JP4232738B2 - 光量絞り装置 - Google Patents

Description

本発明は、光量絞り装置に係り、特に、ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置，写真機あるいはレンズ等に好適に用いられる光量絞り装置に関する。

一般に、撮像装置等には、光が通過する開口部に対して光を遮断する絞り羽根を進退するよう駆動して開口面積を増減させてその開口部を通過する光の量を調節する光量絞り装置が搭載されている。
このような光量絞り装置においては、高輝度の被写体を最適露出で撮影する場合や深い被写界深度を有する像を得たい場合等に、光が通過する開口部の面積が小さくなりすぎるとこの開口部で生じる回折現象が顕著になり、得られる像の質が低下するという不具合があった。具体的には、小絞りボケと称されるコントラストの低下である。

この不具合を改善するために、一対の絞り羽根を互いに直線的に接近及び離隔させて光量調節を行う光量絞り装置において、曲線状に偏光面が形成された偏光板を各絞り羽根の先端部に設け、その曲線状偏光面を、各絞り羽根が接近して光量を絞る際に、重なり合う偏光板における互いの偏光面の成す角度が０度から９０度に徐変するように形成した構成の光量絞り装置が特許文献１に開示されている。
この光量絞り装置によれば、光量の絞り込みを開口部面積だけによらず、偏光板の偏光作用による光量減少を併用することで、回折現象が顕著にならない程度の開口部でのさらなる光量絞り込みが可能となる。
特開平８−１２２８４８号公報

ところで、この従来技術においては、偏光面を曲線状に形成した、換言するならば、偏光方向を変化させた偏光板を用いる必要がある。
しかしながら、一般に偏光板の偏光方向は１方向であり、これを曲線状に変化させる偏光板は極めて特殊である。従って、このような偏光板は入手が難しいので量産における製造が容易でなく、また、大幅なコストアップとなってしまう。
そして、このような光量絞り装置を用いた撮像装置やレンズ等は高価なものになってしまう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、容易に製造が可能で大幅なコストアップとなることがなく、光量の絞り込み程度によらず像質を低下させることがない光量絞り装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する光量絞り装置を提供する。
〔１〕 光が通過する通過口と、遮光性を有し前記通過口に対して進入及び退避して前記通過口における前記光の通過範囲を減少及び増加させる第１及び第２の絞り羽根と、を備えた光量絞り装置において、
一方向の偏光面を有し前記第１の絞り羽根に設けられた第１の偏光板と、一方向の偏光面を有し前記通過口に対して進退する第２の偏光板と、前記第１及び第２の絞り羽根、並びに、前記第２の偏光板の前記通過口に対する進退動作を互いに連動させる動作連動手段と、を備え、前記動作連動手段は、前記第１及び第２の絞り羽根を第１の方向に直線移動して前記通過口に対し進退させると共に、前記第１及び第２の絞り羽根の進退動作に連動して前記第２の絞り羽根を前記第１の方向とは異なる第２の方向で前記通過口に対して進退させるよう構成され、且つ、前記第１の絞り羽根の前記通過口への進入に伴い、前記第２の偏光板を前記第２の方向で通過口に進入させて前記光の通過範囲内における前記第１及び第２の偏光板の重なり合う部分の面積を前記通過口の縁部側から前記第２の方向に沿って拡大させると共に、前記第１及び第２の偏光板の各偏光面の方向が互いに直交する方向に近づくよう構成されていることを特徴とする光量絞り装置である。

本発明によれば、製造が容易で、大幅なコストアップにならずに光量絞り込みの際の像質低下を防止することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本発明の光量絞り装置の実施例の動作を説明する平面図である。
図２は、本発明の光量絞り装置の実施例を説明する部品図である。

まず、実施例の光量絞り装置の構成について図２を用いて説明する。
この光量絞り装置は、ベース２０，第１の絞り羽根１，第２の絞り羽根２及び第３の絞り羽根３とを有して構成されている。
ベース２０には、図２の背面側にモータ２１が取り付けられており、その軸２１ａにレバー４が固定されている。
レバー４の両端部には、一対のピン５Ａ，５Ｂが図の手前側に突出するように立設されている。
モータ２１は図示しない駆動回路に接続され、その駆動回路からの指示により時計回りまたは反時計回り〔図２（ａ）の矢印方向〕に回動する。従って、ピン５Ａ，５Ｂはそのモータ２１の回動に伴って円軌道５ｃ上を移動する。
モータ２１は、その駆動角度が制限されており、ピン５Ａ，５Ｂは、後述するように円軌道５ｃ上の一部を移動する。
ベース２０には円形の開口部６が形成されている。この開口部６は、光の透過口である。
ベース２０の開口部６の左側には一対のピン７Ａ１，７Ａ２が、また、右側には一対のピン７Ｂ１，７Ｂ２が立設されている。
各ピン５Ａ，５Ｂ，７Ａ１，７Ａ２，７Ｂ１，７Ｂ２は、理解を容易にするために、図面において点状のハッチングを付して示している。

第１の絞り羽根１は遮光性を備え薄板状に形成されており、ピン５Ａと係合する第１のスリット１ａ，ピン７Ａ１，７Ａ２と係合する第２のスリット１ｂ及びピン７Ｂ１，７Ｂ２と係合する第３のスリット１ｃを有している。
各ピンと第１〜第３のスリットとを係合した状態で、第１の絞り羽根１は、ベース２０に対して図２の上下方向に直線移動が可能である。また、その状態で、開口部６の軸２１ａ側半分と概ね対応する部分には、約９０°で互いに交わる辺部１ｄ，１ｄからなる絞り窓部１ｅが形成されている。
また、この絞り窓部１ｅには、各辺部１ｄ，１ｄの一部と重なって外側に延出するように第１の偏光板８が固定されている。
この第１の偏光板８は、一方向の偏光面を有する板であり、第１の絞り羽根１には、図２（ｂ）の矢印方向（ハッチング方向と同じ）に偏光面を有するように固定される。

第２の絞り羽根３も遮光性を備えた薄板状に形成されており、ピン５Ｂと係合する第１のスリット２ａ，ピン７Ａ１，７Ａ２と係合する第２のスリット２ｂ及びピン７Ｂ１，７Ｂ２と係合するスリット第３の２ｃを有している。
各ピンと第１〜第３のスリットとを係合した状態で、第１の絞り羽根１は、ベース２０に対して図２の上下方向に直線移動が可能である。また、その状態で、開口部６の軸２１ａとは反対側の半分と概ね対応する部分には、約９０°で互いに交わる辺部２ｄ，２ｄからなる絞り窓部２ｅが形成されている。
この第２の絞り羽根２には、偏光板は取り付けられていない。

第３の絞り羽根も遮光性を備えた薄板状に形成されており、ピン５Ｂと係合する丸孔３ａとピン７Ａ１と係合するスリット３ｂとを有している。
各ピンと丸孔３ａ及びスリット３ｂとを係合した状態で、開口部６に概ね対応する端部３ｃには、第２の偏光板９が固定されている。
この第２の偏光板９は、一方向の偏光面を有する板で、第３の絞り羽根３には、図２（ｃ）の矢印方向（ハッチング方向と同じ）に偏光面を有するように固定される。この偏光面の設定については後述する。

次に、実施例の光量絞り装置５０の作用について図１を用いて説明する。
図１の各図は、ベース２０に第１〜第３の絞り羽根を取り付けた状態を示した平面図である。理解容易のため、ベース２０の最外形を２点鎖線で示し、各部材が重なった部分も破線ではなく実線で示している。
第１〜第３の絞り羽根を組み付ける順番（重なる順番）は限定されるものではない。

図１において、（Ａ）は最も開口部６が開放されて多くの光が通過する状態であり、（Ｂ）から（Ｃ）に向かうに従って、第１及び第２の絞り羽根１，２により開口部６の開口範囲が狭められて光量が規制され、（Ｄ）は、最も開口範囲が狭められた状態である。以下、各図について説明する。

図１（Ａ）は、モータ２１が時計方向に規制位置まで駆動され、レバー４が最も右回りに回動した状態を示している。
この状態で、レバー４のピン５Ａには、第１の絞り羽根１のスリット１ｂと第３の絞り羽根３の丸孔３ａが係合しているので、第１，第３の絞り羽根１，３は、最も上方に移動した状態である。
一方、レバー４の一方のピン５Ｂには、第２の絞り羽根２のスリット２ａが係合しているので、第２の絞り羽根２は、最も下方に移動した状態である。
この状態で、第１の絞り羽根１の絞り窓部１ｅ及び第２の絞り羽根２の絞り窓部２ｅは、開口部６を開放してほとんど塞ぐことがないように形状が設定されている。
ここで第１の偏光板８の一部が開口部６内に進入しているが、この第１の偏光板８による光量減少は無視できる程度のものである。
第３の絞り羽根３は、この状態で第２の偏光板９が開口部６に進入しない位置に待機するように、スリット３ｂ及び端部３ｃの形状と第２の偏光板９の位置が設定されている。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に対して、レバー４が若干左回り方向（図中のＤ４方向）に回動した状態を示している。
第１及び第２の絞り羽根１，２は、互いにより重なり合う方向（図中のＤ１，Ｄ２方向）に移動する。
従って、開口部６は、絞り窓部１ｅ，２ｅにより図の上下方向からその一部が遮蔽され通過光量が規制される。
また、第３の絞り羽根３は、ピン５Ａ，７Ａ１とこれらが係合する丸孔３ａ及びスリット３ｂとの作用により、丸孔３ａを中心とした反時計方向（図中のＤ３方向）に回動するので、第２の偏光板９は、開口部６に図の左方向からその一部を遮蔽するように進入する。

図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）に対して、さらにレバー４がＤ４方向に回動した状態を示している。
第１及び第２の絞り羽根１，２はさらに移動し、開口部６は絞り窓部１ｅ，２ｅによって多くの部分が遮蔽され通過光量が更に規制される。
この状態で、開口部６において光が通過できる光通過部１０（各絞り窓部１ｅ，２ｅに挟まれた部分）は、第１の偏光板８により概ね塞がれている。
一方、第３の絞り羽根３もＤ３方向への回動により、第２の偏光板９が開口部６を遮蔽し、第１及び第２の偏光板８，９とが互いに重なり合った重畳部１１が生じる。
この状態の重畳部１１は、第２の偏光板９における偏光面の方向Ｐ２と第１の偏光板８における偏光面の方向Ｐ１とが直交するに至っていないので、光は完全に遮断されてはいない。

図１（Ｄ）は、絞り窓部１ｅ，２ｅにより開口部６が最も遮蔽された状態である。ここで開口部６における光通過部１０は、干渉による像への影響がない程度の面積が確保されるよう設定されている。
また、光通過部１０は、第１及び第２の偏光板により塞がれた重畳部１１となっている。そして、第２の偏光板９における偏光面の方向（角度）Ｐ２が第１の偏光板８における偏光面の方向（角度）Ｐ１に対してほぼ直交するように設定されており、光通過部１０の開口面積が所定の面積確保されていながら、一対の偏光板の作用により通過する光量をほぼゼロまで絞り込むことができる。
もちろん、光通過部１０が最少面積となる際の重なり合う２つの偏光板の透過率は、その偏光面の設定により任意にすることができるのは言うまでもない。

上述した実施例によれば、曲線状の偏光面ではない一方向の偏光面を有する偏光板を用いて、所謂小絞りボケと称される小絞り時の干渉による像への影響を排除することができる。
従って、被写体が高輝度の場合に適正光量としたり深い被写界深度の像にする際にも、大幅なコストアップとなることがなく、極めてコントラストの高い良質な像を得ることができる。また、光量絞り装置の製造も容易になる。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
また、実施例の光量絞り装置は、ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置，写真機あるいはレンズ等に好適に用いることができるものである。

本発明の光量絞り装置の実施例の動作を説明する平面図である。 本発明の光量絞り装置の実施例を説明する部品図である。

符号の説明

１ 第１の絞り羽根
１ａ〜１ｃ 第１〜第３のスリット
１ｄ 辺部
１ｅ 絞り窓部
２ 第２の絞り羽根
２ａ〜２ｃ 第１〜第３のスリット
２ｅ 絞り窓部
３ 第３の絞り羽根
３ａ 丸孔
３ｂ スリット
３ｃ 端部
４ レバー
５Ａ，５Ｂ ピン
５ｃ 円軌道
６ 開口部
７Ａ１，７Ａ２，７Ｂ１，７Ｂ２ ピン
８ 第１の偏光板
９ 第２の偏光板
１０ 光通過部
１１ 重畳部
２０ ベース
２１ モータ
２１ａ 軸
５０ 光量絞り装置
Ｐ１，Ｐ２ 偏光面の方向

Claims (1)

1. 光が通過する通過口と、
   遮光性を有し前記通過口に対して進入及び退避して前記通過口における前記光の通過範囲を減少及び増加させる第１及び第２の絞り羽根と、を備えた光量絞り装置において、
   一方向の偏光面を有し前記第１の絞り羽根に設けられた第１の偏光板と、
   一方向の偏光面を有し前記通過口に対して進退する第２の偏光板と、
   前記第１及び第２の絞り羽根、並びに、前記第２の偏光板の前記通過口に対する進退動作を互いに連動させる動作連動手段と、を備え、
   前記動作連動手段は、
   前記第１及び第２の絞り羽根を第１の方向に直線移動して前記通過口に対し進退させると共に、前記第１及び第２の絞り羽根の進退動作に連動して前記第２の絞り羽根を前記第１の方向とは異なる第２の方向で前記通過口に対して進退させるよう構成され、且つ、前記第１の絞り羽根の前記通過口への進入に伴い、前記第２の偏光板を前記第２の方向で通過口に進入させて前記光の通過範囲内における前記第１及び第２の偏光板の重なり合う部分の面積を前記通過口の縁部側から前記第２の方向に沿って拡大させると共に、前記第１及び第２の偏光板の各偏光面の方向が互いに直交する方向に近づくよう構成されていることを特徴とする光量絞り装置。