JP2005031468A - 撮像装置とそれを用いた機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐性に優れ、小型でかつ安価に構成し得る、視野方向切り替え可能な撮像装置と、それを用いた機器を提供する。
【解決手段】撮像装置は、被写体像が入射する対物光学系1,2と、この対物光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像手段5と、反射率可変式ミラー3とが撮像ユニットとして構成されており、反射率可変式ミラー3の反射率を変化させることにより、視野方向が切り替えられるようになっている。
【選択図】図1
【解決手段】撮像装置は、被写体像が入射する対物光学系1,2と、この対物光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像手段5と、反射率可変式ミラー3とが撮像ユニットとして構成されており、反射率可変式ミラー3の反射率を変化させることにより、視野方向が切り替えられるようになっている。
【選択図】図1
Description
本発明は、視野方向を切り替えることが可能な撮像装置とそれを用いた機器に関する。
従来より、視野方向を切り替えることが可能な撮像装置は知られている。例えば、特許文献1は、内視鏡での視野方向を切り替える例を開示している。この例では、光学系を、視野方向が切り替えられるように回転可能な構成としている。そして、ワイヤーで引っ張ることにより、前記光学系の視野方向を切り替えている。また、特許文献2は、監視カメラなどに用いられる撮像装置において、スプリングを用いて、機械的に光路を変更するようにした例を開示している。
特開平7−327916号公報
特開平5−27151号公報
しかしながら、これら公知の例では、いずれも機械的な可動部を有するため、装置の耐性やコストの点で問題がある。さらに、構造が複雑になり小型化をする上でも問題があった。
本発明は、上記の如き従来装置の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、耐性に優れ、小型でかつ安価に構成し得る、視野方向切り替え可能な撮像装置とそれを用いた機器を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、被写体からの光が入射する対物光学系と、この対物光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像手段と、反射率可変式ミラーとを有する撮像ユニットを備え、前記反射率可変式ミラーの反射率を変化させることにより、視野方向を切り替えるようになっている。反射率可変式ミラーの反射率は、反射率可変式ミラーに供給される電圧を変化させることにより、行われる。
本発明によれば、上記反射率可変式ミラーは、ニッケル・マグネシウム系合金を成分として含む調光材料層と、この調光材料層を挟む形で配置された2つの電極層と、少なくとも一方の前記電極層と前記調光材料層との間に形成された電解質層とにより構成されている。
また、本発明によれば、前記対物光学系は、1つの撮像手段に結像する、視野方向の異なる少なくとも2つの光学系を有している。
上述の如く本発明によれば、耐性に優れ、小型で且つ安価に構成し得る、視野方向切り替え可能な撮像装置と、それを内蔵した各種の機器を提供することが出来る。
以下、本発明の実施の形態を図示した実施例に基づき説明する。
図1は、本発明に係る撮像装置の第1実施例を示している。図中、1は焦点距離f1 の第1の撮像光学系、2は焦点距離f2 の第2の撮像光学系、3は反射率可変式ミラー、4は光軸O1 上に配置された結像光学系、5は結像光学系4の結像位置に撮像面を配置した撮像デバイスである。反射率可変式ミラー3は第1の撮像光学系1の光軸O1 と第2の撮像光学系2の光軸O2 の交点に配置されている。より具体的には、これらの光軸に対して略45°の角度をなすように配置されている。また反射率可変式ミラー3は、ニッケル・マグネシウム系合金及びパラジウムを成分として含む調光材料層3aと、該調光材料層3aを挟む形で配置された一対の電極層3b,3cと、少なくとも一方の電極層と前記調光材料層との間に形成された電解質層3dとにより構成されている。
本実施例では、f1 =70mm、f2 =35mmである。よって、f1 /f2 =2となる。
この実施例によれば、被写体からの光は撮像光学系1、反射率可変式ミラー3を透過し、結像光学系4を通過して、撮像デバイス5に到る。すなわち、被写体の像は撮像デバイス5の撮像面上に結像する。また、別の被写体からの光は撮像光学系2を透過し、反射率可変式ミラー3で反射され、結像光学系4を通過して、撮像デバイス5に到る。よって別の被写体の像も撮像デバイス5の撮像面上に結像する。
このような構成において、本実施例によれば、反射率可変式ミラー3の透過率(あるいは反射率)を変化させることができる。よって、機械的な駆動機構を用いずに、視野を切り替えることが可能となっている。装置の耐性やコストの点で、優れた構成となっている。また、機械的な駆動機構を持たないことから、構造は簡素化でき、小型な撮像装置を実現することが出来る。
この実施例では、2つの撮像光学系の視野を略90°変更することが出来るように配置した。但し、このような構成に限定されるものではない。例えば、反射率可変式ミラー3の配置角度を略45°以外に設定することもできる。このようにすることにより、2つの撮像光学系の視野方向を略90°以外に配置できることは云うまでもない。
また、本実施例では、2つの撮像光学系で共通に用いる結像光学系4を用いている。しかしながら、反射率可変式ミラー3の直後に撮像素子5を配置して、結像光学系4を省略することも可能である。
また、本実施例は、2つの撮像光学系を用いて視野を切り替える例であるが、3つ以上の撮像光学系を用いることも可能である。この場合、反射率可変式ミラーも複数用いることが望ましい。
図2は、本発明に係る撮像装置の第2実施例を示している。この実施例は、反射率可変式ミラー3の反射率を制御する制御部6と、撮像デバイス5の駆動用電源7を設けている。ここでは、反射率可変式ミラー3は、簡略化した形で示されている。
なお、第1の撮像光学系1と結像光学系4を合成した系の撮像倍率をβ1 、第2の撮像光学系2と結像光学系4を合成した系の撮像倍率をβ2 とする。本実施例では、β1 =0.3、β2 =0.15となっている。よってβ1 /β2 =2となる。反射率可変式ミラー3では、一対の電極層3b,3c間に所定の電圧が印加される。この電圧を制御することにより、反射率可変式ミラー3の反射と透過の割合を変化させることができる。その結果、反射状態と透過状態を切り替えることが出来るようになっている。つまり、電極間に印加される電圧を制御することにより、反射率可変式ミラー3の略透明状態と鏡面状態を変化させることが出来るようになっている。この電圧の制御を制御部6で行っている。
本第2実施例では、電源7により駆動される制御部6から第1の電圧が印加されている時に、反射率可変式ミラー3が透過状態となる。そのため、撮像光学系1を通過した光は結像光学系4を通過し、電源7で駆動される撮像デバイス5に到る。その結果、撮像デバイス5の撮像面上に被写体の像が結像する。また、電源7により駆動する制御部6から、第1の電圧とは異なる第2の電圧が印加された場合、反射率可変式ミラー3は反射状態になる。そのため、撮像光学系2を通過した光はここで反射され、結像光学系4を透過して、電源7で駆動される撮像デバイス5に到る。その結果、撮像デバイス5の撮像面上に、別の被写体の像が結像する。つまり、本実施例においても、機械的な駆動機構を用いることなしに、視野を切り替えることが可能となっている。すなわち、装置の耐性やコストの点で優れた構成となっている。
本第2実施例では、2つの撮像光学系の視野を略90°変更することが出来るように配置した。しかしながら、反射率可変式ミラー3の配置角度を略45°以外に設定することにより、2つの撮像光学系の視野方向を略90°以外に配置できることは云うまでもない。
また、本実施例では、2つの撮像光学系で共通に用いる結像光学系4を用いている。しかしながら、反射率可変式ミラー3の直後に撮像デバイス5を配置して、結像光学系4を省略することも可能である。
また、本実施例は、2つの撮像光学系を用いて視野を切り替える例であるが、3つ以上の撮像光学系を用いることも可能である。この場合、反射率可変式ミラーも複数用いることが望ましい。
また、撮像デバイス5は、別途設ける制御装置で制御するようにしても良い。
図3は、本発明に係る撮像装置の第3実施例を示している。この実施例では、第1の撮像光学系1及び第2の撮像光学系2の近傍に、各撮像光学系の視野方向を照明する照明光学系8,9をそれぞれ設けている。
本第3実施例では、撮像光学系1を用いて撮影するときは、照明光学系8を使用する。また、撮像光学系2を用いて撮像するときは、照明光学系9を使用するようにする。本実施例ではこのように構成したから、撮像光学系1及び撮像光学系2を用いて、2方向の被写体を常に最適な明るさで撮影することが可能となるという利点がある。
なお、本実施例のその他の作用効果、変形及び修正については、第2実施例で述べたのと同様であるので、それらについての説明は省略する。
図4は、本発明に係る撮像装置の第4実施例を示している。この実施例は、第1の撮像光学系1、第2の撮像光学系2、反射率可変式ミラー3、結像光学系4、撮像デバイス5、制御部6及び電源7が、両端部が球状をなすカプセル型外装10内に組み込まれている。そして、照明光学系8がカプセル型外装10の端部に第1の撮像光学系1を挟んで一対設けられ、照明光学系9がカプセル型外装10の側壁に設けられている。
この実施例においては、カプセル型外装10は、φ15mm(直径)×30mm以下(長さ)の大きさを有している。
本第4実施例でも、撮像光学系1を用いて撮影するときは、照明光学系8を使用する。また、撮像光学系2を用いて撮像するときは、照明光学系9を使用するように構成している。よって、本実施例においても、撮像光学系1及び撮像光学系2を用いて、2方向の被写体を常に最適な明るさで撮影することが可能である。
なお、本実施例のその他の作用効果、変形及び修正については、第2実施例で述べたのと同様であるので、それらについての説明は省略する。
図5は、本発明に係る撮像装置の第5実施例を示している。この実施例は、内視鏡として構成された例である。先端挿入部11内には、第1の撮像光学系1、第2の撮像光学系2、反射率可変式ミラー3、結像光学系4、撮像デバイス5、制御部6、第1の照明光学系8及び第2の照明光学系9が、図示のごとく組み込まれている。12は先端挿入部11の操作を行う操作部、13は内視鏡と内視鏡を操作する装置(図示せず)とを接続するためのコネクタ部、14は操作部12とコネクタ部13とをユニバーサルに接続する軟性部である。
本実施例の作用効果、変形及び修正については、上記実施例で述べたのと同様であるので説明を省略する。ただし、本実施例によれば、特に、撮像装置が機械的な駆動機構を持たないことから、内視鏡先端部の構造を簡素化できる。その結果、先端挿入部11の径がの細い内視鏡を実現することが出来る。
図6は、本発明に係る撮像装置の第6実施例を示している。この実施例は、携帯電話として構成された例である。図6(a)に示すように、本実施例では、第1の撮像光学系1が光軸を直角に折り曲げるための反射率可変式ミラー3' を含んでいる。これにより、第1の撮像光学系1と第2の撮像光学系2の視野が略180°変わるように構成している。反射率可変式ミラー3' は、反射率可変式ミラー3と同様に構成されている。また、各ミラーの反射率は、制御部6により独立に制御されるようになっている。即ち、反射率可変式ミラー3と反射率可変式ミラー3' では、各電極間に電圧を印加できるようになっている。このようにすることにより、反射と透過の割合を独立して変化させて、反射状態と透過状態を切り替えることが出来るようになっている。
本第6実施例によれば、制御部6から第1の電圧が反射率可変ミラー3'に印加されていると、反射率可変ミラー3' は反射状態になる。一方、第1の電圧とは異なる電圧が制御部6から反射率可変式ミラー3に印可されるので、反射率可変式ミラー3は透過状態となる。よって、撮像光学系1を通過した光は、結像光学系4を通過し、撮像デバイス5に到る。よって被写体の像が撮像デバイス5の撮像面上に結像する。また、制御部6から第2の電圧が反射率可変式ミラー3に印加されていると、反射率可変式ミラー3は反射状態となる。よって、撮像光学系2を通過した光はここで反射されて結像光学系4を通過し、撮像デバイス5に到る。その結果、別の被写体の像が撮像デバイス5の撮像面上に結像する。なお、このとき、制御部6からは、前記のように反射率可変式ミラー3'が反射状態になるような電圧が印加されている。
このように、本実施例によれば、機械的な駆動機構を用いずに、視野を切り替えることができる。すなわち、装置の耐性やコストの点で優れた構成となっている。また、機械的な駆動機構を持たないことから、構造は簡略化できる。よって、例えば図6(b)に示すように、小型で2方向の視野のカメラを持つ携帯電話を提供することが出来る。
また、本実施例では、反射率可変式ミラー3,3' は何れの光学系に対しても略45°の角度で配置されている。しかしながら、これらの反射率可変式ミラーの配置角度を調整することで、2つの撮像光学系の視野方向を略180°以外に配置できることは云うまでもない
なお、本実施例では、結像光学系4を2つの撮像光学系で共用している。しかしながら、反射率可変式ミラー3の直後に撮像デバイスを配置して、結像光学系4を省略することも可能である。
なお、本実施例では、結像光学系4を2つの撮像光学系で共用している。しかしながら、反射率可変式ミラー3の直後に撮像デバイスを配置して、結像光学系4を省略することも可能である。
また、本実施例は2つの撮像光学系を用いて視野を切り替えているが、3つ以上の撮像光学系を用いることも可能である。この場合、反射率可変式ミラーも複数用いることが望ましい。
図7は、本発明に係る撮像装置の第7実施例を示している。この実施例は、第1撮像光学系1と第2撮像光学系2の視野を、略90°異ならせるように配置した携帯電話の例である。即ち、この実施例では、第1の撮像光学系1の光軸O1 と第2の撮像光学系2の光軸O2 とが略直交するように、第1の撮像光学系1と第2の撮像光学系2が配置されている。そして、制御部6の制御により反射率可変式ミラー3を透過状態にした場合撮像光学系1を通過した光は結像光学系4を通過して撮像デバイス5に到る。よって、被写体の像が、撮像デバイス5の撮像面上に結像する。また、制御部6の制御により反射率可変式ミラー3を反射状態にした場合、撮影光学系2を通過した光は、結像光学系4を通過して、撮像デバイス5に到る。別の被写体の像が、撮像デバイス5の撮像面上に結像する。
本実施例では、反射率可変式ミラー3は、何れの撮像光学系に対しても略45°の角度をなすように配置されている。しかしながら、反射率可変式ミラー3の配置角度を調整することで、2つの撮像光学系の視野方向を略90°以外に配置できることは云うまでもない。
本実施例では、結像光学系4を2つの撮像光学系で共用している。しかしながら、反射率可変式ミラー3の直後に撮像デバイスを配置して、結像光学系4を省略することも可能である。
また、本実施例は2つの撮像光学系を用いて視野を切り替えているが、3つ以上の撮像光学系を用いることも可能である。この場合、反射率可変式ミラーも複数用いることが望ましい。
以上の説明から明らかなように、本発明は特許請求の範囲に記載した特徴の他に、下記の特徴も有している。
(1)前記第1の光学系と前記第2の光学系は、互いに異なる撮像倍率を有している請求項3に記載の撮像装置。
(2)前記第1の光学系と前記第2の光学系は、互いに異なる焦点距離を有している請求項3に記載の撮像装置。
(3)前記第1の光学系と前記第2の光学系の視野方向が、略90°異なっている請求項3に記載の撮像装置。
(4)前記撮像ユニットは機械的な可動部を含んでいない請求項1乃至3の何れかに記載の撮像装置。
(5)前記反射率可変式ミラーの反射率を制御する制御部を具備した請求項1乃至3の何れかに記載の撮像装置。
(6)前記撮像手段と前記制御部に電力を供給する電源を具備した上記(5)に記載の撮像装置。
(7)照明光学系を具備した請求項1乃至3の何れかに記載の撮像装置。
(8)先端部に、請求項1乃至3の何れかに記載の撮像装置を含んでいる内視鏡。
(9)カプセル内に、請求項1乃至3の何れかに記載の撮像装置を含んでいるカプセル内視鏡。
(10)本体内に、請求項1乃至3の何れかに記載の撮像装置を含んでいるカメラ付き携帯電話。
1 第1の撮像光学系
2 第2の撮像光学系
3 反射率可変式ミラー
4 結像光学系
5 撮像デバイス
6 制御部
7 電源
8,9 照明光学系
10 カプセル型外装
11 内視鏡の先端挿入部
12 操作部
13 コネクタ部
14 軟性部
2 第2の撮像光学系
3 反射率可変式ミラー
4 結像光学系
5 撮像デバイス
6 制御部
7 電源
8,9 照明光学系
10 カプセル型外装
11 内視鏡の先端挿入部
12 操作部
13 コネクタ部
14 軟性部
Claims (3)
- 被写体からの光が入射する対物光学系と、この対物光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像手段と、反射率可変式ミラーとを有する撮像ユニットを備え、前記反射率可変式ミラーの反射率を変化させることにより、視野方向を切り替えるようにした撮像装置。
- 前記反射率可変式ミラーを、ニッケル・マグネシウム系合金を成分として含む調光材料層と、この調光材料層を挟む形で配置された2つの電極層と、少なくとも一方の前記電極層と前記調光材料層との間に形成された電解質層とにより構成した請求項1に記載の撮像装置。
- 前記対物光学系が、第1の光学系と第2の光学系とを有している、請求項1または2に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003271485A JP2005031468A (ja) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | 撮像装置とそれを用いた機器 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003271485A JP2005031468A (ja) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | 撮像装置とそれを用いた機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012210938A (ja) * | 2005-05-20 | 2012-11-01 | Valeo Vision | 自動車用撮像システムを備える障害物検出装置 |
CN103744255A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-23 | 李东 | 非直线式光路摄像装置 |
JP2017509003A (ja) * | 2013-12-12 | 2017-03-30 | 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. | 撮影装置 |
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2003
- 2003-07-07 JP JP2003271485A patent/JP2005031468A/ja active Pending
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US10264179B2 (en) | 2013-12-12 | 2019-04-16 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Photographing apparatus |
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