CN104865669B - 滤光片切换装置、光圈装置以及摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明提供滤光片切换装置、光圈装置以及摄像机，能够实现滤光片切换装置的进一步的小型化。本发明的滤光片切换装置(6)具有：第1滤光片单元(51)和第2滤光片单元(52)，它们分别具有能够配置在入射光路上的光学滤光片(54、61)；以及滤光片切换机构(53)，其以使第1滤光片单元(51)和所述第2滤光片单元(52)的位置发生交换的方式使第1滤光片单元(51)和所述第2滤光片单元(52)在彼此相反的方向上旋转移动。滤光片切换机构(53)具有齿轮传递机构(68)，该齿轮传递机构将滤光片驱动部的驱动力传递到第1滤光片单元(51)和第2滤光片单元(52)。齿轮传递机构(68)由4个齿轮(59、65、78、86)构成。

Description

滤光片切换装置、光圈装置以及摄像机

技术领域

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

在包括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1)。

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，以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。

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，通过红外线削减滤光片进行摄影，在单色摄影模式下，不使用红外线削减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削减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削减滤光片或者通过上述其它光学滤光片到达摄像元件。

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1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上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。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2003－348398号公报

专利文献2：日本特开2007－17594号公报

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径较大。

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1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不良情况。

即，在专利文献1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上移动。因此，当将第1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1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的空间(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。特别是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。

因此，本发明的发明人为了缩小滤光片切换用空间而提出了新型的滤光片切换装置(日本特愿2012-220064号说明书)。在该滤光片切换装置中采用了如下机构：通过以交换2个滤光片单元的位置的方式使2个滤光片单元移动，来切换在入射光路上配置的光学滤光片。此外，在该滤光片切换装置中采用如下机构：利用包括3个中间齿轮的齿轮传递机构使2个滤光片单元在彼此相反的方向上移动。

发明内容

然而，近来要求使滤光片切换装置进一步小型化。本发明正是鉴于这样的要求而完成的。

本发明的第1方式为一种滤光片切换装置，其特征在于，所述滤光片切换装置具有：第1滤光片单元和第2滤光片单元，它们分别具有能够配置在供入射光通过的入射光路上的光学滤光片；以及滤光片切换机构，其将所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元支承成能够旋转移动，并且以使所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元的位置在旋转移动的前后发生交换的方式使所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元在彼此相反的方向上旋转移动，由此切换在所述入射光路上配置的光学滤光片，所述滤光片切换机构具有：滤光片驱动部，其产生用于使所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元旋转移动的驱动力；以及齿轮传递机构，其将所述滤光片驱动部的驱动力传递到所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元，所述齿轮传递机构具有：被所述滤光片驱动部驱动的驱动齿轮；设置于所述第1滤光片单元的第1齿轮；设置于所述第2滤光片单元的第2齿轮；以及中间齿轮，所述第1齿轮与所述驱动齿轮直接啮合，所述第2齿轮经由所述中间齿轮与所述驱动齿轮啮合。

本发明的第2方式在上述第1方式所述的滤光片切换装置的基础上，其特征在于，所述第1齿轮和所述中间齿轮以在所述驱动齿轮的齿宽方向上错开位置的方式与所述驱动齿轮啮合，所述驱动齿轮和所述第2齿轮以在所述中间齿轮的齿宽方向上错开位置的方式与所述中间齿轮啮合。

本发明的第3方式为一种光圈装置，其特征在于，所述光圈装置具有：上述第1或第2方式所述的滤光片切换装置；以及形成使所述入射光通过的光圈开口的光圈部件。

本发明的第4方式为一种摄像机，其特征在于，所述摄像机具有上述第3方式所述的光圈装置。

发明效果

根据本发明，能够实现滤光片切换装置的进一步的小型化。

附图说明

图1的(A)和(B)是示出应用本发明的摄像机的结构例的图。

图2是从斜下方观察本发明的实施方式的光圈装置时的分解立体图。

图3是说明光圈驱动部的结构例的分解立体图。

图4是说明滤光片驱动部的结构的分解立体图。

图5是示出齿轮传递机构的各齿轮的配置的立体图。

图6是示出齿轮传递机构的各齿轮的高度方向的相对位置关系的示意图。

图7是示出滤光片切换装置的第1配置状态的立体图。

图8是示出第1配置状态下的各部分的位置关系的立体图。

图9是图8的E向视图。

图10是示出滤光片切换装置的第2配置状态的立体图。

图11是示出第2配置状态下的各部分的位置关系的立体图。

图12是图11的F向视图。

标号说明

1：光圈装置；2：光圈基板；3、4：光圈叶片；6：滤光片切换装置；50：滤光片切换机构；51：第1滤光片单元；52：第2滤光片单元；53：滤光片切换机构；54、61：光学滤光片；59：齿轮部(第1齿轮)；65：齿轮部(第2齿轮)；67：滤光片驱动部；68：齿轮传递机构；78：齿轮部(驱动齿轮)；86：中间齿轮；100：摄像机。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

＜摄像机的结构＞

首先，对摄像机的结构进行说明。

图1示出应用本发明的摄像机的结构例，其中，(A)是摄像机的外观图，(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的天花板部分(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例如是通过螺钉紧固而固定于建筑物的天花板部分的构造。

摄像机主体102具有镜筒部103和物镜104。在镜筒部103的内部，组入有包括物镜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1和摄像元件105。光圈装置1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”)的中途形成光圈开口，通过调节该光圈开口的大小来调节入射光量的。

摄像元件105是能够进行彩色摄影的摄像元件，例如由CCD(Charge CoupledDevice：电荷耦合器件)摄像元件、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1的光圈开口而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。

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1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、个数、配置以及光圈装置1的配置等能够进行各种变更。

＜光圈装置的结构＞

接着，对光圈装置的结构进行说明。

图2是从斜下方观察本发明的实施方式的光圈装置时的分解立体图。另外，这里在光圈装置的厚度方向上，将安装有后述的光圈驱动部的一侧作为上表面侧(上方)，将安装有光圈叶片的一侧作为下表面侧(下方)。

图示的光圈装置1大体成为具有光圈基板2、一对(2个)光圈叶片3、4、光圈驱动部5、滤光片切换机构6、间隔板7以及盖部件8的结构。

光圈基板2是作为用于安装构成光圈装置1的部件的底座的部件。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在彼此重合的状态下形成光圈开口。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。滤光片切换装置6切换在供入射光通过的入射光路上配置的光学滤光片。光圈驱动部5使一对光圈叶片3、4相对移动用以调节光圈开口的大小。下面，对各部分的结构进行详细说明。

光圈基板2例如使用树脂构成。在光圈基板2的厚度方向上，安装有一对光圈叶片3、4的一侧成为光圈基板2的下表面侧。在光圈基板2形成有连通孔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的厚度方向上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2个支承轴14、15。4个销12a、12b、12c、12d是为了将光圈叶片3、4、间隔板7和盖部件8安装于光圈基板2而使用的。支承轴14、15是为了将滤光片切换装置6的结构部件(后述)安装于光圈基板2而使用的。此外，在光圈基板2的外周部，在4个部位设置有爪部16…。爪部16…是为了将盖部件8安装于光圈基板2而使用的。

(光圈叶片)

一对光圈叶片3、4例如使用用碳膜包覆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。

在一个光圈叶片3上设置有1个弯曲部21、3个引导槽22a、22b、22c和1个卡合孔23。弯曲部21整体上形成为呈大致U字形弯曲，并且其一部分被切除成V字形。在弯曲部21的一部分(V字形的切除部分)安装有未图示的ND滤光片(Neutral Density Filter：减光滤光片)。3个引导槽22a、22b、22c形成为沿着光圈叶片3的长度方向彼此平行。3个引导槽22a、22b、22c中的2个引导槽22a、22b形成在同一直线上。并且，在隔着弯曲部21与这2个引导槽22a、22b相反一侧的边缘部，形成有剩余的1个引导槽22c。卡合孔23形成在上述2个引导槽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。

在另一个光圈叶片4上设置有1个孔部24、3个引导槽25a、25b、25c和1个卡合孔26。孔部24整体上形成为近似正圆的圆形，并且其一部分被切除成V字形。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通过上述与弯曲部21的重合而形成光圈开口。3个引导槽25a、25b、25c形成为沿着光圈叶片4的长度方向彼此平行。3个引导槽25a、25b、25c中的2个引导槽25a、25b形成在同一直线上。并且，在隔着孔部24与这2个引导槽25a、25b相反一侧的边缘部，形成有剩余的1个引导槽25c。卡合孔26形成在上述2个引导槽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。

(光圈驱动部)

在调节由2个光圈叶片3、4形成的光圈开口的大小的情况下，光圈驱动部5使各个光圈叶片3、4在彼此相反的方向上移动。如图3所示，光圈驱动部5使用工作部件27、3个减速齿轮28、29、30、第1插座(socket)部件31、第2插座部件32和驱动马达33构成。

(工作部件)

工作部件27进行工作以使一对光圈叶片3、4在彼此相反的方向上移动。工作部件27例如通过树脂的一体成形而形成。在工作部件27一体形成有一对卡合销34、35(图2)、一对避让孔36a、36b、驱动齿轮38和轴孔39。在减速齿轮28的中心设置有轴孔28a。同样地，在减速齿轮29设置有轴孔29a，在减速齿轮30设置有轴孔30a。3个减速齿轮28、29、30分别具有配置成上下两层的大小2个齿轮部。并且，减速齿轮28的小径齿轮部(未图示)与驱动齿轮38啮合，减速齿轮28的大径齿轮部与减速齿轮29的小径齿轮部(未图示)啮合。此外，减速齿轮29的大径齿轮部与减速齿轮30的小径齿轮部啮合，减速齿轮30的大径齿轮部与驱动齿轮37啮合。驱动齿轮37安装于驱动马达33的旋转轴。驱动马达33例如使用步进马达构成。

第一插座部件31和第二插座部件32安装于光圈基板2的容纳部40。光圈基板2的容纳部40形成为箱形状，在该箱内设置有3个支承轴41、42、43。第一插座部件31构成为能够相对于光圈基板2的容纳部40装拆。第2插座部件32构成为能够相对于第1插座部件31装拆。驱动马达33使用托架44安装于第2插座部件32。此外，在驱动马达33的端子部45通过焊接而安装有印刷配线基板46。并且，在印刷配线基板46通过焊接而安装有带端子的配线47。

另外，光圈驱动部5的结构基本上与日本特开2013-109253号公报中记载的结构相同。

(滤光片切换装置的结构)

滤光片切换装置6具有：第1滤光片单元51和第2滤光片单元52，它们分别具有能够在供入射光通过的入射光路上配置的光学滤光片；以及滤光片切换机构53，其将第1滤光片单元51和第2滤光片单元52支承成能够旋转移动，并且以使第1滤光片单元51和第2滤光片单元52的位置在旋转移动的前后进行交换的方式，使第1滤光片单元51和第2滤光片单元52在彼此相反的方向上旋转移动，由此切换在入射光路上配置的光学滤光片。

(滤光片单元)

第1滤光片单元51和第2滤光片单元52基本上是相同的结构。因此，这里对第1滤光片单元51的结构进行详细说明。

第1滤光片单元51是使用光学滤光片54和支承该光学滤光片54的滤光片支承部件55构成的。光学滤光片54例如将四边形(图例中是正方形)的玻璃基板构成为底座。考虑到从作为光学滤光片54的原材料的大块的玻璃基板得到多个光学滤光片54的情况下的加工的时间和劳力，优选光学滤光片54的形状为矩形。但是，光学滤光片54的形状不限于此，例如可以是圆形，也可以是四边形以外的多边形。

滤光片支承部件55例如通过树脂的一体成型而得到。在滤光片支承部件55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以堵塞开口部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的一个面。

在滤光片支承部件55一体形成有滤光片支承框57、基部58和齿轮部59。在滤光片支承框57的一个面上以包围开口部56的方式设置有阶梯差(凹部)，在该阶梯差的部分安装有光学滤光片54。光学滤光片54以不在滤光片支承框57的厚度方向上探出的方式收纳于滤光片支承框57的阶梯差内。此外，滤光片支承部件55的基部58形成为扇形，在该扇形的圆弧的部分形成有齿轮部59。从滤光片支承框57到基部58，除了上述阶梯差的部分以外一样地平坦地形成。与此相对，基部58和齿轮部59以齿轮部59在滤光片支承部件55的厚度方向上突出的方式成为带台阶的构造。齿轮部59的齿以比形成基部58的扇形的圆弧的部分向外侧突出的状态配置。在基部58形成有轴孔60，轴孔60是使滤光片单元51旋转移动时的支点。基部58的圆弧部分和齿轮部59的齿的齿距圆分别以轴孔60为中心。

与此相同，第2滤光片单元52使用光学滤光片61和支承该光学滤光片61的滤光片支承部件62构成。并且，在滤光片支承部件62一体形成有滤光片支承框63、基部64和齿轮部65。而且，在滤光片支承部件62的基部64形成有轴孔66。

上述2个滤光片单元51、52以使滤光片安装面彼此对置的状态安装于光圈基板2。这时，滤光片支承部件55的齿轮部59和滤光片支承部件62的齿轮部65分别朝外配置。即，齿轮部59向盖部件8侧突出地配置，齿轮部65向间隔板7侧突出地配置。

可考虑各种在上述2个滤光片单元51、52中使用的光学滤光片54、61的组合，这里，作为一例，用红外线削减滤光片构成一个光学滤光片54，用空白滤光片(dummy filter)构成另一个光学滤光片61。红外线削减滤光片是从入射光中削减红外线的滤光片。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(本方式例中是红外线削减滤光片)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。

(滤光片切换机构)

滤光片切换机构53构成为具有：滤光片驱动部67(图4)，其产生用于使第1滤光片单元51和第2滤光片单元52旋转移动的驱动力；以及齿轮传递机构68(图2、图5)，其将该滤光片驱动部67的驱动力传递到第1滤光片单元51和第2滤光片单元52。

(滤光片驱动部)

如图4所示，滤光片驱动部67使用旋转部件71、磁铁72、线圈架73、线圈(未图示)、支承部件74和轭铁75构成。在旋转部件71一体形成有磁铁保持部76、臂部77和齿轮部78。磁铁保持部76是保持磁铁72的部分。在磁铁保持部76的上表面和下表面以同轴线的方式分别设置有轴79a、79b(图5)。所述轴79a、79b成为旋转部件71的旋转中心。臂部77从磁铁保持部76的下端呈L字形延伸，在其延伸端形成有齿轮部78。齿轮部78形成为圆弧状。臂部77与齿轮部78的圆弧的中间部相连。

磁铁72使用方形的永磁铁构成。磁铁72使用方形的永磁铁的理由是与使用圆柱形的永磁铁的情况相比，在成本方面和加工容易性方面有利。但是，对于实施本发明，永磁铁的形状不限定于特定的形状。磁铁72以固定状态组装于磁铁保持部76。在该组装状态下，连结上下的轴79a、79b的假想轴线以通过磁铁72的中心的方式配置。

线圈架73主要由树脂等绝缘性材料形成。在线圈架73的上端设置有4个端子80…。在端子80连接有线圈的绕线的末端。线圈以包围保持磁铁72的磁铁保持部76的方式卷装于线圈架73。支承部件74具有2个支承片81、82，支承部件74以利用所述支承片81、82夹住线圈的上部的方式安装于线圈架73。在支承部件74的支承片82上设置有未图示的孔，与此对应地在线圈架73的底部也设置有孔83。在支承片82的孔中插入有磁铁保持部76的轴79a，在线圈架73的孔83中插入有磁铁保持部76的轴79b。由此，旋转部件71被线圈架73和支承部件74支承成旋转自如。

轭铁75用于抑制磁感线向外部泄漏。轭铁75形成为圆筒形。轭铁75容纳包括旋转部件71、磁铁72、线圈架73、线圈、支承部件74等的线圈架组装体。但是，在将该线圈架组装体容纳于轭铁75的状态下，旋转部件71的臂部77和齿轮部78以从轭铁75探出的方式配置。

在轭铁75的上端安装有中继基板84。中继基板84由与轭铁75的直径对应的圆形的印刷配线基板构成。在中继基板84分别焊接有上述的4个端子80和带连接器的配线85。中继基板84将卷装于线圈架73的线圈与滤光片控制部(未图示)电连接起来。滤光片控制部根据预先确定的条件使电流流过线圈。当电流流过线圈时产生磁力。该磁力成为用于驱动2个滤光片单元51、52旋转的驱动力。此外，当向线圈通电而产生磁力时，旋转部件71借助该磁力的作用而进行旋转动作。这时，旋转部件71的旋转方向根据流过线圈的电流的方向而变化。因此，利用滤光片控制部，能够通过颠倒电流流过线圈时的极性(正极、负极)来切换旋转部件71的旋转方向。

由上述结构构成的滤光片驱动部7以与光圈驱动部5相邻的位置关系安装于光圈基板2的容纳部20(图4)。这时，旋转部件71的齿轮部78以通过连通孔10(图2)向光圈基板2的下表面侧突出的方式配置。

(齿轮传递机构)

齿轮传递机构68实质上由4个齿轮构成。具体而言，齿轮传递机构68由上述3个齿轮部59、65、78、和中间齿轮86构成。其中，齿轮部59相当于第1齿轮，齿轮部65相当于第2齿轮，齿轮部78相当于驱动齿轮。中间齿轮86由正齿轮构成。在中间齿轮86的中心设置有轴孔86a。

图5是示出齿轮传递机构的各齿轮的配置的立体图。并且，图6是示出齿轮传递机构的各齿轮的高度方向的相对位置关系的示意图。如图示那样，一体地设置于滤光片单元51的齿轮部59与齿轮部78直接啮合。并且，一体地设置于滤光片单元52的齿轮部65经由中间齿轮86与齿轮部78啮合。齿轮部59和中间齿轮86以在齿轮部78的齿宽方向上错开位置的方式与齿轮部78啮合。因此，在中间齿轮78的齿宽方向上，在齿轮部59和齿轮部86之间确保了阶梯差G1。由于该间隙G1的存在，即使当在齿轮传递机构68的动作中齿轮部59和齿轮部86在平面上重合时，也能够避免两者的干涉(接触)。此外，齿轮部59和中间齿轮86在齿轮部78的圆周方向的不同位置与齿轮部78啮合。中间齿轮86与齿轮部65和齿轮部78同时啮合。此外，齿轮部65和齿轮部78以在中间齿轮86的齿宽方向上错开位置的方式与中间齿轮86啮合。因此，在中间齿轮86的齿宽方向上，在齿轮部65和齿轮部78之间确保了阶梯差G2。由于该间隙G2的存在，即使当在齿轮传递机构68的动作中齿轮部65和齿轮部78在平面上重合时，也能够避免两者的干涉(接触)。

(间隔板)

间隔板7形成为薄板状。间隔板7例如与上述光圈叶片3、4同样地，使用用碳膜包覆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7在光圈基板2的厚度方向上配置在光圈叶片3、4与滤光片单元51、52之间。

在间隔板7形成有开口部91和4个贯通孔92a、92b、92c、92d。开口部91以贯通间隔板7的状态形成为圆形。在将间隔板7安装于光圈基板2的情况下，开口部91与光圈基板2的开口部11呈同心状配置。4个贯通孔92a、92b、92c、92d分别与设置于光圈基板2的4个销12a、12b、12c、12d嵌合。

(盖部件)

盖部件8例如是通过树脂等的一体成型而得到的。盖部件8安装于光圈基板2的下表面侧。这时，上述光圈叶片3、4、间隔板7以及滤光片单元51、52等被收纳于光圈基板2与盖部件8之间。在盖部件8上形成有开口部94、4个贯通孔95a、95b、95c、95d以及避让孔96a、96b、96c。开口部94以贯通盖部件8的状态形成为圆形。在将盖部件8安装于光圈基板2的情况下，开口部94与光圈基板2的开口部11呈同心状配置。4个贯通孔95a、95b、95c、95d与设置于光圈基板2的4个销12a、12b、12c、12d分别嵌合。避让孔96a、96b用于避免与工作部件27的卡合销34、35之间的干涉。避让孔97用于避免与旋转部件71的齿轮部78之间的干涉。此外，在盖部件8的外周部形成有4个安装片98…。各个安装片98…分别卡住设置于光圈基板2的爪部16…而进行固定。

＜结构部件的安装状态的说明＞

接着，对光圈装置1的结构部件的安装状态进行说明。

在光圈基板2的下表面侧安装有2个光圈叶片3、4、间隔板7、2个滤光片单元51、52、中间齿轮86和盖部件8。并且，在光圈基板2的上表面侧安装有光圈驱动部5和滤波片驱动部67。

在将光圈叶片3安装于光圈基板2的情况下，使光圈叶片3的引导槽22a、22b、22c与光圈基板2的销12a、12b、12c嵌合。

并且，在将光圈叶片4安装于光圈基板2的情况下，使光圈叶片4的引导槽25a、25b、25c与光圈基板2的销12a、12b、12c嵌合。

在将间隔板7安装于光圈基板2的情况下，使间隔板7的贯通孔72a、72b、72c、72d与光圈基板2的销12a、12b、12c、12d嵌合。

在将2个滤光片单元51、52安装于光圈基板2的情况下，将光圈基板2的支承轴14分别嵌入于第一滤光片单元51的轴孔60和第2滤光片单元52的轴孔66而防脱。

在将中间齿轮86安装于光圈基板2的情况下，将光圈基板2的支承轴15嵌入于中间齿轮86的轴孔86a而防脱。这时，使中间齿轮86与齿轮部65啮合。

在将盖部件8安装于光圈基板2的情况下，将盖部件8的安装片98…分别固定于光圈基板2的爪部16…。

在将光圈驱动部5安装于光圈基板2的情况下，将工作部件27和3个减速齿轮28、29、30安装于光圈基板2的容纳部40，并从其上方安装第1插座部件31。这时，支承轴42、43通过工作部件27的避让孔36a、36b并使工作部件27的轴孔39与支承轴41嵌合。进而，以在工作部件27的工作齿轮38的上方重叠减速齿轮29的方式使减速齿轮29的轴孔29a嵌合于支承轴41。并且，使工作部件27的卡合销34、35向光圈基板2的下表面侧突出。然后，使卡合销34与光圈叶片3的卡合孔23卡合，使卡合销35与光圈叶片4的卡合孔26卡合。此外，使减速齿轮28的轴孔28a与支承轴42嵌合，并且使减速齿轮30的轴孔30a与支承轴43嵌合。

在将滤光片驱动部67安装于光圈基板2的情况下，将容纳有上述旋转部件71、磁铁72等的轭铁75安装在光圈基板2的上表面侧。这时，使旋转部件71的臂部77和齿轮部78通过光圈基板2的连通孔10(图2)而向光圈基板2的下表面侧突出。并且，使齿轮部78与齿轮部59和中间齿轮86啮合。

这样地将光圈装置1的各结构部件安装于光圈基板2，由此2个光圈叶片3、4被销12a、12b、12c、12d支承成能够直线移动。并且，2个滤光片单元51、52被支承成能够以支承轴14为中心旋转移动，中间齿轮86被支承成能够以支承轴15为中心旋转。

接着，对光圈装置1的动作进行说明。光圈装置1的动作包括光圈调节动作和滤光片切换动作。下面，依次对各动作进行说明。

＜光圈调节动作的说明＞

首先，对光圈调节动作进行说明。光圈调节动作是指改变由一对光圈叶片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1中调节光圈开口的大小的动作与在具有光圈装置1的监视摄像机等中调节入射光量的动作实质上相同。

实际上，在利用光圈装置1调节光圈开口的大小的情况下，对光圈驱动部5的驱动马达33进行驱动。这样一来，驱动马达33的驱动力从驱动齿轮37经由减速齿轮30、减速齿轮29和减速齿轮28传递到工作齿轮38。因此，工作部件27随着驱动马达33的驱动而旋转。

并且，当工作部件27旋转时，与工作部件27的卡合销34、35卡合的光圈叶片3、4在光圈基板2的长度方向上同时直线移动。这时，光圈叶片3移动的方向和光圈叶片4移动的方向为彼此相反的方向。当像这样使一对光圈叶片3、4相对移动时，通过光圈叶片3、4的重合形成的光圈开口的大小发生变化。因此，通过改变驱动马达33的旋转量和旋转方向，能够调节光圈开口的大小。

＜滤光片切换动作的说明＞

接下来，对滤光片切换动作进行说明。

滤光片切换动作是指切换在入射光路上配置的光学滤光片(54、61)的动作。更具体而言，滤光片切换动作是指将光学滤光片54、61的配置状态从第1配置状态切换到第2配置状态、或从第2配置状态切换到第1配置状态的动作。第1配置状态是指将光学滤光片54配置在通过上述光圈开口的入射光路上且使光学滤光片61从入射光路退避的状态。第2配置状态是指将光学滤光片61配置在入射光路上且使光学滤光片54从入射光路退避的状态。

这里，在上述第1配置状态中，如图7所示，第1滤光片单元51的光学滤光片54被配置成进入到光圈基板2的开口部11(图2)，第2滤光片单元52的光学滤光片61被配置成从光圈开口11退避。图8是示出第1配置状态下的各部分的位置关系的立体图。图9是图8的E向视图。在将光学滤光片54、61的配置状态从第1配置状态切换到第2配置状态的情况下，使齿轮部78从图9的状态向逆时针方向旋转。这样一来，中间齿轮86和齿轮部59向顺时针方向旋转，齿轮部65向逆时针方向旋转。并且，第1滤光片单元51以支承轴14为中心向顺时针方向旋转移动，第2滤光片单元52以支承轴14为中心向逆时针方向旋转移动。其结果是，第1滤光片单元51的位置和第2滤光片单元52的位置发生交换。

另一方面，在上述第2配置状态下，如图10所示，第2滤光片单元52的光学滤光片61被配置成进入到光圈基板2的开口部11(图2)，第1滤光片单元51的光学滤光片54被配置成从光圈开口11退避。图11是示出第2配置状态下的各部分的位置关系的立体图。图12是图11的F向视图。在将光学滤光片54、61的配置状态从第2配置状态切换到第1配置状态的情况下，使齿轮部78从图12的状态向顺时针方向旋转。这样一来，中间齿轮86和齿轮部59向逆时针方向旋转，齿轮部65向顺时针方向旋转。并且，第1滤光片单元51以支承轴14为中心向逆时针方向旋转移动，第2滤光片单元52以支承轴14为中心向顺时针方向旋转移动。其结果是，第1滤光片单元51的位置和第2滤光片单元52的位置发生交换。

实际上，在光圈装置1中切换配置于入射光路的光学滤光片54、61的情况下，进行如下的滤光片切换动作。即，通过向滤光片驱动部67所具有的线圈通电来形成磁场。这样一来，旋转部件71与由向线圈通电而形成的磁场的方向和强度相应地旋转，该旋转驱动力经由齿轮传递机构68传递到各个滤光片单元51、52。具体而言，旋转部件71的旋转驱动力是将齿轮部78作为公共的驱动齿轮一方面从齿轮部78传递到齿轮部59，另一方面从齿轮部78经由中间齿轮86传递到齿轮部65。这时，从旋转部件71向第1滤光片单元51的驱动力的传递是通过2个齿轮(59、78)进行的，从旋转部件71向第2滤光片单元52的驱动力的传递是通过3个齿轮(65、78、86)进行的。因此，2个滤光片单元51、52以支承轴14为中心在彼此相反的方向上旋转移动。并且，2个滤光片单元51、52的各光学滤光片54、61的位置在上述旋转移动的前后发生交换。

在上述滤光片切换动作中，齿轮部59的齿和齿轮部65的齿以在以支承轴14为中心的相同的圆形轨道上沿上下错开位置的状态往复移动。并且，齿轮部59的齿和中间齿轮86的齿虽然在滤光片切换动作的中途在平面上重合，但由于存在上述图6所示的阶梯差G1而能够在彼此不干涉的情况下交错。并且，齿轮部65的齿和齿轮部78的齿虽然在滤光片切换动作的中途在平面上重合，但由于存在上述图6所示的阶梯差G2而能够在彼此不干涉的情况下交错。因此，能够使构成齿轮传递机构68的4个齿轮(59、65、78、86)顺畅地动作。并且，利用该齿轮传递机构68能够将滤光片驱动部67的驱动力可靠地传递到2个滤光片单元51、52。

＜实施方式的效果＞

根据本发明的实施方式，与本申请人的在先申请发明(日本特愿2012-22064号说明书)相比，能够得到如下效果。

即，作为将滤光片驱动部67的驱动力传递到2个滤光片单元51、52的齿轮传递机构68的结构，在在先申请发明中是使用了3个中间齿轮，而根据上述实施方式，仅使用1个中间齿轮86即可。因此，能够实现齿轮传递机构68的部件数量的削减和省空间化。并且，由于构成齿轮传递机构68的齿轮的个数减少，所以齿隙(backlash)的影响减小。

此外，在上述实施方式中，使齿轮部59和中间齿轮86相对于齿轮部78的啮合位置在齿轮部78的齿宽方向上错开，并且使齿轮部78和中间齿轮65相对于中间齿轮86的啮合位置在中间齿轮86的齿宽方向上错开。因此，能够在避免构成齿轮传递机构68的齿轮彼此的干涉的情况下紧密地配置各齿轮(59、65、78、86)。由此，能够实现包括齿轮传递机构68的滤光片切换机构53的小型化和薄型化。

另外，作为参考，对于由本申请人的在先申请发明得到的效果也在下面进行记述。

在上述实施方式中，采用了通过使2个滤光片单元51、52的位置相互交换来切换配置于入射光路的光学滤光片54、61的结构，因此，与现有的结构相比能够缩小滤光片切换用空间。即，如果像现有技术那样采用使相邻地排列安装2个光学滤光片的滤光片支承部件移动的结构，则作为滤光片切换用空间，实质上需要可排列配置3个光学滤光片的空间。与此相对，如本实施方式那样，在使第1滤光片单元51和第2滤光片单元52的位置在旋转移动的前后发生交换的结构中，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、61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1的小型化。特别地，在作为针对监视摄像机等的高分辨率化的对策而想要增大摄像元件的尺寸，并与其相应地确保光圈开口的最大径较大的情况下，能够在不使光圈装置1极其大型化的情况下扩大光圈开口的最大径。

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)供给一定程度大的工作电压。

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，该冲击力如下进行作用。即，施加到光圈基板2的冲击力例如对第1滤光片单元51向有利于其移动的方向进行作用，对第2滤光片单元52向阻止其移动的方向进行作用。其理由如下。首先，当在与光圈叶片3、4的移动方向平行的方向上对光圈基板2施加冲击力时，移动力在以支承轴14为中心的旋转方向上作用于各个滤光片单元51、52。这时，各个滤光片单元51、52虽然在相同方向受到大小几乎相同的移动力，但是，由于齿轮传递机构68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的移动也会受到抑制。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，能够以较小的工作电压切换光学滤光片。此外，能够在确保所需的耐冲击性的基础上实现消耗电力的降低。

在上述实施方式中，按照能够以公共的支承轴14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。此外，由于采用使用上述齿轮传递机构68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。

在上述实施方式中，将间隔板7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(接触)。因此，能够中间隔着间隔板7而将光圈叶片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7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7的情况与不设置间隔板7的情况相比，能够减薄总厚度。特别是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，需要靠近被配置于光圈装置1的光圈开口的前侧(被摄体侧)的镜头和被配置于后侧的镜头而进行配置。因此，在光圈装置1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。

＜变形例等＞

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，加以各种变更和改良的形态。

例如，在上述实施方式中，在滤光片支承部件55一体形成有齿轮部59，但不限于此，也可以使滤光片支承部件55和齿轮部59为分体的部件，并利用粘接剂等将齿轮部59固定于滤光片支承部件55。在这方面，对于滤光片支承部件62和齿轮部65也是同样的。

此外，作为切换的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，各自的光学特性不同)。

此外，本发明的滤光片切换装置包括光圈装置、摄像机在内能够广泛应用于各种光学装置。

Claims (3)

1.一种滤光片切换装置，其特征在于，

所述滤光片切换装置具有：

第1滤光片单元和第2滤光片单元，它们分别具有能够配置在供入射光通过的入射光路上的光学滤光片；以及

滤光片切换机构，其将所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元支承成能够旋转移动，并且以使所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元的位置在旋转移动的前后发生交换的方式使所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元在彼此相反的方向上旋转移动，由此切换在所述入射光路上配置的光学滤光片，

所述滤光片切换机构具有：

滤光片驱动部，其产生用于使所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元旋转移动的驱动力；以及

齿轮传递机构，其将所述滤光片驱动部的驱动力传递到所述第1滤光片单元和所述第2滤光片单元，

所述齿轮传递机构具有：被所述滤光片驱动部驱动的驱动齿轮；设置于所述第1滤光片单元的第1齿轮；设置于所述第2滤光片单元的第2齿轮；以及中间齿轮，

所述第1齿轮与所述驱动齿轮直接啮合，

所述第2齿轮经由所述中间齿轮与所述驱动齿轮啮合，

所述第1齿轮和所述中间齿轮以在所述驱动齿轮的齿宽方向上错开位置的方式与所述驱动齿轮啮合，

所述驱动齿轮和所述第2齿轮以在所述中间齿轮的齿宽方向上错开位置的方式与所述中间齿轮啮合。

2.一种光圈装置，其特征在于，

所述光圈装置具有：

权利要求1所述的滤光片切换装置；以及

形成使所述入射光通过的光圈开口的光圈部件。

3.一种摄像机，其特征在于，

所述摄像机具有权利要求2所述的光圈装置。