(57)【要約】【課題】簡易な構成で焦点距離の調整を容易に行うこと。【解決手段】光学窓１６を有し密閉された筐体１１内に固定され、光線を集光するレンズ２２を有した光学ユニット２０と、ヒータを有し、加熱により熱膨張する連結部材４０を介して筐体１１内に固定され、集光された光線を結像位置で撮像する検知器３０と、撮像された画像を表示するモニタ５０と、連結部材４０を加熱する電源６０とを備えた。連結部材４０を加熱膨張させ、検知器３０を光学ユニット２０の光軸Ｋ方向に変位させることにより焦点距離を調整するようにした。【選択図】        図１
2007241129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に固定され光線を集光する光学レンズ系と、
熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記基台に固定され、前記光学レンズ系によって集光された前記光線を結像位置で受光する受光手段と、
前記結像位置を確認する結像確認手段と、
を備え、
前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記受光手段を前記光学レンズ系の光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整するようにしたことを特徴とする光学系の焦点距離調整装置。
【請求項２】
前記連結部材は、前記光学レンズ系と前記受光手段の相対距離を増加させる相対距離増加用連結部材と、
前記相対距離を減少させる相対距離減少用連結部材と、
を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の光学系の焦点距離調整装置。
【請求項３】
光学窓を有し密閉された筐体内に固定され、光線を集光する光学レンズ系を有した光学ユニットと、
熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記筐体内に固定され、前記光学ユニットによって集光された前記光線を結像位置で撮像する検知器と、
前記検知器によって撮像された画像を表示するモニタと、
前記連結部材に前記熱源を付与する熱源付与手段と、
を備え、
前記熱源付与手段からの前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記検知器を前記光学ユニットの光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
基台に固定され光線を集光する光学レンズ系と、
熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記基台に固定され、前記光学レンズ系によって集光された前記光線を結像位置で受光する受光手段と、
前記結像位置を確認する結像確認手段と、
を備えた光学系の焦点距離調整方法であって、
前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記受光手段を前記光学レンズ系の光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整することを特徴とする光学系の焦点距離調整方法。
【請求項５】
前記光学レンズ系と前記受光手段の相対距離を増加させる相対距離増加用連結部材と、前記相対距離を減少させる相対距離減少用連結部材と、からなる連結部材を備えた光学系の焦点距離調整方法であって、
前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記焦点距離が小さいと判断された場合には、前記相対距離増加用連結部材に前記熱源を付与して前記焦点距離を増加させる一方、
前記焦点距離が大きいと判断された場合には、前記相対距離減少用連結部材に前記熱源を付与して前記焦点距離を減少させることを特徴とする請求項４に記載の光学系の焦点距離調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学系の焦点距離を調整する装置及びその方法並びにそれを用いた撮像装置に関し、更に詳しくは、簡易な構成で焦点距離の調整を容易に行うことができる光学系の焦点距離調整装置及び焦点距離調整方法並びにそれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮像装置の構成要素であるレンズや受光装置等の光学系は、使用環境の温度変化により、レンズやそのレンズ保持体あるいは筐体等が熱膨張または熱収縮することで、焦点距離に狂いが生じることが知られている。
【０００３】
そこで、このようなレンズ保持体等が使用環境の温度変化により熱膨張等をし、そのために焦点距離がずれてしまうのを抑制するために、熱膨張率の異なる部材を組み合わせて焦点距離が変わらないようにする技術が種々提供されている。
【０００４】
しかしながら、焦点距離を変えるために、構成部材に積極的に温度変化を付与し、焦点距離を調整する技術は、あまり提供されていない（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
たとえば、特許文献１に係る従来技術にあっては、レンズの球面収差の低減を図るべく、レンズ側に熱膨張材を設けて加熱可能に構成している。また、特許文献２に係る従来技術にあっては、薄膜室内に封じ込まれている液体物質の温度を上昇または下降させて窒化シリコン薄膜の曲率を変え、焦点距離を変化させている。
【０００６】
つぎに、上記弊害を従来の撮像装置を例にして具体的に説明する。図１８は、従来の撮像装置を示すブロック図である。ここでいう撮像装置としては、たとえば、偵察、警戒、監視等を目的として航空機等の移動体に搭載され、可視や赤外線等から画像を得るために使用されるものを挙げることができる。図１８に示すように、撮像装置１００は、光学窓１６を有し、密閉された筐体１１内の光学ユニット固定リブ１２に固定部２４を固定され、光線を集光するレンズ２２を有した光学ユニット２０と、シム１１０を介して筐体１１内の検知器固定リブ１３に固定され、光学ユニット２０によって光軸Ｋ上に集光された光線を結像位置で撮像する検知器３０と、この検知器３０によって撮像された画像を表示するモニタ５０とを備えている。
【０００７】
上記検知器３０及び光学ユニット２０は、それぞれの固定箇所にねじ止め固定されている。上記スペーサとしてのシム１１０は、たとえばステンレスの薄板からなり、微調整すべき焦点距離に応じて、予め複数種類の厚さが用意されている。
【０００８】
外部環境の温度変化により焦点距離に狂いが生じ、モニタ５０上の画像がいわゆるピンボケ状態となった場合には、筐体１１を分解し、選択された所定厚さのシム１１０が検知器固定リブ１３と固定部３２との間に介在固定される。
【０００９】
そして、作業者はモニタ５０上の画像を確認し、ピンボケ状態が改善されていない場合には、再び他の厚さのシム１１０を選択して上記と同様の作業を、ピンボケ状態が改善されるまで繰り返す。
【００１０】
つぎに、従来の他の撮像装置を例にして説明する。図１９は、従来の他の撮像装置を示すブロック図である。図１９に示すように、この撮像装置１００では、光学ユニット２０の焦点調整用レンズ１２２を外部から制御して変位させることで、検知器３０との相対距離Ｌを変位させ位置調整していた。このため、レンズ駆動機構１２４、レンズ駆動ガイド１２１及び駆動制御装置１３０等を設けていた。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１１６００４号公報
【特許文献２】特開平６−２２２２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に係る従来技術にあっては、レンズ側に熱膨張材を設けているため、レンズ部分が重くなり、精度が低下する虞があった。
【００１３】
また、特許文献２に係る従来技術にあっては、液体物質を用いて上記薄膜の曲率を変えて焦点距離を変化させているので、装置構成が複雑になりがちである。
【００１４】
また、上記図１８に示した従来技術にあっては、得られた画像を見ながらの調整がきないという課題があった。
【００１５】
また、上記図１９に示した従来技術にあっては、光学ユニット２０の一部を可動にするために、外部から制御可能な駆動機構が必要となり、光学ユニット２０のコストアップを招いていた。
【００１６】
このように、ユニット化された光学系に大がかりな改造を施すことなく、簡易な構成で焦点距離の調整を容易に行うことができる手段の提供が望まれていた。
【００１７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で焦点距離の調整を容易に行うことができる光学系の焦点距離調整装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、この発明は、焦点距離の調整を容易に行うことができる光学系の焦点距離調整方法を提供することを目的とする。
【００１９】
更に、この発明は、簡易な構成で焦点距離の調整を容易に行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明（請求項１）は、基台に固定され光線を集光する光学レンズ系と、熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記基台に固定され、前記光学レンズ系によって集光された前記光線を結像位置で受光する受光手段と、前記結像位置を確認する結像確認手段と、を備え、前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記受光手段を前記光学レンズ系の光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明（請求項２）は、前記連結部材は、前記光学レンズ系と前記受光手段の相対距離を増加させる相対距離増加用連結部材と、前記相対距離を減少させる相対距離減少用連結部材と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明（請求項３）は、光学窓を有し密閉された筐体内に固定され、光線を集光する光学レンズ系を有した光学ユニットと、熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記筐体内に固定され、前記光学ユニットによって集光された前記光線を結像位置で撮像する検知器と、前記検知器によって撮像された画像を表示するモニタと、前記連結部材に前記熱源を付与する熱源付与手段と、を備え、前記熱源付与手段からの前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記検知器を前記光学ユニットの光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明（請求項４）は、基台に固定され光線を集光する光学レンズ系と、熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記基台に固定され、前記光学レンズ系によって集光された前記光線を結像位置で受光する受光手段と、前記結像位置を確認する結像確認手段と、を備えた光学系の焦点距離調整方法であって、前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記受光手段を前記光学レンズ系の光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整することを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明（請求項５）は、前記光学レンズ系と前記受光手段の相対距離を増加させる相対距離増加用連結部材と、前記相対距離を減少させる相対距離減少用連結部材と、からなる連結部材を備えた光学系の焦点距離調整方法であって、前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記焦点距離が小さいと判断された場合には、前記相対距離増加用連結部材に前記熱源を付与して前記焦点距離を増加させる一方、前記焦点距離が大きいと判断された場合には、前記相対距離減少用連結部材に前記熱源を付与して前記焦点距離を減少させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
この発明（請求項１）によれば、光学ユニットの改造等をすることなく、加熱可能な連結部材及び電源等を付加した簡易な構成によって、結像確認手段を見ながら迅速かつ容易に焦点距離を調整することができる。
【００２６】
また、この発明（請求項２）によれば、相対距離増加用連結部材または相対距離減少用連結部材に熱源を付与することにより、結像確認手段を見ながら迅速かつ容易に焦点距離を増減調整することができる。
【００２７】
また、この発明（請求項３）によれば、光学ユニットの改造等をすることなく、加熱可能な連結部材及び電源等を付加した簡易な構成によって、モニタを見ながら迅速かつ容易に焦点距離を調整することができる。
【００２８】
また、この発明（請求項４）によれば、結像確認手段を見ながら迅速かつ容易に焦点距離を調整することができる。
【００２９】
また、この発明（請求項５）によれば、結像確認手段を見ながら迅速かつ容易に焦点距離を増減調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、この発明に係る実施例を航空機等に搭載される撮像装置を例にして図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３１】
図１は、この発明の実施例１に係る撮像装置を示すブロック図、図２は、連結部材の固定構造を示す断面図である。なお、以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。
【００３２】
撮像装置１０は、光学窓１６を有し、密閉された筐体１１内の光学ユニット固定リブ１２に固定部２４を固定され、光線を集光するレンズ２２（光学レンズ系）を有した光学ユニット（光学系）２０と、加熱により膨張する連結部材４０を介して筐体１１内の検知器固定リブ１３に固定され、光学ユニット２０によって集光された光線を結像位置で撮像する検知器（光学系）３０と、検知器３０によって撮像された画像を表示するモニタ（結像確認手段）５０と、連結部材４０を加熱するヒータ（図示せず）及びその電源（熱源付与手段）６０と、を備えている。
【００３３】
すなわち、検知器３０は、光軸Ｋ上に光学ユニット２０と対向配置され、かつ、常温環境下において検知器３０の検知素子の受光面（図示せず）に結像位置が来るように配置されている。そして、連結部材４０を加熱膨張させることにより、検知器３０を光学ユニット２０から遠ざけ、光学ユニット２０と検知器３０との相対距離Ｌを増加できるようにしたものである。
【００３４】
なお、光学ユニット２０のユニット筐体２１内に配設されたレンズ２２は、赤外線等、物体が放射する波長帯のエネルギーを集光するためのものである。また、集光され検知素子の受光面（図示せず）に投射されたエネルギーを検出する検知器３０は、たとえば赤外線検知器として形成されている。
【００３５】
また、図示例を省略するが、撮像装置１０は、検知器３０が出力する光電流を増幅する増幅回路と、その増幅信号を処理する信号処理回路やビデオ回路とを備え、また、筐体１１内、特に検知器３０を冷却するための冷却手段も備えている。
【００３６】
また、筐体１１は、熱伝導性が良いアルミニウム若しくはアルミニウム合金により形成されている。また、連結部材４０は、筐体（周囲の構造部材）１１とほぼ等しい熱膨張率を有するように、上記アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる棒状部材により形成されている。
【００３７】
なお、連結部材４０をアルミニウム製の棒状部材で形成し、その元の長さ（ｍｍ）と温度差ΔＴ（℃）に対する伸び量（μｍ）の実験（試算）例を図３に示す。ここで、図３は、連結部材４０の温度変化に対する伸び量の実験例を示す表図である。この実験例から分かるように、連結部材４０を適正温度に加熱制御することにより、連結部材４０を数μｍ〜数十μｍの微少量で伸縮させることができる。
【００３８】
連結部材４０をこのように形成することで、周囲環境の温度変化に対して筐体１１と同様に熱膨張または熱収縮するので、伸縮の挙動を把握し易く、電源６０による加熱制御がし易くなる。なお、システム全体の上記伸縮挙動に悪影響を及ぼさなければ、連結部材４０を熱伝導性が良い銅若しくは銅合金、あるいはその他の金属等により形成してもよい。
【００３９】
また、連結部材４０は、図示しないヒータ部材（熱源付与手段）を埋め込まれ、または巻き付けられているとともに、配線６２によって電源６０と接続され、加熱可能に形成されている。
【００４０】
また、連結部材４０は、図２に示すように、周囲からの熱影響を少なくするために、断熱部材４１を介して検知器３０の固定部３２及び筐体１１の検知器固定リブ１３とねじ４２によって固定されている。
【００４１】
つぎに、焦点距離調整方法について図４に基づいて図１を参照しつつ説明する。ここで、図４は、焦点調整方法を示すフローチャートである。本制御は、撮像装置１０を使用する温度環境が通常時（常温時）よりも低下している場合に実施される例である。作業者は、モニタ５０を見ながら、電源６０の出力電流を調整して連結部材４０のヒータ加熱量（熱膨張量）を調整することにより、焦点距離を調整する。
【００４２】
すなわち、先ず、焦点距離の調整要求があったならば、連結部材４０のヒータ加熱量を調整するため、電源６０の出力電流を調整する（ステップＳ１１）。すると、ヒータ加熱によって連結部材４０の温度が変化（上昇）し、連結部材４０の長さが変化（増加）する（ステップＳ１２）。
【００４３】
この結果、光学ユニット２０と検知器３０との相対距離Ｌが変化（増加）する（ステップＳ１３）ため、モニタ５０上で目標の像のボケ具合が変化する（ステップＳ１４）。作業者は、モニタ５０上で目標の像のボケ具合が望みの状態になったかどうか、すなわち、ピントが合ったかどうかを目視により判断する（ステップＳ１５）。
【００４４】
そして、画像のピントが合っているならば（ステップＳ１５肯定）、焦点距離の調整が完了したので制御を終える。一方、画像のピントが合っていないならば（ステップＳ１５否定）、再び電源６０の出力電流を調整し（ステップＳ１１）、この作業をピントが合うまで続ける。
【００４５】
以上のように、この実施例１に係る撮像装置１０によれば、光学ユニット２０の改造等をすることなく、加熱可能な連結部材４０及び電源６０等を付加した簡易な構成によって、モニタ５０を見ながら迅速かつ容易に焦点距離を調整することができる。
【実施例２】
【００４６】
図５は、この発明の実施例２に係る撮像装置１０を示すブロック図である。上記実施例１は、連結部材４０を加熱膨張させることによって焦点距離（若しくは相対距離Ｌ）を増加させる構成例を示したものであるが、本実施例２は、焦点距離を増加または減少できるように構成したものである。
【００４７】
すなわち、図５に示すように、本実施例２に係る撮像装置１０は、光学ユニット２０と検知器３０の相対距離Ｌを増加させる相対距離増加用連結部材４０ａと、相対距離Ｌを減少させる相対距離減少用連結部材４０ｂとを、光軸Ｋに対して軸対称となるように一対ずつ備えたものである。
【００４８】
そして、検知器３０の固定部３２に固定された相対距離増加用連結部材４０ａと、筐体１１の検知器固定リブ１３に固定された相対距離減少用連結部材４０ｂとは、接続部材４４によって固定されている。なお、これらの固定は、上記実施例１の図２に示したように、各固定箇所に断熱部材４１を介してねじ４２によって行うことができる。
【００４９】
また、これら相対距離増加用連結部材４０ａと相対距離減少用連結部材４０ｂとは、それぞれ独立に加熱制御できるようになっている。したがって、相対距離増加用連結部材４０ａ，４０ａを加熱すれば相対距離Ｌが増加し、相対距離減少用連結部材４０ｂ，４０ｂを加熱すれば相対距離Ｌが減少することとなる。
【００５０】
なお、配線６２は、光軸Ｋに対して一方側に配置された連結部材４０ａ，４０ｂについてのみ図示してあるが、他方側に配置された連結部材４０ａ，４０ｂについても同様に設けられている。
【００５１】
つぎに、焦点距離調整方法について図６〜図８に基づいて説明する。ここで、図６は、焦点調整をしていない状態を示す説明図、図７は、光学ユニット２０と検知器３０との相対距離を増加させた状態を示す説明図、図８は、光学ユニット２０と検知器３０との相対距離を減少させた状態を示す説明図である。なお、これら図６〜図８中には、モニタ５０、電源６０及び配線６２の図示を省略してある。
【００５２】
本実施例２に係る焦点距離調整方法は、焦点距離を増加させる方法については上記実施例１の場合と同様であり、図６及び図７に示すように、作業者がモニタ５０を見ながら、電源６０の出力電流を調整して相対距離増加用連結部材４０ａ，４０ａのヒータ加熱量（熱膨張量）を調整し、光学ユニット２０と検知器３０の相対距離をたとえばＬ０からＬ１に増加させ、焦点距離を増加させる。作業者はこの作業をピントが合うまで続ける。
【００５３】
一方、焦点距離を減少させたい場合には、図６及び図８に示すように、作業者がモニタ５０を見ながら、電源６０の出力電流を調整して相対距離減少用連結部材４０ｂ，４０ｂのヒータ加熱量（熱膨張量）を調整し、光学ユニット２０と検知器３０の相対距離をたとえばＬ０からＬ２に減少させ、焦点距離を減少させる。作業者はこの作業をピントが合うまで続ける。
【００５４】
以上のように、この実施例２に係る撮像装置１０によれば、光学ユニット２０の改造等をすることなく、加熱可能な上記連結部材４０ａ，４０ｂ、接続部材４４及び電源６０等を付加した簡易な構成によって、モニタ５０を見ながら迅速かつ容易に焦点距離を増減調整することができる。
【００５５】
なお、上記実施例２においては、相対距離増加用連結部材４０ａと相対距離減少用連結部材４０ｂとを、光軸Ｋに対して軸対称となるように一対ずつ備えるものとして説明したが、これに限定されない。
【００５６】
すなわち、たとえば、図９に示すように、相対距離増加用連結部材４０ａと相対距離減少用連結部材４０ｂとを光軸Ｋに対して一方の側に設け、検知器３０をこれら連結部材４０ａ，４０ｂで片持ちにしてもよい。ここで、図９は、検知器３０を連結部材４０ａ，４０ｂで片持ちにした撮像装置を示すブロック図である。
【００５７】
これにより、要求される焦点距離の調整精度を満たすことができれば、撮像装置１０の更なる小型・軽量化、低コスト化を実現することができる。
【実施例３】
【００５８】
図１０は、この発明の実施例３に係る撮像装置１０を示すブロック図である。上記実施例１は、作業者がモニタ５０上の画像のピントを目視しながら、電源６０の出力電流を調整して焦点距離（若しくは相対距離Ｌ）を増加させる構成例を示したものであるが、本実施例２は、図１０に示すように、コントローラ７０を備えて焦点距離の調整制御を自動化したものである。
【００５９】
また、連結部材４０は、自身の温度を検出するための温度センサ（図示せず）を備えており、この温度センサの出力はコントローラ７０に入力されるように構成されている。このコントローラ７０は、モニタ５０に表示される画像の鮮明度（エッジの立ち上がり）を判定する画像判定手段として構成されているとともに、上記温度センサの出力及び上記画像判定結果に基づいて電源６０の出力電流を調整し、焦点距離を調整できるように構成されている。
【００６０】
つぎに焦点距離調整方法について図１１に基づいて図１０を参照しつつ説明する。ここで、図１１は、焦点調整方法を示すフローチャートである。本制御は、モニタ５０上の画像のボケ具合が最小となるように、作業者の目視によるのではなく、コントローラ７０によって自動調整し、焦点距離を微調整するものである。
【００６１】
すなわち、この調整要求があったならば、コントローラ７０は、電源６０の出力電流を調整し（ステップＳ２１）、連結部材４０のヒータ加熱量を調整する。すると、ヒータ加熱によって連結部材４０の温度が変化（上昇）し、連結部材４０の長さが変化（増加）する（ステップＳ２２）。
【００６２】
この結果、光学ユニット２０と検知器３０との相対距離Ｌが変化（増加）する（ステップＳ２３）ため、モニタ５０上で目標画像のボケ具合（ピント）が変化する（ステップＳ２４）。
【００６３】
この画像のピントは、図１２〜図１５に示すように、モニタ画面５２に映る画像５４のエッジ（稜線）５６の立ち上がり度合いを用いてコントローラ７０によって、つぎのように判断される。
【００６４】
ここで、図１２は、ボケが多い場合の画像５４を示す説明図であり、エッジ５６の面積が大きい場合を示している。また、図１３は、画像５４のエッジ５６の立ち上がりが緩やかな場合を示す説明図であり、図１２の任意の水平断面（たとえば、Ａ−Ａ断面）の各画素に対する画像５４の輝度を示したものである。
【００６５】
また、図１４は、ボケが少ない場合の画像５４を示す説明図であり、エッジ５６の面積が小さい場合を示している。また、図１５は、画像５４のエッジ５６の立ち上がりが急な場合を示す説明図であり、図１４の任意の水平断面（たとえば、Ｂ−Ｂ断面）の各画素に対する画像５４の輝度を示したものである。
【００６６】
このように、コントローラ７０は、画像５４のエッジ５６の立ち上がりが急であればあるほどボケが少ないと判定し、ピントが合っていると判定する。すなわち、ステップＳ２５では、この逐次計測された画像５４のエッジの５６立ち上がりが最も急な状態であるか否かを判断することで、焦点距離が最適に調整されたか否かを判断する。
【００６７】
そして、エッジの５６の立ち上がりが最も急な状態であり、画像５４のピントが合っていると判断されたならば（ステップＳ２５肯定）、焦点距離の調整が完了したので制御を終える。
【００６８】
一方、エッジの５６の立ち上がりが最も急な状態でなく、画像５４のピントが合っていないと判断されたならば（ステップＳ２５否定）、コントローラ７０は再び電源６０の出力電流を調整し（ステップＳ２１）、この制御をピントが合うまで続ける。以上のようにして、焦点距離を自動的に微調整することができる。
【００６９】
なお、撮像装置１０のデフォーカスＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の試験評価を行う場合には、つぎのような調整方法を行うことができる。ここで、デフォーカスＭＴＦとは、光学システムの特性を評価する指標のひとつであり、物体が持つコントラストをどの程度忠実に像として再現できるかを空間周波数特性として表現するものである。
【００７０】
たとえば、焦点位置をずらした時の光学性能を調べるために、グラフの横軸に焦点位置のずらし量をとり、縦軸にその光学結像性能をとって試験評価することができる。すなわち、このような場合は、光学ユニット２０と検知器３０との相対距離（連結部材４０の伸縮量）をある決まった量だけ微調整することが必要となるため、図１６に示すような調整方法を行う。ここで、図１６は、試験評価時等における連結部材４０の伸縮量調整方法を示すフローチャートである。
【００７１】
先ず、コントローラ７０は、予め記憶されている連結部材４０の伸縮量と温度データを示すデータマップ（たとえば、図３に示した表図）から、上記決まった量だけ微調整するための連結部材４０の適正温度を算出する（ステップＳ３１）。
【００７２】
そして、コントローラ７０は、電源６０の出力電流を調整し（ステップＳ３２）、連結部材４０のヒータ加熱量を調整するとともに、上記温度センサからの出力値を監視する。つぎに、この調整によって連結部材４０が上記適正温度になったか否かを判断する（ステップＳ３３）。
【００７３】
連結部材４０が上記適正温度になったならば（ステップＳ３３肯定）、連結部材４０の長さが上記データマップに則り変化する（ステップＳ３４）ので、光学ユニット２０と検知器３０との相対距離が要求値まで変化し（ステップＳ３５）、調整を完了する。
【００７４】
一方、連結部材４０が上記適正温度になっていないならば（ステップＳ３３否定）、再び電源６０の出力電流を調整し（ステップＳ３２）、この制御を上記適正温度になるまで続ける。以上のようにして、撮像装置１０のデフォーカスＭＴＦの試験評価を自動的に行うことができる。
【００７５】
以上のように、この実施例３に係る撮像装置１０によれば、作業者の手を煩わせることなく、焦点距離を自動的に微調整することができる。
【００７６】
なお、上記実施例３においては、コントローラ７０を上記実施例１の構成に付加した場合について説明したが、これに限定されず、たとえば、上記実施例２の構成に同様のコントローラ７０を付加することで、焦点距離の増減を自動的に微調整するように構成してもよい。
【実施例４】
【００７７】
図１７は、この発明の実施例４に係る撮像装置を示すブロック図である。本実施例４は、連結部材４０を光軸Ｋに対して一方の側の位置にのみ配設し、かつ、検知器３０が光軸Ｋと平行に変位するように規制するガイド部材３４を光軸Ｋに対して軸対称となる位置に１本ずつ配設したものである。
【００７８】
すなわち、検知器３０の各固定部３２に挿通させたガイド部材３４を、一対の検知器固定リブ１３，１３にそれぞれ設け、検知器３０がこのガイド部材３４に対して移動自在となるように構成したものである。その他の構成及び制御方法は、上記実施例１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００７９】
以上のように、この実施例４に係る撮像装置１０によれば、連結部材４０を光軸Ｋに対して一方の側の位置にのみ配設した場合であっても、検知器３０が光軸Ｋと平行に変位することができ、精度良く焦点距離を調整することができる。
【００８０】
なお、上記実施例４においては、ガイド部材３４を光軸Ｋの両側に平行に設けるものとして図示したが、これに限定されず、光軸Ｋに対して、連結部材４０を設けていない側にのみ設けてもよい。
【００８１】
また、要求される調整精度に応じて、このようなガイド部材３４を、上記実施例１〜３のいずれかの構成に付加してもよい。
【００８２】
また、上記実施例１〜４においては、本発明を撮像装置１０に適用する例について説明したが、これに限定されず、その他の光学装置（光学系）に適用してもよい。
【００８３】
また、上記実施例１〜４においては、温熱の付与手段として図示しないヒータ手段によって連結部材４０，４０ａ，４０ｂを加熱し膨張させるものとして説明したが、これに限定されず、冷熱の付与手段によって連結部材４０，４０ａ，４０ｂを冷却し収縮させることにより焦点距離を調整することもでき、上記と同様の効果を期待できる。たとえば、温熱及び冷熱の付与手段として、ペルチェ素子を用いてもよい。
【００８４】
（付記１）基台に固定され光線を集光する光学レンズ系と、
熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記基台に固定され、前記光学レンズ系によって集光された前記光線を結像位置で受光する受光手段と、
前記結像位置を確認する結像確認手段と、
を備え、
前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記受光手段を前記光学レンズ系の光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整するようにしたことを特徴とする光学系の焦点距離調整装置。
【００８５】
（付記２）前記連結部材は、前記光学レンズ系と前記受光手段の相対距離を増加させる相対距離増加用連結部材と、
前記相対距離を減少させる相対距離減少用連結部材と、
を備えてなることを特徴とする付記１に記載の光学系の焦点距離調整装置。
【００８６】
（付記３）光学窓を有し密閉された筐体内に固定され、光線を集光する光学レンズ系を有した光学ユニットと、
熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記筐体内に固定され、前記光学ユニットによって集光された前記光線を結像位置で撮像する検知器と、
前記検知器によって撮像された画像を表示するモニタと、
前記連結部材に前記熱源を付与する熱源付与手段と、
を備え、
前記熱源付与手段からの前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記検知器を前記光学ユニットの光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【００８７】
（付記４）基台に固定され光線を集光する光学レンズ系と、
熱源の付与により伸縮する連結部材を介して前記基台に固定され、前記光学レンズ系によって集光された前記光線を結像位置で受光する受光手段と、
前記結像位置を確認する結像確認手段と、
を備えた光学系の焦点距離調整方法であって、
前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記熱源の付与により前記連結部材を伸縮させ、前記受光手段を前記光学レンズ系の光軸方向に変位させることにより焦点距離を調整することを特徴とする光学系の焦点距離調整方法。
【００８８】
（付記５）前記光学レンズ系と前記受光手段の相対距離を増加させる相対距離増加用連結部材と、前記相対距離を減少させる相対距離減少用連結部材と、からなる連結部材を備えた光学系の焦点距離調整方法であって、
前記結像確認手段の前記結像位置に基づいて前記焦点距離が小さいと判断された場合には、前記相対距離増加用連結部材に前記熱源を付与して前記焦点距離を増加させる一方、
前記焦点距離が大きいと判断された場合には、前記相対距離減少用連結部材に前記熱源を付与して前記焦点距離を減少させることを特徴とする付記４に記載の光学系の焦点距離調整方法。
【００８９】
（付記６）前記モニタに表示される前記画像の鮮明度を判定する画像判定手段と、
前記画像判定手段の判定に基づいて前記熱源付与手段による熱源付与量を調整するコントローラと、
を更に備えたことを特徴とする付記３に記載の撮像装置。
【００９０】
（付記７）前記連結部材の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記コントローラは、前記温度検出手段の検出結果及び前記画像判定手段の判定に基づいて前記熱源付与手段による熱源付与量を調整することを特徴とする付記６に記載の撮像装置。
【００９１】
（付記８）前記連結部材は、周囲の構造部材とほぼ等しい熱膨張率を有することを特徴とする付記３、６、７のいずれか一つに記載の撮像装置。
【００９２】
（付記９）前記連結部材は、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる棒状部材にヒータ部材を埋め込んで、または巻き付けて形成されていることを特徴とする付記８に記載の撮像装置。
【００９３】
（付記１０）前記連結部材は、断熱部材を介して前記筐体及び前記検知器に固定されていることを特徴とする付記３、６〜９のいずれか一つに記載の撮像装置。
【００９４】
（付記１１）前記画像判定手段による前記画像の鮮明度は、前記画像の稜線の立ち上がり度合いに基づいて判定されることを特徴とする付記６に記載の撮像装置。
【００９５】
（付記１２）前記熱源は、温熱または冷熱であることを特徴とする付記３、６〜８のいずれか一つに記載の撮像装置。
【００９６】
（付記１３）前記連結部材は、前記光軸に対して軸対称となる位置に複数配設されていることを特徴とする付記１または２に記載の光学系の焦点距離調整装置。
【００９７】
（付記１４）前記連結部材は、前記光軸に対して一方の側の位置のみに配設されていることを特徴とする付記１または２に記載の光学系の焦点距離調整装置。
【００９８】
（付記１５）前記検知器を前記光軸と平行に変位するように規制するガイド部材を備えたことを特徴とする付記１３または１４に記載の光学系の焦点距離調整装置。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上のように、この発明に係る光学系の焦点距離調整装置及び焦点距離調整方法並びに撮像装置は、簡易な構成で焦点距離の調整を容易に行うことができる光学系に有用であり、特に、航空機等に搭載される撮像装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】この発明の実施例１に係る撮像装置を示すブロック図である。
【図２】連結部材の固定構造を示す断面図である。
【図３】連結部材の温度変化に対する伸び量の実験例を示す表図である。
【図４】焦点調整方法を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施例２に係る撮像装置を示すブロック図である。
【図６】焦点調整をしていない状態を示す説明図である。
【図７】光学ユニットと検知器との相対距離を増加させた状態を示す説明図である。
【図８】光学ユニットと検知器との相対距離を減少させた状態を示す説明図である。
【図９】検知器を連結部材で片持ちにした撮像装置を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施例３に係る撮像装置を示すブロック図である。
【図１１】焦点調整方法を示すフローチャートである。
【図１２】ボケが多い場合の画像を示す説明図である。
【図１３】画像のエッジの立ち上がりが緩やかな場合を示す説明図である。
【図１４】ボケが少ない場合の画像を示す説明図である。
【図１５】画像のエッジの立ち上がりが急な場合を示す説明図である。
【図１６】試験評価時等における連結部材の伸縮量調整方法を示すフローチャートである。
【図１７】この発明の実施例４に係る撮像装置を示すブロック図である。
【図１８】従来の撮像装置を示すブロック図である。
【図１９】従来の他の撮像装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  撮像装置
１１  筐体（基台）
１２  光学ユニット固定リブ（基台）
１３  検知器固定リブ（基台）
１６  光学窓
２０  光学ユニット（光学系）
２１  ユニット筐体
２２  レンズ（光学レンズ系）
２４  固定部
３０  検知器（光学系、受光手段）
３２  固定部
３４  ガイド部材
４０  連結部材
４０ａ  相対距離増加用連結部材
４０ｂ  相対距離減少用連結部材
４１  断熱部材
４２  ねじ
４４  接続部材
５０  モニタ（結像確認手段）
５２  モニタ画面
５４  画像
５６  エッジ
６０  電源（熱源付与手段）
６２  配線
７０  コントローラ
Ｋ  光軸
Ｌ、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２  光学ユニットと検知器との相対距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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