JP2015108776A - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成であり、かつ効果的なミラーバウンド抑制が可能な撮像装置を提供すること。
【解決手段】撮影光学系から入射された撮影光束を光電変換する撮像素子と、前記撮影光学系から前記撮像素子までの光路内に位置する第1の状態と、前記光路外に位置する第2の状態との間で回動可能なミラー部材と、前記第1の状態である前記ミラー部材と当接する当接部材と、前記ミラー部材が前記当接部材と衝突すると弾性変形可能な弾性部材と、前記ミラー部材の振動を抑制するためのおもりと、を備えるバウンド抑制部材と、を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、例えば一眼レフカメラ等の撮像装置に関し、特にファインダー観察用のクイックリターンミラー(測距用含む)を備えた撮像装置に関する。
従来、一眼レフカメラ等のクイックリターンミラー機構では、メインミラーおよびサブミラーを撮影光学系からの光路(撮影光路)の内外に高速で回動させる。撮影光路内では、各ミラーは、ミラーボックスに設けられたストッパに当接することで所定の停止位置に位置決めされ、ファインダー光学系や焦点検出ユニットに光を導く。
クイックリターンミラー機構においては、ミラーを撮影光路外から撮影光路内に高速回動させたときにストッパに衝突することでミラーがバウンドする現象(以下、ミラーバウンドという)が発生する。ミラーバウンドは、ファインダー像が安定するまでの時間を増加させ、焦点検出を遅らせるという問題がある。
ミラーバウンドを抑制する手段として、例えば特許文献1では、可動の慣性体にミラーを当てることで、ミラーのバウンドをなくす構成が開示されている。また、特許文献2では、振動抑制部材がミラーバウンド時にミラーに当接することで、バウンドを抑制する構成が開示されている。
特開平09−274249号公報 特開2010−160211号公報
しかしながら、特許文献1に開示された従来技術は複雑な構成のため、装置のコストアップや大型化の原因となる。また、特許文献2に開示された従来技術は簡易な構成でミラーの弾性変形振動が抑制されるが、ミラーバウンドのエネルギー消費に関する考慮がなく、バウンド抑制効果が不十分である。
このような課題を鑑みて、本発明は、簡易な構成であり、かつ効果的なミラーバウンド抑制が可能な撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系から入射された撮影光束を光電変換する撮像素子と、前記撮影光学系から前記撮像素子までの光路内に位置する第1の状態と、前記光路外に位置する第2の状態との間で回動可能なミラー部材と、前記第1の状態である前記ミラー部材と当接する当接部材と、前記ミラー部材が前記当接部材と衝突すると弾性変形可能な弾性部材と、前記ミラー部材の振動を抑制するためのおもりと、を備えるバウンド抑制部材と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、簡易な構成であり、かつ効果的なミラーバウンド抑制が可能な撮像装置が提供できる。
本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成図である。 実施例1のクイックリターンミラーユニットおよびバウンド抑制部材の斜視図である。 実施例1のメインミラーおよびバウンド抑制部材の挙動を説明する図である。 実施例1のメインミラーおよびバウンド抑制部材中のおもりの挙動のシミュレーション結果を示した図である。 実施例1の変形例であるクイックリターンミラーユニットおよびバウンド抑制部材の斜視図である。 実施例2のクイックリターンミラーユニットおよびバウンド抑制部材の斜視図である。 実施例2のクイックリターンミラーユニットおよびバウンド抑制部材の挙動を説明する図である。 実施例2のメインミラーおよびバウンド抑制部材中のおもりの挙動のシミュレーション結果を示した図である。 実施例2のミラーアップ位置におけるクイックリターンミラーユニットおよびバウンド抑制部材の側面図である。 実施例2の変形例であるクイックリターンミラーユニットおよびバウンド抑制部材の斜視図である。 実施例3のクイックリターンミラーユニットの斜視図である。
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。
図1は、本発明の実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ(撮像装置)の概略構成図である。図2は、本実施例のクイックリターンミラーユニットおよびミラーバウンド抑制部材の斜視図である。
撮像装置にあたるカメラ本体1と、カメラ本体1に着脱可能であり、撮影光学系を内蔵した撮影レンズ(交換レンズ)2によりカメラシステムが構成される。
ファインダー光学系4は、被写体像を観察するために設けられている。撮像素子ユニット5は、CMOSセンサやCCDセンサ等の撮像素子や各種光学フィルタを含んでいる。焦点検出ユニット6は、TTL位相差検出方式で撮影光学系のデフォーカス量を検出する、すなわち焦点検出を行う。
クイックリターンミラーユニット(ミラー部材)3は、メインミラー11、メインミラー保持部材12、サブミラー13およびサブミラー保持部材14を備えている。
メインミラー11はハーフミラーにより構成されており、メインミラー保持部材12はメインミラー11を保持する。メインミラー保持部材12に設けられた軸部12aは、ミラーボックス21に回動可能に取り付けられている。メインミラー保持部材12は、メインミラー11が撮影光学系から撮像素子ユニット5に向かう光路(撮影光路)内のミラーダウン位置と撮影光路から退避したミラーアップ位置との間を、軸部12aを中心として回動する。なお、図1は、ミラーダウン位置の状態を示している。
ミラーダウン位置では、メインミラー11は、撮影光学系からの光の一部を反射してファインダー光学系4に導き、残りの光を透過させる。これにより、撮影者は、ファインダー光学系4を通して被写体像の観察が可能になる。ミラーアップ位置では、撮影光学系から入射された撮影光束を撮像素子ユニット5が光電変換を行う。
サブミラー保持部材14は、サブミラー13を保持する。サブミラー保持部材14は、メインミラー保持部材12に設けられた軸部12bに回動可能に取り付けられている。
ミラーダウン位置では、サブミラー保持部材14は、サブミラー13が撮影光路内におけるメインミラー11の後方に位置するように位置決めされる。この位置で、サブミラー13は、メインミラー11を透過してきた光を反射して焦点検出ユニット6に導く。また、ミラーアップ位置では、サブミラー保持部材14は、サブミラー13が撮影光路外に配置されるようにメインミラー保持部材12に対して折り畳まれる。
ミラーボックス21内には、メインミラー保持部材12が当接するメインミラーストッパ(当接部材)22が設けられている。ミラー駆動部材(不図示)によりミラーアップ位置からミラーダウン位置に回動したメインミラー保持部材12がメインミラーストッパ22に当接することで、メインミラー11がダウン位置に位置決めされる。
メインミラー保持部材12において、メインミラー11を保持している面と逆の面(以下、非対物面という)には、バウンド抑制部材15が取り付けられている。バウンド抑制部材15は、メインミラー保持部材12内に収まるようにレイアウトされている。
バウンド抑制部材15は、弾性変形可能な板ばね16、おもり17および固定ピン18から構成されている。板ばね16の第1端16aは、固定端であり、メインミラー保持部材12の非対物面の軸部12a側に固定ピン18により取り付けられている。板ばね16の第2端16bは自由端であり、おもり17が取り付けられている。板ばね16の第2端16bは、静止状態でメインミラー保持部材12の非対物面と接触している。ミラーアップ位置からミラーダウン位置に回動したメインミラー保持部材12がメインミラーストッパ22に当接した際に、板ばね16が弾性変形することによって、板ばね16の第2端16bはメインミラー保持部材12の非対物面と分離可能となっている。なお、また、おもり17は、ミラーアップ位置でも撮影光学系を遮らない位置に配置されている。
図3は、ミラーアップ位置からミラーダウン位置に回動したメインミラー保持部材12がメインミラーストッパ22に当接する際の、メインミラー保持部材12およびバウンド抑制部材15のおもり17の挙動を経過時間順に示している。図中の反時計回りをダウン方向、時計回りをアップ方向とする。また、図中の矢印AおよびBは、メインミラー保持部材12およびおもり17のそれぞれの角速度の向きを示している。
また、図4は、ミラーダウン時のメインミラー保持部材12およびおもり17の軸部12aを回転中心としたときの変位角度のシミュレーション結果を示している。メインミラー保持部材12がミラーダウン位置で、板ばね16がメインミラー保持部材12の非対物面に接触した状態での、メインミラー保持部材12およびおもり17の変位角度を0としている。また、ミラーダウン位置からミラーアップ位置に向かう方向を正としている。図中の(a)〜(e)は、それぞれ図3(a)〜(e)におけるシミュレーション結果を示している。
図3(a)は、メインミラー保持部材12がミラーアップ位置からミラーダウン位置に回動している途中の状態を示している。このとき、おもり17は、メインミラー保持部材12と一体で回動する。したがって、メインミラー保持部材12の角速度の向きAおよびおもり17の角速度の向きBも同じダウン方向である。図4中の(a)においてもメインミラー保持部材12とおもり17の挙動は一致している。
図3(b)は、メインミラー保持部材12がミラーダウン位置に到達した状態を示している。このとき、メインミラー保持部材12は、メインミラーストッパ22に当接した後、メインミラーストッパ22から反発力を受けバウンドする。一方、おもり17は、慣性によりそのまま動き続けようとする。このとき、板ばね16がメインミラー保持部材12の振動方向とは反対方向に弾性変形する。そのため、第2端16bがメインミラー保持部材12の非対物面と分離し、図4中の(b)に示されるようにメインミラー保持部材12とおもり17は二体運動となる。このとき、メインミラー保持部材12の角速度の向きAはアップ方向、おもり17の角速度の向きBはダウン方向となる。メインミラー保持部材12の板ばね16固定部分にはメインミラー保持部材12のバウンドを妨げる方向にモーメントが働き、バウンドが抑制される。
その後、図3(c)に示される状態となる。このとき、メインミラー保持部材12のバウンドの振幅が最大となり、図4中の(c)に示されるように角速度が0となる。
一方、板ばね16は弾性変形した後に変形が解消され、再び第2端16bがメインミラー保持部材12の非対物面に衝突する。この衝突のタイミングを図3(d)および図4中の(d)に示されるように、メインミラー保持部材12がバウンドの最大振幅位置に達した後、再びメインミラー保持部材12がメインミラーストッパ22に衝突してバウンドする前とする。これにより、衝突時のメインミラー保持部材12の角速度の向きAはダウン方向、おもり17の角速度の向きBはアップ方向となる。すなわち、逆向きの角速度を持った物体の衝突が起きるため、回転運動エネルギーが効果的に消費され、さらなるバウンドの抑制効果が生じる。
最終的に、図3(e)および図4中の(e)に示されるように、板ばね16の自由端16bがメインミラー保持部材12の非対物面に接触した状態で、ミラーダウン位置で静止する。
上述したように、メインミラー保持部材12のバウンドを抑制するための条件に合致するため、バウンド抑制部材15が軸部12a回りでの所定の慣性モーメントならびに所定の固有周期を有する必要がある。そのため、おもり17の質量および板ばね16のばね定数は所定の値に設定される。
図4に示されるように、メインミラー保持部材12に所定の値に設定された板ばね16およびおもり17を含むバウンド抑制部材15を搭載することで、搭載していないものに比べ、メインミラー保持部材12のバウンドが抑制される。
以上のように、本実施例によれば、簡易な構成かつ省スペースで効果的なミラーバウンド抑制効果を得られる。
また、図5に示されるように、板ばね16をメインミラー保持部材12の軸部12aに平行に、かつメインミラー保持部材12の軸部12a側の辺とは反対側の辺の先端付近に配置してもよい。ミラーダウン位置に移行する際、バウンド抑制部材15は、図3および図4と同様の動作および効果を示す。
おもり17が軸部12a回りでの所定の慣性モーメントを得るにあたっては、おもり17の位置が軸部12aから離れているほどおもり17の質量は小さくて済む。また、おもり17からの力によってメインミラー保持部材12のバウンドを妨げるモーメントを得るにあたっては、板ばね16のメインミラー保持部材12との固定位置が軸部12aから離れているほど、より大きなモーメントが得られる。よって板ばね16の第1端16aと第2端16bは、軸部12aからできるだけ離して配置するのが望ましい。
図5のような構成を有することで、ミラーユニット全体の質量増加を抑えることができる。
図6は、本実施例のクイックリターンミラーユニットおよびバウンド抑制部材の斜視図である。
サブミラー保持部材14には例えばゴムのような、弾性部材19が取り付けられている。また、おもり17は、メインミラー保持部材12の非対物面側に設けられている。その他の構成は、実施例1と同様である。
図7は、ミラーアップ位置からミラーダウン位置に回動したメインミラー保持部材12がメインミラーストッパ22に当接する際の、メインミラー保持部材12およびバウンド抑制部材15のおもり17の挙動を経過時間順に示している。図中の反時計回りをダウン方向、時計回りをアップ方向とする。また、図中の矢印AおよびBは、メインミラー保持部材12およびおもり17のそれぞれの角速度の向きを示している。
また、図8は、ミラーダウン時のメインミラー保持部材12およびおもり17の軸部12aを回転中心としたときの変位角度のシミュレーション結果を示している。メインミラー保持部材12がミラーダウン位置で、おもり17がメインミラー保持部材12の非対物面に接触した状態での、メインミラー保持部材12およびおもり17の変位角度を0としている。また、ミラーダウン位置からミラーアップ位置に向かう方向を正としている。図中の(a)〜(e)は、それぞれ図7(a)〜(e)におけるシミュレーション結果を示している。
図7(a)は、メインミラー保持部材12がミラーアップ位置からミラーダウン位置に回動している途中の状態を示している。このとき、おもり17は、メインミラー保持部材12と一体で回動する。したがって、メインミラー保持部材12の角速度の向きAおよびおもり17の角速度の向きBも同じダウン方向である。図8中の(a)においてもメインミラー保持部材12とおもり17の挙動は一致している。
図7(b)は、メインミラー保持部材12がミラーダウン位置に到達した状態を示している。このとき、メインミラー保持部材12は、メインミラーストッパ22に当接した後、メインミラーストッパ22から反発力を受けバウンドする。一方、おもり17は、慣性によりそのまま動き続けようとする。このとき、板ばね16がメインミラー保持部材12の振動方向とは反対方向に弾性変形する。そのため、第2端16bがメインミラー保持部材12の非対物面と分離し、図8中の(b)に示されるようにメインミラー保持部材12とおもり17は二体運動となる。このとき、メインミラー保持部材12の角速度の向きAはアップ方向、おもり17の角速度の向きBはダウン方向となる。メインミラー保持部材12の板ばね16固定部分にはメインミラー保持部材12のバウンドを妨げる方向にモーメントが働き、バウンドが抑制される。
その後、図7(c)に示される状態となる。このとき、メインミラー保持部材12のバウンドの振幅が最大となり、図8中の(c)に示されるように角速度が0となる。
一方、板ばね16は弾性変形した後に変形が解消され、再び自由端16bがメインミラー保持部材12の非対物面に衝突する。この衝突のタイミングを図7(d)および図8中の(d)に示されるように、メインミラー保持部材12がバウンドの最大振幅位置に達した後、再びメインミラー保持部材12がメインミラーストッパ22に衝突してバウンドする前とする。これにより、衝突時のメインミラー保持部材12の角速度の向きAはダウン方向、おもり17の角速度の向きBはアップ方向となる。すなわち、逆向きの角速度を持った物体の衝突が起きるため、回転運動エネルギーが効果的に消費され、さらなるバウンドの抑制効果が生じる。
最終的に、図7(e)および図8中の(e)に示されるように、板ばね16の自由端16bがメインミラー保持部材12の非対物面に接触した状態で、ミラーダウン位置で静止する。
上述したように、メインミラー保持部材12のバウンドを抑制するための条件に合致するため、バウンド抑制部材15が軸部12a回りでの所定の慣性モーメントならびに所定の固有周期を有する必要がある。そのため、おもり17の質量および板ばね16のばね定数は所定の値に設定される。
図8に示されるように、メインミラー保持部材12に所定の値に設定された板ばね16およびおもり17を含むバウンド抑制部材15を搭載することで、搭載していないものに比べ、メインミラー保持部材12のバウンドが抑制される。
図9は、ミラーアップ位置におけるクイックリターンミラーユニット3およびバウンド抑制部材15の側面図である。
本実施例では、サブミラー保持部材14がサブミラー13を撮影光路外に配置する際、サブミラー保持部材14に取り付けられた弾性部材19が板ばね16の第2端16bに当接するようになっている。これによりミラーアップ位置に到達した際のバウンド抑制部材15の振動を規制し、バウンド抑制部材15の撮像面への映り込みを防止する。
また、本実施例では、メインミラー保持部材12には、バウンド抑制部材15を収納可能な領域が形成されている。そのため、サブミラー保持部材14は、バウンド抑制部材15を覆い隠すように折り畳まれる。これによりミラーアップ位置に到達した際のバウンド抑制部材15に起因する内面反射が抑制されるため、バウンド抑制部材15への塗装などのコストアップを抑えることができる。
以上のように、本実施例によれば、簡易な構成かつ省スペースで効果的なミラーバウンドの抑制をし、撮像時における部材の内面反射や映り込みを抑制することができる。
また、図10に示されるように、ばね16をメインミラー保持部材12の軸部12aに平行に、かつメインミラー保持部材12の軸部12a側の辺とは反対側の辺の先端付近に配置してもよい。ミラーダウン位置に移行する際、バウンド抑制部材15は、図7および図8と同様の動作および効果を示す。
おもり17が軸部12a回りでの所定の慣性モーメントを得るにあたっては、おもり17の位置が軸部12aから離れているほどおもり17の質量は小さくて済む。また、おもり17からの力によってメインミラー保持部材12のバウンドを妨げるモーメントを得るにあたっては、板ばね16のメインミラー保持部材12との固定位置が軸部12aから離れているほど、より大きなモーメントが得られる。よって板ばね16の第1端16aと第2端16bは、軸部12aからできるだけ離して配置するのが望ましい。
図10のような構成を有することで、ミラーユニット全体の質量増加を抑えることができる。
図11は、本実施例のクイックリターンミラーユニット3の斜視図である。図11に示されるように、本実施例では、サブミラー保持部材14がサブミラー保持枠14a、バウンド抑制可動部14bおよび弾性部14cで構成されている。その他の構成は、他実施例と同様である。
バウンド抑制可動部14bにサブミラー13が取り付けられている。また、バウンド抑制可動部14bは、サブミラー保持枠14aの短手方向に沿ってスライドすることで移動可能である。
バウンド抑制可動部14bは、静止状態でメインミラー保持部材12の非対物面と接触状態となっている。ミラーアップ位置からミラーダウン位置に回動したメインミラー保持部材12がメインミラーストッパ22に当接した際に、弾性部14cが弾性変形することによって、バウンド抑制可動部14bは、メインミラー保持部材12の非対物面と分離可能となっている。
メインミラー保持部材12がミラーダウン位置に到達すると、メインミラー保持部材12は、メインミラーストッパ22に当接し、メインミラーストッパ22から反発力を受けバウンドする。しかし、サブミラー保持枠14a内でバウンド抑制可動部14bが動き、所定のタイミングでメインミラー保持部材12に力を及ぼすことにより、メインミラー保持部材12のバウンドが抑制される。この動作および効果は他実施例において説明したバウンド抑制部材15と同様である。
本実施例では、バウンド抑制部材15を備え、さらに上述した機構を備えているが、バウント抑制部材を取り外してもよい。この場合、クイックリターンミラーユニット3中にバウンド抑制機構が含まれているだけで、バウンド抑制のための専用部材を必要としない。そのため、ミラーユニット全体の質量増加ならびに占有スペースの増大を抑えることができる。
なお、本実施例では、弾性部14cはばね性のある板状のもので記載されているが、圧縮ばね等でもよい。
以上のように、本実施例によれば、簡易な構成でより効果的にミラーバウンド抑制効果を得られる。
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。
1 カメラ本体(撮像装置)
2 撮影レンズ(撮影光学系)
3 クイックリターンミラーユニット(ミラー部材)
5 撮像素子
15 バウンド抑制部材
16 ばね部材
17 おもり
22 メインミラーストッパ(当接部材)

Claims (13)

  1. 撮影光学系から入射された撮影光束を光電変換する撮像素子と、
    前記撮影光学系から前記撮像素子までの光路内に位置する第1の状態と、前記光路外に位置する第2の状態との間で回動可能なミラー部材と、
    前記第1の状態である前記ミラー部材と当接する当接部材と、
    前記ミラー部材が前記当接部材と衝突すると弾性変形可能な弾性部材と、前記ミラー部材の振動を抑制するためのおもりと、を備えるバウンド抑制部材と、を有することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記弾性部材の第1端は、前記ミラー部材に取り付けられ、
    前記おもりは、前記弾性部材の第2端に取り付けられ、
    前記弾性部材は、前記第1端を中心にして弾性変形可能であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記バウンド抑制部材は、前記ミラー部材が前記当接部材と衝突すると前記ミラー部材の振動方向とは反対方向に弾性変形した後、前記ミラー部材が最大振幅位置に達してから前記当接部材と再び衝突するまでの間に前記ミラー部材と衝突することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
  4. 前記バウンド抑制部材が、前記ミラー部材が前記当接部材と衝突した際に前記ミラー部材の振動方向とは反対方向に弾性変形するための所定の慣性モーメントと、前記ミラー部材が最大振幅位置に達してから前記当接部材と再び衝突するまでの間に前記ミラー部材と衝突するための所定の固有周期を有するように、前記おもりおよび前記弾性部材は、それぞれ所定の質量および所定のばね定数を有することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記ミラー部材が前記第2の状態において、前記バウンド抑制部材の少なくとも一部を覆う覆い部材を更に有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。
  6. 前記ミラー部材が前記第2の状態において、前記覆い部材は、前記弾性部材の弾性変形を規制することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  7. 前記覆い部材は、前記ミラー部材を透過した撮影光束を反射するサブミラーを保持するサブミラー保持部材であることを特徴とする請求項5または6に記載の撮像装置。
  8. 前記ミラー部材は、前記第2の状態において、前記バウンド抑制部材を収納可能な領域を有することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像装置。
  9. 前記バウンド抑制部材は、前記ミラー部材の回動軸と反対側の辺に沿うように配置されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。
  10. 前記バウンド抑制部材は、前記ミラー部材の非対物面側に取り付けられることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像装置。
  11. 前記弾性部材は、板ばねであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。
  12. 前記ミラー部材を透過した撮影光束を保持するサブミラー保持部材を更に有し、
    前記サブミラー保持部材は、
    前記ミラー部材が前記当接部材と衝突すると弾性変形する弾性部と、
    前記弾性部の弾性変形によって前記ミラー部材の振動を抑制するように移動可能なバウンド抑制可動部と、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項に記載の撮像装置。
  13. 請求項1から12のいずれか1項に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置に着脱可能に交換される交換レンズと、を有することを特徴とするカメラシステム。
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