JP2006084693A

JP2006084693A - レンズ装置

Info

Publication number: JP2006084693A
Application number: JP2004268498A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tanaka; 実田中
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-03-30
Also published as: US7773144B2; EP1637920A1; CN1749793A; US20060055810A1; CN100362423C

Abstract

【課題】撮影レンズを通過した被写体光をハーフミラーで分けることによって二つの撮影手段で撮影を行うとともに、ハーフミラーを光軸から退避させることによって一方の撮影手段で鮮明な画像を得ることのできるレンズ装置を提供する。
【解決手段】前側リレーレンズ２８Ａと後側リレーレンズ２８Ｂの間には、ハーフミラー３６が設けられる。ハーフミラー３６は光軸Ｌに対して進退自在に設けられており、このハーフミラー３６の進退動作に応じて後側リレーレンズ２６Ｂが光軸Ｌに沿って所定の位置に移動される。
【選択図】図１

Description

本発明はレンズ装置に係り、特に昼用の可視光カメラと夜用の赤外線カメラが接続されて、昼夜を通して撮影に使用されるレンズ装置に関する。

特許文献１には、昼用の可視光カメラと夜用の赤外線カメラを備えた監視カメラが記載されている。この特許文献１によれば、二つのカメラで一つの光学系を兼用するようになっており、光学系を通過した可視光及び赤外線を分光用ミラーで二つのカメラに分けることによって、二つのカメラで撮影することができ、昼夜を通して撮影を行うことができる。
特開２００４−９４０５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のレンズ装置は、光学部を通過した可視光が分光用ミラーで半分の光量になるため、可視光カメラに入射する入射光量が減少してしまい、可視光カメラで鮮明な画像を得ることができないという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、二つの撮影手段で一つの光学系を兼用するとともに、鮮明な画像を得ることのできるレンズ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、撮影レンズの光軸上にハーフミラーが設けられ、該ハーフミラーの透過側に第１カメラが接続され、前記ハーフミラーの反射側に第２カメラが接続されるとともに、前記撮影レンズを透過した被写体光を前記ハーフミラーによって前記第１カメラと前記第２カメラとに分けるレンズ装置において、前記ハーフミラーを前記光軸上の位置に対して進退移動させるミラー移動手段と、前記ハーフミラーの進退移動動作に応じて、前記光軸上に配置した光学系を該光軸に沿って前後移動させる光学系移動手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ハーフミラーを光軸上に配置することによって、第１カメラと第２カメラの両方で同時に撮影することができる。また、ハーフミラーを光軸上から退避させることによって、第１カメラのみで撮影することができる。その際、第１カメラに入射する光量がハーフミラーで減少されないので、鮮明な画像を得ることができる。さらに、請求項１の発明は、ハーフミラーの進退移動動作に応じて光学系を光軸に沿って前後移動させるようにしたので、ハーフミラーの進退移動動作によって生じるピントのずれを補正することができる。

請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記光学系は、前記ハーフミラーの透過側に配置されたリレーレンズであることを特徴とする。請求項２のようにリレーレンズを移動させると、ズーム操作やフォーカス操作に影響することなく、ピント合わせの補正を行うことができる。

請求項３に記載の発明は請求項１又は２の発明において、前記第１カメラは可視光での撮影を行うテレビカメラであり、前記第２カメラは赤外線での撮影を行う赤外線カメラであることを特徴とする。請求項３の発明によれば、ハーフミラーを光軸上に配置することによって、テレビカメラによる可視光での撮影と赤外線カメラによる赤外線での撮影の両方を行うことができる。また、ハーフミラーを光軸上から退避させることによって、テレビカメラで鮮明な画像を得ることができる。

本発明に係るレンズ装置によれば、ハーフミラーを光軸上の位置から進退移動させるようにしたので、ハーフミラーを光軸上に配置して二つのカメラで同時に撮影したり、ハーフミラーを光軸上から退避させて一方のカメラで鮮明な画像を得ることができる。

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施形態について説明する。図１は本発明に係るレンズ装置が適用されたテレビカメラ装置の主要構成を示した図である。同図に示すように、テレビカメラ装置は主として、レンズ装置１０、可視光用のテレビカメラ１２（第１カメラに相当）、及び赤外線カメラ１４（第２カメラに相当）で構成されている。テレビカメラ１２は、レンズ装置１０の後端側に設けたマウント１６に着脱自在に装着され、赤外線カメラ１４は、レンズ装置１０の下部に前方を向けて形成されたマウント１８に着脱自在に装着される。

レンズ装置１０はケーシング２０を有し、このケーシング２０の内部には被写体側から順に、固定フォーカスレンズ２１、フォーカスレンズ群２２、ズームレンズ群２４、２４、絞り２６、及びリレー光学系２８が光軸Ｌ上に設けられている。また、本体ケーシング２０には、フォーカスリング３０、ズームリング３２、アイリスリング３４が回動自在に支持されている。フォーカスリング３０を回動操作すると、フォーカスレンズ群２２が光軸Ｌに沿って前後移動され、被写体の焦点が調節される。ズームリング３２を回動操作すると、ズームレンズ群２４が光軸Ｌに沿って前後移動され、被写体の焦点距離が調節される。また、アイリスリング３４を回動操作すると、絞り２６の開口径が変更され、絞り値が調節される。

リレー光学系２８は、前側リレーレンズ２８Ａと後側リレーレンズ２８Ｂとから成り、この前側リレーレンズ２８Ａと後側リレーレンズ２８Ｂとの間には、ハーフミラー３６が配置される。ハーフミラー３６は、光軸Ｌに対して略４５度傾斜して設置される。これにより、前側リレーレンズ２８Ａを通過した被写体光の一部が、ハーフミラー３６によって垂直に反射される。

ハーフミラー３６で反射された被写体光は、光軸Ｌに垂直な光軸Ｌ₁に沿って進行し、後側リレーレンズ２８Ｃを通過した後、反射用プリズム３８に入射する。そして、反射用プリズム３８の反射面３８Ａで垂直に反射し、光軸Ｌ₁と垂直（すなわち光軸Ｌと平行）な光軸Ｌ₂に沿って進行し、前方の赤外線カメラ１４の撮像部（不図示）に入射する。撮像部の構成については省略するが、可視光を除去する赤外用フィルタを有し、この赤外用フィルタ介して赤外線用のＣＣＤに入射するようになっている。

一方、ハーフミラー３６を透過した被写体光は、後側リレーレンズ２８Ｂを通過した後、可視光用のテレビカメラ１２の撮像部（不図示）に入射する。撮像部の構成については省略するが、撮像部に入射した被写体光は、例えば色分解光学系により、赤色光、緑色光、青色光の三色に分解され、各色ごとの映像用撮像素子の撮像面に入射する。これによって、放送用のカラー映像が撮影される。

ところで、本実施の形態では、ハーフミラー３６を光軸Ｌの位置に対して進退移動させるミラー移動手段が設けられている。以下、ミラー移動手段について説明する。

図２はレンズ装置１０を光軸Ｌの後方側から示した図であり、図３は、ハーフミラー３６の位置におけるレンズ装置１０の断面図である。

図３に示すようにハーフミラー３６は保持枠４０に保持されており、この保持枠４０は一体形成されたリング部４２を介して支持軸４４に回動自在に支持されている。リング部分４２の外周面にはギヤが形成されており、このギヤはギヤ４６に連結される。ギヤ４６は図２の操作レバー４８と一体的に形成されており、操作レバー４８を回転操作することによってギヤ４６が回転し、リング部４２を介して保持枠４０が連動して回転する。したがって、操作レバー４８の回動操作によって、ハーフミラー３６を光軸Ｌに対して進退移動させることができる。すなわち、ハーフミラー３６を、光軸Ｌ上の位置（図３の実線で示す位置）に配置したり、光軸Ｌから完全に退避した退避位置（図３の二点鎖線で示す位置）に配置したりすることができる。

なお、ギヤ４６にはギヤ４９が連結されており、このギヤ４９の側面にはピン５０が立設されている。ピン５０にはバネ５２の一端がかけられており、バネ５２の他端は、本体ケーシング２０に設けられたピン５４にかけられている。このバネ５２によってギア４６に回転方向の付勢力が働き、振動及び衝合音の発生を防止することができる。

前述したハーフミラー３６の保持枠４０には、例えばセンシティブスイッチ等から成るミラー位置検出装置５８の可動接点５８Ａが取り付けられている。ミラー位置検出装置５８の固定接点５８Ｂは、本体ケーシング２０に取り付けられており、ハーフミラー３６を光軸Ｌ上に配置した際に可動接点５８Ａに接触するようになっている。したがって、ミラー位置検出装置５８は、可動接点５８Ａと固定接点５８Ｂとの接触を検出することによって、ハーフミラー３６が光軸Ｌ上に配置されているか否かを検出することができる。このミラー位置検出装置５８の検出結果に応じて、後側リレーレンズ２８Ｂが光軸Ｌに沿って前後移動される。以下に、後側リレーレンズ２８Ｂの移動機構について説明する。

図１に示すように、後側リレーレンズ２８Ｂの保持枠６０の外周面には、カムピン６２が立設されている。カムピン６２は、本体ケーシング２０に光軸Ｌ方向に形成されたガイド孔２０Ａを貫通するように取り付けられる。さらに、カムピン６２は、本体ケーシング２０に回動自在に支持されたカム筒６４の内周面に形成されたカム溝６４Ａに係合される。したがって、カム筒６４を回動操作すると、後側リレーレンズ２８Ｂの保持枠６０が光軸Ｌに沿って前後移動される。

図２に示すようにカム筒６４の外周面にはギヤが形成され、このギヤはギヤ６６を介してギヤ６８に連結され、さらにギヤ６８は図３のモータ７０の駆動軸に接続されている。したがって、モータ７０を駆動することによって、ギヤ６８が回転し、ギヤ６６を介してカム筒６４が回転される。これにより、後側リレーレンズ２８Ｂを光軸Ｌに沿って前後移動させることができる。なお、操作レバー４８にギヤを形成してギヤ６６と連結させてもよく、この場合には、操作レバー４６の回動操作によって後側リレーレンズ２８Ｂを前後移動させたり、モータ７０を駆動することによってハーフミラー３６を光軸Ｌに対して進退移動させたりすることができる。

図４は後側リレーレンズ２８Ｂの制御系を示すブロック図である。同図に示すように、後側リレーレンズ２８Ｂを駆動するモータ７０には、モータ駆動回路７２が接続されており、このモータ駆動回路７２からモータ７０に駆動電圧が与えられる。モータ駆動回路７２はＣＰＵ７４に接続されており、このＣＰＵ７４からの制御信号がモータ駆動回路７２に与えられる。また、ＣＰＵ７４にはミラー位置検出装置５８が接続されており、その検出信号がＣＰＵ７４に与えられるようになっている。ＣＰＵ７４は、ミラー位置検出装置５８からの検出信号が入力されると、モータ駆動回路７２に制御信号を出力し、これによって、モータ７０が駆動されて後側リレーレンズ２８Ｂが光軸Ｌに沿って移動される。したがって、ハーフミラー３６の進退動作に連動して、後側リレーレンズ２８Ｂが移動され、位置が調節される。なお、後側リレーレンズ２８Ｂの位置は、ハーフミラー３６が光軸Ｌ上に存在するか否かによって生じるピントのずれを補正する位置に調節される。

次に上記の如く構成されたテレビカメラ装置の作用について説明する。

通常時には、テレビカメラ１２と赤外線カメラ１４の両方で同時に撮影を行う。この場合、図１に示すようにハーフミラー３６は光軸Ｌ上に配置する。これにより、前側リレーレンズ２８Ａを通過した被写体光の一部は、ハーフミラー３６によって下方に反射され、さらに反射用プリズム３８によって前方に反射され、赤外線カメラ１４に入射する。また、ハーフミラー３６を透過した被写体光は、後側リレーレンズ２８Ｂを通過してテレビカメラ１２に入射する。したがって、赤外カメラ１４とテレビカメラ１２の両方で同時に撮影を行うことができる。

テレビカメラ１２で高画質の映像が得たい場合には、図２の操作レバー４８を回動操作する。操作レバー４８を回動操作することによって、ハーフミラー３６が光軸Ｌ上から退避移動する。さらにハーフミラー３６の退避移動に連動して、後側リレーレンズ２８Ｂが光軸Ｌに沿って所定の位置に移動する。したがって、前側リレーレンズ２８Ａを透過した被写体光は、そのまま後側リレーレンズ２８Ｂを通過し、テレビカメラ１２に入射する。よって、テレビカメラ１２に入射する入射光量がハーフミラー３６の位置で減少しないので、鮮明な画像を得ることができる。また、ハーフミラー３６が光路上にある時とない時とで光路長差が生じるため、ハーフミラー３６の退避移動によってピントずれが生じるが、後側リレーレンズ２８Ｂを移動させるようにしたので、ピントのずれを防止することができる。

このように本実施の形態のレンズ装置１０によれば、ハーフミラー３６を光軸Ｌに対して進退させるようにしたので、テレビカメラ１２と赤外線カメラ１４の両方で同時撮影をしたり、或いは、テレビカメラ１２のみで高画質の撮影を行ったりすることができる。さらに、ハーフミラー３６の進退動作に応じて後側リレーレンズ２８Ｂを移動させるようにしたので、ハーフミラー３６の進退動作によって生じるピントのずれを補正することができる。特に本実施の形態では、後側リレーレンズ２８Ｂの移動によってピントのずれを補正するようにしたので、ズーム操作やフォーカス操作に影響することがない。

さらに本実施の形態によれば、テレビカメラ１２と赤外線カメラ１４で共通の光学系（固定フォーカスレンズ２１、フォーカスレンズ群２２、ズームレンズ群２４、２４、絞り２６、前側リレーレンズ２８Ａ）を使用するようにしたので、レンズ装置１０を小型化することができる。したがって、例えばヘリコプターに搭載するテレビカメラ装置の用途に適している。

なお、上述した実施の形態は、可視光によって撮影を行うテレビカメラ１２と、赤外線によって撮影を行う赤外線カメラ１４の組み合わせで用いたが、これに限定するものではなく、例えば赤外線カメラ１４の代わりに静止画用カメラを設けてもよい。

また、上述した実施の形態は、ハーフミラー３６の透過側にテレビカメラ１２を配置し、ハーフミラー３６の反射側に赤外線カメラ１４を配置するようにしたが、反対に、透過側に赤外線カメラ１４を配置し、反射側にテレビカメラ１２を配置してもよい。

また、ハーフミラー３６を光軸Ｌに対して進退移動させるミラー移動手段は、上述した実施の形態に限定するものではない。例えばハーフミラー３６を光軸Ｌと垂直な方向に平行移動させたり、或いは、ハーフミラー３６の上端を支点としてハーフミラー３６を回転させたりすることによって、ハーフミラー３６を光軸Ｌに対して進退させるようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態は、ハーフミラー３６の進退移動に応じて後側リレーレンズ２８Ｂを移動させるようにしたが、前側リレーレンズ２８Ａ等の他の光学系を移動させてピントのずれを補正するようにしてもよい。

本発明に係るレンズ装置が適用されたテレビカメラ装置の構成を示す図図１のレンズ装置の背面図図１のレンズ装置のハーフミラー位置における断面図後側リレーレンズの制御系を示すブロック図

符号の説明

１０…レンズ装置、１２…テレビカメラ、１４…赤外線カメラ、２８Ａ…前側リレーレンズ、２８Ｂ…後側リレーレンズ、３６…ハーフミラー、３８…反射用プリズム、４０…保持枠、４８…操作レバー、５８…ミラー位置検出装置、７０…モータ

Claims

撮影レンズの光軸上にハーフミラーが設けられ、該ハーフミラーの透過側に第１カメラが接続され、前記ハーフミラーの反射側に第２カメラが接続されるとともに、前記撮影レンズを透過した被写体光を前記ハーフミラーによって前記第１カメラと前記第２カメラとに分けるレンズ装置において、
前記ハーフミラーを前記光軸上の位置に対して進退移動させるミラー移動手段と、
前記ハーフミラーの進退移動動作に応じて、前記光軸上に配置した光学系を該光軸に沿って前後移動させる光学系移動手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ装置。
前記光学系は、前記ハーフミラーの透過側に配置されたリレーレンズであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
前記第１カメラは可視光での撮影を行うテレビカメラであり、前記第２カメラは赤外線での撮影を行う赤外線カメラであることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。