JP2015011268A

JP2015011268A - 光学機器および撮像装置

Info

Publication number: JP2015011268A
Application number: JP2013138041A
Authority: JP
Inventors: 加藤　誠一; Seiichi Kato; 誠一加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2015-01-19

Abstract

【課題】光学部品に付着するごみを容易に除去する。【解決手段】有効光線が通過する光線範囲に出し入れ可能な複数の光学部品と、光学部品を待機位置から使用位置に、または使用位置から待機位置に移動させる駆動手段と、光学部品が待機位置と使用位置の間を移動する際に該光学部品の移動を案内するガイド部材８０と、振動を発生する振動手段９０１、９０２とを有し、ガイド部材８０は、振動手段９０１，９０２による振動を光学部品に伝える。【選択図】図９

Description

本発明は、有効光線が通過する光線範囲に出し入れ可能な複数の光学部品を有する光学機器および撮像装置に関するものである。

従来、光学フィルタ切替装置として、光軸に略垂直な一つの平面内に複数の透過率のフィルタ（ＮＤフィルタ）を配置した製品が発明されている。また、カメラのレンズに付着したほこりを除去するために駆動される絞り板にブラシをつけて、そのブラシによってレンズのごみを除去する発明がある（特許文献１）。

特開平１１−８４４７０号公報

しかしながら、同一平面上にＮＤフィルタを並べた場合光軸方向の投影面積が大きくなり、フィルタの枚数を増やして、より細かな光量調節を行う場合、製品外形が大きくなってしまうという問題があった。また、ＮＤフィルタ上にゴミが付着した場合、再生画像でごみが目立ってしまうという課題があった。また、ブラシを用いた除去方法では経年によるブラシの劣化と、それに伴うブラシの毛が脱落する恐れがある。

（発明の目的）
本発明の目的は、光学部品に付着するごみを容易に除去することができる光学機器および撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の光学機器は、有効光線が通過する光線範囲に出し入れ可能な複数の光学部品と、前記光学部品を待機位置から使用位置に、または使用位置から待機位置に移動させる駆動手段と、前記光学部品が前記待機位置と前記使用位置の間を移動する際に該光学部品の移動を案内するガイド部材と、振動を発生する振動手段とを有し、前記ガイド部材が、前記振動手段による振動を前記光学部品に伝えることを特徴とするものである。

本発明によれば、光学部品に付着するごみを容易に除去することができる。

本発明の実施例を備えるビデオカメラの斜視図である。図１のビデオカメラ前面部の分解図である。本発明の実施例であるＮＤフィルタユニットを示す斜視図である。実施例の構造を示す図である。実施例の構造を示す斜視図である。実施例の一部を示す斜視図である。実施例の動きを説明する図である。複数のフィルタホルダユニットの組立構造を示す図である。ガイド部材と振動部材の関係を示す図である。フォトインタラプタの配置、ＮＤフィルタの位置関係を示す図である。実施例における振動部材を示す図である。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に記載される通りである。

以下、本発明の実施例である光学機器としてのＮＤフィルタユニットについて図面を用いて説明する。この例では、ＮＤフィルタユニットは撮像装置としてのビデオカメラに備えられている。本実施例に係るビデオカメラを図１に示す。このビデオカメラは交換レンズ方式のビデオカメラである。カメラ本体１（以下、本体１）の前面にはレンズマウント部（以下、マウント部）３を備えており、交換レンズ２が着脱可能に取りつけることが可能である。

背面部の上部にはファインダ４を備えている。側面に配置されている二つのボタンはＮＤ切り替え操作ボタン５、６である。ＮＤ切り替え操作ボタン５を押すと透明度の小さいＮＤフィルタに切り替わり、ＮＤ切り替え操作ボタン６を押すと透明度の大きいＮＤフィルタに切り替わる。マウント部３の奥にはカバーガラス７１がホルダ７２に図示しない接着剤によって取りついている
図２に本体１の前面部７０の要部分解図を示す。被写体側からカバーガラス７１、ＮＤフィルタユニット１００、センサユニット４０の順番に並んでいる。

図３（ａ）にＮＤフィルタユニット１００の撮影者側からの斜視図を示し、図３（ｂ）にレンズ側からの斜視図を示す。材質が金属でレンズの光線通過用の穴２０３が空いている撮影者側のベースプレート２０１と、レンズ側を覆っている樹脂製のモールドカバー２０２を外装としている。モールドカバー２０２にはレンズの光線用通過用の穴２０４が開いている。さらには本体シャーシにネジ止められる四か所の受け部２０５、２０６、２０７、２０８を備えている。

図４、図５にＮＤフィルタユニット１００の内部のフィルタホルダユニット１０８ａの切り替え構造の詳細を示す。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ被写体側から見た正面図、側面図、背面図であり、図５は斜視図である。本来は４枚のフィルタホルダユニットが光軸方向に重なっているのであるが、説明のため一枚のフィルタホルダユニット１０８ａのみを示す。動作の構造はすべてのフィルタホルダユニットで同じである。

まずモータ１０１のモータ軸にギヤ１０２が圧入されており、モータ１０１の回転をギヤ１０３に伝達する。この回転はギヤ１０３ｂを介してギヤ１０４に伝達される。モータ１０１はフィルタホルダユニットを移動させ、戻すための駆動手段を構成する。

図６（ａ）に示すように、ギヤ１０４の中心軸には放射状に９０度の位相差でカムリブ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄが伸びており、該カムリブ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄは各々が光軸方向に所定量Ｚずらして配置されている。図６（ｂ）に揺動レバー１０５を示す。揺動レバー１０５の下側端面はカム摺動面１０５１を備える。図４（ｃ）、図５はカムリブ１０４ａがカム摺動面１０５１に当接した状態を表している。

図７を用いてフィルタホルダユニット１０８ａの動きの原理を説明する。フィルタホルダユニット１０８ａは枠体１２０を備え、該枠体１２０にＮＤフィルタ１０９ａが保持されている。他のフィルタホルダユニット１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄも同様にそれぞれ枠体１２０によってＮＤフィルタ１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄを保持している。軸１０６、軸１０７はベースプレート２０１にカシメで固定されている。

揺動レバー１０５の一端は軸１０６に回動自在にカシメられており、揺動レバー１０５の他端は連結レバー１１２の一端で軸１１１によって回動自在にカシメられている。さらに連結レバー１１２の他端は軸１１０によってフィルタホルダユニット１０８ａの一端と回動自在にカシメられている。軸１１０の位置は軸１０７をはさんでＮＤフィルタ１０９ａと反対側に位置している。また、軸１１０の近傍で連結レバー１１２にばね１１３を取り付けており、ばね１１３はフィルタホルダユニット１０８ａを上方に付勢するように下側に向けて固定されている。

図８にすべてのＮＤフィルタ１０９ａ〜１０９ｄとの関係をしめす。透明度の異なる４種類のＮＤフィルタ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄがそれぞれフィルタホルダユニット１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄに固定されている。フィルタホルダユニット１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄはすべて同形状であり、軸１０７に回転可能に取り付けられて、光軸方向に所定量Ｚの距離で積層状態に並んでいる。

図９（ａ）にフィルダホルダユニット１０８ａ〜１０８ｄを案内するガイド部材８０の斜視図を示す。ガイド部材８０は４枚の枠体１２０の回動円の中心と略同一中心で円弧状に形成された案内溝８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃ，８１０ｄを備えている。前記４つの案内溝８１０ａ〜８１０ｄはフィルタホルダユニット１０８ａ〜１０８ｄの所定量Ｚと同じ間隔で備えられており、図９（ｂ）に示すように各々に４枚の枠体１２０が摺動可能に係合している。案内溝８１０ａ〜８１０ｄは、枠体１２０の先端を案内することで、回動の際に重なりあった枠体１２０がお互いに接触することはない。

フィルタホルダユニット１０８ａはばね１１３により、ストッパシャフト３００（図７（ａ））に当接してその位置にて保持される。この位置がフィルタホルダユニット１０８ａの待機位置である。待機位置においては光線範囲（図７に点線で示す）にフィルタホルダユニット１０８ａが干渉しない位置で保持する。光線範囲は、有効光線が通過する範囲であり、その中心に光軸が位置する。ＮＤフィルタ１０９ａは光線範囲に出し入れ可能になっている。

図７においてギヤ１０４がモータ１０１により順回転、もしくは逆回転した時、カムリブ１０４ａがカム摺動面１０５１を摺動することにより揺動レバー１０５は矢印５００の方向に動く。連動して連結レバー１１２が矢印５０１の方向に動き、その結果フィルタホルダユニット１０８ａを軸１０７を中心に矢印５０２、矢印５０３の方向に移動させ、あるいは戻す。図７（ｂ）に示すようにストッパシャフト３０１に当接するフィルタホルダユニット１０８ａの位置が使用位置である。使用位置においてはＮＤフィルタ１０９ａが完全に光線範囲を覆う位置で保持される。フィルタホルダユニット１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄには、図４（ｃ）のフィルタホルダユニット１０８ａと同様に、揺動レバー１０５、連結レバー１１２、ばね１１３、軸１１０、軸１１１が連結しており、軸１０６により３枚の揺動レバー１０５を挿通して回動可能に固定されている。

カムリブ１０４ａ、１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄは各揺動レバー１０５に摺動可能な位置関係になっている。また、カムリブ１０４ａ、１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄが９０度の位相差を持っているので、ギヤ１０４が９０度回転するごとに各揺動機構を動かすことにより、使用位置に入るフィルタホルダユニットが一枚ずつ入れ替わる。モータ１０１の起動はＮＤ切り替え操作ボタン５、６を用いる。モータ１０１にはステッピングモータを使用している。モータの停止はフォトインタラプタで検出している。図１０（ａ）に示すようにギヤ１０４には中心と同心状のリブ１０４ｆがあり、該リブ１０４ｆには一カ所スリット１０４ｅがある。４個のフォトインタラプタ６００〜６０３を９０度の位相差でリブ１０４ｆをまたぐように配置することにより、ギヤ１０４が９０度回転するたびにスリット１０４ｅを検出するようにしている。４枚のＮＤフィルタ１０９ａ〜１０９ｄのうちいずれかが使用位置に移動してきた時にスリット１０４ｅがフォトインタラプタ６００〜６０３のどれかに検出される位置関係に配置してある。図１０（ｂ）にセンサユニット４０の撮像面４７と４枚のＮＤフィルタ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄが使用位置にある際の位置関係を示す。

図１１（ａ）に図９（ｂ）における振動部材９０１近傍の断面を示す。図９（ｂ）に示すようにガイド部材８０に対しては枠体１２０が待機位置と使用位置のどちらにある場合でも案内溝８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃ，８１０ｄに係合している。図９（ｂ）に示すようにガイド部材８０の両端近傍には振動部材９０１と振動部材９０２が図示しないねじで固定されている。図１１（ｂ）に振動部材９０１の詳細を示す。モータ９２２のシャフト９２３に一部円柱をカットした分銅９２３を備えており、分銅９２３の重心が偏っている。そのために、モータ９２２が回転した際にバランスの偏った分銅９２３をモータ９２２で回転することでモータ９２２自体のバランスが不安定になり、振動を起こし、振動部材９０１に伝わって、振動部材９０１が振動する。振動部材９０２も同様である。また、ガイド部材８０において振動部材９０１の近傍には切り欠き部８２０（図９（ａ））を備え、振動部材９０２の近傍には切り欠き部８２１を備えている。そのため、両切り欠き部８２０、８２１の近傍ではガイド部材８０の剛性が若干小さくなり、振動が抑制されにくい（伝わりやすい）構造となっている。振動部材９０１もしくは９０２を振動させることで、ガイド部材８０から枠体１２０にも振動を伝達し、それと同時にＮＤフィルタ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄを振動させることによりフＮＤィルタ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄに付着している異物（ごみ）をふるい落とす事が可能である。振動部材９０１及び９０２の振動するタイミングとしては、例えば電源投入時に設定される。この設定では、電源投入時毎に振動部材９０１、９０２は自動振動する。振動部材９０１は待機位置の近傍に配置されることにより、待機位置に保持されている３枚のＮＤフィルタに対して効果的な振動を与えることができる。また振動部材９０２は使用位置近傍に配置しているので使用位置にいるＮＤフィルタに効果的に振動を与えることができ、撮影画像で振動前後のごみ除去の状況を確認できる。

以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。たとえば本実施例では交換レンズ方式の撮像装置であるが、固定レンズ方式の撮像装置でも構わない。また、本実施例では複数のフィルタの枚数は４枚であったが、本発明はこの枚数に限定されるものではない。フィルタは偏光フィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、カラーフィルタなどであっても良い。また、振動部材はピエゾ素子など振動を発生するデバイスであれば良い。振動部材が振動するタイミングも、撮影者が任意に振動させてもよいし、撮影中の場合は振動部材９０１のみ振動することにしてもよい。また、フィルタ切り替え時に振動するなどでもよい。

８０ガイド部材
１００ＮＤフィルタユニット
１０１モータ
１０８ａ〜１０８ｄフィルタホルダユニット
１０９ａ〜１０９ｄＮＤフィルタ
９０１振動部材
９０２振動部材

Claims

有効光線が通過する光線範囲に出し入れ可能な複数の光学部品と、
前記光学部品を待機位置から使用位置に、または使用位置から待機位置に移動させる駆動手段と、
前記光学部品が前記待機位置と前記使用位置の間を移動する際に該光学部品の移動を案内するガイド部材と、
振動を発生する振動手段とを有し、
前記ガイド部材は、前記振動手段による振動を前記光学部品に伝えることを特徴とする光学機器。
前記振動手段は、前記使用位置の近傍で前記ガイド部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
前記振動手段は、前記待機位置の近傍で前記ガイド部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
前記ガイド部材には、前記振動手段による振動を前記光学部品に伝えやすくするための切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光学機器。
前記振動手段が振動するタイミングは、電源投入時に設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学機器。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学機器を備えた撮像装置。