JP2011095687A5

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Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2012-12-13
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Description

フォーカルプレンシャッタ装置および撮像装置

本発明は、一眼レフデジタルカメラ等の撮像装置に搭載されるフォーカルプレンシャッタ装置に関する。

フォーカルプレンシャッタ装置は、露光時にシャッタ開口を閉じる状態（以下、閉状態という）から開放する状態（以下、開状態という）に走行する先幕羽根群と、開状態から閉状態に走行する後幕羽根群とを有する。先幕羽根群（以下、単に先幕という）および後幕羽根群（以下、単に後幕という）はそれぞれ複数の遮光羽根により構成され、該複数の遮光羽根は平行リンクを構成するようにアームによって連結されることで走行方向に平行移動する。

アームは、バネにより付勢された駆動レバーによって駆動される。駆動レバーには、該バネがチャージされた位置（チャージ位置）にて、通電された電磁石によって吸着されるアマチャが設けられている。

電磁石への通電をカットすると、駆動レバーがバネの付勢力によって回動し、アームを介して複数の遮光羽根を走行させる。このようにして先幕および後幕の走行による露光が終了すると、モータを含むチャージ機構はバネをチャージしながら駆動レバーをチャージ位置に戻すとともに、先幕および後幕をそれぞれの走行開始位置に戻す。

特許文献１にて開示されたフォーカルプレンシャッタ装置は、先幕用および後幕用の駆動レバーをそれぞれのチャージ位置に戻すための先幕用および後幕用の２つのカム面が形成されたカム部材と、該カム部材を回転させるモータとを有するチャージ機構を備える。該チャージ機構は、モータを一方向に回転させて、チャージ位置にて電磁石により吸着された駆動レバーからカム面を退避させて電磁石への通電カットによる駆動レバーの回動を許容し、さらに露光後にカム面による駆動レバーのチャージ位置への復帰駆動を行う。先幕用および後幕用の２つのカム面はそれぞれ、該カム面がチャージ位置にある駆動レバーから退避する際に電磁石とアマチャとの吸着部にバネの付勢力による大きな衝撃が生じないように、駆動レバーから徐々に退避する傾斜部が形成されている。それぞれの傾斜部が形成されるカム部材の回動角度範囲は互いに等しい。

また、このようなシャッタ装置を搭載した一眼レフデジタルカメラには、撮影前においてシャッタ装置を開放し、撮像素子からの出力から生成した動画像をカメラの背面に設けられたモニタに表示する、いわゆるライブビュー表示機能を有するものがある。

ライブビュー表示を行う場合、先幕用の電磁石への通電はカットされ、先幕は開状態とされる。一方、後幕についても開状態に維持する必要があるが、後幕用の電磁石への通電を継続すると電力消費量が大きくなる。このため、特許文献１にて開示されたシャッタ装置では、カム部材における後幕用のカム面によって後幕用の駆動レバーをチャージ位置に保持することで、後幕用の電磁石への通電を不要としている。

特開平１１−１９４３９４号公報

しかしながら、それぞれの傾斜部が形成されるカム部材の回動角度範囲は互いに等しいので、先幕用の駆動レバーをチャージ位置に戻す時間は、モータの回転速度が遅いために長くなる。このため、通常撮影ではレリーズから露光までのレリーズタイムラグが長くなってしまう。

本発明は、ライブビュー表示中の電力消費が少なく、レリーズタイムラグも短くすることができるようにしたフォーカルプレンシャッタ装置およびこれを備えた撮像装置を提供する。

本発明の一側面としてのフォーカルプレンシャッタ装置は、先幕羽根群と、後幕羽根群と、付勢部材による付勢力を受けて、先幕羽根群および後幕羽根群をそれぞれ走行駆動する先幕駆動部材および後幕駆動部材と、該付勢部材がチャージされた状態で先幕駆動部材および後幕駆動部材をそれぞれ電磁力を用いて保持する先幕電磁保持機構および後幕電磁保持機構と、モータと、該モータによって一方向に回動され、先幕駆動部材および後幕駆動部材のフォロワ部に当接して、該先幕駆動部材および該後幕駆動部材の付勢部材のチャージ方向への駆動と、該チャージ方向への駆動が完了するチャージ完了位置から走行駆動待機位置への移行とをそれぞれこの順で行わせる先幕カムおよび後幕カムが形成されたカム部材とを有する。先幕カムおよび後幕カムはそれぞれ、先幕駆動部材および後幕駆動部材をチャージ完了位置から走行駆動待機位置に移行させるための傾斜部を有する。そして、カム部材の回動方向において、先幕カムの傾斜部が形成されるカム部材の角度範囲は、後幕カムの傾斜部が形成されるカム部材の角度範囲より小さいことを特徴とする。

なお、上記フォーカルプレンシャッタ装置と、該フォーカルプレンシャッタ装置により露光量が制御される撮像素子とを有する撮像装置も本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、ライブビュー表示状態での電力消費を抑えつつ、通常撮影状態でのレリーズタイムラグを短縮することができる。

本発明の実施例１であるフォーカルプレンシャッタ装置を搭載したカメラを斜め前方から見たときの斜視図。実施例１のカメラを斜め後方から見たときの斜視図。実施例１のカメラの電気的構成を示すブロック図。実施例１のシャッタ装置とクイックリターンミラーの分解斜視図。実施例１のシャッタ装置のチャージ完了状態を示す平面図。実施例１のシャッタ装置のチャージ完了状態を示す側面図。実施例１のシャッタ装置のライブビュー待機状態を示す平面図。実施例１のシャッタ装置のライブビュー表示状態を示す平面図。実施例１のシャッタ装置の先幕走行完了状態を示す平面図。実施例１のシャッタ装置の後幕走行完了状態を示す平面図。実施例１のシャッタ装置のカム形状を示す図。実施例１のシャッタ装置の走行待機状態を示す平面図。実施例１のシャッタ装置のモータ駆動の時間と回転数を示す図。本発明の実施例２であるフォーカルプレンシャッタ装置のチャージ完了状態を示す平面図。実施例２のシャッタ装置のカム形状を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１および図２にはそれぞれ、本発明の実施例１であるフォーカルプレンシャッタ装置を搭載した一眼レフデジタルカメラ（撮像装置）を斜め前方および斜め後方から見て示している。

１は一眼レフデジタルカメラ（以下、単にカメラという）であり、２はカメラ１に取り外し可能に装着された撮影レンズ（交換レンズ）である。３はユーザにより操作されるレリーズボタンである。レリーズボタン３は、測光やＡＦ（オートフォーカス）の開始を指示する第１ストローク操作（半押し操作：以下、ＳＷ１ＯＮという）と、撮影（露光）を指示する第２ストローク操作（全押し操作：以下、ＳＷ２ＯＮという）とが可能である。

４はフォーカルプレンシャッタ装置（以下、単にシャッタという）であり、ＳＷ２ＯＮに応じて開閉動作して後述する撮像素子の露光量を制御する。５はカメラの撮影モードを切り換えるためにユーザにより操作されるモードダイアルスイッチである。

６は画像を表示したり各種メニューを表示したりする画像表示部（背面モニタ）である。ＳＷ２ＯＮ（つまりは撮影）前にシャッタ４が開放状態とされることで、撮影レンズ２により形成された被写体像が撮像素子によって光電変換され、動画像が生成される。この動画像が画像表示部６に表示されることで、ユーザは被写体を観察することができる。７は光学的に被写体像を観察するための光学ファインダである。

図３には、カメラ１および撮影レンズ２の電気的構成を示している。撮影レンズ２には、複数の光学レンズ８と絞り９とにより構成される撮影光学系が収容されている。１０は被写体像を光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子である。

１１は撮像素子１０からのアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。また、１２は撮像素子１０およびＡ／Ｄ変換部１１にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、メモリ制御部１３およびシステム制御部１４により制御される。

１５は画像処理部であり、Ａ／Ｄ変換部１１又はメモリ制御部１３からのデジタル撮像信号に対して画素補間処理や色変換処理等の画像処理を行って画像データを生成する。また、画像処理部１５は、Ａ／Ｄ変換部１１から出力されるデジタル撮像信号を用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ（スルーザレンズ）方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）制御処理を行う。

メモリ制御部１３は、Ａ／Ｄ変換部１１、タイミング発生回路１２、画像処理部１５、画像表示メモリ１６、表示制御部１７、メモリ１８および圧縮伸長部１９を制御する。Ａ／Ｄ変換部１１又はメモリ制御部１３から出力されたデジタル撮像信号に基づいて画像処理部１５にて生成された画像データは、メモリ制御部１３を介して画像表示メモリ１６又はメモリ１８に書き込まれる。

メモリ１８は、撮影によって生成された画像データを格納するためのメモリである。１９はメモリ１８から読み出された画像データを所定の画像圧縮方法（例えば、適用離散コサイン変換）に従って圧縮・伸長する圧縮伸長部である。圧縮伸長部１９は、メモリ１８に格納された画像データを読み込んで圧縮処理あるいは伸長処理を行い、処理を終えた画像データをメモリ１８に書き込む。処理を終えた画像データはさらに記録媒体２０に記録される。記録媒体２０は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリによって構成されており、カメラ１に対して着脱が可能である。

記録媒体２０からメモリ１８に読み出された画像データを、画像処理部１５やメモリ制御部１３を介して画像表示メモリ１６に書き込み、表示制御部１７によって画像表示部６に表示することもできる。

１４はカメラ１の全体の制御を司るシステム制御部である。システム制御部１４は、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータユニットにより構成されており、メモリ２７に格納されたコンピュータプログラムを実行する。システム制御部１４は、メモリ制御部１３、画像処理部１５、シャッタ制御部２１、モータ制御部２２、絞り制御部２３、ＡＦ制御部２４、フラッシュ制御部２６および電源制御部２８を制御する。

メモリ２７は、システム制御部１４の動作用の定数、変数、コンピュータプログラム等を記憶している。コンピュータプログラムには、撮像処理を行うプログラム、画像処理を行うプログラム、作成した画像ファイルデータを記録媒体に記録するプログラム、画像ファイルデータを記録媒体から読み出すプログラム等がある。

２１はシャッタ制御部であり、システム制御部１４からのシャッタ制御信号に応じて先幕電磁石３９と後幕電磁石４０への通電を制御する。先幕電磁石３９は、先幕コイルと先幕ヨークとにより構成され、先幕コイルに通電されることによって発生した電磁力を用いてシャッタ４の先幕羽根群をチャージ状態（後述する先幕駆動バネがチャージされた状態）で保持する。後幕電磁石４０は、後幕コイルと後幕ヨークとにより構成され、後幕コイルに通電されることによって発生した電磁力を用いてシャッタ４の後幕羽根群をチャージ状態（後述する後幕駆動バネがチャージされた状態）で保持する。

４１はモータであり、システム制御部１４からのモータ制御信号を受けたモータ制御部２２によってその駆動が制御される。システム制御部１４は、レリーズボタン３の操作に応じてモータ制御部２２を介してモータ４１を動作させ、カム部材であるシャッタカムギア３６やクイックリターンミラー３０を所定位置に回動させる。

絞り制御部２３は、絞り９を制御して撮像素子１０に到達する光量を調整する。ＡＦ制御部２４は、システム制御部１４からのＡＦ制御信号（フォーカスレンズの移動量情報）に応じて撮影レンズ２のフォーカシング（フォーカスレンズの移動）を制御する。２５は被写体を照明するために発光するフラッシュであり、該フラッシュ２５の発光はフラッシュ制御部２６により制御される。

電源制御部２８は、電源としてのバッテリの装着の有無やバッテリの種類やバッテリ残量の判定等を行う。電源制御部２８は、該判定結果およびシステム制御回路１４からの指示に応じて、必要な電圧を必要な期間の間、カメラ１および撮影レンズ２内の各部に供給する。

図４には、シャッタ４とクイックリターンミラー３０を分解して示している。シャッタ地板２９は、不図示のカメラ本体のミラーボックスに固定されており、先幕羽根群および後幕羽根群の駆動機構を構成する各部品が取り付けられている。

クイックリターンミラー３０は、軸部３０ａを中心にダウン方向およびアップ方向に回動してミラーボックス内において撮影光路に対して進退する。ミラー駆動部材であるミラー駆動レバー３１は、マグネット地板３２の軸部３２ａを中心に回動可能であり、軸部３１ａにて撮影光軸より下側に配設されたクイックリターンミラー３０の被駆動部である軸部３０ｂと当接する。さらに、ミラー駆動レバー３１は、軸部３１ｂにてミラーカムギア３３のカム面３３ａと当接する。クイックリターンミラー３０は、ミラー駆動レバー３１の動きに追従するように不図示のミラーアップバネによって付勢されている。

先幕駆動部材である先幕駆動レバー３４と後幕駆動部材である後幕駆動レバー３５はそれぞれ、シャッタ地板２９に設けられた先幕軸２９ａと後幕軸２９ｂに、これらを中心として回動可能に取り付けられている。シャッタカムギア３６は、先幕軸２９ａと後幕軸２９ｂとの間で、先幕軸２９ａと後幕軸２９ｂとを結んだ線（図５中に一点鎖線で示す）に対して撮影光軸側とは反対側に配設されたシャッタカムギア軸２９ｃに、これを中心として回動可能に取り付けられている。

先幕駆動レバー３４に設けられたフォロワ部である先幕チャージコロ３４ａおよび後幕駆動レバー３５に設けられたフォロワ部である後幕チャージコロ３５ａはそれぞれ、シャッタカムギア３６に形成された２つのカム面（先幕カムおよび後幕カム）に接する。

また、先幕駆動レバー３４および後幕駆動レバー３５にはそれぞれ、先幕アマチャ３７および後幕アマチャ３８が取り付けられている。先幕アマチャ３７および後幕アマチャ３８はそれぞれ、マグネット地板３２により保持された先幕電磁石３９および後幕電磁石４０に通電されることで発生した電磁力によって該先幕電磁石３９および後幕電磁石４０に吸着される。先幕電磁石３９および先幕アマチャ３７により先幕電磁保持機構が構成され、後幕電磁石４０および後幕アマチャ３８により後幕電磁保持機構が構成される。

さらに、ミラーカムギア３３は、シャッタ地板２９に撮影光軸に平行に延びるように設けられたミラーカムギア軸２９ｄに、これを中心として回動可能に取り付けられている。ミラーカムギア３３は、シャッタカムギア３６に直接噛み合う。撮影光軸に平行に延びる出力軸を有するモータ４１にて発生された駆動力は、駆動力伝達部材である減速ギア列４２とミラーカムギア３３とを介してミラー駆動レバー３１およびシャッタカムギア３６をそれぞれ一方向に回動させる。これにより、クイックリターンミラー３０の回動（撮影光路に対する進退）と、シャッタ４のチャージ動作およびチャージ解除動作(先幕および後幕駆動レバー３４，３５のチャージ完了位置から走行駆動待機位置への移行)とがこの順で行われる。

次に、シャッタ４の構成について図５、図６、図７、図８、図９、図１０および図１２を用いて説明する。図５、図７〜図１０および図１２は、カメラに組み込まれたシャッタ４のうち被写体側から見て右半分の部分を示している。なお、これらの図において、マグネット地板３２は図示を省略している。また、図６は図５に示したシャッタ４の右側面図であり、一部の部品の図示を省略している。

図５はオーバーチャージ状態、すなわちカメラが停止している状態（先幕駆動レバー３４および後幕駆動レバー３５がチャージ完了位置にあるチャージ完了状態）を示している。また、図７はライブビュー待機状態（先幕羽根群３４ｃの走行待機状態であり、先幕駆動レバー３４が走行駆動待機位置にある走行駆動待機状態）を示している。図８はライブビュー表示状態を、図９は先幕走行完了状態を、図１０は後幕走行完了状態を、図１２は走行待機状態をそれぞれ示している。

シャッタ地板２９には、先幕羽根群３４ｃおよび後幕羽根群３５ｃの駆動機構を構成する各部品が取り付けられている。２９ｅはシャッタ地板２９に開口として形成され、被写体からの光束が通過するアパーチャである。

シャッタ地板２９に設けられた先幕軸２９ａには、先幕駆動レバー３４が回動可能に取り付けられている。先幕軸２９ａの外周には、ねじりコイルバネにより構成される不図示の先幕駆動バネ（付勢部材）が配置されている。先幕駆動バネは、先幕駆動レバー３４をその駆動方向である図５中の反時計回り方向（先幕羽根群３４ｃを走行させる方向）に付勢している。

先幕駆動レバー３４の先端部には、先幕駆動ピン３４ｂが形成されている。先幕駆動ピン３４ｂは、シャッタ地板２９に形成された先幕溝部２９ｆを貫通して不図示の先幕駆動アームと係合している。先幕駆動アームは、リンク機構を介して先幕羽根群３４ｃと連結されている。先幕羽根群３４ｃは、複数の遮光羽根により構成されている。

先幕駆動レバー３４の回動によって先幕駆動ピン３４ｂが先幕溝部２９ｆに沿って移動すると、先幕駆動アームが回動して先幕羽根群３４ｃをアパーチャ２９ｅを閉じるように展開させたり、アパーチャ２９ｅを開くように重畳させたりする。先幕羽根群３４ｃによってアパーチャ２９ｅを閉じた状態(被写体からの光束を遮断する状態)を以下、先幕羽根群３４ｃの閉状態という。また、先幕羽根群３４ｃによってアパーチャ２９ｅを開いた状態(被写体からの光束を通過させる状態)を以下、先幕羽根群３４ｃの開状態という。先幕駆動レバー３４は、先幕溝部２９ｆによってその回動範囲が制限されている。

また、図５に示すように、先幕駆動レバー３４には先幕アマチャ支持部３４ｄが設けられている。先幕アマチャ支持部３４ｄに形成された不図示の貫通孔部には、該貫通孔部の内径よりも大きな外径のフランジ部を有し、先幕アマチャ３７に一体的に取り付けられた先幕アマチャ軸３７ａが係合している。先幕アマチャ軸３７ａは、先幕アマチャ３７の吸着面に直交する方向に延びている。

先幕アマチャ３７と先幕アマチャ支持部３４ｄの間であって、先幕アマチャ軸３７ａの外周には、不図示の圧縮バネが配置されている。圧縮バネは、先幕アマチャ３７および先幕アマチャ支持部３４ｄを互いに離す方向（図５の上下方向）に付勢している。

先幕電磁石３９は、先幕ヨーク３９ａと、先幕ヨーク３９ａの外周に設けられた先幕コイル３９ｂとで構成されている。先幕コイル３９ｂに通電すると、先幕ヨーク３９ａに電磁力を発生させることができ、この電磁力によって先幕アマチャ３７を吸着することができる。

シャッタ地板２９に設けられた後幕軸２９ｂには、後幕駆動レバー３５が回動可能に取り付けられている。後幕軸２９ｂの外周には、ねじりコイルバネにより構成された不図示の後幕駆動バネ（付勢部材）が配置されている。後幕駆動バネは、後幕駆動レバー３５をその駆動方向である図５中の反時計回り方向（後幕羽根群３５ｃを走行させる方向）に付勢する。

後幕駆動レバー３５の先端部には後幕駆動ピン３５ｂが形成されている。後幕駆動ピン３５ｂは、シャッタ地板２９に形成された後幕溝部２９ｇを貫通して不図示の後幕駆動アームと係合している。後幕駆動アームは、リンク機構を介して後幕羽根群３５ｃ（図５、図７〜図９、図１２では重畳状態にある）と連結されている。後幕羽根群３５ｃは複数の遮光羽根で構成されている。

後幕駆動レバー３５の回動によって後幕駆動ピン３５ｂが後幕溝部２９ｇに沿って移動すると、後幕駆動アームが回動して後幕羽根群３５ｃをアパーチャ２９ｅを閉じるように展開させたり、アパーチャ２９ｅを開くように重畳させたりする。後幕羽根群３５ｃによってアパーチャ２９ｅを閉じた状態(被写体からの光束を遮断する状態)を以下、後幕羽根群３５ｃの閉状態という。また、後幕羽根群３５ｃによってアパーチャ２９ｅを開いた状態(被写体からの光束を通過させる状態)を以下、後幕羽根群３５ｃの開状態という。後幕駆動レバー３５は、後幕溝部２９ｇによってその回動範囲が制限されている。

後幕駆動レバー３５には後幕アマチャ支持部３５ｄが設けられている。後幕アマチャ支持部３５ｄに形成された不図示の貫通孔部には、貫通孔部の内径よりも大きな外径のフランジ部を有し、後幕アマチャ３８に一体的に取り付けられた後幕アマチャ軸３８ａが係合している。後幕アマチャ軸３８ａは、後幕アマチャ３８の吸着面に対して直交する方向に延びている。

後幕アマチャ３８と後幕アマチャ支持部３５ｄの間であって、後幕アマチャ軸３８ａの外周には、不図示の圧縮バネが配置されている。圧縮バネは、後幕アマチャ３８および後幕アマチャ支持部３５ｄを互いに離す方向（図５の上下方向）に付勢している。

後幕電磁石４０は、後幕ヨーク４０ａと、後幕ヨーク４０ａの外周に設けられた後幕コイル４０ｂとで構成されている。後幕コイル４０ｂに通電すると、後幕ヨーク４０ａに電磁力を発生させることができ、この電磁力によって後幕アマチャ３８を吸着することができる。

シャッタカムギア３６は、シャッタ地板２９に設けられたシャッタカムギア軸２９ｃに、これを中心に回動可能に取り付けられている。シャッタカムギア３６に形成された先幕カム部３６ａと先幕カム傾斜部３６ｂは、シャッタカムギア３６の回動に応じて、先幕駆動レバー３４に設けられた先幕チャージコロ３４ａに当接して先幕駆動レバー３４を回動させる。

具体的には、シャッタカムギア３６の先幕カム部３６ａは、先幕羽根群３４ｃの走行を完了させた（すなわち、先幕羽根群３４ｃを重畳させた）先幕駆動レバー３４を、図５中の時計回り方向(チャージ方向)に回動させる。これにより、先幕駆動バネをチャージする。以下、先幕駆動バネをチャージする動作を、先幕羽根群３４ｃまたは先幕駆動レバー３４のチャージ動作ともいう。

先幕カム傾斜部３６ｂは、先幕羽根群３４ｃのチャージ動作を完了させた（すなわち、先幕羽根群３４ｃを展開させた）先幕駆動レバー３４を、図５中の反時計回り方向に徐々に回動させる。これにより、先幕駆動レバー３４を走行駆動待機状態に徐々に移行させる。このように先幕カム傾斜部３６ｂを設けることで、先幕駆動レバー３４の走行駆動待機状態への移行時(以下、チャージ解除動作時という)に、チャージされた先幕駆動バネの付勢力によって先幕電磁石３９と先幕アマチャ３７に作用する衝撃を緩和する。これにより、先幕電磁石３９による先幕アマチャ３７の吸着が外れないようにすることができる。

シャッタカムギア３６に形成された後幕カム部３６ｃと後幕カム傾斜部３６ｄは、シャッタカムギア３６の回動に応じて、後幕駆動レバー３５に設けられた後幕チャージコロ３５ａに当接して後幕駆動レバー３５を回動させる。

具体的には、シャッタカムギア３６の後幕カム部３６ｃは、後幕羽根群３５ｃの走行を完了させた（すなわち、後幕羽根群３５ｃを展開させた）後幕駆動レバー３５を、図５中の時計回り方向に回動させる。これにより、後幕駆動バネをチャージする。以下、後幕駆動バネをチャージする動作を、後幕羽根群３５ｃまたは後幕駆動レバー３５のチャージ動作ともいう。

後幕カム傾斜部３６ｄは、後幕羽根群３５ｃのチャージ動作を完了させた（すなわち、後幕羽根群３５ｃを重畳させた）後幕駆動レバー３５を、図５中の反時計回り方向に徐々に回動させる。これにより、後幕駆動レバー３５を走行駆動待機状態へと徐々に移行させる。このように後幕カム傾斜部３６ｄを設けることで、後幕駆動レバー３５の走行駆動待機状態への移行時(以下、チャージ解除動作時という)に、チャージされた後幕駆動バネの付勢力によって後幕電磁石４０と後幕アマチャ３８に作用する衝撃を緩和する。これにより、後幕電磁石４０による後幕アマチャ３８の吸着が外れないようにすることができる。

ここで、シャッタカムギア３６における先幕カム傾斜部３６ｂが設けられたシャッタカムギア３６の回転方向での角度範囲は、後幕カム傾斜部３６ｄが設けられた角度範囲よりも小さい。ここにいう角度範囲は、シャッタカムギア３６の中心と各傾斜部(３６ｂ，３６ｄ)の周方向両端とを結んだ直線により挟まれたシャッタカムギア３６の回転方向での範囲である。本実施例では、先幕カム傾斜部３６ｂの角度範囲は１５°であり、後幕カム傾斜部３６ｄの角度範囲は３０°である。このような角度範囲の設定により、先幕チャージコロ３４ａが先幕カム傾斜部３６ｂに沿って移動する距離は、後幕チャージコロ３５ａが後幕カム傾斜部３６ｄに沿って移動する距離より短くなる。これにより、レリーズタイムラグを短くすることが可能となる(詳しくは後述する)。

ミラー駆動レバー３１は、マグネット地板３２の軸部３２ａに、これを中心として回動可能に取り付けられている。軸部３２ａの外周には、ねじりコイルバネにより構成された不図示のミラーアップバネが配置されている。ミラーアップバネは、ミラー駆動レバー３１を図5中の時計回り方向、すなわちクイックリターンミラー３０をアップさせる方向(撮影光路から退避させる方向)に付勢している。

ミラーカムギア３３は、シャッタ地板２９に設けられたミラーカムギア軸２９ｄに、これを中心として回動可能に取り付けられている。ミラーカムギア３３は、シャッタカムギア３６に直接噛み合っている。

ミラーカムギア３３に形成されたカム面３３ａは、ミラーカムギア３３の回動に応じて、ミラー駆動レバー３１に設けられた軸部３１ｂに当接してミラー駆動レバー３１を回動させる。

具体的には、ミラーカムギア３３のカム面３３ａは、クイックリターンミラー３０がアップ位置にある状態からミラー駆動レバー３１を図５中の反時計回り方向に回動させることによって、ミラーアップバネ(つまりはクイックリターンミラー３０)をチャージする。このチャージ動作は、モータ４１の回転力が減速ギア列４２を介してミラーカムギア３３とシャッタカムギア３６に伝達されることで行われる。

次に、シャッタ４の動作について説明する。まず、カメラ１が、ライブビュー表示状態からＳＷ２ＯＮに応じて撮影を行うライブビューモードでのシャッタ４の動作について、図５および図７〜図１１を用いて説明する。

図５の状態でモードダイアル５によってライブビューモードが選択されると、システム制御部１４は先幕コイル３９ｂへの通電を開始するとともに、モータ４１を回転させる。モータ４１の回転によりミラーカムギア３３は時計回り方向に、シャッタカムギア３６は反時計回り方向にそれぞれ回転する。これにより、図７に示すように、ミラー駆動レバー３１の軸部３１ｂがカム面３３ａのボトム部に落ちる(カムボトム状態になる)ことによって、ミラー駆動レバー３１はクイックリターンミラー３０を跳ね上げる。

また、先幕駆動レバー３４に設けられた先幕チャージコロ３４ａは、シャッタカムギア３６の先幕カム部３６ａに当接した状態から先幕カム傾斜部３６ｂに当接する状態へと移る。これにより、先幕駆動レバー３４のチャージ解除動作が行われ、先幕駆動レバー３４が徐々に走行駆動待機状態に移行する。この状態でモータ４１は停止する。一方、後幕駆動レバー３５の後幕チャージコロ３５ａは後幕カム部３６ｃに当接した状態にある。

図７の状態で先幕コイル３９ｂへの通電がカットされると、先幕駆動レバー３４が先幕駆動バネの付勢力によって先幕羽根群３４ｃを走行させ、図８のライブビュー表示状態に移行する。ライブビュー表示状態では、後幕チャージコロ３５ａは後幕カム部３６ｃに乗っているため、後幕コイル４０ｂへの通電は不要であり、これにより電力消費を少なくすることができる。

ライブビュー表示状態では、撮像素子１０上に形成された被写体像に対応する動画像が画像表示部６に表示される。

ライブビュー表示状態にてレリーズボタン３が全押し操作されると(ＳＷ２ＯＮ)、システム制御部１４は、後幕コイル４０ｂへの通電を開始するとともに、モータ４１を回転させる。これにより、ミラーカムギア３３は時計回り方向に、シャッタカムギア３６は反時計回り方向にそれぞれ回転し、図９の状態に移行する。

その後、システム制御部１４は、測光結果に応じて設定したシャッタ秒時に対応する電荷蓄積時間の間、撮像素子１０の露光(電荷蓄積)を行わせる。そして、後幕コイル４０ｂの通電をカットすることで図１０の状態に移行する（以下、この撮影方法をハイブリッド撮影という）。

撮像素子１０の露光終了後、システム制御部１４はモータ４１を回転させてチャージ動作を行わせ、図５および図７に示す状態を経て図８に示すライブビュー表示状態に戻る。

図１１には、ミラーカムギア３３およびシャッタカムギア３６のカム形状(カム線図)と、モータ４１の駆動タイミングとを示す。図５に示すカメラ停止位相（第１の位相）は、カム線図の０°〜７０°の範囲に相当し、ミラーカムギア３３のカム面３３ａ、シャッタカムギア３６の先幕カム部３６ａおよび後幕カム部３６ｃは全てカムトップ状態になっている。

各カムギアがカム線図の７０°から８５°の位相に回転することにより、ミラーカムギア３３のカム面３３ａはミラー駆動レバー３１の軸部３１ｂの回動軌跡から退避する。これにより、クイックリターンミラー３０のアップ動作が行われる。また、シャッタカムギア３６の先幕カム傾斜部３６ｂが先幕チャージコロ３４ａの回動軌跡から退避することで、先幕駆動レバー３４のチャージ解除動作(以下、単に先幕解除ともいう)が行われる。これにより、各カムギアがカム線図の８５°〜１０５°の間で示されるライブビュー位相（第２の位相）に移行する。

シャッタカムギア３６が１０５°から１３５°の位相に回転することにより、シャッタカムギア３６の後幕カム傾斜部３６ｄは後幕チャージコロ３５ａの回動軌跡から退避する。これにより、後幕駆動レバー３５のチャージ解除動作(以下、単に後幕解除もという)が行われる。このようにして、ライブビュー位相から１３５°〜１８５°の範囲の撮影位相（第３の位相）に移行する。１８５°から３６０°までの間では、各カムギアは順次カムボトム状態からカムトップ状態へと移行し、チャージ動作を行う。

ここで、カメラ停止位相から撮影位相に直接移行する際にモータ４１に印加される電圧と、カメラ停止位相からライブビュー位相に移行する際にモータ４１に印加される電圧とが同じであるとすると、ライブビュー位相は撮影位相と同程度の角度幅が必要となる。

一方、本実施例では、カメラ停止位相から撮影位相に直接移行する際にモータ４１に印加される電圧に比べて、カメラ停止位相からライブビュー位相に遷移する際にモータ４１に印加される電圧を低くしている。これにより、各カムギアがライブビュー位相で停止する際の各カムギアのオーバーランを小さくしている。オーバーランが小さいため、ライブビュー位相の幅を小さくすることができる。したがって、カメラ停止位相から撮影位相までの間隔（７０°〜１３５°）は、モータ４１に印加する電圧の切り替えを行わないときに比べて小さく設定されるので、通常撮影時のレリーズタイムラグの増加が抑えられる。このとき、公知のＰＷＭ制御を用いてモータ４１に印加される実効電圧を低くしてもよい。

つぎに、光学ファインダ７で被写体を観察しながら撮影するモード（通常撮影モード）でのシャッタ４の動作について、図５、図７、図９、図１０および図１２を用いて説明する。

図５の状態でレリーズボタン３が全押しされると、システム制御部１４は、先幕コイル３９ｂおよび後幕コイル４０ｂへの通電を開始する。また、これとともに、モータ４１を回転させ、ミラーカムギア３３を時計回り方向に、シャッタカムギア３６を反時計回り方向にそれぞれ回転させる。これにより、ミラー駆動レバー３１の軸部３１ｂがカム面３３ａのボトムに落ちる(カムボトム状態になる)ことによって、ミラー駆動レバー３１はクイックリターンミラー３０を跳ね上げる。

また、先幕チャージコロ３４ａは、シャッタカムギア３６の先幕カム部３６ａから先幕カム傾斜部３６ｂへと移り、先幕カム傾斜部３６ｂで徐々に退避動作されてチャージが解除され、図７に示す先幕羽根群３４ｃの走行待機状態へと移行する。図７において、先幕アマチャ３７が電磁的に吸着保持されているため、先幕駆動レバー３４は回転しない。

続いて、後幕チャージコロ３５ａは、シャッタカムギア３６の後幕カム部３６ｃから後幕カム傾斜部３６ｄへと移り、後幕カム傾斜部３６ｄで徐々に退避動作されてチャージが解除される。これにより、図１２に示す先幕羽根群３４ｃおよび後幕羽根群３５ｃの走行待機状態へと移行する。ここでモータ４１は停止する。図１２においで、後幕アマチャ３８が電磁的に吸着保持されているため、後幕駆動レバー３５は回転しない。

ここで、モータ４１は、通常撮影モードでは、図１１に示すカム線図の第１の位相から第３の位相まで回転し続ける。図１３は、モータ４１を駆動したときの時間と回転数を表す。また、図１３には、先幕解除、第２の位相および後幕解除のタイミングを示している。このように、モータ４１の回転速度は、動き始めの第１の位相から第２の位相（先幕解除）の間より、動き始めてから所定時間後の第２の位相から第３の位相（後幕解除）の間の方が大きい。

仮に先幕カム傾斜部３６ｂが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲と後幕カム傾斜部３６ｄが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲とを同一とすると、後幕駆動レバー３５のチャージ解除動作時の衝撃は、先幕駆動レバー３４と比較して、後幕チャージコロ３５ａの後幕カム傾斜部３６ｄに沿った移動時間が短い分、大きくなる。後幕駆動レバー３５のチャージ解除動作時の衝撃が大きく、後幕アマチャ３８が電磁的に吸着されていない場合は露光が途中で終了してしまう。このため、後幕アマチャ３８の電磁的吸着による保持を確実に行うために後幕カム傾斜部３６ｄが形成される角度範囲を大きくし、かつ先幕カム傾斜部３６ｂおよび後幕カム傾斜部３６ｄを同一形状に形成すると、先幕駆動レバー３４のチャージ解除動作の時間が長くなり、この結果、レリーズタイムラグが長くなってしまう。

本実施例では、先幕駆動レバー３４と後幕駆動レバー３５のチャージ解除動作時の衝撃を同等に抑えつつ、先幕カム傾斜部３６ｂが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲を後幕カム傾斜部３６ｄが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲よりも小さく設定している。先幕カム傾斜部３６ｂおよび後幕カム傾斜部３６ｄのカムリフト量は同一である。具体的には、図５および図１１のカム線図のように、先幕カム傾斜部３６ｂが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲を１５°に、後幕カム傾斜部３６ｄが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲を３０°にそれぞれ設定している。これにより、先幕カム傾斜部３６ｂの距離が短い分、レリーズタイムラグを短くすることができる。

なお、先幕カム傾斜部３６ｂが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲と後幕カム傾斜部３６ｄが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲は、次のように決定される。チャージ解除動作時の衝撃には、駆動レバーや羽根群の質量やオーバーチャージ状態から走行駆動待機状態となる駆動レバーの回転角度、チャージ解除時間といった複数の要素が関係している。本実施例では、先幕解除時と後幕解除時とで各電磁石と各アマチャが該衝撃に耐えて吸着状態を維持するのに必要な最小の電磁力が同一となるように、先幕カム傾斜部３６ｂが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲と後幕カム傾斜部３６ｄが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲を決定する。ここにいう電磁力が同一とは、同一とみせる程度の小さい差しか有さない場合も含む。

その後、システム制御部１４は、設定されたシャッタ秒時に対応する時間間隔を設けて、先幕コイル３９ｂおよび後幕コイル４０ｂの通電をオフにする。先幕コイル３９ｂの通電がオフされることにより、先幕駆動レバー３４が反時計回り方向に回転し、図９の先幕走行完了状態となる。後幕コイル４０ｂの通電がオフされることにより、後幕駆動レバー３５が反時計回り方向に回転し、図１０の後幕走行完了状態となる。

撮像素子１０の露光終了後、システム制御部１４はモータ４１を回転させ、ミラーカムギア３３を時計回り方向に、シャッタカムギア３６を反時計回り方向に回転させる。この回転により、カム面３３ａが軸部３１ｂを、カム部３６ａ，３６ｃが先幕チャージコロ３４ａおよび後幕チャージコロ３５ａを押してチャージ動作を行う。これにより、図１０の状態から図５の状態に戻る。

次に、本発明の実施例２について、図１４および図１５を用いて説明する。図１４は、オーバーチャージ状態、すなわちカメラが停止している状態を示している。なお、本実施例において、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同一符号を付してその説明を省略する。また、図５、図７〜１０および図１２に示したシャッタ４の動作は、本実施例においても同じであり、その説明は省略する。

本実施例のシャッタカムギア３６の先幕カム傾斜部３６ｂと後幕カム傾斜部３６ｄは同一の角度範囲に形成されている。具体的には、図１５にカム線図に示すように、先幕カム傾斜部３６ｂが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲も後幕カム傾斜部３６ｄが形成されるシャッタカムギア３６の角度範囲も１５°に設定している。

一方、本実施例では、図１５に示すように、後幕解除時(後幕駆動レバー３５をチャージ完了位置から走行駆動待機位置に移行させる際)のモータ４１の駆動にＰＷＭ制御を用いてモータ４１に印加する実効電圧を低くしている。すなわち、後幕解除時のシャッタカムギア３６の回動速度を先幕解除時(先幕駆動レバー３４をチャージ完了位置から走行駆動待機位置に移行させる際)の回動速度とは異ならせ(低速とし)、後幕駆動レバー３５のチャージ解除時間を長くしている。これにより、後幕解除時に後幕電磁石４０および後幕アマチャ３８に作用する衝撃を抑えている。このＰＷＭ制御におけるデューティー比は、以下のように決定される。すなわち、後幕解除時に衝撃に耐えて後幕電磁石４０と後幕アマチャ３８が吸着状態を維持するために必要な最小の電磁力が、先幕解除時に先幕電磁石３９と先幕アマチャ３７が吸着状態を維持するために必要な最小の電磁力と同一となるように設定される。ここにいう電磁力が同一とは、同一とみせる程度の小さい差しか有さない場合も含む。

本実施例によれば、実施例１の効果と同様の効果を得ることができるとともに、後幕解除時のシャッタカムギア３６のカム角度を小さくできるために、その分を他のシーケンスに使うことができる。例えば、チャージ動作の角度を長くしてチャージ動作においてモータ４１に印加する電圧(または電流)を低くすることができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

ライブビュー表示中の電力消費が少なく、レリーズタイムラグも短いフォーカルプレンシャッタ装置およびこれを備えた撮像装置を提供できる。

１カメラ
２撮影レンズ
４フォーカルプレンシャッタ装置
３４先幕駆動レバー
３４ａ先幕チャージコロ
３５後幕駆動レバー
３５ａ後幕チャージコロ
３６シャッタカムギア
３６ａ先幕カム部
３６ｂ先幕カム傾斜部
３６ｃ先幕カム部
３６ｄ先幕カム傾斜部
３７先幕アマチャ
３８後幕アマチャ
３９先幕電磁石
４０後幕電磁石
４１モータ

Claims

先幕羽根群と、
後幕羽根群と、
付勢部材による付勢力を受けて、前記先幕羽根群および前記後幕羽根群をそれぞれ走行駆動する先幕駆動部材および後幕駆動部材と、
前記付勢部材がチャージされた状態で前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材をそれぞれ電磁力を用いて保持する先幕電磁保持機構および後幕電磁保持機構と、
モータと、
該モータによって一方向に回動され、前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材のフォロワ部に当接して、該先幕駆動部材および該後幕駆動部材の前記付勢部材のチャージ方向への駆動と、該チャージ方向への駆動が完了するチャージ完了位置から走行駆動待機位置への移行とをそれぞれこの順で行わせる先幕カムおよび後幕カムが形成されたカム部材とを有し、
前記先幕カムおよび前記後幕カムはそれぞれ、前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材を前記チャージ完了位置から前記走行駆動待機位置に移行させるための傾斜部を有しており、
前記カム部材の回動方向において、前記先幕カムの前記傾斜部が形成される前記カム部材の角度範囲は、前記後幕カムの前記傾斜部が形成される前記カム部材の角度範囲より小さいことを特徴とするフォーカルプレンシャッタ装置。
前記先幕カムの前記傾斜部が形成される前記カム部材の角度範囲および前記後幕カムの前記傾斜部が形成される前記カム部材の角度範囲は、前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材を前記チャージ完了位置から前記走行駆動待機位置に移行させる際に前記先幕電磁保持機構および前記後幕電磁保持機構において前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材の保持に必要となる電磁力が同一となるように設定され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ンシャッタ装置。
先幕羽根群と、
後幕羽根群と、
付勢部材による付勢力を受けて、前記先幕羽根群および前記後幕羽根群をそれぞれ走行駆動する先幕駆動部材および後幕駆動部材と、
前記付勢部材がチャージされた状態で前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材をそれぞれ電磁力を用いて保持する先幕電磁保持機構および後幕電磁保持機構と、
モータと、
該モータによって一方向に回動され、前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材のフォロワ部に当接して、該先幕駆動部材および該後幕駆動部材の前記付勢部材のチャージ方向への駆動と、該チャージ方向への駆動が完了するチャージ完了位置から走行駆動待機位置への移行とをそれぞれこの順で行わせる先幕カムおよび後幕カムが形成されたカム部材と、
前記モータを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材を前記チャージ完了位置から前記走行駆動待機位置に移行させる際に前記先幕電磁保持機構および前記後幕電磁保持機構において前記先幕駆動部材および前記後幕駆動部材の保持に必要となる電磁力が同一となるように、前記先幕カムにより前記先幕駆動部材が駆動されるときと前記後幕カムにより前記後幕駆動部材が駆動されるときとで前記モータの回動速度を異ならせることを特徴とするフォーカルプレンシャッタ装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載のフォーカルプレンシャッタ装置と、
該フォーカルプレンシャッタ装置により露光量が制御される撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。