣＣＤの読出ノイズを低減すべく、ＣＣＤの駆動周波数を小さくする結果、電荷転送速度に時間がかかり、電荷転送中の多重露出による画質劣化が生じるという問題がある。かかる問題を解決するため、ＣＣＤの手前にシャッター機構（露光制御装置）が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のバイオ・イメージングアナライザーのＣＣＤ周辺にはチャンバーや大口径のレンズが配置されているため、シャッター羽根以外の駆動機構をＣＣＤ近傍に設けることは困難である。従来のカメラ用のシャッターを大型化したのでは、全体に重く、大きなトルクを必要とするため、耐久性が問題となり、また、高価であるという欠点がある。
【０００５】
一方、従来のスライド式、又はギロチン式と呼ばれるシャッター機構は、小型で安価に製作することが可能であるが、シェーディング、露光ムラという性能上の欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡単な機構で、全体的に軽量化を図るとともに、低トルク動作が可能で耐久性に優れる安価なフォーカルプレン方式の露光制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、先幕と後幕との走行を調節して露光を制御するフォーカルプレン方式の露光制御装置において、回転中心に揺動自在に支持された先幕部材と、前記回転中心に前記先幕部材と重ね合わせて揺動自在に支持された後幕部材と、前記先幕部材に形成されたレバー部とすべり連結され、第１のモータにより回転駆動される第１のクランク部材と、前記後幕部材に形成されたレバー部とすべり連結され、第２のモータにより回転駆動される第２のクランク部材と、を備え、前記第１、２のクランク部材の回転運動を揺動スライダクランク機構により、それぞれ前記先幕部材及び後幕部材の揺動運動に変え、前記第１、２のクランク部材の一回転によって前記先幕部材と前記後幕部材のそれぞれを一往復揺動させ、前記先幕部材及び後幕部材の揺動走行によって露光開口の開閉を行うようにしたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、２枚の重なり合う先幕部材と後幕部材とを共通の回転中心に回動自在に支持し、それぞれの部材を揺動スライダクランク機構によってモータ駆動するようにしたので軽量化が可能で、かつ低トルク動作が可能である。従って、耐久性にも優れるという利点がある。
また、先幕の駆動機構を後幕の駆動機構とは対称関係にあり、同じ部材を２個使用することにより、先幕と後幕とを構成することができ、部品の統一化を図ることができ低コスト化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る露光制御装置の実施の形態について詳説する。
図１は本発明の実施の形態に係る露光制御装置の構成を示す斜視図である。この露光制御装置１０は、先幕及び後幕を構成する一対のシャッター羽根１２、１４と、前記シャッター羽根１２、１４を駆動するモータ１６、１８と、モータ１６、１８の回転力を前記シャッター羽根１２、１４に伝えるアーム部材２０、２２とを有している。
【０００９】
先幕に相当するシャッター羽根１２（以下、先幕部材１２という）と、後幕に相当するシャッター羽根１４（以下、後幕部材１４という）とは、同一形状に形成され、同じ２つの部材どうしを表裏重ね合わせて一対の走行幕として用いられる。
前記先幕部材１２及び後幕部材１４には、それぞれ回転中心の孔１２Ａ、１４Ａを基端とする略扇状の遮光部１２Ｂ、１４Ｂとレバー部１２Ｃ、１４Ｃとが形成され、レバー部１２Ｃ、１４Ｃには直線状の長穴１２Ｄ、１４Ｄが形成されている。
【００１０】
前記先幕部材１２及び後幕部材１４は、地板２４と地板２６との間の空間に配置され、前記孔１２Ａ、１４Ａを介して回転軸２８を中心に回動自在に支持される。
前記地板２４、２６には露光開口３０、３０が形成され、前記先幕部材１２及び後幕部材１４が回転軸２８を中心に回動走行することによって前記露光開口３０が開閉され、露光量が制御される。
【００１１】
図中手前側の地板２４には、スペーサ部材３６、３６を介して電子回路基板（ＳＨＣ基板）４０が取り付けられている。ＳＨＣ基板４０については後述するが（図２）、このＳＨＣ基板４０にはモータ駆動回路や中央演算処理装置（ＣＰＵ）等のシャッター駆動制御に関する各種回路（シャッター回路）が形成されている。
【００１２】
また、ＳＨＣ基板４０には、モータ１６、１８の軸が挿入される切欠溝４０Ａ、４０Ｂが形成されている。
モータ１６、１８は、同じ仕様のステッピングモータが用いられ、各モータ１６、１８の軸にはアーム部材２０、２２が圧入されている。アーム部材２０、２２は、両者同一形状の部材が用いられ、各アーム部材２０、２２の先端にはピン４２、４４が形成されている。
【００１３】
モータ１６、１８の軸は、前記ＳＨＣ基板４０の切欠溝４０Ａ、４０Ｂに沿って図中下から挿入され、アーム部材２０、２２のピン４２、４４は地板２４に形成された丸孔３２、３４を介して先幕部材１２の長穴１２Ｄ、後幕部材１４の長穴１４Ｄにそれぞれ嵌入される。尚、モータ１６、１８は地板２４上にビスで固定される。こうして、アーム部材２０と先幕部材１２とがピン４２を介して長穴１２Ｄの範囲で移動可能に連結され、アーム部材２２と後幕部材１４とがピン４４を介して長穴１４Ｄの範囲で移動可能に連結される。
【００１４】
前記ＳＨＣ基板４０の上部両隅部には、アーム部材の回転位置を検出するフォトインタラプタ４６、４８が設けられる。アーム部材２０、２２のＬ字状の遮光片部２０Ａ、２２Ａがそれぞれフォトインタラプタ４６、４８の検出部を通過するときに、アーム部材２０、２２の基準位置（ホームポジション）が検出される。
【００１５】
前記先幕部材１２、モータ１６、フォトインタラプタ４６等から成る先幕の動作を構成する機構と、前記後幕部材１４、モータ１８、フォトインタラプタ４８等から成る後幕の動作を構成する機構とは、対応する部材が全て同一のものが使用され、対応する各部材は露光開口３０に対して対称に配置されている。
図２には、シャッター回路の構成を示すブロック図が示されている。
【００１６】
シャッター回路は、ＣＰＵ５０、モータ駆動回路５２、５４、ホームポジションセンサ５６、５８、ＥＥＰＲＯＭ６０等から成り、これらは図１に示したＳＨＣ基板４０に設けられる。ＳＨＣ基板４０部は、制御コネクタ６２を介して図示しないカメラの制御部（コントローラ）と接続されるとともに、コネクター６４、６６を介してモータ１６、１８と接続される。
【００１７】
モータ駆動回路５２は前記コネクター６４を介して先幕駆動用のモータ１６と電気的に接続され、ＣＰＵ５０から出力される信号に基づいて該モータ１６を駆動する。同様に、モータ駆動回路５４は前記コネクター６６を介して後幕駆動用のモータ１８と電気的に接続され、ＣＰＵ５０から出力される信号に基づいて該モータ１８を駆動する。
【００１８】
前述したフォトインタラプタ４６、４８に相当するホームポジションセンサ５６、５８は、アーム部材２０、２２のホームポジションを検出し、その検出信号をＣＰＵ５０に通知する。ＣＰＵ５０は、前記検出信号を基準にモータ１６、１８の駆動パルス信号を制御することで先幕部材１２及び後幕部材１４の回動位置を把握する。
【００１９】
ＥＥＰＲＯＭ６０には、モータ１６、１８の駆動を制御する制御プログラムや制御データ等が記録されている。ＣＰＵ５０は、このプログラムに従って、カメラ側から入力する制御信号やホームポジションセンサ５６、６８からの検出信号等に基づいてモータ駆動回路５２、５４を制御する。
尚、制御コネクタ６２とＣＰＵ５０の間にはリセット手段６８が設けられ、制御コネクタ６２からＣＰＵ５０に供給される電源電圧が所定の電圧を下回った場合にＣＰＵ５０にリセットがかかるようになっている。
【００２０】
次に、上記の如く構成された露光制御装置の作用について説明する。
図１に示した露光制御装置の先幕及び後幕の駆動機構には、図３に示すように揺動スライダクランク機構が採用されている。即ち、モータ駆動により回転するアーム部材２０、２２をクランクＡＢ、このアーム部材２０、２２とピン４２、４４を介してすべり連結されるシャッター羽根１２、１４のレバー部１２Ｃ、１４ＣをリンクＣＥとする揺動スライダクランク機構が採用されている。
【００２１】
クランクＡＢの回転角θとリンクＣＥの揺動角φとの間には、次式（１）、
φ＝tan -1（λ／１＋λcos θ）    …（１）
但し、λ＝ＡＢ／ＣＥ
に示す関係がある。従って、モータ駆動によって、アーム部材２０が一回転すると、この回転動作に応じて先幕部材１２は図４に示す揺動角の範囲Ｒで一往復揺動することになる。尚、図４において後幕部材１４については図示されていないが、先幕部材１２と同じ回転中心（回転軸２８）に支持され、露光開口３０に対して先幕部材１２と対称に配置されており、アーム部材２２の一回転に対する後幕部材１４の往復揺動範囲は先幕部材１２と同等である。
【００２２】
このように、露光制御装置１０は、揺動スライダクランク機構によってモータ１６、１８の回転力を先幕部材１２、後幕部材１４の揺動運動に変換し、先幕部材１２と後幕部材１４を露光開口３０の上で揺動走行させている。
続いて、先幕及び後幕の動作について図５乃至図７を参照しながら説明する。
図５は先幕始動時の様子を示す図である。シャッター動作を指令する信号（シャッターレリーズ信号）がＣＰＵ５０に入力するまでの期間、先幕部材１２は露光開口３０を完全に遮光する位置（先幕始動位置）で停止している。他方、後幕部材１４は、露光開口３０から完全に退避した状態（開口状態）で停止している。
【００２３】
この待機状態において、シャッターレリーズ信号が入力すると先幕駆動用のモータ１６が駆動され、アーム部材２０は図５中反時計方向に回転する。この回転により、先幕部材１２は図中反時計方向に回動し、図６に示すように開口位置の最も遠い位置（揺動範囲の最大揺動角の位置）まで移動する。
図６には、先幕の走行完了、後幕の走行前の状態が示されている。
【００２４】
次いで、後幕駆動用のモータ１８は、露出時間に相当する時間分遅れて駆動が開始され、アーム部材２２は図６中反時計方向に回転する。この回転により後幕部材１４は図６中反時計方向に回動し、図７に示すように露光開口３０を遮光する位置に移動する。
図５乃至図７の一連の動作によってシャッター動作が完了した後、図７に示す状態から先幕及び後幕を最初の始動位置に戻す。即ち、後幕部材１４で露光開口３０を遮光した状態で、先幕駆動用のモータ１６を同方向に駆動し、先幕部材１２を図中時計方向に回動させ、先幕部材１２を図５に示す位置に移動させる。こうして、先幕部材１２で露光開口３０の遮光状態を確保してから、後幕駆動用のモータ１８を同方向に駆動し、後幕部材１４を図中時計方向に回動させ、図５で説明した最初のスタート位置（露光開口３０から完全に退避した位置）セットする。尚、先幕、後幕のスタート位置へのセット期間中、露光開口３０の遮光状態が維持されるのであれば、両モータ１６、１８を同時に駆動して先幕、後幕をスタート位置に復帰させてもよい。
【００２５】
図５乃至図７で示したように、シャッター動作時に先幕を露光開口３０から退避させる際には、アーム部材２０が先幕部材１２の回転中心から遠い軌道（外回り）を描く回転動作によって先幕部材１２を揺動させており、シャッター動作完了後のスタート位置へのセットの際には、アーム部材２０が先幕部材１２の回転中心に近い軌道（内回り）を描く回転動作によって先幕部材１２を揺動させている。
【００２６】
同様に、シャッター動作時に後幕を露光開口３０上に進入させる際には、アーム部材２２が先幕部材１４の回転中心から遠い軌道（外回り）を描く回転動作によって後幕部材１４を揺動させており、シャッター動作完了後のスタート位置へのセットの際には、アーム部材２２が後幕部材１４の回転中心に近い軌道（内回り）を描く回転動作によって先幕部材１４を揺動させている。
【００２７】
このように、上記露光制御装置１０は、揺動スライダクランク機構を利用したことにより、先幕、後幕を低トルクで走行させることができるという利点がある。これにより、モータ１６、１８の省力化を図ることができるとともに、耐久性を高めることができる。また、先幕の構成と後幕の構成とは、全く同等であり、同じ部材を２個ずつ利用して対称的に配置するようにしたので製作コストを抑えることができるという利点もある。
【００２８】
図１に示した露光制御装置１０は、例えば図８に示すようにバイオ・イメージングアナライザーの撮像部に適用される。
バイオ・イメージングアナライザーのＣＣＤ７０は、窒素ガス等の不活性ガスが封入されたチャンバー７２内に収納されている。ＣＣＤ７０の背面には冷却用のペルチエ素子７４が設けられ、約−３０°Ｃ程度に冷却されている。ＣＣＤ７０とペルチエ素子７４の各電極はシャンバー７２の外部の回路基板７８に接続されている。
【００２９】
ＣＣＤ７０の受光面が面するチャンバー７２の底面にはガラス板７６が設けられ、ガラス板７６の下方に上述した露光制御装置１０のシャッター羽根１２、１４が揺動走行するように配置される。尚、図中シャッター羽根１２、１４の下側に図示しない撮影レンズが組み付けられる。
このように、上述した露光制御装置によれば、モータ１６、１８を含むシャッターの駆動部８０をＣＣＤ７０の光軸から離れた場所に配置することが可能であり、しかも揺動スライダクランク機構によって低トルクの動作が可能で、耐久性にも優れるという効果を奏する。
【００３０】
本発明に係る露光制御装置は図８にバイオ・イメージングアナライザーに好適であるが、これに限らず、一般的なカメラ等、フォーカルプレンシャッターが適用される種々の機器に広く適用が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る露光制御装置によれば、２枚の重なり合う先幕部材と後幕部材とを共通の回転中心に回動自在に支持し、それぞれの部材を揺動スライダクランク機構によってモータ駆動するようにしたので、軽量化が可能で、かつ低トルク動作が可能である。従って、耐久性に優れるという利点がある。
【００３２】
また、先幕の駆動機構を後幕の駆動機構とは対称関係にあり、同じ部材を２個使用することにより、先幕と後幕とを構成することができ、部品の統一化を図ることができ低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る露光制御装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、シャッター回路の構成を示すブロック図である。
【図３】揺動スライダクランク機構を説明するために用いた説明図である。
【図４】先幕の揺動範囲を説明する為に用いた平面図である。
【図５】図１に示した露光制御装置の動作を示す平面図であり、先幕走行開始時を示す図である。
【図６】図１に示した露光制御装置の動作を示す平面図であり、全開状態を示す図である。
【図７】図１に示した露光制御装置の動作を示す平面図であり、後幕遮光状態を示す図である。
【図８】図１に示した露光制御装置をバイオ・イメージングアナライザーに適用した様子を示す要部側面断面図である。
【符号の説明】
１０…露光制御装置
１２…シャッター羽根（先幕部材）
１４…シャッター羽根（後幕部材）
１２Ｃ、１４Ｃ…レバー部
１６…先幕駆動用のモータ
１８…後幕駆動用のモータ
２０…アーム部材（第１のクランク部材）
２２…アーム部材（第２のクランク部材）
２４、２６…地板
３０…露光開口
４２、４４…ピン
４６、４８…フォトインタラプタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003991290.tif 000007
【図７】
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【図８】
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