CN100356224C - 摄影透镜 - Google Patents
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Abstract
本发公开一种摄影透镜(30)，具有调焦用调焦透镜(FL)和凸缘衬圈调整用的凸缘衬圈调整用透镜(TL)，能够以至少两个的第一波长区和第二波长区的光进行摄影，其中，具有：凸缘衬圈调整用透镜驱动模块(TM)，其使所述凸缘衬圈调整用透镜(TL)的位置在光轴方向上移动；校正量存储模块，其基于光程的变化量，而决定凸缘衬圈调整用透镜(TL)的校正量，并存储校正量；凸缘衬圈调整用透镜控制模块，其使凸缘衬圈调整用透镜(TL)移动，并控制凸缘衬圈调整用透镜驱动模块，使由第一、二波长区的光进行摄影时的成像位置一致。从而即使在使用光程产生变化的电视摄像机主体时，也能够消除成像位置的错位。
Description
技术领域
本发明涉及摄影透镜，特别是涉及能够以多个波长区的光摄影的摄影透镜。
背景技术
在由电视摄像机主体和摄影透镜构成的电视摄像机中，具有能够在可见光区和近红外区兼用而使用的器件。当这种电视摄像机的摄影透镜设定为在可见光区进行聚焦的情况下，若以近红外区的光进行摄影，则会出现如下问题，因为波长范围不同产生的轴上色差，而在电视摄像机主体的摄像元件(CCD)的摄像面(以下，称为成像位置)产生错位。
对于这种问题，在专利文献1所公开的透镜系统(摄影透镜)中，在以近红外区的光进行摄影时，以往，通过校正作为凸缘衬圈(flange back)调整用而具备的凸缘衬圈调整用透镜(跟踪透镜)的设定位置，而消除由轴上色差引起的成像位置的错位。
〔专利文献1〕特开2003-262775号公报
然而，在安装有摄影透镜的电视摄像机主体中，在以可见光区的光摄影时，在摄像元件的光轴的前方配置有IR截止滤光镜，在以近红外区的光摄影时将IR截止滤光镜从光轴上取下。此时，存在一种如下方式的电视摄像机，其考虑到以可见光区的光进行摄影和以近红外区的光进行摄影时所产生的成像位置的错位，通过变更IR截止滤光镜的厚度和透明玻璃的厚度，而使光程变化，从而抵消成像位置的错位。
在专利文献1中，如上所述，没有考虑如上述的在光程上产生变化的电视摄像机主体。因此，在仅由电视摄像机主体对以可见光区的光进行摄影和以近红外光区的光进行摄影时所产生的成像位置的错位进行校正的电视摄像机主体中，存在如下问题，即若仅通过专利文献1的摄影透镜，安装校正上述成像位置的错位的摄影透镜，则由电视摄像机主体和摄影透镜对成像位置的错位进行二重校正，作为电视摄像机主体而不能够消除成像位置的错位。
发明内容
因此，本发明鉴于上述情况而产生，其目的在于提供一种即使使用在光程上发生变化的电视摄像机主体时，也能够消除成像位置的错位的摄影透镜。
为达到所述目的，本发明第一发明提供一种摄影透镜，具有调焦用调焦透镜和凸缘衬圈调整用的凸缘衬圈调整用透镜，能够至少以第一波长区和第二波长区两种光进行摄影，其特征在于，具有：凸缘衬圈调整用透镜驱动模块，其使所述凸缘衬圈调整用透镜的位置在所述光轴方向移动；校正量存储模块，其基于相对于由所述第一波长区的光进行摄影时的由所述第二波长区的光进行摄影时的摄影透镜侧的光程的变化量，以及安装有所述摄影透镜的电视摄像机主体侧的光程的变化量，而决定以所述第二波长区的光进行摄影时的所述凸缘衬圈调整用透镜的校正量，并存储所述校正量；凸缘衬圈调整用透镜控制模块，其在以所述第一波长区的光进行摄影时，使所述凸缘衬圈调整用透镜移动至被凸缘衬圈调整后的设定位置，在以所述第二波长区的光进行摄影时，基于从所述校正量存储模块读取的所述校正量，使所述凸缘衬圈调整用透镜移动，并控制所述凸缘衬圈调整用透镜驱动模块，使以所述第二波长区的光进行摄影时的成像位置与以所述第一波长区的光进行摄影时的成像位置一致。
根据本发明，不仅基于摄影透镜侧的光程的变化量，而且基于电视摄像机主体侧的光程的变化量，而决定凸缘衬圈调整用透镜的校正量。因此，在以第二波长区的光进行摄影时，凸缘衬圈调整用透镜，从凸缘衬圈被调整后的设定位置，被校正到仅移动所述校正量的位置，从而使以第一波长区的光进行摄影时与以第二波长区的光进行摄影时的成像位置一致。因此，即使使用在光程上产生变化的电视摄像机主体的情况下，也能够消除成像位置的错位。
本发明第二发明，根据本发明第一发明所记载的摄影透镜，其特征在于，还具备：操作模块，其能够使所述凸缘衬圈调整用透镜在光轴方向上移动，对于所述操作模块的操作量相当于所述电视摄像机主体侧的光程的变化量。
本发明第二发明的方式，在以第二波长区的光进行摄影时，通过一边确认摄影影像，一边操作操作模块，从而能够设定电视摄像机主体侧的光程的变化量。特别是本方式，即使在不知电视摄像机主体侧的光程的变化量的情况下，也能够通过对于操作模块的操作，而间接地设定光程的变化量。
本发明第三发明，根据本发明第一或第二发明所记载的摄影透镜，其特征在于，所述第一波长区是可见光波长区，所述第二波长区是近红外波长区。
本发明第三发明的方式限定为将第一波长区设为可见光区，将第二波长区设为近红外区。
根据本发明，不仅基于摄影透镜侧的光程的变化量，而且基于电视摄像机主体侧的光程的变化量，而决定凸缘衬圈调整用透镜的校正量。在以第二波长区的光进行摄影时，凸缘衬圈调整用透镜，从被凸缘衬圈调整后的设定位置被校正到仅移动所述校正量的位置，从而使以第一波长区的光进行摄影时与以第二波长区的光进行摄影时的成像位置一致。因此，即使使用在光程上产生变化的电视摄像机主体的情况下，也能够消除成像位置的错位。
附图说明
图1是表示本发明所适用的电视摄像机的整体结构的图。
图2是通过数据表格表示第一校正数据的图。
图3是通过曲线显示表示图2第一校正数据的图。
图中：10-电视摄像机，12-计算机，20-电视摄像机主体，22-摄像元件，24-红外线截止滤光镜机构，26-红外线截止滤光镜，28-透明玻璃，30-摄影透镜，32-CPU，34-存储器，36-操作模块，FL-调焦透镜，ZL-变焦透镜，I-光圈，RL-中继透镜，TL-跟踪透镜，FM、ZM、IM、TM-马达。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的摄影透镜的优选实施方式进行说明。
图1是具有应用本发明的摄影透镜的电视摄像机的全体结构的图。如该图所示，电视摄像机10，主要由电视摄像机主体20，和安装于电视摄像机主体20中的摄影透镜30构成。
电视摄像机主体20，具有：摄像元件(CCD)22，和配置于摄像元件22的光轴前方(被拍摄体侧)的红外线截止滤光镜机构24。红外线截止滤光镜机构24构成为，根据摄影模式，而将红外线截止滤光镜26和透明玻璃28的其中之一配置在光轴上。
在此，所谓摄影模式，具有由可见光区的光进行摄影的标准摄影模式(以下称标准摄影模式)，和由近红外区的光进行摄影时的摄影模式(以下称近红外摄影模式)。电视摄像机主体20以及后述的摄影透镜30的摄影模式被构成为，根据例如从设于电视摄像机主体20的外部的未图示的光传感器发送而来的摄影模式切换信号，而交替地进行切换。
在电视摄像机主体20是标准摄影模式的情况下，红外线截止滤光镜26配置在光轴上。另一方面，在电视摄像机主体20是近红外摄影模式的情况下，配置透明玻璃28。红外线截止滤光镜26和透明玻璃28的切换，在接收到摄影模式切换信号时，通过未图示的马达驱动而进行。
本实施方式的电视摄像机主体20构成为，以标准摄影模式和近红外摄影模式使光程发生变化。即，其构成为在近红外摄影模式时，配置于光轴上的透明玻璃28的厚度，比在标准摄影模式时配置于光轴上的红外线截止滤光镜26薄。另外，透明玻璃28和红外线截止滤光镜26的折射率，大致相等而构成。因此，将透明玻璃28配置于光轴上时的成像位置，与将红外线截止滤光镜26配置于光轴上时的成像位置相比，成为偏向被拍摄体侧(光轴前方)位置。这种电视摄像机主体20的透明玻璃28的厚度，大多是通过估计由摄影透镜侧的轴上色差产生的光程的变化量而进行设计。为此，在电视摄像机主体20上安装与设计时所被估计的摄影透镜侧的光程的变化量不同的摄影透镜的情况下，就会产生不能消除成像位置的错位的问题。
本实施方式中的摄影透镜30，即使被安装在如上所述的由标准摄影模式和近红外摄影模式使光程产生变化而构成的电视摄像机20上，也能够消除成像位置的错位。以下，对这种摄影透镜30的结构进行说明。
在摄影透镜30中，从目标物侧顺序配置有调焦透镜(群)FL、变焦透镜(群)ZL、光圈I、中继透镜(组)RL。来自具有给定的被拍摄体距离的物体的被拍摄体的光，顺序通过调焦透镜FL、变焦透镜ZL、光圈I、中继透镜RL，而在配置于中继透镜RL的后方的电视摄像机主体20的摄像元件(CCD)22的受光面(摄像面)22A上成像。
在此，调焦透镜FL是调焦用透镜，配置在光轴方向可以移动。若使调焦透镜FL移动而变更调焦透镜FL的设定位置，则焦点位置变更，聚焦的被拍摄体的被拍摄距离变更。
变焦透镜ZL，是变焦倍率调整用透镜，由变焦系统透镜VL和校正系统透镜CL构成。变焦系统透镜VL和校正系统透镜CL保持一定的位置关系，配置在光轴方向可以移动，若使这些变焦系统透镜VL以及校正系统透镜CL移动，变更各设定位置，则由变焦系统透镜VL而使焦点距离变更，另一方面通过校正系统透镜CL而防止像点的变动，从而仅使变焦倍率变更。另外，变焦系统透镜VL和校正系统透镜CL的设定位置，作为变焦透镜ZL的设定位置而由一个位置参数表示。
构成中继透镜RL的一部分的跟踪透镜TL，作为凸缘衬圈调整用透镜配置在光轴方向可以移动。通过调整跟踪透镜TL的设定位置，而能够对凸缘衬圈进行调整。另外，在如后述的摄影模式被设定为近红外摄影模式的情况下，跟踪透镜TL的设定位置被自动地校正到适当的位置。
另外，在摄影透镜30中，设有：马达FM、ZM、IM、TM，其分别相对于上述调焦透镜FL、变焦透镜ZL、光圈I、跟踪透镜TL而连接，可传送动力；电位器FP、ZP、IP、TP，其用于检测上述调焦透镜FL、变焦透镜ZL、光圈I、跟踪透镜TL的位置；CPU32；存储器34；以及操作模块36。
各马达FM、ZM、IM、TM，其构成为由从CPU32输出的驱动信号而被驱动。另外，从各电位器FP、ZP、IP、TP输出的检测信号被输入到CPU32中而构成。因此，CPU32以如下方式进行控制，其一边根据来自各电位器FP、ZP、IP、TP的检测信号而检测各调焦透镜FL、变焦透镜ZL、光圈I以及跟踪透镜TL的当前位置，一边通过向各马达FM、ZM、IM、TM输出驱动信号，而马达驱动调焦透镜FL、变焦透镜ZL、光圈I以及跟踪透镜TL，并形成希望的设定位置或移动速度。
另外，在CPU32中，输入摄影模式切换信号。CPU32，若接收到摄影模式切换信号，则进行用于切换摄影模式的动作。在摄影透镜30的摄影模式中，有标准摄影模式和近红外摄影模式。在标准摄影模式的情况下，跟踪透镜TL被设定在凸缘衬圈调整后的设定位置(以下，称为凸缘衬圈调整位置)上。另一方面，在近红外摄影模式的情况下，跟踪透镜TL被设定在基于后述校正数据而算出的校正位置上。因此，CPU32，在接收到摄影模式切换信号时，向马达TM输出驱动信号，并将跟踪透镜TL移动到对应于摄影模式的希望的位置。
用于计算出近红外摄影模式的跟踪透镜TL的校正位置的校正数据，由相当于由摄影透镜30侧的轴上色差产生的光程的变化量的校正数据(以下，称为第一校正数据)，和相当于电视摄像机主体20一侧的光程的变化量的校正数据(以下，称为第二校正数据)构成。
第一校正数据事先被生成，通过CPU可读取地存储于摄影透镜30内的存储器34(ROM、EEROM等)中。另外，也可以事先从计算机12(从计算机12的硬盘、软盘等记录介质)取得第一校正数据而写入摄影透镜30内的存储器34中，还可以在切换摄影模式时从计算机12仅取得该摄影模式中使用的第一校正数据而写入摄影透镜30内的存储器34中。此外，在第一校正数据中，也可以每次进行跟踪透镜TL的校正时，从计算机12仅取得对于该校正所必要的校正量。
第一校正数据，在例如像图2所示的数据表格中表示。在图2的数据表格的行指数中，表示的是对应于调焦透镜FL的设定位置的被拍摄体距离的值，在列指数中，表示的是对应于变焦透镜ZL的设定位置的变焦倍率的值。在表中的各栏中，表示的是各被拍摄体距离(调焦透镜FL的设定位置)以及变焦倍率(变焦透镜ZL的设定位置)的跟踪透镜TL的校正量。该跟踪透镜TL的校正量，表示以标准摄影模式时的跟踪透镜TL的凸缘衬圈调整位置作为基准时的位移量，表示在为正值的情况下，使跟踪透镜TL向光轴后方(成像侧)位移，在为负值的情况下，使跟踪透镜TL向光轴前方(被拍摄体侧)位移。另外，图3是通过曲线表示图2的数据表格的图。
另一方面，第二校正数据，是用于校正主要由标准摄影模式中配置于光轴上的红外线截止滤光镜26与近红外摄影模式中配置于光轴上的透明玻璃28的厚度的差异而引起的光程的变化的数据。第二校正数据，从红外线截止滤光镜26和透明玻璃28的厚度和折射率算出。例如，设红外线截止滤光镜26的厚度为2.0mm，透明玻璃28的厚度为1.5mm，红外线截止滤光镜26以及透明玻璃28的折射率为1.7，空气的折射率为1.0，则相当于第二校正数据的光程的变化量Δt成为下式：
Δt＝(2.0-1.5)×(1.7-1.0)＝0.35mm ...(1)
由此求出的第二校正数据，表示以由第一校正数据校正所得的跟踪透镜TL的校正位置为基准时的位移量，表示在为正值的情况下，使跟踪透镜TL向光轴后方(成像侧)位移，在为负值的情况下，使跟踪透镜TL向光轴前方(被拍摄体侧)位移。
第二校正数据，根据所使用的电视摄像机主体20而决定。在如上所述可以算出第二校正数据的情况下，可以事先将其存储于存储器34中。因为存储方法与所述第一校正数据相同，因此省略其说明。
另外，摄影透镜30，具备用于设定第二校正数据的操作模块36。操作模块36，例如由旋钮(volume)所构成，通过旋钮的旋转操作，而能够使跟踪透镜TL在光轴方向上移动。另外，对于操作模块36的操作量，构成为相当于电视摄像机主体20侧的光程的变化量。因此，在近红外摄影模式中，能够一边确认摄影模式，一边通过操作操作模块36，设定相当于电视摄像机主体20侧的光程的变化量的第二校正数据。如此间接地设定第二校正数据的方法，特别是在不能够如上所述地计算出电视摄像机主体20侧的光程的变化量的情况下有效。另外，也可以将相当于第二校正数据的操作模块36的操作量存储于存储器34而从CPU32读取，还可以由CPU32直接读取操作模块36的操作量而构成。
如上所述而构成的本发明的优选实施方式的作用如下。若电视摄像机主体20以及摄影透镜30接收摄影模式切换信号，而选择标准摄影模式，则由未图示的马达驱动，将红外线截止滤光镜26配置于电视摄像机主体20的摄像元件22的光轴前方。还有从摄影透镜30的CPU32，对马达TM输出驱动信号，跟踪透镜TL被设定于凸缘衬圈调整位置。另外，调焦透镜FL以及变焦透镜ZL，被设定于基于来自未图示的控制器的命令的希望的位置，电视摄像机10成为聚焦的状态。
对此，若电视摄像机主体20以及摄影透镜30接收摄影模式切换信号，选择近红外摄影模式，则由未图示的马达驱动，而将透明玻璃28配置于电视摄像机主体20的摄像元件22的光轴前方。另外，摄影透镜30的CPU32，通过电位器FP、ZP，检测调焦透镜FL以及变焦透镜ZL的当前位置，从存储器34读取对应于这些当前位置的第一校正数据，且从存储器34(或操作模块36)读取第二校正数据。于是，CPU32，计算出在相当于第一校正数据的摄影透镜30侧的光程的变化量上，加上相当于第二校正数据的电视摄像机主体20侧的光程的变化量后的校正量。此外，CPU32在跟踪透镜TL的凸缘衬圈调整位置上加上校正量，而求出跟踪透镜TL的校正位置。于是，CPU32对马达TM输出驱动信号，并将跟踪透镜TL移动至该校正位置。由此，近红外摄影模式的成像位置与标准摄影模式中的成像位置一致。
在本实施方式中，不仅基于摄影透镜30侧的光程的变化量，也基于电视摄像机主体20侧的光程的变化量，而求出跟踪透镜TL的校正量。于是，在近红外摄影模式中，跟踪透镜TL从跟踪透镜TL的凸缘衬圈调整位置，被校正至仅移动上述校正量的位置，而且使标准摄影模式的成像位置与近红外摄影模式中的成像位置一致。因此，即使在使用使光程发生变化的电视摄像机主体20的情况下，也能够消除成像位置的错位。
在本实施方式中，虽然将摄影模式设为由可见光区的光进行摄影的标准摄影模式，和由近红外区的光进行摄影的近红外摄影模式，但是并不限于此，也可以适用于由其他波长区的光进行摄影的摄影模式。另外摄影模式不限于两个，也可以是三个以上。此时，也可以对于每种摄影模式生成校正数据。此外，也可以将摄影模式设为由其他波长区的光进行摄影的情况。
另外在本实施方式中，虽然设定了对应于所使用的电视摄像机主体20的第二数据校正数据，但是不限于此，也可以构成为事前生成多个校正数据而存储于存储器32，用户可从其中进行适当的选择。
另外在本实施方式中，摄影透镜30的摄影模式的切换，虽然是根据从电视摄像机10的外部输入的摄影模式切换信号而进行，但是不限于此，也可以构成为从电视摄像机主体20接收摄影模式切换信号。另外，还可以构成为在摄影透镜30上设置选择开关，通过手动切换摄影模式。
以上虽然对本发明的摄影透镜进行了详细的说明，但是本发明不限于以上的例子，当然可以在不脱离本发明要义的范围中进行各种改良和变形。
Claims (3)
1、一种摄影透镜，具有焦距调整用的调焦透镜和凸缘衬圈调整用的凸缘衬圈调整用透镜，能够至少以第一波长区和第二波长区的两种光进行摄影，其特征在于，
具有：
凸缘衬圈调整用透镜驱动模块，其使所述凸缘衬圈调整用透镜的位置在光轴方向上移动；
校正量存储模块，其基于以所述第二波长区的光进行摄影时相对于以所述第一波长区的光进行摄影时的摄影透镜侧的光程的变化量，以及安装有所述摄影透镜的电视摄像机主体侧的光程的变化量，而决定以所述第二波长区的光进行摄影时的所述凸缘衬圈调整用透镜的校正量，并存储所述校正量；
凸缘衬圈调整用透镜控制模块，其在以所述第一波长区的光进行摄影时，使所述凸缘衬圈调整用透镜移动至被凸缘衬圈调整后的设定位置，在以所述第二波长区的光进行摄影时，基于从所述校正量存储模块所读取的所述校正量，而使所述凸缘衬圈调整用透镜移动，并控制所述凸缘衬圈调整用透镜驱动模块，使以所述第二波长区的光进行摄影时的成像位置与以所述第一波长区的光进行摄影时的成像位置一致。
2、根据权利要求1所述的摄影透镜，其特征在于，
还具有：操作模块，其能够使所述凸缘衬圈调整用透镜在光轴方向上移动；
对于所述操作模块的操作量是所述电视摄像机主体侧的光程的变化量。
3、根据权利要求1或2所述的摄影透镜，其特征在于，
所述第一波长区是可见光波长区，
所述第二波长区是近红外波长区。
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