JP2005134825A - 光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学要素を相互の位置関係が所定関係に維持されるように保持乃至結合し得る光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置を提供。
【解決手段】本光学要素アッセンブリFAは、第１の光学要素10、第２の光学要素20、位置決め保持部材30を含み、第１の光学要素10は一の射出面側13の有効光束が通る有効領域14の周辺部位に射出面13に対向する上記保持部材30の一の対応面31に形成された一の嵌合用形状部35a，35bに対応する自己の嵌合用形状部15a，15bが設けられ,第２の光学要素20は一の入射面21側の有効光束が通る有効領域24の周辺部位に入射面21に対向する上記保持部材30の他の対応面32に形成された他の嵌合用形状部36a，36bに対応する自己の嵌合用形状部26a，26bが設けられ、上記保持部材30は一の対応面31から他の対応面32への光の透過を許す光学的絞り開口33が形成されている事を特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリズム等の光学要素を複数組み合わせてなる光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを撮像機能部に適用した撮像装置（例えば、デジタルスチルカメラ、カメラ機能を備えた携帯電話機やパーソナルコンピュータ、又は、ビデオカメラ等々を含む）に関する。

近年、デジタルスチルカメラ、カメラ機能を備えた携帯電話機やパーソナルコンピュータ、又は、ビデオカメラ等の撮像装置の小型化が著しく進んでいる。撮像装置の小型化が進むにつれ、それら装置の本体内に組み込まれる撮像機能部のアッセンブリ（光学系を主要な構成要素として含む組立体）に対しても、その小型化・薄型化が益々希求されるようになっている。

光学系をより薄型化するため、従来、いわゆる自由曲面等を用いたプリズム光学系が、例えば、次に掲げる特許文献１乃至５（特許文献の記載欄参照）に提案されている。

特許文献１には、小型、軽量で、テレセントリック性が良好で、非点収差等が補正しやすく、加工組立が容易な撮像レンズを提供するべく、物体側から順に、当該物体側に凸面を向けた負メニスカスの第１レンズ、絞り、像面側に凸面を向けた正メニスカスの第２レンズを構成要素とし、その２枚玉（前記第１レンズ、前記第２レンズ）は、少なくとも１面ずつを非球面状に形成することで、特定の条件を満足するようにして光学要素の組立体を構成することが開示されている。

特許文献２には、携帯電話機にＣＣＤなどの撮像素子を搭載することにより、デジタルスチルカメラやパソコンを所有することなく、手軽に持ち歩ける携帯電話機によって画像を撮像し、これを通話相手に対して容易に送れるようにした技術が開示されている。この携帯電話機の撮像機能部は、基板上に載置された撮像素子と、この撮像素子の受光面に被写体像を結像させるレンズ部と、このレンズ部を支持する脚部とを備えた光学部材を含んで構成されている。そして前記撮像素子の前記レンズ部に向いた表面に、前記脚部を５ｇ以上５００ｇ以下の当接力で当接させることにより、前記脚部を前記基板に当接させた場合に比べ、前記レンズ部と前記撮像素子の受光面との光軸方向の位置決めを精度良く行なえることが記載されている。また当接力を５ｇ以上とすることにより、振動などで前記光学部材がガタつくことによる撮影時の像ブレを防止でき、当接力を５００ｇ以下とすることにより、前記撮像素子の破損や機能不良などを抑制できることについても記載されている。

特許文献３には、光学的ローパスフィルターを有した小型、薄型で低コストな結像光学系及びそれを用いた装置を提供するべく、物体像を形成する結像光学系が、絞りと、この絞りよりも物体側に配置された物体側反射面と、上記絞りよりも像側に配置された像側反射面とを含み、前記物体側反射面と前記像側反射面とが共に反射時に光束にパワーを与える非球面にて構成され、前記物体側反射面と前記像側反射面との間に高周波成分をカットするローパスフィルターを設けた光学要素の組み合わせが開示されている。

ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、フィルムスキャナ、内視鏡等用の結像光学系では、撮像素子の小型化に伴い、光学系自身も小型軽量化、低コスト化が求められている。最近では、携帯電話やＰＤＡ、ノートパソコン等に電子撮像光学系を内蔵する製品も出てきており、光学系をより薄型化することが強く望まれている。

特許文献４や特許文献５には、こうした状況に鑑みて、少ない光学素子の構成枚数で高性能、低コストな結像光学系を実現し、更には、反射面を３面のみで光路を折り畳み、特に撮像素子の垂直方向のサイズを著しく薄型化した、高性能な結像光学系を提供するべく、
この種の光学要素としての所要の特性を有するプリズムを組み合わせて上述の要求に応えるようにした撮像機能部の構成が開示されている。
特開２００２−２６７９２８号公報 特開２００２−３２０１２２号公報 特開平１１−３２６７６６号公報 特開２００２−１９６２４３号公報 特開２００３−０８４２００号公報

上述した何れの文献も、光学要素として適切な光学的特性が選択されたプリズム等を複数組み合わせて用いる技術が開示されるに留まるものである。即ち、それら光学要素をどのようにして相互の位置関係が所定の関係に維持されるように保持乃至結合せしめるか、不要な光束の発生やその影響を回避するにはどうするか、製造の容易さを確保するにはどうするか、塵埃による影響を受け難くするにはどのような構成にするか等々、製品として具現化する際の技術課題とその解決手段としての技術については必ずしも具体的な提案がなされていない。

本発明は、上述のような製品として具現化する際の技術課題に鑑みてなされたものであり、種々の課題のうち、特に、光学要素を相互の位置関係が所定の関係に維持されるように保持乃至結合し得る光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置は、下記のような特徴ある構成を有している。なお下記以外の本発明の特徴ある構成については実施形態の中で明らかにする。

（１）本発明の光学要素アッセンブリは、被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第１の光学要素、上記第１の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第２の光学要素、及び、上記第１の光学要素及び第２の光学要素を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材、を含んでなる光学要素アッセンブリであって、
上記第１の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に、当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面に形成された一の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、上記第２の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に、当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面に形成された他の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成されたものであることを特徴としている。

（２）本発明の撮像装置は、被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第１の光学要素、上記第１の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第２の光学要素、及び、上記第１の光学要素及び第２の光学要素を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材、を含んでなり、
上記第１の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面に形成された一の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、上記第２の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面に形成された他の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成されている光学要素アッセンブリと、
上記光学要素アッセンブリの上記所定の位置の射出面から射出した光束による光像に関する光電変換を行なうべく適用された撮像素子と、
上記撮像素子の出力信号に基づいて所定の記録及び／又は通信に適合する画像データを生成するための画像データ生成手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明においては、プリズムであることを可とする第１の光学要素と第２の光学要素とが光束透過用開口を有する位置決め保持部材を挟んで対向配置され、相互の対向面における有効光束が通る有効領域の周辺部位に設けた嵌合用形状部を介して全体が一体化された光学要素アッセンブリを備えている。したがって本発明によれば、複数の光学要素を相互の位置関係が所定の関係に安定に維持されるように互いに保持乃至結合し得る光学要素アッセンブリおよびこの光学要素アッセンブリを備えた撮像装置を提供できる。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る光学要素アッセンブリＰＡを適用した撮像装置１００の概要を示す概略構成図である。図１に示す撮像装置１００は、撮像光学系１１０と、撮像素子１２０と、画像データ生成手段１３０とを備えている。

撮像光学系１１０は、プリズムであることを可とする第１の光学要素１０と第２の光学要素２０とを両者の相対位置が所定の関係に維持されるように光束透過用開口を有する位置決め保持部材３０で保持した光学要素アッセンブリＰＡを主体として構成されている。なお１１１,１１２はカバーガラスである。これらのうちの一方乃至双方は、赤外線遮断機能を有するＩＲカットフィルターであっても良い。また位置決め保持部材３０は絞りとしての機能部を有する。光学要素アッセンブリＰＡに付いては後述する。

撮像素子１２０は、上記光学要素アッセンブリＰＡから射出した光束による光像を光電変換する。

画像データ生成手段１３０は、撮像素子１２０で光電変換された信号を処理し、必要に応じて例えば画像データ等の圧縮／伸張を適時行なえる処理手段１３１、この処理手段１３１で処理された画像データを記録媒体（メモリーカード適用を可とする）に記録する記録手段１３２、この記録手段１３２に記録された画像データを適時再生し出力端子１３４から出力可能な再生手段１３３、等を備えている。なお処理手段１３１は端子１３５を介して外部機器等と通信可能となっている。

図２は光学要素アッセンブリＰＡの光学系の構成を示す図である。図２に示すように、
光学要素アッセンブリＰＡの第１の光学要素１０は、カバーガラス１１１を通して被写体側から到来し所定の一の入射面１１に入射した入射光を、パワーを有する所定の裏面反射面１２で反射し、所定の一の射出面１３から射出するように構成されたプリズムからなる。また光学要素アッセンブリＰＡの第２の光学要素２０は、上記第１の光学要素１０側から所定の一の入射面２１に到来した入射光を、パワーを有する所定の裏面反射面２２−１，２２−２で反射し、所定の一の射出面２３から射出するように構成されたプリズムからなる。図２において符号１２１は撮像素子１２０の受光面を示している。図１について既述のとおり、第１の光学要素１０と第２の光学要素２０との間に位置決め保持部材３０が介在し、位置決め保持部材３０に光学的絞りとしての機能部３０１が設けられている。

図３は光学要素アッセンブリＰＡの第１の光学要素１０と第２の光学要素２０とが位置決め保持部材３０で一体的に保持されている状態を示す斜視図である。図４は同じく第１の光学要素１０と第２の光学要素２０とが位置決め保持部材３０で一体的に保持されている状態を示す側面図である。図５は第１の光学要素１０と第２の光学要素２０と位置決め保持部材３０とが分離された状態を示す分解斜視図である。図６の（ａ）（ｂ）は第１の光学要素１０の光束射出面及び第２の光学要素２０の光束入射面の構造を示す斜視図である。

図７の（ａ）（ｂ）は位置決め保持部材３０の表裏両面の形状を示す平面図である。

図３〜図７の（ａ）（ｂ）に示すように、第１の光学要素１０は、自己の一の射出面１３側の有効光束が通る有効領域１４の周辺部位に、短円柱状の凸状部からなる嵌合用形状部１５ａ，１５ｂを有している。この嵌合用形状部１５ａ，１５ｂは、第１の光学要素１０の射出面１３に対向する位置決め保持部材３０の一の対応面３１に形成された一の嵌合用形状部３５ａ，３５ｂに対応している。また第２の光学要素２０は、自己の一の入射面２１側の有効光束が通る有効領域２４の周辺部位に、同じく短円柱状の凸状部からなる嵌合用形状部２６ａ，２６ｂを有している。この嵌合用形状部２６ａ，２６ｂは、第２の光学要素２０の入射面２１に対向する上記位置決め保持部材３０の他の対応面３２に形成された他の嵌合用形状部３６ａ，３６ｂに対応している。

上記位置決め保持部材３０は、その略中央部位に、上記一の対応面３１及び他の対応面３２間を光束が透過することを許容する光学的絞り開口３３を有している。この開口３３は図２について既述の光学的な絞りとしての機能部３０１の具体低に該当する。また位置決め保持部材３０は、上記一の対応面３１に凹状部（本実施形態では有底状の円孔）からなる一の嵌合用形状部３５ａ、３５ｂを有し、他の対応面３２に凹状部（本実施形態では有底状の円孔）からなる他の嵌合用形状部３６ａ、３６ｂを有している。

嵌合用形状部１５ａ，１５ｂと嵌合用形状部３５ａ，３５ｂとの嵌合、嵌合用形状部２６ａ，２６ｂと嵌合用形状部３６ａ，３６ｂとの嵌合により、第１の光学要素１０と第２の光学要素２０とが位置決め保持部材３０を間に挟んで所定の位置関係をもって一体的に結合される。

図６の（ａ）（ｂ）に示すように、第１の光学要素１０における自己の嵌合用形状部１５ａ、１５ｂから所定距離離隔し且つ上記有効領域１４に該当しない上記一の射出面１３側の所定部位には、当該第１の光学要素１０の上記位置決め保持部材３０に対する相対的姿勢を調整するための半球状突起部からなる第１の姿勢調整部１７ａ，１７ｂ，１７ｃが形成されている。これら第１の姿勢調整部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、それらの高さを予め調整することにより、第１の光学要素１０の射出面１３と位置決め保持部材３０の一の対応面３１との対向面傾き角を調整し姿勢調整を行なうためのものである。

また第２の光学要素２０における自己の嵌合用形状部２６ａ，２６ｂから所定距離離隔し且つ上記有効領域２４に該当しない上記一の入射面側２１の所定部位には、当該第２の光学要素２０の上記位置決め保持部材３０に対する相対的姿勢を調整するための半球状突起部からなる第２の姿勢調整部２７ａ，２７ｂ，２７ｃが形成されている。これら第２の姿勢調整部２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、それらの高さを予め調整することにより、第２の光学要素２０の入射面２１と位置決め保持部材３０の他の対応面３２との対向面傾き角を調整し姿勢調整を行なうためのものである。

図７の（ａ）（ｂ）に示すように、位置決め保持部材３０における自己の当該一の対応面３１の所定部には、第１の光学要素１０に形成された第１の姿勢調整部１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対して当接する第1の当接部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが設定されている。

また位置決め保持部材３０における自己の当該他の対応面３２の所定部には、第２の光学要素側２０に形成された第２の姿勢調整部２７ａ，２７ｂ，２７ｃに対して当接する第2の当接部３２ａ，３２ｂ，３２ｃが設定されている。

（第２実施形態）
図８の（ａ）（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る第１の光学要素１０の光束射出面１３及び第２の光学要素２０の光束入射面２１の構造を示す斜視図である。図９の（ａ）（ｂ）は同実施形態に係る位置決め保持部材３０の表裏両面の形状を示す平面図である。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１の姿勢調整部及び第２の姿勢調整部を、位置決め保持部材３０側に設けた点である。

図９の（ａ）（ｂ）に示すように、位置決め保持部材３０の一の対応面３１には、半球状突起部からなる第１の位置決め保持部材側姿勢調整部３７ａ，３７ｂ，３７ｃが形成されている。また位置決め保持部材３０の他の対応面３２には、半球状突起部からなる第２の位置決め保持部材側姿勢調整部３８ａ，３８ｂ，３８ｃが形成されている。

図８の（ａ）（ｂ）に示すように、第１の光学要素１０の射出面１３には、上記第１の位置決め保持部材側勢調整部３７ａ，３７ｂ，３７ｃに対して当接する第1の光学要素側当接部１０ａ，１０ｂ、１０ｃが設定されている。また第２の光学要素２０の入射面２１には、上記第２の位置決め保持部材側姿勢調整部３８ａ，３８ｂ，３８ｃに当接する第２の光学要素側当接部２０ａ，２０ｂ、２０ｃが設定されている。

（第３実施形態）
図１０の（ａ）（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る第１の光学要素１０の光束射出面及び位置決め保持部材３０の一の対応面３１の構造を示す図で、（ａ）は第１の光学要素１０と位置決め保持部材３０とを分離して示す分解斜視図、（ｂ）は要部の拡大断面図である。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１の光学要素１０及び／又は第２の光学要素２０の自己の嵌合用形状部を錐体状突部として形成し、この錐体状突部によって位置決め・嵌合のための機能部と姿勢調整のための機能部との両機能部を兼ねるようにした点である。この結果、構成の簡素化が図られるといった特段の効果を奏し得る。

図１０の（ａ）（ｂ）に示すように、第１の光学要素１０の射出面１３には、自己の嵌合用形状部として、錐体乃至錐体の一部に近似する形状部分を含んで形成された錐体状突部１９ａ，１９ｂ，１９ｃが形成されている。位置決め保持部材３０一の対応面３１には、上記錐体状突部１９ａ，１９ｂ，１９ｃと嵌合可能で且つその外周面に沿う面部を有する形状の錐体状凹部３９ａ，３９ｂ，３９ｃが形成されている。本実施形態では位置決め・嵌合用形状部が姿勢調整部を兼ねているため、その分構造が簡略化する。

（第4実施形態）
図１１の（ａ）（ｂ）は本発明の第４実施形態（本発明の光学要素アッセンブリＰＡをデジタルカメラに適用した応用例）に係るデジタルカメラの概略的構成を示す図で、（ａ）は光学要素アッセンブリＰＡをデジタルカメラの撮像系に適用した例、（ｂ）は光学要素アッセンブリＰＡをデジタルカメラのファインダー系に適用した例を示す図である。

図１１の（ａ）に示すデジタルカメラ２００は、図１に示す撮像装置１００と同様に、光学要素アッセンブリＰＡを含む撮像光学系２１０、撮像素子２２０、画像データ生成手段２３０等を備えている。なお画像データ生成手段２３０に関連して、ＬＣＤ等からなる画像表示手段２３６、この画像表示手段２３６に表示される画像をモニターするための観察光学系２５０等が設けられている。

図１１の（ｂ）に示すデジタルカメラ３００は、光学要素アッセンブリＰＡを含む光像形成用光学系３５０を備えている。この光像形成用光学系３５０は、光学要素アッセンブリＰＡから射出した光束から画像観察に適合する光像を結ぶためのものである。この光像形成用光学系３５０にはフォーカス用レンズ３５１、ポロプリズム３５２、接眼窓３５３などが含まれている。なお３１０は撮像光学系、３２０は撮像素子、３３０は画像データ生成手段である。

図１１の（ａ）（ｂ）いずれの場合にも、光学要素アッセンブリＰＡを含む光学系は、デジタルカメラ２００の筐体内部への実装に適合するように構成されている。

（第５実施形態）
図１２の（ａ）（ｂ）は本発明の第５実施形態（本発明の光学要素アッセンブリＰＡをパーソナルコンピュータに適用した応用例）に係るパソコンの概略的構成を示す図で、（ａ）はノート型パソコンの側面図、（ｂ）は要部の概略的構成を示す略式断面図である。

図１２の（ａ）（ｂ）に示すように、光学要素アッセンブリＰＡを含む撮像光学系４１０、撮像素子４２０、画像データ生成手段４３０等は、パーソナルコンピュータ４００の筐体内部への実装に適合するように構成されている。

（第６実施形態）
図１３の（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の第６実施形態（本発明の光学要素アッセンブリＰＡを携帯電話機に適用した応用例）に係る携帯電話機の概略的構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は要部の概略的構成を示す略式断面図である。

図１３の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、光学要素アッセンブリＰＡを含む撮像光学系５１０、撮像素子５２０、画像データ生成手段５３０等は、携帯電話機５００の筐体内部への実装に適合するように構成されている。なお５０１は音声入力用マイクロホン、５０２はスピーカ、５０３は入力用操作ボタン、５０４はモニター用表示画面、５０５はアンテナである。

（実施形態における特徴点)
［１］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、
被写体側から所定の一の入射面１１に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面１２で反射し所定の一の射出面１３から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第１の光学要素１０、上記第１の光学要素１０側から所定の一の入射面２１に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面２２−１，２２−２で反射し所定の一の射出面２３から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第２の光学要素２０、及び、上記第１の光学要素１０及び第２の光学要素２０を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材３０、を含んでなる光学要素アッセンブリＰＡであって、
上記第１の光学要素１０は、自己の上記一の射出面側１３の有効光束が通る有効領域１４の周辺部位に、当該射出面１３に対向する上記位置決め保持部材３０の一の対応面３１に形成された一の嵌合用形状部３５ａ，３５ｂに対応する自己の嵌合用形状部１５ａ，１５ｂが設けられ、
上記第２の光学要素２０は、自己の上記一の入射面２１側の有効光束が通る有効領域２４の周辺部位に、当該入射面２１に対向する上記位置決め保持部材３０の他の対応面３２に形成された他の嵌合用形状部３６ａ，３６ｂに対応する自己の嵌合用形状部２６ａ，２６ｂが設けられ、
上記位置決め保持部材３０は、上記一の対応面３１及び他の対応面３２間の光の透過を許容する光学的絞り開口３３が所定部に形成されたものであることを特徴とする。

［２］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第１の光学要素１０は、上記自己の嵌合用形状部１５ａ，１５ｂが凸状部（短円柱部）として形成されたものであることを特徴とする。

［３］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第２の光学要素２０は、上記自己の嵌合用形状部２６ａ、２６ｂが凸状部（短円柱部）として形成されたものであることを特徴とする。

［４］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材３０は、上記一の対応面３１に形成された一の嵌合用形状部３５ａ、３５ｂが凹状部（円孔）として形成されたものであることを特徴とする。

［５］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材３０は、上記他の対応面３２に形成された他の嵌合用形状部３６ａ、３６ｂが凹状部（円孔）として形成されたものであることを特徴とする。

［６］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第１の光学要素１０は、上記自己の嵌合用形状部が凹状部として形成されたものであることを特徴とする。

［７］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第２の光学要素２０は、上記自己の嵌合用形状部が凹状部として形成されたものであることを特徴とする。

［８］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材３０は、上記一の対応面３１に形成された一の嵌合用形状部が凸状部として形成されたものであることを特徴とする。

［９］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材３０は、上記他の対応面３２に形成された他の嵌合用形状部が凸状部として形成されたものであることを特徴とする。

［１０］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第１の光学要素１０は、自己の嵌合用形状部１５ａ、１５ｂから所定距離離隔し且つ上記有効領域１４に該当しない上記一の射出面１３側の所定部位に、当該第１の光学要素１０の上記位置決め保持部材３０に対する相対的姿勢を調整するための第１の姿勢調整部１７ａ，１７ｂ，１７ｃが形成されたものであることを特徴とする。

［１１］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第２の光学要素２０は、自己の嵌合用形状部２６ａ，２６ｂから所定距離離隔し且つ上記有効領域２４に該当しない上記一の入射面側２１の所定部位に、当該第２の光学要素２０の上記位置決め保持部材３０に対する相対的姿勢を調整するための第２の姿勢調整部２７ａ，２７ｂ，２７ｃが形成されたものであることを特徴とする。

［１２］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材３０は、上記第１の光学要素側１０に当該位置決め保持部材３０に対する相対的姿勢を調整するために形成された第１の姿勢調整部１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対し、これと当接する第1の当接部３１ａ，３１ｂ，３１ｃが自己の当該一の対応面３１の所定部に設定されたものであることを特徴とする。

［１３］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材３０は、上記第２の光学要素側２０に当該位置決め保持部材３０に対する相対的姿勢を調整するために形成された第２の姿勢調整部２７ａ，２７ｂ，２７ｃに対しこれと当接する第２の当接部３２ａ，３２ｂ，３２ｃが自己の当該他の対応面３２の所定部に設定されたものであることを特徴とする。

［１４］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１０］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第１の光学要素１０の第1の姿勢調節部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、半球状突起部として形成されたものであることを特徴とする。

［１５］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第２の光学要素２０の第２の姿勢調節部２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、半球状突起部として形成されたものであることを特徴とする。

［１６］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１２］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材３０の第1の当接部３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、半球状突起部として形成されたものであることを特徴とする。

［１７］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１３］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記位置決め保持部材３０の第２の当接部３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、半球状突起部として形成されたものであることを特徴とする。

［１８］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第１の光学要素１０は、上記位置決め保持部材３０側に当該第１の光学要素１０に対する相対的姿勢を調整するために形成された第１の位置決め保持部材側勢調整部３７ａ，３７ｂ，３７ｃに対し、これに当接する第1の光学要素側当接部１０ａ，１０ｂ、１０ｃが設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。

［１９］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第２の光学要素２０は、上記位置決め保持部材３０側に当該第２の光学要素２０に対する相対的姿勢を調整するために形成された第２の位置決め保持部材側勢調整部３８ａ，３８ｂ，３８ｃに対し、これに当接する第２の光学要素側当接部２０ａ，２０ｂ、２０ｃが設定されたものであることを特徴とする。

［２０］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第１の光学要素１０及び／又は第２の光学要素２０は、上記自己の嵌合用形状部が錐体乃至錐体の一部に近似する形状部分を含んで形成された錐体状突部１９ａ，１９ｂ，１９ｃとして形成され、
上記位置決め保持部材３０は、上記自己の嵌合用形状部が上記第１の光学要素１０及び／又は第２の光学要素２０側に形成された当該錐体状突部１９ａ，１９ｂ，１９ｃと嵌合可能で且つその外周面に沿う面部を有する形状の錐体状凹部３９ａ，３９ｂ，３９ｃとして形成されたものであることを特徴とする。

［２１］実施形態に示された光学要素アッセンブリは、前記［１］に記載の光学要素アッセンブリであって、
上記第１の光学要素１０及び／又は第２の光学要素２０は、上記自己の嵌合用形状部が、所定の錐体乃至錐体の一部に近似する形状部分を含んで形成された錐体状突部の外周面に沿う面部を有する形状の錐体状凹部として形成され、
上記位置決め保持部材３０は、上記自己の嵌合用形状部が上記第１の光学要素１０及び／又は第２の光学要素２０側に形成された当該錐体状凹部と嵌合可能で且つ所定の錐体乃至錐体の一部に近似する形状部分を含む形状の錐体状突部として形成されたものであることを特徴とする。

［２２］実施形態に示された撮像装置（１００，２００）は、
被写体側から所定の一の入射面１１に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面１２で反射し所定の一の射出面１３から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第１の光学要素１０、上記第１の光学要素側１０から所定の一の入射面２１に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面２２−１，２２−２で反射し所定の一の射出面２３から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第２の光学要素２０、及び、上記第１の光学要素１０及び第２の光学要素２０を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材３０、を含んでなり、
上記第１の光学要素１０は、自己の上記一の射出面側１３の有効光束が通る有効領域１４の周辺部位に当該射出面１３に対向する上記位置決め保持部材３０の一の対応面３１に形成された一の嵌合用形状部３５ａ，３５ｂに対応する自己の嵌合用形状部１５ａ，１５ｂが設けられ、上記第２の光学要素２０は、自己の上記一の入射面側２１の有効光束が通る有効領域２４の周辺部位に当該入射面２１に対向する上記位置決め保持部材３０の他の対応面３２に形成された他の嵌合用形状部３６ａ，３６ｂに対応する自己の嵌合用形状部２６ａ，２６ｂが設けられ、上記位置決め保持部材３０は、上記一の対応面３１及び他の対応面３２間の光の透過を許容する光学的絞り開口３３が所定部に形成されている光学要素アッセンブリＰＡと、
上記光学要素アッセンブリＰＡの上記所定の位置の射出面２３から射出した光束による光像に関する光電変換を行なうべく適用された撮像素子（１２０，２２０）と、
上記撮像素子（１２０，２２０）の出力信号に基づいて所定の記録及び／又は通信に適合する画像データを生成するための画像データ生成手段（１３０，２３０）と、
を備えたことを特徴とする。

［２３］実施形態に示された撮像装置３００は、
被写体側から所定の一の入射面１１に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面１２で反射し所定の一の射出面１３から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第１の光学要素１０、上記第１の光学要素側１０から所定の一の入射面２１に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面２２−１，２２−２で反射し所定の一の射出面２３から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第２の光学要素２０、及び、上記第１の光学要素１０及び第２の光学要素２０を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材３０、を含んでなり、
上記第１の光学要素１０は、自己の上記一の射出面側１３の有効光束が通る有効領域１４の周辺部位に当該射出面１３に対向する上記位置決め保持部材３０の一の対応面３１に形成された一の嵌合用形状部３５ａ，３５ｂに対応する自己の嵌合用形状部１５ａ，１５ｂが設けられ、上記第２の光学要素２０は、自己の上記一の入射面側２１の有効光束が通る有効領域２４の周辺部位に当該入射面２１に対向する上記位置決め保持部材３０の他の対応面３２に形成された他の嵌合用形状部３６ａ，３６ｂに対応する自己の嵌合用形状部２６ａ，２６ｂが設けられ、上記位置決め保持部材３０は、上記一の対応面３１及び他の対応面３２間の光の透過を許容する光学的絞り開口３３が所定部に形成されている光学要素アッセンブリＰＡと、
上記光学要素アッセンブリＰＡの第２の光学要素２０の所定の一の射出面２３から射出した光束から画像観察に適合する光像を結ぶための光像形成用光学系３５０と、
を備えたことを特徴とする。

［２４］実施形態に示された撮像装置は、前記［２２］に記載の撮像装置であって、
上記光学要素アッセンブリＰＡ、撮像素子２１０、及び、画像データ生成手段２３０は、デジタルカメラ２００の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。

［２５］実施形態に示された撮像装置は、前記［２２］に記載の撮像装置であって、
上記光学要素アッセンブリＰＡ、撮像素子２１０、及び、画像データ生成手段２３０は、パーソナルコンピュータ４００の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。

［２６］実施形態に示された撮像装置は、前記［２２］に記載の撮像装置であって、
上記光学要素アッセンブリＰＡ、撮像素子２１０、及び、画像データ生成手段２３０は、携帯電話機５００の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする。

（変形例）
前記実施形態に示された光学要素アッセンブリ及び撮像装置は、下記の変形例を含んでいる。

(1) 第１の光学要素１０及び／又は第２の光学要素２０における自己の嵌合用形状部が凹状部として形成されたもの。

(2) 位置決め保持部材３０における一の対応面３１及び／又は他の対応面３２に形成された嵌合用形状部が凸状部として形成されたもの。

(3) 第１の光学要素１０及び／又は第２の光学要素２０における自己の嵌合用形状部が錐体状凹部として形成されたもの。

(4) 位置決め保持部材３０における一の対応面３１及び／又は他の対応面３２に形成された嵌合用形状部が錐体状突部として形成されたもの。

本発明を適用することによって、小型化、薄型化を要求される光学要素アッセンブリ及びそれを用いた撮像装置を、極めて安定的に提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る光学要素アッセンブリを適用した撮像装置の概要を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る光学要素アッセンブリの光学系の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る光学要素アッセンブリの第１の光学要素と第２の光学要素とが位置決め保持部材で一体的に保持されている状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光学要素アッセンブリの第１の光学要素と第２の光学要素とが位置決め保持部材で一体的に保持されている状態を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る第１の光学要素と第２の光学要素と位置決め保持部材とが分離された状態を示す分解斜視図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る第１の光学要素の光束射出面及び第２の光学要素の光束入射面の構造を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る位置決め保持部材の表裏両面の形状を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る第１の光学要素の光束射出面及び第２の光学要素の光束入射面の構造を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る位置決め保持部材の表裏両面の形状を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る第１の光学要素の光束射出面及び位置決め保持部材の一の対応面の構造を示す図で、（ａ）は第１の光学要素と位置決め保持部材とを分離して示す分解斜視図、（ｂ）は要部の拡大断面図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第４実施形態に係る装置のデジタルカメラへの応用例を示す概略的構成図で、（ａ）は光学要素アッセンブリをデジタルカメラの撮像系に適用した例、（ｂ）は光学要素アッセンブリをデジタルカメラのファインダー系に適用した例を示す図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第５実施形態に係る装置のパーソナルコンピュータへの応用例を示す概略的構成図で、（ａ）はノート型パソコンの側面図、（ｂ）は要部の概略的構成を示す略式断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の第６実施形態に係る装置の携帯電話機への応用例を示す概略的構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は要部の概略的構成を示す略式断面図である。

符号の説明

１０…第１の光学要素、１１…一の入射面、１２…裏面反射面、１３…一の射出面、１４…有効光束通過の有効領域、１５ａ，１５ｂ…嵌合用形状部（凸状部）、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…第１の姿勢調整部、２０…第２の光学要素、２１…一の入射面、２２−１，２２−２…裏面反射面、２３…一の射出面、２４…有効光束通過の有効領域、２６ａ，２６ｂ…嵌合用形状部（凸状部）、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…第２の姿勢調整部、３０…位置決め保持部材、３１…一の対応面、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…第1の当接部、３２…他の対応面、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…第２の当接部、３３…光学的絞り開口、３５ａ，３５ｂおよび３６ａ，３６ｂ…嵌合用形状部（凹状部）。

Claims (26)

1. 被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第１の光学要素、上記第１の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第２の光学要素、及び、上記第１の光学要素及び第２の光学要素を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材、を含んでなる光学要素アッセンブリであって、
   上記第１の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に、当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面に形成された一の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、
   上記第２の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に、当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面に形成された他の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、
   上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成されたものであることを特徴とする光学要素アッセンブリ。
2. 上記第１の光学要素は、上記自己の嵌合用形状部が凸状部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
3. 上記第２の光学要素は、上記自己の嵌合用形状部が凸状部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
4. 上記位置決め保持部材は、上記一の対応面に形成された一の嵌合用形状部が凹状部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
5. 上記位置決め保持部材は、上記他の対応面に形成された他の嵌合用形状部が凹状部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
6. 上記第１の光学要素は、上記自己の嵌合用形状部が凹状部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
7. 上記第２の光学要素は、上記自己の嵌合用形状部が凹状部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
8. 上記位置決め保持部材は、上記一の対応面に形成された一の嵌合用形状部が凸状部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
9. 上記位置決め保持部材は、上記他の対応面に形成された他の嵌合用形状部が凸状部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
10. 上記第１の光学要素は、自己の嵌合用形状部から所定距離離隔し且つ上記有効領域に該当しない上記一の射出面側の所定部位に、当該第１の光学要素の上記位置決め保持部材に対する相対的姿勢を調整するための第１の姿勢調整部が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
11. 上記第２の光学要素は、自己の嵌合用形状部から所定距離離隔し且つ上記有効領域に該当しない上記一の入射面側の所定部位に、当該該第２の光学要素の上記位置決め保持部材に対する相対的姿勢を調整するための第２の姿勢調整部が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
12. 上記位置決め保持部材は、上記第１の光学要素側に当該位置決め保持部材に対する相対的姿勢を調整するために形成された第１の姿勢調整部に対し、これと当接する第1の当接部が自己の当該一の対応面の所定部に設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
13. 上記位置決め保持部材は、上記第２の光学要素側に当該位置決め保持部材に対する相対的姿勢を調整するために形成された第２の姿勢調整部に対しこれと当接する第2の当接部が自己の当該他の対応面の所定部に設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
14. 上記第１の光学要素の第1の姿勢調節部は、半球状突起部として形成されたものであることを特徴とする請求項１０に記載の光学要素アッセンブリ。
15. 上記第２の光学要素の第２の姿勢調節部は、半球状突起部として形成されたものであることを特徴とする請求項１１に記載の光学要素アッセンブリ。
16. 上記位置決め保持部材の第1の当接部は、半球状突起部として形成されたものであることを特徴とする請求項１２に記載の光学要素アッセンブリ。
17. 上記位置決め保持部材の第２の当接部は、半球状突起部として形成されたものであることを特徴とする請求項１３に記載の光学要素アッセンブリ。
18. 上記第１の光学要素は、上記位置決め保持部材側に当該第１の光学要素に対する相対的姿勢を調整するために形成された第１の位置決め保持部材側勢調整部に対し、これに当接する第1の光学要素側当接部が設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
19. 上記第２の光学要素は、上記位置決め保持部材側に当該第２の光学要素に対する相対的姿勢を調整するために形成された第２の位置決め保持部材側勢調整部に対し、これに当接する第２の光学要素側当接部が設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
20. 上記第１の光学要素及び／又は第２の光学要素は、上記自己の嵌合用形状部が錐体乃至錐体の一部に近似する形状部分を含んで形成された錐体状突部として形成され、
    上記位置決め保持部材は、上記自己の嵌合用形状部が上記第１の光学要素及び／又は第２の光学要素側に形成された当該錐体状突部と嵌合可能で且つその外周面に沿う面部を有する形状の錐体状凹部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
21. 上記第１の光学要素及び／又は第２の光学要素は、上記自己の嵌合用形状部が、所定の錐体乃至錐体の一部に近似する形状部分を含んで形成された錐体状突部の外周面に沿う面部を有する形状の錐体状凹部として形成され、
    上記位置決め保持部材は、上記自己の嵌合用形状部が上記第１の光学要素及び／又は第２の光学要素側に形成された当該錐体状凹部と嵌合可能で且つ所定の錐体乃至錐体の一部に近似する形状部分を含む形状の錐体状突部として形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学要素アッセンブリ。
22. 被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第１の光学要素、上記第１の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第２の光学要素、及び、上記第１の光学要素及び第２の光学要素を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材、を含んでなり、
    上記第１の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面に形成された一の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、上記第２の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面に形成された他の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成されている光学要素アッセンブリと、
    上記光学要素アッセンブリの上記所定の位置の射出面から射出した光束による光像に関する光電変換を行なうべく適用された撮像素子と、
    上記撮像素子の出力信号に基づいて所定の記録及び／又は通信に適合する画像データを生成するための画像データ生成手段と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
23. 被写体側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第１の光学要素、上記第１の光学要素側から所定の一の入射面に到来した入射光がパワーを有する所定の裏面反射面で反射し所定の一の射出面から射出するように構成されたプリズムであることを可とする第２の光学要素、及び、上記第１の光学要素及び第２の光学要素を両者の相対位置が所定の関係に維持されるよう保持するための位置決め保持部材、を含んでなり、
    上記第１の光学要素は、自己の上記一の射出面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該射出面に対向する上記位置決め保持部材の一の対応面に形成された一の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、上記第２の光学要素は、自己の上記一の入射面側の有効光束が通る有効領域の周辺部位に当該入射面に対向する上記位置決め保持部材の他の対応面に形成された他の嵌合用形状部に対応する自己の嵌合用形状部が設けられ、上記位置決め保持部材は、上記一の対応面及び他の対応面間の光の透過を許容する光学的絞り開口が所定部に形成されている光学要素アッセンブリと、
    上記光学要素アッセンブリの第２の光学要素の所定の一の射出面から射出した光束から画像観察に適合する光像を結ぶための光像形成用光学系と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
24. 上記光学要素アッセンブリ、撮像素子、及び、画像データ生成手段は、デジタルカメラの筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする請求項２２に記載の撮像装置。
25. 上記光学要素アッセンブリ、撮像素子、及び、画像データ生成手段は、パーソナルコンピュータの筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする請求項２２に記載の撮像装置。
26. 上記光学要素アッセンブリ、撮像素子、及び、画像データ生成手段は、携帯電話機の筐体内部への実装に適合するように構成されたものであることを特徴とする請求項２２に記載の撮像装置。

Images