(57)【要約】【課題】少なくとも２つのフィルタユニットを移動させることによって光学フィルタを切り替えるフィルタ切り替え装置において、フィルタ切り替え用スペースを縮小することができる技術を提供する。【解決手段】本発明のフィルタ切り替え装置は、入射光が通る入射光路に配置可能な光学フィルタ（５４，５７）をそれぞれ有する２つのフィルタユニット５１，５２と、２つのフィルタユニット５１，５２を移動可能に支持する支持部を含み、この支持部によって支持した２つのフィルタユニット５１，５２の位置を移動の前後で相互に入れ替えるように、２つのフィルタユニット５１，５２を移動させることにより、入射光路に配置する光学フィルタ（５４，５７）を切り替える移動駆動手段（５，７）と、を備える。【選択図】図４
2014071434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光が通る入射光路に配置可能な光学フィルタをそれぞれ有する、少なくとも２つのフィルタユニットと、
前記２つのフィルタユニットを移動可能に支持する支持部を含み、当該支持部によって支持した前記２つのフィルタユニットの位置を移動の前後で相互に入れ替えるように、当該２つのフィルタユニットを移動させることにより、前記入射光路に配置する光学フィルタを切り替える移動駆動手段と、
を備えることを特徴とするフィルタ切り替え装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記２つのフィルタユニットをそれぞれ回転移動可能に支持する支持軸からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ切り替え装置。
【請求項３】
前記２つのフィルタユニットは、前記支持軸を共通の回転中心として回転移動可能に支持されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ切り替え装置。
【請求項４】
前記２つのフィルタユニットは、略扇形に形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタ切り替え装置。
【請求項５】
前記移動駆動手段は、駆動源と、当該駆動源の駆動力を前記２つのフィルタユニットに伝達する駆動力伝達機構と、を含み、
前記駆動力伝達機構が歯車伝達機構により構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルタ切り替え装置。
【請求項６】
前記歯車伝達機構は、共通の駆動歯車を用いた歯車列により、前記２つのフィルタユニットを互いに反対方向に移動させるように、前記駆動源の駆動力を伝達する
ことを特徴とする請求項５に記載のフィルタ切り替え装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のフィルタ切り替え装置と、
前記入射光を通過させる絞り開口を形成する絞り部材と、
を備え、
前記絞り開口を通過する入射光の入射光路に配置する光学フィルタを切り替え可能とし、かつ、前記絞り部材が形成する前記絞り開口の大きさを調整可能とした
ことを特徴とする絞り装置。
【請求項８】
請求項７に記載の絞り装置において、
前記絞り部材を一対の絞り羽根によって構成するとともに、前記フィルタ切り替え装置と前記一対の絞り羽根をそれぞれベース部材に実装し、かつ、前記ベース部材の厚み方向において前記一対の絞り羽根と前記２つのフィルタユニットとの間に仕切り板を設けたことを特徴とする絞り装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載のフィルタ切り替え装置と、
前記入射光路に配置した前記光学フィルタを通して入射する入射光を電気信号に変換する光電変換素子と、
を備えることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルタを切り替えるフィルタ切り替え装置と、これを備えた絞り装置およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラを含む各種のカメラには、外部から入射する光の量（以下「入射光量」ともいう。）を調整する絞り装置が組み込まれている。絞り装置は、入射光の光路上に存在する絞り開口の大きさを変えることによって入射光量を調整（適正化）するものである。絞り装置の仕組みとして、絞り部材の移動によって光量調整を行うものがある。具体的には、絞り部材として一対の絞り羽根を用いたものが公知となっている（たとえば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、昼夜兼用の監視カメラには、カラー撮影が可能な撮像素子が組み込まれている。この種の監視カメラでは、被写体が明るい場合と、被写体が暗い場合で、撮影モードを切り替えている。具体的には、被写体が明るい昼間等の撮影時にはカラー撮影モードを適用し、被写体が暗い夜間等の撮影時にはモノクロ撮影モードを適用するように、撮影モードを切り替えている。
【０００４】
上述した監視カメラにおいては、撮影モードの切り替え機能とあわせて、光学フィルタを切り替える機能を備えたものがある（たとえば、特許文献１、２を参照）。具体的には、カラー撮影モードでは、赤外線カットフィルタを通して撮影し、モノクロ撮影モードでは、赤外線カットフィルタなしで、または別の光学フィルタを通して撮影している。このため、カラー撮影モードで撮影する場合は、外部から入射した光が赤外線カットフィルタを介して撮像素子に到達する。モノクロ撮像モードで撮影する場合は、外部から入射した光が、赤外線カットフィルタを介することなく、または上記別の光学フィルタを通して、撮像素子に到達する。
【０００５】
監視カメラ等に用いられるフィルタ切り替え装置では、光学フィルタの配置を変更することによって、光学フィルタの切り替えを行っている。たとえば、先述した特許文献１には、共通のフィルタ支持部材に２つの光学フィルタを隣り合わせに並べて取り付け、それらの光学フィルタの並び方向にフィルタ支持部材を移動させることにより、光学フィルタの切り替えを行う構成が開示されている。また、先述した特許文献２には、光学フィルタをフィルタ支持部材で支持し、このフィルタ支持部材を移動させることにより、光学フィルタの切り替えを行う構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４８３９８号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年においては、監視カメラの普及が進むにつれて高解像度化の要求が高まっている。監視カメラの高解像度化を実現するには、これに用いられる撮像素子の画素数を増やす必要がある。ただし、単純に撮像素子の画素数を増やすと、撮像素子のサイズが大きくなる。また、一画素あたりの画素サイズを縮小すれば、撮像素子のサイズを大きくせずに済むが、その場合はノイズの影響を受けやすくなる。このため、ノイズの影響を抑えつつ監視カメラの高解像度化を実現するには、これまでよりもサイズの大きい撮像素子を用いる必要がある。そうした場合、監視カメラに取り付ける絞り装置では、撮像素子のサイズにあわせて絞り開口の最大径を大きく確保する必要がある。
【０００８】
しかしながら、２つの光学フィルタを備えるフィルタ切り替え装置として、たとえば先述した特許文献１に記載の構成を採用すると、監視カメラの高解像度化を図るうえで次のような不具合が生じる。
すなわち、特許文献１に記載のフィルタ切り替え装置では、共通のフィルタ支持部材に２つの光学フィルタを隣り合わせに並べて取り付け、それらの光学フィルタの並び方向にフィルタ支持部材を移動させる機構を採用している。このため、絞り装置の絞り開口に第１の光学フィルタを配置しているときは、その絞り開口から一方側にずれたところに第２の光学フィルタを配置（退避）しておく必要がある。また、絞り開口に第２の光学フィルタを配置しているときは、その絞り開口から他方側にずれたところに第１の光学フィルタを配置（退避）しておく必要がある。したがって、光学フィルタの切り替えに必要な移動用のスペース（以下「フィルタ切り替え用スペース」という。）としては、実質的に３つの光学フィルタを並べて配置するだけのスペースを確保する必要がある。よって、絞り装置が大型化してしまう。特に、上述したノイズの影響を抑えつつ監視カメラの高解像度化を実現すべく、絞り開口の最大径を大きく確保すると、それにあわせて光学フィルタのサイズも大きくなるため、フィルタ切り替え用スペースがますます拡大し、絞り装置の大型化が顕著になる。
【０００９】
本発明の主な目的は、少なくとも２つのフィルタユニットを移動させることによって光学フィルタを切り替えるフィルタ切り替え装置において、フィルタ切り替え用スペースを縮小することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、
入射光が通る入射光路に配置可能な光学フィルタをそれぞれ有する、少なくとも２つのフィルタユニットと、
前記２つのフィルタユニットを移動可能に支持する支持部を含み、当該支持部によって支持した前記２つのフィルタユニットの位置を移動の前後で相互に入れ替えるように、当該２つのフィルタユニットを移動させることにより、前記入射光路に配置する光学フィルタを切り替える移動駆動手段と、
を備えることを特徴とするフィルタ切り替え装置である。
【００１１】
本発明の第２の態様は、
前記支持部は、前記２つのフィルタユニットをそれぞれ回転移動可能に支持する支持軸からなる
ことを特徴とする上記第１の態様に記載のフィルタ切り替え装置である。
【００１２】
本発明の第３の態様は、
前記２つのフィルタユニットは、前記支持軸を共通の回転中心として回転移動可能に支持されている
ことを特徴とする上記第１または第２の態様に記載のフィルタ切り替え装置である。
【００１３】
本発明の第４の態様は、
前記２つのフィルタユニットは、略扇形に形成されている
ことを特徴とする上記第１〜第３の態様のいずれかに記載のフィルタ切り替え装置である。
【００１４】
本発明の第５の態様は、
前記移動駆動手段は、駆動源と、当該駆動源の駆動力を前記２つのフィルタユニットに伝達する駆動力伝達機構と、を含み、
前記駆動力伝達機構が歯車伝達機構により構成されている
ことを特徴とする上記第１〜第４の態様のいずれかに記載のフィルタ切り替え装置である。
【００１５】
本発明の第６の態様は、
前記歯車伝達機構は、共通の駆動歯車を用いた歯車列により、前記２つのフィルタユニットを互いに反対方向に移動させるように、前記駆動源の駆動力を伝達する
ことを特徴とする上記第５の態様に記載のフィルタ切り替え装置である。
【００１６】
本発明の第７の態様は、
上記第１〜第６の態様のいずれかに記載のフィルタ切り替え装置と、
前記入射光を通過させる絞り開口を形成する絞り部材と、
を備え、
前記絞り開口を通過する入射光の入射光路に配置する光学フィルタを切り替え可能とし、かつ、前記絞り部材が形成する前記絞り開口の大きさを調整可能とした
ことを特徴とする絞り装置である。
【００１７】
本発明の第８の態様は、
上記第７の態様に記載の絞り装置において、
前記絞り部材を一対の絞り羽根によって構成するとともに、前記フィルタ切り替え装置と前記一対の絞り羽根をそれぞれベース部材に実装し、かつ、前記ベース部材の厚み方向において前記一対の絞り羽根と前記２つのフィルタユニットとの間に仕切り板を設けたことを特徴とする絞り装置である。
【００１８】
本発明の第９の態様は、
上記第１〜第６の態様のいずれかに記載のフィルタ切り替え装置と、
前記入射光路に配置した前記光学フィルタを通して入射する入射光を電気信号に変換する光電変換素子と、
を備えることを特徴とするカメラである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、少なくとも２つのフィルタユニットを移動させることによって光学フィルタを切り替えるフィルタ切り替え装置において、フィルタ切り替え用スペースを縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用されるカメラの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る絞り装置を斜め上方から見たときの組立斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る絞り装置を斜め下方から見たときの組立斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る絞り装置を斜め上方から見たときの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る絞り装置を斜め下方から見たときの分解斜視図である。
【図６】フィルタ切り替え機構とフィルタ駆動部の構成を示す分解斜視図である。
【図７】フィルタ切り替え機構の歯車列の噛み合い関係を説明する図（その１）である。
【図８】フィルタ切り替え機構の歯車列の噛み合い関係を説明する図（その２）である。
【図９】フィルタ切り替え動作を説明する図（その１）である。
【図１０】フィルタ切り替え動作を説明する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
＜カメラの構成＞
まず、カメラの構成について説明する。
図１は本発明が適用されるカメラの構成例を示すもので、（Ａ）はカメラ全体の外観図、（Ｂ）は鏡筒内部の概略図である。図示したカメラ１００は、たとえば、防犯目的に建物の天井部分（又は壁、柱など）に設置される監視カメラである。このカメラ１００は、取り付け台座１０１と、カメラ本体１０２とを備えている。取り付け台座１０１は、たとえば、ねじ止めによって建物の天井部分に固定する構造になっている。
【００２３】
カメラ本体１０２は、鏡筒部１０３と、対物レンズ１０４とを備えている。鏡筒部１０３の内部には、対物レンズ１０４を含む光学系が組み込まれている。対物レンズ１０４は、鏡筒部１０３の先端に取り付けられている。また、カメラ本体１０２には、光学系の一機能部としての絞り装置１と、撮像素子１０５とが組み込まれている。絞り装置１は、鏡筒部１０３に入射する光（以下「入射光」という。）の進路（以下「入射光路」という。）の途中に絞り開口を形成し、この絞り開口の大きさを調整することにより、入射光量を調整するものである。絞り装置１の構成については、後段で詳しく説明する。
【００２４】
撮像素子１０５は、カラー撮影が可能な撮像素子であって、たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子などで構成される。撮像素子１０５は、たとえば、複数（多数）の画素を行列状に配置してなる撮像面を有する。撮像素子１０５は、絞り装置１の絞り開口を通して上記撮像面に入射する入射光を電気信号に変換する光電変換素子の一例として組み込まれている。
【００２５】
なお、本発明は、ここで例示したカメラ１００に限らず、絞り装置１を備える他の構成のカメラにも適用可能である。また、光学系の構成としても、レンズの種類・枚数・配置や、絞り装置１の配置等、種々の変更が可能である。
【００２６】
＜絞り装置の構成＞
次に、絞り装置の構成について説明する。
図２は本発明の実施の形態に係る絞り装置を斜め上方から見たときの組立斜視図（但し、カバー部材の図示は省略）であり、図３はこの絞り装置を斜め下方から見たときの組立斜視図である。また、図４は本発明の実施の形態に係る絞り装置を斜め上方から見たときの分解斜視図であり、図５はこの絞り装置を斜め下方から見たときの分解斜視図である。なお、ここでは絞り装置の厚み方向の一方を上方とし、他方を下方とする。ただし、実際に絞り装置をカメラに取り付けた場合は、その取り付け方によって上下左右の方向性が変わる。
【００２７】
図示した絞り装置１は、大きくは、絞り基板２と、一対（２つ）の絞り羽根３，４と、フィルタ切り替え機構５と、絞り駆動部６と、フィルタ駆動部７と、仕切り板８と、カバー部材９と、を備えた構成となっている。
【００２８】
絞り基板２は、絞り装置１を構成する各部材を取り付けるためのベースとなる部材（ベース部材）である。一対の絞り羽根３，４は、入射光を通過させる絞り開口を形成する絞り部材の一例として設けられたものである。一対の絞り羽根３，４は、互いに重なり合った状態で絞り開口を形成する。この絞り開口の大きさが相対的に大きくなると、そこを通過する光の量（入射光量）が相対的に増大し、絞り開口の大きさが相対的に小さくなると、そこを通過する光の量が相対的に減少する。フィルタ切り替え機構５は、光学フィルタを切り替えるための機構である。絞り駆動部６は、絞り開口の大きさを調整するために、一対の絞り羽根３，４を相対的に移動させる駆動源となるものである。フィルタ駆動部７は、フィルタ切り替え機構５の駆動源となるものである。以下、各部の構成について更に詳しく説明する。
【００２９】
絞り基板２は、たとえば樹脂を用いて構成されている。絞り基板２には、図５に示すように、円弧状の連通孔１０と、入射光を通すための開口部１１が形成されている。開口部１１は、絞り基板２の厚み方向に貫通する状態で円形に形成されている。また、絞り基板２の下面側には、４つのピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、４つの支持軸１４，１５，１６，１７とが設けられている。４つのピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、絞り基板２に対して、絞り羽根３，４と仕切り板８を取り付けるときに用いられる。４つの支持軸１４，１５，１６，１７は、絞り基板２に対して、フィルタ切り替え機構５の構成部品（後述）を取り付けるときに用いられる。また、絞り基板２の外周部には４箇所にわたって爪部１８，…が設けられている。爪部１８，…は、絞り基板２に対して、カバー部材９を取り付けるときに用いられる。
【００３０】
一対の絞り羽根３，４は、たとえば、ポリエチレンテレフタレートからなる板状素材の表面をカーボンの膜で被覆して導電性を持たせた素材を用いて構成されている。各々の絞り羽根３，４は、全体的に薄板状に形成されている。
【００３１】
一方の絞り羽根３には、１つの孔部２１と、３つの案内溝２２ａ，２２ｂ，２２ｃと、１つの係合孔２３とが設けられている。孔部２１は、真円またはそれに近い円形状の外周の一部を略Ｖ字形に切り欠いた形態の平面形状を有している。孔部２１の一部（Ｖ字形の切り欠き部分）には、図示しないＮＤ（Neutral Density）フィルタが取り付けられる。３つの案内溝２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、絞り羽根３の長手方向に沿って互いに平行に形成されている。３つの案内溝２２ａ，２２ｂ，２２ｃのうち、２つの案内溝２２ａ，２２ｂは同一直線上に形成されている。そして、これら２つの案内溝２２ａ，２２ｂに対して、孔部２１を挟んだ反対側の縁部に、残り１つの案内溝２２ｃが形成されている。係合孔２３は、上記２つの案内溝２２ａ，２２ｂの延長線上に形成されている。また、係合孔２３は、絞り羽根３の短手方向に沿って平面視長孔状に形成されている。
【００３２】
他方の絞り羽根４には、１つの孔部２４と、３つの案内溝２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、１つの係合孔２６とが設けられている。孔部２４は、真円またはそれに近い円形状の一部をＶ字形に切り欠いた形態の平面形状を有している。孔部２４の一部（Ｖ字形の切り欠き部分）には、図示しないＮＤフィルタが取り付けられている。孔部２４は、先述した孔部２１との重なりによって絞り開口を形成する。３つの案内溝２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、絞り羽根４の長手方向に沿って互いに平行に形成されている。３つの案内溝２５ａ，２５ｂ，２５ｃのうち、２つの案内溝２５ａ，２５ｂは同一直線上に形成されている。そして、これら２つの案内溝２５ａ，２５ｂに対して、孔部２４を挟んだ反対側の縁部に、残り１つの案内溝２５ｃが形成されている。係合孔２６は、上記２つの案内溝２５ａ，２５ｂの延長線上に形成されている。また、係合孔２６は、絞り羽根４の短手方向に沿って平面視長孔状に形成されている。
【００３３】
フィルタ切り替え機構５およびフィルタ駆動部７の構成については、あとで詳しく説明する。
【００３４】
絞り駆動部６は、一対の絞り羽根３，４に連結される絞り作動部３１と、ヨーク３３と、中継基板３４と、磁性体（不図示）と、コイル（不図示）とを用いて構成されている。
【００３５】
絞り作動部３１は、直方体構造をなす角形のマグネット（永久磁石）３５と、アーム部材３６とを備えている。マグネット３５は、アーム部材３６に固定状態で取り付けられている。
【００３６】
アーム部材３６は、たとえば、樹脂の一体成型によって得られるものである。アーム部材３６の上下には、それぞれ軸３７ａ，３７ｂが設けられている。これらの軸３７ａ，３７ｂは、絞り作動部３１の回転中心となる同一の軸上に設けられている。また、アーム部材３５には、上述した軸３７ａ，３７ｂの他に、マグネットホルダ部３８と一対のアーム部３９ａ，３９ｂとが一体に形成されている。アーム部３９ａ，３９ｂは、マグネットホルダ部３８から一方と他方に延出するように形成されている。各々のアーム部３９ａ，３９ｂは、クランク形状に形成されている。また、一方のアーム部３９ａの先端部には爪部４０ａが形成され、他方のアーム部３９ｂの先端部にも爪部４０ｂが形成されている。
【００３７】
ヨーク３３は、外部への磁力線の漏洩を抑制するものである。ヨーク３３は、円筒形に形成されている。ヨーク３３は、上述した絞り作動部３１、磁性体（不図示）およびコイル（不図示）を組み付けた状態のボビン組立体（不図示）を収容するものである。ただし、このボビン組立体をヨーク３３に収容した状態では、アーム部材３５のアーム部３９ａ，３９ｂがヨーク３３からはみ出した状態となる。
【００３８】
中継基板３４は、上記ボビン組立体に巻かれたコイル（不図示）と絞り制御部（不図示）とを電気的に接続するものである。絞り制御部は、予め決められた条件を満たしたときに、コイルへの通電によって絞り作動部３１を回転動作させる。中継基板３４は、ヨーク３３の直径に対応した円形のプリント配線基板で構成されている。
【００３９】
仕切り板８は、薄板状に形成されている。仕切り板８は、たとえば、上述した絞り羽根３，４と同様に、ポリエチレンテレフタレートからなる板状素材の表面をカーボンの膜で被覆して導電性を持たせた素材を用いて構成されている。仕切り板８は、絞り基板２の厚み方向において、絞り羽根３，４と、後述するフィルタユニット５１，５２との間に配置される。
【００４０】
仕切り板８には、開口部４１と、４つの貫通孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄと、ガイド部４３ａ，４３ｂとが形成されている。開口部４１は、仕切り板８を貫通する状態で円形に形成されている。開口部４１は、絞り基板２に仕切り板８を取り付けた場合に、絞り基板２の開口部１１と同心状に配置される。４つの貫通孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、絞り基板２に設けられた４つのピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにそれぞれ嵌合される。ガイド４３ａ，４３ｂは、二重の円弧状に形成されている。ガイド部４３ａ，４３ｂは、それぞれ下側に突出する状態で形成されている。ガイド部４３ａ，４３ｂは、上側のフィルタユニット５１の回転移動動作をガイドするものである。
【００４１】
カバー部材９は、たとえば、樹脂等の一体成型により得られるものである。カバー部材９は絞り基板２の下面側に取り付けられる。その際、上述した絞り羽根３，４や仕切り板８、後述するフィルタユニット５１，５２などは、絞り基板２とカバー部材９の間に収容される。カバー部材９には、開口部４４と、４つの貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄと、ガイド部４６ａ，４６ｂと、逃げ孔４７とが形成されている。開口部４４は、カバー部材９を貫通する状態で円形に形成されている。開口部４４は、絞り基板２にカバー部材９を取り付けた場合に、絞り基板２の開口部１１と同心状に配置される。４つの貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄは、絞り基板２に設けられた４つのピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにそれぞれ嵌合される。ガイド４６ａ，４６ｂは、二重の円弧状に形成されている。ガイド部４６ａ，４６ｂは、それぞれ上側に少し突出する状態で形成されている。ガイド部４６ａ，４６ｂは、下側のフィルタユニット５２の回転移動動作をガイドするものである。逃げ孔４７は、カバー部材９を貫通する状態で円弧状に形成されている。逃げ孔４７は、後述する歯車部６６ａとの干渉を避けるためのものである。また、カバー部材９の外周部には、孔付きの４つの取付片４８，…が形成されている。各々の取付片４８，…は、絞り基板４に設けられた爪部１８，…にそれぞれ引っ掛けて留め付けられる。
【００４２】
＜フィルタ切り替え機構の構成＞
続いて、フィルタ駆動部７を含むフィルタ切り替え機構５の構成について説明する。
フィルタ切り替え機構５は、大きくは、上述したフィルタ駆動部７と、２つのフィルタユニット５１，５２と、フィルタ駆動部７の駆動力を２つのフィルタユニット５１，５２に伝達する駆動力伝達機構５３と、を備えた構成になっている。このうち、フィルタ切り替え機構５は、「フィルタ切り替え装置」の主要部を構成するものである。また、フィルタ駆動部７および駆動力伝達機構５３は、後述する「支持部」とともに「移動駆動手段」を構成するものである。
【００４３】
２つのフィルタユニット５１，５２は、基本的に同様の構成になっている。このため、ここでは一方（上側）のフィルタユニット５１の構成についてのみ詳しく説明する。
フィルタユニット５１は、光学フィルタ５４と、これを支持するフィルタ支持部材５５とを用いて構成されている。光学フィルタ５４は、たとえば、四角形（図例では正方形）のガラス基板をベースに構成されている。光学フィルタ５４の形状は、四角形に限らず、たとえば、円形であってもよいし、四角形以外の多角形であってもよい。
【００４４】
フィルタ支持部材５５は、たとえば樹脂の一体成型によって得られるものである。フィルタ支持部材５５は全体的に略扇形に形成されている。フィルタ支持部材５５には、これを貫通する状態で円形の開口部５６が形成されている。この開口部５６は、フィルタリングの対象となる入射光を通過させるためのものである。このため、光学フィルタ５４は、開口部５６を塞ぐ状態で取り付けられている。光学フィルタ５４は、フィルタ支持部材５５の一方の面（図例では上面）に、たとえば接着剤を用いて固定されている。これと同様に、他方のフィルタユニット５２は、光学フィルタ５７と、これを支持するフィルタ支持部材５８とを用いて構成され、フィルタ支持部材５８に開口部５９が形成されている。
【００４５】
２つのフィルタユニット５１，５２に用いる光学フィルタ５４，５７の組み合わせは種々考えられるが、ここでは一例として、一方の光学フィルタ５４を赤外線カットフィルタで構成し、他方の光学フィルタ５７をダミーフィルタで構成している。赤外線カットフィルタは、入射光から赤外線をカットするフィルタである。ダミーフィルタは、光路長補正のために用いられるフィルタ（光路長補正フィルタ）である。具体的には、ダミーフィルタは、これと組み合わせて使用する光学フィルタ（本形態例では赤外線カットフィルタ）を入射光路に配置したときの光路長と、ダミーフィルタを入射光路に配置したときの光路長とが同等になるように、光路長を補正するものである。
【００４６】
駆動力伝達機構５３は歯車伝達機構（以下「歯車伝達機構５３」と記す。）によって構成されている。この歯車伝達機構５３は、実質的に６つの歯車を用いて構成されている。具体的には、歯車伝達機構５３は、それぞれ歯車部６１ａ，６２ａを有する２つの歯車部材６１，６２と、３つの歯車６３，６４，６５と、歯車部６６ａを有する回転部材６６とを用いて構成されている。
【００４７】
２つの歯車部材６１，６２は、それぞれ略扇形に形成されている。そして、歯車部６１ａは歯車部材６１の円弧部分に形成され、歯車部６２ａは歯車部材６２の円弧部分に形成されている。また、歯車部材６１はフィルタユニット５１に固定され、歯車部材６２はフィルタユニット５２に固定されている。このうち、フィルタユニット５１に対しては、光学フィルタ５４と同じ側に面して歯車部材６１がフィルタ支持部材５５に取り付けられている。同様に、フィルタユニット５２に対しては、光学フィルタ５７と同じ側に面して歯車部材６２がフィルタ支持部材５８に取り付けられている。また、フィルタユニット５１と歯車部材６１は、共通（同心状）の取付孔６７をもって組み付けられ、これと同様に、フィルタユニット５２と歯車部材６２も、共通（同心状）の取付孔６８をもって組み付けられている。
【００４８】
３つの歯車６３，６４，６５は、それぞれ平歯車によって構成されている。このうち、２つの歯車６３，６４は、回転部材６６の回転駆動力を歯車部材６１に伝達するものであり、歯車６５は、回転部材６６の回転駆動力を歯車部材６２に伝達するものである。
【００４９】
回転部材６６は、これに組み付けられたマグネット（永久磁石）７０とともに、フィルタ作動部７１を構成するものである。回転部材６６は、たとえば、樹脂の一体成型によって得られるものである。歯車部６６ａは円弧状に形成されている。回転部材６６の上下には、それぞれ軸７２ａ，７２ｂが設けられている。これらの軸７２ａ，７２ｂは、フィルタ作動部７１の回転中心となる同一の軸上に設けられている。また、回転部材６６には、上述した歯車部６６ａおよび軸７２ａ，７２ｂの他に、マグネットホルダ部７３とアーム部７４とが一体に形成されている。アーム部７４は、マグネットホルダ部７３から一方にＬ字形に延出し、その延出端に上述した歯車部６６ａが形成されている。アーム部７４は、歯車部６６ａの円弧の中間部につながっている。マグネット７０は、先述したマグネット３５と同様に、直方体構造をなす角形の永久磁石で構成されている。このように角形の磁石を用いる理由は、円柱形の磁石を用いる場合に比べて、コスト的な面でも、また加工の容易性の面でも有利になるからである。ただし、本発明を実施するうえでは、磁石の形状が特定の形状に限定されない。マグネット７０は、マグネットホルダ部７３に固定状態で組み付けられている。この組み付け状態においては、上下の軸７２ａ，７２ｂを結ぶ仮想軸が、マグネット７０の中心を通るようになっている。
【００５０】
フィルタ駆動部７を構成するヨーク７５は、外部への磁力線の漏洩を抑制するものである。ヨーク７５は、円筒形に形成されている。フィルタ駆動部７は、図６に示すように、樹脂等の絶縁性材料からなるボビン７７と、このボビン７７に巻装されるコイル７８と、このコイル７８の上部を挟むようにボビン７７に装着される支持部材７９とを用いて構成される。上述した回転部材６６は、これに組み付けられたマグネット７０とともにボビン７７に実装される。その際、回転部材６６の上側の軸７２ａを支持部材７９の孔７９ａに挿入し、かつ、下側の軸７２ｂをボビン７７の底板部に設けられた孔（不図示）に挿入することにより、回転部材６６が回転自在に支持される。ヨーク７５は、回転部材６６、マグネット７０、ボビン７７、コイル７８、支持部材７９等を含むボビン組立体を収容するものである。ただし、このボビン組立体をヨーク７５に収容した状態では、回転部材６６のアーム部７４と歯車部６６ａがヨーク７５からはみ出した状態となる。
【００５１】
中継基板７６は、上記ボビン組立体に巻かれたコイル７８とフィルタ制御部（不図示）とを電気的に接続するものである。フィルタ制御部は、予め決められた条件を満たしたときに、コイル７８への通電によってフィルタ作動部７１を回転動作させる。中継基板７６は、ヨーク７５の直径に対応した円形のプリント配線基板で構成されている。
【００５２】
＜構成部品の取付状態の説明＞
続いて、絞り装置１の構成部品の取付状態について説明する。
【００５３】
まず、絞り基板２に対する一対の絞り羽根３，４の取付状態について説明する。
絞り羽根３については、絞り基板２の下面側に設けられたピン１２ａ，１２ｃ，１２ｄに、絞り羽根３の案内溝２２ａ，２２ｂ，２２ｃを嵌合させる。また、絞り羽根３の係合孔２３には、アーム部材３６のアーム部３９ａの爪部４０ａを挿入して係合させる。一方、絞り羽根４については、絞り基板２の下面側に設けられたピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃに、絞り羽根４の案内溝２５ａ，２５ｂ，２５ｃを嵌合させる。また、絞り羽根４の係合孔２６には、アーム部材３６のアーム部３９ｂの爪部４０ｂを挿入して係合させる。
【００５４】
次に、絞り基板２に対する仕切り板８の取付状態について説明する。
仕切り板８については、上述のように一対の絞り羽根３，４を絞り基板２に取り付けた状態で、その上から被せるように取り付ける。このとき、絞り基板２の４つのピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに、仕切り板８の４つの貫通孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを嵌合させる。
【００５５】
次に、絞り基板２に対するフィルタ切り替え機構５の取付状態について説明する。
まず、フィルタ駆動部７については、上述した回転部材６６、マグネット７０等を収容したヨーク７５を絞り基板２の上面側に実装する。このとき、回転部材６６のアーム部７４と歯車部６６ａは、絞り基板２に形成された連通孔１０（図５）を通して、絞り基板２の下面側に突出した状態となる。
【００５６】
フィルタ切り替え機構５の歯車列については、絞り基板２の支持軸１４に歯車６３を、絞り基板２の支持軸１５に歯車６４を、絞り基板２の支持軸１６に歯車６５を、それぞれ取り付ける。また、絞り基板２の支持軸１７には、フィルタユニット５１の取付孔６７とフィルタユニット５２の取付孔６８を順に嵌め入れる。これにより、支持軸１７を共通の回転中心として２つのフィルタユニット５１，５２が回転移動可能に支持される。また、歯車列の噛み合いの関係は、次のようになる。すなわち、図７に示すように、２つの歯車６３，６４は、互いに噛み合うように配置される。また、歯車６３は歯車部材６１の歯車部６１ａに噛み合い、歯車６４は回転部材６６の歯車部６６ａに噛み合うように配置される。歯車６５は、歯車部材６２の歯車部６２ａと回転部材６６の歯車部６６ａの両方に噛み合うように配置される。この歯車列では、図８に示すように、フィルタユニット５１に付属する歯車部材６１に噛み合う歯車６３，６４の一方（歯車６４）と、フィルタユニット５２に付属する歯車部材６２に噛み合う歯車６５とが、いずれも回転部材６６の歯車部分６６ａに噛み合う。また、歯車６４と歯車６５は、歯車部６６ａの歯幅方向（上下方向）に位置をずらして配置される。この場合、回転部材６６の歯車部６６ａは、２つのフィルタユニット５１，５２を移動させるための「共通の駆動歯車」に相当するものとなる。
【００５７】
次に、絞り基板２に対するカバー部材９の取付状態について説明する。
カバー部材９については、上述のようにフィルタ切り替え機構５を絞り基板２に取り付けた状態で、その上から被せるように取り付ける。このとき、絞り基板２の４つの爪部１８，…に、カバー部材９の４つの取付片４８，…をそれぞれ留め付ける。これにより、一対の絞り羽根３，４と、２つのフィルタユニット５１，５２と、これに付属する歯車列が、絞り基板２の厚み方向において、絞り基板２とカバー部材９との間に介装された状態になる。また、絞り基板２の開口部１１と、セパレータ８の開口部４１と、カバー部材９の開口部４４は、入射光路の光軸を中心として互いに同心状に配置され、かつ、一対の絞り羽根３，４が形成する絞り開口も、これと同心状に配置される。さらに、フィルタ駆動部７を駆動する前の状態では、２つのフィルタユニット５１，５２のうちの一方の光学フィルタが入射光路に配置される。
【００５８】
次に、絞り装置１の動作について説明する。絞り装置１の動作には、絞り調整動作とフィルタ切り替え動作がある。以下、各動作について順に説明する。
【００５９】
＜絞り調整動作の説明＞
まず、絞り調整動作について説明する。絞り調整動作とは、一対の絞り羽根３，４が形成する絞り開口の大きさを変える動作をいう。より具体的に記述すると、絞り調整動作とは、一対の絞り羽根３，４を相対的に移動させることにより、絞り開口の大きさを調整する動作をいう。絞り装置１において絞り開口の大きさを調整する動作は、絞り装置１を備える監視カメラ等において入射光量を調整する動作と実質的に同一である。
【００６０】
実際に絞り装置１で絞り開口の大きさを調整する場合は、絞り駆動部６が備えるコイルへの通電によって磁界を形成する。そうすると、コイルへの通電によって形成される磁界の向きおよび強さに応じて、一対の絞り羽根３，４が絞り基板２の長手方向に同時に移動する。このとき、一方の絞り羽根３が移動する方向と他方の絞り羽根４が移動する方向とは、互いに反対方向になる。このように一対の絞り羽根３，４を相対的に移動させると、絞り羽根３，４の重なり合いによって形成される絞り開口の大きさが変化する。このため、絞り駆動部６の駆動によって絞り開口の大きさを調整することが可能となる。
【００６１】
＜フィルタ切り替え動作の説明＞
次に、フィルタ切り替え動作について説明する。
フィルタ切り替え動作とは、入射光路に配置する光学フィルタ（５４，５７）を切り替える動作をいう。より具体的に記述すると、フィルタ切り替え動作とは、上記の絞り開口を通る入射光路に一方の光学フィルタ５４を配置した第１の配置状態と、当該入射光路に他方の光学フィルタ５７を配置した第２の配置状態との間で、光学フィルタ５４，５７の配置を切り替える動作をいう。この切り替え動作において、光学フィルタ５４を入射光路に配置した場合は、光学フィルタ５７が入射光路から退避した状態となり、光学フィルタ５７を入射光路に配置した場合は、光学フィルタ５４が入射光路から退避した状態となる。
【００６２】
実際に絞り装置１で光学フィルタ５４，５７の配置状態を切り替える場合は、フィルタ駆動部７が備えるコイル７８への通電によって磁界を形成する。そうすると、コイル７８への通電によって形成される磁界の向きおよび強さに応じて回転部材６６が回転し、その回転駆動力が歯車伝達機構５３を介して各々のフィルタユニット５１，５２に伝達される。具体的には、回転部材６６の回転駆動力は、２つの歯車６３，６４と歯車部材６１を介してフィルタユニット５１に伝達される。また、回転部材６６の回転駆動力は、歯車６５および歯車部材６２を介してフィルタユニット５２にも伝達される。このとき、歯車部材６１の歯車部６１ａに噛み合う歯車６３と、歯車部材６２の歯車部６２ａに噛み合う歯車６５は、歯車６４の介在による回転方向の転換により、互いに反対方向に回転する。このため、２つのフィルタユニット５１，５２は、支持軸１７を中心に互いに反対方向に回転移動する。このことから、支持軸１７は、２つのフィルタユニット５１，５２を移動可能に支持する「支持部」に相当するものとなる。この支持軸１７は、２つのフィルタユニット５１，５２を別体にて移動可能に支持する。ここで記述する「別体」とは「一体」の対義語である。すなわち、各々のフィルタユニット５１，５２の取付孔６７，６８をそれぞれ共通の支持軸１７に挿入した状態では、各々のフィルタユニット５１，５２を個別に回転移動させることができ、この状態を「別体にて移動可能」と表現している。
【００６３】
ここで、仮に、移動前の段階では、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、フィルタユニット５１の光学フィルタ５４が絞り開口（図例では全開時を想定）８０に配置され、フィルタユニット５２の光学フィルタ５７が絞り開口８０から退避していたとする。絞り開口８０は、そこを通過する入射光の入射光路となる。そうすると、移動後の段階では、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、フィルタユニット５１の光学フィルタ５４が絞り開口８０から退避し、フィルタユニット５２の光学フィルタ５７が絞り開口８０に配置された状態となる。つまり、移動の前後で、２つのフィルタユニット５１，５２の位置が相互に入れ替わる。このため、フィルタ駆動部７の駆動によって光学フィルタ５４，５７の配置状態を切り替えることが可能となる。ちなみに、フィルタユニット５１は、仕切り板８に形成されたガイド部４３ａ，４３ｂに接しながら移動する。実際にガイド部４３ａ，４３ｂに接する部分は、開口部５６よりも外側の光学フィルタ５４の一部（実質的に光学フィルタとして機能しない余剰部）となる。同様に、フィルタユニット５２は、カバー部材９に形成されたガイド部４６ａ，４６ｂに接しながら移動する。また、移動の開始から終了に至るまでの中間時点では、２つのフィルタユニット５１，５２の光学フィルタ５４，５７が移動中に相互に重なり合う状態となる。
【００６４】
＜実施の形態に係る効果＞
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果が得られる。
【００６５】
すなわち、２つのフィルタユニット５１，５２の位置を相互に入れ替えることにより、入射光路に配置する光学フィルタ５４，５７を切り替える構成を採用しているため、従来の構成に比べてフィルタ切り替え用スペースを縮小することができる。すなわち、従来のように、２つの光学フィルタを隣り合わせに並べて取り付けたフィルタ支持部材を移動させる構成を採用すると、フィルタ切り替え用スペースとして、実質的に３つの光学フィルタを並べて配置するだけのスペースが必要になる。これに対して、本実施の形態のように、光学フィルタ５４を有するフィルタユニット５１の位置と光学フィルタ５７を有するフィルタユニット５２の位置を移動の前後で相互に入れ替える構成では、フィルタ切り替え用スペースとして、実質的に２つの光学フィルタ５４，５７を並べて配置するだけのスペースで済む。このため、従来よりもフィルタ切り替え用スペースを縮小することができる。その結果、絞り装置１の小型化を図ることができる。特に、監視カメラ等の高解像度化への対応として撮像素子のサイズを大きくし、これに合わせて絞り開口の最大径を大きく確保したい場合においては、絞り装置１を極力大型化させずに、絞り開口の最大径を拡大することが可能となる。
【００６６】
また、従来においては、絞り基板に衝撃力が加わった場合に、この衝撃力によってフィルタ支持部材が不用意に移動（位置ずれ）しないように、磁石の磁力を利用してフィルタ支持部材を常に一方向に付勢している。このため、フィルタ支持部材の移動によって光学フィルタを切り替える場合に、磁力よりも大きな移動力をフィルタ支持部材に加えるために、ある程度大きな作動電圧をフィルタ駆動部（コイル等）に供給する必要がある。
【００６７】
これに対して、上記実施の形態においては、絞り基板２に衝撃力が加わった場合に、この衝撃力が、次のように作用する。すなわち、絞り基板２に加わった衝撃力は、たとえば一方のフィルタユニット５１に対して、その移動を助長する方向に作用するとしても、他方のフィルタユニット５２）に対しては、その移動を阻止する方向に作用する。その理由は、次のとおりである。まず、絞り羽根３，４の移動方向に沿って絞り基板２に衝撃力が加わると、フィルタユニット５１，５２に対して、支持軸１７を中心とした回転方向に移動力が作用する。このとき、各々のフィルタユニット５１，５２は、ほぼ同じ大きさの移動力を同じ方向に受けるものの、歯車列の歯車どうしが噛み合っていることにより、同じ方向への移動が阻止される。このため、絞り基板２に衝撃力が加わっても、フィルタユニット５１，５２の移動が抑制される。これにより、上述した磁石の磁力（付勢力）を弱めることができる。また、場合によっては磁石の磁力を利用しなくても所望の耐衝撃性を確保することができる。その結果、従来よりも小さな作動電圧で光学フィルタを切り替えることができる。また、必要な耐衝撃性を確保したうえで、消費電力の低減を図ることができる。
【００６８】
また、上記実施の形態においては、共通の支持軸１７を回転中心に２つのフィルタユニット５１，５２を回転移動可能に支持しているため、各々のフィルタユニット５１，５２の動作がコンパクトになる。このため、フィルタ切り替え用スペースの最小化に寄与することができる。
また、各々のフィルタユニット５１，５２を全体的に略扇形に形成しているため、フィルタ切り替え動作に際してほとんど無駄なスペースが生じない。このため、必要最小限のフィルタ切り替え用スペースで光学フィルタを切り替えることができる。
さらに、２つのフィルタユニット５１，５２を上記の歯車伝達機構５３を用いて移動させる構成を採用しているため、駆動系の構成が非常にコンパクトになる。
【００６９】
また、上記実施の形態においては、一対の絞り羽根３，４と２つのフィルタユニット５１，５２との間に仕切り板８を配置して、それらの位置的な干渉（接触）を回避している。このため、仕切り板８を間に挟んで、絞り羽根３，４とフィルタユニット５１，５２を互いに近接させて配置することができる。これに対して、仕切り板８を設けない場合は、絞り羽根３，４とフィルタユニット５１，５２の干渉を避けるために、それらを大きく離して配置する必要がある。したがって、仕切り板８を設けた場合は、これを設けない場合に比べて、トータルの厚みを薄くすることができる。特に、監視カメラ等の高解像化に伴って、その光学系に単焦点レンズ等（いわゆる明るいレンズ）を用いる場合は、絞り装置１の絞り開口の前側（被写体側）に配置されるレンズと後ろ側に配置されるレンズを近づけて配置する必要がある。このため、絞り装置１において、それらのレンズの間に介在する絞り開口の近傍部の厚みを薄くことが非常に有効になる。
【００７０】
＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００７１】
たとえば、フィルタ切り替え装置が備えるフィルタユニットの個数に関しては、入射光路に配置する光学フィルタを切り替えるうえ少なくとも２つ必要であるが、本発明は２つに限らず、フィルタユニットを３つ以上備える構成としてもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態においては、２つのフィルタユニット５１，５２を回転移動可能に支持する構成を採用したが、本発明はこれに限らず、たとえば図示はしないが、２つのフィルタユニットを直線移動可能に支持する構成を採用してもよい。ただし、移動のための支持構造を簡素化するうえでは、回転移動可能な支持構成を採用するほうが好ましい。
【００７３】
また、フィルタ支持部材５５と歯車部材６１を別々の部材とせずに、これらを樹脂の一体成型により形成することで、一体の構造としてもよい。この点はフィルタ支持部材５８と歯車部材６２についても同様である。
【００７４】
また、切り替えの対象となる光学フィルタの組み合わせは、異種の光学フィルタの組み合わせに限らず、同種の光学フィルタの組み合わせ（ただし、それぞれの光学特性は異なるものとする。）であってもよい。
【００７５】
また、上記実施の形態においては、光学フィルタとこれを支持するフィルタ支持部材とによってフィルタユニットを構成しているが、これに限らず、光学フィルタとして機能する部分とフィルタ支持部材として機能する部分を、同じ材料（ガラス等）で一体的に構成することも可能である。
【００７６】
また、駆動力伝達機構は、上述した歯車伝達機構５３に限らず、たとえば、プーリやタイミングベルトを用いて駆動力を伝達する機構であってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…絞り装置
２…絞り基板
３，４…絞り羽根
５…フィルタ切り替え機構
８…仕切り板
１７…支持軸
５１，５２…フィルタユニット
５４，５７…光学フィルタ
５５，５８…フィルタ支持部材
５３…歯車伝達機構
８０…絞り開口
１００…カメラ
１０５…撮像素子
【図１】
2014071434.tif 000003
【図２】
2014071434.tif 000004
【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】
2014071434.tif 000009
【図８】
2014071434.tif 000010
【図９】
2014071434.tif 000011
【図１０】
2014071434.tif 000012