广角摄像装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种广角摄像装置。具体而言，本发明涉及可以通过光学系拍摄大范 围的图像的广角摄像装置。
【背景技术】
[0002] 近来，监控摄像机或图像传感器中，利用1台摄像装置拍摄更大范围（广角）的需 求日益增高。对于这种期望，目前，提案有以下那样的解决方法。
[0003] 第一种方法是使用鱼眼透镜可拍摄大范围。但是，在使用鱼眼透镜的广角摄像装 置的情况下，周边部的图像大幅失真，因此，需要使用微机或计算机的图像处理进行的复杂 的修正，对微机或计算机需要较高的处理能力。另外，在使用了鱼眼透镜的情况下，周边部 的图像缩小，因此，图像的分辨率劣化。因此，需要使用更高密度的摄像元件，广角摄像装置 的成本变高。
[0004] 第二种方法是使用反射镜折弯光路，并将左右各自的视野的光导向摄像元件。作 为这种广角摄像装置（全景摄像装置），专利文献1中公开有这种装置。但是，这种广角摄 像装置11中，如图1所示，当要拍摄来自摄像元件12的正面的倾斜较小的方向时，由于视 角扩大，反射镜13前后方向的长度A变大，反射镜13的设置空间变大。因此，广角摄像装 置的前后方向的长度（厚度）也变长，广角摄像装置向设备的组装空间也被制约。反射镜 产生的光的弯曲角度越小，这种不良情况越显著。
[0005] 第三种方法是使广角摄像装置其本身旋转以拍摄大范围。但是，该方法中，使作为 电子器件的摄像元件旋转，因此，需要电源及用于信号输入输出的电缆也同时旋转。因此， 电缆或电缆的连接部分有可能断线，广角摄像装置的耐久性或可靠性下降。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :(日本）特开2009 - 232278号公报
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于，提供通过使用折射光学系，能够使前后方向的厚度变薄，成本 廉价且可靠性高的广角摄像装置。
[0010] 本发明的第一广角摄像装置用于拍摄比摄像元件的视角更大的范围，其特征在 于，具备：摄像元件，其用于拍摄图像；视野切换光学系，其具有一个或两个以上的光学元 件，该光学元件包含折射式棱镜，折射式棱镜通过使从相对于光轴方向倾斜的方向的视野 入射的光折射，而在所述摄像元件上聚光；光学系驱动机构，其用于移动所述视野切换光学 系的光学元件。
[0011] 在本发明的广角摄像装置中，通过使视野切换光学系的光学元件移动切换，可以 使视野方向不同的图像依次在摄像元件上成像，因此，不增大摄像元件就可以拍摄大范围 的图像。另外，在视野切换光学系中，使用通过使从相对于光轴方向倾斜的方向的视野入射 的光折射而在所述摄像元件上聚光的折射式棱镜，因此，在拍摄相对于光轴方向的倾斜较 小的方向的图像的情况下，视野切换光学系的前后方向的厚度不易变大，可以使广角摄像 装置小型化。
[0012] 在本发明的第一广角摄像装置中，为了切换视野方向，例如只要是所述视野切换 光学系具有两个以上的光学元件的情况，则只要通过利用所述光学系驱动机构移动所述视 野切换光学系，使所述视野切换光学系中的任一光学元件选择性地位于所述光轴上即可。 或只要使所述视野切换光学系的所有的光学元件向偏离所述光轴的位置移动，不使用光学 元件拍摄光轴方向的图像，或使用光学元件可拍摄倾斜方向的图像即可。
[0013] 另外，作为所述光学系驱动机构的构造，也可以通过旋转所述视野切换光学系，以 在所述光轴上通过的方式移动各光学元件，也可以通过使所述视野切换光学系直线性地移 动，以在所述光轴上通过的方式移动各光学元件。
[0014] 作为本发明的第一广角摄像装置的另一实施方式，所述视野切换光学系也可以包 含反射式棱镜或反射镜作为所述光学元件，该反射式棱镜或反射镜通过反射从相对于光轴 方向倾斜的方向的视野入射的光，而在所述摄像元件上聚光，从相对于所述光轴倾斜较小 的方向的视野入射的光通过所述折射式棱镜在摄像元件上聚光，从相对于所述光轴倾斜较 大的方向的视野入射的光通过所述反射式棱镜或反射镜在摄像元件上聚光。根据该实施方 式，可以拍摄更大范围的图像。
[0015] 作为本发明的第一广角摄像装置的又一实施方式，也可以一体成形构成所述视野 切换光学系的光学元件中的多个棱镜。在该情况下，也可以将折射式棱镜彼此一体成形。另 外，在具有反射式棱镜的情况下，也可以将折射式棱镜和反射式棱镜一体成形，也可以将反 射式棱镜彼此一体成形。
[0016] 本发明中，棱镜是指，使进入透明介质内的光的前进方向转折的透明物质。特别是 将以光入射到透明介质内且在与折射率不同的其它透明介质的边界面折射的方式使用的 情况称为折射式棱镜。另外，将以光入射到透明介质内，且在折射率不同的其它透明介质的 边界面反射或在形成于透明介质的表面或内部的反射镜处理面（例如，蒸镀膜）反射的方 式使用情况称为反射式棱镜。
[0017] 本发明的第一广角摄像装置的又一实施方式中，所述摄像元件的像素区域的纵向 方向的长度比横向方向的长度更长。根据该实施方式，可以扩大摄像元件的纵向方向（上 下方向）的视角。
[0018] 本发明的第一广角摄像装置的又一实施方式中的所述折射式棱镜的特征在于，摄 像元件侧的面由凹曲面构成。另外，所述折射式棱镜的被拍摄体侧的面也可以由凸曲面构 成。根据这些实施方式，可以使拍摄的图像失真变小。
[0019] 本发明的第一广角摄像装置的又一实施方式的特征在于，仅残留所述光学元件的 成为摄像所需要的光线光路的部分，删除不需要部分，使删除了不需要部分的所述光学元 件相邻，且从相对于所述光学元件排列方向的侧面侧观察时，删除了不需要部分的所述光 学元件彼此重合。根据该实施方式，可以使光学元件彼此接近配置，因此，可以缩小视野切 换光学系的尺寸。
[0020] 另外，该实施方式中，也可以以从光轴方向观察成为一列的方式排列各光学元件， 且以通过各光学元件而入射至所述摄像元件的光的视野方向夹持所述光学元件的排列方 向并相互成为反方向的方式，配置所述光学元件。根据这种配置，相邻的光学元件的光路不 会相互干涉，因此，可以使光学元件间的距离缩短配置，并可以进一步缩小广角摄像装置的 尺寸。
[0021] 本发明的第一广角摄像装置的又一实施方式的特征在于，使各视野方向的图像排 列并显示于监视器。根据该实施方式，使错开时间拍摄的各方向的图像排列显示，因此，易 于识别整体情况。
[0022] 本发明的第二广角摄像装置用于拍摄比摄像元件的视角更大的范围，其特征在 于，具备：摄像元件，其用于拍摄图像；两个以上的光学元件，其包含折射式棱镜，该折射式 棱镜通过使从相对于光轴方向倾斜的相互不同方向的视野入射的光折射，而使该光在所述 摄像元件上聚光，使通过所述光学元件的各视野方向的光在所述摄像元件的相互不同的区 域聚光。
[0023] 本发明的第二广角摄像装置中，可以利用两个以上的光学元件使视野方向不同的 图像同时成像于摄像元件上，因此，可以拍摄大范围的图像。另外，视野切换光学系中，可使 用通过使从相对于光轴方向倾斜的方向的视野入射的光折射而在所述摄像元件上聚光的 折射式棱镜，因此，在拍摄相对于光轴方向倾斜较小的方向的图像的情况下，视野切换光学 系的前后方向的厚度也不易变大，可以使广角摄像装置小型化。
[0024] 本发明的第三广角摄像装置用于拍摄比摄像元件的视角更大的范围，其特征在 于，具备：摄像元件，其用于拍摄图像；一个或两个以上的光学元件，其包含折射式棱镜，该 折射式棱镜通过使从相对于光轴方向倾斜的方向的视野入射的光折射，而在所述摄像元件 上聚光，使未通过所述光学元件的光轴方向的光在所述摄像元件的、与通过所述光学元件 的视野方向的光聚光的区域不同的区域聚光。
[0025] 本发明的第三广角摄像装置中，利用一个或两个以上的光学元件，与此不同时使 用光学元件，就可以使视野方向不同的图像同时在摄像元件上成像，因此，可以拍摄大范围 的图像。另外，视野切换光学系中，可使用通过使从相对于光轴方向倾斜的方向的视野入射 的光折射而在所述摄像元件上聚光的折射式棱镜，因此，即使在拍摄相对于光轴方向倾斜 较小的方向的图像的情况下，视野切换光学系的前后方向的厚度也不易变大，可以使广角 摄像装置小型化。
[0026] 本发明的第二或第三广角摄像装置的某个实施方式的特征在于，具备通过使从相 对于光轴方向倾斜的方向的视野入射的光反射而在所述摄像元件的一部分区域中聚光的 反射式棱镜或反射镜，从相对于所述光轴倾斜较小的方向的视野入射的光利用所述折射式 棱镜在摄像元件上聚光，从相对于所述光轴倾斜较大的方向的视野入射的光利用所述反射 式棱镜或反射镜在摄像元件上聚光。根据该实施方式，可以拍摄更大范围的图像。
[0027] 另外，第一、第二或第三广角摄像装置中，优选对由所述摄像元件拍摄的不同的视 野方向的图像进行失真修正处理后，进行图像处理。根据该实施方式，通过将图像在进行失 真修正处理后进行图像处理，可以减轻图像处理的负荷。
[0028] 另外，在具有反射式棱镜或反射镜的第一、第二或第三广角摄像装置中，优选对由 所述摄像元件拍摄的不同的视野方向的图像进行失真修正处理，进而，对由所述反射式棱 镜或反射镜反射而在所述摄像元件上聚光的图像进行反转修正处理后，进行图像处理。根 据该实施方式，对图像进行失真修正处理，或对由反射式棱镜或反射镜反射而在所述摄像 元件上聚光的图像进行反转修正处理，之后，进行图像处理，由此，可以减轻图像处理的负 荷。另外，在显示于监视器的情况下，可以使图像的朝向一致。
[0029] 本发明的第一、第二或第三广角摄像装置可以组装到电子设备。作为组装广角摄 像装置的电子设备，例如有图像传感器、人体检测传感器、人脸检测传感器、车载用传感器、 其它传感器。另外，也可以在大型电子设备例如空调、其它家电产品中组装广角摄像装置。
[0030] 此外，用于解决本发明的所