JP3126018B2 - 光量調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、特に小径の撮影
レンズを使用したカメラに適した光量調節機構を用いた
光量調節装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】撮像手段としてのＣＣＤの進歩はビデオ
カメラや電子スチルカメラを普及させ、これらのカメラ
の用途を広範囲なものとしている。特に、ＣＣＤが利用
されているカメラでは撮影レンズを小径なものにして、
カメラの小型化や軽量化を図り、特に家庭用ビデオカメ
ラの普及の促進を果している。この種のカメラの用途が
広範囲となることにより、撮影する際の被写体の輝度も
広範囲に亙ることになる。真夏の海や雪山などにおける
撮影の際のように被写体が高輝度になる場合には、絞り
径が小さくなるから回折現象が生じてしまい、撮影した
画像を劣化させてしまうおそれがある。このため図３に
示すように、光軸と直交する面内で摺動する一対の絞り
羽根１、１の開口２の一部にＮＤフィルタ３を取り付け
ることによって対処している。すなわち、絞り径が小さ
くなった場合には、被写体光をＮＤフィルタに透過させ
て光量を減じるようにしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、絞り開口の一部にＮＤフィルタを取り付けた
構造では、次のような問題が生じるおそれがある。絞り
の口径は被写体の輝度が高い場合であってもできるだけ
大きい方が望ましく、そのためには上記ＮＤフィルタ３
には減光率が大きいものを用いることが好ましい。とこ
ろが、減光率を大きくするために濃度の高いＮＤフィル
タ３を用いる場合には、図４に示すように絞り口径を小
さくしたときに、ＮＤフィルタ３と絞りの開口２との間
に形成された開口部2aにより回折現象が生じてしまうお
それが生じる。このため、従来ではＮＤフィルタ３の濃
度については、高輝度時の被写体を撮影する場合と回折
現象を避けることができるものとの妥協を図った状態で
決定されている。そのため、撮影された画像の劣化をあ
る程度に抑制でき、また被写体輝度が高い場合であって
も露出がオーバーとならない程度に抑制できるようにし
てある。

【０００４】そこで、この発明は、高輝度時の絞り径を
十分に大きくすることができるとともに、回折の影響を
ほぼ排除することができるようにした光量調節機構を用
いた光量調節装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの技術的手段として、この発明に係る光量調節装置
は、平行に配された２枚の光透過性を有する透光板から
なるカバー体を有し、上記透光板の少なくとも一方を、
他方の透光板との間隔を変更する方向に移動自在とした
駆動側透孔板とし、上記駆動側透光板を駆動する透光板
駆動手段を有し、上記２枚の透光板の間に適宜な減光率
を備えた減光液を封入してなり、上記２枚の透光板の間
隔を変更することにより上記減光液の厚さが変更されて
減光率が変化する光量調節機構と、絞り手段とを、被写
体から撮像手段に至るまでの光路の途中に配設し、前記
被写体の輝度に応じて、前記被写体が高輝度である場合
には、前記絞り手段の口径を所定の値に保って、前記光
量調節機構で光量の調節を実施し、前記被写体が低輝度
である場合には、前記光量調節機構を透過光量最大に保
って前記絞り手段の口径を調節することで光量の調節を
実施することを特徴としている。

【０００６】上記２枚の透光板の間隔が小さくなれば上
記減光液の厚さが小さくなって減光率が低下し、濃度の
低いフィルタを装着した場合と同様の効果を得ることが
できる。また、透光板の間隔が大きくなれば減光液の厚
さが大きくなって減光率が大きくなり、濃度の高いフィ
ルタを装着した場合と同様の効果を得ることがでる。減
光液としては、例えば黒色の液体を用いることができ
る。そして、この光量調節機構をビデオカメラなどに用
いる場合には、自動露出のための測光手段に上記透光板
駆動手段を連繋させて、被写体の輝度に応じて透光板の
移動量を調節して２枚の透光板の間隔を調整する。例え
ばビデオカメラに搭載されている光学系では、撮影レン
ズから撮像手段であるＣＣＤに至る光路の途中のいずれ
かに、上記光量調節機構と絞り手段とを組込む。そし
て、被写体の輝度が低い場合には、上記光量調節機構を
透過する光量を最大とし、上記絞り手段の口径を変更す
ることにより撮影光学系を透過する光量を調節する。被
写体の輝度が高い場合には、絞り手段の口径を一定の大
きさに固定した状態とし、光量調節機構の減光液の厚さ
を変更することにより撮影光学系を透過する光量を調節
する。なお、被写体の輝度が高い場合に一定する絞り手
段の口径は、回折現象を生じない大きさとすることが望
ましい。

【０００７】また、この発明に係る光量調節装置は、前
記透光板駆動手段に圧電素子を用いたことを特徴として
いる。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図示した好ましい実施の形
態に基づいて、この発明に係る光量調節装置を具体的に
説明する。図１はこの光量調節装置に具備される光量調
節機構10を示す断面図である。ガラスなどの光透過性を
有する材料で形成した円盤状の２枚の透光板11、12を平
行に配設し、これら透光板11、12の周縁部にゴムなどの
弾性体によって形成した環状の緩衝容器13を接続して、
この緩衝容器13と２枚の透光板11、12の間隙とで密封容
器部を構成してある。

【００１３】上記密封容器部には、例えば黒色などに着
色された減光液14が封入してあり、該減光液14はその液
の厚さに応じて減光率が変化するものが用いられてい
る。また、この減光液14は後述する作用を果すのに適宜
な粘性を有しているものであることが望ましい。

【００１４】前記緩衝容器13は環状のケーシング15に収
められており、前記透光板11、12の周縁部はこのケーシ
ング15の開口部に位置している。一方の透光板12は固定
側透光板であり、ケーシング15の開口縁部に固定されて
いる。他方の透光板11は駆動側透光板であり、この駆動
側透光板11とケーシング15の開口部との間には透光板駆
動手段としての圧電素子16を介在させてあり、該圧電素
子16に給電することによって駆動側透光板11が平行に移
動して固定側透光板12との間隔が変更されるようにして
ある。

【００１５】図２は上記光量調節機構を、いわゆるイン
ナフォーカス式のビデオカメラに用いて光量を調節する
装置として利用する場合の構成の概略を示す図である。
前群レンズ21の後方に上記光量調節機構10が配設され、
該光量調節機構10の後方に順に絞り手段22とフォーカス
光学系を含む後群光学系23、撮像手段としてのＣＣＤ24
とが配設されている。上記絞り手段22は、絞り用の開口
が形成されて、この開口の大きさを変更して絞り口径を
変化させることができるものであり、ＮＤフィルタなど
のフィルタは備えていない。また、光量調節機構10は前
記透光板11、12と直交する方向を光軸方向に一致させて
配置してある。

【００１６】以上により構成したこの発明に係る光量調
節装置の実施形態について、以下にその作用を、該光量
調節装置に具備させた光量調節機構の作用とともに説明
する。

【００１７】圧電素子16に直流電圧を印加すると該圧電
素子16がひずんで駆動側透光板11を移動させることにな
り、固定側駆動板12との間の間隔が変更されることにな
る。透光板11と透光板12との間には減光液14が封入され
ているから、これら透光板11、12の間隔が変化すると透
光板11、12を透過する光の量が変更されることになる。
すなわち、透光板11、12の間隔が小さくなると減光液14
の厚さが小さくなるから、該減光液14の濃度が低くなり
透過する光の量が増加することになる。他方、透光板1
1、12の間隔が大きくなると減光液14の厚さが大きくな
るから、該減光液14の濃度が高くなり透過する光の量が
減少することになる。このため、透光板11、12の間隔を
変更することによりこの光量調節機構10を透過する光量
を変更させることができる。しかも、透光板11、12の間
隔の変更は圧電素子16への印加電圧を制御することによ
り容易に行なうことができる。

【００１８】上記透光板11、12の間隙には減光液14が充
填されているため、これら透光板11、12の間隔の変更に
よって減光液14がこの間隙内に流入したり流出したりす
る必要がある。すなわち、透光板11、12の間隔が小さく
なって減光液14が間隙から押出される場合には、透光板
11、12の周縁部に接続された緩衝容器13が膨張して押出
された減光液14を受容することになる。反対に、該間隔
が大きくなって減光液14が間隙内に吸込まれる場合に
は、緩衝容器13が収縮して減光液14を間隙内に供給する
ことになる。

【００１９】なお、この実施形態では、弾性体からなる
緩衝容器13を透光板11、12の周縁部に接続した構造を示
したが、透光板11、12の間隙内を減光液14で充満させる
構造であれば、例えば減光液14用のタンクを設けてこの
タンクと透光板11、12の間隙とを配管し、透光板11、12
の間隔の変化によって減光液14が該間隙とタンクとの間
を流れるようにしても構わない。斯かる構造によれば減
光液14の補充や交換を容易に行なうことができ、該減光
液14の色に応じてこの光量調節装置10をフィルタとして
機能させることもできる。

【００２０】また、図２に示す光量調節装置では、図示
しない測光手段によって得られた測光データを基に絞り
手段22と光量調節機構10を制御してＣＣＤ24に入射する
被写体からの光を調節する。例えば、被写体輝度が低い
場合には光量調節手段10を透過する光量を最大のものと
して、即ち透光板11と透光板12の間隔を最少またはこれ
ら透光板11、12を密着させて、絞り手段22の絞り口径を
調節することによってＣＣＤ24に入射する光量を調節す
る。他方、被写体輝度が高い場合には光量調節機構10の
調節範囲との関係で絞り手段22の絞り口径を所定の大き
さで一定に固定し、光量調節機構10の減光率を変化させ
ることによってＣＣＤ24に至る光量を調節する。この被
写体輝度が高い場合に固定する絞り口径の大きさは、回
折現象を生じない大きさとすることが望ましい。

【００２１】この光量調節装置によれば、被写体輝度が
高い場合に絞り手段22の絞り口径を小さくしなくても光
量調節機構10によって十分に減光することができるた
め、回折現象を生じさせることがない。

【００２２】また、図２に示す構成に対して絞り手段22
を配さない構成とした光量調節装置とすることもでき
る。この構成による場合には、被写体輝度の全範囲に亙
って光量調節機構10によってＣＣＤ24に入射する光量を
調節することになる。この構成では、前記絞り手段22を
備えていないため、回折現象が生じることがない。

【００２３】さらに、図２に示す実施形態では光量調節
機構10を前群光学系21と絞り手段22との間に配設して構
成したものを示したが、この光量調節機構10は被写体の
光がＣＣＤ24の入射する光路の途中であればいずれに位
置に配した構成とすることもできる。また、絞り手段22
を設けない構成とした場合であっても同様に、該光量調
節機構10は光路中のいずれに位置に配設した構成であっ
ても構わない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る光
量調節装置によれば、２枚の透光板の間隔を変更するこ
とによって減光率を連続的に変化させることができる光
量調節機構と絞り手段とを併用したから、被写体輝度が
高い状態では、光量調節機構によって光量を調節でき
る。このため、絞りを最小の径とする必要がないから、
回折現象を生じさせることがない。しかも、ビデオカメ
ラなどに組込まれた測光手段によるデータに基づいて光
量調節機構を容易に作動させることができるので、輝度
に応じて確実に光量を調節することができる。

【００２５】しかも、圧電素子などを用いて上記透過板
の間隔を電気的な信号に応じて変更させることができる
から、容易に減光率を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光量調節装置に具備させるのに
適した光量調節機構を示す断面図である。

【図２】この発明に係る光量調節装置を備えた光学系の
概略の構成を示す図である。

【図３】従来の光量調節のための機構を説明する図で、
絞り羽根の正面図で、絞り径が大きい状態を示してい
る。

【図４】従来の光量調節のための機構を説明する図で、
絞り羽根の正面図で、絞り径が小さい状態を示してい
る。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平行に配された２枚の光透過性を有する
   透光板からなるカバー体を有し、 上記透光板の少なくとも一方を、他方の透光板との間隔
   を変更する方向に移動自在とした駆動側透孔板とし、 上記駆動側透光板を駆動する透光板駆動手段を有し、 上記２枚の透光板の間に適宜な減光率を備えた減光液を
   封入してなり、 上記２枚の透光板の間隔を変更することにより上記減光
   液の厚さが変更されて減光率が変化する光量調節機構
   と、 絞り手段とを、 被写体から撮像手段に至るまでの光路の途中に配設し、 前記被写体の輝度に応じて、 前記被写体が高輝度である場合には、前記絞り手段の口
   径を所定の値に保って、前記光量調節機構で光量の調節
   を実施し、 前記被写体が低輝度である場合には、前記光量調節機構
   を透過光量最大に保って前記絞り手段の口径を調節する
   ことで光量の調節を実施する ことを特徴とする光量調節
   装置。
2. 【請求項２】 前記透光板駆動手段に圧電素子を用いた
   ことを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。