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技術 駆動装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 水谷将馬
出願日 2018年9月21日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-176811
公開日 2020年3月26日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-046611
状態 未査定
技術分野 カメラ一般 カメラのシャッター
主要キーワード 引込み動作 抑制動作 バッテリーユニット 摩耗状況 走行信号 カムトップ 慣性回転 慣性エネルギー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (16)

課題

カムの駆動中には負荷にならず、停止時にはカムの空走を抑制可能な駆動装置を提供すること。

解決手段

駆動装置は、電力を供給されることで駆動力を発生させる駆動源と、駆動源からの駆動力に応じて第1の回転方向へ回転する第1のカム部材と、第1のカム部材の回転に応じて駆動部材を駆動する駆動部材と、駆動源への給電が停止された後、駆動部材に当接することで、第1のカム部材を第1の回転方向とは反対方向である第2の回転方向へ回転させる第2のカム部材と、を有する。

概要

背景

従来、一眼レフカメラをはじめとする撮像装置において、光路切替を行うミラー駆動機構や、露出制御を行うシャッター装置チャージ機構としてモータカムを用いた機構が使用されている。高速連写を行う場合、動力源伝達部材慣性力が生じるため、停止信号が出力されてからカムが完全に回転停止するまでのカムの空走距離が生じる。空走距離はチャージ速度、温湿度または部材の摩耗状況によって変動するが、正しいシーケンスでカムを動作させるためには、あらかじめ定められた範囲(停止位相範囲)で停止するように制御する必要がある。

特許文献1では、ミラー係合解除を担うカム上に凹形状の制動部を設け、駆動源であるモータの駆動停止に際し、制動部の押圧によりカム部材の空走を抑制するミラー駆動装置を開示している。

特許文献2では、カムによってチャージ動作を行うチャージ部材上に係止部材を設け、チャージ解放時の運動エネルギーによって係止部材を突出させることでカムの空走を抑制する光学機器を開示している。

概要

カムの駆動中には負荷にならず、停止時にはカムの空走を抑制可能な駆動装置を提供すること。駆動装置は、電力を供給されることで駆動力を発生させる駆動源と、駆動源からの駆動力に応じて第1の回転方向へ回転する第1のカム部材と、第1のカム部材の回転に応じて駆動部材を駆動する駆動部材と、駆動源への給電が停止された後、駆動部材に当接することで、第1のカム部材を第1の回転方向とは反対方向である第2の回転方向へ回転させる第2のカム部材と、を有する。

目的

本発明は、カムの駆動中には負荷にならず、停止時にはカムの空走を抑制可能な駆動装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電力を供給されることで駆動力を発生させる駆動源と、前記駆動源からの駆動力に応じて第1の回転方向へ回転する第1のカム部材と、前記第1のカム部材の回転に応じて被駆動部材を駆動する駆動部材と、前記駆動源への給電が停止された後、前記駆動部材に当接することで、前記第1のカム部材を前記第1の回転方向とは反対方向である第2の回転方向へ回転させる第2のカム部材と、を有することを特徴とする駆動装置

請求項2

前記第1のカム部材および前記第2のカム部材は、同軸周りで回転することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。

請求項3

前記駆動部材は、前記第1のカム部材に当接している間、前記第2のカム部材から離れ、前記第2のカム部材に当接している間、前記第1のカム部材から離れていることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動装置。

請求項4

前記第1のカム部材と前記駆動部材との当接が解除された場合、前記駆動部材を、前記第2のカム部材に当接するように誘導する誘導部材を更に有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の駆動装置。

請求項5

前記誘導部材は、前記第1のカム部材と同軸周りで回転する第3のカム部材であることを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。

請求項6

前記駆動部材は、撮像装置の内部に設けられた、シャッター羽根またはミラーユニットであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の駆動装置。

請求項7

レンズ装置により結像された被写体像光電変換して電気信号を出力する撮像素子と、請求項1から6のいずれか1項に記載の駆動装置と、を有することを特徴とする撮像装置。

技術分野

0001

本発明は、ミラーシャッター駆動装置に関する。

背景技術

0002

従来、一眼レフカメラをはじめとする撮像装置において、光路切替を行うミラー駆動機構や、露出制御を行うシャッター装置チャージ機構としてモータカムを用いた機構が使用されている。高速連写を行う場合、動力源伝達部材慣性力が生じるため、停止信号が出力されてからカムが完全に回転停止するまでのカムの空走距離が生じる。空走距離はチャージ速度、温湿度または部材の摩耗状況によって変動するが、正しいシーケンスでカムを動作させるためには、あらかじめ定められた範囲(停止位相範囲)で停止するように制御する必要がある。

0003

特許文献1では、ミラーの係合解除を担うカム上に凹形状の制動部を設け、駆動源であるモータの駆動停止に際し、制動部の押圧によりカム部材の空走を抑制するミラー駆動装置を開示している。

0004

特許文献2では、カムによってチャージ動作を行うチャージ部材上に係止部材を設け、チャージ解放時の運動エネルギーによって係止部材を突出させることでカムの空走を抑制する光学機器を開示している。

先行技術

0005

特開2006−3459号公報
特開2010−122518号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1のミラー駆動装置では、一度停止してから、再びチャージを開始する際に駆動源の動力で制動部によるカム部材の制動を解除させる必要があり、駆動効率に影響が出るおそれがある。また、チャージ動作に影響がないように別の駆動源によりカム部材の制動を解除する場合、機構の大型化や消費電力の増加が懸念される。

0007

特許文献2の光学機器では、撮像装置本体が揺れている状態など、撮像装置本体の運動状態係止機能に影響を及ぼす懸念がある。

0008

本発明は、カムの駆動中には負荷にならず、停止時にはカムの空走を抑制可能な駆動装置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

0009

本発明の一側面としての駆動装置は、電力を供給されることで駆動力を発生させる駆動源と、駆動源からの駆動力に応じて第1の回転方向へ回転する第1のカム部材と、第1のカム部材の回転に応じて被駆動部材を駆動する駆動部材と、駆動源への給電が停止された後、駆動部材に当接することで、第1のカム部材を第1の回転方向とは反対方向である第2の回転方向へ回転させる第2のカム部材と、を有することを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、カムを用いた駆動中には負荷にならず、停止時にはカムの空走を抑制可能な駆動装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施形態に係る電子機器外観斜視図である(実施例1,2)。
デジタル一眼レフカメラブロック図である(実施例1,2)。
シャッター装置の正面模式図である(実施例1,2)。
カムギアの上面図である(実施例1)。
チャージレバーの斜視図である(実施例1)。
カムギアとチャージレバーとの位置関係を示す図である(実施例1)。
シャッター装置の待機状態を示す上面図である(実施例1)。
シャッター装置のチャージ動作開始直後の状態を示す上面図である(実施例1)。
シャッター装置のチャージ完了状態を示す上面図である(実施例1)。
シャッター装置のチャージ完了後、駆動モータへの通電が終了し、カムギアが慣性力によって回転し始めた状態を示す上面図である(実施例1)。
シャッター装置のカムギア逆転動作を示す上面図である(実施例1)。
シャッター装置の撮像からチャージ完了までの一連の動作を時系列順に示すタイムチャートである(実施例1)。
カムギアの上面図である(実施例2)。
カムギアとカムフォロワとの位置関係を示す図である(実施例2)。
カムフォロワおよびピン形状オーバーラン抑制時の軌跡を示す上面図である(実施例2)。

0012

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

0013

まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係る電子機器の一例であるデジタル一眼レフカメラ(カメラシステム)100の基本的な構造について説明する。図1は、デジタル一眼レフカメラ100の外観斜視図である。図1(a)は正面側から見た外観斜視図であり、図1(b)は背面側から見た外観斜視図である。図2は、デジタル一眼レフカメラ100の概略図である。

0014

デジタル一眼レフカメラ100は、カメラ本体1と、カメラ本体1に着脱可能な撮影レンズレンズ装置)3とを有する。カメラ本体1の正面側には、撮影者がカメラ本体1を安定して保持するためのグリップ部1aが設けられている。グリップ部1aの上部には、撮像開始のスイッチであるシャッターボタン2が設けられている。シャッターボタン2を押下することで、撮影レンズ3内に設けられた撮影光学系IOSを通過した光束が撮像素子4に導かれ、画像を撮影することができる。撮像素子4は、撮影レンズ3により結像された被写体像光電変換して電気信号を出力する。カメラ本体1の背面側には、カメラ本体1の起動、および停止を行うための電源スイッチ6が設けられている。カメラ本体1は、着脱可能なバッテリーユニット5を有し、電源スイッチ6をONすることでバッテリーユニット5から給電され、動作を開始する。カメラ本体1の背面上部には、ファインダ7が設けられている。ファインダ7は、撮影レンズ3を通して撮像される領域を映す。シャッター装置8は、撮像素子4に入光する光量を調整する。ミラー駆動機構10は、光路の切替を行うために、ミラーユニットを駆動する。制御部11は、カメラ本体1の内部に設けられた各種機構の制御を司る。

0015

次に、図3から図6を参照して、シャッター装置8の構造について説明する。図3は、シャッター装置8の正面模式図である。図4は、カムギア92の上面図である。図5は、チャージレバー(駆動部材)93の斜視図である。図6は、カムギア92とチャージレバー93との位置関係を示す図である。

0016

シャッター装置8は、シャッター幕シャッタ羽根)81、セットレバー82、幕走行バネ(不図示)83、電磁石(不図示)85、およびチャージ機構9を有する。幕走行バネ83は、シャッター幕81を開閉する。電磁石85は、シャッター幕81の開閉タイミングを制御する。チャージ機構9は、撮影ごとに幕走行バネ83をチャージする。チャージ機構9から延びるチャージレバー93は、セットレバー82を押すことで幕走行バネ83のチャージ動作を行う。

0017

チャージ機構9は、駆動モータ(駆動源)91、カムギア92、チャージレバー93、チャージレバーバネ94、遮光板95、およびフォトインタラプタ96を有する。駆動モータ91は、電力を供給されることで駆動力を発生させる。チャージレバー93は、本実施形態では、幕走行バネ83をチャージするように移動可能である。チャージレバーバネ94は、カムギア92に向けてチャージレバー93を付勢する。遮光板95は、カムギア92の位相監視する。

0018

図4に示されるように、カムギア92には、カムボトム部92a、チャージカム部92b、カムトップ部92c、チャージレバー引込みカム部(誘導部材)92d、および逆転カム部92eが形成されている。

0019

図5に示されるように、チャージレバー93には、カムフォロワ93a、ピン形状93b、引込コロ93c、およびチャージコロ93dが取り付けられている。カムフォロワ93a、引込みコロ93c、およびチャージコロ93dは、チャージレバー93に対して自由に回転できるように取り付けられている。

0020

以下、図6を参照して、カムギア92とチャージレバー93との位置関係について説明する。カムフォロワ93aは、カムボトム部92a、チャージカム部92b、およびカムトップ部92cから成るカム面に接触可能となる高さで配置されている。カムフォロワ93aは、チャージレバー引込みカム部92d、および逆転カム部92eには接触しない。ピン形状93bは、カムフォロワ93aと同軸上に延びるように設けられ、逆転カム部92eに接触可能な高さで配置されている。引込みコロ93cは、チャージレバー引込みカム部92dに接触可能な高さで配置されている。本実施形態では、カムフォロワ93aがカムボトム部92a、チャージカム部92b、およびカムトップ部92cから成るカム面に当接している間、ピン形状93bは逆転カム部92eから離れている(逆転カム部92eに当接しない)。一方、ピン形状93bが逆転カム部92eに当接している間、カムフォロワ93aはカムボトム部92a、チャージカム部92b、およびカムトップ部92cから成るカム面から離れている(カム面に当接しない)。

0021

次に、図7から図12を参照して、チャージ機構9のチャージ動作について説明する。図12は、シャッター装置8の撮像からチャージ完了までの一連の動作を時系列順に示すタイムチャートである。

0022

まず、図12のS1区間のシャッター装置8の待機状態について説明する。図7は、シャッター装置8の待機状態を示す上面図である。駆動モータ91は、ショートブレーキにより停止している。駆動モータ91に歯車で接続されるカムギア92は、同様にブレーキ力が働き、停止している。チャージレバー93は、カムフォロワ93aがカムボトム部92aに接触するように、チャージレバーバネ94により矢印A方向へ付勢された状態で停止している。チャージコロ93dは、セットレバー82に設けられたセットコロ82aから離れている。幕走行バネ83は、チャージが完了した状態で、電磁石85の吸着により保持されている。

0023

シャッターボタン2が押下されると、制御部11からシャッター幕走行信号発信され、電磁石85への通電がオフになる。電磁力が失われると、吸着が解除され、シャッター幕81が幕走行バネ83により走行することで撮像素子4への露光が行われる。露光が完了すると、次の撮影に備えて幕走行バネ83のチャージ動作に移行する。

0024

次に、図12のS2区間のシャッター装置8のチャージ動作について説明する。図8は、シャッター装置8のチャージ動作開始直後の状態を示す上面図である。チャージ動作では、まず、駆動モータ91への通電が開始され、カムギア92は矢印B方向(第1の回転方向)への回転を開始する。カムフォロワ93aは、チャージカム部92bの形状に沿ってカムギア92の回転中心から遠ざかる方向へ押される。これにより、チャージレバー93は、矢印C方向へ回動する。チャージレバー93の回動に伴い、チャージコロ93dはセットコロ82aを矢印C方向へ押し始める。セットレバー82が矢印C方向へ押されることで、幕走行バネ83はチャージされ始める。

0025

次に、図12のS3区間のシャッター装置8のチャージ完了状態について説明する。図9は、シャッター装置8のチャージ完了状態の上面図である。駆動モータ91への通電を継続することで、カムギア92は回転を続け、カムフォロワ93aはカムトップ部92cまで移動する。チャージレバー93は、セットレバー82を矢印C方向へ押し切った状態となる。この状態で、幕走行バネ83のチャージは完了し、シャッター幕81および幕走行バネ83は電磁石85によりチャージ状態で保持される。

0026

チャージが完了すると、駆動モータ91への通電は終了し、ショートブレーキが掛けられる。なお、駆動モータ91への通電の終了は、駆動モータ91への通電が完全に停止されている状態だけでなく、カムギア92など、駆動モータ91により動作可能な部材が動作しないレベル微小な電力が給電されている状態も含み得る。しかしながら、駆動モータ91の回転部分やカムギア92には慣性によって回転を続けようとする力が働く。慣性回転が長く続き、例えば、図12のS1区間(シャッター装置8の待機状態)を過ぎ、タイミングT1の状態まで回転してしまうと、チャージレバー93がセットレバー82を押した状態となる。このとき、シャッター装置8内の種々の機構は、幕走行バネ83をチャージしている途中の状態である。仮に、このようなチャージ状態のまま、幕走行バネ83を開放しシャッター幕81を走行させると、機構の干渉が生じ、撮像失敗や破損のおそれがある。この問題をオーバーランと呼ぶ。

0027

駆動モータ91の出力やショートブレーキのタイミングを調整することで、チャージ完了直前の回転速度を抑え、適切な待機位置に停止するように制御することができる。しかしながら、高速連写の実現にはチャージ動作の高速化が必要であり、カムギア92の回転速度を落とすことなく、オーバーランを抑制できることが望ましい。

0028

次に、図12のS4区間のシャッター装置8の通電終了後のチャージレバー93の引込み動作について説明する。図10は、チャージ完了後、駆動モータ91への通電が終了し、カムギア92が慣性力によって回転し始めた状態を示す上面図である。前述したように、図9の状態で駆動モータ91への通電を終了しても、カムギア92は慣性力によって矢印B方向への回転を続ける。その結果、カムフォロワ93aは、カムトップ部92cを通過する。このとき、図10に示されるように、引込みコロ93cがチャージレバー引込みカム部92dに接触する。カムギア92の慣性力により、引込みコロ93cが押され、チャージレバー93をカムボトム部92aに向けて回動させる力が働く。カムギア92の慣性力でチャージレバー93を引き込むことで、慣性エネルギー消費することができる。また、カムギア92がチャージレバー93に対して先行して回転してしまうことを防ぎ、後述するオーバーラン抑制機能を確実に動作させることができる。なお、低速駆動時など、大きな慣性力が働かない場合においても、チャージレバー93はチャージレバーバネ94による、矢印A方向への付勢力によってカムボトム部92aに向かう。また、セットレバー82も同様にセットレバーバネ84によって待機状態の位相に向かう。

0029

最後に、図12のS5区間のシャッター装置8のオーバーラン抑制機能について説明する。図11は、シャッター装置8のカムギア逆転動作を示す上面図であり、チャージレバー93が待機状態に移行する途中の状態、すなわちオーバーラン抑制機能が働いている状態を示している。図10を用いて説明した引込み動作の後、チャージレバー93はカムボトム部92aに向かう。一方、カムギア92は、慣性による回転を続ける。その結果、図11に示されるように、カムフォロワ93aと同軸に設けられたピン形状93bは、逆転カム部92eに当接する。逆転カム部92eは、回転方向に対して傾斜した円弧形状で形成されている。チャージレバーバネ94の矢印A方向への付勢力によってピン形状93bが逆転カム部92eに向けて押し込まれると、カムギア92には矢印B方向とは反対方向である矢印D方向(第2の回転方向)へ回転する力が働く。すなわち、チャージレバー93は、チャージレバーバネ94の付勢力により、カムフォロワ93aがカムボトム部92aに向かうようにカムギア92をチャージ時とは逆方向へ回転させる。これにより、駆動モータ91の駆動により生じた慣性力に対抗する力が加わり、オーバーランを抑制する効果が得られる。ここで、逆転カム部92eに起因するカムギア92の矢印D方向への回転量は任意であり、回転がほとんど生じない場合でもオーバーラン抑制効果を得ることができる。

0030

カムフォロワ93aがカムボトム部92aに到達すると、シャッター装置8は再び図7の状態(図12のS1区間の待機状態)になる。待機状態では、ピン形状93bは逆転カム部92eから離れている。したがって、チャージレバー93は、逆転カム部92eの影響を受けることなく再度、チャージを行うことができる。すなわち、オーバーラン抑制機能は、図12のS4〜S5区間でのみ機能し、チャージ時に負荷になることはない。

0031

以上説明したように、本実施例によれば、駆動モータ91の高速回転を制限することなく、確実にオーバーランを抑制し、かつ、チャージ動作時には負荷にならないオーバーラン抑制手段を提供することができる。

0032

実施例1では、カムギア92に設けられたチャージレバー引込みカム部92d、および逆転カム部92eの効果により、高速なシャッターチャージ動作においても確実にオーバーランを抑制することが可能な構成について説明した。本実施例では、カムギア92にチャージレバー引込みカム部92dを設けずに、逆転カム部92eの形状を拡大することで同様の効果を得られる構成について説明する。本実施例では、実施例1と同一の部材については同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。

0033

図13は、本実施例のカムギア100の上面図である。カムギア100には、カムボトム部100a、チャージカム部100b、カムトップ部100c、壁部100d、および逆転カム部100eが形成されている。

0034

図14は、カムギア100と、カムフォロワ93aおよびピン形状93bとの位置関係を示す図である。カムフォロワ93aは、カムボトム部100a、チャージカム部100b、およびカムトップ部100cから成るカム面に接触可能となる高さで配置されている。カムフォロワ93aは、壁部100d、および逆転カム部100eには接触しない。ピン形状93bは、壁部100d、および逆転カム部100eからなるカム面に接触可能な高さで配置されている。

0035

図15を用いて、本実施例のオーバーラン抑制動作について説明する。図15は、チャージ完了後、駆動モータ91への通電が終了し、カムトップ部100cからカムボトム部100aに向かうカムフォロワ93a、およびピン形状93bの軌跡(オーバーラン抑制時の軌跡)を示す上面図である。なお、図12のS1区間の待機状態から図12のS1区間の駆動モータ91への通電が終了するチャージ完了状態までの動作は実施例1と同様のため、説明を省略する。

0036

実施例1と同様に、駆動モータ91への通電が終了しても、カムギア100は慣性力により矢印B方向へ回転を続ける。カムフォロワ93aは、カムトップ部100cを通過すると、チャージレバーバネ94の付勢力によってカムボトム部100aに向かうが、途中でピン形状93bが逆転カム部100eに当接する。このとき、慣性力がチャージレバーバネ94の付勢力を上回ると、ピン形状93bが逆転カム部100eを矢印E方向へ上っていく可能性がある。しかしながら、慣性力による回転が続いたとしても、ピン形状93bが壁部100dと逆転カム部100eとの間の領域に突き当たるため、回転は強制的に停止させられる。その後、ピン形状93bはチャージレバーバネ94の付勢力により逆転カム部100eを押し、実施例1と同様にカムギア100をチャージ時の回転方向(矢印B方向)と反対方向へ回転させながら、矢印Fに沿ってカムボトム部100aに向かう。

0037

以上説明したように、本実施例によれば、実施例1で説明したチャージレバー引込みカム部92d、および引込みコロ93cを設けることなく、カムギア100のオーバーランを防止しつつ、確実にピン形状93bを逆転カム部100eに接触させることができる。すなわち、実施例1と同様の効果を得ることができるとともに、実施例1に比べて、小型化および低コスト化を実現することができる。

0038

なお、本実施形態では、本発明をシャッター装置8のチャージ機構に適用し、被駆動部材としてシャッター幕81を駆動する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明を、例えば、ミラー駆動機構10に適用し、被駆動部材としてミラーユニットを駆動してもよい。

0039

また、本実施形態では、カムボトム部92a、チャージカム部92b、カムトップ部92c、および逆転カム部92eは、カムギア92に設けられているが、本発明はこれに限定されない。例えば、カムボトム部92a、チャージカム部92b、およびカムトップ部92が第1のカム部材を構成し、逆転カム部92eが第1のカム部材とは異なる第2のカム部材を構成してもよい。また、チャージレバー引込みカム部92dが第1および第2のカム部材とは異なる第3のカム部材を構成してもよい。このとき、第1から第3のカム部材は、同軸周りで回転するように構成される。

実施例

0040

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

0041

1カメラ本体(撮像装置)
8シャッター装置(駆動装置)
91駆動モータ(駆動源)
92aカムボトム部(第1のカム部材)
92bチャージカム部(第1のカム部材)
92cカムトップ部(第1のカム部材)
92e逆転カム部(第2のカム部材)
93チャージレバー(駆動部材)

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