CN1749793A - 透镜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用半透半反镜分开通过拍摄透镜的被摄体的光，而可以用两个拍摄机构进行拍摄的同时使半透半反镜从光轴退避，用一侧的拍摄机构取得鲜明图像的透镜装置。前侧中继透镜(28A)和后侧中继透镜(28B)之间设有半透半反镜(36)。相对于光轴(L)半透半反镜(36)进退自由地设置，随着该半透半反镜(36)的进退动作，后侧中继透镜(26B)沿着光轴(L)移动到规定的位置上。

Description

透镜装置
技术领域
本发明涉及一种透镜装置，特别是，连接有昼间(白天)用可见光摄像机和夜间用红外线摄像机，而可以利用于昼夜拍摄的透镜装置。
背景技术
专利文献1记载了具有昼间用可见光摄像机和夜间用红外线摄像机的监视摄像机。根据专利文献1的记载，两个摄像机兼用一个光学系统，将通过光学系统的可见光和红外线，以分光镜分到两个摄像机，从而可以使用两个摄像机拍摄，可以昼夜进行拍摄。
【专利文献1】日本专利公开2004-94050号公报
但是，专利文献1所记载的透镜装置，通过光学部的可见光的光量，由分光镜分成为一半光量，所以入射到可见光摄像机的入射光量减少，无法用可见光摄像机取得鲜明的图像。
发明内容
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种以两个拍摄机构兼用一个光学系统，且可以取得鲜明图像的透镜装置。
为了达到上述目的，第1项发明提供一种透镜装置，拍摄透镜的光轴上设有半透半反镜，上述半透半反镜(half mirror)的透过侧上连接有第一摄像机，上述半透半反镜的反射侧上连接有第二摄像机，且将透过上述拍摄透镜的被摄体的光，由上述半透半反镜分到上述第一摄像机和上述第二摄像机，其特征在于，包括：对于上述光轴上的位置，将上述半透半反镜进退移动的反射镜移动机构；和随着上述半透半反镜的进退移动动作，将配置在上述光轴上的光学系统，沿着上述光轴前后移动的光学系统移动机构。
根据第1项发明，将半透半反镜配置在光轴上，而可以在第一摄像机和第二摄像机的两侧同时进行拍摄。并且，将半透半反镜从光轴上退避，而可以只用第一摄像机拍摄。此时，入射到第一摄像机的光量，不因半透半反镜而减少，因此可以获得鲜明的图像。并且，第1项发明，随着半透半反镜的进退移动动作，可以将光学系统沿着光轴前后移动，所以可以矫正由半透半反镜的进退动移动作所引起的散焦。
第2项发明，基于第1项发明所述的透镜装置，其特征在于：上述光学系统为配置在上述半透半反镜透过侧的中继透镜(relay lens)。如第2项发明所示，移动中继透镜，则不影响连续变焦操作或调焦操作的情况下，可以进行对调整焦点的矫正。
第3项发明，基于第1项发明或第2项发明所述的透镜装置，其特征在于：上述第一摄像机为在可见光下进行拍摄的TV摄像机，上述第二摄像机为在红外线下进行拍摄的红外线摄像机。根据第3项发明，将半透半反镜配置在光轴上，而可以利用TV摄像机在可见光下进行拍摄的同时还可以利用红外线摄像机在红外线下进行拍摄，这两种拍摄模式都可以进行。而且，将半透半反镜从光轴上退避，从而可以利用TV摄像机获得鲜明的图像。
根据本发明的透镜装置，由于将半透半反镜设置为：可以从光轴上的位置进退移动，所以将半透半反镜配置在光轴上，用两个摄像机可以同时拍摄，或将半透半反镜从光轴上退避，而可以用一侧的摄像机取得鲜明的图像。
附图说明
图1是表示适用本发明的透镜装置的TV摄像机(电视摄像机)装置结构的图。
图2是图1的透镜装置的后视图。
图3是图1的透镜装置的半透半反镜位置的截面图。
图4是表示后侧中继透镜控制系统的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明跟本发明有关的透镜装置的优选实施方式。
图1是表示适用本发明的透镜装置的TV摄像机装置的主要结构的图。如该图所示，TV摄像机装置主要由透镜装置10、可见光用TV摄像机12(相当于第一摄像机)以及红外线摄像机14(相当于第二摄像机)组成。TV摄像机12在设置于透镜装置10后端侧的支架(mount)16上装卸自由地安装，红外线摄像机14在透镜装置10下部向前面形成的支架18上装卸自由地安装。
透镜装置10具有外壳(casing)20，在该外壳20的内部，从被摄体侧开始，在光轴L上依次设有定焦透镜21、聚焦透镜群22、变焦透镜群24、24、光圈26及中继光学系统28。并且，在本体外壳20上旋转自由地支撑有聚焦环30、变焦距圈32、锁光圈环34。旋转操作聚焦环30，则聚焦透镜群22沿着光轴L前后移动，而可以调整被摄体的焦点。旋转操作变焦距圈32，则变焦透镜群24沿着光轴L前后移动，而可以调整被摄体的焦距。而且，旋转操作锁光圈环34，则光圈26的开口径发生变化，而可以调整光圈值。
中继光学系统28由前侧中继透镜28A和后侧中继透镜28B组成，该前侧中继透镜28A和后侧中继透镜28B之间配置有半透半反镜36。半透半反镜36相对于光轴L约倾斜45度设置。由此而通过前侧中继透镜28A的被摄体的光的一部分被半透半反镜36垂直反射。
被半透半反镜36反射的被摄体的光沿着与光轴L垂直的光轴L1进行，通过后侧中继透镜28C之后，入射到反射用棱镜(prism)38。然后在反射用棱镜38的反射面38A垂直反射后，沿着与光轴L1垂直(即与光轴L平行)的光轴L2前进，入射到前侧的红外线摄像机14的摄像部(未图示)中。在此省略摄像部的结构，但是具有除去可见光的红外用过滤器(filter)，通过该红外用过滤器，使入射到红外线用CCD中。
另外，透过半透半反镜36的被摄体的光，通过后侧中继透镜28B后，入射到可见光用TV摄像机12的摄像部(未图示)。在此省略摄像部的结构，但是入射到摄像部的被摄体的光，例如通过色分解光学系统分解成红色光、绿色光、青色光等三色光，并且分别入射到各色的图像用摄像元件的摄像面。由此拍摄成广播用彩色图像。
但是，在本实施方式中，设置有相对于光轴L的位置使半透半反镜36进退移动的反射镜移动机构。以下，说明反射镜移动机构。
图2是从光轴L的后侧表示透镜装置10的图，图3是半透半反镜36位置的透镜装置10的截面图。
如图3所示，半透半反镜36保持在保持架40上，该保持架40通过形成为一体的环部42，在支撑轴44上旋转自由地支撑。环部42的外周面上形成有齿轮(gear)，该齿轮跟齿轮46连结。齿轮46与图2的操作杆48形成为一体，通过操作杆48的旋转操作，齿轮46旋转，通过环部42，保持架40连动旋转。因此，根据操作杆48的旋转操作，相对于光轴L将半透半反镜36进退移动。即，可以将半透半反镜36配置在光轴L上的位置(图3的以实线表示的位置)上，或者，可以配置在从光轴L完全退避的退避位置(图3的以点划线表示的位置)上。
并且，在齿轮46上连结有齿轮49，该齿轮49的侧面立设有销50。销50上挂有弹簧52的一端，弹簧52的另一端上挂在被安装在本体外壳20的销54上。通过该弹簧52对齿轮46作用旋转方向的旋转力，从而可以防止振动及冲撞音的发生。
上述的半透半反镜36的保持架40上安装有例如由感应开关(sensitiveswitch)等组成的反射镜位置检测装置58的可动接点58A。反射镜位置检测装置58的固定接点58B安装在本体外壳20上，将半透半反镜36配置在光轴L上时固定接点58b能接触到可动接点58A上。因此，反射镜位置检测装置58，通过检测可动接点58A和固定接点58B的接触，可以检测半透半反镜36是否配置在光轴L上。根据该反射镜位置检测装置58的检测结果，后侧中继透镜28B沿着光轴L前后移动。以下，说明后侧中继透镜28B的移动机构。
如图1所示，后侧中继透镜28B的保持架60的外周面上立设有凸轮销(cam pin)62。凸轮销62以贯通于沿光轴L方向形成的导孔20A中的方式安装在本体外壳20上。并且，凸轮销62与形成在凸轮筒64内周面的凸轮槽64A配合，且，凸轮筒64旋转自由地支撑在本体外壳20内。因此，旋转操作凸轮筒64时，后侧中继透镜28B的保持架60，沿着光轴L前后移动。
如图2所示，凸轮筒64的外周面形成齿轮，该齿轮通过齿轮66跟齿轮68连结，并且齿轮68连接在图3的电机70的驱动轴上。因此，随着电机70的驱动，齿轮68就旋转，通过齿轮66，凸轮筒64旋转。由此，沿着光轴L，可以使后侧中继透镜28B前后移动。并且，也可以：在操作杆48上形成齿轮而与齿轮66连结。此时，通过操作杆46的旋转操作，可以使后侧中继透镜28B前后移动，或通过驱动电机70，可以相对于光轴L将半透半反镜36进退移动。
图4是表示后侧中继透镜28B的控制系统的框图。如该图所示，在驱动后侧中继透镜28B的电机70上连接有电机驱动电路72，从该电机驱动电路72向电机70供应驱动电压。电机驱动电路72连接于CPU74，从该CPU74的控制信号供应到电机驱动电路72。并且，在该CPU74连接有反射镜位置检测装置58，使该检测信号供应到CPU74。CPU74，如果从反射镜位置检测装置58的检测信号被输入，则向电机驱动电路72输出控制信号，由此，电机70被驱动，后侧中继透镜28B则沿着光轴L移动。因此，连动于半透半反镜36的进退动作，后侧中继透镜28B被移动而调整位置。并且，后侧中继透镜28B的位置调整到：矫正随着半透半反镜36是否存在于光轴L上而发生的散焦的位置上。
以下，说明如上所述所构成的TV摄像机装置的作用。
一般，在TV摄像机12和红外线摄像机14的两侧同时进行拍摄。此时，如图1所示，半透半反镜36配置在光轴L上。由此，通过前侧中继透镜28A的被摄体的光中的一部分被半透半反镜36向下方反射，并且，被反射用棱镜38反射到前方，而入射到红外线摄像机14中。而且，透过半透半反镜36的被摄体的光，通过后侧中继透镜28B，入射到TV摄像机12中。所以，在红外线摄像机14和TV摄像机12的两侧可以同时进行拍摄。
希望通过TV摄像机12获取高画质图像时，旋转操作图2的操作杆48。随着操作杆48的旋转操作，半透半反镜36从光轴L上退避移动。而且，连动于半透半反镜36的退避移动，后侧中继透镜28B沿着光轴L移动到规定的位置上。因此，透过前侧中继透镜28A的被摄体的光，直接地通过后侧中继透镜28B，入射到TV摄像机12中。由此，因入射到TV摄像机12的入射光量，在半透半反镜36的位置上没有减少，所以可以取得鲜明的图像。并且，因为随着在光程上半透半反镜36的存在与否发生光程长度差，因此，由半透半反镜36的退避移动，将会发生散焦，但使后侧中继透镜28B移动，由此可以防止散焦的发生。
如上所述，根据本实施方式的透镜装置10，使半透半反镜36相对于光轴L进退，所以可以在TV摄像机12和红外线摄像机14的两侧同时进行拍摄，或者只通过TV摄像机12进行高画质的拍摄。并且，随着半透半反镜36的进退动作，可以使后侧中继透镜28B移动，因此可以矫正由半透半反镜36的进退动作而产生的散焦。尤其，在本实施方式中，通过后侧中继透镜28B的移动，可以矫正散焦，所以不会影响连续变焦操作或调焦操作。
并且，根据本实施方式，使TV摄像机12和红外线摄像机14使用共同的光学系统(定焦透镜21、聚焦透镜群22、变焦透镜群24、24、光圈26、前侧中继透镜28A)，所以能实现透镜装置10的小型化。因此，例如适合使用于安装在直升飞机的TV摄像机装置的用途。
并且，上述的实施方式中，利用了以可见光进行拍摄的TV摄像机12和以红外线进行拍摄的红外线摄像机14的组合，但不只局限于这些。例如，也可以代替红外线摄像机14设置停止画面用摄像机。
而且，上述的实施方式，在半透半反镜36的透过侧配置TV摄像机12，在半透半反镜36的反射侧配置红外线摄像机14，但是相反地，也可以：在透过侧配置红外线摄像机14，在反射侧配置TV摄像机12。
而且，相对于光轴L使半透半反镜36进退移动的反射镜移动机构，不只局限于上述的实施方式。例如，将半透半反镜36向垂直于光轴L的方向平行移动，或者以半透半反镜36的上端作为支点，使半透半反镜36旋转，从而也可以将半透半反镜36相对于光轴L进退。
并且，在上述的实施方式中，随着半透半反镜36的进退移动，使后侧中继透镜28B移动，但是，也可以：使前侧中继透镜28A等其他光学系统移动，而矫正散焦。

Claims (3)

1.一种透镜装置，在拍摄透镜的光轴上设有半透半反镜，在该半透半反镜的透过侧连接有第一摄像机，在上述半透半反镜的反射侧上连接有第二摄像机，并且，将透过上述拍摄透镜的被摄体的光，由上述半透半反镜分到上述第一摄像机和上述第二摄像机，其特征在于，
包括：使上述半透半反镜相对于上述光轴上的位置进退移动的反射镜移动机构；和随着上述半透半反镜的进退移动动作，使配置在上述光轴上的光学系统沿着该光轴前后移动的光学系统移动机构。
2.根据权利要求1所述的透镜装置，其特征在于：上述光学系统为配置在上述半透半反镜透过侧的中继透镜。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的透镜装置，其特征在于：上述第一摄像机为以可见光进行拍摄的TV摄像机，上述第二摄像机为以红外线进行拍摄的红外线摄像机。
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