JP2019056858A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型でありながら、大きなコストアップをすることなく、より大型の光学開口領域を持った光学フィルタユニットを持つ撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置の光学系の光路に挿入される複数枚の光学フィルタが配置されている円板部材と、前記円板部材を回転させることにより、前記複数枚の光学フィルタを切り換えるフィルタ構造と、前記円板部材を回転駆動させる回転駆動手段と、前記複数枚の光学フィルタは前記円板部材の同一面側に配置され、前記複数枚の光学フィルタは各々が前記円板部材の回転軸と平行な光学系の光軸に対し垂直で且つ前記円板部材の半径方向の軸を中心として同一角度回転して配置され、前記複数枚の光学フィルタは光軸方向への投影上でその一部がそれぞれ重なっている、構成とした。
【選択図】図７

Description

本発明は撮像装置、特にその中でも光量等を調整する光学フィルタの構造に関するものである。

撮像装置には、被写体からの光の分光特性を調整（補正）するフィルタ（光学フィルタ）が設けられているものがある。一般的には、複数種類の特性にそれぞれ対応する複数枚のフィルタが撮像装置内に用意され、撮像条件に応じて、複数枚のフィルタのなかから１つのフィルタが選択され撮像素子の前面に位置決めされる。

撮像装置内に用意されている複数枚のフィルタのなかから、所定の１枚のフィルタを選択する方法としては、複数枚の光学フィルタが円状に配置されているフィルタディスク（フィルタ固定部材）を用いて、複数枚のフィルタが装着されているフィルタディスクを回転させる方法がある。

特許文献１には、回転する円板の複数個所に穴が開いており、その部分に光学フィルタを取り付ける構造となっている。

また特許文献２には、グラデーション的に変化する１対の光学フィルタを用いて光の分光特性を調整（補正）するフィルタ（光学フィルタ）を用いているフィルタが開示されている。

特開２０１１−１１８２２９号公報 特開平３−６５１１号公報

しかしながら、上記特許文献１では、平行の円板にガラスを貼りつける構造のため、ガラス同士が重なることができない上、それぞれのガラスを固定するための固定シロが必要なため、必要な光学開口領域に対してかなり大きな外形が必要となる。

また、上記特許文献２では、グラデーション的に変化する光学フィルタが非常に高額であること、及びお互いの濃度変化が逆向きの２つの円板フィルタを用いる必要があるため、光軸方向により大きな体積が必要となる、という問題がある。

そこで本発明の目的は、小型でありながら、大きなコストアップをすることなく、より大型の光学開口領域を持った光学フィルタユニットを持つ撮像装置を提供することとする。

本発明の撮像装置は、
撮像装置の光学系の光路に挿入される複数枚の光学フィルタが配置されている円板部材と、
前記円板部材を回転させることにより、前記複数枚の光学フィルタを切り換えるフィルタ構造と、
前記円板部材を回転駆動させる回転駆動手段と、を有し、
前記複数枚の光学フィルタは前記円板部材の同一面側に配置され、
前記複数枚の光学フィルタは各々が前記円板部材の回転軸と平行な光学系の光軸に対し垂直で且つ前記円板部材の半径方向の軸を中心として同一角度回転して配置され、
前記複数枚の光学フィルタは光軸方向への投影上でその一部がそれぞれ重なっている、
ことを特徴としている。

また、本発明の他の特徴とするところは、前記円板部材の外周には回転用のギア部が構成されていることを特徴としている。

また、本発明のその他の特徴とするところは、前記円板部材は一体の部材にて構成されていることを特徴としている。

以上説明したように、本発明によれば、小型でありながら、大きなコストアップをすることなく、より大型の光学開口領域を持った光学フィルタユニットを持つ撮像装置を提供することができる。

本発明の実施形態にかかわる撮像装置の前方斜視図 図１からレンズ部を取り外した状態での前方斜視図 撮像装置の内部構造のうち、レンズマウント部１１１近辺の分解斜視図 光学フィルタユニット部１２０の前方斜視図 光学フィルタユニット部１２０の後方斜視図 光学フィルタユニット部１２０の分解斜視図 光学フィルタユニット部１２０の回転板部１５０周りの斜視図 図７から回転板部１５０を除いた斜視図 光学フィルタユニット部１２０の回転板部１５０周りの背面視図 図９から回転板部１５０を除いた背面視図 図９上のＢ−Ｂ断面で切断した断面図及びその部分拡大図 図９上のＢ−Ｂ断面で切断した断面図及びその部分拡大図 図９上のｃ−ｃ断面で切断した断面図 光学フィルタユニット部１２０の回転板部１５０周りの光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃを除いた背面視図 従来の光学フィルタユニットの回転板部１５００周りの背面視図 図１４から回転板部１５００を除いた背面視図 図１４上のＦ−Ｆ断面で切断した断面図及びその部分拡大図 図１４上のＦ−Ｆ断面で切断した断面図及びその部分拡大図 図１４上のＧ−Ｇ断面で切断した断面図 図１４から光学フィルタ１５５０ａ〜１５５０ｃを除いた背面視図

＜第１の実施形態＞
以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置の光学フィルタ機構の好ましい実施の形態について記述する。

図１は本発明の実施形態にかかわる撮像装置の前方斜視図、図２は図１からレンズ部を取り外した状態での前方斜視図である。

撮像装置１００は、本体部１０１、本体部１０１の前方に配置された交換レンズ部１１０等を持つ。交換レンズ部１１０はレンズマウント部１１１によって本体部１０１に取り付き、さまざまな交換レンズ（図示せず）と交換して取り付けることが可能となっている。交換レンズ部１１０は交換レンズ着脱ノブ１１２によってレンズマウント部１１１からのロック／アンロック動作を行うことにより着脱可能にな構成となっている。

また、図２に示すように、本体部１０１には、交換レンズ部１１０との電気的通信を行うレンズ通信接点部１１３が配置され、交換レンズ部１１０が本体部１０１にとりついた際に、レンズ側接点部（図示せず）と電気的に接続してレンズ情報の取得やレンズ駆動制御等を行うことが可能となっている。

図３に本体部１０１の内部構造のうち、レンズマウント部１１１近辺の分解斜視図を示す。レンズマウント部１１１及びレンズ通信接点部１１３はフロントベース部４００に取りつけられている。さらに、フロントベース部４００にはセンサー素子４１１が搭載されたセンサーユニット部４１０が取り付き、交換レンズ部１１０からの映像を電気信号化している。レンズマウント部１１１とセンサーユニット部４１０の間には光学フィルタユニット部１２０が配置され、交換レンズ部１１０から入ってくる光の分光特性を調整することを可能にしている。センサーユニット部４１０の後方には主基板部４３０が搭載され、センサーユニット部４１０からの電気信号を処理する等メインの信号処理を行っている。また、放熱用の放熱ファン部４２０がセンサーユニット部４１０と主基板部４３０の間に配置され、センサーユニット部４１０及び主基板部４３０の放熱を行っている。

図４、５に光学フィルタユニット部１２０の前方及び後方斜視図、図６に光学フィルタユニット部１２０の分解斜視図を示す。

光学フィルタユニット部１２０は交換レンズ部１１０側にユニット保護用の前カバー部１２１、後方側に後カバー部１３０によって光学フィルタユニット部１２０全体を挟み込むことにより、埃やゴミ等から光学フィルタユニット部１２０を保護している。前カバー部１２１及び後カバー部１３０にはそれぞれ光線通過が可能な、保護、分光用のレンズ側光学カバー１４０及びセンサー側光学カバー１４１が搭載されている。

図６に示すように、回転板部１５０が前カバー部１２１及び後カバー部１３０に挟み込まれて搭載され、
回転軸３００を回転中心として回転可能となっている。回転板部１５０にはそれぞ分光特性の異なる光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃが搭載され、回転板部１５０が回転軸３００を中心として回転し、所望のフィルタ特性を持つフィルタ部を光線上に移動することにより、光の分光特性を調整することが可能になっている。また、回転板部１５０を回転させる動力となる回転用モータ１６０により回転動作を行う構成となっている。また、回転板部１５０上の光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃを適切な位置に停止させるための停止位置検知部１８０が前カバー部１２１に搭載されている。

さらに、撮影時や輸送時に回転板部１５０が衝撃等で回転等をしてしまわないよう、光学フィルタユニット部１２０には回転ロックユニット２００が搭載されており、回転板部１５０を不用意に動作させずロックする構造となっている。また回転ロックユニット２００はロックユニットカバー部１２５により内部に覆われることにより保護されている。
光学フィルタユニット部１２０の回転板部１５０周りの斜視図を図７に、図７から回転板部１５０を除いた斜視図を図８に示す。

回転板部１５０には外周に回転板ギア部１５１が設けられ、回転用モータ１６０にとりついた回転用モータギア部１６１（図示せず）とかみ合うことにより、回転用モータの作動により回転板部１５０が回転軸３００にを中心として回転する。外周に回転板ギア部１５１を構成することにより、内部にギアを構成する構成に比べ大きなギア比を得ることができ、大きなトルクをより少ない構成で出すことが可能となるため、小型化及び部品点数を削減することが可能となる。

光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃは回転板部１５０の開口部の片面側に配置されており、回転軸３００を中心としてそれぞれのフィルタの中心部を通る径方向軸３１０ａ〜３１０ｃをもち、この径方向軸３１０ａ〜３１０ｃを中心として光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃが矢印方向に同一角度だけ回転した状態で配置されている。

従来の光学フィルタユニットの回転板部１５００周りの光軸方向背面視図を図１４に、図１４から回転板部１５００を除いた背面視図を図１５に、また図１４上のＦ−Ｆ断面で切断した断面図を図１６（ａ）（ｂ）に、図１４上のＧ−Ｇ断面で切断した断面図を図１７に、図１４から光学フィルタ１５５０ａ〜１５５０ｃを除いた背面視図を図１８に示す。

従来の光学フィルタユニットでは、回転板部１５００に配置された光学フィルタ１５５０ａ〜１５５０ｃは回転板部１５００の同一平面部に配置されるため、光学フィルタ１５５０ａ〜１５５０ｃ同士が当たらないように光学フィルタ近接部１５９０にフィルタ同士の隙間が必要となるため、光軸から見た場合、図１５のようなフィルタ配置となる。さらに、図１６〜１８にあるように光学フィルタ１５５０ａ〜１５５０ｃを搭載する搭載領域１５００ａ〜１５００ｃ（一部図示せず）が必要となり、光学開口領域が制限されていた。

本発明の光学フィルタユニット部１２０の回転板部１５０周りの背面視図を図９に、図９から回転板部１５０を除いた背面視図を図１０に、また図９上のＢ−Ｂ断面で切断した断面図を図１１（ａ）（ｂ）に、図９上のｃ−ｃ断面で切断した断面図を図１２に示す。

本発明の実施の形態では、既に示したように、光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃが径方向軸３１０ａ〜３１０ｃを中心として同一角度だけ回転した状態、すなわち回転板部１５０に対して傾いた状態で配置されているため、図１０に示すように光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃ同士が光軸方向から見た場合に一部重なった状態に配置することが可能になる。図１２に示すように、この状態では光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃの重なり部１９０では、光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃ同士に回転板部１５０の連結部１５９が挟まれるような構成となる。また連結部１５９は図１１に示す回転板部１５０内の光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃを搭載する搭載領域１５０ａ〜１５０ｃの一部を構成しており、回転板部１５０と同一の部材にて一体で形成することが可能である。

図１３に本発明の光学フィルタユニット部１２０の回転板部１５０周りの光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃを除いた背面視図を示す。点線及び実線にて示された従来のフィルタ開口領域５０００ａ〜５０００ｃに対し、本発明によるフィルタ開口領域５００ａ〜５００ｃが光学フィルタ１５５ａ〜１５５ｃを傾けることにより、より大きな領域を確保できることが分かる。

また、本発明の形式であれば、たとえ光学フィルタが何枚でも、回転板部１５０の厚みを光学フィルタ厚み×２＋連結部１５９厚みとすることができ、たとえば複数枚のフィルタを光軸方向に重ねるような構成に対しより小型の光学フィルタユニット部１２０を形成することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００・・・・撮像装置
１０１・・・・本体部
１１０・・・・交換レンズ部
１１１・・・・レンズマウント部
１１２・・・・交換レンズ着脱ノブ
１１３・・・・レンズ通信接点部
１２０・・・・光学フィルタユニット部
１２１・・・・前カバー部
１２５・・・・ロックユニットカバー部
１３０・・・・後カバー部
１３１・・・・ロック受け穴部
１４０・・・・レンズ側光学カバー
１４１・・・・センサー側光学カバー
１５０・・・・回転板部
１５０ａ〜１５０ｃ・・・・搭載領域
１５１・・・・回転板ギア部
１５５ａ〜１５５ｃ・・・・光学フィルタ
１５９・・・・連結部
１６０・・・・回転用モータ
１６１・・・・回転用モータギア部
１８０・・・・停止位置検知部
１９０・・・・重なり部
２００・・・・回転ロックユニット
３００・・・・回転軸
３１０ａ〜３１０ｃ・・・・径方向軸
４００・・・・フロントベース部
４１０・・・・センサーユニット部
４１１・・・・センサー素子
４２０・・・・放熱用の放熱ファン部
４３０・・・・主基板部
５００ａ〜５００ｃ・・・・フィルタ開口領域
１５００・・・・回転板部
１５００ａ〜１５００ｃ・・・・搭載領域
１５５０ａ〜１５５０ｃ・・・・光学フィルタ
１５９０・・・・光学フィルタ近接部
５０００ａ〜５０００ｃ・・・・従来のフィルタ開口領域

Claims (3)

1. 撮像装置の光学系の光路に挿入される複数枚の光学フィルタが配置されている円板部材と、
   前記円板部材を回転させることにより、前記複数枚の光学フィルタを切り換えるフィルタ構造と、
   前記円板部材を回転駆動させる回転駆動手段と、を有し、
   前記複数枚の光学フィルタは前記円板部材の同一面側に配置され、
   前記複数枚の光学フィルタは各々が前記円板部材の回転軸と平行な光学系の光軸に対し垂直で且つ前記円板部材の半径方向の軸を中心として同一角度回転して配置され、
   前記複数枚の光学フィルタは光軸方向への投影上でその一部がそれぞれ重なっている
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記円板部材の外周には回転用のギア部が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記円板部材は一体の部材にて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。