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JP2019138973A - Image capturing device - Google Patents

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JP2019138973A
JP2019138973A JP2018020151A JP2018020151A JP2019138973A JP 2019138973 A JP2019138973 A JP 2019138973A JP 2018020151 A JP2018020151 A JP 2018020151A JP 2018020151 A JP2018020151 A JP 2018020151A JP 2019138973 A JP2019138973 A JP 2019138973A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
unit
optical axis
imaging
imaging device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018020151A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
藤原 大輔
Daisuke Fujiwara
大輔 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018020151A priority Critical patent/JP2019138973A/en
Publication of JP2019138973A publication Critical patent/JP2019138973A/en
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  • Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
  • Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
  • Accessories Of Cameras (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、レンズの光学性能を確保し、撮像装置の大型化を抑制することを目的とする。
【解決手段】本発明の撮像装置は、被写体の光が入射する第1のレンズと、第1のレンズを透過した光を反射させることで光軸を折り曲げる反射部と、反射部で折り曲げられた光軸上に配置された撮像素子を有する撮像部と、を有するレンズユニットと、レンズユニットを回転させる駆動部と、を有する。
【選択図】図4
An object of the present invention is to ensure the optical performance of a lens and to suppress the enlargement of an image pickup apparatus.
An imaging apparatus according to the present invention includes a first lens on which light of an object is incident, a reflecting portion that bends an optical axis by reflecting light that has passed through the first lens, and a bending portion that is bent by the reflecting portion. A lens unit having an image pickup unit disposed on the optical axis; and a drive unit that rotates the lens unit.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus.

従来、被写体を撮像する為のカメラユニットがドーム等の筺体に覆われ、パン軸及びチルト軸周りに回転可能に支持されており、ユーザが希望する撮影方向にカメラユニットの向きを変えて被写体を撮影することができる撮像装置が知られている。このような撮像装置においては、カメラユニットの高性能化や小型化が求められている。しかし、ズームの高倍率化や撮像素子の大型化といった撮影レンズの高性能化をすると、撮影レンズの光路長が伸びてしまう。この結果、カメラユニットやカメラユニットを覆う筺体を含む撮像装置全体が大型化してしまうため、撮像装置の小型化を阻害する要因となっている。
特許文献1の撮像装置は、屈曲光学系を光軸方向に回動することにより小型なパンニング機構が実現でき、更に屈曲部の小型化のために反射面ばかりでなくレンズも協調してチルティング駆動する。また、特許文献1の撮像装置は、ビデオ傾きによる自動パンニングの方向ズレを補正する構成とすると共に、手動パンニング後に初期構図に自動復帰する機能が設けられている。
Conventionally, a camera unit for imaging a subject is covered with a housing such as a dome and supported so as to be rotatable around a pan axis and a tilt axis, and the direction of the camera unit is changed to a desired shooting direction by a user. An imaging device that can take a picture is known. In such an imaging apparatus, there is a demand for higher performance and smaller size of the camera unit. However, if the performance of a photographic lens is increased, such as an increase in zoom magnification or an increase in the size of an image sensor, the optical path length of the photographic lens increases. As a result, the entire imaging apparatus including the camera unit and the casing covering the camera unit is increased in size, which is a factor that hinders downsizing of the imaging apparatus.
The imaging device disclosed in Patent Document 1 can realize a small panning mechanism by rotating a bending optical system in the optical axis direction, and further tilting not only the reflecting surface but also the lens in order to reduce the size of the bending portion. To drive. In addition, the image pickup apparatus of Patent Document 1 is configured to correct an automatic panning direction shift due to video tilt, and has a function of automatically returning to an initial composition after manual panning.

特開2009−42771号公報JP 2009-42771 A

しかしながら、特許文献1の撮像装置では、反射面と所定のレンズ又は所定のレンズ群とは回転角度を異ならせて各々独立に駆動する必要がある。このため、機構が複雑になり、あらゆる撮影方向において各レンズ又はレンズ群の光軸を所望の精度に保持することが難しく、レンズの光学性能を維持することが難しい。   However, in the imaging apparatus disclosed in Patent Document 1, it is necessary to drive the reflecting surface and the predetermined lens or the predetermined lens group independently at different rotation angles. For this reason, the mechanism becomes complicated, and it is difficult to maintain the optical axis of each lens or lens group at a desired accuracy in any photographing direction, and it is difficult to maintain the optical performance of the lens.

本発明は、レンズの光学性能を確保し、撮像装置の大型化を抑制することを目的とする。   It is an object of the present invention to ensure the optical performance of a lens and suppress the enlargement of an image pickup apparatus.

本発明の撮像装置は、被写体の光が入射する第1のレンズと、前記第1のレンズを透過した光を反射させることで光軸を折り曲げる反射部と、前記反射部で折り曲げられた光軸上に配置された撮像素子と、を有するレンズユニットと、前記レンズユニットを回転させる駆動部と、を有する。   An image pickup apparatus according to the present invention includes a first lens on which light of a subject is incident, a reflection unit that bends an optical axis by reflecting light transmitted through the first lens, and an optical axis that is bent by the reflection unit. A lens unit having an image pickup element disposed on the image sensor; and a driving unit that rotates the lens unit.

本発明によれば、レンズの光学性能を確保し、撮像装置の大型化を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to secure the optical performance of the lens and suppress the enlargement of the imaging device.

撮像装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of an imaging device. 撮像装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of an imaging device. レンズ鏡筒の一例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows an example of a lens-barrel. レンズ鏡筒の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a lens-barrel. 比較例となるレンズ鏡筒の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the lens-barrel used as a comparative example. レンズ鏡筒の一例を示す断面図等である。It is sectional drawing etc. which show an example of a lens-barrel.

まず、図1を参照して、撮像装置10の外形について説明する。図1は、撮像装置10の一例を示す斜視図である。撮像装置10は、外装部品として、ドーム11とケース12とを有する。ドーム11は、後述のレンズ鏡筒21を覆う半球状のカバーであり、透明、又は、半透明のプラスチック製である。ケース12は、円柱状であり、少なくとも後述のパンユニット25を収容する。ドーム11、及び、ケース12は、撮像装置10の筐体である。
撮像装置10は、ケース12におけるドーム11とは反対側が天井や壁に取り付けられて使用される。また、撮像装置10は、ケース12の少なくとも一部が天井や壁に埋め込まれることで、天井や壁に設置されて使用されることもある。
First, the outer shape of the imaging device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of the imaging apparatus 10. The imaging device 10 includes a dome 11 and a case 12 as exterior parts. The dome 11 is a hemispherical cover that covers a lens barrel 21 described later, and is made of transparent or translucent plastic. The case 12 has a cylindrical shape and accommodates at least a pan unit 25 described later. The dome 11 and the case 12 are a housing of the imaging device 10.
The imaging device 10 is used by attaching the opposite side of the case 12 to the dome 11 to a ceiling or a wall. In addition, the imaging device 10 may be installed and used on the ceiling or wall by at least part of the case 12 being embedded in the ceiling or wall.

次に、図2を参照して、撮像装置10の構成について説明する。図2は、撮像装置10の一例を示す断面図である。撮像装置10は、外装部品であるドーム11とケース12との内部に、レンズ鏡筒21とインナーカバー22とカメラケース23とチルトユニット24とパンユニット25とを有する。
レンズ鏡筒21は、後述のように複数のレンズを有する鏡筒である。レンズ鏡筒21は、レンズユニットの一例である。
インナーカバー22は、パンユニット25に支持され、レンズ鏡筒21以外の内部機構を隠す。インナーカバー22には、レンズ鏡筒21がチルト方向に回転する範囲でのレンズ鏡筒21の撮像範囲に対応する穴部22aを有している。
Next, the configuration of the imaging device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of the imaging device 10. The imaging device 10 includes a lens barrel 21, an inner cover 22, a camera case 23, a tilt unit 24, and a pan unit 25 inside a dome 11 and a case 12 that are exterior parts.
The lens barrel 21 is a barrel having a plurality of lenses as will be described later. The lens barrel 21 is an example of a lens unit.
The inner cover 22 is supported by the pan unit 25 and hides internal mechanisms other than the lens barrel 21. The inner cover 22 has a hole 22a corresponding to the imaging range of the lens barrel 21 in the range in which the lens barrel 21 rotates in the tilt direction.

カメラケース23は、内部にレンズ鏡筒21を保持し、後述の第1群レンズL1を露出させるようにレンズ鏡筒21を覆う。
チルトユニット24は、レンズ鏡筒21を含むカメラケース23を、チルト方向に回転可能に支持する。より具体的には、チルトユニット24は、レンズ鏡筒21を含むカメラケース23を、チルト方向の定められた範囲でチルト方向の両向きに回転可能に支持する。チルトユニット24は、不図示のステッピングモータ等から構成されるチルト駆動部を有し、レンズ鏡筒21を含むカメラケース23をチルト方向に電気的に駆動する。
パンユニット25は、チルトユニット24を、パン方向に回転可能に支持する。より具体的には、パンユニット25は、チルトユニット24を、パン方向の定められた範囲でパン方向の両向きに回転可能に支持する。パンユニット25は、チルトユニット24をパン方向に360°回転可能に支持してもよい。パンユニット25は、不図示のステッピングモータ等から構成されるパン駆動部を有し、チルトユニット24をパン方向に電気的に駆動する。チルトユニット24、及び、パンユニット25は、レンズ鏡筒21を回転させる駆動部の一例である。
The camera case 23 holds the lens barrel 21 inside and covers the lens barrel 21 so as to expose a first lens group L1 described later.
The tilt unit 24 supports the camera case 23 including the lens barrel 21 so as to be rotatable in the tilt direction. More specifically, the tilt unit 24 supports the camera case 23 including the lens barrel 21 so as to be rotatable in both directions of the tilt direction within a predetermined range of the tilt direction. The tilt unit 24 has a tilt drive unit including a stepping motor (not shown) and the like, and electrically drives the camera case 23 including the lens barrel 21 in the tilt direction.
The pan unit 25 supports the tilt unit 24 so as to be rotatable in the pan direction. More specifically, the pan unit 25 supports the tilt unit 24 so that it can rotate in both directions in the pan direction within a predetermined range in the pan direction. The pan unit 25 may support the tilt unit 24 so that it can rotate 360 ° in the pan direction. The pan unit 25 includes a pan driving unit including a stepping motor (not shown) and the like, and electrically drives the tilt unit 24 in the pan direction. The tilt unit 24 and the pan unit 25 are an example of a drive unit that rotates the lens barrel 21.

次に、図3を参照して、レンズ鏡筒21の構成について説明する。図3は、レンズ鏡筒21の一例を示す分解斜視図である。
レンズ鏡筒21は、第1群レンズL1と、第1群鏡筒31と、第2群レンズL2と、第2群鏡筒32と、絞りユニット33と、第3群レンズL3と、第3群鏡筒34と、プリズム35と、第4群レンズL4と、第4群鏡筒36と、を有する。また、レンズ鏡筒21は、フィルタL5と、フィルタ保持枠37と、センサユニット38と、センサホルダ39と、を有する。
Next, the configuration of the lens barrel 21 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view showing an example of the lens barrel 21.
The lens barrel 21 includes a first group lens L1, a first group barrel 31, a second group lens L2, a second group barrel 32, an aperture unit 33, a third group lens L3, and a third group lens. A group barrel 34, a prism 35, a fourth group lens L4, and a fourth group barrel 36 are provided. The lens barrel 21 includes a filter L5, a filter holding frame 37, a sensor unit 38, and a sensor holder 39.

第1群レンズL1は、被写体の光が入射するレンズである。第1群レンズL1の光軸を第1の光軸AX1とする。第1群レンズL1は、第1のレンズの一例である。第1群鏡筒31は、第1群レンズL1を保持する。第1群鏡筒31は、第1の保持部の一例である。
第2群レンズL2は、第1の光軸AX1に沿って第1の光軸AX1方向に移動して変倍動作を行う。第2群レンズL2の光軸は、第1の光軸AX1である。第2群レンズL2は、第1群レンズL1を挟んで被写体とは反対側に配置される。第2群鏡筒32は、第2群レンズL2を保持する。
絞りユニット33は、絞り羽根を駆動して絞りの開口径を変化させる。
第3群レンズL3は、第2群レンズL2を挟んで第1群レンズL1とは反対側に配置される。第3群レンズL3の光軸は、第1の光軸AX1である。第3群鏡筒34は、第3群レンズL3を保持する。
The first group lens L1 is a lens on which light of an object enters. The optical axis of the first group lens L1 is defined as a first optical axis AX1. The first group lens L1 is an example of a first lens. The first group lens barrel 31 holds the first group lens L1. The first group barrel 31 is an example of a first holding unit.
The second lens group L2 moves in the direction of the first optical axis AX1 along the first optical axis AX1, and performs a zooming operation. The optical axis of the second group lens L2 is the first optical axis AX1. The second group lens L2 is disposed on the opposite side of the subject with the first group lens L1 in between. The second group lens barrel 32 holds the second group lens L2.
The diaphragm unit 33 drives the diaphragm blades to change the aperture diameter of the diaphragm.
The third group lens L3 is disposed on the opposite side of the first group lens L1 with the second group lens L2 interposed therebetween. The optical axis of the third group lens L3 is the first optical axis AX1. The third group barrel 34 holds the third group lens L3.

プリズム35は、第1群レンズL1を透過した光を、図4に示す反射面35aで反射させることで、光軸を折り曲げる。プリズム35によって折り曲げられる前の光軸が第1の光軸AX1である。プリズム35によって折り曲げられた後の光軸を第2の光軸AX2とする。プリズム35は、第3群レンズL3を挟んで第2群レンズL2とは反対側に配置される。プリズム35は、光軸を90°折り曲げる。このため、第1の光軸AX1と第2の光軸AX2とのなす角度は90°となる。プリズム35は、反射部の一例である。
第4群レンズL4は、第2の光軸AX2に沿って第2の光軸AX2方向に移動して合焦動作を行う。第4群レンズL4の光軸は、第2の光軸AX2である。第4群レンズL4は、第2のレンズの一例である。第4群鏡筒36は、第4群レンズL4を保持する。
The prism 35 bends the optical axis by reflecting the light transmitted through the first lens unit L1 by the reflecting surface 35a shown in FIG. The optical axis before being bent by the prism 35 is the first optical axis AX1. The optical axis after being bent by the prism 35 is defined as a second optical axis AX2. The prism 35 is disposed on the opposite side of the second group lens L2 with the third group lens L3 interposed therebetween. The prism 35 bends the optical axis by 90 °. For this reason, the angle formed by the first optical axis AX1 and the second optical axis AX2 is 90 °. The prism 35 is an example of a reflection unit.
The fourth group lens L4 moves in the direction of the second optical axis AX2 along the second optical axis AX2, and performs a focusing operation. The optical axis of the fourth group lens L4 is the second optical axis AX2. The fourth group lens L4 is an example of a second lens. The fourth group lens barrel 36 holds the fourth group lens L4.

フィルタL5は、IRカットフィルタ(赤外線カットフィルタ)であり、第2の光軸AX2に直行する方向に移動可能であり、第2の光軸AX2に挿抜可能である。フィルタL5が光路に挿入されることで赤外光が遮光される。また、フィルタL5が光路から抜き出されることで赤外光が透過する。フィルタ保持枠37は、フィルタL5を保持する。
センサユニット38は、撮像素子(光電変換素子)を実装したプリント基板と、このプリント基板に取り付けられた金属プレートとを有する。撮像素子として、CCD(Charge−Coupled Device)イメージセンサやCMOS(相補型MOS)イメージセンサ等が使われる。センサユニット38は、第4群レンズL4を挟んでプリズム35とは反対側に配置される。フィルタL5は、第2の光軸AX2に挿入されている状態では、第4群レンズL4とセンサユニット38との間に位置する。センサユニット38は、撮像部の一例である。センサホルダ39は、センサユニット38を保持する。センサホルダ39は、第2の保持部の一例である。
The filter L5 is an IR cut filter (infrared cut filter), is movable in a direction perpendicular to the second optical axis AX2, and can be inserted into and removed from the second optical axis AX2. The infrared light is shielded by inserting the filter L5 into the optical path. Moreover, infrared light permeate | transmits because the filter L5 is extracted from an optical path. The filter holding frame 37 holds the filter L5.
The sensor unit 38 has a printed circuit board on which an image sensor (photoelectric conversion element) is mounted, and a metal plate attached to the printed circuit board. A CCD (Charge-Coupled Device) image sensor, a CMOS (complementary MOS) image sensor, or the like is used as the imaging element. The sensor unit 38 is disposed on the opposite side of the prism 35 with the fourth group lens L4 interposed therebetween. The filter L5 is positioned between the fourth group lens L4 and the sensor unit 38 in a state where the filter L5 is inserted in the second optical axis AX2. The sensor unit 38 is an example of an imaging unit. The sensor holder 39 holds the sensor unit 38. The sensor holder 39 is an example of a second holding unit.

また、レンズ鏡筒21は、固定鏡筒41と、後部鏡筒42と、各種のガイドバー43〜46と、ステッピングモータ47、48と、ガルバノメータ49と、レンズ基板50と、を有する。
固定鏡筒41は、第1群レンズL1を定められた位置に固定するために、前端(被写体側の端部)が第1群鏡筒31を固定保持し、後端が後部鏡筒42に結合されている。
第1ガイドバー43、及び、第2ガイドバー44は、固定鏡筒41と後部鏡筒42とにより両端が保持され、第2群鏡筒32を第1の光軸AX1方向に移動可能に支持する。
第3ガイドバー45、及び、第4ガイドバー46は、後部鏡筒42とセンサホルダ39とにより両端が保持され、第4群鏡筒36を第2の光軸AX2方向に移動可能に支持する。
ステッピングモータ47は、第2群鏡筒32を移動させる駆動機構の駆動源として使用され、固定鏡筒41に固定される。
ステッピングモータ48は、第4群鏡筒36を移動させる駆動機構の駆動源として使用され、後部鏡筒42に固定される。ステッピングモータ48は、第4群レンズL4を移動させる移動部の一例である。
ガルバノメータ49は、フィルタ保持枠37の駆動源として使用され、後部鏡筒42に固定される。ガルバノメータ49は、フィルタL5を移動させる移動部の一例である。
レンズ基板50は、回路が設けられており、レンズ鏡筒21を統括的に制御する制御手段としての機能を有し、後部鏡筒42に固定される。
The lens barrel 21 includes a fixed barrel 41, a rear barrel 42, various guide bars 43 to 46, stepping motors 47 and 48, a galvanometer 49, and a lens substrate 50.
In the fixed barrel 41, the front end (end on the subject side) fixes and holds the first group barrel 31 and the rear end is fixed to the rear barrel 42 in order to fix the first group lens L1 at a predetermined position. Are combined.
Both ends of the first guide bar 43 and the second guide bar 44 are held by the fixed barrel 41 and the rear barrel 42, and support the second group barrel 32 so as to be movable in the direction of the first optical axis AX1. To do.
Both ends of the third guide bar 45 and the fourth guide bar 46 are held by the rear barrel 42 and the sensor holder 39, and support the fourth group barrel 36 movably in the second optical axis AX2 direction. .
The stepping motor 47 is used as a drive source of a drive mechanism that moves the second group barrel 32 and is fixed to the fixed barrel 41.
The stepping motor 48 is used as a drive source of a drive mechanism that moves the fourth group barrel 36 and is fixed to the rear barrel 42. The stepping motor 48 is an example of a moving unit that moves the fourth group lens L4.
The galvanometer 49 is used as a drive source for the filter holding frame 37 and is fixed to the rear barrel 42. The galvanometer 49 is an example of a moving unit that moves the filter L5.
The lens substrate 50 is provided with a circuit, has a function as a control means for comprehensively controlling the lens barrel 21, and is fixed to the rear barrel 42.

次に、図4を参照して、レンズ鏡筒21について説明する。図4は、レンズ鏡筒21の一例を示す断面図である。
図4の点60を、レンズ鏡筒21がパン方向に回転するときの回転軸と、レンズ鏡筒21がチルト方向に回転するときの回転軸との交点とする。また、点60から、第1群鏡筒31の被写体側の端部までの長さをSRとする。そして、点60を中心点としSRを半径とした仮想的な球である仮想球61を考えると、図4に示すように、レンズ鏡筒21は、第1群鏡筒31の一部が仮想球61の表面に接するように、仮想球61の内部に含まれる形状となっている。第1の光軸AX1は、点60を通る。
Next, the lens barrel 21 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the lens barrel 21.
A point 60 in FIG. 4 is an intersection of a rotation axis when the lens barrel 21 rotates in the pan direction and a rotation axis when the lens barrel 21 rotates in the tilt direction. The length from the point 60 to the end of the first group barrel 31 on the subject side is defined as SR. Then, when considering a virtual sphere 61 that is a virtual sphere having the point 60 as the center point and the SR as the radius, as shown in FIG. 4, the lens barrel 21 includes a part of the first group barrel 31 that is virtual. The shape included in the phantom sphere 61 is in contact with the surface of the sphere 61. The first optical axis AX1 passes through the point 60.

また、第1の光軸AX1の方向において、仮想球61と後部鏡筒42との間の領域S1に、レンズ基板50及び図3のステッピングモータ48が配置されている。このため、レンズ基板50及びステッピングモータ48は、プリズム35を挟んで第1群レンズL1とは反対側であって仮想球61の内部に配置されている。また、第1の光軸AX1と第2の光軸AX2と仮想球61とで囲まれた領域S2に、ガルバノメータ49が配置されている。   Further, in the direction of the first optical axis AX1, the lens substrate 50 and the stepping motor 48 of FIG. 3 are arranged in a region S1 between the phantom sphere 61 and the rear barrel 42. Therefore, the lens substrate 50 and the stepping motor 48 are disposed inside the phantom sphere 61 on the opposite side of the first group lens L1 with the prism 35 interposed therebetween. In addition, a galvanometer 49 is disposed in a region S2 surrounded by the first optical axis AX1, the second optical axis AX2, and the phantom sphere 61.

次に、本実施形態のレンズ鏡筒21の光路長である第1の光路長LT1について説明する。第1の光路長LT1は、第1群レンズL1の最も被写体側のレンズ面の頂点から、第1の光軸AX1及び第2の光軸AX2を通って、センサユニット38に至るまでの光路長である。図4では、第1の光路長LT1は「X1+X2+Y」で表される。ここで、X1は、第1群レンズL1の最も被写体側のレンズ面の頂点から、第1の光軸AX1を通って、点60に至るまでの光路長である。X2は、点60から、第1の光軸AX1を通って、プリズム35の反射面35aに至るまでの光路長である。Yは、プリズム35の反射面35aから、第2の光軸AX2を通って、センサユニット38に至るまでの光路長である。本実施形態では「X2=0.4×SR」とする。   Next, the first optical path length LT1 that is the optical path length of the lens barrel 21 of the present embodiment will be described. The first optical path length LT1 is the optical path length from the apex of the lens surface closest to the subject of the first group lens L1 to the sensor unit 38 through the first optical axis AX1 and the second optical axis AX2. It is. In FIG. 4, the first optical path length LT1 is represented by “X1 + X2 + Y”. Here, X1 is the optical path length from the vertex of the lens surface closest to the subject of the first group lens L1 to the point 60 through the first optical axis AX1. X2 is an optical path length from the point 60 to the reflecting surface 35a of the prism 35 through the first optical axis AX1. Y is the optical path length from the reflecting surface 35a of the prism 35 to the sensor unit 38 through the second optical axis AX2. In this embodiment, “X2 = 0.4 × SR”.

次に、第1の光路長LT1の比較対象となる第2の光路長LT2について説明する。第2の光路長LT2は、比較例となるレンズ鏡筒21aにおける光路長である。そこで、比較例となるレンズ鏡筒21aについて、図5に示すレンズ鏡筒21aの断面図を参照して、本実施形態のレンズ鏡筒21との相違点について説明する。レンズ鏡筒21aは、プリズム35を有さず、光軸は折り曲げられない。このため、レンズ鏡筒21aの光軸は第1の光軸AX1のみである。レンズ鏡筒21aのセンサユニット38は、第1の光軸AX1上に配置される。また、レンズ鏡筒21aのセンサユニット38は、一部が仮想球61に接するように、配置される。比較例となるレンズ鏡筒21aは、本実施形態のレンズ鏡筒21と同様に、仮想球61に含まれる。このような比較例となるレンズ鏡筒21aの光路長である第2の光路長LT2は、図5に示すように、第1群レンズL1の最も被写体側のレンズ面の頂点から、第1の光軸AX1を通って、センサユニット38に至るまでの光路長である。このような第2の光路長LT2は、本実施形態のレンズ鏡筒21について、次の仮定をした場合における、第1群レンズL1から、第1の光軸AX1を通って、センサユニット38に至るまでの光路長である。すなわち、プリズム35が存在しないと仮定し、更に、仮想球61の内部であって第1の光軸AX1上にセンサユニット38が配置されたと仮定した場合における第1群レンズL1から、第1の光軸AX1を通って、センサユニット38に至るまでの光路長である。   Next, the second optical path length LT2 to be compared with the first optical path length LT1 will be described. The second optical path length LT2 is an optical path length in the lens barrel 21a as a comparative example. Therefore, a difference between the lens barrel 21a as a comparative example and the lens barrel 21 of the present embodiment will be described with reference to a cross-sectional view of the lens barrel 21a shown in FIG. The lens barrel 21a does not have the prism 35 and the optical axis is not bent. For this reason, the optical axis of the lens barrel 21a is only the first optical axis AX1. The sensor unit 38 of the lens barrel 21a is disposed on the first optical axis AX1. Further, the sensor unit 38 of the lens barrel 21 a is arranged so that a part thereof is in contact with the phantom sphere 61. The lens barrel 21a as a comparative example is included in the phantom sphere 61, like the lens barrel 21 of the present embodiment. As shown in FIG. 5, the second optical path length LT2, which is the optical path length of the lens barrel 21a as a comparative example, is the first from the apex of the lens surface closest to the subject side of the first group lens L1. This is the optical path length from the optical axis AX1 to the sensor unit 38. Such a second optical path length LT2 is applied to the sensor unit 38 from the first lens group L1 through the first optical axis AX1 when the following assumption is made for the lens barrel 21 of the present embodiment. It is the optical path length. That is, it is assumed that the prism 35 does not exist, and further, from the first group lens L1 in the case where it is assumed that the sensor unit 38 is disposed inside the phantom sphere 61 and on the first optical axis AX1, This is the optical path length from the optical axis AX1 to the sensor unit 38.

第1の光路長LT1と第2の光路長LT2とを比べると、「LT1/LT2=1.12」となる。したがって、本実施形態のレンズ鏡筒21は、比較例となるレンズ鏡筒21aと比べて、光路長を12%長くすることができている。光路長を長くすることにより、ズームの高倍率化や撮像素子の大型化といった撮影レンズの高性能化を達成することができる。   When the first optical path length LT1 and the second optical path length LT2 are compared, “LT1 / LT2 = 1.12” is obtained. Therefore, the lens barrel 21 of the present embodiment can increase the optical path length by 12% compared to the lens barrel 21a as a comparative example. By increasing the optical path length, it is possible to achieve higher performance of the photographing lens such as higher zoom magnification and larger imaging element.

以上説明したように、撮像装置10は、レンズ鏡筒21と、レンズ鏡筒21を回転させるチルトユニット24、及び、パンユニット25を有する。レンズ鏡筒21は、第1群レンズL1を透過した光を反射させることで光軸を折り曲げるプリズム35と、折り曲げられた光軸上に配置された撮像素子を有するセンサユニット38とを有する。よって、プリズム35を有さない場合と比べて、レンズ鏡筒21を大型化することなく、どの方向を撮像する場合であっても光路長を長くすることができる。また、撮像装置10は、特許文献1の撮像装置のような複雑な機構を持つことなく光路長を長くすることができる。したがって、レンズの光学性能を確保し、撮像装置の大型化を抑制することができる。そして、簡易な構成で、ドーム11の筺体を大型化することなくレンズを高性能化することを可能にした撮像装置10を提供することができる。また、レンズ鏡筒21は、仮想球61に含まれるように、レンズ鏡筒21を構成する各部材が配置される。したがって、レンズ鏡筒21の大型化を抑制できる。   As described above, the imaging apparatus 10 includes the lens barrel 21, the tilt unit 24 that rotates the lens barrel 21, and the pan unit 25. The lens barrel 21 includes a prism 35 that bends the optical axis by reflecting the light that has passed through the first lens group L1, and a sensor unit 38 that includes an imaging device disposed on the folded optical axis. Therefore, compared with the case where the prism 35 is not provided, the optical path length can be increased regardless of the direction of imaging without increasing the size of the lens barrel 21. Further, the imaging apparatus 10 can increase the optical path length without having a complicated mechanism like the imaging apparatus of Patent Document 1. Therefore, the optical performance of the lens can be ensured, and the increase in size of the imaging device can be suppressed. And the imaging device 10 which enabled it to make a lens high-performance with a simple structure, without enlarging the housing of the dome 11 can be provided. Further, the lens barrel 21 is provided with the members constituting the lens barrel 21 so as to be included in the phantom sphere 61. Therefore, the enlargement of the lens barrel 21 can be suppressed.

(その他の実施形態)
上記の実施形態では、仮想球61の半径SRは、点60から、第1群鏡筒31の被写体側の端部までの長さである。そして、レンズ鏡筒21は、第1群鏡筒31の一部が仮想球61の表面に接するように、仮想球61の内部に含まれる形状となっている。
しかし、仮想球61の半径SRは、点60から、第1群レンズL1の一部までの長さでもよい。第1群レンズL1の一部は、例えば、第1群レンズL1の最も被写体側のレンズ面の頂点である。また、仮想球61の半径SRは、点60から、センサユニット38の一部までの長さでもよい。また、仮想球61の半径SRは、点60から、センサホルダ39の一部までの長さでもよい。いずれの場合であっても、レンズ鏡筒21は、レンズ鏡筒21の一部が仮想球61の表面に接するように、仮想球61の内部に含まれる形状となっている。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the radius SR of the phantom sphere 61 is the length from the point 60 to the end of the first group barrel 31 on the subject side. The lens barrel 21 has a shape included in the phantom sphere 61 such that a part of the first group barrel 31 is in contact with the surface of the phantom sphere 61.
However, the radius SR of the phantom sphere 61 may be a length from the point 60 to a part of the first group lens L1. A part of the first group lens L1 is, for example, the apex of the lens surface closest to the subject of the first group lens L1. Further, the radius SR of the phantom sphere 61 may be a length from the point 60 to a part of the sensor unit 38. The radius SR of the phantom sphere 61 may be a length from the point 60 to a part of the sensor holder 39. In any case, the lens barrel 21 has a shape included in the phantom sphere 61 such that a part of the lens barrel 21 is in contact with the surface of the phantom sphere 61.

ここで、本実施形態の変形例となるレンズ鏡筒21bの光路長である第1の光路長LT1について説明する。レンズ鏡筒21bは、図6(a)のレンズ鏡筒21bの断面図に示すように、第1群レンズL1、及び、センサユニット38が仮想球61の表面に接している。ここでの仮想球61の半径SRは、点60から、第1群レンズL1の最も被写体側のレンズ面の頂点までの長さである。また、レンズ鏡筒21bのセンサユニット38の辺の長さWを「0.3×SR」とする。また、レンズ鏡筒21bでは、光軸が90°折り曲げられる。このため、第1の光軸AX1と第2の光軸AX2とのなす角度は90°となる。
レンズ鏡筒21bの第1の光路長LT1は、上記の実施形態の第1の光路長LT1と同様に、第1群レンズL1の最も被写体側のレンズ面の頂点から、第1の光軸AX1及び第2の光軸AX2を通って、センサユニット38に至るまでの光路長である。図6(a)では、レンズ鏡筒21bの第1の光路長LT1は、上記の実施形態と同様に、「X1+X2+Y」で表される。
Here, the first optical path length LT1 that is the optical path length of the lens barrel 21b as a modification of the present embodiment will be described. In the lens barrel 21b, the first lens group L1 and the sensor unit 38 are in contact with the surface of the phantom sphere 61, as shown in the sectional view of the lens barrel 21b in FIG. The radius SR of the phantom sphere 61 here is the length from the point 60 to the vertex of the lens surface closest to the subject of the first group lens L1. Further, the length W of the side of the sensor unit 38 of the lens barrel 21b is set to “0.3 × SR”. In the lens barrel 21b, the optical axis is bent 90 °. For this reason, the angle formed by the first optical axis AX1 and the second optical axis AX2 is 90 °.
The first optical path length LT1 of the lens barrel 21b is the first optical axis AX1 from the apex of the lens surface closest to the subject of the first group lens L1, similarly to the first optical path length LT1 of the above-described embodiment. And the optical path length from the second optical axis AX2 to the sensor unit 38. In FIG. 6A, the first optical path length LT1 of the lens barrel 21b is represented by “X1 + X2 + Y” as in the above embodiment.

次に、レンズ鏡筒21bの第1の光路長LT1の比較対象となる第2の光路長LT2について説明する。この第2の光路長LT2は、比較例となるレンズ鏡筒21cにおける光路長である。比較例となるレンズ鏡筒21cは、図6(b)のレンズ鏡筒21cの断面図に示すように、プリズム35を有さず、光軸は折り曲げられない。このため、レンズ鏡筒21cの光軸は第1の光軸AX1のみである。レンズ鏡筒21cのセンサユニット38は、第1の光軸AX1上に配置される。また、レンズ鏡筒21aのセンサユニット38は、一部が仮想球61に接するように配置される。比較例となるレンズ鏡筒21cは、レンズ鏡筒21bと同様に、仮想球61に含まれる。このような比較例となるレンズ鏡筒21cの光路長である第2の光路長LT2は、図6(b)に示すように、第1群レンズL1の最も被写体側のレンズ面の頂点から、第1の光軸AX1を通って、センサユニット38に至るまでの光路長である。   Next, the second optical path length LT2 to be compared with the first optical path length LT1 of the lens barrel 21b will be described. The second optical path length LT2 is an optical path length in the lens barrel 21c as a comparative example. As shown in the sectional view of the lens barrel 21c in FIG. 6B, the lens barrel 21c as a comparative example does not have the prism 35 and the optical axis is not bent. For this reason, the optical axis of the lens barrel 21c is only the first optical axis AX1. The sensor unit 38 of the lens barrel 21c is disposed on the first optical axis AX1. Further, the sensor unit 38 of the lens barrel 21 a is arranged so that a part thereof is in contact with the phantom sphere 61. The lens barrel 21c as a comparative example is included in the phantom sphere 61 in the same manner as the lens barrel 21b. The second optical path length LT2, which is the optical path length of the lens barrel 21c as such a comparative example, is as shown in FIG. 6B from the apex of the lens surface closest to the subject side of the first group lens L1. This is the optical path length from the first optical axis AX1 to the sensor unit 38.

次に、レンズ鏡筒21bの第1の光路長LT1と、比較例となるレンズ鏡筒21cの第2の光路長LT2との関係について、図6(c)の光路長比グラフを参照して説明する。光路長比グラフの横軸は、レンズ鏡筒21bにおいて点60から光軸が折れ曲がるまでの光路長を表す屈曲位置であり、「X2/SR」で表される値である。光路長比グラフの縦軸は、光路長比であり、「LT1/LT2」で表される値である。図6(c)の光路長比グラフでは、屈曲位置である「X2/SR」が約5.7のときに光路長比が最大になる。
このように、屈曲位置を適切に定めることで、ドーム11の筺体を大型化することなくレンズの光路長を長くすることができ、レンズを高性能化することを可能にした撮像装置10を提供することができる。
Next, regarding the relationship between the first optical path length LT1 of the lens barrel 21b and the second optical path length LT2 of the lens barrel 21c as a comparative example, refer to the optical path length ratio graph of FIG. explain. The horizontal axis of the optical path length ratio graph is the bending position representing the optical path length from the point 60 to the time when the optical axis is bent in the lens barrel 21b, and is a value represented by “X2 / SR”. The vertical axis of the optical path length ratio graph is the optical path length ratio, which is a value represented by “LT1 / LT2”. In the optical path length ratio graph of FIG. 6C, the optical path length ratio becomes maximum when “X2 / SR” as the bending position is about 5.7.
Thus, by appropriately determining the bending position, it is possible to lengthen the optical path length of the lens without increasing the size of the housing of the dome 11, and to provide the imaging device 10 capable of improving the performance of the lens. can do.

上記の実施形態では、プリズム35は、光軸を90°折り曲げるが、プリズム35が折り曲げる光軸の角度は90°以外であってもよい。また、プリズム35の代わりに、光を反射させるミラー等の部材を用いてもよい。
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
In the above embodiment, the prism 35 bends the optical axis by 90 °. However, the angle of the optical axis by which the prism 35 bends may be other than 90 °. Further, instead of the prism 35, a member such as a mirror that reflects light may be used.
Although the present invention has been described together with the embodiments, the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is interpreted in a limited manner by these. It must not be. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

以上、上述した実施形態によれば、レンズの光学性能を確保し、撮像装置の大型化を抑制することができる。   As mentioned above, according to embodiment mentioned above, the optical performance of a lens can be secured and the enlargement of an imaging device can be controlled.

10 撮像装置
21 レンズ鏡筒
35 プリズム
38 センサユニット
AX1 第1の光軸
AX2 第2の光軸
L1 第1群レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Imaging device 21 Lens barrel 35 Prism 38 Sensor unit AX1 1st optical axis AX2 2nd optical axis L1 1st group lens

Claims (12)

被写体の光が入射する第1のレンズと、前記第1のレンズを透過した光を反射させることで光軸を折り曲げる反射部と、前記反射部で折り曲げられた光軸上に配置された撮像素子を有する撮像部と、を有するレンズユニットと、
前記レンズユニットを回転させる駆動部と、
を有する撮像装置。
A first lens on which light of an object is incident; a reflecting portion that bends the optical axis by reflecting the light that has passed through the first lens; and an imaging device that is disposed on the optical axis that is bent by the reflecting portion An imaging unit having: a lens unit having:
A drive unit for rotating the lens unit;
An imaging apparatus having
前記レンズユニットは、前記レンズユニットの回転軸にある点を中心点とした仮想的な球に含まれる形状であり、
前記仮想的な球の半径は、前記中心点から、前記第1のレンズ、前記第1のレンズを保持する第1の保持部、前記撮像部、及び、前記撮像部を保持する第2の保持部の何れかの一部までの長さである請求項1記載の撮像装置。
The lens unit is a shape included in a virtual sphere centered on a point on the rotation axis of the lens unit,
The radius of the virtual sphere is determined from the center point by the first lens, the first holding unit that holds the first lens, the imaging unit, and the second holding that holds the imaging unit. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging device has a length up to a part of any of the sections.
前記中心点は、前記第1のレンズと前記反射部との間の領域における前記第1のレンズの光軸上に位置する請求項2記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 2, wherein the center point is located on an optical axis of the first lens in a region between the first lens and the reflecting unit. 前記第1のレンズから、前記反射部で折り曲げられる光軸を通って前記撮像部に至るまでの第1の光路長は、前記反射部が存在しないと仮定し、更に、前記仮想的な球の内部であって前記第1のレンズの光軸上に前記撮像部が配置されたと仮定した場合における前記第1のレンズから前記撮像部に至るまでの第2の光路長より長い請求項2又は3記載の撮像装置。   The first optical path length from the first lens to the imaging unit through the optical axis bent by the reflecting unit is assumed that the reflecting unit does not exist, and further, the virtual sphere 4 or 3, which is longer than a second optical path length from the first lens to the imaging unit when it is assumed that the imaging unit is disposed on the optical axis of the first lens. The imaging device described. 前記中心点は、前記レンズユニットがパン方向に回転するときの回転軸と、前記レンズユニットがチルト方向に回転するときの回転軸と、の交点である請求項2乃至4何れか1項記載の撮像装置。   5. The center point according to claim 2, wherein the center point is an intersection of a rotation axis when the lens unit rotates in the pan direction and a rotation axis when the lens unit rotates in the tilt direction. Imaging device. 前記レンズユニットは、前記仮想的な球の内部に、前記反射部で折り曲げられた後の光軸に沿って移動可能、又は、前記反射部で折り曲げられた後の光軸に挿抜可能な部材を更に有する請求項2乃至5何れか1項記載の撮像装置。   The lens unit includes a member that is movable along the optical axis after being bent at the reflecting portion or inserted into and removed from the optical axis after being bent at the reflecting portion. The imaging apparatus according to claim 2, further comprising: 前記部材は、第2のレンズ、又は、フィルタである請求項6記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 6, wherein the member is a second lens or a filter. 前記レンズユニットは、前記反射部を挟んで前記第1のレンズとは反対側であって前記仮想的な球の内部に、前記部材を移動させる移動部を更に有する請求項6又は7記載の撮像装置。   8. The imaging according to claim 6, wherein the lens unit further includes a moving unit that moves the member inside the virtual sphere on the opposite side of the first lens with the reflecting unit interposed therebetween. apparatus. 前記レンズユニットは、前記反射部で折り曲げられる前の光軸と前記反射部で折り曲げられた後の光軸との間の領域に、前記部材を移動させる移動部を更に有する請求項6又は7記載の撮像装置。   The said lens unit further has a moving part which moves the said member to the area | region between the optical axis before being bent by the said reflection part, and the optical axis after being bent by the said reflection part. Imaging device. 前記レンズユニットは、前記反射部を挟んで前記第1のレンズとは反対側であって前記仮想的な球の内部に、回路が設けられた基板を更に有する請求項2乃至9何れか1項記載の撮像装置。   10. The lens unit according to claim 2, further comprising a substrate on which a circuit is provided inside the virtual sphere on the side opposite to the first lens with the reflecting portion interposed therebetween. The imaging device described. 前記レンズユニットを覆う半球状のカバーを更に有する請求項1乃至10何れか1項記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a hemispherical cover that covers the lens unit. 前記駆動部は、前記レンズユニットを、パン方向、及び、チルト方向に回転させる請求項1乃至11何れか1項記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the driving unit rotates the lens unit in a pan direction and a tilt direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2025087682A (en) * 2020-02-13 2025-06-10 浜松ホトニクス株式会社 Imaging unit and measuring device

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