往復移動機構および撮像装置
【課題】被写体光束中に突出する部材を減らす。
【解決手段】往復移動機構であって、往復移動の対象となる対象物を往復移動の一方向に付勢する付勢部材と、対象物に当接して往復移動の他方向に駆動する当接部材とを備え、当接部材が対象物を往復移動の他方向に駆動するときに、付勢部材の付勢力が解除される。上記往復移動機構において、付勢部材および当接部材は、対象物の一部を間隙を持って挟んでおり、当接部材が対象物の一部に当接して駆動する場合に付勢部材は対象物の一部から離間しているとともに、付勢部材が対象物の一部に当接して付勢する場合に当接部材は対象物の一部から離間していてもよい。
【解決手段】往復移動機構であって、往復移動の対象となる対象物を往復移動の一方向に付勢する付勢部材と、対象物に当接して往復移動の他方向に駆動する当接部材とを備え、当接部材が対象物を往復移動の他方向に駆動するときに、付勢部材の付勢力が解除される。上記往復移動機構において、付勢部材および当接部材は、対象物の一部を間隙を持って挟んでおり、当接部材が対象物の一部に当接して駆動する場合に付勢部材は対象物の一部から離間しているとともに、付勢部材が対象物の一部に当接して付勢する場合に当接部材は対象物の一部から離間していてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復移動機構および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物を往復移動させる場合に、一方向を付勢部材の付勢力により駆動して、他方向をモータにより駆動する往復移動機構がある（特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０００−１５５３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
モータは、付勢部材の付勢力に抗して対象物を駆動するので、移動速度を上昇させる場合にはより高出力のモータを用いることを余儀なくされる。このため、コスト上昇と大型化が避けられなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決すべく、本発明の第一態様として、往復移動の対象となる対象物を往復移動の一方向に付勢する付勢部材と、対象物に当接して往復移動の他方向に駆動する当接部材とを備え、当接部材が対象物を往復移動の他方向に駆動するときに、付勢部材の付勢力が解除される往復移動機構が提供される。
【０００５】
また、本発明の第二態様として、上記往復移動機構を備える撮像装置が提供される。
【０００６】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一眼レフカメラ１００の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】ミラーユニット４００の斜視図である。
【図３】ミラー駆動部５００の斜視図である。
【図４】往復移動機構６００の側面図である。
【図５】往復移動機構６００の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、ミラーユニット４００を備えた一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。一眼レフカメラ１００は、撮像装置であって、レンズユニット２００およびカメラ本体３００を備える。
【００１０】
レンズユニット２００は、固定筒２１０、複数のレンズ２２０、２３０、２４０、レンズマウント２５０および鏡筒ＣＰＵ２６０を有する。固定筒２１０の一端は、レンズマウント２５０を介してカメラ本体３００のボディマウント３６０に結合される。
【００１１】
レンズマウント２５０およびボディマウント３６０の結合は特定の操作により解除できる。これにより、カメラ本体３００には、同じ規格のレンズマウント２５０を有する他のレンズユニット２００を装着できる。
【００１２】
レンズユニット２００において、カメラ本体３００から遠くに位置するレンズ２２０は、固定筒２１０から直接に支持される。これに対して、他のレンズ２３０、２４０は、固定筒２１０対して光軸Ｘ方向に移動する。これにより、レンズユニット２００の光学系は変倍または合焦する。
【００１３】
例えば、レンズ２３０は、レンズユニット２００の倍率を変化させる場合に移動するズームレンズのひとつとなる。また、レンズ２４０は、レンズユニット２００の焦点位置を変化させる場合に移動するフォーカシングレンズのひとつとなる。
【００１４】
鏡筒ＣＰＵ２６０は、レンズユニット２００の動作を制御すると共に、カメラ本体３００との通信も担う。これにより、レンズユニット２００がカメラ本体３００に装着された場合に、カメラ本体３００と連携して動作する。
【００１５】
カメラ本体３００は、レンズユニット２００に対してボディマウント３６０の背後に配されたミラーユニット４００を備える。ミラーユニット４００の下方には合焦光学系３８０が配される。また、ミラーユニット４００の上方にはフォーカシングスクリーン３５２が配される。
【００１６】
フォーカシングスクリーン３５２の更に上方にはペンタプリズム３５４が、ペンタプリズム３５４の後方にはファインダ光学系３５６が配される。ファインダ光学系３５６の後端は、ファインダ３５０としてカメラ本体３００の背面に露出する。
【００１７】
ミラーユニット４００の後方には、フォーカルプレンシャッタ３７０、ローパスフィルタ３３２および撮像素子３３０が順次配される。撮像素子３３０の更に背後には、主基板３２０および背面表示部３４０が順次配される。主基板３２０には、本体ＣＰＵ３２２、画像処理回路３２４等が実装される。背面表示部３４０は、例えば、液晶表示板等を用いて形成され、カメラ本体３００の背面に露出する。
【００１８】
ミラーユニット４００は、メインミラー４２０およびサブミラー４６０を有する。メインミラー４２０は、メインミラー保持枠４１０に支持される。メインミラー保持枠４１０の一端は、メインミラー回動軸４３０により軸支される。
【００１９】
サブミラー４６０は、サブミラー保持枠４５０により保持される。サブミラー保持枠４５０の一端は、サブミラー回動軸４７０により、メインミラー保持枠４１０から軸支される。よって、サブミラー４６０は、メインミラー保持枠４１０に対して回動する。メインミラー保持枠４１０が回動する場合、サブミラー４６０およびサブミラー保持枠４５０もメインミラー保持枠４１０と共に移動する。
【００２０】
メインミラー保持枠４１０において、メインミラー回動軸４３０およびサブミラー回動軸４７０の間には、被駆動ボス４４０が配される。被駆動ボス４４０は、メインミラー保持枠４１０の側面に固定され、ミラーユニット４００の側壁から突出する。よって、被駆動ボス４４０を昇降させることにより、ミラーユニット４００の外側からメインミラー保持枠４１０およびメインミラー４２０を回動させることができる。
【００２１】
回動によりメインミラー保持枠４１０の前端が降下した場合、メインミラー保持枠４１０は、前端付近で位置決めピン４８０に当接して停止する。これにより、メインミラー４２０は、被写体光束に対して正確に４５度をなす位置に停止する。こうして、メインミラー４２０は、レンズユニット２００から入射した被写体光束上に斜めに配される斜設状態をとなる。
【００２２】
また、メインミラー保持枠４１０の前端が上昇した場合、メインミラー保持枠４１０は、前端付近でストッパ４９０に当接して停止する。これにより、メインミラー４２０は、被写体光束の光路から退避した退避状態になる。なお、以降の説明において、斜設状態から退避状態に向かうメインミラー４２０の回動を上昇と記載する。また、退避状態から斜設状態に向かうメインミラー４２０の回動を下降と記載する。
【００２３】
斜設状態において、メインミラー４２０は、レンズユニット２００を通じて入射した被写体光束を反射してフォーカシングスクリーン３５２に導く。フォーカシングスクリーン３５２は、レンズユニット２００の光学系が合焦した場合に被写体像を結ぶ位置に配されて当該被写体像を可視化する。
【００２４】
フォーカシングスクリーン３５２に結像された被写体像は、ペンタプリズム３５４およびファインダ光学系３５６を通じてファインダ３５０から観察される。ここで、被写体像の光束がペンタプリズム３５４を通ることにより、フォーカシングスクリーン３５２上の被写体像は、ファインダ３５０から正立正像として観察できる。
【００２５】
測光センサ３９０は、ファインダ光学系３５６の上方に配され、ペンタプリズム３５４において分岐されさた被写体光束の一部を受光する。測光センサ３９０は、受光した被写体光束の一部から被写体の明るさを検出して、本体ＣＰＵ３２２に露光条件を算出させる。また、受光した被写体光束の一部を三原色毎に測光して、オートホワイトバランスの算出に与する。
【００２６】
また、メインミラー４２０は、入射した被写体光束の一部を透過するハーフミラー領域を有する。サブミラー４６０は、ハーフミラー領域から入射した被写体光束の一部を、合焦光学系３８０に向かって反射する。合焦光学系３８０は、入射した被写体光束の一部を合焦センサ３８２に導く。これにより、カメラ本体３００は、レンズユニット２００を合焦させるレンズ２３０の目標位置を決定できる。
【００２７】
上記のような一眼レフカメラ１００においてレリーズボタンが半押しされると、合焦センサ３８２および測光センサ３９０が有効になり、被写体像を適切な撮影条件で撮影できる状態になる。次いで、レリーズボタンが全押しされると、メインミラー４２０およびサブミラー４６０が退避位置に移動して、フォーカルプレンシャッタ３７０が開く。よって、レンズユニット２００から入射した被写体光束は、ローパスフィルタ３３２を通過して撮像素子３３０に入射する。
【００２８】
撮像素子３３０は、ＣＣＤセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの光電変換素子により形成され、受光した被写体像を電気信号に変換して出力する。撮像素子３３０から出力された電気信号は画像処理回路３２４において画像データに変換される。また、画像処理回路３２４は、画像データを生成する過程で、ホワイトバランス、シャープネス、ガンマ、階調補正、圧縮等を調整する。
【００２９】
図２は、往復移動機構６００を含むミラー駆動部５００を備えたミラーユニット４００の斜視図である。図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。図示の状態では、メインミラー保持枠４１０およびメインミラー４２０は、斜設状態にある。よって、メインミラー保持枠４１０は、下端近傍において位置決めピン４８０に当接する。
【００３０】
なお、図中には、メインミラー保持枠４１０の側面から図中右方に突出した被駆動ボス４４０が見える。メインミラー保持枠４１０は、被駆動ボス４４０を昇降させることにより、位置決めピン４８０に当接する斜設状態と、ストッパ４９０に当接する退避状態との間を往復する。
【００３１】
ミラーユニット４００は、図中右側に、ミラー駆動部５００を備える。ミラー駆動部５００は、メインミラー４２０を上昇または下降させる動力源となる駆動モータ５１０を有する。駆動モータ５１０の出力は、複数の減速ギア５２０、５３０、５４０を経て往復移動機構６００のカム部材６１０に伝達される。
【００３２】
また、駆動モータ５１０は、回転方向を反転させることができる。駆動モータ５１０の回転方向が反転した場合、カム部材６１０の回転方向も反転する。更に、駆動モータ５１０は、回転速度を変化させることができる。駆動モータ５１０の回転速度が変化した場合は、カム部材６１０の回転速度も変化する。
【００３３】
往復移動機構６００は、カム部材６１０および駆動レバー６２０を含む。カム部材６１０は、外周の一部にラック６１２を有する。ラック６１２は、終段の減速ギア５４０に噛み合って、駆動モータ５１０の駆動力を受ける。
【００３４】
カム部材６１０は、回転軸受部６１９を有し、図示していない回転軸に軸支される。よって、ラック６１２に駆動力が伝達された場合、カム部材６１０は回転する。ただし、カム部材６１０はセクタ状の切欠き部６１５を有する。切欠き部６１５の内側には、ミラーユニット４００に対して固定されたバンパ部材６１１が配される。よって、カム部材６１０の回転範囲は制限される。
【００３５】
駆動レバー６２０も、回転軸受部６２２を有し、図示していない回転軸の回りに揺動する。駆動レバー６２０の上端付近は、被駆動ボス４４０の直下に位置する。後述するように、被駆動ボス４４０を上昇させる場合は、駆動レバー６２０が被駆動ボス４４０を押し上げる。
【００３６】
図３は、ミラー駆動部５００を単独で示す斜視図である。図３は、ミラー駆動部５００を、図２に矢印Ａにより示した方向から見た様子を示す。よって、図２と対照すると、各部材におけるメインミラー４２０に面した側が現れている。
【００３７】
駆動モータ５１０の出力軸には、ピニオンギア５１２およびトルクリミッタ５１４が装着される。ピニオンギア５１２は、トルクリミッタ５１４に設定された最大トルクまでの範囲で、駆動モータ５１０の出力軸と共に回転する。よって、過大な負荷を受けた場合は、出力軸に対して空回りして駆動モータ５１０を保護する。
【００３８】
また、後述するように、駆動モータ５１０の駆動力を受けて上昇または下降する被駆動ボス４４０は、メインミラー４２０が斜設状態または退避状態に到達した場合に瞬間的に停止する。一方、駆動モータ５１０は慣性により回転を瞬時に止めることは難しい。よって、トルクリミッタ５１４を設けて停止の衝撃を緩和することが望ましい。
【００３９】
減速ギア５２０、５３０は、互いに同軸で歯数の異なる一対の歯車をそれぞれ備え、歯数の多い歯車で駆動され、歯数の少ない歯車で駆動力を伝達する。これにより、駆動モータ５１０の駆動力を、高いトルクで往復移動機構６００に伝達する。終段の減速ギア５４０は、所定位置に配置されたラック６１２に、減速ギア５３０の出力する駆動力を伝達する。
【００４０】
往復移動機構６００において、カム部材６１０は、ラック６１２に対して反対側にカム面６１４、チョッパ部６１６、台座部６１８を有する。カム面６１４は、後述する駆動レバー６２０に設けられたカムフォロワ部６２１に対して押圧力を伝える。
【００４１】
チョッパ部６１６は、カム部材６１０が回転した場合に、ミラーユニット４００に対して固定されたフォトインタラプタ６６０を横切る。よって、フォトインタラプタ６６０の出力を参照することにより、本体ＣＰＵ３２２がミラーユニット４００の動作を確認できる。台座部６１８は、カム面６１４の幅と略同じ高さを有し、後述する連結部材６５０の一端を支持する。
【００４２】
駆動レバー６２０は、カム部材６１０の図中奥側および上側を回り込むように延在する。既に説明したように、駆動レバー６２０の上端部６２８は、被駆動ボス４４０の直下に位置する。また、この図では、駆動レバー６２０が、当接部材６４０を上端近傍に備えることが判る。
【００４３】
当接部材６４０は、当接面６４２と、当接面６４２の片側に配されたばね座６４４と、当接面６４２に対してばね座６４４と反対側に配されたストッパ６４６とを有する。当接部材６４０は、揺動軸受部６４８において駆動レバー６２０から軸支される。また、ばね座６４４は、後述する捩じりばね６３０の下端と、往復移動機構６００の状態に応じて係合する。
【００４４】
ストッパ６４６は、駆動レバー６２０の上端部６２８下面に当接する。よって、当接部材６４０は、図示の状態よりも上方に変位することはない。なお、当接部材６４０が移動範囲の上端にある場合、当接部材６４０の当接面６４２は、駆動レバー６２０の上端部６２８よりも上方に突出する。
【００４５】
また、駆動レバー６２０は、その中程に、ばね支持部６２６を有する。ばね支持部６２６には、捩じりばね６３０が装着される。捩じりばね６３０の下端６３２は、既に説明した通り、当接部材６４０のばね座６４４の下方に配される。捩じりばね６３０の上端６３４は、被駆動ボス４４０の上側に配される。なお、被駆動ボス４４０の周面には、捩じりばね６３０の上端６３４が当接した場合に、軸方向にずれることを防止する案内溝４４２が形成される。
【００４６】
なお、ばね支持部６２６は、駆動レバー６２０が回動する場合に、被駆動ボス４４０に対して、捩じりばね６３０の上端６３４の延在方向に変位するアーム部６２４の上端に配されている。よって、駆動レバー６２０が回動した場合、捩じりばね６３０の上端６３４は、被駆動ボス４４０から遠ざかりまたは接近する。
【００４７】
連結部材６５０は、カム部材６１０の回転軸受部６１９を避けて屈曲した形状を有する。連結部材６５０の図中上端は、駆動レバー６２０のばね支持部６２６を挿通され、捩じりばね６３０と共軸に、駆動レバー６２０に対して結合される。連結部材６５０の下端は、長穴６５２を有し、係合ピン６１３により、カム部材６１０の台座部６１８に係合する。
【００４８】
よって、カム部材６１０が回転して、係合ピン６１３がばね支持部６２６から遠ざかる方向に移動した場合には、連結部材６５０が、駆動レバー６２０に対して引っ張り力を作用させる。なお、連結部材６５０の下端は、長穴６５２に挿通された係合ピン６１３によりカム部材６１０に結合されている。よって、カム部材６１０の回転に伴うばね支持部６２６および係合ピン６１３の間隔の変化は、長穴６５２に吸収される。また、部品の公差も長穴６５２により吸収され、カム部材６１０および連結部材６５０は円滑に動作する。
【００４９】
このように、カム部材６１０と駆動レバー６２０は２系統の駆動力伝達機構を有する。そのひとつは、カム面６１４がカムフォロワ部６２１を押すことにより図中時計回りに、駆動レバー６２０を回動させる。他のひとつは、連結部材６５０がばね支持部６２６を引くことにより、図中反時計回りに駆動レバー６２０を回動させる。
【００５０】
なお、カム面６１４は、カムフォロワ部６２１側から受けた押圧力が回転軸受部６１９に向かう形状を有する。よって、カムフォロワ部６２１側から受けた押圧力によりカム部材６１０が回されることはない。
【００５１】
図４は、往復移動機構６００の側面図である。図１から図３までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。図示の状態では、図中に点線で示す通り、メインミラー保持枠４１０は斜設状態にある。このとき、被駆動ボス４４０も、下方に押し下げられた位置にある。
【００５２】
このとき、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０の上端６３４により、略上方から押し下げられている。捩じりばね６３０の下端は、当接部材６４０のばね座６４４に掛かっている。更に、当接部材６４０のストッパ６４６は、駆動レバー６２０の上端部６２８の下面に当接している。
【００５３】
駆動レバー６２０のばね支持部６２６は、連結部材６５０により、カム部材６１０の台座部６１８に連結されている。ここで、図中に一点鎖線Ｂで示すように、ばね支持部６２６の中心Ｃ１と、係合ピン６１３の中心Ｃ２を結ぶ直線は、カム部材６１０の回転の中心Ｃ０よりも図中下側を通る。
【００５４】
よって、捩じりばね６３０の反力により、駆動レバー６２０は回転軸受部６２２を中心にして図中時計回りに回転しようとする。駆動レバー６２０は、連結部材６５０および係合ピン６１３を介して、カム部材６１０に連結されている。従って、連結部材６５０からカム部材６１０には、一点鎖線のＣ１方向に動かす力がかかり、カム部材は図中反時計方向に回転しようとする。しかしながら、カム部材６１０はバンパ部材６１１に当接しているので、カム部材６１０は初期位置に止まる。
【００５５】
上記のように、駆動レバー６２０の回動は、連結部材６５０により規制されているので、図示の状態では、捩じりばね６３０の下端６３２が図中上方に変位することはない。よって、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０の上端６３４により弾性的に押さえつけられる。
【００５６】
既に説明したように、被駆動ボス４４０が降下し切っている場合、メインミラー保持枠４１０は、位置決めピン４８０に当接して位置決めされている。よって、被駆動ボス４４０に接した捩じりばね６３０の上端６３４がそれ以上に下がることはない。このため、図示の状態では、当接部材６４０に設けられたばね座６４４が、捩じりばね６３０の下端６３２により、上方に向かって付勢される。
【００５７】
図４に示した状態で、被駆動ボス４４０を上昇させる目的で駆動モータ５１０を動作させると、カム部材６１０は、回転軸受部６１９の回りに、図中で時計回りに回転する。これにより、カム部材６１０のカム面６１４から、駆動レバー６２０のカムフォロワ部６２１に押圧力が作用する。よって、駆動レバー６２０は、回転軸受部６２２の回りに、図中時計回りに回転する。
【００５８】
図５は、被駆動ボス４４０を上昇させ切った状態の往復移動機構６００の側面図である。図１から図４までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００５９】
図４に示した状態に比較すると、カム部材６１０が図中時計回りに回転して、カム面６１４がカムフォロワ部６２１を押し上げている。これにより、駆動レバー６２０も図中時計回りに回動し、それ自体の上端部６２８を上昇させると共に、当接部材６４０も上昇させている。
【００６０】
被駆動ボス４４０は、上昇した当接部材６４０に押し上げられて、メインミラー回動軸４３０よりも上方まで上昇している。これにより、メインミラー保持枠４１０は退避状態になる。なお、図示されていないメインミラー保持枠４１０の先端は、ストッパ４９０に当接している。よって、被駆動ボス４４０がこれ以上上昇することはない。
【００６１】
上記の状態において、被駆動ボス４４０は、駆動レバー６２０の上端部６２８および当接部材６４０の当接面６４２から抜け出している。よって、捩じりばね６３０の上端６３４は、被駆動ボス４４０の付勢から開放されて下端６３２に近づく。これにより、捩じりばね６３０の上端６３４は、当接部材６４０の揺動軸受部６４８の外側の一点Ｄに上方から当接する。捩じりばね６３０の下端６３２は、依然として当接部材６４０のばね座６４４に係合している。
【００６２】
このように、駆動レバー６２０が回動して上昇することにより、捩じりばね６３０の付勢の対象は、被駆動ボス４４０を押し下げることから、専ら当接部材６４０を押し上げることに変化する。ただし、当接部材６４０は、ストッパ６４６が駆動レバー６２０上端部６２８下面に当接している。よって、捩じりばね６３０の付勢により当接部材６４０が回動することはない。
【００６３】
しかしながら、何らかの理由で、被駆動ボス４４０が降下する力が作用した場合、例えば、メインミラー保持枠４１０の前端が外部から押し下げられた場合には、当接部材６４０の当接面６４２が降下することを許す。これにより、往復移動機構６００に作用する負荷を緩和できる。
【００６４】
なお、上記のような作用に鑑みて、当接部材６４０の当接面６４２の上面は、駆動レバー６２０の上端部６２８よりも上方に突出していることが望ましい。しかしながら、メインミラー４２０が退避状態にある場合以外は負荷を緩和しなくてもよいので、先端部以外の部分では、駆動レバー６２０および当接部材６４０の上面は揃っていてもよい。
【００６５】
また、図示の状態では、カム部材６１０における切欠き部６１５の端面が、バンパ部材６１１に当接していることが判る。バンパ部材６１１は弾性を有する材料で形成され、カム部材６１０の回転範囲を規制する。これにより、カム部材６１０が過剰に回動して、カム面６１４およびカムフォロワ部６２１の係合がはずれることはない。また、往復移動の両端で生じる停止の衝撃を分散させることもできる。
【００６６】
なお、カム部材６１０のチョッパ部６１６は、図４に示した状態でも、図５に示した状態でも、フォトインタラプタ６６０を横切っていない。換言すれば、チョッパ部６１６は、図４と図５に示した状態の遷移の間にフォトインタラプタ６６０を遮る。よって、フォトインタラプタ６６０の出力を参照することにより、駆動モータ５１０のオン／オフのタイミングを確実に制御できる。
【００６７】
次に、図４に示した状態から図５に示した状態への遷移の過程を説明する。図４に示した状態で、駆動モータ５１０に駆動されたカム部材６１０が図中時計回りに回転し始めると、カム面６１４がカムフォロワ部６２１に押圧力を作用させる。これにより、駆動レバー６２０は、図中時計回りに回動し始める。これにより、駆動レバー６２０の上端部６２８が、当接部材６４０と共に上昇し始める。
【００６８】
このとき、捩じりばね６３０の上端６３４は、被駆動ボス４４０を下方に向かって付勢している。しかしながら、被駆動ボス４４０は降下することはないので、捩じりばね６３０の付勢力は、当接部材６４０のばね座６４４およびストッパ６４６を通じて、駆動レバー６２０の上端部６２８が上昇することを助ける。よって、駆動レバー６２０は、回動し始める時期に付勢力を得て迅速に上昇する。
【００６９】
駆動レバー６２０がある回動量まで回動すると、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０上端６３４の付勢力により駆動レバー６２０の上端部６２８に接近する。やがて、捩じりばね６３０の上端６３４は、当接部材６４０の揺動軸受部６４８の外側に当接する。これにより、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０の上端６３４から離間する。
【００７０】
こうして、捩じりばね６３０の上端は、被駆動ボス４４０に対して付勢力を作用させなくなる。また、捩じりばね６３０の付勢力は駆動レバー６２０の回動にも寄与しなくなる。このような動作を妨げないように、駆動レバー６２０の上面には、被駆動ボス４４０の相対的な降下を許容する切欠き部６２７が設けられる。
【００７１】
更に、駆動モータ５１０に駆動されてカム部材６１０が回転すると、駆動レバー６２０は、更に時計回りに回動する。この過程で、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０の上端６３４および当接部材６４０の間から抜け出す。換言すれば、駆動レバー６２０および当接部材６４０と捩じりばね６３０との間には、被駆動ボス４４０を通過させ得る間隔が設けられている。
【００７２】
捩じりばね６３０からはずれた被駆動ボス４４０は、専ら、当接部材６４０の当接面６４２に押し上げられて、メインミラー４２０が退避位置に到達するまで上昇する。こうして、図５に示したように、当接部材６４０が、退避状態に対応した位置に被駆動ボス４４０を押し付ける状態となり、メインミラー４２０の上昇に係る一連の動作が完了する。
【００７３】
なお、メインミラー保持枠４１０の先端がストッパ４９０に当接したときには、当接の衝撃が当接部材６４０を通じて捩じりばね６３０に伝わり、当接部材６４０が僅かに回動することにより衝撃が緩和される。また、メインミラー保持枠４１０が停止した後も、駆動レバー６２０が被駆動ボス４４０を上方に向かって押し付ける力に応じて捩じりばね６３０が弾性変形する。これにより、当接部材６４０は、上方に向かって付勢される。
【００７４】
なお、当接部材６４０は、被駆動ボス４４０に作用する押圧力と異なる角度で被駆動ボス４４０に当接する当接面６４２を有する。これにより、被駆動ボス４４０が退避状態の位置で停止した場合に生じるバウンドを抑制できる。
【００７５】
図５に示したメインミラー４２０の退避状態から、図４に示したメインミラー４２０の斜設状態に遷移する場合は、駆動モータ５１０の回転方向を反転させることにより、上記の一連の動作を逆の順序で実行する。この場合も、駆動レバー６２０が図中反時計回りに回動し始めるときには、捩じりばね６３０が当接部材６４０を押し下げる付勢力が、駆動レバー６２０の回動を加速させる。
【００７６】
また、駆動レバー６２０の回動の過程で、被駆動ボス４４０は、当接部材６４０と捩じりばね６３０上端６３４の間に入り込む。更に、捩じりばね６３０の上端が被駆動ボス４４０を下方に向かって付勢しつつ降下する。メインミラー保持枠４１０の先端が位置決めピン４８０に当接すると、捩じりばね６３０は、停止した被駆動ボス４４０を下方に向かって付勢しつつやがて停止する。
【００７７】
このように、往復移動機構６００は、往復移動のいずれの方向においても、移動開始当初は捩じりばね６３０が被駆動ボス４４０の移動を加速する。また、停止直前には、捩じりばね６３０の弾性が衝撃を緩和する。更に、移動中は、捩じりばね６３０の付勢力が、駆動モータ５１０の負荷にならない。よって、往復移動を高速化しても、徒に高出力モータを用いることが求められない。
【００７８】
なお、メインミラー４２０の昇降に上記ミラー駆動部５００を用いる場合、メインミラー４２０が降下して斜設状態になった直後には、次の撮影のための測光および測距が開始される場合がある。一方、上昇して退避状態になったメインミラー４２０は、次に降下して斜設状態になるまで使用されない。よって、メインミラー４２０が上昇させる場合には移動速度を高くし、メインミラー４２０を降下させる場合には、降下後のバウンドを早期に収束させる目的で、移動速度を低くしてもよい。
【００７９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８０】
１００ 一眼レフカメラ、２００ レンズユニット、２１０ 固定筒、２２０、２３０、２４０ レンズ、２５０ レンズマウント、２６０ 鏡筒ＣＰＵ、３００ カメラ本体、３２０ 主基板、３２２ 本体ＣＰＵ、３２４ 画像処理回路、３３０ 撮像素子、３３２ ローパスフィルタ、３４０ 背面表示部、３５０ ファインダ、３５２ フォーカシングスクリーン、３５４ ペンタプリズム、３５６ ファインダ光学系、３６０ ボディマウント、３７０ フォーカルプレンシャッタ、３８０ 合焦光学系、３８２ 合焦センサ、３９０ 測光センサ、４００ ミラーユニット、４１０ メインミラー保持枠、４２０ メインミラー、４３０ メインミラー回動軸、４４０ 被駆動ボス、４４２ 案内溝、４５０ サブミラー保持枠、４６０ サブミラー、４７０ サブミラー回動軸、４８０ 位置決めピン、４９０ ストッパ、５００ ミラー駆動部、５１０ 駆動モータ、５１２ ピニオンギア、５１４ トルクリミッタ、５２０、５３０、５４０ 減速ギア、６００ 往復移動機構、６１０ カム部材、６１１ バンパ部材、６１２ ラック、６１３ 係合ピン、６１４ カム面、６１５、６２７ 切欠き部、６１６ チョッパ部、６１８ 台座部、６１９、６２２ 回転軸受部、６２０ 駆動レバー、６２１ カムフォロワ部、６２４ アーム部、６２６ ばね支持部、６２８ 上端部、６３０ 捩じりばね、６３２ 下端、６３４ 上端、６４０ 当接部材、６４２ 当接面、６４４ ばね座、６４６ ストッパ、６４８ 揺動軸受部、６５０ 連結部材、６５２ 長穴、６６０ フォトインタラプタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復移動機構および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物を往復移動させる場合に、一方向を付勢部材の付勢力により駆動して、他方向をモータにより駆動する往復移動機構がある（特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０００−１５５３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
モータは、付勢部材の付勢力に抗して対象物を駆動するので、移動速度を上昇させる場合にはより高出力のモータを用いることを余儀なくされる。このため、コスト上昇と大型化が避けられなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決すべく、本発明の第一態様として、往復移動の対象となる対象物を往復移動の一方向に付勢する付勢部材と、対象物に当接して往復移動の他方向に駆動する当接部材とを備え、当接部材が対象物を往復移動の他方向に駆動するときに、付勢部材の付勢力が解除される往復移動機構が提供される。
【０００５】
また、本発明の第二態様として、上記往復移動機構を備える撮像装置が提供される。
【０００６】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一眼レフカメラ１００の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】ミラーユニット４００の斜視図である。
【図３】ミラー駆動部５００の斜視図である。
【図４】往復移動機構６００の側面図である。
【図５】往復移動機構６００の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、ミラーユニット４００を備えた一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。一眼レフカメラ１００は、撮像装置であって、レンズユニット２００およびカメラ本体３００を備える。
【００１０】
レンズユニット２００は、固定筒２１０、複数のレンズ２２０、２３０、２４０、レンズマウント２５０および鏡筒ＣＰＵ２６０を有する。固定筒２１０の一端は、レンズマウント２５０を介してカメラ本体３００のボディマウント３６０に結合される。
【００１１】
レンズマウント２５０およびボディマウント３６０の結合は特定の操作により解除できる。これにより、カメラ本体３００には、同じ規格のレンズマウント２５０を有する他のレンズユニット２００を装着できる。
【００１２】
レンズユニット２００において、カメラ本体３００から遠くに位置するレンズ２２０は、固定筒２１０から直接に支持される。これに対して、他のレンズ２３０、２４０は、固定筒２１０対して光軸Ｘ方向に移動する。これにより、レンズユニット２００の光学系は変倍または合焦する。
【００１３】
例えば、レンズ２３０は、レンズユニット２００の倍率を変化させる場合に移動するズームレンズのひとつとなる。また、レンズ２４０は、レンズユニット２００の焦点位置を変化させる場合に移動するフォーカシングレンズのひとつとなる。
【００１４】
鏡筒ＣＰＵ２６０は、レンズユニット２００の動作を制御すると共に、カメラ本体３００との通信も担う。これにより、レンズユニット２００がカメラ本体３００に装着された場合に、カメラ本体３００と連携して動作する。
【００１５】
カメラ本体３００は、レンズユニット２００に対してボディマウント３６０の背後に配されたミラーユニット４００を備える。ミラーユニット４００の下方には合焦光学系３８０が配される。また、ミラーユニット４００の上方にはフォーカシングスクリーン３５２が配される。
【００１６】
フォーカシングスクリーン３５２の更に上方にはペンタプリズム３５４が、ペンタプリズム３５４の後方にはファインダ光学系３５６が配される。ファインダ光学系３５６の後端は、ファインダ３５０としてカメラ本体３００の背面に露出する。
【００１７】
ミラーユニット４００の後方には、フォーカルプレンシャッタ３７０、ローパスフィルタ３３２および撮像素子３３０が順次配される。撮像素子３３０の更に背後には、主基板３２０および背面表示部３４０が順次配される。主基板３２０には、本体ＣＰＵ３２２、画像処理回路３２４等が実装される。背面表示部３４０は、例えば、液晶表示板等を用いて形成され、カメラ本体３００の背面に露出する。
【００１８】
ミラーユニット４００は、メインミラー４２０およびサブミラー４６０を有する。メインミラー４２０は、メインミラー保持枠４１０に支持される。メインミラー保持枠４１０の一端は、メインミラー回動軸４３０により軸支される。
【００１９】
サブミラー４６０は、サブミラー保持枠４５０により保持される。サブミラー保持枠４５０の一端は、サブミラー回動軸４７０により、メインミラー保持枠４１０から軸支される。よって、サブミラー４６０は、メインミラー保持枠４１０に対して回動する。メインミラー保持枠４１０が回動する場合、サブミラー４６０およびサブミラー保持枠４５０もメインミラー保持枠４１０と共に移動する。
【００２０】
メインミラー保持枠４１０において、メインミラー回動軸４３０およびサブミラー回動軸４７０の間には、被駆動ボス４４０が配される。被駆動ボス４４０は、メインミラー保持枠４１０の側面に固定され、ミラーユニット４００の側壁から突出する。よって、被駆動ボス４４０を昇降させることにより、ミラーユニット４００の外側からメインミラー保持枠４１０およびメインミラー４２０を回動させることができる。
【００２１】
回動によりメインミラー保持枠４１０の前端が降下した場合、メインミラー保持枠４１０は、前端付近で位置決めピン４８０に当接して停止する。これにより、メインミラー４２０は、被写体光束に対して正確に４５度をなす位置に停止する。こうして、メインミラー４２０は、レンズユニット２００から入射した被写体光束上に斜めに配される斜設状態をとなる。
【００２２】
また、メインミラー保持枠４１０の前端が上昇した場合、メインミラー保持枠４１０は、前端付近でストッパ４９０に当接して停止する。これにより、メインミラー４２０は、被写体光束の光路から退避した退避状態になる。なお、以降の説明において、斜設状態から退避状態に向かうメインミラー４２０の回動を上昇と記載する。また、退避状態から斜設状態に向かうメインミラー４２０の回動を下降と記載する。
【００２３】
斜設状態において、メインミラー４２０は、レンズユニット２００を通じて入射した被写体光束を反射してフォーカシングスクリーン３５２に導く。フォーカシングスクリーン３５２は、レンズユニット２００の光学系が合焦した場合に被写体像を結ぶ位置に配されて当該被写体像を可視化する。
【００２４】
フォーカシングスクリーン３５２に結像された被写体像は、ペンタプリズム３５４およびファインダ光学系３５６を通じてファインダ３５０から観察される。ここで、被写体像の光束がペンタプリズム３５４を通ることにより、フォーカシングスクリーン３５２上の被写体像は、ファインダ３５０から正立正像として観察できる。
【００２５】
測光センサ３９０は、ファインダ光学系３５６の上方に配され、ペンタプリズム３５４において分岐されさた被写体光束の一部を受光する。測光センサ３９０は、受光した被写体光束の一部から被写体の明るさを検出して、本体ＣＰＵ３２２に露光条件を算出させる。また、受光した被写体光束の一部を三原色毎に測光して、オートホワイトバランスの算出に与する。
【００２６】
また、メインミラー４２０は、入射した被写体光束の一部を透過するハーフミラー領域を有する。サブミラー４６０は、ハーフミラー領域から入射した被写体光束の一部を、合焦光学系３８０に向かって反射する。合焦光学系３８０は、入射した被写体光束の一部を合焦センサ３８２に導く。これにより、カメラ本体３００は、レンズユニット２００を合焦させるレンズ２３０の目標位置を決定できる。
【００２７】
上記のような一眼レフカメラ１００においてレリーズボタンが半押しされると、合焦センサ３８２および測光センサ３９０が有効になり、被写体像を適切な撮影条件で撮影できる状態になる。次いで、レリーズボタンが全押しされると、メインミラー４２０およびサブミラー４６０が退避位置に移動して、フォーカルプレンシャッタ３７０が開く。よって、レンズユニット２００から入射した被写体光束は、ローパスフィルタ３３２を通過して撮像素子３３０に入射する。
【００２８】
撮像素子３３０は、ＣＣＤセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの光電変換素子により形成され、受光した被写体像を電気信号に変換して出力する。撮像素子３３０から出力された電気信号は画像処理回路３２４において画像データに変換される。また、画像処理回路３２４は、画像データを生成する過程で、ホワイトバランス、シャープネス、ガンマ、階調補正、圧縮等を調整する。
【００２９】
図２は、往復移動機構６００を含むミラー駆動部５００を備えたミラーユニット４００の斜視図である。図１と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。図示の状態では、メインミラー保持枠４１０およびメインミラー４２０は、斜設状態にある。よって、メインミラー保持枠４１０は、下端近傍において位置決めピン４８０に当接する。
【００３０】
なお、図中には、メインミラー保持枠４１０の側面から図中右方に突出した被駆動ボス４４０が見える。メインミラー保持枠４１０は、被駆動ボス４４０を昇降させることにより、位置決めピン４８０に当接する斜設状態と、ストッパ４９０に当接する退避状態との間を往復する。
【００３１】
ミラーユニット４００は、図中右側に、ミラー駆動部５００を備える。ミラー駆動部５００は、メインミラー４２０を上昇または下降させる動力源となる駆動モータ５１０を有する。駆動モータ５１０の出力は、複数の減速ギア５２０、５３０、５４０を経て往復移動機構６００のカム部材６１０に伝達される。
【００３２】
また、駆動モータ５１０は、回転方向を反転させることができる。駆動モータ５１０の回転方向が反転した場合、カム部材６１０の回転方向も反転する。更に、駆動モータ５１０は、回転速度を変化させることができる。駆動モータ５１０の回転速度が変化した場合は、カム部材６１０の回転速度も変化する。
【００３３】
往復移動機構６００は、カム部材６１０および駆動レバー６２０を含む。カム部材６１０は、外周の一部にラック６１２を有する。ラック６１２は、終段の減速ギア５４０に噛み合って、駆動モータ５１０の駆動力を受ける。
【００３４】
カム部材６１０は、回転軸受部６１９を有し、図示していない回転軸に軸支される。よって、ラック６１２に駆動力が伝達された場合、カム部材６１０は回転する。ただし、カム部材６１０はセクタ状の切欠き部６１５を有する。切欠き部６１５の内側には、ミラーユニット４００に対して固定されたバンパ部材６１１が配される。よって、カム部材６１０の回転範囲は制限される。
【００３５】
駆動レバー６２０も、回転軸受部６２２を有し、図示していない回転軸の回りに揺動する。駆動レバー６２０の上端付近は、被駆動ボス４４０の直下に位置する。後述するように、被駆動ボス４４０を上昇させる場合は、駆動レバー６２０が被駆動ボス４４０を押し上げる。
【００３６】
図３は、ミラー駆動部５００を単独で示す斜視図である。図３は、ミラー駆動部５００を、図２に矢印Ａにより示した方向から見た様子を示す。よって、図２と対照すると、各部材におけるメインミラー４２０に面した側が現れている。
【００３７】
駆動モータ５１０の出力軸には、ピニオンギア５１２およびトルクリミッタ５１４が装着される。ピニオンギア５１２は、トルクリミッタ５１４に設定された最大トルクまでの範囲で、駆動モータ５１０の出力軸と共に回転する。よって、過大な負荷を受けた場合は、出力軸に対して空回りして駆動モータ５１０を保護する。
【００３８】
また、後述するように、駆動モータ５１０の駆動力を受けて上昇または下降する被駆動ボス４４０は、メインミラー４２０が斜設状態または退避状態に到達した場合に瞬間的に停止する。一方、駆動モータ５１０は慣性により回転を瞬時に止めることは難しい。よって、トルクリミッタ５１４を設けて停止の衝撃を緩和することが望ましい。
【００３９】
減速ギア５２０、５３０は、互いに同軸で歯数の異なる一対の歯車をそれぞれ備え、歯数の多い歯車で駆動され、歯数の少ない歯車で駆動力を伝達する。これにより、駆動モータ５１０の駆動力を、高いトルクで往復移動機構６００に伝達する。終段の減速ギア５４０は、所定位置に配置されたラック６１２に、減速ギア５３０の出力する駆動力を伝達する。
【００４０】
往復移動機構６００において、カム部材６１０は、ラック６１２に対して反対側にカム面６１４、チョッパ部６１６、台座部６１８を有する。カム面６１４は、後述する駆動レバー６２０に設けられたカムフォロワ部６２１に対して押圧力を伝える。
【００４１】
チョッパ部６１６は、カム部材６１０が回転した場合に、ミラーユニット４００に対して固定されたフォトインタラプタ６６０を横切る。よって、フォトインタラプタ６６０の出力を参照することにより、本体ＣＰＵ３２２がミラーユニット４００の動作を確認できる。台座部６１８は、カム面６１４の幅と略同じ高さを有し、後述する連結部材６５０の一端を支持する。
【００４２】
駆動レバー６２０は、カム部材６１０の図中奥側および上側を回り込むように延在する。既に説明したように、駆動レバー６２０の上端部６２８は、被駆動ボス４４０の直下に位置する。また、この図では、駆動レバー６２０が、当接部材６４０を上端近傍に備えることが判る。
【００４３】
当接部材６４０は、当接面６４２と、当接面６４２の片側に配されたばね座６４４と、当接面６４２に対してばね座６４４と反対側に配されたストッパ６４６とを有する。当接部材６４０は、揺動軸受部６４８において駆動レバー６２０から軸支される。また、ばね座６４４は、後述する捩じりばね６３０の下端と、往復移動機構６００の状態に応じて係合する。
【００４４】
ストッパ６４６は、駆動レバー６２０の上端部６２８下面に当接する。よって、当接部材６４０は、図示の状態よりも上方に変位することはない。なお、当接部材６４０が移動範囲の上端にある場合、当接部材６４０の当接面６４２は、駆動レバー６２０の上端部６２８よりも上方に突出する。
【００４５】
また、駆動レバー６２０は、その中程に、ばね支持部６２６を有する。ばね支持部６２６には、捩じりばね６３０が装着される。捩じりばね６３０の下端６３２は、既に説明した通り、当接部材６４０のばね座６４４の下方に配される。捩じりばね６３０の上端６３４は、被駆動ボス４４０の上側に配される。なお、被駆動ボス４４０の周面には、捩じりばね６３０の上端６３４が当接した場合に、軸方向にずれることを防止する案内溝４４２が形成される。
【００４６】
なお、ばね支持部６２６は、駆動レバー６２０が回動する場合に、被駆動ボス４４０に対して、捩じりばね６３０の上端６３４の延在方向に変位するアーム部６２４の上端に配されている。よって、駆動レバー６２０が回動した場合、捩じりばね６３０の上端６３４は、被駆動ボス４４０から遠ざかりまたは接近する。
【００４７】
連結部材６５０は、カム部材６１０の回転軸受部６１９を避けて屈曲した形状を有する。連結部材６５０の図中上端は、駆動レバー６２０のばね支持部６２６を挿通され、捩じりばね６３０と共軸に、駆動レバー６２０に対して結合される。連結部材６５０の下端は、長穴６５２を有し、係合ピン６１３により、カム部材６１０の台座部６１８に係合する。
【００４８】
よって、カム部材６１０が回転して、係合ピン６１３がばね支持部６２６から遠ざかる方向に移動した場合には、連結部材６５０が、駆動レバー６２０に対して引っ張り力を作用させる。なお、連結部材６５０の下端は、長穴６５２に挿通された係合ピン６１３によりカム部材６１０に結合されている。よって、カム部材６１０の回転に伴うばね支持部６２６および係合ピン６１３の間隔の変化は、長穴６５２に吸収される。また、部品の公差も長穴６５２により吸収され、カム部材６１０および連結部材６５０は円滑に動作する。
【００４９】
このように、カム部材６１０と駆動レバー６２０は２系統の駆動力伝達機構を有する。そのひとつは、カム面６１４がカムフォロワ部６２１を押すことにより図中時計回りに、駆動レバー６２０を回動させる。他のひとつは、連結部材６５０がばね支持部６２６を引くことにより、図中反時計回りに駆動レバー６２０を回動させる。
【００５０】
なお、カム面６１４は、カムフォロワ部６２１側から受けた押圧力が回転軸受部６１９に向かう形状を有する。よって、カムフォロワ部６２１側から受けた押圧力によりカム部材６１０が回されることはない。
【００５１】
図４は、往復移動機構６００の側面図である。図１から図３までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。図示の状態では、図中に点線で示す通り、メインミラー保持枠４１０は斜設状態にある。このとき、被駆動ボス４４０も、下方に押し下げられた位置にある。
【００５２】
このとき、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０の上端６３４により、略上方から押し下げられている。捩じりばね６３０の下端は、当接部材６４０のばね座６４４に掛かっている。更に、当接部材６４０のストッパ６４６は、駆動レバー６２０の上端部６２８の下面に当接している。
【００５３】
駆動レバー６２０のばね支持部６２６は、連結部材６５０により、カム部材６１０の台座部６１８に連結されている。ここで、図中に一点鎖線Ｂで示すように、ばね支持部６２６の中心Ｃ１と、係合ピン６１３の中心Ｃ２を結ぶ直線は、カム部材６１０の回転の中心Ｃ０よりも図中下側を通る。
【００５４】
よって、捩じりばね６３０の反力により、駆動レバー６２０は回転軸受部６２２を中心にして図中時計回りに回転しようとする。駆動レバー６２０は、連結部材６５０および係合ピン６１３を介して、カム部材６１０に連結されている。従って、連結部材６５０からカム部材６１０には、一点鎖線のＣ１方向に動かす力がかかり、カム部材は図中反時計方向に回転しようとする。しかしながら、カム部材６１０はバンパ部材６１１に当接しているので、カム部材６１０は初期位置に止まる。
【００５５】
上記のように、駆動レバー６２０の回動は、連結部材６５０により規制されているので、図示の状態では、捩じりばね６３０の下端６３２が図中上方に変位することはない。よって、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０の上端６３４により弾性的に押さえつけられる。
【００５６】
既に説明したように、被駆動ボス４４０が降下し切っている場合、メインミラー保持枠４１０は、位置決めピン４８０に当接して位置決めされている。よって、被駆動ボス４４０に接した捩じりばね６３０の上端６３４がそれ以上に下がることはない。このため、図示の状態では、当接部材６４０に設けられたばね座６４４が、捩じりばね６３０の下端６３２により、上方に向かって付勢される。
【００５７】
図４に示した状態で、被駆動ボス４４０を上昇させる目的で駆動モータ５１０を動作させると、カム部材６１０は、回転軸受部６１９の回りに、図中で時計回りに回転する。これにより、カム部材６１０のカム面６１４から、駆動レバー６２０のカムフォロワ部６２１に押圧力が作用する。よって、駆動レバー６２０は、回転軸受部６２２の回りに、図中時計回りに回転する。
【００５８】
図５は、被駆動ボス４４０を上昇させ切った状態の往復移動機構６００の側面図である。図１から図４までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００５９】
図４に示した状態に比較すると、カム部材６１０が図中時計回りに回転して、カム面６１４がカムフォロワ部６２１を押し上げている。これにより、駆動レバー６２０も図中時計回りに回動し、それ自体の上端部６２８を上昇させると共に、当接部材６４０も上昇させている。
【００６０】
被駆動ボス４４０は、上昇した当接部材６４０に押し上げられて、メインミラー回動軸４３０よりも上方まで上昇している。これにより、メインミラー保持枠４１０は退避状態になる。なお、図示されていないメインミラー保持枠４１０の先端は、ストッパ４９０に当接している。よって、被駆動ボス４４０がこれ以上上昇することはない。
【００６１】
上記の状態において、被駆動ボス４４０は、駆動レバー６２０の上端部６２８および当接部材６４０の当接面６４２から抜け出している。よって、捩じりばね６３０の上端６３４は、被駆動ボス４４０の付勢から開放されて下端６３２に近づく。これにより、捩じりばね６３０の上端６３４は、当接部材６４０の揺動軸受部６４８の外側の一点Ｄに上方から当接する。捩じりばね６３０の下端６３２は、依然として当接部材６４０のばね座６４４に係合している。
【００６２】
このように、駆動レバー６２０が回動して上昇することにより、捩じりばね６３０の付勢の対象は、被駆動ボス４４０を押し下げることから、専ら当接部材６４０を押し上げることに変化する。ただし、当接部材６４０は、ストッパ６４６が駆動レバー６２０上端部６２８下面に当接している。よって、捩じりばね６３０の付勢により当接部材６４０が回動することはない。
【００６３】
しかしながら、何らかの理由で、被駆動ボス４４０が降下する力が作用した場合、例えば、メインミラー保持枠４１０の前端が外部から押し下げられた場合には、当接部材６４０の当接面６４２が降下することを許す。これにより、往復移動機構６００に作用する負荷を緩和できる。
【００６４】
なお、上記のような作用に鑑みて、当接部材６４０の当接面６４２の上面は、駆動レバー６２０の上端部６２８よりも上方に突出していることが望ましい。しかしながら、メインミラー４２０が退避状態にある場合以外は負荷を緩和しなくてもよいので、先端部以外の部分では、駆動レバー６２０および当接部材６４０の上面は揃っていてもよい。
【００６５】
また、図示の状態では、カム部材６１０における切欠き部６１５の端面が、バンパ部材６１１に当接していることが判る。バンパ部材６１１は弾性を有する材料で形成され、カム部材６１０の回転範囲を規制する。これにより、カム部材６１０が過剰に回動して、カム面６１４およびカムフォロワ部６２１の係合がはずれることはない。また、往復移動の両端で生じる停止の衝撃を分散させることもできる。
【００６６】
なお、カム部材６１０のチョッパ部６１６は、図４に示した状態でも、図５に示した状態でも、フォトインタラプタ６６０を横切っていない。換言すれば、チョッパ部６１６は、図４と図５に示した状態の遷移の間にフォトインタラプタ６６０を遮る。よって、フォトインタラプタ６６０の出力を参照することにより、駆動モータ５１０のオン／オフのタイミングを確実に制御できる。
【００６７】
次に、図４に示した状態から図５に示した状態への遷移の過程を説明する。図４に示した状態で、駆動モータ５１０に駆動されたカム部材６１０が図中時計回りに回転し始めると、カム面６１４がカムフォロワ部６２１に押圧力を作用させる。これにより、駆動レバー６２０は、図中時計回りに回動し始める。これにより、駆動レバー６２０の上端部６２８が、当接部材６４０と共に上昇し始める。
【００６８】
このとき、捩じりばね６３０の上端６３４は、被駆動ボス４４０を下方に向かって付勢している。しかしながら、被駆動ボス４４０は降下することはないので、捩じりばね６３０の付勢力は、当接部材６４０のばね座６４４およびストッパ６４６を通じて、駆動レバー６２０の上端部６２８が上昇することを助ける。よって、駆動レバー６２０は、回動し始める時期に付勢力を得て迅速に上昇する。
【００６９】
駆動レバー６２０がある回動量まで回動すると、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０上端６３４の付勢力により駆動レバー６２０の上端部６２８に接近する。やがて、捩じりばね６３０の上端６３４は、当接部材６４０の揺動軸受部６４８の外側に当接する。これにより、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０の上端６３４から離間する。
【００７０】
こうして、捩じりばね６３０の上端は、被駆動ボス４４０に対して付勢力を作用させなくなる。また、捩じりばね６３０の付勢力は駆動レバー６２０の回動にも寄与しなくなる。このような動作を妨げないように、駆動レバー６２０の上面には、被駆動ボス４４０の相対的な降下を許容する切欠き部６２７が設けられる。
【００７１】
更に、駆動モータ５１０に駆動されてカム部材６１０が回転すると、駆動レバー６２０は、更に時計回りに回動する。この過程で、被駆動ボス４４０は、捩じりばね６３０の上端６３４および当接部材６４０の間から抜け出す。換言すれば、駆動レバー６２０および当接部材６４０と捩じりばね６３０との間には、被駆動ボス４４０を通過させ得る間隔が設けられている。
【００７２】
捩じりばね６３０からはずれた被駆動ボス４４０は、専ら、当接部材６４０の当接面６４２に押し上げられて、メインミラー４２０が退避位置に到達するまで上昇する。こうして、図５に示したように、当接部材６４０が、退避状態に対応した位置に被駆動ボス４４０を押し付ける状態となり、メインミラー４２０の上昇に係る一連の動作が完了する。
【００７３】
なお、メインミラー保持枠４１０の先端がストッパ４９０に当接したときには、当接の衝撃が当接部材６４０を通じて捩じりばね６３０に伝わり、当接部材６４０が僅かに回動することにより衝撃が緩和される。また、メインミラー保持枠４１０が停止した後も、駆動レバー６２０が被駆動ボス４４０を上方に向かって押し付ける力に応じて捩じりばね６３０が弾性変形する。これにより、当接部材６４０は、上方に向かって付勢される。
【００７４】
なお、当接部材６４０は、被駆動ボス４４０に作用する押圧力と異なる角度で被駆動ボス４４０に当接する当接面６４２を有する。これにより、被駆動ボス４４０が退避状態の位置で停止した場合に生じるバウンドを抑制できる。
【００７５】
図５に示したメインミラー４２０の退避状態から、図４に示したメインミラー４２０の斜設状態に遷移する場合は、駆動モータ５１０の回転方向を反転させることにより、上記の一連の動作を逆の順序で実行する。この場合も、駆動レバー６２０が図中反時計回りに回動し始めるときには、捩じりばね６３０が当接部材６４０を押し下げる付勢力が、駆動レバー６２０の回動を加速させる。
【００７６】
また、駆動レバー６２０の回動の過程で、被駆動ボス４４０は、当接部材６４０と捩じりばね６３０上端６３４の間に入り込む。更に、捩じりばね６３０の上端が被駆動ボス４４０を下方に向かって付勢しつつ降下する。メインミラー保持枠４１０の先端が位置決めピン４８０に当接すると、捩じりばね６３０は、停止した被駆動ボス４４０を下方に向かって付勢しつつやがて停止する。
【００７７】
このように、往復移動機構６００は、往復移動のいずれの方向においても、移動開始当初は捩じりばね６３０が被駆動ボス４４０の移動を加速する。また、停止直前には、捩じりばね６３０の弾性が衝撃を緩和する。更に、移動中は、捩じりばね６３０の付勢力が、駆動モータ５１０の負荷にならない。よって、往復移動を高速化しても、徒に高出力モータを用いることが求められない。
【００７８】
なお、メインミラー４２０の昇降に上記ミラー駆動部５００を用いる場合、メインミラー４２０が降下して斜設状態になった直後には、次の撮影のための測光および測距が開始される場合がある。一方、上昇して退避状態になったメインミラー４２０は、次に降下して斜設状態になるまで使用されない。よって、メインミラー４２０が上昇させる場合には移動速度を高くし、メインミラー４２０を降下させる場合には、降下後のバウンドを早期に収束させる目的で、移動速度を低くしてもよい。
【００７９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８０】
１００ 一眼レフカメラ、２００ レンズユニット、２１０ 固定筒、２２０、２３０、２４０ レンズ、２５０ レンズマウント、２６０ 鏡筒ＣＰＵ、３００ カメラ本体、３２０ 主基板、３２２ 本体ＣＰＵ、３２４ 画像処理回路、３３０ 撮像素子、３３２ ローパスフィルタ、３４０ 背面表示部、３５０ ファインダ、３５２ フォーカシングスクリーン、３５４ ペンタプリズム、３５６ ファインダ光学系、３６０ ボディマウント、３７０ フォーカルプレンシャッタ、３８０ 合焦光学系、３８２ 合焦センサ、３９０ 測光センサ、４００ ミラーユニット、４１０ メインミラー保持枠、４２０ メインミラー、４３０ メインミラー回動軸、４４０ 被駆動ボス、４４２ 案内溝、４５０ サブミラー保持枠、４６０ サブミラー、４７０ サブミラー回動軸、４８０ 位置決めピン、４９０ ストッパ、５００ ミラー駆動部、５１０ 駆動モータ、５１２ ピニオンギア、５１４ トルクリミッタ、５２０、５３０、５４０ 減速ギア、６００ 往復移動機構、６１０ カム部材、６１１ バンパ部材、６１２ ラック、６１３ 係合ピン、６１４ カム面、６１５、６２７ 切欠き部、６１６ チョッパ部、６１８ 台座部、６１９、６２２ 回転軸受部、６２０ 駆動レバー、６２１ カムフォロワ部、６２４ アーム部、６２６ ばね支持部、６２８ 上端部、６３０ 捩じりばね、６３２ 下端、６３４ 上端、６４０ 当接部材、６４２ 当接面、６４４ ばね座、６４６ ストッパ、６４８ 揺動軸受部、６５０ 連結部材、６５２ 長穴、６６０ フォトインタラプタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復移動の対象となる対象物を往復移動の一方向に付勢する付勢部材と、
前記対象物に当接して往復移動の他方向に駆動する当接部材と
を備え、
前記当接部材が前記対象物を往復移動の前記他方向に駆動するときに、前記付勢部材の付勢力が解除される往復移動機構。
【請求項２】
前記付勢部材および前記当接部材は、前記対象物の一部を間隙を持って挟んでおり、
前記当接部材が前記対象物の前記一部に当接して駆動する場合に前記付勢部材は前記対象物の前記一部から離間しているとともに、前記付勢部材が前記対象物の前記一部に当接して付勢する場合に前記当接部材は前記対象物の前記一部から離間している請求項１に記載の往復移動機構。
【請求項３】
前記当接部材が前記対象物を往復移動の前記他方向に駆動すべく前記当接部材を駆動する駆動部をさらに備え、
前記駆動部は、前記付勢部材が前記対象物を往復移動の前記一方向に駆動すべく前記付勢部材を駆動する請求項１または２に記載の往復移動機構。
【請求項４】
前記駆動部は、
前記当接部材が前記他方向に前記対象物を駆動する場合に回転して、前記当接部材に押圧力を作用させるカムと、
前記付勢部材が前記一方向に前記対象物を付勢する場合に、前記付勢部材を変位させる引っ張り力を作用させる連結部材と
を有する請求項３に記載の往復移動機構。
【請求項５】
前記カムおよび前記連結部材は互いに連動し、
前記付勢部材の側から前記連結部材に対して引っ張り力が作用した場合に、前記カムは前記当接部材に押圧力を作用させる回転方向と反対の回転方向に回転する請求項４に記載の往復移動機構。
【請求項６】
前記付勢部材は、前記往復移動の範囲の両端において、前記対象物に付勢力を作用させる請求項１から請求項５までのいずれかに記載の往復移動機構。
【請求項７】
前記当接部材は、前記対象物から受ける負荷が増加した場合に弾性変形する負荷緩和部を有する請求項１から請求項６までのいずれかに記載の往復移動機構。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の往復移動機構を備えた撮像装置。
【請求項１】
往復移動の対象となる対象物を往復移動の一方向に付勢する付勢部材と、
前記対象物に当接して往復移動の他方向に駆動する当接部材と
を備え、
前記当接部材が前記対象物を往復移動の前記他方向に駆動するときに、前記付勢部材の付勢力が解除される往復移動機構。
【請求項２】
前記付勢部材および前記当接部材は、前記対象物の一部を間隙を持って挟んでおり、
前記当接部材が前記対象物の前記一部に当接して駆動する場合に前記付勢部材は前記対象物の前記一部から離間しているとともに、前記付勢部材が前記対象物の前記一部に当接して付勢する場合に前記当接部材は前記対象物の前記一部から離間している請求項１に記載の往復移動機構。
【請求項３】
前記当接部材が前記対象物を往復移動の前記他方向に駆動すべく前記当接部材を駆動する駆動部をさらに備え、
前記駆動部は、前記付勢部材が前記対象物を往復移動の前記一方向に駆動すべく前記付勢部材を駆動する請求項１または２に記載の往復移動機構。
【請求項４】
前記駆動部は、
前記当接部材が前記他方向に前記対象物を駆動する場合に回転して、前記当接部材に押圧力を作用させるカムと、
前記付勢部材が前記一方向に前記対象物を付勢する場合に、前記付勢部材を変位させる引っ張り力を作用させる連結部材と
を有する請求項３に記載の往復移動機構。
【請求項５】
前記カムおよび前記連結部材は互いに連動し、
前記付勢部材の側から前記連結部材に対して引っ張り力が作用した場合に、前記カムは前記当接部材に押圧力を作用させる回転方向と反対の回転方向に回転する請求項４に記載の往復移動機構。
【請求項６】
前記付勢部材は、前記往復移動の範囲の両端において、前記対象物に付勢力を作用させる請求項１から請求項５までのいずれかに記載の往復移動機構。
【請求項７】
前記当接部材は、前記対象物から受ける負荷が増加した場合に弾性変形する負荷緩和部を有する請求項１から請求項６までのいずれかに記載の往復移動機構。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の往復移動機構を備えた撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−４２５１１（Ｐ２０１２−４２５１１Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１０００（Ｐ２０１０−１８１０００）
【出願日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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