(57)【要約】【課題】外部機器を迅速かつ容易に着脱することができる着脱機構、カメラを提供する。【解決手段】着脱機構は、カメラ１０に交換レンズ３０を着脱自在に装着する着脱機構であって、交換レンズ３０に設けられ、カメラ１０との装着部３２に設けられる永久磁石と、カメラ１０に設けられ、永久磁石に対応する位置に設けられる取り付け部１１ａと、取り付け部１１ａに隣接して設けられ、通電することにより磁界を発生する電磁石１１ｂと、カメラ１０に設けられ、電磁石１１ｂから発生する磁界の大きさ及び方向を制御する制御部１６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を有する部材を着脱自在に装着する着脱機構であって、
前記永久磁石に対向する位置に設けられる磁性体と、
前記磁性体に隣接して設けられ、通電することにより磁界を発生する電磁石と、
前記電磁石から発生する磁界の大きさ及び方向を制御する制御部と、
を備える着脱機構。
【請求項２】
請求項１に記載の着脱機構において、
前記部材との距離を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部の検出信号に基づいて前記電磁石の発する磁界を制御すること、
を特徴とする着脱機構。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の着脱機構において、
前記制御部は、前記部材を着脱する場合に、前記永久磁石の磁界に反発する磁界を前記電磁石から発生させること、
を特徴とする着脱機構。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の着脱機構において、
前記部材との装着位置を位置決めする位置決め部を備えること、
を特徴とする着脱機構。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の着脱機構を備えること、
を特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着脱機構、カメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、交換レンズ等の外部機器とカメラとの装着には、外部機器、カメラにそれぞれ雄ねじ、雌ねじを設け、それらを螺合させることによって装着させたり、バヨネット機構を設け、外部機器を所定の角度回転させることにより装着させたりしていた（例えば、特許文献１）。
しかし、このような方法では、カメラに外部機器を素早く着脱するのに時間がかかってしまう場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開特開２０１２−２７２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、外部機器を迅速かつ容易に着脱することができる着脱機構、カメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、第１の発明は、永久磁石を有する部材を着脱自在に装着する着脱機構であって、前記永久磁石に対向する位置に設けられる磁性体と、前記磁性体に隣接して設けられ、通電することにより磁界を発生する電磁石と、前記電磁石から発生する磁界の大きさ及び方向を制御する制御部と、を備える着脱機構である。
第２の発明は、第１の発明の着脱機構において、前記部材との距離を検出する検出部を備え、前記制御部は、前記検出部の検出信号に基づいて前記電磁石の発する磁界を制御すること、を特徴とする着脱機構である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の着脱機構において、前記制御部は、前記部材を着脱する場合に、前記永久磁石の磁界に反発する磁界を前記電磁石から発生させること、を特徴とする着脱機構である。
第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかの着脱機構において、前記部材との装着位置を位置決めする位置決め部を備えること、を特徴とする着脱機構である。
【０００６】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明までのいずれかの着脱機構を備えること、を特徴とするカメラである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外部機器を迅速かつ容易に着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態のカメラシステム１の全体構成を説明する概略図である。
【図２】装着前の交換レンズ３０及びカメラ１０を示す図である。
【図３】カメラ１０に交換レンズ３０を装着する場合を説明する図である。
【図４】カメラ１０から交換レンズ３０を取り外す場合を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、実施形態のカメラシステム１の全体構成を説明する概略図である。
図２は、装着前の交換レンズ３０及びカメラ１０を示す図である。
なお、各図において、交換レンズに入射する光の光軸方向（交換レンズの前後方向）をＺ方向とし、交換レンズに対して、被写体光の入射側（交換レンズの前側）を＋Ｚ側とし、被写体光の出射側（交換レンズの後側）を−Ｚ側とする。また、交換レンズ（横長の画面で構えたカメラ）の水平方向をＸ方向とし、鉛直方向をＹ方向とする。
【００１０】
カメラシステム１は、図１及び図２に示すように、カメラ１０と、交換レンズ３０（部材）とを備え、被写体の静止画だけでなく動画も撮影することができるデジタルカメラである。
カメラ１０は、装着部１１、通電回路部１２、電池１３、近接センサ１４（検出部）、電源回路部１５、制御部１６、撮像部１７、操作部１８、表示部１９、加速度センサ２０等を備え、交換レンズ３０を着脱自在に装着する着脱機構を有する。
【００１１】
装着部１１は、カメラ１０に交換レンズ３０を装着する部分であり、取り付け部１１ａ、電磁石１１ｂ、位置決め部１１ｃから構成される。
取り付け部１１ａは、交換レンズ３０がカメラ１０に装着された場合に、交換レンズ３０の装着部３２（後述する）と接触し、交換レンズ３０を保持する部分である。取り付け部１１ａは、磁性体、例えば、鉄から形成されており、交換レンズ３０に設けられた取り付け部３２ａの永久磁石（後述する）と吸着し、交換レンズ３０をカメラ１０に保持する。
【００１２】
電磁石１１ｂは、通電することによって磁界を発生する電磁式の磁石であり、取り付け部１１ａに隣接して設けられる。電磁石１１ｂは、コイル、鉄心等から構成されており、そのコイルに通電回路部１２が接続されている。電磁石１１ｂは、コイルに通電する電流の大きさや、方向を変更することで、発生する磁界の大きさや方向を変更することができる。本実施形態では、電磁石１１ｂは、取り付け部１１ａの裏面側（−Ｚ側）に設けられており、通電されることによって被写体光の光軸方向（Ｚ方向）に磁界を発生する。
位置決め部１１ｃは、カメラ１０に対応する交換レンズ３０の位置、具体的には、交換レンズ３０の光軸（Ｚ軸）周りの回転位置を所定の位置に位置決めする。本実施形態では、位置決め部１１ｃは、交換レンズ３０のレンズ部３１の外周縁に対応する位置に所定の間隔で設けられた複数のピン部材であり、交換レンズ３０に設けられた位置決め部３２ｂ（後述する）のピン穴に嵌合することによって、交換レンズ３０をカメラ１０に位置決めする。
【００１３】
通電回路部１２は、装着部１１の電磁石１１ｂに電力を供給する通電回路である。通電回路部１２は、電池１３及び制御部１６に接続されており、制御部１６から入力される制御信号に基づいて、電池１３から供給される電力を所定の電力に変換し、電磁石１１ｂに供給する。
電池１３は、カメラシステム１の各部に電力を供給する電源である。
近接センサ１４は、装着部１１の近傍に設けられ、カメラ１０に交換レンズ３０が近接、例えば、カメラ１０から５ｃｍの範囲に近づいたときに、カメラ１０と交換レンズ３０との距離を検出するセンサである。近接センサ１４は、制御部１６に接続されており、検出した信号を制御部１６に送信する。
本実施形態では、近接センサ１４は、ホール素子及び作動回路等から構成されており、交換レンズ３０に設けられた取り付け部３２ａの永久磁石の磁界を検出することにより、カメラ１０と交換レンズ３０との距離を検出する。また、近接センサ１４は、カメラ１０の電源が投入されている間は常に作動しており、交換レンズ３０が所定の範囲に近接したときにカメラ１０と交換レンズ３０との距離を検出する。
【００１４】
電源回路部１５は、電池１３から供給される電力を、所定の電力に変換して制御部１６に供給する電源回路である。
制御部１６は、カメラシステム１の各部を統括制御する制御回路であり、例えばＣＰＵ等から構成される。制御部１６は、不図示の記憶部に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、カメラシステム１を構成するハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現する。また、制御部１６は、近接センサ１４の検出信号に基づいて、装着部１１の電磁石１１ｂに通電する電力を制御する。
【００１５】
撮像部１７は、ＣＭＯＳ等の撮像素子と、画像処理回路等から構成されており、交換レンズ３０を介して入射した被写体光を露光し、電気的な画像信号に変換し、画像データとして不図示の記憶部に保存する部分である。
操作部１８は、カメラ１０に設けられた操作用のスイッチ群であり、レリーズスイッチ１８ａ、着脱スイッチ１８ｂ等を備える。操作部１８の各スイッチは、操作情報を制御部１６に出力する。
レリーズスイッチ１８ａは、被写体像の撮影に係る操作を実行するスイッチであり、半押しスイッチと、全押しスイッチとを有する。半押しスイッチは、カメラ１０の測光、測距等の撮影準備（例えば、オートフォーカス等）を開始させるスイッチであり、全押しスイッチは、被写体像の撮影を実行するスイッチである。
【００１６】
着脱スイッチ１８ｂは、交換レンズ３０をカメラ１０に対して着脱する場合に操作するスイッチである。着脱スイッチ１８ｂは、操作されることによって、装着部１１の電磁石１１ｂから所定の強さ及び方向の磁界が発生し、カメラ１０に対して交換レンズ３０の着脱を容易にする（詳細は後述する）。
表示部１９は、撮影した被写体像を表示したり、カメラ１０の設定画面を表示したりする液晶モニタ（ＬＣＤ）であり、カメラ１０の背面に設けられている。
加速度センサ２０は、カメラ１０に加わる加速度を検出するセンサであり、検出した信号を制御部１６に出力する。本実施形態では、加速度センサ２０は、カメラ１０の鉛直方向（Ｙ方向）及び水平方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の３軸方向の加速度を検出する。
【００１７】
交換レンズ３０は、カメラ１０に対して着脱することができる交換式のレンズ鏡筒である。交換レンズ３０は、レンズ部３１、装着部３２等を備える。
レンズ部３１は、入射した被写体光を所定の倍率に拡大若しくは縮小し、カメラ１０の撮像部へと出射するレンズ群である。
装着部３２は、交換レンズ３０のカメラ１０との装着部分であり、取り付け部３２ａと、位置決め部３２ｂとから構成される。
【００１８】
取り付け部３２ａは、交換レンズ３０がカメラ１０に装着された場合に、カメラ１０の取り付け部１１ａと接触し、カメラ１０に交換レンズ３０を保持する部分である。取り付け部３２ａは、永久磁石、例えば、希土類系磁石のネオジウム磁石から形成されており、被写体光の光軸方向（Ｚ方向）に磁界を発生するように配置される。
取り付け部３２ａは、その永久磁石の発生する磁力によって、磁性体からなるカメラ１０の取り付け部１１ａと引き付け合い、交換レンズ３０をカメラ１０に強力に保持する。取り付け部３２ａの永久磁石の磁力は、カメラ１０に装着した交換レンズ３０が容易に外れない程度の強さに設定されている。本実施形態では、取り付け部３２ａの永久磁石は、被写体光の入射側（＋Ｚ側）の磁極がＮ極であり、出射側（−Ｚ側）の磁極がＳ極になるように配置される。
【００１９】
位置決め部３２ｂは、カメラ１０に対する交換レンズ３０の位置、具体的には、交換レンズ３０の光軸（Ｚ軸）周りの回転位置を所定の位置に位置決めする。本実施形態では、位置決め部３２ｂは、カメラ１０の位置決め部１１ｃのピン部材に嵌合するピン穴であり、カメラ１０との接触面上のレンズ部３１の外周縁であって、カメラ１０の位置決め部１１ｃの対応する部分に設けられる。
以上の構成により、カメラ１０は、永久磁石及び磁性体間に発生する吸引力によって交換レンズ３０をカメラ１０に保持するので、例えば、バヨネット結合等により交換レンズを保持するカメラに比して、着脱時の回転動作等を行う必要がなくなり、迅速かつ容易に交換レンズ３０の着脱を行うことができる。
【００２０】
次に、カメラ１０に交換レンズ３０を装着する場合について説明する。
図３は、カメラ１０に交換レンズ３０を装着する場合を説明する図である。
図３に示すように、交換レンズ３０をカメラ１０に装着する場合、まず、撮影者は、操作部１８の着脱スイッチ１８ｂを操作する。
着脱スイッチ１８ｂが操作されると、カメラ１０の制御部１６は、装着部１１の電磁石１１ｂに電力を供給し、交換レンズ３０の取り付け部３２ａの永久磁石の磁界の方向とは反対方向に磁界を発生させる。すなわち、取り付け部３２ａの永久磁石が被写体光の出射側（−Ｚ側）にＳ極の磁界を発しているので、制御部１６は、被写体光の入射側（＋Ｚ側）がＳ極となるような磁界を電磁石１１ｂから発生させる。
【００２１】
これにより、電磁石１１ｂと、取り付け部３２ａの永久磁石との間には互いに反発しあう磁界が発生することとなり、交換レンズ３０がカメラ１０に接近した場合に両者の間には反発力が発生する。
このように、カメラ１０は、永久磁石及び電磁石間に反発力を発生することにより、交換レンズ３０をカメラ１０に近づけたときに、磁石の吸引力により交換レンズ３０がカメラ１０に突然吸着してしまい、カメラ１０や交換レンズ３０の各部に衝撃を与えてしまうのを防ぐことができる。
【００２２】
また、交換レンズ３０をカメラ１０に接近させると、カメラ１０の近接センサ１４は、交換レンズ３０の接近を検出するとともに、交換レンズ３０との距離を検出し、検出信号を制御部１６に送信する。制御部１６は、近接センサ１４の検出信号に基づいて電磁石１１ｂより発生する磁界の強さを制御する。具体的には、制御部１６は、カメラ１０と交換レンズ３０との距離が短くなるにつれて、電磁石１１ｂから発する磁界の強さを徐々に弱めていく。そして、カメラ１０と交換レンズ３０との距離がゼロになったところで、制御部１６は、磁界の強さをゼロにして、電磁石１１ｂへの通電を遮断する。
こうすることで、カメラ１０は、交換レンズ３０を装着する場合に、交換レンズ３０がカメラ１０に接近するにつれて、永久磁石及び電磁石間の反発力を弱めることができ、よりスムーズな交換レンズ３０の装着を実現することができる。
【００２３】
また、交換レンズ３０の装着の際、交換レンズ３０の位置決め部３２ｂがカメラ１０の位置決め部１１ｃに嵌合するので、交換レンズ３０は、光軸（Ｚ軸）周りの回転位置を適正な位置にしてカメラ１０に配置されることとなる。
なお、交換レンズ３０がカメラ１０に装着された後は、制御部１６は、電磁石１１ｂへの通電を停止し、交換レンズ３０は、取り付け部３２ａの永久磁石の磁力によって、カメラ１０に保持される。
【００２４】
次に、交換レンズ３０をカメラ１０から取り外す場合について説明する。
図４は、カメラ１０から交換レンズ３０を取り外す場合を説明する図である。
図４に示すように、交換レンズ３０をカメラ１０から取り外す場合、まず、撮影者は、操作部１８の着脱スイッチ１８ｂを操作する。
着脱スイッチ１８ｂが操作されると、カメラ１０の制御部１６は、装着部１１の電磁石１１ｂに電力を供給し、交換レンズ３０の取り付け部３２ａの永久磁石の磁界の方向とは反対方向に磁界を発生させる。すなわち、取り付け部３２ａの永久磁石が被写体光の出射側（−Ｚ側）にＳ極の磁界を発しているので、制御部１６は、被写体光の入射側（＋Ｚ側）がＳ極となるような磁界を電磁石１１ｂから発生させる。これにより、電磁石１１ｂと、取り付け部３２ａの永久磁石との間には互いに反発しあう磁界が発生することとなり、交換レンズ３０とカメラ１０との間には反発力が発生する。
【００２５】
このとき、電磁石１１ｂから発生する磁界の強さは、発生する反発力により交換レンズ３０がカメラ１０から自然に外れない程度であって、かつ、人間の手により容易にカメラ１０から交換レンズ３０を外せる程度に、取り付け部３２ａの永久磁石の吸引力を弱める強さである。
以上により、カメラ１０は、永久磁石及び電磁石間に反発力を発生させることによって、交換レンズ３０をカメラ１０から迅速かつ容易に取り外すことができる。また、交換レンズ３０を取り外す場合に、磁石の吸引力によって吸着するカメラ１０や交換レンズ３０に必要以上に力が加えられてしまうのを防ぐことができ、カメラ１０や交換レンズ３０の破損を抑制することができる。
【００２６】
次に、交換レンズ３０を装着したカメラ１０を落下させてしまった場合について説明する。
カメラ１０の制御部１６は、加速度センサ２０の検出信号に基づいてカメラ１０が落下状態であるか否かを判定する。ここで、落下状態であるか否かの判定は、例えば、加速度センサ２０で検出されたカメラ１０の鉛直方向（Ｙ方向）及び水平方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の加速度の値に基づいて行われる。より具体的には、制御部１６は、加速度センサ２０の検出信号に基づいて、カメラ１０の鉛直方向及び水平方向の加速度が全てゼロ、又は、ゼロに近似される値である場合に、カメラ１０が落下状態であると判定する。
【００２７】
落下状態であると判定した場合、制御部１６は、カメラ１０と交換レンズ３０との吸着力を高めるために、電磁石１１ｂを通電する。具体的には、取り付け部３２ａの永久磁石が被写体光の出射側（−Ｚ側）にＳ極の磁界を発しているので、制御部１６は、被写体光の入射側（＋Ｚ側）がＮ極となるような磁界を電磁石１１ｂから発生させる。これにより、電磁石１１ｂと、取り付け部３２ａの永久磁石との間には互いに引き付け合う磁界が発生することとなり、交換レンズ３０とカメラ１０との吸着力が向上する。
こうすることで、カメラ１０を不意に落としてしまった場合においても、カメラ１０は、落下の衝撃により交換レンズ３０が脱落してしまうのを防ぐことができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００２９】
（変形形態）
（１）実施形態において、交換レンズ３０がカメラ１０に装着されている場合、カメラ１０の取り付け部１１ａが、交換レンズ３０の取り付け部３２ａの永久磁石に直接接触する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、交換レンズの取り付け部に取り付け面を設け、永久磁石をその取り付け面よりも交換レンズの内側に配置するようにしてもよい。磁性体及び永久磁石は、所定の間隔で離れた非接触の状態であっても、互いに引き付け合う力を発生するので、このような構成においても、交換レンズをカメラに装着することができる。また、このような非接触の構造により、例えば、防水機能を設ける等のカメラ及び交換レンズの設計の自由度を向上させることができる。
【００３０】
（２）実施形態において、カメラ１０の位置決め部１１ｃ及び交換レンズ３０の位置決め部３２ｂは、それぞれ所定の間隔に配置された複数のピン部材及びそれに嵌合するピン穴で形成される例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、複数のピン部材及びピン穴を等間隔に配置し、一対のピン部材及びピン穴のみを他と異なる形状にすることも可能である。
（３）実施形態において、近接センサ１４にホール素子を適用する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、レーザーセンサや、渦電流式センサ等、カメラ及び交換レンズ間の距離を非接触で検出するセンサを適用することも可能である。
【００３１】
（４）実施形態において、近接センサ１４は、カメラ１０に一つ設けられる例で説明したが、これに限定されるものでなく、カメラに複数設けられるようにしてもよい。近接センサを複数設けることにより、カメラと交換レンズとの距離をより正確に検出することができ、その検出結果に基づいて電磁石から発生させる磁界の強さをより適切に制御することができる。
（５）実施形態において、近接センサ１４は、カメラ１０の電源が投入されている間は常に作動しており、交換レンズ３０が近接したときにカメラ１０と交換レンズ３０との距離を検出する例で説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、着脱スイッチ１８ｂの操作に基づいて作動するようにしてもよい。こうすることにより、カメラ１０の消費電力を低減させることができる。
【００３２】
（６）実施形態において、制御部１６は、近接センサ１４の検出信号に基づいて電磁石１１ｂの発する磁界の強さを制御する例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、着脱スイッチ１８ｂの操作により一定の強さの磁界を発生させるようにしてもよい。この場合、カメラ１０には近接センサが不要となり、カメラ１０の製造コストを低減させるとともに、電磁石１１ｂの制御を簡略化することができ、制御部１６の負担を軽減することができる。
【００３３】
（７）実施形態において、カメラ１０から交換レンズ３０を取り外す場合に電磁石１１ｂから発生させる磁界の強さは、交換レンズ３０がカメラ１０から自然に外れない程度であって、かつ、人間の手により容易にカメラ１０から交換レンズ３０を外せる程度に永久磁石の吸引力を弱める強さである例を示したが、これに限定されない。例えば、電磁石から発生する磁界の強さを、永久磁石から発生する磁界の強さよりも十分に強くし、電磁石を通電することによって、交換レンズ３０がカメラ１０から自然に外れてしまうようにすることも可能である。
【００３４】
（８）実施形態において、カメラ１０は、落下状態である場合に、永久磁石及び電磁石間の吸引力を向上させ、交換レンズ３０をカメラ１０により強力に保持させる例で説明したが、これに限定されない。例えば、永久磁石及び電磁石間に反発力を発生させ、積極的に、カメラと交換レンズとを分離させ、落下による衝撃がカメラや交換レンズの一部分に集中してしまうのを防ぐようにしてもよい。
また、交換レンズの重量や、形状等に応じて、永久磁石及び電磁石間に適宜、吸引力又は反発力を発生させるようにしてもよい。
【００３５】
（９）実施形態において、カメラ１０は、外部機器として交換レンズ３０が着脱される例を説明したが、これに限定されるものでない。例えば、外部機器として永久磁石を備えた三脚や、ストロボをカメラの所定の位置に着脱できるようにしてもよい。
（１０）実施形態において、着脱機構は、カメラ１０に適用する例を説明したが、これに限定されるものでなく、交換レンズを収納する収納バッグや、交換レンズやカメラを陳列するキャビネット等に用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１：カメラシステム、１０：カメラ、１１：装着部、１１ａ：取り付け部、１１ｂ：電磁石、１１ｃ：位置決め部、１２：通電回路部、１３：電池、１４：近接センサ、１５：電源岐路部、１６：制御部、１７：撮像部、１８：操作部、１８ａ：レリーズスイッチ、１８ｂ：着脱スイッチ、１９：表示部、２０：加速度センサ、３０：交換レンズ、３１：レンズ部、３２：装着部、３２ａ：取り付け部、３２ｂ：位置決め部
【図１】
2015022035.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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