JP6057561B2 - シャッタ装置およびそれを備える撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャッタ装置およびそれを備える撮像装置に関する。

従来のフォーカルプレーンシャッタは、先羽根群と後羽根群の露光走行に先立って、あらかじめ先羽根用電磁石と後羽根用電磁石に通電しておき、その後、露光時間制御回路の出力信号によって、所定のタイミングで順次、各電磁石への通電を断つ。先羽根駆動部材と後羽根駆動部材は先羽根用駆動バネと後羽根用駆動バネの付勢力によって回転させられ、先羽根群と後羽根群の露光走行が行われる。

また、先羽根用駆動バネと後羽根用駆動バネの付勢力に抗して先羽根駆動部材と後羽根駆動部材を回転させることで、チャージ動作を行っている。

例えば、特許文献１に記載されているようにシャッタ地板を挟んで撮像素子側に羽根群が走行する羽根室が構成され、反対側に羽根駆動部材やセット部材が設けられている。シャッタ地板には貫通孔が開いており、この貫通孔により羽根駆動部材と羽根群の羽根アームが挿嵌している。

特開２００３−３１５８７２号公報

しかしながら、特許文献１では、シャッタ地板を挟んで表裏に羽根アーム用の回転軸と羽根駆動部材の回転軸が別々に設けられているため、取り付け誤差が生じてしまう。

さらに、羽根群は羽根アームの回転軸と羽根駆動部材の回転軸に嵌合し摺動するため、羽根群の走行摺動負荷は増加するため、摺動摩擦によるシャッタ精度の悪化を招いてしまう。

また、羽根室とセット部材の間にシャッタ地板の面が存在するために装置が大型化してしまう。

このような課題を鑑みて、本発明は、シャッタ地板と羽根アームの摺動負荷を低減するとともに、シャッタ装置を小型化することを目的とする。

本発明の一側面としてのシャッタ装置は、露光用の開口部および軸が形成されたシャッタ地板と、前記開口部を開閉することで露光を制御する羽根群と、前記羽根群を回転可能に保持する羽根アーム部材と、前記軸に軸支され、前記軸を中心として回動することで前記羽根アーム部材を駆動する羽根駆動部材と、前記羽根駆動部材と当接することで前記羽根駆動部材をチャージするチャージ部材と、前記開口部を通過する光束の光軸と平行な方向において、前記羽根群を挟んで前記シャッタ地板の反対側に配されるカバー板と、を有し、前記羽根アーム部材および前記羽根駆動部材と前記チャージ部材とは、前記シャッタ地板の同一面側に配置され、前記羽根アーム部材は、前記羽根駆動部材に固定され、前記軸を中心として回転可能であって、前記羽根駆動部材と前記チャージ部材とは、前記光軸と平行な方向から見た場合に、前記カバー板と重畳しない位置に配されることを特徴とする。

本発明によれば、シャッタ地板と羽根アームの摺動負荷を低減するとともに、シャッタ装置を小型化することができる。

本発明のシャッタ装置の実施形態の一例であるフォーカルプレーンシャッタが搭載された撮像装置の外観斜視図である。 撮像装置のブロック図である。 フォーカルプレーンシャッタの分解斜視図である。 フォーカルプレーンシャッタの背面図である。 カムギアの正面図である。 チャージレバー２６０の分解斜視図である。 羽根駆動部材の拡大図である。 羽根駆動部材の分解斜視図である。 シャッタ地板の軸の断面図である。 補助地板の斜視図である。 フレキシブル基板が取り付けられた状態のフォーカルプレーンシャッタの背面図である。 図１１のＡ−Ａ線断面図である。 フォーカルプレーンシャッタの一部を拡大した図である。 図１３のＡ−Ａ線断面図である。 緩衝部材をシャッタ地板に取り付ける直前の状態を示した斜視図である。 電磁石をヨークの吸着面から見た図である。 フォーカルプレーンシャッタの羽根群の動作図である。 フォーカルプレーンシャッタ及び撮像素子の動作タイミングを示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明のシャッタ装置の実施形態の一例であるフォーカルプレーンシャッタが搭載された撮像装置の外観斜視図である。

撮像装置１００の上面には、電源ボタン１１０、レリーズボタン１３０、閃光装置などの撮影アクセサリーを取り付けるアクセサリーシュー１４０が設けられている。レンズマウント１５０は、不図示の撮影用レンズの取り付け部である。

撮像装置１００はレフレックスミラーを持たないミラーレスタイプの撮像装置であるため、ライブビュー表示のため撮影待機の状態でシャッタ幕は開いている。そのため、図１に示されるように撮影用レンズを取り外した状態において撮像素子３の撮像面は露出している。

図２は、撮像装置１００のブロック図である。

フォーカルプレーンシャッタ（シャッタ装置）２は、撮影光路上において撮像レンズ１と撮像素子３との間に設けられ、撮像素子３の電子先幕動作と連動して撮像素子３を露光する時間を調節する。

撮像素子３は、ＣＭＯＳイメージセンサ等が使用され、被写体からの光を結像する撮像レンズ１により結像された被写体像を光電変換する。撮像素子３から出力されるアナログ画像信号は、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）４によりデジタル信号に変換される。ＡＦＥ４から出力されるデジタル画像信号は、ＤＳＰ（Ｄｉｓｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）５によって各種画像処理や圧縮・伸張処理などが行われる。

記録媒体６は、ＤＳＰ５により処理された画像データを記録する。表示部７は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等が使用され、撮影した画像や各種メニュー画面などを表示する。

撮像素子駆動回路８は、撮像素子３を駆動制御する。ＲＡＭ１０は、ＤＳＰ５と接続されており、画像データなどを一時的に記憶する。シャッタ駆動回路１１は、フォーカルプレーンシャッタ２を駆動する。

９はＣＰＵであり、ＡＦＥ４、ＤＳＰ５、撮像素子駆動回路、シャッタ駆動回路１１の制御を行う。

９１は撮像装置１００の電源電圧を検出する電圧検出手段、９２は撮像装置の温度を検出する温度検出手段、９３はフォーカルプレーンシャッタ２内部に備えられた位相検出手段であり、羽根位相検出手段とカム位相検出手段から構成される。９４は、レンズ制御手段で撮像レンズ１の焦点距離、絞り径、瞳径、瞳と撮像素子の距離等のレンズ情報をＣＰＵ９に出力するとともに、ＣＰＵ９による制御に応じて絞り、レンズ等を駆動する。各検出手段の検出結果はＣＰＵ９に入力される。

図３は、フォーカルプレーンシャッタ２の分解斜視図である。図３（ａ）はフォーカルプレーンシャッタ２を撮像素子３が取り付けられる側（以下、背面という）から見た分解斜視図、図３（ｂ）は撮影用レンズが取り付けられる側（以下、正面という）から見た分解斜視図である。図４は、フォーカルプレーンシャッタ２の背面図である。図面の見易さのために補助地板２０５とカバー板２０６は省略している。

シャッタ地板２０１は、撮像装置１００の内部に固定されており、羽根群２３０の駆動機構を構成する各部品が取り付けられている。

モータ２２０は、出力軸が撮影光軸（開口２０６ａを通過する光束の光軸）と略平行になるようにシャッタ地板２０１に取り付けられている。モータ２２０から伝達部材である減速ギア列を介して伝達される駆動力によって、カムギア２０３が回動する。

羽根駆動部材２０２、カムギア２０３およびチャージレバー２６０は、それぞれシャッタ地板２０１に回転自在に軸支されている。

本実施形態では、カムギア２０３の駆動力がチャージレバー２６０を介して羽根駆動部材２０２に伝わることで、フォーカルプレーンシャッタ２のチャージ動作およびチャージ解除動作を行う。

図５は、カムギアの正面図である。カムギア２０３の一方面には、カム部２０３ａが形成される。図５に図示するように、カム部２０３ａには、カムトップ領域２０３ａ−１、カム傾斜領域２０３ａ−２、カムボトム領域２０３ａ−３およびチャージ領域２０３ａ−４の４つの領域に分割される。また、カムギア２０３のフランジ部２０３ｄは、カム部２０３ａのカム面からカムギア２０３の外周に向かって突出形成されている。

図６は、チャージレバー２６０の分解斜視図である。図６に図示するように、チャージレバー２６０には、軸部２６０ａが延出形成されるとともに、当接部２６０ｂが形成される。軸部２６０ａには、チャージコロ（第２のチャージコロ）２０４ｂが取り付けられる。当接部２６０ｂは羽根駆動部材２０２に設けられたチャージコロ（第１のチャージコロ）２０４ａに当接する。軸部２６０ａに取り付けられた２０４ｂがカムギア２０３のカム部２０３ａを常にトレースすることで、カムギア２０３はチャージレバー２６０を駆動している。

チャージコロ２０４ｂは、オーバーチャージ量を調整するために調寸形状を有しており、フォーカルプレーンシャッタ２のオーバーチャージ量が所定の範囲から外れる場合に交換される。すなわち、チャージコロ２０４ｂは、外径の異なるものが複数種類用意され、オーバーチャージ量が所定の範囲となるように、複数種類のチャージコロ２０４ｂの中から最適な外径のチャージコロ２０４ｂを選択する。

また、図４に示すように、カムギア２０３は、チャージレバー２６０の軸部２６０ａの延出方向にてチャージコロ２０４ｂとフランジ部２０３ｄとが重なるように、配置されている。フランジ部２０３ｄはカムギア２０３の全周にわたって形成されているので、チャージコロ２０４ｂは、カムギア２０３のフランジ部２０３ｄと常に重なり合っている。この構成により、チャージコロ２０４ｂは、クリップなどの抜け止め部材を取り付けなくても、軸部２６０ａから抜け落ちることがなく、カムギア２０３を取り外すだけでチャージコロ２０４ｂを交換することができる。したがって、チャージコロ２０４ｂの交換作業の工数が削減され、チャージレバー２６０の回動量の調整を簡単に行うことができる。

図７は羽根駆動部材２０２の拡大図、図８は羽根駆動部材２０２の分解斜視図である。

チャージレバー２６０は羽根駆動部材２０２を回動させる際に、当接部２６０ｂが羽根駆動部材２０２に設けられたチャージコロ２０４ａに当接する。これによって、チャージレバー２６０は往復運動を行う。チャージレバー２６０には、不図示のチャージレバー戻しバネがチャージレバー２６０と羽根駆動部材２０２が離れる方向に付勢するよう取り付けられている。

チャージコロカバー２１４は、可撓性を有し、断面がコの字形状をしている。また、チャージコロカバー２１４には、第１の穴２１４ａと第２の穴２１４ｂが形成されている。第１の穴２１４ａと第２の穴２１４ｂは互いに点対称となる位置に形成される。

羽根駆動部材２０２にチャージコロカバー２１４を取り付ける前に、チャージコロ２０４ａを羽根駆動部材２０２に延出形成される軸部２０２ｇに取り付ける。

軸部２０２ｇの先端に形成される第１の突起部２０２ｅにチャージコロカバー２１４の第１の穴２１４ａを係合させる。チャージコロカバー２１４を弾性変形させながら、羽根駆動部材２０２に設けられた第２の突起部２０２ｆにチャージコロカバー２１４の第２の穴２１４ｂを係合させる。これによって、チャージコロカバー２１４は羽根駆動部材２０２に取り付けられる。チャージコロカバー２１４が羽根駆動部材２０２に取り付けられることで、チャージコロ２０４ａは第１の突起部２０２ｅから抜けないように保持される。すなわち、チャージコロカバー２１４は軸部２０２ｇに軸支されるチャージコロ２０４ａが軸部２０２ｇから抜けないようにする抜け止め部材として機能している。

チャージコロ２０４ａは、チャージレバー２６０の当接部２６０ｂに当接するとともに、チャージコロ２０４ａが回転できる程度にチャージコロカバー２１４に保持されている。

第２の突起部２０２ｆは、軸部２０２ｇの延出方向とは反対方向に突出形成されている。第１の突起部２０２ｅおよび第２の突起部２０２ｆは互いに異なる軸上に形成されている。また、第１の突起部２０２ｅおよび第２の突起部２０２ｆは互いに点対称となる位置に形成される。したがって、チャージコロカバー２１４を羽根駆動部材２０２に取り付ける際に、第１の突起部２０２ｅに第２の穴２１４ｂを係合させ、第２の突起部２０２ｆに第１の穴２１４ａを係合させてもよい。

第１の突起部２０２ｅおよび第２の突起部２０２ｆは互いに異なる軸上に形成されている。そのため、チャージコロカバー２１４は、羽根駆動部材２０２に一度取り付けられると、第１の突起部２０２ｅを中心として回転することも、第１の突起部２０２ｅを中心として回転することもない。これにより、チャージコロ２０４ａを位置決めすることができるため、組立性を向上させることが可能である。

また、羽根用駆動バネとは関係なくチャージコロ２０４ａを羽根駆動部材２０２に取り付けているため、羽根走行動作の精度に影響を与えることもない。上述したように、本実施形態では、チャージコロ２０４ｂの交換によって、オーバーチャージ量を調整するため、チャージコロ２０４ａは調整のために交換する部品ではない。羽根駆動部材２０２のイナーシャは調整によって変化することなく、常に一定となるので、羽根群２３０の走行特性が安定する。

さらに、本実施形態では、第１の突起部２０２ｅの中心軸と第２の突起部２０２ｆの中心軸との距離は、羽根駆動部材２０２の嵌合部２０２ｄの中心軸と第１の突起部２０２ｅの中心軸との距離よりも短くなっている。これによって、フォーカルプレーンシャッタ２を従来よりも、小型化することができる。

一般的に、カムギアによって羽根駆動部材をチャージ動作およびチャージ解除動作を行う構成では、カムギアと羽根駆動部材の衝突を避けるために、カムギアを光軸から離れた位置に配置しなければならない。そのため、カムギアの大きさを大きくする必要があり、しかもカムギアを１回転させる必要があるので、シャッタユニットが大型化してしまうという問題がある。

これに対して、本実施形態では、チャージレバー２６０は水平方向において羽根駆動部材２０２よりも光軸（開口部２０１ｐの中心）から離れた側に配置されている。カムギア２０３は水平方向において羽根駆動部材２０２よりも光軸（開口部２０１ｐの中心）に近い側に配置されている。また、チャージレバー２６０は往復運動によって羽根駆動部材２０２をチャージしている。そのため、フォーカルプレーンシャッタ２を小型化できる。

さらに、本実施形態では、チャージレバー２６０の回転中心からチャージコロ２０４ｂとの当接部までの距離よりも、チャージレバー２６０の回転中心からチャージコロ２０４ａとの当接部までの距離を長くしている。これにより、カムギア２０３のチャージ量を増幅して羽根駆動部材２０２をチャージすることができ、チャージレバー２６０の往復運動範囲を小さくすることができる。この結果、フォーカルプレーンシャッタ２を小型化することができる。

補助地板２０５は、シャッタ地板２０１の軸２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ、２０１ｅの先端に係合されて取り付けられている。補助地板２０５には、保持電磁石２５０がビス２５５により固定されている。

カバー板２０６は、補助地板２０５と同一側において、シャッタ地板２０１に固定されている。カバー板２０６の中央部には、組み立てた際にシャッタ地板２０１の露光用の開口部２０１ｐと対応する位置に開口２０６ａが形成されている。

シャッタ地板２０１とカバー板２０６の間には、羽根駆動部材２０２に取り付けられた羽根群２３０を配置する羽根室が形成されている。

羽根群２３０は、１番羽根２３１、２番羽根２３２、３番羽根２３３、４番羽根２３４で構成されている。１番羽根２３１の走行方向の先端（以下、開口形成端という）は、シャッタ地板２０１に形成された開口部２０１ｐの開口領域を形成する。

それぞれの羽根は、黒色塗料を塗布した金属板から成り、羽根アーム部材であるメインアーム（第１のアーム）２３５とサブアーム（第２のアーム）２３６に回転可能に軸支され、平行リンクを形成している。

メインアーム２３５とサブアーム２３６は、羽根群２３０の走行方向に沿って１番羽根２３１の開口形成端側から順に配置されている。

図９は、シャッタ地板２０１の軸２０１ａの断面図である。図９に図示するように、羽根駆動部材２０２の軸支部２０２ｄにシャッタ地板２０１の軸２０１ａが挿入されることで、羽根駆動部材２０２はシャッタ地板２０１の軸２０１ａに軸支されている。

メインアーム２３５の穴部２３５ｂは、シャッタ地板２０１の羽根室内側の面において羽根駆動部材２０２の軸支部２０２ｄの外周と嵌合している。本実施形態では、メインアーム２３５と羽根駆動部材２０２は、ともにシャッタ地板２０１の同一面側に配置され、シャッタ地板２０１の軸２０１ａを中心に回動する。

羽根駆動部材２０２の先端部には駆動ピン２０２ａが形成されており、駆動ピン２０２ａはメインアーム２３５に形成された穴２３５ａと連結し、シャッタ地板２０１に形成された長穴部２０１ｇを貫通している。

羽根駆動部材２０２の回動によって駆動ピン２０２ａが長穴部２０１ｇに沿って移動すると、メインアーム２３５は回転穴部２３５ｂを中心に回動し、それに伴って羽根群２３０を開閉させる。羽根群２３０が動作すると、開口部２０１ｐを開放状態（光束を通過させる状態）にさせたり、遮光状態（光束を遮断する状態）にさせたりすることができる。

羽根群２３０は、メインアーム２３５に嵌合しているだけでメインアーム２３５および羽根駆動部材２０２と一体となって回転するため、羽根群２３０に発生する摺動摩擦は低減される。

サブアーム２３６は、シャッタ地板２０１に設けられた軸２０１ｆに回転可能に軸支されており、また、羽根ガタ寄せバネが羽根群２３０を走行する方向に掛けられている。

ラチェットギア２４０は、シャッタ地板２０１の軸２０１ａに回転可能に軸支され、羽根駆動部材２０２より軸先端側に配置されている。ラチェットギア２４０は、シャッタ地板２０１に形成されるラチェット爪と係合する。

羽根駆動部材２０２とラチェットギア２４０の間には、ねじりコイルバネである不図示の羽根駆動バネ（弾性部材）が配置されている。羽根駆動バネの一端は羽根駆動部材２０２に掛けられ、他端はラチェットギア２４０に掛けられている。ラチェットギア２４０とラチェット爪と係合位置を変更することで、羽根駆動バネのバネ力を調整する。羽根駆動バネ２４１は、図４（ａ）において、羽根駆動部材２０２を時計方向に付勢している。

非接触式の位相検出手段としての第１のフォトインタラプタ２０７ａおよび第２のフォトインタラプタ２０７ｂが、補助地板２０５に取り付けられている。第１のフォトインタラプタ２０７ａが第１の光学検出手段に対応し、第２のフォトインタラプタ２０７ｂが第２の光学検出手段に対応する。

羽根駆動部材２０２には被検出部２０２ｃが形成されており、第１のフォトインタラプタ２０７ａと被検出部２０２ｃが羽根位相検出手段を構成する。

羽根駆動部材２０２がチャージ完了位置に位置するときに、被検出部２０２ｃが第１のフォトインタラプタ２０７ａを遮光するように、被検出部２０２ｃは設けられている。したがって、羽根駆動部材２０２がチャージ完了位置にあるとき、被検出部２０２ｃは第１のフォトインタラプタ２０７ａを遮光する。このとき、第１のフォトインタラプタ２０７ａは、Ｈ信号を出力する。同様に、羽根駆動部材２０２が走行完了位置に位置するときに、被検出部２０２ｃが第１のフォトインタラプタ２０７ａ遮光しないように、被検出部２０２ｃは設けられている。したがって、羽根駆動部材２０２が走行完了位置にあるとき、被検出部２０２ｃは第１のフォトインタラプタ２０７ａを遮光しない。このとき、第１のフォトインタラプタ２０７ａはＬ信号を出力する。

カムギア２０３には、カム部２０３ａが形成された面とは反対側の面に、被検出部２０３ｅが形成されている。第２のフォトインタラプタ２０７ｂと被検出部２０３ｅがカム位相検出手段を構成する。

チャージコロ２０４ｂがカム部２０３ａのカムトップ領域２０３ａ−１をトレースしているときに、被検出部２０３ｅが第２のフォトインタラプタ２０７ｂを遮光する。このとき、第２のフォトインタラプタ２０７ｂはＨ信号を出力する。チャージコロ２０４ｂがカム部２０３ａのカムボトム領域２０３ａ−３をトレースしているときに、被検出部２０３ｅが第２のフォトインタラプタ２０７ｂを遮光する。このとき、第２のフォトインタラプタ２０７ｂはＬ信号を出力する。なお、チャージコロ２０４ｂがカム部２０３ａのカムトップ領域２０３ａ−１をトレースしている状態をカムギア２０３がカムトップ位相にあるという。チャージコロ２０４ｂがカム部２０３ａのカムボトム領域２０３ａ−３をトレースしている状態をカムギア２０３がカムボトム位相にあるという。

ここで、第２のフォトインタラプタ２０７ｂと被検出部２０３ｅで構成されるカム位相検出手段の構成について説明する。

図１０は、フレキシブル基板２７０が取り付けられた状態の補助地板２０５の斜視図である。図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は背面図である。図１１は、フレキシブル基板２７０が取り付けられた状態のフォーカルプレーンシャッタ２の背面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ線断面図である。

図１２に示すように、シャッタ地板２０１に形成された軸２０１ｃは、カムギア２０３の回転中心軸であり、補助地板２０５と係合している。補助地板２０５には、フレキシブル基板２７０が取り付けられている。

フレキシブル基板２７０には第２のフォトインタラプタ２０７ｂが取り付けられているため、第２のフォトインタラプタ２０７ｂは、フレキシブル基板２７０とカムギア２０３の被検出部２０３が形成された面の間に配置されている。被検出部２０３の位置によって、第２のフォトインタラプタ２０７ｂを設置する位置が変わると同時に、フレキシブル基板２７０の配線も変わってくる。

本実施形態では、被検出部２０３ｅが、軸２０１ｃの突出方向と同一方向に立設されているため、図１２に示すような構成となり、カムギア２０３の軸の近傍に第２のフォトインタラプタ２０７ｂを配置することができる。このとき、図１０に示すように、フレキシブル基板２７０の配線を簡略化にすることができるため、フォーカルプレーンシャッタ２を小型化することができる。

また、本実施形態では、ブラシ等の接触式の位相検出手段とは異なりゴミや油などによる検出不良やチャタリング等によるフレキのパターン削れといった経年劣化が発生することがないため、信頼性が向上する。

ところで、カムギア２０３がカムトップ位相にあることを検出するフォトインタラプタとカムギア２０３がカムボトム位相にあることを検出するフォトインタラプタを別々に設ける場合、カムギア２０３上の径方向に異なる位置に２つの被検出部を設ける必要がある。しかし、この場合には、カムギア２０３の直径が極端に大型化してしまう。

本実施形態では、カムギア２０３がカムトップ位相にあることと、カムギア２０３がカムボトム位相にあることとを、１つのフォトインタラプタで検出している。これによって、カムギア２０３がカムトップ位相にあることを検出する被検出部と、カムギア２０３がカムボトム位相にあることを検出する被検出部とを、カムギア２０３の同一円周上に並べて立設することができ、カムギア２０３の外径を大型化することがない。また、被検出部２０３ｅは、カム部２０３ａのカム面より回転中心側に配置されているため、フォーカルプレーンシャッタ２を小型化することができる。また、羽根駆動部材２０２は往復運動であり、フォーカルプレーンシャッタ２が大きくなるのは、被検出部２０２ｃの走行軌跡分だけである。さらに、被検出部２０２ｃは、回転運動をするカムギア２０３にもう１つの被検出部を設けるよりも設計の自由度があり、撮像装置１００内のスペースに合わせて配置することができ、撮像装置１００の小型化にも寄与している。

図１３は、フォーカルプレーンシャッタ２の背面図の一部を拡大した図である。図１４は、図１３のＡ−Ａ線断面であり、上方が羽根室外側、下方が羽根室内側を表している。図１５は、緩衝部材２４２をシャッタ地板２０１に取り付ける様子を羽根室内側から見た斜視図である。

緩衝部材２４２は、ゴム等の材質にて形成され、シャッタ地板２０１の長穴部２０１ｇの端に取り付けられる。羽根駆動部材２０２が露光完了時に駆動ピン２０２ａの走行方向と垂直な面で緩衝部材２４２に衝突することによって、緩衝部材２４２は羽根駆動部材２０２が急停止した際の衝撃を吸収する。そのため、緩衝部材２４２により羽根駆動部材２０２の耐久性を向上させるとともに、駆動完了時のバウンドを抑制することができる。

長穴部２０１ｇには、円弧状の縁に沿って、羽根室外側には第１の凸部２０１ｈ、一対の凹部（第２の凹部）２０１ｉが形成され、羽根室内側には一対の凹部（第１の凹部）２０１ｊが形成されている。

緩衝部材２４２は、羽根室外側に凹部（第３の凹部）２４２ｈが形成され、羽根室内側に一対の凸部（第３の凸部）２４２ｉおよび一対の凸部（第２の凸部）２４２ｊが形成されている。

ここで、緩衝部材２４２をシャッタ地板２０１の長穴部２０１ｇに取り付ける方法を説明する。

まず、緩衝部材２４２の凹部２４２ｈをシャッタ地板２０１の凸部２０１ｈの下側へ挿入する。このとき、緩衝部材２４２の一対の凸部２４２ｊがシャッタ地板２０１に形成された一対のテーパ面２０１ｋ上に位置する。

次に、緩衝部材２４２の一対の凸部２４２ｊがシャッタ地板２０１の一対の凹部２０１ｊに嵌まるように緩衝部材２４２を変形させて挿入する。

緩衝部材２４２をシャッタ地板２０１の長穴部２０１ｇの端に取り付け後、緩衝部材２４２には復元力が働く。このため、緩衝部材の凹部２４２ｈ、一対の凸部２０１ｉ、一対の凸部２０１ｊがそれぞれシャッタ地板２０１の凸部２０１ｈ、凹部２０１ｉ、凹部２０１ｊと当接する。

このとき、図１４に図示するように、緩衝部材２４２は、シャッタ地板２０１の板厚内に配置されていてシャッタ地板２０１の羽根室外側には突き出ていない。そのため、緩衝部材２４２がシャッタ地板２０１に取り付けられている他の構成部材に干渉することもなく、設計上の制約を受けることがない。

このような構成により、緩衝部材２４２はシャッタ地板２０１に形成された長穴部２０１ｇに好適に取り付けられており、緩衝部材２４２に上下方向の振動が加わったとしてもシャッタ地板２０１の板厚内に配置される。

図１３に図示するように、緩衝部材２４２は、駆動ピン２０２ａと緩衝部材２４２との当接部分であってシャッタ地板２０１に最も近い部分２４２ｍと第１の凸部２０１ｈの先端２０１ｍとの距離Ｌが、取り付け方向における駆動ピン２０２ａの長さＲより大きい。

これにより、緩衝部材２４２の強度をより強くすることができるため、耐久性を向上させることができる。

図１６は、保持電磁石２５０をヨーク２５１の吸着面２５１ａ、２５１ｂから見た図である。

ヨーク２５１は、第１の脚部と第２の脚部を有する略Ｕ字形状を有している。第１の脚部には、コイル２５３が巻回されたボビン２５２が設けられている。

ボビン２５２にはコイル２５３の両端のそれぞれに接続された端子ピン２５４ａ、２５４ｂが形成されている。

羽根駆動部材２０２には、図３（ａ）で示すアマチャ支持部２０２ｂが設けられている。アマチャ支持部２０２ｂに形成された不図示の貫通孔部には、アマチャ２１２の吸着面に対して略直交方向に延び、アマチャ２１２に対して一体的に取り付けられたアマチャ軸が係合している。アマチャ軸の外周には、不図示の圧縮バネが配置されており、アマチャ２１２およびアマチャ支持部２０２ｂを互いに離す方向に付勢している。

端子ピン２５４ａ、２５４ｂの間に電圧が印加されると、コイル２５３は磁束を発生する。

このとき、第１の脚部の吸着面２５１ａおよび第２の脚部の吸着面２５１ｂはアマチャ２１２との吸着面として機能する。

本実施形態におけるヨーク２５１とアマチャ２１２で形成される磁気回路では、アマチャ２１２の断面積が最も小さくなる。そのため、磁気回路に発生する磁束は、アマチャ２１２断面の磁束密度が飽和する量によって決定される。

本実施形態では、アマチャ２１２を羽根駆動部材２０２の慣性モーメントを小さくしつつ、剛性、強度等が弱くなり過ぎない程度の大きさに設計している。

通常、磁気回路中には、空気中への漏洩磁束が存在する。アマチャ２１２よりも磁束の発生源であるコイル２５３に近いため、ヨーク２５１の吸着面２５１ａに発生する磁束量ΦＹ１は、アマチャ２１２断面に発生する磁束量ΦＡよりも多くなる。

一方、アマチャ２１２よりも磁束の発生源であるコイル２５３から離れているヨーク２５１の吸着面２５１ｂに発生する磁束量ΦＹ２は、アマチャ２１２断面に発生する磁束量ΦＡよりも少なくなる。

ヨーク２５１のそれぞれの吸着面に作用する磁気的な吸着力は次式を用いて表すことができる。

ここで、Ｆは吸着面に作用する吸着力、μは透磁率、Ｂは吸着面の磁束密度、Ｓは吸着面の面積、Φは磁束量である。

上述したように、吸着面２５１ａと吸着面２５１ｂに発生する磁束量は、ΦＹ１＞ΦＹ２である。そこで、本実施形態では、それぞれの面で発生する吸着力を等しくなるように、吸着面２５１ｂの面積を吸着面２５１ａの面積よりも小さくなるように調整している。そのため、コイルへの通電を停止してから露光を開始させる際、アマチャ２１２を吸着面２５１ａと吸着面２５１ｂから同時に離反させることができる。

したがって、駆動部材が駆動するまでの時間が一定となり、露光時間のばらつきを抑制することができる。

なお、アマチャ２１２およびヨーク２５１のうち少なくとも一方は、パーマロイ合金で構成されている。

本実施形態の撮像動作について、図１７および図１８を用いて説明する。

図１７は、フォーカルプレーンシャッタ２の羽根群２３０の動作図である。図１７において、図面の見易さのために補助地板２０５とカバー板２０６は省略している。図１８は、フォーカルプレーンシャッタ２及び撮像素子３の各構成部品の動作タイミングを表した図である。なお、図１８中の（１）〜（１０）は、各作動状態に対応している。

図１７（ａ）は、羽根駆動部材２０２のオーバーチャージ状態、すなわち、撮像装置１００が停止している状態およびライブビュー状態を示している。また、図１７（ｂ）は羽根群２３０の走行前待機状態、図１７（ｃ）は羽根群２３０の走行完了状態を示している。図１７（ｄ）は、図１７（ａ）から図１７（ｃ）の状態に至る露光制御作動途中の１番羽根２３１の開口形成端２３１ａが開口２０１ｐの略半分を遮光した状態を示している。

図１８（１）では、フォーカルプレーンシャッタ２は図１７（ａ）のようにオーバーチャージ状態であり、羽根群２３０は重畳されているため、光束を通過させる状態である。

撮像装置１００では、ライブビュー撮像動作が行われ、撮像素子３に入射した被写体像が不図示の画像表示部に表示されている。このとき、ＣＰＵ９は、第１のフォトインタラプタ２０７ａおよび第２のフォトインタラプタ２０７ｂが、それぞれＨ信号を出力しているかチェックを行う。すなわち、羽根駆動部材２０２がチャージ完了状態であることとカムギア２０３がカムトップ位相であることの確認を行う。第１のフォトインタラプタ２０７ａまたは第２のフォトインタラプタ２０７ｂがＬ信号を出力していると、モータ２２０に通電するように、ＣＰＵ９がシャッタ駆動回路１１に指示を出す。シャッタ駆動回路１１は、第１のフォトインタラプタ２０７ａおよび第２のフォトインタラプタ２０７ｂがそれぞれＨ信号を出力するまで、モータ２２０に通電する。

本実施形態では、カムギア２０３の位相検出を一つのフォトインタラプタからの出力で行うため、カムギア２０３がカムトップ位相であっても、カムボトム位相であってもＨ信号を出力する。このとき、第１のフォトインタラプタ２０７ａからの出力から、羽根駆動部材２０２がチャージ完了状態であることが検出されると、位相検出手段９３は、カムギア２０３がカムトップ位相であることを検出できる。

レリーズ動作の開始（図１８（２））により、ＣＰＵ９がシャッタ駆動回路１１を制御することで、シャッタ駆動回路１１がコイル２５３に通電し、ヨーク２５１に磁力を発生させ、ヨーク２５１とアマチャ２１２を吸着状態にする。

ヨーク２５１とアマチャ２１２を吸着状態にした後、シャッタ駆動回路１１がモータ２２０に通電し、カムギア２０３を反時計方向に回転させる。チャージコロ２０４ａは、カムギア２０３のカムトップ領域２０３ａ−１をトレースする状態からからカム傾斜領域２０３ａ−２をトレースする状態へ移る。チャージレバー２６０は、カム傾斜領域２０３ａ−２をトレースすることで徐々にオーバーチャージ状態が解除される。そして、チャージコロ２０４ａがカムボトム領域を２０３ａ−３をトレースする状態になると、図１７（ｂ）に示す羽根群２３０の走行前待機状態へと移行する。そして、第２のフォトインタラプタ２０７ｂがＬ信号を出力する状態からＨを出力する状態になると、シャッタ駆動回路１１はモータ２２０への通電を停止する（図１８（３））。

ＣＰＵ９が撮像素子駆動回路８を制御することで、撮像素子駆動回路８は撮像素子３の全画素をリセット状態にする（図１８（４））。その後、ＣＰＵ９が撮像素子駆動回路８を制御することで、撮像素子駆動回路８は電子先幕走査を開始する（図１８（５））。図１８（４）から図１８（５）の期間は、撮像素子３の全画素リセット状態が継続される。
ここで、電子先幕走査とは、全画素がリセット状態となっている撮像素子３に対して１ラインずつ電荷蓄積を開始することである。１ラインずつ電荷蓄積を開始する走査パターンは、羽根群２３０の走行特性に合わせた走査パターンとなっているので、撮像素子３のどのラインでも均一な蓄積時間（露光時間）となる。ＣＰＵ９がシャッタ駆動回路１１を制御することで、電子先幕走査を開始した後、設定されたシャッタ秒時に対応する時間間隔をあけてから、シャッタ駆動回路１１がコイル２５３への通電を切る。これによって、ヨーク２５１とアマチャ２１２の間に働いていた吸着力は消滅する（図１８（６））。そして、羽根駆動部材２０２は、ねじりコイルバネの付勢により時計方向に回動し始める。その際、上述したように、ヨーク２５１とアマチャ２１２の２つの吸着面に働いていた吸着力は等しいため、ヨーク２５１とアマチャ２１２の２つの吸着面はほぼ同時に離反する。これにより、コイル２５３への通電が断たれたときの羽根駆動部材２０２の駆動タイミングのばらつきが低減される。

このとき、図１７（ａ）の状態から図１７（ｃ）の状態に至る露光過程において、１番羽根２３１は、メインアーム２３５の駆動力被伝達部２３５ｃを介して駆動力が伝達される。駆動力被伝達部２３５ｃは１番羽根２３１の重心より露光方向に先行する位置に設けられているため、１番羽根２３１はメインアーム２３５に牽引されて動作する。

羽根駆動部材２０２がメインアーム２３５の駆動力被伝達部２３５ｃを介して回動させることによって、開口形成端２３１ａは光軸方向にブレることなく安定して走行することができる。

また、１番羽根２３１はサブアーム２３６を牽引して作動するので、サブアーム２３６はメインアーム２３５に牽引されながら作動する。

２番羽根２３２、３番羽根２３３、４番羽根２３４も順次１番羽根２３１と同様に作動し、メインアーム２３５およびサブアーム２３６を牽引する。作動量は、１番羽根２３１が最も多く、２番羽根２３２、３番羽根２３３、４番羽根２３４の順に作動量は少なくなる。

本実施形態では、メインアーム２３５の穴２３５ａは、メインアーム２３５の回転中心である軸２０１ａの中心と１番羽根２３１の軸支中心とを結んだ略直線上に形成されている。そのため、図１７（ｄ）の矢印のように、メインアーム２３５と１番羽根２３１が枢支された箇所の回転法線方向、すなわち、羽根群２３０の走行方向と、羽根駆動部材２０２の駆動ピン２０２ａの回動軌跡の中央における法線方向が略同一となる。これにより、図１７（ｄ）に図示する開口部２０１ｐを半分遮光した状態が、最も効率よく羽根駆動部材２０２の駆動力を１番羽根２３１に伝達することができる。

このような構成により、羽根駆動部材２０２の駆動力伝達の効率は、羽根群２３０の走行を開始する状態と羽根群２３０の走行を完了する状態とで、略同一となり、走行特性を安定化することができる。

本実施形態では、羽根駆動部材２０２とメインアーム２３５を別部材としている。しかし、締結や熱溶着やモールドインサート・アウトサート等の一体成形等により羽根駆動部材２０２とメインアーム２３５とを一体化を行って、駆動ピン２０２ａの位置に少なくとも１か所の固着部を設けてもよい。

羽根駆動部材２０２の走行が進むと、駆動ピン２０２ａが当接部（第１の当接部）２４２ａに当接する。その後、駆動ピン２０２ａが緩衝部材２４２を圧縮させながらさらに走行すると、図１４に示すように、メインアーム２３５が当接部（第２の当接部）２４２ｂに衝突し、衝撃を吸収されて停止する。このようにして、羽根駆動部材２０２とメインアーム２３５は、それぞれ緩衝部材２４２の２つの当接部２４２ａ、２４２ｂによって効果的に衝撃を吸収され、羽根群２３０の露光が完了する。これにより、シャッタ地板２０１の開口部２０１ｐは、図１７（ｃ）のように光束が遮断された状態となる（図１８（７））。

フォーカルプレーンシャッタ２の羽根群２３０の走行が終了し、撮像素子３が完全に遮光されると、ＣＰＵ９が撮像素子駆動回路８を制御することで、撮像素子駆動回路８が静止画読出し走査を開始する。このとき、ＣＰＵ９は、第１のフォトインタラプタ２０７ａと第２のフォトインタラプタ２０７ｂがそれぞれＬ信号を出力するか、チェックを行う。すなわち、羽根駆動部材２０２が走行完了状態であることとカムギア２０３がカムボトム位相であることの確認を行う。もし、第１のフォトインタラプタ２０７ａもしくは第２のフォトインタラプタ２０７ｂがＨ信号を出力する場合、羽根群２３０や羽根駆動部材２０２などの異常状態が疑われるため、撮像動作を中止し、表示部７にエラー表示を行う。

撮像素子３の電荷読み出しが完了していない領域は、光束を遮断した状態にしておく必要がある。

撮像素子３の電荷の読み出し開始から所定時間後（図１８（８））、ＣＰＵ９がシャッタ駆動回路１１を制御することで、シャッタ駆動回路１１はモータ２２０に通電を行って、カムギア２０３を反時計方向に回転させる。これによって、羽根駆動部材２０２をねじりコイルバネの付勢力に抗して時計方向に回転し、チャージ動作を行う。このとき、羽根群２３０は徐々に重畳され、撮像素子３の電荷読み出しが終了したラインから順に開口部２０１ｐを開いていく。すなわち、本実施形態では、全画素の電荷の読み出しが終了する前に、開口部２０１ｐを開き始める。この際、羽根群２３０が開いた部分から漏れ込んだ光が、静止画読み出し走査がまだ到達していない行の画素に入射しないように、チャージ開始のタイミングを設定している。

撮像素子３の全画素の電荷読み出しが完了した（図１８（９））後、羽根群２３０は重畳を完了し、開口部２０１ｐは開放状態となる。そして、第２のフォトインタラプタ２０７ｂがＬ信号を出力する状態からＨ信号を出力する状態となり、シャッタ駆動回路１１はモータ２２０への通電を停止する（図１８（１０））、図１８（ａ）。これによって、羽根駆動部材２０２は再びオーバーチャージ状態となる。

チャージ動作が終了すると、ＣＰＵ９は、電子ビューファインダー機能のためのライブビュー撮像動作を開始する。

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。

２ フォーカルプレーンシャッタ
２０１ シャッタ地板
２０１ａ 軸
２０１ｐ 開口部
２０２ 羽根駆動部材
２０２ｄ 嵌合部
２０６ カバー板
２０６ａ 開口
２３０ 羽根群
２３５ メインアーム
２３５ｂ 回転穴部
２３６ サブアーム

Claims (4)

1. 露光用の開口部および軸が形成されたシャッタ地板と、
   前記開口部を開閉することで露光を制御する羽根群と、
   前記羽根群を回転可能に保持する羽根アーム部材と、
   前記軸に軸支され、前記軸を中心として回動することで前記羽根アーム部材を駆動する羽根駆動部材と、
   前記羽根駆動部材と当接することで前記羽根駆動部材をチャージするチャージ部材と、
   前記開口部を通過する光束の光軸と平行な方向において、前記羽根群を挟んで前記シャッタ地板の反対側に配されるカバー板と、
   を有し、
   前記羽根アーム部材および前記羽根駆動部材と前記チャージ部材とは、前記シャッタ地板の同一面側に配置され、
   前記羽根アーム部材は、前記羽根駆動部材に固定され、前記軸を中心として回転可能であって、
   前記羽根駆動部材と前記チャージ部材とは、前記光軸と平行な方向から見た場合に、前記カバー板と重畳しない位置に配されることを特徴とするシャッタ装置。
2. 前記チャージ部材を介してモータからの駆動力を前記羽根駆動部材へと伝えるカムギアを有し、
   前記カムギアは、前記シャッタ地板の前記羽根駆動部材と前記チャージ部材とが配された面側に配置され、前記光軸と平行な方向から見た場合に、前記カバー板と重畳しない位置に配さ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. 前記羽根駆動部材には、前記軸に軸支される軸支部が形成され、
   前記軸支部の外周に、前記羽根アーム部材に形成される穴部を嵌合させることで、前記羽根アーム部材を前記羽根駆動部材に固定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. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシャッタ装置を有することを特徴とする撮像装置。