JP7154804B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置に関し、特に撮像装置本体を大型化させることなくシャッタ装置を駆動するモータを配置する技術に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly to a technique for arranging a motor for driving a shutter device without increasing the size of the image pickup apparatus body.
デジタルカメラ等の撮像装置において露光制御に用いられるメカニカルシャッタには、撮影駒速の高速化が要求されている。メカニカルシャッタを高速駆動する方法として、メカニカルシャッタを駆動するモータに従来よりも大きな駆動トルクを出力するものを用いる方法がある。この場合にはサイズの大きなモータが選定されることが多く、その結果、撮像装置が大型化してしまうという問題が生じる。この問題に対して、特許文献1には、撮像装置の設計自由度を高めるために、モータの回転軸が撮像光軸と平行になるようにモータを配置する技術が記載されている。 2. Description of the Related Art A mechanical shutter used for exposure control in an image pickup apparatus such as a digital camera is required to have a high shooting frame speed. As a method of driving the mechanical shutter at high speed, there is a method of using a motor for driving the mechanical shutter that outputs a larger driving torque than the conventional one. In this case, a large-sized motor is often selected, and as a result, there arises a problem that the imaging apparatus becomes large-sized. In order to address this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200003 describes a technique of arranging a motor so that the rotation axis of the motor is parallel to the imaging optical axis, in order to increase the degree of freedom in designing the imaging apparatus.
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では、モータの回転軸方向のサイズに、モータの近傍に配置する必要がある各種部品のサイズを加味して、撮像装置本体の撮像光軸方向のサイズを決定しなければならない。その結果、撮像装置本体の大型化を回避することは容易ではない。 However, in the technique described in Patent Document 1, the size of the imaging device main body in the imaging optical axis direction is determined by taking into account the size of the motor in the rotation axis direction and the size of various parts that need to be arranged in the vicinity of the motor. must be determined. As a result, it is not easy to avoid an increase in the size of the imaging device main body.
本発明は、シャッタを駆動するモータの配置に起因する撮像装置の大型化を抑制する技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique for suppressing an increase in the size of an imaging apparatus caused by the arrangement of a motor that drives a shutter.
本発明に係る撮像装置は、撮像素子を備える撮像装置であって、前記撮像装置の外部への取り付けに用いられる固定部と、前記撮像素子に対する遮光状態と開放状態を切り換えるシャッタ羽根を有するシャッタと、前記シャッタを駆動するモータと、を備え、前記撮像装置の幅方向をX方向とし、前記撮像装置の高さ方向をY方向とした場合に、前記X方向、前記Y方向および撮像光軸は互いに直交し、前記モータは該モータの出力軸が前記撮像光軸および前記Y方向と直交するように配置され、且つ、前記撮像装置を前記撮像光軸の方向から見た場合に前記固定部の少なくとも一部が前記モータの外筒と重複するように配置され、前記撮像光軸と平行な方向において、前記シャッタ羽根と前記モータの外筒の間に前記撮像素子の撮像面が配置されるように前記モータが配置されていることを特徴とする。 An image pickup apparatus according to the present invention is an image pickup apparatus comprising an image pickup device, comprising: a fixing portion used to attach the image pickup device to the outside; and a shutter having shutter blades for switching between a light shielding state and an open state for the image pickup device. , and a motor for driving the shutter, wherein the X direction, the Y direction, and the imaging optical axis are defined as the X direction and the Y direction, respectively. are orthogonal to each other, the motors are arranged so that the output shafts of the motors are orthogonal to the imaging optical axis and the Y direction, and when the imaging device is viewed from the direction of the imaging optical axis, It is arranged so that at least a part of it overlaps with the outer cylinder of the motor, and the imaging surface of the imaging device is arranged between the shutter blade and the outer cylinder of the motor in the direction parallel to the imaging optical axis. characterized in that the motor is arranged in the
本発明によれば、シャッタを駆動するモータの配置に起因して撮像装置が大型化することを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in the size of the imaging device due to the arrangement of the motor that drives the shutter.
以下に、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面図である。撮像装置は、撮像装置本体100(以下「カメラボディ100」という)と、カメラボディ100に対して着脱可能(交換可能)な撮影レンズ101(レンズ鏡筒)を含む。撮影レンズ101は、フォーカスレンズ102等の複数のレンズや絞り(不図示)等を有する。なお、撮影レンズ101は、着脱可能なものではなく、カメラボディ100との一体構造となっていてもよい。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of this invention is described in detail with reference to an accompanying drawing. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imaging device according to an embodiment of the invention. The imaging apparatus includes an imaging apparatus main body 100 (hereinafter referred to as “
カメラボディ100の前面側には、撮影レンズ101を着脱するためのインタフェースとして機能するマウント111が設けられている。カメラボディ100の背面側には、被写体像を観察するための接眼レンズ107と背面表示装置108が設けられている。また、カメラボディ100の背面側には、画像データを記憶する記憶媒体を収納するための記憶媒体スロット(不図示)が設けられている。
A
カメラボディ100の上面には、ファインダ内表示装置106が設けられている。ファインダ内表示装置106及び背面表示装置108には、撮影条件や構図、撮影画像の確認等を行うための各種の情報(例えば、撮影モードやレンズの絞り値、シャッタスピード値、ISO感度等)が表示される。接眼レンズ107により、ユーザは、ファインダ内表示装置106に表示される画像や各種情報を拡大して観察することができる。カメラボディ100の下部には、カメラボディ100を雲台(不図示)等の外部部材に取り付けるための固定部としての固定ネジ部112a(三脚座)が設けられている。固定ネジ部112aは、例えば、雌ネジ形状に形成されている。
An in-
カメラボディ100の内部には、撮像素子103が実装された撮像基板104(第1の回路基板)が配置されており、撮像基板104の背面側にはメイン基板105(第2の回路基板)が配置されている。また、撮像素子103の前方には、撮像素子103に対する露光時間を調整するためのメカニカルシャッタ110(以下「シャッタ110」という)が配置されている。
An imaging board 104 (first circuit board) on which an
撮像素子103は、例えば、CCDセンサ又はCMOSセンサであるが、これらに限定されない。図2を参照して後述するように、撮像基板104には、撮像素子103の他に、撮像素子103の駆動や撮像素子103から出力される電気信号に対して所定の処理を行う電子部品(回路)が実装されている。メイン基板105には、画像処理やシステム制御を行うCPU、MPU、AGTG等の電子部品(回路)が実装されている。撮像基板104は、撮影レンズ101のマウント面(取り付け面)から撮像素子103までの距離を表すフランジバックを調整する機構を備えた上で、カメラボディ100に取り付けられる。撮像基板104とメイン基板105は、フレキシブルプリント配線基板等の接続基板(不図示)によって電気的に接続されている。
The
図2は、撮像装置の主要な電気回路構成を示すブロック図である。なお、撮像装置の構成要素であって、図1に示した構成要素については、同じ符号を付して重複する説明を省略する。撮影レンズ101は、フォーカスレンズ102等のレンズを駆動するためのレンズ駆動回路201と、レンズ駆動回路201の動作を制御するレンズ制御回路205を有する。レンズ制御回路205はレンズ内メモリ215を有している。レンズ内メモリ215には、撮影レンズ101の固有情報(例えば、焦点距離、画角、絞り量に関する情報等)が記憶されている。撮影レンズ101がカメラボディ100に装着されると、レンズ制御回路205は、マウント111に設けられているマウント接点214を介して、メイン基板105に実装されているカメラ回路制御マイコン204と通信可能に接続される。
FIG. 2 is a block diagram showing the main electrical circuit configuration of the imaging device. Note that the constituent elements of the imaging apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. The
撮像基板104には、撮像素子103に加えて、撮像素子制御回路206とA/D変換回路207が実装されている。メイン基板105には、焦点駆動回路203、カメラ回路制御マイコン204、画像処理回路208及びデジタル回路制御マイコン209が実装されている。撮像基板104とメイン基板105は接続基板109により電気的に接続されており、接続基板109を通じて撮像基板104とメイン基板105との間で所定の信号の送受信が行われる。
In addition to the
撮像素子103は焦点検出センサ202を内蔵しており、焦点検出センサ202は位相差方式の焦点検出を行う。なお、焦点検出方式は必ずしも位相差方式である必要はなく、撮像画像の明暗差が大きな箇所を探って焦点検出を行うコントラスト方式を用いてもよい。焦点検出センサ202から出力される信号は、焦点駆動回路203に供給され、焦点駆動回路203において被写体像信号に換算される。被写体像信号はカメラ回路制御マイコン204へ送信され、カメラ回路制御マイコン204は取得した被写体像信号に基づいて位相差方式による焦点検出演算を行う。具体的には、カメラ回路制御マイコン204は、被写体像信号を用いてデフォーカス量と方向を算出し、算出結果をレンズ制御回路205へ送信する。レンズ制御回路205は、取得したデフォーカス量と方向に基づいてレンズ駆動回路201を動作させ、フォーカスレンズ102を合焦位置に移動させる。
The
撮像素子制御回路206は、撮像素子103の駆動制御を行う。撮像素子103から出力されるアナログ信号は、撮像素子制御回路206を介してA/D変換回路207へ入力され、A/D変換回路207によりデジタル信号に変換される。こうして生成されたデジタル信号は、画像処理回路208へ入力される。画像処理回路208は、取得したデジタル信号に対する所定の処理を行うことにより画像データを生成する。生成された画像データは、バッファメモリ210へ保存され、また、表示部材駆動回路211によるファインダ内表示装置106や背面表示装置108での画像表示に用いられる。
An imaging
接眼検出部212は、ユーザがファインダ内表示装置106を覗いていることを検出するセンサであり、赤外発光装置とその反射光の受光装置で構成されている。接眼検出部212の検出状態はデジタル回路制御マイコン209に通知される。デジタル回路制御マイコン209は、接眼検出部212の検出状態に応じてファインダ内表示装置106と背面表示装置108の表示状態を所定の状態に変更するように表示部材駆動回路211へ指示する。
The
カメラボディ100には、撮像装置の電源オン/オフを行う電源スイッチ217と、レリーズやモード選択等の各種の操作を行うためのスイッチ及びボタンを含む操作スイッチ218が設けられている。電源スイッチ217及び操作スイッチ218の操作状態に応じた信号がスイッチセンス回路216へ入力され、スイッチセンス回路216は各種スイッチの操作状態に応じた入力信号をカメラ回路制御マイコン204へ送信する。カメラ回路制御マイコン204は、カメラボディ100の各種設定値を記憶するEEPROM213を有しており、スイッチセンス回路216から取得した信号に基づいて、カメラボディ100の各種設定値を変更する。
The
デジタル回路制御マイコン209は、CPUバスを介して画像処理回路208及び表示部材駆動回路211と通信してデータの授受を行い、これらを統括的に制御している。また、デジタル回路制御マイコン209とカメラ回路制御マイコン204は、相互に通信を行っており、協調してカメラボディ100の全体制御を行っている。
The digital
図3は、カメラボディ100の分解斜視図である。説明の便宜上、図3に示す互いに直交するX方向、Y方向及びZ方向を規定する。Z方向は撮像光軸(図1参照)と平行な方向であり、X方向は撮像装置の幅方向(左右方向)であり、Y方向は撮像装置の高さ方向(上下方向)であるものとする。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
カメラボディ100は、不図示の外装部材と、外装部材の内側に配置される本体部品501と、本体部品501に取り付けられたマウント111を有する。本体部品501には、シャッタ110、シャッタチャージユニット400、撮像基板104、メイン基板105、ファインダ内表示装置106及び接眼レンズ107(不図示)が装備される。また、本体部品501の下面には、固定ネジ部112aが設けられている底面プレート112が取り付けられる。
The
図4は、シャッタチャージユニット400の分解斜視図である。なお、シャッタチャージユニット400はシャッタ110に保持されるため、図4には、シャッタ110を並記している。シャッタ110には、先幕と後幕により構成されるシャッタ羽根301と、シャッタセット部材302が設けられている。シャッタ羽根301は、シャッタセット部材302の回転によって走行待機状態(セット状態)とチャージ完了状態の間で遷移する。こうして、シャッタ110は、撮像素子103に対する遮光状態と開放状態を切り換える。このようなシャッタ110の動作は周知であるため、説明を省略する。
4 is an exploded perspective view of the
シャッタチャージユニット400はシャッタチャージベース401を有し、シャッタチャージベース401はビス(不図示)によりシャッタ110に固定されている。シャッタチャージベース401は、モータ保持部材410と、シャッタチャージバー停止部材404を保持している。また、シャッタチャージベース401には、シャッタチャージバー403が上下方向(Y方向)にスライド可能に且つ上下方向のスライド以外の運動を規制した状態で、シャッタチャージバー抜け止め部材402により保持されている。
The
モータ保持部材410は、モータ405を保持すると共に第1ギヤ407を回転可能に軸支する。モータ保持部材410には、第1ギヤ407の回転軸方向への抜け止めの役割を担うシャッタチャージギヤ保持部材411がビス(不図示)を用いて取り付けられている。シャッタチャージギヤ保持部材411は、第2ギヤ408を回転可能に軸支する。また、シャッタチャージギヤ保持部材411には、ビス(不図示)を用いて、カムギヤ軸部材412とシャッタチャージバー戻しばね保持部材413が取り付けられている。カムギヤ軸部材412は、カムギヤ409を回転可能に軸支すると共にカムギヤ409の回転方向への抜け止めの役割を担うカムギヤネジ414を軸支している。シャッタチャージバー戻しばね保持部材413は、第2ギヤ408の回転方向への抜け止めの役割を担うと共にシャッタチャージバー戻しばね415を軸支している。シャッタチャージバー戻しばね保持部材413には、シャッタチャージバー戻しばね415の軸方向への抜け止めの役割を担うシャッタチャージバー戻しばねネジ416が取り付けられている。シャッタチャージバー戻しばね415は、シャッタチャージバー403を後に説明する図6から図5の状態に戻すための荷重を常にシャッタチャージバー403に付与している。
The
モータ405を回転させると、モータ405の回転軸に固定されたピニオンギヤ406が回転する。ピニオンギヤ406が回転すると第1ギヤ407と第2ギヤ408が回転し、これに伴ってカムギヤ409が回転する。詳細は後述するが、カムギヤ409の回転にしたがってシャッタチャージバー403が上下運動を行う(上下方向にスライドする)。
When the
次に、カムギヤ409の回転とシャッタチャージバー403の上下運動との関係について説明する。図5(a)は、シャッタ羽根301がセット解除状態にあるときのシャッタチャージバー403とカムギヤ409の状態をX方向から見た図である。図5(b)は、シャッタ羽根301がセット解除状態にあるときのシャッタチャージバー403とカムギヤ409の状態をZ方向から見た図である。図6(a)は、シャッタ羽根301がチャージ完了状態にあるときのシャッタチャージバー403とカムギヤ409の状態をX方向から見た図である。図6(b)は、シャッタ羽根301がチャージ完了状態にあるときのシャッタチャージバー403とカムギヤ409の状態をZ方向から見た図である。
Next, the relationship between the rotation of the
カムギヤ409には、X方向を-X側に突出する当接凸部409bが形成されており、当接凸部409bの側面(X方向と平行な面)はシャッタチャージバー403の下端の当接面403aと当接している。シャッタチャージユニット400を図5のセット解除状態から図6のチャージ完了状態に移行させるためにモータ405を回転させると、カムギヤ409が回転中心409aを中心として図5(a)に示す状態で反時計まわり方向に回転する。ここで、当接凸部409bの側面は、カムギヤ409が回転したときに当接面403aとの接触位置がカムギヤ409の回転中心409aに対して偏心した形状となっている。そのため、図5(a)に示す状態でカムギヤ409が反時計まわりに回転すると、当接凸部409bの形状にしたがって当接面403aが上方向(+Y方向)へ押し上げられる。こうして、シャッタチャージバー403を上方向へ移動させて、図6(a)の状態とすることができる。
The
図5(b)に示すようにセット解除状態では、シャッタチャージバー403の当接部403bはシャッタセット部材302の当接部302bと当接している。よって、図5(b)の状態からシャッタチャージバー403が上方向へ移動すると、シャッタセット部材302は回転中心302aを中心として図5(b)に示す状態で反時計まわり方向に回転し、図6(b)の状態となる。これと同時に、シャッタセット部材302のカム部302c,302dが移動することによりシャッタ駆動レバー(不図示)が走行待機位置に移動してシャッタ羽根301がセット状態となるが、このような構成は周知であるため、説明を省略する。
As shown in FIG. 5B, in the set release state, the
次に、カメラボディ100内でのモータ405のレイアウトとその効果について説明する。図7は、カメラボディ100の正面図である。図8は、図7に示す矢視A-Aでの断面図である。図8に示されるように、Z方向から見たときに、モータ405の外筒と固定ネジ部112aは距離dの範囲で重複している。このように、固定ネジ部112aとモータ405の外筒を、Z方向においてずらして配置すると共にZ方向から見たときに少なくとも一部が重なるようにY方向での位置を定める。こうして、カメラボディ100は、モータ405の出力軸方向(X方向)の長さとラジアル方向での大きさ(YZ面での大きさ)がカメラボディ100のY方向サイズに影響を与え難い構造となっている。つまり、カメラボディ100のY方向サイズが長くなることによるカメラボディ100の大型化を回避することが可能な構造となっており、ひいては、カメラボディ100内での部品配置の設計自由度を高めることが可能となっている。
Next, the layout of the
また、モータ405は、その出力軸がシャッタ110のシャッタ羽根301の走行方向(Y方向)と直交する方向であり、且つ、シャッタ羽根301の長手方向であるX方向と平行となるように配置されている。つまり、モータ405の出力軸がZ方向に向いていないため、モータ405の出力軸方向の長さがカメラボディ100のZ方向サイズに影響を与え難いレイアウトとなっている。よって、モータ405の出力軸が長くなっても、カメラボディ100のZ方向での大型化を抑制することが可能となっている。
The
図8に示すように、Z方向においてシャッタ羽根301とモータ405の外筒の間に撮像素子103の撮像面130aが配置されるように、モータ405がレイアウトされている。これにより、撮像素子103がフルサイズ又は大判の撮像素子であっても、モータ405と撮像素子103はY方向で重なり難くなる(Z方向から見たときに重複し難くなる)。つまり、モータ405のサイズがカメラボディ100のY方向サイズに影響を与え難い構造となっている。また、モータ405の出力軸は、Z方向において撮像基板104とメイン基板105の間に配置されている。これにより、撮像基板104とメイン基板105の間に必要なクリアランスを確保することができると共に、モータ405のサイズがカメラボディ100のZ方向サイズに与える影響を小さくすることができる。
As shown in FIG. 8, the
以上の説明の通り、カメラボディ100では、カメラボディ100のY方向サイズとZ方向サイズに影響を与え難いモータレイアウトを実現することができ、したがって、モータ405の大きさの影響を受け難い撮像装置を提供することが可能となる。
As described above, in the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。 Although the present invention has been described in detail based on its preferred embodiments, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms without departing from the gist of the present invention can be applied to the present invention. included.
100 撮像装置本体(カメラボディ)
103 撮像素子
104 撮像基板
105 メイン基板
110 シャッタ
112a 固定ネジ部
130a 撮像面
204 カメラ回路制御マイコン
301 シャッタ羽根
405 モータ
100 imaging device body (camera body)
103
Claims (4)
前記撮像装置の外部への取り付けに用いられる固定部と、
前記撮像素子に対する遮光状態と開放状態を切り換えるシャッタ羽根を有するシャッタと、
前記シャッタを駆動するモータと、を備え、
前記撮像装置の幅方向をX方向とし、前記撮像装置の高さ方向をY方向とした場合に、前記X方向、前記Y方向および撮像光軸は互いに直交し、
前記モータは該モータの出力軸が前記撮像光軸および前記Y方向と直交するように配置され、且つ、前記撮像装置を前記撮像光軸の方向から見た場合に前記固定部の少なくとも一部が前記モータの外筒と重複するように配置され、
前記撮像光軸と平行な方向において、前記シャッタ羽根と前記モータの外筒の間に前記撮像素子の撮像面が配置されるように前記モータが配置されていることを特徴とする撮像装置。 An imaging device comprising an imaging element,
a fixing part used for attaching the imaging device to the outside;
a shutter having shutter blades for switching between a light blocking state and an open state with respect to the imaging device;
a motor that drives the shutter,
When the width direction of the imaging device is the X direction and the height direction of the imaging device is the Y direction, the X direction, the Y direction, and the imaging optical axis are orthogonal to each other,
The motor is arranged such that the output axis of the motor is orthogonal to the imaging optical axis and the Y direction, and when the imaging device is viewed from the direction of the imaging optical axis, at least a part of the fixed portion is arranged so as to overlap with the outer cylinder of the motor,
An image pickup apparatus , wherein the motor is arranged such that the image pickup surface of the image pickup element is arranged between the shutter blade and an outer cylinder of the motor in a direction parallel to the image pickup optical axis .
前記撮像装置の外部への取り付けに用いられる固定部と、
前記撮像素子に対する遮光状態と開放状態を切り換えるシャッタ羽根を有するシャッタと、
前記シャッタを駆動するモータと、
前記撮像素子が実装された第1の回路基板と、
前記第1の回路基板の背面側に配置された第2の回路基板と、を備え、
前記撮像装置の幅方向をX方向とし、前記撮像装置の高さ方向をY方向とした場合に、前記X方向、前記Y方向および撮像光軸は互いに直交し、
前記モータは該モータの出力軸が前記撮像光軸および前記Y方向と直交するように配置され、且つ、前記撮像装置を前記撮像光軸の方向から見た場合に前記固定部の少なくとも一部が前記モータの外筒と重複するように配置され、
前記撮像光軸と平行な方向において、前記モータの出力軸が前記第1の回路基板と前記第2の回路基板の間に配置されるように前記モータが配置されていることを特徴とする撮像装置。 An imaging device comprising an imaging element,
a fixing part used for attaching the imaging device to the outside;
a shutter having shutter blades for switching between a light blocking state and an open state with respect to the imaging device;
a motor that drives the shutter;
a first circuit board on which the imaging device is mounted;
a second circuit board arranged on the back side of the first circuit board ;
When the width direction of the imaging device is the X direction and the height direction of the imaging device is the Y direction, the X direction, the Y direction, and the imaging optical axis are orthogonal to each other,
The motor is arranged such that the output axis of the motor is orthogonal to the imaging optical axis and the Y direction, and when the imaging device is viewed from the direction of the imaging optical axis, at least a part of the fixed portion is arranged so as to overlap with the outer cylinder of the motor,
The motor is arranged such that an output shaft of the motor is arranged between the first circuit board and the second circuit board in a direction parallel to the imaging optical axis. Imaging device.
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