(57)【要約】【課題】従来、ビデオカメラの絞り機構等で採用されている様なレンズの光軸と垂直方向に変位して、レンズの光束を制限する装置などは、絞り羽根の変位量とそれを駆動する部材の移動量が同じであった。本発明はこの駆動部材の移動量を絞りの変位量に対して相対的に小さくする光束制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】結像光学系内にあり、レンズの光束を制限する若しくは透過光エネルギーに変化を与える一枚のフィルム状の部材を有し、前記フィルム状の部材を折り返して配置するとともに、前記フィルム状の部材を前記光束の光軸と直交する方向に変位させることで、有効光束に対するフィルム状の部材による遮蔽率、若しくは光エネルギー透過率を変化させられるものであり、前記フィルム状の部材を支持する少なくとも１つの固定の支持体と、少なくとも２つの可動の支持体とを有し、前記２つの可動の支持体をフィルム状部材に沿って移動することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系内にあり、レンズの光束を制限する若しくは透過光エネルギーに変化を与える一枚のフィルム状の部材を有し、
前記フィルム状の部材を折り返して配置するとともに、
前記フィルム状の部材を前記光束の光軸と直交する方向に変位させることで、
有効光束に対するフィルム状の部材による遮蔽率、若しくは光エネルギー透過率を変化させられるものであり、
前記フィルム状の部材を支持する少なくとも１つの固定の支持体と、
少なくとも２つの可動の支持体とを有し、
前記２つの可動の支持体をフィルム状部材に沿って移動することを特徴とする光束制御装置。
【請求項２】
前記２つの可動支持体は一体的に稼働することを特徴とする請求項１に記載の光束制御装置。
【請求項３】
前記フィルム状部材は、光束を透過する部分とレンズの有効光束を制限する部分を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光束制御装置。
【請求項４】
前記フィルム状部材は、グラデーションＮＤを形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光束制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に装備される、絞り機能やグラデーションＮＤの様なフィルタ機能を有する光束制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型のビデオカメラ等に搭載されている絞り機構として、特許文献１に開示される構成が知られている。
【０００３】
図１１は従来の絞り機構の一例を示す平面図である。従来、一般に用いられる絞り装置は、絞り羽根１００１、１００２と、これらを駆動する駆動装置であるガルバノメータ１００３、さらにガルバノメータ１００３の回転を伝えるアーム１００４から構成されており、アーム１００４の両先端部にはピン１００５、１００６が植設されている。そして、ガルバノメータ１００３は絞り羽根１００１、１００２の下方端部に配置されて、その出力軸１００３ａは光軸Ｃと平行に配置されている。
【０００４】
一方、絞り羽根１にはその中央に開口１００１ｃが形成されるとともに絞り羽根１００２には切欠き１００２ｃが形成されており、これらの開口１００１ｃと切欠き１００２ｃとの重なり具合によって開口部１００７の面積が決定され所望の絞り値が得られるようになっている。また、絞り羽根１００１、１００２の図中下方には、アーム１００４のピン１００５、１００６がそれぞれ嵌入するほぼ水平の長孔１００１ｂ、１００２ｂが設けられており、ピン１００５、１００６は、これらの長孔１００１ｂ、１００２ｂにそれぞれ滑動自在に嵌入している。
【０００５】
従って、この従来の絞り装置は、ガルバノメータ１００３に回動運動を行なわせると長孔１００１ｂ、１００２ｂの中をピン１００５、１００６が滑動して、絞り羽根１００１、１００２を光軸Ｃと直交する方向（矢印Ｙ方向）に変位させることになる。この結果、開口部１００７の面積が変化し、絞り動作が行われる。なお、図１１は従来の絞り機構の動作原理を説明する図であり、絞り羽根１００１、１００２の上下方向の変位を案内する案内機構等は省略して示す。
【０００６】
１００Ｅｒは、開放の有効光束領域を示している。絞り羽根１００１の開口１００１ｃは、絞りこんだ時の形状を正方形となるように、４５度の辺を設けており、絞り羽根１００１は、開放時にＥｒ内に侵入しない位置へ退避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１０４３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、絞り羽根１００１の移動量は、前記有効光束領域Ｅｒの半径の約１．４倍（√２倍）の移動量を確保する必要がある。そして、絞り羽根１００１と１００２を駆動するピン１００５、１００６の変位量も同じだけ確保する必要があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、レンズの光束を制限する若しくは透過光エネルギーに変化を与える部材の変位量に対して、部材を駆動する可動の支持体の移動量を小さくすることを可能にした光束制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る光束制御装置は、
結像光学系内にあり、レンズの光束を制限する若しくは透過光エネルギーに変化を与える一枚のフィルム状の部材を有し、
前記フィルム状の部材を折り返して配置するとともに、
前記フィルム状の部材を前記光束の光軸と直交する方向に変位させることで、
有効光束に対するフィルム状の部材による遮蔽率、若しくは光エネルギー透過率を変化させられるものであり、
前記フィルム状の部材を支持する少なくとも１つの固定の支持体と、
少なくとも２つの可動の支持体とを有し、
前記２つの可動の支持体をフィルム状部材に沿って移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズの光束を制限する若しくは透過光エネルギーに変化を与える部材の変位量に対して、部材を駆動する可動の支持体の移動量を小さくすることを可能にした光束制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１を説明するための模式図
【図２】実施例１に使用するフィルム状部材４の模式図
【図３】実施例２を説明するための模式図
【図４】実施例２に使用するフィルム状部材１１の模式図
【図５】グラデーションＮＤの特性例を示す図
【図６】実施例３を説明するための模式図
【図７】実施例３に使用するフィルム状部材２１の模式図
【図８】実施例３に使用する支持体の一例
【図９】実施例３に使用する一体的な可動の支持体の例
【図１０】実施例３の支持体の配置の模式図
【図１１】従来の絞り機構の一例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態にかかわる模式図である。
【００１４】
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の第1の実施例による、光束制御装置（簡易な絞り機構）について説明する。
【００１５】
１は、固定の支持体、２、３は可動の支持体、４はフィルム状部材、５、６はフィルム状部材間の距離を縮める為の支持体である。
【００１６】
４のフィルム状部材について、図２を参照して説明する。
【００１７】
４は、フィルム状部材に絞りの形状を形成したものである。４ａと４ｂが光束を制限する部分であり、光を通さない状態である。フィルム状部材には、ホウ珪酸などを材質としたガラスを数μｍや数十μｍまで薄くしたものが考えられる。特に数ミクロンまで薄くしたガラスでは、曲率半径を１ｍｍ以下にする事が可能である。この他、ポリカーボなどの樹脂材などが考えられる。
【００１８】
光を制限する（遮光する）部分（４ａと４ｂ）には、金属を蒸着やスパッタなどでフィルム状部材の表面に形成したり、遮光塗料を使ってプリントなどで形成したりする事などが考えられる。また、図２（Ｂ）には、フィルム状部材を薄い金属や透過性の無い樹脂フィルムを使った例である。４ｃと４ｄはフィルム状部材を切り取った部分で、光を透過する構造とした。
【００１９】
実施例１では、図２（Ａ）の形態を例にとって、説明する。図１（Ａ）は図示しないレンズの有効光束Ｅｒを透過する状態を示し、図１（Ｂ）は、フィルム状部材を前述のレンズの光軸Ｃと直交する方向にフィルム状部材４を変位して、クローズに近い状態を示す図である。もちろん、このまま同じ方向に変位を続けると、クローズ状態を作る事が出来る。
【００２０】
次に、以下にフィルム状部材４を変位させるかを説明する。
【００２１】
フィルム状部材４は、その両端Ｅｎ１とＥｎ２を固定している。Ｅｎ１で固定されたフィルム状部材４は可動の支持体２、固定の支持体１、可動の支持体３に巻かれるように設けられ、反対端Ｅｎ２へ続いている。ここで、可動の支持体２を光軸Ｃと直交する方向（図中上方）に移動すると、フィルム状部材４は緩む事になる。これと同時に可動の支持体３を可動の支持体２と反対方向（図中下方）へ移動すると、先ほどの可動の支持体２の動きにより、緩んだフィルム状部材４を固定の支持体１を介して、引っ張る事が出来る。二つの支持体の移動量を同じにすると、フィルム状部材４は緩みもせず、破損する事も無い。この様に二つの可動支持体２と３を移動する事で、フィルム状部材４に形成された遮光部分４ａと４ｂを、光軸Ｃと直交する方向に変位する事が可能である。
【００２２】
支持体５と６は、図中では奥側から手前にフィルム状部材４を押さえつけ、前記光の制御部分４ａと４ｂの距離を狭める役目をしている。
【００２３】
次に、可動の支持体２と遮光部４ａの変位量の関係について述べる。
【００２４】
可動の支持体２を距離１だけ図中上方に動かしたとする。フィルム状部材４は、この移動量分緩む事になるが、フィルム状部材４は可動の支持体２に巻かれて折り返しているため、表と裏の分が２か所緩む事になる。この緩んだ部分を可動の支持体３で引っ張ることで、フィルム状部材４が張られるため、遮光部４ａの光軸Ｃと直交する方向の変位は、可動の支持体２の移動距離の２倍、２の距離に倍化されて変位する事が可能である。因みに、フィルム状部材４は可動の支持体３にも同様に巻かれて折り返しているため、可動の支持体３はその移動距離の２倍の長さ分張る事が出来る（巻き取る事が出来る）。そのため、可動の支持体２と３は、方向が逆ではあるが、同じ可動距離である。また、遮光部４ｂもフィルム状部材４に形成されているので、４ａと同様の変位量を確保できる。
【００２５】
前記レンズの光束を制限する事に視点を移すと、遮光部４ａと４ｂの光軸Ｃと直交する方向への変位量を、可動の支持体をその変位量の半分の移動量で実現する事が可能であり、小型化を可能とするものである。
【００２６】
また、本発明においては可動の支持体２、３は、光軸Ｃと直交する方向へ変位させているが、５や６の様な補助の支持体を使って方向を変える事は容易である。
【００２７】
［実施例２］
実施例１では、絞り機能を有する光束制御装置の例を上げたが、本発明の第２の実施例として、グラデーションＮＤフィルタに適用した例について、以下、図３を参照して説明する。
【００２８】
第１の実施例と同じ機能を有するものには、同じ記号を付した。具体的には、１は、固定の支持体、２、３は可動の支持体、５、６はフィルム状部材間の距離を縮める為の支持体である。第２の実施例に使用するフィルム状部材は１１としている。
【００２９】
図４に、フィルム状部材１１の模式図を示す。図４（Ａ）はフィルム状部材１１を伸ばした状態の図である。
【００３０】
フィルム状部材１１は無色透明な素材の上にグラデーションＮＤを形成したものである。１１ｂと１１ｃは同一特性のグラデーションＮＤフィルタ部であり、図中右から左に濃くなることを表している。図中１１ｂと１１ｃの間に距離を設けてはいないが、距離を設けてもよい。１１ａと１１ｄは、フィルム状部材１１を配置するのに設けた余裕部分であるが、必ずしも必要なものではない。
【００３１】
図４（Ｂ）はフィルム状部材１１がどの様に曲げられているか、図３（Ａ）の状態を立体的に示した模式図である。
【００３２】
図示しないレンズの光軸Ｃがあり、フィルム状部材１１のグラデーションＮＤフィルタ部１１ｂの透過率が比較的高い部分に有効光束部Ｅｒ１が位置している。フィルムは図中上方で図示していないが、固定の支持体１により曲げて方向を変え図中下方へと向かっている。そして、グラデーションＮＤフィルタ部１１ｃの透過率が比較的高い部分に有効光束部Ｅｒ２が位置している。
【００３３】
図示しない支持体５，６により、有効光束部Ｅｒ１とＥｒ２の光軸Ｃ方向の距離は短いため、有効光束部Ｅｒ１とＥｒ２はほぼ同じと考えてよい。そして、グラデーションＮＤフィルタ部１１ｂと１１ｃは、図中上下方向で対称の特性となっているため、重ねあわされたグラデーションＮＤがより均一的に、レンズの光束に影響を与える事が出来る。
【００３４】
この様なフィルム状部材１１は、樹脂のフィルム状部材に顔料や染料を混ぜて作成する事も考えられる。
【００３５】
図５に、グラデーションＮＤの特性例を示す。 図５（Ａ）はグラデーションＮＤが前後で重なる様子を直線的に表した模式図である。図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＸ−Ｘの光学濃度（Ｄ）の変化をグラフで表したものである。これまで述べてきた記号と同一機能の記号は同じものを使っている。また、図は最大透過率の状態を示している。
【００３６】
光学有効部Ｅｒの光束有効部端（Ｏａ）はグラデーションＮＤフィルタ部１１ｃの濃度が薄い側の端部と重なる様にあり、光学有効部Ｅｒの透過率には、既に影響を与える状態である。同様に、光束有効部端（Ｏｃ）はグラデーションＮＤフィルタ部１１ｂの端部と重なる様な位置である。Ｄｆは、グラデーションＮＤの最大濃度の位置であり、濃度が濃い側の端部でもある。これらグラデーションＮＤフィルタ部の端部は、光学有効部Ｅｒの内部に侵食する事は無い。グラフの横軸は、位置を表す。また、１１ｂ、１１ｃの全有効距離（有効範囲）に渡って、光学濃度は位置に対して、非線形に変化するものである。グラデーションＮＤは、以下の様な条件に近付ければ近づけるほど、全有効距離が長くなる。
・最大透過率を１００％確保する。
・最小透過率を０％とする。
・有効光束域内の均一にする。
・濃度可変時にも均一性を崩さない。
そのため、駆動部の移動量が小さい事が求められる。
【００３７】
フィルム状部材１１の変位の方法は実施例１と同じで以下である。フィルム状部材１１は、その両端Ｅｎ１とＥｎ２を固定している。Ｅｎ１で固定されたフィルム状部材１１は可動の支持体２、固定の支持体１、可動の支持体３に巻かれるように設けられ、反対端Ｅｎ２へ続いている。ここで、可動の支持体２を光軸Ｃと直交する方向（図中上方）に移動すると、フィルム状部材１１は緩む事になる。これと同時に可動の支持体３を可動の支持体２と反対方向（図中下方）へ移動すると、先ほどの可動の支持体２の動きにより、緩んだフィルム状部材４を固定の支持体１を介して、引っ張る事が出来る。
【００３８】
二つの支持体の移動量を同じにすると、フィルム状部材１１は緩みもせず、破損する事も無い。この様に二つの可動支持体２と３を移動する事で、フィルム状部材１１に形成されたグラデーションＮＤ部１１ｂと１１ｃを、光軸Ｃと直交する方向に変位する事が可能である。
【００３９】
図４に示す様に、グラデーションＮＤフィルタをそのＮＤ効果以外のところで光束に影響を与えない為には、光軸に対するフィルタの変位量有効光束域の数倍必要である（例えば、特開２００７−２４３９２８号公報）。本発明の様にフィルム状部材の変位量に対する駆動部の移動量を小さくすることで、ガルバノメータ（ＩＧメータとも言われる）安価な駆動素子の使用を可能となる。
【００４０】
［実施例３］
図６は実施例２の変更例である。前記実施例と同じく同一機能部材には同一記号を付している。符号上異なる部分は、フィルム状部材２１と可動の支持体７と固定の支持体８である。フィルム状部材２１の長めの部位２１ａを固定の支持体８と可動の支持体７に巻く様にして折り返している。可動の支持体７は前記可動の支持体３と同一方向に同移動量動かす事が可能なものでる。
【００４１】
フィルム状部材２１とフィルム状部材１１の違いを図７を元に説明する。
【００４２】
フィルム状部材２１においても、フィルム状部材１１と同一機能部は同一符号を付している。異なるのは、２１ａの部分であり。２１ａは、１１ａに比して長く設定している。
【００４３】
前述の実施例においては、２つの可動の支持体を互いに反対方向へ動かしたが、実施例３の様に構成を変えることで、２つの可動の支持体３と７を同一方向に動かす事が可能となる。移動量を同じであることは、変わらない。
【００４４】
フィルム状部材の有効光束に影響を与えない部分の長さを変えることで、移動体を一体化する事が可能となる。
【００４５】
ここで、支持体の形状について述べる。光を透過率するフィルム状部材は支持体に巻かれているため、有効部分が支持体に接触したり、擦れたりするとキズが付く可能性が高い。そのため、図８に示す様な形状が考えられる。支持体３１にフィルムが当たる部分３２とフィルムが当たらないように３３の逃げ部を設けている。図８では、逃げ部は曲線状に中心を凹ませる様な形を示している。
【００４６】
また、実施例３では可動の支持体７と３を同方向に同一距離だけ移動させるので、図９の様に、フィルム状部材２１が振れるのを防止することを兼ねて、部材３４を使って一体化することも可能である。図１０は支持体３３と部材３４を使ったイメージ図である。付した符号は実施例３（図６）の同一機能部材の番号である。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、透過光のエネルギーに変化を与えるものとしては、色温度変換フィルタなどもかんがえられる。また、可動の支持体を緩める側と張る側において、同様の数を増やすことで、フィルムの光軸に垂直方向の変位量に対する可動の支持体の移動量を更に減らす事が可能である。
【００４８】
本発明は、撮像装置に装備される、絞り機能やグラデーションＮＤの様なフィルタ機能を有する光束制御装置に関するものである。
【符号の説明】
【００４９】
１  固定の支持体、２  移動の支持体、３  移動の支持体、
４，１１，２１  フィルム状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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