JPH06121221A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JPH06121221A JPH06121221A JP4271458A JP27145892A JPH06121221A JP H06121221 A JPH06121221 A JP H06121221A JP 4271458 A JP4271458 A JP 4271458A JP 27145892 A JP27145892 A JP 27145892A JP H06121221 A JPH06121221 A JP H06121221A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- lens
- objective lens
- image
- plane plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焦点距離が長い対物レンズを使用する場合で
も動揺補償ができる、小型軽量の撮像装置を得ることを
目的としている。 【構成】 対物レンズ１と光検出器３の間に光透過材料
で作られた平行平板１０を設け、平行平板１０の面に平
行な回転軸１１の回りに、姿勢角に比例した回転を行え
るように構成する。
も動揺補償ができる、小型軽量の撮像装置を得ることを
目的としている。 【構成】 対物レンズ１と光検出器３の間に光透過材料
で作られた平行平板１０を設け、平行平板１０の面に平
行な回転軸１１の回りに、姿勢角に比例した回転を行え
るように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、姿勢角の動揺補正機
能を備えた撮像装置に関するものである。
能を備えた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来の撮像装置の構成を示す図で
あり、図１０は動揺補正機能の光学的な原理を示す図で
ある。図において、１は対物レンズ、２は被写体から放
射される入射光束、３はＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕ
ｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）またはビジコンチューブ等の
二次元走査型の光検出器、４は光検出器３の出力を増幅
し、波形整形を施すための信号処理回路、５は撮像装置
全体の姿勢角変化を検出するためのジャイロ等の姿勢検
出器、６は姿勢検出器５が出力する姿勢角信号、１６は
前記姿勢角信号６を受けて対物レンズ１の光軸に直交す
る方向の位置を制御する位置制御器、８は前記信号処理
回路から出力される映像信号、９は光学系全体により被
写体像が結像される光検出器３の感光面である。
あり、図１０は動揺補正機能の光学的な原理を示す図で
ある。図において、１は対物レンズ、２は被写体から放
射される入射光束、３はＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕ
ｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）またはビジコンチューブ等の
二次元走査型の光検出器、４は光検出器３の出力を増幅
し、波形整形を施すための信号処理回路、５は撮像装置
全体の姿勢角変化を検出するためのジャイロ等の姿勢検
出器、６は姿勢検出器５が出力する姿勢角信号、１６は
前記姿勢角信号６を受けて対物レンズ１の光軸に直交す
る方向の位置を制御する位置制御器、８は前記信号処理
回路から出力される映像信号、９は光学系全体により被
写体像が結像される光検出器３の感光面である。
【０００３】従来の撮像装置は上記のように構成され、
以下のように動作する。図９及び図１０において、被写
体から放射される入射光束２は対物レンズ１により、感
光面９上に結像される。この時の光線は図中実線のよう
になるが、この時対物レンズ１を光軸に直交方向に距離
ｚ移動させると、光線は破線のようになり、被写体像の
感光面９上の位置も移動し、その移動量をｄとすると以
下の関係がある。
以下のように動作する。図９及び図１０において、被写
体から放射される入射光束２は対物レンズ１により、感
光面９上に結像される。この時の光線は図中実線のよう
になるが、この時対物レンズ１を光軸に直交方向に距離
ｚ移動させると、光線は破線のようになり、被写体像の
感光面９上の位置も移動し、その移動量をｄとすると以
下の関係がある。
【０００４】
【数１】
【０００５】この移動により、撮像装置の出力する映像
信号８を観測すると、被写体の対物レンズ１光軸となす
角が下式のθだけ変化したように見える。
信号８を観測すると、被写体の対物レンズ１光軸となす
角が下式のθだけ変化したように見える。
【０００６】
【数２】
【０００７】ただし、ｆ1 は対物レンズ１の焦点距離で
ある。
ある。
【０００８】以上の関係が成立するので、逆に姿勢角検
出器５が出力する姿勢角信号６により示される撮像装置
全体の姿勢角の変化が式（２）中のθになるように、対
物レンズ１の光軸直交方向の位置を姿勢角変化θに比例
した移動量ｚだけ移動させてやれば、撮像装置全体の姿
勢が外乱により動揺しても感光面９上の被写体像は感光
面９に対して相対的に静止するため、常に安定した被写
体の撮像が可能になる。
出器５が出力する姿勢角信号６により示される撮像装置
全体の姿勢角の変化が式（２）中のθになるように、対
物レンズ１の光軸直交方向の位置を姿勢角変化θに比例
した移動量ｚだけ移動させてやれば、撮像装置全体の姿
勢が外乱により動揺しても感光面９上の被写体像は感光
面９に対して相対的に静止するため、常に安定した被写
体の撮像が可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の撮
像装置では、機械的に駆動される対物レンズ１の質量
が、特に対物レンズ１の焦点距離が長い場合に大きくな
るため、外乱に対して早い応答特性を得るためには位置
制御器１６の駆動力を前記対物レンズ１の質量に比例し
て大きくしなくてはならず、そのためには位置制御器１
６の動力源として使用されるモーター等に大型の物を用
いるために撮像装置の寸法、重量が大きくなってしまう
問題点があった。
像装置では、機械的に駆動される対物レンズ１の質量
が、特に対物レンズ１の焦点距離が長い場合に大きくな
るため、外乱に対して早い応答特性を得るためには位置
制御器１６の駆動力を前記対物レンズ１の質量に比例し
て大きくしなくてはならず、そのためには位置制御器１
６の動力源として使用されるモーター等に大型の物を用
いるために撮像装置の寸法、重量が大きくなってしまう
問題点があった。
【００１０】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、焦点距離が長い対物レンズを使
用する場合でも、小型、軽量の撮像装置を得ることを目
的としている。
になされたものであり、焦点距離が長い対物レンズを使
用する場合でも、小型、軽量の撮像装置を得ることを目
的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る撮像装置
においては、対物レンズと光検出器の間に光透過材料で
作られた平行平面板を設け、平行平面板の入射面に平行
な回転軸の回りに、姿勢角の動揺に比例した回転を行う
ことにより、動揺補正を行うものである。
においては、対物レンズと光検出器の間に光透過材料で
作られた平行平面板を設け、平行平面板の入射面に平行
な回転軸の回りに、姿勢角の動揺に比例した回転を行う
ことにより、動揺補正を行うものである。
【００１２】またこの発明に係る撮像装置においては、
対物レンズと光検出器の間に、コリメータレンズおよび
結像レンズを設け、コリメータレンズまたは結像レンズ
を光軸直交方向に姿勢角の動揺に比例した移動を行うこ
とにより、動揺補正を行うものである。
対物レンズと光検出器の間に、コリメータレンズおよび
結像レンズを設け、コリメータレンズまたは結像レンズ
を光軸直交方向に姿勢角の動揺に比例した移動を行うこ
とにより、動揺補正を行うものである。
【００１３】さらにこの発明に係る撮像装置において
は、対物レンズと光検出器の間に、コリメータレンズお
よび結像レンズを設け、前記コリメータレンズと前記結
像レンズの間に２枚のプリズムを配置し、２枚のプリズ
ムを光学系の光軸回りに姿勢角の動揺に対応した角度だ
け回転することにより、動揺補正を行うものである。
は、対物レンズと光検出器の間に、コリメータレンズお
よび結像レンズを設け、前記コリメータレンズと前記結
像レンズの間に２枚のプリズムを配置し、２枚のプリズ
ムを光学系の光軸回りに姿勢角の動揺に対応した角度だ
け回転することにより、動揺補正を行うものである。
【００１４】
【作用】上記のように構成された撮像装置においては、
光学系の対物レンズの焦点距離が長い場合も、平行平
板、コリメータレンズ、結像レンズ及びプリズムの質量
は対物レンズに較べて小さくなるように設計することが
容易であるため、駆動力の小さな小型モーターを使用で
き、小型軽量な撮像装置が実現できる。
光学系の対物レンズの焦点距離が長い場合も、平行平
板、コリメータレンズ、結像レンズ及びプリズムの質量
は対物レンズに較べて小さくなるように設計することが
容易であるため、駆動力の小さな小型モーターを使用で
き、小型軽量な撮像装置が実現できる。
【００１５】
【実施例】実施例１ 図１はこの発明の一実施例を示す図、図２は動揺補正機
能の光学的な原理を示す図であり、１〜６、８、９は上
記従来装置と全く同一のものである。７は角度制御器、
１０は光透過材料で作られた平行平面板、１１は平行平
面板１０の回転軸である。
能の光学的な原理を示す図であり、１〜６、８、９は上
記従来装置と全く同一のものである。７は角度制御器、
１０は光透過材料で作られた平行平面板、１１は平行平
面板１０の回転軸である。
【００１６】上記のように構成された撮像装置において
は、図２に示すように、平行平面板１０を角度ω回転さ
せることにより感光面９上の被写体像はａだけ移動し、
その関係はωが微小角なら下の式（３）に示すように比
例関係がある。
は、図２に示すように、平行平面板１０を角度ω回転さ
せることにより感光面９上の被写体像はａだけ移動し、
その関係はωが微小角なら下の式（３）に示すように比
例関係がある。
【００１７】
【数３】
【００１８】ただし、ｎは平行平面板の屈折率、ｔは平
行平面板の厚みである。
行平面板の厚みである。
【００１９】また、対物レンズ１の焦点距離をｆ1 とす
ると、感光面９上の移動距離ａに対応する視野角の変化
θは、やはりωと比例関係となり、式（４）に示す通り
となる。
ると、感光面９上の移動距離ａに対応する視野角の変化
θは、やはりωと比例関係となり、式（４）に示す通り
となる。
【００２０】
【数４】
【００２１】従って角度制御器７により、平行平面板１
０の角度をωに設定することにより、視野角がθ動揺し
た時の補正を行うことができる。
０の角度をωに設定することにより、視野角がθ動揺し
た時の補正を行うことができる。
【００２２】以上の説明では、平行平面板１０の回転軸
１１は１つであるが、回転軸１１及び光軸に直交するも
う一つの回転軸を設ける事により、実用的なアジマス、
エレベーション２軸の動揺補正が可能となることは言う
までもない。
１１は１つであるが、回転軸１１及び光軸に直交するも
う一つの回転軸を設ける事により、実用的なアジマス、
エレベーション２軸の動揺補正が可能となることは言う
までもない。
【００２３】実施例２ 図３はこの発明の実施例２を示す図、図４は動揺補正機
能の光学的な原理を示す図であり、１〜６、８、９、１
６は上記従来装置と全く同一のものである。１２は対物
レンズ１により出来た被写体の像を平行光束に変換する
ためのコリメータレンズ、１３はコリメータレンズ１２
から出力される平行光束を光検出器３上に結像する結像
レンズである。
能の光学的な原理を示す図であり、１〜６、８、９、１
６は上記従来装置と全く同一のものである。１２は対物
レンズ１により出来た被写体の像を平行光束に変換する
ためのコリメータレンズ、１３はコリメータレンズ１２
から出力される平行光束を光検出器３上に結像する結像
レンズである。
【００２４】上記のように構成された撮像装置では、図
４においてコリメータレンズ１２を光軸と直交方向にｘ
移動したときの被写体像の感光面９での移動をｂとおく
とこの関係は式（５）で表せる。
４においてコリメータレンズ１２を光軸と直交方向にｘ
移動したときの被写体像の感光面９での移動をｂとおく
とこの関係は式（５）で表せる。
【００２５】
【数５】
【００２６】ただし、ｆ2 はコリメータレンズの焦点距
離、ｆ3 は結像レンズの焦点距離である。
離、ｆ3 は結像レンズの焦点距離である。
【００２７】光学系の合成焦点距離ｆT は式（６）で表
せるから、コリメータレンズ１２をｘ移動したときの視
野角の変化θは、式（７）で表せ、ｘとθは比例関係に
ある。
せるから、コリメータレンズ１２をｘ移動したときの視
野角の変化θは、式（７）で表せ、ｘとθは比例関係に
ある。
【００２８】
【数６】
【００２９】
【数７】
【００３０】従って位置制御器１６により、式（７）で
示されるように、コリメータレンズ１２の位置ｘを設定
することにより視野角の動揺θの補正を行うことができ
る。
示されるように、コリメータレンズ１２の位置ｘを設定
することにより視野角の動揺θの補正を行うことができ
る。
【００３１】以上の説明では、コリメータレンズ１２の
移動方向は１方向であるが、上記移動方向及び光軸に直
交するもう一つの移動軸を設ける事により、実用的なア
ジマス、エレベーション２軸の動揺補正が可能となるこ
とは言うまでもない。
移動方向は１方向であるが、上記移動方向及び光軸に直
交するもう一つの移動軸を設ける事により、実用的なア
ジマス、エレベーション２軸の動揺補正が可能となるこ
とは言うまでもない。
【００３２】実施例３ 図５はこの発明の実施例３を示す図、図６は動揺補正機
能の光学的な原理を示す図であり、１〜９及び１２、１
３は上記実施例２と全く同一のものである。
能の光学的な原理を示す図であり、１〜９及び１２、１
３は上記実施例２と全く同一のものである。
【００３３】上記のように構成された撮像装置では、図
６において結像レンズ１３を光軸と直交方向にｙ移動し
たときの被写体像の感光面９での移動をｃとおくとこの
関係は式（８）で表せる。
６において結像レンズ１３を光軸と直交方向にｙ移動し
たときの被写体像の感光面９での移動をｃとおくとこの
関係は式（８）で表せる。
【００３４】
【数８】
【００３５】光学系の合成焦点距離ｆT は式（６）で表
せるから、結像レンズ１３をｙ移動したときの視野角の
変化θは、式（９）で表せ、ｙとθは比例関係にある。
せるから、結像レンズ１３をｙ移動したときの視野角の
変化θは、式（９）で表せ、ｙとθは比例関係にある。
【００３６】
【数９】
【００３７】ただし、ｆ1 は対物レンズの焦点距離、ｆ
2 はコリメータレンズの焦点距離、ｆ3 は結像レンズの
焦点距離である。
2 はコリメータレンズの焦点距離、ｆ3 は結像レンズの
焦点距離である。
【００３８】従って位置制御器１６により、結像レンズ
１３の位置ｙを設定することにより、視野角の動揺θの
補正を行うことができる。
１３の位置ｙを設定することにより、視野角の動揺θの
補正を行うことができる。
【００３９】以上の説明では、結像レンズ１３の移動方
向は１方向であるが、上記移動方向及び光軸に直交する
もう一つの移動軸を設ける事により、実用的なアジマ
ス、エレベーション２軸の動揺補正が可能となることは
言うまでもない。
向は１方向であるが、上記移動方向及び光軸に直交する
もう一つの移動軸を設ける事により、実用的なアジマ
ス、エレベーション２軸の動揺補正が可能となることは
言うまでもない。
【００４０】実施例４ 図７はこの発明の実施例４を示す図、図８は動揺補正機
能の光学的な原理を示す図であり、１〜９は前記実施例
１と全く同じもの１２、１３は上記実施例２と全く同一
のものである。１４ａ、１４ｂは共通の軸の回りを回転
するプリズム、１５はプリズム１４ａ、１４ｂの回転軸
である光学系光軸である。
能の光学的な原理を示す図であり、１〜９は前記実施例
１と全く同じもの１２、１３は上記実施例２と全く同一
のものである。１４ａ、１４ｂは共通の軸の回りを回転
するプリズム、１５はプリズム１４ａ、１４ｂの回転軸
である光学系光軸である。
【００４１】上記のように構成された撮像装置におい
て、プリズム１４ａ、１４ｂの頂角をα、光学系光軸１
５の周りのそれぞれのプリズム１４ａ及び１４ｂの回転
角をψ及びεと置くと、感光面９の上にとった光軸の移
動先の座標（Ｘ，Ｙ）は式（１０）及び式（１１）で表
される。
て、プリズム１４ａ、１４ｂの頂角をα、光学系光軸１
５の周りのそれぞれのプリズム１４ａ及び１４ｂの回転
角をψ及びεと置くと、感光面９の上にとった光軸の移
動先の座標（Ｘ，Ｙ）は式（１０）及び式（１１）で表
される。
【００４２】
【数１０】
【００４３】ただし、ｆ3 は結像レンズ１３の焦点距
離、ｎはプリズム１４ａ、１４ｂの材料の屈折率であ
る。
離、ｎはプリズム１４ａ、１４ｂの材料の屈折率であ
る。
【００４４】また、この時の光軸の移動量に対応するア
ジマス方向及びエレベーション方向の視野角の移動量θ
AZ及びθBLは式（１２）及び式（１３）で表される。
ジマス方向及びエレベーション方向の視野角の移動量θ
AZ及びθBLは式（１２）及び式（１３）で表される。
【００４５】
【数１１】
【００４６】ただし、ｆT は光学系全系の合成焦点距
離、ｆ1 及びｆ2 はそれぞれ対物レンズ１及びコリメー
タレンズ１２の焦点距離である。
離、ｆ1 及びｆ2 はそれぞれ対物レンズ１及びコリメー
タレンズ１２の焦点距離である。
【００４７】従って角度制御器７により、プリズム１４
ａ及び１４ｂの回転角ψ及びεを式（１２）及び（１
３）を満足するように設定することにより、視野角の動
揺θAZ及びθBLの補正を行うことができる。
ａ及び１４ｂの回転角ψ及びεを式（１２）及び（１
３）を満足するように設定することにより、視野角の動
揺θAZ及びθBLの補正を行うことができる。
【００４８】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、小型軽量の撮像装置において動揺補正機
能の実現が容易にできる効果を有する。
れているので、小型軽量の撮像装置において動揺補正機
能の実現が容易にできる効果を有する。
【図１】この発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】この発明の実施例１の光学的原理を示す原理図
である。
である。
【図３】この発明の実施例２を示す構成図である。
【図４】この発明の実施例２の光学的原理を示す原理図
である。
である。
【図５】この発明の実施例３を示す構成図である。
【図６】この発明の実施例３の光学的原理を示す原理図
である。
である。
【図７】この発明の実施例４を示す構成図である。
【図８】この発明の実施例４の光学的原理を示す原理図
である。
である。
【図９】従来の撮像装置を示す構成図である。
【図１０】従来の撮像装置の光学的原理を示す原理図で
ある。
ある。
１ 対物レンズ ２ 入射光束 ３ 光検出器 ４ 信号処理回路 ５ 姿勢角検出器 ６ 姿勢角信号 ７ 角度制御器 ８ 映像信号 ９ 感光面 １０ 平行平面板 １１ 回転軸 １２ コリメータレンズ １３ 結像レンズ １４ プリズム １５ 光学系光軸 １６ 位置制御器
Claims (3)
- 【請求項１】 被写体の光学像の撮像を行う撮像装置に
おいて、被写体と対向して配置された対物レンズと、前
記対物レンズの射出側に配置された平行平面板と、前記
平行平面板の射出側の前記対物レンズの像面に配置され
た光検出器と、装置全体の姿勢角の変化を検出する姿勢
検出器と、前記姿勢検出器の出力を用いて前記平行平面
板の姿勢角を制御する角度制御器とを備えた事を特徴と
する撮像装置。 - 【請求項２】 被写体の光学像の撮像を行う撮像装置に
おいて、被写体と対向して配置された対物レンズと、前
記対物レンズの結像面を挟んで配置されたコリメータレ
ンズと、前記コリメータレンズの射出側に配置された結
像レンズと、前記結像レンズの像面に配置された光検出
器と、装置全体の姿勢角の変化を検出する姿勢検出器
と、前記姿勢検出器の出力を用いて、前記コリメータレ
ンズ又は前記結像レンズの前記対物レンズの光軸と直交
方向の位置を制御する位置制御器とを備えた事を特徴と
する撮像装置。 - 【請求項３】 被写体の光学像の撮像を行う撮像装置に
おいて、被写体と対向して配置された対物レンズと、前
記対物レンズの結像面を挟んで配置されたコリメータレ
ンズと、前記コリメータレンズの射出側に配置された結
像レンズと、前記コリメータレンズと前記結像レンズの
間に挿入された二枚のプリズムと、前記結像レンズの像
面に配置された光検出器と、装置全体の姿勢角の変化を
検出する姿勢検出器と、前記姿勢検出器の出力を用い
て、前記二枚のプリズム夫々の前記対物レンズの光軸の
回りの回転角を制御する角度制御器とを備えた事を特徴
とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271458A JPH06121221A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271458A JPH06121221A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06121221A true JPH06121221A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17500317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4271458A Pending JPH06121221A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06121221A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013162144A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Fujitsu Ltd | 視軸制御装置 |
| CN109975898A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 华为技术有限公司 | 一种镜头模组和镜头模组的控制方法 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP4271458A patent/JPH06121221A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013162144A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Fujitsu Ltd | 視軸制御装置 |
| CN109975898A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 华为技术有限公司 | 一种镜头模组和镜头模组的控制方法 |
| US11340421B2 (en) | 2017-12-27 | 2022-05-24 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Lens module and lens module control method |
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