以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、本願発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
まず、用語を説明する。本願明細書では、カメラ本体に設けられるシャッタ装置のシャッタの状態として、「ノーマリークローズ」および「ノーマリーオープン」という語を用いる。たとえば、ミラーおよび光学ファインダー(Optical View Finder;「OVF」とも記述する。)を備えた一眼レフカメラでは、ユーザがOVFにて被写体を観察している時には、シャッタの開口部は閉じられている。このようなシャッタの状態を「ノーマリークローズ」という。上述の一眼レフカメラでは、電源オン直後におけるシャッタの状態もノーマリークローズである。一方、たとえばミラーを持たないミラーレスカメラにおいて、ユーザが電子ファインダー(Electronic View Finder;「EVF」とも記述する。)または液晶モニタにて被写体を観察している時にはシャッタは開口している。このようなシャッタの状態を「ノーマリーオープン」という。上述のミラーレスレフカメラでは、電源オン直後におけるシャッタの状態もノーマリーオープンである。
従来の技術では、たとえばノーマリーオープンをノーマリークローズに切り替えるためには、先幕係止部材によるシャッタの係止を解除して、シャッタを閉じる必要があった。この「先幕係止部材」とは、ノーマリーオープン機構シャッタのチャージ完了において、先幕の走行完了状態を保持する部材である。シャッタをノーマリークローズ状態で使用するときは、先幕係止部材を専用アクチュエータ(プランジャーなど)によって駆動することにより、先幕係止部材の係止状態を解除する必要があった。なお、「チャージ」とは、対象部材(たとえば先幕、後幕)をバネ等による付勢力が増大する方向に回転又は移動させて、所定の位置で係止することをいう。「チャージ」という語は、バネ等による付勢力が増大する方向に回転又は移動させて、所定の位置に対象部材をセットすることを意味する。
本願発明者らは、上述のような構成ではなく、チャージ用アクチュエータ(チャージモータ)の駆動方向を変えるだけで、ノーマリークローズとノーマリーオープンとを切り替えることが可能なフォーカルプレーンシャッタ装置を完成させるに至った。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明のある実施形態にかかるフォーカルプレーンシャッタ装置および撮像装置を説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一実施形態であり、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
(1:デジタルカメラ)
添付の図面を参照しながら、本開示によるフォーカルプレーンシャッタ装置190を搭載したデジタルカメラ1の概要を説明する。なお、フォーカルプレーンシャッタ装置は、本実施形態のデジタルカメラ以外のカメラにも搭載可能である。
まず、図1から図5を参照する。図1は、第1実施形態に係るデジタルカメラ1の斜視図である。図2は、カメラ本体100の斜視図である。図3は、デジタルカメラ1の機能ブロック図である。図4は、デジタルカメラ1のハードウェアの概略断面図である。図5は、カメラ本体の背面図である。
図1に示されるように、デジタルカメラ1は、交換レンズ式のデジタルカメラであり、カメラ本体100と、カメラ本体100に着脱可能なレンズユニット200と、を備えている。また図2〜図4に示されるように、デジタルカメラ1は、フォーカルプレーンシャッタ装置190を備えている。
カメラ本体100は、被写体の連続撮影を行うことができる。より具体的には、カメラ本体100は、内部に設けられたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサー110(後述)による、コントラストAF(オートフォーカス)を継続しながらの連続撮影(以下「AF連続撮影」と記述する。)と、AF連続撮影よりも高速な連続撮影(以下「高速な連続撮影」と記述する。)とを切り替えることが可能である。
AF連続撮影時は、フォーカルプレーンシャッタ装置190は、ノーマリーオープン制御を行う。一方、高速な連続撮影時は、フォーカルプレーンシャッタ装置190は、ノーマリークローズ制御を行う。
ノーマリーオープン制御時のフォーカルプレーンシャッタは、ノーマリークローズ制御より、撮影に関わる準備動作に時間を要する。その理由は、先幕を走行状態、後幕をチャージ状態で保持する、いわゆるオープン状態を必ず経由することを必要とするからである。したがって、本実施形態においては、上述のように、AF連続撮影時にはノーマリーオープン制御を行い、高速な連続撮影時にはノーマリークローズ制御を行うこととしている。
図3および/または図4に示されるように、カメラ本体100は、主に、CMOSイメージセンサー110と、CMOS回路基板113と、カメラモニタ120と、操作部130と、カメラコントローラー140を含むメイン回路基板142と、ボディマウント150と、電源160と、カードスロット170と、フォーカルプレーンシャッタ装置190と、を備えている。
CMOSイメージセンサー110は、被写体の光学像を電気的な画像信号に変換する撮像素子の一例である。撮像素子は、CMOSイメージセンサー110の他に、CCDイメージセンサー等の光電変換素子を含む概念である。
CMOSイメージセンサー110は、レンズユニット200を介して入射される被写体の光学像(以下、被写体像ともいう)を画像信号に変換する。生成された画像信号は、後述するCMOS回路基板113のADコンバーター111(図3)でデジタル化され、画像データとして出力される。カメラコントローラー140は、ADコンバーター111でデジタル化された画像データに様々な画像処理を施す。ここで言う「様々な画像処理」とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、YC変換処理、電子ズーム処理、JPEG圧縮処理である。
CMOSイメージセンサー110は、タイミング発生器112で生成されるタイミング信号に基づいて動作する。CMOSイメージセンサー110は、CMOS回路基板113の制御により、静止画データおよび動画データの取得を行うことができる。取得された動画データは、スルー画像の表示にも用いられる。なお、静止画データおよび動画データは、画像データの一例である。
ここで、「スルー画像」とは、動画データのうちメモリーカード171に記録されない画像である。スルー画像は、主に動画像であり、動画像または静止画像の構図を決めるためにカメラモニタ120に表示される。
CMOSイメージセンサー110は、スルー画像として用いられる低解像度の動画像信号の生成と、記録用として用いられる高解像度の動画像信号の生成とが可能である。高解像度の動画像としては、例えば、HD解像度(たとえば各動画フレームが1920画素×1080画素)の動画像が考えられる。
CMOSイメージセンサー110は、後述する先幕羽根群21の走行方向に順次画素をリセットする電子先幕機能を有している。
CMOS回路基板113には、CMOSイメージセンサー110を制御する回路が設けられている。具体的には、CMOS回路基板113は、ADコンバーター111およびタイミング発生器112を含む。
上述のように、CMOS回路基板113のADコンバーター111は、CMOSイメージセンサー110から出力される画像信号をデジタル化して画像データを生成する。CMOS回路基板113は、撮像素子を駆動制御し、撮像素子から出力される画像データにAD変換等の所定の処理を施す撮像素子回路基板の一例である。
カメラモニタ120は、表示用画像データが示す画像等を表示する。カメラモニタ120は、例えば液晶ディスプレイである。表示用画像データは、カメラコントローラー140によって生成される。表示用画像データは、例えば、画像処理された画像データ、デジタルカメラ1の撮影条件、操作メニュー等の情報を画像として表示するためのデータである。カメラモニタ120は、動画像も静止画像も選択的に表示可能である。
カメラモニタ120は、カメラ本体100に設けられている。本実施形態では、カメラ本体100の背面に配置されているが、カメラモニタ120はカメラ本体100のどこに配置されていてもよい。たとえば、カメラモニタ120は、カメラ本体100の側面や上面に設けられてもよい。
なお、カメラモニタ120はカメラ本体100に設けられた表示部の一例である。表示部としては画像を表示できる装置であればよい。たとえば、液晶ディスプレイの他にも、有機ELパネル、無機ELパネル、プラズマディスプレイパネルを用いることができる。
操作部130は、ユーザーによる操作を受け付けるインタフェースである。具体的には図5に示すように、操作部130は、レリーズ釦131と、電源スイッチ132とを含む。レリーズ釦131は、ユーザーによるフォーカルプレーンシャッタ操作を受け付ける。電源スイッチ132は、カメラ本体100の上面に設けられた回転式のダイアルスイッチであり、カメラ本体100の電源のオンまたはオフのために利用される。操作部130は、ユーザーによる操作を受け付けることができればよく、ボタン、レバー、ダイアル、タッチパネル等を含み得る。
再び図3を参照する。
カメラコントローラー140は、デジタルカメラ1全体、換言すればカメラ本体100の各構成要素の動作を制御する。たとえばカメラコントローラー140は、操作部130からの指示を受け付ける。またカメラコントローラー140は、レンズユニット200を制御するための信号を、ボディマウント150及びレンズマウント250を介して、レンズコントローラー240に送信し、レンズユニット200の各部を間接的に制御する。
さらにカメラコントローラー140は、CMOS回路基板113を制御する。具体的には、カメラコントローラー140はCMOS回路基板113に制御信号を送信し、CMOS回路基板113は受信した制御信号に基づきCMOSイメージセンサー110を制御する。つまり、カメラコントローラー140は、CMOS回路基板113を制御することにより、CMOSイメージセンサー110の動作も制御すると言える。また、カメラコントローラー140は、CMOS回路基板113によりAD変換等の所定の処理を施された画像データを取得し、さらに処理を施す。例えば、CMOS回路基板113により処理された画像データから、表示用画像データや記録用動画データなどを生成する。
カードスロット170は、メモリーカード171を装着可能である。カードスロット170は、カメラコントローラー140から送信される制御信号に基づいて、メモリーカード171を制御する。具体的には、カードスロット170は、メモリーカード171に画像データを格納する。カードスロット170は、メモリーカード171から画像データを読み出す。
メモリーカード171は、カメラコントローラー140が画像処理により生成した画像データを格納可能である。例えば、メモリーカード171は、非圧縮のRAW画像ファイルや圧縮されたJPEG画像ファイル等を格納できる。また、メモリーカード171は、あらかじめ内部に格納された画像ファイルを、カードスロット170を介して出力できる。カメラコントローラー140は、メモリーカード171から出力された画像ファイルに含まれる画像に所定の処理を施す。例えば、カメラコントローラー140は、メモリーカード171から取得した画像ファイルに伸張処理を施し、表示用画像データを生成する。
メモリーカード171は、さらに、カメラコントローラー140が画像処理により生成した動画データを格納可能である。例えば、メモリーカード171は、動画圧縮規格であるH.264/AVCに従って圧縮された動画ファイルを格納できる。また、メモリーカード171は、あらかじめ内部に格納された動画ファイルを、カードスロット170を介して出力できる。カメラコントローラー140は、メモリーカード171から出力された動画ファイルに含まれる画像に所定の処理を施す。例えば、カメラコントローラー140は、メモリーカード171から取得した動画ファイルに伸張処理を施し、表示用動画データを生成する。
なお、メモリーカード171は記憶部の一例である。記憶部は、メモリーカード171のようにカメラ本体100に着脱可能なものでもよく、デジタルカメラ1に固定されている(内蔵されている)ものでもよい。
電源160は、デジタルカメラ1で使用するための電力を各部に供給する。電源160は、例えば、乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電源160は、電源コード等を介して外部の電源から電力の供給を受け、デジタルカメラ1に電力を供給するユニットであってもよい。
ボディマウント150は、カメラ本体100にレンズユニット200が取り付けられたときに、レンズマウント250と係合する。ボディマウント150は、レンズユニット200を支持する。また、ボディマウント150とレンズマウント250とは、電気的に接続される。カメラ本体100は、ボディマウント150とレンズマウント250とを介して、レンズユニット200との間で、データおよび制御信号の一方または両方を送受信できる。
フォーカルプレーンシャッタ装置190は、CMOSイメージセンサー110の前側(レンズユニット200側)に配置されている。フォーカルプレーンシャッタ装置190は、光学系LからCMOSイメージセンサー110に向かう光を遮蔽する状態と、光学系LからCMOSイメージセンサー110に向かう光を透過する状態とを切り替え可能である。フォーカルプレーンシャッタ装置190は、シャッタの開口時間を制御することにより、CMOSイメージセンサー110の露光時間を制御する。
レンズユニット200は、カメラ本体100に装着可能であり、被写体の光学像を形成する。具体的には、レンズユニット200は、光学系Lと、駆動部215と、レンズマウント250と、レンズコントローラー240と、レンズ筒290と、を有している。
光学系Lは、CMOSイメージセンサー110の受光面に、被写体の光学像を形成する。
レンズコントローラー240は、カメラコントローラー140から送信される制御信号に基づいて、レンズユニット200全体を制御する。
(2:フォーカルプレーンシャッタ装置190の構成)
図6から図11を用いて、本開示の第1実施形態に係るフォーカルプレーンシャッタ装置190を説明する。
−開口部開閉機構−
図6は、フォーカルプレーンシャッタ装置の撮影終了状態、つまり、後幕の走行が完了した状態を示す。図7は、図6の要部拡大図である。
シャッタ地板11は、板が2つ重なった構造となっている。2つの板は、その間を先幕羽根群21および後幕羽根群31が走行可能な隙間を持って配置されている。シャッタ地板11は、撮影レンズLからの被写体光をCMOSイメージセンサー110へ導くための開口部(アパーチャともいう。)11aを有している。
本実施形態において、先幕羽根群21は、3枚の羽根から構成されている。たとえば図10は、先幕羽根群21を構成する3枚の羽根、第1先幕羽根21a、第2先幕羽根21b、および、第3先幕羽根21cを示す。図6には、先幕羽根群21を構成する3枚の羽根が破線で示されている。
先幕羽根群21は先幕駆動アーム22および先幕従動アーム23の回転に伴い駆動する。先幕駆動アーム22は、軸22b、軸22c、軸22dを有する。第1先幕羽根21aは軸22d、第2先幕羽根21bは軸22c、第3先幕羽根21cは軸22bを中心にそれぞれ回転可能な状態で装着されている。また、先幕従動アーム23は、軸23b、軸23c、軸23dを有する。第1先幕羽根21aは軸23d、第2先幕羽根21bは軸23c、第3先幕羽根21cは軸23bを中心にそれぞれ回転可能な状態で装着されている。
先幕駆動アーム22は、シャッタ地板11に対し、先幕駆動アーム回転軸22aを中心に回転可能に支持されている。また、先幕従動アーム23は、シャッタ地板11に対し、先幕従動アーム回転軸23aを中心に回転可能に保持されている。このように、先幕羽根群21はいわゆる平行リンク機構を構成している。先幕駆動アーム22および先幕従動アーム23の回転に伴い、第1先幕羽根21a、第2先幕羽根21b、および、第3先幕羽根21cは、開口部11aの長辺と平行な状態を保ったまま、開口部11aの短辺方向に順次移動する。そして、先幕羽根群21は、図6に示すような開口部11aから退避した状態(「先幕の走行完了状態」とも言う。)と、図10に示すような開口部11aを覆った状態(「先幕の撮影待機状態」とも言う。)とを有する。第1先幕羽根21a、第2先幕羽根21b、および、第3先幕羽根21cが駆動されることにより、先幕羽根群21は、これら2つの状態の間を変位可能である。
後幕羽根群31もまた、3枚の羽根から構成されている。図6に示すように、後幕羽根群31は、第1後幕羽根31a、第2後幕羽根31b、および、第3後幕羽根31cから構成されている。
後幕羽根群31は、後幕駆動アーム32および後幕従動アーム33の回転に伴い駆動する。後幕駆動アーム32は、軸32b、軸32c、軸32dを有する。第1後幕羽根31aは軸32b、第2後幕羽根31bは軸32c、第3後幕羽根31cは軸32dを中心にそれぞれ回転可能な状態で装着されている。また、後幕従動アーム33は、軸33b、軸33c、軸33dを有する。第1後幕羽根31aは軸33b、第2後幕羽根31bは軸33c、第3後幕羽根31cは軸33dを中心にそれぞれ回転可能な状態で装着されている。
後幕駆動アーム32は、シャッタ地板11に対し、後幕駆動アーム回転軸32aを中心に回転可能に支持されている。後幕従動アーム33は、シャッタ地板11に対し、後幕従動アーム回転軸33aを中心に回転可能に支持されている。このように、後幕羽根群31はいわゆる平行リンク機構を構成している。後幕駆動アーム32および後幕従動アーム33の回転に伴い、第1後幕羽根31a、第2後幕羽根31b、および、第3後幕羽根31cは、開口部11aの長辺と平行な状態を保ったまま、開口部11aの短辺方向に順次移動し、図6に示すような開口部11aを覆った状態(「後幕の走行完了状態」とも言う。)と、図10に示すような開口部11aから退避した状態(「後幕の撮影待機状態」とも言う。)を有する。第1後幕羽根31a、第2後幕羽根31b、および、第3後幕羽根31cが駆動されることにより、後幕羽根群31は、これら2つの状態の間を変位可能である。
−先幕駆動機構−
続いて、図6および図7を参照しながら、先幕羽根群21を駆動するための先幕駆動機構を説明する。
先幕駆動アーム22(図6)は、先幕駆動アーム連結穴22eを有する。先幕駆動アーム連結穴22eには、先幕駆動レバー連結ピン28a(図7)が挿入されている。先幕駆動レバー連結ピン28aは、先幕駆動レバー28(図7)に設けられている。先幕駆動レバー28は、先幕駆動アーム22と同様に、回転軸22a(図7)を中心に回転可能な状態で回転軸22aに支持されている。先幕駆動アーム22と先幕駆動レバー28とは、回転軸22aを中心に、繋がって回転する。
先幕セットバネ27は、先幕駆動アーム22に付勢力を与える。また、先幕セットバネ27の付勢力は、先幕従動アーム23(図6)および先幕駆動レバー28へと伝達されている。そして、先幕セットバネ27は、先幕駆動レバー28に時計回りの付勢力を与えている。先幕駆動レバー28の先幕駆動レバー連結ピン28aが、先幕駆動アーム22(図6)の先幕駆動アーム連結穴22eに挿入されているため、先幕駆動アーム22(図6)にも時計回りの付勢力が与えられている。つまり、先幕セットバネ27の付勢力は、先幕羽根群21が開口部11aを覆う方向に与えられていることになる。
先幕駆動レバー28は、先幕駆動レバー係止部28cを有する。図10に示す状態において、先幕駆動レバー係止部28cは、先幕係止レバー37に設けられた係止爪37bと当接している。先幕係止レバー37は、回転軸37aを中心に回転可能な状態で回転軸37aに支持されている。回転軸37aは、シャッタ地板11に固定されている。さらに、先幕係止レバー37は、先幕係止レバーバネ54によって、反時計回りに付勢されている。
先幕駆動レバー28は、先幕駆動レバー当接部28bを有している。先幕駆動レバー当接部28bは、先幕セットレバー当接部24aと当接する。先幕セットレバー当接部24aは、先幕セットレバー24に設けられている。先幕セットレバー24は、先幕駆動レバー28と同様に、回転軸22aを中心に回転可能な状態で回転軸22aに支持されている。先幕セットレバー24が反時計回りに回転すると、先幕セットレバー当接部24aが先幕駆動レバー当接部28bを押し、先幕駆動レバー28が反時計回りに回転する。先幕セットバネ27の付勢力により、先幕駆動レバー28は時計回りに付勢され、先幕セットレバー当接部24aと先幕駆動レバー当接部28bとが接触する。
先幕セットレバー24に反時計回りの付勢力を与えているのが先幕走行バネ25(図6)である。すなわち先幕走行バネ25は、先幕セットレバー24に、反時計回りの強い付勢力を与えている。先幕走行バネ25の付勢力は、先幕セットレバー当接部24aと先幕駆動レバー当接部28bとの接触を介して、先幕駆動レバー28に伝達される。そのため、先幕走行バネ25は、先幕駆動レバー28に、反時計回りの強い付勢力を与える。そして、先幕走行バネ25の付勢力は、先幕駆動アーム22および先幕羽根群21にも伝達される。つまり先幕走行バネ25の付勢力は、先幕羽根群21が開口部11aから退避する方向に与えられていることになる。ここで、先幕走行バネ25が先幕駆動レバー28に与える反時計回りの付勢力は、先幕セットバネ27が先幕駆動レバー28に与える時計回りの付勢力よりも強い。つまり、先幕走行バネ25の付勢力は、先幕セットバネ27の付勢力よりも強く、先幕走行バネ25の付勢力と先幕セットバネ27の付勢力との合力により先幕羽根群21を開口部11aから退避する方向へ走行させることが可能である。
さらに、先幕セットレバー24には、先幕吸着片24bが設けられている。先幕吸着片24bは、先幕用電磁石26へ吸着され得る。先幕用電磁石26は、先幕走行バネ25の付勢力に抗するだけの吸着力を発生させて先幕吸着片24bを吸着させることができる。この結果、先幕羽根群21の走行方向、すなわち先幕羽根群21による開閉動作を制御することができる。
−後幕駆動機構−
続いて、図6および図7を参照しながら、後幕羽根群31を駆動するための後幕駆動機構を説明する。
後幕駆動アーム32(図6)は、後幕駆動アーム連結穴32e(図6)を有する。後幕駆動アーム連結穴32eには、後幕駆動レバー連結ピン39a(図7)が挿入されている。後幕駆動レバー連結ピン39aは、後幕駆動レバー39(図7)に設けられている。また、後幕駆動レバー39は、後幕駆動アーム32と同様に、回転軸32a(図7)を中心に回転可能な状態で回転軸32aに支持されている。後幕駆動アーム32と後幕駆動レバー39とは、回転軸32aを中心に、繋がって回転する。
後幕セットバネ55は、後幕駆動アーム32に付勢力を与える。また、後幕セットバネ55の付勢力は、後幕従動アーム33(図6)および後幕駆動レバー39へと伝達されている。そして、後幕セットバネ55は、後幕駆動レバー39に時計回りの付勢力を与えている。後幕駆動レバー39の後幕駆動レバー連結ピン39aが、後幕駆動アーム32(図6)の後幕駆動アーム連結穴32eに挿入されているため、後幕駆動アーム32(図6)にも時計回りの付勢力が与えられている。つまり、後幕セットバネ55の付勢力は、後幕羽根群31が開口部11aを覆う方向に与えられていることになる。
後幕駆動レバー39は、後幕駆動レバー係止部39cを有する。後幕羽根群31が開口部11aを覆った状態で、後幕駆動レバー係止部39cは、後幕係止レバー52に設けられた係止部52bと係合可能である。後幕係止レバー52は、回転軸52aを中心に回転可能な状態で回転軸52aに支持されている。回転軸52aは、シャッタ地板11に固定されている。さらに、後幕係止レバー52は、後幕係止レバーバネ53によって、反時計回りに付勢されている。
後幕駆動レバー39は、後幕駆動レバー当接部39bを有している。後幕駆動レバー当接部39bは、後幕セットレバー34に設けられた後幕セットレバー当接部34aと当接する。後幕セットレバー34は、後幕駆動レバー39と同様に、回転軸32aを中心に回転可能な状態で回転軸32aに支持されている。後幕セットレバー34が反時計回りに回転すると、後幕セットレバー当接部34aが後幕駆動レバー当接部39bを押し、後幕駆動レバー39が反時計回りに回転する。後幕セットバネ55の付勢力により、後幕駆動レバー39は時計回りに付勢され、後幕セットレバー当接部34aと後幕駆動レバー当接部39bとが接触する。
後幕セットレバー34に反時計回りの付勢力を与えているのが後幕走行バネ35(図6)である。すなわち後幕走行バネ35は、後幕セットレバー34に、反時計回りの強い付勢力を与えている。後幕走行バネ35の付勢力は、後幕セットレバー当接部34aと後幕駆動レバー当接部39bとの接触を介して、後幕駆動レバー39に伝達される。そのため、後幕走行バネ35は、後幕駆動レバー39に、反時計回りの強い付勢力を与える。そして、後幕走行バネ35の付勢力は、後幕駆動アーム32および後幕羽根群31に伝達される。つまり後幕走行バネ35の付勢力は、後幕羽根群31が開口部11aを覆う方向に与えられていることになる。ここで、後幕走行バネ35が後幕駆動レバー39に与える反時計回りの付勢力は、後幕セットバネ55が後幕駆動レバー39に与える時計回りの付勢力よりも強い。つまり、後幕走行バネ35の付勢力は、後幕セットバネ55の付勢力よりも強く、後幕走行バネ35の付勢力と後幕セットバネ55の付勢力との合力により、開口部11aを覆う方向へ後幕羽根群31を走行させることが可能である。
さらに、後幕セットレバー34には、後幕吸着片34bが設けられている。後幕吸着片34bは、後幕用電磁石36へ吸着され得る。後幕用電磁石36は、後幕走行バネ35の付勢力に抗するだけの吸着力を発生させて後幕吸着片34bを吸着させることができる。この結果、後幕羽根群31の走行方向、すなわち後幕羽根群31による開閉動作を制御することができる。
−ノーマリーオープンのチャージ機構−
続いて、ノーマリーオープンのチャージ機構を説明する。
フォーカルプレーンシャッタ装置190は、先幕セットレバー24、先幕駆動レバー28、チャージレバー29、後幕セットレバー34、先幕係止レバー37、後幕駆動レバー39、ノーマリーオープンチャージ欠歯ギヤ40、遊星ギヤ41、遊星キャリア42、太陽ギヤ43、ウォームギヤ44、チャージモータ46、連結ギヤ48、ノーマリークローズチャージ欠歯ギヤ50、後幕係止レバー52、および係止解除レバー60を有している。先幕セットレバー24の一端には先幕チャージ入力部24cを有している。また、後幕セットレバー34の一端には後幕チャージ入力部34cを有している。
チャージレバー29は、先幕セットカム29bと、後幕セットカム29cとを有する。先幕セットカム29bは、先幕セットレバー24を時計回りに回転させて先幕吸着片24bと先幕用電磁石26とを接触させる。後幕セットカム29cは、後幕セットレバー34を時計回りに回転させて後幕吸着片34bと後幕用電磁石36と接触させる。つまり、チャージレバー29は、先幕セットバネ27および先幕走行バネ25の付勢力および後幕セットバネ55および後幕走行バネ35の付勢力を利用してチャージ動作を行う。先幕吸着片24bと先幕用電磁石26とが吸着可能な位置にある状態を「先幕のチャージ完了状態」とも言う。また、後幕吸着片34bと後幕用電磁石36とが吸着可能な位置にある状態を「後幕のチャージ完了状態」とも言う。先幕をチャージ完了状態にすることを、「先幕をチャージする」とも言う。さらに、後幕をチャージ完了状態にすることを、「後幕をチャージする」とも言う。
チャージレバー欠歯ギヤ部29eは、チャージレバー29と一体的に支持されている。チャージレバー29とチャージレバー欠歯ギヤ部29eとは、チャージレバー回転軸29aを中心に回転可能な状態でチャージレバー回転軸29aに支持されている。チャージレバー29は、チャージレバー復帰バネ30により時計回りへ付勢されている。チャージレバー復帰バネ30は、たとえばねじりコイルバネであり、チャージレバー29の軸に設けられている。
シャッタ地板11には、ストッパ(図示せず)が設けられている。ストッパがチャージレバー29のストッパと当接すると、チャージレバー復帰バネ30の付勢力によるチャージレバー29の回転を規制する。チャージレバー29にチャージレバー復帰バネ30の付勢力以外の力が働いていない状態では、チャージレバー29はシャッタ地板11に設けた不図示のストッパと当接した位置に保持される。
チャージレバー欠歯ギヤ部29eは、欠歯ギヤ40と噛み合い可能である。欠歯ギヤ40は、シャッタ地板11に回転可能な状態で支持されている。欠歯ギヤ40は、段ギヤで構成されており、ギヤ部を有する。ギヤ部は全周歯を有している。ギヤ部は、遊星ギヤ41と噛み合い可能である。
遊星ギヤ41は、遊星キャリア42に回転可能な状態で支持されている。遊星キャリア42は、太陽ギヤ43と共通の回転軸を有しており、シャッタ地板11に回転可能に支持されている。太陽ギヤ43と遊星ギヤ41とは噛み合っている。ここで、遊星キャリア42と遊星ギヤ41または太陽ギヤ43のいずれかに適度な回転負荷を与えることによって、太陽ギヤ43の回転方向に応じて、遊星キャリア42および遊星ギヤ41が回転する。
遊星キャリア42は、第1回転規制部42aおよび第2回転規制部42bを有する。第1回転規制部42aおよび第2回転規制部42bは、それぞれ、シャッタ地板11に設けられた第1ストッパおよび第2ストッパ(いずれも図示せず)に当接する。これにより、遊星キャリア42の回転が規制されている。
太陽ギヤ43は、段ギヤで構成され、ウォームギヤ44と噛み合うウォームホイールが設けられている。ウォームギヤ44は、モータ46の回転軸に設けられている。
先幕係止解除検知スイッチ47は、シャッタ地板11に固定されており、先幕係止レバー37の回転位置を検出する。
後幕係止解除検知スイッチ57は、シャッタ地板11に固定されており、後幕係止レバー52の回転位置を検出する。
−走行完了状態−
図6に示すように、先幕羽根群21は、先幕走行バネ25の付勢力によって、開口部11aよりも上側に退避している。また図7に示すように、先幕セットレバー24と先幕駆動レバー28とは、先幕セットバネ27と先幕走行バネ25の付勢力によって、先幕セットレバー当接部24aと先幕駆動レバー当接部28bが当接した状態で、ともに反時計回りに回転した状態を保持している。また、後幕羽根群31は、後幕走行バネ35の付勢力によって、開口部11aを覆っている。後幕セットレバー34と後幕駆動レバー39とは、後幕走行バネ35の付勢力によって、後幕セットレバー当接部34aと後幕駆動レバー当接部39bが当接した状態で、ともに反時計回りに回転した状態を保持している。
−チャージ動作−
図8は、先幕及び後幕のチャージが完了した状態の図である。図14は、ノーマリーオープン時のスリット露光撮影のフローチャートである。図16は、ノーマリーオープン時のスリット露光撮影の動作タイミングを示すタイムチャートである。
以下、主として図14に示す動作を中心に説明する。なお、図14や後述する図15、図18等における「CW」とは、時計回り(Clockwise)を意味し、「CCW」とは反時計回り(Counter Clockwise)を意味している。また、「Mg_ON」/「Mg_OFF」とは、電磁石への給電を行う/停止する、ことを意味する。
図6および図7に示す走行完了状態から、モータ46へ通電が行われ(STEP1、図16の時刻t1)、モータ46によってウォームギヤ44が正回転すると、それと噛み合うウォームホイールが設けられている太陽ギヤ43が時計回りに回転される。すると、遊星キャリア42が回転負荷によって時計回りに回転し、第2回転規制部42bと、シャッタ地板11に設けられた第2ストッパ(図示せず)とが当接する。このとき、図7に示される遊星ギヤ41は、その遊星キャリアの回転と共に移動(公転)する。第2回転規制部42bと第2ストッパとの当接により遊星ギヤ41の公転が停止するとき、遊星ギヤ41は欠歯ギヤ50と噛み合っている。その後、遊星ギヤ41自体は反時計回りに回転(自転)し、さらに欠歯ギヤ40を時計回りに回転させる。このとき欠歯ギヤ50は欠歯ギヤ50と欠歯ギヤ40との間のわずかな摩擦力によって時計方向に回ろうとする。しかしながら、第2回転規制部42bと欠歯ギヤ50の欠歯が当接し、欠歯ギヤ50の回転を阻止する。欠歯ギヤ40に設けた欠歯部は、チャージレバー29に設けた欠歯ギヤ部29eと噛み合い、チャージレバー回転軸29aを中心に、欠歯ギヤ部29eを反時計回りに回転させる。欠歯ギヤ部29eと一体的に設けられたチャージレバー29は、チャージレバー復帰バネ30の付勢力に抗して反時計回りに回転する。
チャージレバー29の回転によって、後幕セットカム29cが後幕チャージ入力部34cを押圧する。その結果、後幕セットレバー34は時計回りに回転する。後幕チャージ入力部34cが後幕セットカム29cの最外径に達したところで、後幕吸着片34bが、後幕用電磁石36へ押し付けられる。同様に、先幕セットカム29bが先幕チャージ入力部24cを押圧する。そして、先幕セットレバー24は時計回りに回転する。先幕チャージ入力部24cが先幕セットカム29bの外径方向に駆動され、先幕吸着片24bが、先幕用電磁石26へ押し付けられる。
後幕セットレバー34が時計回りに回転するとき、後幕セットバネ55の付勢力によって後幕駆動レバー39も同様に時計回りに回転しようとする。しかし、後幕駆動レバー係止部39cに後幕係止レバー52の係止部52bが係合しているため、後幕駆動レバー39の回転を阻止する。したがって、後幕セットレバー34だけが時計回りに回転する。後幕駆動レバー39は回転しないため、上述のチャージ動作中は、後幕羽根群31は開口部11aを遮蔽した状態を維持する。そのため、CMOSイメージセンサー110からの画像データの読み出しと後幕のチャージとを並行して行うことが可能である。なお、本実施形態では、後幕のチャージ動作が完了するまで、後幕羽根群31は開口部11aを遮蔽した状態を維持する。
再び図14を参照する。CMOSイメージセンサー110からの読み出しが完了すると(STEP2)、図7に示すモータ46がさらに回転し、チャージレバー29がさらに反時計回りに回転する。そして、フォーカルプレーンシャッタ装置190は、図9に示す状態に遷移する。図9は、先幕羽根群21および後幕羽根群31が開口部11aから待避することにより、先幕および後幕のチャージ完了を維持している状態を示す。換言すると、図9は、ライブビュー機能を実現した状態を示す。たとえば、図16の時刻t2では、ライブビュー機能が利用されている状態にある。
チャージレバー29の係止解除突起29gが後幕係止レバー52の係止解除爪52cを蹴ると、後幕係止レバー52は、後幕係止レバーバネ53の付勢力に抗して時計方向に回転する。そして、係止部52bと後幕駆動レバー係止部39cの係止が解除される。すると、後幕駆動レバー39は、後幕セットバネ55の付勢力によって、後幕セットレバー当接部34aと後幕駆動レバー当接部39bが当接するまで時計方向に回転し、後幕羽根群31が開口部11aから退避する。このとき、後幕係止解除検知スイッチ57が、後幕係止レバースイッチ動作部52dによって操作される(STEP3)。そして、後幕セットカム29cと後幕チャージ入力部34cとが当接しており、後幕羽根群31は開口部11aから退避した状態を維持する。
一方、チャージレバー29の係止解除突起29gが後幕係止レバー52の係止解除爪52cを蹴ると、後幕係止レバー52は、後幕係止レバーバネ53の付勢力に抗して時計方向に回転する。この状態では、図7に示されるように、先幕駆動レバー係止部28cに先幕係止レバー37の係止部37bが係合しているため、先幕駆動レバー28の回転を阻止した状態を維持する。そして、先幕駆動レバー28は回転せず、上述のチャージ動作中、先幕羽根群21は開口部11aから退避した状態を維持する。
図9に示す状態において、被写体からの光はCMOSイメージセンサー110に導かれる。この状態は、CMOSイメージセンサー110を露光した状態を維持したいときに特に有効である。たとえば、カメラ本体100によってライブビュー機能による被写体観察やフレーミングを行ったり、動画撮影を行ったり、AFしながらの連写をする際に特に有効である(STEP4)。
図9に示す状態から理解されるように、フォーカルプレーンシャッタ装置190は、開口部11aを開いた状態を機械的に維持可能である。すなわち、フォーカルプレーンシャッタ装置190は、いわゆるノーマリーオープンの機能を有する。
なお、チャージレバー29の回転位置は、モータ46の回転量に基づいてカメラコントローラー140(図3)に把握される。より詳しくは、チャージレバー29の絶対回転位置は、後幕係止解除検知スイッチ57によってカメラコントローラー140に把握される。
−スリット露光待機状態−
ユーザーによりレリーズ釦131が操作されると(図14のSTEP5)、CMOSイメージセンサー110は、測光等の必要な撮影情報を取得する。それが終わると、カメラコントローラー140はレリーズを許可する。このとき、フォーカルプレーンシャッタ装置190は図9に示す状態である。レリーズが許可されると、フォーカルプレーンシャッタ装置190は図10に示す状態に移行する。図10は、フォーカルプレーンシャッタ装置190のスリット露光待機状態を示す。
具体的には、チャージレバー29は、扇形のチャージレバー突起部29d(図9)を有し、係止解除レバー60は、扇形の係止解除レバー突起部60cを有している。チャージレバー突起部29dおよび係止解除レバー突起部60cは、略同一径上に配置されている。係止解除レバー60は、チャージレバー回転軸29aを中心に回転可能な状態でチャージレバー回転軸29aに支持されている。係止解除レバー60は、チャージレバー復帰バネ30により時計回りへ付勢されている。
シャッタ地板11に設けた不図示のストッパは、係止解除レバー60の不図示のストッパと当接し、これにより、係止解除レバー60がチャージレバー復帰バネ30により回転するのを規制する。係止解除レバー60にチャージレバー復帰バネ30の付勢力以外の力が働いていない状態では、係止解除レバー60はシャッタ地板11に設けた不図示のストッパと当接した位置に保持され、図6に示される状態となる。このとき、チャージレバー欠歯ギヤ部29eと係止解除レバー欠歯ギヤ部60dが同位相で保持されている。
このとき、チャージレバー突起部29dと係止解除レバー突起部60cは、回転方向に互いに隙間がある関係で構成されている。具体的には、図6の状態から図9の状態まで、チャージレバー29を反時計方向に回転しても、チャージレバー突起部29dと係止解除レバー突起部60cが当接せず、チャージレバー29だけが回転する。一方、係止解除レバー60を反時計回りに回転すると、チャージレバー29も一体的に回転する関係となっている。つまり、チャージレバー突起部29dを有するチャージレバー29と、係止解除レバー突起部60cを有する係止解除レバー60とを、同じ回転軸(チャージレバー回転軸29a)で回転するように構成し、かつモータ46の回転方向に応じて、チャージレバー29だけが回転され、または両者が一体的に回転されるかを切り替えできるようにした。
具体的には、係止解除レバー60が欠歯ギヤ50によって反時計方向に回転すると、係止解除レバー突起部60cがチャージレバー突起部29dに当接しているため、係止解除レバー60とともにチャージレバー29も一緒に反時計方向に回転する。これにより、チャージレバー復帰バネ30は、その付勢力が与えられる方向に回転される。よってチャージレバー復帰バネ30がチャージされる。
なお、本願明細書では、チャージレバー突起部29dと係止解除レバー突起部60cとをまとめて、「駆動部」と呼ぶこともある。駆動部は、モータの回転力を利用して先幕羽根群21および後幕羽根群31をチャージする。駆動部は、モータの回転方向に応じて異なるタイミングで先幕羽根群21および後幕羽根群31をチャージする。より詳しくは以下のとおりである。
図9の状態から、モータ46を回転させると、チャージレバー29がさらに反時計方向に回転する。そしてチャージレバー突起部29dが係止解除レバー突起部60cを押圧し、係止解除レバー60をチャージレバー復帰バネ30の付勢力に抗して反時計方向に回転する。
係止解除レバー60が反時計方向に回転すると、先幕係止解除突起60aが先幕係止レバー37の係止解除爪37cを蹴り、先幕係止レバー37は、先幕係止レバーバネ54の付勢力に抗して時計方向に回転する。そして、係止部37bと先幕駆動レバー係止部28cとの係止が解除される。すると、先幕駆動レバー28は、先幕セットバネ27の付勢力によって、先幕セットレバー当接部24aと先幕駆動レバー当接部28bが当接するまで時計方向に回転し、先幕羽根群21が開口部11aを覆う。そして、先幕セットカム29bと先幕チャージ入力部24cとが当接しており、先幕羽根群21は開口部11aを遮蔽した状態を維持する。同時に、先幕係止レバースイッチ動作部37dが、先幕係止解除検知スイッチ47を作動する(図14のSTEP6、図16の時刻t3)。
さらに、モータ46が回転し、チャージレバー29が反時計回りに回転すると、欠歯ギヤ40とチャージレバー欠歯ギヤ部29eの噛み合いがはずれる。そして、チャージレバー29はチャージレバー復帰バネ30の付勢力によって、また、係止解除レバー60が、チャージレバー復帰バネ30の付勢力によって、時計回りに回転する。このとき、先幕チャージ入力部24cと先幕セットカム29bとの当接が解除される。また、後幕チャージ入力部34cと後幕セットカム29cとの当接が解除される。
欠歯ギヤ40とチャージレバー29のチャージレバー欠歯ギヤ部29eの噛み合いがはずれる前に、先幕用電磁石26および後幕用電磁石36に給電が開始される。先幕吸着片24bと先幕用電磁石26とが吸着し、後幕吸着片34bと後幕用電磁石36とが吸着する。このように、先幕セットレバー24および後幕セットレバー34はチャージ状態を維持することができる。
先幕羽根群21が開口部11aを遮蔽した時点で、CMOSイメージセンサー110は、各個体の画像ばらつきを抑制するための、参照画像いわゆるダミー画像を取得する(STEP7、図16の時刻t4)。
−スリット露光−
カメラコントローラー140からのレリーズ指令により、先幕用電磁石26の給電が絶たれる(STEP8)。すると、先幕セットレバー24が先幕走行バネ25の付勢力により反時計回りに回転する。このとき、先幕駆動レバー28も一体的に回転し、先幕羽根群21が走行する。そして、開口部11aの下方からCMOSイメージセンサー110への露光を開始する。続いて、先幕用電磁石26の給電が絶たれた後、設定された露光時間後に、後幕用電磁石36の給電が絶たれる(STEP9、図16の時刻t5)。露出時間はカメラコントローラー140により、露出情報等に基づいて設定される。すると、後幕セットレバー34が後幕走行バネ35の付勢力により反時計回りに回転する。このとき、後幕駆動レバー39も一体的に回転し、後幕羽根群31が走行し、開口部11aの下方から開口部11aを遮蔽する。CMOSイメージセンサー110は、先幕羽根群21と後幕羽根群31によって形成されたスリットからの光によって露光される。このようなスリットによる露光動作を、スリット露光撮影という。先幕羽根群21と後幕羽根群31の走行が完了すると、再び図6の状態となる。そして、チャージ動作が行われ、フォーカルプレーンシャッタ装置190は図8の状態となる。図8に示す後幕のチャージ動作と並行して、カメラコントローラー140は、CMOSイメージセンサー110が取得した画像データの読み出しを行うように制御する。画像データの読み出し完了後、図9に示す状態に移行し、次の撮影に備える(図16の時刻t6)。このように、チャージと読み出しとを並行して行うことで、次の撮影への準備時間を短くすることが出来る。例えば、連続撮影の間隔を小さくすることができ、AFを行いながらでも高速な連写が可能になる。
なお、後幕羽根群31の走行が完了したとき、図6に示すように、後幕係止レバー52の係止部52bと後幕駆動レバー係止部39cとが係止される。
−ノーマリークローズのチャージ機構−
続いて、ノーマリークローズのチャージ機構を説明する。
ノーマリークローズのチャージ機構に関するフォーカルプレーンシャッタ装置190の構成要素は、ノーマリーオープンのチャージ機構に関するフォーカルプレーンシャッタ装置190の構成要素と全く同じである。そのため、再度の詳細な説明は割愛する。
図7に示されるように、係止解除レバー欠歯ギヤ部60dは、係止解除レバー60と一体的に支持されている。係止解除レバー欠歯ギヤ部60dは、欠歯ギヤ50と噛み合い可能である。欠歯ギヤ50は、シャッタ地板11に回転可能な状態で支持されている。欠歯ギヤ50は、段ギヤで構成されており、ギヤ部を有する。ギヤ部は全周歯を有している。ギヤ部は、連結ギヤ群48と噛み合い可能である。連結ギヤ群48は、直列に噛み合った3枚のギヤで構成される。3枚の連結ギア群48のうち、一端の1枚は、遊星ギヤ41と噛み合い可能である。また、他端の1枚は太陽ギヤ43と共通の軸を有しており、その軸を中心に回転可能であり、欠歯ギヤ50と噛み合い可能である。
−走行完了状態−
図11は、フォーカルプレーンシャッタ装置の撮影終了状態、つまり、後幕の走行が完了した状態を示す。
先幕羽根群21は、先幕走行バネ25の付勢力によって、開口部11aよりも上側に退避している。また図11では、図7に示すように、先幕セットレバー24と先幕駆動レバー28とは、先幕セットバネ27と先幕走行バネ25の付勢力によって、先幕セットレバー当接部24aと先幕駆動レバー当接部28bが当接した状態で、ともに反時計回りに回転した状態を保持している。また、後幕羽根群31は、後幕走行バネ35の付勢力によって、開口部11aを覆っている。後幕セットレバー34と後幕駆動レバー39とは、後幕走行バネ35の付勢力によって、後幕セットレバー当接部34aと後幕駆動レバー当接部39bが当接した状態で、ともに反時計回りに回転した状態を保持している。
−チャージ動作−
図11は、ノーマリークローズ時の走行完了した状態の図である。図12はチャージ中の図である。図13は、先幕及び後幕のチャージが完了し、撮影待機状態の図である。図15は、ノーマリークローズ時のスリット露光撮影のフローチャートである。図17は、ノーマリークローズ時のスリット露光撮影の動作タイミングを示すタイムチャートである。
以下、主として図15に示す動作を中心に説明する。
図11に示す走行完了状態から、ノーマリーオープン時とは逆にモータ46が回転するように通電が行われ(STEP11、図17の時刻t11)、モータ46によってウォームギヤ44が回転すると、それと噛み合うウォームホイールが設けられている太陽ギヤ43が反時計回りに回転される。すると、遊星キャリア42が回転負荷によって反時計回りに回転し、第1回転規制部42aとシャッタ地板11に設けられた第1ストッパ(図示せず)とが当接する。このとき、図7に示される遊星ギヤ41は、遊星キャリアの回転と共に移動(公転)する。第1回転規制部42aと第1ストッパとの当接により遊星ギヤ41の公転が停止するとき、遊星ギヤ41は連結ギヤ48と噛み合っている。その後、遊星ギヤ41自体は時計回りに回転(自転)し、連結ギヤ48を回転させ、さらに欠歯ギヤ50を時計回りに回転させる。このとき欠歯ギヤ40は、欠歯ギヤ40と欠歯ギヤ50との間のわずかな摩擦力によって時計方向に回ろうとするが、第1回転規制部42aと欠歯ギヤ40の欠歯が当接し、欠歯ギヤ40の回転を阻止する。欠歯ギヤ50に設けた欠歯部は、係止解除レバー60に設けた係止解除レバー欠歯ギヤ部60dと噛み合い、チャージレバー回転軸29aを中心に、係止解除レバー欠歯ギヤ部60dを反時計回りに回転させる。欠歯ギヤ部60dと一体的に設けられた係止解除レバー60は、チャージレバー復帰バネ30の付勢力に抗して反時計回りに回転する。
係止解除レバー60の回転によって、チャージレバー29が反時計回りに回転し、後幕セットカム29cが後幕チャージ入力部34cを押圧する。その結果、後幕セットレバー34は時計回りに回転する。
係止解除レバー60の、先幕係止解除部60aと後幕係止解除部60bがほぼ同時に、それぞれ係止解除爪37eと係止解除爪52eを蹴り、先幕係止レバー37は、先幕係止レバーバネ54の付勢力に抗して時計方向に回転し、後幕係止レバー52は、後幕係止レバーバネ53の付勢力に抗して時計方向に回転する。
先幕駆動レバー28および後幕駆動レバー39はそれぞれ先幕駆動レバー係止部28cと先幕係止レバー37の係止部37b、後幕駆動レバー係止部39cと後幕係止レバー52の係止部52bの係合が解除され、先幕セットバネ27および後幕セットバネ55の付勢力によって、先幕セットレバー24の先幕セットレバー当接部24aが、先幕駆動レバー28の先幕駆動レバー当接部28bに当接することで先幕セットレバー24と先幕駆動レバー28が一体的に回転し、後幕セットレバー34の後幕セットレバー当接部34aが、後幕駆動レバー39の後幕駆動レバー連結ピン39aに当接することで後幕セットレバー34と後幕駆動レバー39が一体的に回転する。したがって、先幕係止レバースイッチ動作部37dが先幕係止解除検知スイッチ47を、また、後幕係止レバースイッチ動作部52dが後幕係止解除検知スイッチ57をほぼ同時に作動させる(STEP13)。
図12はチャージ中の状態を示す図で、先幕羽根群21と後幕羽根群31によって、チャージ中は常に開口部11aが遮蔽されていることを示している。そのため、CMOSイメージセンサー110からの画像データの読み出しとダミー画像の取得(STEP12、図17の時刻t12)をチャージと並行して行うことが可能である。
後幕チャージ入力部34cが後幕セットカム29cの最外径に達したところで、後幕吸着片34bが、後幕用電磁石36へ押し付けられる。同様に、先幕セットカム29bが先幕チャージ入力部24cを押圧する。そして、先幕セットレバー24は時計回りに回転する。先幕チャージ入力部24cが先幕セットカム29bの外径方向に駆動され最外径に達したところで、先幕吸着片24bが、先幕用電磁石26へ押し付けられる。
したがって、露光中以外に開口部11aが遮蔽され続ける、いわゆるノーマリークローズの機能を有する。
−スリット露光待機状態−
図13は、フォーカルプレーンシャッタ装置190のスリット露光待機状態を示す。
具体的には、図12の状態から、モータ46が回転し、係止解除レバー60が反時計回りに回転すると、欠歯ギヤ50と係止解除レバー欠歯ギヤ部60dの噛み合いがはずれる。そして、係止解除レバー60がチャージレバー復帰バネ30の付勢力によって、また、チャージレバー29がチャージレバー復帰バネ30の付勢力によって、時計回りに回転する。このとき、先幕チャージ入力部24cと先幕セットカム29bとの当接が解除される。また、後幕チャージ入力部34cと後幕セットカム29cとの当接が解除される。
欠歯ギヤ50と係止解除レバー60の係止解除レバー欠歯ギヤ部60dの噛み合いがはずれる前に、先幕用電磁石26および後幕用電磁石36に給電が開始される。先幕吸着片24bと先幕用電磁石26とが吸着し、後幕吸着片34bと後幕用電磁石36とが吸着する。このように、先幕セットレバー24および後幕セットレバー34はチャージ状態を維持することができる(図17の時刻t11とt12の区間)。
−スリット露光−
ユーザーによりレリーズ釦131が操作されると、測光等の必要な撮影情報を取得する。それが終わると、カメラコントローラー140はレリーズを許可する。カメラコントローラー140からのレリーズ指令(STEP14)により、先幕用電磁石26の給電が絶たれる(STEP15)。すると、先幕セットレバー24が先幕走行バネ25の付勢力により反時計回りに回転する。このとき、先幕駆動レバー28も一体的に回転し、先幕羽根群21が走行する。そして、開口部11aの下方からCMOSイメージセンサー110への露光を開始する。続いて、先幕用電磁石26の給電が絶たれた後、設定された露光時間後に、後幕用電磁石36の給電が絶たれる(STEP16)。露出時間はカメラコントローラー140により、露出情報等に基づいて設定される。すると、後幕セットレバー34が後幕走行バネ35の付勢力により反時計回りに回転する。このとき、後幕駆動レバー39も一体的に回転し、後幕羽根群31が走行し、開口部11aの下方から開口部11aを遮蔽する。CMOSイメージセンサー110は、先幕羽根群21と後幕羽根群31によって形成されたスリットからの光によって露光される(図17の時刻t13)。このようなスリットによる露光動作を、スリット露光撮影という。先幕羽根群21と後幕羽根群31の走行が完了すると、再び図11の状態となる。
(3:ノーマリーオープン時のノーマリークローズ連写撮影の動作)
次に、ノーマリーオープン時のノーマリークローズ連写撮影の動作を説明する。これは、ノーマリークローズ時のシーケンスが、ノーマリーオープン時のシーケンスよりも高速に作動させることが可能であるため、連写中のAFなどが必要でない場合に、非常に高速な連写が実現できる。
図18は、ノーマリーオープン時のノーマリークローズ連写撮影フローチャートである。図19は、ノーマリーオープン時のノーマリークローズ連写撮影の動作のタイミングを示すタイムチャートである。
ノーマリーオープンでのライブビュー状態から、ユーザーがノーマリークローズを使用した、高速連写モードを選択してレリーズした場合の動作を、図18を使って説明する。
レリーズ釦131をON(STEP21)すると、カメラコントローラー140からのレリーズ指令により、先幕用電磁石26および後幕用電磁石36に給電が開始される。モータ46がノーマリーオープン時の回転方向に回転する。先幕吸着片24bと先幕用電磁石26とが吸着し、後幕吸着片34bと後幕用電磁石36とが吸着する。ほぼ同時に、モータ46がノーマリーオープン時の回転方向に回転する(STEP21、図19の時刻t21)。チャージレバー29が反時計方向に回転することで、先幕係止解除突起60aが先幕係止レバー37の係止解除爪A37cを蹴り、先幕係止レバー37は、先幕係止レバーバネ54の付勢力に抗して時計方向に回転する。そして、係止部37bと先幕駆動レバー係止部28cの係止が解除される。すると、先幕駆動レバー28は、先幕セットバネ27の付勢力によって、先幕セットレバー当接部24aと先幕駆動レバー当接部28bが当接するまで時計方向に回転し、先幕羽根群21が開口部11aを覆う。そして、先幕セットカム29bと先幕チャージ入力部24cとが当接しており、先幕羽根群21は開口部11aを遮蔽した状態を維持する。同時に、先幕係止レバースイッチ動作部37dが、先幕係止解除検知スイッチ47を作動(STEP23)し、モータ46を停止する(図19の時刻t22)。
先幕用電磁石26の給電が絶たれる(STEP24)。すると、先幕セットレバー24が先幕走行バネ25の付勢力により反時計回りに回転する。このとき、先幕駆動レバー28も一体的に回転し、先幕羽根群21が走行する。そして、開口部11aの下方からCMOSイメージセンサー110への露光を開始する。続いて、先幕用電磁石26の給電が絶たれた後、設定された露光時間後に、後幕用電磁石36の給電が絶たれる(STEP25)。露出時間はカメラコントローラー140により、露出情報等に基づいて設定される。すると、後幕セットレバー34が後幕走行バネ35の付勢力により反時計回りに回転する。このとき、後幕駆動レバー39も一体的に回転し、後幕羽根群31が走行し、開口部11aの下方から開口部11aを遮蔽する。CMOSイメージセンサー110は、先幕羽根群21と後幕羽根群31によって形成されたスリットからの光によって露光される。先幕羽根群21と後幕羽根群31の走行が完了すると、再び図6の状態となる(図19の時刻t23)。
ここで、レリーズ釦131のONが継続していれば(STEP26)、モータ46をノーマリークローズ時の回転方向に回転する。前述のようにノーマリークローズ時のチャージ動作と同様に、チャージ中は常に開口部11aが遮蔽されてため、CMOSイメージセンサー110からの画像データの読み出しとダミー画像の取得(STEP27)をチャージと並行して行う(図19の時刻t24)。
撮像素子からの読み出しが完了すると(図19の時刻t25)、モータ46がさらに回転し、先幕係止レバースイッチ動作部37dが先幕係止解除検知スイッチ47の作動を、または、後幕係止レバースイッチ動作部52dが後幕係止解除検知スイッチ57の作動を検出し(STEP28)、モータ46を停止し、STEP24へ移動して再度露光を行う(図19の時刻t26)。
STEP26で、レリーズ釦131がOFFとなっていたとき、連写動作を停止し、ライブビュー状態に戻す必要がある。
この場合は、モータ46をノーマリーオープン時の回転方向に回転する(STEP29、図19の時刻t27)。先幕羽根群21と後幕羽根群31がチャージされるが、ノーマリーオープン時のチャージ動作と同じであり、後幕羽根群31は開口部11aを覆っているため、CMOSイメージセンサー110からの読み出しが可能である。CMOSイメージセンサー110からの読み出しとダミー画像取得が完了(STEP30)すると、モータ46がさらに回転し、チャージレバー29がさらに反時計回りに回転する。そして、フォーカルプレーンシャッタ装置190は、図9に示す状態になる。図9の状態は、先幕および後幕のチャージが完了を維持し、ライブビュー機能を実現した状態の図である(図19の時刻t28)。
図20(a)は、ノーマリーオープン時のフォーカルプレーンシャッタ装置190の部分断面図である。一方、図20(b)は、ノーマリークローズ時のフォーカルプレーンシャッタ装置190の部分断面図である。
以上説明したように、本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタ装置190によれば先幕と後幕とを用いたスリット露光ができ、先幕と後幕をチャージする際に先幕を退避しつつ開口部を遮蔽した状態を維持できるノーマリーオープンのフォーカルプレーンシャッタ装置と、先幕と後幕とを用いたスリット露光時以外は開口部を遮蔽した状態を維持できるノーマリークローズのフォーカルプレーンシャッタ装置を提供することができる。したがって、例えば、AFを継続しながらの連写撮影では、ノーマリーオープンを使用し、これより高速な連写撮影を行う場合は、ノーマリークローズを使用することが可能となる。さらには、撮影光路内にクイックターンミラーを配して光学ファインダーを実現している、いわゆる一眼レフタイプのカメラであっても、クイックターンミラーを配さず撮像素子によるライブビューファインダーによる撮影が可能な、いわゆるミラーレス一眼タイプのカメラであっても、採用することが可能である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上述の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上述の実施の形態の各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
本実施形態では、カメラ本体100とレンズユニット200が分離可能な交換レンズ式デジタルカメラを示しているが、レンズユニットがカメラ本体に固定され、フォーカルプレーンシャッタ装置によって露出制御されるデジタルカメラであっても同様の効果をもたらすことが出来る。
本実施形態では、スリット露光について示しているが、電子先幕露光の場合は、各フローチャートにおいて、先幕/後幕Mg_ONのタイミングで、後幕MgのみONとすれば実現出来る。
図1〜5には、撮像装置としてのカメラ本体100が示されている。カメラ本体100のカメラコントローラ140は、カメラ本体100の撮影動作終了後に、フォーカルプレーンシャッタ装置190の駆動方式を種々に切り替えることが可能である。
たとえばカメラコントローラ140は、カメラ本体100の撮影動作終了後に、フォーカルプレーンシャッタ装置190がノーマリーオープン駆動方式になるよう制御してもよい。
ユーザの選択により、カメラ本体100の動作モードが単写撮影モードと連続撮影モードとの間で切り替えられる場合には、切り替え操作をカメラコントローラ140が検出して、フォーカルプレーンシャッタ装置190の駆動方式を切り替えてもよい。具体的には、単写撮影モードに切り替えられたとき、カメラコントローラ140は、フォーカルプレーンシャッタ装置190をノーマリーオープン駆動方式に切り替えてもよい。一方、連続撮影モードに切り替えられたとき、カメラコントローラ140は、フォーカルプレーンシャッタ装置190をノーマリークローズ駆動方式に切り替えてもよい。
上述の連続撮影モードに撮影間隔の異なる複数のモードが設けられている場合には、最も撮影間隔の短い連続撮影モードが選択されたとき、カメラコントローラ140は、フォーカルプレーンシャッタ装置190をノーマリークローズ駆動方式に切り替えてもよい。他の連続撮影モードが選択されたとき、カメラコントローラ140は、フォーカルプレーンシャッタ装置190をノーマリーオープン駆動方式に切り替える。
また、撮影動作中に電源ユニットが電力供給部と切り離され、再度電源ユニットが電力供給部への電力供給を再開したとき、カメラコントローラ140は、フォーカルプレーンシャッタ装置190を、ノーマリークローズ駆動方式に切り替えてもよい。または、ノーマリークローズ駆動方式で連続撮影中に電源ユニットの電力供給能力が予め定められた電力値よりも低下したときには、カメラコントローラ140は、フォーカルプレーンシャッタ装置190を、ノーマリーオープン駆動方式に切り替えた後、連続撮影を中止してもよい。予め定められた電力値に代えて、最大許容電力に対する残存電力の割合を定めてもよい。
電源ユニットの電力の供給が開始されたとき、カメラコントローラ140は、フォーカルプレーンシャッタ装置190を、ノーマリーオープン駆動方式に切り替えてもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、上述の実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。