JP3167257U - 手動・自動フォーカシング一体化レンズおよび該レンズを用いた赤外線サーマルイメージングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ワンセットのレンズユニットを用いてコンパクトな構造で手動フォーカシングと自動フォーカシングの機能を同時に実現し、より柔軟な操作モードと広範な応用が可能な赤外線サーマルイメージングシステムを提供する。【解決手段】手動・自動フォーカシング一体化レンズを用いた赤外線サーマルイメージングシステムとする。手動・自動フォーカシング一体化レンズは、対物レンズマウント１、対物レンズ２、対物レンズマウントの後端に設けられ、手動フォーカシング機構と自動フォーカシング機構とが集積化されているフォーカシング部３、及び該フォーカシング部の後端に設けられるレンズマウント４を有する。手動・自動フォーカシング一体化レンズは、ケーブルのない取付形態でサーマルイメージングシステムの機体と物理的締合及び信頼可能な電気的連接が実現される。赤外線サーマルイメージングシステムの機体からの取り外しが容易で、且つそれへの取付も簡単である。【選択図】図４

Description

本考案は、赤外線サーマルイメージングシステムに係り、特に赤外線サーマルイメージングシステムに適用する、手動フォーカシングと自動フォーカシング機能を一体化したレンズに関する。

レンズ（赤外レンズ）は、赤外線サーマルイメージングシステムなどを含む撮像器材に装備する不可欠なディバイスの一つであり、言うまでもなく、赤外線サーマルイメージングシステムに装備するレンズは、赤外スペクトルを収集・センシングする機能を有する。如何なるレンズであっても、フォーカシング機能が必須な機能である。
従来のレンズとしては２種の基本的類型に分けられ、一つは手動フォーカシングレンズであり、もう一つは、回路で制御する自動フォーカシングレンズである。該２種のレンズのフォーカシング機構は、具体的な構造において大きな差異が存在し、互いに切り替えることができない。また、市販の赤外線サーマルイメージングシステム用レンズにおいても、手動フォーカシングと自動フォーカシングが一体化されたレンズが見られていない。

従来の技術に存在する上記不備を解決するために、本考案は、赤外線サーマルイメージングシステムに用い、ワンセットのレンズユニット内においてコンパクトな構造で手動フォーカシングと自動フォーカシングの機能を実現し、ユーザが必要に応じて手動又は自動フォーカシングモードの一つを選択して該レンズについてフォーカシング操作を行うことができる、手動・自動フォーカシング一体化レンズを提供することを目的とする。

本考案の他の目的は、より柔軟で信頼可能な装着構造を得るために、赤外線サーマルイメージングシステムの機体と容易に着脱できる、手動・自動フォーカシング一体化レンズを提供することにある。

上記目的を実現するために、本考案は、対物レンズマウントと、前記対物レンズマウントに設けられる対物レンズと、前記対物レンズマウントの後端に設けられ、手動フォーカシング機構と自動フォーカシング機構とを含むフォーカシング部と、前記フォーカシング部の後方に設けられるレンズマウントとを含む、手動・自動フォーカシング一体化レンズを提供する。

本考案の実施例によると、前記手動・自動フォーカシング一体化レンズは、前記レンズマウントを介して赤外線サーマルイメージングシステムの本体機体と着脱可能に連接する。

本考案の実施例によると、前記手動フォーカシング機構は、フォーカシングハンドホイールと、前記フォーカシングハンドホイール中に内装されており、その側壁にガイド溝が設けられているフォーカシングカムと、前記フォーカシングカム中に内装され、その側壁に、外へ延び該ガイド溝内まで延びるフォーカシング螺子が固定されているフォーカシングレンズ枠と、前記フォーカシングレンズ枠に固定され、前記対物レンズと共に主光軸を形成するフォーカシングレンズガラスと、からなり、前記フォーカシングカムが前記フォーカシングハンドホイールと締まりばめする。

本考案の実施例によると、前記自動フォーカシング機構は、前記フォーカシングハンドホイール中に内装されており、その側壁にガイド溝が設けられているフォーカシングカムと、前記フォーカシングカム中に内装され、その側壁に、外へ延び該ガイド溝内まで延びるフォーカシング螺子が固定されているフォーカシングレンズ枠と、前記フォーカシングレンズ枠に固定され、前記対物レンズと共に主光軸を形成するフォーカシングレンズガラスと、前記フォーカシングレンズ枠の側壁の内表面に固設された大歯車と、前記フォーカシングレンズ枠内に設けられ、前記大歯車と噛み合うピニオンと、からなる。

本考案の実施例によると、前記ガイド溝が前記フォーカシングカムの側壁に傾斜するように設けられている。

本考案の実施例によると、前記手動・自動フォーカシング一体化レンズは、前記フォーカシングカムと前記フォーカシングレンズ枠の間に設けられたレンズホルダと、２本のフォーカシングガイド軸であって、前記レンズホルダ中に設けられ、前記フォーカシングレンズ枠を、前記２本のフォーカシングガイド軸に沿って安定に軸方向に移動するように、ガイドする２本のフォーカシングガイド軸と、前記レンズホルダに設けられると共に後へ延出する板状の電極と、前記レンズホルダ中に設けられ、前記板状の電極と前記フォーカシングレンズ枠中に設けられたピニオンとに接続するモータ及び減速器と、を更に含む。

本考案の実施例によると、前記レンズマウントが前記レンズホルダの後端に設けられている。

本考案の実施例によると、前記レンズマウントが前記フォーカシングレンズ枠に固定されて内装されており、板状の電極が該レンズマウントを貫通して、前記レンズマウントの後端の表面から露出する。

上記目的を実現するために、本考案は、上記のいずれか１つの手動・自動フォーカシング一体化レンズを含む赤外線サーマルイメージングシステムを更に提供し、前記赤外線サーマルイメージングシステムは、該赤外線サーマルイメージングシステム機体に設けられるレンズ継ぎ手を更に含み、前記手動・自動フォーカシング一体化レンズが前記レンズマウントを介して前記レンズ継ぎ手に係合して取り付けられる。

本考案の実施例によると、前記レンズ継ぎ手においては、弾性接点が複数設けられており、前記レンズマウントの後端の表面から露出した板状の電極が前記弾性接点と電気的に接触する。

本考案の実施例によると、該手動・自動フォーカシング一体化レンズが、前記該レンズマウントを介して該レンズ継ぎ手に着脱可能に係合して取り付けられる。

本考案の手動・自動フォーカシング一体化レンズを装着すると、ワンセットのレンズユニットによってコンパクトな構造で手動フォーカシングと自動フォーカシングの機能を同時に実現することができ、手動フォーカシングと自動フォーカシング機能との一体化が実現され、ユーザが必要に応じてこの２種のフォーカシングモードのいずれか一つを任意に選ぶことが便利になるため、本考案の赤外線サーマルイメージングシステムは、より柔軟な操作モード及び広範な応用の見通しを有するようになっている。

本考案の手動・自動フォーカシング一体化レンズは、サーマルイメージングシステム機体との間にケーブルのない取付形態が実現され、サーマルイメージングシステムの機体との物理的締合及び信頼可能な電気的連接が実現され、赤外線サーマルイメージングシステムの機体からの取り外しが容易で、且つそれへの取付も簡単になっている。

本考案に係る実施例の手動・自動フォーカシング一体化レンズを前方左上から見た斜視図。 本考案に係る実施例の手動・自動フォーカシング一体化レンズを後方右上から見た斜視図。 本考案に係る実施例の手動・自動フォーカシング一体化レンズを後方右上から見た斜視図であって、レンズマウントのカバーが外されている。 図１〜図３に示すレンズの断面図である。 図１〜図３に示すレンズの断面図であり、フォーカシングガイド軸の構造を示す。 赤外線サーマルイメージングシステムの本体機体におけるレンズ継ぎ手を示す概略図である。 サーマルイメージングシステムの本体機体におけるレンズ継ぎ手とレンズにおけるレンズマウントとの組み立て概略図である。

本考案の実施例の目的、技術案及び利点が更に明瞭になるために、実施例及び図面に基づいて、本考案の実施例を更に詳しく説明する。
ここで、本考案の概略的実施例及びその説明は、本考案に対する解釈に用い、本考案に対する限定とされない。

図１〜図３は、本考案の実施例の手動・自動フォーカシング一体化レンズの概略斜視図であり、異なる角度から観察された構造を示した。

図１〜図３に示すように、本実施例における手動・自動フォーカシング一体化レンズは、対物レンズマウント１と、該対物レンズマウント１に設けられる対物レンズ２と、該対物レンズマウント１の後端に設けられ、手動フォーカシング機構と自動フォーカシング機構とが集積化されたフォーカシング部３と、該フォーカシング部３の後端に設けられ、前記レンズユニットと赤外線サーマルイメージングシステムなどの本体機体とを着脱可能に接続するためのレンズマウント４と、を含む。

以下の説明において、手動・自動フォーカシング一体化レンズの各部品の方位についての記述においては、いずれも、対物レンズ２が位置にある方位を前方とし、レンズマウント４が位置にある方位を後方とする。

図４〜図５に示すように、該手動フォーカシング機構は、フォーカシングハンドホイール３１と、該フォーカシングハンドホイール３１中に内装されており、その側壁にガイド溝３２１が設けられているフォーカシングカム３２と、該フォーカシングカム３２中に内装され、その側壁の外表面に、該ガイド溝３２１内まで延びるフォーカシング螺子３３１が固定されているフォーカシングレンズ枠３３と、該フォーカシングレンズ枠３３に固定され、該対物レンズ２と共に主光軸を形成するフォーカシングレンズガラス３４とを含み、ここに、該フォーカシングカム３２が該フォーカシングハンドホイール３１と締まりばめする。

該自動フォーカシング機構は、該フォーカシングハンドホイール３１中に内装され、その側壁にガイド溝３２１が設けられているフォーカシングカム３２と、フォーカシングカム３２中に内装され、その側壁の外表面に、該ガイド溝３２１内まで延びるフォーカシング螺子３３１が固定されているフォーカシングレンズ枠３３と、フォーカシングレンズ枠３３に固定され、対物レンズ２と共に主光軸を形成するフォーカシングレンズガラス３４と、該フォーカシングレンズ枠３３の側壁の内表面に固定された大歯車３５と、該フォーカシングレンズ枠３３内に設けられ該大歯車３５と噛み合うピニオン３６とを含む。

該ガイド溝３２１が該フォーカシングカム３２の側壁に傾斜するように設けられている。

フォーカシングカム３２とフォーカシングレンズ枠３３との間にレンズホルダ３９が更に設けられており、該レンズホルダ内にフォーカシングガイド軸３８が２本設けられおり（図５を参照する）、フォーカシングレンズ枠３３が前記２本のフォーカシングガイド軸３８に沿って安定に軸方向に移動するようにガイドされ、それによってフォーカシング中に光軸が一定に維持される。該レンズホルダ３９において、板状の電極５、モータ及び減速器３７が更に設けられており、板状の電極５が後方向へ一定の距離で延び、モータ及び減速器３７が、該板状の電極５と、該フォーカシングレンズ枠３３内に設けられたピニオン３６とに接続する。

ここで、該レンズマウント４が該レンズホルダ３９の後端に設けられている。

該レンズマウント４においてスリット状の係止溝が設けられることによって、赤外線サーマルイメージングシステムの本体機体との組み立てが便利に実現される。該板状の電極５が該レンズマウント４を貫通して該レンズマウント４の後端の表面から露出する。

上記から分かるように、前記手動フォーカシング機構と自動フォーカシング機構において、一部の部品が両者の共用部品であり、これらの共用部品は、フォーカシングカム３２及びそれに設けられたガイド溝３２１と、フォーカシングレンズ枠３３及びそれに設けられたフォーカシング螺子３３１及びフォーカシングレンズガラス３４と、を含む。両者のそれぞれ特有する部品としては、手動フォーカシング機構におけるフォーカシングハンドホイール３１及び自動フォーカシング機構における大歯車３５、ピニオン３６、それに係合するモータ及び減速器である。よって、本考案のレンズは、よりコンパクトな構造で手動フォーカシング及び自動フォーカシングを実現することができ、手動・自動フォーカシング機能の一体化を実現した。

本考案の他の実施例によると、図６〜図７に示すように、本考案は、前記のようないずれか一つの手動・自動フォーカシング一体化レンズを含む赤外線サーマルイメージングシステムを更に提供する。該赤外線サーマルイメージングシステムは、このシステムの機体に設けられるレンズ継ぎ手６を更に含み、前記手動・自動フォーカシング一体化レンズが、該レンズマウント４に設けられたスリット状の係止槽を介して該レンズ継ぎ手６に着脱可能に接続する。

レンズ継ぎ手６には弾性接点６１が複数設けられており、本考案の手動・自動フォーカシング一体化レンズを赤外線サーマルイメージングシステムの機体に取り付けた後、前記レンズマウント４における板状の電極５が前記弾性接点６１と電気的に接続するによって、レンズにおける電気素子とサーマルイメージングシステムの機体中に設けられた電気回路モジュールとの電気的接続が実現した。

ただし、レンズ内及びサーマルイメージングシステムの本体機体内の各電気回路モジュールの電気的接続を実現するために、レンズマウント４において、ケーブルではなく、板状の電極５が設けられており、サーマルイメージングシステムの電源供給、電気回路制御信号及び位置フィードバック信号等は、いずれもこの板状の電極を介して伝送される。よって、本考案のレンズマウント４と、それと対応してサーマルイメージングシステムの本体機体に設けられたレンズ継ぎ手６は、いずれもケーブルのない組み立て形態の継ぎ手であり、本考案の手動・自動フォーカシング一体化レンズは、サーマルイメージングシステムの機体との物理的締合及び信頼可能な電気的接続が実現でき、赤外線サーマルイメージングシステムの機体からの取り外しが容易であり、また、それへの取り付けも簡単にできる。

以下、本考案の手動・自動フォーカシング一体化レンズの手動・自動フォーカシング過程を具体的に記載する。

まず、レンズマウント４においてはスリット状の係止槽を有し、レンズとサーマルイメージングシステムの本体機体との機械的接続及び位置決めを実現し、また、レンズマウント４においては、板状の電極５が固定されており、レンズとサーマルイメージングシステムの本体機体との電気的接続を実現する。

手動フォーカシングを行う場合、フォーカシングハンドホイール３１によって摩擦力でフォーカシングカム３２を、一緒に回動するように連動させ、回転中のフォーカシングカム３２が、その上に傾斜するように設けられたガイド溝３２１を介してフォーカシング螺子３３１を、レンズの主軸（該主軸が対物レンズの中心点及びフォーカシングレンズの中心点を通る）に沿って軸方向に移動させ、フォーカシング螺子３３１がフォーカシングレンズ枠３３に連接しているため、フォーカシングレンズ枠３３及び該フォーカシングレンズ枠３３内に固定されたフォーカシングレンズガラス３４を軸方向に移動させて、それによって、手動フォーカシングを実現した。

自動又は電動フォーカシングを行う場合、赤外線サーマルイメージングシステムの本体機体からの電流により、モータの回転を駆動し、減速器３７によって減速させた後、ピニオン３６を回転させる。大歯車３５がフォーカシングカム３２の側壁の内表面に固定され且つ該ピニオン３６と噛み合うため、大歯車３５及び該フォーカシングカム３２もそれに追従して回動する。フォーカシングカム３２が、その上に設けられたガイド溝３２１を介してフォーカシング螺子３３１を軸方向に移動させる。フォーカシング螺子３３１がフォーカシングレンズ枠３３に固定されているため、該フォーカシングレンズ枠３３及びそれに固定されたフォーカシングレンズガラス３４を軸方向に移動させて、それによって自動又は電動フォーカシングを実現した。

以上の２種類のフォーカシング過程から分かるように、手動フォーカシング機構と自動（電動を含む）フォーカシング機構の共用部品は、フォーカシングカム３２、ガイド溝３２１、フォーカシング螺子３３１、フォーカシングレンズ枠３３及びフォーカシングレンズガラス３４からなる伝動チェーンを含むため、手動・自動フォーカシング機能の一体化が実現された。

１ 対物レンズマウント
２ 対物レンズ
３ フォーカシング部
３１ フォーカシングハンドホイール
３２ フォーカシングカム
３２１ ガイド溝
３３ フォーカシングレンズ枠
３３１ フォーカシング螺子
３４ フォーカシングレンズガラス
３５ 大歯車
３６ ピニオン
３７ モータ及び減速器
３８ フォーカシングガイド軸
３９ レンズホルダ
４ レンズマウント
５ 板状の電極
６ レンズ継ぎ手
６１ 弾性接点

Claims (11)

1. 対物レンズマウント（１）と、
   前記対物レンズマウント（１）に設けられる対物レンズ（２）と、
   前記対物レンズマウント（１）の後端に設けられ、手動フォーカシング機構と自動フォーカシング機構とを含むフォーカシング部（３）と、
   前記フォーカシング部（３）の後方に設けられるレンズマウント（４）と、を含むことを特徴する手動・自動フォーカシング一体化レンズ。
2. 該手動・自動フォーカシング一体化レンズは、前記レンズマウント（４）を介して赤外線サーマルイメージングシステムの本体機体と着脱可能に連接することを特徴する請求項１に記載の手動・自動フォーカシング一体化レンズ。
3. 前記手動フォーカシング機構は、
   フォーカシングハンドホイール（３１）と、
   前記フォーカシングハンドホイール（３１）中に内装されており、その側壁にガイド溝(３２１)が設けられているフォーカシングカム（３２）と、
   前記フォーカシングカム（３２）中に内装され、その側壁に、外へ延び該ガイド溝（３２１）内まで延びるフォーカシング螺子（３３１）が固定されているフォーカシングレンズ枠（３３）と、
   前記フォーカシングレンズ枠（３３）に固定され、前記対物レンズ（２）と共に主光軸を形成するフォーカシングレンズガラス（３４）と、を含み、
   前記フォーカシングカム（３２）が前記フォーカシングハンドホイール（３１）と締まりばめすることを特徴する請求項２に記載の手動・自動フォーカシング一体化レンズ。
4. 前記自動フォーカシング機構は、
   フォーカシングハンドホイール（３１）中に内装されており、その側壁にガイド溝(３２１)が設けられているフォーカシングカム（３２）と、
   前記フォーカシングカム（３２）中に内装され、その側壁に、外へ延び該ガイド溝（３２１）内まで延びるフォーカシング螺子（３３１）が固定されているフォーカシングレンズ枠（３３）と、
   前記フォーカシングレンズ枠（３３）に固定され、前記対物レンズ（２）と共に主光軸を形成するフォーカシングレンズガラス（３４）と、
   前記フォーカシングレンズ枠（３３）の側壁の内表面に固定して設置された大歯車（３５）と、
   前記フォーカシングレンズ枠（３３）内に設けられ、前記大歯車（３５）と噛み合うピニオン（３６）と、を含むことを特徴する請求項２に記載の手動・自動フォーカシング一体化レンズ。
5. 前記ガイド溝（３２１）が前記フォーカシングカム（３２）の側壁に傾斜するように設けられていることを特徴する請求項３又は４に記載の手動・自動フォーカシング一体化レンズ。
6. 前記フォーカシングカム（３２）と前記フォーカシングレンズ枠（３３）との間に設けられたレンズホルダ（３９）と、
   ２本のフォーカシングガイド軸であって、前記レンズホルダ（３９）中に設けられ、前記フォーカシングレンズ枠（３３）を、前記２本のフォーカシングガイド軸に沿って安定に軸方向に移動するように、ガイドするための２本のフォーカシングガイド軸（３８）と、
   前記レンズホルダ（３９）に設けられ、後へ延出する板状電極（５）と、
   前記レンズホルダ（３９）中に設けられ、前記板状電極（５）と前記フォーカシングレンズ枠（３３）中に設けられたピニオン（３６）とに接続するモータ及び減速器（３７）と、を更に含むことを特徴する請求項３又は４に記載の手動・自動フォーカシング一体化レンズ。
7. 前記レンズマウント（４）が前記レンズホルダ（３９）の後端に設けられていることを特徴する請求項６に記載の手動・自動フォーカシング一体化レンズ。
8. 前記レンズマウント（４）にスリット状の係止槽が設けられ、前記板状電極（５）が該レンズマウント（４）を貫通して、前記レンズマウント（４）の後端表面から露出することを特徴する請求項７に記載の手動・自動フォーカシング一体化レンズ。
9. 赤外線サーマルイメージングシステムであって、請求項１〜８のいずれか1項に記載の手動・自動フォーカシング一体化レンズを含み、
   該赤外線サーマルイメージングシステムは、前記赤外線サーマルイメージングシステム機体に設けられるレンズ継ぎ手（６）を更に含み、
   前記手動・自動フォーカシング一体化レンズが前記レンズマウント（４）を介して前記レンズ継ぎ手（６）に係合して取り付けられることを特徴する赤外線サーマルイメージングシステム。
10. 前記レンズ継ぎ手（６）に弾性接点（６１）が複数設けられており、前記レンズマウント（４）の後端表面から露出した板状電極（５）が前記弾性接点（６１）と電気的に接触することを特徴する請求項９に記載の赤外線サーマルイメージングシステム。
11. 該手動・自動フォーカシング一体化レンズが、前記該レンズマウント（４）を介して該レンズ継ぎ手（６）に着脱可能に係合して取り付けられることを特徴する請求項９に記載の赤外線サーマルイメージングシステム。

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