CN1068490C - 监视用摄象机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过设置在壁面上的开口监视由上述壁面隔开的密闭空间内部的监视用摄象机，特别是监视炼铁高炉炉内原料的粒度、分布、气流等状态的监视用摄象机。该摄象机由广角镜组、可变焦距镜组、摄象元件以及移动装置构成。所述移动装置可自由地移动该可变焦距镜组和摄象元件，以便能够观察由广角镜组得到的光学像的任意部分。从而能得到较大的光学视场，以便准确地控制高炉内的炉料堆积形貌。

Description

监视用摄象机

本发明涉及通过设置在壁面上的开口监视由上述壁面隔开的密闭空间的内部的监视用摄象机，特别涉及到监视由铁矿石炼铁的高炉炉口中的原料的粒度、分布、气流等状态的监视用摄象机。

用于监视由铁矿石炼铁的高炉炉口中的原料的粒度、分布、气流流等状态的某些监视摄象机，目前已是公知的。

从铁矿制取生铁的高炉通常在下部设有出铁口，在该出铁口的上方设有圆筒形高炉，炉顶壁面从周边向中心缩小，该中心部分为敞开的炉口。该炉口与设在其上方的废气回收装置相联通。上述高炉中，在从上述炉口装入的焦碳与一起装入的铁矿石落入上述炉内期间，因受到下部的浇口底窝所产生的高温还原性气体的作用而还原熔融，分离成矿渣和生铁。

在上述结构的高炉中，铁矿石原料及作为燃料的焦碳，应以可在炉口形成中心为最低的研磨钵状的凹口、并根据将规定粒度的炉料配置在炉口内规定位置那样要求的规定的堆积形貌而装入。对应于不同的高炉状态能选择适用于生铁生产的上述堆积形貌。

为了形成上述炉料的表面堆积形貌，可根据预定的装入形貌，由设置在炉口上方的可旋转的装料滑槽或可上下移动的料钟等装入装置将铁矿石和燃料装入炉内。然而，由于装入的铁矿石和焦碳向上述研磨钵状的凹口中心底部滚动，另外还因为上述原性气体从上述铁矿石及焦碳的周围向上方穿过的坚井(窜气)现象，难以按计划维持上述要求的炉料的堆积形貌。

上述炉口监视用摄象机是为了监视上述炉口内的铁矿石及焦碳的粒度、分布状态及上述还原性气体的窜气现象而设置。利用上述炉口监视用摄象机，可在上述炉口内的铁矿石及焦碳的粒度和分布状态发生不希望有的变化以及在非预期的位置上产生上述还原气体的窜气现象时，能够确切地了解这一位置，并用上述装料装置把铁矿石和焦碳装入到该位置上，因此，就容易维持上述堆积形貌。

如图4所示，现有的炉口监视用摄象机31是通过设置在高炉炉口2的炉壁3上的开口4监视炉口内的堆积形貌5的状态的，并由设置在开口4后面的透镜组32和摄象元件33组成。

图4所示的炉口监视用摄象机31为了得到尽可能宽的视野而有必要将其设置在开口的4后面的一定距离处，即使如此，仍不能尽收整个堆积形貌。而且，在炉口监视用摄象机31中，若为了能够确保透镜组32有较大的光路而把开口4开大的话，炉口2内的上述还原性气体的气流所夹带的铁矿石原料和焦碳粉尘就会污染安装在开口4后面的保护玻璃的表面和透镜组32的表面，从而，就难以经常监视炉口2内部。

为了解决上述问题，本申请人提出了图5所示的炉口监视用摄象机41(参照特开平5-88094号公报)。上述公报所披露的炉口监视用摄象机41通过设置在炉口2的炉壁3上的由小孔构成的开口41来监视炉口2内的炉料堆积状态，并由设置在开口4后面的短焦距广角镜组42和摄象元件43构成。开口4设置在广角镜组42光轴的前方焦矩的位置处。

若使用上述炉口监视用摄象机41，由广角镜组42能够观察到几乎全部范围内的炉料堆积形貌5。另外，因广角镜组42的焦距短，可以靠近开口4的后面设置，从而能使装置小型化。

此外，因为开口4设置在通过由广角镜组42构成的合成透镜的光聚焦的前方焦点位置处，即使是小孔也能充分确保广角镜组42的光路，而且，由于是小孔，炉口2内产生的粉尘就难以侵入到炉口监视用摄象机41内，又因为广角镜组42不易受污染，因此就能长期地监视炉口2的内部。而且其维护管理也较容易。

还有，炉口监视用摄象机41可以由设置在壁面3上方的照明装置44照亮其视野。

然而，为了要将堆积形貌5保持在合适的状态，甚至更希望的状态下而分析装入的上述铁矿石及焦碳的外形，故在大范围地监视堆积形貌5的同时，还有必要详细地了解局部铁矿石及焦碳的粒度、分布情况和上述还原性气体的窜气的状况。此外如图5的虚线所示，在与上述炉口监视用摄象机41的广角镜组42为同一光轴的后面设有与该广角镜组42一起动作的可变焦距镜组45，以便能够放大由广角镜组42得到的像、进行观察。

但是，即使在上述炉口监视用摄象机41上设有上述可变焦距镜组45，因为小孔4、广角镜组42和可变焦距镜组45的光轴相一致，故只不过能够由可变焦距镜组45把以该光轴作为中心影像放大或缩小，而不能以由广角镜组42得到的影像的任意位置作为中心进行放大或缩小。即，不能放大由广角镜组42得到的影像的视场周围部分。

因此，它仅能用来监视炉料堆积形貌5的中心部位，仍不能详细地掌握中心部位以外的铁矿石及焦碳的粒度、分布状态以及上述还原性气体窜气状况。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够得到较大范围光学视场、并根据将该光学视场范围内任意点作为中心放大缩小影像的监视用摄象机。

另外，本发明的目的还在于提供一种能够较容易地维持和分析装入由铁矿石生产生铁的高炉内的铁矿石及焦碳的堆积形貌的监视用摄象机。

为了达到上述的目的，本发明的监视用摄象机通过设置在壁面上的开口来监视该壁面的相对侧的状态，该摄象机由广角镜组、放大缩小由该广角镜组所得到的光学图像的可变焦距镜组和拍摄由该广角镜组和该可变焦距镜组得到的光学图像的摄象元件构成，该可变焦距镜组和该摄象元件被设置成可自由地移动，并设置有为了能够观察由该广角镜组得到的光学像的任意部分而移动该广角镜组和该摄象元件的移动装置。

根据本发明，通常可通过上述摄象元件来观察由上述广角镜组得到的壁面相反侧的整个光学像。而且，若想特别详细地观察由上述广角镜组得到的光学像的某一部分，则通过移动装置移动上述可变焦距镜组和上述摄象元件，可由上述可变焦距镜组得到该部分的放大的光学像，因此就能掌握该部分的详细情况。

由于上述移动装置可移动上述可变焦距镜组及上述摄象元件，使上述可变焦距镜组的光轴指向上述广角镜组光轴周围的任意方向，因此能够容易掌握想观察的部分的状况。上述移动装置能够通过相对于该广角镜组的光轴横向和平行地移动可变焦距镜组和摄象元件，又由于可朝任意方向摇动上述可变焦距镜组和摄象元件而通过简单结构就能将该可变焦距镜组和摄象元件指向上述广角镜组光轴周围的任意方向。

本发明的监视用摄象机由于上述开口位于从上述广角镜组的前方焦点起至从该前方焦点再向前加上长度相当于该开口的最小宽度的范围内，因而可得到清晰的像。此时，若上述开口和上述广角镜组间的距离比该广角镜组的前焦距短，则视场较窄。而若上述开口和上述广角镜组间的距离比该广角镜组的前方焦距加上该开口的最小宽度之和的距离长，画像就变得模糊。还有，在上述广角镜组的光轴上具有后述的保护玻璃时，上述广角镜组的前方焦距就应变成加上作为光学距离补偿的该玻璃的厚度和拆射率的积距离。

上述开口位于如上所述的位置处时，因为广角镜组的入射光聚焦的开口或紧靠开口的附件，则该开口只要是能够确保上述广角镜组的入射光的光路的小孔就足够了，不必把该开口做得较大。由于上述开口是一个小孔，就能够减少从外部侵入到上述监视用摄象机内部的粉尘，上述监视用摄象机特别适用于监视后述的高炉等的产生较多粉尘的部位。

因为上述小孔相对于上述广角镜组而言起到了一个可变光阑的作用，得到的画像就变得清晰。为了得到上述光阑的作用，在上述广角镜的象差小时，作为上述开口的小孔的位置距上述广角镜的距离要稍微比上述前方焦距长一点，而在上述广角镜的象差大时，其距上述广角镜的距离要比上述前方焦距加上该开口的最小宽度(该小孔的直径)之和稍短些。

上述可变焦距镜组最好还带有近景摄影镜头。如果要由上述可变焦距镜组在上述广角镜组的后焦点处得到调焦准确的鲜明的图像，则在上述可变焦距镜组的前方必须确保可变焦距镜组的摄像最近距离，否则，装置就会大型化。由于在上述可变焦距镜组的前方配置了短焦距的近景摄影镜头，入射光就由该近景摄影镜头转变成平行光线再入射到该可变焦距镜组上。因而，缩短了上述摄像最近距离，从而就能使整个装置小型化。

本发明的监视用摄象机通过设置照亮上述壁面相对侧的照明装置，因而能够容易地对暗处进行监视。

本发明的监视用摄象机设置了筒状的安装部件，该部件的一端围绕着上述开口，同时在另一端将内装了广角镜组、可变焦距镜组的摄象元件的外侧壳体从内部插入广角镜组那一侧，使上述广角镜组、可变焦距镜组和摄象元件被一起装在外侧壳体内，从而使维护和管理变得很容易。在设置上述外侧壳体和安装部件时，为了防止粉尘污染，最好在上述外侧壳体的上述安装部件侧的端部或上述安装部件的上述外侧壳体侧的端部设置了从外部隔离上述可变焦距镜组和摄象元件的保护玻璃。

本发明的监视用摄象机中使用的上述广角镜组的视角的范围为60-80°，而上述可变焦距镜组的图像放大(zoom)的范围为14-15。

本发明的监视用摄象机适用于通过设置在由铁矿石生长生铁的高炉炉口的壁面上的开口对炉口内进行观察。由本发明的监视用摄象机监视上述高炉炉口时，可由上述广角镜组得到炉口内的整个光学图象，若要以该光学图像观察上述堆积形貌不合适的部分和上述还原性气体产生窜气现象的部分，则可由上述移动装置移动上述可变焦距镜组和上述摄象元件，使上述可变焦距镜组的光轴指向要详细地观察的那一部分。而且，因为可由上述可变焦距镜组得到该部分的放大的光学图像，因此能详细地观察上述部分，详细地掌握炉口内的铁矿石及焦碳的粒度、分布等的堆积形貌的状况以及上述还原性气体的窜气状况。

在用本发明的监视用摄象机监视上述高炉炉口时，希望在上述安装部件内设置有使惰性气体流通、并使至少一部分惰性气体从上述开口处流出的惰性气体流通装置，使惰性气体从上述开口处流出。高炉炉口内充满了由气流内夹带的铁矿石原料和焦碳等粉尘，这些粉尘会从上述开口侵入到监视用摄象机的内部，一旦附着在保护玻璃上，就会防碍对炉口内的监视。

尽管上述粉尘向监视用摄象机内的侵入因如上所述地使开口为一小孔而降低，但上述粉尘中所含的特别小的粒子仍会从上述小孔侵入到监视用摄象机内污染上述保护玻璃。然而，由于使惰性气体从上述开口处流出，就能够防止上述微粒侵入到监视用摄象机内。

在上述安装部件内流过惰性气体时，由于在上述安装部件上设置了使该安装部件内部靠开口的一侧和外侧壳体一侧分开的隔板、在该隔板上设置了上述广角镜组和可变焦距镜组的光路，且上述隋性气体流通装置在使高压隋性气体流入由该隔板分开的开口一侧的区域从上述开口处流出的同时使低压隋性气体流过外侧壳体一侧的区域，故能够由上述高压隋性气体防止上述微粒侵入到监视用摄象机内，从而防止设置在上述隔板上的光路受到污染。另外，把上述外侧壳体一侧的区域作为热缓冲带，能够防止由上述保护玻璃和上述隔板的光路的粉尘的热量而产生白雾。此外，即使上述隔板破损了，也可由上述低压隋性气体来防止上述粉尘侵入到上述监视用摄象机内部。

另外，由于本发明的监视用的摄象机中设置了开关自由地关断上述开口的隔断装置，在上述隔板破损时，通过关闭该隔断装置，就能防止因上述粉尘侵入装置内而损坏摄象机。由于上述隔断装置设置了上述广角镜组和可变焦距镜组的光路，故可以在不防碍炉内观察的情况下防止上述粉尘侵入装置内。

下面，根据附图来说明本发明的监视用摄象机。

图1是表示用于监视高炉炉口的本发明的监视用摄象机的一个例子的截面图，

图2是图1中的重要部件的放大图，

图3是表示图1所示的开口和广角镜组的位置关系的说明图，

图4是表示现有的用于炉口监视用摄象机的一个例子的截面图，

图5是表示现有的用于炉口监视用摄象机的另一个例子的截面图。

如图1所示，本实施例的炉口监视用摄象机1是通过设在高炉炉口2的炉壁3上的开口4来监视炉口2内的堆积料层形貌5的状态的装置。在炉壁3上设置了作为安装装置的筒状安装部件6，该安装部件6的一侧端部围绕着开口4，而其另一侧端部内嵌地插入了一作为外壳的外筒管7，该外筒管7上固定有广角镜组8。也就是说，广角镜组8面对着炉壁3固定着。

另外，把镜筒管9装到固定有广角镜组8的外筒管7内。如图2所示，镜筒管9上设置有可变焦距镜组10和摄象元件11，在可变焦距镜组10的前方处设置了近景摄影镜头29。

在炉口监视用摄象机1中，在一般情况下，可变焦距镜组10与广角镜组8成同一光轴设置，摄象元件11通过可变焦距镜组10拍摄由广角镜8所得到的光学图像。镜筒管9能使可变焦距镜组10和摄象元件11一起移动，为了能够观察由广角镜组8得到的光学图像的任意部分，设置了作为移动镜筒管9的移动装置的摇动装置12。

如图2虚线所示，摇动装置12可使镜筒管9朝任意方向摇动(pan tilt)，并使可变焦距镜组10的光轴指向上述广角镜组8光轴周围的任意方向。另外，图2中，镜筒管9虽然表示为以其底部作为支点进行摇动，不过，上述摇动只要能够使可变焦距镜组10的光轴指向上述广角镜组8光轴周围的任意方向，并不限于图2所示的方式。

如图1所示，炉口监视用摄象机1与图象显示装置13和控制装置14相连接，而控制装置14与摇动装置2相连。由广角镜组8及可变焦距镜组10得到的光学成像由摄象元件11转变成电信号并显示在图象显示装置13上。而且，通过一面由图象显示装置13的画面监视堆积料层的形貌，同时操作控制装置14，从而就可使摇动装置12动作。

炉口监视用摄象机1可以由设置在炉壁3上方的照明装置15照亮其视场。

下面，说细地说明炉口监视用摄象机1的结构。

如图2所示，在安装部件6内设置着一个隔断炉口2内气体和外筒管7内部的隔板21，而在隔板21的中央设置了一厚为0.8cm的作为广角镜组8及可变焦距镜组10的光路的保护玻璃21a。另外，在外筒管7靠近安装部件6一侧的前端还设置了厚为1.0cm的保护玻璃22。不过，保护玻璃22设置在安装部件6一侧靠外筒管7的位置处也行。

在上述保护玻璃22的后面，固定着广角镜组8。如图3所示，开口4位于上述广角镜组8的前焦点F1和从该前焦点F1再向前方加上最高相当于该开口4的最小宽度r之间的范围内，并由能够确保聚焦在上述前焦点F 1处的上述广角镜组8的入射光的光路那样大的小孔构成。此时，若设定开口4的最小的宽度(开口为小孔时，则为其直径)为r、到广角镜组8的前焦点F1的前焦距为f1时，开口4的中心和广角镜组8间的距离l由下式表示：

f1≤l＜f1+r

另外，因为在上述广角镜组8的光轴上有上述保护玻璃21a和保护玻璃22，因此，上述前焦距f1应该加上保护玻璃21a和保护玻璃22的厚度(分别为0.8cm,1.0cm)与折射率的积，以便在光学上获得相应的补偿。

在本实施例中，广角镜组8是口径为150mm、前焦距为9cm、后焦距为9cm的组合型镜头组，该镜头组被固定在外筒管7上，而开口4如图3所示设置成l与广角镜组8的前焦距f1一致，即l=9cm。还有，为了消除象差，广角镜组8通常由多枚镜头构成，此处为了说明方便，使用了2枚镜头8a、8b构成的广角镜组8。

还有，通过开口4监视炉口2内的广角镜组8的视角约为80°。

在广角镜组8的后方28cm处设置了可变焦距镜组10，而摄象元件11设置在可变焦距镜组10的后焦点F2处。可变焦距镜组10的焦距可在0.8-8cm范围内变化，图像放大比为8，最大视角(画角)为43.6°，最小视角为4.6°，摄象最近距离为1.2米。上述摄象最近距离是被摄物能够在可变焦距镜组10的后焦点F2处成像的最近距离。若使镜筒管9的长度大于上述摄象最近距离，则不能得到清晰的图象。在上述装置中，由于在可变焦距镜组10的前方设置了焦距为18.8cm的近景摄影镜头29，从而缩短可变焦距镜组10的摄象最近距离。

若使用该近景摄影头29，由于来自其前焦点F3处的光线成为平行光线后入射到可变焦距镜组10上，如图2所示的光路那样，即使被摄物位于比可变焦距镜组10的摄象最近距离还要近的地方，也能使其看起来宛如在远处似的。因为能够使摄象最近距离为1.2m的可变焦距镜组10起到摄象距离更短的可变焦距镜组的功能，从而，可使整个外壳7缩小。

炉口监视用摄象机1中，使从设置在外部的高压氮气源23通过导管24供给的氮气由设置在导管24中途的阀25减压后流入到开口4和隔板21之间的区域内，使其从开口4处流出。从上述开口4处流出的氮气防止了炉口2内的炉内气体的侵入，从而使上述还原性气体的气流中夹带的原料铁矿石和焦碳粉尘不会污染炉口监视用摄象机1的内部，特别是不会污染保护玻璃21a。此外，导管24在上述减压阀25的入口前分出一根支管，由减压阀26将氮气的压力减压到比流过开口4和隔板21之间的区域内的氮气的压力低而比处部气体的压力高，通过使这一低压氮气流过隔板21和保护玻璃22之间的区域，因该区域在开口4和隔板21之间的区域与外筒管7之间形成了一个热缓冲带，从而防止了保护玻璃21a、22处产生自雾。而且，在保护玻璃21a破损时，仍能防止上述粉尘的侵入。上述低压氮气由排气管27排放出去。

在炉口监视用摄象机1中，由于保护玻璃22的设置，即使保护玻璃21a破损也能保护装置的内部，而且因为在保护玻璃21a破损时排气管27内的压力就会上升，检测出该信号后由安装在安装部件6和炉壁3之间图中未示出的汽缸驱动可自由移动地设置的隔断板28来隔断开口4，从而确保装置内部的安全。隔断板28在其通常的位置处设置了与开口4部位重合的孔，这样在确保广角镜组8和可变焦距镜组10的光路的同时，能够使上述氮气流出。

下面，说明炉口监视用摄象机1的操作。

炉口监视用摄象机1的视场通常为由广角镜组8从开口4看见炉口2内约80°的范围，因此可以观察到广角镜组8的前方10m的炉口2内的半圆以上的范围。上述范围直径是：

(10tan40°)×2=16.8(m)

下面，对观察约16.8m的物体的操作作说明。上述物体，因为与广角镜组8隔开了足够大的距离，在广角镜组8的后焦点位置F1′(广角镜组8的后方约19cm)处成了一个倒立的实像A。

实像A的大小由上述物体与其距离和广角镜组8的后焦距的比，成为

16.8(m)×9(cm)/10(m)=15.1(cm)。

炉口监视用摄象机1中，通常，因为可变焦距镜组10以43.6°的视角并与广角镜组8具有同一光轴，因此上述实像A通过近景摄影镜头29后由可变焦距镜组10观察到。此时，可变焦距镜组10处于广角镜组8的后方28cm处的位置上，上述实像A在可变焦距镜组的摄像最近距离内。而且，通过把近景摄影镜头29配置成使实像A在近景摄影镜头29的前焦点F3处成像，又因为来自实像A的光线由近景摄影镜头29转成为平行光线而入射到可变焦距镜组10上，从而使得无论实像A是否在可变焦镜组10的摄象最近距离处均可被观察到。结果，由可变焦距镜组10得到的上述实像A的清晰的图象(图中未示)在摄像元件11处成像，把炉口2内的直径16.8m范围内的全景显示在图象显示装置13的整个画面上。

此时，因为图象显示装置13装备有510块显示元件，每一块显示元件显示的实际长度为

16.8(m)/510=33(mm)通常，在具有上述显示元件的图象显示装置13上，因为人眼能够识别的物体的范围定为上述2块显示元件，因此，可在相距10m的画面上识别炉口2内大小约66mm以上的物体。

其次，在对放大了如上所述观察到的炉口2内任意部分进行观察时，首先，由摇动装置12以上述方式使可变焦距镜组10和摄象元件11(包括镜筒管9在内)摇动而指向任意方向，从而就改变了可变焦距镜组10的视角。

例如，若要使可变焦距镜组10的视角变为4.6°，图像放大(zoom)比成为10，由广角镜组8从开口4看到炉口2内约80°的上述范围的任意部分，可将相当于上述倒立像A的大小为15.1cm的部分的十分之一，即1.51cm大小的图象放大，并显示在图象显示装置13的整个画面上。这是炉口2内的直径1.68m的范围，也就相当于从开口4处以约8°范围的视场观察炉口2内的情况。

此时，因为每一块显示元件显示的实际长度为

1.68(m)/510=3.3(mm)也能够从与相距10m的画面上识别出炉口2内约7mm大小的物体。

即，虽然用与开口4和广角镜组8的光轴相一致地固定了光轴的可变焦距镜组10只不过能放大倒立像A在该光轴的周围的中心部分的1/100，然而，由于在本实施例的可变焦距镜组10中能如上所述地摇动包括镜筒管9在内的可变焦距镜组10和摄象元件11，使其指向任意方向，从而就能够放大上述光轴周围的其余99/100的周边部分。

摇动可变焦距镜组10的摄象元件11的角度是从摄象元件11处看上述15.1cm的倒立实像的角度就行，在本实施例中，由于摄象元件11和上述倒立实像之间的距离约为21cm，则该角度为

(tan^-17.5/21)×2=39.5这样，可变焦距镜组10和摄象元件11是这样被摇动的，即可变焦距镜组10的光轴可指向从摄象元件11处看上述15.1cm的倒立像A的圆锥体内的任意方向。

在由摇动装置12摇动可变焦距镜组10和摄象元件11使其指向任意方向时，通过在镜筒管9内安装检测两个信号的检测器，并将设定在与广角镜组8的光轴垂直的平面内的该光轴作为原点的x-y直角座标系上的任意点的座标(x,y)作为信号取出，从而就设定了使可变焦距镜组10和摄象元件11指向座标系(x,y)的摇动方向和摇动角度。或者也可以通过在以上述光轴作为基准的圆形座标上将相对于光轴的角度和半径作为信号取出，从而设定可变焦距镜组10和摄象元件11的摇动方向和摇动角度。

另外，由于在由摇动装置12摇动可变焦距镜组10和摄象元件11时，从图象显示装置13的画面上不能清楚地了解正在观察炉口2内的哪一部分，因此可将上述检测器输出的信号转变成一般用于高炉作业中的参数，例如，以热风管为基准点O的圆周方向所示的角度和距炉中心的距离等，并与图像放大(zoom)比一起在画面上重叠地显示。

上述变换得到的值可基于从高炉基准点至摄象元件11的高度、从其安装角度至装入物的基准面的位置(struck line)的高度、装入物的静止角和炉半径，根据上述2个信号中算出。另外，此时的倒立实像A是由广角镜组8所得到的像，因此具有光学像差。因为虽然上述光学象差在实像的中心部位是小的，但其周边部位波及到20％，所以炉内位置和像的位置通过进行光学象差的补正就可被算出。

在上述实施例中，不仅可以由摇动装置12来摇动可变焦距镜组10和摄象元件11使可变焦距镜组10的光轴指向广角镜组8的光轴周围的任意方向，还可以在可变焦距镜组10的光轴平行于广角镜组8的光轴的情况下使可变焦距镜组10和摄象元件11横向移动，也可指向上述x-y直角座标系上的任意点(x,y)。

在本实施例中，虽然使用了0.8-8cm的10倍可变焦镜头并为了充分地利用其性能而使用了短焦距的近景摄影镜头29，不过使用焦距为33.3cm的透镜作为近景摄影镜头29而可变焦距镜组10的图象放大(zoom)比为6倍也可以。不管哪一种，在本发明中，由大口径的广角镜组得到的大的倒立光学像，该光学像和高倍率的可变焦距镜组的组合决定了对象物的最大放大倍率。另外，亦可从上述光学像和可变焦距镜组的相对位置关系来选择具有适当焦距的近景摄影镜头。

还有，本实施例的炉口监视用摄象机1除了监视炉口2内的用途以外，还能应用于利用可变焦距镜组10来观察由广角镜组8得到的光学像的任意部分的各种用途。例如，通过小孔，将固定在机器本体上的广角镜组和可变焦距镜组结合在一起，能够以大视场监视锅炉、橡胶焚烧炉、加热炉等的燃烧室的内部，而且能够对该视场内的任意一点进行放大。此外，不仅在密闭空间，亦可用同样的手段通过小孔以大视场监视一般的风景区内的异常事态，而且可将该视野内的任意点作局部放大。

Claims (15)

1．一种通过壁面上设置的开口监视该壁面相对侧状态的监视用摄象机，其特征在于：该摄象机由广角镜组、用于放大缩小由该广角镜组得到的光学像的可变焦距镜组、拍摄由该广角镜组和该可变焦距镜组得到的光学像的摄象元件构成，该可变焦距镜组和该摄象元件被设置成可自由地移动，并设置有为了能够观察由该广角镜组得到的光学像的任意部分而移动该广角镜组和该摄象元件的移动装置。

2．根据权利要求1所述的监视用摄象机，其特征在于：上述移动装置移动上述可变焦距镜组及上述摄象元件，使上述可变焦距镜组的光轴指向上述广角镜组光轴周围的任意方向。

3．根据权利要求1所述的监视用摄象机，其特征在于：上述开口设置在上述广角镜组的前焦点到从该前焦点再向前加上长度相当于该开口最小宽度之点的范围内。

4．根据权利要求2所述的监视用摄象机，其特征在于：上述开口设置在上述广角镜组的前焦点到从该前焦点再向前加上长度相当于该开口最小宽度之点的范围内。

5．根据权利要求3或4所述的监视用摄象机，其特征在于：上述开口由大小能够确保聚焦在上述前焦点的上述广角镜组的入射光的光路的小孔构成。

6．根据权利要求1-4中任一项所述的监视用摄象机，其特征在于：上述可变焦距镜组设有近景摄影镜头。

7．根据权利要求1-4中任一项所述的监视用摄象机，其特征在于：设置有照亮上述壁面的相对侧的照明装置。

8．根据权利要求1-4中任一项所述的监视用摄象机，其特征在于：设置了其一端围绕着上述开口、同时在该广角镜组一侧把内装有广角镜组、可变焦距镜和摄象元件的外壳插入另一端的筒状安装部件。

9．根据权利要求8所述的监视用摄象机，其特征在于：上述外壳在靠上述安装部件一侧的端部或上述安装部件在靠上述外壳一侧的端部设置了使上述可变焦距镜组和摄象元件与外部相隔离的保护玻璃。

10．根据权利要求1-4中任一项所述的监视用摄象机，其特征在于：上述广角镜组的视角范围为60-80°。

11．根据权利要求1-4中任一项所述的监视用摄象机，其特征在于：上述可变焦距镜组的图像放大比范围为4-15。

12．根据权利要求1-4中任一项所述的监视用摄象机，其特征在于：上述监视用摄象机适用于通过设置在由铁矿石生产生铁的高炉炉口的壁面上的开口对上述炉口内进行观察。

13．根据权利要求12所述的监视用摄象机，其特征在于：在上述安装部件内设置有使惰性气体流过、并至少一部分惰性气体从上述开口处流出的惰性气体流通装置。

14．根据权利要求13所述的监视用摄象机，其特征在于：在上述安装部件上设置了把该安装部件的内部分为开口侧和外壳侧的隔板，在该隔板上设置了上述广角镜组和可变焦距镜组的光路，上述隋性气体流通装置使高压惰性气体流入到由该隔板分开的开口侧区域并从上述开口处流出的同时，使低压隋性气体流过外壳侧的区域。

15．根据权利要求1-4中任一项所述的监视用摄象机，其特征在于：设置了能够开关自如地隔断上述开口的隔断装置，上述隔断装置上设置了上述广角镜组和可变焦距镜组的光路。

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