JPH0536327U - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １絞り、ピントの調節を高速で行なえる単色
光を対象とした撮像装置を得る。２小型、軽量な単色光
を対象とした撮像装置を得る。 【構成】 撮像装置に入射した光線は、フレネルレンズ
６によって撮像素子１上に集光、結像される。フレネル
レンズ６の透過パタンは液晶で構成されるが、このパタ
ンを変化させることにより、電子的にレンズの焦点距離
の調節つまり、ピントの調節及び、絞りの調節を行な
う。 【効果】 絞り、ピントの調節が電子的に制御でき、迅
速に行なうことが可能であると共に、装置が小型化、軽
量化できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は赤外線撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図８は従来のこの種の撮像装置の一例として、赤外線撮像装置の構成例を示す もので、特開昭62− 51381号公報に示されたものである。図において１は撮像素 子、２はデュワ、３は赤外窓、４は光学レンズ、５は絞りである。

【０００３】 次に動作について説明する。撮像装置に入射した光線は、光学レンズ４によっ て、撮像素子１上に集光、結像される。この際、絞り５によって、撮像対象、周 囲環境等の諸条件に合せ、不要な光線を除き、光量を調節する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の撮像装置は以上のように構成されているので、絞り及びピントを調節す るには複雑な機構を要し、それが装置重量の増加や、調節が高速で行なえないこ との要因となっていた。

【０００５】 この考案は上記のような問題点を解消するためになされたもので、絞り及びピ ントの調節に関して、複雑な機構を要せず、高速で調節することが可能で、且つ 装置重量の軽い撮像装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る撮像装置は、光学レンズに液晶により構成したフレネルレンズ を用い、その遮光、透光のパタンを電子的に制御するものである。

【０００７】

【作用】

この考案における撮像装置は、レンズ及び絞りの機能が液晶によるパタンにて 構成されている為、それぞれのセグメントの電極に加える電圧を制御するのみで 絞り及びレンズの焦点距離を調節できる。この様な液晶の透過パタンの切換は、 レンズや、絞り羽根を動力により動かすことに比べ高速で行なうことができる。 また、レンズの位置や絞りの羽根の開き具合を動かす為の機構、絞り羽根自体も 不要である為、装置規模を小さく、装置重量を軽くすることができる。

【０００８】

【実施例】

実施例１． 以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１において、１は撮像素 子、２はデュワ、３は赤外窓、６は液晶により構成したフレネルレンズである。

【０００９】 上記の様に構成された撮像装置においては、図８における４のレンズ及び５の 絞りのかわりに６のフレネルレンズを用いる。 ここでフレネルレンズの構成について述べる。フレネルレンズは例えば図３の 様な透過パタンをもつフレネル・ゾーンプレートにより構成されるレンズであり 、図３中、白い部分は光の透過率が１、黒い部分は光の透過率が０の部分を表わ す。この様なパタンに平行光線が入射した場合、光はこのパタンを通過後、回折 によりある焦点に集まり、レンズを通過するものと同様の効果を示す。このとき 、フレネルレンズの焦点距離Ｐと、図３に示されるフレネルゾーンプレートの同 心円の半径Ｒｎの間には、

【００１０】

【数１】

【００１１】 なる関係がある。 さて、図３の様なフレネルゾーンプレートは、図２の様に液晶により環状のセ グメント（セグメント１、セグメント２、……セグメントｎ）を構成し、そのう ちの偶数のセグメント（セグメント２、セグメント４、……）のみ“オン”状態 （透過率が０の状態）にすることにより構成することができる。 以上のことより、図１の撮像装置を見るに、フレネルレンズ６として図２の様 な環状のセグメント構成をした液晶を制御して図３の様な透過パタンとしたもの を用いると、この撮像装置では図８のものと同様、入射した光線をフレネルレン ズ６によって撮像素子１上に集光、結像させ、撮像を行なうことができる。 ここで更に、例えば図２のセグメント構成の液晶に対し、偶数のセグメント及 び、セグメント８以上の全てのセグメントを“オン”状態にし、遮光させた場合 を想定すると、フレネルレンズの光の透過パタンは図４の様になる。このパタン は、図３のレンズとしてのフレネルゾーンプレートのパタンに加え、その周辺部 を絞りによって遮光することと同等になる。この様に、液晶により遮光パタンを 様々に制御することにより、絞りの大きさを自由に電子的に制御することができ る。

【００１２】 実施例２． 上記実施例では液晶により構成したフレネルレンズを用い、その遮光パタンを 制御することにより、レンズ及び絞りを一体化し、かつ、絞りを電子的に制御す る撮像装置の実施例を示したが、更に、レンズの焦点も電子的に制御し、ピント 及び絞りを電子的に調節する撮像装置の実施例を示す。 図１と全く同様の撮像装置で、６のフレネルレンズに関し、図２のセグメント 構成を更に細分化し、図５の様にした場合を想定すると、これらを制御すること により、図３のフレネルゾーンプレートのパタンと、これを拡大（縮小）した図 ６のパタンとを切替えながら使用することが可能である。これは、レンズの焦点 距離を２段階に切り替えて使用することが可能であることを示すものであるが、 この様にして、図１の光学系の幾何的位置関係を変えずに、レンズの焦点距離を 変化させることにより、撮像装置のピントの調節を行なうことができる。

【００１３】 実施例３． ピントの調節に関して、上記実施例では、一枚のフレネルレンズのセグメント 構成を細分化し、フレネルゾーンプレートのパタンを切替えることにより焦点距 離を変化させたが、同様の効果は、図７の様な構成で得ることもできるが図７に おいて、６、６′、６″、……はそれぞれ図２と同様に、

【００１４】

【数２】

【００１５】

【数３】

【００１６】 等の様に円環状にセグメント構成されており、それぞれ焦点距離Ｐ、Ｐ′、Ｐ″ 、…のレンズを構成できるものである。これらを制御し、６、６′、６″のうち のどれか一枚のフレネルレンズのみ“オン”状態にし、他のレンズを“オフ”（ 全面透過）状態にすることにより、レンズの焦点距離を種々に変化させ、同様の 効果を得ることができる。

【００１７】 尚、上記実施例では赤外線撮像装置の実施例を示したが、同様の原理による撮 像装置は、赤外線に限らず単色光の撮像装置として適用が可能である。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、フレネル環状のセグメント構成をもつ液晶 の遮光パタンを制御することによりピント及び、絞りの調節が迅速にでき、また 、装置の小型化、軽量化がはかられるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による撮像装置を示す断面
側図である。

【図２】図１ ６で示されたフレネルレンズの液晶のセ
グメントの構成の一実施例を示す図である。

【図３】図１ ６のフレネルレンズのパタン例を示す
図。

【図４】図１ ６のフレネルレンズで絞りを行なったと
きのパタン例を示す図。

【図５】図１ ６のフレネルレンズの液晶のセグメント
の他の構成例を示す図。

【図６】図１ ６のフレネルレンズのパタン例を示す
図。

【図７】複数のフレネルレンズを用いてピントの調整を
行なう撮像装置の実施例を示す断面図である。

【図８】従来の撮像装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 撮像素子 ２ デュワ ３ 赤外窓 ４ 光学レンズ ５ 絞り ６、６′、６″ フレネルレンズ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶により、フレネル環のパタン及びそ
   の相対パタン様に遮光する仕組みを構成し、その遮光パ
   タンを制御することにより、レンズ及び絞りを一体化し
   かつ絞りを電子制御することを特徴とする撮像装置。