[发明专利]光量调节器和成像设备

说明书

相关专利申请的相互参考

本发明包含与2006年4月21提交给日本专利局的日本专利申请JP 2006-117463有关的主题内容，该专利申请整体地在此引用以供参考。

技术领域

本发明涉及新颖光量调节器和成像设备。更特别地，本发明涉及在图像质量方面几乎不引起恶化的光量调节器，它适用于使用成像设备来接收光的的照相机，诸如视频摄录机和数字静止照相机；以及涉及具有这样的光量调节器的成像设备。

背景技术

孔径光圈通常在成像设备中被用作为调节入射光的量用的装置。然而，很长时间以来就已经指出，小的孔径尺寸(大的F数)由于衍射而不利地导致图像质量的恶化。为了解决这个问题，提出了使用ND滤色镜来衰减透过的光的量的各种建议。例如，JP-A-58-184135提出通过把具有几种透明度水平的ND滤色镜放置在透镜与成像设备之间，并按照被摄影物的亮度切换到具有适当的透明度的ND滤色镜而防止把孔径光圈设置到小的孔径尺寸。JP-A-2004-53633提出，除了在ND滤色镜之间的类似的切换以外，还使用机械快门来限制曝光时间。JP-A-2005-348140提出根据来自成像设备的输出信号在孔径光圈的设置值与ND滤色镜密度之间自动切换，以避免孔径光圈被设置到其中衍射会引起明显恶化的范围内。

JP-A-6-90403提出使用利用电致变色效应的ND滤色镜，其中通过施加的电压改变透明度。类似于JP-A-6-90403，JP-A-2006-3437还提出利用在成像设备中的电致变色效应，该成像设备以下列方式使用彩色分离棱镜，即让可变密度ND滤色镜布置在透镜与该棱镜之间。

JP-A-52-117127提出使用其透明度连续地改变的多个渐变ND滤色镜和使用各渐变ND滤色镜的重叠部分来改变密度。JP-A-6-265971提醒，ND滤色镜部件的边缘到孔径的插入造成波前相位差，从而造成图像质量的恶化，因此建议当光圈完全打开时，孔径用透明度区域覆盖，而与透明的区域相邻的渐变ND区域被插入到孔径，以便调节光量。JP-A-2004-205951假定当具有渐变ND区域和透明区域的滤色镜被插入到孔径时图像质量恶化的原因，并且假定，作为基于仿真的实验考虑，图像质量恶化是由以下的三个因素造成的：由被光阑片和ND滤色镜包围的、并且当滤色镜被插入到孔径半途时用作为小孔径的区域引起的衍射；当滤色镜部件的边缘出现在孔径中时生成的大的波前相位差；以及在滤色镜的透明区域与渐变ND区域之间的边界处生成的小的波前相位差。JP-A-2003-241253提出其中薄膜基底具有两个部分的光量调节器，每个部分包括透明的区域和ND区域，以及ND区域是从相反方向插入到孔径的。

发明内容

在把成像设备作为用成像活动图像的视频摄录机的情况下，以上描述的建议在实施时会有各种问题。

在JP-A-58-184135、JP-A-2004-53633和JP-A-2005-348140中描述的设备中，准备和切换具有不同分段的密度级别的ND滤色镜，以使得孔径尺寸不被设置为小的数值。然而，在光路径插入和移走ND滤色镜会影响活动图像屏幕，导致不自然的重现的图像。特别是，当ND滤色镜被布置在接近于成像器件的位置和任何一个ND滤色镜覆盖光路径的一半时，一半屏幕变为亮的，另一半屏幕变为暗的，当ND滤色镜被插入或移走时，在亮的和暗的部分之间的边界在屏幕上移动。如果插入和移走同时进行，则边界的运动将不会明显可见。然而，用于曝光调节的孔径光圈的F数的改变实现得不够快，无法与ND密度的改变同步，导致在一个时刻记录明亮的屏幕和在另一个时刻记录暗淡的屏幕。当ND滤色镜被布置成与孔径光圈相邻时，在屏幕上在亮的和暗的位置之间的边界的运动将不会明显可见。然而，模糊的前景或背景图像看来像是与ND滤色镜的插入和移走同步地移动，这样的现象将会被记录下来。

在JP-A-58-184135、JP-A-2004-53633和JP-A-2005-348140中描述的把电致变色效应施加到ND滤色镜的设备可被看作为理想的光量调节器，如果在大量生产中以低成本和稳定的方式提供实际上足够的特性的话。然而，现在，有大量因材料和制造方法造成的问题，诸如在可见光的区域中非平坦的光谱透明度特性、对所施加的电压的响应太慢、在最高透明度与最高密度之间缺乏足够的光调节范围、持续性差、和以上特性对温度的依赖性和老化特性。所以，这种设备的性能远不能应用于视频摄录机。