(57)【要約】【課題】複数の被駆動部材を所定位置に選択的に切り替え移動させる駆動装置、フィルタ切り替え装置および光学機器の小型化を図ること。【解決手段】レンズと複数の光学フィルタと前記光学フィルタを保持する複数のフィルタ保持部材を備え、前記複数のフィルタ保持部材を、光学フィルタが光路内にセットされるセット位置と光路外に退避する退避位置との間で選択的に直動動作で挿抜させるフィルタ駆動機構を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
複数の光学フィルタと、
前記光学フィルタを保持する複数のフィルタ保持部材を備え、
前記複数のフィルタ保持部材を、光学フィルタが光路内にセットされるセット位置と光路外に退避する退避位置との間で選択的に直動動作で挿抜させるフィルタ駆動機構を設けたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記フィルタ駆動機構として
複数の光学フィルタの形状が撮像素子の形状に合わせて長方形形状であり
その短辺方向へ移動す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】
前記フィルタ駆動機構として
フィルタ切替の駆動源となる２つのアクチュエータのうち
一方のアクチュエータの最小駆動力が他方のアクチュエータの最大駆動力よりも強いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
レンズ群と、
複数のアクチュエータと、
前記アクチュエータからの駆動力で
光軸に対して垂直な方向へ直動で移動可能な複数のフィルタ保持部材と、
前記複数のフィルタ保持部材と一体に配置された光学フィルタと、
前記複数のフィルタ保持部材と前記アクチュエータを挟み込む第一の枠と第二の枠を備え、
前記複数のフィルタ保持部材は前記第一の枠側に突出した少なくとも二つの突起部と、
開口径が前記フィルタ枠の移動方向と直交方向に長い長穴部を備え、
前記二つの突起部は前記光学フィルタの移動領域上にあり、
前記第一の枠は前記二つの突起部に嵌合する移動方向と平行な凹状のガイド部と、
前記ガイド部を挟み込むように光路外に配置した少なくとも二本の第一のレール部を備え、
前記第二の枠は前記フィルタ保持部材の移動方向と平行な少なくとも二本の第二のレール部を備え、
前記第一のレール部と、第二のレール部は前記フィルタ保持部材に当接し、
前記アクチュエータのレバー部が前記長穴部に嵌合しながら移動することにより、前記フィルタ保持部材が移動することを特徴とするレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルタを進退させるフィルタ切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の監視カメラ用鏡筒において、昼間の撮影には通常では、撮像素子の直前に赤外カットフィルタが設置されている。この赤外カットフィルタが使用されているのは、撮像素子に入射する光に赤外線が含まれていると、再現されたカメラ画像が濁って色再現性が低下することを避けるためである。これにより撮影に影響をもたらす近赤外及び赤外領域の光をカットし、好適な画像を得ることができる。
【０００３】
また夜間の撮影には、より多くの光量を得るために赤外カットフィルタを光路から除去している。そのため昼夜撮影するカメラ装置には、  撮像素子の手前で赤外カットフィルタを光路上に挿入及び退避させる  赤外カットフィルタ切換機構が設けられている。
【０００４】
一方で前述の昼夜撮影に加えて、その他様々な撮影条件に対応するために特殊光学フィルタ（ＮＤフィルタ、赤外透過フィルタなど）の利用も求められており、２枚以上のフィルタを切替する機構が設けられた光学機器もある。
【０００５】
特許文献１においては、複数のフィルタ７、８をそれぞれ支持するフィルタ保持枠１、２を備え、フィルタ保持枠１、２は固定開口部６ｃから退避した位置に設けられた回転支軸１１，１２を中心としてフィルタ保持枠１，２を回動可能に設けられている。
【０００６】
それぞれのフィルタ保持枠１１、１２を光学フィルタが光路内にセットされるセット位置と光路外に退避する退避位置との間で選択的に回動により抜挿している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２２２０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の回動による複数枚のフィルタ切替機構を撮像素子の手前に配置した場合、鏡筒の小型化（特に光軸方向から見た外形形状）に反する場合がある。
【０００９】
図１０は回動型のフィルタ切替構造を撮像素子の手前に盛り込んだ場合の模式図になる。赤外カットフィルタ２を保持するフィルタ保持部材８００ａ、特殊光学フィルタ３を保持するフィルタ保持部材８００ｂがあり、それぞれのフィルタを回動させるアクチュエータ６００ａ、６００ｂで構成されている。なお、フィルタを撮像素子の直前に配置する場合、一般的にフィルタ外形を小さくするため、撮像素子の形状に合わせた長方形形状になっている。
【００１０】
この構成をとる場合、フィルタ１枚を挿抜する切替構造を搭載するのに必要な鏡筒のシルエット７００ｅに対して、前述した回動による複数のフィルタ切替機構を搭載するのに必要な鏡筒のシルエット７００ｄは大きくなる。これはフィルタ保持部材の退避スペースが必要となるためである。
【００１１】
またフィルタ保持部材の回動の軌跡９００の領域が大きく、メカスペースを多く必要とし、その他の部材を同一面に配置する場合、回動の軌跡９００の外側に設定する必要があり、小型化に反する場合がある。
【００１２】
そこで、本発明は、複数の被駆動部材を所定位置に選択的に切り替え移動させる駆動装置、フィルタ切り替え装置および光学機器の小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズ鏡筒は、
レンズと、
複数の光学フィルタと、
前記光学フィルタを保持する複数のフィルタ保持部材を備え、
前記複数のフィルタ保持部材を、光学フィルタが光路内にセットされるセット位置と光路外に退避する退避位置との間で選択的に直動動作で挿抜させるフィルタ駆動機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るレンズ鏡筒によれば、複数のフィルタ保持部材を光軸に直交する略同一面上に配置した上で、これら複数のフィルタ保持部材をセット位置と退避位置との間で選択的に直動動作で挿抜する機構を設けているので、回動で交互に挿抜するフィルタ装置比べて光軸直交方向寸法をも小さくすることができる。このため、このフィルタ装置を搭載するレンズ鏡筒やカメラ等の光学機器の小型化にきわめて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１におけるフィルタ切替え機構を示す撮像素子側を視点とした説明図（ＣＣＤホルダ未装着）である。
【図２】本発明の実施例１におけるレンズ鏡筒の構成を示す側面断面図である。
【図３】本発明の実施例１におけるレンズ鏡筒の構成の組立斜視図である。
【図４】本発明の実施例１におけるレンズ鏡筒に搭載されたフィルタ切替え機構を示す組立斜視図である。
【図５】本発明の実施例１におけるレンズ鏡筒に搭載されたフィルタ切替え機構を示す側面断面図である。
【図６】本発明の実施例１におけるレンズ鏡筒の構成にあるリアスリーブ上のレール、ガイドの関係を示す、撮像素子側を視点とした説明図である。
【図７】従来のレンズ鏡筒の構成にあるホルダ上のレールの関係を示す、被写体側を視点とした説明図である。
【図８】従来のフィルタ枠を固定枠側からみた正面図である。
【図９】本発明の実施例２におけるアクチュエータ５，６の構造の模式図である。
【図１０】従来の複数フィルタ切替機構の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図２はズームレンズ鏡筒の断面図を示す。図３はズームレンズ鏡筒の組立斜視図である。
【００１８】
レンズ鏡筒は、Ｌ１〜Ｌ４の第１群レンズ〜第４群レンズからなる４群ズームレンズを有している。Ｌ１は固定の第１群レンズである。Ｌ２は光軸方向に移動して変倍動作を行う第２群レンズ、Ｌ３は固定の第３群レンズである。Ｌ４は光軸方向に移動して変倍に伴う像面変動の補正と合焦動作を行う第４群レンズである。１１は第１群レンズＬ１を保持する固定枠で、１群固定ビス１１ａによって、固定枠１２と係合している。
【００１９】
１５は第３群レンズＬ３を保持する固定枠で、絞り固定ビス１４ａによって第２群レンズＬ２側に絞りユニット１４が固定されている。また固定枠１５は固定枠１２および固定枠１に挟み込まれる形で係合している。２１、２３はガイドバーで、固定枠１２、固定枠１に挟まれる形で固定されている。２２はガイドバーで、固定枠１２、固定枠１５に挟まれる形で固定されている。２４はガイドバーで、固定枠１５、固定枠１に挟まれる形で固定されている。１３は２群レンズＬ２を保持する２群可動枠で、ガイドバー２１によって、光軸方向に移動可能に支持される。
【００２０】
またガイドバー２２にて、２群可動枠１３上のＵ溝１３ａが係合して、ガイドバー２２周りの回転が規制される。１６は４群レンズＬ４を保持する４群可動枠で、ガイドバー２３によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー２４にて、４群可動枠１６上のＵ溝１６ａが係合して、上記ガイドバー２４周りの回転が規制される。
【００２１】
１７はズーム用のステッピングモーターで、固定ビス１７ａによって、固定枠１に固定されている。ネジ部１７ｂが２群可動枠１３に固定されたラック１３ｂに係合しており、ネジ部１７ｂの回転により、上記２群可動枠１３は光軸方向に移動する。
【００２２】
１８はフォーカス用のステッピングモーターで、固定ビス１８ａによって、固定枠１に固定されている。ネジ部１８ｂが４群可動枠１６に固定されたラック１６ｂに係合しており、ネジ部１８ｂの回転により、上記４群可動枠１６は光軸方向に移動する。
【００２３】
１９はフォトインタラプタと板金で構成されたフォトインタラプタユニット（ＰＩユニット）で、固定枠１に固定ビス１９ａによって固定されている。ＰＩユニット１９は２群可動群１３の移動方向上に配置されている。
【００２４】
このフォトインタラプタは２群可動群１３が移動方向上の所定位置に位置することを検出する。この検出結果により２群可動群１３の基準位置を規定する。
【００２５】
規定後はステッピングモーター１７に与える駆動パルスの数を連続的にカウントすることにより、２群可動群１３の絶対位置を検出する。
【００２６】
２０はフォトインタラプタと板金で構成されたフォトインタラプタユニット（ＰＩユニット）で、固定枠１に固定ビス２０ａによって固定されている。このフォトインタラプタは４群可動枠１６が移動方向上の所定位置に位置することを検出する。この検出結果により４群可動枠１６の基準位置を規定する。
【００２７】
規定後はステッピングモーター１８に与える駆動パルスの数を連続的にカウントすることにより、４群可動枠１６の絶対位置を検出する。
【００２８】
図４は図３に示すフィルタ切替え機構９を示す組立斜視図である。図５は図３に示すフィルタ切替え機構９を示す側面断面の拡大図である。図６は図１において固定枠（リアスリーブ）１上のレールの関係を示す、撮像素子側を視点とした説明図である。図７は図１においてＣＣＤホルダ上のレールの関係を示す、被写体側を視点とした説明図である。図８はフィルタ切替え機構９のうちの固定枠側からみたフィルタ枠の正面図である。
【００２９】
フィルタ切替え機構９の構成を示す。フィルタ切替機構９は赤外線カットフィルタ（光学部材）２、特殊光学フィルタ（例えば赤外透過フィルタ）３、第一のフィルタ枠４００、第二のフィルタ枠４０１、第一のフィルタ枠切替え用アクチュエータ５、第二のフィルタ枠切替え用アクチュエータ６、固定枠１、ＣＣＤホルダ７、等を有している。なお、赤外カットフィルタ２、特殊光学フィルタ３はＣＣＤホルダ７の開口部形状に合わせて長方形形状をとっている。
赤外カットフィルタ２、特殊光学フィルタ３、第一のフィルタ枠４００、第二のフィルタ枠４０１、第一のフィルタ切替え用アクチュエータ５、第二のフィルタ切替え用アクチュエータ６は固定枠（第一の枠）１、ＣＣＤホルダ（第二の枠）７の間に配置されており、固定枠１とＣＣＤホルダ７は固定ビス７ａによって、係合している。
【００３０】
また、アクチュエータ５、６と固定枠１はビス６ａ，５ａによって固定されている。フィルタ枠４００は赤外線カットフィルタ２、フィルタ枠４０１は特殊光学フィルタ３をそれぞれ保持し、それぞれのフィルタ枠をアクチュエータ５、６によって光軸に対して垂直な方向に移動可能に支持されている。
【００３１】
また第１および第２のフィルタ枠４００，４０１は、光軸に直交する略同一面上に配置されている。また、第一のフィルタ枠４００、第二のフィルタ枠４０１はそれぞれ、二つの突起部４１０ａ，４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂと、開口径が移動方向と直交方向に長い長穴部４１０ｃ，４１１ｃを備えている。突起部４１０ａ、４１１ａは図１のフィルタ２，３に対し左側、突起部４１０ｂ、４１１ｂは図１のフィルタ２，３に対し右側にある。
【００３２】
固定枠（リアスリーブ）１は図６に示すようにフィルタ枠移動方向と平行な長溝のガイド部１０１ａ、１０１ｂを有しており、突起部４１０ａ、４１１ａが長溝のガイド部１０１ａに、４１０ｂ、４１１ｂが長溝のガイド部１０１ｂに当接（嵌合）する。
【００３３】
更に長溝のガイド部１０１ａ、１０１ｂを平行に光路外に配置された４つの凸状のレール部（第一のレール部）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを備えている。
【００３４】
ＣＣＤホルダ７は図７に示すようにレール部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄに対向する凸状のレール部（第二のレール部）７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを被写体方向に備えている。
【００３５】
第一のフィルタ枠４００の４３０ａ，４３０ｂ，４３０ｃと固定枠１のレール部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが当接可能となっており、第一のフィルタ枠４００の４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｃとＣＣＤホルダ７の７１ａ、７１ｂ、７１ｃが当接可能となっている。
【００３６】
第二のフィルタ枠４０１の４３１ａ、４３１ｃ、４３１ｄと固定枠１の１０２ａ、１０２ｃ、１０２ｄが当接可能となっており、第二のフィルタ枠４０１の４２１ａ，４２１ｃ，４２１ｄとＣＣＤホルダ７の７１ａ、７１ｃ、７１ｄが当接可能となっている。
【００３７】
長穴部４１０ｃ、４１１ｃは長溝のガイド部１０１ａ、１０１ｂと、凸状のレール部１０２ａ、１０２ｃの間に配置され、アクチュエータ５，６のレバー部５１、６１が当接（嵌合）している。レバー部５１、６１はアクチュエータの動力により回転中心５３，６３を中心に回動する。その動きに伴ってフィルタ枠４００，４０１がガイド部１０１ａ、１０１ｂに沿って移動する。またレバー部５１、６１はストッパー５２，６２により移動量を規制されている。なお移動量の規制位置は、フィルタが固定開口１０３を覆う位置（セット位置）と光路外へフィルタが退避する退避位置に停止するように設定されている。
【００３８】
このように構成されたフィルタ切替え機構９において、アクチュエータ５，６を操作することで、図１（Ａ）に示すように、第一のフィルタ枠４００が、固定枠１に設けられた長溝のガイド部１０１ａ、１０１ｂに沿って直動し、光路内に侵入して固定開口１０３を覆う位置（セット位置）にセットされる。
【００３９】
一方で第二のフィルタ枠４０１が、固定枠１に設けられた長溝のガイド部１０１ａ、１０１ｂに沿って光路外へ動き、レバー部６１がストッパー６２に当接する位置（退避位置）にて保持される。また、図１（Ｂ）に示すように、反対に第二のフィルタ枠４０１がセット位置に保持され、第一のフィルタ枠４００が退避位置に保持される。図１（Ｃ）に示すように、第一のフィルタ枠４００、第二のフィルタ枠４０１共に退避位置に保持される。
【００４０】
このように第１および第２フィルタ枠４００，４０１が略同一の光軸直交面上に配置されているとともに、移動方向と平行な長溝のガイド部１０１ａ、１０１ｂをガイドとして利用することで光路に対して直動で進退作動させることで鏡筒外形（固定枠１２、ＣＣＤホルダ１）からはみ出ることなく、フィルタ枠４００、４０１の光路外への退避スペースが少なくなる。これによりフィルタ切替えユニット９の光軸直交方向寸法を小さくした上で、２つのフィルタ２，３を選択的に使用した状態で撮影を行ったり、フィルタ無しの状態で撮影を行ったりすることが可能になる。
【００４１】
また、赤外カットフィルタ２、特殊光学フィルタ３はＣＣＤホルダ７の開口部形状に合わせて長方形形状にし、かつフィルタ枠４００，４０１の移動方向を各フィルタの短辺方向にすることで退避量をより小さくすることが可能である。
【００４２】
また、長溝のガイド１０１ａ、１０１ｂについても第一のフィルタ枠の突起部４１０ａ、第二のフィルタ枠の突起部４１１ａが固定枠１の長溝のガイド１０１ａと当接（嵌合）し、第一のフィルタ枠の突起部４１０ｂ、第二のフィルタ枠の突起部４１１ｂが固定枠１の長溝のガイド１０１ｂと当接（嵌合）することで長溝のガイド部を共用した分、省スペース化が可能になる。
【実施例２】
【００４３】
本発明の第２実施形態であるフィルタ装置について示す。なお、本実施形態のフィルタ装置の基本構成は、第１実施形態のフィルタ装置と同じであり、共通する構成要素には第１実施形態と同符号を付して説明に代える。
【００４４】
本実施例では第一のフィルタ枠４００、第二のフィルタ枠４０１それぞれの動源であるアクチュエータ５，６にガルバノメータが用いられている。本実施例で用いるガルバノメータの構成を図９に示す。
【００４５】
本実施形態の場合、フィルタ切替機構９の主体をなすアクチュエータ５、６は、図９（ａ）に示すように、ロータ軸５９を有するロータ５８と、ロータ５８を回転駆動するためにロータ５８の周囲に配置されたコイルボビン５５と、コイルボビン５５に巻回されたコイル５４と、コイルボビン５５に外嵌された円筒状のヨーク５７等から構成されている。ここでは、ヨーク、コイルボビン５５及びコイル５４でステータが構成されている。
【００４６】
ロータ５８は、直径方向両端がＮ極とＳ極に分極された円筒状の永久磁石で構成されている。ロータ軸５９は樹脂製であり外部に突出したアーム部５１と、前記フィルタ枠４００、４０１と当接（嵌合）している。また、ステータのヨーク５７の内側とロータ５８の間には、軟磁性片５６が配置されている。この軟磁性片５６は、図９（ａ）に示すように、フィルタ枠４００、４０１が前記セット位置と前記退避位置の中間位置にくるように駆動レバー５１を操作したとき、ロータ５８のＮ極とＳ極から略等距離となる位置に配置されており、ロータ５８のＮ極またはＳ極との間に吸引力を発生し、それにより、ロータ５８に回転付勢力を与える機能を果たしている。
【００４７】
図９（ｂ）は、ロータ５８が矢印方向に振れた結果、フィルタ枠４０１が退避位置に到達したときのロータ５８の回転位置を示している。このときは、ロータ５８のＮ極が軟磁性体５６に接近するので、Ｎ極と軟磁性体５６との間に大きな磁気吸引力が発生し、その磁気吸引力によって、モータへの通電を停止してもロータ５８つまりはフィルタ枠４０１が退避位置に保持される。
【００４８】
図９（ｃ）は、ロータ５８が矢印方向に振れた結果、フィルタ枠４０１がセット位置に到達したときのロータ５８の回転位置を示している。このときは、ロータ５８のＳ極が軟磁性体５６に接近するので、Ｓ極と軟磁性体５６との間に大きな磁気吸引力が発生し、その磁気吸引力によって、モータへの通電を停止しても、ロータ５８つまりはフィルタ枠４０１がセット位置に保持される。
【００４９】
このようにセット位置と退避位置において磁力により付勢が常に加わっている。
【００５０】
このような構成において、アクチュエータ５、６の磁気吸引力に差を設ける。その差としては、一方のアクチュエータで発生する最小の磁気吸引力を他方のアクチュエータで発生する最大の磁気吸引力より強くする。
【００５１】
本実施形態によれば、第一、第二のフィルタ枠が誤動作等により共にセット位置を取ろうとした際に、磁気吸引力を高く設定した側のフィルタ枠が一方のフィルタ枠を押しのけて、セット位置に入るようになる。これによりセット位置以外の位置での停止を防ぐことが可能となる。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、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】
【００５３】
Ｌ１  １群レンズ、Ｌ２  ２群レンズ、Ｌ３  ３群レンズ、Ｌ４  ４群レンズ、
１  固定枠、１０１ａ，１０１ｂ  長溝のガイド部、
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ  レール部（凸）、２  赤外カットフィルタ、
３  特殊光学フィルタ、４００  第一のフィルタ枠、４１０ａ，４１０ｂ  突起部、
４１０ｃ  長穴、４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｃ  レール近接部（固定枠７側）、
４３０ａ，４３０ｂ，４３０ｃ  レール近接部（固定枠１側）、
４０１  第二のフィルタ枠、４１１ａ，４１１ｂ  突起部、４１１ｃ  長穴、
４２１ａ，４２１ｂ，４２１ｃ  レール近接部（固定枠７側）、
４３１ａ，４３１ｂ，４３１ｃ  レール近接部（固定枠１側）、
５  第一のフィルタ枠切替用アクチュエータ、
６  第二のフィルタ枠切替用アクチュエータ、
６００ａ  第一のフィルタ枠切替用アクチュエータ、
６００ｂ  第二のフィルタ枠切替用アクチュエータ、７  ＣＣＤホルダ、
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ  レール部（ＣＣＤ）、７００ｃ  鏡筒の開口部、
７００ｄ  鏡筒のシルエット（回動の切替機構）、
７００ｅ  鏡筒のシルエット（１枚切替機構）、８００ａ  第一のフィルタ枠、
８００ｂ  第二のフィルタ枠、９  フィルタ切替機構、
９００  フィルタ枠の移動軌跡
【図１】
2017021180.tif 000003
【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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