(57)【要約】【課題】ミラーの高速駆動を可能とするとともに低消費電力化も実現可能なクイックリターンミラー駆動装置を提供する。【解決手段】撮影レンズの光路上に入る被写体像観察および焦点調節のための進入位置と、上記撮影レンズの光路上から退避する撮像のための退避位置との間を移動するクイックリターンミラー部であるメインミラー１０３と、メインミラー１０３を駆動するための駆動モータ１０７と、駆動モータ１０７に電力を供給するバッテリと、メインミラー１０３を駆動中の駆動モータ１０７を停止させる際に発生する電気エネルギーを蓄積し、停止後、再び駆動モータ１０７が駆動する際に、上記バッテリと共に蓄積した上記電気エネルギーを駆動モータ１０７に供給するコンデンサＣ２４とを具備する。【選択図】図２
2010020176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の光路上に入る焦点調節のための第一の位置と、上記撮像光学系の光路上から退避する撮像のための第二の位置との間を移動するクイックリターンミラー部と、
上記クイックリターンミラー部を駆動するための駆動モータと、
上記駆動モータに電力を供給する電源部と、
上記クイックリターンミラー部を駆動中の駆動モータを停止させる際に発生する電気エネルギーを蓄積し、停止後、再び上記駆動モータが駆動する際に、上記電源部と共に蓄積した上記電気エネルギーを上記駆動モータに供給する電気エネルギー蓄積供給部と、
を具備することを特徴とするクイックリターンミラー駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル一眼レフカメラ等に適用されるクイックリターンミラー駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタル一眼レフカメラにおいて、更なる撮影高速化、且つ、ローパワー化、すなわち、バッテリー駆動時における所望の撮影枚数の確保の両立が望まれている。高速撮影を実現するためには、撮影に必要な機構やこれを制御する撮像機能の高速化、あるいは、撮像デバイスの出力結果を画像処理し、所定の記憶デバイスに結果を保存するための写真現像機能の高速化が必要である。
【０００３】
従来の一眼レフカメラでは、クイックリターンミラーを活用し、撮影準備時と撮影時とにおいて光路を切り替えている。撮影準備の段階では、撮影レンズを通過した光束を光学ファインダ及び測距センサーに集光し、撮影の段階では、撮像デバイスに集光する。このような光路の切り替え時間、言い換えると、ミラー静定時間の短縮は、高速連写性能を決める重要な要因になっている。すなわち、上記クイックリターンミラーの動作時間の更なる短縮が望まれる。この課題を解決する為には、該ミラー駆動を行うモータ、又は、ミラー駆動用バネをチャージするモータの駆動電圧（駆動エネルギー）を高める等の工夫が必要である。一方、駆動電圧を高めることによって、バッテリーのパワーを早く消費し、高速性能と所望の撮影枚数の確保の両立が困難であった。
【０００４】
ここで、従来のデジタル一眼レフカメラの構成について、図７の構成図を用いて説明する。上記従来のデジタル一眼レフカメラ１００は、撮影レンズを内蔵する交換レンズ１０１と、カメラボディ１０２とからなる。
【０００５】
カメラボディ１０２には、撮影レンズからの被写体光束を光学ファインダ側に反射するためのクイックリターンミラーであるメインミラー１０３と被写体測距のためのサブミラー１０４とを備えたミラーユニットと、ペンタプリズム１０５を備え、被写体像を観察するための光学ファインダユニット（以下、ファインダユニットと記載する）と、シャッタユニット１０８と、被写体光束による被写体像を撮像信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ１０９と、ＣＣＤ１０９の出力信号をＡＤ変換するＡＤＣ（ＡＤ変換器）１１０と、サブミラー１０４からの反射被写体光束を取り込み被写体測距を行う測距センサ１１１と、減速ギヤを介してメインミラー付勢バネをチャージするための駆動モータ１０７と、駆動モータ１０７の回転量を検出するＰＩ（フォトインタラプタ）１０７ａと、駆動モータ１０７の駆動制御するためのマイクロコンピュータとパワートランジスタ搭載回路により構成されるミラー制御部１１２と、測距センサ１１の出力に基づいて交換レンズ１０１のＡＦ制御を行うＡＦ制御部１１３と、ＡＤＣ１１０の出力に基づいて撮影画像データを生成するための画像処理部１１４とを具備している。
【０００６】
上記メインミラー１０３は、ファインダー観測状態に切り換えられたとき、ミラー制御部１１２より駆動制御され、ストッパ１１６に向けて加速駆動され、当て付けられ、被写体光束光路上に進入した進入位置Ｐ1 に停止する。また、撮影開始時においては、メインミラー１０３は、ミラー制御部１１２に駆動制御されてストッパ１１５に向けて加速回動駆動され、当て付けられ、被写体光束光路から退避した退避位置Ｐ2 に停止する。
【０００７】
図８は、上記従来の一眼レフカメラシステム１００におけるメインミラー１０３の回動制御における駆動モータ１０７の駆動電流とメインミラー１０３の位置の変化を示したタイムチャ−トである。なお、上記駆動モータには広く活用されているＤＣモータが適用される。メインミラー１０３を退避位置Ｐ2 に駆動するに先立ち、経過時間ｔ21にて駆動モータ１０７を駆動し、付勢バネのチャージ駆動を行う。ＰＩ１０７ａにより経過時間ｔ22にて駆動モータ１０７が所定の回転位置に到達したことが検出されたとき、駆動モータ１０７は、駆動状態から制動状態に切り替えられ、停止する。そして、撮影開始の経過時間ｔ23にて上記チャージ状態の付勢バネが解放され、メインミラー１０３が退避位置Ｐ2 に回動駆動される。その後、撮影終了に応じて別の付勢バネの付勢力でメインミラー１０３は、経過時間ｔ24にて進入位置Ｐ1 に回動駆動される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来のデジタル一眼レフカメラシステムのミラー制御部１１２によるミラー駆動方式において、高速撮影や高速連写に対応するためにミラーの高速駆動とともに撮影必要コマ数の確保に耐え得るだけの電力の消費を抑えることが要求されている。
【０００９】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、ミラーの高速駆動を可能とするとともに電力の消耗も抑えることができるクイックリターンミラー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】
【００１０】
本発明の請求項１記載のクイックリターンミラー駆動装置は、撮像光学系の光路上に入る焦点調節のための第一の位置と、上記撮像光学系の光路上から退避する撮像のための第二の位置との間を移動するクイックリターンミラー部と、上記クイックリターンミラー部を駆動するための駆動モータと、上記駆動モータに電力を供給する電源部と、上記クイックリターンミラー部を駆動中の駆動モータを停止させる際に発生する電気エネルギーを蓄積し、停止後、再び上記駆動モータが駆動する際に、上記電源部と共に蓄積した上記電気エネルギーを上記駆動モータに供給する電気エネルギー蓄積供給部とを具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ミラーの高速駆動を可能とするとともに電力の消耗を抑えることが可能なクイックリターンミラー駆動装置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】
【００１２】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第一の実施形態を適用するデジタル一眼レフカメラ（以下、一眼レフカメラと記載する）の構成を示す図である。図２は、上記一眼レフカメラのクイックリターンミラー駆動装置を構成するミラー制御部およびメインミラー駆動部のブロック構成図である。図３は、上記一眼レフカメラにおけるメインミラー駆動時における駆動モータの駆動電流の変化、制御用切り換えスイッチ群のオンオフ状態、および、メインミラー位置の変化を示すタイムチャートである。
【００１４】
本実施形態の一眼レフカメラ１００Ａは、撮影レンズを内蔵する交換レンズ１０１と、カメラボディ１０２Ａとからなる。
【００１５】
交換レンズ１０１は、図７で説明した従来の一眼レフカメラ１００に適用される交換レンズと同一の構成のものとする。
【００１６】
カメラボディ１０２Ａは、図１に示すように図７で説明した従来の一眼レフカメラ１００のカメラボディ１０２に対して特に駆動モータを駆動制御するためのミラー制御部１１２Ａの構成が異なっており、それぞれ以外の構成は、従来の一眼レフカメラ１００のカメラボディ１０２の構成と同様とする。従って、同一の構成部材に対しては、同一の符号を付し、以下、異なる部分について説明を行う。
【００１７】
本実施形態の一眼レフカメラ１００Ａは、ミラー付勢バネのチャージ終了時における駆動モータの制動エネルギをコンデンサに蓄え、電力の消費を抑えるように制御するミラー制御部１１２Ａを用いたミラー駆動方式を採用する。
【００１８】
ミラー制御部１１２Ａは、図２に示すように制御ＣＰＵ１０Ａと、制御ＣＰＵ１０Ａの制御信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃによってオンオフ制御される切り換えスイッチ群としてＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ１４，ＳＷ１５，ＳＷ１６と、ダイオードＤ２２，Ｄ２３と、モータブレーキ時の駆動モータ電流により電荷を蓄える電気エネルギー蓄積供給部としてのチャージ用コンデンサＣ２４と、コンデンサ残存電荷放電用抵抗Ｒ２５とを具備している。本ミラー制御部１１２Ａには、電源部であるバッテリの供給電圧Ｖbatが供給される。
【００１９】
チャージ用駆動モータ１０７にはミラー制御部１１２Ａのバッテリ供給電圧ＶbatラインがＳＷ１１を経由して印加され、減速ギヤ１０７ｂを経てメインミラー１０３のアップ駆動用の付勢バネＡ１０３ａ、および、ダウン駆動用の付勢バネＢ１０３ｂのチャージ駆動が行われる。なお、減速ギヤ１０７ｂの出力軸の回転位置を検出するＰＩ１０７ａの出力信号は、制御ＣＰＵ１０Ａに入力される。
【００２０】
駆動モータ１０７によってチャージ駆動された付勢バネＡ１０３ａ，付勢バネＢ１０３ｂは、制御ＣＰＵ１０Ａの制御信号Ｓｄによって制御される電磁スイッチ１７，１８のオンオフによってチャージ状態が解放され、クイックリターンミラーであるメインミラー１０３を進入位置Ｐ1 から第二の位置である退避位置Ｐ2 へ、または、退避位置Ｐ2 から第一の位置である進入位置Ｐ1 へそれぞれ回動駆動する。
【００２１】
上述した構成を有するミラー制御部１１２Ａによるメインミラーアップ、ダウン制御動作について、図３のタイムチャートを参照して説明する。
【００２２】
付勢バネＡ１０３ａのチャージを行う場合、ＳＷ１１をオン、ＳＷ１３をオン、ＳＷ１５をオンとし、コンデンサＣ２４に蓄積されている電荷による電圧を電源部であるバッテリの供給電圧Ｖbat に重畳させて駆動モータの高速駆動を開始する（経過時間ｔ1 ）。
【００２３】
バネチャージ開始から一定時間後（経過時間ｔ2 ）、ＳＷ１３，ＳＷ１５をオフ、ＳＷ１６をオンとすることにより、コンデンサＣ２４の残存電荷を放電する。ＰＩ１０７ａの検出信号によって駆動モータ１０７のバネチャージ終了回転位置が検出されたとき（経過時間ｔ3 ）、ＳＷ１１をオフ、ＳＷ１２をオン、ＳＷ１５をオンとし、駆動モータ１０７にブレーキを掛ける。駆動モータ１０７にて発電した電気エネルギをコンデンサＣ２４に蓄積する。
【００２４】
上記モータブレーキ動作開始から一定時間後の経過時間ｔ4 でＳＷ１４をオン、ＳＷ１５をオフとし、コンデンサＣ２４への電気エネルギーの蓄積を停止し、通常のショートブレーキにて駆動モータ１０７を停止させる。駆動モータ停止後（経過時間ｔ5 ）、ＳＷ１７をオンとすることにより、付勢バネＡ１０３ａのチャージを解放してメインミラー１０３の退避位置Ｐ2 へのアップ動作を開始させる。
【００２５】
また、経過時間ｔ6 にてＳＷ１８がオンとなると、メインミラー１０３は、上記退避位置Ｐ2 から進入値Ｐ1 へダウンする。
【００２６】
なお、経過時間ｔ5 からｔ6 の間でも上述した付勢バネＡ１０３ａのチャージ動作時と同様に付勢バネＢ１０３ｂに対してコンデンサＣ２４に対する電荷のチャージ、および、ディスチャージ動作が実行される。
【００２７】
上述した本実施形態の一眼レフカメラ１００Ａによると、メインミラー１０３をアップダウン駆動するための付勢バネ１０３ａ，１０３ｂのチャージ終了時における駆動モータ１０７の制動電気エネルギをコンデンサＣ２４に電荷として蓄積し、次のバネチャージ開始時に上記蓄積された電力をバッテリ供給電力に重畳させてバッテリの消費電力を抑えることによって、メインミラー１０３を高速駆動し、かつ、バッテリの電力の消耗を抑えることができる。
【００２８】
次に、本発明の第二の実施形態としてのミラー制御部を適用する一眼レフカメラについて、図４〜６を用いて説明する。
【００２９】
図４は、本実施形態のミラー制御部およびメインミラー駆動部のブロック構成図である。図５は、図４のミラー制御部に内蔵されるチャージポンプ回路のブロック構成である。図６は、上記一眼レフカメラにおける付勢バネチャージ動作時における駆動モータの駆動電流の変化、制御用切り換えスイッチ群のオンオフ状態の変化を示すタイムチャートである。
【００３０】
本実施形態の一眼レフカメラも前記第一の実施形態の一眼レフカメラ１００Ａと同様にミラー制御部以外は、図７で説明した従来の一眼レフカメラ１００と同一の構成のものとする。そして、本実施形態においては、制動エネルギをコンデンサに蓄え、電力の消費を抑えるように制御するミラー制御部１１２Ｂを用いたミラー駆動方式を採用する。
【００３１】
本実施形態に適用されるミラー制御部１１２Ｂは、図４に示すように制御ＣＰＵ１０Ｂと、チャージポンプ回路３１と、レギュレータ回路３２と、ダイオードＤ３３，Ｄ３４とを具備している。
【００３２】
ミラー制御部１１２Ｂにおいて、付勢バネのチャージ動作時に電源部であるバッテリの供給電圧Ｖbatは、レギュレータ回路３２の出力と重畳され、駆動モータ１０７に印加される。
【００３３】
チャージポンプ回路３１は、ブレーキ動作時における駆動モータの電流を後述するチャージ用コンデンサに蓄え、その蓄積電圧を昇圧する回路であり、図５に示すように制御ＣＰＵ１０Ｂの制御信号Ｓｆ，Ｓｇ，Ｓｈ，Ｓｉによってオンオフ制御される切り換えスイッチ群としてＳＷ４１，ＳＷ４２，ＳＷ４３，ＳＷ４４と、モータブレーキ時の駆動モータ電流Ｉを取り込み、電荷として蓄え、さらに、付勢バネチャージ動作時にレギュレータ回路３２に電力を供給する電気エネルギー蓄積供給部としてのチャージ用コンデンサＣ４５と、コンデンサ残存電荷放電用抵抗Ｒ４６とを具備している。
【００３４】
なお、チャージポンプ回路３１の電圧Ｖrefは、コンデンサＣ４５の両端の電圧をＶｃとし、レギュレータ回路３２のドロップ電圧分をＶｒとした場合、
Ｖｃ＋Ｖref−Ｖｒ＝Ｖbat
が成立するように予め調節されている。
【００３５】
レギュレータ回路３２は、チャージポンプ回路３１の出力電圧Ｖをバッテリ供給電圧Ｖbatに揃える機能を有する。
【００３６】
チャージ用駆動モータ１０７にはミラー制御部１１２のバッテリ供給電圧Ｖbatがレギュレータ回路３２の出力と重畳されて印加され、減速ギヤ１０７ｂを経てメインミラー１０３のアップ駆動用の付勢バネＡ１０３ａ、および、ダウン駆動用の付勢バネＢ１０３ｂのチャージ駆動が行われる。なお、減速ギヤ１０７ｂの出力軸の回転位置を検出するＰＩ１０７ａの出力信号は、制御ＣＰＵ１０Ｂに入力される。
【００３７】
駆動モータ１０７によってチャージ駆動された付勢バネＡ１０３ａ，付勢バネＢ１０３ｂは、制御ＣＰＵ１０Ｂの制御信号Ｓｄによってオンオフ制御される電磁スイッチ１７，１８によってチャージ状態が解放され、該付勢バネ１０３ａ，１０３ｂの付勢力によってクイックリターンミラーであるメインミラー１０３が進入位置Ｐ1 から第二の位置である退避位置Ｐ2 へ、または、退避位置Ｐ2 から第一の位置である進入位置Ｐ1 へそれぞれ回動駆動される。
【００３８】
上述した構成を有するミラー制御部１１２Ｂによるメインミラーアップ、ダウン制御動作について、図６のタイムチャートを参照して説明する。
【００３９】
付勢バネＡ１０３ａのチャージを行う場合、スイッチ４１，４２のオフの状態でＳＷ４３をオンとし、コンデンサＣ４５に蓄積されている電荷による電圧Ｖをレギュレータ回路３２を経てバッテリの供給電圧Ｖbat に重畳させて駆動モータの高速駆動を開始する（経過時間ｔ11）。
【００４０】
バネチャージ開始から一定時間後（経過時間ｔ12）、ＳＷ４３をオフ後、ＳＷ４４をオンとすることにより、コンデンサＣ４５の残存電荷を放電する。ＰＩ１０７ａの検出信号によって駆動モータ１０７のバネチャージ終了回転位置が検出されたとき（経過時間ｔ13）、ＳＷ４１，ＳＷ４２をオンとし、駆動モータ１０７にブレーキを掛ける。駆動モータ１０７にて発電した電気エネルギをコンデンサＣ４５に蓄積する。
【００４１】
以後の動作は、前記第一の実施形態の場合の制御動作と同一である。
【００４２】
上述した本実施形態の一眼レフカメラのミラー制御部１１２Ｂによると、前記第一の実施形態のミラー制御部１１２Ａを適用した場合と同様の効果を奏し、コンデンサＣ４５に蓄積されたモータブレーキ時の電力をバッテリ供給電力に重畳させることによってバッテリの消費電力を抑えることができる。
【００４３】
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】
【００４４】
本発明によるクイックリターンミラー駆動装置は、ミラーの高速駆動を可能とするとともに低消費電力化も実現可能なクイックリターンミラー駆動装置としての利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第一の実施形態を適用する一眼レフカメラの構成を示す図である。
【図２】図１の一眼レフカメラのミラー制御部およびメインミラー駆動部のブロック構成図である。
【図３】図１の一眼レフカメラにおけるメインミラー駆動時における駆動モータの駆動電流の変化、制御用切り換えスイッチ群のオンオフ状態、および、メインミラー位置の変化を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の第二の実施形態の一眼レフカメラにおけるミラー制御部およびメインミラー駆動部のブロック構成図である。
【図５】図４のミラー制御部に内蔵されるチャージポンプ回路のブロック構成である。
【図６】図４の一眼レフカメラにおける付勢バネチャージ動作時における駆動モータの駆動電流の変化、制御用切り換えスイッチ群のオンオフ状態の変化を示すタイムチャートである。
【図７】従来の一眼レフカメラの構成を示す図である。
【図８】図７の従来の一眼レフカメラシステムにおけるメインミラーの回動制御における駆動モータの駆動電流とメインミラーの位置の変化を示したタイムチャ−トである。
【符号の説明】
【００４６】
Ｃ２４，Ｃ４５…コンデンサ（電気エネルギ蓄積供給部）
１０１…交換レンズ（撮像光学系）
１０３…メインミラー（クイックリターンミラー部）
１０７…駆動モータ
Ｐ1 …進入位置（第一の位置）
Ｐ2 …退避位置（第二の位置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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