シャッタ装置
【課題】低コストで良好な撮像結果が得られるシャッタ装置を提供する。
【解決手段】先幕３〜５、後幕６〜８の作動中に、ＮＤフィルタ９は、フィルタ駆動部材１８、１９によって、シャッタ開口２１内のスリットＳに連動可能となっている。このように、ＮＤフィルタ９を、スリットＳに連動させるようにすれば、ＮＤフィルタ９を、スリットＳをカバーする大きさとすればよいので、ＮＤフィルタ９を小さくすることができるようになる。すなわち、小さいＮＤフィルタ９で、ダイナミックレンジを向上させることができる。
【解決手段】先幕３〜５、後幕６〜８の作動中に、ＮＤフィルタ９は、フィルタ駆動部材１８、１９によって、シャッタ開口２１内のスリットＳに連動可能となっている。このように、ＮＤフィルタ９を、スリットＳに連動させるようにすれば、ＮＤフィルタ９を、スリットＳをカバーする大きさとすればよいので、ＮＤフィルタ９を小さくすることができるようになる。すなわち、小さいＮＤフィルタ９で、ダイナミックレンジを向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器用のシャッタ装置に関し、より詳細には、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に好適に使用できるシャッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
極めて輝度の高い被写体を、例えばデジタル一眼レフカメラで撮影する場合、撮像素子への入射光量をピンホール状態まで絞ると、回折現象が発生し、撮像された画像に、いわゆる小絞りぼけが生じる。このような小絞りぼけは、シャッタ速度の制御などで回避するのは困難である。小絞りぼけを解消する方法として、減光（ＮＤ；Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを用いる方法がある。ＮＤフィルタは、少なくとも可視光域の光に対してほぼ均一な透過特性を備えるフィルタである（例えば特許文献１参照）。例えば、カメラの外付けのレンズ鏡筒内にＮＤフィルタを設け、絞りをピンホール状態まで絞らずに、外付けのレンズ鏡筒の前面にＮＤフィルタを取り付けて撮像素子への入射光量を減光する方法が、従来より用いられている。ＮＤフィルタを採用すれば、そのカメラの信号の再現能力（ダイナミックレンジ）が向上する。
【特許文献１】特開２００７−１８７９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、外付けのレンズ鏡筒のレンズの前面にＮＤフィルタを設け、小絞りを解消しようとすると、ＮＤフィルタを、レンズ内に入射する入射光束の入射領域全体をカバーする大きさとする必要がある。また、ＮＤフィルタは、上述したように小絞りぼけなどが生じるような場合に用いられるが、その使用は極めて明るい場合に限定され、使用頻度は少ないのが一般的である。以上の点を考慮すると、非常に高価な大型のＮＤフィルタの装着は、ユーザにとって望ましいことではない。また、外付けのレンズ鏡筒の前面にＮＤフィルタを装着した場合には、装着されたＮＤフィルタに異物が付着して、良好な撮像結果が得られなくなる可能性もある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低コストで良好な撮像結果が得られるシャッタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係るシャッタ装置は、シャッタ開口を有するシャッタ基板と、前記シャッタ開口を開放した後に遮蔽するように駆動される遮光部と、入射光束の強度を変更する光学フィルタと、前記遮光部の駆動により移動する前記シャッタ開口内の通光領域に前記光学フィルタを連動させる連動機構と、を備える。
【０００６】
また、前記連動機構により、前記通光領域に前記光学フィルタを連動させるか否かを切り替える切り替え装置をさらに備えることとしてもよい。
【０００７】
また、前記通光領域の移動方向に関する前記光学フィルタの幅を、前記シャッタ開口の幅よりも短くするのが望ましい。
【０００８】
また、前記光学フィルタがカメラの内部に格納されるものであることが望ましい。
【０００９】
また、前記遮光部を駆動する駆動装置をさらに備え、前記光学フィルタは、前記駆動装置の駆動により、前記通光領域と連動するようにしてもよい。
【００１０】
前記光学フィルタは、ＮＤフィルタであることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シャッタ装置に、光学フィルタが設けられている。この光学フィルタは、連動機構により、遮光部の駆動により移動するシャッタ開口内の通光領域に連動可能となっている。このようにすれば、光学フィルタを、入射光束の通過領域全体（すなわちシャッタ開口）をカバーする大きさではなく、遮光部の駆動中の通光領域をカバーできる程度の大きさまで小さくすることができるようになる。この結果、小さい光学フィルタで、ダイナミックレンジを向上させることができるようになる。また、光学フィルタがカメラの内部に格納されるようにシャッタ装置に収納されるので、光学フィルタへの異物の付着を防止することができるようになる。このため、低コストで、良好な撮像結果が得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明の一実施形態に係るシャッタ装置１の全体が示され、図２には、図１のＡ−Ａ’断面図が示されている。また、図３、図４、図５には、それぞれ図２のＢ−Ｂ’断面図、Ｃ−Ｃ’断面図、Ｄ−Ｄ’断面図が示されている。
【００１４】
図１、図２に総合して示されるように、本実施形態に係るシャッタ装置１は、シャッタ基板２と、先幕３、４、５と、後幕６、７、８と、光学フィルタとしてのＮＤフィルタ９と、先幕駆動部材１０、１１と、後幕駆動部材１３、１４と、仕切板１６、１７と、連動機構としてのフィルタ駆動部材１８、１９と、受板２０とを備えている。なお、先幕３、４、５と、後幕６、７、８と、先幕駆動部材１０、１１と、後幕駆動部材１３、１４とで、遮光部が構成されている。仕切板１６、１７及び受板２０は、図１、図３〜図５では、図示されていない。
【００１５】
このシャッタ装置１は、例えば、一眼レフカメラの内部において、そのカメラのレンズと撮像素子との間の焦点面（フォーカルプレーン）近傍に設けられている。シャッタ装置１は、図示しないレンズ鏡筒の取り付け位置よりも撮像素子側のカメラの本体(ハウジング)の内部に設けられ、非動作時にはＮＤフィルタ９は仕切板１７と受板２０との間に格納され、先幕３、４、５はシャッタ開口２１を閉じている。このため、レンズ鏡筒の取替えの際にもＮＤフィルタ９はハウジングの内部に密封されて露出することなく、ＮＤフィルタ９への異物の付着を極力抑えることができる構成となっている。図２では、−Ｙ側がカメラのレンズ側となっており、＋Ｙ側が撮像素子側となっている。入射光束は、レンズを介して＋Ｙ方向に進み、このシャッタ装置１を介して撮像素子に至る。図１、図３〜図５では、＋Ｙ側、すなわち、カメラの撮像素子側からシャッタ装置１を見ている。
【００１６】
図２に示されるように、シャッタ基板２は、レンズ側に配置されている。シャッタ基板２には、シャッタ開口２１が設けられている。カメラのレンズを介した入射光束は、このシャッタ開口２１からシャッタ装置１内に入射する。
【００１７】
先幕３〜５は、シャッタ開口２１の開放用のシャッタ羽根である。先幕３〜５は、図３に示されるように、先幕駆動部材１０、１１にＹ軸回りに回動可能に連結されている。先幕駆動部材１０、１１の端部は、シャッタ基板２に、Ｙ軸回りに回動可能に軸支されている。先幕３〜５及び先幕駆動部材１０、１１は、全体として平行リンク機構を構成する。したがって、先幕駆動部材１０、１１がシャッタ基板２に対して回転すると、先幕３〜５が、Ｚ軸方向に移動するようになる。この移動により、先幕３〜５は、シャッタ開口２１を遮蔽したり開放したりすることができるようになっている。
【００１８】
なお、以下では、適宜、先幕３〜５を、全体で、先幕ユニット６０と呼び、先幕駆動部材１０、１１を、全体で先幕駆動機構７０と呼ぶこととする。
【００１９】
図２に戻り、仕切板１６は、先幕３〜５と、後幕６〜８との間に挿入されている。仕切板１６は、開放状態となっているシャッタ開口２１を介して入射した光束をそのまま通過させる開口部を有している。
【００２０】
後幕６〜８は、シャッタ開口２１の遮蔽用のシャッタ羽根である。後幕６〜８には、図４に示されるように、後幕駆動部材１３、１４にＹ軸回りに回動可能に連結されている。後幕駆動部材１３、１４の端部は、シャッタ基板２にＹ軸回りに回動可能に軸支されている。後幕６〜８及び後幕駆動部材１３、１４は、全体として平行リンク機構を構成する。したがって、後幕駆動部材１３、１４がシャッタ基板２に対して回転すると、後幕６〜８が、Ｚ軸方向に移動するようになっている。この移動により、後幕６〜８は、シャッタ開口２１を遮蔽したり開放したりすることが可能である。
【００２１】
なお、以下では、適宜、後幕６〜８を、全体で後幕ユニット６１と呼び、後幕駆動部材１３、１４を、全体で後幕駆動機構７１と呼ぶこととする。
【００２２】
図２に戻り、仕切板１７は、後幕６〜８と、ＮＤフィルタ９との間に挿入されている。仕切板１７は、開放状態となっているシャッタ開口２１を介して入射した光束をそのまま通過させる開口部を有している。
【００２３】
ＮＤフィルタ９は、少なくとも可視光域の光の強度を、その波長に関係なく、ほぼ均一に減衰させる（ほぼ均一な透過特性を備える）フィルタである。ＮＤフィルタ９を用いれば、入射光束の強度だけを特定比率で減らすことができる。ＮＤフィルタ９は、Ｚ軸方向の幅が狭くなっており、Ｘ軸方向の幅はシャッタ開口を充分にカバーできる幅となっている。ＮＤフィルタ９は、図５に示されるように、フィルタ駆動部材１８、１９にＹ軸回りに回動可能に軸支されている。フィルタ駆動部材１８、１９の端部は、シャッタ基板２にＹ軸回りに回動可能に連結されている。ＮＤフィルタ９及びフィルタ駆動部材１８、１９は、全体として平行リンク機構を構成する。フィルタ駆動部材１８、１９がシャッタ基板２に対して回転すると、ＮＤフィルタ９がＺ軸方向に移動するようになっている。
【００２４】
なお、以下では、フィルタ駆動部材１８、１９を、適宜、全体でフィルタ駆動機構７２と呼ぶこととする。
【００２５】
図２に戻り、受板２０は、最も撮像素子側に配置されている。受板２０にもシャッタ開口２１が設けられている。シャッタ基板２のシャッタ開口２１が開放されている場合、シャッタ基板２のシャッタ開口２１に入射した光束は、すべて受板２０のシャッタ開口２１から出射され、撮像素子に至る。なお、このシャッタ装置１は、フォーカルプレーンシャッタであるため、このシャッタ開口２１がそのまま、撮像素子の撮像領域に対応する。
【００２６】
図６には、本実施形態に係るシャッタ装置１が組み込まれたカメラの制御系が示されている。図６に示されるように、先幕駆動部材１０は、シャッタ基板２の裏側に設けられたＹ軸回りに回動する回動部材３１と接続されており、回動部材３１の回動に従って回動する。回動部材３１は、駆動装置としてのアクチュエータ５１によって駆動される。
【００２７】
後幕駆動部材１４は、シャッタ基板２の裏側に設けられたＹ軸回りに回動する回動部材３２と接続されており、回動部材３２の回動に従って回動する。回動部材３２は、駆動装置としてのアクチュエータ５２によって駆動される。
【００２８】
フィルタ駆動部材１８は、回動部材３３と接続されており、シャッタ基板２の裏側に設けられたＹ軸回りに回動する回動部材３３の回動に従って回動する。回動部材３３は、駆動装置としてのアクチュエータ５３によって駆動される。
【００２９】
アクチュエータ５１〜５３は、カメラのＣＰＵ５０によって制御されている。ＣＰＵ５０は、撮像に必要とされる露光時間に基づいて、先幕３〜５と後幕６〜８とシャッタ開口２１とによって形成されるスリットのスリット幅を決定し、そのスリット幅で露光されるように、各アクチュエータ５１〜５３を制御する。
【００３０】
なお、各アクチュエータ５１〜５３としては、電磁石による吸引力とばねの復帰力とを組み合わせることにより、先幕（開放シャッタ羽根）及び後幕（閉鎖シャッタ羽根）の展開（シャッタ開口閉鎖）及び重畳（シャッタ開口開放）動作を行わせる方式のものを採用することができる。このような方式のアクチュエータについては、例えば、特開平７−２０５３４号公報等に開示されているので、詳細な説明を省略する。
【００３１】
シャッタ装置１には、切り替え機構５５がさらに設けられている。切り替え機構５５は、ＣＰＵ５０からの指示により、オンオフされるようになっている。
【００３２】
また、カメラには、ＮＤフィルタ９を用いるか否かを切り替えるための不図示の切り替えボタンが設けられている。切り替えボタンが、光学フィルタ９を使用する方に設定されていると、ＣＰＵ５０は、切り替え機構５５をオンにして、アクチュエータ５３を駆動する。一方、切り替えボタンが、光学フィルタ９を使用しない方に設定されていると、ＣＰＵ５０は、切り替え機構５５をオフにして、アクチュエータ５３の駆動を停止させる。
【００３３】
次に、本実施形態に係るシャッタ装置１の動作について説明する。以下の動作は、ＣＰＵ５０による制御によって行われる。
【００３４】
（露光時間が長い場合）
まず、図７（Ａ）〜図７（Ｅ）を参照して、周辺が暗い状況での撮影で、長い露光時間が必要であり、シャッタ速度を遅くする場合について説明する。まず、図７（Ａ）に示されるように、先幕ユニット６０によって、シャッタ開口２１は完全に遮蔽されている。カメラのシャッタボタンが押下され、レリーズ状態となると、図７（Ｂ）に示されるように、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５１を介して、先幕駆動機構７０が駆動される。この駆動により、先幕ユニット６０が、−Ｚ方向に移動し始め、シャッタ開口２１がその＋Ｚ側端から徐々に開放され始める。これにより、シャッタ開口２１内の通光領域としてのスリットＳが形成される。
【００３５】
図７（Ｃ）に示されるように、先幕ユニット６０が、−Ｚ方向にさらに移動し、シャッタ開口２１が完全に解放されるようになる。そして、露光時間に応じた時間が経過した後、図７（Ｄ）に示されるように、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５２を介して、後幕駆動機構７１が駆動される。これにより、後幕ユニット６１が、−Ｚ方向に移動し始め、シャッタ開口２１が、その＋Ｚ側端から徐々に遮蔽され始める。そして、図７（Ｅ）に示されるように、シャッタ開口２１が、後幕ユニット６１によって完全に遮蔽され、露光が終了する。
【００３６】
図７（Ａ）〜図７（Ｅ）に示される動作では、露光時間が長く設定されており、カメラの絞りが大きめに設定されているため、ＣＰＵ５０は、切り替え機構５５をオフにしてアクチュエータ５３の駆動を停止し、ＮＤフィルタ９は、スリットＳに連動させることなく、シャッタ開口２１の＋Ｚ側に停止したままとなっている。なお、この後、シャッタ装置１は、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５１、５２の駆動によって、図７（Ａ）に示される状態に戻る。
【００３７】
（露光時間が短く、ＮＤフィルタを連動させる場合）
次に、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）を参照して、周辺が極めて明るい状況での撮影で、露光時間が短く設定され、かつ、ＮＤフィルタ９を使用するように切り替えボタンが設定されている場合について説明する。この場合には、ＣＰＵ５０は、切り替え機構５５をオンにしてアクチュエータ５３を駆動可能としている。
【００３８】
まず、図８（Ａ）に示されるように、先幕ユニット６０によって、シャッタ開口２１は完全に遮蔽されている。カメラのシャッタボタンが押され、レリーズ状態となると、図８（Ｂ）に示されるように、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５１を介して、先幕駆動機構７０が駆動されて、先幕ユニット６０が、−Ｚ方向に移動し始める。これにより、シャッタ開口２１がその＋Ｚ側端から徐々に開放され始める。
【００３９】
この先幕ユニット６０の移動に追従し、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５３を介して、フィルタ駆動機構７２が駆動され、ＮＤフィルタ９が、−Ｚ方向に移動し始める。この移動により、シャッタ開口２１の＋Ｚ側端に形成されたスリットを通過した光束は、すべてＮＤフィルタ９を通過して、減光された状態で、撮像素子に至るようになる。
【００４０】
図８（Ｃ）に示されるように、先幕ユニット６０の−Ｚ方向への移動に伴って、スリットＳのスリット幅は次第に大きくなっていく。この間、ＮＤフィルタ９は、常に、そのスリットＳを覆うように、−Ｚ方向に移動しているため、スリットＳを通過した光束は、すべてＮＤフィルタ９を通過し、減光される。
【００４１】
そして、スリットＳが、設定された露光時間に応じたスリット幅に近づくと、図８（Ｄ）に示されるように、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５２を介して、後幕駆動機構７１が駆動されて、後幕ユニット６１が、−Ｚ方向に移動し始める。そして、後幕ユニット６１により、シャッタ開口２１が、その＋Ｚ側端から徐々に遮蔽され始める。
【００４２】
その後、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示されるように、先幕ユニット６０及び後幕ユニット６１の駆動により、スリットＳは、一定のスリット幅を維持したまま、−Ｚ方向に移動する。この移動に連動して、ＮＤフィルタ９も、このスリットＳを常に覆うべく、−Ｚ方向にスリットＳとほぼ同じ速度で移動する。このときのスリットＳのスリット幅は、ＮＤフィルタ９の幅よりも小さくなっているため、スリットＳを通過したすべての光束は、ＮＤフィルタ９に入射し、減光される。
【００４３】
その後、図９（Ｃ）に示されるように、スリットＳがシャッタ開口２１の−Ｚ側端に達すると、後幕ユニット６１の駆動により、スリットＳのスリット幅が徐々に狭まっていく。なお、スリットＳが、シャッタ開口２１の−Ｚ側端に到達したときには、ＮＤフィルタ９も、すでにシャッタ開口の−Ｚ側端に到達している。
【００４４】
最後に、図９（Ｄ）に示されるように、シャッタ開口２１が、完全に後幕ユニット６１によって遮蔽され、露光が終了する。このときには、ＮＤフィルタ９の移動もすでに停止している。なお、この後、シャッタ装置１は、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５１〜５３の駆動によって、図８（Ａ）に示される状態に戻る。
【００４５】
（露光時間が短くても、ＮＤフィルタを連動させない場合）
露光時間が短く設定されていても、カメラの切り替えボタンが、ＮＤフィルタ９を使用しない方に設定されていた場合には、ＣＰＵ５０が、切り替え機構５５をオフにして、アクチュエータ５３の駆動を停止するため、ＮＤフィルタ９は、スリットＳに連動することなく、シャッタ開口２１の＋Ｚ側に停止したままとなる。
【００４６】
図１０（Ａ）には、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させなかったときの撮像素子の撮像領域内のセンサ位置（Ｚ軸方向の位置）と露光量との関係が示され、図１０（Ｂ）には、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させたときの撮像素子の撮像領域内のセンサ位置と露光量との関係が示されている。なお、シャッタ装置１はフォーカルプレーンシャッタであるため、撮像領域内のセンサ位置は、シャッタ開口２１内のＺ軸方向の位置に対応する。前提として、図１０（Ａ）の場合も、図１０（Ｂ）の場合も、スリットＳのスリット幅及びカメラの絞り量は同じとなっている。
【００４７】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、撮像領域内のすべてのセンサ位置において、ＮＤフィルタ９を連動させた場合には、露光量が一様に小さくなっている。
【００４８】
逆に言えば、ＮＤフィルタ９を、スリットＳに連動させれば、カメラの絞りをさらに絞って小絞りにしなくても、露光量を小さくすることができるようになる。この結果、カメラのダイナミックレンジを広げることができるようになる。
【００４９】
絞りには撮影条件に応じた適正値があり、これを変えると、被写界深度も変わってしまう（絞るほど深くなる）。これに対して、本実施形態のように、ＮＤフィルタ９を用いて露光量を小さくさせるようにすれば、絞りを適正値とし、被写界深度を最適に保ったままで、露光量を小さくすることができるようになる。すなわち、ＮＤフィルタ９を用いることによって、撮像条件の設定の自由度が増すようになる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、スリットＳのスリット幅をさらに狭くしたり、先幕ユニット６０及び後幕ユニット６１の開閉速度（シャッタ速度）を速くしたりしなくても、すなわち、先幕ユニット６０及び後幕ユニット６１に対して複雑な機械制御を行わなくても、カメラのダイナミックレンジを広げることができるようになる。
【００５１】
近年では、撮像結果の高画質化の要求に伴い、カメラの撮像素子のセルの小ピッチ化が進んでいる。セルの微細化が進むと、１画素あたりに蓄積できる電子数が減少して、ダイナミックレンジが低下する。このようなダイナミックレンジの減少対策として、各セルの感度を上げると、いわゆるセル飽和が発生し、かえって画質が低下するおそれがある。本実施形態に係るシャッタ装置１は、セルの感度を上げなくても、カメラのダイナミックレンジを向上させることができることから、セルの小さい高画質なカメラに好適に使用することができる。
【００５２】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、シャッタ装置１には、通過する光束の強度を減衰させるＮＤフィルタ９が設けられている。このＮＤフィルタ９は、フィルタ駆動機構７２によって、先幕ユニット６０、後幕ユニット６１の駆動中に、シャッタ開口２１内のスリットＳに合わせて連動可能となっている。このようにすれば、ＮＤフィルタ９を、シャッタ開口２１全体をカバーする大きさではなく、先幕３〜５、後幕６〜８の駆動中のスリットＳをカバーできる程度の大きさまで小さくすることができるようになる。この結果、小さい光学フィルタで、ダイナミックレンジを向上させることができるようになる。また、ＮＤフィルタ９をシャッタ装置１の内部に収め、ハウジング内に密封することができるようになるので、ＮＤフィルタ９への異物の付着を防止することができるようになる。このため、低コストで、良好な撮像結果が得られるようになる。
【００５３】
より具体的には、スリットＳの移動方向（−Ｚ方向）に関するＮＤフィルタ９の幅は、シャッタ開口２１の幅（すなわち、入射光束の幅）よりも狭くなっている。これにより、ＮＤフィルタ９を小型化して、装置の製造コストを低減することができるようになる。ただし、ＮＤフィルタ９のＺ軸方向の幅は、少なくとも、ＮＤフィルタ９が用いられる場合のスリットＳのスリット幅以上である必要がある。
【００５４】
このようなＮＤフィルタ９の小型化は、特に、一眼レフカメラのような、大口径のカメラに好適であり、本実施形態のシャッタ装置１のような大口径のフォーカルプレーンシャッタに好適である。
【００５５】
また、本実施形態によれば、ＮＤフィルタ９を外付けのレンズ鏡筒のレンズ前面ではなく、シャッタ装置１内、すなわち本体内に収納することができるようになるので、ＮＤフィルタ９への異物の付着を防止することができるようになる。さらに、ＮＤフィルタ９を、撮像素子などとともに、異物が入らないようなカメラのハウジング内に密封しておくことができる。このようにすれば、ＮＤフィルタ９への異物の付着を防止し、良好な撮像状態を維持することができるようになる。
【００５６】
なお、上記実施形態に係るシャッタ装置１では、先幕ユニット６０及び後幕ユニット６１を作動させるアクチュエータ５１、５２と、ＮＤフィルタ９を駆動するアクチュエータ５３とを別々としたが、これらを一部共通化するようにしてもよい。このようにすれば、部品点数をさらに削減することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係るシャッタ装置は、内部に備える光学フィルタを、ＮＤフィルタとした。このようなＮＤフィルタとしては、樹脂材料に吸収剤を分散させたフィルタ、表面に無機膜を蒸着させたフィルタ、カーボンナノチューブを分散させたインクをフィルム等の透明基材に塗布したフィルタなどを用いることができる。しかしながら、本発明の光学フィルタは、ＮＤフィルタに限られず、入射する光束の強度を変更する別の光学フィルタであってもよい。
【００５８】
なお、ＮＤフィルタ９の動きは、シャッタ開口２１内のスリットＳの動きに応じたものとなるが、ＮＤフィルタ９の動きを、そのスリットＳの動きに完全に同期させる必要はない。露光がされている間に、ＮＤフィルタ９が、スリットＳを常に覆っているようにすればよい。
【００５９】
また、本実施形態に係るシャッタ装置１では、切り替えボタンの操作に従ったＣＰＵ５０の制御により、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させるか否かを切り替え可能とした。例えば、長い露光時間が必要となる場合には、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させず、露光時間が短くなる場合であっても、ユーザの操作によって、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させるか否かを切り替えられるようにした。これにより、ユーザの好みに応じた撮像状態を提供することが可能となる。
【００６０】
なお、アクチュエータ５３と回動部材３３との間を脱着可能な脱着機構を設け、上記切り替えボタンの操作によって、その連結機構を介してアクチュエータ５３と回動部材３３との間を連結したり、その連結を解除したりして、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させるか否かを切り替えるようにしてもよい。
【００６１】
なお、本実施形態に係るシャッタ装置１は、いわゆるフォーカルプレーンシャッタであったが、それ以外のシャッタ装置であっても、露光時間に応じた大きさの通光領域（シャッタ開口よりも小さい領域）がシャッタ開口内を移動する方式のシャッタ装置であれば、本発明を適用することができるのは勿論である。
【００６２】
また、上記実施形態に係るシャッタ装置１は、先幕を３枚とし、後幕を３枚としたが、先幕及び後幕は、それぞれ少なくとも１枚あればよい。
【００６３】
また、上記実施形態に係るシャッタ装置１では、アクチュエータとして、電磁石による吸引力とばねの復帰力とを組み合わせることにより、先幕（開放羽根）及び後幕（閉鎖羽根）の展開（シャッタ開口閉鎖）及び重畳（シャッタ開口開放）動作を行わせる方式のものを採用したが、本発明はこれには限られない。例えば、特開２００１−２１５５５６号公報に開示されているように、永久磁石製の回転子と固定子コイルとを組み合わせてなるムービングモータをアクチュエータとして採用し、そのムービングモータを、シャッタ羽根を開閉駆動するセクタアームを所定角度だけ揺動させることにより、開閉動作させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係るシャッタ装置１の全体図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ’断面図である。
【図５】図２のＤ−Ｄ’断面図である。
【図６】図１のシャッタ装置が組み込まれるカメラの制御系の構成を示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、露光時間が長い場合のシャッタ装置の動作を示す図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は、露光時間が短い場合のシャッタ装置の動作を示す図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、露光時間が短い場合のシャッタ装置の動作を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、ＮＤフィルタを使用しない場合における撮像素子のセンタ位置と露光量との関係を示すグラフであり、図１０（Ｂ）は、ＮＤフィルタを使用しない場合における撮像素子のセンタ位置と露光量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１ シャッタ装置
２ シャッタ基板
３、４、５ 先幕
６、７、８ 後幕
９ ＮＤフィルタ
１０、１１ 先幕駆動部材
１３、１４ 後幕駆動部材
１６、１７ 仕切板
１８、１９ フィルタ駆動部材
２０ 受板
２１ シャッタ開口
３１、３２、３３ 回動部材
５０ ＣＰＵ
５５ 切り替え機構
６０ 先幕ユニット
６１ 後幕ユニット
７０ 先幕駆動機構
７１ 後幕駆動機構
７２ フィルタ駆動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器用のシャッタ装置に関し、より詳細には、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に好適に使用できるシャッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
極めて輝度の高い被写体を、例えばデジタル一眼レフカメラで撮影する場合、撮像素子への入射光量をピンホール状態まで絞ると、回折現象が発生し、撮像された画像に、いわゆる小絞りぼけが生じる。このような小絞りぼけは、シャッタ速度の制御などで回避するのは困難である。小絞りぼけを解消する方法として、減光（ＮＤ；Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを用いる方法がある。ＮＤフィルタは、少なくとも可視光域の光に対してほぼ均一な透過特性を備えるフィルタである（例えば特許文献１参照）。例えば、カメラの外付けのレンズ鏡筒内にＮＤフィルタを設け、絞りをピンホール状態まで絞らずに、外付けのレンズ鏡筒の前面にＮＤフィルタを取り付けて撮像素子への入射光量を減光する方法が、従来より用いられている。ＮＤフィルタを採用すれば、そのカメラの信号の再現能力（ダイナミックレンジ）が向上する。
【特許文献１】特開２００７−１８７９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、外付けのレンズ鏡筒のレンズの前面にＮＤフィルタを設け、小絞りを解消しようとすると、ＮＤフィルタを、レンズ内に入射する入射光束の入射領域全体をカバーする大きさとする必要がある。また、ＮＤフィルタは、上述したように小絞りぼけなどが生じるような場合に用いられるが、その使用は極めて明るい場合に限定され、使用頻度は少ないのが一般的である。以上の点を考慮すると、非常に高価な大型のＮＤフィルタの装着は、ユーザにとって望ましいことではない。また、外付けのレンズ鏡筒の前面にＮＤフィルタを装着した場合には、装着されたＮＤフィルタに異物が付着して、良好な撮像結果が得られなくなる可能性もある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低コストで良好な撮像結果が得られるシャッタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係るシャッタ装置は、シャッタ開口を有するシャッタ基板と、前記シャッタ開口を開放した後に遮蔽するように駆動される遮光部と、入射光束の強度を変更する光学フィルタと、前記遮光部の駆動により移動する前記シャッタ開口内の通光領域に前記光学フィルタを連動させる連動機構と、を備える。
【０００６】
また、前記連動機構により、前記通光領域に前記光学フィルタを連動させるか否かを切り替える切り替え装置をさらに備えることとしてもよい。
【０００７】
また、前記通光領域の移動方向に関する前記光学フィルタの幅を、前記シャッタ開口の幅よりも短くするのが望ましい。
【０００８】
また、前記光学フィルタがカメラの内部に格納されるものであることが望ましい。
【０００９】
また、前記遮光部を駆動する駆動装置をさらに備え、前記光学フィルタは、前記駆動装置の駆動により、前記通光領域と連動するようにしてもよい。
【００１０】
前記光学フィルタは、ＮＤフィルタであることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シャッタ装置に、光学フィルタが設けられている。この光学フィルタは、連動機構により、遮光部の駆動により移動するシャッタ開口内の通光領域に連動可能となっている。このようにすれば、光学フィルタを、入射光束の通過領域全体（すなわちシャッタ開口）をカバーする大きさではなく、遮光部の駆動中の通光領域をカバーできる程度の大きさまで小さくすることができるようになる。この結果、小さい光学フィルタで、ダイナミックレンジを向上させることができるようになる。また、光学フィルタがカメラの内部に格納されるようにシャッタ装置に収納されるので、光学フィルタへの異物の付着を防止することができるようになる。このため、低コストで、良好な撮像結果が得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明の一実施形態に係るシャッタ装置１の全体が示され、図２には、図１のＡ−Ａ’断面図が示されている。また、図３、図４、図５には、それぞれ図２のＢ−Ｂ’断面図、Ｃ−Ｃ’断面図、Ｄ−Ｄ’断面図が示されている。
【００１４】
図１、図２に総合して示されるように、本実施形態に係るシャッタ装置１は、シャッタ基板２と、先幕３、４、５と、後幕６、７、８と、光学フィルタとしてのＮＤフィルタ９と、先幕駆動部材１０、１１と、後幕駆動部材１３、１４と、仕切板１６、１７と、連動機構としてのフィルタ駆動部材１８、１９と、受板２０とを備えている。なお、先幕３、４、５と、後幕６、７、８と、先幕駆動部材１０、１１と、後幕駆動部材１３、１４とで、遮光部が構成されている。仕切板１６、１７及び受板２０は、図１、図３〜図５では、図示されていない。
【００１５】
このシャッタ装置１は、例えば、一眼レフカメラの内部において、そのカメラのレンズと撮像素子との間の焦点面（フォーカルプレーン）近傍に設けられている。シャッタ装置１は、図示しないレンズ鏡筒の取り付け位置よりも撮像素子側のカメラの本体(ハウジング)の内部に設けられ、非動作時にはＮＤフィルタ９は仕切板１７と受板２０との間に格納され、先幕３、４、５はシャッタ開口２１を閉じている。このため、レンズ鏡筒の取替えの際にもＮＤフィルタ９はハウジングの内部に密封されて露出することなく、ＮＤフィルタ９への異物の付着を極力抑えることができる構成となっている。図２では、−Ｙ側がカメラのレンズ側となっており、＋Ｙ側が撮像素子側となっている。入射光束は、レンズを介して＋Ｙ方向に進み、このシャッタ装置１を介して撮像素子に至る。図１、図３〜図５では、＋Ｙ側、すなわち、カメラの撮像素子側からシャッタ装置１を見ている。
【００１６】
図２に示されるように、シャッタ基板２は、レンズ側に配置されている。シャッタ基板２には、シャッタ開口２１が設けられている。カメラのレンズを介した入射光束は、このシャッタ開口２１からシャッタ装置１内に入射する。
【００１７】
先幕３〜５は、シャッタ開口２１の開放用のシャッタ羽根である。先幕３〜５は、図３に示されるように、先幕駆動部材１０、１１にＹ軸回りに回動可能に連結されている。先幕駆動部材１０、１１の端部は、シャッタ基板２に、Ｙ軸回りに回動可能に軸支されている。先幕３〜５及び先幕駆動部材１０、１１は、全体として平行リンク機構を構成する。したがって、先幕駆動部材１０、１１がシャッタ基板２に対して回転すると、先幕３〜５が、Ｚ軸方向に移動するようになる。この移動により、先幕３〜５は、シャッタ開口２１を遮蔽したり開放したりすることができるようになっている。
【００１８】
なお、以下では、適宜、先幕３〜５を、全体で、先幕ユニット６０と呼び、先幕駆動部材１０、１１を、全体で先幕駆動機構７０と呼ぶこととする。
【００１９】
図２に戻り、仕切板１６は、先幕３〜５と、後幕６〜８との間に挿入されている。仕切板１６は、開放状態となっているシャッタ開口２１を介して入射した光束をそのまま通過させる開口部を有している。
【００２０】
後幕６〜８は、シャッタ開口２１の遮蔽用のシャッタ羽根である。後幕６〜８には、図４に示されるように、後幕駆動部材１３、１４にＹ軸回りに回動可能に連結されている。後幕駆動部材１３、１４の端部は、シャッタ基板２にＹ軸回りに回動可能に軸支されている。後幕６〜８及び後幕駆動部材１３、１４は、全体として平行リンク機構を構成する。したがって、後幕駆動部材１３、１４がシャッタ基板２に対して回転すると、後幕６〜８が、Ｚ軸方向に移動するようになっている。この移動により、後幕６〜８は、シャッタ開口２１を遮蔽したり開放したりすることが可能である。
【００２１】
なお、以下では、適宜、後幕６〜８を、全体で後幕ユニット６１と呼び、後幕駆動部材１３、１４を、全体で後幕駆動機構７１と呼ぶこととする。
【００２２】
図２に戻り、仕切板１７は、後幕６〜８と、ＮＤフィルタ９との間に挿入されている。仕切板１７は、開放状態となっているシャッタ開口２１を介して入射した光束をそのまま通過させる開口部を有している。
【００２３】
ＮＤフィルタ９は、少なくとも可視光域の光の強度を、その波長に関係なく、ほぼ均一に減衰させる（ほぼ均一な透過特性を備える）フィルタである。ＮＤフィルタ９を用いれば、入射光束の強度だけを特定比率で減らすことができる。ＮＤフィルタ９は、Ｚ軸方向の幅が狭くなっており、Ｘ軸方向の幅はシャッタ開口を充分にカバーできる幅となっている。ＮＤフィルタ９は、図５に示されるように、フィルタ駆動部材１８、１９にＹ軸回りに回動可能に軸支されている。フィルタ駆動部材１８、１９の端部は、シャッタ基板２にＹ軸回りに回動可能に連結されている。ＮＤフィルタ９及びフィルタ駆動部材１８、１９は、全体として平行リンク機構を構成する。フィルタ駆動部材１８、１９がシャッタ基板２に対して回転すると、ＮＤフィルタ９がＺ軸方向に移動するようになっている。
【００２４】
なお、以下では、フィルタ駆動部材１８、１９を、適宜、全体でフィルタ駆動機構７２と呼ぶこととする。
【００２５】
図２に戻り、受板２０は、最も撮像素子側に配置されている。受板２０にもシャッタ開口２１が設けられている。シャッタ基板２のシャッタ開口２１が開放されている場合、シャッタ基板２のシャッタ開口２１に入射した光束は、すべて受板２０のシャッタ開口２１から出射され、撮像素子に至る。なお、このシャッタ装置１は、フォーカルプレーンシャッタであるため、このシャッタ開口２１がそのまま、撮像素子の撮像領域に対応する。
【００２６】
図６には、本実施形態に係るシャッタ装置１が組み込まれたカメラの制御系が示されている。図６に示されるように、先幕駆動部材１０は、シャッタ基板２の裏側に設けられたＹ軸回りに回動する回動部材３１と接続されており、回動部材３１の回動に従って回動する。回動部材３１は、駆動装置としてのアクチュエータ５１によって駆動される。
【００２７】
後幕駆動部材１４は、シャッタ基板２の裏側に設けられたＹ軸回りに回動する回動部材３２と接続されており、回動部材３２の回動に従って回動する。回動部材３２は、駆動装置としてのアクチュエータ５２によって駆動される。
【００２８】
フィルタ駆動部材１８は、回動部材３３と接続されており、シャッタ基板２の裏側に設けられたＹ軸回りに回動する回動部材３３の回動に従って回動する。回動部材３３は、駆動装置としてのアクチュエータ５３によって駆動される。
【００２９】
アクチュエータ５１〜５３は、カメラのＣＰＵ５０によって制御されている。ＣＰＵ５０は、撮像に必要とされる露光時間に基づいて、先幕３〜５と後幕６〜８とシャッタ開口２１とによって形成されるスリットのスリット幅を決定し、そのスリット幅で露光されるように、各アクチュエータ５１〜５３を制御する。
【００３０】
なお、各アクチュエータ５１〜５３としては、電磁石による吸引力とばねの復帰力とを組み合わせることにより、先幕（開放シャッタ羽根）及び後幕（閉鎖シャッタ羽根）の展開（シャッタ開口閉鎖）及び重畳（シャッタ開口開放）動作を行わせる方式のものを採用することができる。このような方式のアクチュエータについては、例えば、特開平７−２０５３４号公報等に開示されているので、詳細な説明を省略する。
【００３１】
シャッタ装置１には、切り替え機構５５がさらに設けられている。切り替え機構５５は、ＣＰＵ５０からの指示により、オンオフされるようになっている。
【００３２】
また、カメラには、ＮＤフィルタ９を用いるか否かを切り替えるための不図示の切り替えボタンが設けられている。切り替えボタンが、光学フィルタ９を使用する方に設定されていると、ＣＰＵ５０は、切り替え機構５５をオンにして、アクチュエータ５３を駆動する。一方、切り替えボタンが、光学フィルタ９を使用しない方に設定されていると、ＣＰＵ５０は、切り替え機構５５をオフにして、アクチュエータ５３の駆動を停止させる。
【００３３】
次に、本実施形態に係るシャッタ装置１の動作について説明する。以下の動作は、ＣＰＵ５０による制御によって行われる。
【００３４】
（露光時間が長い場合）
まず、図７（Ａ）〜図７（Ｅ）を参照して、周辺が暗い状況での撮影で、長い露光時間が必要であり、シャッタ速度を遅くする場合について説明する。まず、図７（Ａ）に示されるように、先幕ユニット６０によって、シャッタ開口２１は完全に遮蔽されている。カメラのシャッタボタンが押下され、レリーズ状態となると、図７（Ｂ）に示されるように、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５１を介して、先幕駆動機構７０が駆動される。この駆動により、先幕ユニット６０が、−Ｚ方向に移動し始め、シャッタ開口２１がその＋Ｚ側端から徐々に開放され始める。これにより、シャッタ開口２１内の通光領域としてのスリットＳが形成される。
【００３５】
図７（Ｃ）に示されるように、先幕ユニット６０が、−Ｚ方向にさらに移動し、シャッタ開口２１が完全に解放されるようになる。そして、露光時間に応じた時間が経過した後、図７（Ｄ）に示されるように、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５２を介して、後幕駆動機構７１が駆動される。これにより、後幕ユニット６１が、−Ｚ方向に移動し始め、シャッタ開口２１が、その＋Ｚ側端から徐々に遮蔽され始める。そして、図７（Ｅ）に示されるように、シャッタ開口２１が、後幕ユニット６１によって完全に遮蔽され、露光が終了する。
【００３６】
図７（Ａ）〜図７（Ｅ）に示される動作では、露光時間が長く設定されており、カメラの絞りが大きめに設定されているため、ＣＰＵ５０は、切り替え機構５５をオフにしてアクチュエータ５３の駆動を停止し、ＮＤフィルタ９は、スリットＳに連動させることなく、シャッタ開口２１の＋Ｚ側に停止したままとなっている。なお、この後、シャッタ装置１は、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５１、５２の駆動によって、図７（Ａ）に示される状態に戻る。
【００３７】
（露光時間が短く、ＮＤフィルタを連動させる場合）
次に、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）を参照して、周辺が極めて明るい状況での撮影で、露光時間が短く設定され、かつ、ＮＤフィルタ９を使用するように切り替えボタンが設定されている場合について説明する。この場合には、ＣＰＵ５０は、切り替え機構５５をオンにしてアクチュエータ５３を駆動可能としている。
【００３８】
まず、図８（Ａ）に示されるように、先幕ユニット６０によって、シャッタ開口２１は完全に遮蔽されている。カメラのシャッタボタンが押され、レリーズ状態となると、図８（Ｂ）に示されるように、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５１を介して、先幕駆動機構７０が駆動されて、先幕ユニット６０が、−Ｚ方向に移動し始める。これにより、シャッタ開口２１がその＋Ｚ側端から徐々に開放され始める。
【００３９】
この先幕ユニット６０の移動に追従し、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５３を介して、フィルタ駆動機構７２が駆動され、ＮＤフィルタ９が、−Ｚ方向に移動し始める。この移動により、シャッタ開口２１の＋Ｚ側端に形成されたスリットを通過した光束は、すべてＮＤフィルタ９を通過して、減光された状態で、撮像素子に至るようになる。
【００４０】
図８（Ｃ）に示されるように、先幕ユニット６０の−Ｚ方向への移動に伴って、スリットＳのスリット幅は次第に大きくなっていく。この間、ＮＤフィルタ９は、常に、そのスリットＳを覆うように、−Ｚ方向に移動しているため、スリットＳを通過した光束は、すべてＮＤフィルタ９を通過し、減光される。
【００４１】
そして、スリットＳが、設定された露光時間に応じたスリット幅に近づくと、図８（Ｄ）に示されるように、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５２を介して、後幕駆動機構７１が駆動されて、後幕ユニット６１が、−Ｚ方向に移動し始める。そして、後幕ユニット６１により、シャッタ開口２１が、その＋Ｚ側端から徐々に遮蔽され始める。
【００４２】
その後、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示されるように、先幕ユニット６０及び後幕ユニット６１の駆動により、スリットＳは、一定のスリット幅を維持したまま、−Ｚ方向に移動する。この移動に連動して、ＮＤフィルタ９も、このスリットＳを常に覆うべく、−Ｚ方向にスリットＳとほぼ同じ速度で移動する。このときのスリットＳのスリット幅は、ＮＤフィルタ９の幅よりも小さくなっているため、スリットＳを通過したすべての光束は、ＮＤフィルタ９に入射し、減光される。
【００４３】
その後、図９（Ｃ）に示されるように、スリットＳがシャッタ開口２１の−Ｚ側端に達すると、後幕ユニット６１の駆動により、スリットＳのスリット幅が徐々に狭まっていく。なお、スリットＳが、シャッタ開口２１の−Ｚ側端に到達したときには、ＮＤフィルタ９も、すでにシャッタ開口の−Ｚ側端に到達している。
【００４４】
最後に、図９（Ｄ）に示されるように、シャッタ開口２１が、完全に後幕ユニット６１によって遮蔽され、露光が終了する。このときには、ＮＤフィルタ９の移動もすでに停止している。なお、この後、シャッタ装置１は、ＣＰＵ５０の制御の下、アクチュエータ５１〜５３の駆動によって、図８（Ａ）に示される状態に戻る。
【００４５】
（露光時間が短くても、ＮＤフィルタを連動させない場合）
露光時間が短く設定されていても、カメラの切り替えボタンが、ＮＤフィルタ９を使用しない方に設定されていた場合には、ＣＰＵ５０が、切り替え機構５５をオフにして、アクチュエータ５３の駆動を停止するため、ＮＤフィルタ９は、スリットＳに連動することなく、シャッタ開口２１の＋Ｚ側に停止したままとなる。
【００４６】
図１０（Ａ）には、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させなかったときの撮像素子の撮像領域内のセンサ位置（Ｚ軸方向の位置）と露光量との関係が示され、図１０（Ｂ）には、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させたときの撮像素子の撮像領域内のセンサ位置と露光量との関係が示されている。なお、シャッタ装置１はフォーカルプレーンシャッタであるため、撮像領域内のセンサ位置は、シャッタ開口２１内のＺ軸方向の位置に対応する。前提として、図１０（Ａ）の場合も、図１０（Ｂ）の場合も、スリットＳのスリット幅及びカメラの絞り量は同じとなっている。
【００４７】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、撮像領域内のすべてのセンサ位置において、ＮＤフィルタ９を連動させた場合には、露光量が一様に小さくなっている。
【００４８】
逆に言えば、ＮＤフィルタ９を、スリットＳに連動させれば、カメラの絞りをさらに絞って小絞りにしなくても、露光量を小さくすることができるようになる。この結果、カメラのダイナミックレンジを広げることができるようになる。
【００４９】
絞りには撮影条件に応じた適正値があり、これを変えると、被写界深度も変わってしまう（絞るほど深くなる）。これに対して、本実施形態のように、ＮＤフィルタ９を用いて露光量を小さくさせるようにすれば、絞りを適正値とし、被写界深度を最適に保ったままで、露光量を小さくすることができるようになる。すなわち、ＮＤフィルタ９を用いることによって、撮像条件の設定の自由度が増すようになる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、スリットＳのスリット幅をさらに狭くしたり、先幕ユニット６０及び後幕ユニット６１の開閉速度（シャッタ速度）を速くしたりしなくても、すなわち、先幕ユニット６０及び後幕ユニット６１に対して複雑な機械制御を行わなくても、カメラのダイナミックレンジを広げることができるようになる。
【００５１】
近年では、撮像結果の高画質化の要求に伴い、カメラの撮像素子のセルの小ピッチ化が進んでいる。セルの微細化が進むと、１画素あたりに蓄積できる電子数が減少して、ダイナミックレンジが低下する。このようなダイナミックレンジの減少対策として、各セルの感度を上げると、いわゆるセル飽和が発生し、かえって画質が低下するおそれがある。本実施形態に係るシャッタ装置１は、セルの感度を上げなくても、カメラのダイナミックレンジを向上させることができることから、セルの小さい高画質なカメラに好適に使用することができる。
【００５２】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、シャッタ装置１には、通過する光束の強度を減衰させるＮＤフィルタ９が設けられている。このＮＤフィルタ９は、フィルタ駆動機構７２によって、先幕ユニット６０、後幕ユニット６１の駆動中に、シャッタ開口２１内のスリットＳに合わせて連動可能となっている。このようにすれば、ＮＤフィルタ９を、シャッタ開口２１全体をカバーする大きさではなく、先幕３〜５、後幕６〜８の駆動中のスリットＳをカバーできる程度の大きさまで小さくすることができるようになる。この結果、小さい光学フィルタで、ダイナミックレンジを向上させることができるようになる。また、ＮＤフィルタ９をシャッタ装置１の内部に収め、ハウジング内に密封することができるようになるので、ＮＤフィルタ９への異物の付着を防止することができるようになる。このため、低コストで、良好な撮像結果が得られるようになる。
【００５３】
より具体的には、スリットＳの移動方向（−Ｚ方向）に関するＮＤフィルタ９の幅は、シャッタ開口２１の幅（すなわち、入射光束の幅）よりも狭くなっている。これにより、ＮＤフィルタ９を小型化して、装置の製造コストを低減することができるようになる。ただし、ＮＤフィルタ９のＺ軸方向の幅は、少なくとも、ＮＤフィルタ９が用いられる場合のスリットＳのスリット幅以上である必要がある。
【００５４】
このようなＮＤフィルタ９の小型化は、特に、一眼レフカメラのような、大口径のカメラに好適であり、本実施形態のシャッタ装置１のような大口径のフォーカルプレーンシャッタに好適である。
【００５５】
また、本実施形態によれば、ＮＤフィルタ９を外付けのレンズ鏡筒のレンズ前面ではなく、シャッタ装置１内、すなわち本体内に収納することができるようになるので、ＮＤフィルタ９への異物の付着を防止することができるようになる。さらに、ＮＤフィルタ９を、撮像素子などとともに、異物が入らないようなカメラのハウジング内に密封しておくことができる。このようにすれば、ＮＤフィルタ９への異物の付着を防止し、良好な撮像状態を維持することができるようになる。
【００５６】
なお、上記実施形態に係るシャッタ装置１では、先幕ユニット６０及び後幕ユニット６１を作動させるアクチュエータ５１、５２と、ＮＤフィルタ９を駆動するアクチュエータ５３とを別々としたが、これらを一部共通化するようにしてもよい。このようにすれば、部品点数をさらに削減することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係るシャッタ装置は、内部に備える光学フィルタを、ＮＤフィルタとした。このようなＮＤフィルタとしては、樹脂材料に吸収剤を分散させたフィルタ、表面に無機膜を蒸着させたフィルタ、カーボンナノチューブを分散させたインクをフィルム等の透明基材に塗布したフィルタなどを用いることができる。しかしながら、本発明の光学フィルタは、ＮＤフィルタに限られず、入射する光束の強度を変更する別の光学フィルタであってもよい。
【００５８】
なお、ＮＤフィルタ９の動きは、シャッタ開口２１内のスリットＳの動きに応じたものとなるが、ＮＤフィルタ９の動きを、そのスリットＳの動きに完全に同期させる必要はない。露光がされている間に、ＮＤフィルタ９が、スリットＳを常に覆っているようにすればよい。
【００５９】
また、本実施形態に係るシャッタ装置１では、切り替えボタンの操作に従ったＣＰＵ５０の制御により、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させるか否かを切り替え可能とした。例えば、長い露光時間が必要となる場合には、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させず、露光時間が短くなる場合であっても、ユーザの操作によって、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させるか否かを切り替えられるようにした。これにより、ユーザの好みに応じた撮像状態を提供することが可能となる。
【００６０】
なお、アクチュエータ５３と回動部材３３との間を脱着可能な脱着機構を設け、上記切り替えボタンの操作によって、その連結機構を介してアクチュエータ５３と回動部材３３との間を連結したり、その連結を解除したりして、ＮＤフィルタ９をスリットＳに連動させるか否かを切り替えるようにしてもよい。
【００６１】
なお、本実施形態に係るシャッタ装置１は、いわゆるフォーカルプレーンシャッタであったが、それ以外のシャッタ装置であっても、露光時間に応じた大きさの通光領域（シャッタ開口よりも小さい領域）がシャッタ開口内を移動する方式のシャッタ装置であれば、本発明を適用することができるのは勿論である。
【００６２】
また、上記実施形態に係るシャッタ装置１は、先幕を３枚とし、後幕を３枚としたが、先幕及び後幕は、それぞれ少なくとも１枚あればよい。
【００６３】
また、上記実施形態に係るシャッタ装置１では、アクチュエータとして、電磁石による吸引力とばねの復帰力とを組み合わせることにより、先幕（開放羽根）及び後幕（閉鎖羽根）の展開（シャッタ開口閉鎖）及び重畳（シャッタ開口開放）動作を行わせる方式のものを採用したが、本発明はこれには限られない。例えば、特開２００１−２１５５５６号公報に開示されているように、永久磁石製の回転子と固定子コイルとを組み合わせてなるムービングモータをアクチュエータとして採用し、そのムービングモータを、シャッタ羽根を開閉駆動するセクタアームを所定角度だけ揺動させることにより、開閉動作させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係るシャッタ装置１の全体図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ’断面図である。
【図５】図２のＤ−Ｄ’断面図である。
【図６】図１のシャッタ装置が組み込まれるカメラの制御系の構成を示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、露光時間が長い場合のシャッタ装置の動作を示す図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は、露光時間が短い場合のシャッタ装置の動作を示す図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、露光時間が短い場合のシャッタ装置の動作を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、ＮＤフィルタを使用しない場合における撮像素子のセンタ位置と露光量との関係を示すグラフであり、図１０（Ｂ）は、ＮＤフィルタを使用しない場合における撮像素子のセンタ位置と露光量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１ シャッタ装置
２ シャッタ基板
３、４、５ 先幕
６、７、８ 後幕
９ ＮＤフィルタ
１０、１１ 先幕駆動部材
１３、１４ 後幕駆動部材
１６、１７ 仕切板
１８、１９ フィルタ駆動部材
２０ 受板
２１ シャッタ開口
３１、３２、３３ 回動部材
５０ ＣＰＵ
５５ 切り替え機構
６０ 先幕ユニット
６１ 後幕ユニット
７０ 先幕駆動機構
７１ 後幕駆動機構
７２ フィルタ駆動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャッタ開口を有するシャッタ基板と、
前記シャッタ開口を開放した後に遮蔽するように駆動される遮光部と、
入射光束の強度を変更する光学フィルタと、
前記遮光部の駆動により移動する前記シャッタ開口内の通光領域に前記光学フィルタを連動させる連動機構と、を備えるシャッタ装置。
【請求項２】
前記連動機構により、前記通光領域に前記光学フィルタを連動させるか否かを切り替える切り替え装置をさらに備える請求項１に記載のシャッタ装置。
【請求項３】
前記通光領域の移動方向に関する前記光学フィルタの幅が、前記シャッタ開口の幅よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載のシャッタ装置。
【請求項４】
前記光学フィルタがカメラの内部に格納されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシャッタ装置。
【請求項５】
前記遮光部を駆動する駆動装置をさらに備え、
前記連動機構は、前記駆動装置の駆動により、前記光学フィルタを前記通光領域に連動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシャッタ装置。
【請求項６】
前記光学フィルタは、ＮＤフィルタであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシャッタ装置。
【請求項１】
シャッタ開口を有するシャッタ基板と、
前記シャッタ開口を開放した後に遮蔽するように駆動される遮光部と、
入射光束の強度を変更する光学フィルタと、
前記遮光部の駆動により移動する前記シャッタ開口内の通光領域に前記光学フィルタを連動させる連動機構と、を備えるシャッタ装置。
【請求項２】
前記連動機構により、前記通光領域に前記光学フィルタを連動させるか否かを切り替える切り替え装置をさらに備える請求項１に記載のシャッタ装置。
【請求項３】
前記通光領域の移動方向に関する前記光学フィルタの幅が、前記シャッタ開口の幅よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載のシャッタ装置。
【請求項４】
前記光学フィルタがカメラの内部に格納されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシャッタ装置。
【請求項５】
前記遮光部を駆動する駆動装置をさらに備え、
前記連動機構は、前記駆動装置の駆動により、前記光学フィルタを前記通光領域に連動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシャッタ装置。
【請求項６】
前記光学フィルタは、ＮＤフィルタであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシャッタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１８６８４５（Ｐ２００９−１８６８４５Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８１２３（Ｐ２００８−２８１２３）
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（３９６００４９８１）セイコープレシジョン株式会社 (481)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（３９６００４９８１）セイコープレシジョン株式会社 (481)
【Ｆターム（参考）】
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