透镜装置及装配有该透镜装置的摄像装置制造方法
【专利摘要】一种透镜装置，是内置有摄像透镜及缩小开口面积的光圈装置的摄像装置用的透镜装置，其具备：镜筒，其内置摄像透镜及光圈装置；第一操作环，其设于镜筒的所需位置外周部且安装成以镜筒的轴线为旋转轴沿外周部的周向能够转动，用于调整光圈装置的开口面积；第二操作环，其与第一操作环平行且安装成以镜筒的轴线为旋转轴在外周部的周向上能够转动，用于调整透过光量可变滤光器的透过率；机构部，其将第一操作环及第二操作环的旋转相互地传递或隔断，第一操作环的使光圈装置的开口面积增加的旋转方向与第二操作环的使透过光量可变滤光器的透过率增加的旋转方向相同，机构部能够将第一操作环及第二操作环的旋转转换为同方向或反方向的旋转后进行传递。
【专利说明】透镜装置及装配有该透镜装置的摄像装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及装配于摄像机、电视摄像机等的透镜装置。特别是涉及具备通过手动操作光圈装置来调整入射光量的操作用具和通过手动来调整透过光量可变滤光器的透过光量的操作用具这两者的透镜装置及装配有该透镜装置的摄像装置。
【背景技术】
[0002]作为调整入射光量的装置，一般使用光圈(可变光阑)装置。例如，图17所示的光圈装置100为这样的结构:在圆周上配置作为虹膜发挥功能的多张(在图示的例子中为6张)光圈叶片101，使各个叶片101的驱动点102以支点103为中心向箭头104方向移动，从而缩窄使入射光透过的中心孔105的开口面积(开口量)。
[0003]在该光圈装置100中，当减小入射光量时，中心孔105变窄。但是，在最小光圈位置处拍摄明亮的屋外的影像时，由于衍射现象的影响，分辨率降低而产生模糊，即产生所谓的小光圈模糊，从而导致摄像图像质量变差。
[0004]因此，作为调整入射光量的装置，例如提出有下述的专利文献I记载的ND滤光器。该ND滤光器由使减光材料的浓度沿圆周连续地变化的圆板状滤光器构成。而且，通过调整该圆板状滤光器的旋转位置，来控制滤光器的透过光量。
[0005]另外，还提出有专利文献2记载的光量调整装置。该光量调整装置通过在置于光路上的圆板状的电介质弹性体的两面粘贴电极并调整施加于电极之间的电压来控制圆板的膜厚，从而实现透过光量可变的ND滤光器。
[0006]通过将专利文献I及2中例示的透过光量可变滤光器例如置换为例如图17所示的光圈装置，在拍摄明亮的屋外的影像时也能避免产生小光圈模糊。但是，在透过光量可变滤光器中，不能进行作为光圈装置的优点的、通过调整光圈直径来调整景深从而对背景进行晕色的摄影。
[0007]S卩，光圈装置和透过光量可变滤光器均能调整入射光量，但除此以外的功能各有利弊。
[0008]因此，如下述的专利文献3及专利文献4记载的那样，还提出有并用光圈装置和透过光量可变滤光器(可变ND滤光器)这两者的摄像装置。在这样的摄像装置中，无论在什么样的拍摄条件下都能获得正确的曝光，也能避免小光圈模糊，也能调整景深。但是，由于搭载两个光量调整机构，因此，成本升高，还没有到达应用于实机的程度。
[0009]在先技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2007-243928号公报
[0012]专利文献2:日本特开2006-126504号公报
[0013]专利文献3:日本特开平9-186922号公报
[0014]专利文献4:日本特开平5-292392号公报
【发明内容】
[0015]发明要解决的课题
[0016]近年来，透过光量可变滤光器的制造成本的降低化、性能提高得到发展，能将光圈装置和透过光量可变滤光器这两者搭载于摄像装置的实机。
[0017]然而，在装配于摄像装置的透镜装置中具有多个变焦透镜的倍率调整环、聚焦位置调整环等摄影者一边观察取景器装置一边仅通过手的感触来操作的调整用具(操作用具)。因此，需要考虑将光圈装置的调整用具和透过光量可变滤光器的调整用具当具体以什么样的形式搭载于实机时能够提供使用性能优异的透镜装置。
[0018]本发明的目的在于提供一种能使用在调整透过光量这样的功能上共通的光圈装置及透过光量可变滤光器进行适于摄影者的意图的多样的拍摄并且使用性能优异的透镜装置及装配有该透镜装置的摄像装置。
[0019]用于解决课题的手段
[0020](I) 一种透镜装置，是内置有摄像透镜及缩小开口面积的光圈装置的摄像装置用的透镜装置，其具备:镜筒，其内置摄像透镜及光圈装置；第一操作环，其设于镜筒的所需位置外周部且安装成以镜筒的轴线为旋转轴沿外周部的周向能够转动，用于调整光圈装置的开口量；第二操作环，其与第一操作环平行且安装成以镜筒的轴线为旋转轴沿外周部的周向能够转动，用于调整透过光量可变滤光器的透过率；机构部，其将第一操作环及第二操作环的旋转相互地传递或隔断，第一操作环的使光圈装置的开口面积增加的旋转方向与第二操作环的使透过光量可变滤光器的透过率增加的旋转方向相同，机构部能够将第一操作环及第二操作环的旋转转换为同方向或反方向的旋转后进行传递。
[0021](2) 一种摄像装置，其具备上述(I)的透镜装置。
[0022]发明效果
[0023]根据本发明，利用电视摄像机、摄像机拍摄被摄体活动图像的摄影者通过光圈的开口面积的调整和透过光量可变滤光器的透过光量的调整的组合能够进行各种曝光控制，因此，能够拍摄与各种摄影意图对应的影像。而且，利用第一操作环及第二操作环的任一方的环的转动操作及经由机构部连动的另一方的环的旋转，能够抑制透过光量的变化，并调节光圈装置的开口量而调整景深。由此，通过手动操作也能容易地获得适于摄影者的意图的背景的模糊状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是示意性地表示用于说明本发明的实施方式的、透镜装置及装配有该透镜装置的摄像装置的一例的结构的图。
[0025]图2是表示图1的透镜装置的第一操作环及第二操作环以及机构部的结构的图。
[0026]图3是表示基于图2的机构部的第一操作环及第二操作环的旋转的传递及隔断的图。
[0027]图4是表示图1的透镜装置中的透过光量与第一操作环及第二操作环各自的操作量(旋转角)的关系的一例的坐标图。
[0028]图5是示意性地表示用于说明本发明的实施方式的、透镜装置的另一例的结构的图。[0029]图6是表示基于图5的机构部的第一操作环及第二操作环的旋转的传递的图。
[0030]图7是示意性地表示图5的透镜装置的变形例的结构的图。
[0031]图8是表示基于图7的机构部的第一操作环及第二操作环的旋转的传递的图。
[0032]图9是示意性地表示用于说明本发明的实施方式的、透镜装置的又一例的结构的图。
[0033]图10是表示基于图9的机构部的第一操作环及第二操作环的旋转的传递的图。
[0034]图11是示意性地表示图9的透镜装置的变形例的结构的图。
[0035]图12是示意性地表示图11的透镜装置的机构部的结构的图。
[0036]图13是表示基于图11的机构部的第一操作环及第二操作环的旋转的传递的图。
[0037]图14是用于说明本发明的实施方式的、摄像装置的一例的主要部分功能框图。
[0038]图15是用于说明本发明的实施方式的、摄像装置的另一例的主要部分功能框图。
[0039]图16是用于说明本发明的实施方式的、摄像装置的又一例的主要部分功能框图。
[0040]图17是表示减小开口面积的一般的光圈装置的一例的结构的图。
【具体实施方式】
[0041]图1示意性地表示用于说明本发明的实施方式的、透镜装置及装配有该透镜装置的摄像装置的一例的结构。
[0042]在摄像装置主体I的前部装配有透镜装置2。
[0043]透镜装置2具备圆筒形状等筒状的镜筒10。在该镜筒10内，内置有变焦透镜、聚焦透镜等摄像透镜和能调整开口量的光圈装置。另外，在该例中，在透镜装置2中还内置有透过光量可变滤光器。在透镜装置2的镜筒基部设有安装部3。通过将该安装部3的连接部3a以装拆自如的方式装配于在摄像装置主体I的前部设置的透镜装配部，从而将透镜装置2固定于摄像装置主体I。
[0044]在连接部3a设有未图示的各种连接端子(电气端子)。另外，在透镜装配部也设有与透镜装置侧的各种连接端子相对应的连接端子(电气端子)。通过将透镜装置2装配于摄像装置主体1，各对应的连接端子进行电连接。由此，透镜装置2的未图示的控制装置(CPU)获得摄像装置主体I侧的需要的信息。另外，摄像装置主体I侧的控制装置(CPU)获得透镜装置2侧的需要的信息。
[0045]摄影者5将该摄像装置主体I担于右肩并用右眼观察取景器装置6。而且，摄影者5 —边用右手7把持透镜装置2的把持部来固定摄像装置，一边拍摄被摄体的活动图像。此时，摄影者5仅通过左手的感触来操作设于透镜装置2的各种操作用具。
[0046]在透镜装置2的透镜前端侧(被摄体侧)，例如对聚焦透镜的焦点位置进行调整的聚焦位置调整用具(聚焦环11)以能在镜筒10的外周围转动的方式设为环状。摄影者5用左手使该聚焦环11旋转任意角度，从而进行聚焦位置的调整。
[0047]在透镜装置2的中间部分，对变焦透镜的变焦位置进行调整的变焦位置调整用具(变焦环12)以能在镜筒10的外周围转动的方式设为环状。摄影者5用左手使该变焦环12旋转任意角度，从而进行变焦倍率的调整。
[0048]在透镜装置2中的比该变焦环12靠摄像装置主体I侧设有光圈装置的光圈值调整用具13和透过光量可变滤光器的透过光量调整用具14。调整用具13、14只要沿透镜装置2的光轴方向相邻配置即可，将哪一方配置于被摄体侧均可。
[0049]光圈装置的光圈位置调整用具13作为光圈环13设为能在镜筒10的外周围转动。透过光量可变滤光器的透过光量调整用具14在本实施方式中形成为与光圈环13的形状对应的ND滤光器环14，设为能在镜筒10的外周围转动。光圈环13和ND滤光器环14设为在与透镜装置2的光轴垂直的方向上能够平行且同轴地旋转。
[0050]作为透过光量可变滤光器，在使用专利文献2记载那样的利用电压调整透过量的类型的滤光器的情况下，需要将ND滤光器环14的旋转角度转换为电压值。因此，这种情况下，在ND滤光器环14的内周壁安装有旋转角检测用的电位计。
[0051]利用光圈环13进行调整的光圈装置和利用ND滤光器环14进行调整的透过光量可变滤光器在调整透过光量这样的功能上共通，调整透过光量时的两环13、14的操作感也共通。即，透过光量的增减与光圈环13的旋转方向的关系和透过光量的增减与ND滤光器环14的旋转方向的关系设定为相同。
[0052]例如，相对于光圈环13的箭头A方向的旋转(参照图3A)，光圈装置调整为将开口量扩大(使透过光量增加)，相对于ND滤光器环14的同方向的旋转，透过光量可变滤光器调整为将透过率提高(使透过光量增加)。
[0053]另外，在透镜装置2设有与光圈环13及ND滤光器环14卡合并将这些环13、14的旋转相互地传递或隔断的机构部15。
[0054]图2示出光圈环13及ND滤光器环14以及机构部15的结构。
[0055]光圈环13及ND滤光器环14沿透镜装置2的光轴方向以规定的距离相邻配置，机构部15配置于光圈环13与ND滤光器环14之间的位置。
[0056]机构部15在图2中具有由奇数个齿轮构成的第一齿轮机构20和支承该第一齿轮机构20的支承部21。在图示的例子中，第一齿轮机构20由一个齿轮20a构成，将齿轮20a支承为能自转。在将机构部15夹于之间的光圈环13及ND滤光器环14的各自的对置侧面上形成有与齿轮20a啮合的齿列。需要说明的是，第一齿轮机构20构成为由支承部21支承，但也可以第一齿轮机构20和支承部21成为一体而构成第一齿轮机构20。
[0057]支承部21能沿光圈环13及ND滤光器环14的径向移动地支承于镜筒10，具有比光圈环13及ND滤光器环14向外径侧突出的操作部22。通过摄影者以将操作部22沿径向压入或拉出的方式操作，从而将机构部15选择性地配置在位于其移动范围的内径侧的端的第一位置及位于外径侧的端的第二位置。支承部21也可以为在配置于上述第一及第二位置时获得喀哒感的结构。
[0058]在将机构部15配置于第一位置的情况下(图2A)，齿轮20a分别与光圈环13的齿列13a及ND滤光器环14的齿列14a啮合，第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合。
[0059]在将机构部15配置于第二位置的情况下(图2B)，齿轮20a与光圈环13的齿列13a及ND滤光器环14的齿列14a的卩齿合被解除,第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14的卡合被解除。
[0060]图3表不基于机构部15的光圈环13、ND滤光器环14的旋转的传递及隔断。需要说明的是，在图中，空白箭头表示由摄影者操作的驱动要素的移动(旋转)方向，实线箭头表示从动要素的移动(旋转)方向。[0061]在机构部15配置于第一位置的情况下(图3A)，如上所述，第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合。在该状态下，在对光圈环13及ND滤光器环14的任一方的环进行转动操作时，其旋转通过第一齿轮机构20传递到另一方的环。第一齿轮机构20由奇数个齿轮(在图不的例子中为一个齿轮20a)构成,一方的环的旋转被转换成反向后向另一方的环传递。例如，当对光圈环13向箭头A方向转动操作时，其旋转由第一齿轮机构20转换成反向后向ND滤光器环14传递，ND滤光器环14向与箭头A方向相反的箭头B方向旋转。需要说明的是，第一齿轮机构20不仅可以由奇数个齿轮构成，也可以由偶数个齿轮构成。这种情况下，利用光圈环13的转动操作，其旋转通过第一齿轮机构20以相同方向传递至ND滤光器环14，ND滤光器环14向与光圈环13相同的方向旋转。[0062]透过光量的增减与光圈环13的旋转方向的关系和透过光量的增减与ND滤光器环14的旋转方向的关系设定为相同，因此，利用光圈环13的转动操作及与之连动的ND滤光器环14的反方向的旋转，能抑制透过光量的变化并调节光圈装置的开口量而调整景深。由此，例如通过手动操作也能容易地获得适于摄影者的意图的背景的模糊状态。需要说明的是，若构成为向光圈装置入射的光量和出射的光量之比即光量比与光圈环13的旋转角度的对应关系、及ND滤光器环14的旋转角度与透过光量可变滤光器的透过率的对应关系在单位角度变化量下的各旋转角度处的透过光量比的数列中成为相同的等比数列的关系，则在以上的操作中能保持透过光量恒定，因此优选，详细内容见后述。
[0063]在机构部15配置于第二位置的情况下(图3B)，如上所述，第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14的卡合被解除。因此，光圈环13及ND滤光器环14的旋转被彼此隔断，光圈环13及ND滤光器环14能独立地向正反两方向转动操作。因此，能将光圈环13及ND滤光器环14同时向同一方向转动操作，使光圈装置及透过率可变滤光器的透过光量都增加或减少，能提高透过光量的调整能。由此，例如即使对于超过光圈装置的透过光量调整能的被摄体的明亮度的变化，也能立即对应地进行拍摄。特别是光圈环13及ND滤光器环14沿透镜装置2的光轴方向相邻配置，适合于同时对两环13、14进行转动操作的情况。
[0064]图4是表示透过光量与光圈环13及ND滤光器环14各自的操作量(旋转角)的关系的一例的坐标图。
[0065]光圈环13在相对于原点位置(光圈装置的透过光量100% )为旋转角度α的位置，光圈装置的透过光量为50%，在旋转角度2 α的位置，透过光量为25%，在旋转角度3 α的位置，透过光量为12.5%，在旋转角度4 α的位置，透过光量为6.3%、...(图4Α)。为了获得与该光圈环13的操作感相同的操作感，ND滤光器环14也设定为，在相对于原点位置(透过光量可变滤光器的透过光量100%)为旋转角度α的位置，透过光量可变滤光器的透过光量为50%，在旋转角度2 α的位置，透过光量为25%，在旋转角度3 α的位置，透过光量为12.5%，在旋转角度4 α的位置，透过光量为6.3%、...。即，光圈环13的使光圈装置的开口面积增加的旋转方向和ND滤光器环14的使透过光量可变滤光器的透过率增加的方向相同，透过光量与光圈环13及ND滤光器环14各自的操作量(旋转角)的关系在单位角度变化量α下的各旋转角度(原点、α、2α、...)处的透过光量比(lOO^jO^、25%、...)的数列中成为公比1/2的相同的等比数列的关系。
[0066]例如，如专利文献2记载的那样，在利用施加于滤光器的电压值来控制透过光量可变滤光器的透过光量的情况下，通过确定与ND滤光器环14的旋转角度α、2 α、3 α、...对应的控制电压值,并将该电压值施加于透过光量可变滤光器的电极,从而能够实现与旋转角度对应的透过光量。
[0067]另外，为了使ND滤光器环14的旋转角度与透过光量可变滤光器的透过光量的相对关系和光圈环12的旋转角度与光圈装置的透过光量的相对关系高精度地一致，如后述那样，对透过光量可变滤光器的透过光量进行反馈控制。
[0068]根据以上的透过光量与光圈环13及ND滤光器环14各自的操作量(旋转角)的关系，在上述的光圈环13的转动操作及经由机构部15连动的ND滤光器环14的反方向的旋转中，透过光量保持为恒定。需要说明的是，在图4的各坐标图中，将各旋转角α的光量点用直线连结，但是在将各点用曲线连结得到的旋转角-光量的对应中，效果也相同。
[0069]图5表示用于说明本发明的实施方式的、透镜装置的另一例的结构。需要说明的是，通过对与上述的透镜装置2共通的要素标注共通的符号而省略或简略说明。
[0070]在图5所示的透镜装置102中，机构部15设为能与光圈环13及ND滤光器环14同轴旋转，在这一点与上述的透镜装置2不同。
[0071]透镜装置102在光圈环13与ND滤光器环14之间的位置具有设为能在镜筒10的外周围转动的支承环16。该支承环16设为能与光圈环13及ND滤光器环14同轴旋转。
[0072]机构部15的支承部21以能沿光圈环13及ND滤光器环14的径向移动的方式支承于支承环16，机构部15选择性地配置在位于其移动范围的内径侧的端的第一位置及位于外径侧的端的第二位置。在第一位置处(图5Α)，机构部15的第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合,在第二位置处(图5Β),机构部15的第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14的卡合被解除。
[0073]另外，将支承部21支承于支承环16的机构部15通过摄影者对操作部22绕支承环16的旋转轴进行转动操作，从而伴随支承环16的旋转，机构部15绕支承环16的旋转轴旋转。
[0074]图6表不基于机构部15的光圈环13、ND滤光器环14的旋转的传递。
[0075]在机构部15配置于上述的第一位置的情况下，机构部15的第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合，在该状态下，对光圈环13及ND滤光器环14的任一方的环进行转动操作时，其旋转通过第一齿轮机构20转换为相反方向后向另一方的环传递(图6Α)。由此，能抑制透过光量的变化并调节光圈装置的开口量而调整景深。
[0076]另外，在机构部15的第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合的状态下，对机构部15绕支承环16的旋转轴、即绕光圈环13及ND滤光器环14的旋转轴进行转动操作时，光圈环13及ND滤光器环14同时向同一方向旋转(图6Β)。由此，使光圈装置及透过率可变滤光器的透过光量都增加或减少，能提高透过光量的调整能。
[0077]在上述的透镜装置2中，在使光圈环13及ND滤光器环14同时向同一方向旋转时，需要将机构部15配置于第二位置，并同时对光圈环13及ND滤光器环14这两个环进行转动操作，但根据本透镜装置102，仅进行机构部15的转动操作即可，操作性提高。
[0078]图7示出上述的透镜装置102的变形例的结构。
[0079]在图7所示的透镜装置102中，机构部15的操作部22设为沿支承环16的径向延伸且能绕通过操作部22的轴进行扭转操作。而且,操作部22与构成第一齿轮机构20的任一个齿轮连结，伴随操作部22的扭转操作,使该齿轮自转。在图示的例子中，第一齿轮机构20由一个齿轮20a构成，操作部22与该齿轮20a连结。
[0080]图8示出基于机构部15的光圈环13、ND滤光器环14的旋转的传递。
[0081]在机构部15配置于上述的第一位置的情况下，机构部15的第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合，在该状态下，对机构部15的操作部22进行扭转操作时，伴随操作部22的扭转操作，构成第一齿轮机构20的齿轮20a自转，其旋转分别传递至与第一齿轮机构20卡合的光圈环13及ND滤光器环14。在此,第一齿轮机构20由奇数个齿轮(在图示的例子中为一个齿轮20a)构成，因此，光圈环13及ND滤光器环14的旋转为相互反向。换言之，光圈环13的旋转被第一齿轮机构20转换为反向后向ND滤光器环14传递。由此，能抑制透过光量的变化并调节光圈装置的开口量而调整景深。
[0082]另外，对机构部15绕支承环16的旋转轴、即绕光圈环13及ND滤光器环14的旋转轴进行转动操作时，光圈环13及ND滤光器环14同时向同一方向旋转。由此，使光圈装置及透过率可变滤光器的透过光量都增加或减少，能提高透过光量的调整能。
[0083]在图5所示的透镜装置102中，在使光圈环13及ND滤光器环14同时向同一方向旋转的情况和同时向反方向旋转的情况下，操作对象不同(前者的情况下为机构部15，后者的情况下为光圈环13或ND滤光器环14)，但根据图7所示的透镜装置102，在任意的情况下都能通过机构部15的操作(在前者的情况下为机构部15整体的转动操作，在后者的情况下为机构部15的操作部22的扭转操作)进行，操作性提高。
[0084]图9示出用于说明本发明的实施方式的、透镜装置的另一例的结构。需要说明的是，对与上述的透镜装置2、102共通的要素标注共通的符号而省略或简略说明。
[0085]在图9所示的透镜装置202中，机构部15具有由奇数个齿轮构成的第一齿轮机构20、由偶数个齿轮构成的第二齿轮机构23、及支承上述第一齿轮机构20及第二齿轮机构23的支承部21。在图示的例子中，第一齿轮机构20由一个齿轮20a构成，第二齿轮机构23由两个齿轮23a、23b构成。在光圈环13的侧面形成有与第一齿轮机构20的齿轮20a及第二齿轮机构23的一方的齿轮23a哨合的齿列，另外,在ND滤光器环14的侧面形成有与第一齿轮机构20的齿轮20a及第二齿轮机构23的另一方的齿轮23b啮合的齿列。
[0086]支承部21以能沿光圈环13及ND滤光器环14的径向移动的方式支承于镜筒10，具有比光圈环13及ND滤光器环14向外径侧突出的操作部22。通过摄影者以将操作部22沿径向压入或拉出的方式操作，从而机构部15选择性地配置在位于其移动范围的内径侧的端的第一位置、位于外径侧的端的第三位置、以及第一位置与第三位置之间的第二位置。
[0087]在机构部15配置于第一位置的情况下(图9A)，第一齿轮机构20的齿轮20a分别与光圈环13的齿列13a及ND滤光器环14的齿列14a卩齿合,第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合。
[0088]在机构部15配置于第三位置的情况下(图9B)，第二齿轮机构23的一方的齿轮23a与光圈环13的齿列13a啮合，而且另一方的齿轮23b与ND滤光器环14的齿列14a啮合，第二齿轮机构23与光圈环13及ND滤光器环14卡合。
[0089]在机构部15配置于第二位置的情况下(图9C)，齿轮20a及23a与光圈环13的齿列13a的啮合被解除,而且齿轮20a及23b与ND滤光器环14的齿列14a的啮合被解除,第一齿轮机构20及第二齿轮机构23与光圈环13及ND滤光器环14的卡合被解除。
[0090]图10示出基于机构部15的光圈环13、ND滤光器环14的旋转的传递。[0091]在机构部15配置于第一位置的情况下(图10A)，如上所述，第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合。在该状态下，对光圈环13及ND滤光器环14的任一方的环进行转动操作时，其旋转通过第一齿轮机构20传递至另一方的环。第一齿轮机构20由奇数个齿轮(在图示的例子中为一个齿轮20a)构成,一方的环的旋转被转换为反向后向另一方的环传递。
[0092]在机构部15配置于第三位置的情况下(图10B)，如上所述，第二齿轮机构23与光圈环13及ND滤光器环14卡合。在该状态下，对光圈环13及ND滤光器环14的任一方的环进行转动操作时，其旋转通过第二齿轮机构23传递至另一方的环。第二齿轮机构23由偶数个齿轮(在图示的例子中为两个齿轮23a、23b)构成，一方的环的旋转不被转换为反向而作为同一方向的旋转向另一方的环传递。
[0093]需要说明的是，在机构部15配置于第二位置的情况下，如上所述，第一齿轮机构20及第二齿轮机构23与光圈环13及ND滤光器环14的卡合被解除。因此，光圈环13及ND滤光器环14能独立地向正反两方向转动操作。
[0094]根据以上的结构，在使光圈环13及ND滤光器环14同时向同一方向旋转的情况和同时向反方向旋转的情况下，任一情况下都能通过光圈环13及ND滤光器环14的任一方的环的转动操作进行，操作性优异。
[0095]图11及图12示出上述的透镜装置202的变形例的结构。
[0096]在图11及图12所示的透镜装置202中，机构部15的操作部22设为沿支承环16的径向延伸且能绕通过操作部22的轴扭转操作。而且，操作部22分别与构成第一齿轮机构20的任一个齿轮及构成第二齿轮机构23的任一个齿轮连结，伴随操作部22的扭转操作，使这些齿轮自转。
[0097]在图示的例子中，第一齿轮机构20由一个齿轮20a构成，操作部22与该齿轮20a直接连结。另一方面，第二齿轮机构23由两个齿轮23a、23b构成，这些齿轮23a、23b的自转轴与第一齿轮机构20的齿轮20a的自转轴不同。因此，操作部22经由齿轮24a、24b而与第二齿轮机构23的一方的齿轮23a连结。
[0098]图13示出基于机构部15的光圈环13、ND滤光器环14的旋转的传递。
[0099]在机构部15配置于第一位置的情况下(图13A)，如上所述，第一齿轮机构20与光圈环13及ND滤光器环14卡合。在该状态下，对机构部15的操作部22进行扭转操作时，伴随操作部22的扭转操作，构成第一齿轮机构20的齿轮20a自转，其旋转分别传递至与第一齿轮机构20卡合的光圈环13及ND滤光器环14。在此,第一齿轮机构20由奇数个齿轮(在图示的例子中为一个齿轮20a)构成，因此，光圈环13及ND滤光器环14的旋转为彼此反向。
[0100]在机构部15配置于第三位置的情况下(图13B)，如上所述，第二齿轮机构23与光圈环13及ND滤光器环14卡合。在该状态下，对机构部15的操作部22进行扭转操作时，伴随操作部22的扭转操作，构成第二齿轮机构23的齿轮23a自转，其旋转分别传递至与第二齿轮机构23卡合的光圈环13及ND滤光器环14。在此，第二齿轮机构23由偶数个齿轮(在图示的例子中为两个齿轮23a、23b)构成，因此，光圈环13及ND滤光器环14的旋转为彼此同向。
[0101]根据以上的结构，在使光圈环13及ND滤光器环14同时向同一方向旋转的情况和同时向反方向旋转的情况下，在任一情况下都能通过机构部15的操作部22的扭转操作进行，操作性优异。
[0102]图14是将上述的透镜装置2装配于摄像装置主体I的摄像装置整体的主要部分功能框图。
[0103]在透镜装置2内置有摄像透镜31、32、调整开口量(开口面积)的例如图17所例示那样的光圈装置33、及透过光量可变滤光器34。在该例中，将光圈装置33和透过光量可变滤光器34接近配置，但光圈装置33和透过光量可变滤光器34也可以分离地配置于入射光路上的另外的部位。
[0104]图14所示的虚线圆X表示透镜装置2的镜筒10的外周部。在透镜装置2的外周部相邻地配置有调整光圈装置33的开口量的光圈环13和调整透过光量可变滤光器34的透过光量的ND滤光器环14。光圈环13的旋转量通过机械或电气的驱动机构转换为向光圈装置33的图17所示的箭头104方向(或反方向)的驱动力。
[0105]在ND滤光器环14的内周部设有检测ND滤光器环14的操作量(旋转角度)的电位计35。ND滤光器控制部36读入电位计35检测到的旋转角度并将与该旋转角度对应的电压值施加给透过光量可变滤光器34的电极，进行其透过光量的控制。
[0106]在透过光量可变滤光器34的附近配置有透过率监视器37。该监视器37检测到的透过率反馈给ND滤光器控制部36，以成为与电位计35检测到的旋转角度对应的透过率(透过光量)的方式进行反馈控制。
[0107]透过率监视器37由将透过光量可变滤光器34的圆板夹持的发光元件和受光元件构成，根据发光元件的发光量和受光元件的受光量，检测透过光量可变滤光器34的透过率。
[0108]在摄像装置主体I内置有摄像元件模块38。图示的摄像元件模块38由将透过了透镜装置2的入射光分离为红(R)绿(G)蓝(B)这3色光的棱镜38a、检测由棱镜38a分离出的红色光(R光)的摄像元件38R、检测由棱镜38a分离出的绿色光(G光)的摄像元件38G、检测由棱镜38a分离出的蓝色光(B光)的摄像元件38B构成。
[0109]各摄像元件38R、38G、38B的检测信号在利用相机图像处理部(CAM) 39进行了白平衡步骤之后例如作为电视信号输出。
[0110]相机图像处理部21将摄像元件模块38拍摄的摄像图像信号作为光量信息反馈给透镜装置2的ND滤光器控制部36。ND滤光器控制部36也考虑该反馈的信息而进行透过光量可变滤光器34的透过率控制。
[0111]另外，透过光量可变滤光器34优选透过率没有波长依存性而在摄影波长域的全波长上成为相同的透过率。但是，实际上RGB的平衡稍有不同，而且，其透过率变化时，RGB的平衡也稍微变化。因此，相机图像处理部21优选从ND滤光器控制部36获得透过率信息并使用该透过率信息按照预先设定的修正值进行白平衡修正。预先设定的修正值通过一边使透过光量可变滤光器34的透过率变化一边以恒定的光源拍摄白色的被摄体能获得。
[0112]需要说明的是，在图14的摄像装置中，搭载于摄像装置主体I的摄像元件为3板式摄像元件，但也可以为单板式的摄像元件。
[0113]图15是摄像装置的另一例的主要部分功能框图。
[0114]在图14所示的摄像装置中，作为透过光量可变滤光器，例如使用专利文献2中例示的利用电压值控制来进行透过光量控制的滤光器，但也可以使用专利文献I中例示的滤光器。该滤光器在透明圆板上使用减光材料来形成层次。也就是说，以相对于中心轴而言在旋转角度位置O度位置为透过率O在旋转角度360的跟前位置为透过率100%这样随着旋转角度增加而透过率逐渐变高的方式进行减光材料的浓度调整来制造。
[0115]将该透过光量可变滤光器40与光圈装置33 —起内置在透镜装置2内。而且，ND滤光器控制部36对应于电位计35检测到的旋转角度而向电动机41输出指令，来控制滤光器40的旋转角度位置。由此，在滤光器40的入射光路上出现的层次浓度成为需要的浓度，成为与ND滤光器环14的旋转位置对应的滤光器透过光量。在该结构中，利用滤光器40的旋转角度来决定滤光器40的层次位置。因此，可以不设置图14的透过率监视器37的反馈控制系统。
[0116]图16是摄像装置的又一例的主要部分功能框图。
[0117]如前所述，开口量可变的光圈装置33的操作用具(光圈环13)和透过光量可变滤光器的操作用具(ND滤光器环)14在透镜装置2的外周部相邻配置，但光圈装置和透过光量可变滤光器未定必须接近配置。
[0118]在图16所示的摄像装置中，示出装配于摄像装置主体I的透镜装置2，该摄像装置主体I内置有安装了透过光量可变滤光器的摄像元件。在各摄像元件38R、38G、38B的前段分别配置有透过光量可变滤光器38r、38g、38b。利用设于透镜装置2侧的ND滤光器环的操作量(旋转角度)来控制这些透过光量可变滤光器38r、38g、38b的透过率。
[0119]在ND滤光器环安装有检测其旋转量的电位计35。而且，ND滤光器控制部36将该旋转量的检测值传递至摄像装置主体I侧的透过量调整电路43。透过量调整电路24对应于电位计35的检测值而进行透过光量可变滤光器38r、38g、38b的透过率控制。
[0120]在图16所示的摄像装置中，在透镜装置2内可以内置透过光量可变滤光器。能利用设于透镜装置2的未图示的开关来选择是使用摄像装置主体I侧的透过光量可变滤光器，还是使用透镜装置2内置的透过光量可变滤光器。在不使用透镜装置2内置的透过光量可变滤光器的情况下，将其透过光量可变滤光器的透过率设定为100%。而且，ND滤光器控制部36只要是仅起到将电位计35的检测值传递至摄像装置主体I侧的功能的结构即可。
[0121]如以上说明的那样，在本说明书中公开了下述(I)?(10)的透镜装置，并公开了下述(11)的摄像装置。
[0122](I) 一种透镜装置，是内置有摄像透镜及缩小开口面积的光圈装置的摄像装置用的透镜装置，其具备:镜筒，其内置所述摄像透镜及所述光圈装置；第一操作环，其设于镜筒的所需位置外周部且安装成以镜筒的轴线为旋转轴沿外周部的周向能够转动，用于调整光圈装置的开口面积；第二操作环，其与第一操作环平行且安装成以镜筒的轴线为旋转轴沿外周部的周向能够转动，用于调整透过光量可变滤光器的透过率；机构部，其将第一操作环及第二操作环的旋转相互地传递或隔断，第一操作环的使光圈装置的开口面积增加的旋转方向与第二操作环的使所述透过光量可变滤光器的透过率增加的旋转方向相同，所述机构部能够将所述第一操作环及所述第二操作环的旋转转换为同方向或反方向的旋转后进行传递。
[0123](2)在上述(I)的透镜装置中，机构部具有由齿轮构成的第一齿轮机构和支承第一齿轮机构的支承部，支承部设为沿第一操作环及第二操作环的径向能够移动到多个位置，该多个位置包括第一齿轮机构与第一操作环及第二操作环分别卡合的第一位置和第一齿轮机构与第一操作环及第二操作环的各自的卡合被解除的第二位置。
[0124](3)在上述(2)的透镜装置中，机构部能够将第一操作环及第二操作环的旋转作为彼此相同方向的旋转进行传递。
[0125](4)在上述(3)的透镜装置中，支承部具有操作部，该操作部以绕第一操作环及第二操作环的旋转轴能够进行公转操作的方式设置，并使第一齿轮机构的任一个齿轮自转。
[0126](5)在上述(3)的透镜装置中，机构部还具有由支承于支承部的齿轮构成的第二齿轮机构，支承部进行移动的多个位置还包括第二齿轮机构与第一操作环及第二操作环分别卡合的第三位置。
[0127](6)在上述(5)的透镜装置中,支承部具有操作部,该操作部使第一齿轮机构的任一个齿轮及第二齿轮机构的任一个齿轮自转。
[0128](7)在上述(I)?(6)中任一项的透镜装置中，向光圈装置入射的光量和出射的光量之比即光量比与第一操作环的旋转角度的对应关系、及第二操作环的旋转角度与透过光量可变滤光器的透过率的对应关系在单位角度变化量下的各旋转角度处的透过光量比的数列中成为相同的等比数列的关系。
[0129](8)在上述(I)?(7)中任一项的透镜装置中，透过光量可变滤光器内置于镜筒。
[0130](9)在上述(8)的透镜装置中，具备:监视器，其检测透过光量可变滤光器的透过率；控制部，其对所述透过光量可变滤光器的透过率进行反馈控制，使该监视器检测到的透过率成为与第二操作环的操作量对应的透过率。
[0131](10)在上述(I)?(7)中任一项的透镜装置中，将与第二操作环的操作量对应的信号向摄像装置传送，利用摄像装置内的控制部来控制设于摄像装置内的透过光量可变滤光器的透过率。
[0132](11) 一种摄像装置，其具有上述(I)?(10)中任一项的透镜装置。
[0133]符号说明
[0134]I 摄像装置主体
[0135]2 透镜装置
[0136]3 安装部
[0137]3a连接部
[0138]5 摄影者
[0139]6 取景器装置
[0140]10 镜筒
[0141]11聚焦环
[0142]12变焦环
[0143]13光圈环
[0144]14 ND滤光器环
[0145]15机构部
[0146]20第一齿轮机构
[0147]23第二齿轮机构
【权利要求】
1.一种透镜装置，是内置有摄像透镜及缩小开口面积的光圈装置的摄像装置用的透镜装置，其具备: 镜筒，其内置所述摄像透镜及所述光圈装置； 第一操作环，其设于所述镜筒的所需位置外周部且安装成以所述镜筒的轴线为旋转轴沿所述外周部的周向能够转动，用于调整所述光圈装置的开口面积； 第二操作环，其与所述第一操作环平行且安装成以所述镜筒的轴线为旋转轴沿所述外周部的周向能够转动，用于调整透过光量可变滤光器的透过率； 机构部，其将所述第一操作环及所述第二操作环的旋转相互地传递或隔断， 所述第一操作环的使所述光圈装置的开口面积增加的旋转方向与所述第二操作环的使所述透过光量可变滤光器的透过率增加的旋转方向相同， 所述机构部能够将所述第一操作环及所述第二操作环的旋转转换为彼此同方向或反方向的旋转后进行传递。
2.根据权利要求1所述的透镜装置，其中， 所述机构部具有由齿轮构成的第一齿轮机构和支承第一齿轮机构的支承部， 所述支承部设为沿所述第一操作环及第二操作环的径向能够移动到多个位置，该多个位置包括所述第一齿轮机构与所述第一操作环及第二操作环分别卡合的第一位置、所述第一齿轮机构与所述第一操作环及第二操作环的各自的卡合被解除的第二位置。
3.根据权利要求2所述的透镜装置，其中， 所述机构部能够将所述第一操作环及`所述第二操作环的旋转作为彼此相同方向的旋转进行传递。
4.根据权利要求3所述的透镜装置，其中， 所述支承部具有操作部，该操作部以绕所述第一操作环及第二操作环的旋转轴能够进行公转操作的方式设置并使所述第一齿轮机构的任一个齿轮自转。
5.根据权利要求3所述的透镜装置，其中， 所述机构部还具有由支承于所述支承部的齿轮构成的第二齿轮机构， 所述支承部进行移动的多个位置还包括所述第二齿轮机构与所述第一操作环及第二操作环分别卡合的第三位置。
6.根据权利要求5所述的透镜装置，其中， 所述支承部具有操作部，该操作部使所述第一齿轮机构的任一个齿轮及所述第二齿轮机构的任一个齿轮自转。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的透镜装置，其中， 向光圈装置入射的光量和出射的光量之比即光量比与第一操作环的旋转角度的对应关系、及第二操作环的旋转角度与透过光量可变滤光器的透过率的对应关系在单位角度变化量下的各旋转角度处的透过光量比的数列中成为相同的等比数列的关系。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的透镜装置，其中， 所述透过光量可变滤光器内置于所述镜筒。
9.根据权利要求8所述的透镜装置，其中， 所述透镜装置具备: 监视器，其检测所述透过光量可变滤光器的透过率；控制部，其对所述透过光量可变滤光器的透过率进行反馈控制，使该监视器检测到的透过率成为与所述第二操作环的操作量对应的透过率。
10.根据权利要求1~7中任一项所述的透镜装置，其中， 将与所述第二操作环的操作量对应的信号向所述摄像装置传送，利用所述摄像装置内的控制部来控制设于所述摄像装置内的透过光量可变滤光器的透过率。
11.一种摄像装置， 其具有权利要求1~10中任一项所述的透镜装置。
【文档编号】G02B7/08GK103827721SQ201280048017
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月26日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】金山茂弘, 田中实 申请人:富士胶片株式会社