JP2017146317A - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】サブミラーホルダの動きを制御するミラー駆動機構において、ミラー駆動中の光学ファインダ内の光量変化を少なくすることを可能にした制御手段を提供すること。【解決手段】メインミラーを透過した被写体光束を焦点検出手段へ導く、第1のミラーユニット位置における光学ファインダ内光量の測定結果から、メインミラーを透過した被写体光束を光学ファインダへ導く、第2のミラーユニット位置における光学ファインダ内の光量を算出し、算出された光量が一定の閾値を超えるかを判定することによって、第2のミラーユニット位置における光学ファインダ内の光量を制御する制御手段を有することを特徴とする。【選択図】図7

Description

本発明は、撮像装置に関し、特にミラー駆動中の光学ファインダ内光量の制御に関する。
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)の内外に高速で移動させている。
一方で、サブミラーホルダの動きを制御することが可能なミラー駆動装置では、メインミラーホルダがミラーアップ駆動開始時にサブミラーホルダと当接するため、メインミラーを透過する入射光はサブミラーで反射されて光学ファインダ内に導かれる。そのため、ミラー駆動中に光学ファインダ内の光量が大きくなり、ユーザが不快に感じるという懸念があった。
特許文献1には、ミラー駆動中の光学ファインダ内の光量変化を少なくするという技術が開示されている。
特開2013−218241号公報
しかしながら、上述の特許文献1に開示された制御手段では、サブミラーホルダの動きを制御することが可能なミラー駆動装置における、ミラー駆動中の光学ファインダ内の光量を制御することが困難であった。
そこで、本発明の目的は、サブミラーホルダの動きを制御するミラー駆動機構において、ミラー駆動中の光学ファインダ内の光量変化を少なくすることを可能にした撮像装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
入射光量を制御する絞り(202)と、
前記光学像を観察するための光学ファインダ(300)と、
前記光学像の明るさを測定する測光手段(302)と、
焦点検出手段(403)と、
撮影光学系を通過した光の光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子(407)と、
被写体光束を前記光学ファインダ(300)へ導く観察位置と前記撮像素子(407)への被写体光束を遮らない撮影位置との間を回動可能なメインミラー(501)を備えたメインミラーホルダ(502)と、
前記メインミラーホルダ(502)に係合し、前記メインミラーを透過した被写体光束を焦点検出手段(403)へ導く第1のミラーユニット位置と、
前記メインミラーを透過した被写体光束を前記光学ファインダへ導く第2のミラーユニット位置と、
前記メインミラーホルダ(502)の撮影位置まで回動し、被写体光束を前記撮像素子(407)に導く第3のミラーユニット位置に制御可能なサブミラー(503)と、を備えた撮像装置において、
前記測光手段(302)により前記第1のミラーユニット位置における前記光学ファインダ(300)内の光量の測定結果から、前記第2のミラーユニット位置における前記光学ファインダ(300)内の光量を算出し、算出された光量が一定の閾値を超えるかを判定することによって、
前記第2のミラーユニット位置における前記光学ファインダ(300)内の光量を制御する制御手段を有することを特徴とする。
本発明に係る撮像装置によれば、ミラー駆動中のサブミラーの動きを制御する駆動機構において、ミラー駆動中の光学ファインダの光量変化を少なくすることを可能にした制御手段を提供することができる。
本発明の実施形態にかかわるデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図 デジタル一眼レフカメラの構成を説明する図 デジタル一眼レフカメラの構成を説明する図 デジタル一眼レフカメラの構成を説明する図 ミラーユニットの構成を説明する分解斜視図 メインミラーホルダとサブミラーホルダの動作詳細図 実施例に係るミラーユニット駆動前までの処理動作を表すフローチャート ファインダ内の光量が所定の閾値よりも小さい時の絞り制御を表すフローチャート ファインダ内の光量が所定の閾値よりも大きい時の絞り制御を表すフローチャート
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態にかかわるデジタル一眼レフカメラの主要な電気的構成を示すブロック図である。
撮影レンズユニット200はレンズ群201と、絞り202と、AF駆動回路203と、絞り駆動回路204と、レンズ制御回路205と、マウント接点206とで構成されている。
レンズ群201は、焦点距離をある一定の範囲で自在に変化させる不図示のズームレンズ群と被写体像を結像させる不図示のフォーカスレンズ群を含んでいる。
なお、本実施の形態では便宜上1枚の撮影レンズで示しているが、実際は多数のレンズ群により構成されている。
AF駆動回路203は、たとえばステッピングモータによって構成され、レンズ制御回路205の制御によってレンズ群201内のフォーカスレンズ位置を変化させることにより、後述の撮像素子407に撮影光束の焦点を合わせるように調整する。
絞り駆動回路204は、たとえばオートアイリスなどによって構成され、レンズ制御回路205によって絞り202を変化させ、光学的な絞り値を得るように構成されている。
マウント接点206は撮影レンズユニット200が接続されると、レンズ制御回路205からCPU401へ信号を送信する機能も備えている。これにより、レンズ制御回路205は、CPU401との間で通信を行い、撮影レンズユニット200内のレンズ群201および絞り202の駆動を、AF駆動回路203および絞り駆動回路204を介して行うことが可能となる。
ミラーユニット500は、メインミラー501、サブミラー502から構成されている。
更にミラーユニット500は、第1の位置(図2a)から第2の位置(図2b)を経て第3の位置(図2c)へ移動可能である。
メインミラー501は、ミラーユニット500の第1の位置にて、撮影レンズユニット200を通過する撮像光束を光学ファインダ300へ導くとともに、その一部を透過させてサブミラー502に導く。
サブミラー502は、透過された撮影光束を焦点検出ユニット403へ導く。
また、ミラーユニット500は、撮像時には、撮影レンズユニット200から撮像素子507に向かう光束を遮らないように第3の位置(図2c)に退避する。
ミラー駆動回路402は、ミラーユニット500を図2a、図2bと図2cのように、第1の位置から第2の位置を経て第3の位置へ、または第3の位置から第2の位置と経て第1の位置へ駆動するためのものであり具体的には、たとえばモータ(不図示)とギヤトレイン(不図示)などから構成される。
焦点検出ユニット403は不図示である結像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー及び、2次結像レンズ、焦点検出センサ用絞り、複数のCCDから成るラインセンサ等から構成されている。
焦点検出ユニット403から出力された信号は、焦点検出回路404へ供給され、被写体像信号に換算された後CPU401へ送信される。CPU401は被写体像信号に基づいて、位相差検出法による焦点検出演算を行う。そして、デフォーカス量およびデフォーカス方向を求め、これに基づき、レンズ制御回路205およびAF駆動回路203を介して、レンズ群201内のフォーカスレンズを合焦位置まで駆動する。
ペンタプリズム301は、メインミラー501によって反射された撮影光束を正立正像に変換反射する光学部材である。ユーザは、ペンタプリズム301を介して、ファインダ接眼レンズ304から被写体像を観察することができる。
ペンタプリズム301は、撮影光束の一部を測光センサ302にも導く。測光回路303は、測光センサ302の出力を得て、観察面上の各エリアの輝度信号に変換し、CPU401に出力する。CPU401は、得られる輝度信号から露出値を算出する。
高分子分散液晶パネル305は、ファインダ接眼レンズ304を覗いているユーザに焦点検出動作の状態表示を知らせる表示ユニットである。高分子分散液晶パネル305は、通常、透過(透明)状態におかれる。そして、焦点検出ユニット403の焦点検出の結果、合焦に至ったと判断された焦点検出領域に対応した高分子分散液晶パネル305の焦点検出領域表示部のみが非透過(非透明)となって、撮影者にピントの合った被写界位置を知らせることが可能となっている。
シャッターユニット405は、例えば、機械式フォーカルプレーンシャッタであり、ユーザが光学ファインダ300により被写体像を観察している時には撮影光束を遮る。
また撮像時にはレリーズ信号に応じて、不図示の先羽根群と後羽根群の走行する時間差により所望の露光時間を得るように構成されている。シャッターユニット405は、CPU401の指令を受けたシャッター駆動回路406によって駆動させ、撮像素子407に光を当てる時間を制御する。
このシャッター駆動回路406は、CPU401から送信される制御信号に従ってシャッターを駆動させ、撮像素子407に光を当てる時間を制御する。
撮像素子407は撮像デバイスであるCMOSが用いられる。撮像デバイスには、CCD型、CMOS型およびCID型など様々な形態があり、何れの形態の撮像デバイスを採用してもよい。
撮像素子407上に結像された被写体像は、光電変換によって撮像信号に変換され、アナログ信号として蓄積される。
A/D変化器408は、撮像素子407で蓄積された被写体像のアナログ信号を順次受信し、デジタル信号に変換する。
画像処理部409は、A/D変換器408で変換されたデジタル信号を、色補正、デモザイク処理、階調補正(γ補正)、YC分離処理等の画像処理を行い、画像データに変換する。
メモリ410は、不揮発性メモリROM410a、揮発性メモリRAM410b、バッファメモリDRAM410cなどで構成されている。ROM410aはCPU401が各種処理を行う上で必要なプログラムなどを記憶し、RAM410bはCPU401が各種処理を行う上で必要なデータを適宜記憶し、DRAM410cは画像処理部410で各種画像処理を施された画像データを記憶する。
外部メモリ411は、例えば、SDメモリカードやコンパクトフラッシュ(登録商標)といった、カメラボディ110に着脱可能な不揮発性メモリである。
DRAM410cのバッファメモリから読みだされた画像データは、所定の圧縮方式、例えばJPEG方式でデータ圧縮され、外部メモリ411に保存される。
また、DRAM410cおよび外部メモリ411から読みだされ伸張された画像データを表示する表示ユニットや、各種操作部材も含んでいる。
電源412は、着脱可能な二次電池、または家庭用のAC電源等で構成されており、各ユニットへ電源を供給する。
次に、図2〜4を参照して、本発明における、デジタル一眼レフカメラのミラーユニット500の状態について説明する。
図2はデジタル一眼レフカメラの構成を説明する図である。
図2において、カメラ本体1には撮影レンズユニット200が取り付けられている。カメラ本体1は、焦点検出ユニット403、光学ファインダ300、ミラーユニット500および撮像素子407を備えている。
図2(a)は、メインミラーホルダ502およびサブミラーホルダ504はミラーダウン位置に待機している状態を示す。ミラーユニット500が光路内に位置し、撮影レンズユニット200を通過した光束はメインミラー501で分離される。メインミラーで反射した光束は、光学ファインダーユニット4のペンタプリズム301に導かれる。一方、メインミラー501を透過した光束はサブミラー504で反射して、焦点検出ユニット403に導かれる。したがって、図2(a)の状況にて、撮影レンズユニット200を透過した光束は、撮像素子407に導かれない。この状態を本実施例では第1の位置と呼ぶ。
図2(b)は、メインミラーホルダ502はミラーダウン位置に位置し、サブミラーホルダ504がメインミラー501と重なる位置までミラーアップしている状態を示す。撮影レンズユニット200を通過した光束は、焦点検出センサユニット403に導かれることなく、メインミラー501に反射して、光学ファインダ300のペンタプリズム301に導かれ、ファインダ接眼枠305を介し被写体像を観察することができる。この状態を本実施例では第2の位置と呼ぶ。
図2(c)は、メインミラーホルダ502およびサブミラーホルダ504がミラーアップ位置に待機している状態を示す。図2(c)の状態では、メインミラーホルダ502およびサブミラーホルダ504はミラーボックス400の上方に回動しミラーユニット500は撮影光路内から退避する。これにより撮影レンズユニット200を通過した光束は、光学ファインダ300および焦点検出ユニット403に導かれることなく、撮像センサ407に導かれる。この状態を本実施例では第3位置と呼ぶ。
以上のようにミラーユニット500は図2(a)に示すミラーダウン位置と図2(c)に示すミラーアップ位置との間を駆動する。
図3はミラーユニット500の構成を説明する分解斜視図であり、図2におけるメインミラーホルダ502及びサブミラーホルダ504の関係をここで説明する。
ミラーユニット500はメインミラー501を保持するメインミラーホルダ502と、サブミラー503を保持するサブミラーホルダ504を有する。
メインミラーホルダ502には回転軸502a、502bが形成されており、ミラーボックス400に回転軸502aを中心として回動するよう取り付けられている。
サブミラーホルダ504には穴部504aが形成されており、メインミラーホルダ502に形成された軸502bに軸支され、該軸502bを中心に回動する。またサブミラーホルダ駆動軸504cが形成されており、該駆動軸に不図示のミラー駆動ユニットにより動力が伝達されることによりサブミラーホルダ504が駆動する。
サブミラーホルダ504が駆動することによりメインミラーホルダ502が押し上げられることでミラーアップ動作を行う。ミラーダウン動作は、メインミラーホルダ502がサブミラーホルダ504に引き下げられることでミラーダウン動作を行う機構となっており、前述図2の動作を可能としている。
以下図4を用いて更に詳細を説明する。
図4はメインミラーホルダ502とサブミラーホルダ504の動作詳細図である。(a)(d)は前記第1のミラーユニット位置、(b)(e)は前記第2のミラーユニット位置、(c)(f)は前記第3のミラーユニット位置の状態を示す。
(a)において、サブミラーホルダ504は不図示のバネによりミラーボックス400に取り付けられたサブミラー位置決め軸508に付勢されている。また、メインミラーホルダ502は不図示のバネによりミラーボックス400に取り付けられたメインミラー位置決め軸507に付勢されて第1のミラーユニット位置の状態を保っている。この状態において、不図示のミラー駆動ユニットによりサブミラーホルダ駆動軸504cに図示F方向に動力が伝達されると軸502bを回転中心としてサブミラーホルダ504が駆動し、(b)の第2のミラーユニット位置まで回動する。
第2のミラーユニット位置ではサブミラーホルダ504はメインミラーホルダ502に当接しその付勢力は、メインミラーホルダ502がメインミラー位置決め軸507から浮かない付勢力であれば良い。この状態において、不図示のミラー駆動ユニットによりサブミラーホルダ駆動軸504cに図示F方向に動力が伝達されると、サブミラーホルダ504によってメインミラーホルダ502を持ち上げられ、(c)の第3のミラーユニット位置まで回動する。
第3のミラーユニット位置では、サブミラーホルダ504によってメインミラーホルダ502をミラーボックス400に取り付けられたミラーアップストッパ505に付勢され、ミラーユニット500は撮影光路内から退避する位置を保っている。
(d)では不図示のミラー駆動ユニットによりサブミラーホルダ駆動軸504cに図示F方向に動力を伝達することでサブミラーホルダ504のダウンが開始される。この時メインミラーホルダ502はサブミラーホルダ504に連結された不図示のバネもしくはカムによりサブミラーホルダ504と同時に押し下げられ、メインミラーホルダ502がメインミラー位置決め軸507に当接し(e)の第2のミラーユニット位置の状態となる。
(e)の状態から不図示のミラー駆動ユニットによりサブミラーホルダ駆動軸504cに図示F方向に動力を伝達することでサブミラーホルダ504はサブミラー位置決め軸508に当接し(f)の第1のミラーユニット位置に戻る。
尚、前記ミラー駆動ユニットの機構については、図2に示すミラーユニット500の動作を達成できれば手段は問わない。
図5〜7は、本実施例における撮影シーケンスを表すフローチャートである。
まず、図5を用いて、ミラーユニット500が駆動するまでの処理動作を説明する。
ステップS101では、CPU407はSW1がONになったか判定する。ステップS101でSW1がONであると確認したのち、ステップS102で、測光センサ302は光学ファインダ300内の光量を測定する。
ステップS103では、ステップS102で測定された光学ファインダ300内の光量から、ミラーユニット500が第二の位置にあるときの光学ファインダ300内の光量を算出する。
ステップS104では、ステップS103で算出された光量の算出値を用いて、所定の閾値よりも大きいか判断する。所定の閾値はユーザがまぶしいと感じるかどうかを示す指標である。光量の算出値が所定の閾値よりも大きい場合、ユーザはまぶしいと感じるが、所定の閾値よりも小さい場合、ユーザは被写体像に違和感を気にせず撮影することができる。所定の閾値よりも小さいと判断したとき、ステップS105のシーケンス(1)へ移行し、所定の閾値よりも大きいと判断したとき、ステップS106のシーケンス(2)へ移行する。
次に、図6を用いて、光学ファインダ内光量の算出値が所定の閾値よりも小さい場合の撮影シーケンス(1)の絞り制御について説明する。
ステップS107で、CPU401はSW2がONになったことを確認すると、ステップS108に移行し、ユーザが撮影前に設定したF値を読み込み、ミラーユニット500は駆動を開始する。
ステップS109では、ミラーユニット500は第1の位置にあり、絞り202は解放状態にある。絞り202はステップS107で読み込んだ設定F値まで駆動を開始する。
ステップS110では、ミラーユニット500は第2の位置にあり、絞り202は設定F値になるまで駆動を続ける。ミラーユニット500が第2の位置まで駆動する間に、絞り202が設定F値まで駆動できた場合は、ステップS109で停止することになる。
ステップS111では、ミラーユニット500が第3の位置に到達するまでに、絞り202は設定F値で停止し、ミラーアップ動作が完了する。ミラーユニット500がミラーアップ動作を完了すると、撮影レンズユニット200を通過した被写体像は撮像素子407に導かれる。撮像素子407に入射した被写体像の情報は、上述した各画像処理を経てメモリ410に記憶される。ミラーユニット500のミラーアップ動作が完了したのち、ミラーダウン(1)動作を開始する。
ステップS112では、ミラーユニット500は第3の位置にあり、絞り202はミラーユニットの駆動開始とともに、設定F値から解放F値まで駆動開始する。
ステップS113では、ミラーユニット500は第2の位置にあり、絞り202は解放F値になるまで、駆動を続ける。
ステップS114では、ミラーユニット500が第3の位置に到達するまでに、絞り202は解放F値で停止し、ミラーダウン(1)動作が完了する。
最後に、図7を用いて光学ファインダ300内光量の算出値が所定の閾値よりも大きい場合の撮影シーケンス(2)の絞り制御について説明する。
シーケンス(2)は、設定F値によって、ミラーアップ時にはミラーアップ(2)−1とミラーアップ(2)−2の2通りのシーケンスがあり、ミラーダウン時にはミラーアップ時のシーケンスにそれぞれ対応したミラーダウン(2)−1とミラーダウン(2)−2のシーケンスがある。
まず、ミラーアップ時のシーケンスについて説明する。
ステップS115で、CPU401はSW2がONになったことを確認すると、ステップS116に移行し、ミラーユニット500は駆動を開始する。
ステップS116で、ミラーユニット500は第1の位置にあり、絞り202は解放F値+1/2段に向けて駆動を開始する。ステップS116で目指すF値は、本実施において解放F値+1/2段としているが、メインミラーの反射率によって、このF値は異なってくる。メインミラーの反射率を70%とすると、ミラーユニット500が第2の位置にある時、光学ファインダ300内の光量は、第1の位置にある時に比べて、およそ1.4倍になる。すなわち、ミラーユニット500が第1の位置と第2の位置で、光学ファインダ300内の光量を同じにするためには、解放F値に対して絞りを1/2段絞ればよい。
ステップS117で設定F値を読み込んだのち、ステップS118で、その設定F値が解放F値+1/2段と等しいか判定する。設定F値が解放F値+1/2段と等しい場合、ステップS119に移行し、設定F値が解放F値+1/2段と異なる場合、ステップS121に移行する。
ステップS119で、ミラーユニット500が第2の位置にある時、絞り202は解放F値+1/2段に到達し、停止する。設定F値と解放F値+1/2段が等しいため、ステップS120まで絞り202は停止した状態となる。
こうして、ミラーアップ(2)−1を完了する。その後、ミラーダウン(2)−1に移行する。
ステップS121では、絞り202が解放F値+1/2段に到達したのち、設定F値までの駆動を開始する。
ステップS122で、ミラーユニット500が第3の位置にある時、絞り202は設定F値で停止し、ミラーアップ(2)−2を完了する。その後、ミラーダウン(2)−2に移行する。
次に、ミラーダウン時のシーケンスについて説明する。
ミラーアップ(2)−1が完了したのち、ミラーダウン(2)−1が開始すると、ステップS123で、ミラーユニット500が第2の位置に到達するまで、絞り202は解放F値+1/2段の状態で停止する。
ステップS124でミラーユニット500が第2の位置に到達すると、絞り202は解放F値に向けて駆動を開始する。
ステップS125でミラーユニット500が第1の位置に到達すると、絞り202も停止し、ミラーダウン(2)−1が完了する。
ミラーダウン(2)−2では、ステップS126において、解放F値+1/2段まで駆動を開始する。
そして、ステップS127で、ミラーユニット500が第2の位置に到達したときに、絞り202は解放F値+1/2段から解放F値まで駆動を開始する。ステップS127で、ミラーユニット500が第2の位置に到達すると、絞り202は解放F値まで駆動を完了し、停止する。
こうして、ミラーダウン(2)−2のシーケンスが完了する。
このように、ミラーユニット500が第2の位置にある時、絞り202を解放F値+1/2段まで絞ることによって、ユーザは被写体像の明るさの変化を意識することなく撮影することができる。
上記では、ミラーユニット500の駆動開始と同時に絞り202も駆動を開始したが、先に絞り202を解放F値+1/2段まで駆動したのち、ミラーユニット500の駆動を開始してもよい。
また、上記の実施例では、絞りを駆動させることで光学ファインダ300内の光量を制御したが、他の手段を用いてもよい。たとえば、高分子分散液晶305の透過率を変化させることで、光学ファインダ300内へ入光する光量を制御することができる。
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。
100 カメラ本体、202 絞り、300 光学ファインダ、302 測光センサ、
407 撮像素子、501 メインミラー、502 メインミラーホルダ、
503 サブミラー、504 サブミラーホルダ

Claims (4)

  1. 入射光量を制御する絞り(202)と、
    前記光学像を観察するための光学ファインダ(300)と、
    前記光学像の明るさを測定する測光手段(302)と、
    焦点検出手段(403)と、
    撮影光学系を通過した光の光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子(407)と、
    被写体光束を前記光学ファインダ(300)へ導く観察位置と前記撮像素子(407)への被写体光束を遮らない撮影位置との間を回動可能なメインミラー(501)を備えたメインミラーホルダ(502)と、
    前記メインミラーホルダ(502)に係合し、前記メインミラーを透過した被写体光束を焦点検出手段(403)へ導く第1のミラーユニット位置と、
    前記メインミラーを透過した被写体光束を前記光学ファインダへ導く第2のミラーユニット位置と、
    前記メインミラーホルダ(502)の撮影位置まで回動し、被写体光束を前記撮像素子(407)に導く第3のミラーユニット位置に制御可能なサブミラー(503)と、を備えた撮像装置において、
    前記測光手段(302)により前記第1のミラーユニット位置における前記光学ファインダ(300)内の光量の測定結果から、前記第2のミラーユニット位置における前記光学ファインダ(300)内の光量を算出し、算出された光量が一定の閾値を超えるかを判定することによって、
    前記第2のミラーユニット位置における前記光学ファインダ(300)内の光量を制御する制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記制御手段は、前記ミラー駆動装置の駆動開始後、前記ミラー駆動装置の第2の位置で所定の絞り値まで前記絞り(202)を駆動させることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記制御手段は、前記サブミラー(503)が前記第3のミラーユニット位置にある状態で、前記絞り(202)を所定の絞り値(202)まで駆動させ、その後、前記サブミラー(503)が駆動することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記制御手段は、高分子分散液晶(305)の透過率を変化させて、前記光学ファインダ(300)内の光量を制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
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