JP2001330869A - 光量調節装置、光学装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像素子の小型化および高画素化に伴い、照
度むらや解像度の劣化が回避できなくなってきている。 【解決手段】 遮光羽根を駆動して光通過口Ｓの面積を
変更することにより光量を調節する光量調節装置におい
て、遮光羽根に、それぞれ光透過率が異なる複数の濃度
領域２，３を有するＮＤフィルタを取り付け、光通過口
の面積が最大であるときに、この光通過口のうち、ＮＤ
フィルタにより覆われていない部分の面積をＡ１、ＮＤ
フィルタにおける上記複数の濃度領域のうち最も光透過
率が高い領域により覆われた部分の面積をＡ２、複数の
濃度領域のうち最も光透過率が低い領域により覆われた
部分の面積をＡ３としたときに、 Ａ３＜Ａ２＜Ａ１ の関係を満たすようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ鏡筒等の光
学機器やビデオカメラ等の撮像装置に用いられる光量調
節装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ用のズームレンズとして
は、例えば被写体側から順に固定の凸、可動の凹、固定
の凸、可動の凸の４つのレンズ群から構成されるものが
ある。

【０００３】図６（Ａ），（Ｂ）には、一般的な４群レ
ンズ構成のズームレンズの鏡筒構造を示している。な
お、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面を示してい
る。

【０００４】このズームレンズを構成する４つのレンズ
群２０１ａ〜２０１ｄは、固定された前玉レンズ２０１
ａ、光軸に沿って移動することで変倍動作を行うバリエ
ーターレンズ群２０１ｂ、固定されたアフォーカルレン
ズ２０１ｃ、および光軸に沿って移動することで変倍時
の焦点面維持と焦点合わせを行うフォーシングレンズ群
２０１ｄからなる。

【０００５】ガイドバー２０３，２０４ａ，２０４ｂは
光軸２０５と平行に配置され、移動するレンズ群の案内
および回り止めを行う。ＤＣモーター２０６はバリエー
ターレンズ群２０１ｂを移動させる駆動源となる。

【０００６】前玉レンズ２０１ａは前玉鏡筒２０２に保
持され、バリエーターレンズ群２０１ｂはＶ移動環２１
１に保持されている。また、アフォーカルレンズ２０１
ｃは中間枠２１５に、フォーカシングレンズ群２０１ｄ
はＲＲ移動環２１４に保持されている。

【０００７】前玉鏡筒２０２は、後部鏡筒２１６に位置
決め固定されており、両鏡筒２０２，２１６によってガ
イドバー２０３が位置決め支持されているとともに、ガ
イドスクリュウ軸２０８が回転可能に支持されている。
このガイドスクリュウ軸２０８は、ＤＣモータ２０６の
出力軸２０６ａの回転がギア列２０７を介して伝達され
ることにより回転駆動される。

【０００８】バリエーターレンズ群２０１ｂを保持する
Ｖ移動環２１１は、押圧ばね２０９とこの押圧ばね２０
９の力でガイドスクリュウ軸２０８に形成されたスクリ
ュー溝２０８ａに係合するボール２１０とを有してお
り、ＤＣモータ２０６によってガイドスクリュー軸２０
８が回転駆動されることにより、ガイドバー２０３にガ
イドおよび回転規制されながら光軸方向に進退移動す
る。

【０００９】後部鏡筒２１６とこの後部鏡筒２１６に位
置決めされた中間枠２１５にはガイドバー２０４ａ，２
０４ｂが嵌合支持されている。ＲＲ移動環２１４は、こ
れらガイドバー２０４ａ，２０４ｂによってガイドおよ
び回転規制されながら光軸方向に進退可能である。

【００１０】フォーカシングレンズ群２０１ｄを保持す
るＲＲ移動環２１４には、ガイドバー２０４ａ，２０４
ｂにスライド可能に嵌合するスリーブ部が形成されてお
り、またラック２１３が光軸方向についてＲＲ移動環２
１４と一体的となるように組み付けられている。

【００１１】ステッピングモーター２１２は、その出力
軸に一体形成されたリードスクリュー２１２ａを回転駆
動する。リードスクリュー２１２ａにはＲＲ移動環２１
４に組み付けられたラック２１３が係合しており、リー
ドスクリュー２１２ａが回転することによって、ＲＲ移
動環２１４がガイドバー２０４ａ，２０４ｂによりガイ
ドされながら光軸方向に移動する。

【００１２】なお、バリエーターレンズ群の駆動源とし
ては、フォーカシングレンズ群の駆動源と同様にステッ
ピングモータを用いてもよい。

【００１３】そして、前玉鏡筒２０２、中間枠２１５お
よび後部鏡筒２１６により、レンズ等を略密閉収容する
レンズ鏡筒本体が形成される。

【００１４】また、このようなステッピングモータを用
いてレンズ群保持枠を移動させる場合には、フォトイン
タラプタ等を用いて保持枠が光軸方向の１つの基準位置
に位置することを検出した後に、ステッピングモータに
与える駆動パルスの数を連続的にカウントすることによ
り、保持枠の絶対位置を検出する。

【００１５】図７には、従来の撮像装置におけるカメラ
本体の電気的構成を示している。この図において、図６
にて説明したレンズ鏡筒の構成要素については、図６と
同符号を付す。

【００１６】２２１はＣＣＤ等の固体撮像素子、２２２
はバリエーターレンズ群２０１ｂの駆動機構であり、モ
ータ２０６（又はステッピングモータ）、ギア列２０７
およびガイドスクリュー軸２０８等を含む。

【００１７】２２３はフォーカシングレンズ群２０１ｄ
の駆動機構であり、ステッピングモータ２１２、リード
スクリュー軸２１２ａおよびラック２１３等を含む。

【００１８】２２４はバリエーターレンズ群２０１ｂと
アフォーカルレンズ２０１ｃとの間に配置された絞り装
置２３５の駆動源である。

【００１９】２２５はズームエンコーダー、２２７はフ
ォーカスエンコーダーである。これらのエンコーダーは
それぞれ、バリエーターレンズ群２０１ｂおよびフォー
カシングレンズ群２０１ｄの光軸方向の絶対位置を検出
する。なお、図１１に示すようにバリエーター駆動源と
してＤＣモータを用いる場合には、ボリューム等の絶対
位置エンコーダーを用いたり、磁気式のものを用いたり
する。

【００２０】また、駆動源としてステッピングモーター
を用いる場合には、前述したような基準位置に保持枠を
配置してから、ステッピングモータに入力する動作パル
ス数を連続してカウントする方法を用いるのが一般的で
ある。

【００２１】２２６は絞りエンコーダーであり、モータ
等の絞り駆動源２２４の内部にホール素子を配置し、ロ
ーターとステーターの回転位置関係を検出する方式のも
のなどが用いられる。

【００２２】２３２は本カメラの制御を司るＣＰＵであ
る。２２８はカメラ信号処理回路であり、固体撮像素子
２２１の出力に対して所定の増幅やガンマ補正などを施
す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラス
ト信号は、ＡＥゲート２２９およびＡＦゲート２３０を
通過する。即ち、露出決定およびピント合わせのために
最適な信号の取り出し範囲が全画面内のうちこのゲート
で設定される。このゲートの大きさは可変であったり、
複数設けられたりする場合がある。

【００２３】２３１はＡＦ（オートフォーカス）のため
のＡＦ信号を処理するＡＦ信号処理回路であり、映像信
号の高周波成分に関する１つもしくは複数の出力を生成
する。２３３はズームスイッチ、２３４はズームトラッ
キングメモリである。ズームトラッキングメモリ２３４
は、変倍に際して被写体距離とバリエーターレンズ位置
に応じてセットすべきフォーカシングレンズ位置の情報
を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリとしてＣ
ＰＵ２３２内のメモリを使用してもよい。

【００２４】例えば、撮影者によりズームスイッチ２３
３が操作されると、ＣＰＵ２３２は、ズームトラッキン
グメモリ２３４の情報をもとに算出したバリエーターレ
ンズとフォーカシングレンズの所定の位置関係が保たれ
るように、ズームエンコーダー２２５の検出結果となる
現在のバリエーターレンズの光軸方向の絶対位置と算出
されたバリエーターレンズのセットすべき位置、および
フォーカスエンコーダー２２７の検出結果となる現在の
フォーカスレンズの光軸方向の絶対位置と算出されたフ
ォーカスレンズのセットすべき位置がそれぞれ一致する
ように、ズーム駆動機構２２２とフォーカスシング駆動
機構２２３を駆動制御する。

【００２５】また、オートフォーカス動作ではＡＦ信号
処理回路２３１の出力がピークを示すように、ＣＰＵ２
３２は、フォーカシング駆動機構２２３を駆動制御す
る。

【００２６】さらに、適正露出を得るために、ＣＰＵ２
３２は、ＡＥゲート２２９を通過したＹ信号の出力の平
均値を所定値として、絞りエンコーダー２２６の出力が
この所定値となるように絞り駆動源２２４を駆動制御し
て、開口径をコントロールする。

【００２７】また、図８には従来の絞り装置（光量調節
装置）の構成を示している。この絞り装置は、２枚の絞
り羽根が互いに反対向きに直線駆動されることによって
絞り開口径を変更可能とするものである。

【００２８】２２４は図７に示した絞り駆動源（メータ
ー）である。不図示のコイルへの通電を行なうことによ
りメーター２２４の出力軸４０１が回動する。この出力
軸４０１には、連動レバー４０２が一体的に固定されて
いる。レバー４０２は回転軸から同一距離Ｒの位置に、
羽根連動ピン４０３，４０４を有している。

【００２９】４０５，４０６は絞り羽根であり、これら
２枚の絞り羽根によって絞り開口４１３が形成される。
このうち、絞り羽根４０６には一体的にＮＤフィルター
４１４が接着固定されており、絞り開口４１３の一部が
このＮＤフィルター４１４により覆われている。

【００３０】４１５は光軸である。絞り羽根４０５，４
０６には、前述の羽根連動ピン４０３，４０４に嵌合す
る穴部４０７、４０８が形成されている。これにより、
連動レバー４０２と絞り羽根４０５，４０６とが連結さ
れる。

【００３１】絞り羽根４０５，４０６は、不図示の絞り
ベースに設けられた案内ピンにより、長穴部４０９〜４
１２が案内されることで、連動レバー４０２の回動に伴
って案内方向に動き、絞り開口径を可変とするものであ
る。

【００３２】例えば、連動レバー４０２が図中の矢印４
１６の方向に回動すると、連動ピン４０４は下へ、連動
ピン４０３は上へ移動する。これに伴って絞り羽根４０
６は下に、絞り羽根４０５は上へ移動するので、絞り開
口径（つまりは、絞り開口の面積）はより大きくなる方
向へ変化する。連動レバー４０２の回動方向が矢印４１
６とは逆の方向であれば、絞り開口径はより小さくなる
方向に変化する。

【００３３】絞り装置としては、このような２枚の絞り
羽根を略直線駆動する方式の他に、２枚の絞り羽根を旋
回駆動する方式も知られている。さらに、駆動部の動き
を、光軸中心に回動可能な風車と称する連動板に伝達
し、この風車上に設けられたピンに絞り羽根を連動させ
ることで、通常５〜６枚の絞り羽根を用いて絞り開口形
状を五角形、六角形とする、いわゆる「虹彩絞り」も知
られている。

【００３４】ところで、絞り開口径が小さくなると、光
の回折現象が発生し易くなる。特に、撮像サイズが対角
長さで４ｍｍ程度といった小型ＣＣＤを用いる最近のビ
デオカメラやデジタルスチルカメラでは、画素数を増す
ために画素と画素の距離（画素ピッチ）と画素そのもの
の大きさが縮小されており、画素ピッチとしては３．５
μｍ程度まで小さくなっている。

【００３５】このような状況だと、絞り値でＦ１１やＦ
８、場合によってＦ５．６といった通常頻繁に使用され
る絞り値では、光の回折により画像全体がフレアがかか
った感じになり、解像度が劣化するような現象が発生す
る。

【００３６】そこで、このような小絞り側での回折によ
る悪影響を除去するために、 ＮＤフィルターを絞り羽根に取り付け、絞り開口径
の縮小と同時に光の透過率を落とすことで、より広い輝
度範囲内でも問題となる（上記の解像劣化を発生してし
まう）絞り開口径より小さい開口径に実用的にはほとん
ど至らないようにする、 上記でも最適露出が得られない場合には、ＣＣＤ
の電荷蓄積時間（シャッタ速度）を変化させ、より短い
時間で像を取り込むようにする、ことが考えられる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
では、画素が小さくなり小絞り回折の発生するＦ値が明
るくなると、絞り羽根に取り付けるＮＤフィルターの透
過率を低くする必要があるが、この場合、ＮＤフィルタ
ーが絞り開口の半分程度を覆っている状態において画面
内で照度むらが発生するなどの問題が発生する。

【００３８】また、上記では、ビデオ画像として、被
写体の動きがぎくしゃくしたものとなってしまうなどの
問題が発生する。

【００３９】このように、従来は小絞り時に発生する光
の回折に起因する像劣化を取り除くために絞り羽根にＮ
Ｄフィルターを設けたが、ＣＣＤ等の撮像素子の小型化
および高画素化に伴い、照度むらや解像度の劣化が回避
できなくなってきている。

【００４０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願第１の発明では、遮光羽根を駆動して光通過
口の面積を変更することにより光量を調節する光量調節
装置において、遮光羽根に、それぞれ光透過率が異なる
複数の濃度領域を有するＮＤフィルタを取り付け、光通
過口の面積が最大であるときに、この光通過口のうち、
ＮＤフィルタにより覆われていない部分の面積をＡ１、
ＮＤフィルタにおける上記複数の濃度領域のうち最も光
透過率が高い領域により覆われた部分の面積をＡ２、複
数の濃度領域のうち最も光透過率が低い領域により覆わ
れた部分の面積をＡ３としたときに、 Ａ３＜Ａ２＜Ａ１ の関係を満たすようにしている。

【００４１】また、本願第２の発明では、遮光羽根を駆
動して光通過口の面積を変更することにより光量を調節
する光量調節装置において、遮光羽根に、それぞれ光透
過率が異なる複数の濃度領域を有するＮＤフィルタを取
り付け、光通過口の面積が、この光通過口の全部がＮＤ
フィルタにより覆われる面積のうち最大であるときに、
この光通過口のうち、ＮＤフィルタにおける上記複数の
濃度領域のうち最も光透過率が高い領域により覆われた
部分の面積をＡ４、複数の濃度領域のうち最も光透過率
が低い領域により覆われた部分の面積をＡ５としたとき
に、 Ａ５＜Ａ４ の関係を満たすようにしている。

【００４２】これらにより、撮像素子の小型化と高画素
化へが進む中で問題となっていた、画面内の照度むら
や、小絞り時の光の回折による画質の劣化を防止し、撮
像装置における最適な露出制御を行うことが可能とな
る。

【００４３】なお、遮光羽根を、上記光通過口の面積
が、この光通過口の全部がＮＤフィルタにおける複数の
濃度領域のうち最も光透過率が低い濃度領域により覆わ
れる面積のうち最大となる状態と、零となる状態との間
に設定したリミット状態より開き側でのみ駆動すること
とし、遮光羽根を上記リミット状態より閉じ側で駆動し
て撮像を行う際のシャッター速度を、リミット状態より
開き側で駆動して撮像を行う際のシャッター速度よりも
速くすることで、小絞り回折による画質の劣化や画面内
での照度むらを防止しながら、特に明るい状況下でも最
適な露出制御を行うことが可能となる。

【００４４】

【発明の実施の形態】（基本概念）まず図１（Ａ）〜
（Ｃ）を用いて、本発明の実施形態に共通する基本的な
考え方およびその効果について説明する。

【００４５】図１（Ａ）〜（Ｃ）には、菱形の絞り開口
（光通過口）が、最大（開放）開口面積と全閉（開口面
積は零）との間の中間開口面積となっている状態を示し
ており、いずれもこの中間開口内に、ＮＤフィルターに
より覆われておらず素通しになっている部分と、ＮＤフ
ィルターにより覆われた部分とがある状態を示してい
る。

【００４６】図１（Ａ）では、透過率１０％のＮＤフィ
ルターが絞り開口の半分以上を覆っており、このＮＤ部
の上部にはＮＤフィルターがない素通しの部分が残って
いる。 ここで、この状態において上述した照度むらが
発生せず、若しくは発生しても程度が軽微で問題になら
ないレベルであると仮定する。

【００４７】しかし、図１（Ａ）に示したものの場合、
光の回折による像劣化の発生する小絞り状態に、通常の
撮影状況の範囲、例えば晴天の屋外撮影などで容易に達
してしまう。

【００４８】そこで、この対策として図１（Ｂ）に示す
ように、ＮＤフィルターの透過率を（Ａ）の１０％から
３．２％と低く（濃く）する。この場合、図１（Ａ）の
ものが有していた「すぐに小絞りになり像劣化が発生し
てしまう」という問題の出現頻度は軽減できるものの、
その一方で、照度むらが発生してしまう。

【００４９】そこで、これらの対策として、図１（Ｃ）
に示すように、ＮＤフィルターを複数（この図では２
つ）の濃度領域に分ける。このように、絞り開口内を、
素通し部分、透過率１０％のＮＤフィルターにより覆わ
れた部分および透過率３．２％のＮＤフィルターにより
覆われた部分と分けることにより、画面の照度むらを見
えにくくでき、また小絞り時の回折による像劣化の発生
も軽減できる。

【００５０】（第１実施形態）以下の実施形態は、上述
した本発明の基本概念に基づくものであり、さらに絞り
開口内における素通し部分およびＮＤフィルターの各濃
度領域の面積の大小関係を特定することにより、上記効
果をより確実に得ることができるものである。

【００５１】図２（Ａ），（Ｂ）には、本発明の第１実
施形態である絞り装置（光量調節装置）の絞り開口周辺
の様子を示している。これらの図は、絞り開口が最大
（開放）の場合を示している。

【００５２】なお、絞り装置全体の構成は、先に図８を
用いて説明したものと同様であり、２枚の絞り羽根のう
ち一方に接着などで取り付けられる（貼り付けられる）
ＮＤフィルターが、２つの濃度領域を有する点が異な
る。

【００５３】また、この絞り装置は、ビデオカメラやデ
ジタルスチルカメラ等の撮像装置のレンズ系に搭載され
たり、レンズ鏡筒等の光学機器内に搭載されるものであ
る。

【００５４】図２（Ａ）において、１は絞り開口Ｓのう
ちＮＤフィルターにより覆われず素通しとなっている部
分であり、Ａ１はこの素通し部分の面積である。

【００５５】また、２はＮＤフィルターのうち透過率の
高い（例えば、１０％の）低濃度領域であり、Ａ２は絞
り開口Ｓのうちこの低濃度領域２により覆われた部分の
面積である。

【００５６】さらに、３はＮＤフィルターのうち透過率
の低い（例えば、３．２％の）高濃度領域であり、Ａ３
は絞り開口Ｓのうちこの高濃度領域３により覆われた部
分の面積である。なお、２ａ，３ａはそれぞれ低濃度領
域２および高濃度領域３のうち、絞り羽根に重なった部
分であり、ＮＤフィルターを絞り羽根に接着する際の接
着代の部分である。

【００５７】図２（Ｂ）には、図２（Ａ）から絞り開口
Ｓの内側のみを取り出して示している。この図から分か
るように、絞り開口Ｓが最大（開放）の場合には、絞り
開口Ｓ内は、素通し部分１と、低濃度領域２により覆わ
れた部分と、高濃度領域３により覆われた部分とに分け
られており、素通し部分１の面積Ａ１と、低濃度領域２
により覆われた部分の面積Ａ２と、高濃度領域３により
覆われた部分の面積Ａ３とは、 Ａ３＜Ａ２＜Ａ１ …（１） の関係にある。

【００５８】このように構成されることで、絞り開放時
における全体の光透過率の低下を必要最低限に軽減する
ことができ、図示しない撮像画面における配光むらの発
生が防止できる。

【００５９】（第２実施形態）図３には、本発明の第２
実施形態である絞り装置の絞り開口周辺の様子を示して
いる。これらの図は、絞り開口が最大（開放）から小さ
くなる方向に絞り羽根を駆動していったときに、最初に
ＮＤフィルターが絞り開口を覆いきった状態、言い換え
れば、絞り開口がとり得る大きさのうち、絞り開口の全
部がＮＤフィルタにより覆われる最大のものである状態
を示している。

【００６０】図３（Ａ）において、２はＮＤフィルター
のうち透過率の高い（例えば、１０％の）低濃度領域で
あり、Ａ２は絞り開口Ｓのうちこの低濃度領域２により
覆われた部分の面積である。

【００６１】さらに、３はＮＤフィルターのうち透過率
の低い（例えば、３．２％の）高濃度領域であり、Ａ３
は絞り開口Ｓのうちこの高濃度領域３により覆われた部
分の面積である。なお、２ａ，３ａはそれぞれ低濃度領
域２および高濃度領域３のうち、絞り羽根に重なった部
分であり、ＮＤフィルターを絞り羽根に接着する際の接
着代の部分である。

【００６２】図３（Ｂ）には、図３（Ａ）から絞り開口
Ｓの内側のみを取り出して示している。この図から分か
るように、絞り開口Ｓが上記状態の場合には、絞り開口
Ｓ内は、低濃度領域２により覆われた部分と、高濃度領
域３により覆われた部分とに分けられており、低濃度領
域２により覆われた部分の面積Ａ４と、高濃度領域３に
より覆われた部分の面積Ａ５とは、 Ａ５＜Ａ４ …（２） の関係にある。

【００６３】これにより、絞り羽根の移動に対する透過
光量の変化の数値がこの状況付近で急峻になることを防
止できることも利点として上げられる。

【００６４】図４には、図３と同じ状態の絞り開口の周
辺を示しているが、この図において、Ｃ１およびＣ２は
それぞれ、絞り開口Ｓのうち低濃度領域２によって覆わ
れた部分に内接する円および高濃度領域３によって覆わ
れた部分に内接する円を示している。 ここで、これら
円Ｃ１，Ｃ２内の面積はそれぞれ、低濃度領域２によっ
て覆われた部分の面積Ａ４および高濃度領域３によって
覆われた部分の面積Ａ５と等しい面積となるため、この
円の面積をＦ値に置き換えた場合、低濃度領域２によっ
て覆われた部分の面積Ａ４と高濃度領域３によって覆わ
れた部分の面積Ａ５とは、 ４×Ａ５＜Ａ４ …（３） の関係にある。

【００６５】但し、実際には、４×Ａ５＜Ａ４であっ
て、かつ４×Ａ５≒Ａ４とすることが望ましい。

【００６６】これは、図３および図４に相当するＦ値か
ら、さらに絞り開口が縮小する方向に絞り、高濃度領域
３により絞り開口の全てが覆われるまでの間に、Ｆ値と
して２段程度以上の差を有することを示している。

【００６７】仮にこの差を大きくする（つまり、Ａ５に
対するＡ４を大きくする）と、絞り開放時において低濃
度領域２および高濃度領域３に覆われた部分の面積が大
きくなり（素通し部分が小さくなり）、絞り開放時の光
の透過率が低くなるという問題が生じるか、ＮＤフィル
ターで覆いきった絞り開口でのＦ値が大きな値となり、
目的とする小絞り時の回折防止がうまく行えないという
問題が生じることが懸念される。

【００６８】また、上記差を小さくする（つまり、Ａ４
に対するＡ５を大きくする）と、図１（Ｂ）にて説明し
たように、絞り開口内のうちの高濃度領域３に覆われた
部分の面積が大きくなり、照度むらの発生が懸念され
る。以上から、上記の程度の面積設定が、照度むらを発
生させず、かつ小絞り時の回折による悪影響を防止する
のに最適である。

【００６９】なお、上記各実施形態はそれぞれ別の絞り
装置の実施形態として説明したが、上記（１）〜（３）
式により表される関係のいずれをも満たすように１つの
絞り装置を構成してもよい。

【００７０】（第３実施形態）図５には、上記各実施形
態にて説明した絞り装置を備えた、本発明の第３実施形
態であるビデオカメラ又はデジタルスチルカメラ（撮像
装置）における被写体の明るさ（横軸）と絞り開口径
（左縦軸）とシャッター速度（右縦軸）との関係を示し
ている。

【００７１】この図において、実線Ｌ３は明るさに応じ
た絞り開口径（開口面積）を、破線Ｌ５は明るさに応じ
たＣＣＤ等の撮像素子への電荷蓄積時間（シャッター速
度）を示している。絞り装置は、被写体の明るさが暗い
側から明るくなるにつれて、絞り開口径が小さくなるよ
うに制御される。この際、シャッター速度は長い側でほ
ぼ一定である。

【００７２】しかし、絞り開口径が「リミット開口径」
として設定された径に達すると、それ以上被写体が明る
くなっても、小絞り回折による解像度の劣化が発生する
おそれが出てくるため、それ以上絞り開口径を小さくせ
ず、「リミット開口径」を維持する（Ｌ３′）。

【００７３】これに対し、「リミット開口径」に対応す
る明るさを超えて被写体が明るくなるにつれて、シャッ
ター速度を高速にしていく（Ｌ５′）ことで、特に明る
い被写体に対しても最適な露出を得るようにしている。

【００７４】ここで、「リミット開口径」は、絞り開口
の全てをＮＤフィルターのうち高濃度領域３が覆ってい
る状態で、小絞り回折の出現具合等から定められる絞り
開口径である。

【００７５】また、ＣＰＵを用いて上記のような制御を
行う実際の撮像装置では、この「リミット開口径」は、
例えば、絞り開放状態を基準とした絞り羽根の駆動量に
換算されてメモリに記憶される。そして、エンコーダー
を通じて絞り羽根の開放状態からの駆動量が上記記憶駆
動量に達したことを検出したＣＰＵは、この検出情報
と、ＡＥゲート（図７参照）を通過して得られた映像信
号の輝度信号とに応じて、この状況で露出がオーバーに
なるか否かを判断し、露出オーバーにらなると判断した
場合にはシャッター速度を高速化するように制御する。

【００７６】なお、上記各実施形態では、ＮＤフィルタ
ーが２つの濃度領域を有する場合について説明したが、
本発明は、ＮＤフィルターが３つ以上の濃度領域を有す
る場合にも適用することができる。この場合、隣り合っ
た二つのＮＤ領域に関して本発明を適用できるもので、
上述の各実施形態と同様に、高濃度領域の面積が低濃度
領域の面積より小さくなる関係となる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像素子の小型化と高画素化へが進む中で問題となって
いた、画面内の照度むらや、小絞り時の光の回折による
画質の劣化を防止し、撮像装置における最適な露出制御
を行うことができる。

【００７８】また、遮光羽根をリミット状態より開き側
でのみ駆動することとし、遮光羽根を上記リミット状態
より閉じ側で駆動して撮像を行う際のシャッタ速度を、
リミット状態より開き側で駆動して撮像を行う際のシャ
ッタ速度よりも速くすれば、小絞り回折による画質の劣
化や画面内での照度むらを防止しながら、特に明るい状
況下でも最適な露出制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本概念の説明図。

【図２】本発明の第１実施形態である絞り装置の説明
図。

【図３】本発明の第２実施形態である絞り装置の説明
図。

【図４】上記第２実施形態の絞り装置におけるＮＤフィ
ルターの２つの濃度領域の面積関係の説明図。

【図５】本発明の第３実施形態である撮像装置における
被写体明るさと絞り開口径とシャッター速度との関係を
示すグラフ。

【図６】従来のビデオカメラのレンズの構成図。

【図７】従来のビデオカメラの電気回路を示すブロック
図。

【図８】従来の絞り装置の分解斜視図。

【符号の説明】

Ｓ 絞り開口 １ 素通し部分（ＮＤフィルターによって覆われていな
い部分） ２ ＮＤフィルターの低濃度領域 ３ ＮＤフィルターの高濃度領域 Ａ１ 素通し部分の面積 Ａ２，Ａ４ 低濃度領域の面積 Ａ３，Ａ５ 高濃度領域の面積 Ｌ３ 絞り開口径 Ｌ５ シャッター速度

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遮光羽根を駆動して光通過口の面積を変
   更することにより光量を調節する光量調節装置におい
   て、 前記遮光羽根に、それぞれ光透過率が異なる複数の濃度
   領域を有するＮＤフィルタが取り付けられており、 前記光通過口の面積が最大であるときに、この光通過口
   のうち、 前記ＮＤフィルタにより覆われていない部分の面積をＡ
   １、 前記ＮＤフィルタにおける前記複数の濃度領域のうち最
   も光透過率が高い領域により覆われた部分の面積をＡ
   ２、 前記複数の濃度領域のうち最も光透過率が低い領域によ
   り覆われた部分の面積をＡ３としたときに、 Ａ３＜Ａ２＜Ａ１ の関係を満たすことを特徴とする光量調節装置。
2. 【請求項２】 遮光羽根を駆動して光通過口の面積を変
   更することにより光量を調節する光量調節装置におい
   て、 前記遮光羽根に、それぞれ光透過率が異なる複数の濃度
   領域を有するＮＤフィルタが取り付けられており、 前記光通過口の面積が、この光通過口の全部が前記ＮＤ
   フィルタにより覆われる面積のうち最大であるときに、
   この光通過口のうち、 前記ＮＤフィルタにおける前記複数の濃度領域のうち最
   も光透過率が高い領域により覆われた部分の面積をＡ
   ４、 前記複数の濃度領域のうち最も光透過率が低い領域によ
   り覆われた部分の面積をＡ５としたときに、 Ａ５＜Ａ４ の関係を満たすことを特徴とする光量調節装置。
3. 【請求項３】 前記面積Ａ５と前記面積Ａ４とが、 ４×Ａ５＜Ａ４ の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の光量
   調節装置。
4. 【請求項４】 遮光羽根を駆動して光通過口の面積を変
   更することにより光量を調節する光量調節装置におい
   て、 前記遮光羽根に、それぞれ光透過率が異なる複数の濃度
   領域を有するＮＤフィルタが取り付けられており、 前記光通過口の面積が最大であるときに、この光通過口
   のうち、 前記ＮＤフィルタにより覆われていない部分の面積をＡ
   １、 前記ＮＤフィルタにおける前記複数の濃度領域のうち最
   も光透過率が高い領域により覆われた部分の面積をＡ
   ２、 前記複数の濃度領域のうち最も光透過率が低い領域によ
   り覆われた部分の面積をＡ３としたときに、 Ａ３＜Ａ２＜Ａ１ の関係を満たし、 かつ、前記光通過口の面積が、この光通過口の全部が前
   記ＮＤフィルタにより覆われる面積のうち最大であると
   きに、この光通過口のうち、 前記ＮＤフィルタにおける前記複数の濃度領域のうち最
   も光透過率が高い領域により覆われた部分の面積をＡ
   ４、 前記複数の濃度領域のうち最も光透過率が低い領域によ
   り覆われた部分の面積をＡ５としたときに、 Ａ５＜Ａ４ の関係を満たすことを特徴とする光量調節装置。
5. 【請求項５】 前記面積Ａ５と前記面積Ａ４とが、 ４×Ａ５＜Ａ４ の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光量
   調節装置。
6. 【請求項６】 遮光羽根を駆動して光通過口の面積を変
   更することにより光量を調節する光量調節装置におい
   て、 前記遮光羽根に、それぞれ光透過率が異なる複数の濃度
   領域を有するＮＤフィルタが取り付けられており、 前記遮光羽根を、前記光通過口の面積が、この光通過口
   の全部が前記ＮＤフィルタにおける前記複数の濃度領域
   のうち最も光透過率が低い濃度領域により覆われる面積
   のうち最大となる状態と、零となる状態との間に設定し
   たリミット状態より開き側でのみ駆動することを特徴と
   する光量調節装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載の光量
   調節装置を備えたことを特徴とする光学機器。
8. 【請求項８】 請求項１から６のいずれかに記載の光量
   調節装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の光量調節装置を備えて
   おり、 前記遮光羽根を前記リミット状態より開き側でのみ駆動
   して撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
10. 【請求項１０】 請求項６に記載の光量調節装置を備え
    ており、 前記遮光羽根を前記リミット状態より開き側でのみ駆動
    して撮像を行うモードの設定が可能であることを特徴と
    する撮像装置。
11. 【請求項１１】 前記遮光羽根を前記リミット状態より
    開き側でのみ駆動して撮像を行う場合に、 前記遮光羽根を前記リミット状態より閉じ側で駆動して
    撮像を行う際のシャッター速度を、前記リミット状態よ
    り開き側で駆動して撮像を行う際のシャッター速度より
    も速くすることを特徴とする請求項９又は１０に記載の