JP2005333335A - 撮像モジュール及び静電シャッタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像素子へのノイズの影響を低減することのできる撮像モジュール及び静電シャッタ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 表面に第１の駆動用電極（４ｂ）を有する第１の固定部材（１ｂ）と、第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて移動可能な遮光性を有する第１の移動部材（２４ｂ）と、第１の移動部材を第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材（２５）と、第１の固定部材の、第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置され、表面に複数の第２の駆動用電極（４ａ）を有する第２の固定部材（１ａ）と、第１の固定部材と第２の固定部材とで挟まれるように配置され、第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて移動可能な遮光性を有する第２の移動部材（２４ａ）とを備えた静電シャッタ装置において、第２の駆動用電極の、前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置されたシールド電極（４ｃ）を有する静電シャッタ装置である。
【選択図】 図８

Description

本発明は、駆動用電極の電荷により駆動力を受けて移動するシャッタ幕を備えた静電シャッタ装置と、その静電シャッタ装置を用いた撮像モジュールに関する。

シャッタ装置に関する技術として、誘導電荷形アクチュエータの動作原理を用いてスライダを駆動し、そのスライダをシャッタ幕として機能させる技術が開示されている。この技術では、ガラエポ基板の表面に電極を形成してそれに対向して第１のスライダを配置し、裏面にも電極を形成してそれに対向して第２のスライダを配置している（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２２０５９２号公報

特許文献１に記載の技術では、絞り機能付きのレンズシャッタに適用された例が記載されているが、２つのスライダを先幕、後幕として用いることでフォーカルプレーンタイプのシャッタ機構としても適用することが考えられる。

しかし、このようなフォーカルプレーンシャッタを撮像素子の前に配置した場合、ガラエポ基板に設けられた電極への印加電圧が撮像素子にとってノイズ源になるという問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、撮像素子へのノイズの影響を低減することのできる撮像モジュール及び静電シャッタ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明に係る請求項１に記載の撮像モジュールは、表面に第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、前記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、前記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、前記第１の移動部材を前記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、前記第１の固定部材の、前記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置され、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とで挟まれるように配置され、前記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、前記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、前記第２の固定部材の、前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置された撮像素子とを備えた撮像モジュールにおいて、前記第２の駆動用電極と前記撮像素子との間に配置されたシールド電極を有する。

また本発明に係る請求項２に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、記シールド電極は前記第２の固定部材の前記第２の移動部材と対向する面に配置され、前記シールド電極と前記第２の駆動用電極との間に絶縁体を配置した。

また本発明に係る請求項３に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、記シールド電極は前記第２の固定部材の前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置された。

また本発明に係る請求項４に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、前記シールド電極は導電率の高い材質で構成されている。

また本発明に係る請求項５に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、前記シールド電極は接地されている。

また本発明に係る請求項６に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、前記シールド電極は透磁率の高い材質で構成されている。

また本発明に係る請求項７に記載の撮像モジュールは、上記記載の発明である撮像モジュールにおいて、前記シールド電極は透明電極を用いた。

また本発明に係る請求項８に記載の静電シャッタ装置は、表面に第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、前記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、前記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、前記第１の移動部材を前記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、前記第１の固定部材の、前記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置され、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とで挟まれるように配置され、前記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、前記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材とを備えた静電シャッタ装置において、前記第２の駆動用電極の、前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置されたシールド電極を有する。

また本発明に係る請求項９に記載の静電シャッタ装置は、上記記載の発明である静電シャッタ装置において、前記シールド電極は前記第２の固定部材の前記第２の移動部材と対向する面に配置され、前記シールド電極と前記第２の駆動用電極との間に絶縁体を配置した。

また本発明に係る請求項１０に記載の静電シャッタ装置は、上記記載の発明である静電シャッタ装置において、前記シールド電極は前記第２の固定部材の前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置された。

また本発明に係る請求項１１に記載の静電シャッタ装置は、上記記載の発明である静電シャッタ装置において、前記シールド電極は導電率の高い材質で構成されている。

また本発明に係る請求項１２に記載の静電シャッタ装置は、上記記載の発明である静電シャッタ装置において、前記シールド電極は接地されている。

また本発明に係る請求項１３に記載の静電シャッタ装置は、上記記載の発明である静電シャッタ装置において、前記シールド電極は透磁率の高い材質で構成されている。

また本発明に係る請求項１４に記載の静電シャッタ装置は、上記記載の発明である静電シャッタ装置において、前記シールド電極は透明電極を用いた。

本発明によれば、撮像素子へのノイズの影響を低減することができる。

はじめに、図１及び２を用いて本発明に係るシャッタ装置の駆動原理を説明する。

本シャッタ装置は、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）の部位を所定間隔で固定子１の駆動電極と平行に複数備えている。

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装置を構成できる。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。

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装置を「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、シャッタ装置の大きさ、開口部の面積、エレクトレット部位の極性、その配置形態、シャッタ装置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のエレクトレット化された領域が所定間隔で配置されている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Ｂから反発力を受け、駆動電極Ｃから吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ｄから反発力を受け、もう一つの駆動電極Ａ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機構を用いた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、シャッタ装置２１と撮像ユニット２２で構成されている。

シャッタ装置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。また撮像ユニット２２の収納容器２６内には、撮像素子２２が固設されている。

次に、シャッタ装置２１の構成について説明する。シャッタ装置２１の中央部には、固定子１ｂが設けられ、その固定子１ｂの両側には、遮光幕２４ａ、２４ｂがそれぞれ配設されている。更に、その外側には遮光幕２４ａを挟むように駆動電極４ａを設けた固定子１ａと、２４ｂを挟むように開口部（または透過部）を設けた保護部材２５とが固設されている。また、固定子１ｂと保護部材２５との間には弾性を有するスペーサ３１〜３２が設けられ、固定子１ｂと固定子１ａとの間には弾性を有するスペーサ３３〜３４が設けられている。

図７は、シャッタ装置２１の詳細の構成を示す縦断面図である。本実施の形態のシャッタ装置２１では、固定子１ａの駆動電極４ａを設けた面の裏面にシールド電極４ｃを設けている。そして、このシールド電極４ｃは、電源電圧によって一定の電圧に保たれている。

続いて、シールド電極の作用について説明する。

図８は、シャッタ装置２１の詳細の構成を示す横断面図である。上述のように駆動電極４ａ、４ｂにはそれぞれ交番する電圧信号が印加され、これにより、駆動電極４ａ、４ｂにはそれぞれ＋または−の電圧が発生する。この結果、シャッタ装置２１にはこれらの電極の電位による静電界が存在する。

従って、固定子１ａと撮像素子２７との間隔が狭い場合は、駆動電極４ａで作られる静電界が撮像素子２７に影響してノイズを発生するのである。そこで、導電体からなるシールド電極４ｃを駆動電極４ａと撮像素子２７との間に設け、そのシールド電極４ｃの電位を所定の電位に保つことで、この干渉を防止することができる。

ここで、導電体には、銅、アルミなどを用いるが、これに限らず、磁性材料でなく電気を流しやすい材質であれば使用することができる。また、図７ではシールド電極４ｃに電源電圧をかけているが、シールド電極４ｃには、電源電圧に限らず一定の電圧が印加されれば良い。また、シールド電極４ｃを接地しても良い。

なお、図７では、シールド電極４ｃは、固定子１ａの一部分に設けられているが、図９に示すように、固定子１ａの全面に設けても良い。

次に、撮像ユニット２２の構成について説明する。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の被写体側を開口している。尚、本実施の形態では説明のため撮像素子２７の撮像面と固定子１ａとの間隔を充分に採っているが、この間隔はシャッタ効率の観点から最小限であることが理想である。

本実施の形態の撮像モジュールでは、エレクトレットシャッタを用いてシャッタ装置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。そして、シールド電極４ｃを駆動電極１ａと撮像素子２７との間に設けてノイズによる影響を防止している。従って、更なる薄型化を図ることが可能である。

なお、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装置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。具体的には、遮光幕２４ａ、２４ｂは、１０〜２５μｍ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。

なお、本実施の形態に係るシャッタ装置２１では、エレクトレットフィルムを駆動する方式を採用しているが、特許文献１に記載されたように高抵抗体に電荷を誘導する方式を採用しても良い。

図１０は、遮光幕２４ａ、２４ｂの動作を説明する図である。

図１０の（１）に示す初期状態では露光開口（光束通過領域）を覆う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。次に撮影動作の開始指示に応じて、図１０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露光開口は全開状態となり、被写体光が撮像ユニット２２に導かれる。そして、所定時間が経過したときに、図１０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１０の（１）に示す初期状態に復帰し、次の撮影動作に備えて待機する。

なお、本シャッタ装置は、カメラのシャッタのみでなく種々の対象に適用することができる。例えば、本装置を絞り制御用の装置、即ち絞り装置として用いても良い。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、シャッタ装置２１の構成が第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明を省略する。

図１１は、第２の実施の形態のシャッタ装置２１の詳細の構成を示す図である。図１１では、固定子１ａが、シールド電極４ｃと駆動電極４ａを同一面上に設けている点が第１の実施の形態と異なっている。なお、シールド電極４ｃと駆動電極４ａとは互いに導通しないように絶縁体１１を介して配されている。

なお、図１１では、シールド電極４ｃを接地しているが、上述のように所定の一定電位に保つようにしても良い。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、シャッタ装置２１の構成が第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明を省略する。

図１２は、第３の実施の形態のシャッタ装置２１の詳細の構成を示す図である。図１２では、シールド電極４ｃに透明電極を用いている点が第１の実施の形態と異なっている。透明電極には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いることができる。インジュウム・スズ酸化物は導電性を有して電気を流しやすく、また可視光を通す性質を備えているためシールド電極４ｃとして適している。また、インジュウム・スズ酸化物は駆動電極４ａ、４ｂと同様に固定子１ａ、１ｂ上にスパッタリングによって薄膜として形成することができるため、一連の工程に組み込んで製造することができる。

本実施の形態によれば、シールド電極４ｃに開口部を設けなくても良いためシールド効果を高めることができる。また、開口部を設けるための製造工程を省略することができる。

［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、シャッタ装置２１の構成が第１の実施の形態と異なっている。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明を省略する。

図１３は、第３の実施の形態のシャッタ装置２１の詳細の構成を示す図である。

本実施の形態のシャッタ装置２１では、固定子１ａの駆動電極４ａを設けた面の裏面にシールド電極４ｃと電磁シールド電極４ｄを積層して配している。そして、このシールド電極４ｃと電磁シールド電極４ｄは、電源電圧によって一定の電圧に保たれている。

ここで、電磁シールド電極４ｄは、鉄系材料などの透磁率の高い材質で作られているため、電磁ノイズから撮像素子２７を保護することができる。従って、シャッタ装置２１で発生する静電ノイズのみでなく、外界で発生するノイズに対しても影響を低減することができる。

図１４は、上述の各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。

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。

ストロボユニット１８０は、閃光発光部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装置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、上記シャッタ装置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装置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１４におけるシャッタ装置２１とシャッタ駆動制御回路１４８とで構成されている。

図１５は、シャッタ駆動制御回路１４８とシャッタ装置２１との信号接続を示す構成図である。シャッタ装置２１には、上述のように先幕２４ａと後幕２４ｂが備えられ、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シャッタ装置を用いた撮像制御方法について説明する。

図１６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１７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１７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１７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。そして、その後、秒時用のタイマーをスタートする（Ｓ１０）。

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１７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１７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１７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１８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１６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。

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。 本発明に係る第１の実施の形態の撮像モジュールの構成を示す斜視図。 撮像モジュールの断面図。 シャッタ装置の詳細の構成を示す縦断面図。 シャッタ装置の詳細の構成を示す横断面図。 シールド電極の構成を示す図。 遮光幕の動作を説明する図。 第２の実施の形態のシャッタ装置の詳細の構成を示す図。 第３の実施の形態のシャッタ装置の詳細の構成を示す図。 第４の実施の形態のシャッタ装置の詳細の構成を示す図。 本発明の各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。 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）、４ａ…駆動電極、４ｂ…駆動電極、４ｃ…シールド電極、４ｄ…電磁シールド電極、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…シャッタ装置、２２…撮像ユニット、２４…遮光幕、２５…保護部材、２７…撮像素子、３１…スペーサ。

Claims (14)

1. 表面に第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、
   前記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、前記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
   前記第１の移動部材を前記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、
   前記第１の固定部材の、前記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置され、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、
   前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とで挟まれるように配置され、前記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、前記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、
   前記第２の固定部材の、前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置された撮像素子と
   を備えた撮像モジュールにおいて、
   前記第２の駆動用電極と前記撮像素子との間に配置されたシールド電極を有することを特徴とする撮像モジュール。
2. 前記シールド電極は前記第２の固定部材の前記第２の移動部材と対向する面に配置され、前記シールド電極と前記第２の駆動用電極との間に絶縁体を配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
3. 前記シールド電極は前記第２の固定部材の前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
4. 前記シールド電極は導電率の高い材質で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
5. 前記シールド電極は接地されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
6. 前記シールド電極は透磁率の高い材質で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
7. 前記シールド電極は透明電極を用いたことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
8. 表面に第１の駆動用電極を有する第１の固定部材と、
   前記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、前記第１の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
   前記第１の移動部材を前記第１の固定部材とで挟むように配置された保護部材と、
   前記第１の固定部材の、前記第１の移動部材と対向する面の裏面側に配置され、表面に複数の第２の駆動用電極を有する第２の固定部材と、
   前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とで挟まれるように配置され、前記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、前記第２の固定部材に対し相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と
   を備えた静電シャッタ装置において、
   前記第２の駆動用電極の、前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置されたシールド電極を有することを特徴とする静電シャッタ装置。
9. 前記シールド電極は前記第２の固定部材の前記第２の移動部材と対向する面に配置され、前記シールド電極と前記第２の駆動用電極との間に絶縁体を配置したことを特徴とする請求項８に記載の静電シャッタ装置。
10. 前記シールド電極は前記第２の固定部材の前記第２の移動部材と対向する面の裏面側に配置されたことを特徴とする請求項８に記載の静電シャッタ装置。
11. 前記シールド電極は導電率の高い材質で構成されていることを特徴とする請求項８に記載の静電シャッタ装置。
12. 前記シールド電極は接地されていることを特徴とする請求項８に記載の静電シャッタ装置。
13. 前記シールド電極は透磁率の高い材質で構成されていることを特徴とする請求項８に記載の静電シャッタ装置。
14. 前記シールド電極は透明電極を用いたことを特徴とする請求項８に記載の静電シャッタ装置。

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