光学フィルタ装置、光量調節装置および光学機器
【課題】光学フィルタの駆動機構を光軸に直交する方向において小型化する
【解決手段】光学フィルタ装置は、光学フィルタ７０８と、該光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタアクチュエータ７０９，７１０，７１２とを有する。光学フィルタは、フィルタ機能を有するフィルタ部７０８Ａと、可撓性を有する被駆動部７０８Ｃとを有する。光学フィルタ装置には、フィルタ部を光軸に直交する方向にガイドするガイド部材７０７，７１３が設けられている。フィルタアクチュエータが被駆動部を光軸に沿った方向に駆動することにより、ガイド部材によりガイドされたフィルタ部が光軸に直交する方向に移動する。
【解決手段】光学フィルタ装置は、光学フィルタ７０８と、該光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタアクチュエータ７０９，７１０，７１２とを有する。光学フィルタは、フィルタ機能を有するフィルタ部７０８Ａと、可撓性を有する被駆動部７０８Ｃとを有する。光学フィルタ装置には、フィルタ部を光軸に直交する方向にガイドするガイド部材７０７，７１３が設けられている。フィルタアクチュエータが被駆動部を光軸に沿った方向に駆動することにより、ガイド部材によりガイドされたフィルタ部が光軸に直交する方向に移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラおよび交換レンズ等の光学機器に搭載される光学フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような光学機器には、複数の絞り羽根を用いて絞り開口の面積を変化させることで撮像素子に到達する光量を調節する絞り装置が搭載されている。絞り装置には、いわゆる小絞り回折による光学性能の劣化を防止するために絞り開口を覆うことができるＮＤフィルタを、光路に対して挿入および退避させるフィルタ駆動機構（光学フィルタ装置）も併せて設けられている場合が多い。
【０００３】
フィルタ駆動機構の例が、特許文献１にて開示されている。このフィルタ駆動機構では、アクチュエータによって光軸に直交する面内で回転駆動されるレバー部材を、ＮＤフィルタを保持するフィルタ保持部材に連結している。レバー部材が回転することで、フィルタ保持部材が光軸に直交する面内で、ＮＤフィルタが絞り開口を覆う位置と絞り開口に対して退避する位置との間で駆動される。このように、従来のフィルタ駆動機構では、アクチュエータおよびレバー部材の回転をＮＤフィルタの直進運動に変換する方式が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のフィルタ駆動機構では、レバー部材の回転領域やＮＤフィルタの移動領域として必要なスペースが大きく、光軸に直交する方向における小型化が困難であり、光学機器の大型化を招いていた。
本発明は、光学フィルタの駆動機構を光軸に直交する方向において小型化することができるようにした光学フィルタ装置およびこれを備えた光量調節装置、光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての光学フィルタ装置は、光学フィルタと、該光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタ移動用アクチュエータとを有する。光学フィルタは、フィルタ機能を有するフィルタ部と、可撓性を有する被駆動部とを有する。また、光学フィルタ装置には、フィルタ部を光軸に直交する方向にガイドするガイド部材が設けられている。そして、フィルタ移動用アクチュエータが被駆動部を光軸に沿った方向に駆動することにより、ガイド部材によりガイドされたフィルタ部が光軸に直交する方向に移動することを特徴とする。
本発明の他の一側面としての光学フィルタ装置は、光学フィルタと、該光学フィルタを保持するフィルタ保持部材と、該フィルタ保持部材を駆動して、光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタ移動用アクチュエータとを有する。フィルタ保持部材は、光学フィルタを保持する保持部と該保持部から延出して可撓性を持つ被駆動部とを有する。また、光学フィルタ装置には、光学フィルタおよび保持部を光軸に直交する方向にガイドするガイド部材が設けられている。そして、光学フィルタ装置は、フィルタ移動用アクチュエータが被駆動部を光軸に沿った方向に駆動することにより、ガイド部材によりガイドされた光学フィルタおよび保持部が光軸に直交する方向に移動することを特徴とする。
【０００７】
なお、上記光学フィルタ装置と絞り装置を備えた光量調節装置、および上記光学フィルタ装置又は光量調節装置を備えた光学機器も本発明の他の側面を構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光軸に直交する面内で回転するレバー部材や該レバー部材の回転を直進運動に変換する機構を用いずに、光学フィルタ又はフィルタ保持部材の被駆動部を光軸に沿った方向に駆動する。そして、ガイド部材によってフィルタ部又は光学フィルタを光軸に直交する方向にガイドすることで、フィルタ部又は光学フィルタを同方向において光路に対して挿入および退避させることができる。これにより、光軸に直交する方向において光学フィルタ装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１であるカメラの斜視図。
【図２】実施例１のカメラに搭載されたレンズ鏡筒の分解斜視図。
【図３】実施例１のレンズ鏡筒の断面図。
【図４】実施例１のレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの斜視図。
【図５】実施例１のレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの正面図および断面図。
【図６】実施例１のカメラの電気回路構成を示すブロック図。
【図７】本発明の実施例２のカメラのレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの斜視図。
【図８】実施例２のレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの正面図および断面図。
【図９】本発明の実施例３のカメラのレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの斜視図。
【図１０】実施例３のレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの正面図および断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１には、本発明の実施例であるビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置（光学機器：以下、カメラという）の構成を示している。図１において、Ｌはレンズ鏡筒、Ｂはカメラ本体を示す。カメラ本体Ｂ内には、レンズ鏡筒Ｌ内に収容された撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子が収納されている。
【００１２】
図２および図３には、図１に示したレンズ鏡筒Ｌの内部構造を示している。撮影光学系は、物体側（図の左側）から順に、凸，凹，凸，凸の４つのレンズユニットにより構成された変倍光学系（ズームレンズ系）である。
【００１３】
これらの図において、Ｌ１は第１レンズユニット、Ｌ２は光軸方向に移動することにより変倍作用を行う第２レンズユニットである。
Ｌ３は光軸ＡＸＬ（図３参照）に直交する平面（以下、光軸直交面という）内で、すなわち光軸に直交する方向（以下、光軸直交方向という）に移動して像振れ補正を行う第３レンズユニットである。第３レンズユニットＬ３は、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと、該第３ａレンズサブユニットＬ３ａよりも像面側に配置された第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂとにより構成されている。
また、Ｌ４は光軸方向に移動することによりフォーカシングを行う第４レンズユニットである。
【００１４】
１は第１レンズユニットＬ１を保持する前玉鏡筒、５は第１レンズユニットＬ１を所定位置に固定するため、その後端がシフトユニット３を構成する部品の１つであるシフトベース３０６に結合されて、前端が前玉鏡筒１に結合された固定鏡筒である。
【００１５】
２は第２レンズユニットＬ２を保持するバリエータ移動枠である。
３はシフトユニットであり、シフトマグネットユニット３０１、シフトベースユニット３０２、第３ａレンズサブユニットＬ３ａを保持する保持枠３０３および第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂを保持する保持枠３０４により構成されている。保持枠３０３と保持枠３０４は互いの位置が調整された後に接着され、さらに保持枠３０３とシフトマグネットユニット３０１がビス３０５により固定される。これにより、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂは一体化され、これらが光軸直交方向に移動される。
４は第４レンズユニットＬ４を保持するフォーカス移動枠、６は不図示のＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）を保持する後部鏡筒である。後部鏡筒６は、その前端がシフトベース３０６に結合されている。
【００１６】
８は固定鏡筒５と後部鏡筒６とにより両端が保持された第１ガイドバーである。また、不図示の第２ガイドバーは、固定鏡筒５とシフトベース３０６により保持されている。また、第３および第４ガイドバー１０，１１は、シフトベース３０６と後部鏡筒６とにより保持されている。
【００１７】
バリエータ移動枠２は、第１ガイドバー８および不図示の第２ガイドバーにより光軸方向に移動可能に支持され、フォーカス移動枠４は第３および第４ガイドバー１０，１１により光軸方向に移動可能に支持される。
【００１８】
シフトユニット３（シフトベース３０６）は、固定鏡筒５に対して位置決めされた後、後部鏡筒６と固定鏡筒５との間に挟み込まれてこれらに結合される。
【００１９】
７は撮影光学系に入射した光量を変化させる光量調節ユニット（光量調節装置）であり、絞り装置部とＮＤフィルタ装置部（光学フィルタ装置）とを有する。絞り装置部は、複数（ここでは２枚）の絞り羽根を光軸直交方向に移動させて光通過口である絞り開口の大きさ（絞り開口径）を変化させることで、光量を調節する。ＮＤフィルタ装置部は、光学フィルタとしてのラデーションＮＤフィルタが、絞り羽根とは独立して光路に対して挿入および退避することができるように構成されている。光量調節ユニット７は、シフトベース３０６にビスによって固定される。
【００２０】
後部鏡筒６は、固定鏡筒５に対して位置決めされ、かつ前述したように固定鏡筒５との間にシフトベース３０６を挟み込んだ上で、ビスにより固定鏡筒５に固定される。
【００２１】
２０１は第２レンズユニットＬ２を光軸方向に駆動するステッピングモータである。ステッピングモータ２０１の出力軸には、リードスクリュー２０２が形成されている。ステッピングモータ２０１は、支持部材２１０を介して固定鏡筒５にビスにより固定される。リードスクリュー２０２には、バリエータ移動枠２に取り付けられたラック２０３が噛み合っている。このため、ステッピングモータ２０１に通電されてリードスクリュー２０２が回転すると、第２レンズユニットＬ２が光軸方向に移動される。
【００２２】
なお、ラック２０３、バリエータ移動枠２、第１および第２ガイドバーおよびリードスクリュー２０２は、不図示のねじりコイルバネの付勢力によって互いのガタが除去されている。
【００２３】
２０５はバリエータ移動枠２の基準位置を検出するためのズームリセットスイッチであり、バリエータ移動枠２に形成された遮光部２０６の光軸方向への移動による遮光状態と透光状態との切り換わりを検出するフォトインタラプタにより構成されている。このズームリセット２０５は、基板を介してビス２０７により固定鏡筒５に固定されている。
【００２４】
４０１，４０２，４０３はそれぞれ、第４レンズユニットＬ４を光軸方向に駆動するフォーカスモータ（ボイスコイルモータ）を構成するコイル、ドライブマグネットおよび磁束を閉じるためのヨーク部材である。コイル４０１に電流を流すと、マグネット４０２とコイル４０１との間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、フォーカス移動枠４とともに第４レンズユニットＬ４が光軸方向に移動される。
また、フォーカス移動枠４は、光軸方向に多極着磁されたセンサマグネット４０４を保持しており、後部鏡筒６におけるセンサマグネットに対向した位置には、センサマグネットの移動に伴う磁力線の変化を読み取るＭＲセンサ４０５がビスにより固定されている。ＭＲセンサ４０５からの信号を用いることで、フォーカス移動枠４、つまりは第４レンズユニットＬ４の所定の基準位置からの移動量を検出することができる。
【００２５】
次に光量調節ユニット７の構成について、図４および図５を用いて詳しく説明する。図４は光量調節ユニットの分解斜視図、図５はＮＤフィルタ装置部を被写体側から見たときの正面図と側面断面図である。
【００２６】
７０１は絞り移動用アクチュエータである。絞りアクチュエータ７０１は、ステッピングモータやガルバノメータ等の回転タイプのアクチュエータである。７０３は絞り駆動レバー（レバー部材）であり、絞りアクチュエータ７０１の回転に伴って回転するように絞りアクチュエータ７０１と連結されている。
７０２は絞りベースであり、絞りアクチュエータ７０１を保持するとともに、開放絞り開口を形成するための開口部を有する。
７０５，７０６は絞り羽根であり、それぞれの下部に形成された長穴部に絞り駆動レバー７０３に形成された駆動ピンが挿入されることにより、絞り駆動レバー７０３と連結されている。絞り駆動レバー７０３が回転すると、駆動ピンと長穴部との係合によって絞り羽根７０５，７０６が光軸直交面内で上下方向に移動する。これにより、絞り羽根７０５，７０６によって形成される絞り開口径が変化する。
【００２７】
７０８は前述したＮＤフィルタであり、ほとんど光量を低下させない透明部と、透明部の透過率よりも低い範囲で透過率が徐々に変化するグラデーション部とを有する。
７０７は絞り羽根７０５，７０６とＮＤフィルタ７０８との間に配置された仕切り板である。仕切り板７０７の絞り羽根側の面およびＮＤフィルタ側の面にはそれぞれ、絞り羽根７０５，７０６およびＮＤフィルタ７０８と仕切り板７０７との摺動面積を小さくして摺動抵抗を減らすためのガイドレール（図示せず）が形成されている。
７０４は絞りベース７０２に固定された絞り押え板である。絞り押え板７０４にも、仕切り板７０７と同様に、絞り羽根７０５，７０６と絞り押え板７０４との摺動面積を小さくして摺動抵抗を減らすためのガイドレール（図示せず）が形成されている。絞り羽根７０５，７０６は、絞り押え板７０４のガイドレールと仕切り板７０７のガイドレールとによってガイドされながら、該ガイドレール間のクリアランス内で光軸直交面内にて上下方向に移動可能となっている。
【００２８】
ＮＤフィルタ７０８には、上述した透明部およびグラデーション部を含み、フィルタ機能を有するフィルタ部７０８Ａと、該フィルタ部７０８Ａから延出し、可撓性（曲がり易さ）を有する被駆動部７０８Ｃとを有する。仕切り板７０７によって光軸直交方向にガイドされるフィルタ部７０８Ａに対して、被駆動部７０８Ｃは、後述するフィルタアクチュエータによって光軸に沿った方向（光軸に平行な方向又は光軸方向）に駆動される。このため、被駆動部７０８Ｃは仕切り板７０７の近くにおいて１／４円弧を描くように曲がり、これによりＮＤフィルタ７０８は全体として側面視にてＬ字形状を有する。
被駆動部７０８Ｃの基端部（フィルタ部７０８Ａから離れる側の端部）７０８Ｄは、駆動部材７１１に接着等の方法によって固定されている。
７１２，７１０，７０９はそれぞれ、ＮＤフィルタ７０８を駆動するためのフィルタ移動用アクチュエータとしてのＮＤアクチュエータ（ボイスコイルモータ）を構成するＮＤ駆動コイル、ＮＤ駆動マグネットおよび磁束を閉じるためのヨーク部材である。ＮＤ駆動コイル７１２は、駆動部材７１１に接着等の方法により固定されている。駆動部材７１１は、ＮＤベース（ベース部材）７１３の内側に配置されたＮＤガイドバー７１４によって光軸に沿った方向にガイドされる。また、ヨーク部材７０９は、ＮＤベース７１３の内面に固定され、さらに該ヨーク部材７０９にはＮＤ駆動マグネット７１０が磁力吸着によって固定される。
ＮＤ駆動コイル７１２に電流を流すと、ＮＤ駆動マグネット７１０とＮＤ駆動コイル７１２との間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、ＮＤ駆動コイル７１２と駆動部材７１１が光軸に沿った方向に移動する。これにより、駆動部材７１１に基端部７０８Ｄが固定されたＮＤフィルタ７０８の被駆動部７０８Ｃも、光軸に沿った方向７０８ａに駆動される。
そして、被駆動部７０８Ｃは、仕切り板７０７の近くにおいて上方に曲がっているため、フィルタ部７０８Ａは光軸直交方向（上下方向）７０８ｂに移動する。
なお、ＮＤベース７１３におけるＮＤフィルタ７０８のフィルタ部７０８Ａが摺動する面には、摺動抵抗を減らすためのガイドレール（図示せず）が形成されている。このため、フィルタ部７０８Ａは、ＮＤベース７１３のガイドレールと仕切り板７０７のガイドレールとによってガイドされながら、これらガイドレール間のクリアランス内で上下方向に移動する。ＮＤベース７１３と仕切り板７０７はガイド部材に相当する。ＮＤベース７１３は、絞りベース７０２に対してビスによって固定される。
ＮＤフィルタ７０８のベース部材の材料および厚さとしては、被駆動部７０８Ｃの曲がり易さが高い材料および厚さを選択するとよい。例えば、トリアセチルセルロースにより形成した厚さ０．０８ｍｍ程度のベース部材が好適である。
また、ＮＤフィルタ７０８の挿入／退避方向よび光軸のそれぞれに直交する方向を幅方向とするとき、ＮＤフィルタ７０８の幅方向の大きさは７０８ｅである。これに比べて、ＮＤアクチュエータ（駆動コイル７１２、ＮＤ駆動マグネット７１０およびヨーク部材７０９）の幅方向の大きさ７１２ａは小さい。また、本実施例では、ＮＤガイドバー７１４も、ＮＤフィルタ７０８の幅方向の大きさ７０８ｅ内に収まっている。このように、ＮＤガイドバー７１４も含めて幅方向におけるＮＤアクチュエータの大きさを、ＮＤフィルタ７０８の幅方向の大きさ以下とすることで、ＮＤベース７１３の幅方向の最大の大きさ７１３ａを小さくすることができる。
本実施例によれば、被駆動部７０８Ｃを光軸に沿った方向に駆動することでフィルタ部７０８Ａを光軸直交方向に移動させることができる。このため、光軸直交面内で回転するレバー部材を介してＮＤフィルタを同方向に移動させる従来の構成に比べて、光軸直交方向におけるＮＤフィルタ装置部、つまりは光量調節ユニットの小型化を図ることができる。しかも、レバー部材や該レバー部材の回転を直進運動に変換する機構を設ける必要がないので、ＮＤフィルタ装置部および光量調節ユニットをさらに小型化することができる。
さらに、本実施例では、光軸に沿った方向において、絞りアクチュエータ７０１および絞り駆動レバー７０３が、ＮＤフィルタ７０８および絞り羽根７０５，７０６に対してＮＤ駆動アクチュエータとは反対側に配置されている。光軸直交面内で回転するレバー部材（ＮＤ駆動レバー）を介してＮＤフィルタを駆動する従来の構成では、仕切り板を挟んだ両側に絞り駆動レバーとＮＤ駆動レバーを配置していた。この場合、両駆動レバーに形成された駆動ピン（絞り羽根およびＮＤフィルタの長穴部に挿入される部分）が互いに干渉することを避ける必要があり、このためにＮＤ駆動アクチュエータの配置自由度が低かった。しかし、本実施例では、ＮＤ駆動レバーを用いないため、ＮＤ駆動アクチュエータの配置自由度を向上させることができる。
【００２９】
図６には、本実施例のカメラの電気的構成を示している。この図において、図１〜図５にて説明したレンズ鏡筒の構成要素については、図１〜図５と同符号を付す。
【００３０】
３３は第２レンズユニットＬ２の駆動源であるステッピングモータ（以下、ズームモータという）２０１である。３４は第４レンズユニットＬ４の駆動源であるボイスコイルモータのコイル４０１である。
【００３１】
３５は光量調節ユニット７の駆動源である絞りモータであり、ステッピングモータやガルバノメータ等が用いられる。
【００３２】
フォトインタラプタ２０５は、第２レンズユニットＬ２が光軸方向における基準位置に位置しているか否かを検出するズームリセットスイッチである。第２レンズユニットＬ２が基準位置に位置したことが検出された後、ステッピングモータ２０１に入力するパルス信号数を連続してカウントすることにより、第２レンズユニットＬ２の光軸方向の移動量（基準位置に対する位置）の検出を行うことができる。
【００３３】
７０９は絞りエンコーダであり、絞りモータ３５内にホール素子を配置し、ロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられる。
【００３４】
３７はカメラの制御を司る、ＣＰＵ等からなるコントロール回路である。３８はカメラ信号処理回路であり、撮像素子６０からの出力に対して所定の増幅やガンマ補正などの信号処理を施す。これらの処理を受けた映像信号のコントラスト信号は、ＡＥゲート３９およびＡＦゲート４０に供給される。ＡＥゲート３９およびＡＦゲート４０はそれぞれ、露出制御およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲を全画面の映像信号の中から設定する。
【００３５】
４１はＡＦ（オートフォーカス）のためのＡＦ信号を処理するＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する出力を生成する。
【００３６】
４２はズームスイッチ、４３はズームトラッキングメモリである。ズームトラッキングメモリ４３は、変倍に際して被写体距離とバリエータ（第２レンズユニットＬ２）の位置に応じたフォーカシングレンズ（第４レンズユニットＬ４）の位置情報を記憶している。なお、ズームトラッキングメモリとして、コントロール回路３７内のメモリを使用してもよい。
【００３７】
例えば、撮影者によりズームスイッチ４２が操作されると、コントロール回路３７は、ズームトラッキングメモリ４３の情報をもとに第２レンズユニットＬ２と第４レンズユニットＬ４の所定の位置関係を算出する。そして、コントロール回路３７は、該位置関係が保たれるように、ズームモータ３３とボイスコイルモータ３４の駆動を制御する。
【００３８】
また、オートフォーカス動作では、コントロール回路３７は、ＡＦ信号処理回路４１の出力がピークを示すようにボイスコイルモータ３４の駆動を制御する。
【００３９】
さらに、適正露出を得るために、コントロール回路３７は、ＡＥゲート３９を通過したＹ信号の出力の平均値を基準値として、絞りエンコーダ３６の出力がこの基準値となるように絞りモータ３５の駆動を制御し、光量をコントロールする。
【００４０】
５１，５２はピッチ方向およびヨー方向の振れセンサである。コントロール回路３７は、これら振れセンサ５１，５２からの出力と、ＭＲセンサ４０５からの信号とに基づいて各コイル３０８への通電を制御して第３レンズユニットＬ３を駆動し、像振れを補正する。
【実施例２】
【００４１】
図７および図８には、本発明の実施例２であるカメラに搭載された光量調節ユニットの構成を示している。光量調節ユニットのうち絞り装置部の構成は、実施例１と同じである。また、ＮＤフィルタ装置部の構成は、ＮＤフィルタがＮＤ保持部材によって保持され、該ＮＤ保持部材がＮＤ駆動アクチュエータによって駆動される点を除いて実施例１と同じである。実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付して説明に代える。
図７は光量調節ユニットの分解斜視図であり、図８はＮＤフィルタ装置部を被写体側から見たときの正面図と側面断面図である。
７０８′はＮＤフィルタであり、ほとんど光量を低下させない透明部と、透明部の透過率よりも低い範囲で透過率が徐々に変化するグラデーション部とを有する。ＮＤフィルタ７０８′は、平板形状を有する。
７１５はＮＤフィルタ７０８′を保持するＮＤ保持部材（フィルタ保持部材）である。ＮＤ保持部材７１５は、ＮＤフィルタ７０８′に接着されてこれを保持する保持部７１５Ａと、該保持部７１５Ａから延出し、可撓性（曲がり易さ）を有する被駆動部７１５Ｃとを有する。
仕切り板７０７は、ＮＤフィルタ７０８′と保持部７１５Ａとを光軸直交方向にガイドする。この保持部７１５Ａに対して、被駆動部７１５Ｃは、フィルタアクチュエータによって光軸に沿った方向（光軸に平行な方向又は光軸方向）に駆動される。このため、被駆動部７１５Ｃは仕切り板７０７の近くにおいて１／４円弧を描くように曲がり、これによりＮＤ保持部材７１５は全体として側面視にてＬ字形状を有する。
ＮＤ保持部材７１５の材料および厚さとしては、被駆動部７１５Ｃの曲がり易さが高い材料および厚さを選択するとよい。例えば、厚さ０．０８ｍｍ程度のカーボンフェザーや厚み０．０５ｍｍ程度のステンレス板金又はアルミニウム薄板が好適である。
被駆動部７１５Ｃの基端部７０８Ｄは、駆動部材７１１に接着等の方法によって固定されている。
ＮＤ駆動コイル７１２に電流を流すと、ＮＤ駆動マグネット７１０とＮＤ駆動コイル７１２との間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、ＮＤ駆動コイル７１２と駆動部材７１１が光軸に沿った方向に移動する。これにより、駆動部材７１１に基端部７１５Ｄが固定されたＮＤ保持部材７１５の被駆動部７１５Ｃも、光軸に沿った方向７０８ａに駆動される。
そして、被駆動部７１５Ｃは、仕切り板７０７の近くにおいて上方に曲がっているため、保持部７１５ＡとＮＤフィルタ７０８′は光軸直交方向（上下方向）７０８ｂに移動する。
なお、ＮＤベース７１３におけるＮＤフィルタ７０８が摺動する面には、摺動抵抗を減らすためのガイドレール（図示せず）が形成されている。このため、ＮＤフィルタ７０８′およびＮＤ保持部材７１５の保持部７１５は、ＮＤベース７１３のガイドレールと仕切り板７０７のガイドレールとによってガイドされながら、これらガイドレール間のクリアランス内で上下方向に移動する。
ＮＤフィルタの材料には、一般的に、ベースとしてのトリアセチルセルロース中に光量を吸収する物質を練り込んだ材料と、ＰＥＴ材の表面に金属膜を蒸着した材料があるが、後者はＮＤフィルタの曲げによってクラック（線傷）が付きやすい。このため、ＮＤフィルタを曲げる必要がない本実施例は、後者の材料を用いたＮＤフィルタを使用する場合に特に好ましい。
本実施例によれば、ＮＤ保持部材７１５の被駆動部７１５Ｃを光軸に沿った方向に駆動することでＮＤフィルタ７０８′を光軸直交方向に移動させることができる。このため、光軸直交面内で回転するレバー部材を介してＮＤフィルタを同方向に移動させる従来の構成に比べて、光軸直交方向におけるＮＤフィルタ装置部、つまりは光量調節ユニットの小型化を図ることができる。しかも、レバー部材や該レバー部材の回転を直進運動に変換する機構を設ける必要がないので、ＮＤフィルタ装置部および光量調節ユニットをさらに小型化することができる。
なお、ＮＤガイドバー７１４も含めて幅方向におけるＮＤアクチュエータの大きさを、ＮＤフィルタ７０８′の幅方向の大きさ以下としている点は、実施例１と同様である。
【実施例３】
【００４２】
図９および図１０には、本発明の実施例３であるカメラに搭載された光量調節ユニットの構成を示している。光量調節ユニットのうち絞り装置部の構成は、実施例１，２と同じである。また、ＮＤフィルタ装置部の構成は、フィルタアクチュエータとしてステッピングモータが用いられている点を除いて実施例２と同じである。実施例１，２と共通する構成要素には、実施例１，２と同符号を付して説明に代える。
図９は光量調節ユニットの分解斜視図であり、図１０はＮＤフィルタ装置部を被写体側から見たときの正面図と側面断面図である。
７１７はＮＤ保持部材７１５の基端部７１５Ｄが固定された駆動部材７１１を光軸に沿った方向に駆動するＮＤ駆動ステッピングモータである。ＮＤ駆動ステッピングモータ７１７の出力軸には、リードスクリュー７１７ａが形成されている。ＮＤ駆動ステッピングモータ７１７は、支持部材７１７ｂを介してＮＤベース７１３にビス７１８により固定される。リードスクリュー７１７ａには、駆動部材７１１に取り付けられたラック７１６が噛み合っている。
ステッピングモータ７１７に通電されてリードスクリュー７１７ａが回転すると、ラック７１６を介して駆動部材７１１およびＮＤ保持部材７１５の被駆動部７１５Ｃが光軸に沿った方向７０８ａに駆動され、ＮＤフィルタ７０８′が光軸直交方向に移動する。
本実施例では、ＮＤフィルタ７０８′の基準位置を検出するための不図示のＮＤリセットスイッチが設けられている。リセットスイッチは、ＮＤ保持部材７１５の基端部７１５Ｄの光軸方向への移動による遮光状態／透光状態の切り換わりを検出するフォトインタラプタにより構成されている。
なお、ＮＤガイドバー７１４も含めて幅方向におけるＮＤ駆動ステッピングモータ７１７の大きさを、ＮＤフィルタ７０８′の幅方向の大きさ以下としている点は、実施例１，２と同様である。
なお実施例３は、実施例２で説明したＮＤ保持部材７１５をＮＤ駆動ステッピングモータ７１７により駆動する場合について説明したが、ＮＤ駆動ステッピングモータ７１７によって実施例１にて説明したＮＤフィルタ７０８（被駆動部７０８Ｄ）を駆動してもよい。
また、実施例１〜３では、光学フィルタとしてＮＤフィルタを用いた場合について説明したが、実施例１〜３と同様な構成によって赤外カットフィルタ等、他の光学フィルタを光路に対して挿入および退避させることもできる。
また、実施例１〜３では、ＮＤフィルタやＮＤ保持部材の被駆動部を光軸に沿った方向に駆動する場合について説明したが、「光軸に沿った方向」は必ずしも光軸に対して厳密に平行な方向ではなく、光軸に平行な方向からある程度ずれた方向までも含む意味である。
さらに、上記各実施例では、レンズ鏡筒がカメラ本体に一体的に設けられた撮像装置について説明したが、本発明は、カメラに対して着脱可能な交換レンズに搭載される光学フィルタ装置にも適用することができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
光学フィルタを光路に対して進退させる小型の光学フィルタ装置およびこれを搭載した小型の光学機器を提供できる。
【符号の説明】
【００４４】
Ｌ レンズ鏡筒
Ｂ カメラ本体
７ 光量調節ユニット
７０８，７０８′ ＮＤフィルタ
７１５ ＮＤ保持部材
７１０ ＮＤ駆動マグネット
７１１ 駆動部材
７１２ ＮＤ駆動コイル
７１７ ＮＤ駆動ステッピングモータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラおよび交換レンズ等の光学機器に搭載される光学フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような光学機器には、複数の絞り羽根を用いて絞り開口の面積を変化させることで撮像素子に到達する光量を調節する絞り装置が搭載されている。絞り装置には、いわゆる小絞り回折による光学性能の劣化を防止するために絞り開口を覆うことができるＮＤフィルタを、光路に対して挿入および退避させるフィルタ駆動機構（光学フィルタ装置）も併せて設けられている場合が多い。
【０００３】
フィルタ駆動機構の例が、特許文献１にて開示されている。このフィルタ駆動機構では、アクチュエータによって光軸に直交する面内で回転駆動されるレバー部材を、ＮＤフィルタを保持するフィルタ保持部材に連結している。レバー部材が回転することで、フィルタ保持部材が光軸に直交する面内で、ＮＤフィルタが絞り開口を覆う位置と絞り開口に対して退避する位置との間で駆動される。このように、従来のフィルタ駆動機構では、アクチュエータおよびレバー部材の回転をＮＤフィルタの直進運動に変換する方式が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のフィルタ駆動機構では、レバー部材の回転領域やＮＤフィルタの移動領域として必要なスペースが大きく、光軸に直交する方向における小型化が困難であり、光学機器の大型化を招いていた。
本発明は、光学フィルタの駆動機構を光軸に直交する方向において小型化することができるようにした光学フィルタ装置およびこれを備えた光量調節装置、光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての光学フィルタ装置は、光学フィルタと、該光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタ移動用アクチュエータとを有する。光学フィルタは、フィルタ機能を有するフィルタ部と、可撓性を有する被駆動部とを有する。また、光学フィルタ装置には、フィルタ部を光軸に直交する方向にガイドするガイド部材が設けられている。そして、フィルタ移動用アクチュエータが被駆動部を光軸に沿った方向に駆動することにより、ガイド部材によりガイドされたフィルタ部が光軸に直交する方向に移動することを特徴とする。
本発明の他の一側面としての光学フィルタ装置は、光学フィルタと、該光学フィルタを保持するフィルタ保持部材と、該フィルタ保持部材を駆動して、光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタ移動用アクチュエータとを有する。フィルタ保持部材は、光学フィルタを保持する保持部と該保持部から延出して可撓性を持つ被駆動部とを有する。また、光学フィルタ装置には、光学フィルタおよび保持部を光軸に直交する方向にガイドするガイド部材が設けられている。そして、光学フィルタ装置は、フィルタ移動用アクチュエータが被駆動部を光軸に沿った方向に駆動することにより、ガイド部材によりガイドされた光学フィルタおよび保持部が光軸に直交する方向に移動することを特徴とする。
【０００７】
なお、上記光学フィルタ装置と絞り装置を備えた光量調節装置、および上記光学フィルタ装置又は光量調節装置を備えた光学機器も本発明の他の側面を構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光軸に直交する面内で回転するレバー部材や該レバー部材の回転を直進運動に変換する機構を用いずに、光学フィルタ又はフィルタ保持部材の被駆動部を光軸に沿った方向に駆動する。そして、ガイド部材によってフィルタ部又は光学フィルタを光軸に直交する方向にガイドすることで、フィルタ部又は光学フィルタを同方向において光路に対して挿入および退避させることができる。これにより、光軸に直交する方向において光学フィルタ装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１であるカメラの斜視図。
【図２】実施例１のカメラに搭載されたレンズ鏡筒の分解斜視図。
【図３】実施例１のレンズ鏡筒の断面図。
【図４】実施例１のレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの斜視図。
【図５】実施例１のレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの正面図および断面図。
【図６】実施例１のカメラの電気回路構成を示すブロック図。
【図７】本発明の実施例２のカメラのレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの斜視図。
【図８】実施例２のレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの正面図および断面図。
【図９】本発明の実施例３のカメラのレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの斜視図。
【図１０】実施例３のレンズ鏡筒に搭載された光量調節ユニットの正面図および断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１には、本発明の実施例であるビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置（光学機器：以下、カメラという）の構成を示している。図１において、Ｌはレンズ鏡筒、Ｂはカメラ本体を示す。カメラ本体Ｂ内には、レンズ鏡筒Ｌ内に収容された撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子が収納されている。
【００１２】
図２および図３には、図１に示したレンズ鏡筒Ｌの内部構造を示している。撮影光学系は、物体側（図の左側）から順に、凸，凹，凸，凸の４つのレンズユニットにより構成された変倍光学系（ズームレンズ系）である。
【００１３】
これらの図において、Ｌ１は第１レンズユニット、Ｌ２は光軸方向に移動することにより変倍作用を行う第２レンズユニットである。
Ｌ３は光軸ＡＸＬ（図３参照）に直交する平面（以下、光軸直交面という）内で、すなわち光軸に直交する方向（以下、光軸直交方向という）に移動して像振れ補正を行う第３レンズユニットである。第３レンズユニットＬ３は、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと、該第３ａレンズサブユニットＬ３ａよりも像面側に配置された第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂとにより構成されている。
また、Ｌ４は光軸方向に移動することによりフォーカシングを行う第４レンズユニットである。
【００１４】
１は第１レンズユニットＬ１を保持する前玉鏡筒、５は第１レンズユニットＬ１を所定位置に固定するため、その後端がシフトユニット３を構成する部品の１つであるシフトベース３０６に結合されて、前端が前玉鏡筒１に結合された固定鏡筒である。
【００１５】
２は第２レンズユニットＬ２を保持するバリエータ移動枠である。
３はシフトユニットであり、シフトマグネットユニット３０１、シフトベースユニット３０２、第３ａレンズサブユニットＬ３ａを保持する保持枠３０３および第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂを保持する保持枠３０４により構成されている。保持枠３０３と保持枠３０４は互いの位置が調整された後に接着され、さらに保持枠３０３とシフトマグネットユニット３０１がビス３０５により固定される。これにより、第３ａレンズサブユニットＬ３ａと第３ｂレンズサブユニットＬ３ｂは一体化され、これらが光軸直交方向に移動される。
４は第４レンズユニットＬ４を保持するフォーカス移動枠、６は不図示のＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）を保持する後部鏡筒である。後部鏡筒６は、その前端がシフトベース３０６に結合されている。
【００１６】
８は固定鏡筒５と後部鏡筒６とにより両端が保持された第１ガイドバーである。また、不図示の第２ガイドバーは、固定鏡筒５とシフトベース３０６により保持されている。また、第３および第４ガイドバー１０，１１は、シフトベース３０６と後部鏡筒６とにより保持されている。
【００１７】
バリエータ移動枠２は、第１ガイドバー８および不図示の第２ガイドバーにより光軸方向に移動可能に支持され、フォーカス移動枠４は第３および第４ガイドバー１０，１１により光軸方向に移動可能に支持される。
【００１８】
シフトユニット３（シフトベース３０６）は、固定鏡筒５に対して位置決めされた後、後部鏡筒６と固定鏡筒５との間に挟み込まれてこれらに結合される。
【００１９】
７は撮影光学系に入射した光量を変化させる光量調節ユニット（光量調節装置）であり、絞り装置部とＮＤフィルタ装置部（光学フィルタ装置）とを有する。絞り装置部は、複数（ここでは２枚）の絞り羽根を光軸直交方向に移動させて光通過口である絞り開口の大きさ（絞り開口径）を変化させることで、光量を調節する。ＮＤフィルタ装置部は、光学フィルタとしてのラデーションＮＤフィルタが、絞り羽根とは独立して光路に対して挿入および退避することができるように構成されている。光量調節ユニット７は、シフトベース３０６にビスによって固定される。
【００２０】
後部鏡筒６は、固定鏡筒５に対して位置決めされ、かつ前述したように固定鏡筒５との間にシフトベース３０６を挟み込んだ上で、ビスにより固定鏡筒５に固定される。
【００２１】
２０１は第２レンズユニットＬ２を光軸方向に駆動するステッピングモータである。ステッピングモータ２０１の出力軸には、リードスクリュー２０２が形成されている。ステッピングモータ２０１は、支持部材２１０を介して固定鏡筒５にビスにより固定される。リードスクリュー２０２には、バリエータ移動枠２に取り付けられたラック２０３が噛み合っている。このため、ステッピングモータ２０１に通電されてリードスクリュー２０２が回転すると、第２レンズユニットＬ２が光軸方向に移動される。
【００２２】
なお、ラック２０３、バリエータ移動枠２、第１および第２ガイドバーおよびリードスクリュー２０２は、不図示のねじりコイルバネの付勢力によって互いのガタが除去されている。
【００２３】
２０５はバリエータ移動枠２の基準位置を検出するためのズームリセットスイッチであり、バリエータ移動枠２に形成された遮光部２０６の光軸方向への移動による遮光状態と透光状態との切り換わりを検出するフォトインタラプタにより構成されている。このズームリセット２０５は、基板を介してビス２０７により固定鏡筒５に固定されている。
【００２４】
４０１，４０２，４０３はそれぞれ、第４レンズユニットＬ４を光軸方向に駆動するフォーカスモータ（ボイスコイルモータ）を構成するコイル、ドライブマグネットおよび磁束を閉じるためのヨーク部材である。コイル４０１に電流を流すと、マグネット４０２とコイル４０１との間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、フォーカス移動枠４とともに第４レンズユニットＬ４が光軸方向に移動される。
また、フォーカス移動枠４は、光軸方向に多極着磁されたセンサマグネット４０４を保持しており、後部鏡筒６におけるセンサマグネットに対向した位置には、センサマグネットの移動に伴う磁力線の変化を読み取るＭＲセンサ４０５がビスにより固定されている。ＭＲセンサ４０５からの信号を用いることで、フォーカス移動枠４、つまりは第４レンズユニットＬ４の所定の基準位置からの移動量を検出することができる。
【００２５】
次に光量調節ユニット７の構成について、図４および図５を用いて詳しく説明する。図４は光量調節ユニットの分解斜視図、図５はＮＤフィルタ装置部を被写体側から見たときの正面図と側面断面図である。
【００２６】
７０１は絞り移動用アクチュエータである。絞りアクチュエータ７０１は、ステッピングモータやガルバノメータ等の回転タイプのアクチュエータである。７０３は絞り駆動レバー（レバー部材）であり、絞りアクチュエータ７０１の回転に伴って回転するように絞りアクチュエータ７０１と連結されている。
７０２は絞りベースであり、絞りアクチュエータ７０１を保持するとともに、開放絞り開口を形成するための開口部を有する。
７０５，７０６は絞り羽根であり、それぞれの下部に形成された長穴部に絞り駆動レバー７０３に形成された駆動ピンが挿入されることにより、絞り駆動レバー７０３と連結されている。絞り駆動レバー７０３が回転すると、駆動ピンと長穴部との係合によって絞り羽根７０５，７０６が光軸直交面内で上下方向に移動する。これにより、絞り羽根７０５，７０６によって形成される絞り開口径が変化する。
【００２７】
７０８は前述したＮＤフィルタであり、ほとんど光量を低下させない透明部と、透明部の透過率よりも低い範囲で透過率が徐々に変化するグラデーション部とを有する。
７０７は絞り羽根７０５，７０６とＮＤフィルタ７０８との間に配置された仕切り板である。仕切り板７０７の絞り羽根側の面およびＮＤフィルタ側の面にはそれぞれ、絞り羽根７０５，７０６およびＮＤフィルタ７０８と仕切り板７０７との摺動面積を小さくして摺動抵抗を減らすためのガイドレール（図示せず）が形成されている。
７０４は絞りベース７０２に固定された絞り押え板である。絞り押え板７０４にも、仕切り板７０７と同様に、絞り羽根７０５，７０６と絞り押え板７０４との摺動面積を小さくして摺動抵抗を減らすためのガイドレール（図示せず）が形成されている。絞り羽根７０５，７０６は、絞り押え板７０４のガイドレールと仕切り板７０７のガイドレールとによってガイドされながら、該ガイドレール間のクリアランス内で光軸直交面内にて上下方向に移動可能となっている。
【００２８】
ＮＤフィルタ７０８には、上述した透明部およびグラデーション部を含み、フィルタ機能を有するフィルタ部７０８Ａと、該フィルタ部７０８Ａから延出し、可撓性（曲がり易さ）を有する被駆動部７０８Ｃとを有する。仕切り板７０７によって光軸直交方向にガイドされるフィルタ部７０８Ａに対して、被駆動部７０８Ｃは、後述するフィルタアクチュエータによって光軸に沿った方向（光軸に平行な方向又は光軸方向）に駆動される。このため、被駆動部７０８Ｃは仕切り板７０７の近くにおいて１／４円弧を描くように曲がり、これによりＮＤフィルタ７０８は全体として側面視にてＬ字形状を有する。
被駆動部７０８Ｃの基端部（フィルタ部７０８Ａから離れる側の端部）７０８Ｄは、駆動部材７１１に接着等の方法によって固定されている。
７１２，７１０，７０９はそれぞれ、ＮＤフィルタ７０８を駆動するためのフィルタ移動用アクチュエータとしてのＮＤアクチュエータ（ボイスコイルモータ）を構成するＮＤ駆動コイル、ＮＤ駆動マグネットおよび磁束を閉じるためのヨーク部材である。ＮＤ駆動コイル７１２は、駆動部材７１１に接着等の方法により固定されている。駆動部材７１１は、ＮＤベース（ベース部材）７１３の内側に配置されたＮＤガイドバー７１４によって光軸に沿った方向にガイドされる。また、ヨーク部材７０９は、ＮＤベース７１３の内面に固定され、さらに該ヨーク部材７０９にはＮＤ駆動マグネット７１０が磁力吸着によって固定される。
ＮＤ駆動コイル７１２に電流を流すと、ＮＤ駆動マグネット７１０とＮＤ駆動コイル７１２との間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、ＮＤ駆動コイル７１２と駆動部材７１１が光軸に沿った方向に移動する。これにより、駆動部材７１１に基端部７０８Ｄが固定されたＮＤフィルタ７０８の被駆動部７０８Ｃも、光軸に沿った方向７０８ａに駆動される。
そして、被駆動部７０８Ｃは、仕切り板７０７の近くにおいて上方に曲がっているため、フィルタ部７０８Ａは光軸直交方向（上下方向）７０８ｂに移動する。
なお、ＮＤベース７１３におけるＮＤフィルタ７０８のフィルタ部７０８Ａが摺動する面には、摺動抵抗を減らすためのガイドレール（図示せず）が形成されている。このため、フィルタ部７０８Ａは、ＮＤベース７１３のガイドレールと仕切り板７０７のガイドレールとによってガイドされながら、これらガイドレール間のクリアランス内で上下方向に移動する。ＮＤベース７１３と仕切り板７０７はガイド部材に相当する。ＮＤベース７１３は、絞りベース７０２に対してビスによって固定される。
ＮＤフィルタ７０８のベース部材の材料および厚さとしては、被駆動部７０８Ｃの曲がり易さが高い材料および厚さを選択するとよい。例えば、トリアセチルセルロースにより形成した厚さ０．０８ｍｍ程度のベース部材が好適である。
また、ＮＤフィルタ７０８の挿入／退避方向よび光軸のそれぞれに直交する方向を幅方向とするとき、ＮＤフィルタ７０８の幅方向の大きさは７０８ｅである。これに比べて、ＮＤアクチュエータ（駆動コイル７１２、ＮＤ駆動マグネット７１０およびヨーク部材７０９）の幅方向の大きさ７１２ａは小さい。また、本実施例では、ＮＤガイドバー７１４も、ＮＤフィルタ７０８の幅方向の大きさ７０８ｅ内に収まっている。このように、ＮＤガイドバー７１４も含めて幅方向におけるＮＤアクチュエータの大きさを、ＮＤフィルタ７０８の幅方向の大きさ以下とすることで、ＮＤベース７１３の幅方向の最大の大きさ７１３ａを小さくすることができる。
本実施例によれば、被駆動部７０８Ｃを光軸に沿った方向に駆動することでフィルタ部７０８Ａを光軸直交方向に移動させることができる。このため、光軸直交面内で回転するレバー部材を介してＮＤフィルタを同方向に移動させる従来の構成に比べて、光軸直交方向におけるＮＤフィルタ装置部、つまりは光量調節ユニットの小型化を図ることができる。しかも、レバー部材や該レバー部材の回転を直進運動に変換する機構を設ける必要がないので、ＮＤフィルタ装置部および光量調節ユニットをさらに小型化することができる。
さらに、本実施例では、光軸に沿った方向において、絞りアクチュエータ７０１および絞り駆動レバー７０３が、ＮＤフィルタ７０８および絞り羽根７０５，７０６に対してＮＤ駆動アクチュエータとは反対側に配置されている。光軸直交面内で回転するレバー部材（ＮＤ駆動レバー）を介してＮＤフィルタを駆動する従来の構成では、仕切り板を挟んだ両側に絞り駆動レバーとＮＤ駆動レバーを配置していた。この場合、両駆動レバーに形成された駆動ピン（絞り羽根およびＮＤフィルタの長穴部に挿入される部分）が互いに干渉することを避ける必要があり、このためにＮＤ駆動アクチュエータの配置自由度が低かった。しかし、本実施例では、ＮＤ駆動レバーを用いないため、ＮＤ駆動アクチュエータの配置自由度を向上させることができる。
【００２９】
図６には、本実施例のカメラの電気的構成を示している。この図において、図１〜図５にて説明したレンズ鏡筒の構成要素については、図１〜図５と同符号を付す。
【００３０】
３３は第２レンズユニットＬ２の駆動源であるステッピングモータ（以下、ズームモータという）２０１である。３４は第４レンズユニットＬ４の駆動源であるボイスコイルモータのコイル４０１である。
【００３１】
３５は光量調節ユニット７の駆動源である絞りモータであり、ステッピングモータやガルバノメータ等が用いられる。
【００３２】
フォトインタラプタ２０５は、第２レンズユニットＬ２が光軸方向における基準位置に位置しているか否かを検出するズームリセットスイッチである。第２レンズユニットＬ２が基準位置に位置したことが検出された後、ステッピングモータ２０１に入力するパルス信号数を連続してカウントすることにより、第２レンズユニットＬ２の光軸方向の移動量（基準位置に対する位置）の検出を行うことができる。
【００３３】
７０９は絞りエンコーダであり、絞りモータ３５内にホール素子を配置し、ロータとステータの回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられる。
【００３４】
３７はカメラの制御を司る、ＣＰＵ等からなるコントロール回路である。３８はカメラ信号処理回路であり、撮像素子６０からの出力に対して所定の増幅やガンマ補正などの信号処理を施す。これらの処理を受けた映像信号のコントラスト信号は、ＡＥゲート３９およびＡＦゲート４０に供給される。ＡＥゲート３９およびＡＦゲート４０はそれぞれ、露出制御およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲を全画面の映像信号の中から設定する。
【００３５】
４１はＡＦ（オートフォーカス）のためのＡＦ信号を処理するＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する出力を生成する。
【００３６】
４２はズームスイッチ、４３はズームトラッキングメモリである。ズームトラッキングメモリ４３は、変倍に際して被写体距離とバリエータ（第２レンズユニットＬ２）の位置に応じたフォーカシングレンズ（第４レンズユニットＬ４）の位置情報を記憶している。なお、ズームトラッキングメモリとして、コントロール回路３７内のメモリを使用してもよい。
【００３７】
例えば、撮影者によりズームスイッチ４２が操作されると、コントロール回路３７は、ズームトラッキングメモリ４３の情報をもとに第２レンズユニットＬ２と第４レンズユニットＬ４の所定の位置関係を算出する。そして、コントロール回路３７は、該位置関係が保たれるように、ズームモータ３３とボイスコイルモータ３４の駆動を制御する。
【００３８】
また、オートフォーカス動作では、コントロール回路３７は、ＡＦ信号処理回路４１の出力がピークを示すようにボイスコイルモータ３４の駆動を制御する。
【００３９】
さらに、適正露出を得るために、コントロール回路３７は、ＡＥゲート３９を通過したＹ信号の出力の平均値を基準値として、絞りエンコーダ３６の出力がこの基準値となるように絞りモータ３５の駆動を制御し、光量をコントロールする。
【００４０】
５１，５２はピッチ方向およびヨー方向の振れセンサである。コントロール回路３７は、これら振れセンサ５１，５２からの出力と、ＭＲセンサ４０５からの信号とに基づいて各コイル３０８への通電を制御して第３レンズユニットＬ３を駆動し、像振れを補正する。
【実施例２】
【００４１】
図７および図８には、本発明の実施例２であるカメラに搭載された光量調節ユニットの構成を示している。光量調節ユニットのうち絞り装置部の構成は、実施例１と同じである。また、ＮＤフィルタ装置部の構成は、ＮＤフィルタがＮＤ保持部材によって保持され、該ＮＤ保持部材がＮＤ駆動アクチュエータによって駆動される点を除いて実施例１と同じである。実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付して説明に代える。
図７は光量調節ユニットの分解斜視図であり、図８はＮＤフィルタ装置部を被写体側から見たときの正面図と側面断面図である。
７０８′はＮＤフィルタであり、ほとんど光量を低下させない透明部と、透明部の透過率よりも低い範囲で透過率が徐々に変化するグラデーション部とを有する。ＮＤフィルタ７０８′は、平板形状を有する。
７１５はＮＤフィルタ７０８′を保持するＮＤ保持部材（フィルタ保持部材）である。ＮＤ保持部材７１５は、ＮＤフィルタ７０８′に接着されてこれを保持する保持部７１５Ａと、該保持部７１５Ａから延出し、可撓性（曲がり易さ）を有する被駆動部７１５Ｃとを有する。
仕切り板７０７は、ＮＤフィルタ７０８′と保持部７１５Ａとを光軸直交方向にガイドする。この保持部７１５Ａに対して、被駆動部７１５Ｃは、フィルタアクチュエータによって光軸に沿った方向（光軸に平行な方向又は光軸方向）に駆動される。このため、被駆動部７１５Ｃは仕切り板７０７の近くにおいて１／４円弧を描くように曲がり、これによりＮＤ保持部材７１５は全体として側面視にてＬ字形状を有する。
ＮＤ保持部材７１５の材料および厚さとしては、被駆動部７１５Ｃの曲がり易さが高い材料および厚さを選択するとよい。例えば、厚さ０．０８ｍｍ程度のカーボンフェザーや厚み０．０５ｍｍ程度のステンレス板金又はアルミニウム薄板が好適である。
被駆動部７１５Ｃの基端部７０８Ｄは、駆動部材７１１に接着等の方法によって固定されている。
ＮＤ駆動コイル７１２に電流を流すと、ＮＤ駆動マグネット７１０とＮＤ駆動コイル７１２との間に発生する磁力線相互の反発によるローレンツ力が発生し、ＮＤ駆動コイル７１２と駆動部材７１１が光軸に沿った方向に移動する。これにより、駆動部材７１１に基端部７１５Ｄが固定されたＮＤ保持部材７１５の被駆動部７１５Ｃも、光軸に沿った方向７０８ａに駆動される。
そして、被駆動部７１５Ｃは、仕切り板７０７の近くにおいて上方に曲がっているため、保持部７１５ＡとＮＤフィルタ７０８′は光軸直交方向（上下方向）７０８ｂに移動する。
なお、ＮＤベース７１３におけるＮＤフィルタ７０８が摺動する面には、摺動抵抗を減らすためのガイドレール（図示せず）が形成されている。このため、ＮＤフィルタ７０８′およびＮＤ保持部材７１５の保持部７１５は、ＮＤベース７１３のガイドレールと仕切り板７０７のガイドレールとによってガイドされながら、これらガイドレール間のクリアランス内で上下方向に移動する。
ＮＤフィルタの材料には、一般的に、ベースとしてのトリアセチルセルロース中に光量を吸収する物質を練り込んだ材料と、ＰＥＴ材の表面に金属膜を蒸着した材料があるが、後者はＮＤフィルタの曲げによってクラック（線傷）が付きやすい。このため、ＮＤフィルタを曲げる必要がない本実施例は、後者の材料を用いたＮＤフィルタを使用する場合に特に好ましい。
本実施例によれば、ＮＤ保持部材７１５の被駆動部７１５Ｃを光軸に沿った方向に駆動することでＮＤフィルタ７０８′を光軸直交方向に移動させることができる。このため、光軸直交面内で回転するレバー部材を介してＮＤフィルタを同方向に移動させる従来の構成に比べて、光軸直交方向におけるＮＤフィルタ装置部、つまりは光量調節ユニットの小型化を図ることができる。しかも、レバー部材や該レバー部材の回転を直進運動に変換する機構を設ける必要がないので、ＮＤフィルタ装置部および光量調節ユニットをさらに小型化することができる。
なお、ＮＤガイドバー７１４も含めて幅方向におけるＮＤアクチュエータの大きさを、ＮＤフィルタ７０８′の幅方向の大きさ以下としている点は、実施例１と同様である。
【実施例３】
【００４２】
図９および図１０には、本発明の実施例３であるカメラに搭載された光量調節ユニットの構成を示している。光量調節ユニットのうち絞り装置部の構成は、実施例１，２と同じである。また、ＮＤフィルタ装置部の構成は、フィルタアクチュエータとしてステッピングモータが用いられている点を除いて実施例２と同じである。実施例１，２と共通する構成要素には、実施例１，２と同符号を付して説明に代える。
図９は光量調節ユニットの分解斜視図であり、図１０はＮＤフィルタ装置部を被写体側から見たときの正面図と側面断面図である。
７１７はＮＤ保持部材７１５の基端部７１５Ｄが固定された駆動部材７１１を光軸に沿った方向に駆動するＮＤ駆動ステッピングモータである。ＮＤ駆動ステッピングモータ７１７の出力軸には、リードスクリュー７１７ａが形成されている。ＮＤ駆動ステッピングモータ７１７は、支持部材７１７ｂを介してＮＤベース７１３にビス７１８により固定される。リードスクリュー７１７ａには、駆動部材７１１に取り付けられたラック７１６が噛み合っている。
ステッピングモータ７１７に通電されてリードスクリュー７１７ａが回転すると、ラック７１６を介して駆動部材７１１およびＮＤ保持部材７１５の被駆動部７１５Ｃが光軸に沿った方向７０８ａに駆動され、ＮＤフィルタ７０８′が光軸直交方向に移動する。
本実施例では、ＮＤフィルタ７０８′の基準位置を検出するための不図示のＮＤリセットスイッチが設けられている。リセットスイッチは、ＮＤ保持部材７１５の基端部７１５Ｄの光軸方向への移動による遮光状態／透光状態の切り換わりを検出するフォトインタラプタにより構成されている。
なお、ＮＤガイドバー７１４も含めて幅方向におけるＮＤ駆動ステッピングモータ７１７の大きさを、ＮＤフィルタ７０８′の幅方向の大きさ以下としている点は、実施例１，２と同様である。
なお実施例３は、実施例２で説明したＮＤ保持部材７１５をＮＤ駆動ステッピングモータ７１７により駆動する場合について説明したが、ＮＤ駆動ステッピングモータ７１７によって実施例１にて説明したＮＤフィルタ７０８（被駆動部７０８Ｄ）を駆動してもよい。
また、実施例１〜３では、光学フィルタとしてＮＤフィルタを用いた場合について説明したが、実施例１〜３と同様な構成によって赤外カットフィルタ等、他の光学フィルタを光路に対して挿入および退避させることもできる。
また、実施例１〜３では、ＮＤフィルタやＮＤ保持部材の被駆動部を光軸に沿った方向に駆動する場合について説明したが、「光軸に沿った方向」は必ずしも光軸に対して厳密に平行な方向ではなく、光軸に平行な方向からある程度ずれた方向までも含む意味である。
さらに、上記各実施例では、レンズ鏡筒がカメラ本体に一体的に設けられた撮像装置について説明したが、本発明は、カメラに対して着脱可能な交換レンズに搭載される光学フィルタ装置にも適用することができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
光学フィルタを光路に対して進退させる小型の光学フィルタ装置およびこれを搭載した小型の光学機器を提供できる。
【符号の説明】
【００４４】
Ｌ レンズ鏡筒
Ｂ カメラ本体
７ 光量調節ユニット
７０８，７０８′ ＮＤフィルタ
７１５ ＮＤ保持部材
７１０ ＮＤ駆動マグネット
７１１ 駆動部材
７１２ ＮＤ駆動コイル
７１７ ＮＤ駆動ステッピングモータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学フィルタと、
該光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタ移動用アクチュエータとを有し、
前記光学フィルタは、フィルタ機能を有するフィルタ部と、可撓性を有する被駆動部とを有し、
前記フィルタ部を前記光軸に直交する方向にガイドするガイド部材が設けられており、
前記フィルタ移動用アクチュエータが前記被駆動部を前記光軸に沿った方向に駆動することにより、前記ガイド部材によりガイドされた前記フィルタ部が前記光軸に直交する方向に移動することを特徴とする光学フィルタ装置。
【請求項２】
光学フィルタと、
該光学フィルタを保持するフィルタ保持部材と、
該フィルタ保持部材を駆動して、前記光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタ移動用アクチュエータとを有し、
前記フィルタ保持部材は、前記光学フィルタを保持する保持部と該保持部から延出して可撓性を持つ被駆動部とを有し、
前記光学フィルタおよび前記保持部を前記光軸に直交する方向にガイドするガイド部材が設けられており、
前記フィルタ移動用アクチュエータが前記被駆動部を前記光軸に沿った方向に駆動することにより、前記ガイド部材によりガイドされた前記光学フィルタおよび前記保持部が前記光軸に直交する方向に移動することを特徴とする光学フィルタ装置。
【請求項３】
前記光学フィルタの前記光路に対する挿入／退避方向および前記光軸のそれぞれに直交する方向を幅方向とするとき、
該幅方向における前記フィルタ移動用アクチュエータの大きさが、前記光学フィルタの前記幅方向における大きさ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の光学フィルタ装置と、
絞り移動用アクチュエータによって駆動されるレバー部材を介して複数の絞り羽根を前記光軸に直交する方向に移動させることにより光通過口の大きさを変化させる絞り装置とを有し、
前記光軸に沿った方向において、前記絞り移動用アクチュエータおよび前記レバー部材が、前記光学フィルタおよび前記絞り羽根に対して前記フィルタ移動用アクチュエータとは反対側に配置されていることを特徴とする光量調節装置。
【請求項５】
光学系と、
請求項１から３のいずれか一項に記載の光学フィルタ装置又は請求項４に記載の光量調節装置とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項１】
光学フィルタと、
該光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタ移動用アクチュエータとを有し、
前記光学フィルタは、フィルタ機能を有するフィルタ部と、可撓性を有する被駆動部とを有し、
前記フィルタ部を前記光軸に直交する方向にガイドするガイド部材が設けられており、
前記フィルタ移動用アクチュエータが前記被駆動部を前記光軸に沿った方向に駆動することにより、前記ガイド部材によりガイドされた前記フィルタ部が前記光軸に直交する方向に移動することを特徴とする光学フィルタ装置。
【請求項２】
光学フィルタと、
該光学フィルタを保持するフィルタ保持部材と、
該フィルタ保持部材を駆動して、前記光学フィルタを光学系の光路に対して挿入および退避させるように該光学系の光軸に直交する方向に移動させるフィルタ移動用アクチュエータとを有し、
前記フィルタ保持部材は、前記光学フィルタを保持する保持部と該保持部から延出して可撓性を持つ被駆動部とを有し、
前記光学フィルタおよび前記保持部を前記光軸に直交する方向にガイドするガイド部材が設けられており、
前記フィルタ移動用アクチュエータが前記被駆動部を前記光軸に沿った方向に駆動することにより、前記ガイド部材によりガイドされた前記光学フィルタおよび前記保持部が前記光軸に直交する方向に移動することを特徴とする光学フィルタ装置。
【請求項３】
前記光学フィルタの前記光路に対する挿入／退避方向および前記光軸のそれぞれに直交する方向を幅方向とするとき、
該幅方向における前記フィルタ移動用アクチュエータの大きさが、前記光学フィルタの前記幅方向における大きさ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の光学フィルタ装置と、
絞り移動用アクチュエータによって駆動されるレバー部材を介して複数の絞り羽根を前記光軸に直交する方向に移動させることにより光通過口の大きさを変化させる絞り装置とを有し、
前記光軸に沿った方向において、前記絞り移動用アクチュエータおよび前記レバー部材が、前記光学フィルタおよび前記絞り羽根に対して前記フィルタ移動用アクチュエータとは反対側に配置されていることを特徴とする光量調節装置。
【請求項５】
光学系と、
請求項１から３のいずれか一項に記載の光学フィルタ装置又は請求項４に記載の光量調節装置とを有することを特徴とする光学機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１５１５９０（Ｐ２０１１−１５１５９０Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９０８（Ｐ２０１０−１０９０８）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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