JPH10254053A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のセンサが搭載される撮像装置におい
て、センサの光軸方向調整作業の簡易化、省力化を目的
としている。 【解決手段】 基準となるセンサに光軸方向を一致させ
るために光軸方向を調整するセンサの受光経路上に形状
が全く同一の２枚のプリズムを保持し、その２枚のプリ
ズムを回転することにより光軸方向を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可視カメラ、赤
外線カメラ等の複数のセンサを搭載した撮像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、近年災害時の被害状況を迅速に
把握する為、図９に示すようなヘリコプタ搭載用の撮像
装置を使用し、空撮による地上映像の取得が行われてい
る。このような撮像装置の場合、昼間は勿論夜間におけ
る映像の取得も行う必要があり、可視カメラと共に夜間
でも画像取得可能な赤外線カメラがフレーム３内に搭載
されている。本装置は使用者の要求に応じ、可視カメラ
と赤外線カメラとの併用にて同一目標の画像情報を取得
する必要があり、可視カメラと赤外線カメラの光軸方向
を一致させる構造を有している。特に望遠撮影にて映像
を取得する場合には可視カメラと赤外線カメラの光軸方
向を精度良く一致させる構造が必要である。

【０００３】従来、このような複数のセンサを搭載した
撮像装置のセンサ間の光軸方向を一致させる方法とし
て、センサ取付部へシムを挿入し、そのシム厚を調整す
る方法が適用されている。

【０００４】従来の撮像装置の構造を図１０に示す。図
は撮像装置のセンサ搭載フレーム３内の断面図であり、
図において、１、２は例えば赤外線カメラ、可視カメラ
等のセンサで、１が第一のセンサ、２が第二のセンサ、
３は第一のセンサ１及び第二のセンサ２の取付け部を有
しセンサの受光方向に穴のあいたフレーム、７は第一の
センサ１及び第二のセンサ２をフレーム３に固定するボ
ルト、４１、４２はフレーム１に取付けられた第一のウ
インドウ及び第二のウインドウ、６１、６２は第二のセ
ンサ２の取付け部とフレーム１の間に挿入されたシムで
ある。

【０００５】このように構成された撮像装置は次のよう
に機能する。フレーム３に保持された第一のセンサ１及
び第二のセンサ２ではそれぞれ第一のウインドウ４１及
び第二のウインドウ４２を透過してきた光を受光する。
通常、光軸調整前の第一のセンサ１と第二のセンサ２の
光軸は一致しておらず、両センサの受光情報から得られ
る両センサの光軸のずれ量より第二のセンサ取付け部に
挿入するシム６１、６２の厚さを算出する。算出された
厚さのシムを第二のセンサ取付け部に挿入し、両センサ
の光軸のずれ量が許容範囲内であることを確認する。許
容範囲内でない場合は再度シム６１、６２の厚さを調整
し、両センサの光軸のずれ量が許容範囲内になるまで本
作業を繰り返すこととなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
構成された撮像装置では、以上のような問題点がある。
第二のセンサ２の光軸方向を第一のセンサ１の光軸方向
に調整する場合、両センサの受光情報よりずれ量を算出
し調整を行う為、光軸方向の調整作業は両センサを撮像
装置内に組み込み、受光情報を取得する為のケーブルの
接続等を行った後に行っている。このような光軸方向の
調整作業は撮像装置フレーム内部に取付けられた第二の
センサ２の取外し、取付け、第二のセンサ取付け部への
シム６１、６２の挿入等を行うが、近年小型化が要求さ
れ高密度に実装された撮像装置内でのこのような作業は
多大な労力と時間を費やすこととなる。

【０００７】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は簡単に各センサの
光軸方向を調整し、光軸方向を一致させることができる
複数のセンサを搭載した撮像装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の撮像装置では、基準となるセンサに光
軸方向を一致させるために光軸方向を調整するセンサの
受光経路上に形状が全く同一のプリズムを２枚保持し、
その２枚のプリズムを回転することにより光軸を調整す
る機構を備えたものである。

【０００９】第２の発明の撮像装置は２枚のプリズムの
フレーム内側方向にウインドウを保持したものである。

【００１０】第３の発明の撮像装置はプリズムを保持す
るリテーナの摺動部にＯリングを備えたものである。

【００１１】第４の発明の撮像装置は２枚のプリズムの
外側に球面状のウインドウを保持したものである。

【００１２】第５の発明の撮像装置は２枚の各々のプリ
ズムを光軸調整用プリズムと色消用プリズムを貼り合わ
せて構成したものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１を示す
撮像装置の断面図である。図において、３はセンサの取
付け部を複数有しそのセンサの受光方向に穴のあいたフ
レーム、１、２はフレーム３に取付けられた第一及び第
二のセンサ、４はフレーム３の第一のセンサ受光用の穴
に取付けられたウインドウ、５はフレーム３の第二のセ
ンサ受光用の穴に取付けられた光軸調整機構、７は第一
のセンサ１及び第二のセンサ２をフレーム３に取付ける
為のボルトである。また、図２には光軸調整機構５の断
面を拡大して示す。図において５１、５２はその形状が
全く等しい第一及び第二のプリズム、５３は第一のプリ
ズム５１を保持する第一のリテーナ、５４は第二のプリ
ズム５２を保持すると共に第一のリテーナ５３を回転軸
５９に関して回転自由な状態で保持する第二のリテー
ナ、５５は第二のリテーナ５４を回転軸５９に関して回
転自由な状態で保持しフレーム３に固定されたクランプ
リングである。

【００１４】上述のように構成された撮像装置は以下に
説明するように第二のセンサ２の受光部に取付けられた
光軸調整機構５を調整することにより第二のセンサ２の
光軸方向を第一のセンサ１の光軸方向に調整することが
できる。光軸調整は光軸調整機構５の第一及び第二のプ
リズム５１、５２を回転軸５９に関して回転させること
により行う。図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に第一及び
第二のプリズム５１、５２の相対的な回転位置の違いに
よるセンサに受光される光の経路の変化を示す。図３の
（ａ）は第一及び第二のセンサ１、２の光軸方向が両セ
ンサの取付け時に既に一致していた場合で、第一のプリ
ズム５１の回転位置を第二のプリズム５２と全く反転さ
せることにより、光軸調整機構５の前後で光の経路方向
の角度α、β１は等しくなり、光は光軸調整機構５の前
後で全く方向が変化せずに通過することとなる。一方、
第一及び第二のプリズム５１、５２の回転位置が図３
（ｂ）、（ｃ）に示すような場合、光の進行方向は光軸
調整機構５の前後で変化する。図３（ｂ）が光軸調整機
構５の前後でＨ方向に最も光の進行方向を変化させた場
合で、図３（ｃ）がＬ方向に最も光の進行方向を変化さ
せた場合である。すなわち、図３に示すように光軸方向
が角度α傾いている場合、第一及び第二のプリズム５
１、５２の組み合わせで構成された光軸調整機構を調整
することによりＨ方向にβ２、Ｌ方向にβ３の範囲で光
軸方向を変化させることができる。従って本装置におい
て第一のセンサ１の光軸方向が第二のセンサ２の光軸方
向調整範囲内であれば第一及び第二のプリズム５１、５
２の回転位置を調整することにより第二のセンサ２の光
軸方向を第一のセンサ１の光軸方向に一致させることが
できる。

【００１５】以上のように撮像装置外部よりアクセス可
能な位置に光軸調整機構５を備えたことにより、撮像装
置内部へのアクセス、センサの取外し、取付け作業を伴
わずに簡単に第二のセンサ２の光軸方向を第一のセンサ
１の光軸方向に一致させることが可能となる。

【００１６】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２における光軸調整機構５の断面図であり、図にお
いて、ウインドウ５６をクランプリング５５で保持した
以外は実施の形態１と同様の構成である。また、クラン
プリング５５のウインドウ５６の保持部においては接着
剤のポッティング等により防水構造となっている。

【００１７】一般に撮像装置内部には水の進入により動
作に支障を来す精密機器が搭載される場合が多く撮像装
置は防水構造にする必要があるが、以上のようにウイン
ドウ５６を備えたことにより光軸調整機構５を防水構造
とすることができる。また、ウインドウ５６をフレーム
の内側方向で保持したことにより撮像装置外部から光軸
調整機構５のプリズム回転部へのアクセスは可能であ
り、簡単に第二のセンサ２の光軸方向を第一のセンサ１
の光軸方向に一致させることができる。

【００１８】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３における光軸調整機構５の断面図であり、図にお
いて、第二のリテーナ５４とクランプリング５５との摺
動部にＯリング５７を備えた以外は実施の形態１と同様
の構成である。

【００１９】以上のように第二のリテーナ５４とクラン
プリング５５の摺動部にＯリング５７を備えたことによ
り光軸調整機構５を防水構造とすることができる。

【００２０】実施の形態４．図６は、この発明の実施の
形態４における光軸調整機構５の断面図であり、図にお
いて、球面状のウインドウ５８を第一のリテーナ５３で
保持した以外は実施の形態１と同様の構成である。

【００２１】例えば本撮像装置がヘリコプタ搭載用の防
振装置の一部として使用された場合、一般に防振装置は
外乱に応じて内部に備えられたモータを駆動させ本撮像
装置の光軸方向を安定させる構成となるが、外乱要因の
一つとなるのが飛行時の空力抵抗であり、飛行時の空力
抵抗の低減は、防振装置をより駆動力の小さい小型のモ
ータで構成することを可能とする。本実施の形態では光
軸調整機構５に球面状のウインドウ５８を備えたことに
より、光軸調整機構部による空力抵抗の上昇を抑制す
る。

【００２２】実施の形態５．図７は、この発明の実施の
形態５における光軸調整機構５の断面図であり、図にお
いて、第一のプリズムが第一の光軸調整用プリズム５１
１と第一の色消用プリズム５１２との貼り合わせで、第
二のプリズムが光軸調整用プリズム５２１と色消用プリ
ズム５２２との貼り合わせで構成されている以外は実施
の形態１と同様の構成である。

【００２３】一般に可視光、赤外光等の複数の波長を含
む光は波長により屈折率が異なる為、屈折を伴う光学系
において光の分散を発生する。分散の発生は撮像装置の
結像性能の低下を招く為、光学系においては極力分散の
発生を抑制することが必要となる。本実施の形態では、
光軸調整用プリズムに色消用プリズムを貼り合わせるこ
とにより、光軸調整用プリズムで発生した波長による屈
折角の差異を色消用プリズムにより補正し光軸調整機構
透過による分散の発生を抑制する。色消用プリズムとし
ては光軸調整用プリズムより屈折率が高く、分散性の低
い材質を選択することによりこのような効果を発生する
ことになる。図８は第一の光軸調整用プリズム５１１及
び第一の色消用プリズム５１２を透過する光の経路を波
長の異なる２種類の光に着目して示したものである。図
に示す通り色消用プリズムの材質及び頂角を適正なもの
にすることにより、光軸調整用プリズム透過時に発生し
た屈折角の差異は色消用プリズムにより補正され、２種
類の光の経路方向は等しくなる。この場合透過後の光は
図に示す通り波長により経路がずれることになるが、画
像取得目標が遠方で入射光を平行光として扱うような場
合には結像性能への影響は殆ど無い。

【００２４】以上のように第一及び第二のプリズムを光
軸調整用プリズムと色消用プリズムとの貼り合わせで構
成することにより、多波長光受光時に光軸調整機構部を
透過する光の分散を抑制することができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上に説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果がある。

【００２６】第１の発明によれば、撮像装置外部よりア
クセス可能な位置に光軸調整機構を備えたことにより、
撮像装置内部へのアクセス、センサの取外し、取付け作
業を伴わずに簡単に第二のセンサの光軸方向を第一のセ
ンサの光軸方向に一致させることができる。

【００２７】第２の発明によれば、フレームの内側方向
で第一及び第二のプリズムと平行に並べてウインドウを
保持したことにより光軸調整機構を防水構造とすること
ができる。

【００２８】第３の発明によれば、第二のリテーナとク
ランプリングの摺動部にＯリングを備えたことにより光
軸調整機構を防水構造とすることができる。

【００２９】第４の発明によれば、光軸調整機構に球面
状のウインドウを備えたことにより、光軸調整機構部に
よる空力抵抗の上昇を抑制することができる。

【００３０】第５の発明によれば、第一及び第二のプリ
ズムを光軸調整用プリズムと色消用プリズムとの貼り合
わせで構成することにより、多波長光受光時に光軸調整
機構部を透過時に発生する光の分散を抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による実施の形態１を示す撮像装置
の断面図である。

【図２】 この発明による実施の形態１における光軸調
整機構の断面図である。

【図３】 この発明による実施の形態１における第一及
び第二のプリズムの回転位置による光の経路の変化を示
す図である。

【図４】 この発明による実施の形態２における光軸調
整機構の断面図である。

【図５】 この発明による実施の形態３における光軸調
整機構の断面図である。

【図６】 この発明による実施の形態４における光軸調
整機構の断面図である。

【図７】 この発明による実施の形態５における光軸調
整機構の断面図である。

【図８】 この発明による実施の形態５における光の経
路を示す図である。

【図９】 従来の撮像装置の斜視図である。

【図１０】 従来の撮像装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 第一のセンサ、２ 第二のセンサ、３ フレーム、
４ ウインドウ、５光軸調整機構、７ ボルト、４１
第一のウインドウ、４２ 第二のウインドウ、５１ 第
一のプリズム、５２ 第二のプリズム、５３ 第一のリ
テーナ、５４第二のリテーナ、５５ クランプリング、
５６ ウインドウ、５７ Ｏリング、５８ 球面状のウ
インドウ、５９ 回転軸、６１ シム、６２ シム、５
１１第一の光軸調整用プリズム、５１２ 第一の色消用
プリズム、５１３ 第二の光軸調整用プリズム、５１４
第二の色消用プリズム。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサの取付け部を複数有しそのセンサ
   の受光方向に穴のあいたフレームと、前記フレームに取
   付けられた第一及び第二のセンサと、前記フレームの第
   一のセンサ受光用の穴に取付けられたウインドウと、前
   記フレームの第二のセンサ受光用の穴に保持された第一
   のプリズム、前記第一のプリズムと形状が同一で第一の
   プリズムに平行に並べて保持された第二のプリズム、前
   記第一のプリズムを保持する第一のリテーナ、前記第二
   のプリズムを保持し前記第一のリテーナを回転自由な状
   態で保持する第二のリテーナ、前記第二のリテーナを回
   転自由な状態で保持し前記フレームに取り付けられたク
   ランプリングとを有し、第二のセンサの光軸方向を第一
   のセンサの光軸方向に調整する光軸調整機構とを具備し
   たことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 フレームの内側方向で第一及び第二のプ
   リズムと平行に並べてウインドウを第二のリテーナによ
   り保持し、防水機能を有したことを特徴とする請求項１
   記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 第二のリテーナとクランプリングの摺動
   部にＯリングを有し、防水機能を有したことを特徴とす
   る請求項１記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 フレームの外側方向で第一及び第二のプ
   リズムと平行に並べて球面状のウインドウを第一のリテ
   ーナにより保持したことを特徴とする請求項１、請求項
   ２または請求項３記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 第一のプリズム及び第二のプリズムの各
   々の光軸調整用プリズムと色消用プリズムを貼り合わせ
   て構成したことを特徴とする請求項１、２、３または４
   記載の撮像装置。