JP2574610B2 - 多重視野センサレンズ装置 - Google Patents
多重視野センサレンズ装置Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像システムにおいて
使用される光学装置に関し、特にこのような映像システ
ム内に含まれるセンサの視野を変化するように動作する
光学装置に関する。
使用される光学装置に関し、特にこのような映像システ
ム内に含まれるセンサの視野を変化するように動作する
光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】赤外線映像システムは、観測者あるいは
情景の視野を有する誘導システムを供給するために様々
な軍事用および商用の応用において使用されている。こ
のような映像システムは、典型的に情景の視野内から生
じる放射エネルギを収集することができるセンサ装置を
含む。センサ装置は、典型的に検出器（焦点平面アレイ
のような）に入射する情景エネルギを収束するように構
成された複数の光学素子を含む。光学素子は、センサに
所望の視野を設けるように選択される。広い視野は、観
察者が大きな情景の範囲内において物体を観察できるの
で有効である。しかしながら、視野の増加はそれに対応
して解像度を減少させる。ある種のセンサにおいて、こ
れら競合する重要性は、中間の視野を有する妥協した設
計によって解決される。
情景の視野を有する誘導システムを供給するために様々
な軍事用および商用の応用において使用されている。こ
のような映像システムは、典型的に情景の視野内から生
じる放射エネルギを収集することができるセンサ装置を
含む。センサ装置は、典型的に検出器（焦点平面アレイ
のような）に入射する情景エネルギを収束するように構
成された複数の光学素子を含む。光学素子は、センサに
所望の視野を設けるように選択される。広い視野は、観
察者が大きな情景の範囲内において物体を観察できるの
で有効である。しかしながら、視野の増加はそれに対応
して解像度を減少させる。ある種のセンサにおいて、こ
れら競合する重要性は、中間の視野を有する妥協した設
計によって解決される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】さまざまな方法は、映
像の解像と視野を比較検討する必要性を避ける試みにお
いて利用されている。例えば、特定の光学方法における
映像システムは、１対のレンズ装置を具備するように設
計される。１つの装置は広い視野を含み、別の装置は比
較的狭い視野を含む。装置は、広い視野あるいは改善さ
れた解像度を交互に供給するためにセンサの光学系内お
よび光学系外に機械的に移動される。この方法の実行
は、典型的にセンサと整列してレンズ装置を交互に挿入
する比較的複雑なサーボシステムを必要とする。加え
て、２以上の補助レンズ装置の使用は映像システムの費
用を上昇させる。
像の解像と視野を比較検討する必要性を避ける試みにお
いて利用されている。例えば、特定の光学方法における
映像システムは、１対のレンズ装置を具備するように設
計される。１つの装置は広い視野を含み、別の装置は比
較的狭い視野を含む。装置は、広い視野あるいは改善さ
れた解像度を交互に供給するためにセンサの光学系内お
よび光学系外に機械的に移動される。この方法の実行
は、典型的にセンサと整列してレンズ装置を交互に挿入
する比較的複雑なサーボシステムを必要とする。加え
て、２以上の補助レンズ装置の使用は映像システムの費
用を上昇させる。
【０００４】よく知られているように、レンズ素子の収
束倍率は厚さ、屈折率、および曲率半径の関数である。
これらのパラメータの全ての値は温度の関数として一般
に変化するので、映像システム内に具備されたレンズ装
置の収束倍率は温度により変化し易い。この変化を妨げ
る試みとして使用される１方法では、レンズ装置に取り
付けられた機械装置が温度変動に応じて構成レンズ素子
を移動するように動作する。この方法によって、レンズ
装置の特性の温度変化の影響を最小にさせる。残念なが
らこの移動技術は、典型的に、複雑で高価な機械的な焦
点補正装置に異存している。したがって、電磁センサ装
置に多重視野を供給できるレンズ装置の技術が必要であ
る。
束倍率は厚さ、屈折率、および曲率半径の関数である。
これらのパラメータの全ての値は温度の関数として一般
に変化するので、映像システム内に具備されたレンズ装
置の収束倍率は温度により変化し易い。この変化を妨げ
る試みとして使用される１方法では、レンズ装置に取り
付けられた機械装置が温度変動に応じて構成レンズ素子
を移動するように動作する。この方法によって、レンズ
装置の特性の温度変化の影響を最小にさせる。残念なが
らこの移動技術は、典型的に、複雑で高価な機械的な焦
点補正装置に異存している。したがって、電磁センサ装
置に多重視野を供給できるレンズ装置の技術が必要であ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述されたこの技術にお
ける必要性は、本発明の多重視野センサレンズ装置によ
って解決される。本発明のレンズ装置は、光学軸および
それと整列されたセンサを有する映像システムに配置さ
れる。レンズ装置はセンサの第１および第２の視野を供
給する回転可能な望遠鏡を含み、第１の視野は第１の軸
に沿って存在し、第２の視野は分離した第２の軸に沿っ
て存在する。第１の軸が光学軸によって整列される第１
の方向から、第２の軸が光学軸によって整列される第２
の方向へ望遠鏡を回転するサーボ機構が含まれる。好ま
しい実施例において、本発明のレンズ装置は第１の軸に
沿った反対方向の２つの視野および第２の軸に沿った第
３の視野を供給するように配置される。
ける必要性は、本発明の多重視野センサレンズ装置によ
って解決される。本発明のレンズ装置は、光学軸および
それと整列されたセンサを有する映像システムに配置さ
れる。レンズ装置はセンサの第１および第２の視野を供
給する回転可能な望遠鏡を含み、第１の視野は第１の軸
に沿って存在し、第２の視野は分離した第２の軸に沿っ
て存在する。第１の軸が光学軸によって整列される第１
の方向から、第２の軸が光学軸によって整列される第２
の方向へ望遠鏡を回転するサーボ機構が含まれる。好ま
しい実施例において、本発明のレンズ装置は第１の軸に
沿った反対方向の２つの視野および第２の軸に沿った第
３の視野を供給するように配置される。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明の多重視野レンズ装置10の好
ましい実施例を含む映像センサ装置１の側面図を示す。
本発明は、ミサイル（図示されていない）のような航空
機搭載ロケットにおいての使用に適合される。センサ装
置１は縦の光学軸Ｌを中心とし、ジュワー検出器20内に
センサ（図示されていない）を含む。検出器20内のセン
サは、遠隔の情景（図示されていない）から視準された
電磁放射Ｒを集めるように作用する。本発明のレンズ装
置10は、下文に説明される望遠鏡レンズ装置が配置され
ている軸Ｌをほぼ中心とするハウジング32を含む。ハウ
ジング32は、金属、プラスチックあるいはその他の適当
な剛性材料から構成される。
ましい実施例を含む映像センサ装置１の側面図を示す。
本発明は、ミサイル（図示されていない）のような航空
機搭載ロケットにおいての使用に適合される。センサ装
置１は縦の光学軸Ｌを中心とし、ジュワー検出器20内に
センサ（図示されていない）を含む。検出器20内のセン
サは、遠隔の情景（図示されていない）から視準された
電磁放射Ｒを集めるように作用する。本発明のレンズ装
置10は、下文に説明される望遠鏡レンズ装置が配置され
ている軸Ｌをほぼ中心とするハウジング32を含む。ハウ
ジング32は、金属、プラスチックあるいはその他の適当
な剛性材料から構成される。
【０００７】入射情景放射Ｒに応じて、装置10はジュワ
ー検出器20に入射する視準された出力ビームＥを形成す
る。以下さらに詳細に説明されるように、レンズ装置10
は、狭い、中間の、および広い視野を供給するために検
出器20に関連して３つの異なる方向に配置される。特
に、図１、図２および図３のａは、検出器20に狭い、広
い、および中間の視野をそれぞれ供給する方向のレンズ
装置10を示す。狭いおよび広い視野は共通の第１の照準
線に沿って存在し、中間の視野は第１の照準線に対して
横断する第２の照準線に沿って存在する。共通のジンバ
ル回転機構30は、３つの視野を生じさせるようにレンズ
装置を９０度および１８０度回転する（図１、２および
３のａの平面において）ように作用する。
ー検出器20に入射する視準された出力ビームＥを形成す
る。以下さらに詳細に説明されるように、レンズ装置10
は、狭い、中間の、および広い視野を供給するために検
出器20に関連して３つの異なる方向に配置される。特
に、図１、図２および図３のａは、検出器20に狭い、広
い、および中間の視野をそれぞれ供給する方向のレンズ
装置10を示す。狭いおよび広い視野は共通の第１の照準
線に沿って存在し、中間の視野は第１の照準線に対して
横断する第２の照準線に沿って存在する。共通のジンバ
ル回転機構30は、３つの視野を生じさせるようにレンズ
装置を９０度および１８０度回転する（図１、２および
３のａの平面において）ように作用する。
【０００８】図１において示される狭い視野の構成を参
照すると、本発明のレンズ装置10のハウジング32は第１
の端部34、第２の端部36、および中空の縦の好ましくは
円筒状の部材38を有する。縦の部材38は、軸Ｌが本発明
のレンズ装置10を通る放射エネルギの通路を妨げないた
めに中空であることが必要である。縦の部材38は、ジン
バル回転機構30に強固に固定接続され、図３のｃに示さ
れるようなＴ軸を中心とする孔Ａを定める開口部100 お
よび102 が設けられる。回転機構30は、縦の部材38に機
械的につながれたジンバル表面（図示されていない）を
駆動する通常の機械的サーボ装置を含む。
照すると、本発明のレンズ装置10のハウジング32は第１
の端部34、第２の端部36、および中空の縦の好ましくは
円筒状の部材38を有する。縦の部材38は、軸Ｌが本発明
のレンズ装置10を通る放射エネルギの通路を妨げないた
めに中空であることが必要である。縦の部材38は、ジン
バル回転機構30に強固に固定接続され、図３のｃに示さ
れるようなＴ軸を中心とする孔Ａを定める開口部100 お
よび102 が設けられる。回転機構30は、縦の部材38に機
械的につながれたジンバル表面（図示されていない）を
駆動する通常の機械的サーボ装置を含む。
【０００９】図３のａに示されるように、孔Ａは縦の軸
Ｌに対して垂直の横断軸Ｔに沿って整列される。孔Ａ
は、縦の部材38が中間の視野で検出器20の固有の視野を
遮断しないように大きさが選定されている。すなわち検
出器20は、例えば電荷結合装置（ＣＣＤ）検出器アレイ
によって構成される焦点平面アレイを通常含む。本発明
のレンズ装置10（狭いおよび広い視野のモードにおけ
る）から放射し、孔Ａを通過する視準情景エネルギＥ
は、それと関連した通常のレンズによって検出器20に集
中される。
Ｌに対して垂直の横断軸Ｔに沿って整列される。孔Ａ
は、縦の部材38が中間の視野で検出器20の固有の視野を
遮断しないように大きさが選定されている。すなわち検
出器20は、例えば電荷結合装置（ＣＣＤ）検出器アレイ
によって構成される焦点平面アレイを通常含む。本発明
のレンズ装置10（狭いおよび広い視野のモードにおけ
る）から放射し、孔Ａを通過する視準情景エネルギＥ
は、それと関連した通常のレンズによって検出器20に集
中される。
【００１０】図３のｂは、孔Ａを定める縦の部材38の部
分であるＴ軸に沿って見た正面図を示す。Ｔ軸に沿って
見られるような円形の孔Ａは、横断方向寸法Ｗおよび縦
の方向寸法Ｈを有する。また、寸法ＷおよびＨは、装置
20内の焦点平面アレイの視野が中間の視野の方向におい
て不明瞭にされないように選択される。縦の部材38の外
壁の外形は重要ではないが、図３のｃに示されるような
円筒形が好ましい。図３のｃは、本発明のレンズ装置の
縦の部材38の分離された斜視図である。図示の部材38
は、関連した電気制御装置31を有するサーボ機構30を備
えている。
分であるＴ軸に沿って見た正面図を示す。Ｔ軸に沿って
見られるような円形の孔Ａは、横断方向寸法Ｗおよび縦
の方向寸法Ｈを有する。また、寸法ＷおよびＨは、装置
20内の焦点平面アレイの視野が中間の視野の方向におい
て不明瞭にされないように選択される。縦の部材38の外
壁の外形は重要ではないが、図３のｃに示されるような
円筒形が好ましい。図３のｃは、本発明のレンズ装置の
縦の部材38の分離された斜視図である。図示の部材38
は、関連した電気制御装置31を有するサーボ機構30を備
えている。
【００１１】図４は、ハウジング32内に含まれる望遠鏡
レンズ装置40を示す。レンズ装置40はハウジング32の第
１の端部34付近に配置された対物レンズ42を含み、さら
にハウジング32の第２の端部36に近接して配置された接
眼レンズ43を含む。レンズ装置40はアフォーカルケプラ
望遠鏡を形成し、結果として対物レンズおよび接眼レン
ズ42および43はハウジング32内の共通の焦点を共用す
る。レンズ装置40は無限焦点であり、視準された情景放
射Ｒは集められ、視準放射ビームＥを供給するように結
合される。狭い視野の形態（図１）において、情景放射
Ｒは対物レンズ42に入射する。逆に、レンズ装置10が広
い視野の形態（図２）に向けられる場合、情景放射Ｒは
レンズ43に入射する。これは、対物レンズおよび接眼レ
ンズの役割を逆にする。
レンズ装置40を示す。レンズ装置40はハウジング32の第
１の端部34付近に配置された対物レンズ42を含み、さら
にハウジング32の第２の端部36に近接して配置された接
眼レンズ43を含む。レンズ装置40はアフォーカルケプラ
望遠鏡を形成し、結果として対物レンズおよび接眼レン
ズ42および43はハウジング32内の共通の焦点を共用す
る。レンズ装置40は無限焦点であり、視準された情景放
射Ｒは集められ、視準放射ビームＥを供給するように結
合される。狭い視野の形態（図１）において、情景放射
Ｒは対物レンズ42に入射する。逆に、レンズ装置10が広
い視野の形態（図２）に向けられる場合、情景放射Ｒは
レンズ43に入射する。これは、対物レンズおよび接眼レ
ンズの役割を逆にする。
【００１２】図４に示されるように、対物レンズ42は、
それぞれ第１、第２および第３のレンズ素子44,46 およ
び48を含む。第１および第２のレンズ素子44および46は
正の凹凸レンズであり、第３のレンズ素子48は負の凹凸
レンズであることを特徴とする。第１のレンズ素子44
は、第１および第２の表面50および52を含み、第２のレ
ンズ素子46に接触しない。第２のレンズ素子46は第３お
よび第４の表面54および56を有し、第３のレンズ素子は
第５および第６の表面58および60を含む。第２および第
３のレンズ素子46および48は頂点（すなわち、軸Ｌによ
って交差される各レンズ素子の点）で分離されるが、各
レンズの縁部の約０．１０インチ内で第４および第５の
表面56および58の部分は接触する。
それぞれ第１、第２および第３のレンズ素子44,46 およ
び48を含む。第１および第２のレンズ素子44および46は
正の凹凸レンズであり、第３のレンズ素子48は負の凹凸
レンズであることを特徴とする。第１のレンズ素子44
は、第１および第２の表面50および52を含み、第２のレ
ンズ素子46に接触しない。第２のレンズ素子46は第３お
よび第４の表面54および56を有し、第３のレンズ素子は
第５および第６の表面58および60を含む。第２および第
３のレンズ素子46および48は頂点（すなわち、軸Ｌによ
って交差される各レンズ素子の点）で分離されるが、各
レンズの縁部の約０．１０インチ内で第４および第５の
表面56および58の部分は接触する。
【００１３】接眼レンズ43は、第４、第５、第６および
第７のレンズ素子70,72,74および76をそれぞれ含む。第
４の素子70は正の凹凸レンズとして説明され、第５およ
び第７の素子72および76は平凸レンズの変形である。第
６の素子74は負の凹凸レンズであり、縁部の付近で第５
の素子72と接触する。第４の素子70は第７および第８の
表面80および82によって定められ、第５の素子72は平坦
な第９の表面84および凸の第１０の表面86を有する。第
６のレンズ素子74は第１０の表面86と接触する縁部の第
８の表面を有し、さらに第１２の表面90を含む。第７の
レンズ素子76は、平坦な第１３の表面92および凸の第１
４の表面94によって定められる。
第７のレンズ素子70,72,74および76をそれぞれ含む。第
４の素子70は正の凹凸レンズとして説明され、第５およ
び第７の素子72および76は平凸レンズの変形である。第
６の素子74は負の凹凸レンズであり、縁部の付近で第５
の素子72と接触する。第４の素子70は第７および第８の
表面80および82によって定められ、第５の素子72は平坦
な第９の表面84および凸の第１０の表面86を有する。第
６のレンズ素子74は第１０の表面86と接触する縁部の第
８の表面を有し、さらに第１２の表面90を含む。第７の
レンズ素子76は、平坦な第１３の表面92および凸の第１
４の表面94によって定められる。
【００１４】当業者に明らかなように、レンズ42および
43が、例えば各レンズ素子の曲率半径、厚さおよび間隔
の適合によって倍率比の範囲を与えるように設計され
る。狭い視野と広い視野の方向の間の倍率比６．４の望
遠鏡レンズ装置40の完全な光学規定は、以下に述べられ
ている。６．４の倍率比は（６．４）1/2 の狭い視野の
方向（図１）の映像の拡大、および（６．４）-1/2の広
い視野の方向（図２）の映像の縮小に対応する。以下の
特定化された“前方”の曲率半径は、図４の側面図によ
る各レンズ素子の左側の曲率半径にあてはまる。さら
に、第１と第２のレンズ素子の頂点の間の間隔は“間隔
1 ”によって示され、第２と第３の素子の頂点の間の間
隔は“間隔2 ”によって示される。各素子に含まれるガ
ラスの種類の適当な化学記号が示される（例えば、珪素
はＳｉ）。寸法はインチで与えられる。 光学規定−−倍率比６．４ レンズ素子 ガラスの 曲率半径 頂点の厚さ 種類 前 後 第１（44） Ｓｉ 4.06000 7.23270 0.223000 間隔1 0.020000 第２（46） Ｓｉ 2.70790 4.37240 0.268000 間隔2 0.016445 第３（48） Ｇｅ 4.73860 2.72280 0.250000 間隔3 3.022098 第４（70） Ｓｉ -0.83950 -0.94530 0.300000 間隔4 0.301864 第５（72） ＺｎＳｅ 無限大 -1.90374 0.248000 間隔5 0.005367 第６（74） Ｇｅ -1.84130 -3.85230 0.150000 間隔6 0.020000 第７（76） Ｓｉ 無限大 -4.57110 0.150000
43が、例えば各レンズ素子の曲率半径、厚さおよび間隔
の適合によって倍率比の範囲を与えるように設計され
る。狭い視野と広い視野の方向の間の倍率比６．４の望
遠鏡レンズ装置40の完全な光学規定は、以下に述べられ
ている。６．４の倍率比は（６．４）1/2 の狭い視野の
方向（図１）の映像の拡大、および（６．４）-1/2の広
い視野の方向（図２）の映像の縮小に対応する。以下の
特定化された“前方”の曲率半径は、図４の側面図によ
る各レンズ素子の左側の曲率半径にあてはまる。さら
に、第１と第２のレンズ素子の頂点の間の間隔は“間隔
1 ”によって示され、第２と第３の素子の頂点の間の間
隔は“間隔2 ”によって示される。各素子に含まれるガ
ラスの種類の適当な化学記号が示される（例えば、珪素
はＳｉ）。寸法はインチで与えられる。 光学規定−−倍率比６．４ レンズ素子 ガラスの 曲率半径 頂点の厚さ 種類 前 後 第１（44） Ｓｉ 4.06000 7.23270 0.223000 間隔1 0.020000 第２（46） Ｓｉ 2.70790 4.37240 0.268000 間隔2 0.016445 第３（48） Ｇｅ 4.73860 2.72280 0.250000 間隔3 3.022098 第４（70） Ｓｉ -0.83950 -0.94530 0.300000 間隔4 0.301864 第５（72） ＺｎＳｅ 無限大 -1.90374 0.248000 間隔5 0.005367 第６（74） Ｇｅ -1.84130 -3.85230 0.150000 間隔6 0.020000 第７（76） Ｓｉ 無限大 -4.57110 0.150000
【００１５】検出器20内に含まれる収束レンズに関連し
たパラメータの知識に関して、当業者は映像センサ装置
１内の所望な倍率を有効にするために本発明のレンズ装
置10の上記の光学的な規定を変更することが可能であ
る。加えて、望遠鏡ハウジング32は、所望な分離が第１
の端部34と広い視野の方向における検出器20の間、およ
び第２の端部36と狭い視野の方向における検出器20の間
に保持されるように縦方向の寸法が定められている。ま
た、レンズ装置10と検出器20の間の適当な分離は、検出
器20内で使用される特定の収束レンズに依存する。
たパラメータの知識に関して、当業者は映像センサ装置
１内の所望な倍率を有効にするために本発明のレンズ装
置10の上記の光学的な規定を変更することが可能であ
る。加えて、望遠鏡ハウジング32は、所望な分離が第１
の端部34と広い視野の方向における検出器20の間、およ
び第２の端部36と狭い視野の方向における検出器20の間
に保持されるように縦方向の寸法が定められている。ま
た、レンズ装置10と検出器20の間の適当な分離は、検出
器20内で使用される特定の収束レンズに依存する。
【００１６】図５は、広い視野の形態（図２）の望遠鏡
レンズ装置40を示す。図４および図５を比較して見られ
るように、レンズ装置40は広い視野と狭い視野の構造の
間で１８０度回転される。図５に示された広い視野の方
向において、視準された情景放射Ｒはレンズ43への入射
である。入射情景放射Ｒは、レンズ装置40内に含まれる
レンズ42および43に共通な焦点に集められる。収束され
た情景放射は、レンズ42から検出器20へ伝播する視準さ
れた放射ビームＥに変換される。
レンズ装置40を示す。図４および図５を比較して見られ
るように、レンズ装置40は広い視野と狭い視野の構造の
間で１８０度回転される。図５に示された広い視野の方
向において、視準された情景放射Ｒはレンズ43への入射
である。入射情景放射Ｒは、レンズ装置40内に含まれる
レンズ42および43に共通な焦点に集められる。収束され
た情景放射は、レンズ42から検出器20へ伝播する視準さ
れた放射ビームＥに変換される。
【００１７】前述されたような光学的な規定は、倍率比
６．４の望遠鏡レンズ装置を与える。検出器20に“Ｂ”
の中間の視野の倍率（図３のａ）を与えると仮定する
と、図１の狭い視野の構造における装置１によって供給
される倍率は、Ｂ（６．４）1/2 と実質的に等しい。ま
た同様に、図１の方向における検出器20は、中間の視野
よりも（６．４）-1/2狭い視野からの放射を集めるよう
に本発明のレンズ装置10の助力によって動作する。同様
に、図２に示される広い視野の方向において、センサ装
置１によって有効にされる倍率はＢ（６．４）-1/2によ
って与えられる。したがって、図２の方向における検出
器20によって効果的に広がった視野は、ハウジング32に
よって定められる孔Ａを通る装置20によって取り囲まれ
た中間の視野に対して（６．４）1/2 広げられる。
６．４の望遠鏡レンズ装置を与える。検出器20に“Ｂ”
の中間の視野の倍率（図３のａ）を与えると仮定する
と、図１の狭い視野の構造における装置１によって供給
される倍率は、Ｂ（６．４）1/2 と実質的に等しい。ま
た同様に、図１の方向における検出器20は、中間の視野
よりも（６．４）-1/2狭い視野からの放射を集めるよう
に本発明のレンズ装置10の助力によって動作する。同様
に、図２に示される広い視野の方向において、センサ装
置１によって有効にされる倍率はＢ（６．４）-1/2によ
って与えられる。したがって、図２の方向における検出
器20によって効果的に広がった視野は、ハウジング32に
よって定められる孔Ａを通る装置20によって取り囲まれ
た中間の視野に対して（６．４）1/2 広げられる。
【００１８】対物レンズ42の第１、第２および第３のレ
ンズ素子44,46 および48は、定められた円筒チャンバ
（図示されていない）内のハウジング32に固定される。
チャンバは、通常、ハウジング32の第１の端部34から予
め決められた距離における挿入物によってレンズ素子4
4,46 および48の縁部がチャンバの内部に接触するため
に穴があけられる。第１のレンズ素子44は、通常の結合
によってハウジング32内に固定される。第２および第３
の素子は、ねじを有する保持器によって固定される。
ンズ素子44,46 および48は、定められた円筒チャンバ
（図示されていない）内のハウジング32に固定される。
チャンバは、通常、ハウジング32の第１の端部34から予
め決められた距離における挿入物によってレンズ素子4
4,46 および48の縁部がチャンバの内部に接触するため
に穴があけられる。第１のレンズ素子44は、通常の結合
によってハウジング32内に固定される。第２および第３
の素子は、ねじを有する保持器によって固定される。
【００１９】接眼レンズ43の第４、第５、第６および第
７のレンズ素子70,72,74および76は、通常、ねじを有す
る挿入物98（図１）内に結合される。また、第５および
第６の素子72および74は、挿入物98によって定められる
円筒チャンバの表面と縁部接触によって固定される。こ
のチャンバ内に結合される薄い金属リング（図示されて
いない）は、第６と第７のレンズ素子74と76の間に適当
な間隔を設けるためにそれらの間に配置される。第５、
第６および第７の素子72,74 および76は典型的に、挿入
物98内に通常結合され、ねじを有する保持器によって固
定される。円筒状のねじを有する挿入物98の直径と実質
的に等しい直径のねじを有する円筒チャンバは、挿入物
98を受入れるハウジング32内に穴があけられる。挿入物
98は、所望な間隔が対物レンズ42と接眼レンズ43の第
４、第５、第６および第７の素子70,72,74および76の間
にあけられるまでハウジング32中の望遠鏡の軸Ｌを中心
に回転される。この方法において、本発明の装置10の焦
点は、例えば表面あるいは望遠鏡レンズ40の素子の間隔
における不完全性に応じて調整される。
７のレンズ素子70,72,74および76は、通常、ねじを有す
る挿入物98（図１）内に結合される。また、第５および
第６の素子72および74は、挿入物98によって定められる
円筒チャンバの表面と縁部接触によって固定される。こ
のチャンバ内に結合される薄い金属リング（図示されて
いない）は、第６と第７のレンズ素子74と76の間に適当
な間隔を設けるためにそれらの間に配置される。第５、
第６および第７の素子72,74 および76は典型的に、挿入
物98内に通常結合され、ねじを有する保持器によって固
定される。円筒状のねじを有する挿入物98の直径と実質
的に等しい直径のねじを有する円筒チャンバは、挿入物
98を受入れるハウジング32内に穴があけられる。挿入物
98は、所望な間隔が対物レンズ42と接眼レンズ43の第
４、第５、第６および第７の素子70,72,74および76の間
にあけられるまでハウジング32中の望遠鏡の軸Ｌを中心
に回転される。この方法において、本発明の装置10の焦
点は、例えば表面あるいは望遠鏡レンズ40の素子の間隔
における不完全性に応じて調整される。
【００２０】従来の技術について上記されたように、あ
る種の通常の検出器収束装置は、温度の変動にしたがっ
て焦点がずれてくる。典型的に、複雑な機械装置は、適
切な焦点が特定の温度範囲内で維持されるように個々の
レンズ素子を移動するために使用される。本発明を具備
した望遠鏡のレンズ装置40は、実質的に発熱しないよう
に設計され、外部の機械的焦点補正を不必要にする。ま
た、無発熱光学システムは、温度の変動による変化が収
束倍率によって変化する正および負のレンズ素子を選択
することによって合成される。本発明の７素子装置40
は、設計者がさらに自由に通常の収束が一般的に使用可
能であるという点において特に効果的である。特に、本
発明の７素子の設計は、例えばオフ軸の視野収差のよう
な検出器における欠点である温度誘導の焦点ぼけの同時
補正を許容する。
る種の通常の検出器収束装置は、温度の変動にしたがっ
て焦点がずれてくる。典型的に、複雑な機械装置は、適
切な焦点が特定の温度範囲内で維持されるように個々の
レンズ素子を移動するために使用される。本発明を具備
した望遠鏡のレンズ装置40は、実質的に発熱しないよう
に設計され、外部の機械的焦点補正を不必要にする。ま
た、無発熱光学システムは、温度の変動による変化が収
束倍率によって変化する正および負のレンズ素子を選択
することによって合成される。本発明の７素子装置40
は、設計者がさらに自由に通常の収束が一般的に使用可
能であるという点において特に効果的である。特に、本
発明の７素子の設計は、例えばオフ軸の視野収差のよう
な検出器における欠点である温度誘導の焦点ぼけの同時
補正を許容する。
【００２１】本発明は、特定の実施例に関連して記載さ
れているが、本発明がそれに限定されないことは理解さ
れるであろう。本発明の技術は、当業者が技術的範囲内
において変化できる。例えば、本発明は、望遠鏡のハウ
ジングの特定な構造には限定されない。本発明は、ここ
に記載された特定の７素子望遠鏡レンズ装置に限定され
るものではない。異なる数のレンズ素子を具備している
望遠鏡は、本発明の別の実施例に代用される。それ故、
任意のおよびすべてのこのような変化は特許請求の範囲
に記載された発明の技術的範囲に含まれるものである。
れているが、本発明がそれに限定されないことは理解さ
れるであろう。本発明の技術は、当業者が技術的範囲内
において変化できる。例えば、本発明は、望遠鏡のハウ
ジングの特定な構造には限定されない。本発明は、ここ
に記載された特定の７素子望遠鏡レンズ装置に限定され
るものではない。異なる数のレンズ素子を具備している
望遠鏡は、本発明の別の実施例に代用される。それ故、
任意のおよびすべてのこのような変化は特許請求の範囲
に記載された発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図１】検出器に狭い視野を供給するような方向にされ
た本発明の多重視野レンズ装置の好ましい実施例を含む
映像センサ装置の側面図。
た本発明の多重視野レンズ装置の好ましい実施例を含む
映像センサ装置の側面図。
【図２】検出器に広い視野を供給するような方向にされ
た本発明のレンズ装置を示す側面図。
た本発明のレンズ装置を示す側面図。
【図３】検出器に中間の視野を供給するような方向にさ
れた本発明のレンズ装置を示す図。
れた本発明のレンズ装置を示す図。
【図４】本発明の多重視野レンズ装置内に含まれる望遠
鏡レンズ装置を示す図。
鏡レンズ装置を示す図。
【図５】広い視野の構造において方向された望遠鏡レン
ズ装置を示す図。
ズ装置を示す図。
10…望遠鏡，30…サーボ機構，Ｌ，Ｔ…軸。
フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・エス・テイングスタッド アメリカ合衆国、アリゾナ州 85749、 タクソン、エヌ・ワインリッジ 4260 (72)発明者 ローバート・エス・ヘック アメリカ合衆国、アリゾナ州 85715、 タクソン、エヌ・テリトリー・ループ 4830 (72)発明者 レーヌ・デー・ペレツ アメリカ合衆国、アリゾナ州 85746、 タクソン、エス・ビアー・ハーモサ 7449 (56)参考文献 特開 昭64−10785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−8113（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−69309（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】 多重視野走査システムのためのレンズ装
置（１０）であって、前記レンズ装置は、 ハウジング（３２）と、前記ハウジング（３２）中の前
記ハウジング（３２）の第１の端部（３４）に近接する
第１のレンズの配列（４２）と前記ハウジング（３２）
中の前記ハウジング（３２）の第２の端部（３６）に近
接する第２のレンズの配列（４３）とを含む回転可能な
望遠鏡手段（４０）と、ここで前記第１及び第２のレン
ズの配列（４２、４３）は前記ハウジング（３２）中の
共通の光学軸（Ｌ）上に中心を置き、 第１の視野を生じさせる第１の向きから第２の視野を生
じさせる第２の向きに望遠鏡手段（４０）を回転する手
段（３０）と、ここで望遠鏡手段は第１の向きに関して
１８０度回転し、そして第１の向きの光学軸（Ｌ）は第
２の向きの光学軸に整列させられ、 前記第１のレンズの配列（４２）は第１の正の凹凸素子
（４４）と第２の正の凹凸素子（４６）と第３の負の凹
凸素子（４８）とを含み、前記第２のレンズの配列（４
３）は第４の正の凹凸素子（７０）と第５の平凸素子
（７２）と第６の負の凹凸素子（７４）と第７の平凸素
子（７６）を含むことを特徴とする レンズ装置。 - 【請求項２】 ミサイル用多重視野走査システムであっ
て、 ハウジング（３２）と、前記ハウジング（３２）中の前
記ハウジング（３２）の第１の端部（３４）に近接する
第１のレンズの配列（４２）と前記ハウジング（３２）
中の前記ハウジング（３２）の第２の端部（３６）に近
接する第２のレンズの配列（４３）とを含む回転可能な
望遠鏡手段（４０）と、ここで前記第１及び第２のレン
ズの配列（４２、４３）は前記ハウジング（３２）中の
共通の光学軸（Ｌ）上に中心を置き、第１の視野を生じ
させる第１の向きから第２の視野を生じさせる第２の向
きに望遠鏡手段（４０）を回転する手段（３０）と、こ
こで望遠鏡手段は第１の向きに関して１８０度回転し、
そして第１の向きの光学軸（Ｌ）は第２の向きの光学軸
に整列させられ、前記第１のレンズの配列（４２）は第
１の正の凹凸素子（４４）と第２の正の凹凸素子（４
６）と第３の負の凹凸 素子（４８）とを含み、前記第２
のレンズの配列（４３）は第４の正の凹凸素子（７０）
と第５の平凸素子（７２）と第６の負の凹凸素子（７
４）と第７の平凸素子（７６）を含む多重視野画像検出
レンズ装置（１０）と、 検出器（２０）と を具備する多重視野走査システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US765787 | 1991-09-26 | ||
| US07/765,787 US5282087A (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Multiple field of view sensor lens assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05210035A JPH05210035A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2574610B2 true JP2574610B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=25074484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4258337A Expired - Lifetime JP2574610B2 (ja) | 1991-09-26 | 1992-09-28 | 多重視野センサレンズ装置 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5282087A (ja) |
| EP (1) | EP0534439B1 (ja) |
| JP (1) | JP2574610B2 (ja) |
| KR (1) | KR950012905B1 (ja) |
| AU (1) | AU649562B2 (ja) |
| CA (1) | CA2073382C (ja) |
| DE (1) | DE69213147T2 (ja) |
| ES (1) | ES2091988T3 (ja) |
| GR (1) | GR3021784T3 (ja) |
| IL (1) | IL103043A (ja) |
| NO (1) | NO309167B1 (ja) |
| TR (1) | TR27231A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104849834A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-08-19 | 福建福光数码科技有限公司 | 中波红外连续变焦镜头及其控制方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US5282087A (en) * | 1991-09-26 | 1994-01-25 | Hughes Aircraft Company | Multiple field of view sensor lens assembly |
| US5485306A (en) * | 1992-11-13 | 1996-01-16 | Hughes Aircraft Company | Wide field of view multi-telescope optical multiplexed sensor |
| US5737119A (en) * | 1995-09-06 | 1998-04-07 | Hughes Electronics | Thermal imaging device |
| GB2320636B (en) * | 1996-12-17 | 2000-09-27 | Umax Data Systems Inc | Opto-mechanical apparatus for moving and scanning in an optical system |
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| USD429266S (en) * | 1999-12-06 | 2000-08-08 | Dillon Robert J | Sight glass |
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| CN101943608B (zh) * | 2010-10-12 | 2012-01-11 | 福建福光数码科技有限公司 | 长波红外两档视场跟踪测量镜头 |
| CN104297908B (zh) * | 2013-11-28 | 2017-12-26 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种中波/长波双色多视场光学*** |
| CN106707502B (zh) * | 2016-12-05 | 2019-01-08 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种超长焦距红外多视场光路*** |
| CN107728284B (zh) * | 2017-09-28 | 2020-09-18 | 长春长光圆辰微电子技术有限公司 | 一种用于红外光学成像***两视场切换的变倍机构 |
| CN110426816B (zh) * | 2019-08-02 | 2024-04-30 | 佛山科学技术学院 | 一种小型化全景日夜共焦光学*** |
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1991
- 1991-09-26 US US07/765,787 patent/US5282087A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-07-08 CA CA002073382A patent/CA2073382C/en not_active Expired - Fee Related
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- 1992-09-24 ES ES92116398T patent/ES2091988T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-24 NO NO923712A patent/NO309167B1/no not_active IP Right Cessation
- 1992-09-24 DE DE69213147T patent/DE69213147T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-24 EP EP92116398A patent/EP0534439B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-25 KR KR1019920017508A patent/KR950012905B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-09-25 TR TR00935/92A patent/TR27231A/xx unknown
- 1992-09-28 JP JP4258337A patent/JP2574610B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-06-01 US US08/069,333 patent/US5381264A/en not_active Expired - Lifetime
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1996
- 1996-11-27 GR GR960403184T patent/GR3021784T3/el unknown
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| CN104849834A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-08-19 | 福建福光数码科技有限公司 | 中波红外连续变焦镜头及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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