JP2018112603A - シャッタ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連写速度を向上させることが可能なシャッタ装置を提供する。
【解決手段】電子先幕方式のシャッタ装置（２０２）であって、開口（１ｚ）への入射光を遮光するように第一方向に移動する第一羽根群（６１）と、開口への入射光を遮光するように第一方向とは逆の第二方向に移動する第二羽根群（６２）と、第一羽根群を移動させる第一羽根レバー（７）と、第二羽根群を移動させる第二羽根レバー（８）と、第一羽根群が開口を閉じるように第一羽根レバーを駆動する第一駆動レバー（３）と、第二羽根群が開口を閉じるように第二羽根レバーを駆動する第二駆動レバー（４）と、第一駆動レバーをチャージする第一カム部材（４３）と、第二駆動レバーをチャージする第二カム部材（４４）とを有し、第一駆動レバーが第一カム部材によりチャージされた後、第二カム部材によりチャージされた第二駆動レバーは第二カム部材から離れる。
【選択図】図２（ｂ）

Description

本発明は、電子先幕方式のシャッタ装置に関する。

従来から、撮像素子とフォーカルプレーンシャッタとを有する撮像装置を用いて被写体を撮像する際の露出制御方法として、撮像素子が受光する光の蓄積時間を制御する方法が知られている。特許文献１には、電子先幕とフォーカルプレーンシャッタの後羽根とを用いて撮像素子が受光する光の蓄積時間を制御する撮像装置が開示されている。

特開２０１５−２２０００号公報

しかしながら、特許文献１の撮像装置では、撮像素子における電荷蓄積が完了してから電荷を読み出すまでの間に、撮像素子への光をフォーカルプレーンシャッタの後羽根を用いて遮光する必要がある。すなわち、特許文献１の撮像装置では、連写の際に、１回目の撮像に対応する撮像素子の読み出し終了前に、フォーカルプレーンシャッタの駆動レバーをセット解除状態にする必要がある。そして、読み出し終了後にフォーカルプレーンシャッタの後羽根を走行して開口が開いてから、２回目の撮像を行う。したがって、特許文献１の撮像装置では、後羽根が走行してから２回目の撮像までの動作を安定させるための期間（安定期間）を設ける必要があり、連写速度の向上は困難である。

そこで本発明の目的は、電子先幕とフォーカルプレーンシャッタの後羽根とを備えたシャッタ装置を用いて連写を実行する際に、連写速度を向上させることである。

本発明の一側面としてのシャッタ装置は、電子先幕方式のシャッタ装置であって、開口への入射光を遮光するように第一方向に移動する第一羽根群と、前記開口への前記入射光を遮光するように前記第一方向とは逆の第二方向に移動する第二羽根群と、前記第一羽根群を移動させる第一羽根レバーと、前記第二羽根群を移動させる第二羽根レバーと、前記第一羽根群が前記開口を閉じるように前記第一羽根レバーを駆動する第一駆動レバーと、前記第二羽根群が前記開口を閉じるように前記第二羽根レバーを駆動する第二駆動レバーと、前記第一駆動レバーをチャージする第一カム部材と、前記第二駆動レバーをチャージする第二カム部材とを有し、前記第一駆動レバーが前記第一カム部材によりチャージされた後、前記第二カム部材によりチャージされた前記第二駆動レバーは前記第二カム部材から離れる。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、電子先幕とフォーカルプレーンシャッタの後羽根を備えたシャッタ装置を用いて連写を実行する際に、連写速度を向上させることができる。

本実施形態における撮像装置のブロック図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタを撮像素子側から見た分解斜視図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタを被写体側から見た分解斜視図である。 本実施形態において、撮像素子側から見た、後羽根、羽根レバー、駆動レバー、および、駆動緊定レバーの分解斜視図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの第一後羽根と第二後羽根による連写露光時の動作タイミングを示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの動作を示す図である。 本実施形態におけるフォーカルプレーンシャッタの第一チャージカムギアおよび第二チャージカムギアのそれぞれの位相角度とモータに要するトルクとの関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態における撮像装置について説明する。図１は、撮像装置２００のブロック図である。撮像装置２００は、電子先幕方式の撮像装置であり、撮像素子２０３を有する撮像装置本体と、撮像装置本体に着脱可能な撮像レンズ２０１（交換レンズ、レンズ装置）とを備えて構成される。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、撮像レンズと撮像装置本体とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。

撮像レンズ２０１（撮像光学系）からの被写体光は、撮像素子２０３に向かう。撮像レンズ２０１（レンズ装置）は、絞りを有していてもよい。撮像素子２０３は、ＣＭＯＳイメージセンサなどを有し、撮像レンズ２０１（レンズ装置）により形成された被写体像（光学像）を光電変換する。撮像素子２０３に対して物体側に配置されたフォーカルプレーンシャッタ２０２（シャッタ装置）は、第一後羽根６１（第一羽根群）および第二後羽根６２（第二羽根群）を有する。ＣＰＵ２０４（制御手段）は、シャッタ駆動回路２０５を介して、フォーカルプレーンシャッタ２０２（第一後羽根６１および第二後羽根６２）の動作（移動の開始タイミング）を制御する。またＣＰＵ２０４は、後述のように、垂直駆動変調回路２０８による走査パターンを制御する。

第一スイッチ２１０（ＳＷ１）は撮像準備を開始するためのスイッチであり、第二スイッチ２１１（ＳＷ２）は撮像を開始するためのスイッチである。第一スイッチ２１０および第二スイッチ２１１は、２段スイッチとして構成されており、第一ストロークで第一スイッチ２１０がＯＮし、第二ストロークで第二スイッチ２１１がＯＮする。

レンズ制御手段２１５は、撮像レンズ２０１の焦点距離、絞り径（絞り値）、射出瞳径、射出瞳と撮像素子２０３との間の距離などの撮影条件情報（レンズ装置の状態に関する情報、すなわちレンズ情報）をＣＰＵ２０４に出力する。またレンズ制御手段２１５は、ＣＰＵ２０４からの指示に応じて、撮像レンズ２０１（絞りを含む）の動作（駆動）を制御する。ＣＰＵ２０４は、信号処理回路２０９、垂直駆動変調回路２０８（走査手段）、シャッタ駆動回路２０５、および、レンズ制御手段２１５の制御および演算を行う。またＣＰＵ２０４は、パルス発生回路２０７を介して、走査クロック（水平駆動パルス）や所定の制御パルスを撮像素子２０３へ供給する。

パルス発生回路２０７にて発生した走査クロックのうち垂直走査用のクロックは、垂直駆動変調回路２０８により所定のクロック周波数に変調され、撮像素子２０３に入力される。垂直駆動変調回路２０８は、ＣＰＵ２０４の指令に基づいて、電子先幕としてのリセット走査の走査パターン（走査カーブ）を設定する。垂直駆動変調回路２０８は、電子先幕としての走査手段であり、リセット走査の走査パターンを決定する。垂直駆動変調回路２０８は、ＣＰＵ２０４の指令に基づいて、上から下への方向ないし下から上への方向に順に蓄積電荷のリセット走査、すなわち、撮像素子２０３の画素ごとに電荷蓄積を開始する走査を行う。

パルス発生回路２０７は、信号処理回路２０９にもクロック信号を出力する。信号処理回路２０９は、撮像素子２０３から読み出された信号に対して所定の処理（色処理やガンマ補正など）を施すことにより、画像データを生成する。記録媒体２１２は、信号処理回路２０９により処理された画像データを記録する。表示部２１３は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などを有し、撮像した画像や各種メニュー画面などを表示する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１４は、信号処理回路２０９に接続され、画像データなどを一時的に記憶する記憶手段である。

次に、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して、フォーカルプレーンシャッタ２０２について説明する。フォーカルプレーンシャッタ２０２は、羽根部と駆動部に分けられる。まず、図２（ａ）を参照して、フォーカルプレーンシャッタ２０２の羽根部について説明する。図２（ａ）は、フォーカルプレーンシャッタ２０２を撮像素子２０３側（像面側）から見た分解斜視図である。

シャッタ地板１および補助地板２にはそれぞれ類似した形状のアパチャ１ｚおよびアパチャ２ｚ（開口）が形成されており、２つのアパチャ１ｚ、２ｚを重ね合わせた長方形の露光開口が、シャッタを通過する光束を規定している。シャッタ地板１の撮像素子２０３側には、補助地板２が取り付けられており、その間に羽根用の走行スペースが形成されている。この走行スペースは更に二つに分かれている。すなわち、シャッタ地板１と中間板６４の間には、第二後羽根６２の走行スペースが形成されており、補助地板２と中間板６４の間には、第一後羽根６１の走行スペースが形成されている。

第二後羽根６２は、主アーム６２ｅ、サブアーム６２ｆ、１番羽根６２ａ、２番羽根６２ｂ、３番羽根６２ｃ、および４番羽根６２ｄによって平行リンクを形成している。第一後羽根６１も同様に、主アーム６１ｅ、サブアーム６１ｆ、１番羽根６１ａ、２番羽根６１ｂ、３番羽根６１ｃ、および４番羽根６１ｄによって平行リンクを形成している。シャッタ地板１には、撮像素子２０３側に複数の軸が立設されている。１ｈは主アーム回転軸、１ｉはサブアーム回転軸である。主アーム回転軸１ｈには、主アーム６１ｅおよび主アーム６２ｅが回転可能に取り付けられている。サブアーム回転軸１ｉには、サブアーム６１ｆおよびサブアーム６２ｆが回転可能に取り付けられている。

スペーサ６６は、第二後羽根６２の平行リンクを形成する軸部とシャッタ地板１のスペースを確保する機能を有する。スペーサ６３は、第一後羽根６１の平行リンクを形成する軸部と補助地板２のスペースを確保する機能を有する。スペーサ６５は、第二後羽根６２と中間板のスペースを確保する機能を有する。６７は第一後羽根６１の第一戻しスプリング（第一復帰バネ）、６８は第二後羽根６２の第二戻しスプリング（第二復帰バネ）である。第一戻しスプリング６７および第二戻しスプリング６８は、アパチャ１ｚおよびアパチャ２ｚを光束が通過する開いた状態にするように、すなわち開口を開くように第一後羽根６１および第二後羽根６２をそれぞれ付勢している。

６１ａａは第一後羽根６１のスリット形成部であり、光束の通過終了タイミングを決定する役割を有する。スリット形成部６１ａａと電子先幕とを組み合わせて擬似的なスリットを形成する。撮像素子２０３を下から上に順次露光する場合、電子先幕は下から上に走査する。６２ａａは、第二後羽根６２のスリット形成部であり、光束の通過終了タイミングを決定する役割を有する。スリット形成部６２ａａと電子先幕とを組み合わせて擬似的にスリットを形成する。撮像素子２０３を上から下に順次露光する場合、電子先幕シャッタは上から下に走査する。本実施形態において、第一後羽根６１は、開口１ｚ（撮像素子２０３）への入射光を遮光するように第一方向に移動（走行）する。第二後羽根６２は、開口１ｚへの入射光を遮光するように第一方向とは逆の第二方向に移動する。

次に、図２（ｂ）および図２（ｃ）を参照して、フォーカルプレーンシャッタ２０２の駆動部について説明する。図２（ｂ）は、フォーカルプレーンシャッタ２０２を被写体側から見た分解斜視図である。図２（ｃ）は、説明を簡単にするために、撮像素子２０３側から見た、後羽根、羽根レバー、駆動レバー、および、駆動緊定レバーの分解斜視図である。

シャッタ地板１には、被写体側において、複数の軸および受け部が立設されている。１ａは駆動軸、１ｂは駆動緊定軸、１ｃは駆動緊定ストッパー軸、１ｄは羽根緊定軸、１ｅはヨーク受け部、１ｆはカムギア軸、１ｇは減速ギア軸である。駆動緊定ストッパー軸１ｃは、第一駆動緊定レバー５および第二駆動緊定レバー６の回転範囲を規制する。中間地板２３は、カムギア軸１ｆおよび減速ギア軸１ｇと嵌合し、強度部材として機能する。

第一羽根レバー７は、駆動軸１ａに回転可能に取り付けられており、第一後羽根６１を移動させる。第一羽根レバー７に設けられた駆動ピン７ｃは、メインアーム６１ｅと係合する。第一駆動レバー３は、第一羽根レバー７が取り付けられた後に駆動軸１ａに回転可能に取り付けられ、第一メインバネ５１（第一駆動バネ）の付勢力により、被写体側から見て反時計方向に付勢される。第一駆動レバー３の立ち曲げ部３ａは、第一羽根レバー７の当接部７ａに当接し、第一メインバネ５１の付勢力により第一羽根レバー７を押動し、第一後羽根６１が開口を閉じるように走行する。ローラ３ｃは、第一駆動レバー３に設けられたローラ軸３ｄに回転可能に取り付けられている。このように第一駆動レバー３は、第一後羽根６１が開口１ｚを閉じるように第一羽根レバー７を駆動する。また第一メインバネ５１は、開口１ｚを閉じるように第一駆動レバー３を付勢する。

第一駆動緊定レバー５は、駆動緊定軸１ｂに回転可能に取り付けられている。第一駆動緊定戻しバネ５５は、被写体側から見て反時計方向に付勢し、第一駆動緊定レバー５は第一駆動レバー３の走行軌跡に侵入する。そして、第一駆動緊定レバー５の立ち曲げ部５ｂは、第一駆動レバー３の係止部３ｂに当接し、第一駆動レバー３の走行を係止する。

第一羽根緊定レバー９（第一係止部材）は、第一マグネット１１と一体に形成され、羽根緊定軸１ｃに回転可能に取り付けられている。第一ヨーク１３は第一コイル１５を有し、ヨーク受け部１ｅに接着固定される。第一コイル１５に通電されると、第一ヨーク１３に磁界が発生し、第一マグネット１１が作動して第一羽根緊定レバー９が回転する。第一コイル１５への通電を一方向またはその逆方向に行うことで、第一羽根緊定レバー９は、被写体側から見て時計方向または反時計方向にそれぞれ回転をする。第一羽根緊定レバー９は、第一羽根レバー７が走行完了状態の場合に走行軌跡に侵入し、第一羽根レバー７の係止部７ｂと当接する。これにより第一羽根緊定レバー９は、第一戻しスプリング６７の付勢力に抗するように第一羽根レバー７を係止し、第一後羽根６１が開口を開こうとする動作を妨げる。

第二羽根レバー８は、駆動軸１ａに回転可能に取り付けられており、第二後羽根６２を移動させる。第二羽根レバー８に設けられた駆動ピン８ｃは、メインアーム６２ｅと係合する。第二駆動レバー４は、第二羽根レバー８が取り付けられた後に駆動軸１ａに回転可能に取り付けられ、第二メインバネ５２（第二駆動バネ）の付勢力により、被写体側から見て時計方向に付勢される。第二駆動レバー４の立ち曲げ部４ａは、第二羽根レバー８の当接部８ａに当接し、第二メインバネ５２の付勢力により第二羽根レバー８を押動し、第二後羽根６２が開口を閉じるように走行する。ローラ４ｃは、第二駆動レバー４に設けられたローラ軸４ｄに回転可能に取り付けられている。このように第二駆動レバー４は、第二後羽根６２が開口１ｚを閉じるように第二羽根レバー８を駆動する。また第二メインバネ５２は、開口１ｚを閉じるように第二羽根レバー８を付勢する。

第二駆動緊定レバー６は、駆動緊定軸１ｂに回転可能に取り付けられている。第二駆動緊定戻しバネ５６は、被写体側から見て時計方向に付勢し、第二駆動緊定レバー６は第二駆動レバー４の走行軌跡に侵入する。そして、第二駆動緊定レバー６の立ち曲げ部６ｂは、第二駆動レバー４の係止部４ｂに当接し、第二駆動レバー４の走行を係止する。

第二羽根緊定レバー１０（第二係止部材）は、第二マグネット１２と一体に形成され、羽根緊定軸１ｃに回転可能に取り付けられている。第二ヨーク１４は第二コイル１６を有し、ヨーク受け部１ｅに接着固定される。第二コイル１６に通電されると、第二ヨーク１４に磁界が発生し、第二マグネット１２が作動して第二羽根緊定レバー１０が回転する。第二コイル１６への通電を一方向またはその逆方向に行うことにより、第二羽根緊定レバー１０は被写体側から見て時計方向または反時計方向にそれぞれ回転をする。第二羽根緊定レバー１０は、第二羽根レバー８が走行完了状態の場合に走行軌跡に侵入し、第二羽根レバー８の係止部８ｂと当接する。これにより第二羽根緊定レバー１０は、第二戻しスプリング６８の付勢力に抗するように第二羽根レバー８を係止し、第二後羽根６２が開口を開こうとする動作を妨げる。

第一緩衝部材１７および第二緩衝部材１８はそれぞれ、ゴムなどにより成形され、シャッタ地板１に取り付けられる。第一緩衝部材１７および第二緩衝部材１８は、走行してきた駆動ピン７ｃおよび駆動ピン８ｃとそれぞれ衝突することにより、後羽根が開口を再露光しないように後羽根の走行エネルギーを熱へ変換して吸収する。

モータ４１は、シャッタ地板１に取り付けられている。減速ギア４２は、減速ギア軸１ｇに回転可能に取り付けられている。第一チャージカムギア４３（第一カム部材）および第二チャージカムギア４４（第二カム部材）は、カムギア軸１ｆに回転可能に取り付けられている。モータ４１からの回転力は、減速ギア４２、第二チャージカムギア４４、および、第一チャージカムギア４３の順に伝達される。第一チャージカムギア４３および第二チャージカムギア４４には、後述するカム面４３ａ、４４ａがそれぞれ形成されている。第一チャージカムギア４３および第二チャージカムギア４４は、第一メインバネ５１および第二メインバネ５２のそれぞれの付勢力に抗して第一駆動レバー３および第二駆動レバー４のセット位置（基準位置）へのチャージを行い、カムトップにて保持される。

上地板２４は、第一ロータユニット３４が回転可能に取り付けられた第一磁気回路ユニット３２、および、第二ロータユニット３５が回転可能に取り付けられた第二磁気回路ユニット３３を保持する。第一磁気回路ユニット３２および第二磁気回路ユニット３３は、モータに類する構成を有し、駆動レバーの動作タイミングを制御するアクチュエータとして機能する。すなわち、通電により、駆動レバーを係止する第一駆動緊定レバー５のカム作用部５ａおよび第二駆動緊定レバー６のカム作用部６ａを押動して係止を解除することにより、駆動レバー、羽根レバー、および、後羽根を走行させることができる。本実施形態では、２種類の後羽根のバネ付勢による走行方向は互いに逆方向であり、それに対応して、第一ロータユニット３４および第二ロータユニット３５の回転方向も互いに逆方向である。通電による回転の後、第一ロータユニット３４および第二ロータユニット３５はそれぞれ、第一ＭＧ戻しバネ３６および第二ＭＧ戻しバネ３７により初期位置に復帰させられる。

３１は、第一磁気回路ユニット３２および第二磁気回路ユニット３３の不図示のコイルと接続されて電気を供給する電気回路ユニットである。３１ａは、第二チャージカムギア４４の位相ブラシ４４ｄの位置を検出する位相検出部である。位相検出部３１ａは、第二チャージカムギア４４の回転位相に応じて、位相ブラシ４４ｄの接触位置が切り替わり、位相信号がＨＩＧＨまたはＬＯＷに切り替わる。

次に、図３および図４（ａ）〜図４（ｌ）を参照して、連写時のフォーカルプレーンシャッタ２０２の動作について説明する。図３は、フォーカルプレーンシャッタ２０２の第一後羽根６１と第二後羽根６２による連写露光時の１コマ目から２コマ目までの動作タイミングを示す図である。図４（ａ）〜図４（ｌ）は、フォーカルプレーンシャッタ２０２の動作タイミングの各ステップに対応する、フォーカルプレーンシャッタ２０２の状態を被写体側から見た図であり、説明を簡単にするために各ステップにて動作する部材のみを示している。

図４（ａ）〜図４（ｌ）において、４３ａは第一チャージカムギア４３のカム面、４４ａは第二チャージカムギア４４のカム面であり、点線範囲のカム面は後述するアシスト部および再チャージ部である。また、各部材の回転方向は、被写体側から見た場合における時計方向または反時計方向として規定される。

撮像装置２００の待機状態において、図４（ａ）に示されるように、第一駆動レバー３および第二駆動レバー４は、第一チャージカムギア４３および第二チャージカムギア４４のカム面４３ａ、４４ａのカムトップにて保持され、セット状態にある。第一羽根レバー７および第二羽根レバー８は、第一戻しバネ５５および第二戻しバネ５６の付勢力により当接部７ａ、８ａが立ち曲げ部３ａ、４ａに当接し、第一後羽根６１および第二後羽根６２がともに開口を開けた状態にある。

図３のステップＡにおいて、ユーザによるレリーズ動作（撮影開始の指示）として第二スイッチ２１１がＯＮされると、モータ４１が回転し、第一チャージカムギア４３が反時計方向に、第二チャージカムギア４４が時計方向にそれぞれ回転する。

ステップＢにおいて、モータ４１の回転が停止し、図４（ｂ）に示されるように、第一駆動レバー３は第一チャージカムギア４３のカム面４３ａから外れてセット解除となる。そして第一駆動レバー３は、第一駆動緊定レバー５の立ち曲げ部５ｂと係止部３ｂとが当接して走行前位置（第一走行開始位置）へ移行する。一方、第二駆動レバー４は、第二チャージカムギア４４のカムトップ面にて保持される。そして、モータ４１が停止した所定時間後に撮像素子２０３の第一後羽根６１の走行方向に合わせた上から下への電子先幕走査を行うことで、１コマ目の露光が開始する。ステップＢから所定時間の後にステップＣへ移行する。この所定時間は、撮像装置２００に設定された露光時間と略等しい。

ステップＣにおいて、第一磁気回路ユニット３２に通電され、第一ロータユニット３４は、回動して第一駆動緊定レバー５を時計方向に回転させるようにカム作用部５ａを押動する。第一駆動緊定レバー５の立ち曲げ部５ｂは、第一駆動レバー３の係止部３ｂの回転軌跡から退避する。これにより緊定が解除され、第一駆動レバー３は第一メインバネ５１の付勢力により反時計方向への走行を開始する。第一羽根レバー７は、立ち曲げ部３ａと当接部７ａとにより押動されて同時に走行し、駆動ピン７ｃに連結された第一後羽根６１は、羽根を展開する方向に動作を開始する。

ステップＤにおいて、第一磁気回路ユニット３２への通電が完了し、第一後羽根６１は、図４（ｃ）に示されるように、第一羽根レバー７の駆動ピン７ｃが第一緩衝部材１７と接触することにより走行を停止して走行完了となる。

ステップＥにおいて、撮像素子２０３は電荷蓄積を終了し、信号処理回路２０９への読み出しが開始される。また、第一コイル１５の通電が開始されて第一羽根緊定レバー９が回動する。

ステップＦにおいて、第一コイル１５への通電が終了し、図４（ｄ）に示されるように、第一羽根緊定レバー９が第一羽根レバー７の走行軌跡に侵入し、第一羽根レバー７の係止部７ｂと当接する。これにより、第一戻しスプリング６７の付勢によって第一後羽根６１が開口を開こうとする動作を係止する。

ステップＧにおいて、第一駆動レバー３のチャージが開始される。モータ４１が回転を開始し、第一チャージカムギア４３が反時計方向に、第二チャージカムギアが時計方向にそれぞれ回転する。ローラ３ｃが第一チャージカムギア４３のカム面４３ａに接触し、第一駆動レバー３がチャージされる。このとき第一羽根レバー７は、第一羽根緊定レバー９によって開口を開ける動作が係止されている。このため第一後羽根６１は開口を閉じたままとなり、撮像素子２０３の読み出し中の露光は発生しない。また、第二ロータユニット３５は回動して第二駆動緊定レバー６を反時計方向に回転するようにカム作用部６ａを押動する。第二駆動緊定レバー６の立ち曲げ部６ｂは、第二駆動レバー４の係止部４ｂの回転軌跡から退避する。これにより、緊定が解除され、第二駆動レバー４は第二メインバネ５２の付勢力により反時計方向に走行することが可能な状態になる。ただし、第二駆動レバー４は第二チャージカムギア４４のカムトップ面にて保持されているため、この時点では走行開始とはならない。

ステップＨにおいて、図４（ｅ）に示されるように、第一駆動レバー３のチャージがおおよそ完了する直前の状態となる。図４（ｅ）において、第二チャージカムギア４４のカム面４４ａの点線部は、アシスト部４４ｂ（第二傾斜部）および再チャージ部４４ｃ（第二チャージ部）である。アシスト部４４ｂは、カムトップから徐々に回転中心からの距離が小さくなるような傾斜形状を有する。第二チャージカムギア４４が回転して第二駆動レバー４のローラ４ｃがアシスト部４４ｂに掛かると、第二駆動レバー４は第二メインバネ５２の付勢力によりアシスト部４４ｂの形状に沿って走行する。このとき第一チャージカムギア４３は、第一駆動レバー３をチャージしているが、第二メインバネ５２の付勢力により第二駆動レバー４は走行しようとし、第二チャージカムギア４４には回転している時計方向に回転力が発生する。このため、第一駆動レバー３をチャージするために必要なトルクは低下する。

ここで、図５を参照して、第一チャージカムギア４３および第二チャージカムギア４４のそれぞれの位相角度とモータ４１に要するトルクとの関係について説明する。図５は、第一チャージカムギア４３および第二チャージカムギア４４のそれぞれの位相角度とモータ４１に要するトルクとの関係を示す図であり、位相角度とトルクとの関係を図３中のステップＧからステップＫまでの区間について模式的に示している。図５中の破線は、比較例として第二チャージカムギアにアシスト部および再チャージ部を設けていない場合を示し、実線は本実施形態の第二チャージカムギア４４を示している。

本実施形態では、第一チャージカムギア４３が第一駆動レバー３をチャージしている図５中の区間α（位相区間）において、第二チャージカムギア４４の第二駆動レバー４による回転力発生により、モータ４１に要するトルクは実線のように低下する。特に本実施形態において、アシスト部４４ｂの位相は、トルクが最大となる前後の位相を包含するように決定される。これにより、モータ４１の最大電流値を下げることができる。減速ギアの減速比は、撮像装置２００のなかでチャージ電流として許容される最大電流値に応じて決定される。したがって、アシスト部４４ｂにより最大電流値が低下した分、減速ギアの減速比を下げてチャージ時の最大電流値を破線トルク時相当となるように高速回転をすることで、第一チャージカムギア４３のチャージ時間を短くすることができる。その結果、撮像装置２００の高コマ速化を実現することが可能となる。

ステップＩにおいて、撮像素子２０３の信号処理回路２０９への読み出しが終了する。同時に、第一コイル１５への通電が開始され、第一羽根緊定レバー９が第一羽根レバー７の走行軌跡から退避して、第一戻しスプリング６７の付勢により第一後羽根６１が開口を開いていくように戻し走行を行う。図４（ｆ）に示されるように、第二駆動レバー４は、第二チャージカムギア４４のカム面のうち再び第二駆動レバー４をチャージする再チャージ部４４ｃ（第二チャージ部）により、カムトップとなるセット位置（第二基準位置）までチャージされる。

本実施形態において、アシスト部４４ｂと再チャージ部４４ｃとの切り替えは、第一羽根レバー７の開口開き始めと略同時に行われる。好ましくは、図４（ｆ）に示されるように、第二後羽根６２のスリット形成部６２ａａがアパチャ１ｚに現れる直前の位置で切り替えが行われるように構成される。これは、第一戻しスプリング６７の付勢により第一後羽根６１が開口を開いたときに第二後羽根がアパチャ１ｚを一部閉じていると、直後にライブビューとして撮像素子２０３により被写体像を取り込んだときに光束の一部を遮ってしまうためである。ただし、本実施形態はこれに限定されるものではなく、アシスト部４４ｂと再チャージ部４４ｃとの切り替えを、第二後羽根６２のスリット形成部６２ａａがアパチャ１ｚに現れる位置で行ってもよい。

ステップＪにおいて、図４（ｇ）に示されるように、第一戻しスプリング６７の付勢により第一後羽根６１が開口を開き終わり、第二駆動レバー４はセット位置（第一基準位置）までチャージされる。図５中の区間βは、ステップＩからステップＪまでの位相区間であり、第二チャージカムギア４４による第二駆動レバー４の再チャージが行われるため、トルクは再チャージのない破線で示される場合よりも増える。区間αにおいてトルクが減った積分値は、区間βでトルクが増える積分値に相当する。区間βでは、破線で示される場合の電流値よりも増えるが、区間αの最大電流値よりも十分に低く、前述のように減速ギアの減速比を下げることが可能である。

単写撮影の場合、ステップＪにてモータ４１の回転は停止し、第一チャージカムギア４３および第二チャージカムギア４４は、図４（ａ）の回転開始状態から略１８０度回転した位相となる。このとき第一駆動レバー３および第二駆動レバー４は、カムトップとなるセット位置にて保持される。単写撮影の場合、図４（ａ）および図４（ｇ）に示される２つの位相状態のいずれかにてモータ４１は停止し、開口を開いて撮像装置２００は待機状態となる。一方、連写撮影の場合、ステップＪにてモータ４１は停止することなく回転を続けて、ステップＫへ移行する。

ステップＫにおいて、モータ４１は回転を停止し、図４（ｈ）に示されるように、第二駆動レバー４は第二チャージカムギア４４のカム面４４ａから外れてセット解除となる。そして第二駆動レバー４は、第二駆動緊定レバー６の立ち曲げ部６ｂと係止部４ｂとが当接して走行前位置（第二走行開始位置）へ移行する。一方、第一駆動レバー３は、第一チャージカムギア４３のカムトップ面にて保持される。このとき第一後羽根６１は、第一戻しスプリング６７の付勢により開口を開けた直後であり、第一羽根レバー７が第一駆動レバー３に衝突することにより第一後羽根６１の走行は停止する。その後、第一後羽根６１は、図４（ｈ）中の矢印Ｙに示される走行方向において所定時間だけ揺動する。このため、従来は第一後羽根６１が走行してから次の撮影が可能になるまでの安定時間（所定期間）が必要となり、撮像装置の連写速度が遅かった。一方、本実施形態では、第一後羽根６１の安定を待つことなく、第二駆動レバー４はセット解除されて次の撮影が行われる。したがって、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ２０２は、一方の後羽根（第一後羽根６１）の戻し走行による安定時間を待つことなく、他方の後羽根（第二後羽根６２）の露光を開始することができる。このため、撮像装置２００の高コマ速化が可能である。

ステップＬにおいて、モータ４１が停止してから所定時間後に撮像素子２０３の第二後羽根６２の走行方向に合わせた下から上への電子先幕走査を行うことにより、２コマ目の露光が開始する。ステップＬから所定時間の後にステップＭへ移行する。この所定時間は、撮像装置２００に設定された露光時間と略等しい。

ステップＭにおいて、第二磁気回路ユニット３３に通電され、第二ロータユニット３５は回動して第二駆動緊定レバー６を反時計方向に回転するようにカム作用部６ａを押動する。第二駆動緊定レバー６の立ち曲げ部６ｂは、第二駆動レバー４の係止部４ｂの回転軌跡から退避する。これにより、緊定が解除され、第二駆動レバー４は第二メインバネ５２の付勢力によりで時計方向への走行を開始する。第二羽根レバー８は、立ち曲げ部４ａと当接部８ａとにより押動されて同時に走行し、駆動ピン８ｃに連結された第二後羽根６２は、羽根を展開する方向に動作を開始する。

ステップＮにおいて、第二磁気回路ユニット３３への通電は完了し、図４（ｉ）に示されるように、第二後羽根６２は駆動ピン８ｃが第二緩衝部材１８と接触することにより走行を停止して、走行完了となる。

ステップＯにおいて、撮像素子２０３は電荷蓄積を終了し、信号処理回路２０９への読み出しが開始される。また、第二コイル１６の通電が開始されて、第二羽根緊定レバー１０が回動する。

ステップＰにおいて、第二コイル１６への通電が終了し、図４（ｊ）に示されるように、第二羽根緊定レバー１０が第二羽根レバー８の走行軌跡に侵入し、第二羽根レバー８の係止部８ｂと当接する。これにより、第二戻しスプリング６８の付勢により第二後羽根６２が開口を開こうとする動作を係止する。

ステップＱにおいて、第二駆動レバー４のチャージが開始される。モータ４１が回転を開始し、第一チャージカムギア４３が反時計方向に、第二チャージカムギアが時計方向にそれぞれ回転する。ローラ４ｃが第二チャージカムギア４４のカム面４４ａに接触して、第二駆動レバー４がチャージされる。このとき第二羽根レバー８は、第二羽根緊定レバー１０により開口を開ける動作が係止されているため、第二後羽根６２は開口を閉じたままとなり、撮像素子２０３の読み出し中の露光は発生しない。また、第一ロータユニット３４は回動して第一駆動緊定レバー５を反時計方向に回転するようにカム作用部５ａを押動する。第一駆動緊定レバー５の立ち曲げ部５ｂは、第一駆動緊定レバー５の係止部５ｂの回転軌跡から退避する。これにより、緊定が解除され、第一駆動緊定レバー５は第一メインバネ５１の付勢力により反時計方向に走行することが可能な状態となる。ただし、第一駆動レバー３は第一チャージカムギア４３のカムトップ面にて保持されているため、この時点では走行開始とはならない。

ステップＲにおいて、図４（ｋ）に示されるように、第二駆動レバー４のチャージがおおよそ完了する直前である。図４（ｋ）において、第一チャージカムギア４３のカム面４３ａの点線領域は、アシスト部４３ｂ（第一傾斜部）および再チャージ部４３ｃ（第一チャージ部）である。アシスト部４３ｂは、カムトップから徐々に回転中心からの距離が小さくなるような傾斜形状を有する。第一チャージカムギア４３が回転して第一駆動レバー３のローラ３ｃがアシスト部４３ｂに掛かると、第一駆動レバー３は第一メインバネ５１の付勢力によりアシスト部４３ｂの形状に沿って走行する。このとき、第二チャージカムギア４４は第二駆動レバー４をチャージしているが、第一メインバネ５１の付勢力により第一駆動レバーは走行しようとし、第一チャージカムギア４３は回転している時計方向に回転力が発生する。このため、第二駆動レバー４をチャージするために必要なトルクが下がる。

なお、ステップＱ〜Ｕの区間についての第一チャージカムギア４３および第二チャージカムギア４４の位相角度とモータ４１に要するトルクとの関係は、図５を参照して説明したステップＧ〜Ｋの区間と同等であるので、その説明は省略する。

ステップＳにおいて、撮像素子２０３の信号処理回路２０９への読み出しが終了する。同時に、第二コイル１６への通電が開始され、第二羽根緊定レバー１０が第二羽根レバー８の走行軌跡から退避して、第二戻しスプリング６８の付勢により第二後羽根６２は開口を開いていくように戻し走行する。また、図４（ｌ）に示されるように、第一駆動レバー３は、第一チャージカムギア４３のカム面のうち再び第一駆動レバー３をチャージする再チャージ部４３ｃ（第一チャージ部）により、カムトップとなるセット位置（第一基準位置）までチャージされる。また、アシスト部４３ｂと再チャージ部４３ｃとの切り替えを、第二チャージカムギア４４と同様に、第二羽根レバー８の開口開き始めと略同時に行う。更に、図４（ｌ）に示されるように、第一後羽根６１のスリット形成部６１ａａがアパチャ１ｚに現れる直前で切り替えを行うように構成される。

ステップＴにおいて、図４（ａ）に示されるように、第二戻しスプリング６８の付勢により第二後羽根６２が開口を開き終わり、第一駆動レバー３はセット位置（第一基準位置）までチャージされる。第一チャージカムギア４３および第二チャージカムギア４４は、図４（ｇ）の回転開始状態から略１８０度回転した位相であり、第一駆動レバー３および第二駆動レバー４はカムトップとなるセット位置にて保持される。

ここで、連写撮影の２コマ目が終了する。更に連写撮影を行う場合には、ステップＢへ移行する。このとき第二後羽根６２は所定時間だけ揺動しているが、本実施形態では、第二後羽根６２の安定を待つことなく、第一駆動レバー３はセット解除されて次の撮影が行われる。これにより、撮像装置２００の高コマ速化が可能となる。

このように本実施形態において、第一駆動レバー３が第一チャージカムギア４３によりチャージされた後、第二チャージカムギア４４によりチャージされた第二駆動レバー４は第二チャージカムギア４４から離れる。同様に、第二駆動レバー４が第二チャージカムギア４４によりチャージされた後、第一チャージカムギア４３によりチャージされた第一駆動レバー３は第一チャージカムギア４３から離れる。好ましくは、第一チャージカムギア４３は、第一駆動レバー３をチャージして第一基準位置（セット位置）へ移動させ、第二チャージカムギア４４は、第二駆動レバー４をチャージして第二基準位置（セット位置）へ移動させる。第一駆動レバー３が第一チャージカムギア４３により第一基準位置へ移動した後、第二基準位置にある第二駆動レバー４は、第二チャージカムギア４４から離れ、第二後羽根６２が開口１ｚを閉じるための第二走行開始位置（走行前位置）へ移行する。また好ましくは、第二駆動レバー４が第二チャージカムギア４４により第二基準位置へ移動した後、第一基準位置にある第一駆動レバー３は、第一チャージカムギア４３から離れ、第一後羽根６１が開口１ｚを閉じるための第一走行開始位置（走行前位置）へ移行する。また好ましくは、第一羽根緊定レバー９の係止が解除されて第一戻しスプリング６７の付勢力により第一後羽根６１が開口１ｚを開く動作を完了する前に、第二駆動レバー４は、第二基準位置から第二走行開始位置へ移行する。また好ましくは、第二羽根緊定レバー１０の係止が解除されて第二戻しスプリング６８の付勢力により第二後羽根６２が開口１ｚを開く動作を完了する前に、第一駆動レバー３は、第一基準位置から第一走行開始位置へ移行する。

以上のように、本実施形態の撮像装置では、駆動レバーおよび羽根レバーがそれぞれ２つ設けられている。また、１コマ目の撮像装置の読み出し完了後に一方の羽根レバーを戻し走行し、その間に他方の駆動レバーおよび羽根レバーをセット解除して２コマ目の撮影を直ぐに行うことができるように構成される。このような構成により、高コマ速化が可能となる。また本実施形態では、一方の駆動レバーをチャージしている間に、他方の駆動レバーをセット位置からカムギアに沿わせながら所定位置まで走行させる。これにより、モータの要するトルクを下げ、より減速比を高速側に設定することで、更なる高コマ速化が可能となる。このため本実施形態によれば、電子先幕とフォーカルプレーンシャッタの後羽根を備えたシャッタ装置を用いて連写を実行する際に、連写速度を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

３ 第一駆動レバー
４ 第二駆動レバー
７ 第一羽根レバー
８ 第二羽根レバー
４３ 第一チャージカムギア（第一カム部材）
４４ 第二チャージカムギア（第二カム部材）
６１ 第一後羽根（第一羽根群）
６２ 第二後羽根（第二羽根群）
２０２ フォーカルプレーンシャッタ（シャッタ装置）

Claims (13)

1. 電子先幕方式のシャッタ装置であって、
   開口への入射光を遮光するように第一方向に移動する第一羽根群と、
   前記開口への前記入射光を遮光するように前記第一方向とは逆の第二方向に移動する第二羽根群と、
   前記第一羽根群を移動させる第一羽根レバーと、
   前記第二羽根群を移動させる第二羽根レバーと、
   前記第一羽根群が前記開口を閉じるように前記第一羽根レバーを駆動する第一駆動レバーと、
   前記第二羽根群が前記開口を閉じるように前記第二羽根レバーを駆動する第二駆動レバーと、
   前記第一駆動レバーをチャージする第一カム部材と、
   前記第二駆動レバーをチャージする第二カム部材と、を有し、
   前記第一駆動レバーが前記第一カム部材によりチャージされた後、前記第二カム部材によりチャージされた前記第二駆動レバーは前記第二カム部材から離れる、ことを特徴とするシャッタ装置。
2. 前記第二駆動レバーが前記第二カム部材によりチャージされた後、前記第一カム部材によりチャージされた前記第一駆動レバーは前記第一カム部材から離れる、ことを特徴とする請求項１に記載のシャッタ装置。
3. 前記第一カム部材は、前記第一駆動レバーをチャージして第一基準位置へ移動させ、
   前記第二カム部材は、前記第二駆動レバーをチャージして第二基準位置へ移動させ、
   前記第一駆動レバーが前記第一カム部材により前記第一基準位置へ移動した後、前記第二基準位置にある前記第二駆動レバーは、前記第二カム部材から離れ、前記第二羽根群が前記開口を閉じるための第二走行開始位置へ移行することを特徴とする請求項１または２に記載のシャッタ装置。
4. 前記第二駆動レバーが前記第二カム部材により前記第二基準位置へ移動した後、前記第一基準位置にある前記第一駆動レバーは、前記第一カム部材から離れ、前記第一羽根群が前記開口を閉じるための第一走行開始位置へ移行することを特徴とする請求項３に記載のシャッタ装置。
5. 前記開口を開くように前記第一羽根群を付勢する第一復帰バネと、
   前記開口を開くように前記第二羽根群を付勢する第二復帰バネと、
   前記第一復帰バネの付勢力に抗するように前記第一羽根レバーを係止する第一係止部材と、
   前記第二復帰バネの付勢力に抗するように前記第二羽根レバーを係止する第二係止部材と、
   前記開口を閉じるように前記第一駆動レバーを付勢する第一駆動バネと、
   前記開口を閉じるように前記第二駆動レバーを付勢する第二駆動バネと、を更に有し、
   前記第一係止部材の係止が解除されて前記第一復帰バネの付勢力により前記第一羽根群が前記開口を開く動作を完了する前に、前記第二駆動レバーは、前記第二基準位置から前記第二走行開始位置へ移行することを特徴とする請求項３または４に記載のシャッタ装置。
6. 前記第二係止部材の係止が解除されて前記第二復帰バネの付勢力により前記第二羽根群が前記開口を開く動作を完了する前に、前記第一駆動レバーは、前記第一基準位置から第一走行開始位置へ移行することを特徴とする請求項５に記載のシャッタ装置。
7. 第一カム部材は、前記第二カム部材が前記第二駆動バネの付勢力に抗して前記第二駆動レバーをチャージしている間に、前記第一駆動バネにより前記第一駆動レバーが前記第一基準位置から所定位置まで走行するための第一傾斜部を有することを特徴とする請求項５または６に記載のシャッタ装置。
8. 第二カム部材は、前記第一カム部材が前記第一駆動バネの付勢力に抗して前記第一駆動レバーをチャージしている間に、前記第二駆動バネにより前記第二駆動レバーが前記第二基準位置から所定位置まで走行するための第二傾斜部を有することを特徴とする請求項７に記載のシャッタ装置。
9. 前記第一カム部材の前記第一傾斜部は、前記第二カム部材が前記第二駆動バネの付勢力に抗して前記第二駆動レバーを前記第二基準位置までチャージするのに要するトルクが最大となる位相を含むことを特徴とする請求項７または８に記載のシャッタ装置。
10. 前記第二カム部材の前記第二傾斜部は、前記第一カム部材が前記第一駆動バネの付勢力に抗して前記第一駆動レバーを前記第一基準位置までチャージするのに要するトルクが最大となる位相を含むことを特徴とする請求項８に記載のシャッタ装置。
11. 前記第一カム部材は、前記第一駆動レバーをチャージして前記所定位置から前記第一基準位置へ移行するための第一チャージ部を有することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
12. 前記第二カム部材は、前記第二駆動レバーをチャージして前記所定位置から前記第二基準位置へ移行するための第二チャージ部を有することを特徴とする請求項１１に記載のシャッタ装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のシャッタ装置と、
    撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、
    前記撮像素子の画素ごとに電荷蓄積を開始する走査を行う走査手段と、
    前記第一羽根群および前記第二羽根群のそれぞれの移動の開始タイミング、および、前記走査手段による走査パターンを制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。