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JP3740445B2 - Light amount adjusting device, optical device, and imaging device - Google Patents
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JP3740445B2 - Light amount adjusting device, optical device, and imaging device - Google Patents

Light amount adjusting device, optical device, and imaging device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ,ビデオカメラ,デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられるレンズ鏡筒内に配置される光量調節装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
固体撮像素子を内蔵したビデオカメラ,デジタルカメラなどのカメラや写真フィルムを使用する通常のカメラにおいては、レンズの焦点深度の調節と、フィルムや固体撮像素子に結像される被写界の光量を調節するために、露光開口の大きさを制御する絞り装置(光量調節装置)が設けられている。
【0003】
現在、一般に多く用いられている絞り装置には、遮光部材としての複数の絞り羽根を用い、虹彩のように光軸を中心にして連続して開口径を変化させるタイプと、2枚の絞り羽根を互いに反対方向に略平行移動させて開口径を変化させるタイプのものが知られている。
【0004】
前者のタイプは、開口径を連続的に変えられるので、任意の開口径を得ることができるという利点があるものの、円形に近い形状の開口が得られるようにするためには絞り羽根の枚数を多くする必要があるため、コスト高になるという不利な面がある。
【0005】
一方、後者のタイプは、絞り羽根の枚数が少ないためにコスト的に有利であるが、開口面積によって開口形状が異なってしまい、均一な円形に近い形状が得られなくないという欠点がある。
【0006】
また、上記の絞り装置にNDフィルタ(減光フィルタ)と呼ばれる光学フィルタを組み合わせ、絞り羽根だけの場合よりも、被写界の光量を多段階に制御できるようにする技術が知られている。
【0007】
更に、カメラの露出制御機構としては、上記絞り装置のほかにシャッタ装置がある。シャッタ装置には、大きく分けて、フォーカルプレンシャッタとレンズシャッタとがあるが、絞り装置をレンズシャッタ付きカメラに設ける場合には、絞り装置はレンズシャッタに隣接して配置されることになるため、これらの装置を如何にコンパクトに纏め、且つ如何に低コストで製作できるようにするかが課題である。
【0008】
特に、最近では、アクチュエータによってシャッタ羽根を開閉作動させるようになってきたため、このような要求度は極めて高くなってきている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の絞り装置では、絞り羽根用アクチュエータと減光フィルタ用のアクチュエータとが別々に設けられているのが一般的である。さらに、シャッタ羽根をアクチュエータで駆動する場合には、アクチュエータが合計3個必要となり、光量調節に関する構造部分が大きくなって、これを搭載するカメラやレンズ鏡筒が大型化し、またコスト高になってしまう。
【0010】
本発明は、絞り羽根あるいは絞り兼用シャッタ羽根といった遮光部材を駆動するアクチュエータと光学フィルタを駆動するアクチュエータを兼用して装置を小型化および低コスト化できるようにした光量調節装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、アクチュエータと、このアクチュエータにより開閉駆動される遮光部材とを有する光量調節装置において、遮光部材とは独立して光路に対する挿入および退避移動が可能な光学フィルタと、光学フィルタを保持するフィルタ保持部材と、遮光部材を開放位置に駆動したアクチュエータのさらなる開放方向への動作および遮光部材を全閉位置に駆動したアクチュエータのさらなる全閉方向への動作のうち少なくとも一方の動作によって光学フィルタを移動させる駆動機構とを有し、駆動機構は、前記アクチュエータにより光軸回りで回転駆動される回転部材を含み、回転部材は、遮光部材を開閉駆動する遮光部材駆動部と、フィルタ保持部材と当接して光学フィルタを挿入及び退避移動させるフィルタ駆動部と、遮光部材を開閉駆動する間、フィルタ保持部材との当接により光学フィルタの挿入方向及び退避方向への移動を阻止するフィルタ移動阻止部とを有することを特徴とする光量調節装置。
【0012】
具体的には、例えば、遮光部材(絞り羽根あるいは絞り兼用シャッタ羽根)を開放位置に駆動したアクチュエータのさらなる開放方向への動作によって減光フィルタを光路に対して挿入または退避移動させたり、遮光部材を全閉位置に駆動したアクチュエータのさらなる全閉方向への動作によって光学フィルタを上記光路に対して退避または挿入移動させたりする。
【0013】
これにより、遮光部材と光学フィルタの駆動を1つのアクチュエータで行うことが可能となり、光学フィルタを備えた光量調節装置の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
【0014】
ここで、特に絞り機能にシャッタ機能を併せ持つ場合、遮光部材を開放位置に駆動したアクチュエータが、さらに所定量、開放方向に動作することによって光学フィルタの光路に対する挿入または退避移動を開始させるように駆動機構を構成するとよい。また、遮光部材を全閉位置に駆動したアクチュエータが、さらに所定量、全閉方向に動作することによって光学フィルタの光路に対する退避または挿入移動を開始させるように駆動機構を構成するとよい。
【0015】
シャッタ羽根として用いられる遮光部材は高速で駆動されるため、開放駆動や全閉駆動された際にいわゆるオーバーシュートによって開放位置や全閉位置を超えてしまう場合があるが、光学フィルタの駆動に対して上記のように所定量の余裕を持たせておくことにより、上記オーバーシュートにより光学フィルタが移動してしまうことを防止することが可能となる。
【0016】
さらに、このようなオーバーシュートによる光学フィルタへの不必要な移動を確実に防止するため、光学フィルタを移動させる際のアクチュエータの駆動速度を、遮光部材を開放位置と全閉位置との間で駆動する際のアクチュエータの駆動速度よりも遅くするようアクチュエータを制御する制御手段を設けるとよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図15および図1〜図5には、本発明の第1実施形態である光量調節装置100の構成および動作を示している。図15は、上記光量調節装置の分解斜視図、図1は絞り兼用シャッタ羽根(以下、単に絞り羽根という)が開放位置にあり、NDフィルタが光路から退避した状態を示す図、図2は図1に示す光量調節装置の垂直方向の断面を示す図である。また、図3は図1に示す状態から風車部材が回転して絞り羽根を全閉位置まで絞り込んだ状態を示す図、図4は図3に示す状態からさらに風車部材が回転してメカ端まで回転した状態を示す図、図5は図1に示す状態から風車部材が回転してNDフィルタを光路内に挿入した状態を示す図である。
【0018】
これらの図において、101は光量調節装置100の本体となる地板であり、この地板101の中央には、固定開口部101bが形成されている。102は地板101に取り付けられた仕切り板、103は地板101と仕切り板102とに挟まれるように配置された風車部材(回転部材)であり、この風車部材103は、その中央部の円筒状部分103gの外周が仕切り板102の中央に形成された固定開口部102bの内周に嵌合して光軸Lを中心に回転自在に保持されている。
【0019】
104は地板101と風車部材103とに挟まれた空間に配置された絞り羽根(遮光部材)であり、本実施形態では、同形状の絞り羽根104を6枚用いている。なお、絞り羽根の枚数は6枚に限らず、他の枚数でもよい。各絞り羽根104の基端部には穴部104aが形成されており、これら穴部104aには地板101に設けられた固定ピン部101gが嵌め込まれて、各絞り羽根104が固定ピン部101gを中心に回転可能に支持されている。
【0020】
106は絞り羽根104にカシメられたカムピンで、風車部材103に形成されたカム溝部(遮光部材駆動部)103aに係合している。これにより、風車部材103が回転すると、カムピン106がカム溝部103aに沿って移動し、これにより絞り羽根104が固定ピン部101gを中心に開放位置とクローズ(全閉)位置との間で回転する。6枚の絞り羽根104がすべて同じように回転することで、これら6枚の絞り羽根104によって形成される絞り開口の径が変化する。
【0021】
107は仕切り板102を間に挟んで地板101に固定された押さえ板、108は仕切り板102と押さえ板107とに挟まれるように配置されたフィルタ保持枠である。このフィルタ保持枠108の基端部にはフィルタ回転軸110がカシメられており、このフィルタ回転軸110は、仕切り板102に形成された穴部102aに嵌合している。フィルタ保持枠108はこの回転軸110を中心に回転可能である。
【0022】
109はフィルタ保持枠108の先端側に取り付けられたNDフィルタであり、所定の透過率(濃度)を有することによってこのフィルタを透過する光量を減衰させる。
【0023】
111はねじりコイルばねからなる片寄せばねであり、そのコイル部は地板101に設けられたバネ保持軸101aに取り付けられている。
112はフィルタ保持枠108にカシメられた片寄せピンである。この片寄せピン112は、フィルタ保持枠108(NDフィルタ109)が光路内に挿入される位置(以下、挿入位置という)にあるときに、片寄せばね111の2本の腕部のうち、地板101に設けられたばね受け軸101dに当接する一方の腕部(途中で鈍角状に折れ曲がった腕部)の折れ曲がり部よりも先端側に当接して、フィルタ保持枠108をこの挿入位置に片寄せ状態で保持させる。
【0024】
また、片寄せピン112は、フィルタ保持枠108(NDフィルタ109)が光路外に退避する位置(以下、退避位置という)にあるときに、上記一方の腕部の折れ曲がり部よりも基端側に当接して、フィルタ保持枠108をこの退避位置に片寄せ状態で保持させる。
【0025】
なお、片寄せばね111の他方の腕部は、地板101に設けられたばね受け軸101cに当接している。
【0026】
113はステッピングモータ(アクチュエータ)である。114はステッピングモータ113の出力ピニオンであり、風車部材103の外周の一部に形成された風車ギヤ部103bと噛み合っている。
【0027】
115はフィルタ保持枠108に取り付けられた回転ピンである。この回転ピン115が風車部材103に形成された挿入突起部103cと退避突起部103d(フィルタ駆動部)によって押されることにより、フィルタ保持枠108はフィルタ回転軸110を中心に回転駆動される。また、回転ピン115は、風車部材103における挿入突起部103cと退避突起部103dとの間に形成された円弧突起部(フィルタ移動阻止部)103eの外周に当接(摺接)して、フィルタ挿入時および退避時以外でのフィルタ保持枠108の回転を阻止する役割も有する。
【0028】
ここで、図1〜5において、風車部材103のカム溝部103aの中心線上に描いてある丸印は、風車部材103がステッピングモータ113により1ステップ駆動されるごとに、カム溝部103a内で移動する絞り羽根104のカムピン106の位置を表している。そして、カム溝部103aにおけるDの位置にカムピン106が位置した図1に示す状態が開放状態であり、同Eの位置にカムピン106が位置した図3の状態がクローズ状態である。
【0029】
図1に示す開放状態から風車部材103が図中A方向とは反対方向(つまりは、さらに開放方向)に回転して、カムピン106がカム溝部103aのCからBの区間で移動する際には、フィルタ保持枠108は、回転ピン115が風車部材103の挿入突起部103cによって押されて、フィルタ回転軸110を中心に図中反時計回り方向に回転する。これにより、図5に示すように、NDフィルタ109が光路内に挿入される。
【0030】
このCとBの区間では、カム溝部103aの風車部材径方向でのリフト変化がないため、絞り羽根104は開放位置(カムピン106がDの位置にあるのと同じ位置)に保持される。
【0031】
なお、図3に示すように、カムピン106がカム溝部103aのDとEの区間内で移動することにより、絞り羽根104が開閉して絞り開口径が変化し、絞り開口を通過する光量を調節できる。
【0032】
例えば、Dの位置からステッピングモータ113が4ステップ回転した位置が「F4」の位置であり、開放から1段絞られた位置である。更に2ステップ回転した位置が「F5.6」の位置で更に一段絞られた位置である。更に2ステップずつ回転すると、「F8」、「F11」、「F16」と一段ずつ絞られていく。そして「F16」の位置からステッピングモータ113が4ステップ回転した位置が絞り羽根104が閉じきったクローズ位置である。
【0033】
上述したように「F4」と「F16」との間ではステッピングモータ113の2ステップで1段ずつ絞りが変化し、開放と「F4」との間では4ステップの間隔をとっている。これは、「開放」からさらに先の開放方向(C,B)では絞り羽根104が外に広がらない(すなわち、絞り羽根104が開放位置に維持される)ようにカム溝部103aが緩やかなカーブで形成されており、開放と「F4」との間でカム溝部103aが急なカーブで形成されると開放(D)前後の領域での絞り羽根104の動きが悪くなる。そこで、カム溝部103aに開放前後の領域で大きな曲率がとれるように、開放と「F4」との間では4ステップ分の間隔をとっている。
【0034】
また、「F16」とクローズ位置との間でも、ここを2ステップ分とするとカム溝部103aの曲率が小さくなり、ここでの絞り羽根104の動きが悪くなるので、4ステップ分の間隔をとって曲率を大きくしている。
【0035】
なお、DとCとの間の区間は、風車部材103をクローズ側から高速で開放位置Dに向かって回転させたときに、風車部材103およびカムピン106が開放位置Dを超えてオーバーシュートしても、フィルタ保持枠108(回転ピン115)が挿入突起部103cにより押されて挿入方向に移動しないようにするための回転余裕領域(請求の範囲にいう所定量の領域)である。
【0036】
また、図5に示す開放メカ端位置から風車部材103が図中A方向(クローズ方向)に回転して、カムピン106がカム溝部103aのFからGの区間で移動する際には、フィルタ保持枠108は、回転ピン115が風車部材103の退避突起部103dによって押されて、フィルタ回転軸110を中心に図中時計回り方向に回転する。これにより、図4に示すように、NDフィルタ109が光路外に退避する。
【0037】
このFとGとの間の区間では、カム溝部103aの風車部材径方向でのリフト変化がないため、絞り羽根104はクローズ位置(カムピン106がEの位置にあるのと同じ位置)に保持される。
【0038】
なお、EとFとの間の区間は、風車部材103を開放側から高速でクローズ位置Eに向かって回転させたときに、風車部材103およびカムピン106がクローズ位置Eを超えてオーバーシュートしても、フィルタ保持枠108(回転ピン115)が退避突起部103dにより押されて退避方向に移動しないようにするための回転余裕領域(請求の範囲にいう所定量の領域)である。
【0039】
また、フィルタ保持枠108(回転ピン115)が挿入突起部103cおよび退避突起部103dにより押されて回転する際には、回転ピン115が風車部材103の径方向に若干変位するため、円弧突起部103eの周方向両端に、回転ピン115の変位から逃げるための凹部103fが形成されている。
【0040】
以上のように構成された光量調節装置100は、例えば図16に示すデジタルスチルカメラ160の撮影光学系内に搭載される。図16において、150は光量調節装置100とともに撮影光学系を構成する撮影レンズである。140は撮影光学系により形成される被写体像を光電変換するCCDやCMOS等の撮像素子である。撮像素子140の光電変換により得られた画像信号は、不図示の信号処理回路で所定の処理がなされた後、不図示の記録メティア(半導体メモリ等)に記録される。なお、本実施形態の光量調節装置は、このようなデジタルスチルカメラだけではなく、ビデオカメラやフィルムカメラ、これらカメラの交換レンズ装置(光学機器)にも搭載することができる。
【0041】
次に、上記光量調節装置の制御動作(初期設定から撮影動作まで)について図6を用いて説明する。この制御動作は、上記カメラに搭載された制御回路120(又は絞り調節用の制御回路)によってステッピングモータ113が制御されることにより行われるものである。まず、カメラおよび制御回路120に電源が供給された時点では、風車部材103(絞り羽根104)およびフィルタ保持枠108は前回停止した位置にある。
【0042】
(ステップ1)
初期動作として、制御回路120は、ステッピングモータ113を回転させて風車部材103を図1〜図5に示す矢印A方向に最大回転角以上に回転させ(例えば、ステッピングモータ113を44ステップ回転させて)、カムピン106がカム溝部103aのGの位置にくる通電ステータスでステッピングモータ113を停止させる。これにより、図4に示すように、絞り羽根104はクローズ位置にあり、退避突起103dが回転ピン115を押すのでフィルタ保持枠108は退避位置に位置する。
【0043】
(ステップ2)
次に、制御回路120は、カムピン106がDの位置までくるように所定パルス(29パルス)、ステッピングモータ113を高速で回転させ、風車部材103を矢印A方向とは反対方向に高速回転させる。こうしてカムピン106がDの位置にくるように風車部材103を高速回転させると、風車部材103はカムピン106がDの位置を過ぎる位置にオーバーシュートするが、フィルタ保持枠108の回転ピン115に風車部材103に設けられた挿入突起部103cが当たるまで(カムピン106がCの位置にくるまで)には4ステップ分の余裕があるため、回転ピン115に挿入突起部103cが当たることはない。このため、フィルタ保持枠108が光路内に挿入されることがない。
【0044】
そして、図1に示すように、絞り羽根104が開放位置に到達し、フィルタ保持枠108は片寄せばね111によって退避位置に片寄せされる。これにより、初期位置セットが完了する。
【0045】
(ステップ3)
制御回路120は、カメラにおいて測定した被写体輝度等の情報に基づいてNDフィルタ109を光路内に挿入するか否かを判別し、挿入する場合はステップ4に進んでフィルタ挿入動作を行う。NDフィルタ109を光路内に挿入しない場合は、ステップ6に進んで絞り開口径をセットする。
【0046】
(ステップ4)
ここでは、NDフィルタ109の挿入動作を行う。制御回路120は、ステッピングモータ113を回転させ、風車103を矢印Aとは反対方向に13ステップ回転させ、図5のように、カムピン106がBの位置までくるようにする。これにより、風車部材103の退避突起部103cによって回転ピン115が押され、フィルタ保持枠108が回転し、NDフィルタ109が光路内に挿入される。
【0047】
(ステップ5)
制御回路120は、ステッピングモータ113を回転させ、風車部材103を矢印Aの方向に13ステップ回転させる。これにより、絞り羽根104は開放位置(カムピン106はD位置)に位置し、NDフィルタ109は片寄せバネ111によって挿入位置に片寄せられた状態となる。こうしてフィルタ挿入動作が完了する。
【0048】
(ステップ6)
次に、絞り羽根104により形成される絞り開口を、測光結果等に基づいて最適な開口径にセットする。すなわち、制御回路120は、カムピン106がD位置から「F16」の位置の範囲内で移動するようにステッピングモータ113を駆動して風車部材103を回転させ、絞り開口を上記最適な開口径にセットする。(ステップ7)
次に、シャッター動作を行う。絞り羽根104が上記最適な開口径を形成している状態から、カムピン106がEの位置(クローズ位置)にくるようにステッピングモータ113を高速で回転させる。これにより、開状態から閉状態へのシャッター動作が行われる。
【0049】
このとき、風車部材103(カムピン106)がE位置を超えてオーバーシュートしても、フィルタ保持枠108の回転ピン115に風車部材103に設けられた退避突起部103dが当たるまで(カムピン106がFの位置にくるまで)には4ステップ分の余裕があるため、回転ピン115に退避突起部103dが当たることはない。このため、フィルタ保持枠108が光路外に退避することがない。以上で一連の初期設定から撮影動作までが完了する。
【0050】
本実施形態では、回転ピン115が挿入突起部103cと退避突起部103dにより押されることによってフィルタ保持枠108が回転し、NDフィルタ109の光路に対する挿入または退避移動が行われる一方、絞り開口径を変化させる範囲では、回転ピン115が円弧突起部103eに当接されることによってNDフィルタ109の挿入および退避移動が阻止される。これにより、片寄せバネ111の付勢力を弱くしても、絞り開口径を変化させる範囲では、振動などによって不用意にNDフィルタ109が移動することがなく、NDフィルタ109を挿入・退避移動させるべきときには片寄せバネ111の付勢力が弱いので容易に移動させることができる。
【0051】
また、NDフィルタ109を移動させるカム溝部103a上のBからDの領域とFからGまでの領域は互いに風車部材103の径方向にずれているので、周方向において隣り合うカム溝部103a同士を互いに干渉させることなく、風車部材103の回転角を広くとることができる。
【0052】
これにより、NDフィルタ109を挿入・退避移動させるための風車部材103の回転角も広くとれるので、フィルタ保持枠108の回転中心であるフィルター回転軸110から離れた位置に回転ピン115を配置できる。したがって、小さな力でフィルタ保持枠108の挿入・退避駆動を行うことができる。このことは、ステッピングモータ113の小型化に有効である。
【0053】
なお、本実施形態では、開放位置からさらに開放方向にステッピングモータ113を回転させることによってNDフィルタ109を光路内に挿入させ、クローズ位置からさらにクローズ方向にステッピングモータ113を回転させることによってNDフィルタ109を光路外に退避させるようにした場合について説明したが、開放位置からさらに開放方向にステッピングモータを回転させることによってNDフィルタを光路外に退避させ、クローズ位置からさらにクローズ方向にステッピングモータを回転させることによってNDフィルタを光路内に挿入させるようにしてもよい。
【0054】
(第2実施形態)
図7〜図10には、本発明の第2実施形態である光量調節装置200の構成を示している。
【0055】
図7は絞り兼用シャッタ羽根(以下、単に絞り羽根という)が開放位置にあり、NDフィルタが光路から退避した状態を示す図、図8は図7に示す状態から風車部材が回転して絞り羽根を全閉位置まで絞り込んだ状態を示す図、図9は図8に示す状態からさらに風車部材が回転してメカ端まで回転した状態を示す図、図10は図7に示す状態から風車部材が回転してNDフィルタを光路内に挿入した状態を示す図である。
【0056】
なお、本実施形態において、第1実施形態と共通する構成要素には第1実施形態と同符号を付して説明に代える。本実施形態は、第1実施形態とは、風車部材201の円弧突起部201eが、その内周側においてフィルタ保持枠202の回転ピン203とは別に設けられたピン204に当接している点等が異なる。
【0057】
図7〜図10において、第1実施形態と同様のカム溝部201aおよびギヤ部201bを有する風車部材201は挿入突起部201cと退避突起部201dと円弧突起部201eとを持つ。これら挿入突起部201cと退避突起部201dと円弧突起部201eの役割については第1実施形態と同様である。
【0058】
202はフィルタ回転軸110と、回転ピン203と、ピン204と、片寄せピン112と持つフィルタ保持枠である。
【0059】
このフィルタ保持枠202(NDフィルタ109)は、風車部材201が開放位置からさらに開放方向に回転して、挿入突起部201cが回転ピン203を押すことにより、フィルタ回転軸110回りで回転し、光路内に挿入移動する。
【0060】
また、フィルタ保持枠202は、風車部材201がクローズ位置からさらにクローズ方向に回転して、退避突起部201dが回転ピン203を押すことにより、フィルタ回転軸110回りで回転し、光路外に退避移動する。
【0061】
また、第1実施形態と同様に、絞り羽根104を回転させて絞り開口径を変化させるときは、ピン204が円弧突起部201eに当接するので、フィルタ保持枠202は回転しない。 これにより、絞り羽根104による光量調節範囲でのNDフィルタ109の不必要な移動が防止される。
【0062】
(第3実施形態)
図11〜図14には、本発明の第3実施形態である光量調節装置300の構成を示している。
【0063】
図11は絞り兼用シャッタ羽根(以下、単に絞り羽根という)が開放位置にあり、NDフィルタが光路から退避した状態を示す図、図12は図11に示す状態から風車部材が回転して絞り羽根を全閉位置まで絞り込んだ状態を示す図、図13は図12に示す状態からさらに風車部材が回転してメカ端まで回転した状態を示す図、図14は図11に示す状態から風車部材が回転してNDフィルタを光路内に挿入した状態を示す図である。
【0064】
なお、本実施形態において、第1実施形態と共通する構成要素には第1実施形態と同符号を付して説明に代える。本実施形態は、第1実施形態とは、風車部材301にフィルタカム301cを形成し、このフィルタカム301cによってフィルタ保持枠302の光路に対する挿入・退避駆動および挿入・退避駆動時以外の挿入・退避方向への移動の阻止を行っている点で異なる。
【0065】
図11〜14において、301は第1実施形態と同様のカム溝部301aおよびギヤ部301bを有し、フィルタカム301cが形成された風車部材である。
【0066】
フィルタカム301cは図11〜図14に示すように、略四角形の形状をしており、内側と外側に設けられたリブにより形成されるカムである。
【0067】
フィルタ保持枠302には、フィルタ回転軸110と、回転ピン303と、片寄せピン112とが設けられている。回転ピン303はフィルタカム(フィルタ駆動部およびフィルタ移動阻止部)301cに係合している。風車部材301が開放位置からさらに開放方向に回転すると、回転ピン303はフィルタカム301cによって押され、これによりフィルタ保持枠302がフィルタ回転軸110回りで回転してNDフィルタ109が光路内に挿入移動する。
【0068】
また、風車部材301がクローズ位置からさらにクローズ方向に回転すると、回転ピン303はフィルタカム301cによって押され、これによりフィルタ保持枠302がフィルタ回転軸110回りで回転してNDフィルタ109が光路外に退避移動する。
【0069】
また、第1実施形態と同様に、絞り羽根104を回転させて絞り開口径を変化させるときは、回転ピン303がフィルタカム301cの円弧形状部分に当接するので、フィルタ保持枠302は回転しない。 これにより、絞り羽根104による光量調節範囲でのNDフィルタ109の不必要な移動が防止される。
【0070】
なお、上記各実施形態では、NDフィルタを光路に対して挿入・退避移動させる場合について説明したが、本発明は、NDフィルタ以外の光学フィルタを用いる場合でも適用することができる。
【0071】
また、アクチュエータとしては、ステッピングモータ以外のモータを用いることもできる。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遮光部材と光学フィルタの駆動を1つのアクチュエータで行うことが可能となり、光学フィルタを備えた光量調節装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態である光量調節装置の開放状態でNDフィルタが退避した状態を示す図である。
【図2】図1に示す光量調節装置の垂直断面を示す面を示す図である。
【図3】図1の状態から風車部材を回転させて絞り羽根を絞った状態を示す図である。
【図4】図3の状態から更にメカ端まで風車部材を回転させた状態を示す図である。
【図5】図1の状態から風車部材を回転させてNDフィルタを挿入した状態を示す図である。
【図6】図1に示す光量調節装置の動作を示す図である。
【図7】本発明の第2実施形態である光量調節装置の開放状態でNDフィルタが退避した状態を示す図である。
【図8】図7の状態から風車部材を回転させて絞り羽根を絞った状態を示す図である。
【図9】図8の状態から更にメカ端まで風車部材を回転させた状態を示す図である。
【図10】図7の状態から風車部材を回転させてNDフィルタを挿入した状態を示す図である。
【図11】本発明の第3実施形態である光量調節装置の開放状態でNDフィルタが退避した状態を示す図である。
【図12】図11の状態から風車部材を回転させて絞り羽根を絞った状態を示す図である。
【図13】図12の状態から更にメカ端まで風車部材を回転させた状態を示す図である。
【図14】図11の状態から風車部材を回転させてNDフィルタを挿入した状態を示す図である。
【図15】上記第1実施形態の光量調節装置の分解斜視図である。
【図16】上記各実施形態の光量調節装置を搭載したデジタルスチルカメラの断面図である。
【符号の説明】
101 地板
102 仕切り板
103,201,301 風車部材
103a,201a,301a カム溝部
103c,201c 挿入突起部
103d,201d 退避突起部
103e,201e 円弧突起部
104 絞り羽根
107 押さえ板
108,202,302 フィルタ保持枠
109 NDフィルタ
110 フィルタ回転軸
111 片寄せばね
112 片寄せピン
113 ステッピングモータ
114 出力ピニオン
115,203,303 回転ピン
301c フィルタカム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light amount adjusting device arranged in a lens barrel used in an imaging device such as a camera, a video camera, or a digital still camera.
[0002]
[Prior art]
Cameras such as video cameras and digital cameras with a built-in solid-state image sensor, and ordinary cameras that use photographic film adjust the focal depth of the lens and adjust the amount of light in the field formed on the film or solid-state image sensor. In order to adjust, a diaphragm device (light amount adjusting device) for controlling the size of the exposure aperture is provided.
[0003]
Currently, the diaphragm devices that are generally used in many cases use a plurality of diaphragm blades as a light shielding member, and the type in which the aperture diameter is continuously changed around the optical axis like an iris, and two diaphragm blades There is known a type in which the aperture diameter is changed by substantially parallel-shifting in the opposite directions.
[0004]
The former type has the advantage that an arbitrary opening diameter can be obtained because the opening diameter can be continuously changed. However, in order to obtain an opening having a shape close to a circle, the number of aperture blades must be reduced. Since there is a need to increase it, there is a disadvantage that the cost becomes high.
[0005]
On the other hand, the latter type is advantageous in terms of cost because the number of diaphragm blades is small, but has a drawback that the shape of the opening differs depending on the opening area, and a shape close to a uniform circle cannot be obtained.
[0006]
Further, a technique is known in which an optical filter called an ND filter (attenuating filter) is combined with the above-described aperture device so that the amount of light in the object field can be controlled in multiple steps as compared with the case of only aperture blades.
[0007]
Further, as a camera exposure control mechanism, there is a shutter device in addition to the aperture device. The shutter device is roughly divided into a focal plane shutter and a lens shutter. However, when the diaphragm device is provided in a camera with a lens shutter, the diaphragm device is disposed adjacent to the lens shutter. The challenge is how to make these devices compact and how they can be manufactured at low cost.
[0008]
In particular, recently, since the shutter blades are opened and closed by an actuator, such a requirement is extremely high.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional diaphragm device, the diaphragm blade actuator and the neutral density filter actuator are generally provided separately. Furthermore, when the shutter blades are driven by actuators, a total of three actuators are required, and the structural part related to light amount adjustment becomes large, and the camera and lens barrel on which the shutters are mounted become large and the cost increases. End up.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light amount adjusting device that can reduce the size and cost of an apparatus by combining an actuator that drives a light shielding member such as a diaphragm blade or a shutter blade that also serves as an aperture and an actuator that drives an optical filter. It is said.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, in a light amount adjusting device having an actuator and a light shielding member that is driven to open and close by the actuator, an optical that can be inserted into and retracted from the optical path independently of the light shielding member. Filters, A filter holding member for holding an optical filter; A drive mechanism for moving the optical filter by at least one of the operation in the further opening direction of the actuator that has driven the light shielding member to the open position and the operation in the further fully closed direction of the actuator that has driven the light shielding member to the fully closed position; Have The drive mechanism includes a rotating member that is driven to rotate about the optical axis by the actuator, and the rotating member is in contact with the light holding member driving unit that opens and closes the light shielding member, and the filter holding member to insert the optical filter. A filter driving unit for retreating and a filter movement preventing unit for preventing movement of the optical filter in the insertion direction and the retraction direction by contact with the filter holding member while driving the light shielding member to open and close A light quantity adjusting device characterized by that.
[0012]
Specifically, for example, the light-reducing filter is inserted into or retracted from the optical path by an operation in the further opening direction of the actuator that drives the light-shielding member (aperture blade or diaphragm shutter blade) to the open position, or the light-shielding member. The optical filter is retracted or inserted into the optical path by further movement of the actuator that has been driven to the fully closed position in the fully closed direction.
[0013]
As a result, the light shielding member and the optical filter can be driven by a single actuator, and the light amount adjusting device including the optical filter can be reduced in size and cost.
[0014]
Here, particularly when the shutter function is combined with the aperture function, the actuator that has driven the light shielding member to the open position is further driven by a predetermined amount in the open direction to start insertion or retraction movement of the optical filter with respect to the optical path. A mechanism may be configured. Further, the drive mechanism may be configured so that the actuator that drives the light shielding member to the fully closed position further moves a predetermined amount in the fully closed direction to start retraction or insertion movement of the optical filter with respect to the optical path.
[0015]
Since the light-shielding member used as the shutter blade is driven at a high speed, the open position or the fully closed position may be exceeded by the so-called overshoot when it is opened or fully closed. By providing a predetermined amount of margin as described above, it is possible to prevent the optical filter from moving due to the overshoot.
[0016]
Furthermore, in order to reliably prevent unnecessary movement to the optical filter due to such overshoot, the driving speed of the actuator when moving the optical filter is driven between the open position and the fully closed position. It is preferable to provide a control means for controlling the actuator so as to be slower than the driving speed of the actuator at the time.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
15 and FIGS. 1 to 5 show the configuration and operation of the light amount adjusting apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 15 is an exploded perspective view of the light amount adjusting device, FIG. 1 is a view showing a state where an aperture / shutter blade (hereinafter simply referred to as an aperture blade) is in the open position, and the ND filter is retracted from the optical path, FIG. It is a figure which shows the cross section of the perpendicular direction of the light quantity adjustment apparatus shown in FIG. 3 is a view showing a state in which the windmill member is rotated from the state shown in FIG. 1 and the diaphragm blades are squeezed to the fully closed position, and FIG. 4 is a state in which the windmill member is further rotated from the state shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a rotated state, and FIG. 5 is a diagram showing a state in which the wind turbine member is rotated from the state shown in FIG. 1 and an ND filter is inserted into the optical path.
[0018]
In these drawings, reference numeral 101 denotes a ground plate serving as a main body of the light amount adjusting device 100, and a fixed opening 101b is formed at the center of the ground plate 101. Reference numeral 102 denotes a partition plate attached to the main plate 101, and reference numeral 103 denotes a windmill member (rotating member) disposed so as to be sandwiched between the main plate 101 and the partition plate 102. The windmill member 103 has a cylindrical portion at the center thereof. The outer periphery of 103 g is fitted to the inner periphery of a fixed opening 102 b formed at the center of the partition plate 102 and is held rotatably about the optical axis L.
[0019]
Reference numeral 104 denotes a diaphragm blade (light-shielding member) disposed in a space between the base plate 101 and the windmill member 103. In the present embodiment, six diaphragm blades 104 having the same shape are used. Note that the number of aperture blades is not limited to six and may be any other number. Hole portions 104a are formed at the base end portions of the respective aperture blades 104, and fixed pin portions 101g provided on the base plate 101 are fitted into the hole portions 104a, and each aperture blade 104 has the fixed pin portion 101g. It is rotatably supported at the center.
[0020]
Reference numeral 106 denotes a cam pin that is crimped to the diaphragm blade 104 and engages with a cam groove portion (light shielding member driving portion) 103 a formed in the wind turbine member 103. As a result, when the windmill member 103 rotates, the cam pin 106 moves along the cam groove portion 103a, whereby the aperture blade 104 rotates between the open position and the closed (fully closed) position around the fixed pin portion 101g. . When all the six diaphragm blades 104 are rotated in the same manner, the diameter of the diaphragm aperture formed by these six diaphragm blades 104 changes.
[0021]
Reference numeral 107 denotes a pressing plate fixed to the base plate 101 with the partition plate 102 interposed therebetween, and 108 denotes a filter holding frame arranged so as to be sandwiched between the partition plate 102 and the pressing plate 107. A filter rotation shaft 110 is caulked at the base end portion of the filter holding frame 108, and the filter rotation shaft 110 is fitted in a hole 102 a formed in the partition plate 102. The filter holding frame 108 can rotate around the rotation shaft 110.
[0022]
Reference numeral 109 denotes an ND filter attached to the front end side of the filter holding frame 108, which attenuates the amount of light transmitted through the filter by having a predetermined transmittance (density).
[0023]
Reference numeral 111 denotes a one-sided spring comprising a torsion coil spring, and the coil portion is attached to a spring holding shaft 101 a provided on the base plate 101.
Reference numeral 112 denotes a shift pin that is crimped to the filter holding frame 108. When the filter holding frame 108 (ND filter 109) is in a position where the filter holding frame 108 (ND filter 109) is inserted into the optical path (hereinafter, referred to as an insertion position), the biasing pin 112 is a base plate of the two arms of the biasing spring 111. Abutting on the distal end side of the bent portion of one arm portion (an arm portion bent at an obtuse angle in the middle) that abuts on a spring bearing shaft 101d provided on 101, the filter holding frame 108 is in a state of being shifted to this insertion position Hold with.
[0024]
Further, when the filter holding frame 108 (ND filter 109) is at a position (hereinafter referred to as a retracted position) where the filter holding frame 108 (ND filter 109) is retracted from the optical path, it is closer to the proximal end than the bent portion of the one arm portion. In contact with each other, the filter holding frame 108 is held in the retracted position in a shifted state.
[0025]
Note that the other arm portion of the one-sided spring 111 is in contact with a spring receiving shaft 101 c provided on the main plate 101.
[0026]
113 is a stepping motor (actuator). Reference numeral 114 denotes an output pinion of the stepping motor 113, which meshes with a windmill gear portion 103 b formed on a part of the outer periphery of the windmill member 103.
[0027]
Reference numeral 115 denotes a rotation pin attached to the filter holding frame 108. The filter holding frame 108 is driven to rotate about the filter rotation shaft 110 by the rotation pin 115 being pushed by the insertion protrusion 103 c and the retracting protrusion 103 d (filter driving portion) formed on the windmill member 103. Further, the rotating pin 115 abuts (slidably contacts) the outer periphery of an arcuate protrusion (filter movement preventing part) 103e formed between the insertion protrusion 103c and the retracting protrusion 103d in the windmill member 103, and the filter It also has a role of preventing the rotation of the filter holding frame 108 except during insertion and retraction.
[0028]
1-5, the circle drawn on the center line of the cam groove 103a of the windmill member 103 moves within the cam groove 103a every time the windmill member 103 is driven by one step by the stepping motor 113. The position of the cam pin 106 of the aperture blade 104 is shown. The state shown in FIG. 1 where the cam pin 106 is located at the position D in the cam groove 103a is the open state, and the state shown in FIG. 3 where the cam pin 106 is located at the position E is the closed state.
[0029]
When the windmill member 103 rotates from the open state shown in FIG. 1 in the direction opposite to the A direction (that is, in the open direction) in the drawing, and the cam pin 106 moves in the section C to B of the cam groove 103a. The filter holding frame 108 rotates in the counterclockwise direction in the drawing around the filter rotation shaft 110 when the rotation pin 115 is pushed by the insertion protrusion 103 c of the windmill member 103. Thereby, as shown in FIG. 5, the ND filter 109 is inserted into the optical path.
[0030]
In the section C and B, there is no lift change in the wind turbine member radial direction of the cam groove portion 103a, so that the aperture blade 104 is held in the open position (the same position as the cam pin 106 is in the D position).
[0031]
As shown in FIG. 3, when the cam pin 106 moves within the interval between D and E of the cam groove 103a, the aperture blade 104 opens and closes to change the aperture diameter, thereby adjusting the amount of light passing through the aperture. it can.
[0032]
For example, the position where the stepping motor 113 has rotated four steps from the position D is the position “F4”, which is a position narrowed by one step from the open position. The position further rotated by two steps is a position further narrowed by “F5.6”. When further rotated by two steps, “F8”, “F11”, and “F16” are reduced step by step. The position where the stepping motor 113 rotates four steps from the position “F16” is the closed position where the diaphragm blades 104 are completely closed.
[0033]
As described above, the aperture changes step by step in two steps of the stepping motor 113 between “F4” and “F16”, and there is a 4-step interval between the open and “F4”. This is because the cam groove 103a has a gentle curve so that the aperture blade 104 does not spread outward (ie, the aperture blade 104 is maintained in the open position) in the open direction (C, B) further from “open”. If the cam groove 103a is formed with a sharp curve between the open position and "F4", the movement of the aperture blade 104 in the region before and after the open position (D) becomes worse. Therefore, an interval of 4 steps is provided between the opening and “F4” so that a large curvature can be obtained in the region before and after the opening of the cam groove 103a.
[0034]
In addition, even between “F16” and the closed position, if this is set to two steps, the curvature of the cam groove portion 103a is reduced, and the movement of the diaphragm blade 104 is deteriorated. Therefore, an interval of four steps is taken. The curvature is increased.
[0035]
In the section between D and C, when the windmill member 103 is rotated from the closed side toward the open position D at high speed, the windmill member 103 and the cam pin 106 overshoot beyond the open position D. This is also a rotation margin region (a predetermined amount of region referred to in the claims) for preventing the filter holding frame 108 (the rotation pin 115) from being pushed by the insertion protrusion 103c and moving in the insertion direction.
[0036]
Further, when the windmill member 103 rotates in the direction A (closed direction) from the open mechanical end position shown in FIG. 5 and the cam pin 106 moves in the section from F to G of the cam groove portion 103a, the filter holding frame The rotation pin 115 is pushed by the retracting projection 103 d of the windmill member 103 and rotates about the filter rotation shaft 110 in the clockwise direction in FIG. Thereby, as shown in FIG. 4, the ND filter 109 retracts out of the optical path.
[0037]
In the section between F and G, there is no lift change in the wind turbine member radial direction of the cam groove portion 103a, so that the aperture blade 104 is held in the closed position (the same position as the cam pin 106 is in the E position). The
[0038]
In the section between E and F, when the windmill member 103 is rotated from the open side to the close position E at high speed, the windmill member 103 and the cam pin 106 overshoot beyond the close position E. This is also a rotation allowance region (a predetermined amount of region referred to in the claims) for preventing the filter holding frame 108 (the rotation pin 115) from being pushed by the retracting projection 103d and moving in the retracting direction.
[0039]
Further, when the filter holding frame 108 (the rotation pin 115) is pushed and rotated by the insertion protrusion 103c and the retracting protrusion 103d, the rotation pin 115 is slightly displaced in the radial direction of the windmill member 103. Concave portions 103f for escaping from the displacement of the rotating pin 115 are formed at both ends in the circumferential direction of 103e.
[0040]
The light quantity adjustment device 100 configured as described above is mounted in, for example, the photographing optical system of the digital still camera 160 shown in FIG. In FIG. 16, reference numeral 150 denotes a photographing lens that constitutes a photographing optical system together with the light amount adjusting device 100. Reference numeral 140 denotes an image sensor such as a CCD or CMOS that photoelectrically converts a subject image formed by the photographing optical system. An image signal obtained by photoelectric conversion of the image sensor 140 is subjected to predetermined processing by a signal processing circuit (not shown) and then recorded in a recording medium (semiconductor memory or the like) (not shown). Note that the light amount adjusting device of the present embodiment can be mounted not only on such a digital still camera but also on a video camera, a film camera, and an interchangeable lens device (optical device) of these cameras.
[0041]
Next, the control operation (from initial setting to photographing operation) of the light quantity adjusting device will be described with reference to FIG. This control operation is performed when the stepping motor 113 is controlled by the control circuit 120 (or a diaphragm adjustment control circuit) mounted on the camera. First, when power is supplied to the camera and control circuit 120, the windmill member 103 (aperture blade 104) and the filter holding frame 108 are in the positions where they were stopped last time.
[0042]
(Step 1)
As an initial operation, the control circuit 120 rotates the stepping motor 113 to rotate the windmill member 103 beyond the maximum rotation angle in the direction of arrow A shown in FIGS. 1 to 5 (for example, by rotating the stepping motor 113 by 44 steps). ), The stepping motor 113 is stopped by the energization status where the cam pin 106 comes to the position G of the cam groove 103a. As a result, as shown in FIG. 4, the diaphragm blade 104 is in the closed position, and the retracting projection 103d pushes the rotation pin 115, so that the filter holding frame 108 is in the retracted position.
[0043]
(Step 2)
Next, the control circuit 120 rotates the stepping motor 113 at a high speed so that the cam pin 106 reaches the position D, and rotates the windmill member 103 at a high speed in the direction opposite to the arrow A direction. When the windmill member 103 is rotated at a high speed so that the cam pin 106 is located at the position D in this way, the windmill member 103 overshoots to a position where the cam pin 106 passes the position D, but the windmill member is placed on the rotation pin 115 of the filter holding frame 108. Since there is a margin of 4 steps until the insertion protrusion 103c provided on 103 hits (until the cam pin 106 reaches the position C), the insertion protrusion 103c does not hit the rotation pin 115. For this reason, the filter holding frame 108 is not inserted into the optical path.
[0044]
Then, as shown in FIG. 1, the diaphragm blade 104 reaches the open position, and the filter holding frame 108 is biased to the retracted position by the bias spring 111. Thereby, the initial position setting is completed.
[0045]
(Step 3)
The control circuit 120 determines whether or not to insert the ND filter 109 into the optical path based on information such as subject luminance measured by the camera, and if so, proceeds to step 4 to perform a filter insertion operation. When the ND filter 109 is not inserted into the optical path, the process proceeds to step 6 to set the aperture diameter.
[0046]
(Step 4)
Here, the ND filter 109 is inserted. The control circuit 120 rotates the stepping motor 113 to rotate the windmill 103 by 13 steps in the direction opposite to the arrow A so that the cam pin 106 reaches the position B as shown in FIG. As a result, the rotation pin 115 is pushed by the retracting projection 103c of the windmill member 103, the filter holding frame 108 rotates, and the ND filter 109 is inserted into the optical path.
[0047]
(Step 5)
The control circuit 120 rotates the stepping motor 113 and rotates the windmill member 103 in the direction of arrow A by 13 steps. As a result, the aperture blade 104 is positioned at the open position (the cam pin 106 is at the D position), and the ND filter 109 is shifted to the insertion position by the biasing spring 111. Thus, the filter insertion operation is completed.
[0048]
(Step 6)
Next, the aperture opening formed by the aperture blade 104 is set to an optimum aperture diameter based on the photometric result or the like. That is, the control circuit 120 drives the stepping motor 113 to rotate the windmill member 103 so that the cam pin 106 moves within the range of the position “F16” from the D position, and sets the aperture opening to the optimum opening diameter. To do. (Step 7)
Next, a shutter operation is performed. The stepping motor 113 is rotated at a high speed so that the cam pin 106 comes to the position E (closed position) from the state in which the aperture blade 104 forms the optimum opening diameter. Thereby, the shutter operation from the open state to the closed state is performed.
[0049]
At this time, even if the windmill member 103 (cam pin 106) overshoots beyond the E position, the retraction projection 103d provided on the windmill member 103 hits the rotation pin 115 of the filter holding frame 108 (the cam pin 106 is F). Since there is a margin of 4 steps until it reaches the position), the retracting projection 103d does not hit the rotating pin 115. For this reason, the filter holding frame 108 does not retract out of the optical path. This completes a series of initial settings to shooting operations.
[0050]
In this embodiment, when the rotation pin 115 is pushed by the insertion protrusion 103c and the retracting protrusion 103d, the filter holding frame 108 rotates, and the ND filter 109 is inserted into or retracted from the optical path. In the range to be changed, the insertion and retraction movement of the ND filter 109 are prevented by the rotation pin 115 coming into contact with the arc projection 103e. As a result, even if the biasing force of the biasing spring 111 is weakened, the ND filter 109 is not inadvertently moved due to vibration or the like within the range in which the aperture diameter of the diaphragm is changed, and the ND filter 109 is inserted and retracted. When it should be, the biasing force of the biasing spring 111 is weak and can be easily moved.
[0051]
Further, since the region from B to D and the region from F to G on the cam groove 103a for moving the ND filter 109 are displaced from each other in the radial direction of the windmill member 103, the cam grooves 103a adjacent in the circumferential direction are mutually connected. The rotation angle of the windmill member 103 can be widened without causing interference.
[0052]
Thereby, since the rotation angle of the windmill member 103 for inserting and retracting the ND filter 109 can be widened, the rotation pin 115 can be disposed at a position away from the filter rotation shaft 110 that is the rotation center of the filter holding frame 108. Therefore, the filter holding frame 108 can be inserted and retracted with a small force. This is effective for reducing the size of the stepping motor 113.
[0053]
In this embodiment, the ND filter 109 is inserted into the optical path by further rotating the stepping motor 113 in the opening direction from the open position, and the ND filter 109 is further rotated in the closing direction from the closed position. In the above description, the ND filter is retracted to the outside of the optical path by rotating the stepping motor further in the opening direction from the open position, and the stepping motor is further rotated in the closing direction from the closed position. Thus, the ND filter may be inserted into the optical path.
[0054]
(Second Embodiment)
7 to 10 show a configuration of a light amount adjusting device 200 according to the second embodiment of the present invention.
[0055]
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a diaphragm / shutter blade (hereinafter simply referred to as a diaphragm blade) is in an open position, and the ND filter is retracted from the optical path. FIG. FIG. 9 is a diagram showing a state where the wind turbine member is further rotated from the state shown in FIG. 8 to the mechanical end, and FIG. 10 is a diagram showing the state where the wind turbine member is moved from the state shown in FIG. It is a figure which shows the state which rotated and inserted the ND filter in the optical path.
[0056]
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description is omitted. This embodiment is different from the first embodiment in that the arc projection 201e of the windmill member 201 is in contact with a pin 204 provided separately from the rotation pin 203 of the filter holding frame 202 on the inner peripheral side thereof. Is different.
[0057]
7-10, the windmill member 201 which has the cam groove part 201a and the gear part 201b similar to 1st Embodiment has the insertion projection part 201c, the retracting projection part 201d, and the circular arc projection part 201e. The roles of the insertion protrusion 201c, the retracting protrusion 201d, and the arc protrusion 201e are the same as in the first embodiment.
[0058]
Reference numeral 202 denotes a filter holding frame having a filter rotation shaft 110, a rotation pin 203, a pin 204, and a shift pin 112.
[0059]
The filter holding frame 202 (ND filter 109) rotates around the filter rotation shaft 110 when the windmill member 201 further rotates in the opening direction from the open position, and the insertion protrusion 201c pushes the rotation pin 203. Move to insert inside.
[0060]
Further, the filter holding frame 202 rotates around the filter rotation shaft 110 when the windmill member 201 further rotates in the closing direction from the closed position, and the retracting projection 201d pushes the rotation pin 203, and retracts out of the optical path. To do.
[0061]
Similarly to the first embodiment, when the aperture blade 104 is rotated to change the aperture opening diameter, the filter holding frame 202 does not rotate because the pin 204 comes into contact with the arc projection 201e. Thereby, unnecessary movement of the ND filter 109 in the light amount adjustment range by the diaphragm blades 104 is prevented.
[0062]
(Third embodiment)
FIGS. 11 to 14 show the configuration of a light amount adjusting device 300 according to the third embodiment of the present invention.
[0063]
FIG. 11 is a diagram showing a state in which a diaphragm / shutter blade (hereinafter simply referred to as a diaphragm blade) is in an open position, and the ND filter is retracted from the optical path, and FIG. 12 is a diagram showing that the windmill member rotates from the state shown in FIG. FIG. 13 is a view showing a state in which the windmill member is further rotated to the mechanical end from the state shown in FIG. 12, and FIG. 14 is a view showing the state in which the windmill member is moved from the state shown in FIG. It is a figure which shows the state which rotated and inserted the ND filter in the optical path.
[0064]
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description is omitted. This embodiment is different from the first embodiment in that a filter cam 301c is formed on the wind turbine member 301, and the filter cam 301c is used for insertion / retraction driving with respect to the optical path of the filter holding frame 302 and insertion / retraction other than during insertion / retraction driving. The difference is that the movement in the direction is blocked.
[0065]
11 to 14, reference numeral 301 denotes a windmill member having a cam groove portion 301a and a gear portion 301b similar to those in the first embodiment and having a filter cam 301c formed therein.
[0066]
As shown in FIGS. 11 to 14, the filter cam 301 c has a substantially rectangular shape, and is a cam formed by ribs provided on the inner side and the outer side.
[0067]
The filter holding frame 302 is provided with a filter rotation shaft 110, a rotation pin 303, and a biasing pin 112. The rotation pin 303 is engaged with a filter cam (filter drive unit and filter movement prevention unit) 301c. When the windmill member 301 further rotates in the opening direction from the open position, the rotation pin 303 is pushed by the filter cam 301c, whereby the filter holding frame 302 rotates around the filter rotation shaft 110 and the ND filter 109 is inserted and moved into the optical path. To do.
[0068]
When the windmill member 301 further rotates in the closing direction from the closed position, the rotation pin 303 is pushed by the filter cam 301c, whereby the filter holding frame 302 rotates around the filter rotation shaft 110, and the ND filter 109 moves out of the optical path. Move away.
[0069]
Similarly to the first embodiment, when the aperture blade 104 is rotated to change the aperture opening diameter, the rotation pin 303 is in contact with the arc-shaped portion of the filter cam 301c, so the filter holding frame 302 does not rotate. Thereby, unnecessary movement of the ND filter 109 in the light amount adjustment range by the diaphragm blades 104 is prevented.
[0070]
In each of the above-described embodiments, the case where the ND filter is inserted / retracted with respect to the optical path has been described. However, the present invention can be applied even when an optical filter other than the ND filter is used.
[0071]
Further, as the actuator, a motor other than the stepping motor can be used.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the light shielding member and the optical filter can be driven by a single actuator, and the light amount adjusting device including the optical filter can be reduced in size and cost. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which an ND filter is retracted in an opened state of a light amount adjusting device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing a surface showing a vertical cross section of the light amount adjusting device shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a view showing a state where a wind turbine member is rotated from the state of FIG.
4 is a view showing a state in which a windmill member is rotated from the state of FIG. 3 to a mechanical end. FIG.
5 is a view showing a state where an ND filter is inserted by rotating a windmill member from the state of FIG. 1; FIG.
6 is a diagram showing an operation of the light amount adjusting device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which an ND filter is retracted in an opened state of a light amount adjusting device according to a second embodiment of the present invention.
8 is a view showing a state in which the wind turbine member is rotated from the state of FIG.
9 is a view showing a state where a windmill member is rotated from the state shown in FIG. 8 to a mechanical end. FIG.
10 is a view showing a state where an ND filter is inserted by rotating a windmill member from the state of FIG. 7;
FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the ND filter is retracted in the opened state of the light amount adjusting device according to the third embodiment of the present invention.
12 is a view showing a state where the wind turbine member is rotated from the state shown in FIG. 11 and the diaphragm blades are narrowed down. FIG.
13 is a view showing a state where the windmill member is rotated from the state of FIG. 12 to the mechanical end. FIG.
14 is a view showing a state where an ND filter is inserted by rotating a windmill member from the state of FIG.
FIG. 15 is an exploded perspective view of the light amount adjusting device of the first embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view of a digital still camera equipped with the light amount adjusting device of each of the embodiments.
[Explanation of symbols]
101 Ground plane
102 partition plate
103, 201, 301 Windmill member
103a, 201a, 301a Cam groove
103c, 201c Insertion protrusion
103d, 201d retracting protrusion
103e, 201e Arc projection
104 Aperture blade
107 holding plate
108, 202, 302 Filter holding frame
109 ND filter
110 Filter rotation axis
111 One-side spring
112 Alignment pin
113 Stepping motor
114 output pinion
115,203,303 Rotating pin
301c Filter cam

Claims (10)

アクチュエータと、このアクチュエータにより開閉駆動される遮光部材とを有する光量調節装置であって、
前記遮光部材とは独立して光路に対する挿入および退避移動が可能な光学フィルタと、
該光学フィルタを保持するフィルタ保持部材と、
前記遮光部材を開放位置に駆動した前記アクチュエータのさらなる開放方向への動作および前記遮光部材を全閉位置に駆動した前記アクチュエータのさらなる全閉方向への動作のうち少なくとも一方の動作によって前記光学フィルタを移動させる駆動機構とを有し、
前記駆動機構は、前記アクチュエータにより光軸回りで回転駆動される回転部材を含み、
前記回転部材は、前記遮光部材を開閉駆動する遮光部材駆動部と、前記フィルタ保持部材と当接して前記光学フィルタを挿入及び退避移動させるフィルタ駆動部と、前記遮光部材を開閉駆動する間、前記フィルタ保持部材との当接により前記光学フィルタの挿入方向及び退避方向への移動を阻止するフィルタ移動阻止部とを有することを特徴とする光量調節装置。
A light amount adjusting device having an actuator and a light shielding member that is opened and closed by the actuator,
An optical filter that can be inserted into and retracted from the optical path independently of the light shielding member;
A filter holding member for holding the optical filter;
The optical filter is operated by at least one of the operation in the further opening direction of the actuator that has driven the light shielding member to the open position and the operation in the further fully closed direction of the actuator that has driven the light shielding member to the fully closed position. possess a driving mechanism for moving the,
The drive mechanism includes a rotating member that is rotated around the optical axis by the actuator,
The rotating member includes: a light shielding member driving unit that opens and closes the light shielding member; a filter driving unit that contacts the filter holding member to insert and retract the optical filter; and A light amount adjusting device comprising: a filter movement blocking unit that blocks movement of the optical filter in an insertion direction and a retracting direction by contact with a filter holding member .
前記駆動機構は、前記遮光部材を開放位置に駆動した前記アクチュエータのさらなる開放方向への動作によって前記光学フィルタを前記光路に対して挿入または退避移動させることを特徴とする請求項1に記載の光量調節装置。  2. The light quantity according to claim 1, wherein the drive mechanism inserts or retracts the optical filter with respect to the optical path by an operation in a further opening direction of the actuator that drives the light shielding member to an open position. Adjusting device. 前記駆動機構は、前記遮光部材を全閉位置に駆動した前記アクチュエータのさらなる全閉方向への動作によって前記光学フィルタを前記光路に対して退避または挿入移動させることを特徴とする請求項1に記載の光量調節装置。  2. The drive mechanism according to claim 1, wherein the optical filter retracts or inserts the optical filter with respect to the optical path by an operation in a further fully closed direction of the actuator that drives the light shielding member to a fully closed position. Light quantity adjustment device. 前記駆動機構は、前記遮光部材を開放位置に駆動した前記アクチュエータが、さらに所定量、開放方向に動作することによって前記光学フィルタの前記光路に対する挿入または退避移動を開始させることを特徴とする請求項2に記載の光量調節装置。  The drive mechanism starts the insertion or retraction movement of the optical filter with respect to the optical path by further operating the actuator that has driven the light shielding member to the open position by a predetermined amount in the open direction. 2. The light quantity adjusting device according to 2. 前記駆動機構は、前記遮光部材を全閉位置に駆動した前記アクチュエータが、さらに所定量、全閉方向に動作することによって前記光学フィルタの前記光路に対する退避または挿入移動を開始させることを特徴とする請求項3に記載の光量調節装置。  The drive mechanism is characterized in that the actuator that has driven the light shielding member to the fully closed position further moves a predetermined amount in the fully closed direction to start the retraction or insertion movement of the optical filter with respect to the optical path. The light quantity adjusting device according to claim 3. 前記駆動機構は、前記アクチュエータが前記所定量の領域で動作する間は、前記遮光部材が駆動されないように構成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の光量調節装置。  6. The light amount adjusting device according to claim 4, wherein the driving mechanism is configured so that the light shielding member is not driven while the actuator operates in the predetermined amount of region. 前記光学フィルタを移動させる際の前記アクチュエータの駆動速度を、前記遮光部材を開放位置と全閉位置との間で駆動する際の前記アクチュエータの駆動速度よりも遅くするよう制御する制御手段を有することを特徴とする請求項1に記載の光量調節装置。  Control means for controlling the driving speed of the actuator when moving the optical filter to be slower than the driving speed of the actuator when driving the light shielding member between the open position and the fully closed position. The light quantity adjusting device according to claim 1. 前記アクチュエータが、ステッピングモータであることを特徴とする請求項1に記載の光量調節装置。  The light amount adjusting device according to claim 1, wherein the actuator is a stepping motor. 請求項1からのいずれかに記載の光量調節装置を含む撮影光学系を有することを特徴とする光学機器。An optical apparatus characterized by having an imaging optical system including a light amount adjustment device according to any one of claims 1 to 8. 請求項1からのいずれかに記載の光量調節装置を含む撮影光学系と、この撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像手段とを有することを特徴とする撮像装置。A photographing optical system including a light amount adjustment device according to any one of claims 1 to 8, the image pickup apparatus characterized by having an imaging means for imaging the subject image formed by the photographing optical system.
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