JPH04128471U - テレビジヨンカメラ用レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 昼夜監視用テレビジョンカメラシステム等
で，昼夜とも画質劣化がなく，感度低下も実用上支障の
ないテレビジョンカメラ用レンズの実現を目的とする。 【構成】 テレビジョンカメラのレンズ部２の被写体側
レンズ群６と結像面像レンズ群７の間にレンズ絞り５
と，レンズ光軸を中心とし所定径の赤外線除去フィルタ
１１を設け，高照度時，レンズ絞り５の径が赤外線除去
フィルタ１１の径以下になり，赤外線成分が除去され，
低照度時，レンズ絞り５が開放となり，赤外線除去フィ
ルタを通過する光束の割合が低下し，赤外線除去フィル
タ１１による光量低下の影響を無視できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，テレビジョンカメラ用レンズの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年テレビジョンカメラの光電変換素子として，従来の撮像管に代りＣＣＤ撮 像素子が多く用いられる様になった。そのＣＣＤ撮像素子の多くが近赤外領域に まで分光感度を有する為，特に屋外光（太陽光）を含む昼夜監視テレビジョンシ ステム等においては，屋外光による昼間の監視時に，被写体の黒い部分，つまり 低照度部分が浮き上がり，コントラストの低いフレア気味の画像となり，人間の 目で見た感じと著しく違う画像となる欠点がある。

【０００３】 これを補う為に，レンズ前面またはテレビジョンカメラ内部のＣＣＤ撮像素子 直前に，赤外線除去フィルタを取り付け，テレビジョンカメラシステム全体の比 視感度を人間の目の比視感度に近付ける手段を構じている。

【０００４】 一方，夜間は人工照明による監視となる為，昼間の照度と比較すると極端に低 照度となり，より高感度に撮像したいところであるが，昼間の比視感度補正の為 に取り付けた赤外除去フィルタにより一般的に約６ｄＢ以上もの感度低下をきた していた。一部では，低照度下での感度低下を改良する為に，赤外線除去フィル タを機械的駆動装置により着脱する方法が用いられている。

【０００５】 図３の（ａ）は，レンズ２の前面に，（ｂ）はテレビジョンカメラ内部の撮像 素子３の直前に赤外線除去フィルタ１を設けた構成例である。（ｃ）は赤外線除 去フィルタ１を機械的駆動装置４により着脱する様にした構成例である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前述の従来技術には，低照度時の赤外線除去フィルタによる感度低下という欠 点と，機械的駆動装置による赤外線除去フィルタ着脱方式においては，テレビジ ョンカメラ装置の大型化，コスト増，信頼性低下要因の増大という欠点がある。

【０００７】 本考案は，これらの欠点を除去し，容易に，昼夜監視用テレビジョンカメラシ ステム等に要求される性能を満足させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

図１は本考案のテレビジョンカメラ用レンズ部の全体構成を示すブロック図で ある。図において，５はレンズ絞り，６はレンズ絞り５より被写体側に配置され ているレンズ群，７はレンズ絞り５より結像面側に配置されているレンズ群，１ １はレンズ群６，７間に配置された赤外線除去フィルタである。

【０００９】

【作用】

本考案の作用について説明すると，昼間の高照度時は，レンズ絞り５の径が赤 外線除去フィルタ１１の径以下になり，レンズ絞り５を通過する光束は全て，赤 外線除去フィルタ１１を通過し，赤外線成分が除去される。また，夜間の低照度 時は，レンズ絞り５が開放となり，レンズ絞り５を通過する光束の一部は赤外線 除去フィルタ１１を通過するが，残りの光束は赤外線除去フィルタ１１の外側を 通過するため赤外線除去フィルタ１１による光量低下は無視できる程度になる。

【００１０】

【実施例】

本考案の一実施例を図２を用いて説明する。 図２の（ａ）は昼間の太陽光下，つまり高照度時のレンズ絞り径と赤外線除去フ ィルタ径の相対寸法関係と光路の概略を示す図である。

【００１１】 被写体８から放射される光束９はレンズ絞り５で制限され，レンズ絞り５を通 過した光束は全て，レンズ絞り５の直後に配置された赤外線除去フィルタ１１を 通過して撮像素子受光面１０に到達する。この時，撮像素子受光面１０に到達す る全光束について赤外線領域成分が除かれる。

【００１２】 図２の（ｂ）は，夜間の人工照明下，つまり低照度時のレンズ絞り径と赤外線 除去フィルタ径の相対寸法関係と光路の概略を示す図である。 被写体８から放射される光束９はレンズ絞り５を通過し，その光束の一部は赤外 線除去フィルタ１１を通過して撮像素子受光面１０に到達する。

【００１３】 この場合，赤外線除去フィルタ１１の径より，レンズ絞り５の径が大きい為， 赤外線除去フィルタ１１を通過しない光束が撮像素子受光面１０に多く到達する ことになる。

【００１４】 赤外線除去フィルタ１１を通過する光束と，通過しないつまり赤外線除去フィ ルタ１１の外側を通過する光束の量の比較を試算してみる。

【００１５】 開放Ｆ値が２のレンズで，赤外線除去フィルタ１１の径がＦ８相当径とすると ，レンズ絞り５の開放時に赤外線除去フィルタ１１を通過する光束量は，撮像素 子受光面１０に到達する全光束量の，１÷（８²÷２²）＝１／１６となり，赤外 線除去フィルタ１１の可視光領域の透過率を５０％（つまり可視光領域の光束減 ６ｄＢ）とすれば，更に１／１６÷２＝１／３２となる。

【００１６】 つまり，開放絞り時では，赤外線除去フィルタ１１による光量低下量は全体の １／３２となり，図３に示す従来例の場合の光量低下量（全体の１／２）に比較 すると格段の改善となり，実用上全く無視出来る光量の低下率である。

【００１７】 また，レンズ絞り５の直近に赤外線除去フィルタ１１を配置することにより， この位置がデフォーカス部に当たる為，赤外線除去フィルタ１１による円形の光 量差域がテレビジョンカメラの出力画像に表われないという特徴を有する。つま り，赤外線除去フィルタ１１の円形または所定形状が撮像素子受光面に結像しな いことになる。

【００１８】 この赤外線除去フィルタ１１としては，光軸中心に赤外線除去膜を施したガラ スまたはプラスチックの板をレンズ絞り５の近傍に取り付ける方法のほか，レン ズ絞り５の最も近傍に配置されるレンズの表面の光軸中心部にコーティング等に より赤外線除去膜を施しても実現出来る。

【００１９】 また，赤外線除去フィルタ１１の形状は，円形だけでなく，星形，デルタ形等 任意の形状で良く，その濃度は単一だけでなく，光軸を中心にした同心円状に段 差を付ける，つまり中心になるほど濃くなる様に施せばより一層の効果の増大が 見込める。

【００２０】 監視用テレビジョンカメラシステムに用いられるレンズは，そのほとんどが自 動絞り動作，つまりレンズ絞りを自動制御しているため，以上述べた作用により ，見かけ上，赤外線除去フィルタの着脱が自動的に行なわれているのと同じこと になる。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べたごとく本考案によれば，ＣＣＤ撮像素子等の様に，近赤外領域にま で分光感度を有する光電変換素子を使用するテレビジョンカメラに供されるテレ ビジョンカメラ用レンズの内部に赤外線除去部を設けるのみで，昼夜連続して使 用される監視用テレビジョンカメラシステム等で，昼夜とも画質劣化が無く，感 度低下も実用上全く支障無いテレビジョンカメラ用レンズが信頼性低下要因の増 大無く実現出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の基本の構成を示すブロック図。

【図２】本考案の一実施例の作用説明図。

【図３】従来の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

５ レンズ絞り ６ レンズ群 ７ レンズ群 ８ 被写体 ９ 光束 １０ 撮像素子受光面 １１ 赤外線除去フィルタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビジョンカメラ用レンズにおいて，
   レンズ部の内部に，その光軸を中心とし所定径の範囲に
   所定形状の赤外領域光の不通過部を設けたことを特徴と
   するテレビジョンカメラ用レンズ。