JP2013242416A5

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Publication number: JP2013242416A5
Application number: JP2012115263A
Authority: JP
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2032-05-21

Description

上記目的を達成するための本発明の一側面としての撮像装置は、モータと一体で回転するリードスクリューと、前記リードスクリューに係合され、前記リードスクリューの回転によって移動可能な移動部材と、撮像光学系によって形成された光の像を撮像する撮像素子と、前記撮像光学系から前記撮像素子までの光路内に位置する第１の状態と前記光路の外に位置する第２の状態との間で回動可能なミラー部材と、前記移動部材と前記ミラー部材との間に配置され、前記移動部材または前記ミラー部材を付勢する付勢部材と、前記ミラー部材が前記第１の状態となるとき、前記ミラー部材が当接する第１の当接部材と、を有し、前記ミラー部材には、前記ミラー部材の回動軸と平行な係合部が突出形成され、前記ミラー部材が前記第１の状態と前記第２の状態との間を回動するとき、前記付勢部材の両端が前記係合部を挟み、前記ミラー部材が前記第１の当接部材に当接するとき、前記付勢部材の第１端が前記係合部から離れるように弾性変形することを特徴とする。また、本発明の他の側面としての撮像装置は、モータと一体で回転するリードスクリューと、前記リードスクリューに係合され、前記リードスクリューの回転によって移動可能な移動部材と、撮像光学系によって形成された光の像を撮像する撮像素子と、前記撮像光学系から前記撮像素子までの光路内に位置する第１の状態と前記光路の外に位置する第２の状態との間で回動可能なミラー部材と、前記ミラー部材に回動可能に取り付けられ、前記移動部材と係合する回動部材と、前記回動部材が前記ミラー部材に対して回動しないように前記回動部材を付勢する付勢部材と、前記ミラー部材が前記第１の状態となるとき、前記ミラー部材が当接する第１の当接部材と、を有し、前記回動部材には、前記回動部材の回動軸と平行な係合部が突出形成され、前記ミラー部材が前記第１の状態と前記第２の状態との間を回動するとき、前記付勢部材の両端が前記係合部を挟み、前記ミラー部材が前記第１の当接部材に当接するとき、前記付勢部材の第１端が前記係合部から離れることを特徴とする。

カメラシステムであるデジタル一眼レフカメラは、カメラ本体３とカメラ本体３に交換可能に装着された撮影レンズ（撮像光学系）１とにより構成される。レンズ部２は、撮影レンズ１の内部に設けられており、フォーカスレンズ群やズームレンズ群から構成されている。撮影レンズ１の予定結像面付近には、光学ローパスフィルタや赤外カットフィルタ、さらにはＣＭＯＳセンサなどからなる光電変換素子を含む撮像手段であるところの撮像素子４が配置される。メインミラー（ミラー部材）５は、ハーフミラー部５ａを有しており、回転軸５ｂを中心に矢印５ｃの方向に回動可能に支持される。

図１（ａ）に示すように、メインミラー５が第１のミラー位置規制部（第１の当接部材）であるダウンストッパ７に当接する状態を第１の状態とする。この状態では、撮影レンズ１と撮像素子４の間には、メインミラー５とサブミラー６が光軸１ａに対して斜めに傾けて配置される。また、図１（ｂ）に示すように、メインミラー５が第２のミラー位置規制部（第２の当接部材）であるアップストッパ８に当接し、メインミラー５およびサブミラー６が光軸１ａを中心とした撮影光路から退避した状態を第２の状態とする。

サブミラー６は、メインミラー５に回動可能に取り付けられ、メインミラー５の回動動作に連動して回動する。メインミラー５が第１の状態である場合は、撮影レンズ１から入射された光がメインミラー５で反射され、その反射光はマット面とフレネル面を備えるピント板９のマット面上に結像し、ペンタプリズム１０、接眼光学系１１を介して撮影者の目に導かれる。光軸１ｂは、メインミラー５のハーフミラー部５ａで反射した光線の光軸を示している。また、メインミラー５のハーフミラー部５ａを透過した光線は、サブミラー６で反射し、焦点検出部１２で受光される。図１（ｂ）に示すように、メインミラー５が第２の状態である場合、レンズ部２を通過した光線はそのまま撮像素子４に結像される。

ラック（移動部材）１７は、リードスクリュー１４と噛み合う凸部１７ａを有しており、ガイド軸１５に対し摺動自在にとりつけられている。その結果、ラック１７はモータ１６が駆動するとリードスクリュー１４と凸部１７ａを介し、ガイド軸１５に沿って図１（ａ）の矢印１７ｃ方向に直進移動可能である。また、ラック１７にはバネ回転ストッパ部１７ｂおよびダボ１７ｄを有しており、ダボ１７ｄには付勢バネ（付勢部材）１８が取り付けられる。付勢バネ１８は端部（第１端）１８ａおよび端部（第２端）１８ｂが間にバネ回転ストッパ部１７ｂを挟んだ状態でダボ１７ｄを中心に回転が規制され、この状態でプリチャージ力が働くように設定されている。すなわち、端部１８ａあるいは端部１８ｂに所定以上の力をかけることで、端部１８ａあるいは端部１８ｂはバネ回転ストッパ部１７ｂから離れることが可能となる。また、付勢バネ１８はメインミラー５に突出形成されたメインミラー５の回動軸と平行な駆動ダボ（係合部）５ｄを挟み込んでおり、ラック１７を並進移動させることでメインミラー５が回動する。すなわち、メインミラー５は付勢バネ１８を介してラック１７に係合することで駆動されるようになっている。

図３（ａ）は、メインミラー５が第１の状態であり、メインミラー５をダウンストッパ７にバネ付勢している状態であり、カメラの電源投入前や電源投入後の撮影待機状態である。このとき、ラック１７は移動範囲の一端（図３の右下位置）に位置し、付勢バネ１８の端部１８ａは図のように撓んで駆動ダボ５ｄを付勢する。すなわち、付勢バネ１８は、端部１８ａが駆動ダボ５ｄから離れるように弾性変形する。これによりメインミラー５はダウンストッパ７に当接する位置に付勢バネ１８により付勢され、カメラ本体３の姿勢が変わった場合や振動が加わった際でもメインミラー５はダウンストッパ７に当接した状態で安定して位置保持される。

撮影時のミラーアップ動作に入ると、モータ１６が回転駆動することで、リードスクリュー１４も一体で回転し、ラック１７は図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態へと左上方向に少し移動する。図３（ｂ）は、メインミラー５が第１の状態であり、メインミラー５がダウンストッパ７から離れる瞬間あるいは当接した瞬間である。このとき、付勢バネ１８の端部１８ａの撓みはなくなり、付勢バネ１８の付勢力は駆動ダボ５ｄに作用していない。

図３（ｂ）の状態からモータ１６がさらに回転を続けると、ラック１７の移動に伴って端部１８ｂが駆動ダボ５ｄを押す。そして、付勢バネ１８を介してラック１７に係合しているメインミラー５は、第１の状態から第２の状態へと回転軸５ｂを中心に回転移動を始め、やがて図３（ｃ）の状態となる。図３（ｃ）は、メインミラー５が第２の状態であり、メインミラー５がアップストッパ８から離れる瞬間あるいは当接した瞬間である。このとき、付勢バネ１８の端部１８ｂの撓みはなく、付勢バネ１８の付勢力は駆動ダボ５ｄに作用していない。また、サブミラー６は、メインミラー５に連動して図のように折りたたまれる（連動機構は省略する）。
図３（ｃ）の状態からモータ１６がさらに回転を続けると、ラック１７は図３（ｃ）の状態から図３（ｄ）の状態へと左上方向に少し移動する。図３（ｄ）は、ラック１７が移動範囲の他端（図３の左上位置）に位置し、メインミラー５が第２の状態であり、付勢バネ１８の端部１８ｂは図のように撓んで駆動ダボ５ｄを付勢している状態である。すなわち、付勢バネ１８は、端部１８ｂが駆動ダボ５ｄから離れるように弾性変形する。これによりメインミラー５はアップストッパ８に当接する位置に付勢バネ１８により付勢され、カメラ本体３の姿勢が変わった場合や振動が加わった際でもメインミラー５はアップストッパ８に当接した状態で安定して位置保持される。

メインミラー５を第２の状態から第１の状態へと戻す場合は、モータ１６を逆回転させることで、図３（ｄ）の状態から図３（ａ）の状態へと逆戻りすればよい。

第１の移動領域では、モータ１６を回転駆動することで、付勢バネ１８によりメインミラー５を第１のミラー位置規制部であるダウンストッパ７に付勢している。このとき、ラック１７は直進移動するが、メインミラー５は動いていない。第２のラック移動領域では、メインミラー５は、第１から第２の状態あるいは第２から第１の状態へと回転駆動する。このとき、付勢部材１８は、メインミラー５を付勢していない。第３のラック移動領域では、モータ１６を回転駆動することで、付勢バネ１８によりメインミラー５を第２のミラー位置規制部であるアップストッパ８に付勢している。このとき、ラック１７は直進移動するが、メインミラー５は動いていない。

メインミラー５が第２の状態に回転移動する際に、アップストッパ８に高速で衝突すると、メインミラー５は衝突力によってバウンドが発生する。バウンドの発生中はメインミラー５が撮影光路の範囲内に進入している可能性があるため、バウンドが静定するまで撮像素子４の受光動作を待機しなくてはならない。したがって、レリーズタイムラグが長くなる。

また、メインミラー５が第１の状態に回転移動する際に、ダウンストッパ７に高速で衝突すると、メインミラー５は衝突力によってバウンドが発生する。バウンドの発生中はサブミラー６の位置が安定しないため、バウンドが静定するまでは焦点検出部１２での焦点検出動作を行うことができない。

そこで、モータ１６の駆動を制御して、第１および第２の状態に到達する手前で減速駆動をすることで、ダウンストッパ７およびアップストッパ８にメインミラー５をゆっくり当接させてバウンドを低減する。これにより、撮像素子４での受光動作および焦点検出部１２での焦点検出動作への移行の高速化を図ることが可能となる。すなわち、レリーズライムラグの短縮や高速連写が可能となる。

なお、第１および第２の状態の両方で付勢バネ１８によりメインミラー５を各ストッパに付勢する構成としたが、アップストッパ８をスポンジ等の振動を吸収する材料を用いることで、第２の状態での付勢は付勢バネ１８に頼らない構成にすることも可能である。その場合、付勢バネ１８は片方の端部１８ａだけが撓むようにして、もう片方の端部１８ｂは固定する構造にすれば良い。これにより、第２の状態ではメインミラー５がアップストッパ８を押しつぶすような状態で安定して停止する。この状態で、モータ１６への通電が切られた場合、アップストッパ８の反力によりラック１７には付勢と反対の方向に進む力がかかる。しかし、ラック１７がリードスクリュー１４を介してモータ１６を回転させる力は、リードスクリュー１４と凸部１７ａとの噛み合い摩擦によって減衰されるとともに、モータ１６のコギングトルクにより、ラック１７は第２の状態で安定保持される。この構成では、ラック１７の移動領域は第１のラック移動領域と第２のラック移動領域とで構成されることになる。

図５は、実施例２のミラーユニットの構成図である。ミラーユニットは、メインミラー２５と腕部材（回動部材）２５ｆとサブミラー６と付勢バネ２８で構成される。メインミラー２５は、ハーフミラー部２５ａを有するとともにサブミラー６が回転可能に取り付けられるサブミラー支持部２５ｈを有する。また、メインミラー２５には回転軸２５ｇを中心にメインミラー２５に対して所定角度範囲で回転可能な腕部材２５ｆが取り付けられており、腕部材２５ｆの先には可動ダボであるところの駆動ダボ（係合部）２５ｃが一体で突出形成されている。さらに、メインミラー２５はバネ回転ストッパ部２５ｅおよびダボ２５ｄを有しており、ダボ２５ｄには付勢バネ２８が取り付けられる。付勢バネ２８は端部２８ａおよび端部２８ｂが間にバネ回転ストッパ部２５ｅを挟んだ状態でダボ２５ｄを中心に回転が規制され、この状態でプリチャージ力が働くように設定されている。また、腕部材２５ｆは駆動ダボ２５ｃが付勢バネ２８の端部２８ａおよび端部２８ｂの間に挟み込まれた位置に配置されている。

図６（ａ）は、メインミラー２５が第１の状態であり、メインミラー２５をダウンストッパ７にバネ付勢している状態であり、カメラの電源投入前や電源投入後の撮影待機状態である。このとき、ラック２７は移動範囲の一端（図６の右下位置）に位置し、付勢バネ２８の端部２８ｂは図のように撓んで駆動ダボ２５ｃを付勢する。これによりメインミラー２５はダウンストッパ７に当接する位置に付勢バネ２８により付勢され、カメラ本体３の姿勢が変わった場合や振動が加わった際でもメインミラー２５はダウンストッパ７に当接した状態で安定して位置保持される。

撮影時のミラーアップ動作に入ると、モータ１６が回転駆動することで、リードスクリュー１４も一体で回転し、ラック２７は図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態へと左上方向に少し移動する。図６（ｂ）は、メインミラー２５が第１の状態であり、メインミラー２５がダウンストッパ７から離れる瞬間あるいは当接した瞬間の状態である。このとき、付勢バネ２８の端部２８ｂの撓みはなくなり、付勢バネ２８の付勢力は駆動ダボ２５ｃに作用していない。

図６（ｂ）の状態からモータ１６がさらに回転を続けると、ラック２７の移動に伴いラック２７に係合しているメインミラー２５は第１の状態から第２の状態へと回転軸２５ｂを中心に回転移動を始め、やがて図６（ｃ）の状態となる。図６（ｃ）は、メインミラー２５が第２の状態であり、メインミラー２５がアップストッパ８に当接した瞬間あるいは離れる瞬間の状態である。このとき、付勢バネ２８の端部１８ｂの撓みはなく、付勢バネ２８の付勢力は駆動ダボ２５ｃに作用していない。また、サブミラー６は、メインミラー２５に連動して図のように折りたたまれる。

図６（ｃ）の状態からモータ１６がさらに回転を続けると、ラック２７は図６（ｃ）の状態から図６（ｄ）の状態へと左上方向に少し移動する。図６（ｄ）は、ラック２７が移動範囲の他端（図６の左上位置）に位置し、メインミラー２５が第２の状態であるとともに、付勢バネ２８の端部２８ａは図のように撓んで駆動ダボ２５ｃを付勢している状態である。これによりメインミラー２５はアップストッパ８に当接する位置に付勢バネ２８により付勢され、カメラ本体３の姿勢が変わった場合や振動が加わった際でもメインミラー２５はアップストッパ８に当接した状態で安定して位置保持される。

メインミラー２５を第２の状態から第１の状態へと戻す場合は、モータ１６を逆回転させることで、図６の（ｄ）の状態から図６（ａ）の状態へと逆戻りすればよい。

以上のように、メインミラー５は、駆動ダボ２５ｃがラック２７に係合することで駆動される。また、駆動ダボ２５ｃは、メインミラー２５が第１または第２の状態であるときは付勢バネ２８により付勢されるが、メインミラー２５が第１または第２の状態の間を駆動しているときは付勢されない。

Claims

モータと一体で回転するリードスクリューと、
前記リードスクリューに係合され、前記リードスクリューの回転によって移動可能な移動部材と、
撮像光学系によって形成された光の像を撮像する撮像素子と、
前記撮像光学系から前記撮像素子までの光路内に位置する第１の状態と前記光路の外に位置する第２の状態との間で回動可能なミラー部材と、
前記移動部材と前記ミラー部材との間に配置され、前記移動部材または前記ミラー部材を付勢する付勢部材と、
前記ミラー部材が前記第１の状態となるとき、前記ミラー部材が当接する第１の当接部材と、を有し、
前記ミラー部材には、前記ミラー部材の回動軸と平行な係合部が突出形成され、
前記ミラー部材が前記第１の状態と前記第２の状態との間を回動するとき、前記付勢部材の両端が前記係合部を挟み、
前記ミラー部材が前記第１の当接部材に当接するとき、前記付勢部材の第１端が前記係合部から離れるように弾性変形することを特徴とする撮像装置。
前記ミラー部材が前記第２の状態となるとき、前記ミラー部材が当接する第２の当接部材を更に有し、
前記ミラー部材が前記第２の当接部材に当接するとき、前記付勢部材の第２端が前記係合部から離れるように弾性変形することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記ミラー部材が前記第２の状態となるとき、前記ミラー部材が当接する第２の当接部材を更に有し、
前記第２の当接部材は、振動を吸収する材料で形成され、
前記ミラー部材が前記第２の当接部材に当接するとき、前記付勢部材の第２端は固定され、前記係合部から離れるように弾性変形しないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
モータと一体で回転するリードスクリューと、
前記リードスクリューに係合され、前記リードスクリューの回転によって移動可能な移動部材と、
撮像光学系によって形成された光の像を撮像する撮像素子と、
前記撮像光学系から前記撮像素子までの光路内に位置する第１の状態と前記光路の外に位置する第２の状態との間で回動可能なミラー部材と、
前記ミラー部材に回動可能に取り付けられ、前記移動部材と係合する回動部材と、
前記回動部材が前記ミラー部材に対して回動しないように前記回動部材を付勢する付勢部材と、
前記ミラー部材が前記第１の状態となるとき、前記ミラー部材が当接する第１の当接部材と、を有し、
前記回動部材には、前記回動部材の回動軸と平行な係合部が突出形成され、
前記ミラー部材が前記第１の状態と前記第２の状態との間を回動するとき、前記付勢部材の両端が前記係合部を挟み、
前記ミラー部材が前記第１の当接部材に当接するとき、前記付勢部材の第１端が前記係合部から離れることを特徴とする撮像装置。
前記ミラー部材が前記第２の状態となるとき、前記ミラー部材が当接する第２の当接部材を更に有し、
前記ミラー部材が前記第２の当接部材に当接するとき、前記付勢部材の第２端が前記係合部から離れるように弾性変形することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記ミラー部材が前記第２の状態となるとき、前記ミラー部材が当接する第２の当接部材を更に有し、
前記第２の当接部材は、振動を吸収する材料で形成され、
前記ミラー部材が前記第２の当接部材に当接するとき、前記付勢部材の第２端は固定され、前記係合部から離れるように弾性変形しないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。