KR20080041134A

KR20080041134A - 렌즈장치

Info

Publication number: KR20080041134A
Application number: KR1020070112784A
Authority: KR
Inventors: 다이고 아이바
Original assignee: 후지논 가부시키가이샤
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2008-05-09
Also published as: US20080106805A1; CN101178469B; KR100923060B1; EP1918748A1; JP2008116730A; JP5060767B2; US7715115B2; CN101178469A; TWI386698B; TW200821658A

Abstract

(과제) 고휘도 피사체를 촬영하는 경우에 화질 열화를 억제한 상태에서 광량을 저감할 수 있는 신규하고 개량된 렌즈장치를 제공하는 것.

(해결수단) 입사된 광속을 CCD(58) 상에 결상시키는 결상광학계(22, 26)와, 결상광학계(22, 26)에 설치된 조리개 기구(30)와, CCD(58)의 피사체측에 설치되어 결상광학계(22, 26)에 입사된 광속이 통과하는 필터 기구(64)를 구비하고, 필터 기구(64)는 클리어 필터(64a), IR 컷 필터(64b) 및 IR 컷 + ND 필터(64c)를 갖고, 고휘도 피사체의 촬영시에 IR 컷 + ND 필터(64c)를 광속의 통과범위에 배치하는 구동장치(66)를 구비한다. IR 컷 + ND 필터(64c)에 의해서 CCD(58)에 조사되는 광량을 저하시킬 수 있기 때문에, 조리개를 통과하는 광의 회절현상을 억제함과 아울러 스미어의 발생을 저감하는 것이 가능하게 된다.

렌즈장치

Description

렌즈장치{LENS DEVICE}

본 발명은 렌즈장치에 관한 것으로서, 특히 감시용 카메라의 렌즈장치에 적용하기에 바람직하다

금융기관의 점포, 상품을 판매하는 점포 등에 있어서는 방범 등을 목적으로 해서 감시 카메라(감시용 CCTV 카메라)가 널리 사용되고 있다. 최근에는 저조도에서의 조건 하이어도 촬영이 가능한 고감도의 감시 카메라가 실용화되어 있다.

고휘도 피사체를 촬영할 경우, 감시 카메라가 구비하는 촬상소자에 조사되는 광량을 억제할 필요가 있고, 렌즈 내의 조리개를 소구경으로 설정하거나, 또는 촬상소자의 전자 셔터의 속도를 짧게 하는 등의 제어가 행하여진다. 그러나, 렌즈 내의 조리개가 소구경으로 되면 조리개를 통과하는 광선에 회절 현상이 발생하고, 화상 열화를 야기한다고 하는 문제가 있다. 이 때문에, 조리개의 날개에 ND 필터를 장착함으로써 광량을 저감하고, 조리개의 개구를 보다 확대하는 방법이 채택되고 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2002-174839호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허공개 2005-24836호 공보

[특허문헌 3] 일본 특허공개 20O6-78666호 공보

그러나, 조리개의 날개에 ND 필터를 장착하면, 고휘도 피사체를 촬영하는 경우의 광량을 저감할 수는 있지만, 조리개의 개방시에도 광량이 저하되어 버리기 때문에 저휘도의 피사체를 촬영할 수 없어져, 촬영 가능한 최저 피사체 조도가 증가한다고 하는 문제가 있다. 한편, 최저 피사체 조도를 저하시키기 위해서는 ND 필터의 농도를 옅게 하는 것이 바람직하지만, 고휘도 피사체를 촬영할 때에 광량을 충분하게 저하할 수 없기 때문에 조리개의 개구를 보다 조일 필요가 생긴다. 이 때문에 회절 현상에 의한 화질 열화가 발생한다고 하는 문제가 있다. 특히 초고감도를 갖는 카메라에 있어서는 ND 필터의 농도를 짙게 하면, 본래의 메리트인 암소에서의 촬영을 할 수 없게 된다.

또한 고휘도 피사체의 촬영시에 전자 셔터 속도를 빨리해서 광량을 저감하는 경우에는, 조리개 또는 ND 필터에 의한 감광과는 달리 항상 촬상소자가 고휘도의 광에 노출된 상태로 된다. 이 때문에, 전자 셔터 속도를 높여서 고휘도 피사체를 촬영하면, 촬상화상 상에 선상으로 광이 연장되는 현상(스미어;smear)이 발생하기 쉬워져, 화질의 열화가 생긴다고 하는 문제가 발생한다.

또한 초고감도를 갖는 카메라로 고휘도 피사체를 촬영하는 경우에는, 셔터 속도를 보다 빠르게 할 필요가 있어 통상의 카메라보다 고속측의 한계 셔터 속도에 도달하기 쉬워진다. 이 때문에, 스미어가 보다 발생하기 쉬워진다고 하는 문제가 있다. 또한 조리개로 광량을 저감시킬 경우에도, 카메라가 고감도이기 때문에 조리개의 개구도 보다 작게 할 필요가 있다. 이 때문에, 조리개의 회절현상이 보다 발 생하기 쉬워져 화상열화가 생긴다고 하는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 고휘도 피사체를 촬영할 경우에 화질 열화를 억제한 상태에서 광량을 저감하는 것이 가능한, 신규하고 또한 개량된 렌즈장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서는, 본 발명의 소정 관점에 의하면, 입사된 광속을 촬상소자 상에 결상시키는 결상광학계와, 상기 결상광학계에 설치된 조리개 기구와, 상기 촬상소자의 피사체측에 설치되어 상기 결상광학계에 입사된 광속이 통과하는 필터부를 구비하고, 상기 필터부는 적어도 적외선 컷 필터 및 감광 필터를 갖고, 고휘도 피사체의 촬영시에 적외선 컷 필터 및 감광 필터를 모두 광속의 통과 범위에 배치하는 필터 스위칭 기구를 구비하는 렌즈장치가 제공된다.

상기 구성에 의하면, 결상광학계에 입사된 광속이 통과하는 필터부는 적어도 적외선 컷 필터 및 감광 필터를 갖고 있고, 고휘도 피사체의 촬영시에는 필터 스위칭 기구에 의해 적외선 컷 필터 및 감광 필터가 모두 광속의 통과 범위에 배치된다. 따라서, 감광 필터에 의해 촬상소자에 조사되는 광량을 저하시킬 수 있고, 조리개 기구의 개구를 보다 개방하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 조리개를 통과하는 광의 회절현상을 억제함과 아울러 스미어의 발생을 저감하는 것이 가능해진다. 또한 조리개 기구의 날개에 감광 필터가 설치되는 경우에는, 날개의 감광 필터의 농도를 저하시킬 수 있기 때문에 촬영 가능한 최저 피사체 조도를 저하시키는 것이 가능해진다.

또한 상기 필터부는 적외선 컷 필터와, 적외선 컷 필터 및 감광 필터가 겹쳐져서 일체적으로 구성된 복합 필터를 갖고, 상기 필터 스위칭 기구는 고휘도 피사체의 촬영시에 상기 복합 필터를 광속의 통과 범위에 배치하는 것이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 적외선 컷 필터의 위치를 제어함으로써 적외선 컷 필터 및 감광 필터의 위치를 동시에 제어할 수 있기 때문에, 번잡한 제어를 수반하지 않고 필터의 스위칭을 용이하게 행할 수 있다.

또한 상기 조리개 기구의 F넘버를 취득하는 F넘버 취득부를 갖고, 상기 필터 스위칭 기구는 F넘버가 제 1 소정값 이하이며 또한 제 2 소정값 이상인 경우에는 상기 복합 필터를 광속의 통과 범위로부터 퇴피시키고, 상기 적외선 컷 필터를 광속의 통과 범위에 배치하는 것이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, 피사체의 휘도가 저하하고, F넘버가 제 1 소정값 이하가 된 경우에는, 감광 필터가 광속의 통과 범위로부터 퇴피하기 때문에 촬상소자에 조사되는 광량을 증가시킬 수 있다.

또한 상기 필터부는 광속을 통과시키는 클리어 필터를 더 갖고, 상기 필터 스위칭 기구는 F넘버가 상기 제 2 소정값 미만인 경우에는 상기 클리어 필터를 광속의 통과 범위에 배치하는 것이어도 된다. 이러한 구성에 의하면, F넘버가 제 2 소정값 미만인 경우에는 클리어 필터를 광속의 통과 범위에 배치하기 때문에, 저휘도 피사체를 촬영하는 경우에 있어서도 IR역의 광도 도입할 있기 때문에 충분한 광원의 영상을 얻을 수 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 고휘도 피사체를 촬영할 경우에 화질 열화를 억제한 상태 에서 광량을 저감하는 것이 가능한 렌즈장치를 제공하는 것이 가능해진다.

이하에 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 렌즈장치(경통)를 나타내는 도면이며, 광축(P)에 따른 단면을 나타내는 단면도이다. 우선, 도 1에 기초하여 렌즈장치(10)의 전체 구성을 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 렌즈장치(10)는 고정 통(12)을 구비하고 있다. 고정 통(12)에는 조리개 기구(30)가 설치되어 있다. 고정 통(12)의 내부에는 조리개 기구(30) 앞측(피사체측)에 렌즈 프레임(14)이 배치되어 있고, 조리개 기구(30)의 뒤측에 렌즈 프레임(16)이 배치되어 있다. 또한 고정 통(12)의 외측에는 포커스 링(18), 줌 링(20)이 배치되어 있다.

렌즈 프레임(14)은 포커스 렌즈(군)(22)를 유지하는 프레임이다. 렌즈 프레임(14)에는 그 둘레면보다 돌출되는 결합 핀(14a)이 장착되어 있다. 한편, 고정 통(12)에는 광축방향으로 직진 홈(12a)이 형성되어 있고, 결합 핀(14a)이 직진 홈(12a)에 결합함으로써 렌즈 프레임(14) 및 포커스 렌즈(22)가 직진 홈(12a)에 가이드되어 광축방향으로 직진 이동하도록 구성되어 있다.

렌즈 프레임(16)은 줌 렌즈(군)(26)를 유지하는 프레임이다. 렌즈 프레임(16)에는 그 둘레면보다 돌출되는 결합 핀(16a)이 장착되어 있다. 한편, 고정 통(12)에는 광축방향으로 직진 홈(12b)이 형성되어 있고, 결합 핀(16a)이 직진 홈(12b)에 결합함으로써 렌즈 프레임(16) 및 줌 렌즈(26)가 직진 홈(12b)에 가이드되어 광축방향으로 직진 이동하도록 구성되어 있다.

포커스 링(18)은 렌즈 프레임(14)이 배치되는 부위에 있어서, 고정 통(12)의 외주면에 회동 가능하게 배치되어 있다. 포커스 링(18)의 내주면에는 광축에 대하여 나선형상으로 캠 홈(18a)이 형성되어 있다. 렌즈 프레임(14)에 장착된 결합 핀(14a)은 포커스 링(18)의 캠 홈(18a)에 결합된다. 따라서, 포커스 링(18)을 회동조작하면 포커스 링(18)의 캠 홈(18a)과 고정 통(12)의 직진 홈(12a)의 교차 위치가 광축방향으로 변위됨과 아울러, 그 교차 위치에 따라서 결합 핀(14a), 렌즈 프레임(14), 및 포커스 렌즈(22)가 광축방향으로 변위된다. 이와 같이, 포커스 링(18)을 회동 조작함으로써 포커스 렌즈(22)의 설정 위치를 조정해서 포커스 조정을 행할 수 있다.

줌 링(20)은 렌즈 프레임(16)이 배치되는 부위에 있어서, 고정 통(12)의 외주면에 회동 가능하게 배치되어 있다. 줌 링(20)의 내주면에는 광축에 대하여 나선형상으로 캠 홈(20a)이 형성되어 있다. 렌즈 프레임(16)에 장착된 결합 핀(16a)은 줌 링(20)의 캠 홈(20a)에 결합된다. 따라서, 줌 링(20)을 회동 조작하면 줌 링(20)의 캠 홈(20a)과 고정 통(12)의 직진 홈(12b)의 교차 위치가 광축방향으로 변위함과 아울러, 그 교차 위치에 따라서 결합 핀(16a), 렌즈 프레임(16), 및 줌 렌즈(26)가 광축방향으로 변위된다. 이와 같이, 줌 링(20)을 회동 조작함으로써 줌 렌즈(26)의 설정 위치를 조정해서 초점 거리(줌 화각)를 조정할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 렌즈장치(10)의 촬상광학계는 포커스 렌즈(군)(22) 및 줌 렌즈(군)(26)로 구성되고, 피사체로부터 입사된 광속은 포커스 렌즈(군)(22) 및 줌 렌즈(군)(26)에 의해 CCD(58) 상에 결상된다. 또한, 본 실시예에서는 전군 렌즈에 포커스 기능, 후군 렌즈에 줌 기능을 갖게 했지만, 전군 렌즈에 줌 기능, 후군 렌즈에 포커스 기능을 갖게 해도 좋다.

조리개 기구(30)는 조리개 프레임(32), 2장의 날개(34. 36), 날개를 구동하기 위한 구동장치(구동수단)(38), 구동장치(38)의 구동축(38a)에 고정된 레버(40)(도 1에 있어서 도시하지 않음)를 구비하고 있다. 또한 도 1에 나타내는 바와 같이, 조리개 기구(30) 앞측에는 조리개 기구 커버(50)가 배치되어 있다.

도 2는 조리개 기구(30)의 평면 구성을 나타내는 도면이며, 조리개 기구(30)를 피사체측에서 본 상태를 나타내고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 조리개 기구(30)는 조리개 프레임(32)을 구비하고 있다. 조리개 프레임(32)에는 광축(P)을 중심으로 하는 원형의 개구(32f)와, 리브(32e)가 형성되어 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 리브(32e)는 조리개 프레임(32)의 둘레 가장자리부에 있어서 피사체측으로 돌출되도록 형성되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 리브(32e)의 내측에는 날개(34) 및 날개(36)가 겹쳐서 배치된다. 피사체측에 위치하는 날개(34)에는 긴 구멍형상의 개공부(34a), 개공부(34b), 개공부(34c)가 형성되어 있다. 또한 조리개 프레임(32)에는 피사체측으로 돌출되는 결합 핀(32a, 32b, 32c, 32d)이 형성되어 있다. 각 개공부(34a, 34b, 34c)는 3개의 결합 핀(32a, 32b, 32c)과 각각 결합하고 있다.

마찬가지로, 날개(36)에는 개공부(36a), 개공부(36b), 개공부(36c)가 형성되어 있다. 각 개공부(36a, 36b, 36c)는 조리개 프레임(32)에 형성된 3개의 결합 핀(32a, 32b, 32d)과 각각 결합하고 있다. 결합 핀(32a, 32b, 32c, 32d)은 날개(34, 36)와의 결합을 확실하게 하기 위해서 선단측의 지름이 확대되어 있다.

날개(34)에는 조리개 프레임(32)의 개구(32f)에 대응하는 절개(34e)가 형성되어 있다. 또한 날개(36)에는 조리개 프레임(32)의 개구(32f)에 대응하는 절개(36e)가 형성되어 있다. 절개(34e, 36e)는 조리개 프레임(32)의 개구(32f)와 같은 원호형상이며, 선단부가 예각형상으로 구성되어 있다. 날개(34), 날개(36)가 가장 개방된 상태에서는 조리개의 개구의 크기는 개구(32f)의 크기가 된다. 절개(34e)와 절개(36e)의 위치가 가까워지는 방향으로 날개(34), 날개(36)가 구동되면 조리개의 개구는 작아진다.

날개(34)의 피사체측에는 절개(34e)의 선단의 예각형상의 부분에 ND 필터(감광 필터)(50)가 장착되어 있다. 또한 날개(36)의 촬상소자측에는 절개(36e)의 선단의 예각형상의 부분에 ND 필터(52)가 장착되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 구동장치(38)는 조리개 프레임(32)의 하부에 장착되어 있다. 또한 구동장치(38)는 조리개 프레임(32)에 대하여 뒤측에서 장착된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 구동장치(38)의 구동축(38a)은 조리개 프레임(32)을 향하고 있고, 구동축(38a)에는 레버(40)가 장착되어 있다. 레버(40)는 양단에 결합 핀(40a) 및 결합 핀(40b)을 구비하고 있다. 결합 핀(40a)은 날개(34)에 형성된 개공부(34d)와 결합하고 있다. 또한 결합 핀(40b)은 날개(36)에 형성된 개공 부(36d)와 결합하고 있다.

날개(34, 36)의 한쪽에는 자석이 장착되어, 홀 소자(도면에 나타내지 않음)에 의한 자기저항 효과에 의해 날개(34, 36)의 위치에 따른 조리개의 F넘버가 검출된다. 여기서는, 홀 소자의 출력이 커질수록 F넘버가 작아지는 것으로 하지만, 홀 소자의 출력과 F넘버의 관계는 임의로 설정 가능하다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 포커스 링(18)과 줌 링(20) 사이에 있어서, 고정 통(12)의 외주 하부에는 내부까지 관통하는 개구부(12c)가 형성되어 있다. 조리개 기구(30)는 조리개 기구 커버(50)와 함께 개구부(12c)로부터 고정 통(12)의 내부에 삽입되어 고정된다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 고정 통(20)의 후단부에는 촬상소자 홀더(54)가 장착되어 있다. 촬상소자 홀더(54)에는 기판(56)이 장착되어 있다. 기판(56)에는 CCD(촬상소자)(58)가 실장되어 있다. CCD(58) 앞측에는 밀봉 고무(59)가 설치되어 있고, 밀봉 고무(59)의 더욱 앞측에는 로우패스필터(OLPF)(60)가 배치되어 있다. 로우패스필터(60)의 앞부는 촬상소자 홀더(54)의 지지부(62)에 접촉하고 있다.

도 2는 구동장치(38)에 의해서 레버(40)가 화살표 A방향으로 가장 구동된 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서는, 날개(34)가 도 2 중에서 가장 아래에 위치하고 있고, 날개(36)가 가장 위에 위치하고 있다. 따라서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 날개(34)의 절개(34e)와 날개(36)의 절개(36e)가 이간되어 조리개 프레임(32)의 개구(32f)가 열린다.

한편, 도 2의 상태로부터, 레버(40)가 화살표 A와 반대 방향으로 구동되면, 날개(34), 날개(36)에 의해 형성되는 개구가 작아진다. 그리고, ND 필터(50, 52)의 위치가 광축(P)에 근접한다. 따라서, 개구의 면적이 축소됨으로써 광량이 저감됨과 아울러 개구 내에서 ND 필터가 점유하는 면적의 비율이 증가하기 때문에, 조리개 기구(30)를 통과하는 광량이 저감된다.

이 때, ND 필터(50, 52)에 의해 광량이 저감되기 때문에 ND 필터(50, 52)를 설치하고 있지 않은 경우와 비교하면, 날개(34), 날개(36)에 의해 형성되는 개구를 보다 크게 한 상태에서 동일한 광량을 CCD(59)에 입사시킬 수 있다. 따라서, 개구를 보다 개방할 수 있고, 광이 조리개를 통과할 때에 발생하는 회절현상을 저감할 수 있다.

로우패스필터(60) 앞측에는 필터 기구(64)가 배치되어 있다. 도 3은 필터 기구(64)의 구성을 나타내는 모식도로서, 필터 기구(64)를 피사체측에서 본 상태를 나타내고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 필터 기구(64)는 클리어 필터(64a), IR 컷 필터(64b), IR 컷 + ND 필터(64c)의 3개의 필터를 구비하고 있다. 이들 3개의 필터는 기재(64d)에 설치되어 있다. 이들 3개의 필터의 스위칭은 구동장치(66)에 의해 행하여진다.

클리어 필터(64a)는 거의 무색의 소유리에 반사방지막을 증착한 광학필터이며, 입사한 광선을 CCD(58)로 통과시키는 필터이다. 클리어 필터(64a)는 주로 야간 등 저휘도 피사체의 촬영시에 사용된다.

IR 컷 필터(64b)는 통상의 낮 중의 촬영시 등에 사용되는 필터이며, 적외광을 컷트하는 기능을 구비하고 있다.

IR 컷 + ND 필터(64c)는 IR 컷 필터의 기능에 ND 필터(감광 필터)의 기능이 부가된 복합 필터이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, IR 컷 + ND 필터(64c)는 전역이 IR 컷 필터의 기능을 갖고 있고, 또한 전체의 대략 절반의 영역에 ND 필터의 기능이 부가되어 있다. 도 3에서는, IR 컷 필터가 전역에 구성되고, 또한 전체의 절반의 영역에 ND 필터가 겹쳐서 장착된 구성을 나타내고 있지만, IR 컷 필터와 ND 필터를 이간시켜서 광축방향으로 배열하여 배치하여도 좋다.

구동장치(66)는 스테핑 모터로 구성된다. 구동장치(66)의 구동축(66a)에는 피니언 기어(66b)가 설치되어 있고, 피니언 기어(66b)는 기재(64d)에 설치된 랙(64e)과 결합하고 있다. 따라서, 구동장치(66)가 구동되면 기재(64d)가 그 길이 방향으로 구동된다. 기재(64d)는 클리어 필터(64a), IR 컷 필터(64b), IR 컷 + ND 필터(64c) 중 어느 하나의 중심이 렌즈장치의 광축(P)과 일치하는 위치에 구동된다.

기재(64d)와 인접하고, 기재(64d)의 초기위치를 검출하기 위한 리셋 스위치(68)가 설치되어 있다. 리셋 스위치(68)는 기재(64d)의 위치가 초기위치에 설정된 경우에 온으로 되는 스위치이다. 리셋 스위치(68)는 기재(64d)의 돌기(64f)의 위치를 광학적으로 판독하는 센서에 의해서 구성된다. 기재(64d)의 초기위치는, 예를 들면 IR 컷 필터(64b)가 광축(P) 상에 배치된 위치로 할 수 있다. 따라서, 리셋 스위치(68)의 온/오프 상태에 기초하여 IR 컷 필터(64b)를 광축(P) 상에 배치할 수 있다. 또한 초기 위치로부터 소정 방향으로 소정 스텝수만큼 구동장치(66)를 구동함으로써 클리어 필터(64a), 또는 IR 컷 + ND 필터(64c)를 광축(P) 상에 배치할 수 있다.

구동장치(66), 및 리셋 스위치(68)는 제어부(70)와 접속되어 있다. 또한 제어부(70)에는 CCD(58), 구동장치(38)가 접속되어 있다. 또한 제어부(70)에는 조리개의 F넘버를 검출하기 위한 홀 소자의 출력이 입력된다. 제어부(70)는 CCD(58)로의 입사광량, 홀 소자의 출력에 따라서 구동장치(38), 및 구동장치(66)를 구동할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시형태의 렌즈장치(10)에서는, 주간 등에 비교적 밝은 장소에서 촬영을 행하는 경우에는 IR 컷 필터(64b)가 광축(P)의 위치에 배치되어, 렌즈장치(10)에 입사한 광선으로부터 적외광이 컷트된다. 또한 야간 등에 어두운 장소에서 촬영을 행하는 경우에는 클리어 필터(64a)가 광축(P)의 위치에 배치된다. 또한 주간 등에 고휘도 피사체를 촬영하는 경우에는 IR 컷 + ND 필터(64c)가 광축(P)의 위치에 배치된다.

도 4는 피사체의 휘도에 따라 필터(64a, 64b, 64c)가 스위칭되는 모양을 나타내는 모식도이다. 도 4에 있어서, 세로축은 F넘버를 검출하는 홀 소자의 출력 전압을 나타내고 있고, 가로축은 피사체의 휘도를 나타내고 있다. 또한 도 5는 홀 소자의 출력 전압과 F넘버의 관계를 나타내고 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 홀 소자의 출력 전압이 커질수록 F넘버의 값도 커지고, 조리개의 개구가 작아진다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 저휘도의 피사체를 촬영하는 경우에는 클리어 필터(64a)가 광축(P)의 위치에 배치된다. 이 상태에서 피사체의 휘도가 높아지면 휘도에 따라 조리개 기구(30)의 개구가 작아지게 되어 홀 소자의 출력 전압(F넘버 값)이 증가한다. 그리고, F넘버가 제 1 소정값에 도달하면 클리어 필터(64a)로부터 IR 컷 필터(64b)로의 스위칭이 행하여진다. 이것에 의해 IR 컷 필터(64b)가 광축(P)의 위치에 배치되어 CCD(58)에 조사되는 광량이 저하하기 때문에, 조리개 기구(30)의 개구가 열린다. 필터를 스위칭한 직후의 F넘버의 값은 제 2 소정값으로 된다.

IR 컷 필터(64b)가 광축(P)의 위치에 배치된 상태에서, 피사체의 휘도가 높아지면 휘도에 따라서 조리개 기구(30)의 개구가 작아지고, F넘버의 값이 증가한다. 그리고, F넘버가 제 1 소정값에 도달하면 IR 컷 필터(64b)로부터 IR 컷 + ND 필터(64c)로의 스위칭이 행하여진다. 이것에 의해 IR 컷 + ND 필터(64c)가 광축(P)의 위치에 배치되어 CCD(58)에 조사되는 광량이 저하하기 때문에, 조리개 기구(30)의 개구가 열린다. 필터를 스위칭한 직후의 F넘버의 값은 제 2 소정값으로 된다. 그리고, IR 컷 + ND 필터(64c)가 광축(P)의 위치에 배치된 상태에서 피사체의 휘도가 더욱 높아지면, 휘도에 따라 조리개 기구(30)의 개구가 작아지고 F넘버의 값이 증가한다.

이하, IR 컷 + ND 필터(64c)를 광축(P)의 위치에 배치한 상태에서 고휘도의 피사체를 촬영할 경우에 대해서 상세하게 설명한다. 고휘도 피사체를 촬영하는 조건은 통상, 주간의 촬영 조건이며, 적외선을 커트할 필요가 있다. 상술한 바와 같이, IR 컷 + ND 필터(64c)는 IR 컷 필터의 기능에 ND 필터의 기능이 부가되어서 구성되어 있다. 따라서, 고휘도 피사체를 촬영할 경우에 있어서도 IR 컷 + ND 필터(64c)에 의해 적외광을 확실하게 커트할 수 있다.

또한 IR 컷 + ND 필터(64c)는 전체 영역의 거의 절반의 영역에 ND 필터가 설치되어 있다. 이 때문에, 고휘도 피사체를 촬영할 경우에 렌즈장치(10)에 입사된 광선의 광량은 IR 컷 + ND 필터(64c)에 있어서 저감된다.

또한 고휘도 피사체의 촬영시에는 CCD(58)에 조사되는 광량을 저하시키기 위해서 조리개 기구(30)의 개구가 작아지도록 날개(34), 날개(36)가 닫혀진다. 따라서, 조리개 기구(30)의 날개(34, 36), 및 ND 필터(50, 52)에 의해서도 광량이 저감된다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 필터 기구(64)의 IR 컷 + ND 필터(64c)와, 조리개 기구(30)의 쌍방에 의해 광량을 저감할 수 있다. 이 때문에, 조리개만으로 광량을 저감할 경우에 비하여, 조리개의 개구 지름을 넓히는 것이 가능해진다. 따라서, 고휘도 피사체의 촬영시에 있어서 조리개를 통과하는 광선에 회절현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한 필터 기구(64)의 IR 컷 + ND 필터(64c)와, 조리개 기구(30)의 쌍방에 의해서 광량을 저감할 수 있기 때문에, CCD(58)에 조사되는 광량을 충분하게 저감할 수 있다. 따라서, CCD(58)에 직접 조사되는 광량을 저하시킬 수 있고, 전자 셔터에 의한 스미어의 발생을 확실하게 억제하는 것이 가능해진다. 바람직하게는, IR 컷 + ND 필터(64c)에 있어서의 ND 필터의 농도와 ND 필터(50, 52)의 농도를 더해서 얻어지는 값은, 종래의 조리개 기구에 있어서의 ND 필터의 농도보다 짙게 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 조리개 기구만으로 광량을 저감하는 종래의 렌즈장치의 경우에 비하여, CCD(58)에 입사되는 광량을 확실하게 저하시킬 수 있고, 조리개 의 개구를 보다 크게 하는 것이 가능해진다. 따라서, 조리개를 통과하는 광선에 회절현상이 발생하는 것을 억지하는 것이 가능하게 된다.

또한 IR 컷 + ND 필터(64c)를 설치하고 있지 않은 경우에는, 렌즈장치(10) 내에 있어서의 감광은 조리개 기구(30)만으로 행할 필요가 있지만, IR 컷 + ND 필터(64c)를 설치함으로써 조리개 기구(30)에 있어서의 광량의 저감량의 일부를, IR 컷 + ND 필터(64c)에 부담시킬 수 있다. 따라서, IR 컷 + ND 필터(64c)를 설치하고 있지 않을 경우에 비하여 ND 필터(5O, 52)의 농도를 보다 옅게 하는 것이 가능해 진다. 이것에 의해 조리개를 개방으로 촬영할 경우에, ND 필터(50, 52)에 의한 광량의 저하를 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 특히 야간 등 암소에서의 촬영에 있어서, ND 필터(50, 52)에 의한 광량의 저하를 확실하게 억제할 수 있고, 촬영 가능한 최저 피사체 조도를 저하시키는 것이 가능해진다.

특히, IR 컷 + ND 필터(64c)는 저휘도 피사체를 촬영할 경우에는 사용되지 않기 때문에, IR 컷 + ND 필터(64c)의 ND 필터를 충분히 짙게 했을 경우이어도, 촬영 가능한 최저 피사체 조도가 변화되는 일은 없다. 따라서, 촬영 가능한 최저 피사체 조도는 충분히 저하시킨 상태에서 고휘도 피사체의 촬영시에 충분한 감광을 행하는 것이 가능해진다.

또한 ICCD 카메라 등의 고감도인 카메라로 고휘도 피사체를 촬영할 경우에 있어서도, 고휘도 피사체를 촬영할 때에 IR 컷 + ND 필터(64c)로 스위칭함으로써 광량을 저하시킬 수 있고, 전자 셔터의 고속측의 한계속도에 도달하기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 조리개의 개구를 가능한 한 확대할 수 있고, 회절현상의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 도 3의 예에서는, 기재(64d)에 클리어 필터(64a), IR 컷 필터(64b), IR 컷 + ND 필터(64c)의 3개를 설치했지만, 기재(64d)에 클리어 필터(64a), IR 컷 필터(64b)의 2개만을 설치하고, 광축(P)의 위치에 출입이 가능한 별체의 ND 필터를 설치해도 된다. 이 경우, 고휘도 피사체의 촬영시에는 IR 컷 필터(64b)를 광축(P)의 위치에 배치함과 아울러 IR 컷 필터(64b)와 겹치도록 별체의 ND 필터를 배치함으로써 광량을 저감할 수 있다. 또한 고휘도 피사체 이외를 촬영하는 경우에는, ND 필터를 광축(P)의 위치로부터 퇴피시킴으로써 클리어 필터(64a) 또는 IR 컷 필터(64b)만을 사용해서 촬영을 행할 수 있다.

다음에 도 6 및 도 7의 플로우챠트에 기초하여 본 실시형태의 렌즈장치에 있어서의 처리의 순서에 대하여 설명한다. 최초로, 도 6의 플로우챠트의 처리를 설명한다. 도 6의 플로우챠트의 고휘도 피사체를 촬영할 경우, 및 고휘도 피사체로부터 통상의 휘도의 피사체로 이행한 경우의 처리를 나타내고 있다.

우선, 스텝 S1에서는 고휘도 피사체의 촬영이 개시된다. 여기에서, 스텝 S1에서는 필터 기구(64)가 초기 상태로 설정되어, IR 컷 필터(64b)가 광축(P)의 위치에 배치되어 있는 것으로 한다. 다음 스텝 S2에서는 피사체의 휘도가 비교적 높은 것을 CCD(58)가 검지하고, 조리개가 소구경측으로 구동된다.

스텝 S3에서는 조리개 기구(30)에 설치된 홀 소자에 의해 F넘버가 검출되고, 다음 스텝 S4에서는 제어부(70)에 F넘버의 정보가 보내진다. 다음 스텝 S5에서는 제어부(70)에 있어서 F넘버가 제 1 소정값 이상인지의 여부가 판정되고, F넘버가 제 1 소정값 이상인 경우에는 스텝 S6으로 진행된다. 여기에서, 제 1 소정값은 예를 들면 F8로 된다.

스텝 S6으로 진행된 경우에는, F넘버가 제 1 소정값(F8) 이상이기 때문에 조리개를 충분하게 조일 필요가 있고, 피사체의 휘도가 고휘도라고 판단된다. 따라서, 스텝 S6에서는 필터를 스위칭하기 위해서 구동장치(66)의 회전 방향, 회전각이 구해지고, 구동장치(66)로 회전 방향, 회전각이 지령된다. 이들 지령은 제어부(70)에 의해 행하여진다.

한편, F넘버가 제 1 소정값보다 작은 경우에는, 피사체의 휘도가 고휘도가 아니라고 판단하고 처리를 종료한다(리턴). 이 경우에는 필터를 스위칭하지 않고 IR 컷 필터(64b)에 의한 촬영이 행하여진다.

스텝 S7에서는 스텝 S6에 있어서의 회전 방향, 회전각의 지령을 받고, 구동장치(66)가 도 3 중의 화살표 B방향으로 스텝 회전되어, 필터 기구(64)에 의한 필터의 스위칭이 행하여진다. 여기에서는, IR 컷 필터(64b)로부터 IR 컷 + ND 필터(64c)로의 스위칭이 행하여진다.

다음의 스텝 S8에서는 IR 컷 필터(64b)로부터 IR 컷 + ND 필터(64c)로 스위칭된 것에 의해 CCD(58)에 조사되는 광량이 저하하기 때문에, 필터가 스위칭되기 이전보다 조리개가 개방된다. 다음 스텝 S9에서는 조리개 기구(30)에 설치된 홀 소자에 의해 F넘버가 검출된다.

스텝 S9의 상태에서는 고휘도의 피사체에 적합하도록 필터가 IR 컷 + ND 필터(64c)로 스위칭되고, 필터를 스위칭하기 전보다 조리개가 보다 개방되어 있다. 따라서, 이 상태에서 촬영을 행함으로써 IR 컷 필터(64b)로 촬영을 행하는 경우에 비해서 조리개를 보다 개방한 상태에서 촬영을 행하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 광이 조리개를 통과할 때에 발생하는 회절을 최소한으로 억제하는 것이 가능해진다.

스텝 S9 이후는 스텝 S10에서 피사체의 휘도가 고휘도로부터 통상의 휘도로 변화되었을 경우의 처리에 대하여 설명한다. 우선 스텝 S10에서는 고휘도 피사체로부터 통상의 휘도의 피사체로 이행한다. 다음 스텝 S11에서는 피사체가 통상의 휘도인 것을 CCD(58)가 검지하고, 조리개가 개방측으로 구동된다.

다음의 스텝 S12에서는 조리개 기구(30)에 설치된 홀 소자에 의해 F넘버가 검출되고, 다음 스텝 S13에서는 제어부(70)에 F넘버의 정보가 보내진다. 다음 스텝 S14에서는 F넘버가 상술한 제 2 소정값보다 작은지의 여부가 판정되고, F넘버가 제 2 소정값보다 작은 경우에는 스텝 S15로 진행된다. 여기에서, 제 2 소정값은 예를 들면 F2로 한다.

스텝 S15로 진행된 경우에는 F넘버가 제 2 소정값보다 작기 때문에 피사체의 휘도가 고휘도가 아니라고 판단된다. 따라서, 스텝 S15에서는 필터를 스위칭하기 위해서 구동장치(66)의 회전 방향, 회전각이 구해지고, 구동장치(66)에 회전각이 지령된다.

한편, F넘버가 제 2 소정값 이상인 경우에는 피사체의 휘도가 고휘도라고 판단하고, 처리를 종료한다(리턴). 이 경우에는, 필터를 스위칭하지 않고 IR 컷 + ND 필터(64c)에 의한 촬영이 행하여진다.

스텝 S16에서는 스텝 S15에 있어서의 회전 방향, 회전각의 지령을 받고, 구동장치(66)가 도 3중의 화살표 C방향으로 스텝 회전되어, 필터 기구(64)에 의한 필터의 스위칭이 행하여진다. 여기에서는, IR 컷 + ND 필터(64c)로부터 IR 컷 필터(64b)로의 스위칭이 행하여진다.

다음의 스텝 S17에서는 IR 컷 + ND 필터(64c)로부터 IR 컷 필터(64b)로 스위칭된 것에 의해 CCD(58)에 조사되는 광량이 증가하기 때문에, 필터가 스위칭되기 이전보다 조리개가 닫혀진다.

스텝 S17의 상태에서는 통상의 휘도의 피사체에 적합하도록 필터가 IR 컷 필터(64b)로 스위칭되어 있다. 따라서, IR 컷 필터(64b)에 의해 적외광을 커트한 상태에서 통상의 촬영을 행하는 것이 가능해진다.

다음에 도 7의 플로우챠트의 처리를 설명한다. 도 7의 플로우챠트는 저휘도의 피사체를 촬영할 경우, 및 저휘도 피사체로부터 통상의 휘도의 피사체로 이행한 경우의 처리를 나타내고 있다.

우선, 스텝 S21에서는 저휘도 피사체의 촬영이 개시된다. 여기에서, 스텝 S21의 초기 상태에서는 필터 기구(64)가 초기 상태로 설정되고, 1R 컷 필터(64b)가 광축(P)의 위치에 배치되어 있는 것으로 한다. 다음 스텝 S22에서는 피사체의 휘도가 비교적 낮은 것을 CCD(58)가 검지하고, 조리개가 개방측으로 구동된다.

스텝 S23에서는 조리개 기구(30)에 설치된 홀 소자에 의해 F넘버가 검출되고, 다음의 스텝 S24에서는 제어부(70)에 F넘버의 정보가 보내진다. 다음의 스텝 S25에서는 제어부(70)에 있어서 F넘버가 제 2 소정값 이하인지의 여부가 판정되고, F넘버가 제 2 소정값 이하인 경우에는 스텝 S26으로 진행된다.

스텝 S26으로 진행된 경우에는, F넘버가 제 2 소정값 이하이기 때문에 피사체의 휘도가 저휘도라고 판단된다. 따라서, 스텝 S26에서는 필터를 스위칭하기 위해서 구동장치(66)의 회전 방향, 회전각이 구해지고, 구동장치(66)에 회전 방향, 회전각이 지령된다.

한편, F넘버가 제 2 소정값보다 큰 경우에는, 피사체의 휘도가 저휘도가 아니라고 판단하고 처리를 종료한다(리턴). 이 경우에는 필터를 스위칭하지 않고, IR 컷 필터(64b)에 의한 촬영이 행하여진다.

다음의 스텝 S27에서는 스텝 S26에 있어서의 회전 방향, 회전각의 지령을 받고, 구동장치(66)가 도 3 중의 화살표 C방향으로 스텝 회전되어 필터 기구(64)에 의한 필터의 스위칭이 행하여진다. 여기에서는, IR 컷 필터(64b)로부터 클리어 필터(64a)로의 스위칭이 행하여진다.

다음의 스텝 S28에서는 IR 컷 필터(64b)로부터 클리어 필터(64a)로 스위칭된 것에 의해 CCD(58)에 조사되는 광량이 증가하기 때문에, 필터가 스위칭되기 이전보다 조리개가 좁혀진다. 다음 스텝 S29에서는 조리개 기구(30)에 설치된 홀 소자에 의해 F넘버가 검출된다.

스텝 S29의 상태에서는 저휘도의 피사체에 적합하도록 필터가 클리어 필터(64a)로 스위칭되어 있다. 따라서, 광량의 저하를 억제함과 아울러 적외광을 클리어 필터(64a)에 투과시킬 수 있고, 암소에서의 촬영 등, 저휘도 피사체를 확실하게 촬영할 수 있다.

스텝 S29 이후는 스텝 S30에서 피사체의 휘도가 저휘도로부터 통상의 휘도로 변화되었을 경우의 처리에 대하여 설명한다. 우선 스텝 S30에서는 저휘도 피사체로부터 통상의 휘도의 피사체로 이행한다. 다음 스텝 S31에서는 피사체가 통상의 휘도인 것을 CCD(58)가 검지하고, 조리개가 소구경측으로 구동된다.

다음의 스텝 S32에서는 조리개 기구(30)에 설치된 홀 소자에 의해서 F넘버 가 검출되고, 다음 스텝 S33에서는 제어부(70)에 F넘버의 정보가 보내진다. 다음 스텝 S34에서는 F넘버가 제 1 소정값(F8)보다 큰지의 여부가 판정되고, F넘버가 제 1 소정값보다 큰 경우에는 스텝 S35로 진행된다.

스텝 S35로 진행된 경우에는, F넘버가 제 1 소정값보다 크기 때문에 피사체의 휘도가 저휘도가 아니라고 판단된다. 따라서, 스텝 S35에서는 필터를 스위칭하기 위해서 구동장치(66)의 회전 방향, 회전각이 산출되어, 구동장치(66)에 회전 방향, 회전각이 지령된다.

한편, F넘버가 제 1 소정값 이하인 경우에는, 피사체의 휘도가 저휘도라고 판단하고 처리를 종료한다(리턴). 이 경우에는, 필터를 스위칭하지 않고 클리어 필터(64a)에 의한 촬영이 행하여진다.

다음의 스텝 S36에서는 스텝 S35에 있어서의 회전 방향, 회전각의 지령을 받고, 구동장치(66)가 도 3 중의 화살표 B방향으로 스텝 회전되어 필터 기구(64)에 의한 필터의 스위칭이 행하여진다. 여기에서는, 클리어 필터(64a)로부터 IR 컷 필터(64b)로의 스위칭이 행하여진다.

다음의 스텝 S37에서는 클리어 필터(64a)로부터 IR 컷 필터(64b)로 스위칭된 것에 의해 CCD(58)에 조사되는 광량이 감소하기 때문에, 필터가 스위칭되기 이전보다 조리개가 개방된다.

스텝 S37의 상태에서는 통상의 휘도의 피사체에 적합하도록 필터가 IR 컷 필터(64b)로 스위칭되어 있다. 따라서, IR 컷 필터(64b)에 의해서 적외광을 커트한 상태에서 통상의 촬영을 행하는 것이 가능해진다.

또, 상술한 설명에서는, IR 컷 + ND 필터(64c)로부터 IR 컷 필터(64b)로의 스위칭이 이루어지는 F넘버와, IR 컷 필터(64b)로부터 클리어 필터(64a)로의 스위칭이 이루어지는 F넘버를 동일한 값(제 2 소정값)으로 하고 있지만, 다른 값으로 하여도 관계없다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 고휘도 피사체의 촬영시에 광축(P) 상에 IR 컷 + ND 필터(64c)를 배치하기 때문에, IR 컷 + ND 필터(64c)가 구비하는 ND 필터와, 조리개 기구(30)의 쌍방에 의해 광량을 저감하는 것이 가능해진다. 따라서, 조리개 기구만으로 광량을 저감하는 경우에 비하여 보다 광량을 저감할 수 있기 때문에, 조리개의 개구를 넓힐 수 있고, 회절현상의 발생을 억제할 수 있다. 또한 조리개 기구(30)에 설치되는 ND 필터(50, 52)의 농도를 엷게 할 수 있기 때문에, 저휘도 피사체의 촬영시에 광량의 저하를 억제할 수 있고, 촬영 가능한 최저 피사체 조도를 저하시키는 것이 가능해진다.

이상, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면 특허청구의 범위에 기재된 범위 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 생 각이 미칠 수 있는 것은 명백하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라 양해된다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 렌즈장치(경통)를 나타내는 도면이며, 광축(P)을 따른 단면을 나타내는 단면도이다.

도 2는 조리개 기구의 평면 구성을 나타내는 도면이며, 조리개 기구를 피사체측에서 본 상태를 나타내는 모식도이다.

도 3은 필터 기구의 구성을 나타내는 도면이며, 필터 기구를 피사체측에서 본 상태를 나타내는 모식도이다.

도 4는 피사체의 휘도에 따라 필터가 스위칭되는 모양을 나타내는 모식도이다.

도 5는 홀 소자의 출력 전압과 F넘버의 관계를 나타내는 모식도이다.

도 6은 렌즈장치에 있어서의 처리의 순서를 나타내는 플로우챠트이다.

도 7은 렌즈장치에 있어서의 처리의 순서를 나타내는 플로우챠트이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

22 : 포커스 렌즈(군) 26 : 줌 렌즈(군)

30 : 조리개 기구 58 : CCD

64 : 필터 기구 64a : 클리어 필터

64b : IR 컷 필터 64c : IR 컷 + ND 필터

66 : 구동장치

Claims

입사된 광속을 촬상소자 상에 결상시키는 결상광학계,

상기 결상광학계에 설치된 조리개 기구, 및

상기 촬상소자의 피사체측에 설치되어 상기 결상광학계에 입사된 광속이 통과하는 필터부를 구비하고;

상기 필터부는 적어도 적외선 컷 필터 및 감광 필터를 갖고;

고휘도 피사체의 촬영시에 적외선 컷 필터 및 감광 필터를 모두 광속의 통과 범위에 배치하는 필터 스위칭 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈장치.
제 1 항에 있어서, 상기 필터부는

적외선 컷 필터, 및

적외선 컷 필터 및 감광 필터가 적층되어 일체로 구성된 복합 필터를 갖고;

상기 필터 스위칭 기구는 고휘도 피사체의 촬영시에 상기 복합 필터를 광속의 통과 범위에 배치하는 것을 특징으로 하는 렌즈장치.
제 2 항에 있어서, 상기 조리개 기구의 F넘버를 취득하는 F넘버 취득부를 갖고;

상기 필터 스위칭 기구는 F넘버가 제 1 소정값 이하이며 또한 제 2 소정값 이상인 경우에는, 상기 복합 필터를 광속의 통과 범위로부터 퇴피시키고, 상기 적 외선 컷 필터를 광속의 통과 범위에 배치하는 것을 특징으로 하는 렌즈장치.
제 3 항에 있어서, 상기 필터부는 광속을 통과시키는 클리어 필터를 더 갖고;

상기 필터 스위칭 기구는 F넘버가 상기 제 2 소정값 미만인 경우에는 상기 클리어 필터를 광속의 통과 범위에 배치하는 것을 특징으로 하는 렌즈장치.