(57)【要約】【課題】装置を大型化せずに、複数の光学要素を１つの駆動部によって光軸に対してそれぞれ個別に挿脱できるようにする。【解決手段】レンズ鏡筒１００は、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２を光路に挿抜するフィルター切替機構９を有し、フィルター切替機構９は、第１のフィルター９１１を保持する第１のフィルター保持部材９１２の第１のラック部９１３と、第２のフィルター９２１を保持する第２のフィルター保持部材９２２の第２のラック部９２３と、第１のラック部９１３と第２のラック部９２３のそれぞれに噛合可能な第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４とを有し、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４は、円周方向の一部は歯が有り残りの部分は歯が無い歯車であり、第１の駆動歯車９３が第１のラック部９１３に噛合するタイミングと第２の駆動歯車９４が第２のラック部９２３に噛合するタイミングは互いに異なる。【選択図】図１
2019105674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学要素と、
複数の光学要素を光路に対して挿抜する光学要素切替機構と、
を有し、
前記光学要素切替機構は、
前記複数の光学要素のそれぞれを保持する複数の光学要素保持部材と、
前記複数の光学要素保持部材のそれぞれに設けられるラック部と、
前記複数の光学要素保持部材のそれぞれに設けられる前記ラック部に噛合可能な複数の駆動歯車と、
前記複数の駆動歯車を駆動する動力源と、
を有し、
前記複数の駆動歯車のそれぞれは、円周方向の一部に歯が設けられ残りの部分に歯が設けられない歯車であり、回転角度によって前記歯が前記ラック部に噛合しない状態と噛合する状態とが切替わり、前記歯が前記ラック部に噛合しない状態で回転すると前記複数の光学要素保持部材のそれぞれは駆動されず、前記歯が前記ラック部に噛合する状態で回転すると前記複数の光学要素保持部材のそれぞれが駆動され、
前記複数の駆動歯車の前記ラック部に噛合するタイミングは、互いに異なることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記複数の光学要素は、前記光路の光軸方向について互いに重ならない位置に配置され、
前記複数の光学要素保持部材は、前記光軸方向について、互いに一部が重なるように配置され、
前記複数の光学要素保持部材の前記ラック部は、前記光軸方向について、互いに重ならない位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記光路の光軸方向に移動可能な１群以上のレンズ群と、
前記光軸方向に延伸し、前記レンズ群を前記光軸方向に移動可能にガイドする複数のガイド部材と、
前記レンズ群を前記光軸方向に駆動するレンズ群駆動機構と、
前記光路を通過する光量を調節する絞りユニットと、
を有し、
前記光学要素切替機構と、前記ガイド部材と、前記絞りユニットは、前記光軸方向について、互いに少なくとも一部どうしが重なる位置に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記光路の光軸方向視において、
前記絞りユニットの一側には、前記複数のガイド部材のうちの少なくとも２つのガイド部材が互いに離れて配置されており、
前記光学要素切替機構は、前記動力源と、前記動力源の動力を前記複数の光学要素に伝達する動力伝達部材とを有する駆動機構部を有し、
前記駆動機構部は、前記絞りユニットの前記一側であって、前記２つガイド部材どうしの間に配置されることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記光軸方向視において、
前記絞りユニットは長尺形状を有しており、
前記一側は、前記絞りユニットの短尺方向の一側であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記複数の光学要素は、赤外カットフィルターと減光フィルターの２つのフィルターであり、
前記光学要素切替機構は、
前記赤外カットフィルターと前記減光フィルターの両方が前記光路上に位置しない状態と、
前記赤外カットフィルターが前記光路上に位置しており、前記減光フィルターが前記光路上に位置しない状態と、
前記赤外カットフィルターと前記減光フィルターの両方が前記光路上に位置する状態とに切替えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記減光フィルターは、挿抜方向に沿って減光の程度が変化するフィルターであり、
前記減光フィルターが前記光路上に位置している状態においては、前記減光フィルターの挿抜方向の位置を調節することによって、前記光路を通過する光量を調節可能であることを特徴とする請求項６に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記赤外カットフィルターと前記減光フィルターとは、前記光路の光軸方向に互いにずれた位置に配置され、
前記赤外カットフィルターを保持する光学要素保持部材と、前記減光フィルターを保持する他の光学要素保持部材とは、前記光軸方向に関し互いに一部が重なるように配置され、
前記赤外カットフィルターを保持する光学要素保持部材に設けられるラック部と、前記減光フィルターを保持する他の光学要素保持部材に設けられるラック部とは、前記光軸方向に関し互いに重ならない位置に配置されることを特徴とする請求項６または７に記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光軸に対して挿脱可能な複数の光学要素を有するレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外カットフィルターやＮＤフィルターなどの光軸に対して挿抜可能な複数の光学要素を有するレンズ鏡筒において、複数の光学要素のそれぞれを駆動する複数の駆動部が設けられる構成がある。特許文献１には、ターレット構造によって複数のフィルタを切り替えるフィルター切替装置において、切り替えノブとターレット回転軸と切り替えノブ回転軸と配置に関する構成が開示されている。また、特許文献２には、回転するカム機構を用いて複数のフィルター部材を異なるタイミングで光軸に対して個別に挿脱する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０３３０４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０７６００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に記載の構成では、ターレット構造自体が大型であるため、ターレット構造が光軸方向視においてレンズ鏡筒から大きくはみ出すことになり、装置が大型化する。特許文献２に記載の構成では、カム部材を配置するスペースとして、カム部材が大きいために光軸方向視においてレンズ鏡筒の投影面積と同程度の大きさのスペースが必要になる。また、光軸回りに回転するカム部材との干渉を防止するため、カム部材の近傍には、光軸方向に延びる部品や機器などを配置できない。このため、これらの部品や機器は、光軸方向視でカムの回転軌跡の外側に配置するか、光軸方向にずれた位置に配置しなければならず、装置が非常に大型化する。上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、装置の大型化を招くことなく、１つの駆動部によって複数の光学要素を個別に光軸に対して挿脱できるレンズ鏡筒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、複数の光学要素と、複数の光学要素を光路に対して挿抜する光学要素切替機構と、を有し、前記光学要素切替機構は、前記複数の光学要素のそれぞれを保持する複数の光学要素保持部材と、前記複数の光学要素保持部材のそれぞれに設けられるラック部と、前記複数の光学要素保持部材のそれぞれに設けられる前記ラック部に噛合可能な複数の駆動歯車と、前記複数の駆動歯車を駆動する動力源と、を有し、前記複数の駆動歯車のそれぞれは、円周方向の一部に歯が設けられ残りの部分に歯が設けられない歯車であり、回転角度によって前記歯が前記ラック部に噛合しない状態と噛合する状態とが切替わり、前記歯が前記ラック部に噛合しない状態で回転すると前記複数の光学要素保持部材のそれぞれは駆動されず、前記歯が前記ラック部に噛合する状態で回転すると前記複数の光学要素保持部材のそれぞれが駆動され、前記複数の駆動歯車の前記ラック部に噛合するタイミングは、互いに異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、装置の大型化を招くことなく、１つの駆動部によって複数の光学要素を個別に光軸に対して挿脱できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】レンズ鏡筒の構成例を示す分解斜視図である。
【図２】２つのフィルターの両方が光路に進入していない状態の概略図である。
【図３】第１のフィルターが光路に進入している状態の概略図である。
【図４】２つのフィルターの両方が光路に進入している状態の概略図である。
【図５】第２のフィルターの一部が光路に進入している状態の概略図である。
【図６】レンズ鏡筒の構成例を示す断面図である。
【図７】レンズ鏡筒の構成例を示す分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒１００の要部の構成例を模式的に示す分解斜視図である。図中の一点鎖線Ａは、レンズ鏡筒１００の光路の光軸を示す。レンズ鏡筒１００は、光路を通過した光がセンサーホルダー２に保持されているセンサー１（撮像素子）に入射するように構成される。これにより映像が撮影される。
【０００９】
本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、光路（光軸）に対して挿抜可能な複数の光学要素と、複数の光学要素を光路上に位置する（進入している）状態と光路上に位置しない（光路上から退避した）状態に切替える光学要素切替機構とを有する。本実施形態では、複数の光学要素の例として、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１の２つのフィルターを示す。また、光学要素切替機構の例として、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１の２つのフィルターを光路上に位置する状態と位置しない状態に切替えるフィルター切替機構９を示す。
【００１０】
第１のフィルター９１１は、例えば赤外カットフィルターである。赤外カットフィルターは、昼間の屋外等といった明るい撮影環境においては光路上に位置し、センサー１へ入射する不要な赤外線成分を遮断する。一方、夜間等の暗い撮影環境においては、赤外線がセンサー１に入射可能となるように、光路上から退避し（光路から外れた位置に移動し）、赤外照明等による赤外線成分での撮影を可能にする。
【００１１】
第２のフィルター９２１は、例えば、減光フィルター（ＮＤフィルター）である。減光フィルターは、特に明るい環境下において光路上（光軸上）に位置することにより、センサー１に入射する光線を減光させる。減光フィルターは、主に、絞りユニット３が小絞り状態になった際の回折現象によって発生する解像不良を避けるために、小絞り状態の代替として用いられる。減光フィルターは、減光の程度を調節できるようにするため、光学濃度（光の透過率）が挿抜方向に関して連続的または段階的に変化するように構成されている。そして、減光フィルターの挿抜方向の位置を調節することによって、減光の程度を調節できる。
【００１２】
本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、移動可能な１群以上のレンズ群（移動レンズ群）として、ズームレンズ部４のズームレンズ群４０と、フォーカスレンズ部５のフォーカスレンズ群５０を有する。ズームレンズ部４は、レンズ鏡筒１００の倍率変動に関わる。ズームレンズ部４は、所定の数のレンズであるズームレンズ群４０と、ズームレンズ群４０を保持するズームレンズ枠４１と、ズームレンズ枠４１に保持されるズームラック４２およびズームラックばね４３を有する。ズームレンズ枠４１は、ガイド部材の例である所定の数（ここでは２本である例を示す）のズームガイドバー６１によって、センサー１に対して光軸方向に直線往復移動（進退可能）に保持される。ズームラック４２はズームラックばね４３の付勢力によって、レンズ群駆動機構の例であるズーム駆動部７と係合している。そして、ズーム駆動部７（レンズ群駆動機構）の動力がズームレンズ枠４１に伝達されることにより、ズームレンズ群４０がズームレンズ枠４１とともに光軸方向に移動し、レンズ鏡筒１００の倍率変動が行われる。なお、ズームレンズ部４の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種の構成が適用できる。
【００１３】
フォーカスレンズ部５は、レンズ鏡筒１００の合焦動作に関わる。フォーカスレンズ部５は、所定の数のレンズであるフォーカスレンズ群５０と、フォーカスレンズ群５０を保持するフォーカスレンズ枠５１と、フォーカスレンズ枠５１に保持されるフォーカスラック５２およびフォーカスラックばね５３をと有する。フォーカスレンズ枠５１は、ガイド部材の例である所定の数（ここでは２本である例を示す）のフォーカスガイドバー６２によって、センサー１に対して光軸方向に直線往復移動（進退可能）に保持される。フォーカスラック５２は、フォーカスラックばね５３の付勢力によって、レンズ群駆動機構の例であるフォーカス駆動部８と係合している。そして、フォーカス駆動部８（レンズ群駆動機構）の動力がフォーカスレンズ枠５１に伝達されることによって、フォーカスレンズ群５０がフォーカスレンズ枠５１とともに光軸方向に進退し、レンズ鏡筒１００の合焦動作が行われる。なお、フォーカスレンズ部５の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種の構成が適用できる。このように、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、移動可能な１群以上のレンズ群（移動レンズ群）として、ズームレンズ群４０とフォーカスレンズ群５０の２群のレンズ群を有する。ただし、レンズ鏡筒１００が有する移動レンズ群の数は特に限定されない。例えば、複数群のズームレンズ群４０を有する構成であってもよい。要は、レンズ鏡筒１００は、移動可能な１群以上のレンズ群（移動レンズ群）を有する構成であればよい。
【００１４】
絞りユニット３は、不図示の絞り羽根部材と、この絞り羽根部材を駆動する絞り駆動部３１を有する。絞り駆動部３１が絞り羽根部材を駆動することによって、センサー１に入射する光線の光量を調節する。本実施形態では、絞りユニット３は、光軸方向視において、例えば長方形などの長尺形状を有する。なお、絞りユニット３の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種の構成が適用できる。
【００１５】
第１のフィルターユニット９１は、光学要素の例である第１のフィルター９１１と、第１のフィルター９１１を保持する光学要素保持部材の例である第１のフィルター保持部材９１２とを有する。第１のフィルター保持部材９１２には、第１のラック部９１３が設けられる。第２のフィルターユニット９２は、光学要素の例である第２のフィルター９２１と、第２のフィルター９２１を保持する光学要素保持部材の例である第２のフィルター保持部材９２２とを有する。第２のフィルター保持部材９２２には、第２のラック部９２３が設けられる。そして、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２は、それぞれ、光軸方向に直角な方向であって、絞りユニット３の長尺方向に平行な方向に、進退移動（本実施形態では直線往復移動）できる。
【００１６】
なお、第１のフィルター保持部材９１２の第１のラック部９１３と、第２のフィルター保持部材９２２の第２のラック部９２３は、光軸方向視において、絞りユニット３の短尺方向の同じ側に位置しており、光軸方向に直角な方向であって絞りユニット３の長尺方向に平行な方向に延伸するように設けられる。また、第１のフィルターユニット９１の第１のフィルター９１１と、第２のフィルターユニット９２の第２のフィルター９２１とは、光軸方向に互いにずれた位置に配置されており、同時に光路上に位置することができる。図１においては、第２のフィルター９２１が第１のフィルター９１１の光軸方向前側に位置する構成を例に示す。
【００１７】
フィルター切替機構９は、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２のそれぞれを移動させることにより、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１のそれぞれを光路に対して挿抜する機能を有する。フィルター切替機構９は、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２を駆動する駆動機構部９８を有する。駆動機構部９８は、フィルター駆動部９５と、ピニオン９６と、第１の駆動歯車９３と、反転歯車９７と、第２の駆動歯車９４とを有する。ピニオン９６と第１の駆動歯車９３と反転歯車９７と第２の駆動歯車９４とは、動力伝達部材の例であり、いずれも、回転中心線が光軸に平行となる向きで回転可能に配置される。また、フィルター駆動部９５とピニオン９６と第１の駆動歯車９３と反転歯車９７と第２の駆動歯車９４とは、いずれも、光軸方向視において、絞りユニット３の短尺方向の同じ側であって、第１のフィルター保持部材９１２の第１のラック部９１３と第２のフィルター保持部材９２２の第２のラック部９２３が位置する側に配置される。このように、フィルター切替機構９は、絞りユニット３の短尺方向の一側に配置される。また、フィルター切替機構９に含まれる各歯車（ピニオン９６と第１の駆動歯車９３と反転歯車９７と第２の駆動歯車９４）は、光軸方向視において、絞りユニット３の短尺方向の外側（光軸方向視において、絞りユニット３に重ならない位置）に配置される。
【００１８】
フィルター駆動部９５には、ステッピングモータなど、公知の各種回転動力源が適用できる。ピニオン９６は、フィルター駆動部９５が出力する回転動力によって回転する。例えば、ピニオン９６は、フィルター駆動部９５である回転動力源の回転出力軸に設けられる。第１の駆動歯車９３は、円周方向の一部分にのみ歯がある歯車と円周方向の全周にわたって歯がある歯車とが、同軸に軸線方向に並べて結合された歯車（複合歯車、２段歯車）である。そして、第１の駆動歯車９３のうちの円周方向の全周に歯がある歯車がピニオン９６と噛合しており、円周方向の一部分にのみ歯がある歯車が第１のラック部９１３と噛合可能である。すなわち、第１の駆動歯車９３は、その位相（回転角度）によって、第１のラック部９１３と噛合する状態と噛合しない状態とが切替わる。そして、第１の駆動歯車９３と第１のラック部９１３とが噛合する位相（回転角度）においては、フィルター駆動部９５が出力する回転動力によって、第１のフィルターユニット９１（第１のフィルター９１１）を光路に対して挿脱する方向（本実施形態では、絞りユニット３の長尺方向に平行な方向）に駆動できる。一方、第１の駆動歯車９３と第１のラック部９１３とが噛合しない位相（回転角度）においては、第１のフィルターユニット９１に動力は伝達されず、第１の駆動歯車９３は空転する。
【００１９】
反転歯車９７は、第２の駆動歯車９４と第１の駆動歯車９３を互いに反対方向に回転させるための歯車である。反転歯車９７は、ピニオン９６と第２の駆動歯車９４とに噛み合う。第１の駆動歯車９３がピニオン９６と直接噛合しているのに対し、第２の駆動歯車９４とピニオン９６との間に反転歯車９７が介在する。このため、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４とは、フィルター駆動部９５の出力する回転動力により互いに反対方向に回転する。なお、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４は互いに反対方向に回転する構成であればよく、ピニオン９６と第２の駆動歯車９４との間に反転歯車９７が介在する構成に限定されない。例えば、ピニオン９６と第１の駆動歯車９３との間に反転歯車９７が介在し、第２の駆動歯車９４とピニオン９６とが直接噛合する構成であってもよい。
【００２０】
第２の駆動歯車９４は、第１の駆動歯車９３と同様に、円周方向の一部分にのみ歯がある歯車と、円周方向の全周にわたって歯がある歯車とが同軸に軸線方向に並べて配置された歯車（複合歯車、２段歯車）である。そして、第２の駆動歯車９４の全周にわたって歯がある歯車と反転歯車９７とが噛合しており、円周方向の一部にのみ歯がある歯車は第２のラック部９２３と噛合可能である。すなわち、第２の駆動歯車９４は、その位相（回転角度）によって、第２のラック部９２３と噛合する状態と噛合しない状態とが切替わる。そして、第２の駆動歯車９４の円周方向の一部分にのみ歯がある歯車と第２のラック部９２３とが噛合する位相（回転角度）においては、フィルター駆動部９５が出力する回転動力は、ピニオン９６と反転歯車９７と第２の駆動歯車９４を介して第２のラック部９２３に伝達される。したがって、第２の駆動歯車９４の円周方向の一部分にのみ歯がある歯車と第２のラック部９２３とが噛合する位相（回転角度）においては、フィルター駆動部９５が出力する回転動力によって、第２のフィルターユニット９２（第２のフィルター９２１）を光路に対して挿脱する方向（本実施形態では、光軸に直角な方向であって、絞りユニット３の長尺方向に平行な方向）に駆動できる。一方、第２の駆動歯車９４と第２のラック部９２３とが噛合しない位相（回転角度）においては、第２のフィルターユニット９２に動力は伝達されず、第２の駆動歯車９４は空転する。
【００２１】
図２は、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１が、いずれも光路上に位置していない（光路上から退避している）状態を示す模式図である。図３は、第１のフィルター９１１が光路上に位置しており（進入しており）、第２のフィルター９２１が光路上に位置していない状態を示す模式図である。図４は、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１とが光路上に位置している状態を示す模式図である。なお、図２〜図４は、いずれも光軸方向視の図である。
【００２２】
図２に示すように、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２は、光路上から退避している状態では、光軸方向視において、光軸Ａを挟んで互いに反対側に位置する。そして、図２において、第１のフィルターユニット９１が図中下側に移動すると、第１のフィルター９１１が光路に進入する（光路上に位置する状態となる）。第２のフィルターユニット９２が図中上側に移動すると、第１のフィルター９１１が光路に進入する（光路上に位置する状態となる）。このように、第１のフィルターユニット９１（第１のフィルター９１１）と第２のフィルターユニット９２（第２のフィルター９２１）とで、光路上に進入する際の移動方向は反対である。ただし、第１のフィルターユニット９１（第１のフィルター９１１）と第２のフィルターユニット９２（第２のフィルター９２１）のそれぞれを光路上に進入させる際にフィルター駆動部９５の回転動力の回転方向は同じである。すなわち、ピニオン９６と第２の駆動歯車９４との間に介在する反転歯車９７により、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４とは互いに反対方向に回転するため、フィルター駆動部９５が発生させるある一方向の回転動力により、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２は互いに反対方向に移動する。
【００２３】
そして、図２に示すように、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１の両方のフィルターが光路から退避している状態では、第１の駆動歯車９３と第１のラック部９１３は噛合している。一方、この状態では、第２の駆動歯車９４は、歯がない部分が第２のラック部９２３と対向し、第２のラック部９２３とは噛合していない。この状態で、フィルター駆動部９５によってピニオン９６を所定の一方向（図面において時計回り）に回転駆動させると、ピニオン９６の回転動力は、第１の駆動歯車９３を介して第１のラック部９１３に伝達される。このため、第１のフィルターユニット９１（第１のフィルター９１１）は、光路に進入する方向（図面において下向き）に移動する。一方、第２の駆動歯車９４と第２のラック部９２３とは噛合していないから、第２の駆動歯車９４は空転して第２のフィルターユニット９２は移動せず、第２のフィルター９２１が光路から退避している状態に維持される。そして、図２に示す状態から、フィルター駆動部９５が回転動力の出力を続けると、図３に示す状態となるまで、第１のフィルターユニット９１のみが移動する。
【００２４】
フィルター駆動部９５が回転動力の出力を継続すると、第１のフィルターユニット９１が移動して、第１のフィルター９１１が光路上に進入した状態となる。この状態となると、図３に示すように、第１の駆動歯車９３は、歯が無い部分が第１のラック部９１３と対向するようになる。この位置に達すると、第１の駆動歯車９３と第１のラック部９１３との噛合が外れるため、第１のフィルターユニット９１は移動しなくなる。すなわち、第１のフィルターユニット９１は、第１のフィルター９１１が光路上に進入した状態となると移動が停止する。したがって、図２に示す状態から図３に示す状態となるまでの間は、フィルター駆動部９５を動作させることにより、第１のフィルターユニット９１のみを移動させて第１のフィルター９１１を光路上に進入させることができる。
【００２５】
図３に示す状態となると、第２の駆動歯車９４の回転により、第２の駆動歯車９４の歯が設けられる部分が第２のラック部９２３に対向して噛合する状態となる。このため、図３に示す状態においてフィルター駆動部９５がピニオン９６を図中で時計回りの方向に回転させると、第２のフィルターユニット９２（第２のフィルター９２１）が光路上に進入する方向に移動を開始する。ただし、図３に示す状態では、第１の駆動歯車９３は、歯の無い部分が第１のラック部９１３と対向するため、第１のフィルターユニット９１は移動しない。そして、フィルター駆動部９５の動作を継続すると、図４に示すように、第１のフィルターユニット９１（第１のフィルター９１１）と第２のフィルターユニット９２（第２のフィルター９２１）の両方が、光路上に進入している状態となる。なお、図３に示す状態から図４に示す状態となるまでは、第２のフィルターユニット９２のみが移動し、第１のフィルターユニット９１は移動しない状態を維持する。このように、第１のフィルターユニット９１を、第１のフィルター９１１が光路上から退避している位置から光路上に進入している位置に、第２のフィルターユニット９２を、第２のフィルター９２１が光路上から退避している位置から光路上に進入している位置に、それぞれ個別に移動させることができる。
【００２６】
図４に示す状態では、第２の駆動歯車９４と第２のラック部９２３とは噛合しているが、この状態での位相においては、第１の駆動歯車９３は、歯がない部分が第１のラック部９１３と対向し、第１の駆動歯車９３と噛合しない。この状態で、フィルター駆動部９５がピニオン９６を第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２のそれぞれを光路上に進入させた時とは逆方向（図中で反時計回り）に回転させると、第２のフィルターユニット９２は、第２のフィルター９２１が光路上から退避する方向に移動を開始する。ただし、第１の駆動歯車９３は、歯の無い部分が第１のラック部９１３に対向しているため、第１のフィルターユニット９１は移動しない。そして、フィルター駆動部９５の駆動を続けると、図３に示すように、第２のフィルター９２１が光路上からの退避を完了するまでは、第２のフィルターユニット９２のみが移動し、第１のフィルターユニット９１は移動しない。したがって、第２のフィルター９２１のみを光路上から退避させることができる。
【００２７】
図３に示す状態において、フィルター駆動部９５がピニオン９６を図中において反時計回りに駆動させると、第１の駆動歯車９３と第１のラック部９１３が噛合し、第１のフィルターユニット９１は、第１のフィルター９１１が光路から退避する方向（図面においては上向き）に移動する。この状態での位相では、第２の駆動歯車９４は、歯が無い部分が第２のラック部９２３と対向する。このため、第２の駆動歯車９４と第２のラック部９２３の噛合が外れ、第２のフィルターユニット９２は移動しない。この状態で、フィルター駆動部９５が回転動力の出力を継続すると、図２に示す状態になるまで、第１のフィルターユニット９１のみが移動を継続する。このように、第１のフィルターユニット９１（第１のフィルター９１１）と第２のフィルターユニット９２（第２のフィルター９２１）を、それぞれ独立して光路上から退避させることができる。
【００２８】
このように、本発明の実施形態においては、第１の駆動歯車９３の歯が設けられた部分が第１のラック部９１３と対向する（噛合する）タイミングと、第２の駆動歯車９４の歯が設けられた部分が第２のラック部９２３と対向する（噛合する）タイミングは、互いに異なる。ここでは、第１の駆動歯車９３の歯が設けられた部分が第１のラック部９１３と対向する（噛合する）タイミングでは、第２の駆動歯車９４の歯が無い部分が第２のラック部９２３と対向する（噛合しない）。第１のフィルターユニット９１が移動するタイミングでは、第２の駆動歯車９４が空転する。また、第２の駆動歯車９４の歯が設けられた部分が第２のラック部９２３と対向する（噛合する）タイミングでは、第１の駆動歯車９３の歯が無い部分が第１のラック部９１３と対向する（噛合しない）。これにより、第２のフィルターユニット９２が移動するタイミングでは、第１の駆動歯車９３が空転する。
【００２９】
このような構成によれば、１つの回転動力源（駆動力源）であるフィルター駆動部９５を有するフィルター切替機構９により、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２の２つのフィルターユニットを独立して移動させることができる。そして、第１のフィルター９１１（赤外カットフィルター）と第２のフィルター９２１（減光フィルター）の両方が光路から退避している状態と、第１のフィルター９１１が光路上に位置し第２のフィルター９２１が光路から退避している状態と、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１の両方が光路上に位置している状態とに切替えることができる。
【００３０】
なお、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４の具体的な構成や、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４の位相の関係は、特に限定されない。これらは、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２の移動距離や、第１のラック部９１３と第２のラック部９２３の位置関係などに応じて適宜設定される。
【００３１】
図５は、第２のフィルター９２１の一部分が光路上に位置している状態を示す概略図である。第２のフィルター９２１には、例えば、挿抜方向に沿って連続的または段階的に光学濃度（光の透過率）が変化する減光フィルターが適用できる。この場合には、撮影される画像の輝度を調節するために、第２のフィルター９２１を任意の位置（光路への進入量）で停止させなければならない。本実施形態に係るフィルター切替機構９によれば、フィルター駆動部９５の回転駆動量を調節することによって、第２のフィルター９２１の位置（光路への進入量）を調節可能である。そして、第２のフィルター９２１の位置を調節することで、光路を通過する光量を調節可能である。したがって、撮影される画像の輝度を調節可能となる。
【００３２】
ここで、フィルター切替機構９の配置について説明する。従来のように、カム機構やターレット機構を有するフィルター切替機構では、配置のために光軸に直角な面に関して広いスペースを要する。このため、絞りユニット３の短尺方向のスペースにフィルターユニットの駆動機構を配置することは困難である。また、レンズ鏡筒１００の光軸方向の寸法を小さくするためには、絞りユニット３（絞り機構）とその光軸方向の前後に配置されるレンズ群との間隔を小さくすることが好ましい。本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒１００においては、全長の短縮（小型化）の観点から、ズームレンズ群４０とフォーカスレンズ群５０は、ズーム動作やフォーカス動作の際に絞りユニット３の近傍まで移動する構成となっている（図６参照）。このような構成であると、フィルター切替機構９の駆動機構部９８を、絞りユニット３の光軸方向における前後に配置することが困難になる。また、絞りユニット３とフィルター切替機構９の周囲には、ズーム駆動部７、フォーカス駆動部８、ズームガイドバー６１、フォーカスガイドバー６２など、光軸方向に延伸する部材が配置されている（図１参照）。このため、光軸方向に重複した位置のスペースにも限りがある。
【００３３】
本発明の実施形態に係るフィルター切替機構９の駆動機構部９８は、１つのステッピングモータ等の小型のアクチュエータであるフィルター駆動部９５と、フィルター駆動部９５の回転出力軸に設けられるピニオン９６と、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４と反転歯車９７とで構成される。このような構成であると、従来構成と比較して、配置のために要するスペースを小さくでき、かつ、一ヶ所にまとめて配置することができる。
【００３４】
また、光軸方向視において、絞りユニット３は長尺形状を有しており、絞りユニット３の短尺方向の両側にはスペースが形成される（図２参照）。そして、図１〜図５に示すように、フィルター駆動部９５とピニオン９６と第１の駆動歯車９３と反転歯車９７と第２の駆動歯車９４とは、いずれも、光軸方向視において、絞りユニット３の短尺方向の同じ側に位置するように配置される。換言すると、フィルター切替機構９は、絞りユニット３の短尺方向の一側に配置される。また、フィルター切替機構９は、絞りユニット３の短尺方向の外側に位置しており、光軸方向視で絞りユニット３に重ならない位置に配置される。さらに、図１〜図５に示すように、ズーム駆動部７とフォーカス駆動部８は、絞りユニット３の短尺方向の同じ側の一側であって、フィルター切替機構９が配置される側とは反対側の一側に配置される。すなわち、ズーム駆動部７およびフォーカス駆動部８と、フィルター切替機構９とは、絞りユニット３の短尺方向の互いに反対側に配置される。このような構成であれば、フィルター切替機構９は、ズーム駆動部７およびフォーカス駆動部８に干渉することなく配置できる。
【００３５】
なお、絞りユニット３の短尺方向の外側のそれぞれには、複数のガイド部材の例であるフォーカスガイドバー６２とズームガイドバー６１が、光軸方向に延伸するように配置される。このように、絞りユニット３の短尺方向の外側のそれぞれには、複数のガイド部材（本実施形態では２つずつ）が、互いに離れて配置される。そして、フィルター切替機構９の駆動機構部９８（フィルター駆動部９５とピニオン９６と第１の駆動歯車９３と反転歯車９７と第２の駆動歯車９４）は、光軸方向視において、ズームガイドバー６１とフォーカスガイドバー６２との間（すなわち、２つのガイド部材どうしの間）に配置される。換言すると、フィルター切替機構９の駆動機構部９８は、絞りユニット３と、ズームガイドバー６１とフォーカスガイドバー６２の少なくとも一方と、ズーム駆動部７またはフォーカス駆動部８で区切られた小さなスペース（これらに囲まれたスペース）に配置される。したがって、レンズ鏡筒１００の大型化を招かない。なお、フィルター切替機構９が、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９１の移動方向について、ズームガイドバー６１とフォーカスガイドバー６２に配置される構成であってもよい。
【００３６】
図６はズームレンズ群４０とフォーカスレンズ群５０（移動レンズ群）が絞りユニット３に接近している状態を示す断面図である。図７は、レンズ鏡筒１００の要部の分解断面図であり、図６の断面とは直角な方向の断面図である。第１のフィルター９１１が赤外カットフィルターである場合、第１のフィルター９１１を小型化するためには、フィルター切替機構９は絞りユニット３の近傍に配置される構成であることが好ましい。また、第２のフィルター９２１が減光フィルターである場合、第２のフィルター９２１が光路上に位置する状態で撮影される像の明るさが画像全域で均等に変化するようにするためには、フィルター切替機構９は、絞りユニット３に接近して配置されなければならない。図６に示すように、本実施形態では、フィルター切替機構９は絞りユニット３に光軸方向に関して隣接するように配置される。このような構成によれば、フィルター切替機構９を絞り機構に接近させることができるから、第１のフィルター９１１（赤外カットフィルター）の小型化を図ることができる。また、第２のフィルター９２１（減光フィルター）が光路上に位置する状態で撮影される像の明るさが、画像全域で均等に変化するようにできる。
【００３７】
また、図６に示すように、フィルター切替機構９と、ガイド部材の例であるフォーカスガイドバー６２およびズームガイドバー６１と、絞りユニット３は、少なくとも一部どうしが光軸方向に関して重なる位置に配置される。このような構成によれば、レンズ鏡筒１００が光軸方向に大型化しないようにできる。
【００３８】
図７は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒１００の要部の分解断面図であり、図６の断面とは直角な方向の断面図である。第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１は、光軸方向に関して互いにずれた位置に配置される（重畳していない）。また、第１のラック部９１３と第２のラック部９２３とは、光軸方向に互いにずれた位置（光軸方向に関して重ならない位置）に配置される。このような構成であれば、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１は、互いに干渉することなく、光路上に同時に進入できる。また、第１のフィルター保持部材９１２と第２のフィルター保持部材９２２が移動した場合であっても、第１のラック部９１３と第２のラック部９２３とは互いに干渉しない。
【００３９】
ただし、図７に示すように、第１のフィルター保持部材９１２と第２のフィルター保持部材９２２とは、光軸方向に関して一部どうしが重なる（換言すると、光軸に直角な方向視で一部どうしが重なる）ように配置される。このような構成によれば、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１の光軸方向の間隔を小さくできる。したがって、絞りユニット３とズームレンズ群４０との光軸方向距離を小さくできる。すなわち、光軸方向について、ズームレンズ群４０と絞りユニット３の間に第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１とが配置される（介在する）構成であると、第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１の光軸方向寸法に応じて、ズームレンズ群４０と絞りユニット３の光軸方向の距離を大きくしなければならない。これに対して、本発明の実施形態では、絞りユニット３とズームレンズ群４０との光軸方向距離を小さくできる。したがって、レンズ鏡筒１００の光軸方向の寸法の短縮（小型化）を図ることができる。
【００４０】
また、図７に示すように、駆動機構部９８の少なくとも一部は、光軸方向について絞りユニット３と重なるように配置される。すなわち、フィルター駆動部９５と、ピニオン９６と、第１の駆動歯車９３と、反転歯車９７と、第２の駆動歯車９４のうちの少なくとも一つは、光軸方向について少なくとも一部分が絞りユニット３と重なるように配置される。図７においては、フィルター駆動部９５の一部が、光軸方向について絞りユニット３と重なる構成を例に示す。このような構成によれば、レンズ鏡筒１００の光軸方向寸法の大型化を招かないようにできる。
【００４１】
また、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４は、光軸方向視で重ならない位置に配置される。このような構成によれば、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４が光軸方向に並ばないから、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４の配置に要するスペースの光軸方向寸法を小さくできる。また、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４とは、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２の移動方向（絞りユニット３の長尺方向）に並ぶように配置される。このような構成であると、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４の配置に要するスペースを小さくできる。特に絞りユニット３の短尺方向の寸法（第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２の移動方向に直角な方向の寸法）を小さくできる。したがって、レンズ鏡筒１００の寸法（第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２の移動方向に直角な方向の寸法）を小さくできる。さらに、第１の駆動歯車９３と第２の駆動歯車９４は、光軸方向視において、互いに離れて配置されるズームガイドバー６１とフォーカスガイドバー６２との間（すなわち、２つのガイド部材どうしの間）に配置される。このような構成であれば、レンズ鏡筒１００のの第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２の移動方向の寸法の大型化を招かない。
【００４２】
以上、本発明の実施形態によれば、レンズ鏡筒１００を大型化することなく、第１のフィルターユニット９１と第２のフィルターユニット９２を個別に駆動できる。したがって、レンズ鏡筒１００を大型化することなく、複数の光学要素（第１のフィルター９１１と第２のフィルター９２１）を１つの駆動部（フィルター切替機構９）により、光路に対して独立して挿抜できる。
【００４３】
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。また設計機能を考慮した構成であれば、それを限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、移動可能な複数の光学要素を有するレンズ鏡筒に好適な技術である。そして、本発明によれば、レンズ鏡筒を大型化せずに、複数の光学要素を１つの駆動部によって光軸に対してそれぞれ個別に挿脱できる。
【符号の説明】
【００４５】
１００：レンズ鏡筒、９：フィルター切替機構、９１：第１のフィルターユニット９１、９１１：第１のフィルター、９１２：第１のフィルター保持部材、９１３：第１のラック部、９２：第２のフィルターユニット９２、９２１：第２のフィルター、９２２：第２のフィルター保持部材、９２３：第２のラック部、９３：第１の駆動歯車、９４：第２の駆動歯車
【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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