JP2013210399A - 回転光学要素の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光路への挿脱動作と挿入状態での回転動作とを行う回転光学要素における動作の円滑性と安定性に優れる駆動装置を得る。
【解決手段】駆動源によって回転駆動される原動回転部材と、原動回転部材に対する相対回転が可能な従動回転部材と、原動回転部材から回転方向の力を伝達され、従動回転部材に対する軸支部を中心とする回動によって回転光学要素を光路上に挿脱させる挿脱部材と、挿脱部材を挿入位置と離脱位置で回動規制する挿入及び離脱制御手段と、従動回転部材に対して回転抵抗を与えて原動回転部材に対する回転方向の差動状態と連動回動状態を切り替えさせる回転連動制御手段と、原動回転部材に対して駆動源の停止状態で回転方向の一定位置に保持させる荷重を付与する原動回転部材保持手段とを備えた回転光学要素の駆動装置。
【選択図】図１９

Description

本発明は、偏光フィルタのように光路上への挿入状態で光軸中心に回転させることで所要の光学的効果を生じ、かつ光路上への挿入動作と光路からの離脱動作が可能な回転光学要素の駆動装置に関する。

特許文献１のカメラに備えられた偏光フィルタの駆動装置は、モータによって光軸中心に回転される駆動環と、この駆動環に対して相対回転可能な回転基盤とを備え、回転基盤上に偏光フィルタを軸支すると共に、駆動環の内周面に形成した内歯部に対して偏光フィルタ上のセクタギヤを噛合させている。偏光フィルタは回転基盤に形成した２つのピンに当接することで、光路への挿入位置と光路からの離脱位置に保持される。偏光フィルタがそれぞれのピンによる回動規制を受けない方向へ駆動環を回転駆動すると、その回転駆動力がギヤによって偏光フィルタに伝えられて、回転基盤を回転させずに偏光フィルタが挿入位置と離脱位置の間で回動する。一方、挿入位置を決めるピンに対して偏光フィルタが当接する状態で、偏光フィルタに対してさらに挿入方向への力を付与する方向へ駆動環を回転駆動すると、回転基盤に対するそれ以上の相対回動が規制された偏光フィルタが回転基盤と共に光軸中心に回転される。この偏光フィルタの回転により、所要の光学的効果を得ることができる。

特開平３-１９２２３１号公報

偏光フィルタなどの回転光学要素を用いて十分な撮影効果を得るには、回転光学要素を光路上に挿入させた状態でガタつきなどを防止して確実に保持させる必要がある。特許文献１の偏光フィルタの駆動装置では、偏光フィルタの挿入位置は、回転基盤上のピンに対する当接と、偏光フィルタ上のセクタギヤに対する駆動環の内歯の噛合とによって維持されるが、外部からの衝撃やギヤ間のバックラッシなどを起因として、偏光フィルタが挿入した位置から離脱位置方向へずれてしまうおそれがあった。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、撮影光路に対する挿脱動作と挿入状態での回転動作とを行う回転光学要素における動作の円滑性と安定性に優れる駆動装置を提供することを目的とする。

本発明は、撮影光学系の光路上に挿脱可能で、かつ光路上への挿入状態で撮影光学系の光軸を中心として回転可能な回転光学要素の駆動装置において、支持部材と、この支持部材に光軸を中心とする方向へ回転可能に支持され、駆動源によって回転駆動される原動回転部材と、原動回転部材に対する相対回転が可能に支持部材に支持された従動回転部材と、回転光学要素を保持し、原動回転部材から回転方向の力を伝達され、従動回転部材に対する軸支部を中心とする正逆方向の回動によって回転光学要素を光路上に挿脱させる挿脱部材と、挿脱部材を光路上への挿入位置で回動規制する挿入制御手段と、挿脱部材を光路からの離脱位置で回動規制する離脱制御手段とを備える。従動回転部材に対して回転連動制御手段により回転抵抗が与えられる。原動回転部材を正逆方向に回転させたときに、挿入制御手段と離脱制御手段により挿脱部材が回動規制を受けるまでの間は、回転連動制御手段の回転抵抗によって従動回転部材に対する原動回転部材の差動が生じて、挿脱部材が軸支部を中心とする挿脱方向の回動を行う。また、挿入制御手段と離脱制御手段により挿脱部材が回動規制を受けた後は、回転連動制御手段の回転抵抗に抗して、従動回転部材と挿脱部材が原動回転部材と共に光軸を中心として回転する。さらに、原動回転部材に対して、駆動源の停止状態で回転方向の一定位置に保持させる荷重を付与する原動回転部材保持手段を備えることを特徴としている。

原動回転部材保持手段が原動回転部材に与える荷重を、回転連動制御手段が従動回転部材に与える回転抵抗よりも小さく設定することで、原動回転部材を安定させつつ、回転光学要素の挿脱動作や光軸中心の回転動作を円滑に行わせることができる。

原動回転部材保持手段の一態様として、原動回転部材に対して、挿脱部材に挿入制御手段による回動規制を受けさせる回転方向への荷重を付与するものとすることができる。具体的には、光軸を囲む環状をなす環状部と、この環状部から突出して従動回転部材に対して係合する第１の端部と、環状部から突出して従動回転部材に対して係合する第２の端部とを有するトーションバネが、この態様の原動回転部材保持手段として好適である。挿脱部材が挿入位置にあるときよりも離脱位置にあるときの方がトーションバネの荷重が大きくなるようにした上で、この挿脱部材の離脱位置でのトーションバネの荷重を、回転連動制御手段が従動回転部材に与える回転抵抗よりも小さく設定するとよい。原動回転部材と従動回転部材をそれぞれ光軸を中心とする環状部材として形成し、原動回転部材と従動回転部材の一方の環状周面上にトーションバネの環状部を支持させるとよい。

原動回転部材保持手段の異なる態様として、原動回転部材を光軸方向に付勢して、原動回転部材と支持部材との間に摩擦抵抗を生じさせるものとしてもよい。

回転連動制御手段として、従動回転部材を光軸方向に付勢し、従動回転部材と支持部材との間に摩擦抵抗を生じさせる付勢部材を用いることができる。

本発明で駆動される回転光学要素は任意のものを選択することができるが、例えば偏光フィルタの駆動装置として好適である。

本発明の回転光学要素の駆動装置によれば、回転光学要素の保持部材の小型軽量化が可能で駆動性に優れており、さらに光軸を中心とする回転方向の特定位置でのみ保持部材の完全離脱位置への移動を行わせるため、駆動装置全体もコンパクトに構成することができる。

本発明を適用した回転光学要素の駆動装置を搭載したズームレンズ鏡筒の一実施形態を示す撮影状態（ズーム域）での断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の収納（沈胴）状態での断面図である。 同ズームレンズ鏡筒を構成する２群レンズブロックの斜視図である。 ２群レンズブロックの分解斜視図である。 ２群レンズブロックに含まれる偏光フィルタユニットの分解斜視図である。 偏光フィルタ離脱状態の偏光フィルタユニットをモータ支持部材を省略して光軸方向前方から見た正面図である。 偏光フィルタ離脱状態の偏光フィルタユニットをベース部材を省略して光軸方向後方から見た背面図である。 図６のVIII- VIII線に沿う断面図である。 偏光フィルタ挿入状態の偏光フィルタユニットをモータ支持部材を省略して光軸方向前方から見た正面図である。 偏光フィルタ挿入状態の偏光フィルタユニットをベース部材を省略して光軸方向後方から見た背面図である。 図１０のXI-XI線に沿う断面図である。 図１０のXII-XII線に沿う断面図である。 図１０のXIII-XIII線に沿う断面図である。 図９のXIV-XIV線に沿う断面図である。 偏光フィルタを離脱状態から挿入状態にさせ、さらに挿入状態の偏光フィルタを光軸中心に回転させる動作を（Ａ）から（Ｆ）の順に示した正面図である。 偏光フィルタを離脱状態から挿入状態にさせ、さらに挿入状態の偏光フィルタを光軸中心に回転させる動作を（Ａ）から（Ｅ）の順に示した背面図である。 偏光フィルタを挿入状態から離脱状態にさせる動作を（Ａ）から（Ｆ）の順に示した正面図である。 図１及び図２のズームレンズ鏡筒を搭載するカメラの電気部品の一部を概念的に示すブロック図である。 図１０のXIX-XIX線に沿う断面図である。 図１９の一部を拡大した断面図である。 図１９の一部を拡大した断面図である。 原動環に対する荷重を付与するバネの異なる実施形態を示す断面図である。

図１及び図２は、本発明を適用した沈胴式ズームレンズ鏡筒ＺＬの一実施形態を示している。このズームレンズ鏡筒ＺＬの撮像光学系は、物体（被写体）側から順に第１レンズ群ＬＧ１、シャッタＳ、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、ローパスフィルタ２５及び撮像素子２６を備えている。また、第２レンズ群ＬＧ２の前方の光路上に挿脱可能な偏光フィルタ（回転光学要素）４３を有する。以下の説明中で光軸方向とは、この撮影光学系の光軸Ｏと平行な方向を意味し、前方とは光軸方向の前方（被写体側）、後方とは光軸方向の後方（像面側）を意味する。また、光軸Ｏを中心とする径方向において、光軸Ｏに近い側を内径側、光軸Ｏから遠い側を外径側とする。

ズームレンズ鏡筒ＺＬは固定部材として筒状のハウジング２２を有し、ハウジング２２の後部に撮像素子ホルダ２１が固定される。ローパスフィルタ２５と撮像素子２６はユニット化されて撮像素子ホルダ２１の前面部に固定されている。

第３レンズ群ＬＧ３は、ズームレンズ鏡筒ＺＬにおけるフォーカスレンズ群であり、３群レンズ枠５１に保持されている。３群レンズ枠５１は、図示を省略するガイド軸を介して光軸方向に直進移動可能に支持されており、ＡＦモータ１６０（図１８）の駆動力によって前後に移動させることができる。

ハウジング２２の内側には、３群レンズ枠５１の支持駆動手段とは別に、鏡筒駆動モータ１５０（図１８）により駆動制御される変倍群（カム環）ブロックが支持されている。変倍群（カム環）ブロックは、カム環１１、繰出筒１２、直進案内環１３及び２群レンズブロック８０を含んでいる。

カム環１１は、繰出筒１２と共にズームレンズ鏡筒ＺＬの外観筒を構成しており、ハウジング２２の内周面に形成したカム環ガイド溝２２ａに対して摺動可能に嵌るガイド突起（不図示）を有する。カム環１１は、鏡筒駆動モータ１５０により回転駆動されるズームギヤ（不図示）の駆動力を受けて回転され、カム環ガイド溝２２ａの案内により回転しながら光軸方向に移動する。ハウジング２２内には直進案内環１３が支持されている。直進案内環１３は、ハウジング２２の内面に形成した直進案内溝を介して光軸方向に直進移動可能に案内されており、カム環１１とは相対回転は可能で光軸方向に共に移動するように結合されている。

図３及び図４に示すように、２群レンズブロック８０は２群レンズ移動環８の前部に偏光フィルタユニット４０を固定した構成であり、２群レンズ移動環８の本体部分を構成する筒状部８ａの後端付近から外径方向に突出する直進案内キー８ｂを、直進案内環１３に形成した光軸方向への長穴である直進案内スロット（不図示）に対して摺動可能に係合させることにより光軸方向へ直進案内されている。直進案内キー８ｂは周方向に位置を異ならせて３つ設けられており、図３及び図４にはそのうちの２つが示されている。

第２レンズ群ＬＧ２は、２群レンズ移動環８の筒状部８ａ内に形成した保持枠部８ｃによって保持されている。２群レンズ移動環８の前部には、偏光フィルタユニット４０とシャッタユニット８１が取り付けられる。シャッタユニット８１は内部に開閉可能なシャッタＳ（図１、図２）を有し、アクチュエータによってシャッタＳを開閉駆動する。偏光フィルタユニット４０は、光軸Ｏを通る光路上に偏光フィルタ４３を挿脱させ、かつ挿入した偏光フィルタ４３を光軸Ｏを中心として回転させることが可能であり、その詳細については後述する。

２群レンズ移動環８の３つの直進案内キー８ｂ上にはそれぞれ２群用カムフォロア８ｄが固定されている。２群用カムフォロア８ｄは、カム環１１の内周面に形成した２群制御カム溝ＣＧ２に対して摺動可能に係合している。２群レンズ移動枠８（２群レンズブロック８０）は直進案内環１３を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環１１が回転すると、２群用カムフォロア８ｄが２群制御カム溝ＣＧ２の案内を受けて、２群レンズ移動枠８（２群レンズブロック８０）が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。

繰出筒１２内には第１レンズ群ＬＧ１が保持されている。繰出筒１２は内面側に設けた直進案内キー（不図示）を直進案内環１３に形成した直進案内溝（不図示）に対して摺動可能に係合させることで光軸方向へ直進案内されている。繰出筒１２の後端付近の外周面上には１群用カムフォロア１２ａが設けられ、この１群用カムフォロア１２ａがカム環１１の内周面に形成した１群制御カム溝ＣＧ１に対して摺動可能に係合している。繰出筒１２は直進案内環１３を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環１１が回転すると、１群用カムフォロア１２ａが１群制御カム溝ＣＧ１の案内を受けて、繰出筒１２が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。

図１８はズームレンズ鏡筒ＺＬを搭載するカメラの電気部品の一部を概念的に示したものである。鏡筒駆動モータ１５０、ＡFモータ１６０、シャッタユニット８１は制御回路７０によって制御される。さらに制御回路７０は偏光フィルタユニット４０に関して後述する制御を行う。

以上の構造からなるズームレンズ鏡筒ＺＬは次のように動作する。図１に示す撮影状態（ズーム域）では、ハウジング２２に対してカム環１１が光軸方向前方に繰り出され、カム環１１の繰り出し量はカム環ガイド溝２２ａの軌跡により制御される。第１レンズ群ＬＧ１を支持する繰出筒１２と、第２レンズ群ＬＧ２を支持する２群レンズブロック８０はそれぞれ、カム環１１の回転に応じてカム溝ＣＧ１、ＣＧ２の案内を受けて光軸方向に相対移動する。

図１に示す撮影状態から鏡筒駆動モータ１５０を鏡筒収納方向に駆動させると、カム環ガイド溝２２ａの案内を受けたカム環１１が回転しながら光軸方向後方へ移動される。繰出筒１２と２群レンズブロック８０（２群レンズ移動枠８）は、カム環１１上のカム溝ＣＧ１、ＣＧ２の軌跡による所定の相対移動を伴いつつ、カム環１１と共に光軸方向後方へ移動する。やがて図２の鏡筒収納状態まで達すると、鏡筒駆動モータ１５０の鏡筒収納方向の駆動が停止される。また、第３レンズ群ＬＧ３を保持する３群レンズ枠５１も、図２に示す後退位置になるようにＡＦモータ１６０によって位置制御される。

偏光フィルタユニット４０に保持された偏光フィルタ４３は、第２レンズ群ＬＧ２の前方へ任意に挿脱させ、かつ光軸Ｏを中心とする回転を行わせることができる。この偏光フィルタ４３の保持と駆動を行う偏光フィルタユニット４０の詳細構造を説明する。図５に示すように、偏光フィルタユニット４０は、ベース部材（支持部材）１００とモータ支持部材（支持部材）４１の間に、フィルタ枠（挿脱部材）４２、偏光フィルタ４３、環状摩擦板（回転連動制御手段）４４、回転環（従動回転部材）４５、原動環（原動回転部材）４６、摩擦シート（回転連動制御手段）４７、保護シート４８、抵抗付与バネ（回転連動制御手段、従動回転部材付勢部材）４９、原動環保持バネ（原動回転部材保持手段、トーションバネ）６２といった部材を保持した構成になっている。

ベース部材１００は、光軸Ｏを中心とする円形状の中央開口１００ａを囲む環状をなし、中央開口１００ａの周囲に、光軸Ｏに対して略直交する支持面１００ｂが前方に向けて形成され、支持面１００ｂの外側に外囲壁部（離脱制御手段）１００ｃを有する。外囲壁部１００ｃは支持面１００ｂから前方に突出し、光軸Ｏを中心とした一定径の内壁面（内周面）を有する円筒状の壁部である。この外囲壁部１００ｃに連続してフィルタ収納壁部（離脱制御手段）１００ｄが形成されている。フィルタ収納壁部１００ｄは外囲壁部１００ｃよりも外径方向に突出しており、外囲壁部１００ｃに比して曲率の大きい部分円筒状の内壁面（内周面）を有する壁部である。図６と図９に示すように、このフィルタ収納壁部１００ｄと外囲壁部１００ｃとの境界付近に、径方向に貫通するセンサ用穴１００ｅが形成されている。外囲壁部１００ｃのうちセンサ用穴１００ｅに臨む縁部に、外囲壁部１００ｃの一部として規制壁部１００ｉが形成されている。規制壁部１００ｉの外側には薄板状のセンサ支持片１００ｊが形成されている。また、外囲壁部１００ｃの外周側には周方向位置を異ならせて３つの係止片１００ｆと、３つの係止突起１００ｈが設けられている。それぞれの係止片１００ｆは前方に突出し、径方向に貫通する穴を有する。

ベース部材１００の後部にシャッタユニット８１が固定されている。シャッタユニット８１はベース部材１００の外囲壁部１００ｃとほぼ同径の外径サイズの環状部を有し、シャッタＳは開かれるとこの環状部内に格納され、閉じられるときに環状部から内径方向に突出する。シャッタユニット８１の環状部の後部に、シャッタＳを駆動させるシャッタアクチュエータ８２が突出している（図１、図２）。図１と図２ではベース部材１００とシャッタユニット８１が一体的に描かれているが、ベース部材１００とシャッタユニット８１は別部材として形成されてから固定される。なお、本発明ではシャッタユニット８１を省略可能であり、シャッタユニット８１と一体化させずに偏光フィルタユニット４０を単独で構成してもよい。

モータ支持部材４１は、ベース部材１００に対応する外径サイズの環状部材であり、内周側には中央開口１００ａよりも大径の前方開口４１ａが形成され、外周上には、ベース部材１００のセンサ用穴１００ｅに対応する位置にセンサ支持部４１ｂが形成され、３つの係止片１００ｆに対応する位置に３つの係止突起４１ｃが形成されている。この３つの係止突起４１ｃをそれぞれ対応する係止片１００ｆの穴に係合させて、モータ支持部材４１とベース部材１００が組み合わされる。モータ支持部材４１のセンサ支持部４１ｂにはフィルタ検知センサ６５が保持される。フィルタ検知センサ６５は、後述するモータ支持部材４１とベース部材１００の組み合わせ状態で、ベース部材１００の規制壁部１００ｉとセンサ支持片１００ｊによる支持も受ける。フィルタ検知センサ６５は、光軸方向に離間する発光部と受光部を有するフォトインタラプタであり、発光部から受光部への光の入射の有無を検出して制御回路７０へ出力する。

図１１ないし図１４に示すように、モータ支持部材４１の内周部には、前方開口４１ａの後方に位置させて挿入規制面４１ｄが形成され、挿入規制面４１ｄの後方には、径方向と光軸方向に位置を異ならせて回転案内面４１ｅと回転案内面４１ｆが形成されている。回転案内面４１ｅと回転案内面４１ｆはいずれも光軸Ｏを中心とする円筒の内面であり、光軸方向の前方に位置する回転案内面４１ｅよりも光軸方向の後方に位置する回転案内面４１ｆの方が大径になっている。回転案内面４１ｆの外周側には、ベース部材１００の外囲壁部１００ｃの前端が嵌合する外周嵌合部４１ｇが形成されている。また、回転案内面４１ｅと回転案内面４１ｆの間の光軸方向位置には、当付凸部４１ｈが後方に向けて突設されている。当付凸部４１ｈは、光軸Ｏを中心とする環状の領域に形成された後方への突出部である。

モータ支持部材４１のモータ支持部４１ｉとベース部材１００のギヤ支持部１００ｇとの間に光軸Ｏと平行なギヤ支持軸６０ａ、６１ａが設けられ、ギヤ支持軸６０ａに第１ギヤ６０、ギヤ支持軸６１ａに第２ギヤ６１がそれぞれ軸支されている（図１４）。モータ支持部４１ｉの前面側には、制御回路７０によって駆動制御されるフィルタ駆動モータ（回転光学要素の駆動源）１８０が支持される。フィルタ駆動モータ１８０は光軸Ｏと平行な方向に回転軸を突出させたステッピングモータであり、この回転軸上にピニオン１８０ａが設けられ、モータ本体のうち回転軸が突出する側の端部に支持板１８０ｂが設けられている。フィルタ駆動モータ１８０はモータ支持部４１ｉに対して支持板１８０ｂを当接させてモータ支持部材４１に固定され、図１４に示すように、この固定状態でピニオン１８０ａが第１ギヤ６０に噛合する。第１ギヤ６０は大径ギヤと小径ギヤからなる２段ギヤであり、ピニオン１８０ａは第１ギヤ６０の大径ギヤに噛合し、第１ギヤ６０の小径ギヤが第２ギヤ６１に噛合する。第２ギヤ６１は原動環４６の外周に形成した周縁ギヤ４６ａに噛合する。

原動環４６は、周縁ギヤ４６ａの内側に光軸Ｏを中心とする環状の回転ガイド部４６ｂを有し、回転ガイド部４６ｂの前端付近の外周部がモータ支持部材４１の回転案内面４１ｅに対して摺動可能に支持されている。この回転案内面４１ｅの案内を受けることにより、原動環４６は光軸Ｏを中心とする回転が可能に支持される。モータ支持部材４１内の挿入規制面４１ｄに対して回転ガイド部４６ｂの前端部が当接することにより、原動環４６はモータ支持部材４１に対する前方への移動が規制される。原動環４６にはさらに、回転ガイド部４６ｂの内径側に光軸Ｏと直交する方向に延びる環状フランジ４６ｃが形成され、環状フランジ４６ｃ上に光軸方向に貫通する回転伝達穴４６ｄ（図６、図９、図１１）が形成される。環状フランジ４６ｃの内縁部は、ベース部材１００の中央開口１００ａよりも大径の中央開口４６ｆとなっている。また、環状フランジ４６ｃの後面側には、周方向に位置を異ならせて３つの後方突出部４６ｅ（図７、図１０、図１２）が形成されており、後方突出部４６ｅをベース部材１００の支持面１００ｂに当接させることで、原動環４６の後方への移動が規制される（図１２）。つまり、原動環４６は、挿入規制面４１ｄと支持面１００ｂに挟まれてモータ支持部材４１とベース部材１００に対する光軸方向の移動が規制され、光軸Ｏを中心とする回転は可能となっている。

図１１ないし図１４に示すように、回転環４５は原動環４６の回転ガイド部４６ｂの外側を囲む位置に配された環状部材であり、その外周部がモータ支持部材４１の回転案内面４１ｆに対して摺動可能に支持されている。この回転案内面４１ｆの案内を受けることにより、回転環４５は光軸Ｏを中心とする回転が可能に支持される。回転環４５の前方に環状摩擦板４４が位置し、環状摩擦板４４の前方には摩擦シート４７が位置する。環状摩擦板４４と摩擦シート４７はそれぞれ光軸Ｏを中心とする薄板の環状部材であり、回転環４５に対応する径サイズを有する。回転環４５の外周部に設けた係合突起４５ａと、環状摩擦板４４に設けた係合片部４４ａを係合させることで環状摩擦板４４と回転環４５が結合される（図１２）。より詳しくは、係合片部４４ａには係合突起４５ａを挿入させるスリットが形成され、このスリットは、光軸方向への係合突起４５ａの若干の相対移動を許す長さになっている。一方、光軸Ｏを中心とする周方向へは、係合片部４４ａのスリットに対して係合突起４５ａが移動を規制されて係合している。つまり、回転環４５と環状摩擦板４４は、回転方向には一体化され、光軸方向には若干の相対移動が許容された状態で結合されている。摩擦シート４７は、環状摩擦板４４とモータ支持部材４１の当付凸部４１ｈとの間に挿入されており、摩擦シート４７が当付凸部４１ｈに当接することで、環状摩擦板４４（環状摩擦板４４と回転環４５の結合体）の前方への移動が規制される。

一方、回転環４５は後面側に設けた複数の後方突出部４５ｂをベース部材１００の支持面１００ｂに当接させることで、後方への移動が規制される（図１２）。つまり、回転環４５はモータ支持部材４１の当付凸部４１ｈとベース部材１００の支持面１００ｂの間に挟まれる光軸方向位置にあり、当付凸部４１ｈと回転環４５の間に環状摩擦板４４と摩擦シート４７が挿入された関係にある。回転環４５には、前方に向けて開口するバネ支持穴４５ｃが周方向位置を異ならせて３つ形成され、それぞれのバネ支持穴４５ｃ内に抵抗付与バネ４９が挿入されている（図１２）。抵抗付与バネ４９は、前端部を環状摩擦板４４に当接させ、後端部をバネ支持穴４５ｃの底面に当接させた圧縮バネであり、環状摩擦板４４と回転環４５を光軸方向における離間方向に付勢している。すなわち、環状摩擦板４４を前方、回転環４５を後方に付勢している。この抵抗付与バネ４９の付勢力によって、摩擦シート４７が当付凸部４１ｈに対して押し付けられ、回転環４５の後方突出部４５ｂが支持面１００ｂに対して押し付けられ、環状摩擦板４４と回転環４５の結合体に対して光軸Ｏを中心とする回転方向へ所定の大きさの摩擦抵抗が付与される。なお、摩擦シート４７は環状摩擦板４４に対する摩擦の大きさを調整するものであり、環状摩擦板４４と当付凸部４１ｈの間で十分な摩擦力が得られる場合には摩擦シート４７を省略することも可能である。

フィルタ枠４２は概ね半月状の形状をなす薄板部材であり、一端部付近に前方へ突出する第１支持軸（軸支部）４２ａと第２支持軸（回転伝達部）４２ｂが形成され、他端部に内径方向へ折れる鈎状のストッパ突起（挿入制御手段）４２ｃが設けられている。フィルタ枠４２の中央部分には円形のフィルタ開口４２ｄが形成され、フィルタ開口４２ｄを挟んだ外径側と内径側に、外径方向に突出する円弧状をなす外径側縁部（離脱制御手段）４２ｅと、概ね直線状をなす内径側縁部４２ｆが形成されている。また、外径側縁部４２ｅに隣接する位置にセンサ通過片４２ｇが形成されている。センサ通過片４２ｇは、フィルタ枠４２の本体部分と一体に形成され、光軸Ｏと直交する平面に沿って延設された突出部である。フィルタ枠４２の前面側に偏光フィルタ４３が固定される。偏光フィルタ４３は、フィルタ開口４２ｄの全体を覆い、かつ第１支持軸４２ａ、第２支持軸４２ｂ、ストッパ突起４２ｃ及びセンサ通過片４２ｇとは重ならない形状をなしている。

図１１に示すように、フィルタ枠４２の第１支持軸４２ａは、回転環４５に形成した軸穴４５ｅに対して挿入されている。第１支持軸４２ａは円筒状の外周面形状を有し、軸穴４５ｅはこれに対応する円筒状の内周面形状を有する。これにより、フィルタ枠４２は回転環４５に対して第１支持軸４２ａを中心とする回動（揺動）が可能に支持されている。フィルタ枠４２の第２支持軸４２ｂは、原動環４６に形成した回転伝達穴４６ｄに対して嵌合している。図６や図９に示すように、第２支持軸４２ｂは円筒状の外周面形状を有する一方、回転伝達穴４６ｄは光軸Ｏを中心とする径方向への長穴として形成されており、回転伝達穴４６ｄの対向する一対の内面によって第２支持軸４２ｂを挟むことにより、原動環４６の回転力を第２支持軸４２ｂに伝える。つまり、第２支持軸４２ｂと回転伝達穴４６ｄの嵌合関係により、フィルタ枠４２は原動環４６と共に光軸Ｏを中心として回転する。回転伝達穴４６ｄが径方向への長穴であるため、原動環４６に対するフィルタ枠４２の径方向への若干量の相対移動が許容される。

フィルタ枠４２は、後述する回転環４５と原動環４６の動作によって、フィルタ開口４２ｄの中心を光軸Ｏと一致させる挿入位置（図９、図１０、図１５（Ｂ）ないし（Ｆ）、図１６（Ｃ）ないし（Ｅ）、図１７（Ａ））と、光軸Ｏを通る光路上からフィルタ開口４２ｄを離脱させた完全離脱位置（図６、図７、図１５（Ａ）、図１６（Ａ）、図１７（Ｆ））との間で移動可能である。フィルタ枠４２の完全離脱位置では、外径側縁部４２ｅがフィルタ収納壁部１００ｄの内周面に近接しており、さらなる離脱方向（外径方向）へのフィルタ枠４２の回動が、外径側縁部４２ｅとフィルタ収納壁部１００ｄとの当接によって規制される。外径側縁部４２ｅがフィルタ収納壁部１００ｄに対応しない回転方向位置にあるときは、図１７（Ｂ）ないし（Ｄ）のように、外径側縁部４２ｅが外囲壁部１００ｃの内周面に当接することによって、完全離脱位置よりも手前（内径側）の制限離脱位置で、光軸Ｏからの離脱方向（外径方向）へのフィルタ枠４２の回動が制限される。図１２に示すように、回転環４５と原動環４６にフィルタ枠４２を支持させた状態で、フィルタ枠４２と回転環４５の後方突出部４５ｂは光軸方向における同位置にあり(共通の光軸直交平面内に位置し)、フィルタ枠４２を挿入位置に回動させると、図１０のように複数の後方突出部４５ｂのうちの１つに対してストッパ突起４２ｃが当接して、フィルタ枠４２のそれ以上の挿入方向への回動が規制される。このフィルタ枠４２の挿入位置でのストッパ突起４２ｃの当接対象である後方突出部４５ｂをストッパ部（挿入制御手段）４５ｂ-１と呼ぶ。なお、ストッパ部４５ｂ-１は、他の後方突出部４５ｂのようにベース部材１００の支持面１００ｂへ当接させず、フィルタ枠４２の回動規制のみを行う部位とすることも可能である。

回転環４５及び原動環４６とフィルタ枠４２との間には、薄板状の保護シート４８が支持される。保護シート４８は、回転環４５及び原動環４６に対するフィルタ枠４２の引っ掛かりを防いでスムーズな動作を行わせる機能を有しており、光軸Ｏが通る中央付近から外径側に向けて貫通する開放開口４８ａを有するＣ字状の形状をなしている。開放開口４８ａを挟んで一対の位置決め穴４８ｂが形成され、それぞれの位置決め穴４８ｂに対して回転環４５に突設した位置決め突起４５ｄ（図７、図１０）が係合することにより、保護シート４８は回転環４５に対して固定的に支持されている。保護シート４８には、開放開口４８ａの周囲に周方向に位置を異ならせて３つの周方向長穴４８ｃが形成されている。それぞれの周方向長穴４８ｃは光軸Ｏを中心とする円弧状の長穴であり、各周方向長穴４８ｃに対して原動環４６の後方突出部４６ｅが挿入されている。周方向長穴４８ｃは後方突出部４６ｅよりも周方向に長く、保護シート４８及び回転環４５に対する原動環４６の所定量の相対回転を許す。３つの周方向長穴４８ｃのうちの１つに連通させて、第１支持軸４２ａや第２支持軸４２ｂとの干渉を防ぐ逃げ穴４８ｄが形成されている（図５、図１０、図１１）。また、保護シート４８は、回転環４５の後方突出部４５ｂと重なる位置に複数の切欠き４８ｅを有しており、回転環４５の後部に支持させたときに後方突出部４５ｂと干渉しない。

回転環４５と原動環４６に原動環保持バネ６２が係着されている。原動環保持バネ６２は、光軸方向に軸線を向けたコイル状の環状部６２ａを有するトーションバネであり、環状部６２ａから外径方向に突出して後方に曲げられた第１端部６２ｂと、環状部６２ａから内径方向に突出する第２端部６２ｃを有し、第１端部６２ｂと第２端部６２ｃの周方向間隔を変化させる態様で弾性変形が可能である。図７、図１０、図１９ないし図２１に示すように、回転環４５には原動環保持バネ６２の第１端部６２ｂが係合するバネ掛け部４５ｓが形成され、原動環４６には原動環保持バネ６２の第２端部６２ｃが係合するバネ掛け部４６ｓが形成されている。バネ掛け部４５ｓは、回転環４５において光軸Ｏを中心とする径方向に形成された長溝であり、長手方向の一端部が原動環４６に臨む内径側に開口すると共に、光軸方向に貫通してその後部が後方突出部４５ｂ(ストッパ部４５ｂ-１)の後端面に開口している。バネ掛け部４６ｓは、原動環４６の環状フランジ４６ｃに光軸Ｏを中心とする径方向に形成された長溝であり、長手方向の一端部が回転環４５に臨む外径側に開口し、光軸方向には環状フランジ４６ｃを貫通している。

原動環保持バネ６２は、原動環４６の回転ガイド部４６ｂの外周面上に環状部６２ａを支持させ、第１端部６２ｂをバネ掛け部４５ｓに係合させ、第２端部６２ｃをバネ掛け部４６ｓに係合させる。フィルタ駆動モータ１８０を駆動しない状態では、原動環４６がギヤの噛合関係によって停止され、回転環４５も抵抗付与バネ４９により付与される荷重によって回転方向の一定位置に保持されている。原動環保持バネ６２は、この回転環４５と原動環４６に対して係合させることで、自由状態から第１端部６２ｂと第２端部６２ｃの周方向間隔を変化させる撓みを生じ、その撓みを解放しようとする力によって回転環４５と原動環４６を相対的に回転方向に付勢する。詳細には、原動環保持バネ６２がチャージされると、回転環４５に対して原動環４６を図１５と図１６に示すＮ１方向に付勢する。この原動環保持バネ６２による荷重の大きさは、回転環４５と原動環４６の相対位置変化によって変化するが、その荷重が常に抵抗付与バネ４９から回転環４５に与えられる荷重（回転抵抗）よりも小さくなるように設定されている。そのため、原動環保持バネ６２を取り付けた状態でも抵抗付与バネ４９による回転環４５の保持は維持される。Ｎ１方向は、フィルタ枠４２を挿入位置に回動させ、かつ挿入位置にあるフィルタ枠４２を光軸Ｏを中心に回転させるための原動環４６の駆動方向に相当し、その詳細は後述する。

偏光フィルタユニット４０を組み立てる際には、モータ支持部材４１に対して後方側から各部材を組み付け、最後にモータ支持部材４１の後部にベース部材１００を取り付ける。詳細には、まず原動環４６の回転ガイド部４６ｂの前端部を、モータ支持部材４１の挿入規制面４１ｄに当接させる。これにより原動環４６は、モータ支持部材４１に対する前方への移動が規制されると共に、回転案内面４１ｅに沿う光軸中心の回転が可能に支持される。原動環４６に対し、回転ガイド部４６ｂ上に環状部６２ａを支持させ、第２端部６２ｃをバネ掛け部４６ｓに係合させて原動環保持バネ６２が支持される。続いて、環状摩擦板４４とモータ支持部材４１の当付凸部４１ｈの間に摩擦シート４７を挟持させつつ、環状摩擦板４４と回転環４５の結合体をモータ支持部材４１に組み付ける。これにより環状摩擦板４４と回転環４５は、モータ支持部材４１に対する前方への移動が規制されると共に、回転案内面４１ｆに沿う光軸中心の回転が可能に支持される。なお、環状摩擦板４４と回転環４５は、抵抗付与バネ４９を互いの間に挿入したアッセンブリとして予め組み立てておくことが望ましい。また、回転環４５のバネ掛け部４５ｓに対して原動環保持バネ６２の第１端部６２ｂが係合され、原動環保持バネ６２によって回転環４５と原動環４６の間に回転方向の荷重が作用するようになる。さらに回転環４５の後部に保護シート４８が取り付けられ、保護シート４８に形成した周方向長穴４８ｃに対して原動環４６の後方突出部４６ｅが挿入される。この段階で、回転環４５の軸穴４５ｅと原動環４６の回転伝達穴４６ｄが後方に向けて露出しており、軸穴４５ｅと回転伝達穴４６ｄに対してそれぞれに対応する第１支持軸４２ａと第２支持軸４２ｂを挿入させてフィルタ枠４２を組み付ける。フィルタ枠４２には偏光フィルタ４３を予め取り付けておく。

最後に、外周嵌合部４１ｇに対して外囲壁部１００ｃの前端を嵌合させ、かつ３つの係止突起４１ｃと係止片１００ｆを係合させて、モータ支持部材４１の後部にベース部材１００を固定する。各係止突起４１ｃは、後方から前方に進むにつれて外径方向への突出量を大きくするテーパー面を有し、モータ支持部材４１に対してベース部材１００を相対的に前方に移動させると、係止片１００ｆが弾性変形しながら係止突起４１ｃのテーパー面を乗り越え、係止片１００ｆの穴が係止突起４１ｃに対応する位置まで達すると、係止片１００ｆの弾性変形が解除されて係止突起４１ｃとの係合状態が維持される。こうしてモータ支持部材４１とベース部材１００を組み合わせた状態では、モータ支持部材４１内に組み付けた各部材の後方への脱落が、ベース部材１００の支持面１００ｂによって防がれる。つまり、モータ支持部材４１とベース部材１００の間に各部材が保持される。また、抵抗付与バネ４９が環状摩擦板４４と回転環４５の間で圧縮された状態になり、環状摩擦板４４と回転環４５に対して前述した摩擦抵抗が作用するようになる。

以上のように組み立てた偏光フィルタユニット４０（シャッタユニット８１を含む）は、筒状部８ａの前端部に形成した挿入規制部８ｅ（図１、図２、図４）に対してシャッタユニット８１の後部を当接させて、２群レンズ移動環８の前部に固定される。２群レンズ移動環８は筒状部８ａから前方に突出する３つの係止片８ｆを有し、この係止片８ｆをそれぞれベース部材１００の係止突起１００ｈに係合させることで、偏光フィルタユニット４０が固定される。各係止片８ｆは、径方向に貫通する穴を有している。各係止突起１００ｈは、後方から前方に進むにつれて外径方向への突出量を大きくするテーパー面を有し、偏光フィルタユニット４０に対して２群レンズ移動環８を相対的に前方に移動させると、係止片８ｆが弾性変形しながら係止突起１００ｈのテーパー面を乗り越え、係止片８ｆの穴が係止突起１００ｈに対応する位置まで達すると、係止片８ｆの弾性変形が解除されて係止突起１００ｈとの係合状態が維持される。

図１８に示すように、ズームレンズ鏡筒ＺＬが搭載されるカメラには、偏光フィルタユニット４０に関する操作手段として、フィルタ挿入スイッチ７１、フィルタ離脱スイッチ７２、フィルタ回転スイッチ７３が設けられている。

以上の構成による偏光フィルタユニット４０の動作を説明する。前述のように、偏光フィルタユニット４０は、モータ支持部材４１とベース部材１００の間に、環状摩擦板４４、回転環４５、原動環４６、摩擦シート４７、保護シート４８といった環状の部材を保持しており、これらの各部材が光路（光軸Ｏ）上に有する開口よりもベース部材１００の中央開口１００ａの方が小径である（図１１ないし図１４参照）。つまり、フィルタ枠４２と偏光フィルタ４３を除いた偏光フィルタユニット４０における光路上の最小開口は、ベース部材１００の中央開口１００ａによって規定される。偏光フィルタ４３は、この中央開口１００ａの前方に進出する挿入状態と、中央開口１００ａの外径側に離脱する離脱状態にすることが可能であり、さらに挿入状態では光軸Ｏを中心とする回転（自転）を行うことができる。光路に対する偏光フィルタ４３の挿脱は、前述したフィルタ枠４２の挿入位置と完全離脱位置との回動によって行われ、挿入状態での偏光フィルタ４３の回転は、回転環４５と原動環４６の回転によって行われる。

図６、図７、図１５（Ａ）、図１６（Ａ）、図１７（Ｆ）は偏光フィルタ４３の離脱状態を示している。フィルタ枠４２は、ベース部材１００のフィルタ収納壁部１００ｄ内に進入した完全離脱位置にあり、フィルタ収納壁部１００ｄの内壁面に沿って外径側縁部４２ｅが位置し、フィルタ枠４２のそれ以上の離脱位置方向(外径方向）への回動が規制される。フィルタ枠４２の内径側縁部４２ｆはベース部材１００の中央開口１００ａよりも外径側に位置していて、フィルタ枠４２が中央開口１００ａを通る光束を遮ることがない。フィルタ枠４２のセンサ通過片４２ｇが、センサ用穴１００ｅを通して、フィルタ検知センサ６５を構成するフォトインタラプタの発光部と受光部の間に進入している。センサ通過片４２ｇによってフォトインタラプタの受光部への光の入射が遮られることで、フィルタ枠４２が完全離脱位置にあることが検出される。回転環４５は抵抗付与バネ４９の付勢力による回転方向への摩擦抵抗によって回転方向の一定位置に保持されている。また、回転環４５と原動環４６の間には原動環保持バネ６２による荷重（原動環４６を図１５及び図１６のＮ１に示す方向へ押圧する荷重）が作用している。原動環保持バネ６２による荷重はフィルタ枠４２が完全離脱位置にあるとき最大となるが、この原動環保持バネ６２の最大荷重は、３つの抵抗付与バネ４９から回転環４５に与えられる荷重より小さく、回転環４５の位置設定には影響しない。換言すれば、抵抗付与バネ４９によって回転環４５を保持するときに、原動環保持バネ６２の荷重によって回転環４５の回転方向位置を変化させてしまうことはない。

フィルタ挿入スイッチ７１の操作によって偏光フィルタ４３の挿入動作が実行される。偏光フィルタ４３の挿入時には、フィルタ駆動モータ１８０によって原動環４６が図１５及び図１６のＮ１方向に回転される。Ｎ１は、偏光フィルタ４３を挿入させる方向の回転である。原動環４６がＮ１方向に回転すると、回転伝達穴４６ｄの側面からフィルタ枠４２の第２支持軸４２ｂに対して光軸中心の回転方向の力が伝えられる。ここで、フィルタ枠４２の第１支持軸４２ａを軸穴４５ｅで支持する回転環４５には、抵抗付与バネ４９の付勢力によって回転方向への摩擦抵抗が作用しており、第１支持軸４２ａと偏心した位置にある第２支持軸４２ｂを原動環４６によってＮ１方向に押圧されたフィルタ枠４２が、第１支持軸４２ａと軸穴４５ｅの軸線を中心として、完全離脱位置から挿入位置方向へ回動しようとする。しかし、センサ用穴１００ｅに挿入されたフィルタ枠４２のセンサ通過片４２ｇに対向して、光軸Ｏに近い径方向内側にベース部材１００の規制壁部１００ｉが位置しており、センサ通過片４２ｇと規制壁部１００ｉの当接によって挿入位置方向へのフィルタ枠４２の回動が規制される。すると、第１支持軸４２ａと軸穴４５ｅの嵌合によってフィルタ枠４２から回転環４５に伝達されるＮ１方向の回転駆動力が、抵抗付与バネ４９の付勢力による摩擦抵抗を上回り、回転環４５（環状摩擦板４４と回転環４５と保護シート４８の結合体）が原動環４６と共にＮ１方向に回転する。回転環４５に伴ってフィルタ枠４２もＮ１方向に回転し、センサ通過片４２ｇがセンサ用穴１００ｅから抜ける。

これにより、規制壁部１００ｉによる規制が解除されてフィルタ枠４２が挿入位置へ回動可能になる。抵抗付与バネ４９の付勢力は、フィルタ枠４２の挿脱方向の回動が規制されない状態では、フィルタ枠４２のみを挿脱方向に回動させて回転環４５を回転させない摩擦抵抗を与える大きさに設定されている。また、原動環保持バネ６２によって回転環４５と原動環４６の間に作用する荷重が、回転環４５を一定位置に保持させようとする抵抗付与バネ４９の力よりも常に小さくなるように設定されている。よって、センサ通過片４２ｇがセンサ用穴１００ｅから抜けると、回転環４５が原動環４６と連れ回りせずに停止した状態になり、第２支持軸４２ｂを原動環４６によってＮ１方向に押圧されたフィルタ枠４２が、第１支持軸４２ａと軸穴４５ｅの軸線を中心として、完全離脱位置から挿入位置方向への回動を開始する（図１６（Ｂ））。この回転環４５に対する原動環４６の相対回動時には、後方突出部４６ｅが周方向長穴４８ｃ内を周方向に移動し、保護シート４８が原動環４６の回転を妨げない。回転環４５に対して原動環４６がＮ１方向に相対回転すると、原動環保持バネ６２のチャージが徐々に解除されて荷重が小さくなる。

フィルタ枠４２が図９、図１０、図１５（Ｂ）、図１６（Ｃ）の挿入位置まで達すると、回転環４５に設けたストッパ部４５ｂ-１（複数の後方突出部４５ｂのうちの１つ）に対してストッパ突起４２ｃが当接する。このときフィルタ枠４２のフィルタ開口４２ｄの中心が光軸Ｏと一致し、偏光フィルタ４３がベース部材１００の中央開口１００ａの前方の光路上に挿入された状態になる。ストッパ突起４２ｃがストッパ部４５ｂ-１に当接すると、回転環４５に対するフィルタ枠４２の挿入位置方向への回動が規制される。

フィルタ枠４２を挿入させた状態の原動環４６と回転環４５の間で、原動環保持バネ６２による荷重が作用している。この荷重によって、ピニオン１８０ａから第１ギヤ６０と第２ギヤ６１を経て周縁ギヤ４６ａに至る各ギヤ間のバックラッシュなどを起因とする原動環４６のガタつきや位置ずれが防止され、フィルタ枠４２を挿入位置に安定して保持させることができる。また、原動環４６を回転駆動させる際にも、原動環保持バネ６２の荷重によって原動環４６を円滑に動作させることができる。

フィルタ枠４２が挿入位置にある状態で、フィルタ回転スイッチ７３の操作に応じて偏光フィルタ４３を光軸中心に回転させることができる。偏光フィルタ４３の光軸中心の回転を行わせるときには、フィルタ駆動モータ１８０によって原動環４６がＮ１方向に回転される。すると、回転伝達穴４６ｄと第２支持軸４２ｂとの嵌合関係によってフィルタ枠４２に対してＮ１方向の回転力が伝えられる。ここで、ストッパ突起４２ｃとストッパ部４５ｂ-１の当接によって回転環４５に対するフィルタ枠４２の挿入位置方向への回動が規制されているため、第１支持軸４２ａと軸穴４５ｅの嵌合によってフィルタ枠４２から回転環４５に伝達されるＮ１方向の回転駆動力が、抵抗付与バネ４９の付勢力による摩擦抵抗を上回り、回転環４５（環状摩擦板４４と回転環４５と保護シート４８の結合体）が原動環４６と共にＮ１方向に回転する（図１５（Ｃ）〜（Ｆ）、図１６（Ｄ）〜（Ｅ））。回転環４５と原動環４６が連れ回りする状態では、フィルタ枠４２の第１支持軸４２ａと第２支持軸４２ｂが挿入する軸穴４５ｅと回転伝達穴４６ｄの相対位置が変化しないため、フィルタ枠４２は偏光フィルタ４３を光路上に挿入した挿入位置を保ちつつ、回転環４５及び原動環４６と共に光軸Ｏを中心として回転する。つまり、偏光フィルタ４３が光軸Ｏを中心として回転される。フィルタ駆動モータ１８０を停止させると偏光フィルタ４３の回転が停止する。

フィルタ離脱スイッチ７２の操作によって偏光フィルタ４３の離脱動作が実行される。偏光フィルタ４３の離脱時には、フィルタ駆動モータ１８０によって原動環４６が図１７のＮ２方向に回転される。Ｎ２は、偏光フィルタ４３を離脱させる方向の回転であり、原動環４６は原動環保持バネ６２によるＮ１方向の付勢力に抗して回転駆動される。原動環４６のＮ２方向の回転力が回転伝達穴４６ｄと第２支持軸４２ｂを介してフィルタ枠４２に対して伝えられると、回転環４５に対してフィルタ枠４２が、第１支持軸４２ａと軸穴４５ｅの軸線を中心として、ストッパ突起４２ｃをストッパ部４５ｂ-１から離間させる方向、すなわち挿入位置から離脱位置方向へ回動される。このとき回転環４５には抵抗付与バネ４９の付勢力による摩擦抵抗が作用しており、回転環４５は原動環４６と連れ回りせずに停止した状態を保つ。回転環４５に対して原動環４６がＮ２方向に相対回転すると、原動環保持バネ６２が徐々にチャージされて荷重が大きくなる。

フィルタ枠４２が離脱位置方向へ向けて回動すると、図１７（Ｂ）のように、フィルタ枠４２の外径側縁部４２ｅがベース部材１００の外囲壁部１００ｃの内壁面に当接し、フィルタ枠４２が完全離脱位置よりも離脱量の小さい制限離脱位置で停止される。この状態で原動環４６をさらにＮ２方向に回転させると、フィルタ枠４２の第１支持軸４２ａと軸穴４５ｅの嵌合によって回転環４５に伝達されるＮ２方向の回転駆動力が、抵抗付与バネ４９の付勢力による摩擦抵抗を上回り、回転環４５（環状摩擦板４４と回転環４５と保護シート４８の結合体）が原動環４６と共に回転する。回転環４５と原動環４６がＮ２方向に連れ回りすると、図１７（Ｃ）〜（Ｄ）のように外囲壁部１００ｃに対して外径側縁部４２ｅを摺接させながら、フィルタ枠４２が光軸Ｏを中心とするＮ２方向の回転動作を行う。

ベース部材１００の外囲壁部１００ｃとフィルタ収納壁部１００ｄの境界部を超える位置までフィルタ枠４２がＮ２方向に回転されると、フィルタ枠４２は、外囲壁部１００ｃによる制限離脱位置での保持が解除され、図１７（Ｅ）のように外径側縁部４２ｅをフィルタ収納壁部１００ｄの内壁面に当接させる位置まで離脱位置方向へ回動され、外径側縁部４２ｅをフィルタ収納壁部１００ｄの内壁面に対して摺接させながら引き続きＮ２方向に回転される。外囲壁部１００ｃの内壁面は光軸Ｏを中心とする円筒面であるため、フィルタ枠４２が外囲壁部１００ｃに対して外径側縁部４２ｅを摺接させている図１７（Ｃ）〜（Ｄ）の状態では、回転環４５と原動環４６は一体的に回転されている。一方、フィルタ収納壁部１００ｄの内壁面は、外囲壁部１００ｃの内壁面よりも曲率の大きい曲面であるため、外径側縁部４２ｅをフィルタ収納壁部１００ｄの内壁面に沿って移動させるときのフィルタ枠４２は、光軸Ｏを中心とするＮ２方向への回転動作（原動環４６に伴う回転）に加えて、第１支持軸４２ａと軸穴４５ｅの軸線を中心とする回動（回転環４５に対する相対回動）も行う。この回転環４５に対するフィルタ枠４２の相対回動時には、Ｎ２方向への回転を継続する原動環４６と、抵抗付与バネ４９による摩擦抵抗で回転停止しようとする回転環４５との間で単位時間あたりの回転量に差が生じ、回転環４５よりも原動環４６の方が回転量が大きくなる。これによりフィルタ枠４２が完全離脱位置まで回動される。つまり、フィルタ収納壁部１００ｄの内壁面が、フィルタ枠４２を制限離脱位置から完全離脱位置まで案内するガイド面として機能する。そして、フィルタ枠４２の離脱動作の最終段階で、センサ通過片４２ｇがセンサ用穴１００ｅを通してフィルタ検知センサ６５の発光部と受光部の間に進入し、フィルタ枠４２の完全離脱位置への到達が検出される。このセンサ検出に応じてフィルタ駆動モータ１８０が停止され、偏光フィルタ４３の離脱動作が完了する（図１７（Ｆ））。換言すれば、フィルタ枠４２は、フィルタ収納壁部１００ｄの内壁面によって案内されるときの光軸中心（Ｎ２方向）回転と第１支持軸４２ａを中心とする回動との複合動作によって、確実に完全離脱位置まで到達すると共に、センサ通過片４２ｇをフィルタ検知センサ６５による検出位置まで進入させるようになっている。

なお、特定の回転方向位置からフィルタ枠４２の離脱動作を開始した場合は、外径側縁部４２ｅが外囲壁部１００ｃに当接する制限離脱位置の段階を経ずに、最初から図１７（Ｅ）のようにフィルタ収納壁部１００ｄの内壁面に当接する。この場合も離脱動作の最終段階は前述と同様であり、フィルタ枠４２は、第１支持軸４２ａを中心とする回動を行いながらＮ２方向に回転し、センサ通過片４２ｇをセンサ用穴１００ｅに進入させて完全離脱位置に達する。

以上の偏光フィルタユニット４０では、光路上への偏光フィルタ４３の挿脱動作と光路上での偏光フィルタ４３の回転動作を、回転環４５と原動環４６の相対回転と一体回転の切り替えによって行わせており、偏光フィルタ４３を保持して挿脱方向に移動されるフィルタ枠４２は、複雑な可動部を備えない小型軽量な薄板部材となっている。そのため、偏光フィルタ４３の駆動機構の光軸方向での薄型化を図ることができる。また、偏光フィルタ４３を動作させる際の駆動負荷を小さく抑えることができ、省電力性や動作の応答性についても優れている。

さらに、原動環４６に対して原動環保持バネ６２による荷重を付与することにより、フィルタ駆動モータ１８０からの駆動力を伝達するギヤ列を構成する各ギヤ（ピニオン１８０ａ、第１ギヤ６０、第２ギヤ６１、周縁ギヤ４６ａ）間のバックラッシを吸収して、原動環４６のガタつきや位置ずれが抑えられる。これにより、偏光フィルタ４３の挿入状態でのフィルタ枠４２の安定した保持や、フィルタ枠４２の円滑な挿脱動作を実現している。原動環４６に対する原動環保持バネ６２の付勢力は、偏光フィルタ４３を光路上に挿入させるＮ１方向（フィルタ枠４２の挿入位置を決めるストッパ突起４２ｃとストッパ部４５ｂ-１を当接させる方向）へ作用しているため、特にフィルタ挿入状態での安定保持性に優れている。原動環保持バネ６２は回転環４５と原動環４６の隙間に挿入されるリング状部材であるため、配置のために余分なスペースを必要としない。なお、前述のように、フィルタ枠４２が完全離脱位置にあるときに原動環保持バネ６２の荷重が最大となるが、この原動環保持バネ６２の最大荷重が３つの抵抗付与バネ４９の合計荷重よりも小さく設定されている（原動環保持バネ６２の荷重が抵抗付与バネ４９の荷重よりも常に小さくなっている）ため、回転環４５に対して原動環４６を回転方向に差動させるフィルタ枠４２の挿脱動作時に、回転環４５を原動環４６に連れ回りさせてしまうことがなく、抵抗付与バネ４９によって回転環４５を確実に停止させておくことができる。

図２２は、原動環４６に対して荷重を与える保持部材として、原動環保持バネ６２と異なる原動環保持バネ（原動回転部材保持手段、光軸方向付勢バネ）１６２を用いた別実施形態である。原動環保持バネ１６２は、原動環保持バネ６２における環状部６２ａと同様に光軸Ｏを囲む圧縮コイルバネであり、光軸方向に伸縮可能で、原動環４６の回転ガイド部４６ｂの後面と、回転環４５の内径側に形成したバネ当接部４５ｔとに挟まれた光軸方向位置に圧縮状態で挿入されている。図２２には原動環保持バネ１６２の一部断面のみが示されている。原動環４６は原動環保持バネ１６２によって光軸方向前方へ付勢され、モータ支持部材４１の挿入規制面４１ｄに当て付くことで、原動環４６に所定の回転抵抗が作用する。これにより、先の実施形態と同様に原動環４６を安定させる効果が得られる。原動環保持バネ１６２の荷重は３つの抵抗付与バネ４９の合計荷重よりも小さく、フィルタ枠４２が回動規制されない状態で原動環４６を回転駆動させたときには、抵抗付与バネ４９の力によって回転環４５の連れ回りを防ぎ、フィルタ枠４２の挿脱動作を行わせることができる。なお、先の実施形態の原動環保持バネ６２と異なり、光軸方向に伸縮する原動環保持バネ１６２は、回転環４５と原動環４６の相対回転による荷重変動を生じないため、荷重の設定が容易である。

以上、図示実施形態に基づき説明したが、本発明は図示実施形態に限定されるものではなく、偏光フィルタ４３の駆動装置の細部に関し、発明の要旨を逸脱しない範囲で図示実施形態と異なる構成を採用することも可能である。

例えば、図示実施形態の偏光フィルタユニット４０では、フィルタ枠４２の挿入位置を決める挿入制御手段として、フィルタ枠４２のストッパ突起４２ｃと回転環４５のストッパ部４５を用いているが、原動環４６の所定箇所に対する当接によってフィルタ枠４２の挿入方向の回動を規制することも可能である。また、フィルタ枠４２を直接当接させるのではなく、回転環４５と原動環４６や、保護シート４８と原動環４６のように相対回転可能な関係にある部材間に、フィルタ枠４２が挿入位置に達したときに相互当接して相対回転を停止させる部位を設けても同様の動作を行わせることができる。

また、図示実施形態の偏光フィルタユニット４０では、フィルタ枠４２の離脱位置（制限離脱位置や完全離脱位置）を決める離脱制御手段として、フィルタ枠４２の外径側縁部４２ｅとベース部材１００の外囲壁部１００ｃ及びフィルタ収納壁部１００ｄとを用いているが、外囲壁部１００ｃやフィルタ収納壁部１００ｄの内壁面に対応する形状の周面カムをモータ支持部材４１やベース部材１００に別途形成し、この周面カムの案内を受ける被ガイド部をフィルタ枠４２に形成することによって、フィルタ枠４２の離脱位置を定めてもよい。

また、図示実施形態では、フィルタ挿入スイッチ７１、フィルタ離脱スイッチ７２及びフィルタ回転スイッチ７３の操作によって偏光フィルタ４３の挿脱動作と光路上での回転動作を行わせるとしているが、これ以外の操作手段によって偏光フィルタの動作を行わせてもよい。あるいは、手動操作によらず自動制御で偏光フィルタ４３を動作させるタイプの光学機器にも適用が可能である。

また、図示実施形態は回転光学要素として偏光フィルタ４３を適用しているが、偏光フィルタ以外にもクロスフィルタや多面効果フィルタなど、光路上に挿入された状態で回転することにより光学的効果を生ずる光学要素の駆動装置であれば、本発明は適用可能である。

ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群
ＬＧ３ 第３レンズ群
Ｏ 光軸
Ｓ シャッタ
ＺＬ ズームレンズ鏡筒
８ ２群レンズ移動環
８ｅ 挿入規制部
８ｆ 係止片
１１ カム環
１２ 繰出筒
１３ 直進案内環
２１ 撮像素子ホルダ
２２ ハウジング
２６ 撮像素子
４０ 偏光フィルタユニット
４１ モータ支持部材（支持部材）
４１ａ 前方開口
４１ｂ センサ支持部
４１ｃ 係止突起
４１ｄ 挿入規制面
４１ｅ ４１ｆ 回転案内面
４１ｇ 外周嵌合部
４１ｈ 当付凸部
４１ｉ モータ支持部
４２ フィルタ枠（挿脱部材）
４２ａ 第１支持軸（軸支部）
４２ｂ 第２支持軸（回転伝達部）
４２ｃ ストッパ突起（挿入制御手段）
４２ｄ フィルタ開口
４２ｅ 外径側縁部（離脱制御手段）
４２ｆ 内径側縁部
４２ｇ センサ通過片
４３ 偏光フィルタ（回転光学要素）
４４ 環状摩擦板（回転連動制御手段）
４４ａ 係合片部
４５ 回転環（従動回転部材）
４５ａ 係合突起
４５ｂ 後方突出部
４５ｂ-１ ストッパ部（挿入制御手段）
４５ｃ バネ支持穴
４５ｄ 位置決め突起
４５ｅ 軸穴
４５ｓ ばね掛け部
４５ｔ バネ当接部
４６ 原動環（原動回転部材）
４６ａ 周縁ギヤ
４６ｂ 回転ガイド部
４６ｃ 環状フランジ
４６ｄ 回転伝達穴
４６ｅ 後方突出部
４６ｆ 中央開口
４６ｓ ばね掛け部
４７ 摩擦シート（回転連動制御手段）
４８ 保護シート
４８ａ 開放開口
４８ｂ 位置決め穴
４８ｃ 周方向長穴
４８ｄ 逃げ穴
４８ｅ 切欠き
４９ 抵抗付与バネ（回転連動制御手段、従動回転部材付勢部材）
５１ ３群レンズ枠
６０ 第１ギヤ
６０ａ ギヤ支持軸
６１ 第２ギヤ
６１ａ ギヤ支持軸
６２ 原動環保持バネ（原動回転部材保持手段、トーションバネ）
６２ａ 環状部
６２ｂ 第１端部
６２ｃ 第２端部
６５ フィルタ検知センサ
７０ 制御回路
７１ フィルタ挿入スイッチ
７２ フィルタ離脱スイッチ
７３ フィルタ回転スイッチ
８０ ２群レンズブロック
８１ シャッタユニット
８２ シャッタアクチュエータ
１００ ベース部材（支持部材）
１００ａ 中央開口
１００ｂ 支持面
１００ｃ 外囲壁部（離脱制御手段）
１００ｄ フィルタ収納壁部（離脱制御手段）
１００ｅ センサ用穴
１００ｆ 係止片
１００ｇ ギヤ支持部
１００ｈ 係止突起
１００ｉ 規制壁部
１００ｊ センサ支持片
１５０ 鏡筒駆動モータ
１６０ ＡＦモータ
１６２ 原動環保持バネ（原動回転部材保持手段、光軸方向付勢バネ）
１８０ フィルタ駆動モータ（回転光学要素の駆動源）
１８０ａ ピニオン
１８０ｂ 支持板

Claims (9)

1. 撮影光学系の光路上に挿脱可能で、かつ上記光路上への挿入状態で上記撮影光学系の光軸を中心として回転可能な回転光学要素の駆動装置において、
   支持部材；
   上記支持部材に上記光軸を中心とする方向へ回転可能に支持され、駆動源によって上記回転方向に回転駆動される原動回転部材；
   上記支持部材に上記光軸を中心とする方向へ回転可能に支持され、上記原動回転部材に対して上記回転方向に相対回転が可能な従動回転部材；
   上記回転光学要素を保持し、上記原動回転部材から上記回転方向の力を伝達される回転伝達部と、上記従動回転部材に対する軸支部とを有し、上記軸支部を中心とする正逆方向の回動によって上記回転光学要素を上記光路上に挿脱させる挿脱部材；
   上記挿脱部材を上記光路上への挿入位置で回動規制する挿入制御手段；
   上記挿脱部材を上記光路からの離脱位置で回動規制する離脱制御手段；
   上記従動回転部材に対して回転抵抗を与え、上記原動回転部材を正逆方向に回転させたときに、上記挿入制御手段と上記離脱制御手段により上記挿脱部材が回動規制を受けるまで、上記回転抵抗によって上記従動回転部材に対する上記原動回転部材の差動を生じさせて上記挿脱部材に上記軸支部を中心とする挿脱方向の回動を行わせ、上記挿入制御手段と上記離脱制御手段により上記挿脱部材が回動規制を受けた後は、上記従動回転部材と上記挿脱部材を上記原動回転部材と共に上記光軸を中心として回転させる回転連動制御手段；及び
   上記原動回転部材に対し、上記駆動源の停止状態で上記回転方向の一定位置に保持させる荷重を付与する原動回転部材保持手段；
   を有することを特徴とする回転光学要素の駆動装置。
2. 請求項１記載の回転光学要素の駆動装置において、上記原動回転部材保持手段が上記原動回転部材に与える上記荷重は、上記回転連動制御手段が上記従動回転部材に与える上記回転抵抗よりも小さい回転光学要素の駆動装置。
3. 請求項１または２記載の回転光学要素の駆動装置において、上記原動回転部材保持手段は上記原動回転部材に対し、上記挿脱部材に上記挿入制御手段による回動規制を受けさせる回転方向への荷重を付与する回転光学要素の駆動装置。
4. 請求項３記載の回転光学要素の駆動装置において、上記原動回転部材保持手段は、上記光軸を囲む環状をなす環状部と、上記環状部から突出し上記従動回転部材に対して係合する第１の端部と、上記環状部から突出し上記従動回転部材に対して係合する第２の端部とを有し、上記第１の端部と上記第２の端部の周方向間隔を変化させる弾性変形が可能なトーションバネである回転光学要素の駆動装置。
5. 請求項４記載の回転光学要素の駆動装置において、上記トーションバネは、上記挿脱部材が上記挿入位置にあるときよりも上記離脱位置にあるときの方が上記荷重を大きくし、上記挿脱部材の離脱位置での上記トーションバネの荷重は、上記回転連動制御手段が上記従動回転部材に与える上記回転抵抗よりも小さい回転光学要素の駆動装置。
6. 請求項４または５記載の回転光学要素の駆動装置において、上記原動回転部材と上記従動回転部材はそれぞれ上記光軸を中心とする環状部材であり、上記トーションバネの上記環状部が上記原動回転部材と上記従動回転部材の一方の環状周面上に支持されている回転光学要素の駆動装置。
7. 請求項１または２記載の回転光学要素の駆動装置において、上記原動回転部材保持手段は、上記原動回転部材を光軸方向に付勢して、上記原動回転部材と上記支持部材との間に摩擦抵抗を生じさせる光軸方向付勢バネである回転光学要素の駆動装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項記載の回転光学要素の駆動装置において、上記回転連動制御手段は、上記従動回転部材を光軸方向に付勢して、上記従動回転部材と上記支持部材との間に摩擦抵抗を生じさせる従動回転部材付勢部材を有している回転光学要素の駆動装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の回転光学要素の駆動装置において、上記回転光学要素は偏光フィルタである回転光学要素の駆動装置。

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