(57)【要約】【課題】より広い画角を有し、好ましい画像を得ることができるカメラ装置を提供すること。【解決手段】カメラ装置Ａ１は、読取対象Ｂからの光を受光する受光手段１と、読取対象Ｂから受光手段１に至る光路Ｌ１上に配置されており、読取対象Ｂからの光を受光手段１に結像する結像手段２と、読取対象Ｂから結像手段２に至る光路Ｌ１上に配置されており、読取対象Ｂから入射してくる光を結像手段２に向けて出射する光学手段３と、を備えており、光学手段３は、光路Ｌ１が延びる方向と交差し、かつ、互いに直交する第１および第２の方向ｘ，ｙのうち、第１の方向ｘにおいて、入射してきた光をより収束させて出射するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取対象からの光を受光する受光手段と、
上記読取対象から上記受光手段に至る光路上に配置されており、上記読取対象からの光を上記受光手段に結像する結像手段と、
を備えたカメラ装置であって、
上記読取対象から上記結像手段に至る光路上に配置されており、上記読取対象から入射してくる光を上記結像手段に向けて出射する光学手段を備えており、
上記光学手段は、上記光路が延びる方向と交差し、かつ、互いに直交する第１および第２の方向のうち、上記第１の方向において、入射してきた光をより収束させて出射するように構成されていることを特徴とする、カメラ装置。
【請求項２】
上記光学手段は、上記第１の方向における中央が凹むシリンドリカル凹レンズである、請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項３】
上記シリンドリカル凹レンズと上記結像手段との間に、上記第１の方向において中央ほど厚く形成された補正用レンズが設置されている、請求項２に記載のカメラ装置。
【請求項４】
上記光学手段は、上記第１の方向における中央部分が、上記光路が延びる方向において上記結像手段に近づくように突き出す凸面鏡であり、上記凸面鏡の曲率が、上記第１の方向において上記光路から遠ざかるにつれて徐々に小さくなっている、請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項５】
上記第２の方向において、上記結像手段が上記凸面鏡と重ならない位置に設置されている、請求項４に記載のカメラ装置。
【請求項６】
上記凸面鏡の曲率が、上記第２の方向において上記結像手段に近いほど大きくなっている、請求項５に記載のカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラや車載カメラとして利用可能な画角の広いカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来のカメラ装置の一例を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたカメラ装置Ｘは、広角レンズ９１と、撮像手段９２と、カメラ信号処理回路９３とを備えている。撮像手段９２は、複数の光電変換素子を、広角レンズ９１の歪特性に応じて歪曲した升目ごとに配置して形成されている。このような撮像手段９２を用いることにより、カメラ装置Ｘでは、歪補正処理の簡略化が図られている。
【０００３】
しかしながら、このような撮像手段９２は、通常の非広角カメラで用いられるエリアセンサとの互換性を欠き、新たな生産設備を用意する必要があり、製造コストの増大が懸念されている。さらに、広角レンズ９１は、製品ごとに歪特性の差異が生じることがあり、そのような場合、撮像手段９２の複数の光電変換素子の配置を修正するのは困難であった。また、カメラ装置Ｘでは、全方位広角化しており、解像度劣化の度合いが大きくなっている問題もあった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１７０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より広い画角を有し、好ましい画像を得ることができるカメラ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供されるカメラ装置は、読取対象からの光を受光する受光手段と、上記読取対象から上記受光手段に至る光路上に配置されており、上記読取対象からの光を上記受光手段に結像する結像手段と、を備えたカメラ装置であって、上記読取対象から上記結像手段に至る光路上に配置されており、上記読取対象から入射してくる光を上記結像手段に向けて出射する光学手段を備えており、上記光学手段は、上記光路が延びる方向と交差し、かつ、互いに直交する第１および第２の方向のうち、上記第１の方向において、入射してきた光をより収束させて出射するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、上記第１の方向における画角をより広くすることができる。さらに、上記第２の方向において解像度劣化の度合いが比較的小さくなるためより好ましい画像を得ることができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記光学手段は、上記第１の方向における中央が凹むシリンドリカル凹レンズである。このような構成によれば、比較的容易に上記第１の方向における画角をより広くすることができる。さらに、上記第２の方向においては解像度の劣化が生じにくく、好ましい画像を得ることができる。
【０００９】
より好ましくは、上記シリンドリカル凹レンズと上記結像手段との間に、上記第１の方向において中央ほど厚く形成された補正用レンズが設置されている。このような構成によれば、上記シリンドリカル凹レンズの厚みの差による解像度劣化を好ましく補正することができる。従って、上記カメラ装置は、より好ましい画像を得ることができる。なお、上記補正用レンズは、たとえばアナモルフィックレンズが好ましい。
【００１０】
本発明の別の好ましい実施の形態においては、上記光学手段は、上記第１の方向における中央部分が、上記光路が延びる方向において上記結像手段に近づくように突き出す凸面鏡であり、上記凸面鏡の曲率が、上記第１の方向において上記光路から遠ざかるにつれて徐々に小さくなっている。このような構成によれば、上記凸面鏡による反射により、上記第１の方向における画角をより広くすることができる。さらに、上記凸面鏡の曲率は上記第1の方向の端部ほど小さくなっているため、上記凸面鏡の反射による像の上記第１の方向尺度はより均一化されている。このため上記カメラ装置は、より広い画角を有し、歪みの小さな好ましい画像を得ることができる。
【００１１】
より好ましくは、上記第２の方向において、上記結像手段が上記凸面鏡と重ならない位置に設置されている。このような構成によれば、上記結像手段が上記凸面鏡に映り、得られる画像に上記結像手段が写り込むのを避けることができる。従って、このカメラ装置はより好ましい画像を得ることができる。
【００１２】
さらにより好ましくは、上記凸面鏡の曲率が、上記第２の方向において上記結像手段に近いほど大きくなっている。このような構成によれば、上記結像手段が上記第２の方向において上記凸面鏡と重ならない位置にあることにより生ずる上記第２の方向における尺度の不均一を解消することができる。従って、このカメラ装置はより好ましい画像を得ることができる。
【００１３】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１および図２は、本発明に係るカメラ装置の第１実施形態を示す互いに異なる方向の断面図である。図１では互いに直交するｘ方向およびｚ方向を示しており、図２は、ｘ方向に対して直交するｙ方向およびｚ方向を示している。図１および図２に示すカメラ装置Ａ１は、受光手段１、結像手段２、光学手段３、補正用レンズ４、レンズホルダ５、ケース６、および、基板７を備えている。図１および図２には、読取対象Ｂからの光がｚ方向に平行な光軸Ｌ１に沿って進行する様子を示している。受光手段１、結像手段２、光学手段３および補正用レンズ４は、光軸Ｌ１上に配置されている。
【００１５】
受光手段１は、ｘ，ｙ方向に沿って碁盤目状に規則正しく配置された複数の光電変換素子によって構成されている。この受光手段１では、ｙ方向に沿って並ぶ光電変換素子の数よりもｘ方向に沿って並ぶ光電変換素子の数の方が多くなっている。
【００１６】
結像手段２は、たとえば、入射角が２５°以内の光に対して歪みの小さい好ましい像を形成なレンズであり、レンズホルダ５に保持されている。この結像手段２は、光学手段３および補正用レンズ４を経た読取対象Ｂからの光を受光手段１に結像させる。
【００１７】
光学手段３は、ｘ方向における中央が凹むように形成されたシリンドリカル凹レンズである。この光学手段３に入射した光は、ｘ方向にのみ収束されて出射される。このため、図１に示すように、ｘ方向においてより広い範囲からの光を、結像手段２に入射角が２５°以内で入射させることが可能となっている。
【００１８】
補正用レンズ４は、光学手段３と結像手段２との間に設置されており、ｘ方向において中央ほど厚く形成されている。この補正用レンズ４は、たとえばアナモルフィックレンズである。
【００１９】
ケース６は、箱状であり、ｚ方向において読取対象Ｂ寄りの端部にレンズホルダ５が連結されており、反対側の端部に基板７を保持している。基板７には、受光手段１および受光手段１からの信号を処理するための信号処理手段（図示略）が搭載されている。
【００２０】
次に、このようなカメラ装置Ａ１の作用について説明する。
【００２１】
本実施形態によれば、光学手段３によってｘ方向においてより広い範囲から光を集めることができるため、広角レンズを用いることなく、ｘ方向における画角を広げることが可能となる。さらに、広角レンズを用いていないため、得られる画像に歪が生じにくくなっている。このようなカメラ装置Ａ１は、たとえば歩道を歩く人々を広範囲に撮影する監視カメラに用いるのに適している。
【００２２】
さらに、本実施形態では、ｚ方向視において中央が凹む光学手段３と重なるように中央が厚く形成された補正用レンズ４が設置されているため、レンズの厚みの差による解像度劣化が抑制される。このため、カメラ装置Ａ１は、より好ましい画像を得ることができる。
【００２３】
図３〜図７は、本発明にかかるカメラ装置の第２実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。図３に示すカメラ装置Ａ２では、開口部８ａを有する外ケース８内に、光学手段３、レンズホルダ５およびケース６が収容されている。このカメラ装置Ａ２における光学手段３は、図４〜図７に示す凸面鏡である。また、カメラ装置Ａ２では、レンズホルダ５およびケース６のｙ方向における位置は、光学手段３のｙ方向における位置からずらされている。
【００２４】
このカメラ装置Ａ２においては、光軸Ｌ１に沿って光学手段３に入射した光は、光学手段３に反射され光軸Ｌ２に沿ってレンズホルダ５に保持された結像手段２（図示略）に入射している。なお、光軸Ｌ１，Ｌ２は、ｘ方向において光学手段３の中央と交差している。
【００２５】
光学手段３は、図４に示すようにｘｙ平面視において台形状に形成されている。なお、ｙ方向においてレンズホルダ５およびケース６に近いほど光学手段３のｘ方向長さは短くなっている。さらに、光学手段３は、図３に示すように、ｘ方向中央におけるｚ方向厚みがｙ方向の全長に渡って一定となるように形成されている。このため、図５〜図７に示すように、光学手段３の曲率は、ｙ方向においてレンズホルダ５およびケース６に近いほど大きくなっている。またさらに、光学手段３は、ｘ方向において、中央から遠ざかるほどその曲率が小さくなるように形成されている。
【００２６】
このようなカメラ装置Ａ２では、光学手段３の凸面に映った像を結像手段２（図示略）により受光手段１（図示略）に結像させる構成となっている。このため、カメラ装置Ａ１と同様に、広角レンズを用いずに、ｘ方向における画角を広げることが可能となっている。さらに、広角レンズを用いていないため、カメラ装置Ａ２で得られる画像には歪が生じにくくなっている。
【００２７】
さらに本実施形態によれば、光学手段３の凸面は、ｘ方向において、中央から遠ざかるほどその曲率が小さくなるように形成されているため、ｘ方向における尺度が均一化されやすくなっている。このため、より好ましい画像を得ることができる。
【００２８】
またさらに本実施形態によれば、レンズホルダ５およびケース６のｙ方向における位置は光学手段３のｙ方向における位置とずれているため、得られる画像にレンズホルダ５およびケース６が写り込むことはない。さらに、光学手段３の曲率は、ｙ方向においてレンズホルダ５およびケース６に近いほど大きくなっているため、レンズホルダ５およびケース６と光学手段３とのｙ方向におけるずれにより生じる寸法のずれを修正することができる。従って、カメラ装置Ａ２は、歪がなく、ｘ，ｙ方向における尺度も一定な好ましい画像を得ることができる。
【００２９】
さらに、カメラ装置Ａ２では、光学手段３の曲率を大きくすることにより、１８０°以上の画角を実現することも可能である。
【００３０】
さらに、カメラ装置Ａ２では、鏡面反射による広角化を図っており、波長依存性がないため、レンズによる広角化の場合に生じるような色収差が生じない。従って、より好ましい画像を得ることができる。
【００３１】
図８および図９は、本発明にかかるカメラ装置の第３実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。図８および図９に示すカメラ装置Ａ３における光学手段３は、ｘ，ｙ方向に対して４５°傾斜する斜面３１ａを有する三角柱３１と、斜面３１ａに設けられた凸面鏡３２とを備えている。このカメラ装置Ａ３では、ｚ方向に沿って延びる光軸Ｌ１に沿って凸面鏡３２に入射した光は、ｙ方向に沿って延びる光軸Ｌ２に沿って反射されて下方のレンズホルダ５に保持された結像レンズ２に入射する。
【００３２】
図８に示すように、凸面鏡３２は、ｙ方向において下方ほどｘ方向に短くなるように形成されている。さらに、図９に示すように、凸面鏡３２のｘ方向中央の斜面３１ａと直交する方向における厚みは、斜面３１ａと平行な方向に沿って一定となっている。このため凸面鏡３２の曲率は、ｙ方向における下方ほど大きくなっている。またさらに、凸面鏡３２は、ｘ方向において、中央から遠ざかるほどその曲率が小さくなるように形成されている。
【００３３】
このようなカメラ装置Ａ３では、凸面鏡３２に映った像を結像手段２により受光手段１に結像させる構成となっている。このため、カメラ装置Ａ１およびＡ２と同様に、広角レンズを用いずに、ｘ方向における画角を広げることが可能となっている。さらに、広角レンズを用いていないため、カメラ装置Ａ３で得られる画像には歪が生じにくくなっている。
【００３４】
さらに本実施形態によれば、凸面鏡３２は、ｘ方向において、中央から遠ざかるほどその曲率が小さくなるように形成されているため、ｘ方向における尺度が均一化されやすくなっている。このため、より好ましい画像を得ることができる。
【００３５】
またさらに本実施形態によれば、レンズホルダ５およびケース６はｙ方向において凸面鏡３２の下方に設置されているため、得られる画像にレンズホルダ５およびケース６が写り込むことはない。さらに、凸面鏡３２の曲率は、ｙ方向における下方ほど大きくなっているため、凸面鏡３２が上方ほど結像手段２から遠ざかる形状であることにより生じる寸法のずれを修正することができる。従って、カメラ装置Ａ３は、歪がなく、ｘ，ｙ方向における尺度も一定な好ましい画像を得ることができる。
【００３６】
さらに、カメラ装置Ａ３では、凸面鏡３２の曲率を大きくすることにより、１８０°以上の画角を実現することも可能である。
【００３７】
さらに、カメラ装置Ａ３では、カメラ装置Ａ２と同様に、鏡面反射による広角化を図っており、波長依存性がないため、レンズによる広角化の場合に生じるような色収差が生じない。従って、より好ましい画像を得ることができる
【００３８】
本発明に係るカメラ装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るカメラ装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、上記第１実施形態においては、光学手段３としてシリンドリカル凹レンズのかわりにフレネルレンズを用いてもよい。この場合、補正用レンズ４を省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかるカメラ装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すカメラ装置の別方向からの断面図である。
【図３】本発明にかかるカメラ装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図４】図３に示すカメラ装置における光学手段を示す平面図である。
【図５】図４のV-V線に沿う断面における光の反射を示す図である。
【図６】図４のVI-VI線に沿う断面における光の反射を示す図である。
【図７】図４のVII-VII線に沿う断面における光の反射を示す図である。
【図８】本発明にかかるカメラ装置の第３実施形態を示す要部平面図である。
【図９】図８のIX-IX線に沿う断面図である。
【図１０】従来のカメラ装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ１，Ａ２，Ａ３    カメラ装置
Ｂ                  読取対象物
Ｌ１，Ｌ２          光軸
ｘ，ｙ，ｚ          方向
１                  受光手段
２                  結像手段
３                  光学手段
４                  補正用レンズ
５                  レンズホルダ
６                  ケース
７                  基板
８                  外ケース
８ａ                開口部
３１                三角柱
３１ａ              斜面
３２                凸面鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010128435.tif 000008
【図７】
2010128435.tif 000009
【図８】
2010128435.tif 000010
【図９】
2010128435.tif 000011
【図１０】
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