JP4438032B2 - フィルター切り替え装置および光学機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器としてのビデオカメラ等の撮像装置において、光量調整のために光路中に出し入れされるＮＤフィルター等のフィルターの切り替え装置に関するもので、特に、複数の異なる濃度のフィルターを光路に対して選択的に切り替える切り替え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラ用のズームレンズの構成として、被写体側から順に、固定の凸、可動の凹、固定の凸、可動の凸の４つのレンズ群から構成されるものが最も良く知られている。勿論この構成以外にも、種々のレンズ構成のズームレンズが知られているのは言うまでもない。
【０００３】
図１２は上記した最も一般的な４群構成からなるズームレンズの鏡筒構造を示すもので、ズームレンズを構成する４つのレンズ群201a〜201dは、固定された前玉レンズ201a、光軸に沿って移動することで変倍動作を行うバリエーターレンズ群201b、固定されたアフォーカルレンズ201c、及び光軸に沿って移動することで変倍時の焦点面維持と焦点合わせを行うフォーカシングレンズ群201dである。
【０００４】
図において、ガイドバー203 及び204a、204bは光軸205 と平行に配置され、移動するレンズ群の案内および回り止めを行う。DCモーター206 はバリエーターレンズ群201bを移動させる駆動源となる。尚、この図ではこのバリエーターレンズ群の駆動源としてDCモーターで示しているが、後述するフォーカシングレンズ移動のための駆動源と同様にステップモーターを用いても構わない。
【０００５】
バリエーターレンズ群201bは保持枠211 に保持されている。この保持枠211 は押圧ばね209 とこの押圧ばね209 の力でスクリュー棒208 に形成されたスクリュー溝208aに係合するボール210 とを有している。このためモーターによって出力軸206a、ギア列207 を介してスクリュー棒208 を回転駆動することにより、保持枠211 はガイドバー203 に沿って光軸方向に移動する。
【０００６】
フォーカシングレンズ群201dは、保持枠214 に保持されている。保持枠214 のスリーブ部（ガイドバーに嵌合して案内を形成する部分）近傍には、ねじ部材213 が光軸方向に保持枠と一体的となる様に組付けられており、このねじ部材213 はステップモーター212 を回転させることにより、その出力軸212aが回転し、この出力軸212aに形成されたおねじ部とねじ部材213 に形成されためねじ部もしくはラック部がこの回転に連動することで、保持枠214 をガイドバー204a、204bに沿って光軸方向に移動させることが出来る。この保持枠214 とねじ部材213 の結合部の詳細な構成に関しては、例えば特開平４- １３６８０６号公報等に開示されている。
【０００７】
前述した様に、このステップモーターによる連動機構は、バリエーター駆動機構として構成しても構わない。
【０００８】
又、この様なステップモーターを用いてレンズ群を移動させる場合に、移動するレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出するために、不図示のフォトインタラプタと移動枠に一体的に設けられた遮光壁により移動枠の光軸方向の一つの基準位置を検出可能にしておけば、この基準位置に保持枠を配置した後に、以降ステップモーターに与える駆動ステップ数を連続的にカウントすることにより保持枠の絶対位置を検出する位置検出手段を構成することが可能となる。
【０００９】
図１３は従来の撮像装置におけるカメラ本体の電気的構成を示すブロック図である。図において上述図１２と同一符号の構成要素は同じ機能を有する。
【００１０】
221 はCCD 等の固体撮像素子、222 はバリエーターレンズ群201bの駆動源であり、図８のモーター206 、モーター206 と連動するギア列、スクリュー棒208 等を含む。あるいは図８のフォーカシングレンズ群の駆動と同様にステップモーター等で構成される。223 はフォーカシングレンズ群201dの駆動源であり、ステップモーターとおねじを形成したその出力軸、保持枠と光軸方向に一体的なねじ部材213 等を含む。
【００１１】
224 は絞り駆動源である。225 はズームエンコーダー、227 はフォーカスエンコーダーである。これらのエンコーダーはそれぞれバリエーターレンズ、フォーカシングレンズの光軸方向の絶対位置を検出する。図１２の様にバリエーター駆動源にDCモーターを用いる様な場合には（図１２には不図示）、ボリューム等の絶対位置エンコーダーを用いる。なお磁気式のものでも構わない。
【００１２】
又、駆動源にステップモーターを用いる場合には、前述した通りの基準位置に保持枠を配置してから、ステップモーターに入力する動作パルス数を連続してカウントする方法が一般的である。
【００１３】
226 は絞りエンコーダーであり、絞り駆動源であるメーターの内部にホール素子を配置し、ローターとステーターの回転位置関係を検出する方式のものなどが知られている。
【００１４】
228 はカメラ信号処理回路であり、CCD221の出力に対して所定の増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号はAEゲート229 、AFゲート230 を通過する。即ち、露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り出し範囲が全画面内のうちからこのゲートで設定される。このゲートの大きさは可変であったり、複数設けられる場合もあるが、ここでは簡単のためにその詳細は記述しない。
【００１５】
23１はオートフォーカス（AF）のためのAF信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する一つもしくは複数の出力を生成する。233 はズームスイッチ、23４はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して被写体距離とバリエーターレンズ位置に応じてとるべきフォーカシングレンズ位置の情報を記憶する。尚、ズームトラッキングメモリとしてはCPU 内のメモリを使用してもよい。23２はCPU である。
【００１６】
上記した構成において、例えば撮影者によりズームスイッチ233 が操作されると、CPU232はズームトラッキングメモリ23４の情報をもとに算出したバリエーターとフォーカシングレンズの所定の位置関係が保たれるように、ズームエンコーダー225 の検出結果となる現在のバリエーターの光軸方向の絶対位置と算出されたバリエーターのあるべき位置、フォーカスエンコーダー227 の検出結果となる現在のフォーカスレンズの光軸方向の絶対位置と算出されたフォーカスレンズのあるべき位置がそれぞれ一致するように、ズーム駆動源222 とフォーカシング駆動源223 を駆動制御するものである。
【００１７】
又、オートフォーカス動作ではAF信号処理回路23１の出力がピークを示すように、CPU232はフォーカシング駆動源223 を駆動制御する。
【００１８】
さらに、適正露出を得るためにCPU232はAEゲート229 を通過したY 信号の出力の平均値が所定値となるように、絞りエンコーダー226 を、出力がこの所定値となるように、絞り駆動源224 を駆動制御して開口径をコントロールするものである。
【００１９】
この絞りの径が所定値以上に小さな径になると、良く知られている様に光の回折現象によって結像面上の画像が劣化する現象が発生する。従って上記の様に、ＣＣＤ等の撮像素子からの出力のコントラスト信号であるＹ信号の出力の平均値が所定値となるように絞りの開口径をコントロールする際に、被写体が明るい屋外の様な条件にあると、絞りの開口径が上記の小絞り回折を発生する径よりも小さくなってしまい、画質が劣化するという問題が発生してしまう。
【００２０】
この問題を解決するために、従来の一般的な民生用のビデオカメラでは、絞りの羽根にＮＤフィルターを一体的に貼り付けて、絞りの開口径を小さくすると同時に、この開口部をＮＤフィルターが徐々に覆う様に構成することで、すぐに小絞り回折が発生することを防止する様にし、それでも被写体が明るくそのままでは小絞り回折が発生してしまう場合には、シャッター速度（ＣＣＤでの電荷取り込み時間）を短くすることで最適の露出を得る様に構成されているのが一般的である。
【００２１】
しかし、この光量調整システムでは開口に対してＮＤフィルターが中間的に覆っている様な場合に主被写体に対して前後の距離に発生する輝点のぼけ味が汚くなったり、又、画面内で光量に差が生じたりするなどの問題があった。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
これらの問題を解決する手段としてはＮＤフィルターを羽根に貼り付けるのではなく、絞りとは別に光路内に挿脱可能とする構成が知られている。
【００２３】
このための機械的な構成、すなわち被駆動部材を所定位置に選択的に切り替え移動させる駆動装置としてのフィルター切り替え装置の従来の一例を図１４に示す。
【００２４】
図１４はこの構成を光軸方向から見た図である。２５６が樹脂フイルム等で作られたＮＤフィルター部、２５２はフィルター枠（実線はフィルターが光路内の時の状態、破線はフィルターが光路外の時の状態）、２５７は枠にフィルターを固定するための固定爪部、２５３はフィルター枠の回転中心、２６０はフィルター枠端に一体的に設けられたボス部、２５１は操作スイッチ（実線はフィルターが光路内の時の状態、破線はフィルターが光路外の時の状態）、２５４は操作方向を示す矢印、２５８はフィルター枠２５２を光路外の方向に引っ張る引っ張りばねである。
【００２５】
操作者が例えば鏡筒の外部側面に設けられた操作スイッチ２５１を上下にスライド作動させることにより、このスイッチ２５１と連動したボス部２６０の連動により、フィルター枠２５２が回転中心２５３回りに回動動作し、フィルター２５６が光路内に挿脱切り替えされるものである。
【００２６】
又、一種類のＮＤフィルターの設定のみでは不十分な場合には、従来より、ターレット構造により、ある回転中心を持って同心円状に並列配置された複数のフィルターを順次切り替える方法が良く知られている。又、この場合にはＮＤフィルターでなく、何らかの特殊効果フィルターを設ける場合もある。
【００２７】
しかしながら、この様なターレット式のフィルター切り替え装置はフィルターを設けた回転円盤を配置するために、レンズ鏡筒の小型化には反する場合があった。
【００２８】
本出願に係る発明は、第１および第２のフィルター枠を選択的に切り替え移動させるフィルター切り替え装置および光学機器の小型化を図ることを目的とするものである。
【００３０】
本出願に係る発明の目的を実現するフィルター切り替え装置は、光軸方向における異なる位置に配置され、第１の支軸を中心に回転可能に取付けられ、第１のＮＤフィルターおよび第２のＮＤフィルターをそれぞれ有する第１のＮＤフィルター枠および第２のＮＤフィルター枠と、光路に対する前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠の進退状態を変化させる切り替え手段とを有し、前記切り替え手段は、前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠を前記第１の支軸の回りに互いに相反する方向に付勢し、前記第１のＮＤフィルター枠を光路内に向けて付勢するバネ部材と、光軸と直交する面内において前記第１の支軸とは異なる位置にある第２の支軸を中心に回動可能に取付けられ、前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠と係合して、前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠を光路に対して選択的に進退させる操作部材と、を有し、前記操作部材は、前記第１のＮＤフィルター枠と係合して、前記第１のＮＤフィルター枠を光路から退避させた位置で保持するための保持部と、前記第１のＮＤフィルター枠と係合し、前記バネ部材の付勢力に抗して前記第１のＮＤフィルター枠を光路から退避させる第１の係合部と、前記第２のＮＤフィルター枠と係合し、前記バネ部材の付勢力に抗して前記第２のＮＤフィルター枠を光路内に移動させる第２の係合部と、を有し、前記操作部材は、前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠が光路から退避している状態において、一方向への回動により、前記第１のＮＤフィルター枠の突起部への前記操作部材の保持部への係合を解除して、前記バネ部材の付勢力を用いて前記第１のＮＤフィルター枠を光路内に移動させ、更なる同一方向への回動により、前記第１の係合部が前記第１のＮＤフィルター枠の折り曲げ部を引っ掛けて前記バネ部材の付勢力に抗して前記第１のＮＤフィルター枠を光路から退避させるとともに、前記第２の係合部が前記第２のＮＤフィルター枠の折り曲げ部を引っ掛けて前記バネ部材の付勢力に抗して前記第２のＮＤフィルター枠を光路内に移動させることを特徴とする。
【００３１】
本出願に係る発明の目的を実現する光学機器は、上記フィルター切り替え装置を有することを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１、図３、図４は本発明の第１の実施の形態を示す。本実施の形態は、複数の被駆動部材を同一軸上から所定位置に選択的に切り替え移動させる駆動装置を、フィルター切り替え装置に適用したもので、複数の被駆動部材として濃度の異なるフィルターとし、また光学機器としてのビデオカメラ等の撮像装置に使用され、光量調整のために光路中に対してフィルターを選択的に切り替えるようにしたものである。
【００３３】
１は第１のフィルター枠、２は第２のフィルター枠、３はフィルター切り替えレバー（操作部材）、４はフィルター切り替えレバー３の回転中心をなす支軸である。
【００３４】
第１のフィルター枠１と第２のフィルター枠２は、図３および図４に示すように、双方ともレバー部１ｃ，２ｃの先端部にフィルターを取り付ける枠部１ｄ，２ｄが形成されており、第１のフィルター枠１と第２のフィルター枠２の各レバー部の基端部が回転中心をなす支軸２０に回転可能に取り付けられており、第１のフィルター枠１と第２のフィルター枠２の共通の回転中心をなす支軸２０は不図示の固定用部材に取り付けられている。
【００３５】
この第１のフィルター枠１と第２のフィルター枠２にはコイルばね１７が互いに係合するように取り付けられ、図１の（Ｂ）に示すように、互いに離れ合う方向（矢印２５，２６）に常時付勢されており、この場合、第１のフィルター枠１がストッパー１３に当接して反時計方向への回動が規制され、また第２のフィルター枠２がストッパー１４に当接して時計方向への回動が規制されている。
【００３６】
すなわち、第１のフィルター枠１と第２のフィルター枠２の回転中心となる支軸２０と、撮影光軸の光軸中心とは水平方向において略同一位置に存在し、ストッパー１３と１４とは該水平軸線の上下方向に存在するので、第１のフィルター枠１の回転中心よりも下方の曲げ起こし部１ａと、第２のフィルター枠２の回転中心よりも上方の曲げ起こし部２ａにコイルばね１７の両端部を係合させれば、第１のフィルター枠１と第２のフィルター枠２とは互いに離れ合う方向にばね付勢されることになる。
【００３７】
そして、この図１の（Ｂ）に示す状態において、第１のフィルター枠１の回動停止位置が光路中における使用位置で、第２のフィルター枠２の位置が光路中から退避した退避位置となる。したがって、第１のフィルター枠１を前記退避位置に移動させるには、コイルばね１７のばね力に抗して第１のフィルター枠１を時計方向に回動させれば良く、また第２のフィルター枠２を前記使用位置に移動させるには、第２のフィルター枠２をコイルばね１７のばね力に抗して反時計方向に回動させれば良く、さらに第２のフィルター枠２を使用位置から退避位置へ移動させるには、第２のフィルター枠２を前記使用位置に保持するための係合を解除することにより、コイルばね１７のばね力により前記退避位置に移動することになる。
【００３８】
また、第１のフィルター枠１の退避位置から使用位置への移動は、第１のフィルター枠１を該退避位置に保持するための係合を解除することにより、ばね１７のばね力により行われる。
【００３９】
第１のフィルター枠１と第２のフィルター枠２の退避位置から使用位置、および使用位置から退避位置への移動は、本実施の形態では手動操作されるフィルター切り替えレバー３により行っている。
【００４０】
このフィルター切り替えレバー３は、操作腕部５ａと作用腕部５ｂとにより平面略Ｌ字形状に形成され、不図示の固定用の部材に取り付けられる支軸４を中心として回動可能となっている。
【００４１】
フィルター切り替えレバー３の操作腕部５ａは、操作者が手動操作するための操作部をなすとともに、不図示の切り替えスイッチと連動するためのもので、先端部に設けられたボス部６が図１４のボス部２６０同様に外部スイッチと連動している。
【００４２】
本実施の形態においては、第１のフィルター枠１を退避位置で保持する必要があるので、曲げ起こし部１ａと反対側のレバー部１ｃに突起部１ｂを形成し、フィルター切り替えレバー３の曲げ部（保持部）７が突起部１ｂの先端に当接（係合）することにより、第１のフィルター枠１の反時計方向の回動を阻止している。その際、第１のフィルター枠１が退避位置に強制的に押し付けられているので、第２のフィルター枠２ががたつくことなく退避位置に保持されることになる。
【００４３】
フィルター切り替えレバー３の作用腕部５ｂの支軸２０に向かった側には、前記曲げ部７の支軸４の近傍に第１のフィルター枠１の突起部１ｂと当接可能な長さに折り曲げ形成されており、さらに、Ｕ字形状の切欠き部３ａの先端部には、第１のフィルター枠１に代えて第２のフィルター枠２を退避位置から使用位置に移動させる際、第１のフィルター枠１の折り曲げ部１ａと当接して第１のフィルター枠１を使用位置から退避位置に回動させるとともに、第２のフィルター枠２に引っ張られて第１のフィルター枠１が使用位置に戻るのを阻止するための入れ替え用第１の突起部（第１の係合部）１０が先端を幅広く形成されている。
【００４４】
また、フィルター切り替えレバー３の作用腕部５ｂの支軸２０に向かった側において、曲げ部７と入れ替え用第１の突起部１０との間には、第２のフィルター枠２を第１のフィルター枠１に代えて使用位置に入れ替えるために、第２のフィルター枠２の曲げ起こし部２ａと係合する山形形状の入れ替え用第２の突起部（第２の係合部）９が形成され、入れ替え用第１の突起部１０が第１のフィルター枠１の折り曲げ部１ａと当接するのと略同じタイミングで、第２のフィルター枠２の曲げ起こし部２ａと当接し、第２のフィルター枠２を反時計方向に回動させ、第２のフィルター枠２を第１のフィルター枠１に代えて使用位置に入れ替える。
【００４５】
なお、１１は撮影光軸中心、１２は撮影光軸回りの有効光線の範囲領域を示している。
【００４６】
また、ストッパー１３は第１、第２のフィルター枠１、２が光路に入った状態で回動を阻止して第１、第２のフィルター枠１、２を同位置に保持し、ストッパー１４は第１、第２のフィルター枠１、２が光路から外れている状態で回動を阻止して第１、第２のフィルター枠１、２を同位置に保持する。
【００４７】
１５は第２のフィルター枠２の枠部２ｄに保持される第２のフィルター、１６は第１のフィルター枠１の枠部１ｄに保持される第１のフィルターである。第１のフィルター１６は比較的薄い（透過光量の多い）ＮＤフィルター、第２のフィルター１５は比較的濃い（透過光量の少ない）ＮＤフィルターである。なお、第１のフィルター１６と第２のフィルター１５とは特殊効果フィルターであってもよい。
上記した本実施の形態のフィルター切り替え装置の動作を図１を用いて以下に説明する。
【００４８】
図１（Ａ）は光路内にフィルター枠１、２が挿入されていない状態を、（Ｂ）は第１のフィルター枠１が挿入された状態を、（Ｃ）は第１のフィルター枠１が光路から外れ、第２のフィルター枠２が光路内に挿入された状態を示している。
【００４９】
第１のフィルター１６が貼りついた第１のフィルター枠１は、ばね１７により回転中心をなす支軸２０の回りに矢印２５方向に付勢されており、又、第２のフィルター１５が貼りついた第２のフィルター枠２は、ばね１７により回転中心をなす支軸２０の回りに矢印２６方向に付勢されている。従って、図１（Ｂ）の状態がこのばね１７の付勢力によって、それぞれのフィルター枠１、２がストッパー１３と１４に当接した状態である。
【００５０】
図１（Ａ）は図１（Ｂ）に対して、切り替えレバー３の先端ボス部６が図で下方向に押し下げられた状態である。尚、この状態は不図示の切り替えスイッチ部などに設けられたクリック部材の発生するクリック力などで保持されるものである。
【００５１】
図１（Ｂ）から図１（Ａ）への操作により、切り替えレバー３は回転中心をなす支軸４の回りに回動される。すると切り替えレバー３の折り曲げ部７が、フィルター枠１の突起部１ｂを押すことになり、これにより第１のフィルター枠１はばね１７による矢印２５方向の力に反して、回転軸２０回りに矢印２５と反対方向に回動し、その結果、図１（Ａ）の様に第１、第２のフィルター枠１、２が共に光路から外れた状態が得られるものである。
【００５２】
一方、図１（Ｂ）の第１のフィルター枠１が光路内に挿入された状態から、切り替えレバー３を時計方向に回動させると、図１（Ｃ）に示すように、第１のフィルター枠１が外れ、第２のフィルターが光路内に入った状態に推移するものである。これは切り替えレバー３の入れ替え用第２の突起部９が第２のフィルター枠２の折り曲げ部２ａを引っかけて、第２のフィルター枠２をばね１７の力に抗して、矢印２６とは反対方向に回動させ、第２のフィルター枠２を光路内に挿入すると共に、同じく切り替えレバー３の入れ替え用第１の突起部１０が、第１のフィルター枠１の折り曲げ部１ａを引っかけて第１のフィルター枠１をばね１７による矢印２５とは反対方向に回動させることによって為し得るものである。その際、フィルター切り替えレバー３の作用腕部５ｂに形成したＵ字形状部３ａが第１、第２のフィルター枠１、２の支軸２０の外周部に嵌り込み、フィルター切り替えレバー３の時計方向回転のストロークが確保されるようになっている。
【００５３】
以上説明した様に、本発明の第１の実施の形態では、フィルター切り替えレバーを同一方向、例えば図１（Ａ）から（Ｂ）、（Ｃ）という様に、この例では時計方向に回動させていくことによって、▲１▼：フィルターが２種類共に光路から外れた状態→▲２▼：第１のフィルターのみが光路に挿入された状態→▲３▼：第１のフィルターが光路から外れ、第２のフィルターのみが光路に挿入された状態と順次、フィルターの挿脱状態が切り替わるものである。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態を示す。
【００５５】
上述の第１の実施の形態では、▲１▼：フィルター枠が２種類共に光路から外れた状態→▲２▼：第１のフィルター枠１のみが光路に挿入された状態→▲３▼：第１のフィルター枠１が光路から外れ、第２のフィルター枠２のみが光路に挿入された状態と順次フィルター枠が一方向の操作で切り替わったが、本実施の形態は、▲１▼：フィルターが２種類共に光路から外れた状態→▲２▼：第１のフィルター枠１のみが光路に挿入された状態→▲３▼：第１のフィルター枠１が光路に残ったまま、第２のフィルター枠２も光路に挿入された状態とするものである。
【００５６】
すなわち、第１のフィルター枠１の折り曲げ部１ａはバネ１７の一端部との係合のためにそのままとし、フィルター入れ替え用レバー３の作動腕部５ｂに形成した先端部の入れ替え用第１の突起部１０を本実施の形態では廃止し、作動腕部５ｂには入れ替え用第２の突起部（係合部）９のみを残したものである。
【００５７】
図７（Ａ）〜（Ｃ）にこの動きを示す。第１の実施の形態で図１（Ｂ）から（Ｃ）までの変移にて、第１のフィルター枠１が光路から外れる動作は、切り替えレバー３の入れ替え用第１の突起部１０が、第１のフィルター枠１の折り曲げ部１ａ部を引っかけて第１のフィルター枠１を回転中心である支軸２０の回りに動かすことによって為し得たが、本第２実施の形態では、この連動関係が行われない。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図６は本発明の第３の実施の形態を示す。
【００５９】
本実施の形態は、切り替えレバー３をモーターにて駆動する場合を示している。この様にすれば、不図示の切り替えスイッチの位置を鏡筒側面あるいはカメラ側面などの任意のどこに設けようが、このスイッチで選択されたフィルター条件を不図示の電気スイッチで検出し、この情報を不図示のＣＰＵで判断し、その選択された条件が達成される様にモーターを駆動すれば所望のフィルター状況が得られるものである。
【００６０】
図６では切り替え動作に関しては図１の第１の実施の形態で説明した動きと全く同一である。ここで切り替えレバー３の従来の切り替えスイッチと連動するために設けられていたボス部６の部分に代えて、外周部に回転中心を支軸２０に置いたギア部３０を設けている。
【００６１】
また、モーター本体３４の出力軸３３に設けたギア３２をこの切り替えレバーに設けたギア部３０とかみ合わせ、モーターを回動させることで順次フィルターの状態を変更出来るものである。
【００６２】
尚、図６には示されていないが、各フィルターの挿脱状態を検出する状態検出スイッチを設け、この検出結果をＣＰＵで判断することにより、モーターの駆動・停止の制御が行え、この状態検出スイッチとしてはよく知られているフォトインタラプタやリーフスイッチ、磁気式検出、などを用いることができる。
なお、上記した第１〜第３の各実施の形態において、二つのフィルター枠と切り替えレバーは光軸方向に沿った位置において、それぞれの位置が異なることは言うまでもない（同一位置だとぶつかって動かない）。
【００６３】
（第４の実施の形態）
本第４実施の形態では、これら第１、第２のフィルターの光軸方向の間隙設定に言及するものである。
【００６４】
これらの主に民生用に用いられるビデオカメラのＮＤフィルターなどのフィルターは、フィルム状の材料で構成される場合が多く、この場合、温度変化、湿度変化等により、このフィルターに反り返りなどの変形が発生する場合がある。
【００６５】
従って、上述した第１〜第３の各実施の形態の様に、第１と第２のフィルターを異なるフィルター枠に貼付け、光軸方向で異なる位置に配置する場合に、その間隙寸法の設定にはこの反り返り変形を見越して、反り返り変形が発生してもお互いに擦らない、ぶつからない、様な間隙寸法の設定が必要である。
【００６６】
そこで、ここではこの寸法を見越して、隣り合ったＮＤフィルター間の寸法を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの間の値に設定するものである。
【００６７】
尚、この数値は発明者らによる実験の結果、通常の民生用ビデオカメラにおける絞り開放時の有効径寸法程度の大きさのＮＤフィルターを用いた実験から定めた数値である。
【００６８】
又、必要以上にフィルターの間隙を広げることはレンズの大型化の見地から好ましくない。
【００６９】
図２は図１で示したフィルター切り替え構造を実際のレンズ内に配置した図であり、フィルター１５と１６の間に間隙を設けるものである。
【００７０】
図５は実際のズームレンズ内にこの絞り切り替え機構を配置した例である。この光学系の例としては前述従来例で説明した所謂４群の構成のインナーフォーカス（リアフォーカス）のズームレンズであって、６１は固定の前玉、６２は光軸方向に移動することで変倍作用を有する第２群のバリエーターレンズ、６５は絞り、６３は固定の第３群レンズ、６４は光軸方向に移動することで変倍時の焦点面の保持とピント合わせの動作を行なう。ここで、この第１と第２のフィルター１６と１５は絞り羽根と第３群のレンズの間に配置されるものである。
【００７１】
勿論本発明は、フィルター１５と１６の配設位置が図５の構成に限定されるものではなく、例えば第２群レンズと絞り羽根との間に第１のフィルターと第２のフィルターを設けてもよく、あるいは第２群レンズと絞り羽根との間に第１のフィルターを、絞り羽根と第３群レンズとの間に第２のフィルターを配置するようにしてもよい。
【００７２】
（第５の実施の形態）
図８から図１０は本発明の第５の実施の形態を示す。
【００７３】
本実施例は、フィルター切り替え装置を示し、図８は上記した各実施の形態とは異なり、第１のフィルター１５を有した第１のフィルター枠１と、第２のフィルター１６を有した第２のフィルター枠２は、バネ７８，７９により、同一方向に付勢されている。第１のフィルター枠１にはカムフォロワー部９１が、また第２のフィルター枠２にはカムフォロワー部９２が一体的に設けられている。
【００７４】
７１はステップモータ等の電動駆動源であり、７２は減速ギア列、７７は最終段のギアとなる。
【００７５】
第１のフィルター枠１のカムフォロワー部９１と当接するカム７４と、第２のフィルター枠２のカムフォロワー部９２と当接するカム７３は、この最終段のギア７７と同軸に一体的に重ねられて配置されている。７５はギア７７から紙面と直角方向に立ち上がった壁（フォトインタラプタの遮光壁）、７６はフォトインタラプタである。８０は制御手段であるところのマイクロコンピューターである。
【００７６】
図８は、カム７３がカムフォロワー部９２を押して光路内に第２のフィルター枠２をバネ７９のバネ力に抗して位置させた状態であり、また第１のフィルター枠１が退避位置に位置する角度にカム７４は位置してカムフォロワー９１と当接している。そして、この位置から駆動源７１が同一方向（例えば反時計方向）に回動することにより、ギア列７２を介して最終段ギア７７が回動し、一体的に２つのカム７３と７４が回動する。
【００７７】
このため、第２のフィルター枠２はバネ７９のバネ力により退避位置に向かって回動し、逆に第１のフィルター枠１はバネ７８のバネ力に抗して光路内に向かって移動することとなり、したがって、カムによりカムフォロワー９１，９２が押され、２つのフィルター枠１，２が順次光路内に挿脱されるものである。
【００７８】
図９（Ａ）は、横軸に駆動源７１としてのステップモータパルス数を、縦軸にフィルター枠の挿脱状態を示している。図中、ＯＵＴは光路外、ＩＮは光路内となる。ここでは、ステップモーター３６０パルスの同方向駆動により最終段のギア（即ちカム７３と７４）が１回転するものとしている。実線８２で示す特性線は第１フィルター枠１、一点鎖線８３で示す特性線は第２のフィルター枠２の状態を示しており、３６０パルス目は、即ち０パルス目と同一となる。３５０〜１０パルス目の間は第１フィルター枠及び第２フィルター枠が共に光路外にある。１１０〜１３０パルス目は第１フィルターが光路内、２３０〜２５０パルス目は第２フィルターが光路内となる。
【００７９】
また、このようにパルス数をエンコーダとして使用するために、最終段ギア上に遮光壁７５とフォトインタラプタが設けられている。図９（Ｂ）はこのフォトインタラプタの出力を示しており、図９（Ａ）（Ｂ）にて矢印１０１方向に状態変化が起こるように駆動源７１を駆動する場合、図９（Ｂ）でＡの位置を例えば基準位置とし、電源ＯＮにてこの位置に第１、第２のフィルター枠１，２を配置し、そこを１２５番地とすることで、以後パルス数とフィルター枠の状態を対応付けてマイクロコンピュータ８０は知ることができる。
【００８０】
マイクロコンピュータ８０へは撮影者がフィルター切り替えスイッチ（不図示）にてフィルター切り替えを指示したことが読み込まれるので、この内容に従って駆動源を駆動するものである。また、駆動源を同一方向に駆動することによって、減速ギア列７２で発生するバックラッシュによる図９の番地（横軸）と状態（縦軸）の関係が維持される。
【００８１】
さらに、第２のフィルターが挿入された状態から第１のフィルターが挿入された状態に戻す場合に、同一方向駆動では第１のフィルター枠と第２のフィルター枠を共に光路外の状態を経由することになるが、この状態の経由を避ける場合には駆動源を逆転する。
【００８２】
逆転に際して前述のバックラッシュの影響を除く際にはバックラッシュ量をあらかじめマイクロコンピュータ内に記憶させておき、この数値を用いて番地の補正をすれば良い。
【００８３】
図１０は本第５の実施の形態を実施するのに適したブロック図で、従来例で説明の図１３に対してフィルター駆動源７１と、フィルター切り替えを行うスイッチ１０２が追加されている。
【００８４】
また、このフィルター切り替えスイッチは、第１の実施の形態のような機械的連動の場合にはその配置位置が限定されてくるが、本実施の形態の場合は、フレキシブル基板もしくはリード線を介してマイクロコンピュータへフィルターの切り替えに関する情報を伝達すれば良いので、配置の自由度が増すものである。
【００８５】
なお、本第５の実施の形態では、駆動源にステップモータを用いているが、直流モータを用い、別個にフィルター切り替え状態を検出する検出手段を設けても良い。エンコーダーとしては、回転ボリュームを最終段ギアに連動させたり、最終段ギアにデジタルコード板を設け、このデジタルコード板に摺接する導電ブラシとの間で状態を検出する等の方法が適用できる。
【００８６】
（第６の実施の形態）
本実施の形態は、上記した第５の実施の形態の基本構造を踏襲したまま、駆動源を有さず、カムの駆動軸に設けたダイアル操作で切り替えを行えるようにしたものである。なお、本実施の形態では、前記ダイアルを回すことにより、フィルターの状態を切り替えるが、前記ダイアルを操作部として外部に露出させることで不要光線がレンズ内部に漏れ込むことが懸念され、そのような場合、ギアを介して別の位置にダイアルを配置してカム部を回転するようにしても良い。
【００８７】
（第７の実施の形態）
図１１は第７の実施の形態のフィルター切り替え装置を示す。なお、図中、図８に示す要素と同じものには同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８８】
図１１において、２つのカム７３，７４がギア７７と一体的に回転中心２５１の回りに回転することにより、カム７３が第１のフィルター枠１の状態を、カム７４が第２のフィルター枠２の状態を定めており、それぞれの前記フィルター枠は、フィルター枠の回転中心（支軸２０の回転中心）の回りにフィルター枠が光路から外れる方向へバネ２６１で付勢されている。
【００８９】
レバー２５４の先端操作部２５５を図１１（Ａ）の光路にフィルターが挿入されていない状態から上方へ移動させることによって、図１１（Ｂ）の第１のフィルター１が光路に挿入された状態、更に図１１（Ｃ）の第１のフィルター１が抜け第２のフィルター２が光路に挿入された状態へと順次切り替わる。
【００９０】
これは、レバー２５４が回転軸中心２５３回りに回転することで、このレバーと一体のギア部２５２を介してカム７３と７４と一体のギア７７に連動することでカム７３と７４が回動することによる。なお、カムとフィルター枠の連動関係は図８で示した実施の形態と同様である。
【００９１】
また、このフィルターの挿脱状態の検出が必要な場合には、例えばフォトインタラプタ２５６，２５７，２５８を設け、第１、第２のフィルター枠１，２に設けた遮光部２５９，２６０，２６２（遮光部２６２は紙面に直角に立ち上がっている）が、このフォトインタラプタの投受光素子間を覆うように構成することで行える。
【００９２】
フォトインタラプタ２５６は、第１のフィルター枠１が光路に確実に挿入された時にのみオフする構成となっている。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の駆動装置、フィルター切り替え装置によれば、操作部材の操作により、第１の被駆動部材（第１のフィルター枠）、第２の被駆動部材（第２のフィルター枠）を共通の所定回動位置（光路）に選択的に進退自在とすることが可能となるので、▲１▼フィルターが２種類共に光路から外れた状態→▲２▼第１のフィルターのみが光路に挿入された状態→▲３▼第１のフィルターが光路から外れ、第２のフィルターのみが光路に挿入された状態、もしくは、第１のフィルターが光路に残ったまま、第２のフィルターも光路に挿入された状態、と順次切り替えることが可能となる。
【００９４】
また、フィルターをＮＤフィルターと考え、第１のフィルターが比較的薄い（透過光量の多い）ＮＤフィルター、第２のフィルターが比較的濃い（透過光量の少ない）ＮＤフィルターとすると、▲１▼ではＮＤは外れており、▲２▼で薄いフィルターのみが、▲３▼で濃いフィルターが光路に入るものである。
【００９５】
これにより、従来のターレット式の機構で複数のフィルターを出し入れする方式に比較して、光軸方向から見た鏡筒の投影面積を小型化した鏡筒を達成できると共に、ＮＤフィルターの場合、操作部材の操作方向によって透過光量を段階を追って減少（増加）させることが可能となるものである。
【００９６】
また、フィルム様のフィルター材料が使用環境範囲の温度変化、湿度変化により、反りかえりなどの変形が発生しても、２枚のフィルターがぶつからない様に、この２枚のフィルターの光軸方向の位置間隔を０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定することで、フィルタ間、あるいはフィルタとフィルター枠の接触によるフィルター表面の傷付きが防止出来る。
【００９７】
また、光軸方向に挿脱位置を異ならしめたフィルタの切り替えを、駆動源を設け、例えばギア列を介してカムを駆動する等の方法で行うので、操作スイッチの配置の自由度が向上できるものである。
【００９８】
また、ダイアルの回転に伴ってフィルターの切り替えがなされるので、上述の効果と同様の効果が得られる。
【００９９】
さらに、種々のレンズ構成の鏡筒に対して所望の位置に第１、第２のフィルターを配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、（Ａ）〜（Ｃ）はフィルター切り替え状態を示す図
【図２】図１の形態のフィルター切り替え機構を横から見た図
【図３】図１の第１のフィルター枠を示す図
【図４】図１の第２のフィルター枠を示す図
【図５】本発明のフィルター切り替え機構を含むズームレンズの構成図
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す図
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す図
【図８】本発明の第５の実施の形態を示す図
【図９】（Ａ）は図８におけるステップモータのパルス数とフィルターの挿脱状態を示す図、（Ｂ）は図８におけるインタラプタ出力を示す図
【図１０】本発明の第５の実施の形態の制御ブロック図
【図１１】本発明の第７の実施の形態を示し、（Ａ）〜（Ｃ）はフィルター切り替え状態を示す図
【図１２】従来のビデオカメラ等に用いられるズームレンズの断面図
【図１３】従来のビデオカメラのブロック構成図
【図１４】従来のフィルター切り替え装置の断面図
【符号説明】
１、２ フィルター枠
３ フィルター切り替えレバー
４，２０ 支軸
６ ボス部
７ 曲げ部
９ 入れ替え用第２の突起部
１０ 入れ替え用第１の突起部
１３，１４ ストッパー
１５，１６ フィルター
１７ コイルばね

Claims (3)

1. 光軸方向における異なる位置に配置され、第１の支軸を中心に回転可能に取付けられ、第１のＮＤフィルターおよび第２のＮＤフィルターをそれぞれ有する第１のＮＤフィルター枠および第２のＮＤフィルター枠と、光路に対する前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠の進退状態を変化させる切り替え手段とを有し、
   前記切り替え手段は、前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠を前記第１の支軸の回りに互いに相反する方向に付勢し、前記第１のＮＤフィルター枠を光路内に向けて付勢するバネ部材と、光軸と直交する面内において前記第１の支軸とは異なる位置にある第２の支軸を中心に回動可能に取付けられ、前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠と係合して、前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠を光路に対して選択的に進退させる操作部材と、を有し、
   前記操作部材は、前記第１のＮＤフィルター枠と係合して、前記第１のＮＤフィルター枠を光路から退避させた位置で保持するための保持部と、前記第１のＮＤフィルター枠と係合し、前記バネ部材の付勢力に抗して前記第１のＮＤフィルター枠を光路から退避させる第１の係合部と、前記第２のＮＤフィルター枠と係合し、前記バネ部材の付勢力に抗して前記第２のＮＤフィルター枠を光路内に移動させる第２の係合部と、を有し、
   前記操作部材は、前記第１のＮＤフィルター枠および前記第２のＮＤフィルター枠が光路から退避している状態において、一方向への回動により、前記第１のＮＤフィルター枠の突起部への前記操作部材の保持部への係合を解除して、前記バネ部材の付勢力を用いて前記第１のＮＤフィルター枠を光路内に移動させ、更なる同一方向への回動により、前記第１の係合部が前記第１のＮＤフィルター枠の折り曲げ部を引っ掛けて前記バネ部材の付勢力に抗して前記第１のＮＤフィルター枠を光路から退避させるとともに、前記第２の係合部が前記第２のＮＤフィルター枠の折り曲げ部を引っ掛けて前記バネ部材の付勢力に抗して前記第２のＮＤフィルター枠を光路内に移動させることを特徴とするフィルター切り替え装置。
2. 前記第１のＮＤフィルターおよび前記第２のＮＤフィルターは、濃度が互いに異なるＮＤフィルターであることを特徴とする請求項１に記載のフィルター切り替え装置。
3. 請求項１又は２に記載のフィルター切り替え装置を備えたことを特徴とする光学機器。