(57)【要約】  観察装置が、視野の任意の部分に位置する対象を観察装置自体を動かすことなく観察像の中心へと位置させることができるよう、観察装置に進入する光の向きを変えるべく動かすことができる１つ以上の光学素子を備える。観察装置が、光を光学素子への進入の前に準平行状態へと調整して、より小型な装置を製造できるようにする中継レンズ群をさらに備える。観察装置が、観察像の拡大を可能にするズームレンズ機構をさらに含んでもよい。
2009543106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部（８）において視野（１５）内からの入射光を受け取り、第２の端部（１８）の像平面に焦点の合った像を生成するように構成されており、視野内のあらゆる場所からの光を光軸（４）へと向け直すことができる１つ以上の可動の光学素子を備えることで、それ自体は移動することなく視野（１５）を動かすことができる観察装置であって、使用時に光を１つ以上の光学素子への入射に先立って準平行状態へと調整すべく動作することができる第１の端部（８）の中継レンズ群（７）を備えることを特徴とする、観察装置。
【請求項２】
中継レンズ群（７）が、０．０３以下の開口数を有することを特徴とする、請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
中継レンズ群（７）が、０．０１７から０．０３までの範囲の開口数を有することを特徴とする、請求項１に記載の観察装置。
【請求項４】
中継レンズ群（７）が、０．０２２から０．０２８までの範囲の開口数を有することを特徴とする、請求項１に記載の観察装置。
【請求項５】
使用時に１つ以上の光学素子と第２の端部（１８）との間に位置し、使用時に中継レンズ群（７）または１つ以上の光学素子によって持ち込まれる収差を補償するように構成されている調節レンズまたはレンズ群（１２ａ）を備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項６】
観察される象を拡大するためのズーム装置（１２）をさらに備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項７】
調節レンズまたはレンズ群（１２ａ）が、ズーム装置（１２）に取り入れられていることを特徴とする、請求項６に記載の観察装置。
【請求項８】
ズーム装置（１２）が、２群以上のレンズ素子（１２ａ、１２ｂ）を備え、２群以上の間の線形相対運動によって動作することができることを特徴とする、請求項６または７に記載の観察装置。
【請求項９】
ズーム装置（１２）が、ソリッドステートズームレンズを備えることを特徴とする、請求項６または７に記載の観察装置。
【請求項１０】
ズーム装置（１２）を取り外すことができることを特徴とする、請求項６から９のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項１１】
１つ以上の光学素子が、１つ以上のリズレープリズム（９）を備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項１２】
リズレープリズム（９）のうちの少なくとも１つを構成しているくさびプリズム（１０、１１）のうちの少なくとも１つが、２つ以上の素子（１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ）を備え、各素子が、異なる屈折率の材料から形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の観察装置。
【請求項１３】
１つ以上の光学素子が、１つ以上のミラーを備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項１４】
レンズアセンブリが、最大１８０°の視野を有することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項１５】
開口絞り（１３）を備えることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項１６】
開口絞り（１３）が、ズーム装置（１２）に備えられていることを特徴とする、請求項１５に記載の観察装置。
【請求項１７】
中継レンズ群（７）が、使用時に、第１の端部（８）から前方に物体空間へと開口絞り（１３）の実像を投影して外部入射瞳を生成するように動作することができることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の観察装置。
【請求項１８】
使用時に、開口絞り（１３）の実像が観察装置に対して動かないままであることを特徴とする、請求項１７に記載の観察装置。
【請求項１９】
開口絞り（１３）の実像が、第１の端部（８）から２から４ミリメートルの範囲の距離に入射瞳を生成するように前方に投影されることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の観察装置。
【請求項２０】
使用時にハウジング（３）内に収容されており、ハウジング（３）が、そこに穴（６）を有し、中継レンズ群（７）によって投影される開口絞り（１３）の実像が穴（６）に実質的に一致するようにハウジング（３）内に配置されていることを特徴とする、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の観察装置。
【請求項２１】
穴（６）を通して対象を観察する方法であって、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の装置を使用することを含み、装置が、中継装置によって前方に投影される開口絞り（１３）の実像が穴（６）に実質的に一致するように配置されている方法。
【請求項２２】
穴（６）が、０．３から１ミリメートルの範囲の直径を有することを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
穴（６）が、Ｆ／７からＦ／１５の範囲の口径比を生成することを特徴とする、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
実質的に添付の図面を参照して本明細書に記載したとおりの観察装置。
【請求項２５】
穴を通して対象を観察する方法であって、実質的に本明細書に記載したとおりの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた観察装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、自身の視野の中心から離れて位置する対象を観察することができる観察装置であって、観察装置自体を動かすことなく、対象の観察像を対象が観察像の中心に配置し直されるように調節できる優れた観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような観察装置は、装置を動かす必要なく視野を横切って走査を行うことが望まれる観察システムにおいて使用するために適している。そのような用途の１つとして、対象の移動を追いかけるために使用される監視または閉回路テレビジョン（Ｃｌｏｓｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ、ＣＣＴＶ）カメラが考えられる。他の用途は、例えば石油ガス産業において実行される「井戸内」検査や、非破壊試験（Ｎｏｎ  Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｔｅｓｔｉｎｇ、ＮＤＴ）の活動において実行される検査など、検査の分野に存在する。
【０００３】
観察装置自体を動かすことなく観察像の中心を動かすことができる観察装置は、知られている。英国特許出願公開第２１８６９９３号明細書において、Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｆｕｅｌｓ  Ｐｌｃ（ＢＮＦ）が、配管作業または放射性セルにおける観察のための観察装置を提供している。この観察装置は、１つ以上のプリズムとの組み合わせにおいて使用されるカメラを備え、上記プリズムが、システムの視野を角度的に変更すべく可動である。
【０００４】
ＢＮＦは、これらのプリズムを、入射光がシステムへと受け入れられる装置の第１の端部において、光学系の前面に配置しなければならないと教示している。本明細書の目的において、レンズアセンブリの「第１の端部」は、対象からの入射光線がレンズアセンブリに進入するレンズアセンブリの先端と定義される。同様に、観察装置の「第２の端部」は、対象の像が観察のために生成されるレンズアセンブリの先端と定義される。プリズムをこのように配置する理由は、技術水準が、プリズムが完全に平行にされた光でなければ効果的に機能することができないと教示しているからである。これは、プリズムが垂直以外の入射角度にて光を受け取る場合に、光線の屈折の度合いが、光線の波長に応じて相違するからである。これは、望ましくない像のひずみ、ならびに色分離（ｃｏｌｏｕｒ  ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）として観察され得る色収差につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＢＮＦの提示の装置の第１の端部にプリズムを配置することは、実用的なサイズの視野を瞬時に画像化できなければならない場合に、プリズムがきわめて大きくなければならないという欠点を有する。装置におけるこの制約は、空間が重要な考慮事項となることがしばしばである監視および検査などの分野の多くの用途に、この装置が適さないということを意味する。
【０００６】
像の移動が、機械式のアクチュエータによって装置自体を動かすことによって達成されるさらなる装置が、知られている。そのような装置は、一般に、所望の向きへのパンおよび／またはチルトを可能にするためのいくつかのモータが具備されたカメラの形態をとっている。この種の装置は、ＢＮＦによれば必要である大きなプリズムの必要をなくしており、実際に、光の方向を変えるためにプリズムを使用する必要がまったくない。しかしながら、機械的に複雑であり、したがってかさばりかつ高価である。
【０００７】
さらなる問題は、観察装置をバリアの穴を通して対象を観察するために使用しなければならない場合に生じる。そのような必要性は、多数のさまざまな状況において生じる。そのような状況の１つは、或る者をその者に知られることなく観察することが望まれる場合の監視である。この状況においては、バリアが壁であって、壁にカメラを埋め込むことができる。第２の状況は、微妙な品物の外被の内部の検査である（爆弾でないかと疑われる品物について、爆弾の外被を極力壊すことなく、上手く信管を外すことができるように爆弾の構造について充分な情報を明らかにするなど）。この第２の状況においては、バリアが、典型的には外被であると考えられる。
【０００８】
上述のような従来からの観察システムをこれらの状況に使用すると、穴の周囲が視野にぶつかる結果として、像の深刻なケラレ（ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）につながると考えられる。この問題は、ＢＮＦによる提示のシステムを使用する場合に、そのような大きなプリズムが現実的な視野を捉えるために必要とされるため、特に顕著になると考えられる。この種のシステムによって良好な品質の像を得るためには、穴をきわめて大きくする必要があると考えられるが、これは、当然ながら多くの場合に実現不可能である。
【０００９】
さらに、このケラレの影響は、穴と観察装置との間の距離（「離間（ｓｔａｎｄ  ｏｆｆ）」距離）が大きくなるにつれて急激に大きくなる。これが大きな離間距離が望ましい用途において、深刻な問題を呈する。例えば、大きな離間距離は、監視カメラを隠して配置する場合に、カメラが視認および発見される危険を減らすために有利である。
【００１０】
さらに、機械式のパンおよびチルト機構を備えるカメラが使用される場合、バリアの穴を、カメラの動きを許容するために大きくしなければならないと考えられる。そのような穴の拡大は、きわめて不利である。例えば、監視の用途において、穴を大きくすると、カメラに気付かれる可能性が大いに増す。爆弾処理の用途においては、穴を大きくすることが、爆発を引き起こす危険を高めるため、さらにより深刻な結果を有する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、従来技術におけるこれらの問題を、観察装置をはるかに小さな空間に収容できるようにする新規なレンズの配置構成を提供することによって克服する。
【００１２】
本発明のさらなる利点は、バリアの穴を通しての対象の観察に係わる問題を、内部開口絞りの実像を物体空間へと前方に投影してレンズアセンブリの前面に固定の外部入射瞳を生成するための手段を設けることによって克服する点にある。
【００１３】
したがって、本発明は、第１の端部において視野内からの入射光を受け取り、第２の端部の像平面に焦点の合った像を生成するように構成されており、視野内のあらゆる場所からの光を光軸へと向け直すことができる１つ以上の可動の光学素子を備えることで、それ自体は移動することなく視野を動かすことができる観察装置であって、使用時に光を１つ以上の光学素子への入射に先立って準平行状態へと調整すべく動作することができる中継レンズ群を第１の端部に備えることを特徴とする観察装置を提供する。
【００１４】
観察装置は、カメラ、双眼鏡、または望遠鏡を含むことができる。装置は、従来からのビデオ／静止画カメラのレンズにおいて一般的に見ることができる種類の従来からのレンズ素子、またはそのような素子の群を備えることができる。好ましくは、観察装置が、さらに受像装置を像平面に配置して備える。受像装置は、写真用フィルム、デジタルまたはアナログ画像センサ、あるいは眼など、像を受け取るために適した任意の手段であってもよい。これらの受像装置の２つ以上の組み合わせを使用する装置も、考えることができる。
【００１５】
従来技術における問題を克服し、より小さな空間に収容することができる観察装置をもたらすために、使用される光学部品のサイズを小さくすることが必要である。しかしながら、ＢＮＦの提案する配置構成など、従来技術の配置構成における光学部品のサイズの縮小は、光学素子を観察装置の第１の端部の平行にされた空間に配置する必要があるため、視野の大幅な縮小につながる。また、光学部品のサイズの縮小は、収差およびひずみの増加をもたらし、したがって像の質を損なう。
【００１６】
しかしながら、本発明において、本発明の発明者は、従来技術の教示と対照的に、光学素子に進入する光が実際には完全には平行でなく、ほぼ平行または準平行にされる場合に、観察装置の光学部品のサイズおよび複雑さを大幅に減らすことができることに気が付いた。光学素子への準平行な光の導入は、光学素子の前方の観察装置の第１の端部に中継レンズ装置を配置することによって達成することができる。
【００１７】
したがって、本発明によれば、観察装置の第１の端部に位置する中継レンズ群が、ほぼ平行または準平行の状態の光を生成すべく平行な入射光を調整するための小さな屈折力を有する。その結果、光の完全な平行を維持する必要がないため、ビームのさらなる処理を劇的に簡単化することができる。
【００１８】
したがって、中継レンズ群を、後続の光学素子への進入のためにビームを調整するためのものであるということができる。このビームの調整によって、最大１８０°の視野を瞬時に画像化する能力を維持しつつ、従来技術において可能であった視野の移動を制御するために、はるかに小さい光学素子を使用することが可能になる。また、中継レンズ群自体も、光を完全に平行化するために必要とされる同等の群と比べ、はるかに小さく、より少ない複雑さで製作することが可能であると考えられる。
【００１９】
そのような小さな光学素子を使用することで、監視用隠しカメラなど、多数の分野において明らかな利点を有するきわめて小型のカメラを生み出すことができる。
【００２０】
中継群は、知られている光学的構成配置を使用して製造可能であり、有利には、完全に平行化された光ではなくほぼ平行化された光を生み出すように変更されたケプラー式望遠鏡を備えることができる。ケプラー式望遠鏡の形式の構成配置は、内部焦点面を生成して望遠鏡をより小型にすることを可能するため、伝統的なガウス式望遠鏡の構成配置よりも好ましい。
【００２１】
光学素子への進入時に光が完全には平行にされていないことに起因して生じる収差は、光学素子自体において補正することが可能であり、あるいは光学素子による操作後の光が進入する調整レンズまたはレンズ群によって補正することが可能である。この補正を、任意の知られている方法で実行できることを理解できる。しかしながら、光の「非平行」の程度が、本発明の動作にとって重要であることも明らかである。
【００２２】
良好な結果を生み出すために、中継群を出る光は、０．０３以下、好ましくは０．０３から０．０１７の間の開口数（ＮＡ）を呈さなければならない。０．０３を超える開口数においては、光学素子に入射する光の角度が大きすぎであり、これによって持ち込まれる色収差およびひずみを補正することが現実的でない。同様に、０．０１７よりも十分に小さい開口数では、ビームが完全に平行にされた状態に近付き、ほぼ平行にされた光を処理するという利点が次第に失われ、装置のサイズの増大につながる。
【００２３】
特に良好な結果が、０．０２８から０．０２２の間の開口数を使用して達成されており、特筆すべき試験が、ＮＡ＝０．０２５という開口数において実行された。
【００２４】
本発明が、開口数の正または負の値に等しく当てはまることを、当業者であれば理解できる。
【００２５】
さらに（準）平行化に先立って入射光ビームのサイズを小さくするために中継レンズ群を使用することが、光学素子のサイズの点で有利であるかもしれないが、本発明が、中継群によってもたらされる拡大の程度とは別個独立に機能できることを、理解できる。実際に、準平行にされた光を取り扱うという利点を、収束または発散し、拡大または縮小される入射ビームにおいて実現可能である。
【００２６】
１つ以上の光学素子を動かすことで、視野の中心から離れて位置している対象を観察像の中心に位置させるように観察像を調節するために、ハウジング自体をパンおよび／またはチルトさせる必要がなくなる。
【００２７】
好ましくは、入射光線を向け直すために使用される１つ以上の光学素子が、１つ以上のリズレープリズム（ハーシェルプリズムとしても知られる）を備える。リズレープリズムは、２つのくさびプリズムの集合を備え、これら２つのくさびプリズムを、これら２つのくさびプリズムを通過する光の光軸を光の屈折によってずらすべく、別個独立または組み合わせにて操作することができる。本発明においては、この効果が、最初は視野の中心から外れて位置している対象を観察像の中心に位置させることができるよう、レンズアセンブリを通って案内される入射光線を向け直すために使用される。これは、例えばリズレープリズムのくさびプリズムを装置の中心線を中心にしてお互いに対して回転させることによって達成できる。
【００２８】
リズレープリズムの使用は、視野をデカルト座標の方向に、すなわち左から右および／または上から下に走査することができるという利点を有する。
【００２９】
本発明の別の実施形態においては、１つ以上の光学素子が、入射光線を光の反射によって向け直すために使用することができるミラーからなる構成を備えることができる。しかしながら、そのような構成を用いるカメラは、リズレープリズムを用いるカメラよりも大きな収容空間を占めると考えられる。また、単一素子のレンズを使用して光軸に対して垂直な平面内で動かすことによって、入射光線に所望の角度の偏向を生じさせることも可能である。しかしながら、この技法の使用は、リズレープリズムまたはミラーを使用した場合に見られるよりも、像の質をはるかに大きく低下させる結果となる。
【００３０】
好ましくは、リズレープリズムのくさびのうちの少なくとも１つが、２つ以上の素子で構成されており、各素子が、異なる屈折率の材料から形成されている。本発明のこの態様は、第１の素子によって持ち込まれる収差が第２の素子によって持ち込まれる収差によって補償されるようにレンズアセンブリを設計できるため、共通の屈折率の材料を使用する場合に比べて、色収差を少なくするうえで役に立つ。したがって、リズレープリズムの構成を、完全に平行にではなくて準平行にされた光を使用することによって持ち込まれる色収差を補償するためにも、使用することができる。
【００３１】
上述のように、ひとたび光学素子を出た光を、中継群または光学素子によって持ち込まれる残りの収差を補正するために使用される調整レンズまたはレンズ群に通すことが好ましい。
【００３２】
有利には、さらにレンズアセンブリが、生成される像を拡大するためのズーム装置を備える。この場合、調整レンズを、ズーム装置に組み込むことができるが、これは必須ではない。ズーム装置は、対象の調節後の像のサイズを拡大または縮小できるよう、レンズアセンブリの焦点距離を変化させることを可能にするという利点をもたらす。これを上述のような光学素子の動きと組み合わせて使用することで、観察装置は、システムの最大視野内の任意の点を拡大することができ、システムの最大視野内の任意の点の間を移動することができる。
【００３３】
上述のような調整レンズまたはレンズ群をズーム装置と組み合わせて使用することで、像の質を決して損なうことなく、光学素子およびズーム装置の両者を同時に動作させることができるという利点がもたらされる。これは、調整レンズまたはレンズ群が、光学素子によって持ち込まれる収差を、光がズーム装置によって処理される前に補正するからである。
【００３４】
ズーム装置は、好ましくは、２群以上のレンズ素子を備えることができ、２つ以上の群の間の線形相対運動によって動作することができる。２群以上のレンズ素子を備える従来からのズームレンズにおいては、２つ以上の群が、レンズアセンブリの焦点面の移動を最小限にして、観察像の焦点が合ったままであるように保証するために、非線形な方法でお互いに対して可動である。しかしながら、従来からの非線形の移動ではなくてレンズの線形移動を使用することによって、達成できる絶対的な像の質はいくらか低下するが、これが大きな問題となることはない。実際、画像センサが使用される場合には、像の劣化をセンサの検出可能レベルを下回るレベルとなるように抑制できるため、像の質の低下は知覚されない。２群以上の線形移動は、カメラの内部動作の複雑さを減らして、観察装置のサイズを最小限に保つことを可能にし、観察装置を限られた空間で使用できるようにするという利点を有する。この線形相対運動の使用は、レンズ機構自体の体積がわずかに１００ｃｍ３であって、わずかに１５０ｃｍ３の収容体積しか占めない観察装置（カメラなど）の構成を可能にする。
【００３５】
有利には、ズームアセンブリが取り外し可能であって、観察装置のユーザが観察の対象にとって最も適切なズーム装置を選択できるようにしている。
【００３６】
本発明のさらなる実施形態においては、ズーム装置を、「ソリッドステート」ズーム装置によってもたらすことができる。ソリッドステートズームは、１つ以上のレンズを備え、これらのレンズがもたらす拡大を制御すべくこれらのレンズの形状を変化させるための手段を備える。
【００３７】
ユーザが自身の選択した視野の一部位を拡大できる限りにおいて、任意の知られている構成のズーム装置を、本発明の観察装置に組み合わせて使用することができることを、理解できる。
【００３８】
観察装置が、システムの入射瞳のサイズを制限するための開口絞りをさらに備えると好ましい。この開口絞りを、有利には、ズーム装置が使用される場合に、ズーム装置に設けることができる。ズーム装置に開口絞りを設けることは、大きなズーム倍率における像のひずみを低減する。しかしながら、ズーム装置が使用されない場合には、開口絞りを、好ましくは可動の光学素子と像平面との間に位置する調整レンズあるいはさらなる固定の焦点レンズまたはレンズ群に設けることができる。
【００３９】
本発明によってもたらされるさらなる利点は、中継レンズ群もまた、開口絞りの実像を「物体空間」へと観察装置の第１の端部から前方に投影するようにも機能する点にある。本明細書において、用語「物体空間」は、観察装置の第１の端部の前方の観察対象の物体が位置する空間を指して使用される。
【００４０】
開口絞りを物体空間へと前方に投影することで、観察装置の第１の端部の前方の或る距離に入射瞳が生成され、上記入射瞳が、システムへと進入できる光の量を制限するように機能する。好ましくは、この入射瞳は、観察装置の動作の際に、たとえ光学素子またはズーム装置が動かされるときでも動かぬままである。これは、使用されるレンズの形状を注意深く選択することによって達成できる。
【００４１】
不動の外部入射瞳を生成することで、装置によって画像化されるときに視野の中心を上述の可動の光学素子を使用して入射瞳を中心にして回転させることができ、したがって装置を最大視野を横切って走査することができる。
【００４２】
したがって、本発明のこの態様は、本発明を、上述のようなバリアの穴を通しての対象の観察にきわめて適したものにする。これは、外部入射瞳によって、バリアの穴の周囲によって引き起こされるケラレを回避しつつ、観察像のサイズを最大化できるからである。また、開口絞りの実像を前方に投影することで、観察装置によってもたらされる像の質が、使用される穴のサイズ、形状、および質の変化に左右されにくくなる。これは、入射瞳のサイズが、穴自体によってではなく、光学中継装置によって前方へと投影された開口絞りの像によって制限されるからである。
【００４３】
さらに、開口絞りをレンズアセンブリの第１の端部から前方へと投影することで、観察装置の第１の端部の最も外側の先端を、得られる像の質の低下を抱えることなく、穴からずらすことができる。換言すると、システムの離間距離を大きくすることができる。バリアの穴と外部入射瞳とが実質的に一致するように観察装置を配置することによって、良好な結果を達成することができる。好ましくは、本発明の観察装置は、２から４ミリメートルの範囲の距離だけ、物体空間へと前方に入射瞳を投影する。
【００４４】
バリアの穴は、任意の形状またはサイズであってもよい。穴のサイズは、実際のところ、像を受け取るために使用される手段の光感受性によってのみ制約され、したがって使用される特定の部品の最適な性能をもたらすように調製できる。しかしながら、本発明が、得られる像の質が使用可能な限界の範囲において穴のサイズおよび形状に左右されにくいという利点を有することを、理解できる。
【００４５】
典型的な周囲の状況において効果的な画像化をもたらすため、および観察装置の像への悪影響（観察像のケラレなど）を少なくするために、穴が有利にはＦ／７からＦ／１２の範囲の口径比をもたらす直径を有することができることが、明らかになった。しかしながら、日照の良好な夏の日など、明るい状況においては、Ｆ／１５の口径比を使用することが可能である。本発明の目的において、「直径」は、穴の短軸のサイズとして定義される。バリアに穴を形成することの影響を最小限にしつつ、良好な質の像をもたらすために、０．８から１．０ミリメートルの範囲の直径を有する穴を有効に使用できることが、明らかになっている。きわめて明るい状況においては、穴の直径を、０．３ミリメートルの小ささへとさらに減らすことさえ可能である。
【００４６】
上述のように、観察装置は、最大１８０°の視野を有することができる。しかしながら、最大視野が大きくなるにつれて、観察装置によって達成できる最大の離間距離が減少することに留意されたい。
【００４７】
例として、バリアの穴の背後に位置する監視カメラにおいて使用されるように構成された本発明の実施形態を次に説明する。添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明によるカメラの断面図を示している。
【図２】図１のカメラの第２の断面図を示しており、ズーム装置を含む２群のレンズ素子の相対移動の効果を示している。
【図３】図１のカメラの第３の断面図を示しており、レンズアセンブリ内に設けられたリズレープリズムの相対回転の効果を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
カメラ（１）が、ハウジング（３）内に位置したレンズアセンブリ（２）を備える。レンズアセンブリ（２）は、光軸（４）を有する。使用時、カメラは、この実施形態においては２ミリメートルである離間距離（Ｓ）をカメラ（１）に持たせた状態で、バリア（５）の背後に配置されている。バリアは、この実施形態においては約１ｍｍの直径を有する穴（６）を備える。レンズアセンブリ（２）は、カメラ（１）の第１の端部（８）に配置された中継レンズ群（７）を備える。この中継レンズ群（７）は、ケプラー式望遠鏡の形式のレンズ構成を備え、光の焦点を内部焦点面に合わせ、次いで中継レンズ群（７）を出る光線が準平行であるように、光を完全にではないが実質的に平行にするように機能する。本発明のこの実施形態において、中継レンズ群（７）を出る光の開口数は、約０．０２５である。したがって、中継レンズ群（７）は、装置の後続の光学素子をより小型に形成することができるよう、光ビームを整えている。次いで、中継レンズ群（７）を出るこの整えられた光が、リズレープリズム（９）に進入する。リズレープリズム（９）は、２つの別個のくさびプリズム（１０、１１）を備える。視野（１５）を移動させることができるよう、レンズアセンブリ（２）の視野（１５）内のあらゆる場所からレンズアセンブリ（２）へと進入する光線の方向を変えるために、２つのくさびプリズム（１０、１１）を、一緒に回転させることができ、あるいはお互いに対して独立に回転させることができる。これらのくさびプリズム（１０、１１）の各々は、２つのくさびプリズム（１０、１１）を形成すべくペアにて一体化された２つのさらなる光学素子（１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ）で構成されており、光学素子（１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ）は、収差の発生を少なくすべく異なる屈折率を有する材料で形成されている。さらに、レンズアセンブリ（２）は、光軸（４）に沿ってお互いに対して移動可能な２群のレンズ素子（１２ａ、１２ｂ）を有するズーム装置（１２）を備える。ズーム装置（１２）のレンズ群（１２ａ）が、調節レンズ群として機能し、中継レンズ群（７）またはリズレープリズム（９）によって持ち込まれる残りの収差を補正するように構成されている。ズーム装置（１２）のレンズ群（１２ｂ）は、開口絞り（１３）を追加で含む。この開口絞り（１３）の実像が、レンズアセンブリ（２）へと進入できる光の量を制限すべく固定の外部入射瞳を生成するために、中継レンズ群（７）を介して物体空間へと前方に投影される。カメラ（１）は、バリア（５）の穴（６）に対して、穴（６）の形状または質に起因する像の品質への負の影響を防止するために、外部入射瞳が穴（６）に実質的に一致するように位置している。さらにカメラは、対象（１４）がレンズアセンブリ（２）の視野（１５）内に位置するように、穴（６）に対して位置している。
【００５０】
図１から図３は、バリア（５）の穴（６）およびレンズアセンブリ（２）を通って進み、レンズアセンブリ（２）の背後のカメラ（１）の第２の端部（１８）に位置する受像装置（１７）（この場合には、画像センサ）上に結像するまでの対象（１４）からの入射光線（１６）の通過を示している。図２が、ズーム装置（１２）を含む２群の素子（１２ａ、１２ｂ）の相対移動の入射光線（１６）への影響を示している。図１および図２から見て取ることができるとおり、対象（１４）は、光軸（４）上に位置しており、すなわち視野（１５）の中心に位置している。図３は、対象（１４）へ通じるリズレープリズム（９）を含む２つのくさびプリズム（１０、１１）の相対回転を示しており、ここでは視野の中心から離れて位置している対象（１４）が、明らかに観察像の中心へともたらされており、ズーム装置（１２）の動作による対象のサイズの拡大または縮小が可能になっている。
【００５１】
上述および図示の例が、あくまでも本発明の一実施形態の例にすぎず、上述および図示の例を、本発明の範囲を限定するものとして解釈してはならないことを、理解できる。
【００５２】
さらに、本明細書は、本発明の装置および方法を可視光に関して説明しているが、本明細書の教示が、電磁スペクトル全般へと適用可能であり、例えば赤外線に対して適用可能であることを、理解できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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