JP2005278103A - イメージャユニット及びデジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 カメラの薄型化・小型化を図ることのできる、シャッタ機構を備えたイメージャユニット及びデジタルカメラを提供することを目的とする。
【解決手段】 エレクトレットフィルムをシャッタ幕として用いたシャッタ手段（２１）と、所定範囲の周波数の光を選択的に透過する光フィルタ（２６）と、光像を電気信号に変換する撮像手段（２７）と、少なくとも上記シャッタ、上記光フィルタ及び上記撮像手段を保持する筐体（２３）とを備えたイメージャユニット。
【選択図】 図８

Description

本発明はエレクトレットシャッタを用いたイメージャユニット及びデジタルカメラに関する。

従来のデジタルカメラでは、シャッタユニットとイメージャユニットとは別体として構成されていた。ここで、イメージャユニットとは通常、シャッタユニットの後方に配される光学フィルタ、撮像素子などを収納したユニットのことであり、ゴミなどの進入を防止するため密閉構造となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１３５６３１号公報

ところで、特許文献１に記載のように、これまでシャッタユニットとイメージャユニットとが別体として構成されているのは、主に次の理由による。

まず、シャッタを作動させる機構が複雑かつスペースを必要とするため、イメージャユニットの筐体と一体化すると組み立てが困難となり、さらに、一体として構成したときはカメラ内の配置に制限が生じる。また、シャッタはカメラに組み込んだ後においても秒時を機械的に調整する必要があるが、一体化することで調整の作業性が低下することも一体化を妨げる要因となっている。

この結果、シャッタの構成部品とイメージャユニットの構成部品との共有による更なるカメラの薄型化・小型化を図ることができないという課題が生じている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、カメラの薄型化・小型化を図ることのできる、シャッタ機構を備えたイメージャユニット及びデジタル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に記載のイメージャユニットは、エレクトレットフィルムをシャッタ幕として用いたシャッタ手段と、所定範囲の周波数の光を選択的に透過する光フィルタと、光像を電気信号に変換する撮像手段と、少なくとも上記シャッタ、上記光フィルタ及び上記撮像手段を保持する筐体とを備えた。

また本発明に係る請求項２に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、上記イメージャユニットの光軸に沿って、上記シャッタ手段、上記光フィルタ、上記撮像手段の順で上記筐体に配置されている。

また本発明に係る請求項３に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、上記シャッタ手段を制御するシャッタ制御手段を更に有し、上記筐体は上記シャッタ制御手段を更に保持する。

また本発明に係る請求項４に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、上記撮像手段の前方に配置された防塵フィルタ手段を更に有する。

また本発明に係る請求項５に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、上記イメージャユニットの光軸に沿って、上記防塵フィルタ手段、上記シャッタ手段、上記光フィルタ、上記撮像手段の順で上記筐体に配置されている。

また本発明に係る請求項６に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、上記イメージャユニットの光軸に沿って、上記防塵フィルタ手段、上記光フィルタ、上記シャッタ手段、上記撮像手段の順で上記筐体に配置されている。

また本発明に係る請求項７に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、上記シャッタ手段を制御するシャッタ制御手段を更に有し、上記筐体は上記シャッタ制御手段を更に保持する。

また本発明に係る請求項８に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、上記防塵フィルタ手段を制御する防塵フィルタ制御手段を更に有し、上記筐体は上記防塵フィルタ制御手段を更に保持する。

また本発明に係る請求項９に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、ストロボの発光を制御するストロボ制御手段を更に有し、上記筐体は上記ストロボ制御手段を更に保持する。

また本発明に係る請求項１０に記載のイメージャユニットは、上記記載の発明であるイメージャユニットにおいて、上記シャッタ制御手段は、上記シャッタ幕の退避位置の裏側で、上記撮像手段の側方に配置された。

また本発明に係る請求項１１に記載のデジタルカメラは、上記記載の発明であるイメージャユニットを備えた。

また本発明に係る請求項１２に記載のデジタルカメラは、上記記載の発明であるイメージャユニットを備えた。

本発明によれば、カメラの薄型化・小型化を図ることができる。

はじめに、図１及び２を用いて本発明に係るイメージャユニットにおけるシャッタ機構の駆動原理を説明する。

本シャッタ機構は、基本的に固定子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が所定の間隔で互いに平行に並べられている。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）の部位を複数備えている。

このような構成において駆動電極４に周波電圧を印加すると、駆動電極４と上述のエレクトレットとの間に吸引力もしくは反発力が発生し、結果的に移動子２が固定子１に対して相対移動する。

したがって、移動子２が固定子１の開口部３を開放もしくは遮蔽するように移動可能にしておけば、これによってシャッタ機構を構成できる。図１の（１）は、シャッタが開の状態、つまり、移動子２が開口部３を開放した状態を示し、図１の（２）は、シャッタが閉の状態、つまり、移動子２が開口部３を遮蔽した状態を示している。

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、これを便宜的に開口部と称する。また、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。

なお、この図はあくまでも模式図であり、実際のエレクトレットシャッタにおける電極やエレクトレット部位の数や配置間隔は、シャッタ機構の大きさ、開口部の面積、エレクトレット部位の極性、その配置形態、シャッタ機構として要求される駆動分解能、シャッタ最高速度等の様々な要因によって適宜決定されるものである。また、このエレクトレットシャッタの場合、正負の極性を有するエレクトレット化部位が交互に配置されたタイプであるが、いずれか一方の極性だけでも実現可能である。

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。

図５は、本発明に係るイメージャユニットに用いられるシャッタユニットの構成を示す斜視図であり、図６の（ａ）は、被写体側から見た正面図、図６の（ｂ）は、シャッタユニットの断面図である。

本シャッタユニット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）を有するカバーガラス２５が封止部材３０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。同様に、固定子１ａと固定子１ｂの間にも封止部材３０が配されており、この封止部材３０が形成するそれぞれの空間内を、遮光幕２４ａ、２４ｂが上下に設けられたガイド３１、３２に沿って図中左右に滑動する。また、撮像素子２７が設けられている側、即ち、固定子１ａの後面には開口部（透過部）を有するカバーガラス２９が設けられている。なお、カバーガラス２９は必要に応じて取り外すことができる。

ここで、固定子１ａ、１ｂは、ガラスを基板として、その表面に駆動電極４ａ、４ｂを形成し、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、ポリイミドやテフロンを基材として用い、その一方の面にコロナ放電法により複数のエレクトレットを形成する（エレクトレット化する）。そして本実施の形態においては、正負の極性を有するエレクトレット部位が交互に配置されている。

このシャッタユニット２１は、エレクトレットシャッタを用いて構成しているため、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、イメージャユニット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、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、撮像素子２７を被写体光から完全に遮光している。このとき後幕２４ｂは、退避位置にある。次に撮像動作の開始指示に応じて、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退避位置に移動し、露光開口は全開状態となって被写体光が撮像素子２７に導かれる。そして、所定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、次の撮像動作に備えて待機する。

［第１の実施の形態］
図８は、本発明に係る第１の実施の形態のイメージャユニットの構成を示す図であり、図８の（ａ）は、正面図、図８の（ｂ）は、矢視ＡＡ’に沿う横断面図である。

イメージャユニット２２の筐体２３には、上述のエレクトレットシャッタを用いたシャッタユニット２１が内包されている。このシャッタユニット２１の背面側には光学フィルタ（ローパスフィルタ）２６が配設され、さらにその背面には、撮像素子２７がスペーサ２８と保護ガラス２９を介して設けられている。

この撮像素子２７は、イメージャ固定台板３３に固定され、イメージャ固定台板３３は、筐体２３にネジ等で固定されている。また、撮像素子２７からのリード線はイメージャ固定台板３３に設けられた貫通孔を通してイメージャ回路基板３４に接続されている。

そして、筐体２３内の空間には、エレクトレットシャッタを駆動するためのエレクトレットシャッタ駆動回路３５、発光を制御するストロボ回路３６、発光する電荷を蓄積するためのコンデンサ３７等が配設されている。

この筐体２３の前面、即ち被写体側には防塵フィルタ４０が設けられている。防塵フィルタ４０は、全体として円形ないし多角形の板状で、自己の中心から所定の広がりを持つ領域が透明部を成している。また、防塵フィルタ４０の一方の面（本実施の形態では、背面側）の周縁部には、当該防塵フィルタ４０に対して振動を与えるための所定の加振用部材であり、電気機械変換素子等によって形成される圧電素子４１が一体となるように、例えば接着剤による貼着等の手段により配設され、さらに圧電素子４１には、防塵フィルタ駆動回路４２が接続している。

一方、防塵フィルタ４０の前面側の外周縁部近傍には、所定位置に複数の押え部材４３が設けられ、押え部材４３が筐体２３とネジ等により固設されている。また、圧電素子４１の背面側には全周にわたってＯリング４４が設けられて筐体２３と当接している。この結果、筐体２３の内部は外気に対してシールされる。従って、圧電素子４１に交流電圧を付与することで、防塵フィルタ４０を振動させてゴミの付着を防止するとともに、ゴミが筐体２３内部に進入することを防止することができる。なお、清浄な環境で使用する際には、この防塵フィルタ４０を設けなくても良い。

図９は、本発明に係る第１の実施の形態のイメージャユニットをカメラに組み込んだ状態を示す横断面図である。

例えば、一眼レフカメラに本イメージャユニット２２を用いるときは、ボディユニット１００の内部で、反射鏡などを格納したミラーボックス９９の背面に設ければ良い。本イメージャユニット２２は、エレクトレットシャッタを組み込んだ一体型として構成され、さらにエレクトレットシャッタ駆動回路３５、発光を制御するストロボ回路３６、発光する電荷を蓄積するためのコンデンサ３７等もユニット内の空間に配設している。そのため、従来のカメラの構成と比較すると大幅な薄型化、小型化を達成することができる。なお、清浄な環境で使用する際には、この防塵フィルタ４０を設けなくても良い。

［バリエーション］
図１０は、本発明に係る第１の実施の形態のイメージャユニット２２のバリエーションの構成を示す図である。このバリエーションでは、シャッタユニット２１の前面に光学フィルタ２６を配している点が異なっている。

このバリエーションの構成によれば、光学フィルタ２６を防塵フィルタ４０と筐体２３との空きスペースに配設するため、イメージャユニット２２をさらに薄型化することができ、またシャッタユニット２１と撮像素子２７との間隔を短くできるため、シャッタ効率を良くするという効果を得ることができる。なお、清浄な環境で使用する際には、この防塵フィルタ４０を設けなくても良い。

図１１は、本発明の実施の形態に係るイメージャユニット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。

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取り付け可能である。

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。

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、イメージャユニット２２は、光軸上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ＣＣＤ２７を備えている。

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及び防塵フィルタを駆動する防塵フィルタ駆動回路１５８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。

ストロボユニット１８０は、閃光電球１８１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８２およびストロボ制御マイクロコンピュータ１８３とから成り、ストロボ回路３６（不図示）、Ｂｕｃｏｍ１５０と接続されている。

このカメラシステムにはまた、イメージャユニット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内のフォトセンサ（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を制御してイメージャユニット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。

図１２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。

続いて、第１の実施の形態に係るイメージャユニット２２を用いた撮像制御方法について説明する。

図１３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イメージャユニット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１４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１４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１４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１４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１４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１４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イメージャユニット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１５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１３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。

以上説明した実施の形態のイメージャユニット２２は、エレクトレットシャッタを用いて構成しているため、従来の様な遮光幕の駆動に電磁石を用いたシャッタ駆動のためのメカ機構を用いる必要がなく、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。

また本イメージャユニット２２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。

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。

本発明に係るシャッタ装置のシャッタ機構を示す図。 エレクトレットシャッタの基本構成を示す図。 駆動電極に印加される電圧信号列を示す図。 エレクトレットシャッタの動作を説明する図。 本発明に係るイメージャユニットに用いられるシャッタユニットの構成を示す図。 本発明に係るイメージャユニットに用いられるシャッタユニットの構成を示す図。 遮光幕の動作を説明する図。 本発明に係る第１の実施の形態のイメージャユニットの構成を示す図。 イメージャユニットをカメラに組み込んだ状態を示す図。 イメージャユニットのバリエーションの構成を示す図。 本発明の実施の形態に係るイメージャユニットを用いたカメラのシステム構成を示すブロック図。 シャッタ駆動制御回路とシャッタユニットとの信号接続を示す構成図。 ボディ制御用マイクロコンピュータの概略の撮影動作手順を示すフロー図。 全開露光時のシャッタ制御タイムチャートを示す図。 スリット露光時のシャッタ制御タイムチャートを示す図。

符号の説明

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…イメージャユニット、２３…筐体、２４…遮光幕、２５…カバーガラス、２６…光学フィルタ、２７…撮像素子、４０…防塵フィルタ、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)

1. エレクトレットフィルムをシャッタ幕として用いたシャッタ手段と、
   所定範囲の周波数の光を選択的に透過する光フィルタと、
   光像を電気信号に変換する撮像手段と、
   少なくとも上記シャッタ、上記光フィルタ及び上記撮像手段を保持する筐体と、
   を備えたことを特徴とするイメージャユニット。
2. 上記イメージャユニットの光軸に沿って、上記シャッタ手段、上記光フィルタ、上記撮像手段の順で上記筐体に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のイメージャユニット。
3. 上記シャッタ手段を制御するシャッタ制御手段を更に有し、
   上記筐体は上記シャッタ制御手段を更に保持することを特徴とする請求項１または２に記載のイメージャユニット。
4. 上記撮像手段の前方に配置された防塵フィルタ手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載のイメージャユニット。
5. 上記イメージャユニットの光軸に沿って、上記防塵フィルタ手段、上記シャッタ手段、上記光フィルタ、上記撮像手段の順で上記筐体に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のイメージャユニット。
6. 上記イメージャユニットの光軸に沿って、上記防塵フィルタ手段、上記光フィルタ、上記シャッタ手段、上記撮像手段の順で上記筐体に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のイメージャユニット。
7. 上記シャッタ手段を制御するシャッタ制御手段を更に有し、
   上記筐体は上記シャッタ制御手段を更に保持することを特徴とする請求項４乃至６の内いずれか１項に記載のイメージャユニット。
8. 上記防塵フィルタ手段を制御する防塵フィルタ制御手段を更に有し、
   上記筐体は上記防塵フィルタ制御手段を更に保持することを特徴とする請求項７に記載のイメージャユニット。
9. ストロボの発光を制御するストロボ制御手段を更に有し、
   上記筐体は上記ストロボ制御手段を更に保持することを特徴とする請求項３または７に記載のイメージャユニット。
10. 上記シャッタ制御手段は、上記シャッタ幕の退避位置の裏側で、上記撮像手段の側方に配置されたことを特徴とする請求項３または７に記載のイメージャユニット。
11. 請求項２または３記載のイメージャユニットを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
12. 請求項５乃至７の内いずれか１項に記載のイメージャユニットを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。

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