撮像装置
【課題】反射ミラーの駆動装置の機構を単純化できるようにした一眼レフカメラを提供する。
【解決手段】一眼レフカメラ１Ａは、レンズ３から入射された光の像を撮像する撮像素子４と、レンズ３から入射された光の像をファインダ窓に導くペンタプリズム６と、レンズ３から入射された光の像を、ミラーダウン位置でペンタプリズム６へ反射すると共に、ミラーアップ位置で撮像素子４へ入射させる反射ミラー７と、反射ミラー７をミラーダウン位置とミラーアップ位置との間で駆動するミラー駆動装置７０とを備え、ミラー駆動装置７０は、反射ミラー７を駆動するボイスコイルモータ７１を備える。
【解決手段】一眼レフカメラ１Ａは、レンズ３から入射された光の像を撮像する撮像素子４と、レンズ３から入射された光の像をファインダ窓に導くペンタプリズム６と、レンズ３から入射された光の像を、ミラーダウン位置でペンタプリズム６へ反射すると共に、ミラーアップ位置で撮像素子４へ入射させる反射ミラー７と、反射ミラー７をミラーダウン位置とミラーアップ位置との間で駆動するミラー駆動装置７０とを備え、ミラー駆動装置７０は、反射ミラー７を駆動するボイスコイルモータ７１を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一眼レフカメラと称される撮像装置に関する。詳しくは、反射ミラーの駆動装置をボイスコイルモータ（ＶＣＭ）で構成することで、反射ミラーの駆動装置の機構を単純化できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフレックス（一眼レフ）カメラは、レンズから入射した光の像を、構図決定時にはファインダ窓で視認可能とし、撮影時には撮像素子やフィルムに結像させるため、光路を切り替える反射ミラーを備えている。
【０００３】
一眼レフカメラは、撮影前の構図決定時には、反射ミラーがレンズから撮像素子への光路中に位置し、レンズから入射した光の像が反射ミラーで反射され、ファインダ光学系に導光される。これにより、レンズに入射した光の像をファインダ窓で視認可能となる。
【０００４】
一方、レリーズボタンが押された撮影時には、ミラーアップ等と称される動作で反射ミラーが上昇すると共にシャッタが開閉して、レンズに入射した光の像が撮像素子等に結像して、撮像が行われる。そして、撮像が終了すると、反射ミラーは、ミラーダウン等と称される動作で復帰する。
【０００５】
従来の一眼レフカメラは、バネの力で反射ミラーが駆動される。また、反射ミラーをバネの力で駆動するため、反射ミラーを駆動するバネの圧縮等を行うミラーチャージと称される動作が必要である。フィルムを使うカメラでは、手動によるフィルム巻上げレバーの回転動作を伝達する機構を有し、フィルム巻上げレバーの回転動作と連動してミラーチャージを行う機構を備えていた。また、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有した一眼レフカメラ等では、フィルムの巻上げ動作がモータにより行われるようになった。そこで、モータによるフィルム巻上げの回転動作を伝達する機構を有し、モータの駆動力でミラーチャージを行う機構を備えていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
そして、フィルムを利用しないデジタルスチルカメラでは、ミラーチャージ用にモータを有し、モータによる回転動作をギアで減速して伝達する機構を有して、増力されたモータの駆動力でミラーチャージを行う機構を備えていた。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−２０１０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の一眼レフカメラでは、反射ミラーを駆動するバネと、ミラーチャージを行う機構と、ミラーアップの動作とミラーダウンの動作を切り替える機構等が必要で、反射ミラーの駆動装置が複雑な構成となっていた。また、高速連写を要求されるような使用環境では、高速応答性という観点でミラーチャージ時間がボトルネックになる。
【０００９】
ミラーチャージ時間を短縮するには、モータを大型化すると共に減速比を小さくして対応する方法が考えられる。しかし、バネをチャージしてその開放エネルギーで反射ミラーを跳ね上げる機構の高速応答限界が、バネの力量とモータの動力で決まってしまう。
一方、反射ミラーを駆動するバネを強力にし、ミラーチャージ用のモータも大型化してミラーの高速応答性を高める方法も考えられる。しかし、ミラーアップ後にミラーダウン位置に戻すためのバネも強化しなければならず、駆動系には常に大きな応力が掛かり続けるため、部品には高い剛性と精度が同時に求められる。そのために駆動系の重量が増すこと、また体積も占有することで、二律背反的な選択を迫られると共に高速応答要求に対するボトルネックは解消出来ない。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、反射ミラーの駆動装置の機構を単純化できるようにした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】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明は、撮影光学系から入射された光の像を撮像する撮像手段と、撮影光学系から入射された光の像をファインダ窓に導くファインダ光学系と、撮影光学系から入射された光の像を、第１の位置でファインダ光学系に反射すると共に、第２の位置で撮像手段へ入射させる反射ミラーと、反射ミラーを第１の位置と第２の位置との間で駆動するミラー駆動装置とを備え、ミラー駆動装置は、電流が流れるコイル部を有すると共に、コイル部を囲む磁気回路を構成するマグネット及び磁気ヨークを有して、コイル部に電流を流すことで生じる力で反射ミラーを駆動するボイスコイルモータを備えた撮像装置である。
【００１２】
本発明の撮像装置では、レリーズボタンが押されると、ボイスコイルモータに所定の駆動電流が流れ、反射ミラーがミラーアップ動作で第１の位置から第２の位置に上昇し、撮像が行われる。撮像が終了すると、ボイスコイルモータに所定の駆動電流が流れ、反射ミラーがミラーダウン動作で第２の位置から第１の位置に復帰する。
【００１３】
また、本発明は、撮影光学系から入射された光の像を撮像する撮像手段と、撮影光学系から入射された光の像をファインダ窓に導くファインダ光学系と、撮影光学系から入射された光の像を、第１の位置でファインダ光学系に反射すると共に、第２の位置で撮像手段へ入射させる反射ミラーと、反射ミラーを第１の位置と第２の位置との間で駆動するミラー駆動装置とを備え、ミラー駆動装置は、電流が流れるコイル部を有すると共に、コイル部を囲む磁気回路を構成するマグネット及び磁気ヨークを有して、コイル部に電流を流すことで生じる力で反射ミラーを駆動するボイスコイルモータと、反射ミラーと重量がつり合わせられて反射ミラーの重量を打ち消すカウンターウエイトを備えた撮像装置である。
【００１４】
本発明の撮像装置では、レリーズボタンが押されると、ボイスコイルモータに所定の駆動電流が流れ、反射ミラーがミラーアップ動作で第１の位置から第２の位置に上昇し、撮像が行われる。撮像が終了すると、ボイスコイルモータに所定の駆動電流が流れ、反射ミラーがミラーダウン動作で第２の位置から第１の位置に復帰する。反射ミラーは、カウンターウエイトを備えることで重量が打ち消され、反射ミラーのミラーアップ動作及びミラーダウン動作での反動が最小に抑えられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の撮像装置によれば、ミラー駆動装置をシンプルな機構で実現できるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、シンプルな機構のミラー駆動装置で、高速応答性を実現するための反射ミラーの動作の高速化が可能である。
【００１６】
また、本発明の撮像装置によれば、レリーズ時の反動を最小にすることができる。更に、カメラ本体部の姿勢に依存しないミラー動作が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の撮像装置の実施の形態としての一眼レフレックスカメラ（一眼レフカメラと称す）について説明する。
【００１８】
＜本実施の形態の一眼レフカメラの全体構成例＞
図１は、本実施の形態の一眼レフカメラの一例を示す構成図である。本実施の形態の一眼レフカメラ１Ａは、カメラ本体部２にレンズ３が着脱可能に取り付けられる。撮影光学系を構成するレンズ３は、焦点距離の異なる単焦点レンズ、異なる焦点距離をカバーするズームレンズ等が用意され、カメラ本体部２に対してレンズ３が交換可能となっている。
【００１９】
本実施の形態の一眼レフカメラ１Ａは、いわゆるデジタルスチルカメラであれば、レンズ３から入射された光の像を電気信号に変換する撮像素子４を撮像手段としてカメラ本体部２に備える。一方、フィルムを利用するカメラであれば、フィルムで撮像手段を構成し、フィルムを送る機構や、結像位置でフィルムを支持する機構等を備える。一眼レフカメラ１Ａは、撮像素子４またはフィルムにおける露光時間を制御するシャッタ５をカメラ本体部２に備える。
【００２０】
一眼レフカメラ１Ａは、レンズ３から入射された光の像を視認可能とするため、レンズ３から入射された光の像を、ファインダ光学系を構成するペンタプリズム６に入射させる反射ミラー７をカメラ本体部２に備える。
【００２１】
一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７を駆動するミラー駆動装置７０をカメラ本体部２に備える。ミラー駆動装置７０は、反射ミラー７を昇降させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Voice Coil motor）７１を備える。ミラー駆動装置７０は、本例ではミラー軸７２Ａを中心として反射ミラー７を回転動作させ、図１に実線で示す第１の位置であるミラーダウン位置と、一点鎖線で示す第２の位置であるミラーアップ位置との間で昇降させる。
【００２２】
反射ミラー７は、図１に実線で示すミラーダウン位置では、レンズ３から撮像素子４への光路で、ミラー面が光路に対して４５度の向きに位置する。また、反射ミラー７は、図１に一点鎖線で示すミラーアップ位置では、レンズ３から撮像素子４への光路から退避する。
【００２３】
これにより、一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７が図１に実線で示すミラーダウン位置にあると、レンズ３から入射された光の像が反射ミラー７で反射され、ペンタプリズム６に入射される。ペンタプリズム６に入射した光の像は正立像に変換され、ファインダ窓６ａで視認可能となる。
【００２４】
一方、一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７が図１に一点鎖線で示すミラーアップ位置にあると、レンズ３から入射された光の像がシャッタ５の開閉によって撮像素子４に入射される。
【００２５】
なお、反射ミラー７は、ミラー面の一部がハーフミラーで構成され、ハーフミラーの形成部位の裏側にサブミラー７ａを備える。反射ミラー７は、ハーフミラーの形成部位では、光の透過率に応じて、入射した光の所定量は反射し残部は透過する。
【００２６】
ミラー駆動装置７０は、反射ミラー７の昇降に連動してサブミラー７ａを開閉する機構を備え、反射ミラー７が図１に実線で示すミラーダウン位置にあると、サブミラー７ａが開く。一方、反射ミラー７が図１に一点鎖線で示すミラーアップ位置にあると、サブミラー７ａが閉じる。
【００２７】
一眼レフカメラ１Ａは、ＡＦモジュール８をカメラ本体部２に備え、反射ミラー７が図１に実線で示すミラーダウン位置にあると、レンズ３から入射された光の一部が反射ミラー７を透過してサブミラー７ａで反射され、ＡＦモジュール８に入射されることで、被写体に対する測距が行われる。
【００２８】
一眼レフカメラ１Ａは、撮影前の構図決める動作では、反射ミラー７はミラーダウン位置にあって、レンズ３から入射された光の像をペンタプリズム６に入射させ、正立像をファインダ窓６ａで視認可能とする。
【００２９】
一眼レフカメラ１Ａは、図示しないレリーズボタンが押されると、ボイスコイルモータ７１が駆動されて、反射ミラー７がミラーアップ位置に上昇する、また、所定のタイミングでシャッタ５が開き、レンズ３から入射した光の像が撮像素子４に結像される。通常、シャッタ５は先幕と後幕の間のスリットの幅でシャッタスピードが決定され、シャッタスピードに応じた露光が行われて撮像される。
【００３０】
また、シャッタ５が閉じるタイミングに合わせてボイスコイルモータ７１が駆動されて、反射ミラー７がミラーダウン位置に復帰する。これにより、レンズ３に入射した光の像が、反射ミラー７で反射してペンタプリズム６に入射し、ファインダ窓６ａで視認可能な状態となる。
【００３１】
＜第１の実施の形態のミラー駆動装置の構成例＞
図２は、第１の実施の形態のミラー駆動装置の構成の一例を示す斜視図である。なお、図２では、サブミラーに関する構成は図示していない。
【００３２】
第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａは、反射ミラー７にコイル部であるボイスコイル７３Ａが設けられ、このボイスコイル７３Ａをマグネット７４と磁気ヨーク７５で構成される磁気回路で囲い込む構成としたボイスコイルモータ７１Ａを備える。
【００３３】
ミラー駆動装置７０Ａは、ミラー軸７２Ａの軸方向に沿った側面からみて、反射ミラー７がミラー軸７２Ａを中心に４５度以上回転できるように構成される。ボイスコイル７３Ａは、反射ミラー７の枠体の側面に一体に形成され、ミラー軸７２Ａを中心として反射ミラー７と一体で回転できるように構成される。
【００３４】
マグネット７４と磁気ヨーク７５は、ミラー軸７２Ａを中心としたボイスコイル７３Ａの回転軌跡に沿った円弧形状を有して、ボイスコイル７３Ａを囲む。磁気ヨーク７５の内部にボイスコイル７３Ａと対向して設けられるマグネット７４は、扇形の円弧形状の中央部を境にＳ極とＮ極に着磁される。
【００３５】
ミラー駆動装置７０Ａは、反射ミラー７と一体に設けられたボイスコイル７３Ａに一定方向に電流を流すと、マグネット７４と磁気ヨーク７５で構成された磁気回路内でボイスコイル７３Ａに力が働く。ボイスコイル７３Ａは、反射ミラー７によってミラー軸７２Ａを中心に回転可能に支持され、マグネット７４は、ボイスコイル７３Ａが動き得る軌跡に沿って配置されるので、ボイスコイル７３Ａに働く力でミラー軸７２Ａを中心とした回転力が得られる。
【００３６】
これにより、ミラー駆動装置７０Ａは、ボイスコイル７３Ａに電流を流すことで、ボイスコイル７３Ａと一体で反射ミラー７がミラー軸７２Ａを中心に回転する。また、ミラー駆動装置７０Ａは、ボイスコイル７３Ａに流す電流の向きによって、反射ミラー７の回転する方向が切り替えられ、電流の有無で反射ミラー７の回転と停止が切り替えられる。更に、ミラー駆動装置７０Ａは、ボイスコイル７３Ａに流す電流の向きの切り替えと電流の有無で、回転する反射ミラー７に制動をかけて、所定の位置で停止させることが可能である。
【００３７】
このように、ミラー駆動装置７０Ａは、ボイスコイル７３Ａに流す電流を制御することで、反射ミラー７のミラーダウン位置からミラーアップ位置までの回転動作と、ミラーアップ位置からミラーダウン位置までの回転動作が行われる。ここで、ミラー駆動装置７０Ａは、反射ミラー７をミラーダウン位置及びミラーアップ位置で静止状態に保持するために、ボイスコイル７３Ａに必要最低限のアイドリング電流を流すことで、メカニカルなロック機構によらず、反射ミラー７を静止状態に保持できる。
【００３８】
なお、磁気ヨーク７５はボイスコイル７３Ａを囲む形状であるが、磁気ヨーク７５を分割構造とすることで、組み立て性に問題は生じない。また、磁気ヨーク７５は、マグネット７４が取り付けられている平面と、磁気回路を閉じるコの字型形状に分割するのが一般的であるが、本発明では分割位置は任意に決められる。そして、磁気ヨーク７５はプレス加工等で容易に製作することが可能である。
【００３９】
＜第２の実施の形態のミラー駆動装置の構成例＞
図３は、第２の実施の形態のミラー駆動装置の構成の一例を示す斜視図である。なお、図３では、サブミラーに関する構成は図示していない。
【００４０】
第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂは、コイル部としてコイルモータ軸７２Ｂを中心に回転するボイスコイル７３Ｂを有し、このボイスコイル７３Ｂをマグネット７４と磁気ヨーク７５で構成される磁気回路で囲い込む構成としたボイスコイルモータ７１Ｂを備える。
【００４１】
ミラー駆動装置７０Ｂは、ミラー軸７２Ａの軸方向に沿った側面からみて、反射ミラー７がミラー軸７２Ａを中心に４５度以上回転できるように構成される。ミラー駆動装置７０Ｂは、コイルモータ軸７２Ｂに設けられたコイルモータギア７６Ａが、反射ミラー７のミラー軸７２Ａに設けられたミラーギア７６Ｂとかみ合い、コイルモータ軸７２Ｂを支点としたボイスコイル７３Ｂの回転動作が反射ミラー７に伝達される。
【００４２】
ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂの回転方向と反射ミラー７の回転方向を反転させ、反射ミラー７とボイスコイル７３Ｂの重量を一致させることで、ボイスコイル７３Ｂがカウンターウエイトとなる。ミラー駆動装置７０Ｂは、反射ミラー７の角度及び図１に示すカメラ本体部２の向きによらず、反射ミラー７とボイスコイル７３Ｂがつり合う。
【００４３】
マグネット７４と磁気ヨーク７５は、コイルモータ軸７２Ｂを中心としたボイスコイル７３Ｂの回転軌跡に沿った円弧形状を有して、ボイスコイル７３Ｂを囲む。磁気ヨーク７５の内部にボイスコイル７３Ｂと対向して設けられるマグネット７４は、扇形の円弧形状の中央部を境にＳ極とＮ極に着磁される。
【００４４】
ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに一定方向に電流を流すと、マグネット７４と磁気ヨーク７５で構成された磁気回路内でボイスコイル７３Ｂに力が働く。ボイスコイル７３Ｂは、コイルモータ軸７２Ｂを中心に回転可能に支持され、マグネット７４は、ボイスコイル７３Ｂが動き得る軌跡に沿って配置されるので、ボイスコイル７３Ｂに働く力でコイルモータ軸７２Ｂを中心とした回転力が得られる。
【００４５】
ボイスコイル７３Ｂは、コイルモータ軸７２Ｂを中心に回転するコイルモータギア７６Ａが、反射ミラー７のミラーギア７６Ｂとかみ合っており、ボイスコイル７３Ｂの回転動作が反射ミラー７に伝達される。そして、コイルモータギア７６Ａとミラーギア７６Ｂの回転方向は反転するので、反射ミラー７とボイスコイル７３Ｂが反転動作（カウンター動作）を行う。
【００４６】
これにより、ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに電流を流すことで、ボイスコイル７３Ｂと反射ミラー７がカウンター動作で回転する。また、ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに流す電流の向きによって、反射ミラー７の回転する方向が切り替えられ、電流の有無で反射ミラー７の回転と停止が切り替えられる。更に、ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに流す電流の向きの切り替えと電流の有無で、回転する反射ミラー７に制動をかけて、所定の位置で停止させることが可能である。
【００４７】
このように、ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに流す電流を制御することで、反射ミラー７のミラーダウン位置からミラーアップ位置までの回転動作と、ミラーアップ位置からミラーダウン位置までの回転動作が行われる。また、ミラー駆動装置７０は、カウンター動作を行う反射ミラー７とボイスコイル７３Ｂの重量を一致させることで、反射ミラー７が回転するときの反動を打ち消すことができる。更に、図１に示すカメラ本体部２の向きの影響を受けずに、反射ミラー７の回転動作を行うことができる。ここで、ミラー駆動装置７０Ｂは、反射ミラー７をミラーダウン位置及びミラーアップ位置で静止状態に保持するために、ボイスコイル７３Ｂに必要最低限のアイドリング電流を流すことで、メカニカルなロック機構によらず、反射ミラー７を静止状態に保持できる。
【００４８】
＜本実施の形態の一眼レフカメラの制御機能例＞
図４は、本実施の形態の一眼レフカメラの制御機能の一例を示す機能ブロック図であり、第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａと、第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂに関連する制御機能について説明する。
【００４９】
一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７にロータリーエンコーダ９を備える。ロータリーエンコーダ９は位置検出手段を構成し、円形または円弧状（扇形）の板材が、反射ミラー７のミラー軸７２Ａを中心として回転可能に取り付けられ、ミラー軸７２Ａを中心とした円周上に所定の間隔で並ぶスリット９０が設けられる。なお、図３で説明した第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂでは、コイルモータ軸７２Ｂにロータリーエンコーダ９を備えても良い。
【００５０】
一眼レフカメラ１Ａは、ロータリーエンコーダ９のスリット９０を検出するフォトインタラプタ等の位置検出センサ９１を位置検出手段として備える。一眼レフカメラ１Ａは、図２で説明したボイスコイル７３Ａまたは図３で説明したボイスコイル７３Ｂに電流を流すことで、反射ミラー７が回転すると、ロータリーエンコーダ９のスリット９０が位置検出センサ９１で読み取られる。
【００５１】
一眼レフカメラ１Ａの制御部１００は、位置検出センサ９１の出力から、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂを駆動するコイル駆動部１０１の出力波形が台形駆動となるような制御を行う。また、反射ミラー７のミラーダウン位置及びミラーアップ位置における位置検出を行う。これにより、制御部１００は、位置検出センサ９１の出力を読み取ることで、反射ミラー７の回転動作を、サーボループ内での非接触制御によって行うことが可能となる。ここで、反射ミラー７の回転速度は、ミラーダウン位置とミラーアップ位置の間の全域で一定となるように、ボイスコイル７３，７３Ｂに流す電流が制御される。なお、反射ミラー７の回転速度を、ミラーダウン位置とミラーアップ位置の間で変えても良い。
【００５２】
一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７の位置を固定するロック機構９２を備える。ロック機構９２は、例えばスライド移動する係止爪部９２ａと、係止爪部９２ａを駆動するソレノイド９２ｂを、図１に示すカメラ本体部２に備える。また、反射ミラー７に、係止爪部９２ａが形成される係止凹部９２ｃを備える。
【００５３】
ロック機構９２は、一眼レフカメラ１Ａの電源オン時には、電源の供給を受けてソレノイド９２ｂが係止爪部９２ａを移動させ、反射ミラー７のミラーダウン位置でのロックを開放するロックオフ状態となる。また、一眼レフカメラ１Ａの電源オフ時には、電源の供給が停止され、バネ等の力で係止爪部９２ａが移動して係止凹部９２ｃに係止され、反射ミラーをミラーダウン位置でロックするロックオン状態となる。
【００５４】
上述したように、一眼レフカメラ１Ａでは、ミラー駆動装置７０Ａ，７０Ｂで反射ミラー７をミラーダウン位置及びミラーアップ位置で静止状態に保持するために、制御部１００は、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに必要最低限のアイドリング電流を流す制御を行う。これにより、メカニカルなロック機構によらず、反射ミラー７を静止状態に保持できる。
【００５５】
一方、電源オフ時では、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに電流を流せないので、メカニカルなロック機構９２が必要となる。このため、一眼レフカメラ１Ａは、操作部１０２の操作で電源がオンとなると、反射ミラー７がミラーダウン位置にある状態では、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに必要最低限のアイドリング電流を流す制御を行い、反射ミラー７を静止状態で保持する。また、ロック機構９２のソレノイド９２ｂを駆動して、係止爪部９２ａを反射ミラー７の係止凹部９２ｃから外す。これにより、ロック機構９２による反射ミラー７のロックは解除される。
【００５６】
一眼レフカメラ１Ａは、操作部１０２の操作で電源がオフとなると、ロック機構９２のソレノイド９２ｂの駆動を停止して、図示しないバネの力等で係止爪部９２ａを反射ミラー７の係止凹部９２ｃに係止する。これにより、ロック機構９２により反射ミラー７がロックされ、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに電流が流れなくても、反射ミラー７はミラーダウン位置で静止状態を保つ。
【００５７】
なお、一眼レフカメラ１Ａは、バルブ撮影では、反射ミラー７をミラーアップ位置で保持する必要がある。通常、反射ミラー７をミラーアップ位置で静止状態に保持するために、制御部１００は、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに必要最低限のアイドリング電流を流す制御を行う。但し、長時間にわたるバルブ撮影を考慮して、ミラーアップ位置でも反射ミラー７をメカニカルにロックできるロック機構を備えても良い。
【００５８】
例えば、反射ミラー７のミラー軸７２Ａにディスクブレーキ９３を備えても良い。ディスクブレーキ９３は、駆動時には電源の供給を受けてブレーキを解放するロックオフ状態となり、非駆動時には電源の供給が停止され、バネの力等でブレーキをかけるロックオン状態となる構成とする。これにより、バルブ撮影では、反射ミラー７をミラーアップ位置として、ディスクブレーキ９３を非駆動とすることで、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂにアイドリング電流を流すことなく、反射ミラー７をミラーアップ位置で保持する。
【００５９】
また、一眼レフカメラ１Ａの電源オン時に反射ミラーをミラーダウン位置等で静止させる機能を、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂにアイドリング電流を流すのではなく、例えばディスクブレーキ９３の駆動，非駆動を切り替えて行っても良い。
【００６０】
第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａでは、一眼レフカメラ１Ａを通常の横向きとして撮影するとき、縦向きとして撮影するとき、上向きで撮影するとき等で、カメラ本体部２の姿勢によって反射ミラー７に加わる静荷重の方向が異なる。これにより、カメラ本体部２の姿勢が反射ミラー７の動作に影響を及ぼす可能性がある。そこで、カメラ本体部２の姿勢を検知する姿勢検知手段としての姿勢検知センサ９４を備える。
【００６１】
制御部１００は、姿勢検知センサ９４で検知されたカメラ本体部２の姿勢に基づいて、ボイスコイル７３Ａに流す電流を制御し、反射ミラー７の速度を、カメラ本体部２の姿勢によらず例えば一定とする。
【００６２】
＜本実施の形態の一眼レフカメラの作用効果例＞
本実施の形態の一眼レフカメラでは、ミラーアップ及びミラーダウンを行うミラー駆動装置に、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）で利用されるようなボイスコイルモータを備えている。そして、バネの力を利用せずに、コイルに生じる力で反射ミラーを直接駆動している。これにより、従来必要であったミラーチャージ時間を必要とせず、高速連写のボトルネックを解消することができる。
【００６３】
また、従来のバネで駆動する機構のように、ミラーアップ・ダウン直後のミラーバウンドによる振動を緩衝する機構が不要で、静位置に落ち着くまでのセトリングタイムを最小にする動作を、コイルに流す電流の制御で実現できる。
【００６４】
更に、従来のバネで駆動する機構で必要であった、静位置を保持する戻りバネ機構が不要となり、機構系の剛性を落として軽量化できるため、より高速応答化を図ることができる。
【００６５】
第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａでは、ボイスコイル７３Ａを反射ミラー７と一体に形成することによって、組み立て時の組立制度管理が容易になる。第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂでは、ボイスコイル７３Ｂの重量を反射ミラー７と合わせ、かつ、ギアを介してカウンター動作させることで、レリーズ時の反動を最小にすることができる。また、カメラ本体部の姿勢に依存しないミラー動作が可能になる。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態の一眼レフカメラは、第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａまたは第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂを備えることで、ミラーチャージ機構が不要であり、ミラー駆動装置の機構のシンプル化を図ることができる。また、機構がシンプルになることで、故障要因が削減され、低コスト化を図ることができる。更に、バネによりミラーを戻す機構も不要であり、バネの応力に耐えるための堅牢性が不要となるので、軽量化を図ることができる。そして、シンプルな機構で、高速応答性を実現するための反射ミラーの動作の高速化が可能である。
【００６７】
第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂでは、ボイスコイル７３Ｂをカウンターウエイトとして、反射ミラー７の重量を打ち消しているので、カメラ本体部２の姿勢に反射ミラー７の動作が影響を受けない。
【００６８】
なお、本実施の形態の一眼レフカメラは、コイルに流す電流の制御で、ミラー作動音やミラー動作衝撃を殆ど消すような動作が可能になる。一方、従来のミラー動作にあるような、作動音をある程度残しながら動作させることも可能であり、ユーザの好みに合わせた操作感を持たせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、一眼レフカメラに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態の一眼レフカメラの一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態のミラー駆動装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】第２の実施の形態のミラー駆動装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態の一眼レフカメラの制御機能の一例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１Ａ・・・一眼レフカメラ、２・・・カメラ本体部、３・・・レンズ、４・・・撮像素子、５・・・シャッタ、６・・・ペンタプリズム、６ａ・・・ファインダ窓、７・・・反射ミラー、７０Ａ，７０Ｂ・・・ミラー駆動装置、７１Ａ，７１Ｂ・・・ボイスコイルモータ、７２Ａ・・・ミラー軸、７２Ｂ・・・コイルモータ軸、７３Ａ，７３Ｂ・・・ボイスコイル、７４・・・マグネット、７５・・・磁気ヨーク、９・・・ロータリーエンコーダ、９１・・・位置検出センサ、９２・・・ロック機構、１００・・・制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一眼レフカメラと称される撮像装置に関する。詳しくは、反射ミラーの駆動装置をボイスコイルモータ（ＶＣＭ）で構成することで、反射ミラーの駆動装置の機構を単純化できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフレックス（一眼レフ）カメラは、レンズから入射した光の像を、構図決定時にはファインダ窓で視認可能とし、撮影時には撮像素子やフィルムに結像させるため、光路を切り替える反射ミラーを備えている。
【０００３】
一眼レフカメラは、撮影前の構図決定時には、反射ミラーがレンズから撮像素子への光路中に位置し、レンズから入射した光の像が反射ミラーで反射され、ファインダ光学系に導光される。これにより、レンズに入射した光の像をファインダ窓で視認可能となる。
【０００４】
一方、レリーズボタンが押された撮影時には、ミラーアップ等と称される動作で反射ミラーが上昇すると共にシャッタが開閉して、レンズに入射した光の像が撮像素子等に結像して、撮像が行われる。そして、撮像が終了すると、反射ミラーは、ミラーダウン等と称される動作で復帰する。
【０００５】
従来の一眼レフカメラは、バネの力で反射ミラーが駆動される。また、反射ミラーをバネの力で駆動するため、反射ミラーを駆動するバネの圧縮等を行うミラーチャージと称される動作が必要である。フィルムを使うカメラでは、手動によるフィルム巻上げレバーの回転動作を伝達する機構を有し、フィルム巻上げレバーの回転動作と連動してミラーチャージを行う機構を備えていた。また、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有した一眼レフカメラ等では、フィルムの巻上げ動作がモータにより行われるようになった。そこで、モータによるフィルム巻上げの回転動作を伝達する機構を有し、モータの駆動力でミラーチャージを行う機構を備えていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
そして、フィルムを利用しないデジタルスチルカメラでは、ミラーチャージ用にモータを有し、モータによる回転動作をギアで減速して伝達する機構を有して、増力されたモータの駆動力でミラーチャージを行う機構を備えていた。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−２０１０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の一眼レフカメラでは、反射ミラーを駆動するバネと、ミラーチャージを行う機構と、ミラーアップの動作とミラーダウンの動作を切り替える機構等が必要で、反射ミラーの駆動装置が複雑な構成となっていた。また、高速連写を要求されるような使用環境では、高速応答性という観点でミラーチャージ時間がボトルネックになる。
【０００９】
ミラーチャージ時間を短縮するには、モータを大型化すると共に減速比を小さくして対応する方法が考えられる。しかし、バネをチャージしてその開放エネルギーで反射ミラーを跳ね上げる機構の高速応答限界が、バネの力量とモータの動力で決まってしまう。
一方、反射ミラーを駆動するバネを強力にし、ミラーチャージ用のモータも大型化してミラーの高速応答性を高める方法も考えられる。しかし、ミラーアップ後にミラーダウン位置に戻すためのバネも強化しなければならず、駆動系には常に大きな応力が掛かり続けるため、部品には高い剛性と精度が同時に求められる。そのために駆動系の重量が増すこと、また体積も占有することで、二律背反的な選択を迫られると共に高速応答要求に対するボトルネックは解消出来ない。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、反射ミラーの駆動装置の機構を単純化できるようにした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】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明は、撮影光学系から入射された光の像を撮像する撮像手段と、撮影光学系から入射された光の像をファインダ窓に導くファインダ光学系と、撮影光学系から入射された光の像を、第１の位置でファインダ光学系に反射すると共に、第２の位置で撮像手段へ入射させる反射ミラーと、反射ミラーを第１の位置と第２の位置との間で駆動するミラー駆動装置とを備え、ミラー駆動装置は、電流が流れるコイル部を有すると共に、コイル部を囲む磁気回路を構成するマグネット及び磁気ヨークを有して、コイル部に電流を流すことで生じる力で反射ミラーを駆動するボイスコイルモータを備えた撮像装置である。
【００１２】
本発明の撮像装置では、レリーズボタンが押されると、ボイスコイルモータに所定の駆動電流が流れ、反射ミラーがミラーアップ動作で第１の位置から第２の位置に上昇し、撮像が行われる。撮像が終了すると、ボイスコイルモータに所定の駆動電流が流れ、反射ミラーがミラーダウン動作で第２の位置から第１の位置に復帰する。
【００１３】
また、本発明は、撮影光学系から入射された光の像を撮像する撮像手段と、撮影光学系から入射された光の像をファインダ窓に導くファインダ光学系と、撮影光学系から入射された光の像を、第１の位置でファインダ光学系に反射すると共に、第２の位置で撮像手段へ入射させる反射ミラーと、反射ミラーを第１の位置と第２の位置との間で駆動するミラー駆動装置とを備え、ミラー駆動装置は、電流が流れるコイル部を有すると共に、コイル部を囲む磁気回路を構成するマグネット及び磁気ヨークを有して、コイル部に電流を流すことで生じる力で反射ミラーを駆動するボイスコイルモータと、反射ミラーと重量がつり合わせられて反射ミラーの重量を打ち消すカウンターウエイトを備えた撮像装置である。
【００１４】
本発明の撮像装置では、レリーズボタンが押されると、ボイスコイルモータに所定の駆動電流が流れ、反射ミラーがミラーアップ動作で第１の位置から第２の位置に上昇し、撮像が行われる。撮像が終了すると、ボイスコイルモータに所定の駆動電流が流れ、反射ミラーがミラーダウン動作で第２の位置から第１の位置に復帰する。反射ミラーは、カウンターウエイトを備えることで重量が打ち消され、反射ミラーのミラーアップ動作及びミラーダウン動作での反動が最小に抑えられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の撮像装置によれば、ミラー駆動装置をシンプルな機構で実現できるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、シンプルな機構のミラー駆動装置で、高速応答性を実現するための反射ミラーの動作の高速化が可能である。
【００１６】
また、本発明の撮像装置によれば、レリーズ時の反動を最小にすることができる。更に、カメラ本体部の姿勢に依存しないミラー動作が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の撮像装置の実施の形態としての一眼レフレックスカメラ（一眼レフカメラと称す）について説明する。
【００１８】
＜本実施の形態の一眼レフカメラの全体構成例＞
図１は、本実施の形態の一眼レフカメラの一例を示す構成図である。本実施の形態の一眼レフカメラ１Ａは、カメラ本体部２にレンズ３が着脱可能に取り付けられる。撮影光学系を構成するレンズ３は、焦点距離の異なる単焦点レンズ、異なる焦点距離をカバーするズームレンズ等が用意され、カメラ本体部２に対してレンズ３が交換可能となっている。
【００１９】
本実施の形態の一眼レフカメラ１Ａは、いわゆるデジタルスチルカメラであれば、レンズ３から入射された光の像を電気信号に変換する撮像素子４を撮像手段としてカメラ本体部２に備える。一方、フィルムを利用するカメラであれば、フィルムで撮像手段を構成し、フィルムを送る機構や、結像位置でフィルムを支持する機構等を備える。一眼レフカメラ１Ａは、撮像素子４またはフィルムにおける露光時間を制御するシャッタ５をカメラ本体部２に備える。
【００２０】
一眼レフカメラ１Ａは、レンズ３から入射された光の像を視認可能とするため、レンズ３から入射された光の像を、ファインダ光学系を構成するペンタプリズム６に入射させる反射ミラー７をカメラ本体部２に備える。
【００２１】
一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７を駆動するミラー駆動装置７０をカメラ本体部２に備える。ミラー駆動装置７０は、反射ミラー７を昇降させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Voice Coil motor）７１を備える。ミラー駆動装置７０は、本例ではミラー軸７２Ａを中心として反射ミラー７を回転動作させ、図１に実線で示す第１の位置であるミラーダウン位置と、一点鎖線で示す第２の位置であるミラーアップ位置との間で昇降させる。
【００２２】
反射ミラー７は、図１に実線で示すミラーダウン位置では、レンズ３から撮像素子４への光路で、ミラー面が光路に対して４５度の向きに位置する。また、反射ミラー７は、図１に一点鎖線で示すミラーアップ位置では、レンズ３から撮像素子４への光路から退避する。
【００２３】
これにより、一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７が図１に実線で示すミラーダウン位置にあると、レンズ３から入射された光の像が反射ミラー７で反射され、ペンタプリズム６に入射される。ペンタプリズム６に入射した光の像は正立像に変換され、ファインダ窓６ａで視認可能となる。
【００２４】
一方、一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７が図１に一点鎖線で示すミラーアップ位置にあると、レンズ３から入射された光の像がシャッタ５の開閉によって撮像素子４に入射される。
【００２５】
なお、反射ミラー７は、ミラー面の一部がハーフミラーで構成され、ハーフミラーの形成部位の裏側にサブミラー７ａを備える。反射ミラー７は、ハーフミラーの形成部位では、光の透過率に応じて、入射した光の所定量は反射し残部は透過する。
【００２６】
ミラー駆動装置７０は、反射ミラー７の昇降に連動してサブミラー７ａを開閉する機構を備え、反射ミラー７が図１に実線で示すミラーダウン位置にあると、サブミラー７ａが開く。一方、反射ミラー７が図１に一点鎖線で示すミラーアップ位置にあると、サブミラー７ａが閉じる。
【００２７】
一眼レフカメラ１Ａは、ＡＦモジュール８をカメラ本体部２に備え、反射ミラー７が図１に実線で示すミラーダウン位置にあると、レンズ３から入射された光の一部が反射ミラー７を透過してサブミラー７ａで反射され、ＡＦモジュール８に入射されることで、被写体に対する測距が行われる。
【００２８】
一眼レフカメラ１Ａは、撮影前の構図決める動作では、反射ミラー７はミラーダウン位置にあって、レンズ３から入射された光の像をペンタプリズム６に入射させ、正立像をファインダ窓６ａで視認可能とする。
【００２９】
一眼レフカメラ１Ａは、図示しないレリーズボタンが押されると、ボイスコイルモータ７１が駆動されて、反射ミラー７がミラーアップ位置に上昇する、また、所定のタイミングでシャッタ５が開き、レンズ３から入射した光の像が撮像素子４に結像される。通常、シャッタ５は先幕と後幕の間のスリットの幅でシャッタスピードが決定され、シャッタスピードに応じた露光が行われて撮像される。
【００３０】
また、シャッタ５が閉じるタイミングに合わせてボイスコイルモータ７１が駆動されて、反射ミラー７がミラーダウン位置に復帰する。これにより、レンズ３に入射した光の像が、反射ミラー７で反射してペンタプリズム６に入射し、ファインダ窓６ａで視認可能な状態となる。
【００３１】
＜第１の実施の形態のミラー駆動装置の構成例＞
図２は、第１の実施の形態のミラー駆動装置の構成の一例を示す斜視図である。なお、図２では、サブミラーに関する構成は図示していない。
【００３２】
第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａは、反射ミラー７にコイル部であるボイスコイル７３Ａが設けられ、このボイスコイル７３Ａをマグネット７４と磁気ヨーク７５で構成される磁気回路で囲い込む構成としたボイスコイルモータ７１Ａを備える。
【００３３】
ミラー駆動装置７０Ａは、ミラー軸７２Ａの軸方向に沿った側面からみて、反射ミラー７がミラー軸７２Ａを中心に４５度以上回転できるように構成される。ボイスコイル７３Ａは、反射ミラー７の枠体の側面に一体に形成され、ミラー軸７２Ａを中心として反射ミラー７と一体で回転できるように構成される。
【００３４】
マグネット７４と磁気ヨーク７５は、ミラー軸７２Ａを中心としたボイスコイル７３Ａの回転軌跡に沿った円弧形状を有して、ボイスコイル７３Ａを囲む。磁気ヨーク７５の内部にボイスコイル７３Ａと対向して設けられるマグネット７４は、扇形の円弧形状の中央部を境にＳ極とＮ極に着磁される。
【００３５】
ミラー駆動装置７０Ａは、反射ミラー７と一体に設けられたボイスコイル７３Ａに一定方向に電流を流すと、マグネット７４と磁気ヨーク７５で構成された磁気回路内でボイスコイル７３Ａに力が働く。ボイスコイル７３Ａは、反射ミラー７によってミラー軸７２Ａを中心に回転可能に支持され、マグネット７４は、ボイスコイル７３Ａが動き得る軌跡に沿って配置されるので、ボイスコイル７３Ａに働く力でミラー軸７２Ａを中心とした回転力が得られる。
【００３６】
これにより、ミラー駆動装置７０Ａは、ボイスコイル７３Ａに電流を流すことで、ボイスコイル７３Ａと一体で反射ミラー７がミラー軸７２Ａを中心に回転する。また、ミラー駆動装置７０Ａは、ボイスコイル７３Ａに流す電流の向きによって、反射ミラー７の回転する方向が切り替えられ、電流の有無で反射ミラー７の回転と停止が切り替えられる。更に、ミラー駆動装置７０Ａは、ボイスコイル７３Ａに流す電流の向きの切り替えと電流の有無で、回転する反射ミラー７に制動をかけて、所定の位置で停止させることが可能である。
【００３７】
このように、ミラー駆動装置７０Ａは、ボイスコイル７３Ａに流す電流を制御することで、反射ミラー７のミラーダウン位置からミラーアップ位置までの回転動作と、ミラーアップ位置からミラーダウン位置までの回転動作が行われる。ここで、ミラー駆動装置７０Ａは、反射ミラー７をミラーダウン位置及びミラーアップ位置で静止状態に保持するために、ボイスコイル７３Ａに必要最低限のアイドリング電流を流すことで、メカニカルなロック機構によらず、反射ミラー７を静止状態に保持できる。
【００３８】
なお、磁気ヨーク７５はボイスコイル７３Ａを囲む形状であるが、磁気ヨーク７５を分割構造とすることで、組み立て性に問題は生じない。また、磁気ヨーク７５は、マグネット７４が取り付けられている平面と、磁気回路を閉じるコの字型形状に分割するのが一般的であるが、本発明では分割位置は任意に決められる。そして、磁気ヨーク７５はプレス加工等で容易に製作することが可能である。
【００３９】
＜第２の実施の形態のミラー駆動装置の構成例＞
図３は、第２の実施の形態のミラー駆動装置の構成の一例を示す斜視図である。なお、図３では、サブミラーに関する構成は図示していない。
【００４０】
第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂは、コイル部としてコイルモータ軸７２Ｂを中心に回転するボイスコイル７３Ｂを有し、このボイスコイル７３Ｂをマグネット７４と磁気ヨーク７５で構成される磁気回路で囲い込む構成としたボイスコイルモータ７１Ｂを備える。
【００４１】
ミラー駆動装置７０Ｂは、ミラー軸７２Ａの軸方向に沿った側面からみて、反射ミラー７がミラー軸７２Ａを中心に４５度以上回転できるように構成される。ミラー駆動装置７０Ｂは、コイルモータ軸７２Ｂに設けられたコイルモータギア７６Ａが、反射ミラー７のミラー軸７２Ａに設けられたミラーギア７６Ｂとかみ合い、コイルモータ軸７２Ｂを支点としたボイスコイル７３Ｂの回転動作が反射ミラー７に伝達される。
【００４２】
ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂの回転方向と反射ミラー７の回転方向を反転させ、反射ミラー７とボイスコイル７３Ｂの重量を一致させることで、ボイスコイル７３Ｂがカウンターウエイトとなる。ミラー駆動装置７０Ｂは、反射ミラー７の角度及び図１に示すカメラ本体部２の向きによらず、反射ミラー７とボイスコイル７３Ｂがつり合う。
【００４３】
マグネット７４と磁気ヨーク７５は、コイルモータ軸７２Ｂを中心としたボイスコイル７３Ｂの回転軌跡に沿った円弧形状を有して、ボイスコイル７３Ｂを囲む。磁気ヨーク７５の内部にボイスコイル７３Ｂと対向して設けられるマグネット７４は、扇形の円弧形状の中央部を境にＳ極とＮ極に着磁される。
【００４４】
ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに一定方向に電流を流すと、マグネット７４と磁気ヨーク７５で構成された磁気回路内でボイスコイル７３Ｂに力が働く。ボイスコイル７３Ｂは、コイルモータ軸７２Ｂを中心に回転可能に支持され、マグネット７４は、ボイスコイル７３Ｂが動き得る軌跡に沿って配置されるので、ボイスコイル７３Ｂに働く力でコイルモータ軸７２Ｂを中心とした回転力が得られる。
【００４５】
ボイスコイル７３Ｂは、コイルモータ軸７２Ｂを中心に回転するコイルモータギア７６Ａが、反射ミラー７のミラーギア７６Ｂとかみ合っており、ボイスコイル７３Ｂの回転動作が反射ミラー７に伝達される。そして、コイルモータギア７６Ａとミラーギア７６Ｂの回転方向は反転するので、反射ミラー７とボイスコイル７３Ｂが反転動作（カウンター動作）を行う。
【００４６】
これにより、ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに電流を流すことで、ボイスコイル７３Ｂと反射ミラー７がカウンター動作で回転する。また、ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに流す電流の向きによって、反射ミラー７の回転する方向が切り替えられ、電流の有無で反射ミラー７の回転と停止が切り替えられる。更に、ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに流す電流の向きの切り替えと電流の有無で、回転する反射ミラー７に制動をかけて、所定の位置で停止させることが可能である。
【００４７】
このように、ミラー駆動装置７０Ｂは、ボイスコイル７３Ｂに流す電流を制御することで、反射ミラー７のミラーダウン位置からミラーアップ位置までの回転動作と、ミラーアップ位置からミラーダウン位置までの回転動作が行われる。また、ミラー駆動装置７０は、カウンター動作を行う反射ミラー７とボイスコイル７３Ｂの重量を一致させることで、反射ミラー７が回転するときの反動を打ち消すことができる。更に、図１に示すカメラ本体部２の向きの影響を受けずに、反射ミラー７の回転動作を行うことができる。ここで、ミラー駆動装置７０Ｂは、反射ミラー７をミラーダウン位置及びミラーアップ位置で静止状態に保持するために、ボイスコイル７３Ｂに必要最低限のアイドリング電流を流すことで、メカニカルなロック機構によらず、反射ミラー７を静止状態に保持できる。
【００４８】
＜本実施の形態の一眼レフカメラの制御機能例＞
図４は、本実施の形態の一眼レフカメラの制御機能の一例を示す機能ブロック図であり、第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａと、第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂに関連する制御機能について説明する。
【００４９】
一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７にロータリーエンコーダ９を備える。ロータリーエンコーダ９は位置検出手段を構成し、円形または円弧状（扇形）の板材が、反射ミラー７のミラー軸７２Ａを中心として回転可能に取り付けられ、ミラー軸７２Ａを中心とした円周上に所定の間隔で並ぶスリット９０が設けられる。なお、図３で説明した第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂでは、コイルモータ軸７２Ｂにロータリーエンコーダ９を備えても良い。
【００５０】
一眼レフカメラ１Ａは、ロータリーエンコーダ９のスリット９０を検出するフォトインタラプタ等の位置検出センサ９１を位置検出手段として備える。一眼レフカメラ１Ａは、図２で説明したボイスコイル７３Ａまたは図３で説明したボイスコイル７３Ｂに電流を流すことで、反射ミラー７が回転すると、ロータリーエンコーダ９のスリット９０が位置検出センサ９１で読み取られる。
【００５１】
一眼レフカメラ１Ａの制御部１００は、位置検出センサ９１の出力から、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂを駆動するコイル駆動部１０１の出力波形が台形駆動となるような制御を行う。また、反射ミラー７のミラーダウン位置及びミラーアップ位置における位置検出を行う。これにより、制御部１００は、位置検出センサ９１の出力を読み取ることで、反射ミラー７の回転動作を、サーボループ内での非接触制御によって行うことが可能となる。ここで、反射ミラー７の回転速度は、ミラーダウン位置とミラーアップ位置の間の全域で一定となるように、ボイスコイル７３，７３Ｂに流す電流が制御される。なお、反射ミラー７の回転速度を、ミラーダウン位置とミラーアップ位置の間で変えても良い。
【００５２】
一眼レフカメラ１Ａは、反射ミラー７の位置を固定するロック機構９２を備える。ロック機構９２は、例えばスライド移動する係止爪部９２ａと、係止爪部９２ａを駆動するソレノイド９２ｂを、図１に示すカメラ本体部２に備える。また、反射ミラー７に、係止爪部９２ａが形成される係止凹部９２ｃを備える。
【００５３】
ロック機構９２は、一眼レフカメラ１Ａの電源オン時には、電源の供給を受けてソレノイド９２ｂが係止爪部９２ａを移動させ、反射ミラー７のミラーダウン位置でのロックを開放するロックオフ状態となる。また、一眼レフカメラ１Ａの電源オフ時には、電源の供給が停止され、バネ等の力で係止爪部９２ａが移動して係止凹部９２ｃに係止され、反射ミラーをミラーダウン位置でロックするロックオン状態となる。
【００５４】
上述したように、一眼レフカメラ１Ａでは、ミラー駆動装置７０Ａ，７０Ｂで反射ミラー７をミラーダウン位置及びミラーアップ位置で静止状態に保持するために、制御部１００は、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに必要最低限のアイドリング電流を流す制御を行う。これにより、メカニカルなロック機構によらず、反射ミラー７を静止状態に保持できる。
【００５５】
一方、電源オフ時では、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに電流を流せないので、メカニカルなロック機構９２が必要となる。このため、一眼レフカメラ１Ａは、操作部１０２の操作で電源がオンとなると、反射ミラー７がミラーダウン位置にある状態では、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに必要最低限のアイドリング電流を流す制御を行い、反射ミラー７を静止状態で保持する。また、ロック機構９２のソレノイド９２ｂを駆動して、係止爪部９２ａを反射ミラー７の係止凹部９２ｃから外す。これにより、ロック機構９２による反射ミラー７のロックは解除される。
【００５６】
一眼レフカメラ１Ａは、操作部１０２の操作で電源がオフとなると、ロック機構９２のソレノイド９２ｂの駆動を停止して、図示しないバネの力等で係止爪部９２ａを反射ミラー７の係止凹部９２ｃに係止する。これにより、ロック機構９２により反射ミラー７がロックされ、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに電流が流れなくても、反射ミラー７はミラーダウン位置で静止状態を保つ。
【００５７】
なお、一眼レフカメラ１Ａは、バルブ撮影では、反射ミラー７をミラーアップ位置で保持する必要がある。通常、反射ミラー７をミラーアップ位置で静止状態に保持するために、制御部１００は、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂに必要最低限のアイドリング電流を流す制御を行う。但し、長時間にわたるバルブ撮影を考慮して、ミラーアップ位置でも反射ミラー７をメカニカルにロックできるロック機構を備えても良い。
【００５８】
例えば、反射ミラー７のミラー軸７２Ａにディスクブレーキ９３を備えても良い。ディスクブレーキ９３は、駆動時には電源の供給を受けてブレーキを解放するロックオフ状態となり、非駆動時には電源の供給が停止され、バネの力等でブレーキをかけるロックオン状態となる構成とする。これにより、バルブ撮影では、反射ミラー７をミラーアップ位置として、ディスクブレーキ９３を非駆動とすることで、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂにアイドリング電流を流すことなく、反射ミラー７をミラーアップ位置で保持する。
【００５９】
また、一眼レフカメラ１Ａの電源オン時に反射ミラーをミラーダウン位置等で静止させる機能を、ボイスコイル７３Ａ，７３Ｂにアイドリング電流を流すのではなく、例えばディスクブレーキ９３の駆動，非駆動を切り替えて行っても良い。
【００６０】
第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａでは、一眼レフカメラ１Ａを通常の横向きとして撮影するとき、縦向きとして撮影するとき、上向きで撮影するとき等で、カメラ本体部２の姿勢によって反射ミラー７に加わる静荷重の方向が異なる。これにより、カメラ本体部２の姿勢が反射ミラー７の動作に影響を及ぼす可能性がある。そこで、カメラ本体部２の姿勢を検知する姿勢検知手段としての姿勢検知センサ９４を備える。
【００６１】
制御部１００は、姿勢検知センサ９４で検知されたカメラ本体部２の姿勢に基づいて、ボイスコイル７３Ａに流す電流を制御し、反射ミラー７の速度を、カメラ本体部２の姿勢によらず例えば一定とする。
【００６２】
＜本実施の形態の一眼レフカメラの作用効果例＞
本実施の形態の一眼レフカメラでは、ミラーアップ及びミラーダウンを行うミラー駆動装置に、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）で利用されるようなボイスコイルモータを備えている。そして、バネの力を利用せずに、コイルに生じる力で反射ミラーを直接駆動している。これにより、従来必要であったミラーチャージ時間を必要とせず、高速連写のボトルネックを解消することができる。
【００６３】
また、従来のバネで駆動する機構のように、ミラーアップ・ダウン直後のミラーバウンドによる振動を緩衝する機構が不要で、静位置に落ち着くまでのセトリングタイムを最小にする動作を、コイルに流す電流の制御で実現できる。
【００６４】
更に、従来のバネで駆動する機構で必要であった、静位置を保持する戻りバネ機構が不要となり、機構系の剛性を落として軽量化できるため、より高速応答化を図ることができる。
【００６５】
第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａでは、ボイスコイル７３Ａを反射ミラー７と一体に形成することによって、組み立て時の組立制度管理が容易になる。第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂでは、ボイスコイル７３Ｂの重量を反射ミラー７と合わせ、かつ、ギアを介してカウンター動作させることで、レリーズ時の反動を最小にすることができる。また、カメラ本体部の姿勢に依存しないミラー動作が可能になる。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態の一眼レフカメラは、第１の実施の形態のミラー駆動装置７０Ａまたは第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂを備えることで、ミラーチャージ機構が不要であり、ミラー駆動装置の機構のシンプル化を図ることができる。また、機構がシンプルになることで、故障要因が削減され、低コスト化を図ることができる。更に、バネによりミラーを戻す機構も不要であり、バネの応力に耐えるための堅牢性が不要となるので、軽量化を図ることができる。そして、シンプルな機構で、高速応答性を実現するための反射ミラーの動作の高速化が可能である。
【００６７】
第２の実施の形態のミラー駆動装置７０Ｂでは、ボイスコイル７３Ｂをカウンターウエイトとして、反射ミラー７の重量を打ち消しているので、カメラ本体部２の姿勢に反射ミラー７の動作が影響を受けない。
【００６８】
なお、本実施の形態の一眼レフカメラは、コイルに流す電流の制御で、ミラー作動音やミラー動作衝撃を殆ど消すような動作が可能になる。一方、従来のミラー動作にあるような、作動音をある程度残しながら動作させることも可能であり、ユーザの好みに合わせた操作感を持たせることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、一眼レフカメラに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態の一眼レフカメラの一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態のミラー駆動装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】第２の実施の形態のミラー駆動装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態の一眼レフカメラの制御機能の一例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１Ａ・・・一眼レフカメラ、２・・・カメラ本体部、３・・・レンズ、４・・・撮像素子、５・・・シャッタ、６・・・ペンタプリズム、６ａ・・・ファインダ窓、７・・・反射ミラー、７０Ａ，７０Ｂ・・・ミラー駆動装置、７１Ａ，７１Ｂ・・・ボイスコイルモータ、７２Ａ・・・ミラー軸、７２Ｂ・・・コイルモータ軸、７３Ａ，７３Ｂ・・・ボイスコイル、７４・・・マグネット、７５・・・磁気ヨーク、９・・・ロータリーエンコーダ、９１・・・位置検出センサ、９２・・・ロック機構、１００・・・制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系から入射された光の像を撮像する撮像手段と、
前記撮影光学系から入射された光の像をファインダ窓に導くファインダ光学系と、
前記撮影光学系から入射された光の像を、第１の位置で前記ファインダ光学系に反射すると共に、第２の位置で前記撮像手段へ入射させる反射ミラーと、
前記反射ミラーを第１の位置と第２の位置との間で駆動するミラー駆動装置とを備え、
前記ミラー駆動装置は、電流が流れるコイル部を有すると共に、前記コイル部を囲む磁気回路を構成するマグネット及び磁気ヨークを有して、前記コイル部に電流を流すことで生じる力で前記反射ミラーを駆動するボイスコイルモータを備えた
撮像装置。
【請求項２】
前記ミラー駆動装置は、前記ボイスコイルモータで駆動される前記反射ミラーの位置を検出する位置検出手段を備えた
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記反射ミラーを静止させる電流を前記ボイスコイルモータに流し、前記反射ミラーを第１の位置または第１の位置と第２の位置で静止させる
請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記反射ミラーを第１の位置または第１の位置と第２の位置で静止させるロック機構を備えた
請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ミラー駆動装置は、前記コイル部の重量を前記反射ミラーとつり合わせ、前記反射ミラーの重量を打ち消す配置で前記コイル部を備えた
請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
カメラ本体部の姿勢を検知する姿勢検知手段を備え、
前記姿勢検知手段で検知されたカメラ本体部の姿勢に基づいて、前記ボイスコイルモータで駆動される前記反射ミラーの速度を制御する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
撮影光学系から入射された光の像を撮像する撮像手段と、
前記撮影光学系から入射された光の像をファインダ窓に導くファインダ光学系と、
前記撮影光学系から入射された光の像を、第１の位置で前記ファインダ光学系に反射すると共に、第２の位置で前記撮像手段へ入射させる反射ミラーと、
前記反射ミラーを第１の位置と第２の位置との間で駆動するミラー駆動装置とを備え、
前記ミラー駆動装置は、
電流が流れるコイル部を有すると共に、前記コイル部を囲む磁気回路を構成するマグネット及び磁気ヨークを有して、前記コイル部に電流を流すことで生じる力で前記反射ミラーを駆動するボイスコイルモータと、
前記反射ミラーと重量がつり合わせられて前記反射ミラーの重量を打ち消すカウンターウエイトを備えた
撮像装置。
【請求項８】
前記コイル部の重量を前記反射ミラーと合わせて前記カウンターウエイトが構成される
請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
前記ミラー駆動装置は、前記ボイスコイルモータで駆動される前記反射ミラーの位置を検出する位置検出手段を備えた
請求項７記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記反射ミラーを静止させる電流を前記ボイスコイルモータに流し、前記反射ミラーを第１の位置または第１の位置と第２の位置で静止させる
請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記反射ミラーを第１の位置または第１の位置と第２の位置で静止させるロック機構を備えた
請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１】
撮影光学系から入射された光の像を撮像する撮像手段と、
前記撮影光学系から入射された光の像をファインダ窓に導くファインダ光学系と、
前記撮影光学系から入射された光の像を、第１の位置で前記ファインダ光学系に反射すると共に、第２の位置で前記撮像手段へ入射させる反射ミラーと、
前記反射ミラーを第１の位置と第２の位置との間で駆動するミラー駆動装置とを備え、
前記ミラー駆動装置は、電流が流れるコイル部を有すると共に、前記コイル部を囲む磁気回路を構成するマグネット及び磁気ヨークを有して、前記コイル部に電流を流すことで生じる力で前記反射ミラーを駆動するボイスコイルモータを備えた
撮像装置。
【請求項２】
前記ミラー駆動装置は、前記ボイスコイルモータで駆動される前記反射ミラーの位置を検出する位置検出手段を備えた
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記反射ミラーを静止させる電流を前記ボイスコイルモータに流し、前記反射ミラーを第１の位置または第１の位置と第２の位置で静止させる
請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記反射ミラーを第１の位置または第１の位置と第２の位置で静止させるロック機構を備えた
請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ミラー駆動装置は、前記コイル部の重量を前記反射ミラーとつり合わせ、前記反射ミラーの重量を打ち消す配置で前記コイル部を備えた
請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
カメラ本体部の姿勢を検知する姿勢検知手段を備え、
前記姿勢検知手段で検知されたカメラ本体部の姿勢に基づいて、前記ボイスコイルモータで駆動される前記反射ミラーの速度を制御する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
撮影光学系から入射された光の像を撮像する撮像手段と、
前記撮影光学系から入射された光の像をファインダ窓に導くファインダ光学系と、
前記撮影光学系から入射された光の像を、第１の位置で前記ファインダ光学系に反射すると共に、第２の位置で前記撮像手段へ入射させる反射ミラーと、
前記反射ミラーを第１の位置と第２の位置との間で駆動するミラー駆動装置とを備え、
前記ミラー駆動装置は、
電流が流れるコイル部を有すると共に、前記コイル部を囲む磁気回路を構成するマグネット及び磁気ヨークを有して、前記コイル部に電流を流すことで生じる力で前記反射ミラーを駆動するボイスコイルモータと、
前記反射ミラーと重量がつり合わせられて前記反射ミラーの重量を打ち消すカウンターウエイトを備えた
撮像装置。
【請求項８】
前記コイル部の重量を前記反射ミラーと合わせて前記カウンターウエイトが構成される
請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
前記ミラー駆動装置は、前記ボイスコイルモータで駆動される前記反射ミラーの位置を検出する位置検出手段を備えた
請求項７記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記反射ミラーを静止させる電流を前記ボイスコイルモータに流し、前記反射ミラーを第１の位置または第１の位置と第２の位置で静止させる
請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記反射ミラーを第１の位置または第１の位置と第２の位置で静止させるロック機構を備えた
請求項１０記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−４４２７１（Ｐ２０１０−４４２７１Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０９０７８（Ｐ２００８−２０９０７８）
【出願日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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