JP2009045358A

JP2009045358A - Imaging apparatus

Info

Publication number: JP2009045358A
Application number: JP2007216250A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Okamura; 俊朗岡村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-03-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of preventing the interruption a part of an observation visual field in either of forward, lateral and backward observations. <P>SOLUTION: This imaging apparatus is provided with a negative lens 1 disposed in a side nearest to an object, an annular reflecting member 2 concentrically provided with the negative lens in the circumferential part of the surface in the side of an image of the negative lens, a light receiving section 6 for receiving a light transmitting through the negative lens 1 and a light reflected by the annular reflecting member 2, and a light emitting section disposed at the same position or its adjacency to the light receiving section 6. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置、特に前方観察と同時に後方観察も可能な撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly to an image pickup apparatus that can perform back observation as well as front observation.

近年、前方観察と同時に後方観察をも含めた広範囲の観察を可能とする観察光学系が要望されており、そのための観察装置が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, there has been a demand for an observation optical system that enables wide-range observation including forward observation as well as backward observation, and an observation apparatus for that purpose has already been proposed (for example, see Patent Document 1).

特許文献１で提案されている観察装置では、先端光学部７に、回転体ミラー２４と、前方照射用の光照射部Ｋ１と、光ファイバケーブルＫ２と、レンズまたは光散乱板Ｋ３と、撮像素子３１を配置した構成が開示されている。ここで、光照射部Ｋ１は回転体ミラー２４の前方に配置されている。回転体ミラー２４には貫通孔が設けられ、この貫通孔を介して、光ファイバケーブルＫ２の一端が光照射部Ｋ１に接続されている。光ファイバケーブルＫ２の他端は、後方（撮像素子３１）側に延びている。
特開２００２−２３３４９４号公報 In the observation apparatus proposed in Patent Document 1, the tip optical unit 7 includes a rotating mirror 24, a light irradiation unit K1 for front irradiation, an optical fiber cable K2, a lens or light scattering plate K3, and an image sensor. A configuration in which 31 is arranged is disclosed. Here, the light irradiation unit K <b> 1 is disposed in front of the rotating mirror 24. The rotating mirror 24 is provided with a through hole, and one end of the optical fiber cable K2 is connected to the light irradiation unit K1 through the through hole. The other end of the optical fiber cable K2 extends rearward (imaging element 31).
JP 2002-233494 A

しかしながら、特許文献１に記載の観察装置では、前方観察においては、前方の視野の一部がレンズまたは光散乱板Ｋ３によって遮られてしまう。一方、後方観察においては、後方の視野の一部が、配線された光ファイバケーブルＫ２によって遮られてしまう。このように、特許文献１に記載の観察装置では、観察視野の一部が遮られるという問題がある。 However, in the observation apparatus described in Patent Document 1, in the front observation, a part of the front visual field is blocked by the lens or the light scattering plate K3. On the other hand, in the rear observation, a part of the rear visual field is blocked by the wired optical fiber cable K2. As described above, the observation apparatus described in Patent Document 1 has a problem that a part of the observation visual field is blocked.

本発明は、このような従来方式の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、前方観察と側方及び後方観察の何れにおいても、観察視野の一部が遮られるのを防止することが可能な撮像装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional method, and the object of the present invention is to block a part of the observation visual field in both the front observation and the side and rear observation. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of preventing the above.

上記目的を達成するため、本発明による撮像装置は、最も物体側に配置された負レンズと、該負レンズの像側の面の周辺部に、該負レンズと同心状に設けられた環状反射部材と、前記負レンズを透過した光と前記環状反射部材で反射された光とを受光する受光部と、該受光部と同一位置又はその近傍に配置された発光部とを備えている。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes a negative lens arranged closest to the object side, and an annular reflection provided concentrically with the negative lens on the periphery of the image side surface of the negative lens. A member, a light receiving unit that receives the light transmitted through the negative lens and the light reflected by the annular reflecting member, and a light emitting unit disposed at or near the same position as the light receiving unit.

また、本発明による撮像装置は、前記受光部と前記発光部が１又は複数のＹ字ファイバで構成されていることが好ましい。
また、本発明による撮像装置は、前記発光部からの発光を、前記負レンズ又は前記環状反射部材を介して、前記負レンズの物体側又は像側へ出射し得る走査部を備えることが好ましい。 In the imaging apparatus according to the present invention, it is preferable that the light receiving unit and the light emitting unit are configured by one or a plurality of Y-shaped fibers.
The imaging apparatus according to the present invention preferably includes a scanning unit that can emit light emitted from the light emitting unit to the object side or the image side of the negative lens through the negative lens or the annular reflecting member.

また、本発明によれば、前記受光部は１又は複数のファイバからなり、前記発光部は前記ファイバの周囲近傍に配置された複数のファイバからなっていることが好ましい。
また、本発明によれば、前記受光部のファイバは、前記物体からの反射光が入射する入射端を有し、前記発光部のファイバは、前記物体へ光を出射する出射端を有し、前記入射端が、前記出射端に対して、前記発光部のファイバの軸方向に突出して配置されていることが好ましい。 Further, according to the present invention, it is preferable that the light receiving part is composed of one or a plurality of fibers, and the light emitting part is composed of a plurality of fibers arranged in the vicinity of the periphery of the fiber.
According to the invention, the fiber of the light receiving unit has an incident end on which reflected light from the object is incident, and the fiber of the light emitting unit has an emitting end that emits light to the object. It is preferable that the incident end is disposed so as to protrude in the axial direction of the fiber of the light emitting unit with respect to the emission end.

また、本発明によれば、前記受光部は受光素子からなり、前記発光部は前記受光素子の周囲近傍に配置された複数の発光素子からなっていることが好ましい。 Further, according to the present invention, it is preferable that the light receiving part is composed of a light receiving element, and the light emitting part is composed of a plurality of light emitting elements arranged in the vicinity of the periphery of the light receiving element.

本発明によれば、前方観察と側方及び後方観察の何れにおいても、観察視野の一部が遮られるのを防止することが可能な撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus capable of preventing a portion of the observation visual field from being obstructed in any of the front observation, the side observation, and the rear observation.

以下、本発明の実施の態様を図示した実施例に基づき説明する。
図１は本発明による撮像装置の第１実施例の概略構成図である。本実施例の撮像装置は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、撮像ユニット６、制御装置７、映像表示装置８を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the illustrated examples.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an imaging apparatus according to the present invention. The imaging apparatus of the present embodiment includes a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, a fourth lens group G4, an imaging unit 6, a control device 7, and an image display device 8 in order from the object side. I have.

第１レンズ群Ｇ１は、負レンズ１と環状プリズム２で構成されている。ここで、負レンズ１は環状プリズム２と接合され、負レンズ１が物体側に位置するように配置されている。一方、環状プリズム２は、中央部に貫通孔が形成された形状を有する。この環状プリズム２は、負レンズ１に対して同心状に設けられている。 The first lens group G1 includes a negative lens 1 and an annular prism 2. Here, the negative lens 1 is cemented with the annular prism 2, and is arranged so that the negative lens 1 is located on the object side. On the other hand, the annular prism 2 has a shape in which a through hole is formed at the center. The annular prism 2 is provided concentrically with the negative lens 1.

負レンズ１と環状プリズム２が接している面は、反射面となっている。ここで、環状プリズム２が環状であるので、この反射面も環状となっている。この反射面は、負レンズ１の像側の面の周辺部に形成されている。しかしながら、この反射面は、環状プリズム２の物体側の面に形成されていても良い。反射面は、負レンズ１あるいは環状プリズム２の面にミラーコーティングを施すことにより形成されている。 The surface where the negative lens 1 and the annular prism 2 are in contact is a reflective surface. Here, since the annular prism 2 is annular, the reflecting surface is also annular. This reflecting surface is formed at the periphery of the image side surface of the negative lens 1. However, this reflecting surface may be formed on the object-side surface of the annular prism 2. The reflecting surface is formed by applying a mirror coating to the surface of the negative lens 1 or the annular prism 2.

第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、それぞれ、接合レンズ３、４及び５で構成されている。これらのレンズ群は、収差補正用レンズとして用いられ、第１レンズ群Ｇ１と共に撮像光学系を構成する。 The second lens group G2, the third lens group G3, and the fourth lens group G4 are composed of cemented lenses 3, 4, and 5, respectively. These lens groups are used as aberration correction lenses and constitute an imaging optical system together with the first lens group G1.

ここで、前方に位置する物体からの光は、第１レンズ群Ｇ１の負レンズ１を通過して、第２レンズＧ２に到達する。よって、第１レンズＧ１の負レンズ１と第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４で、前方を撮像する撮像光学系が構成されることになる。 Here, light from an object positioned in front passes through the negative lens 1 of the first lens group G1 and reaches the second lens G2. Therefore, the negative lens 1 of the first lens G1 and the second to fourth lens groups G2 to G4 constitute an imaging optical system that images the front.

一方、側方及び後方に位置する物体からの光は、第１レンズ群Ｇ１の環状プリズム２の面２ａに入射した後、反射面２ｂで反射されて第２レンズ群Ｇ２に到達する。よって、第１レンズ群Ｇ１の環状プリズム２と第２〜第４レンズ群Ｇ２〜Ｇ４で、側方及び後方を撮像する撮像光学系が構成されることになる。 On the other hand, light from an object located on the side and rear is incident on the surface 2a of the annular prism 2 of the first lens group G1, and then reflected by the reflecting surface 2b to reach the second lens group G2. Therefore, the annular prism 2 of the first lens group G1 and the second to fourth lens groups G2 to G4 constitute an imaging optical system that images the side and rear.

撮像ユニット６は、撮像光学系の結像位置に配置されている。そして、この撮像ユニット６は、受光領域に加えて、同一面内に発光領域を有する。そのため、発光領域は、撮像光学系の後方に位置することになる。言い換えると、本実施例では、撮像光学系の結像位置より物体側に照明用の構成（部材）が何もない。 The imaging unit 6 is disposed at the imaging position of the imaging optical system. The imaging unit 6 has a light emitting area in the same plane in addition to the light receiving area. Therefore, the light emitting region is located behind the imaging optical system. In other words, in this embodiment, there is no illumination configuration (member) on the object side from the imaging position of the imaging optical system.

撮像ユニット６は、複数のフォトダイオード（ＰＤ）と複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されている。ここで、発光ダイオードは、青色の光を発する発光ダイオードLED_B、緑色の光を発する発光ダイオードLED_G、赤色の光を発する発光ダイオードLED_Rで構成されている。 The imaging unit 6 includes a plurality of photodiodes (PD) and a plurality of light emitting diodes (LEDs). Here, the light emitting diode includes a light emitting diode LED _B that emits blue light, a light emitting diode LED _G that emits green light, and a light emitting diode LED _R that emits red light.

これらの、フォトダイオードと発光ダイオードは、例えば、図１（ｂ）に示すように、所定の順序で規則正しく配列されている。すなわち、LED_B、LED_G 、LED_Rの各発光ダイオードの近傍に、１つのフォトダイオードが配置されている。具体的には、LED_B、LED_G 、LED_Rの各発光ダイオードは、１つのフォトダイオードと隣り合う位置に配置される。 These photodiodes and light emitting diodes are regularly arranged in a predetermined order as shown in FIG. 1B, for example. That is, one photodiode is disposed in the vicinity of each light emitting diode of LED _B , LED _G and LED _R. Specifically, each light emitting diode of LED _B , LED _G , and LED _R is arranged at a position adjacent to one photodiode.

制御装置７は撮像ユニット６を制御するとともに、映像表示装置８への物体像の表示を制御する。撮像ユニット６の制御に関しては、制御装置７は各ＬＥＤの点灯と消灯、フォトダイオードＰＤからの撮像信号の処理を行う。 The control device 7 controls the imaging unit 6 and also controls the display of the object image on the video display device 8. Regarding the control of the image pickup unit 6, the control device 7 turns on / off each LED and processes the image pickup signal from the photodiode PD.

本実施例では、撮像ユニット６から出射した照明光は、接合レンズ５、４及び３を介して、第１レンズ群Ｇ１に到達する。そして、照明光の一部は、負レンズ１を透過して前方の視野を照明する。前方の視野に物体Ａが位置している場合、照明光は物体Ａで反射される。物体Ａで反射された反射光は、負レンズ１、接合レンズ３、４及び５を透過して撮像ユニット６に到達する。 In the present embodiment, the illumination light emitted from the imaging unit 6 reaches the first lens group G1 via the cemented lenses 5, 4 and 3. And a part of illumination light permeate | transmits the negative lens 1, and illuminates the front visual field. When the object A is located in the front visual field, the illumination light is reflected by the object A. The reflected light reflected by the object A passes through the negative lens 1 and the cemented lenses 3, 4 and 5 and reaches the imaging unit 6.

一方、照明光の残りは、環状プリズム２の面２ｃに入射する。環状プリズム２に入射した光は反射面２ｂにより反射されて、面２ａを透過して出射する。出射した照明光は、側方及び後方の視野を照明する。側方及び後方の視野に物体Ｂが位置している場合、照明光は物体Ｂで反射される。物体Ｂで反射された反射光は、環状プリズム２の面２ａを透過した後、面２ｂで反射され、面２ｃから出射する。面２ｃから出射した光は、接合レンズ３、４及び５を透過して撮像ユニット６に到達する。 On the other hand, the remainder of the illumination light is incident on the surface 2 c of the annular prism 2. The light incident on the annular prism 2 is reflected by the reflecting surface 2b, and passes through the surface 2a to be emitted. The emitted illumination light illuminates the lateral and rear visual fields. When the object B is located in the lateral and rear visual fields, the illumination light is reflected by the object B. The reflected light reflected by the object B passes through the surface 2a of the annular prism 2, is reflected by the surface 2b, and exits from the surface 2c. The light emitted from the surface 2 c passes through the cemented lenses 3, 4, and 5 and reaches the imaging unit 6.

上記のように、撮像ユニット６には、前方の視野に位置する物体Ａからの光と、側方及び後方の視野に位置する物体Ｂからの光が到達する。これらの光は、各々物体Ａの像と物体Ｂの像を形成する。このとき、物体Ａの像が形成される領域と物体Ｂの像が形成される領域は異なる。本実施例では、物体Ａの像が形成される領域は撮像ユニット６の中心部で、物体Ｂの像が形成される領域は撮像ユニット６の周辺部になる。 As described above, the light from the object A located in the front visual field and the light from the object B located in the lateral and rear visual fields arrive at the imaging unit 6. These lights form an image of object A and an image of object B, respectively. At this time, the region where the image of the object A is formed is different from the region where the image of the object B is formed. In the present embodiment, the region where the image of the object A is formed is the central portion of the imaging unit 6, and the region where the image of the object B is formed is the peripheral portion of the imaging unit 6.

制御装置７は、撮像ユニット６の撮像信号を処理する。上記のように、物体Ａからの光は反射されることがないのに対して、物体Ｂからの光は１回反射されている。そのため、物体Ｂの像は、図２に示すように、物体Ａの像に対して倒立した像になる。この場合、そのまま表示しても構わないが、公知の画像処理を施すことにより、物体Ｂの像を正立画像として表示させることができる。 The control device 7 processes the imaging signal of the imaging unit 6. As described above, the light from the object A is not reflected, whereas the light from the object B is reflected once. Therefore, the image of the object B becomes an inverted image with respect to the image of the object A as shown in FIG. In this case, the image may be displayed as it is, but the image of the object B can be displayed as an upright image by performing known image processing.

制御装置７で処理が行われた撮像信号は、映像表示装置８に送られる。制御装置７は、映像表示装置８に対して物体像を表示させるための信号を送る。これにより、映像表示装置８の表示面には、図２に示すような物体画像が表示される。 The imaging signal processed by the control device 7 is sent to the video display device 8. The control device 7 sends a signal for displaying an object image to the video display device 8. Thereby, an object image as shown in FIG. 2 is displayed on the display surface of the video display device 8.

以上の説明で明らかなように、本実施例では、受光部（フォトダイオード）と同一平面内（あるいはその近傍）に発光部（発光ダイオード）が配置されている。そのため、発光部（発光ダイオード）は、撮像光学系よりも後方に位置する。このような構成であれば、各発光ダイオード自体や発光ダイオードへ接続された配線（信号線や電源線）が、撮像光学系の視野内に存在しなくなる。よって、本実施例によれば、前方観察と側方及び後方観察の視野が遮られることを防止することができる。 As is clear from the above description, in this embodiment, the light emitting part (light emitting diode) is arranged in the same plane (or in the vicinity thereof) as the light receiving part (photodiode). Therefore, the light emitting unit (light emitting diode) is located behind the imaging optical system. With such a configuration, each light emitting diode itself and wiring (signal line and power supply line) connected to the light emitting diode do not exist in the field of view of the imaging optical system. Therefore, according to the present Example, it can prevent that the visual field of front observation, a side, and back observation is obstruct | occluded.

図３は本発明による撮像装置の第２実施例の概略構成図である。図中、第１実施例と同じ部材には同一符号を用い、それらについての説明は省略する。本実施例の撮像装置は、第１実施例における撮像ユニット６の代わりに、ファイババンドル９と、光源装置１０と、撮像ユニット１１と、を備えている。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. In the figure, the same reference numerals are used for the same members as those in the first embodiment, and description thereof will be omitted. The image pickup apparatus of the present embodiment includes a fiber bundle 9, a light source device 10, and an image pickup unit 11 instead of the image pickup unit 6 in the first embodiment.

ファイババンドル９は、図３（ａ）に例示する如く、第１ファイババンドル９Ａと、第２ファイババンドル９Ｂからなる。第１ファイババンドル９Ａと、第２ファイババンドル９Ｂの各々は、複数のファイバからなる。ここで、第１ファイババンドル９Ａは、出射端９ａ１を有するファイバのみからなる。第２のファイババンドル９Ｂは、入射端９ｂ１を有するファイバのみからなる。 As illustrated in FIG. 3A, the fiber bundle 9 includes a first fiber bundle 9A and a second fiber bundle 9B. Each of the first fiber bundle 9A and the second fiber bundle 9B is composed of a plurality of fibers. Here, the first fiber bundle 9A is composed only of a fiber having an emission end 9a1. The second fiber bundle 9B is composed only of a fiber having an incident end 9b1.

ファイババンドル９の先端側の端面９０は、第１ファイババンドル９Ａの出射端９ａ１と第２ファイババンドル９Ｂの入射端９ｂ１で構成されている。本実施例では、出射端９ａ１と入射端９ｂ１は、それぞれ交互に同数配置されている。なお、出射端９ａ１と入射端９ｂ１の数は、異なっていても良いが、同数あるいは略同数であるのが好ましい。 The end face 90 on the distal end side of the fiber bundle 9 is composed of an emission end 9a1 of the first fiber bundle 9A and an incidence end 9b1 of the second fiber bundle 9B. In the present embodiment, the output ends 9a1 and the incident ends 9b1 are alternately arranged in the same number. Note that the number of the emission ends 9a1 and the incidence ends 9b1 may be different, but is preferably the same or substantially the same.

上記のように、ファイババンドル９の先端側は、第１ファイババンドル９Ａと、第２ファイババンドル９Ｂが一体化している。一方、ファイババンドル９の基端側は、第１ファイババンドル９Ａと、第２ファイババンドル９Ｂとに分れている。第１ファイババンドル９Ａの基端側の端面は、光が入射する入射端９ａ２である。また、第２のファイババンドル９Ｂの基端側の端面は、光が出射する出射端９ａ２である。 As described above, the first fiber bundle 9A and the second fiber bundle 9B are integrated on the distal end side of the fiber bundle 9. On the other hand, the base end side of the fiber bundle 9 is divided into a first fiber bundle 9A and a second fiber bundle 9B. The end face on the base end side of the first fiber bundle 9A is an incident end 9a2 where light enters. The end face on the base end side of the second fiber bundle 9B is an emission end 9a2 from which light is emitted.

光源装置１０は、第１ファイババンドル９Ａの入射端９ａ２から離間して配置されている。光源装置１０は、回転フィルタ板１０ａと、照明レンズ１０ｂと、光源１０ｃと、を有している。回転フィルタ板１０ａは、青色のフィルタＢと、緑色のフィルタＧと、赤色のフィルタＲと、が等間隔に配置されている（図３（ｃ）参照）。そして、光源装置１０は、光源１０ｃから出射された光が照明レンズ１０ｂと回転フィルタ１０ａを介して、第１ファイババンドル９Ａに入射されるように構成されている。 The light source device 10 is disposed away from the incident end 9a2 of the first fiber bundle 9A. The light source device 10 includes a rotary filter plate 10a, an illumination lens 10b, and a light source 10c. In the rotary filter plate 10a, a blue filter B, a green filter G, and a red filter R are arranged at equal intervals (see FIG. 3C). The light source device 10 is configured such that light emitted from the light source 10c is incident on the first fiber bundle 9A through the illumination lens 10b and the rotary filter 10a.

撮像ユニット１１は、第２ファイババンドル９Ｂの出射端９ａ２から離間して配置されている。撮像ユニット１１は、レンズ１１ａと、ＣＣＤ等の撮像素子１１ｂと、を有する。 The imaging unit 11 is disposed away from the emission end 9a2 of the second fiber bundle 9B. The imaging unit 11 includes a lens 11a and an imaging element 11b such as a CCD.

制御装置７は、回転フィルタ板１０ａの回転を制御する。また、制御装置７は、撮像素子１１ｂからの画像信号を制御装置７内の処理装置（不図示）で処理し、映像表示装置８に画像を表示させる。 The control device 7 controls the rotation of the rotary filter plate 10a. In addition, the control device 7 processes the image signal from the image sensor 11 b by a processing device (not shown) in the control device 7 and causes the video display device 8 to display an image.

本実施例において、回転フィルタ板１０ａを介して光源装置１０から出射した照明光は、第１ファイババンドル９Ａの入射端９ａ２に入射する。そして、入射端９ａ２に入射した光は、ファイババンドル９の出射端９ａ１から出射する。出射端９ａ１から出射した光は、接合レンズ５、４及び３を介して、第１レンズ群Ｇ１に到達する。 In the present embodiment, the illumination light emitted from the light source device 10 via the rotary filter plate 10a is incident on the incident end 9a2 of the first fiber bundle 9A. Then, the light incident on the incident end 9a2 exits from the exit end 9a1 of the fiber bundle 9. The light emitted from the emission end 9a1 reaches the first lens group G1 via the cemented lenses 5, 4 and 3.

照明光の一部は、負レンズ１を透過して前方の視野を照明する。前方の視野に物体Ａが位置している場合、照明光は物体Ａで反射される。物体Ａで反射された反射光は、負レンズ１、接合レンズ３、４、及び５を透過してファイババンドル９の入射端９ｂ１に入射する。 A part of the illumination light passes through the negative lens 1 and illuminates the front field of view. When the object A is located in the front visual field, the illumination light is reflected by the object A. The reflected light reflected by the object A passes through the negative lens 1 and the cemented lenses 3, 4, and 5 and enters the incident end 9 b 1 of the fiber bundle 9.

一方、照明光の残りは、環状プリズム２の面２ｃに入射する。環状プリズム２に入射した光は反射面２ｂにより反射されて、面２ａを透過して出射する。出射した照明光は、側方及び後方の視野を照射する。側方及び後方の視野に物体Ｂが位置している場合、照明光は物体Ｂで反射される。物体Ｂで反射された反射光は、環状プリズム２の面２ａを透過した後、面２ｂで反射され、面２ｃから出射する。面２ｃから出射した光は、接合レンズ３、４及び５を透過してファイババンドル９の入射端９ｂ１に入射する。 On the other hand, the remainder of the illumination light is incident on the surface 2 c of the annular prism 2. The light incident on the annular prism 2 is reflected by the reflecting surface 2b, and passes through the surface 2a to be emitted. The emitted illumination light illuminates the lateral and rear visual fields. When the object B is located in the lateral and rear visual fields, the illumination light is reflected by the object B. The reflected light reflected by the object B passes through the surface 2a of the annular prism 2, is reflected by the surface 2b, and exits from the surface 2c. The light emitted from the surface 2 c passes through the cemented lenses 3, 4, and 5 and enters the incident end 9 b 1 of the fiber bundle 9.

そして、入射端９ｂ１に入射した物体Ａ及び物体Ｂからの反射光は、第２ファイババンドル９Ｂの出射端９ｂ２から出射され、その後、レンズ１１ａを介して撮像素子１１ｂの位置にそれぞれ像を形成する。 The reflected light from the object A and the object B incident on the incident end 9b1 is emitted from the emission end 9b2 of the second fiber bundle 9B, and then forms an image at the position of the image sensor 11b via the lens 11a. .

制御装置７は、実施例１と同様に、撮像素子１１ｂの撮像信号を処理し、映像表示装置８に対して物体像を表示させるための信号を送る。映像表示装置８は、前方、側方及び後方の物体映像を同時に表示する。 As in the first embodiment, the control device 7 processes the image pickup signal of the image pickup device 11 b and sends a signal for displaying an object image to the video display device 8. The video display device 8 displays the front, side, and rear object images at the same time.

本実施例においても第１実施例と同様の効果を奏する。すなわち、本実施例では、受光部（入射端９ｂ１）の近傍に発光部（出射端９ａ１）が配置されている。このため、発光部（出射端９ａ１）が、撮像光学系よりも後方に位置する。このような構成であれば、ファイババンドル９が、撮像光学系の視野内に存在しなくなる。よって、本実施例によれば、前方観察と側方及び後方観察の視野が遮られることを防止することができる。 In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained. That is, in the present embodiment, the light emitting part (emission end 9a1) is disposed in the vicinity of the light receiving part (incidence end 9b1). For this reason, the light emitting part (the emission end 9a1) is located behind the imaging optical system. With such a configuration, the fiber bundle 9 does not exist in the field of view of the imaging optical system. Therefore, according to the present Example, it can prevent that the visual field of front observation, a side, and back observation is obstruct | occluded.

なお、本実施例では、入射端９ｂ１の位置は、撮像光学系によって像が形成される位置である。また、出射端９ａ１の位置も撮像光学系によって像が形成される位置である。しかしながら、出射端９ａ１の位置を、入射端９ｂ１の位置に対してずらしても良い。このとき、ずらす方向は、先端側の端面９０近傍におけるファイババンドル９の軸方向（図３における矢印Ｘの方向）である。なお、出射端９ａ１の位置は、入射端９ｂ１の位置に対して突出した位置であっても、没入した位置であっても良い。 In the present embodiment, the position of the incident end 9b1 is a position where an image is formed by the imaging optical system. The position of the emission end 9a1 is also a position where an image is formed by the imaging optical system. However, the position of the exit end 9a1 may be shifted with respect to the position of the entrance end 9b1. At this time, the shifting direction is the axial direction of the fiber bundle 9 in the vicinity of the end face 90 on the distal end side (the direction of the arrow X in FIG. 3). Note that the position of the emission end 9a1 may be a position protruding from the position of the incidence end 9b1 or a position immersed therein.

このような配置にすることで、出射端９ａ１から出射される光束を、物体ＡおよびＢに対してデフォーカスさせることができる。この場合、１つの出射端９ａ１から射出された照射光の一部が、他の出射端９ａ１から射出された照明光と物体面上で重なり合う。その結果、物体ＡおよびＢに対して均一な照明が可能になる。一方、入射端９ｂ１の位置は、撮像光学系によって像が形成される位置である。よって、物体ＡおよびＢからの反射光を入射端９ｂ１に集光させることができる。 With such an arrangement, the light beam emitted from the emission end 9a1 can be defocused with respect to the objects A and B. In this case, a part of the irradiation light emitted from one emission end 9a1 overlaps the illumination light emitted from the other emission end 9a1 on the object plane. As a result, the objects A and B can be illuminated uniformly. On the other hand, the position of the incident end 9b1 is a position where an image is formed by the imaging optical system. Therefore, the reflected light from the objects A and B can be condensed on the incident end 9b1.

このように、本実施例では、物体ＡおよびＢを、均一に照明することができる。このため、本実施例によれば、前方観察と側方及び後方観察の何れにおいても、均一な明るさの画像を取得することができる。 Thus, in this embodiment, the objects A and B can be illuminated uniformly. For this reason, according to the present embodiment, an image with uniform brightness can be obtained in any of the front observation, the side observation, and the rear observation.

図４は本発明による撮像装置の第３実施例の概略構成図である。この実施例の撮像装置は、第２実施例のファイババンドル９、第１ファイババンドル９Ａ及び第２ファイババンドル９Ｂの代わりに、Ｙ字ファイババンドル１２を備えている。従って、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号を用い、それらの説明は省略する。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. The imaging apparatus of this embodiment includes a Y-shaped fiber bundle 12 instead of the fiber bundle 9, the first fiber bundle 9A, and the second fiber bundle 9B of the second embodiment. Therefore, the same reference numerals are used for members that are substantially the same as those of the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.

Ｙ字ファイババンドル１２は、複数のＹ字ファイバで構成されている。図４（ｂ）では、簡単のため、２本のＹ字ファイバ１２ａ（実線）と、１２ｂ（点線）を用いて、Ｙ字ファイババンドル１２を模式的に示している。図４（ｂ）に示すように、２本のＹ字ファイバ１２ａ、１２ｂは、隣接して配置されている。なお、Ｙ字ファイバの本数は、撮像光学系によって形成される像の大きさに合わせて、適宜決定すれば良い。 The Y-shaped fiber bundle 12 is composed of a plurality of Y-shaped fibers. In FIG. 4B, for simplicity, the Y-shaped fiber bundle 12 is schematically shown by using two Y-shaped fibers 12a (solid line) and 12b (dotted line). As shown in FIG. 4B, the two Y fibers 12a and 12b are arranged adjacent to each other. Note that the number of Y-shaped fibers may be appropriately determined according to the size of the image formed by the imaging optical system.

Ｙ字ファイバ１２ａ、１２ｂは、それぞれ、図４（ｃ）に示されるように、Ｙ字ファイバ１３と同様の構成を備えている。具体的には、Ｙ字ファイバ１３は、第１ファイバ部１３Ａと、第２ファイバ部１３Ｂと、共通ファイバ部分１３Ｃで構成されている。 Each of the Y fibers 12a and 12b has a configuration similar to that of the Y fiber 13, as shown in FIG. 4C. Specifically, the Y-shaped fiber 13 includes a first fiber portion 13A, a second fiber portion 13B, and a common fiber portion 13C.

共通ファイバ部分１３Ｃの一端は端面１３ｃを有する。共通ファイバ部分１３Ｃの他端は分岐部を有し、この分岐部で第１ファイバ部１３Ａと第２ファイバ部１３Ｂに接続している。すなわち、共通ファイバ部分１３Ｃの他端から、第１ファイバ部１３Ａと第２ファイバ部１３Ｂが分岐している。 One end of the common fiber portion 13C has an end face 13c. The other end of the common fiber portion 13C has a branch portion, and this branch portion is connected to the first fiber portion 13A and the second fiber portion 13B. That is, the first fiber portion 13A and the second fiber portion 13B are branched from the other end of the common fiber portion 13C.

また、第１ファイバ部１３Ａの一端は、第２ファイバ部１３Ｂと共通ファイバ部分１３Ｃに接続している。第１ファイバ部１３Ａの他端は端面１３ａを有する。また、第２ファイバ部１３Ｂの一端は、第２ファイバ部１３Ａと共通ファイバ部分１３Ｃに接続している。第２ファイバ部１３Ｂの他端は、１３ｂを有する。 One end of the first fiber portion 13A is connected to the second fiber portion 13B and the common fiber portion 13C. The other end of the first fiber portion 13A has an end face 13a. One end of the second fiber portion 13B is connected to the second fiber portion 13A and the common fiber portion 13C. The other end of the second fiber portion 13B has 13b.

ここで、Ｙ字ファイバ１３には、カップラ型とサーキュレータ型とがある。 Here, the Y-shaped fiber 13 includes a coupler type and a circulator type.

カップラ型では、第１ファイバ部１３Ａの端面１３ａから入射した光が、共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃから出射される。一方、共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃから入射した光は、共通ファイバ部分１３Ｃの分岐部において、所定の分岐比で分岐される（振幅分割）。分割された光の各々は、第１ファイバ部１３Ａの端面１３ａと、第２ファイバ部１３Ｂの端面１３ｂから出射される。 In the coupler type, light incident from the end face 13a of the first fiber portion 13A is emitted from the end face 13c of the common fiber portion 13C. On the other hand, the light incident from the end face 13c of the common fiber portion 13C is branched at a predetermined branch ratio (amplitude division) at the branch portion of the common fiber portion 13C. Each of the divided lights is emitted from the end face 13a of the first fiber portion 13A and the end face 13b of the second fiber portion 13B.

サーキュレータ型では、第１ファイバ部１３Ａの端面１３ａから入射した光は、共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃから出射される。一方、共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃから入射した光は全て、第２ファイバ１３Ｂの端面１３ｂから出射される。このため、共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃから入射した光に関しては、サーキュレータ型の方が、カップラ型よりも光量ロスが少ない。 In the circulator type, light incident from the end face 13a of the first fiber portion 13A is emitted from the end face 13c of the common fiber portion 13C. On the other hand, all the light incident from the end face 13c of the common fiber portion 13C is emitted from the end face 13b of the second fiber 13B. For this reason, with respect to the light incident from the end face 13c of the common fiber portion 13C, the circulator type has less light loss than the coupler type.

本実施例では、光源装置１０から出射した照明光は、第１ファイバ部１３Ａの端面１３ａに入射する。端面１３ａに入射した光は、Ｙ字ファイババンドル１２を介して、共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃに到達する。そして、照明光の一部は、負レンズ１を透過して前方の視野を照明する。前方の視野に物体Ａが位置している場合、照明光は物体Ａで反射される。物体Ａで反射された反射光は、負レンズ１、接合レンズ３、４及び５を透過して共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃに到達する。 In the present embodiment, the illumination light emitted from the light source device 10 enters the end surface 13a of the first fiber portion 13A. The light incident on the end face 13a reaches the end face 13c of the common fiber portion 13C via the Y-shaped fiber bundle 12. And a part of illumination light permeate | transmits the negative lens 1, and illuminates the front visual field. When the object A is located in the front visual field, the illumination light is reflected by the object A. The reflected light reflected by the object A passes through the negative lens 1 and the cemented lenses 3, 4 and 5, and reaches the end face 13c of the common fiber portion 13C.

一方、照明光の残りは、環状プリズム２の面２ｃに入射する。環状プリズム２に入射した光は反射面２ｂにより反射されて、面２ａを透過して出射する。出射した照明光は、側方及び後方の視野を照明する。側方及び後方の視野に物体Ｂが位置している場合、照明光は物体Ｂで反射される。物体Ｂで反射された反射光は、環状プリズム２の面２ａを透過した後、面２ｂで反射され、面２ｃから出射する。面２ｃから出射した光は、接合レンズ３、４及び５を透過して共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃに到達する。 On the other hand, the remainder of the illumination light is incident on the surface 2 c of the annular prism 2. The light incident on the annular prism 2 is reflected by the reflecting surface 2b, and passes through the surface 2a to be emitted. The emitted illumination light illuminates the lateral and rear visual fields. When the object B is located in the lateral and rear visual fields, the illumination light is reflected by the object B. The reflected light reflected by the object B passes through the surface 2a of the annular prism 2, is reflected by the surface 2b, and exits from the surface 2c. The light emitted from the surface 2c passes through the cemented lenses 3, 4 and 5, and reaches the end surface 13c of the common fiber portion 13C.

ここで、本実施例では、共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃと、物体位置とが、共役な位置関係になっている。よって、共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃから出射された光は、物体位置に集光する。同様に、物体からの反射光は、同じ共通ファイバ部分１３Ｃの端面１３ｃに集光する。 Here, in the present embodiment, the end face 13c of the common fiber portion 13C and the object position are in a conjugate positional relationship. Therefore, the light emitted from the end face 13c of the common fiber portion 13C is collected at the object position. Similarly, the reflected light from the object is collected on the end face 13c of the same common fiber portion 13C.

このように、本実施例では、Ｙ字ファイババンドル１２を用いることで、受光部（入射端）と発光部（出射端）を同一位置（同一面内）に位置させることができる。このため、発光部（出射端）は、撮像光学系よりも後方に位置する。このような構成であれば、Ｙ字ファイババンドル１２が、撮像光学系の視野内に存在しなくなる。よって、本実施例によれば、前方観察と側方及び後方観察の視野が遮られることを防止することができる。 Thus, in this embodiment, by using the Y-shaped fiber bundle 12, the light receiving part (incident end) and the light emitting part (exit end) can be located at the same position (in the same plane). For this reason, a light emission part (output end) is located behind the imaging optical system. With such a configuration, the Y-shaped fiber bundle 12 does not exist in the field of view of the imaging optical system. Therefore, according to the present Example, it can prevent that the visual field of front observation, a side, and back observation is obstruct | occluded.

図５は本発明による撮像装置の第４実施例の概略構成図である。この実施例の撮像装置は、撮像光学系内に、固定ミラー１４と、ジンバルスキャンミラー１５を配置したものである。また、Ｙ字ファイバ１３は１つのみである（バンドル状になっていない。）この実施例においても、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号を用い、それらの説明は省略する。なお、図中、矢印は前方と側方及び後方とに向けられた照明光の偏向方向を示す。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. In the imaging apparatus of this embodiment, a fixed mirror 14 and a gimbal scan mirror 15 are arranged in an imaging optical system. Also, there is only one Y-shaped fiber 13 (not in the form of a bundle). Also in this embodiment, the same reference numerals are used for members that are substantially the same as those of the above-described embodiments, and the description thereof is omitted. To do. In the drawing, the arrows indicate the deflection directions of the illumination light directed forward, laterally, and backward.

本実施例の撮像装置は、物体側から順に第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、ジンバルスキャンミラー１５、固定ミラー１４、第３レンズ群Ｇ３、Ｙ字ファイバ１３を備えている。さらに、本実施例の撮像装置は、光源装置１０、撮像ユニット１１、制御装置７、映像表示装置８を備えている。 The imaging apparatus of the present embodiment includes a first lens group G1, a second lens group G2, a gimbal scan mirror 15, a fixed mirror 14, a third lens group G3, and a Y-shaped fiber 13 in order from the object side. Furthermore, the imaging apparatus of the present embodiment includes a light source device 10, an imaging unit 11, a control device 7, and a video display device 8.

ここで、負レンズ１と、接合レンズ３と、ジンバルスキャンミラー１５と、固定ミラー１４、接合レンズ４とで、前方を撮像する撮像光学系が構成される。一方、環状プリズム２と、接合レンズ３と、ジンバルスキャンミラー１５と、固定ミラー１４と、接合レンズ４とで、側方及び後方を撮像する撮像光学系が構成される。 Here, the negative lens 1, the cemented lens 3, the gimbal scan mirror 15, the fixed mirror 14, and the cemented lens 4 constitute an imaging optical system that images the front. On the other hand, the annular prism 2, the cemented lens 3, the gimbal scan mirror 15, the fixed mirror 14, and the cemented lens 4 constitute an imaging optical system that images the side and rear.

固定ミラー１４は、光学的に接合レンズ３と接合レンズ４との間に配置されている。接合レンズ４は、Ｙ字ファイバ１３の端面１３ｃから出射された照明光を平行光束にする。そして、固定ミラー１４は、接合レンズ４により平行光束にされた照明光を、ジンバルスキャンミラー１５に向けて反射する。 The fixed mirror 14 is optically disposed between the cemented lens 3 and the cemented lens 4. The cemented lens 4 converts the illumination light emitted from the end face 13 c of the Y-shaped fiber 13 into a parallel light beam. The fixed mirror 14 reflects the illumination light converted into a parallel light beam by the cemented lens 4 toward the gimbal scan mirror 15.

ジンバルスキャンミラー１５は、紙面に垂直な軸を回転軸として、往復運動を行う。よって、固定ミラー１４で反射された平行光束は、ジンバルスキャンミラー１５によって偏向される。偏向された光の一部は、接合レンズ３及び負レンズ１を介して、前方にある物体Ａを走査する。また、変更された光の残りは、接合レンズ３及び環状プリズム２を介して側方及び後方にある物体Ａを走査する。ここで、ジンバルスキャンミラー１５は、制御装置７により駆動が制御される。 The gimbal scan mirror 15 reciprocates about an axis perpendicular to the paper surface as a rotation axis. Therefore, the parallel light beam reflected by the fixed mirror 14 is deflected by the gimbal scan mirror 15. A part of the deflected light scans the object A in front through the cemented lens 3 and the negative lens 1. Further, the remainder of the changed light scans the object A located on the side and rear via the cemented lens 3 and the annular prism 2. Here, the driving of the gimbal scan mirror 15 is controlled by the control device 7.

本実施例では、Ｙ字ファイバ１３を用いることで、受光部（入射端）と発光部（出射端）を同一位置（同一面内）に位置させることができる。このため、発光部（出射端）は、撮像光学系よりも後方に位置する。このような構成であれば、Ｙ字ファイバ１３が、撮像光学系の視野内に存在しなくなる。よって、本実施例によれば、前方観察と側方及び後方観察の視野が遮られることを防止することができる。 In the present embodiment, by using the Y-shaped fiber 13, the light receiving part (incident end) and the light emitting part (exit end) can be positioned at the same position (in the same plane). For this reason, a light emission part (output end) is located behind the imaging optical system. With such a configuration, the Y-shaped fiber 13 does not exist in the field of view of the imaging optical system. Therefore, according to the present Example, it can prevent that the visual field of front observation, a side, and back observation is obstruct | occluded.

また、出射端の端面から出射された光は、物体ＡおよびＢにより反射して、先端側の端面における光が出射された位置と同じ位置に入射する。 Further, the light emitted from the end face of the emission end is reflected by the objects A and B, and enters the same position as the position where the light on the end face on the front end side is emitted.

また、この実施例によれば、ジンバルスキャンミラー１５を用いて、Ｙ字ファイバ１３の先端側の端面１３ｃから出射される光を物体上に走査することができる。このため、Ｙ字ファイバ１３をバンドル状にする必要がないので、撮像装置を簡単に構成することができる。 Further, according to this embodiment, the light emitted from the end face 13c on the distal end side of the Y-shaped fiber 13 can be scanned on the object by using the gimbal scan mirror 15. For this reason, since the Y-shaped fiber 13 does not need to be bundled, the imaging apparatus can be configured easily.

図６は本発明による撮像装置の第５実施例の概略構成図である。この実施例の撮像装置は、第４実施例の接合レンズ４と固定ミラー１４に代えて、凹面ミラー１６と、可変絞り１７を用いたものである。この実施例においても、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号を用い、それらの説明は省略する。 FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fifth embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. The imaging apparatus of this embodiment uses a concave mirror 16 and a variable diaphragm 17 in place of the cemented lens 4 and the fixed mirror 14 of the fourth embodiment. Also in this embodiment, the same reference numerals are used for substantially the same members as those in the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.

本実施例の撮像装置は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、ジンバルスキャンミラー１５、可変絞り１７、凹面ミラー１６、Ｙ字ファイバ１３を備えている。さらに、本実施例の撮像装置は、光源装置１０、撮像ユニット１１、制御装置７、映像表示装置８を備えている。 The imaging apparatus of the present embodiment includes a first lens group G1, a second lens group G2, a gimbal scan mirror 15, a variable diaphragm 17, a concave mirror 16, and a Y-shaped fiber 13 in order from the object side. Furthermore, the imaging apparatus of the present embodiment includes a light source device 10, an imaging unit 11, a control device 7, and a video display device 8.

本実施例の撮像装置は、負レンズ１と、接合レンズ３と、ジンバルスキャンミラー１５と、可変絞り１７と、凹面ミラー１６と、によって前方を撮像する撮像光学系が構成される。一方、環状プリズム２と、接合レンズ３と、ジンバルスキャンミラー１５と、可変絞り１７と、凹面ミラー１６とによって、側方及び後方を撮像する撮像光学系が構成される。 In the imaging apparatus of the present embodiment, the negative lens 1, the cemented lens 3, the gimbal scan mirror 15, the variable diaphragm 17, and the concave mirror 16 constitute an imaging optical system that images the front. On the other hand, the annular prism 2, the cemented lens 3, the gimbal scan mirror 15, the variable aperture 17, and the concave mirror 16 constitute an imaging optical system that images the side and rear.

可変絞り１７は、凹面ミラー１６に隣接配置されている。また、可変絞り１７は、制御装置７により制御される。この実施例によれば、第４実施例と同様の作用効果を有する。 The variable diaphragm 17 is disposed adjacent to the concave mirror 16. The variable diaphragm 17 is controlled by the control device 7. According to this embodiment, the same effect as that of the fourth embodiment is obtained.

また、本実施例によれば、側方及び後方を観察する際には、可変絞り１７の絞り径を小さくして、軸上光束に近いより収差の少ない光束を用いて、観察することができる。一方、前方を観察する際には、可変絞り１７の絞り径を大きくすることで、解像度を向上させることができる。 In addition, according to the present embodiment, when observing the side and the rear, it is possible to reduce the aperture diameter of the variable aperture 17 and use a light beam with less aberration that is close to the axial light beam. . On the other hand, when observing the front, the aperture can be increased by increasing the aperture diameter of the variable aperture 17.

図７は本発明による撮像装置の第６実施例の概略構成図である。この実施例は、第５実施例の環状プリズム２を省略して、負レンズ１の像側の面の周辺部分１ａを側方及び後方視用の反射面としている。なお、この実施例においても、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号を用い、それらの説明は省略する。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a sixth embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. In this embodiment, the annular prism 2 of the fifth embodiment is omitted, and the peripheral portion 1a of the image-side surface of the negative lens 1 is used as a side and rear reflection surface. Also in this embodiment, the same reference numerals are used for substantially the same members as those in the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.

本実施例は、実質上第５実施例と同様の作用効果を有するが、撮像光学系をより単純に構成し得るという利点がある。
なお、既述の実施例および後述の実施例においても、本実施例と同様に、負レンズ１の像側の面の周辺部分１ａを側方及び後方視用の反射面として構成することができ、その作用効果も同様である。 This embodiment has substantially the same function and effect as the fifth embodiment, but has an advantage that the imaging optical system can be configured more simply.
In the embodiments described above and in the embodiments described later, as in this embodiment, the peripheral portion 1a of the image side surface of the negative lens 1 can be configured as a reflection surface for side and rear viewing. The effect is also the same.

図８は本発明による撮像装置の第７実施例の概略構成図である。この実施例は、第５実施例のＹ字ファイバ１３の代わりに、フォトダイオード１８と、発光素子群１９と、を配置している。なお、この実施例においても、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号を用い、それらの説明は省略する。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a seventh embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. In this embodiment, a photodiode 18 and a light emitting element group 19 are arranged instead of the Y-shaped fiber 13 of the fifth embodiment. Also in this embodiment, the same reference numerals are used for substantially the same members as those in the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.

本実施例の撮像装置は、物体側から順に第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、ジンバルスキャンミラー１５、可変絞り１７、凹面ミラー１６、フォトダイオード１８、発光素子群１９、制御装置７、映像表示装置８を備えている。 The imaging apparatus according to the present embodiment includes, in order from the object side, a first lens group G1, a second lens group G2, a gimbal scan mirror 15, a variable diaphragm 17, a concave mirror 16, a photodiode 18, a light emitting element group 19, a control device 7, A video display device 8 is provided.

ここで、負レンズ１と、接合レンズ３と、ジンバルスキャンミラー１５と、可変絞り１７と、凹面ミラー１６とで、前方を撮像する撮像光学系が構成される。一方、環状プリズム２と、接合レンズ３と、ジンバルスキャンミラー１５と、可変絞り１７と、凹面ミラー１６とで、側方及び後方を撮像する撮像光学系が構成される。 Here, the negative lens 1, the cemented lens 3, the gimbal scan mirror 15, the variable aperture 17, and the concave mirror 16 constitute an imaging optical system that images the front. On the other hand, the annular prism 2, the cemented lens 3, the gimbal scan mirror 15, the variable aperture 17, and the concave mirror 16 constitute an imaging optical system that images the side and rear.

フォトダイオード１８は、撮像光学系の結像位置に配置されている。また、フォトダイオード１８の位置は、発光素子群１９の位置に対してずらしている。すなわち、フォトダイオード１８は、凹面ミラー１６と発光素子群１９の間に位置している。 The photodiode 18 is disposed at the imaging position of the imaging optical system. Further, the position of the photodiode 18 is shifted with respect to the position of the light emitting element group 19. That is, the photodiode 18 is located between the concave mirror 16 and the light emitting element group 19.

発光素子群１９は、青色の光を発する発光ダイオード１９Ｂ,緑色の光を発する発光ダイオード１９Ｇ及び赤色の光を発する発光ダイオード１９Ｒで構成されている。各発光ダイオードは、フォトダイオード１８の周りに順に少なくとも一組配列されている（図８（ｂ）参照）。制御装置７は、発光素子群１９の点灯と消灯を制御する。 The light emitting element group 19 includes a light emitting diode 19B that emits blue light, a light emitting diode 19G that emits green light, and a light emitting diode 19R that emits red light. Each light-emitting diode is arranged in order around the photodiode 18 (see FIG. 8B). The control device 7 controls lighting and extinguishing of the light emitting element group 19.

この実施例では、発光部（各発光ダイオード１９Ｂ、１９Ｇ、１９Ｒ）は、受光部（フォトダイオード１８）の近傍、より詳しくは、発光部は受光部よりも後方に配置されている。このため、発光部（各発光ダイオード）は、撮像光学系よりも後方に位置する。よって、本実施例によれば、各発光ダイオード自体や発光ダイオードへ接続された配線（信号線や電源線）によって前方観察と側方及び後方観察の視野が遮られることを防止することができる。 In this embodiment, the light emitting parts (respective light emitting diodes 19B, 19G, 19R) are arranged in the vicinity of the light receiving part (photodiode 18), more specifically, the light emitting part is arranged behind the light receiving part. For this reason, a light emission part (each light emitting diode) is located back rather than an imaging optical system. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the front observation and the lateral and rear observation visual fields from being blocked by each light emitting diode itself and wiring (signal line or power supply line) connected to the light emitting diode.

また、この実施例は、特に光源装置と受光装置をコンパクトに構成し得るという利点を有する。 In addition, this embodiment has an advantage that the light source device and the light receiving device can be configured in a compact manner.

また、本実施例では、フォトダイオード１８は、凹面ミラー１６と発光素子群１９の間に位置している。このような配置にすることで、発光素子群１９から出射される光束を、物体ＡおよびＢに対してデフォーカスさせることができる。この場合、１の発光ダイオードから出射された照明光の一部が、他の発光ダイオードから射出された照明光と物体面上で重なり合う。その結果、物体ＡおよびＢに対して均一な照明が可能になる。一方、フォトダイオード１８の位置は、撮像光学系によって像が形成される位置である。よって、物体ＡおよびＢからの反射光をフォトダイオード１８に集光させることができる。 In this embodiment, the photodiode 18 is located between the concave mirror 16 and the light emitting element group 19. With this arrangement, the light beam emitted from the light emitting element group 19 can be defocused with respect to the objects A and B. In this case, part of the illumination light emitted from one light emitting diode overlaps with the illumination light emitted from another light emitting diode on the object surface. As a result, the objects A and B can be illuminated uniformly. On the other hand, the position of the photodiode 18 is a position where an image is formed by the imaging optical system. Therefore, the reflected light from the objects A and B can be collected on the photodiode 18.

図９は本発明による撮像装置の第８実施例の概略構成図である。この実施例は、Ｙ字ファイバ１３の先端部分に、ピエゾ素子２０を備えている点で、第４から６実施例の何れとも異なる。なお、この実施例においても、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号を用い、それらの説明は省略する。 FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an eighth embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. This embodiment is different from any of the fourth to sixth embodiments in that a piezo element 20 is provided at the tip portion of the Y-shaped fiber 13. Also in this embodiment, the same reference numerals are used for substantially the same members as those in the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.

本実施例の撮像装置は、物体側から順に第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、Ｙ字ファイバ１３を備えている。さらに、本実施例の撮像装置は、光源装置１０、撮像ユニット１１、制御装置７、映像表示装置８を備えている。ここで、第３レンズ群Ｇ３は、凸レンズ４´で構成されている。 The imaging apparatus of the present embodiment includes a first lens group G1, a second lens group G2, a third lens group G3, and a Y-shaped fiber 13 in order from the object side. Furthermore, the imaging apparatus of the present embodiment includes a light source device 10, an imaging unit 11, a control device 7, and a video display device 8. Here, the third lens group G3 includes a convex lens 4 ′.

本実施例では、負レンズ１と、接合レンズ３と、凸レンズ４´とによって、前方を撮像する撮像光学系が構成される。一方、環状プリズム２と、接合レンズ３と、凸レンズ４´とによって、側方及び後方を撮像する撮像光学系が構成される。 In the present embodiment, the negative lens 1, the cemented lens 3, and the convex lens 4 ′ constitute an imaging optical system that images the front. On the other hand, the annular prism 2, the cemented lens 3, and the convex lens 4 'constitute an imaging optical system that images the side and the rear.

Ｙ字ファイバ１３は、接合レンズ４の焦点面と同一面に、端面１３ｃを備えている。端面１３ｃはピエゾ素子２０により保持されている。 The Y-shaped fiber 13 includes an end face 13 c on the same plane as the focal plane of the cemented lens 4. The end face 13 c is held by the piezo element 20.

Ｙ字ファイバ１３は、一方の端面が符号１３ｃの位置にあるときには、前方の視野に位置した物体Ａに照明光を出射する。また、Ｙ字ファイバ１３は、一方の端面が符号１３ｃ´の位置にあるときには、側方及び後方の視野に位置した物体Ｂに照明光を出射する。
制御装置７は、ピエゾ素子２０の駆動を制御する。具体的には、制御装置７は、ピエゾ素子を、符号２０の位置から符号２０´の位置に移動するように制御する。このとき、Ｙ字ファイバ１３の端面は、符号１３ｃの位置から符号１３ｃ´の位置に移動する。 The Y-shaped fiber 13 emits illumination light to the object A located in the front visual field when one end face is at the position of reference numeral 13c. The Y-shaped fiber 13 emits illumination light to the object B positioned in the lateral and rear visual fields when one end face is at the position of the reference numeral 13c ′.
The control device 7 controls driving of the piezo element 20. Specifically, the control device 7 controls the piezo element so as to move from the position of reference numeral 20 to the position of reference numeral 20 ′. At this time, the end face of the Y-shaped fiber 13 moves from the position of 13c to the position of 13c '.

ピエゾ素子２０は、端面１３ｃをＸ，Ｙ方向へ振ることができる。これにより、接合レンズ４と接合レンズ３を透過した出射光を偏向させる。そして、前方の物体面からの反射光は、Ｙ字ファイバ１３の端面が、符号１３ｃの位置の時に入射する。一方、側方及び後方の物体面からの反射光は、Ｙ字ファイバ１３の端面が、符号１３ｃ´の位置の時に入射する。
Ｙ字ファイバ１３は、物体ＡまたはＢからの入射光を受光装置１１へ伝送する。 The piezo element 20 can swing the end face 13c in the X and Y directions. Thereby, the outgoing light transmitted through the cemented lens 4 and the cemented lens 3 is deflected. The reflected light from the front object surface is incident when the end face of the Y-shaped fiber 13 is at the position of 13c. On the other hand, the reflected light from the side and rear object surfaces is incident when the end surface of the Y-shaped fiber 13 is at the position of 13c ′.
The Y-shaped fiber 13 transmits incident light from the object A or B to the light receiving device 11.

この実施例は、第４から６実施例と実質上同様の作用効果を有する。さらに、構成をコンパクトにし得るという利点を有する。
なお、本実施例は、第４から６実施例に記載の、ジンバルスキャンミラー１５と固定ミラー１４又は凹面ミラー１６及び可変絞り１７と、を必要に応じて組み合わせてもよい。 This embodiment has substantially the same effect as the fourth to sixth embodiments. Furthermore, there is an advantage that the configuration can be made compact.
In this embodiment, the gimbal scan mirror 15, the fixed mirror 14, or the concave mirror 16, and the variable aperture 17 described in the fourth to sixth embodiments may be combined as necessary.

図１０は本発明による撮像装置の第９実施例の概略構成図である。この実施例は、図１０（ａ）に示すように、第５実施例のＹ字ファイバ１３の代わりにファイババンドル２２と、ファイバ２３と、を配置している。
なお、この実施例においても、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号を用い、それらの説明は省略する。 FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a ninth embodiment of the imaging apparatus according to the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 10A, a fiber bundle 22 and a fiber 23 are arranged instead of the Y-shaped fiber 13 of the fifth embodiment.
Also in this embodiment, the same reference numerals are used for substantially the same members as those in the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.

ファイババンドル２２は、光源装置１０から照射された照明光を、前方の視野に位置する物体Ａおよび、側方及び後方の視野に位置する物体Ｂに照射する。
ファイバ２３は、物体ＡおよびＢからの反射光を受光する。 The fiber bundle 22 irradiates the object A positioned in the front visual field and the object B positioned in the lateral and rear visual fields with the illumination light irradiated from the light source device 10.
The fiber 23 receives the reflected light from the objects A and B.

ファイババンドル２２は、複数のファイバからなる。また、ファイババンドル２２は、先端側に出射端２２ａを有し、基端側に入射端２２ｂを有する。
ファイバ２３は、先端側に入射端２３ａを有し、基端側に出射端２３ｂを有する。
ここで、ファイババンドル２２の出射端２２ａは、ファイバ２３の入射端２３ａより後退した位置に配置されている。すなわち、ファイバ２３の入射端２３ａは、ファイババンドル２２の出射端２２ａに対して、出射端２２ａ近傍におけるファイババンドル２２の軸方向（図１０（ａ）における矢印Ｙの方向）に突出して配置されている。 The fiber bundle 22 is composed of a plurality of fibers. Further, the fiber bundle 22 has an emission end 22a on the distal end side and an incident end 22b on the proximal end side.
The fiber 23 has an incident end 23a on the distal end side and an emission end 23b on the proximal end side.
Here, the emission end 22 a of the fiber bundle 22 is disposed at a position retreated from the incident end 23 a of the fiber 23. That is, the incident end 23a of the fiber 23 is disposed so as to protrude in the axial direction of the fiber bundle 22 in the vicinity of the emission end 22a (the direction of the arrow Y in FIG. 10A) with respect to the emission end 22a of the fiber bundle 22. Yes.

ファイバ２３は、図１０（ｂ）に示すように、ファイババンドル２２の軸方向に垂直な面内では、ファイババンドル２２の中央に位置している。 As shown in FIG. 10B, the fiber 23 is positioned at the center of the fiber bundle 22 in a plane perpendicular to the axial direction of the fiber bundle 22.

本実施例では、受光部（入射端２３ａ）の近傍に発光部（出射端２２ａ）が配置されている。このため、発光部（出射端２２ａ）が、撮像光学系よりも後方に位置する。このような構成であれば、ファイババンドル２２が、撮像光学系の視野内に存在しなくなる。よって、本実施例によれば、前方観察と側方及び後方観察の視野が遮られることを防止することができる。 In this embodiment, a light emitting part (exit end 22a) is arranged in the vicinity of the light receiving part (incident end 23a). For this reason, a light emission part (output end 22a) is located back rather than an imaging optical system. With such a configuration, the fiber bundle 22 does not exist in the field of view of the imaging optical system. Therefore, according to the present Example, it can prevent that the visual field of front observation, a side, and back observation is obstruct | occluded.

また、本実施例においては、ファイバ２３の入射端２３ａが、ファイババンドル２２の出射端２２ａに対して、ファイババンドル２２の軸方向に突出して配置されている。 In the present embodiment, the incident end 23 a of the fiber 23 is disposed so as to protrude in the axial direction of the fiber bundle 22 with respect to the emission end 22 a of the fiber bundle 22.

このように配置することで、ファイババンドル２２の出射端２２ａから出射される光束を、物体ＡおよびＢに対してデフォーカスさせることができる。この場合、ファイババンドル２２の１つの出射端２２ａから射出された照明光の一部が、他の出射端２２ａから射出された照明光と物体面上で重なり合う。その結果、物体ＡおよびＢに対して均一な照明が可能になる。一方、入射端２３ａの位置は、撮像光学系によって像が形成される位置である。よって、物体ＡおよびＢからの反射光を入射端２３ａに集光させることができる。 With this arrangement, the light beam emitted from the emission end 22a of the fiber bundle 22 can be defocused with respect to the objects A and B. In this case, a part of the illumination light emitted from one emission end 22a of the fiber bundle 22 overlaps with the illumination light emitted from the other emission end 22a on the object plane. As a result, the objects A and B can be illuminated uniformly. On the other hand, the position of the incident end 23a is a position where an image is formed by the imaging optical system. Therefore, the reflected light from the objects A and B can be condensed on the incident end 23a.

以上、本発明に係る撮像装置を各種の実施例に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、種々の変形及び修正が可能であり、それらは総べて本発明の範囲に属する。 The imaging apparatus according to the present invention has been described based on various embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and corrections can be made. It belongs to the scope of the present invention.

また、本発明によれば、前方観察と側方及び後方観察の何れにおいても視野が遮られることを防止することができる。そのため、例えば、大腸内視鏡観察の分野においては、いわゆるひだうら部分の観察が行える。すなわち、ひだうら部分の病変部の見落としを少なくすることができる。特に、近年は、ハイビジョン画質やＮＢＩ（特殊波長観察）の進歩により早期癌を発見することができるようになっている。このような技術との組み合わせにより、ひだうら部分の病変（早期癌）を発見することが容易になる。
また、本発明の撮像装置は、工業用その他の用途にも適用することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to prevent the field of view from being obstructed in any of the front observation and the side and rear observation. Therefore, for example, in the field of colonoscopy, so-called pleats can be observed. That is, it is possible to reduce oversight of the lesioned part of the folds. In particular, in recent years, early cancer can be discovered by the advancement of high-definition image quality and NBI (special wavelength observation). In combination with such a technique, it becomes easy to find lesions (early cancer) in the folds.
The imaging device of the present invention can also be applied to other industrial uses.

本発明による撮像装置の第１実施例の概略構成図で、（ａ）は全体構成を、（ｂ）は撮像ユニットのフォトダイオードＰＤ＋発光ダイオードＬＥＤアレイを夫々示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an imaging apparatus according to the present invention, where (a) shows the overall configuration and (b) shows a photodiode PD + light emitting diode LED array of an imaging unit. 映像表示装置の表示面に表示される物体画像の説明図である。It is explanatory drawing of the object image displayed on the display surface of a video display apparatus. 本発明による撮像装置の第２実施例の概略構成図で、（ａ）は全体構成を、（ｂ）は照明光の出射端と反射光の入射端との配列状態を、（ｃ）は回転フィルタの正面図を夫々示す。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the imaging device according to the present invention, where (a) shows the overall configuration, (b) shows the arrangement state of the exit end of the illumination light and the entrance end of the reflected light, and (c) shows the rotation. The front view of a filter is shown, respectively. 本発明による撮像装置の第３実施例の概略構成図で、（ａ）は全体構成を、（ｂ）はＹ字ファイババンドルの構成を、（ｃ）はＹ字ファイバの構成を夫々示す。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the imaging apparatus according to the present invention, where (a) shows the overall configuration, (b) shows the configuration of the Y-shaped fiber bundle, and (c) shows the configuration of the Y-shaped fiber. 本発明による撮像装置の第４実施例の概略構成図で、（ａ）は全体構成を、（ｂ）はジンバルスキャンミラーの正面図を夫々示す。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment of the imaging apparatus according to the present invention, where (a) shows the overall configuration and (b) shows a front view of the gimbal scan mirror. 本発明による撮像装置の第５実施例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 5th Example of the imaging device by this invention. 本発明による撮像装置の第６実施例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 6th Example of the imaging device by this invention. 本発明による撮像装置の第７実施例の概略構成図で、（ａ）は全体構成を、（ｂ）はフォトダイオードと発光ダイオードの配置状態を夫々示す。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a seventh embodiment of the imaging apparatus according to the present invention, where (a) shows the overall configuration and (b) shows the arrangement of photodiodes and light emitting diodes. 本発明による撮像装置の第８実施例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 8th Example of the imaging device by this invention. 本発明による撮像装置の第９実施例の概略構成図で、（ａ）は全体構成を、（ｂ）は光の出射端面と入射端面の配置状態を夫々示す。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a ninth embodiment of the imaging device according to the present invention, where (a) shows the overall configuration, and (b) shows the arrangement of the light emitting end face and the incident end face.

Explanation of symbols

１負レンズ
１ａ負レンズの像側の面の周辺部分
２環状プリズム
３、４、５接合レンズ
４´ 凸レンズ
６撮像ユニット
７制御装置
８映像表示装置
９、１２ファイババンドル
９Ａ第１ファイババンドル
９Ｂ第２ファイババンドル
９ａ１出射端
９ｂ１入射端
１０光源装置
１０ａ回転フィルタ板
１０ｂ照明レンズ
１１撮像ユニット
１１ａレンズ
１１ｂ撮像素子
１２Ｙ字ファイババンドル
１２ａ、１２ｂ、２３ファイバ
１３Ｙ字ファイバ
１４固定ミラー
１５ジンバルスキャンミラー
１６凹面ミラー
１７可変絞り
１８フォトダイオード
１９発光素子群
１９Ｂ青色光発光ダイオード
１９Ｇ緑色光発光ダイオード
１９Ｒ赤色光発光ダイオード
２０、２１ピエゾ素子
２２ファイババンドル
Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Negative lens 1a Peripheral part of the image side surface of a negative lens 2 Annular prism 3, 4, 5 Joint lens 4 'Convex lens 6 Imaging unit 7 Control apparatus 8 Video display apparatus 9, 12 Fiber bundle 9A 1st fiber bundle 9B 2nd Fiber bundle 9a1 Emission end 9b1 Incident end 10 Light source device 10a Rotating filter plate 10b Illumination lens 11 Imaging unit 11a Lens 11b Image sensor 12 Y-shaped fiber bundles 12a, 12b, 23 Fiber 13 Y-shaped fiber 14 Fixed mirror 15 Gimbal scan mirror 16 Concave surface Mirror 17 Variable aperture 18 Photodiode 19 Light emitting element group 19B Blue light emitting diode 19G Green light emitting diode 19R Red light emitting diode 20, 21 Piezo element 22 Fiber bundle G1 First lens group G2 First Lens group G3 third lens group

Claims

A negative lens arranged closest to the object side, an annular reflecting member provided concentrically with the negative lens on the periphery of the image side surface of the negative lens, light transmitted through the negative lens, and the annular reflection An imaging apparatus comprising: a light receiving unit that receives light reflected by a member; and a light emitting unit disposed at or near the same position as the light receiving unit.

The imaging device according to claim 1, wherein the light receiving unit and the light emitting unit are configured by one or a plurality of Y-shaped fibers.

The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a scanning unit that can emit light emitted from the light emitting unit to the object side or the image side of the negative lens through the negative lens or the annular reflecting member.

The imaging device according to claim 1, wherein the light receiving unit includes one or a plurality of fibers, and the light emitting unit includes a plurality of fibers disposed in the vicinity of the periphery of the fiber.

The fiber of the light receiving unit has an incident end on which reflected light from the object is incident, the fiber of the light emitting unit has an emitting end that emits light to the object, and the incident end is located with respect to the emitting end. The imaging device according to claim 4, wherein the imaging device is arranged so as to protrude in an axial direction of the fiber of the light emitting unit.

The imaging device according to claim 1, wherein the light receiving unit includes a light receiving element, and the light emitting unit includes a plurality of light emitting elements disposed in the vicinity of the periphery of the light receiving element.