JP2017015906A5 - - Google Patents

Description

本発明の一側面としての撮像装置は、物体を結像する撮像光学系と、前記物体を撮像する撮像素子と、前記撮像光学系からの光を前記撮像素子に導く導光体とを有し、前記導光体は、前記撮像光学系からの光を伝送する複数の光導波路を有する第１の導光部と、該第１の導光部からの光を伝送する複数の光導波路を有する第２の導光部とを備え、前記第１の導光部における前記撮像光学系の光軸から最も遠い光導波路の軸の前記光軸に対する傾斜角は、前記第２の導光部における前記光軸から最も遠い光導波路の軸の前記光軸に対する傾斜角とは異なり、前記第１の導光部における前記複数の光導波路の夫々について、入射面の径は出射面の径よりも小さく、１の導光部において、前記光軸に最も近い光導波路は、前記光軸から最も遠い光導波路よりも短いことを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての撮像装置は、物体を結像する撮像光学系と、前記物体を撮像する撮像素子と、前記撮像光学系からの光を前記撮像素子に導く導光体とを有し、前記導光体は、前記撮像光学系からの光を伝送する複数の光導波路を有する第１の導光部と、該第１の導光部からの光を伝送する複数の光導波路を有する第２の導光部とを備え、前記第１の導光部における前記撮像光学系の光軸から最も遠い光導波路の軸の前記光軸に対する傾斜角は、前記第２の導光部における前記光軸から最も遠い光導波路の軸の前記光軸に対する傾斜角とは異なり、前記第２の導光部における前記複数の光導波路の夫々について、入射面の径は出射面の径よりも大きく、前記第２の導光部において、前記光軸に最も近い光導波路は、前記光軸から最も遠い光導波路よりも長いことを特徴とする。

図１は、撮像装置１の構成図である。撮像装置１は、撮像光学系（結像光学系）２、光導波路体（導光体）３０、及び撮像素子であるＣＭＯＳセンサ４（以下、「センサ４」と呼ぶ）を有する。光導波路体３０は、第１の像伝送手段（第１の導光部、第１の光導波路群）である第１の光ファイバ束３１と、第２の像伝送手段（第２の導光部、第２の光導波路群）である第２の光ファイバ束３２とを有する。撮像光学系２で結像された被写体の像を光ファイバ束３１、３２によってセンサ４に伝送するように、撮像光学系２、第１の光ファイバ束３１、第２の光ファイバ束３２、及びセンサ４が配置されている。

本実施形態では、第１の光ファイバ束３１の光射出面（出射面）３１ｂと第２の光ファイバ束３２の光入射面（入射面）３２ａとは密着して接続されており、この接続面が撮像光学系２に対して凸面となっている。そのため、光軸ＡＸからの距離に応じて、各光ファイバ（光導波路）３１ｃ、３２ｃの長さが異なる。具体的には、第１の光ファイバ束３１の光ファイバ３１ｃは光軸ＡＸから相対的に遠い位置にある程長く、第２の光ファイバ束３２の光ファイバ３２ｃは光軸ＡＸから相対的に遠い位置にある程短い。すなわち、第１の光ファイバ束３１において、光軸ＡＸに最も近い光ファイバは、光軸ＡＸから最も遠い光ファイバよりも短くなっている。一方、第２の光ファイバ束３２において、光軸ＡＸに最も近い光ファイバは、光軸ＡＸから遠い光ファイバよりも長くなっている。

また、Ｙ方向に隣り合うペアの光ファイバにおいて、光入射面３１ａにおける隣り合うペアの光ファイバの中心間の距離Ｐａに対する光ファイバ束３１の光射出面３１ｂにおける隣り合うペアの光ファイバの中心間の距離Ｐｂの比の値Ｐｂ／Ｐａを値Ｒｐとする。同様に、比の値Ｐｂ’／Ｐａ’を値Ｒｐ’とする。さらに、以降の説明では、光軸ＡＸにおける位置が等しい断面内において、Ｙ方向に隣り合うペアの光ファイバの中心間のＹ方向における距離をファイバピッチ（配列間隔）と呼ぶ。以降、光ファイバ束３の隣り合うペアの光ファイバそれぞれの中心間の距離のメリジオナル方向の成分（Ｐａ’、Ｐｂ’）を第１の値、光入射面における第１の値に対する光射出面における第１の値の比の値（Ｒｐ’）を第２の値と呼ぶ。

Claims (20)

1. 物体を結像する撮像光学系と、前記物体を撮像する撮像素子と、前記撮像光学系からの光を前記撮像素子に導く導光体とを有し、
   前記導光体は、前記撮像光学系からの光を伝送する複数の光導波路を有する第１の導光部と、該第１の導光部からの光を伝送する複数の光導波路を有する第２の導光部とを備え、
   前記第１の導光部における前記撮像光学系の光軸から最も遠い光導波路の軸の前記光軸に対する傾斜角は、前記第２の導光部における前記光軸から最も遠い光導波路の軸の前記光軸に対する傾斜角とは異なり、
   前記第１の導光部における前記複数の光導波路の夫々について、入射面の径は出射面の径よりも小さく、
   １の導光部において、前記光軸に最も近い光導波路は、前記光軸から最も遠い光導波路よりも短いことを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の導光部において、前記光軸に最も近い光導波路の出射面の径は、前記光軸から最も遠い光導波路の出射面の径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の導光部において、入射面での前記複数の光導波路の配列間隔は、出射面での前記複数の光導波路の配列間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記第１の導光部の出射面は、物体側に向かって凸形状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置。
5. 前記第１の導光部の入射面は、物体側に向かって凹形状であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の撮像装置。
6. 前記撮像光学系の結像面は、物体側に向かって凹形状であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の撮像装置。
7. 前記導光体の中心像高での部分倍率は、前記導光体の周辺像高での部分倍率よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の撮像装置。
8. 前記第２の導光部の出射面は、平面であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の撮像装置。
9. 前記第２の導光部における前記複数の光導波路の夫々について、入射面の径と出射面の径とは同じであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の撮像装置。
10. 前記第１の導光部について、メリジオナル方向において隣り合う一対の光導波路の中心間の距離のメリジオナル方向の成分を第１の値、前記一対の光導波路の入射面における前記第１の値に対する出射面における前記第１の値の比の値を第２の値とするとき、前記光軸からの距離が互いに異なる第１及び第２の位置のそれぞれにおける前記第２の値は互いに異なることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の撮像装置。
11. 前記導光体の部分倍率をＭＨｉ、前記撮像光学系の結像面でのディストーションの部分倍率をＭＬｉ、前記ペアの光導波路の入射面における前記第１の値をＰ１ｉ、前記ペアの光導波路の出射面における前記第１の値をＰ２ｉとするとき、各像高において以下の式を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
    ０．５／ＭＬｉ≦Ｐ２ｉ／Ｐ１ｉ≦２．０／ＭＬｉ
12. 前記第１導光部における前記第２の値は、前記光軸から離れるにつれて大きくなることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の撮像装置。
13. 前記第１及び第２の導光部のうち、前記光軸に対する傾斜角が最も大きい光導波路を有する一方の導光部の前記第１の導光部の前記出射面における前記第１の値は、他方の導光部の前記第１の導光部の前記出射面における前記第１の値よりも大きいことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の撮像装置。
14. 前記第１の導光部の出射面での前記複数の光導波路の配列間隔と、前記第２の導光部の入射面での前記複数の光導波路の配列間隔とは、互いに異なることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の撮像装置。
15. 前記導光体の部分倍率をＭＨｉ、前記撮像光学系の結像面でのディストーションの部分倍率をＭＬｉとするとき、各像高において以下の式を満たすことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の撮像装置。
    ０．５／ＭＬｉ≦ＭＨｉ≦２．０／ＭＬｉ
16. 物体を結像する撮像光学系と、前記物体を撮像する撮像素子と、前記撮像光学系からの光を前記撮像素子に導く導光体とを有し、
    前記導光体は、前記撮像光学系からの光を伝送する複数の光導波路を有する第１の導光部と、該第１の導光部からの光を伝送する複数の光導波路を有する第２の導光部とを備え、
    前記第１の導光部における前記撮像光学系の光軸から最も遠い光導波路の軸の前記光軸に対する傾斜角は、前記第２の導光部における前記光軸から最も遠い光導波路の軸の前記光軸に対する傾斜角とは異なり、
    前記第２の導光部における前記複数の光導波路の夫々について、入射面の径は出射面の径よりも大きく、
    前記第２の導光部において、前記光軸に最も近い光導波路は、前記光軸から最も遠い光導波路よりも長いことを特徴とする撮像装置。
17. 前記第２の導光部において、前記光軸に最も近い光導波路の出射面の径は、前記光軸から最も遠い光導波路の出射面の径よりも大きいことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
18. 前記第２の導光部において、入射面での前記複数の光導波路の配列間隔は、出射面での前記複数の光導波路の配列間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の撮像装置。
19. 前記第２の導光部の入射面は、物体側に向かって凸形状であることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の撮像装置。
20. 前記第１の導光部の出射面での前記複数の光導波路の配列間隔と、前記第２の導光部の入射面での前記複数の光導波路の配列間隔とは、互いに異なることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の撮像装置。