CN1612031A - 摄像装置及摄像用设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够对应被摄体的拍摄距离将棱镜单元在第1位置和第2位置间进行切换的摄像装置。摄像装置(10)具有：棱镜单元(30)、摄像元件(12)、固定部件(13)、壳体部件(14)、杠杆部件(15)、切换部件(16)以及连接弹簧(17)。杠杆部件(15)沿着(X)方向，在规定的可动范围内可以移动地支撑上述棱镜单元(30)。切换部件(16)与上述支撑部件连动，有选择地将上述棱镜单元(30)移动到使上述棱镜单元(30)抵接固定部件(13)的第1位置或上述棱镜单元(30)抵接壳体部件的第2位置。

Description

摄像装置及摄像用设备

技术领域

本发明涉及适用于数码相机、附带照相机的移动电话等的摄像装置，尤其涉及使用在反射面等上采用自由曲面的棱镜的摄像装置，以及使用该摄像装置的摄像用设备。

背景技术

近年来，作为数码相机和附带照相机的移动电话所使用的摄像装置，申请了很多使用同轴系的光学系统的摄像装置。所谓同轴系是指透镜等光学元件被设置成相对于光学系统的光轴(连接摄像系统的光阑和摄像画面的中心的轴)旋转对称的光学系统。同轴系的摄像装置例如下述专利文献1～3所公开的内容。

最近的数码相机和附带照相机的移动电话被要求小型化、薄型化、高性能化，在这些设备使用了同轴系的光学系统的摄像装置中，要想压缩摄像装置的大小，必须减少透镜的数量。但是，如果减少透镜的数量，则很难将光学系统所产生的像差抑制得很小，使图像质量低下。另外，要想提高图像质量，必须增加透镜的数量，其结果，产生了摄像装置变大的问题。

为了解决这些问题，提出了使用偏心光学系统的摄像装置。例如，下述的专利文献4～6记载了使用了应用棱镜的摄像光学系统的摄像装置，其中，该棱镜使用自由曲面等。

这些专利文献4～6记载的技术目标在于，使用棱镜来形成摄像光学系统，通过在该棱镜的光入射面、光出射面、或者反射面上使用自由曲面，可以得到小型的且图像质量好的图像。尤其在专利文献5(特开2002-196243号公报)和专利文献6(特开2003-84200号公报)中记载了如下技术，组合两个棱镜，靠近物体侧的第1棱镜的光入射面、反射面、光出射面、以及靠近摄像面侧的第2棱镜的光入射面、两个反射面、光出射面共7个面都使用自由曲面。

作为这种光学系统的特征，根据以下的理由，可以使整体小型化，同时提高图像质量。

(1)具有3个面的反射面使用具有光焦度(折射率)的自由曲面，这些反射面相对于透镜等折射光学系统，在能够获得大的光焦度的同时不受色差的影响。

(2)在紧凑的空间内可以具有7个光学面。因此，可以在有限的空间内紧凑地设置光学部件。

(3)为了提高光学性能，优选光学系统整体的光程长具有一定的长度，通过使用这种棱镜光学系统，使光路曲折，从而，增加了光程长，使整体大小实现小型化。

另外，在特开平7-333505号公报记载的光学系统中，从被摄体侧依次由反射镜、透镜所形成的光学系统、反射镜构成，但是，与该方式相比，专利文献5和专利文献6记载的光学系统可以形成更小的横向宽度，因此，可以提供更小型化的摄像装置。

[专利文献1]特开2001-272587号公报

[专利文献2]特开2002-267928号公报

[专利文献3]特开2002-320122号公报

[专利文献4]特开平11-326766号公报

[专利文献5]特开2002-196243号公报

[专利文献6]特开2003-84200号公报

考虑到上述摄像装置在用于小型、薄型的数码相机或者附带照相机的移动电话的情况下，将摄像光学系统的视角设定为广角类而成为全焦点(设定成虽然是固定焦点，但是在整个被摄体距离范围内为大致清晰聚焦)的方法。

另外，作为最近的趋势，产生了使用安装有该摄像装置的数码相机或附带照相机的移动电话来读取条形码，或者读取书籍、原稿等文字的需求。为了满足这些需求，全焦点的摄像装置中需要适合微距摄影的机构，但是，上述专利文献1～6中没有关于该技术的记载。

另外，在批量生产这种摄像装置的情况下，由于光学系统和光学系统的保持框的各个部件的尺寸偏差、特性偏差、组合上的偏差等，很难准确地将被摄体像成像在用于读取图像的摄像元件的摄像面上。

为了解决该问题，在各个摄像装置中，必须进行聚焦面调整(以下称为fc调整)，使摄像元件的入射面的位置和成像面的关系最佳，但是，关于适合这种摄像装置的fc调整机构在上述专利文献1～6中没有记载。另外，利用少量的部件来实现适合上述微距摄影的机构和fc调整机构这二者的方法及装置也没有公开。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种根据被摄体的拍摄距离，可以将棱镜单元切换到第1位置和第2位置，更优选是还可以提供一种进行fc调整的摄像装置，以及利用该摄像装置的摄像用设备。

本发明之一的用于从物体入射光束，并获取与物体像对应的电信号，其特征在于，具有：棱镜单元，其用于入射来自物体的光束，在成像面上形成物体像，具有至少两个或两个以上自由曲面形状的反射面，入射来自物体的光束的入射光轴和从该棱镜单元向成像面射出光束的射出光轴大致互相平行，并且具有规定的间隔；摄像元件，其配置在上述成像面上，将上述棱镜单元所形成的物体像转换为电信号；固定部件，其用于定位保持上述摄像元件；支撑部件，其沿着与上述摄像元件的受光面交叉的方向，在规定的可动范围内可以移动地支撑上述棱镜单元；第1抵接部，其设置在上述固定部件上，与上述棱镜单元的一部分抵接，在上述棱镜单元的上述可动范围内，将上述棱镜单元定位在距离摄像元件最近的第1位置上；第2抵接部，其与上述棱镜单元的一部分抵接，在上述棱镜单元的上述可动范围内将上述棱镜单元定位在距离摄像元件最远的第2位置上；第3抵接部，其设置在上述棱镜单元上，并与上述第1抵接部抵接，将上述棱镜单元定位保持在上述第1位置上；第4抵接部，其设置在上述棱镜单元上，并与上述第2抵接部抵接，将上述棱镜单元定位保持在上述第2位置上；切换机构，其与上述支撑部件连动，有选择地将上述棱镜单元移动到上述第1位置或上述第2位置。

本发明之二的摄像装置，其特征在于，在本发明之一的摄像装置中，上述第1位置例如是对应所要拍摄的物体的位置在从规定的位置到大致无穷远之间的情况，来进行拍摄的标准拍摄位置，上述第2位置例如是对应所要拍摄的物体的位置比上述规定的位置近的情况，来进行拍摄的微距拍摄位置。

本发明之三的摄像装置，其特征在于，在本发明之一的摄像装置中，上述支撑部件例如是相对于上述固定部件被配置在规定位置上的旋转轴枢轴支撑的杠杆部件；上述切换机构例如是通过手动操作将上述棱镜单元切换到上述第1位置和上述第2位置的切换部件。

本发明之四的摄像装置，其特征在于，在本发明之三的摄像装置中，上述切换部件由被配置在上述固定部件的规定位置上的旋转轴枢轴支撑；上述切换机构具有连接上述切换部件和上述杠杆部件的连接弹簧；该连接弹簧将上述切换部件和上述杠杆部件按压成将上述棱镜单元保持在上述第1位置上的第1稳定姿势；和将上述棱镜单元保持在上述第2位置上的第2稳定姿势。

本发明之五的摄像装置，其特征在于，在本发明之一的摄像装置中，上述棱镜单元具有两个棱镜，各棱镜具有至少一面以上的自由曲面形状的反射面、具有光焦度的光入射面、具有光焦度的光出射面，另外，在两棱镜之间还具有光阑部件。

本发明之六的摄像装置，其特征在于，在本发明之五的摄像装置中，上述第3抵接部和上述第4抵接部的至少一个形成在上述光阑部件的一部分上。

本发明之七的摄像装置，其特征在于，在本发明之一的摄像装置中，上述第1抵接部和上述第3抵接部分别形成平面，通过使各平面一致，对上述棱镜单元进行定位和姿势保持。

本发明之八的摄像装置，其特征在于，在本发明之一的摄像装置中，上述第2抵接部和上述第4抵接部分别形成平面，通过使各平面一致，对上述棱镜单元进行定位和姿势保持。

本发明之九的摄像装置，其特征在于，在本发明之七的摄像装置中，由上述第1抵接部和上述第3抵接部分别形成的平面的任意一个平面由设置在至少3处的突部的前端构成。

本发明之十的摄像装置，其特征在于，在本发明之八的摄像装置中，由上述第2抵接部和上述第4抵接部分别形成的平面的任意一个平面由设置在至少3处的突部的前端构成。

本发明之十一的摄像装置，其特征在于，在本发明之一的摄像装置中，上述第3抵接部或上述第4抵接部的至少一方形成在构成上述棱镜单元的棱镜的一部分上。

本发明之十二的摄像装置，其特征在于，在本发明之一的摄像装置中，将上述第1位置向与上述摄像元件的受光面正交的方向变位的微调机构设置在上述固定部件和上述棱镜部件之间；上述第1抵接部设置在与上述第3抵接部抵接的上述微调机构的一部分上。

本发明之十三的摄像装置，其特征在于，在本发明之十二的摄像装置中，上述微调机构具有：相对于上述摄像元件的受光面倾斜设置上述第1抵接部的斜面；引导机构，其沿着上述摄像元件的受光面，在上述斜面的倾斜方向上移动上述微调机构；通过沿着上述引导机构移动上述微调机构，对上述第1位置进行微调整。

本发明之十四的摄像装置，其特征在于，在本发明之十三的摄像装置中，还具有用于将上述微调机构定位保持在规定位置的定位保持部。

本发明之十五的摄像装置，其特征在于，在本发明之十三的摄像装置中，上述微调机构具有在相同方向上以相同角度倾斜的至少3个斜面，上述第3抵接部具有抵接上述各个斜面的至少3个突部。

根据本发明的摄像装置，在棱镜单元相对于摄像元件的受光面正交的方向上，通过抵接第1抵接部和第3抵接部使棱镜单元定位于第1位置，通过抵接第2抵接部和第4抵接部使棱镜单元定位于第2位置，由此，可以有选择地切换棱镜单元的位置。因此，关于从摄像元件的受光面到被射体的距离可以设定两个焦点位置。

附图说明

图1是具备本发明的第1实施方式的摄像装置的数码相机的立体图。

图2是示意性地表示图1所示的数码相机的内部的剖面图。

图3是图1所示的数码相机的棱镜单元的侧视图。

图4是图3所示的棱镜单元的分解立体图。

图5是图3所示的棱镜单元的第1棱镜的立体图。

图6是图3所示的棱镜单元的第2棱镜的立体图。

图7是图3所示的棱镜单元的光阑部件的立体图。

图8是图3所示的棱镜单元的光阑部件的主视图。

图9是图3所示的棱镜单元的光阑部件的后视图。

图10是图3所示的棱镜单元的立体图。

图11是图3所示的棱镜单元的第1棱镜和第2棱镜的侧视图。

图12是内设于图1所示的数码相机中的摄像装置的分解立体图。

图13是图12所示的摄像装置的立体图。

图14是表示将图13所示的摄像装置的壳体部件除去后状态的立体图。

图15是表示从图13所示的摄像装置的入射侧观察的状态的局部剖开的俯视图。

图16是表示从图13所示的摄像装置的第2棱镜侧观察的状态的局部剖开的侧视图。

图17是表示图13所示的摄像装置的第1稳定姿势的侧视图。

图18是表示图13所示的摄像装置的第2稳定姿势的侧视图。

图19是图17所示的摄像装置的剖面图。

图20是图18所示的摄像装置的剖面图。

图21是表示本发明的第2实施方式的摄像装置的分解立体图。

图22是表示从图21所示的摄像装置的入射侧观察的状态的局部剖开的俯视图。

图23是表示从图21所示的摄像装置的第2棱镜侧观察的状态的局部剖开的侧视图。

图24是沿着图21所示的摄像装置的棱镜的排列方向的剖面图。

图25是表示将微调机构从图24的状态向第2棱镜侧移动的状态的摄像装置的剖面图。

图26是表示将微调机构从图24的状态向第1棱镜侧移动的状态的摄像装置的剖面图。

图27是作为本发明摄像用设备的其他例子，示出附带照相机的移动电话的立体图。

图28是示意性地表示棱镜光学系统的另一例的剖面图。

图29是示意性地表示棱镜光学系统的再一例的剖面图。

图30是示意性地表示棱镜光学系统的再一例的剖面图。

具体实施方式

首先，参照图1至图20，以照相机为例对本发明第1实施方式的摄像用设备进行说明。如图1所示，数码相机1朝向机壳2的外部设置有快门按钮20、闪光灯21、取景器光学系统22、摄像光学系统23、以及图像监视器24(参照图2)。如图2所示，机壳2内设有构成摄像光学系统23的主要部分的摄像装置10、作为处理单元的图像处理电路25、以及作为记录单元的记录部26等。图像处理电路25的作用是通过对摄像装置10所获得的电信号进行规定的电处理，来获取图像数据。记录部26作为记录单元，用于将来自图像处理电路25的图像数据记录在适用的记录介质中。

摄像装置10包含作为偏心光学系统的一例的棱镜单元30和安装在基板11上的摄像元件12，该棱镜单元30的入射光轴λi和出射光轴λo被设置成相互具有规定的间隔并大致平行。棱镜单元30的一例如图3～图11所示。棱镜单元30具有第1棱镜41、第2棱镜42、以及光阑部件43。摄像元件12是将例如CCD等的光转换为电信号的元件，其配置在棱镜单元30的出射侧。摄像元件12的受光面上安装有玻璃罩12a。代替玻璃罩12a也可以安装偏光滤镜等的光学部件。

如图3所示，第1棱镜41是由入射面51、旋转非对称的反射面52、以及出射面53构成的偏心棱镜。如图5所示，第1棱镜41的出射面53具有在光路的有效径部53a的外侧区域形成平坦的平面部53b。平面部53b具有形成为圆柱状的两个定位部53c、53d、以及形成为半球面状的三个突起部53e、53f、53g。定位部53c、53d设置在有效径部53a的外侧位置上。在本实施方式中，如图4和图5所示，定位部53c、53d被配置在沿着入射光轴λi的方向隔着横切有效径部53a的面A1而对称的位置上。

突起部53e、53g相对于面A1被设置在隔着有效径部53a的定位部53c、53d的外侧位置上。因此，如果对从有效径部53a的中心位置开始的距离进行比较，则到突起部53e、53g的距离比到定位部53c、53d的距离长。突起部53f被设置在有效径部53a的外侧、即相对于面A1的定位部53c、53d的内侧位置上。在本实施方式中，面A1设置在与平面部53b交叉的位置上。这样，三个突起部中的至少两个突起部被设置在距离有效径部53a的中心位置比定位部距离有效径部53a的中心位置长(远)的位置上。

如图3所示，第2棱镜42是由入射面61、反射面62、反射面63、以及出射面64构成的偏心棱镜。反射面62和反射面63中的至少一个形成为旋转非对称。如图6所示，第2棱镜42的入射面61具有在光路的有效径部61a的外侧区域形成平坦的平面部61b。平面部61b具有形成为圆柱状的两个定位部61c、61d、以及形成为半球面状的三个突起部61e、61f、61g。定位部61c、61d设置在有效径部61a的外侧位置上。定位部61c、61d被配置在沿着出射光轴λo的方向隔着横切有效径部61a的面A2而对称的位置上。

突起部61e、61g相对于面A2被设置在夹着有效径部61a的定位部61c、61d的外侧位置上。突起部61f被设置在有效径部61a的外侧、即相对于面A2比定位部61c、61d更靠近内侧位置上。另外，突起部61e、61f、61g在入射面61上以相对于面A2非对称的方式进行配置。

如图7至图9所示，光阑部件43上设置有与两个棱镜41、42的光学作用面的有效径相吻合而构成的开口部62a。而且，光阑部件43也发挥维持第1棱镜41和第2棱镜42的相对位置关系的保持部件的功能。光阑部件43的靠近开口部62a的两个面上具有在开口部62a的外侧形成为平面状的平面部62b、62c。

平面部62b、62c上形成有定位保持部62d、62e、62f、62g。这些定位保持部62d～62g在与第1和第2棱镜41、42的定位保持部53c、53c、61c、61d的形状对应的位置上，形成与定位保持部53c、53d、61c、61d相吻合且可以嵌合的贯通孔。

光阑部件43的厚度H的一例被设计成H＝1.12mm，第1和第2棱镜41、42的定位部的长度t的一例分别被设计成t＝0.55mm。此时，t/H＝0.49。

这样构成的棱镜单元30从光阑部件43的平面部62b侧将第1棱镜41的定位部53c嵌合在定位保持部62d中，将定位部53d嵌合在定位保持部62e中。由此，决定了第1棱镜41相对于光阑部件43的位置。此时，通过将第1棱镜41的突起部53e、53f、53g抵接在光阑部件43的平面部62b上，可以决定第1棱镜41相对于光阑部件43的倾斜度。

同样，从光阑部件43的平面部62c侧将第2棱镜42的定位部61c嵌合在定位保持部62f中，并且将定位部61d嵌合在定位保持部62g中。由此，决定了第2棱镜相对于光阑部件43的位置。此时，通过将第2棱镜42的突起部61e、61f、61g抵接在光阑部件43的平面部62c上，可以决定第2棱镜42相对于光阑部件43的倾斜度。

这样，如图10所示，第1棱镜41和第2棱镜42被保持在光阑部件43的两侧。另外，如图11所示，一方的定位保持部62d、62e和另一方的定位保持部62f、62g设置在不同的位置上，使得通过第1棱镜41的重心的直线和通过第2棱镜42的重心的直线在光阑部件43上不在同一条直线上。

在图10的状态中，在需要调整第1和第2棱镜41、42相对于光阑部件43的倾斜度的情况下，通过根据倾斜方向和倾斜度，将第1棱镜41的突起部53e、53f、53g和第2棱镜42的突起部61e、61f、61g削去规定量，可以简单地调整第1棱镜41和第2棱镜42的倾斜度。

如以上说明的那样，本实施方式的棱镜单元30具有至少两面为自由曲面形状的反射面52、62、63。而且，由将用于入射来自物体面的光束的入射光轴λi和用于从棱镜单元30向成像面45射出光束的射出光轴λo设置成互相仅隔开规定的间隔且大致平行的棱镜光学系统构成。根据这样的结构，本实施方式的棱镜单元30入射来自物体的光束，并在成像面45上形成物体像。

接下来，结合图12～图20，对在相对于摄像元件12的受光面的交叉方向上、优选是正交方向上移动以上说明的棱镜单元30的摄像装置10的机构进行说明。为方便起见，在各图中，将与摄像元件12的受光面正交的方向设为X方向，将第1棱镜41和第2棱镜42的排列方向设为Y方向，将分别与X方向和Y方向正交的方向设为Z方向。如图12所示，摄像装置10除了上述的棱镜单元30和摄像元件12之外，还具备固定部件13、壳体部件14、杠杆部件15、切换部件16、以及连接弹簧17。

固定部件13配置在棱镜单元30和摄像元件12之间。固定部件13的中央部设置有窗13a。固定部件13将摄像元件12的受光面定位保持在出射光轴λo上，使得从棱镜单元30的第2棱镜42射出的光束通过该窗13a在摄像元件12的受光面上成像。在面向棱镜单元30侧的固定部件13上设置有与棱镜单元30的一部分抵接的第1抵接部13b。

如图13所示，壳体部件14覆盖棱镜单元30被固定在固定部件13上。壳体部件14在使向棱镜单元30的第1棱镜41入射的光束通过的部分设置有入射窗14a。保护玻璃14b被嵌入到入射窗14a中。作为保护玻璃14b，可以使用IR切割玻璃。在面向棱镜单元30侧的作为壳体部件14的内侧设置有与棱镜单元30的一部分抵接的第2抵接部14c。

棱镜单元30的光阑部件43上设置有引导板31，该引导板31被设置成与通过入射光轴λi和出射光轴λo的面A1、A2平行，使得其如图14所示的那样，从两侧夹着第1棱镜41和第1棱镜42。引导板31也可以与光阑部件43形成为一体，也可以作为其他部件来安装。如图15所示，引导板31与壳体部件14的内面滑动接触，以防止棱镜单元30向分别横切排列第1棱镜41和第2棱镜42的Y方向和与摄像元件12的受光面正交的X方向的棱镜单元30的宽度方向(Z方向)偏移。

引导板31具有形成为在沿着光阑部件43的平面部62b、62c的方向延伸的呈圆筒状的凸起31a。在凸起31a中安装有可以转动地连接棱镜单元30和杠杆部件15的支撑销32。因此，在壳体部件14上形成有通过凸起31a和支撑销32的缺口14d。

在面向固定部件13的引导板31的四个角上形成有向固定部件13凸起的突部。该突部的前端通过抵接在第1抵接部13b上，构成将棱镜单元30定位在距离摄像元件12最近的第1位置P1上的第3抵接部31b。这样，第1抵接部13b和第3抵接部31b分别形成平面，通过使各个平面一致，将棱镜单元30定位在第1位置P1上。

另外，在面向壳体部件14的引导板31的四个角上形成有向第2抵接部14c凸起的突部。该突部的前端通过抵接在第2抵接部14c上，构成将棱镜单元30定位在距离摄像元件12最远的第2位置P2上的第4抵接部31c。这样，第2抵接部14c和第4抵接部31c分别形成平面，通过使各个平面一致，将棱镜单元30定位在第2位置P2上。

另外，在本实施方式中，作为由突部的前端构成的平面，例示出了第3抵接部31b和第4抵接部31c，但是也可以分别设置成与第1抵接部13b和第2抵接部14c一致的形状。另外，也可以设置如下的突部：将第3抵接部31b和第4抵接部31c形成在平面上，在第1抵接部13b和第2抵接部14c分别与第3抵接部31b和第4抵接部31c一致的平面上配置前端部。

杠杆部件15沿着排列第1棱镜41和第2棱镜42的Y方向，配置在壳体部件14的两外侧。杠杆部件15的基端部15a被安装在第2棱镜单元侧的壳体部件14的角部上的旋转轴R1枢轴支撑。旋转轴R1被配置成与凸起31a和支撑销32的延伸方向平行。杠杆部件15通过以旋转轴R1为中心转动，将用支撑销32连接的棱镜单元30向与摄像元件12的受光面交叉的方向、理想的是向与其正交的方向移动。这样，杠杆部件15发挥着沿着与摄像元件12的受光面交叉的方向，在规定的可动范围内可以移动地支撑棱镜单元30的支撑部件的功能。

切换部件16的基端16a被与杠杆部件15的基端部15a同轴的旋转轴R1枢轴支撑。在半径方向上远离旋转轴R1的杠杆部件15的前端15b和切换部件16的前端16b通过连接弹簧17连接起来。切换部件16的前端16b被设置在比杠杆部件15的前端15b更靠近旋转轴R1的位置上。由此，可以使杠杆部件15的前端15b和切换部件16的前端16b与连接弹簧17和由各个前端15b、16b自由转动地支撑该连接弹簧17的弹簧架18a、18b互不发生干扰地交错运动。

连接弹簧17向相互远离的方向按压杠杆部件15的前端15b和切换部件16的前端16b。因此，如图17所示，如果将切换部件16的前端16b转动到比杠杆部件15的前端15b更远离摄像元件12和固定部件13的位置时，则变成维持向靠近固定部件13的方向按压杠杆部件15的状态的第1稳定姿势S1。另外，如图18所示，如果将切换部件16的前端16b转动到比杠杆部件15的前端15b更靠近摄像元件12和固定部件13的位置，则变成维持向远离摄像元件12和固定部件13的方向按压杠杆部件15的状态的第2稳定姿势S2。

棱镜单元30由于通过支撑销32连接在杠杆部件15上，所以，伴随在杠杆部件15的转动，棱镜单元30也在X方向上移动。因此，如图19所示，在第1稳定姿势的状态下，向固定部件13按压棱镜单元30，第3抵接部31b与第1抵接部13b抵接，在可动的范围内定位于距离摄像元件12最接近的第1位置P1。而且，如图20所示，在第2稳定姿势的状态下，向壳体部件14按压棱镜单元30，第4抵接部31c与第2抵接部14c抵接，在可动的范围内定位于距离摄像元件12最远的第2位置P2。

这样，切换部件16和连接弹簧17通过与作为支撑部件的杠杆部件15连动，取得第1稳定姿势S1和第2稳定姿势S2，来发挥使棱镜单元30有选择地向第1位置P1或第2位置P2移动、并定位的作为切换机构的功能。

摄像装置10为了对第1位置P1和第2位置P2这两个焦点设定进行切换，将第3抵接部31b抵接到第1抵接部13b而使棱镜单元30定位于第1位置P1，并将第4抵接部31c抵接到第2抵接部14c而使棱镜单元30定位于第2位置P2。因此，由于可以移动棱镜单元30，所以不需要使光轴不产生偏移地进行平行移动的特殊的机构，可以简化摄像装置10的结构。

另外，利用连接弹簧17，可以在第1位置P1将棱镜单元30按压到固定部件13上，在第2位置P2按压到壳体部件14上，因此，可以将棱镜单元30不晃动地可靠地维持在第1位置P1和第2位置P2上。

由于第3抵接部和第4抵接部由突部的前端构成，所以，通过调整突部前端的高度，可以很容易地校正批量生产摄像装置10时所产生的制造公差内的棱镜单元30的定位误差。

另外，如图2所示，在本实施方式中，第1位置P1例如是标准拍摄位置，第2位置P2例如是微距拍摄位置。切换部件16与从图1所示的数码相机1的外壳2露出的手动操作切换部件95连动，通过操作手动操作切换部件95，可以切换成第1稳定姿势S1和第2稳定姿势S2。因此，通过操作手动操作切换部件95，可以有选择地将棱镜单元30切换到第1位置P1和第2位置P2，可以设定两个焦点位置。另外，也可以不用手动来操作切换部件16，而使用电动机等致动器来进行电动切换。

在本实施方式中，第3抵接部31b和第4抵接部31c无论哪一个都形成于设置在光阑部件43的引导板31上，但也可以设置在光阑部件43上，或者可以设置在第1棱镜41和第2棱镜42的一部分上，或者可以分别横跨第1棱镜41、第2棱镜42以及光阑部件43来进行设置。另外，代替设置壳体部件14，可以将具备第2抵接部的支架从固定部件13延伸出来而进行设置，其中，第2抵接部与第2位置P2上的棱镜单元30的第4抵接部31c抵接。

接着，参照图21～图26，对本发明第2实施方式的摄像装置10进行说明。本实施方式的摄像装置10a相对于第1实施方式的摄像装置10，在还具有微调机构70的点上有所不同。因此，由于与微调机构70无关的结构与第1实施方式相同，所以对具有相同功能的结构要素赋予相同的符号，并省略其说明。

如图21所示，微调机构70安装在固定部件13和棱镜单元30之间。如图24～图26所示，微调机构70被设置成可以在排列第1棱镜41和第2棱镜42的Y方向上移动。固定部件13上形成有沿着Y方向向第1棱镜41侧延伸的引导部13e。第1棱镜41侧的微调机构70的前端部71从引导部13e和基板11之间通过。另外，如图22～图26所示，第2棱镜42侧的微调机构70的基端部72从壳体部件14的外侧露出。

微调机构70具有沿着Y方向延伸的调整部73。如图22和图23所示，调整部73配置在隔着窗13a的两侧，并被设置成隔着棱镜单元30的靠近固定部件13的部分，并通过壳体部件14的内侧。如图21所示，调整部73在与设置在固定部件13侧的引导板31的四个角的第3抵接部相对应的位置上，形成有斜面73a。该斜面73a具备第1抵接部73b。另外，斜面73a在微调机构70的移动方向上，形成相同的坡度。

如图24～图26所示，具备像以上那样构成的微调机构70的摄像装置10a在将棱镜单元30定位于第1位置P1的第1稳定姿势S1的状态下，设置在棱镜单元30上的第3抵接部31b与设置在微调机构70上的第1抵接部73b抵接。在该状态下，如果将调整机构从图24的状态移动到图25的状态，或者从图24的状态移动到图26的状态，则沿着与摄像元件12的受光面正交的X方向只位移相当于斜面73a的坡度的量(距离)。

在本实施方式中，由于斜面73a向第1棱镜41侧倾斜，所以，通过从图24的状态移动到图25的状态，棱镜单元30向接近摄像元件12的方向位移。另外，通过将微调机构70从图24的状态移动到图26的状态，棱镜单元30向远离摄像元件12的方向位移。

这样，具备微调机构70的摄像装置10a在棱镜单元30的第3抵接部31b与微调机构70的第1抵接部73b抵接的第1位置P1上，可以进行棱镜单元30的位置调整，即焦点面的微调整(fc调整)。另外，进行fc调整之后，利用粘接剂或激光熔融，将微调机构70固定在前端部71和引导部13e、基端部72和固定部件13或壳体部件14之间。

另外，在第1和第2实施方式中，第3抵接部31b和第4抵接部31c分别设置了4处，但是只要至少设置3处，就可以相对于摄像元件的受光面将棱镜单元30的姿势设定成所期望的角度。因此，在第2实施方式中，与第3抵接部31b对应的微调机构70的斜面73a也同样，只要至少设置3处即可。

作为本发明的摄像用设备的一例，图27示出了将摄像装置安装在附带照相机的移动电话机160中的例子。通过将上述各实施方式所说明的摄像装置(例如摄像装置10)安装在该附带照相机的移动电话机160中，可以实现附带照相机的移动电话机160的小型化、薄型化、以及图像高品质化。

图28～图30分别表示适用于本发明的摄像装置的棱镜单元30a、30b、30c的互不相同的例子。无论棱镜单元30a、30b、30c中的哪个都可以通过与上述实施方式的摄像装置相同的切换机构来切换第1位置P1和第2位置P2。

图28所示的棱镜单元30a的第1棱镜41a和第2棱镜42a的各面201～206全部由自由曲面构成。从第1面201入射的光通过第1面201折射，通过第2面202全反射，接着，通过第3面203折射之后，通过第4面204折射。然后通过第5面205全反射之后，通过第6面206全反射，通过第5面205折射后在成像面45上成像。

图29所示的棱镜单元30b的偏心棱镜210具有由自由曲面组成的第1面211、第2面212、第3面213。通过光阑部件214入射的光通过第1面211折射，并入射到偏心棱镜210上，通过第2面212进行内部反射，再一次入射到第1面211上，这次进行全反射，并通过第3面213进行内部反射，第三次通过第1面211进行全反射，再一次通过第3面213进行内部反射，第四次通过第1面211折射，并在成像面45上成像。

图30所示的棱镜单元30c的第1棱镜221和第2棱镜222的各面231～238全部由自由曲面构成。从第1面231入射的光通过第1面231折射，并通过第2面232全反射，并且通过第3面233全反射之后，通过第4面234和第5面235折射，然后，通过第6面236和第7面237全反射之后，通过第8面238折射，并在成像面45上成像。

另外，在实施本发明时，棱镜光学系统、引导机构、摄像元件、切换机构等、以及发明的结构要素在不脱离本发明的构思的范围内，当然可以通过各种变更来实施。

另外，在上述实施方式中，虽然利用手动操作切换部件95来将切换机构的切换部件16切换成第1稳定姿势S1和第2稳定姿势S2，但是代替使用手动操作切换部件95，可以通过使用电动机或电磁螺线管等致动器来进行电动切换。

Claims (15)

1、一种摄像装置，用于从物体入射光束，并获取与物体像对应的电信号，其特征在于，具有：

棱镜单元，其用于入射来自物体的光束，在成像面上形成物体像，具有至少两个或两个以上自由曲面形状的反射面，入射来自物体的光束的入射光轴和从该棱镜单元向成像面射出光束的射出光轴大致互相平行，并且具有规定的间隔；

摄像元件，其配置在上述成像面上，将上述棱镜单元所形成的物体像转换为电信号；

固定部件，其用于定位保持上述摄像元件；

支撑部件，其沿着与上述摄像元件的受光面交叉的方向，在规定的可动范围内可以移动地支撑上述棱镜单元；

第1抵接部，其设置在上述固定部件上，与上述棱镜单元的一部分抵接，在上述棱镜单元的上述可动范围内，将上述棱镜单元定位在距离摄像元件最近的第1位置上；

第2抵接部，其与上述棱镜单元的一部分抵接，在上述棱镜单元的上述可动范围内，将上述棱镜单元定位在距离摄像元件最远的第2位置上；

第3抵接部，其设置在上述棱镜单元上，并与上述第1抵接部抵接，将上述棱镜单元定位保持在上述第1位置上；

第4抵接部，其设置在上述棱镜单元上，并与上述第2抵接部抵接，将上述棱镜单元定位保持在上述第2位置上；

切换机构，其与上述支撑部件连动，有选择地将上述棱镜单元移动到上述第1位置或上述第2位置。

2、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述第1位置是对应所要拍摄的物体的位置在从规定的位置到大致无穷远之间的情况，来进行拍摄的标准拍摄位置，上述第2位置是对应所要拍摄的物体的位置比上述规定的位置近的情况，来进行拍摄的微距拍摄位置。

3、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述支撑部件是由被配置在上述固定部件的规定位置上的旋转轴枢轴支撑的杠杆部件；

上述切换机构是通过手动操作将上述棱镜单元切换到上述第1位置和上述第2位置的切换部件。

4、根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，

上述切换部件由被配置在上述固定部件的规定位置上的旋转轴枢轴支撑；

上述切换机构具有连接上述切换部件和上述杠杆部件的连接弹簧；

上述连接弹簧将上述切换部件和上述杠杆部件按压成将上述棱镜单元保持在上述第1位置上的第1稳定姿势；和将上述棱镜单元保持在上述第2位置上的第2稳定姿势。

5、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述棱镜单元具有两个棱镜，各棱镜具有至少一面的自由曲面形状的反射面、具有光焦度的光入射面、具有光焦度的光出射面，另外，在两棱镜之间还具有光阑部件。

6、根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，

上述第3抵接部和上述第4抵接部的至少一个形成在上述光阑部件的一部分上。

7、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述第1抵接部和上述第3抵接部分别形成平面，通过使各平面一致，对上述棱镜单元进行定位和姿势保持。

8、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述第2抵接部和上述第4抵接部分别形成平面，通过使各平面一致，对上述棱镜单元进行定位和姿势保持。

9、根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，

上述第1抵接部和上述第3抵接部分别形成的平面的任意一个平面由设置在至少3处的突部的前端构成。

10、根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于，

上述第2抵接部和上述第4抵接部分别形成的平面的任意一个平面由设置在至少3处的突部的前端构成。

11、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

上述第3抵接部或上述第4抵接部的至少一方形成在构成上述棱镜单元的棱镜的一部分上。

12、根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，

把将上述第1位置向与上述摄像元件的受光面正交的方向位移的微调机构设置在上述固定部件和上述棱镜部件之间；

上述第1抵接部被设置在与上述第3抵接部抵接的上述微调机构的一部分上。

13、根据权利要求12所述的摄像装置，其特征在于，

上述微调机构具有：

相对于上述摄像元件的受光面倾斜设置上述第1抵接部的斜面；

引导机构，其沿着上述摄像元件的受光面，在上述斜面的倾斜方向上移动上述微调机构；

通过沿着上述引导机构移动上述微调机构，对上述第1位置进行微调整。

14、根据权利要求13所述的摄像装置，其特征在于，

还具有用于将上述微调机构定位保持在规定位置的定位保持部。

15、根据权利要求13所述的摄像装置，其特征在于，

上述微调机构至少具有在相同方向上以相同角度倾斜的3个斜面，上述第3抵接部至少具有抵接上述各个斜面的3个突部。

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