JP2006030676A - シャッタ装置、撮像モジュール及びカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】、埃に対してはるかに精度良く製作でき、小型で、低コストのシャッタ装置、撮像モジュール及びカメラを提供すること。
【解決手段】 所定の大きさを持つ光線通過可能領域部Ａを有し、一方の表面に複数の第１の駆動用電極４ａが形成され、他方の表面に第２の駆動用電極４ｂが形成された固定部材１と、エレクトレット化された部位を有し、上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記の固定部材に対して相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材２４ａと、上記第１の移動部材を上記固定部材とで挟むように配置された第１の保護部材２５ａと、エレクトレット化された部位を有し、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記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２４ｂと、上記第２の移動部材を上記固定部材とで挟むように配置された第２の保護部材２５ｂとを具備した。
【選択図】 図５

Description

本発明は、埃に対してはるかに精度良く製作でき、小型化に適したシャッタ装置、撮像モジュール及びカメラに関する。

エレクトレット（電荷保持体）シートを用いたシャッタ機構は、種々出願されている（例えば、特許文献１参照）。また、本出願人も固定子に並べた電荷を発生させる駆動電極に周期的に電気信号を与えることにより、分極により永久電荷を有するエレクトレットシートを駆動するようにしたシャッタ装置を提案している（例えば、特許文献２参照）。
特開平８−２２０５９２号公報 特願２００３−３５５４６０

しかし、特許文献１記載のシャッタ機構は、耐埃性については考慮されていないため、カメラに実装できる程度に開示がされていなかった。

また、特許文献２のシャッタ装置では、駆動電極を設けた固定子が２つの部材に別れてしまうので、精度を保ってシャッタ装置を組み立てることが難しかった。また、固定子とした２つの部材を使用するので、シャッタ装置の厚みが厚くなってしまうばかりでなく、コストが高いものとなってしまうという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、埃に対してはるかに精度良く製作でき、小型で、低コストのシャッタ装置、撮像モジュール及びカメラを提供することにある。

請求項1記載のシャッタ装置は、所定の大きさを持つ光線通過可能領域部を有し、一方の表面に複数の第１の駆動用電極が形成され、他方の表面に第２の駆動用電極が形成された固定部材と、エレクトレット化された部位を有し、上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記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、上記第１の移動部材を上記固定部材とで挟むように配置された第１の保護部材と、エレクトレット化された部位を有し、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記固定部材に対して相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、上記第２の移動部材を上記固定部材とで挟むように配置された第２の保護部材とを具備したことを特徴とする。

請求項2記載のシャッタ装置は、上記固定部材は、上記第１の駆動用電極に接続され、該第一の駆動用電極と同じ面に形成された第１の給電用電極と、上記第２の駆動用電極に接続され、該第２の駆動用電極と同じ面に形成された第２の給電用電極とを具備し、
上記第１の給電用電極は、上記固定部材に設けられた穴、または上記固定部材の端面に形成された導電部により上記第２の給電用電極と同じ面まで延出されていることを特徴とする。

請求項３記載のシャッタ装置は、請求項2記載の上記第2の給電用電極と同じ面まで延出された第1の給電用電極及び上記第2の給電用電極に接続されたコネクタを具備したことを特徴とする。

請求項４記載のシャッタ装置は、請求項２記載の上記第2の給電用電極と同じ面まで延出された第1の給電用電極及び上記第2の給電用電極に接続されたフレキシブルプリント基板とを具備したことを特徴とする。

請求項５記載のシャッタ装置は、請求項１記載の上記固定部材の一方の面に形成された上記第1の給電用電極、及び上記固定部材の他方の面に形成された第2の給電用電極に、電気的に接続された一体のフレキシブルプリント基板とを具備したことを特徴とする。

請求項６記載のシャッタ装置は、請求項１記載の上記固定部材の少なくとも一方の面に設けられた上記駆動電極は上記固定部材と一体のフレキシブルプリント基板上に形成され、該フレキシブルプリント基板には上記固定部材の外側に引き出し部が設けられていることを特徴とする。

請求項７記載のシャッタ装置は、請求項６記載の上記フレキシブルプリント基板には他方の面に設けられた上記駆動電極が電気的に接続されていることを特徴とする
請求項８記載の撮像モジュールは、上記請求項１〜７いずれか一項に記載のシャッタ装置の上記固定部材、上記第１及び第２の保護部材のいずれか一方に取り付けられた撮像素子を有することを特徴とする。

請求項９記載のカメラは、上記請求項１〜７いずれか一項に記載のシャッタ装置あるいは請求項８の撮像素子を搭載したことを特徴とする。

本発明によれば、埃に対してはるかに精度良く製作でき、小型で、低コストのシャッタ装置、撮像モジュール及びカメラを提供することができる。

はじめに、本発明に係るシャッタ装置におけるシャッタ機構の駆動原理について図１及び図２を参照して説明する。

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に対して図１（ａ）及び（ｂ）におい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(図示しない)に導くための光線通過可能領域部３が設けられている。更に、固定子１には、上記移動子２の移動方向とは直交する方向に、帯状の複数の延出された駆動電極４が所定の間隔で並設されている。

上記移動子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電体(以下、エレクトレットという)５の部位を備えている。

このような構成において駆動電極４に正負の電圧を周期的に印加すると、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の光線通過可能領域部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することができる。図１(ａ)はシャッタが開の状態を示し、図１(ｂ)はシャッタが閉の状態を示している。

なお、固定子１には光線通過可能領域部３は必ずしも必要ではなく、固定子１を透過部材とし、図１(ａ)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タシャッタと称するものとする。

図２は、このエレクトレットシャッタの断面図を模式的に示すと共に該エレトクレットシャッタの駆動回路を示した図である。

エレクトレットシャッタ７において、固定子１に並設さ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。これら電圧信号線には、４相の電圧信号が印加されるようになっており、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電体(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、このエレトクレットシャッタの場合、正負の極性を有するエレトクレット化部位が交互に配置されたタイプであるが、何れか一方の極性だけでも実現可能である。

図２の左側には、上述したエレクトレットシャッタ７の構成と共に、エレクトレットシャッタ７に印加する電圧信号を発生する駆動回路１０の構成が示されている。

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、位相器１３及び昇圧回路１４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されて、駆動電極４Ａ及び４Ｃに供給する。

一方、位相器１３に入力された矩形波列は、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４Ｂ及び４Ｄに供給される。

図３は、上記駆動回路１０によって作成されて、駆動電極４Ａ〜４Ｄに印加される電圧信号列の例を示したタイミングチャートである。このうち、図３（ａ）は駆動電極４Ａ、図３（ｂ）は駆動電極４Ｂ、図３（ｃ）は駆動電極４Ｃ、図３（ｄ）は駆動電極４Ｄのタイミングチャードを示す。

なお、駆動電極４Ａ〜４Ｄ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ものである。

図４（ａ）〜（ｄ）は、上述したエレクトレットシャッタの動作を説明する図である。なお、図４（ａ）〜（ｄ）において、同図右側方向をエレクトレットの進行方向として、後方側（左側）に正極（プラス）のエレクトレット５ａ、前方側（右側）に負極（マイナス）のエレクトレット５ｂが配列されているものとする。

図４（ａ）は、時刻ｔ１に切り替った直後のエレクトレットと駆動電極４の電圧の状態（極性）を示している。

この状態において、エレクトレット５ａは、駆動電極Ａ（正極）から反発力を受け、駆動電極Ｂ（負極）から吸引力を受ける。また、負極のエレクトレット５ｂは、駆動電極Ｃ（負極）から反発カを受け、駆動電極Ｄ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は図４（ａ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分右方向に移動する。

図４（ｂ）は、時刻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。

この状態において、エレクトレット５ａは、駆動電極Ｂ（正極）から反発力を受け、駆動電極Ｃ（負極）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（負極）から反発力を受け、駆動電極Ａ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は図２（ｂ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。

同様に、図４（Ｃ）は、時刻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ている。

この状態において、エレクトレット５ａは、駆動電極Ｃ（正極）から反発力を受け、駆動電極Ｄ（負極）から吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ａ（負極）から反発力を受け、駆動電極Ｂ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は図２（ｃ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。

更に、図４（ｄ）は、時刻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。

この状態において、エレクトレット５ａは、駆動電極Ｄ（正極）から反発力を受け、駆動電極Ａ（負極）から吸引力を受ける。また、エレクトレット５ｂは、駆動電極Ｂ（負極）から反発力を受け、駆動電極Ｃ（正極）から吸引力を受ける。このため、移動子２は図２（ｄ）の右方向に力を受けて、１つの駆動電極ピッチｄ分移動する。

上述したように、移動子２は１つの駆動電極ピッチｄ移動し、この動作が繰り返されることで、移動子２は図４（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）のように右方向（図示→Ｆ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）
次に、本発明の第1の実施の形態について説明する。図５（ａ）は、本発明に係る第１の実施の形態のシャッタ装置を適用した撮像モジュールの構成を示す図、図５（ｂ）はその撮像モジュールの断面図である。

本撮像モジュール２０は、シャッタユニット２１と撮像ユニット２２とで構成されている。シャッタユニット２１は、独立して走行するスリット２４ａ−１を持ち固定子１に対して相対移動可能で遮光性を有する第1の移動部材としての先幕２４ａと、固定子１に対して相対移動可能で遮光性を有する第2の移動部材としての後幕２４ｂを有するフォーカルプレーンシャッタである。この先幕及び後幕２４ａ、２４ｂは、それぞれ上述のエレクトレット５(図示しない)を備えている。

１は固定子である。この固定子１は光線通過可能領域部（透光部）Ａを有する。さらに、この固定子１の一方の表面には、複数の第1の駆動電極としての駆動電極４ａが設けられ、固定子１の他方の表面には、複数の第２の駆動電極としての駆動電極４ｂが設けられている。従って、先幕及び後幕２４ａ，２４ｂにそれぞれ備えられたエレクトレット５（図示しない）と複数の駆動電極４a、４bとはそれぞれ対向配置されている。

さらに、シャッタユニット２１の被写体側には光線通過可能領域部(透光部)を有する保護部材（第２の保護部材）２５bが設けられている。この保護部材２５bと固定子１との間にはスペーサ３２が設けられている。また、固定子１と保護部材（第１の保護部材）２５aとの間にはコの字形状のスペーサ３１が設けられている。以上述べたようにシャッタユニット２１が構成される。

一方、シャッタユニット２１の撮像素子２７側に設けられた保護部材２５aには、収納容器２６が固着され、この収納容器２６によりシャッタユニット２１と撮像ユニット２２は一体の撮像モジュール２０として構成される。

ここで、固定子１はその開口に穴を設けるか、あるいはガラス等の透明な部材を用いることにより光線通過可能領域部（透光部）Ａを形成している。この固定子１の一方の表面に形成された駆動電極４ａ，４ｂ上には、絶縁膜（図示しない）が形成されている。

一方、先幕及び後幕２４a、２４bは、ポリイミドやテフロン（登録商標）を基材として用いられ、これら先幕及び後幕２４a、２４bのそれぞれの一方の面にコロナ放電法によりエレクトレットが形成されている(これをエレクトレット化するという)。また、先幕及び後幕２４a、２４bの駆動電極４ａ，４ｂとは対向しない面に金属膜が形成される。この金属膜により軽量で遮光性が高く、耐熱性を持ち、大きな遮光効果を確保することができる。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る（例えば、図４のエレクトレット５ａ，５ｂ参照）。

次に、図６を参照して固定子１に形成される駆動電極、接続部、給電用電極について説明する。図６（ａ）に示すように、固定子１の一方の表面に形成された駆動用電極（第2の駆動用電極）４ｂは、接続部４ｂ-１を介して給電用電極（第2の給電用電極）４ｂ-２に電気的に接続され、この固定子１の他方の面、つまり裏面に形成された駆動用電極（第1の駆動用電極）４ａ（図示しない）は、接続部４ａ-１（図示しない）を介して給電用電極４ａ-２（第2の給電用電極）（図示しない）に電気的に接続されている。ここで、駆動電極４ａ（図示しない），４ｂ、接続部４ａ-１（図示しない），４ｂ-１、給電用電極４ａ-２（図示しない），４ｂ-２はガラスエポキシ基板等の硬質基板１ｂからなる。

また、２９ａ（図示しない）及び２９ｂは端部に電極２９ａ−１（図示しない），２９b−１が形成され、各電極から導電パターンが形成されているフレキシブルプリント基板（以下、フレキと略称する）である。このフレキ２９ａ（図示しない）及び２９ｂの電極２９ａ−１（図示しない），２９b−１はそれぞれ前述した給電用電極４ａ-２（図示しない）及び４ｂ-２に接続される。

また、駆動用電極４ａ(図示しない)、４ｂはそれぞれ接続部４ａ-１(図示しない)、４ｂ-１を介して給電用電極４ａ-２（図示しない）及び４ｂ-２に接続されている。

さらに、固定子１のスペーサ３１、３２の設置される面には絶縁材料からなるベース４ａ-４(図示しない)、４ｂ-４が設けられる。このベース４ａ-４(図示しない)、４ｂ-４により固定子１の基板１a上に設けられた接続部４ａ-１（図示しない）、４ｂ-１等により表面に形成される突出部を覆い、平面を形成している。

このように構成することでスペーサ３１、３２を介して保護部材２５a、２５bを固定子１に取り付けたときに、移動部材、即ち先幕及び後幕２４a、２４bの設けられた空間を簡単に密閉構造に構成することができ、外部から埃の入り込むことがない信頼性の高いシャッタを実現することができる。

さらには、固定子１の両面に駆動用電極４ａ（図示しない）、４ｂが設けられており、先幕２４aと後幕２４bは駆動時は固定子１の駆動用電極４ａ（図示しない）、４ｂに引き寄せられながら走行するので先幕２４aと後幕２４bの間隔は小さくでき、より少ない先幕２４ａと後幕２４ｂとの重なりで光漏れを防止することが可能である。したがって、より小型にシャッタを形成することが可能となる。

なお、図６（ａ）において、図示していない駆動用電極４ａ、接続部４ａ-１、給電用電極４ａ-２、ベース４ａ-４、電極２９a-１、フレキ２９aは、それぞれに対応する部材と同じ形状が固定子１の裏面側に対象に配置されている。

次に、図６（ｂ）を参照して固定子１とフレキ２９の別の形態について説明する。図６（ｂ）に示すように、フレキ２９上には、駆動用電極４ｂ、接続部４ｂ-１が形成されている。また、図６（ａ）と同様の形状で硬質基板１ｂの裏面に駆動用電極４ａ、接続部４a-１が形成されている。接続部４ｂ-１は硬質基板１bに形成された穴４ｂ-５の内壁に形成された導電膜（図示しない）を介してフレキ２９の裏面側に引き出され、フレキ２９の裏面に設けた電極と導電接着あるいは半田接続される。この結果、フレキ２９とフレキ２９の裏面に形成された電極とが電気的に接続される。

図５に戻って、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を収容して固定され、収納容器２６の被写体側を光線通過可能領域部(透光部)を有する保護部材２５aで覆うように構成される。

撮像モジュール２０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、先幕及び後幕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２０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、先幕及び後幕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、先幕及び後幕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、先幕及び後幕２４ａ、２４ｂの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。

次に、図７乃至図９を参照して先幕２４ａと後幕２４ｂの３つの動作について説明する。

まず、図７を参照して、先幕２４aと後幕２４bの第１の動作について説明する。

まず、初期状態では図７（ａ）に示すように全閉状態となっている。即ち、先幕２４aが光線通過可能領域部Ａの全体を覆うため、撮像ユニット２２は被写体光から完全に遮光されている。

次に、撮像動作の開始指示に応じて、図７(ｂ)に示すようにスリット２４a-１を有する先幕２４aがまず移動を開始する。そして、そのスリット２４a-１が光線通過可能領域部Ａにかかると露光が開始され、かつ、スリット２４a-１に後幕２４ｂがかからない状態で後幕２４bが走行を開始し、同じ速度で先幕２４aと後幕２４bが走行してスリット２４a-１が光線通過可能領域部Ａの前面を走行することにより露光され、被写体からの光が撮像ユニット２２に導かれる。そして、所定時間が経過したときに、図７(ｃ)に示すように、先幕２４ａと後幕２４ｂにより光線通過可能領域部Ａが覆われて、シャッタの露光動作が終了する。

その後、先幕２４ａは図７(ｂ)の反矢印方向にまず駆動される。次に後幕２４bが駆動されてスリット２４a-１で露光しない状態を保った状態で動作して、図７（ａ）に示す初期状態に復帰される。そして、図７（ａ）に示す状態で次の撮像動作に備えて待機される。

以上のような第１の動作では、スリット２４ａ-１による露光のみが可能である。また、先幕２４ａと後幕２４ｂでスリットを形成する方式に比べてより狭いスリット幅で安定した露光が可能である。したがって、露光時間が短い高速なシャッタを実現できる。

次に、図８を参照して先幕２４aと後幕２４bの第２の動作について説明する。この第２の動作では、先幕２４a及び後幕２４bは光線通過可能領域部Ａに対して全開にすることが可能であり、第１の動作との組み合わせることにより高速露光から長時間露光までの広い範囲の露光時間を得ることが可能なシャッタを実現することができる。

まず、初期状態では図８（ａ）に示すように図７（ａ）と同じ全閉状態となっている。即ち、先幕２４ａが光線通過可能領域部Ａの全体を覆い、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、撮像動作の開始指示に応じて、図８（ｂ）に示すようにスリット２４ａ-１を有する先幕２４ａが駆動され、まずスリット２４ａ-１が光線通過可能領域部Ａにかかって、被写体からの光が撮像ユニット２２に導かれ、露光が開始される。

次に、図８（ｂ）に示すようにスリット２４ａ-１で形成される領域ａと、先幕２４ａの左端より左方向において露出している光線通過可能領域部Ａの領域ｂの２つの領域ａ，ｂで露光される状態となり、被写体の光が撮像ユニット２２に導かれる。

そして、所定時間が経過したときに、図８（ｃ）に示すように、先幕２４ａと後幕２４ｂにより光線通過可能領域部Ａが覆われ、シャッタの露光動作が終了する。

その後、先幕２４ａを反矢印方向にまず駆動し、次に後幕２４bを駆動してスリット２４ａ-１で露光しない状態を保った状態で動作して図８（ａ）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。

次に、図９を参照して、先幕２４ａと後幕２４ｂの第３の動作について説明する。この第３の動作は、第２の動作と同様にシャッタの全開を実現することができる。

まず、初期状態では図９（ａ）に示すような全閉状態となっている。即ち、後幕２４ｂにより光線通過可能領域部Ａ全体が覆われ、撮像ユニット２２を被写体からの光から完全に遮光している。

次に、撮像動作の開始指示に応じて、図９（ｂ）に示すように後幕２４ｂが矢印方向に駆動して光線通過可能領域部Ａに対して非遮光状態になることによって、被写体光が撮像ユニット２２に導かれて露光が開始される。

そして、所定時間が経過したときに、図９（ｃ）に示すように、後幕２４ｂが図９（ｂ）の矢印方向とは逆方向駆動することにより、光線通過可能領域部Ａを覆い、シャッタの露光動作が終了する。

その後図９（ａ）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。

この第３の動作では第２の動作に対して、後幕２４ｂのみを駆動すれば良く、露光動作は簡単になる。また、第１の動作と第３の動作は初期の先幕２４ａ及び後幕２４ｂの位置が異なるので第１の動作（高速露光）から第３の動作（全開露光）、または第３の動作から第１の動作に変更する場合は露光が終了して次の露光に入る前に各々の初期位置に先幕２４ａ及び後幕２４ｂをセットすればよい。

図１０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電気系のシステム構成を示すブロック図である。図１０において、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、アクセサリ装置として、例えば交換可能なレンズユニット（すなわちレンズ鏡筒）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と、外付けのストロボユニット１８０等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図示しないレンズマウント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、Ｌμｃｏｍと略称する）１０５により行われる。

また、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、Ｂμｃｏｍと略称する）１５０により行われる。なお、これらＬμｃｏｍ１０５とＢμｃｏｍ１５０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Ｌμｃｏｍ１０５がＢμｃｏｍ１５０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内に存在する図示しないＤＣモータによって駆動される。絞り１０３は絞り駆動機構１０４内に存在する図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌμｃｏｍ１０５はＢμｃｏｍ１５０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、光軸上のフォーカル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、Ｂμｃｏｍ１５０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が行われる。

このカメラシステムには、撮像ユニット２２に接続した撮像素子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。

Ｂμｃｏｍ１５０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が接続される。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Ｂμｃｏｍ１５０に接続される。

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Ｂμｃｏｍ１５０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（図示しない）へ導かれる。そして、ここでこのフォトセンサ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、Ｂμｃｏｍ１５０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、Ｂμｃｏｍ１５０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。
Ｂμｃｏｍ１５０は、このストロボ同調信号に基づいてストロボユニット１８０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、Ｂμｃｏｍ１５０の指令に従って撮像素子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においてビデオ信号に変換され、液晶モニタ１３６に出力表示される。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することができる。

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１０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１１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。図１１において、シャッタユニット２１には、上述のように先幕２４ａと後幕２４ｂを備えられている。そして、先幕２４ａと後幕２４ｂのそれぞれを駆動するために、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、Ｂμｃｏｍ１５０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乃至図９に示すように光線通過可能領域部Ａの全開全閉動作を制御する。

また、パルス発生回路１２はＢμｃｏｍ１５０からリセット信号を受信すると、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Ｂμｃｏｍ１５０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図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２は、Ｂμｃｏｍ１５０の概略の撮影動作手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、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。

まず、ユーザがレリーズボタンを１段押下すると、本フローチャートの動作が開始される。先ず、ステップＳ１で測光処理が実行される。すなわち、測光回路１３２にて測定された被写体の輝度情報が獲得される。次いで、ステップＳ２にて、その輝度情報に基づいて露光量演算が実行され、適正な絞り値（ＡＶ：aperture value）とシャッタ速度（ＴＶ：time value）が算出される。

次に、ステップＳ３にて、ＡＦ処理が実行される。つまり、被写体からの光束が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で受光される。この受光された被写体像のずれ量がＡＦセンサ駆動回路１３０ｂを介してＢμｃｏｍ１５０に出力される。Ｂμｃｏｍ１５０では、被写体像のずれ量からレンズのずれ量が算出され、その値が通信コネクタ１０６を介してＬμｃｏｍ１０５に送信される。Ｌμｃｏｍ１０５では、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が移動されて焦点が調整される。

ここで、ステップＳ４において、焦点が調整された状態で、レリーズボタンが更に（２段）押下されているか否かが調べられる。レリーズボタンが２段押下されていない場合には、ステップＳ４の判定で「ＮＯ」と判定されて、ステップＳ５に移行してレリーズボタンが１段押下の状態にあるか否かが判定される。レリーズボタンが１段押下の状態にあるときはステップＳ５で「ＹＥＳ」と判定されるため、ステップＳ４以降の処理が再度行なわれる。つまり、レリーズボタンが２段押下されるまで待機する。

しかし、ステップＳ５でレリーズボタンが１段押下されていないと判定された場合には、ステップＳ５で「ＮＯ」と判定されるため、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には、ステップＳ４で「ＹＥＳ」と判定され、撮影動作が継続され、ステップＳ６に移行されて絞り込み駆動が実行される。即ち、Ｂμｃｏｍ１５０は、ＡＶ値に基づいて通信コネクタ１０６を介してＬｕｃｏｍ１０５に送信する。Ｌｕｃｏｍ１０５では、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が制御される。

次に、ステップＳ７にて、ミラーアップ駆動が実行される。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を跳ね上げられて、撮影光路が確保される。この後、ステップＳ８にて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が出力される。すると、撮像素子インターフェイス回路１３４では、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、Ｂμｃｏｍ１５０によって、シャッタ制御動作が実行される。シャッタ制御動作については、図１３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。図１３のタイムチャートは第２のシャッタ動作の全開時の動作（図８）に対応している。

ステップＳ９では、Ｂμｃｏｍ１５０は、シャッタ駆動制御回路１４８にシャッタ開信号が出力される。すなわち、図１３の開閉制御信号の信号レベルがアクティブにされる。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では、後幕２４ｂを駆動するため先幕駆動パルスの出力が開始される。この先幕駆動パルスのパルス数に対応して、図１３の先幕開口波形に示されるように、先幕２４ａは光線通過可能領域部Ａの全閉位置から開方向に駆動される。

次に、ステップＳ１１において、Ｂμｃｏｍ１５０により露光時間が経過したか否かが判断される。ここで、露光時間が経過していない場合には、ステップＳ１１の判断で「ＮＯ」と判定されて、ステップＳ１２に移行し、図１３に示すストロボ同調信号がシャッタ駆動制御回路１４８から出力されたか否かが判断される。このステップＳ１２で「ＮＯ」と判定される場合には、ステップＳ１１に処理が移行し、ストロボ同調信号が出力されるまで待機する処理がなされる。ストロボ同調信号は、先幕２４ａが光線通過可能領域部Ａ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、露光光線通過可能領域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からは、図１３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Ｂμｃｏｍ１５０に対して出力される。前述したステップＳ１２にて、このストロボ同期信号がアクティブになったことが検出された場合は、ステップＳ１３へ移行して、Ｂμｃｏｍ１５０からストロボユニット１８０に対して発光を指示する発光制御信号が出力されたか否かが判断される。

ここで、発光制御信号がまだ出力されていない場合は、ステップＳ１４へ移行して発光制御信号がストロボユニット１８０に対して出力された後、上記ステップＳ１１へ移行する。一方、既に発光制御信号が出力されている場合は、ステップＳ１３で「ＹＥＳ」と判定されるため、再度の発光制御信号の出力は行われないように制御されて上記ステップＳ１１へ移行する。

そして、露光時間が経過した場合には、ステップＳ１１で「ＹＥＳ」と判定されるため、ステップＳ１５へ移行し、Ｂμｃｏｍ１５０からシャッタ閉信号が出力される。すなわち、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から、後幕２４ｂを閉じ方向に駆動するための後幕駆動パルスの出力が開始される。この後幕駆動パルスのパルス数に従って、図１３の後幕開口波形に示すように、後幕２４ｂは光線通過可能領域部Ａ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、ステップＳ１６にて、Ｂμｃｏｍ１５０から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させる旨の指示が出力される。この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の撮像動作を停止させる処理を行う。

更に、ステップＳ１７にて、Ｂμｃｏｍ１５０からシャッタ駆動制御回路１４８にリセット信号が出力される。このリセット信号を受けたシャッタ駆動制御回路１４８のパルス発生回路１２により、先幕２４ａ及び後幕２４ｂが初期位置に駆動される。

次いで、ステップＳ９からステップＳ１７のシャッタ制御動作を終了した後は、ステップＳ１８に移行して画像処理コントローラ１４０に対して画像データの処理実行が指示される。これにより、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に記録させる処理が行なわれる。

そして、ステップＳ１９に移行して、Ｂμｃｏｍ１５０からミラー駆動機構１１８を介してクイックリターンミラー１１３ｂがダウン位置へ駆動される。また、ステップＳ２０にて、Ｌμｃｏｍ１０５に対して、絞り駆動機構１０４を介して絞り１０３が全開となるように指示される。

このようにして、撮像動作が終了される。

図１４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、光線通過可能領域部Ａ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光線通過可能領域が光線通過可能領域部Ａ上を移動する。

なお、このスリット露光時の撮像動作は、図１２のフローチャートと同一であるためその詳細の説明は省略する。

また、図７のスリット走行で露光する場合は図１４の制御タイムチャートと同様な制御が行われる。ただし、先幕２４ａと後幕２４ｂでのスリット光線通過可能領域が生じないようなタイミングで後幕２４ｂの走行開始が行われる。上記スリット走行での露光時間の制御は先幕２４ａと後幕２４ｂの走行スピードを変更するために各駆動パルスの周波数を変化させることによりなされる。

図９に示す第３のシャッタ動作を実行させる場合は、図１３の制御タイミングチャートで露光時間が終了するタイミングで先幕２４ａを逆走させる先幕駆動パルスを発生させて先幕２４aの閉じ動作をさせることにより実現される。上記の動作中、後幕２４bは動作しないように初期位置に保持される。

次に、図１５を参照して本発明の第１の実施の形態の固定子１の正面図及び裏面図について説明する。図１５（ａ）は駆動電極４bが設けられた固定子１の主要部のみ示した正面図、図１５（ｂ）は駆動電極４aが設けられた固定子１の主要部のみ示した裏面図である。図１５に示すように、固定子１の表面の電極は裏面の電極と対称形状をしている。

次に、図１６を参照して固定子1に形成される給電用電極４a-2、４b-2にフレキ２９１を接続する方法について説明する。フレキ２９１には、図１６(ｂ)に示すように、給電用電極４a-2、４b-2に対応した位置に電極２９１a-１、２９１b-１が対称に設けられている。そして、フレキ２９１が折り曲げられて給電用電極４a-2、４b-2と電極２９１a-１、２９１b-１とが導電接着剤や半田等で電気接続される。そして、電極２９１a-１、２９１b-１からはフレキ２９１上に設けられた引き出し線２９１−２により、フレキの他端に設けられた接続部(図示しない)、または他の回路基板(図示しない)まで引き回される。

図１７は本発明の第１の実施の形態の固定子１の別の電極構成を示すものである。図１７（ａ）は固定子１の要部を示す正面図、図１７（ｂ）は固定子１の要部を示す裏面図である。固定子１の被写体側面に設けた電極は図１５と同様であるので詳細に説明は省略する。固定子１の裏面側の電極は図１７(ｂ)に示すように、上側３つの給電用電極４a-２は穴４b-５の側面に設けた導電性の金属膜により、被写体側面に引き出され、被写体側面でフレキ２９の電極２９aと電気接続されている。

一方、一番下の給電端子４a-３は基板１aの側面を引き回して被写体側面に設けた給電用電極４b-６(図１７(ｂ)参照)が被写体側面でフレキ２９の電極２９aと電気接続されている。

このように構成することにより、フレキを折り曲げる必要がないので、フレキを簡単に構成することができる。また、フレキの接続も固定子の一方の側で行うことができるので、固定子1に形成される給電用電極４a-２，４ａ−３、４b-２にフレキ２９１を接続するための構成がより簡単になる。

図１８は図１７に示す方法で給電用電極を固定子１の片側の面に設置し、そこにコネクタ３００を電気接続したものである。つまり、コネクタ３００の配下に、固定子１の被写体側に形成される給電用電極４ｂ−２及び固定子１の裏面側に形成された給電用電極４ａ−２及び４ａ−３から取り出された給電用電極４ａ−７が形成される。そして、これら給電用電極４ｂ−２及び４ａ−７はコネクタ３００内の接点に接続される。このコネクタ３００に、フレキの他端に設けられたコネクタ（図示しない）を接続することにより、給電を行うことができる。このように、コネクタ３００を設けることにより、フレキと固定子１との脱着を容易に行うことができる。

なお、本実施の形態においては、図５（ｂ）に示すように、第２の保護部材である保護部材２５aに撮像素子２７を収納した収納容器２６を固着しているが、本発明はこれに限らず、例えば、固定部材である固定子１又は第１の保護部材である保護部材２５bを保護部材２５aよりも大きくなるように高さ方向(図５（ｂ）中の縦方向)に伸延させ、その伸延部分に収納容器２６を固着するようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

図１（ａ）は本発明に係るシャッタ装置におけるシャッタ機構が開状態を示す図、図１（ｂ）はシャッタ機構が閉状態を示す図。 本発明に係るエレクトレットシャッタ及びその駆動回路を示す図。 同駆動回路から出力される駆動波形を示す波形図。 同エレクトレットシャッタの動作を説明するための図。 図５（ａ）は本発明に係る第1の実施の形態のシャッタ装置を適用した撮像モジュールの構成を示す平面図、図５（ｂ）は同撮像モジュールの断面図。 図６（ａ）は同シャッタ装置の固定子に設けられた駆動用電極等を示す平面図、図６（ｂ）は同シャッタ装置の別の形態の固定子に設けられた駆動用電極等を示す平面図、 同シャッタ装置の先幕と後幕の第1の動作を説明するための図。 同シャッタ装置の先幕と後幕の第２の動作を説明するための図。 同シャッタ装置の先幕と後幕の第３の動作を説明するための図。 同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。 同シャッタ装置のシャッタ駆動制御回路とシャッタユニットの電気的接続関係を示す。 同シャッタ装置を用いた撮像制御方法を説明するためのフローチャート。 同シャッタ装置の全開露光時のシャッタ制御タイムチャート。 同シャッタ装置のスリット露光時のシャッタ制御タイムチャート。 図１５（ａ）は同シャッタ装置の固定子の正面図、図１５（ｂ）は同シャッタ装置の裏面図。 図１６（ａ）は同シャッタ装置の固定子の給電用電極とフキシブル基板との接続状態を示す図、図１６（ｂ）は同フレキの電極を示す平面図。 図１７（ａ）は同シャッタ装置の固定子の別例の給電電極とフキシブル基板との接続状態を示す図、図１７（ｂ）は同固定子の裏面構造を示す図。 図１７（ａ）の固定子にコネクタを接続した例を示す斜視図。

符号の説明

１…固定子、２…移動子、４，４ａ，４ｂ…駆動電極、５ａ，５ｂ…エレクトレット、２０…撮像モジュール、２１…シャッタユニット、２４ａ…先幕、２４ｂ…後幕、２４−１…スリット、２５ａ，２５ｂ…保護部材、２７…撮像素子。

Claims (9)

1. 所定の大きさを持つ光線通過可能領域部を有し、一方の表面に複数の第１の駆動用電極が形成され、他方の表面に第２の駆動用電極が形成された固定部材と、
   エレクトレット化された部位を有し、上記第１の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記の固定部材に対して相対移動可能な遮光性を有する第１の移動部材と、
   上記第１の移動部材を上記固定部材とで挟むように配置された第１の保護部材と、
   エレクトレット化された部位を有し、上記第２の駆動用電極の電荷により駆動力を受けて、上記固定部材に対して相対移動可能な遮光性を有する第２の移動部材と、
   上記第２の移動部材を上記固定部材とで挟むように配置された第２の保護部材とを具備したことを特徴とするシャッタ装置。
2. 上記固定部材は、上記第１の駆動用電極に接続され、該第一の駆動用電極と同じ面に形成された第１の給電用電極と、上記第２の駆動用電極に接続され、該第２の駆動用電極と同じ面に形成された第２の給電用電極とを具備し、
   上記第１の給電用電極は、上記固定部材に設けられた穴、または上記固定部材の端面に形成された導電部により上記第２の給電用電極と同じ面まで延出されていることを特徴とする請求項1記載のシャッタ装置。
3. 上記第2の給電用電極と同じ面まで延出された第1の給電用電極及び上記第2の給電用電極に接続されたコネクタを具備したことを特徴とする請求項2記載のシャッタ装置。
4. 上記第2の給電用電極と同じ面まで延出された第1の給電用電極及び上記第2の給電用電極に接続されたフレキシブルプリント基板とを具備したことを特徴とする請求項2記載のシャッタ装置。
5. 上記固定部材の一方の面に形成された上記第1の給電用電極、及び上記固定部材の他方の面に形成された第2の給電用電極に、電気的に接続された一体のフレキシブルプリント基板とを具備したことを特徴とする請求項１記載のシャッタ装置。
6. 上記固定部材の少なくとも一方の面に設けられた上記駆動電極は上記固定部材と一体のフレキシブルプリント基板上に形成され、該フレキシブルプリント基板には上記固定部材の外側に引き出し部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のシャッタ装置。
7. 上記フレキシブルプリント基板には他方の面に設けられた上記駆動電極が電気的に接続されていることを特徴とする請求項６記載のシャッタ装置。
8. 上記請求項１〜７いずれか一項に記載のシャッタ装置の上記固定部材、上記第１及び第２の保護部材のいずれか一方に取り付けられた撮像素子を有することを特徴とする撮像モジュール。
9. 上記請求項１〜７いずれか一項に記載のシャッタ装置あるいは請求項８の撮像素子を搭載したことを特徴とするカメラ。

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