JP6624786B2 - 絞り装置及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は撮影用レンズ装置に用いられる絞り装置に関し、特に回転操作によって絞り開口径が変化する絞り装置及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置に関するものである。

従来より、回転軸を備えた複数枚の絞り羽根を同一円周上に等角度間隔に配置し、絞り羽根の回転軸周りの回動によって絞り羽根内縁部の重なりで形成される絞り開口を変化させる絞り装置が知られている。このような絞り装置では、絞り羽根に回転中心ピンと駆動ピンが備えられており、固定位置に支持された回転中心ピンに対する駆動ピンの位置を、円板状のカム板に形成されたカム溝でガイドする構造が一般的である。

例えば、特許文献１では、６枚の絞り羽根の回転中心ピンを絞り支持部材に形成された係合穴に嵌め、各駆動ピンに係合する６本のカム溝が形成されたカム板を回転させることで絞り開口を変化させる絞り装置が開示されている。また、絞り装置をレンズ装置に組み込んだ際には回転操作部材とカム板を連結し、手動による光量調節を可能としている。

また、絞り開口形状は撮影映像における主被写体の周辺のボケ味の良さに影響し、絞り開口形状が円形に近いほど綺麗なボケ像を得ることができる。絞り開口形状を円形に近付ける手段としては、絞り羽根の枚数を多くする方法が一般的に用いられている。特許文献２では、１４枚の絞り羽根を構成することで開口形状をより円形に近くした絞り装置が開示されている。

また、絞り装置は上記の理由から絞り開口形状が円形に近いことが求められるとともに、細かい光量調節を可能とするため手動操作時の操作回転角度が広いことも求められている。特に映画撮影用レンズのように、美しい映像と繊細な光量調節が共に要求されるレンズ装置においては、両者の機能の両立が求められる。

操作回転角を広くする手段としては、特許文献３のように、レンズ装置内部の回転部材の回転角度に対し、ローラーを備えた差動機構を介して手動操作部材の回転角度を拡大する構造が一般的に知られている。

特開２００４−２９４６７８号公報 特開２０１２−１２３２９９号公報 特開平３−１８２７０９号公報

しかしながら、上記の特許文献１、２に開示されているような従来技術では、絞り羽根の駆動ピンをガイドするカム溝同士の干渉を回避しなければならない制約があるため、絞り羽根の枚数を多くし、かつ操作回転角を大きくとることは困難であった。このため、絞り開口を円形に近付けるために多数枚の絞り羽根を用いた絞り装置では、操作部材を介して細かい光量調節を行うことができず、撮影上の障害となっていた。

一方、上記の特許文献３のような構造を絞り装置に適用すると、差動機構を含めた絞り装置全体が大型化するといった課題があった。

そこで、本発明の目的は、例えば、円形に近い絞り開口形状、広い操作回転角、および小型の点で有利な絞り装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の絞り装置は、それぞれが駆動ピンを有する複数枚の絞り羽根と、前記複数枚の絞り羽根それぞれの回転中心を介して前記複数枚の絞り羽根それぞれを支持する支持部材と、前記複数枚の絞り羽根それぞれの前記駆動ピンに係合するカムを有するカム部材と、を備え、前記複数枚の絞り羽根により開口部が形成される絞り装置であって、前記カム部材は、複数種類のカムを有し、前記複数種類のカムそれぞれは、前記開口部の中心からの最大距離を有し、前記複数種類のカムがそれぞれ有する複数の前記最大距離は、互いに異なり、前記複数枚の絞り羽根は、複数種類の絞り羽根を含み、前記複数種類の絞り羽根それぞれの前記駆動ピンは、開放状態の前記開口部の中心からの距離を有し、前記複数種類の絞り羽根がそれぞれ有する複数の当該距離は、互いに異なり、前記複数種類の絞り羽根それぞれの前記回転中心の前記開口部の中心からの距離は、前記複数の当該距離のうち最大の距離より小さい、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、円形に近い絞り開口形状、広い操作回転角、および小型の点で有利な絞り装置を提供することができる。

本発明の実施例１における絞り機構の分解斜視図である。 本発明の実施例１における第１の絞り羽根の駆動ピン側からの視図である。 本発明の実施例１における第２の絞り羽根の駆動ピン側からの視図である。 本発明の実施例１における第１、第２の絞り羽根の組み合わせ図である。 本発明の実施例１における羽根支持筒（支持部材）の図である。 本発明の実施例１における絞り機構の縦断面図である。 本発明の実施例１におけるカム板の図である。 本発明の実施例２における絞り機構の分解斜視図である。 本発明の実施例２における第１の絞り羽根の駆動ピン側からの視図である。 本発明の実施例２における第２の絞り羽根の駆動ピン側からの視図である。 本発明の実施例２における第１、第２の絞り羽根の組み合わせ図である。 本発明の実施例２における羽根支持筒（支持部材）の図である。 本発明の実施例２における絞り機構の縦断面図である。 本発明の実施例２におけるカム板の図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図１〜図１４に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

本実施例の分解斜視図を図１に示す。絞り装置は図１に示すように絞り羽根支持筒（支持部材）１と、複数枚の絞り羽根２と、カム板（カム部材）３と、押えワッシャ４によって構成される。

複数枚の絞り羽根２は図２に示す第１の絞り羽根５と図３に示す第２の絞り羽根６の２種類（複数種類）で構成される。

第１の絞り羽根５と第２の絞り羽根６の２種は、いずれも図２および図３に示すように片側の面に回転中心ピン（回転中心部材）５ａ、６ａが凸設され、対面側の面には駆動ピン５ｂ、６ｂが凸設されている。図２から図４に示すように、第１の絞り羽根５の駆動ピン５ｂの光軸中心ｏからの距離Ａは、第２の絞り羽根６の駆動ピン６ｂの光軸中心ｏからの距離Ｂよりも大きく、それに伴って、板部の面積も第１の絞り羽根５の方が、第２の絞り羽根６よりも大きい。また、図４に示すように、各羽根の回転中心ピン５ａ、６ａの光軸中心ｏからの距離は、第１の絞り羽根５の駆動ピン５ｂよりも光軸中心ｏからの距離が近い第２の絞り羽根６の駆動ピン６ｂの、絞り開放時の（絞り開放状態での）光軸中心ｏからの距離と略同じ距離になるように配置されている。ここで、光軸とは、本発明の絞り装置が装着・固定されるレンズ装置の光軸を指す用語である。絞り装置をレンズ装置に装着する場合、通常は、複数枚の絞り羽根で形成される開口部の中心が装着されるレンズ装置の光軸と一致するように装着する。従って、本明細書の説明においては、光軸位置とは、複数枚の絞り羽根で形成される開口部中心の位置、及び、カム板の回転中心の位置、と同義として扱うものとする。

本実施例における複数枚の絞り羽根２は、５枚の第１の絞り羽根５と５枚の第２の絞り羽根６で構成され、図４に示すように交互に重なり合うように組み込まれ、回転中心ピン５ａ、６ａが絞り羽根支持筒１に設けられた係合穴１ａに係合している。この係合によって、絞り羽根の回転中心が画定される。本実施例においては、絞り羽根２に回転中心ピンが凸設して設けられ、この回転中心ピンが、絞り羽根支持筒１の係合穴１ａに係合する構成としたが、本発明はこれに限定されることはない。絞り羽根支持筒１に回転中心ピンが設けられ、その回転中心ピンが絞り羽根に設けられた回転中心孔に係合するように構成しても同様の効果を享受することができる。

複数枚の絞り羽根２の駆動ピン５ｂ、６ｂ側にはカム板３が、光軸中心ｏを中心に絞り羽根支持筒１に対して回動可能に連設されている。図６に示すように複数枚の絞り羽根２は、カム板３と羽根支持筒１との間に挟持される。

カム板３は図７に示すように、第１のカム溝３ａと第２のカム溝３ｂとをそれぞれ５本ずつ有し、第１のカム溝３ａと第２のカム溝３ｂは溝の開始位置（絞り開放側）３ｃ、３ｄの光軸中心ｏからの距離が異なる。第１の絞り羽根５の駆動ピン５ｂが第１のカム溝３ａと係合し、第２の絞り羽根６の駆動ピン６ｂが第２のカム溝３ｂと係合している。

上記構造により、絞り羽根支持筒１に対してカム板３を光軸中心ｏ周りに回転させると、第１の絞り羽根５の駆動ピン５ｂが第１のカム溝３ａに、第２の絞り羽根６の駆動ピン６ｂが第２のカム溝３ｂにそれぞれ沿って案内される。そうして、第１の絞り羽根５が回転中心ピン５ａを、第２の絞り羽根６が回転中心ピン６ａを軸として回動することとなる。また、第１のカム溝３ａおよび第２のカム溝３ｂは、複数枚の絞り羽根が傾いて開口形状が変化することによるＦ値の変化一段ごとでの操作環の操作回転角度が一定となる形状となっている。

このようにカム溝の開始位置３ｃ、３ｄの光軸中心ｏからの距離に差をつけることで、従来同一円周状に配置されていたカム溝を径方向にずらして交互に配置し、円周方向に余裕を生み、従来以上にカム溝を長くとる事が可能となり、操作角を拡大できる。

この効果は絞り機構を手動操作する放送機器用レンズにおいて有効であり、特許文献１に例示する従来の絞り機構において、６枚の絞り羽根を駆動する回転角と同等の操作性を、７枚以上の絞り羽根を有する絞り機構においても達成することが可能になる。

また、第１の絞り羽根５と第２の絞り羽根６では、回転中心ピン５ａ、６ａと羽根内径５ｃ、６ｃの位置関係は等しく、羽根を同角度ずつ傾けていけば、常に全ての羽根によって開口形状が決定されているため、より円形に近い開口形状が実現できる。更に、第１の絞り羽根５、第２の絞り羽根６とも回転中心ピン５ａ、６ａをより光軸中心ｏとの距離が近い第２の絞り羽根６の駆動ピン６ｂと光軸中心ｏから同径位置又は略同径位置に配置する。それにより、第２の絞り羽根６の羽根形状を小型化できるので、絞り羽根の面積を小さくすることができ、絞り羽根間やカム板、羽根支持筒との間で摺動する面積を減少させ、摩擦抵抗を低減することが可能である。

本実施例の絞り機構は第１の実施例とは、主に以下の点で異なる。本実施例では、カム板の外径側に配置されたカム溝の内の少なくとも一本の終点が内径側に配置されたカム溝の始点よりも光軸中心ｏからの距離が短い位置（光軸中心に近い位置）とされている特徴を有している。また、各種絞り羽根の板部の形状が共通化されている特徴も有している。開始位置の光軸中心ｏからの距離が等しいカム溝が隣り合うときは、形状の異なるカム溝を配置する特徴も有している。

本実施例の分解斜視図を図８に示す。絞り装置は図８に示すように絞り羽根支持筒（支持部材）７と、複数枚の絞り羽根８と、カム板９と、押えワッシャ１０によって構成される。

複数枚の絞り羽根８は図９に示す第１の絞り羽根１１と図１０に示す第２の絞り羽根１２の２種類（複数種類）で構成される。

第１の絞り羽根１１と第２の絞り羽根１２の２種は、いずれも図９および図１０に示すように片側の面に回転中心ピン１１ａ、１２ａが凸設され、対面側の面には駆動ピン１１ｂ、１２ｂが凸設されている。第１の絞り羽根１１および第２の絞り羽根１２は、図９および図１０に示すように、板部の形状は共通で、駆動ピン１１ｂ、１２ｂのかしめ位置の光軸中心ｏからの距離が異なっている。また、図１１に示すように各羽根の回転中心ピン１１ａ、１２ａは、第１の絞り羽根１１、第２の絞り羽根１２とも絞り開放時の（絞り開放状態での）光軸中心ｏからの距離が略等しい位置に配置されている。

本実施例の複数枚の絞り羽根８は、６枚の第１の絞り羽根１１と５枚の第２の絞り羽根１２で構成され、図１１に示すように交互に重なり合うように組み込まれ、回転中心ピン１１ａ、１２ａが図１２に示す絞り羽根支持筒７に設けられた係合穴７ａに係合している。本実施例においては、絞り羽根８に回転中心ピンが凸設して設けられ、この回転中心ピンが、絞り羽根支持筒７の係合穴７ａに係合する構成としたが、本発明はこれに限定されることはない。絞り羽根支持筒７に回転中心ピンが設けられ、その回転中心ピンが絞り羽根に設けられた回転中心孔に係合するように構成しても同様の効果を享受することができる。

複数枚の絞り羽根８の駆動ピン１１ｂ、１２ｂ側にはカム板９が、光軸中心ｏを中心に絞り羽根支持筒７に対して回動可能に連設されている。図１３に示すように複数枚の絞り羽根８は、カム板９と羽根支持筒７との間に挟持される。

カム板９は図１４に示すように、第１のカム溝９ａを５本、第２のカム溝９ｂを３本、第３のカム溝９ｃを１本、第４のカム溝９ｄを２本有し、第１のカム溝９ａと第２のカム溝９ｂは溝の開始位置（絞り開放側）９ｅ、９ｇの光軸中心ｏからの距離が異なる。第３のカム溝９ｃは、開口面積をゼロとして被写体光を通過させないクローズ状態を達成するための形状を有し、その開始位置９ｆは、第１のカム溝９ａの開始位置９ｅと光軸中心ｏからの距離が等しい。第４のカム溝９ｄは、クローズ状態を達成するための形状を有し、その開始位置９ｈは、第２のカム溝９ｂの開始位置９ｇと光軸中心ｏからの距離が等しい。第１の絞り羽根１１の駆動ピン１１ｂは第１のカム溝９ａまたは第３のカム溝９ｃと係合し、第２の絞り羽根１２の駆動ピン１２ｂが第２のカム溝９ｂまたは第４のカム溝９ｄと係合している。また第１、第３のカム溝９ａ、９ｃの内、少なくとも一本の終了位置９ｉは第２、第４のカム溝の開始位置９ｇ、９ｈよりも光軸中心ｏからの距離が短い。すなわち、絞り羽根によって形成される開口部の中心からの径方向外側に配置されたカム溝の内径側端の内、少なくとも1本（９ｉ）は、径方向内側に配置されたカム溝の内、少なくとも一本の外径側端（９ｇ、９ｈ）より、径方向において内径側となるように構成されている。

図１４の９ａ、９ｃのように開始位置の光軸中心ｏからの距離が等しいカム溝が隣り合うときは、カムの小絞り側への回転方向に向かって手前側にクローズ状態を達成するための形状を持つカム溝を配置している。すなわち、図１４に示すような場合においては、カム溝の数は奇数（１１）であり、絞り羽根で形成される開口部の中心からの径方向の距離が最も遠い位置（最大距離）が互いに等しいカム溝が隣り合う２つのカム溝（９ａと９ｃ）のうち、カムの小絞り側への回転方向に向かって手前側に位置するカム溝（９ｃ）は小絞り側で開口部をクローズするための形状（９ｉ近傍のカム溝）を有する。絞り機構をクローズ状態にする場合、クローズ状態の近傍では、カム溝９ｄと係合する２枚の絞り羽根１２と、カム溝９ｃと係合する１枚の絞り羽根１１の合計３枚の絞り羽根のみを駆動してクローズ状態を実現している。

すなわち、カム板に構成されたカム溝の数は奇数（１１）なので、駆動ピンの光軸中心（開口部中心）からの径方向の距離が互いに異なる第１の絞り羽根１１と第２の絞り羽根１２を交互に配置した場合、第１の絞り羽根１１同士または第２の絞り羽根１２同士が一箇所で隣り合う配列となる。コンパクトな構成で回転角範囲を大きくすることを意図する装置であるので、光軸中心から径方向外側に配置されたカム溝を使用する第１の絞り羽根１１同士を隣接させる方が好ましい。しかし、この構成であっても、最大絞り側（開口部の径方向内径側）においては、隣接するカム溝同士が干渉する可能性がある。そこで、本発明においては、開口部の中心からの径方向の距離が最も遠い位置（最大距離）が互いに等しいカム溝が隣り合う２つのカム溝のうち、カムの小絞り側への回転方向に向かって手前側に位置するカム溝は、開口径を小さくする絞り側で開口部をクローズするための形状として構成する。

上記構造により、絞り羽根支持筒７に対してカム板９を光軸中心ｏ周りに回転させると、第１の絞り羽根１１の駆動ピン１１ｂが第１のカム溝９ａまたは第３のカム溝９ｃに案内される。また、第２の絞り羽根１２の駆動ピン１２ｂが第２のカム溝９ｂまたは第４のカム溝９ｄに沿って案内される。そうして、第１の絞り羽根１１が回転中心ピン１１ａを、第２の絞り羽根１２が回転中心ピン１２ａを軸として揺動することとなる。また、第１から第４のカム溝９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、複数枚の絞り羽根が傾いて開口形状が変化することによるＦ値の変化一段ごとでの操作環の操作回転角度がクローズ状態を達成するための形状を除き一定となる形状となっている。

このように、カム溝の開始位置９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈの光軸中心ｏからの距離に差をつけることで、従来同一円周状に配置されていたカム溝を径方向にずらして交互に配置する。そうすることで、円周方向に余裕を生み、従来以上にカム溝を長くとる事が可能となり、操作角を拡大できる。

この効果は絞り機構を手動操作する放送機器用レンズにおいて有効であり、特許文献１に例示する従来の絞り機構において、６枚の絞り羽根を駆動する回転角と同等の操作性を、７枚以上の絞り羽根を有する絞り機構においても達成することが可能になる。

また外径側に配置されたカム溝の終点９ｉを内径側に配置されたカム溝の始点９ｇ、９ｈよりも光軸中心ｏからの距離が近い位置とすることで、カム溝を切るのに必要な径方向の幅が重なり、カム板９の径を縮小することができる。

また、第１の絞り羽根１１と第２の絞り羽根１２では、回転中心ピン１１ａ、１２ａと羽根内径１１ｃ、１２ｃの位置関係は等しく、羽根を同角度ずつ傾けていけば、常に全ての羽根によって開口形状が決定されているため、より円形に近い開口形状が実現できる。

更に、駆動ピン用のかしめ穴をあらかじめ複数開けておき、駆動ピンをかしめる位置を選択可能にすることで、第１の絞り羽根１１、第２の絞り羽根１２とも板部の形状を統一し、製造コストを削減できる。

また、開始位置の光軸中心ｏからの距離が等しいカム溝が隣り合うときは、カムの小絞り側への回転方向に向かって手前側にクローズを達成するための形状を持つカム溝を配置することで、クローズを達成するための変曲を利用し、カム溝同士の干渉を回避できる。

上述した実施例に係る絞り装置を備えるレンズ装置を構成することにより、本発明の絞り装置の作用効果を享受できるレンズ装置を実現することができる。

また、上述した実施例に係る絞り装置を備えるレンズ装置と、該レンズ装置に接続されたカメラ装置と、を含む撮像装置を構成することにより、本発明の絞り装置の作用効果を享受できる撮像装置を実現することができる。

１、７：絞り羽根支持筒（支持部材）
２、８：絞り羽根
３、９：カム板（カム部材）
３ａ、９ａ：第１のカム溝
３ｃ、９ｅ：第１のカム溝の開始位置
３ｂ、９ｂ：第２のカム溝
３ｄ、９ｇ：第２のカム溝の開始位置
５、１１：第１の絞り羽根
５ａ、１１ａ：第１の絞り羽根の回転中心ピン（回転中心部材）
５ｂ、１１ｂ：第１の絞り羽根の駆動ピン
Ａ：第１の絞り羽根の駆動ピンから光軸中心までの距離
６、１２：第２の絞り羽根
６ａ、１２ａ：第２の絞り羽根の回転中心ピン（回転中心部材）
６ｂ、１２ｂ：第２の絞り羽根の駆動ピン
Ｂ：第２の絞り羽根の駆動ピンから光軸中心までの距離
ｏ：光軸中心（開口部の中心）

Claims (10)

1. それぞれが駆動ピンを有する複数枚の絞り羽根と、前記複数枚の絞り羽根それぞれの回転中心を介して前記複数枚の絞り羽根それぞれを支持する支持部材と、前記複数枚の絞り羽根それぞれの前記駆動ピンに係合するカムを有するカム部材と、を備え、前記複数枚の絞り羽根により開口部が形成される絞り装置であって、
   前記カム部材は、複数種類のカムを有し、前記複数種類のカムそれぞれは、前記開口部の中心からの最大距離を有し、前記複数種類のカムがそれぞれ有する複数の前記最大距離は、互いに異なり、
   前記複数枚の絞り羽根は、複数種類の絞り羽根を含み、前記複数種類の絞り羽根それぞれの前記駆動ピンは、開放状態での前記開口部の中心からの距離を有し、前記複数種類の絞り羽根がそれぞれ有する複数の当該距離は、互いに異なり、
   前記複数種類の絞り羽根それぞれの前記回転中心の前記開口部の中心からの距離は、前記複数の当該距離のうち最大の距離より小さい、
   ことを特徴とする絞り装置。
2. それぞれが駆動ピンを有する複数枚の絞り羽根と、前記複数枚の絞り羽根それぞれの回転中心を介して前記複数枚の絞り羽根それぞれを支持する支持部材と、前記複数枚の絞り羽根それぞれの前記駆動ピンに係合するカムを有するカム部材と、を備え、前記複数枚の絞り羽根により開口部が形成される絞り装置であって、
   前記カム部材は、複数種類のカムを有し、前記複数種類のカムそれぞれは、前記開口部の中心からの最大距離を有し、前記複数種類のカムがそれぞれ有する複数の前記最大距離は、互いに異なり、
   前記複数枚の絞り羽根は、複数種類の絞り羽根を含み、前記複数種類の絞り羽根それぞれの前記駆動ピンは、開放状態での前記開口部の中心からの距離を有し、前記複数種類の絞り羽根がそれぞれ有する複数の当該距離は、互いに異なり、
   前記複数種類のカムのうち前記最大距離として第１距離を有する第１カムの前記開口部の中心からの最小距離は、前記複数種類のカムのうち前記最大距離として前記第１距離より小さい第２距離を有する第２カムの当該第２距離より小さい
   ことを特徴とする絞り装置。
3. 前記複数種類のカムとしての２種類のカムが交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
4. 前記カム部材の有するカムの数は奇数であり、
   前記開口部の中心からの最大距離が互いに等しく隣り合う２つのカムのうち小絞り側への回転方向において手前側のカムは、前記開口部をクローズするための形状を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の絞り装置。
5. 前記複数種類の絞り羽根がそれぞれ有する複数の面積は、互いに異なることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の絞り装置。
6. 前記複数枚の絞り羽根のそれぞれは、前記駆動ピンの位置を選択できるように構成されていることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の絞り装置。
7. 前記回転中心には、前記絞り羽根それぞれに設けられたピンがあり、該ピンは、前記支持部材に形成された孔に係合していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の絞り装置。
8. 前記回転中心には、前記複数の絞り羽根それぞれに形成された孔があり、該孔には、前記支持部材に設けられたピンが係合していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の絞り装置。
9. 請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載の絞り装置を含むことを特徴とするレンズ装置。
10. 請求項９に記載のレンズ装置と、該レンズ装置に接続されたカメラ装置と、を含むことを特徴とする撮像装置。

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