JP4200270B2 - 光量調整装置、レンズ鏡筒、撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラやスチルカメラなどの光学機器に好適な、受光量を制御する光量調整装置、その光量調整装置を有するレンズ鏡筒、およびその撮像装置を有する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のレンズを組み合わせたレンズ鏡筒を用い、撮像素子やフィルム面に光線を結像させ、動画もしくは静止画を記録するビデオカメラやスチルカメラにおいては、レンズ鏡筒の光学系の途中に、撮像素子の受光量を制御する光量調整装置を組み込むのが普通である。特に動画を撮影したり、液晶ディスプレイ等に表示するビデオカメラやデジタル・スチルカメラにおいては、被写体の照度が変化するのに追従して、受光量が一定になるよう光量を連続的に制御する光量調整装置が必要である。
【０００３】
近年になって、撮像素子の画素ピッチが縮小するようになると、絞りを小さくするときの解像度劣化が少なく、かつ受光量を連続して制御する光量調整装置が必要となり、これに対応した光量調整装置が開発されている。その一例として特開平１１−６４９２１号公報において、光量調整装置の１つであるレンズの絞り調整装置が開示されている。このような光量調整装置の一例を図１８に示す。
【０００４】
この図１８において、撮像光学系レンズ１２１、１２２、１２３、１２４の光軸１００上には、絞り駆動部１０５により制御される絞り羽根１０６、１０７と、ＮＤフィルタ駆動部１０３により光路に出し入れされるＮＤフィルタ（減光フィルタ）１０４とが配置されている。なお、ＮＤフィルタ１０４と絞り羽根１０６、１０７とは互いに独立して制御される。
【０００５】
これら撮像光学系を通過した被写体像は撮像素子１０９上に結像する。撮像素子１０９からの信号は映像信号処理回路１０８において標準テレビジョン信号などに変換し、図示しない外部の記録部やテレビジョンモニタ等に出力する。
【０００６】
光量制御部１１０には、映像信号処理回路１０８から被写体の輝度信号を入力する。光量制御部１１０は撮像素子１０９に入射する光量が一定になるよう、ＮＤフィルタ駆動部１０３と、絞り駆動部１０５に制御信号を出力する。
【０００７】
光量調整装置の主要構成部の斜視図である図１９において、基台１に取り付けた絞り駆動部を構成する第１メータ２には、ロータ３が圧入固定され、ロータ３の両側先端には、絞り羽根１０６、１０７が取り付けられている。絞り羽根１０６、１０７には、傾斜エッジ１３１、１３２が設けられ、光路を一部または全体を遮るために使用する。
【０００８】
第１メータ２に外部から電力が供給されると、ロータ３が回転し、基台１に設けたガイドピンに沿って、絞り羽根１０６が下方向に、絞り羽根１０７が上方向に移動する。また、ロータ３が先程とは逆方向に回転することによって、基台１に設けたガイドピンに沿って、絞り羽根１０６が上方向に、絞り羽根１０７が下方向にも移動する。この結果、第１メータ２に供給する電力を調整することによって、撮像素子１０９に入射する光量を調整することができる。
【０００９】
一方、ＮＤ駆動羽根６には、基台１に設けた円形開口部に対して十分に大きな開口部１１１が設けられており、これを覆うようにＮＤフィルタ１０４が接着固定される。レンズ鏡筒に固定した第２メータ４には、アーム５を圧入固定し、アーム５の先端にＮＤ駆動羽根６を取り付けることによって、アーム５の回転に応じてＮＤ駆動羽根６とＮＤフィルタ１０４が一体となって上下に移動する。
【００１０】
第２メータ４に外部から電力が供給されると、アーム５が回転し、図示しないガイドピンに沿って、ＮＤ駆動羽根６が上方向に移動する。また、アーム５が先程とは逆方向に回転することによって、図示しないガイドピンに沿って、ＮＤ駆動羽根６が下方向に移動する。この結果、第２メータ４に供給する電力を調整することによって、ＮＤフィルタ１０４を、待避位置から光路の中へ徐々に挿入することも、光路の中から待避位置へ引き抜くこともできる。ＮＤフィルタ１０４は、例えば１０％〜３０％程度の透過率を有するので、撮像素子１０９に入射する光量を連続して調整することができる。
【００１１】
以上のような構成の光量調整装置について、図２０を用いて動作を説明する。図２０においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。被写体の照度が低いとき、図２０(a)に示すように、ＮＤフィルタ１０４は光路から待避し、絞り羽根１０６、１０７は光路を遮らないように全開状態となる。
【００１２】
被写体の照度が高くなりはじめると、初めに絞り羽根１０６、１０７が駆動され、光路の断面積が減少する。図２０(b)の位置に絞り羽根１０６、１０７が到達したあと、ＮＤフィルタ１０４が図２０(c)、(d)のように光路内に挿入され、やがて図２０(e)のように光路を完全に覆う。この間、絞り羽根１０６、１０７は停止している。図２０(d)のような状態では、小絞り領域１１５が形成され、回折現象により解像度が劣化するが、光路の全断面積に占める小絞り領域１１５の比率が低いので、全体的には解像度の劣化が抑えられる。
【００１３】
さらに被写体照度が高くなると、絞り羽根１０６、１０７が駆動されて、図２０(f)のように光路の断面積がさらに小さくなる。以上のようにして、回折による解像度の劣化を低減しつつ、被写体照度の増減に対して撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができるのである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光量調整装置においては、絞り羽根１０６、１０７の傾斜エッジ１３１、１３２によって絞り開口形状が決定されるため、ボケ味が悪いという課題があった。
【００１５】
ここでボケ味とは、主要被写体に対する背景あるいは前景のぼけ状態のことで、特開２００２−４０５１９にも紹介されているように、撮影時の絞り開口形状に強く依存する。一般的な画像の評価基準としては、主要被写体から背景あるいは前景に向かって全方向に一様にボケる状態が良いとされている。したがって絞り開口形状は円形に近い方が望ましい。
【００１６】
しかし、図２０に示した光量調整装置では、(b)〜(f)の範囲、すなわち被写体輝度が最も低い(a)の場合を除いて常に絞り開口形状が四角形となる。四角形の開口形状では、上下左右の方向と斜め方向とでボケ方が極端に異なり、一般的にボケ味が悪い。また、このように絞り開口形状が四角形となる状態で、背景に木漏れ日等の高輝度な部分が存在する被写体を撮影した場合、木漏れ日が絞りの開口形状と相似な四角形に近い形状にボケて結像する。特に高解像度の静止画撮影においては、このようなボケ方は不自然な画像と見なされる。
【００１７】
近年、ビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、記録できる静止画の画素数が多いほど、より高級な機種とみなされるようになっており、同一面積の撮像素子に、できるだけ多くの画素を形成するため、画素ピッチが縮小されるようになってきている。図１８〜図２０において説明した従来技術の光量調整装置は、このような背景の下、撮像素子の画素ピッチが縮小しても、小絞り状態における解像度劣化が少ない光量調整装置として開発されたものである。
【００１８】
しかしながら高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、高級仕様であるが故に、ボケ方も自然でなくてはならない。さらに動画撮影時には、連続的な光量調節機能も必須である。
【００１９】
本発明は、このような市場ニーズに答えるべく、より好ましいぼけ味の画像撮影が可能な光量調整装置を提供することを目的とする。加えて、光量調整を行う際の回折による解像度の劣化が少なく、しかも動画撮影時に必要な連続的な光量調整機能をも兼ね備えた光量調整装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上述の光量調整装置を有するレンズ鏡筒ならびに撮像装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の第１の光量調整装置は、被写体像を結像する撮像光学系の光路中に設けられる光量調整装置であって、
光路の遮蔽面積を増減可能な複数の第１の絞り羽根と、
前記第１の絞り羽根を駆動する駆動手段とは異なる駆動手段により駆動され、光路に出し入れされることにより光路を通過する光の透過率を変更可能な減光フィルタと、
前記減光フィルタと一体的に動作し、光路の遮蔽面積を増減可能で、かつ、前記複数の第１の絞り羽根の開口部側のエッジの交点を遮蔽する第２の絞り羽根とを有し、
前記複数の第１の絞り羽根による光路の遮蔽面積の増減と、前記第２の絞り羽根による光路の遮蔽面積の増減および前記複数の第１の絞り羽根の開口部側のエッジの交点の遮蔽と、前記減光フィルタの光路への出し入れによる透過率の変化とを組み合わせることにより、光路を通過する光量を調整することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第２の光量調整装置は、第１の光量調整装置において、さらに、前記第１の絞り羽根を光路中に出し入れするための第１の駆動手段と、
前記第２の絞り羽根を光路中に出し入れするための第２の駆動手段とを有し、
被写体照度が第１の照度範囲にある場合、前記第１の絞り羽根を停止させ、被写体照度の変化に応じて、前記第２の駆動手段は、前記第２の絞り羽根を駆動して、前記第２の絞り羽根による光路の遮蔽面積を増減すると共に、
前記第２の絞り羽根と一体的に動作する前記減光フィルタによる透過率の変化により、光路を通過する光量を調整することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第３の光量調整装置は、第２の光量調整装置において、被写体照度が前記第１の照度範囲より高い第２の照度範囲にある場合、被写体照度の変化に応じて、前記第２の絞り羽根による光路の遮蔽面積を一定に保ちつつ、第２の絞り羽根と一体的に動作する減光フィルタによる透過率の変化により、光路を通過する光量を調整することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第４の光量調整装置は、第１の光量調整装置において、さらに、前記第１の絞り羽根を光路中に出し入れするための第１の駆動手段と、前記第２の絞り羽根を光路中に出し入れするための第２の駆動手段とを有し、
被写体照度が第１の照度範囲にある場合、前記第１の絞り羽根を停止させると共に、
前記減光フィルタによる透過率が、光路に直角な断面において一様となる複数の位置に前記第２の絞り羽根を停止させ、光路を通過する光量を調整することを特徴とする。
【００２４】
本発明の第５の光量調整装置は、第４の光量調整装置において、被写体照度が前記第１の照度範囲より高い第２の照度範囲にある場合、前記第１の駆動手段は、前記第１の絞り羽根を駆動し、前記第２の駆動手段は、前記第２の絞り羽根を駆動し、前記減光フィルタによる透過率が、光路に直角な断面において一様であって、前記第１の絞り羽根および前記第２の絞り羽根による光路の遮蔽面積が前記第１の照度範囲における遮光面積よりも共に増加する位置に前記第１の絞り羽根および前記第２の絞り羽根を停止させることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第６の光量調整装置は、第１〜第５のいずれか１つの光量調整装置において、前記第１の絞り羽根の位置を検出する第１の検出手段を有し、前記第１の検出手段の出力に応じて前記第１の絞り羽根の位置決めを行うことを特徴とする。
【００２６】
本発明の第７の光量調整装置は、第６の光量調整装置において、前記第２の絞り羽根の位置を検出する第２の検出手段を有し、前記第１の検出手段の出力と前記第２の検出手段の出力が、所定の関係になる位置において前記第２の絞り羽根を位置決めすることを特徴とする。
【００２７】
本発明のレンズ鏡筒は、第１〜第７のいずれか１つの光量調整装置と、被写体像を結像する撮像光学系と、を有する。
【００２８】
また、本発明の第１の撮像装置は、第１〜第７のいずれか１つに記載の光量調整装置と、 被写体像を結像する撮像光学系と、結像された被写体像を受光する撮像素子とを有する。
【００２９】
本発明の第２の撮像装置は、第１の撮像装置において、使用者の静止画撮影指示に応じて、前記第１の絞り羽根で光路を全閉してメカシャッタ動作を行うことを特徴とする。
【００３０】
本発明の第３の撮像装置は、第１の撮像装置において、使用者の静止画撮影指示に応じて、前記第１の絞り羽根と前記第２の絞り羽根で光路を全閉してメカシャッタ動作を行うことを特徴とする。また、本発明の第４の撮像装置は、第１の撮像装置において、使用者の静止画撮影指示に応じて、前記撮像素子が蓄積する露光時間を決定し、前記撮像素子の光蓄積時間を可変とすることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１７を用いて説明する。なお、先に従来例で示した構成部材に対しては、同一の符号を付して説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における光量調整装置を含む撮像装置の構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１における光量調整装置の主要構成部の斜視図である。
【００３３】
図３は、実施の形態１における光量調整装置の一部正面図である。そして図４は、実施の形態１における光量調整装置と従来技術による光量調整装置の動作比較を表す一部正面図である。
【００３４】
図１において、撮像光学系レンズは、前部レンズ群１２１、ズームレンズ群１２２、補正用レンズ群１２３、フォーカスレンズ群１２４で構成される。ズームレンズ群１２２が光軸１００に沿って前後に移動することによって、変倍動作が行われ、フォーカスレンズ群１２４が前後に移動することによって、焦点調整動作が行われる。
【００３５】
光軸１００上には、第１の駆動手段である第１駆動部１４１により制御される第１の絞り羽根である絞り羽根１５１、１５２を配置する。また、絞り羽根１５１、１５２の前方には、第２の駆動手段である第２駆動部１４３により制御される第２の絞り羽根であるところの絞り羽根１５３を配置する。
【００３６】
この絞り羽根１５３には、減光フィルタであるＮＤフィルタ１５４を接着固定しており、絞り羽根１５３と一体的に動作して、第２駆動部１４３により光路に出し入れできるようになっている。
【００３７】
なお、絞り羽根１５３およびＮＤフィルタ１５４は、絞り羽根１５１、１５２と独立して制御する。
【００３８】
絞り羽根１５１、１５２の位置は、第１検出部１４２により検出し、光量制御部１１０に第１絞り羽根位置信号として入力する。また、絞り羽根１５３およびＮＤフィルタ１５４の位置は、第２検出部１４４により検出し、光量制御部１１０に第２絞り羽根位置信号として入力する。
【００３９】
撮像光学系を通過した被写体像は撮像素子１０９上に結像する。撮像素子１０９からの信号は映像信号処理回路１０８において標準テレビジョン信号などに変換し、図示しない外部の記録部やテレビジョンモニタ等に出力する。
【００４０】
光量制御部１１０には、映像信号処理回路１０８から被写体の輝度信号を入力する。光量制御部１１０は、撮像素子１０９に入射する光量が一定になるように、第１検出部１４２と第２検出部１４４の出力を参照しながら、第１駆動部１４１と、第２駆動部１４３に制御信号を出力する。
【００４１】
図２において、基台１に取り付けた絞り駆動部を構成する第１メータ２には、ロータ３が圧入固定され、ロータ３の両側先端には、絞り羽根１５１、１５２を取り付ける。絞り羽根１５１、１５２には、頂角が約１２０°となるＶ字型の傾斜エッジ１６１、１６２をそれぞれ設け、光路の一部または全体を遮るために使用する。
【００４２】
第１メータ２に外部から電力を供給すると、ロータ３が回転し、基台１に設けたガイドピンに沿って、絞り羽根１５１が下方向に、絞り羽根１５２が上方向に移動する。
【００４３】
また、ロータ３が先程とは逆方向に回転することによって、基台１に設けたガイドピンに沿って、絞り羽根１５１が上方向に、絞り羽根１５２が下方向に移動する。絞り羽根１５１、１５２がこのように移動すると、傾斜エッジ１６１、１６２が光路を遮る面積が変化する。
【００４４】
この結果、第１メータ２に供給する電力を調整することによって、光軸１００を中心として、光量調整装置を通過する光路の断面積が変化するので、撮像素子１０９に入射する光量を調整できる。
【００４５】
なお、第１メータ２の内部には、図示しないホール素子を取りつけている。このホール素子が、第１メータ２のマグネットの回転による磁力の変化を検出して、絞り羽根１５１、１５２の位置を検出し、第１の検出手段である第１検出部１４２を構成する。
【００４６】
一方、絞り羽根１５３には、頂角が例えば３０°程度となるＶ字型の傾斜エッジ１６３を設け、その上部を除く大半の部分を覆う位置にＮＤフィルタ１５４を接着固定する。レンズ鏡筒に固定した第２メータ４には、アーム５を圧入固定し、アーム５の先端に絞り羽根１５３を取り付けることによって、アーム５の回転に応じて絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４が一体となって上下に移動する。
【００４７】
第２メータ４に外部から電力を供給すると、アーム５が回転し、図示しないガイドピンに沿って、絞り羽根１５３が上方向に移動する。また、アーム５が先程とは逆方向に回転することによって、図示しないガイドピンに沿って、絞り羽根１５３が下方向に移動する。
【００４８】
この結果、第２メータ４に供給する電力を調整することによって、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４を、待避位置から光路の中へ徐々に挿入することも、光路の中から待避位置へ引き抜くこともできる。絞り羽根１５３が上下に移動すると傾斜エッジ１６３が光路を遮る面積が変化する。
【００４９】
またＮＤフィルタ１５４は、例えば１０％〜３０％程度の透過率を有するので、絞り羽根１５３が上下に動くことによって、光路を通る光線の平均的な透過率が連続的に変化する。したがって、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３が遮光する面積の増減と合わせて、撮像素子１０９に入射する光量を連続して調整できる。
【００５０】
なお、第２メータ４の内部には、図示しないホール素子を取りつけている。このホール素子が、第２メータ４のマグネットの回転による磁力の変化を検出して、絞り羽根１５３の位置を検出し、第２の検出手段である第２検出部１４４を構成する。
【００５１】
以上のように構成した光量調整装置について、図３を用いて動作を説明する。図３においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。
【００５２】
ここでは、説明を簡単にするために、被写体の照度が少しずつ上昇する場合について、光量調整装置の動作について説明する。
【００５３】
まず、被写体の照度が低い時、図３(a)に示すように、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４は光路から待避し、絞り羽根１５１、１５２は光路を遮らないように全開状態となる。被写体の照度が高くなりはじめると、第１駆動部１４１は絞り羽根１５１、１５２を駆動し、絞り羽根１５１を下方向に移動させ、絞り羽根１５２を上方向に移動させる。これによって、傾斜エッジ１６１と１６２が光路を遮光する面積が増加する。同時に第２駆動部１４３は絞り羽根１５３を駆動して上方向に移動させる。
【００５４】
すると、傾斜エッジ１６１と１６２よりも狭い頂角とした傾斜エッジ１６３が、傾斜エッジ１６１と１６２に挟まれた光路の一部分を遮光することになる。この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図３(b)、(c)のように減少する。同時に、ＮＤフィルタ１５４も上方向に移動するので、光量調整装置を通過する光路の平均的な透過率も減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【００５５】
さらに被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１が下方向に移動し、絞り羽根１５２が上方向に移動すると共に、絞り羽根１５３が上方向に移動することによって、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図３(d)、(e)に示すように減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【００５６】
なお、図３(b)に示すように、ＮＤフィルタ１５４が光路の全面を覆う直前の状態においては、ＮＤフィルタ１５４と絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１の間に小絞り領域１１５が形成されるが、光路の全断面積に占める小絞り領域１１５の面積比率が小さいので、解像度の劣化を抑えることができる。
【００５７】
そして、図３(c)に示すようにＮＤフィルタが光路の全面を覆った後は、絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１と、絞り羽根１５２の傾斜エッジ１６２と、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３が遮光する面積が増加することによって、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができるので、小絞り領域が形成されることがなく、回折現象によって解像度が劣化することがないのである。
【００５８】
しかも、傾斜エッジ１６３の頂角を３０°程度と、傾斜エッジ１６１、１６２の頂角約１２０°に対して、十分に小さな角度としているので、開口部の形状を、図３(b)から(e)の間において、六角形の開口形状に保つことができる。従来技術における四角形の開口形状に比べて、より円形に近い六角形の絞り開口形状に保つことができるので、より自然なボケ味の映像を撮影することができるのである。
【００５９】
ここで、絞り羽根１５１の動作ストロークについて、図４を用いて説明する。図４では、従来技術における絞り羽根１０６についても、比較のために記載している。図４(b)に示す従来技術における絞り羽根１０６では、２枚の絞り羽根１０６と１０７のみによって、絞りを構成する必要があるので、Ｖ字型の傾斜エッジの頂角Ｓ１は９０°前後にする必要がある。
【００６０】
これに対して、本実施の形態における絞り羽根１５１では、Ｖ字型の傾斜エッジ１６１の頂角Ｓ２を、約１２０°と大きくできる。このため、従来技術における絞り羽根１０６の全開状態から全閉状態に至るまでの動作ストロークＨ１に対して、本実施の形態における絞り羽根１５１の動作ストロークＨ２は、約８２％程度の短いストロークに抑えることができる。このため、光量調整装置全体の高さも低くでき、より小型の光量調整装置を提供でき、したがってより小型のレンズ鏡筒を提供できるという特徴も有している。
【００６１】
また、動作ストロークが短いため、絞り羽根１５１、１５２をメカシャッタ動作させた場合に、全開状態から全閉状態に至るまでのシャッタ時間を短くできるという特徴も有している。
【００６２】
あるいは、同一のシャッタ時間で良いならば、絞り羽根１５１、１５２を駆動する第２メータ４を、出力は小さいが外径などのサイズが小さいものに変えることができるので、より小型の光量調整装置を提供でき、したがってより小型のレンズ鏡筒を提供できるという特徴も有している。
【００６３】
次に、第１検出部１４２と第２検出部１４４および光量制御部１１０の動作について、さらに詳しく説明する。光量制御部１１０は、絞り羽根１５１、１５２の位置を検出する第１検出部１４２の出力と、絞り羽根１５３の位置を検出する第２検出部１４４の出力を参照しながら、被写体照度の変化に応じて第１駆動部１４１と第２駆動部１４３に制御信号を出力する。
【００６４】
この際、第１検出部１４２の出力に対して、第２検出部１４４の出力が所定の関係になるように、制御信号を調整する。
【００６５】
例えば、図３(c)の状態から被写体照度が高くなった図３(d)の状態に移る場合、絞り羽根１５１、１５２の移動量をΔＨとすると、絞り羽根１５３の移動量は、ΔＨの定数倍であるＫ１×ΔＨとする。この定数Ｋ１の値は、傾斜エッジ１６１、１６２の頂角と、傾斜エッジ１６３の頂角の比率に応じて予め決定することができる。このように、絞り羽根１５１、１５２の移動量に対する絞り羽根１５３の移動量の比率をほぼ一定に保つと、光路の開口形状をほぼ相似形に保つことができる。
【００６６】
したがって、開口形状を円形形状に近い互いに相似な六角形に保つことができるので、より自然なボケ味の映像を撮影できるのである。
【００６７】
なお、この実施の形態１においては、傾斜エッジ１６１の頂角と、傾斜エッジ１６２の頂角を同一としたが、例えば傾斜エッジ１６１を１１０°、傾斜エッジ１６２を１３０°といったように、互いに異なる頂角としても良く、開口形状がより円形に近く、撮影画像のボケ具合が最も自然となる角度に設定すれば良い。
【００６８】
なお、本実施の形態１では、被写体の照度が上昇する場合のみ説明したが、被写体の照度が低下する場合も、光量調整装置は被写体の照度に応じて同じように動作し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態１の光量調整装置は、絞り羽根１５１、１５２の傾斜エッジ１６１、１６２による光路の遮蔽面積の増減と、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３による光路の遮蔽面積の増減と、ＮＤフィルタ１５４の出し入れによる光路を通る光線の平均的な透過率の連続的変化により、被写体の照度が低い低照度の場合（図３(a)〜(b)に対応）から被写体照度の高い場合（図３(d)〜(e)に対応）まで、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【００７０】
しかも、光路の開口形状をほぼ相似形の六角形に保つことができる。よって、この光量調整装置を用いたレンズ鏡筒においては、より自然なボケ味を提供でき、同レンズ鏡筒を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、高解像度の静止画撮影時などにおいても、より自然なボケ味の映像を撮影できるので、より高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラとして市場に提供できるのである。
【００７１】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２における光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図である。図６は、実施の形態２における光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図である。そして図７は、実施の形態２における光量調整装置を含む撮像装置の動作比較を表す一部正面図である。実施の形態２においては、実施の形態１の説明と重複する部分についての説明を省略する。
【００７２】
実施の形態２においては、絞り羽根１５１に、頂角が約１０８°となるＶ字型の傾斜エッジ１６１を設け、絞り羽根１５２には、絞り羽根１５２の移動方向とほぼ直角となる水平エッジ１６４を設けた。そして、絞り羽根１５３には、頂角が約３６°となるＶ字型の傾斜エッジ１６３を設けている。
【００７３】
以上のように構成した光量調整装置について、図６を用いて動作を説明する。図６においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。ここでは、説明を簡単にするために、被写体の照度が少しずつ上昇する場合について、光量調整装置の動作について説明する。
【００７４】
まず、被写体の照度が低い時、図６(a)に示すように、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４は光路から待避し、絞り羽根１５１、１５２は光路を遮らないように全開状態となる。被写体の照度が高くなりはじめると、第１駆動部１４１は絞り羽根１５１、１５２を駆動し、絞り羽根１５１を下方向に移動させ、絞り羽根１５２を上方向に移動させる。これによって、傾斜エッジ１６１と水平エッジ１６４が光路を遮光する面積が増加する。
【００７５】
同時に第２駆動部１４３は絞り羽根１５３を駆動して上方向に移動させる。すると、傾斜エッジ１６３が、傾斜エッジ１６１と水平エッジ１６４に挟まれた光路の一部分を遮光することになる。
【００７６】
この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図６(b)、(c)のように減少する。同時に、ＮＤフィルタ１５４も上方向に移動するので、光量調整装置を通過する光路の平均的な透過率も減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【００７７】
さらに被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１が下方向に移動し、絞り羽根１５２が上方向に移動すると共に、絞り羽根１５３が上方向に移動することによって、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図６(d)、(e)に示すように減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【００７８】
なお、図６(b)に示すように、ＮＤフィルタ１５４が光路の全面を覆う直前の状態においては、ＮＤフィルタ１５４と絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１の間に小絞り領域１１５が形成されるが、光路の全断面積に占める小絞り領域１１５の面積比率が小さいので、解像度の劣化を抑えることができる。
【００７９】
そして、図６(c)に示すようにＮＤフィルタが光路の全面を覆った後は、絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１と、絞り羽根１５２の水平エッジ１６４と、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３が遮光する面積が増加することによって、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができるので、小絞り領域が形成されることがなく、回折現象によって解像度が劣化することがないのである。
【００８０】
しかも、頂角を約１０８°とした傾斜エッジ１６１と水平エッジ１６４に加えて、頂角を３６°とした傾斜エッジ１６３によって遮光しているので、図６(b)から(e)の間において、ほぼ正五角形の開口形状に保つことができる。従来技術における四角形の開口形状に比べて、より円形に近く、しかも１辺の長さが等しい正五角形の開口形状に保つことができるので、より自然なボケ味の映像を撮影することができるのである。
【００８１】
ここで、絞り羽根１５１および絞り羽根１５２の動作ストロークについて、図７を用いて説明する。
【００８２】
図７(a)は全開状態、図７(b)は全閉状態を示している。開口形状をほぼ正五角形に保つためには、絞り羽根１５１の動作ストロークＨ３に対して、絞り羽根１５２の動作ストロークＨ４を一定の割合に保つ必要がある。すなわち、Ｈ４＝Ｋ２×Ｈ３としなくてはならない。Ｋ２の具体的な数値としては、本実施の形態においては、Ｋ２＝0.81とすると、開口形状を正五角形に保つことができる。このためには、第１メータ２に圧入固定したロータ３の回転中心から、絞り羽根１５１を駆動するピンまでの距離Ｌ１と、絞り羽根１５２を駆動するピンまでの距離Ｌ２を、Ｌ２＝Ｋ２×Ｌ１となる位置に設定すれば良い。
【００８３】
なお、図４(b)に示した従来技術における絞り羽根１０６の動作ストロークＨ１との比較では、ストロークが長くなるＨ３においても約９０％、ストロークが短くなるＨ４については約７１％に抑えることができる。このため、光量調整装置全体の高さも低くでき、より小型の光量調整装置を提供でき、したがってより小型のレンズ鏡筒を提供できるという特徴も有している。
【００８４】
また、動作ストロークが短いため、絞り羽根１５１、１５２をメカシャッタ動作させた場合に、全開状態から全閉状態に至るまでのシャッタ時間を短くできるという特徴も有している。
【００８５】
あるいは、同一のシャッタ時間で良いならば、絞り羽根１５１、１５２を駆動する第２メータ４を、出力は小さいが外径などのサイズが小さいものに変えることができるので、より小型の光量調整装置を提供でき、したがってより小型のレンズ鏡筒を提供できるという特徴も有している。
【００８６】
なお、本実施の形態２では、被写体の照度が上昇する場合のみ説明したが、被写体の照度が低下する場合も、光量調整装置は被写体の照度に応じて同じように動作し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【００８７】
以上のように、本実施の形態２の光量調整装置は、絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１と、絞り羽根１５２の水平エッジ１６４による光路の遮蔽面積の増減と、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３による光路の遮蔽面積の増減と、ＮＤフィルタ１５４の出し入れによる光路を通る光線の平均的な透過率の連続的変化により、被写体の照度が低い低照度の場合（図６(a)〜(b)に対応）から被写体照度の高い場合（図６(d)〜(e)に対応）まで、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【００８８】
しかも、光路の開口形状を一辺の長さがほぼ同一の正五角形に保つことができる。よって、この光量調整装置を用いたレンズ鏡筒においては、より自然なボケ味を提供でき、同レンズ鏡筒を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、高解像度の静止画撮影時などにおいても、より自然なボケ味の映像を撮影できるので、より高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラとして市場に提供できるのである。
【００８９】
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３における光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図である。図９は、実施の形態３における光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図である。実施の形態３においては、実施の形態１の説明と重複する部分についての説明を省略する。
【００９０】
実施の形態３においては、絞り羽根１５３に、頂角が約３０°程度となる傾斜エッジ１６３に加えて、絞り羽根１５３の移動方向とほぼ平行となる垂直エッジ１６５を設けている。そして、垂直エッジ１６５で囲まれた部分を覆う位置に、ＮＤフィルタ１５４を接着固定する。
【００９１】
以上のように構成した光量調整装置について、図９を用いて動作を説明する。図９においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。ここでは、説明を簡単にするために、被写体の照度が少しずつ上昇する場合について、光量調整装置の動作について説明する。
【００９２】
まず、被写体の照度が低い低照度の場合について説明する。
【００９３】
最も低照度となる場合には、図９(a)に示すように、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１
５４は光路から待避し、絞り羽根１５１、１５２は光路を遮らないように全開状態となる。被写体の照度が高くなりはじめると、第１駆動部１４１は絞り羽根１５１、１５２を駆動し、絞り羽根１５１を下方向に移動させ、絞り羽根１５２を上方向に移動させる。これによって、傾斜エッジ１６１と１６２が光路を遮光する面積が増加する。同時に第２駆動部１４３は絞り羽根１５３を駆動して上方向に移動させる。
【００９４】
すると、傾斜エッジ１６１、１６２よりも狭い頂角とした傾斜エッジ１６３が、傾斜エッジ１６１と１６２に挟まれた光路の一部分を遮光することになる。この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図９(b)、(c)のように減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。この区間における開口部の形状は、傾斜エッジ１６１、１６２と、傾斜エッジ１６３によって囲まれた形状となるので、概ね六角形に近い形状となる。この際、ＮＤフィルタ１５４も上方向に移動するが、垂直エッジ１６５は光路内に進入していないので、これを覆うように接着固定したＮＤフィルタ１５４は、その先端部がわずかに光路内に進入するだけである。
【００９５】
ここで、周辺光量比について説明する。周辺光量比とは、画面の中央部と、４隅との光量の比率を示す。一般にＮＤフィルタが無い場合には、絞り開口部の面積が大きいほど周辺光量比が劣化する。
【００９６】
すなわち、被写体の照度が低い低照度の場合（図９(a)〜(b)に対応）に周辺光量比が悪化する傾向がある。その割合は、前部レンズ群１２１、ズームレンズ群１２２、補正用レンズ群１２３、フォーカスレンズ群１２４などの撮像光学系レンズの光学設計に依存している。より小型のビデオカメラやスチルカメラを提供するため、ひいてはレンズ鏡筒を小型化するためには、絞り開放となる図９(a)の状態においても、必要最低限度の周辺光量比が確保できない場合がある。
【００９７】
このような撮像光学系において、絞り開放に近い状態でＮＤフィルタ１５４の一部分が光路内に挿入されると、さらに周辺光量比が劣化して、画面の一部分が極端に暗くなることがある。
【００９８】
しかしながら、本実施の形態３においては、周辺光量比が問題となる低照度の場合（図９(a)〜(b)に対応）において、垂直エッジ１６５は光路内に進入していないので、これを覆うように接着固定したＮＤフィルタ１５４も、その先端部がわずかに光路内に進入するだけである。このため、ＮＤフィルタによる周辺光量比の低下は無視できる程度に抑えることができる。
【００９９】
さらに被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１と絞り羽根１５２は停止して、絞り羽根１５３のみが上方向に移動する。すると、絞り羽根１５３の移動方向とほぼ平行となる垂直エッジ１６５が、傾斜エッジ１６１と１６２に挟まれた光路の一部分を遮光することになる。この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図９(d)、(e)のように減少する。
【０１００】
この区間における開口部の形状は、停止した傾斜エッジ１６１、１６２と、傾斜エッジ１６３もしくは垂直エッジ１６５によって囲まれた形状となるので、概ね六角形に近い形状となる。同時に、ＮＤフィルタ１５４も上方向に移動するので、光量調整装置を通過する光路の平均的な透過率も減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【０１０１】
そして、ＮＤフィルタ１５４が光路の全面を覆う図９(e)の状態においては、一辺の長さがほぼ等しい正六角形の開口形状を提供することができる。
【０１０２】
図９(e)の状態から、さらに被写体照度が高くなった場合には、絞り羽根１５３は停止して、絞り羽根１５１、１５２を駆動し、絞り羽根１５１を下方向に移動させ、絞り羽根１５２を上方向に移動させる。
【０１０３】
これによって、傾斜エッジ１６１と傾斜エッジ１６２が光路を遮光する面積が増加する。やがて絞り羽根１５１と絞り羽根１５２が遮光する面積が十分に大きくなって図９(f)の状態になるまで、傾斜エッジ１６１、１６２と垂直エッジ１６５に囲まれた六角形の開口形状を保つことができる。
【０１０４】
なお、図９(d)に示すように、ＮＤフィルタ１５４が光路の全面を覆う直前の状態においては、ＮＤフィルタ１５４と絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１の間に小絞り領域１１５が形成されるが、図９(c)から(e)の状態に至るまで、絞り羽根１５１が停止しているため、光路の全断面積に占める小絞り領域１１５の面積比率が小さく、解像度の劣化を最小限度に抑えることができる。そして、図９(e)に示すようにＮＤフィルタが光路の全面を覆った後は、絞り羽根１５３は停止して、絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１と、絞り羽根１５２の傾斜エッジ１６２が遮光する面積が増加することによって、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができるので、小絞り領域が形成されることがなく、回折現象によって解像度が劣化することがないのである。
【０１０５】
しかも、頂角を約１２０°とした傾斜エッジ１６１、１６２に加えて、頂角を３０°とした傾斜エッジ１６３と、垂直エッジ１６５によって遮光しているので、図９(b)から(f)に至る長い区間において、概ね六角形となる開口形状を保つことができる。従来技術における四角形の開口形状に比べて、より円形に近く、しかも図９(e)の状態においては、１辺の長さが等しい正六角形の開口形状を提供できるので、より自然なボケ味の映像を撮影することができるのである。
【０１０６】
なお、本実施の形態３では、被写体の照度が上昇する場合のみ説明したが、被写体の照度が低下する場合も、光量調整装置は被写体の照度に応じて同じように動作し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態３の光量調整装置は、絞り羽根１５１、１５２の傾斜エッジ１６１、１６２による光路の遮蔽面積の増減と、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３による光路の遮蔽面積の増減と、ＮＤフィルタ１５４の出し入れによる光路を通る光線の平均的な透過率の連続的変化により、被写体の照度が低い低照度の場合（図９(a)〜(b)に対応）から被写体照度の高い場合（図９(e)〜(f)に対応）まで、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。しかも、光路の開口形状を広い照度範囲に渡ってほぼ六角形に保つことができる。
【０１０８】
さらに、低照度時にＮＤフィルタ１５４を光路内から待避しているので、周辺光量比の劣化が少ないという特徴がある。加えて、被写体照度が一定の範囲にある場合に絞り羽根１５１と１５２を停止し、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３による光路の遮蔽面積の増減と、ＮＤフィルタ１５４の出し入れによる光路を通る光線の平均的な透過率の連続的変化により光量を調整しているので、小絞りボケによる解像度劣化が少ないという特徴がある。
【０１０９】
よって、この光量調整装置を用いたレンズ鏡筒においては、より自然なボケ味を提供でき、同レンズ鏡筒を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、高解像度の静止画撮影時などにおいても、より自然なボケ味の映像を撮影できるので、より高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラとして市場に提供できるのである。
【０１１０】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４における光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図である。実施の形態４においては、実施の形態３の説明と重複する部分についての説明を省略する。
【０１１１】
実施の形態４においては、実施の形態３と構成は同じであるので、その動作について図１０を用いて説明する。図１０においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。ここでは、説明を簡単にするために、被写体の照度が少しずつ上昇する場合について、光量調整装置の動作について説明する。
【０１１２】
まず、被写体の照度が低い時、図１０(a)に示すように、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４は光路から待避し、絞り羽根１５１、１５２は光路を遮らないように全開状態となる。被写体の照度が高くなりはじめると、第１駆動部１４１は絞り羽根１５１、１５２を駆動し、絞り羽根１５１を下方向に移動させ、絞り羽根１５２を上方向に移動させる。これによって、傾斜エッジ１６１と傾斜エッジ１６２が光路を遮光する面積が増加する。
【０１１３】
この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図１０(b)のように減少する。同時に第２駆動部１４３は絞り羽根１５３を駆動して上方向に移動させる。ただし、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３が、傾斜エッジ１６１と１６２に挟まれた光路の一部分を遮光することがない位置に移動させる。
【０１１４】
ここで、周辺光量比について再び説明する。より小型のビデオカメラやスチルカメラを提供するため、ひいてはレンズ鏡筒を小型化するために、撮像光学系レンズの光学設計によっては、絞り開放となる図１０(a)の状態においても、必要最低限度の周辺光量比が確保できない場合がある。このような場合には、ＮＤフィルタ１５４が無くても、絞り開口形状によって、上下に明るさが異なる場合がある。
【０１１５】
すなわち、開口形状が上下に対称な形状であることが求められる場合がある。本実施の形態４では、このような撮像光学系との組み合わせにおいても、周辺光量比が問題となる低照度の状態で、図１０(a)および(b)に示すように上下対称の開口形状を提供することができ、ＮＤフィルタ１５４が光路内に無いことと合わせて、さらに良好な周辺光量比を確保することができる。
【０１１６】
さらに被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１と絞り羽根１５２は停止して、絞り羽根１５３のみが上方向に移動する。すると、傾斜エッジ１６１と１６２よりも狭い頂角とした傾斜エッジ１６３と、絞り羽根１５３の移動方向とほぼ平行となる垂直エッジ１６５が、傾斜エッジ１６１と１６２に挟まれた光路の一部分を遮光することになる。この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図１０(c)、(d)のように減少する。
【０１１７】
この区間における開口部の形状は、傾斜エッジ１６１、１６２と、傾斜エッジ１６３も
しくは垂直エッジ１６５によって囲まれた形状となるので、概ね六角形に近い形状となる。同時に、ＮＤフィルタ１５４も上方向に移動するので、光量調整装置を通過する光路の平均的な透過率も減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【０１１８】
そして、ＮＤフィルタ１５４が光路の全面を覆う図１０(e)の状態においては、一辺の長さがほぼ等しい正六角形の開口形状を提供することができる。
【０１１９】
図１０(e)の状態から、さらに被写体照度が高くなった場合には、絞り羽根１５３は停止して、絞り羽根１５１、１５２を駆動し、絞り羽根１５１を下方向に移動させ、絞り羽根１５２を上方向に移動させる。これによって、傾斜エッジ１６１と傾斜エッジ１６２が光路を遮光する面積が増加する。やがて絞り羽根１５１と絞り羽根１５２が遮光する面積が十分に大きくなって図１０(f)の状態になるまで、傾斜エッジ１６１、１６２と垂直エッジ１６５に囲まれた六角形の開口形状を保つことができる。
【０１２０】
なお、図１０(d)に示すように、ＮＤフィルタ１５４が光路の全面を覆う直前の状態においては、ＮＤフィルタ１５４と絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１の間に小絞り領域１１５が形成されるが、図１０(b)から(e)の状態に至るまで、絞り羽根１５１が停止しているため、光路の全断面積に占める小絞り領域１１５の面積比率が小さく、解像度の劣化を最小限度に抑えることができる。
【０１２１】
そして、図１０(e)に示すようにＮＤフィルタが光路の全面を覆った後は、絞り羽根１５３は停止して、絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１と、絞り羽根１５２の傾斜エッジ１６２が遮光する面積が増加することによって、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができるので、小絞り領域が形成されることがなく、回折現象によって解像度が劣化することがないのである。
【０１２２】
しかも、頂角を約１２０°とした傾斜エッジ１６１、１６２に加えて、頂角を３０°とした傾斜エッジ１６３と、垂直エッジ１６５によって遮光しているので、図１０(c)から(f)に至る長い区間において、概ね六角形となる開口形状を保つことができる。従来技術における四角形の開口形状に比べて、より円形に近く、しかも図１０(e)の状態においては、１辺の長さが等しい正六角形の開口形状を提供できるので、より自然なボケ味の映像を撮影することができるのである。
【０１２３】
なお、本実施の形態４では、被写体の照度が上昇する場合のみ説明したが、被写体の照度が低下する場合も、光量調整装置は被写体の照度に応じて同じように動作し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【０１２４】
以上のように、本実施の形態４の光量調整装置は、絞り羽根１５１、１５２の傾斜エッジ１６１、１６２による光路の遮蔽面積の増減と、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３による光路の遮蔽面積の増減と、ＮＤフィルタ１５４の出し入れによる光路を通る光線の平均的な透過率の連続的変化により、被写体の照度が低い低照度の場合（図１０(a)〜(b)に対応）から被写体照度の高い場合（図１０(e)〜(f)に対応）まで、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。しかも、実質的にボケ具合が顕著となる中〜高輝度の被写体撮影において、光路の開口形状をほぼ六角形に保つことができる。さらに、低照度時にＮＤフィルタ１５４を光路内から待避している上に、開口部の形状を上下対称としているので、周辺光量比の劣化が極めて少ないという特徴がある。
【０１２５】
加えて、被写体照度が一定の範囲にある場合に絞り羽根１５１と１５２を停止し、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３による光路の遮蔽面積の増減と、ＮＤフィルタ１５４の出し入れによる光路を通る光線の平均的な透過率の連続的変化により光量を調整しているので、小絞りボケによる解像度劣化が少ないという特徴がある。
【０１２６】
よって、この光量調整装置を用いたレンズ鏡筒においては、より自然なボケ味を提供でき、同レンズ鏡筒を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、高解像度の静止画撮影時などにおいても、より自然なボケ味の映像を撮影できるので、より高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラとして市場に提供できるのである。
【０１２７】
（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５における光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図である。実施の形態５においては、実施の形態３の説明と重複する部分についての説明を省略する。
【０１２８】
実施の形態５においては、実施の形態３におけるＮＤフィルタ１５４を、図示しない透明電極に挟まれた液晶素子１５７としたものである。ここで、液晶素子１５７としては、偏光板を用いたＴＮ（TwistedNematic）液晶やＳＴＮ（SuperＴＮ）液晶であっても良い。
【０１２９】
以上のように構成した光量調整装置について、図１１を用いて動作を説明する。図１１においても、実施の形態３の説明と重複する部分についての説明を省略する。すなわち、図１１(a)から(e)における動作は、実施の形態３と全く同じである。
【０１３０】
本実施の形態５では、図１１(e)の状態から、さらに被写体照度が高くなった場合には、絞り羽根１５１、１５２および絞り羽根１５３の全てを停止する。そして、液晶素子１５７の透過率を変化させて、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つようにする。このように液晶素子１５７の透過率を変えることによって、開口形状を正六角形に保つことができ、より広い照度範囲について、より良好なボケ味の映像を撮影することが可能となる。
【０１３１】
実施の形態１〜４においては、光の透過率を変える減光フィルタとしてＮＤフィルタを使用する場合について説明したが、本実施の形態５に示すように、実施の形態１〜４はＮＤフィルタを使用する場合に限定されるわけではなく、光を減衰させる機能を有するものであれば、光学的または電気的作用によるものを使用することも可能である。
【０１３２】
例えば、高分子分散型液晶や強誘電液晶あるいはエレクトロクロミック素子やその他の素子を用いてもよい。これらの素子を用いれば、被写体照度が高い場合に絞り羽根１５１と１５２を停止し、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３による光路の遮蔽面積を一定に保ったまま、電気的に透過率を可変とすることができる。よって、絞り形状を正六角形などの理想状態に近い形状に保ったまま、より高い照度の被写体を撮影する際にも、光量を適切に調整することが可能となり、より広い照度範囲について、良好なボケ味の撮影が可能になるのである。
【０１３３】
（実施の形態６）
図１２は、実施の形態６における光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図である。図１３は、実施の形態６における光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図である。実施の形態６においては、実施の形態１の説明と重複する部分についての説明を省略する。
【０１３４】
実施の形態６においては、絞り羽根１５３に、頂角が１２０°程度となる傾斜エッジ１６３と、絞り羽根１５３の移動方向とほぼ平行となる垂直エッジ１６５を設けている。そして、傾斜エッジ１６３と垂直エッジ１６５のほぼ全面を覆う位置に、透過率の異なる第１の領域１５５と第２の領域１５６からなるＮＤフィルタ１５４を接着固定する。第１の領域１５５の透過率としては、例えば２０〜４０％が好ましく、第２の領域１５６の透過率は、第１の領域１５５よりも低い５〜１５％程度が好ましい。
【０１３５】
以上のように構成した光量調整装置について、図１３を用いて動作を説明する。
【０１３６】
図１３においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。ここでは、説明を簡単にするために、被写体の照度が少しずつ上昇する場合について、光量調整装置の動作について説明する。
【０１３７】
まず、被写体の照度が低い低照度の場合について説明する。最も低照度となる場合には、図１３(a)に示すように、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４は光路から待避し、絞り羽根１５１、１５２は光路を遮らないように全開状態となる。被写体の照度が高くなりはじめると、第１駆動部１４１は絞り羽根１５１、１５２を駆動し、絞り羽根１５１を下方向に移動させ、絞り羽根１５２を上方向に移動させる。
【０１３８】
これによって、傾斜エッジ１６１と傾斜エッジ１６２が光路を遮光する面積が増加する。この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図１３(b)のように減少する。同時に第２駆動部１４３は絞り羽根１５３を駆動して上方向に移動させる。ただし、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３が、傾斜エッジ１６１と１６２に挟まれた光路の一部分を遮光することがない位置に移動させる。
【０１３９】
さらに被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１と絞り羽根１５２は停止して、絞り羽根１５３のみが上方向に移動する。すると傾斜エッジ１６３と垂直エッジ１６５が、傾斜エッジ１６１と１６２に挟まれた光路の一部分を遮光することになる。この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図１３(c)のように減少する。この区間における開口部の形状は、傾斜エッジ１６１、１６２と、傾斜エッジ１６３もしくは垂直エッジ１６５によって囲まれた形状となるので、概ね六角形に近い形状となる。同時に、ＮＤフィルタ１５４も上方向に移動するので、光量調整装置を通過する光路の平均的な透過率も減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【０１４０】
そして、ＮＤフィルタ１５４の第１の領域１５５が光路の全面を覆う図１３(d)の状態においては、一辺の長さがほぼ等しい正六角形の開口形状とすることができる。
【０１４１】
さらに被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１と絞り羽根１５２は停止したまま、絞り羽根１５３のみが、さらに上方向に移動する。すると、図１３(e)〜(f)に示すように、ＮＤフィルタ１５４の第２の領域１５６が光路に進入するようになる。この区間における開口形状は、傾斜エッジ１６１、１６２が停止しており、加えて垂直エッジ１６５が絞り羽根１５３の移動方向に平行であるため、絞り羽根１５３が移動しても遮光面積が変化することがなく、正六角形の形状を保つことができる。すなわち、開口形状を正六角形に保ったまま、光量調整装置を通過する光路の平均的な透過率だけを変えることができるのである。
【０１４２】
なお、図１３(c)に示すように、ＮＤフィルタ１５４の第１の領域１５５が光路の全面を覆う直前の状態においては、第１の領域１５５と絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１の間に小絞り領域１１５が形成されるが、図１３(c)から(f)の状態に至るまで、絞り羽根１５１が停止しているため、光路の全断面積に占める小絞り領域１１５の面積比率が小さく、解像度の劣化を最小限度に抑えることができる。
【０１４３】
同様に、図１３(e)に示すように、ＮＤフィルタ１５４の第２の領域１５６が光路の全面を覆う直前の状態においては、第２の領域１５６と絞り羽根１５１の傾斜エッジ１６１の間に小絞り領域１１５が形成されるが、図１３(c)から(f)の状態に至るまで、絞り羽根１５１が停止しているため、光路の全断面積に占める小絞り領域１１５の面積比率が小さく、解像度の劣化を最小限度に抑えることができる。
【０１４４】
なお、本実施の形態６では、被写体の照度が上昇する場合のみ説明したが、被写体の照度が低下する場合も、光量調整装置は被写体の照度に応じて同じように動作し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【０１４５】
以上のように、本実施の形態６の光量調整装置は、絞り羽根１５１、１５２の傾斜エッジ１６１、１６２による光路の遮蔽面積の増減と、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３による光路の遮蔽面積の増減と、ＮＤフィルタ１５４の出し入れによる光路を通る光線の平均的な透過率の連続的変化により、被写体の照度が低い低照度の場合（図１３(a)〜(b)に対応）から被写体照度の高い場合（図１３(e)〜(f)に対応）まで、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。しかも、光路の開口形状を広い照度範囲に渡ってほぼ六角形に保つことができる。
【０１４６】
さらに、被写体照度が一定の範囲にある場合に絞り羽根１５１と１５２を停止しているので、低照度時における周辺光量比の劣化が少なく、小絞りボケによる解像度劣化を回避できるという特徴がある。加えて、被写体照度が高くなった場合においても、絞り羽根１５１と１５２を停止した上で、絞り羽根１５３による遮光面積を一定に保ったまま、ＮＤフィルタ１５４の第２の領域１５６のみを光路中に進入させて、光路の透過率を変えることができるので、より高輝度な被写体に対しても、理想状態に近い一辺の長さがほぼ等しい正六角形の開口形状を提供することができる。
【０１４７】
よって、この光量調整装置を用いたレンズ鏡筒においては、より自然なボケ味を提供でき、同レンズ鏡筒を用いたビデオカメラやデジタルスチルカメラでは、高解像度の静止画撮影時などにおいても、より自然なボケ味の映像を撮影できるので、より高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラとして市場に提供できるのである。
【０１４８】
（実施の形態７）
図１４は、実施の形態７における光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図である。実施の形態７においては、実施の形態６の説明と重複する部分についての説明を省略する。
【０１４９】
実施の形態７においては、実施の形態６と構成は同じであるので、その動作について図１４を用いて説明する。図１４においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。ここでは、説明を簡単にするために、被写体の照度が少しずつ上昇する場合について、光量調整装置の動作について説明する。
【０１５０】
まず、被写体の照度が低い低照度の場合について説明する。最も低照度となる場合には、図１４(a)に示すように、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４は光路から待避し、絞り羽根１５１、１５２は光路を遮らないように全開状態となる。
【０１５１】
被写体の照度が高くなりはじめると、第１駆動部１４１は絞り羽根１５１、１５２を駆動し、絞り羽根１５１を下方向に移動させ、絞り羽根１５２を上方向に移動させる。これによって、傾斜エッジ１６１と傾斜エッジ１６２が光路を遮光する面積が増加する。
【０１５２】
この結果、光量調整装置を通過する光路の断面積は、図１４(b)のように減少する。同時に第２駆動部１４３は絞り羽根１５３を駆動して上方向に移動させる。
【０１５３】
ただし、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３が、傾斜エッジ１６１と１６２に挟まれた光路の一部分を遮光することがない位置に移動させる。
【０１５４】
ここで、図１４(b)における絞り羽根１５１、１５２の停止位置を、図１３(b)のそれと比較すると、傾斜エッジ１６１と１６２に囲まれた光路は、図１４(b)の方が小さくなっていることがわかる。
【０１５５】
ここで、被写界深度について説明する。写真撮影などにおいて、被写体にピントを合わせる時、被写体の前後にもピントの合ったと見なせる範囲ができる。その範囲を「被写界深度」という。一般に絞りが小さいほど被写界深度は深くなり、例え被写体の位置がずれていても、良好なピント状態での撮影を行うことができる。
【０１５６】
特に高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラにおいては、撮影者の使い勝手を向上させるために、色々な撮影モードを設けることが多い。例えば、動きのある被写体を撮影する場合に、ピント位置がずれても被写体がぼけることなく撮影できるようにするためには、被写界深度が深い方が良い。このような場合には、ぼけ味よりも被写界深度の方が優先されるので、できるだけ絞った状態で撮影することが望ましい。
【０１５７】
本実施の形態７は、このような要望に応えるものである。すなわち、最も低照度となる図１４(a)の状態から、ＮＤフィルタ１５４を光路の外に待避させたまま、絞り羽根１５１、１５２だけを駆動しているので、同じ照度の被写体で比較した場合、最も絞った状態での撮影が可能となる。言い換えれば、実施の形態６においては、まだ絞り量が十分ではない図１３(b)の状態から、ＮＤフィルタ１５４による透過率の減少により撮像素子１０９への入射光量を調整していたが、本実施の形態７においては、ＮＤフィルタ１５４を全く用いることなく、絞り羽根１５１、１５２によってのみ光量の調整を行っているので、最も絞った状態、すなわち最も被写界深度の深い状態で撮影することができる。
【０１５８】
図１４(b)の状態から、さらに被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１と絞り羽根１５２は停止して、絞り羽根１５３のみが上方向に移動する。この際、図１４(b)の状態において傾斜エッジ１６１と１６２によって形成された開口部の幅が十分に小さいので、絞り羽根１５３の傾斜エッジ１６３はもとより、垂直エッジ１６５も光路の一部を遮光することがない。しかし、ＮＤフィルタ１５４も上方向に移動するので、光量調整装置を通過する光路の平均的な透過率が減少し、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【０１５９】
すなわち、図１４(b)の状態において、十分な被写界深度が得られているので、これ以上絞り羽根１５１、１５２および絞り羽根１５３による遮光面積が増えない方が好ましい。さらに遮光面積が増えると、小絞りボケによって解像度が劣化する場合があるからである。このために、絞り羽根１５１、１５２を停止させる位置が重要となる。すなわち、実質的に絞り羽根１５３による遮光が行えない位置に、絞り羽根１５１、１５２を停止させれば良い。図１４(b)の状態はこの条件を満たす位置である。
【０１６０】
なお、本実施の形態７では、被写体の照度が上昇する場合のみ説明したが、被写体の照度が低下する場合も、光量調整装置は被写体の照度に応じて同じように動作する。
【０１６１】
以上のように、本実施の形態７の光量調整装置は、絞り羽根１５１、１５２の傾斜エッジ１６１、１６２による光路の遮蔽面積の増減と、ＮＤフィルタ１５４の出し入れによる光路を通る光線の平均的な透過率の連続的変化により、被写体の照度が低い低照度の場合（図１４(a)〜(b)に対応）から被写体照度の高い場合（図１４(e)〜(f)に対応）まで、撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つことができる。
【０１６２】
しかも、絞り羽根１５３による光路の遮蔽が実質的に行えない位置に絞り羽根１５１、１５２を停止させ、被写体照度の変化に応じて絞り羽根１５３を駆動し、ＮＤフィルタ１５４による光路の平均的な透過率の連続的な変化により、光路を通過する光量を調整できる。この結果、被写界深度が最も深い状態での撮影が可能になる。
【０１６３】
よって、この光量調整装置を用いたレンズ鏡筒においては、より被写界深度の深い状態での撮影が可能となる。本実施の形態７の構成は実施の形態６と同じであるので、実施の形態６で説明した動作を実施することも可能である。すなわち、より自然なボケ味を得られる第１の撮影モードと、被写界深度を優先した第２の撮影モードを、使用者が選択して使用することができ、より高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラとして市場に提供できるのである。
【０１６４】
（実施の形態８）
図１５は、実施の形態８における光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図である。実施の形態８においては、実施の形態６の説明と重複する部分についての説明を省略する。
【０１６５】
実施の形態８においては、実施の形態６と構成は同じであるので、その動作について図１５を用いて説明する。図１５においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。ここでは、説明を簡単にするために、被写体の照度が少しずつ上昇する場合について、光量調整装置の動作について説明する。
【０１６６】
初めに、動画撮影時と静止画撮影時における光量調整装置の働きの違いについて説明する。動画を撮影する際には、被写体の動きを滑らかに記録するため、例えば、１／６０秒間隔のフレームに同期して、映像を連続して記録する必要がある。
【０１６７】
このため、被写体照度の変化に対して、光量調整装置が滑らかに追従する必要がある。また、撮像素子１０９の光蓄積時間は、通常１／６０秒の固定時間として、被写体の滑らかな動きが動画として再生できるようになっている。
【０１６８】
これに対して静止画撮影時には、一瞬における映像を撮影すれば良い。このため動画撮影時とは異なり、被写体の動きや撮影者の手ぶれ等によって映像がぼける方が、好ましくない場合が多い。そのため静止画撮影時には、光量調整装置やシャッタ装置を用いてメカシャッタ動作を行うのが普通である。その動作は、以下のようになる。
【０１６９】
図示しないシャッタボタンを撮影者が押すと、被写体照度に応じて最適な絞り位置と、撮像素子１０９の露光時間が最適となるシャッタ時間を光量制御部１１０が計算する。そして、第１駆動部１４１と第２駆動部１４３が、絞り羽根１５１、１５２および絞り羽根１５３を駆動して、最適な絞り位置に固定する。
【０１７０】
そして、撮像素子１０９による光蓄積動作が開始し、やがて先に計算した所定のシャッタ時間になると、第１駆動部１４１が絞り羽根１５１、１５２を駆動して、これを全閉するメカシャッタ動作を行うのである。このようにして、撮像素子１０９による光蓄積動作が開始してから、絞り羽根１５１、１５２全閉状態に急激に動かすまでの時間を調整することにより、撮像素子１０９の露光時間を適切なものとすることができる。撮像素子１０９の出力は、撮像素子１０９に入射する光量と、その露光時間との積に比例する。したがって光量が変動しても、露光時間を適切に調整することによって、撮像素子１０９の出力を一定に保つことができる。
【０１７１】
動画撮影時においては、滑らかな被写体の動きを再生するために、露光時間を例えば１／６０秒に固定していたため、常に撮像素子１０９に入射する光量を一定に保つ必要があったが、静止画撮影時にはメカシャッタ動作によって露光時間を調整しても良いのである。
【０１７２】
本実施の形態８は、このメカシャッタ動作を兼用することによって、さらに良好な画質、さらに良好なボケ具合を提供できるものである。以下、その動作について説明する。
【０１７３】
まず、被写体の照度が低い低照度の場合について説明する。最も低照度となる場合には、図１５(a)に示すように、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４は光路から待避し、絞り羽根１５１、１５２は光路を遮らないように全開状態となる。被写体の照度が高くなりはじめても、絞り羽根１５１、１５２と絞り羽根１５３は停止して、メカシャッタ動作におけるシャッタ時間を短くすることによって、露光時間を調整する。メカシャッタ動作では、動画撮影時と同等となる１／６０秒から、例えば、１／５００秒程度までのシャッタ時間を調整できるので、この時間差に応じた被写体照度の変化に対して、絞り羽根１５１、１５２と絞り羽根１５３を動かさずに対応できるのである。
【０１７４】
さらに、被写体照度が高くなると、もはやシャッタ速度の調整だけでは被写体照度の変化に対応できなくなるので、絞り羽根１５１、１５２および絞り１５３を間欠動作させて、図１５(b)に示す位置に停止させる。これによって、傾斜エッジ１６１と傾斜エッジ１６２が光路を遮光する面積が増加するので、撮像素子１０９に入射する光量を減じることができる。したがって、シャッタ速度を最も長い１／３０秒に戻すことができる。
【０１７５】
さらに被写体照度が高くなってもメカシャッタ動作におけるシャッタ時間を短くすることによって、露光時間を調整する。同様にして被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１、１５２および絞り羽根１５３を間欠動作させて、図１５(c)および(d)に示す位置に停止させる。そして、各位置に絞り羽根を停止したまま、メカシャッタ動作におけるシャッタ時間を短くすることによって、露光時間を調整する。
【０１７６】
以上のように、本実施の形態８においては、絞り羽根１５１、１５２および絞り羽根１５３の間欠動作と、メカシャッタ動作を兼用させることによって、静止画撮影時における絞り形状を図１５(a)〜(d)に示す状態のいずれかに固定することができる。ここで、図１５(a)と(b)の絞り開口形状を見ると、ＮＤフィルタ１５４が、開口部に全く出ていない状態であることがわかる。また図１５(c)は、ＮＤフィルタ１５４の第１の領域１５５が開口部全面を覆った状態であり、図１５(d)はＮＤフィルタ１５４の第２の領域１５６が開口部全面を覆った状態に固定している。すなわち、ＮＤフィルタ１５４による透過率が、光路に直角な断面において一様となる位置に絞り羽根１５３を停止させているのである。この結果、小絞り領域が発生しないため解像度が劣化することが全くない。加えて、絞り開口形状が上下左右に対称となる上に、ＮＤフィルタ１５４による透過率も断面において一様となるので、優れたボケ味の画像を撮影することができる。
【０１７７】
なお、本実施の形態８では、被写体の照度が上昇する場合のみ説明したが、被写体の照度が低下する場合も、光量調整装置は被写体の照度に応じて同じように動作する。
【０１７８】
以上のように、本実施の形態８の光量調整装置は、絞り羽根１５１、１５２と絞り羽根１５３を間欠駆動すると共に、メカシャッタ動作を兼用することによって、被写体の照度が低い低照度の場合（図１５(a)に対応）から被写体照度の高い場合（図１５(d)に対応）まで、撮像素子１０９の出力を適切な状態に保つことができる。
【０１７９】
しかも、ＮＤフィルタ１５４による透過率が、光路に直角な断面において一様となる複数の位置に絞り羽根１５３を停止させているので、小絞り領域が発生しないため解像度が劣化することが全くない。加えて、絞り開口形状が上下左右に対称となる上に、ＮＤフィルタ１５４による透過率も断面において一様となるので、優れたボケ味の画像を撮影することができる。本実施の形態８の構成は実施の形態６と同じであるので、実施の形態６で説明した動作を実施することも可能である。
【０１８０】
すなわち、動画撮影時のように撮像素子１０９の光蓄積時間が固定時間となる場合には、実施の形態６の動作を行うことによって、被写体照度の変化に対して、光量調整装置を滑らかに追従させることも可能である。そして静止画撮影時には、本実施の形態８の動作を行うことによって、より解像度が高く、しかも優れたボケ味の画像の撮影を行うことができる。したがって、使用者の撮影目的に応じて２種類の動作状態を選択的に実施することが可能となるので、より高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラとして市場に提供できるのである。
【０１８１】
なお、実施の形態８においては、メカシャッタ動作によって撮像素子１０９の光蓄積時間を調整していたが、撮像素子１０９の周知の電子シャッタ動作によってこれを調整しても良い。この場合には、絞り羽根１５１、１５２を駆動する必要がないので、連続して静止画を撮影する際などに適した方法である。さらに、電子シャッタ動作とメカシャッタ動作を兼用しても良く、この場合にはスミアなどの画質劣化要素を排除することができ、より美しい静止画を撮影することができる。
【０１８２】
また、実施の形態８においては、メカシャッタ動作を絞り羽根１５１、１５２を用いて行ったが、シャッタ装置を別途設けても良い。この場合には、メカシャッタ動作に最適なシャッタ装置を用いるので、シャッタ時間をさらに短くすることができ、より広い照度の被写体に対応することができる。
【０１８３】
あるいは、絞り羽根１５１、１５２だけでなく、絞り羽根１５３も駆動して、３枚の絞り羽根を用いてメカシャッタ動作を行っても良い。この場合には、メカシャッタ動作中における絞り形状を、より円形に近い形状とできるので、さらにぼけ具合の良好な静止画を撮影することができる。
【０１８４】
（実施の形態９）
図１６は、実施の形態９における光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図である。図１７は、実施の形態９における光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図である。実施の形態９においては、実施の形態６の説明と重複する部分についての説明を省略する。実施の形態９においては、絞り羽根１５３に、垂直エッジ１６５よりもさらに幅の狭い第２垂直エッジ１６６を設けている。
【０１８５】
以上のように構成した光量調整装置について、図１７を用いて動作を説明する。本実施の形態９においても、実施の形態８と同様に、メカシャッタ動作を兼用する。図１７においては、光軸１００は紙面に直角な方向となる。ここでは、説明を簡単にするために、被写体の照度が少しずつ上昇する場合について、光量調整装置の動作について説明する。
【０１８６】
まず被写体の照度が低い低照度の場合について説明する。最も低照度となる場合には、図１７(a)に示すように、絞り羽根１５３とＮＤフィルタ１５４は光路から待避し、絞り羽根１５１、１５２は光路を遮らないように全開状態となる。被写体の照度が高くなりはじめても、絞り羽根１５１、１５２と絞り羽根１５３は停止して、メカシャッタ動作におけるシャッタ時間を短くすることによって、露光時間を調整する。メカシャッタ動作では、動画撮影時と同等となる１／６０秒から、例えば、１／５００秒程度までのシャッタ時間を調整できるので、この時間差に応じた被写体照度の変化に対して、絞り羽根１５１、１５２と絞り羽根１５３を動かさずに対応できるのである。
【０１８７】
さらに、被写体照度が高くなると、もはやシャッタ速度の調整だけでは被写体照度の変化に対応できなくなるので、絞り羽根１５１、１５２および絞り１５３を間欠動作させて、図１７(b)に示す位置に停止させる。これによって、傾斜エッジ１６１と傾斜エッジ１６２が光路を遮光する面積が増加するので、撮像素子１０９に入射する光量を減じることができる。したがって、シャッタ速度を最も長い１／３０秒に戻すことができる。
【０１８８】
さらに被写体照度が高くなってもメカシャッタ動作におけるシャッタ時間を短くすることによって、露光時間を調整する。同様にして被写体照度が高くなると、絞り羽根１５１、１５２および絞り羽根１５３を間欠動作させて、図１７(c)および(d)に示す位置に停止させる。そして、各位置に絞り羽根を停止したまま、メカシャッタ動作におけるシャッタ時間を短くすることによって、露光時間を調整する。
【０１８９】
さらに本実施の形態９においては、垂直エッジ１６５よりもさらに幅の狭い第２垂直エッジ１６６を設けているので、被写体照度が高くなった場合には、絞り羽根１５１、１５２および絞り１５３を間欠動作させて、図１７(e)に示す位置に停止させる。
【０１９０】
図１７(e)に示す状態では、ＮＤフィルタ１５４による透過率は図１７(d)の状態と同じであるが、絞り開口部の形状は図１７(d)と相似なほぼ正六角形であって、より開口部の面積を小さくすることができる。すなわち、より高照度の被写体に対しても、絞り開口形状が上下左右に対称となる上に、ＮＤフィルタ１５４による透過率も断面において一様となるので、優れたボケ味の画像を撮影することができる。
【０１９１】
ここで、図１７(a)、(b)、(c)および(d)における絞り開口部を、図１５のそれと比較すると、開口形状などが全く同じであることがわかる。実施の形態９においては、絞り羽根１５３に、垂直エッジ１６５よりもさらに幅の狭い第２垂直エッジ１６６を設けているが、図１７(a)〜(d)における動作状態においては、第２垂直エッジ１６６による影響は全くないことがわかる。すなわち、本実施の形態９では、実施の形態６と全く同じ動作を行うことができるようになっている なお、本実施の形態９では、被写体の照度が上昇する場合のみ説明したが、被写体の照度が低下する場合も、光量調整装置は被写体の照度に応じて同じように動作する。
【０１９２】
以上のように、本実施の形態９の光量調整装置は、絞り羽根１５１、１５２と絞り羽根１５３を間欠駆動すると共に、メカシャッタ動作を兼用することによって、被写体の照度が低い低照度の場合（図１７(a)に対応）から被写体照度の極めて高い場合（図１７(e)に対応）まで、撮像素子１０９の出力を適切な状態に保つことができる。
【０１９３】
しかも、ＮＤフィルタ１５４による透過率が、光路に直角な断面において一様となる複数の位置に絞り羽根１５３を停止させているので、小絞り領域が発生しないため解像度が劣化することが全くない。
【０１９４】
加えて、絞り開口形状が上下左右に対称となる上に、ＮＤフィルタ１５４による透過率も断面において一様となるので、優れたボケ味の画像を撮影することができる。さらに、ＮＤフィルタ１５４による透過率が同じであって、絞り羽根１５１、１５２および絞り羽根１５３の遮光面積が異なる位置にこれらを停止させ、なおかつ、開口部の形状を相似形にすることができるので、さらに高照度の被写体に対しても適切な露光条件での撮影が可能になる。
【０１９５】
また、本実施の形態９の構成は実施の形態６とほぼ同じであるので、実施の形態６で説明した動作を実施することも可能である。すなわち、動画撮影時のように撮像素子１０９の光蓄積時間が固定時間となる場合には、実施の形態６の動作を行うことによって、被写体照度の変化に対して、光量調整装置を滑らかに追従させることも可能である。
【０１９６】
そして静止画撮影時には、本実施の形態９の動作を行うことによって、より解像度が高く、しかも優れたボケ味の画像の撮影を、より広範囲の被写体照度範囲に対して行うことができる。したがって、使用者の撮影目的に応じて２種類の動作状態を選択的に実施することが可能となるので、より高級仕様のビデオカメラやデジタルスチルカメラとして市場に提供できるのである。
【０１９７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光量調整装置および撮像装置によれば、好ましいぼけ味の画像撮影が可能であるという効果が得られる。また、光量調整を行う際の回折による解像度の劣化が少ないという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による光量調整装置を含む撮像装置の構成を示すブロック図
【図２】 本発明の実施の形態１による光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図
【図３】 本発明の実施の形態１による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｅ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図４】 （ａ）本発明の実施の形態１による光量調整装置を含む撮像装置を表す一部正面図
（ｂ）従来技術による光量調整装置を含む撮像装置の動作比較を表す一部正面図
【図５】 本発明の実施の形態２による光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図
【図６】 本発明の実施の形態２による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｅ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図７】 （ａ）本発明の実施の形態２による光量調整装置を含む撮像装置の全開時の状態を示す一部正面図
（ｂ）本発明の実施の形態２による光量調整装置を含む撮像装置の全閉時の状態を示す一部正面図
【図８】 本発明の実施の形態３による光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図
【図９】 本発明の実施の形態３による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｆ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図１０】 本発明の実施の形態４による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｆ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図１１】 本発明の実施の形態５による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｆ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図１２】 本発明の実施の形態６による光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図
【図１３】 本発明の実施の形態６による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｆ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図１４】 本発明の実施の形態７による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｆ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図１５】 本発明の実施の形態８による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｄ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図１６】 本発明の実施の形態９による光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図
【図１７】 本発明の実施の形態９による光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｅ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【図１８】 従来例の光量調整装置を含む撮像装置の構成を示すブロック図
【図１９】 従来例の光量調整装置を含む撮像装置の主要構成部の斜視図
【図２０】 従来例の光量調整装置を含む撮像装置の一部正面図であって、（ａ）は全開状態、（ｂ）〜（ｆ）になるに従って絞りを絞った状態を示す図
【符号の説明】
１ 基台
２ 第１メータ
３ ロータ
４ 第２メータ
５ アーム
１００ 光軸
１０８ 映像信号処理回路
１０９ 撮像素子
１１０ 光量制御部
１１５ 小絞り領域
１２１ 前部レンズ群
１２２ ズームレンズ群
１２３ 補正用レンズ群
１２４ フォーカスレンズ群
１４１ 第１駆動部
１４２ 第１検出部
１４３ 第２駆動部
１４４ 第２検出部
１５１、１５２、１５３ 絞り羽根
１５４ ＮＤフィルタ
１５５ 第１の領域
１５６ 第２の領域
１５７ 液晶素子
１６１、１６２、１６３ 傾斜エッジ
１６４ 水平エッジ
１６５ 垂直エッジ
１６６ 第２垂直エッジ

Claims (12)

1. 被写体像を結像する撮像光学系に設けられる光量調整装置であって、
   光路の遮蔽面積を増減可能な複数の第１の絞り羽根と、
   前記第１の絞り羽根を駆動する駆動手段とは異なる駆動手段により駆動され、光路に出し入れされることにより光路を通過する光の透過率を変更可能な減光フィルタと、
   前記減光フィルタと一体的に動作し、光路の遮蔽面積を増減可能で、かつ、前記複数の第１の絞り羽根の開口部側のエッジの交点を遮蔽する第２の絞り羽根とを有し、
   前記複数の第１の絞り羽根による光路の遮蔽面積の増減と、前記第２の絞り羽根による光路の遮蔽面積の増減および前記複数の第１の絞り羽根の開口部側のエッジの交点の遮蔽と、前記減光フィルタの光路への出し入れによる透過率の変化とを組み合わせることにより、光路を通過する光量を調整することを特徴とする光量調整装置。
2. さらに、前記第１の絞り羽根を光路中に出し入れするための第１の駆動手段と、
   前記第２の絞り羽根を光路中に出し入れするための第２の駆動手段とを有し、
   被写体照度が第１の照度範囲にある場合、前記第１の絞り羽根を停止させ、被写体照度の変化に応じて、前記第２の駆動手段は、前記第２の絞り羽根を駆動して、前記第２の絞り羽根による光路の遮蔽面積を増減すると共に、
   前記第２の絞り羽根と一体的に動作する前記減光フィルタによる透過率の変化により、光路を通過する光量を調整することを特徴とする請求項１記載の光量調整装置。
3. 被写体照度が前記第１の照度範囲より高い第２の照度範囲にある場合、被写体照度の変化に応じて、前記第２の絞り羽根による光路の遮蔽面積を一定に保ちつつ、第２の絞り羽根と一体的に動作する減光フィルタによる透過率の変化により、光路を通過する光量を調整することを特徴とする請求項２記載の光量調整装置。
4. 前記第１の絞り羽根を光路中に出し入れするための第１の駆動手段と、
   前記第２の絞り羽根を光路中に出し入れするための第２の駆動手段とを有し、
   被写体照度が第１の照度範囲にある場合、前記第１の絞り羽根を停止させると共に、前記減光フィルタによる透過率が、光路に直角な断面において一様となる複数の位置に前記第２の絞り羽根を停止させ、光路を通過する光量を調整することを特徴とする請求項１記載の光量調整装置。
5. 被写体照度が前記第１の照度範囲より高い第２の照度範囲にある場合、前記第１の駆動手段は、前記第１の絞り羽根を駆動し、前記第２の駆動手段は、前記第２
   の絞り羽根を駆動し、前記減光フィルタによる透過率が、光路に直角な断面において一様であって、前記第１の絞り羽根および前記第２の絞り羽根による光路の遮蔽面積が前記第１の照度範囲における遮光面積よりも共に増加する位置に前記第１の絞り羽根および前記第２の絞り羽根を停止させることを特徴とする請求項４記載の光量調整装置。
6. 前記第１の絞り羽根の位置を検出する第１の検出手段を有し、前記第１の検出手段の出力に応じて前記第１の絞り羽根の位置決めを行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の光量調整装置。
7. 前記第２の絞り羽根の位置を検出する第２の検出手段を有し、前記第１の検出手段の出力と前記第２の検出手段の出力が、所定の関係になる位置において前記第２の絞り羽根を位置決めすることを特徴とする請求項６記載の光量調整装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光量調整装置と、
   被写体像を結像する撮像光学系と、
   を有するレンズ鏡筒。
9. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光量調整装置と、
   被写体像を結像する撮像光学系と、
   結像された被写体像を受光する撮像素子とを有する撮像装置。
10. 使用者の静止画撮影指示に応じて、前記第１の絞り羽根で光路を全閉してメカシャッタ動作を行うことを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
11. 使用者の静止画撮影指示に応じて、前記第１の絞り羽根と前記第２の絞り羽根で光路を全閉してメカシャッタ動作を行うことを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
12. 使用者の静止画撮影指示に応じて、前記撮像素子が蓄積する露光時間を決定し、前記撮像素子の光蓄積時間を可変とすることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。

Images