JP3996151B2 - 光学機器の光学フィルタ切換装置 - Google Patents

Description

本発明は、閉回路テレビジョン（Ｃｌｏｓｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ：ＣＣＴＶ）カメラのような光学機器に用いられる光学フィルタ切換装置に関するものであり、より詳しくは、週間及び夜間の照明変化に従って、それに適合する光学フィルタ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：ＯＬＰＦ）に切換できる光学機器の光学フィルタ切換装置に関する。

ＣＣＴＶカメラのような監視用カメラは、遠く離れている特定の場所または事物を撮影して閉回路テレビジョンまたはモニタリングシステムに送ることにより、撮影される場所または事物の異常有無を、現場に行かなくてもＣＣＴＶまたはモニターを通じて確認できるようにする撮影機器である。このような監視用カメラは、ビルディング、駐車場、アパート団地などで保安及び防犯用として利用されるだけでなく、自動車の安全装置などとして利用されるなど、その用途が多変化している。

一般的に、監視用カメラは、カラーの再現性によってカラーカメラ、黒白（Ｂｌａｃｋ／Ｗｈｉｔｅ：Ｂ／Ｗ）カメラ及びカラー／黒白兼用カメラに区分される。

カラー／黒白兼用カメラは、通常に光量が充分な週間には、別途の照明なく周辺の光量を利用してカラー映像を再現し、人間の視覚で認識できない暗い所、または夜間には、レンズの両側で前方に向いて赤外線を照射し、レンズの光量を補充する複数個の赤外線発光ダイオード（ＩＲ ＬＥＤ）を利用して黒白映像を再現する。

従って、カラー／黒白兼用カメラは、週間には人間の視感特性と一致させるように人間が検知する可視光線の波長範囲（例えば、４００−７００ｎｍ）を用い、夜間には赤外線の波長（例えば、９００ｎｍ）を用いることになる。ところが、カラー／黒白兼用カメラにおいて光を電気信号に変換する光電変換センサーとして用いられるＣＣＤ（電荷結合素子）またはＣＭＯＳ方式の撮像素子は、通常に週間と夜間を区分せずに１つだけを用いるので、可視光線と赤外線が全てレンズを通じて入力される週間には、可視光線と赤外線の波長の差により焦点が合わせられる距離が異になり、これによりフォーカスずれの現象が発生する。

このような現象を防止するために、従来のカラー／黒白兼用カメラは、撮像素子の前に赤外線を遮断して、可視光線のみを通過させる週間用光学フィルタと、赤外線を通過させる夜間用光学フィルタを切換できるように設け、週／夜が変わる度に該当フィルタに切換えるようにする方法を用いている。

図１及び図２は、光学フィルタ切換装置１０を用いる一般的なカラー／黒白兼用監視用カメラ１を例示する。

カラー／黒白兼用監視用カメラ１は、画像情報を入力するレンズ５０、光学フィルタ切換装置１０、撮像素子６０及び映像信号処理部７０を備える。

光学フィルタ切換装置１０は、光学フィルタ切換アセンブリ２０、駆動制御部４５、マイクロプロセッサ４７及びメモリ４９からなる。

光学フィルタ切換アセンブリ２０は、レンズ５０側に位置した全面板４０、全面板４０に移動できるように設けられ、週間用光学フィルタ３０と夜間用光学フィルタ２９を備えた光学フィルタ固定部２１、週間用光学フィルタ３０と夜間用光学フィルタ２９をそれぞれレンズ５０と撮像素子６０との間の画像情報の移動経路に位置させる週間用光学フィルタのセッティング位置（図３Ａ）と夜間用光学フィルタのセッティング位置（図３Ｂ）との間に移動させるように光学フィルタ固定部２１を左右に移送する光学フィルタ移送部２８及び光学フィルタ固定部２１と光学フィルタ移送部２８を密閉するように全面板４０と結合される後面板３１からなる。

週間用光学フィルタ３０は、レンズ５０を介して入力される画像情報内の赤外線領域の光は遮断し、可視光線領域の光は通過させるのに対し、夜間用光学フィルタ２９は、画像情報内の光を通過させる。

光学フィルタ移送部２８は、前面板４０の下部一側に位置した固定ブラケット３６に設けられたステッピングモータ３５、ステッピングモータの軸と同軸連結されたギア棒３８、光学フィルタ固定部２１の下部に突出形成され、ギア棒３８とネジ結合される下部開放雌ネジ２４を備える移送推進ガイド２３及び光学フィルタ固定部２１の上部に交代に行き違って突出形成された多数の支持突起２６の整列溝２７に挿入されて支持突起２６の移動をガイドするガイド棒３３を備える。

マイクロプロセッサ４７は、外部のモード変更信号入力または週間及び夜間の照明変化、即ち映像信号処理部７０より出力される映像信号の出力レベルに従って光学フィルタ固定部２１を週間用光学フィルタのセッティング位置または夜間用光学フィルタのセッティング位置に移動させるように制御信号を発生する。

映像信号処理部７０は、週間用光学フィルタ３０または夜間用光学フィルタ２９を通過した画像情報を電気信号に変換する撮像素子４０を通じて出力される画像情報を映像信号に変換して、ＣＣＴＶまたはモニタリングシステム（図示省略）に出力する。

駆動制御部４５は、マイクロプロセッサ４７の制御信号に従って光学フィルタ切換アセンブリ２０のステッピングモータ３５の駆動を制御する。

メモリ４９は、光学フィルタ固定部２１がステッピングモータ３５、ギア棒３８及び移送推進ガイド２３により移動された位置情報、即ち、夜間用光学フィルタのセッティング位置及び週間用光学フィルタのセッティング位置のうち１つを記録する。製造する時、メモリ４９は、光学フィルタ固定部２１が週間用光学フィルタのセッティング位置にあるものと記録される。

このように構成された監視用カメラ１の作用を簡単に検討すると、次のとおりである。

先ず、監視用カメラ１が週間モードで作動しているものと仮定すると、ユーザがカメラの動作モードを週間モード（即ち、カラーモード）から夜間モード（即ち、黒白モード）に変更するか、映像信号処理部７０より出力された映像信号の出力レベルが予め設定された夜間映像信号の出力レベルの範囲に落ちると、マイクロプロセッサ４７は、現在の動作モードを黒白モードとして認識し、メモリ４９に記録された光学フィルタ固定部２１の位置情報に従って光学フィルタ固定部２１を週間用光学フィルタのセッティング位置から夜間用光学フィルタのセッティング位置へ移動させるように制御信号を発生する。

マイクロプロセッサ４７の制御信号に従って、駆動制御部４５は、光学フィルタ切換アセンブリ２０のステッピングモータ３５を一方向、例えば時計方向に所定方向回転量だけ回転するように駆動信号を発生する。

ステッピングモータ３５が回転するに従って、ステッピングモータ３５の軸と同軸連結されたギア棒３８は時計方向に回転することになり、これにより、移送推進ガイド２３は、ギア棒３８とネジ噛合われた下部開放雌ネジ２４により右側に移動することになる。

その結果、光学フィルタ固定部２１は、図３Ａに位置した週間用光学フィルタのセッティング位置より支持突起２６の整列溝２８に収容されたガイド棒３３に沿って右側に移動し、図３Ｂのように夜間用光学フィルタのセッティング位置に位置される。

光学フィルタ固定部２１が夜間用光学フィルタのセッティング位置に位置された後、マイクロプロセッサ４７は、光学フィルタ固定部２１の位置情報を出力してメモリ４９に記録し、映像信号処理部７０は、レンズ５０より夜間用光学フィルタ２９を経由して撮像素子６０を介して出力される画像情報を映像信号に変換し、ＣＣＴＶまたはモニタリングシステムとして出力する。

その後、ユーザがカメラ１０の動作モードを夜間モードから週間モードへ変更するか、映像信号処理部７０より出力された映像信号の出力レベルが予め設定された週間映像信号の出力レベルの範囲に上昇すると、マイクロプロセッサ４７は、現在動作モードを週間モードとして認識して相応する制御信号を発生し、駆動制御部４５、ステッピングモータ３５、ギア棒３８、移送推進ガイド２３などは前述とは反対に動作し、光学フィルタ固定部２１を夜間用光学フィルタのセッティング位置で週間用光学フィルタのセッティング位置に移動させる。

光学フィルタ固定部２１が週間用光学フィルタのセッティング位置に位置された後、マイクロプロセッサ４７は、光学フィルタ固定部２１の位置情報を出力してメモリ４９に記録し、映像信号処理部７０は、レンズ５０より週間用光学フィルタ３０を経由して撮像素子６０を介して出力される画像情報を映像信号に変換し、ＣＣＴＶまたまモニタリングシステムで出力する。

しかし、このように動作する従来の監視用カメラ１の光学フィルタ切換装置１０は、光学フィルタ固定部２１を週間または夜間用光学フィルタのセッティング位置に切換える動作が、ステッピングモータ３５の軸と同軸連結されたギア棒３８と光学フィルタ固定部２１の下部に形成された移送推進ガイド２３の下部開放雌ネジ２４のネジ噛合わせにより行われるので、ステッピングモータ３５の回転数とギア棒３８と雌ネジ２４のギア比の組合せによって若干の差はあるが、比較的長い時間、例えば、数秒の時間が所要される。

このように、光学フィルタ固定部２１の切換速度が遅くなると、監視用カメラ１は、光学フィルタ切換動作のとき、監視空白を発生するだけでなく、切換動作時間の間、ステッピングモータ３５の駆動時間が長くなって電力消耗が多くなる。従って、電源バッテリを用いる場合、従来の監視用カメラ１は、電源バッテリをよく交換しなければならない問題点もあった。

また、従来の監視用カメラ１は、光学フィルタ切換装置１０がギア棒３８、下部開放雌ネジ２４などのネジ結合構造を有するので、騒音が厳しく、構成が複雑であるだけでなく、耐久性に劣る問題点を有する。

また、従来の監視用カメラ１の光学フィルタ切換装置１０は、光学フィルタ固定部２１の位置を検知する位置検知部を別途に備えない。従って、光学フィルタ固定部２１が切換えられる途中で、停電などにより電源がオフされると、光学フィルタ固定部２１は、週間または夜間用光学フィルタのセッティング位置に完全に切換えられていない状態で停止されるが、マイクロプロセッサ４７は、光学フィルタ固定部２１が完全に切換えられた週間または夜間用光学フィルタのセッティング位置に位置したものと認識する。

この場合、更に電源が復元されても、監視用カメラ１は、光学フィルタ固定部２１が週間及び夜間用光学フィルタのセッティング位置の間の中間位置に位置するので、レンズ５０を介して入力される光を正常的にフィルタリングできなくなり、また、モード変更のためにステッピングモータ３５が駆動されるとき、設定された移動量より少なく移動する光学フィルタ固定部２１によりモータ３５が過負荷を受けて破損される問題を発生することがあった。

本発明は、前記の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の主な目的は、光学フィルタ固定部を週間及び夜間用光学フィルタのセッティング位置に迅速に切換えるようにすると同時に、構造を単純化し、騒音及び耐久性の特性を向上した光学機器の光学フィルタ切換装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、動作中の停電などにより電源がオフされても、誤動作が発生することを防止できる光学機器の光学フィルタ切換装置を提供することにある。

前記のような本発明の目的を達成するために、本発明は、外部から入力される画像情報を映像情報を変換して出力する光学機器に用いるための光学フィルタ切換装置において、最小限に画像情報の中で第１波長領域の光を通過させる第１光学フィルタと画像情報の中で第２波長領域の光を通過させる第２光学フィルタを固定する光学フィルタ固定部と；前記光学フィルタ固定部を第１光学フィルタのセッティング位置に維持する第１位置と、第２光学フィルタのセッティング位置に維持する第２位置との間に回転する回転ソレノイドと、回転ソレノイドの回転力を光学フィルタ固定部に伝達するように回転ソレノイドの軸と光学フィルタ固定部との間に配置された回転動力伝達部を有するアクチュエータと；外部から入力される入力信号と映像情報の出力レベルのうちの最小限の１つによって、アクチュエータの回転ソレノイドを第１位置と第２位置のうち１つで回動するように制御するマイクロプロセッサとを含む光学機器の光学フィルタ切換装置を提供する。

良好な実施例において、回転ソレノイドは、永久磁石を備えるローター、及びローターの回りに位置した最小限１つ以上のボビンにローターの軸と直角である軸に関して巻かれている少なくとも１つのコイルを備えるステータを含む。

回転動力伝達部は、回転ソレノイドのローターの軸の一端部に固定された第１回転レバー及び第１回転レバーの回転力を前記光学フィルタ固定部に伝達するように光学フィルタ固定部が固定された第１プレートに回転できるように固定された第２回転レバーからなる。

第１回転レバーは、ローターの軸と共に回転するようにローターの軸の一端部を固定する固定孔を有する第１固定ボス及び一端部に動力伝達溝を形成した突出部を備え、第２回転レバーは、第１回転レバーの動力伝達溝と噛み合う第１突起、光学フィルタ固定部に形成された動力伝達ホールと噛合う第２突起及び第１プレートに形成された第２固定ボスに回転できるように支持されたハブを備える。

回転動力伝達部は、光学フィルタ固定部が第１光学フィルタのセッティング位置と第２光学フィルタのセッティング位置以上にさらに回転しないように第１回転レバー及び光学フィルタ固定部のうち最小限１つの移動を制限するストッパーをさらに含むことができる。ストッパーは、第１プレートに固定された第２プレートに設けられ、第１回転レバーの移動を制限する第１及び第２回転部材ストッピング突起を備える第１ストッピング部材及び光学フィルタ固定部に形成された回転制限突起と第１プレートに設けられて光学フィルタ固定部の回転制限突起の移動を制限する第１及び第２ストッピング突起を備える第２ストッピング部材のうち最小限１つからなる。

本発明の光学フィルタ切換装置は、電源がオフされても、回転ソレノイドが回転して光学フィルタ固定部が流動しないように回転ソレノイドを第１及び第２位置のうち１つの位置に確実に維持されるようにするための弾性維持部を更に含むことができる。

弾性維持部は、一端部は前記回転ソレノイドが固定された第２プレートに設けられた第１支持突起に支持され、他端部は、第１回転レバーに形成された第２支持突起に支持された復元バネからなることが好ましい。

アクチュエータの回転ソレノイドは、正方向及び逆方向のうち１方向の電流が印加されると、第１位置に回転され、正方向及び逆方向のうち他方向の電流が印加されると、第２位置に回転される。

選択的に、回転ソレノイドは、正方向及び逆方向のうち１方向の電流が印加されると、第２位置に回転され、電流が印加されなければ、第１位置に復帰するように構成することができる。

また、本発明の光学フィルタ切換装置は、光学フィルタ固定部の位置を実時間に検知できる位置検知部をさらに含むことができる。

位置検知部は、回転ソレノイドのボビンに設けられたホールスイッチからなる。ホールスイッチは、回転ソレノイドより発生する磁場の強さに従って電圧を発生するホールセンサー、ホールセンサーより発生する電圧を増幅する増幅器、マイクロプロセッサの制御信号によって基準電圧を出力する基準電圧発生部及び増幅器より出力される信号と基準電圧発生部より出力される基準電圧との比較により光学フィルタ固定部の位置を知らせる信号を出力する比較器とからなる。

本発明の光学機器の光学フィルタ切換装置は、週間及び夜間用光学フィルタを固定した光学フィルタ固定部を回転ソレノイドを備えたアクチュエータを用いて直接駆動するようにすることにより、光学フィルタ固定部を週間または夜間用光学フィルタのセッティング位置で迅速に切換えられるだけでなく、構造を単純化し、騒音及び耐久性の特性を向上させる効果を提供する。

また、本発明の光学機器の光学フィルタ切換装置は、光学フィルタ固定部の位置を実時間で検知できる位置検知部を設けることにより、動作中の停電などで電源がオフされても、誤動作が発生することを防止することができる。

以下、本発明による光学機器の光学フィルタ切換装置を添付の図面に関して詳しく説明する。

図４を参照すると、本発明の光学フィルタ切換装置１２０が適用された光学機器として、ＣＣＴＶカメラのような監視用カメラ１００がブロック図として例示されている。

この監視用カメラ１００は、光状の画像情報を入力するレンズ１５０、画像情報の光量及びユーザのモード変更信号に従って週間用光学フィルタ１３０または夜間用光学フィルタ１２９を画像情報の経路に選択的に位置するように切換える本発明の光学フィルタ切換装置１０１、光学フィルタ切換装置１０１の週間用光学フィルタ１３０または夜間用光学フィルタ１２９を通過した画像情報を電気信号に変換する撮像素子１６０及び撮像素子１６０を通じて出力される画像情報を映像信号に変換してＣＣＴＶまたはモニタリングシステム（図示省略）に出力する映像信号処理部１７０を備える。

週間用光学フィルタ１３０は、画像情報のうち、赤外線領域の光は除去し、可視光線領域の光を通過させる赤外線カットフィルタからなり、夜間用光学フィルタ１２９は、可視光線及び赤外線領域の光を全て通過させるダミフィルタからなる。

レンズ１５０、撮像素子１６０及び映像信号処理部１７０の構成及び作用は、図１乃至図３Ｂに関して説明した従来の監視用カメラ１の構成と同一であるので、ここで詳しい説明は省略する。

本発明の光学フィルタ切換装置１０１は、光学フィルタ切換アセンブリ１２０、マイクロプロセッサ１４７及びメモリ１４９からなる。

図５、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに示したように、光学フィルタ切換アセンブリ１２０は、互いに円周状に所定間隔を置いて形成された週間用光学フィルタ用開口１３０ａと夜間用光学フィルタ用開口１２９ａにそれぞれ第１及び第２融着固定部１３０ｂ、１２９ｂを通じて固定された週間用光学フィルタ１３０と夜間用光学フィルタ１２９を備える光学フィルタ固定部１２１と；正方向及び逆方向の電流により光学フィルタ固定部１２１を一定角度、例えば、６０°の範囲内で時計方向または反時計方向に回転する回転ソレノイド１８０と、回転ソレノイド１８０の回転力を光学フィルタ固定部１２１に伝達するように回転ソレノイド１８０の軸と光学フィルタ固定部１２１との間に配置された回転動力伝達部１４８を有するアクチュエータ１２２と；レンズ１５０が位置する前面には回転ソレノイド１８０を固定し、撮像素子１６０が位置する背面には光学フィルタ固定部１２１を回転できるように固定するアセンブリプレート１４０とを備える。

光学フィルタ固定部１２１は、上部で、アセンブリプレート１４０の背面に形成された回動軸１４１に回動できるように支持されるように回動軸１４１を収容する回動ボス１２３を有する。

光学フィルタ固定部１２１は、下部で、後述の回転動力伝達部１４８の第２回転レバー１４７により時計方向または反時計方向に約６０°以上回転する時、回転が制限されるように、アセンブリプレート１４０の背面に形成された第１及び第２ストッピング突起１４５、１４６と噛合う回転制限突起１２６を有する。第１及び第２ストッピング突起１４５、１４６と回転制限突起１２６は、後述のストッパー１９２、１２５の第２ストッピング部材１２５を構成する。

光学フィルタ固定部１２１の回動ボス１２３の右側には、後述の回転動力伝達部１４８の第２回転レバー１４７の第２リンク突起１４７ｂを収容する動力伝達ホール１２４が形成されている。動力伝達ホール１２４は、第２回転レバー１４７が光学フィルタ固定部１２１を回転させるために約６０°で回転する時、第２リンク突起１４７ｂが動力伝達ホール１２４内で回転軌跡だけ自由に流動できるように回動軸１４１方向に所定長さで延長されるように形成される。

従って、図７Ａ及び図７Ｂに示したように、光学フィルタ固定部１２１が動力伝達ホール１２４に収容された第２回転レバー１４７の第２リンク突起１４７ｂにより回動軸１４１を中心として約６０°で時計方向に回転し、第１ストッピング突起１４５と噛み合う回転制限突起１２６により停止される時、光学フィルタ固定部１２１は、週間用光学フィルタ１３０が画像情報の経路、即ち、アセンブリプレート１４０に形成された画像情報通過窓１４４に位置する週間用光学フィルタのセッティング位置（図７Ａ）に位置することになり、光学フィルタ固定部１２１が第２リンク突起１４７Ｂにより回動軸１４１を中心として約６０°で時計方向に回転し、第２ストッピング突起１４６と噛み合う回転制限突起１２６により停止される時、光学フィルタ固定部１２１は、夜間用光学フィルタ１２９が画像情報通過窓１４４に位置する夜間用光学フィルタのセッティング位置（図７Ｂ）に位置することになる。

ここで、光学フィルタ固定部１２１が回転する約６０°の角度は、週間用光学フィルタのセッティング位置と夜間用光学フィルタのセッティング位置に移動する角度を例として説明し、他の角度で設定されてもよい。

図８、図９Ａ及び図９Ｂに示したように、アクチュエータ１２２の回転ソレノイド１８０は、円筒状形態の永久磁石Ｉ１８６ａと永久磁石１８６ａを固定する軸１８６ｂを備えるローター１８５及びローター１８５の周りに位置した第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂが巻かれた第１及び第２ボビン１８３ａ、１８３ｂを備えるステータ１８３、第１及び第２ボビン１８４ａ、１８４ｂが結合されるときに互いに対向する対向面の両側縁に縦に形成された縦講２０４ａ、２０４ｂに挿入されて第１及び第２ボビン１８４ａ、１８４ｂを支持するようにベースプレート１８８に形成された長い第１及び第２ボビン支持部１８９ａ、１８９ｂ、第１及び第２ボビン支持部１８９ａ、１８９ｂに支持された第１及び第２ボビン１８４ａ、１８４ｂを包むテープ１８２、テープの周りに配置されたヨークリング１８７、ヨークリング１８７を密閉するカーバー１８１及び第１及び第２ボビン１８４ａ、１８４ｂに巻かれた第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂの入力及び出力端子１９９ａ、１９９ｂと連結された入力及び出力端子２０１ａ、２０１ｂと配線２０１を有する可撓性印刷回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ ：ＦＰＣＢ）１９８からなる。

第１及び第２ボビン１８３ａ、１８３ｂの第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂは、それぞれローター１８５の軸１８６に直角である軸に関して第１及び第２ボビン１８３ａ、１８３ｂに巻かれている。

従って、正方向及び逆方向のうち１方向の電流、例えば、正方向の電流が可撓性印刷回路基板１９８の配線２０１と入力端子２０１ａ及び第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂの入力端子１９９ａを通じて第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂに印加されると、第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂは、正方向の電流がコイル１８４ａ、１８４ｂを通じて流れる方向の直角方向、即ち、ローター１８５の軸１８６ｂに直角である軸の上部及び下部方向のうち１方向、例えば、上部方向に磁場を発生することになり、これにより、回転ソレノイド１８０のローター１８５は、上部方向の磁場により一方向、例えば、時計方向に一定角度範囲、例えば、約６０°で回転し、後述の回転動力伝達部１４８を通じて光学フィルタ固定部１２１を週間用光学フィルタのセッティング位置に維持する第１位置（図１０Ａ及び図７Ａ）に位置することになる。

逆に、逆方向の電流が回転ソレノイド１８０の第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂに印加されると、第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂは、ローター１８５の軸１８６ｂに直角である軸の下部方向に磁場を発生することになり、これにより、ローター１８５は、下部方向の磁場により反時計方向に約６０°で回転し、回転動力伝達部１４８を通じて光学フィルタ固定部１２１を夜間用光学フィルタのセッティング位置に維持する第２位置（図１０Ｂ及び図７Ｂ）に位置することになる。

さらに、図５を参照すると、アクチュエータ１２２の回転動力伝達部１４８は、ベースプレート１８８に形成された固定孔１９１（図８）を介して突出された回転ソレノイド１８０のローター１８５の軸１８６ｂの一端部に固定された第１回転レバー１９３及び第１回転レバー１９３の回転力を光学フィルタ固定部１２１に伝達するように光学フィルタ固定部１２１が固定されたアセンブリプレート１４０に回転できるように固定された第２回転レバー１４７を備える。ベースプレート１８８は、ネジ１５５によりアセンブリプレート１４０に固定される。

図８、図９Ａ及び図９Ｂに示したように、第１回転レバー１９３は、回転ソレノイド１８０のローター１８５の軸１８６ｂと共に回転するように、軸１８６ｂの一端部を固定する固定孔を有する第１固定ボス１９５及び一側に動力伝達溝１９４ａを形成した突出部１９４を有する。

図５、図６Ａおよび図６Ｃに示したように、第２回転レバー１４７は、アセンブリプレート１４０に形成された開口１４２を応じて第１回転レバー１９３の動力伝達溝１９４ａと噛合う第１リンク突起１４７ａ、光学フィルタ固定部１２１に形成された動力伝達ホール１２４と噛合う第２リンク突起１４７ｂ及びアセンブリプレート１４０に形成された第２固定ボス１４３に回転できるように支持されたハブ１４７ｃを備える。

第２回転レバー１４７は、ハブ１４７ｃを通じて第２固定ボス１４３に固定された離脱防止ネジまたはピン１４９により第２固定ボス１４３に離脱しないように支持される。

回転動力伝達部１４８は、光学フィルタ固定部１２１が週間用光学フィルタのセッティング位置と夜間用光学フィルタのセッティング位置との間の範囲、即ち、約６０°の範囲以上でさらに回転しないように第１回転レバー１９３と光学フィルタ固定部１２１の移動を制限するストッパー１９２、１２５をさらに含むことができる。

ストッパー１９２、１２５は、第１回転レバー１９３の回動を制限するようにベースプレート１８８に設けられた第１及び第２回転部材ストッピング突起１９２ａ、１９２ｂを備える第１ストッピング部材１９２及び光学フィルタ固定部１２１の下部に突出形成された回転制限突起１２６と光学フィルタ固定部１２１の回転制限突起１２６の移動を制限するようにアセンブリプレート１４０に形成された第１及び第２ストッピング突起１４５、１４６を備える第２ストッピング部材１２５からなる。

従って、回転ソレノイド１８０のローター１８５が磁場により６０°以上回転しても、第１回転レバー１９３と光学フィルタ固定部１２１は、第１及び第２ストッピング部材１９２、１２５により週間用光学フィルタのセッティング位置及び夜間用光学フィルタのセッティング位置で停止される。

さらに、図８を参照すると、本発明の光学フィルタ切換装置１０１の光学フィルタ切換アセンブリ１２０は、電源がオフされても、回転ソレノイド１８０が回転して光学フィルタ固定部１２１が流動しないようにアクチュエータ１２２の回転動力伝達部１４８の第１回転レバー１９３を第１位置に維持されるようにするための弾性維持部１９６を更に含む。

弾性維持部１９６は、第１回転レバー１９３の第１固定ボス１９５に設けられ、一端部は回転ソレノイド１８０のベースプレート１８８に設けられた第１支持突起１９７ｂに支持され、他端部は、第１回転レバー１９３に形成された第２支持突起１９７ａに支持された復元バネからなる。

復元バネ１９６が離脱することを防止するために、第１固定ボス１９５は、上部に離脱防止キャップ１９５ａを形成している。

図４に示したように、マイクロプロセッサ１４７は、ユーザにより動作モード変更信号が入力されるとき、及び映像信号処理部１７０より出力される映像情報の出力レベルが予め設定された週間映像信号の出力レベルまたは夜間映像信号の出力レベルの範囲に上昇するか、下降するとき、回転ソレノイド１８０を相応する第１位置または第２位置に回転するように制御する制御信号を発生する。

また、本発明の光学フィルタ切換装置１０１の光学フィルタ切換アセンブリ１２０は、光学フィルタ固定部１２１の位置を実時間で検知できる位置検知部２０５を更に含む。

図８に示したように、位置検知部２０５は、可撓性印刷回路基板１９８に配線２０２と連結されるようにチップ化されて形成されたホールスイッチからなる。ホールスイッチは、第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂより発生する磁場を検知するように回転ソレノイド１８０の第２ボビン１８３ａの外側面２０５ａとテープ１８２との間に延びている。

図１１に示したように、ホールスイッチは、第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂより発生する磁場の方向と強さに応じて電圧を発生するホールセンサー２１０、ホールセンサーより発生する電圧を増幅する増幅器２１３、マイクロプロセッサ１４７からの所定の制御信号により基準電圧を出力する基準電圧発生部２１５、増幅器２１３より出力される信号と基準電圧発生部２１５から出力される基準電圧を比較してハイ信号またはロー信号、即ち、回転ソレノイド１８０の第１位置または第２位置を知らせる信号をマイクロプロセッサ１４７に出力する比較器２１７からなる。

比較器２１７は、増幅器２１３で増幅された電圧が基準電圧発生部２１５より出力された基準電圧より大きい場合には、ハイ信号を発生し、小さい場合は、ロー信号を発生する。

メモリ１４９は、マイクロプロセッサ１４７の制御によってホールスイッチにより検知された回転ソレノイド１８０の位置情報、即ち、光学フィルタ固定部１２１の夜間用光学フィルタのセッティング位置または週間用光学フィルタのセッティング位置を記録し、マイクロプロセッサ１４７の要請があるとき、記録された情報をマイクロプロセッサ１４７に出力する。

以上において、本発明の光学フィルタ切換装置１０１は、回転ソレノイド１８０が正方向の電流と逆方向の電流を共に用いて動作することと例示及び説明したが、回転ソレノイド１８０は、正方向及び逆方向のうち１方向の電流のみを用いて動作することもできるものである。即ち、回転ソレノイド１８０は、正方向及び逆方向の１方向のうち電流が印加されると、第２位置に回転され、電流が印加されなければ、弾性維持部１９６により第１位置に復帰するように構成されることができる。この場合、弾性維持部１９６は、電流が印加されていないときは、回転ソレノイド１８０を自動に第１位置に復帰させ、電源がオフされたときは回転ソレノイド１８０を流動しないようにする弾性復帰／維持部の役割をする。

また、本発明の光学フィルタ切換装置１０１は、ＣＣＴＶカメラのような監視用カメラ１００に適用して用いるものと例示及び説明したが、本発明は、これに限定されず、光学フィルタを用いる他の絞りシステムの光学フィルタ切換装置としても用いられる。

以上のように構成された本発明の光学フィルタ切換装置１０１を備える監視用カメラ１００の作用を図４乃至図１１に関して詳しく説明すると、次のとおりである。

先ず、監視用カメラ１００の現在の動作モードが週間モード（即ち、カラーモード）であるものと仮定すると、ユーザがカメラ１００の動作モードを週間モードから夜間モード（即ち、黒白モード）に変更するか、映像信号処理部１７０より出力された映像信号の出力レベルが予め設定された夜間用映像信号の出力レベルの範囲まで落ちると、マイクロプロセッサ１４７は、現在の動作モードを黒白モードとして認識し、メモリ１４９に記録された光学フィルタ固定部１２１の位置情報に応じて光学フィルタ固定部１２１を週間用光学フィルタのセッティング位置から夜間用光学フィルタのセッティング位置に移動させるように制御信号を発生する。

マイクロプロセッサ１４７の制御信号に従って、可撓性印刷回路基板１９８の入力端子２０１ａ及び第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂの入力端子１９９ａを通じてアクチュエータ１２２の回転ソレノイド１８０の第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂに逆方向の電流が印加されると、第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂは、ローター１８５の軸１８６ｂに直角である軸の下部方向に磁場を発生し、これによって、永久磁石１８６ａを有するローター１８５は、図１０Ａに示した第１位置から図１０Ｂに示した第２位置に、反時計方向に回転する。

ローター１８５が反時計方向に回転するに従って、第１固定ボス１９５を通じてローター１８５の軸１８６ｂの一端部に固定された第１回転レバー１９３もまた弾性維持部１９６の復元バネの力に対抗して反時計方向に回転することになり、その結果、第１回転レバー１９３の動力伝達溝１９４ａと噛合う第１リンク突起１４７ａを有する第２回転レバー１４７は、第２固定ボス１４３を中心として反時計方向に回転する。

従って、第２回転レバー１４７の第２リンク突起１４７ｂと噛合う動力伝達ホール１２４を有する光学フィルタ固定部１２１は、第２回転部材１４７の反時計方向の回転によって回動軸１４１を中心として時計方向に回転し、図７Ａに示した週間用光学フィルタのセッティング位置で図７Ｂに示した夜間用光学フィルタのセッティング位置に移動する。

一方、回転ソレノイド１８０の第２ボビン１８３ａの外側面２０５ａとテープ１８２との間に延びている位置検知部２０５のホールセンサー２１０は、第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂに逆方向の電流が印加されて第１及び第２コイル１８４ａ、１８９ｂがローター１８５の軸１８６ｂに直角である軸の下部方向に磁場を発生するとき、入力される下部方向の磁場の強さと方向によって相応する電圧を発生する。

ホールセンサー２１０で発生する電圧は、増幅器２１３で増幅された後、比較器２１７に出力され、比較器２１７は、増幅器２１３で増幅された電圧とマイクロプロセッサ１４７からの制御信号によって基準電圧発生部２１５に出力された基準電圧と比べ、増幅された電圧が基準電圧より大きい場合は、ハイ信号を発生し、小さい場合は、ロー信号を発生する。

ここでは、増幅器２１３で増幅された電圧が基準電圧より小さいものと仮定すると、比較器２１７は、ロー信号、即ち、回転ソレノイド１８０のローター１８６が第２位置にあることを知らせる信号（即ち、光学フィルタ固定部１２１が夜間用光学フィルタのセッティング位置にあることを知らせる信号）を発生する。

従って、マイクロプロセッサ１４７は、ロー信号に相応する光学フィルタ固定部１２１の位置情報をメモリ１４９に記録し、映像信号処理部１７０はレンズ１５０より夜間用光学フィルタ１２９を経由して撮像素子１６０を通じて出力される画像情報を映像信号に変換してＣＣＴＶまたはモニタリングシステムに出力する。

その後、ユーザが監視用カメラ１００の現在動作モードを夜間モードから週間モードに変更するか、映像信号処理部１７０で出力された映像信号の出力レベルが予め設定された週間映像信号の出力レベル範囲に上昇すると、マイクロプロセッサ１４７は、回転ソレノイド１８０を第２位置から第１位置に移動するように制御する制御信号を発生する。

その結果、正方向の電流が回転ソレノイド１８０の第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂに印加され、回転ソレノイド１８０と回転動力伝達部１４８は、前述と反対に動作し、図１０Ｂに示した第２位置より図１０Ａに示した第１位置に時計方向に回転し、光学フィルタ固定部１２１は、図７Ｂに示した夜間用光学フィルタのセッティング位置で図７Ａに示した週間用光学フィルタのセッティング位置で反時計方向に回転する。

一方、位置検知部２０５のホールセンサー２１０は、第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂに正方向の電流が印加されて第１及び第２コイル１８４ａ、１８４ｂがローター１８５の軸１８６ｂに直角である軸の上部方向に磁場を発生するとき、入力される上部方向の磁場の強さと方向に応じて相応する電圧を発生する。

ホールセンサー２１０より発生される電圧は、増幅器２１３で増幅された後、比較器２１７で出力され、比較器２１７は、増幅器２１３で増幅された電圧とマイクロプロセッサ１４７からの制御信号によって基準電圧発生部２１５に出力された基準電圧と比べ、ハイ信号、即ち、回転ソレノイド１８０のローター１８６が第１位置にあることを知らせる信号（即ち、光学フィルタ固定部１２１が週間用光学フィルタのセッティング位置にあることを知らせる信号）を発生する。

マイクロプロセッサ１４７は、ハイ信号に相応する光学フィルタ固定部１２１の位置情報をメモリ１４９に記録し、映像信号処理部１７０はレンズ１５０より週間用光学フィルタ１３０を経由して撮像素子１６０を通じて出力される画像情報を映像信号に変換してＣＣＴＶまたはモニタリングシステムに出力する。

また、維持及び補修のために、監視用カメラ１００の電源がオフされる場合、回転ソレノイド１８０が回転しないように弾性維持部１９６がアクチュエータ１２２の回転動力伝達部１４８の第１回転レバー１９３、即ち、回転ソレノイド１８０を第１位置に維持するので、光学フィルタ固定部１２１は流動しない。

以上において、本発明の望ましい実施例について説明した。しかし、本発明は、前述した特定の実施例に限らず、請求の範囲で請求する本発明の要旨と思想を逸脱しなく、当該発明の属する技術分野において通常の知識を持つ者ならば誰でも多様な修正と変形実施が可能である。

本発明の光学機器の光学フィルタ切換装置は、閉回路テレビジョン（ＣＣＴＶ）カメラのような光学機器に適用され、週間及び夜間の照明変化によってそれに適合する光学フィルタに切換えるに用いることができる。

従来の監視用カメラのブロック図である。 図１に示した監視用カメラに適用された光学フィルタ切換装置の分解斜視図である。 図２に示した光学フィルタ切換装置の動作を例示する背面図である。 図２に示した光学フィルタ切換装置の動作を例示する背面図である。 本発明による光学フィルタ切換装置が適用された監視用カメラのブロック図である。 図４に示した光学フィルタ切換装置の光学フィルタ切換アセンブリの分解斜視図である。 図４に示した光学フィルタ切換装置の光学フィルタ切換アセンブリの背面斜視図、正面斜視図及び部分斜視部である。 図４に示した光学フィルタ切換装置の光学フィルタ切換アセンブリの背面斜視図、正面斜視図及び部分斜視部である。 図４に示した光学フィルタ切換装置の光学フィルタ切換アセンブリの背面斜視図、正面斜視図及び部分斜視部である。 図４に示した光学フィルタ切換装置の光学フィルタ切換アセンブリの動作を例示する背面図である。 図４に示した光学フィルタ切換装置の光学フィルタ切換アセンブリの動作を例示する背面図である。 図５に示した光学フィルタ切換アセンブリのアクチュエータの回転ソレノイドの分解斜視図である。 図８に示した光学フィルタ切換アセンブリのアクチュエータの回転ソレノイドの背面斜視図及び正面図である。 図８に示した光学フィルタ切換アセンブリのアクチュエータの回転ソレノイドの背面斜視図及び正面図である。 図８に示した光学フィルタ切換アセンブリのアクチュエータの回転ソレノイドの動作を例示する背面図である。 図８に示した光学フィルタ切換アセンブリのアクチュエータの回転ソレノイドの動作を例示する背面図である。 図５に示した光学フィルタ切換アセンブリのホールスイッチを例示するブロック図である。

符号の説明

１、１００ カメラ
１０、１０１ 光学フィルタ切換装置
２０、１２０ 光学フィルタ切換アセンブリ
２１、１２１ 光学フィルタ固定部
２３ 移送推進ガイド
３３ ガイド棒
２８ 光学フィルタ移送部
２９、３０、１２９、１３０ 光学フィルタ
３８ ギア棒
３５ ステッピングモータ
４７、１４７ マイクロプロセッサ
４９、１４９ メモリ
５０、１５０ レンズ
６０、１６０ 撮像素子
７０、１７０ 映像信号処理部
１２２ アクチュエータ
１４０ アセンブリプレート
１４８ 回転動力伝達部
１４７、１９３ 回転レバー
１８０ 回転ソレノイド
１８３ａ、１８３ｂ ボビン
１８４ａ、１８４ｂ コイル
１８５ ローター
１８６ａ 永久磁石
１９８ 可撓性印刷回路基板
２０５ 位置検知部
２１０ ホールセンサー
２１３ 増幅器
２１５ 基準電圧発生部
２１７ 比較器

Claims (13)

1. 外部から入力される画像情報を映像情報を変換して出力する光学機器に用いるための光学フィルタ切換装置において、
   最小限に画像情報の中で第１波長領域の光を通過させる第１光学フィルタと画像情報の中で第２波長領域の光を通過させる第２光学フィルタを固定する光学フィルタ固定部と；
   前記光学フィルタ固定部を第１光学フィルタのセッティング位置に維持する第１位置と、第２光学フィルタのセッティング位置に維持する第２位置との間に回転する回転ソレノイドと、前記回転ソレノイドの回転力を前記光学フィルタ固定部に伝達するように前記回転ソレノイドの軸と前記光学フィルタ固定部との間に配置された回転動力伝達部を有するアクチュエータと；
   外部から入力される入力信号と映像情報の出力レベルのうちの最小限の１つによって、前記アクチュエータの前記回転ソレノイドを前記第１位置と前記第２位置のうち１つで回動するように制御するマイクロプロセッサとを含むことを特徴とする光学機器の光学フィルタ切換装置。
2. 前記回転ソレノイドは、
   永久磁石を備えるローターと；
   前記ローターの回りに位置した最小限１つ以上のボビンにローターの軸と直角である軸に関して巻かれている少なくとも１つのコイルを備えるステータとを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
3. 回転動力伝達部は、
   前記回転ソレノイドの前記ローターの軸の一端部に固定された第１回転レバーと；
   前記第１回転レバーの回転力を前記光学フィルタの固定部に伝達するように前記光学フィルタ固定部が固定された第１プレートに回転できるように固定された第２回転レバーとを含むことを特徴とする請求項２に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
4. 前記第１回転レバーは、前記ローターの前記軸と共に回転するように前記ローターの前記軸の一端部を固定する固定孔を有する第１固定ボス及び一端部に動力伝達溝を形成した突出部を備え、
   前記第２回転レバーは、前記第１回転レバーの前記動力伝達溝と噛み合う第１突起、前記光学フィルタ固定部に形成された動力伝達ホールと噛み合う第２突起及び前記第１プレートに形成された第２固定ボスに回転できるように支持されたハブを含むことを特徴とする請求項３に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
5. 前記回転動力伝達部は、前記光学フィルタ固定部が前記第１光学フィルタのセッティング位置と前記第２光学フィルタのセッティング位置以上にさらに回転しないように前記第１回転レバー及び前記光学フィルタ固定部のうち最小限１つの移動を制限するストッパーをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
6. 前記ストッパーは、前記第１プレートに固定された第２プレートに設けられ、前記第１回転レバーの移動を制限する第１及び第２回転部材ストッピング突起を備える第１ストッピング部材及び前記光学フィルタ固定部に形成された回転制限突起と前記第１プレートに設けられて前記光学フィルタ固定部の前記回転制限突起の移動を制限する第１及び第２ストッピング突起を備える第２ストッピング部材のうち最小限１つを含むことを特徴とする請求項５に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
7. 電源がオフされても、前記回転ソレノイドが回転して前記光学フィルタ固定部が流動しないように前記回転ソレノイドを第１及び第２位置のうち１つの位置に確実に維持されるようにするための弾性維持部を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
8. 前記弾性維持部は、一端部は前記回転ソレノイドが固定された第２プレートに設けられた第１支持突起に支持され、他端部は、前記第１回転レバーに形成された第２支持突起に支持された復元バネを含むことを特徴とする請求項７に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
9. 前記回転ソレノイドは、正方向及び逆方向のうち１方向の電流が印加されると、前記第１位置に回転され、正方向及び逆方向のうち他方向の電流が印加されると、前記第２位置に回転されることを特徴とする請求項８に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
10. 前記回転ソレノイドは、正方向及び逆方向のうち１方向の電流が印加されると、前記第２位置に回転され、電流が印加されなければ、前記第１位置に復帰することを特徴とする請求項８に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
11. 前記光学フィルタ固定部の位置を実施間に検知できる位置検知部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
12. 前記位置検知部は、前記回転ソレノイドのボビンに設けられたホールスイッチを含むことを特徴とする請求項１１に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。
13. 前記ホールスイッチは、
    前記回転ソレノイドより発生する磁場の強さによって電圧を発生するホールセンサーと；
    前記ホールセンサーより発生する電圧を増幅する増幅器と；
    前記マイクロプロセッサの制御信号により基準電圧を出力する基準電圧発生部と；
    前記増幅器より出力される信号と前記基準電圧発生部より出力される基準電圧との比較により前記光学フィルタ固定部の位置を知らせる信号を出力する比較器とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の光学機器の光学フィルタ切換装置。

Images