(57)【要約】      （修正有）【課題】監視カメラ等に用いられるフィルター切替え装置の体積比約３０％小形化を実現させる。【解決手段】撮像条件に対応して、赤外線の遮断及び透過を切り替えるためのフィルター切替え装置であって、撮像装置の光路に対応する開口部を備えた非磁性体からなるホルダー１と、前記ホルダー１にスライド可能に配置されて、赤外線カットフィルターを備えた非磁性体からなるスライダーと、赤外線透過フィルターを備えた非磁性体からなるスライダーとの２種類のスライダーと、前記光路に切り替えて出し入れさせるための駆動手段とからなり、前記の２種類のスラーダーはスライド方向と垂直方向に異なる位置に配置されて、互いに逆方向にスライドして前記光路に切り替えて出し入れされることを手段とするフィルター切替え装置。【選択図】図１
2016071310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像条件に対応して、赤外線の遮断及び透過を切り替えるためのフィルター切替え装置であって、撮像装置の光路に対応する開口部を備えた非磁性体からなるホルダーと、前記ホルダーにスライド可能に配置されて、赤外線カットフィルターを備えた非磁性体からなるスライダーと、赤外線透過フィルターを備えた非磁性体からなるスライダーとの２種類のスライダーと、前記光路に切り替えて出し入れさせるための駆動手段とからなり、前記の２種類のスラーダーはスライド面と垂直方向で異なる位置に配置されて、互いに逆方向に直線移動して前記光路に切り替えて出し入れされることを特徴とするフィルター切替え装置。
【請求項２】
請求項１において、前記の２種類のスライダーは前記開口部を挟んでスライド方向の一方側に設けた有限角度往復回転する単相コイル電磁アクチュエータなる駆動手段により互いに逆方向に直線移動して前記光路に切り替えて出し入れさせることを特徴とするフィルター切り替え装置。
【請求項３】
請求項１において、前記の２種類のスライダーを前記光路に切り替えて出し入れさせるための駆動手段である電磁アクチュエータは回転軸がスライド面に垂直にホルダーに固定され、その回転子からは１対のアームが１８０度反対方向に設けられて、その一方のアームが前記赤外線カットフィルターを備えたスライダーに、また他方のアームが赤外線透過フィルターを備えたスライダーに、円弧運動を直線運動に変換可能に連結されて、
一方向回転で赤外線カットフィルターを備えたスライダーを、また反対方向回転で赤外線透過フィルターを備えたスライダーを前記開口部に移動させて位置決めさせることを特徴とするフィルター切り替え装置。
【請求項４】
請求項１において、前記の２種類のスライダーはスライド方向に長穴を設けて固定ピンを案内にして移動可能としたことを特徴とするフィルター切り替え装置。
【請求項５】
請求項１において、スライダーのスライド面と垂直なアクチュエータ軸方向に異なる位置に配置されて、互いに逆方向にスライドして前記光路に切り替えて出し入れさせる前記の２種類のスライダーはお互いに背中合わせ状態でそれらのスライド面摺動で、あるいは少なくとも前記の２種類のスライダーの一方または両方に、複数の略球面状微小突起を有して、面と点との接触で、あるいは微小なクリアランスを保つように、前記ホルダーにクリアランス保持用ガイド等を設けてスライドさせることを特徴とするフィルター切り替え装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影条件に応じてフィルターを切替えるためのフィルター切替え装置に係り、特に昼夜連続撮影用の撮像装置において、昼間と夜間とで赤外線フィルターの切替えを行うためのフィルター切替え装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視用カメラは、屋外での使用が多く、また昼間と夜間を同一のカメラで監視する場合が多い。一般に撮像素子の感度曲線は人間の目の感度曲線よりも赤外領域に伸びているため、昼夜連続使用カメラにおいては、昼間には赤外線カットフィルターを使用しカラーモードで撮像を行い、夜間には赤外線カットフィルターを光路から外して白黒モードで感度を上げて撮像を行うという方法が用いられている。
【０００３】
赤外線カットフィルターを光路から外した場合、全体の光路長が変化して焦点がずれるので、それを防止するために、可視光では赤外線カットフィルターと同じ光路長を持つ赤外線透過フィルターであるダミーフィルターを挿入する方法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録  第３１４７４７４
【０００５】
一方、関係する従来技術として上記の文献がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の文献の引例は赤外線の遮断及び透過の切替えを行う機構を薄型、小形化するものである。しかしこの引例は赤外線カットフィルターと赤外線透過フィルターであるダミーフィルターをスライド方向に直列に配置し一体化したフィルターであるため、スライド方向のフィルター切り替え装置が長くなり、その目的とする小形化が不十分であるという問題を有していた。
【０００７】
本発明は上記の問題点であるフィルター切替え装置の特にスライド方向のフィルター切り替え装置の長さを大幅に短縮して小形化を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
「手段１」
撮像条件に対応して、赤外線の遮断及び透過を切り替えるためのフィルター切替え装置であって、撮像装置の光路に対応する開口部を備えた非磁性体からなるホルダーと、前記ホルダーにスライド可能に配置されて、赤外線カットフィルターを備えた非磁性体からなるスライダーと、赤外線透過フィルターを備えた非磁性体からなるスライダーとの２種類のスライダーと、前記光路に切り替えて出し入れさせるための駆動手段とからなり、前記の２種類のスラーダーはスライド面と垂直方向で異なる位置に配置されて、互いに逆方向に直線移動して前記光路に切り替えて出し入れされることを手段とするフィルター切替え装置。
「手段２」
手段１において、前記の２種類のスライダーは前記開口部を挟んでスライド方向の一方側に設けた有限角度往復回転する単相コイル電磁アクチュエータなる駆動手段により互いに逆方向に直線移動して前記光路に切り替えて出し入れさせることを手段とするフィルター切り替え装置。
「手段３」
手段１において、前記の２種類のスライダーを前記光路に切り替えて出し入れさせるための駆動手段である電磁アクチュエータは回転軸がスライド面に垂直にホルダーに固定され、その回転子からは１対のアームが１８０度反対方向に設けられて、その一方のアームが前記赤外線カットフィルターを備えたスライダーに、また他方のアームが赤外線透過フィルターを備えたスライダーに、円弧運動を直線運動に変換可能に連結されて、
一方向回転で赤外線カットフィルターを備えたスライダーを、また反対方向回転で赤外線透過フィルターを備えたスライダーを前記開口部に移動させて位置決めさせることを手段とするフィルター切り替え装置。
「手段４」
手段１において、前記の２種類のスライダーはスライド方向に長穴を設けて固定ピンを案内にして移動可能としたことを手段とするフィルター切り替え装置。
「手段５」
手段１において、スライダーのスライド面と垂直なアクチュエータ軸方向に異なる位置に配置されて、互いに逆方向にスライドして前記光路に切り替えて出し入れさせる前記の２種類のスライダーはお互いに背中合わせ状態でそれらのスライド面摺動で、あるいは少なくとも前記の２種類のスライダーの一方に、複数の略球面状微小突起を有して、点接触で、あるいは微小なクリアランスを保つように、前記ホルダーにクリアランス保持用ガイド等を設けてスライドさせることを手段とするフィルター切り替え装置。
【発明の効果】
【０００９】
１）赤外線カットフィルターと赤外線透過フィルターであるダミーフィルターを各々別のスライダーに備えて、スライド方向に対して垂直で異なる位置に２重にスライダーを配置した２重スライダー構成であるため、フィルター切替え装置のスライド方向長が実測値で約３０％程度は短縮化され小形化が達成される。
２）有限角度往復回転する単相コイル電磁アクチュエータで駆動するため、安価なフイルター切り替え装置となる。
３）１対のアームの有限角度円弧運動を長穴とその長穴の短径よりやや径小のピンとの嵌合で直線運動に変換する簡素で安価なメカニズムを採用して、１個のアクチュエータで、２重スライダーの各々をお互いに逆方向に同時に駆動するため、２重スライダーであってもフィルター切替え装置はコンパクトとなり小形化、安価を実現する。
４）前記の２種類のスライダーはスライド方向に長穴を設けて固定ピンを案内にして移動可能とすれば、スライダーは移動方向に正確なで横ブレの少ない動きとなる。
５）２種類のスライダーはお互いに背中合わせ状態で面摺動の場合は、フィルター同士は非接触でスライドでき、フィルター切替え装置の厚みも薄く出来、また面摺動を点と面との摺動、あるいは微小クリアランスを有するようにすれば、多少厚みはその分増加するが、スライド時の摩擦力が減少し、長寿命化を実現する。
６）アクチュエータはステッピングモータでもよいが、有限角動作の単相コイルの電磁アクチュエータとすれば、駆動回路を含めて安価となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明係り、ホルダーへのアクチュエータ配置の立体図
【図２】本発明の赤外線カットフィルターとダミーフィルターとアームの配置図
【図３】図２の縦中心線の断面図
【図４】別の本発明スライダーの説明図
【図５】本発明の実施形態に係る別の部分立体図
【図６】従来技術の図
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１１】
図１は本発明の構成の一例を示したものであり、本発明のフィルター切替え装置の実施形態に係り、フィルターを含むスライド部を除いた、ホルダーへのアクチュエータ配置の立体図である。図１において、１はホルダーであり、樹脂成型等により作られた非磁性体品である。１０はホルダー１に設けられた開口部であり、光路用の窓である。スライダー及びフィルターは図示してないが、例えば赤外線をカットしたい場合は赤外線カットフィルターはホルダー開口部１０と略同形状で開口部１０の位置に重なるように位置決めされる。アクチュエータの反復運動により動作するアーム１１の中央部はアクチュエータ回転子の回転軸に結合して、アーム１１はその中央部からは一対で１８０度反対方向に腕を伸ばして、その各々の先端にはそれぞれピン６及びピン７が設けられている。ピン６及びピン７は一対でお互いに逆方向に反復円弧運動をして、後述する図２に示すスライダーを駆動する。１３はアクチュエータから露出して見えるコイルボビン部であり、１４はその外周に巻かれたコイルである。
【００１２】
図２は本発明のフィルター切替え装置の実施形態に係る赤外線カットフィルターを有するスライダーとダミーフィルターを有するスライダーとアームの配置図である。また図３は図２の縦中央線の断面図である。２は本発明の薄板シート状の可変移動するスライダーの一方を示したものである。４はスライダー２に設けたスライド方向と垂直方向の長軸を持つ長穴部であり、アクチュエータの回転子に取り付けられたアーム１１に設けたピン６と長穴部４の単軸部に嵌合してアーム１１の中央点であるアクチュエータ軸心１２を中心としたピン部の円弧運動を直線運動に変換する役目をするものである。
図２及び図３を参照して本発明の２重スライダーの動作原理を説明する。
２なるスライダーにはその窓部よりわずかに大きいサイズの赤外線カットフィルター８がその四隅部を２から突き出たつめ部等で保持されてスライダーに固定されている。従って図３に示すように、スライダー２と赤外線カットフィルター８は同一面でなく、赤外線カットフィルター８がその厚み分程度飛び出ている。同様に３なるもう一つの本発明の薄板シート状の可変移動するスライダーは赤外線透過のダミーフィルター９を有し、同様にダミーフィルター９は、その厚み分程度飛び出ている。スライダー２と同様に、スライダー３も長穴部５でピン７と嵌合してピン７部の円弧運動を直線運動に変換動作する。そして図３に示すように、赤外線カットフィルター８が前述のホルダー１の開口部１０と重なる位置にあれば、ダミーフィルター９は図２に示す位置をとり、ホルダーの開口部１０とは最も離れた位置となる。そしてスライダー２とスライダー３は図２の縦方向にスライド可能にスライド方向と垂直方向に異なる位置に、お互いに背中合わせ等に配置されている。その理由は前述したように、赤外線カットフィルター８及びダミーフィルター９がその厚み分程度飛び出ているため、フィルターが飛び出ていない側のスライダー部材同士を背面対向させて配置させれば、厚みもフィルター同士を浮かせて対向させない分薄く出来、フィルター同士の摺動キズ発生もなく、長寿命化となるためである。
更に前記の２種類のスライダー同士は上述したものに限定するものではない。図示は省略するが、例えばスライダーの一方あるいは両方に、複数の略球面状微小突起を有して、面と点での接触でスライドさせてもよい。両方に複数の略球面状微小突起を有する場合は、面状微小突起位置はお互いに干渉しない位置とすればよい。あるいは微小なクリアランスを保つように、前記ホルダーにクリアランス保持用ガイド等を設けてスライドさせる等も可能である。
【００１３】
図２で示すように、スライダー２及び３に設けられた長穴部４及び５には前述したようにアーム１１に設けたピン６及び７が各々嵌合されている。そしてアーム１１がその中心点であるアクチュエータ軸心１２を中心としてアクチュエータで所望の有限角に反復回転運動することで、スライダー２及び３はお互いに反対方向にスライド即ち直線移動されるものである。そして図２に示すスライダー２及び３の位置は図１に示すアクチュエータから出た一対のアーム１１及びピン６、ピン７の位置と対応している。
次に、図示は省略するが、図２の位置に対して、アーム１１が反時計方向に所望の有限角で駆動されれば、ピン６は図２の縦方向下方に現在図示されているピン７の位置まで下方向に移動して停止する。その場合、アーム１１はシーソー状に運動するため、現在図示のピン７は図２の縦方向上方に現在図示されているピン６の位置まで移動して停止し、ダミーフィルター９を図示してないホルダーの窓に位置決めさせ、フィルターの切替えを行うものである。尚この場合、スライダー２及び３はスライド時に横ずれしないように、ホルダー１でそのサイド部を案内ガイドするものである。
【００１４】
図４は本発明に関するフィルターを有するスライダーの説明図である。上述したように、スライダー２及び３はスライド時に横ずれしないように、ホルダー１でそのサイド部を案内ガイドするが、これだけでは十分でない場合は、図４に示したように、スライダー２で説明すれば、スライド方向にスライド距離以上の長径を有した長穴１７，１８を設けて、ホルダーに固定したピン１５、１６をはめ合わせて嵌合案内させる。長穴１７，１８の短径をピン径に対して、適切なクリアランスを有した値とすれば、スライド時に十分にスライダーの横ずれ防止効果が得られる。また図４及び図２のスライダー２に設けた長穴４内でのピン６の水平方向移動距離ＬＨ，またスラーダー２の縦方向移動距離ＬＶは、ピン６とピン７のピッチを２ｌとして、アーム１１の水平線との最大振れ角をθｍとすれば、以下となる。
ＬＨ＝ｌ(1-cosθｍ)                                     (1)
ＬＶ＝２ｌsinθｍ                                      (2)
従って、図４にて、長穴４の長径の値はピン６の直径とＬＨとの和以上であればよい。また長穴１７，１８の長径の値はピン１５または１６の直径とＬＶとの和以上であればよい。スライダー３の長穴５の場合も同様である。
【００１５】
本発明に使用するアクチュエータは上記のアーム１１の水平線との最大振れ角θｍで位置決めできて、反復動作できるものであればよい。例えばステッピングモータでそのステップ角がθｍの整数ｎ分の一のものを使用すればよい。ｎは１以上の整数であり、そのステッピングモータでｎステップでの反復位置決め動作をさせればよい。更に有限角度往復回転する単相コイル電磁アクチュエータを用いれば、更に安価となる。
その他、一般のモータを有限角θｍで制御するものでもよい。
【００１６】
図５は本発明の実施形態に係る別の、部分立体図である。スライダー２と３を立体分解図示したものである。８は赤外線カットフィルター、９はダミーフィルターであり、前述したように、スライダー２と３は背中合わせ等で対面してお互いに逆方向に直線移動するものである。尚、図２、図３、図５等でスライダー２が赤外線透過フィルター９を、またスライダー３が赤外線カットフィルター８を有して、２種類のスライダーを構成しても
当然問題はない。
【００１７】
図６は従来技術の説明図であり、赤外線カットフィルター８とダミーフィルター９がスライド方向に直列に配置されてスライダー１８に固定される構成を示した図である。詳細は引例文献「実用新案登録  第３１４７４７４」の図２に対応した図である。また引例の図６で赤外線カットフィルター２９とダミーフィルター３０は直列にスライド方向に配置構成されてスライダーに固着保持されるので、フィルターサイズが同じであれば本発明よりスライド切替え装置はスライド方向に長くなることになる。試作した実測値ベースで本発明は３０％全長を短縮できる。スライド切替え装置の厚さは前述したように、アクチュエータ部の軸方向厚さで決まるので、本発明のスライド切替え装置の厚さは引例とほぼ同じである。従って本発明は引例の従来品に対して、体積比でも約３０％小形化されている。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明によるスライド切替え装置は、小形化にして長寿命であり、きわめて実用的なものである。従って監視カメラへの応用の場合、工業的に大きな貢献が期待される。
【主な符号の説明】
【００１９】
１                          ホルダー
２、３、                    スライダー
４、５、１７，１８          長穴  
６，７、１５，１６          ピン                          
８、                        赤外線カットフィルター
９、                        ダミーフィルター
１０                        ホルダー開口部
１１                        アーム
１２                        アクチュエータ軸心
１３                        ボビン
１４                        コイル
【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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