JP6727800B2 - 光量調節装置、レンズ鏡筒、および光学装置 - Google Patents
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Description
レンズ鏡筒内の光量調節装置は、絞りの近傍に配置されることが多い。光量調節装置は、光束が通過する開口径の全体を覆うサイズで形成されたNDフィルタを備える。一般的なNDフィルタは、開口部を完全に覆う位置と、開口部から完全に退避する位置との間を移動可能に支持される。そのため、一般的な光量調節装置の外径サイズは、退避したNDフィルタを収容するスペースを考え、少なくとも開口径の3倍の径が必要となる。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、光量調節装置を小型化することを目的とする。
0.1<δ×α×2×d<0.6 ・・・(A)
本発明の光量調節装置の第2の例は、開口部を通過する光線の光量を調節する光量調節装置であって、透明な領域と透明でない領域とを有するフィルタであって、退避位置と使用位置との間において前記開口部と対向する領域を含む領域を移動する第1のフィルタおよび第2のフィルタと、前記開口部を有する地板と、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記使用位置を定める部分と、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記退避位置を定める部分と、を有し、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが前記退避位置にあるときに、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記透明な領域が前記開口部の領域全体と対向する位置で重なり、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが前記使用位置にあるときに、前記第1のフィルタの前記透明な領域と前記第2のフィルタの前記透明でない領域とが前記開口部と対向する位置で重なると共に、前記第1のフィルタの前記透明でない領域と前記第2のフィルタの前記透明な領域とが前記開口部と対向する位置で重なり、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記使用位置を定める部分は、前記地板と異なる部材であり、前記部材の前記地板に対する位置を調整することで前記第1のフィルタと前記第2のフィルタの使用位置が調整され、前記地板は、前記第1のフィルタが回動可能に取り付けられる軸と、前記第2のフィルタが回動可能に取り付けられる軸と、をさらに有し、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタは、前記使用位置と前記退避位置との間で回動し、前記第1のフィルタと前記第2のフィルタは、前記使用位置にあるときに前記部材に当接する当接部を有することを特徴とする。
(第1の実施形態)
第1の実施形態を説明する。
まず、光量調節装置の適用例である撮像装置の概略を説明する。
図1は、撮像装置の概略構成の一例を示す図である。
カメラ本体110は、A/D変換器111、画像処理部112、表示部113、操作部114、記憶部115、およびシステム制御部116を有する。
被写体の像は、撮像レンズ光学系を介して撮像素子123に結像される。撮像素子123は、結像された被写体の像(光信号)をアナログの電気信号に変換する。A/D変換器111は、撮像素子123から出力されたアナログの電気信号をデジタルの電気信号(画像信号)に変換する。画像処理部112は、A/D変換器111から出力されたデジタルの電気信号(画像信号)に対して種々の画像処理を行う。
システム制御部116は、撮像装置100全体を統括制御する。システム制御部116は、例えば、CPUを用いることにより実現される。
光量調節装置10は、NDフィルタ1、NDフィルタ2、アクチュエータ3、および地板4を有する。
NDフィルタ1は、減光フィルタであり、第1のフィルタの一例である。NDフィルタ1には、地板4の軸4bに嵌合する穴1aと、アクチュエータ3の駆動ピン3bが挿通する長穴1bとが形成されている。NDフィルタ1には、減光のための蒸着膜が形成されている。蒸着膜により、均一濃度領域の一例である均一濃度部1cと、グラデーション領域の一例であるグラデーション部1dと、透明な領域の一例である透明部1eとの3つの部分が形成される。均一濃度部1cには、均一な光学濃度になるように(不透明または半透明の)蒸着膜がNDフィルタ1の基材上に形成されている。グラデーション部1dには、均一濃度部1cに接する位置から透明部1eに接する位置に向けて徐々に光学濃度が薄くなるようにグラデーション状の蒸着膜がNDフィルタ1の基材上に形成されている。透明部1eには、均一で透明な部分である。尚、NDフィルタ1の基材は透明である。従って、透明部1eには蒸着膜は形成されない。ただし、透明の蒸着膜を基材上に形成して透明部1eを構成してもよい。
アクチュエータ3は、地板4の面のうち、NDフィルタ1、2が配置される側とは反対側の面に、不図示のビスなどで地板4に取り付けられている。
アクチュエータ3の駆動ピン3bは、ND使用位置とND退避位置との間を移動する。ND使用位置は、NDフィルタ1、2の蒸着膜を開口部4aに対向する領域に配置して光量を減光する際の駆動ピン3bの位置である。ND退避位置は、NDフィルタ1、2の蒸着膜を開口部4aから退避させる際の駆動ピン3bの位置である。アクチュエータ3の駆動ピン3bの動作は、駆動装置124により制御される。
NDフィルタ1、2により開口部4aを通過する光量を減らす際(即ち、NDフィルタ1、2を使用する際)には、駆動ピン3bは地板4の貫通穴4dの使用時当接面4eに当接される。NDフィルタ1、2を退避させる際には、駆動ピン3bは地板4の貫通穴4dの退避時当接面4fに当接される。NDフィルタ1とNDフィルタ2は、貫通穴4dにより規制される駆動ピン3bの位置によって、蒸着膜が開口部4aを覆う使用位置と蒸着膜が開口部4aから退避する退避位置の間を移動する。
ここで、均一濃度部1c、2cの光学濃度は同じである。また、グラデーション部1d、2d同士が過不足なく重なった場合、当該重なった領域では、2つのNDフィルタ1、2の合成濃度が均一濃度部1c、2cにおける光学濃度と略同じになるように、グラデーション部1d、2dの光学濃度の分布が定められる。
L=δ×α×2 ・・・(1)
ΔD=L×d ・・・(2)
尚、光学濃度Dは、10-D=透過率を満たす値である。また、以下の説明では、ΔDを、必要に応じて、各NDフィルタ1、2の停止位置の誤差により生じる合成濃度の変化量と称する。
ΔD<0.6 ・・・(3)
0.1<ΔD<0.6 ・・・(4)
0.1<δ×α×2×d<0.6 ・・・(5)
ここで、各NDフィルタ1、2の使用時の停止位置を決めるストッパの、駆動ピン3bの移動方向の位置誤差δを0.1[mm]とすると(δ=0.1)、(5)式より、以下の(6)式が得られる。
0.5/α<d<3/α ・・・(6)
例えば、均一濃度部1c、2cの光学濃度Dを0.9(3段分、透過率12.5[%])とする。前述の通り、軸4bから当接面4eまでの距離を3[mm]とし、軸4bから光軸中心までの距離を15[mm]とすると、レバー比αは5となる。
0.1<d<0.6 ・・・(7)
また、本実施形態では、(5)式を満たす範囲で各NDフィルタ1、2のグラデーション部1d、2dの濃度変化率dを設定する。したがって、光量調節装置10の小型化と、画質への影響の低減との双方を実現することができる。
次に、第2の実施形態を説明する。第1の実施形態では、各NDフィルタ1、2の使用時の停止位置の誤差を考慮してグラデーション部1d、2dを設定し、停止位置の誤差が発生してもボケ像の影響を低減する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、ボケ像が無視できるほど被写界深度が深い光学系を用いる場合や、NDフィルタの使用時の停止位置の誤差を十分に小さくできる場合には、必ずしもグラデーション部1d、2dを設定する必要はない。このように本実施形態では、第1の実施形態のNDフィルタ1、2から、グラデーション部1d、2dを除いたものになる。したがって、本実施形態の説明において第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図8に付した符号と同一の符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
即ち、図9の中段の図は、駆動ピン3bがND使用位置にある場合のNDフィルタ1、2の光学濃度の分布をハッチングにより示す図である。また、図9の下段の図は、駆動ピン3bがND退避位置にある場合のNDフィルタ1、2の光学濃度の分布をハッチングにより示す図である。図9においても、図4と同様に、ハッチングの高さが高いほど、NDフィルタ1、2の光学濃度が高いことを表す。
次に、第3の実施形態を説明する。第1の実施形態では、各NDフィルタ1、2のグラデーション部1d、2dの濃度変化率dが一定である場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、各NDフィルタのグラデーション部の濃度変化率dを一定にしない場合について説明する。このように本実施形態と第1の実施形態は、各NDフィルタのグラデーション部の濃度変化率dが異なる。したがって、本実施形態の説明において第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図8に付した符号と同一の符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
次に、第4の実施形態を説明する。第1〜第3の実施形態では、アクチュエータ3の駆動ピン3bが地板4の貫通穴4dの使用時当接面4eに当接されることでNDフィルタ1、2のND使用位置が決まる場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、NDフィルタのND使用位置を調整可能とする構成について説明する。このように本実施形態と第1の実施形態は、2つのNDフィルタのND使用位置を決めるための構成が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図8に付した符号と同一の符号を付すなどして詳細な説明を省略する。
光量調節装置40は、NDフィルタ41、NDフィルタ42、アクチュエータ3、地板44、およびストッパ部材5を有する。
ストッパ部材5は、NDフィルタ41、42のND使用位置を決める部材である。ストッパ部材5の地板44と対向する側の面には案内突起5a、5bが設けられている。地板44には、第1の実施形態で説明した地板4に対し、ストッパ部材5の案内突起5a、5bをガイドするための案内溝4gが設けられている。案内溝4gは、地板44の径方向にのびる溝である。地板44のその他の構成は、第1の実施形態で説明した地板4と同じである。
また、本実施形態を、第2の実施形態または第3の実施形態に適用してもよい。
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、まず、以上の実施形態の機能を実現するソフトウェア(コンピュータプログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)が当該コンピュータプログラムを読み出して実行する。
Claims (12)
- 開口部を通過する光線の光量を調節する光量調節装置であって、
透明な領域と透明でない領域とを有するフィルタであって、退避位置と使用位置との間において前記開口部と対向する領域を含む領域を移動する第1のフィルタおよび第2のフィルタと、
前記開口部を有する地板と、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記使用位置を定める部分と、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記退避位置を定める部分と、を有し、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが前記退避位置にあるときに、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記透明な領域が前記開口部の領域全体と対向する位置で重なり、
前記透明でない領域は、光学濃度が略均一な領域である均一濃度領域と、前記透明な領域と前記均一濃度領域との間に配置される領域であって、前記透明な領域から前記均一濃度領域にかけて光学濃度が連続的に変化する領域であるグラデーション領域とを有し、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが前記使用位置にあるときに、前記第1のフィルタの前記透明な領域と前記第2のフィルタの前記均一濃度領域とが前記開口部と対向する位置で重なり、且つ、前記第1のフィルタの前記均一濃度領域と前記第2のフィルタの前記透明な領域とが前記開口部と対向する位置で重なり、且つ、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記グラデーション領域が前記開口部と対向する位置で重なり、
前記地板は、
前記第1のフィルタが回動可能に取り付けられる軸と、
前記第2のフィルタが回動可能に取り付けられる軸と、をさらに有し、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタは、前記使用位置と前記退避位置との間で回動し、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記使用位置を定める部分の位置誤差δ[mm]と、前記軸と光軸中心との距離に対する、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記使用位置を定める部分と前記軸との距離の比αと、前記グラデーション領域における1[mm]当たりの光学濃度の変化量である濃度変化率d[/mm]との間に以下の(A)式の関係が成り立つことを特徴とする光量調節装置。
0.1<δ×α×2×d<0.6 ・・・(A) - 以下の(B)式の関係が成り立つことを特徴とする請求項1に記載の光量調節装置。
0.5/α<d<3/α ・・・(B) - 前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタを回動させるためのアクチュエータをさらに有し、
前記地板は、前記第1のフィルタおよび第2のフィルタが回動する範囲を規制するための穴をさらに有し、
前記第1のフィルタは、前記地板に形成された穴と対向するように配置される穴をさらに有し、
前記第2のフィルタは、前記地板に形成された穴と対向するように配置される穴をさらに有し、
前記アクチュエータは、前記第1のフィルタ、前記第2のフィルタ、および前記地板に形成された前記穴に挿通される棒状の部材を有し、前記棒状の部材を動かすことにより前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタを回動させ、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記使用位置を定める部分と、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記退避位置を定める部分は、前記棒状の部材が前記地板に形成された前記穴と当接する部分であることを特徴とする請求項1または2に記載の光量調節装置。 - 開口部を通過する光線の光量を調節する光量調節装置であって、
透明な領域と透明でない領域とを有するフィルタであって、退避位置と使用位置との間において前記開口部と対向する領域を含む領域を移動する第1のフィルタおよび第2のフィルタと、
前記開口部を有する地板と、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記使用位置を定める部分と、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記退避位置を定める部分と、を有し、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが前記退避位置にあるときに、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記透明な領域が前記開口部の領域全体と対向する位置で重なり、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが前記使用位置にあるときに、前記第1のフィルタの前記透明な領域と前記第2のフィルタの前記透明でない領域とが前記開口部と対向する位置で重なると共に、前記第1のフィルタの前記透明でない領域と前記第2のフィルタの前記透明な領域とが前記開口部と対向する位置で重なり、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記使用位置を定める部分は、前記地板と異なる部材であり、
前記部材の前記地板に対する位置を調整することで前記第1のフィルタと前記第2のフィルタの使用位置が調整され、
前記地板は、
前記第1のフィルタが回動可能に取り付けられる軸と、
前記第2のフィルタが回動可能に取り付けられる軸と、をさらに有し、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタは、前記使用位置と前記退避位置との間で回動し、
前記第1のフィルタと前記第2のフィルタは、前記使用位置にあるときに前記部材に当接する当接部を有することを特徴とする光量調節装置。 - 前記透明でない領域は、光学濃度が略均一な領域であることを特徴とする請求項4に記載の光量調節装置。
- 前記透明でない領域は、光学濃度が略均一な領域である均一濃度領域と、前記透明な領域と前記均一濃度領域との間に配置される領域であって、前記透明な領域から前記均一濃度領域にかけて光学濃度が連続的に変化する領域であるグラデーション領域とを有し、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが前記使用位置にあるときに、前記第1のフィルタの前記透明な領域と前記第2のフィルタの前記均一濃度領域とが前記開口部と対向する位置で重なり、且つ、前記第1のフィルタの前記均一濃度領域と前記第2のフィルタの前記透明な領域とが前記開口部と対向する位置で重なり、且つ、前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記グラデーション領域が前記開口部と対向する位置で重なることを特徴とする請求項4に記載の光量調節装置。 - 前記第1のフィルタの当接部は、前記第1のフィルタの前記透明でない領域を挟んで、前記第1のフィルタの回動軸の反対側の端部に形成されており、
前記第2のフィルタの当接部は、前記第1のフィルタの前記透明でない領域を挟んで、前記第2のフィルタの回動軸の反対側の端部に形成されていることを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載の光量調節装置。 - 1つの前記部材で、前記第1のフィルタと前記第2のフィルタの両方の前記使用位置を定めることを特徴とする請求項4〜7の何れか1項に記載の光量調節装置。
- 前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタを回動させるためのアクチュエータをさらに有し、
前記地板は、前記第1のフィルタおよび第2のフィルタが回動する範囲を規制するための穴をさらに有し、
前記第1のフィルタは、前記地板に形成された穴と対向するように配置される穴をさらに有し、
前記第2のフィルタは、前記地板に形成された穴と対向するように配置される穴をさらに有し、
前記アクチュエータは、前記第1のフィルタ、前記第2のフィルタ、および前記地板に形成された前記穴に挿通される棒状の部材を有し、前記棒状の部材を動かすことにより前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタを回動させ、
前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの前記退避位置を定める部分は、前記棒状の部材が前記地板に形成された前記穴と当接する部分であることを特徴とする請求項4〜8の何れか1項に記載の光量調節装置。 - 前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタが前記使用位置にあるときに前記開口部と対向する位置で重なり合う前記第1のフィルタおよび前記第2のフィルタの光学濃度を合成した値が略均一であることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の光量調節装置。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載の光量調節装置を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載の光量調節装置と、撮像素子とを有することを特徴とする光学装置。
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