(57)【要約】  ＡＰＤフィルタによる斜行光束のボケ像の偏りを低減することを可能とするレンズ鏡筒、撮影装置本体、及び撮影装置を提供する。  レンズ鏡筒（１０）は、フォーカスレンズを含むレンズ光学系としての第１レンズ光学系（１２）及び第２レンズ光学系（１３）と、入射光の光量を変更して射出する絞り（１６）と、絞り（１６）の光入射側に配置された第１ＡＰＤフィルタ（１７）と、絞り（１６）の光射出側に配置された第２ＡＰＤフィルタ（１８）とを備える。第１ＡＰＤフィルタ（１７）と第２ＡＰＤフィルタ（１８）とにより、斜行光束の上光線Ｌ１の減光量と下光線Ｌ２の減光量とはほぼ等しくなり、ボケ像の偏りは低減される。
2016039147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を結像するフォーカスレンズを含むレンズ光学系と、
前記入射光の光量を変更して射出する絞りと、
前記絞りの光入射側に配置された第１アポダイゼーションフィルタと、
前記絞りの光射出側に配置された第２アポダイゼーションフィルタと、
を備えるレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第１及び第２アポダイゼーションフィルタは、光軸から外周部に向かうに従って光透過率が減少する光学特性を有し、
前記第１及び第２アポダイゼーションフィルタの前記光学特性は同一である請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記絞りから前記第１アポダイゼーションフィルタまでの第１光学距離と、前記絞りから前記第２アポダイゼーションフィルタまでの第２光学距離とが等しい請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記レンズ光学系の構成要素が、前記第１アポダイゼーションフィルタと前記第２アポダイゼーションフィルタとの間に存在しない請求項１から３のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記レンズ光学系の一部の構成要素が、前記第１アポダイゼーションフィルタと前記第２アポダイゼーションフィルタとの間に存在する請求項１から３のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
２組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタを備え、
一方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタの間には前記レンズ光学系の構成要素が存在せず、
他方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタの間には前記レンズ光学系の構成要素が存在する請求項１から３のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記一方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタと、前記他方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタとをそれぞれ挿脱するフィルタ挿脱部を備える請求項６に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記一方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタと、前記他方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタとは、いずれも、形状を変更させることにより光学特性が変更するアポダイゼーションフィルタであり、
前記アポダイゼーションフィルタごとに前記形状を変更させる形状変更部を備える請求項６に記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
請求項１から８のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒が着脱自在に取り付けられ、
前記第１及び第２アポダイゼーションフィルタを通過した光を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子を備える撮影装置本体。
【請求項１０】
請求項１から８のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、
請求項９に記載の撮影装置本体と、
を備える撮影装置。
【請求項１１】
入射光を結像するフォーカスレンズを含むレンズ光学系と、
前記入射光の光量を変更して射出する絞りと、
前記絞りの光入射側に配置された第１アポダイゼーションフィルタと、
前記絞りの光射出側に配置された第２アポダイゼーションフィルタと、
前記第１及び第２アポダイゼーションフィルタを通過した光を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、
を備える撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アポダイゼーションフィルタを備えるレンズ鏡筒、撮影装置本体、及び撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光軸から離れるにつれて光透過率が低下するという光学特性を有するアポダイゼーションフィルタ（以下、ＡＰＤフィルタと称する）を備えた撮影装置が知られている（特許文献１、２参照）。ＡＰＤフィルタは、像面での周辺光量は低下させずに、ピントの合っていないボケ像（点光ボケ等）に対してのみ周辺光量を低下させる。これにより、ＡＰＤフィルタは、ボケ像の輪郭にグラデーションを与え、美しいボケ味を実現する。【０００３】
このＡＰＤフィルタを備えた撮影装置では、ＡＰＤフィルタは、絞りの近傍に配置されている（特許文献１、２参照）。特許文献１では、光軸から外れた光のケラレを少なくするために、絞りの光入射側または光射出側で、かつＡＰＤフィルタを絞りの近傍に配置している。特許文献２では、ＡＰＤフィルタの効果の入射光の光束の光軸に対する角度の依存性を少なくするために、絞りの光射出側で、かつＡＰＤフィルタを絞りの近傍に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２３６７４０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２８１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載のように、ＡＰＤフィルタを絞りの近傍に配置したとしても、原理的にＡＰＤフィルタを絞りと同じ位置に配置することはできないため、ＡＰＤフィルタは、絞りに対して光軸方向にずれた位置に配置される。入射光束が光軸に平行な場合には、この光束（平行光束）の上光線と下光線とは、ＡＰＤフィルタの光透過率の等しい位置に入射するので、ＡＰＤフィルタは、ボケ像の輪郭に均等にグラデーションを与える。これに対して、入射光束が光軸に平行でない場合には、この光束（斜行光束）の上光線と下光線とは、ＡＰＤフィルタの光透過率の異なる位置に入射するので、ＡＰＤフィルタは、ボケ像の輪郭に不均等にグラデーションを与え、この結果、ボケ像に偏りが生じてしまう。【０００６】
斜行光束の場合にボケ像に偏りが生じることについて、図１１を用いて説明する。図１１では、絞り１１６の光射出側にＡＰＤフィルタ１１８が配置されており、光軸より上方向から絞り１１６に斜め入射する斜行光束を示している。【０００７】
この場合、絞り１１６の開口部の上端を通過する上光線Ｌ１０２は、平行光束の場合よりも、ＡＤＰフィルタ１１８の中心に近い位置を通過する。一方、絞り１１６の開口部の下端を通過する下光線Ｌ１０３は、平行光束の場合よりも、ＡＤＰフィルタ１１８の中心から離れた位置を通過する。ＡＤＰフィルタ１１８は、中心が光軸に一致しており、中心から離れるにつれて光透過率が低下するので、ＡＰＤフィルタ１１８による上光線Ｌ１０２の減光量は、下光線Ｌ１０３の減光量より小さくなる。これにより、この斜行光束のボケ像には、上下方向に偏りが生じる。【０００８】
本発明は、ＡＰＤフィルタによる斜行光束のボケ像の偏りを低減することを可能とするレンズ鏡筒、撮影装置本体、及び撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のレンズ鏡筒は、レンズ光学系と、絞りと、第１ＡＰＤフィルタと、第２ＡＰＤフィルタと、を備える。レンズ光学系は、入射光を結像するフォーカスレンズを含む。絞りは、入射光の光量を変更して射出する。第１ＡＰＤフィルタは、絞りの光入射側に配置されている。第２ＡＰＤフィルタは、絞りの光射出側に配置されている。【００１０】
第１及び第２ＡＰＤフィルタは、光軸から外周部に向かうに従って光透過率が減少する光学特性を有し、第１及び第２ＡＰＤフィルタの光学特性は同一であることが好ましい。絞りから第１ＡＰＤフィルタまでの第１光学距離と、絞りから第２ＡＰＤフィルタまでの第２光学距離とが等しいことが好ましい。【００１１】
レンズ光学系の構成要素が、第１ＡＰＤフィルタと第２ＡＰＤフィルタとの間に存在しない場合も存在する場合も、好ましい。【００１２】
また、２組の第１ＡＰＤフィルタ及び第２ＡＰＤフィルタを備え、一方の組の第１ＡＰＤフィルタ及び第２ＡＰＤフィルタの間にはレンズ光学系の構成要素が存在せず、他方の組の第１ＡＰＤフィルタ及び第２ＡＰＤフィルタの間にはレンズ光学系の構成要素が存在する場合も好ましい。【００１３】
２組の第１ＡＰＤフィルタ及び第２ＡＰＤフィルタを備える場合に、フィルタ挿脱部を備えることが好ましい。フィルタ挿脱部は、一方の組の第１ＡＰＤフィルタ及び第２ＡＰＤフィルタと、他方の組の第１ＡＰＤフィルタ及び第２ＡＰＤフィルタとをそれぞれ挿脱する。あるいは、一方の組の第１ＡＰＤフィルタ及び第２ＡＰＤフィルタと、他方の組の第１ＡＰＤフィルタ及び第２ＡＰＤフィルタとは、いずれも、形状を変更させることにより光学特性が変更するＡＰＤフィルタであり、ＡＰＤフィルタごとに形状を変更させる形状変更部を備えることが好ましい。【００１４】
本発明の撮影装置本体は、上記のレンズ鏡筒が着脱自在に取り付けられ、第１及び第２ＡＰＤフィルタを通過した光を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子を備える。【００１５】
本発明の撮影装置は、上記のレンズ鏡筒と、上記の撮影装置本体とを備える。【００１６】
また、本発明の撮影装置は、レンズ光学系と、絞りと、第１ＡＰＤフィルタと、第２ＡＰＤフィルタと、撮像素子とを備える。レンズ光学系は、入射光を結像するフォーカスレンズを含む。絞りは、入射光の光量を変更して射出する。第１ＡＰＤフィルタは、絞りの光入射側に配置されている。第２ＡＰＤフィルタは、絞りの光射出側に配置されている。撮像素子は、第１及び第２ＡＰＤフィルタを通過した光を光電変換して撮像信号を生成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、絞りの光入射側に配置された第１ＡＰＤフィルタと、絞りの光射出側に配置された第２ＡＰＤフィルタとにより、上光線と下光線とを偏りなく減光させるので、ＡＰＤフィルタによるボケの偏りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】撮影装置の構成を示す図である。
【図２】ＡＰＤフィルタの光学特性を示すグラフである。
【図３】平行光束及び斜行光束の光路を示す図である。
【図４】第１及び第２ＡＰＤフィルタによる斜行光束の減光量について説明する説明図である。
【図５】第１及び第２レンズ光学系により規制された平行光束及び斜行光束の光路を示す図である。
【図６】第２実施形態のレンズ鏡筒の構成を示す図である。
【図７】第２実施形態のＡＰＤフィルタの光学特性を示す図である。
【図８】第２実施形態の第１及び第２ＡＰＤフィルタによる斜行光束の減光量について説明する説明図である。
【図９】第３実施形態の撮影装置の構成を示す図である。
【図１０】第４実施形態の撮影装置の構成を示す図である。
【図１１】従来技術におけるＡＰＤフィルタによる斜行光束の減光量について説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１実施形態］
図１において、本発明の第１実施形態のレンズ鏡筒１０は、撮影装置本体２０に着脱自在に取り付けられて撮影装置３０として用いられる。レンズ鏡筒１０の基端部１０Ａが、撮影装置本体２０に設けられたレンズ鏡筒取付部２０Ａに取り付けられることにより、レンズ鏡筒１０と撮影装置本体２０とが接続される。基端部１０Ａとレンズ鏡筒取付部２０Ａとには、それぞれ電気接点１０Ｂ，２０Ｂが設けられている。レンズ鏡筒１０と撮影装置本体２０とは、電気接点１０Ｂ，２０Ｂを介して電気的に接続される。
【００２０】
レンズ鏡筒１０は、第１レンズ光学系１２と、第２レンズ光学系１３と、絞り１６と、第１アポダイゼーションフィルタ（Apodization Filter、ＡＰＤフィルタ）１７と、第２ＡＰＤフィルタ１８とを備える。第１レンズ光学系１２、第２レンズ光学系１３、絞り１６、第１ＡＰＤフィルタ１７、及び第２ＡＰＤフィルタ１８は、いずれもレンズ鏡筒１０の光軸ＬＡ上に配置されている。
【００２１】
第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３は、入射光を結像するフォーカスレンズを含む。第１レンズ光学系１２は、第２レンズ光学系１３よりも光入射側に配置されている。絞り１６は、第１レンズ光学系１２と第２レンズ光学系１３との間に配置されている。絞り１６は、入射光の光量を変更して射出する。
【００２２】
第１ＡＰＤフィルタ１７は、第１レンズ光学系１２と絞り１６との間に配置されている。第２ＡＰＤフィルタ１８は、絞り１６と第２レンズ光学系１３との間に配置されている。第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８との間には、絞り１６のみが存在し、他の構成要素は存在しない。
【００２３】
撮影装置本体２０は、撮像素子２１と、画像処理部２３と、制御部２４と、表示部２５と、メモリ２６とを備える。撮像素子２１は、レンズ鏡筒１０から入射する入射光を光電変換して撮像信号を生成する。この撮像信号は、画像処理部２３に出力される。撮像素子２１は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサであり、電子シャッタ速度の制御が可能である。
【００２４】
画像処理部２３は、撮像信号から撮影画像を生成して表示部２５及びメモリ２６に出力する。表示部２５は、画像処理部２３から入力された撮影画像を表示する。メモリ２６は、画像処理部２３から入力された撮影画像を記憶する。また、画像処理部２３は、撮像信号からＹ／Ｃ変換等で得られる輝度信号を制御部２４に供給する。
【００２５】
制御部２４には、露出制御部２８と合焦制御部２９とが構成されている。露出制御部２８は、画像処理部２３から供給された輝度信号に基づいて測光値を算出（測光）する。露出制御部２８は、算出した測光値に基づいて所定の演算を行うことにより、適正な露出値を求める。露出制御部２８は、この適正な露出値に基づき、一組の撮影絞り値及び撮影シャッタ速度を決定する。露出制御部２８は、この撮影絞り値及び撮影シャッタ速度を絞り１６及び撮像素子２１に設定することにより、撮影露出を設定する。
【００２６】
露出制御部２８による撮影露出の決定には、絞り１６の有効開口径で決まる絞り値ではなく、有効開口領域内の第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８との光透過率を考慮して補正した実質的な絞り値が用いられる。この有効開口領域内の光透過率は、有効開口領域内における第１ＡＰＤフィルタ１７の光透過率Ｔ1と第２ＡＰＤフィルタ１８の光透過率Ｔ2との積で算出される。
【００２７】
合焦制御部２９は、オートフォーカス制御を行う。合焦制御部２９は、合焦位置を探索する範囲である合焦サーチ範囲と、合焦位置を探索する間隔であるサーチ間隔とを決定する。合焦制御部２９は、合焦サーチ範囲とサーチ間隔とに基づいて、合焦評価位置を決定する。
【００２８】
合焦制御部２９は、各合焦評価位置に第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３の全体または一部を移動させ、合焦評価位置ごとに、画像処理部２３から合焦評価値を取得する。合焦評価値は、撮像信号から高周波成分を抽出して積算することにより得られる。合焦制御部２９は、合焦評価位置ごとに得られた合焦評価値から、合焦評価値が最大となる合焦位置を検出し、検出した合焦位置に第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３の位置を設定する。
【００２９】
合焦制御部２９は、第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３を繰り出すと同時に、第２レンズ光学系１３を動かすことで、無限遠にある被写体から近接した被写体までに合焦することができる。
【００３０】
レンズ鏡筒１０内の絞り１６は、第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８との間のほぼ中央に配置されており、第１ＡＰＤフィルタ１７と絞り１６との間の距離（第１距離）と、絞り１６と第２ＡＰＤフィルタ１８との間の距離（第２距離）とは等しい。ここで、第１距離と第２距離とが等しいとは、両者の差が、第１距離または第２距離の１０％以下であることをいい、好ましくは５％以下であることをいい、より好ましくは３％以下であることをいう。
【００３１】
また、第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８との間には、レンズ光学系の構成要素が存在しないので、図４に示すように、第１ＡＰＤフィルタ１７と絞り１６との間の光学距離（第１光学距離）Ｄ１と、絞り１６と第２ＡＰＤフィルタ１８との間の光学距離（第２光学距離）Ｄ２とは、上記の第１距離と第２距離とにそれぞれ等しい。
【００３２】
第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８とは、光学特性が同一である。図２に示すように、第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８は、光軸ＬＡから離れて外周部に向かうにつれて（像高Ｈが大きくなるにつれて）光透過率Ｔが減少する光学特性を有する。すなわち、第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８に入射する光は、像高Ｈが大きくなるにつれて、減光量が大きくなる。
【００３３】
ここで、第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８との光学特性が同一とは、任意の像高において、両者の光透過率の差が、第１ＡＰＤフィルタ１７または第２ＡＰＤフィルタ１８の光透過率の１０％以下であることをいい、好ましくは５％以下であることをいい、より好ましくは３％以下であることをいう。
【００３４】
第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８とによる総光透過率は、入射光の光路における第１ＡＰＤフィルタ１７の光透過率Ｔ1と第２ＡＰＤフィルタ１８の光透過率Ｔ2との積で算出される。ここで、レンズ鏡筒１０を光軸ＬＡに対して斜めに通過する入射光（斜行光束）にとっては、光路における光透過率Ｔ1と光透過率Ｔ2とは異なる値となる。
【００３５】
次に、第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３が合焦位置からずれており、ボケ像が生じている場合の第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８の減光効果について、図３及び図４を用いて説明する。
【００３６】
図３において、光軸ＬＡに平行な入射光の光束（平行光束）は、光軸ＬＡ上の点Ｆ１で結像する。この平行光束の上光線と下光線とは、第１ＡＰＤフィルタ１７の光透過率Ｔの等しい位置に入射し、かつ第２ＡＰＤフィルタ１８の光透過率の等しい位置に入射するので、第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８による減光量は等しい。よって、平行光束により生じるボケ像には偏りは生じない。
【００３７】
光軸ＬＡに対して上から斜めに入射する入射光の光束（斜行光束）は、光軸ＬＡから外れた点Ｆ２で結像する。具体的には、図４に示すように、この斜行光束の主光線Ｌ１は、第１ＡＰＤフィルタ１７の光軸ＬＡから距離Ｈ１１の箇所と、第２ＡＰＤフィルタ１８の光軸ＬＡから距離Ｈ２１の箇所とを通過する。上光線Ｌ２は、第１ＡＰＤフィルタ１７の光軸ＬＡから距離Ｈ１２の箇所と、第２ＡＰＤフィルタ１８の光軸ＬＡから距離Ｈ２２の箇所とを通過する。下光線Ｌ３は、第１ＡＰＤフィルタ１７の光軸ＬＡから距離Ｈ１３の箇所と、第２ＡＰＤフィルタ１８の光軸ＬＡから距離Ｈ２３の箇所とを通過する。
【００３８】
距離Ｈ１２と距離Ｈ２３とは等しく、距離Ｈ１３と距離Ｈ２２とは等しい。第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８との光学特性が同一であり、第１光学距離Ｄ１と第２光学距離Ｄ２とが等しいので、ＡＰＤフィルタの透過率について、式（１）及び式（２）に示す関係式が成立する。
【００３９】
Ｔ1（Ｈ１２）＝Ｔ2（Ｈ２３）      ・・・式（１）
Ｔ2（Ｈ２２）＝Ｔ1（Ｈ１３）      ・・・式（２）
【００４０】
ここで、Ｔ1（Ｈ）は、像高Ｈにおける第１ＡＰＤフィルタ１７の光透過率である。Ｔ2（Ｈ）は、像高Ｈにおける第２ＡＰＤフィルタ１８の光透過率である。
【００４１】
式（１）と式（２）とから、式（３）が導かれる。この式（３）の左辺は上光線Ｌ２の光路における第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８の透過率であり、右辺は下光線Ｌ３の光路における第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８の透過率である。
【００４２】
Ｔ1（Ｈ１２）×Ｔ2（Ｈ２２）＝Ｔ1（Ｈ１３）×Ｔ2（Ｈ２３）  ・・・式（３）
【００４３】
すなわち、上光線Ｌ２の減光量と下光線Ｌ３の減光量は等しく、斜行光束により生じるボケ像には偏りが生じない。
【００４４】
以上のように、絞り１６を、第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８との間に配置することにより、入射光束の光軸ＬＡに対する角度によらず、上光線及び下光線が第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８により減光される減光量は等しくなる。このため、撮影装置３０では、入射光束の光軸ＬＡに対する角度によらず、美しいボケ像が得られる。
【００４５】
なお、第１実施形態では、第１距離と第２距離とを等しくし、第１光学距離Ｄ１と第２光学距離Ｄ２とを等しくし、第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８の光学特性を同一としているが、本発明はこの態様に限らない。斜行光線の上光線の減光量と下光線の減光量とがほぼ等しくなるように、第１距離及び第２距離、第１光学距離Ｄ１及び第２光学距離Ｄ２、第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８の光学特性を適宜設計してもよい。
【００４６】
例えば、第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８との間の領域に、上光線と下光線とが絞り１６の光軸ＬＡ上の点に対して光学的に対称となるように、上述の各種距離や光学特性を適宜設計してもよい。ここで、上光線の減光量と下光線の減光量とがほぼ等しいとは、両者の減光量との差が、上光線または下光線の減光量の１０％以下であることをいい、好ましくは５％以下であることをいい、より好ましくは３％以下であることをいう。
【００４７】
また、第１実施形態では、第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３を繰り出すと同時に、第２レンズ光学系１３を動かすことで、無限遠にある被写体から近接した被写体までに合焦可能としているが、本発明はこの様態に限らず、いかなる合焦方法も用いることができる。例えば、位相差画素を用いた位相検出方法を用いることができる。
【００４８】
また、第１実施形態における上光線及び下光線は、絞り１６により規制された光束の端部に位置するものであるが、上光線及び下光線は、第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３に規制された場合であっても同様である。
【００４９】
図５に示すように、絞りが開放に近い場合は、入射光の光路は、絞り１６ではなく第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３により規制される。平行光束は、光軸ＬＡ上の点Ｆ３で結像する。第１実施形態と同様に、この平行光束の上光線の減光量と下光線の減光量とは等しいので、この平行光束により生じるボケ像には偏りは生じない。
【００５０】
一方、斜行光束は、光軸ＬＡから外れた点Ｆ４で結像する。この斜行光束の上光線は、第１レンズ光学系１２によって規制され、下光線は、第２レンズ光学系１３によって規制されている。主光線が絞りの光軸ＬＡ付近の箇所を通過する場合には、第１実施形態と同様に、上光線の減光量と下光線の減光量とが等しいので、ボケ像には偏りは生じない。第１レンズ光学系１２と第２レンズ光学系１３とは、斜行光束の主光線が絞りの光軸ＬＡ付近の箇所を通過するように設計されていることが好ましい。
【００５１】
［第２実施形態］
第１実施形態では、絞り１６と、第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８との間にレンズ光学系の構成要素は介在していないが、絞り１６と、第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８の少なくとも一方との間にレンズ光学系の構成要素を介在させてもよい。
【００５２】
図６において、第２実施形態のレンズ鏡筒３５は、第１ＡＰＤフィルタ３７と、第２ＡＰＤフィルタ３８とを有している。第１ＡＰＤフィルタ３７は、第１レンズ光学系１２の光入射側に配置されている。第２ＡＰＤフィルタ３８は、第２レンズ光学系１３の光射出側に配置されている。すなわち、絞り１６と第１ＡＰＤフィルタ３７との間には第１レンズ光学系１２が介在しており、絞り１６と第２レンズ光学系１３との間には第２レンズ光学系１３が介在している。第２実施形態では、絞り１６と第１ＡＰＤフィルタ３７との間の実距離である第１距離と、第１光学距離Ｄ１とは異なっている。同様に、絞り１６と第２レンズ光学系１３との間の実距離である第２距離と、第２光学距離Ｄ２とは異なっている。
【００５３】
第１ＡＰＤフィルタ３７は、第２ＡＰＤフィルタ３８より大きい。第１ＡＰＤフィルタ３７の大きさは、レンズ鏡筒３５の入射面の大きさや、第１レンズ光学系１２のサイズに応じて決められている。第１ＡＰＤフィルタ３７と第２ＡＰＤフィルタ３８との大きさ（直径）の比は、第１光学距離Ｄ１と第２光学距離Ｄ２との大きさの比とほぼ等しい。
【００５４】
第１ＡＰＤフィルタ３７の光学特性と第２ＡＰＤフィルタ３８の光学特性とは相似しており、図７に示すような光学特性を有する。ここで、ＡＰＤフィルタの光学特性が相似とは、ＡＰＤフィルタの光透過率が「０」となる半径を像高「１」として規格化したときの光透過率Ｔの分布が一致することをいう。
【００５５】
第２実施形態の第１ＡＰＤフィルタ３７及び第２ＡＰＤフィルタ３８は、第１実施形態の第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８と比べて、光軸付近の光透過率Ｔが高い領域（高透過領域）と光軸から離れた外周部の光透過率Ｔが低い領域（低透過領域）との間における光透過率Ｔの変化率が大きい。すなわち、第２実施形態の第１ＡＰＤフィルタ３７及び第２ＡＰＤフィルタ３８は、高透過領域と低透過領域とに概ね二分化されたＡＰＤフィルタ（以下、二分化フィルタという）となっている。第２実施形態のその他の構成については、第１実施形態と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３に規制され、光軸ＬＡに対する傾斜角が大きな上からの斜行光束について、図８を用いて説明する。この斜行光束の上光線Ｌ６は、第１レンズ光学系１２によって規制され、下光線Ｌ７は第２レンズ光学系１３によって規制されている。この斜行光束は、第１ＡＰＤフィルタ３７のほぼ上側の領域を通過し、第１レンズ光学系１２、絞り１６、第２レンズ光学系１３を順に通過して、第２ＡＰＤフィルタ３８のほぼ下側の領域を通過する。
【００５７】
この斜行光束の主光線Ｌ５は、高透過領域である第１ＡＰＤフィルタ３７の光軸ＬＡから距離Ｈ３１の箇所、高透過領域である第２ＡＰＤフィルタ３８の光軸ＬＡから距離Ｈ４１の箇所を順に通過する。主光線Ｌ５は、第１ＡＰＤフィルタ３７及び第２ＡＰＤフィルタ３８の両方において、光軸付近の光透過率Ｔが高い領域を通過する。
【００５８】
この斜行光束の上光線Ｌ６は、低透過領域である第１ＡＰＤフィルタ３７の光軸ＬＡから距離Ｈ３２の箇所、高透過領域である第２ＡＰＤフィルタ３８の光軸ＬＡから距離Ｈ４２の箇所を順に通過する。この斜行光束の上光線Ｌ７は、高透過領域である第１ＡＰＤフィルタ３７の光軸ＬＡから距離Ｈ３３の箇所、低透過領域である第２ＡＰＤフィルタ３８の光軸ＬＡから距離Ｈ４３の箇所を順に通過する。上光線Ｌ６及び上光線Ｌ７は、低透過領域と高透過領域とを一度ずつ通過するので、上光線Ｌ６の減光量と下光線Ｌ７の減光量は等しくなる。よって、この斜行光束で生じるボケ像には偏りは生じない。
【００５９】
第２実施形態では、第１ＡＰＤフィルタ３７がレンズ鏡筒３５の最も先端側に配置され、第２ＡＰＤフィルタ３８がレンズ鏡筒３５の最も基端側に配置されているので、斜行光束の主光線Ｌ５が絞りの光軸ＬＡ付近からずれた箇所を通過する場合でも、上光線Ｌ６と下光線Ｌ７とを等しく減光することができる。合焦動作などにより第１レンズ光学系１２及び第２レンズ光学系１３が移動することに伴って、斜行光束の主光線Ｌ５が絞り１６の光軸ＬＡ付近からずれやすくなるため、無限遠付近にある被写体や近接した被写体などの極端な位置にある被写体に合焦する場合に、第２実施形態は有効である。
【００６０】
無限遠付近にある被写体や近接した被写体などの極端な位置にある被写体に合焦する場合には、撮影倍率が極端に低いか極端に高い場合である。このような場合には、第１ＡＰＤフィルタ３７のほぼ上側の領域を通過し、第２ＡＰＤフィルタ３８のほぼ下側の領域を通過するような、光軸ＬＡに対する傾斜角が大きな斜行光束が入射される。第２実施形態では、第１ＡＰＤフィルタ３７及び第２ＡＰＤフィルタ３８に前述の二分化フィルタを用いるので、このような光軸ＬＡに対する傾斜角が大きな斜行光束に対しても、より確実に、主光線Ｌ５よりも上光線Ｌ６と下光線Ｌ７とを大きく減光することができる。
【００６１】
［第３実施形態］
第１実施形態の１組のＡＰＤフィルタ（第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８）と、第２実施形態の１組のＡＰＤフィルタ（第１ＡＰＤフィルタ３７及び第２ＡＰＤフィルタ３８）とを組み合わせて用いてもよい。図９に示すように、第３実施形態のレンズ鏡筒４０は、第１実施形態と同様の１組のＡＰＤフィルタと、第２実施形態と同様の１組のＡＰＤフィルタとの両方を備える。
【００６２】
レンズ鏡筒４０は、フィルタ挿脱部４１を備える。フィルタ挿脱部４１は、ＡＰＤフィルタ１７，１８及びＡＰＤフィルタ３７，３８をそれぞれ挿脱する。フィルタ挿脱部４１は、ＡＰＤフィルタ１７，１８を同時に挿入した第１挿入状態と、ＡＰＤフィルタ３７，３８を同時に挿入した第２挿入状態とをとることができる。
【００６３】
第３実施形態の撮影装置本体５０は、第１実施形態の撮影装置本体２０の制御部２４内に挿脱制御部５１を加えたものである。挿脱制御部５１は、フィルタ挿脱部４１によるＡＰＤフィルタの挿脱を制御する。レンズ鏡筒４０は、撮影装置本体５０に着脱自在に取り付けられて第３実施形態の撮影装置６０として用いられる。第３実施形態のその他の構成については、第１実施形態や第２実施形態と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
挿脱制御部５１は、絞り１６の絞り値や撮影倍率に応じて、第１挿入状態と第２挿入状態とを切り替える。絞り１６の絞り値が開放に近く、撮影倍率が極端に低いか極端に高い場合には、第２挿入状態が好ましいので、挿脱制御部５１は、第２挿入状態になるように制御する。それ以外の場合には、挿脱制御部５１は、第１挿入状態になるように制御する。
【００６５】
なお、フィルタ挿脱部４１を介した挿脱制御部５１の制御方法については、これに限ることはなく、適宜、第１ＡＰＤフィルタ１７、第２ＡＰＤフィルタ１８、第１ＡＰＤフィルタ３７、第２ＡＰＤフィルタ３８、第１レンズ光学系１２、及び第２レンズ光学系１３の性質に応じて決めることができる。
【００６６】
［第４実施形態］
第３実施形態では、それぞれ固有の光学特性を有するＡＰＤフィルタを用いているが、光学特性が可変なＡＰＤフィルタを用いてもよい。図１０に示すように、第４実施形態のレンズ鏡筒７０は、第３実施形態の４つのＡＰＤフィルタに代えて、光学特性が可変な第１ＡＰＤフィルタ７３、第２ＡＰＤフィルタ７４、第１ＡＰＤフィルタ７７、及び第２ＡＰＤフィルタ７８を備える。
【００６７】
光学特性が可変なこれら４つのＡＰＤフィルタは、いずれも、形状が可変な界面（形状可変界面）を介して屈折率の異なる２種類の材料が設けられることにより形成されている。この形状可変界面の形状は、電気的に制御することができ、各ＡＰＤフィルタの光学特性をそれぞれ制御することができる。
【００６８】
レンズ鏡筒７０は、第３実施形態のフィルタ挿脱部４１に代えて、形状変更部７１を備える。形状変更部７１は、各ＡＰＤフィルタの形状可変界面の形状を変更する。形状変更部７１は、各形状可変界面の形状を変更することにより、各ＡＰＤフィルタの光学特性を変更する。
【００６９】
第４実施形態の撮影装置本体８０は、第３実施形態の撮影装置本体５０の制御部２４内の挿脱制御部５１に代えて、フィルタ制御部８１を備える。フィルタ制御部８１は、形状変更部７１による各ＡＰＤフィルタの光学特性の変更を制御する。レンズ鏡筒７０は、撮影装置本体８０に着脱自在に取り付けられて第４実施形態の撮影装置９０として用いられる。第４実施形態のその他の構成については、第３実施形態と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
第４実施形態では、第１ＡＰＤフィルタ７３及び第２ＡＰＤフィルタ７４の光学特性を第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８の光学特性と同一にし、第１ＡＰＤフィルタ７７及び第２ＡＰＤフィルタ７８の光学特性をＡＰＤフィルタが無いときの光学特性（透過率が均一）とすることにより、第３実施形態における第１挿入状態と同一の状態をとることができる。
【００７１】
また、第１ＡＰＤフィルタ７７及び第２ＡＰＤフィルタ７８の光学特性を第１ＡＰＤフィルタ３７及び第２ＡＰＤフィルタ３８の光学特性と同一にし、第１ＡＰＤフィルタ７３及び第２ＡＰＤフィルタ７４の光学特性をＡＰＤフィルタが無いときの光学特性（透過率が均一）とすることにより、第３実施形態における第２挿入状態と同一の状態をとることができる。
【００７２】
すなわち、第４実施形態では、第３実施形態における第１挿入状態及び第２挿入状態の切り替えと同様の制御を、フィルタ制御部８１により電気的に行うことができる。
【００７３】
上記実施形態では、レンズ鏡筒交換式の撮影装置を例に説明したが、本発明は、レンズ交換式でない一体型の撮影装置や、カメラ付き携帯電話やスマートフォンにも適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０、３５、４０、７０  レンズ鏡筒
１２  第１レンズ光学系
１３  第２レンズ光学系
１６  絞り
１７、３７  第１ＡＰＤフィルタ
１８、３８  第２ＡＰＤフィルタ
２０、５０、８０  撮影装置本体
２１  撮像素子
３０、６０、９０  撮影装置
４１  フィルタ挿脱部
５１  挿脱制御部
７１  形状変更部
８１  フィルタ制御部
【図１】
2016039147.tif 000003
【図２】
2016039147.tif 000004
【図３】
2016039147.tif 000005
【図４】
2016039147.tif 000006
【図５】
2016039147.tif 000007
【図６】
2016039147.tif 000008
【図７】
2016039147.tif 000009
【図８】
2016039147.tif 000010
【図９】
2016039147.tif 000011
【図１０】
2016039147.tif 000012
【図１１】
2016039147.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月29日(2017.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を結像するフォーカスレンズを含むレンズ光学系と、
前記入射光の光量を変更して射出する絞りと、
前記絞りの光入射側に配置された第１アポダイゼーションフィルタと、
前記絞りの光射出側に配置された第２アポダイゼーションフィルタと、
を備えるレンズ鏡筒において、
２組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタを備え、
一方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタの間には前記レンズ光学系の構成要素が存在せず、
他方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタの間には前記レンズ光学系の構成要素が存在するレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第１及び第２アポダイゼーションフィルタは、光軸から外周部に向かうに従って光透過率が減少する光学特性を有し、
前記第１及び第２アポダイゼーションフィルタの前記光学特性は同一である請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記絞りから前記第１アポダイゼーションフィルタまでの第１光学距離と、前記絞りから前記第２アポダイゼーションフィルタまでの第２光学距離とが等しい請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記一方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタと、前記他方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタとをそれぞれ挿脱するフィルタ挿脱部を備える請求項１から３いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記一方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタと、前記他方の組の前記第１アポダイゼーションフィルタ及び前記第２アポダイゼーションフィルタとは、いずれも、形状を変更させることにより光学特性が変更するアポダイゼーションフィルタであり、
前記アポダイゼーションフィルタごとに前記形状を変更させる形状変更部を備える請求項１から３いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１から５のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒が着脱自在に取り付けられ、
前記第１及び第２アポダイゼーションフィルタを通過した光を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子を備える撮影装置本体。
【請求項７】
請求項１から５のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、
請求項６に記載の撮影装置本体と、
を備える撮影装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この場合、絞り１１６の開口部の上端を通過する上光線Ｌ１０２は、平行光束の場合よりも、ＡＰＤフィルタ１１８の中心に近い位置を通過する。一方、絞り１１６の開口部の下端を通過する下光線Ｌ１０３は、平行光束の場合よりも、ＡＰＤフィルタ１１８の中心から離れた位置を通過する。ＡＰＤフィルタ１１８は、中心が光軸に一致しており、中心から離れるにつれて光透過率が低下するので、ＡＰＤフィルタ１１８による上光線Ｌ１０２の減光量は、下光線Ｌ１０３の減光量より小さくなる。これにより、この斜行光束のボケ像には、上下方向に偏りが生じる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
なお、第１実施形態では、第１距離と第２距離とを等しくし、第１光学距離Ｄ１と第２光学距離Ｄ２とを等しくし、第１ＡＰＤフィルタ１７と第２ＡＰＤフィルタ１８の光学特性を同一としているが、本発明はこの態様に限らない。斜行光束の上光線の減光量と下光線の減光量とがほぼ等しくなるように、第１距離及び第２距離、第１光学距離Ｄ１及び第２光学距離Ｄ２、第１ＡＰＤフィルタ１７及び第２ＡＰＤフィルタ１８の光学特性を適宜設計してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図６において、第２実施形態のレンズ鏡筒３５は、第１ＡＰＤフィルタ３７と、第２ＡＰＤフィルタ３８とを有している。第１ＡＰＤフィルタ３７は、第１レンズ光学系１２の光入射側に配置されている。第２ＡＰＤフィルタ３８は、第２レンズ光学系１３の光射出側に配置されている。すなわち、絞り１６と第１ＡＰＤフィルタ３７との間には第１レンズ光学系１２が介在しており、絞り１６と第２ＡＰＤフィルタ３８との間には第２レンズ光学系１３が介在している。第２実施形態では、絞り１６と第１ＡＰＤフィルタ３７との間の実距離である第１距離と、第１光学距離Ｄ１とは異なっている。同様に、絞り１６と第２ＡＰＤフィルタ３８との間の実距離である第２距離と、第２光学距離Ｄ２とは異なっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
この斜行光束の上光線Ｌ６は、低透過領域である第１ＡＰＤフィルタ３７の光軸ＬＡから距離Ｈ３２の箇所、高透過領域である第２ＡＰＤフィルタ３８の光軸ＬＡから距離Ｈ４２の箇所を順に通過する。この斜行光束の下光線Ｌ７は、高透過領域である第１ＡＰＤフィルタ３７の光軸ＬＡから距離Ｈ３３の箇所、低透過領域である第２ＡＰＤフィルタ３８の光軸ＬＡから距離Ｈ４３の箇所を順に通過する。上光線Ｌ６及び下光線Ｌ７は、低透過領域と高透過領域とを一度ずつ通過するので、上光線Ｌ６の減光量と下光線Ｌ７の減光量は等しくなる。よって、この斜行光束で生じるボケ像には偏りは生じない。
【国際調査報告】
2016039147.tif 000014
2016039147.tif 000015
2016039147.tif 000016