JP2019074718A

JP2019074718A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2019074718A
Application number: JP2017202696A
Authority: JP
Inventors: 小島　信久; Nobuhisa Kojima; 信久小島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2019-05-16

Abstract

【課題】ミラー駆動中に駆動軸を挟む付勢部材を撓み難くして安定したミラー駆動を可能にし、ミラーダウン／アップ時にミラーを所定位置に保持でき、更にミラーダウン時にミラーのハンドアップが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、ミラー部材の駆動軸を挟む腕部２１７ｂ，２１７ｃを有して移動部材２１２に取り付けられ、ミラー部材がダウン／アップ位置にあるとき、ミラー部材をダウン／アップ位置の方向に付勢する付勢部材２１７と、を備え、移動部材が直進移動することで、ミラー部材がダウン位置とアップ位置との間で回動する。移動部材は、付勢部材の撓みを規制する保持部材２１８を有し、保持部材は、移動可能に設けられ、ミラー部材が回動しているときは、腕部を保持して駆動軸を挟む位置に移動し、ミラー部材がダウン位置にあるときは、一方の腕部の保持を解除し、アップ位置にあるときは、他方の腕部の保持を解除する位置に移動する。【選択図】図６

Description

本発明は、一眼レフカメラ等の撮像装置に関し、特に回動可能なミラー部材を備えた撮像装置に関する。

一眼レフカメラ等の撮像装置では、撮影光学系から撮像素子に至る撮像光路にクイックリターンミラー機構を有しており、メインミラー及びサブミラーを撮像光路に進入する位置と撮像光路から退避する位置との間で高速に回動させることが可能である。

各ミラーは、ミラーボックスに設けられたダウンストッパに当接することでミラーダウン位置に位置決めされ、ファインダ光学系や焦点検出ユニットに入射光を導く。また、メインミラーがミラーボックスに設けられたアップストッパに当接し、サブミラーがメインミラー裏面に当接することで、各ミラーはミラーアップ位置に位置決めされる。

ここで、ミラー駆動機構として、直進移動可能な移動部材を有し、移動部材には、ミラーが回動しているときはミラーを付勢せず、ミラーがミラーダウン位置にあるときは、ミラーをダウンストッパに付勢する付勢部材を有するものがある。このようなミラー駆動機構において、ミラーの回動中に付勢部材の撓み量が大きくなり、ミラーの回動動作の追従遅れが生じるのを防止した技術が開示されている。

例えば、特許文献１では、ミラー部材にミラー部材の回動軸と平行な係合軸が突出形成され、ミラー部材を付勢する付勢部材が移動部材に取り付けられ、付勢部材の両腕が係合軸を挟んでいる。そして、移動部材には、ミラー部材がミラーダウンとミラーアップ位置との間を回動するとき、係合軸による付勢部材の撓み量が第１の撓み量に達した場合に、係合軸と当接する規制部が形成されている構成が提案されている。

特開２０１４−２２８５６９号公報

しかし、上述の特許文献１では、係合軸による付勢部材の撓み量が第１の撓み量だけ撓んでしまっているため、ミラーの回動動作の追従遅れを完全には防止できない。また、移動部材にミラー部材の係合軸が当接し付勢部材の撓み量を規制する規制部が設けられているため、ミラーダウン時にミラーのハンドアップができない問題がある。

そこで、本発明は、ミラー駆動中に駆動軸を挟む付勢部材を撓み難くして安定したミラー駆動を可能し、また、ミラーダウン／アップ時にミラーを所定位置に保持でき、更にミラーダウン時にミラーのハンドアップが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、直進移動が可能な移動部材と、ミラーダウン位置とミラーアップ位置との間を回動軸を中心に回動可能に支持され、前記回動軸と平行な駆動軸を有するミラー部材と、前記駆動軸を挟む一対の腕部を有して前記移動部材に取り付けられ、前記ミラー部材が前記ミラーダウン位置にあるとき、前記ミラー部材を前記ミラーダウン位置の方向に付勢し、前記ミラー部材が前記ミラーアップ位置にあるとき、前記ミラー部材を前記ミラーアップ位置の方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記移動部材が直進移動することで、前記ミラー部材が前記ミラーダウン位置と前記ミラーアップ位置との間で回動する撮像装置であって、前記移動部材は、前記付勢部材の撓みを規制する保持部材を有し、前記保持部材は、移動可能に設けられ、前記ミラー部材が回動しているときは、前記一対の腕部を保持して前記駆動軸を挟む位置に移動し、前記ミラー部材が前記ミラーダウン位置にあるときは、前記一対の腕部の一方の腕部の保持を解除し、前記ミラー部材が前記ミラーアップ位置にあるときは、前記一対の腕部の他方の腕部の保持を解除する位置に移動することを特徴とする。

本発明によれば、ミラー駆動中に駆動軸を挟む付勢部材を撓み難くして安定したミラー駆動を可能し、また、ミラーダウン／アップ時にミラーを所定位置に保持でき、更にミラーダウン時にミラーのハンドアップが可能となる。

本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。（ａ）はミラー駆動装置を正面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すミラー駆動装置を像面側から見た斜視図である。（ａ）はミラー駆動装置のミラー部のみを像面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。（ａ）はミラー駆動装置の駆動ユニットベースを上方から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。（ａ）はリードスクリューと駆動ピンを正面側から見た図、（ｂ）は（ａ）を像面側から見た図である。（ａ）はミラー駆動装置を図２（ａ）の右方向から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部を分解した分解斜視図である。（ａ）は図６（ａ）の裏面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部を分解した分解斜視図である。メインミラーがミラーダウン位置からミラーアップ位置に移動する動作について説明する図である。メインミラーがミラーダウン位置からミラーアップ位置に移動する動作について説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

図１は、本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。

本実施形態のデジタル一眼レフカメラは、図１に示すように、カメラ本体２００と、カメラ本体２００の正面側に着脱可能に装着されるレンズユニット１００とを備える。レンズユニット１００は、フォーカスレンズ群やズームレンズ群からなるレンズ部１０１を有し、レンズユニット１００の予定結像面付近には、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子２０１が配置されている。

レンズユニット１００と撮像素子２０１の間には、ハーフミラー部２０２ａを有するメインミラー２０２とサブミラー２０３が撮影光軸１０２ａに対して４５°傾けて配置されている。メインミラー２０２は、回転軸２０２ｂを中心に図の矢印３００方向に回動することができる。メインミラー２０２及びサブミラー２０３は、本発明のミラー部材の一例に相当し、ミラーダウン位置とミラーアップ位置との間を移動可能に構成される。

メインミラー２０２がダウンストッパ２０８に当接する位置をミラーダウン位置とする。そして、メインミラー２０２がアップストッパ２０９に当接し、メインミラー２０２及びサブミラー２０３が撮影光軸１０２ａから退避した位置をミラーアップ位置とする。また、メインミラー２０２が回動動作途中にあり、つまりミラーダウン位置とミラーアップ位置の間にあるときを、ミラー駆動位置とする。

サブミラー２０３は、メインミラー２０２の回動動作に連動してメインミラー２０２に対して回動する。メインミラー２０２及びサブミラー２０３がミラーダウン位置にあるときは、メインミラー２０２で反射した光線は、マット面とフレネル面を有するピント板２０５のマット面上に結像し、ペンタプリズム２０６を介して、接眼光学系２０７に導かれる。光軸１０２ｂは、メインミラー２０２のハーフミラー部２０２ａで反射した撮影光軸を示している。

また、メインミラー２０２のハーフミラー部２０２ａを透過した光線は、サブミラー２０３で反射して焦点検出部２０４に導かれる。光軸１０２ｃは、メインミラー２０２のハーフミラー部２０２ａを通過し、サブミラー２０３で反射する光線の撮影光軸を示す。メインミラー２０２がミラーアップ位置にあるとき、レンズユニット１００を通過した光線は、撮像素子２０１の撮像面上に結像する。ミラーボックス２１１は、内部にメインミラー２０２及びサブミラー２０３を有する箱形状の部材であり、後述するミラー駆動装置等が取り付けられている。

次に、図２乃至図５を参照して、メインミラー２０２及びサブミラー２０３をミラーダウン位置とミラーアップ位置との間で駆動するミラー駆動装置について説明する。

図２（ａ）はミラー駆動装置を正面側から見た斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すミラー駆動装置を像面側から見た斜視図である。図３（ａ）はミラー駆動装置のミラー部のみを像面側から見た斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）の分解斜視図である。図４（ａ）はミラー駆動装置の駆動ユニットベース２１５を上方から見た図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図５（ａ）はリードスクリュー２１３と駆動ピン２１２ａを正面側から見た図、図５（ｂ）は図５（ａ）を像面側から見た図である。なお、図２乃至図５では、それぞれミラーダウン位置の状態を表している。

図２乃至図５に示すように、ミラー駆動ホルダ２１２には、駆動ピン２１２ａが一体に設けられ、駆動ピン２１２ａは、リードスクリュー２１３のリード溝に係合している。リードスクリュー２１３は、モータ２１４の出力軸に固定されたピニオン２１４ａと噛合する歯車２１３ａを有し、モータ２１４によって回転駆動される。ミラー駆動ホルダ２１２は、本発明の移動部材の一例に相当する。

リードスクリュー２１３には、メインミラー２０２がミラーダウン位置とミラーアップ位置に対応する位置のリード溝のリード角を小さくしており、ミラー駆動ホルダ２１２がセルフロックするようにしてある。駆動ユニットベース２１５には、リードスクリュー２１３、モータ２１４、及びガイドバー２１６ａ，２１６ｂが取り付けられている。ミラー駆動ホルダ２１２は、ガイドバー２１６ａ，２１６ｂにガイドされており、リードスクリュー２１３が回転駆動されることで図２の矢印３０１方向又は矢印３０２方向に直進移動する。駆動ユニットベース２１５は、本発明のベース部材の一例に相当する。

メインミラー２０２には、サブミラー２０３が回動可能に支持される軸部２０２ｃが設けられており、サブミラー２０３には、軸部２０２ｃと平行な位置に駆動軸２０３ａが設けられている。ミラー駆動ホルダ２１２には、バネ取付部２１２ｂ（図７（ｂ）参照）が形成されており、バネ取付部２１２ｂには、後述するトーションバネ２１７の巻き線部２１７ａ（図６（ｂ）参照）が外挿されている。バネ取付部２１２ｂに取り付けられたトーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃ（図６（ｂ）参照）は、駆動軸２０３ａを挟み込むように掛けられており、ミラー駆動ホルダ２１２が直進移動することで、メインミラー２０２を回動させる。

トーションバネ２１７は、メインミラー２０２が移動しているときは、メインミラー２０２を付勢せず、メインミラー２０２がミラーダウン位置に位置するときは、メインミラー２０２をダウンストッパ２０８に向けて付勢する。また、トーションバネ２１７は、メインミラー２０２がミラーアップ位置に位置するときは、メインミラー２０２をアップストッパ２０９に向けて付勢する。トーションバネ２１７は、本発明の付勢部材の一例に相当する。

ここで、メインミラー２０２がミラーダウン位置からミラーアップ位置に高速で回動する際、メインミラー２０２の回動速度が十分に遅い、又はトーションバネ２１７のバネ係数が十分に大きければ、回動中にトーションバネ２１７はほとんど撓むことはない。

しかし、メインミラー２０２の回動速度が速くなると、回動の加減速時にメインミラー２０２の慣性力がかかり、駆動軸２０３ａによってトーションバネ２１７に撓みが発生する。メインミラー２０２の回動動作中にトーションバネ２１７に撓みが発生すると、ミラー駆動ホルダ２１２の動作に対するメインミラー２０２の動作に追従遅れが生じる。

その結果、メインミラー２０２がミラーアップ位置に到達する直前にモータ２１４が減速駆動を行った場合、メインミラー２０２は減速せずにアップストッパ２０９に衝突し、バウンドが低減されなくなる。また、トーションバネ２１７のバネ係数が大きいと、メインミラー２０２がミラーダウン位置又はミラーアップ位置に移動するとき、メインミラー２０２を付勢するためにモータ２１４のトルクを上げる必要があり、電力の消費が著しくなる。

ここで、メインミラー２０２の回転軸２０２ｂと同軸に太陽ギア２１９が設けられており、太陽ギア２１９は、サブミラー２０３の駆動軸２０３ａに設けられたギア部２０３ｂと噛合している。太陽ギアバネ２２０は、ミラーアップ位置又はミラーダウン位置においてサブミラー２０３を付勢する。メインミラー２０２の回動に伴って回動するサブミラー２０３の動作については、公知の技術なのでここでは詳しい説明を省略する。

次に、図６及び図７を参照して、ミラー駆動装置について更に詳しく説明する。図６（ａ）はミラー駆動装置を図２（ａ）の右方向から見た斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）の一部を分解した分解斜視図である。図７（ａ）は図６（ａ）の裏面側から見た斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）の一部を分解した分解斜視図である。なお、図６及び図７では、それぞれミラーダウン位置の状態を表している。

図６及び図７に示すように、トーションバネ２１７の一対の腕部２１７ｂ，２１７ｃの先端部はＬ字に曲げられており、一方の腕部２１７ｂがトーションバネ２１７の撓みを規制する保持部材２１８の保持面２１８ａに当接している。ミラー駆動ホルダ２１２には、保持部材２１８が回動可能に支持される軸部２１２ｃが設けられ、保持部材２１８には、軸部２１２ｃに嵌め込まれる穴部２１８ｂが設けられている。

駆動ユニットベース２１５には、カム溝２１５ａが設けられており、カム溝２１５ａには、保持部材２１８に設けられたカムピン２１８ｃが係合している。保持部材２１８は、ミラー駆動ホルダ２１２の移動に伴い、カム溝２１５ａに沿って移動しながら軸部２１２ｃを中心に回転する。ここで、保持面２１８ａは、軸部２１２ｃを中心とした円弧面形状をしている。

次に、図８及び図９を参照して、メインミラー２０２がミラーダウン位置からミラーアップ位置に移動する動作について説明する。図８（ａ）は、メインミラー２０２がミラーダウン位置にあるときのミラー駆動装置の状態を説明する図である。

図８（ａ）の状態では、トーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃのうち、腕部２１７ｂが保持部材２１８に当接して保持されており、腕部２１７ｃは当接せず保持が解除されている。腕部２１７ｃは、駆動軸２０３ａに当接しており、メインミラー２０２をミラーダウン方向に付勢している。このとき、メインミラー２０２は、ダウンストッパ２０８に当接しており、メインミラー２０２は所定の角度で保持される。

図８（ｂ）、図８（ｃ）及び図９（ａ）は、メインミラー２０２がミラーダウン位置とミラーアップ位置の間の位置にあるときの様子を示している。図８（ｂ）は、保持部材２１８がミラー駆動ホルダ２１２の移動に伴って図の矢印３０３の方向に移動したときのミラー駆動装置の状態を説明する図である。

図８（ｂ）の状態では、トーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃのうち、腕部２１７ｂが保持部材２１８に当接し、腕部２１７ｃは保持部材２１８に当接していない状態で、駆動軸２０３ａに対して両腕部２１７ｂ，２１７ｃが挟むように当接している。

図８（ｃ）は、ミラー駆動ホルダ２１２の移動に伴って保持部材２１８が図の矢印３０４方向に回動したときのミラー駆動装置の状態を説明する図である。

図８（ｃ）の状態では、トーションバネ２１７の両腕部２１７ｂ，２１７ｃは、保持部材２１８に保持されている状態で、駆動軸２０３ａに対して挟むように当接している。

図９（ａ）は、ミラー駆動ホルダ２１２の移動に伴って保持部材２１８が図の矢印３０４方向に更に回動したときのミラー駆動装置の状態を説明する図である。

図９（ａ）の状態では、トーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃのうち、腕部２１７ｃが保持部材２１８に当接し、腕部２１７ｂは当接していない状態で、駆動軸２０３ａに対して両腕部２１７ｂ，２１７ｃが挟むように当接している。

図９（ｂ）は、保持部材２１８がミラー駆動ホルダ２１２の移動に伴って図の矢印３０３の方向に移動してメインミラー２０２がミラーアップ位置にあるときのミラー駆動装置の状態を説明する図である。

図９（ｂ）の状態では、トーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃのうち、腕部２１７ｃが保持部材２１８に当接して保持され、腕部２１７ｂは保持部材２１８に当接しておらず保持が解除されている。腕部２１７ｂは、駆動軸２０３ａに当接しており、メインミラー２０２をミラーアップ方向に付勢している。このとき、メインミラー２０２は、アップストッパ２０９に当接しており、メインミラー２０２は撮影光路外に退避した位置で保持される。なお、ミラーアップ位置からミラーダウン位置に移動するときの動作は、上記説明したのと逆の動きをする。

ここで、トーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃと保持部材２１８は、ミラー駆動ホルダ２１２の移動速度が所定速度より速く、保持部材２１８がない状態の移動中のトーションバネ２１７の撓み量より小さい間隔が開いていてもよい。このようにして、本実施形態では、ミラー駆動ホルダ２１２の移動中、トーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃの撓みによるメインミラー２０２の追従遅れの上限を設定することが可能となる。

また、図８（ａ）に示すように、ミラーダウン位置では、トーションバネ２１７の腕部２１７ｂが保持部材２１８に当接して保持され、腕部２１７ｃは保持部材２１８に当接せず保持が解除されている。そこで、図９（ｃ）に示すように、メインミラー２０２がユーザの手等によってミラーアップ位置まで上げられると、トーションバネ２１７は、駆動軸２０３ａの移動に伴い、駆動軸２０３ａに当接している腕部２１７ｃが移動する。ユーザがメインミラー２０２から手等を離すと、トーションバネ２１７は、駆動軸２０３ａを付勢しているため、図８（ａ）の状態に戻る。したがって、ミラーのハンドアップが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、ミラー駆動ホルダ２１２に設けられたトーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃで駆動軸２０３ａを挟み込んでメインミラー２０２を駆動する。ミラー駆動中、トーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃは、ミラー駆動ホルダ２１２に回転可能に取り付けられた保持部材２１８により保持される。これにより、ミラー駆動中にトーションバネ２１７の腕部２１７ｂ，２１７ｃはほとんど撓むことなく駆動軸２０３ａを保持することができる。したがって、メインミラー２０２の回動動作の応答遅れを低減することができる。

また、トーションバネ２１７は、保持部材２１８がカム溝２１５ａに従って回転し、ミラーダウン位置で一方の腕部２１７ｃの保持が解除され、ミラーアップ位置で他方の腕部２１７ｂの保持が解除される。したがって、ミラーダウン位置とミラーアップ位置とでそれぞれメインミラー２０２をミラーダウン方向とミラーアップ方向とに付勢することができる。また、ミラーダウン位置で、メインミラー２０２のハンドアップが可能となる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

２０２メインミラー
２０３サブミラー
２０３ａ駆動軸
２１２ミラー駆動ホルダ
２１３リードスクリュー
２１４モータ
２１５駆動ユニットベース
２１５ａカム溝
２１７トーションバネ
２１８保持部材
２１８c カムピン

Claims

直進移動が可能な移動部材と、
ミラーダウン位置とミラーアップ位置との間を回動軸を中心に回動可能に支持され、前記回動軸と平行な駆動軸を有するミラー部材と、
前記駆動軸を挟む一対の腕部を有して前記移動部材に取り付けられ、前記ミラー部材が前記ミラーダウン位置にあるとき、前記ミラー部材を前記ミラーダウン位置の方向に付勢し、前記ミラー部材が前記ミラーアップ位置にあるとき、前記ミラー部材を前記ミラーアップ位置の方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記移動部材が直進移動することで、前記ミラー部材が前記ミラーダウン位置と前記ミラーアップ位置との間で回動する撮像装置であって、
前記移動部材は、前記付勢部材の撓みを規制する保持部材を有し、
前記保持部材は、移動可能に設けられ、前記ミラー部材が回動しているときは、前記一対の腕部を保持して前記駆動軸を挟む位置に移動し、前記ミラー部材が前記ミラーダウン位置にあるときは、前記一対の腕部の一方の腕部の保持を解除し、前記ミラー部材が前記ミラーアップ位置にあるときは、前記一対の腕部の他方の腕部の保持を解除する位置に移動することを特徴とする撮像装置。
前記移動部材は、リードスクリューに係合し、前記リードスクリューの回転により直進移動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記保持部材は、前記移動部材に対して回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記移動部材を直進移動をガイドするベース部材を有し、前記ベース部材には、カム溝が形成され、前記保持部材は、前記移動部材の移動に伴い、前記カム溝に沿って移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記保持部材の前記一対の腕部の保持面は、円弧面形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記付勢部材は、トーションバネであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。