(57)【要約】【課題】ミラー駆動の静音化とバウンドの抑制に効果的で、簡易的な構成でミラー駆動位置を高精度に制御可能なミラー駆動装置および撮像装置を提供すること。【解決手段】撮影光路内に位置するミラーダウン位置と、撮影光路外に位置するミラーアップ位置との間で回動可能なメインミラーと、メインミラーを回動させる駆動手段と、入射光束を受光する第１の検出手段を備え、入射光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、メインミラーと連動して回動し、第１の検出手段によって検出可能なパターンが形成されたサブミラーと、メインミラーの駆動に連動して、サブミラーを回動させるサブミラー駆動手段と、第１の検出手段によって検出されたパターンに対応する領域を含む部分の光量分布を用いて、駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2016099387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光路内に位置するミラーダウン位置と、前記撮影光路外に位置するミラーアップ位置との間で回動可能なメインミラーと、
前記メインミラーを回動させる駆動手段と、
入射光束を受光する第１の検出手段を備え、前記入射光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記メインミラーと連動して回動し、前記第１の検出手段によって検出可能なパターンが形成されたサブミラーと、
前記メインミラーの駆動に連動して、前記サブミラーを回動させるサブミラー駆動手段と、
前記第１の検出手段によって検出された前記パターンに対応する領域を含む部分の光量分布を用いて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするミラー駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記メインミラーが前記ミラーダウン位置に位置するときの前記光量分布から算出された第１の検出結果と、前記メインミラーの現在位置における前記光量分布から算出された第２の検出結果に基づいて、前記メインミラーを前記ミラーダウン位置に位置するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のミラー駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記メインミラーが前記ミラーアップ位置から前記ミラーダウン位置に回動する際に、前記焦点検出手段が前記パターンを検出可能な位置から前記メインミラーを減速させるように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のミラー駆動装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、超音波モータであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のミラー駆動装置。
【請求項５】
前記サブミラー駆動手段は、前記メインミラーの回動軸に取り付けられた太陽ギヤと、前記太陽ギヤと噛み合う遊星ギヤと、第１端が前記サブミラーに取り付けられ、第２端が前記メインミラーに取り付けられた付勢ばねと、を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のミラー駆動装置。
【請求項６】
前記ミラーダウン位置よりも下側であって、前記焦点検出手段が前記パターンを検出可能な範囲に位置し、前記メインミラーの回転を規制する回転規制部材を更に有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置のミラー駆動装置。
【請求項７】
ファインダ光学系と、
撮影光路内に位置する前記ファインダ光学系に被写体像を導光するミラーダウン位置と、前記撮影光路外に位置するミラーアップ位置との間で回動可能なメインミラーと、
前記メインミラーを回動させる駆動手段と、
入射光束を受光する第１の検出手段を備え、前記入射光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記メインミラーと連動して回動し、前記第１の検出手段によって検出可能なパターンが形成されたサブミラーと、
前記メインミラーの駆動に連動して、前記サブミラーを回動させるサブミラー駆動手段と、
前記第１の検出手段によって検出された前記パターンに対応する領域を含む部分の光量分布を用いて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記メインミラーが前記ミラーアップ位置に位置することを検出可能な第２の検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、前記メインミラーが前記ミラーアップ位置に位置するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記メインミラーによって前記ファインダ光学系に導光された前記被写体像を測光する測光センサであることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミラー駆動装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一眼レフカメラのミラーは、レンズから導入される光束をファインダに導くために撮影光路中に位置するファインダ観察位置と、撮像素子までの光路を確保するために撮影光路から退避する退避位置を往復回動する。ギヤ列を介してモータに連結するカムギヤの駆動力や、付勢ばねの解放力により高速で駆動するミラーは当接部材に衝突することで各位置にて停止するが、その際の衝撃によりミラーのバウンドや衝突音が発生する。特に、ミラーのファインダ観察位置には、ミラーを光路内で精度良く位置決めするために、硬質で変形が少ない当接部材が配置されるので、当接部材による衝撃吸収が少なく、大きな衝突音やバウンドが発生しやすい。
【０００３】
このようなカメラにおいて、ミラーの駆動時に発生するギヤ列の摩擦音や衝突音、バウンドを低減するために、様々な提案がなされている。例えば、特許文献1では、圧電素子からなるステータを、ミラーの回動軸に外接するように配置し、ミラーの回動軸を超音波モータのロータとして用いている。そのため、圧電素子により直接ミラーの回動軸を駆動および保持が可能となるため、ギヤ列や駆動部品を廃止することができ、結果として駆動音が低減される。また、特許文献２では、フォトリフレクタなどの光学素子やスイッチを利用した位置検出装置によりミラーが停止位置に到達したことを検出している。そして、超音波モータの保持トルクによりミラーを保持することで、当接部材を廃止し、衝突音を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８７０１６８号公報
【特許文献２】特開平２−１２３３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、当接部材にミラーが衝突して停止するときに、圧電素子に大きい負荷がかかるため、破損するおそれがある。また、特許文献２に開示された従来技術では、位置検出装置によって超音波モータの回転量を制御し、当接部材に衝突することなくミラーを停止させることで、超音波モータが破損することを防いでいる。しかしながら、高い位置精度が要求されるファインダ観察位置にミラーを停止させるため、位置精度の良いセンサや、スイッチの位置調整が必要となる。その結果、メカ構成の複雑化や部品点数が増加するため、コストアップとなってしまう。
【０００６】
このような課題を鑑みて、本発明は、ミラー駆動の静音化とバウンドの抑制に効果的で、簡易的な構成でミラー駆動位置を高精度に制御可能なミラー駆動装置および撮像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】
【０００７】
本発明の一側面としてのミラー駆動装置は、撮影光路内に位置するミラーダウン位置と、前記撮影光路外に位置するミラーアップ位置との間で回動可能なメインミラーと、前記メインミラーを回動させる駆動手段と、入射光束を受光する第１の検出手段を備え、前記入射光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、前記メインミラーと連動して回動し、前記第１の検出手段によって検出可能なパターンが形成されたサブミラーと、前記メインミラーの駆動に連動して、前記サブミラーを回動させるサブミラー駆動手段と、前記第１の検出手段によって検出された前記パターンに対応する領域を含む部分の光量分布を用いて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の側面としての撮像装置は、ファインダ光学系と、撮影光路内に位置する前記ファインダ光学系に被写体像を導光するミラーダウン位置と、前記撮影光路外に位置するミラーアップ位置との間で回動可能なメインミラーと、前記メインミラーを回動させる駆動手段と、入射光束を受光する第１の検出手段を備え、前記入射光束を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、前記メインミラーと連動して回動し、前記第１の検出手段によって検出可能なパターンが形成されたサブミラーと、前記メインミラーの駆動に連動して、前記サブミラーを回動させるサブミラー駆動手段と、前記第１の検出手段によって検出された前記パターンに対応する領域を含む部分の光量分布を用いて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ミラー駆動の静音化とバウンドの抑制に効果的で、簡易的な構成でミラー駆動位置を高精度に制御可能なミラー駆動装置および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラの構成図である。
【図２】焦点検出装置の内部構成図である。
【図３】イメージセンサ上の構成図である。
【図４】カメラにおける撮像素子上にイメージセンサの光電変換素子列および焦点検出フレームを逆投影した図である。
【図５】ミラーユニットの上面図である。
【図６】超音波モータに印加する波形を示した図である。
【図７】超音波モータの駆動周波数と回転速度の特性図である。
【図８】ミラーユニット、サブミラー駆動ユニット、超音波モータの構成図である。
【図９】サブミラーを撮影レンズ側から見た図である。
【図１０】イメージセンサの受光面にパターンを投影した図である。
【図１１】イメージセンサの要部拡大図である。
【図１２】ミラーユニットを側面から見た図である。
【図１３】イメージセンサの要部拡大図である。
【図１４】カメラの電気回路の構成図である。
【図１５】メインミラーの位置に対応するイメージセンサの要部拡大図である。
【図１６】メインミラー位置と測光値の関係図である。
【図１７】ミラーアップ駆動処理の動作フローチャートである。
【図１８】メインミラー位置復帰処理の動作フローチャートである。
【図１９】ミラーダウン駆動処理の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について、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。本実施形態では、撮像装置としてデジタル一眼レフカメラ（以下、カメラという）を取り上げて説明する。
[カメラの構成]
図１は、本発明の実施形態に係るカメラの構成図である。
【００１２】
撮影レンズ１０１を通過した被写体像は、撮像素子１０２で結像する。
【００１３】
ミラーユニット１２０は、箱型形状のミラーボックス（ミラー駆動装置）１１７に内設されており、メインミラー１０３、サブミラー１０８、サブミラー駆動ユニット１２１、メインミラー保持枠１２３、サブミラー保持枠１２４から構成される。
【００１４】
メインミラー１０３は、半透過部を有し、回動軸１０３ａを中心に回動可能である。サブミラー１０８は、メインミラー１０３の動作に連動して、回動軸１０８ａを中心にメインミラー１０３に対して折り畳みおよび展開回動が可能である。
【００１５】
メインミラー１０３は、撮影時には撮像素子１０２に被写体像を導光するため、撮影光路外に退避する（図中点線で示した位置、以下退避状態と呼ぶ）。このとき、サブミラー１０８は、図中点線で示した位置に位置する。そして、ファインダ観察および焦点検出時には、メインミラー１０３は、撮影光路内に斜設される（図中実線で示した位置、以下ファインダ観察状態と呼ぶ）。以下、退避状態とファインダ観察状態におけるメインミラー１０３の位置を、それぞれ退避位置（ミラーアップ位置）、ファインダ観察位置（ミラーダウン位置）と呼ぶ。
【００１６】
ファインダ観察状態において、撮影レンズ１０１を通過した光束は、メインミラー１０３によって上方に反射され、ピント板１０４、ペンタプリズム１０５、接眼レンズ１０６、測光センサ（第２の検出手段）１０７で構成されるファインダ光学系に導かれる。
【００１７】
また、メインミラー１０３の半透過部を通過した入射光束は、図中実線で示した位置のサブミラー１０８によって下方に反射され、位相差式の焦点検出装置（焦点検出手段）１０９に入射する。
[焦点検出装置の構成]
図２は、焦点検出装置１０９の内部構成図である。焦点検出装置１０９は、フィールドレンズ１１２、一対の開口部を有する絞り１１３、一対の射出面を有する２次結像レンズ１１４、一対の光電変換素子（受光領域）列からなるイメージセンサ（第１の検出手段）１１５を備えている。焦点検出装置１０９に入射した光束１０１ａは、撮影レンズ１０１の結像面、すなわち撮像素子１０２と光学的共役な位置関係にある１次結像面１０２ａで一度結像する。そして、光束１０１ａは、視野マスク１、および撮影レンズ１０１の瞳１０１ｂと２次結像レンズ１１４の入射瞳を結像させるフィールドレンズ１１２を通過した後、全反射ミラー２により図中左方に光路を変換される。その後、光束１０１ａは、赤外線カットガラス３、絞り１１３、２次結像レンズ１１４を介してイメージセンサ１１５上に一対の被写体像を形成する。
[イメージセンサの構成]
図３は、イメージセンサ１１５上の構成を示している。イメージセンサ１１５上における一方の被写体像が形成される領域には、３つの光電変換素子列４ａ，５ａ，６ａが設けられている。また、他方の被写体像が形成される領域には、３つの光電変換素子列４ｂ，５ｂ，６ｂが設けられている。すなわち、イメージセンサ１１５上には、２次結像レンズ１１４の一対の射出面に対応して、それぞれ一対の光電変換素子列（４ａ，４ｂ），（５ａ，５ｂ），（６ａ，６ｂ）が設けられている。また、光電変換素子列４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂは、それぞれ領域（１）、（２）、（３）に分割されている。
【００１８】
図４は、撮像素子１０２上にイメージセンサ１１５の光電変換素子列４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂおよび焦点検出フレームを逆投影し、撮影レンズ１０１側から見た図である。
【００１９】
撮像素子１０２上では、それぞれの一対の光電変換素子列（４ａ，４ｂ），（５ａ，５ｂ），（６ａ，６ｂ）はほぼ一致して重なり、図４中に光電変換素子列４，５，６として示されている。また、焦点検出フレーム７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅは、ファインダ視野内に表示する焦点検出フレームを撮像素子１０２上に逆投影したものである。
【００２０】
ここで、前述したように、光電変換素子列４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂは領域（１）、（２）、（３）に分割されており、逆投影された光電変換素子列４，５，６も領域（１）、（２）、（３）に対応して３つに分割されている。そして、分割された領域がそれぞれ１つの焦点検出領域を形成している。これら焦点検出領域に対応して、焦点検出フレーム７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅが設けられている。
【００２１】
以上のような構成により、ファインダ視野内の焦点検出フレーム７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅに目標とする被写体を合わせることで、撮影レンズ１０１の焦点調節状態を検出することができる。
[ミラーユニットの構成]
図５は、ミラーユニット１２０の上面図である。メインミラー１０３は、メインミラー保持枠１２３に保持され、回動軸１０３ａを中心に回動する。回動軸１０３ａは、ミラーボックス１１７に軸支されている。
【００２２】
超音波モータ（駆動手段）１１０は、ミラーボックス１１７の側面に配置され、駆動ギヤ１２２を介して回動軸１０３ａに直結している。したがって、超音波モータ１１０の回転が駆動ギヤ１２２を介して回動軸１０３ａに伝達されることで、メインミラー１０３はファインダ観察位置と退避位置の間を回動する。
【００２３】
次に、超音波モータ１１０の駆動制御方法について説明する。
【００２４】
図６は、超音波モータ１１０に印加する波形を示した図である。超音波モータ１１０に配置された４つの端子Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋，Ｂ−に対し、周波数・パルス幅・電圧振幅によって決まる電圧短形波を印加することで、超音波モータ１１０を駆動させる。このとき、端子Ａ−の波形は端子Ａ＋の波形から２分の１周期だけ位相をずらしたものであり、端子Ｂ＋の波形は端子Ａ＋の波形から４分の１周期だけ位相のずらしたものである。
【００２５】
図７は、超音波モータ１１０の駆動周波数と回転速度の特性図であり、横軸は駆動周波数、縦軸は回転速度を表している。超音波モータ１１０は、高い駆動周波数から周波数を下げていくと回転速度が徐々に上がっていく傾向があり、ある周波数をピークに速度が急激に落ちるような特性をもっている。また、パルス幅が大きいほど駆動周波数−回転速度の特性のカーブが大きくなるといった傾向がある。そこで、このような特性を利用して、パルス幅や周波数を変更することで、回転速度を変更することが可能である。
【００２６】
図８はミラーユニット１２０、サブミラー駆動ユニット１２１、超音波モータ１１０の構成図であり、（ａ）はファインダ観察状態、（ｂ）は退避状態である。図中において、超音波モータ１１０を時計回り（以下ＣＷと呼ぶ）に回転させると、メインミラー１０３はミラーアップし、超音波モータ１１０を反時計回り（以下ＣＣＷと呼ぶ）に回転させると、メインミラー１０３はミラーダウンする。
【００２７】
メインミラー１０３がファインダ観察位置と退避位置に達した時に、超音波モータ１１０の回転を停止させ、保持トルクによりメインミラー１０３を停止状態に保持する。そのため、特開２００８−１７５９２０号公報に示されるように、バネの付勢力を用いたミラーユニットと異なり、メインミラー１０３の停止位置であるファインダ観察位置と退避位置に当接部材を必要としない。したがって、ミラー停止時に当接部材と衝突しないため、バウンドや衝突音を低減可能であり、静音化や振動によるカメラぶれに効果的である。
[サブミラー駆動機構]
図８において、サブミラー１０８は、サブミラー保持枠１２４に保持され、メインミラー保持枠１２３に対して回動軸１０８ｂを中心に回動する。
【００２８】
サブミラー駆動ユニット１２１は、太陽ギヤ１１６、遊星ギヤ１１８、付勢ばね１１９で構成されている。太陽ギヤ１１６は、メインミラー１０３の回動軸１０３ａの回転中心上において、ミラーボックス１１７の側面に固定されている。遊星ギヤ１１８は、サブミラー保持枠１２４と一体化し、回動軸１０８ｂを回転中心として配置されている。遊星ギヤ１１８がメインミラー１０３の回転とともに太陽ギヤ１１６とかみ合うことで、サブミラー１０８は回動する。付勢ばね１１９は、サブミラーの回動軸１０８ｂを中心として、第１端をサブミラー１０８、第２端をメインミラー１０３に取り付けている。付勢ばね１１９の付勢力によって太陽ギヤ１１６と遊星ギヤ１１８の間の歯の隙間を常にミラーダウン方向へ寄せ、サブミラー１０８の位置精度の向上を図っている。
【００２９】
サブミラー１０８の回転角度は、メインミラー１０３の回転角度に対して、太陽ギヤ１１６と遊星ギヤ１１８のギヤ比の関係から決定する。そのため、メインミラー１０３の退避位置からの回動駆動量に対して、サブミラー１０８の退避位置からの回動駆動量は１対１に決定する。
【００３０】
以下、メインミラー１０３がファインダ観察位置に停止しているときのサブミラー１０８の位置もファインダ観察位置と呼ぶ。なお、退避位置についても同様とする。
【００３１】
サブミラー駆動ユニット１２１により、サブミラー１０８を停止および保持するための当接部材を必要としないため、衝突が発生せず、摩耗によるサブミラー１０８の位置変化がない。そのため、常に高い精度で焦点検出が可能となる。
[サブミラー上のパターンの説明]
図９は、サブミラー１０８を撮影レンズ１０１側から見た図である。サブミラー１０８の反射面側には、パターン８ａ，８ｂが、反射率が極めて低い黒色の低反射性塗料を印刷するなどの手法により形成されている。
【００３２】
また、パターン８ａ，８ｂは、イメージセンサ１１５上の一対の光電変換素子列（４ａ，４ｂ），（６ａ，６ｂ）の領域（３）でそれぞれ検出可能なように、領域（３）に対応したサブミラー１０８上の位置に形成されている。
【００３３】
以上のような構成により、サブミラー１０８上に形成されたパターン８ａ，８ｂをイメージセンサ１１５により検出することで、サブミラー１０８の位置とファインダ観察位置との位置関係が検出可能となる。以下、この点について具体的に説明する。
[パターン検出原理]
サブミラー上のパターン検出方法は、特開２００２−７２０７１号公報において公知であるため、概要を簡略して述べる。
【００３４】
まず、イメージセンサ１１５によるパターン８ａ，８ｂの検出方法について説明する。図１０は、サブミラー１０８の静止位置がファインダ観察位置である初期状態において、イメージセンサ１１５上にサブミラー１０８上のパターン８ａ，８ｂを投影した図である。光電変換素子列（４ａ，４ｂ）の領域（３）上には、パターン８ａに対応した領域（以下、パターン対応領域という）（９ａ，９ｂ）がある。光電変換素子列（６ａ，６ｂ）の領域（３）上には、パターン８ｂに対応した領域（９ｃ，９ｄ）がある。一対のパターン対応領域（９ａ，９ｂ），（９ｃ，９ｄ）は、所定の間隔が形成されている。
【００３５】
図１１は、光電変換素子列(４ａ，４ｂ)上のパターン対応領域(９ａ，９ｂ)の付近の拡大図である。光量分布信号１０ａ，１０ｂは、光電変換素子列（４ａ，４ｂ）から出力される、光電変換素子列（４ａ，４ｂ）上におけるパターン対応領域（９ａ，９ｂ）を含む部分の光量分布に応じた信号である。パターン対応領域間隔Ｚ０は、光量分布信号１０ａ，１０ｂより所定のパターン対応領域間隔検出処理（一般的な像間隔検出処理と同様の処理）を経て得られるパターン対応領域（９ａ，９ｂ）の間隔である。パターン対応領域間隔Ｚ０は、サブミラー１０８の静止位置がファインダ観察位置である初期状態におけるパターン対応領域間隔となる。
【００３６】
また、サブミラー１０８上のパターン８ａは、撮影レンズ１０１と１次結像面１０２ａとの間に位置するので、撮影レンズ１０１の焦点調節状態による影響を受けない。そのため、パターン対応領域間隔Ｚ０はどのような焦点調節状態であっても常に一定である。すなわち、パターン対応領域間隔Ｚ０は、被写体と光学部材であるサブミラー１０８の位置に依存している。
[サブミラーの位置変化の検出原理]
次に、サブミラー１０８の静止位置が変化した場合について説明する。図１２に示すように、サブミラー１０８の静止位置が回動軸１０８ａを中心にして位置１０８’に変化した場合を考える。このとき、メインミラー１０３の位置も回動軸１０３ａを中心に位置１０３’に変化する。
【００３７】
サブミラー１０８の静止位置がファインダ観察位置である初期状態では、撮影レンズ１０１を通過した光束１０１ａは、メインミラー１０３を通過後、サブミラー１０８によって図中下方に光路を変換されて光束１０１ｃとなり、焦点検出装置１０９に導かれる。一方、サブミラー１０８の静止位置が１０８’の位置に変化した場合は、撮影レンズ１０１の光束１０１ａは位置１０３’のメインミラー１０３を通過した後、位置１０８’のサブミラー１０８によって光路を変換されて光束１０１ｃ’となる。したがって、１次結像面１０２ａの位置も図中左方かつ上方にずれながら傾き、図中点線で示される位置１０２ａ’に変化する。
【００３８】
図１３は、サブミラー１０８の静止位置が１０８’の位置に変位した場合のイメージセンサ１１５上でのパターン対応領域の位置変化を示す図である。前述したように、１次結像面１０２ａが撮影レンズ１０１側に移動して位置１０２ａ’に移動すると、１次結像面１０２ａからイメージセンサ１１５までの光路長が長くなる。そのため、パターン対応領域（９ａ，９ｂ）は、互いに間隔が広がる方向に移動し、図中に実線で示されるパターン対応領域（９ａ’，９ｂ’）となる。パターン対応領域の移動に伴い、イメージセンサ１１５からの光量分布信号１０ａ，１０ｂ（点線で図示）も、図中に実線で示される光量分布信号１０ａ’，１０ｂ’となる。
【００３９】
このように、光量分布信号１０ａ’，１０ｂ’に対してパターン対応領域間隔検出処理を行うと、サブミラー１０８の静止位置変化後のパターン対応領域間隔Ｚ１が算出される。初期状態のパターン対応領域間隔（基準となる位置間隔情報）Ｚ０とサブミラー１０８の静止位置変化後のパターン対応領域間隔（位置間隔情報）Ｚ１から次の式（数１）によりパターン対応領域間隔のずれ量ΔＺ１を算出することができる。
【００４０】
ΔＺ１＝Ｚ１−Ｚ０                                  （数１）
ずれ量ΔＺ１から、サブミラー１０８の静止位置が変化したかどうかが検出可能となる。
【００４１】
なお、図１１〜図１３の説明において、イメージセンサ１１５上におけるサブミラー１０８のパターン８ａに対応したパターン対応領域（９ａ，９ｂ）について説明したが、パターン８ｂに対応したパターン対応領域（９ｃ，９ｄ）についても同様である。
[ミラーアップダウン時の駆動制御ブロック構成]
図１４は、カメラの電気回路の構成図である。ＣＰＵ（制御手段）２０は、ミラー駆動制御および他の制御を司る。超音波モータ駆動回路２１は、ＣＰＵ２０によって制御され、超音波モータ１１０を駆動する。
【００４２】
ミラーダウン時は焦点検出装置１０９でサブミラーのパターン８ａ，８ｂを検出するが、ミラーアップ時は測光センサ１０７の出力により、メインミラー１０３の位置を検出する。
[ミラーアップからミラーダウンの検出方法]
焦点検出装置１０９から得られるパターン対応領域間隔のずれ量ΔＺ１から、メインミラー１０３の位置を検出する方法について説明する。メインミラー１０３の位置の状態は、パターン対応領域間隔のずれ量ΔＺ１の値から、可動範囲を４つの状態に分けることが可能である。
【００４３】
図１５（ａ）はメインミラー１０３の位置の４つの状態を表した図であり、（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）はそれぞれ（ａ）の状態（i），（ii），（iii），（iv）に対応したイメージセンサ１１５上でのパターン対応領域間隔を示している。
【００４４】
図１５（ａ）において、回転規制部材１１１は、ミラーボックス１１７の内側に、ファインダ観察位置よりも下側の位置で焦点検出装置１０９の検出範囲内に配置されている。回転規制部材１１１により、メインミラー１０３の可動範囲は、退避位置から焦点検出装置１０９の検出範囲内である回転規制部材１１１の位置までの範囲に規制される。そのため、焦点検出装置１０９の出力に変化がない場合、メインミラー１０３は必ず、退避位置側の焦点検出範囲外を駆動していることになる。また、回転規制部材１１１は、カメラの使用者が誤って、あるいは故意にメインミラー１０３を手で動かそうとした場合や、カメラの落下衝撃時に、メインミラー１０３がミラーボックス１１７の底面に衝突するのを防いでいる。
【００４５】
図１５（ａ）の状態（i）では、メインミラー１０３が焦点検出範囲外に位置している。このとき、対応する図１５（ｂ）において、パターン８ａに対応した領域９ａ’ｘ，９ｂ’ｘは、光電変換素子列（４ａ，４ｂ）の領域（３）上には現れないため、パターン対応領域間隔Ｚ１は検出されない。そのため、現在位置で検出したパターン対応領域間隔Ｚ１とファインダ観察位置におけるパターン対応領域間隔Ｚ０の差分から求められるずれ量ΔＺ１は、式（数１）よりΔＺ１＝−Ｚ０となる。
【００４６】
図１５（ａ）の状態（ii）では、メインミラー１０３が焦点検出範囲内でファインダ観察位置よりも上側に位置している。このとき、対応する図１５（ｃ）において、パターン対応領域（９ａ’ｙ，９ｂ’ｙ）は、ファインダ観察時におけるパターン対応領域（９ａ，９ｂ）に対して、互いに間隔が広がる位置にある。したがって、パターン対応領域間隔Ｚ１は、パターン対応領域間隔Ｚ０よりも大きくなる。その結果、ずれ量ΔＺ１は、ΔＺ１＞０となる。
【００４７】
図１５（ａ）の状態（iii）は、メインミラー１０３がファインダ観察位置に到達した場合である。このとき、対応する図１５（ｄ）において、パターン対応領域間隔Ｚ１は、ファインダ観察位置におけるパターン対応領域間隔Ｚ０と一致するため、ずれ量はΔＺ１＝０となる。
【００４８】
図１５（ａ）の状態（iv）では、メインミラー１０３が焦点検出範囲内でファインダ観察位置よりも下側に位置している。このとき、対応する図１５（ｅ）において、パターン対応領域（９ａ’ｗ，９ｂ’ｗ）は、ファインダ観察時におけるパターン対応領域（９ａ，９ｂ）に対して、互いに間隔が狭まる位置にある。そのため、パターン対応領域間隔Ｚ１は、パターン対応領域間隔Ｚ０よりも小さくなる。その結果、ずれ量ΔＺ１は、―Ｚ０＜ΔＺ１＜０となる。
【００４９】
このように、焦点検出装置１０９をメインミラー１０３の位置検出に利用すれば、新たな位置検出センサを必要としないため、簡易的な構成となり、コストダウンに効果的である。
【００５０】
以上を踏まえ、焦点検出装置１０９の検出結果を用いたメインミラー１０３の位置の制御手段について述べる。
【００５１】
まず、メインミラー１０３がファインダ観察位置に位置する場合のサブミラー１０８上のパターン８ａ，８ｂを、焦点検出装置１０９により検出を行う。そして、その検出結果であるパターン対応領域間隔Ｚ０をＣＰＵ２０に記憶する。
【００５２】
メインミラー１０３が退避位置から、ファインダ観察位置に向けて駆動開始後、メインミラー１０３が停止するまで、焦点検出装置１０９によりサブミラー１０８上のパターン８ａ、８ｂをリアルタイムに検出する。
【００５３】
焦点検出装置１０９により検出したパターン対応領域間隔Ｚ１の値と、あらかじめＣＰＵ２０に記憶していた初期状態のパターン対応領域間隔Ｚ０の値から、パターン対応領域間隔のずれ量ΔＺ１を式（数１）から演算する。そして、演算結果より、サブミラー１０８のファインダ観察位置からの移動量とメインミラー１０３の位置を算出する。
【００５４】
メインミラー１０３がファインダ観察位置に到達したことを検出した時、メインミラー１０３を駆動している超音波モータ１１０の制御を調整することで、メインミラー１０３をファインダ観察位置に停止させる。
【００５５】
また、メインミラー１０３が図１４（ａ）の状態（ii）の範囲に入ってきた場合、減速するように超音波モータ１１０を制御することで、停止位置精度を向上させることが可能である。
[ミラーダウンからミラーアップの検出方法]
次に、ファインダ観察位置から退避位置に、測光センサ１０７の結果を用いてメインミラー１０３を駆動および停止する制御方法について説明する。
【００５６】
退避位置に関しては、メインミラー１０３は撮像素子１０２に光を導光させるのに、有効光束をけらないように退避すればよいため、メインミラー１０３が退避位置に到達されたかどうかを確認できればよい。本実施形態では、メインミラー１０３が退避位置に到達したかどうかを測光センサ１０７の出力を利用して検出し、超音波モータ１１０によって制御を行う。
【００５７】
図１６は、メインミラー１０３の位置と測光センサ１０７の測光値の関係図であり、横軸はメインミラー１０３の位置、縦軸は測光センサ１０７の測光値を表している。また、測光値Ｘは、ある位置にメインミラー１０３が位置しているときの測光値である。
【００５８】
メインミラー１０３がファインダ観察位置に位置する場合、撮影光束はメインミラー１０３によって反射され、測光センサ１０７に導光される。したがって、測光センサ１０７の測光値Ｘは、最大となる。
【００５９】
メインミラー１０３が退避位置に向けて回動するにつれて、メインミラー１０３の反射面が上昇し、反射光が減少する。その結果、測光センサ１０７で受光する光量が減少する。
【００６０】
メインミラー１０３が退避位置に到達すると、メインミラー１０３の反射光がなくなるため、測光センサ１０７での受光する光量がほぼ０となる。すなわち、測光値Ｘはほぼとなる。
【００６１】
本実施形態では、上述した測光センサ１０７の出力の変化を利用して、メインミラー１０３の位置を検出する。メインミラー１０３がファインダ観察位置から退避位置への駆動を開始後、測光センサ１０７によって、リアルタイムに測光値Ｘの検出を行う。測光センサ１０７の測光値Ｘがほぼ０になると、メインミラー１０３の位置が退避位置に到達したことをＣＰＵ２０によって検出する。そして、超音波モータ駆動回路２１を介して、超音波モータ１１０を制御することで、メインミラー１０３を停止させる。
【００６２】
また、測光値Ｘが一定以下の値となったときに、減速するように超音波モータ１１０を制御すれば、停止位置精度の向上となる。
【００６３】
ファインダ観察位置から退避位置にメインミラー１０３を駆動し、停止する方法については、測光センサ１０７の出力だけでなく、フォトカプラやスイッチを利用してメインミラー１０３の位置が退避位置に到達したことを検出し、制御する方式を採用してもよい。
[ミラーアップ駆動処理]
ミラーアップの駆動動作について、図１７のフローチャートを用いて説明する。
【００６４】
まず、ファインダ観察状態にあるカメラのミラー駆動機構を退避状態に変更する場合、図１７に示す「ミラーアップ駆動処理」が実行される。
【００６５】
ステップＳ１では、サブミラー上のパターン８ａ、８ｂから、焦点検出装置１０９によってパターン対応領域間隔Ｚ１を検出する。
【００６６】
ステップＳ２では、ステップＳ１で検出したパターン対応領域間隔Ｚ１とあらかじめＣＰＵ２０に記憶しておいた初期値であるパターン対応領域間隔Ｚ０から、ΔＺ１が０であるかどうか（ΔＺ１＝０）をチェックする。ΔＺ１が０である場合、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察状態で保持されている場合、ステップＳ３に進む。ΔＺ１が０でない場合、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察状態で保持されていない場合、ステップＳ７に進み、メインミラー１０３をファインダ観察位置に復帰させるサブルーチンの処理を行う。
【００６７】
ステップＳ３では、超音波モータ駆動回路２１が超音波モータ１１０に対してＣＷ方向への駆動電圧を印加することで、超音波モータ１１０が回転する。メインミラー１０３は、超音波モータ１１０の回転によって、ミラーアップ駆動する。
【００６８】
ステップＳ４では、測光センサ１０７によりリアルタイムに測光を行い、測光値Ｘを検出する。
【００６９】
ステップＳ５では、測光センサ１０７の測光値Ｘがほぼ０であるかどうか（Ｘ≒０）、すなわち、メインミラー１０３が退避位置に到達したかどうかをチェックする。測光センサ１０７の測光値Ｘがほぼ０である場合、すなわち、メインミラー１０３が退避位置に到達している場合、ステップＳ６に進む。測光センサ１０７の測光値Ｘがほぼ０でない場合、すなわち、メインミラー１０３が退避位置に到達していない場合、ステップＳ４を繰り返し、メインミラー１０３を引き続きミラーアップ駆動させ、測光センサ１０７により測光値Ｘの検出を行う。
【００７０】
ステップＳ６では、超音波モータ１１０に対する印加電圧を切り、保持トルクによりメインミラー１０３を停止し、ミラーアップ駆動処理を終了する。
[メインミラー位置復帰処理]
図１７のフローチャートにおいて、ステップＳ７に進んだ場合、図１８のフローチャートに示すメインミラー位置をファインダ観察位置に復帰させる駆動処理が実行される。
【００７１】
ステップＳ１１では、図１７のステップＳ２においてΔＺ１＝０を満たさなかったΔＺ１の値が―Ｚ０＜ΔＺ１＜０を満たすかどうか、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察位置よりも下側に位置するかどうかをチェックする。―Ｚ０＜ΔＺ１＜０を満たす場合、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察位置よりも下側にある場合、ステップＳ１２に進む。―Ｚ０＜ΔＺ１＜０を満たさない場合、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察位置よりも上側にある場合、ステップＳ１３に進む。
【００７２】
ステップＳ１２では、超音波モータ駆動回路２１が超音波モータ１１０に対してＣＷ方向への駆動電圧を印加することで、超音波モータ１１０が回転する。メインミラー１０３は、超音波モータ１１０の回転によって、ミラーアップ駆動する。
【００７３】
ステップＳ１３では、超音波モータ駆動回路２１が超音波モータ１１０に対してＣＣＷ方向への駆動電圧を印加することで、超音波モータ１１０が回転する。メインミラー１０３は、超音波モータ１１０の回転によって、ミラーダウン駆動する。
【００７４】
ステップＳ１４では、サブミラー上のパターン８ａ、８ｂから、焦点検出装置１０９により、パターン対応領域間隔Ｚ１を検出する。
【００７５】
ステップＳ１５は、ＣＰＵ２０がステップＳ１４で検出したパターン対応領域間隔Ｚ１からずれ量ΔＺ１を演算し、ΔＺ１が０であるかどうかをチェックする。ΔＺ１が０である場合、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察位置に到達したことが確認された場合、ステップＳ１６に進む。
【００７６】
ファインダ観察位置に到達が確認されない場合は、ステップＳ１１に戻り、引き続きメインミラー１０３をファインダ観察位置に復帰させるための駆動を行う。
【００７７】
ステップＳ１６では、超音波モータ１１０の印加電圧を切り、保持トルクによりメインミラー１０３を停止させ、ファインダ観察位置に復帰させる駆動処理を終了する。
【００７８】
なお、メインミラー位置をファインダ観察位置に復帰させる駆動処理は、カメラの電源投入時においても行ってもよい。
[ミラーダウン駆動処理]
ミラーダウンの駆動動作について、図１９のフローチャートを用いて説明する。
【００７９】
まず、退避状態にあるカメラのミラー駆動機構をファインダ観察状態に変更する際に、図１８に示す「ミラーダウン駆動処理」が実行される。
【００８０】
ステップＳ２１では、超音波モータ駆動回路２１が、超音波モータ１１０に対してＣＣＷ方向への駆動電圧を印加することで、超音波モータ１１０が回転する。メインミラー１０３は、超音波モータ１１０の回転によって、ミラーダウン駆動する。
【００８１】
ステップＳ２２では、サブミラー上のパターン８ａ、８ｂから、焦点検出装置１０９により、パターン対応領域間隔Ｚ１を検出する。
【００８２】
ステップＳ２３では、ＣＰＵ２０がステップＳ１５で検出したパターン対応領域間隔Ｚ１とあらかじめＣＰＵ２０に記憶しておいた初期値であるパターン対応領域間隔Ｚ０からずれ量ΔＺ１を演算する。そして、ずれ量ΔＺ１が−Ｚ０より大きいかどうか（ΔＺ１＞−Ｚ０）、すなわち焦点検出装置１０９の検出範囲にサブミラー１０８が到達しているかをチェックする。ずれ量ΔＺ１が−Ｚ０より大きい場合、すなわち、焦点検出装置における検出範囲にサブミラー１０８が到達している場合、ステップＳ２５に進む。ずれ量ΔＺ１が−Ｚ０と等しい場合、すなわち、焦点検出装置における検出範囲にサブミラー１０８が到達していない場合、ステップＳ２４に進み、メインミラー１０３を引き続きミラーダウン駆動させ、パターン対応領域間隔Ｚ１の検出を繰り返す。
【００８３】
ステップＳ２５では、サブミラー上のパターン８ａ、８ｂを焦点検出装置１０９によってパターン対応領域間隔Ｚ１を検出する。
【００８４】
ステップＳ２６では、ＣＰＵ２０が、ステップＳ２５で検出したパターン対応領域間隔Ｚ１の値からずれ量ΔＺ１を演算し、ΔＺ１が０であるかどうか、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察位置に到達しているかどうかをチェックする。ΔＺ１が０である、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察位置に到達している場合、ステップＳ２８に進む。ΔＺ１が０でない、すなわち、メインミラー１０３がファインダ観察位置に到達していない場合、ステップＳ２７に進み、メインミラー１０３を減速させて、ミラーダウン駆動させる。減速させることにより、メインミラー１０３をファインダ観察位置に停止させるときの位置精度が向上する。
【００８５】
ステップＳ２８では、超音波モータ１１０の印加電圧を切り、保持トルクによりメインミラー１０３を停止させ、ミラーダウン駆動処理を終了する。
【００８６】
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。
【符号の説明】
【００８７】
８ａ，８ｂ      パターン
９ａ〜９ｄ      パターン対応領域
１０ａ〜１０ｄ  光電分布信号
２０            ＣＰＵ（制御手段）
１０３          メインミラー
１０８          サブミラー
１０９          焦点検出装置（焦点検出手段）
１１０          超音波モータ（駆動手段）
１１５          イメージセンサ（第１の検出手段）
１１７          ミラーボックス
１２１          サブミラー駆動手段
【図１】
2016099387.tif 000003
【図２】
2016099387.tif 000004
【図３】
2016099387.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016099387.tif 000007
【図６】
2016099387.tif 000008
【図７】
2016099387.tif 000009
【図８】
2016099387.tif 000010
【図９】
2016099387.tif 000011
【図１０】
2016099387.tif 000012
【図１１】
2016099387.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2016099387.tif 000015
【図１４】
2016099387.tif 000016
【図１５】
2016099387.tif 000017
【図１６】
2016099387.tif 000018
【図１７】
2016099387.tif 000019
【図１８】
2016099387.tif 000020
【図１９】
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