JP2017099485A - Imaging device with illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工業用、医療用等で使用する照明装置付撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging device with an illumination device used for industrial use, medical use, and the like.
狭い個所で使用するビデオカメラ等では、直径1.0mm程度の超小型カメラが使用されることがある。そして、このカメラを暗部で使用するには、照明光が必要である。 In a video camera or the like used in a narrow place, an ultra-small camera having a diameter of about 1.0 mm may be used. And in order to use this camera in a dark part, illumination light is required.
カメラ自体に照明端を付設すると使い勝手が良いことから、カメラの先端にLEDなどの発光素子を取り付けたり、光ファイバを利用して光を伝送して照明することが行われている。 Since it is convenient to attach an illumination end to the camera itself, a light emitting element such as an LED is attached to the tip of the camera, or light is transmitted using an optical fiber for illumination.
しかし、先端にLEDなどの照明光源を取り付けるには、カメラ先端にスペースを必要とし小型化を阻害することになり、更にはカメラの極く近傍の短い距離の被写体を撮像する場合に、被写体への照射光量が片寄ってしまうことになる。 However, attaching an illumination light source such as an LED to the tip requires a space at the tip of the camera, which hinders downsizing, and further, when imaging a subject at a short distance in the immediate vicinity of the camera, The amount of irradiation light will be offset.
このような弊害を避けるために、超小型カメラでは照明端として光ファイバを使用することが多い。この場合には図11に示すように、丸型のカメラでは、カメラ本体1の周囲に多数本の合成樹脂製の光ファイバ2を一列に並べて配置して、これらの光ファイバ2により照明光を伝送することが、例えば特許文献1に開示されている。そして、これらの光ファイバ2の周囲を保護管3で覆って使用する。
In order to avoid such harmful effects, an optical fiber is often used as an illumination end in a micro camera. In this case, as shown in FIG. 11, in a round camera, a large number of synthetic
また図12に示すように、四角形のカメラを使用する場合にも、カメラ本体4を円形の保護管5により覆い、カメラ本体4の周囲の4個の間隙に光ファイバ6を俵積みして配置して照明端としている。
As shown in FIG. 12, even when a rectangular camera is used, the
図11、図12に示す超小型カメラにおいては、上述のようにカメラ側で多数本の光ファイバを分離して配列し、光源側においてはこれらの光ファイバを束ねて光源からの光束を入射する。しかし、光ファイバを束ねても光ファイバ間に隙間があるため、光源からの全光量が光ファイバに伝達されずに、光源光量の一部は損失となる。この隙間による光量損失は約1割に達する。 In the micro camera shown in FIGS. 11 and 12, as described above, a large number of optical fibers are separated and arranged on the camera side, and light beams from the light source are incident on the light source side by bundling these optical fibers. . However, even if the optical fibers are bundled, there is a gap between the optical fibers, so that the total light amount from the light source is not transmitted to the optical fiber, and a part of the light source light amount is lost. The light loss due to this gap reaches about 10%.
また、光源光量を集光レンズにより細径にして光ファイバ束に集光するため、光ファイバ束の中心部に配置された光ファイバへの光量と、周辺部に配置された光ファイバへの光量とが異なり、カメラ側に配列された個々の光ファイバの出射光量が異なることになる。このため、特にカメラに近接した被写体に対する照明にはむらが生じ、良好な画像が得られない。 In addition, since the light source light quantity is reduced to a small diameter by the condenser lens and condensed on the optical fiber bundle, the light quantity to the optical fiber arranged at the center of the optical fiber bundle and the light quantity to the optical fiber arranged at the peripheral part Unlike the above, the amount of light emitted from each optical fiber arranged on the camera side is different. For this reason, the illumination with respect to the subject close to the camera is particularly uneven, and a good image cannot be obtained.
また、組立時にカメラ本体の周囲に、多数の極細の光ファイバを整然と配列することは難しく、熟練を要する。 Further, it is difficult to order a large number of ultrafine optical fibers in an orderly manner around the camera body during assembly, and skill is required.
本発明の目的は、上述の課題を解消し、組立が容易になると共に、照明光量の損失を少なくし、かつ均質な光量で照明できる照明装置付撮像装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging device with an illumination device that solves the above-described problems, facilitates assembly, reduces the loss of the amount of illumination light, and can illuminate with a uniform amount of light.
上記目的を達成するための本発明に係る照明装置付撮像装置は、カメラ本体又はイメージガイドの周囲と、これらの外周の保護管との間の間隙に、1個又は複数個の照明端を配置した撮像装置において、前記照明端は合成樹脂製の光伝達部材の先端を前記間隙の形状に合わせて成形して前記間隙内に挿入し、前記光伝達部材の後端の入射端から光源による光束を入射したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus with an illumination device according to the present invention has one or more illumination ends arranged in a gap between the periphery of a camera body or an image guide and a protective tube on the outer periphery thereof. In the imaging apparatus, the illumination end is formed by inserting the front end of the light transmission member made of synthetic resin in accordance with the shape of the gap and inserted into the gap, and the light beam from the incident end at the rear end of the light transmission member Is incident.
本発明に係る照明装置付撮像装置によれば、単数本の光伝達部材の照明端をカメラと保護管との間隙の形状に合わせて成形することにより、容易に組立てることができると共に、光量の損失を小とし被写体をむらのない均質な光量で照明できる。 According to the imaging device with an illumination device according to the present invention, it is possible to easily assemble the illumination end of the single light transmission member according to the shape of the gap between the camera and the protective tube, and The loss can be reduced and the subject can be illuminated with a uniform amount of light.
本発明を図1〜図10に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
図1は実施例1の丸形状のカメラ本体11の分解斜視図である。カメラ本体11は例えば外径が1.0mmの円筒形のカメラケース11aを備え、カメラケース11a内には、前方からガラスカバー11b、枠部11c、レンズ11d、内ケース11e、CMOS11f、カメラ制御ユニット11gが配列されている。そして、カメラ制御ユニット11gから外部に信号線11hが引き出されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a
図2はカメラ本体11の周囲に照明端を取り付けた状態の正面図である。図1に示す部品を組込んだカメラ本体11は、間隙12を設けて外周の金属製の円形保護管13により覆われている。間隙12内には、照明装置の光伝達部材としての1本の合成樹脂製の光ファイバ14の先端を変形した照明端14aが配置されている。
FIG. 2 is a front view of a state in which an illumination end is attached around the
光ファイバ14の先端は円弧状の偏平部から成る照明端14aに成形され、この照明端14aが間隙12内に挿入されている。光ファイバ14の後端の入射端14bは、信号線11hと共に保護管13の後部から引き出され、別位置に配置された光源に接続されている。
The distal end of the
図3は光ファイバ14を成形した状態の斜視図である。光ファイバ14は既製のものを使用し、先端を金型を用いて加熱しながら成形し、カメラ本体11の周囲を包み込むために円弧状に加工しているが、入射端14bは光ファイバ14のそのままの形状で使用している。
FIG. 3 is a perspective view of a state in which the
照明に際しては、図4に示すように光ファイバ14の後端の入射端14bに光源15から光束を集光レンズ16を介して入射する。入射端14bに入射した光束は光ファイバ14内を先端の照明端14aに向って進むにつれ、光束は光ファイバ14内で分散し、照明端14aからは均質な光量が出射される。
At the time of illumination, as shown in FIG. As the light beam incident on the
図5は変形例の光ファイバ14’による照明端14a’の斜視図である。照明端14a’は2個に分岐して半円弧状に成形し、これらを合わせて、カメラ本体11を囲む円弧状に配置してもよい。
FIG. 5 is a perspective view of the
また、2本の光ファイバ14を用いて、それぞれの光ファイバ14の先端を照明端14aに成形し、光源側では2本の光ファイバ14の入射端14bを溶融して1本に成形し1個の入射端14bとしてもよい。或いは、2本のそれぞれ照明端14aを有する光ファイバ14のそれぞれの入射端14bにそれぞれ光源を配することもできる。
Further, using two
カメラ本体11の外形を1.0mm、保護管13の内径を1.25mmとすると、これらの間隙12の面積は0.44mm2である。一方、このような寸法の間隙12内には、間隙12の間隔と同寸法の0.15mmの光ファイバを28本並べることができ、これらの光ファイバの照明端の総面積は0.34mm2である。
When the outer shape of the
このことから、実施例1のような形状とした照明端14aは、その断面積を従来例の光ファイバ2の場合と同じとすれば、間隙12の面積に対し0.77倍であり、照明端14aを余裕をもって間隙12内に挿入することができる。
From this, the
また、光ファイバ14の中間部は照明端14aの出射面を除いて、反射部材によりコーティングすると、加工した照明端14aの側部から光が漏光することがなくなり、光源からの光束を有効に照明光として使用できる。
Further, if the intermediate portion of the
図6は実施例2のカメラの正面図であり、カメラ本体11は実施例1と同様の丸形のカメラケース11aの外周に、四角形の保護管21が配置され、カメラケース11aと保護管21との間の4個の間隙22に光ファイバ23の照明端23aが配置されている。この四角形の保護管21を用いたカメラは、角溝等に挿入して位置決めをする場合に有効に用いられる。
FIG. 6 is a front view of the camera of the second embodiment. The
各照明端23aは図7に示すように、1本の合成樹脂製の光ファイバ23を加工することにより成形され、各照明端23aは間隙22の形状と合致するように略三角形とされ、カメラケース11aを保護管21との間で囲むようにされている。
As shown in FIG. 7, each
また、光ファイバ23の後端の入射端23bはそのままの形状で使用しており、入射端23bから光源光束を入射して照明端23aから被写体を照明することは実施例1と同様である。
Further, the
この場合においても、照明端22aは間隙22の形状に合わせて形成されているので、これらの間隙22に多数本の光ファイバを挿入する場合に比較すれば、照射光量、照射むら、組立性の点において利点がある。
Even in this case, since the illumination end 22a is formed in accordance with the shape of the
図8は実施例3の四角形カメラのカメラ本体31の分解斜視図である。カメラ本体31は、例えば1辺が1mmの正方形であり、四角形のガラスカバー31a、レンズ31b、CMOS31c、カメラ制御ユニット31dが順次に積層されて接着されている。そして、カメラ制御ユニット31dから信号線31eが引き出されている。
FIG. 8 is an exploded perspective view of the
図9に示すように、カメラ本体31は円筒形の保護管32に覆われ、カメラ本体31と保護管32との間の4個の間隙33内に合成樹脂から成る光ファイバ34による4個の照明端34aが配置されている。
As shown in FIG. 9, the
図10に示すように、各照明端34aは間隙33の形状に合致した断面略半月状とされている。この照明端34aは1本の合成樹脂製の光ファイバ34の先端を略半月状に加工した4個の照明端34aがそれぞれ間隙33内に挿入されている。また、光ファイバ34の入射端34bは元の形状のままとされている。
As shown in FIG. 10, each illumination end 34 a has a substantially half-moon shape that matches the shape of the
なお、略半月状の照明端34aは、光ファイバ34ごとに形成したり、1本の光ファイバ34の端部に照明端34aを2個ずつ形成し、2本の光ファイバ34を組合わせることもできる。なお、これらの場合に、入射端34bは光ファイバ34ごとに光源を配置してもよく、複数本の光ファイバ34を溶融して成形した1個の入射端に、1個の光源を使用してもよい。
In addition, the substantially half-moon shaped
なお、実施例1〜3においては、照明端をカメラ本体の周囲に配置したが、カメラ本体の代りに多数本の光ファイバを束ねたイメージガイドとしてもよく、このイメージガイドの画像入力部の周囲に照明端を配置すればよい。この場合には、イメージガイドの他端に撮像素子を配置してカメラとすることができる。 In the first to third embodiments, the illumination end is arranged around the camera body. However, instead of the camera body, an image guide in which a large number of optical fibers are bundled may be used. An illumination end may be disposed on the screen. In this case, an image sensor can be arranged on the other end of the image guide to provide a camera.
11、31 カメラ本体
12、23、33 間隙
13、21、32 保護管
14、23、34 光ファイバ
14a、23a、34a 照明端
14b、23b、34b 入射端
15 光源
16 集光レンズ
11, 31
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