(57)【要約】【課題】入射する光の波長に対して複数の光透過性を有する各種フィルタを被写体光路内に挿抜することができる経済的な小型のフィルタ駆動機構を有するフィルタ装置及び撮像装置を提供する。【解決手段】第１の光透過性部材５３、第２の光透過性部材５４、及び第３の光透過性部材５５がスペーサを介して積層されたユニット１５と、赤外光を遮断する特性を有する第１のフィルム５０と、可視光の透過量を低減する特性を有する第２のフィルム５１と、第１のフィルム５０及び第２のフィルム５１とにそれぞれ設けられた複数のエレクトレット部位と、第１の光透過部材５３及び第２の光透過性部材５４の上記エレクトレット部位に対向する面のそれぞれに設けられた複数の電極とを具備し、第１のフィルム５０及び第２のフィルム５１は、複数の電極と上記エレクトレット部位との間の静電力により移動することを特徴とする。【選択図】図２
2005099208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光透過性部材、第２の光透過性部材、及び第３の光透過性部材がスペーサを介して積層されたユニットと、
上記ユニットの第１の光透過性部材、第２の光透過性部材によって形成される空間内に移動自在に配置され、赤外光を遮断する特性を有する第１のフィルムと、
上記ユニットの第２の光透過性部材、第３の光透過性部材によって形成される空間内に移動自在に配置され、可視光の透過量を低減する特性を有する第２のフィルムと、
上記第１のフィルム及び上記第２のフィルムの一方の面に設けられた複数のエレクトレット部位と、
上記第１の光透過部材及び上記第２の光透過性部材の上記エレクトレット部位に対向する面に設けられた複数の電極と、
を具備し、
上記複数の電極に選択的に電圧を印加することにより、上記複数の電極と上記エレクトレット部位との間に発生する静電力によって、上記第１のフィルムおよび／または上記第２のフィルムを上記空間内に移動させることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
上記ユニットは、入射光を透過させるための特定の領域を有しており、上記第１のフィルム及び上記第２のフィルムは、上記特定の領域に対して進出、または、退避することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
入射する光の波長に対して第１の光透過特性を有する第１のフィルムと、
入射する光の波長に対して第２の光透過特性を有する第２のフィルムと、
表面に複数の走査用電極が設けられた第１の光透過性部材と、
表面に複数の走査用電極が設けられ、上記第１のフィルムを上記第１の光透過性部材との間に移動自在に挟むように、上記第１の光透過性部材に対向して配置された第２の光透過性部材と、
上記第２のフィルムを上記第２の光透過性部材との間に移動自在に挟み込むように、上記第２の光透過性部材に対向して配置された第３の光透過性部材と、
上記第１の光透過性部材の上記走査用電極に多相交流電圧を印加し、該印加によって発生する静電力により上記第１のフィルムを上記第１の光透過性部材に対して相対移動させる第１の駆動手段と、
上記第２の光透過性部材の上記走査用電極に多相交流電圧を印加し、該印加によって発生する静電力により上記第２のフィルムを上記第２の光透過性部材に対して相対移動させる第２の駆動手段と、
入射光量を測定する測光手段と、
上記入射光量に応じて、上記第１の駆動手段及び第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
透光性を有する第１の部材、第２の部材、及び第３の部材をスペーサを介して積層したユニットと、
上記ユニットの第１の部材と、第２の部材により形成される第１の空間内を移動可能であり、上記第１の部材に対向する面にエレクトレット化された部位が設けられた赤外カットフィルタと、
上記ユニットの第２の部材と、第３の部材により形成される第２の空間内を移動可能であり、上記第２の部材に対向する面にエレクトレット化された部位が設けられたＮＤフィルタと、
上記第１の部材の上記赤外カットフィルタのエレクトレット化された部位に対向する面に設けられた第１の走査用電極と、
上記第２の部材の上記ＮＤフィルタのエレクトレット化された部位に対向する面に設けられた第２の走査用電極と、
上記第１の走査用電極に駆動電圧を印加し、上記赤外カットフィルタを移動させる静電力を発生させる第１の駆動手段と、
上記第２の走査用電極に駆動電圧を印加し、上記ＮＤフィルタを移動させる静電力を発生させる第２の駆動手段と、
上記赤外カットフィルタ及び上記ＮＤフィルタをそれぞれ独立して上記ユニット内の被写体光透過領域に対して進出または退避させるために、上記第１及び第２の駆動手段に制御信号を供給する制御手段と、
を具備することを特徴とするフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ装置及び撮像装置、詳しくは、複数の光透過性を有するフィルタを一体に構成したフィルタ装置とこれを有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子スチルカメラ等の撮像装置においては、撮影レンズと固体撮像素子の間の光路内に、赤外光を遮断する赤外カットフィルタを配置して入射光の赤外光成分を除去し、該赤外光成分によって生じる撮像された画像に赤みがかかる等の画像劣化を低減させる技術が周知である。
【０００３】
また、固体撮像素子には、光の波長が３８０ｎｍ以上の領域である可視光領域の光のみならず、光の波長が６５０ｎｍ以上の領域である赤外光領域の光を受光した場合においても、光電変換できる感度を有するものが周知である。よって、夜間等の被写体の可視光成分が少ない場合においても、赤外光成分による撮影が可能であり、該赤外光成分による撮影は、例えば防犯カメラや野生動物の撮影に非常に有効である。
【０００４】
このような事情に鑑み、特許文献１及び特許文献２には、被写体の明るさが低輝度であると認識された場合には、赤外カットフィルタを被写体光路外に退避させる、例えばアクチュエータからなる駆動機構を設け、赤外光成分を用いた撮影をすることができるビデオカメラが開示されている。
【０００５】
一方、真夏の海辺のような被写体の明るさが高輝度である条件下においては、絞りやシャッタを用いた入射光量調節制御の限界を超えてしまう場合がある。この場合、例えば絞りの羽根を絞りすぎると、該絞り羽根のエッジ（端）の部分にて光の回折が生じてしまい、撮像された被写体像がぼけるといった問題がある。しかし、この問題は、撮影レンズの前面にＮＤフィルタ（neutral density filter）を取り付けることにより解決できる。
【０００６】
ＮＤフィルタは、被写体の色を損なうことなく光を減少させるものであり、ＮＤフィルタを撮影レンズの前面に取り付けることにより、絞り羽根を必要以上に絞ることがなくなり、上述の回折現象による問題点を防ぐことができる。また、ＮＤフィルタは、該ＮＤフィルタを撮影レンズの前面に取り付けたまま絞り開口を大きくすることにより、背景のボケ味を強調出来、さらに、シャッタ速度を遅くすることにより被写体の動きを表現する等、作画表現のためのアクセサリとしても使用することができる。
【０００７】
また、ＮＤフィルタには、いくつか種類があり、より多くの光を減少させるフィルタ濃度の濃いものから、少しだけ光を減少させるフィルタ濃度の薄いものがあり、状況に応じて撮影者が複数の異なるフィルタ濃度のＮＤフィルタを使い分けるのが一般的である。
【０００８】
しかしながら、撮影状況に応じて撮影レンズの前面にＮＤフィルタを取り付ける作業は、撮影者にとっては非常に煩わしいものであった。
【０００９】
そこで、特許文献３及び特許文献４には、撮影レンズ鏡筒内の被写体光路中にＮＤフィルタを挿抜する、例えばプランジャ及びモータからなる駆動機構を設け、撮像装置本体に配設された光量検出手段によって検出された光量に応じて、上記機構により自動的にＮＤフィルタを挿抜するようにした撮像装置が開示されている。
【００１０】
このように、可視光領域のみならず赤外光領域の光までも光電変換できる感度を有する固体撮像素子を用いることにより、また、被写体の明るさに応じて赤外カットフィルタ及びＮＤフィルタを被写体光路内に挿抜する機構を設けることにより、電子スチルカメラは、撮影のダイナミックレンジが格段に広げられ、該カメラの使い勝手が良くなるといった利点がある。
【特許文献１】特開２０００−５９７９８号公報
【特許文献２】特開２００２−１６８３８号公報
【特許文献３】特開平５−２９２３９２号公報
【特許文献４】特開平１０−２１０４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述したように、撮影者は、赤外カットフィルタ、または複数のフィルタ濃度のＮＤフィルタを撮影状況に応じて使い分ける必要がある。よって、上記特許文献１及び上記特許文献２のようなアクチュエータによる駆動機構をそれぞれの赤外カットフィルタ毎に設けていては、カメラ本体の構造が複雑になり、大型化するといった欠点がある。
【００１２】
また、上記特許文献１及び上記特許文献２のようなプランジャ及びモータ等の駆動機構をフィルタ毎に撮影レンズ鏡筒内に設けると、該撮影レンズ鏡筒の構造が複雑になり、また撮影レンズ鏡筒が大型化してしまうといった欠点がある。
【００１３】
さらに、プランジャ及びモータ等の駆動機構は、撮影レンズ鏡筒内に配設されているため、レンズ交換式のデジタル一眼レフカメラシステムに適用する場合には、すべての交換レンズに同じ機構を設ける必要があり、不経済である。
【００１４】
本発明の目的は、これらの事情及び問題点に鑑みてなされたものであり、入射する光の波長に対して複数の光透過性を有するフィルタを被写体光路内に挿抜することができる経済的な小型のフィルタ駆動機構を有するフィルタ装置及びこれを有す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】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明によるフィルタ装置は、第１の光透過性部材、第２の光透過性部材、及び第３の光透過性部材がスペーサを介して積層されたユニットと、上記ユニットの第１の光透過性部材、第２の光透過性部材によって形成される空間内に移動自在に配置され、赤外光を遮断する特性を有する第１のフィルムと、上記ユニットの第２の光透過性部材、第３の光透過性部材によって形成される空間内に移動自在に配置され、可視光の透過量を低減する特性を有する第２のフィルムと、上記第１のフィルム及び上記第２のフィルムの一方の面に設けられた複数のエレクトレット部位と、上記第１の光透過部材及び上記第２の光透過性部材の上記エレクトレット部位に対向する面に設けられた複数の電極と、を具備し、上記複数の電極に選択的に電圧を印加することにより、上記複数の電極と上記エレクトレット部位との間に発生する静電力によって、上記第１のフィルムおよび／または上記第２のフィルムを上記空間内に移動させることを特徴とする。
【００１６】
また、上記ユニットは、入射光を透過させるための特定の領域を有しており、上記第１のフィルム及び上記第２のフィルムは、上記特定の領域に対して進出、または、退避することを特徴とする。
【００１７】
本発明による撮像装置は、入射する光の波長に対して第１の光透過特性を有する第１のフィルムと、入射する光の波長に対して第２の光透過特性を有する第２のフィルムと、表面に複数の走査用電極が設けられた第１の光透過性部材と、表面に複数の走査用電極が設けられ、上記第１のフィルムを上記第１の光透過性部材との間に移動自在に挟むように、上記第１の光透過性部材に対向して配置された第２の光透過性部材と、上記第２のフィルムを上記第２の光透過性部材との間に移動自在に挟み込むように、上記第２の光透過性部材に対向して配置された第３の光透過性部材と、上記第１の光透過性部材の上記走査用電極に多相交流電圧を印加し、該印加によって発生する静電力により上記第１のフィルムを上記第１の光透過性部材に対して相対移動させる第１の駆動手段と、上記第２の光透過性部材の上記走査用電極に多相交流電圧を印加し、該印加によって発生する静電力により上記第２のフィルムを上記第２の光透過性部材に対して相対移動させる第２の駆動手段と、入射光量を測定する測光手段と、上記入射光量に応じて、上記第１の駆動手段及び第２の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１８】
本発明によるフィルタ装置は、透光性を有する第１の部材、第２の部材、及び第３の部材をスペーサを介して積層したユニットと、上記ユニットの第１の部材と、第２の部材により形成される第１の空間内を移動可能であり、上記第１の部材に対向する面にエレクトレット化された部位が設けられた赤外カットフィルタと、上記ユニットの第２の部材と、第３の部材により形成される第２の空間内を移動可能であり、上記第２の部材に対向する面にエレクトレット化された部位が設けられたＮＤフィルタと、上記第１の部材の上記赤外カットフィルタのエレクトレット化された部位に対向する面に設けられた第１の走査用電極と、上記第２の部材の上記ＮＤフィルタのエレクトレット化された部位に対向する面に設けられた第２の走査用電極と、上記第１の走査用電極に駆動電圧を印加し、上記赤外カットフィルタを移動させる静電力を発生させる第１の駆動手段と、上記第２の走査用電極に駆動電圧を印加し、上記ＮＤフィルタを移動させる静電力を発生させる第２の駆動手段と、上記赤外カットフィルタ及び上記ＮＤフィルタをそれぞれ独立して上記ユニット内の被写体光透過領域に対して進出または退避させるために、上記第１及び第２の駆動手段に制御信号を供給する制御手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のフィルタ装置及び撮像装置は、入射する光の波長に対して複数の光透過性を有するフィルタを被写体光路内に挿抜することができる経済的な小型のフィルタ駆動機構を有するフィルタ装置及び撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、本実施の形態においては、撮像装置は、デジタル一眼レフカメラを例に挙げて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態を示すデジタル一眼レフカメラの電気回路の構成の概略を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、デジタル一眼レフカメラ１は、それぞれが別体に構成されるカメラ本体１１（装置本体）とレンズ鏡筒１２とからなり、両者は、互いに着脱自在に結合されるようになっている。
【００２３】
レンズ鏡筒１２は、該レンズ鏡筒１２の各構成部材の動作を制御するレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、レンズ制御用マイコンと称す）２０５と、複数のレンズ等からなり、後述する撮像素子２７に被写体光を導く撮影光学系（撮影レンズ）１２ａと、この撮影光学系１２ａに入射する被写体光の光束の光量を調節する、例えば複数枚の羽根等から構成された絞り２０３と、この絞り２０３を駆動するステッピングモータ（図示せず）等を含む絞り駆動機構２０４と、通信コネクタ２０６ｂとを備えて、その主要部が構成されている。
【００２４】
レンズ制御用マイコン２０５は、絞り駆動機構２０４と通信コネクタ２０６ｂとに接続されており、絞り駆動機構２０４は絞り２０３を駆動するようになっている。また、通信コネクタ２０６ｂは後述するカメラ本体１１の通信コネクタ２０６ａに接続されている。
【００２５】
レンズ制御用マイコン２０５は、通信コネクタ２０６ｂを介して接続される、後述するボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、ボディ制御用マイコンと称す）１５０からの指令に基づいて絞り駆動機構２０４等を駆動制御する。
【００２６】
撮影光学系１２ａは、被写体からの光束を透過させることにより当該被写体光束により形成される被写体像を、後述する撮像素子２７の光電変換面（受光面）上に結像するように構成されていて、この撮影光学系１２ａを有するレンズ鏡筒１２は、カメラ本体１１の前面から突出するように配設されている。
【００２７】
尚、このレンズ鏡筒１２については、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが適用される。
【００２８】
カメラ本体１１は、内部に後述する各種の構成部材等を備えて構成され、かつ撮影光学系１２ａを保持するレンズ鏡筒１２を着脱自在に結合するための連結部材である図示しないレンズ鏡筒装着部（レンズマウント部）を、その前面に備えている、いわゆる一眼レフレックス方式のカメラ本体である。
【００２９】
カメラ本体１１は、当該カメラ本体１１の各構成部材の制御を行ってデジタル一眼レフカメラ１全体を統括的に制御する制御手段であるボディ制御用マイコン１５０と、ファインダ装置１３と、例えばフォーカルプレーン方式のシャッタ１４と、後述する反射鏡１３ｂを駆動制御するミラー駆動回路１１８と、シャッタ１４の開閉動作を駆動制御するシャッタ駆動制御回路１２０と、後述する赤外カットフィルタ５０及びＮＤフィルタ５１を有し、被写体光路内に配設されたフィルタ装置であるフィルタユニット１５と、該フィルタユニット１５の赤外カットフィルタ５０の被写体光路内への挿抜（進退）を制御する第１の駆動手段である第１の駆動回路１１９ａ及びＮＤフィルタ５１の被写体光路内への挿抜（進退）を制御する第２の駆動手段である第２の駆動回路１１９ｂを有するフィルタ装置であるフィルタユニット駆動制御回路１１９と、ペンタプリズム１３ａに入射する光束の一部を受けて所定の測光動作を行い、被写体輝度を測定する測光手段である測光回路１２１と、撮像ユニット（モジュール）３０と、後述するインターフェイス回路１２３からの出力（即ち撮像素子２７によって取得したデジタル画像信号）に基づいてデジタル画像データの明るさ調整およびホワイトバランス調整を行う画像処理コントローラ１２８と、この画像処理コントローラ１２８によって処理済みのデジタル画像信号やデジタル画像データおよびこれに付随する各種の情報等を一時的に記録する一時的保管用メモリの役目をするＳＤＲＡＭ等のワークメモリ１２５と、画像処理コントローラ１２８によって生成された記録用のデジタル画像データを所定の領域に記録する記録メディア１２７と、画像を表示するための液晶モニタ１２４と、本デジタル一眼レフカメラ１の制御に必要となる所定の制御パラメータ、製造過程で記憶されるデジタル一眼レフカメラのシリアルＮｏ及び調整値等が記憶されたＥＥＰＲＯＭ等からなる不揮発性メモリ（以下、ＥＥＰＲＯＭと称す）１２９と、デジタル一眼レフカメラ１の動作状態、例えばシャッタスピード、絞り値等を表示するための動作表示用ＬＣＤ１５１と、本デジタル一眼レフカメラ１の各種の操作部材に連動し、各所定の指示信号を発生させるためのスイッチ群であるカメラ操作スイッチ（ＳＷ）１５２と、例えば乾電池からなる電池１５４と、この電池１５４または所定の接続ケーブル等（図示せず）により供給される外部電源（ＡＣ）からの電力を受けて、本デジタル一眼レフカメラ１を動作させるのに適する電圧に変換制御して各電気回路へと配電する電源回路１５３と、レンズ鏡筒１２と電気的に接続するための通信コネクタ２０６ａとを備えて、その主要部が構成されている。
【００３０】
尚、ファインダ装置１３は、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導き得るように構成される反射鏡（可動ミラー）１３ｂ，この反射鏡１３ｂから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム１３ａ，このペンタプリズム１３ａにより形成される像を拡大して観察するのに最適な形態の像を結像させる接眼レンズ１３ｃを有している。
【００３１】
また、撮像ユニット（モジュール）３０は、被写体光束を受けて光電変換した後、デジタル画像データを取得する、例えばＣＣＤからなる撮像素子２７と、該撮像素子２７を駆動制御し、当該撮像素子２７により取得される撮像信号をデジタル画像信号に変換する信号処理を行うインターフェイス回路１２３とを有している。
【００３２】
ボディ制御用マイコン１５０は、測光回路１２１と画像処理コントローラ１２８とＥＥＰＲＯＭ１２９とに接続されていると共に、シャッタ駆動制御回路１２０とフィルタユニット駆動制御回路１１９とミラー駆動回路１１８と電源回路１５３と動作表示用ＬＣＤ１５１とカメラ操作スイッチ（ＳＷ）１５２と通信コネクタ２０６ａとに接続されている。
【００３３】
測光回路１２１は、ペンタプリズム１３ａの後端面側に配設されており、また、画像処理コントローラ１２８は、液晶モニタ１２４とＳＤＲＡＭ１２５と記録メディア１２７とインターフェイス回路１２３とに接続されており、さらに、該インターフェイス回路１２３は撮像素子２７に接続されている。また、シャッタ駆動制御回路１２０は、シャッタ１４の開閉動作を制御するようになっており、さらに、フィルタユニット駆動制御回路１１９の第１の駆動回路１１９ａは、ボディ制御用マイコン１５０により赤外カットフィルタ５０の被写体光路内への進退の駆動が制御され、第２の駆動回路１１９ｂは、ボディ制御用マイコン１５０によりＮＤフィルタ５１の被写体光路内への進退の駆動が制御される。尚、このフィルタユニット駆動制御回路１１９の詳しい回路構成は、後述する図７で説明する。
【００３４】
また、ミラー駆動回路１１８は反射鏡１３ｂをアップダウン動作させる。さらに、電源回路１５３は各回路ユニットおよびＡＣアダプタ並びに電池１５４に接続されており、また、通信コネクタ２０６ａはレンズ鏡筒１２の通信コネクタ２０６ｂに接続されている。
【００３５】
カメラ操作スイッチ１５２は、例えば測光動作の開始を指示する第１（１ｓｔ）レリーズスイッチや撮影動作の開始を指示する第２（２ｎｄ）レリーズスイッチ、デジタル一眼レフカメラ１の撮影動作モードの変更を行う撮影動作モード変更スイッチ、主電源の開閉（オン・オフ）を指示する電源スイッチ、絞り２０３の絞り値を設定するための絞り設定スイッチ、シャッタ１４のシャッタ速度を設定するためのシャッタ速度設定スイッチ等のデジタル一眼レフカメラ１に所定の動作を行わせるために必要な操作ボタンに連動するスイッチ群によって構成されている。
【００３６】
画像処理コントローラ１２８は、ボディ制御用マイコン１５０からの指令にしたがってインターフェイス回路１２３を制御して、撮像素子２７からの出力信号（デジタル画像信号）を取り込み、これをＳＤＲＡＭ等のワークメモリ１２５等に一時的に記録するようになっている。
【００３７】
そして、ワークメモリ（ＳＤＲＡＭ）１２５に一時記録されたデジタル画像信号は、画像処理コントローラ１２８において信号処理が施されることによって、画像を表示するのに最適な形態の表示用画像信号となるように変換された後、液晶モニタ１２４へと出力され、その表示部（図示せず）を用いて変換された画像が表示されるようになっている。
【００３８】
さらに、ワークメモリ（ＳＤＲＡＭ）１２５に一時記録されたデジタル画像信号は、画像処理コントローラ１２８において所定の信号処理が施されることによって、画像を記録するのに最適な形態の記録用画像データ、例えばＪＰＥＧ方式等の圧縮データ等に変換された後、記録メディア１２７へと出力され、これに記録するようになっている。
【００３９】
反射鏡（可動ミラー）１３ｂは、撮影光学系１２ａの光軸（被写体光路）上から退避する位置（アップ位置）と当該光軸上の所定の位置（ダウン位置）とに移動するように構成され、通常状態においては、撮影光学系１２ａの光軸上において当該光軸に対して所定の角度、例えば角度４５度を有する位置に配設されている。これにより、撮影光学系１２ａを透過した被写体光束は、デジタルカメラ１が非撮影状態にあるときには、反射鏡１３ｂによってその光軸が折り曲げられて、当該反射鏡１３ｂの上方に配置される、フォーカシングスクリーン（図示されず）およびペンタプリズム１３ａの側へと反射するようになっている。
【００４０】
一方、デジタル一眼レフカメラ１が撮影動作中において、その実際の露光動作中には、当該反射鏡１３ｂは、撮影光学系１２ａの光軸上から退避する所定の位置に移動するようになっている。これによって、被写体光束は、撮像素子２７へと導かれ、その光電変換面に入射するようになっている。
【００４１】
この撮影光学系１２ａの光軸上から退避する所定の位置と、撮影光学系１２ａの光軸上の所定の位置とに、反射鏡１３ｂを移動させる制御は、ミラー駆動回路１１８によって行われる。
【００４２】
シャッタ１４は、例えばフォーカルプレーン方式のシャッタ機構や、このシャッタ機構の動作を制御する駆動回路等、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが適用される。したがって、その詳細についての説明は省略する。
【００４３】
ボディ制御用マイコン１５０は、カメラ本体１１に対してレンズ鏡筒１２が装着され両者が結合した状態になると、レンズ制御用マイコン２０５と、通信コネクタ２０６ａ，２０６ｂを介して電気的に接続され、互いに通信し得る状態となる。このときレンズ制御用マイコン２０５は、ボディ制御用マイコン１５０の制御下において、従属的に協働しながら稼動するようになっている。よって、ボディ制御用マイコン１５０は、デジタル一眼レフカメラ１全体のシステムを統括的に制御する制御手段を構成している。
【００４４】
また、ボディ制御用マイコン１５０は、測光回路１２１の被写体輝度の測定結果を受けて絞り値を決定し、該絞り値となるようにレンズ制御用マイコン２０５に絞り２０３の駆動制御信号を出力する。また、測光回路１２１の被写体輝度の測定結果を受けてシャッタスピードを決定し、該シャッタスピードとなるようにシャッタ駆動制御回路１２０にシャッタ１４の駆動制御信号を出力する。
【００４５】
尚、この際、測光回路１２１からの出力では、絞り値、及び／またはシャッタスピードが決定できない場合は、ボディ制御用マイコン１５０は、フィルタユニット駆動制御回路１１９に制御信号を出力し、同回路１１９の動作により、後述する被写体光透過領域５２（図２参照）へＮＤフィルタ５１を進出（移動）させる。このことにより、ボディ制御用マイコン１５０は、被写体光透過領域５２よりデジタル一眼レフカメラ１のカメラ本体１１に入射する光の透過光量を調整する。
【００４６】
さらに、測光回路１２１の被写体輝度の測定結果を受けて、被写体が低輝度であると判定した場合には、ボディ制御用マイコン１５０は、フィルタユニット駆動制御回路１１９に制御信号を出力し、同回路１１９の動作により、後述する被写体光透過領域５２（図２参照）から赤外カットフィルタ５０を退避（移動）させる。
【００４７】
このようにボディ制御用マイコン１５０は、赤外カットフィルタ５０及びＮＤフィルタ５１をそれぞれ独立にフィルタユニット１５内の被写体光透過領域５２に対して進出または退避させるためにフィルタユニット駆動制御回路１１９に制御信号を供給する。
【００４８】
図２は、図１のデジタル一眼レフカメラにおけるフィルタユニット、シャッタ、撮像ユニットを示す拡大斜視図、図３は、図２のフィルタユニットの被写体光透過領域から赤外カットフィルタが退避された状態を示す透視図、図４は、図３のフィルタユニットの赤外カットフィルタが被写体光透過領域に挿入された状態を示す透視図、図５は、図２の赤外カットフィルタの横断面図、図６は、図５のフィルタユニットの赤外カットフィルタを示した拡大図である。尚、以下の説明では、図中前方側を被写体光路前方及び前方側の面を表面、後方側を被写体光路後方及び後方側の面を背面と称す。
【００４９】
図２に示すように、フィルタユニット１５、シャッタ１４、及び撮像ユニット３０は、被写体光路Ｏに沿って、被写体光路Ｏの前方から順に配設されている。  
フィルタユニット１５は、第１のフィルムである赤外カットフィルタ５０と、第２のフィルムであるＮＤフィルタ５１と、特定領域である被写体光透過領域５２と、第１の光透過性部材（第１の部材）である光学ローパスフィルタ５３と、第２の光透過性部材（第２の部材）である光学ローパスフィルタ５４と、第３の光透過性部材（第３の部材）である保護ガラス５５と、スペーサ６０及びスペーサ６１とにより、主要部が構成される２層の静電アクチュエータである。
【００５０】
光学ローパスフィルタ５３の被写体光路前方の面（表面）の周縁部には、スペーサ６０が配設されており、該スペーサ６０の表面には、光学ローパスフィルタ５４が配置されている。また、該光学ローパスフィルタ５４の表面の周縁部には、スペーサ６１が配設されており、該スペーサ６１の表面には、保護ガラス５５が配設されている。よって、光学ローパスフィルタ５３と５４とはスペーサ６０を介して対向配置されており、光学ローパスフィルタ５４と保護ガラス５５とはスペーサ６１を介して対向配置されている。そして、被写体光透過領域５２は、入射光を透過させるための特定の領域であり、例えばフィルタユニット１５の左半部側に、該フィルタユニット１５を貫通するように長方形状に形成されている。
【００５１】
赤外カットフィルタ５０は、図２、図５に示すように、光学ローパスフィルタ５３，５４とスペーサ６０とにより形成される封止空間、即ち、光学ローパスフィルタ５３，５４との間に移動自在に挟み込まれるようにして配置されている。
【００５２】
そして、赤外カットフィルタ５０は、光学ローパスフィルタ５３，５４とスペーサ６０とにより形成される第１の空間である封止空間内を第１の駆動回路１１９ａ（図１参照）による後述する制御により光学ローパスフィルタ５３に対して静電力により相対移動するようになっている。このように、赤外カットフィルタ５０と光学ローパスフィルタ５３と光学ローパスフィルタ５４とスペーサ６０と第１の駆動回路１１９ａとは、公知の静電アクチュエータを構成している。
【００５３】
また、ＮＤフィルタ５１も、光学ローパスフィルタ５４と保護ガラス５５とスペーサ６１とにより形成される封止空間、即ち、光学ローパスフィルタ５４と保護ガラス５５との間に移動自在に挟み込まれるようにして配置されていて、光学ローパスフィルタ５４と保護ガラス５５とスペーサ６１とにより形成される第２の空間である封止空間内を第２の駆動回路１１９ｂ（図１参照）による後述する制御により光学ローパスフィルタ５４に対して静電力により相対移動するようになっている。このように、ＮＤフィルタ５１と光学ローパスフィルタ５４と保護ガラス５５とスペーサ６１と第２の駆動回路１１９ｂとは、公知の静電アクチュエータを構成している。
【００５４】
光学ローパスフィルタ５３は、撮像素子２７で撮像された被写体像に縞模様、色滲み等の画質不良が発生するのを防止するハイカットフィルタであり、透過性を有する部材、例えば１ｍｍ程度の厚さの光学素子により構成されている。また、光学ローパスフィルタ５３の一方の面である光学ローパスフィルタ５４と対向する面であって、被写体光透過領域５２以外の位置には、図３乃至図５に示すように、第１の走査用電極６４が光学ローパスフィルタ５３の表面の長手方向に同一平面内において直交する方向に沿って長手方向に、例えば０．０５ｍｍピッチとなるよう複数形成されている。
【００５５】
この第１の走査用電極６４は、第１の駆動回路１１９ａ（図１参照）より多相交流電圧が印加されることにより、後述する赤外カットフィルタ５０の複数のエレクトレット化された部位（エレクトレット部位）５０ｂ（図６参照）との間に静電力である静電反発力または静電吸引力が発生する。
【００５６】
光学ローパスフィルタ５４は、光学ローパスフィルタ５３と同様に、撮像素子２７で撮像された被写体像に縞模様、色滲み等の画質不良が発生するのを防止するハイカットフィルタであり、透過性を有する部材、例えば１ｍｍ程度の厚さの光学素子により構成されている。また、光学ローパスフィルタ５４の一方の面である保護ガラス５５と対向する面であって、被写体光透過領域５２以外の位置には、図３乃至図５に示すように、第２の走査用電極６５が光学ローパスフィルタ５４の表面の長手方向に同一平面内において直交する方向に沿って長手方向に、例えば０．０５ｍｍピッチとなるよう複数形成されている。
【００５７】
この第２の走査用電極６５は、後述するが、第２の駆動回路１１９ｂ（図１参照）より多相交流電圧が印加されることにより、後述するＮＤフィルタ５１の複数のエレクトレット化された部位（エレクトレット部位）５１ｂ（図６参照）との間に静電力である静電反発力または静電吸引力が発生する。
【００５８】
保護ガラス５５は、ＮＤフィルタ５１等を保護するためのものであり、透過性を有する部材、例えば０．１ｍｍの厚さのガラスにより構成されている。
【００５９】
スペーサ６０は、図５に示すように、光学ローパスフィルタ５３と光学ローパスフィルタ５４とにより形成される第１の空間を封止するためのものであり、例えば樹脂を塗布して固めたものや、ガラス板を貼り付けることにより、例えば５０ミクロンの厚さに形成されている。また、スペーサ６１も、図５に示すように、光学ローパスフィルタ５４と保護ガラス５５とにより形成される第２の空間を封止するためのものであり、例えば樹脂を塗布して固めたものや、ガラス板を貼り付けることにより、例えば５０ミクロンの厚さに形成されている。
【００６０】
赤外カットフィルタ５０は、入射光の赤外光成分を除去（遮断）し、該赤外光成分によって生じる撮像素子２７で撮像された被写体像に赤みがかかる等の画像劣化を防止するフィルタであり、図６に示すように、例えば０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍの厚みを有するポリイミドフィルム（基材）等の透明絶縁体５０ａの被写体光路前方側の面、即ち表面に、アルミ等のコーティング材５０ｃを蒸着することにより形成されている。このアルミ等のコーティング材５０ｃを透明絶縁体５０ａの表面に蒸着することにより、赤外カットフィルタ５０は、入射光の赤外光成分をコーティング材５０ｃが反射することにより除去する。尚、この赤外カットフィルタ５０は、入射する６５０ｎｍ付近の光の波長が５０％透過する第１の光透過特性を有している。また、透明絶縁体５０ａは、ガラスであっても良い。
【００６１】
また、赤外カットフィルタ５０の光学ローパスフィルタ５３に形成された複数の走査用電極６４に対向する面には、図６に示すように、高温にした材料に電界をかけ、そのまま常温まで冷却する公知のサーモ法、常温において材料に電界をかけコロナ放電をさせる公知のコロナ法、または真空中において材料に電子線を照射する公知の電子ビーム法等により、正負極が交互に帯電された状態の部位、即ちエレクトレット化（永久分極化）された部位５０ｂが赤外カットフィルタ５０の長手方向に、一定のピッチ間隔ｄ（図８参照）により複数形成されている。尚、この複数のエレクトレット化された部位５０ｂのピッチ間隔と、光学ローパスフィルタ５３に形成された複数の走査用電極６４のピッチ間隔は、例えば１：２となっている。
【００６２】
ＮＤフィルタ５１は、被写体光透過領域５２より撮像素子２７に入射する光の光量を、例えば１／２にするフィルタ濃度のフィルタ、即ち可視光の透過量を低減するフィルタであり、図６に示すように、例えば０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍの厚みを有するポリイミドフィルム（基材）等の透明絶縁体５１ａの表面に、クロム、アルミ等のコーティング材５１ｃを４０μｍの厚みに蒸着することにより形成されている。このクロム、アルミ等のコーティング材５１ｃを透明絶縁体５１ａの表面に蒸着することにより、ＮＤフィルタ５１は、遮光性を有する。尚、このＮＤフィルタ５１は、入射する３８０ｎｍ以上の領域である可視光領域の光の波長がほぼ一定の割合において透過する第２の光透過特性を有している。また、透明絶縁体５１ａは、ガラスであっても良い。
【００６３】
光学ローパスフィルタ５４に形成された複数の第２の走査用電極６５に対向する面には、上述した手法により、エレクトレット化（永久分極化）された部位５１ｂがＮＤフィルタ５１の長手方向に、一定のピッチ間隔ｄ（図８参照）により複数形成されている。尚、この複数のエレクトレット化された部位５１ｂのピッチ間隔と、光学ローパスフィルタ５４に形成された複数の走査用電極６５のピッチ間隔は、例えば１：２となっている。
【００６４】
次に、赤外カットフィルタ５０の光学ローパスフィルタ５３への相対移動、及びＮＤフィルタ５１の光学ローパスフィルタ５４への相対移動を説明する。
【００６５】
図７は、静電アクチュエータを構成するフィルタユニット駆動制御回路と走査電極との接続態様を示した電気回路図、図８は、図７の走査電極に対する赤外カットフィルタまたはＮＤフィルタの移動を示した図、図９は、図８の走査電極に電圧を印加するタイミングを示したタイミングチャートである。尚、以下の説明では、光学ローパスフィルタ５３に形成された第２の走査用電極６４に、第１の駆動回路１１９ａが電圧を印加する場合を例に挙げて説明する。
【００６６】
図７に示すように、第１の駆動回路１１９ａは、ボディ制御用マイコン１５０（図１参照）の制御信号により駆動信号を出力する矩形波信号発生回路８０と、９０°駆動信号の位相を遅らせる位相器８１と、第１の１次巻線８２ａと第２の１次巻線８２ｃと第１の２次巻線８２ｂと第２の２次巻線８２ｄとにより構成された昇圧トランス８２とにより、主要部が構成されている。
【００６７】
光学ローパスフィルタ５３の光学ローパスフィルタ５４と対向する面（いずれも図５参照）には、上述したように、複数の第１の走査用電極６４が光学ローパスフィルタ５３の表面の長手方向に同一平面内において直交する方向に沿って長手方向に、例えば０．０５ｍｍピッチとなるよう複数形成されている。複数形成された第１の走査用電極６４は、４つの走査電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを１組として多数の組が第１の駆動回路１１９ａによってそれぞれ制御される。
【００６８】
矩形波信号発生回路８０の出力端は、昇圧トランス８２の第１の１次巻線８２ａの一端及び位相器８１に接続されており、該位相器８１は、昇圧トランス８２の第２の１次巻線８２ｃの一端に接続されている。また、第１の１次巻線８２ａ及び第２の１次巻線８２ｃの他端は接地されている。
【００６９】
昇圧トランス８２の第１の２次巻線８２ｂの一端は、第２の走査用電極６５の各走査電極Ａに接続されており、第１の２次巻線８２ｂの他端は、第２の走査用電極６５の各走査電極Ｃに接続されている。また、第１の２次巻線８２ｂは中点が接地されている。
【００７０】
昇圧トランス８２の第２の２次巻線８２ｄの一端は、第２の走査用電極６５の各走査電極Ｂに接続されており、第２の２次巻線８２ｄの他端は、第２の走査用電極６５の各走査電極Ｄに接続されている。また、第２の２次巻線８２ｄは中点が接地されている。
【００７１】
ボディ制御用マイコン１５０（図１参照）の制御信号により矩形波信号発生回路８０が駆動信号を出力すると、第１の１次巻線８２ａ及び第１の２次巻線８２ｂの電磁誘導作用により、各走査電極Ａ及び各走査電極Ｃには、昇圧された駆動電流の交流信号が入力され多相交流電圧（駆動電圧）が印加される。尚、この際、上述したように、第１の２次巻線８２ｂは、中点が接地されているため、各走査電極Ｃには、図９に示すように、各走査電極Ａに入力される信号が入力される。
【００７２】
また、ボディ制御用マイコン１５０の制御信号により矩形波信号発生回路８０が駆動信号を出力すると、第２の１次巻線８２ｃ及び第２の２次巻線８２ｄの電磁誘導作用により、各走査電極Ｂ及び各走査電極Ｄには、昇圧された駆動電流の交流信号が入力され多相交流電圧（駆動電圧）が印加される。尚、この際、上述したように、各走査電極Ｂ及び各走査電極Ｄに入力される交流信号は、位相器８１を介しているため、図９に示すように、各走査電極Ａ及び各走査電極Ｃに入力される交流信号とは、位相が９０°遅れた交流信号が入力される。さらに、上述したように、第２の２次巻線８２ｄは、中点が接地されているため、各走査電極Ｄには、各走査電極Ｂに入力される信号とは極性が逆の交流信号が入力される。
【００７３】
よって、各走査電極Ａ，各走査電極Ｂ，各走査電極Ｃ，各走査電極Ｄには、図９に示すように、９０°ずつ位相が異なる交流信号が入力され多相交流電圧（駆動電圧）が印加される。このように、静電アクチュエータを構成する走査電極に対する赤外カットフィルタまたはＮＤフィルタの移動動作を説明する。
【００７４】
図８に示すように、まず駆動信号が第１の駆動回路１１９ａから出力されていない状態ｔ０においては、赤外カットフィルタ５０は、光学ローパスフィルタ５３の第１の走査用電極６４上に停止している。
【００７５】
次に、ｔ１のタイミングで、駆動信号が第１の駆動回路１１９ａから出力された場合は、図９に示すように、各走査電極ＡとＤには、＋（正極）の電圧が、各走査電極ＢとＣには、−（負極）の電圧が印加される。
【００７６】
このことにより、赤外カットフィルタ５０のエレクトレット化された部位５０ｂの正極と、正極の電圧が印加された各走査電極Ａとの間、及びエレクトレット化された部位５０ｂの負極と、負極の電圧が印加された各走査電極Ｃとの間には、静電力である静電反発力が発生し、エレクトレット化された部位５０ｂの正極と、負極の電圧が印加された各走査電極Ｂ及び各走査電極Ｃとの間、並びにエレクトレット化された部位５０ｂの負極と、正極の電圧が印加された各走査電極Ｄ及び各走査電極Ａとの間には、静電力である静電吸引力が発生するため、赤外カットフィルタ５０は、図８のｔ１のタイミングに示す位置に移動する。
【００７７】
また、ｔ２のタイミングで、駆動信号が第１の駆動回路１１９ａから出力された場合は、図９に示すように、各走査電極ＡとＢには、＋（正極）の電圧が、各走査電極ＣとＤには、−（負極）の電圧が印加される。
【００７８】
このことにより、赤外カットフィルタ５０のエレクトレット化された部位５０ｂの正極と、正極の電圧が印加された各走査電極Ｂとの間、及びエレクトレット化された部位５０ｂの負極と、負極の電圧が印加された各走査電極Ｄとの間には、静電力である静電反発力が発生し、エレクトレット化された部位５０ｂの正極と、負極の電圧が印加された各走査電極Ｃ及び各走査電極Ｄとの間、並びにエレクトレット化された部位５０ｂの負極と、正極の電圧が印加された各走査電極Ａ及び各走査電極Ｂとの間には、静電力である静電吸引力が発生するため、赤外カットフィルタ５０は、図８のｔ２のタイミングに示す位置に移動する。
【００７９】
さらに、ｔ３のタイミングで、駆動信号が第１の駆動回路１１９ａから出力された場合は、図９に示すように、各走査電極ＡとＤには、−（負極）の電圧が、各走査電極ＢとＣには、＋（正極）の電圧が印加される。
【００８０】
このことにより、赤外カットフィルタ５０のエレクトレット化された部位５０ｂの正極と、正極の電圧が印加された各走査電極Ｃとの間、及びエレクトレット化された部位５０ｂの負極と、負極の電圧が印加された各走査電極Ａとの間には、静電力である静電反発力が発生し、エレクトレット化された部位５０ｂの正極と、負極の電圧が印加された各走査電極Ｄ及び各走査電極Ａとの間、並びにエレクトレット化された部位５０ｂの負極と、正極の電圧が印加された各走査電極Ｂ及び各走査電極Ｃとの間には、静電力である静電吸引力が発生するため、赤外カットフィルタ５０は、図８のｔ３のタイミングに示す位置に移動する。
【００８１】
また、ｔ４のタイミングで、駆動信号が第１の駆動回路１１９ａから出力された場合は、図９に示すように、各走査電極ＡとＢには、−（負極）の電圧が、各走査電極ＣとＤには、＋（正極）の電圧が印加される。
【００８２】
このことにより、赤外カットフィルタ５０のエレクトレット化された部位５０ｂの正極と、正極の電圧が印加された各走査電極Ｄとの間、及びエレクトレット化された部位５０ｂの負極と、負極の電圧が印加された各走査電極Ｂとの間には、静電力である静電反発力が発生し、エレクトレット化された部位５０ｂの正極と、負極の電圧が印加された各走査電極Ａ及び各走査電極Ｂとの間、並びにエレクトレット化された部位５０ｂの負極と、正極の電圧が印加された各走査電極Ｃ及び各走査電極Ｄとの間には、静電力である静電吸引力が発生するため、赤外カットフィルタ５０は、図８のｔ４のタイミングに示す位置に移動する。
【００８３】
よって、このｔ１〜ｔ４の状態を繰り返すことにより、赤外カットフィルタ５０は、光学ローパスフィルタ５３に対して静電力により相対移動することができる。  
尚、本実施の形態では、光学ローパスフィルタ５３に形成された第１の走査用電極６４に第１の駆動回路１１９ａが多相交流電圧（駆動電圧）を印加することにより、赤外カットフィルタ５０を光学ローパスフィルタ５３に対して静電力により相対移動させる例を示したが、光学ローパスフィルタ５４に形成された第２の走査用電極６５に第２の駆動回路１１９ｂが多相交流電圧（駆動電圧）を印加することにより、ＮＤフィルタ５１を光学ローパスフィルタ５４に対して静電力により相対移動させる場合も同様である。
【００８４】
図１０は、図１のデジタル一眼レフカメラの撮像動作をボディ制御用マイコンの動作を中心にして示したフローチャート、図１１〜図１３は、図２のフィルタユニットの被写体光透過領域内に赤外カットフィルタおよびＮＤフィルタが進退移動をする状態をそれぞれ示す横断面図、図１４は、図２のフィルタユニットの変形例を示す横断面図である。
【００８５】
尚、以下の動作は、ボディ制御用マイコン１５０の動作制御により行われる。  
図１０に示すように、デジタル一眼レフカメラ１が動作待機状態において、カメラ操作スイッチ１５２（図１参照）の第１（１ｓｔ）レリーズスイッチがオンされると、まず、ステップＳ１では、測光回路１２１（図１参照）により、ペンタプリズム１３ａ（図１参照）から出射する光束の一部を受けて被写体輝度を測定する測光動作を行ってステップＳ２に移行し、該ステップＳ２では、ステップＳ１において測定した被写体輝度が低輝度であるか否かを判定する。低輝度でなければ、ステップＳ３に移行する。
【００８６】
ステップＳ３では、カメラ操作スイッチ１５２の上記撮影動作モード変更スイッチがどの撮影モードを選択しているかを判定する。上記撮影動作モードが、シャッタ速度優先（ＴＶ）モードであれば、ステップＳ４に分岐する。
【００８７】
ステップＳ４では、カメラ操作スイッチ１５２の上記シャッタ速度設定スイッチによって、シャッタ１４のシャッタ速度がどの値に設定されているかを読み込んで、ステップＳ５に移行し、該ステップＳ５では、上記ステップＳ４で読み込んだシャッタ速度に基づいて絞り２０３の適正絞り値の演算を行い、ステップＳ６に移行する。
【００８８】
ステップＳ６では、上記ステップＳ５において演算した適正絞り値が、最小絞り値、即ち撮影レンズで設定できる絞り値を超えたか否かを判定する。適正絞り値が、最小絞り値を超えていなければ、ステップＳ２１にジャンプし、最小絞り値を超えておれば、ステップＳ７に移行する。
【００８９】
ステップＳ７では、最小絞り値の際に撮像素子２７（図１参照）に入射する被写体光の明るさより、どのくらい明るさがオーバしているか否かを演算して、ステップＳ８に移行し、該ステップＳ８では、上記ステップＳ７において演算したオーバ量に基づいて、図１１に示すフィルタユニット１５の赤外カットフィルタ５０が挿入（進出）されている被写体光透過領域５２へ図１２に示すようにＮＤフィルタ５１を挿入する（進出させる）。このことにより、撮像素子２７に入射する光量は減少する。また、この状態では、被写体光透過領域５２に赤外カットフィルタ５０が挿入されているため、撮像素子２７へは、図１１に示すように赤外光は入射されないようになっている。その後、ステップＳ９に移行する。
【００９０】
ステップＳ９では、上記ステップＳ８にて、ＮＤフィルタが挿入されると、露光量が変化するため、ＮＤフィルタを挿入した分だけ絞り値を再演算し、その後ステップＳ２１に移行する。
【００９１】
ステップＳ３に戻って、上記撮影動作モードが、絞り優先（ＡＶ）モードであれば、ステップＳ１０に分岐し、まずステップＳ１０では、カメラ操作スイッチ１５２の上記絞り設定スイッチによって、絞り２０３の絞り値がどの値に設定されているかを読み込んで、ステップＳ１１に移行し、該ステップＳ１１では、上記ステップＳ１０において読み込んだ絞り値に基づいてシャッタ１４のシャッタ速度の演算を行い、ステップＳ１２に移行する。
【００９２】
ステップＳ１２では、上記ステップＳ１１において演算したシャッタ速度が、最高速度、即ちカメラ本体で設定できるシャッタ速度を超えたか否かを判定する。シャッタ速度が、最高速度を超えていなければ、ステップＳ２１にジャンプし、最高速度を超えておれば、ステップＳ１３に移行する。
【００９３】
ステップＳ１３では、最高速度の際に撮像素子２７（図１参照）に入射する被写体光の明るさより、どのくらい明るさがオーバしているか否かを演算して、ステップＳ１４に移行し、該ステップＳ１４では、上記ステップＳ１３において演算したオーバ量に基づいて、図１１に示すフィルタユニット１５の赤外カットフィルタ５０が挿入（進出）されている被写体光透過領域５２へ図１２に示すようにＮＤフィルタ５１を挿入する（進出させる）。このことにより、撮像素子２７に入射する光量は減少する。また、この状態では、被写体光透過領域５２に赤外カットフィルタ５０が挿入されているため、撮像素子２７へは、図１１に示すように赤外光は入射されないようになっている。その後、ステップＳ１５に移行する。
【００９４】
ステップＳ１５では、上記ステップＳ１４にて、ＮＤフィルタ５１が挿入されると、露光量が変化するため、ＮＤフィルタ５１を挿入した分だけシャッタ速度を再演算し、その後ステップＳ２１に移行する。
【００９５】
ステップＳ３に戻って、上記撮影動作モードが、プログラムモードであれば、ステップＳ１６に分岐して、ステップＳ１において測光した被写体輝度の測光値に基づいてシャッタ１４のシャッタ速度、及び絞り２０３の絞り値を演算する。その後、ステップＳ１７に移行する。
【００９６】
ステップＳ１７では、上記ステップＳ１６において演算した絞り値が、所定絞り値、即ち絞りの羽根のエッジの部分に起因する光の回折が発生しない絞り値を超えたか否かを判定する。絞り値が所定絞り値を超えていなければ、ステップＳ２１にジャンプし、所定絞り値を超えておれば、ステップＳ１８に移行する。
【００９７】
ステップＳ１８では、所定絞り値の際の撮像素子２７（図１参照）に入射する被写体光の明るさより、どのくらい明るさがオーバしているか否かを演算して、ステップＳ１９に移行し、該ステップＳ１９では、上記ステップＳ１８において演算したオーバ量に基づいて、図１１に示すフィルタユニット１５の赤外カットフィルタ５０が挿入（進出）されている被写体光透過領域５２へ図１２に示すようにＮＤフィルタ５１を挿入する（進出させる）。このことにより、撮像素子２７に入射する光量は減少する。また、この状態では、被写体光透過領域５２に赤外カットフィルタ５０が挿入されているため、撮像素子２７へは、図１１に示すように、赤外光は入射されないようになっている。その後、ステップＳ２０に移行する。
【００９８】
ステップＳ２０では、上記ステップＳ１９にて、ＮＤフィルタ５１が挿入されると、露光量が変化するため、ＮＤフィルタ５１を挿入した分だけシャッタ速度及び絞り値をプログラム演算により再演算し、その後ステップＳ２１に移行する。
【００９９】
ステップＳ２１では、カメラ操作スイッチ１５２の第２（２ｎｄ）レリーズスイッチがオンされた否かを判定する。上記第２（２ｎｄ）レリーズスイッチがオンされていなければ、ステップＳ２２に分岐し、該ステップＳ２２にて、カメラ操作スイッチ１５２の第１（１ｓｔ）レリーズスイッチがオンされた否かを判定する。第１（１ｓｔ）レリーズスイッチがオンされておれば、ステップＳ２１に戻り、第１（１ｓｔ）レリーズスイッチがオンされていなければ、ステップＳ２３に移行する。
【０１００】
ステップＳ２１に戻って、上記第２（２ｎｄ）レリーズスイッチがオンされておれば、ステップＳ２２に移行し、該ステップＳ２２にて、撮像素子２７による可視光を用いた被写体の撮像動作が行われ、その後ステップＳ２４に移行する。
【０１０１】
ステップＳ２４では、上記ステップＳ８，上記ステップＳ１４，または上記ステップＳ１９においてフィルタユニット１５の被写体光透過領域５２（いずれも図２参照）にＮＤフィルタ５１が挿入されたか否かを判定する。ＮＤフィルタ５１が挿入されていない状態、即ち、図１１に示す状態であればリターンし、ＮＤフィルタ５１が挿入されておれば、ステップＳ２５に移行する。
【０１０２】
ステップＳ２５では、フィルタユニット１５の被写体光透過領域５２に挿入したＮＤフィルタ５１を被写体光透過領域５２から退避させ、その後リターンする。
【０１０３】
ステップＳ２に戻って、ステップＳ１において測定した被写体輝度が低輝度であれば、ステップＳ２６に分岐し、該ステップＳ２６では、図１１に示すフィルタユニット１５の被写体光透過領域５２に挿入されている赤外カットフィルタ５０を被写体光透過領域５２から図１３に示すように退避させる。このことにより、撮像素子２７は、赤外光が入射されることとなる。その後、ステップＳ２７に移行する。
【０１０４】
ステップＳ２７では、カメラ操作スイッチ１５２の第２（２ｎｄ）レリーズスイッチがオンされた否かを判定する。上記第２（２ｎｄ）レリーズスイッチがオンされていなければ、ステップＳ２８に分岐し、該ステップＳ２８にて、カメラ操作スイッチ１５２の第１（１ｓｔ）レリーズスイッチがオンされた否かを判定する。第１（１ｓｔ）レリーズスイッチがオンされておれば、ステップＳ２７に戻り、第１（１ｓｔ）レリーズスイッチがオンされていなければ、ステップＳ３０に移行する。
【０１０５】
ステップＳ２７に戻って、上記第２（２ｎｄ）レリーズスイッチがオンされておれば、ステップＳ２９に移行し、該ステップＳ２９にて、撮像素子２７による赤外光を用いた被写体の撮像動作が行われる。この赤外光を入射させる場合には、通常測光センサの出力は使用できないため、可視光を用いた撮像の場合のように、測光回路で測定した被写体輝度に応じて絞りとシャッタスピードとを決定することができない。よって、まず、絞り２０３（図１参照）を開放に設定し、かつ、シャッタ１４（図１参照）を全開にした状態において、撮像素子２７に露光する赤外光の時間を制御する。
【０１０６】
詳しくは、まず、撮像素子２７の電子シャッタスピード、及び撮像感度（ＩＳＯ感度）を変更しながら、撮像素子２７を用いて３回の仮の撮像動作を行う。その後、上記３回の撮像動作で得られた画像信号から適正露光量が得られる電子シャッタスピードとＩＳＯ感度の組み合わせを演算し、この演算値に基づいて、４回目に赤外光を用いた撮像動作を撮像素子２７を用いて行う。もし、それでも明るすぎる場合、即ちすべてのデータが飽和した場合には、絞り２０３を絞ってから同様の撮像動作を再度行う。このようにして、赤外光を用いた被写体の撮像動作が行われる。その後、ステップＳ３０に移行する。
【０１０７】
ステップＳ３０では、図１３に示すフィルタユニット１５の被写体光透過領域５２から退避されている赤外カットフィルタ５０を、図１１または図１２に示すように、被写体光透過領域５２に進出（挿入）させる。その後リターンする。
【０１０８】
このように、本発明の一実施の形態を示すフィルタユニット及びデジタル一眼レフカメラにおいては、該デジタル一眼レフカメラに用いるＮＤフィルタ及び赤外カットフィルタを、２層の静電アクチュエータからなるフィルタユニットに配設した。
【０１０９】
このことにより、被写体光路中にＮＤフィルタを挿入するのに、プランジャ及びモータからなる機構等を撮影レンズ鏡筒内またはカメラ本体内に配設する必要がないため、カメラ本体または撮影レンズ鏡筒の大型化を防ぐことができ、また、プランジャ及びモータからなる機構等を用いる必要がないので経済的である。
【０１１０】
さらに、被写体光路中に赤外カットフィルタを挿入するのに、モータやプランジャ等による駆動機構をカメラ本体内に配設する必要がないため、カメラ本体の構造の複雑化、大型化を防ぐことができ、また、赤外カットフィルタやＮＤフィルタ毎にアクチュエータを設ける必要がないため、経済的である。
【０１１１】
尚、本実施の形態においては、フィルタユニット１５を、ＮＤフィルタ５１と赤外カットフィルタ５０と被写体光透過領域５２と光学ローパスフィルタ５３，５４と、保護部材である保護ガラス５５とシール材であるスペーサ６０及びスペーサ６１とにより、構成したが、これに限らず、光学ローパスフィルタ５３，５４の代わりに通常のガラス等の透過性を有する部材を用いても本実施の形態と同様の効果が得られることは勿論である。
【０１１２】
また、図１４に示すように、保護ガラス５５の被写体光路前方の面（表面）の周縁部に、スペーサ６２を形成し、該スペーサ６２の表面に、保護ガラス５６を配設し、フィルタユニット２５０を３層の静電アクチュエータを有するように構成しても良い。この場合、保護ガラス５５と保護ガラス５６とはスペーサ６２を介して対向配置されており、保護ガラス５５，５６とスペーサ６２とにより形成される封止空間には、ＮＤフィルタ５１とは、異なるフィルタ濃度のＮＤフィルタ２５１が配置されている。また、上述したように、被写体光透過領域５２が、例えばフィルタユニット２５０の左半部側に、該フィルタユニット２５０を貫通するように形成されている。
【０１１３】
さらに、保護ガラス５５の一方の面である保護ガラス５６と対向する面であって、被写体光透過領域５２以外の位置には、図１４に示すように、走査用電極６６が上述した第１の走査用電極６４及び第２の走査用電極６５と同様に複数形成されている。
【０１１４】
ＮＤフィルタ２５１は、フィルタユニット駆動制御回路１１９（図１参照）による上述したような制御により保護ガラス５５に対して静電力により相対移動（進退）可能である。
【０１１５】
このことにより、異なるフィルタ濃度のＮＤフィルタを同一のフィルタユニット内に配設することができるため、撮影光路中に異なるフィルタ濃度の複数枚のＮＤフィルタを挿入するのに、プランジャ及びモータからなるフィルタ駆動機構等を撮影レンズ鏡筒内またはカメラ本体内に配設する必要がないため、カメラ本体または撮影レンズ鏡筒の大型化を防ぐことができ、また、プランジャ及びモータからなる駆動機構等を用いる必要がないので経済的である。
【０１１６】
さらに、フィルタユニットは、カメラ本体１１に配設されると示したが、これに限らず、レンズ鏡筒１２に配設しても良いことは云うまでもない。また、被写体光透過領域５２は、フィルタユニット１５の左半部側に形成されると示したが、これに限らず、中央、右半部側に形成しても構わない。この場合も、上述した実施の形態と同様に、走査電極は、被写体光透過領域以外の位置に形成される。
【０１１７】
また、上述した実施の形態においては、各走査電極に多相交流電圧が印加されることにより、ＮＤフィルタまたは赤外カットフィルタを、被写体光透過領域に対して進退させるようにしたが、各走査電極に多相交流電圧が印加されていないときは、ＮＤフィルタまたは赤外カットフィルタは、上記封止空間内の任意の位置に位置することとなる。このことから、カメラ本体の電源がオンされた際は、例えばリセット信号がボディ制御用マイコンに入力され、このリセット信号を受けて、ボディ制御用マイコンが赤外カットフィルタを被写体光透過領域に進出した位置に、及びＮＤフィルタが、被写体光透過領域から退避した位置にそれぞれ位置するよう制御しても良い。
【０１１８】
また、本実施の形態においては、撮像装置は、デジタル一眼レフカメラを例に挙げて説明したが、これに限らず、レンズ固定式のデジタルカメラ、及び銀塩カメラ、ビデオカメラ等に用いても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施の形態を示すデジタル一眼レフカメラの電気回路の構成の概略を示すブロック図。
【図２】図１中のデジタル一眼レフカメラのフィルタユニット、シャッタ、撮像ユニットの拡大斜視図。
【図３】図２中のフィルタユニットの被写体光透過領域から赤外カットフィルタが退避された状態を示す透視図。
【図４】図３中のフィルタユニットの赤外カットフィルタが被写体光透過領域に挿入された状態を示す透視図。
【図５】図２中の赤外カットフィルタの部分断面図。
【図６】図５中のフィルタユニットの赤外カットフィルタを示した拡大図。
【図７】図１中のフィルタユニット駆動制御回路と走査電極との接続態様を示した電気回路図。
【図８】図７中の走査電極に対する赤外カットフィルタまたはＮＤフィルタの移動を示した図。
【図９】図８中の走査電極に電圧を印加するタイミングを示したタイミングチャート。
【図１０】図１中のデジタル一眼レフカメラの撮像動作をボディ制御用マイコンの動作を中心にして示したフローチャート。
【図１１】図２中のフィルタユニットの被写体光透過領域に赤外カットフィルタのみが進出した状態を示す横断面図。
【図１２】図２中のフィルタユニットの被写体光透過領域にＮＤフィルタ及び赤外カットフィルタが進出した状態を示す横断面図。
【図１３】図２中のフィルタユニットの被写体光透過領域からＮＤフィルタ及び赤外カットフィルタが退避した状態を示す横断面図。
【図１４】図２中のフィルタユニットの変形例を示す横断面図。
【符号の説明】
【０１２０】
１…デジタル一眼レフカメラ（撮像装置）
１５…フィルタユニット（フィルタ装置）
５０…赤外カットフィルタ（第１のフィルム）
５０ｂ…エレクトレット部位（エレクトレット化された部位）
５１…ＮＤフィルタ（第２のフィルム）
５１ｂ…エレクトレット部位（エレクトレット化された部位）
５２…被写体光透過領域（特定の領域）
５３…光学ローパスフィルタ（第１の光透過性部材）（第１の部材）
５４…光学ローパスフィルタ（第２の光透過性部材）（第２の部材）
５５…保護ガラス（第３の光透過性部材）（第３の部材）
６０…スペーサ
６１…スペーサ
６４…走査用電極（複数の電極）（複数の走査用電極）
６５…走査用電極（複数の電極）（複数の走査用電極）
１１９…フィルタユニット駆動制御回路（フィルタ装置）
１１９ａ…第１の駆動回路（第１の駆動手段）
１１９ｂ…第２の駆動回路（第２の駆動手段）
１２１…測光回路（測光手段）
１５０…ボディ制御用マイコン（制御手段）
代理人    弁理士    伊藤  進
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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