JPWO2015146971A1 - シャッタ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

シャッタ装置は、撮像素子の撮像面の前方に位置し、所定の走行方向に沿って走行して被写体からの光束を遮光する第１遮光部材と、撮像素子の撮像面の前方に位置し、走行方向に沿って走行して光束を遮光する第２遮光部材とを備え、走行方向における第１遮光部材の遮光範囲の長さおよび走行方向における第２遮光部材の遮光範囲の長さの少なくとも一方は、走行方向における撮像面の長さよりも短い。

Description

本発明は、シャッタ装置および撮像装置に関する。

従来から、複数の羽根を有する先幕または、複数の羽根を有する後幕によって、シャッタ地板に形成された開口部の全領域を被写体光から遮光可能に構成されたフォーカルプレンシャッタが知られている（たとえば特許文献１）。

日本国特開平１１−１７４５２５号公報

しかしながら、開口部の全領域を遮光するために羽根の枚数や面積を増加させる必要があり、部材重量の増加に伴う消費電力の増加、耐久性の低下および幕速の低下等の問題がある。

本発明の第１の態様によると、シャッタ装置は、撮像素子の撮像面の前方に位置し、所定の走行方向に沿って走行して被写体からの光束を遮光する第１遮光部材と、撮像素子の撮像面の前方に位置し、走行方向に沿って走行して光束を遮光する第２遮光部材とを備え、走行方向における第１遮光部材の遮光範囲の長さおよび走行方向における第２遮光部材の遮光範囲の長さの少なくとも一方は、走行方向における撮像面の長さよりも短い。
本発明の第２の態様によると、シャッタ装置は、被写体からの光束を撮像素子へ導く開口部が設けられた基板部材と、撮像素子の撮像面に平行な平面上を走行方向に沿って走行して開口部を通過することにより光束を遮光する第１遮光部材と、撮像素子の撮像面に平行な平面上を走行方向に沿って走行して開口部を通過することにより光束を遮光する第２遮光部材と、を備え、第１遮光部材の走行方向における遮光範囲の長さおよび第２遮光部材の走行方向における遮光範囲の長さの少なくとも一方は、走行方向における開口部の長さよりも短い。
本発明の第３の態様によると、第２の態様のシャッタ装置において、撮像素子の撮像面の走行方向における長さは、開口部の走行方向における長さよりも小さく、第１遮光部材の走行方向における遮光範囲の長さおよび第２遮光部材の走行方向における遮光範囲の長さの少なくとも一方は、走行方向における撮像面の長さよりも短いことが好ましい。
本発明の第４の態様によると、第１乃至３の何れか一態様のシャッタ装置において、第１遮光部材および第２遮光部材の少なくとも一方は、一枚の遮光羽根によって構成されることが好ましい。
本発明の第５の態様によると、撮像装置は、第１乃至４の何れか一態様のシャッタ装置と、複数の画素が行列状に配列された撮像素子と、撮像素子による画素行ごとのリセットおよび撮像信号の読み出しを制御する制御部とを備え、制御部は、第１遮光部材の走行方向に沿った走行に応じて撮像素子に対する画素行ごとのリセット、または、第２遮光部材の走行方向に沿った走行に応じて撮像素子に対する画素行ごとの撮像信号の読み出しを行わせる。
本発明の第６の態様によると、第５の態様の撮像装置において、制御部は、撮像素子上において、第１遮光部材によって光束が遮光されている領域に含まれる画素行に対してリセットを行わせることが好ましい。
本発明の第７の態様によると、第６の態様の撮像装置において、シャッタ装置は第１遮光部材を走行方向に沿って第１速度で走行させる第１駆動機構をさらに備え、第１遮光部材の走行方向における遮光範囲の長さは、第１速度と画素行ごとのリセットに要する時間とに基づいて決定される長さよりも長いことが好ましい。
本発明の第８の態様によると、第７の態様の撮像装置において、シャッタ装置は、走行方向に沿って第１遮光部材が走行している走行位置を検出する第１検出部をさらに備え、制御部は、第１検出部により検出された走行位置に基づいて、画素行に対するリセットを開始するタイミングを制御することが好ましい。
本発明の第９の態様によると、第５乃至８の何れか一態様の撮像装置において、制御部は、撮像素子上において、第２遮光部材によって光束が遮光されている領域に含まれる画素行に対して撮像信号の読み出しを行わせることが好ましい。
本発明の第１０の態様によると、第９の態様の撮像装置において、シャッタ装置は第２遮光部材を走行方向に沿って第２速度で走行させる第２駆動機構をさらに備え、第２遮光部材の走行方向における遮光範囲の長さは、第２速度と、画素行ごとの撮像信号の読み出しに要する時間と、走行方向における撮像面の長さとに基づいて決定される長さよりも長いことが好ましい。
本発明の第１１の態様によると、第１０の態様の撮像装置において、シャッタ装置は、走行方向に沿って第２遮光部材が走行している走行位置を検出する第２検出部をさらに備え、制御部は、第２検出部により検出された走行位置に基づいて、画素行に対する撮像信号の読み出しを開始するタイミングを制御することが好ましい。
本発明の第１２の態様によると、シャッタ装置は、被写体からの光束を撮像素子へ導く開口部が設けられた基板部材と、撮像素子よりも光束の入射光側を走行して開口部を通過することにより光束を遮光する第１遮光部材と、撮像素子よりも光束の入射光側を、第１遮光部材よりも後に走行して開口部を通過することにより光束を遮光する第２遮光部材と、を備え、第１遮光部材は、走行を開始する位置において、開口部を部分的に遮光する。
本発明の第１３の態様によると、第１２の態様のシャッタ装置において、撮像素子で撮影を行う際に、第１遮光部材は、開口部を部分的に遮光しながら走行を行うことが好ましい。
本発明の第１４の態様によると、第１３の態様のシャッタ装置において、第１遮光部材に走行のための付勢力を与える付勢部材をさらに有し、第１遮光部材は、付勢部材をチャージするチャージ位置において、開口部を部分的に遮光することが好ましい。
本発明の第１５の態様によると、第１３または１４の態様のシャッタ装置において、第２遮光部材は、走行を終了した位置において、開口部を部分的に遮光することが好ましい。
本発明の第１６の態様によると、撮像装置は、第１３または１４の態様のシャッタ装置と、複数の画素が行列状に配列された撮像素子と、撮像素子による画素行ごとのリセットおよび撮像信号の読み出しを制御する制御部とを備え、制御部は、第１遮光部材の走行方向に沿った走行に応じて撮像素子に対する画素行ごとのリセット、または、第２遮光部材の走行方向に沿った走行に応じて撮像素子に対する画素行ごとの撮像信号の読み出しを行わせる。
本発明の第１７の態様によると、シャッタ装置は、被写体からの光束を撮像素子へ導く開口部が設けられた基板部材と、撮像素子よりも光束の入射光側を走行して開口部を通過することにより光束を遮光する第１遮光部材と、撮像素子よりも光束の入射光側を、第１遮光部材よりも後に走行して開口部を通過することにより光束を遮光する第２遮光部材と、を備え、第２遮光部材は、走行を終了した位置において、開口部を部分的に遮光する。
本発明の第１８の態様によると、第１７の態様のシャッタ装置において、撮像素子で撮影を行う際に、第２遮光部材は、開口部を部分的に遮光しながら走行を行うことが好ましい。
本発明の第１９の態様によると、撮像装置は、第１７または第１８の態様のシャッタ装置と、複数の画素が行列状に配列された撮像素子と、撮像素子による画素行ごとにリセットおよび撮像信号の読み出しを制御する制御部と、を備え、制御部は、第１遮光部材の走行方向に沿った走行に応じて撮像素子に対する画素行ごとのリセット、または、第２遮光部材の走行方向に沿った走行に応じて撮像素子に対する画素行ごとの撮像信号の読み出しを行わせる。

本発明によれば、走行方向における第１遮光手段または第２遮光手段の遮光範囲の長さの少なくとも一方を、走行方向における撮像面の長さよりも短くして、消費電力を低減し、耐久性および幕速を向上することができる。

本発明の実施の形態による撮像装置の要部構成図 実施の形態によるシャッタ装置の構造を模式的に示す平面図 後幕羽根の下端および上端の位置と、開口の位置と、撮像素子の各画素行が撮像信号の読み出しに要する時間との関係を模式的に示す図 第１の実施の形態によるシャッタ装置の動作を説明するタイミングチャート 第１の実施の形態による撮像装置の動作を説明するフローチャート 第２の実施の形態によるシャッタ装置の動作を説明するタイミングチャート 第３の実施の形態における開口と撮像素子の撮像領域との関係を模式的に示す平面図 第３の実施の形態によるシャッタ装置の動作を説明するタイミングチャート 第４の実施の形態によるシャッタ装置の構造を模式的に示す図 第４の実施の形態による撮像装置の動作を説明するフローチャート

−第１の実施の形態−
図面を参照して本発明による第１の実施の形態に係るシャッタ装置を備える撮像装置について説明する。
図１は第１の実施の形態による撮像装置であるデジタルカメラ１の要部構成を説明する図である。デジタルカメラ１は、カメラボディ２０と、レンズマウント９を介してカメラボディ２０に着脱可能なレンズ鏡筒１０とにより構成される、いわゆるミラーレスカメラである。

レンズ鏡筒１０は、結像光学系１１と絞り１２とを備えている。結像光学系１１は、被写体像を所定の結像面に結像させるための光学系であり、焦点調節レンズを含む複数のレンズによって構成されている。焦点調節レンズは、レンズ駆動用モータ（不図示）の動作により光軸Ｌ方向に進退運動する。なお、図１では、図示の都合上、結像光学系１１を１枚のレンズとして模式的に示している。絞り１２は、結像光学系１１を通過する光束、すなわち入射光量を制限する。

カメラボディ２０内部には、シャッタ装置２１と、撮像素子２２と、制御装置２６とが設けられている。カメラボディ２０の背面には、液晶ディスプレイ等の表示デバイスにより構成される背面モニタ３０が設けられている。カメラボディ２０には、操作部４０が設けられている。

撮像素子２２は、行列状に多数配列された画素を有する、たとえばＣＭＯＳ等の撮像素子であり、撮像面が結像光学系１１の結像面に位置するように配置されている。撮像素子２２は、結像光学系１１によりシャッタ装置２１を介して撮像面に結像された被写体像を撮像し、制御装置２６に撮像信号を出力する。なお、図１では図示を省略しているが、撮像素子２２の撮像面には、赤外カットフィルター等の種々の光学フィルターが設けられている。撮像素子２２を構成する複数の画素が画素行方向（後述する図２のＸ軸方向）と、画素行方向と直交する画素列方向（後述する図２のＹ軸方向）とに２次元上に配列され、画素列方向の異なる位置で画素行ごとに異なるタイミングで画素リセットおよび撮像信号の読み出しが行われる。

シャッタ装置２１は、撮像素子２２の前面（被写体側）に設けられ、後述する制御装置２６からの駆動信号に従って駆動を行うことにより、被写体から撮像素子２２に向けて入射する光束を遮光する、いわゆるフォーカルプレンシャッタである。なお、シャッタ装置２１の詳細については、説明を後述する。

制御装置２６はマイクロプロセッサやその周辺回路等から構成されており、不図示の記憶媒体（たとえばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、デジタルカメラ１の各部を制御する。制御装置２６は、撮像素子２２から出力された撮像信号に対して種々の画像処理を施して、被写体像の画像データを生成し、不図示の可搬記憶媒体（たとえばメモリカード等）に生成した画像データを記録する。制御装置２６は、詳細を後述するように、シャッタ装置２１および撮像素子２２の動作を制御する。なお、制御装置２６は、制御プログラムと同等の機能を有する電子回路により構成してもよい。

操作部４０はユーザによって操作される種々の操作部材に対応して設けられた種々のスイッチを含み、操作部材の操作に応じた操作信号を制御装置２６へ出力する。操作部材は、たとえばレリーズボタンや、背面モニタ３０にメニュー画面を表示させるためのメニューボタンや、各種の設定等を選択操作する時に操作される十字キー、十字キーにより選択された設定等を決定するための決定ボタン、撮影モードと再生モードとの間でデジタルカメラ１の動作を切替えるモード切替ボタン等を含む。

以下、本発明の実施の形態によるシャッタ装置２１の詳細について説明する。
図２はシャッタ装置２１を模式的に示す平面図である。なお、説明の都合上、図示の通りにＸ軸およびＹ軸からなる座標系を設定する。シャッタ装置２１は、基板２１０と、先幕２１１と、後幕２１２と、先幕駆動部材２１３と、後幕駆動部材２１４とを有する。基板２１０はカメラボディ２０の内部に固定され、撮像素子２２を被写体光束によって露光するための開口２１５を有している。開口２１５は、Ｘ軸に沿って延在する２つの辺と、Ｙ軸に沿って延在する２つの辺とによって囲まれる矩形形状に形成される。以下、開口２１５のＹ軸−側の辺を上端２１５Ｕ、Ｙ軸＋側の辺を下端２１５Ｂ、上端２１５Ｕと下端２１５ＢとのＹ軸方向の長さをＬ０として説明する。

先幕２１１は一枚の羽根により構成され、たとえばＸ軸に沿って延在する２つの辺と、Ｙ軸に沿って延在する矩形状に形成される。先幕２１１のＹ軸−側でＸ軸に沿って延在する辺である上端２１１Ｕと、Ｙ軸＋側でＸ軸に沿って延在する辺である下端２１１ＢとのＹ軸方向（先幕２１１や後幕２１２のシャッタ羽根の走行方向）に沿った長さＬ１は、開口２１５のＹ軸方向に沿った長さＬ０と比べて短い（小さい）。したがって、先幕２１１は開口２１５の一部しか覆えない構造、すなわち先幕２１１はその走行方向にける遮光範囲が、開口２１５の走行方向における長さよりも短い構造となっている。開口２１５の全体を覆えない先幕２１１は、後述する先幕駆動部材２１３によって、上端２１１Ｕが開口２１５の上端２１５Ｕおよび下端２１５Ｂと平行を保った状態で、Ｙ軸方向に沿って移動（走行）する。上述したように、撮像素子２２の画素行はＸ軸方向に沿って延在するので、画素リセットの方向と、先幕２１１の走行方向とが直交する。なお、本実施の形態においては、先幕２１１は、開口２１５の前面（被写体側）を走行するものとして説明するが、開口２１５の背面（撮像素子２２側）を走行するものについても本発明の一態様に含まれる。

後幕２１２は一枚の羽根によって構成され、たとえばＸ軸に沿って延在する２つの辺と、Ｙ軸に沿って延在する矩形状に形成される。後幕２１２のＹ軸−側でＸ軸に沿って延在する辺である上端２１２Ｕと、Ｙ軸＋側でＸ軸に沿って延在する辺である下端２１２ＢとのＹ軸方向（上述の走行方向）に沿った長さＬ２は、開口２１５のＹ軸方向に沿った長さＬ０と比べて短い（小さい）。したがって、後幕２１２は開口２１５の一部しか覆えない構造、すなわち後幕２１２はその走行方向における遮光範囲が、開口２１５の走行方向における長さよりも短い構造となっている。開口２１５の全体を覆えない後幕２１２は、後述する後幕駆動部材２１４によって、下端２１２Ｂが開口２１５の上端２１５Ｕおよび下端２１５Ｂと平行を保った状態で、Ｙ軸方向に沿って移動（走行）する。すなわち、撮影の際には、先幕２１１の上端２１１Ｕと後幕２１２の下端２１２Ｂとが互いに平行を保った状態でＹ軸方向に沿って走行する。上述したように、撮像素子２２の画素行はＸ軸方向に沿って延在するので、撮像信号の読み出し方向と、後幕２１２の走行方向とが直交する。なお、本実施の形態においては、後幕２１２は、開口２１５の前面（被写体側）を走行するものとして説明するが、開口２１５の背面（撮像素子２２側）を走行するものについても本発明の一態様に含まれる。また、先幕２１１のＹ軸方向の長さＬ１および後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ２については、説明を後述する。
なお、本実施の形態では先幕２１１、後幕２１２を共に１枚の羽根により構成されるものとしたが、複数枚の羽根により構成することもできる。この場合も、先幕２１１、後幕２１２は、開口２１５の全体を覆わないように構成すれば良い。

先幕駆動部材２１３は、第１先幕駆動アーム２１３ａと、第２先幕駆動アーム２１３ｂと、軸２１３ｃおよび２１３ｄと、連結ピン２１３ｅおよび２１３ｆとによって構成される。第１先幕駆動アーム２１３ａおよび第２先幕駆動アーム２１３ｂのＸ軸＋側の端部には、連結ピン２１３ｅおよび２１３ｆによって先幕２１１が回動可能にかしめ固定される。第１先幕駆動アーム２１３ａおよび第２先幕駆動アーム２１３ｂのＸ軸−側の端部は、基板２１０の表面に設けられた軸２１３ｃおよび２１３ｄにより基板２１０に回動可能に軸支される。

第１先幕駆動アーム２１３ａおよび第２先幕駆動アーム２１３ｂは、制御装置２６からの駆動信号に応じて、電動モータとスプリングにより構成される周知の駆動機構（不図示）により、それぞれ軸２１３ｃおよび２１３ｄを中心としてＸＹ平面に平行な面で回転駆動する。第１先幕駆動アーム２１３ａおよび第２先幕駆動アーム２１３ｂが上記のように回転駆動することにより、先幕２１１はＹ軸方向に沿って走行する。なお、先幕２１１は、走行速度ｖ１にてＹ軸＋方向へ走行するように設定されている。

後幕駆動部材２１４は、第１後幕駆動アーム２１４ａと、第２後幕駆動アーム２１４ｂと、軸２１４ｃおよび２１４ｄと、連結ピン２１４ｅおよび２１４ｆとによって構成される。第１後幕駆動アーム２１４ａおよび第２後幕駆動アーム２１４ｂのＸ軸＋側の端部には、連結ピン２１４ｅおよび２１４ｆによって後幕２１２が回動可能にかしめ固定される。第１後幕駆動アーム２１４ａおよび第２後幕駆動アーム２１４ｂのＸ軸−側の端部は、基板２１０の表面に設けられた軸２１４ｃおよび２１４ｄにより基板２１０に回動可能に軸支される。

第１後幕駆動アーム２１４ａおよび第２後幕駆動アーム２１４ｂは、制御装置２６からの駆動信号に応じて、電動モータとスプリングにより構成される周知の駆動機構（不図示）により、それぞれ軸２１４ｃおよび２１４ｄを中心としてＸＹ平面に平行な面で回転駆動する。第１後幕駆動アーム２１４ａおよび第２後幕駆動アーム２１４ｂが上記のように回転駆動することにより、後幕２１２はＹ軸方向に沿って走行する。なお、後幕２１２は、走行速度ｖ２にてＹ軸＋方向へ走行するように設定されている。

ユーザによるレリーズボタンの操作が行われ撮影が指示されるまでは、先幕２１１は、第１先幕駆動アーム２１３ａおよび第２先幕駆動アーム２１３ｂが駆動機構を構成するスプリングの付勢力により、開口２１５の下端２１５ＢよりもＹ軸＋側の先幕格納位置に留め置かれ格納される。後幕２１２は、駆動機構を構成するスプリングがチャージされることにより、開口２１５の上端２１５ＵよりもＹ軸−側の後幕格納位置に留め置かれ格納される。すなわち、先幕２１１および後幕２１２がそれぞれ格納位置に格納されている際には、開口２１５は先幕２１１および後幕２１３により遮光されない。ユーザによりレリーズボタンが操作されると、制御装置２６は、駆動機構に駆動信号を出力して、先幕２１１をＹ軸−側のチャージ位置まで電動モータの駆動力で走行させ、同時にスプリングをチャージする。

先幕２１１がチャージ位置まで走行すると、制御装置２６は駆動機構に駆動信号を出力して、スプリングの駆動力により先幕２１１のＹ軸方向＋側への走行を開始させ、チャージ位置から格納位置まで走行させる。先幕２１１が走行を開始してから露光時間に相当する時間が経過すると、制御装置２６は駆動機構に駆動信号を出力して、スプリングの駆動力により格納位置に格納された後幕２１２のＹ軸方向＋側への走行を開始させる。後幕２１２は、後幕２１２の下端２１２Ｂが、開口２１５の下端２１５Ｂよりも所定距離だけＹ軸方向＋側となる位置（以後、走行終了位置）まで走行する。撮像素子２２から撮像信号の読み出しが終了すると、後幕２１２は電動モータの駆動力により再びＹ軸−側へ走行して格納位置に格納され、同時にスプリングがチャージされる。

上述したように、先幕２１１および後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ１、Ｌ２は、開口２１５のＹ軸方向の辺の長さＬ０と比較して短いため、撮影時に先幕２１１または後幕２１２がＹ軸方向に走行しても開口２１５の一部が被写体光束から遮光される。このため、制御装置２６は、先幕２１１のＹ軸方向への走行に追従させて、撮像素子２２を構成するＸ軸方向に沿った画素行ごとに画素リセットのタイミングを制御する。すなわち、制御装置２６は、先幕２１１の走行によって被写体光束が遮光されている領域に含まれる画素行に対して画素リセットを行わせる。同様に、制御装置２６は、後幕２１２のＹ軸方向への走行に追従させて、撮像素子２２を構成する画素行ごとに撮像信号の読み出し開始のタイミングを制御する。すなわち、後幕２１２の走行によって被写体光束が遮光されている領域に含まれる画素行に対して電荷読み出しを行わせる。

次に、先幕２１１のＹ軸方向の長さおよび後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ２の決定方法について説明する。なお、先幕２１１の走行速度ｖ１および後幕２１２の走行速度ｖ２は一定として説明する。
先幕２１１のＹ軸方向の長さＬ１は、少なくとも画素リセット中の画素行に被写体光束が照射されないようにするが、先幕２１１の走行速度ｖ１と、撮像素子２２が画素行全体について画素リセットに要する時間（以後、リセット時間、通常任意に設定できる）ｔ_ｒｅｓｅｔによる画素リセット速度とを一致させることによって、設計上の最少長さは画素ピッチｐとすることができる。しかし、実際の先幕２１１の駆動においては、先幕２１１の走行速度ｖ１と画素リセット速度とを完全に一致させることは困難であり、また、その他の誤差要因も含むため、先幕２１１のＹ軸方向の長さＬ１は以下の式（１）を満たすように決定される。
Ｌ０＞Ｌ１≧ΔＬ１１ …（１）
なお、ΔＬ１１は定数であり、先幕２１１の製造誤差や材料強度による走行時の変形に対する余裕や、先幕２１１のＹ軸方向の端部から回り込む光の影響を防ぐための余裕、また画素リセット速度と先幕２１１の走行速度ｖ１との同期誤差に対する余裕として、実験等によって決定される。

後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ２は、蓄電電荷を読み出している最中の画素に被写体光束が照射されないように、次のようにして決定される。
図３は、後幕２１２の上端２１２Ｕおよび下端２１２Ｂの位置と、開口２１５の位置と、撮像素子２２の各画素行が撮像信号の読み出しに要する時間（読み出し時間）との関係を模式的に示す図である。後幕２１２の走行速度をｖ２、開口２１５のＹ軸方向の長さ（開口幅）をＬ０とすると、後幕２１２の走行時間ｔ２は、以下の式（２）により決定される。
ｔ２＝Ｌ０／ｖ２ …（２）

撮像素子２２の、画素行ごとの読み出し時間をｔ_ｒｅａｄ、画素ピッチをｐとすると、画素が撮像信号を読み出す速度ｖ_ｒｅａｄは、以下の式（３）により決定される。
ｖ_ｒｅａｄ＝ｐ／ｔ_ｒｅａｄ …（３）
なお、通常はｖ２＞ｖ_ｒｅａｄである。

後幕２１２が走行を終了した時点で、撮像信号を読み出している最中の画素に被写体光束が照射されないようにするための条件は、図３において後幕２１２の上端２１２Ｕが撮像信号読み出しのグラフ線より上側（Ｙ軸−側）にあることである。したがって、少なくとも図３のＥ点を通る必要がある。これにより、後幕２１２による遮光が不要な開口２１５の領域のＹ軸方向の長さＬ０_ｅｎｄは、走行終了時に撮像信号の読み出しが終了している撮像面のＹ軸方向の長さ、すなわち図３におけるＥ点を通る水平線と開口２１５の上端２１５Ｕとの距離に等しいので、以下の式（４）により算出される。
Ｌ０_ｅｎｄ＝ｖ_ｒｅａｄ・（ｔ２＋ｔ_ｅｎｄ）
＝ｖ_ｒｅａｄ・（Ｌ０／ｖ２＋ΔＬ２／ｖ２）
＝（Ｌ０＋ΔＬ２）・ｖ_ｒｅａｄ／ｖ２…（４）
ここで、ｔ_ｅｎｄは、後幕２１２の下端２１２Ｂが開口２１５の下端２１５Ｂを通過後、停止するまでの時間であり、
ｔ_ｅｎｄ＝ΔＬ２・ｖ２ …（５）
の関係を有する。

後幕２１２が満たすべきＹ軸方向の最小の長さＬ２_ｍｉｎは、上記の式（２）〜（５）に基づいて、以下の式（６）によって決定される。
Ｌ２_ｍｉｎ＝Ｌ０−Ｌ０_ｅｎｄ
＝Ｌ０・（１−ｖ_ｒｅａｄ／ｖ２）−ΔＬ２・ｖ_ｒｅａｄ／ｖ２ …（６）

上述したように、後幕２１２の下端２１２Ｂは開口２１５の下端２１５Ｂよりも所定距離ΔＬ２だけＹ軸＋側の走行終了位置まで走行するので、後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ２は、設計上の最小長さ（Ｌ２_ｍｉｎ＋ΔＬ２）と、各誤差等に対する余裕分ΔＬ２１を考慮して、以下の式（７）の条件を満たすように決定される。
Ｌ０＞Ｌ２≧Ｌ２_ｍｉｎ＋ΔＬ２＋ΔＬ２１
＝Ｌ０・（１−ｖ_ｒｅａｄ／ｖ２）＋ΔＬ２・（１−ｖ_ｒｅａｄ／ｖ２）
＝（Ｌ０＋ΔＬ２）・（１−ｖ_ｒｅａｄ／ｖ２）＋ΔＬ２１ …（７）

なお、上記の説明では羽根の走行速度を一定としたが、実際にはスタート直後は遅く、加速して次第に速くなる走行特性を有している。このような場合であっても同様に考えることができる。すなわち、先幕２１１の場合は画素リセットの速度特性を羽根の速度特性と一致させて、また後幕２１２の場合は図３のＥ点に相当する点を求め、以下先幕２１１、後幕２１２共に上述した内容と同様に各羽根の設計上の最小長さ（各羽根の走行方向における遮光範囲の最小長さ）を決定し、さらに羽根の走行方向の長さに余裕を設ける等の対応を行えば良い。また、先幕２１１、後幕２１２共に複数枚の羽根により構成した場合には、先幕２１１では下端２１１Ｂを、後幕２１２では上端２１２Ｕをそれぞれ最終羽根の走行速度に置き換えて考えればよい。

次に、図４を参照してシャッタ装置２１の動作について説明する。図４（ａ）は、ユーザによりレリーズボタンが操作されて撮影指示が行われてからの先幕２１１および後幕２１２の動作を示すタイムチャートであり、図４（ｂ）〜（ｆ）は各タイミングにおける先幕２１１および後幕２１２のＸＹ平面上における位置を模式的に示す図である。

上述したように、ユーザによるレリーズボタンの操作が行われ撮影が指示されるまでは、先幕２１１は開口２１５の下端２１５ＢよりもＹ軸＋側の格納位置に、後幕２１２は開口２１５の上端２１５ＵよりもＹ軸−側の格納位置にそれぞれ格納されている。すなわち、図４（ａ）に示す時刻ｔ０までは、図４（ｂ）に示すように、先幕２１１および後幕２１２は、開口２１５への被写体光束を遮光しない。この状態では、撮像素子２２から撮像信号が繰り返し読み出され、撮像信号に対応する画像が背面モニタ３０に表示される、いわゆるライブビュー表示が行われる。時刻ｔ０にてレリーズボタンの操作が行われた後の時刻ｔ１においては、制御装置２６は、駆動機構に駆動信号を出力して、不図示の電動モータの駆動力により先幕２１１をＹ軸−側へ走行させ、時刻ｔ２でチャージ位置に到達させる。なお、図４（ａ）または（ｃ）に示すように、チャージ位置では、先幕２１１の上端２１１Ｕが開口２１５の上端２１５Ｕよりも所定距離だけＹ軸−側に位置する、すなわち先幕２１１の一部は開口２１５の一部の領域を被写体光束から遮光する。

先幕２１１がチャージされた後の時刻ｔ３にて、制御装置２６が駆動信号を出力することにより、先幕２１１は駆動機構を構成する不図示のスプリングの駆動力によりＹ軸＋方向への走行を開始する。その後、図４（ａ）および（ｄ）に示すように、先幕２１１の走行に伴い、時刻ｔ５にて、先幕２１１の上端２１１Ｕが開口２１５の上端２１５ＵとＹ軸方向において一致し、以後、先幕２１１の上端２１１Ｕと開口２１５の上端２１５Ｕとの間は遮光されず、被写体光束が通過する。このため、時刻ｔ３から所定時間経過した時刻ｔ４にて、制御装置２６は、撮像素子２２を制御して、Ｙ軸−側端部の画素行から順次画素リセットを開始させる。なお、上記の所定時間は、撮像素子２２のＹ軸−側端部の画素行が画素リセット中に上記の時刻ｔ５とならない時間として設定される。撮像素子２２の画素行ごとの画素リセットは時刻ｔ６までの間で行われる。上述したように、先幕２１１のＹ軸方向の長さＬ１は式（１）に基づいて決定されているので、画素リセット中の画素行に被写体光束が照射されることはない。その後、先幕２１１は、時刻ｔ７にて格納位置に格納される。

先幕２１１が走行を開始した時刻ｔ３から露光時間に対応する時間が経過した時刻ｔ８にて、制御装置２６が駆動信号を出力することにより、後幕２１２は駆動機構を構成する不図示のスプリングの駆動力によりＹ軸＋方向への走行を開始する。その後、図４（ａ）、（ｅ）に示すように、後幕２１２の下端２１２Ｂは時刻ｔ１０にて開口２１５の下端２１５ＢとＹ軸方向において一致し、図４（ａ）、（ｆ）に示すように、時刻ｔ１１にて走行終了位置に到達する。先幕２１１の場合と同様に、後幕２１２が走行を開始した後、後幕２１２の上端２１２Ｕと開口２１５の上端２１５Ｕとの間は遮光させず被写体光が通過する。このため、時刻ｔ８にて後幕２１２が走行を開始した後の時刻ｔ９にて、制御装置２６は、撮像素子２２を制御して、Ｙ軸−側端部の画素行から順次画素読み出しを開始させる。上述したように、後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ２は式（７）に基づいて決定されているので、画素読み出し中の画素行に被写体光束が照射されることはない。撮像素子２２は、時刻ｔ１２にて、Ｙ軸＋側端部の画素行からの撮像信号の読み出しを終了する。全ての画素行からの撮像信号の読み出しが終了した後の時刻ｔ１３にて、制御装置２６は駆動機構に駆動信号を出力して、不図示の電動モータの駆動力により後幕２１２をＹ軸−方向へ走行させ、時刻ｔ１４にて格納位置に格納させて、撮影時におけるシャッタ装置２１の動作制御を終了する。

図５に示すフローチャートを参照しながら、第１の実施の形態によるデジタルカメラ１の動作について説明する。図５に示す処理は制御装置２６でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、制御装置２６により起動され、実行される。
ステップＳ１では、ユーザによりレリーズボタンが全押し操作され、撮影指示が行われたか否かを判定する。レリーズボタンの全押し操作に応じて操作部４０から操作信号が出力された場合には、ステップＳ１が肯定判定されてステップＳ２へ進む。レリーズボタンが操作されず操作部４０から操作信号が出力されていない場合には、ステップＳ１が否定判定されて、処理を繰り返す。

ステップＳ２では、駆動信号を出力して、駆動機構に先幕２１１をチャージ位置に走行させてステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、先幕２１１をＹ軸＋方向へ走行を開始させてステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、先幕２１１が走行を開始してから所定時間が経過した後、撮像素子２２のＹ軸−側端部の画素行から順次画素リセットを行わせてステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、先幕２１１が走行を開始してから露光時間に対応する時間が経過したか否かを判定する。露光時間に対応する時間が経過した場合には、ステップＳ５が肯定判定されてステップＳ６へ進む。露光時間に対応する時間が経過していない場合には、ステップＳ５が否定判定されて処理を繰り返す。ステップＳ６では、後幕２１２をＹ軸＋方向に走行を開始させてステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、撮像素子２２のＹ軸−方向端部の画素行から、順次、撮像信号の読み出しを行わせてステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、撮像素子２２の全ての画素行からの撮像信号の読み出しが終了したか否かを判定する。全ての画素行からの撮像信号の読み出しが終了した場合には、ステップＳ８が肯定判定されてステップＳ９へ進む。全ての画素行からの撮像信号の読み出しが終了していない場合には、ステップＳ８が否定判定されて処理を繰り返す。ステップＳ９では、後幕２１２を格納位置へ走行させて処理を終了する。

上述した第１の実施の形態によるデジタルカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）デジタルカメラ１が有するシャッタ装置２１は、撮像素子２２の撮像面の前方に位置し、Ｙ軸方向に沿って走行する先幕２１１と、撮像素子２２の撮像面の前方に位置し、Ｙ軸方向に沿って走行する後幕２１２とを備える。そして、Ｙ軸方向における先幕２１１の長さＬ１およびＹ軸方向における後幕２１２の長さＬ２は、開口２１５のＹ軸方向における長さＬ０よりも小さくした。先幕２１１および後幕２１２が開口２１５の全領域を遮光しないため、先幕２１１および後幕２１２の面積を従来の先幕や後幕と比較して小さくすることができるので、製造コストを低減するとともに、軽量化に寄与する。さらに、先幕２１１および後幕２１２の軽量化に伴って、先幕２１１および後幕２１２を駆動させるための消費電力を低減させることが可能となる。さらに加えて、軽量化により先幕２１１および後幕２１２の走行時の衝撃の減少により、耐久性を向上させるとともに、シャッタ装置２１の動作の静寂性を向上させることができる。また、先幕２１１および後幕２１２の軽量化により走行速度（幕速）を向上させることができるので、動体撮影時に撮影画像上の被写体に歪みが発生することを抑制して画質を向上させるとともに、ストロボ同調速度を高速化することが可能となる。

（２）先幕２１１および後幕２１２は、それぞれ一枚の羽根によって構成されるようにした。したがって、複数の羽根を備える従来の先幕や後幕と比較して、先幕２１１および後幕２１２を先幕駆動部材２１３および後幕駆動部材２１４にそれぞれ取付けるための連結ピン２１３ｅ、２１３ｆ、２１４ｅおよび２１４ｆの個数を減らしてコスト低減に寄与するとともに、かしめ箇所を減らすことが可能となるので、生産性を向上させることができる。さらに連結ピン２１３ｅ、２１３ｆ、２１４ｅおよび２１４ｆの個数を減らすことにより、先幕２１１および後幕２１２を軽量化させ、消費電力を低減、耐久性の向上、静寂性の向上、幕速の高速化を実現できる。
なお、先幕２１１および後幕２１２を複数枚の羽根により構成した場合であっても、開口２１５の全体を覆わず、その一部のみを覆うように構成すれば、開口２１５の全体を覆う構成とした従来の先幕や後幕と比較して、上述した効果を得ることができる。

（３）制御装置２６は、複数の画素が行列状に配列された撮像素子２２に対して、先幕２１１のＹ軸方向に沿った走行に応じて画素行ごとに画素リセットを行わせ、後幕２１２のＹ軸方向に沿った走行に応じて画素行ごとに撮像信号の読み出しを行わせるようにした。具体的には、制御装置２６は、撮像素子２２上において、先幕２１１によって被写体からの光束が遮光されている領域に含まれる画素行に対して画素リセットを行わせ、後幕２１２によって被写体からの光束が遮光されている領域に含まれる画素行に対して撮像信号の読み出しを行わせるようにした。先幕２１１および後幕２１２は光軸Ｌと交差する実質的に同一な平面上を走行するので、従来技術の電子先幕方式のように後幕と電子先幕とが光軸Ｌと交差する異なる平面上を走行する場合と異なり、露光ムラやボケ像の欠けの発生を防ぎ、撮影画像の画質向上に寄与できる。さらに、従来技術のローリングシャッタ方式と異なり、撮影画像上の動体被写体に歪みが発生することを防ぎ、画質を向上させることができる。

−第２の実施の形態−
本発明の第２の実施の形態によるデジタルカメラについて説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、先幕の格納位置が第１の実施の形態とは異なる。

図６を参照してシャッタ装置２１の動作について説明する。図６（ａ）は、ユーザによりレリーズボタンが操作されて撮影指示が行われてからの先幕２１１および後幕２１２の動作を示すタイムチャートであり、図６（ｂ）〜（ｆ）は各タイミングにおける先幕２１１および後幕２１２のＸＹ平面上における位置を模式的に示す図である。

本実施の形態のシャッタ装置２１では、図６（ｂ）に示すように、ユーザによるレリーズボタンの操作が行われ撮影が指示されるまでは、先幕２１１および後幕２１２は、それぞれの駆動機構を構成するスプリングがチャージされることにより、開口２１５の上端２１５ＵよりもＹ軸−側の被写体光束を遮光しない格納位置に格納されている。この状態では、撮像素子２２から撮像信号が繰り返し読み出され、撮像信号に対応する画像が背面モニタ３０に表示される、いわゆるライブビュー表示が行われる。

図６（ａ）に示すように、時刻ｔ０にてレリーズボタンの操作が行われた後の時刻ｔ３においては、制御装置２６が駆動機構に駆動信号を出力することによって、スプリングの駆動力により先幕２１１はＹ軸＋方向への走行を開始する。以後、制御装置２６は、第１の実施の形態の場合と同様にして、シャッタ装置２１および撮像素子２２を制御する。すなわち、図６（ａ）および（ｃ）に示すように、時刻ｔ５にて先幕２１１の上端２１１Ｕが開口２１５の上端２１５ＵとＹ軸方向において一致するまでの間の時刻ｔ４にて、制御装置２６は、撮像素子２２を制御して、Ｙ軸−側端部の画素行から順次画素リセットを開始させ、時刻ｔ６までの間に全画素行について画素リセットを行わせる。

先幕２１１が走行を開始した時刻ｔ３から露光時間に対応する時間が経過した時刻ｔ８にて、制御装置２６が駆動信号を出力して、スプリングの駆動力により後幕２１２がＹ軸＋方向へ走行を開始すると、図６（ａ）、（ｄ）に示すように、後幕２１２の下端２１２Ｂは時刻ｔ１０にて開口２１５の下端２１５ＢとＹ軸方向において一致する。図６（ａ）、（ｅ）に示すように、後幕２１２は時刻ｔ１１にて走行終了位置に到達する。時刻ｔ８にて後幕２１２が走行を開始した後の時刻ｔ９にて、制御装置２６は、撮像素子２２を制御して、Ｙ軸−側端部の画素行から順次画素読み出しを開始させ、時刻ｔ１２までの間にＹ軸＋側端部の画素行からの撮像信号の読み出しを終了させる。

全ての画素行からの撮像信号の読み出しが終了した後の時刻ｔ１３にて、制御装置２６は、先幕２１１および後幕２１２を格納位置に格納するために、それぞれの駆動機構を構成する電動モータの駆動力によりＹ軸−方向へ走行させ、それぞれのスプリングをチャージする。図６（ａ）に示す例では、後幕２１２を時刻ｔ１４にて格納位置に格納させて、先幕２１１を時刻ｔ１５にて格納位置に格納させる。なお、先幕２１１および後幕２１２を時刻ｔ１３にて同時に格納位置へ向けて走行させるものに限定されず、格納位置への走行開始のタイミングを先幕２１１と後幕２１２との間で異ならせるものについても本発明の一態様に含まれる。この場合、先幕２１１から走行を開始させても良いし、後幕２１２から走行を開始させてもよい。また、後幕２１２、先幕２１１の順序で格納位置に格納させるものに代えて、先幕２１１、後幕２１２の順序で格納位置に格納させるものや、先幕２１１および後幕２１２を実質的に同一時刻に格納位置に格納させるものについても本発明の一態様に含まれる。

本実施の形態によるデジタルカメラ１の制御装置２６は、図５に示すフローチャートと同様の処理を行うことにより、シャッタ装置２１を動作させる。ただし、図５のフローチャートに示すステップＳ２（先幕２１１をチャージ位置へ走行）の処理は行わず、ステップＳ９において先幕２１１および後幕２１２を格納位置に格納させる。

上述した第２の実施の形態によるデジタルカメラによれば、第１の実施の形態により得られる作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
レリーズボタンが操作された後、先幕２１１を開口２１５の下端２１５ＢよりもＹ軸＋側に設けられた格納位置からチャージ位置まで走行させる必要がないので、第１の実施の形態と比べてレリーズタイムラグを短くすることができる。

−第３の実施の形態−
本発明の第３の実施の形態によるデジタルカメラについて説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、撮像素子による撮像領域の面積が開口面積と比較して小さい点で第１の実施の形態とは異なる。

図７に、開口２１５と撮像素子２２の撮像領域２２１との関係を模式的に示す平面図であり、図２と同様にＸ軸、Ｙ軸からなる座標系を設定する。図７に示すように、本実施の形態においては、撮像素子２２の撮像領域２２１は破線で囲われた矩形領域の内側に設定される。すなわち、撮像領域２２１のＹ軸−側端部（以後上端と呼ぶ）２２１ＵとＹ軸＋側端部（以後下端と呼ぶ）２２１ＢとのＹ軸方向に沿った長さＬ３は、開口２１５のＹ軸方向の長さＬ０と比べて小さく設定される。

撮像領域２２１のＹ軸方向の長さＬ３は開口２１５のＹ軸方向の長さＬ０と比べて短く設定されているので、本実施の形態における後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ２は、以下の式（８）の条件を満たすように決定される。
Ｌ０＞Ｌ２≧（Ｌ３＋ΔＬ２）・（１−ｖ_ｒｅａｄ／ｖ２）＋ΔＬ２１ …（８）
なお、式（８）におけるΔＬ２１は、撮像領域２２１の下端２２１Ｂから後幕２１２の下端２１２Ｂの走行終了位置までの距離である。

図８を参照しながら、上記の構成を備える本実施の形態のシャッタ装置２１の動作について説明する。図８（ａ）は、ユーザによりレリーズボタンが操作されて撮影指示が行われてからの先幕２１１および後幕２１２の動作を示すタイムチャートであり、図８（ｂ）〜（ｆ）は各タイミングにおける先幕２１１および後幕２１２のＸＹ平面上における位置を模式的に示す図である。

本実施の形態においても、第１の実施の形態の場合と同様に、レリーズボタンが操作されるまでは、先幕２１１は開口２１５の下端２１５Ｂ側の格納位置に格納され、後幕２１２は開口２１５の上端２１５Ｕ側の格納位置に格納される。この状態では、撮像素子２２から撮像信号が繰り返し読み出され、撮像信号に対応する画像が背面モニタ３０に表示される、いわゆるライブビュー表示が行われる。時刻ｔ０にてレリーズボタンの操作が行われた後の時刻ｔ１においては、制御装置２６が駆動機構に駆動信号を出力することにより、先幕２１１は電動モータの駆動力によりＹ軸−側のチャージ位置へ走行を開始する。先幕２１１は、時刻ｔ２でチャージ位置に到達し、スプリングがチャージされる。なお、図８（ａ）または（ｃ）に示すように、チャージ位置では、先幕２１１の上端２１１Ｕが開口２１５の上端２１５Ｕよりも所定距離だけＹ軸−側に位置する、すなわち先幕２１１の一部は開口２１５および撮像素子２２の撮像領域２２１の一部を被写体光束から遮光する。

先幕２１１がチャージされた後の時刻ｔ３にて、制御装置２６は駆動信号を出力して、スプリングの駆動力により先幕２１１のＹ軸＋方向への走行を開始させる。その後、図８（ａ）および（ｄ）に示すように、先幕２１１の走行に伴い、時刻ｔ５にて、先幕２１１の上端２１１Ｕと撮像領域２２１の上端２２１ＵとはＹ軸方向において一致し、以後、先幕２１１の上端２１１Ｕと撮像領域２２１の上端２２１Ｕとの間は遮光されず、被写体光束が通過する。このため、時刻ｔ３から所定時間が経過した時刻ｔ４にて、制御装置２６は、撮像素子２２を制御して、撮像領域２２１の上端２２１Ｕの画素行から順次画素リセットを開始させる。撮像素子２２の画素行ごとの画素リセットは時刻ｔ６までの間で行われる。上述したように、先幕２１１のＹ軸方向の長さＬ１は式（１）に基づいて決定されているので、画素リセット中の画素行に被写体光束が照射されない。その後、先幕２１１は、時刻ｔ７にて格納位置に格納される。

先幕２１１が走行を開始した時刻ｔ３から露光時間に対応する時間が経過した時刻ｔ８にて、制御装置２６が駆動信号を出力することにより、スプリングの駆動力により後幕２１２はＹ軸＋方向へ走行を開始する。その後、図８（ａ）、（ｅ）に示すように、後幕２１２の下端２１２Ｂは時刻ｔ１０にて撮像領域２２１の下端２２１ＢとＹ軸方向において一致し、図８（ａ）、（ｆ）に示すように、時刻ｔ１１にて走行終了位置に到達する。先幕２１１の場合と同様に、後幕２１２が走行を開始した後、後幕２１２の上端２１２Ｕと撮像領域２２１の上端２２１Ｕとの間は遮光させず被写体光が通過する。このため、時刻ｔ８にて後幕２１２が走行を開始した後の時刻ｔ９にて、制御装置２６は、撮像素子２２を制御して、撮像領域２２１の上端２２１Ｕの画素行から順次画素読み出しを開始させる。

後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ２は式（７）に基づいて決定されているので、画素読み出し中の画素行に被写体光束が照射されることはない。撮像素子２２は、時刻ｔ１２にて、撮像領域２２１の下端２２１Ｂの画素行からの撮像信号の読み出しを終了する。全ての画素行からの撮像信号の読み出しが終了した後の時刻ｔ１３にて、制御装置２６は、電動モータの駆動力により後幕２１２をＹ軸−方向へ走行させ、時刻ｔ１４にて格納位置に格納させるとともに駆動機構のスプリングをチャージすることによって、撮影時におけるシャッタ装置２１の動作制御を終了する。

上述した第３の実施の形態によるデジタルカメラによれば、第１の実施の形態により得られる（２）、（３）の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
デジタルカメラ１が有するシャッタ装置２１は、撮像素子２２の撮像面の前方に位置し、Ｙ軸方向に沿って走行する先幕２１１と、撮像素子２２の撮像面の前方に位置し、Ｙ軸方向に沿って走行する後幕２１２とを備える。そして、Ｙ軸方向における先幕２１１の長さＬ１およびＹ軸方向における後幕２１２の長さＬ２は、撮像素子２２の撮像領域２２１のＹ軸方向における長さＬ３よりも小さくした。ΔＬ２については、第１の実施の形態のものとほぼ同程度とすることができる。したがって、第１の実施の形態と比べて、先幕２１１および後幕２１２のさらなる軽量化を達成できるので、製造コストの低減、消費電力の低減、耐久性の向上、静寂性の向上、幕速の高速化に寄与する。

なお、先幕２１１を開口２１５の下端２１５Ｂ側の格納位置に格納するものに代えて、第２の実施の形態と同様に、先幕２１１と後幕２１２とを開口２１５の上端２１５Ｕ側の格納位置に格納するものについても本発明の一態様に含まれる。この場合、第２の実施の形態と同様に、レリーズボタンが操作された後、先幕２１１をチャージ位置まで走行させる必要がないので、レリーズタイムラグを短縮できる。

−第４の実施の形態−
本発明の第４の実施の形態によるデジタルカメラについて説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、走行中の先幕および後幕の位置を検出して、検出した位置に基づいて画素リセットおよび撮像信号の読み出しを開始するタイミングを制御する点で第１の実施の形態とは異なる。

図９は、本実施の形態におけるシャッタ装置２１を模式的に示す平面図である。なお、図２と同様に、図示の通りにＸ軸およびＹ軸からなる座標系を設定する。図９に示すように、シャッタ装置２１の基板２１０には、第１先幕駆動アーム２１３ａの位置を検出するための先幕位置検出器３１３と、第２後幕駆動アーム２１４ｂの位置を検出するための後幕位置検出器３１４とが取り付けられている。先幕位置検出器３１３は、たとえばフォトインタラプタによって構成され、第１先幕駆動アーム２１３ａの回転方向に沿って列状に形成された複数の小孔３１５を検出するごとに、パルス信号を制御装置２６へ出力する。後幕位置検出器３１４は、たとえばフォトインタラプタによって構成され、第２後幕駆動アーム２１４ｂの回転方向に沿って列状に形成された複数の小孔３１６を検出するごとに、パルス信号を制御装置２６へ出力する。

制御装置２６は、格納位置を基準として先幕位置検出器３１３から順次出力されるパルス信号列を入力することによって先幕２１１の下端２１１Ｂまたは上端２１１ＵのＹ軸方向における位置を検出する。先幕２１１がチャージ位置からＹ軸＋方向へ走行を開始した後、制御装置２６は、検出した先幕２１１の位置が所定位置であると判定すると、撮像素子２２に対して、画素行ごとの画素リセットを開始させる。なお、所定位置は、先幕２１１がＹ軸＋側へ走行をしている間であっても、画素リセット中の画素行に被写体からの光束が照射されることがない先幕２１１の位置として予め設定されている。

制御装置２６は、格納位置を基準として後幕位置検出器３１４から順次出力されるパルス信号列を入力することによって後幕２１２の下端２１２Ｂまたは上端２１２ＵのＹ軸方向における位置を検出する。後幕２１２が格納位置からＹ軸＋方向へ走行を開始した後、制御装置２６は、検出した後幕２１２の位置が所定位置であると判定すると、撮像素子２２に対して、画素行ごとの撮像信号の読み出しを開始させる。なお、所定位置は、後幕２１２がＹ軸＋側へ走行をしている間であっても、撮像信号を読み出している最中の画素行に被写体からの光束が照射されることがない後幕２１２の位置として予め設定されている。

図１０に示すフローチャートを参照しながら、第４の実施の形態によるデジタルカメラ１の動作について説明する。図１０に示す処理は制御装置２６でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、制御装置２６により起動され、実行される。
ステップＳ１０（レリーズボタンの操作有無判定）からステップＳ１２（先幕２１１の走行開始）までの各処理は、図５のステップＳ１（レリーズボタンの操作有無判定）からステップＳ３（先幕２１１の走行開始）までの各処理と同様の処理を行う。ステップＳ１３においては、先幕２１１のＹ軸方向における位置が所定位置であるか否かを判定する。先幕２１１が所定位置に走行している場合には、ステップＳ１３が肯定判定されてステップＳ１４へ進む。先幕２１１が所定位置まで走行していない場合には、ステップＳ１３が否定判定されて処理を繰り返す。

ステップＳ１４（画素リセット）からステップＳ１６（後幕２１２の走行開始）までの各処理は、図５のステップＳ４（画素リセット）からステップＳ６（後幕２１２の走行開始）までの各処理と同様の処理を行う。ステップＳ１７では、後幕２１２のＹ軸方向における位置が所定位置であるか否かを判定する。後幕２１２が所定位置に走行している場合には、ステップＳ１７が肯定判定されてステップＳ１８へ進む。後幕２１２が所定位置まで走行していない場合には、ステップＳ１７が否定判定されて処理を繰り返す。ステップＳ１８（撮像信号読み出し）からステップＳ２０（後幕２１２の格納）までの各処理は、図５のステップＳ７（撮像信号読み出し）からステップＳ９（後幕２１２の格納）までの各処理と同様の処理を行う。

以上で説明した第４の実施の形態のデジタルカメラによれば、第１の実施の形態により得られる作用効果に加えて、次の作用効果を得ることができる。
先幕位置検出器３１３はＹ軸方向に沿って先幕２１１が走行している位置を検出し、制御装置２６は、検出された先幕２１１の位置が所定位置の場合に、撮像素子２２に対して、画素行ごとの画素リセットを開始させる。さらに、後幕位置検出器３１４は、Ｙ軸方向に沿って後幕２１２が走行している位置を検出し、制御装置２６は、検出された後幕２１２の位置が所定位置の場合に、撮像素子２２に対して、画素行ごとの撮像信号の読み出しを開始させる。したがって、たとえば経年劣化等によって先幕２１１の走行速度ｖ１や後幕２１２の走行速度ｖ２に変化が生じた場合であっても、画素リセット中の画素行や蓄積画素を読み出し中の画素行を被写体光束から遮光することができる。すなわち、各羽根の余裕分ΔＬ１１、ΔＬ２１を小さく設計することができる。

なお、先幕２１１を開口２１５の下端２１５Ｂ側の格納位置に格納するものに代えて、第２の実施の形態と同様に、先幕２１１と後幕２１２とを開口２１５の上端２１５Ｕ側の格納位置に格納するものについても本発明の一態様に含まれる。この場合、第２の実施の形態と同様に、レリーズボタンが操作された後、先幕２１１をチャージ位置まで走行させる必要がないので、レリーズタイムラグを短縮できる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）先幕２１１が式（１）の条件を満たす長さＬ１に形成され、後幕２１２は開口２１５の全領域を遮光可能な長さに形成されたものや、先幕２１１が開口２１５の全領域を遮光可能な長さに形成され、後幕２１２が式（７）または（８）の条件を満たす長さに形成されたシャッタ装置２１も本発明の一態様に含まれる。このようなシャッタ装置２１を備えるデジタルカメラ１についても本発明の一態様に含まれる。

（２）羽根は１枚でなく、複数の羽根により構成されてもよい。この場合も、上述したように先幕２１１のＹ軸方向の長さＬ１は（１）式の条件を満たし、後幕２１２のＹ軸方向の長さＬ２は（７）式または（８）式の条件を満たすように形成される。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１４年第６３３６３号（２０１４年３月２６日出願）

１…デジタルカメラ、２１…シャッタ装置、２２…撮像装置、
２６…制御装置、２１０…基板、２１１…先幕、
２１２…後幕、２１３…先幕駆動部材、２１４…後幕駆動部材、
２１５…開口、２２１…撮像領域、３１３…先幕位置検出器、３１４…後幕位置検出器

Claims (19)

1. 撮像素子の撮像面の前方に位置し、所定の走行方向に沿って走行して被写体からの光束を遮光する第１遮光部材と、
   前記撮像素子の前記撮像面の前方に位置し、前記走行方向に沿って走行して前記光束を遮光する第２遮光部材とを備え、
   前記走行方向における前記第１遮光部材の遮光範囲の長さおよび前記走行方向における前記第２遮光部材の遮光範囲の長さの少なくとも一方は、前記走行方向における前記撮像面の長さよりも短いシャッタ装置。
2. 被写体からの光束を撮像素子へ導く開口部が設けられた基板部材と、
   前記撮像素子の撮像面に平行な平面上を走行方向に沿って走行して前記開口部を通過することにより前記光束を遮光する第１遮光部材と、
   前記撮像素子の撮像面に平行な平面上を前記走行方向に沿って走行して前記開口部を通過することにより前記光束を遮光する第２遮光部材と、を備え、
   前記第１遮光部材の前記走行方向における遮光範囲の長さおよび前記第２遮光部材の前記走行方向における遮光範囲の長さの少なくとも一方は、前記走行方向における前記開口部の長さよりも短いシャッタ装置。
3. 請求項２に記載のシャッタ装置において、
   前記撮像素子の撮像面の前記走行方向における長さは、前記開口部の前記走行方向における長さよりも小さく、
   前記第１遮光部材の前記走行方向における遮光範囲の長さおよび前記第２遮光部材の前記走行方向における遮光範囲の長さの少なくとも一方は、前記走行方向における前記撮像面の長さよりも短いシャッタ装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載のシャッタ装置において、
   前記第１遮光部材および前記第２遮光部材の少なくとも一方は、一枚の遮光羽根によって構成されるシャッタ装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のシャッタ装置と、
   複数の画素が行列状に配列された前記撮像素子と、
   前記撮像素子による画素行ごとのリセットおよび撮像信号の読み出しを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第１遮光部材の前記走行方向に沿った走行に応じて前記撮像素子に対する前記画素行ごとの前記リセット、または、前記第２遮光部材の前記走行方向に沿った走行に応じて前記撮像素子に対する前記画素行ごとの前記撮像信号の読み出しを行わせる撮像装置。
6. 請求項５に記載の撮像装置において、
   前記制御部は、前記撮像素子上において、前記第１遮光部材によって前記光束が遮光されている領域に含まれる前記画素行に対して前記リセットを行わせる撮像装置。
7. 請求項６に記載の撮像装置において、
   前記シャッタ装置は前記第１遮光部材を前記走行方向に沿って第１速度で走行させる第１駆動機構をさらに備え、
   前記第１遮光部材の前記走行方向における遮光範囲の長さは、前記第１速度と前記画素行ごとの前記リセットに要する時間とに基づいて決定される長さよりも長い撮像装置。
8. 請求項７に記載の撮像装置において、
   前記シャッタ装置は、前記走行方向に沿って前記第１遮光部材が走行している走行位置を検出する第１検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１検出部により検出された前記走行位置に基づいて、前記画素行に対する前記リセットを開始するタイミングを制御する撮像装置。
9. 請求項５乃至８の何れか一項に記載の撮像装置において、
   前記制御部は、前記撮像素子上において、前記第２遮光部材によって前記光束が遮光されている領域に含まれる前記画素行に対して前記撮像信号の読み出しを行わせる撮像装置。
10. 請求項９に記載の撮像装置において、
    前記シャッタ装置は前記第２遮光部材を前記走行方向に沿って第２速度で走行させる第２駆動機構をさらに備え、
    前記第２遮光部材の前記走行方向における遮光範囲の長さは、前記第２速度と、前記画素行ごとの前記撮像信号の読み出しに要する時間と、前記走行方向における前記撮像面の長さとに基づいて決定される長さよりも長い撮像装置。
11. 請求項１０に記載の撮像装置において、
    前記シャッタ装置は、前記走行方向に沿って前記第２遮光部材が走行している走行位置を検出する第２検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記第２検出部により検出された前記走行位置に基づいて、前記画素行に対する前記撮像信号の読み出しを開始するタイミングを制御する撮像装置。
12. 被写体からの光束を撮像素子へ導く開口部が設けられた基板部材と、
    前記撮像素子よりも前記光束の入射光側を走行して前記開口部を通過することにより前記光束を遮光する第１遮光部材と、
    前記撮像素子よりも前記光束の入射光側を、前記第１遮光部材よりも後に走行して前記開口部を通過することにより前記光束を遮光する第２遮光部材と、を備え、
    前記第１遮光部材は、前記走行を開始する位置において、前記開口部を部分的に遮光するシャッタ装置。
13. 請求項１２に記載のシャッタ装置において、
    前記撮像素子で撮影を行う際に、前記第１遮光部材は、前記開口部を部分的に遮光しながら前記走行を行うシャッタ装置。
14. 請求項１３に記載のシャッタ装置において、
    前記第１遮光部材に前記走行のための付勢力を与える付勢部材をさらに有し、
    前記第１遮光部材は、前記付勢部材をチャージするチャージ位置において、前記開口部を部分的に遮光するシャッタ装置。
15. 請求項１３または１４に記載のシャッタ装置において、
    前記第２遮光部材は、前記走行を終了した位置において、前記開口部を部分的に遮光するシャッタ装置。
16. 請求項１３または１４に記載のシャッタ装置と、
    複数の画素が行列状に配列された前記撮像素子と、
    前記撮像素子による画素行ごとのリセットおよび撮像信号の読み出しを制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記第１遮光部材の前記走行方向に沿った走行に応じて前記撮像素子に対する前記画素行ごとの前記リセット、または、前記第２遮光部材の前記走行方向に沿った走行に応じて前記撮像素子に対する前記画素行ごとの前記撮像信号の読み出しを行わせる撮像装置。
17. 被写体からの光束を撮像素子へ導く開口部が設けられた基板部材と、
    前記撮像素子よりも前記光束の入射光側を走行して前記開口部を通過することにより前記光束を遮光する第１遮光部材と、
    前記撮像素子よりも前記光束の入射光側を、前記第１遮光部材よりも後に走行して前記開口部を通過することにより前記光束を遮光する第２遮光部材と、を備え、
    前記第２遮光部材は、前記走行を終了した位置において、前記開口部を部分的に遮光するシャッタ装置。
18. 請求項１７に記載のシャッタ装置において、
    前記撮像素子で撮影を行う際に、前記第２遮光部材は、前記開口部を部分的に遮光しながら前記走行を行うシャッタ装置。
19. 請求項１７または１８に記載のシャッタ装置と、
    複数の画素が行列状に配列された前記撮像素子と、
    前記撮像素子による画素行ごとにリセットおよび撮像信号の読み出しを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記第１遮光部材の前記走行方向に沿った走行に応じて前記撮像素子に対する前記画素行ごとの前記リセット、または、前記第２遮光部材の前記走行方向に沿った走行に応じて前記撮像素子に対する前記画素行ごとの前記撮像信号の読み出しを行わせる撮像装置。
    

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