KR20130115219A - 조리개 장치, 카메라 및 전자기기 - Google Patents

Abstract

부품 점수의 삭감과 쉐이딩 등의 특성 형상을 동시에 도모할 수 있는 조리개 장치를 제공한다. 본 발명의 조리개 장치(1)는 서로 겹친 상태에서 조리개 개구를 형성하는 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)와, 적외선 컷 필터층이 한쪽 주면 전역에 형성된 필터 기판(5)과, 조리개 개구의 크기를 조정하기 위한 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)를 상대적으로 이동시키는 조리개 구동부(7)와, 조리개 개구를 통해 입사하는 광의 광로를 통해 입사하는 광의 광로에 대해 필터 기판을 진퇴 이동시키는 필터 구동부(8)를 구비한다. 필터 기판(5)은 그 중앙부에 ND필터층(42)을 가지며, 이 ND필터층(42)이 조리개 개구와 동심형태로 배치되는 구성으로 되어 있다.

Description

조리개 장치, 카메라 및 전자기기{Aperture device, camera, and electronic device}

본 발명은, 한 쌍의 조리개 날개를 갖는 조리개 장치와, 이를 구비한 카메라 및 전자기기에 관한 것이다.

일반적으로, 주야 겸용의 감시 카메라에는, 컬러 촬영이 가능한 촬상 소자가 포함되어 있다. 이런 종류의 감시 카메라에서는, 피사체가 밝은 경우와 피사체가 어두운 경우로 촬영 모드를 바꾸고 있다. 구체적으로는, 피사체가 밝은 낮 등의 촬영시에는 컬러 촬영 모드를 적용하고, 피사체가 어두운 야간 등의 촬영시에는 흑백 촬영 모드를 적용하도록, 촬영 모드를 바꾸고 있다.

또, 컬러 촬영 모드에서는, 촬상 소자의 전단(광이 입사하는 측)에 적외선 컷 필터를 배치하고 있다. 이 때문에, 컬러 촬영 모드로 촬영하는 경우는, 외부에서 입사한 광이 적외선 컷 필터를 통해 촬상 소자에 도달한다. 이것에 대해, 흑백 촬영 모드에서는 촬상 소자의 전단에서부터 적외선 컷 필터를 퇴피시키고 있다. 이 때문에, 흑백 촬상 모드로 촬영하는 경우는, 외부에서부터 입사한 광이 적외선 컷 필터를 통하지 않고 촬상 소자에 도달한다.

상기의 감시 카메라를 포함한 각종의 카메라에는, 상기 카메라에 대해서 외부에서 입사하는 광의 양(이하, 「입사 광량」이라고 함)을 조정하기 위한 조리개 장치가 포함되고 있다. 조리개 장치는, 입사광의 광로 상에 존재하는 조리개 개구의 크기를 바꿈으로써 입사 광량을 조정(적정화)하는 것이다.

도 8은 종래의 조리개 장치의 일례를 나타내는 분해 사시도이다. 조리개 장치(200)는 크기는 조리개 기판(201)과, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)와, 필터 기판(204)과, 날개 커버(205)와, 조리개 구동부(206)와, 필터 구동부(207)와, 한 쌍의 ND(Neutral Density) 필터(208, 209)를 구비한 구성으로 되어 있다.

조리개 기판(201)은, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)를 이동이 자유롭게(자유롭게 슬라이드함) 지지하는 것이다. 또, 조리개 기판(201)은 조리개 구동부(206)와 필터 구동부(207)를 지지하는 것이다.

한 쌍의 조리개 날개(202, 203)는 서로 겹친 상태로 조리개 개구를 형성하는 것이다. 이 조리개 개구는, 한쪽의 조리개 날개(202)에 형성된 홀부(210)와, 다른 쪽의 조리개 날개(203)에 설치된 만부(灣部; 211)에 의해서 형성되는 것이다.

필터 기판(204)은 외부에서 입사하는 광 중, 적외선 영역(근적외선 영역을 포함한다)의 광을 컷하는 필터 기능을 갖고 있다. 구체적으로는, 필터 기판 (204)은 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(212)의 한 면에 적외선 컷 필터층(213)을 형성한 구성으로 되어 있다. 또, 필터 기판(204)은 프레임 부재(214)에 설치되어 있다. 그리고 필터 기판(204)과 프레임 부재(214)와의 조합에 의해서 필터 유닛(215)이 구성되어 있다.

날개 커버(205)는, 조리개 기판(201)에 장착된 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)를 외부로부터 차폐하여 보호하는 것이다.

조리개 구동부(206)는 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)를 상대적으로 이동(이하, 단지 「상대 이동」이라고도 함)시키는 것이다. 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)의 상대 이동은, 이들이 서로 접근 이간할 방향으로 이동한다.

필터 구동부(207)는 필터 기판(204) 및 프레임 부재(214)로 이루어진 필터 유닛(215)을 이동시키는 것이다. 필터 구동부(207)에 의한 필터 유닛(215)의 이동은, 입사광의 광로상에 필터 기판(204)을 진출시키는 경우와, 입사광의 광로상에서부터 필터 기판(204)을 퇴피시키는 경우에 실시된다.

ND필터(208, 209)는 각각 광을 감쇠시키는 것이다. ND필터(208)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 한쪽의 조리개 날개(202)의 홀부(210)의 가장자리에 접착제를 이용하여 장착되고, ND필터(209)는 다른 쪽의 조리개 날개(203)의 만부(211)의 가장자리에 접착제를 이용하여 장착된다.

상기 구성으로 이루어진 조리개 장치(200)에서는, 조리개 기판(201)에 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)를 겹쳐서 설치하였을 때에, 도 12에 나타낸 바와 같이),홀부(210)와 만부(211)가 서로 겹치는 부분에 조리개 개구(216)가 형성된다. 그리고 조리개 기판(201)상에서 조리개 구동부(206)를 구동하면, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)가 서로 접근 이간할 방향으로 이동한다. 그렇게 하면, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)의 이동 방향 및 이동량에 따라 조리개 개구(216)의 크기가 변화한다.

구체적으로는, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)가 서로 접근할 방향(도 12의 실선의 화살표 방향)으로 이동하면, 이것에 따라 조리개 개구(216)가 커지고, 이것과 반대로, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)가 서로 이간할 방향(도 12의 파선의 화살표 방향)으로 이동하면, 이것에 따라 조리개 개구(216)가 작아진다. 또, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)를 가장 접근시킨 상태에서는 조리개 개구(216)가 최대(전개 상태)가 되며, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)를 가장 이간시킨 상태에서는 조리개 개구(216)가 최소(완전하게 닫은 상태 또는 그것에 가까운 상태)가 된다. 도 13은 조리개 개구를 개방(전개)한 상태를 나타내며, 도 14는 조리개 개구를 작은 조리개로 한 상태를 나타내고 있다.

또, 조리개 기판(201)에서는, 전술한 조리개 개구(216)에 대해서 필터 기판(204)이 진퇴 가능(빼고 꽂는 가능)해지도록, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)의 사이(틈새 부분)에 필터 유닛(215; 필터 기판(204), 프레임 부재 214))이 배치된다. 그리고 조리개 기판(201)상에서 필터 구동부(207)를 구동하면, 프레임 부재 (214)가 일체가 되어 필터 기판(204)이 이동한다. 이 경우, 필터 기판(204)을 한쪽 측으로 이동시키면, 조리개 개구(216)를 통해 입사하는 광의 광로상에 필터 기판(204)이 진출한 상태가 된다. 또, 필터 기판(204)을 다른 쪽 측으로 이동시키면, 상기의 광로상에서부터 필터 기판(204)이 퇴피한 상태가 된다.

이와 같이 동작하는 조리개 장치(200)에서, 필터 기판(204)과 ND필터(208, 209)는, 각각 다른 사용 목적으로 포함되어 있다. 즉, 필터 기판(204)은, 낮 등에 적용되는 컬러 촬영 모드로 촬영하는 경우에, 적외광의 입사에 기인한 화상의 색의 핀트가 맞지 않음(화상이 붉은 광을 띠는 현상)을 방지하기 위해서 포함하고 있다. 이것에 대해서, ND필터(208, 209)는, 낮 등의 촬영시에 촬상 소자의 화소의 신호가 포화되지 않도록 조리개 개구(216)를 작게 조인 상황하에서도, 입사 광량을 세세하게 제어 가능하게 하기 위해서 포함하고 있다.

이런 종류의 조리개 장치로서는, 예를 들어, 특허 문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 또, 한 쌍의 조리개 날개를 이용한 것은 아니지만, 감시 카메라 용도의 렌즈로서 적외선 컷 필터와 ND필터를 일체적으로 형성한 것이 알려져 있다(특허 문헌 2를 참조).

JP 2007-17594 A JPH05-110938 A

상기 종래의 조리개 장치(200)에서는, 필터 기판(204)과 ND필터(208, 209)를, 각각의 사용 목적에 맞추어 따로따로 설치한 구성으로 되어 있다. 즉, 필터 기판(204)에 관해서는, 낮 등의 촬영시에는 입사광의 광로상에 진출시키고, 야간 등의 촬영시에는 입사광의 광로로부터 퇴피시킬 필요가 있다. 이 때문에, 프레임 부재(214)에 필터 기판(204)을 설치하는 것으로, 그 프레임 부재(214)와 일체로 필터 기판(204)을 이동시키는 구성을 채용하고 있다.

한편, ND필터(208, 209)에 관해서는, 조리개 개구(216)를 작게 조였을 때에, ND필터(208, 209)를 유효하게 기능시킬 필요가 있다. 이 때문에, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)에 각각 ND필터(208, 209)를 설치하는 것으로, 각각의 조리개 날개(202, 203)와 일체로 ND필터(208, 209)를 이동시키는 구성을 채용하고 있다.

그러나 종래의 조리개 장치(200)에서는, 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 한 쌍의 조리개 날개(202, 203)의 상대 이동에 의해서 조리개 개구(216)를 전개 상태에서부터 서서히 작게 하면, 그 도중에 상기 도 12에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 ND필터(208, 209)가 겹치기 시작한다. 그러한 경우, 조리개 개구(216)를 통과하는 광은, ND필터(208) 또는 ND필터(209)가 단독으로 존재하는 부분을 통과하는 광과 2개의 ND필터(208, 209)가 서로 겹치는 부분을 통과하는 광과 ND필터(208, 209) 이외의 부분을 통과하는 광으로 나누어진다. 따라서, 조리개 개구(216)를 통과하는 광의 양에 부분적인 차이가 생긴다.

그 결과, 도시하지 않는 촬상 소자로 촬상되는 화상 중 (하나의 화면 중)에, 피사체의 밝기에 의존하지 않는 3종류의 밝기의 분포가 생긴다. 따라서, 쉐이딩 등의 특성이 악화되어 버린다. 또, 조리개 개구(216)의 조정을 안정적으로 실시할 수 없게 되기 때문에, 헌팅(hunting) 현상을 초래할 우려가 있다. 특히, 조리개 개구(216)를 작게 조인 상태에서는, 헌팅 현상이 쉽게 일어난다.

또한, 한 쌍의 조리개 날개를 구비한 종래의 조리개 장치 중에는, 한쪽의 조리개 날개만큼 ND필터를 설치한 타입도 있다. 다만, 이와 같은 타입의 조리개 장치에서는, 조리개 개구의 중심에 대해 ND필터의 위치가 한쪽으로 치우치게 된다. 이 때문에, 필연적으로 쉐이딩 등의 문제를 일으켜 버린다.

본 발명의 주된 목적은, 한 쌍의 조리개 날개를 이용하여 조리개 개구를 가변함과 동시에, 그 조리개 개구에 대해서 필터 기판을 진퇴 이동시키는 조리개 장치에서, 부품 점수의 삭감과 쉐이딩 등의 특성 향상을 동시에 도모할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 형태는, 서로 겹친 상태로 조리개 개구를 형성하는 한 쌍의 조리개 날개와,

가시광선 통과 영역을 갖는 필터 기판과,

상기 조리개 개구의 크기를 조정하기 위해서 상기 한 쌍의 조리개 날개를 상대적으로 이동시키는 조리개 구동부와,

상기 조리개 개구를 통해 입사하는 광의 광로에 대해서 상기 필터 기판을 진퇴 이동시키는 필터 구동부를 구비하며,

상기 필터 기판은, 상기 조리개 개구를 통과하는 광 중, 적어도 상기 가시광선 통과 영역을 통과할 수 있는 광을 감쇠시키는 광 감쇠 영역을 더욱 가지며,

상기 광 감쇠 영역은, 상기 가시광선 통과 영역보다 작은 영역을 갖고 상기 가시광선 통과 영역 내에 형성되며, 상기 광로상에 상기 필터 기판을 진출시켰을 때에 상기 조리개 개구와 동심 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 조리개 장치이다.

본 발명의 제2 형태는,

상기 광 감쇠 영역은, 원형으로 형성되고 있는 것을 특징으로 하는 상기 제1 형태에 기재된 조리개 장치이다.

본 발명의 제3 형태는,

상기 광 감쇠 영역은, 상기 조리개 개구의 개구 형상과 닮은 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 제1 형태에 기재된 조리개 장치이다.

본 발명의 제4 형태는,

상기 가시광선 통과 영역은, 상기 필터 기판의 적어도 한쪽의 주면에 형성된 적외선 컷 필터층으로 이루어지며, 상기 광 감쇠 영역은, 상기 필터 기판의 한쪽의 주면 또는 다른 쪽의 주면 또는 양쪽 모두의 주면에 형성된 ND필터층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 제1, 제2 또는 제3 형태에 기재된 조리개 장치이다.

본 발명의 제5 형태는,

상기 적외선 컷 필터층 및 상기 ND필터층은, 상기 필터 기판의 공통의 주면상에 적층 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 제4 형태에 기재된 조리개 장치이다.

본 발명 제6 형태는, 상기 제1 내지 제5 형태 중 어느 하나에 기재된 조리개 장치와,

상기 조리개 개구를 통해 입사하는 광을 전기신호로 변환하는 광전 변환 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라이다.

본 발명 제7 형태는,

상기 제6 형태에 기재된 카메라와, 상기 카메라로부터 출력되는 화상 신호를 처리하는 화상 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기이다.

본 발명에 의하면, 한 쌍의 조리개 날개를 이용하여 조리개 개구를 가변함과 동시에, 그 조리개 개구에 대해서 필터 기판을 진퇴 이동시키는 조리개 장치에서, 부품 점수의 삭감과 쉐이딩 등의 특성 향상을 동시에 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 카메라의 구성예를 나타내는 것으로, (A)는 카메라 전체의 외관도, (B)는 경통 내부의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태에 따른 조리개 장치의 전체적인 구성예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 실시의 형태에 따른 관련되는 필터 유닛을 확대한 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 필터 기판의 단면도이다.
도 5는 한 쌍의 조리개 날개를 겹쳐 맞춘 상태를 나타내는 도이다.
도 6은 조리개 개구를 개방(전개)한 상태를 나타내는 도이다.
도 7은 조리개 개구(43)를 작은 조리개로 한 상태를 나타내는 도이다.
도 8은 종래의 조리개 장치의 일례를 나타내는 분해 사시도이다.
도 9는 종래의 필터 유닛을 확대한 평면도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 필터 기판의 단면도이다.
도 11은 종래의 조리개 장치에서 조리개 날개에 ND필터를 설치한 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 12는 한 쌍의 날개 기판을 겹쳐 맞춘 상태를 나타내는 도이다.
도 13은 조리개 개구를 개방(전개)한 상태를 나타내는 도이다.
도 14는 조리개 개구를 작은 조리개로 한 상태를 나타내는 도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시의 형태에 대해서는, 다음의 순서로 설명을 실시한다.

1. 카메라의 구성

2. 조리개 장치의 구성

2－1. 조리개 장치의 전체적인 구성

2－2. 조리개 장치의 부분적인 구성

3. 조리개 장치의 동작

3－1. 조리개 개구의 조정과 관련되는 동작

3－2. 촬영 모드의 변환과 관련되는 동작

4. 실시 형태에 따른 효과

5. 변형예

＜1. 카메라의 구성＞

도 1은 본 발명이 적용되는 카메라의 구성예를 나타내는 것으로, (A)는 카메라 전체의 외관도, (B)는 경통 내부의 개략도이다. 도시한 카메라(100)는, 예를 들어, 방범 목적으로 건물의 천정 부분(또는 벽 등)에 설치되는 감시 카메라이다. 이 카메라(100)는, 설치 대좌(101)와 카메라 본체(102)를 구비하고 있다. 설치 대좌 (101)는 예를 들어, 나사 고정에 의해 건물의 천정 부분에 고정하는 구조로 되어 있다.

카메라 본체(102)는, 경통부(103)와 대물렌즈(104)를 구비하고 있다. 경통부 (103)의 내부에는, 대물렌즈(104)를 포함한 광학계가 포함되어 있다. 대물렌즈(104)는, 경통부(103)의 선단에 장착되어 있다. 또, 카메라 본체(102)에는, 광학계의 일기능으로서 조리개 장치(1)와 촬상 소자(105)가 포함되어 있다. 조리개 장치(1)에 대해서는, 후단에서 자세하게 설명한다.

촬상 소자(105)는, 컬러 촬영이 가능한 촬상 소자이며, 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device) 촬상 소자, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 촬상 소자 등으로 구성된다. 촬상 소자(105)는 예를 들어, 복수(다수)의 화소를 행렬 형태로 배치하여 이루어진 촬상면을 갖는다. 촬상 소자(105)는, 조리개 장치(1)의 조리개 개구를 통해 상기 촬상면에 입사하는 광을 전기신호로 변환하는 광전 변환 소자의 일례로서 포함되어 있다.

또한, 본 발명은, 여기서 예시한 카메라(100)로 한정하지 않고, 조리개 장치 (1)를 구비한 다른 구성의 카메라에도 적용 가능하다. 또, 광학계의 구성이라고 해도, 렌즈의 종류·매수·배치나, 조리개 장치(1)의 배치 등, 여러 가지의 변경이 가능하다.

＜2. 조리개 장치의 구성＞

[2－1. 조리개 장치의 전체적인 구성]

도 2는 본 발명의 실시의 형태에 따른 조리개 장치의 전체적인 구성예를 나타내는 분해 사시도이다. 도시한 조리개 장치(1)는 크게는 조리개 기판(2)과, 한 쌍(2개)의 조리개 날개(3, 4)와, 필터 기판(5)과, 날개 커버(6)와, 조리개 구동부(7)와, 필터 구동부(8)를 구비한 구성으로 되어 있다.

조리개 기판(2)은 조리개 장치(1)를 구성하는 각각의 구성 부재를 실장하기 위한 베이스가 되는 것이다. 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)는 서로 겹친 상태로 조리개 개구를 형성하는 것이다. 조리개 개구는, 카메라에 입사하는 광의 광로상에 배치되며, 그곳을 통과하는 광의 양을 제한한다. 즉, 조리개 개구의 크기가 커지면, 그곳을 통과하는 광의 양이 상대적으로 증대하고, 조리개 개구의 크기가 작아지면, 그곳을 통과하는 광의 양이 상대적으로 감소한다. 필터 기판(5)은, 입사광에 대해서 광학적인 필터 기능을 갖는 것이다. 날개 커버(6)는 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)를 외부로부터 차폐하여 보호하는 것이다.

조리개 구동부(7)는 조리개 개구의 크기를 조정하기 위해서 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)를 상대적으로 이동시키는 것이다. 필터 구동부(8)는 필터 기판(5)을 사용 상태와 비사용 상태로 전환하기 위해서, 필터 기판(5)을 이동시키는 것이다. 필터 기판(5)의 사용 상태란, 입사광의 광로상에 필터 기판(5)을 진출시킨 상태를 말한다. 필터 기판(5)의 비사용 상태란, 입사광의 광로상으로부터 필터 기판(5)을 퇴피(후퇴)시킨 상태를 말한다.

[2－2. 조리개 장치의 부분적인 구성]

(조리개 기판)

조리개 기판(2)은, 예를 들어, 수지를 이용하여 구성되는 것으로, 전체적으로 평면에서 볼 때 대략 장방형으로 형성되어 있다. 조리개 기판(2)에는, 개구부 (10)와 복수의 돌기부(11a, 11b, 11c, 11d)가 형성되어 있다. 개구부(10)는, 진원 또는 거기에 가까운 원형 형태로 형성되어 있다. 복수의 돌기부(11a, 11b, 11c, 11 d)는 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)의 이동을 안내하기 위한 것이다. 각각의 돌기부 (11a, 11b, 11c, 11d)의 단부는, 각각 조리개 기판(2)의 외측을 향해 L자형으로 굽어져 있다.

(조리개 날개)

한 쌍의 조리개 날개(3, 4)는, 예를 들어, 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)로 이루어진 판 형태 소재의 표면을 카본의 막으로 피복한 것을 이용하여 구성되어 있다. 각각의 조리개 날개(3, 4)는 전체적으로 얇은 판자 형태로 형성되어 있다. 한쪽의 조리개 날개(3)에는, 1개의 홀부(15)와, 3개의 안내홈(16a, 16b, 16c)과, 1개의 계합홀(17)이 설치되어 있다.

홀부(15)는, 진원 또는 거기에 가까운 원형 형태 일부를 대략 V자형태로 확대시킨 형태의 평면 형상을 갖고 있다. 3개의 안내홈(16a, 16b, 16c)은, 조리개 날개(3)의 긴 방향을 따라 서로 평행하게 형성되어 있다. 3개의 안내홈(16a, 16b, 16c) 중, 2개의 안내홈(16b, 16c)은 동일 직선상으로 형성되어 있다. 그리고 이들 2개의 안내홈(16b, 16c)에 대해서, 홀부(15)를 사이에 둔 반대 측에, 나머지 1개의 안내홈(16a)이 형성되어 있다. 계합홀(17)은, 상기 2개의 안내홈(16b, 16c)의 연장선상에 형성되어 있다. 또, 계합홀(17)은, 조리개 날개(3)의 단수방향을 따라 평면에서 볼 때 긴 홀 형태로 형성되어 있다.

이것에 대해서, 다른 쪽의 조리개 날개(4)에는, 1개의 만부(18)와 3개의 안내홈(19a, 19b, 19c)과, 1개의 계합홀(20)이 설치되어 있다. 만부(18)는, 반원형(또는 타원형)의 일부를 대략 V자형태로 확대시킨 평면 형상을 갖고 있다. 3개의 안내홈(19a, 19b, 19c)은 조리개 날개(4)의 긴 방향에 따라 서로 평행으로 형성되어 있다. 3개의 안내홈(19a, 19b, 19c) 중, 2개의 안내홈(19a, 19b)은 동일 직선상에 형성되어 있다. 그리고 이들 2개의 안내홈(19a, 19b)에 대해, 만부(18)를 사이에 둔 반대 측에, 나머지 1개의 안내홈(19c)이 형성되어 있다. 계합홀(20)은, 상기 2개의 안내홈(19a, 19b)의 연장선상에 형성되어 있다. 또, 계합홀(20)은, 조리개 날개 4의 단수방향에 따라 평면에서 볼 때 긴 홀 형태로 형성되어 있다.

(필터 기판)

필터 기판(5)은 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)의 사이(틈새 부분)에 삽입하는 상태로 배치되는 것이다. 필터 기판(5)은 예를 들어, 광투과성을 갖는 원형의 유리 기판을 이용하여 구성되어 있다. 필터 기판(5)의 표면 및 이면을 각각 필터 기판(5)의 주면이라고 정의하면, 필터 기판(5)의 적어도 한쪽 주면에는 필터층이 형성되어 있다. 이 필터층을 구비한 필터 기판(5)의 구성에 대해서는 후단에서 자세하게 설명한다.

필터 기판(5)은 프레임 부재(23)에 장착되어 있다. 프레임 부재(23)는 필터 기판(5)의 외형에 대응한 원형의 개구(미도시)를 갖는 것이다. 필터 기판(5)과, 프레임 부재(23)는 서로 일체적으로 조립할 수 있는 것으로, 하나의 필터 유닛(24)을 구성하고 있다. 구체적으로는, 필터 기판(5)과 프레임 부재(23)는 예를 들어, 접착 등의 고정 수단에 의해서 일체적으로 조립할 수 있다.

프레임 부재(23)는, 예를 들어, 수지를 이용하여 구성되어 있다. 프레임 부재(23)에는 암부(25)가 일체로 형성되어 있다. 암부(25)는, 대략 L자형으로 굽혀지고, 그 곡부분에 환공(環孔; 26)이 형성되어 있다. 또, 암부(25)의 선단 측에는 장홀(27)이 형성되어 있다. 또한, 프레임 부재(23)에는 2개의 돌출부(28, 29)가 일체로 형성되어 있다. 각각의 돌출부(28, 29)는 주로 두 개의 역할을 갖고 있다. 하나는, 전술한 암부(25)에 의한 돌출한 부분과의 상호작용에 의해, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)의 이동을 안정화시키는 책임을 다한다. 또 하나는, 프레임 부재(23)에 접착제로 필터 기판(5)을 고정하는 경우에, 접착대를 확보하는 역할을 한다.

(날개 커버)

날개 커버(6)는, 예를 들어, 알루미늄 등의 금속을 이용하여 판 형태로 형성되어 있다. 날개 커버(6)는 전술한 조리개 기판(2)과 동일하게 평면에서 볼 때 대략 장방형으로 형성되어 있다. 날개 커버(6)에는, 1개의 개구부(30)와 2개의 클리어런스 홈부(clearance groove; 31a, 31b)가 설치되어 있다. 개구부(30)는 진원 또는 거기에 가까운 원형 형태로 형성되어 있다. 개구부(30)는 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)가 형성하는 조리개 개구와 겹쳐지도록 배치된다. 클리어런스 홈부(31a, 31b)는 날개 커버(6)의 단수방향의 한쪽과 다른 쪽으로 쌍을 이루어 형성되어 있다. 각각의 클리어런스 홈부(31a, 31 b)는, 날개 커버(6)를 두께 방향으로 관통하는 상태에서, 평면에서 볼 때 대략 반달 형태로 형성되어 있다. 또한, 날개 커버(6)에는 암부(32)가 일체로 형성되어 있다. 암부(32)는 날개 커버(6)의 단수방향의 한쪽으로 돌출하는 상태로 형성되어 있다. 암부(32)에는 긴 홀(33)이 형성되어 있다. 또한, 날개 커버(6)에는, 한 쌍의 홀부(36a, 36b)와, 한 쌍의 노치부(37a, 37b)가 형성되어 있다.

(조리개 구동부)

조리개 구동부(7)는 구동원이 되는 모터의 구동력을, 도시하지 않는 구동력 전달 기구(톱니바퀴 기구 등)를 통해 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)에 전달함으로써, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)를 상대적으로 이동시키는 것이다. 구동원으로서는, 예를 들어, 가동 자석형 모터가 이용된다. 조리개 구동부(7)는 한 쌍의 구동 핀(34a, 34b)을 갖고 있다. 한 쌍의 구동 핀(34a, 34b)은 동일 원주상에 약 180°위치를 벗어나서 배치되어 있다. 한 쌍의 구동 핀(34a, 34b)은 상기 구동원의 구동에 의해서 동일 원주상을 동일 방향으로 동일 양만큼 이동하게 되어 있다. 그리고 조리개 구동부(7)와 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)는 한쪽의 구동 핀(34b)을 조리개 날개(3)의 계합홀(17)에, 다른 쪽의 구동 핀(34a)을 조리개 날개(4)의 계합홀(20)에, 각각 계합함으로써 서로 연결되고 있다.

(필터 구동부)

필터 구동부(8)는 구동원이 되는 모터의 구동력을, 도시하지 않는 구동력 전달 기구(톱니바퀴 기구 등)를 통해 필터 유닛(24)에 전달함으로써, 필터 기판(5)을 포함한 필터 유닛(24)을 이동시키는 것이다. 구동원으로서는, 예를 들어, 스텝 모터가 이용된다. 필터 유닛(24)은 암부(25)의 환공(26)을 지지축(35)에 삽입함으로써, 지지축(35)을 중심으로 회전 자유롭게 지지를 받게 되어 있다. 지지축(35)은 예를 들어, 조리개 기판(2)에 일체로 형성되는 것이다. 필터 구동부(8)와 필터 유닛 (24)은 예를 들어, 필터 구동부(8)에 구동 핀을 설치하고, 이 구동 핀을 암부(25)의 긴 홀(27)에 계합함으로써 서로 연결된다.

(조립)

이어서, 전술한 각각의 구성 부분을 이용하여 조리개 장치(1)를 조립하는 경우의 순서에 대해 개략 설명한다. 또한, 여기에서는 일례로서 한 쌍의 조리개 날개 (3, 4), 필터 유닛(24) 및 날개 커버(6)를 각각 조리개 기판(2)에 설치하기 전에, 조리개 구동부(7)와 필터 구동부(8)가 조리개 기판(2)에 실장되고 있는 것으로 한다.

우선, 조리개 기판(2)에 조리개 날개(3)를 설치한다. 이때, 조리개 기판(2)의 돌기부(11a, 11c, 11d)를 각각 조리개 날개(3)의 안내홈(16a, 16b, 16c)에 끼워 넣는다. 또, 조리개 구동부(7)의 한쪽 구동 핀(34b)을 조리개 날개(3)의 계합홀(17)에 끼워 넣는다.

이어서, 조리개 기판(2)에 필터 유닛(24)을 설치한다. 이 경우, 암부(25)의 환공(26)을 조리개 기판(2)의 지지축(35)에 끼워 넣는 것과 동시에, 암부(25)의 긴 홀(27)에 필터 구동부(8)의 도시하고 있지 않은 구동 핀을 끼워 넣는다.

이어서, 조리개 기판(2)에 조리개 날개(4)를 설치한다. 그때, 조리개 기판(2)의 돌기부(11a, 11b, 11c)를 각각 조리개 날개(4)의 안내홈(19a, 19b, 19c)에 끼워 넣는다. 또, 조리개 구동부(7)의 다른 쪽 구동 핀(34a)을 조리개 날개(4)의 계합홀(20)에 끼워 넣는다.

이어서, 조리개 기판(2)에 날개 커버(6)를 설치한다. 이때, 조리개 기판(2)의 지지축(35)을 날개 커버(6)의 암부(32)의 긴 홀(33)에 끼워 넣는다. 조리개 기판(2)에 대한 날개 커버(6)의 고정은, 예를 들어, 감합 등으로 실시한다.

이와 같이 조리개 기판(2)에 날개 커버(6)를 설치할 때, 양자의 위치적인 간섭은 다음과 같이 회피된다. 우선, 조리개 날개(3)의 계합홀(17)을 통해 돌출하는 조리개 구동부(7)의 한쪽의 구동 핀(34b)과, 날개 커버(6)와의 위치적인 간섭은, 클리어런스 홈부(31b)에 의해서 회피된다. 동일하게, 조리개 날개(4)의 계합홀(20)을 통해 돌출하는 조리개 구동부(7)의 다른 쪽의 구동 핀(34a)과 날개 커버(6)와의 위치적인 간섭은, 클리어런스 홈부(31a)에 의해서 회피된다. 또, 조리개 기판(2)의 돌기부(11a, 11c)와 날개 커버(6)와의 위치적인 간섭은, 한 쌍의 홀부(36a, 36b)에 의해서 회피되어 조리개 기판(2)의 돌기부(11b, 11d)와, 날개 커버(6)와의 위치적인 간섭은, 한 쌍의 노치부(37a, 37b)에 의해서 회피된다.

이와 같이 조리개 장치(1)를 조립한 경우는, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)가 조리개 기판(2)상에서 4개의 돌기부(11a, 11b, 11c, 11d)에 의해 이동(슬라이드) 자유롭게 지지를 받는다. 또, 필터 유닛(24)은 지지축(35)을 중심으로 회전할 방향으로 이동이 자유롭게 지지를 받는다. 또, 조리개 기판(2)의 개구부(10)와 날개 커버(6)의 개구부(30)가, 조리개 기판(2)의 두께 방향으로 대향하는 상태(서로 겹치는 상태)에 배치되며, 다시 그 대향 부분에 조리개 날개(3)의 홀부(15)와 조리개 날개(4)의 만부(18)가 서로 겹치는 상태로 배치된다.

조리개 날개(3)의 홀부(15)를 규정하는 대략 원 형태의 지름과 조리개 날개(4)의 만부(18)를 규정하는 반원 부분의 지름은 거의 동일 치수로 되어 있다. 그리고 2장의 조리개 날개(3, 4)를 서로 겹친 상태에서는, 조리개 날개(3)의 홀부(15)와 조리개 날개(4)의 만부(18)가 서로 겹치는 부분에 조리개 개구가 형성되도록 되어 있다. 따라서, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)에 의해서 형성되는 조리개 개구는, 조리개 기판(2)의 개구부(10)와 날개 커버(6)의 개구부(30)가 대향하는 영역 내에서, 확대 또는 축소하게 된다. 다만, 조리개 날개(3, 4)의 위치에 따라서는, 조리개 개구가 완전하게 닫히는 경우도 있다.

(필터 기판의 상세 해설)

여기서, 전술한 필터 기판(5)의 구성에 대해서, 더욱 자세하게 설명한다.

도 3은 필터 유닛을 확대한 평면도이다. 또, 도 4는 필터 기판의 단면도이다. 또한, 도 3에 나타내는 원형의 파선은, 프레임 부재에 형성된 개구를 나타내고 있다.

필터 기판(5)은, 예를 들어, 유리 기판(40)을 베이스로 구성되어 있다. 유리 기판(40)에는, 일례로서 자외선(UV) 컷 유리가 이용되고 있다. 필터 기판(5)의 한쪽 주면에는, 적외선 컷 필터층(41)과 ND(Neutral Density) 필터층(42)이 형성되어 있다. 적외선 컷 필터층(41)은 적외 영역(근적외 영역을 포함한다)의 광을 컷하는 필터층이다. 적외선 컷 필터층(41)은 유리 기판(40)의 한쪽 주면상에, 상기 주면의 전면을 가리도록, 상기 주면의 전 영역에 걸쳐서 형성되어 있다. 또, 적외선 컷 필터층(41)은, 똑같은 두께로 유리 기판(40)상에 형성되어 있다. 이와 같이 유리 기판(40)에 적외선 컷 필터층(41)을 형성함으로써 상기 적외선 컷 필터층(41)이 형성된 영역은, 적외선 영역의 광을 차단하는 영역이 된다. 또, 유리 기판(40)은, 자외선 컷 유리로 형성되어 있기 때문에, 그 전 영역이 자외선 영역의 광을 차단하는 영역이 된다. 따라서, 유리 기판(40)의 적외선 컷 필터층(41)이 형성된 영역은, 적외선 영역 및 자외선 영역의 광을 제거한 상태로 가시광선을 통과시키는 영역, 즉 가시광선 통과 영역에 해당하는 것이 된다. 다만, 가시광선 통과 영역은, 엄밀하게 가시광선만을 통과시키는 영역이 아니어도 좋다. 구체적으로는, 가시광선 통과 영역을 통과하는 광안에는, 가시광선 외에, 자외선 영역에 속하는 일부의 광이나, 적외선 영역에 속하는 일부의 광이 포함되어 있어도 된다.

이것에 대해서, ND필터층(42)은 상기 ND필터층(42)에 입사하는 광을 감쇠시키는 필터층이다. 또, ND필터층(42)은 적외선 컷 필터층(41)이 형성되어 있는 영역(이하, 「가시광선 통과 영역」이라고도 적는다)과 비교하여, 파장 의존성이 낮은 필터층이다. 따라서, ND필터층(42)이 형성된 영역은, 조리개 개구를 통과하는 광 중, 적어도 가시광선 통과 영역을 통과할 수 있는 광을 감쇠시키는 영역, 즉 광감쇠 영역에 해당하는 것이 된다. 예를 들어, 가시광선 통과 영역을 통과할 수 있는 광이 가시광선뿐이라면, 이 가시광선을 감쇠시키는 영역이 광 감쇠 영역이 된다. 이 경우, ND필터층(42)에 있어서의 가시광선의 투과율은, 카메라에 포함되는 촬상 소자의 특성에도 따르지만, 예를 들어 6% 정도로 하는 것이 바람직하다. 다만, ND필터층(42)은, 자외선 영역, 가시광선 영역 및 적외선 영역의 각 영역의 광을 거의 균일한 투과율을 갖고 감쇠하는 특성이 있다. 이 때문에, ND필터층(42)에서 감쇠 가능한 광은, 가시광선으로 한정되는 것은 아니다.

필터 기판(5)의 주면 내에 있고, 가시광선 통과 영역과 광 감쇠 영역의 상대적인 면적비로서는, 조리개 개구를 전개 상태로 했을 때에 유효하게 기능하는 가시광선 통과 영역의 면적을 100%로 했을 경우에, 이것에 대한 광 감쇠 영역의 면적의 비율이 4~33%가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 광 감쇠 영역의 면적비를 광범위하게 규정하는 이유는, 조리개 개구가 전개 상태 때의 가시광선 통과 영역의 면적에 대해서, 적절한 광 감쇠 영역의 면적비가 상기 전개시의 조리개 개구 지름에 의해서 바뀌기 때문이다. 구체적으로는, 전개시의 조리개 개구 지름이 커지는 것에 따라, 적절한 광 감쇠 영역의 면적비가 작아지고, 이것과 반대로, 전개시의 조리개 개구 지름이 작아지는 것에 따라, 적절한 광감쇠 영역의 면적비가 커진다.

ND필터층(42)은, 유리 기판(40)의 한쪽 주면측에, 적외선 컷 필터층(41) 위에 적층하는 상태로 형성되어 있다. 또, ND필터층(42)은, 똑같은 두께로 적외선 컷 필터층(41)상에 형성되어 있다. ND필터층(42)은 필터 기판(5)을 평면적으로 보았을 때에, 적외선 컷 필터층(41)이 형성되어 있는 영역에 대해서, 그 중앙부에 원형으로 형성되어 있다. 즉, 필터 기판(5)은 눈알 형태의 필터 구조로 되어 있다. 구체적으로는, 적외선 컷 필터층(41)이 형성되어 있는 영역을 흰자위 부분으로 하고, 그것보다 안쪽의 ND필터층(42)이 형성되어 있는 영역을 검은자위의 부분으로 한 눈알 형태의 구조로 되어 있다.

ND필터층(42)은, 도면에서도 분명하듯이, 적외선 컷 필터층(41)이 형성되고 있는 영역보다 작은 영역을 갖고 필터 기판(5)의 중심부에 형성되어 있다. 또, 전술한 바와 같이, 적외선 컷 필터층(41)이 형성되고 있는 영역은 가시광선 통과 영역에 해당한다. 이 때문에, ND필터층(42)은 가시광선 통과 영역 내에 형성되어 있다.

ND필터층(42)의 외형 치수(도면의 예의 경우는 지름)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)가 형성하는 조리개 개구(43)가 소조리개 상태가 되었을 때의 개구 치수에 대응하여 설정되어 있다. 본 명세서에서, 소조리개 상태란, 조리개 개구(43)를 전개시켰을 때의 개구면적에 대해서, 실제의 조리개 개구 (43)의 개구면적이 1/3 이하 상태를 말한다. 소조리개 상태에서는, 조리개 날개(3)의 홀부(15)의 일부에 V자형으로 형성된 노치 부분과 조리개 날개(4)의 만부(18)의 일부에 V자형으로 형성된 노치부에 의해서, 조리개 개구(43)의 개구 형상이 사각형(마름모꼴)이 된다.

유리 기판(40)에 적외선 컷 필터층(41)이나 ND필터층(42)을 형성하는 경우의 구체적인 제조 수법에 관해서는, 예를 들어, 진공 증착법, 스팩터법, 도포법 등의 주지의 성막 방법을 채용하면 된다. 또, 유리 기판(40)에 적외선 컷 필터층(41)을 형성한 후에, ND필터층(42)을 형성하는 경우는, ND필터층(42)의 형성 영역을 제한할 필요가 있다. 그 경우는, 적외선 컷 필터층(41)을 형성 끝난 유리 기판(40)에서, ND필터층(42)을 형성하고 싶은 부분만큼을 개구하도록 마스크 프로세싱한 상태로, ND필터층(42)을 형성하면 좋다.

또, 전술한 바와 같이, 필터 기판(5)을 입사광의 광로상에 진출시켜 사용 상태로 한 경우는, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)가 형성하는 조리개 개구의 중심에 대해, 필터 기판(5)의 중심이 위치 맞춤된다. 이 때문에, 필터 기판(5)의 사용 상태에 대해서는, ND필터층(42)이 형성된 영역(광감쇠 영역)이 조리개 개구와 동심 형태로 배치된다. 따라서, 조리개 개구를 소조리개 상태로 하면, 조리개 개구의 개구면적에 차지하는 ND필터층(42)의 면접 비율이 매우 높아진다. 특히, 밝은 환경(맑은 하늘하의 옥외 등)에서 촬영하는 경우는, 조리개 개구가 작게 좁혀지기 때문에, 조리개 개구의 전 영역을 차지하도록 ND필터층(42)이 배치된다.

＜3. 조리개 장치의 동작＞

계속하여, 본 발명의 실시의 형태에 따른 조리개 장치 1의 동작에 대해 설명한다.

[3－1. 조리개 개구의 조정과 관련되는 동작]

우선, 조리개 장치 1의 기본적인 동작 원리에 대해 설명한다.

한 쌍의 조리개 날개(3, 4)에 의해서 형성되는 조리개 개구를 조정하는 경우는, 조리개 구동부(7)를 구동한다. 그렇다면, 조리개 구동부(7)의 구동력을 받아 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)가 상대적으로 접근 이간할 방향으로 이동한다.

상술한 바와 같이, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)를 상대적으로 이동시켰을 경우는, 이들 이동 방향 및 이동량에 따라 조리개 개구(43)의 크기가 변화하게 된다. 구체적으로는, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)가 서로 접근하는 방향(도 5의 실선의 화살표 방향)으로 이동하면, 이것에 따라서 조리개 개구(43)가 커지고, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)가 서로 이간할 방향(도 5의 파선의 화살표 방향)으로 이동하면, 이것에 따라서 조리개 개구(43)가 작아진다. 또, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)를 가장 접근시킨 상태에서는 조리개 개구(43)가 최대(전개 상태)가 되어, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)를 가장 이간시킨 상태에서는 조리개 개구(43)가 최소(완전하게 닫은 상태 또는 거기에 가까운 상태)가 된다.

도 6은 조리개 개구를 개방(전개)한 상태를 나타내는 도이다. 흑백 촬영 모드로 촬영하는 경우는, 필터 기판(5)이 조리개 개구(43)에서부터 퇴피한 상태가 된다. 도 7은 조리개 개구(43)를 소조리개로 한 상태를 나타내는 도이다. 조리개 개구(43)를 소조리개로 했을 경우는, 상기 도 5에도 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)의 홀부(15)와 만부(18)가 겹치는 부분에 조리개 개구(43)가 대략 마름모꼴로 형성된다. 그리고 이 조리개 개구(43)를 모두 막은(가림) 상태에서 ND필터층(42)이 배치된다. 다만, 조리개 개구(43)에 ND필터층(42)이 배치되는 것은, 입사광의 광로상에 필터 기판(5)을 진출시켰을 경우뿐이다.

[3－2. 촬영 모드의 변환에 관한 동작]

촬영 모드의 변환의 형태로서는, 컬러 촬영 모드로부터 흑백 촬영 모드로 전환하는 경우와 흑백 촬영 모드에서부터 컬러 촬영 모드로 전환하는 경우가 있다. 다만, 어느 경우도, 촬영 모드의 변환시, 필터 구동부(8)를 구동하게 된다. 이하, 경우를 나누어 설명한다.

우선, 촬영 모드를 컬러 촬영 모드로부터 흑백 촬영 모드로 전환하는 경우는, 필터 구동부(8)의 구동에 수반하는 구동력을 받아, 필터 유닛(24)이 지지축(35)을 중심으로 회전하도록 이동한다. 이것에 의해, 조리개 개구(43)를 통해 입사하는 광의 광로에서부터 어긋나는 위치에서 필터 기판(5)이 퇴피한다. 이 때문에, 흑백 촬영 모드로 촬영하는 경우는, 조리개 개구(43)를 통해 입사하는 광이, 필터 기판(5)을 통하지 않고 촬상 소자(미도시)에 도달하게 된다. 따라서, 적외선 컷 필터층(41)에 의한 광량의 저하는 물론, ND필터층(42)에 의한 광량의 저하도 발생하지 않는다. 이 때문에, 적은 광량으로 필요한 해상도가 요구되는 야간 등의 촬영에 적절한 것이 된다.

이것에 대해서, 촬영 모드를 흑백 촬영 모드로부터 컬러 촬영 모드로 전환하는 경우는, 상기의 경우와는 동작 방향을 반전하는 형태로 필터 구동부(8)를 구동한다. 그러면, 필터 구동부(8)의 구동력을 받아 필터 유닛(24)이 지지축(35)을 중심으로 회전하듯이 이동한다. 이것에 의해, 조리개 개구(43)를 통해 입사하는 광의 광로상에 개재하는 위치에서 필터 기판(5)이 진출한다. 이 때문에, 컬러 촬영 모드로 촬영하는 경우는, 조리개 개구(43)를 통해 입사하는 광이, 필터 기판(5)을 통해 촬상 소자(미도시)에 도달하게 된다.

여기서, 컬러 촬영 모드는, 낮 등의 밝은 환경에서 적용된다. 또, 이와 같은 촬영 환경에서는, 상술한 바와 같이, 촬상 소자의 화소의 신호가 포화되지 않도록 조리개 개구(43)를 작게 조인 소조리개 상태에서, 조리개 장치(1)에 따른 광량 조정을 한다. 이 때문에, 조리개 개구(43)의 전부 또는 대부분의 부분이, 적외선 컷 필터층(41) 및 ND필터층(42)으로 이루어진 2층의 필터 기능층에서 막힌 상태가 된다. 따라서, 종래와 같이 한 쌍의 조리개 날개에 각각 ND필터를 설치한 구조를 채용하지 않아도, 적외선 컷 필터층(41) 및 ND필터층(42)에 따른 필터 기능이 모두 기능하게 된다. 이 때문에, 촬영 환경이 밝은 낮 등의 촬영에 적절한 것이 된다.

또, 낮 등의 시간대라도, 예를 들어, 기후가 나쁜 경우, 또는 카메라의 설치 장소 등의 관계로, 어슴푸레한 환경에서 촬영하는 것도 생각할 수 있다. 이와 같은 경우는, 필요한 광량을 확보하기 위해서, 필터 기판(5)을 진출시킨 채로, 조리개 개구(43)를 소조리개 상태보다 크게 개구시키게 된다. 따라서, 조리개 개구(43)는 ND필터층(42)의 형성 영역보다 크게 개구하게 된다. 이것에 대해서, 적외선 컷 필터층(41)은, 필터 기판(5)의 한쪽 편 전면에 형성되어 있기 때문에, 비록 조리개 개구(43)를 전개 상태까지 개방해도, 항상 적외선 컷 필터층(41)이 조리개 개구(43)를 막도록 배치된다. 이 때문에, 컬러 촬영 모드로 촬영하는 경우에, 광량 확보 등을 위해서 조리개 개구(43)를 크게 해도, 적외광의 입사에 기인한 화상의 색의 핀트가 맞지 않을 우려는 없다.

＜4. 실시의 형태에 관한 효과＞

본 발명의 실시의 형태에 따른 조리개 장치와, 이를 구비한 카메라에 대해서는, 전술한 바와 같이 적은 광량으로 필요한 해상도가 요구되는 야간 등의 촬영에 적절한 것이 되는 것 외에, 부품 점수의 삭감과 쉐이딩 등의 특성 향상을 동시에 도모할 수 있다. 이하에, 그 이유를 설명한다.

우선, 조리개 장치(1)의 구성으로서 필터 기판(5)에 적외선 컷 필터층(41)과 ND필터층(42)을 형성하고 있다. 이 때문에, 종래와 같은 ND필터를 독립된 부품으로서 조리개 날개에 설치하는 경우와 비교하여 부품 점수를 삭감할 수 있다.

또, 조리개 장치(1)의 구성으로서 조리개 개구(43)를 통해 입사하는 광의 광로상에 필터 기판(5)을 진출시켰을 때에, ND필터층(42)이 조리개 개구(43)와 동심형태로 배치되는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 조리개 개구(43)를 소조리개로 촬영하는 경우에, ND필터층(42)이 유효하게 기능 할 뿐만 아니라, 조리개 개구(43) 전체가 ND필터층(42)으로 막힌 상태가 된다. 따라서, 소조리개 상태라도, 화상 전체가 균일한 밝기가 된다. 이 때문에, 쉐이딩 등의 특성이 향상한다.

또한, 조리개 개구(43)를 소조리개 상태보다 크게 개구시켰을 경우에서도, 쉐이딩 등의 특성 향상을 도모할 수 있다. 즉, 조리개 개구(43)를 소조리개 상태보다 크게 개구시키는 동작 상태는, 예를 들어 어슴푸레한 낮의 환경 등에서 적용된다. 이 때문에, 밝은 낮의 환경과 비교하면, 카메라에 입사하는 광의 양이 상당히 적어진다. 따라서, 만일 ND필터층(42)의 형성 영역보다 크게 조리개 개구(43)를 개방시켰다고 해도, 밝은 낮의 환경과 비교하면, ND필터층(42)의 존재에 기인하는 명암의 차이는 현격히 작은 것이 된다. 또, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)의 상대 이동에 의해서 조리개 개구(43)의 크기가 바뀌어도, ND필터층(42)의 위치는 변하지 않기 때문에, 밝기의 중심 위치가 치우치지 않는다. 이 때문에, 종래의 조리개 장치와 같이 한 쌍의 조리개 날개에 각각 ND필터를 설치한 구성과 비교하여 쉐이딩 등의 특성이 향상한다.

또한, 종래의 조리개 장치의 경우는, 조리개 개구를 소조리개 상태로부터 서서히 개방해 나갈 때, 조리개 개구를 통과하는 광이, 2매의 ND필터의 중복 부분을 통과하는 광과, 어느 쪽이든 한쪽의 ND필터를 통과하는 광과, ND필터의 부분을 통과하지 않는 광의, 3개로 나누어진다. 이것에 대해서, 본 실시의 형태의 조리개 장치의 경우는, 조리개 개구(43)를 통과하는 광이, ND필터층(42)의 부분(조리개 개구(43)의 중앙 부분)을 통과하는 광과 그 이외의 부분(조리개 개구(43)의 주연부분)을 통과하는 광 2개로 한정된다. 이 때문에, 명암이 다른 분포의 불균형이 억제된다. 따라서, 쉐이딩 등의 특성 향상의 효과가 보다 현저한 것이 된다.

또, 상술한 부품 점수의 삭감에 부수하여, 다음과 같은 효과도 얻을 수 있다. 즉, 조리개 장치(1)를 제조하는 경우에, 조리개 날개에 ND필터를 설치하는 공정이 불필요해진다. 또, 조리개 날개에 ND필터를 접착제로 붙이는 경우는, ND필터의 두께(예를 들어, 약 0.1㎜)에 접착제의 두께를 가미하여 한 쌍의 조리개 날개가 상대적으로 이동하는 틈새를 설정할 필요가 있다. 이것에 대해서, ND필터층(42)을 필터 기판(5)에 형성했을 경우는, 그 두께가 수㎛~수십㎛정도에서 끝난다. 이 때문에, 조리개 장치(1)의 박형화를 도모할 수 있다. 또한, 조리개 장치의 동작상, 조리개 날개는 빈번히 이동을 반복하기 위해, ND필터를 접착 등으로 조리개 날개에 붙인 것에서는, 조리개 날개의 이동에 수반하는 진동 등에 기인하여 ND필터가 빗나갈 우려가 있다. 이것에 대해서, 필터 기판(5)에 ND필터층(42)을 형성한 것에서는, 이러한 불편이 발생할 일은 없다. 따라서, 장기에 걸쳐 동작의 신뢰성이 뛰어난 조리개 장치를 실현할 수 있다.

또, 필터 기판(5)의 구성으로서 ND필터층(42)으로 이루어진 광 감쇠 영역을 원형으로 형성하고 있다. 이 때문에, 조리개 개구(43)가 소조리개가 되었을 때의 개구 형상이, 예를 들어, 다각형이나 타원형이어도, 이것에 외접하는 원의 지름 이하의 원형으로서 광 감쇠 영역을 형성해 두면, 상기 개구 형상의 차이에 관계없이, 쉐이딩 등의 특성을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 범용성이 뛰어난 것이 된다.

또, 특히 바람직한 예로서 조리개 개구(43)의 개구 형상과 닮은꼴로 광 감쇠 영역을 형성하는 구성을 채용해도 된다. 예를 들어, 한 쌍의 조리개 날개(3, 4)를 포개어 맞추었을 때에, 홀부(15)와 만부(18)에 의해서 형성되는 조리개 개구(43)의 형상이, 각각의 V자형의 노치부의 존재에 의해 사각형(마름모꼴)이 되는 경우는, 그 마름모꼴로 광 감쇠 영역을 형성해 둔다.

이와 같은 구성을 채용했을 경우는, 조리개 개구(43)를 소조리개로서 컬러 촬영하는 경우에, 조리개 개구(43)의 개구 치수가 ND필터층(42)의 형성 영역의 외형 치수로 일치할 때까지, 조리개 개구(43)를 ND필터층(42)으로 막은 상태가 유지된다. 이 때문에, ND필터층(42)의 형성 영역을 낭비 없이 최대한으로 활용할 수 있다. 또, 이것에 부수하여 ND필터층(42)의 형성 영역을 최소한으로 세울 수 있다. 이 때문에, 컬러 촬영 모드로 조리개 개구(43)를 개방했을 경우의 광량의 저하를 극력 억제할 수 있다.

또, 조리개 개구(43)를 소조리개 상태보다 크게 개방했을 경우에는, ND필터층(42)이 형성되어 있지 않은 영역(이하, 「비형성 영역」이라고 함)이 조리개 개구(43)의 바깥 틀 부분의 사방에 걸쳐서 균일하게 존재한다. 이 때문에, 조리개 개구(43)의 개구 영역에서, 그 중앙부에 위치하는 ND필터층(42)의 형성 영역에서는 상대적으로 화상이 어두워져, ND필터층(42)의 비형성 영역에서는 상대적으로 화상이 밝아진다. 이것에 대해서, 촬영용의 렌즈는, 일반적으로 중앙부가 밝고, 주연부에 갈수록 어두워진다. 이 때문에, 그러한 상쇄에 의해서 화상의 밝기를 균일화할 수 있다.

또, 필터 기판(5)의 구성상, 유리 기판(40)의 공통의 주면에, 적외선 컷 필터층(41)과 ND필터층(42)을 적층 상태로 형성하고 있다. 이 때문에, 필터 기판(5)을 제조하는 경우에, 유리 기판(40)을 표리 반전시키지 않고, 적외선 컷 필터층(41)과 ND필터층(42)을 순서대로 형성(성막)할 수 있다.

＜5. 변형예＞

본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 발명의 구성 요건이나 그 편성에 의해서 얻을 수 있는 특정의 효과를 이끌어낼 수 있는 범위에서, 여러 가지의 변경이나 개량을 더한 형태도 포함한다.

예를 들어, ND필터층(42)에 대해서는, 유리 기판(40)의 한편의 주면이 아니고, 적외선 컷 필터층(41)이 형성되고 있는 주면과는 반대 측의 주면에 형성해도 좋다. 또, 적외선 컷 필터층(41) 및 ND필터층(42)에서는, 각각 유리 기판(40)의 양쪽 모두의 주면에 형성해도 된다. 또한, ND필터층(42)으로 이루어진 광감쇠 영역의 평면적인 형상으로서는, 전술한 원형 등의 형상으로 한정하지 않고, 예를 들어, 다각형에 속하는 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, (이하, 생략)일 수도 있고, 그 이외의 형상, 예를 들어, 별 형태, 꽃잎 형태, 십자형, 구름 형태, 반달 형태라도 된다.

또, 유리 기판(40)에 적외선 컷 필터층(41)과 ND필터층(42)을 적층하는 경우의 적층순서를, 상기 실시의 형태와는 반대의 순서, 즉 ND필터층(42) 위에 이것을 가리는 상태로 적외선 컷 필터층(41)을 형성한 것이라도 좋다.

또, 적외선 컷 필터층(41)으로 ND필터층(42)을 각각 다른 유리 기판에 형성하고, 이러한 유리 기판을 예를 들어 접착 등에 의해서 일체화한 구성의 필터 기판을 채용해도 된다.

또, 촬영 모드의 변환을 위해서 실시하는 필터 기판(5)의 동작을, 상기 실시 형태와 같이 지지축(35)을 중심으로 한 회전 동작이 아니고, 예를 들어, 직선적인 슬라이드식의 이동 동작에 의해서 실시하는 구성이어도 된다. 이와 같은 구성을 채용하는 경우는, 예를 들어, 장방형의 기판의 주면영역을, 상기 기판의 긴 방향으로 2개의 영역으로 구분하고, 한쪽 영역에만 적외선 컷 필터층을 형성하고, 또한 그 중앙부에 ND필터층을 형성한 구성이라고 해도 된다.

또, 적외선 컷 기능을 갖는 필터 기판(5)의 구성으로서는, 상기 실시의 형태와 같이 유리 기판(40)에 적외선 컷 필터층(41)을 형성한 구성만으로 한정하지 않고, 예를 들어, 유리 기판(40) 자체가 적외선을 차단하는 기능을 갖는 것, 즉 적외선 컷 유리로 이루어진 유리 기판(40)을 채용한 구성이라도 된다.

또, 자외선 컷 기능을 갖는 필터 기판(5)의 구성으로서는, 상기 실시의 형태와 같이 유리 기판(40)을 자외선 컷 유리로 구성한 것으로 한정하지 않고, 자외선 컷 필터층을 유리 기판의 주면에 형성한 구성이라도 된다.

또, ND필터층(42)을 얇은 필름기재로 형성하고 이 필름기재를 유리 기판(40)에 붙인 구성을 채용해도 된다.

또, 본 발명에 관한 조리개 장치의 구성상, 「가시광선 통과 영역」에 관해서, 상기 가시광선 통과 영역은, 가시광선을 통과시키는 영역, 보다 자세하게는 소정의 파장역의 광을 없앤 상태로 가시광선을 통과시키는 영역, 한층 더 자세한 것은 가시광선 하에서의 카메라의 촬영에 불필요한 광을 없앤 상태로 가시광선을 통과시키는 영역이다. 이 경우의 카메라의 촬영에 불필요한 광은, 「가시광선보다 파장이 긴 광」 및 「가시광선보다 파장이 짧은 광」 중, 적어도 한쪽 광을 말한다. 보다 구체적으로는, 적외광(근적외광을 포함한다) 및 보라색 외광(근자외광을 포함한다) 중, 적어도 한쪽 광이 「카메라의 촬영에 불필요한 광」에 해당하는 것이 된다.

따라서, 필터 기판(5)이 갖는 「가시광선 통과 영역」은, 적외선 컷 필터 및 자외선 컷 필터의 양쪽 모두의 필터 기능을 가지는 경우 외에, 적외선 컷 필터만의 기능을 갖는 경우, 또는 자외선 컷 필터만의 기능을 갖는 경우도 있을 수 있다. 다만, 화상의 색의 핀트가 맞지 않는 것을 방지하는데는, 적외선 컷 필터 및 자외선 컷 필터의 양쪽 모두의 필터 기능을 갖는 영역인 것이 바람직하다. 또, 가시광선 통과 영역에 대해서는, 반드시 유리 기판(40)의 주면상의 전 영역을 가시광선 통과 영역으로 할 필요는 없고, 광 감쇠 영역보다 큰 영역이 되도록 가시광선 통과 영역이 확보되고 있으면 좋다.

또, 본 발명은, 조리개 장치나 이것을 이용한 카메라에 한정하지 않고, 그 카메라를 구비한 전자기기(예를 들어, 시큐러티 기기 등)에도 적용 가능하다. 이와 같은 전자기기는, 본 발명의 실시의 형태에 따른 카메라와 상기 카메라로부터 출력되는 화상 신호를 처리하는 화상 처리부를 구비한 구성이 된다.

1; 조리개 장치, 2; 조리개 기판, 3; 조리개 날개,
4; 조리개 날개, 5; 필터 기판, 6; 날개 커버,
7; 조리개 구동부, 8; 필터 구동부, 40; 유리 기판,
41; 적외선 컷 필터층, 42; ND필터층, 100; 카메라,

Claims (7)

1. 서로 겹친 상태에서 조리개 개구를 형성하는 한 쌍의 조리개 날개와,
   가시광선 통과 영역을 갖는 필터 기판과,
   상기 조리개 개구의 크기를 조정하기 위해서 상기 한 쌍의 조리개 날개를 상대적으로 이동시키는 조리개 구동부와,
   상기 조리개 개구를 통해 입사하는 광의 광로에 대해서 상기 필터 기판을 진퇴 이동시키는 필터 구동부를 구비하고,
   상기 필터 기판은, 상기 조리개 개구를 통과하는 광 중, 적어도 상기 가시광선 통과 영역을 통과할 수 있는 광을 감쇠시키는 광 감쇠 영역을 더욱 포함하며,
   상기 광 감쇠 영역은, 상기 가시광선 통과 영역보다 작은 영역을 갖고, 상기 가시광선 통과 영역 내에 형성되어 상기 광로 상에 상기 필터 기판을 진출시켰을 때에 상기 조리개 개구와 동심 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 조리개 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 광 감쇠 영역은, 원형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조리개 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 광 감쇠 영역은, 상기 조리개 개구의 개구 형상과 닮은꼴로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조리개 장치.
4. 청구항 1, 2 또는 3에 있어서,
   상기 가시광선 통과 영역은, 상기 필터 기판의 적어도 한쪽 주면에 형성된 적외선 컷 필터층으로 이루어지고,
   상기 광 감쇠 영역은, 상기 필터 기판의 한쪽 주면 또는 다른 쪽 주면 또는 양쪽 모두의 주면에 형성된 ND필터층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 조리개 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 적외선 컷 필터층 및 상기 ND필터층은, 상기 필터 기판의 공통의 주면상에 적층 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조리개 장치.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 조리개 장치와,
   상기 조리개 개구를 통해 입사하는 광을 전기신호로 변환하는 광전 변환 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라.
7. 청구항 6에 기재된 카메라와,
   상기 카메라로부터 출력되는 화상 신호를 처리하는 화상 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.

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