光量調節装置、光量調節装置を有する光学系及び撮影装置
【課題】透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤフィルターによって生じる光学性能の劣化を、最小限に抑制することが可能となる光量調節装置、光学系及び撮影装置を提供する。
【解決手段】開口を形成するための絞り羽根１、２と、該絞り羽根に取り付けられ、該開口を通過する光の光量を調節するフィルター部材３を有する光量調節装置において、前記フィルター部材は、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域５を有し、該グラデーションＮＤ領域の長さをＬＧＮＤとし、前記絞り開口における入射瞳径をＤとしたとき、つぎの条件式を満足する構成とする。
０．１ ＜ ＬＧＮＤ／Ｄ ＜ ０．５
【解決手段】開口を形成するための絞り羽根１、２と、該絞り羽根に取り付けられ、該開口を通過する光の光量を調節するフィルター部材３を有する光量調節装置において、前記フィルター部材は、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域５を有し、該グラデーションＮＤ領域の長さをＬＧＮＤとし、前記絞り開口における入射瞳径をＤとしたとき、つぎの条件式を満足する構成とする。
０．１ ＜ ＬＧＮＤ／Ｄ ＜ ０．５
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルビデオやデジタルスチルカメラ等の光学機器に使用される光量調節装置に関するものである。特に、光学性能の劣化の抑制が可能であり、画素ピッチの小さな撮像素子によるカメラの撮影レンズ等にも好適な光量調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ、デジタルビデオ等の撮像光学系には、絞り羽根で形成される開口径を変化させて光量を調整する光量調整装置（光量絞り装置）が使用されている。
このような光量調整装置では、高輝度被写体を撮影する際に開口径が小さくなると光の回折により光学性能の劣化が生じる。そのため、従来において絞り羽根とＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルターとを併用した光量調整装置が、多数提案されている。例えば、特許文献１では、一定の絞り値までは機械的な絞り羽根を用いた絞り制御を行い、一定の絞り値以下においてＮＤフィルターを用いた小絞り制御を行う光量調節装置が提案されている。この光量調節装置では、開放から所定の開口面積までは機械的な絞り羽根を移動させ、この機械的な絞り羽根により絞り制御を行う。このような制御と共に、一定の絞り値以下の小絞り制御においては、濃淡によって透光度が連続的に変化するＮＤフィルターを用い、透過率の高いフィルター部から順に開口に進入させ、絞り制御を行うように構成されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のような構成では、ＮＤフィルターの端縁が絞り開口上に位置した場合、光の一部はフィルター部を、残りの光はフィルターのない部分を通過する。そのため、両者の間でその厚みの差による位相差が生じ、光学性能が劣化するという問題が生じる。
このようなことから、例えば、特許文献２では厚みの差による位相差が生じないようにして、光学性能の劣化を回避する透過光量調整機構が提案されている。
ここでは、透明な部分と透過率が連続的に変化するフィルター部分、あるいは透明な部分と透過率の低いフィルター部分とで構成されたＮＤフィルターが用いられる。このように構成されたＮＤフィルターを固定の円形絞り開口の全てを覆う状態で可動させて、透過光量を調整するように構成されている。
【０００４】
また、特許文献３では、上記した特許文献２のようにフィルターのある部分とない部分とにおける大きな位相差ではなく、光の波長オーダー以下の透過波面位相差によっても光学性能の劣化が生じることに着眼した提案がなされている。
すなわち、ここでは、透過率変化のあるＮＤフィルターを実現するときに、透過率変化を与えるために生じる微小厚みの変化、あるいは微小屈折率変化による光の波長λ以下の透過波面位相差に着眼した提案がなされている。
ここでのＮＤフィルターは、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域（グラデーション濃度分布領域）と、透過率が８０％以上で均一透過率の透明部分領域を有している。このようなＮＤフィルターにおいて、グラデーションＮＤ領域と透明部分領域との境界部を通過する所定の波長λの光の位相差がλ／５以下となるように構成されている。これにより、光の波長オーダー以下の透過波面位相差による光学性能の劣化の回避が図られている。
【特許文献１】特開昭５２−１１７１２７号公報
【特許文献２】特開平６−２６５９７１号公報
【特許文献３】特開２００４−２０５９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来例において、ＮＤフィルターを用いた際における光学性能の劣化に対して、前述したようにそれぞれの対策が採られている。
例えば、上記した特許文献２では、フィルターのある部分とない部分とにおける大きな位相差による光学性能の劣化を回避する対策が採られている。
また、上記した特許文献３では、ＮＤフィルターを実現するときに、透過率変化を与えるために生じる微小厚みの変化、あるいは微小屈折率変化による光の波長λ以下の透過波面位相差による光学性能の劣化を回避する対策が採られている。しかしながら、これら以外の要因によっても生じる光学性能の劣化の問題と対策については、何ら示されていない。実際、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域を有するＮＤフィルターにおいては、絞り開口に対するグラデーションＮＤ領域の長さによって生じる透過波面位相差も、光学性能の劣化に影響を与えている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤフィルターによって生じる光学性能の劣化を、最小限に抑制することが可能となる光量調節装置、光学系及び撮影装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、グラデーションＮＤフィルターによる絞り羽根を有する光量調節装置において、絞り開口部での透過光量が落ちる現象を最小限に抑制することが可能となる光量調節装置、光学系及び撮影装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、小絞り時の光の回折による性能劣化に対しても有効な光量調節装置、光学系及び撮影装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するため、つぎのように構成した光量調節装置、該光量調節装置を有する光学系及び撮影装置を提供するものである。
すなわち、本発明の光量調節装置は、開口を形成するための絞り羽根と、該絞り羽根に取り付けられ、該開口を通過する光の光量を調節するフィルター部材を有する光量調節装置において、前記フィルター部材は、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域を有し、該グラデーションＮＤ領域の長さをＬGNDとし、前記絞り開口における入射瞳径をＤとしたとき、つぎの条件式を満足することを特徴としている。
０．１ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．５
その際、上記条件式の数値範囲を、
０．１５ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．４５
を満足するように設定することが、望ましい。
更には、ＬGND／Ｄ ＝０．３９に設定することが、より望ましい。
また、本発明の光学系は、上記した光量調節装置を有することを特徴としており、光電変換素子上に像を形成する構成を採ることができる。
また、本発明の光学系は、上記した光量調節装置を有する光学系と、該光学系によって形成される像を受光する光電変換素子とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤフィルターによって生じる光学性能の劣化を、最小限に抑制することが可能となる。
また、本発明によれば、グラデーションＮＤフィルターによる絞り羽根を有する光量調節装置において、絞り開口部での透過光量が落ちる現象を最小限に抑制することが可能となる。
また、本発明によれば、小絞り時の光の回折による性能劣化に対しても有効な光量調節装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記した構成により、グラデーションＮＤフィルターによって生じる光学性能の劣化を、最小限に抑制することが可能となるが、本発明の実施の形態においては、さらにつぎのような構成を採ることができる。
前記フィルター部材が、前記グラデーションＮＤ領域における透過率が最小の領域と連続した均一透過率のＮＤ領域を有し、該均一透過率のＮＤ領域の透過率が前記最小領域よりも更に低い透過率を有する構成とすることができる。
また、前記フィルター部材が、前記グラデーションＮＤ領域における透過率が最大の領域と連続した透明部領域を有し、該透明部領域の透過率が８０％以上の均一透過率とされている構成とすることができる。
また、前記フィルター部材が、前記開口の一部、または全部を覆うように設定されている構成とすることができる。
また、前記フィルター部材が取り付けられた絞り羽根が、像面に対し傾けて配置されている構成とすることができる。
【実施例】
【００１０】
以下に、本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例の説明において、使用する波長は可視光域を使用波長域としており、その際の波長をλ＝５５０ｎｍとしている。
［実施例１］
本発明の実施例１として、本発明を適用した光量調節装置におけるグラデーションＮＤフィルターの構成例について説明する。
図１に、本実施例における絞り羽根とグラデーションＮＤフィルターによる開口部の概略構成を示す。
図１において、１、２は絞り羽根、３はグラデーションＮＤフィルターである。絞り羽根１、２は、相対する方向に動かされることによって絞りの開口状態を調節する。
グラデーションＮＤフィルター３は、透過率が連続的に変化するようにＮＤ蒸着膜が傾斜状に蒸着されたグラデーションＮＤ領域５と、ＮＤ蒸着膜が均一に蒸着されたＮＤ領域６から構成されている。このグラデーションＮＤ領域５、６によって、基盤であるフィルム状の樹脂製フィルター４の表面の透過光量を減衰させることができる。
また、グラデーションＮＤフィルター３は、グラデーションＮＤ領域５における透過率が最大の領域と連続した透明部領域７を有しており、この透明部領域の透過率は８０％以上で均一の透過率とされている。
【００１１】
本実施例のグラデーションＮＤ領域５には、膜厚を連続的に変化させ、ＮＤ濃度がＮＤ＝０．１からＮＤ＝１．０まで、グラデーションＮＤフィルター３の移動方向に連続的に変化するようにＮＤ蒸着膜が蒸着されている。またＮＤ領域６には、膜厚一定でＮＤ濃度がＮＤ＝１．０になるようにＮＤ蒸着膜が蒸着されている。また、グラデーションＮＤフィルター３は、絞り開口がＦナンバー（Ｆｎｏ）＝４．０にて開口部を上記ＮＤ領域５、６が全て覆うように設定されている。
ここで、ＮＤ領域の透過率は１０‐ND濃度で計算される。例えば、ＮＤ０．１は透過率７９．４％、ＮＤ１．０は透過率１０％である。
【００１２】
本実施例においては、絞り開口径に対するグラデーションＮＤ領域５の占める割合が、つぎの条件式（１）を満たすように設定されている。
０．１ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．５ ………（１）
ここで、ＬGNDはグラデーションＮＤ領域５のグラデーションＮＤフィルター３の移動方向の長さ、Ｄは絞り開口における入射瞳径である。
上記条件式において、上限値を超えると絞り開口径に対してグラデーションＮＤ領域５が多くなり、平均濃度が薄くなるため、小絞り時の光の回折に対する効果が弱まる。一方、下限値を超えるとグラデーションＮＤ領域５が少なくなるため、微小厚みによる透過波面
位相差が生じ、画質の劣化を引き起こす。
また、絞り開口部に均一濃度の掛かり量が増えてしまうため、透過光量が落ちる現象が生じる（以下、このような透過光量が落ちる現象を「Ｔナンバー（Ｔｎｏ）落ち」と記す。Ｔｎｏは、Ｆｎｏ／√（透過率％）×１０で表される値である。）。
したがって、上記条件式を満たすように設定することで、Ｔｎｏ落ちを考慮しつつ、グラデーションＮＤ領域を透過する光束と透過率の高いフィルター部材を通過する光束との間の、透過波面位相差による光学性能劣化を抑制することが可能となる。その際、上記条件式（１）の数値範囲を
０．１５ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．４５ ………（１）’
を満足するように設定することが、性能劣化を少なくし、更に画質の向上を図る上で望ましい。
【００１３】
ここで、グラデーションＮＤフィルターは、表面反射を防止するために反射防止膜を施していることが望ましい。この様に設定することで、フィルター面の反射によって生じるゴーストの強度を抑えることができる。
また、グラデーションＮＤフィルターは、光源に対してうつ伏せ（正対する方向とは反対方向）に傾けるようにすることが望ましい。通常、太陽などの高輝度光源は上側にあるため、光源に対しうつ伏せ（つまり下向き）に傾けることによって、ＮＤフィルター面の反射に起因するゴースト光線を撮像装置外へ逃がすことができる。例えば、光軸に対して垂直な面に対し下向きに４°に傾けるようにする。
【００１４】
図２は本実施例のグラデーションＮＤフィルターを併用したズームレンズの概略図である。
表１に、本実施例のグラデーションＮＤフィルターを併用したズームレンズの数値実施例を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
表１において、ｒｉは物体側からｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側からｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の面間隔、ｎｉは第ｉ番目のレンズのｄ線における屈折率である。なお、ここで、νｉは第ｉ番目のレンズのｄ線におけるアッベ数を示すものとする。
また、ｋを円錐定数、Ａ’，Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’，Ｄ，Ｄ’，Ｅ，Ｅ’，Ｆを３次、４次
、５次、６次、７次、８次、９次、１０次、１１次、１２次の非球面係数とする。
また、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとする。
これらにより、非球面形状は、つぎの式で表示される。
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋［１−（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）2］1/2］ ＋Ａ’ｈ3＋Ｂｈ4＋Ｂ’ｈ5＋Ｃｈ6＋Ｃ’ｈ7＋Ｄｈ8＋Ｄ’ｈ9＋Ｅｈ10＋Ｅ’ｈ11＋Ｆｈ12
但し、Ｒは曲率半径であり、「ｅ−Ｘ」は「×１０-X」を意味している。尚、非球面は各表中の面番号の左側に＊印を付している。
【００１７】
つぎに、絞り羽根と本実施例のグラデーションＮＤフィルターを併用した場合について説明する。
図３に、本実施例のグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
図３から明らかなように、本実施例のグラデーションＮＤフィルターの併用により、Ｔｎｏ＝８の時で５３．６％、Ｔｎｏ＝１６の時で３７．０％、Ｔｎｏ＝２２の時で２７．５％程度に画質劣化は留まっている。この時生じている透過波面の位相変化率は０．９３λ／Ａになっている。ここで、Ａは絞りの開放径に対するグラデーションＮＤ領域の長さの比を表している。また、絞り開放時のＴｎｏは２．１の落ちに留まっている。
【００１８】
［比較例１］
比較例１として、グラデーションＮＤフィルターを併用しない絞り羽根のみを備えた構成例について説明する。
図４に、比較例１におけるグラデーションＮＤフィルターを併用せず、図２に示すズームレンズの絞り羽根のみで絞り開口状態から小絞り状態まで絞り込んだ時のＦｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
図中のグラフは、左縦軸にＭＴＦ値（軸上光学性能値）、横軸にＦｎｏ（開口Ｆナンバー）、右縦軸にＴｎｏを示している。また、グラフ上側には各絞り開口状態の概略図を示している。
また、ＭＴＦの計算条件は、白色カラーウエイトでの波動光学的なもので行っており、評価空間周波数は１１１本／ｍｍとした。
図４から明らかなように、比較例１のＮＤフィルターを併用した場合には、絞り開放時には光学性能が最も良好であるが、絞り込むことにより小絞り時に生じる回折によって、光学性能が劣化している。
上記小絞り時（Ｆｎｏ＝１１．２）はＭＴＦ値が９．４％となっているため、被写体像が解像しないレベルにまで落ち込んでいる。この状態では高輝度被写体には対応できないないレンズになってしまうこととなる。
【００１９】
［比較例２］
比較例２として、高輝度被写体に対応できるる均一濃度のＮＤフィルターを併用した構成例について説明する。
図５に、比較例２における高輝度被写体に対応できる均一濃度のＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の概略構成を示す。
図５において、１１、１２は絞り羽根、１３は均一濃度のＮＤフィルターである。
絞り羽根１１、１２は、相対する方向に動かされることによって絞りの開口状態を調節する。
均一濃度のＮＤフィルター１３は、ＮＤ＝１．０の均一濃度のＮＤ領域１６を備えている。
比較例２の構成例では、絞り羽根にＮＤ＝１．０の濃度（透過率１０．０％）のＮＤ領域１６を備えているＮＤフィルターを取り付け、絞り開口がＦｎｏ＝４にて開口部をＮＤ領域が全て覆うように設定されている。
図６に、比較例２におけるＮＤ＝１．０のＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用し
た場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
図６から明らかなように、比較例２のＮＤフィルターの併用により、小絞り時（Ｔｎｏ＝２２）でも３１．７％程度に画質劣化は留まっている。しかし、Ｔｎｏ＝６前後で微小厚みによる透過波面位相差の影響で、光学性能の劣化が生じている。この時生じている透過波面位相差は０．３７λである。
【００２０】
［比較例３］
比較例３としてグラデーションＮＤ領域を入射瞳径に対する比率で０．０７とした構成例について説明する。
図７に、比較例３におけるグラデーションＮＤの傾斜領域が短いＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の概略構成を示す。なお、ここでは、比較例２における図５に示した構成と同様の構成には同一の符号が付されており、実施例１と共通する部分の説明については省略する。
図７において、グラデーションＮＤフィルター１３は、透過率が連続的に変化するようにＮＤ蒸着膜が傾斜状に蒸着されたグラデーションＮＤ領域１５と、ＮＤ蒸着膜が均一に蒸着されたＮＤ領域１６から構成されている。
図７に示す比較例３の構成例では、実施例１と異なりグラデーションＮＤ領域１５を入射瞳径に対する比率で０．０７としている。また、このときのグラデーションＮＤのＮＤ濃度はＮＤ＝１．０からＮＤ＝０．１としており、絞り開口がＦ４にて開口部をＮＤ領域が全て覆うように絞りに取り付けられている。
図８に、比較例３における絞り羽根と上記仕様のグラデーションＮＤフィルターを併用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
この図８から、絞り開放から急激にＭＴＦ値が落ち込んでいるのが分かる。
これは、グラデーションＮＤの傾斜幅が開口径に対して短いことに基づくものである。すなわち、絞り開口を通過する光線束においてＮＤ領域を通過する光束と透過率の高いフィルター領域との間で急激な膜厚段差が生じ、そのため透過波面位相差による光学性能劣化が生じることとなる。
この時生じている透過波面の位相変化率は、４．８５λ／Ａであり、傾斜による位相差変化率は数値実施例１の５．２倍になっている。
また、絞り開放時のＴｎｏは、数値実施例１と同じ濃度にも関わらず２．２４まで落ち込んでおり、グラデーションＮＤとしての効果が十分得られていない。
このように、位相変化率の大きいグラデーションＮＤフィルターを併用した場合、均一濃度のＮＤフィルターと同様に、微小厚みによって生じた透過波面位相差による光学性能劣化の影響を受けることとなる。
【００２１】
［実施例２］
本発明の実施例２として、実施例１とは異なる構成例について説明する。
図９に、本実施例における絞り羽根とグラデーションＮＤフィルターによる開口部の概略構成を示す。なお、ここでは、実施例１における図１に示した構成と同様の構成には同一の符号が付されており、実施例１と共通する部分の説明については省略する。
本実施例のグラデーションＮＤ領域５は、膜厚を連続的に変化させ、ＮＤ濃度がＮＤ＝０．１からＮＤ＝１．５（透過率３．２％）まで連続的に変化するように蒸着されており、ＮＤ領域６は膜厚一定でＮＤ濃度がＮＤ１．５になるように蒸着されている。
また、グラデーションＮＤフィルターは絞り開口がＦ４にて開口部をＮＤが全て覆うように設定しており、ＬGND／Ｄ＝０．３９としている。
【００２２】
図１０に、本実施例におけるグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
比較例１の絞り羽根のみ、比較例２の均一濃度ＮＤフィルター併用の場合とは異なり、Ｔｎｏ＝８の時で５０．３％、Ｔｎｏ＝１６の時で４３．１％、Ｔｎｏ＝２２の時で３８．
９％程度の画質劣化に留まっている。この時生じている透過波面の位相変化率は１．４５λ／Ａになっている。
また、絞り開放時のＴｎｏは、ＮＤの最小透過率が３．２％にも関わらず、２．１４に留まっている。
この様に濃度による透過波面の位相変化率への影響は、グラデーションＮＤの傾斜による透過波面の位相変化率への影響と比較して小さい。
しかし、ＮＤの濃度を濃くした場合、小絞り時に生じる回折に対しては有利であるが、絞り開口に透過率の低いＮＤフィルター領域と透過率の高い透明部領域とができ、上下方向に透過率の差による照度のアンバランスが生じる。したがって、ＮＤの濃度はＮＤ＝１．５以下にするのが望ましい。
【００２３】
以上のように、撮影光学系等の光学系の絞りとして各実施例のグラデーションＮＤフィルターを併用することによって、特に絞り開放から常用Ｔｎｏ域（Ｔｎｏ＝４〜１６）における透過波面位相差による性能劣化を少なくすることができる。それにより、画質の向上を図ることが可能となる。
また、ＮＤ領域によるＴｎｏ落ちを最小限に抑えながら、小絞り時の回折による性能劣化を抑えることも可能となる。
【００２４】
［実施例３］
本発明の実施例３として、本発明のグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて構成した光量調節装置を有する撮影装置について説明する。
図１１において、２０は撮影装置本体、１０は撮影光学系である。
１１は本発明のグラデーションＮＤフィルターが取り付けられた絞り羽根で構成された光量調節装置である。
１２は撮影光学系１０によって形成される被写体像を受光する固体撮像素子（光電変換素子）、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録媒体、１４は被写体像を観察するためのファインダーである。ファインダー１４としては、光学ファインダーや液晶パネル等の表示素子に表示された被写体像を観察するタイプのファインダーが考えられる。
このように、本発明の光量調整装置を、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の固体撮像素子上に被写体像を形成するタイプの撮影装置に適用することにより、良好な性能の撮影装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１におけるグラデーションＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の構成を示す概略図。
【図２】本発明の実施例１におけるグラデーションＮＤフィルターを併用したズームレンズの概略図。
【図３】本発明の実施例１におけるグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図４】比較例１におけるＮＤフィルターを併用せず絞り羽根のみで絞り開口状態から小絞り状態まで絞り込んだ時のＦｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図５】比較例２における高輝度被写体に対応できる均一濃度のＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の構成を示す概略図。
【図６】比較例２におけるＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図７】比較例３におけるグラデーションＮＤの傾斜領域が短いＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の構成を示す概略図。
【図８】比較例３におけるグラデーションＮＤの傾斜領域が短いＮＤフィルターを併用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図９】本発明の実施例２におけるグラデーションＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の構成を示す概略図。
【図１０】本発明の実施例２におけるグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図１１】本発明のグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて構成した光量調節装置を有する撮影装置の概略図。
【符号の説明】
【００２６】
１：絞り羽根
２：絞り羽根
３：グラデーションＮＤフィルター（フィルター部材）
４：基盤であるフィルム状の樹脂製フィルター
５：透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域
６：ＮＤ蒸着膜が均一に蒸着されたＮＤ領域
ＬGND：グラデーションＮＤ領域の長さ
Ｄ：絞り開口における入射瞳径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルビデオやデジタルスチルカメラ等の光学機器に使用される光量調節装置に関するものである。特に、光学性能の劣化の抑制が可能であり、画素ピッチの小さな撮像素子によるカメラの撮影レンズ等にも好適な光量調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ、デジタルビデオ等の撮像光学系には、絞り羽根で形成される開口径を変化させて光量を調整する光量調整装置（光量絞り装置）が使用されている。
このような光量調整装置では、高輝度被写体を撮影する際に開口径が小さくなると光の回折により光学性能の劣化が生じる。そのため、従来において絞り羽根とＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルターとを併用した光量調整装置が、多数提案されている。例えば、特許文献１では、一定の絞り値までは機械的な絞り羽根を用いた絞り制御を行い、一定の絞り値以下においてＮＤフィルターを用いた小絞り制御を行う光量調節装置が提案されている。この光量調節装置では、開放から所定の開口面積までは機械的な絞り羽根を移動させ、この機械的な絞り羽根により絞り制御を行う。このような制御と共に、一定の絞り値以下の小絞り制御においては、濃淡によって透光度が連続的に変化するＮＤフィルターを用い、透過率の高いフィルター部から順に開口に進入させ、絞り制御を行うように構成されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のような構成では、ＮＤフィルターの端縁が絞り開口上に位置した場合、光の一部はフィルター部を、残りの光はフィルターのない部分を通過する。そのため、両者の間でその厚みの差による位相差が生じ、光学性能が劣化するという問題が生じる。
このようなことから、例えば、特許文献２では厚みの差による位相差が生じないようにして、光学性能の劣化を回避する透過光量調整機構が提案されている。
ここでは、透明な部分と透過率が連続的に変化するフィルター部分、あるいは透明な部分と透過率の低いフィルター部分とで構成されたＮＤフィルターが用いられる。このように構成されたＮＤフィルターを固定の円形絞り開口の全てを覆う状態で可動させて、透過光量を調整するように構成されている。
【０００４】
また、特許文献３では、上記した特許文献２のようにフィルターのある部分とない部分とにおける大きな位相差ではなく、光の波長オーダー以下の透過波面位相差によっても光学性能の劣化が生じることに着眼した提案がなされている。
すなわち、ここでは、透過率変化のあるＮＤフィルターを実現するときに、透過率変化を与えるために生じる微小厚みの変化、あるいは微小屈折率変化による光の波長λ以下の透過波面位相差に着眼した提案がなされている。
ここでのＮＤフィルターは、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域（グラデーション濃度分布領域）と、透過率が８０％以上で均一透過率の透明部分領域を有している。このようなＮＤフィルターにおいて、グラデーションＮＤ領域と透明部分領域との境界部を通過する所定の波長λの光の位相差がλ／５以下となるように構成されている。これにより、光の波長オーダー以下の透過波面位相差による光学性能の劣化の回避が図られている。
【特許文献１】特開昭５２−１１７１２７号公報
【特許文献２】特開平６−２６５９７１号公報
【特許文献３】特開２００４−２０５９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来例において、ＮＤフィルターを用いた際における光学性能の劣化に対して、前述したようにそれぞれの対策が採られている。
例えば、上記した特許文献２では、フィルターのある部分とない部分とにおける大きな位相差による光学性能の劣化を回避する対策が採られている。
また、上記した特許文献３では、ＮＤフィルターを実現するときに、透過率変化を与えるために生じる微小厚みの変化、あるいは微小屈折率変化による光の波長λ以下の透過波面位相差による光学性能の劣化を回避する対策が採られている。しかしながら、これら以外の要因によっても生じる光学性能の劣化の問題と対策については、何ら示されていない。実際、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域を有するＮＤフィルターにおいては、絞り開口に対するグラデーションＮＤ領域の長さによって生じる透過波面位相差も、光学性能の劣化に影響を与えている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤフィルターによって生じる光学性能の劣化を、最小限に抑制することが可能となる光量調節装置、光学系及び撮影装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、グラデーションＮＤフィルターによる絞り羽根を有する光量調節装置において、絞り開口部での透過光量が落ちる現象を最小限に抑制することが可能となる光量調節装置、光学系及び撮影装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、小絞り時の光の回折による性能劣化に対しても有効な光量調節装置、光学系及び撮影装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するため、つぎのように構成した光量調節装置、該光量調節装置を有する光学系及び撮影装置を提供するものである。
すなわち、本発明の光量調節装置は、開口を形成するための絞り羽根と、該絞り羽根に取り付けられ、該開口を通過する光の光量を調節するフィルター部材を有する光量調節装置において、前記フィルター部材は、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域を有し、該グラデーションＮＤ領域の長さをＬGNDとし、前記絞り開口における入射瞳径をＤとしたとき、つぎの条件式を満足することを特徴としている。
０．１ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．５
その際、上記条件式の数値範囲を、
０．１５ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．４５
を満足するように設定することが、望ましい。
更には、ＬGND／Ｄ ＝０．３９に設定することが、より望ましい。
また、本発明の光学系は、上記した光量調節装置を有することを特徴としており、光電変換素子上に像を形成する構成を採ることができる。
また、本発明の光学系は、上記した光量調節装置を有する光学系と、該光学系によって形成される像を受光する光電変換素子とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤフィルターによって生じる光学性能の劣化を、最小限に抑制することが可能となる。
また、本発明によれば、グラデーションＮＤフィルターによる絞り羽根を有する光量調節装置において、絞り開口部での透過光量が落ちる現象を最小限に抑制することが可能となる。
また、本発明によれば、小絞り時の光の回折による性能劣化に対しても有効な光量調節装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記した構成により、グラデーションＮＤフィルターによって生じる光学性能の劣化を、最小限に抑制することが可能となるが、本発明の実施の形態においては、さらにつぎのような構成を採ることができる。
前記フィルター部材が、前記グラデーションＮＤ領域における透過率が最小の領域と連続した均一透過率のＮＤ領域を有し、該均一透過率のＮＤ領域の透過率が前記最小領域よりも更に低い透過率を有する構成とすることができる。
また、前記フィルター部材が、前記グラデーションＮＤ領域における透過率が最大の領域と連続した透明部領域を有し、該透明部領域の透過率が８０％以上の均一透過率とされている構成とすることができる。
また、前記フィルター部材が、前記開口の一部、または全部を覆うように設定されている構成とすることができる。
また、前記フィルター部材が取り付けられた絞り羽根が、像面に対し傾けて配置されている構成とすることができる。
【実施例】
【００１０】
以下に、本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例の説明において、使用する波長は可視光域を使用波長域としており、その際の波長をλ＝５５０ｎｍとしている。
［実施例１］
本発明の実施例１として、本発明を適用した光量調節装置におけるグラデーションＮＤフィルターの構成例について説明する。
図１に、本実施例における絞り羽根とグラデーションＮＤフィルターによる開口部の概略構成を示す。
図１において、１、２は絞り羽根、３はグラデーションＮＤフィルターである。絞り羽根１、２は、相対する方向に動かされることによって絞りの開口状態を調節する。
グラデーションＮＤフィルター３は、透過率が連続的に変化するようにＮＤ蒸着膜が傾斜状に蒸着されたグラデーションＮＤ領域５と、ＮＤ蒸着膜が均一に蒸着されたＮＤ領域６から構成されている。このグラデーションＮＤ領域５、６によって、基盤であるフィルム状の樹脂製フィルター４の表面の透過光量を減衰させることができる。
また、グラデーションＮＤフィルター３は、グラデーションＮＤ領域５における透過率が最大の領域と連続した透明部領域７を有しており、この透明部領域の透過率は８０％以上で均一の透過率とされている。
【００１１】
本実施例のグラデーションＮＤ領域５には、膜厚を連続的に変化させ、ＮＤ濃度がＮＤ＝０．１からＮＤ＝１．０まで、グラデーションＮＤフィルター３の移動方向に連続的に変化するようにＮＤ蒸着膜が蒸着されている。またＮＤ領域６には、膜厚一定でＮＤ濃度がＮＤ＝１．０になるようにＮＤ蒸着膜が蒸着されている。また、グラデーションＮＤフィルター３は、絞り開口がＦナンバー（Ｆｎｏ）＝４．０にて開口部を上記ＮＤ領域５、６が全て覆うように設定されている。
ここで、ＮＤ領域の透過率は１０‐ND濃度で計算される。例えば、ＮＤ０．１は透過率７９．４％、ＮＤ１．０は透過率１０％である。
【００１２】
本実施例においては、絞り開口径に対するグラデーションＮＤ領域５の占める割合が、つぎの条件式（１）を満たすように設定されている。
０．１ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．５ ………（１）
ここで、ＬGNDはグラデーションＮＤ領域５のグラデーションＮＤフィルター３の移動方向の長さ、Ｄは絞り開口における入射瞳径である。
上記条件式において、上限値を超えると絞り開口径に対してグラデーションＮＤ領域５が多くなり、平均濃度が薄くなるため、小絞り時の光の回折に対する効果が弱まる。一方、下限値を超えるとグラデーションＮＤ領域５が少なくなるため、微小厚みによる透過波面
位相差が生じ、画質の劣化を引き起こす。
また、絞り開口部に均一濃度の掛かり量が増えてしまうため、透過光量が落ちる現象が生じる（以下、このような透過光量が落ちる現象を「Ｔナンバー（Ｔｎｏ）落ち」と記す。Ｔｎｏは、Ｆｎｏ／√（透過率％）×１０で表される値である。）。
したがって、上記条件式を満たすように設定することで、Ｔｎｏ落ちを考慮しつつ、グラデーションＮＤ領域を透過する光束と透過率の高いフィルター部材を通過する光束との間の、透過波面位相差による光学性能劣化を抑制することが可能となる。その際、上記条件式（１）の数値範囲を
０．１５ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．４５ ………（１）’
を満足するように設定することが、性能劣化を少なくし、更に画質の向上を図る上で望ましい。
【００１３】
ここで、グラデーションＮＤフィルターは、表面反射を防止するために反射防止膜を施していることが望ましい。この様に設定することで、フィルター面の反射によって生じるゴーストの強度を抑えることができる。
また、グラデーションＮＤフィルターは、光源に対してうつ伏せ（正対する方向とは反対方向）に傾けるようにすることが望ましい。通常、太陽などの高輝度光源は上側にあるため、光源に対しうつ伏せ（つまり下向き）に傾けることによって、ＮＤフィルター面の反射に起因するゴースト光線を撮像装置外へ逃がすことができる。例えば、光軸に対して垂直な面に対し下向きに４°に傾けるようにする。
【００１４】
図２は本実施例のグラデーションＮＤフィルターを併用したズームレンズの概略図である。
表１に、本実施例のグラデーションＮＤフィルターを併用したズームレンズの数値実施例を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
表１において、ｒｉは物体側からｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側からｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の面間隔、ｎｉは第ｉ番目のレンズのｄ線における屈折率である。なお、ここで、νｉは第ｉ番目のレンズのｄ線におけるアッベ数を示すものとする。
また、ｋを円錐定数、Ａ’，Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’，Ｄ，Ｄ’，Ｅ，Ｅ’，Ｆを３次、４次
、５次、６次、７次、８次、９次、１０次、１１次、１２次の非球面係数とする。
また、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとする。
これらにより、非球面形状は、つぎの式で表示される。
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／［１＋［１−（１＋Ｋ）（ｈ／Ｒ）2］1/2］ ＋Ａ’ｈ3＋Ｂｈ4＋Ｂ’ｈ5＋Ｃｈ6＋Ｃ’ｈ7＋Ｄｈ8＋Ｄ’ｈ9＋Ｅｈ10＋Ｅ’ｈ11＋Ｆｈ12
但し、Ｒは曲率半径であり、「ｅ−Ｘ」は「×１０-X」を意味している。尚、非球面は各表中の面番号の左側に＊印を付している。
【００１７】
つぎに、絞り羽根と本実施例のグラデーションＮＤフィルターを併用した場合について説明する。
図３に、本実施例のグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
図３から明らかなように、本実施例のグラデーションＮＤフィルターの併用により、Ｔｎｏ＝８の時で５３．６％、Ｔｎｏ＝１６の時で３７．０％、Ｔｎｏ＝２２の時で２７．５％程度に画質劣化は留まっている。この時生じている透過波面の位相変化率は０．９３λ／Ａになっている。ここで、Ａは絞りの開放径に対するグラデーションＮＤ領域の長さの比を表している。また、絞り開放時のＴｎｏは２．１の落ちに留まっている。
【００１８】
［比較例１］
比較例１として、グラデーションＮＤフィルターを併用しない絞り羽根のみを備えた構成例について説明する。
図４に、比較例１におけるグラデーションＮＤフィルターを併用せず、図２に示すズームレンズの絞り羽根のみで絞り開口状態から小絞り状態まで絞り込んだ時のＦｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
図中のグラフは、左縦軸にＭＴＦ値（軸上光学性能値）、横軸にＦｎｏ（開口Ｆナンバー）、右縦軸にＴｎｏを示している。また、グラフ上側には各絞り開口状態の概略図を示している。
また、ＭＴＦの計算条件は、白色カラーウエイトでの波動光学的なもので行っており、評価空間周波数は１１１本／ｍｍとした。
図４から明らかなように、比較例１のＮＤフィルターを併用した場合には、絞り開放時には光学性能が最も良好であるが、絞り込むことにより小絞り時に生じる回折によって、光学性能が劣化している。
上記小絞り時（Ｆｎｏ＝１１．２）はＭＴＦ値が９．４％となっているため、被写体像が解像しないレベルにまで落ち込んでいる。この状態では高輝度被写体には対応できないないレンズになってしまうこととなる。
【００１９】
［比較例２］
比較例２として、高輝度被写体に対応できるる均一濃度のＮＤフィルターを併用した構成例について説明する。
図５に、比較例２における高輝度被写体に対応できる均一濃度のＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の概略構成を示す。
図５において、１１、１２は絞り羽根、１３は均一濃度のＮＤフィルターである。
絞り羽根１１、１２は、相対する方向に動かされることによって絞りの開口状態を調節する。
均一濃度のＮＤフィルター１３は、ＮＤ＝１．０の均一濃度のＮＤ領域１６を備えている。
比較例２の構成例では、絞り羽根にＮＤ＝１．０の濃度（透過率１０．０％）のＮＤ領域１６を備えているＮＤフィルターを取り付け、絞り開口がＦｎｏ＝４にて開口部をＮＤ領域が全て覆うように設定されている。
図６に、比較例２におけるＮＤ＝１．０のＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用し
た場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
図６から明らかなように、比較例２のＮＤフィルターの併用により、小絞り時（Ｔｎｏ＝２２）でも３１．７％程度に画質劣化は留まっている。しかし、Ｔｎｏ＝６前後で微小厚みによる透過波面位相差の影響で、光学性能の劣化が生じている。この時生じている透過波面位相差は０．３７λである。
【００２０】
［比較例３］
比較例３としてグラデーションＮＤ領域を入射瞳径に対する比率で０．０７とした構成例について説明する。
図７に、比較例３におけるグラデーションＮＤの傾斜領域が短いＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の概略構成を示す。なお、ここでは、比較例２における図５に示した構成と同様の構成には同一の符号が付されており、実施例１と共通する部分の説明については省略する。
図７において、グラデーションＮＤフィルター１３は、透過率が連続的に変化するようにＮＤ蒸着膜が傾斜状に蒸着されたグラデーションＮＤ領域１５と、ＮＤ蒸着膜が均一に蒸着されたＮＤ領域１６から構成されている。
図７に示す比較例３の構成例では、実施例１と異なりグラデーションＮＤ領域１５を入射瞳径に対する比率で０．０７としている。また、このときのグラデーションＮＤのＮＤ濃度はＮＤ＝１．０からＮＤ＝０．１としており、絞り開口がＦ４にて開口部をＮＤ領域が全て覆うように絞りに取り付けられている。
図８に、比較例３における絞り羽根と上記仕様のグラデーションＮＤフィルターを併用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
この図８から、絞り開放から急激にＭＴＦ値が落ち込んでいるのが分かる。
これは、グラデーションＮＤの傾斜幅が開口径に対して短いことに基づくものである。すなわち、絞り開口を通過する光線束においてＮＤ領域を通過する光束と透過率の高いフィルター領域との間で急激な膜厚段差が生じ、そのため透過波面位相差による光学性能劣化が生じることとなる。
この時生じている透過波面の位相変化率は、４．８５λ／Ａであり、傾斜による位相差変化率は数値実施例１の５．２倍になっている。
また、絞り開放時のＴｎｏは、数値実施例１と同じ濃度にも関わらず２．２４まで落ち込んでおり、グラデーションＮＤとしての効果が十分得られていない。
このように、位相変化率の大きいグラデーションＮＤフィルターを併用した場合、均一濃度のＮＤフィルターと同様に、微小厚みによって生じた透過波面位相差による光学性能劣化の影響を受けることとなる。
【００２１】
［実施例２］
本発明の実施例２として、実施例１とは異なる構成例について説明する。
図９に、本実施例における絞り羽根とグラデーションＮＤフィルターによる開口部の概略構成を示す。なお、ここでは、実施例１における図１に示した構成と同様の構成には同一の符号が付されており、実施例１と共通する部分の説明については省略する。
本実施例のグラデーションＮＤ領域５は、膜厚を連続的に変化させ、ＮＤ濃度がＮＤ＝０．１からＮＤ＝１．５（透過率３．２％）まで連続的に変化するように蒸着されており、ＮＤ領域６は膜厚一定でＮＤ濃度がＮＤ１．５になるように蒸着されている。
また、グラデーションＮＤフィルターは絞り開口がＦ４にて開口部をＮＤが全て覆うように設定しており、ＬGND／Ｄ＝０．３９としている。
【００２２】
図１０に、本実施例におけるグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す。
比較例１の絞り羽根のみ、比較例２の均一濃度ＮＤフィルター併用の場合とは異なり、Ｔｎｏ＝８の時で５０．３％、Ｔｎｏ＝１６の時で４３．１％、Ｔｎｏ＝２２の時で３８．
９％程度の画質劣化に留まっている。この時生じている透過波面の位相変化率は１．４５λ／Ａになっている。
また、絞り開放時のＴｎｏは、ＮＤの最小透過率が３．２％にも関わらず、２．１４に留まっている。
この様に濃度による透過波面の位相変化率への影響は、グラデーションＮＤの傾斜による透過波面の位相変化率への影響と比較して小さい。
しかし、ＮＤの濃度を濃くした場合、小絞り時に生じる回折に対しては有利であるが、絞り開口に透過率の低いＮＤフィルター領域と透過率の高い透明部領域とができ、上下方向に透過率の差による照度のアンバランスが生じる。したがって、ＮＤの濃度はＮＤ＝１．５以下にするのが望ましい。
【００２３】
以上のように、撮影光学系等の光学系の絞りとして各実施例のグラデーションＮＤフィルターを併用することによって、特に絞り開放から常用Ｔｎｏ域（Ｔｎｏ＝４〜１６）における透過波面位相差による性能劣化を少なくすることができる。それにより、画質の向上を図ることが可能となる。
また、ＮＤ領域によるＴｎｏ落ちを最小限に抑えながら、小絞り時の回折による性能劣化を抑えることも可能となる。
【００２４】
［実施例３］
本発明の実施例３として、本発明のグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて構成した光量調節装置を有する撮影装置について説明する。
図１１において、２０は撮影装置本体、１０は撮影光学系である。
１１は本発明のグラデーションＮＤフィルターが取り付けられた絞り羽根で構成された光量調節装置である。
１２は撮影光学系１０によって形成される被写体像を受光する固体撮像素子（光電変換素子）、１３は撮像素子１２が受光した被写体像を記録する記録媒体、１４は被写体像を観察するためのファインダーである。ファインダー１４としては、光学ファインダーや液晶パネル等の表示素子に表示された被写体像を観察するタイプのファインダーが考えられる。
このように、本発明の光量調整装置を、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の固体撮像素子上に被写体像を形成するタイプの撮影装置に適用することにより、良好な性能の撮影装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１におけるグラデーションＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の構成を示す概略図。
【図２】本発明の実施例１におけるグラデーションＮＤフィルターを併用したズームレンズの概略図。
【図３】本発明の実施例１におけるグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図４】比較例１におけるＮＤフィルターを併用せず絞り羽根のみで絞り開口状態から小絞り状態まで絞り込んだ時のＦｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図５】比較例２における高輝度被写体に対応できる均一濃度のＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の構成を示す概略図。
【図６】比較例２におけるＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図７】比較例３におけるグラデーションＮＤの傾斜領域が短いＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の構成を示す概略図。
【図８】比較例３におけるグラデーションＮＤの傾斜領域が短いＮＤフィルターを併用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図９】本発明の実施例２におけるグラデーションＮＤフィルターと絞り羽根による開口部の構成を示す概略図。
【図１０】本発明の実施例２におけるグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて使用した場合のＴｎｏとＭＴＦ値との関係を示す図。
【図１１】本発明のグラデーションＮＤフィルターを絞り羽根に取り付けて構成した光量調節装置を有する撮影装置の概略図。
【符号の説明】
【００２６】
１：絞り羽根
２：絞り羽根
３：グラデーションＮＤフィルター（フィルター部材）
４：基盤であるフィルム状の樹脂製フィルター
５：透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域
６：ＮＤ蒸着膜が均一に蒸着されたＮＤ領域
ＬGND：グラデーションＮＤ領域の長さ
Ｄ：絞り開口における入射瞳径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を形成するための絞り羽根と、該絞り羽根に取り付けられ、該開口を通過する光の光量を調節するフィルター部材を有する光量調節装置において、
前記フィルター部材は、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域を有し、該グラデーションＮＤ領域の長さをＬGNDとし、前記絞り開口における入射瞳径をＤとしたとき、下記条件式を満足することを特徴とする光量調節装置。
０．１ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．５
【請求項２】
前記フィルター部材は、前記グラデーションＮＤ領域における透過率が最小の領域と連続した均一透過率のＮＤ領域を有し、該均一透過率のＮＤ領域の透過率が前記最小領域よりも更に低い透過率とされていることを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
【請求項３】
前記フィルター部材は、前記グラデーションＮＤ領域における透過率が最大の領域と連続した透明部領域を有し、該透明部領域の透過率が８０％以上の均一透過率とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光量調節装置。
【請求項４】
前記フィルター部材は、前記開口の一部、または全部を覆うように設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光量調節装置。
【請求項５】
前記フィルター部材が取り付けられた絞り羽根が、像面に対し傾けて配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光量調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量調節装置を有することを特徴とする光学系。
【請求項７】
光電変換素子上に像を形成することを特徴とする請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量調節装置を有する光学系と、該光学系によって形成される像を受光する光電変換素子とを備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項１】
開口を形成するための絞り羽根と、該絞り羽根に取り付けられ、該開口を通過する光の光量を調節するフィルター部材を有する光量調節装置において、
前記フィルター部材は、透過率が連続的に変化するグラデーションＮＤ領域を有し、該グラデーションＮＤ領域の長さをＬGNDとし、前記絞り開口における入射瞳径をＤとしたとき、下記条件式を満足することを特徴とする光量調節装置。
０．１ ＜ ＬGND／Ｄ ＜ ０．５
【請求項２】
前記フィルター部材は、前記グラデーションＮＤ領域における透過率が最小の領域と連続した均一透過率のＮＤ領域を有し、該均一透過率のＮＤ領域の透過率が前記最小領域よりも更に低い透過率とされていることを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
【請求項３】
前記フィルター部材は、前記グラデーションＮＤ領域における透過率が最大の領域と連続した透明部領域を有し、該透明部領域の透過率が８０％以上の均一透過率とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光量調節装置。
【請求項４】
前記フィルター部材は、前記開口の一部、または全部を覆うように設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光量調節装置。
【請求項５】
前記フィルター部材が取り付けられた絞り羽根が、像面に対し傾けて配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光量調節装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量調節装置を有することを特徴とする光学系。
【請求項７】
光電変換素子上に像を形成することを特徴とする請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量調節装置を有する光学系と、該光学系によって形成される像を受光する光電変換素子とを備えることを特徴とする撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２５５１４（Ｐ２００７−２５５１４Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１０８３８（Ｐ２００５−２１０８３８）
【出願日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２１日（２００５．７．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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