JP5084276B2 - 撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光路に対して移動可能なミラーを有する撮像装置に関する。
撮像装置のうち一眼レフカメラには、撮像光学系からの光路に対して出入りする(すなわち、アップ動作及びダウン動作する)、いわゆるクイックリターンミラー(以下、単にミラーという)が設けられている。
撮像に伴うミラーのアップ動作によるファインダ消失時間をなるべく短くしたり、連写速度を高めたりするためには、ミラーを高速で駆動する必要がある。ただし、ミラーを高速で駆動すると、ミラーがそのアップ端およびダウン端に設けられた位置決め部材に衝突することで、衝突音が発生する。特に、ミラーのダウン端には、該ミラーを光路内で精度良く位置決めするために、位置決め部材として硬質で変形の少ないものが使用されるので、位置決め部材による衝撃吸収が少なく、大きな衝突音が発生し易い。
このようなカメラにおいて、ミラーの駆動時に発生する音を小さくするために、様々な提案がなされている。
例えば、特許文献1には、振動型(超音波)モータやリニアモータを用いて直接ミラーを駆動することで、ギア列等の伝達機構を介してミラーを駆動する場合に比べて動作音を軽減する一眼レフカメラが開示されている。また、特許文献1には、モータの動作速度を高速と低速とに切り換え可能とすることができることも開示されている。
また、特許文献2には、以下のような一眼レフカメラが開示されている。このカメラは、バネ力によって高速でミラーをダウン動作させるモードと、モータ駆動力によって低速でミラーをダウン動作させるモードとを有する。
特開平8−211492号公報(段落0016〜0019、図1等) 特開平10−96998号公報(段落0042〜0060、図9等)
しかしながら、特許文献1にて開示されたカメラでは、一般的な直流モータに比べて高価な振動型モータやリニアモータを使用するため、カメラの高コスト化を招く。また、モータの駆動力をミラー以外の部材(例えば、シャッタ)の駆動に利用することが難しく、カメラ内のモータ数の増加につながる。
また、特許文献2にて開示されたカメラでは、ミラーのバネ駆動とモータ駆動とを切り換えるために多くの部品を必要とするため、構造が複雑である。
本発明は、一般的なモータを使用した簡単な構造でありながらも、ミラーの動作速度を選択できるようにした撮像装置を提供することを目的の1つとしている。
本発明の一側面としての撮像装置は、光路内の第1の位置及び前記光路外の第2の位置との間で移動可能なミラーと、前記ミラーを前記第1の位置と前記第2の位置との間で駆動するミラー駆動部材と、前記ミラー駆動部材を付勢する付勢部材と、前記ミラー駆動部材に対して回動することで前記付勢部材をチャージし、前記付勢部材をチャージした状態で前記ミラー駆動部材と係合可能なチャージ部材と、モータと、第1のカム部および第2のカム部が形成され、前記モータにより駆動されるカム部材と、前記モータを第1の方向または前記第1の方向とは逆の第2の方向に動作させる制御手段とを有し、前記制御手段が前記モータを前記第1の方向に動作させることによって前記第1のカム部が前記ミラー駆動部材と前記チャージ部材との係合を解除し、前記付勢部材の付勢力によって、前記ミラー駆動部材が前記ミラーを前記第2の位置から前記第1の位置に第1の速度で駆動するとともに、前記制御手段が前記モータを前記第2の方向に動作させることによって前記第2のカム部が前記ミラー駆動部材と係合している前記チャージ部材に当接して、前記ミラー駆動部材および前記チャージ部材を駆動することで前記ミラーを前記第2の位置から前記第1の位置に第2の速度で駆動する。
本発明によれば、一般的なモータを使用した簡単な構造により、同じ方向へのミラーの移動速度を第1の速度と静音化等に適した遅い第2の速度とに切り換えることができる。
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施例である一眼レフデジタルカメラ(撮像装置)の正面図である。図1において、1はカメラ本体、2は不図示の撮像レンズ(交換レンズ)をカメラ本体1に着脱可能に取り付けるためのマウントである。3はクイックリターンミラー(以下、単にミラーという)である。71はレリーズボタンである。
図2には、ミラー3を内部に保持するミラーボックス4を示している。このミラーボックス4は、その前端にマウント2が固定されて、カメラ本体1内に収容される。
ミラー3は、撮像レンズ(撮像光学系)からの光路(以下、撮像光路という)内のダウン位置(第1の位置)と該撮像光路外のアップ位置(第2の位置)との間で回動可能にミラーボックス4により支持されている。ミラー3は、ダウン位置では、撮像レンズからの光束を不図示のファインダ光学系に反射して、被写体像のファインダ観察を可能とする。また、ミラー3は、撮像時には、撮像レンズからカメラ本体1内に設けられた撮像素子(CCDセンサやCMOSセンサにより構成される)に向かう光束を遮らないようにアップ位置に退避する。
図3には、ミラーボックス4及びその側面に構成されたミラー駆動機構を示している。また、図4は、ミラー駆動機構の主要な構成部品を示している。
11はミラー受け板であり、ミラー3を保持し、ミラー3と一体的に駆動される部材である。ミラー受け板11は、それに一体に形成された支持軸部11cを中心としてミラーボックス4に対して回動可能に支持される。
21はミラーカムギア(カム部材:以下、単にカムギアという)であり、ミラー駆動モータ50から不図示の減速ギアを介して回転力(駆動力)を受けて回転する。ミラー駆動モータ50は、振動型モータやリニアモータのような特殊なモータではなく、一般的な直流モータである。ミラー駆動モータ50への通電は、制御手段としてのコントローラ60により制御される。コントローラ60は、CPUやメモリ等により構成されている。
70はレリーズスイッチであり、図1に示したレリーズボタン71の半押し操作によりオンする第1スイッチ(SW1)と、該レリーズボタン71の全押し操作によりオンする第2スイッチ(SW2)とにより構成されている。
80はミラー駆動モードスイッチであり、ミラー3を高速で駆動する通常モード(第1のモード)と、ミラー3を低速で駆動する低速モード(静音モード:第2のモード)を任意に選択するために使用者により操作される。
ミラー駆動モータ50から駆動力を受けたカムギア21の回転により、ミラーチャージレバー30(チャージ部材)とミラードライブレバー40(ミラー駆動部材)とが、ミラーボックス4の外側面に設けられた軸部4aを中心として、図中の時計回り方向及び反時計回り方向に回動する。これにより、後述するようにミラー3のダウン位置からアップ位置へのミラーアップ動作とアップ位置からダウン位置へのミラーダウン動作とが行われる。
ミラーチャージレバー30は、ミラーアップスプリング36により、該ミラーチャージレバー30のミラーアップ動作方向(図中の反時計回り方向)に付勢される。また、ミラー受け板11は、ミラーダウンスプリング35によって、該ミラー受け板11のミラーダウン動作方向(図中の反時計回り方向)に付勢される。ミラードライブレバー40は、ミラードライブレバースプリング41によって、該ミラードライブレバー40のミラーダウン動作方向(図中の時計回り方向)に付勢される。
22はカムギア21の回転位置を検出するために該カムギア21の側面に設けられた導電パターンである。カムギア21の回転位置に応じて導電パターン22に不図示の導電接片が接触することで、該導電接片からコントローラ60に信号が入力される。これにより、コントローラ60は、カムギア21の回転位置、つまりはミラー3の位置を検出することができる。
次に、図5〜図7を用いて、ミラーアップ動作について説明する。図5〜図7では、ミラー受け板11及びミラー3の位置を一点鎖線で模式的に示している。
図5は、ミラーダウン動作が終了したスタンバイ状態を示している。図6は、ミラーアップ動作の初期においてカムギア21が回転して停止した状態を示している。図7は、ミラーアップ動作が完了した状態を示している。なお、図5〜図7においては、カムギア21に形成された第1〜第3のカム部21c,21a,21bがよく分かるように、ミラー駆動モータ50からの駆動力を受けるカムギア21のギア部を省略して示している。第2及び第3のカム部21a,21bはカムギア21の回転軸方向の同一位置において周方向に異なる範囲に形成されている。また、第1のカム部21cは、第2及び第3のカム部21a,21bとカムギア21の回転軸方向に並んだ位置に形成されている。
図5に示すスタンバイ状態において、ミラーチャージレバー30は、ミラーアップスプリング36によりミラーアップ動作方向(図中の反時計回り方向)に付勢されている。ただし、ミラーチャージレバー30に設けられたミラーチャージレバーピン31がカムギア21の第3のカム部21bのカムトップ(リフトが最大の部分)と当接してミラーチャージレバー30のミラーアップ動作方向への回動が阻止されている。このため、ミラーダウン状態が保持されている。ミラー受け板11は、ミラーボックス4の内側面に形成されたストッパ4bに当接してダウン位置での位置決めがなされている。
また、ミラー受け板11には、駆動軸11aが一体に形成されており、該駆動軸11aには、ミラードライブレバー40の当接部40aが下側から当接している。さらに、ミラー受け板11には、付勢軸11bが一体に形成されており、該付勢軸11bには、ミラーダウンスプリング35からのミラーダウン動作方向への付勢力が上側から作用している。
また、ミラーチャージレバー30の下端部に回転可能に連結されたミラーフック32のフック部32bは、ミラーフックスプリング33によって図中の反時計回り方向に付勢され、ミラードライブレバー40の係止部40bと係合している。
通常モードが選択されている場合、レリーズボタン71が全押し操作されてレリーズスイッチ70の第2スイッチ(SW2)がオンになると、コントローラ60からは高速ミラーアップ用の駆動信号がミラー駆動モータ50に出力される。このとき、コントローラ60は、駆動信号として直流信号を出力し、ミラー駆動モータ50は、後述する「低速」に比べて速い高速で回転する。これにより、カムギア21は、図中に実線矢印で示すように反時計回り方向(第1の方向)に高速で回転する。なお、コントローラ60は、カムギア21が図6に示すアップ回転位置まで回転した時点でミラー駆動モータ50を停止させる。
カムギア21が図5の状態から反時計回り方向に高速で回転すると、ミラーチャージレバー30に設けられたミラーチャージレバーピン31からカムギア21の第3のカム部21bのカムトップが高速で離れていく。
ミラーチャージレバーピン31から第3のカム部21bのカムトップが高速で離れていくと、ミラーチャージレバー30は、ミラーアップスプリング36の付勢力によって、図7に示すように、ミラーアップ動作方向(反時計回り方向)に回動する。このとき、ミラーチャージレバーピン31は、カムギア21に形成された第2のカム部21aには接触しない。
また、このとき、ミラーフック32を介してミラーチャージレバー30と連結されたミラードライブレバー40も、ミラードライブレバースプリング41(付勢部材)をチャージしながらミラーアップ動作方向に高速で回動する。ミラードライブレバー40がミラーアップ動作方向に高速回動すると、その当接部40aがミラー受け板11の駆動軸11aを高速で押し上げる。これにより、ミラー受け板11は、アップ位置方向に高速駆動される。
以上の高速ミラーアップ動作におけるタイミングとしては、カムギア21が図6に示すアップ回転位置に停止した後に、ミラー受け板11(つまりはミラー3)が、図7に示すアップ位置に到達する。アップ位置に到達したミラー受け板11は、ミラーボックス4の内側面に形成されたストッパ4cに当接してアップ位置で位置決めされる。
一方、低速モードが選択されている場合、レリーズボタン71が全押し操作されてレリーズスイッチ70の第2スイッチ(SW2)がオンになると、コントローラ60からは低速ミラーアップ用の駆動信号がミラー駆動モータ50に出力される。ここで、コントローラ60は、駆動信号のPWM(Pulse Width Modulation)制御、例えば50%デューティでの出力を行う。すなわち、通常モード時とは異なる通電方式でミラー駆動モータ50を低速で回転させる。なお、ミラーアップ動作においては、低速モードにおけるミラー駆動モータ50の回転方向は通常モードと同じである。これにより、カムギア21は、図中に実線矢印で示すように反時計回り方向に低速で回転する。
カムギア21が図5の状態から反時計回り方向に低速回転を開始すると、ミラーアップスプリング36によって付勢されたミラーチャージレバー30は、ミラーアップ動作方向に回動を開始する。このとき、ミラーチャージレバー30に設けられたミラーチャージレバーピン31から第3のカム部21bのカムトップが離れるが、ミラーチャージレバーピン31はカムギア21の第2のカム部21aに接触し、該第2のカム部21a上を摺動する。このため、ミラーチャージレバー30は、ミラーアップ動作方向に低速で回動する。また、ミラーフック32を介してミラーチャージレバー30と連結されたミラードライブレバー40も、ミラードライブレバースプリング41をチャージしながらミラーアップ動作方向に低速で回動する。ミラードライブレバー40がミラーアップ動作方向に低速回動すると、その当接部40aがミラー受け板11の駆動軸11aを低速で押し上げる。これにより、ミラー受け板11は、アップ位置方向に低速駆動される。
コントローラ60は、カムギア21がアップ回転位置まで回転した時点でミラー駆動モータ50を停止させる。タイミングとしては、カムギア21がアップ回転位置に停止するのと同時(メカ的な誤差や余裕により若干の時間差が生じる場合を含む)に、ミラー受け板11(つまりはミラー3)が、図7に示すアップ位置に到達する。アップ位置に到達したミラー受け板11は、ミラーボックス4の内側面に形成されたストッパ4cに当接してアップ位置で位置決めされる。このとき、ミラー受け板11のストッパ4cへの当接速度は低速であるため、大きな衝突音の発生が抑えられる。
次に、図7から図10を用いて、ミラーダウン動作について説明する。図7は、ミラーアップ動作の完了状態を示している。図8は、ミラーフック32の回転開始状態を示している。図9は、ミラーダウン動作中の状態を示している。図10は、ミラーダウン動作の完了状態を示している。なお、図8〜図10においても、ミラー駆動モータ50からの駆動力を受けるカムギア21のギア部を省略して示している。
通常モードでは、図7の状態において、コントローラ60からは高速ミラーダウン用の駆動信号がミラー駆動モータ50に出力される。このとき、コントローラ60は、駆動信号として直流信号を出力し、ミラー駆動モータ50は、後述する「低速」より速い高速で回転する。また、通常モードにおけるミラーダウン動作では、ミラー駆動モータ50の回転方向(第1の方向)は、ミラーアップ動作時と同じである。これにより、カムギア21は、図中に実線矢印で示すように反時計回り方向に高速で回転する。
カムギア21が反時計回り方向に高速回転すると、図8に示すようにカムギア21の第1のカム部21cがミラーフック32の当接部32aと接触し、さらにミラーフック32を図9に示すように時計回り方向に回動させる。
これにより、ミラードライブレバー40の係止部40bからミラーフック32のフック部32bが離れる。これにより、ミラードライブレバー40は、チャージされたミラードライブレバースプリング41の付勢力によってミラーダウン動作方向(図中の時計回り方向)に高速で回動する。そして、ミラードライブレバー40の当接部40aがミラー受け板11の駆動軸11aから高速で離れる。このため、ミラーダウンスプリング35からの付勢力を付勢軸11bに受けているミラー受け板11(つまりはミラー3)は、該付勢力により高速でミラーダウン動作する。
さらに、カムギア21が反時計回り方向に高速で回転を続けることで、カムギア21の第3のカム部21bがミラーチャージレバーピン31に対して摺動し、ミラーアップスプリング36をチャージしながらミラーチャージレバー30を時計回り方向に回動させる。こうして、図10に示すように、第3のカム部21bのカムトップがミラーチャージレバーピン31に当接した状態で、ミラーダウン動作が完了する。コントローラ60は、この時点でミラー駆動モータ50を停止させる。なお、ミラーダウン動作完了の直前に、ミラーフック32のフック部32aは、ミラードライブレバー40の係止部40bに係合する。ダウン位置に到達したミラー受け板11は、ストッパ4bに当接してダウン位置で位置決めされる。こうして図5に示す状態に戻る。
一方、低速モードでは、コントローラ60からは低速ミラーダウン用の駆動信号がミラー駆動モータ50に出力される。ここで、コントローラ60は、駆動信号のPWM制御(例えば、50%デューティの出力)を行う。すなわち、通常モード時とは異なる通電方式でミラー駆動モータ50を低速回転させる。さらに、ミラーダウン動作においては、低速モードにおけるミラー駆動モータ50を通常モードとは逆方向(第2の方向)に回転させる。これにより、カムギア21は、図8中に一点鎖線矢印で示すように時計回り方向に低速で回転する。
カムギア21が図7の状態から時計回り方向に低速回転すると、カムギア21の第2のカム部21aがミラーチャージレバーピン31に対して摺動し、ミラーアップスプリング36をチャージしながらミラーチャージレバー30を低速で時計回り方向に回動させる。このとき、ミラーフック32のフック部32aは、ミラードライブレバー40の係止部40bに係合したままであるので、ミラードライブレバー40も低速で時計回り方向(ミラーダウン動作方向)に回動する。
これにより、ミラードライブレバー40の当接部40aが低速で下動する。このため、ミラーダウンスプリング35からの付勢力を付勢軸11bに受けているミラー受け板11(つまりはミラー3)は、駆動軸11aをミラードライブレバー40の当接部40aに当接させたまま低速でミラーダウン動作する。
さらに、カムギア21が時計回り方向に低速で回転を続け、カムギア21の第3のカム部21bのカムトップがミラーチャージレバーピン31に当接した時点で、ミラーダウン動作が完了する。コントローラ60は、この時点でミラー駆動モータ50を停止させる。ダウン位置に到達したミラー受け板11は、ストッパ4bに当接してダウン位置で位置決めされる。こうして図5に示す状態に戻る。このとき、ミラー受け板11のストッパ4bへの当接速度は低速であるため、大きな衝突音の発生が抑えられる。したがって、低速モードでは、ミラーアップ動作及びミラーダウン動作の静音化が可能である。
図11のフローチャートには、本実施例のコントローラ60の処理動作の流れを示す。該処理動作は、コントローラ60内に設けられたメモリに格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
カメラの電源が投入されると、コントローラ60は、ステップ(図ではSと略記する)101において、レリーズスイッチ70の第1スイッチ(SW1)がオンされたか否かを判定する。オフであればステップ101を繰り返し、オンであればステップ102に進む。
ステップ102では、コントローラ60は、撮像準備動作としての測光及びオートフォーカス(AF)を行う。さらに、測光結果に基づいて、撮像レンズ内に設けられた絞りを制御したり、カメラ本体1内に設けられたシャッタの制御速度を決定したりする。
次に、ステップ103では、コントローラ60は、レリーズスイッチ70の第2スイッチ(SW2)がオンされたか否かを判定する。オフであればステップ103を繰り返し、オンであればステップ104に進む。
ステップ104では、コントローラ60は、ミラー駆動モードスイッチ80により選択されたミラー駆動モードが通常モードか低速モードかを判定する。通常モードであればステップ105に、低速モードであればステップ110にそれぞれ進む。
通常モードのステップ105では、コントローラ60は、前述した高速ミラーアップ用駆動信号をミラー駆動モータ50に出力して高速でミラーアップ動作を行わせる。
続いてステップ106では、シャッタを制御して撮像素子の電荷蓄積、電荷の読み出し、画像生成及び画像記録を含む一連の撮像動作を行う。
次に、ステップ107では、コントローラ60は、前述した高速ミラーダウン用駆動信号をミラー駆動モータ50に出力して高速でミラーダウン動作を行わせる。そして、本フローを終了する(ステップ101に戻る)。
ステップ104において判定されたミラー駆動モードが低速モードであった場合、ステップ110において、コントローラ60は、前述した低速ミラーアップ用駆動信号をミラー駆動モータ50に出力して低速でミラーアップ動作を行わせる。
続いてステップ111では、ステップ106と同様にして一連の撮像動作を行う。
次に、ステップ112では、コントローラ60は、前述した低速ミラーダウン用駆動信号をミラー駆動モータ50に出力して、ミラー駆動モータ50をミラーアップ時とは逆方向に低速で回転させることで、低速でミラーダウン動作を行わせる。そして、本フローを終了する(ステップ101に戻る)。
以上のように、本実施例によれば、通常の高速ミラー動作において用いられるカムギア21に低速ミラー動作用の第2のカム部21aを設けることで、一般的なモータ50を使用した小型で安価な構成でありながらも、静かな低速ミラー動作も選択可能となる。
また、具体的に図示しないが、ミラー動作がシャッタ動作と連動する場合には、ミラー駆動モータ50の出力を利用してシャッタ駆動機構を動作させることも可能である。
なお、上記実施例で説明したミラー駆動機構の構成は例にすぎず、これ以外の構成により本発明を実施してもよい。
例えば、上記実施例では、低速モードにおけるミラーダウン動作時にのみミラー駆動モータ50を通常モードに対して逆回転させる場合について説明したが、ミラーアップ動作時にもミラー駆動モータ50を逆回転させるようにミラー駆動機構を構成してもよい。
また、上記実施例では、低速モードにおいて低速でミラー駆動モータ50を動作させる場合について説明した。しかし、モータとカムギアとの間に遊星機構や減速ギヤ等からなる低速伝達機構を介在させることにより、低速モードでのモータ動作速度を通常モードでのモータ動作速度と同じにすることも可能である。
本発明の実施例である一眼レフカメラの正面図。 実施例のカメラにおけるミラーボックスの斜視図。 実施例のカメラにおけるミラー駆動機構の側面図。 実施例のミラー駆動機構の分解斜視図。 実施例のミラー駆動機構のスタンバイ状態を示す側面図。 実施例のミラー駆動機構のミラーアップ直前状態を示す側面図。 実施例のミラー駆動機構のミラーアップ完了状態を示す側面図。 実施例のミラー駆動機構のミラーフック回転開始状態を示す側面図。 実施例のミラー駆動機構のミラーダウン直後状態を示す側面図。 実施例のミラー駆動機構のミラーダウン完了状態を示す側面図。 実施例のカメラの処理動作を示すフローチャート。
符号の説明
1 カメラ本体
2 マウント
3 クイックリターンミラー
4 ミラーボックス
11 ミラー受け板
21 ミラーカムギア
30 ミラーチャージレバー
31 ミラーチャージレバーピン
32 ミラーフック
33 ミラーフックスプリング
35 ミラーダウンスプリング
36 ミラーアップスプリング
40 ミラードライブレバー
41 ミラードライブレバースプリング

Claims (3)

  1. 光路内の第1の位置及び前記光路外の第2の位置との間で移動可能なミラーと、
    前記ミラーを前記第1の位置と前記第2の位置との間で駆動するミラー駆動部材と、
    前記ミラー駆動部材を付勢する付勢部材と、
    前記ミラー駆動部材に対して回動することで前記付勢部材をチャージし、前記付勢部材をチャージした状態で前記ミラー駆動部材と係合可能なチャージ部材と、
    モータと、
    第1のカム部および第2のカム部が形成され、前記モータにより駆動されるカム部材と、
    前記モータを第1の方向または前記第1の方向とは逆の第2の方向に動作させる制御手段とを有し、
    前記制御手段が前記モータを前記第1の方向に動作させることによって前記第1のカム部が前記ミラー駆動部材と前記チャージ部材との係合を解除し、前記付勢部材の付勢力によって、前記ミラー駆動部材が前記ミラーを前記第2の位置から前記第1の位置に第1の速度で駆動するとともに、
    前記制御手段が前記モータを前記第2の方向に動作させることによって前記第2のカム部が前記ミラー駆動部材と係合している前記チャージ部材に当接して、前記ミラー駆動部材および前記チャージ部材を駆動することで前記ミラーを前記第2の位置から前記第1の位置に第2の速度で駆動することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記制御手段は、前記モータを前記第2の方向に動作させる場合には、前記モータを前記第1の方向に動作させる場合よりも遅い速度で動作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、前記モータを前記第2の方向に動作させる場合と、前記モータを前記第1の方向に動作させる場合とで、通電方式を切り換えることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
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