(57)【要約】【課題】開口周囲の設置スペースの省スペース化を可能にする。【解決手段】開口制限装置１は、中心部に開口２Ａを有する支持板２と、開口２Ａの中心から等距離にある複数の支持軸２Ｃで支持板２の一面側に軸支され、開口２Ａに対して個別に進入・退避自在な複数の開口制限部材３と、支持板２上にて開口２Ａの中心周りに摺動回転自在に配置され、摺動回転によって、複数の開口制限部材３を個別に開口２Ａに進入させる環状回転体４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に開口を有する支持板と、
前記開口の中心から等距離にある複数の支持軸で前記支持板の一面側に軸支され、前記開口に対して個別に進入・退避自在な複数の開口制限部材と、
前記支持板上にて前記開口の中心周りに摺動回転自在に配置され、当該摺動回転によって、前記複数の開口制限部材を個別に前記開口に進入させる環状回転体とを備えること特徴とする開口制限装置。
【請求項２】
前記環状回転体には、前記複数の開口制限部材と個別に係合する複数の係合部が、前記開口の中心から等距離の位置に配置され、
前記複数の開口制限部材のそれぞれには、前記係合部と係合するカム孔が線状に設けられ、
前記環状回転体は、設定された角度範囲で往復摺動回転することを特徴とする請求項１記載の開口制限装置。
【請求項３】
前記係合部は前記支持軸に対応して配置され、前記環状回転体の摺動回転によって、前記支持軸と前記開口の中心とを結ぶ線上に、１つの前記係合部のみを配置できることを特徴とする請求項２記載の開口制限装置。
【請求項４】
前記環状回転体の外周にはギヤ部が設けられ、
前記支持板上には前記ギヤ部に噛み合うギヤを回転駆動する駆動源が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の開口制限装置。
【請求項５】
前記支持板の他面側に、前記開口に対して進入・退避自在な開口制限部材を配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の開口制限装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載された開口制限装置を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光が通過する開口をフィルタなどで制限する開口制限装置及びそれを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置（カメラ）は、撮像条件に合わせて、光が通過する開口をフィルタなどで制限することが一般になされている。特に、昼夜を通して撮像を行う監視カメラは、夜間撮影のために赤外域に感度を有する撮像素子が用いられているので、昼間の撮影時には赤外線カットフィルタ（ＩＲカットフィルタ）を開口に挿入して撮影画質を高めることが求められる。また、撮像装置以外にも、開口に対して、光量フィルタ（ＮＤフィルタ）、紫外線カットフィルタ（ＵＶカットフィルタ）、シャッタ、絞りなどを挿入して、必要な条件に合わせて開口を通過する光を制限することが、各種光学機器にて行われている。
【０００３】
このように開口制限を行う装置（例えば、フィルタ装置）は、複数の条件に対応できるように、各種の開口制限部材（フィルタなど）を複数種類備え、条件に合わせて、開口に挿入する開口制限部材を適宜切り替える切替機構を備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
前述した切替機構としては、円板状のターレット（回転板）やスライド板を用いるものが知られており、ターレットを用い場合には、ターレットの回転中心から等距離にある円周上に、複数のフィルタなどが分散配置され、スライド板を用いる場合には、スライド方向に沿って直線状に所定間で、複数のフィルタなどが配列されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１９９７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来の切替機構によると、ターレットを用いる場合には、ターレットの回転中心を開口の光軸に対して一方向に偏心させて配備する必要があるので、開口の片側にターレットを配置し且つターレットを駆動するための大きなスペースが必要になる。また、スライド板を用いる場合には、開口の光軸の左右にスライド板を可動させるためのスペースが必要になる。このため、多数のフィルタなどをスライド板に配列している場合には、開口の左右に大きなスペースを設けることが必要になる。
【０００７】
また、前述したターレットやスライド板を用いない場合には、複数のフィルタを適宜の条件に合わせて開口に挿入させるために、複数のフィルタ毎にアクチュエータを配備することが必要になり、多数のアクチュエータを配備するための大きなスペースと複雑な機構が必要になる。
【０００８】
本発明は、このような事情に対処することを課題としている。すなわち、複数の開口制限部材を順次切り替えて開口に挿入する装置において、開口周囲の設置スペースを省スペース化できること、複数のアクチュエータを用いること無く、簡単な機構で切り替えを行うことができること、などが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
中心に開口を有する支持板と、前記開口の中心から等距離にある複数の支持軸で前記支持板の一面側に軸支され、前記開口に対して個別に進入・退避自在な複数の開口制限部材と、前記支持板上にて前記開口の中心周りに摺動回転自在に配置され、当該摺動回転によって、前記複数の開口制限部材を個別に前記開口に進入させる環状回転体とを備えること特徴とする開口制限装置。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る開口制限装置の構成例を示した分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る開口制限装置の動作（第１の開口制限部材を開口に挿入した状態）を示した説明図（平面図）である。
【図３】本発明の実施形態に係る開口制限装置の動作（第２の開口制限部材を開口に挿入した状態）を示した説明図（平面図）である。
【図４】本発明の実施形態に係る開口制限装置の動作（第３の開口制限部材を開口に挿入した状態）を示した説明図（平面図）である。
【図５】本発明の実施形態に係る開口制限装置の背面構成例を示した説明図（図２の状態に対応した図）である。
【図６】本発明の実施形態に係る開口制限装置の背面構成例を示した説明図（図３の状態に対応した図）である。
【図７】本発明の実施形態に係る開口制限装置の背面構成例を示した説明図（図４の状態に対応した図）である。
【図８】本発明の実施形態に係る開口制限装置（フィルタ装置）を備えた撮像装置を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【００１２】
本発明の実施形態に係る開口制限装置１は、図１に示すように、支持板２、複数の開口制限部材３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）、環状回転体４を備えている。また、図示の例では、環状回転体４を回転駆動するための駆動源（例えば、ステッピングモータ）５、環状回転体４の回転位置を検出する位置検出センサ６、複数の開口制限部材３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）を仕切る複数の仕切り板７などを備えている。
【００１３】
支持板２は、中心部に開口２Ａを有しているベース部材であり、図示の例では、円盤状の部材である。支持板２は、一面側に複数の開口制限部材３を支持する支持面２Ｂが設けられ、その支持面２Ｂに、複数の支持軸２Ｃ（２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３）が設けられている。また、支持板２の一面側には、環状回転体４を摺動回転させるためのガイド部２Ｄが設けられている。前述した駆動源５は支持板２の支持面２Ｂに設けられ、位置検出センサ６は、支持板２の外周縁に設けられる。
【００１４】
開口制限部材３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）は、開口２Ａに対して個別に進入・退避するもので、開口２Ａに進入することで開口２Ａにおける光の通過を制限する。開口制限部材３の具体例は、フィルタ（ＩＲカットフィルタ，ＵＶカットフィルタ，ＮＲフィルタ，ダミーフィルタ（透光板）など）、絞り部材、シャッタ部材などである。
【００１５】
開口制限部材３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）は、開口２Ａの中心から等距離にある支持軸２Ｃ（２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３）で支持板２の一面側に軸支されている。開口制限部材３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の一端部は支持軸２Ｃ（２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３）に軸支され、他端側に開口制限体３１，３２，３３が取り付けられている。また、開口制限部材３の中央部には線状のカム孔３０が設けられている。
【００１６】
複数の開口制限部材３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）は、異なる種類の開口制限体３１，３２，３３が取り付けられている。これにより、例えば、開口制限部材３ＡをＩＲカットフィルタとし、開口制限部材３ＢをＵＶカットフィルタとし、開口制限部材３ＣをＮＲフィルタとすることができる。
【００１７】
環状回転体４は、支持板２のガイド部２Ｄ内で、支持板２上にて開口２Ａの中心周りに摺動回転自在に配置されている。環状回転体４には、複数の開口制限部材３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）のカム孔３０と個別に係合する複数の係合部４Ａ，４Ｂ，４Ｃが、開口２Ａの中心から等距離の位置に配置されており、環状回転体４の摺動回転によって、複数の開口制限部材３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）を個別に開口２Ａに進入させる。
【００１８】
図示の例では、環状回転体４の外周にギヤ部４Ｇが設けられ、このギヤ部４Ｇが支持板２に配置された駆動源５のギヤ５Ａに噛み合っている。また、環状回転体４の外周には検出部４Ｔが突出ており、この検出部４Ｔが支持板２の外周縁に設けられる位置検出センサ６の検出位置まで延設している。
【００１９】
図２〜図４は、開口制限装置１を組み付けた状態を平面視した図であり、これらによって、開口制限装置１の動作を説明する。開口制限装置１を組み付けた状態では、開口制限部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃを仕切る複数の仕切り板７は重なった状態で環状回転体４の上に取り付けられている。仕切り板７には、開口２Ａと同軸の開口７Ａが設けられると共に、支持軸２Ｃ（２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３）が貫通する孔７Ｂ、環状回転体４の係合部４Ａ，４Ｂ，４Ｃがそれぞれ貫通する長孔７Ｃが設けられている。
【００２０】
図２に示した状態は、開口制限部材３Ａ（第１の開口制限部材）のみが開口２Ａに進入している。この際、支持軸２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３と係合部４Ａ，４Ｂ，４Ｃとの位置関係は、係合部４Ａ，４Ｂ，４Ｃが支持軸２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３に対応して配置されており、支持軸２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３と開口２Ａの中心Ｏとを結ぶ線上に、１つの係合部４Ａのみが配置され、係合部４Ｂは、支持軸２Ｃ２と中心Ｏとを結ぶ線上から角度θ１だけ右回りに回転した位置に配置され、係合部４Ｃは、支持軸２Ｃ３と中心Ｏとを結ぶ線上から角度θ１だけ左回りに回転した位置に配置されている。これによって、開口制限部材３Ａのカム孔３０に係合した係合部４Ａが開口制限部材３Ａを開口２Ａ内に進入させ、開口制限部材３Ｂ，３Ｃのカム孔３０にそれぞれ係合している係合部４Ｂ，４Ｃが開口制限部材３Ｂ，３Ｃを開口２Ａの外側に退避させている。
【００２１】
図示の例では、支持軸２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３の位置関係は、支持軸２Ｃ１と中心Ｏとを結ぶ線と支持軸２Ｃ２と中心Ｏとを結ぶ線との角度が９０°、支持軸２Ｃ１と中心Ｏとを結ぶ線と支持軸２Ｃ３と中心Ｏとを結ぶ線との角度が９０°である。また、環状回転体４における係合部４Ａ，４Ｂ，４Ｃの位置関係は、係合部４Ａと中心Ｏとを結ぶ線から係合部４Ｂと中心Ｏとを結ぶ線までの角度が９０°＋θ１であり、係合部４Ａと中心Ｏとを結ぶ線から係合部４Ｃと中心Ｏとを結ぶ線までの角度が９０°＋θ１である。θ１は、例えば２０°程度に設定することができる。
【００２２】
図３は、図２に示した状態から角度θ１だけ環状回転体４を右回りに回転させた状態を示している。この状態では、係合部４Ａは、支持軸２Ｃ１と中心Ｏとを結ぶ線上から角度θ１だけ右回りに回転した位置に配置され、係合部４Ｂは、支持軸２Ｃ２と中心Ｏとを結ぶ線上から角度２×θ１だけ右回りに回転した位置に配置され、係合部４Ｃは、支持軸２Ｃ３と中心Ｏとを結ぶ線上に配置されている。これによって、開口制限部材３Ｃ（第２の開口制限部材）のカム孔３０に係合した係合部４Ｃが開口制限部材３Ｃを開口２Ａ内に進入させ、開口制限部材３Ａ，３Ｂのカム孔３０にそれぞれ係合している係合部４Ａ，４Ｂが開口制限部材３Ａ，３Ｂを開口２Ａの外側に退避させている。
【００２３】
図４は、図２に示した状態から角度θ１だけ環状回転体４を左回りに回転させた状態を示している。この状態では、係合部４Ａは、支持軸２Ｃ１と中心Ｏとを結ぶ線上から角度θ１だけ左回りに回転した位置に配置され、係合部４Ｂは、支持軸２Ｃ２と中心Ｏとを結ぶ線上に配置され、係合部４Ｃは、支持軸２Ｃ３と中心Ｏとを結ぶ線上から２×θ１だけ左に回転した位置に配置されている。これによって、開口制限部材３Ｂ（第３の開口制限部材）のカム孔３０に係合した係合部４Ｃが開口制限部材３Ｂを開口２Ａ内に進入させ、開口制限部材３Ａ，３Ｃのカム孔３０にそれぞれ係合している係合部４Ａ，４Ｃが開口制限部材３Ａ，３Ｃを開口２Ａの外側に退避させている。
【００２４】
図示の例では、環状回転体４は、環状回転体４の外周に設けたギヤ部４Ｇに噛み合うギヤ５Ａを回転させる駆動源（ステッピングモータ）５の回転制御によって摺動回転する。この際、環状回転体４は、検出部４Ｔが位置検出センサ６に検出される位置から、左回りに２×θ１の範囲で往復摺動回転する。このように、開口制限装置１は、環状回転体４を設定された角度（２×θ１）の範囲で往復摺動回転させることで、開口制限部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃを開口２Ａに対して個別に進入・退避させる。
【００２５】
図５〜図７は、支持板２の他面側（背面側）を示している。支持板２の他面側には、開口２Ａに対して進入・退避自在な開口制限部材３Ｄを設けることができる。この開口制限部材３Ｄは、補助的なものであるが、これを設けることによって、支持板２の一面側に設けた開口制限部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃと支持板２の他面側に設けた開口制限部材３Ｄとを選択的に重ねて使用することで、開口２Ａの制限状態のバリエーションを増やすことができる。
【００２６】
支持板２の他面側に設けられる開口制限部材３Ｄは、個別に動作させることもできるが、前述した環状回転体４によって、開口制限部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃと連動して動作させることができる。その動作例を図５〜図７にて説明する。この例では、環状回転体４は支持板２の他面側に突出する係合部４Ｄを備えている。支持板２には、ガイド部２Ｄ内に長孔２Ｅが形成されており、この長孔２Ｅを介して係合部４Ｄが支持板２の他面側に突出し、環状制限部材３Ｄのカム孔３０に係合している。開口制限部材３Ｄは、支持板２を貫通した支持軸２Ｃ１に一端側が軸支され、他端側に開口制限体３４が取り付けられている。
【００２７】
図５は、図２に対応した図であり、この状態は、支持板２の一面側では開口制限部材３Ａが開口２Ａに進入し、支持板２の他面側では開口制限部材３Ｄが開口２Ａに進入している。これによって、開口２Ａは、開口制限体３１と開口制限体３４とが重なった状態で制限されている。
【００２８】
図６は図３に対応した図であり、図７は図４に対応した図である。図６の状態は、支持板２の一面側では開口制限部材３Ｃが開口２Ａに進入し、支持板２の他面側では開口制限部材３Ｄは開口２Ａから退避している。この状態では、開口制限部材３Ｃのみが開口２Ａを制限している。図７の状態は、支持板２の一面側では開口制限部材３Ｂが開口２Ａに進入し、支持板２の他面側では開口制限部材３Ｄは開口２Ａから退避している。この状態では、開口制限部材３Ｄのみが開口２Ａを制限している。
【００２９】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る開口制限装置１は、開口２Ａを中心に備える支持板２Ａにおいて、開口２Ａの周囲に開口制限部材３Ａ〜３Ｄを配置して、開口２Ａに対して個別に進入・退避できるようにしているので、開口２Ａ周囲の設置スペースが特定の方向に大きく偏ることがない。これによって、開口制限装置１をスペース効率よく、撮像装置などの各種光学機器に設置することができる。
【００３０】
また、開口制限装置１は、一つの駆動源５によって単体の環状回転体４を駆動して、複数の開口制限部材３Ａ〜３Ｄを個別に開口２Ａに対して進入・退避させることができる。これよって、駆動源の設置スペースの省スペース化が可能であり、開口制限部材３Ａ〜３Ｄを個別に開口２Ａに対して進入・退避させるための機構の簡略化が可能になる。
【００３１】
更には、図５〜図７に示す例のように、支持板２の他面側に開口制限部材３Ｄを設けた例では、支持板２の両面をスペース効率よく利用して、複数の開口制限部材を配備することができるので、支持板２の両面に設けた開口制限部材を選択的に重ねて使用することで、開口２Ａの制限状態のバリエーションを増やすことができる。
【００３２】
図８は、本発明の実施形態係る開口制限装置１を備えた撮像装置１０を示している。図示の例では、枠体１０Ａ内で、レンズ１１Ａとレンズ鏡筒１１Ｂを備えるレンズユニット１１の後段に支持板２を備える開口制限装置１を設けており、開口制限装置１の後段にイメージセンサ１２が配置されている。ここで、レンズユニット１１の光軸１０Ｐと支持板２の中心軸が一致しており、また、支持板２の中心軸と枠体１０Ａの中心軸が一致している。このような撮像装置１０は、開口制限装置１をスペース効率よく装着することができるので、コンパクトな構造でありながら、開口制限装置１の動作による各種撮影条件の設定で高画質の撮影を行うことが可能になる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１：開口制限装置，
２：支持板，２Ａ：開口，２Ｂ：支持面，
２Ｃ（２Ｃ１，２Ｃ２，２Ｃ３）：支持軸，２Ｄ：ガイド部，２Ｅ：長孔，
３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）：開口制限部材，
３１，３２，３３，３４：開口制限体，３０：カム孔，
４：環状回転体，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ：係合部，
４Ｇ：ギヤ部，４Ｔ：検出部，５：駆動源，５Ａ：ギヤ，
６：位置検出センサ，７：仕切り板，７Ａ：開口，７Ｂ：孔，７Ｃ：長孔，
１０：撮像装置，１０Ａ：枠体，１０Ｐ：光軸，
１１：レンズユニット，１１Ａ：レンズ，１１Ｂ：レンズ鏡筒，
１２：イメージセンサ
【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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