WO2020095513A1 - 撮像レンズ及び撮像装置 - Google Patents

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WO2020095513A1
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臣一 下津
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富士フイルム株式会社
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    • H04N23/11—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths

Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to an imaging lens and an imaging device.
  • the image pickup device generally takes an image with visible light, but other than that, image pickup devices used for various purposes are known.
  • image pickup devices used for various purposes are known.
  • an image pickup device such as a night-vision camera and a distance-measuring camera that picks up light in the near-infrared light region.
  • Patent Document 1 discloses an imaging device using a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor or a CCD (Charge Coupled Device) sensor.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • CCD Charge Coupled Device
  • an image pickup device having detection sensitivity in a wider near infrared light region for example, an InGaAs image pickup device capable of detecting light in a wavelength region of 0.5 ⁇ m to 1.7 ⁇ m can be mentioned.
  • the image pickup device disclosed in Patent Document 1 can pick up an image only up to a near infrared light region up to 1.1 ⁇ m. When imaging up to a longer wavelength region, it is necessary to use a semiconductor imaging device such as InGaAs.
  • One embodiment of the present disclosure is to provide an imaging lens capable of increasing the light transmittance in a specific wavelength range within the near-infrared wavelength range and an imaging apparatus using the same, as compared with an imaging lens having a wide light transmission range. provide.
  • the imaging lens according to the first aspect has a plurality of lenses, and by coating at least a part of the plurality of lenses, 1550 nm (1.55 ⁇ m) in the near infrared light wavelength range is obtained.
  • the light transmittance on the shorter wavelength side decreases from the light transmittance at the short wavelength end of the near infrared light peak wavelength area as the wavelength becomes shorter.
  • the light transmittance on the longer wavelength side decreases from the light transmittance on the long wavelength end of the near infrared light peak wavelength region as the wavelength becomes longer. Therefore, the imaging lens according to the first aspect can increase the light transmittance in a specific wavelength range within the near-infrared wavelength as compared with the imaging lens having a wide light transmission range.
  • the imaging lens according to the second aspect has a light transmittance of 60% or more in the near infrared light peak wavelength region. According to the imaging lens of the second aspect, since the light transmittance in the near-infrared light peak wavelength region is 60% or more, the light transmittance in the near-infrared wavelength range is higher than that in the imaging lens having a wide light transmission region. It is possible to increase the light transmittance in a specific wavelength range.
  • the wavelength in the visible light wavelength range is shorter than the visible light peak wavelength range including the range of 500 nm to 650 nm.
  • Side light transmittance decreases from the light transmittance at the short wavelength end of the visible light peak wavelength range as the wavelength becomes shorter, and the light transmittance on the longer wavelength side than the visible light peak wavelength range becomes the visible light peak wavelength range. From the light transmittance at the long wavelength end, the value decreases as the wavelength becomes longer.
  • the imaging lens of the third aspect by having the visible light peak wavelength range including the range of 500 nm to 650 nm, it is possible to increase the light transmittance in a specific wavelength range within the near infrared wavelength.
  • the first variable of at least one of the magnitude and the number of ripples showing the characteristic of the fluctuation of the light transmittance in the near infrared light peak wavelength range is the visible light peak wavelength range. Is smaller than the corresponding second variable in the magnitude and number of ripples that indicate the characteristics of the fluctuation of the light transmittance at.
  • at least one of the size and the number of ripples in the near infrared light peak wavelength region has a magnitude of the corresponding ripple of the light transmittance in the visible light peak wavelength region. If it is smaller than the number or the number, the light transmittance in a specific wavelength region within the near infrared wavelength can be increased.
  • the light transmittance of the wavelength range on the short wavelength side of the blue wavelength range included in the visible light wavelength range is the light transmission of the wavelength range on the long wavelength side of the blue wavelength range. Lower than the rate.
  • the light transmittance of the wavelength range on the short wavelength side of the blue wavelength range included in the visible light wavelength range is equal to that of the wavelength range on the long wavelength side of the blue wavelength range.
  • the wavelength range on the short wavelength side of the blue wavelength range is a wavelength range of 450 nm or less. According to the imaging lens of the sixth aspect, by setting the light transmittance in the wavelength range of 450 nm or less of the blue wavelength range to be lower than the light transmittance in the wavelength range longer than 450 nm, It is possible to increase the light transmittance in a specific wavelength range of.
  • the light transmittance from 400 nm to 430 nm is 50% or less. According to the imaging lens of the seventh aspect, since the light transmittance from 400 nm to 430 nm is 50% or less, it is possible to increase the light transmittance in a specific wavelength range within the near infrared wavelength.
  • the imaging lens according to the eighth aspect at least a part of the plurality of lenses is coated so that the near-infrared light falls between the near-infrared light peak wavelength range and the visible-light peak wavelength range. It has a low light transmittance region having a light transmittance lower than the peak wavelength region and the visible light peak wavelength region. According to the imaging lens of the eighth aspect, the light transmittance between the near infrared light peak wavelength range and the visible light peak wavelength range is smaller than that of the near infrared light peak wavelength range and the visible light peak wavelength range. By having the low light transmittance region, the light transmittance in a specific wavelength region within the near infrared wavelength can be increased.
  • the low light transmittance region is a wavelength region of 900 nm to 1100 nm, and the light transmittance in this wavelength region is 5% or less.
  • the low light transmittance region is in the wavelength region of 900 nm to 1100 nm, and the light transmittance in this wavelength region is 5% or less, so that it is possible to identify in the near infrared wavelength. It is possible to increase the light transmittance in the wavelength range of.
  • the light transmittance peak of one third wavelength of the fundamental wave generated by the interference of the coating of the fundamental wave having the light transmittance peak in the near infrared light peak wavelength region is the visible light peak wavelength. Exists in the area.
  • the light transmittance peak of one-third wavelength of the fundamental wave generated by the interference of the coating of the fundamental wave having the light transmittance peak in the near infrared light peak wavelength region is visible light. The presence in the peak wavelength region can increase the light transmittance in a specific wavelength region within the near infrared wavelength.
  • An imaging lens is one of a first optical filter that reduces the light transmittance of at least a part of visible light and a second optical filter that reduces the light transmittance of at least a part of near infrared light.
  • An optical filter switching unit that can arrange at least one of them on the optical path is included.
  • the first optical filter that lowers the light transmittance of at least a part of visible light
  • the second optical filter that lowers the light transmittance of at least a part of near infrared light.
  • the product of the refractive index and the thickness of the second optical filter is larger than the product of the refractive index and the thickness of the first optical filter.
  • the product of the refractive index and the thickness of the second optical filter is larger than the product of the refractive index and the thickness of the first optical filter. The magnitude of the shift between the focus position and the focus position for near infrared light can be reduced.
  • the imaging lens according to the thirteenth aspect includes an optical filter switching unit that is arranged further on the image formation side than the lens located closest to the image formation side among the plurality of lenses. According to the imaging lens of the thirteenth aspect, the effect can be obtained even if the optical filter switching unit is located between the lens located closest to the image formation side and the imaging element.
  • the imaging lens according to the fourteenth aspect has focus position information indicating a focus position when the first optical filter or the second optical filter is arranged on the optical path, and based on the focus position information,
  • the control unit includes a control unit that changes the position of the focusing position adjustment lens depending on whether the first optical filter is arranged on the optical path or the second optical filter is arranged on the optical path. According to the imaging lens of the fourteenth aspect, it is possible to perform focus adjustment in near infrared light imaging.
  • the imaging lens according to the fifteenth aspect includes a zoom optical system. According to the imaging lens of the fifteenth aspect, it is possible to magnify an image of a long-distance target with near infrared light.
  • An imaging device includes the imaging lens according to any one of the first to fifteenth aspects, and an InGaAs imaging element that images a subject through the imaging lens. According to the imaging device of the sixteenth aspect, by increasing the light transmittance in a specific wavelength region within the near-infrared wavelength as compared with the case of using an imaging lens having a wide light transmission region, the resolution can be improved. A high captured image can be obtained.
  • an imaging lens capable of increasing the light transmittance in a specific wavelength range within the near-infrared wavelength range and an imaging using the same, as compared with an imaging lens having a wide light transmission range.
  • Equipment provided.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image pickup apparatus including an image pickup lens according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an optical filter switching unit viewed from the AA direction in FIG. 1.
  • 1 is a schematic block configuration diagram of an image pickup apparatus according to an embodiment.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a computer according to an embodiment.
  • 6 is a flowchart of a focusing process according to the embodiment.
  • 3 is a light transmittance profile of the imaging lens of Example 1.
  • 9 is a light transmittance profile of the imaging lens of Example 2.
  • 6 is an image obtained by being imaged using the imaging lens of Example 1.
  • 4 is an image obtained by imaging only near infrared light using the imaging lens of Example 1. It is an image obtained by imaging visible light and near infrared light.
  • CPU is an abbreviation for “Central Processing Unit”.
  • ROM is an abbreviation for “Read Only Memory”.
  • DVD-ROM is an abbreviation for “Digital Versatile Disc-Read Only Memory”.
  • RAM is an abbreviation for “Random Access Memory”.
  • I / F is an abbreviation for “Interface”.
  • HDD is an abbreviation for “Hard Disk Drive”.
  • EEPROM is an abbreviation for “Electrically Erasable Programmable Read Only Memory”.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • CCD Charge Coupled Device
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • PLD Field-Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • SSD Solid State Drive
  • USB Universal Serial Bus
  • an image with a higher sharpness than an image captured with visible light can be obtained by capturing an image of a long-distance landscape with near-infrared light.
  • near infrared light has a smaller amount of scattering by fine particles present in the atmosphere than visible light.
  • the light that has passed through the atmosphere has a larger amount of scattering as the distance becomes longer, and the amount of light going straight decreases. Therefore, the longer the distance from the target to the imaging position, the lower the resolution of the image obtained by imaging (hereinafter, also referred to as “captured image”).
  • the fact that a near-infrared light has a sharpness higher than that of visible light to obtain an imaged image means that the degree of decrease in resolution is smaller in the near-infrared light than in the visible light.
  • Light scattering by fine particles includes Rayleigh scattering and Mie scattering.
  • Rayleigh scattering is scattering by fine particles having a diameter considerably smaller than the wavelength of light.
  • Mie scattering is scattering by fine particles having a diameter relatively close to the wavelength of light.
  • ⁇ ⁇ d / ⁇ (1)
  • ⁇ the circular constant
  • d the particle diameter
  • ⁇ the wavelength of light.
  • the mechanism by which light of wavelength ⁇ is scattered by particles of diameter d depends on the scattering parameter ⁇ . If ⁇ ⁇ 1, Rayleigh scattering occurs. When ⁇ 1, Mie scattering occurs.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing the distribution of the numbers of fine water droplets and fine dust particles contained in the atmosphere.
  • the horizontal axis of FIG. 11 is the diameter of the fine particles, and the vertical axis is the number of fine particles in the atmosphere.
  • Light passing through the atmosphere is mainly scattered by Rayleigh scattering by the vapor particles having the former diameter and scattered by Mie scattering by the vapor particles having the latter diameter.
  • the light passing through the imaging lens used for imaging by the imaging device is also scattered and absorbed by the components of the lens included in the imaging lens.
  • the light passing through the lens undergoes Rayleigh scattering and infrared absorption by silicon dioxide which is the main component of the lens. Rayleigh scattering becomes smaller as the wavelength becomes longer, as indicated by the alternate long and short dash line in the figure.
  • the infrared absorption due to the Si—O bond starts to be absorbed around a wavelength of 1.55 ⁇ m, and the longer the wavelength, the larger the absorption.
  • the strong absorption seen around the wavelength of 1.4 ⁇ m in the figure is the absorption peak due to OH ⁇ of the lens component.
  • the amount of decrease (loss) in the amount of light due to scattering and absorption in the lens is the sum of scattering and absorption shown by the solid line, and is the lowest range around a wavelength of 1.55 ⁇ m, plus or minus 0.1 ⁇ m. Becomes In other words, the transmittance of light with a wavelength of ⁇ 0.1 ⁇ m centering on the wavelength of 1.55 ⁇ m is the highest.
  • the scattering intensity is inversely proportional to the fourth power of the wavelength of scattered light. Based on this, when the Rayleigh scattering intensity of the light of wavelength 1.55 ⁇ m and the light of visible wavelength 0.553 ⁇ m is compared, the scattering intensity of the light of wavelength 1.55 ⁇ m is about the scattering intensity of the light of wavelength 0.553 ⁇ m. It is 1/72.
  • the scattering amount of light having a wavelength of 1.55 ⁇ m is the scattering of light having a wavelength of 0.77 ⁇ m.
  • the light having a wavelength of about 1.55 ⁇ m is the most suitable wavelength for suppressing scattering and absorption in the atmosphere and by the lens.
  • the present inventors have made an imaging wavelength range of near infrared light an imaging wavelength range of 1.55 ⁇ m in an imaging device capable of imaging visible light and near infrared light. It has been found that the setting is most suitable for improving the resolution of the captured image.
  • the transmittance profile according to the wavelength of the transmitted light of the image pickup lens so that the transmittance peak has a region including 1550 nm. Furthermore, since it is preferable to obtain a resolution as high as possible even in the visible light wavelength region, it is preferable to have a region having a light transmittance as high as possible even in the visible light wavelength region.
  • the transmittance profile depending on the wavelength of the transmitted light of the imaging lens has a peak transmittance in a region including 1550 nm, and has a region where the light transmittance is as high as possible even in a visible light wavelength region. It has been revealed that it is useful to form a region having a low light transmittance between the visible light wavelength region and the near-infrared light wavelength region including 1550 nm in order to design such a structure.
  • the light transmittance in a wavelength range including 1550 nm can be further improved by reducing the light transmittance of visible light at a specific wavelength. This configuration is particularly useful when high-resolution imaging in the near-infrared wavelength range including 1550 nm is prioritized over imaging for visible light.
  • the visible light wavelength range of 0.4 to 0.7 ⁇ m and the near-infrared light wavelength of 1550 nm have a wavelength difference that is different in order of magnitude.
  • the larger the wavelength difference the larger the difference between the focal lengths of visible light and near infrared light. Therefore, when an image is captured using both visible light and near-infrared light, the focused light and the unfocused light are mixed. This causes a reduction in the resolution of the captured image. Therefore, it is preferable that the image pickup apparatus be capable of switching between a configuration of capturing only visible light and a configuration of capturing only near infrared light when capturing an image.
  • the difference between the in-focus positions of the visible light wavelength and the near-infrared light wavelength changes depending on the size of the zoom magnification. Therefore, when the imaging for visible light and the imaging for near infrared light are switched, readjustment of the focus position becomes difficult.
  • the change of the zoom magnification and the adjustment of the focus position are performed in conjunction with each other in the light of a specific wavelength. Therefore, in order to adjust the focus position between the visible light wavelength and the near infrared light wavelength, a dedicated focus adjustment system is used, and / or the optical path length of at least one of the visible light and the near infrared light is used. It is preferable to provide an optical member that changes
  • the “zoom magnification” is also simply referred to as “magnification”.
  • the image pickup apparatus 1 includes an image pickup lens 100 and an image pickup section 130.
  • the image pickup unit 130 includes an image pickup element 132.
  • the image pickup device 132 converts an optical image of an image pickup target formed by the image pickup lens 100 into an electric signal.
  • the image pickup apparatus 1 is, for example, a surveillance camera capable of picking up an image at a long distance.
  • the “long distance” mentioned here refers to a distance from several kilometers to several tens of kilometers, for example.
  • the imaging lens 100 is a telephoto lens having a plurality of lenses.
  • the imaging lens 100 includes an objective lens 10, a focus lens 12, a zoom lens 14, a diaphragm 30, an optical filter switching unit 50, and an adjusting lens 16 from the objective side to the image forming side.
  • the objective side is the side on which the imaging target is located
  • the imaging side is the side on which the optical image of the target is focused, that is, the side on which the imaging element 132 is located.
  • the “imaging lens” in the present specification means, for example, an optical system for forming an optical image of an imaging target on the imaging surface 132A of the imaging element 132 by a plurality of lenses.
  • the “imaging lens” may include not only a lens but also optical elements such as a diaphragm, an optical filter, a half mirror, and / or a deflection element.
  • the objective lens 10 is fixed to a housing 90 that holds each optical element such as a lens, and collects light from an object to be imaged.
  • the focus lens 12 is an optical system that adjusts the focus position of the target image.
  • the zoom lens 14 is an optical system that adjusts the zoom magnification.
  • the focus lens 12 and the zoom lens 14 move back and forth along the optical axis OP of the imaging lens 100 in conjunction with each other by a cam mechanism (not shown). Thereby, the magnification is changed, and the focus position is adjusted so that the focus position comes to the image pickup surface 132A of the image pickup element 132.
  • the optical axis OP is also referred to as the optical path OP.
  • the focus lens 12 and the zoom lens 14 are driven by rotating a zoom cam (not shown) by the zoom lens drive mechanism 20.
  • the zoom lens drive mechanism 20 is controlled by the control unit 110 according to an instruction given to the image pickup apparatus 1 by the user.
  • the zoom lens 14 is an example of a “zoom optical system” according to the technique of the present disclosure.
  • the diaphragm 30 is an optical element that blocks unnecessary light such as stray light and narrows the light flux.
  • the optical filter switching unit 50 is a device for switching to different optical filters for imaging with visible light and imaging with near infrared light.
  • the diaphragm 30 is arranged between the zoom lens 14 and the optical filter switching unit 50, but the position of the diaphragm 30 is not limited to this, and for example, between the focus lens 12 and the zoom lens 14. It may be movably arranged.
  • the optical filter switching unit 50 is a turret type switching device in which four optical filters 52, 54, 56 and 58 are arranged on a disc.
  • the disc is rotated by a turret drive mechanism 22 such as a motor to arrange each optical filter on the optical path OP.
  • the optical filter switching unit 50 includes a sensor (not shown) for detecting a filter arranged on the optical path OP.
  • the sensor may be installed at the turret drive mechanism 22 instead of the optical filter switching unit 50.
  • the turret drive mechanism 22 is controlled by the control unit 110 according to an instruction given to the imaging device 1 by the user.
  • the optical filter switching unit 50 is arranged between the zoom lens 14 and the adjustment lens 16, but the position of the optical filter switching unit 50 is not limited to this.
  • the optical filter switching unit 50 can be arranged between the object side of the objective lens 10 and the image forming side of the adjusting lens 16.
  • the optical filter switching unit 50 may be arranged between the adjustment lens 16 and the image sensor 132.
  • the imaging device 1 may be configured such that the housing 90 that houses the imaging lens 100 and the imaging unit 130 can be separated.
  • the housing 90 may be a replaceable lens unit
  • the imaging unit 130 may be a camera unit
  • any one of a plurality of types of lens units may be attached to one camera unit.
  • the optical filter switching unit 50 may be arranged in the imaging unit 130, that is, the camera unit.
  • the optical filter 52 is a bandpass filter that lowers the light transmittance of at least a part of the wavelength range of near infrared light.
  • the light transmittance of at least a part of the wavelength range of the near-infrared light refers to the light transmittance of the light-transmitting area in the near-infrared light area of the imaging lens 100, for example.
  • the near infrared light region refers to, for example, a wavelength region of 1100 nm or more in the near infrared light wavelength region.
  • the light transmission region in the near infrared light region refers to, for example, a near infrared light peak wavelength region described later.
  • the optical filter (bandpass filter) 52 is an example of a second optical filter according to the technique of the present disclosure.
  • the optical filter 52 is arranged on the optical path OP when the image pickup device 1 takes an image with visible light.
  • the optical filter 54 is a bandpass filter that lowers the light transmittance in at least a part of the visible light wavelength range.
  • the wavelength region of at least a part of visible light refers to a light transmission region in the visible light region of the imaging lens 100.
  • the visible light region refers to a wavelength region of 800 nm or less, for example.
  • the light transmission region in the visible light region refers to, for example, a visible light peak wavelength region described later.
  • the optical filter (bandpass filter) 54 is an example of a first optical filter according to the technique of the present disclosure.
  • the optical filter 54 is arranged on the optical path OP when imaging is performed with near infrared light.
  • the optical filter 56 is a transparent glass plate having a refractive index close to that of the other optical filters 52, 54 and 58.
  • the optical filter 56 is an optical path length adjustment filter for preventing the optical path length from being changed as much as possible from the optical path length when the optical filters 52, 54 and 58 are used when the other optical filters 52, 54 and 58 are not used.
  • the optical filter 58 is an ND (Natural Density) filter for adjusting the amount of light.
  • the optical filter 52 has a larger ND value that is the product of the refractive index and the thickness than the ND value that is the product of the refractive index and the thickness of the optical filter 54. This reduces the difference in the optical path length when the visible light and the near-infrared light are switched as the light to be imaged, and the difference between the in-focus position in the visible light and the in-focus position in the near-infrared light is reduced. This is to make it smaller. That is, the optical filter 52 transmits visible light, but the focal length of visible light is shorter than the focal length of near infrared light.
  • the ND value of the optical filter 52 is made larger than the ND value of the optical filter 54 that transmits near-infrared light to increase the optical path length. With this configuration, it is possible to reduce the deviation between the focus position for visible light and the focus position for near infrared light.
  • the configuration for changing the ND value of the optical filter 52 and the ND value of the optical filter 54 adjusts the shift between the focus position of visible light and the focus position of near infrared light only with the adjustment lens 16 described below. It is useful when you can't do it.
  • the adjustment lens 16 is a lens for adjusting the difference between the focal length of visible light and the focal length of near-infrared light when the optical filter 52 and the optical filter 54 are switched.
  • the focal length of near-infrared light having a wavelength longer than that of visible light is longer than the focal length of visible light. Since the focus lens 12 and the zoom lens 14 are configured to move in conjunction with each other so that the focus position at the time of zooming with visible light is aligned with the image pickup surface 132A of the image pickup device 132, it is possible to use near infrared light. The focus position of cannot be adjusted.
  • the adjusting lens 16 adjusts the in-focus position to the imaging surface 132A based on in-focus position data, which will be described later, at the time of imaging with near infrared light, that is, when the optical filter 54 is arranged on the optical path OP. Be moved to.
  • the adjustment lens 16 is an example of a “focus position adjustment lens” according to the technique of the present disclosure.
  • the adjustment lens 16 is driven by the adjustment lens drive mechanism 24.
  • the adjustment lens drive mechanism 24 is controlled by the control unit 110 according to an instruction from the user. Specifically, the control unit 110 controls the adjustment lens drive mechanism 24 so that the position of the adjustment lens 16 is adjusted to the in-focus position according to the imaging condition instructed by the user.
  • the imaging conditions refer to, for example, selection of visible light or near-infrared light and selection of zoom magnification according to a user's instruction.
  • the in-focus position of the adjustment lens 16 refers to the position of the adjustment lens 16 for focusing light on the imaging surface 132A of the image sensor 132 in a focused state.
  • control unit 110 identifies the optical filter arranged on the optical path OP based on the filter position information from the sensor provided in the optical filter switching unit 50, and the position of the adjustment lens 16 based on the focus position data. May be adjusted. For example, when the user instructs the control unit 110 to perform imaging with visible light via the input unit 28 described later, the control unit 110 arranges the optical filter 52 on the optical path OP. When the user instructs the control unit 110 to capture an image with near-infrared light via the input unit 28, the control unit 110 arranges the optical filter 54 on the optical path OP.
  • the control unit 110 detects the type of the optical filter on the optical path OP by the sensor provided in the optical filter switching unit 50, and adjusts the position of the adjustment lens 16 based on the detected type of the optical filter.
  • the adjustment lens 16 can also be used for flange back adjustment when the imaging unit 130 is replaced.
  • the imaging device 1 is controlled by the control unit 110.
  • the control unit 110 includes a computer 200.
  • the computer 200 has a CPU 202, a RAM 204, and a ROM 206 that are connected to each other via a bus line 112.
  • the CPU 202 controls the entire imaging device 1.
  • the RAM 204 is, for example, a volatile memory used as a work area or the like when executing the imaging device control program.
  • the ROM 206 is, for example, a non-volatile memory that stores the imaging device control program 210 that controls the imaging device 1, the focusing position data 212, and the like.
  • the CPU 202 is illustrated in the present embodiment, it is possible to use a plurality of CPUs instead of the CPU 202.
  • the CPU 202 reads the image pickup device control program 210 from the ROM 206 and expands the read image pickup device control program 210 in the RAM 204. Then, the CPU 202 executes the imaging device control program 210 to control the zoom lens driving unit 114, the turret driving unit 116, and the adjustment lens driving unit 118 shown in FIG. 3 as an example.
  • the in-focus position data 212 is data in which the position of the adjustment lens 16 when performing imaging with visible light and the position of the adjustment lens 16 when performing imaging with near infrared light are associated with the magnification.
  • the case of performing imaging with visible light is the case where the optical filter 52 is arranged by the optical filter switching unit 50.
  • the case of performing imaging with near infrared light is the case where the optical filter 54 is arranged by the optical filter switching unit 50.
  • the focus position data 212 is stored as position data of the adjustment lens 16 for each magnification with visible light and near infrared light, for example.
  • the focus position data 212 is an example of “focus position information” according to the technique of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows the case where these mechanisms are inside the housing 90, they may be arranged outside the housing 90.
  • the image pickup device 132 is, for example, an InGaAs image pickup device capable of picking up an image of a subject with wavelengths of both visible light and near infrared light.
  • the optical image formed by the image pickup lens 100 is converted into an electric signal by the image pickup element 132 of the image pickup section 130, and after various image processing is performed, the image is displayed on the image display section 26 described later. Further, the image processed image may be transmitted to the outside by wire or wirelessly.
  • control unit 110 includes a zoom lens driving unit 114, a turret driving unit 116, an adjusting lens driving unit 118, an output I / F 120, an input I / F 122, an image processing unit 126, and a computer 200. These are connected by a bus line 112.
  • the control unit 110 also includes an external I / F (not shown).
  • the zoom lens drive unit 114 is connected to the zoom lens drive mechanism 20.
  • the turret drive unit 116 is connected to the turret drive mechanism 22.
  • the adjustment lens drive unit 118 is connected to the adjustment lens drive mechanism 24.
  • the output I / F 120 is connected to the image display unit 26.
  • the input I / F 122 is connected to the image sensor 132 and the input unit 28.
  • the image display unit 26 displays an image based on the image signal input via the output I / F 120.
  • the input unit 28 receives an instruction given by the user.
  • the input I / F 122 is an interface for receiving an electrical signal from the image sensor 132 and an instruction input by the user via the input unit and sending the instruction to the computer 200.
  • the external I / F is an interface for receiving an instruction from the user by wireless communication and transmitting the image-processed image by wireless communication.
  • the image processing unit 126 performs image processing on the image acquired by the image sensor 132.
  • the zoom lens drive unit 114 controls the zoom lens drive mechanism 20 according to an instruction from the computer 200 to adjust the position of the focus lens 12 and the position of the zoom lens 14.
  • the turret drive unit 116 switches the filter of the optical filter switching unit 50 by controlling the turret drive mechanism 22 according to the instruction of the control unit 110.
  • the adjustment lens drive unit 118 adjusts the position of the adjustment lens 16 by controlling the adjustment lens drive mechanism 24 according to the instruction of the control unit 110.
  • the output I / F 120 is an interface for sending the captured image obtained by the image processing performed by the image processing unit 126 to the image display unit 26.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of focusing processing executed by the CPU 202 in accordance with the imaging device control program 210.
  • the user instructs the imaging condition with visible light or near infrared light via the input unit 28, and the optical filter switching unit 50 and the adjustment lens 16 are operated based on the instructed imaging condition. Is a process on the assumption that is driven.
  • step S10 the CPU 202 determines whether or not imaging with visible light is instructed by the user.
  • step S10 when the user instructs the imaging with visible light, the determination is affirmative, and the focusing process proceeds to step S12.
  • step S10 when the user has not instructed the imaging with visible light, the determination is negative, and the focusing process proceeds to step S16.
  • step S12 the CPU 202 controls the turret drive unit 116 to place the optical filter 52 on the optical path OP.
  • step S14 the CPU 202 controls the adjustment lens drive unit 118 to move the adjustment lens 16 so that the in-focus position with visible light is aligned with the image pickup surface 132A of the image pickup device 132, and the process is ended. ..
  • step S16 the CPU 202 determines whether or not the user has instructed imaging with near infrared light.
  • step S16 when the user instructs the imaging with the near infrared light, the determination is affirmative, and the focusing process proceeds to step S18.
  • step S16 when the user has not instructed the imaging with the near infrared light, the determination is negative, and the focusing process ends.
  • step S18 the CPU 202 controls the turret drive unit 116 to place the optical filter 54 on the optical path OP.
  • step S20 the CPU 202 moves the adjustment lens 16 so that the focus position of the near-infrared light is aligned with the image pickup surface 132A of the image pickup device 132, and then the focus process ends.
  • the control unit 110 has the focus position indicating the focus position when the optical filter 54 which is an example of the first optical filter or the optical filter 52 which is an example of the second optical filter is arranged on the optical path.
  • the optical filter 54 which is an example of the first optical filter
  • the optical filter 52 which is an example of the second optical filter
  • Control is performed to change the position of the in-focus position adjustment lens depending on the arrangement. This makes it possible to easily perform focus adjustment in near-infrared light imaging.
  • the focusing process described above is merely an example. Therefore, it goes without saying that unnecessary steps may be deleted, new steps may be added, or the processing order may be changed without departing from the spirit of the invention.
  • the imaging device control program 210 and the focus position data 212 are stored in the ROM 206 of the control unit 110
  • the technique of the present disclosure is not limited to this.
  • at least one of the imaging device control program 210 and the focus position data 212 may be stored in the HDD, the EEPROM, the flash memory, or the like connected to the bus line 112.
  • the imaging device control program 210 may be stored in an arbitrary portable storage medium 300 such as SSD, USB memory, or DVD-ROM.
  • the imaging device control program 210 stored in the storage medium 300 is installed in the computer 200 of the control unit 110, and the installed imaging device control program 210 is executed by the CPU 202 of the control unit 110.
  • the imaging device control program 210 is stored in a storage unit such as another computer or a server device connected to the control unit 110 of the imaging device 1 via a communication network (not shown). You may make it download according to the request
  • the control unit 110 may be arranged in the housing 90 of the imaging lens 100. Alternatively, it may be arranged in the image pickup unit 130 instead of the housing 90 of the image pickup lens 100. When there are a plurality of types of the imaging lens 100, a control unit 110 storing all control programs for the respective imaging lenses is arranged in the imaging unit 130, so that different types of the imaging lenses 100 are exchanged with the housing 90. However, the replaced imaging lens 100 can be controlled by the control unit 110.
  • Each lens of the imaging lens 100 is coated so as to have a high light transmittance in a specific wavelength range of visible light and near infrared light.
  • the coating is preferably composed of a plurality of layers formed by laminating a light-transmitting material such as TiO 2 , Ta 2 O 5 , Al 2 O 3 , SiO 2 and MgF 2 in a thin film on the lens surface. ..
  • a light-transmitting material such as TiO 2 , Ta 2 O 5 , Al 2 O 3 , SiO 2 and MgF 2
  • the light transmittance in a specific wavelength range can be increased and the light transmittance in a specific wavelength range can be reduced.
  • the coating material, the coating thickness, and the number of coating layers for increasing the light transmittance in the specific wavelength range and decreasing the light transmittance in the specific wavelength range can be designed by computer simulation or the like.
  • the light transmittance means the ratio of the intensity of light emitted from a lens to the intensity of light incident on the lens when light of a certain wavelength is incident on the lens, and is represented by the following equation.
  • Light transmittance (%) 100 ⁇ (emitted light intensity) / (incident light intensity)
  • each of the objective lens 10, the focus lens 12, the zoom lens 14, and the adjustment lens 16 is composed of one or more lens groups.
  • the imaging lens 100 is composed of several to several tens of lenses as a whole.
  • Each lens of the imaging lens 100 is coated so as to have a high light transmittance in a specific wavelength range of visible light and near infrared light.
  • the coating may be applied to only a part of the entire lens. However, it is more preferred that the coating be applied to all lenses.
  • the imaging lens is as high as possible near 1550 nm. It preferably has a light transmittance. Further, in order to be able to capture an image even with visible light, it is preferable that the image pickup lens has a high light transmittance in a region as wide as possible of visible light.
  • the light transmittance on the shorter wavelength side than the near infrared light peak wavelength range including 1550 nm decreases from the light transmittance on the short wavelength end of the near infrared light peak wavelength area as the wavelength becomes shorter, and the near infrared light
  • the light transmittance on the long wavelength side of the light peak wavelength region decreases from the light transmittance on the long wavelength end of the near infrared light peak wavelength region as the wavelength becomes longer.
  • the light transmittance on the shorter wavelength side than the visible light peak wavelength range including the range of 500 nm to 650 nm decreases from the light transmittance at the short wavelength end of the visible light peak wavelength range as the wavelength becomes shorter, and the visible light peak It is preferable that the light transmittance on the longer wavelength side than the wavelength region decreases from the light transmittance on the long wavelength end of the visible light peak wavelength region as the wavelength becomes longer.
  • the inventors of the present invention have a high resolution in both near-infrared light and visible light by applying a coating that forms a light transmittance peak having the above characteristics, and in particular, a very high resolution in near-infrared light. It has been discovered that an imaging lens having can be manufactured.
  • the “near infrared light peak wavelength range” is a wavelength range in which the peak of the light transmittance in the near infrared light wavelength range is allowed by design in order to increase the light transmittance near 1550 nm as much as possible. Point to. As will be described later, a plurality of peaks having the same height or different heights may exist in the near infrared light peak wavelength region.
  • the near infrared light peak wavelength range is, for example, a range of wavelengths from 1450 nm to 1650 nm.
  • the near infrared light peak wavelength range is a range of wavelengths from 1480 nm to 1620 nm.
  • the near-infrared light peak wavelength region is a wavelength region of 1500 nm to 1580 nm.
  • the imaging lens 100 is configured as a long-focus zoom lens capable of observing a long distance
  • the observation distance decreases as the light transmittance in the near infrared light peak wavelength region decreases.
  • Light transmittance is important. For example, when the light transmittance around a wavelength of 1550 nm is about 90%, it is possible to observe up to 30 km or more. Further, when the light transmittance in the vicinity of the wavelength of 1550 nm is 60% or more, it can be expected to secure an observation distance of about 20 km.
  • the light transmittance in the near infrared light peak wavelength region is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and further preferably 80% or more.
  • the peak value of the light transmittance in the near infrared light peak wavelength region is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and further preferably 90% or more.
  • the light transmittance at a wavelength of 1550 nm is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, further preferably 88% or more, and further preferably 90% or more.
  • “Visible light peak wavelength range” is designed to increase the light transmittance in the vicinity of 1550 nm as much as possible and to secure a region with a high light transmittance in the visible light wavelength range. It refers to the wavelength range in which the peak is allowed to exist. As will be described later, a plurality of peaks having the same height or different heights may exist in the visible light peak wavelength region.
  • the visible light peak wavelength range is, for example, a range of wavelengths from 450 nm to 700 nm.
  • the visible light peak wavelength range is a wavelength range of 480 nm to 680 nm. More preferably, the visible light peak wavelength range is a wavelength range of 500 nm to 650 nm.
  • the light transmittance in the visible light peak wavelength region is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and further preferably 70% or more.
  • the peak value of the light transmittance in the visible light peak wavelength region is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and further preferably 93% or more.
  • the light transmittance described above is the light transmittance of the entire plurality of lenses of the imaging lens 100.
  • the light transmittance of the entire imaging lens 100 is an integrated value of the light transmittance of each lens.
  • the light transmittance per lens is preferably 95% or more, more preferably 98% or more, and further preferably 99% or more.
  • the distance to the target imaged by the imaging device 1 with near infrared light and the resolution of the target image are considered. Will be decided.
  • the resolution can be defined by, for example, the maximum distance at which an object having a predetermined size separated by a certain distance can be visually recognized in an image captured by the imaging device 1.
  • the light transmittance for obtaining the resolution thus determined is determined by actual measurement or simulation, and the light transmittance per lens is determined from the total number of lenses. Then, the light transmittance profile of one lens is determined by the above-described method, and coating is performed to obtain the light transmittance profile. Note that when setting the light transmittance, it may be determined by evaluation of another resolution. Further, the light transmittance may be determined from another viewpoint instead of the resolution.
  • FIG. 6 shows a light transmittance profile of the imaging lens 100 according to the first example.
  • the horizontal axis of FIG. 6 is the wavelength, and the vertical axis is the light transmittance of the imaging lens 100.
  • the light transmittance profile of the imaging lens 100 has a first transmittance peak PK1 in the near infrared light peak wavelength range NIR from 1450 nm to 1650 nm. That is, the light transmittance on the shorter wavelength side of the near-infrared light peak wavelength region NIR decreases from the light transmittance at the short wavelength end (1450 nm) of the near-infrared light peak wavelength region NIR as the wavelength becomes shorter. ..
  • the light transmittance on the longer wavelength side than the near infrared light peak wavelength region NIR decreases from the light transmittance at the long wavelength end (1650 nm) of the near infrared light peak wavelength region NIR as the wavelength becomes longer. ..
  • the light transmittance of the first transmittance peak PK1 is about 92% at the wavelength of 1520 nm.
  • the light transmittance in the wavelength range of 1490 nm to 1560 nm is 90% or more.
  • the light transmittance profile of the imaging lens 100 has a second transmittance peak PK2 in the visible light peak wavelength region VIS from 450 nm to 700 nm. That is, the light transmittance on the shorter wavelength side than the visible light peak wavelength region VIS decreases from the light transmittance at the short wavelength end (450 nm) of the visible light peak wavelength region VIS as the wavelength becomes shorter. Further, the light transmittance on the longer wavelength side than the visible light peak wavelength region VIS decreases from the light transmittance at the long wavelength end (700 nm) of the visible light peak wavelength region VIS as the wavelength becomes longer.
  • the light transmittance of the second transmittance peak PK2 is about 96% at the wavelength of 570 nm to 580 nm.
  • the light transmittance in the wavelength range of 480 nm to 660 nm is 90% or more.
  • the light transmittance of the short wavelength side wavelength range of the blue wavelength range included in the visible light wavelength range is lower than the light transmittance of the long wavelength side wavelength range of the blue wavelength range.
  • the light transmittance in the wavelength range of 450 nm or less in the blue wavelength range is smaller than the light transmittance in the wavelength range longer than 450 nm.
  • the light transmittance at wavelengths from 400 nm to 430 nm is 50% or less.
  • the light transmittance from the wavelength of 400 nm to 430 nm is made larger than 50%, the light transmittance from the wavelength of 1200 nm to 1290 nm, which is the third harmonic that becomes the peak of the near infrared wavelength band, also becomes large. This means that the peak in the near-infrared wavelength range broadens, and there is a possibility that characteristics such as a decrease in light transmittance near the wavelength of 1550 nm or residual ripple will occur.
  • the imaging lens 100 has a smaller light transmittance than the near-infrared light peak wavelength range and the visible light peak wavelength range over a wavelength range of 900 nm to 1100 nm between the near-infrared light peak wavelength range and the visible light peak wavelength range.
  • Low light transmittance region LOW The light transmittance of the low light transmittance region LOW is preferably 5% or less.
  • the low light transmittance region LOW forms a light transmittance peak in the near infrared light region in the near infrared light peak wavelength region NIR and a light transmittance peak in the visible light region in the visible light peak wavelength region VIS. This is the area that occurs as a result.
  • the wavelength of the low light transmittance region LOW is a wavelength region that does not contribute to both visible light imaging and near infrared light imaging, the low light transmittance region LOW has a low light transmittance. Does not matter.
  • the light transmittance profile shown in FIG. 6 has one light transmittance peak PK1 in the near infrared light peak wavelength region NIR and one light transmittance peak PK2 in the visible light peak wavelength region VIS. ..
  • the near infrared light peak wavelength region NIR may have a waveform shape (ripple) due to a plurality of light transmittance peaks. Further, it may have a ripple in the visible light peak wavelength region VIS.
  • Ripple is a shape that exhibits one characteristic of variations in light transmittance.
  • a profile having a light transmittance peak in the near infrared light peak wavelength region NIR and a light transmittance peak in the visible light peak wavelength region VIS may be used, and the presence or absence of ripples, that is, the light transmittance peak.
  • the number is not limited.
  • the first transmittance peak PK1 formed in the near infrared light peak wavelength region NIR has a half width as narrow as possible.
  • Near-infrared light which has a longer wavelength than visible light, is more likely to cause chromatic aberration than visible light when the wavelength range is widened. Therefore, it is preferable that the wavelength range to be imaged is as narrow as possible.
  • the light transmittance peak of one third wavelength of the fundamental wave generated by the interference of the fundamental wave coating having the light transmittance peak in the near infrared light peak wavelength region is visible. It is obtained by coating so as to exist in the optical peak wavelength region.
  • the fundamental wave preferably has a peak near 1550 nm.
  • FIG. 8 shows an image of only near-infrared light captured by the imaging lens 100 of Example 1 using the optical filter 54 having a small visible light transmittance.
  • An airplane flying at an estimated distance of 60 km, which is not imaged with visible light, can be visually recognized.
  • FIG. 10 shows an image captured without using the optical filter 54 having a low visible light transmittance, that is, with both visible light wavelengths and near-infrared light wavelengths.
  • the image is captured with both visible light and near-infrared light having different focal lengths, so the image is slightly blurred as compared with FIG. 9. Therefore, it is preferable to capture an image only with near infrared light or only visible light.
  • 8 to 10 are images obtained by imaging the Tokyo Sky Tree (registered trademark) from a point at a linear distance of about 30 km with the imaging lens 100 of Example 1.
  • FIG. 7 shows the light transmittance profile of the imaging lens 100 according to the second example.
  • ripples appear in the visible light peak wavelength region VIS.
  • no ripple appears in the near infrared light peak wavelength region NIR.
  • Ripple is likely to occur, for example, when the number of coating layers is relatively small. That is, the number or magnitude of ripples can be reduced by increasing the number of coating layers.
  • the number of ripples is the number of peaks.
  • the magnitude of the ripple is, for example, the largest height from the lowest position between adjacent peaks.
  • the near-infrared light peak wavelength range NIR and / or the visible light peak wavelength range VIS may have a ripple as shown in FIG. 7.
  • the first variable of at least one of the magnitude and the number of ripples showing the characteristic of the fluctuation of the light transmittance in the near infrared light peak wavelength region NIR is the light transmittance in the visible light peak wavelength region VIS. It may be smaller than the corresponding second variable of the corresponding magnitude and number of ripples that are characteristic of the variation.
  • the light transmittance peak value in the near infrared light peak wavelength region NIR can be increased.
  • the resolution of the image captured by the near infrared light can be increased.
  • the first variable of the near-infrared light peak wavelength range NIR to be compared is the magnitude of ripple
  • the corresponding second variable of the magnitude and number of ripples in the visible light peak wavelength area is It is the size of the ripple.
  • the first variable of the near-infrared light peak wavelength region NIR to be compared is the number of ripples
  • the corresponding second variable of the magnitude and number of ripples in the visible light peak wavelength region is the ripple. Is the number of.
  • control unit 110 for example, as the hardware structure of the control unit 110, the following various processors and circuits can be used.
  • the CPU which is a general-purpose processor that executes software (program) and functions as each control unit, as described above, a PLD or ASIC that can change the circuit configuration after manufacturing an FPGA or the like.
  • a dedicated electric circuit having a circuit configuration specifically designed to execute the specific processing, or a combination of PLD, ASIC, and the like with a CPU is included.
  • the control unit 110 may be configured by one of these various processors and circuits, or may be a combination of two or more processors or circuits of the same type or different types (for example, a combination of a plurality of FPGAs or a CPU and a CPU). Combination with FPGA). Also, the plurality of control units may be configured by one processor. As an example of configuring a plurality of control units with one processor, firstly, one processor is configured with a combination of one or more CPUs and software, as represented by computers such as clients and servers. There is a form in which the processor functions as a plurality of control units.
  • control unit 110 can be configured by using one or more of the above various processors as a hardware structure.
  • circuit elements such as semiconductor elements are combined can be used.
  • a and / or B has the same meaning as “at least one of A and B”. That is, “A and / or B” means that only A may be used, only B may be used, or a combination of A and B may be used.
  • the same concept as “A and / or B” is also applied to the case where three or more matters are linked by “and / or”.
  • Imaging device 10 Objective lens 12 focus lens 14 Zoom lens 16 adjustment lens 20 Zoom lens drive mechanism 22 Turret drive mechanism 24 Adjustment lens drive mechanism 26 Image display section 28 Input section 30 aperture 50 Optical filter switching unit 52, 54, 56, 58 Optical filter 90 housing 100 imaging lens 110 control unit 112 bus line 114 Zoom lens driver 116 Turret drive 118 Adjustment lens drive unit 120 output I / F 122 Input I / F 126 Image processing unit 130 Imaging unit 132 image sensor 132A imaging surface 200 computers 202 CPU 204 RAM 206 ROM 210 Imaging Device Control Program 212 Focus position data

Abstract

広範な光透過域を有する撮像レンズよりも、近赤外波長域内の特定の波長域での光透過率を高めることができる撮像レンズとそれを用いた撮像装置を提供する。撮像レンズは、複数のレンズを有し、複数のレンズの少なくとも一部に対してコーティングが施されることにより、近赤外光波長域において、１５５０ｎｍを含む近赤外光ピーク波長域ＮＩＲよりも短波長側の光透過率が、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲの短波長端の光透過率から波長が短くなるにつれて減少し、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲよりも長波長側の光透過率が、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲの長波長端の光透過率から波長が長くなるにつれて減少する。

Description

撮像レンズ及び撮像装置

　本開示の技術は、撮像レンズ及び撮像装置に関する。

　撮像装置は、可視光での撮像を行うことが一般的であるが、それ以外にも様々な用途に用いられる撮像装置が知られている。例えば、暗視カメラ及び測距カメラ等のように、近赤外光域の波長光を撮像する撮像装置がある。

　また、可視光と近赤外光との両方の波長域での撮像が可能な撮像装置も知られている。このような撮像装置に用いる撮像素子は、可視光から近赤外光までの波長域で光を検出できる撮像素子が用いられる。例えば、特許文献１には、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ又はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）センサを用いた撮像装置が開示されている。特許文献１に記載の撮像装置は、近赤外光域まで撮像可能な撮像装置である。

　また、より広い近赤外光域に検出感度を有する撮像素子としては、例えば、０．５μｍから１．７μｍまでの波長域で光を検出可能なＩｎＧａＡｓ撮像素子等が挙げられる。

特開２００４－１０３９６４号公報

　特許文献１に開示された撮像装置は、１．１μｍまでの近赤外光域までしか撮像できない。より長い波長域まで撮像する場合は、ＩｎＧａＡｓ等の半導体撮像素子を用いる必要がある。

　本開示の一実施形態は、広範な光透過域を有する撮像レンズよりも、近赤外波長域内の特定の波長域での光透過率を高めることができる撮像レンズとそれを用いた撮像装置を提供する。

　第１の態様に係る撮像レンズでは、複数のレンズを有し、複数のレンズの少なくとも一部に対してコーティングが施されることにより、近赤外光波長域において、１５５０ｎｍ（１．５５μｍ）を含む近赤外光ピーク波長域よりも短波長側の光透過率が、近赤外光ピーク波長域の短波長端の光透過率から波長が短くなるにつれて減少し、近赤外光ピーク波長域よりも長波長側の光透過率が、近赤外光ピーク波長域の長波長端の光透過率から波長が長くなるにつれて減少する。従って、第１の態様に係る撮像レンズは、広範な光透過域を有する撮像レンズよりも、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第２の態様に係る撮像レンズは、近赤外光ピーク波長域における光透過率が６０％以上である。第２の態様に係る撮像レンズによれば、近赤外光ピーク波長域における光透過率が６０％以上であることによって、広範な光透過域を有する撮像レンズよりも、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第３の態様に係る撮像レンズでは、複数のレンズの少なくとも一部に対してコーティングが施されることにより、可視光波長域において、５００ｎｍから６５０ｎｍの範囲を含む可視光ピーク波長域よりも短波長側の光透過率が、可視光ピーク波長域の短波長端の光透過率から波長が短くなるにつれて減少し、可視光ピーク波長域よりも長波長側の光透過率が、可視光ピーク波長域の長波長端の光透過率から波長が長くなるにつれて減少する。第３の態様に係る撮像レンズによれば、５００ｎｍから６５０ｎｍの範囲を含む可視光ピーク波長域を有することにより、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第４の態様に係る撮像レンズにおいて、近赤外光ピーク波長域での光透過率の変動の特性を示すリップルの大きさ及び数のうちの少なくとも一方の第１変数が、可視光ピーク波長域での光透過率の変動の特性を示すリップルの大きさ及び数のうちの、対応する第２変数よりも小さい。第４の態様に係る撮像レンズによれば、近赤外光ピーク波長域でのリップルの大きさ及び数のうちの少なくとも一方が、可視光ピーク波長域での光透過率の対応するリップルの大きさ又は数よりも小さいことにより、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第５の態様に係る撮像レンズにおいて、可視光波長域に含まれる青色波長域のうちの短波長側の波長域の光透過率は、青色波長域のうちの長波長側の波長域の光透過率よりも低い。第５の態様に係る撮像レンズによれば、可視光波長域に含まれる青色波長域のうちの短波長側の波長域の光透過率が、青色波長域のうちの長波長側の波長域の光透過率よりも低くすることにより、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第６の態様に係る撮像レンズにおいて、青色波長域のうちの短波長側の波長域は、４５０ｎｍ以下の波長域である。第６の態様に係る撮像レンズによれば、青色波長域のうちの４５０ｎｍ以下の波長域の光透過率を、４５０ｎｍより長い波長域の光透過率よりも低くすることにより、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第７の態様に係る撮像レンズにおいて、４００ｎｍから４３０ｎｍの光透過率が、５０％以下である。第７の態様に係る撮像レンズによれば、４００ｎｍから４３０ｎｍの光透過率が５０％以下であることにより、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第８の態様に係る撮像レンズは、複数のレンズの少なくとも一部に対してコーティングが施されることにより、近赤外光ピーク波長域と可視光ピーク波長域との間に、近赤外光ピーク波長域と可視光ピーク波長域よりも光透過率が小さい低光透過率領域を有する。第８の態様に係る撮像レンズによれば、近赤外光ピーク波長域と可視光ピーク波長域との間に、近赤外光ピーク波長域と可視光ピーク波長域よりも光透過率が小さい低光透過率領域を有することにより、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第９の態様に係る撮像レンズにおいて、低光透過率領域は、９００ｎｍから１１００ｎｍの波長域であり、この波長域における光透過率が５％以下である。第９の態様に係る撮像レンズによれば、低光透過率領域が９００ｎｍから１１００ｎｍの波長域であり、この波長域における光透過率が５％以下であることにより、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第１０の態様に係る撮像レンズでは、近赤外光ピーク波長域に光透過率ピークを有する基本波のコーティングによる干渉によって生じる基本波の３分の１波長の光透過率ピークが可視光ピーク波長域に存在する。第１０の態様に係る撮像レンズによれば、近赤外光ピーク波長域に光透過率ピークを有する基本波のコーティングによる干渉によって生じる基本波の３分の１波長の光透過率ピークが可視光ピーク波長域に存在することにより、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることができる。

　第１１の態様に係る撮像レンズは、可視光の少なくとも一部の光透過率を下げる第１の光学フィルタ及び近赤外光の少なくとも一部の光透過率を下げる第２の光学フィルタのうちの少なくともいずれかを光路上に配置可能な光学フィルタ切替部を含む。第１１の態様に係る撮像レンズによれば、可視光の少なくとも一部の光透過率を下げる第１の光学フィルタ及び近赤外光の少なくとも一部の光透過率を下げる第２の光学フィルタのうちの少なくともいずれかを光路上に配置可能な光学フィルタ切替部を含むことにより、撮像される画像の解像度を高くすることができる。

　第１２の態様に係る撮像レンズにおいて、第２の光学フィルタの屈折率と厚さの積が、第１の光学フィルタの屈折率と厚さの積よりも大きい。第１２の態様に係る撮像レンズによれば、第２の光学フィルタの屈折率と厚さの積が、第１の光学フィルタの屈折率と厚さの積よりも大きいことにより、可視光での合焦位置と近赤外光での合焦位置とのずれの大きさを小さくすることができる。

　第１３の態様に係る撮像レンズは、複数のレンズのうちの最も結像側に位置するレンズよりもさらに結像側に配置された光学フィルタ切替部を含む。第１３の態様に係る撮像レンズによれば、光学フィルタ切替部が最も結像側に位置するレンズと撮像素子との間にあっても効果が得られる。

　第１４の態様に係る撮像レンズは、第１の光学フィルタ又は第２の光学フィルタを光路上に配置した場合の合焦位置を示す合焦位置情報を有し、合焦位置情報に基づいて、第１の光学フィルタが光路上に配置された場合と第２の光学フィルタが光路上に配置された場合とで合焦位置調整レンズの位置を変更する制御を行う制御部を含む。第１４の態様に係る撮像レンズによれば、近赤外光撮像における焦点調節を行うことができる。

　第１５の態様に係る撮像レンズは、ズーム光学系を含む。第１５の態様に係る撮像レンズによれば、近赤外光で遠距離の対象を拡大して撮像することができる。

　第１６の態様に係る撮像装置は、第１の態様から第１５の態様の何れか１つの態様に係る撮像レンズと、撮像レンズを介して被写体を撮像するＩｎＧａＡｓ撮像素子とを含む。第１６の態様に係る撮像装置によれば、広範な光透過域を有する撮像レンズを用いた場合よりも、近赤外波長内の特定の波長域での光透過率を高めることにより、解像度の高い撮像画像を得ることができる。

　本開示の一実施形態によれば、広範な光透過域を有する撮像レンズよりも、近赤外波長域内の特定の波長域での光透過率を高めることができる撮像レンズとそれを用いた撮像装置を提供される。

実施形態に係る撮像レンズを含む撮像装置の概略構成図である。 図１のＡ‐Ａ方向から見た光学フィルタ切替部の概略図である。 実施形態に係る撮像装置の概略ブロック構成図である。 実施形態に係るコンピュータの概略構成図である。 実施形態に係る合焦処理のフローチャートである。 実施例１の撮像レンズの光透過率プロファイルである。 実施例２の撮像レンズの光透過率プロファイルである。 実施例１の撮像レンズを用いて撮像されることにより得られた画像である。 実施例１の撮像レンズを用いて近赤外光のみを対象にして撮像されることにより得られた画像である。 可視光と近赤外光とを対象にして撮像されることにより得られた画像である。 大気中の微粒子の粒子数を示す図である。 レンズ中の吸収及び散乱による光損失量を示す図である。 記憶媒体からプログラムが撮像装置にインストールされる態様を示す概念図である。

（実施形態）

　以下、本開示の技術の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。

　先ず、以下の説明で使用される用語について説明する。以下の説明において、「ＣＰＵ」とは“Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ”の略称である。「ＲＯＭ」とは、“Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ”の略称である。「ＤＶＤ－ＲＯＭ」とは、“Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ－Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ”の略称である。「ＲＡＭ」とは、“Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ”の略称である。「Ｉ／Ｆ」とは、“Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ”の略称である。「ＨＤＤ」とは、“Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ”の略称である。「ＥＥＰＲＯＭ」とは、“Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ”の略称である。「ＣＭＯＳ」とは、“Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ”の略称である。「ＣＣＤ」とは、“Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ”の略称である。「ＦＰＧＡ」とは、“Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ”の略称である。「ＰＬＤ」とは、“Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ”の略称である。「ＡＳＩＣ」とは、“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ”（特定用途向け集積回路）の略称である。「ＳＳＤ」とは、“Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ”の略称を指す。「ＵＳＢ」とは、“Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ”の略称を指す。

　従来、特に遠距離の風景を近赤外光で撮像すると、可視光で撮像した画像よりも鮮鋭度の高い画像が得られることが知られている。これは、大気中に存在する微粒子による散乱量が、可視光よりも近赤外光の方が少ないからである。大気中を通過した光は、その距離が長くなるにつれて散乱量が大きくなり、直進する光量が減少していく。そのため、対象から撮像位置までの距離が長いほど、撮像されることにより得られる画像（以下、「撮像画像」とも称する）の解像度は低下する。可視光よりも近赤外光のほうが鮮鋭度の高い撮像画像が得られるということは、解像度の低下の度合いが近赤外光の方が可視光よりも小さいということである。

　微粒子による光の散乱には、レイリー散乱とミー散乱とがある。レイリー散乱は、光の波長よりもかなり小さい径を有する微粒子による散乱である。ミー散乱は、光の波長と比較的近い径を有する微粒子による散乱である。散乱の指標として、次式（１）で定義される散乱パラメータαがある。

　　α＝πｄ／λ　　　（１）

ここで、πは円周率であり、ｄは粒子径であり、λは光の波長である。径がｄの粒子により波長λの光が散乱されるメカニズムは、散乱パラメータαによって変わる。α＜＜１の場合、レイリー散乱となる。α≒１の場合、ミー散乱となる。

　大気中に含まれる微小な水滴及び微小な塵の粒子数の分布模式図を図１１に示す。図１１の横軸は微粒子の径であり、縦軸は大気中の微粒子の粒子数である。図１１に示すように、主に粒子径が数ｎｍから数十ｎｍの間と百ｎｍから数百ｎｍの間に蒸気の微粒子のピークがある。即ち、この範囲の径を有する蒸気微粒子の存在量が多いことが知られている。大気中を通過する光は、主に前者の径を持つ蒸気微粒子によるレイリー散乱によって散乱され、後者の径を持つ蒸気微粒子によるミー散乱によって散乱される。その結果、撮像レンズを有する撮像装置の撮像距離が長くなるにつれて、撮像装置に含まれる撮像レンズに到達する光量が減少する。この減少率は可視光のほうが近赤外光に比べて大きい。したがって、近赤外光を用いて撮像したほうが、可視光を用いて撮像した場合よりも解像度の高い撮像画像が得られるということになる。

　一方、撮像装置での撮像に用いられる撮像レンズを通過する光も、撮像レンズに含まれるレンズの成分により散乱及び吸収を受ける。図１２に示すように、レンズ中を通過する光は、レンズの主成分である二酸化ケイ素により、レイリー散乱と赤外吸収を受ける。レイリー散乱は、図中に１点鎖線で示すように波長が長いほど小さくなる。また、Ｓｉ－Ｏ結合による赤外吸収は、図中に２点鎖線で示すように、波長１．５５μｍ辺りから吸収が始まり、波長が長いほど吸収が大きくなる。なお図で波長１．４μｍ辺りに見られる強い吸収は、レンズ成分のＯＨ－による吸収ピークである。

　図１２から判るように、レンズ中の散乱及び吸収による光量の低下量（損失）は、実線で示す散乱と吸収の合算で、波長１．５５μｍを中心としてプラスマイナス０．１μｍ辺りが最も低い範囲となる。つまり、波長１．５５μｍを中心としてプラスマイナス０．１μｍの波長の光の透過率が最も高くなる。

　レイリー散乱の場合、散乱強度は散乱される光の波長の４乗に反比例する。これに基づいて波長１．５５μｍの光と可視光である波長０．５５３μｍの光のレイリー散乱強度を比較すると、波長１．５５μｍの光の散乱強度は波長０．５５３μｍの光の散乱強度の約７２分の１である。

　また、ミー散乱の場合、波長１．５５μｍの光と波長０．７７μｍの光のミー散乱の前方散乱量とを比較すると、波長１．５５μｍの光の散乱量は波長０．７７μｍの光の散乱量の約１９１分の１という文献値がある。

　以上のように、近赤外光のなかでも、波長１．５５μｍ前後の光が最も大気中及びレンズによる散乱及び吸収を抑制するのに適した波長であることが判る。このような考察に基づき、本発明者等は、可視光と近赤外光とで撮像可能な撮像装置において、近赤外光の撮像波長域として、１．５５μｍを含む領域を撮像波長域に設定することが撮像画像の解像度を向上させるために最も適していることを見出した。

　従って、撮像レンズの透過光の波長による透過率プロファイルが、１５５０ｎｍを含む領域に透過率のピークを有するように設計することが必要である。さらに、可視光波長域においても、できるだけ高い解像度が得られることが好ましいため、可視光波長域でも光透過率のできるだけ高い領域を有することが好ましい。本発明者等による鋭意検討の結果、撮像レンズの透過光の波長による透過率プロファイルが、１５５０ｎｍを含む領域に透過率のピークを有し、可視光波長域でも光透過率のできるだけ高い領域を有するように設計するためには、可視光波長域と１５５０ｎｍを含む近赤外光波長域との間に光透過率の低い領域を形成することが役立つことが明らかとなった。

　また、可視光における特定の波長の光透過率を低下させることにより、１５５０ｎｍを含む波長域の光透過率をより向上させることができることが判明した。この構成は、１５５０ｎｍを含む近赤外光波長域での高解像度の撮像を可視光に対する撮像よりも優先する場合に特に有益である。

　一方で、例えば０．４から０．７μｍの可視光波長域と１５５０ｎｍの近赤外光波長とは、桁が異なる程の波長差がある。波長差が大きい程、可視光と近赤外光の焦点距離の差も大きくなる。そのため、可視光と近赤外光との両方の光を用いて撮像されると、合焦状態の光と非合焦状態の光とが混在する。これは撮像画像の解像度が低下する原因となる。従って、撮像装置では、撮像する場合、可視光だけで撮像する構成と、近赤外光だけで撮像する構成とが切り替え可能であることが好ましい。

　さらに、可視光波長と近赤外光波長との合焦位置の差はズーム倍率の大きさによって変化する。そのため、可視光を対象にした撮像と近赤外光を対象にした撮像とが切り替えられた場合に、合焦位置の再調整が難しくなる。従来技術では、特定の波長光においてズーム倍率の変更と合焦位置の調節とを連動させて行っているからである。そのため、可視光波長と近赤外光波長との合焦位置の調整を行うため、専用の焦点調節系を用いること、及び／又は、可視光と近赤外光との少なくともいずれかの光路長を変更する光学部材を設けることが好ましい。以下、「ズーム倍率」は単に「倍率」ともいう。

　次に、実施形態に係る撮像レンズ１００を用いた撮像装置１について、図面を参照して説明する。図１に示すように、撮像装置１は、撮像レンズ１００と撮像部１３０を備えている。撮像部１３０は、撮像素子１３２を備えている。撮像素子１３２は、撮像レンズ１００によって結像される撮像対象の光学像を電気信号に変換する。撮像装置１は、例えば遠距離まで撮像可能な監視カメラである。ここで言う「遠距離」とは、例えば、数キロメートルから数十キロメートルまでの距離を指す。

　撮像レンズ１００は、複数のレンズを有する望遠レンズである。撮像レンズ１００は、対物側から結像側に向かって、対物レンズ１０、フォーカスレンズ１２、ズームレンズ１４、絞り３０、光学フィルタ切替部５０、及び調整レンズ１６を備えている。対物側とは、撮像対象がある側であり、結像側とは、対象の光学像が結像される側、つまり撮像素子１３２がある側である。本明細書でいう「撮像レンズ」とは、例えば、複数のレンズによって撮像素子１３２の撮像面１３２Ａに撮像対象の光学像を結像させるための光学系を意味する。「撮像レンズ」は、レンズだけではなく、絞り、光学フィルタ、ハーフミラー、及び／又は偏向素子等の光学素子を含んでいてもよい。

　対物レンズ１０は、レンズ等の各光学素子を保持する筐体９０に固定されており、撮像対象からの光を集光する。

　フォーカスレンズ１２は、対象像の合焦位置を調節する光学系である。ズームレンズ１４は、ズーム倍率を調節する光学系である。フォーカスレンズ１２及びズームレンズ１４は、カム機構（図示省略）により互いに連動して撮像レンズ１００の光軸ＯＰに沿って前後に移動する。これにより、倍率を変更し、かつ撮像素子１３２の撮像面１３２Ａに合焦位置が来るように合焦位置が調節される。なお、光軸ＯＰは光路ＯＰとも称する。フォーカスレンズ１２及びズームレンズ１４は、ズームレンズ駆動機構２０によりズームカム（図示省略）を回転させることにより駆動される。ズームレンズ駆動機構２０は、ユーザから撮像装置１に対して与えられた指示に応じて、制御部１１０により制御される。ズームレンズ１４は、本開示の技術に係る「ズーム光学系」の一例である。

　絞り３０は、迷光等の不要光を遮光し、光束を絞る光学素子である。光学フィルタ切替部５０は、可視光での撮像と近赤外光での撮像とで異なる光学フィルタに切り替えるための装置である。図１では、絞り３０はズームレンズ１４と光学フィルタ切替部５０との間に配置されているが、絞り３０の位置はこれに限定されず、例えば、フォーカスレンズ１２とズームレンズ１４との間に移動可能に配置されていてもよい。

　光学フィルタ切替部５０は、図２に示すように、円板に４つの光学フィルタ５２，５４，５６及び５８を配置した、ターレット式の切替装置である。この切替装置は、円板をモータ等のターレット駆動機構２２により回転させてそれぞれの光学フィルタを光路ＯＰ上に配置させる。光学フィルタ切替部５０は、光路ＯＰ上に配置されているフィルタを検知するための図示しないセンサを備えている。センサの設置箇所は、光学フィルタ切替部５０ではなく、ターレット駆動機構２２であってもよい。ターレット駆動機構２２は、ユーザから撮像装置１に対して与えられた指示に応じて、制御部１１０により制御される。

　なお、図１では光学フィルタ切替部５０は、ズームレンズ１４と調整レンズ１６との間に配されているが、光学フィルタ切替部５０の位置はこれに限定されない。光学フィルタ切替部５０は、対物レンズ１０よりも対象物側から調整レンズ１６よりも結像側までの間に配置可能である。例えば、光学フィルタ切替部５０は、調整レンズ１６と撮像素子１３２との間に配置してもよい。

　また、撮像装置１は、撮像レンズ１００を収容する筐体９０と撮像部１３０とが分離可能な構成であってもよい。例えば、撮像装置１は、筐体９０を交換可能なレンズ部とし、撮像部１３０をカメラ部とし、複数種類のレンズ部のいずれかを１つのカメラ部に取り付け可能に構成されるようにしてもよい。この場合、光学フィルタ切替部５０は、撮像部１３０、つまりカメラ部に配置されていてもよい。

　光学フィルタ５２は、近赤外光のうちの少なくとも一部の波長域の光透過率を下げるバンドパスフィルタである。近赤外光のうちの少なくとも一部の波長域の光透過率とは、例えば、撮像レンズ１００の近赤外光領域における光透過領域に関する光透過率を指す。ここで、近赤外光領域とは、例えば、近赤外光波長域のうちの１１００ｎｍ以上の波長域を指す。また、近赤外光領域における光透過領域とは、例えば後述の近赤外光ピーク波長域を指す。光学フィルタ（バンドパスフィルタ）５２は、本開示の技術に係る第２の光学フィルタの一例である。光学フィルタ５２は、撮像装置１により可視光で撮像される場合に光路ＯＰ上に配置される。

　光学フィルタ５４は、可視光のうちの少なくとも一部の波長域の光透過率を下げるバンドパスフィルタである。可視光のうちの少なくとも一部の波長域とは、撮像レンズ１００の可視光領域における光透過領域を指す。ここで、可視光領域とは、例えば、８００ｎｍ以下の波長域を指す。また、可視光領域における光透過領域とは、例えば後述の可視光ピーク波長域を指す。光学フィルタ（バンドパスフィルタ）５４は、本開示の技術に係る第１の光学フィルタの一例である。光学フィルタ５４は、近赤外光で撮像が行われる場合に光路ＯＰ上に配置される。

　光学フィルタ５６は、他の光学フィルタ５２，５４及び５８と近い屈折率を有する透明なガラス板である。光学フィルタ５６は、他の光学フィルタ５２，５４及び５８を使用しない場合に、光路長を光学フィルタ５２，５４及び５８を用いた場合の光路長からできるだけ変えないようにするための光路長調整フィルタである。光学フィルタ５８は、光量調整用のＮＤ（Ｎｕｅｔｒａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタである。

　光学フィルタ５２は、屈折率と厚さの積であるＮＤ値が、光学フィルタ５４の屈折率と厚さの積であるＮＤ値よりも大きい。これは、撮像対象の光として可視光と近赤外光とを切り替えた場合の光路長の差を小さくして、可視光での合焦位置と近赤外光での合焦位置の差を小さくするためである。つまり、光学フィルタ５２は可視光を透過するが、可視光での焦点距離は近赤外光での焦点距離より短い。そこで光学フィルタ５２のＮＤ値を、近赤外光を透過する光学フィルタ５４のＮＤ値よりも大きくして、光路長を長くする。この構成により、可視光での合焦位置と近赤外光での合焦位置とのずれを小さくすることができる。光学フィルタ５２のＮＤ値と光学フィルタ５４のＮＤ値とを変える構成は、以下に記載する調整レンズ１６だけでは可視光での合焦位置と近赤外光での合焦位置とのずれを調整しきれない場合に有用である。

　調整レンズ１６は、光学フィルタ５２と光学フィルタ５４とを切り替えた場合に、可視光での焦点距離と近赤外光での焦点距離との違いを調整するためのレンズである。可視光よりも波長の長い近赤外光の焦点距離は、可視光の焦点距離よりも長い。フォーカスレンズ１２及びズームレンズ１４は、可視光での変倍時の合焦位置を撮像素子１３２の撮像面１３２Ａに合わせるように連動して移動するように構成されているため、近赤外光での合焦位置を調整することができない。そのため、調整レンズ１６は、近赤外光での撮像時、つまり光学フィルタ５４を光路ＯＰ上に配置した場合に、後述の合焦位置データに基づいて、合焦位置を撮像面１３２Ａに合わせるように移動される。調整レンズ１６は、本開示の技術に係る「合焦位置調整レンズ」の一例である。

　調整レンズ１６は、調整レンズ駆動機構２４により駆動される。調整レンズ駆動機構２４は、ユーザからの指示に応じて、制御部１１０により制御される。具体的には、制御部１１０は、ユーザによって指示された撮像条件に応じて、調整レンズ１６の位置が合焦位置に調整されるように調整レンズ駆動機構２４を制御する。ここで、撮像条件とは、例えば、ユーザの指示による可視光か近赤外光かの選択とズーム倍率の選択とを指す。なお、調整レンズ１６の合焦位置とは、撮像素子１３２の撮像面１３２Ａに対して光を合焦状態で結像させるための調整レンズ１６の位置を指す。

　あるいは、制御部１１０は、光学フィルタ切替部５０に設けられたセンサからのフィルタ位置情報に基づいて光路ＯＰ上に配置された光学フィルタを同定し、合焦位置データに基づいて調整レンズ１６の位置を調整してもよい。例えば、ユーザにより、後述の入力部２８を介して、制御部１１０に対して可視光での撮像を指示されると、光学フィルタ５２が、制御部１１０によって光路ＯＰ上に配置される。また、ユーザにより、入力部２８を介して、制御部１１０に対して近赤外光での撮像が指示されると、光学フィルタ５４が、制御部１１０によって光路ＯＰ上に配置される。制御部１１０は、光学フィルタ切替部５０に設けられたセンサにより、光路ＯＰ上の光学フィルタの種類を検知し、検知した光学フィルタの種類に基づいて調整レンズ１６の位置を調整する。なお、調整レンズ１６は、撮像部１３０を交換した場合のフランジバック調整にも用いることができる。

　一例として図３に示すように、撮像装置１は、制御部１１０によって制御される。制御部１１０は、コンピュータ２００を備えている。コンピュータ２００は、一例として図４に示すように、互いにバスライン１１２で接続されたＣＰＵ２０２、ＲＡＭ２０４、及びＲＯＭ２０６を有する。ＣＰＵ２０２は、撮像装置１の全体を制御する。ＲＡＭ２０４は、撮像装置制御プログラムの実行時のワークエリア等として用いられる例えば揮発性のメモリである。ＲＯＭ２０６は、撮像装置１を制御する撮像装置制御プログラム２１０及び合焦位置データ２１２等を記憶する例えば不揮発性のメモリである。なお、本実施形態では、ＣＰＵ２０２を例示しているが、ＣＰＵ２０２に代えて、複数のＣＰＵを用いることも可能である。

　ＣＰＵ２０２は、ＲＯＭ２０６から撮像装置制御プログラム２１０を読み出し、読み出した撮像装置制御プログラム２１０をＲＡＭ２０４に展開する。そして、ＣＰＵ２０２は、撮像装置制御プログラム２１０を実行することで、一例として図３に示すズームレンズ駆動部１１４、ターレット駆動部１１６、及び調整レンズ駆動部１１８を制御する。

　合焦位置データ２１２は、可視光での撮像を行う場合の調整レンズ１６の位置と、近赤外光での撮像を行う場合の調整レンズ１６の位置とが倍率と関連付けられたデータである。前述のように、可視光での撮像を行う場合とは、光学フィルタ切替部５０により光学フィルタ５２が配置された場合である。近赤外光での撮像を行う場合とは、光学フィルタ切替部５０により光学フィルタ５４が配置された場合である。合焦位置データ２１２は、例えば可視光及び近赤外光での倍率ごとに調整レンズ１６の位置データとして記憶されている。合焦位置データ２１２は、本開示の技術に係る「合焦位置情報」の一例である。

　ズームレンズ駆動機構２０、ターレット駆動機構２２、及び調整レンズ駆動機構２４は公知の機構を用いることができる。図１では、これらの機構が筐体９０の内側にある場合を示しているが、筐体９０の外側に配置されていてもよい。

　撮像素子１３２は、例えば可視光と近赤外光との両方の光の波長で被写体を撮像可能なＩｎＧａＡｓ撮像素子である。撮像レンズ１００によって結像される光学像は、撮像部１３０の撮像素子１３２によって電気信号に変換され、各種の画像処理が行われてから、後述の画像表示部２６に画像として表示される。また、画像処理された画像は有線又は無線で外部へ送信してもよい。

　図３に示すように、制御部１１０は、ズームレンズ駆動部１１４、ターレット駆動部１１６、調整レンズ駆動部１１８、出力Ｉ／Ｆ１２０、入力Ｉ／Ｆ１２２、画像処理部１２６、及びコンピュータ２００を含む。これらは、バスライン１１２によって接続されている。また、制御部１１０は、図示しない外部Ｉ／Ｆを含む。

　ズームレンズ駆動部１１４は、ズームレンズ駆動機構２０に接続されている。ターレット駆動部１１６は、ターレット駆動機構２２に接続されている。調整レンズ駆動部１１８は、調整レンズ駆動機構２４に接続されている。出力Ｉ／Ｆ１２０は、画像表示部２６に接続されている。入力Ｉ／Ｆ１２２は、撮像素子１３２及び入力部２８に接続されている。

　画像表示部２６は、出力Ｉ／Ｆ１２０を介して入力された画像信号に基づいて、画像を表示する。入力部２８は、ユーザから与えられた指示を受け付ける。入力Ｉ／Ｆ１２２は、撮像素子１３２からの電気信号、及び入力部を介してユーザから入力された指示を受け取ってコンピュータ２００に送るためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆは、例えば無線通信によりユーザからの指示を受け取り、また、画像処理された画像を無線通信により送信するためのインターフェースである。画像処理部１２６は、撮像素子１３２によって取得された画像を画像処理する。

　ズームレンズ駆動部１１４は、コンピュータ２００の指示に従って、ズームレンズ駆動機構２０を制御することにより、フォーカスレンズ１２の位置とズームレンズ１４の位置とを調整する。ターレット駆動部１１６は、制御部１１０の指示に従って、ターレット駆動機構２２を制御することにより、光学フィルタ切替部５０のフィルタを切り替える。調整レンズ駆動部１１８は、制御部１１０の指示に従って、調整レンズ駆動機構２４を制御することにより、調整レンズ１６の位置を調整する。出力Ｉ／Ｆ１２０は、画像処理部１２６によって画像処理が行われることにより得られた撮像画像を画像表示部２６に送るためのインターフェースである。

　次に、ＣＰＵ２０２が光学フィルタ切替部５０及び調整レンズ１６に対して行う駆動制御の一例である合焦処理について、図５を参照して説明する。図５は、ＣＰＵ２０２により撮像装置制御プログラム２１０に従って実行される合焦処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５に示す合焦処理は、ユーザにより入力部２８を介して可視光又は近赤外光での撮像条件が指示され、指示された撮像条件に基づいて光学フィルタ切替部５０と調整レンズ１６とが駆動されることを前提とした処理である。

　まず、ステップＳ１０で、ＣＰＵ２０２は、可視光での撮像がユーザによって指示されたか否かを判定する。ステップＳ１０において、可視光での撮像がユーザによって指示された場合、判定が肯定されて、合焦処理はステップＳ１２に移行する。ステップＳ１０において、可視光での撮像がユーザによって指示されていない場合は、判定が否定されて、合焦処理はステップＳ１６に移行する。

　ステップＳ１２で、ＣＰＵ２０２は、ターレット駆動部１１６を制御することにより、光学フィルタ５２を光路ＯＰ上に配置する。

　次のステップＳ１４で、ＣＰＵ２０２は、調整レンズ駆動部１１８を制御することにより、可視光での合焦位置を撮像素子１３２の撮像面１３２Ａに合わせるように調整レンズ１６を移動させて処理を終了する。

　ステップＳ１６で、ＣＰＵ２０２は、近赤外光での撮像がユーザによって指示されたか否かを判定する。ステップＳ１６において、近赤外光での撮像がユーザにより指示された場合、判定が肯定されて、合焦処理はステップＳ１８に移行する。ステップＳ１６において、近赤外光での撮像がユーザによって指示されていない場合、判定が否定されて、合焦処理を終了する。

　ステップＳ１８で、ＣＰＵ２０２は、ターレット駆動部１１６を制御することにより、光学フィルタ５４を光路ＯＰ上に配置する。

　次のステップＳ２０で、ＣＰＵ２０２は、近赤外光での合焦位置を撮像素子１３２の撮像面１３２Ａに合わせるように調整レンズ１６を移動させ、その後、合焦処理を終了する。

　上述のとおり、制御部１１０は、第１の光学フィルタの一例である光学フィルタ５４又は第２の光学フィルタの一例である光学フィルタ５２を光路上に配置した場合の合焦位置を示す合焦位置情報を有し、合焦位置情報に基づいて、第１の光学フィルタの一例である光学フィルタ５４が光路上に配置された場合と第２の光学フィルタの一例である光学フィルタ５２が光路上に配置された場合とで合焦位置調整レンズの位置を変更する制御を行う。これにより、近赤外光撮像における焦点調節を容易に行うことができる。

　なお、上記の合焦処理はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。

　また、本実施形態では、撮像装置制御プログラム２１０及び合焦位置データ２１２が制御部１１０のＲＯＭ２０６に記憶されている例を説明しているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、撮像装置制御プログラム２１０及び合焦位置データ２１２のうちの少なくとも１つが、バスライン１１２に接続されたＨＤＤ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリ等に記憶されていてもよい。

　また、図１３に示すように、ＳＳＤ、ＵＳＢメモリ、又はＤＶＤ－ＲＯＭ等の任意の可搬型の記憶媒体３００に撮像装置制御プログラム２１０を記憶させておいてもよい。その場合、記憶媒体３００に記憶された撮像装置制御プログラム２１０が制御部１１０のコンピュータ２００にインストールされ、インストールされた撮像装置制御プログラム２１０が制御部１１０のＣＰＵ２０２によって実行される。

　また、通信網（図示省略）を介して撮像装置１の制御部１１０に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶部に撮像装置制御プログラム２１０を記憶させておき、撮像装置制御プログラム２１０が撮像装置１の要求に応じてダウンロードされるようにしてもよい。その場合、ダウンロードされた撮像装置制御プログラム２１０は制御部１１０のＣＰＵ２０２によって実行される。

　なお、制御部１１０は、撮像レンズ１００の筐体９０に配置してもよい。又は、撮像レンズ１００の筐体９０ではなく撮像部１３０に配置してもよい。撮像レンズ１００の種類が複数ある場合は、それぞれの撮像レンズごとの制御プログラムをすべて記憶した制御部１１０を撮像部１３０に配置することにより、種類の異なる撮像レンズ１００を筐体９０ごと交換した場合でも、交換した撮像レンズ１００を制御部１１０により制御することが可能である。

　次に、撮像レンズ１００の光透過率について説明する。撮像レンズ１００の各レンズは、可視光及び近赤外光の特定の波長域が高い光透過率を有するようにコーティングされている。コーティングは、レンズ面にＴｉＯ２，Ｔａ２Ｏ５，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＭｇＦ２等の光を透過する材料を薄膜状に積層したコーティングにより、複数の層から構成されることが好ましい。薄膜を形成する材料の屈折率と厚さと層数とを調整することにより、特定の波長域の光透過率を高くし、特定の波長域の光透過率を小さくすることができる。特定の波長域の光透過率を高くし、特定の波長域の光透過率を小さくするためのコーティング材料、コーティング厚さ、コーティング層数は、コンピュータシミュレーション等により設計することができる。

　光透過率とは、ある波長の光を例えばレンズに入射させた場合の、レンズに入射する光の強度に対するレンズから出射する光の強度の割合を意味し、次式で表される。

　光透過率（％）＝１００×（出射光強度）／（入射光強度）

　図１では簡略化して描いているが、対物レンズ１０、フォーカスレンズ１２、ズームレンズ１４、及び調整レンズ１６は、それぞれが１枚以上のレンズ群から構成される。撮像レンズ１００は、全体として、数枚から数十枚のレンズから構成される。撮像レンズ１００の各レンズは、可視光と近赤外光のうち、特定の波長域に高い光透過率を有するようにコーティングされている。コーティングは、全部のレンズのうち一部だけに施してもよい。しかしコーティングは全部のレンズに施すことがより好ましい。

　前述のように、ユーザが近赤外光を用いて風景等を撮像する場合は、大気及びレンズによる近赤外光の散乱及び吸収が１５５０ｎｍ付近で最も少ないため、撮像レンズは１５５０ｎｍ付近でできるだけ高い光透過率を有することが好ましい。さらに可視光でも撮像可能とするため、撮像レンズは可視光のできるだけ広い領域で高い光透過率を有することが好ましい。

　上述の２つの条件を満足するためには、近赤外光波長域において、１５５０ｎｍを含む近赤外光ピーク波長域に、近赤外光波長域における光透過率のピークを有することが好ましい。つまり、１５５０ｎｍを含む近赤外光ピーク波長域よりも短波長側の光透過率が、近赤外光ピーク波長域の短波長端の光透過率から波長が短くなるにつれて減少し、近赤外光ピーク波長域よりも長波長側の光透過率が、近赤外光ピーク波長域の長波長端の光透過率から波長が長くなるにつれて減少することが好ましい。

　また、可視光波長域において、５００ｎｍから６５０ｎｍの範囲を含む可視光ピーク波長域を有することが好ましい。つまり、５００ｎｍから６５０ｎｍの範囲を含む可視光ピーク波長域よりも短波長側の光透過率が、可視光ピーク波長域の短波長端の光透過率から波長が短くなるにつれて減少し、可視光ピーク波長域よりも長波長側の光透過率が、可視光ピーク波長域の長波長端の光透過率から波長が長くなるにつれて減少することが好ましい。

　発明者等は、上述の特徴を有する光透過率ピークを形成するコーティングを施すことにより、近赤外光と可視光の両方で高い解像度を有し、特に近赤外光で非常に高い解像度を有する撮像レンズを製造できることを発見した。

　「近赤外光ピーク波長域」とは、１５５０ｎｍ付近の光透過率をできるだけ高めるために、設計上、近赤外光波長域の光透過率のピークが存在することが許容される波長域を指す。後述するように、近赤外光ピーク波長域に高さの同じ又は異なるピークが複数存在してもよい。近赤外光ピーク波長域は、例えば、波長１４５０ｎｍから１６５０ｎｍの領域である。好ましくは、近赤外光ピーク波長域は、波長１４８０ｎｍから１６２０ｎｍの領域である。より好ましくは、近赤外光ピーク波長域は、波長１５００ｎｍから１５８０ｎｍの領域である。特に撮像レンズ１００を遠距離まで観察可能な長焦点ズームレンズに構成した場合、近赤外光ピーク波長域の光透過率が低下するにつれて観察距離が低下するため、近赤外光ピーク波長域の光透過率が重要となる。例えば、波長１５５０ｎｍ付近での光透過率が約９０％の場合、３０ｋｍ以上先まで観察できる。また、波長１５５０ｎｍ付近での光透過率が６０％以上の場合、約２０ｋｍの観察距離の確保が期待できる。

　近赤外光ピーク波長域の光透過率は、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。また、近赤外光ピーク波長域における光透過率のピーク値は、８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。特に、波長１５５０ｎｍにおける光透過率が、８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、８８％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。

　「可視光ピーク波長域」とは、１５５０ｎｍ付近の光透過率をできるだけ高め、かつ可視光波長域に光透過率の高い領域を確保するために、設計上、可視光波長域の光透過率のピークが存在することが許容される波長域を指す。後述するように、可視光ピーク波長域に高さの同じ又は異なるピークが複数存在してもよい。可視光ピーク波長域は、例えば、波長４５０ｎｍから７００ｎｍの領域である。好ましくは、可視光ピーク波長域は、波長４８０ｎｍから６８０ｎｍの領域である。より好ましくは、可視光ピーク波長域は、波長５００ｎｍから６５０ｎｍの領域である。

　可視光ピーク波長域の光透過率は、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることがさらに好ましい。可視光ピーク波長域における光透過率のピーク値は、８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９３％以上であることがさらに好ましい。

　上述の光透過率は、撮像レンズ１００の複数のレンズ全体の光透過率である。撮像レンズ１００の全体の光透過率は、それぞれのレンズの光透過率の積算値である。例えば、個々のレンズの光透過率がすべて同じｘであり、レンズの枚数がｎとすると、撮像レンズ１００の全体の光透過率Ｘは、Ｘ＝ｘｎで与えられる。レンズの枚数にもよるが、レンズ１枚あたりの光透過率は、９５％以上であることが好ましく、９８％以上であることがより好ましく、９９％以上であることがさらに好ましい。

　撮像レンズ１００の全体の光透過率の設定は、例えば遠距離撮像用の撮像装置１の場合は、撮像装置１によって近赤外光で撮像される対象までの距離と対象画像の解像度を考慮して決定される。解像度は、例えば、ある距離だけ離れた位置の所定の大きさを有する対象を撮像装置１で撮像した画像にその対象が視認できる最大距離で規定できる。こうして定められた解像度を得るための光透過率が実測又はシミュレーション等により決定され、レンズの総枚数からレンズ１枚あたりの光透過率が決定される。そして１枚のレンズの光透過率プロファイルを上述の方法で決定し、その光透過率プロファイルが得られるコーティングを行う。なお、光透過率の設定にあたり、別な解像度の評価で決定してもよい。また、解像度ではなく、別な観点で光透過率を決定してもよい。

（実施例１）

　図６に、実施例１に係る撮像レンズ１００の光透過率のプロファイルを示す。図６の横軸が波長、縦軸が撮像レンズ１００の光透過率である。図６に示すように、撮像レンズ１００の光透過率のプロファイルは、１４５０ｎｍから１６５０ｎｍの近赤外光ピーク波長域ＮＩＲに第１の透過率ピークＰＫ１を有する。つまり、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲよりも短波長側の光透過率は、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲの短波長端（１４５０ｎｍ）の光透過率から波長が短くなるにつれて減少している。また、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲよりも長波長側の光透過率は、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲの長波長端（１６５０ｎｍ）の光透過率から波長が長くなるにつれて減少している。

　図６からわかるように、第１の透過率ピークＰＫ１の光透過率は、１５２０ｎｍの波長で約９２％である。また、波長１４９０ｎｍから１５６０ｎｍの範囲の光透過率は９０％以上である。

　また、撮像レンズ１００の光透過率のプロファイルは、４５０ｎｍから７００ｎｍの可視光ピーク波長域ＶＩＳに第２の透過率ピークＰＫ２を有する。つまり、可視光ピーク波長域ＶＩＳよりも短波長側の光透過率は、可視光ピーク波長域ＶＩＳの短波長端（４５０ｎｍ）の光透過率から波長が短くなるにつれて減少している。また、可視光ピーク波長域ＶＩＳよりも長波長側の光透過率は、可視光ピーク波長域ＶＩＳの長波長端（７００ｎｍ）の光透過率から波長が長くなるにつれて減少している。

　図６からわかるように、第２の透過率ピークＰＫ２の光透過率は、５７０ｎｍから５８０ｎｍの波長で約９６％である。また、波長４８０ｎｍから６６０ｎｍの範囲の光透過率は９０％以上である。

　また、可視光波長域に含まれる青色波長域のうちの短波長側の波長域の光透過率は、青色波長域のうちの長波長側の波長域の光透過率よりも低い。具体的には、青色波長域の４５０ｎｍ以下の波長域の光透過率は、４５０ｎｍより長い波長域の光透過率より小さい。また、波長４００ｎｍから４３０ｎｍ の光透過率は、５０％以下である。波長４００ｎｍから４３０ｎｍまでの光透過率を５０％より大きくすると、近赤外波長帯のピークとなる３倍波である波長１２００ｎｍから１２９０ｎｍまでの光透過率も大きくなる。これは近赤外波長域のピークが広がることを意味し、波長１５５０ｎｍ付近の光透過率が低下する、又はリップルが残留するなどの特性低下を生じる可能性がある。

　さらに、撮像レンズ１００は、近赤外光ピーク波長域と可視光ピーク波長域との間の波長９００ｎｍから１１００ｎｍにわたって、近赤外光ピーク波長域と可視光ピーク波長域よりも光透過率が小さい、低光透過率領域ＬＯＷを有する。低光透過率領域ＬＯＷの光透過率は５％以下であることが好ましい。低光透過率領域ＬＯＷは、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲに近赤外光域での光透過率ピークを形成し、可視光ピーク波長域ＶＩＳに可視光域での光透過率ピークを形成したことに伴い生じる領域である。しかし、低光透過率領域ＬＯＷの波長は、可視光での撮像及び近赤外光での撮像のいずれにも寄与しない波長域であるので、低光透過率領域ＬＯＷの光透過率が低いことは問題とはならない。

　図６に示す光透過率のプロファイルは、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲに１つの光透過率ピークＰＫ１を有し、可視光ピーク波長域ＶＩＳに１つの光透過率ピークＰＫ２を有している。しかし、本開示の光透過率のプロファイルはこれに限られない。近赤外光ピーク波長域ＮＩＲに複数の光透過率ピークによる波形の形状（リップル）を有していてもよい。また、可視光ピーク波長域ＶＩＳにリップルを有していてもよい。リップルは、光透過率の変動の１つの特性を示す形状である。このように、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲに光透過率ピークを有し、可視光ピーク波長域ＶＩＳに光透過率ピークを有するプロファイルであればよく、リップルの有無、つまり光透過率ピークの数は限定されない。

　近赤外光ピーク波長域ＮＩＲに形成される第１の透過率ピークＰＫ１は、できるだけ半値幅が狭いほうがよい。可視光に比較して波長の長い近赤外光は、波長範囲が広がると色収差が可視光に比べて出やすい。従って、撮像する波長範囲はできるだけ狭いほうが好ましい。

　図６に示すような光透過率のプロファイルは、近赤外光ピーク波長域に光透過率ピークを有する基本波のコーティングによる干渉によって生じる基本波の３分の１波長の光透過率ピークが可視光ピーク波長域に存在するようにコーティングすることによって得られる。基本波は、１５５０ｎｍ付近にピークを有することが好ましい。この基本波の２分の１波長の光透過ピークが出ないようにし、３分の１波長の光透過ピークが大きくなるようにコーティングを構成することにより、上述の条件を満たす光透過率プロファイルが得られる。上述の条件を満たす光透過率プロファイルが得られるコーティングを設計し、形成することは従来技術によって可能である。

　実施例１の撮像レンズ１００によって撮像された、可視光の透過率が小さい光学フィルタ５４を用いた近赤外光だけの画像を図８に示す。可視光では撮像されない、推定６０ｋｍ離れた位置を飛行する飛行機が視認できる。

　また、実施例１の撮像レンズ１００によって撮像された、近赤外光だけの東京スカイツリー（登録商標）の拡大画像を図９に示す。これに対して、可視光の透過率が小さい光学フィルタ５４を用いないで、つまり、可視光と近赤外光の両方の波長で撮像した画像を図１０に示す。図１０では、焦点距離が異なる可視光と近赤外光の両方の波長で撮像したため、図９に比べて画像がややぼやけている。従って、近赤外光のみ、又は可視光のみで撮像することが好ましい。なお、図８から図１０は、いずれも、実施例１の撮像レンズ１００によって、直線距離で約３０ｋｍの地点からから東京スカイツリー（登録商標）を撮像することにより得られた画像である。

（実施例２）

　実施例２に係る撮像レンズ１００の光透過率プロファイルを図７に示す。図７に示す光透過率プロファイルは、可視光ピーク波長域ＶＩＳにリップルが現れている。一方、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲには、リップルが現れていない。リップルは、例えばコーティングの層数が相対的に少ない場合に発生しやすい。つまり、コーティングの層数を増やすことでリップルの数又は大きさを減らすことができる。なお、リップルの数は、ピークの数である。また、リップルの大きさは、例えば隣接するピークとの間の最低位置からの高さのうち最も大きい高さである。

　近赤外光ピーク波長域ＮＩＲ及び／又は可視光ピーク波長域ＶＩＳに図７に示すようなリップルがあってもよい。ただし、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲでの光透過率の変動の特性を示すリップルの大きさ及び数のうちの少なくとも一方の第１変数が、可視光ピーク波長域ＶＩＳでの光透過率の変動の特性を示すリップルの対応する大きさ及び数のうちの、対応する第２変数よりも小さくしてもよい。さらには、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲにはリップル減少するようにコーティングを構成することが好ましい。近赤外光ピーク波長域ＮＩＲにリップルがない単一の光透過率ピークを持たせることで、近赤外光ピーク波長域ＮＩＲでの光透過率ピーク値を高めることができる。これにより、近赤外光で撮像した画像の解像度を高めることができる。なお、比較する近赤外光ピーク波長域ＮＩＲの第１変数がリップルの大きさの場合は、「可視光ピーク波長域でのリップルの大きさ及び数のうちの、対応する第２変数」はリップルの大きさである。また、比較する近赤外光ピーク波長域ＮＩＲの第１変数がリップルの数の場合は、「可視光ピーク波長域でのリップルの大きさ及び数のうちの、対応する第２変数」はリップルの数である。

　上記実施形態において、例えば、制御部１１０のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサや回路を用いることができる。これらには、上述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各制御部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡなどの製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ、若しくはＡＳＩＣなどの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有する専用電気回路、又はＰＬＤやＡＳＩＣなどとＣＰＵの組み合わせなどが含まれる。

　制御部１１０は、これらの各種のプロセッサや回路のうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサや回路の組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の制御部を１つのプロセッサで構成してもよい。

　複数の制御部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントとサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の制御部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｏｎ　Ｃｈｉｐ：ＳＯＣ）などに代表されるように、複数の制御部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、制御部１１０は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成できる。

　さらに、これらの各種のプロセッサや回路のハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路を用いることができる。

　本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」は、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、Ａ及びＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「及び／又は」で結び付けて表現する場合も、「Ａ及び／又はＢ」と同様の考え方が適用される。

　本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１　撮像装置

１０　対物レンズ

１２　フォーカスレンズ

１４　ズームレンズ

１６　調整レンズ

２０　ズームレンズ駆動機構

２２　ターレット駆動機構

２４　調整レンズ駆動機構

２６　画像表示部

２８　入力部

３０　絞り

５０　光学フィルタ切替部

５２、５４、５６、５８　光学フィルタ

９０　筐体

１００　撮像レンズ

１１０　制御部

１１２　バスライン

１１４　ズームレンズ駆動部

１１６　ターレット駆動部

１１８　調整レンズ駆動部

１２０　出力Ｉ／Ｆ

１２２　入力Ｉ／Ｆ

１２６　画像処理部

１３０　撮像部

１３２　撮像素子

１３２Ａ　撮像面

２００　コンピュータ

２０２　ＣＰＵ

２０４　ＲＡＭ

２０６　ＲＯＭ

２１０　撮像装置制御プログラム

２１２　合焦位置データ

Claims (16)


  1. 　複数のレンズを有し、前記複数のレンズの少なくとも一部に対してコーティングが施されることにより、近赤外光波長域において、１５５０ｎｍを含む近赤外光ピーク波長域よりも短波長側の光透過率が、前記近赤外光ピーク波長域の短波長端の光透過率から波長が短くなるにつれて減少し、前記近赤外光ピーク波長域よりも長波長側の光透過率が、前記近赤外光ピーク波長域の長波長端の光透過率から波長が長くなるにつれて減少する、撮像レンズ。

  2. 　前記近赤外光ピーク波長域における光透過率が６０％以上である請求項１に記載の撮像レンズ。

  3. 　前記複数のレンズの少なくとも一部に対して前記コーティングが施されることにより、可視光波長域において、５００ｎｍから６５０ｎｍの範囲を含む可視光ピーク波長域よりも短波長側の光透過率が、前記可視光ピーク波長域の短波長端の光透過率から波長が短くなるにつれて減少し、前記可視光ピーク波長域よりも長波長側の光透過率が、前記可視光ピーク波長域の長波長端の光透過率から波長が長くなるにつれて減少する請求項１又は請求項２に記載の撮像レンズ。

  4. 　前記近赤外光ピーク波長域での光透過率の変動の特性を示すリップルの大きさ及び数のうちの少なくとも一方の第１変数が、前記可視光ピーク波長域での光透過率の変動の特性を示すリップルの大きさ及び数のうちの、対応する第２変数よりも小さい請求項３に記載の撮像レンズ。

  5. 　前記可視光波長域に含まれる青色波長域のうちの短波長側の波長域の光透過率は、前記青色波長域のうちの長波長側の波長域の光透過率よりも低い請求項３又は４に記載の撮像レンズ。

  6. 　前記青色波長域のうちの短波長側の波長域は、４５０ｎｍ以下の波長域である請求項５に記載の撮像レンズ。

  7. 　４００ｎｍから４３０ｎｍの光透過率が、５０％以下である請求項５又は請求項６に記載の撮像レンズ。

  8. 　前記複数のレンズの少なくとも一部に対して前記コーティングが施されることにより、前記近赤外光ピーク波長域と前記可視光ピーク波長域との間に、前記近赤外光ピーク波長域と前記可視光ピーク波長域よりも光透過率が小さい低光透過率領域を有する請求項３から請求項７の何れか一項に記載の撮像レンズ。

  9. 　前記低光透過率領域は、９００ｎｍから１１００ｎｍの波長域であり、前記９００ｎｍから１１００ｎｍの波長域における光透過率が５％以下である請求項８に記載の撮像レンズ。

  10. 　前記近赤外光ピーク波長域に光透過率ピークを有する基本波の前記コーティングによる干渉によって生じる前記基本波の３分の１波長の光透過率ピークが前記可視光ピーク波長域に存在する請求項３から請求項９の何れか一項に記載の撮像レンズ。

  11. 　可視光の少なくとも一部の光透過率を下げる第１の光学フィルタ及び近赤外光の少なくとも一部の光透過率を下げる第２の光学フィルタのうちの少なくともいずれかを光路上に配置可能な光学フィルタ切替部を含む請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

  12. 　前記第２の光学フィルタの屈折率と厚さの積が、前記第１の光学フィルタの屈折率と厚さの積よりも大きい請求項１１に記載の撮像レンズ。

  13. 　前記複数のレンズのうちの最も結像側に位置するレンズよりもさらに結像側に配置された前記光学フィルタ切替部を含む請求項１１又は請求項１２に記載の撮像レンズ。

  14. 　前記第１の光学フィルタ又は前記第２の光学フィルタを光路上に配置した場合の合焦位置を示す合焦位置情報を有し、前記合焦位置情報に基づいて、前記第１の光学フィルタが光路上に配置された場合と前記第２の光学フィルタが光路上に配置された場合とで合焦位置調整レンズの位置を変更する制御を行う制御部を含む請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

  15. 　ズーム光学系を含む請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

  16. 　請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の撮像レンズと、

    　前記撮像レンズを介して被写体を撮像するＩｎＧａＡｓ撮像素子と、

    　を含む撮像装置。
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