(57)【要約】    【課題】  装置の小型化を図ることができるとともに、十分なチルト角を確保することができる撮像装置を提供する。    【解決手段】  撮影光学系には、光軸Ａを有し、光軸Ａに沿って入射する光を光軸Ａと直交する光軸Ｂ方向へ向けて反射する第１のプリズム１が設けられている。第１のプリズム１により反射された光は、光軸Ｂと同軸上に配置されている第２のプリズム２へ入射する。第２のプリズム２は、入射する光を、光軸Ｂと直交しかつ撮影レンズ系３の光軸と同軸上にある光軸Ｃ方向へ向けて反射する。第１のプリズム１は、光軸Ｂの周りに回転されるように構成されている。【選択図】      図１
2006350252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズ系を備える撮像装置であって、
第１の光軸を有し、該第１の光軸に沿って入射する光を該第１の光軸と異なる第２の光軸方向へ屈曲させる第１の光学部材と、
前記第２の光軸上に配置され、前記第１の光学部材により屈曲されて前記第２の光軸に沿って入射する光を、前記第２の光軸と異なる第３の光軸方向へ向けて反射する第２の光学部材と、
前記第１の光学部材を前記第２の光軸の周りに回転させる回転機構と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の光学部材を保持する地板を備え、
前記第１の光学部材は、前記地板に前記第２の光軸の周りに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１および第２の光学部材のうち、少なくとも１つは、光学プリズムから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１および第２の光学部材のうち、少なくとも１つは、光学反射ミラーから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影レンズ系を備える撮像装置に組み込まれるチルト装置であって、
第１の光軸を有し、該第１の光軸に沿って入射する光を該第１の光軸と異なる第２の光軸方向へ屈曲させる第１の光学部材と、
前記第２の光軸と同軸上に配置され、前記第１の光学部材により屈曲されて前記第２の光軸に沿って入射する光を、前記第２の光軸と異なる第３の光軸方向へ向けて反射する第２の光学部材と、
前記第１の光学部材を前記第２の光軸の周りに回転させる回転機構と
を備えることを特徴とするチルト装置。
【請求項６】
前記第２の光学部材を保持する地板を備え、
前記第１の光学部材は、前記地板に前記第２の光軸の周りに回転可能に支持されていることを特徴とする請求項５に記載のチルト装置。
【請求項７】
前記第１および第２の光学部材のうち、少なくとも１つは、光学プリズムから構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のチルト装置。
【請求項８】
前記第１および第２の光学部材のうち、少なくとも１つは、光学反射ミラーから構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のチルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写界領域をチルト方向へ変えるチルト動作が可能な撮像装置およびそれに組み込まれるチルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体をパン、チルト方向に自動追従し、または手振れを検出して被写体を自動追従する被写体自動追従装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。この被写体自動追従装置は、レンズ群を保持したレンズ鏡筒およびレンズ群を通して被写体像を結像する撮像素子が一体に組み込まれたレンズ鏡筒組立体と、被写体側に向けられたミラーの反射面を上記レンズ群の前方で傾けながらミラーの反射面の傾斜角を可変するミラー回動手段とを備える。この被写体自動追従装置においては、上記ミラーの反射面の傾斜角を可変することにより、被写体像が上記ミラーの反射面を介してレンズ群側に方向変換され、且つ、上記ミラーと一体にレンズ鏡筒組立体がレンズ鏡筒の光軸を中心に回動または回転される。
【特許文献１】特開平７−１０４３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した被写体自動追従装置の構成は、チルト動作を行うためのミラーがレンズ鏡筒組立体のレンズ群前方に傾けて設けられているので、装置の大型化を招くことになる。また、水平方向に対して上または下方向へ大きなチルト角でチルト動作を行う場合、すなわちミラーの反射面を大きな角度で傾ける場合、被写界がレンズ鏡筒組立体により遮られる恐れがあるので、十分なチルト角を確保することは難しく、チルト動作の可能範囲が制限される。
【０００４】
本発明の目的は、装置の小型化を図ることができるとともに、十分なチルト角を確保することができる撮像装置およびチルト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するため、撮影レンズ系を備える撮像装置であって、第１の光軸を有し、該第１の光軸に沿って入射する光を該第１の光軸と異なる第２の光軸方向へ屈曲させる第１の光学部材と、前記第２の光軸上に配置され、前記第１の光学部材により屈曲されて前記第２の光軸に沿って入射する光を、前記第２の光軸と異なる第３の光軸方向へ向けて反射する第２の光学部材と、前記第１の光学部材を前記第２の光軸の周りに回転させる回転機構とを備えることを特徴とする撮像装置を提供する。
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、撮影レンズ系を備える撮像装置に組み込まれるチルト装置であって、第１の光軸を有し、該第１の光軸に沿って入射する光を該第１の光軸と異なる第２の光軸方向へ屈曲させる第１の光学部材と、前記第２の光軸と同軸上に配置され、前記第１の光学部材により屈曲されて前記第２の光軸に沿って入射する光を、前記第２の光軸と異なる第３の光軸方向へ向けて反射する第２の光学部材と、前記第１の光学部材を前記第２の光軸の周りに回転させる回転機構とを備えることを特徴とするチルト装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、装置の小型化を図ることができるとともに、十分なチルト角を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置における撮影光学系の要部構成を示す分解斜視図である。
【００１０】
ビデオカメラなどの撮像装置は、図１に示すような撮影光学系を備える。この撮影光学系には、光学部材としての第１のプリズム１および第２のプリズム２が設けられている。第１のプリズム１は、光軸Ａ（第１の光軸）を有する。第１のプリズム１には、この光軸Ａに沿って入射面から入射する被写体からの撮影光を光軸Ａとは異なる光軸Ｂ（第２の光軸）方向へ反射する反射面１ａが設けられ、反射面１ａによって屈曲された光は射出面から光軸Ｂ方向へ射出する。ここで、光軸Ａと光軸Ｂとは、互いに直交する。
【００１１】
第２のプリズム２は、その入射面が第１のプリズム１の射出面と対向するように第１のプリズム１の後方位置に配置されるとともに、光軸Ｂと同軸上に配置される。第２のプリズム２には、光軸Ｂに沿って入射する光を、光軸Ｂと異なる光軸Ｃ方向（第３の光軸）へ反射する反射面２ａが設けられ、反射面２ａによって屈曲された光は射出面から光軸Ｃ方向へ射出する。すなわち、第２のプリズム２には、第１のプリズム１から射出した光が入射し、この入射した光は、反射面２ａで光軸Ｃ方向へ反射されて射出面から射出する。ここで、光軸Ｂと光軸Ｃとは、互いに直交する。
【００１２】
第２のプリズム２から光軸Ｃ方向へ射出した光は、光軸Ｃと同軸上に配置されている撮影レンズ系３へ向けて進行する。この撮影レンズ系３は、固定レンズ群３ａ、変倍レンズ群３ｂ、絞り（図示せず）と共に固定されたレンズ群３ｃ、およびフォーカスレンズ群３ｄから構成され、これらのレンズ群により、焦点調節、絞りおよびズーム機能を実現する。この撮影レンズ系３を透過した光は、ＣＣＤなどで構成された撮像素子４の結像面上に被写体像として結像される。
【００１３】
上記撮影光学系は、被写界領域を上または下方向へ変えるためのチルト動作を行うことが可能であり、このチルト動作は、チルト機構により、第１のプリズム１を光軸Ｂの周りに回転することによって、実現される。チルト機構の詳細については後述する。
【００１４】
次に、上記撮影光学系とそのチルト機構が組み込まれた撮像装置について図２および図３を参照しながら説明する。図２は図１の撮影光学系とそのチルト機構が組み込まれた撮像装置の要部の外観構成を示す斜視図、図３は図１の撮影光学系とそのチルト機構が組み込まれた撮像装置の要部を示す分解斜視図である。
【００１５】
撮像装置においては、図２および図３に示すように、第１のプリズム１がプリズム保持部材５に保持されている。このプリズム保持部材５には、図３に示すように、第１のプリズム１を保持するための保持部５ａが設けられている。また、プリズム保持部材５には、開口部５ｂおよび開口部５ｃが形成されている。開口部５ｂは、被写体からの光が光軸Ａに沿って第１のプリズム１の入射面へ入射するように、第１のプリズム１の光軸Ａと同軸上に配置されている。開口部５ｃは、第１のプリズム１の反射面１ａにより反射されて光軸Ａと直交する光軸Ｂに沿って射出する光を通過させるように、光軸Ｂと同軸上に配置されている。さらに、プリズム保持部材５には、プーリー部５ｄが形成されており、プーリー部５ｄは、開口部５ｃ光軸Ｂと同軸上に配置されている。
【００１６】
第２のプリズム２は、プリズム地板６に保持されている。このプリズム地板６には、第１のプリズム１からの光を受け入れるための開口部６ａが形成されている。開口部６ａは、開口部５ｃと対向するように光軸Ｂと同軸上に配置されている。また、プリズム地板６には、プリズム保持部材５の開口部５ｃと相対的に摺動可能に係合する円環状の突起部６ｂが形成されている。突起部６ｂは、開口部６ａと同軸上に配置されている。この突起部６ｂと開口部５ｃとが摺動可能に係合することにより、プリズム地板６には、プリズム保持部材５が光軸Ｂの周りに回転可能に支持される。さらに、プリズム地板６には、開口部６ｆが形成されている。開口部６ｆは、第２のプリズム２の反射面２ａにより反射されて光軸Ｂと直交する光軸Ｃに沿って射出する光を通過させるように、光軸Ｃと同軸上に配置されている。さらに、プリズム地板６には、係合部６ｃ、２つのネジ止め用穴６ｄ、および軸６ｅが形成されている。さらに、プリズム地板６には、上記固定レンズ群３ａ（図１を参照）が保持されている。
【００１７】
プリズム地板６には、チルト駆動モータ７が取り付けられている。チルト駆動モータ７は、出力軸７ａ、その軸受メタル７ｂおよび２つの雌ネジ部７ｃを有する。軸受メタル７ｂの外周部は、プリズム地板６の係合部６ｃと嵌合される。各雌ネジ部７ｃには、プリズム地板６の各ネジ止め用穴６ｄを貫通するネジ（図示せず）が螺合され、チルト駆動モータ７は、プリズム地板６と固定される。チルト駆動モータ７の出力軸７ａは、ウォームギア８の中心穴部８ａに嵌合されている。ウォームギア８は、ハスバギア９と噛み合わされる。ハスバギア９には、プリズム地板６の軸６ｅに回転可能に嵌合される嵌合穴９ｃが設けられている。また、ハスバギア９には、ハスバギア部９ａとともに、タイミングベルト１０と噛み合うプーリー部９ｂが形成されている。
【００１８】
タイミングベルト１０は、ハスバギア９のプーリー部９ｂと噛み合うとともにプリズム保持部材５のプーリー部５ｄと噛み合う。これにより、チルト駆動用モータ７の回転は、ウォームギア８、ハスバギア９を介してタイミングベルト１０へ伝達され、タイミングベルト１０によりプリズム保持部材５のプーリー部５ｄが回転駆動される。このプーリー部５ｄの回転に伴い、第１のプリズム１は、光軸Ｂの周りに回転駆動され、第１のプリズム１の光軸Ａが光軸Ｃに対して成す角度が変えられる。すなわち、被写界領域を上または下方向（チルト方向）へ移動させるためのチルト動作が行われることになる。
【００１９】
また、本撮像装置においては、図２に示すように、上記変倍レンズ群３ｂ（図１を参照）が保持部材１２に保持される。この保持部材１２は、鏡枠１１に固定されている２つのガイドバー１７，１８に、光軸方向（光軸Ｃ方向）に沿って摺動可能に支持される。保持部材１２は、ステッピングモータ（図示せず）により、各ガイドバー１７，１８に案内されながら光軸方向に沿って進退駆動される。この保持部材１２の光軸方向への進退により、撮影倍率を変更するズーム動作が行われる。
【００２０】
上記レンズ群３ｃ（図１を参照）および被写体からの撮影光の透過光量を制御するための絞りは、絞りユニット１３内に設けられており、絞りユニット１３は、鏡枠１１に固定されている。上記絞りは、絞り駆動モータ１４により駆動される。上記鏡枠１１の後端部１１ａには、上記撮像素子４（図１を参照）が保持される。
【００２１】
上記フォーカスレンズ群３ｄ（図１を参照）は、保持部材１５に保持される。この保持部材１５は、２つのガイドバー１７，１８に、光軸方向（光軸Ｃ方向）に沿って摺動可能に支持される。保持部材１５は、ステッピングモータ１６により、各ガイドバー１７，１８に案内されながら光軸方向に沿って進退駆動される。この保持部材１４の光軸方向への進退により、被写体の合焦動作が行われる。
【００２２】
次に、本撮像装置における撮影光学系のチルト動作について図４および図５を参照しながら説明する。図４は図２の撮像装置における撮影光学系の上方向へのチルト状態を示す斜視図、図５は図２の撮像装置における撮影光学系の下方向へのチルト状態を示す斜視図である。
【００２３】
ここで、撮像装置は、撮影レンズ系３の光軸すなわち光軸Ｃが鉛直方向とるように設置されるとする。そして、この撮像装置において、初期チルト状態は、水平方向すなわち第１のプリズム１の光軸Ａが水平方向となるように設定されているものとする。
【００２４】
このような設置状態において、例えば上記初期チルト状態から上方向へチルト角θでチルト動作を行う場合は、図４に示すように、チルト駆動用モータ７がチルト方向に対応する方向へ上記チルト角θに対応する回転数分回転駆動される。チルト駆動用モータ７の回転は、ウォームギア８、ハスバギア９およびタイミングベルト１０を経てプリズム保持部材５のプーリー部５ｄへ伝達され、プリズム保持部材５は、光軸Ｂ（図３を参照）の周りに図中時計方向へ上記チルト角θ分角度的に回転される。これにより、プリズム保持部材５の開口部５ｂ（図３を参照）が斜め上方へ向けられる。すなわち、第１のプリズム１（光軸Ａ）が水平方向に対して上方向へチルト角θで傾けられ、被写界領域が斜め上方へ変えられる。このとき、第１のプリズム１がチルト角θで傾くと、第２のプリズム２で再度反射されて撮像素子４へ結像される被写体像は、基準となる水平方向の被写体像に対し、チルト角θと同じ角度分回転することになる。この回転した被写体像に対しては、例えばチルト角検出センサ（図示せず）の出力信号に基づいて、撮像素子４に結像された被写体像を角度θ分傾けて外部液晶モニタへ出力し、または画像メモリへ記録する補正を行うことにより、所望のチルト画像を得ることができる。
【００２５】
逆に、上記初期チルト状態から下方向へチルト角θでチルト動作を行う場合は、図５に示すように、チルト駆動用モータ７がチルト方向に対応する方向へ上記チルト角θに対応する回転数分回転駆動される。チルト駆動用モータ７の回転は、ウォームギア８、ハスバギア９およびタイミングベルト１０を経てプリズム保持部材５のプーリー部５ｄへ伝達され、プリズム保持部材５は、光軸Ｂの周りに図中反時計方向へ上記チルト角度分角度的に回転される。これにより、第１のプリズム１が水平方向に対して下方向へチルト角θで傾けられ、被写界領域が斜め下方へ変えられる。
【００２６】
このように本実施の形態によれば、上または下方向へのチルト動作が、第１のプリズム１を光軸Ｂの周りに角度的に回転させることによって実現される。また、この構成により、チルト動作可能な範囲を、光軸Ｂを中心とする２π（ｒａｄ）の範囲とすることができ、十分なチルト角を確保することができる。また、第１のプリズム１を光軸Ｂの周りに角度的に回転させることによってチルト動作が実現されるので、撮像装置の小型化を図ることができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図６を参照しながら説明する。図６は本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置における要部の外観構成を示す斜視図である。
【００２８】
本実施の形態の撮像装置は、上記第１の実施の形態に対し、第１のプリズム１および第２のプリズム２に代わる光学部材として反射ミラーが用いられている点で異なる。これ以外の部分に関しては、上記第１の実施の形態と同様の構成を有するので、その説明は省略する。
【００２９】
具体的には、図６に示すように、本実施の形態の撮像装置は、反射ミラー保持部材２１および反射ミラー地板２２を有する。この反射ミラー保持部材２１は、上記第１の実施の形態におけるプリズム保持部材５と同様の形状を有し、反射ミラー保持部材２１の所定位置には、第１の反射ミラー１９が保持されている。第１の反射ミラー１９は、上記第１のプリズム１と同様に、光軸Ａに沿って入射する撮影光を、光軸Ａと直交する光軸Ｂ（図示せず）方向へ反射する。ここで、反射ミラー保持部材２１の所定位置とは、上記第１の実施の形態の第１のプリズム１の反射面１ａに対応する位置である。第１の反射ミラー１９は、一方の面に反射膜が蒸着されている樹脂材製の板状部材からなる。また、第１の反射ミラー１９として、板状部材に反射ミラーを貼り付けるものを用いることも可能である。
【００３０】
反射ミラー地板２２は、上記第１の実施の形態におけるプリズム地板６と同様の形状を有する。この反射ミラー地板２２の所定位置には、第２の反射ミラー２０が保持されている。第２の反射ミラー２０は、第１の反射ミラー１９で反射されて光軸Ｂに沿って進行する撮影光を、光軸Ｂと直交する光軸Ｃ（図示せず）方向へ反射する。ここで、反射ミラー地板２２の所定位置とは、上記第１の実施の形態の第２のプリズム２の反射面２ａに対応する位置である。第２の反射ミラー２０は、第１の反射ミラー１９と同様に、一方の面に反射膜が蒸着されている樹脂材製の板状部材からなる。また、第２の反射ミラー２０として、板状部材に反射ミラーを貼り付けるものを用いることも可能である。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明の構成は、これらの実施の形態の構成に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱するものでなければ、上記実施の形態の構成を変形または変更したものは、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置における撮影光学系の要部構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１の撮影光学系とそのチルト機構が組み込まれた撮像装置の要部の外観構成を示す斜視図である。
【図３】図１の撮影光学系とそのチルト機構が組み込まれた撮像装置の要部を示す分解斜視図である。
【図４】図２の撮像装置における撮影光学系の上方向へのチルト状態を示す斜視図である。
【図５】図２の撮像装置における撮影光学系の下方向へのチルト状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置における要部の外観構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  プリズム
２  プリズム
３  撮影レンズ系
４  撮像素子
５  プリズム保持部材
６  プリズム地板
７  チルト駆動モータ
８  ウォームギア
９  ハスバギア
１０  タイミングベルト
１１  鏡枠
１９  第１の反射ミラー
２０  第２の反射ミラー
２１  反射ミラー保持部材
２２  反射ミラー地板
【図１】
2006350252.tif 000003
【図２】
2006350252.tif 000004
【図３】
2006350252.tif 000005
【図４】
2006350252.tif 000006
【図５】
2006350252.tif 000007
【図６】
2006350252.tif 000008