(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子が実装されたセンサユニットと、前記センサユニットとの間に他の光学部材を挟むことなく光軸方向における前記センサユニットの前方に配置された光学フィルタユニットとを備え、
前記光学フィルタユニットは、透明フィルタと光透過率がそれぞれ異なる複数のＮＤフィルタとを含む複数の光学フィルタが前記光軸方向における互いに異なる位置に配設されて成り、光透過率が高いＮＤフィルタほど前記光軸方向における前記センサユニットの撮像面から遠い位置になるように前記複数のＮＤフィルタが配設されるとともに、前記透明フィルタが前記光軸方向における前記センサユニットの前記撮像面から最も遠い位置に配設され、
さらに、前記複数の光学フィルタのいずれか１枚が光路上に位置するように、前記複数の光学フィルタの各々を前記光軸に略垂直な面内で光路上の位置と光路から退避した位置との間で進退移動させるための移動手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記透明フィルタは透明ガラスを含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルタを複数備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＮＤフィルタ等の複数の光学フィルタを備えた撮像装置が知られている（特許文献１）。この装置では、光軸に略垂直な同一の平面内に複数の光学フィルタをターレット式に保持し、そのうち１つを選択して光路中に挿脱可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９１３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置では、同一平面上に光学フィルタが並列に並ぶので、光軸方向の投影面積が大きくなり、光学フィルタの枚数を増やしてより細かな光量調節を行う場合に製品外形の小型化に不利となる。また、光学フィルタにゴミ等の異物が付着した場合、再生画像においてその異物が目立ってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型化に寄与すると共に、光学フィルタに付着した異物を画像上で目立ちにくくすることができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、撮像素子が実装されたセンサユニットと、前記センサユニットとの間に他の光学部材を挟むことなく光軸方向における前記センサユニットの前方に配置された光学フィルタユニットとを備え、前記光学フィルタユニットは、透明フィルタと光透過率がそれぞれ異なる複数のＮＤフィルタとを含む複数の光学フィルタが前記光軸方向における互いに異なる位置に配設されて成り、光透過率が高いＮＤフィルタほど前記光軸方向における前記センサユニットの撮像面から遠い位置になるように前記複数のＮＤフィルタが配設されるとともに、前記透明フィルタが前記光軸方向における前記センサユニットの前記撮像面から最も遠い位置に配設され、さらに、前記複数の光学フィルタのいずれか１枚が光路上に位置するように、前記複数の光学フィルタの各々を前記光軸に略垂直な面内で光路上の位置と光路から退避した位置との間で進退移動させるための移動手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型化に寄与すると共に、光学フィルタに付着した異物を画像上で目立ちにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の交換レンズを分離した状態を示す斜視図、本体の前方部分の分解斜視図である。
【図２】センサユニットの斜視図、縦断面図である。
【図３】ＮＤユニットをそれぞれ撮影者側、撮像レンズ側から見た斜視図である。
【図４】ＮＤユニットの内部構成の正面図、側面図、背面図である。
【図５】ＮＤユニットの内部構成、揺動レバー、ギヤの斜視図である。
【図６】フィルタがそれぞれ待機位置、使用位置にある状態を示す図である。
【図７】ＮＤユニットの内部構成の斜視図、ギヤの斜視図、センサの撮像面と４枚のフィルタの各々が使用位置にあるときの光軸方向の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置の交換レンズを分離した状態を示す斜視図である。
【００１１】
本実施の形態では、撮像装置としてレンズ交換方式のカメラを例示する。撮像装置本体１（以下「本体１」と記す）の前方部分７０には、レンズマウント部３が備えられ、撮像レンズである交換レンズ２が着脱可能に取り付けることが可能である。本体１の背面部の上部にはファインダ４が備えられる。本体１の側面に配置されているボタン５、ボタン６は、後述する光学フィルタを切り替えるための切り替え操作ボタンである。レンズマウント部３の奥側において、カバーガラス７１がホルダ７２に取り付けられている。
【００１２】
図１（ｂ）は、本体１の前方部分７０の分解斜視図である。前方部分７０において、被写体側からカバーガラス７１、ＮＤユニット１００、センサユニット４０の順番に並んでいる。
【００１３】
図２（ａ）、（ｂ）は、センサユニット４０の斜視図、縦断面図である。センサユニット４０において、撮像素子であるセンサ４１が基板４２に実装されている。センサ４１は、図２（ｂ）の左側に撮像面４７を有する。基板４２のうちセンサ４１の裏側に対応する部分が四角形に繰り抜かれて穴となっている。センサ４１側に絞り曲げてある取り付け板４５とセンサ４１の裏面４１ａが接着剤４６で接着固定されている。
【００１４】
図３（ａ）、（ｂ）は、ＮＤユニット１００をそれぞれ撮影者側、撮像レンズ側から見た斜視図である。ＮＤユニット１００は、撮像素子であるセンサ４１の前方に配置される。
【００１５】
撮影者側を覆う金属製のベースプレート２０１とレンズ側を覆う樹脂製のモールドカバー２０２とがＮＤユニット１００の外装となっている。ベースプレート２０１、モールドカバー２０２にはそれぞれ、交換レンズ２の光線通過用の開口２０３、２０４が形成されている。ＮＤユニット１００はさらに、本体１のシャーシにネジ止め固定されるための４か所の受け部２０５、２０６、２０７、２０８を備えている。
【００１６】
次に、図４〜図７で、ＮＤユニット１００の内部構成及び動作を説明する。
【００１７】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ＮＤユニット１００の内部構成の正面図（被写体側からみた図）、側面図、背面図である。図５（ａ）は、ＮＤユニット１００の内部構成の斜視図である。
【００１８】
ＮＤユニット１００の内部には、光軸Ｃ０（図１（ａ）、図６、図７（ｃ）参照）の方向に重なって配置される４つのフィルタユニット１０８（１０８ａ〜１０８ｄ）が設けられる（図７（ａ）参照）。４つのフィルタユニット１０８（１０８ａ〜１０８ｄ）の構成や動作は基本的に同じである。図４〜図６では、１つのフィルタユニット１０８ａについて説明する。フィルタユニット１０８ａには、図示しない締結部材により光学フィルタであるフィルタ１０９ａが保持されている（図４（ａ）、（ｃ）、図５（ａ）参照）。
【００１９】
駆動手段であるモータ１０１にギヤ１０２が圧入されており（図４（ａ）、（ｂ））、モータ１０１の回転がギヤ１０３及びギヤ１０３ｂを介してギヤ１０４に伝達される。ギヤ１０４には揺動レバー１０５が係合する。
【００２０】
図５（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ揺動レバー１０５、ギヤ１０４の斜視図である。揺動レバー１０５の下端面はカム摺動面１０５１となっている（図４（ｃ）、図５（ｂ）参照）。
【００２１】
図５（ｃ）に示すように、ギヤ１０４の中心軸には放射状に９０度の位相差でカムリブ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄが延出形成されている。これらカムリブ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄは、順番に光軸Ｃ０の方向に所定量Ｚずつずれた位置に配置されている。図４（ｃ）、図５（ａ）では、カムリブ１０４ａがカム摺動面１０５１に当接した状態を表している。
【００２２】
図６を用いてフィルタユニット１０８ａの動きの原理を説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、フィルタ１０９ａがそれぞれ待機位置、使用位置にある状態を示す図である。
【００２３】
図６に示すように、軸１０６、軸１０７がベースプレート２０１（図３（ａ）参照）にカシメにより固定されている。揺動レバー１０５の一端は軸１０６に回動自在に軸支されており、揺動レバー１０５の他端は連結レバー１１２の一端に対して軸１１１を中心に回動自在に連結されている。さらに、連結レバー１１２の他端はフィルタユニット１０８ａの一端に対して軸１１０を中心に回動自在に連結されている。フィルタユニット１０８ａは軸１０７に回動自在に軸支されている。軸１１０は軸１０７を挟んでフィルタ１０９ａと反対側に位置している。
【００２４】
また、軸１１０の近傍で連結レバー１１２にバネ１１３の一端が取り付けられ、バネ１１３の他端がベースプレート２０１に固定されている。バネ１１３はフィルタユニット１０８ａを上方（図６（ａ）の反時計方向）に付勢するよう、他端を下側に向けて固定されている。
【００２５】
フィルタユニット１０８ａは、バネ１１３により付勢され、ストッパーシャフト３００に当接してその位置にて保持される。この位置がフィルタユニット１０８ａの「待機位置」である。待機位置においては光線範囲Ａにフィルタユニット１０８ａが干渉しない位置で保持される。光線範囲Ａは有効光線が透過する光路に相当するものである。モータ１０１の駆動力により、フィルタ１０９ａは、光軸Ｃ０に略垂直な面内で光路上の位置（使用位置；図６（ｂ））と光路から退避した位置（待機位置；図６（ａ））との間で進退移動する。
【００２６】
モータ１０１により駆動されてギヤ１０４が順回転（図６の反時計回転）もしくは逆回転すると、いずれかのカムリブ１０４ａ〜１０４ｄのうち１つがカム摺動面１０５１を摺動し、軸１０６を中心として揺動レバー１０５が矢印Ｆ０の方向に回動する。それに連動して、連結レバー１１２が図６（ｂ）の矢印Ｆ１の方向に動き、その結果、フィルタユニット１０８ａには、軸１０７を中心とした矢印Ｆ２、矢印Ｆ３の方向への動きを生じる。
【００２７】
例えば、図６（ａ）の待機位置からギヤ１０４が順回転すると、カムリブ１０４ａがカム摺動面１０５１を摺動することにより、揺動レバー１０５は図６（ａ）の左端が上昇する方向に回動する。すると、フィルタユニット１０８ａは、軸１０７を中心としてその先端（フィルタ１０９が配設される側）が下がる方向（図６（ａ）の時計方向）に回動する。そして、フィルタ１０９ａが使用位置に遷移する（図６（ｂ））。使用位置においては、フィルタ１０９ａが完全に光線範囲Ａを覆う位置で保持される。
【００２８】
図７（ａ）は、ＮＤユニット１００の内部構成の斜視図であり、４枚すべてのフィルタユニット１０８を図示している。
【００２９】
フィルタユニット１０８ａ〜１０８ｄの各々に固定された光学フィルタ（フィルタ１０９ａ〜１０９ｄ）は、光透過率（透明度）が互いに異なっている。各フィルタユニット１０８はすべて同形状であり、軸１０７に挿通されて、光軸Ｃ０の方向に所定量Ｚの間隔で積層状態に並んでいる。すなわち、隣接するフィルタ１０９ａ〜１０９ｄの光軸Ｃ０の方向のずれ量は、対応するカムリブ１０４ａ〜１０４ｄのずれ量（所定量Ｚ）と同じである。
【００３０】
フィルタユニット１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄには、フィルタユニット１０８ａと同様に、揺動レバー１０５、連結レバー１１２、バネ１１３、軸１１０、軸１１１が連結されている。そして、４つのフィルタユニット１０８が４枚の揺動レバー１０５に挿通されて、揺動レバー１０５の各々が軸１０６を中心に回動可能に固定されている。
【００３１】
カムリブ１０４ａ〜１０４ｄは、フィルタユニット１０８ａ〜１０８ｄの各々に対応する揺動レバー１０５に摺動可能なように位置が対応している。また、カムリブ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄが９０度の位相差を持っているので、ギヤ１０４が９０度回転するごとに摺動関係となるカムリブ１０４ａ〜１０４ｄと揺動レバー１０５との組が切り替わる。これにより、使用位置に入るフィルタユニット１０８が一枚ずつ入れ替わる。
【００３２】
図７（ｂ）は、ギヤ１０４の斜視図である。ギヤ１０４は同心のリブ１０４ｆを有し、リブ１０４ｆの１カ所にスリット１０４ｅが形成される。また、４個のフォトインタラプタ６００〜６０３が、９０度の位相差でリブ１０４ｆをまたぐように配置されている。
【００３３】
ギヤ１０４の回転位置はフォトインタラプタ６００〜６０３で検出される。すなわち、４枚のフィルタ１０９のうちいずれかが使用位置に位置したときに、スリット１０４ｅがフォトインタラプタ６００〜６０３のいずれかに検出される位置関係に配置してある。ギヤ１０４が９０°回転する度に、いずれかのフォトインタラプタ６００〜６０３によりスリット１０４ｅが検出され、モータ１０１が停止する。
【００３４】
図７（ｃ）は、センサ４１の撮像面４７と４枚のフィルタ１０９ａ〜１０９ｄの各々が使用位置にあるときの光軸Ｃ０方向の位置関係を示す図である。
【００３５】
仮に、フィルタ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄが同じ光透過率のフィルタであるとし、ゴミ等の同じ異物がそれぞれの表面に付着したとする。その場合、記録された画像において最も異物の輪郭がはっきりと見えるのは、撮像面４７に近いフィルタ１０９ａに付着した異物である。撮像面４７から一番遠いフィルタ１０９ｄは、ピントが合う面である撮像面４７から離れているので輪郭がぼけて目立たなくなるのである。
【００３６】
一方、一般に、付着する異物自体の光透過率は低いことが考えられる。そのため、光透過率の高いフィルタと低いフィルタとの比較では、周囲とのコントラストを考えると光透過率の高いフィルタに異物が付着した場合の方がより再生画像上、目立ちやすい。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、光軸Ｃ０に沿って撮像面４７から遠い方から順番に、透明度の高い光学フィルタを配置した。つまり、光透過率の高い方から順にフィルタ１０９ｄ、１０９ｃ、１０９ｂ、１０９ａと設定し、光透過率が高いものほどセンサ４１の撮像面４７から遠い位置となるよう順番に配置した。フィルタ１０９ｄは透明ガラスであり、フィルタ１０９ｄ以外の３つのフィルタ１０９ａ〜１０９ｃはＮＤフィルタ（減光フィルタ）である。
【００３８】
モータ１０１にはステッピングモータを使用している。モータ１０１の起動には、ボタン５、ボタン６を用いる。例えば、ボタン５を押すと透明度の低いフィルタ１０９に切り替わり、ボタン６を押すと透明度の高いフィルタ１０９に切り替わる。
【００３９】
本実施の形態によれば、光軸方向における互いに異なる位置に配設したフィルタ１０９ａ〜１０９ｄが、光路上の位置と光路から退避した位置との間で進退移動する。これにより、ＮＤユニット１００の外形を製品に対して小さい投影面積で構成することが可能となり、撮像装置の小型化に寄与する。また、４つのフィルタ１０９のうち、光透過率が最も高いフィルタ１０９ｄをセンサ４１から最も遠い位置に配置したので、フィルタ１０９に付着した異物を画像上で目立ちにくくすることができる。特に、センサ４１から遠い方から順に光透過率が高いフィルタ１０９を配置したので、いずれのフィルタ１０９に付着した異物に対しても、輪郭を効果的にぼけさせ、目立たなくすることができる。
【００４０】
なお、撮像装置としては光学フィルタを複数備えるものであればよく、ビデオカメラ、デジタルカメラ等が好適である。光学フィルタについては、光透過率が異なるものを複数備えればよく、数や種類は問わない。また、レンズ交換方式の撮像装置でなく、固定レンズ方式の撮像装置でも構わない。
【００４１】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
２  交換レンズ
４１  センサ
１０１  モータ
１０９  フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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