JP2017207541A - シャッターユニットおよび撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シャッターユニットを保持しつつ、シャッター駆動時の衝撃が生じた場合であっても、安定して衝撃吸収することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像素子への被写体光を制御するシャッターと、シャッターを保持する保持枠と、シャッターの駆動時に発生する衝撃を吸収する環状弾性部材と、環状弾性部材の内径部と係合し、撮像装置本体に保持枠を締結する締結部材と、撮像装置本体に設けられ、締結部材によって締結される第1本体側被締結部と、保持枠に設けられ、締結部材によって締結される第1保持枠側被締結部と、を有し、第1保持枠側被締結部は、環状弾性部材の外径と圧接し、衝撃が生じた際に環状弾性部材が圧縮変形できる空間を有する貫通孔を形成している。
【選択図】図4

Description

本開示は、静止画撮影を主に行うデジタルスチルカメラ等に用いるシャッターユニットおよび該シャッターユニットを備える撮像装置に関する。
特許文献1は、シャッターユニットをシャーシに固定するカメラ本体を開示する。このカメラ本体は、シャッターユニットをシャーシの前側から2本のネジ部材によってネジ締結されることでシャーシに固定する。
特開2012−163947号公報
本開示は、シャッターユニットを保持しつつ、シャッター駆動時の衝撃が生じた場合であっても、安定して衝撃吸収することができるシャッターユニットおよび撮像装置を提供する。
本開示における撮像装置は、被写体の光学像を撮像して画像データを生成する撮像素子への被写体光を制御するシャッターと、シャッターを保持する保持枠と、シャッター駆動時に発生する衝撃を吸収する環状弾性部材と、環状弾性部材の内径部と係合し、撮像装置本体に保持枠を締結する第1締結部材と、撮像装置本体に設けられ、第1締結部材によって締結される第1本体側被締結部と、保持枠に設けられ、第1締結部材によって締結される第1保持枠側被締結部と、を備える。第1本体側被締結部および第1保持枠側被締結部の一方の被締結部は、環状弾性部材の外径と圧接し、衝撃が生じた際に環状弾性部材が圧縮変形できる空間を有する貫通孔を形成している。
また、本開示における撮像装置に用いられるシャッターユニットは、保持枠に設けられた第1保持枠側被締結部に該貫通孔を形成している。
本開示における撮像装置は、シャッターユニットを保持しつつ、シャッター駆動時衝撃が生じた場合であっても、安定して衝撃吸収することができる。
実施の形態1に係るカメラ本体の斜視図 実施の形態1に係るカメラ本体の中央断面図 実施の形態1に係るシャッターユニットの保持を示す斜視分解図 実施の形態1に係るシャッターユニットの保持を示す背面から見た断面図 実施の形態1に係る第1保持枠側被締結部と第1本体側被締結部を背面から見た拡大図 図5AのA−A線断面図 実施の形態1に係る第2保持枠側被締結部と第2本体側被締結部を背面から見た拡大図 図6AのC−C線断面図 図6AのD−D線断面図 貫通孔610の変形例に係る断面図 貫通孔610の変形例に係る断面図 貫通孔610の変形例に係る断面図 貫通孔610の変形例に係る断面図 従来の実施の形態に係る第1保持枠側被締結部と第1本体側被締結部を後方から見た拡大図 図8AのB−B線断面図
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
(実施の形態1)
以下、図1〜図6Cを用いて、実施の形態1を説明する。
[1−1.構成]
[1−1−1.撮像装置の概要]
図1は、実施の形態1に係るカメラ本体100の斜視図である。カメラ本体100は、交換レンズ式用のデジタルカメラ本体であり、筐体10と、シャッターボタン13と、図示しないレンズユニット(交換レンズの一例)を着脱可能なボディマウント150と、を備える。
以下、各部の詳細について説明する。説明の便宜のため、カメラ本体100の被写体側を前、撮像面側を後ろ又は背、カメラ本体100の通常姿勢における鉛直上側を上、鉛直下側を下ともいう。また、「左」「右」とは、被写体からカメラ本体100を見た場合を基準とする用語である。
[1−1−2.カメラ本体100の構成]
図2を用いて、実施の形態1に係る撮像装置(カメラ)の構成を説明する。図2は、カメラ本体100の中央縦断面図である。
カメラ本体100は、筐体10内において、主に、前から順に、ボディマウント150、フォーカルプレーンシャッターユニット(以下、シャッターユニットと略称する)190、振動板113、光学的ローパスフィルタ112、カバーガラス111、CMOSイメージセンサー110、放熱板115、メイン回路基板140、補強板121、表示装置120が配置されている。
なお、CMOSイメージセンサー110は被写体の光学像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子の一例である。撮像素子は、CCDイメージセンサー等を含む概念である。
メイン回路基板140は、CMOSイメージセンサー110を駆動制御する回路基板を含む。また、メイン回路基板140は、CMOSイメージセンサー110からの画像データに所定の処理を施す回路基板も含み、CMOSイメージセンサー110を駆動制御する。メイン回路基板140は、CMOSイメージセンサー110からの画像データにAD変換等の所定の処理を施す撮像素子回路基板の一例である。
表示装置120は、表示用画像データが示す画像等を表示する。表示用画像データは、メイン回路基板140で画像処理された画像データや、カメラ本体100の撮影条件、操作メニュー等を画像として表示するためのデータ等である。表示装置120は、動画像も静止画像も選択的に表示可能である。表示装置120は、液晶ディスプレイを有する。
表示装置120は、カメラ本体100に設けられている。本実施形態では、筐体10の背面に配置されているが、カメラ本体100のどこに配置されていてもよい。なお、表示装置120はカメラ本体100に設けられた表示部の一例である。表示部としては、他にも、有機EL、無機EL、プラズマディスプレイパネル等、画像を表示できるものを用いることができる。
ボディマウント150は、着脱可能なレンズユニットをバヨネット結合にて保持する。ボディマウント150は、マウントバネ152を介してレンズユニットのレンズマウント(不図示)と機械的に接続可能であるとともに、電気接点151によりレンズユニットのレンズマウントと電気的に接続可能である。ボディマウント150とレンズマウントとを介して、カメラ本体100とレンズユニットとの間で、データおよび/または制御信号を送受信可能である。
シャッターユニット190は、いわゆるフォーカルプレーンシャッターである。シャッターユニット190は、ボディマウント150とCMOSイメージセンサー110との間に配置される。
光学的ローパスフィルタ112は、被写体光の高周波成分を取り除く。具体的には、光学的ローパスフィルタ112は、レンズユニットにより結像する被写体像をCMOSイメージセンサー110の画素のピッチよりも荒い解像となるように分離する。一般的にCMOSイメージセンサー等の撮像素子は、各画素にベイヤー配列と呼ばれるRGB色のカラーフィルターやYCM色の補色カラーフィルターが配されている。従って、1画素に解像してしまうと偽色が発生するばかりでなく、繰り返しパターンの被写体では醜いモアレ現象が発生するため、光学的ローパスフィルタ112によって偽色やモアレ現象の発生を抑制することが好ましい。さらに光学的ローパスフィルタ112には、赤外光をカットするためのIrカットフィルタ機能も併せ持たせている。
振動板113は、CMOSイメージセンサー110よりも前に配置され、CMOSイメージセンサー110への埃の付着を防ぐ。また、振動板113自身に付着した埃を振動により振り落とす。具体的には、振動板113は、透明の薄い板状部材であり、光学的ローパスフィルタ112の平面に貼り付けられており、不図示の圧電素子を介して光学素子保持部材114に固定されている。そして、振動板113は、交流電圧の印加による圧電素子の振動に伴って振動する。振動板113の前面には、酸化チタン等の透明な光触媒によって構成される防曇層が形成されている。
光学素子保持部材114は、CMOSイメージセンサー110に係る光学部材を保持することによって、それらをユニット化するための部材である。光学部材は、前から順に振動板113、光学的ローパスフィルタ112、カバーガラス111、CMOSイメージセンサー110、放熱板115を含む。本実施形態において、光学素子保持部材114および光学部材は、CMOSイメージセンサーユニット21を構成している。
シャーシ12は、ボディマウント150、シャッターユニット190、CMOSイメージセンサーユニット21を支持する。ボディマウント150、シャッターユニット190、CMOSイメージセンサーユニット21は、シャーシ12にネジ締結される。本実施形態において、シャーシ12、ボディマウント150、シャッターユニット190およびCMOSイメージセンサーユニット21は、マウントユニット102を構成している。
[1−1−3.シャッターユニット190保持機構の概略]
図3、図4を用いてシャッターユニット190の保持機構を説明する。
図3は、実施の形態1に係るシャッターユニット190の保持を示す背面から見た斜視分解図である。図4は、シャッターユニット190の保持を示す背面から見た断面図である。
シャッターユニット190は、先幕501aと、後幕501bと、先幕を駆動させる先幕駆動部材502aと、後幕を駆動させる後幕駆動部材502bと、保持枠500を備える。不図示のシャッター幕駆動機構が、先幕駆動部材502aをFa方向へ、後幕駆動部材502bをFb方向へ回転させる事によって、シャッター幕(先幕501aまたは後幕501b)は、上下に駆動される。これにより、CMOSイメージセンサー110への被写体光を制御する。
保持枠500は、シャッターユニット190を構成する部材を保持している。保持枠500には、保持枠側被締結部(第1保持枠側被締結部510および第2保持枠側被締結部520)が形成されている。
第1保持枠側被締結部510には、第1締結部材810が貫通する貫通孔610が形成されている。
第2保持枠側被締結部520には、第2締結部材820が貫通する長孔620が形成されている。
締結部材(第1締結部材810および第2締結部材820)は、ネジなどである。
撮像装置本体100に固定されるシャーシ12には、本体側被締結部(第1本体側被締結部710および第2本体側被締結部720)が形成されている。
本体側被締結部は、ネジ溝などである。
環状弾性部材192は、内側が貫通した、ゴム製のOリングなどである。
シャッターユニット190は背面から締結部材(第1締結部材810および第2締結部材820)と環状弾性部材192によって、保持枠500の被締結部(第1保持枠側被締結部510および第2保持枠側被締結部520)で、シャーシ12の被締結部(第1本体側被締結部710および第2本体側被締結部720)に取り付けられる。
[1−1−4.被締結部の詳細]
図3から図6Cを用いて、実施の形態1に係る被締結部の詳細を説明する。
図5Aは、第1保持枠側被締結部と第1本体側被締結部を背面から見た拡大図である。
図5Bは、図5AのA−A線断面図である。
図6Aは、第2保持枠側被締結部と第2本体側被締結部を背面から見た拡大図である。
図6Bは、図6AのC−C線断面図である。
図6Cは、図6AのD−D線断面図である。
図5Aおよび図5Bに示すように、シャッターユニット190は背面から第1締結部材810と環状弾性部材192によって、保持枠500の第1保持枠側被締結部510で、シャーシ12の第1本体側被締結部710に取り付けられている。
シャーシ12の第1本体側被締結部710には、第1締結部材810により固定されるネジ溝が形成されている。
第1締結部材810の先端には、第1本体側被締結部710と螺号するねじ山が設けられている。第1締結部材810の首下の外径は環状弾性部材192の内径よりやや大きく、環状弾性部材192を固定する。第1締結部材810の頭部の外径は、貫通孔610の角穴寸法Aより大きく、シャッターユニット190の脱落を防止する。
環状弾性部材192の外径はΦBで、外径面で貫通孔610の内径面を押圧している。
シャッターユニット190の保持枠500には、第1保持枠側被締結部510が形成されている。第1保持枠側被締結部510には、貫通孔610が形成されている。
貫通孔610は環状弾性部材192の外径ΦBより小さい角穴寸法Aである略四画形状をしている。貫通孔610の4隅には、環状弾性部材192が弾性変形できる逃げ代である空間を有している。貫通孔610の4隅の寸法Rは環状弾性部材192の外径を形成する半径よりも小さい。
このように、環状弾性部材192を貫通孔610にはめ込み、貫通孔610の内径面4面によりひずまされた状態で、シャッターユニット190はシャーシ12に取り付けられている。
図6Aから図6Cに示すように、シャッターユニット190は背面から第2締結部材820によって、保持枠500の第2保持枠側被締結部520で、シャーシ12の第2本体側被締結部720に取り付けられている。
シャーシ12の第2本体側被締結部720には、第2締結部材820により固定されるネジ溝が形成されている。
第2締結部材820の先端には、第2本体側被締結部720と螺号するねじ山が設けられている。第2締結部材820の首下の外径は長孔620の短手方向(左右方向)の内径と略一致である。
シャッターユニット190の保持枠500には、第2保持枠側被締結部520が形成されている。第2保持枠側被締結部520には、長孔620が形成されている。
長孔620の長手方向(上下方向)の内径は第2締結部材820の首下の外径より大きく、第2締結部材820との間に空間を有している。この上下の空間長さは、貫通孔610の角穴寸法Aと第1締結部材810の首下の外径との差よりも長くなっている。
このように、シャッターユニット190はシャーシ12に、左右方向には移動が規制され、シャッター幕が駆動する方向(上下方向)には長孔620内で摺動可能に取り付けられている。
[1−2.動作]
以上のように構成された撮像装置について、その動作を以下説明する。
図4に示すように、使用者がカメラ本体100を構え、被写体を撮るべくシャッターボタン13を押すと先幕501aと後幕501bが設定されたシャッタースピードに応じて定められたスリット巾を保ったまま上下方向に駆動し被写体を撮影することとなる。
シャッター幕が駆動し始めると、(先幕駆動部材502aまたは後幕駆動部材502b)の回転支点軸に回転モーメント(FaまたはFb)が加わり、その反力としてシャッターユニット190を回転させようとする衝撃力(F1)が加わる。長孔620によって左右方向の移動が規制されているので、シャッターユニット190は、第2締結部材820の軸を中心として回転しようとする回転力が発生する。
貫通孔610には、環状弾性部材192がはめ込まれているので、該回転力によって環状弾性部材192は圧縮され変形することによって吸収され、シャッターユニット190の回転は抑制される。
また、シャッター幕は可動範囲を規制部材によって規制されているので、シャッター幕の駆動終了時には、シャッター幕と規制部材が接触し過大な衝撃力(F2)がシャッターユニット190に加わる。長孔620によって左右方向の移動が規制されているので、衝撃力(F2)は主に上下方向への衝撃力となって、シャッターユニット190に作用する。
貫通孔610には、環状弾性部材192がはめ込まれているので、該衝撃力によって環状弾性部材192は圧縮され変形することによって吸収され、シャッターユニット190の移動が抑制される。
環状弾性部材192は、弾性力が損なわれない程度の体積を保ったまま長孔620の空間に逃げるように変形する。
[1−3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、撮像装置は、被写体の光学像を撮像して画像データを生成する撮像素子110への被写体光を制御するシャッター(先幕501aまたは、後幕501b)と、シャッターを保持する保持枠500と、シャッター駆動時に発生する衝撃を吸収する環状弾性部材192と、環状弾性部材192の内径部と係合し、撮像装置本体に保持枠を締結する第1締結部材810と、撮像装置本体に設けられ、第1締結部材810によって締結される第1本体側被締結部710と、保持枠500に設けられ、第1締結部材810によって締結される第1保持枠側被締結部510と、を備える。
第1保持枠側被締結部510の一方の被締結部は、環状弾性部材192の外径と圧接し、衝撃が生じた際に環状弾性部材192が圧縮変形できる空間を有する貫通孔610を形成している。
これにより、シャッター駆動していない状態において、環状弾性部材192は、第1保持枠側被締結部510を押圧する。シャッター駆動時に発生する衝撃が生じた状態では、環状弾性部材192は弾性力が損なわれない程度の体積を保ったまま変形して第1保持枠側被締結部510を押圧する。
そのため、環状弾性部材192または第1保持枠側被締結部510の形状ばらつきを吸収してシャッターユニット190をシャーシ12に保持しつつ、シャッター駆動時に衝撃が生じた場合であっても、環状弾性部材192の弾性力を維持したままシャッターユニット190の保持枠500を安定して撮像装置本体100に保持できる。
また、本実施の形態において、撮像装置は、撮像装置本体100に保持枠500を締結する第2締結部材820と、撮像装置本体100に設けられ、第2締結部材820によって締結される第2本体側被締結部720と、保持枠500に設けられ、第2締結部材820によって締結される第2保持枠側被締結部520と、をさらに備える。
第2本体側被締結部720は、衝撃が作用する方向に空間を有する長孔620を設け、保持枠500は長孔620内で摺動可能なように第2締結部材820によって締結されている。
これにより、保持枠500は長孔620に沿って摺動され、衝撃力は規制される。
そのため、シャッターユニット190の保持枠500をより安定して撮像装置本体100に保持できる。
また、本実施の形態において、撮像装置は、被写体の光学像を生成する光学系を有するレンズユニットを着脱自在に保持するボディマウント150をさらに備える。
これにより、交換レンズユニット式の撮像装置に適用できる。
また、本実施の形態において、撮像装置の貫通孔610は略四画形状であり、貫通孔610は環状弾性部材192の外径と4辺の一部で圧接し、貫通孔610の4隅に衝撃が生じた際に環状弾性部材192が圧縮変形できる空間を有する。
これにより、環状弾性部材192は、第1保持枠側被締結部510を上下左右方向に押圧する。
そのため、シャッターユニット190の保持枠500を上下左右方向に安定して撮像装置本体100に保持できる。
また、本実施の形態において、撮像装置の貫通孔610は略四画形状であり、環状弾性部材192の外径半径よりも小さな寸法Rを貫通孔610の4隅に形成している。
これにより、空間を保ちつつ貫通孔610の4隅に加わる圧力を分散させることができる。
そのため、シャッター衝撃及びカメラ本体100を落下させてしまった時の落下衝撃による破損を防ぐことができる。
(貫通孔610の変形例)
以下、図7Aから図7Dを用いて、実施の形態1における貫通孔610の変形例を説明する。
外径192aは、環状弾性部材192の外径を示す。
内径610aは、貫通孔610の内径を示す。
図7Aは、貫通孔610の内径が五角形状の場合である。
図7Bは、貫通孔610の内径が六角形状の場合である。
図7Cは、貫通孔610の内径が八角形状の場合である。
図7Dは、貫通孔610の内径が四角形状の場合であり、四隅に寸法Rが設けられ、さらに、四辺の中央部が内側に湾曲した形状である。
何れの場合も、貫通孔610の内径の一部は、環状弾性部材192の外径よりも小さく、貫通孔610は、環状弾性部材192の外径と圧接している。また、環状弾性部材192が圧縮変形できる空間を有している。なお、何れの場合においても頂点に寸法Rを設けても良い。
(従来の実施の形態)
以下、図8A、図8Bを用いて、従来の実施の形態を説明する。
図8Aは、従来の実施の形態に係る第1保持枠側被締結部と第1本体側被締結部を前方から見た拡大図である。
図8Bは、図8AのB−B線での断面図である。
シャッターユニット190の保持枠500をビス3によりシャーシ12と直接固定している。そのため、シャッターユニット190はシャーシ12に強固に固定できる。しかし、シャッター機構の駆動力および停止時の衝撃力がそのままセンサーユニットに伝わってしまい、撮影画像にブレが発生するという悪影響を及ぼすという問題が生じる。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
実施の形態1では、第1保持枠側被締結部510に形成された貫通孔610と環状弾性部材192によるシャッターユニットの固定について説明した。貫通孔610は、保持枠500側に代えて、シャーシ12側の第1本体側被締結部710に形成してもよく、第1保持枠側被締結部510と第1本体側被締結部710の一方の被締結部にあればよい。
実施の形態1では、第2保持枠側被締結部520に形成された長孔620によるシャッターユニットの固定について説明した。長孔620は、保持枠500側に代えて、シャーシ12側の第2本体側被締結部720に形成してもよく、第2保持枠側被締結部520と第2本体側被締結部720の一方の被締結部にあればよい。
実施の形態1では、貫通孔610の一例として図5Aおよび図5Bに示す四画形状の貫通孔610を説明した。図7A〜図7Dに示す形状でも良い。第1本体側被締結部710および前記第1保持枠側被締結部510の一方の被締結部にあって、環状弾性部材192の外径と圧接し、シャッター駆動時の衝撃が生じた際に環状弾性部材192が圧縮変形できる空間を有する貫通孔であればよい。
したがって、貫通孔610は、四画形状に限定されない。
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、シャッターを備える撮像装置に適用可能である。具体的には、スチルカメラ、デジタルスチルカメラ、コンパクトデジタルカメラ、ムービー、カメラ機能付き携帯電話機、スマートフォンなどに、本開示は適用可能である。
100 撮像装置本体(カメラ本体)
10 筐体
12 シャーシ
13 シャッターボタン
21 CMOSイメージセンサーユニット
102 マウントユニット
110 撮像素子(CMOSイメージセンサー)
111 カバーガラス
112 光学的ローパスフィルタ
113 振動板
114 光学素子保持部材
115 放熱板
120 表示装置
121 補強板
140 メイン回路基板
150 ボディマウント
151 電気接点
190 シャッターユニット
192 環状弾性部材
501a 先幕
500 保持枠
501b 後幕
502a 先幕駆動部材(アーム)
502b 後幕駆動部材(アーム)
510 第1保持枠側被締結部
520 第2保持枠側被締結部
610 貫通孔
620 長孔
710 第1本体側被締結部
720 第2本体側被締結部
810 第1締結部材
820 第2締結部材

Claims (6)

  1. 被写体の光学像を撮像して画像データを生成する撮像素子への被写体光を制御するシャッターと、
    前記シャッターを保持する保持枠と、
    前記シャッターの駆動時に発生する衝撃を吸収する環状弾性部材と、
    前記環状弾性部材の内径部と係合し、撮像装置本体に前記保持枠を締結する締結部材と、
    撮像装置本体に設けられ、前記締結部材によって締結される第1本体側被締結部と、
    前記保持枠に設けられ、前記締結部材によって締結される第1保持枠側被締結部と、
    を有し、
    前記第1本体側被締結部および前記第1保持枠側被締結部の一方の被締結部は、
    前記環状弾性部材の外径と圧接し、前記衝撃が生じた際に前記環状弾性部材が圧縮変形できる空間を有する貫通孔を形成している
    撮像装置。
  2. 撮像装置本体に前記保持枠を締結する第2締結部材と、
    撮像装置本体に設けられ、前記第2締結部材によって締結される第2本体側被締結部と、
    前記保持枠に設けられ、前記第2締結部材によって締結される第2保持枠側被締結部と、
    をさらに有し、
    前記第2本体側被締結部および前記第2保持枠側被締結部の一方の被締結部は、
    前記衝撃が作用する方向に空間を有する長孔を設け、前記保持枠は前記長孔内で摺動可能なように前記第2締結部材によって締結される
    請求項1に記載の撮像装置。
  3. 被写体の光学像を生成する光学系を有するレンズユニットを着脱自在に保持するボディマウントをさらに備える
    請求項1または請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記貫通孔は四画形状であり、
    前記貫通孔は前記環状弾性部材の外径と4辺の一部で圧接し、前記貫通孔の4隅に前記衝撃が生じた際に前記環状弾性部材が圧縮変形できる空間を有する
    請求項1に記載の撮像装置。
  5. 前記貫通孔の4隅は、前記環状弾性部材の外径半径よりも小さな寸法Rを形成している
    請求項4に記載の撮像装置。
  6. 前記保持枠に設けられた前期第1保持枠側被締結部は前記貫通孔を形成している
    請求項1に記載の撮像装置に用いられるシャッターユニット。
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