专利名称：光通量调节装置以及光学设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及在照相机、视频摄像机、数字静态照相机或安装这些设备上的透镜装置等光学设备中使用的光通量调节装置。
背景技术：
在内设有固体摄像器件的视频摄像机、数字照相机等电子照相机或使用胶片的胶片式照相机中，为了进行透镜的焦深的调节和成像在胶片或固体摄像器件上的被摄视场的光通量，通常设置有控制曝光孔径的大小的光通量调节装置。
现在，在通常用的最多的光通量调节装置中，众所周知的有使用作为遮光部件的多个光阑叶片，如彩虹那样以光轴为中心连续使开口孔径变化的类型和相互在相反方向上近于平行地使2片光阑叶片移动来改变开口孔径的类型。
前一种类型因可以连续地改变开口孔径而具有能够得到任意的开口孔径的优点，但因为为了得到近似于圆形形状的开口而需要多片的光阑叶片，故又有成本高的不利的一面。
另一方面，虽然后一种类型在用于减少光阑叶片的片数方面有利于降低成本，但因开口面积不同而开口形状不同，故存在不能得到接近于均匀的圆形形状的缺点。
此外，众所周知的还有在上述光通量调节装置上组合被称为ND滤光片(减光滤光片)的光学滤光片，较只有光阑叶片的情况相比，可以多阶段地控制被摄视场的光通量的技术。
进而，作为照相机的曝光控制机构，除了上述光通量调节装置外还有快门装置。在快门装置中，按大的方面分，虽然有卷帘式快门和透镜快门，但在带透镜快门的照相机上设置光通量调节装置时，由于光通量调节装置邻接于透镜快门配置，故可望紧凑地汇总这些装置且低成本进行制作。
特别是在最近，因为已经能够利用调节器使快门叶片进行开闭动作，故这样的要求度极高。
但是，在上述以往的光通量调节装置(400)中，如图20所示那样，一般都分别设置了用于驱动光阑叶片404的调节器413和用于驱动ND滤光片409的调节器414。
进而，在用调节器驱动快门叶片时，合计将需要3个调节器，使有关光通量调节的构造部分变大，导致搭载该光通量调节装置的照相机或透镜镜筒大型化，且成本也升高。
发明内容
本发明的目的在于提供兼用驱动叫作光阑叶片或者兼作光阑的快门叶片的遮光部件的调节器和驱动光学滤光片的调节器，且能够将装置小型化以及低成本化的光通量调节装置。
为达成上述目的，本发明的光通量调节装置具有在光路内进行开闭动作并使光通量变化的遮光部件、独立于遮光部件对上述光路进行插入以及退避动作的光学滤光片、作为驱动源而具有调节器、驱动遮光部件以及光学滤光片的驱动机构。进而，驱动机构通过使将遮光部件驱动到了开放位置的调节器的进一步向打开方向的动作以及将遮光部件驱动到了全闭位置的调节器的进一步向关闭方向的动作中的至少一个动作来驱动光学滤光片。
通过参照图面的以下的具体实施例的说明，本发明的光通量调节装置的特征将会更加明确。
图1所示是以作为本发明的实施形态1(具体实施方式
1)的光通量调节装置的开放状态退避了ND滤光片的状态；图2所示是图1所示的光通量调节装置的垂直断面；
图3所示是图1所示的光通量调节装置的、从图1所示的状态到使风车构件旋转收紧了光阑叶片的状态；图4所示是图1所示的光通量调节装置的、从图3所示的状态进一步到使风车构件旋转到了机械端的状态；图5所示是图1所示的光通量调节装置的、从图1所示的状态到使风车构件旋转插入了ND滤光片的状态；图6所示是图1所示的光通量调节装置的、从图1所示的状态到使风车构件旋转达到了规定的开口孔径的状态；图7所示是图1所示的光通量调节装置的、从图1所示的状态到旋转风车构件使开口孔径变为开放了的状态；图8以及图9所示是图1所示的光通量调节装置的动作的流程图；图10所示是以作为本发明的实施形态3的光通量调节装置的开放状态退避了ND滤光片的状态；图11所示是图10所示的光通量调节装置的、从图10所示的状态到使风车构件旋转收紧了光阑叶片的状态；图12所示是图10所示的光通量调节装置的、从图11所示的状态进一步到使风车构件旋转到了机械端的状态；图13所示是图10所示的光通量调节装置的、从图10所示的状态到使风车构件旋转插入了ND滤光片的状态；图14所示是以作为本发明的实施形态4的光通量调节装置的开放状态退避了ND滤光片的状态；图15所示是图14所示的光通量调节装置的、从图14所示的状态到使风车构件旋转收紧了光阑叶片的状态；图16所示是图14所示的光通量调节装置的、从图15所示的状态进一步到使风车构件旋转到了机械端的状态；图17所示是图14所示的光通量调节装置的、从图14所示的状态到使风车构件旋转插入了ND滤光片的状态；图18所示是上述实施形态1的光通量调节装置的分解斜视图；图19所示是搭载了上述各实施形态的光通量调节装置的数字静态照相机的断面图；图20是以往的光通量调节装置的正面图。
具体实施例方式
(实施形态1)下面，参照
本发明的理想的实施形态。
在图18以及图1～图7中，给出了作为本发明的实施形态1的光通量调节装置100的构成以及动作。图18是上述光通量调节装置的分解斜视图，图1所示是兼作光阑的快门叶片(下面简单地称之为光阑叶片)处于开放位置、ND滤光片从光路中退避了出来的状态图，图2所示是图1所示的光通量调节装置的垂直断面图。此外，图3所示是从图1所示的状态到旋转风车构件将光阑叶片一直收紧到了全闭位置的状态图，图4所示是从图3所示的状态进一步使风车构件旋转到了机械端的状态图，图5所示是从图1所示的状态到旋转风车构件使ND滤光片插入到了光路内的状态图，图6所示是从图1所示的状态开始旋转风车构件使之达到了规定的开口孔径的状态图，图7所示是从图1所示的状态开始旋转风车构件使开口孔径变为开放了的状态图。
在这些图中，101是构成光通量调节装置100的主体的基板，在该基板101的中央，形成有固定开口部101b(参照图1以及图18)。102是安装在基板101上的隔板，103是由基板101和隔板102捸冻值配置了的风车构件(旋转部件)，该风车构件103其中央部的圆筒状部分103g(参照图2以及图18)的外周嵌合于形成在隔板102的中央的固定开口部102b的内周并可以以光轴L为中心自由旋转地保持。
104是配置在被基板101和风车构件103夹住的空间中的光阑叶片(遮光部件)，在本实施形态中，使用了6片同形状的光阑叶片104。这里，光阑叶片的片数不限于6片，也可以是其他的片数。在各光阑叶片104的基端部形成有孔部104a(参照图18)，在这些孔部104a中被嵌入设置在基板101的固定枢杆101g上，各光阑叶片104以固定枢杆101g为中心由固定枢杆101g可旋转地支撑着。
106是安装在光阑叶片104上的凸轮枢杆，接合在形成在风车构件103上的凸轮沟部(遮光部件驱动部)103a中。由此，如果旋转风车构件103，则凸轮枢杆106将沿着凸轮沟部103a移动，由此，光阑叶片104可以以固定枢杆101g为中心，在开放位置和关闭(全闭)位置之间旋转。通过全部同样地旋转6片的光阑叶片104，可以变化由这6片的光阑叶片104形成的光阑开口的孔径，即变化通过光阑开口的光通量。
图18所示的107是中间夹着隔板102并固定在基板101上的压板，各图所示的108是被隔板102和压板107夹持地配置的滤光片保持框架。在该滤光片保持框架108的基端部安装有滤光片旋转轴110，该滤光片旋转轴110嵌合在形成在隔板102上的孔部102a中。滤光片保持框架108可以以该旋转轴110为中心旋转。
109是安装在滤光片保持框架108的前端侧的ND滤光片，通过使之具有规定的透过率(浓度)，可以衰减透过该滤光片109的光通量。
111是由扭转线圈弹簧构成的偏置弹簧，其线圈部安装在被设置在基板101上的弹簧保持轴101a上。
112是安装在滤光片保持框架108上的偏置枢杆。在滤光片保持框架108(ND滤光片109)位于被插入光路内的位置(下面称之为插入位置)时，该偏置杆112较偏置弹簧111的2根臂部中搭接设置在基板101的弹簧承受轴101d的一方的臂部(中间被折曲成钝角状的臂部111a)的折曲部更靠近并搭接于基端部，以将滤光片保持框架108偏置在该插入位置的状态进行保持。
此外，在滤光片保持框架108(ND滤光片109)处于退避到光路外的位置(下面，称之为退避位置)时，偏置杆112较上述一方的臂部111a的折曲部更靠近并搭接于前端侧，以将滤光片保持框架108偏置在该退避位置的状态进行保持。
这里，偏置弹簧111的另一方的臂部搭接于设置在基板101上的弹簧承受轴101c上。
113是步进电机(调节器)。114是步进电机113的输出小齿轮，与形成在风车构件103的外周的一部上的风车齿轮部103b相啮合。
115是安装在滤光片保持框架108上的旋转枢杆。该旋转枢杆115通过受形成在风车构件103上的插入突起部103c和退避突起部103d(滤光片驱动部)挤压，可以以滤光片旋转轴110为中心地旋转驱动滤光片保持框架108。此外，旋转枢杆115搭接(滑动搭接)于形成在风车构件103的插入突起部103c和退避突起部103d之间的圆弧突起部(滤光片移动阻止部)103e的外周，还具有阻止滤光片插入时以及退避时以外的滤光片保持框架108的旋转的作用。
这里，在图1～图7中，在风车构件103的凸轮沟部103a的中心线上用虚线描画的圆标记表示风车构件103每被步进电机113驱动一步时，在凸轮沟部103a内移动的光阑叶片104的凸轮枢杆106的位置。进而，位于凸轮沟部103a的D的位置的凸轮枢杆106的图1所示的状态是开放状态，位于同图E的位置的凸轮枢杆106的图3的状态是关闭状态。
风车构件103从图1所示的开放状态旋转到与图中A方向相反方向(即进一步打开方向)，如图7所示的那样，当凸轮枢杆106在凸轮沟部103a的从C到B的区间移动时，旋转枢杆115受风车构件103的插入突起部103c挤压，使处于退避位置的滤光片保持框架108以滤光片旋转轴110为中心在图中逆时针旋转方向上旋转。由此，如图5所示那样，ND滤光片109被插入到光路内。
在该C和B区间中，由于没有在凸轮沟部103a的风车构件半径方向的升降变化，故光阑叶片104被保持在开放位置(凸轮枢杆106处于与位于D的位置相同的位置)。
这里，如图6所示的那样，通过凸轮枢杆106在凸轮沟部103a的D和E的区间内移动，可以开闭光阑叶片104并改变光阑开口孔径，调节通过光阑开口的光通量。
例如，步进电机103从D的位置旋转了4步的位置是“F4”的位置，是从开放到被收紧了1段的位置。进而，旋转了2步的位置是“F5.6”的位置，是进一步被收紧了的位置。如果更进一步各旋转2步，则将各一段一段地被收紧为“F8”、“F11”、“F16”。且步进电机103从“F16”的位置旋转了4步的位置是关闭了光阑叶片104的关闭位置(E的位置)。
如上述的这样，在“F4”和“F16”之间，步进电机13的按2步各变化1段光阑，在开放和“F4”之间取4步的间隔。这是以输缓的曲线形成凸轮沟部103a，以便在从“开放”进一步到前面的打开方向(C、B位置的方向)不使光阑叶片104向外扩展(即，光阑叶片104被维持在开放位置)，如果在开放和“F4”之间以急剧的曲线形成凸轮沟部103a，则在开放位置(D)前后的区域的光阑叶片104的运动变坏。因此，在开放和“F4”之间取4步左右的间隔，以便能够在凸轮沟部103a中，在开放位置前后的区域取得较大的曲率。
此外，如果在“F16”和关闭位置(E的位置)之间也设其为2步，则凸轮沟部103a的曲率变小，由于在此的光阑叶片104的运动变坏，故取4步左右的间隔加大曲率。
这里，在使风车构件103从关闭侧高速朝向开放位置D进行了旋转时，D和C之间的区间是即使风车构件103以及凸轮枢杆106超过开放位置D而过调节也可以使滤光片保持框架108(旋转枢杆115)被插入突起部103c挤压而不能向插入方向移动的旋转冗余区域(规定量的区域)。
此外，在风车构件103从图5所示的打开侧的机械端位置(B的位置)旋转到图中A方向(关闭方向)，凸轮枢杆106在凸轮沟部103a的从F到G的区间移动时，旋转枢杆115受到风车构件103的退避突起部103d挤压，位于插入位置的滤光片保持框架108以滤光片旋转轴110为中心在图中顺时针方向旋转。由此，如图4所示的那样，ND滤光片109退避到光路外。
在该F和G之间的区间中，由于没有凸轮沟部103a的风车构件103半径方向的升降变化，故光阑叶片104被保持在关闭位置(与凸轮枢杆106位于E的位置相同的位置)。
这里，当使风车构件103从开放侧高速朝向关闭位置E旋转了时，E和F之间的区间是即使风车构件103以及凸轮枢杆106超过关闭位置E而过调节，也可以使滤光片保持框架108(旋转枢杆115)被退避突起部103d挤压而不能向退避方向移动的旋转冗余区域(规定量的区域)。
此外，在滤光片保持框架108(旋转枢杆115)受插入突起部103c以及退避突起部103d挤压而旋转时，由于旋转枢杆115在风车构件103的半径方向产生若干变位，故在圆弧突起部103e的圆周方向两端形成有用于从旋转枢杆105变位逃脱的凹部103f。
如上述这样构成的光通量调节装置100被搭载于如图19所示的数字静态照相机160的摄像光学系统内。在图19中，150是与光通量调节装置100一起构成摄像光学系统的摄像透镜。140是光电变换由摄像光学系统形成的被摄物体像的CCD或CMOS等摄像元件。
通过摄像元件140的光电变换得到的图像信号在被没有图示的信号处理电路进行了规定的处理后，记录在没有图示的记录介质(半导体存储器等)上。
这里，本实施形态的光通量调节装置，不仅仅可以搭载在这样的数字静态照相机上，也可以搭载在视频摄像机或胶片式照相机、以及这些照相机的透镜交换装置上。
下面，使用图8对上述光通量调节装置的控制动作(从初始设定到摄像动作)进行说明。该控制动作通过利用搭载在上述照相机上的、图19所示的控制电路120(或者光阑调节用控制电路)控制步进电机113进行。首先，在将电源供给给照相机以及控制电路120的时刻，风车构件103(光阑叶片104)以及滤光片保持框架108位于上一次停止的位置。
(步骤1)作为初始动作，控制电路120使步进电机113旋转并在图1～图7所示的箭头A方向使风车构件103旋转超过由凸轮沟部103a的圆周方向长度决定的最大旋转角(例如，使步进电机113旋转44步)，以凸轮枢杆106到达凸轮沟部103a的G的位置(关闭侧的机械端位置)的通电状态使步进电机113停止。由此，如图4所示的那样，光阑叶片104位于关闭位置，因退避突起103d按压旋转枢杆115而使滤光片保持框架108位于退避位置。
(步骤2)然后，控制电路120按规定的步数(29步)、以规定的高速使步进电机113旋转，以使凸轮枢杆106能够到达D的位置，使风车构件103在与箭头A方向相反的方向高速旋转。这样，如果高速使风车构件103旋转而使凸轮枢杆106到达D的位置(开放位置)，则风车构件103虽然过调节凸轮枢杆106到达超过D的位置的位置，但由于要到达设置在风车构件103上的插入突起部103c碰到滤光片保持框架108的旋转枢杆115(直到凸轮枢杆106到达C的位置为止)还有4步左右的富余，故插入突起部103c不会碰到旋转枢杆115。因此，滤光片保持框架108不会被插入光路内。
进而，如图1所示的那样，如果光阑叶片104到达开放位置，则滤光片保持框架108将被偏置弹簧111偏置到退避位置。由此，便完成了初始位置设置。
(步骤3)控制电路120基于在照相机中测量的被摄物体亮度等信息判别是否在光路内插入ND滤光片109，当需要插入时，进入步骤4进行滤光片插入动作。当不需要在光路内插入ND滤光片109时，进入步骤6设定光阑开口孔径。
(步骤4)在此，进行ND滤光片109的插入动作。控制电路120使步进电机113旋转13步，以使风车构件103能够在与箭头A相反方向旋转，并如图5所示的那样，使凸轮枢杆106到达B的位置(打开侧的机械端位置)。
由此，通过风车构件103的插入突起部103c挤压旋转枢杆115，旋转滤光片保持框架108，可以将ND滤光片109插入到光路内。
(步骤5)
控制电路120使步进电机113旋转13步，以使风车构件103在箭头A方向旋转。由此，光阑叶片104将位于开放位置(凸轮枢杆106处于D的位置)，ND滤光片109成为受偏置弹簧111挤压而偏置到插入位置的状态。这样便完成了滤光片插入动作。
(步骤6)然后，基于测光结果等将由光阑叶片104形成的光阑开口设置为最佳的开口孔径。即，控制电路120驱动步进电机113使风车构件103旋转，以使凸轮枢杆106能够在从D的位到“F16”的位置范围内移动，将光阑开口设置为上述最佳的开口孔径。
图6所示是在ND滤光片109处于退避位置的同时，步进电机113在图1的状态开始旋转8步，将光阑开口孔径设置在F8的状态。
(步骤7)接着，进行快门动作。高速使步进电机113旋转，以便使凸轮枢杆106从光阑叶片104形成了上述最佳的开口孔径的状态到达E的位置(关闭位置)。由此，可进行从开放状态到关闭状态的快门动作。
此时，即使风车构件103(凸轮枢杆106)超过E的位置而过调节，但由于要到达设置在风车构件103上的退避突起部103d碰到滤光片保持框架108的旋转枢杆115(直到凸轮枢杆106到达F的位置为止)还有4步左右的富余，故退避突起部103d不会碰到旋转枢杆115。因此，滤光片保持框架108不会退避到光路外。利用以上过程，我们完成了一系列的从初始设定到摄像动作。
在本实施形态中，旋转枢杆115通过受到插入突起部103c和退避突起部103d挤压，可以旋转滤光片保持框架108，进行ND滤光片109的对光路的插入或者退避移动，同时，在使光阑开口孔径变化的范围，通过使旋转枢杆115搭接圆弧突起部103e，可以阻止ND滤光片109的插入以及退避移动。由此，即使减弱偏置弹簧111的挤压力，也可以在使光阑开口孔径变化的范围内不产生因振动等造成的ND滤光片109的意外的移动，且在应该使ND滤光片109进行插入·退避移动时，因偏置弹簧111的挤压力较弱而可以容易地使之移动。
此外，由于使ND滤光片109移动的凸轮沟部103a上的从B到D的区域和从F到G的区域相互在风车构件103的半径方向偏离，故在圆周方向可以不使相邻的凸轮沟部103a同类相互干涉地更宽地取得风车构件103的旋转角。
由此，由于可以较宽地得到用于使ND滤光片109插入·退避移动的风车构件103的旋转角，故可以在离开作为滤光片保持框架108的旋转中心的滤光片旋转轴110的位置配置旋转枢杆115。因而，可以用较小的力进行滤光片保持框架108的插入·退避驱动。这一点对步进电机113的小型化是非常有效的。此点在下面的实施形态中也是同样的。
这里，在本实施形态中，我们对通过从开放位置进一步使步进电机113在开放方向旋转，使ND滤光片109插入光路内，通过从关闭位置进一步使步进电机113在关闭方向旋转，使ND滤光片109退避到光路外的情况进行了说明，但也可以通过从开放位置进一步使步进电机在开放方向旋转，使ND滤光片退避到光路外，通过从关闭位置进一步使步进电机在关闭方向旋转使ND滤光片109插入光路内。
(实施形态2)下面，使用图9对作为本发明实施形态2的光通量调节装置的快门动作进行说明。本实施形态的光通量调节装置的构成与实施形态1相同，这里，在使用了在实施形态1使用过的图1～图7的同时，还附加了与在实施形态1中附加在各个构成要素上的符号相同的符号进行说明。
首先，在将电源供给给照相机以及控制电路120的时刻，风车构件103(光阑叶片104)以及滤光片保持框架108处于上一次停止的位置。
(步骤11)作为初始动作，控制电路120使步进电机113旋转并在图1～图7所示的箭头A方向使风车构件103旋转超过由凸轮沟部103a的圆周方向长度决定的最大旋转角(例如，使步进电机113旋转44步)，以凸轮枢杆106到达凸轮沟部103a的G的位置(关闭侧的机械端位置)的通电状态使步进电机113停止。由此，如图4所示的那样，光阑叶片104位于关闭位置，因退避突起103d按压旋转枢杆115而使滤光片保持框架108位于退避位置。
(步骤12)然后，控制电路120按规定的步数(29步)、以规定的高速使步进电机113旋转，以使凸轮枢杆106能够到达D的位置，使风车构件1033在与箭头A方向相反的方向高速旋转。这样，如果高速使风车构件103旋转而使凸轮枢杆106到达D的位置(开放位置)，则风车构件103虽然过调节凸轮枢杆106到达超过D的位置的位置，但由于要到达设置在风车构件103上的插入突起部103c碰到滤光片保持框架108的旋转枢杆115(直到凸轮枢杆106到达C的位置为止)还有4步左右的富余，故插入突起部103c不会碰到旋转枢杆115。因此，滤光片保持框架108不会被插入光路内。
进而，如图1所示的那样，如果光阑叶片104到达开放位置，则滤光片保持框架108将被偏置弹簧111偏置到退避位置。由此，便完成了初始位置设置。
(步骤13)控制电路120基于在照相机中测量的被摄物体亮度等信息判别是否在光路内插入ND滤光片109，在需要插入时，进入步骤14进行滤光片插入动作。当不需要在光路内插入ND滤光片109时，进入步骤16。
(步骤14)在此，进行ND滤光片109的插入动作。控制电路120使步进电机113旋转13步，以使风车构件103能够在与箭头A相反方向旋转，并如图5所示的那样，使凸轮枢杆106到达B的位置(打开侧的机械端位置)。由此，通过风车构件103的插入突起部103c挤压旋转枢杆115，旋转滤光片保持框架108，将ND滤光片109插入到光路内。
(步骤15)控制电路120使步进电机113旋转13步，以使风车构件103能够在箭头A的方向旋转。由此，光阑叶片104位于开放位置(凸轮枢杆106处于D的位置)，ND滤光片109成为受到偏置弹簧111挤压而偏置到插入位置的状态。这样便完成了滤光片插入动作。
(步骤16)然后，控制电路120在箭头A的相反方向旋转风车构件103，按规定的低速使步进电机113旋转4步，以使凸轮枢杆106能够自D的开放位置移动到C的位置。此时，之所以以低速使步进电机113旋转，是因为凸轮枢杆106在从C的位置到B的位置方向过调节，以便不使处于退避位置的滤光片保持框架108受到插入驱动。
(步骤17)接着，高速使步进电机113旋转，以便使凸轮枢杆106能够从C的位置到达E的位置。由此，光阑叶片(在本实施形态中为快门叶片)从开放高速变化到关闭，进行快门动作。
这里，在本实施形态中，当步进电机113以及由其驱动的风车构件103以及光阑叶片104从开放朝向关闭进行动作时，将从停止状态加上数步(例如2～4步)进行加速。因为在从C的位置开始的数步的范围内没有开口孔径的变化，在移动数步后(到达D位置之后)开口孔径产生变化，故在还没有加速起来的范围开口孔径没有变化地、在加速近于结束后变化开口孔径。因而，与从D的位置开始快门进行动作的情况相比，可以加快在开放状态的开口孔径开始变化之后直到达到关闭状态的快门速度。
此外，如果将超过D的位置之后的对步进电机113的驱动脉冲的外加模式作为加速模式来加速步进电机113的旋转速度，则由于开口孔径的变化速度增加，故可以进一步加快快门速度。
在其他的实施形态中也可以采用这样的控制。
(实施形态3)
在图10～图13中，给出了作为本发明的实施形态3的光通量调节装置200的构成以及动作。
图10所示是以兼作光阑的快门叶片(下面简单称之为光阑叶片)处于开放位置、ND滤光片从光路中退避了的状态图，图11所示是从图10所示的状态开始旋转风车构件直到光阑叶片收紧到了全闭位置的状态图，图12所示是从图11所示的状态开始进一步旋转风车构件直到使风车构件旋转到了机械端的状态图，图13所示是从图10所示的状态开始旋转风车构件使ND滤光片插入到了光路内的状态图。
这里，本实施形态中，在与实施形态1共同的构成要素上附加与实施形态1相同的符号并略去其说明。本实施形态与实施形态1的不同之处在于风车构件201的圆弧突起部201e在其内周侧搭接于不同于滤光片保持框架202的旋转枢杆203地设置的枢杆204上这一点等。
在图10～图13中，具有与实施形态1同样的凸轮沟部201a以及齿轮部201b的风车构件201具有插入突起部201c和退避突起部201d以及圆弧突起部201e。关于这些插入突起部201c和退避突起部201d以及圆弧突起部201e的作用与实施形态1相同。
202是具有滤光片旋转轴110和旋转枢杆203、枢杆204以及偏置杆112的滤光片保持框架。
通过风车构件201从开放位置(凸轮枢杆106处于D位置)开始进一步在打开方向旋转，插入突起部201c将挤压旋转枢杆203，处于退避位置的滤光片保持框架202(ND滤光片109)将在滤光片旋转轴110的周围旋转，移动并插入到光路内。
此外，通过风车构件201从关闭位置(凸轮枢杆106处于E位置)开始进一步在关闭方向旋转，退避突起部201d将挤压旋转枢杆203，使处于插入位置的滤光片保持框架202在滤光片旋转轴110的周围旋转，移动并退避到光路外。
另外，与实施形态1同样地，在使光阑叶片104旋转改变光阑开口孔径时，由于枢杆204搭接在圆弧突起部201e上，故滤光片保持框架202不会旋转。由此，可以抑制由光阑叶片104造成的在光通量调节范围的ND滤光片109的不必要的移动。
(实施形态4)在图14～图17中，给出了作为本发明的实施形态4的光通量调节装置300的构成。
图14所示是以兼作光阑的快门叶片(下面简单称之为光阑叶片)处于开放位置、ND滤光片从光路中退避了的状态图，图15所示是从图14所示的状态开始旋转风车构件直到光阑叶片收紧到了全闭位置的状态图，图16所示是从图15所示的状态开始进一步旋转风车构件直到使风车构件旋转到了机械端的状态图，图17所示是从图14所示的状态开始旋转风车构件使ND滤光片插入到了光路内的状态图。
这里，本实施形态中，在与实施形态1或者3共同的构成要素上附加与这些实施形态相同的符号并略去其说明。本实施形态与实施形态1或者3的不同之处在于在风车构件301上形成有滤光片凸轮301c，并由该滤光片凸轮301c进行滤光片保持框架302的对光路插入·退避驱动以及阻止插入·退避驱动时以外的向插入·退避方向的移动这一点。
在图14～图17中，301是具有与实施形态1同样的凸轮沟部301a以及齿轮部301b并形成了滤光片凸轮301c的风车构件。
滤光片凸轮301c如在图14～图17作成剖面线给出的那样，是具有相对于风车构件301的圆周方向倾斜了的滤光片驱动部301c1和沿着风车构件301的圆周方向的圆弧状的滤光片移动阻止部301c2的导轨状的凸轮。
在滤光片保持框架302上设置有滤光片旋转轴110和旋转枢杆303以及偏置杆112。旋转枢杆303接合在滤光片凸轮301c(滤光片驱动部301c1和滤光片移动阻止部301c2)上。如果风车构件301从开放位置(凸轮枢杆106处于D位置)进一步在开放方向旋转，则处于退避位置的滤光片保持框架302的旋转枢杆303受到滤光片凸轮301c的滤光片驱动部301c1挤压，由此，滤光片保持框架302将在滤光片旋转轴110的周围旋转，将ND滤光片109移动插入到光路内。
此外，通过风车构件301从关闭位置(凸轮枢杆106处于E位置)开始进一步在关闭方向旋转，处于插入位置的滤光片保持框架302的旋转枢杆303将受到滤光片凸轮301c的挤压，由此，滤光片保持框架302将在滤光片旋转轴110的周围旋转，使ND滤光片移动并退避到光路外。
另外，与实施形态1或者3同样地，在使光阑叶片104旋转改变光阑开口孔径时，由于旋转枢杆303搭接在作为滤光片凸轮301c的圆弧形状部分的滤光片移动阻止部301c2上，故滤光片保持框架302不会旋转。由此，可以抑制由光阑叶片104造成的在光通量调节范围的ND滤光片109的不必要的移动。
这里，在上述各个实施形态中，对使ND滤光片109相对于光路进行插入·退避移动的情况进行了说明，但本发明也可以使用ND滤光片之外的光学滤光片的情况。
此外，作为调节器，也可以使用步进电机以外的电机。
如以上所说明过的这样，根据本发明，用一个调节器进行遮光部件和光学滤光片的驱动将成为可能，从而可以谋求配备了光学滤光片的光通量调节装置的小型化以及低成本化。
这里，可以构成驱动机构，使之或通过将遮光部件驱动到了开放位置的调节器按规定量在打开方向进一步进行动作开始光学滤光片的对光路的插入或者退避移动，或通过将遮光部件驱动到了全闭位置的调节器按规定量在关闭方向进一步进行动作开始光学滤光片的对光路的退避或者插入移动。
在遮光部件被高速驱动了时，虽然在开放驱动或全部驱动时存在因所谓的过调节而出现超过开放位置或全闭位置的情况，但通过相对于光学滤光片的驱动使之如上述这样具有规定量的富余，可以抑制因遮光部件的过调节所造成的光学滤光片的移动。
此外，由于在从开放位置将遮光部件驱动全闭位置时，通过使之从上述规定量的区域的打开侧的端位置开始进行调节器的动作，可以使之从充分地加速了调节器以及遮光部件的状态开始变化开口孔径，故与开始调节器的动作和开始开口孔径的变化一致的情况相比，可以加快快门速度。
另外，由于通过在半径方向施加差别并重叠驱动遮光部件的凸轮的开放侧和关闭侧的位置可以加大旋转部件(风车构件)的旋转角，进而较大地取得用于插入以及退避驱动光学滤光片的旋转部件的旋转角，故可以减小光学滤光片的插入以及退避动作所需要的旋转力，可以小型化调节器。
再有，在开闭驱动遮光部件时，通过在旋转部件上设置阻止向光学滤光片的插入以及退避方向的移动的滤光片移动阻止部，可以抑制因振动等导致的光学滤光片的不必要的插入以及退避动作。
权利要求
1.一种光通量调节装置，具有在光路内进行开闭动作并使光通量变化的遮光部件、独立于遮光部件对上述光路进行插入以及退避动作的光学滤光片、以及作为驱动源而具有单一的调节器并驱动上述遮光部件以及上述光学滤光片的驱动机构，其特征在于上述驱动机构根据下述两个动作中的至少一个动作来驱动上述光学滤光片，即将遮光部件驱动到了开放位置的上述调节器的、向打开方向的进一步的动作和将遮光部件驱动到了全闭位置的上述调节器的、向关闭方向的进一步的动作。
2.根据权利要求1所记述的光通量调节装置，其特征在于上述驱动机构根据将上述遮光部件驱动到了开放位置的上述调节器的、向打开方向的进一步的动作来进行相对上述光路的、上述光学滤光片的插入或者退避驱动。
3.根据权利要求1所记述的光通量调节装置，其特征在于上述驱动机构根据将上述遮光部件驱动到了全闭位置的上述调节器的、向关闭方向的进一步的动作来进行相对上述光路的、上述光学滤光片的退避或者插入驱动。
4.根据权利要求2所记述的光通量调节装置，其特征在于上述驱动机构根据使将上述遮光部件驱动到了全闭位置的上述调节器进一步按预定量在上述开放方向进行动作来开始进行上述光学滤光片的相对上述光路的插入或者退避驱动。
5.根据权利要求4所记述的光通量调节装置，其特征在于上述驱动机构在上述调节器在上述预定量的区域进行动作的过程中将不驱动上述遮光部件。
6.根据权利要求5所记述的光通量调节装置，其特征在于在将上述遮光部件从上述开放位置驱动到上述全闭位置时，上述调节器从上述预定量的区域的打开侧的端位置开始动作。
7.根据权利要求3所记述的光通量调节装置，其特征在于上述驱动机构根据使将上述遮光部件驱动到了全闭位置的上述调节器进一步按预定量在上述关闭方向进行动作来开始进行上述光学滤光片的相对上述光路的退避或者插入驱动。
8.根据权利要求7所记述的光通量调节装置，其特征在于上述驱动机构在上述调节器在上述预定量的区域进行动作的过程中将不驱动上述遮光部件。
9.根据权利要求1所记述的光通量调节装置，其特征在于上述驱动机构包括通过上述调节器在上述光路的周围进行旋转驱动的旋转部件，且上述旋转部件具备开闭驱动上述遮光部件的遮光部件驱动部和插入以及退避驱动上述光学滤光片的滤光片驱动部。
10.根据权利要求1所记述的光通量调节装置，其特征在于上述旋转部件具备在开闭驱动上述遮光部件时阻止光学滤光片的向插入以及退避方向的移动的滤光片移动阻止部。
11.根据权利要求1所记述的光通量调节装置，其特征在于具有控制上述调节器的动作的控制单元，且上述控制单元使上述光学滤光片移动时的上述调节器的驱动速度低于在上述开放位置和上述全闭位置之间驱动上述遮光部件时的上述调节器的驱动速度。
12.一种光学设备，具有摄像光学系统，其特征在于上述摄像光学系统包括权利要求1所记载的光通量调节装置。
13.一种光学设备，具有摄像光学系统和光电变换由该摄像光学系统形成的被摄物体像的摄像装置，其特征在于上述摄像光学系统包括权利要求1所记载的光通量调节装置。
全文摘要
提供一种用单一的调节器驱动遮光部件以及光学滤光片、且可以进行小型化的光通量调节装置。光通量调节装置具有在光路内进行开闭动作并使光通量变化的遮光部件、独立于上述遮光部件对上述光路进行插入以及退避动作的光学滤光片、作为驱动源而具有调节器并驱动遮光部件以及光学滤光片的驱动机构。进而，驱动机构通过将遮光部件驱动到了开放位置的调节器的、向打开方向的进一步的动作以及将遮光部件驱动到了全闭位置的调节器的、向关闭方向的进一步的动作中的至少一个动作来驱动光学滤光片。
文档编号G03B9/02GK1455293SQ0312848
公开日2003年11月12日 申请日期2003年4月29日 优先权日2002年4月30日
发明者佐藤达也, 川西利明, 中岛茂雄 申请人:佳能株式会社