JP2019049739A - Imaging device - Google Patents

Imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP2019049739A
JP2019049739A JP2018201038A JP2018201038A JP2019049739A JP 2019049739 A JP2019049739 A JP 2019049739A JP 2018201038 A JP2018201038 A JP 2018201038A JP 2018201038 A JP2018201038 A JP 2018201038A JP 2019049739 A JP2019049739 A JP 2019049739A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging
optical system
imaging device
lens group
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018201038A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6696551B2 (en
JP2019049739A5 (en
Inventor
佐藤 裕之
Hiroyuki Sato
裕之 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2018201038A priority Critical patent/JP6696551B2/en
Publication of JP2019049739A publication Critical patent/JP2019049739A/en
Publication of JP2019049739A5 publication Critical patent/JP2019049739A5/ja
Priority to JP2020076104A priority patent/JP6901022B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6696551B2 publication Critical patent/JP6696551B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To achieve a new imaging device that uses two wide angle lenses having a total angle of view of larger than 180 degrees.SOLUTION: An imaging device of the present invention is an imaging device that combines two imaging optical systems comprising an image forming optical system having a total angle of view of larger than 180 degrees and a two-dimensional solid state imaging element converting an image formed by the image forming optical system into an image signal to pick up an omnidirectional image. The two imaging optical systems have the same structures and each have first lens groups L1I, L2I arranged on an object side, second lens groups L1II, L2II arranged on an image side of the first lens groups, and a reflection surface member PC; the reflection surface member PC has a first reflection surface RF that bends the optical axes of the first lens groups in a first direction, and a second reflection surface that bends the optical axis of the light beam reflected on the first reflection surface in a second direction intersecting common planes including the optical axes of the first lens groups and the first direction; the two imaging optical systems are combined such that the optical axes of the first lens groups match each other, both the common planes are in the same plane, and the second directions are on the same side of the same plane.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging device.

立体角で4πラジアンに相当する「全方位の画像」を一度に撮像する撮像装置は、従来から、特許文献1や2により知られている。   An imaging device for imaging an “omnidirectional image” corresponding to 4π radian in solid angle at one time is conventionally known from Patent Documents 1 and 2.

全天球を「一度に撮像」する撮像装置として「180度を超える全画角をもつ広角レンズ(所謂「魚眼レンズ」)」を2つ使用したものが知られている(特許文献1、2)。   As an image pickup apparatus for "picking up an image at once", it is known to use two "wide-angle lenses (so-called" fish-eye lenses ") having a total angle of view exceeding 180 degrees" (Patent Documents 1 and 2) .

このような撮像装置は、同時に全方位の画像情報を取得できるので、例えば、防犯用監視カメラや車載カメラ等に有効に利用できる。   Such an imaging device can simultaneously acquire omnidirectional image information, and thus can be effectively used, for example, as a surveillance camera for crime prevention or an on-vehicle camera.

また、昨今は、工業用や医療用の内視鏡への利用も意図されつつある。   In addition, recently, application to endoscopes for industrial use and medical use is also intended.

広角レンズは、全画角が大きくなるにつれて、性能を確保するために構成レンズ枚数が増大し易く、全画角の大きい広角レンズは、レンズ全長が長くなり易い。   The wide-angle lens tends to increase the number of constituent lenses to secure performance as the total angle of view increases, and the wide-angle lens having a large total angle of view tends to increase the total lens length.

このようなレンズ全長の大きい広角レンズを2つ組み合わせると、撮像装置自体のサイズが大型化し易い。   When two such wide-angle lenses having a large overall lens length are combined, the size of the imaging device itself tends to be large.

このような「サイズの大型化」を考慮したものとして、広角レンズの光軸を反射面により折り曲げて用いるものが提案されている(特許文献3)。   In consideration of such "size enlargement", there has been proposed one that uses the optical axis of a wide-angle lens by bending it with a reflecting surface (Patent Document 3).

この発明は、180度を超える全画角をもつ広角レンズを2つ使用する、新規な撮像装置の実現を課題とする。   An object of the present invention is to realize a novel imaging device using two wide-angle lenses having a full angle of view exceeding 180 degrees.

この発明の撮像装置は、180度より大きい全画角を持つ結像光学系と、該結像光学系により結像した画像を画像信号に変換する2次元の固体撮像素子とにより構成される撮像光学系を2個組み合わせて全方位の画像を撮像する撮像装置であって、2個の撮像光学系は同構造で、それぞれが、物体側に配される第1レンズ群と、該第1レンズ群の像側に配される第2レンズ群と、反射面部材と、を有し、該反射面部材は、第1レンズ群の光軸を、第1の方向へ屈曲させる第1反射面と、該第1反射面により反射された光束の光軸を、前記第1レンズ群の光軸と第1の方向とを含む共有平面に交わる第2の方向へ屈曲させる第2反射面と、を有し、2個の撮像光学系は、第1レンズ群の光軸が互いに合致し、共有平面同士が同一平面内にあり、且つ、第2の方向同士が前記同一平面の同じ側となるように組み合わせられる。   An imaging apparatus according to the present invention comprises an imaging optical system having a total angle of view larger than 180 degrees, and a two-dimensional solid-state imaging device for converting an image formed by the imaging optical system into an image signal. An imaging apparatus for imaging an omnidirectional image by combining two optical systems, wherein the two imaging optical systems have the same structure, and a first lens group disposed on the object side, and the first lens A second lens group disposed on the image side of the group, and a reflective surface member, the reflective surface member being a first reflective surface that bends the optical axis of the first lens group in a first direction; A second reflection surface for bending an optical axis of the light beam reflected by the first reflection surface in a second direction intersecting a common plane including the optical axis of the first lens group and the first direction; In the two imaging optical systems, the optical axes of the first lens group coincide with each other, and the common planes are in the same plane, One, combined such that the second direction each other the same side of the same plane.

この発明によれば、180度を超える全画角をもつ広角レンズを2つ使用する、新規な撮像装置を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a novel imaging device using two wide-angle lenses having a full angle of view exceeding 180 degrees.

撮像装置の実施の1形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one Embodiment of an imaging device. 図1の実施の形態における光線図である。FIG. 2 is a ray diagram in the embodiment of FIG. 1; 撮像装置の実施の別形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating another form of implementation of an imaging device. 図3の実施の形態における光線図である。FIG. 4 is a ray diagram in the embodiment of FIG. 3; 照明手段を設けた実施の1形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one Embodiment which provided the illumination means.

以下、実施の形態を説明する。
図1は、撮像装置の実施の1形態を説明するための概念図である。
Hereinafter, embodiments will be described.
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of an imaging device.

図1に実施の形態を示す撮像装置は2つの撮像光学系を有する。   The imaging device whose embodiment is shown in FIG. 1 has two imaging optical systems.

これら2つの撮像光学系を以下において、第1撮像光学系、第2撮像光学系と称する。   Hereinafter, these two imaging optical systems are referred to as a first imaging optical system and a second imaging optical system.

図1の(a−1)と(a−2)とは、第1撮像光学系を説明する図であり、(b−1)と(b−2)とは第2撮像光学系を説明するための図である。   (A-1) and (a-2) of FIG. 1 are diagrams for explaining the first imaging optical system, and (b-1) and (b-2) are for explaining the second imaging optical system. It is a figure for.

図1(a−1)、(a−2)を参照して「第1撮像光学系」を説明する。   The “first imaging optical system” will be described with reference to FIGS. 1 (a-1) and 1 (a-2).

図1(a−1)、(a−2)において、符号L1Iは「第1レンズ群」を示す。また、符号L1IIは「第2レンズ群」を示す。
符号IS1は「固体撮像素子(以下、第1撮像素子IS1と言う。)」を示す。
In FIG. 1 (a-1) and (a-2), the code | symbol L1I shows a "1st lens group." Further, a code L1II indicates a "second lens group".
The symbol IS1 indicates "solid-state imaging device (hereinafter, referred to as first imaging device IS1)".

さらに、符号PCは「反射面部材」を示す。
図1(a−1)において図の左方が物体側である。
Furthermore, code | symbol PC shows a "reflective surface member."
The left side of the figure in FIG. 1 (a-1) is the object side.

第1レンズ群L1Iは物体側に配されるレンズ群で「負の屈折力」を有し、該例においては、2枚のレンズL11、L12により構成されている。   The first lens unit L1I is a lens unit disposed on the object side and has "negative refracting power", and in this example, is constituted by two lenses L11 and L12.

第2レンズ群L1IIは、第1レンズ群L1Iの像側に配されるレンズ群で「正の屈折力」を持ち、5枚のレンズL13、L14、L15、L16、L17で構成されている。   The second lens unit L1II is a lens unit disposed on the image side of the first lens unit L1I, and has “positive refractive power”, and is configured of five lenses L13, L14, L15, L16, and L17.

具体的には、第1レンズ群L1IのレンズL11、L12は共に「ガラス材料による負のメニスカスレンズ」である。   Specifically, the lenses L11 and L12 of the first lens unit L1I are both "negative meniscus lenses made of glass material".

第2レンズ群L1IIのレンズL13、L14は共に「ガラス材料の両凸レンズ」、レンズL15は「ガラス材料の両凸レンズ」である。   The lenses L13 and L14 of the second lens unit L1II are both “biconvex lenses of glass material”, and the lens L15 is “biconvex lenses of glass material”.

レンズL16は「ガラス材料の両凹レンズ」であり、レンズL15に接合されている。   The lens L16 is a “biconcave lens of glass material” and is joined to the lens L15.

最も像側に配されるレンズL17は「ガラス材料の両凸レンズ」である。   The lens L17 disposed closest to the image side is a "biconvex lens of glass material".

図1(b−1)、(b−2)を参照して、第2撮像光学系を説明する。   The second imaging optical system will be described with reference to FIGS. 1 (b-1) and 1 (b-2).

図1(b−1)、(b−2)において、符号L2Iは「第1レンズ群」を示す。また、符号L2IIは「第2レンズ群」を示す。   In FIG. 1 (b-1) and (b-2), the code | symbol L2I shows a "1st lens group." Further, a symbol L2II indicates a "second lens group".

符号IS2は「固体撮像素子(以下、第2撮像素子IS2と言う。)」を示す。   The symbol IS2 indicates "solid-state image sensor (hereinafter, referred to as second image sensor IS2)".

さらに、符号PCは「反射面部材」を示す。
図1(b−2)においては図の右方が物体側である。
Furthermore, code | symbol PC shows a "reflective surface member."
In FIG. 1 (b-2), the right side of the figure is the object side.

第1レンズ群L2Iは物体側に配されるレンズ群で「負の屈折力」を有し、該例においては、2枚のレンズL21、L22により構成されている。   The first lens unit L2I is a lens unit disposed on the object side and has "negative refracting power", and in this example, is constituted by two lenses L21 and L22.

第2レンズ群L2IIは、第1レンズ群L2Iの像側に配されるレンズ群で「正の屈折力」を有し、5枚のレンズL23、L24、L25、L26、L27で構成されている。   The second lens unit L2II is a lens unit disposed on the image side of the first lens unit L2I, having “positive refractive power”, and is configured of five lenses L23, L24, L25, L26, and L27. .

具体的には、第2レンズ群L2IのレンズL21、L22は共に「ガラス材料による負のメニスカスレンズ」である。   Specifically, the lenses L21 and L22 of the second lens unit L2I are both "negative meniscus lenses made of glass material".

第2レンズ群L2IIのレンズL23、L24は共に「ガラス材料の両凸レンズ」、レンズL25は「ガラス材料の両凸レンズ」である。   The lenses L23 and L24 of the second lens unit L2II are both “biconvex lenses of glass material”, and the lens L25 is “biconvex lenses of glass material”.

レンズL26は「ガラス材料の両凹レンズ」で、レンズL25に接合されている。   The lens L26 is a "biconcave lens of glass material" and is joined to the lens L25.

最も像側に配されるレンズL27は「ガラス材料の両凸レンズ」である。   The lens L27 disposed closest to the image side is a "biconvex lens of glass material".

図1(a−2)は同図(a−1)の状態を「図の右方」から見た図である。
また(b−1)は(b−2)の状態を「図の右方」から見た図である。
FIG. 1 (a-2) is the figure which looked at the state of the figure (a-1) from "the right side of a figure."
Further, (b-1) is a view of the state of (b-2) as viewed from the "right side of the figure".

図1(c−1)、(c−2)、(c−3)は、第1撮像光学系と第2撮像光学系とを組み合わせた状態を説明するための図である。   FIGS. 1 (c-1), (c-2), and (c-3) are diagrams for explaining a state in which the first imaging optical system and the second imaging optical system are combined.

図1(c−1)は、第1、第2撮像光学系を組み合わせた状態を(a−1)、(b−2)の図面に直交する方向から見た状態である。   FIG. 1C-1 is a state in which the state in which the first and second imaging optical systems are combined is viewed from the direction orthogonal to the drawings of (a-1) and (b-2).

第2レンズ群L1IIとL2IIとは、図面に直交する方向において互いに重なり合っている。同様に第1撮像素子IS1と第2撮像素子IS2も、図面に直交する方向において互いに重なり合っている。   The second lens units L1II and L2II overlap each other in the direction orthogonal to the drawing. Similarly, the first imaging device IS1 and the second imaging device IS2 also overlap each other in the direction orthogonal to the drawing.

図1(c−2)は、第1、第2撮像光学系を組み合わせた状態を(a−2)、(b−1)の図面に直交する方向から見た状態である。   FIG. 1C-2 is a state in which the state in which the first and second imaging optical systems are combined is viewed from the direction orthogonal to the drawings of (a-2) and (b-1).

図1(c−3)は、「第1、第2撮像光学系を組み合わせた状態」を(a−1)〜(b−2)の図の上方から見た状態である。   FIG. 1C-3 is a state in which "a state in which the first and second imaging optical systems are combined" is viewed from the upper side of the diagrams (a-1) to (b-2).

次に、図1の実施の形態において用いられている反射面部材PCにつき説明する。   Next, the reflecting surface member PC used in the embodiment of FIG. 1 will be described.

図1の実施の形態においては、第1撮像光学系と第2撮像光学系とは、反射面部材PCを共用している。   In the embodiment of FIG. 1, the first imaging optical system and the second imaging optical system share the reflective surface member PC.

即ち、反射面部材PCは「第1撮像光学系の構成要素」であり、同時に「第2撮像光学系の構成要素」でもある。   That is, the reflective surface member PC is a “component of the first imaging optical system” and is also a “component of the second imaging optical system”.

反射面部材PCは、図1(a−2)等に示すように、3つの部分からなっている。これら3つの部分とは、立方体状のプリズムP0と、3角プリズムP1、P2である。   The reflective surface member PC is composed of three parts as shown in FIG. 1 (a-2) and the like. These three parts are a cubic prism P0 and triangular prisms P1 and P2.

プリズムP0は、図1(c−3)に示すように、2個の3角プリズムを斜面で張り合わせたものであり、接合面RFが反射面となっている。   As shown in FIG. 1 (c-3), the prism P0 is formed by bonding two triangular prisms at an inclined surface, and the bonding surface RF is a reflection surface.

図1(c−2)に示すように、第1撮像光学系の第1レンズ群L1Iから入射する撮像光束は、プリズムP0の接合面RFにより3角プリズムP1の側へ反射される。   As shown in FIG. 1C, the imaging light flux incident from the first lens group L1I of the first imaging optical system is reflected toward the triangular prism P1 by the cemented surface RF of the prism P0.

即ち、プリズムP0の接合面RFは、第1レンズ群L1Iの光軸を、第1の方向である3角プリズムP1の側に向けて屈曲させる。屈曲の角度は90度である。   That is, the cemented surface RF of the prism P0 bends the optical axis of the first lens group L1I toward the side of the triangular prism P1 which is the first direction. The angle of bending is 90 degrees.

同様に、第2撮像光学系の第1レンズ群L2Iから入射する撮像光束は、プリズムP0の接合面RFにより3角プリズムP2の側へ反射される。   Similarly, the imaging light flux incident from the first lens group L2I of the second imaging optical system is reflected to the side of the triangular prism P2 by the cemented surface RF of the prism P0.

即ち、プリズムP0の接合面RFは、第1レンズ群L2Iの光軸を、第2の方向である3角プリズムP2の側に向けて屈曲させる。屈曲の角度は90度である。   That is, the cemented surface RF of the prism P0 bends the optical axis of the first lens unit L2I toward the side of the triangular prism P2 which is the second direction. The angle of bending is 90 degrees.

従って、プリズムP0の「接合面RF」は、第1撮像光学系の第1反射面であると共に、第2撮像光学系の第1反射面でもある。   Therefore, the “junction surface RF” of the prism P0 is a first reflection surface of the first imaging optical system and a first reflection surface of the second imaging optical system.

以下では、接合面RFを第1反射面RFとも言う。   Hereinafter, the bonding surface RF is also referred to as a first reflection surface RF.

第1レンズ群L1Iから入射した撮像光束は、上記第1反射面により3角プリズムP1側へ反射され、その斜面により再度反射されて第2レンズ群L1IIに入射する。   The imaging light flux incident from the first lens group L1I is reflected to the trigonal prism P1 side by the first reflection surface, is reflected again by the slope, and is incident on the second lens group L1II.

このとき、第1レンズ群L1Iの光軸は「第2の方向」である第2レンズ群L1IIの方向へ向かって90度屈曲され、第2レンズ群L1IIの光軸と合致する。   At this time, the optical axis of the first lens group L1I is bent 90 degrees toward the direction of the second lens group L1II which is the “second direction”, and coincides with the optical axis of the second lens group L1II.

即ち、3角プリズムP1の斜面は、第1撮像光学系の「第2反射面」である。   That is, the slope of the triangular prism P1 is the "second reflecting surface" of the first imaging optical system.

第2レンズ群L1IIに入射した撮像光束は、第1レンズ群L1Iと第2レンズ群L1IIの結像作用により、第1撮像素子IS1の受光面に2次元画像(以下「第1の2次元画像」と言う。)を結像する。   The imaging light flux incident on the second lens unit L1II is a two-dimensional image (hereinafter referred to as a “first two-dimensional image”) on the light receiving surface of the first imaging element IS1 by the imaging action of the first lens unit L1I and the second lens unit L1II. Say).

第2撮像光学系においても同様である。   The same applies to the second imaging optical system.

即ち、第1レンズ群L2IからプリズムP0に入射した撮像光束は、第1反射面RFにより3角プリズムP2側へ反射される。   That is, the imaging light flux that has entered the prism P0 from the first lens group L2I is reflected by the first reflection surface RF toward the triangular prism P2.

そして、3角プリズムP2の斜面により再度反射されて第2レンズ群L2IIに入射する。   Then, the light is reflected again by the inclined surface of the triangular prism P2 and is incident on the second lens unit L2II.

このとき、第1レンズ群L2Iの光軸は「第2の方向」である第2レンズ群L2IIの方向へ向かって90度屈曲され、第2レンズ群L2IIの光軸と合致する。   At this time, the optical axis of the first lens unit L2I is bent by 90 degrees toward the direction of the second lens unit L2II which is the “second direction”, and coincides with the optical axis of the second lens unit L2II.

即ち、3角プリズムP2の斜面は、第2撮像光学系の「第2反射面」である。   That is, the slope of the triangular prism P2 is the "second reflection surface" of the second imaging optical system.

第2レンズ群L2IIに入射した撮像光束は、第1レンズ群L2Iと第2レンズ群L2IIの結像作用により、第2撮像素子IS2の受光面に2次元画像(以下「第2の2次元画像」と言う。)を結像する。   The imaging light flux incident on the second lens unit L2II is a two-dimensional image (hereinafter referred to as a “second two-dimensional image”) on the light receiving surface of the second imaging element IS2 by the imaging action of the first lens unit L2I and the second lens unit L2II. Say).

第1撮像素子IS1、第2撮像素子IS2は共に「2次元の受光面」を有し、この受光面に結像する2次元画像を撮像して電気信号に変換する。   Each of the first imaging element IS1 and the second imaging element IS2 has a "two-dimensional light receiving surface", picks up a two-dimensional image formed on the light receiving surface, and converts it into an electric signal.

第1撮像素子IS1により撮像された「第1の2次元画像」と、第2撮像素子IS2により撮像された「第2の2次元画像」は、それぞれ、周辺部に同じ画像情報を有する。   The “first two-dimensional image” captured by the first imaging element IS1 and the “second two-dimensional image” captured by the second imaging element IS2 respectively have the same image information in the peripheral portion.

つまり、第1撮像光学系と、第2撮像光学系とは、180度より大きい全画角を有する結像光学系で構成されるため、互いの撮像素子により撮像された画像情報には重複領域がある。   That is, since the first imaging optical system and the second imaging optical system are configured by the imaging optical system having a total angle of view larger than 180 degrees, the overlapping area exists in the image information imaged by the respective imaging elements. There is.

従って、この同じ画像情報(重複領域の画像情報)を「繋ぎ位置」として検出し、歪み補正を電気的な情報処理で行ったのち、平面に展開し、その後「ブレンド処理」で1枚の画像に繋ぎ合わせる。   Therefore, the same image information (image information of the overlapping area) is detected as a “connection position”, distortion correction is performed by electrical information processing, and then expanded on a plane, and then one image is obtained by “blend processing”. Tie them together.

このようにして「全方位の画像」を得ることができる。   In this way, an "omnidirectional image" can be obtained.

上記の如く、図1に実施の形態を示す撮像装置は「180度より大きい全画角を持つ結像光学系と、該結像光学系により結像した画像を画像信号に変換する2次元の固体撮像素子とにより構成される撮像光学系を2個組み合わせて全方位の画像を撮像する撮像装置」である。   As described above, the image pickup apparatus shown in the embodiment in FIG. 1 has a “image forming optical system having a total angle of view larger than 180 degrees and a two-dimensional image forming an image formed by the image forming optical system. This is an imaging device that captures an omnidirectional image by combining two imaging optical systems configured with a solid-state imaging device.

2個の撮像光学系は同構造で、それぞれが、物体側に配される第1レンズ群L1I、L2Iと、該第1レンズ群の像側に配される第2レンズ群L1II、L2IIと、反射面部材PCと、を有する。   The two imaging optical systems have the same structure, and respectively include first lens groups L1I and L2I disposed on the object side, and second lens groups L1II and L2II disposed on the image side of the first lens group, And a reflective surface member PC.

反射面部材PCは、第1反射面RFと第2反射面とを有する。   The reflective surface member PC has a first reflective surface RF and a second reflective surface.

「第1反射面」は、第1レンズ群L1I、L2Iの光軸を「第1の方向へ屈曲」させる反射面であり「プリズムP0の接合面RF」である。   The “first reflection surface” is a reflection surface that “bent in the first direction” the optical axis of the first lens unit L1I, L2I, and is a “junction surface RF of the prism P0”.

「第2反射面」は、第1反射面RFにより反射された光束の光軸を「第1レンズ群の光軸と第1の方向とを含む共有平面(図1(c−3)の図面に平行な面)」に交わる第2の方向(図1(c−3)の図面に直交する面)へ屈曲させる反射面である。   The “second reflective surface” is a plane of the common plane including the optical axis of the first lens group and the first direction (FIG. 1 (c-3), “the optical axis of the light beam reflected by the first reflective surface RF. The reflection surface is bent in a second direction (a plane perpendicular to the drawing of FIG. 1 (c-3)) that intersects “a plane parallel to the plane”.

「第2反射面」は、第1撮像光学系にあっては3角プリズムP1の斜面であり、第2撮像光学系にあっては3角プリズムP2の斜面である。   The “second reflection surface” is an inclined surface of the triangular prism P1 in the first imaging optical system, and an inclined surface of the triangular prism P2 in the second imaging optical system.

2個の撮像光学系は、第1レンズ群L1I、L2Iの光軸が互いに合致し、上記共有平面同士が「同一平面(図1において(c−3)に示された面)内」にある。   In the two imaging optical systems, the optical axes of the first lens units L1I and L2I coincide with each other, and the common planes are "in the same plane (the plane shown in (c-3) in FIG. 1)" .

「第2の方向」同士は、前記同一平面の同じ側となるように組み合わせられる。   The “second directions” are combined so as to be on the same side of the same plane.

図1の実施の形態においてはまた、個々の撮像光学系の反射面部材PCは、第1反射面RFと第2反射面(3角プリズムP1、P2の斜面)とを有するプリズムである。   Also in the embodiment of FIG. 1, the reflecting surface member PC of each imaging optical system is a prism having a first reflecting surface RF and a second reflecting surface (slopes of the triangular prisms P1 and P2).

そして、第1の方向は第1レンズ群L1I、L2Iの光軸と直交し、第2の方向は前記第1の方向と直交する。   The first direction is orthogonal to the optical axis of the first lens group L1I, L2I, and the second direction is orthogonal to the first direction.

また、2個の撮像光学系は、反射面部材PCを共用している。   The two imaging optical systems share the reflective surface member PC.

図2に、上に説明した実施の形態の光線図を示す。
図2(a)は、図1(c−3)と同じ図である。
FIG. 2 shows a ray diagram of the embodiment described above.
FIG. 2 (a) is the same as FIG. 1 (c-3).

図2(b)は、図1(c−1)の状態における光線図を示している。   FIG.2 (b) has shown the ray diagram in the state of FIG.1 (c-1).

図2(c)は、図1(c−2)の状態における光線図を示している。   FIG.2 (c) has shown the ray diagram in the state of FIG.1 (c-2).

図3は、撮像装置の実施の別の形態を説明図的に示す図である。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating another embodiment of the imaging device.

繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては、図1におけると同一の符号を付している。   In order to avoid complication, those which are considered to have no risk of confusion are given the same reference numerals as in FIG.

図1に即して実施の形態を説明した撮像装置は、立体角にして4πラジアンに相当する全方位の画像を一度に撮像できる。このように「全方位の画像を撮像できる撮像装置の光学系」を便宜上「大視野光学系」と呼ぶことにする。   The image pickup apparatus described in the embodiment with reference to FIG. 1 can pick up an image in all directions corresponding to 4π radian at a solid angle at one time. The “optical system of an imaging device capable of capturing an omnidirectional image” is referred to as a “large-field optical system” for the sake of convenience.

図3に実施の形態を示す撮像装置は、図1に示した「大視野光学系を有する撮像装置」に対し、さらに「小視野光学系」を付加したものである。   The imaging device of the embodiment shown in FIG. 3 is obtained by adding a “small field optical system” to the “imaging device having a large field optical system” shown in FIG.

図3(a)においては、符号SKIIIにより「小視野光学系」を示している。   In FIG. 3A, the “small-field optical system” is indicated by the code SKIII.

図3(b)は、図示の簡単のために、図3(a)の状態から、第2撮像光学系の第2レンズ群L2IIを除いた部分を示している。   FIG. 3B shows a portion obtained by removing the second lens unit L2II of the second imaging optical system from the state of FIG. 3A for the sake of simplicity of the drawing.

図3(b)に示すように、小視野光学系は、第1レンズ群L3Iと、第2レンズ群L3IIと、第3撮像素子IS3を有している。   As shown in FIG. 3B, the small-field optical system includes a first lens unit L3I, a second lens unit L3II, and a third imaging element IS3.

第1レンズ群L3Iは単一の負レンズ(負メニスカスレンズ)であり、第2レンズ群L3IIは、5枚のレンズにより構成され、正の屈折力を有する。   The first lens group L3I is a single negative lens (negative meniscus lens), and the second lens group L3II is composed of five lenses and has positive refractive power.

第3撮像素子IS3は、2次元の受光面を持つ固体撮像素子である。
第1レンズ群L3Iと第2レンズ群L3IIとは「小視野用の結像レンズ系」を構成する。第3撮像素子IS3は「小視野用固体撮像素子」である。
The third imaging element IS3 is a solid-state imaging element having a two-dimensional light receiving surface.
The first lens unit L3I and the second lens unit L3II constitute an "imaging lens system for a small field of view". The third imaging element IS3 is a "small-field solid-state imaging element".

第1レンズ群L3Iと第2レンズ群L3IIとは「光軸を共有」している。   The first lens unit L3I and the second lens unit L3II "share the optical axis".

図3(c)は同図(a)に示す状態を、図の上方から見た状態を示している。   FIG. 3 (c) shows the state shown in FIG. 3 (a) as viewed from the top of the figure.

第1レンズ群L3Iは、その光軸AXが「2つの撮像光学系の共有平面(図3(a)において図の上下方向に直交する面であり、同図(c)において図面に平行な面である。)が含まれる同一平面に略直交」する。   In the first lens group L3I, the optical axis AX is a plane perpendicular to the common plane of the two imaging optical systems (FIG. 3A in the vertical direction of FIG. 3C, and a plane parallel to the FIG. Approximately orthogonal to the same plane in which the

従って、第2レンズ群L3IIの光軸は、第1撮像光学系、第2撮像光学系の第2レンズ群L1II、L2IIの光軸と平行になる。   Therefore, the optical axis of the second lens group L3II is parallel to the optical axes of the second lens group L1II, L2II of the first imaging optical system and the second imaging optical system.

図3(c)に示すように、反射面部材PCのプリズムP0は、2つの3角プリズムP01、P02を接合面RFで接合してなり、接合面RFは「第1反射面」をなす。   As shown in FIG. 3C, the prism P0 of the reflecting surface member PC is formed by bonding two triangular prisms P01 and P02 at a bonding surface RF, and the bonding surface RF forms a "first reflection surface".

小視野用の結像レンズ系の光軸AXは、プリズムP0を構成する2つの3角プリズムの一方であるプリズムP02の内部を通るように設定されている。   The optical axis AX of the imaging lens system for the small field of view is set to pass through the inside of the prism P02 which is one of the two triangular prisms constituting the prism P0.

そして、小視野用の結像レンズ系は、レンズ内を通る結像光束がプリズムP02の内部のみを透過し、「第1反射面RFと交わらない」ように構成されている。   Then, the imaging lens system for small field of view is configured such that the imaging light flux passing through the inside of the lens transmits only the inside of the prism P02 and "does not intersect the first reflection surface RF".

従って、第3撮像素子IS3に結像する「小視野用の結像光束」は、第1反射面RFの反射作用を受けない。   Therefore, the “imaging light flux for a small field of view” formed on the third imaging element IS3 is not subjected to the reflection action of the first reflection surface RF.

即ち、図3に実施の形態を示す撮像装置は、2つの撮像光学系の共有平面が含まれる同一平面に略直交する光軸AXを有する小視野用の結像レンズ系L3I、L3IIと、前記共有平面を介して結像レンズL3I、L3IIによる像を撮像する小視野用固体撮像素子IS3を有する。   That is, in the imaging apparatus of the embodiment shown in FIG. 3, the imaging lens systems L3I and L3II for the small field of view having the optical axis AX substantially orthogonal to the same plane including the common plane of the two imaging optical systems It has a small-field solid-state imaging device IS3 for capturing an image by the imaging lenses L3I and L3II via a shared plane.

図4に、図3の実施の形態における光線図を示す。   FIG. 4 shows a ray diagram in the embodiment of FIG.

図4は、図3(a)に示す状態における光線図である。   FIG. 4 is a ray diagram in the state shown in FIG.

図4は、小視野用の結像レンズ系の第2レンズ群以下の光線と共に、第1、第2撮像光学系における第2レンズ群L1II、L2IIにおける光線図も共に示している。   FIG. 4 also shows ray diagrams of the second lens group L1II and L2II in the first and second imaging optical systems, as well as rays of light below the second lens group of the small-field imaging lens system.

補足すると、図1や図3に実施の形態を示した撮像光学系は、その用途として、例えば、工業用や医療用の内視鏡の「ヘッド部」として使用することが可能である。   Supplementally, the imaging optical system whose embodiment is shown in FIG. 1 and FIG. 3 can be used, for example, as a “head portion” of an industrial or medical endoscope.

具体的な例として「医療用の内視鏡」のヘッド部として、図1、図3の撮像装置を用いる場合を想定してみる。   As a specific example, it is assumed that the imaging device of FIGS. 1 and 3 is used as the head portion of the “medical endoscope”.

図1、図3に示す撮像装置は、図1(c−1)、図3(a)の左右方向のサイズとして12mm程度に実現することができる。   The imaging device shown in FIG. 1 and FIG. 3 can be realized to be about 12 mm as the size in the left and right direction in FIG. 1 (c-1) and FIG. 3 (a).

従って、例えば、人体の食道や胃の内壁を観察する場合であれば、図1、図3の撮像装置を「軟性内視鏡のヘッド部」として構成し、ヘッド部側から経口挿入して観察できる。   Therefore, for example, when observing the inner wall of the esophagus or stomach of a human body, the imaging device of FIGS. 1 and 3 is configured as the “head portion of a flexible endoscope” and is orally inserted from the head portion side for observation it can.

このとき、ヘッド部に対して「全方位」の画像を取得できるので、極めて効率よく、かつ正確な観察が可能である。   At this time, since it is possible to acquire an “all direction” image with respect to the head portion, extremely efficient and accurate observation is possible.

あるいはまた、図1や図3の撮像装置を「硬性内視鏡」のヘッド部として用いて、例えば胃の手術を行うような場合、執刀医は、手術すべき部分を含む全方位を「死角」なしに観察できる。   Alternatively, when using the imaging device of FIGS. 1 and 3 as the head portion of the “hard endoscope”, for example, when performing a surgery on the stomach, the surgeon can “read all directions including the portion to be operated” Can be observed without

このような手術を行う場合に、全方位の画像とともに「切除部分等の必要箇所」については「高解像度・高倍率の画像」を観察したい場合もある。   When performing such an operation, it may be desired to observe an “image of high resolution and high magnification” for “necessary part such as a resected part” as well as an omnidirectional image.

このような場合、例えば、図1の撮像装置を用いる場合であれば、全方位の画像のうちの「必要な領域」を指定し、この部分を「デジタル画像処理」で拡大できる。   In such a case, for example, in the case of using the image pickup apparatus of FIG. 1, “necessary area” of the omnidirectional image can be designated, and this part can be enlarged by “digital image processing”.

しかし、この場合「拡大すべき画像に含まれる画素情報」は変わらないので、拡大画像は高解像度にはならない。   However, in this case, since the “pixel information included in the image to be enlarged” does not change, the enlarged image does not have high resolution.

このような場合、図3の撮像装置を用い、必要に応じて、前述の「小視野光学系」を用い、第3撮像素子IS3の受光画像を表示するようにできる。   In such a case, it is possible to display the light reception image of the third imaging element IS3 using the imaging device of FIG. 3 and using the aforementioned “small-field optical system” as necessary.

小視野光学系は「大視野である必要」がなく、結像倍率を大きく設定でき、第3撮像素子IS3の受光画像により「必要部分の高解像度・高倍率の画像」を観察できる。   The small-field optical system does not have to have a large field of view, the imaging magnification can be set large, and a high-resolution, high-magnification image of the necessary part can be observed from the light reception image of the third imaging element IS3.

この場合、図3の撮像装置は硬性内視鏡の先端部に設けられ、小視野光学系の光軸は「硬性内視鏡の操作桿」の長手方向に合致する。   In this case, the imaging device of FIG. 3 is provided at the distal end portion of the rigid endoscope, and the optical axis of the small-field optical system coincides with the longitudinal direction of the “operating rod of the rigid endoscope”.

従って、小視野光学系における結像レンズ系の第1レンズ群L3Iを、容易に所望の部分に向かわせることができる。   Therefore, the first lens unit L3I of the imaging lens system in the small-field optical system can be easily directed to a desired portion.

ところで、図1や図3に示す撮像装置を、工業用や医療用の内視鏡として使用する場合を想定すると、この場合「観察部位」は一般に暗い。   By the way, assuming that the imaging device shown in FIGS. 1 and 3 is used as an industrial or medical endoscope, in this case, the “observation site” is generally dark.

従って、このような場合、観察部位を照明する照明手段が必要になる。   Therefore, in such a case, an illumination means for illuminating the observation site is required.

撮像装置が「全方位の画像」を取得できるものであることを鑑みると、この場合の照明手段は、装置前方(図1(c−1)や、図3(a)において図の上方)のみならず、装置側方の周辺部を照明できるものであることが必要である。   In view of the fact that the imaging device can acquire an "omnidirectional image", the illumination means in this case is only in front of the device (the upper part of the figure in FIG. In addition, it is necessary to be able to illuminate the periphery of the side of the device.

撮像装置のサイズや用途を考慮すると、照明手段としては複数の白色のLEDを用いるのが良い。撮像装置の周囲全体を照明する場合であれば、7個以上のLEDを用いることが好ましい。   In consideration of the size and application of the imaging device, it is preferable to use a plurality of white LEDs as the illumination means. In the case of illuminating the entire circumference of the imaging device, it is preferable to use seven or more LEDs.

装置前方と、側方の周囲を照明する場合であると、白色のLEDを5個用いるのが好ましい。   When illuminating the front of the device and the side circumference, it is preferable to use five white LEDs.

即ち、2個の撮像光学系もしくは2個の撮像光学系と小視野光学系とを収納するハウジング内に、少なくとも5個の白色のLEDを照明手段として有するのが良い。   That is, at least five white LEDs may be provided as illumination means in a housing that accommodates two imaging optical systems or two imaging optical systems and a small-field optical system.

これら5個のLEDのうちの3個は、第1撮像光学系の第1レンズ群と第2撮像光学系の第1レンズ群との間に配置する。   Three of the five LEDs are disposed between the first lens group of the first imaging optical system and the first lens group of the second imaging optical system.

他の2個のLEDは、第1撮像光学系と第2撮像光学系の第2レンズ群の光軸を含む面の面直交方向の両側の位置に配置する。   The other two LEDs are arranged at positions on both sides in a plane orthogonal direction of a plane including the optical axes of the first imaging optical system and the second lens group of the second imaging optical system.

そして、これら5個のLEDにより前方と側方とを照明する。   Then, the front and the side are illuminated by these five LEDs.

図5は、このように5個の「白色のLED」を、図1に実施の形態を示した撮像装置に設けた実施の形態の例である。   FIG. 5 shows an example of an embodiment in which five “white LEDs” are provided in the image pickup apparatus whose embodiment is shown in FIG.

図5において、符号11ないし15は、第1ないし第5の白色のLEDを示す。
また、図5において符号HSは撮像装置の「ハウジング」を示す。
In FIG. 5, reference numerals 11 to 15 indicate first to fifth white LEDs.
Further, in FIG. 5, reference symbol HS indicates a "housing" of the imaging device.

図5(a)において、ハウジングHSと、LED11、12、14、15を除いた部分は、図1(c−1)に示すものと同一である。   In FIG. 5 (a), the part excluding the housing HS and the LEDs 11, 12, 14, 15 is the same as that shown in FIG. 1 (c-1).

また、図5(b)において、ハウジングHSと、LED11、12、13、14を除いた部分は、図1(c−1)に示すものと同一である。   Moreover, in FIG.5 (b), the part except the housing HS and LED11,12,13,14 is the same as what is shown in FIG.1 (c-1).

図の繁雑を避けるため、図5(a)、(b)において、上記図1(c−1)、(c−2)と同一の部分については符号を省略する。   In order to avoid complication of the drawings, in FIGS. 5 (a) and 5 (b), symbols are omitted for the same parts as those in FIGS. 1 (c-1) and 1 (c-2).

ハウジングHSは、この例では、透明プラスチック等の「全体が透明な材質」で形成され、撮像装置における2個の撮像光学系を収納するが、第1、第2の撮像光学系の第1レンズ群における最も物体側のレンズのレンズ面はハウジング外に露呈する。   In this example, the housing HS is formed of “a material that is entirely transparent” such as transparent plastic, and accommodates the two imaging optical systems in the imaging device, but the first lens of the first and second imaging optical systems The lens surface of the most object-side lens in the group is exposed outside the housing.

LED11、12、13は、第1撮像光学系の第1レンズ群と第2撮像光学系の第1レンズ群との間に配置される。   The LEDs 11, 12, 13 are disposed between the first lens group of the first imaging optical system and the first lens group of the second imaging optical system.

そして、LED11は、撮像装置の前方(図5の上方)領域を照明し、LED12、13は「前方と左右の側方領域」を照明する。
また、LED14と15とは、撮像装置の後方の部分において側方領域を照明する。
And LED11 illuminates the front (upper part of Drawing 5) field of an imaging device, and LED12 and 13 illuminate "a front field and the side field on either side".
In addition, the LEDs 14 and 15 illuminate the side area in the rear part of the imaging device.

このようにして、撮像装置の前方と、側方領域が照明される。
白色のLEDは一般に発光の角度分布が「ランバート分布」であって、発散角が極めて大きいため、LED14と15とにより「撮像装置の後方領域」も照明される。
In this way, the front and side areas of the imaging device are illuminated.
The white LED generally has a "Lambert distribution" of the angular distribution of light emission and a very large divergence angle, so that the "rear region of the imaging device" is also illuminated by the LEDs 14 and 15.

撮像装置の後方領域もより有効に照明するには、例えば、さらに2個のLEDを付加して、その照明領域が後方領域に有効に及ぶようにすればよい。   In order to more effectively illuminate the rear area of the imaging device, for example, two more LEDs may be added so that the illumination area effectively extends to the rear area.

なお、撮像装置が第1、第2の撮像光学系の他に「小視野光学系」を有する場合には、LED11を、小視野光学系の第1レンズ群L3Iを避けて配置すればよい。   When the image pickup apparatus has the “small field optical system” in addition to the first and second image pickup optical systems, the LED 11 may be disposed avoiding the first lens group L3I of the small field optical system.

「照明手段」の役割は言うまでもなく、撮像装置による撮像対象を照明することであるが、それとともに、以下の如き役割をも有する。   Needless to say, the role of the "lighting means" is to illuminate the imaging target by the imaging device, but it also has the following role.

図5の実施の形態の撮像装置が、例えば「医療用の内視鏡」として使用される場合を考える。   Consider the case where the imaging device of the embodiment of FIG. 5 is used as, for example, a “medical endoscope”.

この場合、内視鏡が挿入される生体内は「湿度:100%の状態」である。
前述の如く、第1、第2の撮像光学系の第1レンズ群における最も物体側のレンズのレンズ面はハウジング外に露呈するので、使用状態ではレンズ面が曇ってしまう。
In this case, the inside of the living body into which the endoscope is inserted is in a "humidity: 100% state".
As described above, the lens surface of the most object-side lens in the first lens group of the first and second imaging optical systems is exposed outside the housing, so the lens surface becomes cloudy in use.

図5の実施の形態においては、LED11、12、13の熱を上記「外部にレンズ面が露呈したレンズ」に伝え、その熱により「レンズ面の曇り」を防止できる。   In the embodiment of FIG. 5, the heat of the LEDs 11, 12, 13 is transmitted to the above-mentioned "lens whose lens surface is exposed to the outside", and the heat can prevent "clouding of the lens surface".

以上のように、この発明によれば、以下の如き撮像装置を実現できる。   As described above, according to the present invention, the following imaging apparatus can be realized.

[1]
180度より大きい全画角を持つ結像光学系と、該結像光学系により結像した画像を画像信号に変換する2次元の固体撮像素子とにより構成される撮像光学系を2個組み合わせて全方位の画像を撮像する撮像装置であって、2個の撮像光学系は同構造で、それぞれが、物体側に配される第1レンズ群L1I、L2Iと、該第1レンズ群の像側に配される第2レンズ群L1II、L2IIと、反射面部材PCと、を有し、該反射面部材PCは、第1レンズ群の光軸を、第1の方向へ屈曲させる第1反射面RFと、該第1反射面により反射された光束の光軸を、前記第1レンズ群の光軸と第1の方向とを含む共有平面に交わる第2の方向へ屈曲させる第2反射面と、を有し、2個の撮像光学系は、第1レンズ群の光軸が互いに合致し、前記共有平面同士が同一平面内にあり、且つ、第2の方向同士が前記同一平面の同じ側となるように組み合わせられる撮像装置。
[1]
Two imaging optical systems comprising an imaging optical system having a total angle of view greater than 180 degrees and a two-dimensional solid-state imaging device for converting an image formed by the imaging optical system into an image signal An imaging apparatus for imaging an omnidirectional image, wherein two imaging optical systems have the same structure, and each includes a first lens group L1I, L2I disposed on the object side, and an image side of the first lens group A second reflective lens group L1II, L2II, and a reflective surface member PC, the reflective surface material PC bending the optical axis of the first lens group in a first direction; RF, and a second reflection surface that bends the optical axis of the light beam reflected by the first reflection surface in a second direction intersecting a common plane including the optical axis of the first lens group and the first direction The optical axes of the first lens group coincide with each other, and the two imaging optical systems Each other are in the same plane, and the imaging device in which the second direction each other are combined so that the same side of the same plane.

[2]
[1]において、個々の撮像光学系の反射面部材PCが、第1反射面と第2反射面とを有するプリズムであって、第1の方向は第1レンズ群L1I、L2Iの光軸と直交し、第2の方向は前記第1の方向と直交する撮像装置。
[2]
In [1], the reflecting surface member PC of each imaging optical system is a prism having a first reflecting surface and a second reflecting surface, and the first direction is the optical axis of the first lens group L1I, L2I An imaging device which is orthogonal and whose second direction is orthogonal to the first direction.

[3]
[2]記載の撮像装置において、2個の撮像光学系が、反射面部材PCを共用する撮像装置。
[3]
[2] The imaging device according to [2], wherein the two imaging optical systems share a reflective surface member PC.

[4]
[1]または[2]または[3]記載の撮像装置において、2つの撮像光学系の共有平面が含まれる同一平面に略直交する光軸を有する小視野用の結像レンズ系L3I、L3IIと、前記共有平面を介して前記結像レンズ系L3I、L3IIによる像を撮像する小視野用固体撮像素子IS3とを、小視野光学系として有する撮像装置。
[4]
In the imaging device according to [1], [2] or [3], an imaging lens system L3I, L3II for a small field of view having an optical axis substantially orthogonal to the same plane including common planes of two imaging optical systems An image pickup apparatus having a small-field solid-state imaging device IS3 for picking up an image by the imaging lens systems L3I and L3II through the common plane as a small-field optical system.

[5]
[4]記載の撮像装置において、反射面部材PCが、第1反射面と第2反射面とを有するプリズムであって、第1の方向は第1レンズ群の光軸と直交し、第2の方向は前記第1の方向と直交するものであって、第1撮像光学系と第2撮像光学系に共有され、反射面部材の第1反射面RFは、3角プリズムP01、P02の接合面として形成され、小視野用の結像レンズ系の光軸AXは、前記3角プリズムの一方P02のみを通り、前記小視野用の結像レンズ系による結像光束が、前記RF接合面と交わらない撮像装置。
[5]
In the imaging apparatus according to [4], the reflecting surface member PC is a prism having a first reflecting surface and a second reflecting surface, the first direction being orthogonal to the optical axis of the first lens group, and Direction is orthogonal to the first direction and shared by the first imaging optical system and the second imaging optical system, and the first reflecting surface RF of the reflecting surface member is a junction of the triangular prisms P01 and P02. The optical axis AX of the imaging lens system for a small field of view is formed as a surface, and passes through only one of the triangular prisms P02, and an imaging light beam by the imaging lens system for a small field of view Imaging devices that do not intersect.

[6]
[1]ないし[5]の何れか1に記載の撮像装置において、2個の撮像光学系もしくは2個の撮像光学系と小視野光学系とを収納するハウジング内に、少なくとも5個の白色のLED11ないし15を照明手段として有し、5個のLEDのうちの3個は、第1撮像光学系の第1レンズ群と第2撮像光学系の第1レンズ群との間に配置され、他の2個のLEDは、第1撮像光学系と第2撮像光学系の第2レンズ群の光軸を含む面の面直交方向の両側の位置に配置され、これら5個のLEDにより前方と側方とを照明する撮像装置。
[6]
In the image pickup apparatus according to any one of [1] to [5], at least five white colors are provided in a housing that accommodates two image pickup optical systems or two image pickup optical systems and a small-field optical system. LEDs 11 to 15 are provided as illumination means, and three of the five LEDs are disposed between the first lens group of the first imaging optical system and the first lens group of the second imaging optical system, The two LEDs are arranged at positions on both sides in a plane orthogonal direction of the plane including the optical axis of the first lens system and the second lens group of the second camera optical system, and these five LEDs An imaging device that illuminates people.

なお、上の実施の形態において、用いられている第1及び第2撮像光学系における「結像レンズ系」は、焦点距離:f、画角:θに対して、像高:yが「y=f・θ」となる所謂「等距離射影方式」を採用している。   In the above embodiment, the “imaging lens system” in the first and second imaging optical systems used has a focal length f, an angle of view θ, and an image height y A so-called "equidistant projection method" in which = f · θ is adopted.

等距離射影方式では「画像の中心から周辺までの像高距離:yと入射角度:θが比例」しており、固体撮像素子における2次元の受光面における周辺の画素数を多く使用することが出来る。   In the equidistant projection method, “image height distance from the center of the image to the periphery: y is proportional to the incident angle: θ”, and it is possible to use many pixels around the two-dimensional light receiving surface in the solid-state imaging device It can.

このため、光学性能(MTF)が「周辺までほぼ均一」に解像していれば、画面全域において均一な画像を取得できる。   For this reason, if the optical performance (MTF) resolves "substantially uniform to the periphery", it is possible to acquire a uniform image over the entire screen.

この発明の撮像装置では、2つの撮像光学系のそれぞれの画像を受光する2つの固体撮像素子IS1、IS2を、反射面部材PCに関して同じ側に配置できる。   In the imaging device of the present invention, the two solid state imaging devices IS1 and IS2 that receive the images of the two imaging optical systems can be arranged on the same side with respect to the reflecting surface member PC.

このため、固体撮像素子の組み付けが容易であり、またフレキシブル配線の引き回しが容易である。   Therefore, the assembly of the solid-state imaging device is easy, and the flexible wiring can be easily routed.

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、上に説明した実施の形態では、第1反射面による第1の方向への光軸の屈曲、第2反射面による光軸の屈曲を90度としたが、屈曲の角度はこれに限らない。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the invention described in the appended claims unless otherwise limited in the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the present invention.
For example, in the embodiment described above, the bending of the optical axis in the first direction by the first reflecting surface and the bending of the optical axis by the second reflecting surface are 90 degrees, but the angle of bending is limited to this. Absent.

また、反射面部材として、プリズムP0に3角プリズムP1、P2を接合した場合を示したが、これに限らず、プリズムP0の3角プリズムP01の部分と3角プリズムP1の部分は一体構造でよい。   In addition, although the case where the triangular prism P1 and P2 are joined to the prism P0 as a reflecting surface member is shown, the present invention is not limited to this, the portion of the triangular prism P01 of the prism P0 and the portion of the triangular prism P1 Good.

同様に、プリズムP0の3角プリズムP02の部分と3角プリズムP2の部分も一体構造でよい。   Similarly, the portion of the triangular prism P02 of the prism P0 and the portion of the triangular prism P2 may be integrally formed.

この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。   The effects described in the embodiments of the present invention merely list the preferable effects resulting from the invention, and the effects of the invention are not limited to those described in the embodiments.

L1I 第1の撮像光学系の第1レンズ群
L2I 第2の撮像光学系の第1レンズ群
L1II 第1の撮像光学系の第2レンズ群
L2II 第2の撮像光学系の第2レンズ群
PC 反射面部材
RF 第1反射面
P1 3角プリズム
P2 三角プリズム
IS1 第1の撮像光学系の固体撮像素子
IS2 第2の撮像光学系の固体撮像素子
L1I First lens group of the first imaging optical system
L2I First lens group of second imaging optical system
L1II Second lens group of the first imaging optical system
L2II Second lens group of second imaging optical system
PC reflective surface member
RF first reflective surface
P1 Triangular Prism
P2 triangular prism
IS1 Solid-state imaging device of first imaging optical system
IS2 Solid-state imaging device of second imaging optical system

特開2010−271675号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-271675 特許第3290993号公報Patent No. 3290993 特開2014− 56048号公報JP, 2014-56048, A

Claims (6)

180度より大きい全画角を持つ結像光学系と、該結像光学系により結像した画像を画像信号に変換する2次元の固体撮像素子とにより構成される撮像光学系を2個組み合わせて全方位の画像を撮像する撮像装置であって、
2個の撮像光学系は同構造で、それぞれが、物体側に配される第1レンズ群と、該第1レンズ群の像側に配される第2レンズ群と、反射面部材と、を有し、
該反射面部材は、第1レンズ群の光軸を、第1の方向へ屈曲させる第1反射面と、該第1反射面により反射された光束の光軸を、前記第1レンズ群の光軸と第1の方向とを含む共有平面に交わる第2の方向へ屈曲させる第2反射面と、を有し、
2個の撮像光学系は、第1レンズ群の光軸が互いに合致し、前記共有平面同士が同一平面内にあり、且つ、第2の方向同士が前記同一平面の同じ側となるように組み合わせられる撮像装置。
Two imaging optical systems comprising an imaging optical system having a total angle of view greater than 180 degrees and a two-dimensional solid-state imaging device for converting an image formed by the imaging optical system into an image signal An imaging apparatus for capturing an omnidirectional image,
The two imaging optical systems have the same structure, and each includes a first lens group disposed on the object side, a second lens group disposed on the image side of the first lens group, and a reflecting surface member. Have
The reflective surface member includes a first reflective surface that bends an optical axis of the first lens group in a first direction, and an optical axis of a light beam reflected by the first reflective surface as light of the first lens group. A second reflective surface bent in a second direction intersecting a common plane including the axis and the first direction;
The two imaging optical systems are combined such that the optical axes of the first lens group coincide with each other, the common planes are in the same plane, and the second directions are on the same side of the same plane. Imaging device.
請求項1記載の撮像装置において、
個々の撮像光学系の反射面部材が、第1反射面と第2反射面とを有するプリズムであって、第1の方向は第1レンズ群の光軸と直交し、第2の方向は前記第1の方向と直交する撮像装置。
In the imaging device according to claim 1,
The reflecting surface member of each imaging optical system is a prism having a first reflecting surface and a second reflecting surface, the first direction being orthogonal to the optical axis of the first lens group, and the second direction being the above An imaging device orthogonal to the first direction.
請求項2記載の撮像装置において、
2個の撮像光学系が、反射面部材を共用する撮像装置。
In the imaging device according to claim 2,
An imaging apparatus in which two imaging optical systems share a reflective surface member.
請求項1または2または3記載の撮像装置において、
2つの撮像光学系の共有平面が含まれる同一平面に略直交する光軸を有する小視野用の結像レンズ系と、前記共有平面を介して前記結像レンズによる像を撮像する小視野用固体撮像素子とを、小視野光学系として有する撮像装置。
In the imaging device according to claim 1 or 2 or 3,
An imaging lens system for a small field of view having an optical axis substantially orthogonal to the same plane including common planes of two imaging optical systems, and a solid for small field of view imaging an image by the imaging lens through the common plane An imaging device having an imaging element as a small-field optical system.
請求項4記載の撮像装置において、
反射面部材が、第1反射面と第2反射面とを有するプリズムであって、第1の方向は第1レンズ群の光軸と直交し、第2の方向は前記第1の方向と直交するものであって、第1撮像光学系と第2撮像光学系に共有され、
反射面部材の第1反射面は、3角プリズムの接合面として形成され、
小視野用の結像レンズ系の光軸は、前記3角プリズムの一方のみを通り、前記小視野用の結像レンズ系による結像光束が、前記接合面と交わらない撮像装置。
In the imaging device according to claim 4,
The reflecting surface member is a prism having a first reflecting surface and a second reflecting surface, the first direction being orthogonal to the optical axis of the first lens group, and the second direction being orthogonal to the first direction. Shared by the first imaging optical system and the second imaging optical system,
The first reflective surface of the reflective surface member is formed as a junction surface of a triangular prism,
An imaging device in which an optical axis of an imaging lens system for a small field of view passes through only one of the triangular prisms, and an imaging light beam by the imaging lens system for a small field of view does not intersect with the cemented surface.
請求項1ないし5の何れか1項に記載の撮像装置において、
2個の撮像光学系もしくは2個の撮像光学系と小視野光学系とを収納するハウジング内に、少なくとも5個の白色のLEDを照明手段として有し、
5個のLEDのうちの3個は、第1撮像光学系の第1レンズ群と第2撮像光学系の第1レンズ群との間に配置され、
他の2個のLEDは、第1撮像光学系と第2撮像光学系の第2レンズ群の光軸を含む面の面直交方向の両側の位置に配置され、
これら5個のLEDにより前方と側方とを照明する撮像装置。
The imaging device according to any one of claims 1 to 5.
At least five white LEDs are provided as illumination means in a housing that accommodates two imaging optical systems or two imaging optical systems and a small-field optical system,
Three of the five LEDs are disposed between the first lens group of the first imaging optical system and the first lens group of the second imaging optical system,
The other two LEDs are arranged at positions on both sides in a plane orthogonal direction of a plane including the optical axes of the first imaging optical system and the second lens group of the second imaging optical system,
An imaging device that illuminates the front and the side with these five LEDs.
JP2018201038A 2018-10-25 2018-10-25 Imaging device Active JP6696551B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018201038A JP6696551B2 (en) 2018-10-25 2018-10-25 Imaging device
JP2020076104A JP6901022B2 (en) 2018-10-25 2020-04-22 Imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018201038A JP6696551B2 (en) 2018-10-25 2018-10-25 Imaging device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014117603A Division JP6424478B2 (en) 2014-06-06 2014-06-06 Imaging device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020076104A Division JP6901022B2 (en) 2018-10-25 2020-04-22 Imaging device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2019049739A true JP2019049739A (en) 2019-03-28
JP2019049739A5 JP2019049739A5 (en) 2019-06-06
JP6696551B2 JP6696551B2 (en) 2020-05-20

Family

ID=65905061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018201038A Active JP6696551B2 (en) 2018-10-25 2018-10-25 Imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6696551B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11252452A (en) * 1998-02-26 1999-09-17 Toshiba Tec Corp Panoramic image-pickup device
JP2005210651A (en) * 2004-01-26 2005-08-04 Kazuo Iwane Full surround photographing apparatus and lens complex
JP2013218238A (en) * 2012-04-12 2013-10-24 Olympus Medical Systems Corp Stereoscopic imaging optical system and endoscope with the same
JP2014036298A (en) * 2012-08-08 2014-02-24 Ricoh Co Ltd Imaging apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11252452A (en) * 1998-02-26 1999-09-17 Toshiba Tec Corp Panoramic image-pickup device
JP2005210651A (en) * 2004-01-26 2005-08-04 Kazuo Iwane Full surround photographing apparatus and lens complex
JP2013218238A (en) * 2012-04-12 2013-10-24 Olympus Medical Systems Corp Stereoscopic imaging optical system and endoscope with the same
JP2014036298A (en) * 2012-08-08 2014-02-24 Ricoh Co Ltd Imaging apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP6696551B2 (en) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6424478B2 (en) Imaging device
US8496580B2 (en) Omnidirectional and forward-looking imaging device
US20220269064A1 (en) Endoscope Incorporating Multiple Image Sensors For Increased Resolution
US7817354B2 (en) Panoramic imaging system
US8535218B2 (en) Capsule endoscope
JPWO2005046462A1 (en) Endoscope apparatus and photographing method using the same
US10598918B2 (en) Endoscope lens arrangement for chief ray angle control at sensor
US20230181017A1 (en) Endoscopic Camera Head Incorporating Multiple Image Sensors and Related System
JP2014228851A (en) Endoscope device, image acquisition method, and image acquisition program
JP6901022B2 (en) Imaging device
US11656449B2 (en) Imaging system and method
JP6696551B2 (en) Imaging device
WO2009150653A1 (en) Optical system for use in an endoscope
US11213193B2 (en) Endoscopy system and light source of an endoscopy system
KR102528417B1 (en) Capsule endoscope
US20230181014A1 (en) Endoscopy Device and Endoscopy System with Annular View
JP2019012107A (en) Imaging device and fundus inspection device
WO2020110233A1 (en) Set of negative meniscus lenses, wide-angle optical system, imaging device, and projection device
CN209285448U (en) A kind of protection structure
JP2002244235A (en) Omniazimuth image pickup unit
JP2013094259A (en) Endoscope
WO2020076235A1 (en) Assembly and method for switching direction of camera view
JP2008131300A (en) Camera for painting and calligraphy
JP2009053304A (en) Optical apparatus
JP2015163913A (en) Imaging device and mounting component imaging apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200324

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200406

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6696551

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151