JP2010049264A

JP2010049264A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2010049264A
Application number: JP2009212301A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yoshikawa; 功一吉川; Noriyuki Yamashita; 紀之山下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2010-03-04

Abstract

【課題】広範囲の撮影を行うことができ、小型で良好な画質が得られる撮像装置を提供する。
【解決手段】レンズと開口絞りとを少なくとも有する光学系を備え、光学系の開口絞りの中心を通る主光線中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、選択された主光線の物空間における直線成分を延長して光学系の光軸と交わる点を、ＮＰ点１２と定義し、最も被写体側のレンズの直径をＤ、この最も被写体側のレンズのレンズ面からＮＰ点１２までの距離をＬＮとしたとき、距離ＬＮが０≦ＬＮ≦Ｄを満たし、光学系が収納され、ＮＰ１２点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴１５と、レンズ鏡胴１５の周囲を覆う筐体１７と、筐体１７の被写体側の部分に設けられた透明なカバー部材１６とを含む撮像装置を構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、広い範囲を撮影するための撮像装置に係わり、監視カメラ等に適用して好適なものである。

監視カメラ等において、広い範囲を高解像度に撮影することを目的として、望遠レンズを装着したカメラを走査させる手法（いわゆるパンチルトカメラ）が行われている。
このようにカメラを走査させる場合には、カメラを点や線を中心として回転させることにより、カメラの向きを変えて、水平方向（パン）及び上下方向（チルト）において、広い範囲を撮影している。

そして、広い範囲の映像又は画像を作成するには、それぞれの向きで撮影して得られた映像又は画像を貼り合わせることが考えられる。

しかしながら、このようにカメラを回転させる場合には、回転の中心点や中心線を適切に選定しないと、貼り合わせが困難になったり、撮影されない死角を生じたりすることがある。
監視カメラとしては、死角を生じてしまうと、監視の役目を充分に果たせなくなるため、問題になる。

撮影した映像の死角を無くすためには、カメラの光学系のＮＰ点（ノンパララックス点）を中心として、カメラを回転させる必要がある。
ＮＰ点とは、カメラの光学系の開口絞りの中心を通る多数の主光線のうち、ガウス領域に位置する主光線を選択して、この選択された主光線の物空間における直線成分を延長して前記光学系の光軸と交わる点として定義されるものである。
複数のカメラの光学系のＮＰ点（実像又はミラー等で反射した虚像）を一致させることにより、複数のカメラでそれぞれ撮影した映像や画像を、視差（パララックス）を生じることなく貼り合わせることが可能である（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。

そして、上述のようにカメラを回転させる場合には、ＮＰ点を回転中心として回転させることにより、それぞれの向きで撮影した映像や画像を、視差を生じることなく貼り合わせることが可能になる。また、視差を生じないことにより、死角も生じないようにすることができる。

特開２００３−１６２０１８号公報特開２００６−３０６６４号公報

一般的な望遠レンズでは、ＮＰ点が撮像素子よりも後方に存在する場合が多く、焦点距離が長く望遠になればなるほど、最も被写体側にあるレンズ（前玉レンズ）からＮＰ点までの距離が大きくなる。

このように前玉レンズからＮＰ点までの距離が大きいカメラを、ＮＰ点を中心として回転させると、可動部が大きくなり、占有する体積が大きくなってしまう。

また、防塵・防水、或いは人体に対する安全を確保する目的から、カメラを露出させるよりも、樹脂やガラス等の透明物質から成るカバー部材によって、カメラの周囲を覆うことが望ましい。

そして、前玉レンズからＮＰ点までの距離が大きいカメラを、ＮＰ点を中心として回転させる場合には、非常に大きなカバー部材が必要となる。
さらにまた、良好な画質の画像を得るためには、光学性能をできるだけ劣化させないように、カバー部材の厚さや光学特性を精度良く作製する必要がある。
これらを両立させようとすると、非常に高価なカバー部材となり、監視カメラを商品として成立させるのが困難になる。

上述した問題の解決のために、本発明においては、広範囲の撮影を行うことができ、小型で良好な画質が得られる撮像装置を提供するものである。

本発明の撮像装置は、レンズと開口絞りとを少なくとも有する光学系を備えた撮像装置であって、光学系の開口絞りの中心を通る主光線中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、選択された主光線の物空間における直線成分を延長して光学系の光軸と交わる点を、ＮＰ点と定義し、最も被写体側のレンズの直径をＤ、この最も被写体側のレンズのレンズ面からＮＰ点までの距離をＬＮとし、ＮＰ点が最も被写体側のレンズのレンズ面より後ろにある場合に距離ＬＮの値が正であり、ＮＰ点が最も被写体側のレンズのレンズ面より前にある場合に距離ＬＮの値が負であると定義したとき、距離ＬＮが、０≦ＬＮ≦Ｄ（１）を満たすものである。
第１の本発明の撮像装置は、さらに、レンズがコンバージョンレンズを含む光学系と、光学系が収納され、ＮＰ点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴と、回転駆動可能な筒状のレンズ鏡胴の周囲を覆う筐体と、この筐体の被写体側の部分に設けられた透明なカバー部材とを含むものである。
第２の本発明の撮像装置は、さらに、光学系が収納され、ＮＰ点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴と、回転駆動可能な筒状のレンズ鏡胴の周囲を覆う筐体と、この筐体の被写体側の部分に設けられ、開口部寸法ＣがＣ＝１．６Ｄ程度である透明なカバー部材とを含むものである。
第３の本発明の撮像装置は、さらに、光学系が収納され、ＮＰ点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴と、回転駆動可能な筒状のレンズ鏡胴の周囲を覆う筐体と、この筐体の被写体側の部分に設けられ、開口部寸法が７０〜１００ｍｍ程度である透明なカバー部材とを含むものである。
第４の本発明の撮像装置は、さらに、光学系が収納され、ＮＰ点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴と、回転駆動可能な筒状のレンズ鏡胴の後方の可動部を覆う防水ハウジングと、レンズ鏡胴と防水ハウジングとの間を接続し、伸縮が可能な構成の防水蛇腹と、レンズとレンズ鏡胴との間のネジ部分に設けられたパッキンとを含むものである。

上述の本発明の撮像装置の構成によれば、最も被写体側のレンズのレンズ面からＮＰ点までの距離ＬＮが０≦ＬＮ≦Ｄ（１）を満たすことにより、撮像装置の光学系を、ＮＰ点を中心として回転させたときに、ＮＰ点よりも被写体側の可動部を、小さく構成することが可能になる。これにより、可動部を含む撮像装置全体を小型化することができる。
このとき、ＮＰ点を中心として、撮像装置の光学系を回転させることにより、視差及び死角を生じることなく、それぞれの向きで撮影した映像や画像を貼り合せることが可能になるので、マクロから無限遠遠方まで、広範囲の映像や画像を、視差や死角を生じることなく撮影することが可能になる。
また、第１の本発明の撮像装置、第２の本発明の撮像装置、第３の本発明の撮像装置では、回転駆動可能な筒状のレンズ鏡胴の周囲を覆う筐体の被写体側の部分に透明なカバー部材を設けたので、このカバー部材が小さくて済む。
また、第４の本発明の撮像装置では、回転駆動可能な筒状のレンズ鏡胴の後方の可動部を覆う防水ハウジングと、レンズ鏡胴と防水ハウジングとの間を接続し、伸縮が可能な構成の防水蛇腹と、レンズとレンズ鏡胴との間のネジ部分に設けられたパッキンとを含むので、レンズ鏡胴がＮＰ点を中心として回転しても、防水蛇腹が追従するので、レンズ鏡胴と防水ハウジングとの間の部分に対する、防水機能を果たすことができる。

上述の本発明によれば、可動部を含む撮像装置全体を小型化することができ、また、透明のカバー部材を設けた場合でも、このカバー部材が小さくて済むことから、広範囲の撮影を行う撮像装置の小型化を図ることができる。

また、第１の本発明、第２の本発明、第３の本発明によれば、カバー部材が小さくて済むことにより、収差発生等の光学性能劣化を少なくするためにカバー部材の材質をガラスとしても、比較的安価に量産が可能になる。即ち、光学性能が高く、かつ安価なカバー部材を使用することが可能になる。
第４の本発明によれば、防水機能を果たすことができ、透明なカバー部材を設けなくとも撮像装置を構成できる。
これにより、光学性能の劣化が少なく、広い範囲の映像や画像を、良好な画質で得ることが可能になる。
従って、本発明により、広範囲の撮影を行うことができ、かつ小型で良好な画質が得られる撮像装置を実現することが可能になる。

本発明の一実施の形態の撮像装置の概略構成図である。本発明の他の実施の形態の撮像装置の概略構成図である。ＬＮ＝０．５Ｄとした場合の撮像装置の概略構成を示す図である。図３のレンズ鏡胴をＮＰ点のまわりに回転させた状態を説明する図である。ＬＮ＝Ｄとした場合の撮像装置の概略構成を示す図である。図５のレンズ鏡胴をＮＰ点のまわりに回転させた状態を説明する図である。ＬＮ＝２Ｄとした場合の撮像装置の概略構成を示す図である。図７のレンズ鏡胴をＮＰ点のまわりに回転させた状態を説明する図である。カバー部材を設けない撮像装置の一形態の概略構成図である。

本発明の一実施の形態として、撮像装置の概略構成図（要部の断面図）を、図１に示す。
この撮像装置（カメラ）１０は、被写体側から順に、最も被写体側のレンズ（前玉レンズ）１、２枚組のレンズ（貼り合わせレンズ）２、開口絞り３、両面が凸面のレンズ４、被写体側が凹面のレンズ５、並びに、撮像素子６が、配置されて構成されている。
これらの各部品１，２，３，４，５，６は、図示しないカメラ本体（鏡胴等）の内部に収納されている。

撮像素子６としては、ＣＣＤ固体撮像素子、ＭＯＳ型固体撮像素子、ＣＭＯＳ型固体撮像素子等の各種の固体撮像素子を使用することができる。

被写体から発せられた光は、レンズ先端部の最も被写体側のレンズ（前玉レンズ）１を通り、貼り合わせレンズ２と開口絞り３を通過し、レンズ４、最も撮像素子６側のレンズ５を通った後に、撮像素子６に結像する。

最も被写体側の前玉レンズ１よりも前方（図１中左側）の空間を、物空間と呼ぶ。
開口絞り３の中心を通過する光（主光線）のうち、光学系の光軸に近い位置（ガウス領域）の主光線で、かつ物空間にある光線を延長して光軸と交わる点を、ＮＰ点７と定義する。

本実施の形態の撮像装置１０においては、特に、前述した式（１）を満たす構成とする。即ち、
Ｄ：前玉レンズ１の直径
ＬＮ：前玉レンズ１のレンズ面からＮＰ点７までの距離
としたとき、式（１）の０≦ＬＮ≦Ｄを満たす構成とする。なお、前玉レンズ１の「レンズ面」とは、前玉レンズ１の被写体側の表面のことである。
図１に示すように、明らかにＬＮ＜Ｄであり、式（１）を満たしている。

本実施の形態の撮像装置１０の設計条件としては、例えば、画角約１１度の望遠レンズの光学系を構成し、前玉レンズ１の直径Ｄ＝７．８ｍｍ、前玉レンズ１のレンズ面から撮像素子６までのレンズ長ＬＡ＝３０．９ｍｍ、前玉レンズ１のレンズ面からＮＰ点７までの距離ＬＮ＝３．３ｍｍとすることができる。
このとき、ＬＮ＜Ｄであるから、式（１）を満たす。

よって、本実施の形態の撮像装置１０は、式（１）の関係（０≦ＬＮ≦Ｄ）を充分に満たしている。

そして、本実施の形態の撮像装置１０は、ＮＰ点７を中心として回転駆動させることが可能なように構成する。
具体的には、例えば、レンズ１，２，４，５や開口絞り３等の光学系と撮像素子６とを、鏡胴等の容器に収容し、ＮＰ点７を中心としてこの容器を回転駆動させることが可能であるように、容器に対して駆動手段を設ける。
これにより、撮像装置１０を回転駆動させて走査を行うことができ、広範囲の映像又は画像を撮影することができる。

また、防塵や・防水、或いは人体に対する安全を確保する目的で、撮像装置１０の前玉レンズ１よりも被写体側に、透明なカバー部材を設けることが望ましい。
より好ましくは、カバー部材の材質をガラスとして、カバー部材による光学性能劣化(収差発生等)を少なくする。
カバー部材の形状は、光学性能に影響を与えないように選定する。例えば、回転中心のＮＰ点７を中心とした球面とする。

上述の本実施の形態の撮像装置１０の構成によれば、撮像装置１０を回転走査させる場合でも、ＮＰ点７を中心として光学系（レンズ１，２，４，５及び開口絞り３）を回転させれば、視差及び死角を生じることなく、それぞれの向きで撮影した映像や画像を貼り合せることが可能になる。これにより、マクロから無限遠遠方まで、広範囲の映像や画像を、視差や死角を生じることなく撮影することが可能になる。
そして、式（１）を満たすことにより、撮像装置１０の光学系を、ＮＰ点７を中心として回転させたときに、ＮＰ点７よりも被写体側の可動部を小さくすることが可能になる。
これにより、可動部を含む撮像装置１０全体を小型化することができる。

また、撮像装置１０の被写体側に、防塵用等の目的で透明のカバー部材を設けた場合でも、このカバー部材が小さくて済むので、小型のパンチルトカメラを実現することができる。
カバー部材が小さくて済むことにより、収差発生等の光学性能劣化を少なくするためにカバー部材の材質をガラスとしても、比較的安価に量産が可能になる。即ち、光学性能が高く、かつ安価なカバー部材を使用することが可能になる。

次に、本発明の他の実施の形態として、撮像素子の概略構成図（要部の断面図）を、図２に示す。
図２に示す撮像装置２０は、図１に示した先の実施の形態の撮像装置１０のレンズ群１，２，４，５に、さらにコンバージョンレンズ８を加えて、先の実施の形態よりも、望遠に変倍した構成である。

被写体から発せられた光は、レンズ先端部の最も被写体側のレンズ（前玉レンズ）１を通り、貼り合わせレンズ２と開口絞り３を通過し、レンズ４、レンズ５、そして、最も撮像素子６側で焦点距離を変化させる役割をもつコンバージョンレンズ８を通った後に、撮像素子６に結像する。

本実施の形態の撮像装置２０においても、前述した式（１）の０≦ＬＮ≦Ｄを満たす構成とする。
図２に示すように、明らかにＬＮ＜Ｄであり、式（１）を満たしている。

本実施の形態の撮像装置２０の設計条件としては、例えば、画角約１０度の望遠レンズの光学系を構成する。そして、図１に示した先の実施の形態の撮像装置１０（コンバージョンレンズ８を入れない場合）とほぼ同様に、前玉レンズ１の直径Ｄ＝７．８ｍｍ、前玉レンズ１のレンズ面から撮像素子６までのレンズ長ＬＡ＝３０．９ｍｍ、前玉レンズ１のレンズ面からＮＰ点７までの距離ＬＮ＝３．３ｍｍとすることができる。
このとき、ＬＮ＜Ｄであるから、式（１）を満たす。

よって、本実施の形態の撮像装置２０は、式（１）の関係（０≦ＬＮ≦Ｄ）を充分に満たしている。

そして、本実施の形態の撮像装置２０は、ＮＰ点７を中心として回転駆動させることが可能なように構成する。
具体的には、例えば、レンズ１，２，４，５，８や開口絞り３等の光学系と撮像素子６とを、鏡胴等の容器に収容し、ＮＰ点７を中心としてこの容器を回転駆動させることが可能であるように、容器に対して駆動手段を設ける。
これにより、撮像装置２０を回転駆動させて走査を行うことができ、広範囲の映像又は画像を撮影することができる。

また、防塵や・防水、或いは人体に対する安全を確保する目的で、撮像装置２０の前玉レンズ１よりも被写体側に、透明なカバー部材を設けることが望ましい。
より好ましくは、カバー部材の材質をガラスとして、カバー部材による光学性能劣化(収差発生等)を少なくする。
カバー部材の形状は、光学性能に影響を与えないように選定する。例えば、回転中心のＮＰ点７を中心とした球面とする。

上述の本実施の形態の撮像装置２０の構成によれば、撮像装置２０を回転走査させる場合でも、ＮＰ点７を中心として光学系（レンズ１，２，４，５，８及び開口絞り３）を回転させれば、視差及び死角を生じることなく、それぞれの向きで撮影した映像や画像を貼り合せることが可能になる。これにより、マクロから無限遠遠方まで、広範囲の映像や画像を、視差や死角を生じることなく撮影することが可能になる。
そして、式（１）を満たすことにより、撮像装置２０の光学系を、ＮＰ点７を中心として回転させたときに、ＮＰ点７よりも被写体側の可動部を小さくすることが可能になる。
これにより、可動部を含む撮像装置２０全体を小型化することができる。

また、撮像装置２０の被写体側に、防塵用等の目的で透明のカバー部材を設けた場合でも、このカバー部材が小さくて済むので、小型のパンチルトカメラを実現することができる。
カバー部材が小さくて済むことにより、収差発生等の光学性能劣化を少なくするためにカバー部材の材質をガラスとしても、比較的安価に量産が可能になる。即ち、光学性能が高く、かつ安価なカバー部材を使用することが可能になる。

なお、本実施の形態の撮像装置２０のように、焦点距離を変化させることが可能な変倍光学系を備えた撮像装置に、本発明を適用する場合には、各焦点距離における距離ＬＮの変化、即ち、各焦点距離におけるＮＰ点７の位置の変化が、２０ｍｍ以内であることが望ましい。
ＮＰ点７の位置の変化が大きいと、ある焦点距離では、視差や死角を生じてしまうおそれがあるからである。

本発明の撮像装置によってパンチルトカメラを構成した場合、最も被写体側の前玉レンズのレンズ面からＮＰ点までの距離ＬＮの値が０に近いほど、前玉レンズ付近を中心としてカメラを回転させれば良くなるので、カバー部材を小さくすることができる。

ここで、式（１）を満たすことにより、カバー部材が小さくて済み、小型のパンチルトカメラを実現することができることを説明する。
具体的には、式（１）を満たす、ＬＮ＝０．５Ｄの場合及びＬＮ＝Ｄの場合、並びに比較対照として式（１）を満たさない、ＬＮ＝２Ｄの場合を、それぞれ挙げて、撮像装置の構成を比較して示す。

（ａ）ＬＮ＝０．５Ｄの場合
ＬＮ＝０．５Ｄの場合の撮像装置の一例の概略構成図を、図３に示す。図３では、図１や図２よりも光学系の表示を簡略化しており、前玉レンズ１１と、最も後段のレンズ１３と、撮像素子１４とを示している。レンズ群１１，１３を覆って、筒状のレンズ鏡胴１５が設けられている。
そして、ＮＰ点１２は、前玉レンズ１１の直径をＤとするとき、前玉レンズ１１のレンズ面から距離ＬＮ＝０．５Ｄの位置にある。

図４は、図３のレンズ鏡胴１５を、水平から上下４５度ずつ、ＮＰ点１２を中心に回転させた状態を示している。
レンズ鏡胴１５の周囲を覆って、カメラ筐体１７が構成され、このカメラ筐体１７の前方(被写体側)に、透明なカバー部材１６が設けられている。カメラ筐体１７は、レンズ鏡胴１５の上下４５度ずつの回転が可能なように構成されている。

図４に示す場合、透明なカバー部材１６の開口部寸法Ｃは、前玉レンズ１１の直径Ｄに対して、Ｃ＝１．６×Ｄ程度が適当であると考えられる。

通常の監視カメラ等では、前玉レンズの直径Ｄが３０〜６０ｍｍ程度の場合が多い。
よって、透明なカバー部材１６の開口部寸法Ｃは、概ね５０〜１００ｍｍ程度となる。

収差発生等の光学性能劣化を少なくしたい場合には、透明なカバー部材１６の材質を、ガラスにすることが有効である。
そして、上述のように、カバー部材１６の開口部寸法Ｃが５０〜１００ｍｍ程度であれば、材質をガラスとしても、カバー部材１６を比較的安価に量産が可能である。

また、レンズ鏡胴１５を４５度以上回転させた場合でも、カバー部材１６の直径は、さほど大きくならず、実現しやすい。

（ｂ）ＬＮ＝Ｄの場合
ＬＮ＝Ｄの場合の撮像装置の一例の概略構成図を、図５に示す。図５では、図３と同様に光学系の表示を簡略化しており、前玉レンズ２１と、最も後段のレンズ２３と、撮像素子２４とを示している。レンズ群２１，２３を覆って、筒状のレンズ鏡胴２５が設けられている。
そして、ＮＰ点２２は、前玉レンズ２１の直径をＤとするとき、前玉レンズ２１のレンズ面から距離ＬＮ＝Ｄの位置にある。

図６は、図５のレンズ鏡胴２５を、水平から上下４５度ずつ、ＮＰ点２２を中心に回転させた状態を示している。
レンズ鏡胴２５の周囲を覆って、カメラ筐体２７が構成され、このカメラ筐体２７の前方(被写体側)に、透明なカバー部材２６が設けられている。カメラ筐体２７は、レンズ鏡胴２５の上下４５度ずつの回転が可能なように構成されている。

図６に示す場合、透明なカバー部材２６の開口部寸法Ｃは、前玉レンズ２１の直径Ｄに対して、Ｃ＝２．３×Ｄ程度が適当であると考えられる。

通常の監視カメラ等では、前玉レンズ２１の直径Ｄが３０〜６０ｍｍ程度の場合が多いので、透明なカバー部材２６の開口部寸法Ｃは、概ね７０〜１４０ｍｍ程度となる。
カバー部材２６の開口部寸法Ｃが７０〜１００ｍｍ程度であれば、材質をガラスとしても、比較的安価に量産が可能である。
一方、カバー部材２６の開口部寸法Ｃが１００ｍｍ程度以上、特に１４０ｍｍに近づくにつれ、安価にかつ高精度にカバーを製作することが徐々に困難になる。
監視カメラ等では、前述したように、前玉レンズ２１の直径Ｄが３０〜６０ｍｍ程度の場合が多いが、その中でも、特に比較的小径の３０〜５０ｍｍ程度のものが多いため、ＬＮ＝Ｄの場合、開口部寸法Ｃが７０〜１００ｍｍ程度のものが多くなり、高性能な透明カバー部材２６が安価に製造可能となる。

また、レンズ鏡胴２５を４５度以上回転させた場合でも、カバー部材２６の直径は、さほど大きくならず、実現しやすい。

（ｃ）ＬＮ＝２Ｄの場合
ＬＮ＝２Ｄの場合の撮像装置の一例の概略構成図を、図７に示す。図７では、図３と同様に光学系の表示を簡略化しており、前玉レンズ３１と、最も後段のレンズ３３と、撮像素子３４とを示している。レンズ群３１，３３を覆って、筒状のレンズ鏡胴３５が設けられている。
そして、ＮＰ点３２は、前玉レンズ３１の直径をＤとするとき、前玉レンズ３１のレンズ面から距離ＬＮ＝２×Ｄの位置にある。

図８は、図７のレンズ鏡胴３５を、水平から上下４５度ずつ、ＮＰ点３２を中心に回転させた状態を示している。
レンズ鏡胴３５の周囲を覆って、カメラ筐体３７が構成され、このカメラ筐体３７の前方(被写体側)に、透明なカバー部材３６が設けられている。カメラ筐体３７は、レンズ鏡胴３５の上下４５度ずつの回転が可能なように構成されている。

図８に示す場合、透明なカバー部材３６の開口部寸法Ｃは、前玉レンズ３１の直径Ｄに対して、Ｃ＝３．９×Ｄ程度が適当であると考えられる。

通常の監視カメラ等では、前玉レンズ３１の直径Ｄが３０〜６０ｍｍ程度の場合が多いので、透明なカバー部材３６の開口部寸法Ｃは、概ね１２０〜２４０ｍｍとなる。
カバー部材３６の開口部寸法Ｃが１２０ｍｍ程度以上になると、特に２４０ｍｍに近づくにつれ、カバー部材３６の材質をガラスとすると、安価にかつ高精度にカバーを製作することが非常に困難になる。
一方、カバー部材３６の材質を安価な樹脂とすると、カバー部材の表面が傷付きやすくなったり、光学特性が悪くなったりして、撮影して得られる映像や画像の質が劣化する。

また、レンズ鏡胴３５を４５度以上回転させた場合には、カバー部材の開口部寸法Ｃがさらに大きくなるため、実現の困難さが増す。

以上から、実際の撮像素子の大きさや、レンズの大きさ等を考慮すると、式（１）を満たすことが望ましい。

なお、図３〜図８に示した３つの構成では、透明なカバー部材１６，２６，３６をレンズ鏡胴１５，２５，３５の前方に設けていた。
本発明の撮像装置は、このように透明なカバー部材を設けた構成に限定されるものではない。
ここで、透明なカバー部材を設けない撮像装置の一形態を、次に示す。

本発明のさらに他の実施の形態として、透明なカバー部材を設けない撮像装置の一形態の概略構成図を、図９に示す。
図９に示すように、前玉レンズ（図示せず）の近傍、即ち比較的前方（被写体側）にＮＰ点４１がある、レンズ鏡胴４２の後方の可動部を、防水ハウジング４３によって覆っている。
レンズ鏡胴４２は、ＮＰ点４１を中心として回転することが可能なように構成する。

本実施の形態では、さらに、レンズ鏡胴４２の前方の可動部を含む、破線で囲んだ領域を、防水構造とする。
即ち、レンズ鏡胴４２と防水ハウジング４３との間を、防水蛇腹４４で接続すると共に、防水蛇腹４４とレンズ鏡胴４２との接続部を水が浸入しない構造とする。
防水蛇腹４４は、伸縮が可能な構成である。これにより、レンズ鏡胴４２がＮＰ点４１を中心として回転しても、防水蛇腹４４が追従するので、レンズ鏡胴４２と防水ハウジング４３との間の部分に対する、防水機能を果たすことができる。
また、レンズとレンズ鏡胴４２との間のネジ部分にパッキンを設ける。
さらに例えば、レンズ鏡胴４２の前面の前玉レンズよりも前方の表面４２Ａに、透明なプラスチック又は平面ガラス等の板材を設けて、この板材で水や汚れ・塵の進入を防ぐように構成する。

このように撮像装置を構成することにより、図３等に示したカバー部材自体を不要とすることも可能になる。

本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

１，１１，２１，３１レンズ（前玉レンズ）、２，４，５，１３，２３，３３レンズ、３開口絞り、６，１４，２４，３４撮像素子、７，１２，２２，３２，４１ＮＰ点、８コンバージョンレンズ、１０，２０撮像装置（カメラ）、１５，２５，３５，４２レンズ鏡胴、１６，２６，３６カバー部材、１７，２７，３７カメラ筐体、４３防水ハウジング、４４防水蛇腹

Claims

レンズと開口絞りとを少なくとも有する光学系を備えた撮像装置であって、
前記光学系の前記開口絞りの中心を通る主光線中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、選択された主光線の物空間における直線成分を延長して前記光学系の光軸と交わる点を、ＮＰ点と定義し、
最も被写体側のレンズの直径をＤ、前記最も被写体側のレンズのレンズ面から前記ＮＰ点までの距離をＬＮとし、前記ＮＰ点が前記最も被写体側のレンズの前記レンズ面より後ろにある場合に距離ＬＮの値が正であり、前記ＮＰ点が前記最も被写体側のレンズの前記レンズ面より前にある場合に距離ＬＮの値が負であると定義したとき、
前記距離ＬＮが、
０≦ＬＮ≦Ｄ（１）
を満たし、
前記レンズがコンバージョンレンズを含む前記光学系と、
前記光学系が収納され、前記ＮＰ点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴と、
回転駆動可能な前記筒状のレンズ鏡胴の周囲を覆う筐体と、
前記筐体の被写体側の部分に設けられた透明なカバー部材とを含む
撮像装置。
レンズと開口絞りとを少なくとも有する光学系を備えた撮像装置であって、
前記光学系の前記開口絞りの中心を通る主光線中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、選択された主光線の物空間における直線成分を延長して前記光学系の光軸と交わる点を、ＮＰ点と定義し、
最も被写体側のレンズの直径をＤ、前記最も被写体側のレンズのレンズ面から前記ＮＰ点までの距離をＬＮとし、前記ＮＰ点が前記最も被写体側のレンズの前記レンズ面より後ろにある場合に距離ＬＮの値が正であり、前記ＮＰ点が前記最も被写体側のレンズの前記レンズ面より前にある場合に距離ＬＮの値が負であると定義したとき、
前記距離ＬＮが、
０≦ＬＮ≦Ｄ（１）
を満たし、
前記光学系が収納され、前記ＮＰ点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴と、
回転駆動可能な前記筒状のレンズ鏡胴の周囲を覆う筐体と、
前記筐体の被写体側の部分に設けられ、開口部寸法ＣがＣ＝１．６Ｄ程度である透明なカバー部材とを含む
撮像装置。
レンズと開口絞りとを少なくとも有する光学系を備えた撮像装置であって、
前記光学系の前記開口絞りの中心を通る主光線中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、選択された主光線の物空間における直線成分を延長して前記光学系の光軸と交わる点を、ＮＰ点と定義し、
最も被写体側のレンズの直径をＤ、前記最も被写体側のレンズのレンズ面から前記ＮＰ点までの距離をＬＮとし、前記ＮＰ点が前記最も被写体側のレンズの前記レンズ面より後ろにある場合に距離ＬＮの値が正であり、前記ＮＰ点が前記最も被写体側のレンズの前記レンズ面より前にある場合に距離ＬＮの値が負であると定義したとき、
前記距離ＬＮが、
０≦ＬＮ≦Ｄ（１）
を満たし、
前記光学系が収納され、前記ＮＰ点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴と、
回転駆動可能な前記筒状のレンズ鏡胴の周囲を覆う筐体と、
前記筐体の被写体側の部分に設けられ、開口部寸法が７０〜１００ｍｍ程度である透明なカバー部材とを含む
撮像装置。
レンズと開口絞りとを少なくとも有する光学系を備えた撮像装置であって、
前記光学系の前記開口絞りの中心を通る主光線中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、選択された主光線の物空間における直線成分を延長して前記光学系の光軸と交わる点を、ＮＰ点と定義し、
最も被写体側のレンズの直径をＤ、前記最も被写体側のレンズのレンズ面から前記ＮＰ点までの距離をＬＮとし、前記ＮＰ点が前記最も被写体側のレンズの前記レンズ面より後ろにある場合に距離ＬＮの値が正であり、前記ＮＰ点が前記最も被写体側のレンズの前記レンズ面より前にある場合に距離ＬＮの値が負であると定義したとき、
前記距離ＬＮが、
０≦ＬＮ≦Ｄ（１）
を満たし、
前記光学系が収納され、前記ＮＰ点を中心として回転駆動させることが可能であるように構成された、筒状のレンズ鏡胴と、
回転駆動可能な前記筒状のレンズ鏡胴の後方の可動部を覆う防水ハウジングと、
前記レンズ鏡胴と前記防水ハウジングとの間を接続し、伸縮が可能な構成の防水蛇腹と、
前記レンズと前記レンズ鏡胴との間のネジ部分に設けられたパッキンとを含む
撮像装置。
前記レンズ鏡胴の前面よりも前方の表面に設けられた、透明なプラスチック又は平面ガラスから成る板材をさらに含む、請求項４に記載の撮像装置。