撮像装置
【課題】電子先幕を採用した撮像装置において機械式の後幕の駆動を制御する撮像装置を提供することを課題とする。
【解決部】撮像装置は、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、開口を有する基板、前記開口を開閉可能な機械式の後幕、前記後幕を駆動するアクチュエータ、前記後幕の走行の軌跡上での所定位置での通過を検出する検出部、を有したフォーカルプレーンシャッタと、前記検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、を備えている。
【解決部】撮像装置は、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、開口を有する基板、前記開口を開閉可能な機械式の後幕、前記後幕を駆動するアクチュエータ、前記後幕の走行の軌跡上での所定位置での通過を検出する検出部、を有したフォーカルプレーンシャッタと、前記検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、機械式の後幕の走行特性に応じて電子先幕を制御する撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４５６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような電子先幕を採用した撮像装置において、機械式の後幕の駆動を制御する撮像装置は存在しない。
【０００５】
そこで本発明は、電子先幕を採用した撮像装置において機械式の後幕の駆動を制御する撮像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】
【０００６】
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、開口を有する基板、前記開口を開閉可能な機械式の後幕、前記後幕を駆動するアクチュエータ、前記後幕の走行の軌跡上での所定位置での通過を検出する検出部、を有したフォーカルプレーンシャッタと、前記検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、を備えた撮像装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子先幕を採用した撮像装置において機械式の後幕の駆動を制御する撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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】図２は、フォーカルプレーンシャッタの正面図である。
【図３】図３Ａ、３Ｂは、それぞれ先幕アクチュエータ、後幕アクチュエータの説明図である。
【図４】図４は、薄板の説明図である。
【図５】図５Ａ、５Ｂは、センサの説明図である。
【図６】図６は、フォーカルプレーンシャッタのタイミングチャートである。
【図７】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】図８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９】図９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１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２は、後幕の走行速度が遅くなった場合のタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、後幕コイルに印加される電流が変更された場合のタイミングチャートである。
【図１４】図１４Ａ、１４Ｂは、後幕コイルに印加される電流の値を補正するためのマップである。
【図１５】図１５Ａ〜１５Ｆは、後幕の走行期間中に後幕コイルに印加される電流の値の変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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７０ａ、後幕アクチュエータ７０ｂ、センサ６０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先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ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６０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、この指令を受けて先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ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。
【００１０】
制御部１１０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制御部の一例に相当する。具体的には、後述する先幕２０Ａ、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。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。
【００１１】
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、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１は、基板１０、羽根２１ａ、２１ｂ〜２４ｂ、アーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ、先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ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。
【００１２】
後幕２０Ｂは、４枚の羽根２１ｂ〜２４ｂから構成される。先幕２０Ａも同様に、４枚の羽根から構成されるが、図２には１枚の羽根２１ａのみを示している。先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは、いずれも機械式である。図２は、先幕２０Ａが重畳状態であり後幕２０Ｂが展開状態の場合を示している。図２の場合には、先幕２０Ａは開口１１から退避し、後幕２０Ｂが開口１１を閉鎖している。
【００１３】
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。
【００１４】
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４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂが設けられている。先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂは、それぞれ、軸部４５ａ、４５ｂを有している。軸部４５ａ、４５ｂは、基板１０に対して回転可能に支持されている。これにより、先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂは、基板１０に所定範囲を回転可能に支持されている。先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂには、それぞれ駆動ピン４３ａ、４３ｂが設けられている。基板１０には、駆動ピン４３ａ、４３ｂの移動をそれぞれ逃す逃げ孔１３ａ、１３ｂが設けられている。逃げ孔１３ａ、１３ｂは、それぞれ円弧状である。駆動ピン４３ａ、４３ｂは、それぞれアーム３１ａの嵌合孔、アーム３１ｂの嵌合孔と嵌合している。先幕駆動レバー４０ａが回転することにより、アーム３１ａが回転し、これにより先幕２０Ａが走行する。同様に、後幕駆動レバー４０ｂが回転することにより、アーム３１ｂが回転し、これにより後幕２０Ｂが走行する。尚、後幕駆動レバー４０ｂには薄板５０が設けられている。薄板５０は後幕駆動レバー４０ｂと共に回転する。センサ６０は、詳しくは後述するが、基板１０上に配置されている。
【００１５】
図３Ａ、３Ｂは、それぞれ先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ７０ｂの説明図である。先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ７０ｂは、基板１０に支持される。先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ７０ｂは、それぞれ先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂを駆動する。先幕アクチュエータ７０ａは、基板１０に回転可能に支持されたロータ７２ａ、励磁されることによりロータ７２ａとの間で磁力が作用するステータ７４ａ、ステータ７４ａを励磁するための先幕コイル７６ａを備えている。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。ロータ７２ａの回転軸は、先幕駆動レバー４０ａの軸部４５ａに連結されている。このため、先幕コイル７６ａへの通電によりロータ７２ａが回転し、先幕駆動レバー４０ａが回転する。先幕駆動レバー４０ａが回転することにより、先幕２０Ａが走行する。また、先幕コイル７６ａへの逆通電によりロータ７２ａが逆回転し、先幕２０Ａが前述とは逆方向に走行する。後幕アクチュエータ７０ｂについても同様に、後幕コイル７６ｂへの通電によって後幕アクチュエータ７０ｂのロータ７２ｂが回転することにより後幕駆動レバー４０ｂが回転し、後幕２０Ｂが走行する。また、後幕コイル７６ｂへの逆通電により、後幕２０Ｂは前述とは逆方向に走行する。尚、ロータ７２ａと先幕駆動レバー４０ａとの連結は、ギアなどを介して間接的に連結されていてもよい。即ち、ロータ７２ａの回転に連動して先幕駆動レバー４０ａが回転する構成であればよい。
【００１６】
図４は、薄板５０の説明図である。薄板５０は薄板状である。薄板５０は、後幕駆動レバー４０ｂの軸部４５ｂに嵌合する嵌合孔５２を有している。また薄板５０には、後幕駆動レバー４０ｂの係止ピン４９ｂと嵌合する係止孔５９が形成されている。薄板５０は、嵌合孔５２を中心とした反時計方向に、突出部５４、切欠部５５、突出部５６、切欠部５７が形成されている。突出部５４、５６は、径方向外側に突出している。係止孔５９は突出部５４の端に形成されている。
【００１７】
図５Ａ、５Ｂは、センサ６０の説明図である。センサ６０は、基板１０上に配置されている。センサ６０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５Ａ、５Ｂに示すように、後幕駆動レバー４０ｂの回転に応じて、薄板５０の突出部５４、５６は、発光素子６２、受光素子６３間に移動する。薄板５０の突出部５４、５６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５０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を検出でき、後幕駆動レバー４０ｂの位置を検出することができる。この結果、後幕２０Ｂの位置を検出することができる。
【００１８】
尚、センサ６０は上記のような構成に限定されない。例えば、センサ６０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５０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５０の位置を検出できる。
【００１９】
次に、フォーカルプレーンシャッタ１の動作について説明する。図６は、フォーカルプレーンシャッタ１のタイミングチャートである。図７〜１１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７〜１１においては、一部構成を省略してある。また、図７〜１１においては、羽根２１ａ、２１ｂのみを示している。羽根２１ｂは、後幕２０Ｂを構成する複数の羽根のうちの一枚であり、アーム３１ｂ、３２ｂの最も先端側に連結されている。また、羽根２１ｂは、後幕２０Ｂが走行する際に最も先に開口１１に進行する。尚、図１１は、露光作動終了の状態を示している。
【００２０】
図１１における露光作動終了の状態において、後幕コイル７６ｂに逆通電することにより後幕駆動レバー４０ｂが反時計方向へ回転する。これにより、図７に示すように後幕２０Ｂは重畳して開口１１から退避するように移動する。これにより、開口１１は全開状態となる。また、後幕駆動レバー４０ｂが反時計方向に回転することにより、薄板５０も反時計方向に回転する。薄板５０が反時計方向に回転することにより、切欠部５７、突出部５６、切欠部５５、突出部５４が順にセンサ６０の発光素子６２と受光素子６３との間を通過する。突出部５４が発光素子６２と受光素子６３との間に位置した状態で薄板５０が停止する。これにより、発光素子６２からの光は薄板５０の突出部５４により遮られる。上述したように、図６に示す露光前のチャージを行なうチャージ状態においては、切欠部５７、突出部５６、切欠部５５、突出部５４が発光素子６２と受光素子６３との間を通過することにより、センサ６０の出力信号が変化している。図６に示したセンサ６０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５０により遮蔽された際には受光素子６３はＬ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Ｈ信号を制御部１１０に出力する。
【００２１】
待機状態においては、開口１１は全開状態のまま維持される。その後、撮影に際してカメラＡのレリーズボタンが押されると、撮像素子１３０のデータクリアを行なうリセット状態を経て、所定期間経過後に露光を行なう露光状態となる。露光状態においては、制御部１１０は撮像素子１３０を制御して電子先幕を露光開始位置から露光終了位置へと擬似的に走行させる。電子先幕の走行が開始して所定時間後、制御部１１０は駆動制御部１７０に指令を出して後幕コイル７６ｂに電流値Ａ１の電流を印加させる。ここで、電流値Ａ１は、本実施例のカメラＡの出荷時に設定されている値である。後幕コイル７６ｂに電流が印加されることにより、ロータ７２ｂは時計方向に回転する。これにより、後幕２０Ｂが開口１１に向けて走行を開始する。これにより、羽根２１ｂは、図７〜１１に示すように、後幕２０Ｂが開口１１を閉じる。
【００２２】
図７において、後幕２０Ｂが走行する軌跡上に３つの地点である地点Ａ〜Ｃを示している。地点Ａ〜Ｃは、センサ６０が検出可能な後幕２０Ｂの通過位置を示している。また、図７には、走行開始時での羽根２１ｂの先端の位置をスタート地点Ｓとして示しており、走行終了時での羽根２１ｂの先端の位置を停止地点Ｅとして示している。
【００２３】
図７の状態から後幕コイル７６ｂに通電することにより、後幕駆動レバー４０ｂが時計方向に回転すると、羽根２１ｂが開口１１に進行する。羽根２１ｂがスタート地点Ｓから地点Ａまでの区間ＳＡを走行する間では、薄板５０の突出部５４は発光素子６２の光を遮断している。図８に示すように、羽根２１ｂの先端が地点Ａに到達した場合には、発光素子６２の光は薄板５０の切欠部５５を通過して受光素子６３で受光される。これにより、図６に示す露光状態において、センサ６０の信号はＬ信号からＨ信号に切り替わる。従って、制御部１１０は、センサ６０の信号の変化により後幕２０Ｂ、詳細には羽根２１ｂが地点Ａを通過したことを検出できる。
【００２４】
羽根２１ｂが地点Ａから地点Ｂまでの区間ＡＢを走行する間では、発光素子６２の光は薄板５０の切欠部５５を通過して受光素子６３で受光される。図９に示すように、羽根２１ｂの先端が地点Ｂに到達した場合には、発光素子６２の光は薄板５０の突出部５６によって遮断される。これにより、センサ６０の信号はＨ信号からＬ信号に切り替わる。従って、制御部１１０は、センサ６０からの信号の変化により羽根２１ｂが地点Ｂを通過したことを検出できる。尚、地点Ｂは、後幕２０Ｂが走行する方向での開口１１の中間地点、即ち地点Ａと地点Ｃとの中間地点であるが、この位置に限られない。
【００２５】
羽根２１ｂが地点Ｂから地点Ｃまでの区間ＢＣを走行する間では、発光素子６２の光は薄板５０の突出部５６により遮断される。図１０に示すように、羽根２１ｂの先端が地点Ｃに到達した場合には、突出部５６は発光素子６２の光から退避し、発光素子６２の光は切欠部５７を通過して受光素子６３で受光される。これにより、センサ６０の出力信号はＬ信号からＨ信号に切り替わる。従って、制御部１１０は羽根２１ｂが地点Ｃを通過したことを検出できる。
【００２６】
更に後幕駆動レバー４０ｂが時計方向に回転して羽根２１ｂが区間ＣＥを走行する間では、発光素子６２の光は切欠部５７を通過して受光素子６３で受光される。図１１は、羽根２１ｂが停止した、すなわち露光作動終了の状態を示している。この状態では開口１１は後幕２０Ｂにより閉じられる。以上のように、薄板５０とセンサ６０とにより、後幕２０Ｂが地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃを通過したことを検出できる。
【００２７】
図６に示した、露出状態における開口の状態において、制御部１１０が撮像素子１３０の蓄積電荷を画素ライン毎に開口１１の下部から上部へ、すなわち、地点Sから地点E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た電子先幕の走行軌跡の例を実線で示している。露出期間ＡＴは、電子先幕における地点Ａを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始から、後幕２０Ｂの羽根２１ｂの先端が地点Ａに到達するまでの時間、すなわち、開口下部露出時間を示す。また、同様に、露出期間ＢＴは、電子先幕における地点Ｂを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始から、後幕２０Ｂの羽根２１ｂの先端が地点Ｂに到達するまでの時間、すなわち、開口中部露出時間を示し、また、露出期間ＣＴは、電子先幕における地点Ｃを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始から、後幕２０Ｂの羽根２１ｂの先端が地点Ｃに到達するまでの時間、すなわち、開口上部露出時間を示している。
【００２８】
ここで、後幕コイル７６ｂに印加される電流値Ａ１は、カメラＡの初期状態において露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴが一致するように設定されている。換言すれば、電流値Ａ１は、カメラＡの初期状態において、開口内における複数の画素ラインにおける露出期間とが一致するように設定されている。すなわち、開口下部露出時間、開口中部露出時間、開口上部露出時間が一致するような電流値Ａ１により後幕２０Ｂが駆動されるため、開口１１内において露光ムラのない撮影が可能となる。
【００２９】
走行期間ｔＡＢは、羽根２１ｂが地点Ａから地点Ｂへ走行する期間を示している。走行期間ｔＢＣは、羽根２１ｂが地点Ｂから地点Ｃへ走行する期間を示している。制御部１１０は、センサ６０の信号の切り替わりによりこの走行期間ｔＡＢ、ｔＢＣを把握することができる。制御部１１０は、これらのセンサ６０の信号の切り替わりにより、羽根２１ｂが地点Ａから地点Cへ走行する期間、すなわち、後幕２０Ｂの走行期間を把握することができる。
【００３０】
同様に、制御部１１０は、既知の計時手段により、電子先幕における地点Ａを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始から地点Ｃを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始までの期間、すなわち、電子先幕の走行期間を把握することができる。
【００３１】
ここで、カメラＡの初期状態において、後幕２０Ｂの走行期間と電子先幕の走行期間とが一致している。すなわち、カメラＡの初期状態において、後幕コイル７６ｂに印加される電流値Ａ１は、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間とが一致するように後幕２０Ｂを駆動する。これにより、開口１１内において露光ムラのない撮影が可能となる。
【００３２】
経時変化により、後幕アクチュエータ７０ｂのロータ７２ｂの回転速度が遅くなるおそれがある。ロータ７２ｂの回転速度が遅くなると、後幕２０Ｂの走行速度も遅くなる。図１２は、後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合のタイミングチャートである。Ｔ１´は、走行速度が遅くなった場合での後幕２０Ｂの走行を示している。Ｔ１は、走行速度が遅くなる前の初期状態での後幕２０Ｂの走行を示している。走行期間ｔＡＢ´は、走行速度が遅くなった場合での羽根２１ｂが区間ＡＢを走行する期間を示している。走行期間ｔＢＣ´は、走行速度が遅くなった場合での羽根２１ｂが区間ＢＣを走行する期間を示している。羽根２１ｂの走行速度が遅くなると、走行期間ｔＡＢ´、ｔＢＣ´は、それぞれ走行期間ｔＡＢ、ｔＢＣよりも大きくなる。
【００３３】
後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合での露出期間ＡＴ´、ＢＴ´、ＣＴ´は、それぞれ、遅くなる前の初期状態での露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴよりも長くなっている。また、露出期間ＢＴ´と露出期間ＢＴとの差は、露出期間ＡＴ´と露出期間ＡＴとの差よりも大きく、露出期間ＣＴ´と露出期間ＣＴとの差は、露出期間ＢＴ´と露出期間ＢＴとの差よりも大きい。すなわち、後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合、開口下部露出時間の時間変化よりも開口中部露出時間の時間変化が大きく、また、開口中部露出時間の時間変化よりも開口上部露出時間の時間変化のほうが大きくなる。このように、露光期間の差は、停止地点Ｅに近い画素ラインほど大きくなる。このように、各画素ラインで露光期間に差が生じて、撮像画像にムラが生じるおそれがある。本実施例のカメラＡの制御部１１０は、このような後幕２０Ｂの走行速度の低下に応じて、後幕コイル７６ｂへ供給する電力を変更する。具体的には、制御部１１０は、電圧は一定のまま後幕コイル７６ｂに印加する電流の値を変更する。
【００３４】
図１３は、後幕コイル７６ｂに印加される電流が変更された場合のタイミングチャートである。制御部１１０は、羽根２１ｂがＳＢ区間を走行する間に後幕コイル７６ｂに印加する電流の値を、電流値Ａ１から電流値Ａ２へと増大させる。また、制御部１１０は、羽根２１ｂがＢＥ区間を走行する間に後幕コイル７６ｂに印加する電流の値を、電流値Ａ２から電流値Ａ３へと増大させる。これにより、Ｔ１´で示される前回の後幕２０Ｂの走行に対して、今回、初期状態での後幕２０Ｂの走行Ｔ１に戻すことができる。これにより、電流値を変更した後での露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴを一致させ、電子先幕と後幕２０Ｂによる開口内における複数の画素ラインにおける露出期間のバラツキを抑えることができる。尚、電流値Ａ３は、電流値Ａ２よりも大きい。電流値Ａ２から電流値Ａ３に変更するタイミングは、後幕２０Ｂの走行を開始してからセンサ６０の信号がＨ信号からＬ信号に切り変わった時であるが、これに限定されない。また、電流値を変更した後においては、露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴの全てが一致することが望ましいが、このうち少なくとも２つが一致していればよい。
【００３５】
このように後幕コイル７６ｂに印加される電流値を増大させることにより、経時変化により後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合であっても、後幕２０Ｂを初期状態と同じ動作特性で走行させることができる。これにより、後幕２０Ｂの動作特性を電子先幕の動作特性と一致するように制御することができる。具体的には、露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴが一致し、また、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間とが一致する。よって、電子先幕と後幕２０Ｂによる開口内における複数の画素ラインでの露出期間の差を抑制できるため撮像画像にムラが生じることを抑制できる。
【００３６】
図１４Ａ、１４Ｂは、後幕コイル７６ｂに印加される電流の値を補正するためのマップである。このようなマップは、制御部１１０のＲＯＭに予め記憶されている。図１４Ａの縦軸は、今回の露光動作での走行期間ｔＡＢ´から前回の露光動作での走行期間ｔＡＢを減算した値を示している。図１４Ｂの縦軸は、今回の露光動作での走行期間ｔＢＣ´から前回の露光動作での走行期間ｔＢＣを減算した値を示している。図１４Ａ、１４Ｂの横軸は、初期状態での電流の値Ａ１の補正電流値を示している。走行期間ｔＡＢ´から走行期間ｔＡＢを減算した値は、後幕２０Ｂの走行速度の変化によって生じる、羽根２１ｂが区間ＡＢを走行するのに要した時間の差を意味する。走行期間ｔＢＣ´から走行期間ｔＢＣを減算した値は、後幕２０Ｂの走行速度の変化によって生じる、羽根２１ｂが区間ＢＣを走行するのに要した時間の差を意味する。
【００３７】
補正電流値は、初期状態の電流の値Ａ１に追加される電流値である。補正電流値は、プラスの値又はマイナスの値である。図１４Ａで示されている補正電流値は、羽根２１ｂがＳＢ区間を走行する間に後幕コイル７６ｂに印加される電流の値Ａ１に追加される電流値である。図１４Ｂで示されている補正電流値は、羽根２１ｂがＢＥ区間を走行する間に後幕コイル７６ｂに印加される電流の値Ａ１に追加される電流値である。このように、羽根２１ｂが所定区間を走行するのに要した時間の差に基づいて後幕コイル７６ｂに印加される電流の値を補正することにより、後幕２０Ｂの走行速度が遅れた場合であっても、次回の露光作動時において後幕２０Ｂの走行速度を元の初期状態に戻すことができる。これにより、後幕２０Ｂの走行速度が低下した場合であっても、次回の露光動作字には後幕２０Ｂの走行速度を初期状態に復帰させることができる。これにより、後幕２０Ｂの動作特性が電子先幕の動作特性に一致するように制御される。
【００３８】
尚、後幕コイル７６ｂに印加される電流の値が一定であるにもかかわらず、何らかの原因により後幕２０Ｂの走行速度が増大する場合があり得る。そのような場合には、補正電流値はマイナスの値となるため、このマイナスの値を初期状態での電流値Ａ１に加算することにより、補正後の電流値は初期状態での電流値Ａ１よりも低下する。このように、後幕２０Ｂの走行速度が増大した場合であっても、後幕２０Ｂの走行速度を初期状態の走行速度に一致させることができる。
【００３９】
本実施例では、後幕２０Ｂの走行期間中での電力値の変更のタイミングは、羽根２１ｂが地点Ｂを通過した時である。しかしながら、後幕２０Ｂの走行期間中での電力の変更のタイミングは、羽根２１ｂが地点Ｂを通過した時に限定されない。例えば、羽根２１ｂが地点Ａ、地点Ｂの何れかの地点を通過して一定期間経過した後に電流値を変更してもよい。
【００４０】
図１５Ａ〜１５Ｆは、後幕２０Ｂの走行期間中に後幕コイル７６ｂに印加される電流の値の変形例の説明図である。図１５Ａに示すように、後幕２０Ｂが走行する全区間で電流値を、初期状態の電流値Ａ１よりも大きな電流値Ａ２にしてもよい。例えば、カメラＡが高温環境下で使用される場合には、後幕コイル７６ｂが高温化して抵抗値が増大して、後幕コイル７６ｂに流れる電流の値が低下するおそれがある。このような場合に、電流値を補正することにより、後幕２０Ｂ走行速度の低下を抑制できる。
【００４１】
図１５Ｂに示すように、後幕２０Ｂの走行中に初期状態での電流値Ａ１から電流値Ａ２に変更してもよい。図１５Ｃに示すように、後幕２０Ｂの走行中に、電流値Ａ３から電流値Ａ３よりも低い電流値Ａ２に変更してもよい。
【００４２】
図１５Ｄに示すように、後幕２０Ｂの走行中に後幕コイル７６ｂに印加する電流を停止して後幕２０Ｂの走行速度を減速してもよい。これにより走行中の後幕２０Ｂが停止する直前でロータ７２ｂのトルクが弱まり、後幕２０Ｂの停止時でのバウンドを防止できる。尚、この場合で電流の停止タイミングは、例えば羽根２１ｂが地点Ｂを通過してから地点Ｃを通過するまでの間であってもよいし、または羽根２１ｂが地点Ｃを通過した時であってもよい。
【００４３】
図１５Ｅに示すように、後幕２０Ｂの走行中に電流値Ａ１の逆方向の電流（電流値‐Ａ１）を印加してもよい。これにより、ロータ７２ｂは停止する直前で逆方向に回転しようとするので、後幕２０Ｂの走行速度を停止直前で減速することができる。従ってこれによっても、後幕２０Ｂのバウンドを抑制できる。
【００４４】
図１５Ｆに示すように後幕２０Ｂの走行中に、電流値Ａ１よりも低い電流値Ａ−１から、電流値Ａ１、電流値Ａ２の順に変更してもよい。このように後幕２０Ｂの走行中に電流の値を２回変更してもよいし、更に複数回変更してもよい。
【００４５】
従来の撮像装置においては、機械式の後幕の動作特性に応じて電子先幕を制御することで電子先幕、後幕の動作特性を一致させていた。しかしながら、このような制御を行なうと、電子先幕、後幕がともに経時変化や環境変化により幕速が変わってしまうという不具合点がある。これにより、電子先幕、後幕の動作特性を一致させる制御が複雑になり電子先幕と後幕による開口内における複数の画素ラインにおける露出期間のバラツキの原因となる。また、高速移動中の被写体撮影時のフォーカルプレーン現象によって生じる画像歪が経時変化や環境変化で変わってしまうという問題点が生じる。本実施例の撮像装置においては、基本的に動作特性が変化しない電子先幕の走行特性に応じて機械式の後幕の走行特性の制御を行うため、従来と比べ、開口内における複数の画素ラインにおける露出期間のバラツキを抑えることができる。
【００４６】
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。
【００４７】
上記実施例においては、後幕コイル７６ｂに印加される電流値を変更したが、電流値を変更する代わりに電圧値を変更してもよい。これによっても後幕コイル７６ｂに供給される電力を変更できるからである。
【００４８】
対向する発光素子及び受光素子を備えたセンサを基板１０に設け、後幕２０Ｂが発光素子と受光素子との間を通過することにより、後幕２０Ｂの、例えば羽根２１ｂがこのセンサが設けられた位置を通過したことを検出してもよい。この場合、後幕２０Ｂがこのセンサから退避している場合には、受光素子は発光素子からの光を受光する。後幕２０Ｂがこのセンサを通過する場合には、発光素子の光は後幕２０Ｂにより遮断されて受光素子は受光しない。
【００４９】
上記のように、幕の走行の軌跡上での所定位置での通過を検出するセンサを、先幕２０Ａ用と後幕２０Ｂ用との双方に設けてもよい。これにより、電子先幕を使用せずに先幕２０Ａ、後幕２０Ｂで露出制御してもよい。
【００５０】
カメラＡは、先幕２０Ａ、先幕アクチュエータ７０ａを備えていなくてもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
上記実施例においては、羽根が合成樹脂製である場合を説明したが、薄く形成された金属製の羽根であってもよい。
【００５３】
上記実施例において、先幕及び後幕は、それぞれ４枚の羽根から構成されるが、これに限定されない。先幕及び後幕は、それぞれ２枚以上の羽根で構成されていればよい。
【００５４】
センサ６０は、薄板５０により発光素子６２から受光素子６３に向かう光が遮断されることにより、後幕駆動レバー４０ｂの位置を検出するものであるが、このような構成に限定されない。例えば、後幕２０Ｂの走行に伴い、受光素子から発光素子に向かう光を後幕駆動レバー４０ｂが遮断するように突出部を後幕駆動レバー４０ｂに設けてもよい。
【００５５】
上記実施例において、後幕コイル７６ｂに印加される電力を制御することにより、開口内における複数の画素ラインにおける露出期間とを一致させ、さらに電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間とを一致させた例を挙げたが、開口内における複数の画素ラインにおける露出期間のみを一致させ、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間は一致させなくてもよい。
【００５６】
また、上記実施例において、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間のみ一致させてもよい。すなわち、制御部１１０が、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間とが一致するように後幕を駆動するアクチュエータへの電力を制御することにより、経時変化により後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合であっても、後幕２０Ｂを初期状態と同じ動作特性で走行させ撮像画像のムラを抑制してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１ フォーカルプレーンシャッタ
１０ 基板
２０Ａ 先幕
２０Ｂ 後幕
２１ａ、２１ｂ 羽根
３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ アーム
４０ａ 先幕駆動レバー
４０ｂ 後幕駆動レバー
５０ 薄板
５４、５６ 突出部
５５、５７ 切欠部
６０ 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
７６ｂ 後幕コイル
１１０ 制御部
１３０ 撮像素子
１７０ 駆動制御部
ＡＴ、ＢＴ、ＣＴ、ＡＴ´、ＢＴ´、ＣＴ´ 露光期間
ｔＡＢ、ｔＢＣ、ｔＡＢ´、ｔＢＣ´ 走行期間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、機械式の後幕の走行特性に応じて電子先幕を制御する撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４５６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような電子先幕を採用した撮像装置において、機械式の後幕の駆動を制御する撮像装置は存在しない。
【０００５】
そこで本発明は、電子先幕を採用した撮像装置において機械式の後幕の駆動を制御する撮像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】
【０００６】
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、開口を有する基板、前記開口を開閉可能な機械式の後幕、前記後幕を駆動するアクチュエータ、前記後幕の走行の軌跡上での所定位置での通過を検出する検出部、を有したフォーカルプレーンシャッタと、前記検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、を備えた撮像装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子先幕を採用した撮像装置において機械式の後幕の駆動を制御する撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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】図２は、フォーカルプレーンシャッタの正面図である。
【図３】図３Ａ、３Ｂは、それぞれ先幕アクチュエータ、後幕アクチュエータの説明図である。
【図４】図４は、薄板の説明図である。
【図５】図５Ａ、５Ｂは、センサの説明図である。
【図６】図６は、フォーカルプレーンシャッタのタイミングチャートである。
【図７】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】図８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９】図９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１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２は、後幕の走行速度が遅くなった場合のタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、後幕コイルに印加される電流が変更された場合のタイミングチャートである。
【図１４】図１４Ａ、１４Ｂは、後幕コイルに印加される電流の値を補正するためのマップである。
【図１５】図１５Ａ〜１５Ｆは、後幕の走行期間中に後幕コイルに印加される電流の値の変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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７０ａ、後幕アクチュエータ７０ｂ、センサ６０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先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ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６０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、この指令を受けて先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ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。
【００１０】
制御部１１０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制御部の一例に相当する。具体的には、後述する先幕２０Ａ、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。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。
【００１１】
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、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１は、基板１０、羽根２１ａ、２１ｂ〜２４ｂ、アーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ、先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ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。
【００１２】
後幕２０Ｂは、４枚の羽根２１ｂ〜２４ｂから構成される。先幕２０Ａも同様に、４枚の羽根から構成されるが、図２には１枚の羽根２１ａのみを示している。先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは、いずれも機械式である。図２は、先幕２０Ａが重畳状態であり後幕２０Ｂが展開状態の場合を示している。図２の場合には、先幕２０Ａは開口１１から退避し、後幕２０Ｂが開口１１を閉鎖している。
【００１３】
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。
【００１４】
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４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂが設けられている。先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂは、それぞれ、軸部４５ａ、４５ｂを有している。軸部４５ａ、４５ｂは、基板１０に対して回転可能に支持されている。これにより、先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂは、基板１０に所定範囲を回転可能に支持されている。先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂには、それぞれ駆動ピン４３ａ、４３ｂが設けられている。基板１０には、駆動ピン４３ａ、４３ｂの移動をそれぞれ逃す逃げ孔１３ａ、１３ｂが設けられている。逃げ孔１３ａ、１３ｂは、それぞれ円弧状である。駆動ピン４３ａ、４３ｂは、それぞれアーム３１ａの嵌合孔、アーム３１ｂの嵌合孔と嵌合している。先幕駆動レバー４０ａが回転することにより、アーム３１ａが回転し、これにより先幕２０Ａが走行する。同様に、後幕駆動レバー４０ｂが回転することにより、アーム３１ｂが回転し、これにより後幕２０Ｂが走行する。尚、後幕駆動レバー４０ｂには薄板５０が設けられている。薄板５０は後幕駆動レバー４０ｂと共に回転する。センサ６０は、詳しくは後述するが、基板１０上に配置されている。
【００１５】
図３Ａ、３Ｂは、それぞれ先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ７０ｂの説明図である。先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ７０ｂは、基板１０に支持される。先幕アクチュエータ７０ａ、後幕アクチュエータ７０ｂは、それぞれ先幕駆動レバー４０ａ、後幕駆動レバー４０ｂを駆動する。先幕アクチュエータ７０ａは、基板１０に回転可能に支持されたロータ７２ａ、励磁されることによりロータ７２ａとの間で磁力が作用するステータ７４ａ、ステータ７４ａを励磁するための先幕コイル７６ａを備えている。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。ロータ７２ａの回転軸は、先幕駆動レバー４０ａの軸部４５ａに連結されている。このため、先幕コイル７６ａへの通電によりロータ７２ａが回転し、先幕駆動レバー４０ａが回転する。先幕駆動レバー４０ａが回転することにより、先幕２０Ａが走行する。また、先幕コイル７６ａへの逆通電によりロータ７２ａが逆回転し、先幕２０Ａが前述とは逆方向に走行する。後幕アクチュエータ７０ｂについても同様に、後幕コイル７６ｂへの通電によって後幕アクチュエータ７０ｂのロータ７２ｂが回転することにより後幕駆動レバー４０ｂが回転し、後幕２０Ｂが走行する。また、後幕コイル７６ｂへの逆通電により、後幕２０Ｂは前述とは逆方向に走行する。尚、ロータ７２ａと先幕駆動レバー４０ａとの連結は、ギアなどを介して間接的に連結されていてもよい。即ち、ロータ７２ａの回転に連動して先幕駆動レバー４０ａが回転する構成であればよい。
【００１６】
図４は、薄板５０の説明図である。薄板５０は薄板状である。薄板５０は、後幕駆動レバー４０ｂの軸部４５ｂに嵌合する嵌合孔５２を有している。また薄板５０には、後幕駆動レバー４０ｂの係止ピン４９ｂと嵌合する係止孔５９が形成されている。薄板５０は、嵌合孔５２を中心とした反時計方向に、突出部５４、切欠部５５、突出部５６、切欠部５７が形成されている。突出部５４、５６は、径方向外側に突出している。係止孔５９は突出部５４の端に形成されている。
【００１７】
図５Ａ、５Ｂは、センサ６０の説明図である。センサ６０は、基板１０上に配置されている。センサ６０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５Ａ、５Ｂに示すように、後幕駆動レバー４０ｂの回転に応じて、薄板５０の突出部５４、５６は、発光素子６２、受光素子６３間に移動する。薄板５０の突出部５４、５６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５０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を検出でき、後幕駆動レバー４０ｂの位置を検出することができる。この結果、後幕２０Ｂの位置を検出することができる。
【００１８】
尚、センサ６０は上記のような構成に限定されない。例えば、センサ６０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５０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５０の位置を検出できる。
【００１９】
次に、フォーカルプレーンシャッタ１の動作について説明する。図６は、フォーカルプレーンシャッタ１のタイミングチャートである。図７〜１１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７〜１１においては、一部構成を省略してある。また、図７〜１１においては、羽根２１ａ、２１ｂのみを示している。羽根２１ｂは、後幕２０Ｂを構成する複数の羽根のうちの一枚であり、アーム３１ｂ、３２ｂの最も先端側に連結されている。また、羽根２１ｂは、後幕２０Ｂが走行する際に最も先に開口１１に進行する。尚、図１１は、露光作動終了の状態を示している。
【００２０】
図１１における露光作動終了の状態において、後幕コイル７６ｂに逆通電することにより後幕駆動レバー４０ｂが反時計方向へ回転する。これにより、図７に示すように後幕２０Ｂは重畳して開口１１から退避するように移動する。これにより、開口１１は全開状態となる。また、後幕駆動レバー４０ｂが反時計方向に回転することにより、薄板５０も反時計方向に回転する。薄板５０が反時計方向に回転することにより、切欠部５７、突出部５６、切欠部５５、突出部５４が順にセンサ６０の発光素子６２と受光素子６３との間を通過する。突出部５４が発光素子６２と受光素子６３との間に位置した状態で薄板５０が停止する。これにより、発光素子６２からの光は薄板５０の突出部５４により遮られる。上述したように、図６に示す露光前のチャージを行なうチャージ状態においては、切欠部５７、突出部５６、切欠部５５、突出部５４が発光素子６２と受光素子６３との間を通過することにより、センサ６０の出力信号が変化している。図６に示したセンサ６０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５０により遮蔽された際には受光素子６３はＬ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Ｈ信号を制御部１１０に出力する。
【００２１】
待機状態においては、開口１１は全開状態のまま維持される。その後、撮影に際してカメラＡのレリーズボタンが押されると、撮像素子１３０のデータクリアを行なうリセット状態を経て、所定期間経過後に露光を行なう露光状態となる。露光状態においては、制御部１１０は撮像素子１３０を制御して電子先幕を露光開始位置から露光終了位置へと擬似的に走行させる。電子先幕の走行が開始して所定時間後、制御部１１０は駆動制御部１７０に指令を出して後幕コイル７６ｂに電流値Ａ１の電流を印加させる。ここで、電流値Ａ１は、本実施例のカメラＡの出荷時に設定されている値である。後幕コイル７６ｂに電流が印加されることにより、ロータ７２ｂは時計方向に回転する。これにより、後幕２０Ｂが開口１１に向けて走行を開始する。これにより、羽根２１ｂは、図７〜１１に示すように、後幕２０Ｂが開口１１を閉じる。
【００２２】
図７において、後幕２０Ｂが走行する軌跡上に３つの地点である地点Ａ〜Ｃを示している。地点Ａ〜Ｃは、センサ６０が検出可能な後幕２０Ｂの通過位置を示している。また、図７には、走行開始時での羽根２１ｂの先端の位置をスタート地点Ｓとして示しており、走行終了時での羽根２１ｂの先端の位置を停止地点Ｅとして示している。
【００２３】
図７の状態から後幕コイル７６ｂに通電することにより、後幕駆動レバー４０ｂが時計方向に回転すると、羽根２１ｂが開口１１に進行する。羽根２１ｂがスタート地点Ｓから地点Ａまでの区間ＳＡを走行する間では、薄板５０の突出部５４は発光素子６２の光を遮断している。図８に示すように、羽根２１ｂの先端が地点Ａに到達した場合には、発光素子６２の光は薄板５０の切欠部５５を通過して受光素子６３で受光される。これにより、図６に示す露光状態において、センサ６０の信号はＬ信号からＨ信号に切り替わる。従って、制御部１１０は、センサ６０の信号の変化により後幕２０Ｂ、詳細には羽根２１ｂが地点Ａを通過したことを検出できる。
【００２４】
羽根２１ｂが地点Ａから地点Ｂまでの区間ＡＢを走行する間では、発光素子６２の光は薄板５０の切欠部５５を通過して受光素子６３で受光される。図９に示すように、羽根２１ｂの先端が地点Ｂに到達した場合には、発光素子６２の光は薄板５０の突出部５６によって遮断される。これにより、センサ６０の信号はＨ信号からＬ信号に切り替わる。従って、制御部１１０は、センサ６０からの信号の変化により羽根２１ｂが地点Ｂを通過したことを検出できる。尚、地点Ｂは、後幕２０Ｂが走行する方向での開口１１の中間地点、即ち地点Ａと地点Ｃとの中間地点であるが、この位置に限られない。
【００２５】
羽根２１ｂが地点Ｂから地点Ｃまでの区間ＢＣを走行する間では、発光素子６２の光は薄板５０の突出部５６により遮断される。図１０に示すように、羽根２１ｂの先端が地点Ｃに到達した場合には、突出部５６は発光素子６２の光から退避し、発光素子６２の光は切欠部５７を通過して受光素子６３で受光される。これにより、センサ６０の出力信号はＬ信号からＨ信号に切り替わる。従って、制御部１１０は羽根２１ｂが地点Ｃを通過したことを検出できる。
【００２６】
更に後幕駆動レバー４０ｂが時計方向に回転して羽根２１ｂが区間ＣＥを走行する間では、発光素子６２の光は切欠部５７を通過して受光素子６３で受光される。図１１は、羽根２１ｂが停止した、すなわち露光作動終了の状態を示している。この状態では開口１１は後幕２０Ｂにより閉じられる。以上のように、薄板５０とセンサ６０とにより、後幕２０Ｂが地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃを通過したことを検出できる。
【００２７】
図６に示した、露出状態における開口の状態において、制御部１１０が撮像素子１３０の蓄積電荷を画素ライン毎に開口１１の下部から上部へ、すなわち、地点Sから地点E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た電子先幕の走行軌跡の例を実線で示している。露出期間ＡＴは、電子先幕における地点Ａを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始から、後幕２０Ｂの羽根２１ｂの先端が地点Ａに到達するまでの時間、すなわち、開口下部露出時間を示す。また、同様に、露出期間ＢＴは、電子先幕における地点Ｂを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始から、後幕２０Ｂの羽根２１ｂの先端が地点Ｂに到達するまでの時間、すなわち、開口中部露出時間を示し、また、露出期間ＣＴは、電子先幕における地点Ｃを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始から、後幕２０Ｂの羽根２１ｂの先端が地点Ｃに到達するまでの時間、すなわち、開口上部露出時間を示している。
【００２８】
ここで、後幕コイル７６ｂに印加される電流値Ａ１は、カメラＡの初期状態において露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴが一致するように設定されている。換言すれば、電流値Ａ１は、カメラＡの初期状態において、開口内における複数の画素ラインにおける露出期間とが一致するように設定されている。すなわち、開口下部露出時間、開口中部露出時間、開口上部露出時間が一致するような電流値Ａ１により後幕２０Ｂが駆動されるため、開口１１内において露光ムラのない撮影が可能となる。
【００２９】
走行期間ｔＡＢは、羽根２１ｂが地点Ａから地点Ｂへ走行する期間を示している。走行期間ｔＢＣは、羽根２１ｂが地点Ｂから地点Ｃへ走行する期間を示している。制御部１１０は、センサ６０の信号の切り替わりによりこの走行期間ｔＡＢ、ｔＢＣを把握することができる。制御部１１０は、これらのセンサ６０の信号の切り替わりにより、羽根２１ｂが地点Ａから地点Cへ走行する期間、すなわち、後幕２０Ｂの走行期間を把握することができる。
【００３０】
同様に、制御部１１０は、既知の計時手段により、電子先幕における地点Ａを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始から地点Ｃを含む撮像素子１３０の画素ラインの蓄積電荷のリセット動作開始までの期間、すなわち、電子先幕の走行期間を把握することができる。
【００３１】
ここで、カメラＡの初期状態において、後幕２０Ｂの走行期間と電子先幕の走行期間とが一致している。すなわち、カメラＡの初期状態において、後幕コイル７６ｂに印加される電流値Ａ１は、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間とが一致するように後幕２０Ｂを駆動する。これにより、開口１１内において露光ムラのない撮影が可能となる。
【００３２】
経時変化により、後幕アクチュエータ７０ｂのロータ７２ｂの回転速度が遅くなるおそれがある。ロータ７２ｂの回転速度が遅くなると、後幕２０Ｂの走行速度も遅くなる。図１２は、後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合のタイミングチャートである。Ｔ１´は、走行速度が遅くなった場合での後幕２０Ｂの走行を示している。Ｔ１は、走行速度が遅くなる前の初期状態での後幕２０Ｂの走行を示している。走行期間ｔＡＢ´は、走行速度が遅くなった場合での羽根２１ｂが区間ＡＢを走行する期間を示している。走行期間ｔＢＣ´は、走行速度が遅くなった場合での羽根２１ｂが区間ＢＣを走行する期間を示している。羽根２１ｂの走行速度が遅くなると、走行期間ｔＡＢ´、ｔＢＣ´は、それぞれ走行期間ｔＡＢ、ｔＢＣよりも大きくなる。
【００３３】
後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合での露出期間ＡＴ´、ＢＴ´、ＣＴ´は、それぞれ、遅くなる前の初期状態での露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴよりも長くなっている。また、露出期間ＢＴ´と露出期間ＢＴとの差は、露出期間ＡＴ´と露出期間ＡＴとの差よりも大きく、露出期間ＣＴ´と露出期間ＣＴとの差は、露出期間ＢＴ´と露出期間ＢＴとの差よりも大きい。すなわち、後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合、開口下部露出時間の時間変化よりも開口中部露出時間の時間変化が大きく、また、開口中部露出時間の時間変化よりも開口上部露出時間の時間変化のほうが大きくなる。このように、露光期間の差は、停止地点Ｅに近い画素ラインほど大きくなる。このように、各画素ラインで露光期間に差が生じて、撮像画像にムラが生じるおそれがある。本実施例のカメラＡの制御部１１０は、このような後幕２０Ｂの走行速度の低下に応じて、後幕コイル７６ｂへ供給する電力を変更する。具体的には、制御部１１０は、電圧は一定のまま後幕コイル７６ｂに印加する電流の値を変更する。
【００３４】
図１３は、後幕コイル７６ｂに印加される電流が変更された場合のタイミングチャートである。制御部１１０は、羽根２１ｂがＳＢ区間を走行する間に後幕コイル７６ｂに印加する電流の値を、電流値Ａ１から電流値Ａ２へと増大させる。また、制御部１１０は、羽根２１ｂがＢＥ区間を走行する間に後幕コイル７６ｂに印加する電流の値を、電流値Ａ２から電流値Ａ３へと増大させる。これにより、Ｔ１´で示される前回の後幕２０Ｂの走行に対して、今回、初期状態での後幕２０Ｂの走行Ｔ１に戻すことができる。これにより、電流値を変更した後での露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴを一致させ、電子先幕と後幕２０Ｂによる開口内における複数の画素ラインにおける露出期間のバラツキを抑えることができる。尚、電流値Ａ３は、電流値Ａ２よりも大きい。電流値Ａ２から電流値Ａ３に変更するタイミングは、後幕２０Ｂの走行を開始してからセンサ６０の信号がＨ信号からＬ信号に切り変わった時であるが、これに限定されない。また、電流値を変更した後においては、露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴの全てが一致することが望ましいが、このうち少なくとも２つが一致していればよい。
【００３５】
このように後幕コイル７６ｂに印加される電流値を増大させることにより、経時変化により後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合であっても、後幕２０Ｂを初期状態と同じ動作特性で走行させることができる。これにより、後幕２０Ｂの動作特性を電子先幕の動作特性と一致するように制御することができる。具体的には、露出期間ＡＴ、ＢＴ、ＣＴが一致し、また、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間とが一致する。よって、電子先幕と後幕２０Ｂによる開口内における複数の画素ラインでの露出期間の差を抑制できるため撮像画像にムラが生じることを抑制できる。
【００３６】
図１４Ａ、１４Ｂは、後幕コイル７６ｂに印加される電流の値を補正するためのマップである。このようなマップは、制御部１１０のＲＯＭに予め記憶されている。図１４Ａの縦軸は、今回の露光動作での走行期間ｔＡＢ´から前回の露光動作での走行期間ｔＡＢを減算した値を示している。図１４Ｂの縦軸は、今回の露光動作での走行期間ｔＢＣ´から前回の露光動作での走行期間ｔＢＣを減算した値を示している。図１４Ａ、１４Ｂの横軸は、初期状態での電流の値Ａ１の補正電流値を示している。走行期間ｔＡＢ´から走行期間ｔＡＢを減算した値は、後幕２０Ｂの走行速度の変化によって生じる、羽根２１ｂが区間ＡＢを走行するのに要した時間の差を意味する。走行期間ｔＢＣ´から走行期間ｔＢＣを減算した値は、後幕２０Ｂの走行速度の変化によって生じる、羽根２１ｂが区間ＢＣを走行するのに要した時間の差を意味する。
【００３７】
補正電流値は、初期状態の電流の値Ａ１に追加される電流値である。補正電流値は、プラスの値又はマイナスの値である。図１４Ａで示されている補正電流値は、羽根２１ｂがＳＢ区間を走行する間に後幕コイル７６ｂに印加される電流の値Ａ１に追加される電流値である。図１４Ｂで示されている補正電流値は、羽根２１ｂがＢＥ区間を走行する間に後幕コイル７６ｂに印加される電流の値Ａ１に追加される電流値である。このように、羽根２１ｂが所定区間を走行するのに要した時間の差に基づいて後幕コイル７６ｂに印加される電流の値を補正することにより、後幕２０Ｂの走行速度が遅れた場合であっても、次回の露光作動時において後幕２０Ｂの走行速度を元の初期状態に戻すことができる。これにより、後幕２０Ｂの走行速度が低下した場合であっても、次回の露光動作字には後幕２０Ｂの走行速度を初期状態に復帰させることができる。これにより、後幕２０Ｂの動作特性が電子先幕の動作特性に一致するように制御される。
【００３８】
尚、後幕コイル７６ｂに印加される電流の値が一定であるにもかかわらず、何らかの原因により後幕２０Ｂの走行速度が増大する場合があり得る。そのような場合には、補正電流値はマイナスの値となるため、このマイナスの値を初期状態での電流値Ａ１に加算することにより、補正後の電流値は初期状態での電流値Ａ１よりも低下する。このように、後幕２０Ｂの走行速度が増大した場合であっても、後幕２０Ｂの走行速度を初期状態の走行速度に一致させることができる。
【００３９】
本実施例では、後幕２０Ｂの走行期間中での電力値の変更のタイミングは、羽根２１ｂが地点Ｂを通過した時である。しかしながら、後幕２０Ｂの走行期間中での電力の変更のタイミングは、羽根２１ｂが地点Ｂを通過した時に限定されない。例えば、羽根２１ｂが地点Ａ、地点Ｂの何れかの地点を通過して一定期間経過した後に電流値を変更してもよい。
【００４０】
図１５Ａ〜１５Ｆは、後幕２０Ｂの走行期間中に後幕コイル７６ｂに印加される電流の値の変形例の説明図である。図１５Ａに示すように、後幕２０Ｂが走行する全区間で電流値を、初期状態の電流値Ａ１よりも大きな電流値Ａ２にしてもよい。例えば、カメラＡが高温環境下で使用される場合には、後幕コイル７６ｂが高温化して抵抗値が増大して、後幕コイル７６ｂに流れる電流の値が低下するおそれがある。このような場合に、電流値を補正することにより、後幕２０Ｂ走行速度の低下を抑制できる。
【００４１】
図１５Ｂに示すように、後幕２０Ｂの走行中に初期状態での電流値Ａ１から電流値Ａ２に変更してもよい。図１５Ｃに示すように、後幕２０Ｂの走行中に、電流値Ａ３から電流値Ａ３よりも低い電流値Ａ２に変更してもよい。
【００４２】
図１５Ｄに示すように、後幕２０Ｂの走行中に後幕コイル７６ｂに印加する電流を停止して後幕２０Ｂの走行速度を減速してもよい。これにより走行中の後幕２０Ｂが停止する直前でロータ７２ｂのトルクが弱まり、後幕２０Ｂの停止時でのバウンドを防止できる。尚、この場合で電流の停止タイミングは、例えば羽根２１ｂが地点Ｂを通過してから地点Ｃを通過するまでの間であってもよいし、または羽根２１ｂが地点Ｃを通過した時であってもよい。
【００４３】
図１５Ｅに示すように、後幕２０Ｂの走行中に電流値Ａ１の逆方向の電流（電流値‐Ａ１）を印加してもよい。これにより、ロータ７２ｂは停止する直前で逆方向に回転しようとするので、後幕２０Ｂの走行速度を停止直前で減速することができる。従ってこれによっても、後幕２０Ｂのバウンドを抑制できる。
【００４４】
図１５Ｆに示すように後幕２０Ｂの走行中に、電流値Ａ１よりも低い電流値Ａ−１から、電流値Ａ１、電流値Ａ２の順に変更してもよい。このように後幕２０Ｂの走行中に電流の値を２回変更してもよいし、更に複数回変更してもよい。
【００４５】
従来の撮像装置においては、機械式の後幕の動作特性に応じて電子先幕を制御することで電子先幕、後幕の動作特性を一致させていた。しかしながら、このような制御を行なうと、電子先幕、後幕がともに経時変化や環境変化により幕速が変わってしまうという不具合点がある。これにより、電子先幕、後幕の動作特性を一致させる制御が複雑になり電子先幕と後幕による開口内における複数の画素ラインにおける露出期間のバラツキの原因となる。また、高速移動中の被写体撮影時のフォーカルプレーン現象によって生じる画像歪が経時変化や環境変化で変わってしまうという問題点が生じる。本実施例の撮像装置においては、基本的に動作特性が変化しない電子先幕の走行特性に応じて機械式の後幕の走行特性の制御を行うため、従来と比べ、開口内における複数の画素ラインにおける露出期間のバラツキを抑えることができる。
【００４６】
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。
【００４７】
上記実施例においては、後幕コイル７６ｂに印加される電流値を変更したが、電流値を変更する代わりに電圧値を変更してもよい。これによっても後幕コイル７６ｂに供給される電力を変更できるからである。
【００４８】
対向する発光素子及び受光素子を備えたセンサを基板１０に設け、後幕２０Ｂが発光素子と受光素子との間を通過することにより、後幕２０Ｂの、例えば羽根２１ｂがこのセンサが設けられた位置を通過したことを検出してもよい。この場合、後幕２０Ｂがこのセンサから退避している場合には、受光素子は発光素子からの光を受光する。後幕２０Ｂがこのセンサを通過する場合には、発光素子の光は後幕２０Ｂにより遮断されて受光素子は受光しない。
【００４９】
上記のように、幕の走行の軌跡上での所定位置での通過を検出するセンサを、先幕２０Ａ用と後幕２０Ｂ用との双方に設けてもよい。これにより、電子先幕を使用せずに先幕２０Ａ、後幕２０Ｂで露出制御してもよい。
【００５０】
カメラＡは、先幕２０Ａ、先幕アクチュエータ７０ａを備えていなくてもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
上記実施例においては、羽根が合成樹脂製である場合を説明したが、薄く形成された金属製の羽根であってもよい。
【００５３】
上記実施例において、先幕及び後幕は、それぞれ４枚の羽根から構成されるが、これに限定されない。先幕及び後幕は、それぞれ２枚以上の羽根で構成されていればよい。
【００５４】
センサ６０は、薄板５０により発光素子６２から受光素子６３に向かう光が遮断されることにより、後幕駆動レバー４０ｂの位置を検出するものであるが、このような構成に限定されない。例えば、後幕２０Ｂの走行に伴い、受光素子から発光素子に向かう光を後幕駆動レバー４０ｂが遮断するように突出部を後幕駆動レバー４０ｂに設けてもよい。
【００５５】
上記実施例において、後幕コイル７６ｂに印加される電力を制御することにより、開口内における複数の画素ラインにおける露出期間とを一致させ、さらに電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間とを一致させた例を挙げたが、開口内における複数の画素ラインにおける露出期間のみを一致させ、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間は一致させなくてもよい。
【００５６】
また、上記実施例において、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間のみ一致させてもよい。すなわち、制御部１１０が、電子先幕の走行期間と後幕２０Ｂの走行期間とが一致するように後幕を駆動するアクチュエータへの電力を制御することにより、経時変化により後幕２０Ｂの走行速度が遅くなった場合であっても、後幕２０Ｂを初期状態と同じ動作特性で走行させ撮像画像のムラを抑制してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１ フォーカルプレーンシャッタ
１０ 基板
２０Ａ 先幕
２０Ｂ 後幕
２１ａ、２１ｂ 羽根
３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ アーム
４０ａ 先幕駆動レバー
４０ｂ 後幕駆動レバー
５０ 薄板
５４、５６ 突出部
５５、５７ 切欠部
６０ 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
７６ｂ 後幕コイル
１１０ 制御部
１３０ 撮像素子
１７０ 駆動制御部
ＡＴ、ＢＴ、ＣＴ、ＡＴ´、ＢＴ´、ＣＴ´ 露光期間
ｔＡＢ、ｔＢＣ、ｔＡＢ´、ｔＢＣ´ 走行期間
【特許請求の範囲】
【請求項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、
開口を有する基板、前記開口を開閉可能な機械式の後幕、前記後幕を駆動するアクチュエータ、前記後幕の走行の軌跡上での所定位置での通過を検出する検出部、を有したフォーカルプレーンシャッタと、
前記検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、複数の前記画素ラインのうち少なくとも２つの画素ラインでの露光期間が一致するように前記アクチュエータへ供給する電力を変更する、請求項１の撮像装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記電子先幕の走行期間と前記後幕の走行期間とが一致するように前記アクチュエータへ供給する電力を制御する、請求項１又は２の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動制御部は、前記後幕の走行中に前記アクチュエータへ供給する電力を変化させる、請求項１乃至３の何れかの撮像装置。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記後幕の走行中に前記アクチュエータへ供給する電力を停止する、請求項１乃至４の何れかの撮像装置。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記後幕の走行中に前記アクチュエータへの電力の通電方向を逆転する、請求項１乃至５の何れかの撮像装置。
【請求項７】
前記所定位置は、少なくとも２つである、請求項１乃至６の何れかの撮像装置。
【請求項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、
開口を有する基板、前記開口を開閉可能な機械式の後幕、前記後幕を駆動するアクチュエータ、前記後幕の走行の軌跡上での所定位置での通過を検出する検出部、を有したフォーカルプレーンシャッタと、
前記検出部の検出結果に応じて前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、複数の前記画素ラインのうち少なくとも２つの画素ラインでの露光期間が一致するように前記アクチュエータへ供給する電力を変更する、請求項１の撮像装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記電子先幕の走行期間と前記後幕の走行期間とが一致するように前記アクチュエータへ供給する電力を制御する、請求項１又は２の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動制御部は、前記後幕の走行中に前記アクチュエータへ供給する電力を変化させる、請求項１乃至３の何れかの撮像装置。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記後幕の走行中に前記アクチュエータへ供給する電力を停止する、請求項１乃至４の何れかの撮像装置。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記後幕の走行中に前記アクチュエータへの電力の通電方向を逆転する、請求項１乃至５の何れかの撮像装置。
【請求項７】
前記所定位置は、少なくとも２つである、請求項１乃至６の何れかの撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２０８２８０（Ｐ２０１２−２０８２８０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３２６７（Ｐ２０１１−７３２６７）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【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２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【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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