JP2013210533A - 光学要素挿脱回転装置の制御方法及び装置 - Google Patents

光学要素挿脱回転装置の制御方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】撮影光路に対する挿脱動作と光路上での回転動作を回転光学要素に行わせる駆動装置において、回転光学要素を確実に完全離脱位置に移動させることができる制御方法を得る。
【解決手段】原動回転部材の回転に引き連られて、光路内の挿入位置と光路外の完全離脱位置とに移動する回転光学要素、回転光学要素が完全離脱位置に達したことを検知する離脱検知センサ;駆動源;離脱スイッチ;及び制御手段;を備え、制御手段は、離脱スイッチがオン操作されたとき、駆動源を逆転駆動させて原動回転部材を介して回転光学要素を離脱方向に移動させるステップと;駆動源が逆転駆動を開始した後、離脱検知センサが回転光学要素が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに駆動源を正転駆動させるステップと;各ステップを、離脱検知センサが回転光学要素が完全離脱位置に達したことを検知するまで所定回数以内で繰り返すステップとを実行する光学要素挿脱回転装置の制御方法。
【選択図】図5

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光学要素挿脱回転装置の制御方法及び装置に関する。
本出願人は、このような光学要素挿脱回転装置を開発している。この光学要素挿脱回転装置は、光軸を中心に正逆に回転可能な原動回転部材;原動回転部材に対して相対回転及び一体回転が可能な従動回転部材;原動回転部材に係合して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する、上記回転光学要素を保持した回転光学要素保持部材;原動回転部材と従動回転部材の正逆の相対回動によって上記回転光学要素を上記光軸を含む光路上へ挿脱させ、該回転光学要素が光軸上の挿入位置に達した状態で上記原動回転部材と従動回転部材を一体に回動させて該回転光学要素保持部材を光軸上で回動させる駆動機構;原動回転部材と従動回転部材が上記逆方向に相対回動して、上記回転光学要素が上記光路上から離脱するとき、該回転光学要素保持部材が周方向の特定位置にあるときには上記完全離脱位置までの移動を許し、上記周方向の特定位置以外にあるときには、上記回転光学要素保持部材を上記完全離脱位置よりも径方向内方の制限離脱位置に位置させて上記原動回転部材とともに回動させる移動位置制限手段;を備えている。
特開2006-337695号公報 特開平3-192231号公報
この光学要素挿脱回転装置によれば、1つのモータによる原動回転部材の正逆の回転で回転光学要素の挿脱動作と光路上での回転動作とを行わせることができ、駆動装置の簡略化や小型化を図ることができる。しかし、回転光学要素保持部材が離脱動作を行うときには、通常一旦制限離脱位置に移動してから原動回転部材とともに回転移動し、その後に、完全離脱位置に移動する。このため、他の部材との機械的な摩擦や干渉により完全離脱位置への移動が不完全になるおそれが皆無ではなかった。
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、回転光学要素を確実に完全離脱位置に移動(収納)させることができる制御方法及び制御装置を得ることを目的とする。
本発明は、以上の光学要素挿脱回転装置の構成要素に加え、上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知する離脱検知センサ;上記原動回転部材を正逆に駆動する駆動源;離脱移動指令を発する離脱スイッチ;及び上記駆動源を駆動制御する制御手段;を備え、
上記制御手段は、
1)上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、上記駆動源を逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップと;
2)上記駆動源が逆転駆動を開始した後、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに、上記駆動源を正転駆動させるステップと;
3)上記1)、2)のステップを、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知するまで所定回数または所定時間内で繰り返すステップと、を実行することを特徴としている。
本発明の光学要素挿脱回転装置の制御方法は、上記制御手段が、
1)上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、上記駆動源を逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップと;
2)上記駆動源が逆転駆動を開始した後、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに、上記駆動源を正転駆動させるステップと;
3)上記1)、2)のステップを、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知するまで所定回数または所定時間内で繰り返すステップと、を実行することを特徴としている。
上記1)のステップは、上記駆動源に、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させる逆方向の所定の離脱方向駆動量を設定するステップを含み、上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、所定の離脱方向駆動量を設定し、上記駆動源を上記所定の離脱方向駆動量だけ逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップとすることができる。
上記2)のステップは、上記駆動源を正転駆動させる所定の挿入方向駆動量を設定するステップを含み、上記駆動源が逆転駆動を開始した後、所定の離脱方向駆動量駆動する迄に、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに、所定の挿入方向駆動量を設定して、上記駆動源を上記所定の挿入方向駆動量だけ正転駆動させるステップとすることができる。
上記離脱方向駆動量は、上記離脱方向駆動量は、上記回転光学要素保持部材が上記離脱検知センサの検知/被検知の切替わり位置にあるときを基準位置として、上記回転光学要素保持部材が挿入位置から制限離脱位置に達するまでの駆動量と、上記制限離脱位置に達した回転光学要素保持部材が光軸を中心として回転して上記完全離脱位置に到達するまでの駆動量との和に基づいて設定することができる。
上記所定の挿入方向駆動量は、上記完全離脱位置に移動できず脱調した位置にある回転光学要素保持部材が上記制限離脱位置に達するのに要する駆動量に基づいて設定することができる。
上記駆動源はパルスモータであって、上記駆動量、所定の離脱方向駆動量及び挿入方向駆動量は、上記パルスモータを駆動する駆動パルス数、所定の離脱方向駆動パルス数及び所定の挿入方向駆動パルス数である。
上記駆動源はモータであって、上記駆動量、所定の離脱方向駆動量及び挿入方向駆動量は、上記モータを駆動する駆動時間、所定の離脱方向駆動時間及び所定の挿入方向駆動時間である。
上記1)のステップは、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達しているかいないかを検知するステップをさらに含み、上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達していないと検知したことを条件に、上記駆動源を逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップとすることができる。
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に適用して好適である。
本発明によれば、光学要素挿脱回転装置において、回転光学要素保持部材を確実に完全離脱位置に移動させることができる。
本発明を適用した光学要素挿脱回転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。 同カメラにおいて偏光フィルタを挿入状態から離脱状態にさせるフィルタ離脱制御動作の実施形態をフローチャートで示した図である。 同偏光フィルタを挿入状態から離脱状態にさせる動作途中において偏光フィルタが脱調した場合の動作を(A)から(F)の順に示した正面図である。
最初に、図1ないし図18により、本発明の対象とする光学要素回転挿脱装置(偏光フィルタユニット40)及び同装置を備えた沈胴式ズームレンズ鏡筒ZLの一例を説明する。
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、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42、偏光フィルタ43、環状摩擦板(従動回転部材)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47、保護シート(従動回転部材)48、抵抗付与バネ(抵抗付与手段、付勢部材)49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(移動位置制限手段、離脱制御手段、円筒壁部)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(移動位置制限手段、離脱制御手段、収納壁部)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(離脱検知センサ)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知して制御回路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(長穴)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、突起部)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(移動位置制限手段、挿入制御手段、当接部)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(移動位置制限手段、離脱制御手段、離脱規制部)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の内壁面に近接しており、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。フィルタ枠42の外径側縁部42eがフィルタ収納壁部100dと対向する周方向の位置が周方向の特定位置であり、フィルタ枠42の完全離脱位置までの回動が許容される。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(周方向の特定位置以外)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の内壁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(移動位置制限手段、挿入制御手段、当接部)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。
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。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。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知される。フィルタ検知センサ65は、フィルタ枠42が完全離脱位置にあることを検知したときにオンし、検知していないときにオフするものとする。
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によってフィルタ枠42の第2支持軸42bに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(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に対する)回転方向への摩擦抵抗が作用しており、回転環45(第1支持軸42a)は原動環46と連れ回りせずに停止した状態を保つ。すると、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される(図15(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。
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。
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。
以上の実施形態に係る偏光フィルタユニット40は、上述の動作原理上、フィルタ枠42の離脱動作の最終段階で、センサ通過片42gがフィルタ検知センサ65の発光部と受光部の間に進入することで、フィルタ枠42の完全離脱位置への到達が検知され、このセンサ検知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。しかし、フィルタ枠42の離脱動作中に、フィルタ枠42が他の部材と干渉し、その結果、完全離脱位置に達しない可能性が皆無ではない。フィルタ枠42が完全離脱位置に達しないと(フィルタ検知センサ65がオンにならないと)、離脱動作が完了せず、エラーとなってしまう。しかもフィルタ枠42が光路内に入った状態、あるいはフィルタ枠42の一部が光路内に位置して中央開口100aを通る光束の一部を遮る状態になる。以下、本明細書において、フィルタ枠42の離脱動作中に、フィルタ枠42が他の部材と干渉して離脱方向に回動できなくなった状態を「フィルタ脱調」という。
本実施形態は、フィルタ枠42が完全離脱位置に到達しない状況をなくすものであり、制御回路70は、1)フィルタ離脱スイッチ(離脱スイッチ)72が離脱移動指令を発したとき、フィルタ駆動モータ(駆動源)180を逆転駆動して、原動環(原動回転部材)46を介してフィルタ枠(回転光学要素保持部材)42を離脱方向に移動させるステップと;2)フィルタ駆動モータ(駆動源)180が逆転駆動を開始した後、フィルタ検知センサ(離脱検知センサ)65がフィルタ枠(回転光学要素保持部材)42が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに、上記フィルタ駆動モータ(駆動源)180を正転駆動させるステップと;3)上記1)、2)のステップを、フィルタ検知センサ(離脱検知センサ)65がフィルタ枠(回転光学要素保持部材)42が完全離脱位置に達したことを検知するまで所定回数または所定時間内で繰り返すステップと、を実行する。図19は、その一実施形態をより詳細に示すフィルタ離脱制御フローチャートを示し、図20(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)は、フィルタ離脱制御フローチャートに基づくフィルタ枠42の位置の例を示している。フィルタ枠42が完全離脱位置に到達しない状況には、例えば、外径側縁部42eがベース部材100のセンサ用穴100eまたは外囲壁部100cとセンサ用穴100eの境界部分に引っかかったとき(図20(B))等に陥る。以下のフィルタ離脱制御動作は、フィルタ駆動モータ180がステッピングモータである場合の実施形態であり、制御回路70が統括的に制御する。
このフィルタ離脱制御フローチャートには、フィルタ枠42が図20(A))の挿入位置にある状態で入ったものとする。制御回路70は、フィルタ離脱制御フローチャートに入ると、先ずフィルタ離脱スイッチ72がオンか否かをチェックする(ステップS101)。フィルタ離脱スイッチ72がオン(離脱移動指令有り)であれば(ステップS101:YES)、フィルタ検知センサ65がオンか否か(フィルタ枠42が完全離脱位置に位置しているか否か)をチェックする(ステップS102)。フィルタ検知センサ65がオンであれば(フィルタ枠42が完全離脱位置に位置しているとき)(ステップS102:YES)(図20(F))、フィルタ離脱制御を終了する。
フィルタ検知センサ65がオフであれば(フィルタ枠42が完全離脱位置に位置していないとき)(ステップS102:NO)(図20(A))、フィルタ駆動モータ180を逆方向に駆動する予め設定された離脱方向駆動量(離脱方向駆動パルス)として、所定のステップ数であるタイムアップパルスαを設定する(ステップS103)。タイムアップパルスαは、フィルタ枠42がどの位置にあっても、フィルタ駆動モータ180を駆動してフィルタ枠42を完全離脱位置(図20(E))に戻すことが可能な、フィルタ駆動モータ180の駆動パルス数(駆動量)である。
続いて、フィルタ駆動モータ180を逆方向にタイムアップパルスαだけ駆動する(ステップS104)。逆方向とは、原動環46が回転フィルタ枠42を離脱方向に移動させる回転方向であって、図20のN2方向である。タイムアップパルスα(離脱方向駆動量)は、フィルタ枠42(回転光学要素保持部材)がフィルタ検知センサ65(離脱検知センサ)のオン/オフ(検知/被検知)の切替り位置にあるときを基準位置として、フィルタ枠42(回転光学要素保持部材)が挿入位置から制限離脱位置に達するまでのパル数数(駆動量)と、制限離脱位置に達したフィルタ枠42(回転光学要素保持部材)が光軸Oを中心として回転して完全離脱位置に到達するまでのパルス数(駆動量)との和に基づいて設定できる。つまりタイムアップパルスαは、フィルタ枠42がフィルタ検知センサ65のオン/オフ切替り位置にあるときを基準位置として、フィルタ枠42が挿入位置から制限離脱位置に達する(フィルタ枠42の外径側縁部42eが外囲壁部100cの内壁面に当接する)までのパルス数と、フィルタ枠42が外径側縁部42eを外囲壁部100cの内壁面に摺接させながら光軸Oを中心として回転し、さらに外径側縁部42eをフィルタ収納壁部100dの内壁面に当接させてフィルタ枠42が完全離脱位置に到達するまでのパルス数と、の和に基づいて設定される。通常、タイムアップパルスαは、この和よりも大きいパルス数が設定される。
制御回路70は、フィルタ駆動モータ180を逆(N2)方向にタイムアップパルスαだけ駆動させると、フィルタ検知センサ65がオンであるか否かをチェックする(ステップS105)。フィルタ検知センサ65がオンである(偏光フィルタ43が完全離脱位置に達した)と判定すると(ステップS105:YES)(図20(F))、フィルタ離脱制御を終了する。フィルタ検知センサ65がオンになるのは、フィルタ枠42のセンサ通過片42gが、フィルタ検知センサ65の発光部と受光部の間に進入して、偏光フィルタ43が完全離脱位置に達し、フィルタ枠42(原動環46)のN2方向の回転が規制された状態にあるときである(図20(F))。
制御回路70は、フィルタ検知センサ65がオフである(偏光フィルタ43が完全離脱位置に達していない)と判定すると(ステップS105:NO)、何らかの原因でフィルタ枠42が完全離脱位置に移動できなかった(偏光フィルタ43が脱調した)、例えば図20(B)の状態なので、フィルタ駆動モータ180を正方向に回転駆動するための、予め設定された挿入方向駆動量(挿入方向駆動パルス)として脱調回避パルスβを設定する(ステップS106)。脱調回避パルスβは、フィルタ枠42を挿入方向に駆動してフィルタ枠42の脱調を回避するために必要なフィルタ駆動モータ180を駆動する駆動パルス数である。正方向とは、フィルタ枠42を挿入方向に移動させるように原動環46が回転するN1方向である。脱調回避パルスβは、完全離脱位置に移動できなかった(偏光フィルタ43が脱調した)位置にあるフィルタ枠42の外径側縁部42eが原動環46のN1方向への回転により、挿入方向に移動し、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の内壁面に当たる(制限離脱位置に達する)地点まで移動するパルス数に基づいて設定することが好ましい。また、脱調回避パルスβは、例えば上限を、フィルタ枠42を駆動する際の機械的遊び等を加味して、フィルタ枠42を完全離脱位置から最も遠い内壁面(制限離脱位置)に当接するまで回転させるのに要するパルス数とし、下限を、フィルタ枠42を完全離脱位置から最も近い内壁面(制限離脱位置)に当接するまで回転させるのに要するパルス数またはそのパルス数より所定値大きいもしくは小さいパルス数として、この範囲で設定することが可能である。この実施形態では脱調回避パルスβを、下限のパルス数に基づいて設定することが好ましい。
フィルタ駆動モータ180を正方向に脱調回避パルスβだけ回転駆動すると(ステップS107)(図20(C)、図20(D))、ステップS103に戻る。
上記フィルタ検知センサ65がオンになるまで、上記ステップS103からステップS105のステップを繰り返す。フィルタ枠42が完全離脱位置に達してフィルタ検知センサ65がオフしたら、フィルタ離脱制御処理を終了する(ステップS106:YES)(図20(E)、20(F))。なお、ステップS103からステップS105のループ処理を繰り返す回数の上限は予め設定されていて、上限回数繰り返してもフィルタ検知センサ65がオフしなかった(フィルタ枠42が完全離脱位置に達しなかった)場合は、フィルタ離脱制御処理を終了して、図示しない表示手段によるエラー表示などを行う。
以上の通り本実施形態によれば、フィルタ駆動モータ180を逆(N2)方向に回転駆動させても、フィルタ枠42が完全離脱位置に達しなかった場合、例えばフィルタ枠42が脱調しても、フィルタ駆動モータ180を正(N1)方向に回転駆動させてから改めて逆(N2)方向に回転駆動する処理を繰り返すので、フィルタ枠42の脱調状態を回避して、フィルタ枠42を完全離脱位置まで戻すことが可能になった。
以上、本発明のフィルタ離脱制御の実施形態では、フィルタ駆動モータ180を逆(N2)方向に回転駆動する離脱方向駆動量としてタイムアップパルスα、正(N1)方向に回転駆動する挿入方向駆動量として脱調回避パルスβを設定したが、本発明はこの実施形態に限定されず、例えば、タイムアップパルスαと脱調回避パルスβに替えて、フィルタ駆動モータ180の駆動を継続する駆動時間として離脱方向駆動時間と挿入方向駆動時間を設定してもよい。また、偏光フィルタ43が完全離脱位置に達したか否かのチェックは、フィルタ駆動モータ180を逆(N2)方向に駆動しながら繰り返し実行してもよい。
さらに本発明のフィルタ脱調検知の実施形態では、フィルタ駆動モータ180が回転したか否か検知する回転センサを設ける。そうしてフィルタ駆動モータ180を正(N2)方向に駆動しながら回転センサが回転を検知したか否か及びフィルタ検知センサ65がオンしたか否かをチェックする。その後、フィルタ検知センサ65がオンしない状態で回転センサが一定時間以上フィルタ駆動モータ180が回転していないことを検知したときに、フィルタ脱調と判定する。さらに別の実施形態では、フィルタ駆動モータ180を予め設定した離脱方向駆動量による駆動開始後に、フィルタ駆動モータ180への通電状況をチェックする。そうして、フィルタ検知センサ65がオンしない状態で過通電状態になったときにフィルタ脱調と判定する。以上の各実施形態によれば、離脱方向駆動量による駆動が終了する前にフィルタ脱調を検知できるので、フィルタ脱調の回避をより短時間で終了し、フィルタ枠42を短時間で完全離脱位置まで移動させることが可能になる。
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。
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。
O 光軸
ZL ズームレンズ鏡筒
8 2群レンズ移動環
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(回転光学要素保持部材)
42a 第1支持軸(軸支部)
42b 第2支持軸(回転伝達部、突起部)
42c ストッパ突起(移動位置制限手段)(挿入制御手段、当接部)
42d フィルタ開口
42e 外径側縁部(移動位置制限手段)(離脱制御手段、被ガイド部)
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(従動回転部材)
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(移動位置制限手段)(挿入制御手段、当接部)
45c バネ支持穴
45d 位置決め突起
45e 軸穴
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(長穴)
46e 後方突出部
46e-1 ストッパ部(移動位置制限手段)(挿入制御手段、当接部)
46f 中央開口
47 摩擦シート
48 保護シート(従動回転部材)
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(抵抗付与手段、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
65 フィルタ検知センサ(離脱検知センサ)
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
100 ベース部材(支持部材)
100a 中央開口
100b 支持面
100c 外囲壁部(移動位置制限手段)(離脱制御手段、円筒壁部)
100d フィルタ収納壁部(移動位置制限手段)(離脱制御手段、収納壁部)
100e センサ用穴
100f 係止片
100g ギヤ支持部
150 鏡筒駆動モータ
160 AFモータ
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
α タイムアップパルス(離脱方向駆動量)(離脱方向駆動パルス数)
β 脱調回避パルス(挿入方向駆動量)(挿入方向駆動パルス数)

Claims (16)

  1. 光軸を中心に正逆に回転可能な原動回転部材;
    上記原動回転部材に対して相対回転及び一体回転が可能な従動回転部材;
    上記原動回転部材に係合して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する、回転光学要素を保持した回転光学要素保持部材;
    上記原動回転部材と従動回転部材の正方向の相対回動によって上記回転光学要素を上記光軸を含む光路上へ挿入させ、逆方向の相対回動によって上記光路上から離脱させ、該回転光学要素が光軸上の挿入位置に達した状態で上記原動回転部材と従動回転部材を一体に回動させて該回転光学要素保持部材を光軸上で回動させる駆動機構;
    上記原動回転部材と従動回転部材が上記逆方向に相対回動して、上記回転光学要素が上記光路上から離脱するとき、該回転光学要素保持部材が周方向の特定位置にあるときには上記完全離脱位置までの移動を許し、上記周方向の特定位置以外にあるときには、上記回転光学要素保持部材を上記完全離脱位置よりも径方向内方の制限離脱位置に位置させて上記原動回転部材とともに回動させる移動位置制限手段;
    上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知する離脱検知センサ;
    上記原動回転部材を正逆に駆動する駆動源;
    離脱移動指令を発する離脱スイッチ;及び
    上記駆動源を駆動制御する制御手段;
    を備え、
    上記制御手段は、
    1)上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、上記駆動源を逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップと;
    2)上記駆動源が逆転駆動を開始した後、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに、上記駆動源を正転駆動させるステップと;
    3)上記1)、2)のステップを、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知するまで所定回数または所定時間内で繰り返すステップと、
    を実行することを特徴とする光学要素挿脱回転装置の制御方法。
  2. 請求項1記載の光学要素挿脱回転装置の制御方法において、上記1)のステップは、上記駆動源に、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させる逆方向の所定の離脱方向駆動量を設定するステップを含み、上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、所定の離脱方向駆動量を設定し、上記駆動源を上記所定の離脱方向駆動量だけ逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップである光学要素挿脱回転装置の制御方法。
  3. 請求項2記載の光学要素挿脱回転装置の制御方法において、上記2)のステップは、上記駆動源を正転駆動させる所定の挿入方向駆動量を設定するステップを含み、上記駆動源が逆転駆動を開始した後、所定の離脱方向駆動量駆動する迄に、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに、所定の挿入方向駆動量を設定して、上記駆動源を上記所定の挿入方向駆動量だけ正転駆動させるステップである光学要素挿脱回転装置の制御方法。
  4. 請求項2または3記載の光学要素挿脱回転装置の制御方法において、上記離脱方向駆動量は、上記回転光学要素保持部材が上記離脱検知センサの検知/被検知の切替わり位置にあるときを基準位置として、上記回転光学要素保持部材が挿入位置から制限離脱位置に達するまでの駆動量と、上記制限離脱位置に達した回転光学要素保持部材が光軸を中心として回転して上記完全離脱位置に到達するまでの駆動量との和に基づいて設定される光学要素挿脱回転装置の制御方法。
  5. 請求項3記載の光学要素挿脱回転装置の制御方法において、上記所定の挿入方向駆動量は、完全離脱位置に移動できず脱調した位置にある回転光学要素保持部材が上記制限離脱位置に達するのに要する駆動量に基づいて設定される光学要素挿脱回転装置の制御方法。
  6. 請求項5記載の光学要素挿脱回転装置の制御方法において、上記駆動源はパルスモータであって、上記駆動量、所定の離脱方向駆動量及び挿入方向駆動量は、上記パルスモータを駆動する駆動パルス数、所定の離脱方向駆動パルス数及び所定の挿入方向駆動パルス数である光学要素挿脱回転装置の制御方法。
  7. 請求項5記載の光学要素挿脱回転装置の制御方法において、上記駆動源はモータであって、上記駆動量、所定の離脱方向駆動量及び挿入方向駆動量は、上記モータを駆動する駆動時間、所定の離脱方向駆動時間及び所定の挿入方向駆動時間である光学要素挿脱回転装置の制御方法。
  8. 請求項1ないし7のいずれか1項記載の光学要素挿脱回転装置の制御方法において、上記1)のステップは、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達しているかいないかを検知するステップをさらに含み、上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達していないと検知したことを条件に、上記駆動源を逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップである光学要素挿脱回転装置の制御方法。
  9. 光軸を中心に正逆に回転可能な原動回転部材;
    上記原動回転部材に対して相対回転及び一体回転が可能な従動回転部材;
    上記原動回転部材に係合して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する、回転光学要素を保持した回転光学要素保持部材;
    上記原動回転部材と従動回転部材の正方向の相対回動によって上記回転光学要素を上記光軸を含む光路上へ挿入させ、逆方向の相対回動によって上記光路上から離脱させ、該回転光学要素が光軸上の挿入位置に達した状態で上記原動回転部材と従動回転部材を一体に回動させて該回転光学要素保持部材を光軸上で回動させる駆動機構;
    上記原動回転部材と従動回転部材が上記逆方向に相対回動して、上記回転光学要素が上記光路上から離脱するとき、該回転光学要素保持部材が周方向の特定位置にあるときには上記完全離脱位置までの移動を許し、上記周方向の特定位置以外にあるときには、上記回転光学要素保持部材を上記完全離脱位置よりも径方向内方の制限離脱位置に位置させて上記原動回転部材とともに回動させる移動位置制限手段;
    上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知する離脱検知センサ;
    上記原動回転部材を正逆に駆動する駆動源;
    離脱移動指令を発する離脱スイッチ;及び
    上記駆動源を駆動制御する制御手段;
    を備え、
    上記制御手段は、
    1)上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、上記駆動源を逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップと;
    2)上記駆動源が逆転駆動を開始した後、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに、上記駆動源を正転駆動させるステップと;
    3)上記1)、2)のステップを、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知するまで所定回数または所定時間内で繰り返すステップと、を実行することを特徴とする光学要素挿脱回転装置。
  10. 請求項9記載の光学要素挿脱回転装置において、上記1)のステップは、上記駆動源に、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させる逆方向の所定の離脱方向駆動量を設定するステップを含み、上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、所定の離脱方向駆動量を設定し、上記駆動源を上記所定の離脱方向駆動量だけ逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップである光学要素挿脱回転装置。
  11. 請求項10記載の光学要素挿脱回転装置において、上記2)のステップは、上記駆動源を正転駆動させる所定の挿入方向駆動量を設定するステップを含み、上記駆動源が逆転駆動を開始した後、所定の離脱方向駆動量駆動する迄に、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達したことを検知しなかったときに、所定の挿入方向駆動量を設定して、上記駆動源を上記所定の挿入方向駆動量だけ正転駆動させるステップである光学要素挿脱回転装置。
  12. 請求項10または11記載の光学要素挿脱回転装置において、上記離脱方向駆動量は、上記回転光学要素保持部材が上記離脱検知センサの検知/被検知の切替わり位置にあるときを基準位置として、上記回転光学要素保持部材が挿入位置から制限離脱位置に達するまでの駆動量と、上記制限離脱位置に達した回転光学要素保持部材が光軸を中心として回転して上記完全離脱位置に到達するまでの駆動量との和に基づいて設定される光学要素挿脱回転装置。
  13. 請求項12記載の光学要素挿脱回転装置において、上記所定の挿入方向駆動量は、上記完全離脱位置に移動できず脱調した位置にある回転光学要素保持部材が上記制限離脱位置に達するのに要する駆動量に基づいて設定される光学要素挿脱回転装置。
  14. 請求項13記載の光学要素挿脱回転装置において、上記駆動源はパルスモータであって、上記駆動量、所定の離脱方向駆動量及び挿入方向駆動量は、上記パルスモータを駆動するパルス数、所定の離脱方向駆動パルス数及び所定の挿入方向駆動パルス数である光学要素挿脱回転装置。
  15. 請求項13記載の光学要素挿脱回転装置において、上記駆動源はモータであって、上記駆動量、所定の離脱方向駆動量及び挿入方向駆動量は、上記モータを駆動する駆動時間、所定の離脱方向駆動時間及び所定の挿入方向駆動時間である光学要素挿脱回転装置。
  16. 請求項9ないし15のいずれか1項記載の光学要素挿脱回転装置において、上記1)のステップは、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達しているかいないかを検知するステップをさらに含み、上記離脱スイッチが離脱移動指令を発したとき、上記離脱検知センサが上記回転光学要素保持部材が完全離脱位置に達していないと検知したことを条件に、上記駆動源を逆転駆動させ、上記原動回転部材を介して上記回転光学要素保持部材を離脱方向に移動させるステップである光学要素挿脱回転装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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