JP2006071742A - フォーカルプレーンシャッタ装置、その製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シャッタ装置を組み立てる際に位置決めの誤差が生じていた場合であっても、精度良く先幕、後幕の駆動制御と位置制御を行うことのできるフォーカルプレーンシャッタ装置、その製造装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 静電力を用いて先幕（２４ａ）を駆動する第１の静電アクチュエータ機構と、第１の静電アクチュエータ機構に重ねて配置され、静電力を用いて後幕（２４ｂ）を駆動する第２の静電アクチュエータ機構とを具備するフォーカルプレーンシャッタ装置において、設定された露光秒時と第１及び第２の静電アクチュエータの相対位置関係に基づいて、先幕の走行後における後幕の走行タイミングを制御するようにしたフォーカルプレーンシャッタ装置である。
【選択図】 図１９

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フォーカルプレーンシャッタ装置、その製造装置及びその製造方法に関する。

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スライダを配置している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、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装置としても適用することが考えられる。
特開平８−２２０５９２号公報

ところで、２組のアクチュエータを組み立てて薄型のフォーカルプレーンシャッタを構成する場合には、先幕、後幕の駆動制御と位置制御とが精度良く行われなければならず、このためには、２組のアクチュエータを組み立てる際の駆動機構の位置決めが正確に行われなければならない。従って、駆動機構の組み立てにおいては位置合せのための精密な微調整が必要である。しかしながら、この微調整においても、なお、微小な誤差が残存することが考えられる。

フォーカルプレーンシャッタでは、先幕、後幕の２組のシャッタ幕で形成されるスリットが露光時間を決定し、シャッタ幕の位置決めはそれぞれのシャッタ幕に対応する駆動用電極で制御される。従って、シャッタ組み立ての際、先幕、後幕の駆動電極の取付位置にずれが生じている場合には、スリットの精度が悪くなり正確な露光時間が得られない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、シャッタ装置を組み立てる際に位置決めの誤差が生じていた場合であっても、精度良く先幕、後幕の駆動制御と位置制御を行うことのできるフォーカルプレーンシャッタ装置、その製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る請求項１に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置は、静電力を用いて先幕を駆動する第１の静電アクチュエータ機構と、上記第１の静電アクチュエータ機構に重ねて配置され、静電力を用いて後幕を駆動する第２の静電アクチュエータ機構とを具備するフォーカルプレーンシャッタ装置において、設定された露光秒時と上記第１及び第２の静電アクチュエータの相対位置関係に基づいて、上記先幕の走行後における上記後幕の走行タイミングを制御するようにした。

本発明に係る請求項２に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置は、上記記載の発明であるフォーカルプレーンシャッタ装置において、上記第１及び第２の静電アクチュエータにおける相対的な位置ズレ量を記憶している記憶手段と、上記記憶手段に記憶されている上記相対的な位置ズレ量を読み出して上記露光秒時を補正するとともに、この補正された露光秒時に応じて上記先幕及び後幕の走行タイミングを制御する制御手段と、を具備している。

本発明に係る請求項３に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置は、上記記載の発明であるフォーカルプレーンシャッタ装置において、上記制御手段は、上記先幕を走行させた後、上記補正された露光秒時が経過したら上記後幕を走行させる。

本発明に係る請求項４に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置は、上記記載の発明であるフォーカルプレーンシャッタ装置において、上記第１及び第２の静電アクチュエータ機構の対向する面のそれぞれには検出電極が設けられており、上記相対的な位置ズレ量は上記検出電極間の静電容量の変化に応じて決定される。

ことを特徴とする請求項２に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置。

本発明に係る請求項５に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置の製造方法は、静電力を用いて先幕を駆動する第１の静電アクチュエータ機構と、上記第１の静電アクチュエータ機構に重ねて配置され、静電カを用いて後幕を駆動する第２の静電アクチュエータ機構とを具備するフォーカルプレーンシャッタ装置の製造方法において、上記第１及び第２の静電アクチュエータ機構の相対的な位置ズレ量を検出するステップと、上記検出ステップで検出された上記相対的な位置ズレ量を記憶するステップと、を具備した。

本発明に係る請求項６に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置の製造装置は、静電力を用いて先幕を駆動する第１の静電アクチュエータ機構と、上記第１の静電アクチュエータ機構に重ねて配置され、静電力を用いて後幕を駆動する第２の静電アクチュエータ機構とを具備するフォーカルプレーンシャッタ装置の製造装置において、上記第１と第２の静電アクチュエータ機構の相対的な位置ズレ量を検出する手段と、上記相対的な位置ズレ量を上記フォーカルプレーン装置に設けられた記憶手段に記憶させる手段と、を具備した。

本発明に係る請求項７に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置の製造装置は、上記記載の発明であるフォーカルプレーンシャッタ装置の製造装置において、上記第１及び第２の静電アクチュエータ機構の対向する面に配置された検出電極間の静電容量の変化を検出して上記相対的な位置ズレ量を検出するようにした。

本発明によれば、シャッタ装置を組み立てる際に位置決めの誤差が生じていた場合であっても、精度良く先幕、後幕の駆動制御と位置制御を行うことができる。

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。

尚、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（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（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（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（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斜視図であり、図６はその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５１〜５４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はガラス等を基板としており、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（登録商標）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。

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（透光部）を有するカバーガラス２９で覆って構成している。

この撮像モジュールは、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、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（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。次に撮像動作の開始指示に応じて、図７（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７（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（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。

図８は、本実施の形態のシャッタ装置２１を組み立てる際に生ずる位置決め誤差を説明する図である。

上述のように、先幕２４ａと後幕２４ｂはそれぞれ駆動電極４ａ、４ｂの電荷によって駆動力を受け、それぞれの駆動電極４ａ、４ｂに対して相対移動する。従って、図８に示すように、固定子１ａと固定子１ｂとが移動子２４の走行方向にずれた状態で組み立てられた場合は、固定子１ａ上に設けられた駆動電極４ａと、固定子１ｂ上に設けられた駆動電極４ｂとの間に位置ずれ（誤差）が生ずるため、移動子２４ａ、２４ｂの位置制御精度が低下することとなるのである。

しかしながら、駆動電極４のスリットの間隔は微小であるため、単に固定子１ａと固定子１ｂの端部を揃えても、駆動電極４ａと駆動電極４ｂとが位置ずれを生じないように組み立てることは困難である。即ち、駆動電極４ａと駆動電極４ｂとの位置ずれを無くするように微調整を行うことが必要とされるのである。

図９は、本実施の形態のシャッタ装置２１の位置決め方法を説明する図である。説明を簡単にするため、固定子１ａ、１ｂのみ表示している。

固定子１ｂの駆動電極４ｂを設けた面の裏面に位置決め電極４１ｂを設けている。そして、固定子１ａの駆動電極４ａを設けた面に２つの位置決め電極４１ａ、４１ａ’を設けている。位置決め電極４１ａ、４１ｂはそれぞれ駆動電極４ａ、４ｂを基準として配され、位置決め電極４１ｂの中心位置が位置決め電極４１ａ、４１ａ’の中心位置に合致すると、駆動電極４ａと駆動電極４ｂの位置が合致するように構成されている。

図１０は、位置決め電極の相互の位置関係を表わす模式図であり、図１０の（１）は、平面図、図１０の（２）は、断面図である。図１０に示すように、位置決め電極４１ａ、４１ａ’と位置決め電極４１ｂとでそれぞれコンデンサを構成している。この２つのコンデンサの静電容量Ｃ１、Ｃ２は、それぞれ式（１）、式（２）で表わされる。

Ｃ１＝ε×Ｓ１／ｄ＝ε×（ａ×ｂ１）／ｄ ・・・式（１）
ここで、Ｃ１：静電容量、ε：電極間の誘電率、Ｓ１：対向面積、ｄ：電極間ギャップ
ａ：電極の１辺の長さ、ｂ１：電極同士の重なり合った辺の長さ
Ｃ２＝ε×Ｓ２／ｄ＝ε×（ａ×ｂ２）／ｄ ・・・式（２）
ここで、Ｃ２：静電容量、ε：電極間の誘電率、Ｓ２：対向面積、ｄ：電極間ギャップ
ａ：電極の１辺の長さ、ｂ２：電極同士の重なり合った辺の長さ
従って、２つの静電容量の差ΔＣは式（３）で表わされる。

ΔＣ＝Ｃ１−Ｃ２＝ε×ａ×（ｂ１−ｂ２）／ｄ ・・・式（３）
また、２つの静電容量の和Ｃｔは式（４）で表わされる。

Ｃｔ＝Ｃ１＋Ｃ２＝ε×ａ×（ｂ１＋ｂ２）／ｄ ・・・式（４）
ここで、ｂ１＋ｂ２が一定であることからＣｔは一定であることがわかる。そうすれば、式（３）は、式（４）を用いて式（５）で表わされる。

ΔＣ＝Ｃ×（ｂ１−ｂ２）／（ｂ１＋ｂ２）
＝Ｃ×ΔＬ／Ｌ ・・・式（５）
ここで、ΔＬ＝ｂ１−ｂ２、 Ｌ＝ｂ１＋ｂ２
従って、式（３）または式（５）によれば、位置決め電極４１ｂの中心位置が位置決め電極４１ａ、４１ａ’の中心位置に合致したとき、即ちｂ１＝ｂ２となったときには２つの静電容量の差ΔＣは０となる。言い換えれば、ΔＣが０となるときに駆動電極４ａ、４ｂがずれなく重なり合うことになる。

図１１は、静電容量の差ΔＣを測定するための回路構成を示す図である。

位置決め電極４１ａ、４１ｂは、搬送波を与える発振器４５と、それぞれの対向した面積に対応する静電容量の差ΔＣに応じた信号Ｖを出力する検出回路４６に接続されている。検出回路４６としては、例えば、図１２に示す容量ブリッジ回路を用いることができる。この容量ブリッジ回路では、Ｃ３〜Ｃ４は固定した値をもつコンデンサであり、Ｃ１のコンデンサが位置決め電極４１ａ、４１ｂで可変コンデンサとして形成され、Ｃ２のコンデンサが位置決め電極４１ａ’、４１ｂで可変コンデンサとして形成されている。そして、この回路を用いれば、出力Ｖを検出することで静電容量変化（Ｃ１−Ｃ２）を検出することができる。

従って、この検出回路４６からの出力信号Ｖに基づいて位置決めを行うことができる。即ち、位置決めのための調整作業において、出力信号Ｖに基づいて静電容量の差（Ｃ１−Ｃ２）の変化をモニタし、その値がゼロになったときに位置決めを終了すれば良い。このように、対向した位置決め電極間に生じる静電容量差をモニタし、それがゼロになったことで位置決めを行うため、特に熟練を必要とせずに正確な位置決めを行うことができる。また、静電容量の差分を検出しているため、電極間のギャップｄの変動に依存せずに正確な位置決めが可能である。

図１３は、本発明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１８０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、通信コネグタ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。ストロボユニツト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ツト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。

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、不揮発性メモリ２００及び信号接続コネクタ２０１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。

不揮発性メモリ２００は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等で構成され、シャッタユニット２１の位置ずれ量を記憶する。接続コネクタ２０１は、シャッタユニット２１及び不揮発性メモリ２００と後述する外部装置とを接続する信号コネクタである。

このカメラシステムには、更に、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動作について説明する。

このカメラシステムの製造工程では、シャッタユニット２１の位置ずれが無いように調整されるが、更に調整後において位置ずれ量が測定される。そして、その測定値が不揮発性メモリ２００に記憶される。

図１４は、位置ずれの測定と書込みを行う際のカメラシステムと外部装置との接続を示す構成図である。測定及び書込み時には、カメラシステムには、接続コネクタ２０１を介して検出装置５０と処理装置２１０とが接続される。

検出装置５０には、図１１で説明した発振器４５と検出回路４６とが設けられている。そして、検出回路４６の出力信号は、処理装置２１０と接続されている。処理装置２１０には、検出回路４６の出力信号から位置ずれ量を求める補正処理部２１１、求めた位置ずれ量を不揮発性メモリ２００に書き込む書込み処理部２１２が設けられている。

図１５は、位置ずれの測定と書込みの手順を示す概略のフロー図である。

検出装置５０を接続コネクタ２０１を介してカメラシステムに接続することで、図１１に示す回路が構成され、検出回路４６にはずれ量に対応した出力値Ｖが生ずる（Ｔ０１）。補正処理部２１１は、出力値Ｖを読込み（Ｔ０２）、補正式を用いて位置ずれ量（δ）を算出する（Ｔ０３）。なお、補正式は、テーブルの形式で与えるものであっても良い。そして、書込み処理部２１２が、得られた位置ずれ量を、接続コネクタ２０１を介して、不揮発性メモリ２００に書き込む。書込み処理部２１２は、例えば、ＲＯＭライターのように直接不揮発性メモリ２００に書き込むものであっても良い。このようにして、カメラシステムには、位置ずれ量が予め測定され、書き込まれる。

次に、カメラシステムの各部の動作について説明する。

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Ｂｕｃｏｍ１５０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。

Ｂｕｃｏｍ１５０は、この測光処理に基づいて露光秒時を演算する。この際、Ｂｕｃｏｍ１５０は、不揮発性メモリ２００から位置ずれ量を読出し、この値に基づいて露光秒時を補正する。

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、Ｂｕｃｏｍ１５０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。

次に、本発明に係る実施の形態のシャッタ装置の動作について説明する。このシャッタ装置は、図１３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１６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、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１７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、図１８に示すＴＶ補正処理を実行する（Ｓ２５）。ＴＶ補正処理では、露光秒時を位置ずれ量（δ）を用いて補正する。図１９は、補正方法を説明する図である。以下、図１８、図１９を参照しつつ露光秒時の補正方法を説明する。

図１８において、撮影者がカメラ操作ＳＷ１５２より設定した、露光秒時（シャッタ秒時）Ｔを取り込む（Ｒ１０）。この露光秒時Ｔとシャッタ幕を駆動するためのパルス間隔ｔ、パルス数ｎの間には式（６）の関係が成立する。

Ｔ＝ｎ×ｔ 式（６）
続いて、Ｂｕｃｏｍ１５０は、不揮発性メモリ２００に位置ずれ量δを送信するように要求し（Ｒ１１）、不揮発性メモリ２００から位置ずれ量δを読み出す（Ｒ１２）。そして、位置ずれ量δを用いて、露光秒時Ｔを補正した新たな露光秒時Ｔ’を求める（Ｒ１３）。

位置ずれがある結果、シャッタ幕を駆動するパルス数は、位置ずれ量δに相当するだけ余分に必要とされる。即ち、必要とされる新たなパルス数ｎ’は、電極ピッチｐを用いて式（７）で表わされる。

ｎ’＝ｎ＋δ／ｐ 式（７）
従って、新たな露光秒時Ｔ’は、式（８）で表わされる。

Ｔ’＝ｎ’×ｔ ＝（ｎ＋δ／ｐ）×ｔ
＝ｎｔ＋（δ／ｐ）×ｔ ＝Ｔ＋（δ／ｐ）×ｔ 式（８）
次に、図１７に戻って、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、レリーズボダンが更に（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２０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２０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２０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（Ｓｌｌ Ｎｏ）は、図２０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２０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（Ｓｌｌ 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２０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２１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。

このスリット露光においては、撮影者が設定した露光秒時Ｔと、位置ずれ量δに基づいて、先幕２４ａ走行後の後幕２４ｂの走行タイミングを制御する。すなわち、不揮発性メモリ２００より読み出した位置ずれ量δを用いて露光秒時Ｔを補正した新たな露光秒時Ｔ’を求め、先幕を走行させた後、この新たな露光秒時Ｔ’が経過したら後幕を走行させる。このように、露光秒時補正が行われているため、先幕と後幕の位置を正確に制御することができる。なお、このスリット露光時の撮像動作は、図１７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。

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。

本発明に係る撮像モジュール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。 駆動電極に付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。 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断面図。 遮光幕の動作を説明する図。 シャッタ装置を組み立てる際に生ずる位置決め誤差を説明する図。 シャッタ装置の位置決め方法を説明する図。 位置決め電極の相互の位置関係を表わす模式図。 静電容量の差ΔＣを測定するための回路構成を示す図。 容量ブリッジ回路を示す図。 本発明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。 位置ずれの測定と書込みを行う際のカメラシステムと外部装置との接続を示す構成図。 位置ずれの測定と書込みの手順を示す概略のフロー図。 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。 Ｂｕｃｏｍの概略の撮影動作手順を示すフロー図。 ＴＶ補正処理手順を示すフロー図。 露光秒時の補正方法を説明する図。 全開露光時のシャッタ制御タイムチャート。 スリット露光時のシャッタ制御タイムチャート。

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、２１…シャッタユニット、２２…撮像ユニット、２４ａ…先幕、２４ｂ…後幕、４１…位置決め電極、４５…発振器、４６…検出回路、１０３…絞り、１０４…絞り駆動機構、１０５…レンズ制御用マイクロコンピュータ、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、２００…不揮発性メモリ、２０１…接続コネクタ、２１０…処理装置、２１１…補正処理部、２１２…書込み処理部。

Claims (7)

1. 静電力を用いて先幕を駆動する第１の静電アクチュエータ機構と、上記第１の静電アクチュエータ機構に重ねて配置され、静電力を用いて後幕を駆動する第２の静電アクチュエータ機構とを具備するフォーカルプレーンシャッタ装置において、
   設定された露光秒時と上記第１及び第２の静電アクチュエータの相対位置関係に基づいて、上記先幕の走行後における上記後幕の走行タイミングを制御するようにしたことを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ装置。
2. 上記第１及び第２の静電アクチュエータにおける相対的な位置ズレ量を記憶している記憶手段と、
   上記記憶手段に記憶されている上記相対的な位置ズレ量を読み出して上記露光秒時を補正するとともに、この補正された露光秒時に応じて上記先幕及び後幕の走行タイミングを制御する制御手段と、
   を具備していることを特徴とする請求項１に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置。
3. 上記制御手段は、上記先幕を走行させた後、上記補正された露光秒時が経過したら上記後幕を走行させることを特徴とする請求項２に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置。
4. 上記第１及び第２の静電アクチュエータ機構の対向する面のそれぞれには検出電極が設けられており、上記相対的な位置ズレ量は上記検出電極間の静電容量の変化に応じて決定されることを特徴とする請求項２に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置。
5. 静電力を用いて先幕を駆動する第１の静電アクチュエータ機構と、上記第１の静電アクチュエータ機構に重ねて配置され、静電カを用いて後幕を駆動する第２の静電アクチュエータ機構とを具備するフォーカルプレーンシャッタ装置の製造方法において、
   上記第１及び第２の静電アクチュエータ機構の相対的な位置ズレ量を検出するステップと、
   上記検出ステップで検出された上記相対的な位置ズレ量を記憶するステップと、
   を具備したことを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ装置の製造方法。
6. 静電力を用いて先幕を駆動する第１の静電アクチュエータ機構と、上記第１の静電アクチュエータ機構に重ねて配置され、静電力を用いて後幕を駆動する第２の静電アクチュエータ機構とを具備するフォーカルプレーンシャッタ装置の製造装置において、
   上記第１と第２の静電アクチュエータ機構の相対的な位置ズレ量を検出する手段と、
   上記相対的な位置ズレ量を上記フォーカルプレーン装置に設けられた記憶手段に記憶させる手段と、を具備したことを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ装置の製造装置。
7. 上記第１及び第２の静電アクチュエータ機構の対向する面に配置された検出電極間の静電容量の変化を検出して上記相対的な位置ズレ量を検出するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のフォーカルプレーンシャッタ装置の製造装置。

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