滤光片切换装置、光圈装置以及摄像的制造方法

滤光片切换装置、光圈装置以及摄像的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种滤光片切换装置、光圈装置以及摄像机，在通过使至少2个滤光片单元移动来切换光学滤光片的滤光片切换装置中，能够缩小滤光片切换用空间。本发明的滤光片切换装置具有：2个滤光片单元（51、52），它们分别具有能够配置于入射光通过的入射光路的光学滤光片（54、57）；以及移动驱动单元（5、7），其包含以能够移动的方式支承2个滤光片单元（51、52）的支承部，该移动驱动单元（5、7）以使由该支承部支承的2个滤光片单元（51、52）的位置在移动前后彼此交换的方式，使2个滤光片单元（51、52）移动，由此，切换配置于入射光路的光学滤光片（54、57）。
【专利说明】滤光片切换装置、光圈装置以及摄像机
【技术领域】
[0001]本发明涉及切换光学滤光片的滤光片切换装置、具有该滤光片切换装置的光圈装置以及摄像机。
【背景技术】
[0002]在包含监视摄像机的各种摄像机中组入有调节从外部入射的光量(以下，也称作“入射光量”)的光圈装置。光圈装置通过改变入射光的光路上存在的光圈开口的大小来调节(优化)入射光量。作为光圈装置的结构，有的通过移动光圈部件来进行光量调节。具体而言，公知有使用一对光圈叶片作为光圈部件的技术(例如，参照专利文献I)。
[0003]此外，在昼夜兼用的监视摄像机中组入有能够进行彩色摄影的摄像元件。在这种监视摄像机中，在被摄体较亮的情况下和被摄体较暗的情况下，对摄影模式进行切换。具体而言，按照在被摄体较亮的白天等的摄影时应用彩色摄影模式，在被摄体较暗的夜间等的摄影时应用单色摄影模式的方式，切换摄影模式。
[0004]在上述监视摄像机中，有的与摄影模式的切换功能对应地具有切换光学滤光片的功能(例如，参照专利文献1、2)。具体而言，在彩色摄影模式下，通过红外线截止滤光片进行摄影，在单色摄影模式下，不使用红外线截止滤光片或者通过其它光学滤光片进行摄影。因此，当在彩色摄影模式下进行摄影的情况下，从外部入射的光经由红外线截止滤光片到达摄像元件。当在单色摄像模式下进行摄影的情况下，从外部入射的光不经由红外线截止滤光片或者通过上述其它光学滤光片到达摄像元件。
[0005]在用于监视摄像机等的滤光片切换装置中，通过变更光学滤光片的配置来进行光学滤光片的切换。例如，在上述专利文献I中公开有如下结构:将2个光学滤光片相邻地排列安装于公共的滤光片支承部件，通过使滤光片支承部件在这些光学滤光片的排列方向移动来进行光学滤光片的切换。此外，在上述专利文献2中公开有如下结构:利用滤光片支承部件支承光学滤光片，通过使该滤光片支承部件移动来进行光学滤光片的切换。
[0006]专利文献1:日本特开2003 - 348398号公报
[0007]专利文献2:日本特开2007 - 17594号公报
[0008]近年来，随着监视摄像机的普及，高分辨率化的要求不断提高。为了实现监视摄像机的高分辨率化，需要增加其中使用的摄像元件的像素数。但是，如果单纯增加摄像元件的像素数，则摄像元件的尺寸变大。此外，如果缩小每个像素的像素尺寸，则可以不增大摄像元件的尺寸，但是，在该情况下容易受到噪声影响。因此，为了在抑制噪声影响的同时实现监视摄像机的高分辨率化，需要使用尺寸比此前更大的摄像元件。在该情况下，在安装于监视摄像机的光圈装置中，需要与摄像元件的尺寸对应地确保光圈开口的最大孔径较大。
[0009]但是，作为具有2个光学滤光片的滤光片切换装置，如果采用例如上述专利文献I所述的结构，则在实现监视摄像机的高分辨率化时会产生如下问题。
[0010]即，在专利文献I所述的滤光片切换装置中采用如下机构:将2个光学滤光片相邻地排列安装于公共的滤光片支承部件，使滤光片支承部件在这些光学滤光片的排列方向移动。因此，当将第I光学滤光片配置于光圈装置的光圈开口时，需要将第2光学滤光片配置(退避)于从该光圈开口向一侧偏移处。此外，当将第2光学滤光片配置于光圈开口时,需要将第I光学滤光片配置(退避)于从该光圈开口向另一侧偏移处。因此，作为切换光学滤光片所需的移动用空间(以下，称作“滤光片切换用空间”)，实质上需要确保可排列配置3个光学滤光片的空间。因此，光圈装置将被大型化。尤其当为了在抑制上述噪声影响的同时实现监视摄像机的高分辨率化而确保光圈开口的最大孔径较大时，光学滤光片的尺寸也随之变大，因此，滤光片切换用空间进一步增大，光圈装置的大型化变得显著。

【发明内容】

[0011]本发明的主要目的在于提供如下技术:在通过使至少2个滤光片单元移动来切换光学滤光片的滤光片切换装置中，能够减小滤光片切换用空间。
[0012]本发明的第I方式是滤光片切换装置，其特征在于，该滤光片切换装置具有:至少2个滤光片单元，它们分别具有能够配置于入射光通过的入射光路上的光学滤光片；以及移动驱动单元，其包含以能够移动的方式支承所述2个滤光片单元的支承部，该移动驱动单元以使由该支承部支承的所述2个滤光片单元的位置在移动前后彼此交换的方式，使该2个滤光片单元移动，由此，切换配置于所述入射光路上的光学滤光片。
[0013]本发明的第2方式是上述第I方式所述的滤光片切换装置，其特征在于，所述支承部由分别以能够旋转移动的方式支承所述2个滤光片单元的支承轴构成。
[0014]本发明的第3方式是上述第I方式或第2方式所述的滤光片切换装置，其特征在于，所述2个滤光片单元被支承成能够以所述支承轴为公共的旋转中心而旋转移动。
[0015]本发明的第4方式是上述第I方式?第3方式中的任意一项所述的滤光片切换装置，其特征在于，所述2个滤光片单元形成为大致扇形。
[0016]本发明的第5方式是上述第I方式?第4方式中的任意一项所述的滤光片切换装置，其特征在于，所述移动驱动单元包含驱动源以及将该驱动源的驱动力传递给所述2个滤光片单元的驱动力传递机构，所述驱动力传递机构由齿轮传递机构构成。
[0017]本发明的第6方式是上述第5方式所述的滤光片切换装置，其特征在于，所述齿轮传递机构通过使用公共的驱动齿轮的齿轮组来传递所述驱动源的驱动力，使得所述2个滤光片单元彼此向相反方向移动。
[0018]本发明的第7方式是光圈装置，其特征在于，该光圈装置具有:上述第I方式?第6方式中的任意一项所述的滤光片切换装置；以及光圈部件，其形成使所述入射光通过的光圈开口，该光圈装置能够切换配置于通过所述光圈开口的入射光的入射光路上的光学滤光片，并且，能够调节所述光圈部件形成的所述光圈开口的大小。
[0019]本发明的第8方式是上述第7方式所述的光圈装置，其特征在于，由一对光圈叶片构成所述光圈部件，并且，将所述滤光片切换装置和所述一对光圈叶片分别安装于底座部件，并且，在所述底座部件的厚度方向上，在所述一对光圈叶片与所述2个滤光片单元之间设置有间隔板。
[0020]本发明的第9的方式是摄像机，其特征在于，该摄像机具有:上述第I方式?第6方式中的任意一项所述的滤光片切换装置；以及光电转换元件，其将通过配置于所述入射光路上的所述光学滤光片而入射的入射光转换成电信号。[0021]根据本发明，在通过使至少2个滤光片单元移动来切换光学滤光片的滤光片切换装置中，能够减小滤光片切换用空间。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是示出应用本发明的摄像机的结构例的图。
[0023]图2是从斜上方观察本发明实施方式的光圈装置时的组装立体图。
[0024]图3是从斜下方观察本发明实施方式的光圈装置时的组装立体图。
[0025]图4是从斜上方观察本发明实施方式的光圈装置时的分解立体图。
[0026]图5是从斜下方观察本发明实施方式的光圈装置时的分解立体图。
[0027]图6是示出滤光片切换机构和滤光片驱动部的结构的分解立体图。
[0028]图7是说明滤光片切换机构的齿轮组的啮合关系的图(之一)。
[0029]图8是说明滤光片切换机构的齿轮组的啮合关系的图(之二)。
[0030]图9是说明滤光片切换动作的图(之一)。
[0031]图10是说明滤光片切换动作的图(之二)。
[0032]标号说明
[0033]I..?光圈装置，2..?光圈基板，3、4..?光圈叶片，5..?滤光片切换机构，8..?间隔板，17..?支承轴·，51、52..?滤光片单元，54、57..?光学滤光片，55、58..?滤光片支承部件，53..?齿轮传递机构，80..?光圈开口，100..?摄像机，105...摄像元件。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图对本发明实施方式进行详细说明。
[0035]<摄像机的结构>
[0036]首先，对摄像机的结构进行说明。
[0037]图1示出应用本发明的摄像机的结构例示，其中，(A)是摄像机整体的外观图，(B)是镜筒内部的概略图。图示的摄像机100例如是出于防盗目地而设置于建筑物天花板部分(或者墙壁、柱子等)的监视摄像机。该摄像机100具有安装基座101和摄像机主体102。安装基座101例如是由螺栓固定于建筑物天花板部分的构造。
[0038]摄像机主体102具有镜筒部103和物镜104。在镜筒部103的内部，组入有包含物镜104的光学系统。物镜104被安装于镜筒部103的前端。此外，在摄像机主体102中，组入有作为光学系统的一个功能部的光圈装置I和摄像元件105。光圈装置I是在入射到镜筒部103的光(以下，称作“入射光”)的前进路线(以下，称作“入射光路”)中途形成光圈开口，通过调节该光圈开口的大小来调节入射光量。后面，将对光圈装置I的结构进行详细说明。
[0039]摄像元件105是能够进行彩色摄影的摄像元件，例如由(XD (Charge CoupledDevice:电荷稱合器件)摄像兀件、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)摄像元件等构成。摄像元件105例如具有将多个(大量)像素配置成阵列状而成的摄像面。摄像元件105是作为将通过光圈装置I的光圈开口入射到上述摄像面的入射光转换成电信号的光电转换元件的一例而组入的。[0040]此外，本发明不限于在此例示的摄像机100，也能够应用于具有光圈装置I的其它结构的摄像机。此外，作为光学系统的结构，镜头的种类/枚数/配置以及光圈装置I的配置等能够进行各种变更。
[0041]<光圈装置的结构>
[0042]接下来，对光圈装置的结构进行说明。
[0043]图2是从斜上方观察本发明实施方式的光圈装置时的组装立体图(其中，盖部件的图示省略)，图3是从斜下方观察该光圈装置时的组装立体图。此外，图4是从斜上方观察本发明实施方式的光圈装置时的分解立体图。图5是从斜下方观察该光圈装置时的分解立体图。此外，在此将光圈装置的厚度方向的一方作为上方，将另一方作为下方。但是，在将光圈装置实际安装于摄像机的情况下，上下左右的方向性根据其安装方式而改变。 [0044]图不的光圈装置I大体成为具有光圈基板2、一对(2个)光圈叶片3、4、滤光片切换机构5、光圈驱动部6、滤光片驱动部7、间隔板8以及盖部件9的结构。
[0045]光圈基板2是作为用于安装构成光圈装置I的各个部件的底座的部件(底座部件)。一对光圈叶片3、4是作为形成使入射光通过的光圈开口的光圈部件的一例而设置的。一对光圈叶片3、4以彼此重合的状态形成光圈开口。当该光圈开口的大小相对变大时，通过该光圈开口的光量(入射光量)相对增大，当光圈开口的大小相对变小时，通过该光圈开口的光量相对减少。滤光片切换机构5是用于切换光学滤光片的机构。光圈驱动部6是为了调节光圈开口的大小而使一对光圈叶片3、4相对地移动的驱动源。滤光片驱动部7是滤光片切换机构5的驱动源。以下，对各部的结构进行更详细的说明。
[0046]光圈基板2例如使用树脂来构成。如图5所示，在光圈基板2上形成有圆弧状的连通孔10和用于使入射光通过的开口部11。开口部11以在光圈基板2的厚度方向贯通的状态形成为圆形。此外，在光圈基板2的下表面侧设置有4个销12a、12b、12c、12d和4个支承轴14、15、16、17。在将光圈叶片3、4和间隔板8安装于光圈基板2时使用4个销12a、12b、12c、12d。在将滤光片切换机构5的结构部件(后述)安装于光圈基板2时使用4个支承轴14、15、16、17。此外，在光圈基板2的外周部，在4个部位设置有爪部18、…。在将盖部件9安装于光圈基板2时使用爪部18、…。
[0047]一对光圈叶片3、4例如使用用碳膜覆盖由聚对苯二甲酸乙二酯构成的板状材料的表面且具有导电性的材料构成。各个光圈叶片3、4整体上形成为薄板状。
[0048]在一个光圈叶片3上设置有I个孔部21、3个导引槽22a、22b、22c和I个卡合孔23。孔部21具有将正圆或接近正圆的圆形的外周的一部分切除大致V字形后的形态的平面形状。在孔部21的一部分(V字形的切除部分)安装有未图示的ND (Neutral Density:中性密度)滤光片。3个导引槽22a、22b、22c形成为沿着光圈叶片3的长度方向彼此平行。3个导引槽22a、22b、22c中的2个导引槽22a、22b形成在同一直线上。并且，在隔着孔部21与这2个导引槽22a、22b相反一侧的边缘部，形成有剩余的I个导引槽22c。卡合孔23形成在上述2个导引槽22a、22b的延长线上。此外，卡合孔23在俯视时沿着光圈叶片3的短边方向形成为长孔状。
[0049]在另一个光圈叶片4上设置有I个孔部24、3个导引槽25a、25b、25c和I个卡合孔26。孔部24具有将正圆或接近正圆的圆形的一部分切除V字形后的形态的平面形状。在孔部24的一部分(V字形的切除部分)安装有未图示的ND滤光片。孔部24通过上述与孔部21的重合而形成光圈开口。3个导引槽25a、25b、25c形成为沿着光圈叶片4的长度方向彼此平行。3个导引槽25a、25b、25c中的2个导引槽25a、25b形成在同一直线上。并且，在隔着孔部24与这2个导引槽25a、25b相反一侧的边缘部，形成有剩余的I个导引槽25c。卡合孔26形成在上述2个导引槽25a、25b的延长线上。此外，卡合孔26在俯视时沿着光圈叶片4的短边方向形成为长孔状。
[0050]后面，将对滤光片切换机构5和滤光片驱动部7的结构进行详细说明。
[0051]光圈驱动部6使用与一对光圈叶片3、4连接的光圈动作部31、轭铁33、中继基板34、磁性体(未显示)以及线圈(未显示)构成。
[0052]光圈动作部31具有形成长方体构造的方形磁体(永久磁铁)35和臂部件36。磁体35以固定状态安装于臂部件36。
[0053]臂部件36例如是通过树脂一体成型而得到的。在臂部件36的上下分别设有轴37a、37b。这些轴37a、37b设置在作为光圈动作部31的旋转中心的同一轴上。此外，除了上述轴37a、37b以外，在臂部件36上还一体地形成有磁体架部38和一对臂部39a、39b。臂部39a、39b形成为从磁体架部38向一方和另一方延伸。各个臂部39a、39b形成为曲柄状。此夕卜，在一个臂部39a的前端部形成有爪部40a，在另一个臂部39b的前端部形成有爪部40b。
[0054]轭铁33用于抑制磁力线向外部泄漏。轭铁33形成为圆筒形。轭铁33收纳上述光圈动作部31、安装有磁性体(未显示)和线圈(未显示)状态下的线轴组装体(未显示)。但是，在将该线轴组装体收纳于轭铁33的状态下，臂部件36的臂部39a、39b成为从轭铁33突出的状态。
[0055]中继基板34用于将卷绕于上述线轴组装体的线圈(未显示)和光圈控制部(未显示)电连接。当满足预先决定的条件时，光圈控制部通过对线圈通电而使光圈动作部31进行旋转动作。中继基板34由与轭铁33的直径对应的圆形的印刷布线基板构成。
[0056]间隔板8形成为薄板状。间隔板8例如与上述光圈叶片3、4同样，使用用碳膜覆盖由聚对苯二甲酸乙二酯构成的板状材料的表面且具有导电性的材料构成。间隔板8在光圈基板2的厚度方向，配置在光圈叶片3、4与后述的滤光片单元51、52之间。
[0057]在间隔板8上形成有开口部41、4个贯通孔42a、42b、42c、42d和引导部43a、43b。开口部41以贯通间隔板8的状态形成为圆形。在将间隔板8安装于光圈基板2的情况下，开口部41与光圈基板2的开口部11配置成同心状。4个贯通孔42a、42b、42c、42d与设置于光圈基板2的4个销12a、12b、12c、12d分别嵌合。引导部43a、43b形成为双重圆弧状。引导部43a、43b分别以向下侧突出的状态形成。引导部43a、43b用于引导上侧的滤光片单元51的旋转移动动作。
[0058]盖部件9例如是通过树脂一体成型而得到的。盖部件9安装于光圈基板2的下表面侧。此时，上述光圈叶片3、4、间隔板8以及后述的滤光片单元51、52等被收纳于光圈基板2与盖部件9之间。在盖部件9上形成有开口部44、4个贯通孔45a、45b、45c、45d、引导部46a、46b以及逃逸孔47。开口部44以贯通盖部件9的状态形成为圆形。在将盖部件9安装于光圈基板2的情况下，开口部44与光圈基板2的开口部11配置成同心状。4个贯通孔45a、45b、45c、45d与设置于光圈基板2的4个销12a、12b、12c、12d分别嵌合。引导部46a、46b形成为双重圆弧状。引导部46a、46b分别以向上侧稍微突出的状态形成。引导部46a、46b用于引导下侧的滤光片单元52的旋转移动动作。逃逸孔47以贯通盖部件9的状态形成为圆弧状。逃逸孔47用于避免与后述齿轮部66a之间的干涉。此外，在盖部件9的外周部形成有带孔的4个安装片48、…。各个安装片48、…分别卡住设置于光圈基板4的爪部18、…而进行固定。
[0059]<滤光片切换机构的结构>
[0060]接下来，对包含滤光片驱动部7的滤光片切换机构5的结构进行说明。
[0061]滤光片切换机构5大体成为具有上述滤光片驱动部7、2个滤光片单元51、52和将滤光片驱动部7的驱动力传递给2个滤光片单元51、52的驱动力传递机构53的结构。其中，滤光片切换机构5构成“滤光片切换装置”的主要部分。此外，滤光片驱动部7和驱动力传递机构53与后述“支承部”一起构成“移动驱动单元”。
[0062]2个滤光片单元51、52是基本上相同的结构。因此，在此仅对一个(上侧)滤光片单元51的结构进行详细说明。
[0063]滤光片单兀51使用光学滤光片54和支承该光学滤光片54的滤光片支承部件55构成。光学滤光片54例如将四边形(图例中是正方形)的玻璃基板构成底座。光学滤光片54的形状不限于四边形，例如也可以是圆形或者四边形以外的多边形。
[0064]滤光片支承部件55例如是通过树脂一体成型而得到的。滤光片支承部件55整体上形成为大致扇形。在滤光片支承部件55上，以贯通该滤光片支承部件55的状态形成有圆形的开口部56。该开口部56用于使作为滤光对象的入射光通过。因此,光学滤光片54以阻塞开口部56的状态进行安装。光学滤光片54例如使用粘接剂固定于滤光片支承部件55的一个表面(图例中是上表面)。与此相同，另一个滤光片单兀52使用光学滤光片57和支承该光学滤光片57的滤光 片支承部件58构成，在滤光片支承部件58形成有开口部59。
[0065]可考虑各种用于2个滤光片单兀51、52的光学滤光片54、57的组合,在此,作为一例，用红外线截止滤光片构成一个光学滤光片54，用空白滤光片(du_y filter)构成另一个光学滤光片57。红外线截止滤光片是从入射光中截止红外线的滤光片。空白滤光片是用于光路长度校正的滤光片(光路长度校正滤光片)。具体而言，空白滤光片校正光路长度，使得在将与空白滤光片组合使用的光学滤光片(本形态例中是红外线截止滤光片)配置于入射光路时的光路长度与将空白滤光片配置于入射光路时的光路长度相同。
[0066]驱动力传递机构53由齿轮传递机构(以下，记作“齿轮传递机构53”)构成。该齿轮传递机构53实质上使用6个齿轮构成。
[0067]具体而言，齿轮传递机构53使用分别具有齿轮部6la、6Ib的2个齿轮部件61、62、3个齿轮63、64、65和具有齿轮部66a的旋转部件66构成。
[0068]2个齿轮部件61、62分别形成为大致扇形。并且，齿轮部61a形成于齿轮部件61的圆弧部分，齿轮部62a形成于齿轮部件62的圆弧部分。此外，齿轮部件61固定于滤光片单元51，齿轮部件62固定于滤光片单元52。其中，相对于滤光片单元51，齿轮部件61面向与光学滤光片54相同的一侧安装于滤光片支承部件55。同样,相对于滤光片单兀52,齿轮部件62面向与光学滤光片57相同的一侧安装于滤光片支承部件58。此外,滤光片单兀51和齿轮部件61利用公共(同心状)的安装孔67进行安装，与此相同，滤光片单元52和齿轮部件62也利用公共(同心状)的安装孔68进行安装。
[0069]3个齿轮63、64、65分别由正齿轮构成。其中，2个齿轮63、64将旋转部件66的旋转驱动力传递给齿轮部件61，齿轮65将旋转部件66的旋转驱动力传递给齿轮部件62。[0070]旋转部件66与安装于旋转部件66的磁体(永久磁铁)70 一起构成滤光片动作部71。旋转部件66例如是通过树脂一体成型而得到的。齿轮部66a形成为圆弧状。在旋转部件66的上下分别设置有轴72a、72b。这些轴72a、72b设置于作为滤光片动作部71的旋转中心的同一轴上。此外，除了上述齿轮部66a和轴72a、72b以外，在旋转部件66上还一体地形成磁体架部73和臂部74。臂部74从磁体架部73向一方以L字状延伸，在其延伸端形成有上述齿轮部66a。臂部74与齿轮部66a的圆弧的中间部相连。磁体70与上述磁体35同样由形成长方体构造的方形的永久磁铁构成。这样使用方形磁铁的原因在于，与使用圆柱形的磁铁的情况相比，在成本方面和加工容易性方面都是有利的。但是，在实施本发明时，磁铁的形状不限于特定的形状。磁体70以固定状态组装于磁体架部73。在该组装状态下，连接上下轴72a、72b的假想轴通过磁体70的中心。
[0071]构成滤光片驱动部7的轭铁75抑制磁力线向外部泄漏。轭铁75形成为圆筒形。如图6所示，滤光片驱动部7使用由树脂等绝缘性材料构成的线轴77、卷绕于该线轴77的线圈78、以隔着该线圈78的上部的方式安装于线轴77的支承部件79构成。上述旋转部件66与组装于该旋转部件66的磁体70 —起安装于线轴77。此时，将旋转部件66的上侧的轴72a插入支承部件79的孔79a，并且，将下侧的轴72b插入设置于线轴77的底板部的孔(未显示)，由此，旋转自如地支承旋转部件66。轭铁75收纳包含旋转部件66、磁体70、线轴77、线圈78、支承部件79等的线轴组装体。但是，在将该线轴组装体收纳于轭铁75的状态下，旋转部件66的臂部74和齿轮部66a成为从轭铁75突出的状态。
[0072]中继基板76将卷绕于上述线轴组装体的线圈78与滤光片控制部(未显示)电连接。在满足预先决定的条件时，滤光片控制部通过对线圈78通电来使滤光片动作部71进行旋转动作。中继基板76由与轭铁75的直径对应的圆形的印刷布线基板构成。
[0073]<结构部件的安装状态的说明>
[0074]接下来，对光圈装置I的结构部件的安装状态进行说明。
[0075]首先，对一对光圈叶片3、4安装于光圈基板2的安装状态进行说明。
[0076]对于光圈叶片3,使光圈叶片3的导引槽22a、22b、22c与设置于光圈基板2的下表面侧的销12a、12c、12d嵌合。此外，使臂部件36的臂部39a的爪部40a插入光圈叶片3的卡合孔23进行卡合。另一方面，对于光圈叶片4，使光圈叶片4的导引槽25a、25b、25c与设置于光圈基板2的下表面侧的销12a、12b、12c嵌合。此外，使臂部件36的臂部39b的爪部40b插入光圈叶片4的卡合孔26进行卡合。
[0077]接下来，对间隔板8安装于光圈基板2的安装状态进行说明。
[0078]对于间隔板8,在如上所述将一对光圈叶片3、4安装于光圈基板2的状态下，以从其上方覆盖的方式进行安装。此时，使间隔板8的4个贯通孔42a、42b、42c、42d与光圈基板2的4个销12a、12b、12c、12d嵌合。
[0079]接下来，对滤光片切换机构5安装于光圈基板2的安装状态进行说明。
[0080]首先，对于滤光片驱动部7，将收纳有上述旋转部件66、磁体70等的轭铁75安装于光圈基板2的上表面侧。此时,旋转部件66的臂部74和齿轮部66a成为通过形成于光圈基板2的连通孔10 (图5)而向光圈基板2的下表面侧突出的状态。
[0081]对于滤光片切换机构5的齿轮组,将齿轮63安装于光圈基板2的支承轴14,将齿轮64安装于光圈基板2的支承轴15，将齿轮65安装于光圈基板2的支承轴16。此外，使滤光片单元51的安装孔67和滤光片单元52的安装孔68依次嵌入光圈基板2的支承轴17。由此，按照能够以支承轴17为公共的旋转中心旋转移动的方式支承2个滤光片单元51、52。此外，齿轮组的啮合关系如下所示。即，如图7所示，2个齿轮63、64被配置成相互啮合。并且，配置成齿轮63与齿轮部件61的齿轮部61a啮合，齿轮64与旋转部件66的齿轮部66a啮合。齿轮65被配置成与齿轮部件62的齿轮部62a和旋转部件66的齿轮部66a双方啮合。如图8所示，在该齿轮组中，与附属于滤光片单元51的齿轮部件61啮合的齿轮63、64中的一方(齿轮64)和与附属于滤光片单兀52的齿轮部件62哨合的齿轮65均与旋转部件66的齿轮部66a啮合。此外，齿轮64和齿轮65被配置成在齿轮部66a的齿宽方向(上下方向)错开位置。在该情况下，旋转部件66的齿轮部66a相当于用于使2个滤光片单元51、52移动的“公共的驱动齿轮”。
[0082]接下来，对盖部件9安装于光圈基板2的安装状态进行说明。
[0083]对于盖部件9，在如上所述将滤光片切换机构5安装于光圈基板2的状态下，以从其上方覆盖的方式进行安装。此时，将盖部件9的4个安装片48、…分别固定于光圈基板2的4个爪部18、…。由此，一对光圈叶片3、4、2个滤光片单元51、52以及附属于2个滤光片单兀51、52的齿轮组成为在光圈基板2的厚度方向介于光圈基板2与盖部件9之间的状态。此外，光圈基板2的开口部11、间隔板8的开口部41以及盖部件9的开口部44以入射光路的光轴为中心彼此配置成同心状，并且，一对光圈叶片3、4形成的光圈开口也与其配置成同心状。此外， 在驱动滤光片驱动部7之前的状态下，2个滤光片单元51、52中的一个光学滤光片被配置于入射光路。
[0084]接下来，对光圈装置I的动作进行说明。光圈装置I的动作有光圈调节动作和滤光片切换动作。以下，依次说明各个动作。
[0085]<光圈调节动作的说明>
[0086]首先，对光圈调节动作进行说明。光圈调节动作是指改变一对光圈叶片3、4形成的光圈开口的大小的动作。更具体而言，光圈调节动作是指通过使一对光圈叶片3、4相对移动来调节光圈开口的大小的动作。在光圈装置I中调节光圈开口的大小的动作与在具有光圈装置I的监视摄像机等中调节入射光量的动作实质上相同。
[0087]实际上，在利用光圈装置I调节光圈开口的大小的情况下，通过对光圈驱动部6具有的线圈通电来形成磁场。此时，根据通过对线圈通电而形成的磁场的方向和和强度，一对光圈叶片3、4同时在光圈基板2的长度方向移动。此时，一个光圈叶片3移动的方向与另一个光圈叶片4移动的方向彼此成为相反方向。这样，当使一对光圈叶片3、4相对移动时，由光圈叶片3、4的重合而形成的光圈开口的大小发生变化。因此，能够通过光圈驱动部6的驱动来调节光圈开口的大小。
[0088]<滤光片切换动作的说明>
[0089]接下来，对滤光片切换动作进行说明。
[0090]滤光片切换动作是指切换配置于入射光路的光学滤光片(54、57)的动作。更具体而言，滤光片切换动作是指在将一个光学滤光片54配置于通过上述光圈开口的入射光路的第I配置状态和将另一个光学滤光片57配置于该入射光路的第2配置状态之间，切换光学滤光片54、57的配置的动作。在该切换动作中，在将光学滤光片54配置于入射光路的情况下，光学滤光片57处于从入射光路退避的状态。在将光学滤光片57配置于入射光路的情况下，光学滤光片54处于从入射光路退避的状态。
[0091]实际上，在利用光圈装置I切换光学滤光片54、57的配置状态的情况下，通过对滤光片驱动部7具有的线圈78通电来形成磁场。这样，根据通过对线圈78通电而形成的磁场的方向和强度，旋转部件66旋转，其旋转驱动力经由齿轮传递机构53传递给各个滤光片单元51、52。具体而言，旋转部件66的旋转驱动力经由2个齿轮63、64和齿轮部件61传递给滤光片单元51。此外，旋转部件66的旋转驱动力经由齿轮65和齿轮部件62还传递给滤光片单元52。此时，与齿轮部件61的齿轮部61a啮合的齿轮63和与齿轮部件62的齿轮部62a卩齿合的齿轮65通过由于齿轮64的存在而实现的旋转方向的转换,相互向相反方向旋转。因此，2个滤光片单元51、52以支承轴17为中心相互向相反方向旋转移动。因此，支承轴17相当于以能够移动的方式支承2个滤光片单元51、52的“支承部”。该支承轴17以能够分体移动的方式支承2个滤光片单元51、52。在此所述的“分体”是“一体”的反义词。即，在将各个滤光片单元51、52的安装孔67、68分别插入公共的支承轴17的状态下，能够使各个滤光片单元51、52单独地旋转移动，将该状态记作“能够分体移动”。
[0092]在此，假设在移动前的阶段，如图9的(A)、(B)所示，将滤光片单元51的光学滤光片54配置于光圈开口(图例中是假定全开时)80，滤光片单元52的光学滤光片57从光圈开口 80退避。光圈开口 80成为通过光圈开口 80的入射光的入射光路。这样，在移动后的阶段，如图10的(A)、(B)所示，成为滤光片单元51的光学滤光片54从光圈开口 80退避，滤光片单兀52的光学滤光片57配置于光圈开口 80的状态。即，在移动前后，2个滤光片单兀51、52的位置彼此交换。因此，能够通过滤光片驱动部7的驱动来切换光学滤光片54、57的配置状态。即，滤光片单元51在与形成于间隔板8的引导部43a、43b相接的同时移动。实际上，与引导部43a、43b相接的部分成为光学滤光片54的与开口部56相比外侧的一部分(实质上是不作为光学滤光片发挥作用的剩余部)。同样，滤光片单元52在与形成于盖部件9的引导部46a、46b相接的同时移动。此外，在移动开始到结束的中间时刻，2个滤光片单兀51、52的光学滤光片54、57在移动中处于彼此重合的状态。
[0093]<实施方式的效果>
[0094]根据本发明实施方式，可得到如下效果。
[0095]S卩，由于采用通过使2个滤光片单元51、52的位置彼此交换来切换配置于入射光路的光学滤光片54、57的结构，因此，与现有结构相比，能够缩小滤光片切换用空间。即，当如以往那样采用使2个光学滤光片相邻地排列安装的滤光片支承部件移动的结构时，作为滤光片切换用空间，实质上需要可排列位置3个光学滤光片的空间。与此相对，如本实施方式那样，在使具有光学滤光片54的滤光片单元51的位置与具有光学滤光片57的滤光片单元52的位置在移动前后彼此交换的结构中，作为滤光片切换用空间，实质上只需可排列配置2个光学滤光片54、57的空间即可。因此，与以往相比，能够缩小滤光片切换用空间。其结果是，能够实现光圈装置I的小型化。尤其在作为对监视摄像机等的高分辨率化的应对而增大摄像元件的尺寸，希望与此对应地确保光圈开口的最大孔径较大的情况下，能够在不使光圈装置I极其大型化的情况下扩大光圈开口的最大孔径。
[0096]此外，以往在对光圈基板施加了冲击力的情况下，利用磁铁的磁力始终向一个方向对滤光片支承部件施力，以不使滤光片支承部件由于该冲击力而意外地移动(位置偏移)。因此，为了在通过滤光片支承部件的移动而切换光学滤光片的情况下对滤光片支承部件施加比磁力大的移动力，需要对滤光片驱动部(线圈等)供给一定程度大的动作电压。
[0097]与此相对，在上述实施方式中，在对光圈基板2施加了冲击力的情况下，该冲击力如下发挥作用。即，施加到光圈基板2的冲击力例如在有利于其移动的方向作用于一个滤光片单元51，在阻止其移动的方向作用于另一个滤光片单元52。其理由如下。首先，当沿着光圈叶片3、4的移动方向对光圈基板2施加冲击力时，移动力在以支承轴17为中心的旋转方向作用于滤光片单兀51、52。此时,各个滤光片单兀51、52虽然在相同方向受到大小几乎相同的移动力，但是，由于齿轮组的齿轮彼此啮合，因此，向相同方向的移动受到阻止。因此，即使对光圈基板2施加冲击力，滤光片单元51、52的移动也受到抑制。由此，能够减弱上述磁铁的磁力(作用力)。此外，根据情况，即使不利用磁铁的磁力也能够确保期望的耐冲击性。其结果是，与以往相比，能够以较小的动作电压切换光学滤光片。此外，能够在确保必要的耐冲击性的基础上实现消耗电力的降低。
[0098]此外，在上述实施方式中，按照能够以公共的支承轴17为旋转中心旋转移动的方式支承2个滤光片单元51、52，因此，各个滤光片单元51、52的动作变得紧凑。因此，能够有利于滤光片切换用空间的最小化。
[0099]此外，将各个滤光片单元51、52整体上形成为大致扇形，因此，在滤光片切换动作时几乎不产生浪费空间。因此，能够通过必要最低限度的滤光片切换用空间来切换光学滤光片。
[0100]此外，由于采用使用上述齿轮传递机构53使2个滤光片单元51、52移动的结构，因此驱动系统的结构变得非常紧凑。
[0101]此外，在上述实施方式中，将间隔板8配置在一对光圈叶片3、4与2个滤光片单元51、52之间，从而避免了它们的位置的干涉_触)。因此，能够中间隔着间隔板8将光圈叶片3、4与滤光片单元51、52配置成彼此靠近。与此相对，在不设置间隔板8的情况下，为了避免光圈叶片3、4与滤光片单元51、52的干涉，需要将它们配置成分离得较远。因此，设置间隔板8的情况与不设置间隔板8的情况相比，能够减薄总厚度。尤其在随着监视摄像机等的高分辨率化而在该光学系统中使用单焦点镜头等(所谓亮镜头)的情况下，需要靠近配置于光圈装置I的光圈开口的前侧(被摄体侧)的镜头和配置于后侧的镜头而进行配置。因此，在光圈装置I中，减薄介于这些镜头之间的光圈开口的附近部的厚度是非常有效的。
[0102]<变形例等>
[0103]本发明的技术范围不限于上述的实施方式，还包含在能够导出根据发明结构要件及其组合而得到的特定效果的范围内，增加各种变更和改良的形态。
[0104]例如，关于滤光片切换装置具有的滤光片单元的个数，切换配置于入射光路的光学滤光片需要至少2个，但是本发明不限于2个，也可以构成为具有3以上的滤光片单元。
[0105]此外，在上述实施方式中，采用以能够旋转移动的方式支承2个滤光片单元51、52的结构，但是本发明不限于此，例如，虽然没有图示，但是也可以采用以能够直线移动的方式支承2个滤光片单元的结构。但是，优选的是，为了简化用于移动的支承结构，采用能够旋转移动的支承结构。
[0106]此外，还可以不将滤光片支承部件55和齿轮部件61设为彼此独立的部件，而是通过树脂一体成型形成滤光片支承部件55和齿轮部件61，从而成为一体构造。这一点对于滤光片支承部件58和齿轮部件62也是相同的。[0107]此外，作为切换对象的光学滤光片的组合不限于不同种类的光学滤光片的组合，也可以是相同种类的光学滤光片的组合(但是，假定各自的光学特性不同)。
[0108]此外，在上述实施方式中，由光学滤光片和支承该光学滤光片的滤光片支承部件来构成滤光片单元，但是不限于此，也可以利用相同的材料(玻璃等)一体地构成作为光学滤光片发挥作用的部分和作为滤光片支承部件发挥作用的部分。
[0109]此外，驱动力传递机构不限于上述的齿轮传递机构53，例如，也可以是使用滑轮或同步带来传递驱动力的机构。
【权利要求】
1.一种滤光片切换装置，其特征在于，该滤光片切换装置具有: 至少2个滤光片单元，它们分别具有能够配置于入射光通过的入射光路上的光学滤光片；以及 移动驱动单元，其包含以能够移动的方式支承所述2个滤光片单元的支承部，该移动驱动单元以使由该支承部支承的所述2个滤光片单元的位置在移动前后彼此交换的方式，使该2个滤光片单元移动，由此，切换配置于所述入射光路上的光学滤光片。
2.根据权利要求1所述的滤光片切换装置，其特征在于， 所述支承部由分别以能够旋转移动的方式支承所述2个滤光片单元的支承轴构成。
3.根据请求I或2所述的滤光片切换装置，其特征在于， 所述2个滤光片单元被支承成能够以所述支承轴为公共的旋转中心而旋转移动。
4.根据权利要求1?3中的任意一项所述的滤光片切换装置，其特征在于， 所述2个滤光片单元形成为大致扇形。
5.根据权利要求1?4中的任意一项所述的滤光片切换装置，其特征在于， 所述移动驱动单元包含驱动源以及将该驱动源的驱动力传递给所述2个滤光片单元的驱动力传递机构， 所述驱动力传递机构由齿轮传递机构构成。
6.根据权利要求5所述的滤光片切换装置，其特征在于， 所述齿轮传递机构通过使用公共的驱动齿轮的齿轮组来传递所述驱动源的驱动力，使得所述2个滤光片单元彼此向相反方向移动。
7.一种光圈装置，其特征在于，该光圈装置具有: 权利要求1?6中的任意一项所述的滤光片切换装置；以及 光圈部件，其形成使所述入射光通过的光圈开口， 所述光圈装置能够切换配置于通过所述光圈开口的入射光的入射光路上的光学滤光片，并且，能够调节所述光圈部件形成的所述光圈开口的大小。
8.根据权利要求7所述的光圈装置，其特征在于， 由一对光圈叶片构成所述光圈部件，并且，将所述滤光片切换装置和所述一对光圈叶片分别安装于底座部件，并且，在所述底座部件的厚度方向上，在所述一对光圈叶片与所述2个滤光片单元之间设置有间隔板。
9.一种摄像机，其特征在于，该摄像机具有: 权利要求1?6中的任意一项所述的滤光片切换装置；以及 光电转换元件，其将通过配置于所述入射光路上的所述光学滤光片而入射的入射光转换成电信号。
【文档编号】G03B11/00GK103713445SQ201310464354
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2012年10月2日
【发明者】郡直道, 竹内慎治 申请人:日本精密测器株式会社