JP2006317547A - 反射光学系組立ユニットと、反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自由曲面形状の反射面を有する反射光学系組立ユニットにおいて、光学素子と撮像素子との関係を高い精度で位置決めできる反射光学系組立ユニットを提供する。
【解決手段】 撮像装置１０は、反射光学系組立ユニット３０と、撮像素子と、ガイド機構８０と、切換え機構９０などを備えている。反射光学系組立ユニット３０は、少なくとも２面の自由曲面形状の反射面を有している。反射光学系組立ユニット３０は、第１の保持部材として機能する遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆと、これら両側部７０ｅ，７０ｆを互いに結合する保持部材４３とを有している。両側部７０ｅ，７０ｆに、案内部の一例である傾斜溝７０ｃ，７０ｄが形成されている。傾斜溝７０ｃ，７０ｄは、一方の反射面の第１の光軸中心と他方の反射面の第２の光軸中心とを結ぶ直線に対して直交する方向に延びている。第２の保持部材として機能する保持部材４３に、光学素子としてのプリズム４１，４２が配置されている。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、デジタルカメラ、カメラ付携帯電話等に用いる撮像装置に係り、特に、反射面等に自由曲面を用いた反射光学系組立ユニットと、それを用いた撮像装置に関する。

最近のデジタルカメラやカメラ付携帯電話は、小型化、薄型化、高性能化が要求されてきている。これらの機器に共軸系の光学系を使用した撮像装置においては、撮像装置の大きさをコンパクトにしようとすると、レンズの枚数を少なくする必要がある。しかしレンズの枚数を少なくすると光学系で発生する収差を小さく抑えることが困難になり、画質が低下する。また画質を良くしようとすると、レンズの枚数を多くする必要が発生し、この結果、撮像装置が大きくなるという問題が発生する。

近年、デジタルカメラやカメラ付携帯電話に使用される撮像装置として、共軸系の光学系を用いた撮像装置が多数出願されている。例えば、特開２００５−５５７５５公報（特許文献１）に記載されている反射光学系組立ユニットを使用した撮像装置が提案されている。この撮像装置では、自由曲面などを有する撮像光学系が使用されている。

特許文献１に記載されている偏心光学系では、少なくとも１つの偏心プリズムと、この偏心プリズムを保持する保持部材とを備え、前記偏心プリズムが、前記保持部材に保持される光学作用面の有効径を挟む位置に２つ以上の位置決め部を有するとともに、前記保持部材が、前記偏心プリズムの前記位置決め部に対応する位置決め保持部を有し、さらに、前記偏心プリズムの前記位置決め部を有する光学作用面、および前記保持部材のいずれかが、前記位置決め部または前記位置決め保持部の外側であって前記光学作用面の有効径を挟む位置に２つ以上、全体で３つの突起部を有し、前記位置決め部、前記位置決め保持部、および前記突起部を介して、前記保持部材に前記偏心プリズムが位置決め固定されるようになっている。

さらに特許文献１に記載されている偏心光学系の保持構造では、第１の偏心プリズムと、開口絞りを備えた保持部材と、第２の偏心プリズムを備え、前記第１の偏心プリズムの射出面と、前記第２の偏心プリズムの入射面が、それぞれ、前記光学作用面の有効径を挟む位置に２つ以上の位置決め部を有するとともに、前記保持部材が、両面にそれぞれ、前記第１および第２の偏心プリズムの前記位置決め部に対応する位置決め保持部を有し、前記第１および第２の偏心プリズムの前記位置決め部を有する光学作用面、および前記保持部材のいずれかが、前記位置決め部または前記位置決め保持部の外側であって前記光学作用面の有効径を挟む位置に２つ以上、全体で３つの突起部を有し、かつ、前記保持部材における前記第１の偏心プリズム用の位置決め保持部と、前記第２の偏心プリズム用の位置決め保持部とが、互いに位置が異なり、前記位置決め部、前記位置決め保持部、および前記突起部を介して、前記保持部材の両側から前記第１の偏心プリズムと前記第２の偏心プリズムが位置決め固定される。
特開２００５−５５７５５公報

偏心光学系を撮像装置に用いる場合において、自由曲面形状を有する反射面の第１の光軸中心と、反射面の第２の光軸中心に対して交差するように保持部材で保持すると、画像を読取る撮像素子の撮像面に被写体像を結像することが困難である。また、保持部材を可動にする場合に、従来構造の保持部材では高い剛性を得ることができない。

前記撮像装置を小型、薄型のデジタルカメラ、またはカメラ付携帯電話に使用する場合に、撮像光学系の画角を広角系に設定して、パンフォーカス（固定焦点でありながら、全被写体撮影距離範囲において概略ピントが合うようにする設定）にすることが望まれる。

また最近の傾向としてこの撮像装置を搭載したデジタルカメラまたはカメラ付携帯電話を使用してバーコードを読取ったり、書物、原稿等の文字を読取ったりするニーズが発生している。これらのニーズに応えるためには、パンフォーカスの撮像装置にマクロ撮影に適合した機構が必要である。

従って本発明の第１の目的は、自由曲面形状の光学素子を有する反射光学系組立ユニットにおいて、前記光学素子と撮像素子との関係を高い精度で位置決めすることができる反射光学系組立ユニットを提供することにある。

本発明の第２の目的は、第１の撮像距離に適した位置と第２の撮像距離に適した位置とを切換えることができ、より好ましくは撮像素子の入射面の位置と結像面との関係がベストになるようにピント面調整であるｆｃ調整が可能な反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置を提供することにある。

第１の観点に基く本発明の反射光学系組立ユニットは、反射面の第１の光軸中心と反射面の第２の光軸中心を結ぶ直線に対して互いに離間された位置に配置されかつ側面から見たとき前記直線に直交する案内部（例えば、後述する傾斜溝等の案内溝や案内凸部）を有する複数の第１の保持部材（例えば、後述する遮光カバーの両側部や左右一対の板状あるいは棒状の部材など）と、これら第１の保持部材どうしを結合する第２の保持部材（例えば、後述する絞り開口部を有する保持部材）とを有し、前記第２の保持部材に光学素子を配置したことを特徴とする。

第２の観点に基く本発明の撮像装置は、前記反射光学系組立ユニットに設けられた嵌合部を、前記撮像素子の受光面と直交する方向に沿って前記反射光学系組立ユニットの姿勢を保持する状態で移動させる案内軸と嵌合させ、前記反射光学系組立ユニットを前記案内軸に沿って、撮影位置およびその範囲を設定する第１の位置と、該第１の位置に比べて前記撮像素子の受光面から遠い位置にある第２の位置と、に選択的に位置決め保持する切換え機構を有し、該切換え機構が、前記撮像素子の前記受光面と直交する方向に延びる前記案内軸と平行に設置された回転中心軸と、前記回転中心軸を中心として、第１の設定位置と第２の設定位置とを位置決めする回転可能な回転部材と、前記回転部材を前記第１および第２の位置に移動させるための切換え部材とを有している。なお、前記案内軸と前記回転中心軸とが共通部材であってもよい。

前記第１の位置は、例えば、撮像すべき物体の位置が所定の位置から略無限遠までの間にある場合に対応して撮像を行うための標準撮像位置であり、前記第２の位置は、例えば、撮像すべき物体の位置が前記所定の位置よりも近いマクロ撮像位置である。この明細書で言う標準撮像位置とは、至近距離から無限遠までほぼピントが合うパンフォーカスの撮像状態を意味する。マクロ撮像位置は、前記至近距離よりもさらに被写体までの距離が短い超至近領域での撮影に適した撮像状態を意味する。

この発明の好ましい形態では、前記反射光学系組立ユニットは２つのプリズムを有し、各プリズムは、それぞれ、少なくとも１つの自由曲面形状の反射面と、光学作用面を有する光入射面と、光学作用面を有する光射出面とを有し、さらに前記両プリズム間に配置された前記第２の保持部材を有している。

前記切換え機構の一例は、前記受光面と平行であり第１の面部を含む第１の平面部と、さらに前記受光面と平行でありかつ前記第１の平面部とは前記受光面と直交する方向の位置が異なりかつ第２の面部を含む第２の平面部とを並べて有している。

前記切換え機構の他の例は、前記回転中心軸を中心に回動する方向において前記受光面と直交する方向の位置が異なる第１の面部および第２の面部を含む斜面を有する回転カムを有している。

前記反射光学系組立ユニットの前記当接部は、前記反射光学系組立ユニットを構成する遮光カバーの一部に形成されている。この例によれば、反射光学系組立ユニットを構成する部品数を削減することが可能となる。

この発明の好ましい形態では、前記切換え機構に連動するマニュアル操作切換え部材であって、前記切換え機構を前記第１の設定位置と前記第２の設定位置とに切換えるマニュアル操作切換え部材、をさらに有している。これにより、撮像装置の外部からのマニュアル操作に応じて、前記撮像状態（第１の位置と第２の位置）の切換えを行うことが可能となる。

また、前記反射光学系組立ユニットの前記第１の位置と前記第２の位置の少なくともどちらか一方を前記撮像素子の受光面と直交する方向において微調整するための微調機構をさらに有していてもよい。微調機構を備えた撮像装置では、前記切換え機構による二つの撮像状態（例えば標準撮像位置とマクロ撮像位置）の切換え機能に加えて、ピント状態の微調整を行う機能が付加される。

前記微調機構の一例は、前記回転中心軸を中心として回動可能なカム部材を有している。このカム部材は、その回動する方向において前記受光面と直交する方向の位置が異なる斜面を有している。前記切換え機構は、前記回転部材の位置決め面と反対側の面に前記微調機構の前記カム部材の斜面が当接する受け部を有し、前記回転部材との相対的位置を前記カム部材の回動位置を変えることにより、前記微調整を行うものである。

前記切換え機構の受け部、すなわち前記微調機構の前記斜面と当接する受け部は、円弧状でもよいし、前記斜面の形状にならう傾斜面の形状となっていてもよい。

微調機構の他の例は、前記切換え機構の前記回転カムが前記回転中心軸を中心として回動する方向の移動限界位置を規制するための規制部材を有し、この規制部材により、前記回転中心軸を中心として前記斜面が移動する方向に関して回転カムの移動限界位置を微調整するものである。

本発明によれば、自由曲面形状の光学素子を有する反射光学系組立ユニットにおいて、前記案内部を有する保持部材を用いて光学素子と撮像素子との関係を高い精度で位置決めすることができる。また、前記案内部を有する第１の保持部材と光学素子を配置する第２の保持部材とを組合わせたことにより、撮像素子に対して入射光軸と射出光軸を高い精度で配置することができる。

また本発明の撮像装置によれば、反射光学系組立ユニットを撮像素子の受光面と直交する方向に関して、撮影位置およびその範囲を設定する第１の位置と、該第１の位置に比べて前記撮像素子の受光面から遠い位置にある第２の位置とを切換えることができる。このため、二つの撮像状態すなわち撮像すべき物体の位置が第１の距離範囲にある場合と、第２の距離範囲にある場合のそれぞれに適した撮像を行うことができる。しかも少ないスペースでこの切換え機構を実現することができるため、反射光学系組立ユニットを備えた撮像装置を小型化することが可能となる。

以下に本発明の第１の実施形態について、図１から図２１を参照して説明する。
図１は撮像用機器の一例としてのデジタルカメラ１の外観を示している。このデジタルカメラ１には、レリーズボタン２０やフラッシュ２１、カバーガラス２３等が設けられている。さらにデジタルカメラ１の背面に画像モニタ２４が設けられている。このデジタルカメラ１はマニュアル操作切換え部材９５を備えている。マニュアル操作切換え部材９５は、後述するように、回転非対称な偏心光学系である反射光学系組立ユニット３０を、デジタルカメラ内で、例えば標準撮像位置である第１の位置と、例えばマクロ撮像位置である第２の位置とに切換えるためのものである。

図２はデジタルカメラ１の内部全体を示すブロック図である。この図２に示すように、デジタルカメラ１の内部に、撮像装置１０と、ＬＳＩを用いた処理手段としての画像プロセス処理回路１１と、下記の「適用された記録媒体」としての記録部１２などが収容されている。画像プロセス処理回路１１は、撮像装置１０に取付けられた基板に実装されている。

画像プロセス処理回路１１は、撮像装置１０によって得られる電気信号に所定の電気的プロセス処理（例えば色処理、ホワイトバランス、自動露光、出力信号フォーマット化など）を施すことにより、画像データを得る機能を担っている。記録部１２は、画像プロセス処理回路１１からの画像データを、適用された記録媒体に記録するための情報記録媒体の一手段として機能する。ここで「適用された記録媒体」とは、このデジタルカメラ１に内蔵されたフラッシュメモリや、外部から挿脱可能なメモリカード等のことである。

撮像装置１０は、光学素子であるところの下記の２個のプリズム４１，４２によって回転非対称な偏心光学系を構成する反射光学系組立ユニット３０と、固定枠３１などを含んでいる。固定枠３１の所定位置にプリント基板３５が取付けられている。プリント基板３５には、光を通過する開口部３６が形成されている。このプリント基板３５に、例えばＣＣＤ等の撮像素子３２と下記光学部材４４が接合されている。またこのプリント基板３５に、例えば異方性導電ゴムなどの導電部材３７を介して撮影基板３８が固着され、この撮影基板３８に前記画像プロセス処理回路１１が実装されている。

図１はデジタルカメラ１の外観を示している。このデジタルカメラ１は、図２のブロック図に示される反射光学系組立ユニット３０のカバーガラス２３とマニュアル操作切換え部材９５を備えている。レリーズボタン２０とフラッシュ２１は、図２のブロック図に示されるＣＰＵ２５に接続され、操作者がレリーズボタン２０を操作したときに、このデジタルカメラ１による撮影が行われる。画像モニタ２４は、操作者が撮影対象物を視認するためのファインダ機能と、撮影画像を操作者に表示する機能を有している。

図１および図２に示すデジタルカメラ１の一例では、外装２に、前記レリーズボタン２０と、暗闇時に使用するフラッシュ２１と、撮像光入射用のカバーガラス２３と、マクロ撮像と標準撮像を切換えるためのマニュアル操作切換え部材９５と、前記画像モニタ２４が設けられている。ユーザがこの画像モニタ２４を見ながら、マニュアル操作切換え部材９５を操作することができる。図示されていないが、画像モニタ２４上には、ユーザによりマニュアル操作切換え部材９５が切換えられた状態を示すアイコンを表示することも可能である。

反射光学系組立ユニット３０の一例が図３〜図１２に示されている。この反射光学系組立ユニット３０は、後に詳細に説明する光学素子としての第１プリズム４１および第２プリズム４２と、後述する絞り開口部６２ａを有する保持部材４３などを有している。保持部材４３は樹脂成形などによって製作され、後に詳細に説明するように、第１プリズム４１の嵌合ボスである位置決め部５３ｃ，５３ｄを、嵌合孔である位置決め保持部６２ｅ，６２ｄに嵌合させ、かつ、第２プリズム４２の嵌合ボスである位置決め部６１ｃ，６１ｄを、嵌合孔である位置決め保持部６２ｆ，６２ｇに嵌合させた状態で、接着剤などによって第１および第２プリズム４１，４２を保持するようになっている。

第２プリズム４２の射出側に、赤外線カットフィルタまたは防塵用カバーガラス等の光学部材４４が配置されている。第２プリズム４２から出た光は結像面４５にて結像する。この結像面４５に、反射光学系組立ユニット３０により形成された物体像を電気信号に変換するためのセンサとしての撮像素子３２の受光面が配置されている。撮像素子３２の受光面は本発明で言う結像面４５に対応する。

図３および図５に示されるように、第１プリズム４１は、回転非対称な偏心光学系入射面５１と、回転非対称な反射面５２と、回転非対称な偏心光学系射出面５３とを有する回転非対称な偏心光学系プリズムである。

図４に示されるように、第１プリズム４１の射出面５３は、金型構造上および光線高さの設計上、一部に切欠き部を有している。この第１プリズム４１は、撮影対象物から集光した光線を、回転非対称な偏心光学面より射出する。この第１プリズム４１は、絞り開口部６２ａを有する保持部材４３の絞り位置に光学瞳位置を有し、第２プリズム４２の回転非対称な偏心光学系の入射面に光線を導く。第１プリズム４１の有効径部５３ａの外側領域に、段差を有する平面に形成された平面部５３ｂを有している。

第１プリズム４１の平面部５３ｂは、円柱状に形成された２つの光学軸方向に直交する面にある位置決め部５３ｃ，５３ｄと、射出光学軸方向の位置決めのための半球面状に形成された３つの突起部５３ｅ，５３ｆ，５３ｇなどを有している。位置決め部５３ｃ，５３ｄは、有効径部５３ａの外側位置に設けられている。図４では、位置決め部５３ｃ，５３ｄは、有効径部５３ａを中心として設けることで、第１プリズム４１の取付け位置バランスが左右等しくなるように、射出光軸中心に関して対称に設けられている。

突起部５３ｅ，５３ｇは、有効径部５３ａを中心として位置決め部５３ｃ，５３ｄの外側位置に設けられている。よって、有効径部５３ａの中心位置からの距離で比べると、光軸方向と平行に位置決め部５３ｃ，５３ｄまでの距離に比べて、突起部５３ｅ，５３ｇまでの距離の方が長い。突起部５３ｆは、有効径部５３ａの外側であって、位置決め部５３ｃ，５３ｄの内側位置に設けられている。このように、３つの突起部のうち、少なくとも２つの突起部は、有効径部５３ａの中心位置からの距離で比べると、面の取付け精度を高めるために位置決め部までの距離に比べて長い（遠い）位置に設けられ光軸方向に直交する。

図３に示すように第２プリズム４２は、回転非対称な偏心光学系入射面６１と、反射面６２と、反射面６３と、射出面６４とを有する偏心プリズムで構成されている。反射面６２と反射面６３のうち少なくとも一つは回転非対称な面であることにより、光学的に非常に高い性能（周辺性能、収差性能）を得ることができる。

第２プリズム４２の回転非対称な偏心光学系入射面６１は、図６に示すように、その有効径部６１ａの外側領域に平面に形成された平面部６１ｂを有し、かつ、平面部６１ｂの近傍に反射フレア防止のための斜面（いわゆるＣ面）６１ｈを有している。有効径部６１ａから離れた平面部６１ｂは、円柱状に形成された２つの位置決め部６１ｃ，６１ｄと、半球面状に形成された３つの突起部６１ｅ，６１ｆ，６１ｇを有している。位置決め部６１ｃ，６１ｄは、入射光軸を中心とした有効径部６１ａの外周の外側位置に設けられて精度を高めている。突起部６１ｅ，６１ｇは、有効径部６１ａを挟む位置決め部６１ｃ，６１ｄの外側位置に設けられている。突起部６１ｆは、有効径部６１ａの外側であって位置決め部６１ｃ，６１ｄの内側位置に設けられている。また、突起部６１ｅ，６１ｆ，６１ｇは、入射面６１上において非対称に配置され、組立平面精度を高めている。

図３と図１２に示すように、絞り開口部６２ａを有する保持部材４３の絞り部は光学瞳位置にあり、その絞り部の表面と裏面には、それぞれ、第１プリズム４１の射出面５３の有効径部５３ａの突出部と第２プリズム４２の入射面６１の有効径部６１ａの突出部を逃げるための円形の凹部が形成されている。さらにこの保持部材４３には、円形でテーパ状をなす絞り開口部６２ａが形成されている。

この保持部材４３は、第１プリズム４１の射出面５３の有効径部５３ａの光学中心と、第２プリズム４２の入射面６１の有効径部６１ａの光学中心と、保持部材４３の絞り部にある円形の絞り開口部６２ａとの光学中心に要求される組合わせ精度（例えば１０μｍ台）を満足するための構造（図８，図１０，図１２参照）を備えている。そのために保持部材４３は、開口部６２ａの外側に、平面状に形成された平面部６２ｂ，６２ｃを両面に有している。

平面部６２ｂ，６２ｃには、第１および第２プリズム４１，４２の保持部材４３への取付け平行度が例えば１０μｍ〜２０μｍの範囲に収まるようにするために、位置決め保持部６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇが形成されている。これらの位置決め保持部６２ｄ〜６２ｇは、第１プリズム４１の位置決め部５３ｃ，５３ｄおよび第２プリズム４２の位置決め部６１ｃ，６１ｄに対応する位置に形成され、これら位置決め部５３ｃ，５３ｄ，６１ｃ，６１ｄの形状に合わせて、嵌合可能な貫通孔として形成されている。

図８に示すように位置決め保持部６２ｅ，６２ｆは小判形の長孔に形成されているため、位置決め部５３ｃ，５３ｄ間の距離と位置決め部６１ｃ，６１ｄ間の距離に僅かなずれがあっても、高い精度で第１および第２プリズム４１，４２を保持部材４３に組付けることができる。こうすることにより、第１プリズム４１の射出面５３の有効径部５３ａの光学中心と、第２プリズム４２の入射面６１の有効径部６１ａの光学中心と、保持部材４３の絞り部にある円形の絞り開口部６２ａとの光学中心に要求される組合わせ精度（１０μｍ〜２０μｍ）を満足することができる。

保持部材４３の肉厚Ｈの一例は、Ｈ＝１．１２ｍｍ、第１および第２プリズム４１，４２の位置決め部の長さｔの一例は、それぞれｔ＝０．５５ｍｍで設計されている。本実施形態の場合、ｔ／Ｈ＝０．４９である。

このように構成された反射光学系組立ユニット３０は、図４，図１０，図１２に示すように、第１プリズム４１を、保持部材４３の平面部６２ｂ側から、位置決め部５３ｃを位置決め保持部６２ｄに嵌合させ、位置決め部５３ｄを位置決め保持部６２ｅに嵌合させる。これにより、第１プリズム４１の射出光学面の射出光軸中心の位置精度を１０μｍ以下にすることができる。

このとき、第１プリズム４１の突起部５３ｅ，５３ｆ，５３ｇが保持部材４３の平面部６２ｂに当接することで、第１プリズム４１の保持部材４３に対する取付け精度を１０μｍ以下にすることができる。同様に、第２プリズム４２を、保持部材４３の平面部６２ｃ側から、位置決め部６１ｃを位置決め保持部６２ｆに嵌合させ、かつ、位置決め部６１ｄを位置決め保持部６２ｇに嵌合させる。これにより、第２プリズム４２の光軸中心の位置精度が１０μｍ以下となる。このとき、第２プリズム４２の突起部６１ｅ，６１ｆ，６１ｇが保持部材４３の平面部６２ｃに当接することで、第２プリズム４２の保持部材４３に対する取付け精度が１０μｍ以下となる。なお、図７に示す反射光学系組立ユニット３０の斜視図において、各プリズム４１，４２の両側部の斜面６５，６６は、金型構造上とフレア等の不要反射を防ぐために形成されている。

このようにして、第１プリズム４１と第２プリズム４２は、図４と図１２に示すように保持部材４３の両側に保持される。なお図１１に示すように、第１プリズム４１の重心を通る直線と、第２プリズム４２の重心を通る直線とが保持部材４３上で同一直線上にこないように、一方の位置決め保持部６２ｄ，６２ｅと他方の位置決め保持部６２ｆ，６２ｇとは、互いに異なる位置に設けられている。すなわち、反射光学系組立ユニット３０が落下等で重力加速度を与えられたときに、プリズム４１，４２の取付けボスである位置決め部５３ｃ，５３ｄ，６１ｃ，６１ｄと位置決め保持部６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇとの嵌合部分に力が集中して破壊する可能性を最小にするように設計されている。

図１２の状態において、第１および第２プリズム４１，４２の保持部材４３に対する傾きの調整が必要な場合には、傾き方向および傾きの度合いに応じて、図５に示される第１プリズム４１の突起部５３ｅ，５３ｆ，５３ｇと、図６に示される第２プリズム４２の突起部６１ｅ，６１ｆ，６１ｇに対応する金型の一部を所定量削ることで、プリズム４１，４２の傾きを簡単に調整することができ、平行度を１０μｍ台にすることができる。

以上説明したように本実施形態の反射光学系組立ユニット３０は、物体からの光束を入射して結像面４５に物体像を形成するためのものであって、少なくとも２面の自由曲面形状の反射面５２，６２，６３を有している。しかも、物体からの光束を入射するための入射光学作用面の光軸（図１６に示す入射光軸λ１）と、反射光学系組立ユニット３０から結像面４５に光束を射出するための射出光軸λ２とが略平行であり、かつ所定の間隔を有し、反射面に自由曲面を有するプリズム光学系によって構成されている。第１プリズム４１の反射面５２と第２プリズム４２の反射面６２，６３は、本発明で言う反射光学系を構成している。さらにこのプリズム光学系は、遮光カバー７０の一部７０ａと嵌合して撮像素子３２と垂直に射出光軸λ２を維持するための下記案内軸８１およびガイド部材８２を有している。

図１５〜図１７に示されるように、前記反射光学系組立ユニット３０は、前記プリズム４１，４２と保持部材４３を収容する遮光カバー７０を備えている。遮光カバー７０には、第１プリズム４１の入射面５１に対向する位置に入射窓７１が形成されている。

また、図１７，図１８等に示すように、遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆの内面に、案内部の一例である傾斜溝７０ｃ，７０ｄが形成されている。これら傾斜溝７０ｃ，７０ｄに、保持部材４３の両側部に設けられたピン状の凸部７２，７３（図８と図９等に示す）を嵌合させるようになっている。

遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆは、本発明で言う第１の保持部材に相当する。絞り開口部６２ａを有する保持部材４３は、本発明で言う第２の保持部材に相当する。第２の保持部材としての保持部材４３の表裏両面に、光学素子であるプリズム４１，４２が配置される。そしてこれら傾斜溝７０ｃ，７０ｄと、保持部材４３の凸部７２，７３により、反射光学系組立ユニット３０を遮光カバー７０に組付け固定し、かつ、位置出しができるようになっている。

図１１に示すように、第１プリズム４１の反射面５２の第１の光軸中心Ｑ１と、第２プリズム４２の反射面６２の第２の光軸中心Ｑ２とを結ぶ直線（光線軸）をＬとした場合、前記傾斜溝７０ｃ，７０ｄは、この光線軸Ｌに対し、反射光学系組立ユニット３０を側面方向（図１６に示す入射光軸λ１と射出光軸λ２とを含む仮想平面に対して直角をなす方向）から見たときに、光線軸Ｌに直交するように傾斜している。

傾斜溝７０ｃ，７０ｄが設けられている遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆは、第１の保持部材として機能する。これら両側部７０ｅ，７０ｆは、前記光線軸Ｌに対し、互いに反射光学系組立ユニット３０の幅方向（前記仮想平面に対して直角をなす方向）に離間した位置に配置されている。これら両側部７０ｅ，７０ｆが、第２の保持部材として機能する保持部材４３によって互いに結合され、この保持部材４３に光学素子としてのプリズム４１，４２が配置されている。

図１６に示されるように、前記光線軸Ｌは、撮像素子３２の受光面と平行な面Ｊに対して角度αだけ傾いている。このため光線軸Ｌと直角となるように遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆに固定される保持部材４３は、撮像素子３２の受光面と垂直な線分（射出光軸λ２）に対して傾いた姿勢をとる。なお、保持部材４３を遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆに固定するために接着剤が使用されてもよい。

前記傾斜溝７０ｃ，７０ｄは、図１３に示す板状の第１の保持部材８５に形成されていてもよいし、あるいは図１４に示すように、棒状の第１の保持部材８６に傾斜溝７０ｄ（一方のみ図示する）が形成されていてもよい。

また前記実施形態では、案内部の一例として傾斜溝７０ｃ，７０ｄを示したが、案内部の他の例として案内凸部が採用されてもよい。例えば、第２の保持部材である保持部材４３の両側面に沿ってそれぞれ案内溝を形成し、第１の保持部材である遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆに、これら案内溝に嵌合する複数のピン状の案内凸部を形成してもよい。要するに、撮像素子３２の受光面と平行な面Ｊ（図１６に示す）に対し傾斜している前記光線軸Ｌに対して保持部材４３を直角の姿勢で保持できるような案内部が形成されていればよい。

あるいは、第１の保持部材である遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆに、それぞれ複数の垂直溝（撮像素子３２の受光面と垂直な方向に延びかつ長さが互いに異なる複数の案内溝）を形成し、かつ、第２の保持部材である保持部材４３の両側面に、それぞれ前記複数の垂直溝に係合するピン状の複数の案内凸部を形成してもよい。

また、第１の保持部材である遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆにそれぞれ一つの垂直溝（撮像素子３２の受光面と垂直な方向に延びる溝）を形成し、第２の保持部材である保持部材４３の両側面にそれぞれ前記垂直溝に係合する矩形の案内凸部を形成してもよい。この場合の案内凸部は、前記光線軸Ｌに対して傾斜をもたせることにより、光線軸Ｌに対して保持部材４３が垂直な姿勢をとるようにする。このような案内部を採用することによって案内部の加工精度が向上し、組立精度をより高くすることができる。

前記実施形態の撮像装置１０は、反射光学系組立ユニット３０を撮像素子３２の受光面と直交する方向（図１６中に矢印Ｘで示す方向）に移動可能に案内するためのガイド機構８０を備えている。ガイド機構８０の一例は、図１６において固定枠３１の左側の端部に形成された円柱ピン状の軸（案内軸）８１と、固定枠３１の右側の端部に形成されたガイド部材８２とを有している。ガイド部材８２は撮像素子３２の受光面と直交する方向に延びている。案内軸８１は、本発明で言う回転中心軸に相当する。

図１７等に示されるように、軸８１は、遮光カバー７０の一部７０ａに形成された嵌合部の一例である嵌合孔８３に、前記Ｘ方向に移動可能に嵌合している。ガイド部材８２は、遮光カバー７０に形成された嵌合部の一例である係合部８４（図１９に示す）に対し、前記Ｘ方向に移動可能に係合している。このガイド機構８０により、反射光学系組立ユニット３０は、撮像素子３２の受光面と直交する方向に沿って、反射光学系組立ユニット３０の姿勢を保持しながら矢印Ｘ方向に移動可能に案内される。

この撮像装置１０は切換え機構９０を有している。切換え機構９０は、撮像素子３２の受光面と直交する方向に延びる前記軸８１と、軸８１を中心に回動可能な切換え部材９１を含んでいる。軸８１は回転中心軸としても機能する。切換え機構９０は、反射光学系組立ユニット３０を、前記ガイド機構８０に沿って、第１の位置（一例として図２に示す標準撮像位置）Ｐ１と、第１の位置Ｐ１に比べて撮像素子３２の受光面より遠い位置にある第２の位置Ｐ２（一例としてマクロ撮像位置）とに選択的に位置決め保持する機能を有している。

切換え部材９１は、軸８１を中心として、図１５中に矢印Ｙで示す方向に回転可能な回転部材の一例である回転カム９１ａを有している。この実施形態では、切換え部材９１と回転カム９１ａとが一体に形成されているが、切換え部材９１と回転カム９１ａとが別体に形成されてもよい。

この回転カム９１ａは、撮像素子３２の受光面と平行な二面（第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２を決定する下記の２つの平面部１０１，１０２）と、斜面部１０３とを有している。固定枠３１側に規制部材９２，９３が設けられている。これら規制部材９２，９３は、切換え部材９１が軸８１を中心に回転するときに、前記カム９１ａが回転する方向の移動限界位置を規制するためのものである。

切換え部材９１は、例えば図１に示すデジタルカメラ１の外装２に設けられたマニュアル操作切換え部材９５により、図２０（Ａ）に示す第１の設定位置Ｓ１と、図２０（Ｂ）に示す第２の設定位置Ｓ２とに切換えることができるようになっている。図１５に示すようにマニュアル操作切換え部材９５は切換え機構９０の切換え部材９１に連動しており、切換え機構９０を第１の設定位置Ｓ１および第２の設定位置Ｓ２に切換えて位置決めする際に使用される。すなわち、切換え部材９１にマニュアル操作切換え部材９５を設け、図２に示すデジタルカメラ１の外装２の外側にマニュアル操作切換え部材９５の端部を露出させれば、切換え機構９０を手指によってマニュアル操作することができる。なお、図１６と図１７ではマニュアル操作切換え部材９５が省略されている。

図２０（Ａ）（Ｂ）に示す切換え部材９１は、前記矢印Ｙ方向に、第１の設定位置Ｓ１と第２の設定位置Ｓ２との間で回動可能である。この切換え部材９１に位置決め面１００が形成されている。この位置決め面１００は、撮像素子３２の受光面と平行な第１の平面部１０１と、前記受光面と平行でありかつ第１の平面部１０１とは前記受光面と直交する方向の位置（座標）が異なる第２の平面部１０２と、これら第１および第２の平面部１０１，１０２の間に位置する斜面部１０３とを有している。また、必要に応じて図１９に示す切換え部材９１に操作部１０４が設けられている。

ここで操作部１０４は、前記したマニュアル操作切換え部材９５に連動するか、またはマニュアル操作切換え部材９５の代りになる部材であり、操作部１０４を外装２の外部に設けた場合には、図２９に示すようにマニュアル操作切換え部材９５は不要になる。

あるいは図３０に示すように、切換え部材９１を電動モータ等のアクチュエータ１５１によって切換えることも可能である。例えば、アクチュエータ１５１の出力軸に設けた駆動ギヤ部１５２を、切換え部材９１に設けた従動ギヤ部１５３に噛合わせることにより、切換え部材９１をアクチュエータ１５１によって回転させることができる。このようにすれば、マニュアル操作切換え部材９５と操作部１０４が不要になる。

図２０に示される第１の平面部１０１の回転方向の途中の所定の部分は、反射光学系組立ユニット３０を前記第１の位置Ｐ１に位置決めするための第１の面部として機能する。第２の平面部１０２の回転方向の途中の所定の部分は、反射光学系組立ユニット３０を前記第２の位置Ｐ２に位置決めするための第２の面部として機能する。

遮光カバー７０側には前記位置決め面１００に当接する当接部１１０が形成されている。この当接部１１０は、位置決め面１００と対向する位置に形成され、切換え部材９１の回動位置に応じて、位置決め面１００の各平面部１０１，１０２または斜面部１０３に当接するようになっている。

第１の平面部１０１と第２の平面部１０２との間に斜面部１０３が形成されているため、当接部１１０は第１の平面部１０１と第２の平面部１０２との間を円滑に移動することができる。なお、当接部１１０は遮光カバー７０の一部に形成されているが、第１プリズム４１または第２プリズム４２に形成されていてもよい。また、当接部１１０は保持部材４３に形成されていてもよい。こうすることにより、部品数を少なくすることができる。

また、当接部１１０を位置決め面１００に当て付けるための押圧機構の一例として、ばね１１１が設けられている。このばね１１１は、例えば固定枠３１に取付けられている。このばね１１１は、遮光カバー７０の両側部７０ｅ，７０ｆに形成された凸部１１２に接し、遮光カバー７０を固定枠３１に向けて付勢している。すなわち、ばね１１１の弾力により、当接部１１０が位置決め面１００に向かって付勢されている。

以下に、上記第１の実施形態の撮像装置１０の作用について説明する。
図１９は、切換え機構９０の切換え部材９１と操作部１０４が中立位置にある状態を示している。この中立位置を境に、切換え部材９１を左右に回動させることにより、第１の平面部１０１または第２の平面部１０２のいずれか一方が当接部１１０に接することになる。

例えば、図１に示すマニュアル操作切換え部材９５等により、切換え部材９１を図２０（Ａ）および図２１（Ａ）に示すように第１の設定位置Ｓ１に回動させると、当接部１１０が第１の平面部１０１内の第１の面部に当接するため、反射光学系組立ユニット３０が標準撮像位置となる。このとき切換え部材９１は、一方の規制部材９２によって、それ以上回動することが阻止される。例えば図２に示すように、マニュアル操作切換え部材９５と切換え部材９１とが、互いに動作的に連結されている。

図２０（Ｂ）および図２１（Ｂ）に示すように、切換え部材９１を第２の設定位置Ｓ２に回動させると、当接部１１０が第２の平面部１０２内において第２の面部に当接することによって、反射光学系組立ユニット３０がマクロ撮像位置となる。このとき切換え部材９１は、他方の規制部材９３によって、それ以上回動することが阻止される。

図２２〜図２５は本発明の第２の実施形態の撮像装置１０ａを示している。この撮像装置１０ａの基本的な構成は前記第１の実施形態の撮像装置１０と共通であるが、第２の実施形態の撮像装置１０ａは微調機構１２０を有している点で、第１の実施形態とは異なっている。なお、この撮像装置１０ａにおいて、第１の実施形態の撮像装置１０と共通の部位には両者に共通の符号を付してある。

微調機構１２０は、反射光学系組立ユニット３０の前記第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２の少なくともどちらか一方（例えば第１の位置Ｐ１）を、撮像素子３２の受光面と直交する方向において微調整するためのものである。

微調機構１２０の一例は、図２２〜図２５に示されるように、軸８１を中心として回動可能なカム部材１２１を有している。カム部材１２１は、その回動する方向において撮像素子３２の受光面と直交する方向の位置が異なる斜面１２２を有している。この斜面１２２に、切換え機構９０の切換え部材９１に形成された受け部１２３が当接している。

受け部１２３は、切換え部材９１の位置決め面１００と反対側を向く面に形成されている。この受け部１２３は、円弧形状であってもよいし、微調機構１２０のカム部材１２１の斜面１２２にならう斜面の形状となっていてもよい。このカム部材１２１は、通常の使用時には切換え部材９１と一体に軸８１を中心に回動し、調整工程のときのみカム部材１２１と切換え部材９１が軸８１を中心に異なった方向に回動できるようにしている。その結果、反射光学系組立ユニット３０の位置の微調整を可能としている。

この撮像装置１０ａのｆｃ調整を行う際に、前記カム部材１２１を切換え部材９１に対して軸８１を中心に相対的に回動させる。このとき受け部１２３は斜面１２２上を滑るため、反射光学系組立ユニット３０は第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２の少なくとも一方を微調整することが可能である。つまり、図２４（Ａ）（Ｂ）および図２５（Ａ）（Ｂ）に示すように微調機構１２０を動かすことにより、反射光学系組立ユニット３０の位置を撮像素子３２の受光面と直交する方向（図２３に矢印Ｘで示す方向）において微調整することができる。なお、図２５（Ａ）（Ｂ）に示す角度θに固定すれば、微調機構１２０が変化しないようになっている。

このようにｆｃ調整時にカム部材１２１を切換え部材９１に対して回動させ、反射光学系組立ユニット３０から撮像素子３２までの距離を調整することにより、例えば標準撮像位置においてｆｃ調整をなすことができる。

なお、詳細な説明は省略するが、このｆｃ調整を行うときには、標準撮像に適合した物体位置に調整用テストチャートを置き、撮像素子からの電気信号に基いて画像データのコントラスト値を評価して、そのコントラスト値が最大になる位置に微調整を行う。

ｆｃ調整後に、受け部１２３がカム部材１２１に固定される。例えば接着剤によってカム部材１２１を切換え部材９１に接着することにより、撮像素子３２に対するピント面が調整された位置にて、反射光学系組立ユニット３０から撮像素子３２まで距離が固定される。

本実施形態では、標準撮像位置の結像状態がベストになるようにしたが、マクロ撮像位置の結像状態がベストになるようにｆｃ調整を行い、標準撮像位置の結像状態がなりゆきになるようにしてもよい。

次に、前記切換え機構９０と微調機構１２０を備えた第２の実施形態の撮像装置１０ａの作用について説明する。
図２４（Ａ）および図２５（Ａ）に示すように、通常の切換え動作において、切換え部材９１を第１の設定位置Ｓ１に回動させると、当接部１１０が第１の平面部１０１内においての第１の面部に当接することにより、反射光学系組立ユニット３０が標準撮像位置となる。このときカム部材１２１は、切換え部材９１と同一方向に一体となって第１の設定位置Ｓ１に向かって移動する。切換え部材９１は、一方の規制部材９２によって、第１の設定位置Ｓ１で停止する。

図２４（Ｂ）および図２５（Ｂ）に示すように、通常の切換え動作において、切換え部材９１を第２の設定位置Ｓ２に回動させると、当接部１１０が第２の平面部１０２内の第２の面部に当接することによって、反射光学系組立ユニット３０がマクロ撮像位置となる。このときカム部材１２１は、切換え部材９１と同一方向に一体となって第２の設定位置Ｓ２に向かって移動する。切換え部材９１は、他方の規制部材９３によって、第２の設定位置Ｓ２で停止する。

この撮像装置１０ａは、カム部材１２１を用いた前記ｆｃ調整によってピント面の位置の微調整が可能であるため、撮像装置１０ａの組立時等に不可避的に生じる部品各部のばらつきや部品の形状精度等に起因する反射光学系組立ユニット３０の結像面と撮像素子３２の受光面との位置ずれを極小とすることができる。このため、撮像装置１０ａは良質な画像を結ぶことができる。

図２６〜図２８は本発明の第３の実施形態の撮像装置１０ｂを示している。この撮像装置１０ｂの基本的な構成は第１の実施形態の撮像装置１０と共通であるが、第３の実施形態の撮像装置１０ｂは微調機構１３０を有している点と、切換え部材９１の位置決め面１００が主としてカム斜面１３１によって構成されている点で、第１の実施形態とは異なっている。なお、この撮像装置１０ｂにおいて、第１の実施形態の撮像装置１０と共通の部位には両者に共通の符号を付してある。

この撮像装置１０ｂの切換え部材９１の位置決め面１００は、軸８１を中心として切換え部材９１が回動する方向において、撮像素子３２の受光面と直交する方向の位置が変化する第１の面部および第２の面部を含むカム斜面１３１を有している。カム斜面１３１の回動方向の所定の部分、すなわち図２７（Ａ）および図２８（Ａ）に示す第１の設定位置Ｓ１は、反射光学系組立ユニット３０を前記第１の位置Ｐ１に位置決めするための第１の面部として機能する。カム斜面１３１の回動方向の他の所定部分、すなわち図２７（Ｂ）および図２８（Ｂ）に示す第２の設定位置Ｓ２は、反射光学系組立ユニット３０を前記第２の位置Ｐ２に位置決めするための第２の面部として機能する。

すなわちこの撮像装置１０ｂの位置決め面１００は、撮像素子３２の受光面と直交する方向の座標位置が変化するカム斜面１３１によって構成され、このカム斜面１３１に当接部１１０が当接している。第１の面部はカム斜面１３１内において第１の部分であり、図２７（Ａ）および図２８（Ａ）に示す第１の設定位置Ｓ１に対応する。第２の面部はカム斜面１３１の中の前記第１の部分とは異なる第２の部分であり、図２７（Ｂ）および図２８（Ｂ）に示す第２の設定位置Ｓ２に対応する。

この実施形態の撮像装置１０ｂのように、カム斜面１３１内において、途中の位置である第１の面部または第２の面部に当接部１１０を当接させることによって、第１の位置（例えば標準撮像位置）と、第２の位置（例えばマクロ撮像位置）とを切換えることができる。

この実施形態の撮像装置１０ｂの微調機構１３０は、切換え部材９１が撮像素子３２の受光面と平行な方向に移動する範囲を規制するための規制部材１４０，１４１の一例として、軸１４２，１４３を中心に回転する偏心ピンを備えている。

図２７（Ａ）に示すように、一方の規制部材１４０は、切換え部材９１を第１の設定位置Ｓ１に止めるためのストッパとして機能する。図２７（Ｂ）に示すように、他方の規制部材１４１は、切換え部材９１を第２の設定位置Ｓ２に止めるためのストッパとして機能する。これら規制部材１４０，１４１を軸１４２，１４３を中心に回転させ、第１の設定位置Ｓ１と第２の設定位置Ｓ２を微調整することにより、当接部１１０が接するカム斜面１３１の第１の面部と第２の面部の位置を微調整することができる。

このように構成された撮像装置１０ｂによれば、反射光学系組立ユニット３０を、第１の位置Ｐ１（例えば標準撮像位置）と第２の位置Ｐ２（例えばマクロ撮像位置）に切換えることができるとともに、反射光学系組立ユニット３０の第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２の少なくとも一方の微調整、すなわちピント面の微調整（ｆｃ調整）を行うことができる。なお、ｆｃ調整機能を必要としない場合には、前記規制部材１４０，１４１の代りに、図１５に示したような単なるストッパとしての規制部材９２，９３を用いることができる。

図２９は本発明の第４の実施形態の撮像装置１０ｃを示している。この撮像装置１０ｃの基本的な構成は第１の実施形態の撮像装置１０と共通であるが、マニュアル操作切換え部材９５が設けられていない点で第１の実施形態とは異なっている。なお、この撮像装置１０ｃにおいて、第１の実施形態の撮像装置１０と共通の部位には両者に共通の符号を付してある。この撮像装置１０ｃの場合、操作部１０４をカメラ等の外装に露出させることにより、マニュアル操作切換え部材９５を不要にすることができる。

図３０に示す第５の実施形態では、アクチュエータ１５１の出力軸に駆動ギヤ部１５２を設け、切換え部材９１に従動ギヤ部１５３を設けている。そして駆動ギヤ部１５２を従動ギヤ部１５３に噛合わせることにより、アクチュエータ１５１によって切換え部材９１を回転させる。この構成によれば、マニュアル操作切換え部材９５と操作部１０４が不要となる。

図３１と図３２は、撮像用機器の一例として、本発明の撮像装置をカメラ付携帯電話１６０に組み込んだ例である。このカメラ付携帯電話１６０に、前記各実施形態で説明した撮像装置（例えば撮像装置１０）を組込むことにより、カメラ付携帯電話１６０の小型化および薄型化、そして高画質化が可能である。図３２に示されるように、カメラ付携帯電話１６０の本体部１６１にレリーズボタン２０が設けられている。

カメラ付携帯電話１６０の本体部１６１には、表示ユニット１６２がヒンジ１６３によって開閉可能に取付けられている。表示ユニット１６２に、前述した反射光学系組立ユニット３０を有する撮像装置１０と画像モニタ２４などが設けられている。なお、撮像装置１０の構成と作用は前記実施形態と同様であるため説明を省略する。

図３３〜図３５は、それぞれ本発明の撮像装置に適用される反射光学系組立ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃの互いに異なる例を示している。いずれの反射光学系組立ユニット３０ａ，３０ｂ，３０ｃも、前記実施形態の撮像装置と同様の切換え機構により、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とを切換えることができるようになっている。

図３３に示した反射光学系組立ユニット３０ａは、第１プリズム４１ａと第２プリズム４２ａの各面２０１〜２０６が全て自由曲面からなる。第１面２０１より入射した光は、第１面２０１で屈折して第２面２０２で全反射し、次に、第３面２０３で屈折したのち、第４面２０４で屈折する。さらに第５面２０５で全反射したのち、第６面２０６で全反射し、第５面２０５で屈折したのち結像面４５にて結像する。この反射光学系組立ユニット３０ａによれば、物体から第１プリズム４１ａに入射する光に対し、第２プリズム４２ａから撮像素子３２へ向かう光が反対方向（図３３において左側）に射出される。このため撮像素子３２が設けられている固定枠３１に入射窓７１を設けることができ、反射光学系組立ユニット３０ａのさらなる薄型化が可能となる。

図３４に示した反射光学系組立ユニット３０ｂの偏心プリズム２１０は、自由曲面からなる第１面２１１と、第２面２１２と、第３面２１３とを有している。絞り部材として機能する保持部材２１４を通って入射した光は、第１面２１１で屈折して偏心プリズム２１０に入射し、第２面２１２で内部反射し、再び第１面２１１に入射して今度は全反射し、第３面２１３で内部反射し、三たび第１面２１１にて全反射し、再び第３面２１３にて内部反射し、四たび第１面２１１で屈折されて結像面４５にて結像する。この反射光学系組立ユニット３０ｂでは、物体から偏心プリズム２１０に入射する光に対し、偏心プリズム２１０から撮像素子３２へ向かう光が反対方向（図３４において左側）に射出される。このため撮像素子３２が設けられている固定枠３１に入射窓７１を設けることができ、反射光学系組立ユニット３０ｂのさらなる薄型化が可能となる。

図３５に示された反射光学系組立ユニット３０ｃは、第１プリズム２２１と第２プリズム２２２の各面２３１〜２３８が全て自由曲面からなる。第１面２３１より入射した光は、第１面２３１で屈折して第２面２３２で全反射し、さらに第３面２３３で全反射したのち、第４面２３４で屈折射出する。さらに、絞り開口部を有する保持部材４３を通過し、第５面２３５で入射屈折し、さらに第６面２３６と第７面２３７で全反射したのち、第８面２３８で屈折し、結像面４５にて結像する。

なお、この発明を実施するに当たり、光学素子や第１および第２の保持部材、案内部、ガイド機構、撮像素子、切換え機構をはじめとして、発明の構成要素をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。

また前記実施形態ではマニュアル操作切換え部材９５によって切換え機構９０の位置を切換えるようにしたが、マニュアル操作切換え部材９５を使用する代りに、前記の図３０に示したアクチュエータ１５１のように、モータやソレノイド等のアクチュエータを使用して電動で切換えることができるように構成してもよい。

本発明の第１の実施形態の撮像装置を備えたデジタルカメラの斜視図。 図１中のＡ−Ａ線に沿うデジタルカメラの断面図。 図１に示されたデジタルカメラの反射光学系組立ユニットの側面図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの分解斜視図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの第１プリズムの斜視図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの第２プリズムの斜視図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの斜視図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの保持部材の正面図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの保持部材の側面図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの一部の断面図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの第１プリズムと第２プリズムの重心位置を示す断面図。 図３に示された反射光学系組立ユニットの保持部材の断面と第１および第２プリズムの一部の側面を示す図。 保持部材の変形例を示す斜視図。 保持部材のさらに別の変形例を示す斜視図。 図１に示されたデジタルカメラに内蔵された撮像装置の斜視図。 図１５に示された撮像装置の断面図。 図１５に示された撮像装置の分解斜視図。 図１５に示された撮像装置の遮光カバーの一部の断面図。 図１５に示された撮像装置の平面図。 （Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、図１５に示された撮像装置の切換え機構が第１の設定位置と第２の設定位置にあるときの正面図。 （Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、図１５に示された撮像装置の切換え機構が第１の設定位置と第２の設定位置にあるときの分解斜視図。 本発明の第２の実施形態を示す撮像装置の斜視図。 図２２に示された撮像装置の断面図。 （Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、図２２に示された撮像装置の切換え機構が第１の設定位置と第２の設定位置にあるときの正面図。 （Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、図２２に示された撮像装置の切換え機構が第１の設定位置と第２の設定位置にあるときの分解斜視図。 本発明の第３の実施形態を示す撮像装置の斜視図。 （Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、図２６に示された撮像装置の切換え機構が第１の設定位置と第２の設定位置にあるときの正面図。 （Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、図２６に示された撮像装置の切換え機構が第１の設定位置と第２の設定位置にあるときの分解斜視図。 本発明の第４の実施形態を示す撮像装置の斜視図。 本発明の第５の実施形態に係る切換え機構の斜視図。 撮像用機器の他の例としてカメラ付き携帯電話を示す斜視図。 図３１に示されたカメラ付き携帯電話の断面図。 プリズム光学系の他の例を示す断面図。 プリズム光学系のさらに他の例を示す断面図。 プリズム光学系のさらに他の例を示す断面図。

符号の説明

１…デジタルカメラ
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…撮像装置
１１…画像プロセス処理回路（処理手段）
１２…記録部
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…反射光学系組立ユニット
３２…撮像素子
４１…第１プリズム
４２…第２プリズム
４３…保持部材（第２の保持部材）
４５…結像面
７０…遮光カバー
７０ａ…遮光カバーの一部（嵌合部）
７０ｃ，７０ｄ…傾斜溝（案内部）
７０ｅ，７０ｆ…遮光カバーの両側部（第１の保持部材）
８０…ガイド機構
８１…軸（案内軸）
８５…板状の保持部材（第１の保持部材）
８６…棒状の保持部材（第１の保持部材）
９０…切換え機構
９１…切換え部材
９１ａ…回転カム（回転部材）
９５…マニュアル操作切換え部材
１００…位置決め面
１１０…当接部
１２０…微調機構
１３０…微調機構
１４０，１４１…規制部材
１６０…カメラ付携帯電話

Claims (14)

1. 物体からの光束を入射して結像面に物体像を形成するための自由曲面形状の反射面を有する光学素子と、物体からの光束を入射するための入射光軸と前記結像面に光束を射出するための射出光軸とが互いに略平行でかつ所定の間隔を有する反射光学系と、前記結像面に配置されて、前記反射光学系により形成された物体像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた反射光学系組立ユニットにおいて、
   前記反射面の第１の光軸中心と前記反射面の第２の光軸中心を結ぶ直線に対して互いに離間された位置に配置されかつ側面から見たとき前記直線に直交する案内部を有する複数の第１の保持部材と、前記複数の第１の保持部材を互いに結合する第２の保持部材とを有し、前記第２の保持部材に前記光学素子を配置したことを特徴とする反射光学系組立ユニット。
2. 請求項１に記載の反射光学系組立ユニットに設けられた嵌合部を、前記撮像素子の受光面と直交する方向に沿って前記反射光学系組立ユニットの姿勢を保持する状態で移動させる案内軸と嵌合させ、
   前記反射光学系組立ユニットを前記案内軸に沿って、撮影位置およびその範囲を設定する第１の位置と、該第１の位置に比べて前記撮像素子の受光面から遠い位置にある第２の位置と、に選択的に位置決め保持する切換え機構とを有し、
   該切換え機構が、
   前記撮像素子の前記受光面と直交する方向に延びる前記案内軸と平行に設置された回転中心軸と、
   前記回転中心軸を中心として、第１の設定位置と第２の設定位置とを位置決めする回転可能な回転部材と、
   前記回転部材を前記第１および第２の位置に移動させるための切換え部材とを有することを特徴とする反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
3. 前記撮像素子から得られる撮像信号に所定の電気的プロセス処理を施して画像データを得る処理手段と、前記電気的プロセス処理がなされた前記画像データを、適用された情報記録媒体に記録するための記録手段と、を具備したことを特徴とする請求項２に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
4. 前記第１の位置は、撮像すべき物体の位置が所定の位置から略無限遠までの間にある場合に対応して撮像を行うための標準撮像位置であり、前記第２の位置は、撮像すべき物体の位置が前記標準撮像位置よりも近い場合に対応して撮像を行うためのマクロ撮像位置であることを特徴とする請求項２に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
5. 前記反射光学系組立ユニットは２つのプリズムを有し、各プリズムは、それぞれ、少なくとも１つの自由曲面形状の反射面と、偏心光学系の光学作用面を有する光入射面と、偏心光学系の光学作用面を有する光射出面とを有し、さらに前記両プリズム間に配置された前記第２の保持部材を有することを特徴とする請求項２に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
6. 前記回転部材が回転カムであり、該回転カムの位置決め面は、前記受光面と平行な第１の面部を含む第１の平面部と、さらに前記受光面と平行でありかつ前記第１の平面部とは前記受光面と直交する方向の位置が異なりかつ第２の面部を含む第２の平面部とを並べて有することを特徴とする請求項２に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
7. 前記回転部材が回転カムであり、該回転カムの位置決め面は、前記回転中心軸を中心に回動する方向において前記受光面と直交する方向の位置が異なる第１の面部および第２の面部を含む斜面を有し、前記回転カムの前記第１の面部および前記第２の面部のそれぞれの回動位置を規制する２つの規制部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
8. 前記反射光学系組立ユニットが当接部を有し、該当接部は、前記反射光学系組立ユニットと一体の構造を有する遮光カバーの一部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
9. 前記切換え機構の回転カムに連動するマニュアル操作切換え部材であって、前記切換え機構を前記第１の設定位置と前記第２の設定位置とに切換えるマニュアル操作切換え部材をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
10. 前記反射光学系組立ユニットの前記第１の位置と前記第２の位置の少なくともどちらか一方を前記撮像素子の受光面と直交する方向において微調整するための微調機構を有し、該微調機構は、前記切換え機構の前記回転部材と同軸に配されたカム部材をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
11. 前記微調機構の前記カム部材は、前記切換え機構の前記回転中心軸を中心として回動可能であり、その回動する方向において前記受光面と直交する方向の位置が変化する斜面を有し、前記切換え機構は前記微調機構の前記斜面が当接する受け部を有し、該微調機構との相対的な回動位置を変えることにより前記微調整を行うことを特徴とする請求項１０に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
12. 前記切換え機構に使用される前記回転部材の前記微調整機構に対応する受け部が、前記回転部材の位置決め面と反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
13. 前記切換え機構に使用される前記回転部材が前記微調機構の前記斜面と当接する受け部を有し、該受け部は、前記微調機構の前記斜面に沿う傾斜面の形状をなしていることを特徴とする請求項１２に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。
14. 前記反射光学系組立ユニットの前記第１の位置と前記第２の位置の少なくともどちらか一方を前記撮像素子の受光面と直交する方向において微調整するための微調機構を有し、
    該微調機構は、前記切換え機構の前記回転カムが前記回転中心軸を中心として回動する方向の移動限界位置を規制するための規制部材を有し、この規制部材により、前記回転中心軸を中心として前記斜面が移動する方向に関して前記回転カムの移動限界位置を微調整することを可能としたこと特徴とする請求項７に記載の反射光学系組立ユニットを用いた撮像装置。

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