絞り装置

【目的】絞り装置を構成する部品点数を削減し、かつ組立を容易とし、しかも円形の絞り開口形状を得ることを可能とする。
【構成】筒状をした遮光性の弾性膜からなる弾性遮光筒８３を撮像光学系の光軸に沿って配設し、その両端部をそれぞれレンズ枠体７２と絞り駆動環８２に支持させる。レンズ枠体７２を固定状態とし、絞り駆動環８２の回動角度を変化させることで、弾性遮光筒８３に捩じり力を加え、その捩じり角度に応じて弾性遮光筒の中間部の開口径を変化させ、絞り開口を変化調整可能とする。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカメラやビデオカメラ等の撮像光学系に用いられる絞り装置に関し、特に絞り開口形状を円形とし、かつ無段階に絞り開口径を調整可能とした絞り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の用途に用いられる絞り装置は、複数枚の絞り羽根の重なり度合いを変化させることで絞り開口径を調整する構成のものが殆どである。図６（ａ）はその一例であり、撮像装置の鏡筒に固定的に設けられる絞りカム盤１０１と、複数枚（この例では４枚）の絞り羽根１０２と、前記絞りカム盤１０１に対して相対回動される絞り作動環１０３と、前記絞りカム盤１０１がネジ１０４により固定されるレンズ枠体１０５とで構成されている。絞りカム盤１０１には光軸位置に最大絞り開口径に相当する開口が開設され、かつ絞りカム盤１０１は開口の周囲に４本のカム溝１０６が形成される。また、絞り作動環１０３は絞りカム盤１０１とレンズ枠体１０５との間に挟まれるように配置され、４枚の絞り羽根１０２のそれぞれの一端部をピン支持している。４枚の絞り羽根１０２にはそれぞれ中間位置にカム突起１０２ａが設けられており、このカム突起１０２ａは絞りカム盤１０１の前記カム溝１０６に係合される。また、絞り作動環１０３の周縁一部はセクタギヤ１０７として形成されており、図外の絞り作動機構に連結される駆動ギヤが噛合され、この絞り駆動ギヤの回転によって絞り作動環１０３が所要の角度範囲で回転駆動される。
【０００３】この絞り装置では、駆動ギヤにより絞り作動環１０３を小角度の範囲で回転駆動させると、４枚の絞り羽根１０２の一端部が絞り作動環１０３に伴って絞りカム盤１０１に対して相対移動され、かつこの相対移動によってカム突起１０２ａがカム溝１０６に沿って移動されるため、その結果として各絞り羽根１０２は絞りカム盤１０１に対して角度移動されることになり、各絞り羽根１０２の重なり度合いが変化され、図６（ｂ）に示すように、これら絞り羽根１０２により形成される開口径が変化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の絞り装置では、絞り開口を変化させるために複数枚の絞り羽根１０２が必要なため、その羽根の枚数に相当する部品点数が必要となる。また、この絞り羽根１０２は薄い金属板や樹脂板で形成されるため、曲げ変形が生じないようにその取り扱いが極めて困難であるとともに、絞り羽根１０２をピン支持する作業や、カム突起１０２ａを絞りカム盤１０１に組み付ける作業等が極めて面倒なものとなり、組立の作業性が悪いという問題がある。
【０００５】また、絞り開口は絞り羽根１０２の重なり度合いによって設定されるが、この開口の形状は絞り羽根１０２の枚数に相当する多角形に近い形状となる。このため、撮像画面に発生する絞りボケの形状が多角形となり、この多角形を好まない人もいる。この絞りボケの形状を回避するために、絞り開口の形状を円形又は円形に近い形状にする場合には、極めて多数枚の絞り羽根が必要となり、部品点数が更に多くなり、しかもその組立作業が煩雑なものとなる。
【０００６】本発明の目的は、部品点数を削減する一方で、組立が容易な絞り装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、円形の絞り開口形状を得ることができる絞り装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の絞り装置は、筒状をした遮光性の弾性膜からなる弾性遮光筒と、この弾性遮光筒を光軸に沿って配設し、その両端部をそれぞれ支持する一対の環状部材とで構成され、これら環状部材の少なくとも一方を他方に対して光軸回りに相対回動可能に構成したことを特徴とする。
【０００８】例えば、絞り装置を撮像光学系内に配設する場合には、一対の環状部材の一方は撮像光学系内に設けられて光軸回りの回転方向に固定された環状枠体で構成し、他方は撮像光学系内において光軸回り方向に回動可能に構成された環状の絞り駆動環で構成し、この絞り駆動環を絞り機構により任意の回動角度に調整可能とする。
【０００９】また、弾性遮光筒は撮像光学系で要求される開放絞り開口よりも大きな内径のゴム筒で構成され、また、弾性遮光筒は一端部の開口径が他端部の開口径と異なる円錐筒として構成され、更には弾性遮光筒の常態時における軸方向長さは一対の環状部材の軸方向の間隔寸法よりも大きくされる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の絞り装置をビデオカメラのズーム撮像装置に適用した実施例の断面図である。同図において、撮像装置の固定枠１には光軸に沿って一対の円形ロッド状をしたガイドバー２，３が延設され、うち一方は固定ガイドバー２として固定枠１に固定支持され、他方は軸転ガイドバー３として固定枠１に対して軸転可能に支持されている。この軸転ガイドバー３は、その一端部にギヤ４が取着され、図外の絞り駆動機構のギヤに噛合されて絞り調節時に軸転駆動されるようになっている。
【００１１】また、前記固定枠１内には撮像光学系４が配置されており、そのレンズ系は固定レンズ群５、前移動レンズ群６、後移動レンズ群７で構成されている。前記固定レンズ群５はレンズ５１の鏡筒としてのレンズ枠体５２が前記固定枠１に固定支持されており、また前移動レンズ群６と後移動レンズ群７はそれぞれのレンズ６１，７１の鏡筒としてのレンズ枠体６２，７２はそれぞれに設けた透孔を利用して前記固定ガイドバー２と軸転ガイドバー３に挿通され、これら固定ガイドバー２と軸転ガイドバー３に沿って光軸方向に移動可能に支持される。そして、これらの前移動レンズ群６と後移動レンズ群７をそれぞれ光軸方向に相関移動させることで、任意の焦点距離に設定するというズーム動作が行われる。なお、これら前移動レンズ群６と後移動レンズ群７を移動させるための機構は本発明との関係が少ないため、ここでは説明は省略する。
【００１２】絞り装置８は、前記後移動レンズ群７の前面部位に設けられている。図２はこの後移動レンズ群７の外観斜視図、図３は絞り装置８の部分のみを取り出した部分分解斜視図図である。絞り装置８は、固定環８１と、絞り駆動環８２と、弾性遮光筒８３とで構成されており、ここでは固定環８１は前記後移動レンズ群７のレンズ枠体７２に一体化されている。また、絞り駆動環８２は前記レンズ枠体７２の外側に嵌合された円筒状に形成され、レンズ枠体７２の外周に沿って光軸回りに回転可能に支持されている。ここでは、絞り駆動環８２の円周面には環状の溝８６が形成され、レンズ枠体７２に固定したＬ字断面構造の係止片（図１参照）７３の先端部を環状溝８６に係合させることで、絞り駆動環８２の光軸回りの回転が可能とされ、かつその一方で軸方向に脱落することが防止されている。また、絞り駆動環８２の円周一部にはセクタギヤ８４が一体に形成されており、このセクタギヤ８４には絞り駆動キヤ８５が噛合される。この絞り駆動ギヤ８５は前記軸転ガイドバー３にキー結合されており、軸転ガイドバー３の軸回転に伴って一体的に回転される。
【００１３】前記弾性遮光筒８３は、光を透過しないゴム等の弾性材を円錐状に形成したものであり、その大径開口寸法が前記絞り駆動環８２の径寸法と等しくされ、小径開口寸法が前記固定環８１の径寸法と等しくされ、かつその軸方向の長さが駆動環８２と固定環８１の軸方向の間隔寸法よりも多少長くされている。そして、小径開口の全周縁が前記レンズ枠７２と一体の固定環８１の周縁部に固定され、大径開口の全周縁は前記絞り駆動環８２の周縁部に固定されている。
【００１４】これらの固定を行う構造としては、弾性遮光筒８３の各全周縁とレンズ枠体７２（固定環８１）及び絞り駆動環８２との間で光洩れが生じることがなく、しかも弾性遮光筒８３とレンズ枠体７２及び絞り駆動環８２との間で捩じり力が加えられた場合でもその固定状態が確保される構造であれば、接着剤による固定構造や、補助環等を用いてレンズ枠体７２や絞り駆動環８２との間に弾性遮光筒８３の全周縁を挟持させる構造が採用できる。そして、この弾性遮光筒８３を絞り駆動環８２とレンズ枠７２との間に配設する際には、実際には弾性遮光筒８３に対して多少の捩じりを加えた状態とし、これにより弾性遮光筒８３に多少の張力を加えてたるみ状態をなくし、これを絞り装置における初期状態として設定しておくことになる。
【００１５】このような弾性遮光筒では、図４（ａ）にその動作原理を模式的に示すように、弾性遮光筒８３の両端間に捩じり力が作用していないときには、弾性遮光筒８３は常態であるため、その内径寸法がそのまま開口寸法となる。一方、弾性遮光筒８３の両端間に捩じり力が作用すると、弾性遮光筒８３は周方向に捩じられた状態となるため、図４（ｂ）のように、弾性遮光筒８３の軸方向の長さが駆動環８２と固定環８１の軸方向の間隔寸法と等しくなる。更に、この状態から弾性遮光筒８３の捩じり角が大きくされると、弾性遮光筒８３の軸方向の長さは変わらずにその中間部が絞られ、開口寸法が小さくされる。したがって、弾性遮光筒８３に加える捩じり角度を調整することで、図４（ｃ）のように、その開口寸法を変化させることができる。この場合、理論的には弾性遮光筒８３の両端間に１８０度の捩じり角を生じさせれば開口寸法は零の状態とされる。なお、図４において、弾性遮光筒８３に示されている光軸方向の複数本の線は捩じり角度を示すために便宜的に表したものである。
【００１６】したがって、図１に示された構成の撮像装置によれば、撮像装置におけるズーム動作は、図外のズーム機構によって前移動レンズ群６と後移動レンズ群７の各レンズ枠体６２，７２を一対のガイドバー２，３に沿って光軸方向に移動させることで、固定レンズ群５、前移動レンズ群６、後移動レンズ群７の相対位置に基づく任意の焦点距離に設定することが可能となる。そして、絞り調整を行う場合には、図外の絞り機構によりギヤ４を所要角度だけ回動させると、これに伴って軸転ガイドバー３が軸転され、これと共に絞り駆動ギヤ８５も回動され、かつセクタギヤ８４と共に絞り駆動環８２が回転されて絞り開口径が変化され、絞り調整が行われる。
【００１７】この絞り駆動環８２が、所定の回動位置、即ち前記した初期状態となる回動位置、この例では約９０度程度に回動位置されているときには、図５（ａ）のように、絞り駆動環８２とレンズ枠体７２との間に延設される弾性遮光筒８３には小角度の捩じりが作用されており、この状態では弾性遮光筒８３の軸方向略中央位置、即ち絞り駆動環８２と固定環８１との軸方向の中央位置における開口寸法はレンズ枠体７２のレンズ７１の開口径寸法に略等しくされる。この状態では絞り全開状態となる。
【００１８】そして、絞り駆動環８２を矢印方向に回動させて行くと、絞り駆動環８２とレンズ枠体７２との相対回転角度が徐々に増加されるため、弾性遮光筒８３の一端部と他端部との間の相対回転角度も増加されるため、弾性遮光筒８３での捩じり角が大きくなり、図５（ｂ）のように、捩じり角が１２０度程度に回動位置されたときには絞り込みが行われる。更に、捩じり角が１８０度に達すると、図５（ｃ）のように、弾性遮光筒８３の開口は閉塞され、絞り全閉状態となる。なお、この動作の間、弾性遮光筒８３の最も小さい開口径は常に弾性遮光筒８３の軸方向の中央位置であり、開口径の変化によっても絞り位置は前後しない。
【００１９】したがって、この構成の絞り装置では、複数枚の絞り羽根が不要となり、しかもこれらの絞り羽根を組み立てる作業も不要とされるため、部品点数の削減と組立作業の簡略化を図ることができる。また、この実施例では、レンズ枠体７２と絞り駆動環８２の径寸法の相違に対応して弾性遮光筒８３が前端部と後端部との開口寸法が異なる円錐筒として構成されるため、絞り駆動環８２とレンズ枠体７２とを光軸方向に近接配置して光軸上の間隔を小さくすることが可能となり、絞り装置の光軸方向の長さを短縮して薄型の絞り装置として構成することが可能となる。
【００２０】また、この絞り装置では、弾性遮光筒８３の捩じりにより形成される開口は、弾性遮光筒８３が全周方向において等しく弾性変形されることで画成されるため、この開口は略完全な真円形となり、したがって絞りの開口形状は真円状となる。このため、撮像時にいわゆる絞りボケが生じたときには、この絞りボケが円形に現れることになる。
【００２１】また、この実施例では、弾性遮光筒８３は、その軸方向長さが絞り駆動環８２と固定環８１の軸方向の間隔寸法よりも多少長く形成されているため、各環にわたって取着したときには弾性遮光筒８３にたるみが生じており、かつこれを小角度だけ回転させた状態を初期状態として設定しているので、この初期状態において弾性遮光筒８３に生じている弾性変形量は弾性遮光筒８３を緊張状態で取着した場合に比較して小さくてすみ、弾性遮光筒８３の捩じり角度を大きくした場合においても弾性遮光筒８３が弾性限界に達し難くなり、これにより特に絞り径を小さくした場合に弾性遮光筒８３に過度の負荷を与えることがなく、弾性遮光筒８３の寿命を長くする上で有利となる。
【００２２】ここで、前記実施例では撮像装置の外部からの駆動力によって絞り駆動環８２を回転駆動させる例を示しているが、通常のカメラの絞り機構に採用したような場合には、手操作により直接的に絞り駆動環８２を回転駆動させるように構成してもよい。この場合には、弾性遮光筒８３の弾性復帰力によって絞り駆動環８２が回動設定から移動回転されないように、絞り駆動環８２の位置を保持させるための機構、例えばクリック機構等を設けることが好ましい。
【００２３】また、前記実施例では弾性遮光筒８３の前端部を回転させているが、後端部を回転させるようにしてもよく、或いは迅速な絞り調整を行う場合には両端部を共に逆方向に回転させるように構成してもよい。また、前記実施例では弾性遮光筒８３は、光を透過しないゴムで形成しているが、ゴム引き等を施すことにより遮光性と弾性が付与された布や、その他の素材で構成することも可能である。
【００２４】更に、弾性遮光筒８３はその一端部と他端部の内径を等しくした円柱筒として構成することも可能である。ただし、この場合には、絞り駆動環８２と固定環８１の大きい径の方への装着が筒の弾性を利用したものとなるので、筒の弾性を極力絞り動作に利用する場合には前記実施例のように円錐筒の方が有利であることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、筒状をした遮光性の弾性膜からなる弾性遮光筒の両端部をそれぞれ一対の環状部材で支持し、これら環状部材の少なくとも一方を他方に対して光軸回りに相対回動可能に構成したことにより、弾性遮光筒に生じる捩じり角度に応じて弾性遮光筒の中間部の開口径を変化させ、絞り調整を行うことができる。このため、複数枚の絞り羽根を不要にして絞り装置を構成する部品点数を削減し、かつその組み立て作業を容易なものとする。また、絞り開口の形状が真円形とされるため、絞りボケを円形にでき、撮像効果を高めることもできる効果がある。
【００２６】また、本発明は、絞り装置を撮像光学系内に配設する場合には、一対の環状部材の一方は撮像光学系内に設けられて光軸回りの回転方向に固定された環状枠体で構成し、他方は撮像光学系内において光軸回り方向に回動可能に構成された環状の絞り駆動環で構成し、この絞り駆動環を絞り機構により任意の回動角度に調整可能とすることで、撮像装置における絞り装置として極めて少ない部品で構成することができる。
【００２７】更に、本発明は、弾性遮光筒は撮像光学系で要求される開放絞り開口よりも大きな内径のゴム筒で構成することで、撮像光学系において絞り全開状態から全閉状態の間で連続的に絞り開口を変化させながら絞り調整を行うことができる。。
【００２８】また、本発明は、弾性遮光筒を一端部の開口径が他端部の開口径と異なる円錐筒として構成することにより絞り変化動作が可能となり、かつ両端部の内径の差を大きくしたときには一対の環状部材を光軸方向に近接配置することができ、絞り装置の光軸方向の寸法を低減し、薄型の絞り装置を構成することができる。
【００２９】また、弾性遮光筒の常態時における軸方向長さを、一対の環状部材の軸方向の間隔寸法よりも大きくすることにより、その取着状態では弾性遮光筒にたるみが生じており、かつこれを小角度だけ回転させた状態を初期状態として設定しているので、この初期状態における弾性遮光筒の弾性変形量を小さくでき、これにより弾性遮光筒の捩じり角度を大きくした場合においても弾性遮光筒が弾性限界に達し難くなり、これにより特に絞り径を小さくした場合に弾性遮光筒に過度の負荷を与えることがなく、弾性遮光筒の寿命、換言すれば絞りの寿命を長くする上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の絞り装置を適用した撮像装置の断面図である。
【図２】本発明の絞り装置を備えた前移動レンズ群の外観図である。
【図３】本発明の絞り装置の部分分解斜視図である。
【図４】本発明の絞り装置の絞り調整動作を模式的に示す図である。
【図５】図２の絞り装置における絞り調整動作を示す斜視図である。
【図６】従来の絞り装置の部分分解斜視図と絞り形状の正面図である。
【符号の説明】
２固定ガイドバー
３軸転ガイドバー
６前移動レンズ群
７後移動レンズ群
８絞り装置
８１固定環
８２絞り駆動環
８３弾性遮光筒

【特許請求の範囲】
【請求項１】筒状をした遮光性の弾性膜からなる弾性遮光筒と、この弾性遮光筒を光軸に沿って配設し、その両端部をそれぞれ支持する一対の環状部材とで構成され、これら環状部材の少なくとも一方を他方に対して光軸回りに相対回動可能に構成したことを特徴とする絞り装置。
【請求項２】一対の環状部材の一方は撮像光学系内に設けられて光軸回りの回転方向に固定された環状枠体で構成し、他方は撮像光学系内において光軸回り方向に回動可能に構成された環状の絞り駆動環で構成し、この絞り駆動環を絞り機構により任意の回動角度に調整可能とした請求項１の絞り装置。
【請求項３】弾性遮光筒は撮像光学系で要求される開放絞り開口よりも大きな内径のゴム筒で構成される請求項１または２の絞り装置。
【請求項４】弾性遮光筒は一端部の開口径が他端部の開口径と異なる円錐筒として構成される請求項１ないし３のいずれかの絞り装置。
【請求項５】弾性遮光筒の常態時における軸方向長さは一対の環状部材の軸方向の間隔寸法よりも大きくされてなる請求項１ないし４のいずれかの絞り装置。

【図１】