光学系统和摄像装置的制作方法

文档序号:18827600发布日期:2019-10-09 02:12阅读:213来源:国知局
光学系统和摄像装置的制作方法

本发明涉及光学系统和摄像装置。



背景技术:

本发明人对于全天球型摄像系统进行了专利申请,取得了专利权(例如专利文献1),该系统将具有大于180度的视角的广角透镜,和对这个广角透镜形成的像进行摄像的摄像传感器的二个相同构造的摄像系统组合,将由各摄像系统生成的像进行合成,得到4π弧度的立体角内的像。专利文献1中记载了将二个摄像系统组装到一个镜筒部分的技术。

【专利文献1】日本专利第6019970号公报



技术实现要素:

在将具有如上述的多个光学系的摄像系统搭载到摄像装置上的时候,会产生以下问题。首先,在将多个光学系组装到一个镜筒的结构中,由于镜筒的构造复杂,制造困难,所以将构成光学系的光学元件装入镜筒的作业也很难进行。还有,在将多个光学系分别装入不同构造的镜筒然后再互相组合的镜筒的结构中,必须准备不同构造的镜筒和其周边部件,部件的种类繁多,对于制造工作和成本方面都是不利的。另外,在将多个光学系分别装入相同构造的镜筒,然后将各镜筒安装到形成凸台的基座部件上的结构中,部件数量多,成本高,同时,由于各个镜筒之间都增加一个部件,对于各个镜筒之间的精度这点来说是不利的。

还有,在通过组合多个光学系构成光学系统的时候,要求可以简单地设定互相的光学系的适当朝向和位置关系,且确保强度使得定位后互相的光学系的位置不会产生错位。

本发明就是基于以上的问题而提出的,目的是提供一种光学系统,该光学系统具备二个光学系,生产率优良,同时可以简单确定互相的光学系的位置。另外,本发明的另一目的是提供一种可以通过上述光学系统取得高品质图像的摄像装置。

本发明所涉及的光学系统具备相互对称配置的二个光学系,上述光学系统的特征在于:

上述光学系统包括:

保持上述二个光学系的二个保持体;

分别设在上述二个保持体的第一孔和第二孔;以及

配置在上述二个保持体之间的主基准轴部件和从基准轴部件;

上述二个保持体被配置为使得互相的上述第一孔和上述第二孔对向;

上述主基准轴部件支持于作为上述二个保持体的一方的支持保持体的上述第一孔;

上述从基准轴部件相对上述支持保持体的上述第二孔被支持;

上述主基准轴部件相对作为上述二个保持体的另一方的被支持保持体的上述第二孔插入,限制朝与上述第一孔和上述第二孔的上述对向方向垂直的全部方向移动;

上述从基准轴部件相对上述被支持保持体的上述第一孔插入,在与上述对向方向垂直的平面内仅仅能朝特定方向相对移动。

上述光学系统对于摄像装置很合适,上述摄像装置包括:

上述本发明光学系统;以及

二个摄像传感器,使得上述二个光学系形成的像成像;

将由上述二个光学系和上述二个摄像传感器摄像的图像合成得到一个图像。

根据本发明,可以提供一种生产性优良,同时可以简单确定二个光学系的位置的光学系统。另外,可以提供一种能够通过上述光学系统获得高品质图像的摄像装置。

附图说明

图1是从左方看构成本实施形态的摄像装置的摄像系统的图。

图2是从后方看摄像系统的图。

图3是从上方看摄像系统的图。

图4是包含摄像系统的复合镜筒的斜视图。

图5是从后方看复合镜筒的图。

图6是从左方看复合镜筒的图。

图7是从上方看复合镜筒的图。

图8是从下方看复合镜筒的图。

图9是将构成复合镜筒的二个镜筒分割后的状态斜视图。

图10是从左方看分割后的二个镜筒的图。

图11是从上方看分割后的二个镜筒的图。

图12是从下方看分割后的二个镜筒的图。

图13是分割后的二个镜筒的一方的正视图。

图14是分割后的二个镜筒的一方的后视图。

图15是构成镜筒的基座框架的正视图。

图16是基座框架的后视图。

图17是从背面侧看基座框架的斜视图。

图18是将二个镜筒的基座框架分割后的状态斜视图。

图19是显示将定位用的二个轴部件安装到前方镜筒的基座框架上的状态的斜视图。

图20是沿着图15和图16的xx-xx线的截面图,(a)表示轴部件的未安装状态,(b)表示轴部件的安装状态。

图21是沿着图5的xxi-xxi线的截面图。

图22是显示主基准侧的定位机构的截面图。

图23是显示图21的截面位置上将摄像装置的前罩安装到镜筒上的状态的截面图。

图24是沿着图15和图16的xxiv-xxiv线的截面图,(a)是轴部件的未安装状态,(b)是轴部件的安装状态。

图25是沿着图5的xxv-xxv线的截面图。

图26是显示从基准侧的定位机构的截面图。

图27是显示图25的截面位置上将摄像装置的前罩安装到镜筒上的状态的截面图。

图28是显示从基准侧的定位机构中,将轴部件反向安装后的错误状态的截面图。

图29是从背面侧看安装了前群框架的基座框架的图。

图30是沿着图29的xxx-xxx线的截面图。

图31是沿着图29的xxx-xxx的截面看到的基座框架和前群框架的斜视图。

图32是将图30的一部分扩大显示粘结构造的截面图。

图33是显示粘结构造的变形例的截面图。

图34是显示粘结构造的变形例的截面图。

图35是本实施形态的摄像装置的截面图。

图36是举例说明本实施形态的摄像装置的硬件结构的图。

图37是显示定位机构的第一变形例、从背面侧看基座框架的图。

图38是显示定位机构的第一变形例、基座框架的斜视图。

图39是显示定位机构的第二变形例、从背面侧看基座框架的图。

图40是显示定位机构的第二变形例、基座框架的斜视图。

图41是显示定位机构的第三变形例、从背面侧看基座框架的图。

图42是显示定位机构的第三变形例、基座框架的斜视图。

图43是显示定位机构的第四变形例、从背面侧看基座框架的图。

图44是显示定位机构的第四变形例、基座框架的斜视图。

具体实施方式

下面,参照附图说明适用了本发明的实施形态的光学系统和摄像装置。本实施形态的摄像装置具备将摄像系统1(图1至图3)装入构成的复合镜筒10(图4至图7),在复合镜筒10上安装外装部件等构成。复合镜筒10是由相同构造的镜筒11a和镜筒11b对称组合形成的。先说明摄像系统1的概略,接下来对复合镜筒10进行说明。以下说明中的前、后、上、下、左、右各方向按照各图上记载的箭头方向为基准。

摄像系统1具有相互对称配置的二个广角透镜系(摄像光学系)a、b和使二个广角透镜系a、b上形成的像成像的二个摄像传感器ai、bi。各二个广角透镜系a、b和摄像传感器ai、bi是相同的规格。广角透镜系a、b具有大于180度的大视角。摄像系统1通过将摄像传感器ai、bi成像后的二个图像进行合成,可得到4π弧度的立体角内的图像,成为全天球型的摄像系统。

广角透镜系a、b各自从物体侧朝着像侧依次具有持有负的放大率(power)的前群af,bf,第一棱镜ap1,bp1、可变开口光圈as,bs、第二棱镜ap2,bp2、持有正的放大率的后群ar,br和第三棱镜ap3,bp3。前群af、bf具有捕获大于180度的高视角的光线的功能,后群ar、br具有校准成像图像的像差的功能。可变开口光圈as在图2中概念性地显示。

前群af将从前方射入的被摄体光束发散并向后方射出。第一棱镜ap1将从前群af射入的被摄体光束向左方90度反射。可变开口光圈as对第一棱镜ap1反射后的被摄体光束的透射量进行调整(光量调整)。第二棱镜ap2将由可变开口光圈as光量调整后的被摄体光束向下方90度反射。后群ar将第二棱镜ap2反射后的被摄体光束收集并向下方射出。第三棱镜ap3将从后群ar射入的被摄体光束向右方90度反射,在摄像传感器ai的成像面上成像。前群af以及后群ar由多个透镜组成。

前群bf将从后方射入的被摄体光束发散并向前方射出。第一棱镜bp1将从前群bf射入的被摄体光束向右方90度反射。第二棱镜bp2将由可变开口光圈bs光量调整后的被摄体光束向下方90度反射。后群br将第二棱镜bp2反射后的被摄体光束收集并向下方射出。第三棱镜bp3将从后群br射入的被摄体光束向左方90度反射,在摄像传感器bi的成像面上成像。前群bf以及后群br由多个透镜组成。

第一棱镜ap1和第一棱镜bp1配置成互相的斜面背靠背接近。还有,广角透镜系a、b的摄像传感器ai、bi按照摄像传感器ai的成像面向左,摄像传感器bi的成像面向右,摄像传感器ai、bi的背面(与成像面相反侧的面)背靠背支撑设置。

广角透镜系a和广角透镜系b中分别将前群af、bf的光轴作为光轴x1(射入光轴)。将从第一棱镜ap1、bp1的反射面到第二棱镜ap2、bp2的反射面为止的部分光轴作为光轴x2。将后群ar、br的光轴作为光轴x3。将从第三棱镜ap3、bp3的反射面到摄像传感器ai、bi为止的部分光轴作为光轴x4。广角透镜系a和广角透镜系b配置成互相的光轴x1在同轴位置上朝着前后方向,前群af和前群bf相对与光轴x1垂直的所定平面(为广角透镜系a、b的对向平面)前后对称。

还有,广角透镜系a的光轴x2、x3以及x4和广角透镜系b的光轴x2、x3以及x4位于上述的对向平面内。具体地说,广角透镜系a的光轴x2和广角透镜系b的光轴x2在同轴位置上朝着左右方向,广角透镜系a的光轴x4和广角透镜系b的光轴x4在同轴位置上朝着左右方向。另外,后群ar上的光轴x3和后群br上的光轴x3在左右方向上有间隔,且相互平行。

这样,通过在广角透镜系a、b的对向平面内使光路多次不同方向弯折,可以确保广角透镜系a、b的光路长度很长。再有,可以缩小对于广角透镜系a的最靠物体侧的透镜(后述的前群af的第一透镜l1)和广角透镜系b的最靠物体侧的透镜(后述的前群bf的第一透镜l1)的最大视角光线的射入位置之间的距离(最大视角之间的距离)(图1中显示了最大视角之间的距离)。其结果是,摄像传感器ai、bi的大型化和摄像系统1的小型化(薄型化)可兼顾,同时通过校准使贴合的二个图像的重叠部分的视差减少,可以得到高品质的图像。

复合镜筒10由支撑广角透镜系a和摄像传感器ai的镜筒11a、支撑广角透镜系b和摄像传感器bi的镜筒11b组合构成。镜筒11a和镜筒11b是相同的形状(构造),可以互相前后对称配置,进行组合。以下参照图4详细说明各镜筒11a、11b。另外,镜筒11a和镜筒11b中相同的构成元件以相同的符号显示。还有,在各镜筒11a、11b中,沿着光轴x1的前后方向,将被摄体侧(物体侧)作为“正面”,将相对被摄体侧的相反侧作为“背面”。镜筒11a中,前方为正面侧(被摄体侧),后方为背面侧,镜筒11b中,后方为正面侧(被摄体侧),前方为背面侧。

本实施形态中的镜筒11a和镜筒11b包含成像光学系(广角透镜系a、b)和摄像传感器ai、bi,是可以各自单独进行被摄体图像的获得的摄像单元。各镜筒11a、11b之中,将由成像光学系(广角透镜系a、b)、以及直接或间接地保持成像光学系的各部件(后述的基座框架12、前群框架13、后群框架14、第三棱镜框架15等)构成的部分作为光学系统。

镜筒11a、11b分别具有基座框架12、前群框架13、后群框架14、第三棱镜框架15和摄像传感器单元16。基座框架12、前群框架13、后群框架14、第三棱镜框架15分别由塑料等的成型品形成。

镜筒11a中,基座框架12支撑第一棱镜ap1、可变开口光圈as和第二棱镜ap2。前群框架13支撑前群af。后群框架14支撑后群ar。第三棱镜框架15支撑第三棱镜ap3。摄像传感器单元16由摄像传感器ai和基板17等单元化形成。

在镜筒11b中,基座框架12支撑第一棱镜bp1、可变开口光圈bs和第二棱镜bp2。前群框架13支撑前群bf。后群框架14支撑后群br。第三棱镜框架15支撑第三棱镜bp3。摄像传感器单元16由摄像传感器bi和基板17等单元化形成。

如图15至图19中所示,基座框架12具有正面壁部20、位于正面壁部20的上部的上壁部21、位于正面壁部20的左右边缘部的侧壁部22和侧壁部23。还有,在上壁部21和侧壁部22的边界附近有角壁部24,在上壁部21和侧壁部23的边界附近有角壁部25。

正面壁部20是基本正对着被摄体的壁部,有前后方向上贯通的正面开口20a。光轴x1通过正面开口20a的中央附近。如图15中所示,在正面壁部20的正面侧,形成位于正面开口20a周围的多个(本实施形态中是三个)前群框架抵接部26。各前群框架抵接部26是在向着正面侧突出的凸部上设置的与光轴x1垂直的平面。

在正面壁部20上,正面开口20a的周围还形成多个(本实施形态中是四个)粘结用孔27。各粘结用孔27是在以大致光轴x1为中心的周向上形成长方向的朝向的圆弧形的长孔,使正面壁部20在前后方向上贯通。在各粘结用孔27的周围形成向着正面侧的接合对向面28。在正面开口20a的内边缘部分形成多个粘结用凹部29。

如图1和图3中所示,前群af和前群bf分别由第一透镜l1、第二透镜l2和第三透镜l3构成。如图30和图31中所示,前群框架13具备保持第一透镜l1的环状的第一保持部13a、保持第二透镜l2(图30和图31中省略图示)的环状的第二保持部13b和保持第三透镜l3的环状的第三保持部13c。

如图30和图31中所示,被前群框架13的第一保持部13a保持的第一透镜l1是凸面向着物体侧的负凹凸透镜,在属于射出面的凹面的周围形成相对光轴x1垂直的环状的平面l1a。第一保持部13a在正面侧有支撑平面l1a的环状的透镜支撑面30。在透镜支撑面30的背面侧有与基座框架12的正面壁部20的正面(包含接合对向面28)对向的接合对向面31和位于接合对向面31的周边缘部的多个(本实施形态中是三个)抵接部32。抵接部32是从接合对向面31朝着背面侧突出的凸部上设置的与光轴x1垂直的平面,与基座框架12的前群框架抵接部26形成对向的位置关系。

在前群框架13的第一保持部13a上还形成多个(本实施形态中是四个)粘结用孔33。各粘结用孔33是在以大致光轴x1为中心的周向上形成长方向的朝向的圆弧形的长孔,使第一保持部13a在前后方向上贯通。粘结用孔33使透镜支撑面30侧被第一透镜l1的平面l1a覆盖,接合对向面31侧开放。

如图30至图32中所示,通过前群框架13的抵接部32接触到基座框架12的前群框架抵接部26,使前群框架13相对基座框架12的前后方向的相对位置固定。第二保持部13b和第三保持部13c比第一保持部13a的直径小,进入正面开口20a内部。这个状态下,在第二保持部13b以及第三保持部13c和正面开口20a之间有以光轴x1为中心的直径方向的间隙,前群框架13可以相对基座框架12,向着与光轴x1垂直的方向做位置调整(光学调整)。位置调整后,将前群框架13粘结固定到基座框架12上。对这个粘结构造进行说明。

如图29中所示,在前群框架13的抵接部32接触到基座框架12的前群框架抵接部26的状态下,从背面侧看的话,四个地方的粘结用孔27和粘结用孔33分别连通。还有,通过粘结用凹部29使前群框架13的第三保持部13c的背面露出。在粘结用孔27以及粘结用孔33和粘结用凹部29分别填充粘结剂,通过粘结剂硬化使前群框架13相对基座框架12固定。例如,在前群框架13位置调整之后的阶段,在粘结用凹部29填充紫外线硬化型的粘结剂,照射紫外线,将前群框架13临时固定。接着,在粘结用孔27和粘结用孔33填充粘结力强的粘结剂,进行最终的固定。

粘结用孔27和粘结用孔33附近的截面构造在图32中扩大显示。粘结用孔27具有在正面侧(接合对向面28侧)开口的幅窄部27a、在背面侧开口的幅宽部27b和位于幅窄部27a与幅宽部27b之间的幅渐变部27c。与幅窄部27a相比,幅宽部27b以光轴x1为中心的直径方向的宽度以及周向的长度长(截面积大)。幅渐变部27c从幅窄部27a到幅宽部27b,直径方向的宽度和周向的长度渐渐变大(截面积变大)。因此,如图32所示,若沿着光轴x1的方向截面看粘结用孔27,则幅窄部27a和幅宽部27b的内面与光轴x1平行,而幅渐变部27c的内面朝着背面侧,形成展开的椎体形状的粘结嵌合面27d。

粘结用孔33具有在背面侧(接合对向面31侧)开口的幅窄部33a、在正面侧(透镜支撑面30侧)开口的幅宽部33b和位于幅窄部33a与幅宽部33b之间的幅渐变部33c。与幅窄部33a相比,幅宽部33b以光轴x1为中心的直径方向的宽度以及周向的长度长(截面积大)。幅渐变部33c从幅窄部33a到幅宽部33b,直径方向的宽度和周向的长度渐渐变大(截面积变大)。因此,如图32所示,若沿着光轴x1的方向截面看粘结用孔33,则幅窄部33a和幅宽部33b的内面与光轴x1平行,而幅渐变部33c的内面朝着正面侧,形成展开的椎体形状的粘结嵌合面33d。

各粘结用孔27比所对应(前后方向上连通)的各粘结用孔33大,如果从背面侧看粘结用孔27的话,在粘结用孔33的周围可以看到前群框架13的接合对向面31(参照图29)。更加详细地说,粘结用孔27和粘结用孔33中以光轴x1为中心的直径方向的宽度(图32中的上下方向的宽度),幅窄部27a和幅宽部33b为相同程度,幅窄部33a最小,幅宽部27b最大。还有,各粘结用孔27相比所对应的各粘结用孔33,以光轴x1为中心的周向长(参照图29)。由于这个粘结用孔27和粘结用孔33的尺寸差异,在进行前群框架13相对基座框架12的位置调整的时候,可在所定的范围内调整,使前群框架13的粘结用孔33不被遮挡地相对基座框架12的粘结用孔27连通。因此,可以从粘结用孔27侧向粘结用孔33侧顺畅地注入粘结剂。还有,如果是采用粘结用孔27和粘结用孔33作为粘结对象的结构,即使假定调整量超过规定值,幅窄部33a的一部分超过幅窄部27a的范围,也可以从粘结用孔27向粘结用孔33填充粘结剂。因此,相比将突起插入孔来接合的构造,可对应的调整量变大。另外,如图32中所示,在抵接部32接触到前群框架抵接部26的状态下,接合对向面28和接合对向面31之间在前后方向上稍有间隙,粘结用孔27和粘结用孔33也和这个间隙相通。

如图32中的箭头t所示,从粘结用孔27的幅宽部27b侧注入的粘结剂,通过幅渐变部27c和幅窄部27a流入粘结用孔33。在透镜支撑面30和第一透镜l1的平面l1b之间夹持着薄片(图示省略),通过这个薄片挡住来自粘结用孔33的粘结剂的流出,使粘结剂填充在粘结用孔33和粘结用孔27的内部。另外,对应粘结剂的粘度,粘结剂的一部分会扩散到接合对向面28和接合对向面31之间的间隙。填充到粘结用孔33和粘结用孔27内部的粘结剂,通过等待或者能量的施加(例如加热)从流体的状态硬化(成为固体),使基座框架12和前群框架13粘结固定。在图32中将粘结用孔27和粘结用孔33的内部填充硬化后的粘结剂u以双点划线虚拟地显示。

通过沿着粘结用孔27和粘结用孔33填充粘结剂u,可以获得强大的固定力,当将负载作用于以光轴x1为中心的直径方向或者以光轴x1为中心的周向的时候,可以确实地防止基座框架12和前群框架13的相对移动。

再有,如果相对如上所述粘结固定的基座框架12和前群框架13,施加使互相的接合对向面28和接合对向面31分离的前后方向的负荷,那么硬化状态下的粘结剂u起到相对粘结用孔27和粘结用孔33双方嵌合防止分离的作用。更加详细地说,粘结用孔27和粘结用孔33互相对向的接合对向面28和接合对向面31侧(幅窄部27a和幅窄部33a)的开口幅度小,成为使朝向相反的二个楔子的前端部分接合的概略截面形状。与之对应,粘结用孔27和粘结用孔33内填充的粘结剂u也形成同样的概略截面形状。

因此,如果朝着基座框架12相对前群框架13分离的方向(正面侧)施加负荷,那么通过粘结嵌合面33d向硬化状态下的粘结剂u施加同方向的负荷。这样,使粘结剂u相对朝着粘结嵌合面33d相反侧(背面侧)的面的粘结嵌合面27d起到如楔子的作用,可以承受使前群框架13离开基座框架12的负荷。反过来也一样,如果朝着前群框架13相对基座框架12分离的方向(背面侧)施加负荷,那么通过粘结嵌合面27d向硬化状态下的粘结剂u施加同方向的负荷。这样,使粘结剂u相对朝着粘结嵌合面27d相反侧(正面侧)的面的粘结嵌合面33d起到如楔子的作用,可以承受使基座框架12从前群框架13离开的负荷。

这样,在本实施形态的粘结构造中,粘结用孔27和粘结用孔33之中,在相对前后方向正反倾斜的粘结嵌合面27d以及粘结嵌合面33d和粘结剂u之间起到楔形效果的作用。因此,相比仅依赖粘结剂u相对内面在前后方向上延伸的幅窄部27a、33a和幅窄部27b、33b固定的情况,可以提升基座框架12和前群框架13的粘结强度。由于各粘结用孔27和各粘结用孔33上的粘结强度优异,可以实现在较少粘结场所或粘结面积上的固定,获得空间效率的提高和镜筒设计自由度的提升的效果。特别是,本实施形态的复合镜筒10中,如后所述,在基座框架12的背面侧高密度配置第一棱镜ap1、bp1和第二棱镜ap2、bp2等,因此可以使前群框架13即节省空间又可牢牢地粘结固定,效果很好。

另外,运用于基座框架12和前群框架13的固定的粘结构造不局限于上述的结构。图33和图34显示粘结构造的变形例。图33显示基座框架12的粘结用孔127和前群框架13的粘结用孔133的内面整体分别随着接合对向面28和接合对向面31互相接近形成宽度变窄的锥形的粘结嵌合面27e、33e的形态。图34显示基座框架12的粘结用孔227和前群框架13的粘结用孔233分别用与光轴x1垂直的平面状的粘结嵌合面27f、33f取代上述的粘结嵌合面27d、33d的形态。这样的结构由于粘结嵌合面27e和粘结嵌合面33e、粘结嵌合面27f和粘结嵌合面33f分别形成互相反向与粘结剂u嵌合成对的嵌合面,也可以获得和上述结构相同的效果。

再有,上述结构是在基座框架12侧设置粘结用孔27(图32)、粘结用孔127(图33)、粘结用孔227(图34)和在前群框架13侧设置粘结用孔33(图32)、粘结用孔133(图33)、粘结用孔233(图34),对此适当重组,也可以是具有在前后方向上不对称的形状的一对嵌合面的结构。

基座框架12的粘结用孔27、127、227和前群框架13的粘结用孔33、133、233,任何一个都是可以通过前后方向分离成型简单制造的形状。因此,基座框架12和前群框架13的制造成本不会上升,可简单获得。

接着说明基座框架12的构造。如图16至图19中所示,上壁部21是从正面壁部20的上边缘向背面侧延伸的壁部,具有形成各镜筒11a、11b的上面部分的上面部21a和从上面部21a的左右端部向下方延伸的一对侧面部21b、21c。上壁部21通过上面部21a、侧面部21b以及侧面部21c形成上方以及左右方向封闭,下方开放的“コ”字形。

侧壁部22和侧壁部23分别位于上壁部21的下方,是从正面壁部20的左右方向的侧边缘向着背面侧延伸的壁部。从正面壁部20到侧面部22的部分和从正面壁部20到侧壁部23的部分分别形成沿着后述的后群框架14的外面形状弯曲的形状。

角壁部24和角壁部25分别是在大致前后方向上正对的壁部,相比正面壁部20向着背面侧有位移。角壁部24从上壁部21的侧面部21b向侧方突出,下端连接到侧壁部22的上部。角壁部25从上壁部21的侧面部21c向侧方突出,下端连接到侧壁部23的上部。角壁部24和角壁部25通过连接到延伸方向不同的多个壁部,支撑强度高且不易变形。

基座框架12还在正面壁部20的背面部分具备第一棱镜保持部35和第二棱镜保持部36。第一棱镜保持部35是用于在正面开口20a的背后保持第一棱镜ap1或者第一棱镜bp1的部位。第二棱镜保持部36是用于保持第二棱镜ap2或者第二棱镜bp2的部位。

第一棱镜保持部35具有位于正面开口20a的上边缘侧的上壁35a和位于正面开口20a的下边缘侧的下壁35b。在上壁35a的左右方向的一端形成向下突出的纵壁35c,在下壁35b的左右方向的一端形成向上突出的纵壁35d。

在上壁35a、下壁35b、纵壁35c、纵壁35d之间插入第一棱镜ap1、bp1。这些各壁35a、35b、35c、35d和第一棱镜ap1、bp1之间有间隙,第一棱镜ap1、bp1使用组装夹具定位后,再粘结固定到第一棱镜保持部35上。

如前所述,在复合镜筒10的完成状态下,第一棱镜ap1和第一棱镜bp1配置成互相的斜面背对背接近。因此,第一棱镜保持部35不盖住第一棱镜ap1和第一棱镜bp1的斜面的背侧,形成使之露出的形状。

第二棱镜保持部36位于上壁部21的侧面部21b和角壁部24的下方,具有向着背面侧的支撑座36a和相对支撑座36a向着背面侧突出的支撑壁36b。第二棱镜ap2、bp2的侧面接触到支撑座36a。第二棱镜ap2、bp2的斜面接触到支撑壁36b。第二棱镜ap2、bp2使用组装夹具在沿着斜面的方向上定位。然后,定位后的第二棱镜ap2、bp2粘结固定到第二棱镜保持部36上。

在图13中显示未安装到基座框架12的单体状态的后群框架14。如图9、图13、图14等中所示,后群框架14具有以上下方向延伸的光轴x3为中心的基本圆筒状的筒状部14a,构成后群ar或后群br的多个透镜被固定支撑于筒状部14a的内部。后群框架14在筒状部14a的上部还有棱镜盖14b。支撑突片14c从筒状部14a向侧方突出,支撑突片14d从棱镜盖14b向上方突出。在筒状部14a的下端形成接合凸缘14e。

如图16至图19中所示,在基座框架12的背面侧,角壁部24和第二棱镜保持部36的下方形成后群框架保持部37。后群框架保持部37是由正面壁部20和侧壁部22围成的凹部,形成收纳后群框架14的筒状部14a之中位于正面侧的大致半圆的部分的形状。在后群框架保持部37内收纳筒状部14a的状态下,棱镜盖14b从背面侧盖住被支撑在基座框架12的第二棱镜保持部36上的第二棱镜ap2、bp2的一部分。

在后群框架保持部37的侧方(第一棱镜保持部35的下壁35b的下方)形成支撑座38,在第二棱镜保持部36的上方形成支撑座39。支撑座38和支撑座39分别具有相对光轴x1垂直的环状平面,在该环状平面的中央形成螺孔。在后群框架保持部37内收纳后群框架14的筒状部14a的状态下,支撑突片14c接触到支撑座38,支撑突片14d接触到支撑座39。支撑突片14c和支撑突片14d上分别形成贯穿孔(图示省略),穿过支撑突片14c的贯穿孔将固定螺丝40螺合到支撑座38的螺孔上,穿过支撑突片14d的贯穿孔将固定螺丝41螺合到支撑座39的螺孔上。通过拧紧固定螺丝40和固定螺丝41,使后群框架14在相对基座框架12位置固定的状态下被固定(参照图14)。

还有,在基座框架12的背面侧,角壁部25的下方形成后群框架收容部42。后群框架收容部42是由正面壁部20和侧壁部23围成的凹部,形成收纳后群框架14的筒状部14a之中位于背面侧的大致半圆的部分的形状。在镜筒11a和镜筒11b组合之前的状态中,后群框架收容部42为空的空间(参照图9、图14)。然后,将镜筒11a和镜筒11b组合完之后,一方的基座框架12中的后群框架保持部37和另一方的基座框架12中的后群框架保持部42在前后方向上对向,形成将后群框架14的筒状部14a收纳于内部的空间。

第三棱镜框架15具有支撑第三棱镜ap3、bp3的两侧面和斜面的棱镜支撑壁15a,各第三棱镜ap3、bp3粘结固定在第三棱镜框架15上。在第三棱镜框架15的上部设有接合凸缘15b。接合凸缘15b可以从下方嵌合到后群框架14的接合凸缘14e上。在该嵌合状态下进行定位,使第三棱镜框架15相对后群框架14被粘结固定。

在摄像传感器单元16,在前后方向的边缘部设有一对嵌合片43。一对嵌合片43嵌合到第三棱镜框架15的棱镜支撑壁15a上形成的凹部,通过该嵌合使摄像传感器单元16相对第三棱镜框架15的位置固定。摄像传感器单元16相对第三棱镜框架15被粘结固定。在这个固定状态下,摄像传感器ai、bi的成像面形成与光轴x4垂直的朝向,摄像传感器ai的成像面面向第三棱镜ap3的射出面,摄像传感器bi的成像面面向第三棱镜bp3的射出面。

摄像传感器单元16具备在单面侧有摄像传感器ai、bi的基板17。基板17成大致矩形,在摄像传感器单元16相对第三棱镜框架15固定的状态下,基板17的长度方向朝着上下方向,基板17的宽度方向朝着前后方向。还有,基板17的板厚方向朝着左右方向。基板17的下端附近设有用于连接摄像装置的控制电路的(图示省略)的连接器17a。连接器17a配置在基板17上设有摄像传感器ai、bi的同一侧的面上。

通过组合以上的构成元件,各个镜筒11a和镜筒11b完成。图9至图12显示将镜筒11a和镜筒11b分割的状态,图13和图14显示单独的镜筒11a、11b。从这些图可以看出,各个镜筒11a和镜筒11b是相同的构造。

如图10中所示,镜筒11a和镜筒11b分别除去前群af、bf和前群框架13的一部分向正面侧突出的地方,形成收纳在基板17的宽度方向的宽幅内的前后方向的尺寸。构成广角透镜系a、b,作为采用多个棱镜在和光轴x1垂直的平面内(广角透镜系a、b的对向平面内)使光路弯折的弯折光学系,由此实现这样的镜筒11a和镜筒11b的前后方向上的薄型化。

使相同构造的镜筒11a和镜筒11b前后对称地面对面(图9至图12),在前后方向上使镜筒11a和镜筒11b靠近组合,由此形成图4至图8所示的完成状态的复合镜筒10。如图9至图12中所示,镜筒11a和镜筒11b通过前后方向上的靠近,具备使互相的凹凸部分组合的构造,可以使之空间效率良好地结合。

这里,设定包含光轴x1的上下延伸的假想平面q1(图5)和相对假想平面q1垂直的通过基座框架12下端附近的假想平面q2(图5)。镜筒11a配置成由经第一棱镜ap1弯折后,从第二棱镜ap2到达摄像传感器ai的光路,集中到假想平面q1的左方区域。镜筒11b配置成由经第一棱镜bp1弯折后,从第二棱镜bp2到达摄像传感器bi的光路,集中到假想平面q1的右方区域。如图11和图12中所示,在假想平面q1的左方,镜筒11a的构成元件从基座框架12向后方突出,另一方面,镜筒11b的构成元件不会从基座框架12向前方突出。同样的,在假想平面q1的右方,镜筒11b的构成元件从基座框架12向前方突出,另一方面,镜筒11a的构成元件不会从基座框架12向后方突出。因此,如果将镜筒11a和镜筒11b组合起来,那么镜筒11a侧的后群框架14、第三棱镜框架15以及摄像传感器单元16和镜筒11b侧的后群框架14、第三棱镜框架15以及摄像传感器单元16,互不干涉,夹持着假想平面q1左右对称排列。

还有,广角透镜系a、b分别使通过第一棱镜ap1、bp1被左右分配的被摄体光束由第三棱镜ap3、bp3的反射互相进入接近假想平面q1的方向,并射入摄像传感器ai。其结果是,左右方向上的镜筒11a侧的摄像传感器单元16和镜筒11b侧的摄像传感器单元16的距离变近,特别是互相的基板17形成夹持着假想平面q1并靠近的关系。而且,各镜筒11a、11b中,在左右方向的中央部分的区域,在假想平面q2的上方配置第一棱镜ap1、bp1,在假想平面q2的下方二个摄像传感器单元16背靠背配置。另外,镜筒11a侧的基板17和镜筒11b侧的基板17是分别和假想平面q1形成基本平行的平板形状,且相互之间确保左右方向的间隙,因此,镜筒11a和镜筒11b在前后方向上靠近时双方的基板17不会产生干涉。

第一棱镜ap1和第一棱镜bp1由于是互相的斜面背靠背接近配置,二个棱镜形成在前后方向上是排列的关系,且实质上占据的前后方向的厚度基本相当于一个棱镜(参照图3)。还有,镜筒11a的摄像传感器单元16和镜筒11b的摄像传感器单元16在前后方向的大致相同的位置上形成左右方向排列的关系,如果前后方向上仅容纳大概一个基板17的宽度方向的宽度,那么可以将二个摄像传感器单元16收纳在第一棱镜ap1、bp1的下方。因此,不仅在镜筒11a和镜筒11b的各个构成元件(后群框架14和第三棱镜框架15)单独配置的左右方向的两边缘附近,即使在镜筒11a和镜筒11b的互相的构成元件(第一棱镜ap1、bp1、摄像传感器单元16)重叠配置的左右方向的中央附近,也可以使前后方向的厚度减小。

如上所述,复合镜筒10在前后、左右、上下各方向上将镜筒11a和镜筒11b进行互相空间效率良好地配置,实现具备二个镜筒11a和镜筒11b且紧凑的结构。

如上所述,镜筒11a和镜筒11b通过前后对称配置且前后方向上靠近进行组合。这里,为了镜筒11a和镜筒11b互相的光学系(广角透镜系a、b)的朝向正确,必须以稳定的位置关系进行组合。具体地说,需要在沿着光轴x1的前后方向上定位和在沿着相对光轴x1垂直的平面的方向(上下左右方向)上定位。还有,为了使具备二个光学系(广角透镜系a、b)的摄像系统1发挥功能,镜筒11a和镜筒11b组合之后(更详细地说,作为包含广角透镜系a、b的摄像系统1校准之后),需要高结合强度,才不会由于外力等使镜筒11a和镜筒11b的相对位置关系发生变化。

首先,说明关于镜筒11a和镜筒11b的前后方向的定位构造。在基座框架12上,角壁部24的背面侧设有接触面50,角壁部25的背面侧设有接触面51。作为从角壁部24向前后突出的圆筒状的凸台52的端面,形成接触面50。作为从角壁部25向前后突出的圆筒状的凸台53的端面,形成接触面51。接触面50和接触面51都是相对光轴x1垂直的圆环状的平面,具有相互前后对称的形状。

在凸台52的内部形成轴线朝着前后方向的螺孔54。螺孔54背面侧的端部在接触面50上开口,相反的正面侧的端部封闭。在凸台53的内部形成在前后方向上贯穿的螺钉插入通孔55。

从图9至图12显示镜筒11a侧的接触面50和接触面51分别与镜筒11b侧的接触面51和接触面50对向的状态。在这个位置关系下,如果使镜筒11a和镜筒11b在前后方向上靠近,那么互相的接触面50和接触面51分别接触,前后方向的镜筒11a和镜筒11b的相对位置固定。在这个状态下,通过将镜筒11a和镜筒11b固定,形成镜筒11a和镜筒11b的前后方向的位置精度得到控制的复合镜筒10。

作为固定镜筒11a和镜筒11b的手段,采用螺钉紧固。关于螺钉紧固,是将固定螺钉(图示省略)从前方插入镜筒11a的螺钉插入通孔55,螺合到镜筒11b的螺孔54,将固定螺钉(图示省略)从后方插入镜筒11b的螺钉插入通孔55,螺合到镜筒11a的螺孔54。然后,通过拧紧各固定螺钉,使镜筒11a和镜筒11b形成相互固定的关系。

各镜筒11a、11b中的基座框架12保持多个棱镜(第一棱镜ap1、bp1,第二棱镜ap2、bp2),是前群框架13和后群框架14的组装对象,也是作为全部的光学元件的支撑基准的部件。所以,基座框架12的组装精度对光学性能有特别大的影响,因此,基座框架12上具备作为各镜筒11a、11b的前后方向的相对位置基准的接触面50、51。

接触面50和接触面51分别设置在基座框架12的左右方向的两边缘附近,由于基座框架12的尺寸限制最大限度确保互相的距离最大。通过将作为这样的位置基准的二个接触面50、51的距离变大,有效防止二个基座框架12的倾斜,可以使各镜筒11a、11b的定位精度提高。如图14中所示,接触面50利用第二棱镜ap2的斜面的背后空间配置,空间效率得到优化。另外,接触面50设置在保持后群框架14的后群框架保持部37的上方,接触面51设置在从背面侧盖住后群框架14的后群框架收容部42的上方。因此,可以配置接触面50、51,使得由两方的基座框架12的背面侧保持的后群ar、br、第一棱镜ap1、bp1,第二棱镜ap2、bp2的保持位置不重合,且接触面50和接触面51的间隔大。

具有接触面50的角壁部24和具有接触面51的角壁部25与上壁部21和侧壁部22、23附近的朝向不同的多个壁部连接,所以虽是平板形状但具备高度刚性。因此,接触面50和接触面51的面精度高,接触面50、51相互接触时的角壁部24、25不会产生弯曲,可进行高精度的定位。

还有,如图5中所示,具有接触面50的凸台52和具有接触面51的凸台53配置在相对光轴x1左右方向基本对称的位置上。由此,在光轴x1的左右两侧,容易获得前后方向上均等的定位精度,特别有利于确保在光轴x1上排列的前群af、bf和第一棱镜ap1、bp1的位置精度。还有,由于接触面50、51的定位精度和定位稳定性高,镜筒11a和镜筒11b可以互不干扰地进行组合。

例如,如果将镜筒11a和镜筒11b组合,那么构成相应侧的镜筒11a、11b的后群框架14的筒状部14a进入各自的基座框架12的背面侧的后群框架收容部42,筒状部14a(后群ar、br)到达形成对向关系的各后群框架保持部37和各后群框架收容部42之间的位置。这时,保持后群ar的后群框架14(镜筒11a侧的后群框架14)由设在镜筒11b侧的基座框架12上的后群框架收容部42从背面侧(后方)覆盖,但镜筒11b侧的后群框架收容部42不接触到镜筒11a侧的后群框架14(前后方向有间隙),因此,镜筒11a侧的后群框架14保持适当地被保持于镜筒11a的基座框架12上的后群框架保持部37内的状态。同样地,保持后群br的后群框架14(镜筒11b侧的后群框架14)由设在镜筒11a侧的基座框架12上的后群框架收容部42从背面侧(前方)覆盖,但镜筒11a侧的后群框架收容部42不接触到镜筒11b侧的后群框架14(前后方向有间隙),因此,镜筒11b侧的后群框架14保持适当地被保持于镜筒11b的基座框架12上的后群框架保持部37内的状态。这样,互相的基座框架12通过接触面50、51稳定高精度地被定位,因此,可以将各后群框架14不受干扰地收容在相对各基座框架12的后群框架收容部42的适当位置。

接触面50和接触面51分别是和光轴x1垂直的平面,且互相在前后方向上是对称的形状。因此,当镜筒11a和镜筒11b沿着光轴x1前后靠近,接触面50和接触面51接触时,不会产生额外的分力,可以可靠且高精度地进行前后方向的定位。

具有接触面50的凸台52和具有接触面51的凸台53都是通过前后方向上分离成型的容易制造的形状。因此,可以使基座框架12的制造成本不上升,容易获得。

在接触面50、51接触的状态下固定镜筒11a和镜筒11b时,使基座框架12中互相的上壁部21、侧壁部22以及侧壁部23组合,形成前后方向上连续的复合镜筒10的外壁部分。更详细的说,在复合镜筒10的上面,镜筒11a和镜筒11b互相的上壁部21(上面部21a)的边缘部接触。在复合镜筒10的左侧面,镜筒11a的侧壁部22的边缘部和镜筒11b的侧壁部23的边缘部接触。在复合镜筒10的右侧面,镜筒11a的侧壁部23的边缘部和镜筒11b的侧壁部22的边缘部接触。为了不影响由接触面50和接触面51的接触形成的前后方向的定位精度,这些各边缘部在接触面50和接触面51接触的状态下在前后方向上对向且保留微小的间隙。而且,上壁部21、侧壁部22以及侧壁部23的各边缘部上设有遮光构造,即使间隙存在,也可以防止外部的有害光进入复合镜筒10内部。

具体地说,如图16和图17中所示,在上面部21a的边缘部设有肋21d、21e,当镜筒11a和镜筒11b组合时形成互相在上下方向上重合的位置关系。在侧壁部22和侧壁部23的边缘部设有肋22a和肋23a,当镜筒11a和镜筒11b组合时形成互相在左右方向上重合的位置关系。通过肋21d和肋21e、肋22a和肋23a分别重合,可以阻断来自外部的光。还有,如图7、图11、图17等中所示,设有与侧面部21c相连的从上面部21a向背面侧突出的肋21f。当镜筒11a和镜筒11b组合时,肋21f形成和相应侧的侧面部21b的一部分在左右方向上重合的位置关系(参照图7)。通过这个肋21f和侧面部21b的重合可以阻断来自外部的光。

如上所述,镜筒11a和镜筒11b由接触面50和接触面51的接触确定前后方向的相对位置,在接触面50和接触面51以外的地方确保在前后方向上有一定的间隙。

第一棱镜保持部35的上壁35a和下壁35b各自向着背面侧的边缘部相对光轴x1垂直的平面和与光轴x1平行的平面形成连续的阶梯形状。当镜筒11a和镜筒11b组合时,一方的上壁35a和另一方的下壁35b的阶梯状边缘部在前后方向上对向且保留微小的间隙。当前后方向上施加过大的负荷(使镜筒11a和镜筒11b靠近的方向上的过大负荷)到镜筒11a和镜筒11b的时候,互相的上壁35a和互相的下壁35b的边缘部接触,可以承受负荷。即,将上壁35a和下壁35b的对向部分当作辅助的接触面使用,将负荷分散到镜筒11a和镜筒11b之间,可以确保复合镜筒10整体的强度。上壁35a和下壁35b互相的边缘部由于和光轴x1垂直的平面对向,当该平面接触时,不会产生多余的分力,可以可靠地承载负荷。特别是,设置第一棱镜保持部35的地方在左右方向有大幅度间隔的接触面50和接触面51的中间附近,同时也是对光学性能有较大影响的第一棱镜ap1、bp1的保持位置。因此,通过该位置上的前后的第一棱镜保持部35辅助性地承受负荷,有助于复合镜筒10整体的强度提升和光学性能的确保。

如上所述,当镜筒11a和镜筒11b组合时,后群框架14的筒状部14a收纳在前后方向上相互对向的后群框架保持部37和后群框架收容部42之间的空间。在基座框架12的背面侧,后群框架保持部37内形成后群框架对向部56(参照图16至图19)。后群框架对向部56是与光轴x1垂直的平面。如图13中所示,后群框架14在与基座框架12的后群框架保持部37对向的正面侧具有对向凸部14f。对向凸部14f在将后群框架14组装到基座框架12上的状态下,设置在与基座框架12的后群框架对向部56对向的位置上。设计上,设定对向凸部14f和后群框架对向部56接触。假设,当对向凸部14f和后群框架对向部56有分离的精度误差时,在基座框架12和后群框架14之间插入柔软的部件对后群框架14附加赋能力,可以使对向凸部14f稳定地与后群框架对向部56接触。具体地说,当镜筒11a侧的后群框架14的对向凸部14f从后群框架对向部56分离的时候,如果将柔软的部件配置到镜筒11b侧的基座框架12的后群框架收容部42的内面,那么会将镜筒11a的后群框架14推向前方,可以使对向凸部14f接触到后群框架对向部56。这样,可以高精度地控制各镜筒11a、11b中的后群框架14的位置。另外,这个后群框架14的定位不会妨碍由接触面50和接触面51形成的镜筒11a、11b整体的定位。

接下来,说明关于垂直于光轴x1的方向上的镜筒11a和镜筒11b的定位构造。另外,在这个定位构造中,镜筒11a侧的基座框架12是作为定位基准的支持保持体,镜筒11b侧的基座框架12是接受定位侧的被支持保持体。在镜筒11a和镜筒11b的各自的基座框架12上形成第一孔60和第二孔61。在从角壁部24向前后突出的圆筒状凸台62的内侧形成第一孔60,在从角壁部25向前后突出的圆筒状凸台63的内侧形成第二孔61。凸台62位于具有接触面50的凸台52的上方,凸台63位于具有接触面51的凸台53的上方。第一孔60和第二孔61都是从前后方向贯穿基座框架12的贯穿孔。第一孔60和第二孔61设置在相对于包含光轴x1的上下方向上延伸的假想平面q1(图5)基本对称的位置上(从假想平面q1向左右方向正反间隔大致等距离)。

第一孔60具有在前后方向上连通的圆形孔部60a和长孔部60b。圆形孔部60a位于基座框架12的背面侧,长孔部60b位于基座框架12的正面侧。圆形孔部60a是具有以朝着前后方向的轴线为中心的圆筒状的内周面的圆形孔。长孔部60b是将长方向朝着在相对前后方向(第一孔60的轴向)垂直的左右方向(圆形孔部60a的直径方向)上的长孔,内部具有一对在上下方向上对向的平行的平面60c。各平面60c是和光轴x1、x2以及x4平行,与光轴x3垂直的面。一对平面60c形成在相对圆形孔部60a的轴线上下对称的位置上。如图22和图26中所示,长孔部60b的上下方向的宽幅(一对平面60c的间隔)k2比圆形孔部60a的内径k1小。还有,前后方向上的长孔部60b的长度m2比前后方向上的圆形孔部60a的长度长。

第二孔61具有在前后方向上连通的圆形孔部61a和小径孔部61b。圆形孔部60a位于基座框架12的背面侧,小径孔部61b位于基座框架12的正面侧。圆形孔部61a和小径孔部61b分别是具有以朝着前后方向的同一轴线为中心的圆筒状的内周面的圆形孔,互相的内径不同。如图22和图26中所示,小径孔部61b的内径k4比圆形孔部61a的内径k3小。还有,前后方向上的圆形孔部61a的长度m3比前后方向上的小径孔部61b的长度m4长。

在第一孔60和第二孔61的关系中,圆形孔部60a的内径k1和圆形孔部61a的内径k3基本相等,长孔部60b的上下方向宽幅k2和小径孔部61b的内径k4基本相等。还有,前后方向的长度从大到小的顺序是圆形孔部61a的长度m3、长孔部60b的长度m2、圆形孔部60a的长度m1、小径孔部61b的长度m4。

前后方向上的第一孔60全体的长度和第二孔61全体的长度基本相同。另外,第一孔60在圆形孔部60a和长孔部60b之间具有随着从圆形孔部60a侧向着长孔部60b侧推进的内径渐渐变小的锥形部。第一孔60全体的长度包含这个锥形部的长度。

使轴部件65和轴部件66插入镜筒11a、11b各自的基座框架12的第一孔60和第二孔61。轴部件65和轴部件66是金属制品。在图22和图26中分别将轴部件65和轴部件66扩大显示。

轴部件65具有在前后方向上排列的轴部65a和轴部65b、位于轴部65a和轴部65b之间的凸缘65c。轴部65a和轴部65b具有以朝着前后方向的同一轴线为中心的圆筒状的外周面,互相的外径基本相等。凸缘65c比轴部65a和轴部65b的外径大,是从轴部65a和轴部65b的外周面突出的环状的部位。

轴部65a和轴部65b的前后方向的长度互相相同,比第一孔60中的圆形孔部60a的长度m1稍短。另外,轴部65a和轴部65b是夹持着凸缘65c在轴向上对称的形状(外径和长度都相等),因此,也可以是将图示的轴部件65前后反转,轴部65a向后,轴部65b向前配置的相同构造。

轴部65a和轴部65b的外径和圆形孔部60a的内径k1以及圆形孔部61a的内径k3大致相等。更详细的说,轴部65a和轴部65b的外径设定比内径k1、k3稍大,轴部65a和轴部65b都可以以轻轻压入的状态插入圆形孔部60a和圆形孔部61a。

轴部件66具有在前后方向上排列的大径轴部66a和小径轴部66b、位于大径轴部66a和小径轴部66b之间的凸缘66c。大径轴部66a和小径轴部66b具有以朝着前后方向的同一轴线为中心的圆筒状的外周面,大径轴部66a的外径比小径轴部66b的外径大。还有,前后方向的长度,小径轴部66b的比大径轴部66a的长。

大径轴部66a还具有靠近凸缘66c的基端部66d和远离凸缘66c的前端部66e,基端部66d的一方比前端部66e的外径稍大。包括基端部66d和前端部66e的大径轴部66a全体的前后方向的长度比圆形孔部60a的长度m1和小径孔部61b的长度m4长,比长孔部60b的长度m2和圆形孔部61a的长度m3短。还有,基端部66d与前端部66e相比,前后方向的长度长。

小径轴部66b还具有靠近凸缘66c的基端部66f和远离凸缘66c的前端部66g,基端部66f的一方相比前端部66g外径大。包括基端部66f和前端部66g的小径轴部66b全体的前后方向的长度比圆形孔部60a全体的长度和圆形孔部61a全体的长度都稍长。还有,基端部66f与前端部66g相比,前后方向的长度长。基端部66f的长度比圆形孔部60a的长度m1、长孔部60b的长度m2以及小径孔部61b的长度m4长,略小于圆形孔部61a的长度m3。前端部66g的长度比小径孔部61b的长度m4略长,比圆形孔部60a的长度m1略短。

大径轴部66a的外径和圆形孔部60a的内径k1以及圆形孔部61a的内径k3大致相同。更详细的说,设定大径轴部66a中的基端部66d的外径比内径k1、k3略大,设定前端部66e的外径比内径k1、k3略小。因此,大径轴部66a可以使基端部66d以轻轻压入的状态插入圆形孔部60a或者圆形孔部61a。

小径轴部66b的外径和长孔部60b的上下方向的宽幅k2以及小径孔部61b的内径k4大致相同。更详细地说,设定小径轴部66b中的基端部66f的外径比上下方向的宽幅k2和内径k4略大,设定前端部66g的外径比上下方向的宽幅k2和内径k4略小。因此,小径轴部66b可以使基端部66f以轻轻压入的状态插入长孔部60b或者小径孔部61b。但是,实际上,基端部66f相对小径孔部61b的插入,受到凸缘66c的限制(参照图28)。

在本实施形态的附图中显示以镜筒11a为基准将镜筒11b定位组合的情况。即,显示以镜筒11a为基准的支撑镜筒,镜筒11b为被定位组合的被支撑镜筒的情况。

首先,如图20中所示,将轴部件65的轴部65a从背面侧插入镜筒11a侧的第一孔60。轴部件65的凸缘65c在与凸台62的背面侧的端面抵接的位置被限制插入。由于轴部65a的长度比圆形孔部60a的长度m1短,轴部65a不会到达长孔部60b的位置,插入到圆形孔部60a为止(参照图22)。轴部65a的外径比圆形孔部60a的内径k1略大,因此,使轴部65a轻轻压入圆形孔部60a,形成轴部件65相对镜筒11a侧的基座框架12无晃动的稳定安装的状态。

还有,如图24中所示,将轴部件66的大径轴部66a从背面侧插入镜筒11a侧的第二孔61。轴部件66的凸缘66c在与凸台63的背面侧的端面抵接的位置被限制插入。由于大径轴部66a的长度比圆形孔部61a的长度m3短,大径轴部66a不会到达小径孔部61b的位置,插入到圆形孔部61a为止(参照图26)。大径轴部66中的基端部66d的外径比圆形孔部61a的内径k3略大,因此,使大径轴部66a轻轻压入圆形孔部61a,形成轴部件66相对镜筒11a侧的基座框架12无晃动的稳定安装的状态。

另外,大径轴部66a中的前端部66e的外径比圆形孔部61a的内径k3略小,因此,在大径轴部66a插入圆形孔部61a的初期不压入,可以顺利插入。换而言之,通过将大径轴部66a制造成仅仅在需要稳定支撑的插入的最终阶段形成压入状态,插入操作性提高。

如上所述,图19显示将轴部件65和轴部件66分别组装到镜筒11a侧的基座框架12上的状态。从该图可知,轴部件65的轴部65a和轴部件66的小径轴部66b分别向后方(镜筒11a的背面侧)突出。

将轴部件65和轴部件66组装到镜筒11a上的时刻可以任意选择。例如,如图19中所示,预先将轴部件65和轴部件66安装到单体状态的基座框架12上,之后可以进行相对于基座框架12的各种部件(后群框架14、第三棱镜框架15、摄像传感器单元16等)的组装。或者,也可以将各种部件组装到基座框架12上完成镜筒11a之后,再进行轴部件65和轴部件66的组装。不管哪种情况,由于轴部件65和轴部件66相对基座框架12形成压入的状态,组装之后轴部件65和轴部件66不会轻易掉落。还有,作为轴部件65和轴部件66的插入对象的第一孔60和第二孔61,位于远离第一棱镜保持部35、第二棱镜保持部36、后群框架保持部37、后群框架收容部42等的基座框架12的上边缘侧。因此,即使将各种部件组装到基座框架12上之后,也容易接近第一孔60和第二孔61,便于进行轴部件65和轴部件66的组装作业。

接下来,将镜筒11b相对轴部件65和轴部件66已组装的状态下的镜筒11a组装。使镜筒11b侧的第二孔61(圆形孔部61a)面向轴部件65的轴部65b,使镜筒11b侧的第一孔60(圆形孔部60a)面向轴部件66的小径轴部66b。即,镜筒11a侧的圆形孔部60a和镜筒11b侧的圆形孔部61a形成在前后方向上对向的一对对向孔部,镜筒11a侧的圆形孔部61a和镜筒11b侧的圆形孔部60a形成在前后方向上对向的一对对向孔部。然后,将镜筒11a和镜筒11b在前后方向上靠近,使轴部65b插入镜筒11b的第二孔61(图21),使小径轴部66b插入镜筒11b的第一孔60(图25)。

如上所述,镜筒11a、11b通过接触面50和接触面51接触,被限制进一步的接近(互相的前后位置确定)。如图22和图26中所示,在接触面50、51接触后的阶段,在镜筒11a、11b互相的基座框架12上的凸台62和凸台63的对向端面之间存在前后方向的间隙n。轴部件65的凸缘65c和轴部件66的凸缘66c各自的厚度比间隙n略小。因此,轴部件65和轴部件66不会干涉由接触面50、51形成的前后方向的定位。

如图22中所示,轴部65b的长度比圆形孔部61a的长度m3短,因此,轴部65b插入镜筒11b侧的第二孔61不会到达小径孔部61b的位置,只到圆形孔部61a。由于圆筒状内面的圆形孔部61a相对圆筒状外面的轴部65b嵌合,镜筒11b侧的基座框架12在轴部65b的直径方向(与第一孔60和第二孔61的对向方向(沿着光轴x1的方向)垂直的全部方向)上的移动被限制。其结果是,在垂直于光轴x1的平面内的镜筒11a和镜筒11b的相对位置固定。

另外,轴部65b的外径比圆形孔部61a的内径k3略大,因此形成轴部65b轻轻压入圆形孔部61a的状态。由此,在镜筒11a和镜筒11b的组合状态下,不用担心轴部件65因晃动产生噪音。

如图26中所示,小径轴部66b从圆形孔部60a侧朝着长孔部60b侧插入镜筒11b侧的第一孔60。基端部66f和前端部66g的外径都比圆形孔部60a的内径k1小,因此,在插入的初期阶段小径轴部66b不会接触到第一孔60的内面。

如果小径轴部66b继续向着第一孔60插入,那么前端部66g进入长孔部60b。由于前端部66g的外径比长孔部60b的上下方向的宽幅k2小,在这个阶段轴部件66和第一孔60之间不会产生负荷。如果小径轴部66b的插入进一步推进,那么基端部66f进入长孔部60b。于是,形成长孔部60b内的一对平面60c上下夹持着基端部66f的状态,限制镜筒11b侧的基座框架12相对小径轴部66b的上下方向的移动。其结果是,限制以轴部件65为中心的镜筒11a和镜筒11b的相对旋转。

另一方面,由于左右方向上的长孔部60b的长度比基端部66f的外径大,小径轴部66b不限制镜筒11b侧的左右方向的位置。即,镜筒11b的长孔部60b相对小径轴部66b只能在与第一孔60和第二孔61的对向方向(沿着光轴x1的方向)垂直的平面内的特定方向(左右方向)上相对移动。由此,可以在小径轴部66b和第一孔60之间吸收镜筒11a和镜筒11b之间的安装精度的偏差。

另外,由于基端部66f的外径比长孔部60b的上下方向的宽幅k2略大,形成小径轴部66b轻轻压入长孔部60b的状态。由此,镜筒11a和镜筒11b的组合状态下,不用担心轴部件66因晃动产生噪音。如上所述,由于在小径轴部66b的前端设有前端部66f,小径轴部66b向着长孔部60b的插入前进到一定程度为止,不产生压入。根据这种结构,轴部件66的小径轴部66b(基端部66f)相对第一孔60的长孔部60b的压入时刻和轴部件65的轴部65b相对第二孔61的圆形孔部61a的压入时刻几乎同时,所以可以不倾斜地将镜筒11b组装进来。假设与本实施形态不同,不设置前端部66g,小径轴部66b的整体是具有相当于基端部66f的直径的结构,那么小径轴部66b相对第一孔60的长孔部60b的压入时刻会比轴部65b相对第二孔61的圆形孔部61a的压入时刻大大提早。这样,将轴部件66和第一孔60处作为支点,很容易发生镜筒11b相对镜筒11a的倾斜。

如图26中所示,由于小径轴部66b的长度比第一孔60的整体长度略长,小径轴部66b穿过镜筒11b侧的第一孔60,前端部66f从凸台63略微向后方突出。镜筒11a和镜筒11b是前后对称的相同形状,但由于轴部件66突出,很容易识别是镜筒11b的背面侧,操作性提高。

如上所述,轴部件65和轴部件66分别压入第一孔60和第二孔61。但,如果压入的负荷过大,操作性变差,基座框架12侧产生弯曲,会影响定位精度。因此,设定第一孔60、第二孔61和轴部件65、66的相对直径的尺寸,得以形成不会破坏定位精度的轻度的压入。

由轴部件65和轴部件66进行定位处接近由接触面50、51进行前后方向的定位处,轴部件65和轴部件66配置成相对沿着包含光轴x1的上下方向的假想平面q1(图5)大致对称。因此,通过确保左右方向的轴部件65和轴部件66的距离大,轴部件65和轴部件66相对前群af、bf和第一棱镜ap1、bp1的配置对称性,可以实现高精度定位。

还有,轴部件65和轴部件66插入的第一孔60和第二孔61分开配置在基座框架12的角壁部24和角壁部25,可以在不干涉构成镜筒11a、11b的其他部件的情况下,有效设置空间。除了加强角壁部24、25自身的刚性,还通过具有第一孔60的凸台62和具有第二孔61的凸台63的厚度来加强,因此,轴部件65和轴部件66定位到第一孔60和第二孔61上的时候不易产生弯曲。

第一孔60和第二孔61还用于安装构成摄像装置的外面的外部构件。图23和图27中所示的前盖70是盖住摄像装置的前面侧的外部构件。前盖70在内面侧具有向后突出的支撑突起71(图23)和支撑突起72(图27)。支撑突起71和支撑突起72设置成与基座框架12中的第一孔60和第二孔61对应的位置关系。支撑突起71使其具有一定外径尺寸的圆筒状外面部分靠近前端,这个圆筒状外面部分的外径和第一孔60上的长孔部60b的上下方向的宽幅k2大致相同。支撑突起72使其具有一定外径尺寸的圆筒状外面部分靠近前端,这个圆筒状外面部分的外径和第二孔61上的小径孔部61b的内经k4大致相同。

在将前盖70安装到复合镜筒10上的时候,支撑突起71的前端部分(圆筒状外面部分)从前方插入镜筒11a侧的第一孔60的长孔部60b。还有,支撑突起72的前端部分(圆筒状外面部分)从前方插入镜筒11a侧的第二孔61的小径孔部61b。在镜筒11a侧,由于轴部件65的轴部65a不进入长孔部60b,且轴部件66的大径轴部66a不进入小径孔部61b,因此,可以在不干涉轴部件65和轴部件66的情况下插入支撑突起71和支撑突起72.

通过使圆筒状外面的支撑突起72嵌合到圆筒状内面的小径孔部61b,在垂直于光轴x1的平面内的前盖70的位置固定。还有,通过在长孔部60b的一对平面60c夹持着支撑突起71,限制以支撑突起72为中心的前盖70的旋转。长孔部60b的左右方向的长度比支撑突起71的外径大,支撑突起71在离开长孔部60b的左右方向的位置不受限制。因此,可以在支撑突起71和第一孔60之间吸收前盖70相对复合镜筒10的安装精度的偏差。这样,第一孔60和第二孔61除了由轴部件65和轴部件66定位之外,还用于前盖70的安装定位。

另外,在镜筒11b侧,轴部件66的小径轴部66b穿过第一孔60的全体(参照图26),但轴部件65不进入第二孔61的小径孔部61b(参照图22)。所以,还可以将其他部件(例如,和前盖70一样构成摄像装置的外装的后盖等)的突起可从后方插入镜筒11b的小径孔部61b,进行该部件的定位。

由于轴部件65是轴向上对称的形状,轴部65a和轴部65b的朝向可反过来。另一方面,由于轴部件66是轴向上不对称的,如果将大径轴部66a和小径轴部66b反向的话,会发生安装故障,不能正确地发挥作用。在本实施形态中,具备防止轴部件66反向安装的构造。

图28显示将轴部件66反向安装后的情况。小径轴部66b插入镜筒11a侧的第二孔61。小径轴部66b上的基端部66f的外径比圆形孔部61a的内经k3小,前端部66g的外径比小径孔部61b的内经k4小。因此,可以将小径轴部66b插入第二孔61直至凸缘66c接触到凸台63的背面侧的端面的位置。

另一方面,大径轴部66a的长度比第一孔60的圆形孔部60a的长度m1长。因此,如果将大径轴部66a插入镜筒11b侧的第一孔60,则在接触面50、51接触之前,大径轴部66a的前端接触到圆形孔部61a和长孔部60b的边界部分的段差,被限制进一步插入。这个状态下,在凸缘66c和凸台63之间存在前后方向上的大间隙,因此可以认识到由于轴部件66的安装故障,阻碍了镜筒11a、11b的接近。

还有,如果在图28的状态下组装前盖70(图23、图26),则支撑突起72接触到小径轴部66b,不能使支撑突起72插入第二孔61(小径孔部61b)。即,前盖70处于向前浮动的状态,因此在这个阶段也可以认识到轴部件66的安装故障。

在本实施形态中,举例说明了将镜筒11a侧作为基准进行镜筒11b的定位,但由于镜筒11a和镜筒11b是相同的形状,也可以以镜筒11b为基准进行。即,成为定位基准的支撑镜筒(成为支持保持体的基座框架12)和成为通过支撑镜筒被定位的被支撑镜筒(成为被支持保持体的基座框架12),可以反过来。具体地说,先将轴部件65(轴部65a和轴部65b都可)插入镜筒11b侧的第一孔60(圆形孔部60a),将轴部件66的大径轴部66a插入镜筒11b侧的第二孔61(圆形孔部61a)。然后,使轴部件65(轴部65a和轴部65b之中没有插入镜筒11b侧的第一孔60的一侧)插入镜筒11a侧的第二孔61(圆形孔部61a),使轴部件66的小径轴部66b插入镜筒11a侧的第一孔60(长孔部60b)。

如上所述,在本实施形态中,将具备广角透镜系a和摄像传感器ai的镜筒11a与具备广角透镜系b和摄像传感器bi的镜筒11b组合起来,构成复合镜筒10。因为每个摄像系都分成镜筒11a和镜筒11b,便于进行各个镜筒11a、11b中的光学元件等的组合,生产性优良。另外,由于能够确认各个镜筒的像性能,选择像性能相近的作为镜筒11a和镜筒11b进行组合,便于进行作为摄像系统1的整体的性能管理。再有,在将多个光学系装入一个镜筒的类型中,当镜筒完成后(特别是在通过粘结等固定部件之后)发现一个光学系有问题的时候,包含没有问题的其它光学系的整体被丢弃,容易产生浪费。相比较,在将镜筒11a与镜筒11b组合的本实施形态的结构中,不会产生这样的浪费,这在提高生产性和抑制成本方面是有利的。

然后,使两个镜筒11a、11b对向,使用轴部件65和轴部件66,进行镜筒11a、11b的在与光轴x1垂直的方向上的定位。轴部件65起到主基准定位机构的作用,限定其相对各镜筒11a、11b的第一孔60及第二孔61在与光轴x1垂直的所有方向上的移动。轴部件66起到从基准的定位机构的作用,只允许其相对第一孔60在与光轴x1垂直的特定方向上相对移动、限制向其他方向移动。由此,将构成镜筒11a和镜筒11b的镜筒部件(特别是作为定位对象的基座框架12)设定为相同形状,同时吸收镜筒11a、11b之间的误差,可以实现高精度的定位。

第一孔60和第二孔61都是将内部的开口面积分成二个不同阶段的简单形状,能够在基座框架12的成形时容易地制造。而且,通过将镜筒11a中的第一孔60及第二孔61和镜筒11b中的第二孔61及第一孔60互相对向,只需分别插入轴部件65、66来完成定位,所以不需要复杂的工作,能够简单地组装。

另外,如上所述,作为定位基准的支撑镜筒,可以选择镜筒11a和镜筒11b中的任意一个。再有,具备作业者能够识别轴向不对称的轴部件66的正确组装方向的结构(参照图28)。因此,不容易产生在组装镜筒11a和镜筒11b的作业中的部件的误安装。

由于包括第一孔60和第二孔61的整个镜筒11a和镜筒11b为相同形状,与组合不同构造的多个镜筒的结构相比,可以减少部件数量,能够抑制制造成本和生产的工作量。还有,由于是对着构成镜筒11a和镜筒11b的基座框架12的第一孔60及第二孔61直接插入轴部件65、66来进行定位的构造,比起将二个镜筒分开组装到另外的大型部件上的构造,成为低成本且简单的结构,也便于进行二个镜筒之间的精度管理。

参照图35和图36,说明将本实施形态所涉及的摄像系统1和复合镜筒10适用于全天球型摄像装置时的整体结构。在图35、图36中,虽然与上述复合镜筒10中的各二个广角透镜系a、b和摄像传感器ai、bi的配置结构有些不同,但是图35、图36用于举例说明全天球型摄像系统的一般结构。摄像光学系(光学系统)、摄像系统和摄像装置的特征性结构在上述实施形态(图1到图34)中展示。

如图35中所示,摄像装置80具备摄像体81、将摄像体81和控制器、电池等部件保持在内部的壳体82、以及设置在壳体82的外面的快门按钮83。壳体82是包含与上述实施形态的前盖70等相当的外部构件的物体。另外,在图35中,仅仅在摄像装置80的壳体82内显示成像光学系84a、84b和固体摄像元件85a、85b,但是实际上,壳体82内搭载与上述实施形态(图1到图34)中的复合镜筒10相当的结构。

图35中所示的摄像体81相当于上述复合镜筒10中的摄像系统1,包含二个摄像光学系84a,84b、ccd(chargecoupleddevice)传感器和cmos(complementarymetaloxidesemiconductor)传感器等的二个固体摄像元件85a、85b。将成像光学系84和固体摄像元件85一个一个组合起来,形成摄像系。成像光学系84中的每一个都可以由例如6组7个鱼眼透镜构成。该鱼眼透镜在图35中所示的实施形态中,具有大于180度(=360度/n;n=2)的全视角,优选具有185度以上的视角,更优选具有190度以上的视角。

二个摄像光学系84a、84b的光学元件(透镜、棱镜、滤光器和开口光圈)相对固体摄像元件85a、85b定位。定位使得摄像光学系84a、84b的光学元件的光轴处于与对应的固体摄像元件85a、85b的受光区域的中心部正交的位置,并且使受光区域成为对应的鱼眼透镜的成像面。固体摄像元件85a、85b每个都是受光区域形成面积区域的2次元固体摄像元件,将由组合的成像光学系84a、84b聚集的光转换成图像信号。

在图35中所示的摄像装置80中,成像光学系84a、84b为相同规格,使得各自的光轴为一致,互相反向地组合。固体摄像元件85a、85b将受光后的光分布转换成图像信号,输出到图中未示的控制器上的图像处理机构。图像处理机构后面会详细叙述,将从固体摄像元件85a、85b分别输入的部分图像重合起来合成,生成立体角4π弧度的图像(以下参照作为“全天球图像”)。全天球图像是拍摄从拍摄地点能够看到的全部方向后生成的图像。这里,在图35中所示的实施形态中,生成全天球图像,但也可以是仅仅拍摄水平面的360度,所谓的全景图像。

另外,这里,通过使固体摄像元件85a、85b的扫描方向互相一致,可以容易地将各个成像图像重合。即,通过使各自的固体摄像元件85a、85b的扫描方向和顺序在相互重合的部分保持一致,能够得到互相照相机的边界的物体、特别是移动物体的重合的效果。例如,当用固体摄像元件85a拍摄的成像图像的左上部分与用固体摄像元件85b拍摄的成像图像的左下部分,作为图像的重合部分一致的时候,固体摄像元件85a的扫描按照固体摄像元件的从上向下,从右向左进行扫描。另一方面,固体摄像元件85b的扫描按照固体摄像元件的从下向上,从右向左进行扫描。这样,根据图像的重合部分,通过控制各固体摄像元件85的扫描方向保持一致,可以取得容易重合的效果。

如上所述,由于鱼眼透镜具有超过180度的全视角,构成全天球图像的时候,在各摄像系形成的拍摄图像中,重复的图像部分作为表示相同图像的基准数据,成为图像重合的参考。生成的全天球图像被输出到例如摄像体81上具备的,或者连接在摄像体81上的显示装置、打印装置、sd(注册商标)卡或者微型闪存(注册商标)等的外部存储介质。

图10举例说明摄像装置80的硬件构成。摄像装置80由数码相机/处理器(下面简单参照为处理器)500、镜筒502(相当于上述的复合镜筒10)和连接于处理器500的各种部件构成。镜筒502具有上述的2组成像光学系84a、84b和固体摄像元件85a、85b。固体摄像元件85a、85b由来自处理器500内的cpu530的控制指令控制,cpu530将在后面叙述。

处理器500包含isp(imagesignalprocessor,图像信号处理器)508a,508b、dmac(directmemoryaccesscontroller,直接存储器存取控制器)510、用于内存访问的仲裁的仲裁器(arbmemc)512、控制内存访问的memc(memorycontroller,内存控制器)514,以及歪曲校准/图像合成块(block)518。isp508a、508b分别对由经固体摄像元件85a、85b的信号处理输入后的图像数据进行白/平衡设定或者伽马设定。在memc514上连接sdram516。在sdram516中临时保存isp508a、508b以及歪曲校准/图像合成块518中实施处理时的数据。歪曲校准/图像合成块518对于从二个摄像系获得的二个部分图像,利用来自3轴加速度传感器520的信息,实施歪曲校准同时上下校准,进行图像合成。

处理器500还包含dmac522、图像处理块524、cpu530、图像数据传输部526、sdramc528、存储卡控制块540、usb块546、外围设备550、声音单元552、串行块558、lcd(liquidcrystaldisplay,液晶显示器)驱动器562和桥接器568。

cpu530控制摄像装置80的各部的动作。图像处理块524利用大小调整块532、jpeg块534、h.264块536等,对图像数据实行各种图像处理。大小调整块532是用于对图像数据的尺寸进行插值处理来放大或缩小的块。jpeg块534是进行jpeg压缩和伸张的编码块。h.264块536是进行h.264等的动画压缩和伸张的编码块。图像数据传输部526传输由图像处理块524图像处理后的图像。sdramc528控制连接在处理器500上的sdram538,在sdram538中临时保存处理器500内的对图像数据实行各种处理时的图像数据。

存储卡控制块540控制对插入存储卡槽542的存储卡和闪存rom544的读取和写入。存储卡槽542是用于将存储卡可拆卸地连接到摄像装置80的槽。usb块546控制通过usb接口548连接的个人计算机等的外部设备的usb通信。外围设备550上连接电源开关566。声音单元552连接输入客户的声音信号的麦克风556和输出录制的声音信号的扬声器554,控制声音的输入输出。串行块558控制和诸如个人计算机等的外部设备的串行通信,并连接无线nic(networkinterfacecard,网络接口卡)560。lcd驱动器562是驱动lcd显示器564的驱动电路,转换成用于在lcd显示器564上显示各种状态的信号。

在闪存rom544中存储用cpu530可解读的代码记录的控制程序和各种参数。通过电源开关566的操作使电源处于on状态,这时上述控制程序被加载到主存储器中。cpu530根据从主存储器中读取的程序,控制装置各部的动作,同时将控制所需的数据临时保存到sdram538和没有图示的本地sram中。

在上述实施形态中,主基准的定位机构由圆形孔(圆形孔部60a、61a)和圆形截面的轴部(轴部65a、65b)构成。与之不同,也可以由圆形以外的截面形状的孔或轴部构成主基准的定位机构。图37到图44中显示孔的内面形状不同的变形例。以下的各个变形例中,与上述实施形态共同的结构,以相同的符号表示,省略说明。轴部件65和轴部件66使用与上述实施形态相同的部件。

图37和图38表示定位机构的第一变形例。在第一变形例中,第一孔160作为取代上述实施形态的圆形孔部60a的部位,具有对向孔部90,第二孔161作为取代上述实施形态的圆形孔部61a的部位,具有对向孔部91。

第一孔160的对向孔部90具备具有圆筒状的内周面的圆筒部90a、从圆筒部90a的内周面向内径方向突出的四个突出部90b。各突出部90b具有朝向内径方向形成凸形的弯曲面,该弯曲面形成在第一孔160的轴向(前后方向)上连续的一样的截面形状。四个突出部90b在以第一孔160的轴线为中心的周向上以大致相当的角度间隔(90度间隔)配置,各自的突出量相等。其中二个突出部90b在长孔部60b的长方向(左右方向)上间隔而对向。剩下的二个突出部90b在长孔部60b的宽度方向(上下方向)上间隔而对向。对向的2组突出部90b的上下方向的间隔和左右方向的间隔(各突出部90b中的突出至最靠近内径侧的地方的间隔)互相相等。另外,在长孔部60b的宽度方向(上下方向)上对向的二个突出部90b的间隔大于长孔部60b中的一对平面60c的间隔。

在镜筒11a侧,使轴部件65的轴部65a插入第一孔160的对向孔部90。如图37中的双点划线的假想圆所示,轴部件65的轴部65a具有与对向孔部90的四个突出部90b内接的直径。在该接触的状态下,将轴部65a轻轻压入对向孔部90。即,对向的2组突出部90b的初始状态的间隔比轴部65a的直径略小。各个突出部90b和轴部65a在沿着第一孔160的轴向的线状区域中接触。轴部65a不与圆筒部90a接触。因此,相比使轴部65a的外周面的基本整体与孔的内面面接触的结构,轴部65a与对向孔部90之间的接触面积小,可以减少插入时的负荷。此外,还获得通过多个突出部90b抑制轴部65a的倾斜,引导轴部65a向着第一孔160的轴向插入的效果。

在镜筒11b侧,使轴部件66的小径轴部66b插入第一孔160。在对向孔部90中,左右方向上对向的二个突出部90b的间隔和上下方向上对向的二个突出部90b的间隔都比小径轴部66b(基端部66f和前端部66g)的直径大。因此,各突出部90b不干涉小径轴部66b向着第一孔160的插入。

第二孔161的对向孔部91与第一孔160的对向孔部90相同,具备具有圆筒状的内周面的圆筒部91a、从圆筒部91a的内周面朝内径方向突出的四个突出部91b。圆筒部91a的形状(内径)和各突出部91b的配置及形状与对向孔部90中的圆筒部90a和各突出部90b相同。即,四个突出部91b在以第二孔161的轴线为中心的周向上以大致相当的角度间隔(90度间隔)配置,其中二个突出部91b在上下方向上间隔且对向,剩下的二个突出部91b在左右方向上对向且间隔。对向的2组突出部91b的间隔分别大于第二孔161的小径孔部61b的直径。

在镜筒11a侧,使轴部件66的大径轴部66a插入第二孔161的对向孔部91,在镜筒11b侧,使轴部件65的轴部65b插入第二孔161的对向孔部91。如图37中的双点划线的假想圆所示,轴部件65的轴部65b和轴部件66的大径轴部66a(基端部66d)分别具有与对向孔部91的四个突出部91b内接的直径。在该接触的状态下,将轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)分别轻轻压入对向孔部91。即,对向的2组突出部91b的初始状态的间隔比轴部65b和基端部66d的直径略小。各个突出部91b和轴部65b以及大径轴部66a(基端部66d)在沿着第二孔161的轴向的线状区域中接触。轴部65b和大径轴部66a都不与圆筒部91a接触。因此,对向孔部91相对于轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)的接触面积小,可以减少插入时的负荷。另外,还获得通过多个突出部91b抑制轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)的倾斜,引导轴部65b和大径轴部66a向着第二孔161的轴向插入的效果。

另外,通过减小对向孔部90、91相对于轴部件65、66的接触区域,便于应对插入位置的公差的偏差。在使轴部件65、66与上述实施形态的圆形孔部60a、61a那样的圆筒状的内面形状的孔的全周面接触的结构中,当轴部件65、66和孔之间存在公差变动的时候,容易使轴部件65、66插向孔的压入感(压入时的抵抗)变化大。与此相对,在如第一变形例的使轴部件65、66接触到孔的内面的一部分的结构中,当轴部件65、66和孔之间有相同程度的公差变动的时候,轴构件65、66插向孔的压入感(压入时的抵抗)的变化小,组装作业性优良。该优点同样可以从以下第二到第四变形例中获得。

图39和图40显示定位机构的第二变形例。在第二变形例中,第一孔260具有对向孔部92,作为取代上述实施形态的圆形孔部60a的部位,第二孔261具有对向孔部93,作为取代上述实施形态的圆形孔部61a的部位。

第一孔260的对向孔部92具备具有圆筒状的内周面的圆筒部92a、和使圆筒部92a的内周面部分短路的四个平面部92b。各平面部92b是沿着第一孔260的轴向延伸的平面形状。四个平面部92b在以第一孔260的轴线为中心的周向上以大致相当的角度间隔(90度间隔)配置。其中两个平面部92b在长孔部60b的长方向(左右方向)上分离,互相平行对向。剩下的二个平面部92b在长孔部60b的宽度方向(上下方向)上分离,互相平行对向,并且和长孔部60b的平面60c大致平行。对向的2组平面部92b的上下方向的间隔和左右方向的间隔互相相等。另外,在长孔部60b的宽度方向(上下方向)上对向的二个平面部92b的间隔比长孔部60b中的一对平面60c的间隔大。

在镜筒11a侧,使轴部件65的轴部65a插入第一孔260的对向孔部92。如图39中的双点划线的假想圆所示,轴部件65的轴部65a具有与对向孔部92的四个平面部92b内接的直径。在该接触的状态下,将轴部65a轻轻压入对向孔部92。即,对向的2组平面部92b的初始状态的间隔比轴部65a的直径略小。各个平面部92b和轴部65a在沿着第一孔260的轴向的线状区域中接触。轴部65a不与圆筒部92a接触。因此,相比使轴部65a的外周面的大致整体与孔的内面面接触的结构,轴部65a和对向孔部92之间的接触面积小,可以减少插入时的负荷。此外,还获得通过多个平面部92b抑制轴部65a的倾斜,引导轴部65a向着第一孔260的轴向插入的效果。

在镜筒11b侧,使轴部件66的小径轴部66b插入第一孔260。在对向孔部92中,左右方向上对向的二个平面部92b的间隔、和上下方向上对向的二个平面部92b的间隔都比小径轴部66b(基端部66f和前端部66g)的直径大。因此,各平面部92b不干涉小径轴部66b向第一孔260的插入。

第二孔261的对向孔部93和第一孔260的对向孔部92相同,具备具有圆筒状的内周面的圆筒部93a、和使圆筒部93a的内周面部分短路的四个平面部93b。圆筒部93a的形状(内径)和各平面部93b的配置及形状与对向孔部92中的圆筒部92a和各平面部92b相同。即,四个平面部93b在以第二孔261的轴线为中心的周向以大致相当的角度间隔(90度间隔)配置,其中二个平面部93b在上下方向上间隔且对向,剩下的二个平面部93b在左右方向上间隔且对向。对向的2组平面部93b的间隔比第二孔261的小径孔部61b的直径大。

在镜筒11a侧,使轴部件66的大径轴部66a插入第二孔261的对向孔部93,在镜筒11b侧,使轴部件65的轴部65b插入第二孔261的对向孔部93。如图39中的双点划线的假想圆所示,轴部件66的轴部65b和轴部件66的大径轴部66a(基端部66d)分别具有与对向孔部93的四个平面部93b内接的直径。在该接触的状态下,轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)分别轻轻压入对向孔部93。即,对向的2组平面部93b的初始状态的间隔比轴部65b和基端部66d的直径略小。各个平面部93b和轴部65b以及大直径轴部66a(基端部66d)在沿着第二孔261的轴向的线状区域中接触。轴部65b和大径轴部66a都不与圆筒部93a接触。因此,对向孔部93相对于轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)的接触面积小,可以减少插入时的负荷。此外,还获得通过多个平面部93b抑制轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)的倾斜,引导轴部65b和大径轴部66a向着第二孔261的轴向插入的效果。

图41和图42显示定位机构的第三变形例。在第三变形例中,第一孔360具有对向孔部94,作为取代上述实施形态的圆形孔部60a的部位,第二孔361具有对向孔部95,作为取代上述实施形态的圆形孔部61a的部位。

第一孔360的对向孔部94具有四个平面部94a。这四个平面部94a设置在与第二变形例中的对向孔部92的四个平面部92b大致相同的位置上,各平面部94a的形成方向也和各平面部92b相同。仅在相邻的二个平面部94a之间形成角部(包括平缓的倒角形状)这一点与第二变形例的对向孔部92不同。换而言之,在以四个平面部为基本的矩形状的孔形状这一点上,第二变形例的对向孔部92和第三变形例的对向孔部94是共通的。

因此,如图41中所示,在镜筒11a侧,轴部件65的轴部65a以压入状态内接于第一孔360的对向孔部94的四个平面部94b。而且,可以以小的负荷进行稳定的插入。另外,在镜筒11b侧,对向孔部94的各平面部94b不干涉小径轴部66b向第一孔360的插入。

第二孔361的对向孔部95具有四个平面部95a。这四个平面部95a设置在与第二变形例中的对向孔部93的四个平面部93b大致相同的位置上,各平面部95a的形成方向也和各平面部93b相同。仅在相邻的二个平面部95a之间形成角部(包括平缓的倒角形状)这一点与第二变形例的对向孔部93不同。换句话说,在以四个平面部为基本的矩形状的孔形状这一点上,第二变形例的对向孔部93和第三变形例的对向孔部95中是共通的。

因此,如图41中所示,在镜筒11a侧,轴部件66的大径轴部66a(基端部66d)以压入状态内接于第二孔361的对向孔部95的四个平面部95a。另外,在镜筒11b侧,轴部件65的轴部65b以压入状态内接于第二孔361的对向孔部95的四个平面部95a。轴部65b和大径轴部66a都可以以较少的负荷稳定地插入对向孔部95。

图43和44显示定位机构的第四变形例。在第四变形例中,第一孔460具有对向孔部96,作为取代上述实施方式的圆形孔部60a的部位,第二孔461具有对向孔部97,作为取代上述实施方式的圆形孔部61a的部位。

第一孔460的对向孔部96具备具有圆筒状的内周面的圆筒部96a、以及使圆筒部96a的内周面部分短路的三个平面部96b。各平面部96b是沿着第一孔460的轴向延伸的平面形状。三个平面部96b在以第一孔460的轴线为中心的周向上以大致相当的角度间隔(120度间隔)配置。换句话说,对向孔部96具有由三个平面部96b包围的大致三角形的内面形状。在三个平面部96b中,位于上方的平面部96b和长孔部60b的平面60c大致平行,在相比长孔部60b远离第一孔460的中心的位置(外径侧)上。剩下的二个平面部96b相对于长孔部60b的平面60c在正反方向上同角度倾斜。

在镜筒11a侧,使轴部件65的轴部65a插入第一孔460的对向孔部96。如图43中的双点划线的假想圆所示,轴部件65的轴部65a具有与对向孔部96的三个平面部96b内接的直径。在该接触的状态下,将轴部65a轻轻压入对向孔部96。各个平面部96b和轴部65a在沿着第一孔460的轴向的线状区域中接触。轴部65a不与圆筒部96a接触。因此,相比使轴部65a的外周面的大致整体与孔的内面面接触的结构,轴部65a和对向孔部96之间的接触面积小,可以减少插入时的负荷。此外,还获得通过多个平面部96b抑制轴部65a的倾斜,引导轴部65a向着第一孔460的轴向插入的效果。

在镜筒11b侧,使轴部件66的小径轴部66b插入第一孔460。在对向孔部96中,被三个平面部96b包围的空间比小径轴部66b(基端部66f和前端部66g)的直径大,各平面部96b不干涉小径轴部66b向着第一孔460的插入。

第二孔461的对向孔部97和第一孔460的对向孔部96相同,具备具有圆筒状的内周面的圆筒部97a、和使圆筒部97a的内周面部分短路的三个平面部97b。圆筒部97a的形状(内径)和各平面部97b的配置及形状和对向孔部96中的圆筒部96a和各平面部96b相同。即,三个平面部97b在以第二孔461的轴线为中心的周向上以大致相当的角度间隔(120度间隔)配置。当沿着第二孔461的轴线看时,圆筒部97a和三个平面部97b都位于第二孔461的小径孔部61b的外侧(参照图43)。

在镜筒11a侧,使轴部件66的大径轴部66a插入第二孔461的对向孔部97,在镜筒11b侧,使轴部件65的轴部65b插入第二孔461的对向孔部97。如图43中的双点划线的假想圆所示,轴部件66的轴部65b和轴部件66的大径轴部66a(基端部66d)分别具有与对向孔部97的三个平面部97b内接的直径。在该接触的状态下,轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)分别轻轻压入对向孔部97。各个平面部97b和轴部65b以及大径轴部66a(基端部66d)在沿着第二孔461的轴向的线状区域中接触。轴部65b与大径轴部66a都不与圆筒部97a接触。因此,对向孔部97相对于轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)的接触面积小,可以减少插入时的负荷。此外,还获得通过多个平面部97b抑制轴部65b和大径轴部66a(基端部66d)的倾斜,引导轴部65b和大径轴部66a向着第二孔461的轴向插入的效果。

在上述第一至第四变形例(图37至图44)中,设置在第一孔(160、260、360、460)和第二孔(161、261、361、461)中的对向孔部(90、91、92、93、94、95、96、97)分别形成在内面具有多个抵接部(突出部90b、91b、平面部92b、93b、94a、95a、96b、97b)的非圆形孔,该多个抵接部位于同一个假想圆(相当于图37等中以双点划线表示的轴部65a、65b和大径轴部66a的基端部66d的外周面)。而且,轴部件65的轴部65a、65b和轴部件66的大径轴部66a的基端部66d内接于各非圆形孔的多个的抵接部被支撑。根据这些变形例可知,本发明的主基准定位机构也可以由孔与轴部的抵接部位不是圆筒面的结构而成立。

在上述实施形态及各变形例中,第一孔和第二孔的互相对向孔部的形状是相同的,但也可以使第一孔的对向孔部和第二孔的对向孔部的内面形状不同。举个例子,可采用上述实施形态的圆形孔部60a作为第一孔的对向孔部,采用上述变形例的对向孔部91、93、95、97中的任意一个作为第二孔的对向孔部。这个时候,如果设定圆形孔部60a和对向孔部91、93、95、97中,内接于孔的内面的假想圆的直径相同,那么可以直接使用上述实施形态的轴部件65和轴部件66。

本发明不限定于上述实施形态和变形例,可以在发明的要旨内进行变更和改良。例如,在上述实施形态中,构成从基准侧的定位机构的轴部件66,大径轴部66a和小径轴部66b分别使部分的直径不同(具备基端部66d、前端部66e、基端部66f和前端部66g)。也可以使构成主基准侧的定位机构的轴部件65具有同样的结构。

在上述实施形态中,轴部件65和轴部件66都对着第一孔60(160、260、360、460)和第二孔61(161、261、361、461)压入,实现支撑的稳定性和防止晃动。特别是,轴部件65的凸缘65c和轴部件66的凸缘66c不在镜筒11a、11b之间被夹持的构造,使之不妨碍接触面50、51形成的前后方向上的定位,因此,向着第一孔60(160、260、360、460)和第二孔61(161、261、361、461)的压入是有效的。此外,除了压入之外,轴部件65、66还可以使用粘结等的固定方法牢牢固定到第一孔60(160、260、360、460)和第二孔61(161、261、361、461)上。

作为轴部件65和轴部件66插入的第一孔和第二孔的形状,例举了包括变形例(图37至图44)的多个结构,但还可以使用其他不同的形状的孔。举个例子,可以选择内面形状为三角或四角以外的多边形状(六角形等)的孔。

本发明对于组合的二个摄像单元是相同形状的摄像装置特别有效。在上述实施形态中,镜筒11a和镜筒11b是完全相同的形状,互相的基座框架12也是相同的形状。但是,在保持二个光学系统的二个保持体(相当于基座框架12)的形状和细节结构不同的类型的光学系统中也可适用。

上述实施形态的复合镜筒10是将镜筒11a的光轴x1和镜筒11b的光轴x1在同轴上排列的结构,但只要满足二个光学系对称配置的要求,即使对于二个光学系中的来自被摄体的射入光轴不位于同轴上的光学系,本发明也可以适用。

上述实施形态及各变形例适用于包含广角透镜系a、b和摄像传感器ai、bi的二个镜筒11a、11b(二个摄像单元)的组合,但本发明的光学系统也适用在由互相的接触面使二个保持体定位的阶段不包含摄像传感器(摄像传感器通过别的方法相对光学系定位)的结构中。

虽然上述实施形态的复合镜筒10和摄像装置80生成全天球图像,但使用二个光学系得到的图像也可以是只拍摄水平面的360度的全景图像等全天球图像以外的图像。

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