JP2005107300A - シャッタ装置及びカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】 精度良くストロボ同調タイミングを制御することのできるシャッタ装置及びカメラを提供する。
【解決手段】 エレクトレット化された部位を有する遮光性フィルム幕(24)と、複数の走査電極を有する電極部材(1)と、連続的に入力されたパルス信号に応じて複数の走査電極に多相交流電圧を印加し複数の走査電極と上記エレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて上記遮光性フィルム幕を駆動する駆動手段(14)と、駆動手段に対して遮光性フィルム幕を入射光路を全閉する位置から開放する位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動制御手段(12)と、駆動制御手段によって設定パルス数が出力された後にストロボ同調信号を出力する信号出力手段(12)とを具備するシャッタ装置である。
【選択図】 図9
【解決手段】 エレクトレット化された部位を有する遮光性フィルム幕(24)と、複数の走査電極を有する電極部材(1)と、連続的に入力されたパルス信号に応じて複数の走査電極に多相交流電圧を印加し複数の走査電極と上記エレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて上記遮光性フィルム幕を駆動する駆動手段(14)と、駆動手段に対して遮光性フィルム幕を入射光路を全閉する位置から開放する位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動制御手段(12)と、駆動制御手段によって設定パルス数が出力された後にストロボ同調信号を出力する信号出力手段(12)とを具備するシャッタ装置である。
【選択図】 図9
Description
本発明はシャッタ装置及びカメラに関し、特に精度良くストロボ同調タイミングを制御することのできるシャッタ装置及びカメラに関する。
カメラのストロボ撮影時には、シャッタが全開されるタイミングに同調してストロボを発光させる。そのため、高速なシャッタ動作と連携した精度の良いストロボの発光タイミング制御が求められる。
精度の良いストロボの発光タイミング制御に対応する技術として、次の2つが公知の技術となっている。
その1つは、シャッタ先羽根の走行状態を検出するシャッタ先羽根の走行検出手段がシャッタ先羽根の走行を検出した時刻から、ストロボを発光させるタイミングを算出する制御手段を用いるものである(例えば、特許文献1参照)。
他の1つは、シャッタ羽根を駆動するステッピングモータの駆動パルスを計数して、この計数値に基づいてストロボを発光させるものである(例えば、特許文献2参照)。
特開平11−15052号公報
実開平5−36430号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、シャッタ先羽根の走行状態を検出する検出手段が必要となるため、部品数が増加しコストアップの要因となる。また、シャッタ先羽根の走行時間にバラツキがあると正確な発光タイミングが得られない。
特許文献2に記載の技術は、ステッピングモータを用いているため、フォーカルプレーンシャッタのようにシャッタ羽根が高速に移動するシャッタには適用することが困難である。また、ステッピングモータを用いても、シャッタ羽根のロータの慣性が大きいので制御性が良くない。そのため、駆動パルス数が所定値になったからといってシャッタ羽根の開口径が所望の値になっているとは限らない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、精度良くストロボ同調タイミングを制御することのできるシャッタ装置及びカメラを提供することを目的とする。
本発明に係る請求項1に記載のシャッタ装置は、エレクトレット化された部位を有する遮光性フィルム幕と、複数の走査電極を有する電極部材と、連続的に入力されたパルス信号に応じて上記複数の走査電極に多相交流電圧を印加し、上記複数の走査電極と上記エレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて上記遮光性フィルム幕を駆動する駆動手段と、上記駆動手段に対して、上記遮光性フィルム幕を入射光路を全閉する位置から開放する位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動信号供給手段と、上記駆動信号供給手段に上記遮光性フィルム幕の駆動を指令する信号を出力するシャッタ制御手段と、上記駆動信号供給手段によって設定パルス数が出力された後にストロボ同調信号を出力する信号出力手段とを具備する。
また本発明に係る請求項2に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、エレクトレット化された部位を有し、初期状態においては入射光路内に配置されたシャッタ先幕と、上記シャッタ先幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第1の電極部材と、エレクトレット化された部位を有し、初期状態においては上記光路外に配置されたシャッタ後幕と、上記シャッタ後幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第2の電極部材と、上記第1の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生じる静電力を用いて上記シャッタ先幕を上記光路外へ変位させ、その後、上記第2の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生じる静電力を用いて上記シャッタ後幕を上記光路内へ変位させる駆動制御手段と、上記シャッタ先幕の上記光路外への変位完了に伴って、ストロボ同調信号を出力する信号出力手段とを具備する。
また本発明に係る請求項3に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記シャッタ先幕と上記第1の電極部材、及び、上記シャッタ後幕と上記第2の電極部材は、一体的に積層されている。
また本発明に係る請求項4に記載のカメラは、エレクトレット化された部位を有し、初期状態においては撮影光路内に配置されているシャッタ先幕と、上記シャッタ先幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第1の電極部材と、エレクトレット化された部位を有し、初期状態においては上記光路外に配置されているシャッタ後幕と、上記シャッタ後幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第2の電極部材と、上記第1、及び、第2の電極部材の上記走査電極に印加する多相交流電圧を制御することによって、上記シャッタ先幕を上記光路外へ退避させる第1の静電駆動動作と、上記シャッタ後幕を上記光路内へ進出させる第2の静電駆動動作と、上記シャッタ先幕、及び、後幕を初期位置へ戻す第3の静電駆動動作とを実行する駆動制御手段と、上記第1の静電駆動動作が行われた後、ストロボ同調信号を出力する信号出力手段と、上記ストロボ同調信号に応じて発光するストロボ装置とを具備する。ことを特徴とする。
また本発明に係る請求項5に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、上記信号出力手段は、上記第1の静電駆動動作が終了する前に上記第2の静電駆動動作が実行された場合には、上記ストロボ同調信号を無効にする。
また本発明に係る請求項6に記載のカメラは、透光性を有する一対の光学素子をスペーサを介して積層したユニットと、上記一対の光学素子間に形成された空間を移動可能であり、複数のエレクトレット化された部位を有する遮光性フィルム幕と、上記遮光性フィルム膜の上記エレクトレット化された部位に静電力を作用させるために、上記一対の光学素子の一方に設けられた複数の走査電極と、上記複数の走査電極に印加する電圧を変化させることによって、上記遮光性フィルム幕を変位させる駆動制御手段と、を具備し、上記駆動制御手段は、外部からの制御信号に応じて上記遮光性フィルム幕を第1の位置から第2の位置に駆動するための駆動電圧信号を供給し、その後、ストロボ同調信号を出力する。
また本発明に係る請求項7に記載のカメラは、上記記載の発明であるカメラにおいて、上記第1の位置は入射光束を遮蔽する位置であり、上記第2の位置はストロボ同調位置である。
また本発明に係る請求項8に記載のシャッタ装置は、透光性を有する第1、第2、及び、第3の光学素子をスペーサを介して積層したユニットと、上記第1及び第2の光学素子間に形成された空間を移動可能であり、複数のエレクトレット化された部位を有する第1の遮光性フィルム幕と、上記第2及び第3の光学素子間に形成された空間を移動可能であり、複数のエレクトレット化された部位を有する第2の遮光性フィルム幕と、上記第1及び第2の遮光性フィルム膜の上記エレクトレット化された部位に静電力を作用させるために、上記第1及び第2の光学素子の表面に設けられた第1及び第2の走査電極と、上記第1及び第2の走査電極に印加する電圧を変化させることによって、上記第1及び第2の遮光性フィルム幕をそれぞれ独立に変位させる駆動制御手段と、を具備し、上記駆動制御手段は、外部からの制御信号に応じて上記第1及び第2の遮光性フィルム幕を入射光束の光路内から退避させるための駆動電圧信号を上記第1及び第2の走査電極にそれぞれ独立に供給するとともに、駆動中、もしくは、駆動終了後に設定されたタイミングでストロボ同調信号を出力する。
また本発明に係る請求項9に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記駆動制御手段は、上記第1の遮光性フィルム幕の駆動開始後、外部からの制御信号に応じて上記第2の遮光性フィルム幕を入射光束の光路内に進出させるための駆動電圧信号を上記第2の走査電極に供給する。
また本発明に係る請求項10に記載のシャッタ装置は、上記記載の発明であるシャッタ装置において、上記駆動制御手段は、外部からの制御信号に応じて上記第1及び第2の遮光性フィルム幕を同時に入射光束の光路外に退避させるための駆動電圧信号を供給する。
また本発明に係る請求項11に記載のシャッタ装置は、エレクトレット化された部位を有し開口部を設けた第1の遮光性フィルムと、上記第1の遮光性フィルムの上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第1の電極部材と、エレクトレット化された部位を有し開口部を設けた第2の遮光性フィルムと、上記第2の遮光性フィルムの上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第2の電極部材と、上記第1の電極部材と上記第2の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生ずる静電力を用いて、上記第1の遮光性フィルムと上記第2の遮光性フィルムを所定位置に変位させて、それぞれの開口部の重なりによって形成される新たな開口部の面積を制御する駆動手段と、上記駆動手段に上記所定の多層交流電圧を供給するためのパルス信号を供給する駆動信号供給手段と、上記駆動信号供給手段に上記遮光性フィルムの駆動を指令する信号を出力するシャッタ制御手段と、上記駆動信号供給手段が所定数の上記パルス信号を出力したときに、ストロボを発光させるための信号を出力する信号出力手段とを具備する。
また本発明に係る請求項12に記載のカメラは、上記記載のシャッタ装置を絞り機構に用いる。
本発明によれば、精度良くストロボ同調タイミングを制御することができる。
図1は、本発明に係るシャッタ装置のシャッタ機構を示す図である。図1の(1)は、シャッタが開の状態を示し、図1の(2)は、シャッタが閉の状態を示している。
本シャッタ機構は、固定子1と移動子2とを備え、移動子2は固定子1に対して左右方向に移動自在に構成されている。そして、固定子1には、被写体からの光像を撮像素子(不図示)に導くための開口部3が設けられ、更に、帯状の複数の駆動電極4が所定の間隔で並べられている。
移動子2は、遮光性を有する部材であり、後述する永久分極された誘導体(以下、エレクトレットという)の部位を備え、駆動電極4の電荷によって駆動力を受けて固定子1に対して相対移動を行う。なお、固定子1には開口部3は必ずしも必要でなく、固定子1を透過部材とし、図1の(1)に示すように駆動電極4が設けられていない領域、即ち、透過領域を形成しても良い。以下、本構成に係るシャッタ機構を「エレクトレットシャッタ」と称す。
図2は、エレクトレットシャッタの基本構成を示す図である。
図2の右には、エレクトレットシャッタの断面を模式的に示している。固定子1に並べられたそれぞれの駆動電極4には、駆動回路10からの電圧信号線が接続されている。この電圧信号線には4相の電圧信号が印加され、従って、駆動電極4には、4本毎に同一の電圧信号が印加される。図2では、駆動電極4にA、B、C,Dの符号を付してこの電圧信号を区別している。
移動子2には、固定子1との対向面に永久分極された誘導体(エレクトレット)5を複数備えている。
図2の左には、エレクトレットシャッタに印加する電圧信号を発生する駆動回路10の構成を示している。パルス発生回路12で生成した矩形波列(駆動パルス信号)は、昇圧回路14と位相器15に供給される。昇圧回路14では、入力した矩形波列を、100V程度まで昇圧するとともに、2つの極性を有する電圧信号に分岐して、駆動電極A及びCに供給する。
一方、位相器15に入力した矩形波列は、90°位相が遅れた波形となり、その後、昇圧回路14に入力されて、上述と同様の2つの矩形波列となり、駆動電極B及びDに供給される。
駆動回路10によって作成されて、駆動電極4に印加される電圧信号列を図3に示す。電圧電極4の電圧の状態は、t1〜t4の4つの状態が時間経過に対応して繰り返して変化する。
図4は、エレクトレットシャッタの動作を説明する図である。
図4の(1)は、t1に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。エレクトレット5aは、駆動電極Aから反発力を受け、駆動電極Bから吸引力を受ける。また、エレクトレット5bは、駆動電極Cから反発力を受け、駆動電極Dから吸引力を受ける。このため、移動子2は図の右方向に力を受けて、1つの駆動電極ピッチd移動する。
図4の(2)は、t2に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。エレクトレット5aは、駆動電極Aから反発力を受け、駆動電極Bから吸引力を受ける。また、エレクトレット5bは、駆動電極Cから反発力を受け、駆動電極Dから吸引力を受ける。このため、移動子2は図の右方向に力を受けて、1つの駆動電極ピッチd移動する。
図4の(3)は、t3に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示し、図4の(4)は、t4に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極の電圧の状態を示している。上述の動作と同様に移動子2は1つの駆動電極ピッチd移動する。そして、この動作が繰り返されることで、移動子2は図の右方向に移動する。なお、移動子2を図の左方向に移動するためには、駆動電極4に印加する電圧の極性を逆に切り替えればよい。
[第1の実施の形態]
図5は、本発明に係る第1の実施の形態のシャッタ装置の撮像モジュールの構成を示す斜視図であり、図6は、撮像モジュールの断面図である。
図5は、本発明に係る第1の実施の形態のシャッタ装置の撮像モジュールの構成を示す斜視図であり、図6は、撮像モジュールの断面図である。
撮像モジュールは、シャッタユニット21と撮像ユニット22で構成されている。
シャッタユニット21は、独立して走行する遮光幕(先幕)24aと、遮光幕(後幕)24bを有するフォーカルプレーンシャッタである。この遮光幕24a、24bは、上述のエレクトレット5(不図示)を備えている。そして、それぞれのエレクトレット5の対向面側には複数の駆動電極4a、4bと開口部(または透過部)を設けた固定子1a、1bが配設されている。さらに、シャッタユニット21の被写体側には開口部(透過部)を有する保護部材25がスペーサ31〜34を介してシャッタユニット21の前面を覆うように固設されている。
ここで、固定子1a、1bは、ポリイミドフィルムを基板として、その表面に駆動電極4a、4bをエッチング法によりプリントして形成し、さらに駆動電極4a、4b上に絶縁膜を設けている。一方、遮光幕24a、24bは、テフロンを基板として用い、その一方の面にコロナ放電法によりエレクトレットを形成する(エレクトレット化する)。
撮像ユニット22は、収納容器26内に撮像素子27と信号線28を収容して固定し、収納容器26の被写体側を開口部(透過部)を有するカバーガラス29で覆って構成している。
本撮像モジュールは、エレクトレットシャッタを用いてシャッタユニット21を構成しているため、その厚さを従来のシャッタユニットと比較して大幅に減少することができ、薄型化することができる。
また、エレクトレットシャッタは、遮光幕24a、24bに誘導される電荷を利用するのではなく、エレクトレットに永久分極されている電荷を利用するため、立ち上がり時間を短縮してシャッタ動作を高速化することができる。
また、エレクトレットの電荷量は任意に与えることが可能であることから、駆動力が最大となるような最適の電荷量を与えることができ、極めて大きな駆動力を得ることができる。従って、撮像モジュールのサイズに応じた最適なシャッタユニット21を構成することができる。
更に、固定子1a、1b、遮光幕24a、24bは素材として樹脂材料を用いることができるため軽量である。例えば、遮光幕24a、24bは、10〜20μの薄い膜で形成することが可能である。従って、動作に必要な電力量は少なく、かつ静かな動作が実現できる。
図7は、遮光幕(先幕)24aと遮光幕(後幕)24bの動作を説明する図である。
図7の(1)に示す初期状態では全閉状態となっている。即ち、先幕24aが露光開口全体を覆い、撮像ユニット22を被写体光から完全に遮光している。次に撮影者がレリーズを操作すると、図7の(2)に示すように、先幕24aは図中の矢印方向に駆動されて全開状態となり、被写体光が露光開口を介して撮像ユニット22に導かれる。そして、所定の露光時間が経過したときに、図7の(3)に示すように、後幕24bが図中の矢印方向に駆動されて露光開口を遮蔽する。
その後、先幕24aと後幕24bは図7の(1)に示す初期状態に復帰し、撮影者のレリーズ操作に備えて待機する。
図8は、本発明の第1の実施の形態に係るシャッタ装置を用いたカメラのシステム構成を示すブロック図である。
このカメラのシステムは、カメラ本体としてのボディユニット100と、アクセサリ装置(以下「アクセサリ」と略称する)として例えば、交換レンズとしてのレンズユニット(即ちレンズ鏡筒)112と、撮影した画像データを記録しておく記録メディア139、および外付けのストロボユニット80などから構成されている。
ユーザが所望するレンズユニット112は、ボディユニット100の前面に設けられたレンズマウント(不図示)を介して着脱自在に設定されている。
記録メディア139は、各種のメモリカードや外付けのHDD等の外部記録媒体であり、通信コネクタ135を介してカメラ本体と通信可能かつ交換可能に装着される。
またストロボユニット180は、閃光電球181、DC/DCコンバータ182、ストロボ制御マイクロコンピュータ183および電池184から成り、ストロボ通信コネクタ185を介してカメラ本体と通信可能に装着できる。
レンズユニット112の制御はレンズ制御用マイクロコンピュータ(以下”Lucom”と称する)105が行う。ボディユニット100の制御はボディ制御用マイクロコンピュータ(以下“Bucom”と称する)150が行う。尚、これらLucom105とBucom150とは、合体時において通信コネクタ106を介して通信可能に電気的接続がなされる。そしてカメラシステムとしてLucom105がBucom150に従属的に協働しながら稼動するようになっている。
レンズユニット112内には撮影レンズ112a、112bと絞り103が設けられている。撮影レンズ112aはレンズ駆動機構102内に在る図示しないDCモータによって駆動される。絞り103は絞り駆動機構104内に在る図示しないステッピングモータによって駆動される。Lucom105はBucom150の指令に従ってこれら各モータを制御する。
ボディユニット100内には次の構成部材が図示のように配設されている。例えば、光学系としての一眼レフ方式の構成部材(ペンタプリズム113a、クイックリターンミラー113b、接眼レンズ113c、サブミラー113d)と、撮像モジュール20と、上記サブミラー113dからの反射光束を受けて自動測距する為のAFセンサユニット130aが設けられている。そして、撮像モジュール20は、光軸上のフォーカスプレーン式のシャッタユニット21と、光学系を通過した被写体像を光電変換するためのCCDを収容した撮像ユニット22を有する。
また、このAFセンサユニット130aを駆動制御するAFセンサ駆動回路130bと、上記クイックリターンミラー113bを駆動制御するミラー駆動機構118と、上記シャッタユニット21の先幕24aと後幕24bの動きを制御するシャッタ駆動制御回路148と、上記ペンタプリズム113aからの光束に基づき測光処理する測光回路132が設けられている。
そして、シャッタ駆動制御回路148は、Bucom150との間でシャッタの開閉動作を制御する信号とストロボと同調する信号の授受を行う。
このカメラシステムにはまた、撮像ユニット22に接続したCCDインターフェイス回路134、液晶モニタ136、記憶領域として設けられたSDRAM138および記録メディア139などを利用して画像処理する画像処理コントローラ140とが設けられ、電子撮像機能と共に電子記録表示機能を提供できるように構成されている。
Bucom150には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用LCD157と、カメラ操作SW152とが設けられている。上記カメラ操作SW152は、例えばレリーズSW、モード変更SWおよびパワーSWなど、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。さらに、電源としての電池154と、この電源の電圧を当該カメラシステムの各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路153が設けられている。
上述した如くに構成されたカメラシステムの各部は次のように稼動する。
ミラー駆動機構118は、クイックリターンミラー113bをUP位置とDOWN位置へ駆動するための機構であり、このクイックリターンミラー113bがDOWN位置にある時、撮影レンズ112a、112bからの光束はAFセンサユニット130a側とペンタプリズム113a側へと分割されて導かれる。
AFセンサユニット130a内のAFセンサからの出力は、AFセンサ駆動回路130bを介してBucom50へ送信されて周知の測距処理が行われる。
また、ペンタプリズム113aに隣接する接眼レンズ113cからはユーザが被写体を目視できる一方、このペンタプリズム113aを通過した光束の一部は測光回路132内のホトセンサ(不図示)へ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。
シャッタ駆動制御回路148は、Bucom150からシャッタを駆動制御するための信号を受取り、その信号に基づいてシャッタユニット21を制御すると共に、所定のタイミングで、Bucom150にストロボを発光させるためのストロボ同調信号を出力する。Bucom150は、このストロボ同調信号に基づいてストロボユニット80に通信により発光指令信号を出力する。
画像処理コントローラ140は、Bucom150の指令に従ってCCDインターフェイス回路134を制御して撮像ユニット22から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ140でビデオ信号に変換され、液晶モニタ136にて出力表示される。ユーザはこの液晶モニタ136の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。
SDRAM138は画像データの一時的保管用メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。またこの画像データはJPEGデータに変換された後には記録メディア139に保管されるように設定されている。
本発明に係る第1の実施の形態のシャッタ装置は、図8におけるシャッタユニット21とシャッタ駆動制御回路148とで構成されている。
図9は、シャッタ駆動制御回路148とシャッタユニット21との信号接続を示す構成図である。シャッタユニット21には、上述のように先幕24aと後幕24bを備えられ、そのそれぞれの遮光幕を駆動するために、図2に示す構成の駆動回路が2系統設けられている。
パルス発生回路12は、Bucom150からの開閉制御信号に基づいて先幕24aと後幕24bを駆動して、図7に示す露光開口の全開全閉動作を制御する。また、Bucom150からリセット信号を受取ったときは、先幕24aと後幕24bを初期状態に駆動する。さらに、パルス発生回路12は、所定のタイミングでBucom150にストロボ同調信号を出力する。
上述のように、図9において、昇圧回路14a、14bは、連続的に入力されたパルス信号に応じて複数の走査電極に多相交流電圧を印加し、複数の走査電極とエレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて遮光性フィルム幕を駆動する駆動手段であり、パルス発生回路12は、駆動手段に対して、例えば遮光性フィルム幕を入射光路を全閉する位置から開放する位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動信号供給手段であり、Bucom150は、駆動信号供給手段に遮光性フィルム幕の駆動を指令する信号を出力するシャッタ制御手段である。
また、パルス発生回路12は、駆動信号供給手段によって設定パルス数が出力された後にストロボ同調信号を出力する信号出力手段の機能を併せて有している。
そして、昇圧回路14a、14bとパルス発生回路12とを備えたシャッタ駆動制御回路148は、第1の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生じる静電力を用いてシャッタ先幕を光路外へ変位させ、その後、第2の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生じる静電力を用いてシャッタ後幕を光路内へ変位させる駆動制御手段である。
続いて、第1の実施の形態に係るシャッタ装置を用いたストロボ同調制御方法について説明する。
図10は、Bucom150の概略の撮影動作手順を示すフロー図である。この動作は、電子カメラの処理手順の内、レリーズ操作から画像データ生成までの動作手順を示している。
ユーザがレリーズボタンを1段押下すると、本処理が開始する。先ず、測光処理を実行する(S01)。即ち、測光回路132が測定した被写体の輝度情報を獲得する。そして、その輝度情報に基づいて露光量演算を実行し、適正な絞り値(AV:aperture value)とシャッタ速度(TV:time value)を算出する(S02)。
次に、AF処理を実行する(S03)。被写体からの光束をクイックリターンミラー113b及びサブミラー113dを介してAFセンサユニット130aが受光し、受光した被写体像のずれ量をAFセンサ駆動回路130bを介してBucom150に出力する。Bucom150は、被写体像のずれ量からレンズのずれ量を算出し、その値を通信コネクタ106を介してLucom105に送信する。Lucom105は、レンズずれ量に基づいてレンズ駆動機構102を介して撮影レンズ112aを移動して焦点を調整する。
焦点が調整された状態で、レリーズボタンが更に(2段)押下されているかどうかを調べる(S04)。
レリーズボタンが2段押下されていない場合(S04 No)で、レリーズボタンが1段押下の状態にあるとき(S05 Yes)は、レリーズボタンが2段押下されるまで待機する。しかし、レリーズボタンが2段押下されていない場合(S04 No)で、レリーズボタンが1段押下されていない場合(S05 No)は、ユーザは撮影動作を中止したものと判断して本処理を終了する。
レリーズボタンが2段押下されている場合(S04 Yes)は、撮影動作を継続し、絞り込み駆動を実行する(S06)。即ち、Bucom150は、AV値を通信コネクタ106を介してLucom105に送信する。Lucom105は、送られたAV値に基づいて絞り駆動機構104を介して絞り103を制御する。
次にミラーアップ駆動を実行する(S07)。即ち、ミラー駆動機構118を介してクイックリターンミラー113bを跳ね上げて撮影光路を確保する。そして、この後、撮像素子インターフェイス回路134に対して撮像動作を開始するように指示を出力する(S08)。撮像素子インターフェイス回路134はこの指示に基づいて撮像ユニット22の撮像素子27を動作させる。
以上の動作の後、Bucom150は、シャッタ制御動作を実行する。シャッタ制御動作については、図11に示す全開露光時のシャッタ制御タイムチャートを併せて参照しつつ説明する。
Bucom150は、シャッタ駆動制御回路148にシャッタ開信号を出力する(S09)。即ち、図11の開閉制御信号の信号レベルをアクティブにする。これを受けたシャッタ駆動制御回路148のパルス発生回路12は、先幕24aを駆動するため先幕駆動パルスの出力を開始する。この先幕駆動パルスのパルス数に対応して、図11の先幕開口波形に示すように、先幕24aは露光開口の全閉位置から開方向に駆動される。
次にBucom150は、露光時間が経過したかどうかを調べる(S11)。
露光時間が経過していない場合(S11 No)は、図11に示すストロボ同調信号がシャッタ駆動制御回路148から出力されたかどうかを調べ(S12)、ストロボ同調信号が出力されるまで待機する(S12 No、S11)。ストロボ同調信号は、先幕24aが露光開口を全開とする位置に到達したタイミングでシャッタ駆動制御回路148から出力される。
上述のように、エレクトレットを用いて構成された先幕24a(及び後幕24b)は極めて軽量であるため、この先幕駆動パルスによって先幕24aを高精度かつ高速に駆動することが可能である。従って、露光開口が全開になったかどうかを他の検出手段を用いて検出する必要がなく、先幕駆動パルスのパルス数を計数することで判断することができる。
そこで、シャッタ駆動制御回路148は、図11に示すように、先幕駆動パルスを所定数(m)出力したタイミングで、ストロボ同調信号(矩形信号)をBucom150に出力する。
このストロボ同調信号がアクティブになったことを検出したときは、Bucom150はストロボユニット180に対して発光を指示する発光制御信号を出力する(S14)。なお、既に発光制御信号を出力している場合は、再度の発光制御信号の出力は行わないように制御する(S13)。
露光時間が経過した場合(S11 Yes)は、Bucom150はシャッタ閉信号を出力する(S15)。即ち、開閉制御信号の信号レベルをノンアクティブにする。これを受けたシャッタ駆動制御回路148のパルス発生回路12は、後幕24bを駆動するための後幕駆動パルスの出力を開始する。この後幕駆動パルスのパルス数に従って、図11の後幕開口波形に示すように、後幕24bは露光開口の全開位置から全閉位置の方向に向けて駆動される。
次に、Bucom150は撮像素子インターフェイス回路134に対して撮像動作を停止するように指示を出力する(S16)。撮像素子インターフェイス回路134はこの指示に基づいて撮像ユニット22の撮像素子27の撮像動作を停止する。
更に、Bucom150はシャッタ駆動制御回路148にリセット信号を出力する(S17)。これを受けたシャッタ駆動制御回路148のパルス発生回路12は、先幕24a及び後幕24bを初期位置に駆動する。
以上の、ステップS09からステップS17のシャッタ制御動作を終了した後は、画像処理コントローラ140に画像データの処理実行を指示する(S18)。画像処理コントローラ140は、撮像素子インターフェイス回路134からの信号をAD変換して画像データを生成し、その画像データを処理して通信コネクタ135を介して記録メディア139に記録させる。
そして、Bucom150は、ミラー駆動機構118を介してクイックリターンミラー113bをダウンさせ(S19)、またLucom105に対して、絞り駆動機構104を介して絞り103を全開とするように指示して(S20)、撮像動作を終了する。
図12は、スリット露光時のシャッタ制御タイムチャートである。
被写体の輝度が高いときは、先幕24aが全開となる前に露光時間が経過する場合がある。このときは、シャッタ駆動制御回路148は、ストロボ同調信号を出力せずに後幕駆動パルスを出力する。この場合は、露光開口は全開とはならず、先幕24aと後幕24bで形成されるスリット開口が露光開口上を移動する。なお、このスリット露光時の撮像動作は、図10に示すフローと同一であるためその詳細の説明は省略する。
[第2の実施の形態]
次に、本発明に係るシャッタ装置の第2の実施の形態について説明する。第2の実施形態のシャッタ装置は、例えばコンパクトカメラに適しており、第1の実施の形態で説明したシャッタユニットが撮像ユニットと分離して配置されている点と、シャッタユニットが絞り機能を兼用している点が異なっている。従って、第1の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細の説明を省略する。
次に、本発明に係るシャッタ装置の第2の実施の形態について説明する。第2の実施形態のシャッタ装置は、例えばコンパクトカメラに適しており、第1の実施の形態で説明したシャッタユニットが撮像ユニットと分離して配置されている点と、シャッタユニットが絞り機能を兼用している点が異なっている。従って、第1の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細の説明を省略する。
図13は、遮光幕の構成と動作を示す図である。
本シャッタユニットの遮光幕24d、24eは、それぞれ矩形平板の一部が三角形状に切り欠かれた形状である。そして、遮光幕24d、24eは、その切り欠き部を互いに向き合わせて配置されている。
図13の(1)は、シャッタの初期状態である全閉状態を示している。遮光幕24d、24eが重なり合って被写体光を遮光している。この状態から、遮光幕24d、24eが図中の矢印方向に移動することにより、遮光幕24d、24eの切り欠き部が重なり合って被写体光を透過する露光開口が形成され、遮光幕24d、24eの移動に伴って露光開口面積が変化する。図13の(2)は、シャッタの全開状態を示している。このように、このシャッタは、遮光と絞り機能とを兼用している。
図14は、本発明の第2の実施の形態に係るシャッタ装置を用いたカメラのシステム構成を示すブロック図である。第1の実施の形態と同一の機能を有する部分には同一の符号を付してその詳細の説明を省略する。
第2の実施の形態では、カメラのレンズ、ストロボはユニット化されず、カメラと一体に構成されている。
シャッタユニット203は撮像ユニット222とは分離して、撮像光学系112a、112bの間に組み込まれ、遮光機能とともに絞り機能を担っている。そして、このシャッタユニット203は、シャッタ駆動制御回路204によって制御される。このため、第1の実施の形態と異なり、絞り駆動機構としてステッピングモータを設ける必要がない。
シャッタ駆動制御回路204は、シャッタと絞りの両機能を制御するため、Bucom150との間で、駆動制御信号を授受する。また、ストロボ制御マイクロコンピュータ183に対して直接ストロボ発光信号を出力する。
このカメラでは、光学系としての一眼レフ方式の構成部材(ペンタプリズム、クイックリターンミラー、接眼レンズ、サブミラー)は設けられていない。従って、測光回路201は直接被写界の輝度を測定し、測距回路202は直接被写体までの距離を測定するように配設されている。
その他、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する不揮発性記憶手段としてEEPROMから成る不揮発性メモリ129が、Bucom150からアクセス可能に設けられている。
本発明に係る第2の実施の形態のシャッタ装置は、図14において、シャッタユニット203とシャッタ駆動制御回路204とで構成されている。
図15は、シャッタ駆動制御回路204とシャッタユニット203との信号接続を示す構成図である。シャッタユニット203には、上述のように遮光幕24d、24eを有しており、それぞれの遮光幕を駆動するために、図2に示す構成の駆動回路が2系統設けられている。
そして、パルス発生回路12は、Bucom150からのデータと開閉制御信号とに基づいて遮光幕24d、24eを同時に所定量駆動して、図13に示す露光開口の絞り動作を制御する。また、パルス発生回路12は、所定のタイミングでストロボ制御マイクロコンピュータ183にストロボ発光信号を出力する。
上述のように、図15において、昇圧回路14a、14bは第1の電極部材と第2の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生ずる静電力を用いて、第1の遮光性フィルムと第2の遮光性フィルムを所定位置に変位させて、それぞれの開口部の重なりによって形成される新たな開口部の面積を制御する駆動手段であり、パルス発生回路12は、駆動手段に所定の多層交流電圧を供給するためのパルス信号を供給する駆動信号供給手段であり、Bucom150は、駆動信号供給手段に遮光性フィルムの駆動を指令する信号を出力するシャッタ制御手段である。
また、パルス発生回路12は、駆動信号供給手段が所定数のパルス信号を出力したときに、ストロボを発光させるための信号を出力する信号出力手段の機能を併せて有している。
続いて、第2の実施の形態に係るシャッタ装置を用いたストロボ発光制御方法について説明する。
図16は、シャッタ駆動制御回路204の概略の制御動作手順を示すフロー図である。
シャッタ駆動制御回路204は、Bucom150からの開口量に関するデータの通信があるまで待機する(S30 No)。そして、通信がなされた場合(S30 Yes)は、遮光幕24d、24eの駆動パルス数n、ストロボ発光タイミングを表わす発光パルス数fを受信する(S31、S32)。
第2の実施の形態のカメラでは、絞りの全開時にストロボを発光させるのではなく、ストロボのガイドナンバ(GNo)と被写体までの距離(L)によって求められる絞り値(AV)になったときに発光させる。上述の発光パルス数fは、その絞り値(AV)とするために必要な遮光幕24d、24eを駆動するパルス数である。この発光パルス数fは、Bucom150が演算によって算出する。
次に、シャッタ駆動制御回路204は、Bucom150からのシャッタ開信号があるまで待機し(S33 No)、シャッタ開信号が入力されたとき(S33 Yes)は、制御動作を開始する
シャッタ開信号が入力された場合(S33 Yes)、即ち、図17で開閉制御信号の信号レベルがアクティブになったときは、これを受けたシャッタ駆動制御回路204のパルス発生回路12は、遮光幕24d、24eの露光開口を広げる駆動パルス列を出力する(S34)。
シャッタ開信号が入力された場合(S33 Yes)、即ち、図17で開閉制御信号の信号レベルがアクティブになったときは、これを受けたシャッタ駆動制御回路204のパルス発生回路12は、遮光幕24d、24eの露光開口を広げる駆動パルス列を出力する(S34)。
シャッタ駆動制御回路204は、所定のnパルスを出力したかどうかを調べる(S35)。
まだnパルスを出力していない場合(S35 No)は、fパルスを出力したかどうかを調べ(S36)、fパルスを出力するまでパルス出力を続行する(S36 No、S35)。そして、fパルスを出力したタイミングでシャッタ駆動制御回路204はストロボ制御マイクロコンピュータ183にストロボ発光信号を出力する。
そして、nパルスを出力したとき(S35 Yes)は、遮光幕24d、24eを駆動するためのパルス出力を停止して、Bucom150からシャッタ閉信号が出力されるまで待機する(S39 No)。Bucom150は露光時間が経過したときに、シャッタ閉信号を出力する。即ち、開閉制御信号の信号レベルを非アクティブとする(S39 Yes)。
シャッタ駆動制御回路204は、遮光幕24d、24eを閉方向に駆動するパルスを出力し(S40)、所定数のパルスを出力して遮光幕24d、24eを全閉とした(S41 Yes)後、再度の制御動作が指示されるまで待機する。
以上説明した各実施の形態のシャッタ装置は、エレクトレットシャッタを用いて構成しているため、従来のステッピングモータを用いたシャッタ装置に比べて高速で高精度に遮光幕を制御することができる。
また、遮光幕の駆動にステッピングモータを用いる必要がないため、シャッタ装置を軽量化することができ、さらに、薄型化することができる。従って、このシャッタ装置を組み込んだカメラの小型・軽量化を実現することができる。
また本シャッタ装置は、消費電力が小さいため、省エネルギ、省資源を図ることができる。
さらに第2の実施の形態によれば、上述の効果に加え、絞り機構と絞り駆動のためのステッピングモータとを設ける必要がないため、更に小型軽量化、低コスト化を図ることができる。
なお、上述の各実施の形態に基づいて、本発明は、以下のように表わすことができる。
(1)シャッタ位置が固定子の電極幅と制御パルスの数で一義的に定められるエレクトレットシャッタを用いたシャッタ機構と、電極へ印加する駆動波形をもとにシャッタ位置を制御する位置制御手段と、所定のタイミングでストロボを発光させる発光制御手段とを備えたシャッタ装置。
(2)上記位置制御手段は、上記電極へ印加する駆動波形のパルス数を計数し、この計数値に基づいてシャッタ位置を制御する。
(3)上記電極へ印加する駆動波形は、プログラム化されたものである。
(4)上記電極へ印加する駆動波形は、上記制御パルスから作成される。
(5)上記所定のタイミングは、上記電極へ印加する駆動波形のパルスの数に基づいて決定される。
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
1…固定子、2…移動子、3…開口部(透過部)、4…駆動電極、5…エレクトレット、10…駆動回路、12…パルス発生回路、14…昇圧回路、20…撮像モジュール、21…シャッタユニット、22…撮像ユニット、24…遮光幕、25…保護部材、27…撮像素子、134…撮像素子インターフェイス回路、148…シャッタ駆動制御回路、150…ボディ制御用マイクロコンピュータ、180…ストロボユニット、203…絞り、204…シャッタ駆動制御回路。
Claims (12)
- エレクトレット化された部位を有する遮光性フィルム幕と、
複数の走査電極を有する電極部材と、
連続的に入力されたパルス信号に応じて上記複数の走査電極に多相交流電圧を印加し、上記複数の走査電極と上記エレクトレット化された部位との間に発生する静電力を用いて上記遮光性フィルム幕を駆動する駆動手段と、
上記駆動手段に対して、上記遮光性フィルム幕を入射光路を全閉する位置から開放する位置に駆動するためのパルス信号を供給する駆動信号供給手段と、
上記駆動信号供給手段に上記遮光性フィルム幕の駆動を指令する信号を出力するシャッタ制御手段と、
上記駆動信号供給手段によって設定パルス数が出力された後にストロボ同調信号を出力する信号出力手段と
を具備することを特徴とするシャッタ装置。 - エレクトレット化された部位を有し、初期状態においては入射光路内に配置されたシャッタ先幕と、
上記シャッタ先幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第1の電極部材と、
エレクトレット化された部位を有し、初期状態においては上記光路外に配置されたシャッタ後幕と、
上記シャッタ後幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第2の電極部材と、
上記第1の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生じる静電力を用いて上記シャッタ先幕を上記光路外へ変位させ、その後、上記第2の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生じる静電力を用いて上記シャッタ後幕を上記光路内へ変位させる駆動制御手段と、
上記シャッタ先幕の上記光路外への変位完了に伴って、ストロボ同調信号を出力する信号出力手段と
を具備することを特徴とするシャッタ装置。 - 上記シャッタ先幕と上記第1の電極部材、及び、上記シャッタ後幕と上記第2の電極部材は、一体的に積層されていることを特徴とする請求項2に記載のシャッタ装置。
- エレクトレット化された部位を有し、初期状態においては撮影光路内に配置されているシャッタ先幕と、
上記シャッタ先幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第1の電極部材と、
エレクトレット化された部位を有し、初期状態においては上記光路外に配置されているシャッタ後幕と、
上記シャッタ後幕の上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第2の電極部材と、
上記第1、及び、第2の電極部材の上記走査電極に印加する多相交流電圧を制御することによって、上記シャッタ先幕を上記光路外へ退避させる第1の静電駆動動作と、上記シャッタ後幕を上記光路内へ進出させる第2の静電駆動動作と、上記シャッタ先幕、及び、後幕を初期位置へ戻す第3の静電駆動動作とを実行する駆動制御手段と、
上記第1の静電駆動動作が行われた後、ストロボ同調信号を出力する信号出力手段と、
上記ストロボ同調信号に応じて発光するストロボ装置と
を具備することを特徴とするカメラ。 - 上記信号出力手段は、上記第1の静電駆動動作が終了する前に上記第2の静電駆動動作が実行された場合には、上記ストロボ同調信号を無効にすることを特徴とする請求項4に記載のカメラ。
- 透光性を有する一対の光学素子をスペーサを介して積層したユニットと、
上記一対の光学素子間に形成された空間を移動可能であり、複数のエレクトレット化された部位を有する遮光性フィルム幕と、
上記遮光性フィルム膜の上記エレクトレット化された部位に静電力を作用させるために、上記一対の光学素子の一方に設けられた複数の走査電極と、
上記複数の走査電極に印加する電圧を変化させることによって、上記遮光性フィルム幕を変位させる駆動制御手段と、
を具備し、
上記駆動制御手段は、外部からの制御信号に応じて上記遮光性フィルム幕を第1の位置から第2の位置に駆動するための駆動電圧信号を供給し、その後、ストロボ同調信号を出力することを特徴とするシャッタ装置。 - 上記第1の位置は入射光束を遮蔽する位置であり、上記第2の位置はストロボ同調位置であることを特徴とする請求項6に記載のシャッタ装置。
- 透光性を有する第1、第2、及び、第3の光学素子をスペーサを介して積層したユニットと、
上記第1及び第2の光学素子間に形成された空間を移動可能であり、複数のエレクトレット化された部位を有する第1の遮光性フィルム幕と、
上記第2及び第3の光学素子間に形成された空間を移動可能であり、複数のエレクトレット化された部位を有する第2の遮光性フィルム幕と、
上記第1及び第2の遮光性フィルム膜の上記エレクトレット化された部位に静電力を作用させるために、上記第1及び第2の光学素子の表面に設けられた第1及び第2の走査電極と、
上記第1及び第2の走査電極に印加する電圧を変化させることによって、上記第1及び第2の遮光性フィルム幕をそれぞれ独立に変位させる駆動制御手段と、
を具備し、
上記駆動制御手段は、外部からの制御信号に応じて上記第1及び第2の遮光性フィルム幕を入射光束の光路内から退避させるための駆動電圧信号を上記第1及び第2の走査電極にそれぞれ独立に供給するとともに、駆動中、もしくは、駆動終了後に設定されたタイミングでストロボ同調信号を出力することを特徴とするシャッタ装置。 - 上記駆動制御手段は、上記第1の遮光性フィルム幕の駆動開始後、外部からの制御信号に応じて上記第2の遮光性フィルム幕を入射光束の光路内に進出させるための駆動電圧信号を上記第2の走査電極に供給することを特徴とする請求項8に記載のシャッタ装置。
- 上記駆動制御手段は、外部からの制御信号に応じて上記第1及び第2の遮光性フィルム幕を同時に入射光束の光路外に退避させるための駆動電圧信号を供給することを特徴とする請求項9に記載のシャッタ装置。
- エレクトレット化された部位を有し開口部を設けた第1の遮光性フィルムと、
上記第1の遮光性フィルムの上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第1の電極部材と、
エレクトレット化された部位を有し開口部を設けた第2の遮光性フィルムと、
上記第2の遮光性フィルムの上記エレクトレット化された部位に対応して設けられた複数の走査電極を有する第2の電極部材と、
上記第1の電極部材と上記第2の電極部材に所定の多相交流電圧を供給し、それによって生ずる静電力を用いて、上記第1の遮光性フィルムと上記第2の遮光性フィルムを所定位置に変位させて、それぞれの開口部の重なりによって形成される新たな開口部の面積を制御する駆動手段と、
上記駆動手段に上記所定の多層交流電圧を供給するためのパルス信号を供給する駆動信号供給手段と、
上記駆動信号供給手段に上記遮光性フィルムの駆動を指令する信号を出力するシャッタ制御手段と、
上記駆動信号供給手段が所定数の上記パルス信号を出力したときに、ストロボを発光させるための信号を出力する信号出力手段と
を具備することを特徴とするシャッタ装置。 - 請求項11に記載のシャッタ装置を絞り機構に用いることを特徴とするカメラ。
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