JP6641657B2 - 撮像装置および羽根駆動装置 - Google Patents
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Description
なお、幕とは、実施形態における先幕20A、後幕20Bのうちの少なくとも1つである。また、アクチュエータとは、実施形態における先幕アクチュエータ70a、後幕アクチュエータ70bのうちの少なくとも1つである。
また、第1の電力は、電流と電圧のうちのいずれかであり、第2の電力は、電流と電圧のうちのいずれかである。また、制御部とは、実施形態における制御部13、駆動制御部16である。
なお、センサーとは、実施形態における先幕センサー60a、後幕センサー60bのうちの少なくとも1つである。
なお、センサーとは、実施形態における先幕センサー60a、後幕センサー60bのうちの少なくとも1つである。また、制御部とは、実施形態における制御部13、駆動制御部16である。
図1は、本実施形態に係るフォーカルプレーンシャッター17を備えた撮像装置1の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、撮像装置1は、操作部11、撮像素子12、制御部13、記憶部14、表示部15、駆動制御部16(制御部)、およびフォーカルプレーンシャッター17(羽根駆動装置)を備える。また、フォーカルプレーンシャッター17は、先幕20A、後幕20B、先幕アクチュエータ70a、後幕アクチュエータ70b、先幕センサー60a、および後幕センサー60bを備える。なお、撮像装置1は、図1に図示していないが、焦点距離を調整するためのレンズ、撮像素子12に入射する光量を調整する絞り等を備えている。
撮像素子12は、CMOS(Complementary MOS)センサー、またはCCD(Charge Coupled Device)センサーである。撮像素子12は、光電変換作用により被写体像を電気信号に変換し、変換した電気信号の画像データを制御部13に出力する。
後幕20Bは、複数枚の羽根で構成され、後幕アクチュエータ70bによって開口に対して開閉が行われる。
後幕アクチュエータ70bは、駆動制御部16の制御に応じて後幕20Bの開閉を制御する。
後幕センサー60bは、互いに対向するように配置された発光素子と受光素子を備える。後幕センサー60bは、フォトカプラであってもよい。後幕センサー60bは、後幕20Bの位置を検出し、検出した位置を示す値を制御部13に出力する。
図2は、本実施形態に係るフォーカルプレーンシャッター17の正面図である。図2に示す例では、先幕アクチュエータ70a、後幕アクチュエータ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ー17は、基板10、先幕20A、後幕20B、アーム31a、32a、31b、32b、先幕センサー60a、後幕センサー60b等を有している。基板10には、矩形状の開口81を有している。図2に示す例では、開口81内に撮像素子12の結像面を示している。
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81から退避するようにアーム31a、31bを付勢している。
図3は、本実施形態に係る先幕アクチュエータ70aの構成の一例を示す図である。なお、先幕アクチュエータ70aは、基板10に支持されている。
先幕アクチュエータ70aは、ロータ72a、ステータ74a、および先幕コイル76aを備えている。
ロータ72aは、基板10に回転可能に支持されている。ロータ72aは、周方向に異なる極性に着磁された永久磁石である。ステータ74aは、先幕コイル76aによって励磁されることによりロータ72aとの間で磁力を発生する。先幕コイル76aは、駆動制御部16からの通電によってステータ74aを励磁する。
なお、ロータ72aと先幕駆動レバー55aとの連結は、歯車40a、50aを介さずに直接連結されていてもよい。すなわち、ロータ72aの回転に連動して先幕駆動レバー55aが回転する構成であればよい。
なお、図3には、先幕アクチュエータ70aの構成を示したが、後幕アクチュエータ70bの構成も同様である。
図4A、4Bに示すように、先幕センサー60aは、基板10上に配置されている。先幕センサー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を備えている。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4A、4Bに示すように、ロータ72aに連結されている歯車40a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、これにより歯車40a、50aを介して先幕駆動レバー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。なお、後幕センサー60b、薄板45bについても同様である。
図5は、本実施形態に係るフォーカルプレーンシャッター17のタイミングチャートである。図5において、横軸は時刻、波形g1と波形g2と波形g5と波形g6において縦軸は各波形のレベルを表す。波形g1は、先幕アクチュエータ70aに入力される駆動信号の波形を示している。波形g2は、後幕アクチュエータ70bに入力される駆動信号の波形を示している。波形g3は、先幕20Aの位置を表している。波形g4は、後幕20Bの位置を表している。波形g5は、先幕センサー60aの検出値を示している。波形g6は、後幕センサー60bの検出値を示している。波形g7は、撮像素子12の動作状態を説明するためのイメージである。
また、図5において、電流値I2が第1の電力値または第5の電力値であり、電流値I1が第2の電力値または第6の電力値である。また、電流値−I2が第1の電力値であり、電流値−I1が第2の電力値である。また、電流値−I12が第1の電力値または第3の電力値であり、電流値−I11が第2の電力値または第4の電力値である。また、電流値I12が第1の電力値または第7の電力値であり、電流値I11が第2の電力値または第8の電力値である。なお、電流値I2と|−I2|の大きさは等しくてもよく、異なっていてもよい。なお、|−I2|は、絶対値を表す。電流値I1と|−I1|の大きさは等しくてもよく、異なっていてもよい。電流値I12と|−I12|の大きさは等しくてもよく、異なっていてもよい。電流値I11と|−I11|の大きさは等しくてもよく、異なっていてもよい。
また、先幕20Aが位置Cに達したとき(図5に示す例では略時刻t2)、先幕センサー60aの検出値がLレベルからH(ハイ)レベルに変化する。
また、先幕20Aが位置Aに達したとき(図5に示す例では略時刻t5)、先幕センサー60aの検出値がHレベルからLレベルに変化する。
時刻t6のとき、駆動制御部16は、電流値をI1から0にし、先幕アクチュエータ70aへの電力の供給を停止する。時刻t6のとき、駆動制御部16は、電流値I12を0にし、後幕アクチュエータ70bへの電力の供給を停止する。なお、時刻t3〜t4の期間は、記憶部14が記憶する第3の所定時間である。また、時刻t3〜t6の期間は、記憶部14が記憶する第4の所定時間である。
なお、時刻t1〜時刻t7の期間T2は、先幕20Aをチャージしている期間と後幕20Bの位置をリセットしている撮影準備期間である。また、時刻t6〜時刻t7の期間は、先幕20Aが安定するために予め設定されていて、記憶部14が記憶する第5の所定時間である。
時刻t9のとき、駆動制御部16は、電流値を−I2から−I1に変化させ、電流値が−I1の電力を先幕アクチュエータ70aに出力する。なお、電流値−I1の絶対値|−I1|は、電流値−I2の絶対値|−I2|より小さい。また、時刻t7〜t9の時間は、記憶部14が記憶する第6の所定時間である。
時刻t11のとき、駆動制御部16は、電流値が−I12の電力を後幕アクチュエータ70bに出力する。これにより、後幕20Bは、画枠(開口81)を閉じる動作を開始する。
なお、時刻t7〜t11の期間は、シャッター速度に応じた時間であり、記憶部14が記憶する時間である。
時刻t13のとき、駆動制御部16は、電流値を−I1から0にし、先幕アクチュエータ70aへの電力の供給を停止する。なお、時刻t9〜t13は、記憶部14が記憶する第7の所定時間である。
なお、時刻t8〜時刻t14の期間T31は、シャッター速度に応じた露出時間である。
時刻t17のとき、駆動制御部16は、電流値を−I11から0にし、後幕アクチュエータ70bへの電力の供給を停止する。なお、時刻t15〜t17は、記憶部14が記憶する第9の所定時間である。
時刻t17から第10の所定時間後の時刻t18までの期間T4は、画像転送期間である。この期間、撮像素子12は、蓄積した画像データを制御部13に掃き出す。
また、時刻t18〜時刻t22の期間T5は、後幕20Bをチャージするリセット期間である。
また、時刻t22から第13の所定時間後の時刻t23までの期間T6は、画枠を開放状態に維持するライブビュー期間である。
また、時刻t1〜時刻t23の期間T1は、1つの画像を撮像する期間である。
また、駆動制御部16は、後幕アクチュエータ70bに出力する電流値を、後幕20Bの露出動作期間において、第3の電流値−I12から、第3の電流値−I12の絶対値|−I12|より絶対値が小さい第4の電流値−I11に変化するように制御する。また、駆動制御部16は、後幕アクチュエータ70bに出力する電流値を、後幕20Bをチャージする期間において、第7の電流値I12から、第7の電流値I12より小さい第8の電流値I11に変化するように制御する。
また、本実施形態によれば、時刻t7〜t13の期間、先幕アクチュエータ70aに出力する電流値を−I2から−I2より小さい−I1へ変化させるように制御するため、電流値−I2で駆動し続ける場合と比較して、先幕20Aの露出動作時における先幕20Aが位置Cを越えた露出動作終了位置に達したときの衝撃を低減することができる。また、本実施形態によれば、時刻t7〜t13の期間、電流値−I2で駆動し続ける場合と比較して、消費電力を低減することができる。
また、本実施形態によれば、時刻t19〜t22の期間、後幕アクチュエータ70bに出力する電流値をI12からI12より小さいI11へ変化させるように制御するため、電流値I12で駆動し続ける場合と比較して、後幕チャージ動作時における後幕20Bが位置Aを越えた露出動作開始位置に達したときの衝撃を低減することができる。また、本実施形態によれば、時刻t19〜t22の期間、電流値I12で駆動し続ける場合と比較して、消費電力を低減することができる。
ここで、第1実施形態の変形例を説明する。
図6は、第1実施形態の変形例に係るセンサー出力に基づくフォーカルプレーンシャッター17のタイミングチャートである。図6において、縦軸、横軸、各波形(g1〜g7)、各期間(T1〜T6、T24)、各電流値の大小関係は、第1実施形態の図5と同じである。なお、図6に示す例では、先幕20Aの羽根21a、後幕20Bの羽根21bが位置Bを通過したことを検出できる構成となっている例である。
時刻t31のとき、先幕20Aが位置Bに達するため、先幕センサー60aの検出値がLレベルからHレベルに変化する。制御部13は、先幕センサー60aの検出値がLレベルからHレベルへの変化に応じて、時刻t31から第14の所定時間後の時刻t32のとき電流値をI2からI1に変化させ、電流値がI1の電力を先幕アクチュエータ70aに出力するように駆動制御部16を制御する。
このように、時刻t32のとき、駆動制御部16は、電流値をI2からI1に変化させ、電流値がI1の電力を先幕アクチュエータ70aに出力する。
なお、制御部13は、先幕センサー60aが検出する位置、シャッタースピード等に基づいて、第14の所定時間を調整して電流値をI2からI1に変化させるタイミングを調整するようにしてもよい。
時刻t8のとき、先幕20Aが位置Bに達するため、先幕センサー60aの検出値がHレベルからLレベルに変化する。制御部13は、先幕センサー60aの検出値がHレベルからLレベルへの変化に応じて、時刻t8から第15の所定時間後の時刻t33のとき電流値を−I2から−I1に変化させ、電流値が−I1の電力を先幕アクチュエータ70aに出力するように駆動制御部16を制御する。
このように、時刻t33のとき、駆動制御部16は、電流値を−I2から−I1に変化させ、電流値が−I1の電力を先幕アクチュエータ70aに出力する。
なお、制御部13は、先幕センサー60aが検出する位置、シャッタースピード等に基づいて、第15の所定時間を調整して電流値を−I2から−I1に変化させるタイミングを調整するようにしてもよい。
時刻t14のとき、後幕20Bが位置Bに達するため、後幕センサー60bの検出値がLレベルからHレベルに変化する。制御部13は、後幕センサー60bの検出値がLレベルからHレベルへの変化に応じて、時刻t14から第16の所定時間後の時刻t34のとき電流値を−I12から−I11に変化させ、電流値が−I11の電力を後幕アクチュエータ70bに出力するように駆動制御部16を制御する。
このように、時刻t34のとき、駆動制御部16は、電流値を−I12から−I11に変化させ、電流値が−I11の電力を後幕アクチュエータ70bに出力する。
なお、制御部13は、後幕センサー60bが検出する位置、シャッタースピード等に基づいて、第16の所定時間を調整して電流値を−I12から−I11に変化させるタイミングを調整するようにしてもよい。
時刻t35のとき、後幕20Bが位置Bに達するため、後幕センサー60bの検出値がHレベルからLレベルに変化する。制御部13は、後幕センサー60bの検出値がHレベルからLレベルへの変化に応じて、時刻t35から第17の所定時間後の時刻t36のとき電流値をI12からI11に変化させ、電流値がI11の電力を後幕アクチュエータ70bに出力するように駆動制御部16を制御する。
このように、時刻t36のとき、駆動制御部16は、電流値をI12からI11に変化させ、電流値がI11の電力を後幕アクチュエータ70bに出力する。
なお、制御部13は、後幕センサー60bが検出する位置、シャッタースピード等に基づいて、第17の所定時間を調整して電流値をI12からI11に変化させるタイミングを調整するようにしてもよい。
また、図6に示した例では、後幕20Bの露出動作の期間、後幕チャージの期間において、後幕アクチュエータ70bに供給する電流値を、第1の電流値から第2の電流値へ変化させる。
上述したように、先幕センサー60a及び後幕センサー60bは、先幕20A及び後幕20Bが第1の電流値にて駆動される作動領域(第1領域)と、引き続き第1の電力値より小さい第2の電流値で駆動される領域(第2領域)を画定している。
これにより、図6に示した例においても、図5に示した動作と同様の効果が得られる。
第2実施形態では、電子先幕シャッターに適用する例を説明する。
なお、撮像装置1の構成は、図1と同様である。フォーカルプレーンシャッター17の構成は、図2と同様である。
制御部13は、撮像時、撮像素子12を制御して先幕20Aの動作を代用するように制御する。
図7は、本実施形態に係る先幕電子シャッターのタイミングチャートである。図7において、縦軸、横軸、各波形(g2、g4、g6)、各期間(T1〜T6、T24)は、第1実施形態の図5と同じである。なお、図7に示す例では、後幕センサー60bが後幕20Bの羽根21bが位置Cを通過したことを検出できる構成となっている例である。
また、図7において、電流値−I12が第1の電力値であり、電流値−I11が第2の電力値である。また、電流値I12が第1の電力値であり、電流値I11が第2の電力値である。
時刻t1のとき、操作部11は利用者によってレリーズスイッチが押されてオン状態になったことを検出する。時刻t1のとき、駆動制御部16は、駆動制御部16は、電流値が−I12の電力を後幕アクチュエータ70bに出力することで後幕20Bの位置のリセット動作を開始する。時刻t1のとき、先幕センサー60aの検出値はLレベルであり、後幕センサー60bの検出値はLレベルである。
時刻t7のとき、制御部13は撮像素子12を制御して露出動作を開始する。時刻t7〜t41の期間が撮像素子12による先幕20Aの代わりの露出動作期間である。
時刻t15のとき、駆動制御部16は、電流値を−I12から−I11に変化させ、電流値が−I11の電力を後幕アクチュエータ70bに出力する。なお、電流値−I11の絶対値|−I11|は、電流値−I12の絶対値|−I12|より小さい。
時刻t17のとき、駆動制御部16は、電流値を−I11から0にし、後幕アクチュエータ70bへの電力の供給を停止する。
時刻t22のとき、駆動制御部16は、電流値をI11から0にし、後幕アクチュエータ70bへの電力の供給を停止する。
これにより、本実施形態においても、後幕20Bの露出動作の期間、および後幕チャージのときの衝撃を低減することができる。また、本実施形態においても、消費電力を低減することができる。
Claims (9)
- 開口を開閉可能な幕と、
前記幕を走行させるアクチュエータと、
前記幕を第1の電力値にて駆動を開始し、前記第1の電力値より小さい第2の電力値で駆動動作を終了させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記幕を前記第1の電力値にて駆動した後、第1所定時間後に前記第1の電力値から前記第2の電力値へ変化させ、
前記第1所定時間は、シャッタースピードに基づいて変化する、撮像装置。 - 前記開口に対する前記幕の位置を検出するセンサーを備え、
前記制御部は、前記センサーの検出値に基づいて、前記第1の電力値を、前記第2の電力値に変化させる、請求項1に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、前記センサーの検出値に基づいて、前記第1の電力値を前記第2の電力値に変化させるタイミングを調整する、請求項2に記載の撮像装置。
- 撮像素子を備え、
前記制御部は、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、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 開口を開閉する先幕および後幕と、
前記先幕を走行させる第1アクチュエータと、
前記後幕を走行させる第1アクチュエータと、
前記第1アクチュエータおよび第2アクチュエータにより駆動され、前記先幕および前記後幕それぞれを駆動する第1駆動部材および第2駆動部材と、
前記先幕を第1の電力値で駆動して露出動作を開始し、前記第1の電力値より小さい第2の電力値で駆動して前記先幕の駆動を終了させ、前記後幕を第3の電力値で駆動して前記後幕の駆動を開始し、前記第3の電力値より小さい第4の電力値で駆動して前記後幕の露出動作を終了させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記先幕を前記第1の電力値にて駆動して露出動作を開始した後、第1所定時間後に前記第1の電力値から前記第2の電力値で駆動して前記先幕の駆動を終了させ、前記後幕を前記第3の電力値にて駆動して後幕の駆動を開始した後、第2所定時間後に前記第3の電力値から前記第4の電力値で駆動して前記後幕の露出動作を終了させ、
前記第1、第2所定時間は、シャッタースピードに基づいて変化する、撮像装置。 - 前記第1駆動部材および第2駆動部材又は前記先幕および前記後幕の位置を検出するセンサー、を備え、
前記制御部は、前記センサーの出力に基づき、前記第1の電力値から前記第2の電力値に移行するタイミング、および前記第3の電力値から前記第4の電力値に移行するタイミングのうち少なくとも1つを調整可能である、請求項5に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、
前記先幕を第5の電力値で駆動して先幕チャージ動作を開始し、前記第5の電力値より小さい第6の電力値で駆動して前記先幕チャージ動作の駆動を終了させ、前記後幕を第7の電力値で駆動して後幕チャージ動作を開始し、前記第7の電力値より小さい第8の電力値で駆動して前記後幕チャージ動作の駆動を終了させ、
前記センサーの出力に基づき、前記第5の電力値から前記第6の電力値に移行するタイミング、および前記第7の電力値から前記第8の電力値に移行するタイミングのうち少なくとも1つを調整可能である、請求項6に記載の撮像装置。 - 前記第1の電力値と前記第3の電力値、前記第1の電力値の絶対値と前記第5の電力値、前記第1の電力値の絶対値と前記第7の電力値、前記第2の電力値と前記第4の電力値、前記第2の電力値の絶対値と前記第6の電力値、および前記第2の電力値の絶対値と前記第8の電力値のうち少なくとも1組が同じ値である、請求項7に記載の撮像装置。
- 開口を開閉可能な幕と、
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、前記幕を駆動する駆動部材と、
前記駆動部材又は前記幕の位置を検出するセンサーと、を備え、
前記アクチュエータは、前記幕が第1の電力値で駆動を開始される駆動制御が実行され、前記第1の電力値より小さい第2の電力値で駆動されて露出動作を終了する駆動制御が実行されたとき、前記センサーの出力及びシャッタースピードに基づき、前記第1の電力値から前記第2の電力値に移行するタイミングが調整される、羽根駆動装置。
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