JP2010020176A - Quick-return mirror driving device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a quick return mirror driving device applied to a digital single lens reflex camera or the like.
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。 In recent digital single-lens reflex cameras, it is desired to further increase the shooting speed and reduce the power, that is, to secure a desired number of shots when the battery is driven. To achieve high-speed shooting, speed up the mechanism required for shooting and the imaging function that controls it, or perform image processing on the output results of the imaging device, and save the results in a predetermined storage device Speeding up the function is necessary.
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。 Conventional single-lens reflex cameras use a quick return mirror to switch the optical path between shooting preparation and shooting. In the stage of shooting preparation, the light beam that has passed through the shooting lens is focused on the optical finder and the distance measuring sensor, and in the stage of shooting, the beam is focused on the imaging device. Such shortening of the optical path switching time, in other words, the mirror settling time, is an important factor that determines high-speed continuous shooting performance. That is, it is desired to further shorten the operation time of the quick return mirror. In order to solve this problem, it is necessary to devise measures such as increasing the driving voltage (driving energy) of the motor that drives the mirror or the motor that charges the mirror driving spring. On the other hand, by increasing the drive voltage, battery power is consumed quickly, and it is difficult to achieve both high speed performance and a desired number of shots.
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。
Here, the configuration of a conventional digital single-lens reflex camera will be described with reference to the configuration diagram of FIG. The conventional digital single-
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。
The
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。
When the
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。
FIG. 8 is a time chart showing changes in the drive current of the
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。 In the above-described mirror driving method by the mirror control unit 112 of the conventional digital single-lens reflex camera system, power consumption sufficient to withstand the securing of the number of frames necessary for shooting together with the high-speed driving of the mirror to support high-speed shooting and high-speed continuous shooting. It is required to suppress this.
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a quick return mirror driving device that enables high-speed driving of a mirror and suppresses power consumption.
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。
The quick return mirror driving device according to
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the quick return mirror drive device which enables the high-speed drive of a mirror and can suppress electric power consumption can be provided.
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a digital single-lens reflex camera (hereinafter referred to as a single-lens reflex camera) to which the first embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a block configuration diagram of a mirror control unit and a main mirror driving unit constituting the quick return mirror driving device of the single-lens reflex camera. FIG. 3 is a time chart showing changes in the drive current of the drive motor, on / off state of the control changeover switch group, and changes in the main mirror position when the main mirror is driven in the single-lens reflex camera.
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。
The single-
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。
The
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。
The
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。
The single-
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
The battery drive voltage Vbat line of the
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。
The energizing spring A103a and the energizing spring B103b that are charged by the
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。
The main mirror up / down control operation by the
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 )。 When charging the urging spring A103a, the SW11 is turned on, the SW13 is turned on, and the SW15 is turned on, and the voltage of the electric charge accumulated in the capacitor C24 is superimposed on the supply voltage Vbat of the battery that is the power supply unit. High-speed driving is started (elapsed time t1).
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。
After a certain time from the start of the spring charge (elapsed time t2), SW13 and SW15 are turned off and SW16 is turned on to discharge the remaining charge of the capacitor C24. When the spring charge end rotation position of the
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。
SW14 is turned on and SW15 is turned off at an elapsed time t4 after a certain time from the start of the motor brake operation, the accumulation of electric energy in the capacitor C24 is stopped, and the
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。
When the SW 18 is turned on at the elapsed time t6, the
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。 During the elapsed time t5 to t6, the charge and discharge operations for the capacitor C24 are performed on the biasing spring B103b in the same manner as in the charging operation of the biasing spring A103a described above.
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。
According to the single-
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。 Next, a single-lens reflex camera to which a mirror control unit according to a second embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
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。 FIG. 4 is a block configuration diagram of the mirror control unit and the main mirror driving unit of the present embodiment. FIG. 5 is a block diagram of a charge pump circuit built in the mirror control unit of FIG. FIG. 6 is a time chart showing changes in the drive current of the drive motor and changes in the on / off state of the control changeover switch group during the bias spring charging operation in the single-lens reflex camera.
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。
The single-lens reflex camera of this embodiment has the same configuration as that of the conventional single-
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。
As shown in FIG. 4, the mirror control unit 112B applied to this embodiment includes a control CPU 10B, a
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。
In the mirror control unit 112B, the supply voltage Vbat of the battery serving as the power supply unit is superimposed on the output of the
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。
The
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。
Note that the voltage Vref of the
Vc + Vref-Vr = Vbat
Is adjusted in advance so that
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。
The
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。
The charging
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。
The biasing spring A103a and the biasing spring B103b driven to be charged by the
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。 The main mirror up / down control operation by the mirror control unit 112B having the above-described configuration will be described with reference to the time chart of FIG.
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)。
When charging the urging spring A103a, the SW43 is turned on when the switches 41 and 42 are off, and the voltage V due to the charge accumulated in the capacitor C45 is superimposed on the battery supply voltage Vbat via the
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。
After a certain time from the start of the spring charge (elapsed time t12), the SW43 is turned off and the SW44 is turned on to discharge the remaining charge of the capacitor C45. When the spring charge end rotation position of the
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。 Subsequent operations are the same as the control operations in the first embodiment.
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。
According to the mirror control unit 112B of the single-lens reflex camera of the present embodiment described above, the same effect as when the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
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。 The quick return mirror driving device according to the present invention can be used as a quick return mirror driving device that enables high-speed driving of a mirror and can realize low power consumption.
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)
C24, C45 ... Capacitors (electric energy storage and supply unit)
101 ... Interchangeable lens (imaging optical system)
103 ... Main mirror (quick return mirror)
107: driving motor P1: entry position (first position)
P2 ... Retraction position (second position)
Claims (1)
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。 A quick return mirror that moves between a first position for focus adjustment that falls on the optical path of the imaging optical system and a second position for imaging that retracts from the optical path of the imaging optical system;
A drive motor for driving the quick return mirror unit;
A power supply for supplying power to the drive motor;
The electric energy generated when the drive motor that is driving the quick return mirror unit is stopped is accumulated. When the drive motor is driven again after the stop, the electric energy accumulated together with the power source unit is accumulated. An electrical energy storage and supply unit for supplying to
A quick return mirror driving device comprising:
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JP2011223318A (en) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Hoya Corp | Imaging element power supply system and imaging device |
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