(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定基板面に対して回動中心に支持され平行に回動し得る扇形状をなす回動基板上の同一半径上所定間隔隔てて設けられる複数のレンズと、
上記回動基板先端の円弧面の端部を支持状態にガイドするガイドローラと、
上記固定基板面に支軸を中心とする同一半径上の複数箇所に設けられる位置決め用凹穴と、
上記回動基板に設けられ上記位置決め用凹穴に選択的に嵌め込ませることにより固定基板面に対して複数のレンズの切り換え位置を位置決めさせる位置決め軸と、
をそなえたことを特徴とするレンズ切り換え機構。
【請求項２】
垂直方向の固定基板面に対して回動中心に支持され平行に回動し得る扇形状をなす回動基板上の同一半径上所定間隔隔てて設けられる複数のレンズと、
上記回動基板先端の円弧面の端部を支持状態にガイドするガイドローラと、
上記固定基板面に支軸を中心とする同一半径上の複数箇所に設けられる位置決め用凹穴と、
上記回動基板に設けられ上記位置決め用凹穴に選択的に嵌め込ませることにより固定基板面に対して複数のレンズの切り換え位置を位置決めさせる位置決め軸と、
上記回動基板の回動にともなう重力方向への重量の移動量を補うばね手段と、
をそなえたことを特徴とするレンズ切り換え機構。
【請求項３】
上記レンズは赤外線領域用のレンズであるとともに複数のレンズはそれぞれ視野角の異なるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ切り換え機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレンズをそなえ可視光領域ないしは不可視光領域である赤外線などを検出し、たとえば映像化する各種光学装置におけるレンズ切り換え機構に関する。
【０００２】
本発明における光学装置としては、とくに赤外線映像装置について以下に説明する。
【０００３】
近年の赤外線映像装置は、高画質化が要求されており、なおかつ装置全体の小型軽量化、低コスト化が重要な課題となってきている。また、運用上の形態および光学性能の向上、低コスト化のための設計ならびに製造の容易化、などの観点から、光学系の視野角変更方式を、ズームレンズ方式ではなく運用目的に応じて、それぞれ最適設計された複数種類の焦点距離（視野角）の異なるレンズを切り換えて行なう、視野角切り換え方式を採用することが行なわれる。
【０００４】
赤外線映像装置を屋外で使用するような場合にそなえて、雨や塵埃などから光学系を保護することが、赤外線映像装置の性能を確保するうえで必要不可欠なことでもある。
【０００５】
赤外線映像装置は、図１３の構成説明図に示されるように、対象とする物体から輻射される赤外線１を、第１の対物レンズ２、または第２の対物レンズ３、によって集光させ、この集光された光をリレーレンズ４で平行光とし、イメージレンズ系５で収束させ、赤外線検知器６内部の赤外線検知素子７に投射させることにより、赤外線を光信号電流として赤外線検知素子７から変換出力される信号電流を、アンプ８で増幅し、信号処理回路９、ビデオ回路１１を経由処理させることによりＣＲＴモニタ１２に可視光として映像化して表示させる。
【０００６】
対象とする物体に対しては光学系の途中に、適宜な面走査をさせる光学走査系を設けるか、赤外線検知素子を面走査検出を可能とする多素子のものを適用することにより面映像になし得る。視野の切り換えには第１の対物レンズ２または第２の対物レンズ３を選択して切り換えることによって行なう。
【０００７】
【従来の技術】
上記、複数のレンズを選択して安定状態に視野を切り換えるレンズの視野切り換え機構は、図１４に示されるような機構が考えられる。
【０００８】
すなわち、地上において赤外線を検出する赤外線映像装置は、通常水平方向に存在する対象物を検出することから、レンズの光学系は水平方向へ向けられる。したがって、レンズ切り換え機構は垂直面方向に取り付けられる。
【０００９】
図１４は赤外線映像装置２１の要部のみが示されており、装置本体側は図示していない。なお、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は側断面図、に示してある。
【００１０】
装置本体を構成するフレーム前面側である固定基板面２２に設けられる軸２３に球軸受け２４を介して円板状の回動基板２５が、固定基板面２２に対して平行状態に図示矢印方向へ回動可能に取り付け支持される。
【００１１】
この軸２３を回動中心とする回動基板２５上には、同一半径上所定間隔隔てて二つのレンズ、すなわち、第１のレンズ２６と第２のレンズ２７とが取り付けられる。
【００１２】
この場合それぞれの、第１のレンズ２６は広角視野を有する広角レンズであり、第２のレンズ２７は狭角視野な望遠レンズである。また、第２のレンズ２７は赤外線映像装置２１の入射光路上に位置しており、この開口３１を覆う赤外線透過窓であるウインドウ板３２により開口３１の内部を外界と遮断保護している。
【００１３】
回動基板２５にはレンズの位置を位置決めさせるための位置決め軸３３が、回動基板２５の面を貫通し直交方向にスライド移動可能に設けられている。位置決め軸３３の先端は固定基板面２２の第１の位置決め穴３４と第２の位置決め穴３５とに挿入可能である。
【００１４】
図示状態は、位置決め軸３３が第２の位置決め穴３５に嵌まり合って第２のレンズ２７が開口３１の光軸と一致し、位置決めされた状態である。
【００１５】
この状態で、第２の位置決め穴３５から位置決め軸３３を引き抜き開放状態とし、回動基板２５を時計方向へ回動させることにより、第１のレンズ２６と第２のレンズ２７は図（ａ）に示される中心線上を移動される。
【００１６】
位置決め軸３３を第１の位置決め穴３４の位置として押し込み先端を嵌め込ませる。この状態においては、第１のレンズ２６が図（ａ）の二点鎖線に示される位置となって、開口３１の光軸上に一致するように位置決めされる。第２のレンズ２７は同様に二点鎖線に示される位置になる。
【００１７】
このように、位置決め軸３３を、第１の位置決め穴３４と第２の位置決め穴３５のいずれかに選択的に嵌め合わせることにより、第１のレンズ２６または第２のレンズ２７を開口３１の光軸上に一致させた位置に確実に設定することができる。
【００１８】
以上のような構成であり、とくに回動基板２５が円板状なことから、レンズの回動移動にともなう重量の不平衡については、適宜な位置に重量バランスをはかるためのウエイトを付加するなどして調整し得る。
【００１９】
あるいは、第１のレンズ２６と第２のレンズ２７とを１８０°離間した対称位置に配置させ、上下位置として切り換えるならば、不平衡な状態を比較的少ないものとなし得るが、バランスウエイトの付加は必要である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなレンズ切り換え機構によると、回動基板２５が円板状であるために、その占有面積が大きくなり機構の小型化の目的が達成されないこととなる。
【００２１】
回動基板２５を回動支持させる球軸受け２４は、中心部分のみを支持していることから、その精度に依存するにしても限界があり、球軸受け２４自体の内輪と外輪ならびにその間に介在される鋼球などに与えられる遊び（隙間）によるがたつきが存在する。
【００２２】
このがたつきによって、図（ｂ）で二点鎖線に示されるように、回動基板２５が球軸受け２４を中心として傾くことがある。このために、レンズの光軸が装置の光軸に対して、やはり二点鎖線Ａで示されるように傾くこととなり、光軸のずれとなる。
【００２３】
このようなことは、レンズを第１のレンズ２６、すなわち広角レンズとして映像上で目標を中心部分にとらえ、拡大し精細な映像とするために、望遠レンズである第２のレンズ２７に切り換えた場合、ＣＲＴモニタなどの映像上の中心からずれることとなり、最悪の場合には、映像上に表示されない不都合な事態となる。
【００２４】
このために、球軸受け２４の精度をより高精度な高級なものとするとともに、直径も大きくした大型のものとしてずれを少なくする。それとともに回動基板２５も厚くするなどにより、重量の増加になるといった問題にもなる。
【００２５】
位置決め穴３４、３５を選択して位置決め軸３３を挿入させようとしても、回動基板２５に隠れていることから、正確な位置に合わせることが困難なため、挿入作業が手間取り時間を要する。
【００２６】
装置本体側の開口３１内に、外界からの水分や塵埃などの侵入を防止するために赤外線を透過し得るウインドウ板３２を取り付けることから、コスト増以外にも、赤外線透過率の低下をまねく光学特性上の問題と、開口３１内へは保護されるものの、回動基板２５の内面側に隠れるレンズ面の清掃などは、レンズを取り外さないかぎりすることができない。
【００２７】
レンズ切り換えにともなう操作性が、レンズの配置位置によっては、それらの重量差あるいは重量が加わることとなり、切り換え方向に応じての操作力の差異となり、操作の不都合感が避けられない。
【００２８】
本発明は、これらの不都合や問題点を解消するとともに、複数のレンズを回動させて切り換えるのに、簡易構成にして位置ずれが少なく、かつコンパクトな構造の得られるレンズ切り換え機構の提供を発明の課題とするものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決させるための本発明構成要旨とするところの、第１の手段は、固定基板面に対して回動中心に支持され平行に回動し得る扇形状をなす回動基板上の同一半径上所定間隔隔てて設けられる複数のレンズと、上記回動基板先端の円弧面の端部を支持状態にガイドするガイドローラと、上記固定基板面に支軸を中心とする同一半径上の複数箇所に設けられる位置決め用凹穴と、上記回動基板に設けられ上記位置決め用凹穴に選択的に嵌め込ませることにより固定基板面に対して複数のレンズの切り換え位置を位置決めさせる位置決め軸と、をそなえたレンズ切り換え機構である。
【００３０】
この第１の手段によると、複数のレンズは相対的に最接近状態位置間隔に設定し得るし、複数のレンズを支持する回動基板は回動中心と、その先端の円弧面を支持状態にガイドするガイドローラと、によって支持されることから両端が支持されるので回動基板の傾きが最小限度の状態に抑えられ、レンズ切り換えにともなう光軸のずれが実用上問題とならない。
【００３１】
おなじく、本発明構成要旨の第２の手段は、垂直方向の固定基板面に対して回動中心に支持され平行に回動し得る扇形状をなす回動基板上の同一半径上所定間隔隔てて設けられる複数のレンズと、上記回動基板先端の円弧面の端部を支持状態にガイドするガイドローラと、上記固定基板面に支軸を中心とする同一半径上の複数箇所に設けられる位置決め用凹穴と、上記回動基板に設けられ上記位置決め用凹穴に選択的に嵌め込ませることにより固定基板面に対して複数のレンズの切り換え位置を位置決めさせる位置決め軸と、上記回動基板の回動にともなう重力方向への重量の移動量を補うばね手段と、をそなえたレンズ切り換え機構である。
【００３２】
この第２の手段によると、複数のレンズは相対的に最接近状態位置間隔に設定し得る。複数のレンズを支持する回動基板は回動中心と、その先端の円弧面を支持状態にガイドするガイドローラと、によって支持されることから両端が支持されるので回動基板の傾きが最小限度の状態に抑えられ、レンズ切り換えにともなう光軸のずれが実用上問題とならない。
【００３３】
レンズ切り換えにともなう回動基板の回動による重量の不平衡が生じるとしても、ばね手段による追従したささえがなされることにより操作性の不都合も問題が解消される。
【００３４】
おなじく、本発明構成要旨の第３の手段は、上記第１、第２の各手段におけるレンズは赤外線領域用のレンズであるとともに、複数のレンズはそれぞれ視野角の異なるレンズ切り換え機構である。
【００３５】
視野角の異なるレンズ、すなわち一方を広角な範囲、他方を狭角にして望遠とすることにより、まず、広角レンズにより不可視な赤外線領域の対称目標を映像化して観測認識し、目的とする部分を望遠レンズに切り換えて精細な映像として拡大観測し得る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、構成要旨にもとづいた実施の形態につき、図を参照しながら具体的詳細に説明する。なお、全図を通じて理解を容易とするために同様箇所には、同一符号を付して示すものとする。
【００３７】
図１は、本発明レンズ切り換え機構を適用した赤外線映像装置における赤外線領域撮像装置の概略斜視図であり、筐体を二点鎖線として内部構造配置を示してある。
【００３８】
赤外線撮像装置４１は、図１３で説明のように、対称とする物体から輻射される赤外線１を、第１の対物レンズ２、または第２の対物レンズ３、によって集光させ、この集光された光をリレーレンズ部４で平行光とし、イメージレンズ系５で収束させ、赤外線検知器６内部の図示しない赤外線検知素子７に投射させることにより、赤外線を光信号電流として赤外線検知素子７から変換出力させるようにしている。
【００３９】
対象とする物体に対しては光学系の途中に、適宜な面走査をさせる光学走査手段を設けるか、赤外線検知素子を面走査検出を可能とする多素子のものを適用することにより、映像装置から赤外線映像として認識し得る。
【００４０】
この赤外線撮像装置４１は、小型化を図るためにリレーレンズ部４とイメージレンズ系５との間を直線とせず、隣接するように折り返す構成としている。
【００４１】
また、視野の切り換えには第１の対物レンズ２または第２の対物レンズ３を切り換えるのであるが、赤外線撮像装置４１の前面垂直方向面に設けられる、この切り換え機構４２に本発明が適用されるが、これについて、以下各詳細図を参照して説明する。
【００４２】
図２および図３は、本発明レンズ切り換え機構の第１の一実施の形態が正面図に示され、図２と図３とはそれぞれレンズ位置を切り換えた位置であり、理解を容易とするために、本発明切り換え機構要部以外の部分については図示省略して示してある。
【００４３】
このレンズ切り換え機構５１は、赤外線撮像装置のフレームを構成する前面に固定基板５２が垂直面として設けられており、この固定基板５２に立設される支軸５３に支持され固定基板５２面に対して平行に回動し得る扇形状をなす回動基板５４が設けられる。
【００４４】
この回動基板５４には、支軸５３を回動中心として、回動中心から同一半径上に相互の間が最接近状態となる所定間隔隔てて、第１のレンズ５５と、第２のレンズ５６と、その間に位置して位置決め軸５７と、が設けられる。
【００４５】
図２の状態は第２のレンズ５６の光軸が、図１で説明の赤外線撮像装置内部のリレーレンズ４の光軸と一致した位置であり、図３の状態は第１のレンズ５５の光軸が、おなじく赤外線撮像装置内部のリレーレンズ４の光軸と一致した位置である。
【００４６】
このように、それぞれのレンズの切り換え位置を確実に位置決めさせるのに、固定基板５２面に支軸５３を中心とする同一半径上の二箇所に、第１の位置決め用凹穴５８と、第２の位置決め用凹穴５９と、が設けられており、これらの凹穴に位置決め軸５７が紙面と直交方向にスライド移動することで、選択的に嵌め込ませることにより設定し得る。
【００４７】
図２を参照し、回動基板５４の回動中心である支軸５３と第２のレンズ５６との中心の延長線上である半径方向に、固定基板５２から立設されるガイドローラ６１が設けられる。このガイドローラ６１は回動基板５４先端の、支軸５３を中心とする円弧面の端部を支持状態にガイドするものである。
【００４８】
また、固定基板５２上には、回動基板５４の回動中心部側の両側面を交互に接触する位置決め部材６２が取り付けられており、その所定角度範囲に拡開する両面６３、６４と選択的に接して、回動基板５４が必要以上に回動しすぎることのないよう、その回動角度範囲が規制されるように構成されている。この位置決め部材６２を設けたことにより、位置決め軸５７を両位置決め用凹穴５８、５９になんらの問題なく容易に挿入させることができる。
【００４９】
図４は、回動基板５４の回動中心となる、固定基板５２に立設される支軸５３の部分が示され、図（ａ）に分離状態の断面図、図（ｂ）に組み立て状態の断面図、にそれぞれ示してある。
【００５０】
軸体６５は、ステンレス鋼などからなる円筒状をなし、周囲の鍔状の鍔部分６６の両側の一方に嵌合軸部６７と、他方に軸受け支持軸部６８とが形成されてなる。また、中心内部は貫通するねじ孔である。
【００５１】
固定基板５２には、表面側に嵌合穴６９と、裏面側に皿穴７１とが形成されており、嵌合穴６９に軸体６５の嵌合軸部６７が嵌め込まれ、その位置が決められるとともに、鍔部分６６の端面が固定基板５２の表面に接して確実な直立姿勢が得られ、裏面側から皿頭ねじ７２が挿入される軸体６５のねじ孔にねじ込まれて締め付け固定される。
【００５２】
回動基板５４には、表面側から軸受け嵌合孔７３が設けられ、途中に位置決め用段部７４が形成されており、表面側の周囲には複数箇所にねじ孔（図は１箇所のみが示される）７５が配置される。
【００５３】
軸受け嵌合孔７３に、球軸受け７６を二個直列して挿入させることにより、図示下側の球軸受け７６の外輪が位置決め用段部７４に接して位置が決められ、上側の球軸受け７６が回動基板５４の表面よりも適宜僅かに突出される。この球軸受け７６はラジアルボールベアリングであり潤滑油としてのグリス封入型のシールベアリングである。
【００５４】
軸受け嵌合孔７３に嵌められた球軸受け７６の上側から、金属製のリング状の押さえ板７７を配置し、周囲の皿孔７８それぞれに皿頭ねじ７９を挿入させ回動基板５４のねじ孔７５にねじ込み締めつけることにより、球軸受け７６の外輪が圧接されて回動基板５４に固定される。
【００５５】
この状態で、固定基板５２に立設されている軸体６５の軸受け支持軸部６８に球軸受け７６の内輪を嵌め込み、その上からねじ金具８１をあてがい、軸体６５のねじ孔にねじ込み締めつけ内輪を軸体６５に固定させる。
【００５６】
ねじ金具８１は、ステンレス鋼などからなり、下方のねじ部８２と先端周囲に軸受け嵌合部８３と圧接用段部８４と上端部分の周囲が六角形に形成されている。この軸受け嵌合部８３が、上側の球軸受け７６の内輪に嵌まり合って位置が定まるとともに、ねじ部８２を軸体６５のねじ孔にねじ込み締め付けると、圧接用段部８４によって内輪を軸体６５の鍔部分６６に対して軸方向に押しつけ位置決めされる。
【００５７】
球軸受け７６を二個直列に挿入配置することは、鋼球列による支持間隔が軸方向の二箇所となり回動基板５４の傾きを少なくして安定姿勢が確保されるから、有効なことである。
【００５８】
図５は、位置決め軸５７の組み立て状態の側面図を示し、図（ａ）に位置決め状態、図（ｂ）に開放状態、が示される。位置決め軸５７は基体９１、基体９１を貫通する軸体９２、および、軸体９２の上端に取り付けられるつまみ９３、軸体９２を基体９１に対して図示下方向へ付勢する圧縮コイルばね９４、からなる。
【００５９】
基体９１は、中央部分の周囲に六角形の鍔部９５と、その下方側のねじ部９６と、内部に軸方向を貫通する大径穴と小径穴とからなる貫通孔９７と、を有してなる。
【００６０】
軸体９２は、基体９１の大径穴に嵌合する位置決め軸部９８と、小径穴に嵌合する案内軸部９９と、からなり、位置決め軸部９８の上端と基体９１の大径穴内との間に圧縮コイルばね９４が圧縮状態に介在され、案内軸部９９の上端部につまみ９３が取り付け固定されている。位置決め軸部９８の下方先端部は円弧形のＲ面に形成されている。
【００６１】
回動基板５４にはねじ孔１０１が設けられており、固定基板５２にはねじ孔１０１の位置に対応して、第１の位置決め用凹穴５８または第２の位置決め用凹穴５９が位置するよう相対的に位置決め形成されている。
【００６２】
上述のようにして組み立てられた位置決め軸５７の、基体９１のねじ部９６を回動基板５４のねじ孔１０１にねじ込み締めつけて固定することにより、圧縮コイルばね９４に付勢されている軸体９２の位置決め軸部９８が、選択された固定基板５２の位置決め用凹穴５８または５９のいずれかに、図（ａ）に示されるように嵌まり込む。切り換えの必要に応じてつまみ９３を持って引き上げることにより、圧縮コイルばね９４の付勢力に抗して図（ｂ）に示されるように開放状態となる。
【００６３】
図６は、ガイドローラ６１の構成ならびに作用を説明する図であり、図（ａ）に分離状態の側断面図、図（ｂ）に組み立て状態の正面図、図（ｃ）に組み立て状態の側断面図、にそれぞれ示される。
【００６４】
固定基板５２には、回動基板５４先端の円弧面から所定距離隔てた位置に、表面側に円形の凹穴１０５と、その中心にねじ孔１０６と、が形成される。
【００６５】
このねじ孔１０６に取り付けられる支軸１０７には、下方にねじ部１０８と、その上方に嵌合軸部１０９と、ローラ取り付け軸部１１０と、鍔部１１１と、上端に六角形の頭部１１２と、が形成されなり、ステンレス鋼などの金属材でなる。
【００６６】
ローラ１１５は、本実施の形態においては、球軸受け（ラジアルボールベアリング）であり、潤滑油としてのグリス封入型のシールベアリングである。ローラ１１５の内輪が支軸１０７のローラ取り付け軸部１１０に圧入状態に挿入され内輪が鍔部１１１に接して、その位置が規定される。
【００６７】
支軸１０７の嵌合軸部１０９と固定基板５２の上面との間には、高さ位置調整用のリング板１１６が嵌められる。このリング板１１６の高さ（厚さ、または枚数）を調整することにより、支軸１０７のねじ部１０８をねじ孔１０６にねじ込んで締めつけ、取り付けるに際して固定基板５２の表面からのローラ１１５の高さ位置が任意位置に設定され得る。もちろん、リング板１１６の高さ（厚さ、または枚数）の異なるものを複数用意して行なう。
【００６８】
一方の、回動基板５４側には、その先端の円弧面１１７の上下両面に円弧状のガイド板１１８を皿頭ねじ１１９によって取り付けるのであるが、その先端側は円弧面１１７よりも突出してローラ１１５の外輪を両側から挟むように設定する。このガイド板１１８は、図２および図３に示されるように、切り換えの回動角度範囲にわたって設けられる。
【００６９】
このようなことは、ローラ１１５の厚さと回動基板５４の厚さとが丁度一致するように選定されることであるが、好ましくは、回動基板５４側の厚さを、ごく僅か薄くすることにより比較的に薄板なガイド板１１８の弾性でローラ１１５を挟持するようになり、これらの間の隙間にもとづく、がたつきをなくすことから好適な作用、効果が得られる。
【００７０】
ここで、以上の構成にもとづく作用について、図７の要部側断面図を参照して説明すると、固定基板５２面に対して回動中心である、図４で説明の支軸５３の部分を回動中心として平行に支持される回動基板５４先端の円弧面１１７の端部を支持状態にガイドする、図６で説明のガイドローラ６１とによって回動基板５４は固定基板５２に対して安定した位置が維持される。
【００７１】
このように固定基板５２が安定した姿勢が確保されるのには、ガイドローラ６１がきわめて効果的に貢献している。すなわち、支軸５３で回動中心側が支持されているのであるが、先端側がローラ１１５の両面を挟持するようにガイド板１１８と協同して支持状態としていることにほかならず、このように切り換えられた位置において、レンズの両端側が安定支持されるからである。
【００７２】
このような構成は、回動基板５４の回動に応じていずれのレンズ５５、５６に対しても位置決めさせることに変わりがないからである。すなわち、固定基板５２に対する回動基板５４を平行状態とするのに、ガイドローラ６１のローラ１１５の高さ位置を、リング板１１６の高さ、または枚数を選択設定することによって調整し達成される。
【００７３】
図７の状態は、支軸５３とガイドローラ６１との間に第１のレンズ５５が位置された状態であり、図１で説明のリレーレンズ４の光軸に第１のレンズ５５の光軸が一致した位置であることにほかならず、このための固定基板５２の開口１２１とも一致している。
【００７４】
図７からあきらかなように、第１のレンズ５５と開口１２１との左右両側には回動基板５４に凹溝１２２が形成されており、この凹溝１２２に合成ゴムからなるパッキン１２３が嵌められ、固定基板５２の面と圧接状態に接触している。
【００７５】
パッキン１２３は、比較的にゴム硬度が低く柔軟にして良好な弾性力と耐候性とを有する材料からなり、たとえば、クロロプレン系あるいはシリコーン系などの合成ゴム、または、同系のスポンジゴム、などからなる。
【００７６】
この凹溝１２２とパッキン１２３とは、図２および図３で、第１のレンズ５５と第２のレンズ５６との周囲を共通して取り囲むようにしてえがかれている点線部分がそれである。このように両レンズ５５、５６との範囲内を外部環境と区分することにより、レンズ切り換えに応じて摺動移動し、いずれの状態でも開口１２１とレンズの内面側とが保護されるので、従来のような開口保護用のウインドウ板を要しないものとなっている。したがって、ウインドウ板による光学的損失をなくし、光学特性の向上となる。
【００７７】
このパッキン１２３の弾性力は、回動基板５４を固定基板５２面に対して離間させようとする方向へと弾性的に働くことから、ガイド板１１８によって、ローラ１１５であるところのラジアルボールベアリングの外輪側を内輪側に対して同方向へと移動させるようになり、このことからボールベアリングのスラスト方向の遊びにもとづく、がたをなくすように機能するので、一層安定した位置の確保維持されることとなる。
【００７８】
以上のようなローラ１１５へスラスト方向への予圧を付与させる作用を一層安定に与えることについて、図８の側断面図を参照して説明する。図８の図（ａ）は分離状態、図（ｂ）は組み立て状態、に示してある。
【００７９】
回動基板５４のガイド板１１８の面と対応する位置の固定基板５２側に、ねじ孔１２５を形成し、このねじ孔１２５へ、内部に圧縮コイルばねと鋼球を内蔵するとともに、鋼球１２６が先端に露出するよう圧縮コイルばねによって弾性付勢され、周囲にねじ１２７の形成された押圧部材１２８を背面側のドライバ溝１２９によってねじ込み、先端の鋼球１２６がガイド板１１８に圧接する状態として押圧部材１２８の位置をナット１３１によって固定させる。
【００８０】
この押圧部材１２８が設けられる位置は、支軸５３とガイドローラ６１との位置を結ぶ線上に位置させることにより、回動基板５４を固定基板５２に対してガイドローラ６１側の端部を離間させる方向へと付勢する。
【００８１】
このことは、図８の状態を図７にあてはめることにより、この位置へ切り換えられたレンズ５５または５６の位置を確実なものとし、光軸の傾きなどを生じないように安定化する。
【００８２】
以上の各構成説明における図の向きは、理解を容易とするために固定基板５２および回動基板５４の方向を水平方向として示したが、実際には図１で説明のように垂直方向であることから、押圧部材１２８が回動基板５４ならびにレンズ５５、５６の全重量を支えることとはならないので、さして大きな押圧力を要するものではないし、上述のパッキン１２３と協同することでもあるから、なおさらである。
【００８３】
図９は、本発明レンズ切り換え機構の第２の一実施の形態における正面図であり、同様に理解を容易とするために、本発明切り換え機構要部以外の部分については図示省略して示してある。
【００８４】
また、レンズ切り換え機構の主要構成部分は、図２および図３を参照して説明のレンズ切り換え機構５１と同様であり、それらの部分を構成する図４ないし図８に関しても同様なことから、同様部分には同一符号を付して示すので、必要に応じて該当する参照符号とともに既述の説明により理解されたい。
【００８５】
したがって、このレンズ切り換え機構１３４は、赤外線撮像装置のフレームを構成する前面に固定基板５２が垂直面として設けられており、この固定基板５２に立設される支軸５３に支持され固定基板５２面に対して平行に回動し得る扇形状をなす回動基板５４が設けられる。
【００８６】
この回動基板５４には、支軸５３を回動中心として、回動中心から同一半径上に相互の間が最接近状態となる所定間隔隔てて、第１のレンズ５５と、第２のレンズ５６と、その間に位置して位置決め軸５７と、が設けられる。
【００８７】
図示実線に示される状態は、第１のレンズ５５が、図１で説明の赤外線撮像装置内部のリレーレンズ４の光軸と一致した位置である。また二点鎖線に示される位置に回動されることにより、下方側に位置していた第２のレンズ５６がリレーレンズ４の光軸と一致する位置となる。
【００８８】
このようなことは、それぞれのレンズの切り換え位置を確実に位置決めさせるのに、固定基板５２面に支軸５３を中心とする同一半径上の二箇所に設けられている、第１の位置決め用凹穴５８と、第２の位置決め用凹穴５９と、に位置決め軸５７が紙面と直交方向にスライド移動することで、選択的に嵌め込ませることにより設定し得る。この位置決め軸５７の構成ならびに作用については、図５を参照して説明のとおりである。
【００８９】
回動基板５４が図示実線に示される位置において、回動中心である支軸５３と第１のレンズ５５との中心の延長線上である半径方向に、固定基板５２から立設されるガイドローラ６１が設けられる。このガイドローラ６１は回動基板５４先端の、支軸５３を中心とする円弧面の端部を支持状態にガイドするものであり、その構成と作用については、図６を参照して説明のとおりである。
【００９０】
固定基板５２上には、回動基板５４の回動中心部側の両側面を交互に接触する位置決め部材６２が取り付けられており、その所定角度範囲に拡開する両面６３、６４と選択的に接して、回動基板５４が必要以上に回動しすぎることのないよう、その回動角度範囲が規制されるように構成されている。この位置決め部材６２を設けたことにより、位置決め軸５７を位置決め用凹穴５８、５９に容易に問題なく挿入し得る。
【００９１】
この実施の形態における図では図示省略してあるが、図７を参照して説明の各レンズ５５および５６ならびに固定基板５２に形成された開口１２１を保護するための、凹溝１２２およびパッキン１２３が設けられることは同様であり、そのほか、図８を参照した押圧部材１２８を設けることについても同様なことである。
【００９２】
図９における発明は、上記のような構成に付加して、ばね手段１３５が設けられることにある。すなわち、回動基板５４の回動中心となる、固定基板５２に立設される支軸５３上にねじりコイルばね１３６が取り付けられ、このねじりコイルばね１３６の両先端部１３７、１３８が、それぞれ回動基板５４上に立設される第１の支柱１３９と、位置決め部材６２上に立設される第２の支柱１４１とに係合されることにある。
【００９３】
これらの構成について図１０を参照して説明する。図１０の、図（ａ）はねじりコイルばね１３６を取り付けていない状態の側面図であり、図（ｂ）はねじりコイルばね１３６を取り付けた状態が示される。
【００９４】
すなわち、支軸５３について、固定基板５２と回動基板５４とについての部分の構成は図４を参照して説明のとおりであり、図１０では、そのねじ金具８１の頭部から上方へ軸方向に延長される支柱部分１４２が一体形成され、その先端周囲に溝１４３が設けられる。
【００９５】
第１の支柱１３９と第２の支柱１４１は、いずれもが正面視六角形の金属製棒材の端部にねじ部を形成し、このねじ部をそれぞれ回動基板５４ならびに位置決め部材６２に形成したねじ孔にねじ込み、締めつけて固定させる。
【００９６】
それぞれの先端側周囲には凹溝１４４、１４５が形成されていることも同様であるが、相違する点は長さが異なることである。すなわち、第１の支柱１３９の方が第２の支柱１４１よりも長いことである。
【００９７】
このように長さを異ならせた点については、図（ｂ）によって容易に理解されよう。支柱部分１４２にねじりコイルばね１３６のコイル部分を挿入させることにより、ねじりコイルばね１３６の下方側の先端部１３８を、そのまま第２の支柱１４１の凹溝１４５に嵌め合わせ、上側の先端部１３７を第２の支柱１４１の凹溝１４４に嵌め合わせることにより自然な状態となる。
【００９８】
支柱部分１４２に嵌められたコイル部分の上側に座金状のリング板１４６を嵌めるとともに、その上側の溝１４３に公知なＥ形止め輪１４７を嵌め込む。このようにしてねじりコイルばね１３６が支柱部分１４２から外れ出ることを阻止する。
【００９９】
ふたたび、図９を参照すると、回動基板５４が二点鎖線で示される位置において、ねじりコイルばね１３６はコイルを巻き込む方向へ適宜なねじりが与えられており、したがって回動基板５４を半時計方向へ回動させようとする回動力が与えられるが、レンズを含む回動基板５４の重量によって、その回動力で回動されることなく、ほぼ釣り合った状態に維持されるよう、ねじりコイルばね１３６のねじり力が設定される。この状態は第２のレンズ５６が目標方向へ向けられている。
【０１００】
ついで、レンズを切り換え、第１のレンズ５５が目標方向へ向けられるにつれて、位置決め軸５７を第１の位置決め用凹穴５８の位置へ移動させることにより、回動基板５４は二点鎖線の位置から実線に示される位置へと時計方向に回動させられるのであるが、この過程で、第１のレンズ５５が支軸５３の図示直上方向から支軸５３の図示右側へと移動し、その重量が切り換え動作に加わる。
【０１０１】
しかしながら、移動の動作にともなって、第１の支柱１３９も二点鎖線で示される位置から実線で示される位置へと、円弧をえがくようにして移動される結果、ねじりコイルばね１３６を一層ねじり、復元力が逐次増加するよう蓄積され、回動基板５４を半時計方向へと回動させる回動力が働く。
【０１０２】
この回動力によって、実際には回動基板５４は重力方向へ下がることもなく、押し戻されることもないように平衡状態となることから、格別なバランスを図るような操作を要しないものとなる。このようなことは、切り換え動作の途中においても同様なことから、いずれの方向への切り換えも容易に行なえることとなる。
【０１０３】
図１１は、本発明レンズ切り換え機構の第３の一実施の形態における正面図であり、理解を容易とするために、本発明切り換え機構要部以外の部分については図示省略して示してある。
【０１０４】
また、レンズ切り換え機構の主要構成部分は、図２および図３を参照して説明のレンズ切り換え機構５１と同様であり、、それらの部分を構成する図４ないし図８に関しても同様なことから、同様部分には同一符号付して示すので、必要に応じて参照符号に該当する既述の説明により理解されたい。
【０１０５】
したがって、このレンズ切り換え機構１５１は、赤外線撮像装置のフレームを構成する前面に固定基板５２が垂直面として設けられており、この固定基板５２に立設される支軸５３に支持され固定基板５２面に対して平行に回動し得る扇形状をなす回動基板５４が設けられる。
【０１０６】
この回動基板５４には、支軸５３を回動中心として、回動中心から同一半径上に相互の間が最接近状態となる所定間隔隔てて、第１のレンズ５５と、第２のレンズ５６と、その間に位置して位置決め軸５７と、が設けられる。
【０１０７】
図示実線に示される状態は、第１のレンズ５５が、図１で説明の赤外線撮像装置内部のリレーレンズ４の光軸と一致した位置である。また二点鎖線に示される位置に回動されることにより、下方側に位置していた第２のレンズ５６がリレーレンズ４の光軸と一致する位置となる。
【０１０８】
このようなことは、それぞれのレンズの切り換え位置を確実に位置決めさせるのに、固定基板５２面に支軸５３を中心とする同一半径上の二箇所に設けられている、第１の位置決め用凹穴５８と、第２の位置決め用凹穴５９と、に位置決め軸５７が紙面と直交方向にスライド移動することで、選択的に嵌め込ませることにより設定し得る。この位置決め軸５７の構成ならびに作用については、図５を参照して説明のとおりである。
【０１０９】
回動基板５４が図示実線に示される位置において、回動中心である支軸５３と第１のレンズ５５との中心の延長線上である半径方向に、固定基板５２から立設されるガイドローラ６１が設けられる。このガイドローラ６１は回動基板５４先端の、支軸５３を中心とする円弧面の端部を支持状態にガイドするものであり、その構成と作用については、図６を参照して説明のとおりである。
【０１１０】
固定基板５２上には、回動基板５４の回動中心部側の両側面を交互に接触する位置決め部材６２が取り付けられており、その所定角度範囲に拡開する両面６３、６４と選択的に接して、回動基板５４が必要以上に回動しすぎることのないよう、その回動角度範囲が規制されるように構成されている。この位置決め部材６２を設けたことにより、位置決め軸５７を位置決め用凹穴５８、５９に容易に問題なく挿入し得る。
【０１１１】
この実施の形態における図でも図示省略してあるが、図７を参照して説明の各レンズ５５および５６ならびに固定基板５２に形成された開口１２１を保護するための、凹溝１２２およびパッキン１２３が設けられることは同様であり、そのほか、図８を参照した押圧部材１２８を設けることについても同様なことである。
【０１１２】
図１１における発明は、上記のような構成に付加して、ばね手段１５２が設けられることにある。すなわち、支軸５３から離間する方向で第１のレンズ５５との間に第１の支柱１５３を回動基板５４面上に立設させる。
【０１１３】
それとともに、回動基板５４を実線位置と二点鎖線に示される位置に回動させることによって、第１の支柱１５３が図示されるよう円弧をえがいて同様に回動されるが、その両位置を結ぶ延長線上、すなわち図示左上方に位置する固定基板５２面上に第２の支柱１５４を立設させる。
【０１１４】
この第１の支柱１５３と第２の支柱１５４とを含んで、ばね手段１５２について図１２を参照して説明すると、図１２の図（ａ）は分離状態の側面図、図（ｂ）は組み立て状態の側面図、である。
【０１１５】
まず、図（ａ）によると、第１の支柱１５３と第２の支柱１５４は、いずれもが正面視六角形の金属製棒材の端部にねじ部１５５、１５６を形成し、このねじ部１５５、１５６を、それぞれ回動基板５４ならびに固定基板５２の、上記位置に形成させるねじ孔１５７、１５８にねじ込み、締めつけて固定させる。
【０１１６】
それぞれの上側の先端側には小径な円形の軸部１５９、１６１と、先端面にねじ穴１６２、１６３と、が形成されており、この円形の軸部１５９、１６１へ引っ張りコイルばね１６４の両端の円形のフック部分１６５を嵌め込ませる。この際、引っ張りコイルばね１６４を引き延ばすことにより嵌めることができる。これにより、両支柱１５３、１５４間を引き寄せる復元の作用力が働く。
【０１１７】
両支柱１５３と１５４の相違点は、その長さが異なることであり、第１の支柱１５３の方が第２の支柱１５４よりも短いことである。このように長さを異ならせた点については、図（ｂ）に示されるように円形の軸部１５９、１６１の高さ位置が丁度同一となるから、引っ張りコイルばね１６４の伸縮にともなう作用力が安定することである。
【０１１８】
ついで、支柱１５３、１５４の端面上に円形板状の押さえ金具１６６をあてがい、押さえ金具１６６の中心の皿孔に皿頭ねじ１６７を挿入し、支柱のねじ穴１６２、１６３にそれぞれねじ込んで締めつけ押さえ金具１６６を固定させる。これによって引っ張りコイルばね１６４が外れ出ることがなくなる。この状態が図（ｂ）に示される。
【０１１９】
ふたたび、図１１を参照すると、回動基板５４が二点鎖線で示される位置において、引っ張りコイルばね１６４は上記したように適宜な引っ張り力が与えられているが、レンズを含む回動基板５４の重量によって、ばねの復元力で回動されることなく、ほぼ釣り合った状態に維持されるよう引っ張りコイルばね１６４の引っ張り力が設定される。この状態は第２のレンズ５６が目標方向へ向けられている。
【０１２０】
ついで、レンズを切り換え、第１のレンズ５５が目標方向へ向けられるにつれて、位置決め軸５７を第１の位置決め用凹穴５８の位置へ移動させることにより、回動基板５４は二点鎖線の位置から実線に示される位置へと時計方向に回動させられるのであるが、この過程で、第１のレンズ５５が支軸５３の図示直上方向から支軸５３の図示右側へと移動し、その重量が切り換え動作に加わる。
【０１２１】
しかしながら、移動の動作にともなって、第１の支柱１５３も二点鎖線で示される位置から実線で示される位置へと、円弧をえがくようにして移動される結果、引っ張りコイルばね１６４を一層引っ張り、復元力が逐次増加するよう蓄積され、回動基板５４を半時計方向へと回動させる回動力が働く。
【０１２２】
この回動力によって、実際には回動基板５４は重力方向へ下がることもなく、押し戻されることもないように平衡状態となることから、格別なバランスを図るような操作を要しないものとなる。このようなことは、切り換え動作の途中においても同様なことから、いずれの方向への切り換えも容易に行なえることとなる。
【０１２３】
上記、本発明の実施の形態での説明は、二つのレンズについて述べたが、それ以上のレンズ数についても適用し得ることであることはいうまでもないことである。
【０１２４】
この発明の対象分野を実施の形態では適用分野を赤外線領域としたが、このような分野に対して好ましいことであるが、かならずしも限定するものではなく、可視光領域に対しても適用可能なことである。
【０１２５】
また、各固定基板５２、回動基板５４、についても完全な板でなく、相互の対向面が平坦面であれば各種形状のフレーム構成の部材として適用し得ることについても同様なことである。
【０１２６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明のように本発明によれば、固定基板面に対して回動中心に支持され平行に回動し得る回動基板上の同一半径上所定間隔隔てて設けられる複数のレンズと、この回動基板先端の円弧面の端部を支持状態にガイドするガイドローラと、回動基板に設けられ固定基板面に対して複数のレンズの切り換え位置を位置決めさせる位置決め軸と、をそなえることにより、複数のレンズは相対的に最接近状態位置間隔に設定し得る。
【０１２７】
複数のレンズを支持する回動基板は、回動中心とその先端の円弧面を支持状態にガイドするガイドローラとによって支持されるから、両端が支持されるので回動基板の傾きが最小限度に抑えられ、レンズ切り換えにともなう光軸のずれや、傾きが実用上問題ない程度に維持される。
【０１２８】
固定基板面と回動基板面とが垂直方向姿勢においては、回動基板の回動にともなう重力方向への重量移動量を補うばね手段を設けることにより、レンズ切り換えにともなう回動基板の回動による重量の不平衡が生じるとしても、ばね手段による追従した支えがなされることにより、操作性の不都合がない。
【０１２９】
複数のレンズは、赤外線領域用のレンズとし、それぞれが視野角の異なるレンズで、１のレンズを広角な範囲、他を望遠とすることにより、広角レンズにより広域な範囲から目標対象箇所を選定し、目的部分を望遠レンズに切り換え精細な映像を拡大して観測することが可能となる。
【０１３０】
このように、本発明によれば複数のレンズを回動させて切り換えるのに、簡易構成にして位置ずれが少なく、かつコンパクトな構造にして、光学的な特性が向上するなど、実用上の効果はきわめて顕著なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される赤外線撮像装置の概略構成斜視図である。
【図２】本発明レンズ切り換え機構の第１の一実施形態正面図（その１）である。
【図３】本発明レンズ切り換え機構の第１の一実施形態正面図（その２）である。
【図４】支軸部分の側断面図である。
【図５】位置決め軸の組み立て状態側面図である。
【図６】ガイドローラの構成および作用説明の側断面図である。
【図７】レンズ切り換え機構の動作説明の要部側断面図である。
【図８】回動基板を固定基板面より離間方向へ付勢させる押圧手段の説明図である。
【図９】本発明レンズ切り換え機構の第２の一実施形態正面図である。
【図１０】図９におけるばね手段の詳細図である。
【図１１】本発明レンズ切り換え機構の第３の一実施形態正面図である。
【図１２】図１１におけるばね手段の詳細図である。
【図１３】赤外線映像装置の構成である。
【図１４】従来技術としてのレンズ切り換え機構である。
【符号の説明】
１    赤外線
２    第１の対物レンズ
３    第２の対物レンズ
４    リレーレンズ
５    イメージレンズ系
６    赤外線検知器
７    赤外線検知素子
８    アンプ
９    信号処理回路
１１    ビデオ回路
１２    ＣＲＴモニタ
２１    赤外線映像装置
２２    固定基板面
２３    軸
２４    球軸受け
２５    回動基板
２６    第１のレンズ
２７    第２のレンズ
３１    開口
３２    ウインドウ板
３３    位置決め軸
３４    第１の位置決め穴
３５    第２の位置決め穴
４１    赤外線撮像装置
４２    切り換え機構
５１    レンズ切り換え機構
５２    固定基板
５３    支軸
５４    回動基板
５５    第１のレンズ
５６    第２のレンズ
５７    位置決め軸
５８    第１の位置決め用凹穴
５９    第２の位置決め用凹穴
６１    ガイドローラ
６２    位置決め部材
６３、６４    面
６５    軸体
６６    鍔部分
６７    嵌合軸部
６８    軸受け支持軸部
６９    嵌合穴
７１    皿穴
７２    皿頭ねじ
７３    軸受け嵌合孔
７４    位置決め用段部
７５    ねじ孔
７６    球軸受け
７７    押さえ板
７８    皿孔
７９    皿頭ねじ
８１    ねじ金具
８２    ねじ部
８３    軸受け嵌合部
８４    圧接用段部
９１    基体
９２    軸体
９３    つまみ
９４    圧縮コイルばね
９５    鍔部
９６    ねじ部
９７    貫通孔
９８    位置決め軸部
９９    案内軸部
１０１    ねじ孔
１０５    凹穴
１０６    ねじ孔
１０７    支軸
１０８    ねじ部
１０９    嵌合軸部
１１０    ローラ取り付け軸部
１１１    鍔部
１１２    頭部
１１５    ローラ
１１６    リング板
１１７    円弧面
１１８    ガイド板
１１９    皿頭ねじ
１２１    開口
１２２    凹溝
１２３    パッキン
１２５    ねじ孔
１２６    鋼球
１２７    ねじ
１２８    押圧部材
１２９    ドライバ溝
１３１    ナット
１３４    レンズ切り換え機構
１３５    ばね手段
１３６    ねじりコイルばね
１３７、１３８    先端部
１３９    第１の支柱
１４１    第２の支柱
１４２    支柱部分
１４３    溝
１４４、１４５    凹溝
１４６    リング板
１４７    Ｅ形止め輪
１５１    レンズ切り換え機構
１５２    ばね手段
１５３    第１の支柱
１５４    第２の支柱
１５５、１５６    ねじ部
１５７、１５８    ねじ孔
１５９、１６１    円形の軸部
１６２、１６３    ねじ穴
１６４    引っ張りコイルばね
１６５    フック部分
１６６    押さえ金具
１６７    皿頭ねじ
【図１】
0003705010.tif 000002
【図２】
0003705010.tif 000003
【図３】
0003705010.tif 000004
【図４】
0003705010.tif 000005
【図５】
0003705010.tif 000006
【図６】
0003705010.tif 000007
【図７】
0003705010.tif 000008
【図８】
0003705010.tif 000009
【図９】
0003705010.tif 000010
【図１０】
0003705010.tif 000011
【図１１】
0003705010.tif 000012
【図１２】
0003705010.tif 000013
【図１３】
0003705010.tif 000014
【図１４】
0003705010.tif 000015