JP7246879B2 - 光学フィルターを操作する操作装置、光学機器、および光学機器に接続するためのアダプタ - Google Patents

Description

本発明は、光学フィルターを操作する操作装置、光学フィルターの操作装置を有する光学機器、光学機器に接続するためのアダプタ、に関し、特に可変ＮＤフィルターを操作する光学フィルター装置の機構に関するものである。

従来、カメラなどの光学機器において、機器に設けられた切欠き部に挿入して使用する差込式フィルターがある。たとえば交換レンズ自体、あるいは交換レンズとカメラボディとの間に連結されるアダプタ、の一部に切り欠きを設け、そこにフィルターを差し込む方式である。

例えば、偏光フィルターを保持したフィルター枠が外装の切り欠き部を覆うように装着される構成がある。また、装着時に外部に露出する操作ダイヤルを備えており、操作ダイヤルを回転させて、フィルター枠を回動させ、透過光量を調整する構成のものもある。

特許文献１には、操作ダイヤルとフィルター枠の間に連結ギヤを介在させ、ギヤ比の調整により、操作ダイヤルの回転とフィルター枠の回転の回転量を調節可能とする構成が記載されている。

また、特許文献２では、光学機器の外部と内部を遮断する隔壁を設け、隔壁の外周部に操作ダイヤルを配置し、隔壁の内部にフィルターを配置する構成が記載されている。操作ダイヤルとフィルター枠は、隔壁を貫通する軸を有するギヤが少なくとも一つ設けたギヤ列によって、回転伝達可能に結合されている。これにより、操作ダイヤル部から水が浸入することが無くなる。

特開２０００－２４９８８８号公報 特開２０００－８９２９８号公報

しかしながら、光学フィルターとして透過光量を調整する可変減光フィルター（ＮＤフィルター）を利用する場合、フィルター枠の回転を所定の角度範囲に規制する、すなわち光学フィルターの回転量を規制する必要があった。可変減光フィルターは、２枚の偏光フィルターの光軸周りの相対的な角度を調整することで透過光量を調整するものであり、角度を０°～９０°の範囲で変更することで、透過光量が最大から最小に可変にすることができる。しかし、回転量を規制せず、さらに９０°～１８０°まで回転させてしまうと、今度は回転に対して逆方向（最小から最大）に変化してしまい、感覚的な操作が難しくなるためである。

しかし、特許文献１のような構成において、操作ダイヤル部で操作ダイヤルの回転規制機構を設けようとすると、装置自体が大型化する懸念があった。

また、差込式のフィルターとして用いた場合、光軸方向の厚みが増すと、フィルターの前後の部材と干渉してしまう懸念がある。

そこで、本発明の目的は、薄型で構成しうる光学フィルターの操作装置、特には差込式可変ＮＤフィルターユニットを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る光学フィルター部材の操作装置は、第一のギヤ部を有し、回転操作が可能な回転操作部材と、光学フィルターを保持し、前記第一のギヤ部の回転にともない回転する光学フィルター部材と、前記第一のギヤ部と嵌合する第二のギヤ部と、前記光学フィルター部材の外周部に設けられた第三のギヤ部と嵌合する第四のギヤ部とを有する連結ギヤ部材と、前記第一のギヤ部の回転量を規制する回転規制部材とを有する操作装置であって、前記第二のギヤ部と前記第四のギヤ部は、前記連結ギヤ部材の回転軸の方向に沿って配置されており、前記回転規制部材の一部は、前記連結ギヤ部材の回転軸に垂直な方向から見たときに前記第四のギヤ部と重なり合うことを特徴とする。

本発明によれば、薄型の光学フィルターの操作装置を提供することができる。

実施形態にかかわるフィルター装置の概略斜視図 光学フィルター部材の側面図 操作ダイヤルの回転軸中心での断面図 連結ギヤ部材の回転軸中心での断面図 本発明の特徴的な個所の斜視図 操作ダイヤルと連結ギヤ部材の正面図 回転規制部材（軸ビス）の軸中心を通る断面図 回転規制部材（軸ビス）と大ギヤの軸方向での重なりを示す断面図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかわるフィルター装置の分解斜視図である。

（実施形態１）
以下、図１を参照して、本発明の実施形態について説明する。

レンズ鏡筒と着脱可能なフィルター装置１００１は、以下の部品で構成される。１００２はフィルターホルダーである。フィルターホルダー１００２に対し、偏光光学素子１００３が組み込まれ、接着固定される。１００４は両面テープであり、化粧版１００５をフィルターホルダー１００２に貼り付ける。１００６は光学フィルター部材であるフィルター枠である。光学フィルター部材１００６に、偏光光学素子１００７が固定されている。

光学フィルター部材１００６の外周部には、図２に示す全周設けられたギヤ部１００８と、周溝１００９がある。光学フィルター部材１００６は、フィルターホルダー１００２とバヨネット結合をしている。そのため、光学フィルター部材１００６の周溝１００９の一部には、フィルターホルダー１００２側に設けられた複数のバヨネット爪１０１０が組立時に通過する、開口部１０３６を有する。また、光学フィルター部材１００６の円筒保証部１０３５が、フィルターホルダー１００２と嵌合する。

光学フィルター部材１００６がフィルターホルダー１００２にバヨネット結合した時に、周溝１００９とバヨネット爪１０１０間の光軸方向のガタツキを無くすように、付勢部材１０１１を用いる。付勢部材１０１１は、光学フィルター部材１００６をフィルターホルダー１００２から離間する方向への付勢力をかけている。

１０１２は回転操作部材である操作ダイヤルである。操作ダイヤル１０１２の外周部には、操作者が操作ダイヤル１０１２に操作力を与えるローレット１０１３が有る。フィルターホルダー１００２は、外周側から操作ダイヤル１０１２を挿入可能な凹部１０２０を有する。１０１４は軸ビスである。

図３は操作ダイヤル１０１２の回転中心の断面図である。

図３に示すように、軸ビス１０１４の円筒部１０１５が、操作ダイヤル１０１２の回転軸穴１０１６とフィルターホルダー１００２の軸受け貫通穴１０１７と嵌合している。軸ビス１０１４のネジ部１０１８が、フィルターホルダー１００２側のネジ部１０１９と締結されることで、操作ダイヤル１０１２がフィルターホルダー１００２に対して、回動自在に保持される。

また、操作ダイヤル１０１２の外周部には円筒部１０４６が設けられている。円筒部１０４６は、ローレット１０１３の最外径よりも径大であり、外部からの衝撃からローレット１０１３を保護している。

１０２１は連結ギヤ部材である。１０２２はスペーサである。

図４は連結ギヤ部材１０２１の回転中心の断面図である。

図４に示すように、スペーサ１０２２がフィルターホルダー１００２の軸受け部１０２３と嵌合し、スペーサ１０２２の円筒外周面１０２４と連結ギヤ部材１０２１の内径円筒面１０２５が嵌合している。一方、スペーサ１０２２の円筒内周面１０２６と軸ビス１０２７の円筒部１０２８と嵌合する。軸ビス１０２７のネジ部１０２９がフィルターホルダー１００２側のネジ部１０３０と締結される。軸ビス１０２７は締めこむことでスペーサ１０２２と突き当たり、連結ギヤ部材１０２１と軸ビス１０２７との間には、軸方向で僅かなクリアランスがある。これにより、連結ギヤ部材１０２１が軸ビス１０２７との間で摩擦負荷は発生しない。

連結ギヤ部材１０２１には、大ギヤ１０３１と、小ギヤ１０３２と、円筒部１０３３がある。大ギヤ１０３１は、光学フィルター部材１００６の外周部のギヤ部１００８と係合する。小ギヤ１０３２は、操作ダイヤル１０１２の外周部のローレット１０１３と係合する。ここで示すように、操作ダイヤル１０１２のローレット１０１３は、操作者の回転操作力を入力する箇所である。また、操作ダイヤル１０１２の回転力を連結ギヤ部材１０２１の小ギヤ１０３２に伝達するためのギヤでもある。円筒部１０３３は、大ギヤ１０３１と小ギヤ１０３２の間にあり、大ギヤ１０３１よりも径小で、且つ小ギヤ１０３２よりも径大であり、フィルターホルダー１００２の嵌合穴１０３４と嵌合している。嵌合穴１０３４は、フィルターホルダー１００２の凹部１０２０と繋がっており、連結ギヤ部材１０２１が組みつけられることで、外部からの水が凹部１０２０を経由して光学フィルター部材１００６側へ侵入してくるのを防いでいる。

ここまで、操作ダイヤル１０１２を回転操作するとことで、連結ギヤ部材１０２１を介して光学フィルター部材１００６を光軸周りに回転させる機構を説明した。この機構により、フィルターホルダー１００２に固定された偏光光学素子１００３に対し、光学フィルター部材１００６に保持した偏光光学素子１００７を相対的に回転させることで、回転量に応じた減光効果が得られる。

また、所望の減光量に規制するためには、光学フィルター部材１００６の回転を規制する必要がある。

操作ダイヤル１０１２と連結ギヤ部材１０２１、および連結ギヤ部材１０２１と光学フィルター部材１００６はそれぞれギヤ連結している。操作者が所定の操作量を超えて操作ダイヤル１０１２を回転させようとすると、それぞれのギヤの歯に過大な応力がかかり、破損する懸念がある。回転規制を光学フィルター部材１００６に設ける場合、操作ダイヤル１０１２のローレット１０１３と連結ギヤ部材１０２１の小ギヤ１０３２、連結ギヤ部材１０２１の大ギヤ１０３１と光学フィルター部材１００６のギヤ部１００８には、やはり応力はかかってしまう。そのため、各ギヤ部の歯に応力をかけないようにするためには、操作ダイヤル１０１２に、回転規制部を設けることが望ましい。それにより、各ギヤ部へは応力がかからず、ギヤの歯の破損を防止することができる。

次に、操作ダイヤル１０１２の回転規制について詳述する。

図５の１０３７および１０３８は回転規制部材（軸ビス）であり、操作ダイヤル１０１２の回転端を決めている。

図６の１０３９は操作ダイヤル１０１２に設けられた回転規制溝である。

回転規制溝１０３９は、操作ダイヤル１０１２の回転軸中心に所定の角度範囲で設けられている。破線の円は、回転規制軸ビス１０３７と、１０３８の、操作ダイヤル１０１２の回転軸方向に延伸した円筒形状の延伸部１０４０と１０４１の先端が溝の底面付近に配置されている状況を模式的に示す。１０４３は操作ダイヤル１０１２の一方の回転端を示し、１０４４は他方の回転端を示す。回転規制軸ビス１０３７の円筒部１０４０が、操作ダイヤル１０１２の回転規制溝１０３９と回転軸方向で重なりあい、回転端１０４３と当接することで操作ダイヤル１０１２の回転を規制する。同様に、回転規制軸ビス１０３８の円筒部１０４１が、操作ダイヤル１０１２の回転規制溝１０３９と回転軸方向で重なりあい、回転端１０４４と当接することで操作ダイヤル１０１２の回転を規制する。

図７に示すように、回転規制軸ビス１０３７および１０３８は、フィルターホルダー１００２にネジ部１０４２で締結され、フィルターホルダー１００２の軸受け穴１０４５と、円筒部１０４０と１０４１が嵌合している。

図６に示すように、操作ダイヤル１０１２と連結ギヤ部材１０２１の大ギヤ１０３１との、回転軸方向からみた重なりが少ない。仮に、操作ダイヤル１０１２と連結ギヤ部材１０２１の回転伝達を、操作ダイヤル１０１２のローレット１０１３よりも内径側にもうけるギヤ部（以下、ダイヤル小ギヤは不図示）で行うことを考えた場合、以下の問題が生じる。連結ギヤ部材１０２１の小ギヤ１０３２と、ダイヤル小ギヤが噛み合うようなレイアウトを採用すると、必然的に連結ギヤ部材１０２１の大ギヤ１０３１と、操作ダイヤル１０１２の回転軸方向からみた重なりが大きくなる。これにより、回転規制軸ビス１０３７と１０３８を、連結ギヤ部材１０２１の大ギヤ１０３１側から小ギヤ１０３２側へ向かって組み込めるような配置が困難である。そのため、本件では、操作ダイヤル１０１２のローレット１０１３が、操作者による回転操作を入力するための回転操作部と、連結ギヤ部材１０２１の小ギヤ１０３２と噛み合い回転力を伝達するギヤ部とを兼ねる。これにより、操作ダイヤル１０１２と連結ギヤ部材１０２１の大ギヤ１０３１との、回転軸方向からみた重なりを少なくし、回転規制軸ビス１０３７と１０３８を、連結ギヤ部材１０２１の大ギヤ１０３１側から小ギヤ１０３２側へ向かって組み込めるスペースを確保する。

また、図８に示すように、回転規制軸ビス１０３７と１０３８は、連結ギヤ部材１０２１の大ギヤ１０３１と回転軸方向で重なるような位置にある。すなわち回転規制部材が、第三のギヤ部よりも第四のギヤ部側であって、第一のギヤ部の側面側、そしてその側面上に配置されている。

回転規制軸ビス１０３７と１０３８を、操作ダイヤル１０１２を挟んだ反対側に配置する場合、回転規制軸ビス１０３７と１０３８およびフィルターホルダー１００２にビス締結部を設ける必要があり、光軸方向の厚みが増してしまう。それにより、薄型の差込式フィルターが実現できない。

次に、フィルターホルダー１００２に固定された偏光光学素子１００３と、光学フィルター部材１００６に固定された偏光光学素子１００７の、回転方向における相対角度位置について説明する。

フィルターホルダー１００２に固定された偏光光学素子１００３に対して、光学フィルター部材１００６に固定された偏光光学素子１００７を相対的に回転させることで、光量の調整を行う。操作ダイヤル１０１２の一方の回転端から他方の回転端までの回転により、２つの偏光光学素子１００３と１００７は、減光効果が最小から最大になるように相対的に９０°回転する。操作ダイヤル１０１２の操作量と減光効果の整合がとれるようにするためには、以下が必要となる。

フィルターホルダー１００２に偏光光学素子１００３を組み込み固定する際には、フィルターホルダー１００２の特定の角度位置に対して、偏光光学素子１００３の偏光方向を所定の角度に合わせて組み込む。またさらに、光学フィルター部材１００６に、偏光光学素子１００７を組み込み固定する際には、光学フィルター部材１００６の特定の角度位置に対して、偏光光学素子１００７の偏光方向を所定の角度に合わせて組み込む。ここで、回転規制軸ビス１０３７の円筒部１０４０が操作ダイヤル１０１２の回転端１０４３と当接した状態を、減光効果が最大になる状態とし、他方の回転端１０４４を減光効果が最小の状態とする。フィルターホルダー１００２に操作ダイヤル１０１２と回転規制軸ビス１０３７および１０３８を組み込む。操作ダイヤル１０１２を減光効果が最大となる回転端まで回転させる。次に、光学フィルター部材１００６を、偏光光学素子１００３の偏光方向が所定の角度位置に組み込まれたフィルターホルダー１００２に組み込む。光学フィルター部材１００６を回転させ、減光効果が最大になる角度位置に調整する。その状態で連結ギヤ部材１０２１を組み込む。これにより、操作ダイヤル１０１２、連結ギヤ部材１０２１、光学フィルター部材１００６が、減光効果最大の状態でギヤ連結される。当然、操作ダイヤル１０１２を回転させ、減光効果最小の状態にしたとしても、光学フィルター部材１００６はフィルターホルダー１００２との間でバヨネット結合が維持され、光学フィルター部材１００６がフィルターホルダー１００２から外れることはない。このように連結ギヤ部材１０２１は、フィルターホルダー１００２に操作ダイヤル１０１２と光学フィルター部材１００６が組み込まれた後から、取り付けられる。そのため、連結ギヤ部材１０２１の小ギヤ１０３２（第二のギヤ部）と、操作ダイヤル１０１２のローレット１０１３（第一のギヤ部）が噛み合うためには、操作ダイヤル１０１２の外周部の円筒部１０４６は、ローレット１０１３の片側端面に設けられる。且つ、その片側端面は、連結ギヤ部材１０２１が組み込まれる側と対向する側である必要がある。

以上、光学素子が偏光光学素子であり、透過光量を調整する可変減光フィルターを操作する装置を例に、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。

例えば、上述した光学フィルターの操作装置、レンズ鏡筒、およびＣＭＯＳなどの撮像手段を搭載したカメラ本体が一体化した光学機器（デジタルカメラ）、あるいはカメラ本体とレンズ鏡筒とを接続するアダプタに本発明の操作装置が組み込まれている形態が挙げられる。

１００２ フィルターホルダー
１００３・１００７ 偏光光学素子
１００６ 光学フィルター部材
１００８ ギヤ部
１０１２ 操作ダイヤル
１０１３ ローレット
１０２１ 連結ギヤ部材
１０３１ 大ギヤ
１０３２ 小ギヤ
１０３７・１０３８ 回転規制部材（軸ビス）
１０４６ 円筒部

Claims (8)

1. 第一のギヤ部を有し、回転操作が可能な回転操作部材と、
   光学フィルターを保持し、前記第一のギヤ部の回転にともない回転する光学フィルター部材と、
   前記第一のギヤ部と嵌合する第二のギヤ部と、前記光学フィルター部材の外周部に設けられた第三のギヤ部と嵌合する第四のギヤ部とを有する連結ギヤ部材と、
   前記第一のギヤ部の回転量を規制する回転規制部材とを有する操作装置であって、
   前記第二のギヤ部と前記第四のギヤ部は、前記連結ギヤ部材の回転軸の方向に沿って配置されており、
   前記回転規制部材の一部は、前記連結ギヤ部材の回転軸に垂直な方向から見たときに前記第四のギヤ部と重なり合うことを特徴とする光学フィルター部材を操作する操作装置。
2. 前記回転操作部材は、前記回転操作部材の回転軸の周りに設けられた溝を有し、
   前記回転規制部材は前記回転操作部材の回転軸の方向へ伸びる延伸部を有し、
   前記回転規制部材の延伸部の先端が、前記溝に挿入されている請求項１に記載の操作装置。
3. 前記回転操作部材は、前記回転操作部材の外周面に第一のギヤ部の最外径よりも径大な円筒面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の操作装置。
4. 前記回転操作部材の外周面に有する円筒面は、前記第一のギヤ部の片側端面に設けられ、該片側端面は前記連結ギヤ部材の回転軸の方向において前記第四のギヤ部がある側と対向する側であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の操作装置。
5. 前記光学フィルターは、偏光光学素子であり、前記回転操作部材を回転操作することにより透過光量を調整する装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の操作装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の操作装置と、撮像手段とを有する光学機器。
7. 光学機器に着脱可能なアダプタであって、請求項１から５のいずれか一項に記載の操作装置を有するアダプタ。
8. 前記アダプタは、カメラ本体とレンズ鏡筒とを接続するためのアダプタである請求項７に記載のアダプタ。

Images