JP2005070431A - 光量調節装置及び撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が簡単且つコンパクトで、安価に提供でき、しかも、より細かい段階で光量調節が行える光量調節装置を提供する。
【解決手段】 所定の回転軸を中心に回転可能で且つ径の異なる複数の孔１０１ａ〜１０１ｃを有する絞り板１０１と、所定の回転軸を中心に回転可能で且つ回転中心に対して周方向に透過率が変化するＮＤフィルタ１１１とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、結像光学系を用いて被写体像を取得するカメラ、即ち、撮影装置等の光学機器に用いられる光量調節装置及びその光量調節装置を組み込んだ撮影装置に関する。

写真フィルムを使用する通常のカメラや、固体撮像素子を内蔵したビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮影装置においては、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、露光開口部の大きさを制御する絞り機構が設けられている。そして、現在、一般に多く用いられている絞り機構には、その構成上の特徴から、複数の羽根を用い、虹彩のように光軸を中心にして連続して口径を変え得るタイプと、口径の異なる複数の開口部を選択的に光路に挿入するタイプとがある。

そして、前者のタイプの絞り機構は、口径を連続的に変えられるので、任意の口径の開口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設ける必要があり、それらの加工精度や組立精度を高めなければならないため、コスト高になるという問題点が有った。また、コストを下げるために絞り羽根を２枚にしたものもあるが、そのようにすると、開口面積の大きさ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いという問題点が有った。

他方、後者のタイプの絞り機構は、常に、光軸を中心にして円形の開口形状を得ることができるという利点がある反面、任意の大きさの開口部を得ることができず、予め用意された限られた口径の開口部を選択できるだけであるから、開口部の口径の選択幅が狭いという問題点が有った。

一方、撮像手段の単位受光部の間隔、いわゆる画素ピッチの狭小化に伴い、撮影光学系の有する光量調節用の絞り開口部による回折の影響が無視できなくなっている。即ち、高輝度被写体撮影時やスローシャッタ撮影時に絞り開口部が小さくなると、いわゆる小絞り回折の影響によって画像のコントラストが低下し、撮影光学系が本来有する結像性能や、撮像手段の高画素能力が充分に発揮されず、高精細画像が得られないという問題が生じる。

そこで、上述した小絞り回折を緩和するために、透過光量減衰用のＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙＦｉｌｔｅｒ（以下、ＮＤフィルタと記述する。）が多用される。

更に、最近では、上述したターレット式絞り板とＮＤフィルタや、その他の光量調節手段を組み合せた以下のような技術が知られている。

例えば、ターレット絞り板と液晶から成る光量調節手段を組み合わせて、入射光量を連続的に制御するカメラの絞り機構（例えば、特許文献１参照）。

また、ターレット絞り板と異なる濃度を持つ複数のＮＤフィルタを保持したターレットＮＤフィルタを有し、カメラ本体からのデータを元に複数の絞り孔と複数のＮＤフィルタの中から適正な光量となる径の絞り孔と透過率のフィルタを自動的に選択することにより、適正露出に設定することが容易なカメラのレンズ鏡筒（例えば、特許文献２参照）。

更に、ターレット絞り板と１種類の均一濃度を有するＮＤフィルタとを備え、使用する口径の開口部の選択とフィルタの使用・不使用の選択とを１つのモータによって行えるようにしたカメラの露出制御機構（例えば、特許文献３参照）。
特開平５−２９７２９１号公報 特開平６−２７３６５５号公報 特開平１１−２１８７９７号公報

しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題点があった。

特許文献１に開示されたカメラの絞り機構及び特許文献２に開示されたカメラのレンズ鏡筒では、絞り板とＮＤフィルタ（光量調節手段）を駆動するために別々の駆動源を有しているため、その構成が複雑となり、装置全体をコンパクトにすることが困難で、コストも高くなる。

また、特許文献３に開示されたカメラの露出制御機構では、ＮＤフィルタが１種類で、しかも、単一濃度であるため、光量調節の段数が限られてしまい、より細かい段階で光量調節を行うことができない。

そこで、本発明は、構成が簡単且つコンパクトで、安価に提供でき、しかも、より細かい段階で光量調節が行える光量調節装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、付加価値を高めた撮影装置を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光量調節装置は、開口部を通過する光束の量を調節する光量調節装置において、所定の回転軸を中心に回転可能で且つ径の異なる複数の孔を有する絞り板と、所定の回転軸を中心に回転可能で且つ回転中心に対して周方向に透過率が変化するフィルタとを備えたことを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮影装置は、本発明の光量調節装置と、被写体像を形成する撮影光学系と、前記被写体像を光電変換する撮像手段と、前記撮像手段により光電変換された信号を記録する記録手段とを有することを特徴とする。

本発明の光量調節装置によれば、構成が簡単且つコンパクトで、安価に提供でき、しかも、より細かい段階で光量調節を行うことができる。

また、本発明の撮影装置によれば、付加価値が高まる。

本発明の光量調節装置及び撮影装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる光量調節装置の要部分解斜視図である。同図において、１００は本実施の形態の係る光量調節装置である。１０１はターレット式の絞り板で、径の異なる複数の絞り孔１０１ａ〜１０１ｄと歯部１０３を有する。本実施の形態では、絞り孔１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄの大きさは、それぞれＦナンバ換算で、Ｆ２，Ｆ２．８，Ｆ４，Ｆ５．６に相当する。絞り板１０１の中心には軸受１０２が設けられ、後述する地板１３１の第１の回転支持軸１３２ａに回転可能に軸支される。

１１１は円盤状のＮＤフィルタ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙＦｉｌｔｅｒ）で、厚さ０．１ｍｍ程度の透明樹脂フィルム、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に、インクジェット印刷によって後述するＮＤ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）でパターンが形成されると共に、中心には軸受１１２が設けられ、後述する地板１３１の第２の回転支持軸１３２ｂに回転可能に軸支される。ＮＤフィルタ１１１の外周部には、金属板製の歯部１１３が接着されている。

なお、ＮＤフィルタ１１１に歯部１１３を接着せずに、ＮＤフィルタ１１１の基材である透明フィルムの外周部をギヤ形状としても良い。

ＮＤフィルタ１１１の上面には、ＮＤフィルタ１１１の初期位置を検出するための指標１１４が設けられている。ＮＤフィルタ１１１のパターンは、本実施の形態では、以下の３つの領域１１１ａ〜１１１ｃにより構成される。

１１１ａは透過率が略１００％の透明部領域で、光学濃度は０（ゼロ）、ＮＤ段数（減光段数）も０（ゼロ）である。ここで、光学濃度（ＯｐｔｉｃａｌＤｅｎｓｉｔｙ：ＯＤ値）、透過率Ｔｒ（％）及びＮＤ段数は、以下の式で関係付けられる。

透過率Ｔｒ＝１００＊１０^{（−OD値）} …（式１）
ＯＤ値＝−Ｌｏｇ_１０（Ｔｒ／１００） …（式２）
ＮＤ段数＝−Ｌｏｇ_２（Ｔｒ／１００）
＝−３．３２＊Ｌｏｇ_１０（Ｔｒ／１００）
＝３．３２＊ＯＤ値 …（式３）
１１１ｂは光学濃度０．４５（ＮＤ段数は１．５段）の均一濃度部領域、１１１ｃは光学濃度０．９（ＮＤ段数は３段）の均一濃度部領域である。

１２１は歯部が２段になっている連結ギヤ（歯車）で、後述する地板１３１の第３の回転支持軸１３２ｃに回転可能に支持される。なお、連結ギヤ１２１の上部の歯部１２１ａ及び下部の歯部１２１ｂは、それぞれ前述した絞り板１０１の歯部１０３及びＮＤフィルタ１１１の歯部１１３と、それぞれ噛合する。

なお、前述した絞り板１０１とＮＤフィルタ１１１の歯数は互いに同じであり、絞り板１０１の絞り孔の数がｘ、ＮＤフィルタ１１１の濃度数がｙの場合には、
（上部の歯部１２１ａの歯数）／（下部の歯部１２１ｂの歯数）＝ｙ／ｘ …（式４）
となるように構成してある。

本実施の形態では、絞り板１０１の絞り孔の個数は４個、ＮＤフィルタ１１１の濃度数が３であるので、上部の歯部１２１ａの歯数がＡである場合、下部の歯部１２１ｂの歯数は４Ａ／３である。

１３１は地板で、絞り板１０１及びＮＤフィルタ１１１を保持するものである。地板１３１の中央には、絞り開放時の光束の最大径を規定する絞り開口部１３１ａが設けられ、その周囲には、絞り板１０１、ＮＤフィルタ１１１及び連結ギヤ(歯車)１２１を支持するための回転支持軸１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃが突設されている。

１４１はカバー板で、地板１３１との間に所定の空間を形成し、該空間内に絞り板１０１とＮＤフィルタ１１１が、それぞれ収容される。カバー板１４１の中央には、光束通過用の開口部１４１ａが設けられている。また、カバー板１４１には、ＮＤフィルタ１１１の指標１１４の有無を検出するための検知用窓１４１ｂと、後述するピニオンギヤ１５１ａの逃げ孔１４１ｃが、それぞれ設けられている。

１５１はステップモータで、ＮＤフィルタ１１１を駆動するものである。ステップモータ１５１のモータ軸にはピニオンギヤ１５１ａが固定されている。このピニオンギヤ１５１ａは、カバー板１４１の逃げ孔１４１ｃを貫通して、ＮＤフィルタ１１１に設けられた歯部１１３と噛合する。１５２は投光素子と受光素子を内蔵した光学的位置検出手段で、ＮＤフィルタ１１１の上面からの反射光を検出するものである。この光学的位置検出手段１５２の直下にＮＤフィルタ１１１の指標１１４が対向すると、光学的位置検出手段１５２が所定の信号を出力し、ＮＤフィルタ１１１の位相角が初期状態に戻ったことを検知できるように構成されている。

以上の構成により、光学的位置検出手段１５２の出力を観察しながら、ステップモータ１５１を駆動してＮＤフィルタ１１１を初期状態、即ち、透明部領域１１１ａが地板１３１の絞り開口部１３１ａを覆う状態に戻す。

なお、前述のとおり、ＮＤフィルタ１１１と絞り板１０１は、連結ギヤ（歯車）１２１と噛合しているので、ＮＤフィルタ１１１と共に絞り板１０１も駆動する。また、ＮＤフィルタ１１１が初期状態にあるときには絞り板１０１も初期状態、つまり、絞り孔１０１ａが絞り開口部１３１ａを覆う状態となる。そして、その位置からステップモータ１５１を所定のプログラムに従って駆動することで、絞り板１０１とＮＤフィルタ１１１による透過光束減衰率を段階的に制御できる。

図２（ａ），（ｂ）は、それぞれ絞り板１０１及びＮＤフィルタ１１１の光学濃度分布の詳細を説明するための平面図であり、同図において、図１と同一部分には同一符号が付してある。

本実施の形態では、絞り板１０１は径の異なる４つの絞り孔１０１ａ〜１０１ｄを有している。４つの絞り孔１０１ａ〜１０１ｄは、絞り板１０１の中心を中心として周方向に等間隔を存して配置されており、それぞれの絞り孔１０１ａ〜１０１ｄの中心と地板１３１の中心との間の距離は全て等しく設定されている。

１１１ａは透明領域、１１１ｂは光学濃度０．４５（ＮＤ段数は１．５段）の均一濃度部領域、１１１ｃは光学濃度０．９（ＮＤ段数は３段）の均一濃度部領域である。これら３箇所の各領域１１１ａ〜１１１ｃは扇形状をなし、その中心角は全て１２０度に設定されている。

上記のような濃度分布を有するＮＤフィルタ１１１は、蒸着法、印刷法等によって製作できるが、本出願人による特願２００２−０４１６３４に記載された技術を用いれば、インクジェット印刷法によっても製作可能である。

図３は、図１に示した光量調節装置１００の光量調節作用を説明する図であり、詳しくは、ＮＤフィルタ１１１の回転角に対するＮＤ段数及び絞り板１０１の絞り孔１０１ａ〜１０１ｄの様子を示す図である。

図３において、横軸は、ＮＤフィルタ１１１が時計方向に回転した時の回転角（ｄｅｇ．）縦軸は、前記式３で表わされるＮＤフィルタ１１１のＮＤ段数である。

ＮＤフィルタ１１１の回転に伴って、濃度ゼロの領域から濃度の高い領域が絞り開口部１３１ａを覆うため、ＮＤ段数も０（ゼロ）段から３段まで変化する。

なお、絞り開口部１３１ａを同じ均一濃度部領域で覆う１２０度、２４０度及び３６０度では、ＮＤ段数の変化率は０（ゼロ）となる。

また、前述のとおり、ＮＤフィルタ１１１が駆動すると連結ギヤ（歯車）１２１を介して絞り板１０１も駆動し、絞り開口部１３１ａを覆う絞り板１０１の絞り孔１０１ａ〜１０１ｄは、図３の上側に示したように変化する。

本実施の形態では、ＮＤフィルタ１１１のＮＤ段数が３段、絞り板１０１の絞り孔の個数が４個であるので、合計で１２段階の光量調節を１つのアクチュエータで行うことが可能である。

図４は、図１乃至図３で説明した本実施の形態に係る光量調節装置１００を組み込んだ撮影装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、撮影装置は、光学像を撮像手段で電気信号に光電変換し、静止画像及び動画像をデジタルデータにして記録する電子カメラを例として説明する。

図４において、４００は複数のレンズ群から成る撮影光学系で、フロントレンズ群４０１、バリエータレンズ群４０２、フォーカシングレンズ群４０３、光学ローパスフィルタ４０４を有する。本実施の形態に係る撮影装置における撮影光学系４００の光学仕様は、３５ｍｍフィルム換算で焦点距離が３５〜２００ｍｍ、開放Ｆナンバは２であるものとする。１００は図１で示した本実施の形態に係る光量調節装置、４０５は露光時間を調節するシャッタ機構である。

また、撮影光学系４００の焦点位置（予定結像面）には、撮像手段（ＣＣＤ）４４０が配置されている。撮像手段４４０としては、照射された光エネルギを電荷に変換する複数の光電変換部、前記電荷を蓄える電荷蓄積部及び前記電荷を転送し且つ外部に送出する電荷転送部から成る２次元ＣＣＤ等の光電変換手段が用いられる。本実施の形態では、撮像手段４４０として３００万画素のＣＣＤセンサを用いるものとする。

４４１はアンプ回路、４４２はカメラ信号処理回路、４４３はメモリである。撮像手段４４０上に結像した被写体の像は、その明るさの強弱に応じた画素毎の電荷量として電気信号に変換され、アンプ回路４４１で増幅された後、カメラ信号処理回路４４２で所定のγ補正等の処理が施される。なお、このγ補正等の処理は、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号処理で行われても良い。このようにして作られた映像信号は、メモリ４４３に記録される。

メモリ４４３は、フラッシュＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等の半導体メモリ、光磁気ディスク等の光メモリ、磁気テープ等の磁気メモリ等、種々のものが利用可能である。

４２１は液晶ディスプレイ等の表示器で、撮像手段４４０で取得した被写体像や、撮像光学系４００の動作状況を表示する。４２２は操作スイッチ群で、ズームスイッチ、撮影準備スイッチ、撮影開始スイッチ、静止画モードと動画モードを選択する撮影モード選択スイッチ、露出制御モードやＡＦモード等を設定する撮影条件スイッチ等で構成される。４２３はズームアクチュエータで、バリエータレンズ群４０２を駆動し、撮影光学系４００の焦点距離を変えるものである。４２４はフォーカスアクチュエータで、フォーカシングレンズ群４０３を駆動し、撮影光学系４００の焦点状態を調節するものである。

４３１はＣＰＵ（中央演算処理装置）で、撮影装置全体の動作を制御する。４３２はＮＤフィルタ駆動回路で、図１の光学的位置検出手段１５２の出力をモニタしながらステップモータ１５１を駆動する。そして、ＮＤフィルタ駆動回路４３２は、ＮＤフィルタ１１１の回転角を調節し、光束通過開口部１４１ａの透過率を所望の値に制御する。４３３はシャッ駆動回路で、シャッタ機構４０５を駆動し、撮像手段４４０への露光時間を制御するものである。４３４はＣＣＤ駆動回路で、撮像手段４４０を駆動するものである。

図５は、図４に示した撮影装置が有するＣＰＵ４３１の制御動作の流れを示すフローチャートである。

図５において、まず、ステップＳ５０１で、撮影者によりメインスイッチがオン操作されたか否かをオン操作されるまで判断する。そして、メインスイッチがオン操作されたと判断された場合は、ＣＰＵ４３１はスリープ状態から脱してステップＳ５０２以降を実行する。

ステップＳ５０２では撮影装置の初期化を行う。具体的には、沈胴状態にある撮影光学系４００を撮影可能状態に繰り出し駆動した後、光量調節装置１００内のＮＤフィルタ１１１と絞り板１０１を初期位置にリセットする。次に、ステップＳ５０３で、露出制御モード、焦点調節モード、ホワイトバランスモード、静止画撮影時の画像サイズ等の各種撮影条件の設定を受け付ける。

次に、ステップＳ５０４で、撮像手段４４０により画像信号を取得し、画像信号処理回路４４２により所定の画像処理を施す。次に、ステップＳ５０５で測光演算（１）を行う。これは、前記ステップＳ５０４において取得した画像情報を用いて光量調節装置１００の制御量を演算する。次に、ステップＳ５０６で、前記ステップＳ５０５において算出した制御値に基づいてステップモータ１５１を回転駆動して光量制御（１）を行って、ＮＤフィルタ１１１の濃度と絞りの大きさを制御する。

次に、ステップＳ５０７で、前記ステップＳ５０４において取得した画像信号をプレビュー画像用に変換し、そのプレビュー画像を表示器４２１に表示する。次に、ステップＳ５０８で焦点検出を行い、次のステップＳ５０９でフォーカシングレンズ群４０１を駆動して、撮影光学系４００の焦点調節を行う。

次に、ステップＳ５１０で、撮影者によって撮影準備スイッチがオン操作されたか否かを判断する。そして、撮影準備スイッチがオン操作されないと判断された場合は前記テップＳ５０４へ戻り、光量調節制御、焦点調節制御及びプレビュー画像表示を繰り返し実行する。また、前記ステップＳ５１０において撮影準備スイッチがオン操作されたと判断された場合はステップＳ５１１へ進む。

ステップＳ５１１では測光演算（２）を行う。これは、前記ステップＳ５０５において取得した画像情報の最大値、最小値、平均値等を用いて光量調節装置１００の制御量を演算するものであるが、その詳細については後述する。次に、ステップＳ５１２で、前記ステップＳ５１１における測光演算（２）により算出した光量制御値に基づいてステップモータ１５１を回転駆動して光量制御（２）を行って、ＮＤフィルタ１１１の濃度と絞り板１０１の絞りの大きさを所望の値に制御する。

次に、ステップＳ５１３で焦点検出を行い、次のステップＳ５１４でフォーカシングレンズ群４０３を駆動して、撮影光学系４００の焦点調節を再度行う。次に、ステップＳ５１５で合焦したか否かを判断し、合焦しないと判断された場合は、前記ステップＳ５１３及びステップＳ５１４を繰り返し実行する。また、前記ステップＳ５１５において合焦したと判断された場合は、フォーカシングレンズ群４０３の駆動を停止し、次のステップＳ５１６で合焦したプレビュー画像を表示器４２１に表示する。

次に、ステップＳ５１７で、撮影者によって撮影スイッチがオン操作されたか否かを判断する。そして、撮影スイッチがオン操作されないと判断された場合は前記ステップＳ５１６へ戻り、プレビュー画像の表示を継続する。また、前記ステップＳ５１７において撮影準備スイッチがオン操作されたと判断された場合はステップＳ５１８へ進む。

ステップＳ５１８では撮像手段４４０の電荷蓄積を開始する。次に、ステップＳ５１９で、前記ステップＳ５１１における測光演算（２）により算出したシャッタ秒時に基づいて、シャッタ機構４０５のシャッタ羽根を閉じ方向に駆動し、撮像手段４４０への光束を遮断する。次に、ステップＳ５２０で撮像手段４４０より電荷を転送し、次のステップＳ５２１で、前記取得した３００万画素相当の画像信号に静止画像用の画像処理を施す。

次に、ステップＳ５２２で静止画像記録用の画像圧縮を行い、次のステップＳ５２３で、前記ステップＳ５２２において圧縮された画像信号をメモリ４４３に記録する。次に、ステップＳ５２４で、シャッタ機構４０５のシャッタ羽根を開き方向に復帰駆動し、その後、本撮影処理動作を終了する。

図６は、図５のステップＳ５１１における測光演算（２）の制御形式を説明するための図である。ここで図６（ａ）は、スチルカメラの露出制御プログラムを説明する際に用いられるＥＶ線図と称される図であり、図６（ｂ）は、被写体の明るさに対するＮＤフィルタ１１１の制御状態及び絞り板１０１の状態を説明する図である。

まず、図６（ａ）について説明する。

スチルカメラで適正露出を得るための演算式は、一般に以下のＡＰＥＸ演算式が用いられる。

ＡＶ＋ＴＶ＝ＢＶ＋ＳＶ＝ＥＶ …（式５）
ここで、ＡＶは開口値（ＡｐｅｒｔｕｒｅＶａｌｕｅ）、ＴＶは時間値（ＴｉｍｅＶａｌｕｅ）、ＢＶは輝度値（ＬｕｍｉｎａｎｃｅＶａｌｕｅ）、ＳＶは感度値（ＦｉｌｍＳｐｅｅｄＶａｌｕｅ）、ＥＶは露出値（ＥｘｐｏｓｕｒｅＶａｌｕｅ）である。そして、図６（ａ）の横軸には、シャッタ秒時（正確には表示数値の逆数が実露光時間）とこれに対応するＴＶ値が、縦軸には、絞り機構のＦナンバーとこれに対応するＡＶ値が記載してある。

なお、本発明では、光量調節に絞り板１０１とＮＤフィルタ１１１の両方を用いるため、図６（ａ）の縦軸には、Ｆナンバーに対してＮＤフィルタ１１１の透過率分を加味したＴナンバーを記載してある。ここで、Ｔナンバー及びＡＶ値は以下の式で表わされる（ＮＤフィルタ透過率ｔ×１００＝Ｔｒ（％））
Ｔナンバー＝Ｆナンバー／（ＮＤフィルタ透過率ｔ）^1/2 …（式６）
ＡＶ値（Ｔナンバー相当）＝ＡＶ値（Ｆナンバー相当）−Log₂（Tr／100）
＝ＡＶ値（Ｆナンバー相当）＋ＮＤ段数 …（式７）
また、図６（ａ）中の傾斜４５度線は、等ＥＶ値を表わす線で、撮像手段４４０の感度がＩＳＯ１００相当の場合のＥＶ値が傾斜４５度線の左上側に記載してある。

続いて図６（ａ）の露出制御のプログラム線図を詳しく説明する。

まず、ＥＶ値が２以上８未満の領域では、レンズのＴナンバーは２に固定、シャッタ秒時は１ｓｅｃから１／６０ｓｅｃに変化させて適正露光量を得る。

ＥＶ値が８以上１１未満の領域では、シャッタ秒時は１／３０ｓｅｃから１/６０ｓｅｃに適宜変化させ、レンズのＴナンバーも２から５．６に段階的に変化させて適正露光量を得る。ＥＶ値が１１以上１５未満の領域では、シャッタ秒時は１／１８７．５ｓｅｃから１／３７５ｓｅｃに適宜変化させ、レンズのＴナンバーも３．３から９．５に段階的に変化させて適正露光量を得る。ＥＶ値が１５以上１９未満の領域では、シャッタ秒時は１／１０００ｓｅｃから１／２０００ｓｅｃに適宜変化させ、レンズのＴナンバーも５．６から１６に段階的に変化させて適正露光量を得る。

続いて図６（ｂ）を用いて、各ＥＶ値におけるＮＤフィルタ１１１の濃度と絞り制御によるＦナンバーの組み合せについて説明する。

まず、ＥＶ値が２以上８未満の領域では、シャッタ秒時は各ＥＶ値に応じて高速側に変化しているが、絞り制御によるＦナンバーは開放のＦ２、ＮＤフィルタ１１１のＮＤ段数は０（ゼロ）に固定されている。即ち、この領域では、ＮＤフィルタ１１１は、図２（ｂ）の透明部領域１１１ａを使用していることになる。

ＥＶ値が８以上１１未満の領域では、シャッタ秒時は１／３０ｓｅｃから１／６０ｓｅｃに適宜変化、絞り制御によるＦナンバーはＦ２からＦ５．６まで段階的に変化、ＮＤフィルタ１１１のＮＤ段数は０（ゼロ）に固定されている。

ＥＶ値が１１を僅かに超えると、絞り制御によるＦナンバーをＦ５．６からＦ２に戻すと共に、ＮＤフィルタ１１１のＮＤ段数を０（ゼロ）から１．５段に切り換える。即ち、この段階では、ＮＤフィルタ１１１は、図２（ｂ）における光学濃度０．４５の均一濃度部領域１１１ｂを使用していることになる。

ＥＶ値が１１以上１５未満の領域では、シャッタ秒時は１／１８７．５ｓｅｃから１／３７５ｓｅｃに適宜変化、絞り制御によるＦナンバーはＦ２からＦ５．６まで段階的に変化、ＮＤフィルタ１１１のＮＤ段数は１．５段に固定されている。

ＥＶ値が１５を僅かに超えると、絞り制御によるＦナンバーをＦ５．６からＦ２に戻すと共に、ＮＤフィルタ１１１のＮＤ段数を１．５段から３段に切り換える。即ち、この段階では、ＮＤフィルタ１１１は、図２（ｂ）における光学濃度０．９の均一濃度部領域１１１ｃを使用していることになる。

ＥＶ値が１５以上１９未満の領域では、シャッタ秒時は１／１０００ｓｅｃから１／２０００ｓｅｃに適宜変化、絞り制御によるＦナンバーはＦ２からＦ５．６まで段階的に変化、ＮＤフィルタ１１１のＮＤ段数は３段に固定されている。

以上のように被写体の明るさに応じて、適宜ＮＤフィルタ１１１と絞り板１０１の絞り孔１０１ａ〜１０１ｄの組み合せを変えることにより、所望の光量を得ることができる。また、ＮＤフィルタ１１１と絞り板１０１との間に連結ギヤ１２１を設けることで、ＮＤフィルタ１１１と絞り板１０１とを１つのアクチュエータで駆動することが可能である。

なお、本実施の形態では、絞り板１０１とＮＤフィルタ１１１を連結するために連結ギヤ１２１を用いているが、連結ギヤ１２１を用いずにステップモータ１５１のピニオンギヤ１５１ａを２段の連結ギヤに構成し、これにより絞り板１０１とＮＤフィルタ１１１とを連結して駆動する構造であっても良い。

以上詳述したように、本実施の形態に係る光調節装置１００によれば、絞り板１０１とＮＤフィルタ１１１とを連結ギヤ１２１で連結することにより、絞り板１０１とＮＤフィルタ１１１とを１つのアクチュエータで駆動することが可能となり、構成が簡単でコンパクトになり、しかも安価となる。また、絞り板１０１は複数の絞り孔１０１ａ〜１０１ｄを、ＮＤフィルタ１１１は濃度の異なる複数の領域１１１ａ〜１１１ｃを、それぞれ有しているため、絞り板１０１の絞り孔１０１ａ〜１０１ｄとＮＤフィルタ１１１の濃度の組み合わせを任意に調節することが可能となり、より細かい段階で光量調節を行うことができる。

また、本実施の形態に係る光量調節装置１００を撮影装置に組み込むことで、付加価値が高くなる。

以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、この実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または実施形態の構成が持つ機能を達成できる構成であれば、どのようなものであっても適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る光量調節装置の要部構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る光量調節装置の絞り板及びＮＤフィルタの構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る光量調節装置の光量調節作用説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る光量調節装置を組み込んだ撮影装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る光量調節装置を組み込んだ撮影装置の制御動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る光量調節装置を組み込んだ撮影装置の露出制御説明図である。

符号の説明

１００ 光量調節装置
１０１ 絞り板
１０１ａ 絞り孔
１０１ｂ 絞り孔
１０１ｃ 絞り孔
１０１ｄ 絞り孔
１０２ 軸受
１０３ 歯部
１１１ ＮＤフィルタ
１１１ａ 透明部領域
１１１ｂ 均一濃度領域
１１１ｃ 均一濃度領域
１１２ 軸受
１１３ 歯部
１１４ 指標
１２１ 連結ギヤ（歯車）
１２１ａ 歯部
１２１ｂ 歯部
１３１ 地板
１３１ａ 絞り開口部
１３２ａ 回転支持軸
１３２ｂ 回転支持軸
１３２ｃ 回転支持軸
１４１ カバー板
１４１ａ 開口部
１４１ｂ 検知窓
１４１ｃ 逃げ孔
１５１ ステップモータ
１５１ａ ピニオンギヤ
１５２ 光学的位置検出手段
４００ 撮影光学系
４０１ フロントレンズ群
４０２ バリエータレンズ群
４０３ フォーカシングレンズ群
４０４ 光学ローパスフィルタ
４０５ シャッタ機構
４２１ 表示器
４２２ 操作スイッチ群
４２３ ズームアクチュエータ
４２４ フォーカシングアクチュエータ
４３１ ＣＰＵ
４３２ NDフィルタ駆動回路
４３３ シャッタ回路
４３４ ＣＣＤ駆動回路
４４０ 撮像手段
４４１ アンプ回路
４４２ カメラ信号処理回路
４４３ メモリ

Claims (10)

1. 開口部を通過する光束の量を調節する光量調節装置において、
   所定の回転軸を中心に回転可能で且つ径の異なる複数の孔を有する絞り板と、
   所定の回転軸を中心に回転可能で且つ回転中心に対して周方向に透過率が変化するフィルタと
   を備えたことを特徴とする光量調節装置。
2. 前記フィルタは、透過率が段階的に変化することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
3. 前記フィルタは、透過率が連続的に変化することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
4. 前記絞り板と前記フィルタを同一の駆動手段で駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光量調節装置。
5. 前記駆動手段の所定駆動量に対して、前記絞り板と前記フィルタの回転角度が互いに異なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光量調節装置。
6. 前記絞り板の周辺近傍領域及び前記フィルタの周辺近傍領域には歯部を有し、前記絞り板の歯部と前記フィルタの歯部とが前記駆動手段の歯車に噛合していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光量調節装置。
7. 前記歯車の歯部が２段になっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光量調節装置。
8. 前記フィルタは、ＮＤフィルタ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙＦｉｌｔｅｒ）であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光量調節装置。
9. 請求項１乃至８に記載の光量調節装置と、被写体像を形成する撮影光学系と、前記被写体像を光電変換する撮像手段と、前記撮像手段により光電変換された信号を記録する記録手段とを有することを特徴とする撮影装置。
10. 前記光量調節装置を前記撮影光学系に配置して成ることを特徴とする請求項９に記載の撮影装置。

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