(57)【要約】【課題】  撮像素子が大型化されてもシャッタの小型化を維持しつつ、連写速度の向上ができる撮像装置用フォーカルプレンシャッタ及び撮像装置を提供する。【解決手段】    先羽根１４と後羽根１７は、電子ファインダ表示によるライブビュー状態では、開口部１ａの一辺側に略重畳されるようにして格納されて開口部１ａを全開にし、レリーズスイッチ１０３がＯＮされると、開口部1ａの一辺側に略重畳された状態から、直ちに先羽根１４と後羽根１７がスリット幅Ｗを作るように順に作動するようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光路用の開口部を有する地板と、
前記地板に回転可能に取りつけられている二つのアームに一枚の羽根を連結した先羽根と、
前記地板に回転可能に取りつけられている二つのアームの先端に向けて順に複数の羽根を連結した後羽根とを備え、
前記先羽根と前記後羽根は、前記開口部の一辺側に重畳されるようにして該開口部から退避するようにしたことを特徴とする撮像装置用フォーカルプレンシャッタ。
【請求項２】
前記先羽根と後羽根の二組のアームのうち、各々の一方側のアームが同軸に回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置用フォーカルプレンシャッタ。
【請求項３】
前記先羽根の走行方向の長さが、前記後羽根の走行方向の長さよりも同じかまたは短いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置用フォーカルプレンシャッタ。
【請求項４】
請求項１乃至３何れか１項記載の撮像装置用フォーカルプレンシャッタを具備した撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体光路用の開口部を開閉する羽根部材を有するメカニカルシャッタと撮像素子の電子シャッタを併用した撮像装置用フォーカルプレンシャタ及び撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の関連技術には、例えば特許文献１に記載のもののように、フォーカルプレンシャッタを介して常時電子ファインダ表示を行うことができるデジタルスチルカメラが提案されている。このデジタルスチルカメラは、撮影時にのみ開口部を遮蔽する位置に移動する先羽根２とこれに追従する後羽根５を撮像素子１９の前方に配置することにより、撮影時以外は開口部を開放させる構造を有する。そして、撮影時には、先羽根２と後羽根５は、シャッタ秒時に応じて同方向に順次作動させられて、被写体からの光を先羽根２と後羽根５により形成されるスリットを通じて通過させる。そのため、このデジタルカメラは、撮影時以外は、先羽根２と後羽根５が開口部ＡＰから退避しているので常に液晶表示装置２２による電子ファインダ表示を行うことができる。
【０００３】
また、特許文献２には、先羽根３１〜３３を駆動する機構を先羽根に連結された第１駆動部材１６と、撮影時に駆動ばねの付勢力で第１駆動部材を先羽根の重畳方向に駆動させる第２駆動部材１７とを備えている。そしてライブビュー状態では、第１駆動部材を先羽根が重畳する位置に保持したまま、駆動ばね２３をチャージして第２駆動部材を露光前位置にセットする。そしてレリーズ指示がされると、第１駆動部材が駆動されて先羽根が一旦展開して開口部を覆う。続いて、駆動ばねの付勢力により第２駆動部材が駆動されると、第２駆動部材を介して第１駆動部材が駆動され、先羽根が重畳されるように走行する。
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の構成によれば、撮像素子の大型化に対応するには、先羽根と後羽根の各々が開口部を遮蔽できるように大型化する必要があり、そのことにより、先羽根と後羽根の移動スペースを確保しなければならずカメラ本体の大型化を招いてしまう問題があった。
【０００５】
また、特許文献２のように、開口部を全開状態にした電子ファインダ表示可能なライブビュー状態から、撮影のための露光作動を行う時、レリーズボタンが押されると、一度、先羽根が開口部を遮光状態にした後、先羽根と後羽根が順に露光作動させられるので、一層の高速化が望まれる場合、レリーズ時のタイムラグが生じ、さらに１回の撮影に要する時間が長くなるため、連続撮影の速度向上に障害となる虞もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２６９９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、その課題とする処は、小型化を維持したまま撮像素子の大型化に対応でき、さらに、より一層の連続撮影の速度向上ができデジタルカメラ等の撮像装置用フォーカルプレンシャッタ及び撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明による撮像装置用フォーカルプレンシャッタは、被写体光路用の開口部を有する地板と、地板に回転可能に取りつけられている二つのアームに一枚の羽根を連結した先羽根と、地板に回転可能に取りつけられている二つのアームの先端に向けて順に複数の羽根を連結した後羽根とを備え、先羽根と後羽根は、開口部の一辺側に重畳されるようにしてその開口部から退避するようにしたことを特徴とすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の撮像装置用フォーカルプレンシャッタは、先羽根と後羽根の二組のアームのうち、各々の一方側のアームが同軸に回転可能に取り付けられていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の撮像装置用フォーカルプレンシャッタは、先羽根の走行方向の長さが、後羽根の走行方向の長さよりも同じかまたは短いことが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の撮像装置は、上記撮像装置用フォーカルプレンシャッタを具備していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上説明したように構成されているので、小型化を維持したまま撮像素子の大型化に対応でき、さらに、より一層の連続撮影の速度向上ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】露光作動を終了した直後の状態を示した平面図である。
【図２】図１の状態の後、先羽根と後羽根がセット状態となり、電子ファインダ表示により被写体の観察が可能な状態を示した平面図である。
【図３】図２の状態の後、レリーズスイッチがＯＮされた後の露光作動中の状態を示した平面図である。
【図４】撮像装置の電気的構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態を、図１〜図４に示した実施例により説明する。
先ず、主に図１〜図３を用いて撮像装置用フォーカルプレンシャッタ１０２の構成と作動について説明する。
【００１５】
図１において、地板１は、その略中央に被写体光路用の開口部１ａを形成している。また、地板１は背面側に所定の間隔を空けて、中間板２と補助地板３を順に取り付けており、地板１と中間板２との間に後羽根１７〜１９の羽根室を形成し、中間板２と補助地板３の間に先羽根１４の羽根室を形成している。そして、中間板２と補助地板３にも、各々、開口部１ａと類似の開口部２ａ、開口部３ａが形成されていて、一般的にはそれら開口部を重ね合わせて一番小さな開口部により被写体光路用の開口部を規制するようにしているが、本実施例においては、開口部１ａの形状が被写体光路用の開口部を規制しているものとして説明する。
【００１６】
地板１は図示しない適宜な取付手段により、デジタルカメラ等の撮像装置１００に取り付けられており、また、補助地板３の背面側には、開口部１ａ、２ａ、３ａと光軸を合わせるようにしてＣＭＯＳイメージセンサである撮像素子４が撮像装置１００に適宜な方法で取り付けられている。
【００１７】
開口部１ａの左側には、円弧状の長孔１ｂ、１ｃが形成されている。そして長孔１ｂ、１ｃの下端部には、平面形状がＣ字状をしたゴム製の緩衝部材５、６が取り付けられている。また地板１の表面側には、軸１ｄ、１ｅ、１ｆが立設されており、背面側には１ｇ、１ｈ、１ｉが立設されている。これらのうち、軸１ｄと１ｇと軸１ｅと１ｈは、各々、同軸となるように配置されている。そして、軸１ｄ、１ｅ、１ｆの先端には、図示しない支持板が地板１と平行となるようにして適宜な方法で取り付けられてる。そしてこの支持板の地板１側には、先羽根用電磁石７と後羽根用電磁石８が取り付けられているが、図１から図４においては、各電磁石の鉄芯７、８のみを二点鎖線で示している。
【００１８】
地板１の軸１ｄには、先羽根用駆動部材９が回転可能に取り付けられていて、図示しない周知の先羽根用駆動ばねによって時計方向に回転するように付勢されている。この先羽根駆動部材９は、側面側に被押動部９ａ、背面側に駆動ピン９ｂ、そして表面側に取付部９ｃを有している。また、駆動ピン９ｂは根元部が緩衝部材５に当接し得るようになっていて、先端側は長孔１ｂを貫通して、シャッタ地板１の背面側に突き出て後述するアーム１７と連結されている。また、取付部９ｃには、周知のように、図示しないばねを介在させて鉄片部材１０が取りつけられており、上記した先羽根用電磁石の鉄芯７に吸着保持され得ようになっている。
【００１９】
地板１の軸１ｅには、後羽根用駆動部材１１が回転可能に取り付けられていて、上記した先羽根用駆動部材９と同様に、図示していない周知の後羽根用駆動ばねによって時計方向に回転するように付勢されている。この後羽根用駆動部材は、側面側に被押動部１２ａ、背面側に駆動ピン１１ｂ、表面側に取付部１１ｃを有している。そして、駆動ピン１２ｂは、上記した駆動ピン１０ｂと同様に、根元部が緩衝部材６に当接し得るようになっており、先端側は長孔１ｃを貫通し、シャッタ地板１の背面側に突き出し後述するアーム２０と連結されている。また、取付部１２ｃには、周知のように、図示していないばねを介在させて鉄片部材１２が取り付けられており、上記した後羽根用電磁石の鉄芯８に吸着保持され得るようになっている。
【００２０】
地板１の軸１ｆには、セット部材１３が回転可能に取り付けられ、図示していないばねにより、反時計方向に回転するように付勢されている。そして、このセット部材１３の側面には、先羽用駆動部材９の被押動部９ａを押す押動部１３ａと、後羽根用駆動部材１１の被押動部１１ａを押す押動部１３ｂと、図示していない駆動源としてのモータと機械的に連結された部材により押動される被押動部１３ｃとが形成されてる。図１は、セット部材１３が図示していないばねにより反時計方向に回転され、そして図示しないストッパに当接して停止した状態を示している。セット部材１３については、この位置を初期位置とする。
【００２１】
次に、地板１の背面側に取り付けられている、先羽根と後羽根の構成を説明する。先羽根１４は、中間板２と補助地板３の間に配置されていて、地板１の軸１ｇと１ｉに回転可能に取り付けられた二つのアーム１５，１６と、それらアームの先端側に枢支された１枚の羽根１４とで構成される。そして先羽根１４の上端部がスリット形成縁となっている。また、アーム１５には、孔が形成されていて、そこに上記した先羽根用駆動部材９の駆動ピン９ｂが嵌合されている。
【００２２】
他方、後羽根１７は、シャッタ地板１と中間板２の間に配置されていて、シャッタ地板１の軸１ｅと軸１ｉに回転可能に取り付けられた二つのアーム１８，１９と、それらアームの長さ方向に順に枢支された３枚の羽根１７ａ、１７ｂ、１７ｃとで構成されている。そして最先端に枢支された羽根１７ａがスリット形成羽根であり、この羽根１７ａの下端縁がスリット形成縁となっている。また、アーム１８に形成された孔には、後羽根用駆動部材１１の駆動ピン１１ｂが嵌合されている。
【００２３】
次に、本実施例の撮像装置用フォーカルプレンシャッタの作動を説明する。図１は露光作動が終了した直後の状態を示すものであり、先羽根１４は開口部１ａの下方位置に格納されていて開口部１ａを全開にしており、後羽根１７の複数の羽根は、展開して開口部１ａを閉鎖して遮光している。
【００２４】
この図１の状態から、セット部材１３の被押動部１３ｃが上記した図示されない部材に押動されると、セット部材１３を図示しないばねの付勢に抗して時計方向に回転させる。これによりセット部材１３の押動部１３ａが先羽根用駆動部材９の被押動部９ａを押動し、先羽用駆動部材９を図示していない先羽根用駆動ばねの付勢力に抗して、反時計方向に回転さえる。そのため、アーム１５が駆動ピン９ｂによって反時計方向に回転され、先羽根１４は開口部１ａの上方へ向けて作動させられていく。
【００２５】
このようにして、セット部材１３の押動部１３ａが先羽根用駆動部材９の被押動部９ａを押し始めてから遅れて、セット部材１３の押動部１３ｂが後羽根用駆動部材１１の被押動部１１ａを押し始める。そのため、後羽根用駆動部材１１の被押動部１１ａは、図示していない後羽根用駆動ばねの付勢力に抗して反時計方向へ回転され、後羽根１７の複数枚の羽根は相互の重なり量を大きくしながら開口部１ａの上方へ向けて重畳されていく。このようにして先羽根と後羽根のセット作動が続けられていき、各々の羽根が停止した直後には、相前後して各々の鉄片部材１０、１２を電磁石の鉄芯７、８に接触させ、セット部材の回転が停止する。この時、先羽根１４の１枚の羽根と後羽根１７の３枚の羽根は、開口部１ａの上方位置に略重なりあうようにして開口部１ａから退避している。図２は、このようにして行われたセット作動の完了状態を示しており、且つ被写体の電子ファインダ表示が可能となる。
【００２６】
この図２の状態では、１枚の先羽根１４と複数枚の羽根１７ａ〜１７ｃからなる後羽根１７が、開口部1ａの上方側で略重なりあうようにして開口部1ａから退避しているので、開口部１ａが全開にされて被写体の電子ファインダ表示が可能となる。さらに、撮像素子４の大型化に伴い開口部１ａが大きくなっても略各羽根の幅に相当する領域があればよいのでフォーカルプレンシャッタの小型化が維持できる。
【００２７】
そしてこの図２の状態が得られた後、撮像装置１００のレリーズスイッチ１０３がＯＮにされると、各電磁石に通電され鉄芯７，８に鉄片部材１０，１２が吸着される。次にセット部材１３が初期位置への復帰作動を行う。そして、セット部材１３が初期位置に復帰すると、最初に先羽根用電磁石に対する通電が断たれ、所定時間後に後羽用電磁石に対する通電が断たれる。それによって、先羽根用駆動部材９と後羽根用駆動部材１１が、図示していない各駆動ばねの付勢力により順に時計方向に回転させられ、各駆動ピン９ｂ、１１ｂが各アーム１５，１８を押して各羽根に露光作動を行わせるので、先羽根１４と後羽根１７ａのスリット形成縁が形成するスリットにより、撮像素子４の撮像面が露光されていく。図３には、このような露光作動の途中状態が示されている。
【００２８】
この図３に示された状態では、先羽根１４は開口部１ａの全てを覆っていない。つまり、従来であれば、先羽根は被写体光を通過させるため後羽根との間に形成されるスリット幅Ｗは開口部１ａを開くが、露光作動方向の他の開口部の領域は先羽根により覆われている。しかし、本実施形態では、先羽根６が開口部１ａを一部だけ覆っているだけで、先羽根６よりも下方側の開口部１ａの領域は覆われておらず、撮像素子４の撮像面が被写体光に晒されている。
【００２９】
そして、露光作動を先に開始した先羽根用駆動部材９は、その駆動ピン９ｂが長孔１ｂの下端部にある緩衝部材５に当接して停止する。従ってその停止状態においては、先羽根１４は、開口部１ａの下方位置に格納される。他方、先羽根１４に遅れて所定時間後に露光作動を開始した後羽根１７は、３枚の羽根１７ａ、１７ｂ、１７ｃが開口部１ａを完全に覆った状態になると、その駆動ピン１１ａが長孔１ｃの下端部にある緩衝部材６に当接して停止する。このようにして行われた露光作動を終了した状態が、図１に示された状態であり、このとき、開口部１ａは、展開状態となった３枚の後羽根１７ａ，１７ｂ，１７ｃにより覆われて遮光されている。
【００３０】
また、このように本実施形態においては、撮像装置のレリーズスイッチがＯＮされる前の状態において、電子ファインダ１０４による表示が可能である。この状態からレリーズスイッチがＯＮにされると、直ちに先羽根１４と後羽根１７が順に露光作動させられて撮影が行なわれるようになっている。そのため、上記特許文献２に記載されたもののように、開口部を全開状態にした電子ファインダによるライブビュー状態から撮影を開始する時、一度、先羽根が開口部を遮光状態にした後、先羽根と後羽根が順に露光作動させられる場合に比べて、レリーズ時のタイムラグが格段に短くなり、さらに１回の撮影時間も短くなるので、連続撮影のより一層の高速化ができる。
【００３１】
次に図３に示された露光作動中の状態について、図４に示された撮像装置１００の電気的構成を示したブロック図を用いて説明する。図４において、撮像装置１００は、撮影レンズ１０１と、メカニカルシャッタとしてのフォーカルプレンシャッタ１０２、撮像素子４、レリーズスイッチ１０３、電子ファインダ１０４、各回路１０５〜１０８とからなる。撮像素子４は、撮影レンズ１０１の光路Ｌ上において、結像された被写体像を光電変換する撮像センサを撮影レンズ１０１側に向けて配置されている。この撮像素子４はＣＭＯＳイメージセンサである。
【００３２】
また、撮像素子４の撮影レンズ１０１側には、上記のフォーカルプレンシャッタ１０２が配置されていて、先羽根１４と後羽根１７を有し、電子ファインダ１０４による表示が可能な状態では、先羽根１４と後羽根１７が撮像素子４に対して光学的に開放状態になっている。
【００３３】
１０３は撮像装置１００に設けられたレリーズスイッチ、１０４は撮像装置１００に装備された電子ファインダである。この電子ファインダ１０４は、例えば液晶表示器（ＬＣＤ）からなり、撮影前のプレビュー時のライブビュー画像や撮影画像を表示することができる。
【００３４】
画像処理回路１０５は、撮像素子４からの出力信号について画素補正、ホワイトバランス等の画像処理を行う。メカニカルシャッタ制御回路１０６は、図示しない周知のセンサからの輝度信号を受けて、輝度に応じた最適露光時間を算出し、レリーズスイッチ１０３がＯＮにされた時、メカニカルシャッタ駆動回路１０７を介して、フォーカルプレンシャッタ１０２の先羽根１４と後羽根１７を所定のタイミングで駆動制御する。
【００３５】
リセットタイミング制御回路１０８は、撮像素子４の撮像センサである受光素子に対し、電子シャッタとして行毎に蓄積電荷をゼロにして受光素子の撮像を開始させるリセット走査位置Ａを制御するものであり、メカニカルシャッタ制御回路１０６からの最適露光時間に応じて、撮像素子４の受光素子の行毎のリセットのタイミングを制御する。具体的には図３に示されたように、撮像素子４の各行に対するリセット走査位置Ａは、先羽根１４に覆われる領域内であり、且つ先羽根のスリット形成縁よりも露光作動方向に先行する位置である。
【００３６】
これにより、先羽根１４のスリット形成縁とリセット走査位置は略平行状態を保ったまま、先羽根１４がリセット走査位置Ａを常に覆いながら撮像素子４の上方から下方に移動する。その後、スリット幅Ｗの間隔をあけて後羽根１７のスリット形成縁が開口部１ａを上方から下方に移動し、撮像素子４の受光素子を覆いながら露光作動が行われていく。
【００３７】
このようにして、本実施形態においては、レリーズスイッチ１０３がＯＮにされると、先羽根１４が図示しない駆動ばねの付勢力により作動させられるが、先羽根１４の少なくとも一部が開口部１ａ内に進入すると、その先羽根１４で覆われた領域内で撮像素子４の受光素子が行単位で電荷リセットされるようになっている。そのため、リセット走査位置Ａは、先羽根４の幅の範囲内であれば良いので、メカニカルシャッタの走行特性が変わっても撮像素子４の電子シャッタへの影響は抑えられる。
【００３８】
つまり、本実施形態においては、先羽根１４と後羽根１７を略同じ構成のメカニカルシャッタとすることで、二つの羽根の走行特性を略一致させることができるので、メカニカルシャッタの走行特性が変化しても、撮像素子４の受光素子の行単位の露光時間に影響を与えることがなく一定にできる。これにより、撮像装置１００は、使用環境の変化や経時変化によるメカニカルシャッタの羽根の走行特性の変化を補償する特別な制御を設けずに露光ムラを抑えることができる。
【００３９】
尚、上記実施例においては、開口部１ａにより被写体光路用の開口部が規制される場合で説明した。しかし、本願発明においては、中間板２や補助地板３の開口部２ａや開口部３ａにより規制されるようにすることを妨げるものではない。また、上記実施例のシャッタ地板１や補助地板３に薄板の開口規制板を取り付けて被写体光路用の開口部を規制するようにすることも妨げるものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１：地板
２：中間板
３：補助地板
４：撮像素子
９：先羽用駆動部材
１１：後羽根用駆動部材
１３：セット部材
１４：先羽根
１５，１６，１８，１９：アーム
１７：後羽根
１０１：撮影レンズ
１０２：フォーカルプレンシャッタ
１０３：レリーズスイッチ
Ａ：リセット走査位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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