JPH09258294A - シャッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に超高速シャッタ秒時を出せる高性能なカ
メラ用のシャッタ装置を得る。 【解決手段】 光透過率を変えることにより光の通過を
制御する、たとえばエレクトロクロミック素子あるいは
ポッケルス効果を利用するＰＬＺＴによる物性シャッタ
１８を、撮影レンズ系１４，１５，１６の途中で絞り装
置１７に直列に配置する。機械的な遮光手段４，５を動
かすことにより光の通過を制御する機械式シャッタ２
を、撮影レンズ系による光路上で感光材３の直前に配置
する。機械式シャッタを開動作させた状態で前記物性シ
ャッタの光透過率を低い状態から高い状態に変化させ、
再び低い状態に変化させてから前記機械式シャッタを閉
動作させるように制御する制御装置ＣＰＵを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電界または磁界を
印加することにより光透過率を可変可能な電気磁気光学
素子による物性シャッタと機械式シャッタとを組合わせ
て用いているカメラのシャッタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、液晶やエレクトロクロミック
素子（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ；以下、ＥＣ素子
という）、あるいはポッケルス効果（Ｐｏｃｋｅｌｓ効
果）、ケル効果（Ｋｅｒｒ効果）、ファラデー効果（Ｆ
ａｒａｄａｙ効果）等に基づく電気磁気光学素子を応用
した、いわゆる物性シャッタとして機能する光路の開閉
装置が知られている。すなわち、このような物性シャッ
タは、従来から存在する機械式シャッタとは異なり、電
気や磁気などによって光路の開閉を制御できるものであ
る。そして、このような物性シャッタは、特に超高速シ
ャッタ秒時が可能である、開閉制御が容易にできる、作
動に伴う力学的な反作用がない、耐久性に優れている等
の利点をもっている。

【０００３】このような物性シャッタを用いたシャッタ
装置として、たとえば特開平５−１２７２１９号公報に
は、この物性シャッタを撮影レンズ系の絞り装置を設け
る位置に配置し、絞り装置としての機能とシャッタとし
ての機能とを併せ持たせるとともに、この物性シャッタ
に組合わせてフィルムの直前に機械式シャッタを配置し
ている電子シャッタ装置が提案されている。このような
装置では、カメラのレリーズ釦の押圧操作に連動し物性
シャッタに先立って機械式シャッタを開状態とするとと
もに、物性シャッタを開閉動作させ、これに遅れて機械
式シャッタを閉とすることにより、シャッタ速度を１／
１００００ｓｅｃという高速シャッタを実現しようとし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来例のシャッタ装置における物性シャッタによれ
ば、シャッタ機能とともに絞り機能も併せ持つものであ
るので、構造が複雑で、また制御も煩雑であるという問
題がある。さらに、上述したような物性シャッタと機械
式シャッタとを、カメラの撮影レンズ系を通ってフィル
ム面上に至る光路上にどのように配置するかについても
問題がある。

【０００５】すなわち、上述した物性シャッタ、たとえ
ばＥＣ素子によるものは、応答性がそれ程よくないた
め、特に超高速シャッタ秒時を必要とするカメラに採用
することは簡単にできない。また、高速動作が可能なポ
ッケルス効果、ケル効果等を利用した素子を用いて物性
シャッタを構成すると、シャッタ駆動に要する電源電圧
が高く、電源回路、その他が大型化し、さらに素子自体
も厚くなるという問題がある。

【０００６】さらに、上述した物性シャッタでは、その
いずれも製造上で生じる透過性のむらや塵などが付着す
ることを避けられず、これらがフィルム面上での画像を
乱す原因となるおそれがあり、その配設位置に配慮する
ことが必要である。このような配設位置の問題は、機械
式シャッタにおいても同様であり、このシャッタの駆動
部や機械的連結部が付設されているため、カメラ内での
配設位置を他の構成部品との関係において配慮する必要
がある。

【０００７】また、前述した物性シャッタは、シャッタ
閉時における遮光性が十分ではなく、銀塩フィルムを感
光材料として用いているカメラにおいて有害な漏光問題
をもたらすもので、この物性シャッタと機械式シャッタ
との関連において開閉制御を行なうことについても配慮
しなければならない。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、前述したような物性シャッタのもつ欠点を補
い、しかもこの物性シャッタの特徴である超高速シャッ
タ秒時を出せる等の効果を発揮することができる銀塩フ
ィルムを用いるスチルカメラ用のシャッタ装置を得るこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係るシャッタ装置は、光透過率を変える
ことにより光の通過を制御する物性シャッタと、機械的
な遮光手段を動かすことにより光の通過を制御する機械
式シャッタを備え、物性シャッタを撮影レンズ系の途中
または直後に絞り装置に直列に配置し、機械式シャッタ
を撮影レンズ系による光路上で感光材の直前に配置する
とともに、機械式シャッタを開動作させた状態で物性シ
ャッタの光透過率を低い状態から高い状態に変化させ、
再び低い状態に変化させてから機械式シャッタを閉動作
させるように制御する制御装置を設けたものである。

【００１０】ここで、本発明に係るシャッタ装置は、物
性シャッタを、機械式シャッタの背後にある感光材より
も少なくとも５ｍｍ以上離れた撮影レンズ系の光路上に
配置したり、撮影レンズ系による光路上で撮影光が機械
式シャッタに先立って物性シャッタを通過するように配
置したものである。

【００１１】本発明によれば、物性シャッタに機械式シ
ャッタを組み合わせて配置し、これらを組合わせて制御
することにより、超高速シャッタ秒時が可能な高性能な
シャッタ装置を構成することができる。

【００１２】また、本発明によれば、制御装置により、
始めに機械式シャッタを開き、次にその開信号によって
物性シャッタを開き、所定時間経過後に物性シャッタを
閉じ、その閉じ信号によって機械式シャッタを閉じる。
このような手順でシャッタ制御を行なうことにより、撮
影時以外は機械式シャッタで充分な遮光性能を確保し、
撮影時には最終的な露光時間を物性シャッタ側で決定す
る。

【００１３】特に、本発明によれば、フィルム面での露
光時間の制御は、物性シャッタの開閉動作で制御するの
で、機械式シャッタは比較的ゆっくり作動させればよい
から駆動力は小さくてよく、しかもその露光時間も正確
でなくてもよいことから、この機械式シャッタの制御装
置は簡易なものでよい。

【００１４】物性シャッタは、液晶、電気化学反応を利
用したエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）、あるい
はポッケルス効果、ケル効果を利用するＰＬＺＴ（透明
強誘電体セラミック）など、さらにファラデー効果や電
気泳動現象を利用した素子などのような電気磁気光学素
子を利用する部材で構成される。機械式シャッタとは、
たとえばフォーカルプレンシャッタを例示するが、これ
に限らない。その駆動系も同様である。制御装置は、レ
リーズ釦の押圧操作に連動して物性シャッタ、機械式シ
ャッタを制御するＣＰＵによる制御回路による。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は本発明に係るシ
ャッタ装置の一つの実施の形態を示すもので、これらの
図において、全体を符号１で示すシャッタ装置は、広く
知られている銀塩フィルムを用いるスチルカメラに適用
したものである。図１において、符号２は広く知られて
いる構造をもつ機械式シャッタ本体で、感光材である銀
塩フィルム３の直前に配置されている。４，５は機械式
シャッタの遮光羽根で、開口部６の開閉を行なう。

【００１６】７，８は前記遮光羽根４，５を駆動するた
めの羽根駆動アームおよび補助アームで、これらのアー
ム７，８によって遮光羽根４，５が支持され、かつその
軸９ａ，１０の回りでの回転運動により広く知られてい
る通りのリンク作動によって遮光羽根４，５を互いにず
らして展開し、開口部６を塞いだり、遮光羽根４，５を
重ね合わせて開口部６の上方に収納して開口部６を開く
ことができる。なお、図中９は機械式シャッタ１を電気
信号に応じて駆動する電動モータで、アーム７を軸９ａ
により右旋または左旋させることにより機械式シャッタ
１の遮光羽根４，５の開閉制御を行なう。

【００１７】１１は前記機械式シャッタ１の遮光羽根
４，５の開き検出スイッチであり、遮光羽根４，５が開
口部６を開いたときに羽根４，５に当接してオンする。
また、１２は遮光羽根４，５の閉じ検出スイッチで、遮
光羽根４，５に当接することによりオンし、開口部６を
塞いでいることを検出する。

【００１８】１４，１５，１６はカメラのレンズ鏡筒内
に組み込まれ撮影レンズ系を構成する撮影レンズであ
り、その途中に広く知られている構造をもつ絞り装置１
７が介在して配置されている。１８は撮影光路上で前記
機械式シャッタ１と並設されている物性シャッタ（ここ
では、ＥＣシャッタとする）であり、前記撮影レンズ１
４，１５，１６による撮影レンズ系において絞り装置１
７の直前に配置されている。

【００１９】図２は上述した図１で示した構成をもつカ
メラにおける制御回路のブロック図であって、同図にお
いて、２０はレリーズ釦、２１はこのレリーズ釦２１の
押圧操作によりＯＮするレリーズスイッチ、２２はカメ
ラの各種のシーケンス動作を制御するためのＣＰＵであ
る。

【００２０】２３は前記ＥＣ１８を駆動するＥＣ駆動回
路であって、トランジスタ２４，２５を有し、これらの
トランジスタ２４，２５で電源２６の電圧をＥＣ１８に
印加する際の正、負を決める。２７は機械式シャッタ駆
動回路で、前記モータ９の停止、正転、逆転を制御す
る。２８は絞り駆動回路で、前記絞り装置１７を制御す
るためのものである。ここで、この実施の形態では、絞
り装置１７を電磁式絞りユニットで構成しており、この
回路２８により電気的に絞り口径を決定することができ
るようになっている。

【００２１】次に、上述した構成をもつカメラにおける
撮影動作を、図２および図３を用いて以下に説明する。
カメラのレリーズ釦２０を押圧操作すると、レリーズス
イッチ２１がＯＮし、ＣＰＵ２２は種々の撮影準備動
作、たとえばオートフォーカス動作やミラー作動等、カ
メラの形式に応じて必要な動作を行なわせる。この撮影
準備動作の間は前記ＣＰＵ２２の内蔵タイマ（図示せ
ず）により時間ｔ１だけの遅延時間をカウントした後、
次の絞り制御回路２８により絞り装置１７が絞り動作を
始める。そして、絞り装置１７が所定の設定口径に絞り
制御される。

【００２２】また、この絞り装置１７の制御に必要な時
間分の遅延時間ｔ２がＣＰＵ２２の内蔵タイマで与えら
れた後に、機械式シャッタ駆動回路２７が作動させら
れ、モータ９は回転駆動し、機械式シャッタ２は開く。
すると、遮光羽根４，５により開き検出スイッチ１１は
ＯＮし、これによりＣＰＵ２２は駆動回路２７に信号を
送り、モータ９を停止する。

【００２３】これと同時に、前記ＥＣシャッタ駆動回路
２３の働きで、トランジスタ２４はＯＮし、ＥＣシャッ
タ１８に正の電圧が印加され、ＥＣシャッタ１８は透過
率が上がる。すなわち、このＥＣシャッタ１８が開くこ
とになる。また、所定のシャッタ速度になるようなタイ
ミングでＣＰＵ２２はＥＣシャッタ駆動回路２３に閉じ
指令を送る。すると、トランジスタ２５がＯＮし、ＥＣ
シャッタ１８に負の電圧が印加され、ＥＣシャッタ１８
の透過率が下がる。すなわちこのＥＣシャッタ１８が閉
じる。

【００２４】前記ＣＰＵ２２は上述したＥＣシャッタ１
８への閉じ指令と同時に、または若干の時間経過後に、
機械式シャッタ駆動回路２７への閉じ指令も送り、モー
タ９は前述したとは逆の方向に回転して機械式シャッタ
２は閉じる。すると、遮光羽根４，５は閉じ検出スイッ
チ１２をＯＮするので、ＣＰＵ２２はそのＯＮ信号によ
り機械式シャッタ駆動回路２７に信号を送り、モータ９
を停止させる。

【００２５】以上のように本発明によれば、レリーズ釦
２０の押圧操作から撮影準備動作を行ない、さらに絞り
装置１７の絞り制御を行なった後に、機械式シャッタ２
を開くとともに、ＥＣシャッタ１８を開くことにより、
フィルム３への露光が行なわれる。また、所定時間の経
過後に、ＥＣシャッタ１８を閉じ、フィルム３への露光
が終了するとともに、このＥＣシャッタ１８が閉じるこ
とにより機械式シャッタ２を閉じるように制御される。

【００２６】なお、上述した機械式シャッタ２が閉じた
以降は、フィルム３の給送、ミラー作動力のチャージ
等、カメラの形式によって決定されるレリーズ前の撮影
準備動作を行なう。このレリーズ前の撮影準備動作が終
了すると、カメラは停止し、レリーズ直前の状態に戻
る。これらのシーケンス制御を、図３のタイムチャート
に示す。

【００２７】なお、本発明は上述した実施の形態で説明
した構造には限定されず、カメラ内の各機構部等の形
状、構造等を適宜変形、変更してもよい。たとえば上述
した実施の形態では、機械式シャッタ２として、二枚の
遮光羽根４，５を用いた構造のものを用いた場合を説明
したが、本発明はこれに限らず、光彩絞り状の五枚また
は六枚の遮光羽根からなるものであってもよい。また、
一枚の遮光板を出し入れ構造のものでもよく、あるいは
その他広く知られている構造による各種の光開閉機構に
よるものを用いることは自由である。さらに、高速連続
撮影を行なう際には、機械式シャッタ２が一旦開いたら
ＥＣシャッタ１７の開閉とフィルム送りのみを繰り返し
て短いサイクルで連続撮影できるように構成してもよ
い。この場合は連続撮影が終わってから、機械式シャッ
タ２を閉じる。

【００２８】また、上述したような機械式シャッタ２の
駆動源としても、上述した実施の形態における電動モー
タ９に限らず、ばねのような弾性部材を用いて駆動する
ものでもよい。このばねを使用する場合は、図３のタイ
ムチャートでのフィルム３の給送期間またはレリーズ直
後から機械式シャッタ２の開動作までの期間のいずれか
の間でシャッタのチャージを行なう構成とすればよい。

【００２９】さらに、前述した実施の形態でのＥＣシャ
ッタ１７は、一般的に応答性があまりよくない。したが
って、シャッタ機構を簡素化するうえでの効果はある
が、高速、特に超高速シャッタ秒時を必要とするカメラ
にはそれ程適したものとは言えない。このような場合に
は、高速動作が可能なポッケルス効果、あるいはケル効
果、さらにファラデー効果を利用した物性シャッタ装置
に置き換えれば、シャッタ装置は多少大きくなるも、ナ
ノ秒やピコ秒というような超高速シャッタ秒時を得るこ
とができる。

【００３０】そこで、図４は本発明の別の実施の形態を
示し、前述した物性シャッタとしてのＥＣシャッタ１８
に代えて用いたポッケルス効果型のＰＬＺＴシャッタの
原理図である。図中３０はＰｂＴi Ｏ₃ −ＰｂＺｒＯ₃
−Ｌａ₂ Ｏ₃ 系のセラミックスを二枚の偏光板で挾み込
んでいる、いわゆるＰＬＺＴによる光シャッタである。
３１はこのＰＬＺＴによる光シャッタ３０用の電源、３
２はＰＬＺＴ制御回路であり、図２のＣＰＵ２２により
制御するように構成されている。

【００３１】このようなＰＬＺＴによる光シャッタ３０
の動作は、次のようになる。すなわち、機械式シャッタ
２が開いた後、ＣＰＵ２２によりＰＬＺＴ制御回路３２
にシャッタ開の命令信号が送られる。すると、電源３１
により作り出された高電圧が電極３３，３４の間に印加
され、ＰＬＺＴによる光シャッタ３０の透過率が上が
り、シャッタ開の状態となる。次に、所定のシャッタ速
度になるようにＣＰＵ２２よりシャッタ閉の命令信号が
送られると、ＰＬＺＴ制御回路３２は、電極３３，３４
に加えられていた電圧を解除するため、透過率は低下
し、シャッタ閉の状態に戻る。

【００３２】そして、上述した以降は、前述した第１の
実施の形態で説明した動作と同様にＣＰＵ２２の指令で
機械式シャッタ２を閉じ、それ以後の動作も前述した第
１の実施の形態と同様なので説明は省略する。

【００３３】ここで、このような実施の形態では、前述
したように第１の実施の形態よりもシャッタ駆動に要す
る電圧が高く、電源回路などが大型化するが、従来の機
械式シャッタでは破損してしまうような超高速シャッタ
秒時を実現することが可能となる。

【００３４】また、上述したＥＣシャッタ１８やＰＬＺ
Ｔによる光シャッタ３０などのような物性シャッタは、
撮影レンズ１４，１５，１６の主点近くに配置させてい
る。このようにすれば、これらの物性シャッタの電極、
たとえば図４における電極３３，３４や製造上での透過
率のむらや塵などがフィルム３上に形となって表れるの
を回避できる。この場合に、レンズ１４の直前やレンズ
１６の直後に配置させても、同様の作用効果が得られ
る。

【００３５】ここで、このような物性シャッタの配設位
置については、配設位置がフィルム３に近づく程、不利
となる。どのくらい近づくとフィルム３上の像に悪影響
があるかという基準は、シャッタ側の透過率のむら、そ
の範囲や大きさ、塵、使用レンズの射出瞳からフィルム
３までの距離、Ｆナンバー、使用フィルムの解像力、コ
ントラスト、引き伸ばし倍率、鑑賞者の間隔などに左右
される。ただし、従来のフォーカルプレーンシャッタの
ようにフィルム面から５ｍｍ以内にシャッタを配置する
と、前述した透過率のむらや塵は確実にフィルムに露光
されてしまう。したがって、少なくとも５ｍｍ以上は離
して配置することが必要である。

【００３６】次に、機械式シャッタ２はどこに配置して
もよいわけであるが、これは設計上都合のよいところに
配置する。通常、機械式シャッタ２は、カメラとの機械
的機構部を持っている。すなわち、広く知られているチ
ャージ機構や制御マグネットのホールド機構などとの連
結部があるため、これらを簡素で効率よく配置するため
には、カメラ内であまりフィルムから遠くに、すなわち
レンズ側に配置しない方がよい。

【００３７】また、前述した第１の実施の形態のよう
に、モータ駆動による機械式シャッタ２であって、電気
配線のみでカメラ側の制御部と接続されているとして
も、モータ９の配設個所や駆動力伝達系を考えると、カ
メラの形態上においてスペースの取りやすいところに配
置するのがよい。また、フィルム３から遠くして撮影レ
ンズ系側に近づけるように配置することは、いたずらに
カメラやレンズ部を大型化してしまうことになる。

【００３８】一方、物性シャッタは、一般に電気配線の
みでカメラ側の制御部と連結されるので、その配置にあ
たっての自由度は、機械式シャッタ２と比較すると高
い。すなわち、撮影光路の順序にしたがえば、前側に物
性シャッタ、後側に機械式シャッタを配置すれば、最も
簡素で部品点数が少なく、信頼性が高く、また低コスト
で、しかも小型のカメラ、撮影レンズ系を構成すること
が可能である。

【００３９】

【実施例】物性シャッタは、液晶、電気化学反応を利用
したエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）、あるいは
ポッケルス効果、ケル効果を利用するＰＬＺＴ（透明強
誘電体セラミック）など、さらにファラデー効果による
ものや電気泳動現象を利用した素子などのような電気磁
気光学素子を利用する部材で構成される。機械式シャッ
タとは、たとえばフォーカルプレンシャッタを例示して
いる。制御装置としては、レリーズ釦２０の押圧操作に
連動して物性シャッタ１８、機械式シャッタ２を制御す
るＣＰＵ２２による制御回路による。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るシャッ
タ装置によれば、物性シャッタに簡易な機械式シャッタ
を追加して組み合わせ、これらのシャッタの開閉を順次
制御する制御回路を設けているので、カメラにおける超
高速シャッタ秒時によるシャッタ制御が容易で、しかも
作動に伴なう反作用によるカメラ振れがなく、耐久性も
高いと物性シャッタの利点を得ながら、その欠点である
遮光性に劣る点を補う高性能なシャッタ装置を得ること
ができる。

【００４１】また、本発明によれば、物性シャッタを像
面から離して設けることにより、物性シャッタでの製造
時に生じる透過率のむらや塵が付着することによる画像
を乱す要素の影響を軽減できる。さらに、本発明によれ
ば、撮影光路内で入射光に対し、先に物性シャッタを設
け、後に機械式シャッタを配置することにより、カメラ
内の連動関係が合理的になり、簡素でしかも動作上での
信頼性の高く、低コストのカメラを得ることができる。

【００４２】特に、本発明によれば、露光時間の制御
は、物性シャッタの開閉動作で制御するので、機械式シ
ャッタは比較的ゆっくり作動させればよいから駆動力は
小さくてよく、機械式シャッタの制御装置は簡易なもの
でよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るシャッタ装置の一つの実施の形
態を示し、カメラの撮影光学系を含めたシャッタ装置を
説明するための斜視図である。

【図２】 本発明に係るシャッタ装置の一つの実施の形
態を示し、カメラ内における制御回路のブロック図であ
る。

【図３】 本発明に係るシャッタ装置の一つの実施の形
態を示し、カメラ内での各部のシーケンス制御動作を説
明するためのタイムチャートである。

【図４】 本発明に係るシャッタ装置の別の実施の形態
を示し、物性シャッタとしてのポッケルス効果によるＰ
ＬＺＴによる光シャッタの原理図である。

【符号の説明】

１…シャッタ装置、２…機械式シャッタ本体、３…フィ
ルム、４，５…遮光羽根、６…シャッタ開口部、７…羽
根駆動アーム、８…補助アーム、９…電動モータ、９ａ
…軸、１０…軸、１１…シャッタ開き検出スイッチ、１
２…シャッタ閉じ検出スイッチ、１４，１５，１６…撮
影レンズ系を構成する撮影レンズ、１７…絞り装置、２
０…レリーズ釦、２１…レリーズスイッチ、２２…ＣＰ
Ｕ、２３…ＥＣ駆動回路、２４，２５…トランジスタ、
２６…電源、２７…機械式シャッタ駆動回路、２８…絞
り駆動回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過率を変えることにより光の通過を
   制御する物性シャッタと、 機械的な遮光手段を動かすことにより光の通過を制御す
   る機械式シャッタとを備え、 前記物性シャッタを撮影レンズ系の途中または直後に絞
   り装置に直列に配置し、 前記機械式シャッタを前記撮影レンズ系による光路上で
   感光材の直前に配置するとともに、 前記機械式シャッタを開動作させた状態で前記物性シャ
   ッタの光透過率を低い状態から高い状態に変化させ、再
   び低い状態に変化させてから前記機械式シャッタを閉動
   作させるように制御する制御装置を設けたことを特徴と
   するシャッタ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシャッタ装置において、 物性シャッタを、機械式シャッタの背後にある感光材よ
   りも少なくとも５ｍｍ以上離れた撮影レンズ系の光路上
   に配置することを特徴とするシャッタ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のシャッタ装置において、 撮影レンズ系による光路上で撮影光が機械式シャッタに
   先立って物性シャッタを通過するように配置したことを
   特徴とするシャッタ装置。