(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
開口を有した基板、前記開口を開閉する先幕及び後幕、前記先幕及び後幕をそれぞれ駆動する先幕アクチュエータ及び後幕アクチュエータ、前記先幕及び後幕の往復走行の範囲を規制する規制部、を含むフォーカルプレーンシャッタと、
前記開口を介して光が入射する撮像素子と、
単一の画像を撮影するための撮影動作期間内において前記先幕アクチュエータ及び後幕アクチュエータの発熱量の差を抑制するように、前記先幕及び後幕の一方の一方向の走行が前記規制部により規制されている際に走行が規制される方向に走行するように前記先幕アクチュエータ及び後幕アクチュエータの一方に追加的に通電する駆動制御部と、を備え、
前記フォーカルプレーンシャッタは、露出作動前に前記後幕が前記開口から退避した状態で前記先幕が前記開口を閉鎖し、前記露出作動後には前記先幕が前記開口から退避した状態で前記後幕が前記開口を退避することにより前記開口を全開にするノーマリーオープンタイプであり、
前記駆動制御部は、前記露出作動前後又は前記露出作動中において、前記先幕及び後幕の一方の走行が規制される方向に走行するように前記先幕アクチュエータ及び後幕アクチュエータの一方に追加的に通電されている時に、前記先幕アクチュエータ及び後幕アクチュエータの他方は前記先幕及び後幕の他方を走行させている、撮像装置。
前記駆動制御部は、前記撮影動作期間内で前記先幕アクチュエータ及び後幕アクチュエータのそれぞれの通電期間の差を抑制するように、前記先幕アクチュエータ及び後幕アクチュエータの一方に追加的に通電する、請求項1の撮像装置。
前記駆動制御部は、前記先幕及び後幕の一方を走行させるための通電に継続して前記先幕及び後幕の一方が停止後も前記先幕アクチュエータ及び後幕アクチュエータの一方に追加的に通電する、請求項1又は2の撮像装置。
前記フォーカルプレーンシャッタは、前記先幕を駆動し前記先幕アクチュエータによって回転する先幕駆動レバー、前記後幕を駆動し前記後幕アクチュエータによって回転する後幕駆動レバー、を含み、
前記規制部は、前記先幕駆動レバーの回転範囲を規定する先幕逃げ溝、前記後幕駆動レバーの回転範囲を規定する後幕逃げ溝、を含む、請求項1乃至4の何れかの撮像装置。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して実施例を説明する。
図1Aは、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1の正面図である。フォーカルプレーンシャッタ1は、開口11を有した基板10、開口11を開閉する先幕20A及び後幕20B、先幕20Aを駆動するためのアーム31a及び補助アーム32a、後幕20Bを駆動するためのアーム31b及び補助アーム32bを有している。
【0012】
基板10は合成樹脂製であり、矩形状の開口11を有している。先幕20A、後幕20Bは、それぞれ複数の羽根から構成されるが、
図1Aにおいては、羽根21a、21bのみを示し、他の羽根は省略してある。羽根21a、21bは合成樹脂製であり、薄く形成されている。また、アーム31a、31b、補助アーム32a、32bは薄板状の合成樹脂製である。これらアームは基板10に揺動自在に支持されている。
【0013】
フォーカルプレーンシャッタ1は、先幕20A、後幕20Bをそれぞれ駆動する駆動源である先幕アクチュエータ(以下、アクチュエータと称する)70a、後幕アクチュエータ(以下、アクチュエータと称する)70bを備えている。アクチュエータ70a、70bは、それぞれ所定の範囲を双方向に回転可能なロータ71a、71bを有している。アクチュエータ70a、70bについては詳しくは後述する。ロータ71a、71bにはそれぞれ、駆動部材である先幕駆動レバー(以下、駆動レバーと称する)40a、後幕駆動レバー(以下、駆動レバーと称する)40bが固定されている。
【0014】
ロータ71aが回転することにより、駆動レバー40aは所定の範囲を揺動する。駆動レバー40aの先端には駆動ピン43aが形成されている。駆動ピン43aは、アーム31aに形成された嵌合孔に嵌合している。また、基板10には駆動ピン43aを逃がす円弧状の先幕逃げ溝(以下、逃げ溝と称する)13aが形成されている。駆動ピン43aが逃げ溝13aの端部に当接することにより、駆動レバー40aの揺動範囲が制限されている。
【0015】
逃げ溝13aの一端及び他端のそれぞれに緩衝部材51a、52aが設けられている。駆動レバー40aの駆動ピン43aが緩衝部材51a又は52aに当接することにより、駆動レバー40aのバウンドが抑制されている。先幕20Aが開口11から退避した状態においては、駆動レバー40aの駆動ピン43aは緩衝部材52aに当接する。先幕20Aが開口11を閉鎖した状態では、駆動レバー40aの駆動ピン43aは緩衝部材51aに当接する。
【0016】
同様に、駆動レバー40bもアーム31bの嵌合孔に嵌合した駆動ピン43bを有し、後幕逃げ溝(以下、逃げ溝と称する)13bの一端13b1及び他端のそれぞれに緩衝部材51b、52bが設けられている。
図1Bは、逃げ溝13bの一端13b1周辺を示した部分拡大図である。尚、
図1Bにおいては駆動レバー40bについては省略してある。後幕20Bが開口11から退避した状態においては、駆動レバー40bの駆動ピン43bは緩衝部材51bに当接する。後幕20Bが開口11を閉鎖した状態では、駆動レバー40bの駆動ピン43bは緩衝部材52bに当接する。緩衝部材51a、52a、51b、52bは、本実施例ではゴム製であるが、シリコン等弾性を有する他の材料であってもよい。
【0017】
例えば、連写撮影時においては、駆動レバー40a、40bは、短期間で所定範囲を往復回転する。このため、逃げ溝13a、13bの両端にこのような緩衝部材を設けることにより、駆動レバー40a、40bの衝撃を吸収することができる。
【0018】
以上の構成により、ロータ71aが回転すると駆動レバー40aが揺動してアーム31aが揺動する。これにより、先幕20Aが移動して開口11を開閉する。同様に、ロータ71bが回転すると駆動レバー40bが揺動してアーム31bが揺動する。これにより、後幕20Bが移動して開口11を開閉する。
【0019】
従って、逃げ溝13a、13bは、それぞれ駆動レバー40a、40bの揺動範囲を規制する、換言すれば、逃げ溝13a、13bは、ロータ71a、71bの回転範囲を規制している。これにより、先幕20A、後幕20Bの往復走行の範囲が規制される。逃げ溝13a、13bは、規制部の一例である。
図1の全開状態では、駆動レバー40a、40bの駆動ピン43a、43bはそれぞれ緩衝部材52a、51bに当接しているため、駆動レバー40a、ロータ71aは、
図1の全開状態から時計方向への揺動は逃げ溝13aにより規制される。駆動レバー40b、ロータ71bは、
図1の全開状態から反時計方向の揺動は逃げ溝13bにより規制される。これにより、
図1の全開状態では、先幕20A、後幕20Bが更に開口11から退避する方向への移動は規制される。
【0020】
フォーカルプレーンシャッタ1を備えたカメラの構成について説明する。
図2は、フォーカルプレーンシャッタ1を備えたカメラのブロック図である。カメラは、フォーカルプレーンシャッタ1、制御部300、撮像素子400等を備えている。制御部300は、カメラ全体の動作を制御し、CPU、ROM、RAM等を備えている。尚、カメラは、
図2には図示していないが、焦点距離を調整するためのレンズ等を備えている。
【0021】
制御部300は、アクチュエータ70a、70bのそれぞれのコイルの通電状態を制御する。制御部300は、駆動制御部の一例である。撮像素子400には、開口11を介して光が入射し、入射した光により形成された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子400は、例えばCCDやCMOSである。
【0022】
尚、先幕20A、後幕20Bをチャージ位置に位置付けるためのセット部材は設けられていない。先幕20A、後幕20Bは、双方向に回転可能なロータ71a、71bによってチャージ位置に位置付けることができるからである。
【0023】
図3A、3Bは、それぞれアクチュエータ70a、70bの説明図である。アクチュエータ70a、70bは、基板10に支持される。アクチュエータ70a、70bは、それぞれ駆動レバー40a、40bを駆動する。アクチュエータ70aは、基板10に回転可能に支持されたロータ71a、励磁されることによりロータ71aとの間で磁力が作用するステータ74a、ステータ74aを励磁するためのコイル76aを備えている。ロータ71aは、周方向に異なる極性に着磁された永久磁石である。ロータ71aの回転軸は、駆動レバー40aの軸部に連結されている。このため、コイル76aへの通電によりロータ71aが回転し、駆動レバー40aが回転する。駆動レバー40aが回転することにより、先幕20Aが走行する。また、コイル76aへの逆通電によりロータ71aが逆回転し、先幕20Aが前述とは逆方向に走行する。アクチュエータ70bについても同様に、コイル76bへの通電によってアクチュエータ70bのロータ71bが回転することにより駆動レバー40bが回転し、後幕20Bが走行する。また、コイル76bへの逆通電により、後幕20Bは前述とは逆方向に走行する。尚、ロータ71aと駆動レバー40aとの連結は、ギアなどを介して間接的に連結されていてもよい。即ち、ロータ71aの回転に連動して駆動レバー40aが回転する構成であればよい。
【0024】
次に、フォーカルプレーンシャッタ1の動作について説明する。
図4は、フォーカルプレーンシャッタ1のタイミングチャートである。
図1Aは、初期状態でのフォーカルプレーンシャッタ1を示している。初期状態においては、
図1Aに示すように、先幕20A、後幕20Bは開口11から退避している。
【0025】
カメラのレリーズスイッチが押されると、チャージ動作が開始される。チャージ動作が開始されると、アクチュエータ70aのコイル76aに通電されて先幕20Aは開口11を閉じるように走行する。制御部300は、チャージ動作での先幕20Aの走行中において、後幕20Bが開口11から退避した位置に維持されるようにアクチュエータ70bのコイル76bに通電を行う(b1)。即ち、開口11から退避した後幕20Bが更に開口11から退避する方向、換言すれば、後幕20Bの走行が規制される方向に走行しようとするようにアクチュエータ70bのコイル76bに通電する。これにより、駆動レバー40bの駆動ピン43bは緩衝部材51bに押付けられる。これにより、先幕20Aのチャージ動作によって生じる振動等に伴って後幕20Bの位置がずれることを防止している。
図5は、チャージ動作が開始された直後の状態を示している。
【0026】
その後、先幕20Aが開口11を閉鎖し後幕20Bが開口11から退避した状態でアクチュエータ70a、70bのコイル76a、76bへの通電が遮断される。このようにしてチャージ動作が完了する。
図6は、チャージ動作が完了した状態でのフォーカルプレーンシャッタ1の状態を示している。尚、
図6においては、先幕20Aを構成する
羽根21a〜24aを示している。
【0027】
チャージ動作完了後、所定の休止期間を経て、露出作動が開始される。露出作動が開始されると、アクチュエータ70aのコイル76aが通電されて先幕20Aは開口11を開くように走行する。アクチュエータ70aのコイル76aが通電されてから所定時間経過後に、アクチュエータ70bのコイル76bが通電されて後幕20Bが開口11を閉じるように走行する。先幕20Aが開口11から完全に退避し後幕20Bが開口11を完全に閉鎖するとアクチュエータ70a、70bのコイル76a、76bへの通電は遮断される。このようにして、露出作動が終了する。先幕20Aが開口11を開き始めたときから後幕20Bが開口11を完全に閉じるまでの間の期間を露出期間と称する。
【0028】
露出作動終了後、撮像素子400から制御部300のRAMや又はカメラ側のメモリに画像データが読み込まれる。次に、アクチュエータ70bのコイル76bが通電されて後幕20Bが開口11から退避して、
図1Aに示す初期状態に戻る。
【0029】
ここで、制御部300は、露出作動終了後の後幕20Bが開口11から退避するように走行している間に、先幕20Aの走行が規制される方向に走行するようにアクチュエータ70aのコイル76aに追加的に通電する(a1)。即ち、露出作動終了後は、先幕20Aは開口11から退避した位置にあるので、駆動レバー40a、ロータ71aは更に時計方向に回転しようとし先幕20Aが開口11から更に退避するように通電される。アクチュエータ70aのコイル76aに通電されても先幕20Aは停止状態を維持する。即ち、先幕20Aの走行に貢献しないようにアクチュエータ70aのコイル76aに通電される。ここで、コイル76aに追加的に通電しても撮影動作に悪影響を与えない。
【0030】
このようにコイル76aに追加的に通電すると、単一の画像を撮影する撮影動作期間内でコイル76a、76bの通電期間の差が抑制される。したがって、コイル76a、76bの発熱量の差を抑制することができる。単一の画像を撮影する撮影動作期間内でコイル76a、76bの通電期間の差が大きいと、コイル76a、76bの発熱量の差が大きくなり温度差も大きくなる。これにより、コイル76a、76bの抵抗値の差も増大して、ロータ71a、71bの回転速度の差も大きくなる。よって、先幕20A、後幕20Bの走行速度の差が大きくなり画質に影響を与えるおそれがある。特に、複数の画像を連続的に撮影する場合には、コイル76a、76bの発熱量の差が更に拡大し、先幕20A、後幕20Bの走行速度の差が更に大きくなるおそれがある。
【0031】
本実施例の場合、チャージ動作中において、先幕20Aの駆動のためにアクチュエータ70aのコイル76aが通電されると共に、後幕20Bの位置ずれなどを防止するためにアクチュエータ70bのコイル76bが通電されている(b1)。このため、先幕20A及び後幕20Bの走行が行われて露出作動が終了した後、後幕20Bが開口11から退避するように走行している間に、コイル76a、76bの通電期間の差が小さくなるように、コイル76aが追加的に通電されている(a1)。これにより、単一の画像を撮影する撮影動作期間内でコイル76a、76bの温度差が抑制されるので、連続撮影時においても温度差が拡大することが抑制される。したがって、先幕20A、後幕20Bの走行速度の差が拡大することを抑制することができる。
【0032】
尚、単一の画像を撮影するための撮影動作期間とは、単一の画像を撮影するために先幕20A、後幕20Bが駆動する期間内を意味する。本実施例の場合、撮影動作期間とは、開口11を全開にする全開状態からチャージ作動、露出作動を経て、再び全開状態になるまでの間の期間を意味する。
【0033】
尚、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ1は、初期状態で開口11を全開に維持するノーマリーオープンタイプである。このため、本実施例のカメラでは、撮像素子400からの動画出力をモニタ等にリアルタイムに表示させることができる。
【0034】
尚、単一の画像を撮影するための撮影動作期間でコイル76a、76bへの通電期間が同一ではなくてもよい。また、コイル76a、76bへそれぞれ印加される電流値や電圧値、コイル76a、76bの径、長さ、抵抗値は異なっていてもよい。
【0035】
ここで、アクチュエータの発熱量は、コイルへの通電期間の他に、コイルへ印加される電流値、コイルの径、長さ、抵抗値等の条件に応じて異なる。ここで、コイルへの通電期間が長いほどコイルの発熱量は大きくなる。コイルへ印加される電流値が大きいほど、コイルの発熱量は大きくなる。コイルの径が大きいほど、コイルの発熱量は小さくなる。コイルは長いほど、コイルの発熱量は大きくなる。コイルの抵抗値が大きいほど、コイルの発熱量は大きくなる。
【0036】
例えば、コイル76a、76bにおいて電流値以外の条件が同一であり、コイル76bへ印加される電流値がコイル76aへ印加される電流値よりも大きい場合には、コイル76bへ通電される合計通電期間がコイル76aへ通電される合計通電期間よりも短くてもよい。例えば、コイル76a、76bにおいて電流値以外の条件が同一であり、コイル76bへ印加される電流値がコイル76aへ印加される電流値よりも小さい場合には、コイル76bへ通電される合計通電期間がコイル76aへ通電される合計通電期間よりも長くてもよい。
【0037】
例えば実験などにより、連写撮影終了後のコイル76a、76bの温度を検出して、コイル76a、76bのうちの温度が低い方に追加的に通電するようにすればよい。従って、コイル76bに追加的に通電することによって、コイル76a、76bの発熱量の差を抑制してもよい。コイル76bに追加的に通電する場合には、後幕20Bが開口11から完全に退避した状態又は開口11を完全に覆う状態から、後幕20Bの走行が規制される方向に走行するようにアクチュエータ70bに追加的に通電する。例えば、
図1に示すように後幕20Bが開口11から退避している場合には、ロータ71b、駆動レバー40bが反時計方向に回転しようとするようにアクチュエータ70bへ追加的に通電すればよい。また、後幕20Bが開口11を閉鎖している場合には、ロータ71b、駆動レバー40bが時計方向に回転しようとするようにアクチュエータ70bへ追加的に通電すればよい。
【0038】
図7は、第1変形例のタイミングチャートである。露出作動を実行するための通電に継続して先幕20Aの停止後もアクチュエータ70aのコイル76aに追加的に通電され(a2)。詳細には、露出作動においては、先幕20Aは開口11を閉鎖した位置から退避した位置へ走行して停止する。このような時期にコイル76aに追加的に通電してもよい。尚、先幕20Aの停止後に継続して所定期間コイル76aに通電されるため、駆動レバー40aが揺動して駆動ピン43aが
緩衝部材52aに当接した際に生じるバウンドも抑制できる。
【0039】
図8は、第2変形例のタイミングチャートである。露出作動を実行するための通電に継続してコイル76aを追加的に通電され(a3)、かつ露出作動終了後の後幕20Bの走行中にもコイル76aに追加的に通電される(a4)。このように複数の時期にコイル76aに追加的に通電してもよい。コイル76aが追加的に通電される時期は3以上であってもよい。
【0040】
また、ノーマリーオープンタイプのフォーカルプレーンシャッタの場合、露出作動前のチャージ動作での先幕20Aを走行させるためのコイル76aへの通電に継続して、コイル76aに追加的に通電してもよい。この場合、露出作動前のチャージ動作で先幕20Aが停止した際のバウンドも防止できる。
【0041】
図9は、第3変形例のタイミングチャートである。第3変形例のタイミングチャートでは、初期状態で開口11が閉鎖されるノーマリークローズドタイプのフォーカルプレーンシャッタが採用されている。この場合、開口11が閉鎖された状態から、露出作動が行われる。露出作動後は、開口11を全閉状態に維持しつつ先幕20A、後幕20Bが走行して初期状態に戻る。
【0042】
上述したように、アクチュエータの発熱量は、コイルへの通電期間の他に、コイルへ印加される電流値、コイルの径、長さ、抵抗値等の条件に応じて異なる。例えば、コイル76aとコイル76bに印加される電流値が異なる場合、各コイルへの通電期間が同じであってもアクチュエータ70a、70bの発熱量の差が発生してしまう。
図9は、先幕20A、後幕20Bが走行して初期状態に戻る間に、先幕20Aを走行させるためのコイル76aに追加的に通電する(a5)場合、又は、後幕20Bを走行させるためのコイル76bに追加的に通電する(b5)場合を示している。
図9では、コイル76aに追加的に通電する(a5)場合を実線で示し、コイル76bに追加的に通電する(b5)場合を点線で示している。これらは、例えば実験などにより得られた連写撮影終了後のコイル76a、76bの温度データから、何れのコイルに追加的に通電すべきか、及びその通電時間を決定すればよい。この場合でも、単一の画像を撮影するための撮影動作期間内にアクチュエータ70a、70bの発熱量の差が小さくなるように、追加的に通電されている。
【0043】
尚、上記実施例において、先幕20A、後幕20Bが走行して初期状態に戻る間に、コイル76a又は76bに追加的に通電する例を挙げたが、追加的に通電するタイミングはこれに限定されない。
【0044】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
【0045】
本実施例のフォーカルプレーンシャッタは、スチールカメラやデジタルカメラなどの光学機器に採用できる。
【0046】
また、本実施例においては、羽根、アームは薄く形成された合成樹脂製である場合を説明したが、薄く形成された金属製であってもよい。上記実施例において、先幕及び後幕はそれぞれ4枚の羽根から構成されるが、これに限定されない。先幕及び後幕は、それぞれ2枚〜5枚の何れであってもよい。