JP6534404B2 - 撮像装置及びフォーカルプレーンシャッタ - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及びフォーカルプレーンシャッタに関する。

撮像装置に採用されるフォーカルプレーンシャッタが知られている。特許文献１のフォーカルプレーンシャッタでは、先幕及び後幕はそれぞれアクチュエータによって走行する。

特開２００４‐１０１８６０号公報

アクチュエータへの通電開始から先幕又は後幕が走行を開始するまでの期間や、先幕及び後幕の走行速度等は、使用状況、使用年数、部品の精度等によって、バラつきが生じるおそれがある。このため、露出期間にバラつきが生じるおそれがある。

そこで本発明は、露出期間のバラつきが抑制された撮像装置及びフォーカルプレーンシャッタを提供することを目的とする。

上記目的は、撮像素子と、前記撮像素子の蓄積電荷を画素ライン毎に所定方向に順次リ セットすることにより電子先幕を擬似的に走行させる制御部と、開口を開閉する後幕、前 記後幕を走行させる後幕アクチュエータ、前記後幕アクチュエータにより駆動されて前記 後幕を駆動する後幕駆動レバー、を含むフォーカルプレーンシャッタと、前記後幕が前記 開口から退避した状態で、前記後幕アクチュエータにより前記開口に向けて移動するよう に前記後幕駆動レバーを駆動し、その後、前記後幕を前記開口から退避する方向に移動す るように前記後幕駆動レバーを駆動した後に、前記撮像素子の蓄積電荷を画素ライン毎に 所定方向に順次リセットすることにより前記電子先幕を擬似的に走行させ、その後、前記 後幕アクチュエータにより前記後幕が前記開口を閉鎖するように前記後幕駆動レバーを駆 動する駆動制御部と、を備えた撮像装置によって達成できる。

上記目的は、開口を開閉する幕と、前記幕を走行させるアクチュエータと、前記アクチ ュエータにより駆動されて前記幕を駆動する駆動レバーと、を備え、前記幕が前記開口か ら退避した状態で、前記アクチュエータにより前記開口に向けて移動するように前記駆動 レバーが駆動され、その後、前記幕が前記開口から退避する方向に移動するように前記駆 動レバーが駆動された後に、撮像素子の蓄積電荷を画素ライン毎に所定方向に順次リセッ トすることにより電子先幕を擬似的に走行し、その後、前記アクチュエータにより前記幕 が前記開口を閉鎖するように前記駆動レバーが駆動される、フォーカルプレーンシャッタによって達成できる。

上記目的は、開口を開閉する幕、前記幕を走行させるアクチュエータ、前記アクチュエ ータにより駆動されて前記幕を駆動する駆動レバー、を有したフォーカルプレーンシャッ タを制御する撮像装置であって、前記幕が前記開口から退避した状態で、前記アクチュエ ータにより前記開口に向けて移動するように前記駆動レバーを駆動し、その後、前記幕を 前記開口から退避する方向に移動するように前記駆動レバーを駆動した後に、撮像素子の 蓄積電荷を画素ライン毎に所定方向に順次リセットすることにより電子先幕を擬似的に走 行させ、その後、前記アクチュエータにより前記幕が前記開口を閉鎖するように前記駆動 レバーを駆動する制御部、を備えた撮像装置によって達成できる。

露出期間のバラつきが抑制された撮像装置及びフォーカルプレーンシャッタを提供できる。

図１は、フォーカルプレーンシャッタを備えたカメラのブロック図である。 図２は、フォーカルプレーンシャッタの正面図である。 図３Ａ、３Ｂは、センサの説明図である。 図４は、フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図である。 図５は、フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図である。 図６は、フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図である。 図７は、フォーカルプレーンシャッタの動作の説明図である。 図８は、補正制御の説明図である。 図９は、補正制御の変形例の説明図である。 図１０は、実施例２のフォーカルプレーンシャッタを備えたカメラのブロック図である。 図１１は、実施例３のフォーカルプレーンシャッタを備えたカメラのブロック図である。 図１２は、実施例３のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。

以下、複数の実施例について説明する。

図１は、フォーカルプレーンシャッタ１を備えたカメラ（撮像装置）Ａのブロック図である。カメラＡは、フォーカルプレーンシャッタ１、制御部１１０、撮像素子１３０、駆動制御部１７０を備えている。フォーカルプレーンシャッタ１は、詳しくは後述するが先幕アクチュエータ（以下、アクチュエータと称する）７０ａ、後幕アクチュエータ（以下、アクチュエータと称する）７０ｂ、先幕センサ（以下、センサと称する）６０ａ、後幕センサ（以下、センサと称する）６０ｂを備えている。

駆動制御部１７０は、制御部１１０からの指令に応じてアクチュエータ７０ａ、７０ｂの駆動を制御する。駆動制御部１７０は、ＣＰＵ等を備えている。制御部１１０は、詳しくは後述するがセンサ６０ａ、６０ｂからの信号に応じて駆動制御部１７０に所定の指令を出す。駆動制御部１７０は、この指令を受けてアクチュエータ７０ａ、７０ｂの駆動を制御する。制御部１１０は、カメラ全体の動作を制御し、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。撮像素子１３０は、ＣＭＯＳである。撮像素子１３０は、被写体像を光電変換作用により電気的信号に変換する受光素子である。尚、カメラＡは、図１には図示していないが、焦点距離を調整するためのレンズ等を備えている。

図２は、フォーカルプレーンシャッタ１の正面図である。図２では、アクチュエータ７０ａ、７０ｂについては省略してある。フォーカルプレーンシャッタ１は、基板１０、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂ、アーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ、アクチュエータ７０ａ、７０ｂ等を有している。基板１０には、矩形状の開口１１を有している。図２には、開口１１内に撮像素子１３０の結像面を示している。

先幕２０Ａは、３枚の羽根２１ａ〜２３ａから構成され、後幕２０Ｂは、３枚の羽根２１ｂ〜２３ｂから構成される。図２は、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが重畳状態である場合を示している。図２の場合には、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは開口１１から退避している。先幕２０Ａはアーム３１ａ、３２ａに連結されている。後幕２０Ｂは、アーム３１ｂ、３２ｂに連結されている。これらアーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂは、それぞれ基板１０に回転自在に支持されている。

基板１０には、アーム３１ａ、３１ｂをそれぞれ駆動するための先幕駆動レバー（以下、駆動レバーと称する）５５ａ、後幕駆動レバー（以下、駆動レバーと称する）５５ｂが設けられている。駆動レバー５５ａ、５５ｂは、それぞれ歯車５０ａ、５０ｂに連結されている。歯車５０ａ、５０ｂは、それぞれ歯車４０ａ、４０ｂと噛合している。歯車４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂは、それぞれ筒部４１ａ、４１ｂ、５１ａ、５１ｂを有し、各筒部と嵌合する軸４２ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂを中心に基板１０に回転可能に支持されている。尚、軸４２ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂは必ずしも開口１１が形成された基板１０に形成されていなくてもよく、開口１１に対して定位置に設ければよい。

歯車４０ａ、４０ｂは、それぞれアクチュエータ７０ａ、７０ｂのロータに連結されている。アクチュエータ７０ａが駆動することにより、歯車４０ａ、５０ａが駆動し、これにより駆動レバー５５ａが駆動する。駆動レバー５５ａが駆動することにより、アーム３１ａが駆動する。これにより、先幕２０Ａが走行する。先幕２０Ａは、開口１１から退避した退避位置及び開口１１を閉鎖する閉鎖位置間を走行可能である。先幕２０Ａは、アクチュエータ７０ａにより退避位置及び閉鎖位置間を走行する。歯車４０ｂ、５０ｂ、駆動レバー５５ｂ、後幕２０Ｂについても同様である。

歯車４０ａ、４０ｂには、それぞれ薄板４５ａ、４５ｂが設けられている。薄板４５ａ、４５ｂはそれぞれ歯車４０ａ、４０ｂと共に回転する。薄板４５ａ、４５ｂはそれぞれ扇状である。センサ６０ａ、６０ｂは、詳しくは後述するが、基板１０上に配置されている。

また、アーム３１ａ、３１ｂにはそれぞれ不図示の２つのバネが連結されている。詳細には、一方のバネの一端はアーム３１ａに連結され他端は基板１０に連結されている。他方のバネの一端はアーム３１ｂに連結され他端は基板１０に連結されている。これらのバネは、それぞれ先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが開口１１から退避するようにアーム３１ａ、３１ｂを付勢している。

図３Ａ、３Ｂは、センサ６０ａの説明図である。センサ６０ａは、基板１０上に配置されている。センサ６０ａは、互いに対向するように配置された発光素子６２、受光素子６３を有している。発光素子６２から照射された光は、受光素子６３で受光される。図３Ａ、３Ｂに示すように、駆動レバー５５ａの回転に応じて、薄板４５ａは、発光素子６２、受光素子６３間に移動する。薄板４５ａが発光素子６２、受光素子６３間に位置すると、発光素子６２から照射された光は遮断される。この際に受光素子６３の出力信号に基づいて、薄板４５ａが発光素子６２と受光素子６３との間に位置しているか否かが検出され、これにより駆動レバー５５ａの位置を検出することができる。この結果、先幕２０Ａが所定の位置を通過したか否かを検出できる。尚、センサ６０ｂ、薄板４５ｂについても同様である。

尚、センサ６０ａは上記のような構成に限定されない。例えば、センサ６０ａは、発光素子と、発光素子の光を反射するミラーと、ミラーにより反射された光を受光する受光素子と、を含む構成であってもよい。薄板４５ａが、発光素子とミラーとの間、または、受光素子とミラーとの間に位置することにより、薄板４５ａの位置を検出できる。

次に、フォーカルプレーンシャッタ１の通常動作について説明する。図４〜７は、フォーカルプレーンシャッタ１の動作の説明図である。尚、図４〜７においては、一部構成を省略してある。

待機状態においては、図２に示すように先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは、退避位置に位置づけられ開口１１は全開状態のままに維持される。この状態では、薄板４５ａは、センサ６０ａから退避している。同様に薄板４５ｂもセンサ６０ｂから退避している。尚、図４に示したセンサ６０ａの出力信号は、詳細には受光素子６３の出力信号である。発光素子６２からの光が薄板４５ａにより遮蔽された際には受光素子６３はＨ信号を制御部１１０に出力し、発光素子６２からの光を受けた場合には受光素子６３はＬ信号を制御部１１０に出力する。センサ６０ｂについても同様である。尚、図２に示す待機状態において、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは、それぞれ上述したバネにより開口１１から退避した位置で維持されている。

カメラＡのレリーズスイッチが押されると、チャージ動作が開始される。チャージ動作が開始されると、アクチュエータ７０ａのコイルに通電されて先幕２０Ａは開口１１を閉じるように走行する。具体的には、歯車４０ａが反時計方向に回転して歯車５０ａが時計方向に回転してアーム３１ａが駆動する。また、アクチュエータ７０ｂのコイルは通電されていない。ここで、駆動レバー５５ｂと基板１０を一度離間させて、後述する露出期間のバラつきを抑制する動作を行ってもよい。すなわち、後幕２０Ｂが開口１１に向けて一度移動するように、アクチュエータ７０ｂのコイルを通電し、その後、後幕２０Ｂが開口１１を完全に閉じる前にアクチュエータ７０ｂのコイルへの通電方向を切り替えて、後幕２０Ｂを開口１１から退避するように動作させてもよい。

その後、先幕２０Ａが開口１１を閉鎖し後幕２０Ｂが開口１１から退避した状態でアクチュエータ７０ａ、７０ｂのコイルへの通電が遮断される。このようにしてチャージ動作が完了する。図４は、チャージ動作が完了した状態でのフォーカルプレーンシャッタ１の状態を示している。図４では、先幕２０Ａが閉鎖位置にあり後幕２０Ｂが退避位置にある。尚、図５に示すように、先幕２０Ａが開口１１を閉鎖する過程で薄板４５ａはセンサ６０ａに進行して再び退避する。これにより、センサ６０ａからの出力信号はＬ信号からＨ信号に切り替わって再びＬ信号に切り替わる。

チャージ動作完了後、露出動作が開始される。制御部１１０は駆動制御部１７０に指令を出してアクチュエータ７０ａのコイルを通電して先幕２０Ａが開口１１を開くように走行させる。具体的には、歯車４０ａが時計方向に駆動し歯車５０ａが反時計方向に駆動する。先幕２０Ａが開口１１から退避する過程で、薄板４５ａはセンサ６０ａに進行する。図５は、先幕２０Ａの走行中の状態を示している。図５は、先幕２０Ａの羽根２１ａが地点Ｄａを通過するときを示している。羽根２１ａが地点Ｄａから退避するように地点Ｄａを通過すると、薄板４５ａはセンサ６０ａに進行してセンサ６０ａの出力信号はＬ信号からＨ信号に切り替わる。このようにセンサ６０ａの出力信号が切り替わるタイミングは、先幕２０Ａの羽根２１ａが地点Ｄａを通過するときに設定されている。制御部１１０は、センサ６０ａからの出力信号の切り替わりを検出することにより、先幕２０Ａが地点Ｄａを通過したことを検出することができる。尚、センサ６０ａの出力信号が切り替わるタイミングはこのタイミングに限定されない。

制御部１１０はセンサ６０ａの出力信号がＬ信号からＨ信号に切り替わったことを検出してから所定期間経過後にアクチュエータ７０ｂのコイルに通電して後幕２０Ｂの走行を開始する。これにより、後幕２０Ｂが開口１１を閉じるように走行する。

図６は、先幕２０Ａの走行が終了し後幕２０Ｂが走行中を示している。図６は、後幕２０Ｂの羽根２１ｂが地点Ｄａを通過するときを示している。後幕２０Ｂの羽根２１ｂが地点Ｄａに進入するように通過すると、薄板４５ｂがセンサ６０ｂに進行してセンサ６０ｂの出力信号はＬ信号からＨ信号に切り替わる。このように、センサ６０ｂの出力信号が切り替わるタイミングも、後幕２０Ｂの羽根２１ｂが地点Ｄａを通過するときに設定されている。図７は、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが停止し露光動作を終了する直前状態を示している。先幕２０Ａが開口１１から完全に退避し後幕２０Ｂが開口１１を完全に閉鎖するとアクチュエータ７０ａ、７０ｂのコイルへの通電は遮断される。このようにして、露出動作が終了する。ここで、先幕２０Ａが開口１１を開き始めたときから後幕２０Ｂが開口１１を閉じるまでの間の期間を露出期間と称する。

露出動作終了後、制御部１１０のＲＡＭや又はカメラ側のメモリにデータが出力される。次に、アクチュエータ７０ｂのコイルが通電されて後幕２０Ｂが開口１１から退避し、開口１１は全開状態が維持されて、図２に示した初期状態に戻る。

次に、図８を参照して露出作動時での駆動制御部１７０が実行する補正制御について説明する。図８は、露出作動時での駆動制御部１７０が実行する補正制御の説明図である。

時刻ｔＬ、ｔＴは、それぞれ、駆動制御部１７０がアクチュエータ７０ａ、７０ｂに電力の供給を開始する時刻を示している。曲線Ｃｒｅｆ１、Ｃｒｅｆ２は、それぞれ、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂの理想的な走行状態を示している。基準時刻ｔｒｅｆ１、ｔｒｅｆ２は、それぞれ、理想的な走行状態で先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが走行した場合で、検出位置である地点Ｄａを通過した時刻を示している。基準時刻ｔｒｅｆ１、ｔｒｅｆ２は、予め制御部１１０のＲＯＭ等に記録されている。基準時刻ｔｒｅｆ１、ｔｒｅｆ２は、それぞれ第１及び第２基準値の一例である。基準期間Ｔｒｅｆ１、Ｔｒｅｆ２は、それぞれ、理想的な走行状態で先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが走行した場合で開口１１を通過する期間を示している。理想的な走行状態で先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが走行する場合、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂがそれぞれの開口１１を通過する速度は略同じである。即ち、基準期間Ｔｒｅｆ１、Ｔｒｅｆ２は、略同じである。理想的な走行状態とは、製品出荷時に想定されている先幕２０Ａ、後幕２０Ｂの走行特性である。

曲線ＣＬ１、ＣＴ１は、それぞれ、実際の先幕２０Ａ、後幕２０Ｂの走行状態を示している。時刻ｔＬ１、ｔＴ１は、それぞれ、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが実際に走行した場合で地点Ｄａを通過した時刻を示している。時刻ｔＬから時刻ｔＬ１までの期間は、先幕助走期間に相当し、時刻ｔＴから時刻ｔＴ１までの期間は、後幕助走期間に相当する。期間ＴＬ１、ＴＴ１は、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが実際に走行した場合での開口１１を通過する期間を示している。

図８では、実際の先幕２０Ａが理想的な走行状態よりも遅れて走行し、実際の後幕２０Ｂが理想的な走行状態よりも早く走行する場合を例に示している。従って、期間ＴＬ１は基準期間Ｔｒｅｆ１よりも長く、期間ＴＴ１は基準期間Ｔｒｅｆ２よりも短い。このように理想的な走行状態からずれて先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが走行する理由は、カメラＡの使用状況、使用年数、部品の精度等に関連すると考えられる。詳しくは後述するが、主な要因として、カメラＡの累積撮影回数、撮影時のカメラＡの姿勢及びコイルの発熱量等が挙げられる。また、図８の例では、理想的な先幕２０Ａの走行開始の時刻ｔＴと、実際の先幕２０Ａの走行開始の時刻との間にはタイムラグがある。

曲線ＣＬ１´、曲線ＣＴ１´は、それぞれ、駆動制御部１７０によりアクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力が先幕２０Ａ、後幕２０Ｂの走行中に補正される場合の先幕２０Ａ、後幕２０Ｂの走行を示している。具体的には、アクチュエータ７０ａ、７０ｂに印加される電圧値は一定で電流値を補正することにより、供給される電力を補正している。尚、補正前にアクチュエータ７０ａ、７０ｂに印加される電流値を基準電流値と称する。基準電流値は予め設定されている初期値である。以下、このようにアクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力が補正される場合について説明する。

上述したように、カメラＡのレリーズスイッチが押されると、先幕２０Ａが開口１１を閉じるチャージ動作を経て制御部１１０は、駆動制御部１７０に指令を出してアクチュエータ７０ａへ電力の供給を開始する。アクチュエータ７０ａには基準電流値の電流が印加される。次に、制御部１１０はセンサ６０ａからの出力に基づいて時刻ｔＬ１を取得する。先幕２０Ａが実際に地点Ｄａを通過した時刻ｔＬ１と、基準時刻ｔｒｅｆ１との差に基づいて、先幕２０Ａが地点Ｄａを通過した後であって走行中に、駆動制御部１７０はアクチュエータ７０ａに供給される電力を補正する。

図８の場合、実際の先幕２０Ａの走行は理想的な走行よりも遅れている。このため、駆動制御部１７０は、補正後の電流値を基準電流値よりも増大させる。ここで、駆動制御部１７０は、先幕２０Ａが開口１１を通過する補正後の期間ＴＬ１´を基準期間Ｔｒｅｆ１に近づけるための、先幕２０Ａ駆動用の電流値データを、不図示の電流補正テーブルとして有している。図８の場合、駆動制御部１７０は、補正後の期間ＴＬ１´を基準期間Ｔｒｅｆ１に近づけるために最適な、基準電流値よりも増大させた電流値を、電流補正テーブルの中から補正後の電流値として選択する。このような電流値により先幕２０Ａを駆動することにより、開口１１を通過する先幕２０Ａの走行速度を、理想的な走行速度に近づけることができる。尚、補正後の電流値がアクチュエータ７０ａに印加されるタイミングは、地点Ｄａを通過後の羽根２１ａが開口１１を開き始めるタイミングに設定されているがこれに限定されない。尚、上記のように時刻ｔＬ１が基準時刻ｔｒｅｆ１よりも遅い場合、駆動制御部１７０は、両時刻の差が大きいほどアクチュエータ７０ａに供給される電力を増大させる。

先幕２０Ａの走行が終了すると、制御部１１０は駆動制御部１７０に指令を出してアクチュエータ７０ｂへ電力の供給を開始する。アクチュエータ７０ｂには基準電流値の電流が印加される。次に、制御部１１０はセンサ６０ｂからの出力に基づいて時刻ｔＴ１を取得する。後幕２０Ｂが実際に地点Ｄａを通過した時刻ｔＴ１と、基準時刻ｔｒｅｆ２との差に基づいて、後幕２０Ｂが地点Ｄａを通過した後であって走行中に、駆動制御部１７０はアクチュエータ７０ｂに供給される電力を補正する。

図８の場合、実際の後幕２０Ｂの走行は理想的な走行よりも早い。このため、駆動制御部１７０は、補正後の電流値を基準電流値よりも減少させる。ここで、駆動制御部１７０は、後幕２０Ｂが開口１１を通過する補正後の期間ＴＴ１´を基準期間Ｔｒｅｆ２に近づけるための、後幕２０Ｂ駆動用の電流値データを、不図示の電流補正テーブルとして有している。具体的には、駆動制御部１７０は、後幕２０Ｂが開口１１を通過する補正後の期間ＴＴ１´を基準期間Ｔｒｅｆ２に近づけるために最適な、基準電流値よりも減少させた電流値を電流補正テーブルの中から選択する。このような電流値により後幕２０Ｂを駆動することにより、開口１１を通過する後幕２０Ｂの走行速度を、理想的な走行速度に近づけることができる。尚、補正後の電流値がアクチュエータ７０ｂに印加されるタイミングは、地点Ｄａを通過後の羽根２１ｂが開口１１を閉じ始めるタイミングに設定されているがこれに限定されない。尚、上記のように時刻ｔＴ１が基準時刻ｔｒｅｆ２よりも早い場合、駆動制御部１７０は、両時刻の差が大きいほどアクチュエータ７０ｂに供給される電力を減少させる。

以上のように、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが開口１１を通過する期間が一致するように、アクチュエータ７０ａ、７０ｂへ供給される電力が補正される。これにより、露出期間のバラつきを抑制できる。また、開口下端における露出期間、すなわち、先幕２０Ａが開口１１を開き始めたときから後幕２０Ｂが開口１１を閉じ始めるまでの期間と、開口上端における露出期間、すなわち、先幕２０Ａが開口１１を全開とするときから後幕２０Ｂが開口１１を全閉とするまでの期間の差を抑制できる。これにより、画枠内すなわち、開口１１内での露出ムラを抑制することができる。

制御部１１０は、上述した先幕２０Ａの助走期間と、アクチュエータ７０ａに通電を開始した時刻ｔＬと基準時刻ｔｒｅｆ１と間の期間である基準期間とに基づいて電流の補正値を算出し、算出された補正値と基準電流値とから補正後の電流値を算出する。同様に、制御部１１０は、上述した後幕２０Ｂの助走期間と、アクチュエータ７０ｂに通電を開始する時刻ｔＴと基準時刻ｔｒｅｆ２と間の期間である基準期間とに基づいて補正値を算出し、算出された補正値と基準電流値とから補正後の電流値を算出する。

補正により増減される電力分を一律にし、電力供給を開始してから各幕が実際に地点Ｄａを通過した助走期間に応じて補正するタイミングを変更してもよい。例えば、助走期間が基準期間よりも長いほど、補正するタイミングを早くし、助走期間が基準期間よりも短いほど、補正するタイミングを遅くしてもよい。

上記実施例では、露出動作時に先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂのうち最も移動量が大きい羽根２１ａ、２１ｂが地点Ｄａを通過したか否かを検出しているが、羽根２１ａ、２１ｂの通過が検出される位置は地点Ｄａに限定されない。羽根２１ａ、２１ｂの通過が検出される位置は、露出動作時に羽根２１ａ又は２１ｂの走行開始位置から、この走行開始位置側の撮像素子１３０の結像面の縁の間の位置であってもよい。尚、羽根２１ａ、２１ｂは、それぞれ、アーム３１ａ、３１ｂの最も先端側で連結されている羽根である。

アクチュエータ７０ａに供給される電力を補正するタイミングは、先幕２０Ａが地点Ｄａを通過してから撮像素子１３０に光が入射し始めるまでの間の期間であればよい。アクチュエータ７０ｂに供給される電力を補正するタイミングは、後幕２０Ｂが地点Ｄａを通過してから後幕２０Ｂが撮像素子１３０に入射する光を遮り始めるまでの間の期間であればよい。

前回の露出動作時に時刻ｔＬ１、ｔＴ１を取得して、次回の露出動作時にアクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力を補正してもよい。この場合、アクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力を補正するタイミングは、それぞれ先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが地点Ｄａを通過する前であってもよい。

次に、補正制御の変形例について説明する。図９は、補正制御の変形例の説明図である。図９では、アクチュエータ７０ｂに供給される電力のみ補正される。図９は、先幕２０Ａが理想的な走行よりも遅れて走行し、後幕２０Ｂは理想的な走行よりも更に遅れて走行する場合を例に示している。

この変形例においては、先幕２０Ａの助走期間と後幕２０Ｂの助走期間とに基づいて、後幕２０Ｂが地点Ｄａを通過した後であって走行中に駆動制御部１７０は、アクチュエータ７０ｂに供給される電力を補正する。図９の場合、駆動制御部１７０は、後幕２０Ｂの地点Ｄａの通過後にアクチュエータ７０ｂに印加される電流値を、基準電流値よりも増大させる。ここで、駆動制御部１７０は、先幕２０Ａの助走期間及び後幕２０Ｂの助走期間に電流値を対応付けした、後幕２０Ｂ駆動用の不図示の電流補正テーブルを有している。電流補正テーブルの電流値は、後幕２０Ｂが開口１１を通過する補正後の期間ＴＴ１´を、先幕２０Ａが実際に開口１１を通過する期間ＴＬ１に近づけるための、後幕２０Ｂ駆動用の電流値である。具体的には、駆動制御部１７０は、後幕２０Ｂが開口１１を通過する補正後の期間ＴＴ１´を先幕２０Ａが実際に開口１１を通過する期間ＴＬ１に近づけるために最適な、基準電流値よりも増大させた電流値を、先幕２０Ａの助走期間と後幕２０Ｂの助走期間とに基づいて、電流補正テーブルの中から選択する。このような電流値により後幕２０Ｂを駆動することにより、開口１１を通過する後幕２０Ｂの走行速度を、実際の先幕２０Ａの走行速度に近づけることができる。

これによっても、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが開口１１を通過する期間が一致するように、アクチュエータ７０ｂへ供給される電力が補正される。これにより、露出期間のバラつきを抑制できる。また、開口下端における露出期間と開口上端における露出期間との差を抑制でき、画枠内での露出ムラを抑制することができる。

次に、実施例２のフォーカルプレーンシャッタ１´を備えたカメラＡ´について説明する。尚、実施例１と同様の構成については同様の符号を付することにより重複する説明を省略する。図１０は、実施例２のフォーカルプレーンシャッタ１´を備えたカメラＡ´のブロック図である。図１０は、図１に対応している。ここで、フォーカルプレーンシャッタ１´のアクチュエータ７０ａ及び７０ｂは、それぞれ、コイル８０ａ、８０ｂを備えている。また、フォーカルプレーンシャッタ１´は、温度センサ２００ａ、２００ｂを備えている。カメラＡ´は、カウンタ１８０、姿勢センサ１９０を備えている。

ここで、カウンタ１８０はカメラＡ´の累積撮影回数を計数し、カメラＡ´の累積撮影回数情報を制御部１１０´へ出力する。姿勢センサ１９０は、カメラＡ´の姿勢を判別し、カメラＡ´の姿勢差情報を制御部１１０´へ出力する。また、温度センサ２００ａ、２００ｂは、それぞれ、コイル８０ａ、８０ｂの温度を検知し、コイルの発熱量情報をカメラＡ´の制御部１１０´へ出力する。

上述したように、理想的な走行状態からずれて先幕、後幕が走行する要因として、カメラの累積撮影回数、撮影時の姿勢及びコイル発熱量が挙げられる。ここで、累積撮影回数が多いと、先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂとそれらに摺動する部品との摩擦力が増加し、先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂの幕速が遅くなる傾向がある。また、カメラの姿勢により、各幕が重力に従う方向、逆らう方向どちらかに走行するかで、幕速がそれぞれ速く又は遅くなる傾向がある。また、アクチュエータへの通電時間が長くなると、コイル発熱量が増加してコイルの温度が上昇する。その結果、コイル抵抗値が増加し、駆動電流値の立ち上がりが遅くなる。換言すると、各幕を駆動する駆動電流値が所定の値になるまでの時間が長くなる。このため、幕速が低下する傾向がある。以上の要因により、露出期間にバラつきが生じるおそれがある。

カメラＡ´においては、カメラＡ´の累積撮影回数、撮影時の姿勢およびコイル発熱量に応じてアクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給する電力を補正することにより、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂを理想的な走行速度に近づけることができる構成となっている。以下、実施例２に係るカメラＡ´のアクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力が補正される場合について、カメラＡと同様に、図５、８、１０を参照して説明する。

実施例１におけるカメラＡと同様に、カメラＡ´のレリーズスイッチが押されると、先幕２０Ａが開口１１を閉じるチャージ動作を経て制御部１１０´は、駆動制御部１７０´に指令を出してアクチュエータ７０ａへ電力の供給を開始する。アクチュエータ７０ａには基準電流値の電流が印加される。次に、制御部１１０´はカウンタ１８０からの出力に基づきカメラＡ´の累積撮影回数情報を取得すると共に、センサ６０ａからの出力に基づいて、図８における、時刻ｔＬ１を取得する。図５に示すように、先幕２０Ａが実際に地点Ｄａを通過した時刻ｔＬ１と基準時刻ｔｒｅｆ１との差と、カメラＡ´の累積撮影回数情報とに基づいて、先幕２０Ａが地点Ｄａを通過した後であって走行中に、駆動制御部１７０´はアクチュエータ７０ａに供給される電力を補正する。

ここで、実施例２に係るカメラＡ´の駆動制御部１７０´は、異なる累積撮影回数にそれぞれ異なる電流値を対応付けした、先幕２０Ａ駆動用の電流補正テーブルを有している。電流補正テーブルの電流値は、先幕２０Ａが開口１１を通過する補正後の期間ＴＬ１´を基準期間Ｔｒｅｆ１に近づけるための先幕２０Ａ駆動用の電流値である。

図８の場合、駆動制御部１７０´は、補正後の期間ＴＬ１´を基準期間Ｔｒｅｆ１近づけるために最適な、基準電流値よりも増大させた電流値を、累積撮影回数に応じた電流補正テーブルの中から補正後の電流値として選択する。このような電流値により先幕２０Ａを駆動することにより、カメラＡ´の累積撮影回数に応じて開口１１を通過する先幕２０Ａの走行速度を、より理想的な走行速度に近づけることができる。尚、上記のように時刻ｔＬ１が基準時刻ｔｒｅｆ１よりも遅い場合、駆動制御部１７０´は、両時刻の差が大きいほど、また、カメラＡ´の累積撮影回数が多いほどアクチュエータ７０ａに供給される電力を増大させる。

先幕２０Ａの走行が終了すると、制御部１１０´は駆動制御部１７０´に指令を出してアクチュエータ７０ｂへ電力の供給を開始する。アクチュエータ７０ｂには基準電流値の電流が印加される。次に、制御部１１０´はセンサ６０ｂからの出力に基づいて時刻ｔＴ１を取得する。後幕２０Ｂが実際に地点Ｄａを通過した時刻ｔＴ１と基準時刻ｔｒｅｆ２との差と、カメラＡ´の累積撮影回数とに基づいて、後幕２０Ｂが地点Ｄａを通過した後であって走行中に、駆動制御部１７０´はアクチュエータ７０ｂに供給される電力を補正する。

このように、後幕２０Ｂに関しても、駆動制御部１７０´は、実施例１における補正に、制御部１１０´からのカメラＡ´の累積撮影回数情報を加味し、アクチュエータ７０ｂに供給される電力を補正する。駆動制御部１７０´は、異なる累積撮影回数にそれぞれ異なる電流値を対応付けした、後幕２０Ｂ駆動用の電流補正テーブルを有している。電流補正テーブルの電流値は、後幕２０Ｂが開口１１を通過する補正後の期間ＴＴ１´を基準期間Ｔｒｅｆ２に近づけるための、後幕２０Ｂ駆動用の電流値である。

図８の場合、実際の後幕２０Ｂの走行は理想的な走行よりも早い。このため、駆動制御部１７０´は、補正後の電流値を基準電流値よりも減少させる。具体的には、駆動制御部１７０´は、後幕２０Ｂが開口１１を通過する補正後の期間ＴＴ１´を基準期間Ｔｒｅｆ２に近づけるために最適な、基準電流値よりも減少させた電流値を、累積撮影回数に応じた電流補正テーブルの中から補正後の電流値として選択する。このような電流値により後幕２０Ｂを駆動することにより、開口１１を通過する後幕２０Ｂの走行速度を、より理想的な走行速度に近づけることができる。尚、上記のように時刻ｔＴ１が基準時刻ｔｒｅｆ２よりも早い場合、駆動制御部１７０´は、両時刻の差が大きいほど、また、カメラＡ´の累積撮影回数が少ないほどアクチュエータ７０ｂに供給される電力を減少させる。

駆動制御部１７０´は、制御部１１０´からのカメラＡ´の姿勢差情報に応じてアクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力を補正してもよい。すなわち、駆動制御部１７０´は、カメラＡ´の異なる姿勢にそれぞれ異なる電流値を対応付けした、先幕２０Ａ駆動用の電流補正テーブルを有していてもよい。電流補正テーブルの電流値は、先幕２０Ａの補正後の期間ＴＬ１´を、基準期間Ｔｒｅｆ１に近づけるための、先幕２０Ａ駆動用の電流値である。駆動制御部１７０´は、先幕２０Ａの補正後の期間ＴＬ１´を基準期間Ｔｒｅｆ１に近づけるために最適な電流値を、カメラＡ´の姿勢に応じた電流補正テーブルの中から補正後の電流値として選択してもよい。同様に、駆動制御部１７０´は、後幕２０Ｂの補正後の期間ＴＴ１´を、基準期間Ｔｒｅｆ２に近づけるために最適な電流値を、姿勢差に応じた電流補正テーブルの中から補正後の電流値として選択してもよい。このような電流値により、先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂを駆動することにより、開口１１を通過する先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂの走行速度を、より理想的な走行速度に近づけることができる。

また、駆動制御部１７０´は、制御部１１０´からのコイル８０ａ、８０ｂの温度情報に応じて、それぞれ、アクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力を補正してもよい。すなわち、駆動制御部１７０´は、異なる先幕用コイルの温度にそれぞれ異なる電流値を対応付けした先幕２０Ａ駆動用の電流補正テーブル、異なる後幕用コイルの温度にそれぞれ異なる電流値を対応付けした後幕２０Ｂ駆動用の電流補正テーブル、を有してもよい。これら電流補正テーブルの電流値は、先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂの補正後の走行期間を基準期間に近づけるための電流値である。駆動制御部１７０´は、先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂの補正後の走行期間を基準期間に近づけるために最適な電流値を、それぞれ、コイル８０ａ、８０ｂの温度に応じた電流補正テーブルの中から補正後の電流値として選択してもよい。このような電流値によっても、開口１１を通過する先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂの走行速度を、より理想的な走行速度に近づけることができる。

また、駆動制御部１７０´は、制御部１１０´からのカメラＡ´の累積撮影回数情報、姿勢差情報、コイル８０ａ、８０ｂの温度情報に応じて、アクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力を補正してもよい。すなわち、駆動制御部１７０´は、異なるカメラＡ´の累積撮影回数、撮影時の姿勢、及び先幕用コイルの温度にそれぞれ異なる電流値を対応付けした、先幕２０Ａ駆動用の電流補正テーブルを有していてもよい。駆動制御部１７０´は、異なるカメラＡ´の累積撮影回数、撮影時の姿勢、及び後幕用コイルの温度にそれぞれ異なる電流値を対応付けした、後幕２０Ｂ駆動用の電流補正テーブルを有していてもよい。これら電流補正テーブルの電流値は、先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂの補正後の走行期間を基準期間に近づけるための電流値である。カメラＡ´の累積撮影回数、撮影時の姿勢並びにコイル８０ａ、８０ｂの温度に応じた複数の電流補正テーブルの中から補正後の電流値として選択してもよい。このような電流値によっても、開口１１を通過する先幕２０Ａ及び後幕２０Ｂの走行速度を、より理想的な走行速度に近づけることができる。

以上のように、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが開口１１を通過する期間が一致するように、カメラＡ´の累積撮影回数、撮影時の姿勢およびコイル発熱量に応じてアクチュエータ７０ａ、７０ｂへ供給される電力が補正される。これにより、露出期間のバラつきを抑制できる。また、開口下端における露出期間と、開口上端における露出期間との差を抑制でき、画枠内での露出ムラを抑制することができる。

次に、実施例３のフォーカルプレーンシャッタ１ａを備えたカメラＡａについて説明する。図１１は、実施例３のフォーカルプレーンシャッタ１ａを備えたカメラＡａのブロック図である。図１２は、実施例３のフォーカルプレーンシャッタ１ａの正面図である。

制御部１１０ａは、撮像素子１３０の蓄積電荷を画素ライン毎に所定方向に順次リセットすることにより電子先幕を擬似的に走行させる。具体的には、後幕２０Ｂの走行方向と直交する撮像素子１３０の画素ライン毎に、撮像素子１３０の蓄積電荷をリセットする。これにより、電子的な先幕が露光開始位置から露光終了位置へ向けて擬似的に走行する。その後、所定時間後に後幕２０Ｂが開口１１を閉鎖するように移動して露出動作が終了する。カメラＡａは、所謂、電子先幕機能を有する撮像装置である。ここで、上述した先幕２０Ａやアクチュエータ７０ａは設けられていない。また、後幕２０Ｂは後幕アクチュエータ７０ｂにより駆動される電磁駆動タイプのフォーカルプレーンシャッタ１ａである。このため、フォーカルプレーンシャッタ１ａは実施例１におけるフォーカルプレーンシャッタ１と比べて、アクチュエータ７０ｂの構成部品である、コイル、ステータ等の配置に自由度があり、また、省スペースで構成が可能である。

このようなカメラＡａにおいて、駆動制御部１７０は、上述した時刻ｔＴ１と基準時刻ｔｒｅｆ２との差に基づいて、アクチュエータ７０ｂに供給される電力を補正する。ここで、駆動制御部１７０は、後幕２０Ｂが開口１１を通過する補正後の期間ＴＴ１´を電子先幕の走行特性に近づけるための、後幕２０Ｂ駆動用の電流値データを、不図示の電流補正テーブルとして有している。具体的には、駆動制御部１７０は、後幕２０Ｂが開口１１を通過する補正後の期間ＴＴ１´を電子先幕の走行特性に近づけるために最適な電流値を電流補正テーブルの中から選択し、アクチュエータ７０ｂに供給される電力を走行中に補正する。これによっても、露出期間のバラつきを抑制できる。また、開口下端における露出期間と、開口上端における露出期間との差を抑制でき、画枠内での露出ムラを抑制することができる。

先幕２０Ａの所定位置の通過を検出するセンサはセンサ６０ａに限定されない。例えば、アーム３１ａ、３２ａや、駆動レバー５５ａ、歯車５０ａ、４０ａの何れかによって押されるスイッチであってもよい。センサ６０ａは、フォトインタラプタ、又はフォトリフレクタであってもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

制御部１１０と駆動制御部１７０は、単一のＩＣチップにより実現されていてもよい。

上記実施例において、先幕及び後幕は、それぞれ３枚の羽根から構成されるが、これに限定されない。

アクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力の補正は、アクチュエータ７０ａ、７０ｂに印加される電圧値及び電流値の少なくとも一方を変更することにより行われればよい。

上記実施例において、カメラの累積撮影回数情報、姿勢差情報並びにコイル８０ａ、８０ｂの発熱量情報によって、あるいは、これらの情報の何れかによってアクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力を補正する例を示したが、これらの情報の組み合わせによりアクチュエータ７０ａ、７０ｂに供給される電力を補正してもよい。

上記実施例において、温度センサ２００ａ、２００ｂにより、それぞれコイル８０ａ、８０ｂの温度を検知して発熱量情報を得る例を挙げたが、更に、例えば抵抗法を利用して、コイル８０ａ、８０ｂに電力を印加したときの抵抗値を計測し、各コイルの発熱量を推定することにより、コイル８０ａ、８０ｂの発熱量情報を得てもよい。

１ フォーカルプレーンシャッタ
１０ 基板
１１ 開口
２０Ａ 先幕
２０Ｂ 後幕
２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂ 羽根
３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ アーム
４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ 歯車
４５ａ、４５ｂ 薄板
５５ａ 先幕駆動レバー
５５ｂ 後幕駆動レバー
６０ａ 先幕センサ
６０ｂ 後幕センサ
６２ 発光素子
６３ 受光素子
７０ａ 先幕アクチュエータ
７０ｂ 後幕アクチュエータ
１１０ 制御部
１３０ 撮像素子
１７０ 駆動制御部
１８０ カウンタ
１９０ 姿勢センサ
２００ａ 温度センサ
２００ｂ 温度センサ

Claims (12)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子の蓄積電荷を画素ライン毎に所定方向に順次リセットすることにより電子先幕を擬似的に走行させる制御部と、
   開口を開閉する後幕、前記後幕を走行させる後幕アクチュエータ、前記後幕アクチュエータにより駆動されて前記後幕を駆動する後幕駆動レバー、を含むフォーカルプレーンシャッタと、
   レリーズスイッチが押されると、前記後幕が前記開口から退避した状態で、前記後幕アクチュエータにより前記開口に向けて移動するように前記後幕駆動レバーを駆動し、その後、前記後幕が前記開口を完全に閉じる前に前記後幕を前記開口から退避する方向に移動するように前記後幕駆動レバーを駆動した後に、前記撮像素子の蓄積電荷を画素ライン毎に所定方向に順次リセットすることにより前記電子先幕を擬似的に走行させ、その後、前記後幕アクチュエータにより前記後幕が前記開口を閉鎖するように前記後幕駆動レバーを駆動する駆動制御部と、を備えた撮像装置。
2. 前記後幕の所定位置の通過を検出する後幕センサ、をさらに備え、
   前記駆動制御部は、前記後幕が前記開口を閉じるように前記後幕アクチュエータに通電を開始してから前記後幕が前記所定位置を通過するまでの後幕助走期間に基づいて、前記後幕の走行中に前記後幕アクチュエータへ供給する電力を補正する請求項１の撮像装置。
3. 前記駆動制御部は、前記後幕が走行を開始してから前記後幕が前記撮像素子に入射する光を遮り始める前までの間で、前記後幕アクチュエータへ供給する電力を補正する、請求項２の撮像装置。
4. 前記駆動制御部は、前記電子先幕が前記撮像素子上を通過している期間と、前記後幕が前記撮像素子上を通過している期間とが一致するように、電力を補正する、請求項２又は３の撮像装置。
5. 前記所定位置は、前記開口を閉じるように前記後幕が走行を開始する走行開始位置と、前記後幕が前記撮像素子に入射する光を遮り始める位置との間にある、請求項２乃至４の何れかの撮像装置。
6. 前記駆動制御部は、前記後幕助走期間と所定基準値との差に基づいて前記後幕アクチュエータへ供給する電力を補正する、請求項２の撮像装置。
7. 前記駆動制御部は、前記撮像装置の累積撮影回数に応じて前記後幕アクチュエータへ供給する電力を補正する、請求項１乃至６の何れかの撮像装置。
8. 前記駆動制御部は、前記撮像装置の姿勢に応じて前記後幕アクチュエータへ供給する電力を補正する、請求項１乃至６の何れかの撮像装置。
9. 前記後幕アクチュエータは、後幕用コイルを含み、
   前記駆動制御部は、前記後幕用コイルの発熱量に応じて、前記後幕アクチュエータへ供給する電力を補正する、請求項１乃至６の何れかの撮像装置。
10. 前記後幕アクチュエータは、後幕用コイルを含み、
    前記駆動制御部は、前記撮像装置の累積撮影回数、前記撮像装置の姿勢、及び前記後幕用コイルの発熱量、の少なくとも２つに応じて、前記後幕アクチュエータへ供給する電力を補正する、請求項１乃至６の何れかの撮像装置。
11. 開口を開閉する後幕と、
    前記後幕を走行させるアクチュエータと、
    前記アクチュエータにより駆動されて前記後幕を駆動する駆動レバーと、を備え、
    レリーズスイッチが押されると、前記後幕が前記開口から退避した状態で、前記アクチュエータにより前記開口に向けて移動するように前記駆動レバーが駆動され、その後、前記後幕が前記開口を完全に閉じる前に前記後幕が前記開口から退避する方向に移動するように前記駆動レバーが駆動された後に、撮像素子の蓄積電荷を画素ライン毎に所定方向に順次リセットすることにより電子先幕を擬似的に走行し、その後、前記アクチュエータにより前記後幕が前記開口を閉鎖するように前記駆動レバーが駆動される、フォーカルプレーンシャッタ。
12. 開口を開閉する後幕、前記後幕を走行させるアクチュエータ、前記アクチュエータにより駆動されて前記後幕を駆動する駆動レバー、を有したフォーカルプレーンシャッタを制御する撮像装置であって、
    レリーズスイッチが押されると、前記後幕が前記開口から退避した状態で、前記アクチュエータにより前記開口に向けて移動するように前記駆動レバーを駆動し、その後、前記後幕が前記開口を完全に閉じる前に前記後幕を前記開口から退避する方向に移動するように前記駆動レバーを駆動した後に、撮像素子の蓄積電荷を画素ライン毎に所定方向に順次リセットすることにより電子先幕を擬似的に走行させ、その後、前記アクチュエータにより前記後幕が前記開口を閉鎖するように前記駆動レバーを駆動する制御部、を備えた撮像装置。

Images