JP2017142414A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】サブミラーのクリーニングを容易に実行可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像光路内に位置するミラーダウン位置と撮像光路外に位置するミラーアップ位置との間で回動するメインミラーホルダと、メインミラーホルダに回動可能に軸支されるサブミラーホルダと、を備えるミラーユニットを有し、ミラーユニットは、メインミラーホルダがミラーアップ位置に位置し、サブミラーホルダが撮像光路内に配置されるメンテナンス状態となるように駆動されることを特徴とする。【選択図】図18
Description
本発明は、撮像装置に関する。
一眼レフカメラは、着脱可能な機構にレンズが装着されるため、メインミラーおよびサブミラーが収められているミラーボックス内に埃が入りやすく、撮像素子やミラーに埃や汚れが付着しやすい。特許文献1では、撮像素子を清掃するために、メインミラーおよびサブミラーを撮影退避位置へ駆動させるとともにシャッタを解放状態にするクリーニングモードを備える撮像装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1では、サブミラーのクリーニングに有用な技術は開示されていない。サブミラーはクリーニングを行う作業者から見てメインミラーの奥に位置しており、サブミラーに付着した埃や汚れをクリーニングすることが困難である。サブミラーに付着した埃や汚れは、オートフォーカス機能を低下させてしまうおそれがある。また、一眼レフカメラでは、ファインダに光束を導くメインミラーおよび焦点検出用センサユニットに光束を導くサブミラーを連動させて駆動させるメインミラー駆動方式が多く用いられている。メインミラーが撮影退避位置に位置する場合は、サブミラーも撮影退避位置に位置する必要があり、サブミラーを被写体側から見ることはできない。メインミラーを撮影退避位置から観察位置方向へ少し移動させてもメインミラーとサブミラーの成す角度は小さく、サブミラーは被写体側から僅かしか見ることができない。したがって、従来のメインミラー駆動方式では、サブミラーに付着した埃や汚れをクリーニングすることが困難である。
このような課題に鑑みて、本発明は、サブミラーのクリーニングを容易に実行可能な撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面としての撮像装置は、撮像光路内に位置するミラーダウン位置と前記撮像光路外に位置するミラーアップ位置との間で回動するメインミラーホルダと、前記メインミラーホルダに回動可能に軸支されるサブミラーホルダと、を備えるミラーユニットを有し、前記ミラーユニットは、前記メインミラーホルダが前記ミラーアップ位置に位置し、前記サブミラーホルダが前記撮像光路内に配置されるメンテナンス状態となるように駆動されることを特徴とする。
本発明によれば、サブミラーのクリーニングを容易に実行可能な撮像装置を提供することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。撮像装置は、本体部100と本体部100に着脱可能に取り付けられるレンズ(撮像光学系)200を有する。CPU(制御手段)101は、本体部100の各部を制御する。メモリ(記憶手段)102は、CPU101に接続されるRAMやROM等のメモリであり、CPU101に内蔵されてもよい。撮像素子103は、レンズ200を透過した被写体像を光電変換して画像信号を出力する。シャッタ104は、非撮影時には撮像素子103を遮光し、撮影時には開放し、撮像素子103に被写体像を導く。モータ駆動部(駆動手段)301は、モータ1を駆動することで、ミラーユニット500を駆動する。姿勢検出部105は、本体部100の姿勢を検出する。レリーズスイッチ106は、半押し操作でオンになる第1のスイッチ(以下、SW1という)と、全押し操作でオンになる第2のスイッチ(以下、SW2という)を備える。
ミラーユニット500は、ミラーボックス1000内に取り付けられている。ミラーユニット500は、メインミラー501、メインミラー501を保持するメインミラーホルダ502、サブミラー503、およびサブミラー503を保持するサブミラーホルダ504を備える。メインミラー501とメインミラーホルダ502は、第1のミラー部材を構成する。サブミラー503とサブミラーホルダ504は、第2のミラー部材を構成する。また、ミラーボックス1000には、ミラーアップストッパ505およびミラーダウンストッパ506が設けられている。
図2は、モータ駆動装置300のブロック図である。モータ駆動装置300は、CPU101、セレクタ302、モータドライバ303、およびモータ1を有する。CPU101は、モータ1の制御信号を出力する。セレクタ302およびモータドライバ303は、モータ駆動部301に設けられる。セレクタ302は、モータ1のセンサ出力を振り分け、CPU101の指示にしたがってモータ1の駆動信号を出力する。モータドライバ303は、セレクタ302から出力される駆動信号に基づいてモータ1に電力を供給する。ミラー駆動機構112は、モータ1の駆動力をミラーユニット500に伝達する。位置検出部(位置検出手段)113は、ミラーユニット500の位置を検出する。電源114は、位置検出部113に電力を供給する。なお、本実施形態では、モータ駆動装置300は、ミラーユニット500を駆動するが、シャッタ等を駆動してもよい。また、本実施形態では、CPU101がモータ1を制御しているが、CPU101と別構成の制御手段がモータ1を制御してもよい。
図3は、モータ1の外観斜視図である。図3では、説明のため、一部の部品を破断して示している。ロータ3は、マグネット2を備え、モータドライバ303によって回転可能に制御される。マグネット2は、円筒形状に形成され、外周面を周方向に分割して、異なる極に交互に多極着磁されている。本実施形態では、8分割すなわち8極に着磁されている。なお、8極に限らず、4極や12極に着磁してもよい。第1のコイル4は、マグネット2の軸方向の第1端に配置されている。第1のヨーク6は、軟磁性材料で、マグネット2の外周面と隙間が形成された状態で対向している。また、第1のヨーク6は、円環状の本体部から軸方向に延出され、周方向に所定の間隔で配置された複数の第1の磁極部6aを備えている。第1の磁極部6aは、第1のコイル4に通電されることで励磁される。第1のコイル4、第1のヨーク6、および複数の第1の磁極部6aに対向するマグネット2によって第1のステータユニットが構成される。第2のコイル5は、マグネット2の第1のコイル4が取り付けられた軸方向の一端と反対側の第2端に配置されている。第2のヨーク7は、軟磁性材料で、マグネット2の外周面と隙間が形成された状態で対向している。また、第2のヨーク7は、円環状の本体部から軸方向に延出され、周方向に所定の間隔で配置された複数の第2の磁極部7aを備えている。第2の磁極部7aは、第2のコイル5に通電されることで励磁される。第2のコイル5、第2のヨーク7、および複数の第2の磁極部7aに対向するマグネット2によって第2のステータユニットが構成される。第1の磁極部6aと第2の磁極部7aに励磁される極(N極、S極)を切り換えることで、ロータ3に与えるトルクを変化させることができる。
第1センサ(第1の検出素子)8、第2センサ(第2の検出素子)9、第3センサ(第3の検出素子)10、および第4センサ(第4の検出素子)11は、ホール素子、MR素子、インダクティブセンサなどのセンサであり、モータカバー12に固定される。本実施形態では、磁極を検出すると、第1磁気センサ8は信号H1、第2磁気センサ9は信号H2、第3磁気センサ10は信号H3、第4磁気センサ11は信号H4を出力する。モータカバー12は、第1の磁極部6aと第2の磁極部7aがマグネット2の着磁位相に対して電気角で略90度ずれて配置されるように、第1のヨーク6と第2のヨーク7を固定保持する。電気角とは、マグネット磁力の1周期を360°として表したものであり、ロータの極数をM、機械角をθ0とすると、電気角θは以下の式で表せる。
θ=θ0×M/2
本実施形態では、マグネット2の着磁は8極であるから電気角90度は機械角で22.5度となる。
本実施形態では、マグネット2の着磁は8極であるから電気角90度は機械角で22.5度となる。
CPU101は、図2に示されるように、セレクタ302に対して、3本の信号線を用いてモータ1の制御指示を行う。CW信号線はモータ1の回転方向を指示する信号線である。CW信号線の出力信号レベルがHiの場合、モータ1をロータ3の軸が突出している側から見て右回転(CW)、Lowの場合、左回転(CCW)させる。SPEED信号線は、モータ1の回転速度を指示する信号線である。本実施形態ではSPEED信号線の出力信号レベルがHiの場合モータ1を「高速」に回転させ、Lowの場合モータ1を「低速」に回転させる2種類の速度指示が行われるが、本発明はこれに限定されない。例えば、「何rpm」といった任意に設定可能な指示を行ってもよい。START信号線は、モータ1の駆動および停止を指示する信号線である。START信号線の出力信号レベルがHiの場合、モータ1を駆動し、Lowの場合、モータ1を停止させる。なお、SPEED信号線にSTART信号線の機能を持たせることでSTART信号線を省略することも可能である。
セレクタ302は、CPU101にFB信号線を介して、ロータ3の回転位置に対応するFBパルスを出力する。CPU101は、FBパルスをカウントすることでモータ1の回転量を取得する。また、CPU101は、FBパルスのパルス幅に基づいてモータ1の回転速度を算出することができる。
また、セレクタ302は、第1コイル4を制御する場合はA信号を出力し、第2コイル5を制御する場合はB信号を出力する。モータドライバ303は、A信号を取得した場合、第1コイル4に電力を供給し、B信号を取得した場合、第2コイル5に電力を供給する。
図4は、セレクタ302の内部回路を示す図である。セレクタ302は、FPGA等の論理回路3021と排他的論理和回路3022を備える。第1および第2磁気センサ8、9が出力する信号H1、H2はそれぞれ、セレクタ302内部で分岐され、論理回路3021および排他的論理和回路3022に入力される。第3および第4磁気センサ10、11が出力する信号H3、H4はそれぞれ、セレクタ302内部で分岐されず、論理回路3021のみに入力される。本実施形態では、ロータ3が1回転する間に信号H1、H2は8パルスずつ出力されるので、排他的論理和回路3022には16パルスが入力される。PWM信号は、論理回路3021の内部をスルーし、BRK信号としてモータドライバ303に入力される。
表1は、論理回路3021の真理値を示している。CW信号がHi、SPEED信号がHiの場合、A信号およびB信号はそれぞれ、信号H1の反転位相の信号、信号H2と同位相の信号となる。CW信号がHi、SPEED信号がLowの場合、A信号およびB信号はそれぞれ、信号H3の反転位相の信号、信号H4と同位相の信号となる。CW信号がLow、SPEED信号がHiの場合、A信号およびB信号はそれぞれ、信号H3と同位相の信号、信号H4の反転位相の信号となる。CW信号がLow、SPEED信号がLowの場合、A信号およびB信号はそれぞれ、信号H1と同位相の信号、信号H2の反転位相の信号となる。
すなわち、モータドライバ303は、以下のようにモータ1を駆動制御する。
回転方向が時計回りであり、回転速度が高速である場合には、モータドライバ303は、第1磁気センサ8から出力される信号H1に基づいて第1コイル4に電力を供給し、第2磁気センサ9から出力される信号H2に基づいて第2コイル5に電力を供給する。
回転方向が時計回りであり、回転速度が低速である場合には、モータドライバ303は、第3磁気センサ10から出力される信号H3に基づいて第1コイル4に電力を供給し、第4磁気センサ11から出力される信号H4に基づいて第2コイル5に電力を供給する。
回転方向が反時計回りであり、回転速度が高速である場合には、モータドライバ303は、第3磁気センサ10から出力される信号H3に基づいて第1コイル4に電力を供給し、第4磁気センサ11から出力される信号H4に基づいて第2コイル5に電力を供給する。
回転方向が反時計回りであり、回転速度が低速である場合には、モータドライバ303は、第1磁気センサ8から出力される信号H1に基づいて第1コイル4に電力を供給し、第2磁気センサ9から出力される信号H2に基づいて第2コイル5に電力を供給する。
ここで、時計回りは第1の方向に対応し、反時計回りは、第1の方向とは反対方向となる第2の方向に対応する。回転方向が時計回りであって、回転速度が高速となるときの回転速度は、第1の速度に対応し、回転方向が時計回りであって、回転速度が低速となるときの回転速度は、第1の速度より低速な第2の速度に対応する。回転方向が反時計回りであって、回転速度が高速となるときの回転速度は、第3の速度に対応し、回転方向が反時計回りであって、回転速度が低速となるときの回転速度は、第3の速度より低速な第4の速度に対応する。
本実施形態では、第1の速度と第3の速度はほぼ同じ速度であり、第2の速度と第4の速度はほぼ同じ速度である。
図5、図6を参照して、ロータ3を回転させた場合、各磁気センサが出力する信号について説明する。図5は、CPU101がCW信号をHiとするときの各信号の位相変化を示す図である。図6は、CPU101がCW信号をLowとするときの各信号の位相変化を示す図である。図5、図6では、右方向に進むにつれ時間が経過している。
CW信号がHiのとき、モータ1は、ロータ3の軸が突出している側から見て時計回りに回転(正転)する。このとき、各磁気センサが出力する信号の位相が図5(a)に示されている。図5(a)に示されるように、各磁気センサがマグネット2のN極を検出すると各磁気センサの出力信号はHiとなり、S極を検出するとLowとなる。まず、第2磁気センサ9にN極が近づき、信号H2がHiに変化する。次に、第4磁気センサ11にN極が近づき、信号H4がHiに変化する。同様に、第1磁気センサ8にN極が近づくと信号H1がHiに変化し、第3磁気センサ10にN極が近づくと信号H3がHiに変化する。
CW信号がHiの状態で、CPU101がSPEED信号をHiにしてモータ1を高速回転させたときのFBパルス、A信号、およびB信号が図5(b)に示されている。FBパルスは、第1磁気センサ8から出力される信号H1と第2磁気センサ9から出力される信号H2の排他的論理和を取った合成信号であり、ロータ3の回転位置に対応するパルス信号である。本実施形態ではFBパルスは信号H1、H2の排他的論理和を取った合成信号であるが、本発明はこれに限定されない。本実施形態のように信号の位相差が45度であれば演算等が容易となるため、第3磁気センサ10から出力される信号H3と第4磁気センサ11から出力される信号H4に基づく合成信号を用いてFBパルスを取得してもよい。第1磁気センサCW信号がHi、SPEED信号がHiであるため、表1にしたがってA信号は信号H1の反転位相の信号となり、B信号は信号H2と同位相の信号となる。
CW信号がHiの状態で、CPU101がSPEED信号をLowにしてモータ1を低速回転させたときのFBパルス、A信号、およびB信号が図5(c)に示されている。FBパルスは、第1磁気センサ8から出力される信号H1と第2磁気センサ9から出力される信号H2の排他的論理和を取った合成信号であり、ロータ3の回転位置に対応するパルス信号である。CW信号がHi、SPEED信号がLowであるため、A信号は信号H3の反転位相の信号となり、B信号は信号H4と同位相の信号となる。
CW信号がLowのとき、モータ1は、ロータ3の軸が突出している側から見て反時計回りに回転(逆転)する。このとき各磁気センサが出力する信号の位相が図6(a)に示されている。図6(a)に示されるように、各磁気センサがマグネット2のN極を検出すると各磁気センサの出力信号はHiとなり、S極を検出するとLowとなる。まず、第3磁気センサ10にN極が近づき、信号H3がHiに変化する。次に、第1磁気センサ8にN極が近づくと、信号H1がHiに変化する。同様に、第4磁気センサ11にN極が近づくと信号H4がHiに変化し、第2磁気センサ9にN極が近づくと信号H2がHiに変化する。
CW信号がLowの状態で、CPU101がSPEED信号をHiにしてモータ1を高速回転させたときのFBパルス、A信号、およびB信号が図6(b)に示されている。FBパルスは、第1磁気センサ8から出力される信号H1と第2磁気センサ9から出力される信号H2の排他的論理和を取った合成信号であり、ロータ3の回転位置に対応するパルス信号である。CW信号がLow、SPEED信号がHiであるため、A信号は信号H3と同位相の信号となり、B信号は信号H4の反転位相の信号となる。
CW信号がLowの状態で、CPU101がSPEED信号をLowにしてモータ1を低速回転させたときのFBパルス、A信号、およびB信号が図6(c)に示されている。FBパルスは、第1磁気センサ8から出力される信号H1と第2磁気センサ9から出力される信号H2の排他的論理和を取った合成信号であり、ロータ3の回転位置に対応するパルス信号である。CW信号がLow、SPEED信号がLowであるため、A信号は信号H1と同位相の信号となり、B信号は信号H2の反転位相の信号となる。
以上説明したように、A信号およびB信号は駆動モードによりマグネット2の位置関係とはズレが生じるが、FBパルスはいずれの駆動モードであってもマグネット2との位置関係にズレは生じない。
図7を参照して、本実施例のミラー駆動機構112について説明する。図7は、ミラー駆動機構112の説明図である。ミラー駆動機構112は、ミラー駆動ホルダ(ミラー駆動部材)201、リードスクリュー202、および駆動ユニットベース203を備える。
ミラー駆動ホルダ201は、メインミラーホルダ502を保持する。メインミラーホルダ502には、サブミラーホルダ504を回動可能に軸支する軸部502cが設けられている。サブミラーホルダ504には、軸部502cと同軸に駆動ピン504aが設けられている。ミラー駆動ホルダ201は、リードスクリュー202と噛み合う駆動ナット部201a、トーションばね207の巻き線部が遊嵌されるバネ取付部201b、駆動ピン504aが挿入される駆動ピン係合部201c、および突起201dを備える。
駆動ユニットベース203には、リードスクリュー202、モータ1を保持するモータベース204、およびリードスクリュー202をモータ1に向けて付勢する板バネ205が取り付けられている。モータ1の回転軸には、ピニオンギア206が固定される。モータ1が回転すると、リードスクリュー202は矢印C方向または矢印D方向へ回転駆動する。また、ミラー駆動ホルダ201は、突起201dが駆動ユニットベース203に形成される規制溝203aにガイドされることで、矢印A方向または矢印B方向へ直進移動、または、矢印C方向または矢印D方向へ回転移動する。メインミラーホルダ502は、ミラー駆動ホルダ201が矢印A方向または矢印B方向へ直進移動することで、回転軸502bを中心に撮像光路内に位置するミラーダウン位置と撮像光路外に位置するミラーアップ位置との間を回動する。
トーションばね(付勢部材)207は、第1端がミラー駆動ホルダ201に掛けられ、第2端が駆動ピン504aに掛けられている。トーションばね207が駆動ピン504aを駆動ピン係合部201cに向けて付勢することで、メインミラーホルダ502はミラーダウンストッパ506に当接し、ミラーダウン位置に保持される。
次に、図8を参照して、ミラーユニット500と太陽ギア208の回動動作について説明する。図8は、ミラーユニット500と太陽ギア208の動作説明図である。太陽ギア208は、ミラーボックス1000に設けられた軸部1000aでメインミラーホルダ502の回転軸502bと同軸に回動可能に軸支されている。太陽ギア付勢バネ209は、トーションバネ形状をしており、太陽ギア突起部208bとミラーボックス1000に形成されたバネ掛けダボ部1000bに当接することで太陽ギア208を時計回り方向、または反時計回り方向へ付勢する。なお、本実施例ではミラーボックス1000に設けられた軸部1000aを太陽ギア208の回転軸として用いているが、メインミラーホルダ502の回転軸502bを延長することで太陽ギア208の回転軸としてもよい。
図8(a)は、ミラーユニット500がミラーダウン位置に位置する状態を示している。このとき、太陽ギア付勢バネ209の第1端209aは、太陽ギア208が反時計回りに回転するように、バネ掛けダボ部1000bを付勢する。そのため、サブミラーホルダ504は、軸部502cを中心に時計回りの方向に付勢され、サブミラーストッパ507に当接するように位置が規制される。図8(a)の状態からモータ1を駆動させることでメインミラーホルダ502は反時計回り方向への回動を始める。
図8(a)の状態からメインミラーホルダ502が微小角だけ反時計回りに回動すると、ミラーユニット500は太陽ギア付勢バネ209がバネ掛けダボ部1000bを付勢しない図8(b)の状態となる。太陽ギア付勢バネ209がバネ掛けダボ部1000bを付勢しないため、太陽ギア208の回転は停止する。
図8(b)の状態からメインミラーホルダ502が反時計回りに回動すると、ミラーユニット500は図8(c)の状態となる。メインミラーホルダ502の回動中、サブミラーホルダ504のサブミラーギア部504bと太陽ギア208の太陽ギア部208aが噛み合い、サブミラーホルダ504は太陽ギア208を介して回動する。そのため、サブミラーホルダ504の反転による駆動ピン504aへの駆動負荷が平滑化されるとともにモータ1への負荷が平滑化され、モータ1の駆動中の脱調の発生を抑えることができる。また、駆動ピン504aへの駆動負荷は、サブミラーホルダ504の回動による慣性モーメントと、太陽ギア部208aとサブミラーギア部504bのギア比によって決定される。
図8(c)の状態からメインミラーホルダ502が反時計回りに回動すると、ミラーユニット500はサブミラーホルダ504がメインミラーホルダ502の背面部502dに当接する図8(d)の状態となる。
図8(d)の状態からメインミラーホルダ502が反時計回りに回動すると、太陽ギア付勢バネ209の第2端209bは、太陽ギア208が時計回りに回転するように、バネ掛けダボ部1000bを付勢する。また、太陽ギア208は、サブミラーギア部504bから回転トルクを受け、反時計回りに回転する。メインミラーホルダ502がミラーアップストッパ505に当接すると、メインミラーホルダ502および太陽ギア208は回動を停止し、ミラーユニット500は図8(e)の状態となる。図8(e)の状態では、第2端209bがバネ掛けダボ部1000bを付勢することで、サブミラーホルダ504は背面部502dに当接するように位置が規制される。
ミラーユニット500のミラーアップ位置からミラーダウン位置への回動(ミラーダウン駆動)は、ミラーダウン位置からミラーアップ位置への回動(ミラーアップ駆動)と逆になるだけなので説明を省略する。すなわち、図8(e)の状態から図8(a)の状態までメインミラーホルダ502、サブミラーホルダ504および太陽ギア208が動作する。
以上説明したように、本実施例では、サブミラーギア部504bと太陽ギア部208aが噛み合うことで、メインミラーホルダ502の回動に対応してサブミラーホルダ504が回動する。すなわち、サブミラーホルダ504をギア連動によって回動させることで、サブミラーホルダ504の回動によるミラー駆動ホルダ201、モータ1、およびミラーユニット500への負荷を平滑化することができる。したがって、メインミラーホルダ502を滑らかに回動させることができる。
なお、太陽ギア部208aとサブミラーギア部504bの噛合部は、ミラーボックス1000の外側に設けられていることが望ましい。ミラーボックス1000の外側に各噛合部を設けることで、レンズ200を透過した撮影光束が太陽ギア部208aおよびサブミラーギア部504bで反射され、撮像素子103に導かれることを防止できる。
次に、図9を参照して、ミラー駆動機構112の駆動について説明する。図9は、ミラー駆動機構の駆動の説明図である。図9(a)は、ミラーユニット500がミラーダウン位置に位置する状態を示す図、図9(b)は図9(a)をE方向から見た図、図9(c)は図9(a)のF−F線断面図である。図9(d)は、ミラー駆動ホルダ201が図9(a)〜(c)の位置に位置する状態において、ミラーユニット500がミラーアップ位置に位置する状態を示す図である。
ミラーユニット500がミラーダウン位置に位置する場合、メインミラーホルダ502はミラーダウンストッパ506に当接し、駆動ピン504aは駆動ピン係合部201cに当接していない。したがって、ミラーダウン位置におけるメインミラーホルダ502は、ミラーダウンストッパ506と回転軸502bによって位置決めされる。また、サブミラーホルダ504は、時計回りの方向へ付勢され、サブミラーストッパ507に当接するように位置が規制される。そのため、ミラーユニット500の取り付け誤差や部品公差によって、ミラーダウン位置でのメインミラーホルダ502、およびサブミラーホルダ504の位置がばらつくことはない。
駆動ユニットベース203の規制溝203aには、第1の面203a1〜第8の面203a8が形成されている。第1の面203a1、第3の面203a3、第6の面203a6、および第8の面203a8は、リードスクリュー202の軸方向と略直交となるように形成されている。第2の面203a2、第4の面203a4、第5の面203a5、および第7の面203a7は、リードスクリュー202の軸方向と略平行となるように形成されている。駆動ナット部201aを噛合させたリードスクリュー202が駆動ユニットベース203に取り付けられると、ミラー駆動ホルダ201の突起201dが規制溝203aと係合する。ミラーユニット500がミラーダウン位置に位置する場合、突起201dは規制溝203aの第2の面203a2および第3の面203a3に当接し、ミラー駆動ホルダ201の矢印A方向への直進移動および矢印D方向への回転移動が規制される。したがって、モータ1に通電することなく、ミラーユニット500がミラーダウン位置に位置する状態を維持できるため、ミラーユニット500をミラーダウン位置に保持するための駆動源を必要としない。
本実施例では、ミラーユニット500がミラーダウン位置とミラーアップ位置との間を駆動する間、ミラー駆動ホルダ201は、直進移動可能であるが、規制溝203aにより回転移動を規制される。ミラーユニット500がミラーダウン位置またはミラーアップ位置に位置する状態になると、ミラー駆動ホルダ201は、回転移動可能であるが、規制溝203aにより直進移動を規制される。
図9(d)に示されるように、ユーザなどの外部からの力によってメインミラーホルダ502がミラーアップ位置に移動した場合、トーションばね207の駆動ピン504aに掛けられている第2端が駆動ピン504aの移動にともない移動する。メインミラーホルダ502が外部からの力によりミラーアップ位置で保持されなくなると、トーションばね207が駆動ピン504aを駆動ピン係合部201cに対して付勢し、ミラーユニット500は図9(a)の状態に戻る。
次に、図10を参照して、ミラーアップ駆動時にサブミラーホルダ504がメインミラーホルダ502の背面部502dに当接したときのバウンドを低減可能な低減構造について説明する。図10は、ミラーアップ駆動時のサブミラーホルダ504のバウンド低減構造の説明図である。図10(a)は、ミラーアップ駆動中のミラーユニット500の部分拡大図である。図10(b)は、ミラーアップ位置に位置する状態のミラーユニット500の部分拡大図である。
ミラーユニット500がミラーアップ位置に到達すると、サブミラーホルダ504は、背面部502dに当接した状態で、太陽ギア付勢バネ209により反時計回り方向へ付勢される。しかしながら、太陽ギア付勢バネ209だけでミラーユニット500がミラーアップ位置に到達した際にサブミラーホルダ504に発生するバウンドを抑制することは難しい。そこで、本実施例では、ミラーアップ駆動時にサブミラーホルダ504のバウンドを低減可能な低減構造が駆動ピン504aに設けられている。駆動ピン504aの中心とサブミラーホルダ504の回動中心は略同心であるため、駆動ピン504aはサブミラーホルダ504の回動に伴って回転する。駆動ピン504aには、駆動ピン504aが回転する間、駆動ピン係合部201cに当接する当接部504a1が設けられている。当接部504a1には、ミラーユニット500がミラーアップ位置に到達した際に駆動ピン係合部201cに当接する平面状の平面部504a2が形成されている。ミラーユニット500がミラーアップ位置に到達した際に平面部504a2が駆動ピン係合部201cに当接することで、駆動ピン504aの回転が抑制されるとともにサブミラーホルダ504の回動も抑制される。駆動ピン504aの円弧部分と平面部504a2に繋がる部分は、平面部504a2に近づくにつれて駆動ピン504aの中心から距離が減少するように形成されている。そのため、ミラーユニット500がミラーアップ位置に到達した際に、サブミラーホルダ504に急激なブレーキが掛らず、サブミラーホルダ504のバウンドを抑制することができる。なお、駆動ピン504aには、平面部504a2の代わりに駆動ピン504aの他の部分よりも摩擦係数が高い摩擦面が形成されてもよい。
本実施例ではミラーユニット500はリードスクリュー202を用いて直進駆動されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動ピン504aをモータ1の駆動により回転するカムで挟み込んで、メインミラーホルダ502を回動させてもよい。
図11を参照して、ミラーユニット500の駆動制御(ミラー駆動制御)の調整方法について説明する。図11は、ミラー駆動制御の調整方法を示すフローチャートである。
図11(a)は、メインミラーホルダ502およびサブミラーホルダ504が撮像光路内に位置する、すなわちミラーダウン位置に位置するミラーダウン状態(以下、第1の状態という)を示している。ミラーユニット500が第1の状態の場合、レンズ200を透過した撮影光束はメインミラー501で分離される。メインミラー501で反射した撮影光束は、ピント板108に結像する。ペンタプリズム109は、ピント板108に結像した被写体像を測光センサ110に導く。測光センサ110は、被写体像の一部を観察面上の各エリアに対応して分割された受光素子で検出する。測光回路111は、測光センサ110から取得した出力信号を観察面上の各エリアの輝度信号に変換する。なお、測光センサ110と測光回路111は、別構成でなく、1つの測光手段として構成されてもよい。CPU101は、測光回路111から取得する輝度信号に基づいて露出値を算出する。ミラーユニット500が第1の状態の場合、測光センサ110への撮影光束は受光面の各エリアで輝度バラつきがほとんどない。一方、メインミラー501を透過した撮影光束は、サブミラー503で反射して焦点検出部(焦点検出手段)107に導かれる。
図11(b)は、メインミラーホルダ502がミラーダウン位置に位置し、サブミラーホルダ504がメインミラー501と重なる位置までミラーアップしている状態(以下、第2の状態という)を示している。ミラーユニット500が第2の状態の場合、レンズ200を透過した撮影光束は、メインミラー501およびサブミラー503で反射し、焦点検出部107に導かれることなく、ピント板108に結像する。ミラーユニット500が第2の状態の場合、焦点検出部107に撮影光束が導かれない分、測光センサ110の中央部分への光量がアップする。そのため、低輝度環境下における測光精度を向上させることができる。また、ファインダ接眼レンズ(不図示)を介して撮影者が確認できるファインダ像の光量は明るくなり、被写体の視認性が向上し、マニュアル操作による焦点調整も容易になる。
図11(c)は、メインミラーホルダ502およびサブミラーホルダ504が撮像光路外に位置する、すなわちミラーアップ位置に位置するミラーアップ状態(以下、第3の状態という)を示している。ミラーユニット500が第3の状態の場合、レンズ200を透過した光は、ミラーユニット500が撮像光路から退避しているため、撮像素子103に導かれる。
ミラーユニット500は、モータ駆動装置300により、第1の状態から第2の状態を経由して第3の状態となるミラーダウン駆動と、第3の状態から第2の状態を経由して第1の状態となるミラーアップ駆動を行う。位置検出部113は、ミラーユニット500が第1の状態または第3の状態であるかどうかを検出する。
次に、図12を参照して、ミラー駆動制御の調整方法について説明する。図12は、ミラー駆動制御の調整方法を示すフローチャートである。ミラー駆動制御の調整とは、あらかじめメモリ102に記憶され、モータ1を駆動するタイミングを指示するために使用される参照カウンタ値を調整することである。ミラー駆動制御の調整は、カメラが明るさが一定の光源の前に置かれた状態で実行される。なお、ミラー駆動制御の調整は、カメラ出荷後のユーザの手元で実施してもよいし、カメラ出荷前の工場で個体ごとに実施してもよい。
ステップS101では、位置検出部113の出力を用いて、ミラーユニット500が第1の状態であるかどうかが判断される。ミラーユニット500が第1の状態である場合、ステップS102に進み、第1の状態でない場合、ステップS103に進む。ステップS103では、ミラーユニット500は、第1の状態となるようにミラーダウン駆動を行う。ステップS104では、測光センサ110が測光を開始し、測光回路111は測光センサ110から取得した出力信号を輝度信号に変換する。ステップS105では、測光回路111が取得する輝度信号値が所定値より大きいかどうかが判断される。輝度信号値が所定値より大きい場合、ステップS106に進み、輝度信号値が所定値より小さい場合、ミラー駆動タイミングの調整が不可能であるためフローを終了する。
ステップS106では、CPU101は、FBパルスのカウント値を0に初期化し、ミラーユニット500をミラーアップ駆動させる。ステップS107では、CPU101は、FBパルスを取得するごとにカウンタ値をカウントアップする。ステップS108では、測光センサ110が測光を開始し、測光回路111は測光センサ110から取得した出力信号を輝度信号に変換する。ステップS109では、メモリ102は、測光回路111が取得する輝度信号をFBパルスのカウンタ値に対応させて記憶する。ステップS110では、位置検出部113の出力を用いて、ミラーユニット500が第3の状態であるかどうかが判断される。ミラーユニット500が第3の状態である場合、ステップS111に進み、ミラーユニット500が第3の状態でない場合、ステップS107に戻る。ステップS111では、ミラーユニット500のミラーアップ駆動を停止する。ステップS112では、メモリ102は、ミラーユニット500が第3の状態となった際のカウンタ値を、ミラーユニット500が第1の状態から第3の状態となるまでのFBパルスのパルス数として記憶する。ステップS113では、メモリ102は、ステップS109で記憶したミラーアップ駆動中の輝度値のうち最大の輝度値に対応するFBパルスのカウンタ値を、ミラーユニット500が第1の状態から第2の位置まで駆動する場合のパルス数として記憶する。
ステップS114では、CPU101は、FBパルスのカウンタ値を0に初期化し、ミラーユニット500をミラーダウン駆動させる。ステップS115では、CPU101は、FBパルスを取得するごとにカウンタ値をカウントアップする。ステップS116では、測光センサ110が測光を開始し、測光回路111は測光センサ110から取得した出力信号を輝度信号に変換する。ステップS117では、メモリ102は、測光回路111が取得する輝度信号をFBパルスのカウンタ値に対応させて記憶する。ステップS118では、位置検出部113の出力を用いて、ミラーユニット500が第1の状態であるかどうかが判断される。
ミラーユニット500が第1の状態である場合、ステップS119に進み、ミラーユニット500が第1の状態でない場合、ステップS115に戻る。ステップS119では、ミラーユニット500のミラーダウン駆動を停止する。ステップS120では、メモリ102は、ミラーユニット500が第1の状態となった際のカウンタ値を、ミラーユニット500が第3の状態から第1の状態となるまでに必要なパルス数として記憶する。ステップS121では、メモリ102は、ステップS117で記憶したミラーダウン駆動中の輝度値のうち最大の輝度値に対応するFBパルスのカウンタ値を、ミラーユニット500が第3の状態から第2の状態まで駆動する場合のパルス数として記憶する。
ミラーユニット500が第1の状態である場合、ステップS119に進み、ミラーユニット500が第1の状態でない場合、ステップS115に戻る。ステップS119では、ミラーユニット500のミラーダウン駆動を停止する。ステップS120では、メモリ102は、ミラーユニット500が第1の状態となった際のカウンタ値を、ミラーユニット500が第3の状態から第1の状態となるまでに必要なパルス数として記憶する。ステップS121では、メモリ102は、ステップS117で記憶したミラーダウン駆動中の輝度値のうち最大の輝度値に対応するFBパルスのカウンタ値を、ミラーユニット500が第3の状態から第2の状態まで駆動する場合のパルス数として記憶する。
次に、図13を参照して、ミラー駆動制御の調整の判断方法について説明する。図13は、ミラー駆動制御の調整の判断方法を示すフローチャートである。ミラー駆動制御の調整が必要であるかどうかは、レリーズごとに判断される。
ステップS201では、CPU101は、FBパルスのカウンタ値を0に初期化するとともに、ミラーユニット500をミラーアップ駆動させる。ステップS202では、位置検出部113の出力を用いて、ミラーユニット500が第3の状態であるかどうかが判断される。ミラーユニット500が第3の状態である場合、ステップS203に進み、ミラーユニット500が第3の状態でない場合、ステップS201へのループを繰り返す。ステップS203では、メモリ102は、ステップS202のタイミングでCPU101が取得したFBパルスのパルス幅を記憶する。ステップS204では、シャッタ走行や蓄積など露光に必要な処理が実行される。
ステップS205では、CPU101は、FBパルスのカウンタ値を0に初期化するとともに、ミラーユニット500をミラーダウン駆動させる。ステップS206では、位置検出部113の出力を用いて、ミラーユニット500が第1の状態であるかどうかが判断される。
ミラーユニット500が第1の状態である場合、ステップS207に進み、ミラーユニット500が第1の状態でない場合、ステップS206へのループを繰り返す。ステップS207では、メモリ102は、ステップS206のタイミングでCPU101が取得したFBパルスのパルス幅を記憶する。
ミラーユニット500が第1の状態である場合、ステップS207に進み、ミラーユニット500が第1の状態でない場合、ステップS206へのループを繰り返す。ステップS207では、メモリ102は、ステップS206のタイミングでCPU101が取得したFBパルスのパルス幅を記憶する。
ステップS208では、CPU101は、メモリ102が記憶するミラー駆動回数に1を加算する。ステップS209では、ミラー駆動回数が所定値より大きいかどうかが判断される。ミラー駆動回数が所定値より大きい場合、すなわち、部品の摩耗により最適なミラー駆動制御のタイミングが変化しているおそれがある場合、ステップS212に進む。ミラー駆動回数が所定値より小さい場合、ステップS210に進む。
ステップS210では、ステップS203でメモリ102が記憶したFBパルスのパルス幅が所定値より小さいかどうかが判断される。パルス幅が所定値より小さい場合、すなわち、ミラーアップストッパ505に衝突する直前のミラーユニット500が十分に減速されていないと判断される場合、ステップS212に進む。パルス幅が所定値より大きい場合、ステップS211に進む。
ステップS211では、ステップS207でメモリ102が記憶した第1の位置に到達する直前のパルス幅が所定値より小さいかどうかが判断される。パルス幅が所定値より小さい場合、すなわち、ミラーダウンストッパ506に衝突する直前のミラーユニット500が十分に減速されていないと判断される場合、ステップS212に進む。パルス幅が所定値より大きい場合、フローを終了する。
ステップS212では、CPU101は、ユーザにミラー駆動制御の調整を促す画像を表示部(不図示)に表示する。なお、本発明は、これに限定されず、ユーザにミラー駆動制御の調整を促すことが可能であればよい。また、ミラー駆動回数は、ミラー駆動制御の調整を実施した際に0に初期化される。
本実施例のミラー駆動は実施例2と同様であるため、詳細な説明は省略する。図14は、本実施例のミラーユニット500およびミラーボックス1000の分解斜視図である。メインミラーホルダ502は、回転軸1502aを中心として回動するように、軸押さえ板1506によってミラーボックス1000に取り付けられる。メインミラーホルダ502には、ミラーユニット500が第1の状態の場合に、ミラーダウンストッパ506に当接する当接面1502bが形成されている。本実施例ではミラーダウンストッパ506は偏心ピンで形成され、ミラーダウンストッパ506を回転させることでメインミラーホルダ502のミラーダウン位置を調整することができる。また、メインミラーホルダ502には、サブミラーホルダ504の回転中心穴1504aに係合するサブミラー回転軸部1502dが形成されている。
サブミラーホルダ504は、サブミラー回転軸部1502dを中心として回動するようにメインミラーホルダ502に軸支される。サブミラーホルダ504には、ミラーユニット500が第1の状態である場合に、ミラーボックス1000に設けられたサブミラーストッパ507に当接する当接面1504bが形成されている。本実施例ではサブミラーストッパ507は偏心ピンで形成され、サブミラーストッパ507を回転させることでサブミラーホルダ504のミラーダウン位置を調整することができる。
ミラーユニット500がミラーアップ駆動を行う場合、メインミラーホルダ502はサブミラーホルダ504に押し上げられることにより回動する。また、ミラーユニット500がミラーダウン駆動を行う場合、メインミラーホルダ502はサブミラーホルダ504に引き下げられることで回動する。
次に、図15〜図17を参照して、撮影を行う際のミラーユニット500の動作について説明する。図15は、第1の状態であるミラーユニット500を示す図である。図16は、第2の状態であるミラーユニット500を示す図である。図17は、第3の状態であるミラーユニット500を示す図である。図15(a)、図16(a)、および図17(a)は、ミラーユニット500を被写体側から見たときの右側面図である。図15(b)、図16(b)、および図17(b)は、ミラーユニット500を被写体側から見たときの左側面図である。説明に不要な部材は、簡単のため省略している。
ミラーボックス1000は、駆動レバー601、メインミラーダウンバネ602、サブミラーダウンバネ603、およびギア604を備える。ギア604には、モータ1の駆動力が伝達される。モータ1の駆動力は、ギア604に噛合する駆動レバー601にも伝達される。メインミラーダウンバネ602の第1端は、メインミラーダウン軸1502cに掛けられている。サブミラーダウンバネ603の第1端は、サブミラー駆動軸1504cに掛けられている。
駆動レバー601が回転軸601aを中心に回動することで、ミラーユニット500は第1の状態から第2の状態の状態を経由して第3の状態に移行する。撮影前、図15に示されるように、メインミラーホルダ502はミラーダウンストッパ506に当接し、サブミラーホルダ504はサブミラーストッパ507に当接している。メインミラーダウンバネ602は、ミラーダウンストッパ506と当接面1502bを安定して当接させるため、メインミラーホルダ502に設けられたメインミラーダウン軸1502cをF1方向へ付勢する。サブミラーダウンバネ603は、サブミラーストッパ507と当接面1504bを安定して当接させるため、サブミラーホルダ504に設けられたサブミラー駆動軸1504cをF2方向へ付勢する。サブミラー駆動軸1504cには、スリーブ1511が回動可能に係合している。
レリーズ信号が入力されると、駆動レバー601がサブミラー駆動軸1504cを駆動させることでサブミラーホルダ504は回動し、ミラーユニット500は図15の状態から図16の状態となる。その後、駆動レバー601がサブミラー駆動軸1504cをF4方向へ駆動させることでメインミラーホルダ502およびサブミラーホルダ504は一体となって回転軸1502aを中心に回動し、ミラーユニット500は図16の状態から図17の状態となる。図17の状態のとき、撮影が行われる。撮影時にミラーユニット500が撮像素子103に向かう撮影光束を遮らないように、駆動レバー601はサブミラー駆動軸1504cをミラーボックス1000の上方に退避するように(F4方向へ)付勢する。駆動レバー601のサブミラー駆動軸1504cに対する付勢力は、ミラーアップストッパ505と回転軸1502aで受け止められる。
撮影が終了すると、駆動レバー601が回動し、ミラーユニット500は図17の状態から図16の状態を経由して図15の状態に移行する。このとき、駆動レバー601による駆動力はサブミラーダウンバネ603を介してF2方向への駆動力となり、サブミラー駆動軸1504cに加えられる。また、駆動レバー601による駆動力はメインミラーダウンバネ602を介してF1方向への駆動力となり、メインミラーダウン軸1502cに加えられる。
上述したように、通常の撮影動作では、サブミラー503は、被写体側から見てほとんど露出しない。そのため、サブミラー503に対するクリーニング等のメンテナンスを行うことは困難である。本実施例では、サブミラー503のメンテナンスを容易に実行するために、ミラーユニット500を図18に示されるメンテナンス状態とすることが可能である。
次に、ミラーユニット500のメンテナンス状態について説明する。図15の状態において、被写体側からメインミラーホルダ先端1502eにF3方向への荷重を付加する。付加される荷重がメインミラーダウンバネ602およびサブミラーダウンバネ603による付勢力より大きくなると、メインミラーホルダ502が回動し始める。さらに、メインミラーホルダ先端1502eに対して荷重を付加し続け、メインミラーホルダ502をミラーアップストッパ505に当接するまで回動させる。このとき、サブミラーホルダ504は、メインミラーホルダ502の回動に伴い、回転中心穴1504aを介して荷重を付加されて回動する。一方、サブミラーホルダ504は、サブミラーダウンバネ603によりF2方向へ付勢されているため、スリーブ1511を介してミラーボックス側壁1000cの摺動面(摺動部)1000dに当接し続ける。そのため、メインミラーホルダ502をミラーアップストッパ505に当接するまで回動させると、サブミラーホルダ504は図18に示される位置(メンテナンス位置)に移動する。このときのミラーユニット500の状態が図18に示されるメンテナンス状態である。
サブミラーホルダ504がメンテナンス位置に位置する場合、サブミラー503は、被写体方向を向くように、すなわち、撮影光路に対して略垂直となるように配置される。また、メインミラーホルダ502は、ミラーアップ位置に位置している。したがって、ミラーユニット500がメンテナンス状態である場合、サブミラー503の全面を被写体側から容易に見ることができるため、サブミラー503のメンテナンスを被写体側から容易に実行することが可能となる。
図19は、ミラーボックス側壁1000cとサブミラー駆動軸1504cの中心の軌跡の関係図である。第1のサブミラー駆動軸軌跡701は、通常の撮影動作でミラーユニット500が第1の状態と第3の状態の間を駆動する場合の軌跡である。第2のサブミラー駆動軸軌跡702は、ミラーユニット500が第1の状態とメンテナンス状態の間を駆動する場合の軌跡である。本実施例では、サブミラーホルダ504をメンテナンス位置に保持するために、摺動面1000dには、点線で示された摺動面凹部領域1000eが形成されている。また、メンテナス位置に位置するサブミラー503のメンテナンスが実行される場合、サブミラー503には図19のF5方向の荷重が加わるが、サブミラーホルダ保持面1000fがサブミラーホルダ504およびスリーブ1511を介して荷重を受け止める。そのため、メンテナンス中にサブミラー503の位置が不安定になることはない。
メインミラーホルダ502に荷重を加えないようにすることで、ミラーユニット500は図18の状態から図15の状態となる。なお、本実施例ではでサブミラーホルダ504をメンテナンス位置に回動させるためにメインミラーホルダ先端502eに荷重を加えているが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動機構(不図示)によりメインミラーダウン軸1502cを駆動させることで、サブミラーホルダ504を回動させてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
100 本体部(撮像装置)
500 ミラーユニット
502 メインミラーホルダ
504 サブミラーホルダ
500 ミラーユニット
502 メインミラーホルダ
504 サブミラーホルダ
Claims (7)
- 撮像光路内に位置するミラーダウン位置と前記撮像光路外に位置するミラーアップ位置との間で回動するメインミラーホルダと、前記メインミラーホルダに回動可能に軸支されるサブミラーホルダと、を備えるミラーユニットを有し、
前記ミラーユニットは、前記メインミラーホルダが前記ミラーアップ位置に位置し、前記サブミラーホルダが前記撮像光路内に配置されるメンテナンス状態となるように駆動されることを特徴とする撮像装置。 - 前記ミラーユニットが前記メンテナンス状態である場合、前記サブミラーホルダは前記撮像光路に対して略垂直となるように配置されることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 撮像光学系の焦点検出を行う焦点検出手段を更に有し、
前記サブミラーホルダは、撮影光束を前記焦点検出手段に導くサブミラーを備え、
前記ミラーユニットは、前記メインミラーホルダが前記ミラーアップ位置に位置し、前記サブミラーホルダが前記メインミラーホルダに重なるように配置されるミラーアップ状態と、前記メインミラーホルダが前記ミラーダウン位置に位置し、前記サブミラーによって前記撮影光束を前記焦点検出手段に導くように前記サブミラーホルダが配置されるミラーダウン状態との間を駆動するとともに、前記ミラーダウン状態と前記メンテナンス状態との間を駆動することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記ミラーユニットは、前記サブミラーホルダの回動に応じて前記メインミラーホルダが回動することで前記ミラーダウン状態から前記ミラーアップ状態となり、前記メインミラーホルダの回動に応じて前記サブミラーホルダが回動することで前記ミラーダウン状態から前記メンテナンス状態となることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記ミラーユニットが前記ミラーダウン状態と前記メンテナンス状態との間を駆動する間、前記サブミラーホルダが摺動する摺動部を更に有することを特徴とする請求項3または4に記載の撮像装置。
- 前記ミラーユニットが前記メンテナンス状態である場合に前記摺動部のうち前記サブミラーホルダと当接する第1の当接部は、前記ミラーユニットが前記第3の状態である場合に前記摺動部のうち前記サブミラーホルダと当接する第2の当接部に比べて撮像光学系側に位置することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
- 前記ミラーユニットを保持するミラーボックスを更に有し、
前記摺動部は、前記ミラーボックスに設けられていることを特徴とする請求項5または6に記載の撮像装置。
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