JP2017173771A - レンズユニット及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】球面ミラーを採用した全方位カメラであって、暗い場所でも適切に被写体を検出する撮像装置を提供する。【解決手段】赤外線を検知し電気信号に変換する赤外線撮像素子と、球面状の赤外線反射体により形成された球面ミラーと、前記赤外線撮像素子と前記球面ミラーとの間に配置されたレンズと、前記赤外線撮像素子、前記球面ミラー、及びレンズを覆うよう、赤外線を透過する部材により形成された側面カバーと、を備え、前記ミラーは、前記赤外線撮像素子と前記レンズとの光軸の延長部分に非反射領域が形成されている、撮像装置を採用する。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、例えば全方位などの広範囲で撮像可能な撮像装置などに関する。

従来、広角レンズを利用した全方位カメラがあった。このような全方位レンズでは、広範囲を撮像するために広角レンズを搭載するが、広角レンズは多数のレンズを組み合わせて構成されているため、構成が複雑となり、かつ高額になってしまう。そこで、例えば特許文献１に記載のような、球面ミラーを採用した撮像装置が検討されていた。

特開２００６−１１１０３号公報

ところで、上記のような全方位カメラには種々の用途があるが、一用途として監視カメラがある。このような監視カメラでは、撮像された画像の画質よりも、暗い場所でも確実に撮像することを優先するため、赤外線カメラを採用することがある。しかしながら、上記従来の球面ミラー撮像装置に赤外線カメラを適用しようとすると、球面ミラーを支持する支持部材が透明なプラスチック等で形成されていたとしても、撮像された画像に支持部材が写り込んでしまっていた。

本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
球面状の赤外線反射体により形成された球面ミラー（３）と、
撮像素子と前記球面ミラーとの間に配置されたレンズ（２）と、
前記球面ミラー、及びレンズを覆うよう、赤外線を透過する部材により形成された側面カバー（５ｂ）と、を備え、
前記ミラーは、前記赤外線撮像素子と前記レンズとの光軸の延長部分に非反射領域（孔部４）が形成されている、
レンズユニットである。

上記構成のレンズユニットによれば、撮像素子として赤外カメラを採用して全方位カメラを構成した場合であっても、球面ミラーを支持する部材が写り込んでしまうことなどを防止することが可能となる。

また、本発明の一の手段は、
赤外線を検知し電気信号に変換する赤外線撮像素子（赤外線カメラ１）と、
球面状の赤外線反射体により形成された球面ミラー（３）と、
前記赤外線撮像素子と前記球面ミラーとの間に配置されたレンズ（２）と、
前記赤外線撮像素子、前記球面ミラー、及びレンズを覆うよう、赤外線を透過する部材により形成された側面カバー（５ｂ）と、を備え、
前記ミラーは、前記赤外線撮像素子と前記レンズとの光軸の延長部分に非反射領域（孔部４）が形成されている、
撮像装置である。

上記構成の撮像装置によれば、全方位型の赤外線カメラとして使用しても、球面ミラーを支持する支持部材の写り込みを防止することが可能となる。これにより、周囲が暗い環境であっても被検対を検出可能な全方位型の撮像装置を構成することができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記側面カバーは、ゲルマニウム、シリコン、またはカルコゲナイドの少なくともいずれか１つを含んで構成される。

上記構成の撮像装置によれば、赤外線を適切に透過可能な側面カバーとすることができ、より適切に球面ミラーを支持する支持部材の写り込みを防止した撮像装置を提供することができる。

撮像装置の一例を示す斜視透過図。 撮像装置の上面図。 撮像装置の断面図。 撮像装置の撮影範囲の一例を示す図解図。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．補足事項

＜１．実施形態＞
本実施形態の撮像装置は、全方位カメラとも言われ、例えば夜間などの暗い環境でも全方位を撮像可能な監視カメラとしての赤外線カメラであって、装置の側面が赤外線を透過するカバーにより覆われていることを特徴のひとつとする。以下、本実施形態の撮像装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。

図１は、本実施形態の撮像装置の斜視透過図である。図２は、本実施形態の撮像装置を上面側（球面ミラー３の側）から見た図である。図３は、本実施形態の撮像装置を、図２におけるＡ−Ａの位置で見た断面図である。図４は、撮像装置の撮影範囲の一例を示す図解図である。図１〜図４に示されるように、本実施形態の撮像装置は、赤外線カメラ１、レンズ群２、球面ミラー３、孔部４、上面カバー５ａ、及び側面カバー５ｂを含んで構成される。上面カバー５ａ及び側面カバー５ｂを総称してカバー５と呼ぶことがある。撮像装置は、その底面に底面カバーを有する構成としてもよい。なお、図１−４におけるレンズ群２は、図面の簡単のために１枚のレンズによって示されていることに注意されたい。

＜赤外線カメラ１＞
赤外線カメラ１は、被写体から発せられるまたは反射される、赤外領域の波長の光を受光して被写体を検出可能な撮像部であって、撮像装置の底部に配置される（図１及び図３参照）。赤外線カメラ１は、少なくとも赤外線撮像素子を含んで構成される。この赤外線撮像素子は、照射された光の赤外線成分を電気信号に変換して、メモリまたは制御部などに出力する。本実施形態の赤外線カメラ１は、被写体に赤外線ライトを照らして反射光を撮像する、近赤外線カメラを採用する構成であるが、単に被写体が発する赤外波長の光を撮像する遠赤外線カメラを採用するものであってもよい。

＜レンズ群２＞
レンズ群２は、一以上のレンズにより構成され、赤外線成分の光を屈折させながら透過可能に構成される。レンズ群２は、図１及び図３に示されるように、赤外線カメラ１と球面ミラー３との間に配置される。レンズ群２は、一般的な単焦点レンズであって、球面ミラー３からの反射光を全て（または略全て）集光できるようなものを採用する。このような構成の場合、単焦点レンズは、全方位を撮影可能な広角レンズに比べて焦点距離が長いものを使うことができるため、レンズ群２のコスト、つまり撮像装置のコストを低くすることができる。なお、本発明では、一のレンズからなるもの、及び二以上のレンズを含むものについても「レンズ」または「レンズ群」と呼ぶことがあり、これらの「レンズ」及び「レンズ群」は本発明の「レンズ」の具体例である。

＜球面ミラー３＞
球面ミラー３は、図１及び図３に示されるように、上面カバー５ａに対して、その中央部が赤外線カメラ１及びレンズ群２に向かって突出するよう湾曲した球状の反射鏡であって、上面カバー５ａに取り付けられるよう配置される。球面ミラー３は、少なくとも赤外線カメラ１で検出対象とする光の波長成分を反射するような素材で形成されていればよい。

球面ミラー３の中央部（赤外線カメラ１とレンズ群２とを通過する光の光軸の延長線部分）には、孔部４が形成されている（図１〜図３参照）。なお、孔部４を形成することに代えて、赤外線カメラ１で検出対象とする光の波長成分を反射しない（吸収または乱反射するなどの）素材の部材を配置してもよい。本実施形態の撮像装置では、この孔部４を設けることで、赤外線カメラ１およびレンズ群２が撮像画像に写り込まないようにすることができる。つまり、赤外カメラ１を採用した全方位カメラの構成において、球面ミラー３を支持する部材が撮像結果に写り込んでしまうことなどを防止することが可能となる。ただし、孔部４は必ずしも設けられていなくてもよい。

＜カバー５＞
カバー５は、少なくとも上面カバー５ａ及び側面カバー５ｂを含んで構成されている。上面カバー５ａには球面ミラー３が固定されて取り付けられている。側面カバー５ｂは、少なくとも赤外線カメラ１で検出対象とする光の波長成分を透過するような素材で形成されていればよく、例えば、ゲルマニウム、シリコン、またはカルコゲナイドなどの少なくともいずれか１つを含む素材により形成されている。側面カバー５ｂは、図１〜図３に示されるように、円柱状に形成される。

なお、本実施形態の撮像装置による撮影範囲は、たとえば図４に示すものになる。撮像装置の高さとしては、撮像範囲に撮像装置の底面が含まれない範囲、つまりケラレ無い範囲において、低くすることができる。ただし、図４に示す撮像範囲は一例であるため、他の実施形態では、異なる撮像範囲であってもよい。

上記の本実施形態の撮像装置は、監視カメラなどとして採用され、特に暗い場所で利用されることで効果が得られる。また、本実施形態の撮像装置は、無人飛行機などに搭載されてもよい。また、本実施形態の撮像装置は、例えばビルの屋上に配置され、地上を見下ろす監視カメラなどとして採用されてもよい。また、撮像装置は動画像を撮影することが想定されているが、静止画像が撮影されてもよい。

また、レンズ群２は、複数のレンズから構成されることは言うまでもないが、１枚のレンズで構成されていてもよい。つまり、本実施形態の「レンズ群２」には、１枚以上のレンズから構成されているものが含まれる。

なお、レンズ群２、球面ミラー３、孔部４、及び側面カバー５ｂは、まとめてレンズユニットと言われることもある。たとえば、レンズユニットはそれのみで販売されてもよく、既存の赤外線カメラに対してレンズユニットが後付された場合、本件と同等の構成の撮像装置となる。この場合、赤外線カメラのユーザは、レンズユニットを購入し、その赤外線カメラに取り付けるだけで、赤外線による全方向の撮影を行うことが出来るようになる。

＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、同様の技術思想に基づいて当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

上記実施形態の撮像装置において、側面カバーは円柱状に形成されていたが、必ずしも円柱状でなく、球状に近い形状や、やや湾曲した円柱状などであってもよい。

また、上記実施形態の撮像装置では、赤外線カメラを例に挙げて説明したが、赤外線カメラはあくまで一例に過ぎず、特定の波長の光を検出するような構成であってもよい。ただし、暗い場所で有効に活用できる赤外線カメラを採用することが好ましい。

本発明の撮像装置は、例えば監視カメラなどとして有効に利用される。

１…赤外線カメラ
２…レンズ
３…球面ミラー
４…孔部
５…カバー
５ａ…上面カバー
５ｂ…側面カバー

Claims (3)

1. 球面状の赤外線反射体により形成された球面ミラーと、
   撮像素子と前記球面ミラーとの間に配置されたレンズと、
   前記球面ミラー、及びレンズを覆うよう、赤外線を透過する部材により形成された側面カバーと、を備え、
   前記ミラーは、前記赤外線撮像素子と前記レンズとの光軸の延長部分に非反射領域が形成されている、
   レンズユニット。
2. 赤外線を検知し電気信号に変換する赤外線撮像素子と、
   球面状の赤外線反射体により形成された球面ミラーと、
   前記赤外線撮像素子と前記球面ミラーとの間に配置されたレンズと、
   前記赤外線撮像素子、前記球面ミラー、及びレンズを覆うよう、赤外線を透過する部材により形成された側面カバーと、を備え、
   前記ミラーは、前記赤外線撮像素子と前記レンズとの光軸の延長部分に非反射領域が形成されている、
   撮像装置。
3. 前記側面カバーは、ゲルマニウム、シリコン、またはカルコゲナイドの少なくともいずれか１つを含んで構成される、
   請求項２に記載の撮像装置。

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