JP4590074B2 - 光量調節装置、レンズ装置および撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子スチルカメラ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】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に使用される絞り装置(光量調節装置)では、2枚以上の絞り羽根を、旋回運動或いは直進運動させることにより光通過口の面積を変化させ、光量調節を行っている。
【0003】
このような絞り装置では、いわゆる小絞り回折による光学性能の悪化を防止するため、NDフィルタにより通過光量を減少させ、さらには電子シャッターを併用することで、ある一定以下の小絞り状態にはならないようにしていることが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにNDフィルタを用いたり電子シャッターを併用したりしているにもかかわらず、レンズおよびCCD等の撮像素子の小型化が進む中で、小絞り回折による光学性能への影響が問題となってきている。
【0005】
例えば、NDフィルタを用いる場合でも、NDフィルタを絞り羽根と別体としない限り、小絞り回折を防止するためにNDフィルタの濃度を濃くする必要がある。
【0006】
しかし、単にNDフィルタの濃度を濃くしただけでは、中間絞り位置において、NDフィルタにより覆われない素通しの部分とNDフィルタにより覆われた部分との光量差が大きくなり、撮像画面上に陰りが生じるいわゆるシェーディングが発生してしまう。
【0007】
そこで、本出願人は、特開平7−281249号において、NDフィルタの濃度を段階的に変化させることにより、シェーディングを防止し、かつ小絞り対策としての効果が得られる絞り装置を提案している。
【0008】
しかしながら、上記の公報提案の絞り装置では、NDフィルタの濃度変化部がNDフィルタの先端部に対して平行に設定されており、絞り羽根を旋回運動させるタイプの絞り装置では、その効果を十分に発揮させることができない。
【0009】
【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、第1の遮光羽根及び第2の遮光羽根を旋回駆動させることにより第1の遮光羽根及び第2の遮光羽根で形成される光通過口の面積を変更して光量を調節する光量調節装置において、第1の遮光羽根及び第2の遮光羽根のうち片方にのみ、先端部から順に、第1の濃度領域、該第1の濃度領域よりも濃い第2の濃度領域、該第2の濃度領域よりも濃い第3の濃度領域を有し、光通過口内に位置して通過光量を減少させるNDフィルタが取り付けられる。光軸方向から見た場合、NDフィルタにおける隣り合う第1の濃度領域と第2の濃度領域の境界部及び第2の濃度領域と第3の濃度領域の境界部が、NDフィルタの先端部に対して非平行となっている。光軸方向から見た場合、上記2つの境界部は、NDフィルタが取り付けられた遮光羽根の旋回中心に近づくほど先端部に近づくように傾斜している。そして、NDフィルタによって第1の遮光羽根及び第2の遮光羽根により形成される光通過口が完全に覆われる直前の状態を光軸方向から見た場合、光通過口のうちNDフィルタの先端部と光通過口の端部とにより囲まれた部分が、スリット形状にならない。また、第2の濃度領域及び前記第3の濃度領域によって第1の遮光羽根及び第2の遮光羽根により形成される光通過口が完全に覆われる直前の状態を光軸方向から見た場合、光通過口のうちNDフィルタにおける第1の濃度領域と第2の濃度領域との境界部と光通過口の端部とにより囲まれて第1の濃度領域により覆われた部分が、スリット形状にならない。さらに、第3の濃度領域によって第1の遮光羽根及び第2の遮光羽根により形成される光通過口が完全に覆われる直前の状態を光軸方向から見た場合、光通過口のうちNDフィルタにおける第2の濃度領域と第3の濃度領域との境界部と光通過口の端部とにより囲まれて第2の濃度領域により覆われた部分が、スリット形状にならない。
【0011】
本発明により、いわゆる中間絞り時の光学性能の悪化やシェーディングの発生を効果的に防止することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1には、本発明の実施形態であるIGユニット(絞り装置:光量調節装置)を有するレンズユニット(レンズ装置)の構成を示している。本レンズユニットの光学タイプは、物体側から固定の凸,可動の凹,固定の凸,可動の凸の4群レンズ構成を採る一般的なリヤフォーカスタイプである。
【0014】
図1において、1は第1群レンズL1を固定保持する固定鏡筒である。2は第2群レンズ(バリエータレンズ)L2を保持するバリエータ保持枠であり、スリーブ部2aとU溝部2bとがそれぞれ光軸方向に延びるバー16,17に対して係合することによって、光軸方向に移動可能に保持されている。
【0015】
バリエータ保持枠2に取り付けられたラック部材3は、ステッピングモータであるズームモータ4の出力ねじ軸4aに噛み合っている。このため、ズームモータ4が回転すると、出力ねじ軸4aとラック部材3との噛み合い作用により、バリエータ保持枠2は光軸方向に駆動される。
【0016】
7は第3群レンズ(アフォーカルレンズ)L3を固定保持する中間鏡筒である。8は第4群レンズ(フォーカシングレンズ)L4を保持するフォーカシング保持枠であり、スリーブ部8aとU溝部8bとがそれぞれバー17,16に係合することによって、光軸方向に移動可能に保持されている。
【0017】
フォーカシング保持枠8に取り付けられたラック部材9は、ステッピングモータであるフォーカスモータ10の出力ねじ軸10aに噛み合っている。このため、フォーカスモータ10が回転すると、出力ねじ軸10aとラック部材9との噛み合い作用により、フォーカシング保持枠8は光軸方向に駆動される。
【0018】
13は赤外線カットフィルタを含むローパスフィルタ14とCCD等の撮像素子15とを固定保持するCCDホルダーである。CCDホルダー13に固定されたフォトセンサ11,12はそれぞれ、バリエータ保持枠2に形成された遮光部2cおよびフォーカシング保持枠8に形成された遮光部8cが各フォトセンサ11,12の発光部と受光部との間に入り込んでこれらの間を遮光することにより、それぞれの保持枠2,8がズーミングおよびフォーカシング移動のための基準位置(初期位置)に位置したことを検出するために設けられている。
【0019】
5はバリエータ保持枠2と中間鏡筒7との間に配置されたIGユニットである。このIGユニット5は、地板5aと、約0.1mm厚のシート材により形成された2枚の絞り羽根(遮光羽根)18,19と、絞り羽根18,19を光軸方向前方から押さえるよう地板5aに固定されるとともに絞り羽根18,19の旋回動作をガイドさせる役目を果たす押さえ板21と、地板5aに固定保持された駆動部5bとを有して構成されている。絞り羽根18,19は、丸穴部18a,19aが地板5aに設けられたピン部5d,5eに嵌合することで、地板5aに対して光軸直交面内を旋回運動可能に保持されている。また、駆動部5bの出力軸にはアーム部材5cが取り付けられており、このアーム部材5cは絞り羽根18,19の長穴部18b,19bに係合している。このため、駆動部5bを回転作動させることにより、絞り羽根18,19をピン部5d,5eを中心に旋回駆動し、これら絞り羽根18,19によって形成される絞り開口(光通過口)の面積、つまりは絞り量をコントロールすることができる。
【0020】
また、絞り羽根18における絞り開口の形成部分には、互いに濃度が異なる複数の濃度領域を持つNDフィルタ6が接着固定されている。
【0021】
このように構成されるレンズユニットは、電子スチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に搭載される。そして、撮像装置では、撮像素子15から得られる画像信号に対して増幅処理やガンマ補正等の処理を行い、画像を記録する。
【0022】
図2には、上記IGユニット5における絞り羽根18,19とNDフィルタ6の形状および動作を示している。NDフィルタ6は、図2に示すように、逆台形形状を有しており、先端部6dから、第1の濃度領域6aと、この第1の濃度領域6aと隣り合う位置において第1の濃度領域6aよりも濃い濃度を有する第2の濃度領域6bと、さらに第2の濃度領域6bと隣り合う位置において第2の濃度領域6bよりも濃い濃度を有する第3の濃度領域6cとを有する。
【0023】
そして、第1の濃度領域6aと第2の濃度領域6bとの境界部6eおよび第2の濃度領域6bと第3の濃度領域6cとの境界部6fはそれぞれ、先端部6dに対して非平行に(絞り羽根18の旋回中心であるピン部5d側が先端部6dに近づくように傾いて)延びており、さらに境界部6eおよび境界部6f同士も互いに非平行に(ピン部5d側が互いに近づくように傾いて)延びている。
【0024】
図2(a)に示す中間絞り1の状態は、NDフィルタ6が絞り開口を覆いきる直前の状態を示している。NDフィルタ6の先端部(第1の濃度領域6aの先端部)6dは、この状態において、絞り開口のうちNDフィルタ6の先端部6dと絞り羽根19の絞り開口形成端部とにより囲まれる素通し部分(NDフィルタ6により覆われない部分)Sが、スリット形状若しくはスリットに近いくさび形状にならないように設定されている。
【0025】
また、図2(b)に示す中間絞り2の状態は、NDフィルタ6のうち第1の濃度領域6aと第2の濃度領域6bとの境界部6eが絞り羽根19の絞り開口形成端部に掛かりきる(第1の濃度領域6aに対して濃い側の第2および第3の濃度領域6b,6cによって絞り開口が完全に覆われる)直前の状態を示している。第1の濃度領域6aと第2の濃度領域6bとの境界部6eは、この状態において、絞り開口のうち上記境界部6eと絞り羽根19の絞り開口形成端部とにより囲まれる部分(第1の濃度領域6aで覆われる部分)S′が、スリット形状若しくはスリットに近いくさび形状にならないように設定されている。
【0026】
さらに、図2(c)に示す中間絞り3の状態は、NDフィルタ6のうち第2の濃度領域6bと第3の濃度領域6cとの境界部6fが絞り羽根19の絞り開口形成端部に掛かりきる(第2の濃度領域6bに対して濃い側の第3の濃度領域6cによって絞り開口が完全に覆われる)直前の状態を示している。第2の濃度領域6bと第3の濃度領域6cとの境界部6fは、この状態において、絞り開口のうち上記境界部6fと絞り羽根19の絞り開口形成端部とにより囲まれる部分(第2の濃度領域6bで覆われる部分)S″が、スリット形状若しくはスリットに近いくさび形状にならないように設定されている。
【0027】
このように本実施形態では、NDフィルタ6における濃度領域の境界部6e,6fを先端部6dに対して非平行に設定し、また境界部6eおよび境界部6f同士も互いに非平行に設定しているため、中間絞り2,3の状態で開口部分S′,S″がスリット形状若しくはスリットに近いくさび形状にならないようにすることができる。したがって、中間絞り2,3の状態での光学性能の悪化やシェーディングの発生を効果的に防止することができる。
【0028】
また、中間絞り1の状態にて、素通し部Sがスリット形状若しくはスリットに近いくさび形状にならないようにNDフィルタ6の先端部6dが設定されているため、中間絞り1の状態での光学性能の悪化やシェーディングの発生をも効果的に防止することができる。
【0029】
なお、本実施形態では、2枚の絞り羽根および3つの濃度領域を有するNDフィルタを用いた場合について説明したが、本発明は、3枚以上の絞り羽根および2つ若しくは4つ以上の濃度領域を有するNDフィルタを用いる場合にも適用することができる。
【0030】
また、本実施形態に示した絞り羽根の形状は例であり、他の形状を有する絞り羽根を用いてもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遮光羽根を旋回駆動させる構成において、中間絞り時の光学性能の悪化やシェーディングの発生を効果的に防止することができる。例えば、遮光羽根により形成される光通過口のうちNDフィルタにおける薄い側の濃度領域と濃い側の濃度領域との境界部と光通過口の端部とにより囲まれて上記薄い側の濃度領域により覆われた部分が、少なくとも上記濃い側の濃度領域によって完全に覆われる直前の状態にてスリット形状若しくはスリットに近いくさび形状にならないようにすることができるので、中間絞り時の光学性能の悪化やシェーディングの発生を効果的に防止することができる。
【0032】
また、上記光通過口のうちNDフィルタの先端部と光通過口の端部とにより囲まれてNDフィルタにより覆われていない部分が、NDフィルタによって完全に覆われる直前の状態にてスリット形状若しくはスリットに近いくさび形状にならないように、NDフィルタの先端部を設定すれば、上記状態での光学性能の悪化やシェーディングの発生をも効果的に防止することができる。
【0033】
そして、これらの光量調節装置を用いて撮像装置を構成すれば、中間絞り状態等での光学性能の悪化やシェーディングの影響を受けない美しい画像を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態であるIGユニットを含むレンズユニットを示す分解斜視図。
【図2】上記IGユニットの絞り羽根とNDフィルタの形状および動作を示す説明図。
【符号の説明】
1 固定鏡筒
2 バリエータ保持枠
3,9 ラック部材
4 ズームモータ
5 IGユニット
6 NDフィルタ
6a 第1の濃度領域
6b 第2の濃度領域
6c 第3の濃度領域
6d 先端部
6e,6f 境界部
7 中間鏡筒
8 フォーカシング保持枠
10 フォーカスモータ
11,12 フォトセンサ
13 CCDホルダー
14 ローパスフィルタ
15 撮像素子
16,17 バー
18,19 絞り羽根
21 押さえ板
S 素通し部分
S′,S″ 開口部分
Claims (3)
- 第1の遮光羽根及び第2の遮光羽根を旋回駆動させることにより前記第1の遮光羽根及び前記第2の遮光羽根で形成される光通過口の面積を変更して光量を調節する光量調節装置において、
前記第1の遮光羽根及び前記第2の遮光羽根のうち片方にのみ、先端部から順に、第1の濃度領域、前記第1の濃度領域よりも濃い第2の濃度領域、前記第2の濃度領域よりも濃い第3の濃度領域を有し、前記光通過口内に位置して通過光量を減少させるNDフィルタが取り付けられており、
光軸方向から見た場合、前記NDフィルタにおける隣り合う前記第1の濃度領域と前記第2の濃度領域の境界部及び前記第2の濃度領域と前記第3の濃度領域の境界部が、前記NDフィルタの先端部に対して非平行となっており、
光軸方向から見た場合、前記2つの境界部は、前記NDフィルタが取り付けられた遮光羽根の旋回中心に近づくほど前記先端部に近づくように傾斜しており、
前記NDフィルタによって前記第1の遮光羽根及び前記第2の遮光羽根により形成される前記光通過口が完全に覆われる直前の状態を光軸方向から見た場合、前記光通過口のうち前記NDフィルタの前記先端部と前記光通過口の端部とにより囲まれた部分が、スリット形状にならず、
前記第2の濃度領域及び前記第3の濃度領域によって前記第1の遮光羽根及び前記第2の遮光羽根により形成される前記光通過口が完全に覆われる直前の状態を光軸方向から見た場合、前記光通過口のうち前記NDフィルタにおける前記第1の濃度領域と前記第2の濃度領域との境界部と前記光通過口の端部とにより囲まれて前記第1の濃度領域により覆われた部分が、スリット形状にならず、
前記第3の濃度領域によって前記第1の遮光羽根及び前記第2の遮光羽根により形成される前記光通過口が完全に覆われる直前の状態を光軸方向から見た場合、前記光通過口のうち前記NDフィルタにおける前記第2の濃度領域と前記第3の濃度領域との境界部と前記光通過口の端部とにより囲まれて前記第2の濃度領域により覆われた部分が、スリット形状にならないことを特徴とする光量調節装置。 - 請求項1に記載の光量調節装置を備えたことを特徴とするレンズ装置。
- 請求項1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。
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