(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バネによってシャッタ開口を閉じる方向に付勢された１枚のシャッタ羽根と、シャッタボタンの押圧により移動して前記シャッタ羽根を蹴飛ばして前記シャッタ開口を開かせるシャッタレバーと、光軸上の異なる位置で選択的に入射光の絞り制御を行う複数の絞り開口とを備えたレンズ付きフイルムユニットにおいて、
前記複数の絞り開口のうち、前記シャッタ羽根から最も遠い位置にある絞り開口によって入射光の絞り制御をする場合に、撮影レンズの画面中心に対する周辺光量をＬ（％）、プリント画面の周辺部における露光量の最大値と最小値の差をＥ（ＥＶ）と定めたとき、Ｌ，Ｅが以下の条件式
｜ｌｏｇ２(Ｌ／１００)｜＜１．９
０＜Ｅ≦２−０．９１×｜ｌｏｇ２(Ｌ／１００)｜
を充足していることを特徴とするレンズ付きフイルムユニット。
【請求項２】
前記複数の絞り開口の開口径は、相異なっていることを特徴とする請求項１記載のレンズ付きフイルムユニット。
【請求項３】
前記複数の絞り開口は、焦点距離の異なる撮影レンズが夫々収納されて選択的に切り替えられる複数の鏡胴に夫々設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ付きフイルムユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り切り替え方式のレンズ付きフイルムユニットに関するものであり、さらに詳しくは、絞りの位置の変化による露光ムラの影響に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮影レンズやシャッタ機構などの簡単な撮影機構が組み込まれ、写真フイルムが予め装填された、レンズ付きフイルムユニットが各種製造販売されている。このレンズ付きフイルムユニットでは、構造を簡単化して製造コストの削減を図るために、撮影レンズのＦナンバー及びシャッタスピードは固定されており、露光条件は常に一定となっている。
【０００３】
しかし、近年の技術革新により、レンズ付きフイルムユニットにおいても高機能化が要求されており、多様な撮影状況に応じて露光条件を変化させる機構を組み込むことが検討されている。例えば、被写体輝度に応じて絞り径を変化させる機構や、被写体までの距離に応じて焦点距離の異なる撮影レンズを切り替える機構などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
絞り径を変化させる機構としては、コンパクトカメラでは複数枚の絞り羽根を用いて羽根の重なり量を調節する機構が用いられているが、高価で複雑な駆動機構が必要であるため、レンズ付きフイルムユニットには適用できない。そこで、レンズ付きフイルムユニットでは、小絞り開口が形成された絞り板を光軸上に挿脱して絞り径を切り替える機構が適用されている。
【０００５】
上記のような絞り切り替え機構を適用する場合、絞り開口の位置が異なることによって、以下のような問題が生じる。例えば、図１に示すように、２枚組の撮影レンズ１，２が収納された鏡胴の背部にシャッタ羽根３が設けられ、撮影レンズ１，２の間に小絞り開口が形成された絞り板４を挿脱する場合を考える。絞り板４が光軸上から退避している場合（図１（Ａ））では、写真フイルム５の端部に焦点を結ぶ光線のうち、シャッタ羽根３を通過する部分（斜線部分）は互いに重複している。一方、絞り板４が光軸上に挿入している場合（図１（Ｂ））では、シャッタ羽根３の異なった部分を通過している。このため、シャッタ羽根３を通過する光束（便宜上、中央と四隅の光線のみを考える）は、絞り板４が退避している場合は集中しているのに対し（図２（Ａ））、絞り板４が挿入している場合は分離している（図２（Ｂ））。
【０００６】
レンズ付きフイルムユニットに用いられるような蹴飛ばし方式のシャッタ羽根では、図３に示すように、シャッタ羽根は図中時計方向に回転することによってシャッタ羽根が光軸から退避して露光が行われる。ここで、シャッタ羽根に到達する光束（図中斜線で示した５つの円）のうち、図中左下の光束は、図中右上の光束に対して、シャッタ羽根により遮られている時間が長くなっており、図中左下の光束による露光量は、図中右上の露光量に対して小さくなる。このため、小絞り開口が光軸上に挿入して、シャッタ羽根３を通過する光束が分離している場合には、プリント画面上に露光量の分布、すなわち、露光ムラが生じることになる。
【０００７】
この問題を解決するには、シャッタ羽根３を光軸上で移動自在にして、絞り板４の挿脱に応じてシャッタ羽根３を移動させればよいが、シャッタ羽根３は、フイルム室を光密に保つために必要であり、また、本体側のレリーズ動作に応答して作動する部品であるため、その位置を動かすことができない。
【０００８】
また、焦点距離の異なる撮影レンズを切り替えて用いる場合にも、同様の問題が生じる。例えば、図４に示すように、焦点距離の異なる２枚の撮影レンズ６，７を切り替える場合について考える。撮影レンズ６，７の焦点距離が異なるため、最適な絞り開口の位置が異なっている。このため、図４（Ａ）に示すように、撮影レンズ６がワイド端にある場合では、写真フイルム５の端部に焦点を結ぶ光束がシャッタ羽根を通過する部分は互いに重複しているのに対し、図４（Ｂ）に示すように、テレ端にある場合では、シャッタ羽根を通過する光束は分離している。このため、上述と同様の理由により、露光ムラが発生するおそれがある。
【０００９】
そこで、露光ムラの発生を抑えるために、撮影レンズのパワーや配置などを工夫して、絞り開口の位置をワイド端とテレ端の場合で一致させる必要があるが、撮影レンズの設計の自由度が大きく損なわれてしまう。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、絞り開口の位置が変動した場合でも、露光ムラを許容範囲内に抑えることのできるレンズ付きフイルムユニットを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明では、バネによってシャッタ開口を閉じる方向に付勢された１枚のシャッタ羽根と、シャッタボタンの押圧により移動して前記シャッタ羽根を蹴飛ばして前記シャッタ開口を開かせるシャッタレバーと、光軸上の異なる位置で選択的に入射光の絞り制御を行う複数の絞り開口とを備えたレンズ付きフイルムユニットにおいて、複数の絞り開口のうち、前記シャッタ羽根から最も遠い位置にある絞り開口によって入射光の絞り制御を行う場合に、撮影レンズの画面中心に対する周辺光量をＬ（％）、プリント画面の周辺部における露光量の最大値と最小値の差をＥ（ＥＶ）と定めたとき、Ｌ，Ｅが、｜ｌｏｇ２(Ｌ／１００)｜＜１．９及び０＜Ｅ≦２−０．９１×｜ｌｏｇ２(Ｌ／１００)｜の条件式を充足していることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２記載の発明では、前記複数の絞り開口の開口径は、相異なっていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３記載の発明では、前記複数の絞り開口は、焦点距離の異なる撮影レンズが夫々収納されて選択的に切り替えられる複数の鏡胴に夫々設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図５に示すように、レンズ付きフイルムユニットは、ユニット本体１０と、このユニット本体１０の外周に巻き付けられる外装ラベル１１からなる。ユニット本体１０の前面には、撮影レンズ１２、ファインダ１３、絞り切替スイッチ１４が設けられている。ユニット本体１０の上部には、シャッタボタン１５、フイルムカウンタ１６が設けられ、背部には巻き上げノブ１７の一部が外部に露呈されている。
【００１５】
図６に示すように、ユニット本体１０は、本体基部２０、露光ユニット２１、カートリッジ本体２２、写真フイルム２３と、これらを覆う前カバー２４、後カバー２５から構成されている。本体基部２０は、写真フイルム２３の露光範囲を決定する露光枠２６と、カートリッジ本体２２を収納するカートリッジ収納室２７と、このカートリッジ収納室２７から引き出され、ロール状に巻かれた写真フイルム２３を収納する写真フイルム収納室３０とで構成される。また、カートリッジ収納室２７の上部には巻き上げノブ１７が取り付けられている。
【００１６】
巻き上げノブ１７は、その下部に設けられた軸（図示せず）が、カートリッジ本体２２に形成されたスプール２２ａと係合している。また、写真フイルム２７は、その先端部がスプール２２ａに形成されたスリットに入り込んで固定されている。このため、巻き上げノブ１７が回転すると、スプール２２ａの回転とともに写真フイルム２３が給送される。
【００１７】
前カバー２４は、本体基部２０の前面に設けられており、撮影レンズ１２、ファインダ１３などを外部に露呈する開口が形成されている。後カバー２５は本体基部２３の背後に設けられ、前カバー２４とともにユニット本体１０の内部を光密に覆っている。後カバー２５には底蓋３１ａ，３１ｂが一体に形成され、カートリッジ本体２２及び写真フイルム２３の底部を光密に覆っている。また、底蓋３１ａは撮影済みのカートリッジ本体２２を外部に取り出す際に開放される。
【００１８】
絞り切替スイッチ１４は、前カバー２４に形成された開口３２の中に入り込み、前カバー２４に保持されている。開口３２は横方向に長く形成されているため、絞り切替スイッチ１４は、図中左側の第１の位置と、図中右側の第２の位置との間で左右にスライド自在となる。また、絞り切替スイッチ１４は、クリック止めによって第１又は第２の位置のいずれかに保持されるようになっている。
【００１９】
図７に示すように、露光ユニット２１は、暗箱３３、シャッタ羽根３４、シャッタカバー３５から構成される。暗箱３３の中央にはシャッタ開口３６が形成され、暗箱３３の上部にはファインダ１３、シャッタレバー３７、シャッタ機構、フイルム巻き止め機構などが取り付けられている。
【００２０】
シャッタ羽根３４は、羽根部３４ａと取付部３４ｂとから構成され、取付部３４ｂに形成された開口を中心として回動自在となるように暗箱３３に取り付けられている。シャッタ羽根３４は、バネ４０の付勢によって羽根部３４ａが光軸を塞ぐ位置に保持されている。シャッタボタン１５の押圧によりシャッタ機構が作動し、シャッタレバー３７が移動する。シャッタレバー３７の移動中に取付部３４ｂの先端が蹴飛ばされ、シャッタ羽根３４がバネ４０の付勢に抗して回動する。その後、バネ４０の付勢によってシャッタ羽根３４は元の位置に戻るまでの間、シャッタ開口３６が開かれて露光が行われる。シャッタ羽根３４の開閉時間、すなわちシャッタスピードは、設計時に設定された一定値（例えば、１／６０ｓｅｃ）で固定される。
【００２１】
シャッタカバー３５は、シャッタ羽根３４を覆うように、暗箱３３の前面に取り付けられる。シャッタカバー３５には、固定絞り開口４２が形成されており、この固定絞り開口４２の周囲には、撮影レンズ１２を収納する鏡胴４３がシャッタカバー３５と一体に設けられている。
【００２２】
撮影レンズ１２は、第１レンズ４４、第２レンズ４５から構成され、その間には円環状のスペーサ４６が設けられており、これらは鏡胴４３の内部に収納されている。第１レンズ４４には、物体側が凸面となるメニスカスレンズが用いられ、第２レンズ４５には両凸レンズが用いられている。また、鏡胴４１の前面には、レンズ押さえ４７が取り付けられている。レンズ押さえ４７は、第１レンズ４４の外周部を押さえつけており、撮影レンズ１２はシャッタカバー３５とレンズ押さえ４７との間に挟み込まれて保持される。
【００２３】
スペーサ４６は、第１レンズ４４と第２レンズ４５との間隔を調整するために設けられている。スペーサ４６には、マイラーのようなシート状の部材や、成形部材などを用いることができるが、前者の場合は０．２ｍｍ程度、後者の場合は０．４ｍｍ以上の厚さを確保する方が好ましい。また、スペーサ４６を用いる代わりに、第１レンズ４４又は第２レンズ４５のコバ部の一部分に突起を設けても良い。
【００２４】
絞り切替スイッチ１４には、固定絞り開口４２よりも小径の小絞り開口５０が形成された絞り板５１が一体に設けられている。また、鏡胴４３の側部には、絞り板５１が挿入できる程度の幅を有した溝４３ａが形成されており、スペーサ４６の物体側の面には凹部４６ａが形成されている。絞り板５１は、凹部４６ａの内部に入り込めるようになっており、図８に示すように、絞り板５１を第１レンズ４４と第２レンズ４５との間に挿脱することで、絞りの切り替えを行うことができる。
【００２５】
絞り切替スイッチ１４が第１の位置にある場合は、図９（Ａ）に示すように、小絞り開口５０が光軸上に挿入され、撮影レンズのＦ値は１８程度となる。このとき、小絞り開口５０によって露光量が低減されるため、露光オーバーの発生を抑えることができる。一方、絞り切替スイッチ１４が第２の位置にある場合は、図９（Ｂ）に示すように、固定絞り開口４２のみが光軸上に挿入され、撮影レンズのＦ値は８程度となる。この場合では、小絞り時に比べて露光量がアップするため、露光アンダーの発生を抑えることができる。
【００２６】
ここで、小絞り開口５０が光軸上に挿入されている場合に、撮影レンズの画面中心に対する周辺光量をＬ（％）、プリント画面の周辺部における露光量の最大値と最小値との差をＥ（ＥＶ）と定めたとき、Ｌ，Ｅが以下の条件式
｜log2( Ｌ/100) ｜＜1.9               ・・・▲１▼
0＜Ｅ≦ 2−0.91×｜log2( Ｌ/100) ｜  ・・・▲２▼
を充足するように設計されている。
【００２７】
上記実施形態では、絞り板の挿脱により、絞り開口の位置が変化する場合について説明したが、図１０に示すように、焦点距離の異なる撮影レンズ５３，５４が取り付けられた切り替え板５５を移動させ、撮影レンズを切り替えることにより絞り開口の位置が変動する場合にも適用できる。また、焦点切り替えを行う別の手段として、ズームレンズを用いることもできる。
【００２８】
上記実施形態では、ストロボ機構を備えていない場合について説明したが、もちろん、ストロボ機構を設けても良い。ストロボ機構を設けることにより、非常に暗い状況下でも、適正露光で撮影をすることができる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例について説明する。なお、実施例では、上記の説明と共通な符号を付して説明する。本実施例における各パラメータの値は以下のようになっている。
ｆ    ＝  ３３．４０（ｍｍ）
Ｆ１  ＝    ８．０５
Ｆ２  ＝  １８．００
Ｌ    ＝  ５７．９０（％）
【００３０】
上記のパラメータのうち、ｆは撮影レンズ１２の近軸焦点距離、Ｆ１は固定絞り開口４２のみが光軸上に挿入されている場合のＦ値、Ｆ２は小絞り開口５０が光軸上に挿入されている場合のＦ値、Ｌは小絞り開口５０が光軸上に挿入された場合における、撮影レンズ１２の画面中心に対する周辺光量を表している。また、シャッタ羽根３４の直径は８．９８（ｍｍ）、プリント画面のサイズは２２．５×３２．０７（ｍｍ）となっている。なお、上記Ｌの値について、
｜log2( Ｌ/100) ｜＝０．７８＜１．９
であるため、条件式▲１▼を充足する。
【００３１】
撮影レンズ１２のレンズデータは以下の表１の通りである。表中、面番号は物体側から順に各レンズの面に付した番号であり、間隔の数値は次の面との間の空気間隔又はレンズ厚みを表している。また、曲率半径、間隔、有効半径の単位はいずれも「ｍｍ」である。
【００３２】
【表１】
0004259733.tif 000002
【００３３】
表１において、曲率半径に（＊）と記された面は、次の条件式を満たすように形成された非球面を表している。式中のｃは曲率半径の逆数であり、ｈは光軸からの高さを表している。
条件式：Ｚ＝ｃｈ2 ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）ｃ2 ｈ2 ｝］＋Ａｈ4 ＋Ｂｈ6 ＋Ｃｈ8 ＋Ｄｈ10
【００３４】
【表２】
0004259733.tif 000003
【００３５】
表３は、プリント画面の中心における露光量に対する、画面周辺部の露光量の割合（単位は「ＥＶ」である）を表したものである。各周辺部分における露光量は、周辺光量Ｌと露光時間との積で表される。
【００３６】
露光時間は以下のようにして求められる。シャッタ羽根４３の回転を等速の弾性運動であると仮定する。図３に示すように、小絞り開口が光軸上に挿入された場合において、シャッタ羽根４３の全開角をθ１、画面中心の光線の露光開始角度をθ２，画面中心の光線の全閉角度をθ３とすると、図１１に示すように、光軸上の露光時間Ｔ０は、
Ｔ０＝２×（θ１−（θ２＋θ３）／２）
で表される。画面周辺における露光時間を同様にして算出し、これとＴ０から露光時間の比率を算出できる。
【００３７】
なお、計算上は上記手段で求めることができるが、シャッタ羽根４３の回動が等速運動でない場合には、撮影画面の濃度を測定して露光量差を算出する方が好ましい。また、撮影画面の濃度を測定する際は、写真フイルムの特性曲線がプリント画面全体にわたって直線に近い領域を使用することが好ましい。さらに、写真フイルムの停止位置のずれを考慮して、所定のプリント範囲からフイルムの給送方向にずらした位置での濃度を測定することが必要となる。
【００３８】
【表３】
0004259733.tif 000004
【００３９】
上記表３より、プリント画面の四隅のうち、右上側の露光量が最も高く、左下側の露光量が最も低い。これより、露光ムラＥは、
Ｅ＝−０．５７−（−１．０５）＝０．４８（ＥＶ）
となる。このＥの値は、条件式▲２▼を充足する。
【００４０】
表４は、複数のサンプルを作製して、露光ムラの評価を行った結果である。また、これの結果をグラフにしたものを図１２に示す。図の横軸は、中央部に対する周辺光量の割合（ＥＶ値）を絶対値表示したものであり、数値が大きいほど周辺光量が低くなることを意味する。また、同図の縦軸は、上述の方法により算出した露光ムラの値であり、数値が大きいほど露光ムラが目立つことを意味する。また、図中「実施例」とあるのは、上記実施例におけるデータである。
【００４１】
【表４】
0004259733.tif 000005
【００４２】
表中の判定欄において、「○」は露光ムラが目立たなかったサンプル、「×」は露光ムラが目立ったサンプル、「△」はその中間のサンプルであったことを表している。また、図１２において、点線は、条件式▲１▼、▲２▼の等号が成立する条件を表している。
【００４３】
図１２において、サンプル１及びサンプル３より、周辺光量及び露光量差が境界線（点線）付近であるときは、露光ムラが目立っており、プリント写真の画質低下につながる。また、サンプル２より、周辺光量が小さな場合には、露光ムラが目立たないようにするために露光量差をできるだけ抑える必要があることが分かる。一方、サンプル５，サンプル６より、周辺光量が増加した場合には、露光ムラの影響が目立ちにくくなっていることが分かる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、蹴飛ばし式のシャッタ羽根と、光軸上の異なる位置で選択的に入射光の絞り制御を行う複数の絞り開口とを備えたレンズ付きフイルムユニットにおいて、露光ムラの影響を許容できうる範囲を画定したから、絞り開口及びシャッタ羽根の位置を自由に定めることができるとともに、撮影レンズの設計の自由度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】絞り板を挿脱する例における撮影レンズの光路図であり、（Ａ）は絞り板が光軸上から退避した場合、（Ｂ）は絞り板が光軸上に挿入された場合について示したものである。
【図２】シャッタ羽根における光線束の断面形状であり、（Ａ）は絞り板が光軸上から退避した場合、（Ｂ）は絞り板が光軸上に挿入された場合について示したものである。
【図３】シャッタ羽根と光線束との位置関係を示したものである。
【図４】撮影レンズを切り替える例における撮影レンズの光路図であり、（Ａ）は撮影レンズがワイド端にある場合、（Ｂ）は撮影レンズがテレ端にある場合について示したものである。
【図５】レンズ付きフイルムユニットの外観を示す斜視図である。
【図６】レンズ付きフイルムユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図７】レンズ付きフイルムユニットの露出制御機構を示す斜視図である。
【図８】鏡胴内部の様子を示す断面図である。
【図９】露出機構の要部を示す概略図であり、（Ａ）は小絞り開口が光軸上に挿入した場合、（Ｂ）は小絞り開口が光軸上から退避した場合におけるものである。
【図１０】  焦点距離の異なる撮影レンズを切り替える例を示す斜視図である。
【図１１】シャッタ羽根の回転角度に対する光強度の変化を示すグラフである。
【図１２】周辺光量と露光量差とを基準として、露光ムラの評価を行った結果を示したものである。
【符号の説明】
１０  ユニット本体
１２  撮影レンズ
１４  絞り切替スイッチ
４２  固定絞り開口
４４  第１レンズ
４５  第２レンズ
４６  スペーサ
５０  小絞り開口
【図１】
0004259733.tif 000006
【図２】
0004259733.tif 000007
【図３】
0004259733.tif 000008
【図４】
0004259733.tif 000009
【図５】
0004259733.tif 000010
【図６】
0004259733.tif 000011
【図７】
0004259733.tif 000012
【図８】
0004259733.tif 000013
【図９】
0004259733.tif 000014
【図１０】
0004259733.tif 000015
【図１１】
0004259733.tif 000016
【図１２】
0004259733.tif 000017