JP5515595B2 - ミラー保持機構およびミラー保持機構を備えるカメラ - Google Patents

Description

本発明は、ミラー保持機構およびミラー保持機構を備えるカメラに関する。

一眼レフカメラにおいて、カメラボディ下部のＡＦセンサへ被写体光束を導く機構として、メインミラーと共に揺動するサブミラーを備えるミラー保持機構が知られている。このようなミラー保持機構においては、メインミラーが被写体光束に対して斜設されると、異なる角度でサブミラーも斜設され、メインミラーが被写体光束から退避すると、サブミラーも退避する。これらの動作は、撮影動作に同期して繰り返し実行される。

特開平９−２７４２５０号公報

特に、連写撮影モードにおいて高速に繰り返されると、サブミラーが所定位置に静止するまでに要する減衰振動時間が問題となる。そこで、サブミラー保持部材を静止させるキャッチピンを用いた機構が知られている。しかしながら、このような機構においては摺動部において磨耗を生じ、これにより経時的にサブミラーの斜設角度が変化することから、ＡＦ検出精度に悪影響を与えていた。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様におけるカメラボディに設置されるミラー保持機構は、揺動可能なメインミラー部（３１、３２）と、メインミラー部に揺動可能に支持されたサブミラー部（３７、３８）と、サブミラー部に設けられたカム部（５６）と、カム部に接触し、メインミラー部の揺動に連動してサブミラーを揺動させるカムピン（５７）と、カムピンを支持する支持部（５３）とを備え、カムピンは、カム部との接触により当該カムピンの軸周りに回転するように支持部に支持される。

上記課題を解決するために、本発明の第２の態様におけるカメラは、上記のミラー保持機構を備える。

なお、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。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

一眼レフカメラの要部断面図である。 斜設状態におけるミラー保持機構の様子を示す側面図である。 退避状態におけるミラー保持機構の様子を示す側面図である。 退避状態から斜設状態に至るミラー保持機構の動作経過を示す図である。 退避状態から斜設状態に至るミラー保持機構の動作経過を示す図である。 カム部と転向ピンの拡大図である。 転向ピンの周辺構造を示す断面図である。 他の例の転向ピンの周辺構造を示す断面図である。 更に他の例の転向ピンの周辺構造を示す断面図である。

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かか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。

図１は、一眼レフカメラ１０の要部断面図である。一眼レフカメラ１０は、レンズユニット２０とカメラユニット３０が組み合わされて撮像装置として機能する。

レンズユニット２０は、光軸１１に沿って配列されたレンズ群２１を備える。レンズ群２１は、入射される被写体光束をカメラユニット３０へ導く。レンズ群２１には、フォーカスレンズ、ズームレンズ等が含まれ、焦点調整、画角調整の指示に応じて光軸方向に移動できるように構成されている。レンズユニット２０は、カメラユニット３０との接続部にレンズマウント２２を備え、カメラユニット３０が備えるカメラマウント４６と係合して、カメラユニット３０と一体化する。

カメラユニット３０は、レンズユニット２０から入射される被写体光束を反射するメインミラー３１と、メインミラー３１で反射された被写体光束が結像するピント板３４を備える。メインミラー３１は、メインミラー保持枠３２に保持されてメインミラー回転軸３３周りに揺動して、光軸１１を中心とする被写体光束中に斜設される状態と、被写体光束から退避する状態を取り得る。ピント板３４側へ被写体像を導く場合は、メインミラー３１は被写体光束中に斜設される。また、ピント板３４は、撮像素子４２の受光面と共役の位置に配置されている。ピント板３４で結像した被写体像は、ペンタプリズム３５で正立像に変換され、接眼光学系３６を介してユーザに観察される。

斜設状態におけるメインミラー３１の光軸１１の近傍領域は、ハーフミラーとして形成されており、入射される被写体光束の一部が透過する。透過した被写体光束は、メインミラー３１と連動して揺動するサブミラー保持枠３８に保持されたサブミラー３７で反射されて、ＡＦ光学系３９へ導かれる。ＡＦ光学系３９を通過した被写体光束は、ＡＦセンサ４０へ入射される。ＡＦセンサ４０は、受光した被写体光束から位相差信号を検出する。なお、サブミラー３７は、メインミラー３１が被写体光束から退避する場合は、メインミラー３１に連動して被写体光束から退避するが、この動作については後に詳述する。

斜設されたメインミラー３１の後方には、光軸１１に沿って、フォーカルプレーンシャッタ４１、撮像素子４２が配列されている。フォーカルプレーンシャッタ４１は、撮像素子４２へ被写体光束を導くときに開放状態を取り、その他のときに遮蔽状態を取る。そして、撮像素子４２は、例えばＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子であり、受光面で結像した被写体像を電気信号に変換する。

撮像素子４２で光電変換された電気信号は、メイン基板４３に搭載されたＤＳＰである画像処理部４４で画像データに処理される。メイン基板４３には、画像処理部４４の他に、カメラユニット３０のシステムを統合的に制御するＭＰＵであるカメラシステム制御部４５が搭載されている。カメラシステム制御部４５は、メインミラー３１およびサブミラー３７の動作を伴うカメラシーケンスを管理すると共に、ＡＦセンサ４０から出力される位相差信号から合焦制御を行うなど、各構成要素の入出力処理等を行う。

図２は、メインミラー３１を保持するメインミラー保持枠３２と、サブミラー３７を保持するサブミラー保持枠３８を中心とするミラー保持機構の側面図である。特に、被写体光束に対してメインミラー３１が斜設される斜設状態におけるミラー保持機構の様子を示す。上述のように、ミラー保持機構はカメラユニット３０のカメラボディに設置される。

メインミラー保持枠３２は、メインミラー回転軸３３周りに揺動可能にカメラボディに軸支されており、カメラボディとメインミラー保持枠３２との間に掛けられたミラー戻しバネ５１の作用により、反時計回りに偏心ピン５２へ付勢されている。つまり、メインミラー保持枠３２は、メインミラー３１が被写体光束に対して斜設されるように付勢されている。偏心ピン５２は、ミラーボックス側面に固定される支持板５３に対して回転調整できるように設置されている。偏心ピン５２は、回転することでメインミラー保持枠３２と当接する箇所を調整することができ、メインミラー３１の斜設角を精確に設定できる。

サブミラー保持枠３８は、メインミラー保持枠３２と一体的に設けられているサブミラー回転軸５４に軸支され、メインミラー保持枠３２に対して揺動できる。そして、メインミラー保持枠３２とサブミラー保持枠３８との間に掛けられたトグルバネ５５の作用により、メインミラー３１が斜設状態にあるときには、サブミラー３７が入射される被写体光束をＡＦ光学系３９へ導く方向へ付勢する。また、メインミラー３１が退避状態にあるときには、サブミラー保持枠３８をメインミラー保持枠３２へ重ね合わせる方向へ付勢する。

サブミラー保持枠３８には、メインミラー保持枠３２と連動して動作するよう、カム部５６が設けられている。そして、カム部５６は、メインミラー保持枠３２の動作に伴って、支持板５３に支持されているカムピンである転向ピン５７と接触し、トグルバネ５５の付勢方向を逆転させる。

サブミラー保持枠３８は先端にＵ字部５８を有している。Ｕ字部５８は、サブミラー３７がＡＦ光学系３９へ被写体光束を導く斜設状態において、支持板５３に支持されているキャッチピン５９と嵌合して、サブミラー保持枠３８を最適な位置に静止させる。サブミラー保持枠３８がメインミラー保持枠３２の揺動に連動して退避位置へ移動するときには、Ｕ字部５８は、キャッチピン５９との嵌合から外れるように調整されている。なお、図２においては、互いの要素の配置関係等を示すべく、一部の構成を重ねて表示し、また、一部の構成を簡略化して表している。

図３は、退避状態におけるミラー保持機構の様子を示す側面図である。この状態においては、メインミラー３１は、ピント板３４と向かい合う状態となり、サブミラー３７は、メインミラー３１の裏面側に重ね合わされる状態となる。斜設状態から退避状態への動作は、図示しないモータが、ミラー戻しバネ５１の付勢力に抗してメインミラー保持枠３２を持ち上げることにより実現される。そして、露光動作が完了するまで電磁吸着により図３の姿勢が維持される。

図４および図５は、図３における退避状態から図２における斜設状態に至るミラー保持機構の動作経過を示す図である。図３の退避状態において露光動作が終了して電磁吸着が解除されると、メインミラー保持枠３２は、ミラー戻しバネ５１の付勢力により斜設状態に復帰しようとする。メインミラー保持枠３２が斜設状態に復帰する過程において、転向ピン５７は、サブミラー保持枠３８のカム部５６に接触する。すると、サブミラー保持枠３８は、メインミラー保持枠３２に対してサブミラー回転軸５４を有しているので、メインミラー保持枠３２の揺動に従って、カム部５６のカム面が支持板５３に固定されている転向ピン５７に倣う。転向ピン５７に対する倣い動作によりサブミラー保持枠３８が反時計回りに回転されると、ある時点でトグルバネ５５の付勢方向が反転される。そして、その後はカム部５６の作用によらず、サブミラー保持枠３８はトグルバネ５５の付勢力により、一挙にキャッチピン５９の方向へ揺動する。サブミラー保持枠３８のＵ字部５８は、この軌跡に合わせて形状が定められており、キャッチピン５９は、サブミラー保持枠３８の揺動を、Ｕ字部５８に嵌合することにより瞬時に停止させる。

ここで、転向ピン５７とカム部５６の作用について更に説明する。ミラー保持機構の斜設状態と退避状態の切り替えは、例えば連写撮影モードにおいて高速に繰り返される。上述のように、転向ピン５７はカム部５６に対して、少なくともトグルバネ５５の付勢力が反転するまでの間は、接触、摺動することになるが、これが高速に繰り返されることにより、接触部は磨耗することになる。磨耗によってカム軌跡が変化すると、メインミラー保持枠３２の揺動角に対してトグルバネ５５が反転する時点が変化し、したがって、サブミラー保持枠３８の揺動運動が当初の軌跡に対して変化する。サブミラー保持枠３８のＵ字部５８は、キャッチピン５９を当初の軌跡に対して接線方向に受けるように形成されているので、接触部の磨耗により揺動運動の軌跡が変化すると、嵌合時の運動方向とＵ字部５８の開口方向にずれが発生し、Ｕ字部５８とキャッチピン５９の接触時に衝撃が生じることになる。Ｕ字部５８とキャッチピン５９の接触時の衝撃は、新たにこの両者に磨耗を生じさせる。サブミラー保持枠３８は、キャッチピン５９によって斜設角度が規定されているので、Ｕ字部５８とキャッチピン５９のいずれかにでも磨耗が生じると、斜設角度が変化してしまう。サブミラー保持枠３８の斜設角度の変化は、ＡＦ光学系３９への被写体光束の入射角度を変化させることを意味するので、ＡＦ検出精度に悪影響を与えることになる。

したがって、ＡＦ検出精度を維持する一つの方策として、転向ピン５７とカム部５６の磨耗を低減することが有効である。そこで、本実施形態においては、カム部５６のカム面と接触する転向ピン５７を、カム部５６との接触により転向ピン５７の軸周りに回転するように構成する。図６は、カム部５６と転向ピン５７の拡大図である。転向ピン５７は、その回転軸が軸受部６１に支持されており、カム部５６との摩擦を受けて回転する。なお、カム部５６は、上述のように、少なくともトグルバネ５５の付勢力が反転するまでの間において転向ピン５７と接触すればよいので、カム機能として求められるカム面を図示するような環状に形成する必要はない。しかし、カム部５６と転向ピン５７の接触が高速に繰り返されることを考慮すると、カム部５６の剛性を高めておくことは有効であるので、本実施形態においては、環状に形成している。

図７は、転向ピン５７の周辺構造を示す断面図である。軸受部６１は、板状の基板である支持板５３に空けられた貫通穴５３１を貫通して固定される。具体的には、軸受部６１は、ミラーボックスの内側から挿入され、そのフランジ部６１１を支持板５３に押し当て、反対側から加締部６１２を支持板５３に対して加締めることにより固定される。

転向ピン５７は、カム部５６のカム面と接触する接触部５７１と、これに接続される回転軸としての貫通部５７２からなる。図示するように、接触部５７１の軸周りの半径は、貫通部５７２の軸周りの半径より大きい。このような軸半径の構成により、転向ピン５７の滑らかな回転が実現される。

転向ピン５７は、ミラーボックスの内側から貫通部５７２が軸受部６１に挿入されて貫通し、軸受部６１より突出した部分に設けられた溝部５７５にＥリング６２が圧入されて固定される。貫通部５７２は、軸方向に離れた２箇所に嵌合部５７３、５７４を有し、転向ピン５７は嵌合部５７３、５７４の２箇所で軸受部６１の内周に嵌合する。これにより、転向ピン５７は、軸受部６１に対して回転摺動嵌合する。なお、嵌合部５７３、５７４は、それぞれ軸受部６１の内周開口端近傍に設けられる。特に、接触部５７１から軸方向になるべく離れた位置に嵌合部５７４を設けると、カム面との接触により転向ピン５７が滑らかに回転する。

嵌合部５７３、５７４と軸受部６１の内周に囲まれた空間には、潤滑油６３が注入され、保持される。具体的には、予め貫通部５７２の当該箇所に潤滑油６３を塗布してから、貫通部５７２を軸受部６１に挿入する。潤滑油６３により転向ピン５７は滑らかに回転する上に、嵌合部５７３、５７４により潤滑油６３が上記空間に保持されるので、滑らかな回転が持続する。潤滑油６３の塗布箇所が、従来ミラーボックス内である接触部５７１とカム部５６であったが、本実施例では軸受部６１内部となることにより、ミラーボックス内に潤滑油６３が飛散する量を低減できる。

軸受部６１のフランジ部６１１から接触部５７１側の外周部は、その断面の形状が円形である。特に、接触部５７１側の開口端付近にはテーパ部６１３が設けられており、断面外周円の半径が開口端に向かって徐々に小さくなるように構成されている。そして、開口端における半径は、転向ピン５７の接触部５７１の半径以下の半径になるように形成されている。つまり、接触部５７１を軸受部６１の開口端面と対向する面と反対側の面から見たときに、軸受部６１の開口端面は、接触部５７１に隠れるように形成されている。このような構成は、軸受部６１の開口端面が被写体光束をミラーボックス内で乱反射させて迷光化させる恐れがないので好ましい。迷光化対策の一方で、軸受部６１には転向ピン５７の回転を許容するだけの剛性が求められるので、フランジ部６１１近傍の断面外周半径は、接触部５７１に対する開口端面の外周半径より大きいことが望ましい。

迷光化対策としては、転向ピン５７に対して、めっき処理により反射防止コーティングを施すことも有効である。転向ピン５７の回転を考慮すると、塗装によるコーティングでは剥がれの恐れがあるので、塗装処理よりもめっき処理が好ましい。なお、フランジ部６１１の支持板５３と反対側には、フランジ部６１１を覆うように、植毛紙６４が配置される。植毛紙６４に替えて迷光処理が施されたミラーボックスの側面が配置されても良い。

図８は、他の例の転向ピンの周辺構造を示す断面図である。図７のテーパ部６１３と異なり、テーパ部６１４は、フランジ部６１１近傍から接触部５７１に対する開口端面に至るまでテーパを有する。つまり、フランジ部６１１より先端部が円錐台形状をなす。このように構成しても、迷光の防止と軸受部に求められる剛性を同時に満たすことができる。さらに、外周部に角部が存在しないので、より迷光を生じさせない効果が期待できる。

図９は、更に他の例の転向ピンの周辺構造を示す断面図である。図８のテーパ部６１４は、断面において直線をなしたが、テーパ部６１５は曲線をなす。このように構成しても、迷光の防止と軸受部に求められる剛性を同時に満たすことができる。さらに、外周部に角部が存在しないので、より迷光を生じさせない効果が期待できる。

以上のような本実施形態の構成によれば、転向ピン５７がカム部との接触においてその軸周りに回転するので、磨耗を抑制することができる。これにより、ＡＦ検出精度の維持を図ることができる。同時に、磨耗粉の発生を抑制できるので、カメラボディ内で磨耗粉の飛散を抑制することができ、撮像素子４２の受光面への付着を極力避けることができる。さらに、転向ピン５７と軸受部６１の構造に配慮したので、ミラーボックス内における迷光を押さえ、撮像素子４２が受光する被写体光学像に対してゴースト等の影響を抑制することができる。

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ることが可能であ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。

１０ 一眼レフカメラ、１１ 光軸、２０ レンズユニット、２１ レンズ群、２２ レンズマウント、３０ カメラユニット、３１ メインミラー、３２ メインミラー保持枠、３３ メインミラー回転軸、３４ ピント板、３５ ペンタプリズム、３６ 接眼光学系、３７ サブミラー、３８ サブミラー保持枠、３９ ＡＦ光学系、４０ ＡＦセンサ、４１ フォーカルプレーンシャッタ、４２ 撮像素子、４３ メイン基板、４４ 画像処理部、４５ カメラシステム制御部、４６ カメラマウント、５１ ミラー戻しバネ、５２ 偏心ピン、５３ 支持板、５４ サブミラー回転軸、５５ トグルバネ、５６ カム部、５７ 転向ピン、５８ Ｕ字部、５９ キャッチピン、６１ 軸受部、６２ Ｅリング、６３ 潤滑油、６４ 植毛紙、５３１ 貫通穴、５７１ 接触部、５７２ 貫通部、５７３、５７４ 嵌合部、６１２ 加締部、５７５ 溝部、６１１ フランジ部、６１２ 加締部、６１３、６１４、６１５ テーパ部

Claims (6)

1. カメラボディに設置されるミラー保持機構であって、
   揺動可能なメインミラー部と、
   前記メインミラー部に揺動可能に支持されたサブミラー部と、
   前記サブミラー部に設けられたカム部と、
   前記カム部に接触し、前記メインミラー部の揺動に連動して前記サブミラーを揺動させるカムピンと、
   板状の基板であり、前記カムピンを支持する支持部と、
   前記基板を貫通して固定されている軸受部と、
   を備え、
   前記カムピンは、前記カム部との接触により当該カムピンの軸周りに回転するように前記軸受部を介して前記支持部に支持されるミラー保持機構。
2. 前記カムピンは、前記軸受部を貫通する貫通部と前記カム部と接触する接触部からなり、
   前記接触部の前記軸周りの半径は、前記貫通部の前記軸周りの半径より大きい請求項１に記載のミラー保持機構。
3. 前記貫通部と前記軸受部は、前記カムピンの軸方向に離れた２箇所で回転摺動嵌合し、当該２箇所に挟まれた空間に潤滑油を保持する請求項２に記載のミラー保持機構。
4. 前記軸受部のうち前記カムピンの前記接触部と対向する端面は、前記接触部を前記端面と対向する面と反対側の面から見たときに、前記接触部に隠れる請求項２または請求項３に記載のミラー保持機構。
5. 前記軸受部のうち前記支持部と接するフランジ部より前記接触部側は、前記カムピンの軸方向に対する断面外周形状が円形であり、フランジ部近傍の半径は前記接触部と対向する端面の半径よりも大きい請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のミラー保持機構。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のミラー保持機構を備えるカメラ。

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