JPH10246903A

JPH10246903A - 光学機器

Info

Publication number: JPH10246903A
Application number: JP9051716A
Authority: JP
Inventors: Naoya Kaneda; 直也金田; Hidekage Satou; 秀景佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 1998-09-14
Also published as: US6720995B1

Abstract

(57)【要約】【課題】撮影条件によっては、撮影者の撮影意図を画
像に反映できない場合があった。【解決手段】複数の撮影モードにて撮影動作が可能な
光学機器において、濃度可変素子と、被写体の輝度に応
じて前記濃度可変素子の濃度を制御する濃度制御手段
と、前記複数の撮影モードから何れか１つの撮影モード
を選択する選択手段とを有し、前記濃度制御手段は、複
数の制御モードにて前記濃度可変素子の濃度を制御可能
であるとともに、前記選択手段の選択結果に応じて前記
制御モードを変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビデオカメラ、スチ
ルカメラ、監視カメラ等の光学機器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の光学機器に用いるレンズ
光学系としては例えば、図７の様な構成のものが一般的
であった。図７は４群構成からなり、最も後方第４群を
フォーカシングの為に光軸方向に移動させる構成のレン
ズ光学系である。図７において、１１１は固定の前玉レ
ンズ群、１１２はバリエーターレンズ群、１１３は固定
のレンズ群、１１４はフォーカシング（コンペンセータ
ー）のレンズ群である。

【０００３】１３３は回り止め用の案内棒、１３４はバ
リエーターレンズ群１１２の送り棒、１３５は固定鏡
筒、１３６は絞りユニット（ここでは紙面と直角に挿入
されている）、１３７はフォーカスモーターであるとこ
ろのステップモーター、１３８はステップモーター１３
７の出力軸であり、フォーカシングのレンズ群１１４を
移動する為のオネジ１３８ａの加工が施されている。１
３９はこのオネジ１３８ａと噛み合うメネジ形成部分
で、レンズ１１４の移動枠１４０と一体となっている。

【０００４】１４１、１４２はレンズ１１４の案内棒、
１４３は案内棒１４１、１４２を位置決めして押さえる
為の後ろ板、１４４はリレーホルダー、１４５はズーム
モーター、１４６はズームモーター１４５の減速機ユニ
ット、１４７、１４８は連動ギアであり、この連動ギア
１４８はズームの送り棒１３４に固定されている。

【０００５】次に動作について説明する。ステップモー
ター１３７が駆動すると、フォーカスレンズ１１４はネ
ジ送りによって光軸方向に移動する。又、ズームモータ
ー１４５が駆動すると、連動ギア１４７、１４８を介し
てねじ軸１３４が回転し、このねじ軸１３４と螺合する
レンズ枠１１２ａに保持されたバリエーター２が光軸方
向に移動する。

【０００６】この様なレンズ光学系に用いられる絞りユ
ニット１３６の一例を図８に示す。

【０００７】図８は光軸方向から絞りユニット１３６を
見た図で、２０８が開口部である。図８において、２０
１はメーター部、２０２は出力軸（回転軸）２０３は絞
りレバー、２０４、２０５は絞りレバー先端凸部、２０
６、２０７は絞り羽根で、２０９は本体、２１０〜２１
３が羽根のガイド部である。絞り羽根２０６、２０７は
それぞれ長穴にてレバー先端凸部２０４、２０５に挿入
し連動する。また、絞り羽根２０６、２０７にて開口部
２０８が形作られる。出力軸２０２が回動すると、羽根
２０６と２０７は図面の上下に移動し（２０６が上方に
動く時は２０７は下方に動く）開口の大きさが変化す
る。駆動源であるメーター部は本体２０９に取付けられ
本体２０９は羽根のガイドを有する。図９はメーター部
の構造を示しており、ローターマグネット２１５とコイ
ル２１６、ヨーク（ケース）２１４よりなるごく一般的
なメーター構造により回転力を得る。又、２１８は回転
検出用のホール素子である。

【０００８】この様な絞りユニットによる光量調節手段
に加え、ビデオカメラ等においては撮像素子（ＣＣＤ）
の電荷蓄積時間をコントロールする所謂シャッター速度
で光量を調節することも可能である。図１０（ａ）はＩ
Ｖ信号のフィールド周期に対する蓄積時間を示してい
る。（ａ）はＮＴＳＣの例では１／６０ｓｅｃに相当す
るフィールド期間を全てＣＣＤ蓄積時間とするもので、
通常では最低シャッター速度が１／６０ｓｅｃとなる。
一方この時間を図１０（ｂ）の様に短縮することで高速
シャッター化が可能である。

【０００９】従来のビデオカメラにおける光量調節に関
するブロック構成図を図１１に示す。図１１においてレ
ンズ群１１１〜１１４にて図７と同様のズームレンズを
構成する。１３６は図８、図９で示した様な絞りユニッ
トである。尚、この絞りユニット１３６は図８、図９で
説明した様な２枚羽根の物に限定されるものでなくより
枚数の多い虹彩絞りを用いても構わない。１５１はＣＣ
Ｄ、５０１はＦ値検出手段であり、図９で示した様なホ
ール素子によりローター回転絶対位置を検出するなどの
方法が一般的である。５０２はＣＰＵであり、後述する
様なプログラム線図にのっとって光量制御を行う上で各
光量調節手段の駆動制御を司る。５０３はＣＣＤ駆動回
路、５０４はカメラ回路、５０５はモード選択手段、５
０６はモードダイアル、５０７はシャッター指示手段５
０８は絞り値指示手段である。カメラ回路５０４では各
種信号処理（増巾、ガンマ補正等々）を行い、このうち
輝度信号がＣＰＵ５０２に取込まれる。ＣＰＵ５０２で
はこの輝度信号レベルに応じて、光量が適正かオーバー
かアンダーかを判別し、光量調節を行う。この際、光量
調節の手段としては前述した様に絞りユニット１３６に
よる絞り開口径とＣＣＤ蓄積時間（シャッター速度）を
制御する方法が考えられる。尚絞りユニット１３６が開
放でかつシャッター速度も最低速となった状態でも光量
がアンダーの場合には従来より、カメラ回路にて、映像
信号のゲインを上げ（ゲインｕｐ）して対応することも
一般的である。この光量調節の際、操作者によりモード
ダイアル５０６が操作され、例えば、オートモードとか
スポーツモード、ポートレートモードといった名称で呼
ばれている各モードに応じて調節の内容（プログラムラ
イン）を変更する。又、このモードダイアル５０６がマ
ニュアルの時には、更に、シャッター速度指示手段５０
７、絞り値指示手段５０８などにより指示される値が、
モード選択手段５０５を介してＣＰＵ５０２に伝達され
るものである。図１２は、このモードの選択状態によ
り、各被写体輝度の時に、最適光量を得る時の絞り値と
シャッター速度の組合せを示す。尚、照度（輝度）とＥ
Ｖ値の間には、銀塩フィルムでいうフィルム感度に相当
するＳｖ値が決まらないと定まらないが、このグラフ
（以降のグラフも）ではおおむね一般的なビデオカメラ
の感度をもとに設定した。

【００１０】図１２で（●）で結んだ線は開放優先のプ
ログラムでＥＶ７，１／６０ｓｅｃＦ１．４の状態から
明るくなっていくと、まずシャッター速度を上げるもの
である。シャッター速度の上限は、ここでは１／１００
０ｓｅｃとしたが、より高速シャッター側までの使用も
可能である。但し、あまり高速側までシャッターを上げ
ると動きの多い被写体でのチラチラ感も増してくるの
で、用途・目的に応じてシャッター速度の上限を決める
のが除ましい。（●）で結んだラインはＥＶ１１より明
るくなるとその後は絞りユニット１３６を駆動し、最適
光量を得るものである。この様な（●）を結んだプログ
ラムラインでは、被写界深度を極力浅くし、ボケ味を強
調する様な例えばポートレードモードと称する様な設定
の時に用いられるものである。次に（△）は、所謂「オ
ートモード」として設定する様な場合であり、この例で
はＥＶ７〜１２、ＥＶ１６〜１８は絞りユニット１３６
を駆動して光量制御を行いＥＶ１２〜１６はシャッター
速度で光量制御で行っている。これは、この例でいうＦ
８が、この開口径より開口径が小さいと、光の回折によ
り画質が劣化（フレアっぽくなりＭＴＦが低下する）し
てくる様な場合に、この回折による像劣化を極力回避す
る為に組まれることが多い。尚、このＦ値は、この例で
はＦ８としているが、イメージサイズ焦点距離などによ
り異なってくるので、この限りではない。

【００１１】次に（□）を結んだ様なラインは、極力１
／２５０ｓｅｃのシャッター速度を使用する場合を示
し、シャッター優先光量制御で１／２５０ｓｅｃを選択
している場合やスポーツモードと称する様な、ある程度
の高速シャッターを多用したい場合などに用いるもので
ある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】特に昨今、ＣＣＤが小
型化し、前述した回折を起こし始めるＦ値が明るい（Ｆ
_NOとして小さい）方へシフトしてきていることや、イメ
ージサイズが小型化し、同じ画角を得る為の焦点距離が
短くなり、これに伴い深度が深くなり深度の浅い画像が
得にくくなること、又、ＣＣＤの感度が上がっているこ
となどから、上記従来例にて説明した方法でのみ光量制
御を行った場合には、所望の画像（ボケ味を含む）を得
る条件が限られてしまっているのが現状である。

【００１３】例えば図１２で示す（●）で結んだライン
でポートレードモードとしてもＥＶ１２〜１５といった
一般的な屋外のシーンでは絞りの開放を維持できないと
いった問題点がある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述のような問題点に鑑
み、本願の請求項１に記載した発明は、複数の撮影モー
ドにて撮影動作が可能な光学機器において、濃度可変素
子と、被写体の輝度に応じて前記濃度可変素子の濃度を
制御する濃度制御手段と、前記複数の撮影モードから何
れか１つの撮影モードを選択する選択手段とを有し、前
記濃度制御手段は、複数の制御モードにて前記濃度可変
素子の濃度を制御可能であるとともに、前記選択手段の
選択結果に応じて前記制御モードを変更することによっ
て、上述の問題点を解決した。

【００１５】本願の請求項２に記載した発明は、複数の
撮影モードにて撮影動作が可能な光学機器において、濃
度可変素子と、被写体の輝度に応じて複数の制御モード
にて前記濃度可変素子の濃度を制御する濃度制御手段
と、複数の動作モードにて絞り羽根を移動させて通過光
量を調節する光量調節手段と、前記複数の撮影モードか
ら何れか１つの撮影モードを選択する選択手段と、前記
選択手段の選択結果に応じて前記濃度制御手段の制御モ
ードと前記光量調節手段の動作モードとの組み合わせを
決定する決定手段を有することによって、上述の問題点
を解決した。

【００１６】本願の請求項３に記載した発明は、複数の
撮影モードにて撮影動作が可能な光学機器において、濃
度可変素子と、被写体の輝度に応じて複数の制御モード
にて前記濃度可変素子の濃度を制御する濃度制御手段
と、複数の動作モードにて絞り羽根を移動させて通過光
量を調節する光量調節手段と、蓄積型画像センサと、前
記蓄積型画像センサの蓄積時間を制御する蓄積時間制御
手段と、前記複数の撮影モードから何れか１つの撮影モ
ードを選択する選択手段と、前記選択手段の選択結果に
応じて前記濃度制御手段の制御モード、前記光量調節手
段の動作モードおよび前記蓄積時間制御手段の制御する
前記蓄積型画像センサの蓄積時間の組み合わせを決定す
る決定手段を有することによって、上述の問題点を解決
した。

【００１７】本願の請求項８に記載した発明は、可変頂
角プリズムを有する光学機器において、絞り羽根を移動
させて通過光量を調節する光量調節デバイスを有し、前
記可変頂角プリズムの前記光量調節デバイスに近い方の
ガラス面に濃度可変素子を設けることによって、可変頂
角プリズムを有する光学機器に濃度可変素子を効率よく
配置することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

（図１の実施形態）図１〜図６にて本発明の第１実施形
態を説明する。図１は本発明を実施した光学機器のブロ
ック構成図である。１１１〜１１４は前述従来例で説明
したのと同様のズームレンズを形成する４つのレンズ群
であり、１３６は絞りユニット、１５１はＣＣＤ、６０
３はほぼＮＤ（分光透過率が一定）特性を維持したまま
濃度（透過光量）を可変にすることの可能な濃度可変素
子（エレクトロクロシック素子）である。５０１は絞り
ユニット１３６に設けられたホール素子などの下値検出
手段、６０２は濃度可変素子６０３の濃度をフィードバ
ック制御によって目標濃度に維持する為のセンサーで、
例えば濃度可変素子６０３をはさんで配置されるｉＲＥ
Ｄ等の発光素子と受光素子よりなり、この受光素子出力
により濃度可変素子の濃度が検出される。５０２はＣＰ
Ｕで、前述従来例の様に光量制御を司る。５０３、５０
４、２０１、５０５〜５０８は図１１にて説明したのと
同様の各ブロックである６０１は濃度可変素子駆動手段
で素子の両極間に電圧を与えることで濃度が可変とな
り、その印加方向により暗方向（高濃度）に向かうか明
方向（低濃度）に向かうかが決定するものである。図１
のブロック図より明らかな様に、本発明の第１の実施形
態によれば、前述従来例に述べた様な操作者の操作に伴
う。モード選択手段５０５の出力結果に応じてＣＰＵ５
０２でシャッター速度絞りユニット１３６による光量制
御に加えて、濃度可変素子６０３においても光量制御を
行うことのできる構成となっている。

【００１９】図２は濃度可変素子６０３の構造を示す。
６０５、６０６はガラス板であり、その間に蒸着成膜さ
れた層６０７〜６１２で濃度可変機能を構成するもので
ある。６０７は透明電極、６０８は還元発色層、６０９
は電解質層、６１０はブロッキング層、６１１は酸化発
色層、６１２は透明電極となる。２つの透明電極間に電
源６０４の電圧を印加することで着色・消色が行われ
る。

【００２０】図３はこの様な濃度可変素子６０３により
着色・消色を行った際の各濃度での分光透過率を示す
（６１２〜６１６）。

【００２１】図２および図３で説明した濃度可変素子６
０３を図１の様に構成された時のプログラムモードの例
を図４〜図６にて説明する。尚、これらの説明で濃度可
変素子６０３の段数は０〜３まで制御可能であるとす
る。０は全透明、１は５０％、２は２５％、３は１２．
５％の透過光量であるとする。

【００２２】図４は一例として、Ｆ５．６の絞り優先モ
ードとした時のプログラム線図を示している。この例で
はＥＶ１１〜ＥＶ１８の広範囲に渡って所望のＦ値を達
成できる。即ち、ＥＶ１１で１／６０ｓｅｃ、Ｆ５．
６。ＥＶ１２では濃度可変素子６０３で１段（５０％）
濃度を上げて対応する。尚、この間は、濃度可変素子６
０３の濃度をアナログ的に制御することで最適な光量を
得ることは言うまでもない。この後、１／６０ｓｅｃＦ
５．６のまま濃度可変素子を用いて光量制御を継続し、
ＥＶ１４相当より明るくなると、濃度可変素子を３段１
２．５％に固定したままシャッター速度を可変として光
量制御を行う。尚、前述したＣＣＤ蓄積時間の制御を、
所謂カメラの系列１／６０→１／１２５→１／２５０→
１／５００よりはるかに細く設定することで、自然な光
量調節を達成し得るものである。尚、本例では、Ｆ５．
６優先モードであるもののＥＶ１１以下とＥＶ１８以上
では絞り値はＦ５．６でない設定となる。これを嫌う場
合は何らかの警告を行うか、ＥＶ７以下はＦ５．６固定
のままＣＣＤゲインを上げていく構成も考えられる。
又、Ｆ５．６を維持する上で明るくなる方向で、まず濃
度可変素子６０３で光量調節を行い設定した（ここでは
３段）最大濃度に達すると、シャッター蓄積時間を変更
する様に構成して示したが、この順序を入れ換えたりこ
の間で、両方をより複雑に組合せるなどの対応も可能な
ことは言うまでもない。

【００２３】図５は、１／２５０ｓｅｃを優先的に選択
した場合のプログラム線図を示す。この例では、ＥＶ９
から明るくなる際に、まず絞り値で制御する場合と、ま
ず濃度可変素子６０３の濃度で制御する場合との両方の
ラインを示した。

【００２４】又、この間、絞りユニット１３６と濃度可
変素子６０３の併用で光量制御しても構わない。

【００２５】図６は所謂「オートモード」時で、従来例
図１２の（△）で示したプログラムラインに対するもの
である。比較して明らかな様に、仮に回折の起こるＦ値
をＦ８以上であると考えると、従来例ではＥＶ１６以上
で像劣化が懸念されたのに対して、図６に示す本発明の
第１実施例ではＥＶ１９以上となり、実際上ほとんどあ
り得ない様な高輝度被写体に対してしか像劣化を起こさ
ずに済ませることが可能となった。

【００２６】（第２実施形態）第１実施形態で示した様
な光学機器がカメラ本体と交換レンズからなるものであ
って、特に可変濃度素子をレンズ側に有する場合につい
て説明する。

【００２７】図１３にこの様に構成した光学機器のブロ
ック構成図を示す。図において２点鎖線６４８より左側
６４６がレンズユニットを、右側６４７がカメラ本体を
表わす。図１と同一符号をつけたブロックは図１と同一
の機能を有するブロックを示す。図１で５０２で示した
ＣＰＵは、ここではレンズマイコン６２０、カメラマイ
コン６２１に分かれ、その間は公知のマウント接点を介
して通信経路を形成し情報の相互の伝達を行うことにな
る。

【００２８】第１実施例図１のＣＰＵ５０２もしくは第
２実施形態のカメラマイコン６２１もしくはレンズマイ
コン６２０の具体的な光量制御の為のフローチャートを
図１４に示す。ステップ７０１でスタートする。ステッ
プ７０２でモード選択ダイアル５０６で選択された例え
ば絞り優先もしくはシャッター速度優先などのモード、
又は前述した様な「ポートレード」「スポーツ」「ノー
マル」などと称する様な被写体条件に合わせたモードが
設定される。

【００２９】ここでは、例として絞り優先のモードが選
択されているとする。ステップ７０３で具体的に読み込
まれたモードが判別され、絞り優先モードの場合はステ
ップ７０４に至る。ステップ７０４では固定絞り値、即
ち絞り優先モードと共に撮影者（操作者）が設定した絞
り値が読み込まれる。この値をここではＦ_F とする。前
述の図４で示した例ではＦ_F ＝５．６となる。ステップ
７０５、７２２、７２３の３つの判別ではこの絞り優先
時に用いる３つの光量制御手段、即ち、絞りユニット１
３６、濃度可変素子６０３、シャッター速度をフラグ
Ａ、Ｂを用いて選択する為の判別に相当する。この判別
は表１に示す様な関係で振り分けられるとする。

【００３０】

【表１】

【００３１】例えば図４の例のＥＶ７〜ＥＶ１１の範囲
は絞りユニット１３６の開口径をＦ１．４（開放）〜Ｆ
５．６の間でコントロールすることにより対応すること
になるが、この範囲はフラグＡの状態が０、フラグＢの
状態が０として示される。同じく図４でＥＶ１１〜ＥＶ
１４の範囲は濃度可変素子の濃度コントロールにより対
応するが、この範囲はフラグＡの状態が０、フラグＢの
状態が１として示される。他シャッター速度でコントロ
ールする範囲ではフラグＡ，Ｂ共に１、更に明るい時に
は（図４ではＥＶ１８以上）再度絞りユニット１３６で
Ｆ５．６より小絞り側への開口径制御を行うがこの範囲
ではフラグＡが１、フラグＢが０として示される。

【００３２】ここではこれらの結果がフラグＡ＝０、フ
ラグＢ＝０であったとして以降のフローを説明する。こ
の場合、ステップ７２２の結果がＮ（フラグＢ＝０）と
なり、ステップ７０６に至る。ステップ７０６で｜Ａ−
Ａ_P ｜＜ΔＡの判定が行われる。ここで、ＡはＣＣＤか
ら得られた映像信号のうち所定の測光領域での輝度レベ
ルを示し、Ａ_P は最適に光量調整が行われた場合に得ら
れるべき基準輝度レベルを示しており、ΔＡは不感帯を
設定する微小値である。従って｜Ａ−Ａ_P ｜＜ΔＡがＹ
（Ｙｅｓ）であれば現在得られている輝度レベルはほぼ
（ΔＡの範囲内で）基準レベルＡ_P に一致していること
を示しているので新たに現状の設定から光量調節手段の
状況を可変する必要がない。従って、この場合は最初に
戻る。ステップ７０６で適正光量でないと判別されると
判別Ｎとなりステップ７０７に至る。ステップ７０７で
はＡ−Ａ_P の値の符号判別が行われる。Ａ−Ａ_P ＞０は
即ち輝度レベルが基準レベルより大きいので、所謂露光
オーバーの状態を示す。逆ならアンダーとなる。このス
テップ７０６及びステップ７０７で示した適正露出状態
にあるかないか、ない場合にはアンダーかオーバーか
は、ステップ７１４，７１５、ステップ７２４，７２
５、ステップ７３２，７３３でも全く同じ動きを（判別
を）示すことになる。ステップ７０７でアンダー判別で
あれば光量が増加する様にステップ７０８にて絞りユニ
ット１３６を開口径が大きくなる方向（開き方向）へ駆
動する。この結果ステップ７０９で、最大開口径（絞り
開放）に達したかどうかが判別される。開放にならなけ
れば最初に戻りステップ７０６がＹ（最適光量）となる
迄くり返す。但し、この途中でステップ７０９の判定が
Ｙ、即ち、絞りユニット１３６が開放まで達すると、以
降ステップ７１０にてＣＣＤのゲインＵｐでの対応に引
き渡すことになる。

【００３３】一方、ステップ７０７の判別がＹ、即ち露
光量がオーバーであった場合には、ステップ７１１で絞
りユニット１３６を、その開口径が小さくなる方向へ
（閉じ方向へ）駆動される一方、ステップ７１２でこの
Ｆ値がＦ_F （図４の例ではＦ_F＝５．６）に達する迄に
絞り込まれたかどうかが判別される。Ｆ＝Ｆ_F になって
いなければ最初に戻る。一方、Ｆ＝Ｆ_F となってもまだ
露光量オーバーの時はステップ７１３でフラグＢを０か
ら１へ変更してから最初に戻るものである。この結果、
フラグＡ＝０，フラグＢ＝１となるので、ステップ７２
２からステップ７１４，７１５と進み、仮に露光オーバ
ーであればステップ７１５の判定がＹとなる。この結果
ステップ７１９で濃度可変素子６０３をコントロール
（着色方向）する。この間で分光透過率特性から問題が
発生しない範囲で設定された最高濃度に達したかどうか
が、ステップ７２０で判別され達するとフラグＡを０か
ら１へ変更する。一方、ステップ７１５がＮであると濃
度可変素子６０３は消色方向へ駆動され（ステップ７１
６）、完全消色に至った（ステップ７１７）場合にはス
テップ７１８でフラグＢを１から０とするものである。
よって完全消色しても露光量アンダーならば再びステッ
プ７０６へ至り絞り制御を行うし、Ｆ＝Ｆ_F にて最高濃
度まで至っても露光オーバーならステップ７２１でフラ
グＡが０から１になった結果、フラグＡ，Ｂとも１とな
るので次のサイクルからはステップ７２４へ至ることに
なる。ステップ７２４以降の制御はＣＣＤ蓄積時間（シ
ャッター速度）制御となり、同様に露光量のオーバー、
アンダーの状態に応じて蓄積時間が可変となるものであ
る。

【００３４】この際、１／６０ｓｅｃ〜１／１０００ｓ
ｅｃ範囲で光量制御を行うとするとステップ７２７，７
３０でこれらの範囲の端まで来たから判別し、以後、よ
り高照度被写体に対しては再び絞りユニット１３６に制
御を引き渡す為にステップ７３１にてフラグＢを１から
０とする。又、１／６０ｓｅｃでも露光量アンダーなら
ステップ７２８にてフラグＡを１から０へ戻すことによ
り次のサイクルからは濃度可変素子６０３の濃度を消色
していくことで対応させるものである。フラグＡが１，
フラグＢが０となると、ステップ７２３の判定の結果、
ステップ７３２へ至る。ステップ７３４〜ステップ７３
６で絞りユニット１３６の制御が行われる。これはＦ値
がＦ_F より小絞り範囲での制御なので、Ｆ＝Ｆ_F となる
とステップ７３６の判定がＮとなり、ステップ７３７で
フラグＢを０から１とすることでシャッター制御へ引き
渡すことになる。

【００３５】以上述べてきた様にこの例では絞り優先で
Ｆ＝Ｆ_F とする場合で、更に図４に示す様にＦ＝Ｆ_F で
も適正露光量とならない時にはＦ＝Ｆ_F の条件をくずし
てでも最適露光量を得る様なプログラムを実施する場合
についてのフローを説明した。

【００３６】基本的には、これらの被写体照度が暗から
明への変化した時に使用する手段の使用順序を変更した
り、あるいは絞り優先の場合表１のフラグＡ，Ｂ＝０．
０と１．０の条件を使用不可とするなど図１４で示した
フローを適当に変更することで各モード対応が可能にな
る。

【００３７】ここで交換レンズの場合、図１３に示す様
にレンズマイコン６２０とカメラマイコン６２１でＣＰ
Ｕが構成される為、図１４で示した様なフローチャート
を構成するのをどちらかのマイコンとすると、フローチ
ャートを実行する為の各光量制御手段の状態の情報は前
述した通信経路を用いた通信でやり取りする必要が生じ
てくる。

【００３８】例えば、レンズ側マイコンで行う場合、Ａ
値、現在のシャッター速度などの状況はカメラマイコン
を介して通信によりレンズマイコンへ伝達される必要が
ある。又、シャッター速度の変更命令も逆にレンズマイ
コンによりカメラマイコンに通信指示することとなる。

【００３９】一方カメラマイコン側に図１４のコントロ
ーラを持って来る場合には、絞りユニット１３６や濃度
可変素子６０３の状態の情報を通信によりレンズより伝
達する必要が生じる。

【００４０】あるいは、図１４のフローをそれぞれのマ
イコンに分担させ通信ではそれぞれ（カメラ本体ｏｒレ
ンズ）が有する光量制御手段を動作させるかロックする
かのみのやりとりを行う構成も考えられる。

【００４１】（第３実施形態）上述本発明の第２実施形
態によれば、カメラ本体に対して取り外し可能なレンズ
を有する撮影装置において、濃度可変素子６０３をレン
ズ側に配置した例を示したが、本素子は透過光量を制御
することが可能なものであるので、絞りユニット１３６
の様に瞳の位置に配置される場所が限定されることはな
い。従って、配置の可能性としてはカメラ側のＣＣＤ等
固体撮像素子の直前といったことも可能となる。

【００４２】この様に濃度可変素子６０３をカメラ側に
有すると、交換されるレンズの一本一本に濃度可変素子
６０３を持たせる必要がなくなるという効果がある。

【００４３】図１５は、図１３の第２実施形態のブロッ
ク構成に対して、上述の様に濃度可変素子６０３をカメ
ラ側に配置した場合を示している。

【００４４】図１３と同様中央の２点鎖線より左側がレ
ンズ、右側がカメラ本体となり、濃度可変素子６０３は
カメラ本体側に配置できる。

【００４５】（第４実施形態）上述の各従来例において
は濃度可変素子６０３は開放時の有効光束全体をおおう
様に設計されていることを前提とした。

【００４６】しかしながら、この様な構成だと、より小
さい範囲にのみ濃度可変領域を構成するよりも、反応速
度が遅くなったり、コストが高いなどの不利な点も有し
ている。

【００４７】第４実施形態ではモードに応じて選択され
るプログラムの中に絞りが開放から例えばＦ５．６迄の
間で、濃度を可変する様な状況を含まない様な場合、又
は前述の図６で示した様な標準的なプログラムのみを有
していてモード選択を有さない様なカメラ装置を想定
し、本濃度可変素子６０３の使用目的を回折による像劣
化の防止のみに限った時に適した実施形態について説明
する。ここで図６に示した様に光量調節を行う場合とす
る。

【００４８】図１６に本実施形態に適した濃度可変範囲
と絞り開口形状のメカ的な寸法関係を説明する。図にお
いて６３１は図８〜図９で説明した様な２枚の絞り羽根
よりなる絞りユニット１３６における、開放状態での開
口部の形状を示す。例えばＦ１．４であるとする。６３
２はこの状態から絞りを絞り、例えばＦ４とした時の開
口形状を示す。６３３は同様に例えばＦ８の時の開口形
状を示す。図６に示す様にここで実施する光量制御方法
におては絞り開口径がＦ８、即ち６３３で示した形状ま
で絞られた後、それでも露光量がオーバーな状態にある
ときには濃度可変素子６０３の濃度コントロールに移行
することになる。従って、形状６３３をカバーする領域
に可変濃度領域が設定されていればよい。従って、図１
６では６３４で示した丸の範囲にこの領域を設定するも
のである。

【００４９】この様な設定における光量制御手段の方法
も基本的には図１４に示すフローチャートで構わない。
但し、Ｆ_F ＝８とし、又、ステップ７０２〜７０４は不
要となる。

【００５０】次にこの様な構成とする濃度可変素子６０
３の配置としては極力絞りの近傍とし、その位置でも有
効光線径が絞り位置で決まる有効光線径とほぼ等しくな
る位置であることが望ましい。図１７は、この様な配置
場所を説明する為の図である。１１１〜１１４は前述同
様のレンズ群を示す。１３６は絞りユニットで、この絞
りユニット１３６に近接した結像面側に濃度可変素子６
０３を配置している。尚、この絞りユニット１３６と濃
度可変素子６０３の前後関係が入れ変っても構わない。

【００５１】図１８は濃度可変素子の濃度検出方法の一
例を示す。６０３は濃度可変素子６３６はＩＲＥＤ等の
発光素子、６３７は受光素子、６３５はこれらの投受光
素子をホールドするコの字状の部品である。この受光素
子出力により濃度を知ることができる。

【００５２】（第５実施形態）上述の各実施形態では用
いる濃度可変素子を１ケとし、実施形態を述べてきた。
又、濃度は３段分変更可能として説明した。これに対
し、より広い範囲の濃度調整を行う場合には同一光路内
に第１濃度可変素子、第２濃度可変素子…という様に複
数の濃度可変素子を設けることも考えられる。

【００５３】又、これらの構成により絞りユニット又は
シャッター速度等の他の光量制御手段を廃止しても実用
上の被写体の明るさの広範囲な変化に追従できることも
考えられる。

【００５４】（第６実施形態）本発明の第６実施形態で
は、ズームレンズの光路中に配置されたぶれ防止装置の
ぶれ補正手段等に用いるところの可変頂角プリズムを有
する様なレンズを想定し、この可変頂角プリズムのガラ
ス面を濃度可変素子に兼用する様な構成を示す。

【００５５】図１９において絞りユニット１３６の後方
に可変頂角プリズム６３８が配置され、その絞りユニッ
ト１３６に近い側のガラスを濃度可変素子６０３とする
ものである。

【００５６】図２０はこの様な濃度可変素子６０３の構
成を示すものである。液体６４５は平板ガラス６４６と
濃度可変素子６０２、４枚のドーナツ状フィルム６４１
〜６４４で構成された蛇腹部で閉じられた内部に液体６
４５が封じ込められている。濃度可変素子６０３、ガラ
ス６４６は枠（６３９と６４０で構成）に接着される。
尚、蛇腹を構成するフィルムの表面材料は枠６４０と同
一材料とすることで蛇腹と枠は溶着固定され更にフィル
ム６４１，６４４と濃度可変素子６０２のガラス面６０
６及び平板ガラス６４６の間を接着しても構わない。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１に
記載した発明は、複数の撮影モードにて撮影動作が可能
な光学機器において、濃度可変素子と、被写体の輝度に
応じて前記濃度可変素子の濃度を制御する濃度制御手段
と、前記複数の撮影モードから何れか１つの撮影モード
を選択する選択手段とを有し、前記濃度制御手段は、複
数の制御モードにて前記濃度可変素子の濃度を制御可能
であるとともに、前記選択手段の選択結果に応じて前記
制御モードを変更することによって、選択した撮影モー
ドに対して適した制御モードで濃度可変素子の濃度を制
御することができ、撮影者の撮影意図を撮影画像に反映
させることができる。

【００５８】本願の請求項２に記載した発明は、複数の
撮影モードにて撮影動作が可能な光学機器において、濃
度可変素子と、被写体の輝度に応じて複数の制御モード
にて前記濃度可変素子の濃度を制御する濃度制御手段
と、複数の動作モードにて絞り羽根を移動させて通過光
量を調節する光量調節手段と、前記複数の撮影モードか
ら何れか１つの撮影モードを選択する選択手段と、前記
選択手段の選択結果に応じて前記濃度制御手段の制御モ
ードと前記光量調節手段の動作モードとの組み合わせを
決定する決定手段を有することによって、濃度制御手段
の制御モードと前記光量調節手段の動作モードとの組み
合わせを、選択した撮影モードに適した組み合わせにす
ることができ、撮影者の撮影意図を撮影画像に反映させ
ることができる。

【００５９】本願の請求項３に記載した発明は、複数の
撮影モードにて撮影動作が可能な光学機器において、濃
度可変素子と、被写体の輝度に応じて複数の制御モード
にて前記濃度可変素子の濃度を制御する濃度制御手段
と、複数の動作モードにて絞り羽根を移動させて通過光
量を調節する光量調節手段と、蓄積型画像センサと、前
記蓄積型画像センサの蓄積時間を制御する蓄積時間制御
手段と、前記複数の撮影モードから何れか１つの撮影モ
ードを選択する選択手段と、前記選択手段の選択結果に
応じて前記濃度制御手段の制御モードと、前記光量調節
手段の動作モードおよび前記蓄積時間制御手段の制御す
る前記蓄積型画像センサの蓄積時間の組み合わせを決定
する決定手段を有することによって、濃度制御手段の制
御モード、光量調節手段の動作モードおよび蓄積時間制
御手段の制御する蓄積型画像センサの蓄積時間の組み合
わせを、選択した撮影モードに適した組み合わせにする
ことができ、撮影者の撮影意図を撮影画像に反映させる
ことができる。

【００６０】本願の請求項８に記載した発明は、可変頂
角プリズムを有する光学機器において、絞り羽根を移動
させて通過光量を調節する光量調節デバイスを有し、前
記可変頂角プリズムの前記光量調節デバイスに近い方の
ガラス面に濃度可変素子を設けることによって、可変頂
角プリズムを有する光学機器に濃度可変素子を効率よく
配置することができ、光学機器を大型化することがな
く、更なる高画質化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施形態である光学機器のブ
ロック図。

【図２】濃度可変素子の構造を説明する図。

【図３】濃度可変素子の分光透過率を説明する図。

【図４】第１実施形態の光学機器におけるプログラム線
図。

【図５】第１実施形態の光学機器におけるプログラム線
図。

【図６】第１実施形態の光学機器におけるプログラム線
図。

【図７】従来の光学機器の構成を説明する図。

【図８】従来の光学機器に用いられる絞りユニットを説
明する図。

【図９】絞りユニットの駆動部の構成を説明する図。

【図１０】ＣＣＤの蓄積時間制御を説明する図。

【図１１】従来の光学機器の光量調節に関するブロック
を説明する図。

【図１２】従来の光学機器におけるプログラム線図。

【図１３】本願発明の第２の実施形態である光学機器の
ブロック図。

【図１４】本願発明の光量制御を説明するフローチャー
ト。

【図１５】本願発明の第３の実施形態である光学機器の
ブロック図。

【図１６】濃度可変範囲と絞り開口形状との寸法関係を
説明する図。

【図１７】濃度可変素子の配置を説明する図。

【図１８】濃度可変素子の濃度を検出する方法を説明す
る図。

【図１９】本願発明の第６の実施形態における濃度可変
素子の配置を説明する図。

【図２０】可変頂角プリズムの構成を説明する図。

【符号の説明】１３６絞りユニット１５１ＣＣＤ２０１絞り駆動手段５０１Ｆ値検出手段５０３ＣＣＤ駆動回路５０５モード選択手段６０１濃度可変素子駆動回路６０２濃度検出手段６０３濃度可変素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の撮影モードにて撮影動作が可能な
光学機器において、濃度可変素子と、被写体の輝度に応じて前記濃度可変素子の濃度を制御す
る濃度制御手段と、前記複数の撮影モードから何れか１つの撮影モードを選
択する選択手段とを有し、前記濃度制御手段は、複数の制御モードにて前記濃度可
変素子の濃度を制御可能であるとともに、前記選択手段
の選択結果に応じて前記制御モードを変更することを特
徴とする光学機器。
【請求項２】複数の撮影モードにて撮影動作が可能な
光学機器において、濃度可変素子と、被写体の輝度に応じて複数の制御モードにて前記濃度可
変素子の濃度を制御する濃度制御手段と、複数の動作モードにて絞り羽根を移動させて通過光量を
調節する光量調節手段と、前記複数の撮影モードから何れか１つの撮影モードを選
択する選択手段と、前記選択手段の選択結果に応じて前記濃度制御手段の制
御モードと前記光量調節手段の動作モードとの組み合わ
せを決定する決定手段を有することを特徴とする光学機
器。
【請求項３】複数の撮影モードにて撮影動作が可能な
光学機器において、濃度可変素子と、被写体の輝度に応じて複数の制御モードにて前記濃度可
変素子の濃度を制御する濃度制御手段と、複数の動作モードにて絞り羽根を移動させて通過光量を
調節する光量調節手段と、蓄積型画像センサと、前記蓄積型画像センサの蓄積時間を制御する蓄積時間制
御手段と、前記複数の撮影モードから何れか１つの撮影モードを選
択する選択手段と、前記選択手段の選択結果に応じて前記濃度制御手段の制
御モード、前記光量調節手段の動作モードおよび前記蓄
積時間制御手段の制御する前記蓄積型画像のセンサの蓄
積時間の組み合わせを決定する決定手段を有することを
特徴とする光学機器。
【請求項４】前記光量調節手段は被写体輝度に応じて
前記絞り羽根を移動させる第１の動作モードと、被写体
輝度に係わらず所望の位置に前記絞り羽根を移動させる
第２の動作モードとを有し、前記選択手段の選択結果に
応じて前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モー
ドのうちどちらか一方が選ばれることを特徴とする請求
項２または３に記載の光学機器。
【請求項５】前記濃度可変素子は前記絞り羽根の近傍
に配置されることを特徴とする請求項２、３または４に
記載の光学機器。
【請求項６】前記光学機器はレンズ交換可能なカメラ
であり、前記濃度可変素子はカメラ側に配置されること
を特徴とする請求項１、２、３または４に記載の光学機
器。
【請求項７】前記光学機器はレンズ交換可能なカメラ
であり、前記濃度可変素子はレンズ側に配置されること
を特徴とする請求項１、２、３または４に記載の光学機
器。
【請求項８】可変頂角プリズムを有する光学機器にお
いて、絞り羽根を移動させて通過光量を調節する光量調節デバ
イスを有し、前記可変頂角プリズムの前記光量調節デバ
イスに近い方のガラス面に濃度可変素子を設けることを
特徴とする光学機器。