(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路上に配置される露光制御装置であって、
特定方向に偏光した光を透過させる特性を有する第１の領域及び前記特定方向に偏光した光を透過させる特性を有しない第２の領域をそれぞれが有する第１及び第２の光量調節板と、
前記第１及び第２の光量調節板を回転させることによって光量を調節する回転機構であって、前記第１及び第２の光量調節板の回転速度を互いに異ならせたり、一致させたりできるように構成された回転機構と
を備え、
前記第１の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向と前記第２の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向とが互いに平行な状態では、前記第１の光量調節板と、前記第２の光量調節板とが、同方向に同速度で回転し、
前記第１の光量調節板の前記第１の領域及び前記第２の光量調節板の前記第１の領域がそれぞれ前記光路と重なり、かつ、前記第１の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向と前記第２の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向とが互いに平行でない状態において、
前記第１の光量調節板及び前記第２の光量調節板の一方が回転し、他方は静止している、露光制御装置。
【請求項２】
入射光を円偏光に変換する光学素子をさらに備え、
前記光学素子を透過した光が前記第１及び第２の光量調節板を透過する、請求項１に記載の露光制御装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の光量調節板を透過した光が入射するように配置され、前記入射光を円偏光に変換する光学素子をさらに備える、請求項１に記載の露光制御装置。
【請求項４】
前記光学系の光路に配置される光学絞りまたはシャッターをさらに備える、請求項１に記載の露光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、透過する光の光量調節を行う露光制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカメラ等の撮像装置では、光学系を透過して撮像素子に入射する光の量は、一般に光学絞りやシャッターによって調整されている。【０００３】
しかしながら、光学絞りによって光量を減らす場合、光学絞りの開口径を小さくする必要があるため、光の回折現象によって解像度の低下を引き起こしてしまうという課題がある。また光学絞りの開口径は、被写界深度の深さに影響し、シャッタースピードは被写体もしくは撮像装置が動いている場合、被写体のぶれ方に影響する。そのため、光学絞りやシャッタースピードを利用した露出制御方法では、被写界深度や被写体のぶれ方が意図しないものとなってしまうといった課題もある。【０００４】
この課題に対して、同軸に配置した２枚の偏光板を軸周りに相対的に回転させ、光量を調節する方法が知られている。この方法では、光路上に常に偏光板が存在することになり、偏光板がない場合と比較して、必ず遮光される偏光成分が存在するため、その分最大透過光量が減少してしまう。【０００５】
これに対して、特許文献１は、２つの偏光板と２つの駆動源を備え、一方の駆動源によって２つの偏光板を相対的に回転させて光量を調節するとともに、もう一方の駆動源によって２つの偏光板を光路から退避させる露光制御装置を開示している。【０００６】
また特許文献２は、２つの偏光板と１つの駆動源を備え、１つの駆動源によって、２つの偏光板を相対的に回転させて光量を調節すること、及び、２つの偏光板を光路から退避させることの両方を１つの駆動源で行う露光制御装置を開示している。図１４に、特許文献２に開示された従来の露光制御装置１０００を示す。図１４（ａ）は、２つの偏光板が光路に挿入されている状態を示す。図１４（ｂ）は、２つの偏光板を光路から退避させている状態を示す。従来の露光制御装置１０００では、２つの偏光板１００１及び偏光板１００２を偏光駆動板１００３に固定させ、偏光板１００１及び偏光板１００２を光路から退避させる際には、偏光駆動板１００３を移動させる。【０００７】
これらの構成によって、偏光板が光路上に存在しない状態を作り出すことができるため、調整できる透過率の最大値を大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−８５７７２号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の技術では、偏光板を光路から退避させるために比較的大きな駆動源が必要となり、露光制御装置が大型化する場合がある。【００１０】
本願の、限定的ではない例示的なある実施形態は、簡単な構成によって透過光量を調節し得る露光制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様である露光制御装置は、光路上に配置される露光制御装置であって、特定方向に偏光した光を透過させる特性を有する第１の領域及び前記特定方向に偏光した光を透過させる特性を有しない第２の領域をそれぞれが有する第１及び第２の光量調節板を備え、前記第１及び第２の光量調節板を回転させることによって光量を調節する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様に係る露光制御装置によれば、簡単な構成及び制御で、光路上に偏光領域が存在しない状態を作り出す。これにより、最大透過光量を減少させることなく光量の調節を行うことができる。さらに、光量調節板を径の小さい部分で摺動させることができるので、小さい摩擦で光量調節板を回転させ、偏光板の回転に必要なエネルギーや部材の磨耗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明による露光制御装置の実施の形態１の構成を示す上面図である。
【図１Ｂ】実施の形態１の露光制御装置を横から見た図である。
【図２】（ａ）から（ｅ）は、実施の形態１の露光制御装置において、光量調節板を回転させた状態を示す図である。
【図３】実施の形態１の露光制御装置における、光量調節板の回転角度と透過率との関係を示す図である。
【図４】実施の形態１における光量調節板の他の例を示す図である。
【図５】実施の形態１の他の形態を示す図である。
【図６】（ａ）から（ｇ）は、実施の形態１の露光制御装置において、光量調節板を回転させた状態を示す他の図である。
【図７】本発明による露光制御装置の実施の形態２の構成を示す図である。
【図８】（ａ）から（ｅ）は、実施の形態２の露光制御装置において、光量調節板を回転させた状態を示す図である。
【図９Ａ】本発明による露光制御装置の実施の形態３の構成を示す上面図である。
【図９Ｂ】実施の形態３の露光制御装置を横から見た図である。
【図１０】（ａ）から（ｉ）は、実施の形態３の露光制御装置において、光量調節板を回転させた状態を示す図である。
【図１１】実施の形態３の露光制御装置における、光量調節板の回転角度と透過率との関係を示す図である。
【図１２】実施の形態３の露光制御装置における、２つの光量調節板ある配置関係を示す図である。
【図１３】本発明による撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は従来の露光制御装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願発明者の検討によれば、特許文献１及び特許文献２に開示された露光制御装置では、円形の偏光板の外側にギアを設け偏光板を回転させており、回転軸の径は大きい。そのため、偏光板を回転させ、移動させるのに大きなトルクが必要である。また、回転軸の径が大きいことで、偏光板の外周等における摩擦が大きくなる。この摩擦の影響により、偏光板の回転に必要なトルク、エネルギーがさらに増大する。また、摩擦によって部材の磨耗が起こる。また、偏光板の退避を行う際にも、必要なトルクが増大し、摩擦も増大する。
【００１５】
このような課題は、光学絞りやシャッターとは別に露光制御装置が求められる小型の撮像装置において、特に重要となる場合がある。本願発明者はこのような課題に鑑み、新規な露光制御装置を想到した。本発明の一態様の概要は以下の通りである。
【００１６】
本発明の一態様である露光制御装置は、光路上に配置される露光制御装置であって、特定方向に偏光した光を透過させる特性を有する第１の領域及び前記特定方向に偏光した光を透過させる特性を有しない第２の領域をそれぞれが有する第１及び第２の光量調節板を備え、前記第１及び第２の光量調節板を回転させることによって光量を調節する。
【００１７】
前記第１及び第２の光量調節板は、それぞれ、中心に回転軸を有し、前記回転軸は、前記光路の外側に配置され、前記第１及び第２の光量調節板のそれぞれ一部は前記光路上において互いに重なっており、前記回転軸を中心に、前記第１及び第２の光量調節板がそれぞれ回転することによって、前記光量を調節してもよい。
【００１８】
前記第１の光量調節板の前記回転軸と、前記第２の光量調節板の前記回転軸とは、互いに異なる位置に配置されてもよい。
【００１９】
前記第１の光量調節板の前記第１の領域及び前記第２の光量調節板の前記第１の領域がそれぞれ前記光路と重なり、かつ、前記第１の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向と前記第２の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向とが互いに垂直となるように前記第１及び第２の光量調節板が回転した場合、前記第１及び第２の光量調節板を透過する光の透過率は最低となってもよい。
【００２０】
前記第１の光量調節板の前記第２の領域及び前記第２の光量調節板の前記第２の領域がそれぞれ前記光路と重なるように前記第１及び第２の光量調節板が回転した場合、前記第１及び第２の光量調節板を透過する光の透過率は最大となってもよい。
【００２１】
前記第１の光量調節板の前記第１の領域及び前記第２の光量調節板の前記第１の領域がそれぞれ前記光路と重なっている間、前記第１の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向と前記第２の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向とが互いに垂直な状態から互いに平行な状態となってもよい。
【００２２】
前記第１及び第２の光量調節板は互いに反対方向に同速度で回転してもよい。
【００２３】
前記第１及び第２の光量調節板は互いに反対方向に異なる速度で回転してもよい。
【００２４】
前記第１及び第２の光量調節板が互いに同じ方向に異なる速度で回転してもよい。
【００２５】
前記第１及び第２の光量調節板の回転軸は互いに一致してもよい。
【００２６】
前記第１の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向と第２の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向とが互いに平行な状態では、前記第１の光量調節板と、前記第２の光量調節板とが、同方向に同速度で回転してもよい。
【００２７】
前記第１の光量調節板の前記第２の領域及び前記第２の光量調節板の前記第２の領域がそれぞれ前記光路と重なり、かつ、前記第１の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向と前記第２の光量調節板の前記第１の領域の前記特定方向とが互いに平行でない状態において、前記第１の光量調節板及び前記第２の光量調節板の一方が回転し、他方は静止していてもよい。
【００２８】
露光制御装置は、入射光を円偏光に変換する光学素子をさらに備え、前記光学素子を透過した光が前記第１及び第２の光量調節板を透過してもよい。
【００２９】
露光制御装置は、前記第１及び第２の光量調節板を透過した光が入射するように配置され、前記入射光を円偏光に変換する光学素子をさらに備えていてもよい。
【００３０】
露光制御装置は、前記光学系の光路に配置される光学絞りまたはシャッターをさらに備えていてもよい。
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明による露光制御装置及び撮像装置の実施の形態を説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例であり、以下の実施の形態で示される構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、動作の順序なども、一例である。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。
【００３２】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の露光制御装置の実施の形態１の構成を示す。
【００３３】
図１Ａに示す露光制御装置１００は、光量調節板１、光量調節板２、ギア３及びギア４を備える。
【００３４】
光量調節板（第１の光量調節板）１及び光量調節板（第２の光量調節板）２は、それぞれ特定方向に振動する光を透過させる特性を有する偏光領域１ａ及び偏光領域２ａと、特定方向に振動する光を透過させる特性を有しない非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂとを備える。また、光量調節板１及び光量調節板２は、回転軸１ｃ及び回転軸２ｃをそれぞれ備える。回転軸１ｃ及び回転軸２ｃは、光量調節板１及び光量調節板２内であって、光路５の外側に存在している。
【００３５】
光量調節板１及び光量調節板２のそれぞれの一部は前記光路上において互いに重なっており、かつ、光路５全体を横切っている。
【００３６】
また、本実施形態では、光量調節板１において、偏光領域１ａ及び非偏光領域１ｂは、それぞれ回転軸１ｃを中心として扇形に形成されており、偏光領域１ａの中心角度θ’は１８０°である。したがって、非偏光領域１ｂの中心角度θ’も１８０°である。また、光量調節板２における偏光領域２ａ及び非偏光領域２ｂも同じ構造を備える。偏光領域１ａ及び偏光領域２ａは光路５の全体を完全に覆うように設けられている限り、図１Ａに示されるような配置に限られず、回転軸１ｃ及び回転軸２ｃの近傍には偏光領域１ａ及び偏光領域２ａは設けられていなくてもよい。
【００３７】
光路５は、例えば、光量調節板１及び光量調節板２と垂直であり、図１Ａでは、光量調節板１及び光量調節板２と平行な断面で示されている。光路５は、光量調節板１及び光量調節板２と交わればよく、光量調節板１及び光量調節板２に対して斜めであってもよい。また光路５は、図１のように円形に限られず、種々の断面形状を有していてよい。
【００３８】
偏光領域１ａ及び偏光領域２ａは、例えば、偏光フィルムで構成されている。偏光フィルムとしては、ポリビニルアルコールやヨウ素からなるものや、アルミ等の金属線を並べたものなどを用いてもよい。特定の方向に偏光した光を透過させる特性を有しておれば、特にその素材に関する制限はなく、有機物質及び無機物質のあらゆる素材からなる偏光フィルムが採用され得る。また、偏光フィルムに限られず、板形状を有する偏光板など、他の形状を有する偏光子によって偏光領域１ａ及び偏光領域２ａを構成してもよい。
【００３９】
非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂは、特定方向に偏光した光を透過させる特性を有しない。具体的には、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂには上述の偏光フィルムなどの偏光子が設けられていない。このため、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂは、光を偏光させずに透過させる。図１Ａ及び以降の図面に示す光量調節板１及び光量調節板２において、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａは、ハッチングで示され、縞模様の線の方向は、透過する光の振動方向を示す。以後、偏光領域１ａ、偏光領域２ａを透過する光の振動方向と平行な軸を透過軸と呼ぶ。
【００４０】
図１Ｂは図１Ａの露光制御装置１００を横から見た図である。光量調節板１及び光量調節板２は側面にギアの歯を有している。ギア３は、図には示していない駆動源であるモータ（アクチュエータ）等からの動力によって回転する。ギア３は、回転ディスク等に接続されており、回転ディスクを操作者が手指によって回転させてもよい。ギア３の回転によって、ギア３とかみ合っている光量調節板１及びギア４が回転する。ギア４の回転によって、ギア４とかみ合っている光量調節板２が回転する。このような構成によって、ギア３及びギア４は、光量調節板１及び光量調節板２を同じ方向にあるいは逆方向に回転させる駆動機構１０を構成している。本実施形態では、駆動機構１０によって、同じ回転速度で、光量調節板１と光量調節板２とは互いに逆方向に回転する。
【００４１】
図１Ｂに示すように、光量調節板１と光量調節板２とは概ね互いに平行となるように配置される。光量調節板１及び光量調節板２が光路５を完全に横切る限り、光量調節板１と光量調節板２とが平行ではなく、数十度以下の角度を成していてもよく、光量調節板１と光量調節板２とに間隙ｇが設けられていてもよい。ただし、光量調節板１と光量調節板２とのなす角度が大きくなったり、間隙ｇが大きくなると光量調節板１及び光量調節板２の一方を透過せずに、他方を透過する迷光（図１Ｂでは特に示していない。）の影響が生じる可能性が高くなる。迷光が問題となる場合には、迷光が間隔ｇから例えば光量調節板２へ入射しないように、適切な遮光構造を設ければよい。
【００４２】
本実施の形態では、光量調節板１と光量調節板２とは同速度で回転する。また特に断りがない限り、光路５を通り露光制御装置１００へ入射する光は全方向の直線偏光成分が均一に含まれた光である。また光が露光制御装置１００の偏光領域１ａ及び偏光領域２ａを通過する場合も、光が露光制御装置１００の非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂを通過する場合も、透過すると表現する。
【００４３】
以下、図２を参照しながら、露光制御装置１００の動作を説明する。上述したように本実施の形態では、光量調節板１及び光量調節板２における偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの中心角度θ’が１８０°であるため、偏光領域１ａと非偏光領域１ｂとの境界及び偏光領域２ａと非偏光領域２ｂとの境界は直線である。また、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａがそれぞれ光路５全体を覆っており、かつ、偏光領域１ａの透過軸と偏光領域２ａの透過軸とが互いに垂直なときを初期状態とし、ギア３を矢印Ｒの方向に回転させるとして動作を説明する。光は光量調節板１に入射し、光量調節板１を透過した光が光量調節板２を透過する。
【００４４】
図２（ａ）は、初期状態を表し、図２（ｂ）は、光量調節板１が矢印Ｒと逆の方向に、光量調節板２が矢印Ｒと同じ方向に、初期状態からそれぞれ１５°回転した状態を示す。図２（ｃ）は、同様に３０°回転した状態を示す。図２（ｄ）は、同様に４５°回転した状態を示す。図２（ｅ）は、同様に１２０°回転した状態を示す。また、図３は、光量調節板１及び光量調節板２の初期状態からの回転角度に対する露光制御装置１００の透過率を示す。なお、図３における回転角度と透過率との関係は模式的な一例であり、厳密な関係を示しておらず、発明を限定するものではない。図３中、（ａ）から（ｄ）は、光量調節板１及び光量調節板２の回転角度が図２（ａ）から（ｄ）に示す大きさであることを示している。
【００４５】
図２（ａ）に示すように、初期状態では、光量調節板１の偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの透過軸が互いに垂直であるため、露光制御装置１００の透過率は一番小さくなる。すなわち、この際の透過率は５０％より低い。理想的には、光量調節板１の偏光領域１ａを透過した光の全てが光量調節板２の偏光領域２ａで遮られる。この場合、例えば透過率は約０％となる。ここで透過率とは、光路５を通過する全光量に対する露光制御装置１００を透過した後の光量の割合を示す。透過率が１００％である場合、光は偏光せず、また、遮られずに露光制御装置１００を透過する。透過率が０％である場合、露光制御装置１００によって光路５を透過する光が完全に遮断される。
【００４６】
図２（ａ）から図２（ｄ）に示すように、ギア３の回転によって、光量調節板１及び光量調節板２が回転すると、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの透過軸が垂直ではなくなることにより、光量調節板１の偏光領域１ａを透過した光は、光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸と平行な成分を含む。よって、光量調節板１の偏光領域１ａを透過した光の一部が、光量調節板２の偏光領域２ａを透過する。光量調節板１及び光量調節板２の回転にともない、偏光領域１ａの透過軸と偏光領域２ａの透過軸のなす角度が小さくなるため、光量調節板２の偏光領域２ａを透過する光の量も増える。
【００４７】
露光制御装置１００の透過率が増加し、図２（ｄ）のように光量調節板１及び光量調節板２中の偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの透過軸が互いに平行になると（なす角度がゼロ）、光路５上に光量調節板１及び光量調節板２の偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが存在する場合において最大の透過率となる。この際の透過率は例えば約５０％となる。
【００４８】
ギア３の回転によって、図２（ｄ）からさらに光量調節板１及び光量調節板２を回転させると、光量調節板１の偏光領域１ａの透過軸と光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸とが再び０°以外の角度を成すため、図３に示すように、透過率が低下する。
【００４９】
さらにギア３が回転すると、光量調節板１の非偏光領域１ｂ及び光量調節板２の非偏光領域２ｂが光路５と重なり始める。非偏光領域１ｂと透過する光は偏光しないため、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂが光路５と重なる面積が増大するにつれて、図３に示すように、透過率は増大する。
【００５０】
図２（ｅ）の状態となると、光は全て非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂに入射し、遮られることなく透過する。つまり、光路５上に偏光領域が位置しない状態を実現しており、この際の透過率は例えば約１００％となる。
【００５１】
図２（ｅ）の状態からギア３を矢印Ｒと逆方向に回転させると、図２（ｅ）に示す状態及び透過率から図２（ａ）に示す初期状態まで順に戻すことができる。
【００５２】
本実施の形態によれば、簡単な構造によって偏光板と他の部材との摩擦を低減し、かつ、光路上に偏光板のない状態を実現することができる。よって、高精度かつ広い範囲で透過率を変更することができる露光制御装置を実現することができる。
【００５３】
具体的には、本実施形態によれば、２つの光量調節板のそれぞれが、偏光領域および非偏光領域を備え、回転するため、２つの非偏光領域が光路と重なる状態、２つの偏光領域が光路と重なる状態およびこれらの中間の状態をつくることができる。また、２つの偏光領域が光路と重なる状態において、２つの偏光領域の透過軸の角度を変化させることができる。よって、従来の２枚の偏光板を光路上に配置し偏光量を調節する方法によれば、透過率を約０％から約５０％の間でのみ調整することができるが、本実施の形態によれば、透過率を約０％から約１００％まで調節することが可能である。
【００５４】
また、図１４で示した従来の露光制御装置１０００では、２つの偏光板１００１及び偏光板１００２の回転軸の半径が、偏光板１００１及び偏光板１００２の半径とほぼ等しいため、偏光駆動板１００３と、偏光板１００１及び偏光板１００２との間の摩擦が大きい。これに対し、本実施の形態では、光量調節板１及び光量調節板２自体を退避させる動作が不要である。このため、光量調節板１及び光量調節板２の中心に回転軸１ｃ、回転軸２ｃを配置し、回転軸の径を従来の露光制御装置１０００と比較して小さくできる。その結果、光量調節板１及び光量調節板２の回転軸における他の部材との接触面積が小さくなり、小さい摩擦で光量調節板１及び光量調節板２回転させることができるため、回転に必要なエネルギーが小さくなり、駆動源も小さくすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、光量調節板１及び光量調節板２自体を退避させる動作が不要である、不要なエネルギーを必要としない。
【００５６】
なお、本実施の形態の露光制御装置１００では、図１Ａ及び図２に示すように偏光領域１ａ、偏光領域２ａ、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂは、光路５の直径の倍程度の半径を有する半円形状を有しているが、本発明はこの形状に限られない。光量調節板１及び光量調節板２がそれぞれ偏光領域１ａ、２ａ及び非偏光領域１ｂ、２ｂを有し、光量調節板１及び光量調節板２内に位置する回転軸周りにそれぞれ回転させることによって、光路５に偏光領域１ａ、２ａまたは非偏光領域１ｂ、２ｂを配置することができれば、露光制御装置の透過率を変化させることができる。よって、偏光領域１ａ、偏光領域２ａ、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂの大きさや形状は自由に変えてよく、偏光領域１ａと偏光領域２ａとで、または、非偏光領域１ｂと非偏光領域２ｂとで、形状や、大きさが異なっていてもよい。例えば、図４に示すように、光量調節板１の偏光領域１ａの中心角θ’と光量調節板２の偏光領域２ａの中心角θ’とが互いに異なっていてもよい。この場合、光量調節板１の非偏光領域１ｂの中心角と光量調節板２の非偏光領域２ｂの中心角も互いに異なる。
【００５７】
また、以下の２つの条件を満たす場合、露光制御装置の透過率をより高い精度で変化させることができる。
１．光量調節板１及び光量調節板２の回転によって、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸が互いに平行な状態から垂直な状態となる間に、光量調節板１及び光量調節板２において、光路５が通る軌跡全体を偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが含むことができる大きさ及び形状を偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが有している。
２．非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂが、光路５全体を含むことができる大きさ及び形状を有している。
【００５８】
以後、偏光領域１ａ、非偏光領域１ｂ、偏光領域２ａ及び非偏光領域２ｂの大きさや形状に関する、上述の２つの条件を条件Ａと呼ぶ。
【００５９】
本実施の形態には種々の改変が可能である。例えば本実施の形態の露光制御装置は図５に示す構造を備えていてもよい。露光制御装置１０１は、露光制御装置１００と同様、光量調節板１、光量調節板２、ギア３及びギア４を備える。光量調節板１及び光量調節板２の半径、つまり、偏光領域１ａ及び非偏光領域１ｂならびに偏光領域２ａ及び非偏光領域２ｂの半径は光路５の直径と同程度である。これにより、露光制御装置１０１のサイズを小さくすることができる。以下にその特徴を説明する。
【００６０】
露光制御装置１０１では、光量調節板１及び光量調節板２の領域を無駄なく効率的に使用しているため、光量調節板１及び光量調節板２の半径は光路５の直径程度となる。
【００６１】
露光制御装置１０１の光量調節板１及び光量調節板２は、露光制御装置１００と異なるθ及びθ’を有している。ここでθは、光量調節板１及び光量調節板２の回転軸１ｃ、２ｃから、光量調節板の回転軸１ｃと光量調節板２の回転軸２ｃとを結ぶ線分の中点に中心を有し、光路５を全て含むことができる最小円に引くことができる２本の接線のなす角である。θ’とは、偏光領域１ａまたは偏光領域２ａによって形成される扇形状における中心角である。θ、θ’が満たすべき条件は計算より導き出すことができる。
【００６２】
まず、θが満たすべき条件を示す。本実施の形態では、光量調節板１及び光量調節板２が同速度で逆回転している。このため、回転により、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸が互いに垂直な状態から平行な状態へ、もしくは平行な状態から垂直な状態へ変化するには、光量調節板１及び光量調節板２がそれぞれ４５°回転する必要がある。光量調節板１及び光量調節板２が４５°回転する間、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが、光路５全体を常に含んでいる必要があるため、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａは、光量調節板１及び光量調節板２の円周方向においてθ＋４５°分必要となる。つまり、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの中心角θ’＝θ＋４５である。
【００６３】
また、光路５上に偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが位置しない状態を作り出すために、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂが、光路５全体を覆う必要がある。よって非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂも光量調節板１及び光量調節板２の円周方向においてθ分必要となる。必要な領域の合計が、円周の３６０°以下になればよいため、数１の関係式を導き出すことができる。
（θ＋４５）＋θ≦３６０          （数１）
【００６４】
数１よりθが満たすべき条件である数２を求めることができる。
θ≦１５７．５                    （数２）
【００６５】
露光制御装置を透過する光量を最小値から最大値まで変化させる場合に必要な円周方向での領域は、数１の左辺で示す角度分である。数１、数２において、θの値が大きくなるほど光量調節板１及び光量調節板２の領域を無駄なく効率的に使用できる。一方、θの値が小さくなると露光量の調節に使用しなくてもよい領域が多くなり、光量調節板１及び光量調節板２のサイズも大きくなる。光量の最大値とは、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂが光路５上に存在し、光が遮られない状態において露光制御装置を透過する光の量の最大値である。
【００６６】
数２より、θの最大値は１５７．５°となる。図５のθに相当する部分は１５７．５°で表している。
【００６７】
また、図１で示したθ’の条件について述べる。θ’とは、図５に示すように、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの中心角を示す。上述した条件Ａを満たすためには、θ’は以下の数３及び数４の関係を満たせばよい。
θ’≧θ＋４５                    （数３）
３６０−θ’≧１５７．５          （数４）
【００６８】
これらの条件を満たす限り、本実施の形態における露光制御装置の光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａはどのような形状を有していてもよい。露光制御装置１００では偏光領域１ａと非偏光領域１ｂとの境界、及び偏光領域２ａと非偏光領域２ｂとの境界は直線となっているが、図５に示すように、条件Ａ、θ、θ’の条件を満たしていれば、直線に限らなくてもよい。
【００６９】
なお、上述の説明では、回転軸１ｃ及び回転軸２ｃの半径を考慮していない。光路５の半径に比べて回転軸１ｃ及び回転軸２ｃの半径が無視できない場合には、回転軸１ｃ及び回転軸２ｃの半径を考慮して、光量調節板１及び光量調節板２の半径を決定すればよい。
【００７０】
また、本実施の形態では、駆動源が１つであるが、駆動源は１つに限らず、複数使用してもよい。例えばギア３とギア４とをそれぞれ１つの駆動源によって回転させてもよい。
【００７１】
また、駆動源はモータ等に限られず、上述したように、ユーザーが手動で光量調節板１及び光量調節板２やギア３及びギア４を回転させてもよい。
【００７２】
また、回転軸１ｃ、２ｃを結ぶ線分の中点と、円形の光路５の中心とは一致していなくてもよく、条件Ａ、及びθ、θ’の条件を満たしていれば、回転軸１ｃ、２ｃ及び光路５の中心は図示した位置以外の関係で配置されていてもよい。
【００７３】
また、条件Ａ及びθ、θ’の条件を満たせば回転軸１ｃ及び回転軸２ｃの位置が一致していてもよい。回転軸が同位置に存在すると光量調節板１と光量調節板２が重なり、露光制御装置自体のサイズを小さくすることができる。
【００７４】
また、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂは特定方向に偏光した光を透過させる特性を有していなければよい。例えば、ガラスなど、偏光特性を有しない物質を非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂに設けてもよいし、物体が設けられておらず、空気など露光制御装置が保持される環境媒体で満たされていてもよい。非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂに、特定方向に偏光した光を透過させる特性以外の偏光特性を示す偏光板やＮＤフィルターを設けてもよい。
【００７５】
また、条件Ａ及びθ、θ’の条件を満たしていれば、光量調節板１及び光量調節板２自体の形状も円形でなくてもよい。としたが、円形に限らなくてもよい。
【００７６】
また、本実施の形態では、ギア３を回転させて、ギア４、光量調節板１及び光量調節板２を回転させているが、ギアの構成、大きさ、位置等はこれに限られない。また、ギアの数も２以外であってよい。さらに、光量調節板１及び光量調節板２を直接モータで駆動してもよい。
【００７７】
また、ギア３、ギア４を用いて光量調節板１及び光量調節板２を回転させる以外に回転軸１ｃ及び回転軸２ｃを直接回転させてもよく、光量調節板１及び光量調節板２を回転させる方法は、本実施の形態の方法に限られない。
【００７８】
また、光量調節板１及び光量調節板２の回転速度に特に制限はない。駆動源の回転速度やギアの減速比によって調節することができる。光量調節板１及び光量調節板２の回転の途中で速度を変化させてもよい。
【００７９】
また、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａが両方とも光路５と重なっている状態において、光量調節板１及び光量調節板２の一方の回転を静止してもよい。
【００８０】
本実施の形態の露光制御装置は、光が入射する側に、光量調節板１及び光量調節板２とは別の、入射光を円偏光に変換する波長板、デポラライザーなどの光学素子をさらに備えていてもよい。このような構成によると、被写体からの光の偏光方向によって光量の調節量が変化してしまうという光量調節の被写体依存性の影響を小さくすることができる。このような光学素子は、光量調節板１及び光量調節板２を透過した光が入射するように光学素子を配置してもよい。
【００８１】
あるいは、本実施の形態の露光制御装置は露光制御装置の光が入射する側とは反対側に、光量調節板１及び光量調節板２とは別の直線偏光を円偏光に変換する波長板やデポラライザーなどの光学素子を備えていてもよい。このような構成によると、露光制御装置１００の透過光は円偏光性を有するため、偏光依存性が出力に影響が出る装置に入射した場合でも、偏光依存性の影響を小さくすることができる。このような偏光依存性が出力に影響が出る装置には、例えば、光学ローパスフィルターや偏光プリズムによって、光がＡＦ機構と撮像素子とに分割される構成を備えたＡＦ装置等が含まれる。
【００８２】
また、本実施の形態では、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａは、偏光フィルムで構成されているが、特定の方向に振動する光を透過させる性質をもつものであれば、本実施の形態の構成に限らなくてもよい。
【００８３】
また本実施の形態は、２枚の光量調節板を備えているが、３枚以上の光量調節板を備えていてもよい。
【００８４】
本実施の形態の、露光制御装置は光学絞りやシャッターをさらに備えていてもよい。これにより、シャッタースピードや被写界深度と露光量とを同時に変化させて適切な撮影条件で被写体を撮影することのできる撮像装置を実現し得る。
【００８５】
なお、本実施の形態では、ギア３を図２（ｅ）に示す状態からさらに矢印Ｒの方向に回転させると、ある状態を中間点として、その状態からどちらに回転させても回転量が同じであれば、同じ透過率が得られるようになる。そのため、透過率を最小値から最大値へ変化させて、また最小値へ戻す場合に、逆回転をする必要はなく、そのまま同じ方向へ回転させても同じ効果を得ることができる。
【００８６】
図６に図２（ｅ）からさらにギア３を矢印Ｒの方向へ回転させたときの様子を示す。
【００８７】
図６（ａ）は、図３（ｅ）と同じ状態であり、光量調節板１が矢印Ｒと逆の方向に、光量調節板２が矢印Ｒと同じ方向に、初期状態からそれぞれ１２０°回転した状態を示す。図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）は、それぞれ同様に１８０°、２４０°、３１５°、３３０°、３４５°及び３６０°回転した状態を示す。
【００８８】
以下、図２及び図６を参照しながら、図６（ｂ）を初期状態として、ギア３を矢印Ｒと同じ方向に回転させた場合と矢印Ｒと逆の方向に回転させた場合とを比較しながら露光制御装置の動作を説明する。
【００８９】
図６（ｂ）の状態から、ギア３を矢印Ｒと逆の方向に回転させた場合、図２（ｅ）（図６（ａ））から図２（ｄ）、図２（ｃ）、図２（ｂ）、図２（ａ）の順で示すように光量調節板１及び光量調節板２の回転角度が変化する。同様に、ギア３を矢印Ｒと同じ方向に回転させた場合、図６（ｃ）から図６（ｄ）、図６（ｅ）、図６（ｆ）、図６（ｇ）の順で示すように光量調節板１及び光量調節板２の回転角度が変化する。
【００９０】
光量調節板１及び光量調節板２の回転量の絶対値（図２（ａ）の状態を基準とする）は、図２（ｅ）と図６（ｃ）では６０°、図２（ｄ）と図６（ｄ）では１３５°、図２（ｃ）と図６（ｅ）では１５０°、図２（ｂ）と図６（ｆ）では１６５°、図２（ａ）と図６（ｇ）では１８０°となる。さらに図２（ｅ）と図６（ｃ）、図２（ｄ）と図６（ｄ）、図２（ｃ）と図６（ｅ）、図２（ｂ）と図６（ｆ）、図２（ａ）と図６（ｇ）において、それぞれ光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の、偏光領域２ａの透過軸のなす角度は同じであるため、透過率も同じである。以上より、図６（ｂ）を初期状態とすると、ギア３を矢印Ｒと同じ方向に回転させても、矢印Ｒと逆の方向に回転させても回転量が同じであれば、透過率は同じにある。よって、透過率を最小値から最大値へ変化させて、また最小値へ戻す場合、またその逆の変化をさせる場合、回転の方向を変える必要はないことが分かる。
【００９１】
このように、透過率を最小値から最大値へ変化させて、また最小値へ戻す場合、またその逆の変化をさせる場合、回転の方向を変える必要はないという特徴を満たす条件は以下の通りである。
【００９２】
光路５が回転軸１ｃ、２ｃを結ぶ線分の垂直二等分線を対称軸とした線対称な形状を有しており、回転軸１ｃ、２ｃを結ぶ線分の中点と光路５の重心が一致している場合において、
（１）  偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが垂直二等分線に対して対称に配置されている。
（２）  偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの一方を裏返して重ねた場合に、透過軸の方向が互いに垂直である。
（３）  上述の条件Ａ及びθ、θ’の条件を満たしている。
これらの条件を満たしている場合、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの形状に限られず、上述したように透過率を変化させることができる。
【００９３】
（実施の形態２）
図７は、本発明の露光制御装置の実施の形態２の構成を示す。
【００９４】
図７に示す露光制御装置２００は、光量調節板１、光量調節板２、ギア３、ギア４、ギア２１、ギア２２及びギア２３を備える。露光制御装置２００の基本的な構成は、露光制御装置１００と同様であるので、同様の符号を用いて説明する。露光制御装置２００は、光量調節板１と光量調節板２とが異なる速度で回転する点で実施の形態１の露光制御装置１００と異なる。
【００９５】
露光制御装置１００と同様、光量調節板１及び光量調節板２は、特定方向に振動する光を透過させる特性を有する偏光領域１ａ及び偏光領域２ａと、特定方向に振動する光を透過させる特性を有しない非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂとをそれぞれ含む。また、光量調節板１及び光量調節板２は、回転軸１ｃ及び回転軸２ｃをそれぞれ有する。回転軸１ｃ及び回転軸２ｃは、光量調節板１及び光量調節板２内であって、光路５の外側に存在している。光量調節板１及び光量調節板２のそれぞれ一部は前記光路上において互いに重なっており、かつ、光路５の全体を横切っている。入射光（図示せず）は光量調節板１及び光量調節板２に対して垂直に入射するものに限らず、光量調節板１及び光量調節板２に対して斜めに入射するものでもよい。
【００９６】
偏光領域１ａ及び偏光領域２ａは、例えば、偏光フィルムで構成されている。非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂは、特定方向に偏光した光を透過させる特性を有しない。実施の形態１と同様、光量調節板１及び光量調節板２に示されている縞模様は、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａを示し、縞模様の線の方向は、透過する光の振動方向を示す。
【００９７】
ギア３は、図には示していない駆動源であるモータ等からの動力によって回転する。さらにギア３の回転によって、ギア３とかみ合っている光量調節板１及びギア４が回転する。ギア４の回転によって、ギア４、ギア２１、ギア２２、ギア２３が順次かみ合い、ギア４と同方向にギア２３が回転する。
【００９８】
ギア２３は光量調節板２と同じ回転軸２ｃ周りに回転する。光量調節板２及びギア２３は回転軸２ｃにそれぞれ固定されているため、ギア２３が回転すると同じ回転速度で同じ方向に光量調節板２も回転する。ギア２３の歯数は、光調節板１の側面に設けられたギアの歯数の１／２である（図７ではギア２３の半径は正確には示していない。）。このため、光調節板１が１回転する間に光調節板２は、逆方向に２回転する。このような構造によって、光量調節板１と光量調節板２とが異なる速度で回転する。本実施の形態では、光量調節板１と光量調節板２とは速度比１：２で回転する。以下、図８を参照しながら露光制御装置２００の動作を説明する。なお、以下の図では、分かりやすさのため、ギア２１、ギア２２、ギア２３を示さない。
【００９９】
図８に、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸が互いに垂直であり、光量調節板１及び光量調節板２の偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが光路５全体を含んでいる状態を初期状態とした場合において、ギア３を矢印Ｒの方向に回転させたときの光量調節板１及び光量調節板２の回転状態を示す。
【０１００】
図８（ａ）は、初期状態を表す。また、図８（ｂ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと逆の方向に１０°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に２０°回転した状態を示す。図８（ｃ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと逆の方向に２０°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に４０°回転した状態を示す。図８（ｄ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと逆の方向に３０°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に６０°回転した状態を示す。図８（ｅ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと逆の方向に８０°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に１６０°回転した状態を示す。
【０１０１】
図８（ａ）に示すように初期状態では、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸が互いに垂直であるため、露光制御装置２００の透過率は一番小さい。ギア３の回転によって、図８（ａ）から図８（ｄ）に示すように、光量調節板１及び光量調節板２が回転すると、露光制御装置２００の透過率が増加する。図８（ｄ）に示すように、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板中の偏光領域２ａの透過軸が互いに平行になった場合光路５上に光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａが重なっている状態における最大の透過率を示す。ギア３の回転によって、図８（ｄ）からさらに光量調節板１及び光量調節板２を回転させ、図８（ｅ）に示す状態となると、光は全て非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂに入射し、遮られることなく露光制御装置２００を透過する。また図８（ｅ）の状態からギア３を矢印Ｒと逆方向に回転させると、図８（ｅ）から図８（ａ）の初期状態まで順に戻すことができる。
【０１０２】
露光制御装置１００と露光制御装置２００とにおいて、図２（ａ）と図８（ａ）、図２（ｂ）と図８（ｂ）、図２（ｃ）と図８（ｃ）、図２（ｄ）と図８（ｄ）、図２（ｅ）と図８（ｅ）に示される状態の透過率は互いに等しい。
【０１０３】
このように、本実施の形態によれば、簡単な構造によって偏光板と他の部材との摩擦を低減し、かつ、光路上に偏光板のない状態を実現することができる、よって、高精度かつ広範範囲で透過率を変更することができる露光制御装置を実現することができる。また、光量調節板１及び光量調節板２を互いに異なる速度で回転させることによって、透過率の制御の幅が広がる。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、光量調節板１と光量調節板２との回転の速度比を１：２としたが、条件Ａ及びθ、θ’の条件を満たしていれば、自由に速度比を変えてもよい。また回転の途中で速度比を変化させてもよい。回転速度には特に制限はなく、駆動源の回転速度やギアの減速比によって調節することができる。また回転の途中で速度を変化させてもよい。さらに、光量調節板の偏光領域１ａ１及び光量調節板２の偏光領域２ａがともに光路５全体と重なっている状態において、光量調節板１及び光量調節板２の一方が静止してもよい。
【０１０５】
また、図７及び図８において、偏光領域１ａ、偏光領域２ａ、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂは光路５の直径の倍程度の半径を有する扇形で図示した。しかし、条件Ａ及びθ、θ’の条件を満たしていれば、偏光領域１ａ、偏光領域２ａ、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂの大きさや形状は自由に変えてよい。
【０１０６】
また、実施の形態１で説明した種々の改変や変形例は、露光制御装置２００においても採用できる。
【０１０７】
（実施の形態３）
図９Ａは、本発明の露光制御装置の実施の形態３の構成を示す。
【０１０８】
図９Ａに示す露光制御装置３００は、ギアの構成及び光量調節板の回転方向が実施の形態１の露光制御装置１００と異なる。
【０１０９】
露光制御装置３００は、光量調節板１、光量調節板２、ギア６、ギア７、ギア８、ギア９及びギア１０を備える。光量調節板１及び光量調節板２は、特定方向に振動する光を透過させる特性を有する偏光領域１ａ及び偏光領域２ａと、特定方向に振動する光を透過させる特性を有しない非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂとをそれぞれ備える。また、光量調節板１及び光量調節板２は、回転軸１ｃ及び回転軸２ｃをそれぞれ有する。回転軸１ｃ及び回転軸２ｃは、光量調節板１及び光量調節板２内であって、光路５の外側に存在している。光量調節板１及び光量調節板２のそれぞれ一部は前記光路上において互いに重なっており、かつ、光路５の全体を横切っている。入射光（図示せず）は光量調節板１及び、光量調節板２に対して垂直に入射するものに限らず、光量調節板１及び光量調節板２に対して斜めに入射するものでもよい。
【０１１０】
偏光領域１ａ及び偏光領域２ａは、例えば、偏光フィルムで構成されている。非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂは、特定方向に偏光した光を透過させる特性を有しない。実施の形態１と同様、光量調節板１及び光量調節板２に示されている縞模様は、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａを示し、縞模様の線の方向は、透過する光の振動方向を示す。
【０１１１】
図９Ｂは図９Ａに示す露光制御装置３００を横から見た図であり、厚みを無視すると、ギア６、ギア７、ギア８、ギア９、ギア１０は同一平面上に位置している。
【０１１２】
ギア６は、図には示していない駆動源であるモータ等からの動力によって回転する。ギア６は、ギア９及びギア１０と減速比１：１でかみ合っている。ギア９とギア７、ならびに、ギア８とギア１０が減速比１：１でかみ合っている。そのため、ギア６の回転により、ギア７とギア８が同速度で同方向に回転する。
【０１１３】
光量調節板１とギア７は、回転軸１ｃに固定されており、ギア７の回転によって回転軸１ｃが回転し、光量調節板１が回転する。同様に、光量調節板２とギア８は、回転軸２ｃに固定されており、ギア８の回転によって回転軸２ｃが回転し、光量調節板２が回転する。すなわち、ギア６の回転によって、光量調節板１と光量調節板２は同速度で同方向に回転する。またギア９は間欠ギアであり、ギア７の静止及び回転を制御する。そのため、ギア９は、光量調節板１の静止及び回転を制御し得る。
【０１１４】
図１０に、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の、偏光領域２ａの透過軸が垂直であり、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが光路５全体と重なっている状態を初期状態とした場合において、ギア６を矢印Ｒの方向に回転させたときの状態を示す。
【０１１５】
図１０（ａ）は、光量調節板１及び光量調節板２の初期状態を表す。また、図１０（ａ）から図１０（ｄ）に示す状態の間は、間欠ギアであるギア９とギア７とがかみ合っていないため、ギア７及び光量調節板１は静止している。このため図１０（ａ）から図１０（ｄ）に示す状態の間、光量調節板２のみが回転する。図１０（ｂ）は、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に３０°回転した状態を示す。図１０（ｃ）は、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に６０°回転した状態を示す。図１０（ｄ）は、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に９０°回転した状態を示す。
【０１１６】
図１０（ｄ）に示す状態から、間欠ギアであるギア９とギア７がかみ合い、ギア７が回転する。そのため、光量調節板１は、光量調節板１及び光量調節板２中の偏光領域１ａ、偏光領域２ａの透過軸がお互いに平行のまま、光量調節板２と同速度で同方向に回転する。図１０（ｅ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に１５°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に１０５°回転した状態を示す。図１０（ｆ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に３０°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に１２０°回転した状態を示す。図１０（ｇ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に４５°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に１３５°回転した状態を示す。図１０（ｈ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に６０°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に１５０°回転した状態を示す。図１０（ｉ）は、光量調節板１が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に７５°回転し、光量調節板２が初期状態から矢印Ｒと同じ方向に１６５°回転した状態を示す。
【０１１７】
図１１は、光量調節板２の初期状態からの回転角度に対する露光制御装置３００の透過率を示す。なお、図１１における回転角度と透過率との関係は模式的な一例であり、厳密な関係を示しておらず、発明を限定するものではない。図１１中、（ａ）から（ｉ）は、光量調節板２の回転角度が図１０（ａ）から（ｉ）に示す大きさであることを示している。
【０１１８】
図１０（ａ）に示すように、初期状態では、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸が互いに垂直であるため、露光制御装置３００の透過率は一番小さくなる。すなわち、この際の透過率は５０％より低い。この際の透過率は例えば０％である。
【０１１９】
図１０（ａ）から図１０（ｄ）に示すように、ギア６の回転によって、光量調節板２を回転させると、図１１に示すように露光制御装置３００の透過率が増加する。図１０（ｄ）に示すように光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸が互いに平行になると、光路５上に光量調節板１及び光量調節板２の偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが存在する場合において最大の透過率となる。この際の透過率は例えば約５０％となる。
【０１２０】
図１０（ｄ）に示す状態から、間欠ギアであるギア９とギア７はかみ合う。このため、図１０（ｄ）から図１０（ｇ）に示すように、ギア６の回転によって、光量調節板１及び光量調節板２は同じ回転速度で同じ方向に回転する。その結果、光量調節板１及び光量調節板２は、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの透過軸が互いに平行な状態を維持しながら同じ方向に回転する。この時、光路５において重なる偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの面積は次第に小さくなる。しかし、透過軸が互いに平行な状態を維持しているため、図１１に示すように、図１０（ｄ）から図１０（ｇ）に示す状態の間、光量調節板１及び光量調節板２を透過する光の量は変化せず一定である。
【０１２１】
図１０（ｇ）に示す状態よりも光量調節板１及び光量調節板２が回転すると、図１０（ｈ）に示すように、光路５と非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂとが重なり始める。このため、図１１に示すように、光量調節板１及び光量調節板２に遮られない光が増加し始め、透過率は徐々に増加する。
【０１２２】
図１０（ｉ）に示す状態になると、光路５は全て非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂと重なる。このため、露光制御装置３００に入射した光は、遮られることなく透過することができる。この際の透過率は約１００％となる。
【０１２３】
図１０（ｅ）の状態からギア３を矢印Ｒと逆方向に回転させると、図１０（ｅ）から図１０（ａ）の初期状態まで順に戻すことができる。
【０１２４】
よって、本実施の形態によれば、１つの駆動源によって、図１０（ａ）から図１０（ｉ）に示す状態で、光量調節板１及び光量調節板２を回転させることができるため、露光制御装置３００の透過率を単調に増加または減少させることができる。また、このような構成により、光量調節板１及び光量調節板２を同方向に回転させても、偏光板と他の部材との摩擦を増大させることなく、光路上に偏光板のない状態をつくることができるので、高精度に露光制御を行うことができる。
【０１２５】
実施の形態１及び実施の形態２では、図２（ａ）から図２（ｄ）に示す状態の間、透過率は単調に増加するが、図２（ｄ）から透過率が最大となる図３（ｅ）へ変化する状態の間に、図３（ｄ）の状態と比べ再び透過率が減少する状態が存在する。すなわち光量が最小から最大まで単調に変化しない場合がある。これに対し、本実施の形態によれば、露光制御装置３００の透過率を最小から最大まで単調に変化させることができる。よって、意図している透過率あるいは、光路を透過する光の量を調節することが容易となる。
【０１２６】
また、実施の形態１の露光制御装置１００では、非偏光領域１ｂ及び非偏光領域２ｂと光路５とが重なってゆく過程（図２（ｄ）から図２（ｅ）の間の過程）では、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの透過軸が平行でない状態が続く。すなわち、光路５のうち透過率が約５０％より低い領域と、透過率が約１００％の領域が存在する。このためこの２つの領域の境界にて光の回折が顕著に表れる場合がある。
【０１２７】
これに対し、露光制御装置３００の場合、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸が平行な状態を維持したまま光量調節板１の非偏光領域１ｂ及び光量調節板２の非偏光領域２ｂと光路５とが重なっていく。すなわち、光路５のうち透過率が約５０％の領域と、透過率約１００％の領域が存在する状態が続き、光の回折の影響を最小限に抑えることができる。
【０１２８】
なお、本実施の形態において、光量調節板１及び光量調節板２の回転速度に特に制限はなく、駆動源の回転速度やギアの減速比によって調節することができる。また回転の途中で速度を変化させてもよい。また、光量調節板１は静止させなくてもよい。
【０１２９】
また、光量調節板１及び光量調節板２が同速度で回転することは変化させずに、減速比のみを変化させてもよい。具体的には、ギア７とギア９、ギア８とギア１０の減速比を４：５とする。さらに間欠ギアであるギア７として、円周の２／５の部分において歯がないものを用いる。さらに図１０（ａ）に示すように、光量調節板１の偏光領域１ａ及び光量調節板２の偏光領域２ａの透過軸が互いに垂直な状態で、ギア７とギア９との接点が、ギア７の歯の部分の中間点に一致している場合、ギア６を図１１（ｉ）の状態からさらに矢印Ｒの方向に回転させると、図１２の状態を中間点として、その状態からどちらに回転させても回転量が同じであれば、同じ透過率が得られる。そのため、実施の形態２の場合と同様に、透過率を最小値から最大値へ変化させて、また最小値へ戻す場合、またその逆の変化をさせる場合に、逆回転をする必要はなく、そのまま同じ方向へ回転させても同じ効果を得ることができ、回転の方向を変える必要はない。
【０１３０】
透過率を最小値から最大値へ変化させて、また最小値へ戻す場合、またその逆の変化をさせる場合、回転の方向を変える必要はないという特徴を満たす条件を説明する。光路５が回転軸１ｃ、２ｃを結ぶ線分の垂直二等分線を対称軸とした線対称な形状を有しており、回転軸１ｃ、２ｃを結ぶ線分の中点と光路５の重心が一致している場合において、
（１）  偏光領域１ａ及び偏光領域２ａが垂直二等分線に対して対称に配置されている。
（２）  偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの一方を裏返して重ねた場合に、透過軸の方向が互いに垂直である。
（３）  条件Ａ及びθ、θ’の条件を満たしている。
【０１３１】
これらの条件を満たしている場合、偏光領域１ａ及び偏光領域２ａの形状に限られず、上述したように透過率を変化させることができる。また、実施の形態１で説明した種々の改変や変形例は、露光制御装置３００においても採用できる。
【０１３２】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の撮像装置の実施形態を示す模式的なブロック図である。図１３に示す撮像装置４００は、光学系１０２と、露光制御装置１０９と撮像素子１１０と、画像処理部１１２を備える。
【０１３３】
光学系１０２は、フォーカスレンズを含み、撮影すべき被写体の像を撮像素子１１０の撮像面に形成する。図１３では、光学系１０２を１枚のレンズで示しているが、光学系１０２は複数のレンズによって構成されていてもよく、また、ズームレンズ等をさらに備えていてもよい。フォーカスレンズやズームレンズの位置を調整するために、撮像装置４００は駆動部１０３をさらに備えていてもよい。
【０１３４】
露光制御装置１０９は、光学系１０２を透過した光の量を調整する。露光制御装置１０９は、光学系１０２と撮像素子１１０との間に設けられている。本実施形態では、露光制御装置１０９は、光学絞り１０４と、露光制御部１０６とシャッター１０８とを含む。露光制御部１０６には、実施の形態１から３で説明した露光制御装置を用いることができる。露光制御部１０６は本実施形態では光学絞り１０４とシャッター１０８との間に配置されているが、この配置に限られず、シャッター１０８と撮像素子１１０との間等、他の位置に露光制御部１０６を設けてもよい。光学絞り１０４及びシャッター１０８は一体的に構成されていてもよいし、シャッター１０８は機械的であっても電子的であってもよい。電子シャッターのみを用いる場合、電子シャッターは撮像素子１１０に設けられていてもよい。また上述したように光学系１０２が２枚以上のレンズを含んでいる場合、光学絞り１０４や露光制御装置１０９の構成要素の一部を光学系１０２の複数のレンズのうちの隣接するいずれか２枚の間に設けてもよい。
【０１３５】
実施の形態１で説明したように露光制御装置１０９は、直線偏光を円偏光に変換する光学素子１０７をさらに含んでいてもよい。光学素子１０７は、露光制御部１０６を透過した光が入射するように露光制御部１０６とシャッター１０８との間に設けてもよいし、光学素子１０７を透過した光が、露光制御部１０６に入射するように設けてもよい。
【０１３６】
撮像素子１１０は、像面に形成された被写体の像を検出し、電気信号に変換し、画像データを生成する。
【０１３７】
撮像装置４００は、さらに、コントローラ１１４と、メモリ１１６と、表示部１１８と、操作部１２０とを備える。コントローラ１１４は、画像処理部１１２から画像データを受け取り、メモリ１１６に記録する。画像処理部１１２から受け取った画像データ、あるいは、メモリ１１６から読みだされた画像データを表示部１１８へ出力する。コントローラ１１４は、また、ユーザーからの指令を操作部１２０から受け付け、撮像装置４００の各部を制御する。
【０１３８】
撮像装置４００によれば、光学絞り１０４及びシャッター１０８とは別に、撮像素子１１０に入射する光の量を調整する露光制御部１０６を備える。このため、撮影シーンが明るい場合でも、光学絞りの開口を小さくせずに、露光制御部１０６によって撮像素子１１０に入射する光の量を少なくすることができる。よって、小絞りボケを生じることなく、鮮明な画像を取得することができる。
【０１３９】
また、光学絞り１０４の開口の大きさで決まる被写界深度や、シャッター１１０で制御される露光時間（シャッタースピード）と独立して露光量を調節することができる。このため、被写界深度や被写体ぶれ方などをユーザーの意図した設定に維持しながら、適切な露光量で画像を取得することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本願に開示された露光制御装置は、カメラやムービー等の撮像機器全般及び光量調節用光学フィルター等に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
１００、１０１、２００、３００    露光制御装置
１、２    光量調節板
１ａ、２ａ    偏光領域
１ｂ、２ｂ    非偏光領域
１ｃ、２ｃ    回転軸
３、４、６、７、８、９、１０    ギア
５    光路
１０００    従来の露光制御装置
１００１、１００２    偏光板
１００３    偏光駆動板
【図１Ａ】
0006025104.tif 000002
【図１Ｂ】
0006025104.tif 000003
【図２】
0006025104.tif 000004
【図３】
0006025104.tif 000005
【図４】
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【図５】
0006025104.tif 000007
【図６】
0006025104.tif 000008
【図７】
0006025104.tif 000009
【図８】
0006025104.tif 000010
【図９Ａ】
0006025104.tif 000011
【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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