JPH0531349B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 この発明は、レンズユニツトを交換することに
よつて視野角を切り換えるようにした赤外線撮像
装置において、視野角切り換えに伴う焦点調節の
煩雑さをさけるため、レンズユニツトの交換に連
動して予め定めた目標距離に対するレンズ移動量
に対応する信号をレンズユニツト駆動用モータに
与えて自動的に焦点調節をなすようにしたことを
特徴とするものである。

〔産業上の利用分野〕

この発明は、物体の放射する赤外線を捕捉して
映像表示する赤外線撮像装置の改良に関し、特に
視野角を切り換えるためのレンズユニツトの交換
に伴う焦点調節操作を簡易化した新しい構成の赤
外線撮像装置に関するものである。

〔従来の技術〕

赤外線撮像装置は、物体の放射する赤外線を感
知して映像化する装置であり、特に放射赤外線量
が温度に対応するところから、視界の温度分布を
とらえて物体の識別や異常の認識をなす装置とし
て種々の用途が開発されている。

ところでこの赤外線撮像装置もテレビカメラの
一種であり、当然にレンズ光学系を具えて赤外線
検知素子面に物像を結ぶような構成を有するが、
野外用の装置にあつては、標準レンズによる広視
野角撮影と、望遠レンズによる狭視野角撮影とを
任意に切り換えて行いたいという要求がある。か
かる要求に対して従来は、狭視野角レンズユニツ
トと広視野角レンズユニツトとを一体的に組み合
わせた交換レンズ構体を設け、この交換レンズ構
体を動かしていずれか一方のレンズユニツトを赤
外線の入射光路に択一的挿入することにより視野
角を変換するような構成をとつていた。

また、撮像対象物までの距離に応じた焦点調節
をなすため、レンズユニツトを光軸方向に移動す
るモータを設け、設定した距離値に応じてレンズ
構体全体を駆動するような構成をとつていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来の構成では、視野角を切り
換えるべくレンズユニツトを入れ換えたとき、そ
れぞれのレンズユニツトの焦点距離が異なるため
同じ距離の対象物を撮像する場合でも焦点調節を
やりなおす必要があり、煩雑な操作を必要として
いた。

従つてこの発明は、レンズユニツトの交換操作
に連動して焦点補正を自動的になすようにした赤
外線撮像装置の提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

簡単に述べるとこの発明は、上記のような目的
を達成すべく、レンズユニツトを光軸方向に移動
する焦点調節用の駆動手段に位置信号を発生する
手段を付設するとともに、交換すべきレンズユニ
ツト毎の距離に対するレンズ移動量に対応した信
号を出力する記憶装置を設け、レンズユニツトの
交換にともなつて、交換されたレンズユニツトの
設定距離に対する焦点を前記記憶装置の出力と前
記位置信号発生器の出力に基づいて自動的に補正
するようにしたことを特徴とするものである。

〔作用〕

すなわち、希望する視野角に応じてレンズユニ
ツトが交換されたとき、そのレンズ切り換え信号
をトリガとして、予め設定された目標距離点に焦
点を結ぶための当該レンズユニツトの移動量に対
応する信号が記憶装置から読みだされる。そして
この合焦点用移動量に対応する焦点調節信号がレ
ンズユニツトの焦点調節用駆動源に与えられ、該
駆動源に連動した位置信号発生手段からの信号が
前記焦点調節信号に対応した値になるまで交換さ
れたレンズユニツトが移動駆動されることにな
る。この結果、視野角変更に伴う焦点距離の補正
が自動的になされるので、操作が極めて簡易とな
り、視野角変更への迅速な対応が可能となる。

〔実施例〕

以下この発明の好ましい実施例につき、図面を
参照して詳細に説明する。

第１図は、この発明を適用した赤外線撮像装置
の主要部の構成を模式的に示すブロツク図、第２
図はレンズユニツト毎の目標距離に対するレンズ
移動量の関係を示す線図である。

第１図において、１０は走査光学系部であつ
て、ゲルマニウムのような赤外線透過物質から成
る対物レンズ１１の後に、広視野狭視野切り換え
用のリレーレンズ構体１３が配置されている。さ
らにその後方には走査鏡１４と結像レンズユニツ
ト１５を介して一次元の多素子赤外線検知器１６
が配置されている。

リレーレンズ構体１３は図示のように広視野角
標準レンズ系を構成するレンズユニツト１３Ａ
と、狭視野角望遠レンズ系を構成するレンズユニ
ツト１３Ｂを有する。これらレンズユニツトは共
通の支持枠１７に取りつけられ、視野角の切り換
えを指令するスイツチ１８の操作に応動して光軸
と直交する方向に移動可能となるよう電磁的駆動
手段１９に連結されている。支持枠の移動位置の
終端にはマイクロスイツチ２０が設けられ、レン
ズユニツトの交換状態が検知されるようになつて
いる。また２組のリレーレンズユニツト１３Ａ，
１３Ｂはレンズ構体１３として一体的に組み立て
られ、焦点調節に際しては光軸方向に共通に移動
可能となるよう支持枠１７上で駆動源としてのモ
ータ２１に連結されている。

一方、ポテンシヨメータからなる焦点調節器２
２より目標距離に応じた焦点調節用の電圧信号が
出される。この信号は増幅部２３を通して加算部
２４に加えられ、さらに比較部２５を通して上記
モータ２１の駆動回路２６に与えられる。加算部
２４には、この発明の特徴として広視野角と狭視
野角のレンズ切り換えに伴う焦点距離差を補正す
るための後述のような補正量を記憶した記憶装置
２７が接続されている。そして視野角に対応して
設定距離に応じた焦点調整信号を該記憶装置から
読みだして焦点調節器２２からの距離信号に加算
するように成つている。またこの加算部２４に
は、上記対物レンズ１１の近傍に設置された温度
トランスジユーサ２８からの環境温度に応じた電
流信号を所定の焦点補正信号に変換する温度補償
回路２９からの補正信号も加えられるようになつ
ている。

他方、リレーレンズ構体１３を移動する焦点調
節用モータ２１にはレンズの位置に対応した信号
を発するポテンシヨメータ形式の位置信号発生器
３０が連結されている。この位置信号は比較部２
５に加えられてレンズユニツトに対する駆動信号
と比較され、比較結果がバランスするような所謂
フイードバツク制御が施される。

第２図は、焦点調節のための目標距離に対する
レンズ移動量の関係を示す線図である。カーブＡ
は広視野角標準レンズの特性を示し、カーブＢは
狭視野角望遠レンズの特性を示している。これら
の線図から明らかなように10Km以上の実質的に距
離無限大の点では広、狭視野角とも多素子赤外線
検知器の受光面上での焦点距離は一致するような
光学系となつている。しかし近距離での目標物体
を撮像しようとしたときには、広視野角レンズと
狭視野角レンズとの間で焦点位置に差が生ずる。
たとえば、距離100ｍの目標を撮像する場合、広
視野角レンズユニツトでは、距離無限大の合焦点
位置からf1点までレンズを移動することになる
が、同じく距離100ｍの目標を狭視野角レンズで
撮像する場合には基準となる合焦点位置からf2点
までレンズを移動しなければならない。

この発明においては、上記のようなレンズの視
野角切り換えに伴う焦点位置の補正を距離無限大
の目標物体に対する両レンズユニツトの合焦点位
置を基準として自動的に行うものである。第１図
を参照して先に述べた記憶装置２７には距離無限
大の合焦点位置からのレンズ移動量に対応するデ
ータが目標距離に対して連続的に記憶されてお
り、レンズ構体１３が広視野角標準レンズユニツ
ト１３Ａから狭視野角望遠レンズユニツト１３Ｂ
に切り換えられたとき、距離に応じた補正データ
が焦点調節器２２からの信号に加算されるように
なつている。かくしてレンズユニツトの交換に伴
い記憶装置２７からの各視野に対応した信号出力
が加算されて自動的に目標距離に対する焦点調節
がなされることになる。

ここで補正データ記憶装置２７は、この実施例
の場合、焦点調節器２２からの信号がアナログ信
号であるので、目標距離に対する各レンズユニツ
トの合焦点位置からの移動距離に対応したアナロ
グ電圧信号を発生するアナログ記憶装置として構
成されている。また焦点調節器２２のポテンシヨ
メータは、その目標距離の設定位置に応じて第２
図のカーブＡに対応した広視野角レンズの移動量
を与える電圧信号を発生するようになつており、
同時にその調節器２２の操作に連動して記憶装置
２７も目標距離に応じたレンズ移動量の補正電圧
を発生する。

もちろん、記憶装置２７は、焦点調節器２２
や、加算器２４、比較器２５、位置信号発生器３
０とともにデジタル方式の装置として構成するこ
とも可能である。また、赤外線透過用のゲルマニ
ユウム製対物レンズ１１は通常のガラスレンズよ
りも温度に対する屈折率の変化度合が大きく、野
外での使用ではこの屈折率変化に応じた焦点調節
がしばしば必要となる。この点、上記実施例にお
いては、レンズ近傍に設けた温度トランスジユー
サ２８からの信号を温度補償回路２９において所
定関係の焦点補正信号に変換して加算部２４に加
えているので、温度変化にたいする焦点調節も自
動的になすことができる。

なお、この発明は以上のような走査光学系部の
改良に関するもので、映像信号の処理はその本質
ではないが、１次元多素子赤外線検知器１６で光
電変換された１ライン毎の映像信号は、走査鏡１
４の走査角に応じて順次１フレーム分の映像信号
を構成し、信号処理部３１において所定の増幅、
走査変換等の信号処理の後、CRT表示装置３２
にテレビジヨン画像として表示されることにな
る。また、赤外線検知器１６として二次元配列の
多素子エリアセンサを用いる場合でもこの発明は
有効であるが、この場合機械的走査鏡１４が不要
になることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

さて、以上の説明から明らかなようにこの発明
は、レンズユニツトを交換して行う視野角の切り
換えに際して、焦点調節の操作を不要とするもの
であるので、操作性が著しく向上するメリツトが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した赤外線撮像装置
の主要部の構成を示すプロツク図、第２図は視野
角の異なるレンズユニツト相互間の目標距離に対
するレンズ移動量の関係を示す線図である。 図において、１０は走査光学系、１１は対物レ
ンズ、１２は変換レンズ構体、１３はリレーレン
ズ構体、１４は走査鏡、１５は結像レンズユニツ
ト、１６は赤外線検知器、１７はレンズ構体支持
枠、１８は視野角切り換えスイツチ、１９は電磁
駆動手段、２０は移動検知用マイクロスイツチ、
２１は焦点調節用モータを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 赤外線検知素子１６への入射光路上に置かれ
   たレンズユニツト１３を交換することによつて視
   野角を切り換えるようにした撮像装置において、 互いに視野角の異なる複数のレンズユニツト１
   ３Ａ，１３Ｂを上記入射光路上に択一的に挿入可
   能に配置するとともに、選択挿入されたレンズユ
   ニツトを光軸方向に移動して対象物までの距離に
   応じた焦点調節をなす駆動源２１を設け、 さらに該駆動源２１に連動してレンズユニツト
   １３の移動位置を表す信号を発生する位置信号発
   生器３０と、 交換すべきレンズユニツトの目標距離に対する
   レンズ移動量に対応した信号を出力する記憶装置
   ２７を付設し、 レンズユニツトが交換されたとき、交換された
   レンズユニツトの焦点を、交換前のレンズユニツ
   トに対して予め設定された目標距離に一致するよ
   う上記位置信号発生器３０の出力信号と上記記憶
   装置２７からの信号を比較器２５により比較して
   自動的に調節するように構成したことを特徴とす
   る赤外線撮像装置。