JP2005134832A - Imaging unit and equipment for image pickup - Google Patents

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Yoshihiro Matsumoto
芳弘 松本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging unit capable of switching a prism unit to a 1st position and a 2nd position in accordance with the image pickup distance of a subject. <P>SOLUTION: The imaging unit 10 is equipped with the prism unit 30, an imaging device 12, a fixing member 13, a case member 14, a lever member (supporting member) 15, and a switching member 16 and a coupling spring 17 (switching mechanism). The unit 30 has at least two reflection surfaces formed as free curved surfaces. The lever member 15 supports the unit 30 movably within a specified movable range in an X direction. The switching member 16 selectively moves the unit 30 interlocked with the lever member 15 to the 1st position where the unit 30 is made to abut on the fixing member 13 and the 2nd position where the unit 30 is made to abut on the case member. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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プリズムを使用する撮像装置と、これを用いた撮像用機器に関する。   The present invention relates to an image pickup apparatus used for a digital camera, a camera-equipped mobile phone, and the like, and more particularly, to an image pickup apparatus using a prism using a free-form surface as a reflection surface and an image pickup apparatus using the same.

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。共軸系とは、光学系の光軸(撮像系の絞りと撮像画面の中心を結ぶ軸)に対してレンズ等の光学素子が回転対称に設けられた光学系である。共軸系の撮像装置は例えば、下記特許文献1〜3に開示されている。   In recent years, a large number of imaging apparatuses using a coaxial optical system have been filed as imaging apparatuses used for digital cameras and camera-equipped mobile phones. The coaxial system is an optical system in which optical elements such as lenses are provided in a rotationally symmetrical manner with respect to the optical axis of the optical system (the axis connecting the aperture of the imaging system and the center of the imaging screen). A coaxial imaging device is disclosed in, for example, the following Patent Documents 1 to 3.

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おり、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。   Recent digital cameras and camera-equipped mobile phones are required to be smaller, thinner, and higher in performance. In an imaging apparatus using a coaxial optical system for these devices, the size of the imaging apparatus is required. To make the lens compact, it is necessary to reduce the number of lenses. However, if the number of lenses is reduced, it becomes difficult to reduce the aberration generated in the optical system, and the image quality deteriorates. Further, when trying to improve the image quality, it is necessary to increase the number of lenses, and as a result, there arises a problem that the image pickup apparatus becomes large.

これらの問題点を解決するための一つの手段として、偏心光学系を使用した撮像装置が提案されている。例えば自由曲面等を使用したプリズムを使用した撮像光学系を使用した撮像装置が下記の特許文献4〜6に記載されている。   As one means for solving these problems, an imaging apparatus using a decentered optical system has been proposed. For example, Patent Documents 4 to 6 below describe an imaging apparatus using an imaging optical system using a prism using a free-form surface or the like.

これらの特許文献4〜6に記載されている技術の狙いは、プリズムを使用して撮像光学系を形成し、そのプリズムの光入射面や、光射出面、あるいは反射面に自由曲面を使用することによって、コンパクトでかつ画質の良い画像を得ることができる点である。特に、特許文献5(特開2002−196243号公報)や特許文献6(特開2003−84200号公報)では、2個のプリズムを組合わせ、物体に近い方の第1プリズムの光入射面、反射面、光射出面、および撮像面に近い方の第2プリズムの光入射面、二つの反射面、光射出面、の合計7面の全てに自由曲面を使用することが記載されている。   The aim of the techniques described in Patent Documents 4 to 6 is to form an imaging optical system using a prism, and use a free-form surface for the light incident surface, light exit surface, or reflecting surface of the prism. Thus, a compact and high-quality image can be obtained. In particular, in Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-196243) and Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-84200), two light prisms are combined, and the light incident surface of the first prism closer to the object, It is described that free curved surfaces are used for all seven surfaces in total, that is, the light incident surface, the two reflective surfaces, and the light exit surface of the second prism closer to the reflective surface, the light exit surface, and the imaging surface.

このような光学系の特徴としては、
(1)3面ある反射面はパワー(屈折力)を有する自由曲面を使用しているが、これらの反射面はレンズ等の屈折光学系に対して、大きなパワーを得ることができると同時に色収差の影響を受けない。
As a feature of such an optical system,
(1) The three reflecting surfaces use free-form surfaces having power (refractive power), but these reflecting surfaces can obtain a large power with respect to a refractive optical system such as a lens, and at the same time, chromatic aberration. Not affected.

(2)コンパクトな空間内に7面の光学面を有することができる。従って限られた空間内に光学要素を凝縮して設定することができる。 (2) It can have seven optical surfaces in a compact space. Accordingly, the optical elements can be condensed and set in a limited space.

(3)光学性能を高めるには光学系全体の光路長をある程度長くすることが望ましいが、このようなプリズム光学系を使用することにより、光路を折り曲げていることによって、光路長は長いが全体の大きさをコンパクトにすることができる。
以上の理由により、コンパクトでありながら、画質を高めることが可能である。
(3) Although it is desirable to increase the optical path length of the entire optical system to some extent in order to improve the optical performance, by using such a prism optical system, the optical path is bent, but the entire optical path length is long. The size of can be made compact.
For the above reasons, it is possible to improve image quality while being compact.

なお、特開平7−333505号公報に記載されている光学系では、被写体側から順に反射鏡、レンズによる光学系、反射鏡により構成されているが、この方式に比べて特許文献5や特許文献6に記載示されている光学系は、横幅を小さくすることができるため、よりコンパクトな撮像装置を提供することができる。
特開2001−272587号公報 特開2002−267928号公報 特開2002−120122号公報 特開平11−126766号公報 特開2002−196243号公報 特開2003−84200号公報
The optical system described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-333505 includes a reflecting mirror, an optical system using a lens, and a reflecting mirror in order from the subject side. Since the optical system described in FIG. 6 can reduce the lateral width, a more compact imaging device can be provided.
JP 2001-272587 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-267928 JP 2002-120122 A JP-A-11-126766 JP 2002-196243 A JP 2003-84200 A

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)にする方法が考えられる。   When the imaging device is used in a small and thin digital camera or a camera-equipped mobile phone, the angle of view of the imaging optical system is set to a wide-angle system, and pan-focus (in the entire subject distance range while being a fixed focus) A method of setting the focus to be in general focus) can be considered.

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が、上記の特許文献1〜6にはこの技術に関する記載がない。   Further, as a recent trend, there is a need to read a bar code using a digital camera or a camera-equipped mobile phone equipped with this imaging device, or to read characters such as a book or a document. In order to meet these needs, the pan-focus imaging device needs a mechanism suitable for macro photography, but the above-mentioned Patent Documents 1 to 6 do not describe this technology.

またこのような撮像装置を量産する場合において、光学系や光学系の保持枠の部品の個々の寸法ばらつきや特性のばらつき、組み上がり上のばらつき等により、画像を読取るための撮像素子の撮像面に正確に被写体像を結像することが困難になる。   In addition, when mass-producing such an imaging device, the imaging surface of the imaging device for reading an image due to individual dimensional variations, characteristic variations, assembly variations, etc. of the optical system and optical system holding frame components It is difficult to accurately form a subject image.

この問題を解決するために、個々の撮像装置に対して、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(以降fc調整と呼ぶ)を行う必要があるが、このような撮像装置に好適なfc調整機構について前記特許文献1〜6には記載されていない。また前記のマクロ撮影に適合した機構と、fc調整機構の両方を少ない部品によって実現する手段についても開示されていない。   In order to solve this problem, it is necessary to perform focus surface adjustment (hereinafter referred to as fc adjustment) so that the relationship between the position of the incident surface of the image sensor and the imaging surface is the best for each imaging device. However, the fc adjustment mechanism suitable for such an imaging apparatus is not described in Patent Documents 1 to 6. Also, there is no disclosure of means for realizing both the mechanism suitable for macro photography and the fc adjustment mechanism with a small number of parts.

そこで、本発明の目的は、被写体の撮像距離に応じてプリズムユニットを第1の位置と第2の位置に切り換えることができ、より好ましくはfc調整も可能な撮像装置と、これを用いた撮像用機器を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to switch an prism unit between the first position and the second position in accordance with the imaging distance of a subject, and more preferably an imaging apparatus capable of fc adjustment, and imaging using the imaging apparatus It is to provide equipment.

本発明に係る撮像装置は、プリズムユニットと撮像素子と固定部材とケース部材と支持部材と第1当接部と第2当接部と第3当接部と第4当接部と切換機構とを備える。プリズムユニットは、物体からの光束が入射されて結像面に物体像を形成するプリズムユニットであって、少なくとも2面以上の自由曲面形状の反射面を有し、物体からの光束が入射される入射光軸と当該プリズムユニットから結像面へ光束を射出する射出光軸とが互いに所定の間隔を有してほぼ平行に設けられる。撮像素子は、前記結像面に配置されて、前記プリズムユニットにより形成される物体像を電気信号に変換する。固定部材は、前記撮像素子を位置決め保持する。ケース部材は、前記固定部材に対して位置決め保持される。支持部材は、前記撮像素子の受光面と交差する方向に沿って、前記プリズムユニットを所定の可動範囲内で移動可能に支持する。第1当接部は、前記固定部材に設けられて、前記プリズムユニットの一部と当接し、前記プリズムユニットの前記可動範囲の中で最も撮像素子に近い第1の位置に前記プリズムユニットを位置決めする。第2当接部は、前記ケース部材に設けられて、前記プリズムユニットの一部と当接し、前記プリズムユニットの前記可動範囲の中で最も撮像素子から離れた第2の位置に前記プリズムユニットを位置決めする。第3当接部は、前記プリズムユニットに設けられて前記第1当接部に当接し、前記プリズムユニットを前記第1の位置に位置決め保持する。第4当接部は、前記プリズムユニットに設けられて前記第2当接部に当接し、前記プリズムユニットを前記第2の位置に位置決め保持する。切換機構は、前記支持部材と連動して、前記プリズムユニットを前記第1の位置と前記第2の位置とに選択的に移動させる。   An imaging apparatus according to the present invention includes a prism unit, an imaging element, a fixing member, a case member, a support member, a first contact portion, a second contact portion, a third contact portion, a fourth contact portion, and a switching mechanism. Is provided. The prism unit is a prism unit that forms an object image on an image formation surface when a light beam from an object is incident, and has at least two free-form reflecting surfaces, and the light beam from the object is incident on the prism unit. The incident optical axis and the exit optical axis that emits a light beam from the prism unit to the imaging surface are provided substantially parallel to each other with a predetermined interval. The image sensor is disposed on the imaging surface and converts an object image formed by the prism unit into an electrical signal. The fixing member positions and holds the image sensor. The case member is positioned and held with respect to the fixed member. The support member supports the prism unit so as to be movable within a predetermined movable range along a direction intersecting with the light receiving surface of the image sensor. The first abutting portion is provided on the fixing member, abuts on a part of the prism unit, and positions the prism unit at a first position closest to the imaging element in the movable range of the prism unit. To do. The second abutting portion is provided on the case member, abuts against a part of the prism unit, and places the prism unit at a second position farthest from the image sensor in the movable range of the prism unit. Position. The third abutting portion is provided in the prism unit and abuts on the first abutting portion to position and hold the prism unit at the first position. The fourth abutting portion is provided on the prism unit and abuts on the second abutting portion to position and hold the prism unit at the second position. The switching mechanism selectively moves the prism unit to the first position and the second position in conjunction with the support member.

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ほぼ無限位置までの間にある場合に対応して撮像を行な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近い場合に対応して撮像を行なうためのマクロ撮像位置である。この明細書において、標準撮像位置とは、至近距離から無限遠まで同じ設定でほぼ焦点が合うパンフォーカスの撮像状態にプリズムユニットが設定される位置を意味する。マクロ撮像位置とは、前記至近距離よりも更に接近した被写体に焦点が合わされる、いわゆる接写を行なうことのできる撮像状態にプリズムユニットが設定される位置を意味する。   The first position is, for example, a standard imaging position for imaging corresponding to a case where the position of an object to be imaged is between a predetermined position and a nearly infinite position, and the second position is For example, it is a macro imaging position for performing imaging corresponding to the case where the position of the object to be imaged is closer to the predetermined position. In this specification, the standard imaging position means a position where the prism unit is set in a pan-focus imaging state in which the focus is almost the same with the same setting from a close range to infinity. The macro imaging position means a position where the prism unit is set in an imaging state in which a so-called close-up photography can be performed, in which a subject closer than the closest distance is focused.

前記支持部材は、例えば、前記固定部材に対して所定の位置に配置される回転軸に枢支されるレバー部材であり、前記切換機構は、例えば、マニュアル操作によって前記プリズムユニットを前記第1の位置と前記第2の位置とに切り換えるための切換部材である。   The support member is, for example, a lever member that is pivotally supported by a rotation shaft that is disposed at a predetermined position with respect to the fixed member, and the switching mechanism is configured to move the prism unit to the first unit by a manual operation, for example. A switching member for switching between a position and the second position.

また、プリズムユニットを第1の位置と第2の位置とに簡素な機構で保持するために、前記切換部材は、前記固定部材に対して所定の位置に配置される回転軸に枢支し、前記切換機構は、前記切換部材と前記レバー部材とを連結する連結ばねを有する。そして、この連結ばねは、前記プリズムユニットを前記第1の位置に保持する第1安定姿勢と、前記プリズムユニットを前記第2の位置に保持する第2安定姿勢とに、前記切換部材と前記レバー部材とを付勢する。   Further, in order to hold the prism unit at the first position and the second position with a simple mechanism, the switching member is pivotally supported on a rotation shaft disposed at a predetermined position with respect to the fixing member, The switching mechanism includes a connecting spring that connects the switching member and the lever member. The connecting spring has the switching member and the lever in a first stable posture that holds the prism unit in the first position and a second stable posture that holds the prism unit in the second position. Energize the member.

本発明の好ましい形態において、前記プリズムユニットは、2つのプリズムを有し、それぞれのプリズムは、少なくとも1面以上の自由曲面形状の反射面と、屈折力を有する光入射面と、屈折力を有する光射出面とを有し、さらに、両プリズム間に絞り部材を有する。   In a preferred embodiment of the present invention, the prism unit has two prisms, and each prism has at least one free-form reflecting surface, a light incident surface having a refractive power, and a refractive power. And a diaphragm member between both prisms.

また、前記第3当接部および前記第4当接部の少なくとも一方は、前記絞り部材の一部に形成する。   Further, at least one of the third contact portion and the fourth contact portion is formed on a part of the diaphragm member.

前記第1当接部と前記第3当接部とは、各々平面を形成し、それぞれの平面を一致させることにより前記プリズムユニットの位置決めおよび姿勢保持を行なう。前記第2当接部と前記第4当接部とは、各々平面を形成し、それぞれの平面を一致させることにより前記プリズムユニットの位置決めおよび姿勢保持を行なう。   The first abutting portion and the third abutting portion each form a plane, and the prism unit is positioned and held by matching the respective planes. The second abutting portion and the fourth abutting portion each form a plane, and the prism unit is positioned and held in posture by matching the respective planes.

第1当接部と第3当接部、第2当接部と第4当接部の各平面同士を一致させる微調整を容易にするために、前記第1当接部と前記第3当接部とが各々形成する平面のどちらか一方は、少なくとも3か所に設けられる突部の先端によって構成する。また、前記第2当接部と前記第4当接部とが各々形成する平面のどちらか一方は、少なくとも3か所に設けられる突部の先端によって構成する。   In order to facilitate fine adjustment to match the planes of the first contact portion and the third contact portion, the second contact portion and the fourth contact portion, the first contact portion and the third contact portion. Either one of the planes formed by the contact portions is constituted by the tips of the protrusions provided at at least three locations. In addition, one of the planes formed by the second contact portion and the fourth contact portion is formed by tips of protrusions provided at at least three locations.

撮像装置の構成部品点数を減らすために、例えば、前記第3当接部または前記第4当接部の少なくとも一方は、前記プリズムユニットを構成するプリズムの一部に形成する。   In order to reduce the number of component parts of the imaging apparatus, for example, at least one of the third contact portion or the fourth contact portion is formed on a part of the prism constituting the prism unit.

第1の位置において、結像面を撮像素子の受光面に対して微調整するために、前記第1の位置を前記撮像素子の受光面に対して直交する方向に変位させる微調機構を前記固定部材と前記プリズムユニットとの間に設け、前記第1当接部は、前記第3当接部と当接する前記微調機構の一部に設ける。この場合、好ましくは、前記微調機構は、前記撮像素子の受光面に対して傾斜して前記第1当接部が設けられる斜面と、前記微調機構を前記撮像素子の受光面に沿って、前記斜面が傾斜している方向に移動させるガイド機構とを有し、前記ガイド機構に沿って前記微調機構を移動させることによって前記第1の位置を微調整する。そして、前記微調機構を所定の位置に位置決め保持するための位置決め保持部を設ける。または、前記微調機構は、同じ方向に同じ角度で傾斜する少なくとも3つの斜面を有し、前記第3当接部は、各々の前記斜面に当接される少なくとも3つの突部を有する。   In order to finely adjust the imaging plane with respect to the light receiving surface of the image sensor at the first position, the fine adjustment mechanism for displacing the first position in a direction orthogonal to the light receiving surface of the image sensor is fixed. The first contact portion is provided between a member and the prism unit, and the first contact portion is provided in a part of the fine adjustment mechanism that contacts the third contact portion. In this case, preferably, the fine adjustment mechanism is inclined with respect to the light receiving surface of the image sensor and the inclined surface provided with the first contact portion, and the fine adjustment mechanism is disposed along the light receiving surface of the image sensor. And a guide mechanism that moves the inclined surface in a tilting direction, and finely adjusts the first position by moving the fine adjustment mechanism along the guide mechanism. And the positioning holding | maintenance part for positioning and holding the said fine adjustment mechanism in a predetermined position is provided. Alternatively, the fine adjustment mechanism has at least three inclined surfaces inclined at the same angle in the same direction, and the third contact portion has at least three protrusions that are in contact with the inclined surfaces.

本発明に係る他の撮像装置は、プリズムユニットと撮像素子と固定部材と支持部材と第1当接部と第2当接部と第3当接部と第4当接部と切換機構とを備える。プリズムユニットは、物体からの光束が入射されて結像面に物体像を形成するプリズムユニットであって、少なくとも2面以上の自由曲面形状の反射面を有し、物体からの光束が入射される入射光軸と当該プリズムユニットから結像面へ光束を射出する射出光軸とが互いに所定の間隔を有してほぼ平行に設けられる。撮像素子は、前記結像面に配置されて、前記プリズムユニットにより形成された物体像を電気信号に変換する。固定部材は、前記撮像素子を位置決め保持する。支持部材は、前記撮像素子の受光面と交差する方向に沿って、前記プリズムユニットを所定の可動範囲内で移動可能に支持する。第1当接部は、前記固定部材に設けられて、前記プリズムユニットの一部と当接し、前記プリズムユニットの前記可動範囲の中で最も撮像素子に近い第1の位置に前記プリズムユニットを位置決めする。第2当接部は、前記プリズムユニットの一部と当接し、前記プリズムユニットの前記可動範囲の中で最も撮像素子から離れた第2の位置に前記プリズムユニットを位置決めする。第3当接部は、前記プリズムユニットに設けられて前記第1当接部と当接し、前記プリズムユニットを前記第1の位置に位置決め保持する。第4当接部は、前記プリズムユニットに設けられて前記第2当接部と当接し、前記プリズムユニットを前記第2の位置に位置決め保持する。切換機構は、前記支持部材と連動して、前記プリズムユニットを前記第1の位置と前記第2の位置とに選択的に移動させる。   Another imaging device according to the present invention includes a prism unit, an imaging element, a fixing member, a support member, a first contact portion, a second contact portion, a third contact portion, a fourth contact portion, and a switching mechanism. Prepare. The prism unit is a prism unit that forms an object image on an image formation surface when a light beam from an object is incident, and has at least two free-form reflecting surfaces, and the light beam from the object is incident on the prism unit. The incident optical axis and the exit optical axis that emits a light beam from the prism unit to the imaging surface are provided substantially parallel to each other with a predetermined interval. The image sensor is disposed on the imaging surface and converts the object image formed by the prism unit into an electrical signal. The fixing member positions and holds the image sensor. The support member supports the prism unit so as to be movable within a predetermined movable range along a direction intersecting with the light receiving surface of the image sensor. The first abutting portion is provided on the fixing member, abuts on a part of the prism unit, and positions the prism unit at a first position closest to the imaging element in the movable range of the prism unit. To do. The second contact portion contacts a part of the prism unit, and positions the prism unit at a second position farthest from the image sensor in the movable range of the prism unit. The third abutting portion is provided on the prism unit and abuts on the first abutting portion to position and hold the prism unit at the first position. The fourth abutting portion is provided in the prism unit and abuts on the second abutting portion to position and hold the prism unit at the second position. The switching mechanism selectively moves the prism unit to the first position and the second position in conjunction with the support member.

本発明に係る撮像用機器は、上述されている撮像装置を備え、この撮像装置によって得られる電気信号に所定の電気的処理を施して画像データを得る処理手段と、適用された情報記録部に前記処理手段からの前記画像データを記録する記録手段とを具備する。撮像用機器の一例は、デジタルカメラやカメラ付携帯電話を含む、撮像装置付電子機器である。   An imaging device according to the present invention includes the above-described imaging device, a processing unit that obtains image data by performing predetermined electrical processing on an electrical signal obtained by the imaging device, and an applied information recording unit Recording means for recording the image data from the processing means. An example of the imaging device is an electronic device with an imaging device including a digital camera or a camera-equipped mobile phone.

本発明に係る撮像装置によれば、プリズムユニットを撮像素子の受光面に対して直交する方向について、第1当接部と第3当接部とを当接させてプリズムユニットを第1の位置に位置決めし、第2当接部と第4当接部とを当接させてプリズムユニットを第2の位置に位置決めすることで、選択的にプリズムユニットの位置を切り換えることができる。したがって、撮像素子の受光面から被写体までの距離について2つの焦点位置設定が可能である。   According to the imaging device of the present invention, the prism unit is moved to the first position by bringing the first contact portion and the third contact portion into contact with each other in the direction orthogonal to the light receiving surface of the image sensor. The position of the prism unit can be selectively switched by positioning the prism unit at the second position by bringing the second contact part and the fourth contact part into contact with each other. Therefore, two focal positions can be set for the distance from the light receiving surface of the image sensor to the subject.

本発明に係る第1の実施形態の撮像用機器について、カメラを一例に図1から図20を参照して説明する。図1に示すようにデジタルカメラ1は、レリーズボタン20、フラッシュ21、ファインダ光学系22、撮像光学系23、および画像モニタ24(図2参照)がハウジング2の外部に面して設けられている。ハウジング2は、図2に示すように、撮像光学系23の主要部を構成する撮像装置10、処理手段としての画像処理回路25、記録手段としての記録部26などを内蔵している。画像処理回路25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処理を施すことにより、画像データを得る機能を担っている。記録部26は、画像処理回路25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記録手段として機能する。   The imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 20 taking a camera as an example. As shown in FIG. 1, the digital camera 1 is provided with a release button 20, a flash 21, a finder optical system 22, an imaging optical system 23, and an image monitor 24 (see FIG. 2) facing the outside of the housing 2. . As shown in FIG. 2, the housing 2 includes an imaging device 10 that constitutes a main part of the imaging optical system 23, an image processing circuit 25 as a processing unit, a recording unit 26 as a recording unit, and the like. The image processing circuit 25 has a function of obtaining image data by performing predetermined electrical processing on the electrical signal obtained by the imaging device 10. The recording unit 26 functions as a recording unit for recording the image data from the image processing circuit 25 on the applied recording medium.

撮像装置10は、入射光軸λiと射出光軸λoとが互いに所定の間隔を有してほぼ平行に設けられる偏心光学系の一例であるプリズムユニット30と、基板11に実装された撮像素子12とを含んでいる。プリズムユニット30の一例は、図3〜図11に示す。プリズムユニット30は、第1プリズム41と第2プリズム42と絞り部材43とを有している。撮像素子12は、例えばCCDなどの光を電気信号に変換する素子であって、プリズムユニット30の射出側に配置されている。撮像素子12の受光面には、カバーガラス12aが取り付けられている。カバーガラス12aの代わりに偏光フィルタなどの光学部材を取り付けても良い。   The imaging apparatus 10 includes a prism unit 30 which is an example of a decentered optical system in which an incident optical axis λi and an outgoing optical axis λo are provided substantially parallel to each other with a predetermined interval, and an imaging element 12 mounted on a substrate 11. Including. An example of the prism unit 30 is shown in FIGS. The prism unit 30 includes a first prism 41, a second prism 42, and a diaphragm member 43. The imaging element 12 is an element that converts light such as a CCD into an electrical signal, and is disposed on the exit side of the prism unit 30. A cover glass 12 a is attached to the light receiving surface of the image sensor 12. An optical member such as a polarizing filter may be attached instead of the cover glass 12a.

第1プリズム41は、図3に示すように、入射面51と、回転非対称な反射面52と、射出面53とで構成される偏心プリズムである。第1プリズム41の射出面53は、図5に示すように、光路の有効径部53aの外側領域に平坦に形成された平面部53bを有している。平面部53bは、円柱状に形成された2つの位置決め部53c,53dと、半球面状に形成された3つの突起部53e,53f,53gとを有している。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。本実施形態では、図4および図5に示すように、位置決め部53c,53dは、入射光軸λiに沿う方向に有効径部53aを横切る面A1を挟んで対称の位置に配置されている。   As shown in FIG. 3, the first prism 41 is an eccentric prism including an incident surface 51, a rotationally asymmetric reflecting surface 52, and an exit surface 53. As shown in FIG. 5, the exit surface 53 of the first prism 41 has a flat portion 53b formed flat in the outer region of the effective diameter portion 53a of the optical path. The flat surface portion 53b has two positioning portions 53c and 53d formed in a columnar shape and three projections 53e, 53f and 53g formed in a hemispherical shape. The positioning portions 53c and 53d are provided at positions outside the effective diameter portion 53a. In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the positioning portions 53 c and 53 d are arranged at symmetrical positions with a plane A <b> 1 crossing the effective diameter portion 53 a in the direction along the incident optical axis λi.

突起部53e,53gは、面A1に対して有効径部53aを挟む位置決め部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、位置決め部53c,53dまでの距離に比べて、突起部53e,53gまでの距離のほうが長い。突起部53fは、有効径部53aの外側であって、面A1に対して位置決め部53c,53dの内側位置に設けられている。本実施形態では、面A1が平面部53bと交差する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の中心位置から距離で比べると、位置決め部までの距離に比べて長い(遠い)位置に設けられている。   The protrusions 53e and 53g are provided at positions outside the positioning portions 53c and 53d that sandwich the effective diameter portion 53a with respect to the surface A1. Therefore, when compared with the distance from the center position of the effective diameter portion 53a, the distance to the protrusions 53e and 53g is longer than the distance to the positioning portions 53c and 53d. The protruding portion 53f is provided outside the effective diameter portion 53a and inside the positioning portions 53c and 53d with respect to the surface A1. In the present embodiment, the surface A1 is provided at a position where it intersects the flat surface portion 53b. Thus, among the three protrusions, at least two protrusions are provided at positions that are longer (distant) than the distance to the positioning portion when compared with the distance from the center position of the effective diameter portion 53a.

第2プリズム42は、図3に示すように、入射面61と、反射面62と、反射面63と、射出面64とで構成される偏心プリズムである。反射面62と反射面63のうち少なくとも1つは回転非対称に形成されている。第2プリズム42の入射面61は、図6に示すように、光路の有効径部61aの外側領域に平坦に形成された平面部61bを有している。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、有効径部61aの外側位置に設けられている。位置決め部61c,61dは、射出光軸λoに沿って有効径部61aを横切る面A2を挟んで対称の位置に配置される。   As shown in FIG. 3, the second prism 42 is an eccentric prism composed of an incident surface 61, a reflecting surface 62, a reflecting surface 63, and an exit surface 64. At least one of the reflecting surface 62 and the reflecting surface 63 is formed to be rotationally asymmetric. As shown in FIG. 6, the incident surface 61 of the second prism 42 has a flat surface portion 61b formed flat in the outer region of the effective diameter portion 61a of the optical path. The flat portion 61b has two positioning portions 61c and 61d formed in a columnar shape and three protrusions 61e, 61f and 61g formed in a hemispherical shape. The positioning portions 61c and 61d are provided at positions outside the effective diameter portion 61a. The positioning portions 61c and 61d are arranged at symmetrical positions across a plane A2 that crosses the effective diameter portion 61a along the emission optical axis λo.

突起部61e,61gは、面A2に対して有効径部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、面A2に対して位置決め部61c,61dより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上において面A2に対して非対称に配置されている。   The protruding portions 61e and 61g are provided at positions outside the positioning portions 61c and 61d that sandwich the effective diameter portion 61a with respect to the surface A2. The protrusion 61f is provided on the outer side of the effective diameter part 61a and on the inner side of the positioning part 61c, 61d with respect to the surface A2. Further, the protrusions 61e, 61f, and 61g are disposed asymmetrically on the incident surface 61 with respect to the surface A2.

絞り部材43は、図7から図9に示すように、2つのプリズム41,42の光学作用面の有効径に合わせて構成された開口部62aが設けられている。また、絞り部材43は、第1プリズム41と第2プリズム42の相対位置関係を維持する保持部材としても機能する。絞り部材43は、開口部62aの外側に平面状に形成された平面部62b,62cを開口部62aに臨む両面に有している。   As shown in FIGS. 7 to 9, the diaphragm member 43 is provided with an opening 62 a configured to match the effective diameter of the optical action surfaces of the two prisms 41 and 42. The diaphragm member 43 also functions as a holding member that maintains the relative positional relationship between the first prism 41 and the second prism 42. The diaphragm member 43 has flat portions 62b and 62c formed in a flat shape outside the opening 62a on both sides facing the opening 62a.

平面部62b,62cには、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および第2プリズム41,42の位置決め部53c,53d,61c,61dに対応する位置に、位置決め部53c,53c,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。   Positioning and holding portions 62d, 62e, 62f, and 62g are formed on the flat portions 62b and 62c. These positioning holding portions 62d to 62g are arranged at positions corresponding to the positioning portions 53c, 53d, 61c, 61d of the first and second prisms 41, 42 in accordance with the shapes of the positioning portions 53c, 53c, 61c, 61d. It is formed as a through hole that can be fitted.

絞り部材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。この場合、t/H=0.49である。   An example of the thickness H of the diaphragm member 43 is designed to be H = 1.12 mm, and examples of the lengths t of the positioning portions of the first and second prisms 41 and 42 are each set to t = 0.55 mm. In this case, t / H = 0.49.

このように構成されたプリズムユニット30は、第1プリズム41を、絞り部材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、絞り部材43に対する第1プリズム41の位置が決まる。このとき、第1プリズム41の突起部53e,53f,53gが絞り部材43の平面部62bに当接することで、絞り部材43に対する第1プリズム41の傾きが決まる。   In the prism unit 30 configured in this way, the first prism 41 is fitted from the flat portion 62b side of the diaphragm member 43 with the positioning portion 53c fitted into the positioning holding portion 62d and the positioning portion 53d fitted into the positioning holding portion 62e. Combine. As a result, the position of the first prism 41 with respect to the diaphragm member 43 is determined. At this time, the protrusions 53e, 53f, 53g of the first prism 41 abut against the flat surface portion 62b of the diaphragm member 43, whereby the inclination of the first prism 41 with respect to the diaphragm member 43 is determined.

同様に、第2プリズム42を、絞り部材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、絞り部材43に対する第2プリズムの位置が決まる。このとき第2プリズム42の突起部61e,61f,61gが絞り部材43の平面部62cに当接することで、絞り部材43に対する第2プリズム42の傾きが決まる。   Similarly, with respect to the second prism 42, the positioning portion 61c is fitted to the positioning holding portion 62f and the positioning portion 61d is fitted to the positioning holding portion 62g from the flat portion 62c side of the diaphragm member 43. Thereby, the position of the second prism with respect to the diaphragm member 43 is determined. At this time, the protrusions 61 e, 61 f, 61 g of the second prism 42 come into contact with the flat portion 62 c of the diaphragm member 43, whereby the inclination of the second prism 42 with respect to the diaphragm member 43 is determined.

このようにして、第1プリズム41と第2プリズム42は、図10に示すように絞り部材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絞り部材43上で同一直線状にこないように、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、異なる位置に設けられている。   In this way, the first prism 41 and the second prism 42 are held on both sides of the diaphragm member 43 as shown in FIG. As shown in FIG. 11, one positioning holding portion 62 d is arranged so that the straight line passing through the center of gravity of the first prism 41 and the straight line passing through the center of gravity of the second prism 42 do not come on the same straight line on the diaphragm member 43. 62e and the other positioning holding portions 62f, 62g are provided at different positions.

図10の状態において、第1および第2プリズム41,42の絞り部材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第1プリズム41の突起部53e,53f,53gと、第2プリズム42の突起部61e,61f,61gを所定量削ることで、第1プリズム41と第2プリズム42の傾きを簡単に調整することができる。   In the state of FIG. 10, when it is necessary to adjust the inclination of the first and second prisms 41 and 42 with respect to the diaphragm member 43, the protrusions 53 e, 53 f, 53 f, 53 f, 53 f, 53 f, The inclinations of the first prism 41 and the second prism 42 can be easily adjusted by cutting the protrusions 61e, 61f, 61g of the second prism 42 by a predetermined amount.

以上説明したように本実施形態のプリズムユニット30は、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、物体面からの光束が入射される入射光軸λiとプリズムユニット30から結像面45に光束を射出する射出光軸λoとが互いに所定の間隔だけ離れてほぼ平行に設けられるプリズム光学系によって構成されている。このように、構成されることによって、本実施形態のプリズムユニット30は、物体からの光束が入射されて物体像を結像面45に形成する。   As described above, the prism unit 30 of this embodiment has at least two free-form reflecting surfaces 52, 62, and 63. Moreover, the prism optical system in which the incident optical axis λi on which the light beam from the object surface is incident and the exit optical axis λo that emits the light beam from the prism unit 30 to the imaging surface 45 are provided substantially parallel to each other with a predetermined distance therebetween. It is constituted by. By being configured in this way, the prism unit 30 of the present embodiment forms an object image on the image plane 45 by the incidence of a light beam from the object.

次に、以上に説明したプリズムユニット30を撮像素子12の受光面に対して交差する方向、好ましくは、直交する方向に移動させる撮像装置10の機構について、図12〜図20を用いて説明する。便宜上、各図において、撮像素子12の受光面と直交する方向をX方向、第1プリズム41と第2プリズム42とが並ぶ方向をY方向、X方向およびY方向のそれぞれに対して直交する方向をZ方向とする。撮像装置10は、図12に示すように、上述のプリズムユニット30と撮像素子12のほかに、固定部材13とケース部材14とレバー部材15と切換部材16と連結ばね17とを備えている。   Next, the mechanism of the imaging apparatus 10 that moves the prism unit 30 described above in a direction intersecting the light receiving surface of the imaging element 12, preferably in a direction orthogonal thereto will be described with reference to FIGS. . For convenience, in each figure, the direction orthogonal to the light receiving surface of the image sensor 12 is the X direction, and the direction in which the first prism 41 and the second prism 42 are aligned is the direction orthogonal to the Y direction, the X direction, and the Y direction. Is the Z direction. As shown in FIG. 12, the imaging device 10 includes a fixing member 13, a case member 14, a lever member 15, a switching member 16, and a connecting spring 17 in addition to the prism unit 30 and the imaging element 12 described above.

固定部材13は、プリズムユニット30と撮像素子12との間に配置される。固定部材13の中央部には、窓13aが設けられている。固定部材13は、プリズムユニット30の第2プリズム42から射出される光束がこの窓13aを通過して撮像素子12の受光面で結像するように、射出光軸λo上に撮像素子12の受光面を位置決め保持する。プリズムユニット30に面した側の固定部材13には、プリズムユニット30の一部と当接する第1当接部13bが設けられている。   The fixing member 13 is disposed between the prism unit 30 and the image sensor 12. A window 13 a is provided at the center of the fixing member 13. The fixing member 13 receives light from the image sensor 12 on the emission optical axis λo so that the light beam emitted from the second prism 42 of the prism unit 30 passes through the window 13a and forms an image on the light receiving surface of the image sensor 12. Position and hold the surface. The fixing member 13 on the side facing the prism unit 30 is provided with a first contact portion 13 b that contacts a part of the prism unit 30.

ケース部材14は、図13に示すように、プリズムユニット30を覆って固定部材13に固定されている。ケース部材14は、プリズムユニット30の第1プリズム41に入射される光束を通過させる部分に入射窓14aが設けられている。入射窓14aには、保護ガラス14bが嵌め込まれている。保護ガラス14bとして、IRカットガラスを使用すると良い。プリズムユニット30に面した側とななるケース部材14の内側には、プリズムユニット30の一部と当接する第2当接部14cが設けられている。   As shown in FIG. 13, the case member 14 covers the prism unit 30 and is fixed to the fixing member 13. The case member 14 is provided with an incident window 14 a at a portion through which a light beam incident on the first prism 41 of the prism unit 30 passes. A protective glass 14b is fitted into the incident window 14a. An IR cut glass may be used as the protective glass 14b. A second contact portion 14 c that contacts a part of the prism unit 30 is provided on the inner side of the case member 14 on the side facing the prism unit 30.

プリズムユニット30の絞り部材43には、入射光軸λiおよび射出光軸λoが通る面A1,A2と平行に設けられ、図14に示すように第1プリズム41と第2プリズム42を両側から挟みこむように、案内板31が設けられている。案内板31は、絞り部材43と一体に形成されていても良いし、別部品として取り付けられたものでも良い。案内板31は、図15に示すように、ケース部材14の内面と摺接し、第1プリズム41と第2プリズム42とが並ぶY方向および撮像素子12の受光面に対して直交するX方向を、それぞれ横切るプリズムユニット30の幅方向(Z方向)にプリズムユニット30がずれることを防止する。   The diaphragm member 43 of the prism unit 30 is provided in parallel with the planes A1 and A2 through which the incident optical axis λi and the outgoing optical axis λo pass, and sandwiches the first prism 41 and the second prism 42 from both sides as shown in FIG. A guide plate 31 is provided as described above. The guide plate 31 may be formed integrally with the diaphragm member 43 or may be attached as a separate part. As shown in FIG. 15, the guide plate 31 is in sliding contact with the inner surface of the case member 14, and has a Y direction in which the first prism 41 and the second prism 42 are arranged and an X direction orthogonal to the light receiving surface of the image sensor 12. The prism unit 30 is prevented from being displaced in the width direction (Z direction) of the prism unit 30 that crosses each other.

案内板31は、絞り部材43の平面部62b,62cに沿う方向に延びる円筒状に形成されたボス31aを有している。ボス31aには、プリズムユニット30とレバー部材15と回動可能に連結する支持ピン32が装着される。したがって、ケース部材14には、ボス31aおよび支持ピン32が通るスリット14dが形成されている。   The guide plate 31 has a boss 31a formed in a cylindrical shape extending in a direction along the flat portions 62b and 62c of the diaphragm member 43. A support pin 32 that pivotably connects to the prism unit 30 and the lever member 15 is attached to the boss 31a. Therefore, the case member 14 is formed with a slit 14d through which the boss 31a and the support pin 32 pass.

固定部材13に面した案内板31の4つの角には、固定部材13に向かって膨出する突部が形成されている。この突部の先端は、第1当接部13bに当接することによって、プリズムユニット30を撮像素子12に最も近い第1の位置P1に位置決めする第3当接部31bを構成する。このように、第1当接部13bと第3当接部31bとは、各々平面を形成し、それぞれの平面を一致させることにより、プリズムユニット30を第1の位置P1に位置決めしている。   At four corners of the guide plate 31 facing the fixing member 13, protrusions that bulge toward the fixing member 13 are formed. The tip of this protrusion constitutes a third contact part 31b that positions the prism unit 30 at the first position P1 closest to the image pickup device 12 by contacting the first contact part 13b. As described above, the first contact portion 13b and the third contact portion 31b form a flat surface, and the prism unit 30 is positioned at the first position P1 by matching the respective flat surfaces.

また、ケース部材14に面した案内板31の4つの角には、第2当接部14cに向かって膨出する凸部が形成されている。この突部の先端は、第2当接部14cに当接することによってプリズムユニット30を撮像素子12に最も遠い第2の位置P2に位置決めする第4当接部31cを構成する。このように、第2当接部14cと第4当接部31cとは、各々平面を形成し、それぞれの平面を一致させることにより、プリズムユニット30を第2の位置P2に位置決めしている。   Further, at the four corners of the guide plate 31 facing the case member 14, convex portions that bulge toward the second contact portion 14 c are formed. The tip of this protrusion constitutes a fourth contact portion 31c that positions the prism unit 30 at the second position P2 farthest from the image sensor 12 by contacting the second contact portion 14c. As described above, the second contact portion 14c and the fourth contact portion 31c form a flat surface, and the prism unit 30 is positioned at the second position P2 by matching the respective flat surfaces.

なお、本実施形態においては、第3当接部31bと第4当接部31cとを突部の先端によって構成される平面として例示しているが、各々第1当接部13bおよび第2当接部14cに一致する形状に設けられていても良い。また、第3当接部31bおよび第4当接部31cを平面上に形成し、第1当接部13bおよび第2当接部14cを各々第3当接部31bおよび第4当接部31cに一致する平面上に先端部が配置される突部として設けても良い。   In the present embodiment, the third contact portion 31b and the fourth contact portion 31c are illustrated as planes constituted by the tips of the protrusions, but the first contact portion 13b and the second contact portion are respectively illustrated. You may provide in the shape corresponding to the contact part 14c. Further, the third contact portion 31b and the fourth contact portion 31c are formed on a plane, and the first contact portion 13b and the second contact portion 14c are respectively formed as the third contact portion 31b and the fourth contact portion 31c. You may provide as a protrusion by which a front-end | tip part is arrange | positioned on the plane corresponding to.

レバー部材15は、第1プリズム41と第2プリズム42とが並ぶY方向に沿って、ケース部材14の両外側に配置されている。レバー部材15は、第2プリズムユニット側のケース部材14の角部に取り付けられる回転軸R1に基端部15aが枢支されている。回転軸R1は、ボス31aおよび支持ピン32の延びる方向と平行に配置されている。レバー部材15は、回転軸R1を中心に回動することによって、支持ピン32で連結されているプリズムユニット30を撮像素子12の受光面と交差する方向、好ましくは直交する方向に移動させる。このように、レバー部材15は、撮像素子12の受光面と交差する方向に沿って、プリズムユニット30を所定の可動範囲内で移動可能に支持する支持部材として機能する。   The lever member 15 is disposed on both outer sides of the case member 14 along the Y direction in which the first prism 41 and the second prism 42 are arranged. The lever member 15 has a base end portion 15a pivotally supported on a rotation axis R1 attached to a corner portion of the case member 14 on the second prism unit side. The rotation axis R1 is disposed in parallel with the extending direction of the boss 31a and the support pin 32. The lever member 15 rotates about the rotation axis R <b> 1 to move the prism unit 30 connected by the support pins 32 in a direction intersecting with the light receiving surface of the image sensor 12, preferably in a direction orthogonal thereto. Thus, the lever member 15 functions as a support member that supports the prism unit 30 so as to be movable within a predetermined movable range along the direction intersecting the light receiving surface of the image sensor 12.

切換部材16は、レバー部材15の基端部15aと同軸に回転軸R1に基端16aが枢支されている。回転軸R1から半径方向に離れたレバー部材15の先端15bと切換部材16の先端16bとは、連結ばね17によって連結されている。切換部材16の先端16bは、レバー部材15の先端15bよりも回転軸R1に近い位置に設けられている。これにより、レバー部材15の先端15bと切換部材16の先端16bとは、連結ばね17およびこの連結ばね17をそれぞれの先端15b,16bで回動自在に支持するばね架け18a,18bと干渉せずにすれ違うことができる。   The switching member 16 has a base end 16a pivotally supported on the rotation axis R1 coaxially with the base end portion 15a of the lever member 15. The distal end 15b of the lever member 15 and the distal end 16b of the switching member 16 that are separated from the rotation axis R1 in the radial direction are coupled by a coupling spring 17. The tip 16b of the switching member 16 is provided at a position closer to the rotation axis R1 than the tip 15b of the lever member 15. Thereby, the tip 15b of the lever member 15 and the tip 16b of the switching member 16 do not interfere with the connecting spring 17 and the spring bridges 18a and 18b that rotatably support the connecting spring 17 at the respective tips 15b and 16b. You can pass each other.

連結ばね17は、レバー部材15の先端15bと切換部材16の先端16bとを互いに離れる方向に付勢する。したがって、図17に示すように、切換部材16の先端16bをレバー部材15の先端15bよりも撮像素子12および固定部材13から離れた位置に回動させると、レバー部材15を固定部材13に近づく方向に付勢した状態に維持する第1安定姿勢S1となる。また、図18に示すように、切換部材16の先端16bをレバー部材15の先端15bよりも撮像素子12および固定部材13に近い位置に回動させると、レバー部材15を撮像素子12および固定部材13から離れる方向に付勢した状態に維持する第2安定姿勢S2となる。   The connecting spring 17 biases the tip 15b of the lever member 15 and the tip 16b of the switching member 16 in a direction away from each other. Therefore, as shown in FIG. 17, when the tip end 16 b of the switching member 16 is rotated to a position farther from the imaging element 12 and the fixing member 13 than the tip end 15 b of the lever member 15, the lever member 15 approaches the fixing member 13. It becomes 1st stable attitude | position S1 maintained in the state biased to the direction. As shown in FIG. 18, when the tip 16 b of the switching member 16 is rotated to a position closer to the image sensor 12 and the fixing member 13 than the tip 15 b of the lever member 15, the lever member 15 is moved to the image sensor 12 and the fixing member. The second stable posture S <b> 2 is maintained in the state of being biased in the direction away from 13.

プリズムユニット30は、支持ピン32によってレバー部材15に連結されているので、レバー部材15が回動することにともなって、プリズムユニット30もX方向に移動される。したがって、第1安定姿勢の状態で、プリズムユニット30は、図19に示すように、固定部材13に向かって付勢されて、第3当接部31bが第1当接部13bと当接し、可動範囲の中で撮像素子12に対して最も近づいた第1の位置P1に位置決めされる。そして、第2安定姿勢の状態で、プリズムユニット30は、図20に示すように、ケース部材14に向かって付勢されて、第4当接部31cが第2当接部14cと当接し、可動範囲の中で撮像素子12に対して最も離れた第2の位置P2に位置決めされる。   Since the prism unit 30 is connected to the lever member 15 by the support pin 32, the prism unit 30 is also moved in the X direction as the lever member 15 rotates. Therefore, in the state of the first stable posture, the prism unit 30 is urged toward the fixing member 13 as shown in FIG. 19, and the third contact portion 31b contacts the first contact portion 13b. It is positioned at the first position P1 that is closest to the image sensor 12 within the movable range. Then, in the state of the second stable posture, the prism unit 30 is urged toward the case member 14 as shown in FIG. 20, and the fourth contact portion 31c contacts the second contact portion 14c. It is positioned at the second position P2 farthest from the image sensor 12 within the movable range.

このように、切換部材16と連結ばね17とは、支持部材であるレバー部材15と連動して、第1安定姿勢S1と第2安定姿勢S2とをとることで、プリズムユニット30を第1の位置P1と第2の位置P2に移動させて選択的に位置決めする切換機構として機能する。   As described above, the switching member 16 and the coupling spring 17 are interlocked with the lever member 15 that is the support member, and take the first stable posture S1 and the second stable posture S2, thereby making the prism unit 30 the first stable posture. It functions as a switching mechanism for selectively positioning by moving to the position P1 and the second position P2.

撮像装置10は、第1の位置P1と第2の位置P2との2つの焦点設定に切り換えるために、第1当接部13bに第3当接部31bを当接させてプリズムユニット30を第1の位置P1に位置決めし、第2当接部14cに第4当接部31cを当接させてプリズムユニット30を第2の位置P2に位置決めする。したがって、プリズムユニット30を移動させるために、光軸がずれないように平行移動させる特別な機構が不要であり、撮像装置10の構造を簡素化することができる。   In order to switch to the two focus settings of the first position P1 and the second position P2, the imaging device 10 causes the third contact portion 31b to contact the first contact portion 13b to place the prism unit 30 in the first position. The prism unit 30 is positioned at the second position P2 by positioning the first abutting position P1 and bringing the fourth abutting portion 31c into contact with the second abutting portion 14c. Therefore, in order to move the prism unit 30, a special mechanism for moving the prism unit 30 so that the optical axis is not shifted is unnecessary, and the structure of the imaging device 10 can be simplified.

また、連結ばね17によって、第1の位置P1においては固定部材13に、第2の位置P2においてはケース部材14にプリズムユニット30が付勢されているので、プリズムユニット30が、がたつくことなく第1の位置P1と第2の位置P2とに確実に維持される。   Further, since the prism unit 30 is biased to the fixing member 13 at the first position P1 and to the case member 14 at the second position P2 by the connecting spring 17, the prism unit 30 does not rattle. The first position P1 and the second position P2 are reliably maintained.

第3当接部および第4当接部を突部の先端によって構成しているので、撮像装置10を量産化した場合に生じる製造公差内におけるプリズムユニット30の位置決め誤差は、突部の先端の高さを調整することで、容易に補正することができる。   Since the third contact portion and the fourth contact portion are configured by the tips of the protrusions, the positioning error of the prism unit 30 within the manufacturing tolerance that occurs when the imaging device 10 is mass-produced is It can be easily corrected by adjusting the height.

また、図2に示すように、本実施形態において、第1の位置P1は、例えば標準撮像位置であり、第2の位置P2は、例えばマクロ撮像位置である。切換部材16は、図1に示されるデジタルカメラ1のハウジング2から露出するマニュアル操作切換部材95と連動しており、マニュアル操作切換部材95が操作されることで、第1安定姿勢S1と第2安定姿勢S2とに切換わる。したがって、マニュアル操作切換部材95を操作することによってプリズムユニット30が第1の位置P1と第2の位置P2とに選択的に切換わり、2つの焦点位置設定ができる。また、切換部材16をマニュアル操作ではなく、電動モータなどのアクチュエータを使用して電動切換できるようにしても良い。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the first position P1 is a standard imaging position, for example, and the second position P2 is a macro imaging position, for example. The switching member 16 is interlocked with the manual operation switching member 95 exposed from the housing 2 of the digital camera 1 shown in FIG. 1, and the manual operation switching member 95 is operated, whereby the first stable posture S1 and the second stable posture S1. It switches to the stable posture S2. Therefore, by operating the manual operation switching member 95, the prism unit 30 is selectively switched between the first position P1 and the second position P2, and two focus positions can be set. Further, the switching member 16 may be electrically switched using an actuator such as an electric motor instead of a manual operation.

本実施形態において、第3当接部31bと第4当接部31cとは、いずれも絞り部材43に設けられた案内板31に形成しているが、絞り部材43に設けても良いし、第1プリズム41および第2プリズム42の一部に設けても良いし、第1プリズム41と第2プリズム42と絞り部材43とのそれぞれにまたがって設けられても良い。また、ケース部材14を設ける代わりに、第2の位置P2におけるプリズムユニット30の第4当接部31cと当接する第2当接部を備えるブラケットを固定部材13から延ばして設けても良い。   In the present embodiment, the third contact part 31b and the fourth contact part 31c are both formed on the guide plate 31 provided on the diaphragm member 43, but may be provided on the diaphragm member 43, It may be provided in a part of the first prism 41 and the second prism 42, or may be provided across the first prism 41, the second prism 42, and the diaphragm member 43. Further, instead of providing the case member 14, a bracket including a second contact portion that contacts the fourth contact portion 31 c of the prism unit 30 at the second position P <b> 2 may be extended from the fixing member 13.

次に、本発明に係る第2の実施形態の撮像装置10について、図21から図26を参照して説明する。本実施形態の撮像装置10aは、第1の実施形態の撮像装置10に対して、微調機構70をさらに備える点が異なる。したがって、微調機構70にかかわらない構成については、第1の実施形態と同様なので、同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付してその説明を省略する。   Next, an imaging apparatus 10 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The imaging apparatus 10a of the present embodiment is different from the imaging apparatus 10 of the first embodiment in that a fine adjustment mechanism 70 is further provided. Therefore, since the configuration not related to the fine adjustment mechanism 70 is the same as that of the first embodiment, the components having the same functions are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

微調機構70は、図21に示すように、固定部材13とプリズムユニット30との間に装着されている。微調機構70は、図24〜図26に示すように、第1プリズム41と第2プリズム42とが並ぶY方向に移動可能に設けられている。固定部材13には、Y方向に沿って第1プリズム41側に張り出したガイド部13eが形成されている。第1プリズム41側の微調機構70の先端部71は、ガイド部13eと基板11との間に通されている。また、第2プリズム42側の微調機構70の基端部72は、図22〜図26に示すように、ケース部材14の外側に露出している。   As shown in FIG. 21, the fine adjustment mechanism 70 is mounted between the fixing member 13 and the prism unit 30. As shown in FIGS. 24 to 26, the fine adjustment mechanism 70 is provided so as to be movable in the Y direction in which the first prism 41 and the second prism 42 are arranged. The fixed member 13 is formed with a guide portion 13e that protrudes toward the first prism 41 along the Y direction. The distal end portion 71 of the fine adjustment mechanism 70 on the first prism 41 side is passed between the guide portion 13 e and the substrate 11. Further, the base end portion 72 of the fine adjustment mechanism 70 on the second prism 42 side is exposed to the outside of the case member 14 as shown in FIGS.

微調機構70は、Y方向に沿って延びる調整部73を備えている。調整部73は、図22および図23に示すように、窓13aを挟む両側に配置され、プリズムユニット30の固定部材13寄りの部分を挟み、ケース部材14の内側を通るように設けられている。調整部73は、図21に示すように、固定部材13側の案内板31の4つの角に設けられる第3当接部に対応する位置に、斜面73aが形成されている。この斜面73aには、第1当接部73bを備える。また、斜面73aは、微調機構70の移動方向について同じ勾配に形成されている。   The fine adjustment mechanism 70 includes an adjustment unit 73 extending along the Y direction. As shown in FIGS. 22 and 23, the adjustment unit 73 is disposed on both sides of the window 13a, and is provided so as to pass through the inside of the case member 14 with the portion near the fixing member 13 of the prism unit 30 interposed therebetween. . As shown in FIG. 21, the adjustment portion 73 has slopes 73 a at positions corresponding to the third contact portions provided at the four corners of the guide plate 31 on the fixing member 13 side. The slope 73a includes a first contact portion 73b. Further, the slope 73 a is formed with the same gradient in the moving direction of the fine adjustment mechanism 70.

以上のように構成された微調機構70を備える撮像装置10aは、図24〜図26に示すように、プリズムユニット30が第1の位置P1に位置決めされる第1安定姿勢S1の状態において、プリズムユニット30に設けられる第3当接部31bを微調機構70に設けられる第1当接部73bに当接させている。この状態において、調整機構を図24の状態から図25の状態、あるいは図24の状態から図26の状態に移動させると、斜面73aの勾配に相当する量(距離)だけ撮像素子12の受光面と直交するX方向に沿って変位する。   As shown in FIGS. 24 to 26, the imaging apparatus 10a including the fine adjustment mechanism 70 configured as described above has a prism in the first stable posture S1 in which the prism unit 30 is positioned at the first position P1. The third contact portion 31 b provided in the unit 30 is brought into contact with the first contact portion 73 b provided in the fine adjustment mechanism 70. In this state, when the adjustment mechanism is moved from the state of FIG. 24 to the state of FIG. 25 or from the state of FIG. 24 to the state of FIG. 26, the light receiving surface of the image sensor 12 is an amount (distance) corresponding to the slope of the inclined surface 73a. Displacement along the X direction orthogonal to

本実施形態では、斜面73aは、第1プリズム41側に傾いているので、図24の状態から図25の状態に移動させることによって、プリズムユニット30は、撮像素子12に接近する方向に変位する。また、図24の状態から図26の状態に微調機構70を移動させることによって、プリズムユニット30は、撮像素子12から離れる方向に変位する。   In the present embodiment, since the inclined surface 73a is inclined toward the first prism 41, the prism unit 30 is displaced in a direction approaching the image pickup device 12 by moving from the state of FIG. 24 to the state of FIG. . Also, by moving the fine adjustment mechanism 70 from the state of FIG. 24 to the state of FIG. 26, the prism unit 30 is displaced in a direction away from the image sensor 12.

このように、微調機構70を備える撮像装置10aは、プリズムユニット30の第3当接部31bが微調機構70の第1当接部73bに当接する第1の位置P1において、プリズムユニット30の位置の調整、すなわちピント面の微調整(fc調整)を行なうことができる。なお、fc調整を行なった後、微調機構70は、先端部71とガイド部13e、基端部72と固定部材13またはケース部材14の間において、接着剤やレーザ溶融することによって固定する。   As described above, in the imaging device 10a including the fine adjustment mechanism 70, the position of the prism unit 30 is the first position P1 where the third contact portion 31b of the prism unit 30 contacts the first contact portion 73b of the fine adjustment mechanism 70. Adjustment, that is, fine adjustment of the focus surface (fc adjustment). After the fc adjustment, the fine adjustment mechanism 70 is fixed between the distal end portion 71 and the guide portion 13e, and the proximal end portion 72 and the fixing member 13 or the case member 14 by adhesive or laser melting.

なお、第1および第2の実施形態において、第3当接部31bおよび第4当接部31cは、ぞれぞれ4か所ずつ設けているが、少なくとも3つ設けられていれば、撮像素子の受光面に対してプリズムユニット30の姿勢を所望の角度に設定することができる。したがって、第2実施形態において、第3当接部31bに対応する微調機構70の斜面73aについても同様に少なくとも3か所設けられていれば良いものである。   In the first and second embodiments, the third contact portion 31b and the fourth contact portion 31c are provided at four locations, respectively, but if at least three are provided, imaging is performed. The posture of the prism unit 30 can be set to a desired angle with respect to the light receiving surface of the element. Therefore, in the second embodiment, it is only necessary that at least three inclined surfaces 73a of the fine adjustment mechanism 70 corresponding to the third contact portion 31b are provided.

本発明に係る撮像用機器の一例として、撮像装置をカメラ付携帯電話160に組み込んだ例を図27に示す。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。   As an example of an imaging device according to the present invention, an example in which an imaging device is incorporated in a camera-equipped mobile phone 160 is shown in FIG. By incorporating the image pickup apparatus (for example, the image pickup apparatus 10) described in each of the embodiments into the camera-equipped mobile phone 160, the camera-equipped mobile phone 160 can be reduced in size and thickness, and the image quality can be improved.

図28〜図30は、それぞれ本発明の撮像装置に適用されるプリズムユニット30a,30b,30cの互いに異なる例を示している。いずれのプリズムユニット30a,30b,30cも、前記実施形態の撮像装置と同様の切換機構により、第1の位置P1と第2の位置P2とを切り換えることができるようになっている。   28 to 30 show different examples of the prism units 30a, 30b, and 30c applied to the imaging device of the present invention. Any of the prism units 30a, 30b, and 30c can be switched between the first position P1 and the second position P2 by a switching mechanism similar to that of the imaging device of the above-described embodiment.

図28に示したプリズムユニット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。   In the prism unit 30a shown in FIG. 28, the surfaces 201 to 206 of the first prism 41a and the second prism 42a are all free-form surfaces. The light incident from the first surface 201 is refracted by the first surface 201, totally reflected by the second surface 202, refracted by the third surface 203, and then refracted by the fourth surface 204. Further, the light is totally reflected by the fifth surface 205, then totally reflected by the sixth surface 206, refracted by the fifth surface 205, and then imaged on the imaging surface 45.

図29に示したプリズムユニット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。   The eccentric prism 210 of the prism unit 30b shown in FIG. 29 has a first surface 211, a second surface 212, and a third surface 213 that are free-form surfaces. The light incident through the diaphragm member 214 is refracted by the first surface 211 and incident on the eccentric prism 210, is internally reflected by the second surface 212, is incident again on the first surface 211, and is totally reflected this time. Internally reflected by the third surface 213, totally reflected by the first surface 211 three times, again internally reflected by the third surface 213, refracted by the first surface 211 and imaged by the imaging surface 45 four times. To do.

図30に示されたプリズムユニット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と第5面235で屈折し、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。   In the prism unit 30c shown in FIG. 30, the surfaces 231 to 238 of the first prism 221 and the second prism 222 are all free-form surfaces. The light incident from the first surface 231 is refracted by the first surface 231, totally reflected by the second surface 232, further totally reflected by the third surface 233, and then refracted by the fourth surface 234 and the fifth surface 235. Further, after being totally reflected by the sixth surface 236 and the seventh surface 237, it is refracted by the eighth surface 238 and forms an image on the imaging surface 45.

なお、この発明を実施するに当たり、プリズム光学系やガイド機構、撮像素子、切換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。   Needless to say, in implementing the present invention, various components of the invention, such as a prism optical system, a guide mechanism, an image pickup device, and a switching mechanism, can be changed without departing from the scope of the invention.

また前記実施形態では、マニュアル操作切換部材95によって切換機構の切換部材16を第1安定姿勢S1と第2安定姿勢S2とに切り換えるようにしたが、マニュアル操作切換部材95を使用する代りに、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り換えることができるように構成してもよい。   In the above embodiment, the switching member 16 of the switching mechanism is switched between the first stable posture S1 and the second stable posture S2 by the manual operation switching member 95, but instead of using the manual operation switching member 95, the motor Alternatively, it may be configured to be switched electrically by using an actuator such as a solenoid.

本発明に係る第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。1 is a perspective view of a digital camera provided with an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示されたデジタルカメラの内部を模式的に示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the inside of the digital camera shown in FIG. 1. 図1に示されたデジタルカメラのプリズムユニットの側面図。The side view of the prism unit of the digital camera shown by FIG. 図3に示されたプリズムユニットの分解斜視図。FIG. 4 is an exploded perspective view of the prism unit shown in FIG. 3. 図3に示されたプリズムユニットの第1プリズムの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of a first prism of the prism unit shown in FIG. 3. 図3に示されたプリズムユニットの第2プリズムの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of a second prism of the prism unit shown in FIG. 3. 図3に示されたプリズムユニットの絞り部材の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of a diaphragm member of the prism unit shown in FIG. 3. 図3に示されたプリズムユニットの絞り部材の正面図。FIG. 4 is a front view of a diaphragm member of the prism unit shown in FIG. 3. 図3に示されたプリズムユニットの絞り部材の背面図。FIG. 4 is a rear view of a diaphragm member of the prism unit shown in FIG. 3. 図3に示されたプリズムユニットの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of the prism unit shown in FIG. 3. 図3に示されたプリズムユニットの第1プリズムと第2プリズムの側面図。FIG. 4 is a side view of a first prism and a second prism of the prism unit shown in FIG. 3. 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分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of an imaging device built in the digital camera shown in FIG. 1. 図12に示された撮像装置の斜視図。The perspective view of the imaging device shown by FIG. 図13に示された撮像装置のケース部材を外した状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which removed the case member of the imaging device shown by FIG. 図13に示された撮像装置の入射側から見た状態を一部切欠いて示す平面図。FIG. 14 is a plan view showing a state in which the imaging device shown in FIG. 図13に示された撮像装置の第2プリズム側から見た状態を一部切欠いてい示す側面図。FIG. 14 is a side view showing a state in which the imaging device shown in FIG. 図13に示された撮像装置の第1安定姿勢を示す側面図。The side view which shows the 1st stable attitude | position of the imaging device shown by FIG. 図13に示された撮像装置を第2安定姿勢を示す側面図。FIG. 14 is a side view showing a second stable posture of the imaging device shown in FIG. 13. 図17に示された撮像装置の断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view of the imaging device shown in FIG. 17. 図18に示された撮像装置の断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view of the imaging apparatus shown in FIG. 本発明に係る第2の実施形態の撮像装置を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the imaging device of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 図21に示された撮像装置の入射側から見た状態を一部切欠いて示す平面図。The top view which shows the state seen from the entrance side of the imaging device shown by FIG. 図21に示された撮像装置の第2プリズム側から見た状態を一部切欠いて示す側面図。FIG. 22 is a side view showing a state in which the imaging device shown in FIG. 21 is viewed from the second prism side with a part cut away. 図21に示された撮像装置のプリズムの並ぶ方向に沿う断面図。FIG. 22 is a cross-sectional view along the direction in which the prisms of the image pickup apparatus shown in FIG. 21 are arranged. 図24の状態から微調機構を第2プリズム側に移動させた状態を示す撮像装置の断面図。FIG. 25 is a cross-sectional view of the imaging apparatus showing a state where the fine adjustment mechanism is moved to the second prism side from the state of FIG. 24. 図24の状態から微調機構を第1プリズム側に移動させた状態を示す撮像装置の断面図。FIG. 25 is a cross-sectional view of the imaging apparatus showing a state where the fine adjustment mechanism is moved to the first prism side from the state of FIG. 24. 本発明に係る撮像用機器の他の例としてカメラ付携帯電話を示す斜視図。The perspective view which shows the mobile phone with a camera as another example of the imaging device which concerns on this invention. プリズム光学系の他の例を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the other example of a prism optical system typically. プリズム光学系のさらに他の例を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the further another example of a prism optical system typically. プリズム光学系のさらに他の例を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows the further another example of a prism optical system typically.

符号の説明Explanation of symbols

1…デジタルカメラ(撮像用機器)、10,10a…撮像装置、12…撮像素子、13…固定部材、13b…第1当接部、13e…ガイド部(ガイド機構)、14…ケース部材、14c…第2当接部、15…レバー部材(支持部材)、16…切換部材(切換機構)、17…連結ばね(切換機構)、30,30a,30b,30c…プリズムユニット、31b…第3当接部、31c…第4当接部、41,41a…第1プリズム、42,42a…第2プリズム、43…絞り部材、70…微調機構、73a…斜面、73b…第1当接部、95…マニュアル操作切換部、160…カメラ付携帯電話、λi…入射光軸、λo…反射光軸、P1…第1の位置、P2…第2の位置、S1…第1安定姿勢、S2…第2安定姿勢、R1…回転軸。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera (imaging apparatus) 10, 10a ... Imaging device, 12 ... Imaging element, 13 ... Fixing member, 13b ... 1st contact part, 13e ... Guide part (guide mechanism), 14 ... Case member, 14c ... 2nd contact part, 15 ... Lever member (support member), 16 ... Switching member (switching mechanism), 17 ... Connection spring (switching mechanism), 30, 30a, 30b, 30c ... Prism unit, 31b ... 3rd contact Contact part, 31c ... 4th contact part, 41, 41a ... 1st prism, 42, 42a ... 2nd prism, 43 ... Diaphragm member, 70 ... Fine adjustment mechanism, 73a ... Slope, 73b ... 1st contact part, 95 ... manual operation switching unit, 160 ... mobile phone with camera, λi ... incident optical axis, λo ... reflected optical axis, P1 ... first position, P2 ... second position, S1 ... first stable posture, S2 ... second Stable posture, R1 ... rotation axis.

Claims (17)

物体からの光束が入射されて結像面に物体像を形成するプリズムユニットであって、少なくとも2面以上の自由曲面形状の反射面を有し、物体からの光束が入射される入射光軸と当該プリズムユニットから結像面へ光束を射出する射出光軸とが互いに所定の間隔を有してほぼ平行に設けられるプリズムユニットと、
前記結像面に配置されて、前記プリズムユニットにより形成される物体像を電気信号に変換するための撮像素子と、
前記撮像素子を位置決め保持するための固定部材と、
前記固定部材に対して位置決め保持されるケース部材と、
前記撮像素子の受光面と交差する方向に沿って、前記プリズムユニットを所定の可動範囲内で移動可能に支持する支持部材と、
前記固定部材に設けられて、前記プリズムユニットの一部と当接し、前記プリズムユニットの前記可動範囲の中で最も撮像素子に近い第1の位置に前記プリズムユニットを位置決めする第1当接部と、
前記ケース部材に設けられて、前記プリズムユニットの一部と当接し、前記プリズムユニットの前記可動範囲の中で最も撮像素子から離れた第2の位置に前記プリズムユニットを位置決めする第2当接部と、
前記プリズムユニットに設けられて前記第1当接部に当接し、前記プリズムユニットを前記第1の位置に位置決め保持する第3当接部と、
前記プリズムユニットに設けられて前記第2当接部に当接し、前記プリズムユニットを前記第2の位置に位置決め保持する第4当接部と、
前記支持部材と連動して、前記プリズムユニットを前記第1の位置と前記第2の位置とに選択的に移動させる切換機構と
を備えることを特徴とする撮像装置。
A prism unit that forms an object image on an imaging surface when a light beam from an object is incident, and has at least two free-form reflecting surfaces, and an incident optical axis on which the light beam from the object is incident A prism unit that is provided substantially parallel to each other with an emission optical axis that emits a light beam from the prism unit to an imaging plane;
An image sensor for converting an object image formed by the prism unit into an electric signal disposed on the imaging plane;
A fixing member for positioning and holding the imaging element;
A case member positioned and held with respect to the fixed member;
A support member that supports the prism unit movably within a predetermined movable range along a direction intersecting the light receiving surface of the image sensor;
A first abutting portion that is provided on the fixing member and abuts against a part of the prism unit and positions the prism unit at a first position closest to the image sensor in the movable range of the prism unit; ,
A second abutting portion that is provided on the case member and abuts against a part of the prism unit and positions the prism unit at a second position farthest from the image sensor in the movable range of the prism unit. When,
A third abutting portion provided in the prism unit, abutting on the first abutting portion, and positioning and holding the prism unit at the first position;
A fourth abutting portion provided on the prism unit, abutting on the second abutting portion, and positioning and holding the prism unit at the second position;
An image pickup apparatus comprising: a switching mechanism that selectively moves the prism unit to the first position and the second position in conjunction with the support member.
請求項1に記載の撮像装置によって得られる電気信号に所定の電気的処理を施して画像データを得る処理手段と、
適用された情報記録部に前記処理手段からの前記画像データを記録する記録手段と、
を具備したことを特徴とする撮像用機器。
Processing means for performing predetermined electrical processing on an electrical signal obtained by the imaging apparatus according to claim 1 to obtain image data;
A recording unit for recording the image data from the processing unit in an applied information recording unit;
An imaging apparatus comprising:
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ほぼ無限位置までの間にある場合に対応して撮像を行な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所定の位置より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1に記載の撮像装置。
The first position is a standard imaging position for imaging corresponding to a case where the position of an object to be imaged is between a predetermined position and a nearly infinite position,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second position is a macro imaging position for performing imaging corresponding to a case where an object to be imaged is closer to the predetermined position.
前記支持部材は、前記固定部材に対して所定の位置に配置される回転軸に枢支されるレバー部材であり、
前記切換機構は、マニュアル操作によって前記プリズムユニットを前記第1の位置と前記第2の位置とに切り換えるための切換部材である
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The support member is a lever member that is pivotally supported by a rotation shaft that is disposed at a predetermined position with respect to the fixed member.
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the switching mechanism is a switching member for switching the prism unit between the first position and the second position by a manual operation.
前記切換部材は、前記固定部材に対して所定の位置に配置される回転軸に枢支され、
前記切換機構は、前記切換部材と前記レバー部材とを連結する連結ばねを有し、
前記連結ばねは、前記プリズムユニットを前記第1の位置に保持する第1安定姿勢と、前記プリズムユニットを前記第2の位置に保持する第2安定姿勢とに、前記切換部材と前記レバー部材とを付勢する
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
The switching member is pivotally supported by a rotating shaft arranged at a predetermined position with respect to the fixed member,
The switching mechanism has a connecting spring that connects the switching member and the lever member,
The connection spring includes a switching member, a lever member, and a lever member that are in a first stable posture for holding the prism unit in the first position and a second stable posture for holding the prism unit in the second position. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the imaging apparatus is biased.
前記プリズムユニットは、2つのプリズムを有し、それぞれのプリズムは、少なくとも1面以上の自由曲面形状の反射面と、屈折力を有する光入射面と、屈折力を有する光射出面とを有し、さらに、両プリズム間に絞り部材を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The prism unit has two prisms, and each prism has at least one free-form reflecting surface, a light incident surface having refractive power, and a light emitting surface having refractive power. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a diaphragm member between both prisms. 前記第3当接部および前記第4当接部の少なくとも一方は、前記絞り部材の一部に形成されることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 6, wherein at least one of the third contact portion and the fourth contact portion is formed on a part of the diaphragm member. 前記第1当接部と前記第3当接部とは、各々平面を形成し、それぞれの平面を一致させることにより前記プリズムユニットの位置決めおよび姿勢保持を行なうことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The first contact portion and the third contact portion each form a plane, and the prism unit is positioned and held by matching the respective planes. Imaging device. 前記第2当接部と前記第4当接部とは、各々平面を形成し、それぞれの平面を一致させることにより前記プリズムユニットの位置決めおよび姿勢保持を行なうことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The said 2nd contact part and the said 4th contact part each form a plane, The positioning and attitude | position holding | maintenance of the said prism unit are performed by making each plane correspond. Imaging device. 前記第1当接部と前記第3当接部とが各々形成する平面のどちらか一方は、少なくとも3か所に設けられる突部の先端によって構成されることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。   9. The flat surface formed by each of the first contact portion and the third contact portion is formed by tip ends of protrusions provided at least at three locations. Imaging device. 前記第2当接部と前記第4当接部とが各々形成する平面のどちらか一方は、少なくとも3か所に設けられる突部の先端によって構成されることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。   10. The flat surface formed by each of the second contact portion and the fourth contact portion is formed by tip ends of protrusions provided at least at three locations. Imaging device. 前記第3当接部または前記第4当接部の少なくとも一方は、前記プリズムユニットを構成するプリズムの一部に形成されることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein at least one of the third contact portion or the fourth contact portion is formed on a part of a prism constituting the prism unit. 前記第1の位置を前記撮像素子の受光面に対して直交する方向に変位させる微調機構を前記固定部材と前記プリズムユニットとの間に設け、
前記第1当接部は、前記第3当接部と当接する前記微調機構の一部に設けられることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
A fine adjustment mechanism for displacing the first position in a direction orthogonal to the light receiving surface of the image sensor is provided between the fixing member and the prism unit;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the first contact portion is provided in a part of the fine adjustment mechanism that contacts the third contact portion.
前記微調機構は、
前記撮像素子の受光面に対して傾斜して前記第1当接部が設けられる斜面と、
前記微調機構を前記撮像素子の受光面に沿って、前記斜面が傾斜している方向に移動させるガイド機構と、
を有し、前記ガイド機構に沿って前記微調機構を移動させることによって前記第1の位置を微調整することを特徴とする請求項13に記載の撮像装置。
The fine adjustment mechanism is
An inclined surface provided with the first contact portion inclined with respect to the light receiving surface of the imaging element;
A guide mechanism for moving the fine adjustment mechanism along the light receiving surface of the image sensor in a direction in which the inclined surface is inclined;
The imaging apparatus according to claim 13, wherein the first position is finely adjusted by moving the fine adjustment mechanism along the guide mechanism.
前記微調機構を所定の位置に位置決め保持するための位置決め保持部をさらに有することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 14, further comprising a positioning holding unit for positioning and holding the fine adjustment mechanism at a predetermined position. 前記微調機構は、同じ方向に同じ角度で傾斜する少なくとも3つの斜面を有し、前記第3当接部は、各々の前記斜面に当接される少なくとも3つの突部を有することを特徴とする請求項14に記載の撮像装置。   The fine adjustment mechanism has at least three inclined surfaces inclined at the same angle in the same direction, and the third contact portion has at least three protrusions that are in contact with the inclined surfaces. The imaging device according to claim 14. 物体からの光束が入射されて結像面に物体像を形成するプリズムユニットであって、少なくとも2面以上の自由曲面形状の反射面を有し、物体からの光束が入射される入射光軸と当該プリズムユニットから結像面へ光束を射出する射出光軸とが互いに所定の間隔を有してほぼ平行に設けられるプリズムユニットと、
前記結像面に配置されて、前記プリズムユニットにより形成された物体像を電気信号に変換するための撮像素子と、
前記撮像素子を位置決め保持するための固定部材と、
前記撮像素子の受光面と交差する方向に沿って、前記プリズムユニットを所定の可動範囲内で移動可能に支持する支持部材と、
前記固定部材に設けられて、前記プリズムユニットの一部と当接し、前記プリズムユニットの前記可動範囲の中で最も撮像素子に近い第1の位置に前記プリズムユニットを位置決めする第1当接部と、
前記プリズムユニットの一部と当接し、前記プリズムユニットの前記可動範囲の中で最も撮像素子から離れた第2の位置に前記プリズムユニットを位置決めするための第2当接部と、
前記プリズムユニットに設けられて前記第1当接部と当接し、前記プリズムユニットを前記第1の位置に位置決め保持する第3当接部と、
前記プリズムユニットに設けられて前記第2当接部と当接し、前記プリズムユニットを前記第2の位置に位置決め保持する第4当接部と、
前記支持部材と連動して、前記プリズムユニットを前記第1の位置と前記第2の位置とに選択的に移動させる切換機構と
を備えることを特徴とする撮像装置。
A prism unit that forms an object image on an imaging surface when a light beam from an object is incident, and has at least two free-form reflecting surfaces, and an incident optical axis on which the light beam from the object is incident A prism unit that is provided substantially parallel to each other with an emission optical axis that emits a light beam from the prism unit to an imaging plane;
An image sensor disposed on the imaging plane for converting an object image formed by the prism unit into an electrical signal;
A fixing member for positioning and holding the imaging element;
A support member that supports the prism unit movably within a predetermined movable range along a direction intersecting the light receiving surface of the image sensor;
A first abutting portion that is provided on the fixing member and abuts against a part of the prism unit and positions the prism unit at a first position closest to the image sensor in the movable range of the prism unit; ,
A second abutting portion for abutting a part of the prism unit and for positioning the prism unit at a second position farthest from the image sensor in the movable range of the prism unit;
A third abutting portion provided in the prism unit, abutting on the first abutting portion, and positioning and holding the prism unit at the first position;
A fourth abutting portion provided on the prism unit, abutting on the second abutting portion, and positioning and holding the prism unit at the second position;
An image pickup apparatus comprising: a switching mechanism that selectively moves the prism unit to the first position and the second position in conjunction with the support member.
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