(57)【要約】【課題】理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な、安価で簡素な構成の絞り機構を提供することを目的とする。【解決手段】中心に円形の開口部１１ａを有するドーナツ状の円形シート１１を使用し、これを中心軸が開口部１１ａの中心軸と一致するドーナツ型のリング状部材１２で押圧する。これにより、図２（ｂ）に示すように、開口部１１ａの周囲で均等に円形シート１１が弛張し、これに伴い、開口部１１ａの口径が伸縮する。即ち、円形を維持した状態で開口部１１ａが伸縮する絞り機構１０が実現される。尚、図２（ａ）は円形シート１１を伸張させる前の絞り機構１０の上面図及びＹ−Ｙ’断面図を示し、（ｂ）は円形シート１１を伸張させた後の絞り機構１０の上面図及びＹ−Ｙ’断面図を示す。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に円形状の開口部を有する伸縮自在なシートと、
前記シートを固定する固定手段と、
前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで変形させる変形手段とを有し、
前記変形手段により前記シートを弛張させることで前記開口部を伸縮させることを特徴とする絞り機構。
【請求項２】
前記変形手段は前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に前記押圧力を加えるリング状部材を有してなることを特徴とする請求項１記載の絞り機構。
【請求項３】
前記変形手段は、前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に前記押圧力を加える第１のリング状部材と、該第１のリング状部材が配置された側と前記シートに関して反対側に設けられた該第１のリング状部材の内径よりも外形が小さい第２のリング状部材とを有し、前記第１のリング状部材を変位させることで前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に前記押圧力を加えることを特徴とする請求項１記載の絞り機構。
【請求項４】
前記変形手段は、前記リング状部材を支持するリング状の支持部材と、該支持部材に形成された凸状のツメと係合され、前記支持部材の中心軸を中心として回動可能に形成された押圧部材とを有し、
前記押圧部材を回動させることで前記ツメを介して前記支持部材及び前記リング状部材が押動されることを特徴とする請求項２記載の絞り機構。
【請求項５】
上面及び下面が円状又は楕円状であって、側面で前記リング状部材を支持する支持部材と、
該支持部材の前記上面又は下面であって該支持部材の中心軸と異なる位置に固定された回転部材とを有し、
前記回転部材を回転させることで前記支持部材を介して前記リング状部材が押動されることを特徴とする請求項２記載の絞り機構。
【請求項６】
上面及び下面が楕円状であって側面で前記リング状部材を支持する支持部材と、
該支持部材の前記上面又は下面であって該支持部材の中心軸と合致する位置に固定された回転部材とを有し、
前記回転部材を回転させることで前記支持部材を介して前記リング状部材が押動されることを特徴とする請求項２記載の絞り機構。
【請求項７】
前記リング状部材は内部圧力によって膨張収縮可能な中空チューブで構成され、
前記変形手段は前記リング状部材の前記内部圧力を変化させることで前記シートを弛張させて前記開口部を伸縮させることを特徴とする請求項２記載の絞り機構。
【請求項８】
前記開口部の中心軸が合致された複数の前記シートを有し、前記変形手段は複数の前記シートをそれぞれ変形させることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の絞り機構。
【請求項９】
前記シートは前記開口部を取り囲むように形成されたリング状凸部を有し、
前記固定手段は前記リング状凸部と合致するように形成されたリング状凹部を有し、前記リング状凸部と前記リング状凹部とを嵌合させることで前記シートを固定することを特徴とする請求項１記載の絞り機構。
【請求項１０】
前記シートは周縁に折り返し部を有し、
前記固定手段は前記折り返し部を両側から挟持することで前記シートを固定することを特徴とする請求項１記載の絞り機構。
【請求項１１】
前記リング状部材における前記シートへ付勢される側が、弁により開閉可能な穴を有する平板で覆われており、
前記開口部の伸縮により前記穴が掩覆又は露出されることを特徴とする請求項２記載の絞り機構。
【請求項１２】
中央に開口部を有する伸縮自在なシートと、
前記シートを固定する固定手段と、
前記シートに押圧力を加えることで変形させる変形手段とを有し、
前記変形手段は前記シートにおける前記開口部の周囲を均等に吸引することで該シートを弛張させて前記開口部を伸縮させることを特徴とする絞り機構。
【請求項１３】
複数の制御穴を有する円柱部と、
前記円柱部と同心円の開口部を有する伸縮自在なシートと、
前記シートを固定する固定手段と、
前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで変形させる変形手段とを有し、
前記変形手段により前記シートを弛張させることで前記開口部を同心円状に伸縮させて前記制御穴を掩覆又は露出させることを特徴とする絞り機構。
【請求項１４】
前記シートは天然ゴム，スチレンゴム，ニトリルゴム，クロロプレンゴム，ネオプレンゴム，エチレン・プロピレングム，ハイパロン，アクリルゴム，ウレタンゴム，シリコンゴム，フッ素ゴム，Ｈ−ＮＢＲ，ＳＥＰゴム，フロロシリコンの何れかで形成されていることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の絞り機構。
【請求項１５】
中央に円形状の開口部を有する伸縮自在なシートと、
前記シートを固定する固定手段と、
前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで変形させる変形手段と、
前記開口部の中心軸と光軸が合致するように設けられた光ピックアップとを有し、
前記変形手段により前記シートを弛張させることで前記開口部を伸縮させることを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
平行に配置され、中央に円形状の開口部を有する伸縮自在な２つのシートと、
前記シートを固定する固定手段と、
前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に前記押圧力を加え、該シートへ付勢される側が弁により開閉可能な穴を有する平板で覆われた２つのリング状部材と、
上面及び下面が楕円状であって側面で前記２つのリング状部材を支持する支持部材と、
該支持部材の前記上面又は下面であって該支持部材の中心軸と合致する位置に固定された回転部材とを有し、
前記支持部材を前記回転部材を中心として回転させることで前記２つのシートを弛張させて、前記開口部の伸縮により前記穴を掩覆又は露出させることを特徴とする拍動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り機構及びそれを用いた撮像装置並びに拍動ポンプに関し、特に、理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な絞り機構及びそれを用いた撮像装置並びに拍動ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラ等で使用される光学的な絞り機構やその他、流体（気体，液体等）の流量を制御するための絞り機構には、図１に示すような構成が用いられていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１に示すように、従来の絞り機構１００は、複数の羽状の板（絞り羽根１０１）が交互に重ね合わされ、これを連動的に滑動させることで開口部１０５を開閉する。尚、折り重ねられた絞り羽根１０１はそれぞれ長穴１０３とピン１０２とが係合されており、固定点１０４を軸として滑動する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２０２５４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような絞り機構では、構成上、開口部を理想的な円形とすることが困難であった。また、複数の絞り羽根を同様に滑動させなければならないため、構成及びその制御が煩雑化し、コストが増大するという問題も存在する。更に、開口部の開け閉めが機械的制御により行われるため、構成上、連続的な制御が困難であるという問題も存在する。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な、安価で簡素な構成の絞り機構を提供することを目的とする。また、これを用いた撮像装置並びに拍動ポンプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、請求項１記載のように、中央に円形状の開口部を有する伸縮自在なシートと、前記シートを固定する固定手段と、前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで変形させる変形手段とを有し、前記変形手段により前記シートを弛張させることで前記開口部を伸縮させるように構成される。このように、円形の開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで、理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な、安価で簡素な構成の絞り機構が実現される。
【０００８】
また、請求項１記載の前記絞り機構は、例えば請求項２記載のように、前記変形手段は前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に前記押圧力を加えるリング状部材を有するように構成されても良い。このように開口部と相似のリング状部材を用いることで簡素な構成で開口部の周囲に均等に押圧力を加えることが可能となる。
【０００９】
また、請求項１記載の前記絞り機構は、例えば請求項３記載のように、前記変形手段が、前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に前記押圧力を加える第１のリング状部材と、該第１のリング状部材が配置された側と前記シートに関して反対側に設けられた該第１のリング状部材の内径よりも外形が小さい第２のリング状部材とを有し、前記第１のリング状部材を変位させることで前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に前記押圧力を加えるように構成されても良い。このように、シートを押圧するリング状部材と該シートを介して反対側にこれを保定するリング状部材を設けることで、開閉時に開口部が変位しない絞り機構を実現できる。
【００１０】
また、請求項２記載の前記絞り機構は、例えば請求項４記載のように、前記変形手段が、前記リング状部材を支持するリング状の支持部材と、該支持部材に形成された凸状のツメと係合され、前記支持部材の中心軸を中心として回動可能に形成された押圧部材とを有し、前記押圧部材を回動させることで前記ツメを介して前記支持部材及び前記リング状部材が押動されるように構成されても良い。このような構成を有することで、支持部材を回動させるだけで、開口部を簡単に開閉可能な簡素な構成の絞り機構が実現される。
【００１１】
また、請求項２記載の前記絞り機構は、例えば請求項５記載のように、上面及び下面が円状又は楕円状であって、側面で前記リング状部材を支持する支持部材と、該支持部材の前記上面又は下面であって該支持部材の中心軸と異なる位置に固定された回転部材とを有し、前記回転部材を回転させることで前記支持部材を介して前記リング状部材が押動されるように構成されても良い。このような構成を有することで、支持部材に取り付けられた回転部材を回転させるだけで、開口部を簡単に開閉可能な簡素な構成の絞り機構が実現される。
【００１２】
また、請求項２記載の前記絞り機構は、例えば請求項６記載のように、上面及び下面が楕円状であって側面で前記リング状部材を支持する支持部材と、該支持部材の前記上面又は下面であって該支持部材の中心軸と合致する位置に固定された回転部材とを有し、前記回転部材を回転させることで前記支持部材を介して前記リング状部材が押動されるように構成されても良い。このような構成を有することで、支持部材に取り付けられた回転部材を回転させるだけで、開口部を簡単に開閉可能な簡素な構成の絞り機構が実現される。
【００１３】
また、請求項２記載の前記絞り機構は、例えば請求項７記載のように、前記リング状部材が内部圧力によって膨張収縮可能な中空チューブで構成され、前記変形手段が前記リング状部材の前記内部圧力を変化させることで前記シートを弛張させて前記開口部を伸縮させるように構成されても良い。このような中空チューブを用いて構成することで、この中空チューブの内圧を変化させるだけで、開口部を簡単に開閉可能な簡素な構成の絞り機構が実現される。
【００１４】
また、請求項１から８の何れか１項に記載の前記絞り機構は、例えば請求項８記載のように、前記開口部の中心軸が合致された複数の前記シートを有し、前記変形手段が複数の前記シートをそれぞれ変形させるように構成されても良い。このように、本発明による絞り機構は、複数のシートを同時に制御可能に構成することができる。
【００１５】
また、請求項１記載の前記絞り機構は、例えば請求項９記載のように、前記シートが前記開口部を取り囲むように形成されたリング状凸部を有し、前記固定手段が前記リング状凸部と合致するように形成されたリング状凹部を有し、前記リング状凸部と前記リング状凹部とを嵌合させることで前記シートを固定するように構成されても良い。このようにシートの開口部周囲にリング状の凸部を設け、これを凹部で係合して固定することで、開口部周囲をより確実に固定することが可能となる。
【００１６】
また、請求項１記載の前記絞り機構は、例えば請求項１０記載のように、前記シートが周縁に折り返し部を有し、前記固定手段が前記折り返し部を両側から挟持することで前記シートを固定するように構成されても良い。このようにシートの周縁に折り返し部を設け、これを両端から挟持するように固定することで、開口部周囲をより確実に固定することが可能となる。
【００１７】
また、請求項２記載の前記絞り機構は、例えば請求項１１記載のように、前記リング状部材における前記シートへ付勢される側が、弁により開閉可能な穴を有する平板で覆われており、前記開口部の伸縮により前記穴が掩覆又は露出されるように構成されてもよい。これにより、弁を状況に応じて掩覆又は露出させることが可能な絞り機構が実現される。
【００１８】
また、本発明は、請求項１２記載のように、中央に開口部を有する伸縮自在なシートと、前記シートを固定する固定手段と、前記シートに押圧力を加えることで変形させる変形手段とを有し、前記変形手段が前記シートにおける前記開口部の周囲を均等に吸引することで該シートを弛張させて前記開口部を伸縮させるように構成される。このように、円形の開口部の周囲を均等に吸引してシートを弛張させることで、理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な、安価で簡素な構成の絞り機構が実現される。
【００１９】
また、本発明は、請求項１３記載のように、複数の制御穴を有する円柱部と、前記円柱部と同心円の開口部を有する伸縮自在なシートと、前記シートを固定する固定手段と、前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで変形させる変形手段とを有し、前記変形手段により前記シートを弛張させることで前記開口部を同心円状に伸縮させて前記制御穴を掩覆又は露出させるように構成されても良い。このように本発明では、開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な絞り機構を用いて所定のパターンに基づいて配列された制御穴を掩覆又は露出させるように制御することで、これをデータ伝達手段として使用することも可能となる。
【００２０】
また、請求項１から１３の何れか１項に記載の前記絞り機構は、例えば請求項１４記載のように、前記シートが天然ゴム，スチレンゴム，ニトリルゴム，クロロプレンゴム，ネオプレンゴム，エチレン・プロピレングム，ハイパロン，アクリルゴム，ウレタンゴム，シリコンゴム，フッ素ゴム，Ｈ−ＮＢＲ，ＳＥＰゴム，フロロシリコンの何れかで形成されていてもよい。これらのような材料を用いることで、弾性変形範囲での復元性（ヒステリシスが小さい）が良く、引き裂きに比較的強く、耐候性や耐薬品性や無毒性であり、製品寿命が長くこの間の特性変化が小さいシートが実現される。
【００２１】
また、本発明は、請求項１５記載のように、中央に円形状の開口部を有する伸縮自在なシートと、前記シートを固定する固定手段と、前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで変形させる変形手段と、前記開口部の中心軸と光軸が合致するように設けられた光ピックアップとを有し、前記変形手段により前記シートを弛張させることで前記開口部を伸縮させるように構成される。このように、円形の開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで、理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な、安価で簡素な構成の絞り機構と光ピックアップとを組み合わせることで、無段階に焦点合わせが可能な撮像装置を安価に提供することが可能となる。
【００２２】
また、本発明は、請求項１６記載のように、平行に配置され、中央に円形状の開口部を有する伸縮自在な２つのシートと、前記シートを固定する固定手段と、前記シートにおける前記開口部の周囲に均等に前記押圧力を加え、該シートへ付勢される側が弁により開閉可能な穴を有する平板で覆われた２つのリング状部材と、上面及び下面が楕円状であって側面で前記２つのリング状部材を支持する支持部材と、該支持部材の前記上面又は下面であって該支持部材の中心軸と合致する位置に固定された回転部材とを有し、前記支持部材を前記回転部材を中心として回転させることで前記２つのシートを弛張させて、前記開口部の伸縮により前記穴を掩覆又は露出させるように構成される。このように、円形の開口部の周囲に均等に押圧力を加えることで、理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な、安価で簡素な構成の絞り機構を利用して、簡素で安価な拍動ポンプを実現することが可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
〔第１の実施形態〕
まず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図２は、本実施形態による絞り機構１０の基本構成を示す上面図及び断面図である。
【００２５】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態では中心に円形の開口部１１ａを有するドーナツ状の円形シート１１を使用し、これを中心軸が開口部１１ａの中心軸と一致するドーナツ型のリング状部材１２で押圧する。これにより、図２（ｂ）に示すように、開口部１１ａの周囲で均等に円形シート１１が弛張し、これに伴い、開口部１１ａの口径が伸縮する。即ち、円形を維持した状態で開口部１１ａが伸縮する絞り機構１０が実現される。尚、図２（ａ）は円形シート１１を伸張させる前の絞り機構１０の上面図及びＹ−Ｙ’断面図を示し、（ｂ）は円形シート１１を伸張させた後の絞り機構１０の上面図及びＹ−Ｙ’断面図を示す。
【００２６】
次に、本実施形態において使用する円形シート１１とこれを固定する固定部材１３Ａ，１３Ｂとの構成例を以下に図面を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明では、図３から図５を用いて円形シート１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの３つの例を挙げて説明する。
【００２７】
本実施形態において円形シート１１には、弾性変形範囲での復元性（ヒステリシスが小さい）が良いことと、引き裂きに比較的強いことと、耐候性や耐薬品性や無毒性であることと、製品寿命が長くこの間の特性変化が小さいこと等が要求される。このような条件を満足する材料としては、例えば、天然ゴム，スチレンゴム，ニトリルゴム，クロロプレンゴム，ネオプレンゴム，エチレン・プロピレングム，ハイパロン，アクリルゴム，ウレタンゴム，シリコンゴム，フッ素ゴム，Ｈ−ＮＢＲ，ＳＥＰゴム，フロロシリコン等が挙げられる。
【００２８】
・第１の例（円形シート１１Ａ）
まず、第１の例である円形シート１１Ａは、図３（ａ）に示すように、中心に円形の開口部１１ａが設けられたドーナツ状の形状をしており、外縁付近に図示しないビスを貫通させるためのビス穴１１ｂが設けられている。尚、図３（ａ）ではビス穴１１ｂを８つ設けているが、これより多くとも又は少なくとも構わない。このような円形シート１１Ａは例えば板状に形成されたシートを切り出すことで形成されるが、これに限定されるものではない。また、円形シート１１Ａを固定する固定部材１３Ａ−１，１３Ｂ−１は、図３（ｂ）に示すようにドーナツ状の形状を有しており、これの中心軸を円形シート１１Ａの中心軸と合致させつつ、ビス穴１３ａ及びビス用螺子切１３ｂをビス穴１１ｂに合致させて、両者（１３Ａ−１，１３Ｂ−１）で円形シート１１Ａを挟持するようにビスで固定する。この際、円形シート１１Ａに弛みや片寄った張力が発生しないようにする。
【００２９】
・第２の例（円形シート１１Ｂ）
次に、第２の例である円形シート１１Ｂは、図４（ａ）に示すように、中心に円形の開口部１１ａが設けられたドーナツ状の形状を有しており、外縁付近に図示しないビスを貫通させるためのビス穴１１ｂと、開口部１１ａと同心円をなすリング状の凸部１１ｃとが設けられている。尚、ビス穴１１ｂの数や凸部１１ｃは、図４（ａ）に示す形状に限定されず、開口部１１ａの形状を維持したまま伸縮させ得る形状であれば如何様にも変形できる。このような円形シート１１Ｂは凝固前のゲル状の材料を射出又は型に流し込み、これを固化させることで形成される。また、円形シート１１Ｂを固定する固定部材１３Ａ−２，１３Ｂ−２は、図４（ｂ）に示すようにドーナツ状の形状を有している。固定部材１３Ａ−２，１３Ｂ−２には、円形シート１１Ｂにおけるリング状の凸部１１ｃを係合させるためリング状の凹部１３ｅが設けられている。従って、固定部材１３Ａ−２，１３Ｂ−２の中心軸を開口部１１ａの中心軸と合致させつつ、ビス穴１３ａ及びビス用螺子切１３ｂをビス穴１１ｂに合致させ、且つ凹部１３ｅを凸部１１ｃに合致させて、両者（１３Ａ−２，１３Ｂ−２）で円形シート１１Ｂを挟持するようにビスで固定する。この際、円形シート１１Ｂに弛みや片寄った張力が発生しないようにする。
【００３０】
・第３の例（円形シート１１Ｃ）
次に、第３の例である円形シート１１Ｃは、図５に示すように、中心に円形の開口部１１ａが設けられたドーナツ状の形状を有しており、その外縁が筒状に折り曲げられた折り返し部１１ｄを有している。このような円形シート１１Ｃは凝固前のゲル状の材料を射出又は型に流し込み、これを固化させることで形成される。また、円形シート１１Ｃは、図５（ｂ）に示すように、円形シート１１Ｃの折り返し部１１ｄを内側から支持する固定部材１３Ａ−３と、これを外側から押圧する固定部材１３Ｂ−３とにより挟持されて固定される。この際、円形シート１１Ｃに弛みや片寄った張力が発生しないようにする。
【００３１】
上記のような円形シート１１及び固定部材１３Ａ，１３Ｂの設計理念を用いて実現された絞り機構１０の具体例について、その幾つかを以下に例を挙げて説明する。但し、以下の説明では同様の構成に同一の符号を付して説明する。
【００３２】
・第１の例（絞り機構２０）
図６は、本実施形態による絞り機構１０の第１の例である絞り機構２０の構成を示す図である。図６に示すように、絞り機構２０は、固定部材１３Ａの機能を備えたシリンダ２３Ａと、シリンダ２３Ａと共に円形シート１１を固定する固定部材１３Ｂと、シリンダ２３Ａの内部側から円形シート１１の開口部１１ａの周囲に均等に押圧力を加えるためのリング状部材１２と、このリング状部材１２を押圧するための押圧部材１５とを有して構成されている。この構成において、押圧部材１５におけるリング状部材１２と接触する側と反対側には、これをシリンダ２３Ａの内壁に沿って移動させるための力を加える柄１５Ａが設けられており、これがシリンダ２３Ａにおける円形シート１１が設置された開口部と反対側に設けられた柄１５Ａ用の穴を介してシリンダ２３Ａ外部へ導出されている。従って、絞り機構２０では、柄１５Ａに人為的，機械的又は電磁的に力を加えることで、この力がリング状部材１２を介して円形シート１１に押圧力として加わり、円形シート１１が伸張される。即ち、柄１５Ａを介して押圧部材１５を移動制御することで開口部１１ａの口径を制御することが可能である。尚、この他、流体の圧力（浮力，陽力，陰力，蒸気圧，浸透圧等）や熱膨張や形状記憶合金などの復元力等を利用して発生させた力を柄１５Ａに加えるように構成しても良い。このように第１の例によれば、シリンダと押圧部材とを組み合わせたボールスクリュー等の簡単な構成で絞り機構２０が実現される。
【００３３】
・第２の例（絞り機構３０）
また、図７は、本実施形態による絞り機構１０の第２の例である絞り機構３０の構成を示す図である。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、絞り機構３０は、上部に蓋状の平板を有する固定部材３３Ａと、この固定部材３３Ａと共に円形シート１１を固定する固定部材１３Ｂと、固定部材３３Ａの内側から円形シート１１の開口部１１ａの周囲に均等に押圧力を加えるためのリング状部材１２と、このリング状部材１２を支持するための支持部材（カムリング等）１８と、この支持部材１８に設けられた凸状の爪１８ａを押すことでリング状部材１２を押圧する回転部材１６とを有して構成されている。尚、図７（ａ）は絞り機構３０の上面図を示し、（ｂ）はそのＹ−Ｙ’断面図を示す。この構成において、回転部材１６は支持部材１８の中心軸を中心として回転可能に構成されている。また、回転部材１６には、これを人為的，機械的又は電磁的に回転させるための把手１６ｂが設けられている。更に、回転部材１６には、自身の回転により支持部材１８に設けられた爪１８ａを押すためのボール１７を回転可能に保持するためのボール用爪１６ａが設けられている。また、支持部材１６はリング状部材１２を均等に支持するように、例えばリング状部材１２と同心円状に構成されている。従って、絞り機構３０では、把手１６ｂを用いて回転部材１６を回転させることで、回転部材１６に設けられたボール１７が支持部材１８の爪１８ａを押し、これによりリング状部材１２が押され、円形シート１１に押圧力が加わる。即ち、把手１６ｂを制御することで開口部１１ａの口径を制御することが可能である。尚、この他、流体の圧力（浮力，陽力，陰力，蒸気圧，浸透圧等）や熱膨張や形状記憶合金などの復元力等を利用して発生させた力を把手１６ｂに加えるように構成しても良い。このように第２の例によれば、把手１６ｂを操作するだけで、開口部１１ａを簡単に開閉可能な簡素な構成の絞り機構３０が実現される。
【００３４】
・第３の例（絞り機構４０）
また、図８は、本実施形態による絞り機構１０の第３の例である絞り機構４０の構成を示す図である。図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、絞り機構４０は、固定部材４３Ａ及び１３Ｂで円形シート１１を挟持するように構成されている。尚、図８（ａ）は絞り機構４０の上面図を示し、（ｂ）はそのＹ−Ｙ’断面図を示す。この構成において、固定部材４３Ａには円形シート１１の開口部１１ａと中心軸が合致したリング状の溝１３ｆが形成されており、この溝１３ｆの底部には吸気孔１３ｇが形成されている。従って、吸気孔１３ｇから溝１３ｆ内の気体（又は液体）を吸引することにより、円形シート１１で封止された溝１３ｆ内部の圧力が減少し、円形シート１１が溝１３ｆ内に引き込まれる。これにより、円形シート１１が伸張し、開口部１１ａが広がる。即ち、溝１３ｆ内部の圧力を制御することにより、開口部１１ａの口径を制御することが可能である。このように第３の例によれば、圧力を制御するだけで開口部１１ａを簡単に開閉可能な簡素な構成の絞り機構４０が実現される。
【００３５】
・第４の例（絞り機構５０）
また、図９は、本実施形態による絞り機構１０の第４の例である絞り機構５０の構成を示す図である。図９に示すように、絞り機構５０は、固定部材５３Ａ及び１３Ｂで円形シート１１を挟持するように構成されている。この構成において、リング状部材１２は、上面及び下面が円状又は楕円状である支持部材５８の側面で支持されている。また、この支持部材５８の上面（又は下面）には、これを回転させるための回転部材５６が、上面及び下面の中心軸とは異なる位置に取り付けられている。従って、絞り機構５０では、支持部材５８を回転部材５６を中心として回転させることで、リング状部材１２の支持位置が変化し、これにより、円形シート１１が弛張され、開口部１１ａの口径が伸縮する。尚、回転部材５６は固定部材５３Ａの側壁を貫通して回転可能に保持される。従って、外部よりこれを人為的，機械的，電磁的、この他、流体の圧力（浮力，陽力，陰力，蒸気圧，浸透圧等）や熱膨張や形状記憶合金などの復元力等を利用して回転させることで、開口部１１ａの口径が制御される。このように第４の例によれば、回転部材５６を操作するだけで、開口部１１ａを簡単に開閉可能な簡素な構成の絞り機構３０が実現される。
【００３６】
・第５の例（絞り機構６０）
また、図１０は、本実施形態による絞り機構１０の第５の例である絞り機構６０の構成を示す図である。図１０に示すように、絞り機構６０は、２つの円形シート１１が固定部材６３Ａ及び２つの固定部材１３Ｂにより平行な状態で固定された構成を有している。この構成において、リング状部材１２はそれぞれの円形シート１１に対して設けられており、この２つのリング状部材１２が、上面及び下面が楕円形の支持部材６８の側面で支持されている。また、この支持部材６８の上面（又は下面）には、これを回転させるための回転部材５６が、上面及び下面の中心軸と合致する位置に取り付けられている。従って、絞り機構６０では、支持部材６８を回転部材５６を中心として回転させることで、２つのリング状部材１２の支持位置がそれぞれ変化し、これにより、２つの円形シート１１が連動して弛張され、それぞれの開口部１１ａの口径が伸縮する。尚、回転部材５６は、第４の例による絞り機構５０と同様に、固定部材６３Ａの側壁を貫通して回転可能に保持される。従って、外部よりこれを人為的，機械的，電磁的、この他、流体の圧力（浮力，陽力，陰力，蒸気圧，浸透圧等）や熱膨張や形状記憶合金などの復元力等を利用して回転させることで、開口部１１ａの口径が制御される。このように第５の例によれば、回転部材５６を操作するだけで、開口部１１ａを簡単に開閉可能な簡素な構成の絞り機構３０が実現される。
【００３７】
・他の例
この他、例えばリング状部材１２を、内部圧力により断面が膨張収縮可能な中空のチューブで構成し、この内部圧力を制御することで、円形シート１１の開口部１１ａの口径を制御するように構成しても良い。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な、安価で簡素な構成の絞り機構が実現される。
【００３９】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した第１の実施形態では、１つのリング状部材１２を用いて円形シート１１に押圧力を加えることで、この開口部１１ａの口径を伸縮させるように構成していた。このため、第１の実施形態では制御時に開口部１１ａの位置が押圧方向に変位する。そこで、本実施形態では、少なくとも２つのリング状部材を使用することで、制御時に開口部１１ａの位置が変位しないように構成した場合について例を挙げて説明する。
【００４０】
図１１は、本実施形態による絞り機構７０の基本構成を示す上面図及び断面図である。尚、以下の説明において、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付す。
【００４１】
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、中心に円形の開口部１１ａを有するドーナツ状の円形シート１１を使用し、これを中心軸が開口部１１ａの中心軸と一致するドーナツ状のリング状部材１２で押圧する。また、本実施形態では、円形シート１１に関してリング状部材１２が設けられた側と反対側に、開口部１１ａと中心軸が一致するリング状部材１４を設けている。尚、リング状部材１４の外径は、リング状部材１２の内径よりも小さい。これにより、リング状部材１２により円形シート１１が押圧された場合でも、開口部１１ａの位置がリング状部材１４により支保される。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４２】
以上のような構成は、第１の実施形態で例を挙げた絞り機構２０〜６０のそれぞれに適用することが可能である。従って、以下では、この他の例について説明する。
【００４３】
・第１の例（絞り機構８０）
図１２は、本実施形態による絞り機構７０の第１の例である絞り機構８０の構成を示す図である。図１２に示すように、絞り機構８０は、２つの円形シート１１が固定部材６３Ａ及び２つの固定部材１３Ｂにより平行な状態で固定された構成を有している。この構成において、リング状部材１２及び１４はそれぞれの円形シート１１に対して設けられている。尚、他の構成は、第１の実施形態における第５の例である絞り機構６０と同様であるため、ここでは説明を省略する。このような構成において、リング状部材１２を回転部材６８で変位させた際に、円形シート１１の開口部１１ａ周囲はリング状部材１４により支保されているため、開口部１１ａの位置が変化せずに口径だけが伸縮する。
【００４４】
・第２の例（撮像装置９０）
また、本実施形態のように、制御時に開口部１１ａの位置が変化しない構成は、図１３に示す絞り機構７０の第２の例である撮像装置９０のような光ピックアップ９１と組み合わされた構成に適用することも可能である。尚、図１３に示す例では、リング状部材１４が固定部材１３Ｂとしての機能を有する下部筐体９３Ｂに支持されており、リング状部材１２が固定部材１３Ａとしての機能を有する上部筐体９３Ａ側から押圧部材９５により押圧されるように構成されている。これにより、本実施形態による絞り機構７０を利用してカメラ等の光学装置が実現される。
【００４５】
〔第３の実施形態〕
また、上記におけるリング状部材１２の他の構成例について以下に第３の実施形態として図面を用いて詳細に説明する。
【００４６】
図１４は、本実施形態によるリング状部材１２Ａの構成を示す上面図及び断面図である。尚、図１４（ａ）はリング状部材１２Ａの上面図を示し、（ｂ）はその断面図を示す。図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、リング状部材１２Ａは、リング状部材１２における円形シート１１へ付勢される側に平板２２が設けられており、この平板の中央付近に弁２２ｂによる開閉が可能な穴２２ａが設けられている。この穴２２ａは円形シート１１の開口部１１ａを伸縮させるさせることで掩覆又は露出される。従って、開口部１１ａの収縮時には穴２２ａが掩覆されて、これを介する気体や液体等の流動が抑止される。これに対し、開口部１１ａの伸張時には穴２２ａが露出されて、弁２２ｂによる制限を受けない方向への気体又は液体等の流れが許容される。
【００４７】
尚、このリング状部材１２Ａを用いた絞り機構の構成例は、上述の各実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４８】
〔第４の実施形態〕
また、本発明の第４の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態は、上述した絞り機構を用いてデータ伝達手段やその他の流体のフィルタ手段を実現した場合の例である。
【００４９】
・第１の例（データ伝達手段）
第１の例では、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すような、円形シート１１に接触するように面する上面に所定のパターンに従って配列された複数の制御穴４２が設けられた円柱部材４１を用いる。尚、図１５（ａ）は円柱部材４１の上面図を示し、（ｂ）はそのＹ−Ｙ’断面図を示す。この構成において、制御穴４２の配列は例えば２次元コードに基づいて設計される。従って、円柱部材４１を例えば第２の実施形態で例示したような撮像装置９０と組み合わせることで、円形シート１１の弛張に基づいて制御穴４２を介する情報の伝達が可能となる。即ち、光ピックアップ９１へ円柱部材４１を介して例えば平行光（レーザ光やコリメートされた自然光等）を入射させた状態において、図１６（ａ）又は（ｂ）に示すように、円形シート１１の開口部１１ａを開閉することで、光ピックアップ９１へ入射される光のパターンが制御され、データの入力が達成される。尚、図１６（ａ）は開口部１１ａを伸張した状態を示し、（ｂ）は開口部１１ａを縮小した状態を示す。また、他の構成は、上記した各実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５０】
・第２の例（フィルタ手段）
また、第１の例で示したような制御穴４２の代りに、例えば図１７（ａ）及び（ｂ）に示すような、円形でない所定の形状（図１７では扇型）を有する制御穴５２が形成されても良い。このような制御穴５２を有する円柱部材５１を上述した各実施形態に適用することで、この制御穴５２と円形シート１１の開口部１１ａとの組み合わせにより形成された形状の穴に基づいて流体の流量を制御したり、固体の大きさを選別したりするためのフィルタ手段が実現される。尚、図１７（ａ）は開口部１１ａを伸張した状態を示し、（ｂ）は開口部１１ａを縮小した状態を示す。また、他の構成は、上述した各実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
〔他の実施形態〕
以上説明したように、本発明によれば、伸縮自在な材料の円形状穴口径を簡単な原理で無段階に変化させることができるため、あらゆる場面に応用することができる。例えば、光学的絞り機構への利用を初めとして、可変口径ノズル，可変オリフィス，ソフトな把持機構，大きさの無段階選別機構，断面径が連続して変化する棒状表面での無接触移動と接触後の作用，薬液等の塗布，汚れや水分等の拭き取り等である。また、本発明による絞り機構を複数組み合わせて使用したり、簡単な構成と組み合わせることで、気体や液体等の流体の遮断・移動・保持・方向切り換え等やポンプやバルブ機能，センシング・フィードバック機能或いは移動機能等の実現手段としても適用可能である。その具体的な適用例を以下に示す。
【００５２】
・第１の適用例（ソフトハンドリング用エンドエフェクタ）
まず、第１の適用例としては、ソフトハンドリング用エンドエフェクタが挙げられる。このソフトハンドリング用エンドエフェクタは、例えば図９で示したような絞り機構５０を用いて実現され、放し飼いの鶏が産み落とした卵を地上から採取するときのような、物体を開口部１１ａを通過させて拾い上げるために利用される。また、このソフトハンドリング用エンドエフェクタは、例えば図１０に示す絞り機構６０を用いても容易に実現できる。尚、絞り機構６０を用いて実現したソフトハンドリング用エンドエフェクタは、例えば傷つき易い果実や果菜類の収穫や、その他壊れ易いもののソフトハンドリング等に利用すると好適である。
【００５３】
・第２の適用例（大きさ選別用スケール）
また、第２の適用例としては、大きさ選別用のスケールが挙げられる。この大きさ選別スケールは、例えば図９又は図１０で示すような絞り機構５０，６０を用いて実現され、卵や果実等を大きさ別に選別するために利用される。
【００５４】
・第３の適用例（投受光器の光束無段階絞り機構）
また、第３の適用例としては、投受光器の光束無段階絞り機構が挙げられる。この投受光器の光束無段階絞り機構は、例えば図９又は図１０で示すような絞り機構５０，６０を用いて実現され、投影器等から射出された光束を投影面までの距離に応じて的確に投影するために利用される。
【００５５】
・第４の適用例（薬液塗布又は汚れや水分の除去用フィルタ）
また、第４の適用例としては薬液塗布又は汚れや水分の除去用フィルタが挙げられる。この薬液塗布又は汚れや水分の除去用フィルタは、例えば図１２に示すような絞り機構８０を用いて実現され、断面形状が略円形の対象物の外形に倣って絞り機構８０本体を移動させながら開口部１１ａの口径を制御し、上下間の円形フィルタ１１の隙間から対象物へ薬液等を塗布するために利用される。或いは、断面形状が略円形の対象物の外形に倣って絞り機構８０本体を移動させながら開口部１１ａの口径を制御することで、対象物に付着した汚れや水分等を拭き取りながら隙間から吸引するために利用される。
【００５６】
・第５の適用例（ソフトチャック）
また、第５の適用例としてはソフトチャックが挙げられる。このソフトチャックは、例えば図１０又は図１２に示すような絞り機構６０，８０を、１つ又は複数用い、それぞれの開口部１１ａの中心軸を一致させて組み合わせることで実現される。このソフトチャックは、断面の径が変化するような、ショックに弱く且つ汚れ易い物体を保定するために利用される。また、このソフトチャックを回転させて使うことも可能である。
【００５７】
・第６の適用例（移動機構）
また、第６の適用例としては移動機構が挙げられる。この移動機構は、例えば図１０又は図１２に示すような絞り機構６０，８０を複数組、一列に配列し、それぞれを伸縮する蛇腹或いはシリンダ等で連結することで実現される。従って、この移動機構は、ミミズや尺取り虫のような動きでパイプ等を把持しながら移動するために利用される。
【００５８】
・第７の適用例（拍動ポンプ）
また、第７の適用例としては拍動ポンプが挙げられる。この拍動ポンプは、例えば図１０に示すような絞り機構６０のリング状部材１２に、図１４で示したリング状部材１２Ａを適用し、固定部材６３Ａとしての機能を有する円筒ケースの側面に逆止弁付き吐出口を設けることで実現される。この拍動ポンプは支持部材６８によって下死点から上死点に向かうリング状部材１２によって２つの円形シート１１で形成されたチャンバの容積を広げると同時に開口部１１ａを拡張し、弁２２ｂを露出させて流体をチャンバ内に取り込むように構成される。尚、リング状部材１２Ａが上死点から下死点に向かうに従い内圧によって弁２２ｂが閉じ、上記の吐出口から流体が吐出される。その際、開口部１１ａが収縮し、弁２２ｂをカバーすることで、穴２２ａからの流体の漏れを防止する。
【００５９】
・第８の適用例（制御バルブ）
また、第８の適用例としては制御バルブが挙げられる。この制御バルブは図１５で説明したような円形シート１１Ｄを各実施形態で説明した絞り機構１０，７０に適用することで実現される。このように構成することで、リング状部材１２を円形シート１１Ｄに押しつける圧力変化を制御穴１１ｅの開度として捉え、制御穴１１ｅの径が拡大するに連れて貫通した制御穴が順次露出していく制御バルブが実現される。尚、制御穴１１ｅは光，気体，液体等を通し、制御穴１１ｅの大きさや形，配列は制御対象に応じて設計可能で、これらによってシーケンシャル制御，フィードバック制御或いはバーどー度パターンやドットパターンを出力し、直接に情報伝達制御を行うことも可能である。
【００６０】
また、以上説明した形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、理想的な円形を実現しつつ且つ連続的な制御が可能な、安価で簡素な構成の絞り機構及びそれを用いた撮像装置並びに拍動ポンプが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による絞り機構１００の構成を示す上面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による絞り機構１０の構成を示す図であり、（ａ）はシート１１を伸張させる前の絞り機構１０の上面図及びＹ−Ｙ’断面図を示し、（ｂ）はシート１１を伸張させた後の絞り機構１０の上面図及びＹ−Ｙ’断面図を示す。
【図３】本発明の第１の実施形態における第１の例である円形シート１１Ａの構成及びこれを固定する固定部材１３Ａ−１，１３Ｂ−１の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における第２の例である円形シート１１Ｂの構成及びこれを固定する固定部材１３Ａ−２，１３Ｂ−２の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における第３の例である円形シート１１Ｃの構成及びこれを固定する固定部材１３Ａ−３，１３Ｂ−３の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による絞り機構１０の第１の例である絞り機構２０の構成を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による絞り機構１０の第２の例である絞り機構３０の構成を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による絞り機構１０の第３の例である絞り機構４０の構成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による絞り機構１０の第４の例である絞り機構５０の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による絞り機構１０の第５の例である絞り機構６０の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による絞り機構７０の構成を示す図であり、（ａ）はシート１１を伸張させる前の絞り機構７０の上面図及びＹ−Ｙ’断面図を示し、（ｂ）はシート１１を伸張させた後の絞り機構７０の上面図及びＹ−Ｙ’断面図を示す。
【図１２】本発明の第２の実施形態による絞り機構７０の第１の例である絞り機構８０の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態による絞り機構７０の第２の例である撮像装置９０の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態によるリング状部材１２Ａの構成を示す図であり、（ａ）はその上面図を示し、（ｂ）はその断面図を示す。
【図１５】本発明の第４の実施形態の第１の例において使用する円柱部材４１の構成を示す図であり、（ａ）はその上面図を示し、（ｂ）はその断面図を示す。
【図１６】図１５に示す円柱部材４１に円形シート１１を組み合わせた場合の概略構成を示す図であり、（ａ）は開口部１１ａを伸張した状態を示し、（ｂ）は開口部１１ａを縮小した状態を示す。
【図１７】本発明の第４の実施形態の第２の例において使用する円柱部材５１に円形シート１１を組み合わせた場合の概略構成を示す図であり、（ａ）は開口部１１ａを伸張した状態を示し、（ｂ）は開口部１１ａを縮小した状態を示す。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０  絞り機構
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ  円形シート
１１ａ  開口部
１１ｂ  ビス穴
１１ｃ  凸部
１１ｄ  折り返し部
１２、１２Ａ、１４  リング状部材
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ−１、１３Ｂ−１、１３Ａ−２、１３Ｂ−２、１３Ａ−３、１３Ｂ−３、３３Ａ、４３Ａ、５３Ａ、６３Ａ  固定部材
１３ａ  ビス穴
１３ｂ  ビス用螺子切
１３ｅ  凹部
１３ｆ  溝
１３ｇ  吸気孔
１５  押圧部材
１５Ａ  柄
１６、５６  回転部材
１６ａ  ボール用爪
１６ｂ  把手
１７  ボール
１８、５８、６８  支持部材
１８ａ  爪
２２  平板
２２ａ  穴
２２ｂ  弁
２３Ａ  シリンダ
４１、５１  円柱部材
４２、５２  制御穴
９０  撮像装置
９１  光ピックアップ
９３Ａ  上部筐体
９３Ｂ  下部筐体
９５  押圧部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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