JP2001268416A

JP2001268416A - 反射型撮像装置

Info

Publication number: JP2001268416A
Application number: JP2000072890A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takahashi; 健二高橋; Joji Wada; 穣二和田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、複雑な構造を有することなく、回
動動作の構造を簡単にし、背面方向も撮像可能な反射型
撮像装置を提供すること。【解決手段】反射型撮像装置10は、正面および背面に
設けられ、入射光軸Ｃを入力する、すなわち視野像を入
力する視野窓13ａ、13ｂと、正面および背面とも鏡から
なり、視野窓13ａ、13ｂからの視野像を反射させてＣＣ
Ｄ11に導く反射鏡12とを備え、反射鏡12を回動させるこ
とにより、正面および背面から入射された入射光軸Ｃを
ＣＣＤ11に導くようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、監視カ
メラ、医療用カメラなど小型カメラとして使用する撮像
装置に関し、特に、撮像範囲を正面と背面とを切換えて
使用する撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、携帯電話などの普及にともない、
携帯端末装置において、電子メールや画像情報などデー
タを送受信することが増えてきており、これらの携帯端
末において使用される画像入力装置としては、小型カメ
ラを使用するようになっている。

【０００３】しかし、このような小型カメラは、携帯端
末装置に固定設置されていることが多く、その上、撮像
範囲の広いこと、使い勝手の良いこと、携帯する上で壊
れにくく耐久性の良いことが求められている。

【０００４】従来、この種の撮像装置にあっては、撮像
装置のカメラ部を１８０度に回転させることにより、正
面、背面の撮像エリアをカバーするものがあり、その代
表的なものを図７に示す。

【０００５】図７(ａ)、（ｂ）に示す撮像装置１は、結
像された像を光電変換する撮像素子を有するカメラ部２
と、焦点および撮像範囲を調整するレンズ３と、光電変
換により得られた画像を送出する出力ケーブル４とを備
え、カメラ部２は、中心に回動軸５を有し、この回動軸
５を中心軸として１８０度に回動するようになってい
る。

【０００６】このように、カメラ部２を１８０度に回動
させることにより、正面方向だけでなく、背面方向をも
撮像できるようにようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

【０００８】しかしながら、上述のような撮像装置で
は、カメラ部自体を回動させることになるので、回動す
るカメラ部と固定部とを接続する配線が必要となり、し
たがって、回動動作をすることによって、回転時の屈曲
による配線寿命の低下を招き、また、カメラ部内部の電
気回路を有するプリント基板が頻繁に動かされ、故障率
が高くなるという問題があった。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
に、正面方向だけでなく背面方向をも撮像でき、回動動
作の構造を簡単にして回動動作による故障原因を取り除
くことができる撮像装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決する手段】上記目的を達するために、本発
明の請求項１記載の反射型撮像装置は、一方向から入射
する入射光軸に対して直角に設けられ結像された像を光
電変換する撮像素子と、表面および裏面に反射面を有
し、前記撮像素子の光軸上に設けられ前記入射光軸を反
射させることによって前記撮像素子に導く反射板と、前
記反射板を回動させ前記反射面を変えることによって、
他方向からの入射光軸を前記撮像素子に導くようにした
回動手段とを備えた構成を有している。この構成によ
り、撮像素子は回動せずに、他方向から入射された入射
光軸においても、撮像素子に入力することができるの
で、回動手段に複雑な構造および配線を有することな
く、一方向だけでなく他方向も容易に撮像範囲すること
ができる。

【００１１】また、本発明の請求項２記載の反射型撮像
装置は、請求項１記載の反射型撮像装置において、前記
回動手段が、前記反射板の中心軸を回動軸として、前記
反射板を回動させるようにした構成を有している。この
構成により、撮像素子は回動せずに、他方向から入射さ
れた入射光軸においても、撮像素子に入力することがで
きるので、回動手段に複雑な構造および配線を有するこ
となく、一方向だけでなく他方向も容易に撮像範囲する
ことができる。

【００１２】また、本発明の請求項３記載の撮像装置
は、請求項２記載の反射型撮像装置において、前記回動
手段が、回動ノブを有し、前記回動ノブが、本体外部表
面に配設された構成を有している。この構成により、回
動ノブによって、外部より反射板を任意に回動させるこ
とができ、反射板の反射面を容易に切換えることができ
る。

【００１３】また、本発明の請求項４記載の反射型撮像
装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の反射型撮像装
置において、前記反射板の一端部に設けられた歯車と、
前記歯車に対向して固着され前記歯車と噛合する平面歯
車とを設けた構成を有している。この構成により、反射
板が回動するとき、歯車を、平面歯車上を回動させるこ
とができ、反射板を滑らかに動かせることができるとと
もに、移動後、的確に任意の位置に反射板を固定するこ
とができる。

【００１４】また、本発明の請求項５記載の反射型撮像
装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の反射型撮像装
置において、前記反射板の回動位置を検出する検出手段
と、前記撮像素子に結像された像を電気的に反転する像
反転手段とを設け、前記検出手段で検出した検出情報に
基づいて前記像反転手段を動作させるようにした構成を
有している。この構成により、反射板の位置が検出でき
るので、撮像している方向がどちらか判断することがで
き、撮像方向が異なっても同位相で画像を出力すること
ができる。

【００１５】また、本発明の請求項６記載の反射型撮像
装置は、請求項５記載の反射型撮像装置において、前記
検出手段が、前記反射板の端部に設けられた被検出部
と、前記端部の位置を検出する位置センサと、からなる
構成を有している。この構成により、反射板の端部の位
置を位置センサによって検出することができるので、反
射板の回動位置を検出することができる。

【００１６】また、本発明の請求項７記載の反射型撮像
装置は、請求項１乃至６の何れかに記載の反射型撮像装
置において、前記反射板の反射面に凸面鏡を用いるよう
にした構成を有している。この構成により、反射面を凸
面鏡に変更するだけで、容易に撮像範囲を広くすること
ができる。

【００１７】また、本発明の請求項７記載の反射型撮像
装置は、請求項１乃至６の何れかに記載の反射型撮像装
置において、前記反射板の反射面に凹面鏡を用いるよう
にした構成を有している。この構成により、反射面を凹
面鏡に変更するだけで、容易に被撮像体を拡大すること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。

【００１９】図１〜６は、本発明に係る反射型撮像装置
の一実施形態を示す図である。

【００２０】図１は、本発明に係る反射型撮像装置の背
面斜視図であり、図２（ａ）は、正面方向撮像時の反射
型撮像装置の断面図、図２（ｂ）は、背面方向接像時の
反射型撮像装置の断面図である。

【００２１】図１、図２に示すように、反射型撮像装置
10は、底部に結像された像を光電変換する撮像素子（以
下、ＣＣＤという）11を配設したカメラ筐体50と、反射
鏡12を配設した反射鏡筐体51とを備え、この反射鏡体51
の上部は、湾曲した上部湾曲部52を有し、反射鏡12の端
部が通る最外郭の弧軌道に沿うように形成されている。
また、カメラ筐体50と反射鏡筐体51は、像が透過できる
ように接合されている。

【００２２】また、この反射型撮像装置10は、正面およ
び背面に設けられ、入射光軸Ｃを入力する、すなわち視
野像を入力する視野窓13ａ、13ｂと、正面および背面と
も鏡からなり、視野窓13ａ、13ｂからの視野像を反射さ
せてＣＣＤ11に導く反射鏡12とを備え、ＣＣＤ11は、入
射光軸Ｃに直角に設けられている。

【００２３】ＣＣＤ11は、前面上部に撮像レンズ14を配
設し、ＣＣＤ実装基板15に固定されている。また、ＣＣ
Ｄ11は、この撮像レンズ14を介し、反射鏡12によって反
射された視野像を結像して、この像を光電変換するよう
になっている。

【００２４】反射鏡12は、ＣＣＤ11の光軸Ｃ上の上部に
設けられた反射鏡筐体51に設けられている。この反射鏡
筐体51は、カメラ筐体50と接合されており、反射鏡筐体
51との接合面16は、光軸Ｃを透過する構造を有してい
る。

【００２５】また、反射鏡12は、この反射鏡12の上下端
部に棒状部材17ａ、17ｂが接合されており、この棒状部
材17ａ、17ｂにより反射鏡12は担持されている。この反
射鏡12および棒状部材17ａ、17ｂは、本発明にかかる反
射板を構成している。

【００２６】この棒状部材17ａ、17ｂの両端部には、支
柱部材18ａ、18ｂが設けられている。この支柱部材18ａ
は、棒状部材17ａの一端部と、棒状部材17ｂの一端部に
接合されており、また、支柱部材18ｂは、棒状部材17ａ
の他端部と、棒状部材17ｂの他端部に接合されている。

【００２７】この支柱部材18ａ、18ｂの中心部には、撮
像装置10の側面部に配設されている回動ノブ19の一部が
嵌合されており、この回動ノブ19を回動させることによ
って、反射鏡12を回動するようになっている。この嵌合
部に関しては後述する。

【００２８】図３(ａ)に示すように、棒状部材17ａの一
端部と支柱部材18ａの一端部との接合面には、ローラ20
ａが設けられており、このローラ20ａは、反射鏡筐体51
の上部湾曲部52の内壁面に当接されている。反射鏡12が
回動ノブ19によって回動されるときは、ローラ20ａは、
ローラ20ａ自体を回動させるとともに、上部湾曲部52の
内壁面に沿って移動するようになっている。

【００２９】棒状部材17ａの他端部と支柱部材18ｂの一
端部との接合面にも、ローラ20ｂが設けられており、ロ
ーラ20ａと同様に、撮像装置10の上部湾曲部52の内壁面
に当接され、反射鏡12が回動ノブ19によって回動される
ときは、ローラ20ｂは、ローラ20ｂ自体を回動させると
ともに、上部湾曲部52の内壁面に沿って移動するように
なっている。

【００３０】また、図３（ｂ）に詳示すように、棒状部
材17ｂの一端部と支柱部材18ａの一端部との接合面に
は、ギヤローラ21ａが設けられており、このギヤローラ
21ａと、接合面16との当接面に、平面ギヤ22ａが設けら
れている。ギヤローラ21ａは、この平面ギヤ22ａと噛合
しており、反射鏡12が回動されたとき、ギヤローラ21ａ
自体がギヤローラ21ａの中心を回動軸として回動すると
ともに、平面ギヤ22ａ上を移動するようになっている。

【００３１】同様にして、棒状部材17ｂの一端部と支柱
部材18ｂの一端部との接合面には、ギヤローラ21ｂが設
けられており、ギヤローラ21ｂと、接合面16との当接面
には、平面ギヤ22ｂが設けられている。また、ギヤロー
ラ21ｂは、この平面ギヤ22ｂと噛合しており、ギヤロー
ラ21ａと同様に、反射鏡12が回動されたとき、ギヤロー
ラ21ｂ自体がギヤローラ21ｂの中心を回動軸として回動
するとともに、平面ギヤ22ｂ上を移動するようになって
いる。

【００３２】したがって、反射鏡12の回動動作を任意の
位置で静止させたとしても、ギヤローラ21ａ、21ｂは、
平面ギヤ22ａ、22ｂに噛合されているので、ギヤローラ
21ａ、21ｂは、静止位置において固定され、反射鏡12を
任意の位置で固定することができるようになっている。

【００３３】支柱部材18ａ、18ｂ、回動ノブ19、ローラ
20ａ、20ｂ、ギヤローラ21ａ、21ｂ、平面ギヤ22ａ、22
ｂは、本発明に係る回動手段を構成しており、また、ギ
ヤローラ21ａ、21ｂおよび平面ギヤ22ａ、22ｂは、それ
ぞれ、本発明に係る歯車および平面歯車を構成してい
る。

【００３４】ここで、反射鏡12を回動させるための回動
ノブ19の構造を図４を用いて説明する。

【００３５】図４（ａ）は、回動ノブ19の斜視図であ
り、図４（ｂ）は、支柱部材18ａの中心に設けられ、長
方形の孔部を有する偏心孔30の断面図である。

【００３６】図４（ａ）に示すように、回動ノブ19の回
動軸31の先端には、長方体の嵌合部32を有し、偏心孔30
に嵌合できるようになっている。また、この嵌合部32
は、２個のコイルバネ33ａ、33ｂによって、偏心孔30内
で挟持されている。

【００３７】したがって、回動ノブ19を回動させると、
ローラ20ａ、20ｂは、上部湾曲部52に当接しながら、回
動するようになっているので、支持部材18ａは接合面16
に向かって、圧力が生じるようになっている。このた
め、ギヤローラ21ａと平面ギヤ22ａの噛合面にも、ギヤ
ローラ21ａから平面ギヤ22ａに圧力が生じ、ギヤローラ
21ａが平面ギヤ22ａを押力をかけるとともに、回動する
ようになっている。

【００３８】このとき、上述したように、回動軸31の位
置は固定されたまま、支柱部材18ａの中心が偏心するよ
うになっているので、回動軸31は、位置ずれを生ずるこ
となく、反射鏡12を滑らかに回動させるように、反射鏡
12に回動力を伝達するようになっている。

【００３９】また、平面ギヤ22ａには、位置センサ23が
組込まれており、ギヤローラ21ａが平面ギヤ22ａ上を回
動すると、この位置センサ23がギヤローラ21ａの位置を
検出するようになっている。

【００４０】この位置センサ23は、例えば、圧力で抵抗
値が変化するセンサの構造を有する。したがって、上述
のように、反射鏡12を回動させると、ギヤローラ21ａか
ら平面ギヤ22ａに圧力が生じるので、位置センサ23は、
圧力が生じた位置に抵抗値の変化を検出するようになっ
ている。また、この位置センサ23は、本発明に係る検出
手段を構成している。

【００４１】次に、反射鏡12の部材について、図５を用
いて説明する。

【００４２】通常、反射鏡12の部材としては、表面およ
び裏面とも平面鏡を用いるようになっているが、例え
ば、平面鏡の代わりに、凸面鏡および凹面鏡を用いる
と、表面部材を交換するだけで、撮像範囲の変更、およ
び、さまざまな撮像効果を得ることができる。

【００４３】図５は、反射鏡12の部材の組合せの一部を
例示した図であり、ここでは、反射鏡に平面鏡、凸面鏡
および凹面鏡の３種類を用いている。

【００４４】図５（ａ）は、表面に平面鏡、裏面に凸面
鏡を有したものであり、図５（ｂ）は、表面に平面鏡、
裏面に凹面鏡を有したものであり、図５（ｃ）は、表面
に凹面鏡、裏面に凸面鏡を有したものであり、図５
（ｄ）は、表面および裏面とも凸面鏡を有したものであ
る。

【００４５】反射鏡12に凸面鏡を用いると、図５（ａ）
に示すように、平面鏡を使用した時に比べて、視野角が
拡大するので、撮像範囲が広くなり、魚眼的な映像を取
得することができるようになっている。

【００４６】また、反射鏡に凹面鏡を用いると、図５
（ｂ）に示すように、視野角が減少するので、撮像範囲
は狭くなる一方、被写体は拡大される。

【００４７】このように、平面鏡、凸面鏡および凹面鏡
を組合せることにより、容易に撮像範囲を変更すること
ができ、また、さまざまな撮像効果を簡単に得ることが
できるようになっている。

【００４８】次に、図６の画像補正回路の系統図を用い
て、ＣＣＤ11において取得した画像補正について説明す
る。

【００４９】図６に示す画像補正回路40は、カメラ筐体
50に設けられ、ＣＣＤ11において光電変換された画像デ
ータを補正し、出力するものである。

【００５０】この画像補正回路40は、画像データをアナ
ログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部41
と、画像データの上下および左右を反転する画像データ
反転部42と、画像反転部42から出力された画像データを
アナログ信号に変換し直すＤ／Ａ変換部43と、画像反転
を行うかどうかの判断を行う中央演算処理装置（以下、
ＣＰＵという）44と、位置センサ23において取得した反
射鏡12の位置データをデジタル信号に処理する位置デー
タ処理部45と、位相データを格納するメモリ46とを備え
ている。

【００５１】Ａ／Ｄ変換部41は、ＣＣＤ11で取得した画
像データをデジタル信号に変換し、画像反転部42に出力
するようになっている。

【００５２】画像反転部42には、Ａ／Ｄ変換部41におい
てデジタル信号に変換された画像データが入力され、Ｃ
ＰＵ44の指示に従って、この画像データの上下および左
右を反転するようになっている。また、画像反転部42
は、本発明に係る像反転手段を構成している。

【００５３】Ｄ/Ａ変換部43は、画像反転部42におい
て、画像反転された画像データをアナログ信号に変換し
て外部に画像補正した映像を出力するようになってい
る。

【００５４】ＣＰＵ44には、位置データ処理部45におい
てデジタル信号に変換された位置データが入力されるよ
うになっている。

【００５５】例えば、このＣＰＵ44は、この位置データ
と、メモリ46に格納され、反射鏡12の位置と反射面とを
対応させた反射面情報を保持している位置データとを照
合し、使用している反射面を算出するようになってお
り、この算出結果より撮像方向を決定し、画像反転部42
を制御するようになっている。

【００５６】このように本実施形態では、正面から入射
する入射光軸Ｃに対して直角に設けられ結像された像を
光電変換するＣＣＤ11と、表面および裏面に反射面を有
するとともに、ＣＣＤ11の光軸上に設けられ、入射光軸
Ｃを反射させることによってＣＣＤ11に導く反射鏡12と
を備え、入射光軸Ｃが背面から入射されたとき、反射鏡
12を回動させ反射面を変えることによって、背面からの
入射光軸ＣをＣＣＤ11に導くようにしているので、ＣＣ
Ｄ11は回動せずに、背面から入射された入射光軸Ｃにお
いても、ＣＣＤ11に入力することができ、複雑な構造お
よび配線を有することなく、容易に回動動作をすること
ができ、撮像範囲を広くすることができる。

【００５７】また、本実施形態では、反射鏡12の中心軸
を回動軸とし、この回動軸に撮像装置10の外部表面にあ
る回動ノブ19を設けるようになっているので、回動ノブ
19によって、反射鏡12を任意に回動させることができ、
表面および裏面の撮像方向を容易に切換えることができ
る。

【００５８】また、本実施形態では、反射鏡12の一端部
に設けられたギヤローラ21ａ、21ｂと、平面ギヤ22ａ、
22ｂとを設けるようになっているので、反射鏡12が回動
するとき、ギヤローラ21ａ、21ｂを、平面ギヤ22ａ、22
ｂ上を回動させることができ、反射鏡12を滑らかに動か
せることができるとともに、移動後、的確に任意の位置
に反射鏡12を固定することができる。

【００５９】また、本実施形態では、反射鏡12の回動位
置を検出する位置センサ23と、ＣＣＤ11に結像された像
を電気的に反転する画像反転部42とを設け、位置センサ
23で検出した検出情報に基づいて画像反転部42を動作さ
せるようになっているので、反射鏡12の位置が検出でき
るとともに、撮像方向が異なっても同位相で画像を出力
することができる。

【００６０】また、本実施形態では、反射鏡12の反射面
に凸面鏡および凹面鏡を用いるようになっているので、
反射面の部材を変更するだけで、容易に撮像範囲を変更
することができ、また、種々の撮像効果を得ることがで
きる。

【００６１】なお、本実施形態において、反射鏡12の位
置センサ23として、圧力センサを用いているが、反射鏡
12の回動する端部に設けられた被検出部と、この端部の
位置を検出する位置センサとから構成されるようにして
もよい。

【００６２】例えば、ギヤローラ21ａの内部に被検出部
を設け、この被検出部に強磁性体を配設し、位置センサ
23に磁気センサを用いることにより、ギヤローラ21ａの
位置を検出するようにしてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の反射型撮
像装置は、撮像素子は回動せずに、他方向から入射され
た入射光軸においても、撮像素子に入力することができ
るので、回動手段に複雑な構造および配線を有すること
なく、容易に回動動作をさせることができ、撮像方向を
切換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る反射型撮像装置の一実施形態の背
面斜視図である。

【図２】（ａ）は、一実施形態の正面方向撮像時の断面
図であり、（ｂ）は、この背面方向接像時の断面図であ
る。

【図３】（ａ）は、一実施形態の側面透視図であり、
（ｂ）は、一実施形態のギヤローラと平面ギヤの噛合構
造を説明するための図である。

【図４】（ａ）は、一実施形態の回動ノブの斜視図であ
り、図４（ｂ）は、支柱部材の中心部と回動ノブとの嵌
合部を説明するための図である。

【図５】（ａ）は、一実施形態の反射鏡において、表面
に平面鏡、裏面に凸面鏡を用いた図であり、（ｂ）は、
表面に平面鏡、裏面に凹面鏡を用いた図であり、（ｃ）
は、表面に凹面鏡、裏面に凸面鏡を用いた図であり、
（ｄ）は、表面および裏面とも凸面鏡用いた図である。

【図６】一実施形態の画像補正回路の系統図である。

【図７】従来の反射型撮像装置の断面図である。

【符号の説明】

11 ＣＣＤ（撮像素子） 12 反射鏡（反射板） 17ａ、17ｂ棒状部材（反射板） 18ａ、18ｂ支柱部材（回動手段） 19 回動ノブ（回動手段） 20ａ、20ｂローラ（回動手段） 21ａ、21ａギヤローラ（回動手段、歯車） 22ａ、22ｂ平面ギヤ（回動手段、平面歯車） 23 位置センサ（検出手段） 42 画像反転部（像反転手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H054 AA01 BB02 2H101 AA00 5C022 AA01 AC42 AC51 AC78 5C024 BX04 BX07 CX00 EX41 GY01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方向から入射する入射光軸に対して直
角に設けられ結像された像を光電変換する撮像素子と、
表面および裏面に反射面を有し、前記撮像素子の光軸上
に設けられ前記入射光軸を反射させることによって前記
撮像素子に導く反射板と、前記反射板を回動させ前記反
射面を変えることによって、他方向からの入射光軸を前
記撮像素子に導くようにした回動手段とを備えたことを
特徴とする反射型撮像装置。
【請求項２】前記回動手段が、前記反射板の中心軸を
回動軸として、前記反射板を回動させるようにしたこと
を特徴とする請求項１記載の反射型撮像装置。
【請求項３】前記回動手段が、回動ノブを有し、前記
回動ノブが、本体外部表面に配設されたことを特徴とす
る請求項２記載の反射型撮像装置。
【請求項４】前記反射板の一端部に設けられた歯車
と、前記歯車に対向して固着され前記歯車と噛合する平
面歯車とを設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何
れかに記載の反射型撮像装置。
【請求項５】前記反射板の回動位置を検出する検出手
段と、前記撮像素子に結像された像を電気的に反転する
像反転手段とを設け、前記検出手段で検出した検出情報
に基づいて前記像反転手段を動作させるようにしたこと
を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の反射型撮
像装置。
【請求項６】前記検出手段が、前記反射板の端部に設
けられた被検出部と、前記端部の位置を検出する位置セ
ンサと、から構成されたことを特徴とする請求項５記載
の反射型撮像装置。
【請求項７】前記反射板の反射面に凸面鏡を用いるよ
うにしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記
載の反射型撮像装置。
【請求項８】前記反射板の反射面に凹面鏡を用いるよ
うにしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記
載の反射型撮像装置。