(57)【要約】【課題】製品を大型化することなく、また動作音も小さく、簡易な構成で光学フィルタの位置を保持することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】光学系の光路に挿入される複数枚の光学フィルタが円状に配置されている円板部材と、前記円板部材を回転させることにより、前記複数枚の光学フィルタを切り換えるフィルタ構造と、前記円板部材を回転駆動させる回転駆動手段と、前記円板部材を保持するロック部と、前記ロック部を駆動させるロック部駆動手段と、を持ち、前記円板部材は前記複数枚の光学フィルタの枚数に対応した数の穴部を持ち、前記ロック部駆動手段により、前記ロック部の一部が前記穴部に挿入されており前記円板を保持している第一の状態と、前記ロック部が前記円板から離れて前記円板が自在に回転可能な第二の状態を切り替え可能である構成とした。【選択図】図９
2019056859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の光路に挿入される複数枚の光学フィルタが円状に配置されている円板部材と、
前記円板部材を回転させることにより、前記複数枚の光学フィルタを切り換えるフィルタ構造と、
前記円板部材を回転駆動させる回転駆動手段と、
前記円板部材を保持するロック部と、
前記ロック部を駆動させるロック部駆動手段と、を持ち、
前記円板部材は前記複数枚の光学フィルタの枚数に対応した数の穴部を持ち、前記ロック部駆動手段により、前記ロック部の一部が前記穴部に挿入されており前記円板を保持している第一の状態と、前記ロック部が前記円板から離れて前記円板が自在に回転可能な第二の状態を切り替え可能であることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ロック部及び前記ロック部駆動手段は前記円板部材の光軸方向投影内に配置され、前記ロック部は前記フィルタ固定部材の回転軸に対し平行もしくは実質平行に動作することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ロック部の前記穴部への挿排部は円柱形状であり、前記穴形状は前記円板部材の円板面上で回転軸中心方向にその長辺を持つ楕円形状であ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。
【請求項４】
前記穴部は前記円板部材円板面上で、前記回転軸中心を挟んで前記光学フィルタの対向側にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ロック部と前記前記円板部材を回転駆動させる回転駆動手段は前記回転軸中心を挟んで前記円板部材円板面上対向側にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記円板部材の外周には回転用のギア部が構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置、特にその中でも光量等を調整する光学フィルタの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置には、被写体からの光の分光特性を調整（補正）するフィルタ（光学フィルタ）が設けられているものがある。一般的には、複数種類の特性にそれぞれ対応する複数枚のフィルタが撮像装置内に用意され、撮像条件に応じて、複数枚のフィルタのなかから１つのフィルタが選択され撮像素子の前面に位置決めされる。
【０００３】
撮像装置内に用意されている複数枚のフィルタのなかから、所定の１枚のフィルタを選択する方法としては、複数枚の光学フィルタが円状に配置されているフィルタディスク（フィルタ固定部材）を用いて、複数枚のフィルタが装着されているフィルタディスクを回転させる方法がある。
【０００４】
このようなディスクを回転させるような構造の光学フィルタ構造で、ディスクを回転させる構造としてたとえば特許文献１のようにトルクをより稼ぐためにモーターにてディスク外周に形成されたギア等の動作用形状を用いてディスクを回転させるものがある。
【０００５】
また、フィルタ部を安定して位置決めするために、たとえば特許文献２のようにディスクの停止用に外周に刻んだ段差を用いて停止角度を決定するようにしているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１１８２２９号公報
【特許文献２】特開２００６−３００９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１では光学フィルタの位置をモータの保持トルクのみで固定する構造になっており、たとえば衝撃や振動等で光学フィルタの位置がずれてしまう可能性がある。さらに、電源を落とした際にはモーター保持トルク用の電流がなくなるため、位置を保持できない、等の問題がある。
【０００８】
また、上記特許文献２では、外周部に停止用の構造を持っているため、外形部分でディスクを回転させたりすることができず、フィルタのさらに内側にて回転させる構造になっているため、モーターからのギア比が小さく、大きなトルクを出すために大型のモーターを使用する必要があり、大型化や騒音が大きくなる、等の問題があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、製品を大型化することなく、また動作音も小さく、簡易な構成で光学フィルタの位置を保持することが可能な撮像装置を提供すること、とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮像装置は、
光学系の光路に挿入される複数枚の光学フィルタが円状に配置されている円板部材と、
前記円板部材を回転させることにより、前記複数枚の光学フィルタを切り換えるフィルタ構造と、
前記円板部材を回転駆動させる回転駆動手段と、
前記円板部材を保持するロック部と、
前記ロック部を駆動させるロック部駆動手段と、を持ち、
前記円板部材は前記複数枚の光学フィルタの枚数に対応した数の穴部を持ち、前記ロック部駆動手段により、前記ロック部の一部が前記穴部に挿入されており前記円板を保持している第一の状態と、前記ロック部が前記円板から離れて前記円板が自在に回転可能な第二の状態を切り替え可能であることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の他の特徴とするところは、前記ロック部及び前記ロック部駆動手段は前記円板部材の光軸方向投影内に配置され、前記ロック部は前記フィルタ固定部材の回転軸に対し平行もしくは実質平行（略平行）に動作することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記ロック部の前記穴部への挿排部は円柱形状（略円柱形状）であり、前記穴形状は前記円板部材の円板面上で回転軸中心方向にその長辺を持つ楕円形状（略楕円形状）であることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の他の特徴とするところは、前記穴部は前記円板部材円板面上で、前記回転軸中心を挟んで前記光学フィルタの対向側にあることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の他の特徴とするところは、前記ロック部と前記前記円板部材を回転駆動させる回転駆動手段は前記回転軸中心を挟んで前記円板部材円板面上対向側にあることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の他の特徴とするところは、前記円板部材の外周には回転用のギア部が構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、製品を大型化することなく、また動作音も小さく、簡易な構成で光学フィルタの位置を保持することが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態にかかわる撮像装置の前方斜視図
【図２】図１からレンズ部を取り外した状態での前方斜視図
【図３】撮像装置の内部構造のうち、レンズマウント部１１１近辺の分解図
【図４】光学フィルタユニット部１２０の前方斜視図
【図５】光学フィルタユニット部１２０の後方斜視図
【図６】光学フィルタユニット部１２０の分解図
【図７】光学フィルタユニット部１２０の前方視図
【図８】図７のＡ−Ａ断面で切った断面図
【図９】光学フィルタユニット部１２０の内部構造前方斜視図
【図１０】光学フィルタユニット部１２０の内部構造後方斜視図
【図１１】回転ロックユニット２００がロックしていない状態での図７のＢ−Ｂ断面で切った断面図
【図１２】回転ロックユニット２００がロックしている状態での図７のＢ−Ｂ断面で切った断面図
【図１３】前カバー部１２１を外した状態での光軸前方視図
【図１４】前カバー部１２１を外した状態での回転ロックユニット２００の別の形態の配置図
【図１５】前カバー部１２１を外した状態での回転ロックユニット２００の別の形態の配置図
【図１６】本発明の実施形態にかかわるシステムブロック図
【図１７】本発明の実施形態にかかわるフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置の光学フィルタ機構の好ましい実施の形態について記述する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態にかかわる撮像装置の前方斜視図、図２は図１からレンズ部を取り外した状態での前方斜視図である。
【００２０】
撮像装置１００は、本体部１０１、本体部１０１の前方に配置された交換レンズ部１１０等を持つ。交換レンズ部１１０はレンズマウント部１１１によって本体部１０１に取り付き、さまざまな交換レンズ（図示せず）と交換して取り付けることが可能となっている。交換レンズ部１１０は交換レンズ着脱ノブ１１２によってレンズマウント部１１１からのロック／アンロック動作を行うことにより着脱可能にな構成となっている。
【００２１】
また、図２に示すように、本体部１０１には、交換レンズ部１１０との電気的通信を行うレンズ通信接点部１１３が配置され、交換レンズ部１１０が本体部１０１にとりついた際に、レンズ側接点部（図示せず）と電気的に接続してレンズ情報の取得やレンズ駆動制御等を行うことが可能となっている。
【００２２】
図３に本体部１０１の内部構造のうち、レンズマウント部１１１近辺の分解図を示す。レンズマウント部１１１及びレンズ通信接点部１１３はフロントベース部４００に取りつけられている。さらに、フロントベース部４００にはセンサー素子４１１が搭載されたセンサーユニット部４１０が取り付き、交換レンズ部１１０からの映像を電気信号化している。レンズマウント部１１１とセンサーユニット部４１０の間には光学フィルタユニット部１２０が配置され、交換レンズ部１１０から入ってくる光の分光特性を調整することを可能にしている。センサーユニット部４１０の後方には主基板部４３０が搭載され、センサーユニット部４１０からの電気信号を処理する等メインの信号処理を行っている。また、放熱用の放熱ファン部４２０がセンサーユニット部４１０と主基板部４３０の間に配置され、放熱を行っている。
【００２３】
図４、５に光学フィルタユニット部１２０の前方及び後方斜視図、図６に光学フィルタユニット部１２０の分解図を示す。図７に光学フィルタユニット部１２０の前方視図、図８に図７のＡ−Ａ断面で切った断面図を示す。
【００２４】
光学フィルタユニット部１２０は交換レンズ部１１０側にユニット保護用の前カバー部１２１、後方側に後カバー部１３０によって光学フィルタユニット部１２０全体を挟み込むことにより、埃やゴミ等から光学フィルタユニット部１２０を保護している。前カバー部１２１及び後カバー部１３０にはそれぞれ光線通過が可能な、保護、分光用のレンズ側光学カバー１４０及びセンサー側光学カバー１４１が搭載されている。
【００２５】
図７に示すように、回転板部１５０が前カバー部１２１及び後カバー部１３０に挟み込まれて搭載され、回転軸３００を回転中心として回転可能となっている。回転板部１５０にはそれぞ分光特性の異なる光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃが搭載され、回転板部１５０が回転軸３００を中心として回転することにより、光の分光特性を調整することが可能になっている。また、回転板部１５０を回転させる動力となる回転用モータ１６０により回転動作を行う構成となっている。また、回転板部１５０上の光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃを適切な位置に停止させるための停止位置検知部１８０が前カバー部１２１に搭載されている。停止位置検知部１８０は、たとえば複数個のフォトインタラプタ等から構成され、それぞれの検出状態によって光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃの位置を検知することが可能となる。
【００２６】
さらに、撮影時や輸送時に回転板部１５０が衝撃等で回転等をしてしまわないよう、光学フィルタユニット部１２０には回転ロックユニット２００が搭載されており、回転板部１５０を不用意に動作させずロックする構造となっている。また回転ロックユニット２００はロックユニットカバー部１２５により内部に覆われることにより保護されている。
【００２７】
光学フィルタユニット部１２０の内部構造前方及び後方からの斜視図を図９，１０に示す。回転板部１５０には外周に回転板ギア部１５１が設けられ、回転用モータ１６０にとりついた回転用モータギア部１６１とかみ合うことにより、回転用モータの作動により回転板部１５０が回転軸３００に沿って回転する。外周に回転板ギア部１５１を構成することにより、内部にギアを構成する構成に比べ大きなギア比を得ることができ、大きなトルクをより少ない構成で出すことが可能となるため、小型化及び部品点数を削減することが可能となる。
【００２８】
回転軸３００近傍には摺動用の前方摺動リブ部１５３及び後方摺動リブ部１５８が形成され、安定した回転を可能にしている。また回転板部１５０の外周近傍には位置検知用リブ部１５７が形成され、停止位置検知部１８０が位置検知用リブ部１５７のスリットを検知することにより回転板部１５０を適切な位置で停止させることが可能となっている。回転板部１５０の後方側には金属板１７０が配置され、光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃのＧＮＤ確保及び固定に使用される。
【００２９】
また回転ロックユニット２００は、ロック用モータ２０１、ロック用モーターギア２０２、ロックピン部材２１０から構成されている。ロックピン部材２１０が回転板部１５０に形成されたロック用穴部１５２ａ〜１５２ｃに挿入されることにより回転板部１５０の動作をロックすることが可能になる。
【００３０】
図１１に回転ロックユニット２００がロックしていない状態での図７のＢ−Ｂ断面で切った断面図、図１２に回転ロックユニット２００がロックしている状態での図７のＢ−Ｂ断面で切った断面図を示す。回転ロックユニット２００内のロックピン部材２１０にはロックピンギア部２１１が形成され、ロック用モーターギア２０２と勘合している。ロック用モータ２０１が動作することによりロックピン部材２１０がロック用モータ２０１の軸方向に動作する構成となっている。
【００３１】
図１１に示すように、ロックしていない状態ではロックピン部材２１０のロックピンロック部２１２は回転板部１５０の回転を邪魔しない位置に退避している。ロック状態へは、ロック用モータ２０１が回転し、ロック用モーターギア２０２からロックピンギア部２１１を介して動力がロックピン部材２１０に伝わり、ロックピン部材２１０がロック用モータ２０１の軸方向に動作してロックピンロック部２１２が回転板部１５０に形成されたロック用穴部１５２ａ〜１５２ｃに挿入されロック状態となる。ロックピンロック部２１２及びロック用穴部１５２ａ〜１５２ｃには傾斜部が形成され、多少の位置ズレが発生しても挿入可能な形状となっている。
【００３２】
また、図１２に示すように、ロックピンロック部２１２がロック用穴部１５２ａ〜１５２ｃを貫通した先にある後カバー部１３０にロック受け穴部１３１を設定し、ロックピンロック部２１２が入り込むように設定することで、より強固なロック構造にすることができる。回転板部１５０上の光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃを変更したい際には、ロック用モーターギア２０２を挿入時と逆方向に動作させることによりロックピンロック部２１２を図１１の状態の位置まで移動させることにより自由に回転板部１５０を回転させることができるようになる。
【００３３】
図１３に前カバー部１２１を外した状態での光軸前方視図を示す。図に示すように、回転ロックユニット２００は回転板部１５０の円周内に収まるように配置されることにより小型化を実現している。また近傍にはロック検知部２２０が配置され、本検知に従いロック動作を制御している。ロック検知部２２０は停止位置検知部１８０と同様たとえばフォトインタラプタ等から構成され、ロックピン部材２１０の位置を検出することによりロック状態か否かを検知することが可能となる。またロック用穴部１５２ａ〜１５２ｃは光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃと回転軸３００を中心として略対角位置に配置されており、回転板部１５０の強度を保つことが可能な構成となっている。
【００３４】
図１４に前カバー部１２１を外した状態での回転ロックユニット２００の別の配置を示す。図１４に示すように、回転ロックユニット２００を回転用モータ１６０と回転軸３００を中心として略対角位置に配置することにより、回転用モータ１６０により動作時略対角方向３１０側に発生する回転板部１５０の回転軸ガタが最小になるようにしている。また、さらに加えて図１５のようにロック用穴部１５２ａ〜１５２ｃを略対角方向３１０側に長穴形状にすることにより、光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃの回転位置ガタを抑えつつより回転軸ガタに強い構成とすることができる。
【００３５】
上記光学フィルタユニット部１２０のシステムについて、図１６のシステムブロック図を用いて説明する。
【００３６】
制御部６０１はフィルタ操作部６０２もしくは撮像装置の電源部６０３の操作信号により所定の制御を行う。フィルタ操作部６０２もしくは撮像装置の電源部６０３からの操作信号を受けた場合は回転用モータ１６０及びロック用モータ２０１の動作を開始させ、停止位置検知部１８０、及びロック検知部２２０からの信号を受けて、回転用モータ１６０及びロック用モータ２０１の動作を停止させる制御を行う。回転用モータ１６０及びロック用モータ２０１はその信号に従って、動作及び停止を行う。
【００３７】
図１７は、通常時における光学フィルタユニット部１２０の制御フローである。まず、撮像装置１００に搭載されたフィルタ操作部６０２により、フィルタ変更操作を行うと（ｓ１０２）、制御部６０１が停止位置検知部１８０の信号を読み取って回転板部１５０の現状の位置を確認し、光学フィルタユニット部１２０をどう動作させればよいか良いかを判定する（ｓ１０３）。その後、ロック用モータ２０１が動作を行い（ｓ１０４）、ロックが解除されたことがロック検知部２２０からの信号によって確認できると（ｓ１０５）、ロック用モータ２０１の動作が停止する（ｓ１０６）。次に回転用モータ１６０が制御部６０１から送られた信号に従って、動作を始める（ｓ１０７）。そして、回転板部１５０が回転を始める（ｓ１０８）。
【００３８】
その後光学ユニットに設けられた停止位置検知部１８０によって停止位置まで移動したことが確認されると（ｓ１０９）、制御部６０１からの信号により回転用モータ１６０が停止し（ｓ１１０）、それに伴って回転板部１５０の回転も停止する（ｓ１１１）。そして再びロック用モータ２０１が作動し（１１２）、ロックされたことがロック検知部２２０からの信号によって確認できると（ｓ１１３）、回転ロックユニット２００が動作を停止する（ｓ１１４）。
【００３９】
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。
【符号の説明】
【００４０】
１００・・・・撮像装置
１０１・・・・本体部
１１０・・・・交換レンズ部
１１１・・・・レンズマウント部
１１２・・・・交換レンズ着脱ノブ
１１３・・・・レンズ通信接点部
１２０・・・・光学フィルタユニット部
１２１・・・・前カバー部
１２５・・・・ロックユニットカバー部
１３０・・・・後カバー部
１３１・・・・ロック受け穴部
１４０・・・・レンズ側光学カバー
１４１・・・・センサー側光学カバー
１５０・・・・回転板部
１５１・・・・回転板ギア部
１５２ａ〜１５２ｃ・・・・ロック用穴部
１５３・・・・前方摺動リブ部
１５５ａ〜１５５ｃ・・・・光学フィルタ
１５７・・・・位置検知用リブ部
１５８・・・・後方摺動リブ部
１６０・・・・回転用モータ
１６１・・・・回転用モータギア部
１７０・・・・金属板
１８０・・・・停止位置検知部
２００・・・・回転ロックユニット
２０１・・・・ロック用モータ
２０２・・・・ロック用モーターギア
２１０・・・・ロックピン部材
２１１・・・・ロックピンギア部
２１２・・・・ロックピンロック部
２２０・・・・ロック検知部
３００・・・・回転軸
４００・・・・フロントベース部
４１０・・・・センサーユニット部
３１０・・・・略対角方向
４１１・・・・センサー素子
４２０・・・・放熱用の放熱ファン部
４３０・・・・主基板部
６０１・・・・制御部
６０２・・・・フィルタ操作部
６０３・・・・電源部
【図１】
2019056859.tif 000003
【図２】
2019056859.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019056859.tif 000013
【図１２】
2019056859.tif 000014
【図１３】
2019056859.tif 000015
【図１４】
2019056859.tif 000016
【図１５】
2019056859.tif 000017
【図１６】
2019056859.tif 000018
【図１７】
2019056859.tif 000019