(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を所定の結像面に結像させる撮影光学系と、
前記結像面に配置されている撮像手段と、
各々が露出開口を有していて該露出開口を前記入射光の光路中に配置している少なくとも二つの地板と、
前記地板の間に配置されていて前記地板のうちの一つに回転可能に取り付けられており前記露出開口から待避している第１位置と前記露出開口に進入した第２位置との間で作動可能であって前記露出開口よりも小さな開口を形成する絞り羽根部材と、
前記地板の間に配置されていて前記地板のうちの一つに回転可能に取り付けられており回転することによって前記露出開口から待避している第１位置と前記露出開口に進入した第２位置との間で作動させられるシャッタ羽根部材と、
回転可能な磁石を有しており駆動電流が供給されたとき該磁石を旋回させて前記絞り羽根部材を前記第１位置と前記第２位置との間で作動させ、駆動電流が供給されていないとき該磁石を旋回させないように保持する絞り羽根駆動手段と、
回転可能な磁石を有しており駆動電流が供給されたとき該磁石を旋回させて前記シャッタ羽根部材を前記第１位置と前記第２位置との間で作動させ撮影の終了段階においては前記シャッタ羽根部材を前記第１位置から前記第２位置へ作動させ、駆動電流が供給されていないとき該磁石を旋回させないように保持するシャッタ羽根駆動手段と、
被写界輝度から絞り値とシャッタ秒時とを演算しその演算結果によって前記各駆動手段への駆動電流の供給を制御すると共に電源がオンになったときには前記シャッタ羽根駆動手段によって前記シャッタ羽根部材を前記第２位置から前記第１位置へ作動させ電源がオフになったときには前記第１位置から前記第２位置へ作動させ、撮影に際してレリーズすると前記演算結果に基づき前記絞り羽根部材の位置を決めておいてから前記撮像手段に蓄積された電荷を放出させ、前記シャッタ秒時が経過すると前記シャッタ羽根部材を第２位置へ作動させ、その後、前記シャッタ羽根部材を前記第１位置へ作動させるようにした制御手段と
を具備していることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置に関し，より詳細には所謂電子スチルカメラの様に被写体像を光電変換して静止画像得る撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年被写体像を光電変換して静止画像を得る様にした撮像装置が所謂銀塩フィルムカメラとともにスチルカメラの１分野として普及しつつある。この種の撮像装置における露出制御としては，撮像手段のオンからオフ迄の時間を制御することによって露出秒時を制御する様にしたものも知られているが，動的な被写体を撮影する場合にはインタレースの影響で奇数ラインと偶数ラインとで時間的なズレが生じ，被写体の外形にギザギザが生じるという問題がある。又，最近ではこの様な問題を解決するためにノンインタレースでフルフレーム画像を出力できる様にした撮像素子も普及しつつあるが，ノンインタレースで画素数を多くした場合には素子自体が非常に高価なものとなるので，画像データの取込中に撮像素子を被写界光から遮蔽するためにシャッタ装置を備えたいという要望がある。又，スチル型の所謂電子カメラやデジタルビデオカメラの場合，銀塩フィルムカメラの様に現像所での露光補正が期待できず，露出許容度も銀塩フィルムよりも狭いので，絞り口径とシャッタ秒時は単独で制御したいという要望がある。銀塩フィルムカメラの場合には単独のアクチュエータを絞り羽根とシャッタ羽根の駆動源として兼用する様にしたものが広く普及している。この様な機構は一般的にはアクチュエータの作動の第１段階で絞り機構を目的の位置迄駆動してラチェット等のラッチ機構によって絞り機構を係止した後にアクチュエータの作動の第２段階でシャッタ機構を開閉駆動する様になされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，所謂電子スチルカメラは撮像素子面積が一般的な３５ミリフィルムや新規格フィルム等の銀塩フィルムよりも格段に狭いのでレンズ鏡胴周囲を小型化する一方でレンズ口径のみは大口径を維持したいという要望が強く，羽根駆動機構の実装スペースが狭小化する傾向にあり，上述の様に単独のアクチュエータを絞り機構とシャッタ機構の駆動源として兼用する場合には，動力の伝達系が複雑になるとともに絞り機構を係止する係止機構や係止解除機構も設けなければならないため，実装が困難となるという問題もある。
【０００４】
この問題を解決するためには，絞り機構とシャッタ機構双方に独立したアクチュエータを設けるとともに，各々の羽根を各々のアクチュエータでダイレクト駆動することが有効である。ところで，電子カメラの場合，カメラの非使用時には撮像手段を被写界光から保護するためにはシャッタ羽根を閉鎖状態にする所謂ノーマルクローズタイプが望ましい一方で電源の投入時には例えば液晶ファインダ等のモニタ装置に被写体像を写し出すためにシャッタをオープン状態で維持したいという要望があるが，電源の投入時にシャッタ羽根を開口位置で維持するために電流を供給し続けた場合，電源の消耗が著しいという問題が生じる。特に、電子カメラの場合，銀塩フィルムカメラと比較してカメラサイズが小型化されるとともにファインダの表示や画像記録等にも電力を消費するので，電源の消耗を極力抑制したいという要望が強い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたものであり、シャッタ周辺を小型化でき、撮像素子の保護と液晶ファインダの表示を可能としながら電力消費の少ない撮像装置を提供することを目的とする。
要約すれば、本発明の請求項１に係る撮像装置は：入射光を所定の結像面に結像させる撮影光学系と：前記結像面に配置されている撮像手段と：各々が露出開口を有していて該露出開口を前記入射光の光路中に配置している少なくとも二つの地板と：前記地板の間に配置されていて前記地板のうちの一つに回転可能に取り付けられており前記露出開口から待避している第１位置と前記露出開口に進入した第２位置との間で作動可能であって前記露出開口よりも小さな開口を形成する絞り羽根部材と：前記地板の間に配置されていて前記地板のうちの一つに回転可能に取り付けられており回転することによって前記露出開口から待避している第１位置と前記露出開口に進入した第２位置との間で作動させられるシャッタ羽根部材と：回転可能な磁石を有しており駆動電流が供給されたとき該磁石を旋回させて前記絞り羽根部材を前記第１位置と前記第２位置との間で作動させ、駆動電流が供給されていないとき該磁石を旋回させないように保持する絞り羽根駆動手段と：回転可能な磁石を有しており駆動電流が供給されたとき該磁石を旋回させて前記シャッタ羽根部材を前記第１位置と前記第２位置との間で作動させ撮影の終了段階においては前記シャッタ羽根部材を前記第１位置から前記第２位置へ作動させ、駆動電流が供給されていないとき該磁石を旋回させないように保持するシャッタ羽根駆動手段と：被写界輝度から絞り値とシャッタ秒時とを演算しその演算結果によって前記各駆動手段への駆動電流の供給を制御すると共に電源がオンになったときには前記シャッタ羽根駆動手段によって前記シャッタ羽根部材を前記第２位置から前記第１位置へ作動させ電源がオフになったときには前記第１位置から前記第２位置へ作動させ、撮影に際してレリーズすると前記演算結果に基づき前記絞り羽根部材の位置を決めておいてから前記撮像手段に蓄積された電荷を放出させ、前記シャッタ秒時が経過すると前記シャッタ羽根部材を第２位置へ作動させ、その後、前記シャッタ羽根部材を前記第１位置へ作動させるようにした制御手段と：を具備しているようにして上記の目的を達成する。
【０００６】
請求項２に係る撮像装置は請求項１を前提として：前記絞り羽根駆動手段は所定の角度範囲内で回転し，該角度範囲は，前記絞り羽根駆動手段の回転軸と前記絞り部材の支軸を通る直線を境にして，ほぼ等角度となる範囲に設定されているようにする。
【０００７】
即ち、本発明によれば，露出開口中に進入させ得るシャッタ羽根部材を有しているので，不使用時における撮像手段の保護を可能にするとともに撮像手段の画素数の増加も容易に行え，しかも，非通電時においては，絞り羽根部材及びシャッタ羽根部材が露出開口から待避した位置或いは露出開口内に進入した位置で，各々の羽根駆動部材が各々の保持手段によって保持されるようになっているので，無駄な電力消費を抑制することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の１実施形態を説明する。図１は本発明の撮像装置がカメラ本体側の電源がオフした状態を示す平面図であり，図２はムービングマグネットの周辺を示す断面図である。図中１は上地板，２は中地板，３は下地板であり，図１においては上地板１，中地板２，下地板３は同一の一点鎖線で仮想的に示している。これらの地板類の中央部分には撮像光路を形成する露出開口ＡＰが形成されている。４，５は露出開口ＡＰを開閉するシャッタ羽根であり，シャッタ羽根４，５は上地板１の裏面に植設されたピン１ａ，１ｂに対して各々揺動自在に支持されている。尚，本実施例に示すシャッタ羽根４，５はアパーチュア形成縁は有しておらず，不使用時には露出開口ＡＰを遮蔽した状態にある。
【０００９】
次に，６はシャッタ羽根４，５を開閉駆動するためのムービングマグネットであり，図２は断面を，図３は図１に示す平面を拡大して各々示している。尚，ムービングマグネット６の構成要素の符号は図１には特に示さないが，図２及び図３を参照すれば理解される。ムービングマグネット６は円筒状のケーシング６ａの内法にコイル枠６ｂが固着されており，コイル枠６ｂの長手方向に沿って図３に示す様にコイル６ｃが捲着されている。コイル枠６ｂの内側に設けられた軸６ｄには２極のマグネット６ｅが回転可能に支持され，マグネット６ｅの外側に突出形成された出力ピン６ｆは上地板１及び中地板２を貫通してシャッタ羽根４，５に各々形成された長孔４ａ，５ａ（図１参照）と各々係合している。
【００１０】
出力ピン６ｆの作動範囲は上地板１に植設された例えば鉄等の強磁性体で形成されたピン１ｃ，１ｄによって規制されている。初期状態では出力ピン６ｆはピン１ｃを磁着して図１や図３に示す状態で保持されているが，この状態でコイル６ｃに正のパルス電流を供給するとコイル枠６ｂの周辺には図３において上側がＮ極になる磁界が形成され，マグネット６ｅは軸６ｄを中心に反時計廻り回転し，出力ピン６ｆがピン１ｄに当接して停止する。そして出力ピン６ｆはピン１ｄを磁着するので，正のパルス電流の供給を遮断しても，出力ピン６ｆはピン１ｄを磁着した状態で保持される。又，出力ピン６ｆがピン１ｄを磁着した状態からコイル６ｃに対して負のパルス電流を供給するとコイル枠６ｂの周辺には図３において下側がＮ極になる磁界が形成されるので，マグネット６ｅは軸６ｄを中心に時計廻り回転し，出力ピン６ｆがピン１ｃに当接して停止する。そして出力ピン６ｆはピン１ｃを磁着するので，負のパルス電流の供給を遮断しても，出力ピン６ｆはピン１ｃを磁着した状態で保持される。
【００１１】
本実施形態は大中小の三種類の口径制御を行う様にしたものを想定しており，露出開口ＡＰの全開状態が大口径に相当する。又，中口径及び小口径は絞り羽根７又は８を露出開口ＡＰに各々進入させることによって得ている。先ず，中口径に対応した絞り羽根７は上地板１に植設されたピン１ｅに揺動自在に支持されており，絞り羽根７の先端部分には中口径に相当する開口７ａが形成されている。又，９は絞り羽根７を旋回させるための駆動源となるムービングマグネットであり，ムービングマグネット９の構成は既に説明したムービングマグネット６と基本的に同様であり，出力ピン９ｆが絞り羽根７に形成された長孔７ｂと係合している。尚，本実施形態においては，ムービングマグネット９は，正のパルス電流を供給することによって出力ピン９ｆが強磁性体のピン１ｆに当接するまで軸９ｄを中心に時計廻りに回転し，負のパルス電流を供給することによって強磁性体のピン１ｇに当接するまで軸９ｄを中心に反時計廻りに回転する。又，絞り羽根７に形成された開口７ａはムービングマグネット９の出力ピン９ｆがピン１ｆに当接した状態の時に開口７ａと露出開口ＡＰが概ね同心円になる。
【００１２】
次に，小口径に対応した絞り羽根８は上地板１に植設されたピン１ｈに揺動自在に支持されており，絞り羽根８の先端部分には小口径に相当する開口８ａが形成されている。又，１０は絞り羽根８を旋回させるための駆動源となるムービングマグネットであり，ムービングマグネット１０の構成も既に説明したムービングマグネット６と基本的に同様であり，出力ピン１０ｆが絞り羽根８に形成された長孔８ｂと係合している。尚，本実施形態においては，ムービングマグネット１０は，正のパルス電流を供給することによって出力ピン１０ｆが強磁性体のピン１ｉに当接するまで軸１０ｄを中心に時計廻りに回転し，負のパルス電流を供給することによって強磁性体のピン１ｊに当接するまで軸１０ｄを中心に反時計廻りに回転する。又，絞り羽根８に形成された開口８ａはムービングマグネット１０の出力ピン１０ｆがピン１ｉに当接した状態の時に開口８ａと露出開口ＡＰが概ね同心円になる。
【００１３】
次に，図４は本実施形態の制御系のブロック図であり，４，５は既述のシャッタ羽根４，５を示し，７，８は既述の絞り羽根７，８を示し，６，９，１０は既述のムービングマグネット６，９，１０を各々示している。又，１１は撮影用のレンズ，１２は撮像手段たるＣＣＤ，１３はＣＣＤ１２から出力された画像信号の記憶処理等を行う画像信号処理回路，１４はシャッタレリーズスイッチ，１５はメインスイッチ，１６はマイクロコンピュータを各々示す。又，１７はシャッタ駆動用のムービングマグネット６に駆動信号を供給するシャッタ駆動回路，１８は絞り駆動用のムービングマグネット９及びムービングマグネット１０に駆動信号を供給する絞り駆動回路，１９はＣＣＤ１２の電荷蓄積及び電荷放出を制御する電子シャッタ制御回路を各々示す。
【００１４】
次に，上記事項，図５のフローチャート，図６のタイムチャート，図７及び図８の状態変化を示す平面図を参照して本実施形態の動作を詳細に説明する。先ず，初期状態において機構は図１に示す状態にある。メインスイッチ１５がオンすることによりプログラムはスタートし，マイクロコンピュータ１６は電子シャッタ制御回路１９を制御してＣＣＤ１２を作動開始させるとともにシャッタ駆動回路１７を制御してムービングマグネット６に対して正のパルス電流を供給させる。（ステップＳ２，Ｓ３）
【００１５】
ムービングマグネット６に対して正のパルス信号が供給されることによって出力ピン６ｆは軸６ｄを中心にしてピン１ｄに当接するまで反時計廻りに回転する。そして，出力ピン６ｆがピン１ｄに当接すると出力ピン６ｆはピン１ｄを磁着するので，正のパルス電流が立ち下がった後の非通電状態でも出力ピン６ｆの位置は保持される。この様にして図１に示す状態から出力ピン６ｆが反時計廻りに回転すると，ピン６ｆは長孔４ａ，５ａを各々係合しているので，シャッタ羽根４は軸１ａを中心に左旋し，シャッタ羽根５は軸１ｂを中心に右旋して露出開口ＡＰを開口する。尚，図７及び図８はシャッタ羽根４，５が露出開口ＡＰを開口した状態を示している。
【００１６】
さて，ＣＣＤ１２は既に作動を開始しているので，上記の様にしてシャッタ羽根４，５が露出開口ＡＰを開口してＣＣＤ１２が被写界光に露呈されると，ＣＣＤ１２の出力はマイクロコンピュータ１６に加えられる。そしてマイクロコンピュータ１６はＣＣＤ１２の出力によって被写界輝度を測定し，適正な絞り値とシャッタ秒時を算出し，レリーズスイッチ１４がオンするのを待つ（ステップＳ４）。そしてレリーズスイッチ１４がオンするとステップＳ４で算出した絞り値に応じて処理を分岐する（ステップＳ９）。
【００１７】
使用される絞り値が中絞りの時にはマイクロコンピュータ１６は絞り駆動回路１８を制御してムービングマグネット９に正のパルス電流を供給し（ステップＳ１０），ムービングマグネット９は出力ピン９ｆが軸９ｄを中心にピン１ｆに当接するまで右旋し、ピン１ｆを磁着するので，正のパルス電流が立ち下がった非通電状態でも右旋位置を保持する。そして，ムービングマグネット９の右旋動作に伴って絞り羽根７も軸１ｅを中心に右旋して開口７ａが露出開口ＡＰを中絞りまで絞り込む。尚，図７はこの様にして開口７ａが露出開口ＡＰを中絞りまで絞り込んだ状態を示している。又，使用される絞り値が小絞りの時にはマイクロコンピュータ１６は絞り駆動回路１８を制御してムービングマグネット１０に正のパルス電流を供給し（ステップＳ１１），ムービングマグネット１０は出力ピン１０ｆが軸１０ｄを中心にピン１ｉに当接するまで右旋し，ピン１ｉを磁着するので，正のパルス電流が立ち下がった非通電状態でも右旋位置を保持する。そして，ムービングマグネット１０の右旋動作に伴って絞り羽根８も軸１ｈを中心に右旋して開口８ａが露出開口ＡＰを小絞りまで絞り込む。尚，図８はこの様にして開口８ａが露出開口ＡＰを小絞りまで絞り込んだ状態を示している。更に，使用される絞り値が大絞りの場合には，口径の絞り込み動作はなされず，直ちにステップＳ１２に移行する。即ち，この場合には露出開口ＡＰの口径がそのままで絞り値になる。
【００１８】
この様にして口径値が定まるとマイクロコンピュータ１６は電子シャッタ制御回路１９を制御してＣＣＤ１２の蓄積電荷を放出させる（ステップＳ１２）。そしてＣＣＤ１２は放電動作が完了した時点から再度電荷の蓄積を開始し，従って，このタイミングが有効露出秒時の開始タイミングになる。適正な露出秒時はステップＳ４で既に算出されているので，マイクロコンピュータ１６はステップＳ１２でＣＣＤ１２の蓄積電荷を放出した後にステップＳ４で算出された露出秒時が経過するとシャッタ駆動回路１７を制御してムービングマグネット６に負のパルス電流を供給する（ステップＳ１４）。ムービングマグネット６に対して負のパルス電流が供給されることによって出力ピン６ｆは軸６ｄを中心にしてピン１ｃに当接するまで時計廻りに回転する。そして，出力ピン６ｆがピン１ｃに当接すると出力ピン６ｆはピン１ｃを磁着するので，負のパルス電流が立ち下がった後の非通電状態でも出力ピン６ｆの位置は保持される。この様にして図７又は図８に示す状態から出力ピン６ｆが時計廻りに回転すると，シャッタ羽根４が軸１ａを中心に左旋するとともにシャッタ羽根５が軸１ｂを中心に右旋して露出開口ＡＰを遮蔽する。従って，開口径が露出開口ＡＰで定まる大口径撮影の場合には図６におけるハッチング部分ＡＢＣの合計面積が有効露光量に相当し，開口径が絞り羽根７の開口７ａで定まる中口径撮影の場合には図６におけるハッチング部分ＢＣの合計面積が有効露光量に相当し，開口径が絞り羽根８の開口８ａで定まる小口径撮影の場合には図６におけるハッチング部分Ｃの面積が有効露光量に相当することになる。
【００１９】
この様にしてシャッタ羽根４，５が露出開口ＡＰを遮蔽するとマイクロコンピュータ１６は画像信号処理回路１３を制御してＣＣＤ１２の出力を取り込ませ（ステップＳ１５），画像信号処理回路１３は画像信号を例えば外部のメモリカード等の記憶装置に書き込み一回の撮影動作を完了する。この様にして一回の撮影動作が完了するとマイクロコンピュータ１６は次の様にして次駒の撮影に備える。即ち、マイクロコンピュータ１６はステップＳ１６で絞り羽根７又は８を使用したか否かを判別する。そして，絞り羽根７が使用されていればムービングマグネット９に，又，絞り羽根８が使用されていればムービングマグネット１０に各々負のパルス電流を加えて，絞り羽根７又は絞り羽根８を各々図１に示す初期状態に復帰させた後に（ステップＳ１７），ステップＳ３に復帰してシャッタ羽根４，５を開口させてステップＳ８でレリーズスイッチ１４がオンするのを待機する。尚，ムービングマグネット９や１０は負のパルス電流の停止後も出力ピン９ｆ，１０ｆとピン１ｇ，１ｊとの間の磁着力によって図１の状態を保持することはいうまでもない。又，この様にしてレリーズスイッチ１４がオンするのを待機している間に電源スイッチ１５がオフしたことをステップＳ５で検出するとステップＳ６でシャッタ駆動回路１７を制御してムービングマグネット６に負のパルス電流を加え，シャッタ羽根４，５を閉鎖駆動して露出動作を終了する。尚，電源スイッチ１５がオフした後の制御動作は例えば図外のキャパシタ等の容量回路から電源供給されて実行される。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば，絞り羽根部材とシャッタ羽根部材とを、露出開口から待避した第１位置で保持する場合にも露出開口に進入した第２位置で保持する場合にも，複雑な機構を伴わずに保持できるので，電源のオフ時にはシャッタ羽根部材を第２位置に保持して撮像手段の保護を図ることを可能にし，電源オン後にレリーズスイッチが操作されるのを待機している状態ではシャッタ羽根部材を第１位置で保持することにより液晶ファインダ等の使用を可能となし，更にシャッタ羽根部材を第１位置から第２位置に駆動することにより露出開口を閉じて露出動作を終了させることが出来，画素数の増大にも有効に対応することが可能となる。そして，この羽根駆動に伴う電力消費は，各々の羽根位置を反転するときにだけ生じ，保持中には生じないので，液晶ファインダの駆動や画像データの書込などで大きな電力消費を必要とする電子スチルカメラ等の撮像装置においては，全体としての電力消費を減少させることが出来，撮影可能コマ数を増大させることが可能となる。更に、本発明によれば，シャッタ羽根駆動手段の回転軸が，２枚のシャッタ羽根部材の支軸を通るほぼ直線上に配置されているので，安定した駆動力でシャッタ羽根部材を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る撮像装置の初期状態における平面図。
【図２】図１に示すムービングマグネット６の断面図。
【図３】図１に示すムービングマグネット６の拡大平面図。
【図４】本発明の実施例に係る撮像装置の制御系のブロック図。
【図５】図４に示す制御系の制御動作示すフローチャート。
【図６】図４に示す制御系の動作タイミングを示すタイムチャート。
【図７】図１に示す実施例を中絞り状態にした平面図。
【図８】図１に示す実施例を小絞り状態にした平面図。
【符号の説明】
１  上地板
１ｃ，１ｄ，１ｆ，１ｇ，１ｉ，１ｊ  ピン
４，５  シャッタ羽根
６  ムービングマグネット
６ｆ  出力ピン
７  中絞り用絞り羽根
７ａ  開口
８  小絞り用絞り羽根
８ａ  開口
９  ムービングマグネット
９ｆ  出力ピン
１０  ムービングマグネット
１０ｆ  出力ピン
１１  レンズ
１２  ＣＣＤ
１６  マイクロコンピュータ
ＡＰ  露出開口
【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】
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【図７】
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【図８】
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