JP5504086B2 - Filter switching device - Google Patents

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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関し、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。   The present invention relates to a filter switching device for switching filters according to shooting conditions, and more particularly to a filter switching device for switching an infrared filter between daytime and nighttime in an imaging device for continuous shooting day and night.

監視用カメラの分野では、屋外にカメラを設置したいとの要望は多く、また昼間のみならず夜間も同一のカメラで監視したいという要望も多い。特開昭57-119577号公報（特許文献１）に示されるように、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、夜間には上記の赤外線カットフィルターを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。   In the field of surveillance cameras, there are many requests to install a camera outdoors, and there are also many requests to monitor with the same camera at night as well as at night. As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-119577 (Patent Document 1), the sensitivity curve of an image sensor generally extends to the infrared region more than the sensitivity curve of the human eye. For example, an infrared cut filter is used to take an image in a color mode, and at night, the infrared cut filter is removed from the road and the sensitivity is increased in a black and white mode.

赤外線カットフィルターを光路から外すと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において赤外線カットフィルターと同じ光路長を持つダミーフィルターを挿入するという方法が用いられている。赤外線カットフィルターをダミーフィルターに交換して低照度被写体を高感度で撮像しようとする撮像装置の構成については、特開平7-107355号公報（特許文献２）、特開平11-239356号公報（特許文献３）、特開2000-162668号公報（特許文献４）等に開示されている。   When the infrared cut filter is removed from the optical path, the entire optical path length changes and the focus shifts. To prevent this, a dummy filter with the same optical path length as the infrared cut filter is inserted in the visible light. Yes. Regarding the configuration of an image pickup apparatus that attempts to pick up a low-illuminance subject with high sensitivity by replacing the infrared cut filter with a dummy filter, JP-A-7-107355 (Patent Document 2) and JP-A-11-239356 (Patent Document) Document 3), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-162668 (Patent Document 4) and the like.

実用新案登録第3147474号（特許文献５）には、赤外線の遮断及び透過の切替えを行う機構を薄型、小型化し、一部品を着脱式にすることを目的とした赤外線カット切替え装置が開示されている。特許文献５に記載の赤外線カット切替え装置は、電気駆動部分を小型化することにより従来品に比べて装置の小型化を図ったものである。しかしながら、特許文献５に記載の赤外線カット切替え装置は、従来品と同様、回転型磁石を用いた駆動方式を採用しているため、駆動部分がフィルター部分に比べてやはり厚くなっており、装置への組込み配置上での自由度が少ない。また、回転型磁石を用いた駆動方式の場合、回転出力を直動へ転換するため、アームやレバーといった部品の磁石への接着又はインサート成型が必要になる。このため金型費の増大や、磁石のNS極回転方向の位置決めや、着磁品の取り扱いでの留意など懸念材料が多い。   Utility Model Registration No. 3147474 (Patent Document 5) discloses an infrared cut switching device aiming at reducing the thickness and size of a mechanism for blocking and transmitting infrared rays and making one component removable. Yes. The infrared cut switching device described in Patent Document 5 is a device in which the size of the device is reduced as compared with the conventional product by downsizing the electric drive portion. However, since the infrared cut switching device described in Patent Document 5 employs a drive system using a rotary magnet, as in the conventional product, the drive portion is still thicker than the filter portion, leading to the device. There are few degrees of freedom in the embedded arrangement. Further, in the case of a drive system using a rotary magnet, rotation output is converted to linear motion, so that it is necessary to bond parts such as arms and levers to the magnet or insert molding. For this reason, there are many concerns such as an increase in mold costs, positioning of the magnet in the NS pole rotation direction, and precautions when handling magnetized products.

特開昭57-119577号公報JP-A-57-119577 特開平7-107355号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-107355 特開平11-239356号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-239356 特開2000-162668号公報JP 2000-162668 A 実用新案登録第3147474号公報Utility Model Registration No. 3147474

従って、本発明の目的は、回転型磁石を用いた駆動方式を使用せずに、ボイスコイルモータによりフィルターを直動させる方式により、駆動部分の厚み方向への突出がなく、設計自由度が大幅に向上したフィルター切替え装置を提供することである。   Therefore, the object of the present invention is to use a system in which the filter is moved directly by a voice coil motor without using a drive system using a rotary magnet, and there is no protrusion in the thickness direction of the drive part, and design flexibility is greatly increased. It is to provide an improved filter switching device.

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、回転方式の駆動手段の代わりに、ホルダーに設けられた永久磁石と、フィルター部材に設けられた空芯コイルとによって構成されるボイスコイルモータで、フィルター部材を直動させる方式により、駆動部分の厚み方向への突出がなく、部品点数の少ないフィルター切替え装置が得られることを見出し、本発明に想到した。   As a result of diligent research in view of the above object, the present inventors have found that a voice coil motor constituted by a permanent magnet provided in a holder and an air-core coil provided in a filter member, instead of a rotational drive means. Thus, the present inventors have found that a filter switching device with a small number of parts can be obtained by a method in which the filter member is linearly moved, so that the drive portion does not protrude in the thickness direction.

すなわち、本発明のフィルター切替え装置は、撮影条件に応じて赤外線の遮断及び透過を切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移動可能に配置された、赤外線カットフィルターを備えた非磁性体からなる可動フィルター部材と、
前記赤外線カットフィルターを、前記ホルダーに設けられた前記光路に出し入れするために、前記可動フィルター部材をスライド移動させる駆動手段とからなり、
前記駆動手段が、前記ホルダーの前記開口部の少なくとも片側に設けられた永久磁石と、前記可動フィルター部材に設けられた偏平な空芯コイルとによって構成されるボイスコイルモータであることを特徴とする。 That is, the filter switching device of the present invention is a filter switching device for switching between blocking and transmission of infrared rays according to shooting conditions,
A holder made of a non-magnetic material having an opening corresponding to the optical path of the imaging device;
A movable filter member made of a non-magnetic material provided with an infrared cut filter, which is slidably arranged in the holder;
In order to put the infrared cut filter in and out of the optical path provided in the holder, it comprises driving means for sliding the movable filter member,
The drive means is a voice coil motor constituted by a permanent magnet provided on at least one side of the opening of the holder and a flat air-core coil provided on the movable filter member. .

前記永久磁石が、前記ホルダーの前記開口部の両側に設けられており、前記可動フィルター部材に設けられた磁性体からなるピン部材と、前記一方の永久磁石又は前記他方の永久磁石との間の磁気的吸引力により、前記ボイスコイルモータが無通電状態にあるときでも、前記赤外線カットフィルターを前記光路に入れた状態又は前記光路から出した状態に、前記可動フィルター部材を保持する自己保持手段を備えるのが好ましい。   The permanent magnet is provided on both sides of the opening of the holder, and between the pin member made of a magnetic body provided on the movable filter member and the one permanent magnet or the other permanent magnet. Self-holding means for holding the movable filter member in a state where the infrared cut filter is put into or out of the optical path even when the voice coil motor is in a non-energized state due to magnetic attraction force. It is preferable to provide.

前記永久磁石は、それぞれ厚さ方向に磁化されており、異極性の磁極が前記空芯コイルに対向するように組み合わされているのが好ましい。   The permanent magnets are preferably magnetized in the thickness direction, and are combined so that magnetic poles of different polarities face the air-core coil.

前記永久磁石の、前記空芯コイルと反対側に強磁性体からなる平板状ヨークが備えられているのが好ましい。前記空芯コイルの、前記永久磁石と反対側に強磁性体からなる蓋が備えられているのが好ましい。   It is preferable that a flat yoke made of a ferromagnetic material is provided on the side of the permanent magnet opposite to the air-core coil. It is preferable that a lid made of a ferromagnetic material is provided on the opposite side of the air core coil from the permanent magnet.

前記可動フィルター部材が、赤外線を透過するダミーフィルターを備えており、前記赤外線カットフィルターを前記光路から出したときに、前記ダミーフィルターが光路に挿入されるのが好ましい。   Preferably, the movable filter member includes a dummy filter that transmits infrared rays, and the dummy filter is inserted into the optical path when the infrared cut filter is removed from the optical path.

本発明のフィルター切替え装置は、駆動部分の厚み方向への突出がなくなったので、他部の設計自由度及び組込み配置上の自由度が大幅に向上する。さらに、フィルター部に直接空芯コイルを配置し直動する方式としたため、回転から直動への駆動出力転換に必要であったアームやレバーといった部品が不要になり、インサート成型金型、部品点数及び金型費の削減が可能になる。また回転から直動への駆動出力転換時の摺動摩擦等の推力ロスを無くすことができ省電力化が可能となる。   In the filter switching device of the present invention, since the drive portion is not protruded in the thickness direction, the degree of freedom in design of other parts and the degree of freedom in assembling arrangement are greatly improved. In addition, since the air core coil is placed directly in the filter section and moved directly, parts such as arms and levers required to convert the drive output from rotation to linear movement are no longer required. In addition, the mold cost can be reduced. Further, it is possible to eliminate thrust loss such as sliding friction when driving output is changed from rotation to linear motion, and power saving can be achieved.

本発明では直動方式を採用したため、従来品で使用されるラジアル方向の磁力を必要とする回転型駆動方式のように、専用金型によって平行磁場成形した回転型磁石は不要であり、直角磁場成形した直方体形状の磁石を使用することができる。直角磁場成形した磁石は平行磁場成形品よりも高い最大エネルギー積を有するので、本発明で用いる直動方式は、推進力の観点からも省電力化が可能となるとともに、専用金型が不要となるので金型費が削減できる。   In the present invention, since the linear motion system is adopted, there is no need for a rotary magnet formed by a parallel magnetic field using a dedicated mold like the rotary drive system that requires a radial magnetic force used in conventional products, and a perpendicular magnetic field is not required. A shaped rectangular parallelepiped magnet can be used. Since a magnet formed by a perpendicular magnetic field has a maximum energy product higher than that of a parallel magnetic field molded product, the linear motion method used in the present invention can save power from the viewpoint of propulsive force and does not require a dedicated mold. Therefore, mold costs can be reduced.

空芯コイルをフィルター部に直接接着するため、巻線又は軸受のための専用ボビンを排除できる。このため、従来品で必要であったロータの組加工（巻線内部、樹脂ボビンにロータを配置した後に巻線する）が不要となり、部品点数、工数及び金型費の削減が可能になる。巻線端末の導通処理はフレキシブル基板へのハンダ付けのみで済むので、端子ピン、配線基板等が不要であり部品点数及び工数が削減できる。   Since the air-core coil is directly bonded to the filter portion, a dedicated bobbin for the winding or the bearing can be eliminated. This eliminates the need for rotor assembly processing (inside the winding, winding after placing the rotor on the resin bobbin), which is necessary for conventional products, and enables reduction in the number of parts, man-hours, and mold costs. Since the conductive treatment of the winding terminal only needs to be soldered to the flexible board, terminal pins, wiring boards and the like are unnecessary, and the number of parts and man-hours can be reduced.

駆動手段が回転型ではなく直動方式であるため、磁気閉回路とするためのリング形状のヨークは必要なく、平板状のヨークの使用が可能になる。この平板状のヨークは通常は樹脂等で成形されるユニットの蓋と兼用できるので、部品点数と金型の削減、及び組立工数の削減が可能である。   Since the driving means is not a rotary type but a direct acting system, a ring-shaped yoke for forming a magnetic closed circuit is not necessary, and a flat-plate yoke can be used. Since this flat yoke can also be used as a lid of a unit that is usually formed of resin or the like, it is possible to reduce the number of parts and molds and the number of assembly steps.

本発明のフィルター切替え装置の一例を示す、(a)蓋側、及び(b)その背面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from (a) lid side and (b) the back side showing an example of the filter switching device of the present invention. 本発明のフィルター切替え装置の一例を示す、蓋側から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view seen from the cover side which shows an example of the filter switching apparatus of this invention. 本発明のフィルター切替え装置の一例を示す、ホルダー側から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view seen from the holder side which shows an example of the filter switching apparatus of this invention. 本発明のフィルター切替え装置のホルダーと可動フィルター部材との位置関係を示す正面図である。It is a front view which shows the positional relationship of the holder of the filter switching apparatus of this invention, and a movable filter member. 図1(a)のA-A断面を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an AA cross section of FIG. 本発明のフィルター切替え装置のホルダーと可動フィルター部材とを示す、(a)蓋側、及び(b)その背面側から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view which looked at the holder and movable filter member of the filter switching apparatus of this invention from the (a) lid side and (b) the back side. 本発明のフィルター切替え装置のホルダーを示す、(a)蓋側、及び(b)その背面側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the holder of the filter switching apparatus of this invention from the (a) lid side and (b) the back side. 本発明のフィルター切替え装置の可動フィルター部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the movable filter member of the filter switching apparatus of this invention. 従来のフィルター切替え装置の一例を示す、(a)蓋側、及び(b)その背面側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the (a) lid side and (b) the back side which shows an example of the conventional filter switching apparatus. 従来のフィルター切替え装置の一例を示す、蓋側から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view seen from the cover side which shows an example of the conventional filter switching apparatus. 従来のフィルター切替え装置のホルダーと可動フィルター部材との位置関係を示す正面図である。It is a front view which shows the positional relationship of the holder of a conventional filter switching apparatus, and a movable filter member. 図9(a)のB-B断面を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic view showing a BB cross section of FIG. 9 (a).

＜実施の形態＞
[1] フィルター切替え装置
(1)全体構成
本発明のフィルター切替え装置は、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であり、特に監視カメラ等の昼夜連続撮影用の撮像装置に設置し、昼間は赤外線カットフィルターに切替えてカラーカメラとして使用し、夜間は赤外線カットフィルターを外して、必要に応じてダミーフィルターに切替え、高感度の白黒カメラとして使用するために使用されるものである。 <Embodiment>
[1] filter switching device
(1) Overall configuration The filter switching device of the present invention is a filter switching device for switching a filter according to shooting conditions, and is particularly installed in an imaging device for continuous shooting day and night, such as a surveillance camera. It is used as a color camera by removing the infrared cut filter at night and switching to a dummy filter as necessary at night.

図１〜図３は本発明のフィルター切替え装置１の一例を示す。本発明のフィルター切替え装置１は、撮像装置（図示せず）の光路Zに対応する開口部２を備えたホルダー３と、前記ホルダー３にスライド移動可能に配置された、２種類のフィルター4a,4bを備えた可動フィルター部材５と、強磁性体からなる蓋６とを備える。前記ホルダー３の開口部２の両側には永久磁石7a,7b及び強磁性体からなる平板状ヨーク８からなる磁界発生手段９が設けられており、一方前記可動フィルター部材５には偏平な空芯コイル10が外嵌されている。前記磁界発生手段９及び前記空芯コイル10によって構成されたボイスコイルモータにより、前記可動フィルター部材５をスライド移動させることができ、前記可動フィルター部材５に備えられた前記２種類のフィルター4a,4bを、前記ホルダー３及び蓋６に設けられた前記開口部２に対応させて交互に切替えることができる。   1 to 3 show an example of the filter switching device 1 of the present invention. The filter switching device 1 of the present invention includes a holder 3 having an opening 2 corresponding to an optical path Z of an image pickup device (not shown), and two types of filters 4a, which are slidably disposed on the holder 3. A movable filter member 5 provided with 4b and a lid 6 made of a ferromagnetic material are provided. On both sides of the opening 2 of the holder 3, there are provided magnetic field generating means 9 comprising permanent magnets 7a, 7b and a flat yoke 8 made of a ferromagnetic material, while the movable filter member 5 has a flat air core. The coil 10 is externally fitted. The movable filter member 5 can be slid by a voice coil motor constituted by the magnetic field generating means 9 and the air-core coil 10, and the two types of filters 4a and 4b provided in the movable filter member 5 are provided. Can be switched alternately corresponding to the opening 2 provided in the holder 3 and the lid 6.

前記永久磁石7a,7bは、前記可動フィルター部材５を駆動させる目的の場合、前記ホルダー３の開口部２のどちらか片側のみでも良い。すなわち、前記永久磁石7aのみでも良いし、前記永久磁石7bのみでも良い。ただし、後述の自己保持手段を備える場合は、前記永久磁石7a,7bの両方が必要となる。   For the purpose of driving the movable filter member 5, the permanent magnets 7 a and 7 b may be provided on only one side of the opening 2 of the holder 3. That is, only the permanent magnet 7a or only the permanent magnet 7b may be used. However, when the self-holding means described later is provided, both the permanent magnets 7a and 7b are required.

前記可動フィルター部材５の２種類のフィルター4a,4bの境界部には、前記可動フィルター部材５を前記フィルター4a側の位置又は前記フィルター4b側の位置に固定させるための磁性体からなるロックピン11が設けられている。前記空芯コイル10には、フレキシブル配線基板12を介して電線（図示せず）が接続されている。ただし、電線（図示せず）はなくても良く、その場合にはフレキシブル配線基板12を直接制御基板部材へ接続する。フレキシブル配線基板12自体を導通手段とすることにより部品点数を削減できる。前記空芯コイル10は、前記可動フィルター部材５の周囲に直接接着するのが好ましい。   At the boundary between the two types of filters 4a and 4b of the movable filter member 5, a lock pin 11 made of a magnetic material for fixing the movable filter member 5 to the position on the filter 4a side or the position on the filter 4b side. Is provided. An electric wire (not shown) is connected to the air-core coil 10 via a flexible wiring board 12. However, there may be no electric wire (not shown), in which case the flexible wiring board 12 is directly connected to the control board member. The number of parts can be reduced by using the flexible wiring board 12 itself as a conduction means. It is preferable that the air-core coil 10 is directly bonded around the movable filter member 5.

図４は、永久磁石7a,7b及び平板状ヨーク８を備えたホルダー３、２種類のフィルター4a,4bを備えた可動フィルター部材５、及び前記可動フィルター部材５に設けられた空芯コイル10の関係を示す。図５は、図1(a)のA-A断面を示す模式図であり、図６はホルダー３及び可動フィルター部材５を示す分解斜視図である。ただし、図５においては簡単のために可動フィルター部材５及びホルダー３の一部を省略した。前記可動フィルター部材５は、前記ホルダー３の長手方向に沿ってスライド移動可能に配置されており、前記永久磁石7a,7b及び前記平板状ヨーク８からなる前記磁界発生手段９と前記空芯コイル10とからなる前記ボイスコイルモータの駆動力により、前記フィルター4a又は前記フィルター4bを開口部２に対応した位置にスライド移動させることができる。   4 shows a holder 3 having permanent magnets 7a and 7b and a flat yoke 8, a movable filter member 5 having two kinds of filters 4a and 4b, and an air-core coil 10 provided on the movable filter member 5. FIG. Show the relationship. FIG. 5 is a schematic view showing the AA cross section of FIG. 1 (a), and FIG. 6 is an exploded perspective view showing the holder 3 and the movable filter member 5. However, in FIG. 5, a part of the movable filter member 5 and the holder 3 is omitted for simplicity. The movable filter member 5 is arranged so as to be slidable along the longitudinal direction of the holder 3, and the magnetic field generating means 9 comprising the permanent magnets 7 a and 7 b and the flat plate yoke 8 and the air-core coil 10. The filter 4a or the filter 4b can be slid to a position corresponding to the opening 2 by the driving force of the voice coil motor.

前記フィルター4aが前記ホルダー３の開口部２に対応する位置にある状態（前記フィルター4aが光路に挿入された状態）を図4(a)に示し、前記フィルター4bが前記ホルダー３の開口部２に対応する位置にある状態（前記フィルター4bが光路に挿入された状態）を図4(b)に示す。前記空芯コイル10に供給する電流の向きを交互に変えることにより、前記可動フィルター部材５を往復移動させることができるので、前記フィルター4a及び前記フィルター4bを交互に切替えることが可能である。   FIG. 4A shows a state where the filter 4a is in a position corresponding to the opening 2 of the holder 3 (a state where the filter 4a is inserted into the optical path), and the filter 4b is the opening 2 of the holder 3. FIG. 4 (b) shows a state corresponding to (a state where the filter 4b is inserted in the optical path). Since the movable filter member 5 can be reciprocated by alternately changing the direction of the current supplied to the air-core coil 10, the filter 4a and the filter 4b can be switched alternately.

本発明のフィルター切替え装置１は、前記可動フィルター部材５に設けられたロックピン11と、前記永久磁石7a又は前記永久磁石7bとの間の磁気的吸引力により、前記空芯コイル10が無通電状態にあるときでも、前記２種類のフィルター4a,4bをどちらかに切替えた状態を保持することができる。すなわち、前記フィルター4aが前記開口部２に対応した位置（図4(a)の状態）にある場合、前記ロックピン11に永久磁石7bの吸引力がより強く働くため、前記空芯コイル10に供給する電流を止めた後も図4(a)の状態を保持することができ、また前記フィルター4bが前記開口部２に対応した位置（図4(b)の状態）にある場合、前記ロックピン11に永久磁石7aの吸引力がより強く働くため、前記空芯コイル10に供給する電流を止めた後も図4(b)の状態を保持することができる。   In the filter switching device 1 of the present invention, the air-core coil 10 is not energized by the magnetic attractive force between the lock pin 11 provided on the movable filter member 5 and the permanent magnet 7a or the permanent magnet 7b. Even in the state, the state in which the two types of filters 4a and 4b are switched to either one can be maintained. That is, when the filter 4a is in a position corresponding to the opening 2 (the state shown in FIG. 4 (a)), the attractive force of the permanent magnet 7b acts on the lock pin 11 more strongly. The state shown in FIG. 4 (a) can be maintained even after the supplied current is stopped, and when the filter 4b is in a position corresponding to the opening 2 (state shown in FIG. 4 (b)), the lock Since the attraction force of the permanent magnet 7a acts on the pin 11 more strongly, the state shown in FIG. 4 (b) can be maintained even after the current supplied to the air-core coil 10 is stopped.

(2)ホルダー
ホルダー３は、図７に示すように、可動フィルター部材５を収納するための非磁性体からなる長方形状の部材で、撮像装置の光路に対応する長方形の開口部２と、前記開口部２の両側に永久磁石7a,7bを保持する長方形の保持孔31a,31bと、平板状ヨーク８を保持するための保持溝32と、可動フィルター部材５をスライド移動可能に支持するための支持溝33a,33bとが設けられている。ホルダー３の側壁には、フィルター切替え装置１を監視カメラ等のケーシングやプリント基板に取付けるためのネジ穴34a,34bが一体に設けられている。 (2) Holder As shown in FIG. 7, the holder 3 is a rectangular member made of a non-magnetic material for housing the movable filter member 5, and includes a rectangular opening 2 corresponding to the optical path of the imaging device, A rectangular holding hole 31a, 31b for holding the permanent magnets 7a, 7b on both sides of the opening 2, a holding groove 32 for holding the flat yoke 8, and a movable filter member 5 for slidably supporting the movable filter member 5. Support grooves 33a and 33b are provided. On the side wall of the holder 3, screw holes 34a and 34b for attaching the filter switching device 1 to a casing such as a surveillance camera or a printed board are integrally provided.

前記永久磁石7a,7bは、それぞれ厚さ方向に磁化されており、異極性の磁極が前記可動フィルター部材５に設けられた前記空芯コイル10に対向するように組み合わされており、前記空芯コイル10とともにボイスコイルモータを形成している。   The permanent magnets 7a and 7b are magnetized in the thickness direction, and are combined so that magnetic poles of different polarities face the air core coil 10 provided on the movable filter member 5, and the air core A voice coil motor is formed together with the coil 10.

図２に示すように、前記永久磁石7a,7bの前記空芯コイル10と反対側に強磁性体からなる平板状ヨーク８を設けることにより、前記ボイスコイルモータによる推力を向上させることができるとともに、漏洩磁束が低減されて、フィルター切替え装置１の周囲に設けられた部材への悪影響を防止することができる。本実施態様においては、前記平板状ヨーク８が前記永久磁石7a,7bの両方をつなぐように一体となった形状としているが、前記各永久磁石7a,7bのそれぞれに対応するように、２つの平板状ヨークとすることもできる。ただし、前記ボイスコイルモータによる推力を向上の観点からは、一体となった形状の方が好ましい。   As shown in FIG. 2, by providing a flat yoke 8 made of a ferromagnetic material on the side of the permanent magnets 7a, 7b opposite to the air-core coil 10, the thrust by the voice coil motor can be improved. The leakage magnetic flux is reduced, and adverse effects on the members provided around the filter switching device 1 can be prevented. In the present embodiment, the flat yoke 8 is integrated so as to connect both the permanent magnets 7a and 7b. However, two flat yokes 8 are provided so as to correspond to each of the permanent magnets 7a and 7b. It can also be a flat yoke. However, from the viewpoint of improving the thrust by the voice coil motor, an integrated shape is preferable.

(3)可動フィルター部材
可動フィルター部材５は、図８に示すように、非磁性体からなる長方形状の枠からなり、フィルター4a,4bをそれぞれ保持するための長方形の保持孔51a,51bが設けられており、前記保持孔51a,51bには、前記フィルター4a,4bを固定するためのバネ状の爪52a,52bが設けられている。可動フィルター部材５の２種類のフィルター4a,4b境界部には、磁性体からなる前記ロックピン11を保持するための保持溝53が設けられている。可動フィルター部材５の前記ホルダー３に支持される側の四角には、前記ホルダー３に設けられた支持溝33a,33bに対応するように、可動フィルター部材５をスライド移動可能に支持するための突起54,54,54,54を有している。 (3) Movable filter member As shown in FIG. 8, the movable filter member 5 is formed of a rectangular frame made of a non-magnetic material, and is provided with rectangular holding holes 51a and 51b for holding the filters 4a and 4b, respectively. The holding holes 51a and 51b are provided with spring-like claws 52a and 52b for fixing the filters 4a and 4b. A holding groove 53 for holding the lock pin 11 made of a magnetic material is provided at the boundary between the two types of filters 4a and 4b of the movable filter member 5. Projections for supporting the movable filter member 5 so as to be slidable so as to correspond to the support grooves 33a and 33b provided in the holder 3 on the square of the movable filter member 5 on the side supported by the holder 3 54,54,54,54.

前記可動フィルター部材５には、その周囲に空芯コイル10を外嵌することができる。空芯コイル10は前記可動フィルター部材５に直接接着することが可能であり、このため巻線のためのボビンは不要となる。   An air core coil 10 can be externally fitted to the movable filter member 5. The air-core coil 10 can be directly bonded to the movable filter member 5, so that a bobbin for winding is not necessary.

(4)フィルター
フィルター4a,4bは、目的に応じて様々な組み合わせが可能だが、本発明においては、赤外線カットフィルターと赤外線を透過するダミーフィルターとの組み合わせが好ましい。前記ダミーフィルターは、光路長が前記赤外線カットフィルターと同等値になるように屈折率及び厚さを設定するのが好ましい。また、目的に応じて前記ダミーフィルターを使用しない場合、すなわち赤外線カットフィルターとフィルターなしとの組み合わせでもよい。 (4) Filter The filters 4a and 4b can be variously combined depending on the purpose, but in the present invention, a combination of an infrared cut filter and a dummy filter that transmits infrared light is preferable. The dummy filter preferably has a refractive index and a thickness so that the optical path length is equal to that of the infrared cut filter. Further, when the dummy filter is not used depending on the purpose, that is, a combination of an infrared cut filter and no filter may be used.

フィルター切替え装置を監視カメラ等に設置して使用する場合、昼間は赤外線カットフィルターに切替えてカラーカメラとして使用し、夜間はダミーフィルターに切替え（又は何も使用せず）、高感度の白黒カメラとして使用することで、昼夜連続撮影用の撮像装置とすることができる。   When the filter switching device is installed on a surveillance camera, etc., it is used as a color camera by switching to an infrared cut filter during the day, and switched to a dummy filter at night (or nothing is used) as a highly sensitive black and white camera. By using it, it can be set as an imaging device for continuous shooting day and night.

(5)蓋
蓋６は、強磁性体からなるのが好ましい。強磁性体からなる蓋６は平板状のヨークとして機能する。すなわち、強磁性体からなる蓋６を設けることにより、永久磁石7a,7bから発生する磁界がフィルター切替え装置１の内部に閉じ込められるので、漏洩磁束が低減されて、フィルター切替え装置１の周囲に設けられた部材への悪影響を防止することができる。 (5) Lid The lid 6 is preferably made of a ferromagnetic material. The lid 6 made of a ferromagnetic material functions as a flat yoke. That is, by providing the lid 6 made of a ferromagnetic material, the magnetic field generated from the permanent magnets 7a and 7b is confined inside the filter switching device 1, so that the leakage magnetic flux is reduced and provided around the filter switching device 1. An adverse effect on the formed member can be prevented.

[2] 従来のフィルター切替え装置
図９〜図12は、従来のフィルター切替え装置101を示す。ただし、図12は簡単のために可動フィルター部材105を省略した。従来のフィルター切替え装置101は、撮像装置（図示せず）の光路Zに対応する開口部102を備えたホルダー103と、前記ホルダー103にスライド移動可能に配置された、２種類のフィルター104a,104bを備えた可動フィルター部材105と、蓋106とを備え、前記ホルダー103には回転型磁石107を用いたモータ108が設けられており、前記モータ108の回転型磁石107に設けられたレバー109によって、前記可動フィルター部材105をスライド移動させ、前記２種類のフィルター104a,104bを、前記ホルダー103及び蓋106に設けられた前記開口部102に対応させて切替えることができる。前記ホルダー103には前記モータ108を収納するためのモータ収納部110が設けられている。 [2] Conventional Filter Switching Device FIGS. 9 to 12 show a conventional filter switching device 101. However, the movable filter member 105 is omitted in FIG. 12 for simplicity. A conventional filter switching device 101 includes a holder 103 having an opening 102 corresponding to an optical path Z of an image pickup device (not shown), and two types of filters 104a and 104b disposed on the holder 103 so as to be slidable. The holder 103 is provided with a motor 108 using a rotary magnet 107, and a lever 109 provided on the rotary magnet 107 of the motor 108 is provided with a movable filter member 105 provided with a lid 106. The movable filter member 105 can be slid to switch the two types of filters 104a and 104b in correspondence with the opening 102 provided in the holder 103 and the lid 106. The holder 103 is provided with a motor housing part 110 for housing the motor 108.

従来のフィルター切替え装置101において、前記モータ収納部110は他の部分に比べて厚くなっているため、装置への組込み配置上での自由度が制限される。また、回転型磁石107を用いた駆動方式の場合、回転出力を直動へ転換する必要があり、前記レバー109等の部品の回転型磁石107への接着又はインサート成型が必要になる。このため金型費の増大や、磁石のNS極回転方向の位置決めや、着磁品の取り扱いでの留意など懸念材料が多い。   In the conventional filter switching device 101, the motor storage section 110 is thicker than the other portions, so that the degree of freedom in assembling the device into the device is limited. Further, in the case of a drive system using the rotary magnet 107, it is necessary to convert the rotational output to linear motion, and it is necessary to bond or insert-mold parts such as the lever 109 to the rotary magnet 107. For this reason, there are many concerns such as an increase in mold costs, positioning of the magnet in the NS pole rotation direction, and precautions when handling magnetized products.

前記モータ108は、前記回転型磁石107と、前記回転型磁石107に回転させる推進力を与えるためのコイル111と、前記コイル111を巻線するためのボビン112と、前記回転型磁石107により形成される磁気回路を閉回路とするために前記回転型磁石107の外周に設けられたリング状のヨーク113とを備える。   The motor 108 is formed by the rotary magnet 107, a coil 111 for giving a propulsive force to rotate the rotary magnet 107, a bobbin 112 for winding the coil 111, and the rotary magnet 107. In order to make the magnetic circuit to be closed into a closed circuit, a ring-shaped yoke 113 provided on the outer periphery of the rotary magnet 107 is provided.

前記コイル111は、構造上回転型磁石107の周りに巻線する必要があるので、回転型磁石107がボビン112内にセットされた状態で巻線する必要があり、いわゆる組加工が必要不可欠となる。   Since the coil 111 is structurally required to be wound around the rotary magnet 107, it is necessary to wind the rotary magnet 107 in a state where the rotary magnet 107 is set in the bobbin 112. Become.

また巻線の端末導通処理のために、ボビン112に挿入された端子ピン（図示せず）に巻線端末を絡げて半田処理するといった作業も必要になる。導通処理のために端子ピンに絡げられた巻線端末は、別の回路基板に挿入されて半田処理され、さらに最終のリード線が半田される。これは、耐熱強度や端子挿入強度不足によりボビン112又は端子ピンに直接リード線を半田することができないためである。   Further, in order to perform the terminal conduction process of the winding, an operation of tying the winding terminal to a terminal pin (not shown) inserted in the bobbin 112 and performing soldering is also necessary. The winding terminal entangled with the terminal pin for the conduction process is inserted into another circuit board and soldered, and the final lead wire is further soldered. This is because the lead wire cannot be soldered directly to the bobbin 112 or the terminal pin due to insufficient heat resistance strength or terminal insertion strength.

さらに前記リング状のヨーク113は、パイプ材料の使用、又は平板金からの絞り加工後のトリミング等での作製が必要で、コストアップ要因になる。   Further, the ring-shaped yoke 113 needs to be manufactured by using a pipe material or trimming after drawing from a flat metal plate, which causes a cost increase.

１・・・フィルター切替え装置
２・・・開口部
３・・・ホルダー
31a,31b・・・保持孔
32・・・保持溝
33a,33b・・・支持溝
34a,34b・・・ネジ穴
4a,4b・・・フィルター
５・・・可動フィルター部材
51a,51b・・・保持孔
52a,52b・・・バネ状爪
53・・・保持溝
54・・・突起
６・・・蓋
7a,7b・・・永久磁石
８・・・平板状ヨーク
９・・・磁界発生手段
10・・・空芯コイル
11・・・ロックピン
12・・・フレキシブル配線基板
101・・・従来のフィルター切替え装置
102・・・開口部
103・・・ホルダー
104a,104b・・・フィルター
105・・・可動フィルター部材
106・・・蓋
107・・・回転型磁石
108・・・モータ
109・・・レバー
110・・・モータ収納部
111・・・コイル
112・・・ボビン
113・・・ヨーク 1 ... Filter switching device 2 ... Opening 3 ... Holder
31a, 31b ・ ・ ・ Holding holes
32 ・ ・ ・ Holding groove
33a, 33b ... support groove
34a, 34b ・ ・ ・ Screw holes
4a, 4b ... Filter 5 ... Movable filter member
51a, 51b ・ ・ ・ Holding holes
52a, 52b ・ ・ ・ Spring claw
53 ・ ・ ・ Holding groove
54 ... Projection 6 ... Lid
7a, 7b ... permanent magnet 8 ... flat yoke 9 ... magnetic field generating means
10 ... Air-core coil
11 ... Lock pin
12 ・ ・ ・ Flexible wiring board
101 ... Conventional filter switching device
102 ... Opening
103 ・ ・ ・ Holder
104a, 104b ・ ・ ・ Filter
105 ・ ・ ・ Movable filter member
106 ・ ・ ・ Lid
107 ・ ・ ・ Rotating magnet
108 ・ ・ ・ Motor
109 ・ ・ ・ Lever
110 ・ ・ ・ Motor storage
111 ・ ・ ・ Coil
112 ・ ・ ・ Bobbins
113 ... York

Claims (4)

撮影条件に応じて２種類のフィルターを切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移動可能に配置された、２種類のフィルターを備えた非磁性体からなる可動フィルター部材と、
前記２種類のフィルターを、前記ホルダーに設けられた前記光路に交互に入れ替えるために、前記可動フィルター部材をスライド移動させる駆動手段とからなり、
前記駆動手段が、前記ホルダーの前記開口部の両側に設けられた平板状永久磁石と、前記可動フィルター部材に設けられた偏平な空芯コイルとによって構成されるとともに、前記永久磁石が、それぞれ厚さ方向に磁化されており、異極性の磁極が前記空芯コイルに対向するように組み合わされているボイスコイルモータであり、
前記可動フィルター部材の、前記２種類のフィルターの境界部に設けられた磁性体からなるピン部材と、前記一方の永久磁石又は前記他方の永久磁石との間の磁気的吸引力により、前記ボイスコイルモータが無通電状態にあるときでも、前記２種類のフィルターのいずれかに切り替えた状態に、前記可動フィルター部材を保持する自己保持手段を備えることを特徴とするフィルター切替え装置。 A filter switching device for switching between two types of filters according to shooting conditions,
A holder made of a non-magnetic material having an opening corresponding to the optical path of the imaging device;
A movable filter member made of a non-magnetic material provided with two types of filters, slidably arranged in the holder;
In order to alternately replace the two types of filters with the optical path provided in the holder, it comprises driving means for slidingly moving the movable filter member,
The driving means is constituted by flat permanent magnets provided on both sides of the opening of the holder and flat air-core coils provided on the movable filter member, and the permanent magnets are thick. are magnetized in the direction, Ri Oh a voice coil motor different polarities poles of are combined so as to face the air-core coil,
Due to the magnetic attractive force between the pin member made of a magnetic material provided at the boundary between the two types of filters of the movable filter member and the one permanent magnet or the other permanent magnet, the voice coil motor even when it is in non-energized state, the state is switched to either of the two types of filters, a filter switching device according to claim Rukoto with a self-holding means for holding the movable filter member. 請求項１に記載のフィルター切替え装置において、前記永久磁石の、前記空芯コイルと反対側に強磁性体からなる平板状ヨークが備えられていることを特徴とするフィルター切替え装置。 2. The filter switching device according to claim 1 , wherein a flat yoke made of a ferromagnetic material is provided on the side of the permanent magnet opposite to the air-core coil. 請求項１又は２に記載のフィルター切替え装置において、前記空芯コイルの、前記永久磁石と反対側に強磁性体からなる蓋が備えられていることを特徴とするフィルター切替え装置。 3. The filter switching device according to claim 1 , wherein a lid made of a ferromagnetic material is provided on a side of the air-core coil opposite to the permanent magnet. 4. 請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター切替え装置において、前記２種類のフィルターが、赤外線カットフィルター及び赤外線を透過するダミーフィルターであることを特徴とするフィルター切替え装置。 The filter switching device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the two types of filters are an infrared cut filter and a dummy filter that transmits infrared rays.
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