CN100468181C - 光量调节装置和拍摄装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光量调节装置，把由多片光阑叶片构成的虹彩光阑机构和具有多段灰度图案的ND滤光器叠层配置在1个单元内，同时实现F数字的连续控制、ND滤光器的减光率的多段控制、大致圆形的光阑开口、光阑开口内的透过率分布一致性。在实施方式1中，通过把传动装置的驱动区域分割为ND控制区域和光阑控制区域，可以进行单一传动装置的F数字和ND段数的独立控制。使用利用了虹彩光阑和多段浓度ND滤光器的光量调节装置来独立地控制基于F数字和ND滤光器的减光段数。

Description

光量调节装置和拍摄装置

技术领域

本发明涉及具有光量衰减功能的光量调节装置、拍摄装置和滤光器。

背景技术

以往，使用CCD(charge-coupled device)和C-MOS(complementary metal-oxide semiconductor)传感器等的拍摄装置把运动图象记录在磁带介质上的摄象机，或同样使用拍摄装置把静止图象记录在固定存储介质上的数字静态照相机(数字静像摄影机)已经被成品化。最近，通过固体存储器介质的高容量化、拍摄装置的图象信号处理电路的高速高功能化，具有运动图象拍摄(动画摄影)和静止图象拍摄这两个功能的拍摄装置也正在得到普及。而且，随着上述拍摄装置的高画质和小型化，拍摄装置整体的小型化和图象的高精细化也在迅速发展。但是一方面，随着拍摄装置的单位受光部分的间隔，所谓的像素间距的窄小化，由拍摄光学系统具有的光量调节用的光阑开口产生的衍射影响不能忽略。即，如果在高亮度被拍摄体摄影时和慢门拍摄时光阑开口减小，则因所谓的小光阑衍射的影响图象的对比度下降，拍摄光学系统原本具有的成像性能，和拍摄装置的高像素能力不能充分发挥，产生不能得到高精细图象的问题。因而，公开为了缓和上述小光阑衍射，使用透过光量衰减用的Neutral DensityFilter(以下称为ND滤光器)的技术。

在这样的目的下使用ND滤光器时，除了防止衍射这一原本的目的以外，模糊图象的自然程度、光量调节的分辨率和连续性也很重要。为了解决这样的课题，公开了以下那样的技术。

例如在实开昭51-145929号公报中公开了：在用多块光阑叶片构成的虹彩可变光阑中，在多块光阑叶片中使用有浓淡的ND滤光器，在遮光用的叶片缩小到最小光阑直径后该ND滤光器进入光束中，进行光量调节的光阑机构。

另外在特开平6-273655号公报中公开了：具备旋转式光阑和旋转式ND滤光器，通过分别使用各个传动装置驱动两部件调节光量的镜筒。

另外在特开平8-43878号公报中公开了：分别在2块光阑叶片上，随着从光轴向放射方向外侧形成透过率降低的ND滤光器，通过相对驱动该2块光阑叶片调节光量的光阑装置。

另外在特开平11-218797号公报中公开了：把旋转式光阑板和ND滤光器基层配置在光轴方向上，用1个电机驱动控制两部件的曝光控制机构。

另外在特开2000-155352号公报中公开了：随着传动装置的动作，具有同一形状的多块叶片动作调节开口直径，以下在采用该光阑叶片的开口直径变化率少的区域上通过把ND滤光器插入开口部调节光量的光阑装置。

另外在特开2000-106649号公报中公开了独立驱动光阑开口形成用的虹彩叶片和多级浓度的ND滤光器的装置。

但是，在上述现有技术中存在以下缺点。

在实开昭51-145929号公报以及特开2000-155352号公报中公开的现有技术中，因为在遮光用的叶片缩小到小直径后ND滤光器进入光束中，所以没有ND滤光器的控制自由度。特别是在运动图象拍摄时，如果从昏暗场景转移到明亮场景时ND滤光器突然进入，则曝光控制的连续性受损，在经再生的运动图象中产生大的不协调感。

在公开于特开平6-273655号公报中的现有技术中，因为光阑是被形成在旋转板上的多个孔，所以不能进行F数字的微调整。另外，在第2实施例中虽然把开口宽度连续变化的旋涡状的孔作为光阑，但在该机构中不能得到圆形的光阑开口，模糊图象出现不正常的形状。

在公开于特开平8-43878号公报中的现有技术中，因为在光阑开放状态下ND滤光器进入开口内，所以在开放时带来光量损失。另外，因为光阑叶片和ND滤光器被一体驱动，所以没有ND滤光器的控制自由度。

在公开于特开平11-218797号公报中的现有技术中，因只切换单一浓度的ND滤光器完全覆盖光阑开口，或者未完全覆盖，所以不可能采用ND滤光器进行多段的光量调节。

在公开于特开2000-106649号公报中的现有技术中，因为光阑开口是菱形所以模糊图象成为不正常的图象。另外，ND滤光器是短栅栏形需要大的收纳空间，装置整体变大。

另一方面，在具有运动图象拍摄和静止图象拍摄的两功能的拍摄装置中，一般是取得的运动图象和静止图象的图象尺寸(拍摄像素数)不同。即，运动图象拍摄时连续取得低像素图象，静止图象拍摄时以1帧或者多帧取得高像素图象。这种情况下，光阑开口直径，即拍摄光学系统的F数字即使等效，在低像素的运动图象和高像素的静止图象中，小光阑的衍射的影响程度也不同。因而，以下公开了在运动图象拍摄和静止图象拍摄中，光阑开口的控制形态不同的技术。

在特开2002-64745号公报中，通常拍摄时(静止图象)只使用保证光学性能的规定内的光阑范围(例如从F2.8到F8的范围)。即通过限制像差大的开口光阑的使用，或者限制衍射影响增大的小光阑的使用防止画质下降，可以得到高精细图象。另外在拉长间隔拍摄时(运动图象)，因为只要取得低像素数图象即可，所以由于光学像差的容许程度增加，所以通过使用直至光学性能下降的规定的光圈范围(例如从F1.4到F11的范围)，扩大曝光调节范围。

即使在特开2002-204390号公报中也一样，通过把运动图象拍摄时的F数字控制范围限制在F1.4至F16，把静止图象拍摄时的F数字控制范围限制在F2.8至F8。可以得到和上述特开平2002-64745号公报同样的效果。

但是，在上述以往的技术中，存在以下的缺点。

在公开于特开平8-43878号公报中的现有技术，因为在光阑开放状态下ND滤光器进入开口内，所以在开放时带来光量损失。另外，在光阑开口内的上下方向和左右方向上因为ND滤光器的浓度分布不同，所以在拍摄距离差大的被拍摄体时，模糊图象不自然，特别是在需要高质量图象的静止图象拍摄中是不适宜的构造。

在公开于特开2002-64745号公报以及特开2002-204390号公报中的现有技术中，公开了在运动图象拍摄和静止图象拍摄中分别进行最佳的光阑控制的技术，但没有公开使用了ND滤光器的光量调节，小光阑的衍射的防止不充分。

在特开2000-106649号公报中公开的现有技术中，虽然基于光阑开口直径和ND滤光器的透过率控制有自由度，但对于运动图象拍摄和静止图象拍摄中的控制形态切换并没有详细说明。

发明内容

鉴于上述问题的存在，本发明的目的在于：提供一种光量调节自由度大，缩小光圈时的开口被保持在规定的形态上，并且小型、廉价的光量调节装置、拍摄装置和滤光器。

另外，本发明的目的还在于：提供一种具有规定浓度分布的滤光器，以及具有该滤光器且可以得到高质量图象的光量调节装置、拍摄装置和滤光器。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的一种光量调节装置，用于调节通过开口部的光束量，其特征在于：包括：具有多个光阑叶片的光阑装置；和被可旋转地支撑并且具有规定的光学浓度分布的滤光器；具有：在把上述光阑装置和上述滤光器在光轴方向上相邻配置的同时，对上述光阑装置的光阑开口直径和基于上述滤光器的光量衰减作用独立地进行控制的控制器，上述控制器具有用于驱动上述光阑装置和上述滤光器的一个传动装置。

另外，根据本发明第二方面的光量调节装置，用于调节通过开口部的光束量，包含具有多个光阑叶片的光阑装置，被可旋转地支撑着、且具有规定光学浓度分布的滤光器；用于驱动上述光阑装置和上述滤光器的1个传动装置(促动器)。

另外，根据本发明第三方面的滤光器，覆盖具有规定大小的开口部来衰减通过该开口部的光束，该滤光器被支撑为可以相对于规定的转动中心转动，并且在该转动中心的旋转的相位角度方向上光学浓度阶梯或者连续变化。

另外，根据本发明第四方面的光量调节装置，用于调节通过开口部的光束量，包含具有是第1光学浓度的第1区域的滤光器；使上述第1区域相对上述开口部相对移动的驱动装置；具有可以选择允许上述第1区域局部性覆盖上述开口部的第1控制模式和禁止上述第1区域覆盖上述开口部的一部分的第2模式的控制器。

另外，根据本发明第五方面的滤光器，为了覆盖具有规定大小的开口部，具有是第1光学浓度的第1区域和是与上述第1光学浓度不同的第2光学浓度的第2区域，在上述第1区域和第2区域的相邻部分上阶段性或连续地形成上述第1光学浓度和第2光学浓度。

本发明的其他特征和优点将在以下参照附图进行的说明中得到进一步明确，在附图中对相同或相似的部分使用相同的附图标记。

附图说明

下面，简要说明附图。这些附图作为说明书的组成部分用于说明本发明的具体实施列。

图1是实施方式1中的光量调节装置的立体分解图。

图2是实施方式1中ND滤光器的平面图。

图3A～3E是实施方式1中的ND滤光器的旋转相位说明图。

图4是在实施方式1中的光量调节装置的光量调节作用说明图。

图5是实施方式1中的拍摄装置的构成图。

图6是实施方式1中的拍摄装置的拍摄模式的说明图。

图7是实施方式1中的拍摄装置的主控制流程图。

图8是实施方式1中的运动图象拍摄子程序流程图。

图9A～9C是实施方式1中的运动图象拍摄时的曝光控制说明图。

图10是实施方式1中的静止图象拍摄子程序流程图。

图11A～11C是实施方式1中的静止图象拍摄时的曝光控制说明图。

图12是实施方式2中的光量调节装置的立体分解图。

图13是实施方式2中的ND滤光器的平面图。

图14A、14B是实施方式2中的光量调节装置的光量调节作用说明图。

图15是实施方式2中的拍摄装置的构成图。

图16是实施方式2中的运动图象拍摄子程序流程图。

图17A、17B是实施方式3中的ND滤光器的平面图和光量调节作用说明图。

图18是实施方式4中的光量调节装置的立体分解图。

图19是实施方式4中的ND滤光器的平面图。

图20A～20E是实施方式4中的ND滤光器的旋转相位说明图。

图21A、21B是实施方式4中的光量调节装置的光量调节作用说明图。

图22是实施方式4中的拍摄装置的构成图。

图23是实施方式4中的拍摄装置的主控制流程图。

图24是实施方式4中的运动图象拍摄子程序流程图。

图25是实施方式4中的静止图象拍摄子程序流程图。

图26A、26B是实施方式4中的运动图象拍摄时的曝光控制说明图。

图27A、27B是实施方式4中的静止图象拍摄时的曝光控制说明图。

图28是实施方式5中的ND滤光器的平面图。

图29A～29G是实施方式5中的ND滤光器的旋转相位说明图。

图30是实施方式5中的光量调节装置的光量调节作用说明图。

图31A、31B是实施方式5中的运动图象拍摄时的曝光控制说明图。

图32A、32B是实施方式5中的静止图象拍摄时的曝光控制说明图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1至图11A～C是涉及实施方式1的图。

图1是本实施方式中的光量调节装置100的主要部分立体图。在同一图中，111是涉及整个区域具有遮光性的光阑叶片，在其下面和上面植入被驱动用的销子112以及113。光阑叶片111使用同一形状的6片，形成光阑开口。进而，光阑叶片111的数越多，缩小光圈时的开口形状越接近圆形，模糊图象的自然性和多角形开口的顶部产生的显影被缓和，但制造成本也上升。因而，在本方式的光阑机构中，把光阑叶片的片数设置在5至9块之间比较适宜。在本实施方式中，如图所示使用6块光阑叶片，谋求大小、光学性能，以及制造成本的最佳化。

121是保持光阑叶片111的地板，在形成平面状的底面的中央上，设置规定光阑开放时的光束最大直径的开口部121c。而后在该开口部121c的周围上设置1个凸轮沟121a，上述光阑叶片111的销子112嵌合，可以滑动移动。该凸轮沟121a，以开口部121c为中心的相位角度60度的范围为一个单位部分，是该单位部分6个相邻连接的环状接合凸轮沟构造。

131是被称为风车的驱动部件，在中央的开口部131c的周围部分上叶片驱动用的6个孔131a以等间隔设置，在该孔131a上嵌合上述光阑叶片111的销子113可以转动。因而如果风车131在反时针方向转动，则上述6片光阑叶片111由上面的被驱动销子113驱动，但此时下面一侧的被驱动销子112被上述凸轮沟121a规制滑动。此时，该凸轮沟121a如上所述因为是环状接合构造，所以根据风车的转动光阑开口直径重复减少和增加。即，风车131在从初始位置(旋转角度是0度)旋转到30度时，光阑叶片111从开放状态缩小到最小光阑，当从30度转动到60度时，光阑叶片111从最小光阑恢复到开放状态。因而风车在旋转360度的过程中，光阑叶片111的缩小以及开放恢复动作往复6次，另外，在风车131的上面，设置用于检查风车的初始位置的指标132、被驱动用的齿轮133。

141是隔板，在和上述地板121之间形成规定的空间，在该空间内收容上述光阑叶片111和上述风车131。在隔板141中央设置光束通过用的开口部141c，在其相邻的部分上植入后述的作为滤光器的，例如ND滤光器的旋转支撑轴142。进而设置用于检测上述风车的指标132有无的相位检测用窗141b、后述的小齿轮的退出孔141e。

151是圆盘形的滤光器，例如是ND滤光器，在厚度0.1mm左右的透明树脂薄膜，例如PET(二甲酯)薄膜上，在由喷墨印刷形成后述ND图案的同时，在中心设置轴承152，在上述隔板上的旋转支撑轴142上被轴支撑可以转动。在ND滤光器的外周部分上，接合金属板制成的被驱动用齿轮153。而后，该齿轮153的齿数和上述风车的齿轮133的齿数相同。进而，也可以把作为ND滤光器基材的透明薄膜的外周部分设置成齿轮形状。

ND滤光器151的光衰减用图案，在本实施方式中由以下3个区域构成。151a是透过率100％的透明部分，光学浓度是零，ND段数(减光段数)也是零。在此，光学浓度(Optical Density，OD值)，透过率Tr(％)以及ND段数，用以下的式子(式1)(式2)(式3)赋予关系。

透过率Tr＝100＊10(-OD值)      (式1)

OD值＝-Log10(Tr/100)          (式2)

ND段数＝-Log2(Tr/100)

      ＝-3.32＊Log10(Tr/100)

      ＝3.32＊OD值            (式3)

151b是光学浓度0.6(ND段数是2段)的均一浓度部分，151c是光学浓度1.2(ND段数是4段)的均一浓度部分。即，用于包含透明部分的3个ND滤光器的光学浓度，被设定为等差数列。

161是盖板，在和上述隔板141之间形成规定的空间，在该空间内收容上述ND滤光器151。在盖板161的中央设置光束通过用的开口部161c，进而设置用于检查上述风车的指标132有无的检测用窗161b、后述的小齿轮的退出口161f。

171是驱动上述风车131以及ND滤光器151的步进电机，小齿轮171a贯通上述孔161f、141e，齿轮171a的根基部分(上部)与被设置上述ND滤光器151的外周上的齿轮153咬合，齿轮171a的前端部分(下部)与被设置在上述风车131上的齿轮133咬合。172是内置于投光元件和受光元件的光学位置检测装置，检测来自上述风车131上面的发射光。而后，如果上述指标132与该检测装置172的正下方相对，则输出规定的信号，可以检测风车131的相位角返回初始状态。这时，因为风车用齿轮133和ND滤光器用齿轮153的齿数相同，所以根据电机171的驱动，风车131和ND滤光器151相互保持同一相位角转动，如果风车131返回初始位置则ND滤光器151也返回初始位置。

通过以上构成，一边观察检测装置172的输出一边驱动步进电机171使风车131返回初始状态，把光阑开口恢复到开放。而后从该位置开始通过根据规定的程序驱动步进电机，可以控制ND滤光器151的相位角度和光阑开口为任意大小。另外，光阑结构和ND滤光器被叠层在光轴方向上，把全体作为1个部分构成。而后ND滤光器因为也是圆盘状的薄膜转动的状态，所以一边搭载ND滤光器，一边对于没有ND滤光器的以往的光阑机构，可以对光轴方向以及与光轴正交的方向设置成同等程度的大小。

进而在本实施方式中其构成是，在把上述光阑机构组装到后述的拍摄光学系统中时，F数字可以从开放的F2调节到小光阑一侧的F8。

图2是用于说明ND滤光器151的光学浓度分布详细的平面图。151a是光学浓度零的均匀浓度部分即透明部分(ND段数是零)，151b是光学浓度0.6的均匀浓度部分(ND段数是2段)，151c是光学浓度1.2(ND段数是4段)的均匀浓度部分。这3个位置的均匀浓度部分形成扇形，其中心角度全部是120度。另外，用虚线表示的圆141c是上述隔板141的开口部，但这表示光阑开放时的有效光束直径。而后在本实施方式中，其构成是，上述3个位置的均匀浓度部分151a、151b、151c的大小，如后述ND滤光器151转动规定角度期间也可以完全覆盖开口部141。

具有上述浓度分布的ND滤光器，可以用蒸镀法、印刷法等制作，但如果使用本申请人提出的记载在特愿2002-041634中的技术，则通过喷膜印刷法，散乱等的光学缺陷少，并且可以制作具有所希望的光学浓度分布的ND滤光器。

图3A～E是用于说明相对上述ND滤光器151的转动角的，光束通过开口部141c和ND滤光器151的相对位置的图。

图3A是展示ND滤光器151的旋转角度是零度，即在初始位置状态下的形态的图。开口部141c的全部区域被ND滤光器的透明部分151a覆盖。即在该状态下，光阑开口部的透过率在整个区域上均一，通过开口部的光束的强度分布均匀。换句话说，从成像面看的光瞳强度分布均匀。

图3B表示ND滤光器151从初始位置状态旋转30度到反时针方向的情况。在该状态下，开口部141c依然被透明部分151a覆盖。

图3C是ND滤光器151的转动角度是60度的情况，开口部141c其一部分被光学浓度0.6的均匀浓度部分151b覆盖，剩下的过半部分被透明部分151a覆盖。即在该状态下，光阑开口部的透过率不均匀，通过开口部的光束的强度分布不均匀。换句话说，从成像面看的光瞳强度分布均匀。

图3D是ND滤光器151的旋转角度是90度的情况，开口部141c其过半部分被光学浓度0.6的均匀浓度部分151b覆盖，剩下的部分被透明部分151a覆盖。即在该状态下，光阑开口部的透过率不均匀。

图3E是ND滤光器151的旋转角度是120度的情况，开口部141c的全部区域被光学浓度0.6的均匀浓度部分151b覆盖。即在该状态下，光阑开口部被ND段数是2段的ND滤光器覆盖，并且光阑开口部的透过率在整个区域上均匀。

虽然ND滤光器151的旋转角度进一步增加情况下的图省略，但重复图3A至图3E同样的动作。即，当旋转角度在120度至150度的情况下，开口部141c的全部区域被光学浓度0.6的均匀浓度部分151b覆盖，进而如果旋转角度增加，则光学浓度1.2的均匀浓度部分151c开始覆盖开口部的一部分。而后当旋转角度在240度至270度的情况下，开口部141c的全部区域被光学浓度1.2的均匀浓度部分151c覆盖，进而如果旋转角度增加，则透明部分151a开始覆盖开口部的一部分。而后如果旋转角为360度，则返回图3A的状态。

图4是说明图1所示的光量调节装置100的光量调节作用的图。在同一图中，横轴是风车131以及ND滤光器151的反时针方向的旋转角度。另外，纵轴表示光量调节段数，左侧加上光阑开口的F数字，和由ND滤光器的减光产生的透过率的T数字的刻度，右侧表示ND滤光器的减光段数。

在同一图中，标记为“F数字”的正弦波形的曲线，表示由风车131的旋转控制的光阑机构的F数字，如果风车131旋转30度，则F数字从开放的F2连续变化为最小光阑的值F8，如果再旋转30度则向F2方向连续恢复开放。而后在风车131旋转1圈期间，F数字从F2到F8之间往复6次。

另一方面在同一图上，记述为“ND段数”的倾斜的曲线，表示由ND滤光器151的旋转控制的减光段数，在ND滤光器151旋转1圈期间ND段数从零变化到4段后恢复到零。但是因为ND滤光器的均匀浓度部分和均匀浓度部分之间的边界部分交替覆盖开口，所以ND段数的变化不是线性的。即如图3A～E说明的那样，在旋转角度是零至30度，120度至150度，以及240度至270度的范围内，因为ND滤光器的均匀浓度部分连续覆盖开口，所以ND段数没有变化而保持一定值。另一方面在其他的范围内，因为根据ND滤光器151的旋转角度横切开口部内部的浓度边界部分的位置变化，所以ND段数也连续变化。

通过光量调节装置100的开口部的光量的衰减量，因为变为由上述F数字的增大产生的衰减段数和上述ND段数的增加值，所以相当于光量衰减段数的T数字成为同一图的“T数字”标记的曲线。在此，当选择风车131的旋转控制范围是同一图的(i)的区域的情况下，即通过把风车131的旋转角度在从零到30度的范围内调节为所希望的值，可知ND段数在零时固定不变，可以把F数字控制为任意的值。另外，当选择了风车131的旋转控制范围是同一图的(ii)的区域的情况下，即通过把风车131的旋转角度在从120度到150度的范围内调节为所希望的值，可知ND段数在2段固定不变，可以把F数字控制为任意的值。同样，当选择了风车131的旋转控制范围是同一图的(iii)的区域的情况下，即通过把风车131的旋转角度在从240度到270度的范围内调节为所希望的值，可知ND段数在4段固定不变，可以把F数字控制为任意的值。

如果采用以上的构成，通过把风车131只以120度的n倍(n是零以上的自然数)粗略驱动确定ND段数，以下通过从该角度只稍微驱动规定角度可以确定F数字。即因为使用1个步进电机171，可以独立地控制F数字和ND段数，所以不会使光量调节装置的大小和成本增加，可以增加光量调节的自由度。进而，即使调节F数字因为可以保持覆盖光阑开口部的ND滤光器的透过率一致，所以可以保持模糊图象的对称性，得到高品位图象。

图5是把图1至图4说明的光量调节装置100配置在拍摄装置上的图。在本实施例中，是以拍摄装置把光学像用拍摄装置光电变换为电气信号，把静止图象以及运动图象数字数据化记录的电子照相机为例子说明。

400是由多个镜头群组成的拍摄光学系统，具有前镜头群401、变焦镜头群402、调焦镜头群403、光学低通滤光器404。在本实施方式中的拍摄光学系统的光学样式，以使用了35mm胶片的照相机换算假设焦点距离是35-200mm，开放F数字是2。100是图1中所示的光量调节装置、406是通过多个遮光叶片的驱动调节曝光时间的公知的快门机构。

另外在拍摄光学系统400的焦点位置(预定成像面)上，配置拍摄装置440。它可以使用由把被照射的光能量变换为电荷的多个光电变换单元、存储该电荷的电荷存储单元，以及转送该电荷，送到外部的电荷转送单元组成的2维的CCD等的光点变换装置。在本实施方式中，假设使用300万像素的CCD传感器。

在拍摄装置440上成像的被拍摄体的像，作为根据其明亮的强弱的每个像素的电荷量，被变换为电信号，在用放大电路441放大后，用照相机信号处理电路442实施规定的γ补正等的处理。进而该处理，也可以在A/D变换后的数字信号处理中进行。这样制作的影象信号被记录在存储器443中。存储器443，可以利用快闪ROM等的半导体存储器、光磁盘等的光存储器、磁带等的磁性存储器等各种存储器。

421是液晶显示器等的显示器，显示用拍摄装置440取得的被拍摄体像、光学装置的动作状况。442是操作开关群，由变焦开关、拍摄准备开关、拍摄开始开关、选择静止图象模式和运动图象模式的拍摄模式选择开关、设定曝光控制模式和AF模式等的拍摄条件开关构成。423是变焦传动装置，驱动上述变焦镜头群402，改变拍摄光学系统400的焦点距离。424是聚焦传动装置，驱动上述聚焦镜头群403，调节拍摄光学系统400的焦点状态。

431是CPU，控制拍摄装置主体的动作。433是光阑驱动电路，一边监视图1的光学位置检测装置132的输出一边驱动步进电机171。而后调节风车131以及ND滤光器151的旋转角度，把F数字以及ND段数控制在所希望的值。434是快门驱动电路，驱动上述快门机构406，控制对拍摄装置440的曝光时间。

图6至图11A～C，是说明图5所示的拍摄装置的曝光控制方式的图。首先用图6说明本拍摄装置具备的曝光控制模式。

在静态照相机中，为了把光阑值(F数字)和快门秒时的效果反映到拍摄图象中，一般是具备多个曝光控制模式。另外即使在运动图象照相机中，一般也是具备根据拍摄场景自动地切换测光区域和曝光水平的功能。

图6是说明在本实施方式中的拍摄装置具备的曝光控制模式的图，左侧表示曝光控制模式的名称。拍摄者，使用图5的拍摄装置具有的作为操作开关群422之一的拍摄条件设定开关，首先选择是静止图象模式还是运动图象模式。接着从(1)至(16)中选择所希望的拍摄模式。于是拍摄装置，因为发挥沿着各模式的制图意愿的影象效果，所以进行在图6的中央栏中所示的根据“曝光控制的特征”的主旨的曝光控制。代表性的曝光程序线图后述。图6的右侧的栏，表示在各曝光控制模式中，照相机是自动选择，还是拍摄者手动选择ND滤光器的减光段数。在本实施方式中，在静止图象拍摄中的(1)至(5)的曝光控制模式中，因为拍摄装置是根据拍摄者的创作意图来自动地确定光阑值和快门秒时的组合的模式，所以ND滤光器的段数选择也是拍摄装置根据拍摄前的被拍摄体状况自动地选择。但是在本实施方式中，具备在1次拍摄动作中取得1张图象的所谓单一模式，和连续取得多张图象的连拍模式，在单拍模式时以及连拍模式时的第1张的拍摄中，进行ND滤光器的自动选择，在连拍模式时的第2张以后的拍摄中直接使用在第1张时选择的ND滤光器。详细后述。

另外(6)至(9)的曝光控制模式，因为是提高了拍摄者的曝光调节的自由度的模式，所以ND滤光器的段数选择也可以是拍摄者设定。而后不管单拍连拍，都可以使用拍摄者选择的ND滤光器。

另一方面运动图象拍摄时，需要根据拍摄中的被拍摄体亮度变化由光量调节装置还改变光量调节段数。但是在本实施方式的光量调节装置中，为了切换ND滤光器的减光段数，还同时驱动风车，其结果F数字从开放到最小光阑值瞬间变化。于是图象的曝光水平也暂时不适宜，产生拍摄图象瞬间明暗那样的不协调感。因而在本实施方式的运动图象拍摄模式中，根据拍摄前的被拍摄图的亮度自动地选择ND滤光器的减光段数，在拍摄中静止ND滤光器的切换，只允许光阑叶片111进行的曝光调节。

图7至图11A～C，展示本实施方式中的拍摄装置的控制流程图和曝光控制曲线图。首先用图7说明拍摄时的主控制流程。

经由步骤S101在步骤S102中，由拍摄者判别是否打开主开关，在未打开操作时停留在步骤S102。在步骤102中如果判断为打开了主开关，则CPU431脱离睡眠状态执行步骤S103以后的步骤。

在步骤S103中，进行拍摄装置的初始化。具体地说，在把处于收缩状态的拍摄光学装置输送驱动到可以拍摄状态后，把光量调节装置100内的ND滤光器和光阑叶片驱动用风车设置为初始位置。在步骤S104中，受理确定静止图象拍摄还是运动图象拍摄的拍摄模式的选择。在步骤S105中，受理相当于图6(1)至(16)的拍摄模式的选择。在步骤S106中，受理单拍/连拍模式、焦点调节模式、白平衡模式、静止图象拍摄模式的图象尺寸等的各种拍摄条件的详细设定。

在步骤S107中，进行在上述步骤S104中设定的运动图象/静止图象模式的判别，如果是运动图象拍摄模式则转移到步骤S111的运动图象拍摄子程序，如果是静止图象拍摄模式则转移到步骤S108。

在步骤S108中，判断与选择了静止图象拍摄模式时的曝光控制有关的拍摄模式，是图6的(1)至(9)的哪个。而后如果拍摄模式是(6)至(9)，则进入步骤S109，受理拍摄者进行ND段数设定操作，以下转移到步骤S131执行静止图象子程序。另一方面当拍摄模式是(1)至(5)的情况下，不受理拍摄者进行的ND段数设定操作，转移到步骤S131执行静止图象拍摄子程序。

图8是运动图象拍摄的子程序流程图，展示分支图7的步骤S111时的控制流程图。经由步骤S111在步骤S112中，在拍摄元件440中取得图象信号，在图象信号处理电路442中实施规定的图象处理。在步骤S113中进行测光运算1。这是运动图象拍摄用的测光运算，计算使用在上述步骤S112中取得的图象信号的最大值、最小值、平均值等计算光量调节装置100的光阑控制值以及ND段数控制值。在步骤S114中，判断本子程序执行开始后的曝光控制执行次数。而后，如果曝光控制是第1次，则转移到步骤S115，进行ND滤光器控制。具体地说，如图4说明的那样只以120度的n倍(但n是零以上的整数)的角度粗略驱动风车131，把风车转动范围设定在(i)至(iii)之一。接着在步骤S116中进行光阑控制。具体地说，如图4说明那样微驱动风车131，在风车转动范围(i)至(iii)的范围内，分别选择所需要的F数字得到的风车转动角。

另一方面在步骤S114中，如果本子程序执行开始后的曝光控制执行次数是第2次以后，则不执行步骤S115只执行步骤S116。即在运动图象拍摄子程序的执行时，在试拍动作的初始选择ND段数后，即使在试拍中以及拍摄中被拍摄体的亮度变化，ND段数也固定不变，只使F数字变化。

在步骤S117中把在上述步骤S112中取得的图象信号变换为试拍图象用，在显示器421上显示试拍图象。

在步骤S118以及步骤S119中，对拍摄光学系统400的焦点进行调节。这被所谓的登山式伺服AF的，查找图象信号的高频成分为最大值的聚焦位置来使镜头停止的焦点调节控制。

在步骤S120中，判断操作者是否操作打开了运动图象拍摄用的拍摄开关。当没有打开开关时返回步骤S112，重复执行光量调节控制、焦点调节控制，以及试拍图象显示。在步骤S120中如果判断为拍摄开关已被打开操作，则从步骤S120进入步骤S121。

在步骤S121中，在把在拍摄装置440中取得的图象信号，首先缩小处理为运动图象用图象的像素数为30万像素之后，实施运动图象用的图象处理。在步骤S122中，进行运动图象记录用的图象压缩，把在步骤S123中被压缩的图象信号记录在存储器443中。

在步骤S124中，判断拍摄者是否操作拍摄开关关闭。在未操作关闭时返回步骤S112，重复执行光量调节控制、焦点调节控制、试拍图象显示，以及记录用运动图象对存储器的记录。在步骤S124中如果判断为拍摄开关被进行了关闭操作，则在步骤S125中结束拍摄。

进而在上述控制流程中，因为在试拍动作开始时确定的ND段数在试拍动作中以及拍摄动作中还被保持，所以不需要在拍摄开始时严格地选择ND滤光器，但为了方便，说明在拍摄开始时确定的ND滤光器其后被固定。如果在拍摄开始时的被拍摄体亮度下确定ND滤光器的段数，则在从步骤S120转移到步骤S121时，即从试拍动作转移到拍摄动作时只要再次执行ND滤光器控制即可。

图9A～C，是用于说明在步骤S113中的测光运算1的控制形式的图。在此图9A是在说明静态照相机的曝光控制程序时使用的，被称为EV线图的图。另外，图9B是用于在测光计算1的第1次的控制时确定ND滤光器的段数的线图，图9C是说明相对运动拍摄中的被拍摄体的亮度的F数字，在快门秒时，以及ND滤光器段数的控制状态的图。首先说明图9A。

在静态照相机中为了得到适宜曝光的计算式，一般用以下的APEX计算式(4)。

AV+TV＝BV+SV＝EV       (式4)

在此，AV是数值口径(Aperture Value)，TV是时间值(TimeValue)，BV是亮度值(Luminance Value)，SV是灵敏度值(FilmSpeed Value)，EV是曝光值(Exposure Value)。而后图9A的横轴是记载快门秒时(正确的是显示数值的反数是实际曝光时间)和与之对应的TV值，纵轴记载光阑机构的F数值和与之对应的AV值。进而在该实施方式中，因为在光量调节中使用虹彩光阑和ND滤光器的两装置，所以在纵轴上记载对F数字加入ND滤光器的透过率的T数字。在此T数字以及AV值可以用下式(式5)(式6)表示。

T数字＝F数字/(ND滤光器透过率Tr)0.5        (式5)

AV值(相当于T数字)＝AV值(相当于F数字)-Log2(Tr/100)

＝AV值(相当于F数字)+ND段数                (式6)

另外，同一图中的45度线，是用等EV值表示的线，拍摄元件的灵敏度相当于ISO100时的EV值记载在45度线的左上侧。

图9A～C是运动图象拍摄模式时的曝光控制图，但在运动图象拍摄中不使用被配置在拍摄光学系统中的机械快门406，而使用拍摄元件440具有的电子快门功能。而后运动图象的最长快门秒时被运动图象拍摄间隔，所谓的帧速率控制。在本实施方式中，因为把帧速率设置为30(frame/sec)，所以最长快门秒时大致为1/30sec。

在以上的条件下，说明曝光控制的程序线图。首先在EV值是2以上7以下的区域中，快门秒时是1/30sec，镜头的T数字固定在2。因而，在EV7以下不能得到适宜曝光量，而这种情况下增加从拍摄元件440输出的图象信号的增益使用。

在EV值在7以上13以下的区域中，快门秒时固定在1/30sec，使镜头的T数字从2变化到16得到适宜曝光量。而后在从EV13到EV19的区域中，把镜头的T数字固定在16，使电子快门的快门秒时从1/30sec变化到1/2000sec得到适宜的曝光量。

接着用图9B，说明开始运动图象拍摄子程序最初执行测光计算1时的，在各EV值中的ND滤光器的浓度和光阑控制中的F数字的组合。图的横轴是EV值，纵轴左侧记载快门秒时，右侧记载F数字和ND段数。而后首先在EV值在2以上7以下的区域中，快门秒时选择1/30sec，光阑控制的F数字选择开放的F2，ND滤光器的ND段数选择零。

在EV值在7以上11以下的区域中，快门秒时固定在1/30sec，光阑控制的F数字从F2至F8连续可变，ND滤光器的ND段数被固定于零。另外在EV值在11以上13以下的区域中，快门秒时固定在1/30sec，光阑控制的F数字从F4至F8连续可变，ND滤光器的ND段数被固定在2段。而后在从EV13到EV19的区域中，光阑控制的F数字被固定在F4，ND滤光器的ND段数被固定在4段，使电子快门的快门秒时从1/30sec变化到1/2000sec。

在此，说明最初进行测光运算1时的被拍摄体亮度是EV12的情况。如果采用图9B，则当被拍摄体亮度是EV12的情况下，F数字是F5.6，ND段数是2段，快门秒时选择1/30sec。由此在图8的流程图中，在进行第1次的测光运算时，光阑和ND滤光器应该调节到F5.6和ND2段，需要驱动风车。即，只粗略驱动风车131大致120度，把ND滤光器151设置在图3E的状态。在此选择减光段数2段的ND滤光器。而后通过进一步微驱动风车131大致20度，把光阑值设定在F5.6。

以下，说明开始运动图象拍摄，测光运算1是第2次以后时的控制形态。如上所述，当运动图象拍摄开始时的被拍照体亮度是EV12的情况下，ND段数选择2段。而后，测光运算的执行次数在第2次以后，因为ND段数被固定在2段，所以这种情况下的光阑值、ND段数，以及快门秒时的控制线图如图9C所示。在运动拍摄时，在拍摄中被拍摄体的亮度变化时必须随时控制光量调节装置，但如果使ND段数变化则F数字瞬间变化。因而，即使被拍摄体亮度变化ND段数也固定在2段，只使光阑值和快门秒时变化。在本实施方式中，运动图象拍摄中的光阑值，以及快门秒时的控制值如下。

首先在EV值在7以下的区域中，快门秒时被固定在1/30sec，光阑控制的F数字被固定在F2。而后通过该组合在曝光不足的区域中，增加拍摄装置的放大增益得到适宜曝光。

在EV值在9以上13以下的区域中，快门秒时固定在1/30sec，光阑控制的F数字从F2到F8连续可变。另外，在EV值在13以上的区域中，光阑控制的F数字被固定在F8，快门秒时通过电子快门从1/30sec到1/2000sec变化。

通过以上控制，如果开始运动图象拍摄则ND控制段数被固定在最初的设定值，通过光阑开口和快门秒时的控制可以得到适宜曝光。因而，在亮度高的场景中，通过ND滤光器使用可以缓和光阑机构的小光阑衍射，并且因为可以进行光阑机构的F数字的连续调节，所以即使在拍摄中被拍摄场面亮度变化，也可以连续调节对拍摄元件的入射光量。

图10是静止拍摄的子程序流程图，展示分支在图7中的步骤S131时的控制流程。经由步骤S131在步骤S132中，用拍摄元件440取得图象信号，在图象信号处理电路442中实施规定的图象处理。在步骤S133中进行测光运算1。本流程是静止图象拍摄用子程序，而在静止拍摄前的试拍时，因为在运动图象模式中进行图象取得，所以在此的测光运算进行和图8的步骤S113相同的运算。在步骤S134中，判别被本子程序执行开始后的曝光控制执行次数。而后，如果曝光控制是第1次则转移到步骤S135，进行ND滤光器控制。具体地说，如图4说明的那样只以120度的n倍(n是零以上的整数)的角度驱动风车131，把风车转动范围设定在(i)至(iii)之一。接着在步骤S136中进行光阑控制。具体地说，如图4说明的那样只微驱动风车131，在风车转动范围(i)至(iii)的范围内，分别选择可以得到所希望的F数字的风车旋转角。

另一方面在步骤S134中，如果本子程序执行开始后的曝光控制执行次数在第2次以后，则不执行步骤S135只执行步骤S136。即在试拍图象取得阶段中，在最初选择ND段数后，即使在试拍继续中倍拍摄体的亮度变化，ND段数也固定不变，只使F数字变化。

在步骤S137中把在上述步骤S132中取得的图象信号变换为试拍图象用，在显示器421上显示试拍图象。

在步骤S138以及步骤S139中，进行拍摄光学系统400的焦点调节。这是查找被称为所谓的登山式伺服AF的，图象信号的高频成分为最大值的聚焦位置使镜头停止的焦点调节控制。

在步骤140中，判别拍摄者是否操作打开了静止图象拍摄用的拍摄开关。在没有操作打开时返回步骤S132，重复执行光量调节控制、焦点调节控制，以及试拍图象显示。在步骤S140中如果判断为拍摄开关被操作打开，则从步骤S140进入步骤S141。

在步骤S141中进行测光运算2。这是静止图象拍摄用的测光运算，使用在该步骤之前取得的图象信号的最大值、最小值、平均值等计算光量调节装置100的控制量，详细内容后述。

在步骤S142中，进行是否进行ND滤光器的驱动控制的判别。即在单拍摄模式下的拍摄，或者在连拍模式下的第1张的拍摄时，中止在试拍动作时选择出的ND滤光器的使用，根据最新的测光值再控制ND滤光器。因而这种情况下转移到步骤S143进行ND滤光器的粗驱动，把风车旋转范围设定在(i)至(iii)之一。接着在步骤S144中进行光阑控制。

另一方面在步骤S142中，当在连拍模式下是第2张以后的拍摄的情况下，因为使用在前面拍摄中使用的ND滤光器，所以不执行步骤S143只执行步骤S144。即在连拍模式时，通过在第2张以后还继续使用在第1张中已设定的ND滤光器，把连拍中的风车转动量抑制在最小限度，可以实现省电、防止噪音、拍摄间隔的缩短化等。

在步骤S145以及步骤S146中，再次进行拍摄光学系统400的焦点调节。而后在步骤S147中判断是否对焦，当未对焦的情况下重复执行上述步骤S145以及步骤S146。当对焦的情况下停止聚焦驱动，显示在步骤S148中对焦后的试拍图象。

在步骤S149中，判别拍摄者是否已操作打开静止图象拍摄用的拍摄开关。当未操作打开时返回步骤S148，继续试拍图象的显示。而后在步骤S149中如果判断为拍摄准备开关被操作打开，则从步骤S149进入步骤S151。

在步骤S151中，为了取得静止图象记录用的图象，开始拍摄元件440的电荷蓄积。在步骤S152中，根据在上述步骤S141的测光计算2中计算出的快门秒时，在关闭方向上驱动快门机构406的快门叶片，遮挡对拍摄元件440的光束。在步骤S153中从拍摄元件440中转送电荷，在步骤S514中对已取得的300万像素相当的图象信号实施静止图象用的图象处理。在步骤S155中，进行静止图象记录用的图象压缩，把在步骤S156中被压缩的图象信号存储在存储器443中。

而后在步骤S157中在打开方向上恢复驱动快门机构406的快门叶片。在步骤S158中判定拍摄是否结束。具体地说，在单拍摄模式中当1张拍摄结束的情况下，或者即使在连拍模式中拍摄开关变为关闭后，转移到步骤S159结束拍摄。另一方面，在连拍模式中如果拍摄开关的开操作在继续，则返回步骤S141，再次执行步骤S142以后的步骤S。

而且，作为在本实施方式中的连拍模式，除了单纯的连拍模式外，还可以包含以下那样的拍摄模式。举一个例子，是只以规定量使同一场景的曝光水平偏移进行多次拍摄的所谓的曝光托架(bracket)拍摄。另外作为另一例子，可以举对有一定宽度的被拍摄体一边顺序改变照相机的方向一边进行多次拍摄，拍摄后连接多张图象得到广角图象的，所谓的连接全景拍摄。在这些拍摄模式中，因为重视曝光水平的连续性，所以理想的是把在第1张拍摄中选择的ND滤光器也适用于第2张以后的拍摄。

以下说明静止图象拍摄模式中的曝光控制方式。即使在静止图象拍摄模式中，也在在图10的步骤S132至步骤S140中的试拍动作中，因为进行和运动拍摄模式同样的控制，所以如图9A～C所示可以控制此时的F数字、快门秒时，以及ND滤光器段数。

另一方面在图10的步骤S141中的测光运算2中，进行静止图象拍摄特有的控制，而其状态用图11A～C说明。在此图11A、B、C分别与图9A、B、C对应。

图11A～C是静止图象拍摄模式时的曝光控制图，但在静止图象拍摄中通过使用被配置在拍摄光学系统中的机械快门406，可以防止电荷转送中的模糊。另外，静止图象拍摄时因为没有被拍摄时的帧速率限制，所以长时间快门秒时也可以使用比1/30sec还低的速度。

在以上条件下，使用图11A说明曝光控制的程序线图。在该图中表示的曝光线图，以选择根据被拍摄体亮度用规定的关系控制光阑值和快门秒时的，所谓的程序AE的情况为例子。

首先在EV在2以上8以下的区域中，镜头的T数字被固定在2，使快门秒时从1sec变化到1/60sec得到适宜曝光量。

在EV值在8以上17以下的区域中，快门秒时从1/60sec变化到1/500sec，镜头T数字也从2变化到16，可以得到适宜曝光量。而后在从EV17到EV19的区域中，把镜头的T数字固定为16，使机械快门的快门秒时从1/500sec变化到1/2000sec得到适宜曝光量。

接着使用图11B，说明在各EV值中的ND滤光器的浓度和光阑控制的F数字组合。首先在EV值在2以上8以下的区域中，快门秒时根据EV值在低速一侧变化，但光阑控制的F数字被固定在开放的F2，ND滤光器的DN段数被固定在零。即在该区域中，ND滤光器151使用图2的透明部分151a。

在EV值在8以上11以下的区域中，快门秒时从1/60sec到1/125sec连续可变，采用光阑控制的F数字从F2到F4连续可变，ND滤光器的ND段数被固定在零。

如果EV值在11以上，则在把光阑控制的F数字从F4返回F2的同时，把ND滤光器ND段数从零切换为2段(在图中记载F数字和ND段数的切换点偏移，但实际上也可以同时切换)，即在该阶段中，ND滤光器151使用在图2中的光学浓度0.6的均匀浓度部分151b。

在EV值在11以上14以下的区域中，快门秒时从1/125sec到1/250sec连续可变，光阑控制的F数字从F2到F4连续可变，ND滤光器的ND段数被固定在2段。

如果EV值在14以上，则把光阑控制的F数字从F4返回到F2的同时，把ND滤光器的ND段数从2段切换为4段。即在该阶段中，ND滤光器151使用图2中的光学浓度1.2的均匀浓度部分151c。

在EV值是14以上17以下的区域中，快门秒时从1/250sec到1/500sec连续可变，光阑控制的F数字从F2到F4连续可变，ND滤光器的ND段数被固定在4段。

在EV值在17以上19以下的区域中，快门秒时从1/500sec到1/2000sec连续可变，光阑控制的F数字被固定在F4，ND滤光器的ND段数被固定在4段。以上的曝光控制线图，适用于单拍或者连拍第1张的拍摄。

以下说明连拍模式时的第2张以后的拍摄。

说明拍摄第1张时的被拍摄体亮度，是EV12的情况。如果采用图11B，则当被拍摄体亮度是EV12的情况下，F数字选择F2.5，ND段数选择2段，快门秒时选择1/150sec。因而在图10的流程图中，在进行静止图象拍摄的连拍第1张的测光运算时，光阑和ND滤光器应该调节在F2.3和ND2段，需要驱动风车。即，粗略驱动风车131只120度把ND滤光器151设置在图3E的状态。在此选择2段的ND滤光器。而后通过进一步微驱动风车131大致5度，把光阑值设定为F2.5。

以下，说明开始静止图象的连续拍摄，连拍第2次以后情况的控制形态。如上所述，当连拍开始时的被拍摄体亮度是EV12的情况下，ND段数选择2段。而后，连拍的执行次数在第2次以后，因为ND段数被固定在2段，所以这种情况下的光阑值、ND段数，以及快门秒时的控制线图如图11C所示。在静止图象的连续拍摄时，在拍摄中被拍摄体的亮度变化时，必须在1张的曝光动作和下一拍摄的曝光动作之间控制光量调节装置，而此时的控制线图是图11C。即，即使被拍摄亮度变化，ND段数也被固定在2段，只有光阑值和快门秒时变化。在本实施方式中，连拍中的光阑值，以及快门秒时的控制值如下。

首先在EV值在11以下的区域中，快门秒时在比1/125sec长的秒时一侧连续可变，光阑控制的F数字被固定在开放的F2。

EV值在11以上15.5以下的区域中，快门秒时从1/125sec到1/350sec连续可变，光阑控制的F数字从F2到F5.6连续可变。另外EV值在15.5以上的区域中，光阑控制的F数字被固定在F5.6，快门秒时从1/350sec变化到1/2000sec。

通过以上控制，连拍时的ND控制段数被固定在第1张的设定值，在第2张以后的拍摄中的曝光调节由光阑开口和快门秒时的控制得到适宜曝光。因而，在亮度高的场景中，通过ND滤光器使用可以缓和光阑机构的小光阑折射，并且因为连拍时的风车驱动量微小即可，所以可以实现拍摄中的省电、防止噪音，进而通过F数字的连续控制，可以连续地调节对拍摄元件的入射光量。

另外如果采用本实施方式的控制，则在试拍动作、运动图象拍摄，以及静止图象拍摄的全部图象取得时，光量调节装置100的开口部141c完全覆盖ND滤光器的各均匀浓度部分。换句话说，只允许均匀浓度部分完全覆盖光束通过开口的状态，禁止局部性覆盖的状态。因而在本实施例中，在全部的拍摄时，具有可以得到自然的模糊图象的优点。

(实施方式2)

在实施方式1中使用的光量调节装置，是用1个传动装置驱动光阑叶片和ND滤光器的装置，而以下所示的实施方式2，展示用分别独立的传动装置驱动光阑叶片和ND滤光器的形态。

图12是用于说明实施方式2的光量调节装置200的构造的主要部分立体分解图，与实施方式1的图1对应。

在同一图中，211是在全部区域上具有遮光性的光阑叶片，在其上面和下面植入被驱动用的销子212以及213。光阑叶片211使用6片同一形状的叶片，形成光阑开口。

221是保持光阑叶片211的地板，在形成平面状的底面的中央，设置规定光阑开放时的光束的最大直径的开口部221c。而后在该开口部221c的周围上设置6个凸轮沟221a，上述光阑叶片211的销子212嵌合，可以滑动接触。

231是被称为风车的驱动部件，在中央的开口部231c的周围上以等间隔设置叶片驱动用的6个孔231a，在该孔231a上嵌合上述光阑叶片211的销子213可以转动。因而如果风车231在反时针方向转动，则上述6片光阑叶片211由上面的被驱动销子213驱动，而此时因为下面一侧的被驱动销子212被限制在上述凸轮沟221a中滑动，所以光阑开口直径连续减小，可以进行缩小动作。另外，在风车231的上面，设置用于检测风车初始位置的指标232、被驱动用的齿轮233。

241是隔板，在和上述地板221之间形成规定的空间，在该空间内收容上述叶片211和上述风车231。在隔板241的中央设置光束通过用的开口部241c，在其相邻处植入后述的ND滤光器的旋转支撑轴242。进而设置用于检测上述风车指标232的有无的相位检测用窗口241b、后述的小齿轮退出口241e。

251是圆盘形的ND滤光器，和上述的实施方式1一样，在厚度0.1mm的透明树脂薄膜，例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜上，在由喷膜印刷形成后述的ND图案的同时，在中心设置轴承252，被上述隔板上的旋转支撑轴242支撑可以转动。在ND滤光器的外周部分上，接合金属板制的齿轮253。进而，也可以把作为ND滤光器的基材的透明薄膜的外周部分做成齿轮形状。进而在ND滤光器251上面，设置用于检测ND滤光器的初始位置的指标254。

ND滤光器251的光衰减用图案，在本实施方式中由以下的4个区域构成。251a是透过率100％的透明部分，光学浓度是零，ND段数(减光段数)也是零。251b是光学浓度0.45(ND段数是1.5)的均匀浓度单元，251c是光学浓度0.9(ND段数是3段)的均匀浓度部分，251d是光学浓度1.35(ND段数4.5段)的均匀浓度部分。即，包含透明部分的4个ND滤光器的光学浓度，被设定为等差数列。

261是盖板，在和上述隔板241之间形成规定的空间，在该空间内收容上述ND滤光器251。在盖板261的中央设置光束通过用的开口部261c，进而设置用于检测上述风车的指标232和上述ND滤光器的指标的254的有无的检测用窗口261b以及261d，而后设置后述的小齿轮退出孔261e以及261f。

271是驱动上述风车231的步进电机，小齿轮271a与贯通上述孔261e、241e被设置在上述风车231上的齿轮233咬合。272是内置投光元件和受光元件的光学位置检测装置，检测来自上述风车231的上面的发射光。而后其构成是如果上述指标232与该检测装置272的正下相对，则输出规定的信号，可以检测风车231的相位角返回初始状态。

通过以上构成，一边观察检测装置272的输出一边驱动步进电机271使风车231返回初始状态，使光阑开口恢复开放。而后，通过根据规定程序从其位置驱动步进电机，可以把光阑开口控制在任意的大小。进而在本实施例中，其构成是在把上述光阑机构组装到后述的拍摄光学系统时，F数字可以从开放的F2调节到小光阑一侧的F8。

273是驱动上述ND滤光器251的步进电机，小齿轮273a与贯通上述孔261f被设置在上述ND滤光器251上的齿轮253咬合。274是内置投光元件和受光元件的光学位置检测装置，检测来自上述ND滤光器251上面的反射光。而后其构成是，如果上述指标254与该检测装置274的正下相对，则输出规定的信号，可以检测ND滤光器251的相位角恢复到初始状态的信息。

通过以上构成，一边观察检测装置274的输出，一边驱动步进电机273把ND滤光器251恢复到初始状态，即恢复到透明部分251a覆盖开口部241c的状态。而后通过从该位置根据规定程序驱动步进电机，可以把ND滤光器的透光衰减率控制在任意值。

另外，因为在包围开口部221c，或者241c的圆环状的空间上并列配置多个驱动控制装置，即2个步进电机271以及273，所以可以控制为和实施方式1的光量调节装置大致相同的大小。

图13是用于说明ND滤光器251的光学浓度分布详细的平面图，相当于实施方式1的图2。251是圆盘状的ND滤光器，机械构成和实施方式1的ND滤光器151相同。即ND滤光器251在厚度0.1mm的透明树脂薄膜，例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜上，由喷膜印刷形成后述的ND图案的同时，在中心上设置轴承252，被轴支撑上述隔板上的旋转支撑轴242上可以转动。在ND滤光器的外周部分上，接合金属制的齿轮253。进而在ND滤光器251的上面设置用于检测ND滤光器的输出位置的指标254。

251a是光学浓度零的均匀浓度部分即透明部分，251b是光学浓度0.45的均匀浓度部分，251c是光学浓度0.9的均匀浓度部分，251d是光学浓度1.35的均匀浓度部分。这4处均匀浓度部分形成扇形，其中心角度全部为90度。另外包含透明部分的位置的光学浓度，被以等差数列设定。而后，其构成是，各扇形的均匀浓度部分是可以完全覆盖上述开口部241c的大小。

图14A、B，是说明图12所示的光量调节装置的光量调节作用的图，是说明ND滤光器251的光量调节作用的图，相当于实施方式1的图4。在该实施方式2中，因为光阑叶片的F数字、ND滤光器的减光段数可以独立控制，所以在图14A中展示光阑动作，在图14B中展示ND滤光器的动作。

首先说明图14A的光阑动作。在同一图中，横轴是风车231的旋转角、纵轴是光阑叶片211形成的开口部的F数字。如同一图所示，随着风车231的旋转角度的增加，F数字从开放的F2到最小光阑值的F8大致线性增加。

以下，说明图14B的ND滤光器的动作。在同一图中，横轴是ND滤光器251的转角，纵轴是ND段数(减光段数)。随着DN滤光器251的旋转，因为从浓度零的区域到浓度高的区域覆盖光阑开口部，所以ND段数也从零变化到4.5。但是，因为ND滤光器的均匀浓度部分和边界部分交替覆盖开口，所以ND段数的变化不是线性的，在均匀浓度部分完全覆盖开口的零度，90度，180度以及270度中，变化率是零。

图15是把在图12至图14A、B中说明的光量调节装置200配置在拍摄装置中的图。在实施方式1中，因为用单一的传动装置驱动光阑叶片和ND滤光器，所以光量调节装置的驱动电路只是图5所示的光阑驱动电路433。另一方面在该实施方式2中，因为光阑和ND滤光器用各自不同的步进电机驱动，所以在本实施方式中，具备ND滤光器驱动电路432和光阑驱动电路433的2个驱动电路，独立驱动控制图12的步进电机273以及步进电机271。此外的构成，因为和实施方式1的拍摄装置的构成没有变化，所以省略详细说明。

接着，说明在实施方式2的拍摄装置中的光量调节控制。图15所示的实施方式2的拍摄装置，也具有和图5的拍摄装置相同的各种拍摄模式，但因为拍摄时的主控制流程和实施方式1的图7实际上相同，所以省略说明。

图16是运动图象拍摄的子程序流程图，与实施方式1的图8对应。即，如果从主控制流程图中分支到运动图象子程序，则经由步骤S211在步骤S212中，在拍摄元件440中取得图象信号，在图象信号处理单元442中实施规定的图象处理。在步骤S213中进行测光运算3。这是在运动图象拍摄用的测光运算中，使用在上述步骤S212取得的图象信息的最大值、最小值、平均值等计算光量调节装置200的光阑控制值以及ND段数控制值。而后，转移到步骤S215，进行ND滤光器控制。具体地说，如在图14B中说明的那样使ND滤光器251转动规定角度，控制在所希望的ND段数。接着在步骤S216中进行光阑控制。具体地说，如在图14A中说明的那样使风车131转动规定角度，把光阑开口控制在所希望的F数字。

在步骤S217中把在上述步骤S212中取得的图象信号变换为试拍图象用，在显示器421上显示试拍图象。

在步骤S218以及步骤S219中，进行拍摄光学系统400的焦点调节。这是被称为所谓的登山式伺服AF的，查找图象信号的高频成分为最大值的聚焦位置使镜头停止的焦点调节控制。

在步骤S220中，判别操作者是否操作打开了运动图象拍摄用的拍摄开关。当没有打开开关时返回步骤S212，重复执行光量调节控制、焦点调节控制，以及试拍图象显示。在步骤S220中如果判定为拍摄开关已被打开操作，则从步骤S220进入步骤S221。

在步骤S221中，在把在拍摄装置440中取得的图象信号，首先缩小处理为运动图象用图象的像素数30像素后，实施运动图象用的图象处理。在步骤S222中，进行运动图象记录用的图象压缩，在步骤S223中被压缩的图象信号记录在存储器443中。

在步骤S224中，判别拍摄者是否操作拍摄开关关闭。在操作关闭时返回步骤S212，重复执行光量调节控制、焦点调节控制、试拍图象显示，以及记录用运动图象对存储器的记录。在步骤S224中如果判断为拍摄开关被关闭操作，则在步骤S225中结束拍摄。

如上所述，在实施方式2的光量调节装置中，因为可以用各个传动装置相互独立地控制F数字和ND段数，所以可以在运动图象拍摄中在任意的ND段数实时控制，光量调节的自由度进一步提高。另外，即使在静止图象拍摄中，也考虑和实施方式1不同的各种控制方法，但因为在上述运动模式中执行的方法中只以已有的形态进行即可，所以省略详细说明。

(实施方式3)

在上述实施方式2中使用的ND滤光器，在把圆盘状的滤光器分割为多个区域分别赋予不同的光学浓度的同时，各分割区域内的光学浓度分布均匀。以下所示的实施方式3的ND滤光器，展示沿着圆盘状的滤光器的圆周方向，光学浓度多段或者连续变化的实施方式。

图17A是用于说明实施方式3的ND滤光器351的光学浓度分布详细的平面图，相当于实施方式2的图13。351是圆盘状的ND滤光器，机械构成和实施方式1的ND滤光器151以及实施方式2的ND滤光器251相同。即ND滤光器351是在厚度0.1mm的透明树脂薄膜，例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜上，由喷膜印刷形成后述的ND图案的同时，在中心设置轴承352，可以支撑在隔板上的旋转支撑轴上可以转动。在ND滤光器的外周部分上，接合金属板制的齿轮353。进而在ND滤光器351的上面，设置用于检测ND滤光器的初始位置的指标354。

351a是光学浓度零的均匀浓度部分即透明部分，351c是光学浓度1.35的均匀浓度部分，这2个位置的均匀浓度部分形成扇形，其中心角度都是90度。另一方面351b是多段浓度部分，在本实施方式中，中心角集合8个形成22.5度的单位扇形。而后各单位区域的构成是，从与上述透明部分351a相邻的位置向与上述最高浓度部分351b相邻的位置，ND段数刻度为0.5度，即不以光学浓度显示，OD值以刻度0.15增加。在此在图17A中，以透明部分351a和最高浓度部分351c的边界为原点，在定义了时针方向的相位各θ时，显示相对该相位各θ的ND滤光器的浓度分布是图17B。

在图17B中，横轴是上述ND滤光器上的相位各θ，纵轴是各相位位置上的ND滤光器的ND段数。而后在同一图中，记述为图案3的折线，是在图17A中说明的ND滤光器的浓度分布图案。从同一图可知，相位各自把90度和180度期间分割8个，各单位区域随着相位角度增加ND段数每0.5段线性增加。

进而作为上述图案3的变形例，可以使用在图17B的图案4中所示的浓度分布的ND滤光器。即，圆盘状的ND滤光器具有中心角是规定角度的透明部分，和同样中心角是规定角度，ND段数是3段(光学浓度是0.9)的均匀浓度部分，被两者夹着的过渡区域，光学浓度相对相位角度θ连续性，并且线性增加。这样，通过相对相位角θ赋予光学浓度线性变化的浓度图案，谋求ND滤光器的光束衰减率的最大幅度和控制分辨率确保的两方面优异，并且还具有依据(式4)或者(式6)的控制计算式的曝光调节控制的算法简单的优点。

如上所述，如果采用本申请的光量调节装置，因为可以独立控制光阑机构的F数字和ND滤光器的减光段数，所以在高亮度场景中在可以防止因使用ND滤光器产生的小光阑衍射的同时，可以在全部的拍摄场景中自如控制F数字。

另外，如果采用本申请的第2光量调节装置，因为可以独立地控制在1个传动装置中因光阑叶片产生的衰减作用，和因ND滤光器产生的光量衰减作用，所以可以实现机器的小型化和低价格化。

另外，如果采用本申请的第3光量调节装置，则传动装置的驱动控制变得简单，在可以减少光量调节装置的构成部件的同时，还可以简化控制程序。

另外，如果采用本申请的第4光量调节装置，则在使用多个传动装置增加光量调节作用的自由度的同时，可以防止装置大型化。

另外，如果采用本申请的第5拍摄装置，则可以自如地控制光阑的F数字和ND滤光器的减光段数，在运动图象以及静止图象两方面可以得到高品位图象。

另外如果采用本申请的第6滤光器，则可以得到小型、光量衰减能力优异的光量调节滤光器。

另外如果采用本申请的第7滤光器，则可以在防止小光阑衍射的同时，得到不会产生模糊图象的照度分布有偏差的高品位图象。

另外如果采用本申请的第8滤光器，则可以得到光量调节的连续性、防止模糊图象的照度分布偏差两方面优异的高品位图象。

另外如果采用本申请的第9滤光器，则可以在确保光量调节精度的同时，可以简化控制程序。

如上所述，如果采用上述实施方式1至实施方式3，则可以提供光量调节的自由度大，缩小时的开口被保持在规定状态，并且小型廉价的光量调节装置、拍摄装置和滤光器。

(实施方式4)

图18至图27A、B是实施方式4的图。

<光量调节装置>

图18是光量调节装置1100的主要部分立体分解图。在同一图中，1111是在整个区域上具有遮光性的光阑叶片，在其下面和上面植入被驱动用的销子1112以及1113。光阑叶片1111使用同一形状的6片，形成光阑开口。

1121是保持光阑叶片1111地板，在形成平面状的地面的中央上，设置规定光阑开放时的光束最大直径的开口部1121c。而后在该开口部1121c周围上设置6个凸轮沟1121a，上述光阑叶片1111的销子1112嵌合，可以接触滑动。

1131是被称为风车的驱动部件，在中央的开口部1131c的周围上以等间隔设置叶片驱动用的6个孔1131a，在该孔1131a中嵌合上述光阑叶片1111的销子1113可以转动。因而如果风车1131在反时针方向旋转，则上述6片光阑叶片1111由上面的被驱动销子1113驱动，而此时因为下面一侧的被驱动销子1112被限制在上述凸轮沟1121a中滑动，所以光阑开口直径连续减小，可以进行缩小动作。另外，在风车1131的上面，设置用于检测风车初始位置的指标1132、被驱动用的齿轮1133。

1141是隔板，在和上述地板1121之间形成规定的空间，在该空间内收容上述叶片1111和上述风车1131。在隔板1141的中央设置光束通过用的开口部1141c，在其相邻处植入后述的ND滤光器的旋转支撑轴1142。进而设置用于检测上述风车指标1132的有无的相位检测用窗口1141b、后述的小齿轮退出口1141e。

1151是作为圆盘形滤光器的，例如ND滤光器，在厚度0.1mm的透明树脂薄膜，例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜上，在由喷膜印刷形成后述的ND图案的同时，在中心设置轴承1152，被上述隔板上的旋转支撑轴1142支撑可以转动。在ND滤光器的外周部分上，接合金属板制的齿轮1153。进而，也可以把作为ND滤光器的基材的透明薄膜的外周部分做成齿轮形状。进而在ND滤光器1151上面，设置用于检测ND滤光器的初始位置的指标1154。

ND滤光器1151的光衰减用图案，在本实施方式中由以下的5个区域构成。1151a是透过率100％的透明部分，光学浓度是零，ND段数(减光段数)也是零。在此，光学浓度(Optical Density OD值)、透过率Tr(％)以及ND段数，用以下的式子(式7)(式8)(式9)赋予关系。

透过率Tr＝100＊10(-OD值)       (式7)

OD值＝-Log10(Tr/100)          (式8)

ND段数＝-Log2(Tr/100)

      ＝-3.32＊Log10(Tr/100)

      ＝3.32＊OD值             (式9)

1151c是光学浓度0.6(ND段数是2段)的均匀浓度部分，1151e是光学浓度1.2(ND段数是4段)的均匀浓度部分。另外，1151b是沿着时针方向转动的相位角方向，光学浓度从0.6开始连续变化的第1层次浓度部分，1151d是沿着同样的相位角方向光学浓度从0.6到1.2连续变化的第2层次浓度部分。

1161是盖板，在和上述隔板1141之间形成规定的空间，在该空间内收容上述ND滤光器1151。在盖板1161的中央设置光束通过用的开口部1161c，进而设置用于检测上述风车的指标1132和上述ND滤光器的指标1154的有无的检测用窗口1161b以及1161d，而后设置后述的小齿轮退出孔1161e以及1161f。

1171是驱动上述风车1131的步进电机，小齿轮1171a与贯通上述孔1161e、1141e被设置在上述风车1131上的齿轮1133咬合。1172是内置投光元件和受光元件的光学位置检测装置，检测来自上述风车1131的上面的发射光。而后其构成是如果上述指标1132与该检测装置1172的正下相对，则输出规定的信号，可以检测风车1131的相位角返回初始状态的信息。

通过以上构成，一边观察检测装置1172的输出一边驱动步进电机1171使风车1131返回初始状态，使光阑开口恢复开放。而后，通过根据规定程序从其位置驱动步进电机，可以把光阑开口控制在任意的大小。进而在本实施例中，其构成是在把上述光阑机构组装到后述的拍摄光学系统时，F数字可以从开放的F2调节到小光阑一侧的F8。

1173是驱动上述ND滤光器1151的步进电机，小齿轮1173a与贯通上述孔1161f被设置在上述ND滤光器1151上的齿轮1153咬合。1174是内置投光元件和受光元件的光学位置检测装置，检测来自上述ND滤光器1151上面的反射光。而后其构成是，如果上述指标1152与该检测装置1174的正下相对，则输出规定的信号，可以检测ND滤光器1151的相位角恢复到初始状态的信息。

通过以上构成，一边观察检测装置1174的输出，一边驱动步进电机1173把ND滤光器1151恢复到初始状态，即恢复到透明部分1151a覆盖开口部1141c的状态。而后通过从该位置根据规定程序驱动步进电机，可以把ND滤光器的透光衰减率控制在任意值。

<滤光器的光学浓度分布>

图19是用于说明ND滤光器1151的光学浓度分布详细的平面图。1151a是光学浓度零的均匀浓度部分即透明部分(ND段数是零段)，1151c是光学浓度0.6的均匀浓度部分(ND段数是2段)，1151e是光学浓度1.2(ND段数是4段)的均匀浓度部分。这3处均匀浓度部分形成扇形，其中心角度全部为90度。另外，用虚线表示的圆1141c是上述隔板1141的开口部，而它表示光阑开放时的有效光束直径。而后在本实施方式中，上述3处均匀浓度部分1151a、1151c、1151e的形状，是其扇形的中心轴和开口部1141c的中心一致的状态，是可以完全覆盖该开口部1141c的大小。

另一方面，1151b是沿着时针转动的相位角方向光学浓度从零连续变化到0.6的第1层次浓度部分，1151d是沿着同样的相位角方向光学浓度从0.6连续变化到1.2的第2层次浓度部分，这2个位置的层次浓度部分也形成扇形，其中心角都是45度。

具有上述浓度分布的ND滤光器，可以用蒸镀法、印刷法等制作，但如果使用被记载在本申请人的特愿2002-041634中的技术，则通过喷膜印刷法，可以制造散乱等的光学性缺陷少，并且具有平滑的层次浓度部分的ND滤光器。

<开口部和滤光器的相对位置>

图20A～E是用于说明相对上述ND滤光器的转动角的，光束通过开口部和ND滤光器的相对位置的图。

图20A是展示ND滤光器1151的转动角是零度，即在初始位置状态下的形态的图。开口部1141c的全部区域被ND滤光器的透明部分1151a覆盖。即在该状态中，光阑的开口部的透过率在整个区域是均匀的，通过开口部的光束强度分布均匀。换句话说，从成像面看的光瞳强度分布均匀。

图20B是ND滤光器1151的旋转角度是67.5度的情况，开口部1141c被ND滤光器的第1层次部分1151b覆盖。换句话说，ND滤光器的均匀浓度单元1151a或者1151c局部性覆盖开口部1141c。在该状态下，光阑开口部的透过率根据场所不同，通过开口部的光束的强度分布不均匀。换句话说，从成像面看的光瞳强度分布不均匀。

图20C是ND滤光器1151的旋转角度是135度的情况，开口部1141c的全部区域被光学浓度0.6的均匀浓度部分1151c覆盖。即在该状态下，光阑开口部的透过率在整个区域上均匀，从成像面看的光瞳强度分布也不均匀。

图20D是ND滤光器1151的旋转角度是202.5度的情况，开口部1141c被ND滤光器的第2层次部分1151d覆盖。换句话说，ND滤光器的均匀浓度单元1151c或者1151e局部性覆盖开口部141c。即在该状态下，光阑开口部的透过率根据场所不同，通过开口部的光束的强度分布不均匀。换句话说，从成像面看的光瞳强度分布不均匀。

图20E是ND滤光器1151的旋转角度是270度的情况，开口部1141c的全部区域被光学浓度1.2的均匀浓度部分1151e覆盖。即在该状态下，光阑开口部的透过率在整个区域上均匀，从成像面看的光瞳强度分布也不均匀。

<光量调节作用>

图21A、B是说明图18所示的光量调节装置1100的光量调节作用的图。图21A是展示相对风车131的旋转角的光阑值，即F数字变化状态的图。在同一图中，横轴是风车1131按顺时针方向旋转时的旋转角度，纵轴是光阑开口的F数字。随着风车1131的旋转上述光阑叶片1111连续缩小，F数字也从2连续变化到8。

图21B是展示相对ND滤光器1151的旋转角度的ND段数的图。在同一图中，横轴是ND滤光器1151反时针方向转动时的旋转角，纵轴是用上述的(式9)表示的ND段数。随着ND滤光器1151的旋转，因为从浓度零的区域到浓度高的区域覆盖光阑开口部，所以ND段数也从零变化为4。但是，因为ND滤光器的均匀浓度部分和层次浓度部分交替覆盖开口，所以ND段数的变化不是线性的，在均匀浓度部分覆盖开口的零度、135度以及270度中，变化率为零。

<电子照相机>

图22是把在图18至图21A、B中说明的光量调节装置1100配置在拍摄装置上的图。在本实施方式中，以拍摄装置用拍摄单元把光学像光电变化为电气信号，以数字数据记录静止图象以及运动图象的电子照相机为例子说明。

1400是由多个镜头群组成的拍摄光学系统，包含前镜头群1401、变焦镜头群1402、聚集镜头群1403、光学低通滤波器1404。在本实施方式中的拍摄光学系统的光学样式，以35mm胶片换算焦点距离是35-200mm，开放F数字是2。1100是图18中所示的光量调节装置，1406是调节曝光时间的快门机构。

另外，在拍摄光学系统1400的焦点位置(预定成像面)上配置拍摄装置1440。它使用把被照射的光能量变换为电荷的多个光电变换单元、存储该电荷的电荷存储单元，以及转送该电荷输送到外部的电荷转送单元组成的2维的CCD等的光电变换单元。在本实施方式中，假设使用300万像素的CCD传感器。

成像在拍摄装置1440上的被拍摄体的像，作为根据其明亮的强弱的每个像素的电荷量，在被变换为电气信号，用放大电路1441放大后，在照相机信号处理电路1442中实施规定的γ补正等的处理。进而该处理，也可以在A/D变换后的数字信号处理中进行。这样制成的影象信号记录在存储器1443中。存储器1443，可以利用快闪ROM等的半导体存储器、光磁盘等的光存储器、磁带等的磁性存储器等各种存储器。

1421是液晶显示器等的显示器，显示在拍摄装置1440中取得的被拍摄体像，和光学装置的动作状况。1422是操作开关群，由变焦开关、拍摄准备开关、拍摄开始开关、选择静止图象模式和运动图象模式的拍摄模式选择开关、设定曝光控制模式和AF模式等的拍摄条件开关构成。1423是变焦传动装置，驱动上述变焦镜头群1402，改变拍摄光学系统1400的焦点距离。1424是聚焦传动装置，驱动上述聚焦镜头群1403，调节拍摄光学系统1400的焦点状态。

1431是CPU，控制拍摄装置主体的动作。1432是ND滤光器驱动电路，一边监视图18的光学性位置检测装置1174的输出一边驱动步进电机1173。而后调节ND滤光器1151的旋转角，把光束通过开口部的透过率控制在规定的值。1433是光阑驱动电路，一边监视图18的光学位置检测装置1172的输出一边驱动步进电机1171。而后调节风车1141的旋转角，把光阑值即F数字控制所希望的值。1434是快门驱动电路，驱动上述快门机构1406，控制对拍摄装置1440的曝光时间。

<CPU流程>

图23至图25是图22所示的拍摄装置具有的CPU1431的控制流程图。首先用图23说明拍摄装置的主控制流程。

经由步骤S1101，在步骤S1102中，判别是否由拍摄者操作打开了主开关，如果没有操作打开则停留在步骤S1102。在步骤S1102中如果判定为主开关被操作打开，则CPU1431脱离睡眠状态执行步骤S1103以后的处理。

在步骤S1103中，进行拍摄装置的初始化。具体地说，在把处于缩进状态的拍摄光学系统重复驱动为可以拍摄状态后，把光量调节装置1100内的ND滤光器和光阑叶片设置在初始状态。在步骤S1104中，受理确定静止图象拍摄或者运动图象拍摄的拍摄模式，或者曝光控制模式、焦点调节模式、白平衡模式、静止图象拍摄时的图象尺寸等的各种拍摄条件的设定。

在步骤S1105中，进行在上述步骤S1104中设定的拍摄模式的判别，如果是静止图象模式则转移到步骤S1111的运动图象拍摄子程序，如果是运动图象拍摄模式则转移到步骤S1131的静止图象拍摄子程序。

<运动图象拍摄的子程序>

图24是运动图象拍摄的子程序流程图，展示分支到图23的步骤S1111时的控制流程。经由步骤S1111在步骤S1112中，在拍摄元件1440中取得图象信号，在图象信号处理电路1442中实施规定的图象处理。在步骤S1113中进行测光运算1。这是运动图象拍摄用的测光计算，使用在上述步骤S1112中取得的图象信息的最大值、最小值、平均值等计算光量调节装置1100的控制量，但详细后述。在步骤S1114中根据在上述测光计算1中计算出的ND滤光器的浓度控制值，旋转驱动ND滤光器1151。在步骤S1115中，根据在上述测光计算1中计算出的光阑控制值，旋转驱动风车1131，把光阑开口控制在规定的F数字。在步骤S1116中把在上述步骤S1112中取得的图象信号变换为试拍图象用，在显示器1421上显示试拍图象。

在步骤S1117以及步骤S1118中，进行拍摄光学系统1400的焦点调节。这是被称为所谓的登山式伺服AF的，查找图象信号的高频成分为最大的聚焦位置使镜头停止的焦点调节控制。在步骤S1123中判定是否对焦，在未对焦的情况下重复执行上述步骤S1121以及步骤S1122。在对焦的情况下停止聚焦镜头的驱动，转移到步骤S1131。

在步骤S1119中，判别是否由拍摄者操作打开了运动图象拍摄用的拍摄开关。当未操作打开时返回步骤S1112，重复执行光量调节控制、焦点调节控制，以及试拍图象显示。在步骤S1119中如果判断为拍摄开关被操作打开，则从步骤S1119进入步骤S1121。

在步骤S1121中，在把在拍摄装置1440中取得的图象信号，首先缩小处理为运动图象用图象的像素数30万像素后，实施运动用的图象处理。在步骤S1122中，进行运动记录用的图象压缩，把在步骤S1123中压缩的图象信号记录在存储器1443中。

在步骤S1124中，判断是否由拍摄者操作关闭了拍摄开关。在未关闭时返回步骤S1112，重复光量调节控制、焦点调节控制、试拍图象显示，以及记录用运动图象对存储器的记录。如果判断为在步骤S1124中操作关闭了开关，则在步骤S1125中结束拍摄。

<测光运算>

图26A、B是用于说明在图24的步骤S1113中的测光运算1的控制形式的图。在此图26A是在说明静止照相机的曝光控制程序时使用的，被称为EV线图的图，图26B是说明相对被拍摄体的亮度的ND滤光器的控制状态的图。首先说明图26A。

在静止照相机中用于得到适宜曝光的计算式，一般使用以下的APEX计算式(式10)。

AV+TV＝BV+SV＝EV        (式10)

在此，AV是数值孔径(Aperture Value)。TV是时间值(TimeValue)，BV是亮度值(Luminance Value)，SV是灵敏度(Film SpeedValue)，EV是曝光值(Exposure Value)。而后图26A的横轴记载快门秒时(正确的是显示数值的反数是实际曝光时间)和与之对应的TV值，纵轴记载光阑机构的F数字和与之对应的AV值。进而在本发明中，因为在光量调节中使用虹彩光阑和ND滤光器两单元，所以纵轴记载相对F数字加入了ND滤光器的透过率的T数字。在此T数字以及AV值用以下的式(式11)(式12)表示。

T数字＝F数字/ND滤光器透过率Tr    (式11)

AV值(相当于T数字)＝AV值(相当于F数字)-Log2(Tr/100)

                   ＝AV值(相当于F数字)+ND段数(式12)

另外，同一图中的45度线，是表示等EV值的线，拍摄元件的灵敏度在与ISO100相当的情况下的EV值记载在45度线的左上侧。

<运动拍摄模式的曝光控制>

图26A、B是运动图象拍摄模式时的曝光控制图，而在运动图象拍摄中不使用被配置在拍摄光学系统中的机械快门1406，使用拍摄元件1440具有的电子快门功能。而后运动图象的最长快门秒时被运动图象间隔、所谓的帧速率限制。在本发明中，因为把帧速率设置为30(frame/sec)，所以最长秒时大致为1/30sec。

在以上的条件下，说明曝光控制的程序线图。首先EV值在2以上7以下的区域中，快门秒时是1/30sec，镜头的T数字被固定在2。因而，在EV7以下，不能得到适宜曝光量，而这种情况下增加来自拍摄元件1440的图象信号的放大增益使用。

在EV值在7以上13以下的区域中，快门秒时被固定在1/30sec，使镜头的T数字从2变化到16得到适宜曝光量。而后在从EV13到EV19的区域中，把镜头的T数字固定在16，使电子快门的快门秒时从1/30sec变化到1/2000sec得到适宜曝光量。

接着使用图26B，说明在各EV值中的ND滤光器的浓度和光阑控制的F数字的组合。图的横轴是EV值，纵轴左侧记载快门秒时，右侧记载F数字和ND段数。而后首先在EV值在2以上7以下的区域中，快门秒时是1/30sec，光阑控制的F数字是开放的F2，ND滤光器的ND段数是零，即，使用图19的透明部分151a，这些值全部在EV7以下的任意区域中全部被固定。

在EV值在7以上13以下的区域中，快门秒时被固定在1/30sec，光阑控制的F数字从F2到F8连续可变，ND滤光器的ND段数被控制为可以从零到4段连续可变。而后在从EV13到EV19的区域中，光阑控制的F数字是F8，ND滤光器的ND段数被固定在4段，使电子快门的快门秒时从1/30sec变化到1/2000sec。

在上述的控制中，因为ND滤光器使用从图20A到图20E的全部的形状，所以如果旋转驱动ND滤光器则可以使通过开口部的光束量连续衰减。

通过以上的光量调节控制，如果在运动图象拍摄中被拍摄区域的明亮度变化，因为使F数字和ND滤光器的透过率连续变化，所以保持曝光控制的连续性，可以得到没有不协调感的运动图象。另外通过使用ND滤光器，可以防止虹彩光阑缩小超过需要值，缓和小光阑衍射可以得到高精细的运动图象。

<静止图象拍摄的子程序>

图25是静止图象拍摄的子程序流程图，展示分支为图23的步骤S1131时的控制流程。经由步骤S1131在步骤S1132中，在拍摄元件1440中取得图象信号，在图象信号处理电路1442中实施规定的图象处理。在步骤S1133中进行测光计算1。本流程，是静止图象拍摄用子程序，但在静止图象拍摄前的试拍时，因为用运动图象模式进行图象取得，所以这里的测光计算进行和图24的步骤S1113同样的计算。在步骤S1134中根据在上述测光计算1中计算出的ND滤光器的浓度控制值，转动驱动ND滤光器1151。在步骤S1135中，根据在上述测光计算1中计算出的光阑控制值，旋转驱动风车S1131，把光阑开口控制在规定的F数字。在步骤S1136中把在上述步骤S1132中取得的图象信号变换为试拍图象用，在显示器1421上显示试拍图象。

在步骤S1137以及步骤S1138中，进行拍摄光学系统1400的焦点调节。即和图24的步骤S1117以及步骤S1118一样，执行登山式伺服AF。

在步骤S1139中，判别是否由拍摄者操作打开了静止图象拍摄用的拍摄准备开关。在未操作打开时返回步骤S1132，重复执行光量调节控制、焦点调节控制，以及上图象显示。在步骤S1139中如果判断为拍摄准备开关被操作打开，则从步骤S1139进入步骤S1141。

在步骤S1141中进行测光计算2。这是静止图象拍摄用的测光计算，使用在上述步骤S1132中取得的图象信号的最大值、最小值、平均值等计算光量调节装置1100的控制量，详细内容后述。在步骤S1142中，根据在上述测光计算2中计算出的ND滤光器的浓度控制值，旋转驱动ND滤光器1151。在步骤S1143，中根据在上述测光计算2中计算出的光阑控制值，旋转驱动风车1131，把光阑开口控制在规定的F数字上。

在步骤S1144以及步骤S1145中，再次进行拍摄光学系统1400的焦点调节。而后在步骤S1146中判定是否对焦，当未对焦的情况下重复执行上述步骤S1144以及步骤S1145。在对焦的情况下停止聚焦镜头的驱动，在步骤S1147中显示对焦的试拍图象。

在步骤S1148中，判断是否由拍摄者操作打开了静止图象拍摄用的拍摄开关。在未操作打开时返回步骤S1147，继续试拍图象的显示。而后在步骤S1148中如果判断为以操作打开了拍摄准备开关。则从步骤S1148进入步骤S1151。

在步骤S1151中，为了取得静止图象记录用的图象，开始拍摄元件1440的电荷蓄积。在步骤S1152中，根据在上述步骤S1141的测光计算2中计算出的快门秒时，在关闭方向上驱动快门机构1406的快门叶片，遮挡对拍摄元件1440的光束。在步骤S1153中从拍摄元件1440中转送电荷，在步骤S1154中对已取得的300像素相当的图象信号实施静止图象用的图象处理。在步骤S1155中，进行静止图象记录用的图象压缩，把在步骤S1156中被压缩的图象信号存储在存储器1443中。

而后在步骤S1157中在打开方向上恢复驱动快门机构1406的快门叶片，在步骤S1158中结束拍摄。

<测光计算>

图27A、B是用于说明在图25的步骤S2141中的测光计算2的控制形式的图。在此图27A、B分别与图26A、B对应。

图27A、B是静止图象拍摄模式时的曝光控制图，在静止图象拍摄中通过使用被配置在拍摄光学系统中的机械快门1406，防止电荷转送中的斑点(smear)。另外，因为静止图象拍摄时并未被运动图象拍摄时的帧速率限制，所以最长快门秒时可以使用比1/30sec还低速一侧的秒时。

在以上的条件中，说明曝光控制的程序线图。首先EV值在2以上8以下的区域中，镜头的T数字被固定在2，快门秒时从1sec变化到1/60sec得到适宜曝光值。

在EV值是8以上17以下的区域中，快门秒时从1/60sec变化到1/500sec，镜头的T数字也从2变化到16可以得到适宜曝光量。而后在从EV17到EV20的区域中，把镜头的T数字固定在16，使机械快门的快门秒时从1/500sec变化到1/2000sec得到适宜曝光量。

接着使用图27B，说明在各EV值中的ND滤光器的浓度和光阑控制的F数字的组合。首先在EV值在2以上8以下的区域中，快门秒时根据各EV值在低速一侧变化，而光阑控制的F数字被固定在开放的F2，ND滤光器的ND段数被固定在零。即在该区域中，ND滤光器1151使用图19的透明部分1151a部分。

在EV值是8以上11以下的区域中，快门秒时从1/60sec到1/125sec连续可变，光阑控制的F数字从F从2到F4连续可变，ND滤光器的ND段数被固定在零。

如果EV值只超过11，则在使光阑控制的F数字从F4返回F2的同时，把ND滤光器的ND段数从零切换为2段。(在图中记载使F数字和ND段数的切换点偏移，但实际上是同时切换)即在该阶段中，ND滤光器1151使用在图19中的光学浓度0.6的均匀浓度单元1151c。

在EV值是11以上14以下的区域中，快门秒时从1/125sec到1/250sec连续可变，光阑控制的F数字从F2到F4连续可变，ND滤光器的ND段数被固定在2段。

如果EV值只超过14，则在使光阑控制的F数字从F4返回到F2的同时，把ND滤光器的ND段数从2段切换到4段。即在该阶段中，ND滤光器1151使用在图19中的光学浓度1.2的均匀浓度单元1151e。

在EV值是14以上17以下的区域中，快门秒时从1/250sec到1/500sec连续可变，光阑控制的F数字从F2到F4连续可变，ND滤光器的ND段数被固定在4段。

在EV值是17以上19以下的区域中，快门秒时从1/500sec到1/2000sec连续可变，光阑控制的F数字被固定在F4，ND滤光器的ND段数被固定在4段。

在上述的控制中，ND滤光器使用只是图20A、C以及E的状态，不使用作为它们之间的B、D。换句话说，只允许均匀浓度部分完全覆盖光束通过开口的状态，禁止局部性覆盖的状态。其原因是，静止图象拍摄时的图象质量要求比运动图象拍摄时的图象质量更高品位，在焦点偏移的模糊图象也要求均匀性。即，被配置在拍摄光学系统1400的光瞳位置上的ND滤光器的光学浓度分布，如果如图20B、D所示，则模糊图象的对称性受损。其结果，主被拍摄体和背景的距离差大，并且在背景有亮点的拍摄场景中，亮点的模糊像为非对称性使图象品位损失。

因而在本实施方式中，通过在静止图象拍摄时有选择地只使用ND滤光器的均匀浓度部分，可以得到自然的模糊像，可以得到没有不协调感的静止图象。另外通过使用ND滤光器，可以防止虹彩光阑缩小超过需要，小光阑衍射得到缓和，可以得到高精细静止图象。

(实施方式5)

在上述实施方式4中使用的ND滤光器，在圆盘形的透明薄膜上，设置包含透明部分的3处均匀浓度部分，和在该均匀浓度部分的边界上设置2处层次浓度部分。

以下所示的实施方式5的ND滤光器，省略层次浓度部分，展示只具有多个均匀浓度部分的实施方式。进而，ND滤光器以外的构成因为和实施方式4一样，所以省略说明。

<滤光器的光学浓度分布>

图28是用于说明实施方式5的ND滤光器1251的光学浓度分布详细的平面图。相当于实施方式1的图19。1251是圆盘形的ND滤光器，机械构成和实施方式1的ND滤光器1151相同。即ND滤光器1251，在厚度0.1mm的透明树脂薄膜上，例如在PET(聚对苯二甲酸乙二醇)薄膜上，由喷膜印刷形成后述的ND图案的同时，在中心设置轴承1252，在上述隔板上的旋转支撑轴1242上支撑可以转动。在ND滤光器的外周部分上，接合金属板制的齿轮1253。进而在ND滤光器1251上面，设置用于检查ND滤光器的初始位置的指标1254。

1251a是光学浓度零的均匀浓度部分即透明部分，1251b是光学浓度0.45的均匀浓度部分，1251c是光学浓度0.9的均匀浓度部分，1251d是功能浓度1.35的均匀浓度部分。这4个位置的均匀浓度部分形成扇形，其中心角都是90度。

<光束通过开口部和滤光器的相对位置>

图29A～G是用于说明相对上述ND滤光器的转动角的，光束通过开口部和ND滤光器的相对位置的图，相当于实施方式4的图20A～E。

图29A是展示ND滤光器1251的转动角是零度，即在初始位置状态下的形态的图。开口部1241c的全部区域被ND滤光器的透明部分1251a覆盖。即在该状态中，光阑的开口部的透过率在整个区域是均匀的，通过开口部的光束强度分布均匀。换句话说，从成像面看的光瞳强度分布均匀。

图29B是ND滤光器1251的旋转角度是45度的情况，开口部1241c的上半部分被ND滤光器透明部分1241a覆盖，下半部分被光学浓度0.45的均匀浓度部分1241b覆盖。换句话说，ND滤光器的均匀浓度单元1251a或者1251b局部性覆盖开口单元1241c。在该状态下，光阑开口部的透过率根据场所不同，通过开口部的光束的强度分布不均匀。换句话说，从成像面看的光瞳强度分布不均匀。

图29C是ND滤光器1251的旋转角度是90度的情况，开口部1241c的全部区域被光学浓度0.45的均匀浓度部分1251b覆盖。即在该状态下，光阑开口部的透过率在整个区域上均匀，通过开口部的光束的强度分布均匀。换句话说，从成像面看的光瞳强度分布均匀。

以下同样，在图29D至图29F中，展示ND滤光器1251的转角是各增加45度的情况，开口部1241c内的透过率交替呈现不均匀状态和均匀状态。

<亮度调节作用>

图30是说明图28所示的ND滤光器1251的光量调节作用的图，相当于实施方式4的图21B。

图30是相对ND滤光器1151的转角的ND段数的图。随着ND滤光器1251的转动，因为从浓度零的区域向浓度高的区域覆盖光阑开口部，所以ND段数也是从零向4.5变化。但是因为ND滤光器的均匀浓度部分和边界部分交替覆盖开口，所以ND段数的变化不是线性的，在均匀浓度部分覆盖开口的零度、90度、180度以及270度中，变化率是零。

<运动图象拍摄模式的曝光控制>

图31A、31B是把实施方式5中的ND滤光器1251装入拍摄装置，在运动图象模式下拍摄时的曝光控制图，相当于实施方式4的图26A、B。ND滤光器的最高段数，相对于在实施方式1中是4段，在实施方式5中是4.5段这一点不同。

<静止图象拍摄模式的曝光控制>

图32A、32B是把实施方式5中的ND滤光器1251装入拍摄装置，在静止图象模式下拍摄时的曝光控制图，相当于实施方式4的图27A、B。实施方式5的ND滤光器1251，均匀浓度部分包含透明部分是4处，各区域的浓度差是0.45，如果用上述的(式9)换算则ND段数分别是1.5段。因而，根据被拍摄体的EV值的增加如图21B所示通过控制F数字和ND段数，可以得到和实施方式4大致同样的效果。

因为本发明实施方式的ND滤光器1251不需要层次浓度部分，所以也可以使用喷膜印刷以外的方法，例如胶版印刷法和蒸镀法制成。

另一方面，本实施方式的ND滤光器1251在均匀浓度部分之间的边界，浓度段差各产生0.45，如果是该程度的浓度段差，因为可衍射引起的画质下降是可以容许的，所以在运动图象拍摄模式时即使该边界部分进入光瞳内进行拍摄，画质下降也是可以容许的。

进而，在实施方式4以及实施方式5的ND滤光器中，使各均匀浓度部分的大小比光阑开放时的有效光束直径还大，但因为谋求光量调节装置的小型化，所以也可以把均匀浓度部分的大小设定为比有效光束直径还小一些的值，例如设定为有效光束直径的80％。这种情况下，虽然在光阑开放时在模糊像的周边部分上产生一些光量不足，但如果是这种程度则几乎不会产生对模糊像的不协调感，如果把光阑缩小一段则完全没有实际损害。

如上所述，如果采用本申请的第10光量调节装置，则在使用ND滤光器进行通过拍摄光学系统的光束的光量调节时，ND滤光器至少具备在其一部分区域上均匀浓度部分，具有允许该均匀浓度部分局部性覆盖光阑开口部的第1控制模式，和禁止该均匀浓度部分局部性覆盖光阑开口部的第2控制模式，因而可以切换重视光量调节的连续性，或者重视图象的模糊态的自然性。

另外如果采用本申请的第11光量调节装置，因为ND滤光器具备多个光学浓度不同的均匀浓度部分，所以可以减小均匀浓度部分之间的浓度段差，缓和使用均匀浓度部分之间的边界部分时的衍射，可以谋求光量调节的连续性和防止衍射两方面优异。

另外如果采用本申请的第12拍摄装置，则因为自动地在运动图象拍摄时选择第1控制模式，在静止图象拍摄时选择第2控制模式，所以即使在运动图象拍摄中被配设体亮度变化也可以保持ND滤光器的光量调节量的连续性，在静止图象拍摄时可以得到自然模糊像的同时，由ND滤光器的浓度段差引起的衍射也不会发生，可以得到高品位的静止图象。

另外，如果采用本申请的第13ND滤光器，则可以得到防止因光量衰减、浓度段差引起的衍射，平衡性良好地实现模糊像劣化防止等各种功能的光学滤光器。

另外，如果采用本申请的第14ND滤光器，则可以小型并廉价地构成多功能ND滤光器。

综上所述，根据实施方式4和5，就可以提供具有规定浓度分布的滤光器、以及具有该滤光器且能获得高质量图象的光量调节装置和拍摄装置。

须指出的是，本发明并不局限于上述实施例，对本领域技术人员来说，它还可以各种不同的变形和修改。通过以上说明而获得本发明的变形和修改对本领域技术人员来说是很容易的，但只要这样的变形和修改不脱离本发明的精神和宗旨，就都应视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种光量调节装置，用于调节通过开口部的光束量，其特征在于:包括:

具有多个光阑叶片的光阑装置；和

被可旋转地支撑并且具有规定的光学浓度分布的滤光器；

具有:在把上述光阑装置和上述滤光器在光轴方向上相邻配置的同时，对上述光阑装置的光阑开口直径和基于上述滤光器的光量衰减作用独立地进行控制的控制器，

上述控制器具有用于驱动上述光阑装置和上述滤光器的一个传动装置。

2.根据权利要求1所述的光量调节装置，其特征在于:用上述传动装置的第1驱动量来控制上述滤光器的光量衰减率，用第2驱动量来控制上述光阑开口直径。

3.一种拍摄装置，其特征在于:具有:权利要求1所述的光量调节装置；形成被拍摄体像的拍摄光学系统；对上述被拍摄体像进行光电变换的拍摄装置；和记录经上述光电变换的信号的记录装置；把上述光量调节装置配置在上述拍摄光学系统上。

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