JPH11122542A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １組のシャッタ羽根を有するフォーカルプレ
ーンシャッターを撮像素子の遮光部材として用いること
により、スペース的にも機能的にも有利な電子カメラを
提供する。 【解決手段】 被写体からの光束を受光して電荷を蓄積
する電荷蓄積型の撮像素子７７と、この撮像素子７７へ
の被写体光束を遮光する閉状態と該遮光を解除する開解
除状態との間で開閉する１組のシャッター羽根１１ａを
有するフォーカルプレーンシャッター１１と、シャッタ
ー羽根１１ａを駆動する駆動手段と、シャッター羽根１
１ａが遮光解除状態のときに撮像素子７７の電荷蓄積を
開始し、電荷蓄積完了後にシャッター羽根１１ａを遮光
状態にすべく駆動手段を制御する制御手段１０１とを具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子に被
写体像を結像させて画像信号を得る電子カメラ、特に固
体撮像素子としてＣＣＤ等の電荷蓄積素子を用い、電荷
蓄積後に撮像素子への光を遮断するようにした電子カメ
ラに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子カメラは、個体撮像素子としてＣＣ
Ｄ（Charge Coupled Device：電荷蓄積素子）を有し、
ＣＣＤで蓄積された画像情報としての電荷を読出して記
録媒体に記録するものである。ＣＣＤのうち特にフレー
ムトランスファー型ＣＣＤやインターラインの２フィー
ルド読出し型のＣＣＤを用いた場合、電荷の読出しは光
を遮断した状態で行う必要がある。また、その他のＣＣ
Ｄでもスミア（ＣＣＤ画素からあふれた電荷が転送部に
流れ込み、画面の上下方向に光が筋を引くように現れる
現象）を積極的に防止して高画質化を追求するには、同
様にＣＣＤへの光を遮断して読出しを行う必要がある。
例えば、従来からある銀塩フィルムを使用する一眼レフ
カメラにＣＣＤを組込んで電子カメラを構成する場合に
は、その一眼レフカメラのフォーカルプレーンシャッタ
ーでＣＣＤの遮光を行なうのが通例であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常の銀塩フィルム用
一眼レフカメラでは、フォーカルプレーンシャッターが
先幕，後幕と呼ばれる２組の羽根群を有し、これらを相
前後して開閉させることでフィルムを露光する。具体的
には、例えば露光前には先幕だけを閉じておき、レリー
ズと共に先幕を開き、その後に後幕を閉じて露光を終了
するものがある。また別のタイプとして、露光前には先
幕，後幕の双方を閉じて遮光性を高め（二重遮光シャッ
ターと呼ばれる）、露光に先だってまず後幕を開き、そ
の後に先幕を開いて露光を開始し、次いで後幕を閉じて
露光を終了するものもある。いずれのタイプでも、先幕
が開いてから後幕を閉じるまでの時間を精度よく変化さ
せることにより複数種類のシャッター速度（露光時間）
を実現させている。

【０００４】しかしながら、ＣＣＤの遮光のみであれば
シャッター羽根は１組で十分であり、またその駆動にあ
たってさほどの精度は要求されない。従来の一眼レフ電
子カメラでは、銀塩フィルム用の２組のシャッター羽根
を有する比較的大型のフォーカルプレーンシャッターを
そのままＣＣＤの遮光部材として用いているため、スペ
ース的に不利であり、またシャッター羽根の駆動にあた
っても無駄がある。

【０００５】本発明の目的は、１組のシャッタ羽根を有
するフォーカルプレーンシャッターを撮像素子の遮光部
材として用いることにより、スペース的にも機能的にも
有利な電子カメラを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子カメラ
は、被写体からの光束を受光して電荷を蓄積する電荷蓄
積型の撮像素子と、この撮像素子への被写体光束を遮光
する閉状態と該遮光を解除する開解除状態との間で開閉
する１組のシャッター羽根を有するフォーカルプレーン
シャッターと、シャッター羽根を駆動する駆動手段と、
シャッター羽根が遮光解除状態のときに撮像素子の電荷
蓄積を開始し、電荷蓄積完了後にシャッター羽根を遮光
状態にすべく駆動手段を制御する制御手段とを具備し、
これにより上記問題点を解決する。請求項２の発明は、
電荷蓄積が完了しシャッター羽根が閉状態になった後に
蓄積された電荷を読出す読出手段を更に備えるものであ
る。請求項３の発明は、レリーズ操作に応答してシャッ
ター羽根を閉状態から開状態にすべく駆動手段を作動せ
しめ、その後に撮像素子の電荷蓄積を開始し、蓄積完了
後にシャッター羽根を閉じるべく駆動手段を作動せしめ
るようにしたものである。請求項４の発明は、被写体光
束の光路中にあって光束をファインダーに導き、撮像素
子の電荷蓄積に先立って光路中から退避するミラー部材
を設け、ミラー部材の退避動作の途中でシャッター羽根
の開動作を行うべく駆動手段を制御するとともに、ミラ
ー部材が光路中から退避してから所定時間経過後に撮像
素子の電荷蓄積を開始するようにしたものである。請求
項５の発明は、読出手段による電荷読出し完了後、次の
撮影を可能とするための準備動作に同期してシャッター
羽根を開状態に駆動すべく駆動手段を制御するようにし
たものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１〜図１１により本発明の一実
施の形態を説明する。図１は本実施の形態に係る一眼レ
フ電子カメラ１を側方から見た図であり、カメラ本体７
１には、レンズマウント７３を介して交換レンズ９１が
着脱可能に取り付けられる。被写体からの光束は交換レ
ンズ９１を透過した後、周知の如くミラー５１で反射さ
れてファインダースクリーン８３上に結像され、ペンタ
プリズム８５を介して接眼レンズ８７で観察される。撮
影時にはミラー５１が跳ね上げられ、被写体光束は固体
撮像素子であるＣＣＤ７７の受光面に結像する。ＣＣＤ
７７はＣＣＤホルダー８１に固定され、その光電変換出
力がフレキシブルプリント基板７９にて読出される。Ｃ
ＣＤホルダー８１はビス８２によりカメラ本体７１に取
付けられる。ＣＣＤ７７の前方にはフォーカルプレーン
シャッター１１が配置される。

【０００８】ここで、本実施の形態のような電子カメラ
のシャッターはいわゆる電子シャッターと呼ばれるもの
で、被写体光束がＣＣＤ７７に受光されている状態での
ＣＣＤ７７の電荷蓄積時間がシャッター速度に相当す
る。そしてフォーカルプレーンシャッター１１は、この
蓄積時間を規定するために設けられるのではなく、電荷
蓄積後にＣＣＤ７７の遮光を行なうためだけに用いられ
る。したがって、フォーカルプレーンシャッター１１に
先幕，後幕という２組のシャッター羽根を設けてこれら
を精度よく動作させる必要はなく、羽根は１組だけで十
分である。図１０は本実施の形態のフォーカルプレーン
シャッター１１を側方から見た断面図であり、羽根１１
ａを１組だけにすることで従来の２組の羽根を持つフォ
ーカルプレーンシャッターと比べてシャッターユニット
の厚さを薄くすることが可能となり、スペース的に有利
となる。

【０００９】図２〜９はミラー５１およびシャッター１
１の駆動機構を示し、各図とも図示上部はミラー５１お
よびシーケンススイッチ５７をカメラ側方から見たも
の、図示下部はシャッター１１を図１の交換レンズ９１
側から見たものである。以下、図２を参照して各部の構
成を詳細に説明する。

【００１０】シーケンスモーター１８はミラー５１およ
びシャッター１１の双方の駆動源であり、制御回路１０
１により駆動制御される。シーケンスモーター１８の正
転に連動してミラーカム板５３，スイッチカム板５５，
第１カム４１，第２カム４２（４１と４２は一体）が反
時計方向に回転するとともに、チャージカム３０が時計
方向に回転する。モーター１８の同一回転量に対する各
カムの回転角は全て同一とされ、各カムが３６０°回転
するとシーケンスが一巡し１駒の撮影が終わる。以下の
説明では、図２のカム位置を基準位置とし、基準位置か
らの回転角をカム角度と称する。

【００１１】ミラー５１はミラー支軸５１ａを介してカ
メラ本体７１に回転可能に支持され、ばね５４により図
示反時計方向の付勢力を受け、ミラー受け５２で４５°
位置に保持される。ミラー５１と一体に設けられたミラ
ー駆動ピン５１ｂは、ミラーカム板５３で駆動されるこ
とによってミラー５１を４５°位置から時計方向に跳ね
上げる。シーケンススイッチ５７はスイッチカム板５５
によりオン・オフされるもので、カム角度が０°および
１８０°でオンする。

【００１２】シャッター１１は５枚の羽根からなるシャ
ッター羽根１１ａを有し、周知のアーム機構により５枚
の羽根が連動して開閉するよう構成される。シャッター
駆動用の第１レバー２１は軸２０でシャッター１１上に
回転可能に軸支され、シャッター１１に植設された制限
ピン２５により時計方向の回転を制限される。第１レバ
ー２１には裏側に羽根駆動ピン２１ｄが植設され、これ
が長孔１１ｂ内を動くことでシャッター羽根１１ａが開
閉する。具体的には第１レバー２１が図２の位置にある
ときにはシャッター羽根１１ａは完全に閉じており、こ
れが反時計方向に約６８°回転するとシャッター羽根１
１ａが完全に開く。

【００１３】第１レバー２１の一端（係止端）２１ｂは
後述の第１係止レバー３２のフック部３２ａで係止さ
れ、これにより第１レバー２１の反時計方向（シャッタ
ー羽根開方向）の回動が阻止される。第１レバー２１の
他端２１ｃはシャッター羽根閉じ状態で閉幕スイッチ４
３をオンする。

【００１４】第２レバー２３は軸２０で第１レバー２１
とは独立に回動可能に軸支され、ばね２４で時計方向に
付勢されるともに、引張りばね２２で第１レバー２１と
結合され、ばね２２の付勢力は第１レバー２１を反時計
方向に付勢する。第２レバー２３の一端に植設されたチ
ャージピン２３ｃは、チャージカム３０から力を受ける
ことにより第２レバー２３を回動せしめ、係止部２３ｂ
は後述の第２係止レバー３６で係止される。また、第１
レバー２１に植設された係止ピン２１ａにより第２レバ
ー２３の第１レバー２１に対する回動が規制される。

【００１５】第１係止レバー３２は軸３１でシャッター
１１上に回動可能に軸支され、ばね３３で反時計方向に
付勢されている。従動部３２ｂが第１カム４１から力を
受けることにより、第１係止レバー３２がばね３３の付
勢力に抗して回動する。フック部３２ａは、上述したよ
うに第１レバー２１の係止端２１ｂを係止することによ
りシャッター羽根１１ａを閉位置に保持する。

【００１６】第２係止レバー３６は軸３５でシャッター
１１上に回転可能に軸支され、ばね３７により時計方向
に付勢されている。従動部３６ｂが第２カム４２から力
を受けることにより第２係止レバー３６がばね３７の付
勢力に抗して回動する。フック部３６ａは、第２レバー
２３の第２係止部２３ｂを係止して第２レバー２３の時
計方向の回動を阻止する。第１カム４１および第２カム
４２は一体化されてカメラ本体７１上に軸支されてい
る。

【００１７】マグネットレバー２６は軸２８ａでシャッ
ター１１上に回動可能に軸支され、ばね２７で反時計方
向に付勢されている。マグネットレバー２６の反時計方
向の回動はピン２８により規制される。制御回路１０１
によってマグネット２９に通電されると、吸着部２６ｂ
がマグネット２９に吸着されることによりマグネットレ
バー２６はばね２７に抗して時計方向に回動し、フック
部２６ａが第２レバー２３の係止部２３ａを係止して第
２レバー２３の時計方向の回動を阻止する。マグネット
２９への通電が断たれた状態では、図示の如くフック部
２６ａと係止部２３ａとの係合は外れている。

【００１８】以上のように構成された電子カメラの撮影
シーケンス（レリーズ操作から１駒の撮影を行ってレリ
ーズ操作前の状態に復帰するまでの動作）を図２〜図９
および図１１を参照して説明する。図１１はこの撮影シ
ーケンスにおける主要構成要素の動作を時間軸を横にと
って示したもので、以下の図２〜図９の動作と対応して
いる。

【００１９】図２は不図示のレリーズ釦が操作される前
の状態を示し、このときカム角度は０°であり、ミラー
５１は４５°位置にあり、シーケンススイッチ５７はス
イッチカム板５５によりオン状態にある。第１レバー２
１は引張りばね２２による反時計方向の回動を第１係止
レバー３２により阻止され、時計方向に回動した状態を
保持している。したがってシャッター羽根１１ａは閉状
態にあり、閉幕スイッチ４３はレバー２１の端部２１ｃ
によりオンしている。第２レバー２３はばね２４による
時計方向の回転を第２係止レバー３６により阻止され、
反時計方向に回動した状態を保持している。

【００２０】図２の状態で不図示のレリーズ釦が操作さ
れると、制御回路１０１はマグネット２９に通電してマ
グネットレバー２６を吸着させるとともに、シーケンス
モーター１８の正転を開始させる。マグネットレバー２
６の吸着によりそのフック部２６ａが第２レバー２３の
係止部２３ａに係合する。またモーター１８の回転によ
り各カムが回転し、ミラーカム板５３の回転によりミラ
ー５１が上昇を始めるとともに、スイッチカム板５５の
回転によりシーケンススイッチ５７はオフする。各カム
角度が３０°になると図３の状態となる。この時点で
は、第１，第２係止レバー３２，３６による係止がまだ
解除されないため、第１，第２レバー２１，２３は図２
の初期位置を保持している。

【００２１】モーター１８は回転を続行し、カム角度が
１３５°になると図４の状態となる。ミラー５１は更に
上昇し、また第２カム４２により第２係止レバー３６が
ばね３７に抗して反時計方向に回動し、フック部３６ａ
による第２レバー２３の係止が解除される。しかし、第
２レバー２３はマグネットレバー２６により係止されて
いるため動くことはない。一方、第１係止レバー３２は
第１カム４１によりばね３３に抗して時計方向に回転
し、第１レバー２１の係止を解除する。この係止解除に
より第１レバー２１は引張りばね２２に引っ張られて反
時計方向に回転を始め、閉幕スイッチ４３がオフする。
第１レバー２１の回動に連動してシャッター羽根１１ａ
が開動作を始める。

【００２２】シャッター羽根１１ａが完全に開いた後、
カム角度が１８０°になると図５の状態となる。このと
き、ミラー５１はミラーカム板５３により完全に跳ね上
げられ、被写体光束の光路から退避している。またスイ
ッチカム板５５によりシーケンススイッチ５７は再びオ
ンする。第１レバー２１は係止ピン２１ａが第２レバー
２３に当接することで停止している。シーケンススイッ
チ５７のオンに応答して制御回路１０１（図２）はシー
ケンスモーター１８を停止し、各部材は図５の状態で停
止する。

【００２３】上記ミラー５１の跳ね上げおよびシャッタ
ー羽根１１ａの開により、撮影レンズを透過した被写体
光束がＣＣＤ７７の受光面に導かれ結像する。制御回路
１０１は、シーケンススイッチ５７のオンに伴ってタイ
マーを作動させ、所定時間時間ｔ１（図１１）が経過す
るとＣＣＤ７７による電荷蓄積を開始する。所定時間ｔ
１は、跳ね上げられたミラー５１の振動が減衰するのに
十分な時間であり、この時間を設けることによりミラー
５１が振動で光路中に挿入されるおそれがあるときに蓄
積が開始されることがない。蓄積開始から所定の蓄積時
間が経過すると蓄積動作が終了する。この蓄積時間は、
被写体の輝度状況等に応じて予め設定されるものであ
る。

【００２４】電荷蓄積完了後、制御回路１０１は電荷の
読出しに先立ちシャッター羽根１１ａを閉じるためにマ
グネット２９への通電を断つ。これによりマグネットレ
バー２６がばね２７により反時計方向に回動し、第２レ
バー２３の係止が解除される。その係止解除の瞬間を示
すのが図６であり、係止解除された第２レバー２３は、
その直後にばね３３の付勢力により時計方向に回動し、
第２レバー２３と係止ピン２１ａとの係合により第１レ
バー２１も一体に同方向に回動する。第１レバー２１の
回動によりシャッター羽根１１ａが閉じ動作を開始し、
図７に示すように第１レバー２１が制限ピン２５に当接
すると両レバー２１，２３の回動が停止する。このと
き、シャッター羽根１１ａが完全に閉じてＣＣＤ７７へ
の光を遮光するとともに、閉幕スイッチ４３がオンす
る。制御回路１０１は、閉幕スイッチ４３のオンに応答
してＣＣＤ７７の電荷読出しを開始する。このように、
電荷蓄積が終了すると直ちにシャッター１１でＣＣＤ７
７を遮光し、遮光された状態で電荷の読出しを行うこと
により、スミアを最小限に抑えることができる。

【００２５】制御回路１０１は、電荷読出し開始と同時
に再びシーケンスモーター１８の正転を開始する。モー
ター１８の回転により各カムが回転し、カム角度が２１
０°に達すると図８の状態となる。この間、ミラーカム
板５３がミラー駆動ピン５１ｂから退避するためミラー
５１はミラーばね５４により下降を始め、また第１カム
４１が第１係止レバー３２から退避するため、第１係止
レバー３２はばね３３により反時計方向に回動して第１
レバー２１を係止する。

【００２６】カム角度が３１０°に達すると、図９に示
すようにミラー５１は完全に下降して４５°の位置に復
帰する。またカムが２１０°から３１０°まで回転する
間にチャージカム３０によりチャージピン２３ｃが押さ
れ、第２レバー２３がばね２４の付勢力に抗して反時計
方向に回動する。このとき、第１レバー２１は第１係止
レバー３２に係止されているので、図８の位置を保持す
る。

【００２７】更にカム角度が３６０°に達するまでの間
に第２カム４２が第２係止レバー３６から退避し、第２
係止レバー３６はばね３７の付勢力により時計方向に回
転して第２レバー２３を係止する。カムの回転角が３６
０°に達すると図２の状態に復帰する。

【００２８】以上のように本実施の形態では、フォーカ
ルプレーンシャッター１１が開いた状態、つまりＣＣＤ
７７が被写体光束を受光する状態でＣＣＤ７７の電荷蓄
積を開始し、電荷蓄積完了後にフォーカルプレーンシャ
ッター１１を閉じてＣＣＤ７７を遮光するようにしたの
で、電子カメラとしてのシャッター速度はフォーカルプ
レーンシャッターのシャッター速度ではなく、電荷蓄積
時間で規定されることになる。したがって、さほど高速
のシャッター速度を実現できない比較的性能の低いフォ
ーカルプレーンシャッターを用いた場合でも、電荷蓄積
時間を適宜変更するだけでより高速のシャッター速度で
撮影を行える。また、上述したようにフォーカルプレー
ンの羽根は１組でよく、さほど精度良く駆動する必要も
ないので、フォーカルプレーンシャッターの小型化およ
び低コスト化が図れる。

【００２９】以上の実施の形態に構成において、ＣＣＤ
７７が撮像素子を、図２に示すレバーやカムから成る駆
動機構が駆動手段を、制御回路１０１が制御手段および
読出手段をそれぞれ構成する。

【００３０】なお以上では、シャッターの開動作をミラ
ーアップの最中、すなわちレリーズ操作がなされてから
ＣＣＤ電荷蓄積が始まるまでの間に行なうようにした
が、シャッターの開動作はＣＣＤの読出終了後ならいつ
でもよく、次のレリーズ操作が行われる前でもよい。例
えばこれを上述した実施の形態で実現するならば、カム
角度３１０°近傍で電荷読出しが終わった後、カム角度
３６０°直前で第１係止レバー３２による第１レバー２
１の係止が外れるように第１カム４１を構成し、チャー
ジ動作（撮影準備動作）の最後でシャッター羽根１１ａ
が開くようにすればよい。さらに、シーケンスモーター
でカムを回転させることにより撮影シーケンスを実行す
るようにしたが、カムを用いずにレバーやばね、あるい
はソレノイドなどを用いた機構でシャッターを所定のタ
イミングで開閉するようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、撮像素子の遮光部材と
して１組のシャッター羽根を有するフォーカルプレーン
シャッターを用いたので、２組の羽根を有するフォーカ
ルプレーンシャッターと比べてシャッタの小型化が図
れ、スペース的に有利になるとともに、その動作も簡素
化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る一眼レフ電子カメ
ラの構成を示す側面図。

【図２】上記カメラのミラーおよびシャッターの動作を
説明する図で、レリーズ操作前の状態を示す。

【図３】図２と同様の図で、ミラーアップ途中の状態を
示す。

【図４】図３の後でレバー３６によるレバー２３の係止
が断たれた状態を示す図。

【図５】図４の後でシャッタが開いた状態を示す図。

【図６】図５の後でマグネット２９の通電が断たれた状
態を示す図。

【図７】図６の後でシャッタが閉じた状態を示す図。

【図８】図７の後でミラーダウン途中を示す図。

【図９】図８の後でミラーダウン後の状態を示す図。

【図１０】上記カメラのフォーカルプレーンシャッタの
構成を示す断面図。

【図１１】撮影シーケンス実行時の各部の動きを時間に
沿って説明する図。

【符号の説明】

１ 一眼レフ電子カメラ １１ フォーカルプレーンシャッタ １１ａ シャッタ羽根 １８ シーケンスモータ ２１ 第１レバー ２２，２４，２７，３３，３７，５４ ばね ２３ 第２レバー ２６ マグネットレバー ２９ マグネット ３２ 第１係止レバー ３６ 第２係止レバー ３０ チャージカム ４１ 第１カム ４２ 第２カム ４３ 閉幕スイッチ ５１ ミラー ５３ ミラーカム板 ５５ スイッチカム板 ５７ シーケンススイッチ ７１ カメラ本体 ７７ ＣＣＤ ９１ 交換レンズ １０１ 制御回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体からの光束を受光して電荷を蓄積
   する電荷蓄積型の撮像素子と、 この撮像素子への被写体光束を遮光する閉状態と該遮光
   を解除する開解除状態との間で開閉する１組のシャッタ
   ー羽根を有するフォーカルプレーンシャッターと、 前記シャッター羽根を駆動する駆動手段と、 前記シャッター羽根が遮光解除状態のときに前記撮像素
   子の電荷蓄積を開始し、電荷蓄積完了後に前記シャッタ
   ー羽根を遮光状態にすべく前記駆動手段を制御する制御
   手段とを具備することを特徴とする電子カメラ。
2. 【請求項２】 前記電荷蓄積が完了し前記シャッター羽
   根が閉状態になった後に前記蓄積された電荷を読出す読
   出手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の
   電子カメラ。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、レリーズ操作に応答し
   て前記シャッター羽根を閉状態から開状態にすべく前記
   駆動手段を作動せしめ、その後に前記撮像素子の電荷蓄
   積を開始し、蓄積完了後に前記シャッター羽根を閉じる
   べく前記駆動手段を作動せしめることを特徴とする請求
   項１または２に記載の電子カメラ。
4. 【請求項４】 前記被写体光束の光路中にあって該光束
   をファインダーに導き、撮像素子の電荷蓄積に先立って
   前記光路中から退避するミラー部材を設け、前記制御手
   段は、前記ミラー部材の退避動作の途中で前記シャッタ
   ー羽根の開動作を行うべく前記駆動手段を制御するとと
   もに、前記ミラー部材が前記光路中から退避してから所
   定時間経過後に前記撮像素子の電荷蓄積を開始すること
   を特徴とする請求項１に記載の電子カメラ。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記読出手段による電
   荷読出し完了後、次の撮影を可能とするための準備動作
   に同期して前記シャッター羽根を前記開状態に駆動すべ
   く前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項２に
   記載の電子カメラ。