光学機構
【課題】構造が簡単であり、制御動作も単純であって、回転部材を精度よく停止させることができる光学機構を提供する。
【解決手段】光学機構のチャージ機構１０は、トーションバネ１３によって付勢され、撮像光学系の光路上に入る進入位置と上記撮像光学系の光路上から退避する退避位置との間を往復する可動ミラー、または、撮像素子の露光時間を調節する機械式シャッタを付勢するバネのチャージを行うチャージレバー７と、回転を行う部材であって、チャージレバー７で行われた上記チャージおよび開放を行う部材であるカム４と、上記チャージ動作後の解放が行われる際に生じる運動エネルギーにより、上記カム４の一部、または、チャージレバー７の一部と係止を行ってカム４の惰性回転を抑制する係止レバー１１とを有している。
【解決手段】光学機構のチャージ機構１０は、トーションバネ１３によって付勢され、撮像光学系の光路上に入る進入位置と上記撮像光学系の光路上から退避する退避位置との間を往復する可動ミラー、または、撮像素子の露光時間を調節する機械式シャッタを付勢するバネのチャージを行うチャージレバー７と、回転を行う部材であって、チャージレバー７で行われた上記チャージおよび開放を行う部材であるカム４と、上記チャージ動作後の解放が行われる際に生じる運動エネルギーにより、上記カム４の一部、または、チャージレバー７の一部と係止を行ってカム４の惰性回転を抑制する係止レバー１１とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系から取り込まれた被写体光束の状態を切り替えるための光学機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像光学系から取り込まれた被写体光束の状態を切り替えるための光学機構として、例えば、一眼レフレックスカメラには、上記撮像光学系の光路への進入位置（ダウン位置）と該光路からの退避位置（アップ位置）との間を往復する可動ミラー（メインミラー）を有する可動ミラー装置、および、光量調整、光路開閉の為のシャッタ装置が備えられている。可動ミラー装置、および、シャッタ装置は、その動作を行うためにチャージバネを有しており、動作に際して上記チャージバネをチャージするためのチャージ機構が必要である。
【０００３】
図１２は、従来のシャッタ装置とチャージ機構からなる光学機構の一例を示す斜視図であり、図１２（Ａ）は、チャージ後の状態、図１２（Ｂ）は、チャージ状態を示している。なお、図１２と後述する図１３にて撮影光学系により取り込まれる被写体光束の光軸は、「Ｏ」で示される。
【０００４】
図１２に示すように上記シャッタ装置１０１は、シャッタ膜１１０を備えた機械式シャッタ装置であり、シャッタ膜１１０は、チャージ機構１０２によりシャッタ装置１０１に内蔵される請求項で言う第１のバネであるチャージバネ（図示せず）により付勢された状態で閉位置に駆動される。また、シャッタ装置１０１には電磁石（図示せず）が設けられており、チャージ状態にあるシャッタ膜１１０の開閉が制御される。
【０００５】
チャージ機構１０２は、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８を回動駆動して上記チャージバネのチャージを行うためのチャージレバー１０６を備えており、チャージレバー１０６は、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して回転駆動されるカム１０５によってその回動位置が制御される。
【０００６】
図１２（Ａ）に示すようにカム１０５の回転によりチャージレバー１０６のカムフォロア１０６ａがカムトップ部１０５ａに達すると、上記チャージバネがチャージ状態となる。その後、カム１０５がＳ１方向に回転してカムボトム部１０５ｂに達するとチャージレバー１０６は、図１２（Ｂ）に示すチャージ完了位置に戻る。その後、上記電磁石の制御により上記チャージバネが解放され、シャッタ膜１１０の開閉がなされる。上記チャージ完了状態で正常の状態であれば、チャージレバー１０６とシャッタレバー１０８とは、僅かな隙間をもって離間している。なお、カム１０５の回転位相は、ＰＩ（フォトインタラプタ）１１１およびモータパルスエンコーダ（図示せず）によって検出され、駆動モータ１０３の回転制御がなされる。
【０００７】
カム１０５がカムボトム部１０５ｂまで回転したとき、カム、ギヤ等の各構成部材の惰性により所定の範囲内に急停止せず、許容範囲（回転角度範囲）を超えてオーバーランした場合、カムフォロア１０６ａがカム部に乗り上げることになる。この乗り上げ状態では、上述した隙間がなくなり、チャージレバー１０６でシャッタレバー１０８を押圧し、回動させる可能性がある。この押圧回動によって、シャッタ膜１１０の状態が変化し、その後に行われるシャッタ装置１０１の制御に不都合が生じる可能性がある。
【０００８】
上述した不都合を生じさせないためには、カム１０５のカムボトム部１０５ｂの範囲を大きくして、カム１０５の許容範囲を広げることが考えられるが、これでは撮影シーケンス上のタイミングの遅れが生じ、例えば、連写を行う場合、１コマごとの撮影に所要時間が長くなり、高速化が困難になるといった問題が生じる。
【０００９】
なお、従来の一眼レフレックスカメラにおける上記可動ミラー装置も上記シャッタ装置１０１の場合と同様にチャージ機構によりチャージ駆動される。図１３は、上記従来の可動ミラー装置とチャージ機構からなる光学装置の一例を示す斜視図である。
【００１０】
図１３に示すように従来の可動ミラー装置２０１は、可動ミラー（メインミラー）２１１を備えており、該可動ミラー２１１は、請求項で言う第２のバネであるチャージバネ２０９およびダウン付勢バネ２１０を介して付勢される状態で第１の位置となる被写体光の光路に進入した進入位置Ｐ１と、第２の位置となる光路からの退避した退避位置Ｐ２とに回動可能に支持軸２１２により支持されている。ミラー装置側レバー２０８は、チャージ機構２０２の駆動モータ２０３を駆動源としてＭ１方向に回転するカム２０５によってチャージレバー２０６を介してＭ２方向に回動駆動される。ミラー装置側レバー２０８の回動によってチャージバネ２０９は、チャージされ、可動ミラー２１１が進入位置Ｐ１に回動駆動される。さらに、カム２０５が回転して、チャージレバー２０６がチャージ位置から解放位置に回動すると、チャージバネ２０９が解放され、可動ミラー２１１は、Ｍ３方向の退避位置Ｐ２に回動駆動される。このチャージ機構２０２においても上述したシャッタ装置用のチャージ機構１０２の場合と同様の駆動制御がなされ、カム２０５の停止動作について、同様の問題を有している。
【００１１】
上述した従来のシャッタ装置、または、可動ミラー装置のチャージ機構による高速連写に対する問題を解決するために特許文献１，２，３が開示されている。
【００１２】
特許文献１，２，３においては、チャージ駆動用のカムを機械的に素早く停止させるための係止部材を配し、上記カムを急停止させる構造が採用されている。
【００１３】
詳しくは、特許文献１に開示されものでは、カム側に付勢された２つの係止部材が、上記カムのミラー進入位置、退避位置の作動点に設けられた係止溝に嵌まり、カムの回転を停止させる（特許文献１の図２参照）。停止後、上記カムと独立して回動できるようバネにより上記カムと同軸に備えられた突起を有する解除盤（特許文献１の図３参照）が、係止レバーを押し上げ、係止を解除する（特許文献１の図４参照）。
【００１４】
特許文献２に開示されたものでは、トルク伝達経路とは別のギヤ上に設けられた係止受け部材が、チャージレバー上に設けられた係止部材と嵌合し、カムの回転を停止させる。その後、モータートルクを伝達し、上記係止受け部材が回動し、回動中心が遊びのある小判型の上記係止部材で押されることで、係止が解除される（特許文献２の図３参照）。
【００１５】
特許文献３に開示されものでは、カムに対し逆側に付勢されており、係止解除部材を備え、その係止解除部材と別に備わる保持部材によって保持されている２つの係止部材が、上記カムのミラー進入位置、退避位置の作動点に設けられた係止溝に嵌まり、上記カムの回転を停止させる。上記係止部材がカムの係止溝に嵌ると略同時に上記係止解除部材のロックが外れる。しかし、上記カムに回転力が与えられている間は、上記係止部材が押し付けられているため、上記カムの停止が続く。上記カムが停止すると上記カムからの係止部材への押付力がなくなり、付勢力が摩擦に逆らって作用し、上記係止部材が上記カムの逆側に退避し、係止が解除される（特許文献３の図４，５参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３１６９８号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６３８９号公報
【特許文献３】特開２００６−１８４７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した特許文献１，２，３に開示されたチャージ機構においては、構造が複雑である。係止部材も複数のものが搭載され、小型化の妨げになっている。また、特許文献１，３のものでは、駆動モータを２回の駆動、停止させてより停止精度を上げるようになっており、制御動作が複雑である。
【００１７】
本発明は、上述の不具合を解決するためになされたものであり、構造が簡単であり、制御動作も単純であって、回転部材を精度よく停止させることができる光学機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１に記載の光学機構は、第１のバネで付勢されているチャージ部材であって、撮像光学系の光路上に入る第一の位置と上記撮像光学系の光路上から退避する第二の位置との間を往復する可動ミラー、または、撮像素子の露光時間を調節する機械式シャッタを付勢する第２のバネのチャージを行うチャージ部材と、回転を行う部材であって、上記第１のバネのチャージ部材の上記チャージおよび解放を行う部材である回転部材と、上記第１のバネのチャージの開放が行われる際に生じる上記チャージ部材又は上記回転部材の運動エネルギーにより、上記回転部材の一部、または、上記チャージ部材の一部と係止を行って上記回転部材の惰性回転を抑制する係止部材とを有する。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の光学機構は、請求項１に記載の光学機構において、上記係止部材は、上記係止を行う際に動作する方向とは逆方向に付勢が行われており、上記係止が行われた後、上記付勢により上記係止が解除される。
【００２０】
本発明の請求項３に記載の光学機構は、請求項１に記載の光学機構において、上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際の上記チャージ部材の動作速度の変化により生じる運動エネルギーである。
【００２１】
本発明の請求項４に記載の光学機構は、請求項１に記載の光学機構において、上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際の上記回転部材の回転速度の変化により生じる運動エネルギーである。
【００２２】
本発明の請求項５に記載の光学機構は、請求項１に記載の光学機構において、上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際に上記チャージ部材の一部と上記回転部材の一部とが衝突する衝突エネルギーである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、構造が簡単であって、制御動作も単純であり、回転部材を精度よく停止させることが可能な光学機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第一の実施形態としての光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。図２は、上記チャージ機構の各動作状態を示す模式図である。なお、構成部材の回転方向、または、回動方向は、他の実施形態の場合を含めて各斜視図の上側から見た平面上の回転方向で表すものとする。
【００２６】
図１に示す本実施形態のチャージ機構１０は、前述した図１２のシャッタ装置１０１、または、図１３の可動ミラー装置２０１とともに光学機構を構成するものである。従って、図１２の従来のチャージ機構１０２、または、図１３の従来のチャージ機構２０２に替えて本実施形態のチャージ機構１を組み込み、本実施形態の光学機構が構成される。シャッタ装置１０１，ミラー装置２０１の共通する構成部材については、図１２，１３の符号を適用する。
【００２７】
チャージ機構１０は、駆動モータ１０３によって時計回りの一方方向に回転駆動される従動ギヤ１０４に対して固定され、カム軸３に回転可能に支持される回転部材としてのカム４と、レバー支持軸８に回動可能に支持されるチャージ部材としてのチャージレバー７とからなる。カム軸３およびレバー支持軸８は、例えば、シャッタ装置１０１が組み込まれるミラーボックスに固着されている。
【００２８】
カム４は、カムトップ部４ａとカムボトム部４ｂを有するカム部を備えており、さらに、上面側に突出する係止受け部材であるカムピン４ｃを備えている。
【００２９】
チャージレバー７は、カム４に当接、摺動するカムフォロア７ａと、例えば、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８（図１２）に当接し、チャージ駆動する駆動ピン７ｂと、係止レバー支持ピン７ｄと、係止レバーストッパ７ｃとを備えており、上面部に係止部材である係止レバー１１が係止レバー支持ピン７ｄにより回動可能な状態で装着されている。
【００３０】
そして、チャージレバー７は、軸穴をレバー支持軸８に嵌入した状態で回動可能に支持されており、レバー支持軸８には請求項で言う第１のバネであるトーションバネ１３が挿入され、チャージレバー７を時計回りに付勢している。従って、チャージレバー７のカムフォロア７ａは、カム４の時計回りの回転にともなってカム４の外周カム部に当接しながら摺接する。なお、トーションバネ１３のフック両端は、ミラーボックス側ストッパ９およびチャージレバー７に懸架されている。
【００３１】
係止レバー１１は、先端部に爪部が設けられており、係止レバー支持ピン７ｄに挿入されるトーションバネ１２によって反時計回りに付勢されている。
【００３２】
チャージレバー７がレバー支持軸８まわりの衝撃力（外力）を受けない状態では、係止レバー１１は、反時計回りに回動移動して係止レバーストッパ７ｃに当接し、チャージレバー７の端部から後退した状態に保持される。しかし、後述するようにチャージレバー７が回動急停止してレバー支持軸８まわりの衝撃力を受けた場合、係止レバー１１の上記爪部は、慣性力により時計回りに回動して、カム４側に突出し、カム４のカムピン４ｃと係止可能状態となる。後述するように該係止動作によりカム４の時計回りの回転を一時的に阻止される。
【００３３】
上述した構成を有するチャージ機構１０のチャージ動作について、図２を用いて説明する。以下、チャージ機構１０を図１２に示すシャッタ装置１０１をチャージ駆動する場合の動作として説明するが、図１３に示す可動ミラー装置２０１のミラー装置側レバー２０８を介してチャージバネ２０９をチャージ駆動する場合の動作も同様である。
【００３４】
チャージ機構１０の各動作状態を示す模式図である図２のうち、図２（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図２（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図２（Ｃ）は、直後、衝撃力を受け慣性力により係止レバーが回動を始めた状態を示す。図２（Ｄ）は、上記係止レバーが係止ピンと係止した状態を示し、図２（Ｅ）は、カムが停止して上記係止レバーが係止を解除した状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【００３５】
チャージ機構１０においては、シャッタ装置１０１の請求項で言う第２のバネであるシャッタ膜付勢用チャージバネ（図示せず）のチャージを行う場合、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して従動ギヤ１０４とともにカム４が時計回りに回転駆動される。チャージレバー７のカムフォロア７ａがカム４のカムボトム部４ｂからカムトップ部４ａに到達し、シャッタレバー１０８を左方向に押し切ったとき、上記チャージバネのチャージ動作が終わる（図２（Ａ））。このタイミングは、ＰＩ１１１により検出される。
【００３６】
その後、所定の回転角度だけカム４が回転し、チャージレバー７のカムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接する（図２（Ｂ））。
【００３７】
カムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接（衝突）したとき、チャージレバー７の回動速度が急変する。その運動エネルギーにより係止レバー１１が衝撃力を受け慣性力により、時計回りに回動し、係止レバー１１の爪部がチャージレバー７の側面に突出した状態となる（図２（Ｃ））。そこで、カム４のカムピン４ｃが係止レバー１１の爪部の位置に到達し、係止状態となり、カム４のそれ以後の時計回りの惰性による回転が阻止され、急停止してチャージ動作が完了する（図２（Ｄ））。この状態でチャージレバー７の駆動ピン７ｂとシャッタレバー１０８との間は、僅かな隙間が保たれており、シャッタ装置１０１のシャッタ膜開閉動作に対してシャッタレバー１０８の位置が影響を与えることがない。
【００３８】
上述した一連のチャージ動作の完了後、シャッタ装置１０１においては、カメラ制御部（図示せず）の指示によってシャッタ膜１１０の開閉制御が行われ、チャージバネの解放がなされる。なお、チャージ機構１０が可動ミラー装置２０１に組み込まれた場合、上述したチャージ動作の完了の状態ではチャージバネが解放される。すなわち、図２（Ｄ）に示すチャージ動作完了の状態がチャージバネ２０９のチャージ解放状態に相当する。
【００３９】
上述したカム４の急停止後、係止レバー１１は、トーションバネ１２の付勢力で反時計回りに後退回動して、爪部とカム４のカムピン４ｃとの係止は解放される（図２（Ｅ））。従って、継続して実行される再チャージ動作にそのままの状態で移行することができる。
【００４０】
上述したように本実施形態のチャージ機構１０を適用した光学機構は、チャージレバー７がカム４のカムボトム部４ｂに当接したときの慣性力を利用してカム４をカムボトム位相で急停止させることができる。従って、カム４のカムボトム部４ｂの回転角度の余裕分を減らすことが可能になり、カム４の１チャージ動作に要する回転時間を減じることができ、高速連写が可能となる。
【００４１】
また、カム４のカムボトム部４ｂでの急停止後、係止レバー１１は、トーションバネ１２の付勢力を利用して係止レバー１１をカムピン４ｃに対する非係止位置に後退させるので、係止状態解除のための複雑な機構部が不要であり、簡単なチャージ機構を構成することができる。
【００４２】
次に本発明の第二の実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構について、図３〜５を用いて説明する。
【００４３】
図３は、本実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。図４は、上記チャージ機構のチャージレバー係止ピンまわりの拡大平面図である。図５は、上記チャージ機構の各動作状態図である。
【００４４】
図３に示す本実施形態のチャージ機構１０Ａは、前記チャージ機構１０と同様に前述した図１２のシャッタ装置１０１、または、図１３の可動ミラー装置２０１とともに光学機構を構成するものである。
【００４５】
チャージ機構１０Ａは、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して時計回りに回転駆動される従動ギヤ１０４上に固着されており、カム軸３に回転可能に支持される回転部材であるカム４Ａと、レバー支持軸８に回動可能に支持されるチャージ部材としてのチャージレバー７Ａとからなる。カム軸３およびレバー支持軸８は、例えば、シャッタ装置１０１が組み込まれるミラーボックスに固着されている。なお、第一の実施形態と同様の構成部材には同一符号を付して説明する。
【００４６】
カム４Ａは、カムトップ部４ａとカムボトム部４ｂを有するカム部（図５）を備えており、さらに、上面側に係止受け部材である嵌入穴部材４Ａｃを備えている。嵌入穴部材４Ａｃには、後述するチャージレバー７Ａの係止ピン１１Ａの先端部が嵌入可能である。
【００４７】
チャージレバー７Ａは、カム４Ａに当接、摺動するカムフォロア７ａと、例えば、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８（図１２）に当接し、チャージ駆動する駆動ピン７ｂと、スライド穴部材７Ａｃとを備えており、レバー支持軸８に嵌入して回動可能に支持されている。そして、レバー支持軸８に挿入されているトーションバネ１３によって時計回りに付勢されている。従って、カムフォロア７ａは、カム４Ａの時計回りの回転にともなってカム４Ａの外周のカム部に当接しながら摺動する。なお、トーションバネ１３のフック両端は、ミラーボックス側ストッパ９およびチャージレバー７Ａに懸架されている。
【００４８】
スライド穴部材７Ａｃのスライド穴７Ａｄには、係止部材である係止ピン１１Ａが摺動可能な状態で嵌入している。係止ピン１１Ａにはスライド穴７Ａｄを貫通した後方部（図４の左側）に圧縮バネからなる付勢バネ１２Ａが挿入され、係止ピン１１Ａを退避方向である左方側に付勢している。また、係止ピン１１Ａの先端部は、スライド穴部材７Ａｃから突出しており、後方への移動を規制する段部１１Ａｄが設けられている（図４）。
【００４９】
チャージレバー７Ａがレバー支持軸８まわりの衝撃力（外力）を受けない状態では、係止ピン１１Ａは、左方向（図４上）に移動してその先端部がチャージレバー７の端部から後退した状態に保持される。しかし、後述するようにチャージレバー７が回動急停止してレバー支持軸８まわりの衝撃力を受けた場合、係止ピン１１Ａの先端部は、慣性力により右方向（図４上）に移動して、カム４側に突出し、嵌入穴部材４Ａｃに嵌入可能状態となる。該係止でカム４の時計回りの回転が一時的に阻止される。
【００５０】
上述した構成を有するチャージ機構１０Ａのチャージ動作について、図５を用いて説明する。以下、チャージ機構１０Ａを図１２に示すシャッタ装置１０１をチャージ駆動する場合の動作として説明するが、図１３に示す可動ミラー装置２０１のミラー装置側レバー２０８を介してチャージバネ２０９をチャージ駆動する場合の動作も同様である。
【００５１】
チャージ機構１０Ａの各動作状態を示す模式図である図５のうち、図５（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図５（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図５（Ｃ）は、直後、係止ピンが係止穴部材に係止し、カムの回転が規制された状態を示し、図５（Ｄ）は、上記係止ピンの係止が解除された状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【００５２】
チャージ機構１０Ａにおいては、シャッタ装置１０１のシャッタ膜付勢用のチャージバネ（図示せず）をチャージする場合、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して従動ギヤ１０４とともにカム４Ａが時計回りに回転駆動される。チャージレバー７Ａのカムフォロア７ａがカム４Ａのカムボトム部４ｂからカムトップ部４ａに到達し、シャッタレバー１０８を左方向に押し切ったとき、上記チャージバネのチャージ動作が終わる（図５（Ａ））。このタイミングは、ＰＩ１１１により検出され、カメラ制御部に入力される。
【００５３】
さらに、所定の回転角度だけカム４Ａが回転し、チャージレバー７Ａのカムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接する（図５（Ｂ））。
【００５４】
カムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接（衝突）したとき、チャージレバー７Ａの運動エネルギーにより係止ピン１１Ａが衝撃力を受けて慣性力により右方向（カム側）に突出し、先端部がカム４Ａの嵌入穴部材４Ａｃの穴部に嵌入して係止状態となる。カム４Ａのそれ以後の時計回りの惰性による回転が阻止され、急停止してチャージ動作が完了する（図５（Ｃ））。なお、カム４Ａの嵌入穴部材４Ａｃの穴部の大きさは、嵌入タイミングのズレを吸収するために係止ピン１１Ａの先端部に対して周方向に余裕のある寸法とすることが好ましい。
【００５５】
なお、上記カム４Ａの急停止後、係止ピン１１Ａは、付勢バネ１２Ａの付勢力で左方向に後退移動して、係止ピン先端部とカム４の嵌入穴部材４Ａｃとの係止は解放される（図５（Ｄ））。従って、継続して実行される再チャージ動作にそのままの状態で移行することができる。
【００５６】
上述した一連のチャージ動作に伴うシャッタ装置１０１側、または、可動ミラー装置２０１側の動作は、前記第一の実施形態の場合と同様である。
【００５７】
上述したように本実施形態のチャージ機構１０Ａを適用した光学機構においても、第一の実施形態の光学機構と同様の効果を奏し、カム４Ａのカムボトム部４ｂの回転角度の余裕分を減らすことが可能になり、カム４Ａの１チャージ動作に要する回転時間を減じることができ、高速連写が可能となる。また、係止状態解除のための複雑な機構部が不要であり、簡単なチャージ機構を構成することができる。
【００５８】
次に上述した第二の実施形態のチャージ機構１０Ａにおけるカム４Ａに配される嵌入穴部材４Ａｃに対する変形例について、図６の本変形例を適用したチャージ機構の斜視図を用いて説明する。
【００５９】
図６に示すように本変形例を適用したチャージ機構１０ＡＡのカム４ＡＡには、第二実装形態における嵌入穴部材４Ａｃに替えて対向する２本のカムピン４ＡＡｃが配されている。
【００６０】
チャージ機構１０ＡＡにおけるチャージ動作にて、カム４Ａが回転し、チャージレバー７Ａのカムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接したとき、係止ピン１１Ａが衝撃力を受けて慣性力により右方向（カム側）に突出すると、係止ピン先端部がカム４Ａ側の２本のカムピン４ＡＡｃの間に嵌入して係止状態となり、カム４ＡＡのそれ以後の時計回りの回転が規制され、急停止してチャージ動作が完了する。なお、カム４ＡＡのカムピン４ＡＡｃの間隔は、嵌入タイミングのズレを吸収するために係止ピン１１Ａの先端部の幅に対して周方向に余裕のある寸法とすることが好ましい。
【００６１】
本変形例を適用したチャージ機構１０ＡＡによれば、カム４ＡＡ側の構造がさらに簡単になる。
【００６２】
次に本発明の第三の実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構について、図７，８を用いて説明する。
【００６３】
図７は、本実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。図８は、上記チャージ機構の各動作状態を示す模式図である。
【００６４】
本実施形態のチャージ機構１０Ｂは、前述した図１２のシャッタ装置１０１、または、図１３の可動ミラー装置２０１とともに光学機構を構成する。従って、図１２のチャージ機構１０２、または、図１３のチャージ機構２０２に替えて本実施形態のチャージ機構１を組み込み、本実施形態の光学機構が構成される。なお、シャッタ装置１０１，ミラー装置２０１の共通する構成部材については、図１１，１２の符号を適用する。
【００６５】
チャージ機構１０Ｂは、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して時計回りの一方方向に回転駆動される従動ギヤ１０４上に固着され、カム軸３に回転可能に支持される回転部材であるカム４Ｂと、レバー支持軸８に回動可能に支持されるチャージ部材としてのチャージレバー７Ｂとからなる。カム軸３およびレバー支持軸８は、例えば、シャッタ装置１０１が組み込まれるミラーボックスに固着されている。
【００６６】
カム４Ｂは、カムトップ部４ａとカムボトム部４ｂを有するカム部を備えており、さらに、カム軸３の軸心上の上面側に突出するレバー支持ピン４Ｂｄ、および、ストッパピン４Ｂｅを備えている。レバー支持ピン４Ｂｄには、係止部材である係止レバー１１Ｂが回動可能に嵌入している。係止レバー１１Ｂには先端部に爪部が設けられており、さらに、レバー支持ピン４Ｂｄに挿入されるトーションバネ１２Ｂにより反時計回りに付勢され、後述する衝撃力が作用しない状態では、ストッパピン４Ｂｅに当接した退避位置に位置している（図８（Ａ））。
【００６７】
チャージレバー７Ｂは、カム４Ｂに当接、摺動するカムフォロア７ａと、例えば、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８（図１２）に当接し、チャージ駆動する駆動ピン７ｂと、係止受け部材である係合ピン７Ｂｅとを備えており、レバー支持軸８に嵌入し、回動可能に支持されている。レバー支持軸８にはトーションバネ１３が挿入され、該トーションバネ１３のフック両端は、ミラーボックス側ストッパ９およびチャージレバー７Ｂに懸架され、チャージレバー７Ｂを時計回りに付勢している。従って、チャージレバー７Ｂのカムフォロア７ａは、カム４Ｂの時計回りの回転にともなってカム４の外周のカム部に当接しながら摺動する。
【００６８】
連続回転時、または、停止時、カム４Ｂがカム軸３まわりの衝撃力（外力）を受けない状態では、係止レバー１１Ｂは、カム４Ｂに対して相対的に反時計回りに回動移動してストッパピン４Ｂｅに当接した退避位置に保持される（図８（Ａ））。しかし、後述するようにカム４Ｂが急停止して係止レバー１１Ｂが運動エネルギーによりカム軸３まわりの衝撃力を受けた場合、係止レバー１１Ｂは、慣性力によりカム４Ｂに対して相対的に時計回りに回動する。この回動位置は、チャージレバー７Ｂの係合ピン７Ｂｅと係止可能な位置である。係止レバー１１Ｂは、カム４Ｂが完全停止した後、上記係止可能な位置から上述した退避位置に戻る。
【００６９】
上述した構成を有するチャージ機構１０Ｂのチャージ動作について、図８を用いて説明する。以下、チャージ機構１０Ｂを図１２に示すシャッタ装置１０１をチャージ駆動する場合の動作として説明するが、図１３に示す可動ミラー装置２０１のチャージバネ２０９をチャージ駆動する場合の動作も同様である。
【００７０】
チャージ機構１０Ｂの各動作状態を示す模式図である図８のうち、図８（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図８（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図８（Ｃ）は、直後、上記係止レバーが回動してカムピンと係止した状態を示し、図８（Ｄ）は、カムが停止して上記係止レバーが係止を解除した状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【００７１】
チャージ機構１０Ｂおいては、シャッタ装置１０１のシャッタ膜付勢用のチャージバネ（図示せず）をチャージする場合、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して従動ギヤ１０４とともにカム４が時計回りに回転駆動される。チャージレバー７Ｂのカムフォロア７ａがカム４Ｂのカムボトム部４ｂからカムトップ部４ａに到達し、シャッタレバー１０８を左方向に押し切ったとき、上記チャージバネのチャージ動作が終わる（図８（Ａ））。このタイミングは、ＰＩ１１１により検出され、カメラ制御部に入力される。
【００７２】
さらに、所定の回転角度だけカム４Ｂが回転し、チャージレバー７Ｂのカムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接する（図８（Ｂ））。
【００７３】
駆動モータ１０３の急停止によって、そのときの運動エネルギーにより係止レバー１１Ｂが衝撃力を受け慣性力により、時計回りに回動し、係止レバー１１Ｂの爪部がチャージレバー７Ｂの係合ピン７Ｂｅに係合する（図８（Ｃ））。上記係合によってカム４Ｂのそれ以後の時計回りの回転が規制され、完全停止してチャージ動作が完了する。
【００７４】
上述した一連のチャージ動作の完了後、シャッタ装置１０１においては、カメラ制御部（図示せず）の指示によってシャッタ膜１１０の開閉制御が行われ、チャージバネの解放がなされる。可動ミラー装置２０１に組み込まれた場合、上記チャージ動作の完了でチャージバネが解放される。
【００７５】
なお、上記カム４Ｂの急停止後、係止レバー１１Ｂは、トーションバネ１２Ｂの付勢力で反時計回りに後退回動して、係止レバー爪部と係合ピン７Ｂｅとの係止は解放される（図８（Ｄ））。従って、継続して実行される再チャージ動作にそのままの状態で移行することができる。
【００７６】
上述した一連のチャージ動作に伴うシャッタ装置１０１側、または、可動ミラー装置２０１側の動作は、前記第一の実施形態の場合と同様である。
【００７７】
上述したように本実施形態のチャージ機構１０Ｂを適用した光学機構は、カム４Ｂのチャージ終了後の急停止時に係止レバー１１Ｂが受ける慣性力によって係止レバー１１Ｂを回動駆動してチャージレバー７Ｂの係合ピン７Ｂｅに係合させカム４Ｂをカムボトム位相で急停止させることができるようにした。従って、カム４Ｂのカムボトム部４ｂの回転角度の余裕分を減らすことが可能になり、カム４Ｂの一回毎のチャージ動作に要する回転時間を減じることができ、高速連写が可能となる。
【００７８】
また、カム４Ｂのカムボトム位相での急停止後、係止レバー１１Ｂは、トーションバネ１２Ｂの付勢力を利用して係合ピン７Ｂｅに対する非係止位置に後退するので、係止状態解除のための複雑な機構部が不要であり、簡単なチャージ機構を構成することができる。
【００７９】
なお、上述したチャージ機構１０Ｂにおいては、係止レバー１１Ｂは、カム軸３の中心上に配されるレバー支持ピン４Ｂｄによって回動可能に支持されている。このレバー支持ピンをカム軸３の中心から偏った位置に配する構造を採用することも可能であり、この場合、カム４Ｂの回転規制を効率よく行うことができる。
【００８０】
次に上述した第三の実施形態のチャージ機構１０Ｂにおけるカム４Ａに配される係止レバー１１Ｂに対する変形例について、図９の本変形例を適用したチャージ機構の斜視図を用いて説明する。
【００８１】
本変形例を適用したチャージ機構１０ＢＢにおいては、カム４Ｂ上に配される係止レバー１１Ｂに対して図９に示すように爪部とは別に突部１１ＢＢａが設けられた係止レバー１１ＢＢを適用する。一方、チャージレバー７ＢＢに突部１１ＢＢａに当接可能な当接部材７ＢＢｆを配する。
【００８２】
チャージレバー７ＢＢがカム４Ｂのカムボトム部４ｂに当接したとき、当接部材７ＢＢｆで係止レバー１１ＢＢの突部１１ＢＢａが弾かれ、時計回りに回動する。その回動により係止レバー１１ＢＢの爪部がチャージレバー７ＢＢの係合ピン７Ｂｅに係合し、カム４Ｂの時計回りの回転を規制し、急停止させることができる。
【００８３】
本変形例を適用したチャージ機構１０ＢＢによれば、特にカム４Ｂのカムボトム部４ｂに当接したときの係止レバー１１ＢＢの確実な回動動作が得られ、カム４Ｂをカムボトム位相で確実に停止させることができる。
【００８４】
次に本発明の第四の実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構について、図１０，１１を用いて説明する。
【００８５】
図１０は、本実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。図１１は、上記チャージ機構の各動作状態を示す断面図である。
【００８６】
図１０に示す本実施形態のチャージ機構１０Ｃは、前記チャージ機構１０と同様に前述した図１２のシャッタ装置１０１、または、図１３の可動ミラー装置２０１とともに光学機構を構成する。
【００８７】
チャージ機構１０Ｃは、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して時計回りの一方方向に回転駆動される従動ギヤ１０４Ｃ上に固着され、カム軸３に回転可能に支持される回転部材としてのカム４Ｃと、レバー支持軸８に回動可能に支持されるチャージ部材としてのチャージレバー７Ｃとからなる。カム軸３およびレバー支持軸８は、例えば、シャッタ装置１０１が組み込まれるミラーボックスに固着されている。なお、第一の実施形態と同様の構成部材には同一符号を付して説明する。
【００８８】
従動ギヤ１０４Ｃは、ギヤ本体上面部であって、後述するカム４Ｃのカムボトム部４Ｃｂ近傍位置に係止受け部である係合穴１０４Ｃａを備えている。
【００８９】
カム４Ｃは、カムトップ部４ａとカムボトム部４Ｃｂを有するカム部を備えており、カムボトム部４Ｃｂは、下方向（従動ギヤ側）に向けてカム軸側に傾斜する円錐斜面からなるカムボトム面で形成される。
【００９０】
チャージレバー７Ｃは、カムフォロア部材１１Ｃと、例えば、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８（図１２）に当接し、チャージ駆動する駆動ピン７ｂとを備えており、レバー支持軸８に嵌入して回動可能に支持されている。さらに、レバー支持軸８に挿入されるトーションバネ１３によって時計回りに付勢されている。
【００９１】
カムフォロア部材１１Ｃは、軸部材１１Ｃｃに固着されており、チャージレバー７Ｃの下面側にあってカム４Ｃのカム面に摺接するカムフォロア部１１Ｃａと、カムフォロア部１１Ｃａよりも小径の係止部を形成する係止ピン部１１Ｃｂとを備えている。軸部材１１Ｃｃは、チャージレバー７Ｃに対してレバー支持軸８と平行方向に摺動可能に支持され、付勢バネ１２Ｃによって上方向に付勢されている。
【００９２】
チャージレバー７Ｃのカムフォロア部１１Ｃａがカム４Ｃのカム面上を摺動しているときは、カムフォロア部材１１Ｃは、付勢バネ１２Ｃの付勢力でチャージレバー７Ｃに対して上方に位置している。チャージレバー７Ｃのカムフォロア部１１Ｃａがカムトップ部４ａからカムボトム部４Ｃｂに向けて摺接しながら急激に移動し、下方向の斜面からなるカムボトム部４Ｃｂに当接したとき、カムフォロア部材１１Ｃが下方向の衝撃力（運動エネルギ）を受けて慣性力により下方に移動し、係止ピン部１１Ｃｂが従動ギヤ１０４の係合穴１０４Ｃａに一時的に嵌合する。この嵌合によってカム４Ｃに回転規制力が作用し、急停止する。カム４Ｃ停止後、カムフォロア部材１１Ｃは、付勢バネ１２Ｃの付勢力で上方に移動し、係止ピン部１１Ｃｂの係合が解放される。
【００９３】
上述した構成を有するチャージ機構１０Ｃのチャージ動作について、図１０を用いて説明する。以下、チャージ機構１０Ｃを図１２に示すシャッタ装置１０１をチャージ駆動する場合の動作として説明するが、図１３に示す可動ミラー装置２０１のミラー装置側レバー２０８を介してチャージバネ２０９をチャージ駆動する場合の動作も同様である。
【００９４】
チャージ機構１０Ｃの各動作状態を示す断面図である図１１のうち、図１１（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロア部材がカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図１１（Ｂ）は、続いて上記カムフォロア部材がカムボトム部に到達した状態を示し、図１１（Ｃ）は、直後、カムフォロア部材の係止ピンが従動ギヤの係合穴に嵌入した状態であって、カムの回転が規制された状態を示し、図１１（Ｄ）は、上記係止ピンの係止が解除された状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【００９５】
チャージ機構１０Ｃにおいては、シャッタ装置１０１のシャッタ膜付勢用チャージバネ（図示せず）をチャージする場合、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して従動ギヤ１０４Ｃとともにカム４Ｃが時計回りに回転駆動される。チャージレバー７Ｃのカムフォロア部材１１Ｃがカム４Ｃのカムトップ部４ａに到達し、シャッタレバー１０８を左方向に押し切ったとき、上記チャージバネのチャージ動作が終わる（図１１（Ａ））。このタイミングは、ＰＩ１１１により検出され、カメラ制御部に入力される。
【００９６】
さらに、所定の回転角度だけカム４Ｃが回転し、カムフォロア部材１１Ｃのカムフォロア部１１Ｃａがカムボトム部４Ｃｂに当接する（図１１（Ｂ））。ここで、駆動モータ１０３にブレーキが掛けられる。このときのカム回転位置は、図示しないモータ回転検出用エンコーダで検出され、カメラ制御部に入力される。
【００９７】
カムフォロア部１１Ｃａがカムボトム部４Ｃｂに当接（衝突）したとき、チャージレバー７Ｃの運動エネルギーによりカムフォロア部材１１Ｃがカムボトム部４Ｃｂの斜面部にて下方向の衝撃力を受けて移動し、係止ピン部１１Ｃｂが従動ギヤ１０４Ｃの嵌入穴部１０４Ｃａに嵌入して係止状態となる。カム４Ｃのそれ以後の時計回りの回転が規制され、急停止してチャージ動作が完了する（図１１（Ｃ））。なお、従動ギヤ１０４Ｃの嵌入穴部１０４Ｃａの大きさは、嵌入タイミングのズレを吸収するために係止ピン１１Ｃｂに対して余裕のある寸法とすることが好ましい。あるいは、嵌入穴部１０４Ｃａ、係止ピン１１Ｃｂがテーパ形状であることが好ましい。
【００９８】
なお、上記カム４Ｃの急停止後、カムフォロア部材１１Ｃは、付勢バネ１２Ｃの付勢力で上方向に移動して、係止ピン部１１Ｃｂと従動ギヤ１０４Ｃの嵌入穴部１０４Ｃａとの嵌入状態は解放される（図１１（Ｄ））。従って、継続して実行される再チャージ動作にそのままの状態で移行することができる。
【００９９】
上述した一連のチャージ動作に伴うシャッタ装置１０１側、または、可動ミラー装置２０１側の動作は、前記第一の実施形態の場合と同様である。
【０１００】
上述したように本実施形態のチャージ機構１０Ｃを適用した光学機構においても、第一の実施形態の光学機構と同様の効果を奏し、カム４Ｃのカムボトム部４Ｃｂの回転角度の余裕分を減らすことが可能になり、カム４Ｃの一チャージ動作に要する回転時間を減じ、高速連写が可能となる。また、カム４Ｃの停止後、カムフォロア部材１１Ｃは、付勢バネ１２Ｃの付勢力で上方に移動し、係止ピン部１１Ｃｂの係止状態が解除されるので、係止解除のための複雑な機構部が不要であり、簡単なチャージ機構を構成することができる。
【０１０１】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
上述のように本発明の光学機構は、構造が簡単であり、制御動作も単純であって、回転部材を精度よく停止させることができる光学機構として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一の実施形態である光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。
【図２】上記チャージ機構の各動作状態を示す模式図であって、図２（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図２（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図２（Ｃ）は、直後、衝撃力により係止レバーが回動を始めた状態を示し、図２（Ｄ）は、上記係止レバーが係止ピンと係止した状態を示し、図２（Ｅ）は、カムが停止して上記係止レバーが係止を解除した状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【図３】本発明の第二の実施形態である光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。
【図４】上記チャージ機構のチャージレバー係止ピンまわりの拡大平面図である。
【図５】上記チャージ機構の各動作状態図であって、図５（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図５（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図５（Ｃ）は、直後、係止ピンが係止穴部材に係止し、カムの回転が規制された状態を示し、図５（Ｄ）は、上記係止ピンの係止が解除された状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【図６】図３の光学系機構におけるカムの嵌入穴部材に対する変形例を適用したチャージ機構の斜視図である。
【図７】本発明の第三の実施形態である光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。
【図８】上記チャージ機構の各動作状態を示す模式図であって、図８（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の状態の後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図８（Ｃ）は、直後、上記係止レバーが回動してカムピンと係止した状態を示し、図８（Ｄ）は、カムが停止して上記係止レバーが係止を解除した状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【図９】図７の光学機構のカムに配される係止レバーに対する変形例を適用したチャージ機構の斜視図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態である光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。
【図１１】図１０のチャージ機構の各動作状態を示す断面図であって、図１１（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロア部材がカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図１１（Ｂ）は、その後、上記カムフォロア部材がカムボトム部に到達した状態を示し、図１１（Ｃ）は、直後、カムフォロア部材の係止ピンが従動ギヤの係合穴に嵌入した状態であって、カムの回転が規制された状態を示し、図１１（Ｄ）は、上記係止ピンの係止が解除された状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【図１２】従来のシャッタ装置とチャージ機構からなる光学機構の一例を示す斜視図である。
【図１３】従来の可動ミラー装置とチャージ機構からなる光学装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０４】
４，４Ａ，４ＡＡ，４Ｂ，４Ｃ
…カム（回転部材）
７，７Ａ，７Ｂ，７ＢＢ，７Ｃ
…チャージレバー（チャージ部材）
１１，１１Ｂ，１１ＢＢ
…係止レバー（係止部材）
１１Ａ…係止ピン（係止部材）
１１Ｃｂ…係止ピン部（係止部材）
１３ …トーションバネ（第１のバネ）
２０９…チャージバネ（第２のバネ）
１１０…シャッタ膜（機械式シャッタ）
２１１…可動ミラー
Ｐ１ …進入位置（第１の位置）
Ｐ２ …退避位置（第２の位置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系から取り込まれた被写体光束の状態を切り替えるための光学機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像光学系から取り込まれた被写体光束の状態を切り替えるための光学機構として、例えば、一眼レフレックスカメラには、上記撮像光学系の光路への進入位置（ダウン位置）と該光路からの退避位置（アップ位置）との間を往復する可動ミラー（メインミラー）を有する可動ミラー装置、および、光量調整、光路開閉の為のシャッタ装置が備えられている。可動ミラー装置、および、シャッタ装置は、その動作を行うためにチャージバネを有しており、動作に際して上記チャージバネをチャージするためのチャージ機構が必要である。
【０００３】
図１２は、従来のシャッタ装置とチャージ機構からなる光学機構の一例を示す斜視図であり、図１２（Ａ）は、チャージ後の状態、図１２（Ｂ）は、チャージ状態を示している。なお、図１２と後述する図１３にて撮影光学系により取り込まれる被写体光束の光軸は、「Ｏ」で示される。
【０００４】
図１２に示すように上記シャッタ装置１０１は、シャッタ膜１１０を備えた機械式シャッタ装置であり、シャッタ膜１１０は、チャージ機構１０２によりシャッタ装置１０１に内蔵される請求項で言う第１のバネであるチャージバネ（図示せず）により付勢された状態で閉位置に駆動される。また、シャッタ装置１０１には電磁石（図示せず）が設けられており、チャージ状態にあるシャッタ膜１１０の開閉が制御される。
【０００５】
チャージ機構１０２は、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８を回動駆動して上記チャージバネのチャージを行うためのチャージレバー１０６を備えており、チャージレバー１０６は、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して回転駆動されるカム１０５によってその回動位置が制御される。
【０００６】
図１２（Ａ）に示すようにカム１０５の回転によりチャージレバー１０６のカムフォロア１０６ａがカムトップ部１０５ａに達すると、上記チャージバネがチャージ状態となる。その後、カム１０５がＳ１方向に回転してカムボトム部１０５ｂに達するとチャージレバー１０６は、図１２（Ｂ）に示すチャージ完了位置に戻る。その後、上記電磁石の制御により上記チャージバネが解放され、シャッタ膜１１０の開閉がなされる。上記チャージ完了状態で正常の状態であれば、チャージレバー１０６とシャッタレバー１０８とは、僅かな隙間をもって離間している。なお、カム１０５の回転位相は、ＰＩ（フォトインタラプタ）１１１およびモータパルスエンコーダ（図示せず）によって検出され、駆動モータ１０３の回転制御がなされる。
【０００７】
カム１０５がカムボトム部１０５ｂまで回転したとき、カム、ギヤ等の各構成部材の惰性により所定の範囲内に急停止せず、許容範囲（回転角度範囲）を超えてオーバーランした場合、カムフォロア１０６ａがカム部に乗り上げることになる。この乗り上げ状態では、上述した隙間がなくなり、チャージレバー１０６でシャッタレバー１０８を押圧し、回動させる可能性がある。この押圧回動によって、シャッタ膜１１０の状態が変化し、その後に行われるシャッタ装置１０１の制御に不都合が生じる可能性がある。
【０００８】
上述した不都合を生じさせないためには、カム１０５のカムボトム部１０５ｂの範囲を大きくして、カム１０５の許容範囲を広げることが考えられるが、これでは撮影シーケンス上のタイミングの遅れが生じ、例えば、連写を行う場合、１コマごとの撮影に所要時間が長くなり、高速化が困難になるといった問題が生じる。
【０００９】
なお、従来の一眼レフレックスカメラにおける上記可動ミラー装置も上記シャッタ装置１０１の場合と同様にチャージ機構によりチャージ駆動される。図１３は、上記従来の可動ミラー装置とチャージ機構からなる光学装置の一例を示す斜視図である。
【００１０】
図１３に示すように従来の可動ミラー装置２０１は、可動ミラー（メインミラー）２１１を備えており、該可動ミラー２１１は、請求項で言う第２のバネであるチャージバネ２０９およびダウン付勢バネ２１０を介して付勢される状態で第１の位置となる被写体光の光路に進入した進入位置Ｐ１と、第２の位置となる光路からの退避した退避位置Ｐ２とに回動可能に支持軸２１２により支持されている。ミラー装置側レバー２０８は、チャージ機構２０２の駆動モータ２０３を駆動源としてＭ１方向に回転するカム２０５によってチャージレバー２０６を介してＭ２方向に回動駆動される。ミラー装置側レバー２０８の回動によってチャージバネ２０９は、チャージされ、可動ミラー２１１が進入位置Ｐ１に回動駆動される。さらに、カム２０５が回転して、チャージレバー２０６がチャージ位置から解放位置に回動すると、チャージバネ２０９が解放され、可動ミラー２１１は、Ｍ３方向の退避位置Ｐ２に回動駆動される。このチャージ機構２０２においても上述したシャッタ装置用のチャージ機構１０２の場合と同様の駆動制御がなされ、カム２０５の停止動作について、同様の問題を有している。
【００１１】
上述した従来のシャッタ装置、または、可動ミラー装置のチャージ機構による高速連写に対する問題を解決するために特許文献１，２，３が開示されている。
【００１２】
特許文献１，２，３においては、チャージ駆動用のカムを機械的に素早く停止させるための係止部材を配し、上記カムを急停止させる構造が採用されている。
【００１３】
詳しくは、特許文献１に開示されものでは、カム側に付勢された２つの係止部材が、上記カムのミラー進入位置、退避位置の作動点に設けられた係止溝に嵌まり、カムの回転を停止させる（特許文献１の図２参照）。停止後、上記カムと独立して回動できるようバネにより上記カムと同軸に備えられた突起を有する解除盤（特許文献１の図３参照）が、係止レバーを押し上げ、係止を解除する（特許文献１の図４参照）。
【００１４】
特許文献２に開示されたものでは、トルク伝達経路とは別のギヤ上に設けられた係止受け部材が、チャージレバー上に設けられた係止部材と嵌合し、カムの回転を停止させる。その後、モータートルクを伝達し、上記係止受け部材が回動し、回動中心が遊びのある小判型の上記係止部材で押されることで、係止が解除される（特許文献２の図３参照）。
【００１５】
特許文献３に開示されものでは、カムに対し逆側に付勢されており、係止解除部材を備え、その係止解除部材と別に備わる保持部材によって保持されている２つの係止部材が、上記カムのミラー進入位置、退避位置の作動点に設けられた係止溝に嵌まり、上記カムの回転を停止させる。上記係止部材がカムの係止溝に嵌ると略同時に上記係止解除部材のロックが外れる。しかし、上記カムに回転力が与えられている間は、上記係止部材が押し付けられているため、上記カムの停止が続く。上記カムが停止すると上記カムからの係止部材への押付力がなくなり、付勢力が摩擦に逆らって作用し、上記係止部材が上記カムの逆側に退避し、係止が解除される（特許文献３の図４，５参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３１６９８号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６３８９号公報
【特許文献３】特開２００６−１８４７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述した特許文献１，２，３に開示されたチャージ機構においては、構造が複雑である。係止部材も複数のものが搭載され、小型化の妨げになっている。また、特許文献１，３のものでは、駆動モータを２回の駆動、停止させてより停止精度を上げるようになっており、制御動作が複雑である。
【００１７】
本発明は、上述の不具合を解決するためになされたものであり、構造が簡単であり、制御動作も単純であって、回転部材を精度よく停止させることができる光学機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１に記載の光学機構は、第１のバネで付勢されているチャージ部材であって、撮像光学系の光路上に入る第一の位置と上記撮像光学系の光路上から退避する第二の位置との間を往復する可動ミラー、または、撮像素子の露光時間を調節する機械式シャッタを付勢する第２のバネのチャージを行うチャージ部材と、回転を行う部材であって、上記第１のバネのチャージ部材の上記チャージおよび解放を行う部材である回転部材と、上記第１のバネのチャージの開放が行われる際に生じる上記チャージ部材又は上記回転部材の運動エネルギーにより、上記回転部材の一部、または、上記チャージ部材の一部と係止を行って上記回転部材の惰性回転を抑制する係止部材とを有する。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の光学機構は、請求項１に記載の光学機構において、上記係止部材は、上記係止を行う際に動作する方向とは逆方向に付勢が行われており、上記係止が行われた後、上記付勢により上記係止が解除される。
【００２０】
本発明の請求項３に記載の光学機構は、請求項１に記載の光学機構において、上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際の上記チャージ部材の動作速度の変化により生じる運動エネルギーである。
【００２１】
本発明の請求項４に記載の光学機構は、請求項１に記載の光学機構において、上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際の上記回転部材の回転速度の変化により生じる運動エネルギーである。
【００２２】
本発明の請求項５に記載の光学機構は、請求項１に記載の光学機構において、上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際に上記チャージ部材の一部と上記回転部材の一部とが衝突する衝突エネルギーである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、構造が簡単であって、制御動作も単純であり、回転部材を精度よく停止させることが可能な光学機構を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第一の実施形態としての光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。図２は、上記チャージ機構の各動作状態を示す模式図である。なお、構成部材の回転方向、または、回動方向は、他の実施形態の場合を含めて各斜視図の上側から見た平面上の回転方向で表すものとする。
【００２６】
図１に示す本実施形態のチャージ機構１０は、前述した図１２のシャッタ装置１０１、または、図１３の可動ミラー装置２０１とともに光学機構を構成するものである。従って、図１２の従来のチャージ機構１０２、または、図１３の従来のチャージ機構２０２に替えて本実施形態のチャージ機構１を組み込み、本実施形態の光学機構が構成される。シャッタ装置１０１，ミラー装置２０１の共通する構成部材については、図１２，１３の符号を適用する。
【００２７】
チャージ機構１０は、駆動モータ１０３によって時計回りの一方方向に回転駆動される従動ギヤ１０４に対して固定され、カム軸３に回転可能に支持される回転部材としてのカム４と、レバー支持軸８に回動可能に支持されるチャージ部材としてのチャージレバー７とからなる。カム軸３およびレバー支持軸８は、例えば、シャッタ装置１０１が組み込まれるミラーボックスに固着されている。
【００２８】
カム４は、カムトップ部４ａとカムボトム部４ｂを有するカム部を備えており、さらに、上面側に突出する係止受け部材であるカムピン４ｃを備えている。
【００２９】
チャージレバー７は、カム４に当接、摺動するカムフォロア７ａと、例えば、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８（図１２）に当接し、チャージ駆動する駆動ピン７ｂと、係止レバー支持ピン７ｄと、係止レバーストッパ７ｃとを備えており、上面部に係止部材である係止レバー１１が係止レバー支持ピン７ｄにより回動可能な状態で装着されている。
【００３０】
そして、チャージレバー７は、軸穴をレバー支持軸８に嵌入した状態で回動可能に支持されており、レバー支持軸８には請求項で言う第１のバネであるトーションバネ１３が挿入され、チャージレバー７を時計回りに付勢している。従って、チャージレバー７のカムフォロア７ａは、カム４の時計回りの回転にともなってカム４の外周カム部に当接しながら摺接する。なお、トーションバネ１３のフック両端は、ミラーボックス側ストッパ９およびチャージレバー７に懸架されている。
【００３１】
係止レバー１１は、先端部に爪部が設けられており、係止レバー支持ピン７ｄに挿入されるトーションバネ１２によって反時計回りに付勢されている。
【００３２】
チャージレバー７がレバー支持軸８まわりの衝撃力（外力）を受けない状態では、係止レバー１１は、反時計回りに回動移動して係止レバーストッパ７ｃに当接し、チャージレバー７の端部から後退した状態に保持される。しかし、後述するようにチャージレバー７が回動急停止してレバー支持軸８まわりの衝撃力を受けた場合、係止レバー１１の上記爪部は、慣性力により時計回りに回動して、カム４側に突出し、カム４のカムピン４ｃと係止可能状態となる。後述するように該係止動作によりカム４の時計回りの回転を一時的に阻止される。
【００３３】
上述した構成を有するチャージ機構１０のチャージ動作について、図２を用いて説明する。以下、チャージ機構１０を図１２に示すシャッタ装置１０１をチャージ駆動する場合の動作として説明するが、図１３に示す可動ミラー装置２０１のミラー装置側レバー２０８を介してチャージバネ２０９をチャージ駆動する場合の動作も同様である。
【００３４】
チャージ機構１０の各動作状態を示す模式図である図２のうち、図２（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図２（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図２（Ｃ）は、直後、衝撃力を受け慣性力により係止レバーが回動を始めた状態を示す。図２（Ｄ）は、上記係止レバーが係止ピンと係止した状態を示し、図２（Ｅ）は、カムが停止して上記係止レバーが係止を解除した状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【００３５】
チャージ機構１０においては、シャッタ装置１０１の請求項で言う第２のバネであるシャッタ膜付勢用チャージバネ（図示せず）のチャージを行う場合、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して従動ギヤ１０４とともにカム４が時計回りに回転駆動される。チャージレバー７のカムフォロア７ａがカム４のカムボトム部４ｂからカムトップ部４ａに到達し、シャッタレバー１０８を左方向に押し切ったとき、上記チャージバネのチャージ動作が終わる（図２（Ａ））。このタイミングは、ＰＩ１１１により検出される。
【００３６】
その後、所定の回転角度だけカム４が回転し、チャージレバー７のカムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接する（図２（Ｂ））。
【００３７】
カムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接（衝突）したとき、チャージレバー７の回動速度が急変する。その運動エネルギーにより係止レバー１１が衝撃力を受け慣性力により、時計回りに回動し、係止レバー１１の爪部がチャージレバー７の側面に突出した状態となる（図２（Ｃ））。そこで、カム４のカムピン４ｃが係止レバー１１の爪部の位置に到達し、係止状態となり、カム４のそれ以後の時計回りの惰性による回転が阻止され、急停止してチャージ動作が完了する（図２（Ｄ））。この状態でチャージレバー７の駆動ピン７ｂとシャッタレバー１０８との間は、僅かな隙間が保たれており、シャッタ装置１０１のシャッタ膜開閉動作に対してシャッタレバー１０８の位置が影響を与えることがない。
【００３８】
上述した一連のチャージ動作の完了後、シャッタ装置１０１においては、カメラ制御部（図示せず）の指示によってシャッタ膜１１０の開閉制御が行われ、チャージバネの解放がなされる。なお、チャージ機構１０が可動ミラー装置２０１に組み込まれた場合、上述したチャージ動作の完了の状態ではチャージバネが解放される。すなわち、図２（Ｄ）に示すチャージ動作完了の状態がチャージバネ２０９のチャージ解放状態に相当する。
【００３９】
上述したカム４の急停止後、係止レバー１１は、トーションバネ１２の付勢力で反時計回りに後退回動して、爪部とカム４のカムピン４ｃとの係止は解放される（図２（Ｅ））。従って、継続して実行される再チャージ動作にそのままの状態で移行することができる。
【００４０】
上述したように本実施形態のチャージ機構１０を適用した光学機構は、チャージレバー７がカム４のカムボトム部４ｂに当接したときの慣性力を利用してカム４をカムボトム位相で急停止させることができる。従って、カム４のカムボトム部４ｂの回転角度の余裕分を減らすことが可能になり、カム４の１チャージ動作に要する回転時間を減じることができ、高速連写が可能となる。
【００４１】
また、カム４のカムボトム部４ｂでの急停止後、係止レバー１１は、トーションバネ１２の付勢力を利用して係止レバー１１をカムピン４ｃに対する非係止位置に後退させるので、係止状態解除のための複雑な機構部が不要であり、簡単なチャージ機構を構成することができる。
【００４２】
次に本発明の第二の実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構について、図３〜５を用いて説明する。
【００４３】
図３は、本実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。図４は、上記チャージ機構のチャージレバー係止ピンまわりの拡大平面図である。図５は、上記チャージ機構の各動作状態図である。
【００４４】
図３に示す本実施形態のチャージ機構１０Ａは、前記チャージ機構１０と同様に前述した図１２のシャッタ装置１０１、または、図１３の可動ミラー装置２０１とともに光学機構を構成するものである。
【００４５】
チャージ機構１０Ａは、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して時計回りに回転駆動される従動ギヤ１０４上に固着されており、カム軸３に回転可能に支持される回転部材であるカム４Ａと、レバー支持軸８に回動可能に支持されるチャージ部材としてのチャージレバー７Ａとからなる。カム軸３およびレバー支持軸８は、例えば、シャッタ装置１０１が組み込まれるミラーボックスに固着されている。なお、第一の実施形態と同様の構成部材には同一符号を付して説明する。
【００４６】
カム４Ａは、カムトップ部４ａとカムボトム部４ｂを有するカム部（図５）を備えており、さらに、上面側に係止受け部材である嵌入穴部材４Ａｃを備えている。嵌入穴部材４Ａｃには、後述するチャージレバー７Ａの係止ピン１１Ａの先端部が嵌入可能である。
【００４７】
チャージレバー７Ａは、カム４Ａに当接、摺動するカムフォロア７ａと、例えば、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８（図１２）に当接し、チャージ駆動する駆動ピン７ｂと、スライド穴部材７Ａｃとを備えており、レバー支持軸８に嵌入して回動可能に支持されている。そして、レバー支持軸８に挿入されているトーションバネ１３によって時計回りに付勢されている。従って、カムフォロア７ａは、カム４Ａの時計回りの回転にともなってカム４Ａの外周のカム部に当接しながら摺動する。なお、トーションバネ１３のフック両端は、ミラーボックス側ストッパ９およびチャージレバー７Ａに懸架されている。
【００４８】
スライド穴部材７Ａｃのスライド穴７Ａｄには、係止部材である係止ピン１１Ａが摺動可能な状態で嵌入している。係止ピン１１Ａにはスライド穴７Ａｄを貫通した後方部（図４の左側）に圧縮バネからなる付勢バネ１２Ａが挿入され、係止ピン１１Ａを退避方向である左方側に付勢している。また、係止ピン１１Ａの先端部は、スライド穴部材７Ａｃから突出しており、後方への移動を規制する段部１１Ａｄが設けられている（図４）。
【００４９】
チャージレバー７Ａがレバー支持軸８まわりの衝撃力（外力）を受けない状態では、係止ピン１１Ａは、左方向（図４上）に移動してその先端部がチャージレバー７の端部から後退した状態に保持される。しかし、後述するようにチャージレバー７が回動急停止してレバー支持軸８まわりの衝撃力を受けた場合、係止ピン１１Ａの先端部は、慣性力により右方向（図４上）に移動して、カム４側に突出し、嵌入穴部材４Ａｃに嵌入可能状態となる。該係止でカム４の時計回りの回転が一時的に阻止される。
【００５０】
上述した構成を有するチャージ機構１０Ａのチャージ動作について、図５を用いて説明する。以下、チャージ機構１０Ａを図１２に示すシャッタ装置１０１をチャージ駆動する場合の動作として説明するが、図１３に示す可動ミラー装置２０１のミラー装置側レバー２０８を介してチャージバネ２０９をチャージ駆動する場合の動作も同様である。
【００５１】
チャージ機構１０Ａの各動作状態を示す模式図である図５のうち、図５（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図５（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図５（Ｃ）は、直後、係止ピンが係止穴部材に係止し、カムの回転が規制された状態を示し、図５（Ｄ）は、上記係止ピンの係止が解除された状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【００５２】
チャージ機構１０Ａにおいては、シャッタ装置１０１のシャッタ膜付勢用のチャージバネ（図示せず）をチャージする場合、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して従動ギヤ１０４とともにカム４Ａが時計回りに回転駆動される。チャージレバー７Ａのカムフォロア７ａがカム４Ａのカムボトム部４ｂからカムトップ部４ａに到達し、シャッタレバー１０８を左方向に押し切ったとき、上記チャージバネのチャージ動作が終わる（図５（Ａ））。このタイミングは、ＰＩ１１１により検出され、カメラ制御部に入力される。
【００５３】
さらに、所定の回転角度だけカム４Ａが回転し、チャージレバー７Ａのカムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接する（図５（Ｂ））。
【００５４】
カムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接（衝突）したとき、チャージレバー７Ａの運動エネルギーにより係止ピン１１Ａが衝撃力を受けて慣性力により右方向（カム側）に突出し、先端部がカム４Ａの嵌入穴部材４Ａｃの穴部に嵌入して係止状態となる。カム４Ａのそれ以後の時計回りの惰性による回転が阻止され、急停止してチャージ動作が完了する（図５（Ｃ））。なお、カム４Ａの嵌入穴部材４Ａｃの穴部の大きさは、嵌入タイミングのズレを吸収するために係止ピン１１Ａの先端部に対して周方向に余裕のある寸法とすることが好ましい。
【００５５】
なお、上記カム４Ａの急停止後、係止ピン１１Ａは、付勢バネ１２Ａの付勢力で左方向に後退移動して、係止ピン先端部とカム４の嵌入穴部材４Ａｃとの係止は解放される（図５（Ｄ））。従って、継続して実行される再チャージ動作にそのままの状態で移行することができる。
【００５６】
上述した一連のチャージ動作に伴うシャッタ装置１０１側、または、可動ミラー装置２０１側の動作は、前記第一の実施形態の場合と同様である。
【００５７】
上述したように本実施形態のチャージ機構１０Ａを適用した光学機構においても、第一の実施形態の光学機構と同様の効果を奏し、カム４Ａのカムボトム部４ｂの回転角度の余裕分を減らすことが可能になり、カム４Ａの１チャージ動作に要する回転時間を減じることができ、高速連写が可能となる。また、係止状態解除のための複雑な機構部が不要であり、簡単なチャージ機構を構成することができる。
【００５８】
次に上述した第二の実施形態のチャージ機構１０Ａにおけるカム４Ａに配される嵌入穴部材４Ａｃに対する変形例について、図６の本変形例を適用したチャージ機構の斜視図を用いて説明する。
【００５９】
図６に示すように本変形例を適用したチャージ機構１０ＡＡのカム４ＡＡには、第二実装形態における嵌入穴部材４Ａｃに替えて対向する２本のカムピン４ＡＡｃが配されている。
【００６０】
チャージ機構１０ＡＡにおけるチャージ動作にて、カム４Ａが回転し、チャージレバー７Ａのカムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接したとき、係止ピン１１Ａが衝撃力を受けて慣性力により右方向（カム側）に突出すると、係止ピン先端部がカム４Ａ側の２本のカムピン４ＡＡｃの間に嵌入して係止状態となり、カム４ＡＡのそれ以後の時計回りの回転が規制され、急停止してチャージ動作が完了する。なお、カム４ＡＡのカムピン４ＡＡｃの間隔は、嵌入タイミングのズレを吸収するために係止ピン１１Ａの先端部の幅に対して周方向に余裕のある寸法とすることが好ましい。
【００６１】
本変形例を適用したチャージ機構１０ＡＡによれば、カム４ＡＡ側の構造がさらに簡単になる。
【００６２】
次に本発明の第三の実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構について、図７，８を用いて説明する。
【００６３】
図７は、本実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。図８は、上記チャージ機構の各動作状態を示す模式図である。
【００６４】
本実施形態のチャージ機構１０Ｂは、前述した図１２のシャッタ装置１０１、または、図１３の可動ミラー装置２０１とともに光学機構を構成する。従って、図１２のチャージ機構１０２、または、図１３のチャージ機構２０２に替えて本実施形態のチャージ機構１を組み込み、本実施形態の光学機構が構成される。なお、シャッタ装置１０１，ミラー装置２０１の共通する構成部材については、図１１，１２の符号を適用する。
【００６５】
チャージ機構１０Ｂは、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して時計回りの一方方向に回転駆動される従動ギヤ１０４上に固着され、カム軸３に回転可能に支持される回転部材であるカム４Ｂと、レバー支持軸８に回動可能に支持されるチャージ部材としてのチャージレバー７Ｂとからなる。カム軸３およびレバー支持軸８は、例えば、シャッタ装置１０１が組み込まれるミラーボックスに固着されている。
【００６６】
カム４Ｂは、カムトップ部４ａとカムボトム部４ｂを有するカム部を備えており、さらに、カム軸３の軸心上の上面側に突出するレバー支持ピン４Ｂｄ、および、ストッパピン４Ｂｅを備えている。レバー支持ピン４Ｂｄには、係止部材である係止レバー１１Ｂが回動可能に嵌入している。係止レバー１１Ｂには先端部に爪部が設けられており、さらに、レバー支持ピン４Ｂｄに挿入されるトーションバネ１２Ｂにより反時計回りに付勢され、後述する衝撃力が作用しない状態では、ストッパピン４Ｂｅに当接した退避位置に位置している（図８（Ａ））。
【００６７】
チャージレバー７Ｂは、カム４Ｂに当接、摺動するカムフォロア７ａと、例えば、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８（図１２）に当接し、チャージ駆動する駆動ピン７ｂと、係止受け部材である係合ピン７Ｂｅとを備えており、レバー支持軸８に嵌入し、回動可能に支持されている。レバー支持軸８にはトーションバネ１３が挿入され、該トーションバネ１３のフック両端は、ミラーボックス側ストッパ９およびチャージレバー７Ｂに懸架され、チャージレバー７Ｂを時計回りに付勢している。従って、チャージレバー７Ｂのカムフォロア７ａは、カム４Ｂの時計回りの回転にともなってカム４の外周のカム部に当接しながら摺動する。
【００６８】
連続回転時、または、停止時、カム４Ｂがカム軸３まわりの衝撃力（外力）を受けない状態では、係止レバー１１Ｂは、カム４Ｂに対して相対的に反時計回りに回動移動してストッパピン４Ｂｅに当接した退避位置に保持される（図８（Ａ））。しかし、後述するようにカム４Ｂが急停止して係止レバー１１Ｂが運動エネルギーによりカム軸３まわりの衝撃力を受けた場合、係止レバー１１Ｂは、慣性力によりカム４Ｂに対して相対的に時計回りに回動する。この回動位置は、チャージレバー７Ｂの係合ピン７Ｂｅと係止可能な位置である。係止レバー１１Ｂは、カム４Ｂが完全停止した後、上記係止可能な位置から上述した退避位置に戻る。
【００６９】
上述した構成を有するチャージ機構１０Ｂのチャージ動作について、図８を用いて説明する。以下、チャージ機構１０Ｂを図１２に示すシャッタ装置１０１をチャージ駆動する場合の動作として説明するが、図１３に示す可動ミラー装置２０１のチャージバネ２０９をチャージ駆動する場合の動作も同様である。
【００７０】
チャージ機構１０Ｂの各動作状態を示す模式図である図８のうち、図８（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図８（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図８（Ｃ）は、直後、上記係止レバーが回動してカムピンと係止した状態を示し、図８（Ｄ）は、カムが停止して上記係止レバーが係止を解除した状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【００７１】
チャージ機構１０Ｂおいては、シャッタ装置１０１のシャッタ膜付勢用のチャージバネ（図示せず）をチャージする場合、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して従動ギヤ１０４とともにカム４が時計回りに回転駆動される。チャージレバー７Ｂのカムフォロア７ａがカム４Ｂのカムボトム部４ｂからカムトップ部４ａに到達し、シャッタレバー１０８を左方向に押し切ったとき、上記チャージバネのチャージ動作が終わる（図８（Ａ））。このタイミングは、ＰＩ１１１により検出され、カメラ制御部に入力される。
【００７２】
さらに、所定の回転角度だけカム４Ｂが回転し、チャージレバー７Ｂのカムフォロア７ａがカムボトム部４ｂに当接する（図８（Ｂ））。
【００７３】
駆動モータ１０３の急停止によって、そのときの運動エネルギーにより係止レバー１１Ｂが衝撃力を受け慣性力により、時計回りに回動し、係止レバー１１Ｂの爪部がチャージレバー７Ｂの係合ピン７Ｂｅに係合する（図８（Ｃ））。上記係合によってカム４Ｂのそれ以後の時計回りの回転が規制され、完全停止してチャージ動作が完了する。
【００７４】
上述した一連のチャージ動作の完了後、シャッタ装置１０１においては、カメラ制御部（図示せず）の指示によってシャッタ膜１１０の開閉制御が行われ、チャージバネの解放がなされる。可動ミラー装置２０１に組み込まれた場合、上記チャージ動作の完了でチャージバネが解放される。
【００７５】
なお、上記カム４Ｂの急停止後、係止レバー１１Ｂは、トーションバネ１２Ｂの付勢力で反時計回りに後退回動して、係止レバー爪部と係合ピン７Ｂｅとの係止は解放される（図８（Ｄ））。従って、継続して実行される再チャージ動作にそのままの状態で移行することができる。
【００７６】
上述した一連のチャージ動作に伴うシャッタ装置１０１側、または、可動ミラー装置２０１側の動作は、前記第一の実施形態の場合と同様である。
【００７７】
上述したように本実施形態のチャージ機構１０Ｂを適用した光学機構は、カム４Ｂのチャージ終了後の急停止時に係止レバー１１Ｂが受ける慣性力によって係止レバー１１Ｂを回動駆動してチャージレバー７Ｂの係合ピン７Ｂｅに係合させカム４Ｂをカムボトム位相で急停止させることができるようにした。従って、カム４Ｂのカムボトム部４ｂの回転角度の余裕分を減らすことが可能になり、カム４Ｂの一回毎のチャージ動作に要する回転時間を減じることができ、高速連写が可能となる。
【００７８】
また、カム４Ｂのカムボトム位相での急停止後、係止レバー１１Ｂは、トーションバネ１２Ｂの付勢力を利用して係合ピン７Ｂｅに対する非係止位置に後退するので、係止状態解除のための複雑な機構部が不要であり、簡単なチャージ機構を構成することができる。
【００７９】
なお、上述したチャージ機構１０Ｂにおいては、係止レバー１１Ｂは、カム軸３の中心上に配されるレバー支持ピン４Ｂｄによって回動可能に支持されている。このレバー支持ピンをカム軸３の中心から偏った位置に配する構造を採用することも可能であり、この場合、カム４Ｂの回転規制を効率よく行うことができる。
【００８０】
次に上述した第三の実施形態のチャージ機構１０Ｂにおけるカム４Ａに配される係止レバー１１Ｂに対する変形例について、図９の本変形例を適用したチャージ機構の斜視図を用いて説明する。
【００８１】
本変形例を適用したチャージ機構１０ＢＢにおいては、カム４Ｂ上に配される係止レバー１１Ｂに対して図９に示すように爪部とは別に突部１１ＢＢａが設けられた係止レバー１１ＢＢを適用する。一方、チャージレバー７ＢＢに突部１１ＢＢａに当接可能な当接部材７ＢＢｆを配する。
【００８２】
チャージレバー７ＢＢがカム４Ｂのカムボトム部４ｂに当接したとき、当接部材７ＢＢｆで係止レバー１１ＢＢの突部１１ＢＢａが弾かれ、時計回りに回動する。その回動により係止レバー１１ＢＢの爪部がチャージレバー７ＢＢの係合ピン７Ｂｅに係合し、カム４Ｂの時計回りの回転を規制し、急停止させることができる。
【００８３】
本変形例を適用したチャージ機構１０ＢＢによれば、特にカム４Ｂのカムボトム部４ｂに当接したときの係止レバー１１ＢＢの確実な回動動作が得られ、カム４Ｂをカムボトム位相で確実に停止させることができる。
【００８４】
次に本発明の第四の実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構について、図１０，１１を用いて説明する。
【００８５】
図１０は、本実施形態の光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。図１１は、上記チャージ機構の各動作状態を示す断面図である。
【００８６】
図１０に示す本実施形態のチャージ機構１０Ｃは、前記チャージ機構１０と同様に前述した図１２のシャッタ装置１０１、または、図１３の可動ミラー装置２０１とともに光学機構を構成する。
【００８７】
チャージ機構１０Ｃは、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して時計回りの一方方向に回転駆動される従動ギヤ１０４Ｃ上に固着され、カム軸３に回転可能に支持される回転部材としてのカム４Ｃと、レバー支持軸８に回動可能に支持されるチャージ部材としてのチャージレバー７Ｃとからなる。カム軸３およびレバー支持軸８は、例えば、シャッタ装置１０１が組み込まれるミラーボックスに固着されている。なお、第一の実施形態と同様の構成部材には同一符号を付して説明する。
【００８８】
従動ギヤ１０４Ｃは、ギヤ本体上面部であって、後述するカム４Ｃのカムボトム部４Ｃｂ近傍位置に係止受け部である係合穴１０４Ｃａを備えている。
【００８９】
カム４Ｃは、カムトップ部４ａとカムボトム部４Ｃｂを有するカム部を備えており、カムボトム部４Ｃｂは、下方向（従動ギヤ側）に向けてカム軸側に傾斜する円錐斜面からなるカムボトム面で形成される。
【００９０】
チャージレバー７Ｃは、カムフォロア部材１１Ｃと、例えば、シャッタ装置１０１のシャッタレバー１０８（図１２）に当接し、チャージ駆動する駆動ピン７ｂとを備えており、レバー支持軸８に嵌入して回動可能に支持されている。さらに、レバー支持軸８に挿入されるトーションバネ１３によって時計回りに付勢されている。
【００９１】
カムフォロア部材１１Ｃは、軸部材１１Ｃｃに固着されており、チャージレバー７Ｃの下面側にあってカム４Ｃのカム面に摺接するカムフォロア部１１Ｃａと、カムフォロア部１１Ｃａよりも小径の係止部を形成する係止ピン部１１Ｃｂとを備えている。軸部材１１Ｃｃは、チャージレバー７Ｃに対してレバー支持軸８と平行方向に摺動可能に支持され、付勢バネ１２Ｃによって上方向に付勢されている。
【００９２】
チャージレバー７Ｃのカムフォロア部１１Ｃａがカム４Ｃのカム面上を摺動しているときは、カムフォロア部材１１Ｃは、付勢バネ１２Ｃの付勢力でチャージレバー７Ｃに対して上方に位置している。チャージレバー７Ｃのカムフォロア部１１Ｃａがカムトップ部４ａからカムボトム部４Ｃｂに向けて摺接しながら急激に移動し、下方向の斜面からなるカムボトム部４Ｃｂに当接したとき、カムフォロア部材１１Ｃが下方向の衝撃力（運動エネルギ）を受けて慣性力により下方に移動し、係止ピン部１１Ｃｂが従動ギヤ１０４の係合穴１０４Ｃａに一時的に嵌合する。この嵌合によってカム４Ｃに回転規制力が作用し、急停止する。カム４Ｃ停止後、カムフォロア部材１１Ｃは、付勢バネ１２Ｃの付勢力で上方に移動し、係止ピン部１１Ｃｂの係合が解放される。
【００９３】
上述した構成を有するチャージ機構１０Ｃのチャージ動作について、図１０を用いて説明する。以下、チャージ機構１０Ｃを図１２に示すシャッタ装置１０１をチャージ駆動する場合の動作として説明するが、図１３に示す可動ミラー装置２０１のミラー装置側レバー２０８を介してチャージバネ２０９をチャージ駆動する場合の動作も同様である。
【００９４】
チャージ機構１０Ｃの各動作状態を示す断面図である図１１のうち、図１１（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロア部材がカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図１１（Ｂ）は、続いて上記カムフォロア部材がカムボトム部に到達した状態を示し、図１１（Ｃ）は、直後、カムフォロア部材の係止ピンが従動ギヤの係合穴に嵌入した状態であって、カムの回転が規制された状態を示し、図１１（Ｄ）は、上記係止ピンの係止が解除された状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【００９５】
チャージ機構１０Ｃにおいては、シャッタ装置１０１のシャッタ膜付勢用チャージバネ（図示せず）をチャージする場合、駆動モータ１０３によりギヤ列を介して従動ギヤ１０４Ｃとともにカム４Ｃが時計回りに回転駆動される。チャージレバー７Ｃのカムフォロア部材１１Ｃがカム４Ｃのカムトップ部４ａに到達し、シャッタレバー１０８を左方向に押し切ったとき、上記チャージバネのチャージ動作が終わる（図１１（Ａ））。このタイミングは、ＰＩ１１１により検出され、カメラ制御部に入力される。
【００９６】
さらに、所定の回転角度だけカム４Ｃが回転し、カムフォロア部材１１Ｃのカムフォロア部１１Ｃａがカムボトム部４Ｃｂに当接する（図１１（Ｂ））。ここで、駆動モータ１０３にブレーキが掛けられる。このときのカム回転位置は、図示しないモータ回転検出用エンコーダで検出され、カメラ制御部に入力される。
【００９７】
カムフォロア部１１Ｃａがカムボトム部４Ｃｂに当接（衝突）したとき、チャージレバー７Ｃの運動エネルギーによりカムフォロア部材１１Ｃがカムボトム部４Ｃｂの斜面部にて下方向の衝撃力を受けて移動し、係止ピン部１１Ｃｂが従動ギヤ１０４Ｃの嵌入穴部１０４Ｃａに嵌入して係止状態となる。カム４Ｃのそれ以後の時計回りの回転が規制され、急停止してチャージ動作が完了する（図１１（Ｃ））。なお、従動ギヤ１０４Ｃの嵌入穴部１０４Ｃａの大きさは、嵌入タイミングのズレを吸収するために係止ピン１１Ｃｂに対して余裕のある寸法とすることが好ましい。あるいは、嵌入穴部１０４Ｃａ、係止ピン１１Ｃｂがテーパ形状であることが好ましい。
【００９８】
なお、上記カム４Ｃの急停止後、カムフォロア部材１１Ｃは、付勢バネ１２Ｃの付勢力で上方向に移動して、係止ピン部１１Ｃｂと従動ギヤ１０４Ｃの嵌入穴部１０４Ｃａとの嵌入状態は解放される（図１１（Ｄ））。従って、継続して実行される再チャージ動作にそのままの状態で移行することができる。
【００９９】
上述した一連のチャージ動作に伴うシャッタ装置１０１側、または、可動ミラー装置２０１側の動作は、前記第一の実施形態の場合と同様である。
【０１００】
上述したように本実施形態のチャージ機構１０Ｃを適用した光学機構においても、第一の実施形態の光学機構と同様の効果を奏し、カム４Ｃのカムボトム部４Ｃｂの回転角度の余裕分を減らすことが可能になり、カム４Ｃの一チャージ動作に要する回転時間を減じ、高速連写が可能となる。また、カム４Ｃの停止後、カムフォロア部材１１Ｃは、付勢バネ１２Ｃの付勢力で上方に移動し、係止ピン部１１Ｃｂの係止状態が解除されるので、係止解除のための複雑な機構部が不要であり、簡単なチャージ機構を構成することができる。
【０１０１】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
上述のように本発明の光学機構は、構造が簡単であり、制御動作も単純であって、回転部材を精度よく停止させることができる光学機構として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第一の実施形態である光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。
【図２】上記チャージ機構の各動作状態を示す模式図であって、図２（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図２（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図２（Ｃ）は、直後、衝撃力により係止レバーが回動を始めた状態を示し、図２（Ｄ）は、上記係止レバーが係止ピンと係止した状態を示し、図２（Ｅ）は、カムが停止して上記係止レバーが係止を解除した状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【図３】本発明の第二の実施形態である光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。
【図４】上記チャージ機構のチャージレバー係止ピンまわりの拡大平面図である。
【図５】上記チャージ機構の各動作状態図であって、図５（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図５（Ｂ）は、その後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図５（Ｃ）は、直後、係止ピンが係止穴部材に係止し、カムの回転が規制された状態を示し、図５（Ｄ）は、上記係止ピンの係止が解除された状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【図６】図３の光学系機構におけるカムの嵌入穴部材に対する変形例を適用したチャージ機構の斜視図である。
【図７】本発明の第三の実施形態である光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。
【図８】上記チャージ機構の各動作状態を示す模式図であって、図８（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロアがカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の状態の後、上記カムフォロアがカムボトム部に到達した状態を示し、図８（Ｃ）は、直後、上記係止レバーが回動してカムピンと係止した状態を示し、図８（Ｄ）は、カムが停止して上記係止レバーが係止を解除した状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【図９】図７の光学機構のカムに配される係止レバーに対する変形例を適用したチャージ機構の斜視図である。
【図１０】本発明の第四の実施形態である光学機構に組み込まれるチャージ機構の斜視図である。
【図１１】図１０のチャージ機構の各動作状態を示す断面図であって、図１１（Ａ）は、チャージレバーのカムフォロア部材がカムトップ位置に到達したチャージ状態を示し、図１１（Ｂ）は、その後、上記カムフォロア部材がカムボトム部に到達した状態を示し、図１１（Ｃ）は、直後、カムフォロア部材の係止ピンが従動ギヤの係合穴に嵌入した状態であって、カムの回転が規制された状態を示し、図１１（Ｄ）は、上記係止ピンの係止が解除された状態であって、次のチャージ動作の待ち状態を示している。
【図１２】従来のシャッタ装置とチャージ機構からなる光学機構の一例を示す斜視図である。
【図１３】従来の可動ミラー装置とチャージ機構からなる光学装置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０４】
４，４Ａ，４ＡＡ，４Ｂ，４Ｃ
…カム（回転部材）
７，７Ａ，７Ｂ，７ＢＢ，７Ｃ
…チャージレバー（チャージ部材）
１１，１１Ｂ，１１ＢＢ
…係止レバー（係止部材）
１１Ａ…係止ピン（係止部材）
１１Ｃｂ…係止ピン部（係止部材）
１３ …トーションバネ（第１のバネ）
２０９…チャージバネ（第２のバネ）
１１０…シャッタ膜（機械式シャッタ）
２１１…可動ミラー
Ｐ１ …進入位置（第１の位置）
Ｐ２ …退避位置（第２の位置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のバネで付勢されているチャージ部材であって、撮像光学系の光路上に入る第１の位置と上記撮像光学系の光路上から退避する第２の位置との間を往復する可動ミラー、または、撮像素子の露光時間を調節する機械式シャッタを付勢する第２のバネのチャージを行うチャージ部材と、
回転を行う部材であって、上記第１のバネのチャージおよび開放を行う部材である回転部材と、
上記第１のバネのチャージの解放が行われる際に生じる上記チャージ部材又は上記回転部材の運動エネルギーにより、上記回転部材の一部、または、上記チャージ部材の一部と係止を行って上記回転部材の惰性回転を抑制する係止部材と、
を有することを特徴とする光学機構。
【請求項２】
上記係止部材は、上記係止を行う際に動作する方向とは逆方向に付勢が行われており、上記係止が行われた後、上記付勢により上記係止が解除されることを特徴とする請求項１に記載の光学機構。
【請求項３】
上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際の上記チャージ部材の動作速度の変化により生じる運動エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の光学機構。
【請求項４】
上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際の上記回転部材の回転速度の変化により生じる運動エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の光学機構。
【請求項５】
上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際に上記チャージ部材の一部と上記回転部材の一部とが衝突する衝突エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の光学機構。
【請求項１】
第１のバネで付勢されているチャージ部材であって、撮像光学系の光路上に入る第１の位置と上記撮像光学系の光路上から退避する第２の位置との間を往復する可動ミラー、または、撮像素子の露光時間を調節する機械式シャッタを付勢する第２のバネのチャージを行うチャージ部材と、
回転を行う部材であって、上記第１のバネのチャージおよび開放を行う部材である回転部材と、
上記第１のバネのチャージの解放が行われる際に生じる上記チャージ部材又は上記回転部材の運動エネルギーにより、上記回転部材の一部、または、上記チャージ部材の一部と係止を行って上記回転部材の惰性回転を抑制する係止部材と、
を有することを特徴とする光学機構。
【請求項２】
上記係止部材は、上記係止を行う際に動作する方向とは逆方向に付勢が行われており、上記係止が行われた後、上記付勢により上記係止が解除されることを特徴とする請求項１に記載の光学機構。
【請求項３】
上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際の上記チャージ部材の動作速度の変化により生じる運動エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の光学機構。
【請求項４】
上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際の上記回転部材の回転速度の変化により生じる運動エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の光学機構。
【請求項５】
上記運動エネルギーは、上記第１のバネのチャージが解放される際に上記チャージ部材の一部と上記回転部材の一部とが衝突する衝突エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載の光学機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１２２５１８（Ｐ２０１０−１２２５１８Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９７０４０（Ｐ２００８−２９７０４０）
【出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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