(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒本体内に、結像光学系とこの結像光学系の後方の光路に配置された撮像手段とを備えた光学鏡筒において、
前記鏡筒本体内のフィルター保持枠により赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスを光軸直交面内に並べて保持し、前記フィルター保持枠を光軸方向に延びる軸部回りにて回動させて前記赤外カットフィルタ及び前記平行平面ガラスを選択的に前記結像光学系と前記撮像手段との間の光路に対して出し入れさせる駆動手段を備え、
前記光軸直交面内にて前記軸部の中心と前記光軸とを通る直線を仮定した場合において、前記赤外カットフィルタと前記平行平面ガラスのうち一方が前記光路に位置するときの他方の前記光軸直交面内での中心が、前記直線に対して前記軸部の中心の位置で直交する第１平面と前記直線に対して前記光軸の位置で直交する第２平面との間に位置し、
前記結像光学系の変倍駆動および合焦駆動を行うために光軸方向に延びる２本のスクリュー軸であって、回転して前記結像光学系の変倍用レンズを光軸方向に移動させるスクリュー軸および回転して前記結像光学系の合焦用レンズを光軸方向に移動させるスクリュー軸が、前記光軸直交面内において前記直線を挟んだ両側に分かれて配置されており、前記フィルター保持枠は、前記光軸直交面内において、前記２本のスクリュー軸のうち一方から他方に向かう方向に回動することを特徴とする光学鏡筒。
【請求項２】
前記鏡筒本体が、前記結像光学系を収容する前部本体とこの前部本体の後部に取り付けられて前記撮像手段を保持する後部本体とから構成されており、前記フィルター保持枠は、前記前部本体と前記後部本体との間で移動可能に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学鏡筒。
【請求項３】
前記軸部は、前記前部本体から前記後部本体に向かって形成されており、前記軸部に前記フィルター保持枠が回動可能に嵌合していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学鏡筒。
【請求項４】
前記鏡筒本体の外部から前記フィルター保持枠を回動させる動作手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の光学鏡筒。
【請求項５】
前記フィルター保持枠の回動状態を検出する検出手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学鏡筒。
【請求項６】
前記検出手段により検出された前記フィルター保持枠の回動状態に応じて前記合焦用レンズの位置を補正することで合焦補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の光学鏡筒。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の光学鏡筒を備えたことを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやスチルカメラ等に用いられる光学鏡筒であって、光路に対する赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスの出入れが可能な光学鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカラーカメラ等のＣＣＤを用いたカメラにおいて、一般撮影時には、ＣＣＤが受光する赤外波長光を除去するため、ＣＣＤの前に赤外カットフィルタが必要である。
【０００３】
一方、天体撮影等、低照度下で撮影を行う場合には、赤外カットフィルタを用いずに撮影を行なうことが多い。
【０００４】
このため、撮影光路に対して赤外カットフィルタの出し入れが可能な鏡筒構成が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の赤外カットフィルタの出し入れが可能な鏡筒構成は、赤外カットフィルタを結像光学系の内部に挿入可能な専用のレンズユニットでは実現されているが、一般のレンズ鏡筒では実現できなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面としての光学鏡筒は、鏡筒本体内に、結像光学系とこの結像光学系の後方の光路に配置された撮像手段とを備える。該光学鏡筒は、鏡筒本体内のフィルター保持枠により赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスを光軸直交面内に並べて保持し、フィルター保持枠を光軸方向に延びる軸部回りにて回動させて赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスを選択的に結像光学系と撮像手段との間の光路に対して出し入れさせる駆動手段を備える。そして、光軸直交面内にて上記軸部の中心と光軸とを通る直線を仮定した場合において、赤外カットフィルタと平行平面ガラスのうち一方が上記光路に位置するときの他方の光軸直交面内での中心が、上記直線に対して軸部の中心の位置で直交する第１平面と直線に対して光軸の位置で直交する第２平面との間に位置する。さらに、結像光学系の変倍駆動および合焦駆動を行うために光軸方向に延びる２本のスクリュー軸であって、回転して結像光学系の変倍用レンズを光軸方向に移動させるスクリュー軸および回転して結像光学系の合焦用レンズを光軸方向に移動させるスクリュー軸が、光軸直交面内において上記直線を挟んだ両側に分かれて配置されており、フィルター保持枠は、光軸直交面内において、２本のスクリュー軸のうち一方から他方に向かう方向に回動することを特徴とする。
【０００７】
これにより、従来使用されている一般の光学鏡筒に対して、鏡筒内部でのフィルター保持枠の回動による赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスの光路に対する出し入れ機能、若しくは赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスの切り換え機能を付加することが可能となる。
【０００８】
さらに、結像光学系の変倍駆動および合焦駆動を行うために光軸方向に延びる２本のスクリュー軸を光軸直交面内にて軸部の中心と光軸とを通る直線を挟んだ両側に分けて配置し、フィルター保持枠を上記２本のスクリュー軸の配置方向（２本のスクリュー軸のうち一方から他方に向かう方向）に動作させるようにすることで、赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスの出し入れ若しくは切り換え機能を備えつつ、鏡筒全体のコンパクト化を達成することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施形態であるビデオカメラ（光学装置）用のズームレンズ鏡筒（光学鏡筒）の構成を示している。
【００１１】
この図において、１は第１群レンズＬ１を保持する固定鏡筒であり、２は固定筒１の後部に連結される後部鏡筒である。これら固定鏡筒１および後部鏡筒２により請求の範囲にいう前部本体が構成される。
【００１２】
また、３は後部鏡筒２の後部に連結されるＣＣＤ保持鏡筒（後部本体）であり、このＣＣＤ保持鏡筒３はローパスフィルター１２およびＣＣＤセンサ（撮像手段）１３を保持している。
【００１３】
４はアフォーカル鏡筒ユニットであり、レンズ鏡筒に手振れ等の振動が加わったときに、不図示の振動センサからの出力に応じて、ユニット地板部４ａと第３群レンズＬ３を保持するレンズ保持枠部４ｂとの間に構成された電磁アクチュエータ４ｃの駆動力によりレンズ保持枠部４ｂを光軸直交方向に移動させることで、像ぶれを防止する。
【００１４】
５はバリエータ移動鏡筒であり、ズーミングを行う第２群レンズ（変倍用レンズ）Ｌ２を保持している。固定鏡筒１とアフォーカル鏡筒ユニット４との間には、光軸方向に延びる２本のガイドバー（一方は６ｂ、他方は図示せず）が保持されている。これらガイドバーは光軸を挟んで光軸直交方向両側に分かれて配置されており、バリエータ移動鏡筒５のスリーブ部５ａがガイドバー６ｂに光軸方向に移動可能に嵌合し、かつバリエータ移動鏡筒５のＵ溝部（図示せず）が他方のガイドバーに係合している。これにより、バリエータ移動鏡筒５は光軸方向にガイドされるとともに、ガイドバー６ｂ回りでの回転が阻止される。
【００１５】
７はフォーカス調節を行う第４群レンズ（合焦用レンズ）Ｌ４を保持するフォーカス移動鏡筒である。アフォーカル鏡筒ユニット４と後部鏡筒２の間には、光軸方向に延びる２本のガイドバー（一方は６ａ、他方は図示せず）が保持されている。これらガイドバーは光軸を挟んで光軸直交方向両側に分かれて配置されており、フォーカス移動鏡筒７のスリーブ部（図示せず）がガイドバー６ａに光軸方向に移動可能に嵌合し、フォーカス移動鏡筒７のＵ溝部（図示せず）は他方のガイドバーに係合している。これにより、フォーカス移動鏡筒７は光軸方向にガイドされるとともに、ガイドバー６ａ回りでの回転が阻止される。
【００１６】
８は電磁アクチュエータ８ｃによって絞り羽根８ａ，８ｂを駆動して光量を調節するＩＧメータである。このＩＧメータ８は、固定鏡筒１とアフォーカル鏡筒ユニット４の間に挟持されている。
【００１７】
９はフォーカスモータユニットであり、モータ駆動部９ｂとこのモータ駆動部９ｂの出力軸として形成されたスクリュー軸９ｃとがＵ字形状をした保持板９ａにより保持されて構成されている。このフォーカスモータユニット９は、後部鏡筒２にビスで固定されている。
【００１８】
なお、図１には表れていないが、後部鏡筒２におけるフォーカスモータユニット９の裏側には、ズームモータユニットがビス固定されている。このズームモータユニットも、モータ駆動部とこのモータ駆動部の出力軸として形成されたスクリュー軸１５ｃ（図２および図３参照）とがＵ字形状をした保持板により保持されて構成されている。
【００１９】
フォーカス移動鏡筒７にはラック１４が取り付けられており、このラック１４はフォーカスモータユニット９のスクリュー軸９ｃと噛み合っている。このため、フォーカスモータユニット９が作動してスクリュー軸９ｃが回転すると、このスクリュー軸９ｃとラック１４との噛み合い作用によってフォーカス移動鏡筒７が光軸方向に駆動される。
【００２０】
なお、ラック１４は、ばね１５の付勢力によって、スクリュー軸９ｃに噛み合う方向に付勢されるとともに、フォーカス移動鏡筒７に光軸方向に片寄せされている。これにより、ラック１４とスクリュー軸９ｃとの噛合いガタおよびラック１４とフォーカス移動鏡筒７とのスラストガタを取り除かれる。
【００２１】
また、バリエータ移動鏡筒５にも、同様のラック（図示せず）が取り付けられており、このラックがズームモータユニットのスクリュー軸１５ｃに噛み合うことで、バリエータ移動鏡筒５の光軸方向駆動ができるようになっている。
【００２２】
１１はフィルター保持枠（駆動手段）である。以下、ＣＣＤ保持鏡筒３を枠を外して鏡筒を後方から見た図である図２および図３を用いて、このフィルター保持枠１１およびその動作機構について説明する。
【００２３】
フィルター保持枠１１は、後部鏡筒２とＣＣＤ保持鏡筒３の間に配置されている。すなわち、フィルター保持枠１１は、上記第１群レンズＬ１〜第４群レンズＬ４により構成される結像光学系とＣＣＤセンサ１３との間に配置されている。このフィルター保持枠１１の上部（軸周辺）は、後部鏡筒２とＣＣＤ保持鏡筒３によりスラスト方向に挟み込まれるとともに、後部鏡筒２の後端部に光軸方向後方に延びるように形成された軸部２ａに回動可能に嵌合している。これによりフィルター保持枠１１は、軸部２ａを中心として、図２および図３中、略光軸直交方向（略左右方向）に回動可能となっている。
【００２４】
また、フィルター保持枠１１の下部には、赤外カットフィルタ１０ａと、ダミーガラスとしての平行平面ガラス１０ｂとが略光軸直交方向（略左右方向）に並ぶように保持されている。
【００２５】
また、２ｂ，３ｂはそれぞれ後部鏡筒２およびＣＣＤ保持鏡筒３に形成されたレール部であり、フィルター保持枠１１を回動方向にガイドする。
【００２６】
２１は光軸直交面内にて回動が可能な連動レバー（動作手段）であり、この連動レバー２１の回動中心は段ビス等で後部鏡筒２に固定されている。この連動レバー２１は、回動中心から鏡筒内方に向かって延び、先端に駆動ピン２１ａが形成された駆動部と、回動中心から鏡筒外方に延び、選択に操作ピン２１ｂが形成された操作部とを有する。
【００２７】
そして、駆動ピン２１ａは、フィルター保持枠１１に形成された長溝部１１ｄに嵌合している。このため、操作ピン２１ｂに使用者の手動操作力もしくはアクチュエータ等の駆動力が作用して連動レバー２１が回動すると、フィルター保持枠１１がこれに連動して回動駆動される。
【００２８】
連動レバー２１を図中反時計回り方向に回動させることにより、図２に示すように結像光学系とＣＣＤセンサ１３との間の光路に対して赤外カットフィルタ１０ａを進入させることができる。また、連動レバー２１を図中時計回り方向に回動させると、図３に示すように結像光学系とＣＣＤセンサ１３との間の光路に対してダミーガラス１０ｂを進入させることができる。
【００２９】
２４ａ，２４ｂはフィルター保持枠１１の回動範囲を制限するためのメカ端となるストッパーであり、光路上にセットされる赤外カットフィルタ１０ａおよびダミーガラス１０ｂの光軸位置出しを保証するものである。
【００３０】
また、２３はフィルター保持枠１１を両ストッパー２４ａ，２４ｂの方向に選択的に付勢するためのばねであり、フィルター保持枠１１の回動範囲のほぼ中央を境として、フィルター保持枠１１がストッパー２４ａ側に位置するときにはストッパー２４ａの方向に、ストッパー２４ｂ側に位置するときにはストッパー２４ｂの方向にフィルター保持枠１１を付勢する。
【００３１】
このように本実施形態では、赤外カットフィルタ１０ａおよびダミーガラス１０ｂを保持するフィルター保持枠１１を鏡筒内部で回動可能としたことにより、鏡筒内部のみで撮影光軸に対する赤外カットフィルタ１０ａとダミーガラス１０ｂの出入れ（切り換え）が可能なフィルタ切換機能を実現している。
【００３２】
ここで、図２および図３から分かるように、フォーカスモータユニット９のスクリュー軸９ｃおよびズームモータユニットのスクリュー軸１５ｃは、光軸を挟んだ光軸直交方向両側（左右）に分かれて配置されている。そして、フィルター保持枠１１の回動方向は、両スクリュー軸９ｃ，１５ｃの配置方向（左右方向）、すなわち光軸直交面内においてスクリュー軸９ｃ，１５ｃのうち一方から他方に向かう方向となっている。
【００３３】
フォーカス移動鏡筒７およびバリエータ移動鏡筒にラックを取り付け、さらにこのラックをスクリュー軸９ｃ，１５ｃに噛み合わせる場合、レンズ鏡筒としてはスクリュー軸９ｃ，１５ｃの配置方向にある程度のスペース的余裕が必要となるが、本実施形態では、このスペース的余裕を利用してフィルター保持枠１１の回動スペースを確保している。このため、鏡筒内スペースの有効利用を図ることができ、鏡筒内にフィルタ出入れ（切り換え）機構を収容しつつ、鏡筒全体としてのコンパクト化を図ることができる。
【００３４】
２２はフィルター保持枠１１の回動状態（つまりは、撮影光路上に赤外カットフィルタ１０ａおよびダミーガラス１０ｂのうちいずれがセットされているか）を検出するための検出スイッチである。撮影光路上に赤外カットフィルタ１０ａがセットされると、フィルター保持枠１１のスイッチ押動部１１ｃが検出スイッチ２２を押し込む。これにより検出スイッチ２２がＯＮになり、不図示の制御回路にて赤外カットフィルタ１０ａのセットが検出される。一方、撮影光路上にダミーガラス１０ｂがセットされると、フィルター保持枠１１のスイッチ押動部１１ｃが検出スイッチ２２を解放し、これにより検出スイッチ２２がＯＦＦになって制御回路にてダミーガラス１０ｂのセットが検出される。
【００３５】
撮影光路上における赤外カットフィルタ１０ａの有無によって分光透過率が異なり、また赤外カットフィルタ１０ａとダミーガラス１０ｂとの板厚の差によって、結像光学系の合焦点に違いが出る。そこで、本実施形態では、検出スイッチ２２のＯＮ・ＯＦＦによって撮影光路上に赤外カットフィルタ１０ａおよびダミーガラス１０ｂのうちいずれがセットされているかを識別し、制御回路においてフォーカスレンズ（第４群レンズＬ４）の位置を補正したり、同レンズの駆動データの切り替えを行なったりして、常に合焦点を合わせるようにしている。
【００３６】
また、２ｃ，２ｄ，２ｅは後部鏡筒２（ＣＣＤ保持鏡筒３でもよい）を切り欠いて形成した空気口である。これら空気口２ｃ，２ｄ，２ｅは、光軸方向におけるフィルター保持枠１１の近傍に形成されており、鏡筒の外部から、鏡筒内部に収容されたままの赤外カットフィルタ１０ａおよびダミーガラス１０ｂの表面に空気等を吹き付けて、それら表面に付着したゴミ等を除去（清掃）できるようにしたものである。
【００３７】
なお、清掃時以外は、これら空気口２ｃ，２ｄ，２ｅはテープやフレキ等で塞がれている。また、本実施形態では、３つの空気口２ｃ，２ｄ，２ｅを形成したが、空気口の数はこれに限られない。但し、空気の吹き込みおよび空気抜け等を考慮して、本実施形態のように光軸を跨ぐように複数箇所に設けることが好ましい。
【００３８】
本実施形態では、撮影光路に対して赤外カットフィルタおよびダミーガラスを出入れ可能とした場合について説明したが、これら以外の光学フィルタその他の光学素子を出入れ可能としてもよい。また、フィルター保持枠と一体になった１つの光学フィルタを出入れ可能としてもよい。また、撮影光路に対して出入れさせる光学素子は、赤外カットフィルタおよびダミーガラスのような平行平板構成のもの以外に、光学的に正もしくは負のパワーを持つものでもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、ビデオカメラ用のレンズ鏡筒について説明したが、本発明は、ビデオカメラ以外の光学装置（例えば、デジタルスチルカメラ）に用いられる光学鏡筒にも適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来使用されている一般の光学鏡筒に対して、鏡筒内部でのフィルター保持枠の回動による赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスの光路に対する出し入れ（ないし切り換え）機能を付加することができる。
【００４１】
また、結像光学系の変倍駆動および合焦駆動を行うために光軸方向に延びる２本のスクリュー軸を光軸直交面内にて軸部の中心と光軸とを通る直線を挟んだ両側に分けて配置し、フィルター保持枠を上記２本のスクリュー軸の配置方向（２本のスクリュー軸のうち一方から他方に向かう方向）に動作させるようにすることで、赤外カットフィルタ及び平行平面ガラスの出し入れ若しくは切り換え機能を備えつつ、鏡筒全体のコンパクト化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるズームレンズ鏡筒の断面図。
【図２】上記レンズ鏡筒の後視図（赤外カットフィルタのセット状態）。
【図３】上記レンズ鏡筒の後視図（ダミーガラスのセット状態）。
【符号の説明】
１  固定鏡筒
２  後部鏡筒
３  ＣＣＤ保持鏡筒
４  アフォーカル鏡筒ユニット
５  バリエータ移動鏡筒
６ａ，６ｂ  ガイドバー
７  フォーカス移動鏡筒
８  ＩＧメーター
９  フォーカスモータユニット
９ｃ，１５ｃ  スクリュー軸
１０ａ  赤外カットフィルタ
１０ｂ  ダミーガラス
１１  フィルター保持枠
１２  ローパスフィルタ
１３  ＣＣＤセンサ
１４  ラック
【図２】
0004585645.tif 000002
【図３】
0004585645.tif 000003
【図１】
0004585645.tif 000004