JP7286956B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関する。

本出願人は、１８０度より広い画角を持つ広角レンズと、この広角レンズによる像を撮像する撮像センサとを有する同一構造の撮像系を２つ組み合わせ、各撮像系によって撮像された像を合成して４πラジアンの立体角内の像を得る、全天球型の撮像システム（撮像装置）について、特許出願を行い、特許権を取得している（例えば特許文献１、２）。

特開２０１４－０５６０４８号公報 特許第６０１９９７０号公報

全天球型の撮像システムは、一定の光学性能や画角を維持しながら、小型化（薄型化）により携帯性を向上することが要求される。

しかしながら、特許文献１を含む従来の全天球型の撮像システムは、小型化（薄型化）の要求に十分に応えられていない点で、改良の余地がある。

例えば、高品質な画像を得るために大型の撮像センサ（例えばＣＭＯＳセンサ）を搭載した場合、撮像センサの配置スペースを確保するために撮像システムが大型化（厚肉化）してしまう。また、高品質な画像を得るために光学系のレンズ枚数を増やしたりレンズ径を大きくしたりした場合、光学系の配置スペースを確保するために撮像システムが大型化（厚肉化）してしまう。さらに、多種多様な撮像を可能にする撮像機能部を搭載する場合、撮像機能部の配置スペースを確保するために撮像システムが大型化（厚肉化）してしまう。

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、筐体内部のスペース効率を向上して小型化（薄型化）を図ることができる撮像装置を提供することを目的とする。

本実施形態の撮像装置は、複数の光学系と、前記複数の光学系による像が結像する複数の撮像センサと、前記複数の光学系において前記複数の撮像センサに至る光路を変更する複数の光路変更部と、を有する撮像ユニットと、前記撮像ユニットを保持すると共に、前記撮像ユニットの保持領域において、前記複数の光学系の少なくとも一部を露出させ、その露出部を除く前記撮像ユニットの最大外形部に直接的に対向する筐体ユニットと、を有し、前記複数の光学系は、前群と、後群とを有し、前記複数の光路変更部は、前記前群と前記後群の間に位置する第１、第２の光路変更部と、前記後群と前記撮像センサの間に位置する第３の光路変更部とを有し、前記筐体ユニットは、前記最大外形部を除いた前記撮像ユニットの最大幅と最大厚さの範囲内かつ前記第３の光路変更部の背面領域に、撮像装置の撮像機能部を保持し、前記複数の撮像センサは、それぞれの撮像面が互いに逆方向を向き、それぞれの背面が対向して前記筐体ユニットの内部に支持された２つの撮像センサを有し、前記複数の光学系は、前記撮像ユニットと前記筐体ユニットの幅方向と厚さ方向に直交する方向に延びる２つの後群を有し、前記２つの後群が、前記撮像ユニットの前記最大外形部を規定する、ことを特徴としている。

本発明によれば、筐体内部のスペース効率を向上して小型化（薄型化）を図ることができる撮像装置を提供することができる。

本実施形態による撮像装置を前方、後方から見た外観構成図（正面図、背面図）である。 本実施形態による撮像装置を右方、左方から見た外観構成図（右側面図、左側面図）である。 本実施形態による撮像装置を上方、下方から見た外観構成図（平面図、底面図）である。 筐体の内部に保持された広角レンズ系と撮像センサを左方から見た図である。 筐体の内部に保持された広角レンズ系と撮像センサを後方から見た図である。 筐体の内部に保持された広角レンズ系と撮像センサを上方から見た図である。 筐体の内部に保持された広角レンズ系と撮像センサを展開して描いた図である。 撮像ユニットの構成を示す斜視図である。 撮像ユニットの構成を示す正面図である。 筐体ユニットに撮像ユニットを組み付けた状態における両者の位置関係を示す図である。 撮像ユニットを組み付けた筐体ユニットを示す図である。 図１のXII－XII線に沿う断面図である。 図１のXIII－XIII線に沿う断面図である。 図１のXIV－XIV線に沿う断面図である。 撮像ユニットと筐体ユニットの最大外形部における幅と厚さの関係を示す図である。 第３プリズムの背面領域に撮像機能部としてのマイクロフォンを配置した場合の一例を示す図である。 第３プリズムの背面領域に撮像機能部としての蓄熱部材を配置した場合の一例を示す図である。

図１～図１７を参照して、本実施形態による撮像装置１について詳細に説明する。以下の説明中の前、後、上、下、左、右の各方向は、各図に記載した矢線方向を基準とする。また、左右方向が幅方向に一致しており、前後方向が厚さ方向に一致している。

図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂの六面図に示すように、撮像装置１は、撮像装置１の各構成要素が組み付けられてこれを保持する筐体（筐体ユニット）１０を有している。筐体１０は、左右方向に短く、上下方向に長く、前後方向に所定の厚みを持ち、上面が丸みを帯びた輪郭を有している。筐体１０は、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０を有している。後側金属筐体２０と前側金属筐体３０は、後述する後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０と比較して相対的に高剛性の金属材料（例えばマグネシウム合金）から構成された一体成形品とすることができる。

後側金属筐体２０と前側金属筐体３０は、左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０によって接続されている。左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０は、例えば、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と同一の金属材料から構成することができるが、その材料には自由度があり、種々の設計変更が可能である。

後側金属筐体２０と前側金属筐体３０の一方には、位置決めボス（図示略）が形成されており、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０の他方には、ボス挿入孔（図示略）が形成されており、位置決めボスをボス挿入孔に挿入することにより、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０が接近した状態で位置決めされる。後側金属筐体２０と前側金属筐体３０は、左側面と右側面と下面に、上記位置決め状態で重なって共締め可能なネジ孔（図示略）を有している。

後側金属筐体２０と前側金属筐体３０の間の左側面と右側面と下面の隙間に、左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０を嵌め込んで、これらに挿通した共締めネジ（図示略）を上記ネジ孔に螺合する（締め付ける）ことにより、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０が一体化される。なお、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０を一体化するための構成には自由度があり、種々の設計変更が可能である。

後側金属筐体２０の上方には、略円形のレンズ露出孔２１が形成されており、前側金属筐体３０の上方には、略円形のレンズ露出孔３１が形成されている。後側金属筐体２０の上下方向の中間部よりやや下方には、撮像（静止画撮像、動画撮像）のトリガとなるシャッターボタン（撮像機能部、操作部）２２が設けられている。シャッターボタン２２の下方には、撮像装置１の操作画面や設定画面等の各種情報を表示する表示ユニット（撮像機能部、状態表示部）２３が設けられている。表示ユニット２３は、例えば、有機ＥＬディスプレイから構成することができる。

左側面接続筐体４０の上下方向の中間部には、例えば、音声案内メッセージ等を発するスピーカ（撮像機能部）４１が設けられている。右側面接続筐体５０の上下方向の中間部には、撮像装置１の電源のオンオフを切り替えるための電源ボタン（撮像機能部、操作部）５１が設けられており、電源ボタン５１の下方には、撮影モードや無線接続モードの設定操作を行うための操作ボタン（撮像機能部、操作部）５２、５３、５４が設けられている。

後側金属筐体２０のシャッターボタン２２のやや上方の右側には、上下方向に離間する２つのマイクロフォン（撮像機能部、集音部）２４が設けられている。前側金属筐体３０の上下方向の中間部よりやや上方には、左右方向に離間する２つのマイクロフォン（撮像機能部、集音部）３２が設けられている。表裏に位置する後側金属筐体２０の２つのマイクロフォン２４と前側金属筐体３０の２つのマイクロフォン３２の計４つのマイクロフォンによって３Ｄ音声が取得可能となっている。

後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０の結合体は、上下方向の中間部より下方がグリップ部ＧＰを構成している。撮影者は、グリップ部ＧＰを把持した状態で、シャッターボタン２２、電源ボタン５１、操作ボタン５２～５４を押圧操作することができる。

後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０の結合体は、上方が開放された開口部ＯＳを有している。開口部ＯＳは、後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０によって埋められている。後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０は、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と比較して相対的に低剛性の樹脂材料（例えばＰＣ（ポリカーボネート）若しくはＡＢＳ樹脂又はこれらの混合材）から構成された一体成形品とすることができる。

後側樹脂筐体７０は、後側金属筐体２０の上方に形成された開口部ＯＳの湾曲切欠部に嵌め込まれる湾曲形状を有している。前側樹脂筐体８０は、前側金属筐体３０の上方に形成された開口部ＯＳの湾曲切欠部に嵌め込まれる湾曲形状を有している。後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０は、前後方向に逆方向を向いた対称形状を有している。接続樹脂筐体９０は、後側金属筐体２０と前側金属筐体３０の上方に形成された開口部ＯＳのうち、後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０の間に嵌め込まれる湾曲形状を有している。

図示は省略しているが、後側金属筐体２０のレンズ露出孔２１のやや上方には、左右方向に離間した一対のネジ孔付凸部が形成されており、後側樹脂筐体７０には、一対のネジ孔付凸部に対応する一対のネジ挿通孔が形成されている。一対のネジ孔付凸部と一対のネジ挿通孔を位置合わせして、一対の締付ネジを一対のネジ挿通孔に挿通して一対のネジ孔付凸部のネジ孔に螺合する（締め付ける）ことで、後側金属筐体２０と後側樹脂筐体７０が接続される。なお、ここでは後側金属筐体２０と後側樹脂筐体７０の接続構造を説明したが、前側金属筐体３０と前側樹脂筐体８０の接続構造も同様となっている。

図４～図６に示すように、筐体１０の内部には、互いに対称に配置される２つの広角レンズ系（魚眼レンズ系、光学系、撮像光学系）Ａ、Ｂと、２つの広角レンズ系Ａ、Ｂによる像が結像する２つの撮像センサＡＩ、ＢＩが保持（収納）されている。図４～図６では、筐体１０を模式的に仮想線（二点鎖線）で描いている。各２つの広角レンズ系Ａ、Ｂと撮像センサＡＩ、ＢＩは、同一仕様とすることができる。広角レンズ系Ａ、Ｂは、１８０度より広い画角を有している。撮像装置１は、撮像センサＡＩ、ＢＩが結像した２つの像を合成することにより４πラジアンの立体角内の像を得る、全天球型の撮像装置とすることができる。

広角レンズ系Ａは、物体側から像側に向かって順に、負の前群ＡＦと、第１プリズム（第１の光路変更部）ＡＰ１と、可変開口絞りＡＳと、第２プリズム（第２の光路変更部）ＡＰ２と、正の後群ＡＲと、第３プリズム（第３の光路変更部）ＡＰ３とを有している。負の前群ＡＦは、１８０°より大きい高画角の光線を取り込む機能を持ち、正の後群ＡＲは、結像画像の収差を補正する機能を持つ。可変開口絞りＡＳは、図４～図６では図示を省略して、図７の展開図のみに描いている。

負の前群ＡＦは、前方から入射した被写体光束を発散させながら後方に出射する。第１プリズムＡＰ１は、負の前群ＡＦから入射した被写体光束を左方に９０°反射する。可変開口絞りＡＳは、第１プリズムＡＰ１が反射した被写体光束の透過量を調整（光量調整）する。第２プリズムＡＰ２は、可変開口絞りＡＳが光量調整した被写体光束を下方に９０°反射する。正の後群ＡＲは、第２プリズムＡＰ２が反射した被写体光束を収束させながら下方に出射する。第３プリズムＡＰ３は、正の後群ＡＲから入射した被写体光束を右方に９０°反射して、撮像センサＡＩの撮像面に結像させる。第３プリズムＡＰ３の出射面には、撮像センサＡＩの撮像面に向かって突出する凸面ＡＰ３Ｘが形成されている。負の前群ＡＦ及び正の後群ＡＲは、それぞれ、図７に示すように複数枚のレンズで構成される（図４～図６では代表的な符号としてＡＦ及びＡＲを示している）。

広角レンズ系Ｂは、物体側から像側に向かって順に、負の前群ＢＦと、第１プリズム（第１の光路変更部）ＢＰ１と、可変開口絞りＢＳと、第２プリズム（第２の光路変更部）ＢＰ２と、正の後群ＢＲと、第３プリズム（第３の光路変更部）ＢＰ３とを有している。負の前群ＢＦは、１８０°より大きい高画角の光線を取り込む機能を持ち、正の後群ＢＲは、結像画像の収差を補正する機能を持つ。

負の前群ＢＦは、後方から入射した被写体光束を発散させながら前方に出射する。第１プリズムＢＰ１は、負の前群ＢＦから入射した被写体光束を右方に９０°反射する。可変開口絞りＢＳは、第１プリズムＢＰ１が反射した被写体光束の透過量を調整（光量調整）する。第２プリズムＢＰ２は、可変開口絞りＢＳが光量調整した被写体光束を下方に９０°反射する。正の後群ＢＲは、第２プリズムＢＰ２が反射した被写体光束を収束させながら下方に出射する。第３プリズムＢＰ３は、正の後群ＢＲから入射した被写体光束を左方に９０°反射して、撮像センサＢＩの撮像面に結像させる。第３プリズムＢＰ３の出射面には、撮像センサＢＩの撮像面に向かって突出する凸面ＢＰ３Ｘが形成されている。負の前群ＢＦ及び正の後群ＢＲは、それぞれ、図７に示すように複数枚のレンズで構成される（図４～図６では代表的な符号としてＢＦ及びＢＲを示している）。

広角レンズ系Ａ、Ｂの撮像センサＡＩ、ＢＩは、撮像センサＡＩの撮像面が左方を向き、撮像センサＢＩの撮像面が右方を向き、撮像センサＡＩ、ＢＩの背面（撮像面とは反対側の面）が背中合わせとなるように支持されている。

図７は、広角レンズ系Ａ、Ｂ及び撮像センサＡＩ、ＢＩを展開して描いた図である。図７は、第１プリズムＡＰ１～第３プリズムＡＰ３及び第１プリズムＢＰ１～第３プリズムＢＰ３による反射方向を無視して描いている。従って、図７における広角レンズ系Ａ、Ｂ及び撮像センサＡＩ、ＢＩの構成は同一（共通）となる。

負の前群ＡＦ、ＢＦは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、両凹負レンズＬ３とを有している。

正の後群ＡＲ、ＢＲは、物体側から順に、両凸正レンズＬ４と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、両凹負レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、両凹負レンズＬ９と、両凸正レンズＬ１０とを有している。両凸正レンズＬ６と両凹負レンズＬ７は、接合されている。両凸正レンズＬ８と両凹負レンズＬ９は、接合されている。

上記で説明した負の前群ＡＦ、ＢＦと正の後群ＡＲ、ＢＲの構成はあくまで一例であり、負の前群ＡＦ、ＢＦと正の後群ＡＲ、ＢＲの構成については、種々の設計変更が可能である。また、前群ＡＦ、ＢＦは負のパワーでなく正のパワーを有していてもよいし、後群ＡＲ、ＢＲは正のパワーではなく負のパワーを有していてもよい。

以上のように構成された撮像装置１では、広角レンズ系Ａの負の前群ＡＦと広角レンズ系Ｂの負の前群ＢＦが前後方向に逆向き且つ同一（共通）の光軸上に配置される。また、第１プリズムＡＰ１と第２プリズムＡＰ２によって各９０°折り曲げられて上下方向に延びる正の後群ＡＲと、第１プリズムＢＰ１と第２プリズムＢＰ２によって各９０°折り曲げられて上下方向に延びる正の後群ＢＲとが、左右方向に離間して互いに平行をなすように配置される。また、第３プリズムＡＰ３によって９０°右方に折り曲げられた箇所にある撮像センサＡＩと、第３プリズムＢＰ３によって９０°左方に折り曲げられた箇所にある撮像センサＢＩとが、両者の撮像面を左右方向に向けるとともに、撮像面と反対側の面を背中合わせにして配置される。撮像装置１では、広角レンズ系Ａの負の前群ＡＦの物体側のレンズが前側金属筐体３０のレンズ露出孔３１から前方に突出（露出）し、広角レンズ系Ｂの負の前群ＢＦの物体側のレンズが後側金属筐体２０のレンズ露出孔２１から後方に突出（露出）し、その他の構成要素が筐体１０の内部に収納される。

すなわち、広角レンズ系Ａ、Ｂは、筐体１０の上方において前後方向に対向する前群ＡＦ、ＢＦと、筐体１０の上方から下方に向かって平行に延びる後群ＡＲ、ＢＲと、を有している。また、広角レンズ系Ａ、Ｂの各々は、プリズム（光路変更部）として、筐体１０の上方において前群ＡＦ、ＢＦを通過した被写体光束の光路を左右方向に変更する第１プリズム（第１の光路変更部）ＡＰ１、ＢＰ１と、筐体１０の上方において第１プリズム（第１の光路変更部）ＡＰ１、ＢＰ１を通過した被写体光束の光路を上下方向に変更する第２プリズム（第２の光路変更部）ＡＰ２、ＢＰ２と、筐体１０の下方において後群ＡＲ、ＢＲを通過した被写体光束の光路を左右方向に変更する第３プリズム（第３の光路変更部）ＡＰ３、ＢＰ３とを有している。これにより、撮像装置１の各構成要素を筐体１０の内部に高いレイアウト効率で配置してコンパクト化を図ることが可能になる。

広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１及び広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１は、広角レンズ系Ａ、Ｂに共通の反射面（光路変更部）を有している。すなわち、第１プリズムＡＰ１と第１プリズムＢＰ１は、互いの斜面どうしが近接して反射面を共有している。広角レンズ系Ａ、Ｂの反射面は、広角レンズ系Ａ、Ｂに共通化された反射膜からなり、この反射膜が、光学的に等価な２つの透明部材である第１プリズムＡＰ１と第１プリズムＢＰ１の斜面の間に挟持される。この状態で、第１プリズムＡＰ１と第１プリズムＢＰ１と反射膜が一体化され、広角レンズ系Ａ、Ｂに共通の反射面（光路変更部）が形成される。これにより、広角レンズ系Ａ、Ｂの入射光軸方向の幅を小さくすることが可能になる。

広角レンズ系Ａの第１プリズムＡＰ１と第２プリズムＡＰ２の間には、可変開口絞りＡＳが配置されており、広角レンズ系Ｂの第１プリズムＢＰ１と第２プリズムＢＰ２の間には、可変開口絞りＢＳが配置されている。光量調整用の可変開口絞りＡＳの近く（前後）に第１プリズムＡＰ１と第２プリズムＡＰ２を設け、光量調整用の可変開口絞りＢＳの近く（前後）に第１プリズムＢＰ１と第２プリズムＢＰ２を設けることで、小さい直角プリズムを用いることができ、広角レンズ系Ａ、Ｂの相互間隔を小さくすることができる。また、可変開口絞りＡＳを中心として、その両側に第１プリズムＡＰ１と第２プリズムＡＰ２があり、その両側に負の前群ＡＦと正の後群ＡＲがあるという対称構成、及び、可変開口絞りＢＳを中心として、その両側に第１プリズムＢＰ１と第２プリズムＢＰ２があり、その両側に負の前群ＢＦと正の後群ＢＲがあるという対称構成を実現することができる。

可変開口絞りＡＳと可変開口絞りＢＳは、撮像センサＡＩと撮像センサＢＩの出力に基づいて、別個独立に開度調整される。例えば、撮像装置１を屋外で使用する場合には、広角レンズ系Ａ、Ｂの一方だけに太陽光が多く入射する結果、広角レンズ系Ａ、Ｂによる明るさ（露光状態）が大きく異なることがある。この状態で、撮像センサＡＩと撮像センサＢＩによる像を合成すると、明るい部分と暗い部分の境界が映り込んだ不自然な全天球画像となってしまう。そこで、広角レンズ系Ａ、Ｂの一方だけに太陽光が多く入射する場合には、その一方の広角レンズ系の可変開口絞りを他方の広角レンズ系の可変開口絞りより絞り込むことで、広角レンズ系Ａ、Ｂによる明るさ（露光状態）が均一となるように調整して、明るい部分と暗い部分の境界が存在しない自然な全天球画像を得ることが可能になる。

広角レンズ系Ａの第３プリズムＡＰ３は、撮像センサＡＩに向かって突出する凸面（非球面）ＡＰ３Ｘを有しており、広角レンズ系Ｂの第３プリズムＢＰ３は、撮像センサＢＩに向かって突出する凸面（非球面）ＢＰ３Ｘを有している。広角レンズ系Ａ、Ｂは焦点距離が短いので、本実施形態のように、広角レンズ系Ａ、Ｂの最後の面を曲げる場合、焦点距離が短いにもかかわらずバックフォーカスが長いという事態が発生してしまう。この事態を避けるために、凸面ＡＰ３Ｘと凸面ＢＰ３Ｘを設けて射出位置を変更している。

以上のように構成された広角レンズ系Ａ、Ｂ（第１プリズム～第３プリズムＡＰ１～ＡＰ３、ＢＰ１～ＢＰ３を含む）と、撮像センサＡＩ、ＢＩとは、撮像ユニット（光学ユニット）１００として一体化（ブロック化）されている。撮像ユニット１００にはネジ孔（図示略）が形成されている。撮像ユニット１００を筐体ユニット１０（後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０の結合体）の内部に収容した状態で、これらに挿通した共締めネジ（図示略）を上記ネジ孔に螺合する（締め付ける）ことで、撮像ユニット１００が組み付けられる。なお、撮像ユニット１００を筐体ユニット１０に組み付けるための構成には自由度があり、種々の設計変更が可能である。

図８、図９に示すように、撮像ユニット１００は、大別して、第１保持筐体１０１と、第２保持筐体１０２と、第３保持筐体１０３と、第４保持筐体１０４とを有している。

第１保持筐体１０１は、広角レンズ系Ａ、Ｂの前群ＡＦ、ＢＦと第１プリズムＡＰ１、ＢＰ１と第２プリズムＡＰ２、ＢＰ２を保持する。第１保持筐体１０１は、前方筐体１０１Ａと後方筐体１０１Ｂを前後方向から突き合わせて結合することにより構成されている。

第２保持筐体１０２は、広角レンズ系Ａ、Ｂの後群ＡＲ、ＢＲを保持する。第２保持筐体１０２は、広角レンズ系Ａ、Ｂの後群ＡＲ、ＢＲに対応する形状を有しており、広角レンズ系Ａ、Ｂの後群ＡＲ、ＢＲに対応する左右方向に離間して一対設けられている。

第３保持筐体１０３は、広角レンズ系Ａ、Ｂの第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３を保持する。第３保持筐体１０３は、広角レンズ系Ａ、Ｂの第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３に対応する形状を有しており、広角レンズ系Ａ、Ｂの第３プリズムＡＰ３、ＢＰ３に対応する左右方向に離間して一対設けられている。

第４保持筐体１０４は、撮像センサＡＩ、ＢＩを保持する。第４保持筐体１０４は、撮像センサＡＩ、ＢＩに対応する形状を有しており、撮像センサＡＩ、ＢＩに対応する左右方向に隣接して背中合わせになるように一対設けられている。

図１０Ａ、図１０Ｂは、筐体（筐体ユニット）１０に撮像ユニット１００を組み付けた状態における両者の位置関係を示す図である。図１０Ａ、図１０Ｂでは、筐体（筐体ユニット）１０における撮像ユニット１００の占有領域を太線で囲んで強調して描いている。

図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、撮像ユニット１００を保持する筐体（筐体ユニット）１０は、上下方向に見たとき、上方に位置する撮像ユニット１００の保持領域と、下方に位置する撮像ユニット１００の非保持領域とに区画される。撮像ユニット１００の第１保持筐体１０１は、光学系Ａ、Ｂの少なくとも一部である前群ＡＦ、ＢＦの前方レンズ（例えば負レンズＬ１）を露出させ、その露出部を除く最大外形部を形成する。図１０Ａ、図１０Ｂでは、最大外形部における撮像ユニット１００の幅（左右方向の長さ）をｗで示しており、最大外形部における撮像ユニット１００の厚さ（前後方向の長さ）をｄで示している。

図１１Ａ、図１１Ｂは、撮像ユニット１００を組み付けた筐体（筐体ユニット）１０を示す図である。図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、筐体（筐体ユニット）１０は、撮像ユニット１００の保持領域において、光学系Ａ、Ｂの少なくとも一部である前群ＡＦ、ＢＦの前方レンズ（例えば負レンズＬ１）を露出させ、その露出部を除く最大外形部を形成する。図１１Ａ、図１１Ｂでは、撮像ユニット１００の保持領域における筐体（筐体ユニット）１０の最大外形部の幅（左右方向の長さ）をＷで示しており、撮像ユニット１００の保持領域における筐体（筐体ユニット）１０の最大外形部の厚さ（前後方向の長さ）をＤで示している。

また、図１１Ｂに示すように、筐体（筐体ユニット）１０は、撮像ユニット１００の非保持領域における最大外形部（グリップ部ＧＰの最大外形部）を有している。撮像ユニット１００の非保持領域における筐体（筐体ユニット）１０の最大外形部（グリップ部ＧＰの最大外形部）の厚さ（前後方向の長さ）Ｄ’は、撮像ユニット１００の保持領域における筐体（筐体ユニット）１０の最大外形部の厚さ（前後方向の長さ）Ｄより僅かに大きくなっている（Ｄ’＞Ｄ）。但し、撮像ユニット１００の非保持領域における筐体（筐体ユニット）１０の最大外形部（グリップ部ＧＰの最大外形部）の前後方向への突出量は、光学系Ａ、Ｂの前群ＡＦ、ＢＦの視野範囲内に入らない程度に抑えられている。

図１２、図１３、図１４は、図１のXII－XII線、XIII－XIII線、XIV－XIV線に沿う断面図である。

図１３、図１４に示すように、筐体（筐体ユニット）１０の撮像ユニット１００の非保持領域には、撮像センサＡＩ、ＢＩによる撮像信号を無線信号に変換する無線モジュール基板（撮像機能部、回路基板）１１０が保持（収納）されている。無線モジュール基板１１０は、前方側に位置するサブ基板１１１と後方側に位置するメイン基板１１２を前後方向に重ね合わせて電気的に接続可能に結合してなる。サブ基板１１１は、相対的に小型の平面視略矩形形状をなしており、メイン基板１１２は、相対的に大型の平面視略矩形形状をなしている。メイン基板１１２には、後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０の内方空間に向かって上方に延びる伝送部材１１３が取り付けられている（図１６Ａ、図１６Ｂ参照）。この伝送部材１１３は、例えば、同軸ケーブル又はＦＰＣにより構成することができる。

図１４に示すように、後側樹脂筐体７０と前側樹脂筐体８０と接続樹脂筐体９０の内方空間には、通信アンテナ（撮像機能部、アンテナ基板）１２０が設けられている。一端部がメイン基板１１２に接続された伝送部材１１３の他端部は、通信アンテナ１２０に接続されている。伝送部材１１３は、撮像センサＡＩ、ＢＩによる撮像信号を通信アンテナ１２０に伝送し、通信アンテナ１２０は、当該撮像信号を外部機器に無線送信する。また、通信アンテナ１２０は、外部機器との間で各種信号を送受信することができる。

図示は省略しているが、通信アンテナ１２０は、アンテナ本体と、このアンテナ本体を保持するアンテナ基板とを有している。アンテナ本体は、例えば、ＦＰＣ又はリジッドＦＰＣにより構成することができる。アンテナ基板は、筐体１０（後側金属筐体２０と前側金属筐体３０と左側面接続筐体４０と右側面接続筐体５０と下面接続筐体６０）の上面に形成された開口部ＯＳの形状に沿った湾曲形状（円弧形状）をなしており、該湾曲形状の上面に伝送部材１１３の他端部が接続されるともにアンテナ本体が貼り付けられている。

図１３、図１４に示すように、筐体（筐体ユニット）１０の撮像ユニット１００の非保持領域には、撮像装置１の各構成要素に電力を供給する電池１３０が保持（収納）されている。電池１３０は、無線モジュール基板１１０と上下方向の位置を重複させて、且つ、無線モジュール基板１１０よりも前方に配置されている。

図１５は、撮像ユニット１００と筐体ユニット１０の最大外形部における幅と厚さの関係を示す図である。図１５に示すように、筐体ユニット１０は、撮像ユニット１００を保持すると共に、撮像ユニット１００の保持領域において、光学系Ａ、Ｂの少なくとも一部である前群ＡＦ、ＢＦの前方レンズ（例えば負レンズＬ１）を露出させている。そして、筐体ユニット１０は、上記の露出部を除いた撮像ユニット１００の最大外形部に直接的に対向している。すなわち、撮像ユニット１００の最大外形部と筐体ユニット１０の最大外形部の間には、撮像装置１の撮像機能部やその他の各種部品が存在していない。

図１５に示すように、撮像ユニット１００の最大外形部における幅ｗと厚さｄ、及び、筐体ユニット１０の最大外形部における幅Ｗと厚さＤは、Ｗ＞ｗ、Ｄ＞ｄを満足している。このように、撮像ユニット１００と筐体ユニット１０の最大外形部どうしを直接的に対向させて寸法を詰めることにより、撮像装置１の小型化（薄型化）を図ることができる。

このように、撮像ユニット１００と筐体ユニット１０の最大外形部における寸法を詰めて撮像装置１の小型化（薄型化）を図った場合、撮像装置１の撮像機能部やその他の各種部品をどこにどのように配置するかが問題となる。

そこで、本実施形態の撮像装置１では、筐体ユニット１０が、最大外形部を除いた撮像ユニット１００の最大幅ｗの範囲内、及び、最大外形部を除いた撮像ユニット１００の最大厚さｄの範囲内の少なくとも一方に位置させて、撮像装置１の撮像機能部やその他の各種部品を配置している。これにより、筐体ユニット１０の内部のスペース効率を向上して、撮像装置１の小型化（薄型化）に寄与することができる。

ここで、撮像装置１の撮像機能部として、例えば、シャッターボタン２２、表示ユニット２３、マイクロフォン２４、マイクロフォン３２、スピーカ４１、電源ボタン５１、操作ボタン５２～５４、無線モジュール基板１１０、通信アンテナ１２０及び電池１３０等が挙げられる。

上述した撮像装置１の撮像機能部の中でも、図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、上下一対のマイクロフォン２４と左右一対のマイクロフォン３２の計４つのマイクロフォンは、最大外形部を除いた撮像ユニット１００の最大幅ｗと最大厚さｄの範囲内かつ光学系Ａ、Ｂの第３プリズム（第３の光路変更部）ＡＰ３、ＢＰ３の背面領域に位置するようにして、筐体ユニット１０に保持されている。

すなわち、４つのマイクロフォン２４、３２は、筐体ユニット１０による撮像ユニット１００の保持領域のうち、撮像ユニット１００の占有領域のデットスペースとなるおそれがある光学系Ａ、Ｂの第３プリズム（第３の光路変更部）ＡＰ３、ＢＰ３の裏側に配置されている。これにより、筐体ユニット１０の内部のスペース効率を向上して、撮像装置１の小型化（薄型化）に寄与することができる。

さらに、図１７に示すように、光学系Ａ、Ｂの第３プリズム（第３の光路変更部）ＡＰ３、ＢＰ３の背面領域（裏側）には、４つのマイクロフォン２４、３２に加えて、撮像センサＡＩ、ＢＩからの熱を蓄熱するための蓄熱部材（撮像機能部）１４０が設けられる。これにより、筐体ユニット１０の内部のスペース効率を向上して、撮像装置１の小型化（薄型化）に寄与することができる。

なお、筐体ユニット１０が、最大外形部を除いた撮像ユニット１００の最大幅ｗと最大厚さｄの範囲内かつ光学系Ａ、Ｂの第３プリズム（第３の光路変更部）ＡＰ３、ＢＰ３の背面領域に位置するようにして保持する撮像機能部は、上述の４つのマイクロフォン２４、３２に限定されることはない。例えば、シャッターボタン２２、表示ユニット２３、スピーカ４１、電源ボタン５１、操作ボタン５２～５４、無線モジュール基板１１０、通信アンテナ１２０及び電池１３０の少なくとも１つを筐体ユニット１０の上記領域に保持してもよい。

以上の実施形態では、撮像装置１が２つの広角レンズ系Ａ、Ｂを搭載する場合を例示して説明したが、撮像装置１が搭載する広角レンズ系の数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。この場合、撮像装置１が搭載する撮像センサの数を広角レンズ系の数と一致させてもよい。

１ 撮像装置
１０ 筐体（筐体ユニット）
２０ 後側金属筐体
２１ レンズ露出孔
２２ シャッターボタン（撮像機能部、操作部）
２３ 表示ユニット（撮像機能部、状態表示部）
２４ マイクロフォン（撮像機能部、集音部）
３０ 前側金属筐体
３１ レンズ露出孔
３２ マイクロフォン（撮像機能部、集音部）
４０ 左側面接続筐体
４１ スピーカ（撮像機能部）
５０ 右側面接続筐体
５１ 電源ボタン（撮像機能部、操作部）
５２ ５３ ５４ 操作ボタン（撮像機能部、操作部）
６０ 下面接続筐体
７０ 後側樹脂筐体
８０ 前側樹脂筐体
９０ 接続樹脂筐体
１００ 撮像ユニット（光学ユニット）
１０１ 第１保持筐体
１０１Ａ 前方筐体
１０１Ｂ 後方筐体
１０２ 第２保持筐体
１０３ 第３保持筐体
１０４ 第４保持筐体
１１０ 無線モジュール基板（撮像機能部、回路基板）
１１１ サブ基板
１１２ メイン基板
１１３ 伝送部材
１２０ 通信アンテナ（撮像機能部、アンテナ基板）
１３０ 電池（撮像機能部）
１４０ 蓄熱部材
ＧＰ グリップ部
ＯＳ 開口部
Ａ 広角レンズ系（魚眼レンズ系、光学系、撮像光学系）
ＡＦ 前群
ＡＲ 後群
ＡＳ 可変開口絞り
ＡＰ１ 第１プリズム（第１の光路変更部）
ＡＰ２ 第２プリズム（第２の光路変更部）
ＡＰ３ 第３プリズム（第３の光路変更部）
ＡＰ３Ｘ 凸面
ＡＩ 撮像センサ
Ｂ 広角レンズ系（魚眼レンズ系、光学系、撮像光学系）
ＢＦ 前群
ＢＲ 後群
ＢＳ 可変開口絞り
ＢＰ１ 第１プリズム（第１の光路変更部）
ＢＰ２ 第２プリズム（第２の光路変更部）
ＢＰ３ 第３プリズム（第３の光路変更部）
ＢＰ３Ｘ 凸面
ＢＩ 撮像センサ
Ｌ１ 負レンズ
Ｌ２ 負レンズ
Ｌ３ 負レンズ
Ｌ４ 正レンズ
Ｌ５ 正レンズ
Ｌ６ 正レンズ
Ｌ７ 負レンズ
Ｌ８ 正レンズ
Ｌ９ 負レンズ
Ｌ１０ 正レンズ

Claims (8)

1. 複数の光学系と、前記複数の光学系による像が結像する複数の撮像センサと、前記複数の光学系において前記複数の撮像センサに至る光路を変更する複数の光路変更部と、を有する撮像ユニットと、
   前記撮像ユニットを保持すると共に、前記撮像ユニットの保持領域において、前記複数の光学系の少なくとも一部を露出させ、その露出部を除く前記撮像ユニットの最大外形部に直接的に対向する筐体ユニットと、
   を有し、
   前記複数の光学系は、前群と、後群とを有し、
   前記複数の光路変更部は、前記前群と前記後群の間に位置する第１、第２の光路変更部と、前記後群と前記撮像センサの間に位置する第３の光路変更部とを有し、
   前記筐体ユニットは、前記最大外形部を除いた前記撮像ユニットの最大幅と最大厚さの範囲内かつ前記第３の光路変更部の背面領域に、撮像装置の撮像機能部を保持し、
   前記複数の撮像センサは、それぞれの撮像面が互いに逆方向を向き、それぞれの背面が対向して前記筐体ユニットの内部に支持された２つの撮像センサを有し、
   前記複数の光学系は、前記撮像ユニットと前記筐体ユニットの幅方向と厚さ方向に直交する方向に延びる２つの後群を有し、前記２つの後群が、前記撮像ユニットの前記最大外形部を規定する、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記最大外形部における前記撮像ユニットの幅をｗ、厚さをｄとし、前記筐体ユニットの幅をＷ、厚さをＤとしたときに、Ｗ＞ｗ、Ｄ＞ｄを満足する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記筐体ユニットは、前記最大外形部を除いた前記撮像ユニットの最大幅の範囲内に、前記撮像装置の撮像機能部を保持する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記筐体ユニットは、前記最大外形部を除いた前記撮像ユニットの最大厚さの範囲内に、前記撮像装置の撮像機能部を保持する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記前群の一部が、前記筐体ユニットの前記露出部から露出する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像装置。
6. 前記撮像機能部は、電池と、回路基板と、表示ユニットと、アンテナ基板と、操作部と、蓄熱部材と、スピーカと、マイクロフォンとの少なくとも１つを含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮像装置。
7. 前記複数の光路変更部の前記第３の光路変更部は、前記２つの後群と前記２つの撮像センサの間に位置する２つのプリズムを有し、
   前記撮像機能部は、上下一対のマイクロフォンと、左右一対のマイクロフォンとの４つのマイクロフォンを含み、前記４つのマイクロフォンは、前記最大外形部を除いた前記撮像ユニットの最大幅と最大厚さの範囲内かつ前記２つのプリズムの背面領域に位置するようにして、前記筐体ユニットに保持される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記筐体ユニットによる前記撮像ユニットの非保持領域には、前記２つの撮像センサによる撮像信号を無線信号に変換する略矩形形状の回路基板が保持され、
   前記回路基板の略矩形形状の平面は、前記２つの撮像センサの撮像面と異なる方向に配置される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の撮像装置。

Images