(57)【要約】【課題】本発明は、撮像装置全体を大型化させることなく、機械式シャッタや絞り等の光量調整部材を備える光学装置を提供する。【解決手段】シャッタ装置１０ａは、光束λｍを横切る平面に沿ってシャッタ羽根（光量調整部材）３３，３４を変位させるシャッタアクチュエータ２７を備える。シャッタアクチュエータ２７は、可動片５１と電磁コイル５３と連結シャフト５４とを備える。可動片５１は、光束λｍの光軸に対して垂直に配置される回転軸５１ａに枢支され、回転軸５１ａから離れた部位に磁極５２を設ける。電磁コイル５３は、磁界発生手段の一例であって、磁極５２に対して磁力を作用させて可動片５１を回動させる。連結シャフト５４は、伝達機構の一部品であって、平面に沿ってシャッタ羽根３３，３４を駆動させるために適した運動方向へ可動片５１の運動方向を変換し伝達する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の光軸を横切る平面に沿って光量調整部材を変位させる電磁アクチュエータを備えて前記光軸に沿って通過する光量を変化させる光学装置において、
前記電磁アクチュエータは、
前記光軸に対して垂直に配置される回転軸に枢支されて前記回転軸から離れた部位に磁極を設けた可動片と、
前記磁極に対して磁力を作用させて前記可動片を揺動運動させる磁界発生手段と、
前記平面に沿って前記光量調整部材を駆動させるために適した運動方向へ前記可動片の揺動運動を変換し伝達する伝達機構と
を備えることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
光学系の光束と交差する平面に沿って変位する光量調整部材と、
前記光束を横切る位置から前記光束を外れる位置までの間で前記光量調整部材を変位させる電磁アクチュエータとを備え、
前記電磁アクチュエータは、
前記光軸に対して垂直に配置される回転軸に枢支されて前記回転軸から離れた位置に磁極を設けた可動片と、
前記磁極に対して磁力を作用させて前記回転軸を中心に前記可動片を揺動運動させる磁界発生手段と、
前記回転軸に対して半径方向に前記磁極よりも近い位置で前記可動片と係合して前記光量調整部材を前記平面に沿って変位させる方向に前記可動片の揺動運動の方向を変換する伝達機構とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項３】
前記光量調整部材は、シャッタ、絞り、ＮＤフィルタのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記光量調整部材は、前記光束を遮るシャッタと、前記光束の光量を調整する減光部材とを含み、
前記電磁アクチュエータは、前記シャッタ用と前記減光部材用とにそれぞれ設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記光量調整部材は、前記光束と交差する位置と前記光束から外れる位置との間で変位することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
前記可動片は、前記回転軸から両側に離れた端部にそれぞれ磁極が形成された永久磁石であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項７】
前記可動片は、前記回転軸から両側に離れた端部にそれぞれ永久磁石が取り付けられて磁極が形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項８】
前記可動片の前記回転軸は、前記光量調整部材を保持する保持部材に支持されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項９】
前記磁界発生手段は、前記磁極にそれぞれ対応して配置された一対の電磁コイルであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記一対の電磁コイルは、前記光学系を遮光するケースに固定されることを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記磁界発生手段は、前記可動片の前記磁極にそれぞれ対応して配置される一対の磁芯と、前記磁芯に捲回される電磁コイルとを備える電磁石であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記磁芯は、前記光学系を遮光するケースを貫通して設けられることを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記電磁石は、前記磁芯に対して前記可動片の端部を反発あるいは吸引する磁力に偏りを生じさせる補助磁性部材を備えることを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記磁界発生手段は、前記可動片の前記磁極に対応させて両方の端部が配置される磁芯を備える電磁石であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記電磁石は、前記可動片が揺動運動する平面と異なる平面に配置される偏平コイルを備えることを特徴とする請求項１４に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記電磁石の前記偏平コイルは、前記光学系を遮光するケースの壁のうち、前記光学系を隔てて被写体からの光束が前記光学系に入射する側と反対側に設けられる壁の外側に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の光学装置。
【請求項１７】
前記光学系は、少なくとも１つの自由曲面を光学面としてそれぞれ有する第１プリズムおよび第２プリズムによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項１８】
光学要素によって構成される光学系と、
前記光学系の光束と交差する平面に沿って変位するシャッタおよび減光部材と、
前記シャッタを前記光束と交差する位置に変位させる第１電磁アクチュエータと、
前記減光部材を前記光束と交差する位置に変位させる第２電磁アクチュエータとを備え、
前記第１電磁アクチュエータは、
前記光束の光軸に対して垂直に配置される第１回転軸で枢支されて前記第１回転軸から離れた部位に第１磁極が設けられた第１可動片と、
前記第１磁極に磁力を作用させて前記第１回転軸を中心に前記第１可動片を回動させる第１磁界発生手段と、
前記光束を横切る位置から前記光束を外れる位置までの間で前記シャッタを駆動する方向に前記第１可動片の運動方向を変換する第１伝達機構とを備え、
前記第２電磁アクチュエータは、
前記光束の光軸に対して垂直に配置される第２回転軸で枢支されて前記第２回転軸から離れた部位に第２磁極が設けられた第２可動片と、
前記第２磁極に磁力を作用させて前記第２回転軸を中心に前記第２可動片を回動させる第２磁界発生手段と、
前記光束を横切る位置から前記光束を外れる位置までの間で前記減光部材を駆動する方向に前記第２可動片の運動方向を変換する第２伝達機構とを備える
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１９】
少なくとも１つの自由局面状の屈折面あるいは反射面をそれぞれ有する第１プリズムおよび第２プリズムで構成される光学系と、
前記光学系を囲う直方体のケースと、
前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間に配置される光量調整部材と、
前記第１プリズムから前記第２プリズムへ向けて通過する光束の光軸に垂直な平面に沿って前記光束を横切る位置から前記光束を外れる位置までの間で前記光量調整部材を変位させる電磁アクチュエータとを備え、
前記電磁アクチュエータは、
両端に磁極が形成されて前記光軸に対して垂直に配置される回転軸で枢支される可動片と、
前記磁極に対して磁力による反発力または牽引力を作用させて前記可動片を回動させる磁界発生手段と、
前記光量調整部材を前記光軸と垂直な平面に沿って駆動することに適した運動方向へ前記可動片の運動方向を変換して伝達する伝達機構とを有し、
前記可動片及び前記磁界発生手段は、前記ケースの長手方向の壁に沿って配置されることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、カメラ付携帯電話などに用いられる光学装置に係り、特に、光量を調整する機能を有する光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやカメラ付携帯電話に使用される撮像装置として、共軸系の光学系を用いた撮像装置が多数出願されている。共軸系とは、光学系の光軸（撮像系の絞りと撮像画面の中心を結ぶ軸）に対して、レンズなどの光学素子が回転対称に設けられた光学系である。共軸系の撮像装置は、例えば、下記特許文献１〜３に開示されている。
【０００３】
最近のデジタルカメラやカメラ付携帯電話は、小型化、薄型化、高性能化が要求されてきている。共軸系の光学系を使用した撮像装置をこれらの機器に適用する場合、撮像装置の大きさをコンパクトにしようとすると、レンズの枚数を少なくする必要がある。しかし、レンズの枚数を少なくすると光学系で発生する歪曲収差を小さく抑えることが困難になり、画質が低下する。また、画質を良くしようとすると、レンズの枚数を多くする必要が発生し、この結果、撮像装置が大きくなるという問題が発生する。
【０００４】
これらの問題点を解決するための一つの手段として、偏心光学系を使用した撮像装置が、下記の特許文献４〜６に記載されている。これらの撮像装置は、光学面として自由曲面を有するプリズムで構成される撮像光学系を適用している。
【０００５】
これらの特許文献４〜６に記載されている技術の狙いは、そのプリズムの光入射面や、光射出面、あるいは反射面に自由曲面を使用することによって、コンパクトでかつ画質の良い画像を得ることにある。特に、特許文献５や特許文献６では、２個のプリズムを組み合わせ、物体に近い方の第１プリズムの光入射面、反射面、光射出面、および撮像面に近い方の第２プリズムの光入射面、２つの反射面、光射出面、の合計７面の全てに自由曲面を使用することが記載されている。
【０００６】
このような光学系の特徴としては、  
（１）３面ある反射面は、パワー（屈折力）を有する自由曲面を使用している。これらの反射面は、レンズ等の屈折光学系に比べて、大きなパワーを得ることができると同時に色収差の影響を受けない。  
（２）コンパクトな空間内に７面の光学面を有することができる。したがって限られた空間内に光学要素を凝縮して設定することができる。  
（３）光学性能を高めるには、光学系全体の光路長をある程度長くすることが望ましい。自由曲面を有するプリズム光学系を使用し、光路を折り曲げることによって、撮像光学系として十分に長い光路長を確保しつつ、全体の大きさをコンパクトにすることができる。  
以上の理由によりコンパクトでありながら、画質を高めることが可能である。
【０００７】
なお、被写体側から、反射鏡、レンズによる光学系、反射鏡の順に構成されている光学系が特許文献７に記載されている。特許文献７の光学系は、光路が反射鏡によって単純にに折り返されている。これに比べて特許文献５や特許文献６に開示されている光学系は、光路が交差するように反射面が配置されるため、よりコンパクトな撮像装置を提供することができる。
【特許文献１】特開２０００−２７２５８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２６７９２８号公報
【特許文献３】特開２００２−１２０１２２号公報
【特許文献４】特開平１１−３２６７６６号公報
【特許文献５】特開２００２−１９６２４３号公報
【特許文献６】特開２００３−８４２００号公報
【特許文献７】特開平７−３３３５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デジタルカメラやカメラ付携帯電話など、電気的撮像装置が普及することにともない、より高画質での撮影が望まれ、物体像を画像データに変換する撮像素子であるＣＣＤの画素数も増える傾向にある。画素数の多いＣＣＤは、インターレース型が多い。インターレース型ＣＣＤにおいては、画像データを奇数フィールドと偶数フィールドの２回に分けて読み出すものがある。
【０００９】
２つのフィールドの画像データは、一度に同時に読み出せない。そのため、遮光せずに画像データを読み出すと、例えば奇数フィールドの画像データを読み出している間も、偶数フィールドに光が入射されてしまい、奇数フィールドと偶数フィールドの露光時間が同一ではなくなる。したがって、画像データを読み出す間、ＣＣＤに光が入射しないように、遮光しておく機械式シャッタを設ける必要がある。
【００１０】
また、被写体の輝度の差は、広範囲にわたる。撮像素子の画素数が大きくなると、１つの画像データでの中で精細な階調を付けることができるようになる。しかし、様々な条件の輝度において、シャッタの開放時間と撮像素子の持つダイナミックレンジのみで最適な露出時間に設定して撮影することが難しい。この問題を解決するためには、撮像素子へ投光される光量を変化させる絞りが必要である。
【００１１】
しかしながら、特許文献１〜３に開示される共軸系の光学系に機械式シャッタや絞りをさらに備えるには、容積的に嵩張るため、撮像装置の小型化及び薄型化が難しい。一方特許文献４〜６には、自由曲面プリズムを用いた撮像光学系が示されている。しかし、具体的に機械式シャッタと絞りの搭載方法について記載されたものはない。これら機械式シャッタと絞りを駆動するためのアクチュエータとしては、一般にムービングマグネットモータ、パルスモータ、プランジャーなどが用いられる。これらアクチュエータは、容積的に嵩張り、撮像装置の小型化及び薄型化を図る際の障害となっている。
【００１２】
そこで、本発明は、撮像装置全体を大型化させることなく、機械式シャッタや絞り等の光量調整部材を備える光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光学装置は、光学系の光軸を横切る平面に沿って光量調整部材を変位させる電磁アクチュエータを備え、光軸に沿って通過する光量を変化させることを前提とする。電磁アクチュエータは、可動片と磁界発生手段と伝達機構とを備える。可動片は、光軸に対して垂直に配置される回転軸に枢支され、回転軸から離れた部位に磁極を設ける。磁界発生手段は、磁極に対して磁力を作用させて可動片を回動させる。伝達機構は、平面に沿って光量調整部材を駆動させるために適した運動方向へ可動片の運動方向を変換し伝達する。
【００１４】
本発明に係る他の形態の光学装置は、光学系の光束と交差する平面に沿って変位する光量調整部材と、光束を横切る位置から光束を外れる位置までの間で光量調整部材を変位させる電磁アクチュエータとを備える。そして、電磁アクチュエータは、可動片と磁界発生手段と伝達機構とを備える。可動片は、光軸に対して垂直に配置される回転軸に枢支されて前記回転軸から離れた位置に磁極を設ける。磁界発生手段は、磁極に対して磁力を作用させて回転軸を中心に可動片を回動させる。伝達機構は、回転軸に対して半径方向に磁極よりも近い位置で可動片と係合して光量調整部材を光軸と交差する平面に沿って変位させる方向に可動片の運動方向を変換する。
【００１５】
これらの場合において、光量調整部材は、シャッタ、絞り、ＮＤフィルタのいずれかとする。好ましくは、光量調整部材は、光束を遮るシャッタと、光束の光量を調整する減光部材とを含みむ。そして、電磁アクチュエータは、シャッタ用と減光部材用とそれぞれ設ける。光量調整部材は、光束に交差する位置と光束から外れる位置との間で変位させる。
【００１６】
また、可動片は、回転軸から両側に離れた端部にそれぞれ磁極が形成された永久磁石とする。または、可動片は、回転軸から両側に離れた端部にそれぞれ永久磁石を取り付けて磁極を形成する。可動片の回転軸は、光量調整部材を保持する保持部材に支持させる。
【００１７】
磁界発生手段は、磁極にそれぞれ対応して配置した一対の電磁コイルとする。一対の電磁コイルは、光学系を遮光するケースに固定する。より強い磁場を発生させるために、磁界発生手段は、可動片の磁極にそれぞれ対応して配置される一対の磁芯と、磁芯に捲回される電磁コイルとを備える。この場合、磁芯は、光学系を遮光するケースを貫通して設ける。また、磁芯に対して可動片の端部を反発あるいは吸引する磁力に偏りを生じさせる補助磁性部材を電磁石に備える。
【００１８】
または、磁界発生手段は、可動片の磁極に対応させて両方の端部が配置される磁芯を備える電磁石とする。この場合、電磁石は、可動片が揺動運動する平面と異なる平面に配置される偏平コイルを備える。そして、この偏平コイルは、光学系を遮光するケースの壁のうち、被写体からの光束が前記光学系に入射する側と光学系を隔てて反対側に設けられる壁の外側に配置する。また、光学系は、少なくとも１つの自由曲面を光学面としてそれぞれ有する第１プリズムおよび第２プリズムによって構成する。
【００１９】
本発明に係るさらに別の形態の光学装置は、光学要素によって構成される光学系と、光学系の光束と交差する平面に沿って変位するシャッタおよび減光部材と、シャッタを光束と交差する位置に変位させる第１電磁アクチュエータと、減光部材を光束と交差する位置に変位させる第２電磁アクチュエータとを備える。
【００２０】
第１電磁アクチュエータは、第１可動片と第１磁界発生手段と第１伝達機構とを備える。第１可動片は、光束の光軸に対して垂直に配置される第１回転軸で枢支し、第１回転軸から離れた部位に第１磁極を設ける。第１磁界発生手段は、第１磁極に磁力を作用させて第１回転軸を中心に第１可動片を回動させる。第１伝達機構は、光束を横切る位置から光束を外れる位置までの間でシャッタを駆動する方向に第１可動片の運動方向を変換する。
【００２１】
第２電磁アクチュエータは、第２可動片と第２磁界発生手段と第２伝達機構とを備える。第２回動片は、光束の光軸に対して垂直に配置される第２回転軸で枢支し、第２回転軸から離れた部位に第２磁極が設ける。第２磁界発生手段は、第２磁極に磁力を作用させて第２回転軸を中心に第２可動片を回動させる。第２伝達機構は、光束を横切る位置から光束を外れる位置までの間で減光部材を駆動する方向に第２可動片の運動方向を変換する。
【００２２】
本発明に係るさらに別の形態の光学装置は、光学系とケースと光量調整部材と電磁アクチュエータとを備える。光学系は、少なくとも１つの自由局面形状の屈折面あるいは反射面をそれぞれ有する第１プリズムおよび第２プリズムで構成される。ケースは、光学系を囲う直方体に形成される。光量調整部材は、第１プリズムと第２プリズムとの間に配置される。電磁アクチュエータは、第１プリズムから第２プリズムへ向けて通過する光束の光軸に垂直な平面に沿って光束を横切る位置から光束を外れる位置までの間で光量調整部材を変位させる。電磁アクチュエータは、可動片と磁界発生手段と伝達機構とを有している。可動片は、両端に磁極が形成され、光軸に対して垂直に配置される回転軸で枢支される。磁界発生手段は、磁極に対して磁力による反発力または牽引力を作用させて可動片を回動させる。伝達機構は、光量調整部材を光軸と垂直な平面に沿って駆動することに適した運動方向へ可動片の運動方向を変換して伝達する。可動片及び磁界発生手段は、ケースの長手方向の壁に沿って配置される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光学装置は、光軸に垂直な回転軸を中心に揺動する可動片と、この可動片の揺動運動を適切な運動方向に変換して光量調整部材に伝達する伝達機構とを備えている。光量調整部材は、光軸と交差する平面に沿って配置されており、この平面に沿って移動する。
【００２４】
したがって、本発明に係る光学装置は、撮像装置全体の大きさを嵩だかくすることなく、光軸に沿う光束の光量を変化させる光量調整部材を備えるので、小型で高品質の画像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る第１の実施形態の光学装置について、デジタルカメラ１に適用したシャッタ装置１０ａを一例に、図１から図１０を参照して説明する。図１に示すように、デジタルカメラ１は、ハウジング２の外部に面して、レリーズボタン３、フラッシュ４、入射窓６ａ、画像表示部７、およびファインダ光学系が設けられている。レリーズボタン３は、操作部の１つである。
【００２６】
ハウジング２は、図２に示すように、撮像装置１００、画像処理回路２１、記録部２２、撮像素子インターフェイス回路（撮像素子ＩＦ回路）２４、駆動回路２５などを内蔵している。画像処理回路２１は、撮像装置１００によって得られる電気信号に所定の電気的処理を施すことにより、画像データを得る機能を有する処理手段である。記録部２２は、画像処理回路２１からの画像データを一時的に保管したり、適用された記録媒体に記録するために記録手段として機能する。入射窓６ａは、撮像光学系６を構成する光学要素の一つであって、被写体から撮像装置１００に入射される光束λｉが通過する。
【００２７】
撮像装置１００は、第１プリズム１１と第２プリズム１２とシャッタ装置１０ａと撮像素子１５と基板２３とを備え、撮像光学系６の主要部を構成する。また、図２に示すように、撮像装置１００は、これらを覆う直方体の箱形に形成されたケース７０を備える。ケース７０には、被写体となる物体からの光束λｉを通過させる窓７１およびこの窓７１に嵌め込まれるフィルタやカバーガラスなどの透明プレート７２が設けられている。
【００２８】
第１プリズム１１は、第１入射面１１ａと第１反射面１１ｂと第１射出面１１ｃとを備え、第１反射面１１ｂが光軸に沿う１つの対称面を有する回転非対称な自由曲面形状に形成された偏心プリズムである。第２プリズム１２は、第２入射面１２ａと２つの第２反射面１２ｂ，１２ｃと第２射出面１２ｄとを備え、２つの第２反射面１２ｂ，１２ｃがそれぞれ光軸に沿う１つの対称面を有する回転非対称な自由曲面形状に形成された偏心プリズムである。第１プリズム１１と第２プリズム１２とは、光学系を構成する光学要素の１つである。
【００２９】
被写体となる物体からの光束λｉは、図１に示すように、第１入射面１１ａから入射し、第１反射面１１ｂで反射された後、第１射出面１１ｃから射出される。第１プリズム１１の第１射出面１１ｃから射出された光束λｍは、第２入射面１２ａから入射し、２つの第２反射面１２ｂ，１２ｃでそれぞれ反射された後、第２射出面１２ｄから射出される。そして、第２射出面１２ｄから射出された光束λｏは、結像面４５に物体像を形成する。
【００３０】
撮像素子１５は、基板２３に実装され、受光面１５ａが結像面４５に配置される。撮像素子１５は、例えばフォトトランジスタなど光を電気信号に変換する半導体素子が受光面１５ａに多数並べられたＣＣＤ（Charge-coupled device）である。第２射出面１２ｄと受光面１５ａとの間には、図３に示すように、フィルタ１５ｂが取り付けられている。フィルタ１５ｂの代わりにカバーガラスを取り付けても良い。基板２３には撮像素子１５と画像処理回路２１との間の連係を取る撮像素子インターフェイス回路（撮像素子ＩＦ回路）２４が実装される。
【００３１】
第１プリズム１１と第２プリズム１２と基板２３とは、図３に示すように、フレーム３０に取り付けられる。フレーム３０は、第１壁３０ａと第２壁３０ｂとを有する。第１壁３０ａは、第１プリズム１１と第２プリズム１２との間に挟まれ第１射出面１１ｃから射出される光束λｍの光軸を横切る方向に配置される。第２壁３０ｂは、第２射出面１２ｄから射出される光束λｏの光軸を横切る方向に配置され、第１プリズム１１側まで延びている。フレーム３０は、第１壁３０ａが第２壁３０ｂに対して突き当たるＴ字形に１続きに形成されている。第１壁３０ａと第２壁３０ｂとには、図５に示すように、それぞれ光束λｍ，λｏが通過する開口部３０ｄ，３０ｅが設けられている。第２壁３０ｂは、第２プリズム１２と反対側から基板取付部３０ｆが凹設されている。基板２３は、撮像素子１５の受光面１５ａが結像面４５に位置決めされるように間座１７を適宜挟んで基板取付部３０ｆに止ねじ１８で固定される。
【００３２】
シャッタ装置１０ａは、光学装置の一例であって、シャッタ機構１３とシャッタアクチュエータ２７とを備える。シャッタ機構１３は、図５に示すように、シャッタ羽根３３，３４と、羽根駆動リング３２とで構成される。シャッタアクチュエータ２７は、可動片５１と磁極５２と電磁コイル５３と連結シャフト５４とを有する。シャッタ機構１３は、図１に示すように第１プリズム１１の第１射出面１１ｃと第２プリズム１２の第２入射面１２ａとの間に配置される。シャッタアクチュエータ２７は、図４に示すように、第１プリズム１１と第２プリズム１２とが並ぶ方向に沿って、第２プリズム１２の隣に配置されている。
【００３３】
可動片５１は、図４に示すように、第１プリズム１１の第１射出面１１ｃから射出される光束λｍの光軸に垂直な回転軸５１ａを有している。回転軸５１ａは、第２壁３０ｂから第２プリズム１２側に延びるステム３０ｇに保持される。可動片５１は、回転軸５１ａから離れた分部となる両方の端部に磁極５２が設けられている。本実施形態において、磁極５２は、可動片５１自体を磁化させて端部をそれぞれＮ極、Ｓ極としている。なお、回転軸５１ａに沿う方向に薄い永久磁石をそれぞれ取り付けることによって設けても良いし、可動片５１を厚み方向にＮ極とＳ極とが設けられるように端部を局部的に磁化させても良い。
【００３４】
電磁コイル５３は、磁界発生手段の一例であって、図２および図５に示すように、可動片５１の厚み方向に磁束が発生するように、導電体を方形に捲回した空芯コイルである。電磁コイル５３は、図２および図４に示すように、第１プリズム１１と第２プリズム１２を覆うケース７０の外側に貼り付けられている。電磁コイル５３は、可動片５１の端部の磁極５２にそれぞれ対応して設けられ、図６に示すように、第２壁３０ｂに対して可動片５１が平行となる状態で磁極５２が在る位置に配置される。
【００３５】
ステム３０ｇと可動片５１との間には、図３に示すように、ねじりコイルばね５５が装着される。可動片５１は、ねじりコイルばね５５によって、一方の端部が第２壁３０ｂに近寄る状態、本実施形態においては、第１プリズム１１から遠い側の端部が第２壁３０ｂに近寄る方向に付勢される。本実施形態では、電磁コイル５３に通電していない状態で、図７に示すように、可動片５１の端部と電磁コイル５３とは、互いにずれた位置に在る。電磁コイル５３は、通電されると図８に示すように端部に設けられた磁極５２を牽引する方向の磁場Ｂを発生し、ねじりコイルばね５５に抗って、正対する位置に端部を磁力で引き付ける（図６）。
【００３６】
連結シャフト５４は、伝達機構の一部品であって、図３および図４に示すように、ステム３０ｇと第１壁３０ａとの間に保持されている。連結シャフト５４は、第１射出面１１ｃから射出される光束λｍの光軸と平行な軸５４ａを中心に回動する。ステム３０ｇ側の連結シャフト５４の端部には、その軸５４ａを中心に半径方向に伸びる凸部５４ｂを有している。
【００３７】
可動片５１は、この凸部５４ｂに対応する位置に連結タブ５１ｂを一体に有している。連結タブ５１ｂには、カム孔５１ｃが設けられており、凸部５４ｂと係合する。第１壁３０ａ側の連結シャフト５４の端部には、図５に示すように羽根駆動アーム５４ｃが設けられている。連結シャフト５４の軸５４ａから半径方向に離れた羽根駆動アーム５４ｃの端部には、第１壁３０ａに向かって延びるリング駆動ピン５４ｅが連結シャフト５４の軸５４ａと平行に延びている。
【００３８】
シャッタ羽根３３，３４と羽根駆動リング３２とは、図５に示すように、第１壁３０ａに第１プリズム１１側から凹設された保持部３１に組み込まれ、カバー３７で覆われる。保持部３１は、図５に示すように、嵌合開口３１ｂと、支持ピン３１ｃ，３１ｄと、長孔３１ｅと、第１平面部３１ｋと、第２平面部３１ｍと、第３平面部３１ｎと、第４平面部３１ｐと、シャフト挿通孔３１ｔとが設けられている。嵌合開口３１ｂは、光束λｍの光軸を中心に第１壁３０ａを貫通している。嵌合開口３１ｂの第１プリズム１１側には、第１平面部３１ｋが光束λｍの光軸と交差する方向に広がっている。第１平面部３１ｋにはリング駆動ピン５４ｅが通される長孔３１ｅと、シャフト挿通孔３１ｔが設けられている。長孔３１ｅは、リング駆動ピン５４ｅが移動する軌跡に沿って円弧状に形成されている。支持ピン３１ｃ，３１ｄは、光束λｍの光軸を中心とする第２平面部３１ｍの対称な位置に配置されている。第１平面部３１ｋと第２平面部３１ｍと第３平面部３１ｎと第４平面部３１ｐとは、互いに平行に配置されている。各平面部３１ｋ，３１ｍ，３１ｎ，３１ｐは、第１平面部３１ｋから第１プリズム１１に近づく方へ順に並ぶ。
【００３９】
羽根駆動リング３２は、伝達機構の一部品であって、リング開口３２ａと嵌合凸部３２ｂとフランジ部３２ｋとアーム部３２ｄとカムスロット３２ｅと羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈとを有している。リング開口３２ａは、光束λｍの光軸を中心とする円形に設けられている。嵌合凸部３２ｂは、第１壁３０ａの嵌合開口３１ｂの内径よりもやや小さい外径の円筒状に形成されており、嵌合開口３１ｂに挿嵌される。フランジ部３２ｋは、嵌合凸部３２ｂの第１プリズム１１側から第１平面部３１ｋに沿って鍔状に広がっており、第１平面部３１ｋと摺接する。
【００４０】
アーム部３２ｄは、第１平面部３１ｋに設けられた長孔３１ｅと重なる位置に向かってフランジ部３２ｋから半径方向に延びている。カムスロット３２ｅは、アーム部３２ｄに設けられ、光束λｍの光軸を中心とする半径方向に長径が配置される。カムスロット３２ｅは、第１壁３０ａを貫通して第１プリズム１１側に突出したリング駆動ピン５４ｅと係合する。羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈは、光束λｍの光軸を中心とする回転対称にフランジ部３２ｋに配置され、第１プリズム１１側に向かって延びている。
【００４１】
シャッタ羽根３３，３４は、第２入射面１２ａに入射される光束λｍの光量を調整する光量調整部材の一例であって、光束λｍを横切る遮断位置Ｐ１に配置されることによって、光束λｍを遮るシャッタである。シャッタ羽根３３，３４は、三日月形あるいは鎌形に形成されており、一方の端にピン孔３３ｃ，３４ｄおよび揺動用長孔３３ｇ，３４ｈをそれぞれ備えている。シャッタ羽根３３，３４は、ピン孔３３ｃ，３４ｄを支持ピン３１ｃ，３１ｄに挿通させた状態で保持部３１に装着される。シャッタ羽根３３，３４は、円弧の内側を光束λｍの光軸側に向けて光束λｍの光軸に沿う方向に一部が重なった状態で、光束λｍの光軸を中心に回転対称となる位置に配置されている。揺動用長孔３３ｇ，３４ｈは、それぞれ羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈに嵌合する。
【００４２】
カバー３７は、第１プリズム１１側から第４平面部３１ｐと当接し、開口部３７ａと、支持ピン嵌合孔３７ｃ，３７ｄと、係止片３７ｇ，３７ｈとを備える。開口部３７ａは、光束λｍの光軸を中心とする円形に設けられている。支持ピン嵌合孔３７ｃ，３７ｄは、支持ピン３１ｃ，３１ｄの先端と嵌合する。このように、支持ピン３１ｃ，３１ｄは、シャッタ羽根３３，３４の回動中心軸として機能するとともに、カバー３７の固定部材としても機能する。係止片３７ｇ，３７ｈは、第１壁３０ａの外周に被さるように第２プリズム１２側に向かって折り返されている。係止片３７ｇ，３７ｈには、係止孔３７ｉ，３７ｊが設けられている。係止孔３７ｉ，３７ｊは、第１壁３０ａの外周に形成された係止突起３１ｉ，３１ｊと係合する。なお、シャッタ機構１３は、第１壁３０ａの光束λｍの光軸に沿う方向の投影面積内に収まって配置されることから、光束λｍの光軸と直交する面上の占有エリアがフレーム３０で与えられる。
【００４３】
上述したように構成されたシャッタ装置１０ａの動作について、図６から図１０を参照して説明する。電磁コイル５３が通電されていない状態において、シャッタ機構１３は、開状態となる。可動片５１は、電磁コイル５３が通電されていない場合、ねじりコイルばね５５によって図６中で時計回りに付勢されており、点線で示す姿勢に保持されている。可動片５１の連結タブ５１ｂと凸部５４ｂによって係合する連結シャフト５４は、図９において、反時計回り方向に付勢された状態であり、連結シャフト５４のリング駆動ピン５４ｅとアーム部３２ｄで係合された羽根駆動リング３２は、図９において時計回り方向に付勢された状態である。シャッタ羽根３３，３４は、図９に示すように光束λｍの光軸から開口部３０ｄよりも外側に外れる待機位置Ｐ２に位置決めされる。シャッタ羽根３３，３４が保持部３１の内壁に当接するか、リング駆動ピン５４ｅが長孔３１ｅに当接するか、可動片５１の連結タブ５１ｂに設けられたカム孔５１ｃと連結シャフト５４の凸部５４ｂとが当接するか、あるいは、可動片５１と第２壁３０ｂとが当接するか、いずれかによって、シャッタ羽根３３，３４は、図９に示す開状態に維持される。
【００４４】
デジタルカメラ１の撮影モードにおいてレリーズボタン３が操作されて、所定時間の間、撮像素子１５に光が受光されると、電磁コイル５３が通電される。電磁コイル５３によって磁場が発生すると、可動片５１は、磁力の作用によって回転軸５１ａを中心に回動し、図６中の実線で示すように第２壁３０ｂと平行になる位置に保持される。連結シャフト５４は、可動片５１が回動することにともない回転され、光束λｍの光軸を横切る面に沿って、本実施形態では、第２プリズム１２側に面した第１壁３０ａの外面に沿って羽根駆動アーム５４ｃが図１０において時計回り方向に回動する。
【００４５】
これにより、羽根駆動リング３２は、反時計回り方向に回動されて、それぞれ支持ピン３１ｃ，３１ｄを中心にシャッタ羽根３３，３４を回動する。シャッタ羽根３３，３４は、図１０に示すように、それぞれ光束λｍの光軸と交差する介入位置に移動し、閉状態となる。シャッタ羽根３３，３４は、第１射出面１１ｃから射出される光束λｍを遮断し、撮像素子１５から画像データを読み取り終わるまでの間に撮像素子１５に光があたりつづけることを防止する。インターレース型ＣＣＤの奇数フィールドと偶数フィールドとの露光時間を等しくすることができるので、撮像される画像データの画質が向上する。
【００４６】
画像処理回路２１が撮像素子１５に受光した撮像データを読み取り終えると、電磁コイル５３は、駆動回路２５によって通電が停止される。これにより、電磁コイル５３が形成していた磁場が消え、可動片５１は、ねじりコイルばね５５によって図６中の点線で示す位置にもどり、シャッタ羽根３３，３４は、待機位置Ｐ２に移動して開状態となる。
【００４７】
以上のように、可動片５１の揺動運動は、連結タブ５１ｂと連結シャフト５４と羽根駆動リング３２とで構成される伝達機構によって、光束λｍの光軸を横切る平面に沿ってシャッタ羽根３３，３４を変位させる運動方向に適した方向へ変換される。また、可動片５１は、第１射出面１１ｃから射出される光束λｍの光軸に対して直角に交差する回転軸５１ａを有している。
【００４８】
その結果、可動片５１は、第１プリズム１１と第２プリズム１２とが並ぶ方向に沿って回転軸５１ａから磁極５２までの距離を大きくとることができる。また、可動片５１において、力点となる磁極５２は、作用点となるカム孔５１ｃよりも支点となる回転軸５１ａから離して設けることができるので、シャッタアクチュエータ２７は、磁力よりも大きな駆動力を発生させることができる。可動片５１および電磁コイル５３は、可動片５１の回転軸５１ａに沿う方向に薄く形成されているので、シャッタ装置１０ａは、撮像装置１００の外形を嵩だかくすることがない。
【００４９】
なお、本実施形態において、第１プリズム１１および第２プリズム１２は、光学装置の一形態であるシャッタ装置１０ａに含めずに別のものとして説明したが、シャッタ装置１０ａに第１プリズム１１および第２プリズム１２を含めて光学装置と構成しても良い。さらに、電磁コイル５３が固定されるケース７０およびこれに取り付けられる透明プレートを含めて光学装置としても良い。
【００５０】
本実施形態において、シャッタ装置１０ａの伝達機構は、連結タブ５１ｂと連結シャフト５４と羽根駆動リング３２とで構成される。また、電磁アクチュエータは、伝達機構と可動片５１と磁極５２と電磁コイル５３とによって、すなわち羽根駆動リング３２およびシャッタアクチュエータ２７によって構成されている。
【００５１】
本発明に係る第２の実施形態の光学装置であるシャッタ装置に設けられるシャッタアクチュエータ２７の磁界発生手段について、図１１を参照して説明する。第１の実施形態の磁界発生手段と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態では、磁界発生手段として、電磁コイル５３のみの代わりに図１１に示すように強磁性体の磁芯５６ａとこれに捲回された電磁コイル５３を有した電磁石５６を用いる。
【００５２】
電磁石５６は、磁芯５６ａを備えることで電磁コイル５３のみの場合よりも安定した強い磁場を発生させることができる。したがって、第１の実施形態のシャッタアクチュエータ２７に比べて第２実施形態のシャッタアクチュエータ２７は、磁界発生手段を小さくすることができる。なお、シャッタ装置としてこの他の構成は、第１の実施形態のシャッタ装置１０ａと同じであるので、本実施形態における説明を省略する。
【００５３】
本発明に係る第３の実施形態の光学装置であるシャッタ装置に設けられるシャッタアクチュエータ２７の磁界発生手段について、図１２を参照して説明する。第１または第２の実施形態の磁界発生手段と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では、第２の実施形態のシャッタ装置と同様に、磁界発生手段として電磁石５６を適用している。電磁石５６の磁芯５６ａの端部５６ｂは、ケース７０を貫通して内側７０ａに露出するようにモールド成形されていることが、第２の実施形態の電磁石５６と異なる。このように設けられることによって、電磁石５６の端部５６ｂが可動片５１の磁極５２に近づくため、磁力を強く作用させることができるようになる。なお、光学装置としてこの他の構成は、第１の実施形態のシャッタ装置１０ａと同じであるので、本実施形態における説明を省略する。
【００５５】
本発明に係る第４の実施形態の光学装置であるシャッタ装置に設けられるシャッタアクチュエータ２７の磁界発生手段について、図１３を参照して説明する。第１から第３の実施形態の磁界発生手段と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、第２および第３の実施形態のシャッタ装置と同様に、磁界発生手段として電磁石５６を適用している。電磁石５６の磁芯５６ａは、図１３に示すように、可動片５１に面した側の端部５６ｂに補助磁性部材５６ｃが取り付けられている。補助磁性部材５６ｃは、シャッタ機構１３が開状態における可動片５１の端部が在る位置に向かいケース７０に沿って先細りの楔形に延びている。
【００５７】
図１３は、シャッタ機構１３が開状態で、第２壁３０ｂに偏っている側の可動片５１の端部と、これに対応して取り付けられる電磁石５６とを示したものである。したがって、第２壁３０ｂから離れている側の可動片５１の端部に対応して取り付けられる電磁石５６の補助磁性部材５６ｃは、図１３に示した補助磁性部材５６ｃと反対に向かって先細りの楔形に形成されている。このように、可動片５１側の端部に補助磁性部材５６ｃを備えることで、電磁石５６は、可動片５１の磁極５２に対して離れた位置からでも磁力を作用させることができる。なお、シャッタ装置としてこの他の構成は、第１の実施形態のシャッタ装置１０ａと同じであるので、本実施形態における説明を省略する。
【００５８】
本発明に係る第５の実施形態の光学装置であるシャッタ装置に設けられるシャッタアクチュエータ２７について、図１４および図１５を参照して説明する。第１から第４の実施形態に記載の構成と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
本実施形態では、第２から第４の実施形態と同様に磁界発生手段として電磁石５７を適用している。電磁石５７は、図１４および図１５に示すように、偏平コイル５７ａと磁芯５７ｂとを備える。偏平コイル５７ａは、可動片５１が揺動運動する平面と異なる平面に沿って配置される。本実施形態では、偏平コイル５７ａは、第２壁３０ｂに沿って配置される。磁芯５７ｂは、偏平コイル５７ａに通されてそれぞれの端部５７ｃ，５７ｄが第２壁３０ｂ側からケース７０の外側に沿って可動片５１の磁極５２を誘導し得る位置まで立ち上がっている。誘導し得る位置とは、可動片５１が揺動することにより、シャッタ機構１３が閉状態になる位置である。
【００６０】
本実施形態では、第２壁３０ｂに対して可動片５１が平行になることによってシャッタ機構１３が閉状態となる。磁芯５７ｂの端部５７ｃ，５７ｄは、回転軸５１ａに沿う方向にケース７０を隔てて重なり合うように配置されている。第１から第４の実施形態のシャッタ装置は、可動片５１の両方の端部に設けられる磁極５２にそれぞれ対応して２つの電磁コイル５３または電磁石５６を一対に設けることに対し、本実施形態のシャッタ装置は、電磁石５７を１つ設けて磁芯５７ｂの端部５７ｃ，５７ｄを所望する位置まで延ばしている。電磁石５７を１つにすることで、磁界発生手段としての占有容積を小さくすることができる。
【００６１】
また、上記構成の電磁石５７を備えるシャッタ装置は、磁芯５７ｂと可動片５１とによって磁気回路が閉じた状態に近い状態に形成されるので、周辺に及ぼす磁場の影響を少なくすることができる。なお、シャッタ装置としてこの他の構成は、第１の実施形態のシャッタ装置１０ａと同じであるので、本実施形態における説明を省略する。
【００６２】
本発明に係る第６の実施形態の光学装置であるシャッタ装置に設けられるシャッタアクチュエータ２７について、図１６を参照して説明する。第１から第５の実施形態に記載の構成と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
本実施形態では、第５の実施形態と同様に磁界発生手段として偏平コイル５７ａと磁芯５７ｂとを備える電磁石５７を適用している。磁芯５７ｂの端部５７ｃ，５７ｄは、可動片５１が揺動運動する面と同じ面に沿って配置されている。この場合、シャッタ機構１３の開状態または閉状態のときに可動片５１が保持される位置に対応し、かつ、揺動運動する可動片５１と干渉しないように、可動片５１の回動半径よりも外側に配置されるか、可動片５１の回動方向を規制する当り止めのように配置される。
【００６４】
本実施形態においては、シャッタ機構１３が閉状態となった場合、図１６に示すように、第２壁３０ｂに接近する可動片５１の磁極５２に対して磁芯５７ｂの一方の端部５７ｃが可動片５１の回動を規制するように第２壁３０ｂとの間に配置され、第２壁３０ｂから遠ざかる可動片５１の磁極５２に対して磁芯５７ｂの他方の端部５７ｄが回転軸５１ａから半径方向に外側の位置に配置される。
【００６５】
本実施形態の電磁石５７と可動片５１とは、第５の実施形態の電磁石５７と可動片５１との関係よりも互いに密接して配置される。電磁石５７と可動片５１とで構成される磁気回路がより閉じた状態に近づくので、周囲への磁場の影響が少なくなる。また、可動片５１が揺動する面内に沿って電磁石５７によって作られた磁場が作用する。電磁石５７と可動片５１とが互いに向き合う面積は、第５実施形態の場合よりも本実施形態のほうが狭い。つまり、電磁石５７と可動片５１の間に生じる磁場の磁束密度は、本実施形態の場合の方が高く、互いに作用しあう磁力が増す。また、可動片５１は、回転軸に対して捩れの力が作用しないので、傾動しやすい。なお、シャッタ装置としてこの他の構成は、第１の実施形態のシャッタ装置１０ａと同じであるので、本実施形態における説明を省略する。
【００６６】
本発明に係る第７の実施形態の光学装置であるシャッタ装置に設けられるシャッタアクチュエータ２７について、図１７を参照して説明する。第１から第６の実施形態に記載した構成と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
本実施形態では、第５の実施形態と同じ偏平コイル５７ａと磁芯５７ｂとを備える電磁石５７を磁界発生手段として適用している。可動片５１の端部は、磁束が可動片５１の厚み方向に貫通する向きに永久磁石５８が貼り付けられている。また、永久磁石５８は、可動片５１の両方の端部で磁力線の向きが互いに反対となるように貼り付けられる。シャッタアクチュエータ２７は、永久磁石５８を可動片５１の端部に取り付けることで、電磁石５７と可動片５１との間に作用する磁力が増し、より大きな揺動運動のトルクを得ることができる。シャッタ装置としてこの他の構成は、第１の実施形態のシャッタ装置と同じであるので、本実施形態における説明を省略する。
【００６８】
本発明に係る第８の実施形態の光学装置であるシャッタ装置に設けられるシャッタアクチュエータ２７の可動片５１ｈおよび磁界発生手段について図１８および図１９を参照して説明する。第１から第７の実施形態に記載された構成と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
本実施形態では、可動片５１ｈは、回転軸５１ａを基端として一方の半径方向へ延びており、回転軸５１ａから半径方向に離れた部位に、回転軸５１ａ方向に沿って磁束が形成される向きに永久磁石５８が取り付けられている。また、２つの電磁コイル５３ａ，５３ｂとこれらを囲う１つの枠５９とを磁界発生手段として備えている。電磁コイル５３ａ，５３ｂは、図１８に示すように、可動片５１ｈの厚み方向に磁束が発生するように捲回され、可動片５１ｈの揺動方向に沿って並べて配置されている。１つの電磁コイル５３ａは、シャッタ機構１３が開状態となる場合に可動片５１ｈの磁極５２が保持されるべき場所に配置され、もう１つの電磁コイル５３ｂは、シャッタ機構１３が閉状態となる場合に可動片５１ｈの磁極５２が保持されるべき場所に配置される。
【００７０】
枠５９は、可動片５１ｈの端部と電磁コイル５３ａ，５３ｂとを取り囲む断面が長方形の筒状に設けられている。具体的には、磁束の延びる方向から電磁コイル５３ａ，５３ｂおよび可動片５１ｈを挟むように配置され可動片５１ｈの揺動方向に沿って延びる一対の長壁５９ａと、可動片５１ｈの揺動方向を横切る方向に長壁５９ａの両端どうしをつなぐ短壁５９ｂとを備える。電磁コイル５３ａ，５３ｂは、一方の長壁５９ａの内面に取り付けられる。
【００７１】
このように設けられたシャッタアクチュエータ２７は、２つの電磁コイル５３ａ，５３ｂの一方もしくは両方に通電し、可動片５１ｈの永久磁石５８の極性に対応して電磁コイル５３ａ，５３ｂに磁場を発生させることで、可動片５１ｈを揺動させる。枠５９の長壁５９ａは、電磁コイル５３ａ，５３ｂの磁束および永久磁石５８の磁束を遮る向きに配置されている。したがって、枠５９を磁性体で形成することによって、シャッタアクチュエータ２７は、周囲への磁場の影響を最小限に抑えることができる。また、可動片５１が回転軸５１ａから片側にのみ延びているので、シャッタ装置を嵩張らせることなく小さくまとめることができる。
【００７２】
本発明に係る第９の実施形態の光学装置について、デジタルカメラ１に適用したシャッタ装置１０ａおよびフィルタ装置１０ｂを例に、図２０から図２６を参照して説明する。なお、第１の実施形態において詳述したデジタルカメラ１と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
デジタルカメラ１は、図２０に示すように、シャッタ装置１０ａとフィルタ装置１０ｂを撮像装置１００に備える。シャッタ装置１０ａは、シャッタ機構１３とシャッタアクチュエータ２７とを備え、フィルタ装置１０ｂは、フィルタ機構１４とフィルタアクチュエータ２８とを備える。シャッタ機構１３とフィルタ機構１４とは、第１プリズム１１と第２プリズム１２との間に配置される。第１プリズム１１側にシャッタ機構１３が配置され、第２プリズム１２側にフィルタ機構１４が配置される。シャッタアクチュエータ２７とフィルタアクチュエータ２８とは、図２１および図２３に示すように第１射出面１１ｃから射出された光束λｍの光軸を横切る方向に第１プリズム１１と第２プリズム１２とを挟んで対称の位置に配置されている。
【００７４】
フィルタ装置１０ｂのフィルタアクチュエータ２８は、可動片６１と磁極６２と電磁コイル６３とを有している。図２４に示すように可動片６１は、回転軸６１ａと磁極６２と係合タブ６１ｂとを有している。回転軸６１ａは、図２３、図２５、および図２６に示すように第１プリズム１１から射出された光束λｍの光軸と垂直に配置され、第１壁３０ａから第２プリズム１２側に向かって延びる第３壁３０ｃに支持される。
【００７５】
磁極６２は、シャッタアクチュエータ２７の可動片５１と同じく、回転軸６１ａから離れた分部となる可動片６１の両方の端部に設けられている。本実施形態において、磁極６２は、可動片６１自体を磁化させて端部をそれぞれＮ極、Ｓ極としている。なお、回転軸６１ａに沿う方向に薄い永久磁石をそれぞれ取り付けることによって設けても良いし、可動片６１の厚み方向にＮ極とＳ極とが設けられるように端部を局部的に磁化させても良い。係合タブ６１ｂは、回転軸６１ａに対し第２壁３０ｂから離れる方向に向かって延びている。
【００７６】
電磁コイル６３は、磁界発生手段の一例であって、図２１および図２２に示すように可動片６１の厚み方向に磁束が発生するように、導電体を方形に捲回した空芯コイルである。電磁コイル６３は、図２１および図２３に示すように第１プリズム１１と第２プリズム１２を覆うケース７０の外側に貼り付けられる。電磁コイル６３は、可動片６１の端部の磁極６２にそれぞれ対応して設けられ、図２４中に１点鎖線で示すように第２壁３０ｂに対して可動片６１が平行となる状態で端部が在る位置に配置される。
【００７７】
第３壁３０ｃと可動片６１との間には、図２２および図２４に示すように、線細工ばね６４が装着される。可動片６１は、線細工ばね６４によって第１プリズム１１に近い側の端部が第２壁３０ｂに近寄る方向に付勢される。したがって、電磁コイル６３が通電されていない場合、可動片６１は、図２４に実線で示すように第２壁３０ｂに対して傾いた状態である。電磁コイル６３は、通電されると磁極６２を牽引する方向の磁場を発生し、線細工ばね６４に抗して可動片６１を磁力で傾倒させる。
【００７８】
フィルタ装置１０ｂのフィルタ機構１４は、図２２に示すように、ＮＤ（Natural Density）フィルタ６５とフィルタ回動アーム６６とフィルタ回動軸６７とを備える。ＮＤフィルタ６５は、光学系の光軸に沿って第２入射面１２ａに入射される光束λｍの光量を調整する光量調整部材の一例であって、第１壁３０ａの開口部３０ｄを覆う十分な大きさを有している。また、このＮＤフィルタ６５は、透過する光の相対分光分布を変えることなく強度を減らす減光部材である。フィルタ回動アーム６６は、フィルタ装着部６６ａと支持部６６ｂと係合凸部６６ｃとを備える。ＮＤフィルタ６５は、フィルタ装着部６６ａに取り付けられる。フィルタ回動軸６７は、第１射出面１１ｃから射出される光束λｍの光軸に沿う方向に第３壁３０ｃに装着され、可動片６１の回転軸６１ａと直角に立体交差する。
【００７９】
フィルタ回動アーム６６は、第１壁３０ａの第２プリズム１２側に沿って配置され、支持部６６ｂがフィルタ回動軸６７によって第３壁３０ｃに枢支される。係合凸部６６ｃは、フィルタ回動軸６７を中心に支持部６６ｂからフィルタ装着部６６ａに対して反対方向に延びている。係合凸部６６ｃは、可動片６１の係合タブ６１ｂに設けられるカム孔６１ｃと係合する。
【００８０】
以上のように構成されたフィルタ装置１０ｂの動作について、図２４から図２６を参照して説明する。電磁コイル６３が通電されていない場合、可動片６１は、図２４に実線で示す姿勢に線細工ばね６４によって図２４中で時計回りに付勢されている。係合タブ６１ｂと係合凸部６６ｃとが係合しているので、フィルタ回動アーム６６は、図２５に示すように、ＮＤフィルタ６５が光束λｍの光軸から開口部３０ｄよりも外側に外れる待機位置Ｐ３に位置決めされる。
【００８１】
デジタルカメラ１の撮影モードにおいて、撮像素子１５に入射される光量が過飽和である場合やレリーズボタン３などの操作部が操作された場合など、ＮＤフィルタ６５を装着する条件がそろった場合にフィルタアクチュエータ２８の電磁コイル６３は、駆動回路２５によって通電される。電磁コイル６３に通電される電流の向きは、その電磁コイル６３に対応する可動片６１の磁極６２を引き付ける方向に磁場が発生する方向である。
【００８２】
電磁コイル６３が通電されて磁場が発生すると、電磁コイル６３に磁極６２が引き付けられ、可動片６１が図２４中の矢印で示される方向に回動する。その結果、ＮＤフィルタ６５は、フィルタ回動アーム６６によって、図２５に示す待機位置Ｐ３から図２６に示す減光位置Ｐ４に変位される。これによって、フィルタ機構１４は、待機状態から装着状態となる。また、電磁コイル６３への通電が停止すると、電磁コイル６３の磁場が消え、可動片６１は、線細工ばね６４の付勢力によって図２４中の実線で示す位置へ回動し、ＮＤフィルタ６５は、図２５に示す待機位置Ｐ３へフィルタ回動アーム６６によって変位する。この結果、フィルタ機構１４は、図２６に示す装着状態から図２５に示す待機状態に戻る。
【００８３】
以上のように、フィルタアクチュエータ２８の可動片６１の揺動運動は、係合タブ６１ｂとフィルタ回動アーム６６とで構成される伝達機構によって、光束λｍの光軸を横切る平面に沿ってＮＤフィルタ６５を減光位置Ｐ４と待機位置Ｐ３との間で変位させる運動方向に適した方向へ変換される。フィルタアクチュエータ２８の可動片６１は、シャッタアクチュエータ２７の可動片５１と同様、第１射出面１１ｃから射出される光束λｍの光軸に対して直角に交差する回転軸６１ａを有している。
【００８４】
これにより、可動片６１は、第１プリズム１１と第２プリズム１２とが並ぶ方向に沿って回転軸６１ａから磁極６２までの距離を大きくとることができる。可動片６１において、力点となる磁極６２は、作用点となるカム孔６１ｃよりも支点となる回転軸６１ａから離して設けることができるので、フィルタアクチュエータ２８は、磁力よりも大きな駆動力を発生させることができる。可動片６１および電磁コイル６３は、可動片６１の回転軸６１ａに沿う方向に薄く形成されているので、フィルタ装置１０ｂは、撮像装置１００の外形を嵩だかくすることがない。
【００８５】
なお、シャッタ装置１０ａは、第１の実施形態のシャッタ装置１０ａと同じものであるので、シャッタ装置１０ａについては第１の実施形態および図３、図９、図１０などを参照し、本実施形態における記載を省略する。また、フィルタ装置１０ｂの可動片６１は、係合タブ６１ｂを第２壁３０ｂに対して回転軸６１ａよりも離れた側に設けているが、光束λｍを横切る減光位置Ｐ４と光束λｍから外れた待機位置Ｐ３とにＮＤフィルタ６５を変位させることができれば良い。例えば、シャッタ装置１０ａの可動片５１のように、第２壁３０ｂに近い側に設けてフィルタ回動アーム６６と係合させても良い。
【００８６】
また、可動片６１の回動する角度は、磁極６２の一方が第２壁３０ｂに近寄った状態から、第２壁３０ｂと平行になる状態までとしているが、回動可能な範囲いっぱいに、一方の磁極６２が第２壁３０ｂに近寄った状態から、他方の磁極６２が第２壁３０ｂに近寄った状態まで回動させるように電磁コイル６３を配置しても良い。
【００８７】
本実施形態において、フィルタ装置１０ｂの伝達機構は、係合タブ６１ｂとフィルタ回動アーム６６とで構成される。フィルタ装置１０ｂの電磁アクチュエータは、伝達機構と可動片６１と磁極６２と電磁コイル６３とによって、すなわちフィルタ回動アーム６６とフィルタアクチュエータ２８とによって構成されている。伝達機構の一部品として、第１の実施形態のように連結シャフト５４を係合タブ６１ｂとフィルタ回動アーム６６との間に設けても良い。
【００８８】
また、本実施形態のシャッタ装置１０ａまたはフィルタ装置１０ｂの可動片５１，６１と電磁コイル５３，６３との組合に代えて、上述の第２から第４の実施形態に記載の可動片５１と電磁石５６、または第５から第７の実施形態に記載の可動片５１と電磁石５７、あるいは第８の実施形態に記載の可動片５１ｈと電磁コイル５３ａ，５３ｂを適用してシャッタ羽根３３，３４またはＮＤフィルタ６５をそれぞれ移動させても良い。さらに減光部材としてＮＤフィルタ６５を適用する代わりに、絞りプレートを適用しても良い。絞りプレートは、第１壁３０ａの開口部３０ｄよりも開口面積が小さい絞り孔を有し、第１射出面１１ｃから第２入射面１２ａへ通過する光束λｍの断面積をこの絞り孔で規制することによって、光束λｍの光量を減光する光量調整部材の一形態である。絞りプレートは、フィルタ回動アーム６６と同様に電磁アクチュエータによって振り込まれる。
【００８９】
第９の実施形態において、シャッタ装置１０ａ、またはフィルタ装置１０ｂは、単独で光学装置としての構成をそれぞれ有しているが、シャッタ装置１０ａとフィルタ装置１０ｂを両方の構成を備えて一つの光学装置としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のシャッタ装置を備えるデジタルカメラのブロック図。
【図２】図１に示した撮像装置のフレームとケースとを分解した分解斜視図。
【図３】図２に示した撮像装置においてケースを取外して一部を断面にした側面図。
【図４】図２に示した撮像装置においてケースを断面にした上面図。
【図５】図２に示したシャッタ装置の分解斜視図。
【図６】図２に示したシャッタ装置に設けられる可動片と電磁コイルとの側面図。
【図７】電磁コイルが非通電状態において図６中のＡ−Ａに沿って示される可動片の端部と電磁コイルとの断面図。
【図８】電磁コイルが通電状態において図６中のＡ−Ａに沿って示される可動片の端部と電磁コイルとの断面図。
【図９】図５に示したシャッタ機構の開状態の正面図。
【図１０】図５に示したシャッタ機構の閉状態の正面図。
【図１１】本発明に係る第２の実施形態のシャッタ装置に設けられる電磁石およびその周辺の断面図。
【図１２】本発明に係る第３の実施形態のシャッタ装置に設けられる電磁石およびその周辺の断面図。
【図１３】本発明に係る第４の実施形態のシャッタ装置に設けられる電磁石およびその周辺の分解斜視図。
【図１４】本発明に係る第５の実施形態のシャッタ装置に設けられる電磁石および可動片の斜視図。
【図１５】図１４に示したシャッタ装置に設けられるシャッタ機構およびシャッタアクチュエータとを示す断面図。
【図１６】本発明に係る第６の実施形態のシャッタ装置に設けられる電磁石および可動片の斜視図。
【図１７】本発明に係る第７の実施形態のシャッタ装置に設けられる電磁石および可動片の斜視図。
【図１８】本発明に係る第８の実施形態のシャッタ装置に設けられる電磁石および可動片の分解斜視図。
【図１９】図１８に示した電磁石と可動片の断面図。
【図２０】本発明に係る第９の実施形態のシャッタ装置およびフィルタ装置を備えるデジタルカメラのブロック図。
【図２１】図２０に示した撮像装置におけるフレームとケースと第２プリズムとを分解した分解斜視図。
【図２２】図２１に示したシャッタ装置とフィルタ装置の分解斜視図。
【図２３】図２１に示した撮像装置においてケースを断面にした上面図。
【図２４】図２１に示した撮像装置においてケースを取外してフィルタアクチュエータ側から見た側面図。
【図２５】図２２に示したフィルタ機構の待機状態の正面図。
【図２６】図２２に示したフィルタ機構の装着状態の正面図。
【符号の説明】
【００９１】
１…デジタルカメラ、６…撮像光学系、１０ａ…シャッタ装置（光学装置）、１０ｂ…フィルタ装置（光学装置）、１１…第１プリズム、１２…第２プリズム、１３…シャッタ機構、１４…フィルタ機構、２７…シャッタアクチュエータ（電磁アクチュエータ）、２８…フィルタアクチュエータ（電磁アクチュエータ）、３３，３４…シャッタ羽根（光量調整部材）、５１，５１ｈ，６１…可動片、５１ａ，６１ａ…回転軸、５２，６２…磁極、５３，５３ａ，５３ｂ，６３…電磁コイル、５４…連結シャフト（伝達機構）、５６，５７…電磁石、５７ａ…偏平コイル、５７ｂ…磁芯、５７ｃ，５７ｄ…端部、５８…永久磁石、６５…ＮＤフィルタ（光量調整部材）、６６…フィルタ回動アーム（伝達機構）、７０…ケース部材、λｉ，λｍ，λｏ…光束、Ｂ…磁場。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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