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JP4217325B2 - Light control device - Google Patents
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JP4217325B2 - Light control device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はNDフィルター駆動装置、光量調節装置および撮像装置に係り、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に用いる光量調節装置、特に光量調節部材とは別に設けたNDフィルターの駆動に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
CCD等の固体撮像素子を用いて動画もしくは静止画を記録する撮像装置としてのビデオカメラやデジタルスチルカメラにおいて、特に民生用機器の分野では、微細な半導体加工技術の進歩に伴い、所謂1/3インチ、1/4インチ、1/5インチと称する小型サイズの固体撮像素子が最も一般的に使われている。例えば、1/4インチと称するサイズは対角長が約4mmであり、約40万の画素数を有している。
【0003】
これらのイメージサイズを、例えば135フィルムの対角長43mmと比較すると大幅に小さいことから、同じ画角のレンズでは、フィルムカメラのレンズに対して大幅な小型化が一般的には可能である。実際、1/4インチのCCDを用いたビデオカメラではズーム比が10といったズームレンズで、その全長が50mm程度まで小型化されている。
【0004】
このような撮像装置に用いられるズームレンズの一般的な構成を図12に示す。
【0005】
インナーフォーカスレンズのレンズタイプは種々知られているが、図12は4群構成からなり、最も後方のレンズ群をフォーカシングに用いる様な構成を示す。図12において、111は固定の前玉レンズ群、112はバリエーターレンズ群、113は固定のレンズ群、114はフォーカシング(コンペンセーター)のレンズ群である。
【0006】
133は回り止め用の案内棒、134はバリエーターレンズ群112の送り棒、135は固定鏡筒、136は絞りユニット(ここでは紙面と直角に挿入されている)、137はフォーカスモーターであるところのステップモーター、138はステップモーター137の出力軸であり、フォーカシングのレンズ群114を移動する為のオネジ138aの加工が施されている。139はこのオネジ138aと噛み合うメネジ形成部分で、レンズ114の移動枠140と一体となっている。
【0007】
141,142はレンズ114の案内棒、143は案内棒141,142を位置決めして押さえる為の後ろ板、144はリレーホルダー、145はズームモーター、146はズームモーター145の減速機ユニット、147,148は連動ギアであり、この連動ギア148はズームの送り棒134に固定されている。
【0008】
次に動作について説明する。ステップモーター137が駆動すると、フォーカスレンズ114はネジ送りによって光軸方向に移動する。又、ズームモーター145が駆動すると、連動ギア147,148を介してねじ軸134が回転し、このねじ軸134と螺合するレンズ枠112aに保持されたバリエーター112が光軸方向に移動する。
【0009】
尚、ズームモーターとして、上記したフォーカシングレンズと同様にステップモーターを用いても構わない。
【0010】
又、図12の説明において、バリエーターレンズ群はDCモーター145を駆動源とし、その位置検出として、例えばバリエーター移動環に一体的に取り付けられたブラシを抵抗パターンが印刷された基板上を摺動するように構成されたボリュームエンコーダーで検出する。
【0011】
なお、この様な方法を用いずとも、フォーカス同様、その駆動源にステップモーターを用いて、リセット位置を基準としてステップモーターへの駆動入力パルス数を連続的にカウントし、レンズ群の絶対位置を知る方法を用いてもよい。
【0012】
又、このようなステップモーター使用時の基準位置の検出にはフォトインタラプタを用いる方法がよく知られている。
【0013】
更に、それぞれの可動レンズ群の駆動源としては上に記したギアヘッド付DCモーター、ステップモーターの他、ボイス・コイル型のものなども知られている。
【0014】
次に、この様なズームレンズと、前述したCCD等の固体撮像素子を用いた撮像装置における光量調節方法について説明する。
【0015】
13は、この光量調節方法を説明するブロック構成図である。
【0016】
201は光量調節装置で、例えば絞り装置である。202,203は光量調節部材としての絞り羽根、204は開口、205は地板に設けられた開放開口である。
【0017】
206は出力軸210が固定されたローターマグネット(不図示)、ヨーク、ヨークに巻回されるコイルにより磁気回路を構成するメーター部等と称せされる駆動部、207は出力軸210に固定のアームレバー、208,209はアームレバー207と羽根の連動部である。
【0018】
211はCCD等の固体撮像素子、212はアンプ回路、213はカメラ信号処理回路、214はレコーダー、215はゲート、216はゲート215の大きさや位置の可変手段、217はマニュアルスイッチ、218は平均輝度レベル算出回路である。
【0019】
更に、219は撮像装置のモード切換スイッチ、220は逆光補正スイッチ、221はタイミングジェネレーター、222はCPU、223はCPU222内(又は外でも可)に設けられたメモリー、224はCCDドライブ回路で、この例では電荷蓄積時間(シャッター速度)の可変回路を含むものである。226は絞りエンコーダー、227は絞り駆動回路である。
【0020】
以上において、CCD211上に結像した被写体の像は、その明るさの強弱に応じた画素毎の電荷量として、電気信号に変換され、アンプ回路212で増幅された後、カメラ信号処理回路213で所定のガンマ補正等の処理を施される。尚この処理は、A/D変換後のデジタル信号処理で行なわれてもよい。
【0021】
この様にして作られた映像信号はレコーダー214にて記録される。
【0022】
又、この映像信号のうちコントラスト信号(Y信号)は別途ゲート215によって、画面内所定位置(例えば画面中心の小領域)のコントラスト信号だけが取り出され、平均輝度レベル算出回路218にて、この取り出されたコントラスト信号の平均値が算出される。算出された平均値はCPU222に取り込まれる。
【0023】
217はこのゲート215の大きさに関連して、撮影者が切換え可能なマニュアルスイッチであり、例えば、中央重点とかスポットとかの測定エリア指定を可能にしている。これらのエリア指定結果又は、CPU222が判断したエリア指定結果に基き、大きさ位置可変手段216はゲート215の位置、大きさの変更を可能としている。勿論、位置可変手段216,マニュアルスイッチ217は必ずしも必要ではない。
【0024】
CPU222では、取り込まれた平均輝度の大きさが自身内にメモリーされている適正露出に相当する数値と一致しているかどうかを算出し、差のある場合はその差分の符号と絶対値に応じて、絞り開口を変化させ、もしくは、CCD211への電荷蓄積時間を変化させることになる。
【0025】
絞りを動かす場合には、絞り駆動回路227により、電磁式メーターのコイルに電流を流すと出力軸210とアームレバー207が回動する。このレバー先端でアーム側のピンと羽根203,202の先端部の溝が嵌合しているので、レバー207の回動により、2枚の羽根202,203は、上下にスライドする。これにより、開口204の大きさが変化する。
【0026】
この様に絞り開口面積あるいは電荷蓄積時間を変化させて前述の平均輝度レベルが所定値となる様にすることにより、最適の露出を得ることが出来る。
【0027】
ここで、カメラモードSw219では、ポートレートモードやグリーンモード(自動露出モード)などの撮影モード選択を行うもので、これにより撮影者の作画意図に応じて、同一の被写体でも、絞り値とシャッター速度の組合せがその意図に沿った形で選択される。この為の露出プログラムの所謂「プログラム線図」はメモリ223内に複数記憶される。又、逆光補正スイッチ220が操作されると、平均輝度レベルの所定値を2〜3段分、高めに変更するなどの処理が行なわれる。
【0028】
ここで上述のメモリ223に記憶される絞りシャッターの組合せを定めるに際し、以下の(1)(2)(3)の3つの制約条件が生じている。
【0029】
(1) 標準テレビフォーマット(日本ではNTSC)に準ずると、一般的には電荷蓄積時間を1/60秒より遅くすることは出来ない。
【0030】
(2) 動画として、動く被写体に異和感のないなめらかな動作を記録するには、あまり高速なシャッタ速度の設定(短い電荷蓄積時間の設定)は行なえない。目安として1/250秒。
【0031】
即ち上記(1)(2)でシャッター速度では2段分程度しか露出調整が行なえない。更に制約条件として、
(3) 1/3インチでF16、1/4インチでF11程度より小絞り(絞り値が小さい)側のF値とすると、絞り開口径が小さくなる為に回折による結像性能の低下が発生する。図14はイメージとしてこの様子を説明する図である。
【0032】
14において、横軸には絞りのFNo、縦軸には結像性能としてのMTFを示している。MTFは被写体の有するコントラストが結像した面上で、どの程度維持されるかを示す数値で、値が高い程好ましい。実際には空間周波数に応じて値は変化する。
【0033】
開放のMTFは、絞りを絞るとやや改善する。これは例えば球面収差が、絞りを絞ることで改善されたことを反影する。しかも、絞り値が上述した小絞りによる回折を起こす値(Fth)を越えると、この影響によりMTFが低下する。
【0034】
このFthより明るい側でのみしか絞り制御が出来ない場合、開放F1.4程度のレンズでは、画面サイズにもよるが6段程度の光量調節しかできない。
【0035】
従って、絞りとシャッターで8段分程度の光量調節しか出来ない訳で、段数として不十分である。
【0036】
このことから、実際の撮像装置では、絞りの羽根にNDフィルターを一体的に貼り付けていることが多い。図15(A)〜(D)は、羽根203にNDフィルター230を貼り付けた場合で開放(A)からNDフィルターが開口径全てを覆う状態(D)迄の開口の様子を示している。ND濃度が透過光量を(1/2)3=1/8、即ち3段分に落とす濃度であったとすると、上述の8+3=11より、実用上の被写体の明るさの範囲での光量調節の達成が可能となる。
【0037】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これにも以下の様な問題があった。
【0038】
・ND濃度を増すと上下(開口のNDフィルターの閉める下部分と、NDフィルターのない上部分との上下部分)の輝度のシェーディングが発生し、均一輝度の被写体でも均一輝度に記録されないことがある。
【0039】
・ボケ味として、絞りの形の中にNDフィルターの形が見えて、品位に乏しい。
【0040】
・更なるCCDの小型化高密度下に伴い、上述Fthの値がF8とかF5.6まで明るくなって来る場合に、現状の方法だと十分な光量調節の範囲が得られない。
【0041】
この為、この様に羽根に貼るのではなく、全く別途に、NDフィルターを光路に出し入れ可能に設け、絞り値とFthの比較に基いてCPUがEVF(電子ビューファインダ)等にNDフィルターの出し入れを指示し、撮影者がNDフィルターの出し入れ操作を行うという方法もよく知られているが、出し入れ操作が繁雑であったり出し入れの瞬間から、再び適正露出が得られるまでの間に撮影の連続性が途切れるという問題が生じた。
【0042】
更に本出願人は、この問題を解決する目的で、絞り装置とNDフィルター装置の間に、CPUによって制御される所定の連動関係を維持することで、上記の連続性の確保やボケ味の確保を達成している。
【0043】
しかし、この方法でも、NDフィルターの濃度が濃く、そのNDフィルターが開口半分覆っている様な状態での撮影が行なわれると、前述の輝度シェーディングの問題は回避できにくい。なお、回避する為にNDフィルターの濃度を薄くすると、十分な光量調節の段数が得られなくなる。
【0044】
16は図13のメモリ223のプログラム線図の一例を示す。実線で示すプログラム線図では、まず1/60secのシャッタ速度(電荷蓄積時間)を維持し、絞りがFthに達したら1/250secまでシャッタ速度を上げ、それでも露出オーバーの場合は、やむなく(小絞り回折は起きるが)更に小絞りを使うものである。
【0045】
一方、2点鎖線で示すプログラム線図は、極力被写界深度を浅くしたい場合の例で、開放から最初にシャッタを1/250secまで上げている。
【0046】
動画としての異和感の出ない様な撮影シーンで、極力絞りを開放にしていたい様な場合には破線で示すプログラム線図でも構わない。
【0047】
本出願にかかわる発明の目的は、この上下シェーディングの防止まで考慮した光量調節を達成できる光量調節装置を提供しようとするものである。
【0048】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る発明の目的を実現するNDフィルター駆動装置の第1の構成は、駆動手段と、この駆動手段により光軸に略垂直な面内で有効光路内に出し入れ可能に駆動されるNDフィルターと、光量調節部材による光量調節状態を検出する光量調節状態検出手段と、有効光路の内外に対するNDフィルターの位置を検出する位置検出手段と、光量調節状態検出手段の検出情報及び位置検出手段の検出情報に基づいて、第1の駆動手段と第2の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を有するNDフィルター駆動装置であって、NDフィルターは有効光路外から有効光路内へ入る際に、最初に有効光路内に入る第1のNDフィルター領域と、第1のNDフィルター領域よりも透過率が低く、かつ、面積が小さい第2のNDフィルター領域と、を有しており、制御手段は、光量調節状態検出手段により検出される光量調節状態が、第1の開口径(開放径を含む)から第1の開口径より小径の第2の開口径にある間では、第2の駆動手段を駆動して第1のNDフィルター領域を有効光路内に侵入させることにより、光量調節部材によって形成される開口を第1のNDフィルター領域で覆い、光量調節状態検出手段により検出される光量調節状態が、第2の開口径よりも小径側に変化した場合には、第2の駆動手段を更に同一方向に駆動して第2のNDフィルター領域を有効光路内に侵入させることにより、光量調節部材によって形成される開口を第2のNDフィルター領域で覆うようにしている
【0063】
【発明の実施の形態】
参考の第1の実施の形態)
図1及び図2は本発明における参考の第1実施の形態を示す。
【0064】
図1においては、NDフィルターは光路外に退避している。図1において、図13に示す部材と同一の機能を有する部材には同一の符号を付している。
【0065】
238と239は、それぞれ異る濃度(透過率)のNDフィルターであり、238は比較的濃度の薄い(透過率の大きい)フィルター、239は238に比べ濃度の濃い(透過率の小さい)フィルターである。
【0066】
これらのNDフィルター238,239は、ガラス製の他に、フィルム製としたものでもよい。
【0067】
また、一つの濃度のフィルター材料をフィルター238と239の位置に配置し、一方のNDフィルター238をこの共通のフィルター材料のみで構成し、他方のフィルター239をこの一つの濃度のフィルター材料さらに重ね合わせて用いても良いし、NDフィルターの製造に際し、フィルター238とフィルター239とを2つの異なる濃度となる様に製造しても良い。ここで、フィルター238,フィルター239とも絞りの開放径205を完全に覆うことの可能な面積を有する様に構成している。
【0068】
231はNDフィルターの駆動手段であるところのメーター部、232はメーターの出力軸、233は連動レバー、234はレバー先端のピン、235はNDフィルターを保持する枠部材237の作動部に形成された長溝、236は枠部材237の回転中心を示している。
【0069】
図1および図3において、254は第1リーフスイッチで、NDフィルター238と239を共に不使用とする枠部材237が図1に示す位置にある場合、枠部材237に押されてオンされる。また、図3に示すように、一方のNDフィルター238が光路中に侵入して開口241を覆う位置に停止した場合、第1リーフスイッチ254と、図3に示す第2リーフスイッチ255とは枠部材237と共に非接触状態にあり、オフとなる。
【0070】
さらに、枠部材237が回動して他方のフィルター239が開口241を覆う位置に達すると、枠部材237により押されて第2のリーフスイッチ255がオンとなる。
【0071】
すなわち、第1リーフスイッチ254がオンで第2リーフスイッチ255がオフの場合は、NDフィルターの不使用状態を示し、第1リーフスイッチ254と第2リーフスイッチ255が共にオフの場合は薄い方の一方のNDフィルター238の使用状態を示し、第1のリーフスイッチ254がオフで第2のリーフスイッチ255がオンの場合は濃い方の他方のNDフィルター239の使用状態を示すことになる。
【0072】
今、メーター231の出力軸232が矢印の左回りに回転したとすると、レバー233も矢印方向に回動する。この動きに伴い枠部材237は、長溝235とピン234により連動することにより、回転中心236回りに、矢印の方向に回動する。
【0073】
この結果、NDフィルター238と239が光路内に矢印方向に挿入されて行くものである。
【0074】
図2は、図1で示したNDフィルター駆動装置がズームレンズ内に配置されている場合の概略を示す図である。
【0075】
111〜114の各レンズ群は、図12にて説明した各群を示している。211はCCD、絞り装置(202,203,206)と、NDフィルター駆動装置(231,237)であり、共に光軸241に垂直な平面内で動作する構成となっている。図3は図1の状態から一方のNDフィルター238が開放径を完全に覆う位置まで枠部材237が回動した状態を示している。
【0076】
更に回動すれば他方のNDフィルター239が開放径にかかり出し、最後は覆い切る状態となることは言うまでもない。
【0077】
本実施の形態において、例えば一方のNDフィルター238が透過光量を開放の1.5段(光量1/2.8)とし、他方のNDフィルター239が開放の3段(光量1/8)となる濃度とすることにより、他方のNDフィルター239と同一濃度の唯一のNDフィルターが光路に出し入れされる場合に比較して、シェーディングの影響が大幅に改善出来る。
【0078】
図4は本発明を実施する場合の制御ブロック構成図を示している。図13で示した従来のこれらの装置におけるブロック構成に対し、CPU222がNDメーター駆動回路241を介し、NDフィルター駆動用のアクチュエーター231(図1のメーター231)の動作をコントロールしている。又251はNDフィルター238,239が図1の様に光路から完全に抜けている状態を検知するスイッチである。261は他方のNDフィルター239が光路内に完全に入るとオンするスイッチである。
【0079】
図5は、この実施の形態における露出コントロールの方法を示している。
【0080】
おいて、軸242は、シャッター速度(CCDの電荷蓄積時間)を示す。ここでは最も遅いシャッター速度(点245)を1/60秒としている。
【0081】
軸243は絞り状態を示す。点245が絞り開放で、図で左下に伸びる方向が絞り開口径が小さくなる(小絞りになる)。
【0082】
軸244がNDフィルターの光路へ入る状態を示す。途中「238IN」「239IN」がそれぞれの濃度のフィルター(濃度の薄い一方のフィルター238と、濃度の濃い他方のフィルター239)が完全にその時の開口径を覆う位置を示している。但し、その時の開口径はF値により異る。ここでは以降の説明を簡単にする為に、小絞り時の回折による画像劣化を発生しない範囲での最も小絞りなF値としてFthを定め、このFthで得られる開口径に対して、それぞれのNDフィルター238,239が覆い切る位置を238IN」「239IN」として示すこととする。
【0083】
このグラフ上、最も透過光量を多くできる(最も暗い被写体に適した)のは点245であり、絞り開放、1/60秒でNDフィルター238,239光路中に入っていない。なお、点245でも適正露出を得られない場合には、Amp回路212で、通常を上回る増幅(ゲインアップ)を行なう場合もある。
【0084】
この図では太線上を動いて露出コントロールするとする。尚,この太線のつなぎ方はこの限りではない。
【0085】
まず、点245から、絞りのみを動かして露出コントロールを行う。点245〜点246で示す範囲において、絞りは、開放〜Fthの間で制御される。
【0086】
th以上絞ると、上述の様に小絞り時の画像劣化が発生するので、これを避ける為、より透過光量を少なくする為に点246〜点247まではNDメーター231を動かす。この間において、区間Aの間は、NDフィルターの空走期間(NDフィルター238が有効光路にかかり始める迄の期間)となる。
【0087】
なお、この空走を避ける為に、点245から点250をつなぐ様に、線分249を点245〜点246間と異って設定しても良いが、この場合には、NDフィルターの入り具合の位置制御を行う必要があるので、この点については本実施の形態以降の実施の形態において説明する。
【0088】
そして、点247に至った後、シャッター速度を1/250秒まで高速化し点248に至るものである。
【0089】
図6、図7は第1実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【0090】
ステップ261でスタートする。ステップ263で最適露出にあるかをチェックする。最適露出にない場合、ステップ264で、露出オーバーかアンダーかが検知されるオーバーであればステップ265にアンダーであれば、図7のステップ269に至る。オーバーの場合、ステップ265で、その時のF値がFthより開放側であるかどうかをチェックする。開放側にあれば、図5の点245〜246の間であるので、ステップ266にて絞りを小絞り側へ駆動する。尚、図5でいう点245〜246の範囲にあることをより確実に確認するには、このフローチャートでは省いたがND−OUT状態を検出する図1に示す第1リーフスイッチ254が確実にONしていることを確認しても構わない。
【0091】
ステップ265がNの場合、図5でいう点246〜247、247〜248、248〜小絞りの、どこかにあることとなる。そこでステップ267で、NDINスイッチである第2リーフスイッチ255の状態を検出する。
【0092】
NDフィルター239光路内に入り切ってなければ、ステップ268で、NDメーターをIN側に駆動する。又、NDフィルターが既に濃い濃度の他方のNDフィルター239まで完全に入り切った場合、ステップ267の判定はYとなり、ステップ274でシャッター秒時が1/250秒を越えないことをモニターしながら、ステップ275でシャッター秒時を高速化するものである。
【0093】
ステップ274でシャッターが1/250secに達しても適正露出とならない時には、ステップ266にて、小絞りによる像劣化を犠牲にしても、適正露出を得るべくより絞りを絞る。
【0094】
図7は露出アンダーの場合のフローチャートを示し、上述図6のフローをほぼ逆にたどればよい。すなわち、ステップ270で現在のF値がFthよりも開放側であると判断すると、絞りをより開放側に駆動し、図6のステップ262に戻る。また、現在のF値がFthよりも大きいと判断すると、ステップ272において、第2リーフスイッチ255がオンしているか否かを検知し、オフであれば、薄い方の一方のNDフィルター238が光路中に存在していると判断し、このNDフィルターを光路から退避させるようにNDメーターを駆動(ステップ273)して図のステップ262に戻る。
【0095】
また、ステップ272において、第2リーフスイッチ255がオンであると判断すると、濃い他方のNDフィルター239が光路中に存在しているので、ステップ276でシャッター秒時が1/60よりも大きいか否かを判断する。
【0096】
ステップ276でシャッタ秒時が1/60であると判断されると、ステップ271において絞りを開放側へ駆動し、シャッタ秒時が1/60でないと判断されると、ステップ277でシャッタ秒時を下げ、図6のステップ262に戻る。
【0097】
ところで、図5で示した太線は、開放、1/60sec、ND OUT状態点245から順に絞り→NDフィルター→シャッター秒時→絞りの順に透過光量を制限する手段を動作させたが、この順序は、カメラモード設定に基いて入れかえても構わない。図4にて、カメラモードSw219が、極力被写界深度を浅くする様な(例えばポートレートモード)撮影意図を反影して、これを受けて、上記順序をシャッタ→NDフィルター→絞りという様に切り換えるものである。
【0098】
尚、ND INもしくはOUTの検出スイッチはリーフスイッチの他、フォトインタラプタ等を用いても構わない。又、本実施の形態においては、図1および図3に示すように回動するNDフィルターを示したが、スライド駆動する様な構成でも構わない。
【0099】
参考の第2の実施の形態)
図8、図9は本発明における参考の第2の実施の形態を示す。
【0100】
参考の第1実施の形態では、NDフィルターの有効光路への出し入れの状態はNDフィルター239がINした状態を図3に示すように第2リーフスイッチ255により、NDフィルター238がOUTした状態を図1に示すように第1のリーフスイッチ254で検出するのみであった。
【0101】
第2実施の形態では、NDフィルターの回転角度を絶対位置として検知可能なエンコード手段(NDエンコーダー)を有することを特徴とする。
【0102】
図8において、ブロック228として、上述のNDメーターの絶対位置情報が検出されるNDエンコーダーが設けられ、この検出結果がCPU222に取り込まれるものである。この場合、CPU222内のメモリー223には、NDメーターと絞りメーターの様々な連動関連を記憶しておき、この記憶データに基いて2つのメーターを連動することが可能となるものである。
【0103】
このNDエンコーダーとしては、従来公知の絞りエンコーダー手段と同様、ND駆動源であるメーター内に設けたホール素子により、ローターマグネットのN極S極境界近傍の磁束の変化を検出する方法の他、この駆動源をメーターではなく、ステップモーター駆動とし、基準位置からのステップモーターへの駆動入力パルスを継続的にカウントする方法等様々な方法が考えられる。
【0104】
この様な構成は、図5の一点鎖線249の様に、図5の空走区間Aを除外する様な連動状態をメモリー223に作っていくことで可能とできる。
【0105】
図9は、この様な連動関係のいくつかの例を示している点245より249と279と280及び281の実線で結んだ方法は、第1実施の形態の図5と同じく、点245より、絞り→NDフィルター→シャッター→絞りを用いて光量制御を行うこと同様であるが、実線249の範囲で、開放→Fthまでの各絞り開口径に合わせて、NDフィルターを絞り開口径にはかからない範囲で、極力絞り開口径に近接した位置で待機させておくことが出来る。
【0106】
従って、図5の「空走区間A」を除外することができる。
【0107】
また、一点鎖線283は、シャッタ秒時が[1/60]、絞りが開放で、薄いNDフィルター238と濃いNDフィルター239の両方が光路外に退避している状態から、シャッタ秒時が[1/60]、絞り値がFthで、濃いNDフィルター239が光路内に侵入する状態、即ち点245〜247の間を、絞りとNDフィルターの両方に所定の連動を行なわせる場合である。
【0108】
次に、破線で示すプログラムは、符号284で示す開放寄りの部分はきれいなボケ味を得る目的でNDフィルターは光路に侵入させず、その後、符号285で示す部分において絞りとNDフィルターとを連動させる。この場合符号284で示す部分を符号249で示す部分と重ねてもよい。
【0109】
更に、実線300で示すプログラムは、シャッター秒時も含め、絞りとNDフィルターについて所定の連動を行わせるように、点245と点248を直接結ぶ場合である。
【0110】
これらは目的、効果に合わせ、カメラのモード状態によって切換えても構わない。又、第1実施の形態も含めFthの値そのものを必要により変更しても構わない。さらに、Fthの値は、記録画質の品位によって変更しても構わない。
(第3の実施の形態)
図10および図11は第3の実施の形態を示す。
【0111】
第3の実施の形態では、前記第1、第2の実施の形態に対し、NDフィルター駆動機構の小型化を実現するもので、図10に示すように、濃度の薄いNDフィルター238は開放径205より開口径の小さい開口径290を覆い切る面積を有し、また濃度の濃いNDフィルター239は前記開口径290より開口径の小さい開口径291を覆い切る面積を有している。
【0112】
したがって、本実施の形態によれば、図10より明らかな様に、NDフィルターの回転角を小さく出来る。又、この為図10では図1、図3と同じ寸法で書いてはあるが、連動するレバー部の小型化も可能となる。
【0113】
又、図10ではNDフィルター238が開口径290を、NDフィルター239が開口径291(開口径290より小径)を覆うようにしたが、NDフィルター238と239が同じ開口径290を覆い切る様に構成したり、NDフィルター238は開放径を覆うようにしたまま、NDフィルター239が開放径より小径の開口径(小絞り)を覆うように設定しても構わない。
【0114】
なお、第1実施の形態でも述べた様に、このNDフィルター駆動装置は、NDフィルターを回転軸を中心に回動させず、スライド動作するものでもよい。
【0115】
図11は、図10に示すNDフィルター駆動装置と絞り装置との連動関係を示している。
【0116】
NDフィルター238が絞りF5.6を、またNDフィルター239は絞りF11を覆い切る設定になっているとすると、図11に示すように、絞りとNDフィルターが符号292,293,294,295,296で示す連動関係となる様に制御する。
【0117】
これにより、NDフィルターの枠部材が、開口径を覆う様な不具合が除外される。又、第2実施の形態と同様、「空走区間A」を除外するには、一点鎖線297,298の様にしても構わない。
【0118】
尚、これらの実施の形態での絞りは全て羽根2枚よりなる例で示したが、5枚以上の羽根による所謂虹彩絞りでも構わないのは言うまでもない。
【0119】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、CCD等を用いた撮像装置で小絞り回折なく、かつ、NDフィルターによる上下シェーディング等の程度を大幅に改善しながら、撮影の連続性確保や開放ボケ味の確保を可能とし、又、カメラのモードに応じた最適な露光制御を達成する。
【0120】
更にその小型化をも可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における参考の第1の実施の形態に適したNDフィルター駆動装置
【図2】参考の第1の実施の形態のNDフィルター駆動装置のズームレンズ内の概略配置図
【図3】参考の第1の実施の形態のNDフィルター駆動装置の動作状態を示す図
【図4】参考の第1の実施の形態のNDフィルター駆動装置のブロック図
【図5】参考の第1の実施の形態のNDフィルター駆動装置の露出補正動作グラフ
【図6】参考の第1の実施の形態のNDフィルター駆動装置のフローチャート
【図7】参考の第1の実施の形態のNDフィルター駆動装置のフローチャート
【図8】本発明における参考の第2の実施の形態のブロック図
【図9】参考の第2の実施の形態の露出補正動作グラフ
【図10】本発明の第3の実施の形態に適したNDフィルター駆動装置
【図11】本発明の第3の実施の形態の露出補正動作グラフ
【図12】従来のズームレンズの構成図
【図13】従来の撮像装置の露出制御に関するブロック図
【図14】絞りとMTFの関係図
【図15】絞りとNDの従来例
【図16】絞りとシャッターの組合せによる露出制御の従来例
【符号の説明】
231 ND駆動源
205 開放径
238 NDフィルター
239 NDフィルター238より濃度の濃いNDフィルター
222 CPU
223 NDと絞りの連動関係のメモリー
278 NDエンコーダー
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ND filter driving device, a light amount adjusting device, and an image pickup device, and more particularly to a light amount adjusting device used for an image pickup device such as a video camera or a digital camera, and particularly to driving an ND filter provided separately from a light amount adjusting member.
[0002]
[Prior art]
In a video camera or a digital still camera as an image pickup apparatus that records a moving image or a still image using a solid-state image pickup device such as a CCD, especially in the field of consumer equipment, so-called 1/3 is accompanied with the progress of fine semiconductor processing technology. Small-size solid-state imaging devices called inches, 1/4 inches, and 1/5 inches are most commonly used. For example, a size called 1/4 inch has a diagonal length of about 4 mm and has about 400,000 pixels.
[0003]
Since these image sizes are significantly smaller than, for example, a diagonal length of 43 mm of 135 film, a lens with the same angle of view can generally be significantly reduced in size with respect to a lens of a film camera. Actually, in a video camera using a 1/4 inch CCD, the zoom lens has a zoom ratio of 10, and the total length is reduced to about 50 mm.
[0004]
A general configuration of a zoom lens used in such an image pickup apparatus is illustrated. 12 Shown in
[0005]
Various types of inner focus lenses are known. 12 Is composed of four groups, and shows a configuration in which the rearmost lens group is used for focusing. Figure 12 , 111 is a fixed front lens group, 112 is a variator lens group, 113 is a fixed lens group, and 114 is a focusing (compensation) lens group.
[0006]
133 is a guide rod for preventing rotation, 134 is a feed rod for the variator lens group 112, 135 is a fixed barrel, 136 is an aperture unit (here, inserted perpendicular to the paper surface), and 137 is a focus motor. A step motor 138 is an output shaft of the step motor 137, and a male screw 138a for moving the focusing lens group 114 is processed. Reference numeral 139 denotes an internal thread forming portion that meshes with the external thread 138a, and is integrated with the moving frame 140 of the lens 114.
[0007]
141, 142 are guide rods for the lens 114, 143 is a rear plate for positioning and holding the guide rods 141, 142, 144 is a relay holder, 145 is a zoom motor, 146 is a reduction gear unit of the zoom motor 145, 147, 148 Is an interlocking gear, and the interlocking gear 148 is fixed to a zoom feed bar 134.
[0008]
Next, the operation will be described. When the step motor 137 is driven, the focus lens 114 moves in the optical axis direction by screw feeding. When the zoom motor 145 is driven, the screw shaft 134 is rotated via the interlocking gears 147 and 148, and the variator 112 held by the lens frame 112a screwed with the screw shaft 134 moves in the optical axis direction.
[0009]
Note that a step motor may be used as the zoom motor in the same manner as the focusing lens described above.
[0010]
Also, figure 12 In the description, the variator lens group uses a DC motor 145 as a drive source, and as a position detection, for example, a brush integrally attached to the variator moving ring is configured to slide on a substrate on which a resistance pattern is printed. Detect with a volume encoder.
[0011]
Even if this method is not used, like the focus, a step motor is used as the drive source, and the number of drive input pulses to the step motor is continuously counted based on the reset position, and the absolute position of the lens group is determined. A method of knowing may be used.
[0012]
A method using a photo interrupter is well known for detecting the reference position when using such a step motor.
[0013]
Further, as a driving source of each movable lens group, a DC motor with a gear head described above, a step motor, a voice coil type, and the like are also known.
[0014]
Next, a light amount adjustment method in an imaging apparatus using such a zoom lens and the above-described solid-state imaging device such as a CCD will be described.
[0015]
Figure 13 These are block block diagrams explaining this light quantity adjustment method.
[0016]
Reference numeral 201 denotes a light amount adjusting device, for example, an aperture device. Reference numerals 202 and 203 denote diaphragm blades as light quantity adjusting members, 204 denotes an opening, and 205 denotes an open opening provided on the base plate.
[0017]
Reference numeral 206 denotes a rotor magnet (not shown) to which the output shaft 210 is fixed, a yoke, and a drive unit called a meter unit constituting a magnetic circuit by a coil wound around the yoke. Reference numeral 207 denotes an arm fixed to the output shaft 210. The levers 208 and 209 are interlocking portions of the arm lever 207 and the blades.
[0018]
211 is a solid-state imaging device such as a CCD, 212 is an amplifier circuit, 213 is a camera signal processing circuit, 214 is a recorder, 215 is a gate, 216 is a means for changing the size and position of the gate 215, 217 is a manual switch, and 218 is an average luminance It is a level calculation circuit.
[0019]
Further, 219 is a mode changeover switch of the image pickup device, 220 is a backlight correction switch, 221 is a timing generator, 222 is a CPU, 223 is a memory provided in (or outside) the CPU 222, and 224 is a CCD drive circuit. The example includes a variable circuit of charge accumulation time (shutter speed). 226 is an aperture encoder, and 227 is an aperture drive circuit.
[0020]
In the above, the subject image formed on the CCD 211 is converted into an electric signal as a charge amount for each pixel corresponding to the intensity of the brightness, amplified by the amplifier circuit 212, and then by the camera signal processing circuit 213. Processing such as predetermined gamma correction is performed. Note that this processing may be performed by digital signal processing after A / D conversion.
[0021]
The video signal created in this way is recorded by the recorder 214.
[0022]
Of the video signal, the contrast signal (Y signal) is extracted by the gate 215 only from the contrast signal at a predetermined position in the screen (for example, a small area at the center of the screen). The average luminance level calculation circuit 218 extracts the contrast signal. An average value of the contrast signals obtained is calculated. The calculated average value is taken into the CPU 222.
[0023]
Reference numeral 217 denotes a manual switch that can be switched by the photographer in relation to the size of the gate 215. For example, a measurement area such as a center weight or a spot can be designated. Based on these area designation results or the area designation results determined by the CPU 222, the size position varying means 216 can change the position and size of the gate 215. Of course, the position varying means 216 and the manual switch 217 are not necessarily required.
[0024]
The CPU 222 calculates whether or not the fetched average luminance size matches the numerical value corresponding to the appropriate exposure stored in the CPU, and if there is a difference, the CPU 222 calculates the difference according to the sign and absolute value of the difference. Then, the aperture of the diaphragm is changed, or the charge accumulation time in the CCD 211 is changed.
[0025]
When the diaphragm is moved, the output shaft 210 and the arm lever 207 rotate when a current is passed through the coil of the electromagnetic meter by the diaphragm driving circuit 227. Since the arm-side pin and the groove at the tip of the blades 203 and 202 are fitted at the tip of the lever, the two blades 202 and 203 slide up and down as the lever 207 rotates. As a result, the size of the opening 204 changes.
[0026]
In this way, the optimum exposure can be obtained by changing the aperture area or the charge accumulation time so that the above-mentioned average luminance level becomes a predetermined value.
[0027]
Here, in the camera mode Sw219, a shooting mode such as a portrait mode or a green mode (automatic exposure mode) is selected. Thus, an aperture value and a shutter speed can be set even for the same subject depending on the photographer's intention to draw. Are selected in a way that meets their intent. A plurality of so-called “program diagrams” of the exposure program for this purpose are stored in the memory 223. Further, when the backlight correction switch 220 is operated, processing such as changing the predetermined value of the average luminance level to a level higher by two to three steps is performed.
[0028]
Here, in determining the combination of aperture shutters stored in the memory 223, the following (1) , (2) , (3) The following three constraints occur.
[0029]
(1) According to the standard television format (NTSC in Japan), the charge accumulation time cannot generally be made slower than 1/60 second.
[0030]
(2) In order to record a smooth motion without a sense of incongruity on a moving subject as a moving image, it is not possible to set a shutter speed that is too high (setting a short charge accumulation time). 1/250 seconds as a guide.
[0031]
That is, the above (1) ~ (2) With the shutter speed, you can only adjust the exposure for about two steps. As a further constraint,
(3) If the F value is set to F16 on the 1/3 inch side and the aperture (smaller aperture value) side than F11 on the 1/4 inch side, the aperture diameter of the aperture is reduced, and the imaging performance is deteriorated due to diffraction. Figure 14 FIG. 2 is a diagram illustrating this state as an image.
[0032]
Figure 14 , The horizontal axis indicates the FNo of the stop, and the vertical axis indicates the MTF as the imaging performance. The MTF is a numerical value indicating how much the contrast of the subject is maintained on the imaged surface. A higher value is preferable. Actually, the value changes according to the spatial frequency.
[0033]
The open MTF is slightly improved when the aperture is reduced. This reflects, for example, that spherical aberration has been improved by reducing the aperture. Moreover, the aperture value is a value that causes diffraction by the small aperture described above (F th ) Exceeds this value, the MTF decreases due to this influence.
[0034]
This F th If the aperture can only be controlled on the brighter side, a lens with an open aperture of about F1.4 will have about 6 steps of light, depending on the screen size. Adjustment I can only do that.
[0035]
Therefore, the amount of light can only be adjusted by about 8 steps with the aperture and shutter, and the number of steps is insufficient.
[0036]
For this reason, in an actual imaging apparatus, an ND filter is often attached integrally to a diaphragm blade. Figure 15 (A)-(D) have shown the mode of opening from the state (D) to which the ND filter covers all the aperture diameters from an open | release (A) when the ND filter 230 is affixed on the blade | wing 203. FIG. ND density reduces transmitted light amount (1/2) Three = 1/8, that is, if the density is reduced to three steps, the light intensity in the practical range of the subject brightness from the above 8 + 3 = 11 Adjustment Can be achieved.
[0037]
[Problems to be solved by the invention]
However, this also had the following problems.
[0038]
・ When the ND density is increased, shading of the brightness of the top and bottom (the top and bottom parts of the lower part where the ND filter is closed and the upper part without the ND filter) occurs, and even a subject with uniform brightness may not be recorded with uniform brightness. .
[0039]
-As a bokeh, the shape of the ND filter can be seen in the shape of the aperture, so the quality is poor.
[0040]
・ With further downsizing and higher density of CCD, F th When the value of F is brighter up to F8 or F5.6, the current method is sufficient Adjustment The range cannot be obtained.
[0041]
For this reason, instead of sticking to the blades in this way, an ND filter is provided so that it can be taken in and out of the optical path. th It is well known that the CPU instructs the EVF (electronic viewfinder) or the like to insert / remove the ND filter based on the comparison of the above, and the photographer performs the ND filter insertion / removal operation. There was a problem that the continuity of shooting was interrupted between the moment of taking in and out and the time when the proper exposure was obtained again.
[0042]
Furthermore, for the purpose of solving this problem, the present applicant maintains the predetermined interlocking relationship controlled by the CPU between the diaphragm device and the ND filter device, thereby ensuring the continuity and the blurring. Has achieved.
[0043]
However, even with this method, the density of the ND filter is high and the ND filter is open. The When shooting is performed in a state where the half is covered, the above-described luminance shading problem is difficult to avoid. In addition, if the ND filter density is reduced to avoid it, sufficient light quantity is obtained. Adjustment The number of stages cannot be obtained.
[0044]
Figure 16 Is a figure 13 2 shows an example of a program diagram of the memory 223 of FIG. In the program diagram shown by the solid line, the shutter speed (charge accumulation time) of 1/60 sec is first maintained and the aperture is F. th If the shutter speed is reached, the shutter speed is increased to 1/250 sec. If the exposure is still overexposed, it is unavoidable (small aperture diffraction occurs), but a smaller aperture is used.
[0045]
On the other hand, a program diagram indicated by a two-dot chain line is an example in which it is desired to make the depth of field as shallow as possible, and the shutter is first raised to 1/250 sec after opening.
[0046]
In a shooting scene that does not give a sense of incongruity as a moving image, if it is desired to open the aperture as much as possible, a program diagram indicated by a broken line may be used.
[0047]
The purpose of the invention related to this application is to consider the amount of light taking into account the prevention of vertical shading. Adjustment Can achieve Light control device Is to provide.
[0048]
[Means for Solving the Problems]
The first configuration of the ND filter driving device that realizes the object of the invention according to the present application is effective in a plane substantially perpendicular to the optical axis by the driving means and the driving means. Light path Can be put in and out Driven by With ND filter , A light amount adjustment state detection means for detecting the light amount adjustment state by the light amount adjustment member, a position detection means for detecting the position of the ND filter relative to the inside and outside of the effective optical path, detection information of the light amount adjustment state detection means, and detection information of the position detection means Based on the control means for controlling the driving of the first driving means and the second driving means, ND filter driving device having Because ND filter , Effectiveness Light path Valid from outside Light path When entering, A first ND filter region that first enters the effective optical path; and a second ND filter region that has a lower transmittance and a smaller area than the first ND filter region, and the control means includes: As long as the light quantity adjustment state detected by the light quantity adjustment state detection means is from the first opening diameter (including the open diameter) to the second opening diameter smaller than the first opening diameter, the second driving means. By driving the first ND filter region into the effective optical path, the opening formed by the light amount adjusting member is covered with the first ND filter region, and the light amount adjustment state detected by the light amount adjustment state detecting means However, when the diameter changes to the smaller diameter side than the second opening diameter, the second driving means is further driven in the same direction to cause the second ND filter region to enter the effective optical path, thereby adjusting the light amount adjusting member. By shape It has an opening which is to cover the second ND filter area .
[0063]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
( For reference First embodiment)
1 and 2 show the present invention. Reference in The first of of Embodiments are shown.
[0064]
In FIG. 1, the ND filter is retracted from the optical path. In FIG. 13 The members having the same functions as those shown in FIG.
[0065]
238 and 239 are ND filters having different densities (transmittance), 238 is a filter having a relatively low density (large transmittance), and 239 is a filter having a higher density (small transmittance) than 238. is there.
[0066]
These ND filters 238 and 239 may be made of film in addition to glass.
[0067]
Also, one density filter material is arranged at the positions of the filters 238 and 239, one ND filter 238 is composed of only this common filter material, and the other filter 239 is further overlapped with this one density filter material. When the ND filter is manufactured, the filter 238 and the filter 239 may be manufactured to have two different concentrations. Here, both the filter 238 and the filter 239 are configured to have an area capable of completely covering the aperture diameter 205 of the diaphragm.
[0068]
231 is a meter unit which is a driving means for the ND filter, 232 is an output shaft of the meter, 233 is an interlocking lever, 234 is a pin at the tip of the lever, 235 is formed in an operating part of a frame member 237 for holding the ND filter A long groove 236 indicates the rotation center of the frame member 237.
[0069]
1 and 3, reference numeral 254 denotes the first. of When the frame member 237 that does not use both the ND filters 238 and 239 is in the position shown in FIG. 1 with the leaf switch, it is pushed by the frame member 237 and turned on. Further, as shown in FIG. 3, when one ND filter 238 enters the optical path and stops at a position covering the opening 241, of Leaf switch 254 and the second shown in FIG. of The leaf switch 255 is in a non-contact state together with the frame member 237 and is turned off.
[0070]
Further, when the frame member 237 rotates to reach a position where the other filter 239 covers the opening 241, the second leaf switch 255 is turned on by being pushed by the frame member 237.
[0071]
That is, the first of Leaf switch 254 is on and second of Leaf switch 255 When is off, it indicates that the ND filter is not used. of Leaf switch 254 and second of When both leaf switches 255 are off, one of the lighter ND filters 238 is used. When the first leaf switch 254 is off and the second leaf switch 255 is on, the other ND filter is used. 239 is used.
[0072]
Now, assuming that the output shaft 232 of the meter 231 has rotated counterclockwise, the lever 233 also rotates in the direction of the arrow. With this movement, the frame member 237 rotates in the direction of the arrow around the rotation center 236 by interlocking with the long groove 235 and the pin 234.
[0073]
As a result, the ND filters 238 and 239 are inserted in the direction of the arrow in the optical path.
[0074]
FIG. 2 is a diagram showing an outline when the ND filter driving device shown in FIG. 1 is arranged in a zoom lens.
[0075]
Each of the lens groups 111 to 114 is shown in FIG. 12 It shows each group described in. Reference numeral 211 denotes a CCD, an aperture device (202, 203, 206) and an ND filter drive device (231, 237), both of which operate in a plane perpendicular to the optical axis 241. 3 shows one ND filter from the state shown in FIG. 238 Position that completely covers the open diameter Until The state which the frame member 237 rotated is shown.
[0076]
Needless to say, if the ND filter 239 is further rotated, the other ND filter 239 starts to reach the open diameter, and is finally covered.
[0077]
In the present embodiment, for example, one ND filter 238 sets the transmitted light amount to an open 1.5 stage (light amount 1 / 2.8), and the other ND filter 239 forms an open three stage (amount of light 1/8). By setting the density, the influence of shading can be greatly improved as compared with the case where the only ND filter having the same density as the other ND filter 239 is put into and out of the optical path.
[0078]
FIG. 4 shows a control block configuration diagram when the present invention is implemented. Figure 13 In these conventional devices shown in Can For the block configuration, the CPU 222 controls the operation of the actuator 231 for driving the ND filter (meter 231 in FIG. 1) via the ND meter driving circuit 241. 251 is an ND filter. 238, 239 As shown in Fig. 1. From the light path It is a switch that detects the state of complete disconnection. 261 is the other ND filter 239 In the light path A switch that turns on when fully engaged.
[0079]
FIG. 5 shows an exposure control method in this embodiment.
[0080]
Figure 5 In Leave The axis 242 indicates the shutter speed (CCD charge accumulation time). Here, the slowest shutter speed (point 245) is 1/60 seconds.
[0081]
An axis 243 indicates the aperture state. A point 245 is the aperture opening, and the aperture opening diameter becomes smaller (small aperture) in the direction extending to the lower left in the figure.
[0082]
A state where the shaft 244 enters the optical path of the ND filter is shown. On the way, “238IN” and “239IN” indicate positions where the filters of the respective densities (one filter 238 having a low density and the other filter 239 having a high density) completely cover the opening diameter at that time. . However The opening diameter at that time varies depending on the F value. Na The Here, in order to simplify the following description, F is defined as the smallest F value in a range where image degradation due to diffraction at the time of small aperture does not occur. th This F th For each aperture diameter obtained in Filters 238, 239 The position that covers " 238IN "and" 239IN ".
[0083]
On this graph, the point where the amount of transmitted light can be maximized (suitable for the darkest subject) is the point 245, and the ND filter is obtained when the aperture is fully opened and 1/60 seconds. 238, 239 But In the light path Not in. In addition ,point If proper exposure cannot be obtained even at 245, the Amp circuit 212 may perform amplification (gain increase) exceeding normal.
[0084]
In this figure, the exposure is controlled by moving on the bold line. However, this method of connecting the thick lines is not limited to this.
[0085]
First, from point 245, exposure control is performed by moving only the aperture. In the range indicated by points 245 to 246, the aperture is open to F. th Be controlled between.
[0086]
F th When the aperture is reduced as described above, image degradation occurs when the aperture is reduced as described above. To avoid this, the ND meter 231 is moved from point 246 to point 247 in order to reduce the amount of transmitted light. During this period, during section A, the ND filter idle period (ND filter) 238 Until the start of the effective light path.
[0087]
In order to avoid this idling, the line segment 249 may be set differently from the point 245 to the point 246 so as to connect the point 245 to the point 250. In this case, however, an ND filter is inserted. Since it is necessary to perform a certain position control, this point will be described in the following embodiments.
[0088]
Then, after reaching point 247, the shutter speed is increased to 1/250 seconds to reach point 248.
[0089]
6 and 7 are flowcharts showing the operation of the first embodiment.
[0090]
Step Start at 261. In step 263, it is checked whether the exposure is optimal. If not at the optimal exposure, step 264 detects overexposure or underexposure. . If over, go to step 265 , If it is under, step 269 in FIG. 7 is reached. If over, in step 265, the current F value is F th Check if it is more open. If it is on the open side, it is between points 245 to 246 in FIG. Incidentally, in order to more surely confirm that it is within the range of points 245 to 246 in FIG. 5, the first ND-OUT state shown in FIG. of It may be confirmed that the leaf switch 254 is securely turned on.
[0091]
When the step 265 is N, the point 246 to 247, 247 to 248, and 248 to the small stop in FIG. Therefore, in step 267, the second NDIN switch. of The state of the leaf switch 255 is detected.
[0092]
ND filter 239 But In the light path If not, in step 268, the ND meter is driven to the IN side. If the ND filter has completely reached the other ND filter 239 having a high density, the determination in step 267 is Y, and in step 274, monitoring that the shutter speed does not exceed 1/250 second, In step 275, the shutter speed is increased.
[0093]
If proper exposure is not obtained even if the shutter reaches 1/250 sec in step 274, the aperture is further reduced in step 266 to obtain proper exposure even at the expense of image deterioration due to a small aperture.
[0094]
FIG. 7 shows a flowchart in the case of underexposure, and the flow of FIG. That is, in step 270, the current F value is F th If it is determined that the aperture is closer to the open side, the aperture is driven further to the open side, and the flow returns to step 262 in FIG. The current F value is F th In step 272, the second is determined. of Whether or not the leaf switch 255 is on is detected. If the leaf switch 255 is off, it is determined that the thinner ND filter 238 is present in the optical path, and the ND filter is evacuated from the optical path. Driving meter (Step 273) Figure 6 Steps 262 Return to.
[0095]
In step 272, the second of If it is determined that the leaf switch 255 is on, the other dark ND filter 239 is present in the optical path, and therefore it is determined in step 276 whether the shutter speed is greater than 1/60.
[0096]
If it is determined in step 276 that the shutter speed is 1/60, the aperture is driven to the open side in step 271 and the shutter time is set. 1/60 If it is determined that the shutter speed is not, the shutter time is decreased in step 277, and the process returns to step 262 in FIG.
[0097]
By the way, the thick line shown in FIG. 5 operates the means for limiting the amount of transmitted light in order of aperture, ND filter, shutter time, and aperture in order from the open, 1/60 sec, ND OUT state point 245. It may be changed based on the camera mode setting. In FIG. 4, the camera mode Sw219 reflects the intention to shoot such that the depth of field is as shallow as possible (for example, portrait mode), and in response to this, the order is as follows: shutter → ND filter → stop. To switch to.
[0098]
Note that the ND IN or OUT detection switch may be a photo interrupter or the like in addition to the leaf switch. Further, in the present embodiment, the ND filter that rotates as shown in FIGS. 1 and 3 is shown, but it may be configured to be slid.
[0099]
( For reference Second embodiment)
8 and 9 show the present invention. Reference in 2nd Embodiment of this is shown.
[0100]
For reference First of In the embodiment, the state where the ND filter is put in and out of the effective optical path is the second state where the ND filter 239 is IN as shown in FIG. of The state in which the ND filter 238 is OUT by the leaf switch 255 is only detected by the first leaf switch 254 as shown in FIG.
[0101]
The second embodiment is characterized by having an encoding means (ND encoder) capable of detecting the rotation angle of the ND filter as an absolute position.
[0102]
In FIG. 8, the block 228 As described above, an ND encoder for detecting the absolute position information of the ND meter is provided, and the detection result is taken into the CPU 222. In this case, in the CPU 222 memory In 223, various linkage relations between the ND meter and the aperture meter are stored, and the two meters can be linked based on the stored data.
[0103]
As this ND encoder, as well as a conventionally known diaphragm encoder means, in addition to a method of detecting a change in magnetic flux in the vicinity of the N pole / S pole boundary of the rotor magnet by a Hall element provided in a meter as an ND drive source, There are various methods such as a method in which the drive source is not a meter but a step motor drive and the drive input pulses from the reference position to the step motor are continuously counted.
[0104]
Such a configuration can be made by creating an interlocking state in the memory 223 so as to exclude the idle running section A in FIG.
[0105]
FIG. 9 shows some examples of such interlocking relationships. . The method of connecting the lines 249, 279, 280 and 281 from the point 245 is the same as in FIG. 5 of the first embodiment, and the light quantity control is performed from the point 245 using the aperture → ND filter → shutter → aperture. Is The same, but in the range of solid line 249, open → F th ND to match each aperture diameter up to filter Can be made to stand by at a position as close as possible to the aperture diameter of the aperture as much as possible.
[0106]
Therefore, the “idle running section A” in FIG. 5 can be excluded.
[0107]
Also, the alternate long and short dash line 283 indicates that the shutter speed is [1/60], the aperture is open, and both the thin ND filter 238 and the dark ND filter 239 are retracted out of the optical path, and the shutter time is [1]. / 60], aperture value is F th In this state, the dark ND filter 239 enters the optical path, that is, between the points 245 and 247, when both the diaphragm and the ND filter are interlocked with each other.
[0108]
Next, in the program indicated by the broken line, the ND filter is not allowed to enter the optical path for the purpose of obtaining a clean blur at the portion near the opening indicated by the reference numeral 284, and then the diaphragm and the ND filter are interlocked at the part indicated by the reference numeral 285. . In this case, the portion indicated by reference numeral 284 may be overlapped with the portion indicated by reference numeral 249.
[0109]
Further, the program indicated by the solid line 300 is a case in which the points 245 and 248 are directly connected so that the diaphragm and the ND filter are linked in a predetermined manner including the shutter time.
[0110]
These may be switched according to the mode state of the camera in accordance with the purpose and effect. In addition, F including the first embodiment th The value itself may be changed as necessary. In addition, F th The value of may be changed depending on the quality of the recording image quality.
(Third embodiment)
10 and 11 show a third embodiment.
[0111]
In the third embodiment, the ND filter driving mechanism is reduced in size compared to the first and second embodiments. As shown in FIG. 10, the ND filter 238 having a low concentration has an open diameter. The ND filter 239 having a larger density than the opening diameter 290 having an opening diameter smaller than the opening diameter 205 has an area covering the opening diameter 291 having an opening diameter smaller than the opening diameter 290.
[0112]
Therefore, according to the present embodiment, as apparent from FIG. 10, the rotation angle of the ND filter can be reduced. For this reason, in FIG. 10, although it is written with the same dimensions as those in FIGS.
[0113]
In FIG. 10, the ND filter 238 covers the opening diameter 290 and the ND filter 239 covers the opening diameter 291 (smaller than the opening diameter 290), but the ND filters 238 and 239 cover the same opening diameter 290. The ND filter 239 may be configured to cover an opening diameter (small aperture) smaller than the open diameter while the ND filter 238 covers the open diameter.
[0114]
As described in the first embodiment, the ND filter driving device may be slid without moving the ND filter about the rotation axis.
[0115]
FIG. 11 shows the interlocking relationship between the ND filter driving device and the diaphragm device shown in FIG.
[0116]
If the ND filter 238 is set to cover the stop F5.6 and the ND filter 239 is set to cover the stop F11, the stop and the ND filter are denoted by reference numerals 292, 293, 294, 295, and 296 as shown in FIG. It controls so that it may become the interlocking relationship shown in.
[0117]
Thereby, the trouble that the frame member of the ND filter covers the opening diameter is excluded. Further, as in the second embodiment, in order to exclude the “idle running section A”, the alternate long and short dash lines 297 and 298 may be used.
[0118]
Although the diaphragms in these embodiments are all shown as an example comprising two blades, it goes without saying that so-called iris diaphragms with five or more blades may be used.
[0119]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to ensure continuity of shooting and open blur while greatly improving the degree of vertical shading and the like by an ND filter without using a small aperture diffraction in an imaging apparatus using a CCD or the like. Taste can be ensured, and optimal exposure control according to the camera mode is achieved.
[0120]
Furthermore, the size can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the present invention. Reference in ND filter driving apparatus suitable for the first embodiment
[Figure 2] reference Schematic arrangement diagram in the zoom lens of the ND filter driving device of the first embodiment
[Fig. 3] reference The figure which shows the operation state of the ND filter drive device of 1st Embodiment of this
[Fig. 4] reference The block diagram of the ND filter drive device of 1st Embodiment of this
[Figure 5] reference Exposure compensation operation graph of the ND filter driving device of the first embodiment
[Fig. 6] reference Flowchart of the ND filter driving device of the first embodiment
[Fig. 7] reference Flowchart of the ND filter driving device of the first embodiment
FIG. 8 shows the present invention. Reference in Block diagram of the second embodiment
FIG. 9 reference Exposure compensation operation graph of the second embodiment
FIG. 10 shows an ND filter driving device suitable for the third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an exposure correction operation graph according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional zoom lens.
FIG. 13 is a block diagram relating to exposure control of a conventional imaging apparatus.
FIG. 14 is a diagram of the relationship between the diaphragm and the MTF.
FIG. 15 shows a conventional example of aperture and ND.
FIG. 16 shows a conventional example of exposure control using a combination of an aperture and a shutter.
[Explanation of symbols]
231 ND drive source
205 Opening diameter
238 ND filter
239 ND filter with higher density than ND filter 238
222 CPU
223 Memory of ND and diaphragm interlocking relationship
278 ND encoder

Claims (1)

第1の駆動手段により複数の光量調節部材を駆動して開口径を可変とする光量調節機構と、第2の駆動手段により光軸に略垂直な面内で有効光路内に出し入れ可能に駆動されるNDフィルターと、前記光量調節部材による光量調節状態を検出する光量調節状態検出手段と、前記有効光路の内外に対する前記NDフィルターの位置を検出する位置検出手段と、前記光量調節状態検出手段の検出情報及び前記位置検出手段の検出情報に基づいて、前記第1の駆動手段と前記第2の駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を有する光量調節装置であって
前記NDフィルターは、前記有効光路外から前記有効光路内へ入る際に、最初に前記有効光路内に入る第1のNDフィルター領域と、前記第1のNDフィルター領域よりも透過率が低く、かつ、面積が小さい第2のNDフィルター領域と、を有しており、
前記制御手段は、
前記光量調節状態検出手段により検出される光量調節状態が、第1の開口径から前記第1の開口径より小径の第2の開口径にある間では、前記第2の駆動手段を駆動して前記第1のNDフィルター領域を前記有効光路内に侵入させることにより、前記光量調節部材によって形成される開口を前記第1のNDフィルター領域で覆い、
前記光量調節状態検出手段により検出される光量調節状態が、前記第2の開口径よりも小径側に変化した場合には、前記第2の駆動手段を更に同一方向に駆動して前記第2のNDフィルター領域を前記有効光路内に侵入させることにより、前記光量調節部材によって形成される開口を前記第2のNDフィルター領域で覆うことを特徴とする光量調節装置。
The first drive means drives a plurality of light quantity adjustment members to make the aperture diameter variable, and the second drive means is driven to be able to enter and leave the effective optical path within a plane substantially perpendicular to the optical axis. a ND filter that, the light amount adjustment state detecting means for detecting a light amount adjustment state by the light amount adjustment member, a position detecting means for detecting a position of the ND filter for inside and outside of the effective optical path, the detection of the light amount adjustment state detecting means based on the detection information of the information and said position detecting means, a light amount adjusting device and a control means for controlling driving of the first driving means and the second driving means,
The ND filter, when entering from the effective optical path outside to the effective optical path, initially the the first ND filter area to be effective optical path, lower transmittance than the first ND filter area, and A second ND filter region having a small area,
The control means includes
While the light amount adjustment state detected by the light amount adjustment state detection means is from the first opening diameter to the second opening diameter smaller than the first opening diameter, the second driving means is driven. Covering the opening formed by the light amount adjusting member with the first ND filter region by allowing the first ND filter region to enter the effective optical path,
When the light amount adjustment state detected by the light amount adjustment state detection means changes to the smaller diameter side than the second opening diameter, the second drive means is further driven in the same direction to A light amount adjusting apparatus , wherein an opening formed by the light amount adjusting member is covered with the second ND filter region by allowing an ND filter region to enter the effective optical path .
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