JP2009045358A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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ことを防止することが可能な撮像装置を提供すること。
【解決手段】最も物体側に配置された負レンズ１と、該負レンズの像側の面の周辺部に、該負レンズ１と同心状に設けられた環状反射部材２と、前記負レンズ１を透過した光と前記環状反射部材２で反射された光とを受光する受光部６と、該受光部６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。
【選択図】図１

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。

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）。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

符号の説明

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
１２ Ｙ字ファイババンドル
１２ａ、１２ｂ、２３ ファイバ
１３ Ｙ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

Claims (6)

1. 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た撮像装置。
2. 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た請求項１に記載の撮像装置。
3. 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た請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 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請求項１に記載の撮像装置。
5. 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請求項４に記載の撮像装置。
6. 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請求項１に記載の撮像装置。

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