(57)【要約】【課題】優れた光学品質を備えた赤外線レンズユニット、及びそれを備えた赤外線カメラシステムを提供することを目的とする。【解決手段】本件発明に係る赤外線レンズユニットは、赤外線カメラ本体に取り付ける赤外線レンズユニットであって、当該赤外線レンズユニットは、レンズデータを記憶するデータメモリを備え、当該データメモリが記憶したデータ及び赤外線レンズユニット内の温度データを基に、撮像条件の制御を行うことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線カメラ本体に取り付ける赤外線レンズユニットであって、
当該赤外線レンズユニットは、レンズデータを記憶するデータメモリを備え、当該データメモリが記憶したデータを基に、撮像条件の制御を行うことを特徴とする赤外線レンズユニット。
【請求項２】
前記データメモリが記憶したレンズデータを基に、赤外線レンズユニット側の撮像条件の制御信号を送信するレンズ側通信手段を備える請求項１に記載の赤外線レンズユニット。
【請求項３】
前記データメモリが記憶したレンズデータを基に、赤外線カメラ本体の動作制御を行うための制御信号を当該赤外線カメラ本体に向けて送信し、当該赤外線カメラ本体の撮像動作制御を行うレンズ側通信手段を備える請求項１又は請求項２に記載の赤外線レンズユニット。
【請求項４】
前記レンズデータは、透過率に関するデータである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の赤外線レンズユニット。
【請求項５】
前記レンズデータは、鏡筒や光学系からの輻射熱に関するデータである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の赤外線レンズユニット。
【請求項６】
前記レンズデータは、焦点距離に関するデータである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の赤外線レンズユニット。
【請求項７】
前記赤外線レンズユニットは、鏡筒内部及び表面の温度を検出する温度検出器を備え、検出した温度データを、前記レンズデータと共に当該赤外線カメラ本体に向けて送信し、当該赤外線カメラ本体の撮像動作制御を行うレンズ側通信手段を備える請求項４〜請求項６のいずれかに記載の赤外線レンズユニット。
【請求項８】
前記温度データは、透過率、鏡筒や光学系からの輻射熱、及び焦点距離が撮影する画像に与える影響を補正するそれぞれの関数のパラメータの一つであることを特徴とする請求項７に記載の赤外線レンズユニット。
【請求項９】
前記温度データは、前記温度検出器による鏡筒内部及び／又は表面の検出時の温度と、前記赤外線カメラ本体の撮像動作制御時における赤外線カメラ本体の撮像レンズの温度とのずれを補正したずれ補正温度データであることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の赤外線レンズユニット。
【請求項１０】
前記赤外線カメラ本体と赤外線レンズユニットとを収容可能とするハウジングと、
当該赤外線レンズユニットの当該ハウジングへの装着状態を検出するハウジング装着検出手段とを備え、
当該ハウジング装着検出に基づき、前記ずれ補正温度データを変更する請求項９に記載の赤外線レンズユニット。
【請求項１１】
前記赤外線カメラ本体は、加熱手段を備え、
当該加熱手段による前記赤外線カメラ本体の加熱使用時に、前記ずれ補正温度データを変更する請求項９又は請求項１０のいずれかに記載の赤外線レンズユニット。
【請求項１２】
前記レンズデータは、撮像画像の振れを光学的に補正する像振れ補正機構による像移動量に関するデータである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の赤外線レンズユニット。
【請求項１３】
前記赤外線カメラ本体と赤外線レンズユニットとを収容可能とするハウジングと、
当該赤外線レンズユニットの当該ハウジングへの装着状態を検出するハウジング装着検出手段とを備え、
当該ハウジング装着検出に基づき、前記像振れ補正機構による像移動量に関するデータを変更することを特徴とする請求項１２に記載の赤外線レンズユニット。
【請求項１４】
前記赤外線カメラ本体と着脱自在とした交換レンズ型の請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の赤外線レンズユニット。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の赤外線レンズユニットを備えた赤外線カメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、赤外線レンズユニット、及びそれを備えた赤外線カメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、赤外線カメラは、赤外線検知素子の感度のバラツキに起因する赤外線感知誤差が生じてしまうため、撮像画像の補正が必要とされてきた。従って、赤外線カメラの多くは、特許文献１の特開２００５−２３６５５０号公報「赤外線カメラ」に記載されているように、オフセット補正を行うためにシャッターを閉じ、オフセットデータを取得して補正データの更新を行っている。そして、予め取得した感度補正データを赤外線カメラ本体内部のメモリに格納し、そのデータに基づいて撮像画像の補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３６５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した特許文献１の赤外線カメラは、撮像時において、鏡筒や光学系からの輻射熱が感度補正データ取得時の輻射熱と異なる環境となった場合、予め取得した感度補正データに基づいて撮像画像の補正を行ったとしても、十分な補正効果を得ることが出来ない。ちなみに、上述した環境の変化は、赤外線検知素子の感度の経年変化や鏡筒内で起こる迷光等によって起こるものである。すなわち、赤外線カメラにおいては、例え補正データを更新したとしても、当該環境の変化が起こり得る。以上のことから、赤外線カメラにおいては、高鮮度の画像を得るために、感度補正データ取得時の環境と撮像時の環境とをいかに同じ状態にするかについて検討されてきた。
【０００５】
本件発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、カメラの置かれる環境に左右されず、高鮮度の画像を得ることが出来る赤外線カメラシステム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】
【０００６】
そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、上述した課題を解決するために以下のような赤外線レンズユニットを採用した。
【０００７】
本件発明に係る赤外線レンズユニット：  赤外線カメラ本体に取り付ける赤外線レンズユニットであって、当該赤外線レンズユニットは、レンズデータを記憶するデータメモリを備え、当該データメモリが記憶したデータを基に、撮像条件の制御を行うことを特徴としている。
【０００８】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記データメモリが記憶したレンズデータを基に、赤外線レンズユニット側の撮像条件の制御信号を送信するレンズ側通信手段を備えることが好ましい。
【０００９】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記データメモリが記憶したレンズデータを基に、赤外線カメラ本体の動作制御を行うための制御信号を当該赤外線カメラ本体に向けて送信し、当該赤外線カメラ本体の撮像動作制御を行うレンズ側通信手段を備えたことが好ましい。
【００１０】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記レンズデータは、透過率に関するデータであることが好ましい。
【００１１】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記レンズデータは、鏡筒や光学系からの輻射熱に関するデータであることが好ましい。
【００１２】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記レンズデータは、焦点距離に関するデータであることが好ましい。
【００１３】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットは、鏡筒内部及び表面の温度を検出する温度検出器を備え、検出した温度データを、前記レンズデータと共に当該赤外線カメラ本体に向けて送信し、当該赤外線カメラ本体の撮像動作制御を行うレンズ側通信手段を備えることが好ましい。
【００１４】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記温度データは、透過率、鏡筒や光学系からの輻射熱、及び焦点距離が撮影する画像に与える影響を補正するそれぞれの関数のパラメータの一つであることが好ましい。
【００１５】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記温度データは、前記温度検出器による鏡筒内部及び／又は表面の検出時の温度と、前記赤外線カメラ本体の撮像動作制御時における赤外線カメラ本体の撮像レンズの温度とのずれを補正するずれ補正温度データであることが好ましい。
【００１６】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記赤外線カメラ本体と赤外線レンズユニットとを収容可能とするハウジングと、当該赤外線レンズユニットの当該ハウジングへの装着状態を検出するハウジング装着検出手段とを備え、当該ハウジング装着検出に基づき、前記ずれ補正温度データを変更することが好ましい。
【００１７】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記赤外線カメラ本体は、加熱手段を備え、当該加熱手段による前記赤外線カメラ本体の加熱使用時に、前記ずれ補正温度データを変更することが好ましい。
【００１８】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記レンズデータは、撮像画像の振れを光学的に補正する機構による像移動量に関するデータであることが好ましい。
【００１９】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、前記赤外線カメラ本体と赤外線レンズユニットとを収容可能とするハウジングと、当該赤外線レンズユニットの当該ハウジングへの装着状態を検出するハウジング装着検出手段とを備え、当該ハウジング装着検出に基づき、前記像振れ補正機構による像移動量に関するデータを変更することが好ましい。
【００２０】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニットは、前記赤外線カメラ本体と着脱自在とした交換レンズ型であることが好ましい。
【００２１】
本件発明に係る赤外線カメラシステム：  本件発明の赤外線カメラシステムは、前記赤外線レンズユニットを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本件発明に係る赤外線レンズユニットによれば、当該赤外線レンズユニット自身にレンズデータを持たせることで、カメラの置かれる環境に左右されず、高鮮度の画像を得ることが出来る赤外線カメラシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本件発明に係る赤外線レンズユニットと赤外線カメラ本体との関係を例示した構成図である。
【図２】本件発明の一実施例に係る赤外線カメラシステムの概略構成を示す説明図である。
【図３】本件発明の別の実施例に係る赤外線カメラシステムの概略構成を示す説明図である。
【図４】本件発明の一実施例に係る赤外線レンズユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）は、本件発明に係る赤外線カメラシステムに用いるケーブルを例示した図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示した矢視Ａのコネクタに備わるピンの形状及び配列を例示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本件発明に係る赤外線カメラシステムに関して、一実施の形態を図を用いて説明していく。
【００２５】
本件発明に係る赤外線レンズユニット：  図１は、本件発明に係る赤外線レンズユニットと赤外線カメラ本体との関係を例示した構成図である。図１に示すように、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、赤外線カメラ本体（カメラモジュール）５０に取り付けて用いられるものである。そして、当該赤外線レンズユニット１は、鮮明な撮像画像を得るために必要なレンズデータを記憶するデータメモリ（不図示）を備え、当該データメモリが記憶したレンズデータを基に、撮像条件の制御を行うことを特徴とするものである。すなわち、本件発明に係る赤外線レンズユニット１によれば、当該赤外線レンズユニット１自身が、レンズデータの記憶機能、及び、赤外線レンズユニット１の駆動条件の制御指令機能を有することで、従来のように赤外線カメラ本体側にこれら機能を有するものに比較して、よりスピーディに鏡筒内の環境の変化に対応することが可能となる。ちなみに、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、中赤外線領域及び遠赤外線領域の赤外線を感知することが可能な赤外線カメラに採用されるものであるため、スピーディに鏡筒内の環境の変化に対応出来なければ撮像品質に悪影響を及ぼすこととなる。
【００２６】
なお、図１には、赤外線レンズユニット１に、補正用シャッターユニット２、ズームレンズ３、フォーカスレンズ４、像振れ補正機構（ＶＣ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）５が組み込まれているものを示している。そして、カメラモジュール５０には、撮像素子（イメージセンサー）５１が組み込まれているものを示している。本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、データメモリに記憶されたレンズデータを基に、これらレンズユニット１内に組み込まれる部品の制御を行うことが出来る。
【００２７】
図２は、本件発明の一実施例に係る赤外線カメラシステムの概略構成を示す説明図である。図中、１は赤外線レンズユニット、２は赤外線レンズユニット１に設けられる補正用シャッターユニット、１２はカメラモジュール５０に設けられる補正用シャッターユニット、３はズームレンズ、４はフォーカスレンズ、５は像振れ補正機構（ＶＣ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）、６は赤外線レンズユニット１鏡筒内部及び／又は表面に配され、当該赤外線レンズユニット１の鏡筒内部及び／又は表面の赤外線エネルギーを検知して信号に変換する温度測定部（温度検出器）、７は補正用シャッターユニット２の開閉手段の駆動装置、８はズームレンズ３の位置調整手段の駆動装置、９はフォーカスレンズ４の位置調整手段の駆動装置、１０は像振れ補正機構５の駆動装置、１１は補正用シャッターユニット１２の開閉手段の駆動装置、２０はレンズコントロール機構、２１はジャイロユニット、３０はカメラモジュール５０から出力される輝度信号をビデオ信号に変換するカメラコントロール機構、４０は赤外線カメラシステムのシステム全体を制御するためのシステムコントロール機構、４１はシステムコントロール機構４０から出力されるビデオ信号を映像表示するディスプレイ、４２はパネルスイッチ、４３はＩＰネットワーク、５０は放射赤外線光束を撮像素子に受光させた後に画像データを生成・記録するカメラモジュール、５１は撮像素子（イメージセンサー）である。
【００２８】
レンズコントロール機構２０には、温度測定部６と、ジャイロユニット２１が接続されると共に、レンズ側通信手段を介して各駆動装置７〜１０と、システムコントロール機構４０が接続される。また、システムコントロール機構４０は、補正用シャッターユニット１２の駆動装置１１が接続されると共に、カメラコントロール機構３０に接続され、データやビデオ信号を相互に送受信可能とする。更に、このシステムコントロール機構４０は、ＩＰネットワーク４３と相互にデータや各種信号を送受信可能とする。
【００２９】
これにより、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、レンズコントロール機構２０により赤外線レンズユニット１の内部及び／又は表面に配される温度測定部６が検出データに基づき、補正用シャッターユニット２の開閉手段、ズームレンズ３の位置調整手段、フォーカスレンズ４の位置調整手段、像振れ補正機構５をそれぞれ直接駆動させることが出来る。
【００３０】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１のレンズコントロール機構２０は、レンズ側通信手段を介して、データメモリが記憶したレンズデータを基に、赤外線レンズユニット１側の撮像条件の制御信号をレンズユニット１内に組み込まれる各部品、すなわち、補正用シャッターユニット２、１２、ズームレンズ３、フォーカスレンズ４、像振れ補正機構５に送信する。
【００３１】
ここで、本件発明に係る赤外線レンズユニット１が取り付けられる赤外線カメラ本体５０は、対象物体からの赤外線を撮像する際、対象物体から放射される赤外線と同時に補正用シャッターユニット２、１２からの赤外線も検知する。そのため、所定の間隔毎に一時的に（例えば１秒間などの一定期間）各補正用シャッターユニット２、１２を閉鎖して、補正用シャッターユニット２、１２の表面からの赤外線も検知することで、レファレンス温度を取得することが出来る。
【００３２】
そして、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、レファレンス温度取得動作で得られたレファレンス温度に対して温度測定部６が検出した実際の赤外線レンズユニット１の内部及び／又は表面の各温度データ毎に、適切なレンズデータ（感度補正データ）のテーブルを図示せぬデータメモリに記憶している。赤外線レンズユニット１のレンズコントロール機構２０は、この感度補正データに基づいて各駆動装置の操作量を必要に応じて演算処理して取得する。その後、当該レンズコントロール機構２０は、備わるレンズ側通信手段によって、レンズユニット１内に組み込まれる部品の制御を行うための制御信号をシステムコントロール機構４０や、当該システムコントロール機構４０を介してカメラコントロール機構３０に送信することが可能となる。
【００３３】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、赤外線カメラ本体５０と着脱可能なものであるが、当該レンズユニット１のレンズコントロール機構２０と赤外線カメラ本体５０のシステムコントロール機構４０とのデータ信号のやりとりは、双方に備わるマウント同士を電気的に接続することによっても可能となる。このマウントには、例えばバヨネット爪が形成されることで、赤外線カメラ本体５０に対しレンズユニット１の着脱が自在に行えるようになる。
【００３４】
そのため、上述した制御信号の送信に加えて、レンズコントロール機構２０は、データメモリが記憶したレンズデータ（感度補正データ）を基に、赤外線カメラ本体５０の動作制御を行うための制御信号を赤外線カメラ本体５０のシステムコントロール機構４０に向けてレンズ側通信手段を介して送信する。これにより、当該システムコントロール機構４０およびこれと通信可能に接続されるカメラコントロール機構３０は、感度補正データに基づいた赤外線カメラ本体５０の撮像動作制御を行うことができる。
【００３５】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１のレンズコントロール機構２０は、上述したように、レファレンス温度取得動作で得られたレファレンス温度と、温度測定部６が計測した実際の赤外線レンズユニット１の内部及び／又は表面の温度データとを取得し、これら温度データを図示せぬデータメモリのテーブルと照合して、レファレンス温度毎に保有された実際の検出温度データに対するレンズデータ（感度補正データ）を取得し、このレンズデータに基づいて各駆動装置の操作量の演算処理を必要に応じて行う。その後、当該レンズユニット１は、備わるレンズ側通信手段によって、赤外線カメラ本体５０の動作制御を行うための制御信号を赤外線カメラ本体５０のシステムコントロール機構４０に向けて送信する。このように、本件発明に係る赤外線レンズユニット１によれば、当該制御信号に従って赤外線カメラ本体側のシステムコントロール機構４０やカメラコントロール機構３０によって、赤外線カメラ本体５０側の各動作部品に対して適切な動作が行われる。
【００３６】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１において、レンズデータは、透過率に関するデータであることが好ましい。
【００３７】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、感度補正データを取得するにあたって、レンズデータが、透過率に関するデータであることで、鏡筒内の温度（輝度）変化に対して正確なレンズデータを取得することが出来るようになる。これは、温度（輝度）変化が生じると、レンズの透過率に変化が生じる現象を利用したものである。ちなみに、全ての物体は物体の温度と放射率に応じて赤外線を放射しており、その他は反射か透過となる。そして、放射、反射、透過に関しては、「１＝放射率＋反射率＋透過率」の式が成立する。従って、赤外線レンズユニット１内に入射した赤外線量を放射率で割り、反射及び透過分を差し引き、温度換算することで、温度データを得ることが出来る。これ以外にも、予めレファレンス温度毎に測定（撮影）した条件に対して、実際の赤外線レンズユニット１の内部及び／又は表面の温度を変化させることによって、どの程度、透過率が変化するかを実験により取得して、データメモリのテーブルに、各条件に応じたレンズデータ（感度補正データ）として保有してもよい。
【００３８】
なお、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、感度補正データを取得するにあたって、鏡筒内の温度（輝度）変化に対して正確なレンズデータを取得可能であれば、透過率に関するデータ以外であっても採用することが出来る。例えば、本件発明に係る赤外線レンズユニット１が受信するレンズデータとして、例えば、射出瞳、周辺光量、鏡筒内部温度のデータを用いることが出来る。
【００３９】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１において、レンズデータは、鏡筒や光学系からの輻射熱に関するデータであることが好ましい。
【００４０】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、感度補正データを取得するにあたって、レンズデータが、鏡筒や光学系からの輻射熱に関するデータであることで、鏡筒内の温度変化に対して正確なレンズデータを取得出来ると共に、撮像画像の補正を行うに際し十分な補正効果を得ることが出来ることとなる。その結果、本件発明に係る赤外線レンズユニット１によれば、対象物体の位置移動及び判別の正確性を向上させることが可能となる。
【００４１】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１において、レンズデータは、焦点距離に関するデータであることが好ましい。
【００４２】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、感度補正データを取得するにあたって、レンズデータが、焦点距離に関するデータであることで、ズームレンズ３及びフォーカスレンズ４の正確な位置を把握し、正確な制御動作を行うことが出来ることとなる。なお、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、感度補正データを取得するにあたって、鏡筒内のレンズ位置に対して正確なレンズデータを取得可能であれば、焦点距離に関するデータ以外であっても採用することが出来る。例えば、本件発明に係る赤外線レンズユニット１が受信するレンズデータとして、Ｆ値や、レンズ駆動量等のデータを用いることが出来る。また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、より正確なオートフォーカス動作を行うにあたって、例えば、コントラスト評価値、センサー画素数、センサー応答性に関するデータを用いることが出来る。
【００４３】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、鏡筒内部及び表面の温度を検出する温度測定部（温度検出器）６を備え、検出した温度データを、レンズデータと共に赤外線カメラ本体５０に向けて送信し、当該赤外線カメラ本体５０の撮像動作制御を行うレンズ側通信手段を備えることが好ましい。
【００４４】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、鏡筒内部及び表面の温度を検出する温度測定部（温度検出器）を備え、検出した温度データを、レンズデータと共に赤外線カメラ本体に向けて送信しするレンズ側通信手段を備えることで、感度補正データ取得時の環境と撮像時の環境とをより近似させることが出来る。その結果、本件発明に係る赤外線レンズユニット１によれば、赤外線カメラ本体の撮像動作制御の正確性をより向上させることが出来、赤外線カメラ本体側からの各動作部品に対する動作制御もより適切に行われるようになる。
【００４５】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１において、検出した温度データは、透過率、鏡筒や光学系からの輻射熱、及び焦点距離が撮影する画像に与える影響を補正するそれぞれの関数のパラメータの一つであることが好ましい。
【００４６】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１において、検出した温度データを、上述した要因が撮影する画像に与える影響を補正するそれぞれの関数のパラメータの一つとすることによって、赤外線カメラ本体の撮像動作制御の自動化を実現出来、また、レンズデータ精度の向上及び安定化を図ることが出来ることとなる。
【００４７】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１において、検出した温度データは、温度測定部６による鏡筒内部及び／又は表面の検出時の温度と、赤外線カメラ本体の撮像動作制御時における赤外線カメラ本体（撮像レンズ）の温度との温度伝達遅れを補正したずれ補正温度データとすることがより好ましい。
【００４８】
温度測定部６を赤外線カメラ本体の撮像レンズ、例えば、ズームレンズ３、フォーカスレンズ４、像振れ補正機構５に搭載された各レンズの有効部自体に設けて、当該撮像レンズ温度を直接検出することができない。そのため、温度測定部６によって検出される鏡筒内部及び／又は表面の温度データは、当該温度測定部６が設けられる箇所とは物理的に離間した位置にある赤外線カメラ本体の撮像レンズの温度とは、ずれが生じる。
【００４９】
この温度のずれは、カメラを使用する環境の温度変化やカメラ自体の発熱量の変化によって、温度測定部６により検出された温度データと、実際の鏡筒内部の温度や赤外線レンズユニット１の光学部品の温度との間において生じる時間的な温度伝達遅れにより生じる。
【００５０】
そこで、温度測定部６による温度検出動作時の鏡筒内部及び／又は表面と、赤外線カメラ本体５０の撮像動作制御時における当該赤外線カメラ本体５０の撮像レンズとの温度伝達遅れ（温度ずれ）を補正したずれ補正温度データを検出した温度データとして用いてもよい。
【００５１】
具体的なずれ補正温度データの演算方法の一例を以下に説明する。温度の測定周期ｔｓ毎に温度測定部６により検出される鏡筒内部及び／又は表面の温度Ｔｓと、赤外線カメラ本体の撮像レンズの推定温度Ｔｅとの関係は、測定周期ｔｅ毎に、以下の式により算出される。
（式）  Ｔｅ＝Ｔｅ１＋ｋｔ（Ｔｓ−Ｔｅ１）
ここで、ｋｔは温度伝達特性を示す係数であり、測定周期Ｔｓとの組み合わせによって、温度伝達遅れを近似することが可能となる。また、Ｔｅ１は前回のサンプリング時に算出された推定温度の値を示す。なお、ここで、用いられる温度伝達係数ｋｔと、測定周期ｔｓとは、予め行われる実験に基づいて決定することが望ましい。
【００５２】
そして、これら温度伝達係数ｋｔと測定周期ｔｓに関するデータは、ずれ補正温度データの算出に用いるデータとして、予め赤外線レンズユニット１のデータメモリに記憶しておく。これにより、赤外線レンズユニット１は、温度測定部６が検出した実際の赤外線レンズユニット１の内部及び／又は表面の温度データに基づいて赤外線カメラ本体５０の撮像レンズの推定温度Ｔｅを算出し、ずれ温度補正データとして当該撮像レンズの推定温度Ｔｅを赤外線カメラ本体５０に送信する。
【００５３】
このように温度測定部６によって検出された鏡筒内部及び／又は表面の温度と、赤外線カメラ本体の撮像動作制御時点における赤外線カメラ本体の温度との温度伝達遅れ（温度ずれ）を適切に修正し、制御対象となる赤外線カメラ本体の撮像レンズの温度に近似した温度をずれ温度補正データとして赤外線カメラ本体５０に送信することが可能となるため、より実際の赤外線カメラ本体の撮像レンズの温度に近似した温度に基づいて、赤外線カメラ本体５０のシステムコントロール機構４０がカメラ本体５０の各部品の制御を行うことが可能となる。そのため、レンズの保持機構が熱伝達効率の低い材料にて構成された場合であっても、温度測定部を設けることができない赤外線カメラの撮像レンズの温度を適切に推定して制御を行うことができる。
【００５４】
なお、ここでは、レンズユニット１のレンズコントロール機構２０により撮像レンズの推定温度Ｔｅを算出し、ずれ温度補正データとしてシステムコントロール機構４０に送信することとしているが、これに限定されるものではなく、温度伝達係数ｋｔと測定周期ｔｓに関するデータをシステムコントロール機構４０の記憶手段に記憶しておき、当該システムコントロール機構４０が直接撮像レンズの推定温度Ｔｅを算出してもよい。この場合、撮像レンズの温度変化による各レンズの位置変化や、温度測定部６が設けられる鏡筒を含む熱輻射量の変化等によっても、システムコントロール機構４０にて算出される撮像レンズの推定温度Ｔｅと、レンズコントロール機構２０にて算出される撮像レンズの推定温度Ｔｅとが異なる場合があるため、それぞれにおいて算出して取得することが望ましい。
【００５５】
また、上述した測定周期Ｔｓを演算の周期としても、実際の測定の周期とは異なる周期で演算を行ってもよい。更にまた、演算に用いる鏡筒内部及び／又は表面の温度Ｔｓは、演算周期の度に得られるものを用いても、予め複数回測定された値の平均値を採用してもいずれであってもよいものとする。
【００５６】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、赤外線カメラ本体５０が取り付けられた状態で、ハウジング９０内に収容可能とされる。ハウジング９０は、特に、赤外線レンズユニット１と赤外線カメラ本体５０によって構成される赤外線カメラシステムを屋外等において使用する場合において、塵埃がレンズユニット１内やカメラ本体５０内に進入することを防止できる。
【００５７】
赤外線レンズユニット１は、赤外線カメラ本体５０が取り付けられた状態の赤外線レンズユニットがこのハウジング９０内に収容されたか、すなわち、ハウジング９０が装着されたか否かを検出するハウジングセンサ（ハウジング装着検出手段）９１を備える。
【００５８】
ここで、ハウジング９０が赤外線カメラシステムに装着された場合には、レンズ等の各部品の周囲温度が急激に変化し難く、ハウジング９０が装着されていない場合には、外部の環境変化に著しく影響を受けやすくなる。
【００５９】
そのため、ハウジング９０が装着されたことをハウジングセンサ９１が検出した場合には、当該検出に基づいて、レンズコントロール機構２０は、上述した如きずれ補正温度データの演算式における温度伝達係数ｋｔを温度測定部６により検出される鏡筒内部及び／又は表面の温度Ｔｓをそのまま反映した、１に近い値に設定する。また、このときの温度測定周期ｔｓは、標準の周期を採用する。これにより、温度誤差の収束時における誤差を小さくすることができる。
【００６０】
他方、ハウジング９０が装着されていないことをハウジングセンサ９１が検出した場合には、当該検出に基づいて、レンズコントロール機構２０は、上述した如きずれ補正温度データの演算式における温度伝達係数ｋｔを温度収束時の誤差よりも温度変動時の誤差を小さくする方向に設定する。すなわち、温度伝達係数ｋｔをハウジング装着時よりも小さい値に設定する。そして、このときの温度測定周期ｔｓは、標準の周期よりも短い周期を採用する。これにより、赤外線カメラシステムを持ち運び可能な装置として室内から室外へと移動して使用した場合であっても、大きな温度差の環境間の移動による誤差を極力小さく抑えることができる。
【００６１】
尚、本実施の形態では、ハウジングセンサ９１によって、ハウジング９０の装着状態を検出可能な構成としているが、これに限定されるものではなく、別途、ディップスイッチなどによってハウジング９０の装着有無を入力可能としてもよい。
【００６２】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１に取り付けられる赤外線カメラ本体５０は、レンズユニット及びカメラ本体５０の温度を一定の温度範囲に維持するためのヒータ（加熱手段）５２を備える。このヒータ５２の通電制御は、赤外線レンズユニット１の鏡筒内部及び／又は表面の温度を検出する温度測定部６にて測定された温度に基づいて、所定の下限値に達すると通電した加熱使用とし、当該下限値よりも所定温度高い所定の上限値に達すると非通電とする加熱非使用とする。尚、当該ヒータ５２の通電制御はこれに限定されるものではなく、任意にヒータスイッチを入力することにより行っても良い。
【００６３】
ここで、ヒータ５２に通電する加熱使用時では、ヒータを使用しない加熱非使用時と異なり、大気を通しての熱変化とは異なる温度分布が生じる。そこで、ヒータ５２による加熱使用時では、レンズコントロール機構２０は、上述した如きずれ補正温度データの演算式における温度伝達係数ｋｔと、温度測定周期ｔｓとを、予め加熱使用条件での実験によって得られた最適な温度伝達係数ｋｔｈと、温度測定周期ｔｓｈを採用する。これにより、ヒータ５２の使用条件での温度伝達遅れ状況に応じてずれ補正温度データを変更することができ、加熱使用時であっても、制御対象となる赤外線カメラ本体の撮像レンズの温度に近似した温度に対応させて、赤外線カメラ本体５０のシステムコントロール機構４０がカメラ本体５０の各部品の制御を行うことが可能となる。
【００６４】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１において、レンズデータは、撮像画像の振れを光学的に補正する機構による像移動量に関するデータであることが好ましい。
【００６５】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、受信するレンズデータが、撮像画像の振れを光学的に補正する機構による像移動量に関するデータであることで、像振れ補正機構の位置（補正レンズの位置）を正確に把握することが出来、より高鮮度の撮像画像を得ることが出来ることとなる。ちなみに、当該像振れ補正機構には、例えば本件出願人が先に提供した特開２００４−３６２９２４号に開示の「アクチュエーター及びそれを備えたレンズユニット及びカメラ」におけるＶＣ（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）方式を用いることが出来る。なお、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、鏡筒内の当該像振れ補正機構の位置に対して正確なレンズデータを取得可能であれば、当該像振れ補正機構による像移動量に関するデータ以外であっても採用することが出来る。例えば、本件発明に係る赤外線レンズユニット１が受信するレンズデータとして、例えば、当該像振れ補正機構のＯＮ／ＯＦＦ、応答特性、画素補間等のタイミングに関するデータを用いることが出来る。
【００６６】
この際、赤外線レンズユニット１がハウジング９０内に収容された場合は、静置状態で使用され、ハウジング９０がはずされた状態では、持ち運び可能な状態で使用されるため、その使用態様が異なる。そこで、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、ハウジング９０が装着された場合のカメラ本体５０の当該像振れ補正機構による像移動量に関するデータと、ハウジング９０が装着されていない場合のカメラ本体５０の当該像振れ補正機構による像移動量に関するデータとを予め実験的に取得し、レンズコントロール機構２０のデータメモリに記憶しておく。
【００６７】
そして、ハウジング９０が装着されたことをハウジングセンサ９１が検出した場合には、当該検出に基づきレンズコントロール機構２０は、ハウジング装着時の像移動量に関するデータに基づいて像振れ補正機構による撮像画像の振れを光学的に補正する。他方、ハウジング９０がはずされたことをハウジングセンサ９１が検出した場合には、当該検出に基づきレンズコントロール機構２０は、ハウジング非装着時の像移動量に関するデータに基づいて像振れ補正機構による撮像画像の振れを光学的に補正する。これにより、より正確に、像振れ補正機構の位置（補正レンズの位置）を把握することが出来、状況に応じたより高鮮度の撮像画像を得ることが出来ることとなる。
【００６８】
以上のように、本件発明に係る赤外線レンズユニット１が記憶・送信するデータ信号には、温度（輝度）測定に関するデータ、ズームレンズ３及びフォーカスレンズ４の位置に関するデータ、オートフォーカス動作に関するデータ、撮像画像の振れを光学的に補正する機構の位置に関するデータ等が挙げられる。なお、これらのデータは、現時点において赤外線カメラの撮像品質を維持する上で必要な要素として列挙したものであり、本件発明に係る赤外線レンズユニット１が取得するレンズデータはこれらに限定されるものではない。
【００６９】
また、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、赤外線カメラ本体と着脱自在とした交換レンズ型であることが好ましい。
【００７０】
本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、赤外線カメラ本体と着脱自在とした交換レンズ型であることで、従来カメラへの対応も可能となる。従って、当該レンズユニット１の交換のみで、高品質な赤外線カメラを提供可能となる。
【００７１】
図３は、本件発明の別の実施例に係る赤外線カメラシステムの概略構成を示す説明図である。図３には、従来カメラに本件発明に係るレンズユニット１を取り付けた場合のカメラシステムを示している。図中、１は赤外線レンズユニット、２は赤外線レンズユニット１に設けられる補正用シャッターユニット、１２はカメラモジュール５０に設けられる補正用シャッターユニット、３はズームレンズ、４はフォーカスレンズ、５は像振れ補正機構（ＶＣ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）、６、１３は赤外線レンズユニット１の鏡筒内部及び/又は表面に配され、当該赤外線レンズユニット１の鏡筒内部及び/又は鏡筒表面のそれぞれ異なる箇所における赤外線エネルギーを検知して信号に変換する温度測定部、８はズームレンズ３の駆動装置、９はフォーカスレンズ４の駆動装置、１０は像振れ補正機構５の駆動装置、１４は補正用シャッターユニット２、１２の駆動装置、２０はレンズコントロール機構、２１はジャイロユニット、３０はカメラモジュール５０から出力される輝度信号をビデオ信号に変換するカメラコントロール機構、５０は放射赤外線光束を撮像素子に受光させた後に画像データを生成・記録するカメラモジュール、５１は撮像素子（イメージセンサー）、６０は赤外線カメラシステムのシステム全体を制御するためのエクスターナルコントロール機構、６１はパネルスイッチ、６２はＩＰネットワーク、７０はオートフォーカスコントロール機構である。
【００７２】
レンズコントロール機構２０には、温度測定部６と、ジャイロユニット２１が接続されると共に、レンズ側通信手段を介して各駆動装置８〜１０が接続される。また、カメラコントロール機構３０は、各補正用シャッターユニット２、１２の駆動装置１４が接続されると共に、エクスターナルコントロール機構６０に接続され、データや各種信号を相互に送受信する。更に、カメラコントロール機構３０は、オートフォーカスコントロール機構７０に接続され、ビデオ信号を送信可能とする。更に、エクスターナルコントロール機構６０は、ＩＰネットワーク６２と相互にデータや各種信号を送受信可能とする。
【００７３】
図３に示すように、本件発明に係る赤外線レンズユニット１は、レンズコントロール機構２０により赤外線レンズユニット１の内部に配される温度測定部６、１３が計測した数値データに基づき、ズームレンズ３、フォーカスレンズ４、像振れ補正機構５をそれぞれ直接駆動させることが出来る。
【００７４】
次に、本件発明に係る赤外線レンズユニットにおいて、より具体的な内容を述べていく。
【００７５】
［赤外線レンズユニットのレンズデータの持たせ方］
本件発明に係る赤外線レンズユニット１のレンズコントロール機構２０には、実行するプログラム等の各種情報の読み出し及び／又は書き込みが可能となるように、例えば１６Ｍビットのメモリを２つ設けることが出来る。また、当該レンズコントロール機構２０には、撮像品質を向上させるための各種パラメータに関するデータを一時的に記憶するために、例えば１２８Ｍビットのメモリを２つ設けることが出来る。また、当該レンズコントロール機構２０に赤外線熱画像を一時的に記憶させる場合に、例えば８ビット・２５６階調の画像データを記憶するように設定することが可能である。このときに、画質の精度を向上させるために、ビット数を、例えば１６ビットや３２ビットに増やすことも可能である。なお、以上に述べた本件発明に係る赤外線レンズユニット１におけるレンズデータの持たせ方はあくまで一例であり、設計に応じて自由なデータの持たせ方をすることが出来る。
【００７６】
［赤外線レンズユニットの通信方法］
本件発明に係る赤外線レンズユニット１において、レンズユニット１内部、又は赤外線カメラ本体側とのデータの送受信は、データ出力信号、データ入力信号、クロック信号の３本の信号で通信を行う、シリアル３線からなるケーブルを用いることが出来る。なお、図５には、本件発明に係る赤外線レンズユニット１がデータ送受信の際に用いるケーブルを例示する。図５において、ケーブル８０は両端に二つのコネクター８１、８２を備えている。また、図５に示すケーブルコネクター８２の各ピンの配置及び機能に関しては、表１に示す。図５及び表１に示すケーブルは、取り扱い性に優れ、ノイズが生じ難い構造であるため、当該ケーブルを用いてデータのやり取りを行うことで高品質の赤外線カメラを提供可能となる。
【００７７】
【表１】
2012189987.tif 000003
【００７８】
［赤外線レンズユニットの処理手順］
図４は、本件発明の一実施例に係る赤外線レンズユニットの処理手順を示した説明図である。次に、図４を用いて、本件発明に係るレンズユニットの変動要因に対する、伝送されるデータ内容、及び制御動作の関係について説明する。なお、赤外線レンズユニット１のデータメモリには、実験に基づいて取得される各レファレンス温度毎の赤外線レンズユニット１の鏡筒内部及び／又は表面の温度データに対するレンズデータ（感度補正データ）が、予め記憶されている。
【００７９】
ズーム位置の変動に関しては、まず、伝送されるデータ内容として、ズームレンズの補正量を算出する（ステップＳ０１）。次に、ステップＳ０１から伝送されたデータに基づき、周辺光量の低減率を算出する（ステップＳ０７）。次に、ステップＳ０７から伝送されたデータに基づき、像位置に対する温度補正量を算出する（ステップＳ１０）。そして、制御動作として、温度表示画像が生成される（ステップＳ１３）。
【００８０】
フォーカス位置の変動に関しては、「まず、伝送されるデータ内容として、フォーカスレンズの補正量を算出する（ステップＳ０２）。次に、ステップＳ０２から伝送されたデータに基づき、周辺光量の低減率を算出する（ステップＳ０７）。次に、ステップＳ０７から伝送されたデータに基づき、像位置に対する温度補正量を算出する（ステップＳ１０）。そして、制御動作として、温度表示画像が生成される（ステップＳ１３）。」又は、「まず、伝送されるデータ内容として、オートフォーカススキャン処理を行う（ステップＳ０８）。そして、制御動作として、フォーカスレンズの駆動を行う（ステップＳ１５）。」なお、オートフォーカススキャン処理を行うにあたって、フォーカスレンズの絶対位置、及び正しい同期タイミングを検出することが出来る。
【００８１】
レンズ温度センサーの変動に関しては、まず、伝送されるデータ内容として、ズームレンズ又はフォーカスレンズの補正量を算出する（ステップＳ０１又はステップＳ０２）。次に、ステップＳ０１又はステップＳ０２から伝送されたデータに基づき、周辺光量の低減率を算出する（ステップＳ０７）。次に、ステップＳ０７から伝送されたデータに基づき、像位置に対する温度補正を行う（ステップＳ１０）。そして、制御動作として、温度表示画像が生成される（ステップＳ１３）。
【００８２】
輝度むら基準値の変動に関しては、まず、伝送されるデータ内容として、像位置に対する温度補正を行う（ステップＳ１０）。そして、制御動作として、温度表示画像が生成される（ステップＳ１３）。
【００８３】
Ｆ値（ＮＡ）の変動に関しては、まず、伝送されるデータ内容として、オートフォーカススキャン処理を行う（ステップＳ０８）。そして、制御動作として、フォーカスレンズの駆動が行われる（ステップＳ１５）。
【００８４】
また、焦点距離の変動に関しても上記Ｆ値（ＮＡ）の変動と同様に、まず、伝送されるデータ内容として、オートフォーカススキャン処理を行う（ステップＳ０８）。そして、制御動作として、フォーカスレンズの駆動が行われる（ステップＳ１５）。
【００８５】
撮像センサーの変動に関しては、まず、伝送されるデータ内容として、コントラスト評価値の検出を行う（ステップＳ０３）。次に、ステップＳ０３から伝送されたデータに基づき、オートフォーカススキャン処理を行う（ステップＳ０８）。そして、制御動作として、フォーカスレンズの駆動を行う（ステップＳ１５）。また、撮像センサーの変動に関しては、ダイレクトに制御動作として、温度表示画像を生成（ステップＳ１３）することが出来る。但し、このときに、コントラスト評価値の検出（ステップＳ０３）データに基づき、温度表示画像を生成（ステップＳ１３）することも出来る。
【００８６】
スーム操作スイッチの変動に関しては、まず、伝送されるデータ内容として、ズームアップ（ステップＳ０４）又はズームダウン（ステップＳ０５）の操作を確認する。次に、ステップＳ０４又はステップＳ０５から伝送されたデータに基づき、倍率変化の指示を行う（ステップＳ０９）。次に、ステップＳ０９から伝送されたデータに基づき、光学系駆動量を算出する（ステップＳ１２）。そして、制御動作として、ズームレンズの駆動（ステップＳ１４）又はフォーカスレンズの駆動が行われる（ステップＳ１５）。なお、光学系駆動量を算出する（ステップＳ１２）においては、ズームレンズとフォーカスレンズの位置関係に関するズームカムデータのやり取りを行うことが出来る（ステップＳ１１）。
【００８７】
オートフォーカス操作の変動に関しては、まず、伝送されるデータ内容として、オートフォーカススイッチの入力の確認を行う（ステップＳ０６）。次に、ステップＳ０６から伝送されたデータに基づき、オートフォーカススキャン処理を行う（ステップＳ０８）。そして、制御動作として、フォーカスレンズの駆動が行われる（ステップＳ１５）。
【００８８】
以上、本件発明の一実施例に係る赤外線レンズユニットの処理手順について説明してきた。しかし、上述した処理手順は、本件発明の単なる例示に過ぎず、何ら本件発明を限定するものではない。すなわち、本件発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の設計変更が可能である。
【００８９】
本件発明に係る赤外線カメラシステム：  本件発明の赤外線カメラシステム（不図示）は、上述した本件発明に係る赤外線レンズユニット１を用いたことを特徴とするものである。従って、本件発明の赤外線カメラシステムを採用することで、光学品質に優れた赤外線カメラを提供することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上説明したように、本件発明に係る赤外線レンズユニットによれば、優れた光学品質を備えた赤外線カメラシステムの提供が可能となる。また、本件発明に係る赤外線レンズユニットによれば、監視カメラなどの用途のように対象物体の撮像を中断させることができないシステムに適用する場合であっても、対象物体からの赤外線撮像の途切れを抑制可能である。従って、本件発明に係る赤外線レンズユニットを用いた赤外線カメラシステムは、暗闇においても物体認識を正確に行うことが出来、車両搭載遠赤外線システムやセキュリティ対策用の監視カメラ等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１        赤外線レンズユニット
２、１２  補正用シャッターユニット
３        ズームレンズ
４        フォーカスレンズ
５        像振れ補正機構
６        温度測定部
７〜１１  駆動装置
２０      レンズコントロール機構
２１      ジャイロユニット
３０      カメラコントロール機構
４０      システムコントロール機構
４１      ディスプレイ
４２      パネルスイッチ
４３      ＩＰネットワーク
５０      カメラモジュール（赤外線カメラ本体）
５１      撮像素子
５２      ヒータ（加熱手段）
９０      ハウジング
９１      ハウジングセンサ（ハウジング検出手段）
【図１】
2012189987.tif 000004
【図２】
2012189987.tif 000005
【図３】
2012189987.tif 000006
【図４】
2012189987.tif 000007
【図５】
2012189987.tif 000008