(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光の光軸に垂直な面内における寸法の変換あるいは入射する光の波面の変換を行い、後段の光反射手段の内側面による反射を平面鏡による反射とほぼ同等とする第一の光学像変換手段と、
上記第一の光学像変換手段からの光の光学像に関する情報に基づき、出射する光の偏向を自在に制御する第一の光偏向手段と、
円筒状体あるいは円柱状体であって、上記第一の光偏向手段からの光学像を持つ光を、その一方の端面から入射させ、内側面で反射させ、他方の端面から出射させて光学像を回転させる光反射手段と、
上記光反射手段から出射した光の偏向を、その光学像に関する情報に基づき自在に制御する第二の光偏向手段と、
出射する光の光軸に垂直な面内における寸法の変換あるいは出射する光の波面の変換を行い、出射する光を所望の寸法の光学像へ再変換する第二の光学像変換手段と、
を備えることを特徴とする光学的像回転装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学像を回転させる光学的像回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば天体の観測などのように回転運動を伴う観測対象の撮像を一定時間行う場合、鮮明な光学像を取得するには、観測対象の回転運動による影響を相殺し、例えば観測対象の回転によって撮像が時計方向に１０度回転すると反時計方向に１０度回転させて元の位置で撮像を行う必要がある。
【０００３】
このため、観測対象の回転量に応じて、撮像光学系の全体、またはカメラなど撮像光学系の一部である撮像装置を回転制御する方法などが用いられる。
【０００４】
また、特開平１０−２６０３５９号公報に開示されているように、撮像光学系の一部としてプリズムなどの光学素子により構成される光学像回転装置を配置し、観測対象の回転量に応じてその光学像回転装置を回転制御する方法がある。
【０００５】
また、特開平６−２６１２４０号公報に開示されているように、マトリックス状に並べられた複数個の光制御素子からなる反射鏡により構成される光学像回転装置を撮像光学系の一部として配置し、光学像回転装置を構成する光制御素子の各々による光の反射方向を観測対象の回転量に応じて稼動制御する方法などもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで一般に、光学像の光軸と、装置や素子などを回転する回転軸を常時一致させることは極めて困難であり、装置や素子などを回転する回転軸は光学像の光軸の周りに変動を生じる。
【０００７】
このため、撮像光学系の全体あるいは撮像光学系の一部の回転制御により光学像の回転運動の影響を相殺する場合、あるいは撮像光学系の一部として配置した光学像回転装置を回転制御することにより光学像を回転する場合、これら回転制御の回転軸が光学像の光軸周りに生じる変動を補正する機能が必要となる。
【０００８】
また、一般に、光学像を微小領域に分割して取り扱う場合、光学像の質を十分に保つには多数の分割数を必要とする。
【０００９】
このため、マトリックス状に並べられた光制御素子の各々の稼動制御により光学像を回転する場合、光制御素子およびその稼動制御を行う機能を多数必要とする。
【００１０】
したがって、光学像回転装置を構成する部品点数が多くなり、光学像回転装置の複雑化、大型化、重量化という問題が生じる。
【００１１】
以上述べたように、従来の撮像光学系においては、光学像回転装置の複雑化、大型化、重量化という問題を有する。
【００１２】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易にして、高精度な光学像の回転を容易に実現することができ、且つ、小型・軽量化を行うことができる光学像回転装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入射する光の光軸に垂直な面内における寸法の変換あるいは入射する光の波面の変換を行い、後段の光反射手段の内側面による反射を平面鏡による反射とほぼ同等とする第一の光学像変換手段と、上記第一の光学像変換手段からの光の光学像に関する情報に基づき、出射する光の偏向を自在に制御する第一の光偏向手段と、円筒状体あるいは円柱状体であって、上記第一の光偏向手段からの光学像を持つ光を、その一方の端面から入射させ、内側面で反射させ、他方の端面から出射させて光学像を回転させる光反射手段と、上記光反射手段から出射した光の偏向を、その光学像に関する情報に基づき自在に制御する第二の光偏向手段と、出射する光の光軸に垂直な面内における寸法の変換あるいは出射する光の波面の変換を行い、出射する光を所望の寸法の光学像へ再変換する第二の光学像変換手段と、を備えることを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、撮像光学系の全体あるいは一部の回転制御や、多数の光制御素子各々の稼動制御を行うことなく、光学像を回転することができる。これにより、従来用いられた、装置や素子などを回転する回転軸が光学像の光軸の周りに生じる変動を補正する機能や、多数の光制御素子および稼動制御機能を省き、簡易な構成で、高精度な光学像の回転を容易に実現し、且つ、光学像回転装置の小型・軽量化の促進を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１はこの発明の一実施の形態に係る光学像回転装置の構成を示す図である。図において、入射光１は図示しない観測対象の光学像であり、例えばレンズなどにより構成される第一の光学像変換手段２を経由することにより、入射光１の光軸に垂直な面内での寸法または入射光１の波面が変換される。
【００１９】
第一の光偏向手段４および第二の光偏向手段７は、例えば鏡などにより構成される。この第一の光偏向手段４および第二の光偏向手段７は、光学像に関する情報に基づき図示しない動作制御手段により動作制御自在に配置され、例えば光学像が時計方向に１０度回転移動した場合、その情報に基づき移動を元に戻すように鏡の角度を制御する。
【００２０】
光反射手段５は、円筒状体あるいは円柱状体のものである。第一の光学像変換手段２を経由した入射光１は、光学像の情報に基づき動作制御された第一の光偏向手段４により偏向され、入射光３として光反射手段５が有する二つの端面（上面、底面）５ａ、５ｂの一方から光反射手段５へ入射する。
【００２１】
光反射手段５の内側面５ｃで入射光３は一回の反射を受け、出射光６として光反射手段５が有する他方の端面５ｂより出射する。ここで、光反射手段５の内側面５ｃへの入射光３は、光学像変換手段２の効果によりできるだけ縮小された光学像となっているので、内側面５ｃにおける曲面の影響を無視できるようになり、内側面５ｃでの反射は、平面鏡による反射に限りなく近づき、歪も無視できる程度となっている。
【００２２】
また、従来の平面鏡による反射の場合、入射光の入射ポイントおよび入射角の変化に応じて平面鏡の位置および角度を制御する必要があったのに対し、この発明の実施形態では、入射光を光反射手段５の一端面５ａから入射させ、内側面５ｃで反射させ、そして他端面５ｂから出射させるようにしたので、光反射手段５の位置および角度を何ら制御する必要がない。
【００２３】
出射光６は、光学像に関する情報に基づき動作制御された第二の光偏向手段７により偏向される。
【００２４】
第二の光偏向手段７により偏向された出射光６は、第二の光学像変換手段８により出射光６の光軸に垂直な面内における寸法または出射光６の波面が再変換され、出射光９として図示しない撮像装置に受光される。ここで、出射光９による光学像は、光学像変換手段８の効果により、図示しない撮像装置に最適な寸法となっている。
【００２５】
このように、この発明に係る光学像回転装置は、図示しない観測対象の光学像である入射光１の光軸に垂直な面内での寸法または入射光１の波面を第一の光学像変換手段２により変換し、その光学像の情報に基づき動作制御される第一の光偏向手段４により入射光１を偏向して光反射手段５への入射光３とし、光反射手段５の内側面５ｃにおいて入射光３を一回反射し、反射された入射光３を光反射手段５からの出射光６とし、出射光６を第二の光偏向手段７により偏向し、偏向された出射光６の光軸に垂直な面内での寸法または出射光６の波面を第二の光学像変換手段８により再変換し、図示しない撮像装置に受光されるように構成した。
【００２６】
これによれば、従来用いられた、装置や素子などを回転する回転軸が光学像の光軸の周りに生じる変動を補正する機能や、多数の光制御素子および稼動制御機能を省くことができ、したがって、簡易な構成で、高精度な光学像の回転を容易に実現することができ、且つ、光学像回転装置の小型・軽量化を行うことができる。
【００２７】
なお上記の実施の形態では、一例として、第一の光学像変換手段２と第一の光偏向手段４、および第二の光偏向手段７と第二の光学像変換手段８とを別部材として説明したが、例えば液晶光学素子などのように光の波面と偏向を同時に制御できる手段を用いることにより、第一の光学像変換手段２と第一の光偏向手段４、および第二の光偏向手段７と第二の光学像変換手段８とをそれぞれ一体化して構成してもよい。
【００２８】
また、上記の実施の形態では、底面が円形である円筒形または円柱形として光反射手段５の構成を説明したが、例えば、楕円形や多角形、あるいは円の一部や楕円の一部や多角形の一部などの円と異なる形状により底面が構成される筒形または柱形により光反射手段５を構成することも可能である。
【００２９】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることは勿論のことである。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で、高精度な光学像の回転を容易に実現することができ、且つ、光学像回転装置の小型・軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る光学像回転装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
１      入射光
２      第一の光学像変換手段
３      入射光
４      第一の光偏向手段
５      光反射手段
５ａ    光反射手段の他端面
５ｂ    光反射手段の一端面
５ｃ    光反射手段の内側面
６      出射光
７      第二の光偏向手段
８      第二の光学像変換手段
９      出射光
【図１】
0003564490.tif 000002