[0045]接着，对于像这样构成的摄像装置1的作用进行说明。
[0046]根据本实施方式所涉及的摄像装置1，通过移动机构5将棱镜4的位置在退避位置与插入位置之间变更，能够将观察方向在直视与斜视之间变更。
[0047]具体地说，在棱镜4被配置于退避位置的直视观察状态下，物镜光学系统2的光轴A沿着物镜光学系统2的中心轴成为一条直线，从位于物镜光学系统2的正面前方的物体向物镜光学系统2入射光，因此能够获取物镜光学系统2的正面方向的视野的直视图像。另一方面，在棱镜4被配置于插入位置的斜视观察状态下，通过偏转面4a使物镜光学系统2的入射侧的光轴A偏转，从位于物镜光学系统2的斜前方的物体向物镜光学系统2入射光，因此能够获取物镜光学系统2的斜前方的视野的斜视图像。
[0048]在此，在斜视观察状态下，由于具有比空气的折射率大的折射率的棱镜4而物镜光学系统2的光轴A上的空气换算长度变短，焦点向远离物镜光学系统2的方向移动。另一方面，通过折射面4b所具有的正焦度，使焦点向靠近物镜光学系统2的方向移动。即，根据本实施方式，通过折射面4b的正焦度对由于棱镜4的插入而产生的焦点的偏移进行校正，能够防止在从直视观察状态切换为斜视观察状态时焦点变远。这在例如应用了摄像装置1的内窥镜中对从内窥镜前端突出的处置器具进行观察的情况下是有效的，能够获取焦点聚焦于位于内窥镜前端的近前侧的处置器具的斜视图像。
[0049]并且，由于偏转面4a相对于光轴A倾斜，因此在棱镜4的倾斜方向D(光轴A的偏转方向)上棱镜4的形状以光轴A为中心形成为非对称，其结果，通过了棱镜4和开口 5c的光产生作为非对称像差的彗形象差以及像散。一般地，彗形象差的产生量与开口 5c的尺寸的平方成比例，像散的产生量与开口 5c的尺寸成比例。因此，通过使开口 5c的尺寸在产生非对称像差的倾斜方向D上减小，能够降低非对称像差的产生量，能够获得画质良好的斜视图像。
[0050]在本实施方式中，设为棱镜4的折射面4b具有正焦度，但是也可以取而代之地，折射面4b为凹的球面或非球面，具有负焦度。
[0051 ] 通过这样，在从直视观察状态切换为斜视观察状态时，焦点向更远处移动。因而，在对位于远处的对象进行斜视观察的用途中，通过这样能够获得清晰地拍摄到观察对象的斜视图像。
[0052]在本实施方式中，设为架5a兼作光圈，光圈与棱镜4一体地形成，但是也可以取而代之地，光圈与架5a和棱镜4相独立。在该情况下，只要具备另一个移动机构使得与棱镜4的移动联动地光圈也移动即可。
[0053]在本实施方式中，也可以如图9所示那样构成为能够沿光轴A方向相对于第一组G1和第二组G2调整包括棱镜4、移动机构5以及亮度光圈S的第三组G3的位置。具体地说，第一组G1、第二组G2以及第三组G3被保持在相互独立的筒状的透镜架61、62、63内。保持第三组G3的透镜架63的两端部嵌套式地嵌合于与保持第一组G1的透镜架61和保持第二组G2的透镜架62的端部，透镜架63能够相对于透镜架61、62沿光轴A方向移动。由此，能够通过透镜架63的移动来调整第三组G3相对于第一组G1和第二组G2的位置，沿光轴A方向调整焦点。
[0054]如前述那样能够通过折射面4b所具有的正焦度来校正由插入棱镜4引起的焦点的偏移，但是由于棱镜4的面形状的制造误差，有可能无法获得足够的焦点精度。因此，通过棱镜4的在光轴A方向上的位置的微调，来最终调整斜视观察状态中的焦点，之后，通过将透镜架63相对于透镜架61、62固定，能够容易且可靠地获得只通过提高棱镜4的尺寸公差而难以实现的高的焦点精度。
[0055]在本实施方式中，也可以对直视图像和斜视图像实施叠加具有开口部的视野掩模的掩模处理，将掩模处理后的图像显示在显示器上。在该情况下，优选的是，如图10所示，摄像装置1针对直视图像X使用具有八角形的开口部的一般的视野掩模，如图11所示，针对斜视图像Y使用具有圆形的开口部的视野掩模，该圆形的开口部具有比所述八角形的开口部的直径小的直径。在图10和图11中，黑色部分表示视野掩模，白色部分表示开口部。
[0056]如图2所示，在斜视观察状态下，相对于光轴A位于半径方向外侧的视野的一部分区域的视角接近90°。从这种视角大的区域朝向物镜光学系统2的光被物镜光学系统2周边的透镜架6等构件挡住而入射不到物镜光学系统2。其结果，由摄像元件3获取到在周边部的一部分内像有缺失的斜视图像Y。
[0057]在图11所示的例子中，使用具有约65°的半视角的物镜光学系统2，使观察方向相对于直视方向向下方倾斜了 15°。在该情况下，在视野的上半部分内，与直视时同样地能够获得半圆状的像，但是在视野的下半部分内，在右下部分和左下部分内视角为80° (实际上，由于失真的影响而视角为大致90°)，导致在斜视图像Y内的右下部分和左下部分内像有缺失。其结果，就整体而言，视野成为上下非对称。
[0058]因此，通过使用具有小的圆形的开口部的视野掩模来遮蔽像有缺失的部分，能够显示不让观察者感觉到不自然的斜视图像Y。
[0059]在本实施方式中，在插入位置处，棱镜4也可以被设置为能够以光轴A为中心旋转。
[0060]通过使棱镜4以光轴A为中心旋转，来使被偏转面4a偏转的入射侧的光轴A的朝向变化，从而观察方向变化。由此，能够扩大可观察的范围。例如在图2中，能够观察纸面中斜下方的视野，但是在使棱镜4旋转90°时，能够观察斜左方向和斜右方向的视野，在使棱镜4旋转180°时，能够观察斜上方的视野。另外，通过使棱镜4连续地旋转，能够环视直视时的视野的周边。
[0061]在本实施方式中，对于具有焦度的棱镜4进行了说明，但是也可以如图12所示那样采用不具有焦度的棱镜4’。即，棱镜4’也可以具有与轴B垂直地交叉的平坦面4c来代替折射面4b。
[0062]在该情况下，无法校正由棱镜4插入到光轴A引起的焦点的偏移，但是能够通过偏转面4a有效地抑制所产生的像散，能够获取画质良好的斜视图像。
[0063]附图标记说明
[0064]1:摄像装置;2:物镜光学系统;3:摄像元件;3a:摄像面;4:棱镜(光学构件)；4a:偏转面;仙:折射面;4(::平坦面;5:移动机构;5&:架(光圈)；6、61、62、63:透镜架4:光轴4:直视图像;Y:斜视图像。
【主权项】
1.一种摄像装置，具备: 物镜光学系统，其形成物体的光学像； 摄像元件，其对由该物镜光学系统形成的光学像进行摄影； 光学构件，其能够插入和脱离于所述物镜光学系统的光轴的中途位置；以及移动机构，其使该光学构件在所述物镜光学系统的光轴上的第一位置与偏离该光轴的第二位置之间移动， 其中，所述光学构件具有使所述物镜光学系统的光轴偏转的偏转面以及具有焦度的折射面。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 所述折射面具有正焦度。3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于， 所述光学构件具有沿所述光轴相互相向配置的两个面， 所述两个面中的一方为所述偏转面，另一方为所述折射面。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 所述光学构件是具有所述偏转面和所述折射面的大致楔形，所述偏转面由相对于所述物镜光学系统的光轴倾斜的平面构成，所述折射面由以所述物镜光学系统的光轴为对称轴的球面或非球面构成。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的摄像装置，其特征在于， 还具备配置在所述光学构件附近的光圈， 该光圈具备具有短轴和长轴的细长形状的开口，并且被配置成该开口的所述短轴与通过所述偏转面使所述物镜光学系统的光轴偏转的偏转方向一致， 所述移动机构使所述光学构件与所述光圈一体地移动。
【专利摘要】能够将观察方向在直视与斜视之间切换，并且获取焦点聚焦于适当的位置的图像。提供一种摄像装置(1)，其具备：形成物体的光学像的物镜光学系统(2)；摄像元件(3)，其对由该物镜光学系统(2)形成的光学像进行摄影；光学构件(4)，其能够插入和脱离于物镜光学系统(2)的光轴的中途位置；以及移动机构，其使该光学构件(4)在物镜光学系统(2)的光轴上的位置与偏离光轴的位置之间移动，其中，光学构件(4)具有使物镜光学系统(2)的光轴偏转的偏转面(4a)以及具有焦度的折射面(4b)。
【IPC分类】H04N5/225, G02B23/26, A61B1/00, G02B7/02, G02B23/24
【公开号】CN105474067
【申请号】CN201480044599
【发明人】菅武志
【申请人】奥林巴斯株式会社
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年10月27日
【公告号】US20160161732, WO2015064521A1