JP2011085876A - Device for simultaneous photography of wide and narrow areas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影機器1つで広域撮影と、該広域撮影の略中心部の狭域撮影を同時に行う様にした機器に関するものである。 The present invention relates to a device capable of simultaneously performing wide-area photographing with a single photographing device and narrow-area photographing at a substantially central portion of the wide-area photographing.
従来の航空撮影機器に於いては、広、狭域撮影を行う為には、二種類の機材を使い分けていた。その為、機器の持ち替えに時間がかかり、最初に撮影した対象物から距離が変化する為、次の撮影を行った時には、時間軸の変化と距離の変化が発生していた。これらの変化は、撮影位置のみならず、被写体の変化ズレが必然的に発生していた。 In conventional aerial photography equipment, two types of equipment were used properly to perform wide and narrow photography. For this reason, it takes time to change the device, and the distance from the first object to be photographed changes. Therefore, when the next photographing is performed, the time axis changes and the distance changes. These changes inevitably cause a change in the subject as well as the shooting position.
前記問題解消のために、二種類の機材を同時に操作出来るように、アダプター等で対応する様にしていたが、機材体積が大きくなると共に重量も増加し操作性が悪かった。又、可視光と赤外光を同時撮影する為には、更なる機材を必要とするものであった。
従来は、前述した様に広、狭域撮影を行う為複数の機材を使い分け使用するか、複数の機材を組み合わせて使用していた。その為、制約ある体積空間内では、機材の配置、操作性を阻害していた。複数の機材を組み合わせて使用する場合は、機器の体積が大きくなると共に重量も必然的に増加していた。 Conventionally, as described above, in order to perform wide and narrow range shooting, a plurality of devices are used properly or a plurality of devices are used in combination. For this reason, the arrangement and operability of the equipment were hindered in a restricted volume space. When a plurality of equipments are used in combination, the volume of the equipment increases and the weight inevitably increases.
本発明は、広、狭域同時撮影及び可視光と赤外光の同時撮影を1つの機材及び簡単な操作で行える様に小型化、軽量化した機器を提供するものである。又、狭域に対して、広域撮影の領域比を簡単に変換可能な様に構成したものである。 The present invention provides a device that has been reduced in size and weight so that wide- and narrow-area simultaneous photographing and visible light and infrared light simultaneous photographing can be performed with a single piece of equipment and simple operation. In addition, the area ratio of the wide area shooting can be easily converted with respect to the narrow area.
前記の目的を達成する為に本発明は、狭域撮影用の光学系と広域撮影用の光学系を平行に配置し、狭域撮影用光学系の光路内に光線を屈折する為のミラーもしくはプリズムを配置し、屈折後の光線をビームスプリッターに導き、ビームスプリッターの近傍に配置された撮像素子上に結像するように配置する。広域撮影用光学系の光線はビームスプリッターにそのまま導き前記の撮像素子上に結像するように配置する。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a narrow area photographing optical system and a wide area photographing optical system arranged in parallel, and a mirror for refracting a light beam in the optical path of the narrow area photographing optical system or A prism is disposed, the refracted light beam is guided to a beam splitter, and is disposed so as to form an image on an image pickup device disposed in the vicinity of the beam splitter. The light beam of the wide-area photographing optical system is guided as it is to the beam splitter and is arranged so as to form an image on the image sensor.
広、狭域光学系の撮像素子結像の切替えの為に、両光学系とビームスプリッターの間に光線を遮断するシャッター機構を配置する。其のシャッター機構は、狭域光学系の光線を通している時は、広域光学系の光線を遮断する様にしてある。シャッターが回動するとシャッターの開口部が狭域光学系の光線を遮断し、広域光学系の光線を通過出来るようになる。シャッターの回動中に、両光学系の光線を遮断している間に、シャッターの開口していた時の撮像素子のデーターを記憶素子に転送記憶する様にする。 In order to switch the imaging element imaging of the wide and narrow optical system, a shutter mechanism for blocking the light beam is arranged between both optical systems and the beam splitter. The shutter mechanism blocks the light beam of the wide-area optical system when it passes through the light beam of the narrow-area optical system. When the shutter is rotated, the opening of the shutter blocks the light beam of the narrow optical system so that the light beam of the wide optical system can pass through. While the shutter is rotating, while the light beams of both optical systems are blocked, the data of the image sensor when the shutter is open is transferred and stored in the storage element.
撮像素子は、ビームスプリッターの近傍に配置するし、ビームスプリッターで分割した片側を可視光撮像素子に、他方を赤外光撮像素子に結像する様に配置構成する。又、広域撮影用光学系を交換可能に構成する事で、必要に応じ広、狭域の比率をかえる事も可能である。広域撮影用光学系にズーム光学系を利用するとより簡単に広、狭域の比率変換が出来る。 The imaging device is arranged in the vicinity of the beam splitter, and is arranged and configured so that one side divided by the beam splitter forms an image on the visible light imaging device and the other on the infrared light imaging device. In addition, by configuring the wide-area photographing optical system to be replaceable, it is possible to change the ratio of wide and narrow areas as necessary. When a zoom optical system is used for a wide-area photographing optical system, it is possible to convert the ratio of wide and narrow areas more easily.
前述した、構成をとる事で、小型化、軽量化を達成できると共に、可視光撮影、赤外光撮影が同時に出来るし、広、狭域撮影が瞬時に可能となる。それらの情報は、広域範囲の略中心部狭域範囲の詳細な解析、周辺状況の把握解析に役立つ。又、其の逆の状況把握に利用出来る。それらは、学術的利用に役立つ。 By adopting the configuration described above, it is possible to achieve a reduction in size and weight, and simultaneously perform visible light imaging and infrared light imaging, and wide and narrow area imaging can be instantaneously performed. Such information is useful for detailed analysis of a narrow area in the center of a wide area and grasp analysis of the surrounding situation. It can also be used to grasp the reverse situation. They are useful for academic use.
本発明の実施形態を、図1〜図3に示した第1実施例と、図4及び図5に示した他の実施例によって説明する。これらの実施例は、広域撮影用光学系と狭域撮影用光学系の二種類を備えている。狭域撮影用光学系の結像面側には、光線を屈折さす為のプリズム或いは、ミラーが配設され、屈折した光線をビームスプリッターに導いている。広域撮影用光学系は、光線を屈折さす事なく光線をビームスプリッターに導いている。 The embodiment of the present invention will be described with reference to the first example shown in FIGS. 1 to 3 and other examples shown in FIGS. These embodiments are provided with two types of optical system for wide area photographing and optical system for narrow area photographing. A prism or mirror for refracting the light beam is disposed on the image forming surface side of the narrow-area optical system, and the refracted light beam is guided to the beam splitter. The wide area photographing optical system guides the light beam to the beam splitter without refracting the light beam.
両光系の光路は、ビームスプリッターで分割され、二つの撮像素子に結像する様にビームスプリッターと撮像素子が配置構成されている。撮像素子の1つは、可視光用撮像素子であり、他方の撮像素子は、赤外光用撮像素子であり、該赤外光用撮像素子の前面には、赤外線のみを透過させるフィルターを配設している。尚、可視光用撮像素子の前面には、有害光をカットし可視光のみを透過させるフィルターを配設している。 The optical paths of both optical systems are divided by a beam splitter, and the beam splitter and the image sensor are arranged and formed so as to form an image on two image sensors. One of the image sensors is an image sensor for visible light, and the other image sensor is an image sensor for infrared light. A filter that transmits only infrared light is arranged on the front surface of the image sensor for infrared light. Has been established. A filter that cuts harmful light and transmits only visible light is disposed on the front surface of the visible light imaging device.
可視光のベスト結像位置と赤外光のベスト結像位置には、波長の違いによりズレが発生する。そのズレを補正する為、ビームスプリッターに対して波長ズレを補正して取付ける。この様にする事で可視光画像と赤外光画像をピント補正無しで同時に撮影する事が可能になる。説明では、可視光と赤外光で記述しているが、それ以外の機能を有する素子の組合せで合ってもかまわない。或いは、単独素子使用であってもなんら問題ではない。 There is a difference between the best imaging position of visible light and the best imaging position of infrared light due to the difference in wavelength. In order to correct the deviation, the wavelength deviation is corrected and attached to the beam splitter. By doing so, it becomes possible to simultaneously capture a visible light image and an infrared light image without focus correction. In the description, visible light and infrared light are described, but a combination of elements having other functions may be used. Or even if it is a single element use, it is not a problem at all.
シャッターは、広域撮影用光学系と狭域撮影用光学系のどちらかのみをビームスプリッターに導く為の機能と、撮像素子の情報を取込む為に光路を遮断する機能を有する。 The shutter has a function for guiding only one of the wide-area imaging optical system and the narrow-area imaging optical system to the beam splitter, and a function of blocking the optical path for taking in information of the image sensor.
広域撮影用光学系の、ビームスプリッター被写体側前面には、広域撮影用光学系を取付ける為のレンズマウントを有している。該マウントは、一眼レフレックスカメラのバヨネットマウントを利用することで、市販されている色々な交換レンズが利用可能となる利点を有する。これは広、狭域の撮影比率を自在に選択する事が可能になる。特に、ズーム系のレンズを使用するとレンズ交換を行うこと無く、敏速に比率変換が出来る。尚、マウントの位置に関しては、利用する交換レンズの種類によって、撮像素子の結像面からの距離を設定する必要がある。 A lens mount for mounting the wide-area optical system is provided on the front side of the beam splitter subject side of the wide-area optical system. The mount has an advantage that various interchangeable lenses that are commercially available can be used by using a bayonet mount of a single-lens reflex camera. This makes it possible to freely select a wide and narrow shooting ratio. In particular, when a zoom lens is used, ratio conversion can be performed quickly without changing the lens. Regarding the position of the mount, it is necessary to set the distance from the imaging plane of the image sensor depending on the type of interchangeable lens to be used.
第1実施例に関して、具体的に説明する。図1は、狭域光学系が撮像素子に結像している状態を示している。1は、狭域撮影光学系の対物レンズで、主鏡3で、対物レンズ1より入射した光を反射させて、副鏡2に光線を導く。副鏡2で反射した光線は、主鏡3の中心部分に設けられた開口から、主鏡3の後方に設けたプリズム4或いはミラーに導かれ、光線は90度屈折される。屈折された光線は、二群光学系5に入射しビームスプリッター11に導かれる。ビームスプリッター11によって、光線は、二分割され反射した光線は、赤外光カットフィルター15を通過し、可視光撮像素子14に導かれ、可視光像を結像する。
ビームスプリッター11によって、分割された他方の光線はビームスプリッター11を通過し、可視光カットフィルター12を通って、赤外光撮像素子13に導かれ、赤外光像を結像する。狭域撮影用光学系に設けられた、NDフィルター6は、光量を制御する為の物であり、広域撮影用光学系の光量と一致させる為に役立つ。場合によっては使用しなくても良い。The first embodiment will be specifically described. FIG. 1 shows a state in which the narrow-area optical system forms an image on the image sensor.
The other light beam split by the
ビームスプリッター11、可視光撮像素子14、赤外光撮像素子13を、包括する様に配設されたシャッター16は、ドラム筒状であり、其の側面には、広、狭域撮影用光学系の光線を透過させたり遮断させたりする開口部が設けられている。図1に於いては、狭域撮影用光学系の光線を撮像素子に導くようになっている。ドラム筒状のシャッター16は、図示していないモーター等の駆動源によって回動される。
シャッターの形態については、ドラム筒状になんらこだわる事は無く、後述のシャッターで構成する事も可能である。A
As for the form of the shutter, there is no particular concern about the drum cylinder shape, and it can be configured by a shutter described later.
シャッター16が回動され図2の状態になると、広、狭域撮影用光学系の光路が遮断されて、狭域光学系が各撮像素子に結像していた時の直前の情報をホールドしている。該情報を図示しない転送ソフト等で記憶素子等に転送すると共に、図示しない表示機構等に転送し表示する事も可能である。 When the
さらにシャッター16が回動されると図3の状態となる。この状態は、広域光学系が撮像素子に結像している状態を示している。広域光学系の対物レンズ7に入射した光は、レンズ7,8、レンズ10を通過して、ビームスプリッター11に到達し、該ビームスプリッター11で光線が二分割される。
ビームスプリッター11を直進した光は、前述した赤外光カットフィルター15を通過し、可視光撮像素子14に導かれ可視光像を結像する。屈折した光は、前述した可視光カットフィルター12を通って、赤外光撮像素子13に導かれ、赤外光像を結像する。広域光学系の間に設けられた、絞り9は、光量を制御する為の物であり、狭域撮影用光学系の光量と一致させる為に役立つ。When the
The light that travels straight through the
さらにシャッター16が回動されると、広、狭域撮影用光学系の光路が遮断されて、広域光学系が各撮像素子に結像していた時の直前の情報をホールドしている。該情報を図示しない転送ソフト等で記憶素子等に転送すると共に、図示しない表示機構等に転送し表示する事も可能である。 When the
広域光学系とビームスプリッター11の間に設けた、広域光学系レンズのレンズ取付けマウント17は、広域光学系レンズの交換に役立ち、広、狭域撮影範囲の比率変換を行う事が可能である利点を有する。 The
広、狭域撮影用光学系のピント設定に関しては、手動で行っても良いが、可視光撮像素子に結像されている情報を解析して、図示していない自動焦点調節機構(通常オートフォーカス)を利用して焦点合わせを行うことが可能である。 The focus setting of the optical system for wide- and narrow-area photography may be performed manually, but by analyzing the information imaged on the visible light image sensor, an automatic focusing mechanism (not shown) (normal autofocus) ) Can be used for focusing.
図4は、他の実施例である。具体的に説明する。狭域撮影用光学系に、第1実施例で説明した様な反射望遠系ではなく、通常の屈折系を利用した望遠レンズ系18(図4で示すレンズ18a、レンズ18b、絞り18c、レンズ18dは構成の一例)で構成している。該、望遠レンズ系18の後方には、ポロミラーシステム(ミラーA19、ミラーB20、ミラーC21の構成)で光線を屈折させビームスプリッター11に光を導く。
ビームスプリッター11以降の構成は、第1実施例で説明した物と同じである。
シャッターに関しては、ビームスプリッター11の反射面と平行する軸を回転中心とする円盤状の板で構成し、該、円盤状シャッター羽根22には、扇状の開口が設けられている。該、開口は、広、狭域撮影用光学系の光線を交互に透過、遮断する機能を有する。
第1実施例で説明した様に、開口部が広、狭域撮影用光学系の両方の光線を遮断した時に、遮断直前の結像情報を記憶ホールドし、該、情報を図示しない転送ソフト等で記憶素子等に転送すると共に図示しない表示機構等に転送し表示する事も可能である。FIG. 4 shows another embodiment. This will be specifically described. A
The configuration after the
The shutter is composed of a disk-shaped plate whose axis of rotation is parallel to the reflecting surface of the
As described in the first embodiment, when both of the light beams of the narrow-area photographing optical system are blocked, the imaging information immediately before the blocking is stored and held, and the information is not shown in the transfer software or the like Thus, the data can be transferred to a storage element or the like, and transferred to a display mechanism (not shown) or the like for display.
図5は、図4の変形実施例である。具体的に説明する。狭域撮影用光学系は、図4と同じであるが、後方のポロミラーシステムの変わりに複数の反射面を有するプリズムを使用した物である。該、プリズムは、広域撮影用光学系で結像されている像と左右反転しない様に屋根型ペンタプリズム23を利用することも有効である。
シャッターは、図4の変形であり、図4の円盤状を傘型状で構成しコンパクト化した物(傘型状シャッター羽根24、図5参照)である。ビームスプリッター以降の撮像素子等の構成に関しては、第1実施例で説明したので、此処では割愛する。FIG. 5 is a modified embodiment of FIG. This will be specifically described. The optical system for narrow area photography is the same as that of FIG. 4, but uses a prism having a plurality of reflecting surfaces instead of the rear polo mirror system. It is also effective to use the roof-
The shutter is a modification of FIG. 4, and is a compact (Umbrella-shaped
尚、光学系の簡素化の為、広、狭域撮影の画像が反転していても画像処理で一致させる事が可能である。又、可視光撮影画像と赤外光撮影画像とは、左右反転しているが、画像処理技術で一致させる。 For simplification of the optical system, even if wide and narrow range images are inverted, they can be matched by image processing. Further, the visible light image and the infrared light image are reversed left and right, but are matched by image processing technology.
1 対物レンズ
2 副鏡
3 主鏡
4 プリズム
5 二群光学系
6 NDフィルター
7 レンズ
8 レンズ
9 絞り
10 レンズ
11 ビームスプリッター
12 可視光カットフィルター
13 赤外線撮像素子
14 可視光撮像素子
15 赤外光カットフィルター
16 シャッター
17 レンズ取付マウント
18 望遠レンズ系
18a レンズ
18b レンズ
18c 絞り
18d レンズ
19 ミラーA
20 ミラーB
21 ミラーC
22 円盤状シャッター羽根
23 屋根型ペンタプリズム
24 傘型状シャッター羽根DESCRIPTION OF
20 Mirror B
21 Mirror C
22 Disc-shaped
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JP2009254413A JP2011085876A (en) | 2009-10-14 | 2009-10-14 | Device for simultaneous photography of wide and narrow areas |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018136488A (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus |
JP7016557B1 (en) * | 2021-01-14 | 2022-02-07 | 株式会社タナカ技研 | Imaging device |
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2009
- 2009-10-14 JP JP2009254413A patent/JP2011085876A/en active Pending
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