JP2020012854A - シャッタ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より高精度に被駆動部材の駆動を可能とする。【解決手段】シャッタ装置（１００）は、コイルに一定の電圧を印加して駆動を行うフルステップ駆動モードおよび前記コイルに印加する電圧を所定の区間（Ｔ１、Ｔ２、…）ごとに段階的に変化させながら駆動を行うマイクロステップ駆動モードを有するモータ（Ｍａ、Ｍｂ）と、モータにより駆動される被駆動部材（１０９、１１９）と、被駆動部材が駆動されることに連動して開口を閉鎖する閉鎖状態と開口を開放する開放状態とに移動可能な遮光部材（１０６、１１６）と、モータの駆動を制御する制御部（１３）とを有するシャッタ装置であって、制御部は、マイクロステップ駆動モードの際に、所定の区間においてコイルに印加する電圧を変更する。【選択図】図８

Description

本発明は、シャッタ装置を備えた撮像装置に関する。

従来、所定の時間間隔に従ってコイルの通電状態を切り替えるオープンループ駆動モードおよびロータの回転位置に応じてコイルの通電状態を切り替えるフィードバック駆動モードで駆動可能なモータを備えたシャッタ装置が知られている。特許文献１には、モータにより被駆動部材が駆動されても遮光部材が閉鎖状態または開放状態を維持する第１区間と、モータにより被駆動部材が駆動されることで遮光部材が閉鎖状態と開放状態との間で変化する第２区間とを有するシャッタ装置が開示されている。特許文献１に開示されたシャッタ装置において、被駆動部材が第１区間にて駆動されるとき、モータはオープンループ駆動モードで被駆動部材を駆動する。

国際公開第２０１５／０７１９８８号

しかしながら、特許文献１に開示されたシャッタ装置では、より高精度に被駆動部材を駆動することができない。

そこで本発明の目的は、より高精度に被駆動部材の駆動を可能とすることである。

本発明の一側面としてのシャッタ装置は、コイルに一定の電圧を印加して駆動を行うフルステップ駆動モードおよび前記コイルに印加する電圧を所定の区間ごとに段階的に変化させながら駆動を行うマイクロステップ駆動モードを有するモータと、前記モータにより駆動される被駆動部材と、前記被駆動部材が駆動されることに連動して開口を閉鎖する閉鎖状態と前記開口を開放する開放状態とに移動可能な遮光部材と、前記モータの駆動を制御する制御部とを有するシャッタ装置であって、前記制御部は、前記マイクロステップ駆動モードの際に、前記所定の区間において前記コイルに印加する前記電圧を変更する。

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、より高精度に被駆動部材の駆動が可能となる。

第１実施形態におけるシャッタ装置の駆動部のブロック図である。 第１実施形態におけるモータの外観斜視図である。 第１実施形態におけるロータの回転角度とモータのトルクとの関係図である。 第１実施形態におけるモータのヨークとマグネットとの位相を示す軸直角方向断面図である。 第１実施形態におけるフルステップ駆動でのモータのコイルヘの通電電流と経過時間との関係を示す図である。 第１実施形態におけるマイクロステップ駆動の際のコイルへの通電電流と回転子の位置との関係を示す図である。 比較例としてのマイクロステップ駆動の説明図である。 第１実施形態におけるマイクロステップ駆動の説明図である。 第１実施形態におけるフルステップ駆動およびマイクロステップ駆動のコイルへの通電電流と回転子の位置との関係を示す図である。 第１実施形態におけるマイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えたときの通電電流と回転子の位置との関係を示す図である。 第１実施形態におけるフォーカルプレンシャッタの分解斜視図である。 第１実施形態におけるカムギアの平面図である。 第１実施形態における第１シャッタユニットの待機状態の説明図である。 第１実施形態における第１シャッタユニットのバネチャージ完了状態の説明図である。 第１実施形態における第１シャッタユニットのバネ加速完了状態の説明図である。 第１実施形態における第１シャッタユニットの羽根駆動直前状態の説明図である。 第１実施形態における第１シャッタユニットの羽根走行完了状態の説明図である。 第１実施形態における第１シャッタユニットの減速区間のバネチャージ開始状態の説明図である。 第１実施形態における第１シャッタユニットの減速区間のバネチャージ完了状態の説明図である。 第１実施形態における第２シャッタユニットの待機状態の説明図である。 第１実施形態における第２シャッタユニットのバネチャージ完了状態の説明図である。 第１実施形態における第２シャッタユニットのバネ加速完了状態の説明図である。 第１実施形態における第２シャッタユニットの羽根駆動直前状態の説明図である。 第１実施形態における第２シャッタユニットの羽根走行完了状態の説明図である。 第１実施形態における第２シャッタユニットの減速区間のバネチャージ開始状態の説明図である。 第１実施形態における第２シャッタユニットの減速区間のバネチャージ完了状態の説明図である。 第１実施形態および第２実施形態における第１シャッタユニットおよび第２シャッタユニットの一連の動作を示す図である。 第３実施形態におけるマイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えたときの通電電流と回転子の位置との関係を示す図である。 第４実施形態におけるマイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えたときの通電電流と回転子の位置との関係を示す図である。 第５実施形態における撮像装置の断面図である。

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。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態におけるシャッタ装置の駆動部について説明する。図１は、フォーカルプレンシャッタ（シャッタ装置）１００の駆動部のブロック図である。図１において、Ｍａ、Ｍｂはモータである。モータＭａ、Ｍｂはそれぞれ同構造である。このため、以下、モータＭａに関してのみ説明する。

モータＭａは、ロータ３、第１コイル４、第２コイル５、第１磁気センサ８、第２磁気センサ９、第３磁気センサ１０、および、第４磁気センサ１１を有する。１３は制御回路（制御部）、１４はモータＭａのコイル（第１コイル４および第２コイル５）に通電を行うモータドライバ、１５はモータＭｂのコイルに通電を行うモータドライバ、１６はメモリである。

次に、図２を参照して、モータＭａ（Ｍｂ）の構成について説明する。図２は、モータＭａの外観斜視図である。なお図２では、説明のため、一部の部品を破断して示している。ロータ３は、マグネット２を備え、制御回路１３により回転可能に制御される。マグネット２は、円筒形状に形成され、外周面を周方向に分割して、異なる極に交互に多極着磁されている。本実施形態では、８分割すなわち８極に着磁されている。ただし本発明は、８極に限定されるものではなく、４極や１２極に着磁してもよい。

第１コイル４は、マグネット２の軸方向の一端に配置されている。第１ヨーク６は、軟磁性材料で、マグネット２の外周面に隙間を持って対向して形成されている。また、第１ヨーク６は、円環状の本体部から軸方向に延出され、周方向に所定の間隔で配置された複数の第１磁極部６ａを備えている。第１磁極部６ａは、第１コイル４に通電されることで励磁される。第１コイル４、第１ヨーク６、および、複数の第１磁極部６ａに対向するマグネット２により、第１ステータユニットが構成される。

第２コイル５は、マグネット２の第１コイル４が取り付けられた軸方向の一端と反対側の他端に配置されている。第２ヨーク７は、軟磁性材料で、マグネット２の外周面に隙間を持って対向して形成されている。また、第２ヨーク７は、円環状の本体部から軸方向に延出され、周方向に所定の間隔で配置された複数の第２磁極部７ａを備えている。第２磁極部７ａは、第２コイル５に通電されることで励磁される。第２コイル５、第２ヨーク７、および、複数の第２磁極部７ａに対向するマグネット２により、第２ステータユニットが構成される。第１磁極部６ａと第２磁極部７ａに励磁される極（Ｎ極、Ｓ極）を切り替えることで、ロータ３に与えるトルクを変化させることができる。

第１磁気センサ（第１検出素子）８、第２磁気センサ（第２検出素子）９、第３磁気センサ（第３検出素子）１０、第４磁気センサ（第４の検出素子）１１は、検出手段を構成する。各磁気センサは、それぞれマグネット２の磁束を検出するホール素子であり、モータカバー１２に固定される。モータカバー１２は、第１磁極部６ａと第２磁極部７ａとがマグネット２の着磁位相に対して電気角で略９０度ずれて配置されるように第１ヨーク６と第２ヨーク７を固定保持する。

ここで、電気角とは、マグネット磁力の１周期を３６０°として表したものであり、ロータの極数をＭ、機械角をθ０とすると、電気角θは以下の式（１）で表される。

θ＝θ０×Ｍ／２ … （１）
本実施形態では、マグネット２の着磁は８極であるから電気角９０度は機械角で２２．５度となる。

次に、図３および図４を参照して、モータＭａ（Ｍｂ）の動作を説明する。図３は、モータＭａのコイル（第１コイル４、第２コイル５）へ一定電流を流したときのロータ３の回転角度とモータＭａのトルク（モータトルク）との関係図である。図３において、横軸は電気角（ロータ３の回転角度）、縦軸はモータトルク（Ｔ）をそれぞれ示している。モータトルクは、ロータ３を時計回りに回転させるトルクを正とする。図４は、各ヨーク（第１ヨーク６、第２ヨーク７）とマグネット２との位相関係を示すモータＭａの軸直角方向断面図である。

第１コイル４に正方向の電流を流すと、第１磁極部６ａがＮ極に磁化され、第２コイル５に正方向の電流を流すと、第２磁極部７ａがＮ極に磁化されるとする。図４（ａ）の状態の位相を図３中に符号ａとして示す。図４（ａ）は、マグネット２の着磁された極の中心と第１磁極部６ａとの距離と、極の中心と第２磁極部７ａとの距離が同じとなる状態である。図４（ａ）の状態では、回転位相を保持する力は発生しているが、マグネット２のＳ極が第１磁極部６ａと第２磁極部７ａに引きつけられて釣り合った状態であるため、回転駆動力は発生していない。

図４（ａ）の状態から第２磁極部７ａを切り替えてＳ極に励磁すると、ロータ３は、図４（ｂ）に示す状態になるまで回転する。図４（ｂ）に示される状態おいて、図４（ａ）の状態と同様に、回転位相を保持する力は発生しているが、回転駆動力は発生していない。すなわち、マグネット２のＳ極が第１磁極部６ａに引きつけられ、マグネット２のＮ極が第２ヨークの磁極部７ａに引きつけられ釣り合った状態である。

メモリ１６にはモータＭａのコイル（第１コイル４および第２コイル５）の各相に通電する駆動周波数の組み合わせが記憶されている。以後、同様に、駆動周波数に従い第１コイル４と第２コイル５の通電方向を切り替えて、第１磁極部６ａと第２磁極部７ａの極性を切り替えることにより、ロータ３を回転させることができる。

以上は、一定の通電量で第１コイル４および第２コイル５への通電を切り替えるフルステップ駆動（フルステップ駆動モード）の説明である。図５は、フルステップ駆動でのモータＭａの第１コイル４および第２コイル５ヘの通電電流と経過時間との関係を示す図であり、図５（ａ）は第１コイル４への通電、図５（ｂ）は第２コイル５への通電の様子をそれぞれ示している。図５（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は電流値（通電電流）をそれぞれ示している。

また本実施形態のシャッタ装置は、第１コイル４および第２コイル５へ通電する電流値の比率を変化させることにより、図４（ａ）、（ｂ）に示される位相の間の位置に回転子、すなわちマグネット２を停止させるマイクロステップ駆動が可能である。以下、図６乃至図１０を参照して、マイクロステップ駆動（マイクロステップ駆動モード）について説明する。

図６は、マイクロステップ駆動の際における第１コイル４および第２コイル５の通電電流とステップ数（回転子（マグネット２）の位置）との関係を示す図である。図６において、横軸はステップ（回転子の位置）、縦軸は電流値（通電電流）をそれぞれ示している。

メモリ１６には、マイクロステップ駆動の駆動周波数のテーブルとして、（Ａ１、Ｂ１）、（Ａ２、Ｂ２）、（Ａ３、Ｂ３）、・・・、（Ａｍ、Ｂｍ）の第１コイル４および第２コイル５に通電する電流値の比率を示すテーブルが記憶されている。Ａ１、Ａ２、Ａ３、…、Ａｍは、第１コイル４へ通電する電流値の比率である。Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…、Ｂｍは、第２コイル５へ通電する電流値の比率である。電流値の変更の方式としては、印加電圧のパルス幅変調方式（ＰＷＭ制御方式）があり、このような通電方式の場合、マイクロステップ駆動テーブルに記憶されている値は、通電のデューティー値に関するデータである。

図７は、比較例としてのマイクロステップ駆動の各ステップ（各区間）において、一定の実効電圧で駆動した際のコイルへの通電電流とコイルに流れる実効電流との関係を示す図である。図７において、横軸はステップ（区間）Ｔ１〜Ｔ５、縦軸は電流値の比率Ａ１〜Ａ５（１００％）をそれぞれ示している。また図７において、実線は通電電流、破線は実効電流をそれぞれ示している。

マイクロステップ駆動では、第１コイル４および第２コイル５に通電する実効電圧（印加実効電圧）を変化させることにより、電流値の比率を変化させて駆動を行う。通電する電流値の比率が小さい場合、目標とする電流値の電流に達するまでの電流の上昇率は小さく、時間を要する。すなわち、マイクロステップ駆動で駆動する場合の電流値は、図７に示されるように、印加電圧に応じた通電電流に対して実際に第１コイル４および第２コイル５に通電される実効電流は傾きを持って変化している。また、比較的短時間で次のステップに切り替えを行うため、目標とする電流値に達する前に次のステップに切り替わってしまう場合がある。この場合、目標とする電流値に達していない区間においては、ロータ３を所望のトルクで駆動することができず、被駆動部材の制御性が低下する。

そこで本実施形態では、図８のように制御を行う。図８は、本実施形態におけるマイクロステップ駆動の各ステップ（各区間）において、複数の実効電圧で（各ステップにおいて実効電圧を変更して）駆動した際のコイルへの通電電流とコイルに流れる電流の実効電流との関係を示す図である。図８に示されるように、１ステップ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、…Ｔｍ）の中で、目標とする電流値の比率で駆動する前に、電流値の比率を１００％または０％の状態で一定時間だけ通電した後、目標の電流値の比率で駆動する。例えば、図８において無通電状態（電流値の比率：０％）から電流値の比率Ａ１へ上昇させる場合、電流値の比率１００％で時間ｔ１だけ駆動する。その後、目標とする電流値に達したところで電流値の比率を１００％から比率Ａ１に切り替え、残りの時間（Ｔ１−ｔ１）だけ通電する。また、比率Ａ６の通電状態から比率Ａ７へ電流値を減少させる場合、電流値の比率０％で時間ｔ７だけ駆動し、目標とする電流値に達したところで電流値の比率を０％からＡ７に切り替え、残りの時間（Ｔ７−ｔ７）通電する。

この通電を、マイクロステップ駆動中、電流値の比率Ａ１、Ａ２、Ａ３、…Ａｍで繰り返し行う。以上により、マイクロステップ駆動の各ステップにおいて目標とする電流値に達するまでの時間を短くすることで、できるだけ長い時間、目標とする電流値の比率Ａ１、Ａ２、Ａ３、…ＡｍでモータＭａを駆動することができる。その結果、より効果的に所望の回転速度に制御することが可能となる。

ここで、目標とする電流値の比率Ａ１、Ａ２、Ａ３、…Ａｍで通電する直前の電流値の比率が大きいほど、電流値の立ち上がりの傾きが大きいため、できるだけ短時間で所望の電流値に達するため１００％で通電することが好ましい。ただし、電流値の比率は１００％でなくてもよく、目標とする電流値の比率よりも大きい電流値の比率であれば電流値の立ち上がりの傾きは大きくなるため、所望の回転速度に制御する効果は期待できる。

例えば、目標とする電流値の比率Ａ１に対し、１ステップ（１区間）の内の一定時間を電流値の比率Ａ１よりも大きい電流値の比率Ａ２、Ａ３などで通電する。その後、目標とする電流値の比率Ａ１に達したところで電流値の比率をＡ１に切り替える場合でも、１ステップの間、電流値の比率Ａ１で駆動するよりも早く目標とする電流値の比率Ａ１に達するため、回転の制御性向上の効果は期待できる。

また、マイクロステップ駆動は、第１コイル４および第２コイル５に通電する電流値の比率を下げて駆動しているため、フルステップ駆動に対して駆動力が小さい。しかし、モータの出力軸の回転の分解能は、マイクロステップ駆動のほうがフルステップ駆動よりも高いため、被駆動部材の制御性が向上する。このような理由で、被駆動部材を高精度に制御して駆動する場合、マイクロステップ駆動で所望の速度まで駆動し、一定の速度以上においてはフルステップ駆動でさらに高速に駆動していく方法により被駆動部材を滑らかに駆動することができる。

次に、図９を参照して、フルステップ駆動とマイクロステップ駆動の切り替えに関して説明する。図９は、フルステップ駆動およびマイクロステップ駆動のコイルへの通電電流と回転子の位置との関係を示す図である。マイクロステップ駆動からフルステップ駆動への切り替え、または、フルステップ駆動からマイクロステップ駆動への切り替えは、マイクロステップ通電時における各相の通電電流の絶対値が同一（または略同一）になるタイミングで行われる。このタイミングは、図９中のタイミングａ、ｂ、ｃ、ｄに相当する。すなわち、マイクロステップ通電時における各相の通電電流の絶対値が略同一になるタイミングである。

図１０は、マイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えたときの通電電流と回転子の位置との関係を示す図であり、図９中のタイミングｃでマイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えた場合の通電電流の様子を示している。図１０において、横軸はステップ（区間）、縦軸は電流値（電流値の比率）をそれぞれ示している。

マイクロステップ駆動テーブルは、連続して通電電流が変化する場合を除いて段階的に電流が変化する場合には各相の通電電流の絶対値が一致するという組み合わせのテーブルになるとは限らない。この場合、各相の通電電流の絶対値が略同一になるタイミング（すなわち、実質的に同一であると評価されるタイミング）で切り替えを行う。

これらのタイミングは、２つのコイルヘの通電電流の比が１対１または略１対１でフルステップ駆動時もマイクロステップ駆動時も同一または略同一であるため、ロータ回転位置は駆動モードの切り替えにより変化しない。これにより、マイクロステップ駆動からフルステップ駆動またはフルステップ駆動からマイクロステップ駆動への駆動モードの変更を行っても滑らかに回転が移行する。このため、駆動モードの切り替えを要因とする、滑らかに回転が変化していないことによる振動の発生や脱調を防止することができる。

次に、図１１乃至図２７を参照して、本実施形態におけるフォーカルプレンシャッタ（シャッタ装置）１００の構成について説明する。図１１は本実施形態のフォーカルプレンシャッタ１００の分解斜視図である。１０１は、モータＭａの出力軸に固着された第１ピニオンギヤである。１０２は、モータＭａが固着されて第１カバー１０３にモータＭａを固定するための第１モータ取り付け板であり、カムベース１０４に固定される。カムベース１０４はシャッタ地板１０５に固定される。シャッタ地板１０５は、撮像素子２１６（図３０参照）へ被写体からの光を導く開口部１０５ａを備える。

１０６は第１羽根群である。第１羽根群１０６は、第１羽根１０６ａ、１０６ｂを有し、後述の第１羽根アーム１１０と回転可能に連結されている。また第１羽根群１０６は、第１羽根アーム１１０の回転に応じて、シャッタ地板１０５の開口部１０５ａを覆い、被写体からの光を撮像素子に届かないようにする遮光状態と、開口部１０５ａから退避し被写体からの光を撮像素子に導く開放状態に移動可能である。本実施形態において、第１羽根群１０６および第１羽根アーム１１０をまとめて、第１羽根ユニットと総称する。

１０７は第１カムギアである。図１２は、第１カムギア１０７の平面図である。第１カムギア１０７は、後述の第１付勢スプリング１０８の腕１０８ａ、腕１０８ｂと係合可能な突起部１０７ａを有する。１０７ｂは、後述の第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａが摺動可能に嵌合するカム溝である。カム溝１０７ｂは、第１カム領域Ａ、第２カム領域Ｂ、および、第３カム領域Ｃを有する。ここで、後述の第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａが、カム溝１０７ｂの第１カム領域Ａと摺動する区間を助走区間、第２カム領域Ｂと摺動する区間を羽根駆動区間（走行区間）、第３カム領域Ｃと摺動する区間を減速区間という。第１カム領域Ａおよび第３カム領域Ｃは、第１カムギア１０７の回転中心と同心上に形成されている。また、第１カムギア１０７は、カムベース１０４の軸１０４ａと穴１０７ｃとが回転可能に嵌合している。第１カムギア１０７には、おもり１０７ｄが一体的に形成され、慣性質量が第１羽根群や第１駆動レバー１０９に対して大きい。

第１付勢スプリング１０８は、その内径部が第１カバー１０３の円筒部１０３ｃにガイドされ、腕１０８ｂが右回転方向に、腕１０８ａが左回転方向に付勢力が発生するようにチャージされている。腕１０８ｂは第１カバー１０３の係止部１０３ｂに当接可能であり、図１４に示される状態は、さらなる右回転方向への付勢力が係止された状態である。腕１０８ａは、第１カバー１０３の係止部１０３ａに当接可能であり、図１９に示される状態は、さらなる左回転方向への付勢力が係止された状態である。

１０９は第１駆動レバーであり、カムベース１０４に回転可能に取り付けられ、カムフォロワ１０９ａは第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂと摺動可能に嵌合している。第１カムギア１０７の回転に応じて、カム溝１０７ｂと嵌合したカムフォロワ１０９ａを介して第１駆動レバー１０９が回動される。第１羽根アーム１１０はメインアーム１１０ａ、サブアーム１１０ｂからなり、第１駆動レバー１０９の駆動ピン１０９ｂにより回転されるように、シャッタ地板１０５に取り付けられている。

以上の各要素により第１シャッタユニットが構成される。すなわち第１シャッタユニットは、モータＭａ、第１ピニオンギヤ１０１、第１モータ取り付け板１０２、第１カバー１０３、第１羽根群１０６、および、第１カムギア１０７を有する。また第１シャッタユニットは、第１付勢スプリング１０８、第１駆動レバー１０９、第１羽根アーム１１０、カムベース１０４、および、シャッタ地板１０５を有する。

１１１は、モータＭｂの出力軸に固着された第１ピニオンギヤである。１１２は、モータＭｂが固着されて第２カバー１１３にモータＭｂを固定するための第２モータ取り付け板であり、カムベース１０４に固定される。１１６は第２羽根群である。第２羽根群１１６は、第２羽根１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃを有し、後述の第２羽根アーム１２０と回転可能に連結されている。第２羽根群１１６は、第２羽根アーム１２０の回転に応じて、シャッタ地板１０５の開口部１０５ａを覆い、被写体からの光を撮像素子に届かないようにする遮光状態と、開口部１０５ａから退避し被写体からの光を撮像素子に導く開放状態に移動可能である。本実施形態において、第２羽根群１１６および第２羽根アーム１２０をまとめて、第２羽根ユニットと総称する。

１１７は第２カムギアである。図１２に示されるように、第２カムギア１１７は、後述の第２付勢スプリング１１８の腕１１８ａ、腕１１８ｂと係合可能な突起部１１７ａを有する。１１７ｂは、後述の第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａが摺動可能に嵌合するカム溝である。カム溝１１７ｂは、第１カム領域Ａ、第２カム領域Ｂ、および、第３カム領域Ｃを有する。ここで、後述の第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａが、カム溝１１７ｂの第１カム領域Ａと摺動する区間を助走区間、第２カム領域Ｂと摺動する区間を羽根駆動区間、第３カム領域Ｃと摺動する区間を減速区間という。第１カム領域Ａおよび第３カム領域Ｃは、第２カムギア１１７の回転中心と同心上に形成されている。また、第２カムギア１１７は、カムベース１０４の軸１０４ｂと穴１１７ｃとが回転可能に嵌合している。第２カムギア１１７には、おもり１１７ｄが一体的に形成され、慣性質量が第２羽根群や第２駆動レバー１１９に対して大きい。

第２付勢スプリング１１８は、その内径部が第２カバー１１３の円筒部１１３ｃにガイドされ、腕１１８ｂが右回転方向に、腕１１８ａが左回転方向に付勢力が発生するようにチャージされている。腕１１８ｂは第２カバー１１３の係止部１１３ｂに当接可能であり、図２１に示される状態は、さらなる右回転方向への付勢力が係止された状態である。腕１１８ａは、第２カバー１１３の係止部１１３ａに当接可能であり、図２６に示される状態は、さらなる左回転方向への付勢力が係止された状態である。

１１９は第２駆動レバーであり、カムベース１０４に回転可能に取り付けられ、カムフォロワ１１９ａは第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂと摺動可能に嵌合している。第２カムギア１１７の回転に応じて、カム溝１１７ｂと嵌合したカムフォロワ１１９ａを介して第２駆動レバー１１９が回動される。第２羽根アーム１２０はメインアーム１２０ａ、サブアーム１２０ｂからなり、第２駆動レバー１１９の駆動ピン１１９ｂにより回転されるように、シャッタ地板１０５に取り付けられている。

以上の各要素により第２シャッタユニットが構成される。すなわち第２シャッタユニットは、モータＭｂ、第２ピニオンギヤ１１１、第２モータ取り付け板１１２、第２カバー１１３、第２羽根群１１６、および、第２カムギア１１７を有する。また第２シャッタユニットは、第２付勢スプリング１１８、第２駆動レバー１１９、第２羽根アーム１２０およびカムベース１０４、および、シャッタ地板１０５を有する。

以下、図１３乃至図１９を参照して第１シャッタユニットの動作を説明し、図２０乃至図２６を参照して、第２シャッタユニットの動作を説明する。

図１３は、第１シャッタユニットの待機状態（遮光状態）の説明図である。図１３の状態において、第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａは、第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂの第１カム領域Ａと嵌合し、第１羽根群１０６が開口１０５ａを覆った状態で被写体からの光を撮像素子に届かないようにする遮光状態で保持される。この状態において、第１カムギア１０７の突起部１０７ａは第１付勢スプリング１０８の腕１０８ｂからは右回転方向の付勢は受けていない。

図１４は、第１シャッタユニットのバネチャージ完了状態（チャージ状態、遮光状態）の説明図である。制御回路（モータ制御手段）１３は、図１３の状態からモータＭａを右回転させることで第１カムギア１０７は左回転していくが、その際に突起部１０７ａは第１付勢スプリング１０８の腕１０８ｂに当接し、第１付勢スプリング１０８をチャージしていく。したがって、第１付勢スプリング１０８の付勢力に抗してモータＭａを回転させる必要があるため、駆動力の大きいフルステップ駆動でモータＭａを駆動する。

第１カムギア１０７が左回転する間、第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａが嵌合した第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂは、回転中心１０７ｃと同心円状に形成された第１カム領域Ａと嵌合しているため、第１駆動レバー１０９を回転させない。第１カムギア１０７の突起部１０７ａが不図示のストッパーに当接することで、図１４に示される位置に位置出しされる。

図１５は、第１シャッタユニットのバネ加速完了状態（助走区間）の説明図である。制御回路１３は、レリーズ信号に応じて、図１４の状態からモータＭａをマイクロステップ駆動で左回転させていく。ここで、この助走区間における電気信号と第１羽根ユニットとの位置ズレが小さい場合、羽根ユニットがモータにより位置制御された状態であるといえる。羽根ユニットの位置を制御することができれば、撮像素子への露光量を制御することができ、シャッタ精度が向上する。以上より、助走区間における電気信号と第２羽根ユニットとのズレを最小にすることが重要である。

また、電気信号と第１羽根ユニットとのズレは、１ステップのピッチによって制御性が変わり、ピッチが小さいほど電気信号と第１羽根ユニットの誤差は小さくなる。その為、助走区間においてモータＭａをマイクロステップ駆動で駆動することは精度を向上させる上で、非常に有効である。

ここで、マイクロステップ駆動においては、電流値を上昇させる場合は１ステップの通電時間Ｔの内、一定時間ｔだけ電流値の比率を１００％で通電し、残りの時間（Ｔ−ｔ）だけ所望の通電比率で通電する。また、電流値を減少させる場合は１ステップの通電時間Ｔ´の内、一定時間ｔ´だけ電流値の比率を０％で通電し、残りの時間（Ｔ´−ｔ´）だけ所望の通電比率で通電する。以上によりモータを高制御に駆動することが可能である。

また、マイクロステップ駆動は、フルステップ駆動と比較して駆動力が小さい。ただし、図１５に示される助走区間は、第１駆動レバー１０９を回動させることなく第１カムギア１０７が回転する領域であり、モータＭａにかかる負荷が非常に小さい。したがって、比較的小さい駆動力であっても脱調することなく、駆動することが可能である。

この助走区間において、第１カムギア１０７は右回転していくが、第１付勢スプリング１０８の付勢力とモータＭａの所定の駆動周波数により徐々に加速されていくとともに、所定の回転速度に対し誤差が少なくなっていく。さらに、第１付勢スプリング１０８の付勢力がモータＭａの駆動力に追加されることにより大きな質量をもつ第１カムギア１０７は容易に高速回転される。また、図１５の状態において、第１カムギア１０７は図１３に示す回転位置と同様であるが、右回転方向に所定の速度で駆動中である。

図１６は、第１シャッタユニットの羽根駆動直前状態（羽根駆動直前状態→羽根駆動区間）の説明図である。制御回路１３は、図１５の状態からさらに第１カムギア１０７を右回転させる。このときモータＭａは、マイクロステップ駆動で駆動されており、コイル通電の切り替え周波数と同調して回転するため、その回転数は所望の回転数になる。

第１カムギア１０７は、図１４に示される位置から図１６に示される位置にある場合、カム溝１０７ｂの第１カム領域Ａとカムフォロワ１０７ｂが嵌合しており、遮光部材である第１羽根ユニットを移動させることなく自らの回転を可能とする。図１６に示される第１カムギア１０７の回転位置では、第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａは第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂの第１カム領域Ａと嵌合しているため、第１駆動レバー１０９を回転させない。第１駆動レバー１０９は、第１羽根群が開口１０５ａを覆った状態で被写体からの光を撮像素子に届かないようにする遮光状態にある。

さらに図１６から第１カムギア１０７が右回転していくと、第１カムギア１０７は走行区間に入り、第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａは第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂの第２カム領域Ｂと嵌合することにより、左回転させられる。それに応じて、第１羽根アーム１１０が駆動され第１羽根群１０６は開口１０５ａを覆った状態から開口部１０５ａから退避し、被写体からの光を撮像素子に導く開放状態に移動していく。図１６の状態までは、モータＭａがマイクロステップ駆動で駆動されている。このため第１カムギア１０７は、速度が所望の回転速度に制御され、かつ高速で回転している。第１駆動レバー１０９が第１カムギア１０７により左回転させられる際、モータＭａは、モータＭａには第１カムギア１０７を介して大きな負荷が加わる。したがって、モータＭａの駆動力も大きい必要がある。

また、図１６の状態において、第１カムギア１０７は、おもり１０７ｄが一体的に形成されており、十分な慣性質量をもっている。そのため、第１カムギア１０７の回転の運動量が第１羽根ユニットや第１駆動レバー１０９の駆動の運動量に変換することで、マイクロステップ駆動ほどの高精度な制御がなくても、安定して駆動することが可能である。さらに、第１羽根ユニットおよび第１駆動レバー１０９の駆動精度やスピードは、第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂにより第１駆動レバー１０９が回転し始めるときの第１カムギア１０７の回転状態（スピード、電気信号との同調具合）が大きな影響を与える。ただし、第１駆動レバー１０９が回転し始めて以降の工程においては、モータＭａの回転駆動力の変化に対して影響は少ない。したがって、図１６の状態からは、モータＭａをフルステップ駆動で駆動する。このときの駆動の切り替えは、図９中のタイミングａ、ｂ、ｃ、ｄであって、かつ助走区間の中であって羽根駆動区間より前のタイミングで行われる。

フルステップ駆動により駆動されたモータＭａは、第１カムギア１０７を回転させ、第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａが第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂの第２カム領域Ｂをトレースする。これにより、図１５に示される第１羽根群１０６は、完全に開口１０５ａから退避し、被写体からの光を撮像素子に導く開放状態に移動する。

図１７は、第１シャッタユニットの羽根走行完了状態（開放状態、減速区間）の説明図である。図１６の状態から図１７の状態にモータＭａをフルステップ駆動で駆動して、第１羽根ユニットを移動させる。このとき第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａは、第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂの、回転中心１０７ｃと同心円状に形成されている第３カム領域Ｃにあるため、第１駆動レバー１０９を回転させない。したがって、第１羽根群１０６は、シャッタ地板１０５の開口１０５ａを開放した開放状態となる。また、この減速区間においては、第１羽根ユニットを精度よく動かす必要はなく、減速のために大きな駆動力が必要なため、フルステップ駆動が効果的である。

図１８は、第１シャッタユニットの減速区間のバネチャージ開始状態（開放状態、チャージ開始および減速）の説明図である。図１７の状態から図１８の状態に第１羽根ユニットを移動させた後、モータＭａはフルステップ駆動でさらに回転し、第１カムギア１０７を回転させる。このとき、第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａは、第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂの第３カム領域と嵌合しているため、第１駆動レバー１０９を回転させない。したがって、第１羽根群１０６は、シャッタ地板１０５の開口１０５ａを開放した開放状態となる。

図１９は、第１シャッタユニットの減速区間のバネチャージ完了状態（開放状態、チャージ完）の説明図である。制御回路１３は、図１８の状態からモータＭａをそのままフルステップ駆動で左回転させていく。第１カムギア１０７もそのまま右回転していくが、その際に突起部１０７ａは、第１付勢スプリング１０８の腕１０８ａに当接し第１付勢スプリング１０８をチャージしていく。第１カムギア１０７は、第１付勢スプリング１０８の付勢力に抗して右回転していく。その間、第１駆動レバー１０９のカムフォロワ１０９ａは、第１カムギア１０７のカム溝１０７ｂの第３カム領域Ｃと嵌合しているため、第１駆動レバー１０９を回転させない。第１カムギア１０７は、不図示のストッパーに当接することで図１９に示される位置に位置出しされる。

第１カムギア１０７は、図１７に示される位置から図１９に示される位置にある状態の場合が第１カムギア１０７を減速させる減速区間である。この減速区間において、第１カムギア１０７は、第１羽根ユニットを移動させことなく、開口１０５ａを開放状態に保持したまま自らの移動が可能である。

図２０は、第２シャッタユニットの待機状態（開放状態、バネアシスト完了）の説明図である。図２０の状態において、第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａは、第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂの第１カム領域Ａと嵌合している。このため第２羽根群１１６は、開口１０５ａから退避し、被写体からの光を撮像素子に導く開放状態で保持されている。この状態において、第１カムギア１０７の突起部１０７ａは第１付勢スプリング１０８の腕１０８ｂからは右回転方向の付勢は受けていない。

図２１は、第２シャッタユニットのバネチャージ完了状態（開放状態、チャージ状態）の説明図である。制御回路１３は、図２０の状態からモータＭｂを右回転させることで、第２カムギア１１７は左回転していく。その際に突起部１１７ａは、第２付勢スプリング１１８の腕１１８ｂに当接し、第２付勢スプリング１１８をチャージしていく。したがって、第２付勢スプリング１１８の付勢力に抗してモータＭｂを回転させる必要があるため、駆動力の大きいフルステップ駆動でモータＭｂを駆動する。

第２カムギア１１７が左回転していく間、第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａが嵌合している第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂは、回転中心１１７ｃと同心円状に形成された第１カム領域Ａと嵌合しているため、第２駆動レバー１１９を回転させない。第２カムギア１１７の突起部１１７ａは、不図示のストッパーに当接することで、図２１に示される位置に位置出しされる。

図２２は、第２シャッタユニットのバネ加速完了状態（助走区間）の説明図である。制御回路１３は、レリーズ信号に応じて、図２１の状態からモータＭｂをマイクロステップ駆動で左回転させていく。ここで、この助走区間における電気信号と第２羽根ユニットとの位置ズレが小さい状態であれば、羽根ユニットがモータにより位置制御された状態であるといえる。羽根ユニットの位置を制御することができれば撮像素子への露光量を制御することができ、したがって、シャッタ精度が向上する。以上より、助走区間における電気信号と第２羽根ユニットとのズレを最小にすることが重要である。また、電気信号と第２羽根ユニットとのズレは、１ステップのピッチによって制御性が変わり、ピッチが小さいほど電気信号と第２羽根ユニットの誤差は小さくなる。その為、助走区間においてモータＭｂをマイクロステップ駆動で駆動することは精度を向上させる上で、非常に有効である。

ここで、マイクロステップ駆動においては、電流値を上昇させる場合は１ステップの通電時間Ｔの内、一定時間ｔだけ電流値の比率を１００％で通電し、残りの時間（Ｔ−ｔ）だけ所望の通電比率で通電する。また、電流値を減少させる場合は１ステップの通電時間Ｔ´の内、一定時間ｔ´だけ電流値の比率を０％で通電し、残りの時間（Ｔ´−ｔ´）だけ所望の通電比率で通電する。以上によりモータを高制御に駆動することが可能である。

またマイクロステップ駆動は、フルステップ駆動と比較して駆動力が小さい。ただし、図２２に示される助走区間は、第２駆動レバー１１９を回動させることなく第２カムギア１１７が回転する領域であり、モータＭｂにかかる負荷が非常に小さい。したがって、比較的小さい駆動力であっても脱調することなく、駆動することが可能である。

この助走区間では、第２カムギア１１７は右回転していくが、第２付勢スプリング１１８の付勢力とモータＭｂの所定の駆動周波数により徐々に加速されていくとともに、所定の回転速度に対し誤差が少なくなっていく。さらに、第２付勢スプリング１１８の付勢力がモータＭｂの駆動力に追加されることにより大きな質量をもつ第１カムギア１１７は容易に高速回転される。また、図２２の状態において、第２カムギア１１７は図２０に示す回転位置と同様であるが、右回転方向に所定の速度で駆動中である。

図２３は、第２シャッタユニットの羽根駆動直前状態（（羽根駆動直前状態→羽根駆動区間））の説明図である。制御回路１３は、図２２の状態からさらに第２カムギア１１７を右回転させていく。このときモータＭｂは、マイクロステップ駆動で駆動されており、コイル通電の切り替え周波数と同調して回転するため、その回転数は所望の回転数になる。

第２カムギア１１７は、図２１に示される位置から図２３に示される位置にある場合、カム溝１１７ｂの第１カム領域Ａとカムフォロワ１１７ｂが嵌合しており、遮光部材である第２羽根ユニットを移動させることなく自らの回転が可能である。

図２３に示される第２カムギア１１７の回転位置では、第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａは第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂの第１カム領域Ａと嵌合しているため、第２駆動レバー１１９を回転させない。第２駆動レバー１１９のこの状態は、第２羽根群が開口１０５ａから退避し、被写体からの光を撮像素子に導く開放状態にある。

さらに図２３から第２カムギア１１７が右回転していくと、第２カムギア１１７は走行区間に入り、第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａは第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂの第２カム領域Ｂと嵌合することにより、左回転させられる。それに応じて、第２羽根アーム１２０が駆動され、第２羽根群１１６は、開口１０５ａから退避した状態から開口部１０５ａを覆い、被写体からの光を撮像素子に届かない遮光状態に移動していく。

図２３の状態までは、モータＭｂがマイクロステップ駆動で駆動されている。このため第２カムギア１１７は、速度が所望の回転速度に制御され、かつ高速で回転している。第２駆動レバー１１９が第２カムギア１１７により左回転させられる際、モータＭｂは、モータＭｂには第２カムギア１１７を介して大きな負荷が加わる。したがって、モータＭｂの駆動力も大きい必要がある。

また、図２３の状態において、第２カムギア１１７は、おもり１１７ｄが一体的に形成されており、十分な慣性質量をもっている。そのため、第２カムギア１１７の回転の運動量が第２羽根ユニットや第２駆動レバー１１９の駆動の運動量に変換することで、マイクロステップ駆動ほどの高精度な制御がなくても、安定して駆動することが可能である。さらに、第２羽根ユニットおよび第２駆動レバー１１９の駆動精度やスピードは、第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂにより第２駆動レバー１１９が回転し始める時の第２カムギア１１７の回転状態（スピード、電気信号との同調具合）が大きな影響を与える。ただし、第２駆動レバー１１９が回転し始めて以降の工程においては、モータＭｂの回転駆動力の変化に対して影響は少ない。したがって、図２３の状態からは、モータＭｂをフルステップ駆動で駆動する。このときの駆動の切り替えは、図９におけるタイミングａ、ｂ、ｃ、ｄであって、かつ助走区間の中であって羽根駆動区間より前のタイミングで行われる。

フルステップ駆動により駆動されたモータＭｂは、第２カムギア１１７を回転させ、第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａが第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂの第２カム領域Ｂをトレースする。これにより、図２４に示される第２羽根群１１６は、完全に開口１０５ａを覆い、被写体からの光が撮像素子に届かない遮光状態に移動させる。

図２４は、第２シャッタユニットの羽根走行完了状態（遮光状態、減速区間）の説明図である。図２３の状態から図２４の状態に第２羽根ユニットを移動させる。このとき第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａは、第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂの、回転中心１１７ｃと同心円状に形成されている第３カム領域Ｃにあるため、第２駆動レバー１１９を回転させない。したがって、第２羽根群１１６は、シャッタ地板１０５の開口１０５ａを遮光した遮光状態となる。この減速区間においては、第１羽根ユニットを精度よく動かす必要はなく、減速のために大きな駆動力が必要なため、フルステップ駆動が効果的である。

図２５は、第２シャッタユニットの減速区間のバネチャージ開始状態（遮光状態、チャージ開始および減速）の説明図である。図２４の状態から図２５の状態に第２羽根ユニットを移動させた後、モータＭｂは、フルステップ駆動でさらに回転し、第２カムギア１１７を回転させる。このとき、第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａは、第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂの第３カム領域Ｃと嵌合しているため、第２駆動レバー１１９を回転させない。したがって、第２羽根群１１６は、シャッタ地板１０５の開口１０５ａを遮光した遮光状態となる。

図２６は、第２シャッタユニットの減速区間のバネチャージ完了状態（遮光状態、チャージ完）の説明図である。制御回路１３は、図２５の状態からモータＭｂをそのままフルステップ駆動で左回転させていく。第２カムギア１１７もそのまま右回転していくが、その際に突起部１１７ａは第２付勢スプリング１１８の腕１１８ａに当接し第２付勢スプリング１１８をチャージしていく。第２カムギア１１７は、第２付勢スプリング１１８の付勢力に抗して右回転していく。その間、第２駆動レバー１１９のカムフォロワ１１９ａは第２カムギア１１７のカム溝１１７ｂの第３カム領域Ｃと嵌合しているため、第２駆動レバー１１９を回転させない。第２カムギア１１７は、不図示のストッパーに当接することで、図２６に示される位置に位置出しされる。

第２カムギア１１７は、図２４の状態から図２６の状態にある場合が第２カムギア１０７を減速させる減速区間である。この減速区間において、第２カムギア１１７は、第２羽根ユニットを移動させことなく、開口１０５ａを遮光状態に保持したまま自らの移動が可能である。

次に、図２７を参照して、第１シャッタユニットおよび第２シャッタユニットの一連の動作を説明する。図２７は、第１シャッタユニットおよび第２シャッタユニットの一連の動作を示す図である。図２７（ａ）は、第１シャッタユニットの第１羽根ユニットと第１カムギア１０７との動きを示すグラフである。図２７（ａ）において、横軸は第１カムギア１０７の回転移動の位相角（位置）、縦軸は第１羽根ユニットの移動位置をそれぞれ示す。図２７（ｂ）は、第２シャッタユニットの第２羽根ユニットと第２カムギア１１７との動きを示すグラフである。図２７（ｂ）において、横軸は第２カムギア１１７の回転移動の位相角（位置）、縦軸は第２羽根ユニットの移動位置をそれぞれ示す。

図２７（ａ）中の位置（１）は、図１３に示される第１シャッタユニットの初期状態に相当する。位置（１）において、制御回路１３は、図１５の状態からモータＭａをフルステップ駆動で、第１付勢スプリング１０８をチャージしながら右回転させていく。図２７（ａ）中の位置（２）は、図１４の状態に相当する。制御回路１３は、位置（２）で待機している状態で、レリーズ信号に連動してマイクロステップ駆動でモータＭａを回転駆動させる。図１５の状態に相当する位置（３）までは、第１付勢スプリング１０８により十分に加速させられ、また、モータ駆動の電気信号とスピードとの同調が図られる。

一方、図２７（ｂ）に示される第２シャッタユニットは、第１シャッタユニットのモータＭａと同時に、図２０に相当する位置（１）から図２１に相当する（２）に駆動され、位置（２）に保持されている。第２シャッタユニットは、被写体の輝度に応じて決められた所定の時間Ｔ１だけ第１シャッタユニットよりも遅れて、位置（２）から位置（３）への駆動を開始する。

その後、図２７（ａ）に示される第１シャッタユニットは、図１６に相当する位置（４）までマイクロステップ駆動で駆動される。そして位置（４）以降は、フルステップ駆動にて駆動される。第１シャッタ羽根は、開口部を露出するように移動を開始する。

その後、図２７（ｂ）に示される第２シャッタユニットは、図２３に相当する位置（４）までマイクロステップ駆動で駆動される。そして位置（４）以降は、フルステップ駆動にて駆動される。第２羽根ユニットは、開口１０５ａの露光を遮断する動作（移動）を、第１シャッタユニットの露出動作に対して所定の時間Ｔ２だけ遅れて開始する。このときの差（所定の時間Ｔ２）が撮像素子への露光時間になる。モータＭａとモータＭｂの動作特性および加速特性や加速信号などが全く同じの場合、Ｔ１＝Ｔ２となる。

第１シャッタユニットは、図２７（ａ）中の位置（５）において、図１７の状態になる。第２シャッタユニットは、図２７（ｂ）中の位置（５）において、図２４に示す状態になる。また第１シャッタユニットのモータＭａは、第１カムギア１０７を回転させていき、第２シャッタユニットのモータＭｂは第２カムギア１１７を回転させていくと、図１８および図２５に相当する位置（６）に駆動される。さらに、第１付勢スプリング１０８および第２付勢スプリング１１８をそれぞれチャージした図１９、図２６に相当する位置（７）まで駆動される。

次の駒のレリーズ信号が連続して入力された場合、位置（７）から位置（２）へ向かう方向に第２シャッタユニットが先行して駆動され、第１シャッタユニットが遅れ時間をもって駆動される。その際のモータ駆動方式は、モータＭａ、Ｍｂともに位置（７）から位置（５）に向かう駆動の場合、マイクロステップ駆動で回転駆動される。位置（５）から位置（２）への駆動はフルステップ駆動で行われる。

（第２実施形態）
次に、図２７を参照して、本発明の第２実施形態におけるフォーカルプレンシャッタについて説明する。なお、本実施形態のフォーカルプレンシャッタの構成は、第１実施形態のフォーカルプレンシャッタと同様であるため、差異のみを説明する。

第１実施形態では、図２７中の位置（２）から位置（４）までの区間においてはマイクロステップ駆動で、それ以外の区間においてはフルステップ駆動でモータＭａ、Ｍｂを駆動する。一方、本実施形態では、図２７中の位置（２）から位置（３）までの区間においてはマイクロステップ駆動で、それ以外の区間においてはフルステップ駆動でモータＭａ、Ｍｂを駆動する。

図２７中の位置（３）までに、第１付勢スプリング１０８および第２付勢スプリング１１８の付勢力により、第１カムギア１０７および第２カムギア１１７は、所望の回転速度に対して十分な加速が終わっている。従って、マイクロステップ駆動による高精度な制御を行わなくても、羽根走行直前状態（図１６、図２３）において速度は一定となる。

（第３実施形態）
次に、図２８を参照して、本発明の第３実施形態におけるフォーカルプレンシャッタについて説明する。なお、本実施形態のフォーカルプレンシャッタの構成は、第１実施形態のフォーカルプレンシャッタと同様であるため、差異のみを説明する。

本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、マイクロステップ駆動においてはモータＭａ、Ｍｂを実効電圧（印加電圧）Ｖａで駆動し、フルステップ駆動においてはモータＭａ、Ｍｂを実効電圧（印加電圧）Ｖｂで駆動する。

図２８は、本実施形態におけるマイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えたときの通電電流と回転子の位置との関係を示す図であり、図９中のタイミングｃでマイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えた場合の通電電流の様子を示している。図２８において、横軸はステップ（区間）、縦軸は電流値（電流値の比率）をそれぞれ示している。

第１実施形態および第２実施形態にて説明したフォーカルプレンシャッタは、助走区間で蓄えたエネルギーを羽根ユニットの駆動に使い、動作させている。このため、シャッタの精度に対しては、この助走区間に蓄えるエネルギーが支配的である。従って、フルステップ駆動で駆動する実効電圧Ｖｂは、マイクロステップ駆動で駆動する実効電圧Ｖａよりも小さくしてもシャッタ精度への影響はほとんどない。

従って、本実施形態では、図２８に示されるように、マイクロステップ駆動時の最大電流よりもフルステップ駆動時の最大電流を小さくすることにより、省電力が可能である。なお、実効電圧Ｖｂは、実効電圧Ｖａに対して印加電圧を低くすること、または、ＰＷＭ駆動により実効電圧を小さくして駆動することのいずれでもよい。

（第４実施形態）
次に、図２９を参照して、本発明の第４実施形態におけるフォーカルプレンシャッタについて説明する。なお、本実施形態のフォーカルプレンシャッタの構成は、第１実施形態のフォーカルプレンシャッタと同様であるため、差異のみを説明する。

本実施形態のフォーカルプレンシャッタは、マイクロステップ駆動においては実効電圧（印加電圧）Ｖａで駆動し、フルステップ駆動においては実効電圧（印加電圧）ＶｃでモータＭａ、Ｍｂを駆動する。

図２９は、マイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えたときの通電電流と回転子の位置との関係を示す図であり、図９中のタイミングｃでマイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えた場合の通電電流の様子を示している。図２９において、横軸はステップ（区間）、縦軸は電流値（電流値の比率）をそれぞれ示している。図９中のタイミングｃでの実効電圧をＶｄとするとき、フルステップ駆動においては、実効電圧Ｖｄと同じ実効電圧Ｖｃ（Ｖｃ＝Ｖｄ）でモータＭａ、Ｍｂを駆動する。

マイクロステップ駆動からフルステップ駆動への切り替えの際に、電流値が急激に変化した場合、羽根ユニットを駆動する駆動力が急激に変化することとなり、シャッタ精度に影響する可能性がある。しかし、本実施形態によれば、通電電流を変化させることなくマイクロステップ駆動からフルステップ駆動に切り替えることで、羽根ユニットを駆動する駆動力の連続性を保ったまま駆動を切り替えることができる。このため、シャッタ精度に影響することなく、スムーズに羽根ユニットを駆動することが可能である。なお本実施形態において、実効電圧Ｖｃは、実効電圧Ｖａに対して印加電圧を下げるか、または、ＰＷＭ駆動により実効電圧Ｖｃを小さくすることにより実現可能である。

（第５実施形態）
次に、図３０を参照して、本発明の第５実施形態における撮像装置の構成について説明する。図３０は、撮像装置２００の断面図である。撮像装置２００は、カメラ本体（デジタル一眼レフカメラ本体）２０１と、カメラ本体２０１に着脱可能な交換レンズ（レンズ装置）３０１とを備えて構成される。ただし本発明は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズ装置とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。

カメラ本体２０１に対して着脱可能な交換レンズ３０１は、カメラ本体２０１のマウント部２０２と交換レンズ３０１のマウント部３０２とにより固定される。交換レンズ３０１がカメラ本体２０１に装着されると、カメラ本体２０１の接点部２０３と交換レンズ３０１の接点部３０３とが接触する。これにより、カメラ本体２０１と交換レンズ３０１とが電気的に接続され、カメラ本体２０１は交換レンズ３０１が装着されたことを検知する。また、接点部２０３、３０３を介して、カメラ本体２０１から交換レンズ３０１へ電力の供給や交換レンズ３０１を制御するための通信を行う。

交換レンズ３０１の撮像レンズ（撮像光学系）３０４を透過した光束は、カメラ本体２０１の主ミラー２０４に入射する。主ミラー２０４は、ハーフミラーである。主ミラー２０４により反射された光束は、ファインダへ導かれる。また、主ミラー２０４を透過した光束は、サブミラー２０５により下方へ反射され、焦点検出ユニット２０６へ導かれる。焦点検出ユニット２０６は、撮像レンズ３０４のデフォーカス量を検出し、撮像レンズ３０４が合焦状態となるように撮像レンズ３０４を移動するためのレンズ駆動量を演算する。焦点検出ユニット２０６により演算されたレンズ駆動量は、接点部２０３、３０３を介して交換レンズ３０１へ送信される。交換レンズ３０１は、カメラ本体２０１から受信したレンズ駆動量に基づいてモータ（不図示）を制御し、撮像レンズ３０４の一部であるフォーカスレンズを光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に移動させて焦点調節を行う。

主ミラー２０４は、主ミラー保持枠２０７に固着され、回転軸部２０４ｂによって回動可能に軸支されている。サブミラー２０５は、サブミラー保持枠２０９に固着されている。サブミラー保持枠２０９は、ヒンジ軸（不図示）により主ミラー保持枠２０７に対して回動可能に軸支されている。主ミラー２０４によりファインダへ導かれた光束は、ピント板２１０に被写体像を結像する。ユーザは、ペンタプリズム２１１および接眼レンズ２１２を介して、ピント板２１０上の被写体像を観察することができる。

サブミラー２０５の後方にはフォーカルプレンシャッタ（シャッタ装置）１００が配置されており、フォーカルプレンシャッタ１００の第１羽根群１０６および第２羽根群１１６（遮光部材）は通常閉じた状態になっている。フォーカルプレンシャッタの後方には、光学ローパスフィルタ２１４が配置されている。光学ローパスフィルタ２１４の後方には、撮像素子２１６と、撮像素子２１６を保護するカバー部材２１７とが配置されている。撮像素子２１６は、ビス（不図示）により筐体に固定された撮像素子ホルダ２１５により保持されている。撮像素子２１６は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどの撮像センサであり、撮像レンズ３０４を介して形成された光学像（被写体像）を光電変換して画像データを出力する。

ゴム部材２１８は、光学ローパスフィルタ２１４を保持すると共に、光学ローパスフィルタ２１４と撮像素子２１６との間の空間を密閉する。撮影の際に、光学ローパスフィルタ２１４を透過した光束は、撮像素子２１６へ入射する。

各実施形態において、シャッタ装置（フォーカルプレンシャッタ１００）は、モータＭａ、Ｍｂ、被駆動部材（第１駆動レバー１０８、第２駆動レバー１１８）、遮光部材（第１羽根群１０６、第２羽根群１１６）、および、制御部（制御回路１３）を有する。モータは、コイルに一定の電圧を印加して駆動を行うフルステップ駆動モードおよびコイルに印加する電圧を所定の区間（ステップＴ１、Ｔ２、…）ごとに段階的に変化させながら駆動を行うマイクロステップ駆動モードを有する。被駆動部材は、モータにより駆動される。遮光部材は、被駆動部材が駆動されることに連動して開口を閉鎖する閉鎖状態と開口を開放する開放状態とに移動可能である。制御部は、モータの駆動を制御する。また制御部は、マイクロステップ駆動モードの際に、所定の区間においてコイルに印加する電圧を変更する（すなわち、各ステップにおいて複数の電圧を印加して駆動を行う）。

好ましくは、制御部は、マイクロステップ駆動モードの際に、所定の区間のうち第１区間（ｔ１、ｔ２、…）において、目標電流とは異なる電流が流れるように第１電圧をコイルに印加する。また制御部は、所定の区間のうち、第１区間よりも後の第２区間（Ｔ１−ｔ１、Ｔ２−ｔ２、…）において、目標電流が流れるように第１電圧とは異なる第２電圧をコイルに印加する。より好ましくは、制御部は、マイクロステップ駆動モードの際に電流を増加させる場合、第１区間において、目標電流よりも大きい電流（例えば電流の比率１００％）が流れるように第１電圧をコイルに印加する。また制御部は、第２区間において、目標電流が流れるように第１電圧よりも低い第２電圧をコイルに印加する。また好ましくは、制御部は、マイクロステップ駆動モードの際に電流を減少させる場合、第１区間において、目標電流よりも小さい電流（例えば電流の比率０％）が流れるように第１電圧をコイルに印加する。また制御部は、第２区間において、目標電流が流れるように第１電圧よりも高い第２電圧をコイルに印加する。

好ましくは、シャッタ装置は、モータに連結されたカムギア（第１カムギア１０７、第２カムギア１１７）を有する。被駆動部材は、カムギアのカム部（カム溝１０７ｂ、１１７ｂ）に摺動可能である。カム部は、カムギアの回動により被駆動部材を回動させる走行区間と、カムギアが回動しても被駆動部材が回動しない助走区間および減速区間とを有する。またカム部には、助走区間、走行区間、および、減速区間がそれぞれ順に形成されている。モータは、助走区間において、マイクロステップ駆動モードで駆動を行い、走行区間および減速区間のそれぞれにおいて、フルステップ駆動モードで駆動を行う。

好ましくは、シャッタ装置は、モータに連結されたカムギアと、カムギアの突起部１０７ａ、１１７ａに係合可能なバネ部材（第１付勢スプリング１０８、第２付勢スプリング１１８）とを有する。モータは、助走区間のうち、カムギアの突起部とバネ部材とが接触する区間では、マイクロステップ駆動モードで駆動を行い、助走区間のうち、カムギアの突起部とバネ部材とが接触しない区間では、フルステップ駆動モードで駆動を行う。

好ましくは、モータは、マイクロステップ駆動モードにおいて、第１実効電圧（実効電圧Ｖａ）で駆動を行い、フルステップ駆動モードにおいて、第１実効電圧よりも低い第２実効電圧（実効電圧Ｖｂ）で駆動を行う（Ｖａ＞Ｖｂ）。また好ましくは、モータは、第１相（Ａ相）および第２相（Ｂ相）の２相のステッピングモータである。そしてモータは、マイクロステップ駆動モードにおいて第１実効電圧（実効電圧Ｖａ）で駆動を行い、フルステップ駆動モードにおいて第３実効電圧（実効電圧Ｖｃ）で駆動を行う。またモータは、マイクロステップ駆動モードにおける第１相と第２相の実効電圧が等しくなる位相での第４実効電圧（実効電圧Ｖｄ）は、第１実効電圧よりも低く、かつ第３実効電圧と等しい（Ｖａ＞Ｖｄ、Ｖｃ＝Ｖｄ）。

各実施形態によれば、カムギアの助走区間においてモータをマイクロステップ駆動で駆動することで、羽根群が動き出すまでのカム部材の速度を高精度にかつ制御性良く回動させることが可能であるため、シャッタの高精度化が可能である。このため各実施形態によれば、より高精度に被駆動部材の駆動が可能となる。

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。

１００ フォーカルプレンシャッタ（シャッタ装置）
１０６ 第１羽根群（遮光部材）
１０９ 第１駆動レバー（被駆動部材）
１１６ 第２羽根群（遮光部材）
１１９ 第２駆動レバー（被駆動部材）
Ｍａ、Ｍｂ モータ

Claims (9)

1. コイルに一定の電圧を印加して駆動を行うフルステップ駆動モードおよび前記コイルに印加する電圧を所定の区間ごとに段階的に変化させながら駆動を行うマイクロステップ駆動モードを有するモータと、
   前記モータにより駆動される被駆動部材と、
   前記被駆動部材が駆動されることに連動して開口を閉鎖する閉鎖状態と前記開口を開放する開放状態とに移動可能な遮光部材と、
   前記モータの駆動を制御する制御部と、を有するシャッタ装置であって、
   前記制御部は、前記マイクロステップ駆動モードの際に、前記所定の区間において前記コイルに印加する前記電圧を変更することを特徴とするシャッタ装置。
2. 前記制御部は、前記マイクロステップ駆動モードの際に、
   前記所定の区間のうち第１区間において、目標電流とは異なる電流が流れるように第１電圧を前記コイルに印加し、
   前記所定の区間のうち、前記第１区間よりも後の第２区間において、前記目標電流が流れるように前記第１電圧とは異なる第２電圧を前記コイルに印加することを特徴とする請求項１に記載のシャッタ装置。
3. 前記制御部は、前記マイクロステップ駆動モードの際に前記電流を増加させる場合、
   前記第１区間において、前記目標電流よりも大きい電流が流れるように前記第１電圧を前記コイルに印加し、
   前記第２区間において、前記目標電流が流れるように前記第１電圧よりも低い第２電圧を前記コイルに印加することを特徴とする請求項２に記載のシャッタ装置。
4. 前記制御部は、前記マイクロステップ駆動モードの際に前記電流を減少させる場合、
   前記第１区間において、前記目標電流よりも小さい電流が流れるように前記第１電圧を前記コイルに印加し、
   前記第２区間において、前記目標電流が流れるように前記第１電圧よりも高い第２電圧を前記コイルに印加することを特徴とする請求項２または３に記載のシャッタ装置。
5. 前記モータに連結されたカムギアを更に有し、
   前記被駆動部材は、前記カムギアのカム部に摺動可能であり、
   前記カム部は、前記カムギアの回動により前記被駆動部材を回動させる走行区間と、前記カムギアが回動しても前記被駆動部材が回動しない助走区間および減速区間と、を有し、
   前記カム部には、前記助走区間、前記走行区間、および、前記減速区間がそれぞれ順に形成されており、
   前記モータは、
   前記助走区間において、前記マイクロステップ駆動モードで駆動を行い、
   前記走行区間および前記減速区間のそれぞれにおいて、前記フルステップ駆動モードで駆動を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
6. 前記モータに連結されたカムギアと、
   前記カムギアの突起部に係合可能なバネ部材と、を更に有し、
   前記被駆動部材は、前記カムギアのカム部に摺動可能であり、
   前記カム部は、前記カムギアの回動により前記被駆動部材を回動させる走行区間と、前記カムギアが回動しても前記被駆動部材が回動しない助走区間および減速区間と、を有し、
   前記カム部には、前記助走区間、前記走行区間、および、前記減速区間がそれぞれ順に形成されており、
   前記モータは、
   前記助走区間のうち、前記カムギアの前記突起部と前記バネ部材とが接触する区間では、前記マイクロステップ駆動モードで駆動を行い、
   前記助走区間のうち、前記カムギアの前記突起部と前記バネ部材とが接触しない区間では、前記フルステップ駆動モードで駆動を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
7. 前記モータは、
   前記マイクロステップ駆動モードにおいて、第１実効電圧で駆動を行い、
   前記フルステップ駆動モードにおいて、前記第１実効電圧よりも低い第２実効電圧で駆動を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
8. 前記モータは、第１相および第２相の２相のステッピングモータであって、
   前記マイクロステップ駆動モードにおいて、第１実効電圧で駆動を行い、
   前記フルステップ駆動モードにおいて、第３実効電圧で駆動を行い、
   前記マイクロステップ駆動モードにおける前記第１相と前記第２相の実効電圧が等しくなる位相での第４実効電圧は、前記第１実効電圧よりも低く、前記第３実効電圧と等しいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシャッタ装置。
9. 請求項１乃至８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、を有することを特徴とする撮像装置。