(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の回転中心に回動自在に支持された先幕部材及び後幕部材をそれぞれ第１、第２のモータにより回転駆動される第１、第２のクランク部材とすべり連結し、揺動スライダクランク機構によって前記先幕部材及び後幕部材を揺動走行させ、露光開口の開閉を行うフォーカルプレン方式の露光制御装置において、
前記先幕部材の揺動範囲における基準位置を検出する先幕基準位置検出手段と、
前記後幕部材の揺動範囲における基準位置を検出する後幕基準位置検出手段と、
前記先幕基準位置検出手段、及び前記後幕基準位置検出手段からの検出信号及びシャッター動作を指令するレリーズ信号入力に基づいて前記第１、第２のモータを駆動制御する制御手段であって、前記先幕部材が前記露光開口を完全に遮光する揺動範囲を先幕遮光範囲、前記後幕部材が前記露光開口を完全に開口する揺動範囲を後幕開口範囲とすると、前記先幕部材を前記先幕遮光範囲のうち最大揺動位置を示す第１の揺動折返位置よりも小さい揺動角の先幕待機位置に位置させるとともに、前記後幕部材を前記後幕開口範囲のうち最大揺動位置を示す第２の揺動折返位置よりも小さい揺動角の後幕待機位置に位置させるように前記第１、第２のモータを駆動制御するとともに、
シャッター動作時、前記先幕部材が前記先幕待機位置から前記第１の揺動折返位置を経由する前記先幕遮光範囲内の往復揺動動作中に前記第１のモータを加速駆動制御し、前記後幕部材が前記後幕待機位置から前記第２の折返位置を経由する前記後幕開口範囲の往復揺動動作中に前記第２のモータを加速駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする露光制御装置。
【請求項２】
前記先幕部材が前記露光開口の一部分を遮光しながら揺動する範囲を先幕通過範囲、前記後幕部材が前記露光開口の一部分を遮光しながら揺動する範囲を後幕通過範囲とすると、前記制御手段は、シャッター動作時に前記先幕部材が前記先幕通過範囲を走行する間、前記第１のモータを定速度駆動制御し、前記後幕部材が前記後幕通過範囲を走行する間、前記第２のモータを定速度駆動制御することを特徴とする請求項１の露光制御装置。
【請求項３】
前記先幕部材が前記露光開口を完全開口した状態で揺動可能な範囲を先幕開口範囲、前記後幕部材が露光開口を完全遮光した状態で揺動可能な範囲を後幕遮光範囲とすると、前記制御手段は、前記先幕部材が前記先幕開口範囲に入り、該先幕開口範囲の最大揺動位置を示す第３の揺動折返位置を経由する往復揺動動作中に前記第１のモータを減速駆動制御し、前記後幕部材が前記後幕遮光範囲に入り、該後幕遮光範囲の最大揺動位置を示す第４の揺動折返位置を経由する往復揺動動作中に前記第２のモータを減速駆動制御することを特徴とする請求項１の露光制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、シャッター動作完了後、前記先幕部材及び後幕部材を前記先幕待機位置及び後幕待機位置にそれぞれ復帰させるように前記第１、２のモータを同時に駆動制御することを特徴とする請求項１の露光制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、シャッター動作完了後、前記先幕部材を前記先幕待機位置に復帰させるように前記第１のモータを駆動制御し、前記先幕部材が前記先幕待機位置に位置した後、前記後幕部材を前記後幕待機位置に復帰させるように前記２のモータを駆動制御することを特徴とする請求項１の露光制御装置。
【請求項６】
前記先幕基準位置検出手段及び後幕基準位置検出手段は、シャッター動作開始前又はシャッター動作完了後の前記先幕部材及び後幕部材をそれぞれ先幕待機位置及び後幕待機位置にセットするセット動作途中に前記先幕部材及び後幕部材の各基準位置を検出するよう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。
【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、先幕と後幕との揺動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為に、共通の回転中心に回動自在に支持された先幕部材及び後幕部材をそれぞれ第１、第２のモータにより回転駆動される第１、第２のクランク部材とすべり連結し、揺動スライダクランク機構によって前記先幕部材及び後幕部材を揺動走行させ、露光開口の開閉を行うフォーカルプレン方式の露光制御装置において、前記先幕部材の揺動範囲における基準位置を検出する先幕基準位置検出手段と、前記後幕部材の揺動範囲における基準位置を検出する後幕基準位置検出手段と、前記先幕基準位置検出手段、及び前記後幕基準位置検出手段からの検出信号及びシャッター動作を指令するレリーズ信号入力に基づいて前記第１、第２のモータを駆動制御する制御手段であって、前記先幕部材が前記露光開口を完全に遮光する揺動範囲を先幕遮光範囲、前記後幕部材が前記露光開口を完全に開口する揺動範囲を後幕開口範囲とすると、前記先幕部材を前記先幕遮光範囲のうち最大揺動位置を示す第１の揺動折返位置よりも小さい揺動角の先幕待機位置に位置させるとともに、前記後幕部材を前記後幕開口範囲のうち最大揺動位置を示す第２の揺動折返位置よりも小さい揺動角の後幕待機位置に位置させるように前記第１、第２のモータを駆動制御するとともに、シャッター動作時、前記先幕部材が前記先幕待機位置から前記第１の揺動折返位置を経由する前記先幕遮光範囲内の往復揺動動作中に前記第１のモータを加速駆動制御し、前記後幕部材が前記後幕待機位置から前記第２の折返位置を経由する前記後幕開口範囲の往復揺動動作中に前記第２のモータを加速駆動制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、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。
かかる揺動スライダクランク式の露光制御装置において、先幕部材が露光開口を完全に遮光し得る揺動範囲（先幕遮光範囲）のうち、最大揺動位置を示す第１の揺動折返位置よりも小さい揺動角の先幕待機位置に先幕部材をセットし、シャッター動作時には、この先幕待機位置から前記第１の揺動折返位置を経由する往復揺動動作中に遮光状態を維持したまま第１のモータを一定方向に加速駆動している。
【０００８】
他方、後幕部材についても同様に、後幕部材が露光開口を完全に開口し得る揺動範囲（後幕開口範囲）のうち、最大揺動位置を示す第２の揺動折返位置よりも小さい揺動角の後幕待機位置に後幕部材をセットし、後幕始動時には、この後幕待機位置から前記第２の揺動折返位置を経由する往復揺動動作中に当該後幕部材による開口状態を維持したまま第２のモータを一定方向に加速駆動している。
【０００９】
このように、幕の始動時に、先幕遮光範囲、後幕開口範囲内でそれぞれ露光開口の状態を変えずに幕部材を往復揺動させて加速するようにしたので、先幕遮光範囲、後幕開口範囲内の一方向動作期間中に限り加速駆動する場合に比べて、シャッター駆動の加速領域を広く確保するこができる。従って、シャッターの幕速度をより高速に設定することができるという利点がある。
【００１０】
また、先幕遮光範囲及び後幕開口範囲が小さくても加速領域を広くできるので、シャッター幕の揺動範囲に対して露光開口が大きな割合を占めるよう構成することが可能で、露光制御装置全体を小型化することができる。
尚、上記加速領域と同様に減速領域を形成すると一層効果的である。即ち、先幕部材が露光開口を完全開口した状態で揺動可能な範囲（先幕開口範囲）を設け、先幕部材が露光開口上を走行し、露光開口が完全に開口した状態になった後、先幕開口範囲の最大揺動位置を示す第３の揺動折返位置を経由する往復揺動動作中に第１のモータを減速駆動制御する。
【００１１】
他方、後幕部材についても、後幕部材が露光開口を完全遮光した状態で揺動可能な範囲（後幕遮光範囲）を設け、後幕部材が露光開口上を走行し、露光開口が完全に遮光された状態になった後、後幕遮光範囲の最大揺動位置を示す第４の揺動折返位置を経由する往復揺動動作中に第２のモータを減速駆動制御する。
このように、幕の制動時に、先幕開口範囲、後幕遮光範囲内でそれぞれ露光開口の状態を変えずに幕部材を往復揺動させて減速することにより、減速領域を広く確保するこができる。従って、シャッターの幕速度をより高速に設定することができ、幕速度の安定化を図ることができる。
【００１２】
【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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
モータ１６、１８の軸は、前記ＳＨＣ基板４０の切欠溝４０Ａ、４０Ｂに沿って図中下側から挿入され、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にそれぞれ遊挿される。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
従って、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。
【００２０】
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。
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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）、
【００２６】
【数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。
【００２７】
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、図５乃至図７を参照しながら、揺動スライダクランク機構が採用されたシャッターの動作を説明する。
【００２８】
シャッター始動時、先幕部材１２は露光開口３０を完全に遮光し、後幕部材１４は、露光開口３０を完全に開口する位置に待機にある（図５参照）。
シャッターレリーズ信号が入力すると、先ず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に示すように露光開口３０を完全に開口する状態まで移動する。
【００２９】
次いで、露出時間に相当する時間分遅れて後幕駆動用のモータ１８が駆動され、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。
先幕部材１２の退避（開口）、及び後幕部材１４の進出（遮光）という一連の動作によってシャッター動作が完了する。その後、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７中時計方向に回動させ、先幕部材１２を先幕スタート位置（露光開口を完全に遮光する位置）に戻す。そして、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７中時計方向に回動させ、後幕スタート位置（露光開口３０から完全に退避した位置）にセットする。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
続いて、先幕及び後幕の動作制御について図８乃至図１０を参照しながら説明する。
【００３３】
図８には、シャッター幕の待機位置（スタート位置）が示されている。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は図中実線で示したように、露光開口３０を完全に遮光する位置（Ａ0 ）で停止している。この先幕スタート位置Ａ0 は、一点鎖線で示した最大揺動位置（第１の揺動折返位置に相当）Ａ1 よりも小さい揺動角であって、先幕部材１２の遮光部１２Ｂの下側の縁が露光開口３０の左下隅部の縁に接する位置である。
【００３４】
他方、後幕部材１４は、露光開口３０から完全に退避した状態、即ち、完全開口の位置（Ｂ0 ）で停止している。この後幕スタート位置Ｂ0 は、同図中一点鎖線で示した最大揺動位置（第２の揺動折返位置に相当）Ｂ1 よりも小さい揺動角であって、後幕部材１４の遮光部１４Ｂの上側の縁が露光開口３０の左下隅部の縁に接するようになっている。
【００３５】
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が一定の回転方向に駆動される。このモータ駆動により、先幕部材１２は前記先幕スタート位置Ａ0 から図中時計方向に回動され、最大揺動位置Ａ1 に達した後、回動方向が反転し、図中反時計方向に回動する。
前記先幕部材１２が露光開口３０を完全に遮光した状態で揺動可能な範囲、即ち、先幕スタート位置Ａ0 と最大揺動位置Ａ1 とで規定される揺動範囲を先幕遮光範囲と呼ぶことにすると、この先幕遮光範囲内において先幕スタート位置Ａ0 から始動して最大揺動位置Ａ1 を経由する往復揺動の間にモータ１６が加速駆動される。そして、先幕部材１２が先幕遮光範囲を通過し、先幕部材１２が露光開口３０を開口し始める時点でモータ１６は定速度駆動される。先幕部材１２の遮光部１２Ｂが露光開口３０の開口領域を広げながら走行し、やがて図９に示すように露光開口３０が完全に開口される。この期間、前記先幕部材１２が露光開口３０の一部を閉ざして揺動する範囲を先幕通過範囲と呼ぶ。
【００３６】
先幕部材１２の遮光部１２Ｂの下側の縁が露光開口３０の左上隅部の縁を通過した時点（Ａ2 ）でモータ１６が減速駆動され、同図中一点鎖線で示した最大揺動位置Ａ3 （第３の揺動折返位置に相当）に達した後、先幕部材１２の回動方向が反転し、先幕部材１２の遮光部１２Ｂの下側の縁が露光開口３０の左上隅部の縁に接する位置Ａ2 で先幕部材１２が停止される。この停止位置を先幕停止位置とよぶ。
【００３７】
前記先幕部材１２が露光開口３０を完全に開口した状態で揺動可能な範囲、即ち、先幕停止位置Ａ2 と最大揺動位置Ａ3 とで規定される揺動範囲を先幕開口範囲と呼ぶことにすると、この先幕開口範囲内で、先幕部材１２が露光開口３０を完全に開口し始めた位置（Ａ2 ）から最大揺動位置Ａ3 を経由して先幕停止位置Ａ2 に至るまでの往復揺動の間にモータ１６が減速駆動される。
【００３８】
続いて、先幕の停止後、露光時間（シャッター秒時）に応じて後幕駆動用のモータ１８の駆動が開始される。該モータ１８が駆動されると、後幕部材１４は後幕スタート位置Ｂ0 から図９中時計方向に回動し、同図中の最大揺動位置Ｂ1 に達した後、後幕部材１４の回動方向が反転し、図中反時計方向に回動する。
前記後幕部材１４が露光開口３０を完全に開口した状態で揺動可能な範囲、即ち、後幕スタート位置Ｂ0 と最大揺動位置Ｂ1 とで規定される揺動範囲を後幕開口範囲と呼ぶことにすると、この後幕開口範囲内において後幕スタート位置Ｂ0 から始動して最大揺動位置Ｂ1 を経由する往復揺動の間にモータ１８が加速駆動される。そして後幕部材１４が後幕開口範囲を通過し、後幕部材１４が露光開口３０を遮光し始める時点でモータ１８は定速度駆動される。
【００３９】
後幕部材１４の遮光部１４Ｂが露光開口３０の開口領域を徐々に狭めながら走行し、やがて図１０に示すように露光開口１０が完全に遮光される。この期間、即ち、前記後幕部材１４が露光開口３０の一部を閉ざして揺動する範囲を後幕通過範囲と呼ぶ。
後幕部材１４の遮光部１４Ｂの上側の縁が露光開口３０の左上隅部の縁を通過した時点（Ｂ2 ）でモータ１８が減速駆動が行われ、同図の一点鎖線で示した最大揺動位置Ｂ3 （第４の揺動折返位置に相当）に達した後、後幕部材１４の回動方向が反転し、後幕部材１４の遮光部１４Ｂの下側の縁が露光開口３０の左上隅部の縁に接する位置Ｂ2 で後幕部材１４が停止される。この停止位置を後幕停止位置Ｂ2 とよぶ。
【００４０】
次に、上記の如く構成された露光制御装置の制御について説明する。
図１１には、上記構成の露光制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
電源投入後、メインルーチンの処理が開始されると、先ず初期設定が行われる（ステップＳ１０、以下ステップ番号のみを示す）。この初期設定ではシャッター状態フラグ（シャッター初期化フラグ）がセットされる他、各種のパラメータの初期設定が行われる。
【００４１】
次いで、シャッター状態フラグの判別が行われる（Ｓ１２）。シャッター状態フラグは、７種類存在し、詳しくは後述するが、シャッターレリーズフラグ、シャッター初期化フラグ、先幕ホームポジション（ＨＰ）サーチフラグ、後幕ＨＰサーチフラグ、先幕位置送り駆動フラグ、後幕位置送り駆動フラグ、シャッター許可モードフラグがある。Ｓ１２では、シャッター状態フラグが上記７種類の状態のうち何れのフラグがセットされているかを判別し、フラグのセット状態に応じて処理経路を選択する。
【００４２】
メインルーチン処理の開始直後は、先の初期設定（Ｓ１０）によってシャッター初期化フラグがセットされているので、シャッター初期化処理に移行し、処理はＳ１４に進む。
Ｓ１４においてシャッター動作が完了しているか否かが確認される。初期設定（Ｓ１０）直後にはシャッター動作は行われていないので処理はＳ１６に進み、先幕ＨＰサーチフラグがセットされる。その後、先幕駆動用のモータ１６が駆動され、先幕のホームポジション検出が開始され（Ｓ１８）、処理はＳ１２に戻る。
【００４３】
Ｓ１２においてシャッター動作フラグの状態が確認されるが、Ｓ１６において先幕ＨＰサーチフラグがセットされているので先幕ＨＰサーチ処理に移行し、処理はＳ２０に進む。Ｓ２０において、先幕のホームポジション（ＨＰ1 ）が検出されたか否が判別され、未だ検出されていない場合、処理はＳ１２に戻り、ＨＰ1 が検出されるまで処理（Ｓ１２、Ｓ２０）がループする。
【００４４】
Ｓ２０において、アーム部材２０の遮光片部がフォトインタラプタ４６の検出部に進入しＨＰ1 が検出されると、先幕スタート位置送りフラグがセットされ（Ｓ２２）、先幕のスタート位置送り駆動が開始される（Ｓ２４）。先幕スタート位置は、ＨＰ1 から所定のパルス数送った位置に定められており、ＨＰ1 位置から所定のパルス数分だけ先幕駆動用のモータ１６が駆動される。そして、処理はＳ１２に戻る。
【００４５】
Ｓ２２において先幕スタート位置送り駆動フラグがセットされているので、Ｓ１２では、先幕位置送り駆動処理に移行し、処理はＳ２６に進む。そして、Ｓ２６において、先幕のスタート位置送りが完了したか否かが判別される。
先幕スタート位置送り未了の場合、処理はＳ１２に戻り、先幕スタート位置送りの完了が確認されるまで処理（Ｓ１２、Ｓ２６）がループする。Ｓ２６において先幕スタート位置送りが完了すると、先幕駆動用のモータ１６の駆動が停止され（Ｓ２８）、次いで後幕ＨＰサーチフラグがセットされる（Ｓ３０）。次いで、後幕動用のモータ１８が駆動されるとともに後幕のホームポジション検出が開始され（Ｓ３２）、処理はＳ１２に戻る。
【００４６】
Ｓ３０において後幕ＨＰサーチフラグがセットされているので、Ｓ１２から後幕ＨＰサーチ処理に移行し、処理はＳ３４に進む。Ｓ３４において後幕のホームポジションＨＰ2 が検出されたか否が判別され、未だ検出されていなければ処理はＳ１２に戻り、ＨＰ2 検出されるまで処理（Ｓ３４、Ｓ１２）がループする。Ｓ３４においてアーム部材２２の遮光片部がフォトインタラプタ４８の検出部に進入しＨＰ2 が検出されると、後幕スタート位置送りフラグがセットされる（Ｓ３６）。そして、後幕駆動用のモータ１８が駆動され、後幕のスタート位置送り駆動が開始される（Ｓ３８）。そして、処理はＳ１２に戻る。
【００４７】
Ｓ１２においてシャッター動作フラグの状態が確認されるが、後幕スタート位置送り駆動フラグがセットされているので、後幕位置送り駆動処理に移行し、処理はＳ４０に進む。Ｓ４０において、後幕のスタート位置送りが完了したか否かが判別される。
後幕スタート位置は、ＨＰ2 から所定のパルス数送った位置に定められており、後幕スタート位置送り未了の場合、処理はＳ１２に戻り、後幕スタート位置送りの完了が検出されるまで処理（Ｓ４０、Ｓ１２）がループする。Ｓ４０において後幕スタート位置送り完了が検出されると、レリーズ信号割り込みが許容され（Ｓ４２）、後幕駆動用モータ１８の駆動が停止される（Ｓ４４）。次いでシャッター許可フラグがセットされ（Ｓ４６）、処理はＳ１２に戻る。
【００４８】
Ｓ４６においてシャッター許可モードフラグがセットされているので、Ｓ１２では、シャッター許可モード処理に移行し、処理はＳ４８に進む。Ｓ４８においてシャッター駆動中であるか否かが判別される。レリーズ信号の入力がなく、シャッターが未動作の場合、処理はＳ１２に戻り、シャッターレリーズ信号の割り込み（ＩＮＴ割り込み）があるまで、処理（Ｓ４８、Ｓ１２）はループする。レリーズ信号の割り込み（ＩＮＴ割り込み）があると、図１２に示すＩＮＴ割り込みサブルーチンに移行する。
【００４９】
ＩＮＴ割り込み処理が開始されると（Ｓ５０）、先ず露光時間を規定するシャッター秒時データの読み込みが行われ（Ｓ５２）、次いで先幕のモータ駆動が開始される（Ｓ５４）。そして、後幕駆動のタイミングを規定するシャッター秒時タイマーをスタートさせ（Ｓ５６）、タイマー割り込みを許可する（Ｓ５８）。
その後、図１１に示したメインルーチンに戻る。
【００５０】
ＩＮＴ割り込みがあると、Ｓ４８においてシャッター駆動中であると判別され、レリーズ信号割り込みが禁止される（Ｓ６０）。その後、シャッターレリーズフラグがセットされ（Ｓ６２）、処理はＳ１２に戻る。
Ｓ６２において、シャッターレリーズフラグがセットされているので、Ｓ１２ではシャッターレリーズ処理に移行し、処理はＳ６４に進む。Ｓ６４において先幕が所定の位置（図９で示した先幕停止位置Ａ2 ）に位置したか否かが判別され、未だ、先幕停止位置Ａ2 に到達しない場合には、処理はＳ６８に進む。Ｓ６８では後幕がシャッター動作によって所定の位置（図１０で示した後幕停止位置Ｂ2 ）に達したか否かが判別されるが、先幕動作が未了の場合、Ｓ６８においても後幕が後幕停止位置Ｂ2 に位置していることは無く、処理はＳ１４に進む。
【００５１】
Ｓ１４においてシャッター動作は完了していないので、処理はＳ１２に戻り、先幕のシャッター動作が完了して先幕停止位置Ａ2 に位置することが確認されるまで、処理（Ｓ６４、Ｓ６８、Ｓ１４、Ｓ１２）はループする。
Ｓ６４において先幕シャッターが先幕停止位置Ａ2 に位置したことが確認されたのち、先幕駆動用のモータ１６が停止される（Ｓ６６）。
【００５２】
一方、後幕は、前述したタイマー割り込みを契機として動作が開始されるので、タイマー割り込みが無い間、後幕部材１４は後幕スタート位置Ｂ0 で待機している。従って、この待機期間中は、Ｓ６８において後幕が後幕停止位置Ｂ2 に位置することはなく、Ｓ１４においてシャッター動作も完了しないので処理はＳ１２に戻り、タイマー割り込みがあるまで処理（Ｓ６８、Ｓ１４、Ｓ１２）はループする。
【００５３】
タイマー割り込みがあると、図１３に示すサブルーチンに移行する。タイマー割り込み処理が開始されると（Ｓ７０）、後幕駆動が行われるとともに（Ｓ７２）、秒時タイマーを停止してタイマー割り込みを禁止する（Ｓ７４）。そして図１１に示したメインルーチンに戻る。
Ｓ６８において後幕が後幕停止位置Ｂ2 に達したことが確認されると、後幕駆動用のモータ１８が停止される（Ｓ７６）。
【００５４】
次いで、Ｓ１４においてシャッター動作が完了したか否かが確認された後、先幕ＨＰサーチフラグがセットされ（Ｓ１６）、先幕サーチ駆動が開始される（Ｓ１８）。以後、処理はＳ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。
図１４には、シャッター動作タイミングのダイアグラムが示されている。図中（Ａ）は先幕駆動モータの回転角、（Ｂ）は後幕駆動モータの回転角、（Ｃ）は、ホームポジションセンサの信号、（Ｄ）はシャッター幕の動作、（Ｅ）は、入出力（Ｉ／Ｏ）ポートの出力ポートの信号、（Ｆ）は入力ポートの信号を示している。
【００５５】
図１１で説明したメインルーチンの処理が開始され、先幕ＨＰサーチ駆動が開始されると（Ｓ１８）、先幕駆動用のモータ１６は一定の回転方向に駆動される（（Ａ）参照）。モータ１６の回転角が１８０度になった時に、フォトインタラプタ４６が先幕のホームポジション（ＨＰ1 ）を検出し、その検出信号を出力する（（Ｃ）参照）。先幕のホームポジション（ＨＰ1 ）検出後、所定パルス数分だけモータ１６を回転させ、例えば、回転角１５３度で停止させる。この位置が図８で示した先幕スタート位置（Ａ0 ）に相当する。
【００５６】
先幕スタート位置のセットが完了した後、後幕のＨＰサーチ駆動が開始され（Ｓ３２）、後幕駆動用のモータ１８が一定の方向に駆動される（（Ｂ）参照）。モータ１８の回転角が１８０度に達した時に、フォトインタラプタ４８が後幕のホームポジション（ＨＰ2 ）を検出し、その検出信号を出力する（（Ｃ）参照）。後幕のホームポジション（ＨＰ2 ）検出後、所定パルス数分モータ１８を回転させ、例えば、回転角１５３度で停止させる。この位置が図８で示した後幕スタート位置（Ｂ0 ）に対応している。
【００５７】
両幕がスタート位置にセットされると、シャッターレーリーズ信号の入力待機状態となる。
その後、（Ｆ）に示したように入力ポート（SSS)からシャッター割込信号が加わると、その立ち上がりに同期してデータバス(Data-BUS)からシャッタースピード等のデータ読み込みが行われ、シャッター割込信号の立ち下がり後にシャッター動作、即ち、先幕駆動用のモータ１６の駆動が開始される。
【００５８】
モータ１６は所定の回転角（例えば−４５度）まで加速駆動される。この加速領域が、図８で説明した先幕遮光範囲の往復揺動に相当する。
加速領域（回転角：−１５３度〜−４５度）を過ぎ、−４５度から＋４５度までの間は定速度駆動される。この定速度領域が図８で説明した先幕通過範囲の走行に相当する。
【００５９】
そして、先幕が露光開口３０を完全に開口した状態（回転角＋４５度）に達すると減速駆動に転じ、＋１５３度の回転角でモータ１６が停止される。この減速領域が図９で説明した先幕開口範囲の往復揺動に相当する。
他方、後幕部材１４は、先幕が動作を開始した後、露光時間を規定するシャッター秒時データに応じて駆動が開始される（（Ｂ）参照）。
【００６０】
後幕駆動用のモータ１８は、上述の先幕駆動用のモータ１６と同様に、所定の回転角（例えば−４５度）まで加速駆動される。この加速領域が、図１０に示した後幕遮光範囲の往復揺動に相当する。
その後＋４５度までの間一定速度駆動され、後幕が露光開口３０を完全に遮光した状態（回転角＋４５度）に達すると減速駆動に転じ、＋１５３度の位置で停止する。
【００６１】
両幕のシャッター動作が完了すると、所定の待ち時間後にシャッターセット動作に移行する。即ち、先幕駆動用のモータ１６が駆動され、先幕のホームポジションサーチが行われる。モータ１６の回転角１８０度の時に先幕ホームポジション（ＨＰ1 ）が検出され、ＨＰ1 検出後、更に所定のパルス数分だけモータ１６が駆動され、先幕部材１２は図８に示した先幕スタート位置Ａ0 （回転角１５３度）で停止する。
【００６２】
先幕スタート位置セット完了後、後幕駆動用のモータ１８が駆動され、後幕のホームポジションサーチが行われる。モータ１８の回転角１８０度の時に後幕ホームポジション（ＨＰ2 ）が検出され、ＨＰ2 検出後、更に所定のパルス数分だけモータ１８が駆動され、後幕部材１４は図８に示した後幕スタート位置Ｂ0 （回転角１５３度）で停止する。先幕及び後幕が共にスタート位置にセットされた状態で、次なるシャッターレリーズ信号の入力を待機する。
【００６３】
図１５は、モータ１６、１８の駆動パルスレートの設定を示すグラフである。同図に示すように、モータの全回転領域は、低速、加速、高速、減速の４つの領域に分けられる。図１４で説明した通り、回転角が−１８０度から−１５３度までの間及び１５３度から１８０度までの間は、シャッター初期化、シャッターセットに利用される回転領域であり、特に高速走行を要しないので、例えば２００パルス／秒（pps)のパルスレートで定速度駆動する。
【００６４】
回転角−１５３度から−４５度までの間、即ち、先幕においては先幕遮光範囲での往復揺動の間、後幕にあっては後幕開口範囲での往復揺動の間に、パルスレートを２００pps から４００pps までリニアに増加させ加速駆動する。
回転角−４５度から＋４５度の間はパルスレートを４００pps とし、先幕通過範囲の先幕の走行速度、及び後幕走行範囲の後幕の走行速度を高速度で一定に保つようにしている。
【００６５】
回転角＋４５度を過ぎてから＋１５３度までの間、即ち、先幕においては先幕遮光範囲での往復揺動の間、後幕にあっては後幕開口範囲での往復揺動の間に４００pps から２００pps までリニアに減速させる。
幕の始動時に、先幕遮光範囲、後幕開口範囲内でそれぞれ幕部材を往復揺動させて加速するようにしたので、シャッター駆動の加速領域を比較的広く確保することができる。従って、シャッターの幕速度をより高速に設定することができるという利点がある。
【００６６】
図１に示した露光制御装置装置１０は、例えば図１６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。
【００６７】
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。
【００６８】
本発明に係る露光制御装置は図１６に示したバイオ・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。
【００６９】
【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、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。
【００７０】
かかる揺動スライダクランク式の露光制御装置において、幕の始動時に先幕部材及び後幕部材をそれぞれ先幕遮光範囲、後幕開口範囲内で往復揺動させて加速するようにしたので、先幕遮光範囲、後幕開口範囲内の一方向動作期間中に限り加速駆動する場合に比べて、シャッター駆動の加速領域を広く確保するこができるという利点がある。これにより、シャッターの幕速度をより高速に設定することができるという効果を奏する。
【００７１】
また、先幕遮光範囲及び後幕開口範囲が小さくても加速領域を広くできるので、シャッター幕の揺動範囲に対して露光開口が大きな割合を占めるよう構成することが可能で、露光制御装置全体を小型化するとができる。
更に、幕の制動時に、先幕部材及び後幕部材をそれぞれ先幕開口範囲、後幕遮光範囲内で往復揺動させて減速することにより、減速領域を広く確保するこができる。これにより、シャッターの幕速度をより高速に設定することができ、幕速度の安定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、先幕による遮光状態を示す図である。
【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、後幕による遮光状態を示す図である。
【図８】先幕部材及び後幕部材の待機位置（スタート位置）を示す平面図である。
【図９】先幕部材の動作停止位置及び後幕部材の始動時の様子を示す平面図である。
【図１０】先幕部材の動作停止位置及び後幕部材の動作停止位置を示す平面図である。
【図１１】露光制御装置が適用されたＣＣＤカメラの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】レリーズ信号割り込み（ＩＮＴ割り込み）サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図１３】タイマー割り込みサブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図１４】シャッター動作タイミングのダイアグラムである。
【図１５】モータの駆動パルスレートの設定を示すグラフである。
【図１６】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…フォトインタラプタ（先幕基準位置検出手段）
４８…フォトインタラプタ（後幕基準位置検出手段）
５０…中央演算処理装置（ＣＰＵ）
【図１】
0003911569.tif 000002
【図２】
0003911569.tif 000003
【図３】
0003911569.tif 000004
【図４】
0003911569.tif 000005
【図５】
0003911569.tif 000006
【図６】
0003911569.tif 000007
【図７】
0003911569.tif 000008
【図８】
0003911569.tif 000009
【図９】
0003911569.tif 000010
【図１０】
0003911569.tif 000011
【図１１】
0003911569.tif 000012
【図１２】
0003911569.tif 000013
【図１３】
0003911569.tif 000014
【図１４】
0003911569.tif 000015
【図１５】
0003911569.tif 000016
【図１６】
0003911569.tif 000017