JP4880840B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置に関し、特に入射された光束を内部で繰り返し反射させて出射するレンズを複数備えた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラなどの撮像装置には、所望の撮影範囲が得られるように、ズームレンズ機構が設けられている。たとえば図１０は、従来のデジタルカメラの斜視図である。撮影光学系４３は図１１に示すように物体側から第１のレンズ４３ａ、第２のレンズ４３ｂ、第３のレンズ４３ｃ、第４のレンズ４３ｄで構成されている。第２のレンズ４３ｂを光軸４１の方向に移動させることで撮影光学系のズーム動作を行い、第４のレンズ４３ｄを光軸４１方向に移動させることで焦点調節が行われる。
【０００３】
第４のレンズ４３ｄの後方の光軸上には、光学ローパスフィルタ４１０およびＣＣＤなどの撮像素子４１１が順次配置されている。第１レンズ４３ａ、第３レンズ４３ｃおよび光学ローパスフィルタ４１０、撮像素子４１１は、図示しない鏡筒に支持される。これに対して第２レンズ４３ｂ、第４レンズ４３ｄは軸支持により鏡筒内を光軸４１方向にのみ移動可能に支持され、各々専用のアクチュエータによりズーム、フォーカスの調節のために駆動される。鏡筒は図１０のカメラ本体４２内に内包され、第１のレンズ４３ａのみ外部に露出している。
【０００４】
４４は閃光手段であるストロボであり、撮影被写体が暗いときなど必要に応じて発光して、撮影が良好に行われるようにする。４５はＬＣＤなどの液晶素子であり、撮影前の被写体の状態の観察や撮影した像の観察を液晶素子４５により行なえるようになっている。このカメラではカメラの厚み方向を撮影光軸４１に沿わせて撮影する形態なので、実際に撮影を行なうときに液晶素子４５を見て被写体の状態を観察し難い。
【０００５】
そこで、液晶素子４５はリトラクタブルベース４６上に設けられており、リトラクタブルベース４６がカメラ４２に対して、矢印４７方向に跳ね上がるように構成されている。これにより撮影時に液晶素子４５を観察しながら、構図を定めることができるようになっている。電池４８は矢印４９方向からカメラ４２に収納するようになっており、レンズの長手方向を含む平面（カメラ４２の平面）と電池４８の平面が揃っているために薄型化できている。
【０００６】
このような形態にすると撮影光学系の変倍比を大きくしても、カメラの厚みをさほど厚くすることがない等のメリットがある。そのことを図１２および図１３を用いて説明する。
図１２は、最も一般的なレイアウトのカメラの斜視図である。図１２は撮影光学系が沈胴技術により沈胴した状態であるが、実際の撮影時には図１３のようにカメラ５２に対して撮影光学系５３が繰り出してくる。なお、ここで５４は閃光手段であるストロボであり、５５はファインダ窓である。
【０００７】
このような配置において撮影光学系の変倍比を大きくし、望遠系のズームレンズにしてゆくと、図１３の撮影光学系５３の全長が長くなる。全長が長くなると、それらを沈胴させた後の長さもさほど短くできなくなる。つまり、沈胴および繰出し動作を行うためには、撮影光学系を支持する鏡筒を幾層もの層構造にしなくてはならない。それらの層を増やしてゆけば、全長に対する沈胴長さは短くできそうであるが、実際には鏡筒剛性や各層間のオーバラップ量の確保の問題で制限がかかり、沈胴長さを短くできなくなってくる。そのために図１２、図１３の形態では撮影光学系の変倍比を大きくし、望遠系の撮影光学系にしてゆくと、次第にカメラの厚みが厚くなってしまう。
【０００８】
また、図１０の形態においても図１１で分かるように、撮影光学系の前玉である第１のレンズ４３ａはその径はかなり大きくなってしまう。これは撮影光学系のワイド側の焦点距離における光束を確保するために必要な径である。図１０の形態においても撮影光学系の変倍比を大きくしてゆくと（特にワイド側に）、第１のレンズ４３ａの径が増大し、それを内包するためにカメラ４２の厚みは厚くなってくる問題もある。そのために図１０の形態は、特に望遠側のズーム光学系には適したレイアウトにはなっているが、ワイド側のズームには適した形態ではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、メモリ、マイコンあるいは映像処理ＩＣなどの半導体チップの進歩により、カメラの形態はその小型化および高性能化がさらに進められている。しかしながら従来例で説明したように、撮影光学系はカメラの小型化に制限をかけている。また、上述のＩＣや撮像素子を駆動するために電力消費量が大きくなってきていることから、大型の電池を搭載する必要があり、電池の大きさも小型化を妨げる原因となっている。
【００１０】
たとえば、前述した図１０のカメラ形態においてはズームをワイド側に高倍化しようとすると、カメラ４２の厚みが厚くなってしまう。また、逆に図１２のカメラ形態ではズームをテレ側に高倍化しようとすると、カメラ５２の厚みが厚くなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、ワイド側に高倍率化しても、テレ側に高倍率化しても、撮像装置のサイズが極端に大型化することがない撮像装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、被写体からの光束を折り曲げて出射するプリズムと、前記プリズムから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第１のレンズと、前記第１のレンズから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第２のレンズと、前記第２のレンズから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第３のレンズと、前記第３のレンズから出射した光束が結像する撮像素子とを備え、前記第２のレンズから出射した光束が前記第３のレンズに入射する領域よりも外側に位置する第１の空間にて、前記プリズムから出射した光束が前記第１のレンズに入射するように、前記プリズムを配置するとともに、前記第１のレンズから出射した光束が前記第２のレンズに入射する領域よりも外側に位置する第２の空間にて、前記第３のレンズから出射した光束が結像するように、前記撮像素子を配置することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基き、本発明の好適な実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１および図２は本発明の実施例のデジタルカメラの斜視図であり、図１はカメラを正面から見た図、図２は背面から見た図である。被写体に向かう撮影撮影光軸１１ａに対して垂直な平面に沿う形状のカメラ本体１２は、撮影光学系１３をその内部に保持している。
【００２６】
撮影光学系１３は第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃにより構成されている。さらに撮影光軸１１ａに沿う被写体からの光束をカメラ内部に取り入れる撮影窓１３ａ1と、その取り入れた光束を直角に折り曲げ、第１のレンズ１３ａの屈折面より第１のレンズ１３ａの内部に入射させるプリズム１３ａ2を有している。なお、プリズム１３ａ2は、第１のレンズ１３ａに対して別体に設けて各々カメラ本体１２に支持されるように図示されているが、第１のレンズ１３ａと一体的に形成してもよく、たとえば硝子モールド技術で一体に成形したり、あるいはプリズム１３ａ2と第１のレンズ１３ａは各々別体で作成し、それらを貼り合せて一体にしてもよい。
【００２７】
撮影光束について図３を用いて説明する。第１のレンズ１３ａの第１屈折面１３ａ3から入射した光束は、その内部で第１のレンズ１３ａの各壁で複数回反射を繰り返した後に、第２屈折面１３ａ4より出射する。その後、第２のレンズ１３ｂの第１屈折面１３ｂ2より第２のレンズ１３ｂ内部に光束が入射され、第２のレンズ１３ｂの各壁で複数回反射を繰り返した後に、第２屈折面１３ｂ3より光束は出射する。さらに第３のレンズ１３ｃの第１屈折面１３ｃ2より第３のレンズ１３ｃ内部に光束が入射され、第３のレンズ１３ｃの各壁で複数回反射を繰り返した後に、第２屈折面１３ｃ3より光束は出射する。
【００２８】
第３のレンズ１３ｃの第２屈折面１３ｃ3から出射した光束は、その延長線上に配置されたＣＣＤなどの撮像素子１１１に結像する。ＣＣＤ１１１には光学ローパスフィルタ（図示せず）が一体に設けられており、撮影像の光学ノイズを減衰させている。
【００２９】
また、第３のレンズ１３ｃの第１屈折面１３ｃ2には、光束を制御する絞りと光束を遮断するシャッタ（共に図示せず）が設けられている。そして、撮影被写体の明るさに応じて絞りを駆動することで、撮像素子１１１に入射する撮影光束の明るさが適切になるようにしており、撮影後にはさらにシャッタを閉じて録画、転送中に余計な光束が撮像素子１１１に入射しないようにしている。
【００３０】
ここで、図３に図示するように第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃの内部を通り、撮像素子１１１に入射する光束の光路１１ｂを光学主光軸１１ｂと呼び、撮影光軸１１ａとは区別することにする。
【００３１】
再び図１に戻り、第２のレンズ１３ｂは矢印１３ｂ1の方向に、モータなどの図示しないアクチュエータで駆動され、それに応じて第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃで構成されるズーム光学系１３の焦点距離を変更する。また第３のレンズ１３ｃは矢印１３ｃ1の方向に、図示しない電磁式のアクチュエータで駆動され、ズーム光学系１３のピント調節（焦点調節）を行う。
【００３２】
１４は撮影主被写体が暗いときなど必要に応じて閃光して主被写体を照射し、露光の補助を行う閃光手段であるストロボである。そのストロボに閃光エネルギを供給するメインコンデンサ１９は、ズーム光学系１３に対してストロボ１４とは反対の面に配置されている。これは図３を見て分かるようにズーム光学系１３は、カメラ１２の形状に対して斜めになっているので、その右上の隅と左下の隅に空間ができる。このためその部分に各々ストロボ１４とメインコンデンサ１９を配置することで、カメラ全体の小型化を図るものである。
【００３３】
ここで説明しているように反射を繰り返すことで撮影光束を撮像素子に導く反射光学系において、レンズを複数設け、その出射面（第２屈折面）と入射面（第１屈折面）を対向させていくと、各レンズは階段状にずれてゆき、図４に示すように全体で斜めの光学系になる。そのような光学系をカメラ内部に効率的に配置しようとすると、比較的小型でかつ配置自由度の高いストロボとメインコンデンサをその光学系の両端隅に配置することが最も好ましい。すなわち図４において、空間１１２にはストロボ１４と撮像素子１１１を配置し、空間１１３にはプリズム１３ａ２とメインコンデンサの一部を配置することで、スペース効率を上げてカメラの小型化を図っている。
【００３４】
１５は液晶素子であり、図２に示すようにカメラの背面に液晶で撮影時の被写体の様子や撮影後の画像を表示する。１６はカメラのメイン基板であり、撮像素子１１１からの信号を処理する映像処理回路やカメラの動作を制御するカメラマイコンなどが実装されている。液晶素子１５やメイン基板１６は共に面積が広いが厚みが薄いので、カメラ背面に並べて配置することでカメラの小型化を図っている。かつ液晶素子１５はズーム光学系の背面に配置するので、撮影窓１３ａ1と液晶表示１５とのずれをなくし、撮影時の違和感を少なくしている。
【００３５】
１７は電池１８からの電力を必要に応じて昇圧するＤＣ／ＤＣ変換基板であり、ストロボ１４の制御基板も兼ねている。ＤＣ／ＤＣ変換基板１７は昇圧のための素子が多く実装されているので、その体積は大きい。
【００３６】
図１のカメラにおける厚み方向に大きな部品を順番に並べると、つぎの通りである。
１．ＤＣ／ＤＣ変換基板１７
２．電池１８
３．ズーム光学系１３
また、それらの中で投影面積の大きな部品の順に並べると、つぎの通りである。
１．電池１８
２．ズーム光学系１３
３．ＤＣ／ＤＣ変換基板１７
【００３７】
したがって、それらの順番を考慮するとＤＣ／ＤＣ変換基板１７とズーム光学系１３を縦に並べてカメラに向かって右側に配置し、電池１８を左側に配置し、さらにズーム光学系１３の後に液晶素子１５を配置し、電池１８の後にメイン基板１６を配置し、ＤＣ／ＤＣ変換基板１７の後には何も配置しない構成が最もカメラを小型にできる。
【００３８】
別言すれば、ズーム光学系１３とＤＣ／ＤＣ変換基板１７を同一平面内に並べ、その後に液晶素子１５を配置して第１のユニットとし、電池１８とメイン基板１６で第２のユニットを構成し、第１のユニットと第２のユニットを同一平面内に並べて配置する構成にしたのでカメラの薄型化を行うことができる。
【００３９】
さらに他の言い方では、図３のようにジグザグに進む撮影主光軸１１ｂを含む第１の面（図３の紙面方向）と、電池１８の最大投影面積を含む第２の面（図３の紙面方向）を並べて配置する。このように配置することで、それぞれの面が、撮影方向１１ａに対して重ならないようにしカメラの小型化を図っている。
【００４０】
なお、図１０においても電池４８と撮影光学系４３は、カメラ４２の平面内（図１ｃの紙面方向）に並べて配置してある。しかしながら、従来の光学系においてはワイド側のズームにすると前玉径が大きくなり、撮影光学系４３全てをカメラの厚み内に収めようとするとカメラが厚くなってしまう。そこで図１０のように撮影光学系４３の部分のみカメラを厚くするが、それでは薄いスペースにカメラを収納して持ち運ぶことができなくなる。本発明のようにOff−Axial光学系ではワイド系にしても前玉径が大きくならないことを利用して、ズーム光学系１３全てをカメラに内包してもカメラに不要な出っ張りが生じない。
【００４１】
この場合、ズーム光学系１３の光学主光軸１１ｂの延長上に撮影被写体が来るような配置を考えると、図１０のようにカメラを横型に薄い形態にしなければならない。そこでズーム光学系１３の先端に、光学主光軸１１ｂを直角に曲げることで撮影光軸１１ａにするプリズム１３ａ2を設ける。そして第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃにより平面方向に広がるズーム光学系１３を縦型に配置し、その上で電池１８と共通の平面内で並列に配置している。
【００４２】
これにより自然にカメラを構える位置で撮影を行えるので、手ブレも少なくなり、かつカメラを構えた状態で液晶素子１５の表示が見えるので、図１０のようなリトラクタブルベース４７が不要になり、カメラを薄型にすることができる。
【００４３】
さらに図２で分かるようにメイン基板１６より後方には、撮影した画像を記録しておくための記録媒体１１０を配置している。記録媒体１１０を図２の位置に配置している理由は、つぎの通りである。
１．メイン基板のそばに配置することで、配線を短くできる。
２．記録媒体１１０の配置してある面だけカメラの外装を盛り上げることで、撮影者がカメラを構えたときの指掛りができ、カメラをホールドし易くなる。
３．電池の交換と記録媒体の取出し、挿入を共通の蓋で行えるので、カメラが小型にできる。
【００４４】
図５は、カメラを底面側からみた背面図である。カメラ本体１２の蓋１２ａを開口すると、電池１８およびコンパクトフラッシュ（Ｒ）などの記録媒体１１０が交換可能になっている。図５から分かるように蓋１２ａが電池１８と記録媒体１１０の交換用に共通で１つになっている。これにより小型化が図れるばかりでなく、カメラの密閉性も高くできるので、水分やゴミのカメラ内部への進入を防ぐことができて信頼性の高いカメラとなる。
【００４５】
さらに記録媒体１１０と電池１８に挟まれた空間には、メイン基板１６が配置してあり、そのメイン基板の蓋１２ａ近傍にはＵＳＢ接続などのデジタル接続端子１１４が設けられ、蓋１２ａがその端子を保護する構成になっている。そのため端子保護用の特別な蓋が不要になり、カメラ全体を小型にできている。このように電池１８とメイン基板１６と記録媒体１１０を重ねて配置してあるので、蓋１２ａを共通化でき、カメラ全体を小型にできている。
【００４６】
なお、ズーム光学系１３の配置は図３の例に限らず、たとえば図６のようにズーム光学系１３を図３の場合と比べて縦軸線対称に配置してもよい。この場合でもストロボ１４とメインコンデンサ１９は、ズーム光学系１３を挟むように各隅に配置することで、カメラの小型化を図ることができる。
【００４７】
以上のように光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、電源１８と光学系１３を同一平面上に並列に配置し、光学装置（カメラ１２）は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路（メイン基板１６）と、処理回路で処理した信号を表示する表示素子（液晶素子１５）を有し、処理回路（メイン基板１６）と表示素子（液晶素子１５）は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路（メイン基板１６）の撮影者側に処理回路（メイン基板１６）で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００４８】
また、光学装置（カメラ１２）は同一平面上に光学系を複数設けて（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）ズーム光学系１３を構成することで、カメラ要素を最適配置にでき小型化を行っている。
【００４９】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する光学装置（カメラ１２）であって、その光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する第１のユニットと、光学装置を駆動する電源１８を有する第２のユニットを撮影被写体に向かう光軸１１ａ１と直交する方向に並べて光学装置（カメラ１２）の筐体内に配置することで、カメラの小型化を行っている。
【００５０】
また、光束が１つの屈折面１３ａ3から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面１３ｃ3から外部へ射出するように構成した光学部材（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）を複数有するズーム光学系１３と、そのズーム光学系１３から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、ズーム光学系１３内の主光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む平面と電源１８の長手方向を揃えて配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００５１】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む第１の面と電源１８の最大投影面積を含む第２の面が平行で、かつ第１の面と第２の面を光学装置の撮影方向に対して重ならないように配置することで、カメラの小型化を行っている。
【００５２】
また、撮影被写体からの光束を略直角に折り曲げる第１の光学系（プリズム１３ａ2）と、第１の光学系（プリズム１３ａ2）の光束が屈折面（１３ａ3，１３ｂ2、１３ｃ2）から内部へ入射し、複数の反射面で反射を繰り返し別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した第２の光学系（第１の光学系１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃなど）と、第２の光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源を筐体内に内包する光学装置１２において、 電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を撮影被写体からの光束に対して略垂直な平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００５３】
また、光学装置は同一平面上に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００５４】
また、撮影被写体からの光束を第１屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射させ、内部で光束を略直角に折り曲げた後に複数の反射面で反射を繰り返し第２屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ、１３ｃ）と、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、撮影被写体からの光束と略垂直な第１の平面１１ｃと、第１の平面に平行な第２の平面１１ｄに挟まれた光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内の光路を光束が複数の反射を繰り返し、第２屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から第１あるいは第２の平面に平行に光束は外部へ射出した後撮像素子１１１に結像し、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと平行な平面上に並列に、あるいは電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄで挟まれる空間内に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は第１の平面１１ｃより撮影者側の第２の平面１１ｄ内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体を１１０を配置する。
【００５５】
また、光学装置１２は第１平面１１ｃと第２平面１１ｄの間に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を行っている。
【００５６】
また、被写体からの光束をカメラ１２に導く撮影光軸１１ａと、カメラ１２の筐体の所定の平面内（平面１１ｃ，１１ｄ）において複数の方向に広がる第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内光軸（光学主光軸１１ｂ）と、撮影光軸１１ａに沿う光束を略直角に偏光して光学主光軸１１ｂに導く第２の光学系（プリズム１３ａ２）と、第２の光学系（１３ａ２）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８の平面方向を所定の平面に沿わせ、第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と電源１８を所定の平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は所定平面より撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００５７】
また、光学装置１２は所定平面上に第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００５８】
また、被写体からの光束を撮像素子１１１に導く光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８と、撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０とを筐体内に内包する光学装置１２において、電池１８と処理回路１６と記録媒体１１０を重なるように配置し、電池18交換用の蓋および記録媒体１１０交換用の蓋および処理回路１６に設けられる外部機器との接続端子１１４の保護カバーを共通化することで、カメラの小型化を図っている。
【００５９】
（第２の実施形態）
つぎに、本発明の第２の実施形態を説明する。図７は本発明の第２の実施形態を示す図であり、第１の実施形態と異なり電池１８は光学系１３の下面に配置され、それに伴いメイン基板１６は光学系１３の下面で、電池１８の後方に配置されている。メインコンデンサ１９は第１のレンズ１３ａと第２のレンズ１３ｂの間に配置され、ストロボ１４は第２のレンズ１３ｂと第３のレンズ１３ｃの間に配置されている。また、記録媒体１１０はＤＣ／ＤＣ変換基板１７の後方に配置される。
【００６０】
この光学系においては第２のレンズは固定され、光学系のズーム動作は行わなわず、第３のレンズ１３ｃのみが駆動されてフォーカス調整を行う。そしてストロボ１４とメインコンデンサ１９で光学系（第２のレンズ１３ｂ）を挟んでいる点は第１の実施形態と同じであるが、ストロボ１４とメインコンデンサ１９が第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃで構成される撮影光学系内に入り込んでいる点が第１の実施形態と異なる。
【００６１】
また、電池１８は光学系１３の下面に配置されているが、光学系１３と同一の平面上に配置されているので、カメラが厚くなってしまうことはない。ここで説明しているOff‐Axial光学系は、その反射面の設計上レンズが弓なり形状になりスペース効率が低くなってしまうが、この例のようにレンズの湾曲（第１のレンズ１３ａ）とメインコンデンサ１９の円筒部を沿わせるように配置することで、そのスペースの有効活用が行える。
【００６２】
以上のように光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し、別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、電源１８と光学系１３を同一平面上に並列に配置し、光学装置（カメラ１２）は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路（メイン基板１６）と、処理回路で処理した信号を表示する表示素子（液晶素子１５）を有し、処理回路（メイン基板１６）と表示素子（液晶素子１５）は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路（メイン基板１６）の撮影者側に処理回路（メイン基板１６）で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００６３】
また、光学装置（カメラ１２）は同一平面上に前記光学系を複数設けて（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）ズーム光学系１３を構成させることで、カメラ要素を最適配置にでき小型化を行っている。
【００６４】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する光学装置（カメラ１２）であって、その光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する第１のユニットと、光学装置を駆動する電源１８を有する第２のユニットを撮影被写体に向かう光軸１１ａ１と直交する方向に並べて光学装置（カメラ１２）の筐体内に配置することで、カメラの小型化を行っている。
【００６５】
また、光束が１つの屈折面１３ａ３から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面１３ｃ３から外部へ射出するように構成した光学部材（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）を複数有するズーム光学系１３と、そのズーム光学系１３から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、ズーム光学系１３内の主光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む平面と電源１８の長手方向を揃えて配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００６６】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む第１の面と電源１８の最大投影面積を含む第２の面が平行で、かつ第１の面と第２の面を光学装置の撮影方向に対して重ならないように配置することで、カメラの小型化を行っている。
【００６７】
また、撮影被写体からの光束を略直角に折り曲げる第１の光学系（プリズム１３ａ2）と、第１の光学系（プリズム１３ａ2）の光束が屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部へ入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した第２の光学系（第１の光学系１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃなど）と、第２の光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を撮影被写体からの光束に対して略垂直な平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００６８】
また、光学装置は同一平面上に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００６９】
また、撮影被写体からの光束を第１の屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射させ、内部で光束を略直角に折り曲げた後に、複数の反射面で反射を繰り返して第２の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ、１３ｃ）と、光学系（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、撮影被写体からの光束と略垂直な第１の平面１１ｃと、第１の平面に平行な第２の平面１１ｄに挟まれた光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内の光路を光束が複数の反射を繰り返し、第２の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から第１あるいは第２の平面に平行に光束は外部へ射出した後撮像素子１１１に結像し、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと平行な平面上に並列に或いは電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄで挟まれる空間内に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は第１の平面１１ｃよりも撮影者側の第２の平面１１ｄ内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に前記処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体を１１０を配置する。
【００７０】
また、光学装置１２は第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄの間に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００７１】
また、被写体からの光束をカメラ１２に導く撮影光軸１１ａと、カメラ１２の筐体の所定の平面内（平面１１ｃ，１１ｄ）において複数の方向に広がる第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内光軸（光学主光軸１１ｂ）と、撮影光軸１１ａに沿う光束を略直角に偏光して光学主光軸１１ｂに導く第２の光学系（プリズム１３ａ2）と、第２の光学系（１３ａ2）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８の平面方向を所定の平面に沿わせ、第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と電源１８を所定の平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は所定平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００７２】
また、光学装置１２は所定平面上に第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００７３】
（第３の実施形態）
つぎに、本発明の第３の実施形態を説明する。図８は本発明の第３の実施形態を示している。この実施形態では電池１８が直方体ではなく、円筒である点が第１の実施形態と異なっている。
【００７４】
この例においても電池１８は第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄに挟まれた平面内に収まっており、光学系１３もその平面内に収めることでカメラの厚みが増大することを防いでいる。このような円筒形の電池の場合、たとえば図１０に示した従来の光学系のカメラにおいても、電池の軸と光学系の撮影光軸を平行にして配置することで、カメラ全体の薄型化が図れる。
【００７５】
しかしながら、このような形態はカメラを構えても手ブレし易く、かつ液晶などの表示素子４５を撮影の度に矢印４７方向に起こさなくてはならず、取扱いが面倒である。そこで通常カメラを構える形態での薄型化を図るために、Off‐Axial光学系においてその撮影主光軸をカメラの平面に揃え、その撮影主光軸をわざわざプリズム１３ａ2で直角に曲げている。
【００７６】
そのために図８に示すように自然な形態で撮影ができ、撮影時に自然に表示素子１５を観察できる。そして図１０のようなリトラクタブルベース４６が不要になってカメラが薄くできるばかりでなく、軽量化、コストダウンさらには信頼性向上も図れる。さらに撮影時にわざわざ表示素子を倒す必要もないので、カメラの取扱いも円滑にできる。
【００７７】
Off‐Axial光学系は前玉の径を小さくすることができるので、プリズムやミラーなどを前玉の前に設けて撮影光軸を曲げる場合においても、その体積をかなり小型にできる。こにより撮影光軸を曲げるためにカメラが大型になってしまうことはなく、レイアウトの自由度はかなり高い。
【００７８】
図８では電池１８は撮影光学系１３の横に並んでいるが、これに限られるものではない。たとえば、図９のように撮影光学系１３の下面に電池１８を配置しても、その電池１８が撮影光学系１３と同一の平面内に配置されていれば、カメラの厚みが増大することはない。
【００７９】
図９においては撮影光学系は第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ、第４のレンズ１３ｄの４枚で構成されている。このような場合においては間の２枚のレンズ１３ｂ，１３ｄを、図９のように配置すれば、第１のレンズ１３ａと第３のレンズ１３ｃが階段状にずれることがなくなる。そしてそのような場合において、第２のレンズ１３ｂと第４のレンズ１３ｄの上下の空間は、第１のレンズ１３ａと第３のレンズ１３ｃに挟まれてデッドスペースとなる。
【００８０】
しかし、そこにストロボ１４およびメインコンデンサ１９を第２のレンズ１３ｂ、第４のレンズ１３ｄを挟むように配置すれば、スペースの有効利用が図れ、カメラを小型化できる。このようにストロボ１４とメインコンデンサ１７の対の部品で、Off−Axial光学系を挟むような配置を行えば、カメラ全体の小型化を図ることができる。
【００８１】
以上のように光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、電源１８と光学系１３を同一平面上に並列に配置し、光学装置（カメラ１２）は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路（メイン基板１６）と、処理回路で処理した信号を表示する表示素子（液晶素子１５）を有し、処理回路（メイン基板１６）と表示素子（液晶素子１５）は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路（メイン基板１６）の撮影者側に処理回路（メイン基板１６）で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００８２】
また、光学装置（カメラ１２）は同一平面上に光学系を複数設けて（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）、ズーム光学系１３を構成させることで、カメラ要素を最適に配置にでき、小型化を図っている。
【００８３】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する光学装置（カメラ１２）であって、その光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する第１のユニットと、光学装置を駆動する電源１８を有する第２のユニットを撮影被写体に向かう光軸１１ａ１と直交する方向に並べて光学装置（カメラ１２）の筐体内に配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００８４】
また、光束が１つの屈折面１３ａ3から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面１３ｃ3から外部へ射出するように構成した光学部材（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）を複数有するズーム光学系１３と、そのズーム光学系１３から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、ズーム光学系１３内の主光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む平面と電源１８の長手方向を揃えて配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００８５】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む第１の面と電源１８の最大投影面積を含む第２の面が平行で、かつ第１の面と第２の面を光学装置の撮影方向に対して重ならないように配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００８６】
また、撮影被写体からの光束を略直角に折り曲げる第１の光学系（プリズム１３ａ2）と、第１の光学系（プリズム１３ａ2）の光束が屈折面（１３ａ3、１３ｂ2、１３ｃ2）から内部へ入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した第２の光学系（第１の光学系１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃなど）と、第２の光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を撮影被写体からの光束に対して略垂直な平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００８７】
また、光学装置は同一平面上に前記光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００８８】
また、撮影被写体からの光束を第１の屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射させ、内部で光束を略直角に折り曲げた後に複数の反射面で反射を繰り返して第２の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ、１３ｃ）と、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、撮影被写体からの光束と略垂直な第１の平面１１ｃと、第１の平面に平行な第２の平面１１ｄに挟まれた光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内の光路を光束が複数の反射を繰り返し、第２の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から第１或いは第２の平面に平行に光束は外部へ射出した後、撮像素子１１１に結像し、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと平行な平面上に並列に或いは電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄで挟まれる空間内に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は第１の平面１１ｃよりも撮影者側の第２の平面１１ｄ内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体を１１０を配置する。
【００８９】
また、光学装置１２は第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄの間に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００９０】
また、被写体からの光束をカメラ１２に導く撮影光軸１１ａと、カメラ１２の筐体の所定の平面内（平面１１ｃ，１１ｄ）において複数の方向に広がる第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内光軸（光学主光軸１１ｂ）と、撮影光軸１１ａに沿う光束を略直角に偏光して光学主光軸１１ｂに導く第２の光学系（プリズム１３ａ2）と、第２の光学系（１３ａ2）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８の平面方向を所定の平面に沿わせ、第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と電源１８を所定の平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は所定平面より撮影者側の平面内に並列に配置し、且つ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００９１】
また、光学装置１２は所定平面上に第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、小型化を図っている。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ワイド側に高倍率化しても、テレ側に高倍率化しても、撮像装置のサイズが極端に大型化することがない撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における正面斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における背面斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における配置構成を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における底面斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における別の形態の平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における正面斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における別の形態の平面図である。
【図１０】従来のカメラ形態を示す斜視図である。
【図１１】従来の光学系の説明図である。
【図１２】従来の別のカメラ形態を示す沈胴時の斜視図である。
【図１３】従来の別のカメラ形態におけるスタンバイ時の斜視図である。
【符号の説明】
１１ａ 撮影光軸
１１ｂ 光学主光軸
１１ｃ 第１の平面
１１ｄ 第２の平面
１２ カメラ本体
１２ａ 蓋
１３ 光学系（ズーム光学系）（第２の光学系）
１３ａ 第１のレンズ
１３ａ1 撮影窓
１３ａ2 プリズム（第１の光学系）
１３ａ3 第１の屈折面
１３ａ4 第２の屈折面
１３ｂ 第２のレンズ
１３ｂ1 ズーム方向
１３ｂ2 第１の屈折面
１３ｂ3 第２の屈折面
１３ｃ 第３のレンズ
１３ｃ1 フォーカス方向
１３ｃ2 第１屈折面
１３ｃ3 第２屈折面
１３ｄ 第４レンズ
１３ｄ1 第１屈折面
１３ｄ2 第２屈折面
１４ ストロボ
１５ 表示素子（液晶表示板、ＬＣＤ）
１６ メイン基板（処理回路）
１７ ＤＣ／ＤＣ変換基板
１８ 電池
１９ メインコンデンサ
１１０ 記録媒体（メモリカード）
１１１ 撮像素子（ＣＣＤ）
１１２ 空間
１１３ 空間
１１４ 接続端子
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置に関し、特に入射された光束を内部で繰り返し反射させて出射するレンズを複数備えた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラなどの撮像装置には、所望の撮影範囲が得られるように、ズームレンズ機構が設けられている。たとえば図１０は、従来のデジタルカメラの斜視図である。撮影光学系４３は図１１に示すように物体側から第１のレンズ４３ａ、第２のレンズ４３ｂ、第３のレンズ４３ｃ、第４のレンズ４３ｄで構成されている。第２のレンズ４３ｂを光軸４１の方向に移動させることで撮影光学系のズーム動作を行い、第４のレンズ４３ｄを光軸４１方向に移動させることで焦点調節が行われる。
【０００３】
第４のレンズ４３ｄの後方の光軸上には、光学ローパスフィルタ４１０およびＣＣＤなどの撮像素子４１１が順次配置されている。第１レンズ４３ａ、第３レンズ４３ｃおよび光学ローパスフィルタ４１０、撮像素子４１１は、図示しない鏡筒に支持される。これに対して第２レンズ４３ｂ、第４レンズ４３ｄは軸支持により鏡筒内を光軸４１方向にのみ移動可能に支持され、各々専用のアクチュエータによりズーム、フォーカスの調節のために駆動される。鏡筒は図１０のカメラ本体４２内に内包され、第１のレンズ４３ａのみ外部に露出している。
【０００４】
４４は閃光手段であるストロボであり、撮影被写体が暗いときなど必要に応じて発光して、撮影が良好に行われるようにする。４５はＬＣＤなどの液晶素子であり、撮影前の被写体の状態の観察や撮影した像の観察を液晶素子４５により行なえるようになっている。このカメラではカメラの厚み方向を撮影光軸４１に沿わせて撮影する形態なので、実際に撮影を行なうときに液晶素子４５を見て被写体の状態を観察し難い。
【０００５】
そこで、液晶素子４５はリトラクタブルベース４６上に設けられており、リトラクタブルベース４６がカメラ４２に対して、矢印４７方向に跳ね上がるように構成されている。これにより撮影時に液晶素子４５を観察しながら、構図を定めることができるようになっている。電池４８は矢印４９方向からカメラ４２に収納するようになっており、レンズの長手方向を含む平面（カメラ４２の平面）と電池４８の平面が揃っているために薄型化できている。
【０００６】
このような形態にすると撮影光学系の変倍比を大きくしても、カメラの厚みをさほど厚くすることがない等のメリットがある。そのことを図１２および図１３を用いて説明する。
図１２は、最も一般的なレイアウトのカメラの斜視図である。図１２は撮影光学系が沈胴技術により沈胴した状態であるが、実際の撮影時には図１３のようにカメラ５２に対して撮影光学系５３が繰り出してくる。なお、ここで５４は閃光手段であるストロボであり、５５はファインダ窓である。
【０００７】
このような配置において撮影光学系の変倍比を大きくし、望遠系のズームレンズにしてゆくと、図１３の撮影光学系５３の全長が長くなる。全長が長くなると、それらを沈胴させた後の長さもさほど短くできなくなる。つまり、沈胴および繰出し動作を行うためには、撮影光学系を支持する鏡筒を幾層もの層構造にしなくてはならない。それらの層を増やしてゆけば、全長に対する沈胴長さは短くできそうであるが、実際には鏡筒剛性や各層間のオーバラップ量の確保の問題で制限がかかり、沈胴長さを短くできなくなってくる。そのために図１２、図１３の形態では撮影光学系の変倍比を大きくし、望遠系の撮影光学系にしてゆくと、次第にカメラの厚みが厚くなってしまう。
【０００８】
また、図１０の形態においても図１１で分かるように、撮影光学系の前玉である第１のレンズ４３ａはその径はかなり大きくなってしまう。これは撮影光学系のワイド側の焦点距離における光束を確保するために必要な径である。図１０の形態においても撮影光学系の変倍比を大きくしてゆくと（特にワイド側に）、第１のレンズ４３ａの径が増大し、それを内包するためにカメラ４２の厚みは厚くなってくる問題もある。そのために図１０の形態は、特に望遠側のズーム光学系には適したレイアウトにはなっているが、ワイド側のズームには適した形態ではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、メモリ、マイコンあるいは映像処理ＩＣなどの半導体チップの進歩により、カメラの形態はその小型化および高性能化がさらに進められている。しかしながら従来例で説明したように、撮影光学系はカメラの小型化に制限をかけている。また、上述のＩＣや撮像素子を駆動するために電力消費量が大きくなってきていることから、大型の電池を搭載する必要があり、電池の大きさも小型化を妨げる原因となっている。
【００１０】
たとえば、前述した図１０のカメラ形態においてはズームをワイド側に高倍化しようとすると、カメラ４２の厚みが厚くなってしまう。また、逆に図１２のカメラ形態ではズームをテレ側に高倍化しようとすると、カメラ５２の厚みが厚くなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、ワイド側に高倍率化しても、テレ側に高倍率化しても、撮像装置のサイズが極端に大型化することがない撮像装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、被写体からの光束を折り曲げて出射するプリズムと、前記プリズムから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第１のレンズと、前記第１のレンズから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第２のレンズと、前記第２のレンズから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第３のレンズと、前記第３のレンズから出射した光束が結像する撮像素子とを備え、前記第２のレンズから出射した光束が前記第３のレンズに入射する領域よりも外側に位置する第１の空間にて、前記プリズムから出射した光束が前記第１のレンズに入射するように、前記プリズムを配置するとともに、前記第１のレンズから出射した光束が前記第２のレンズに入射する領域よりも外側に位置する第２の空間にて、前記第３のレンズから出射した光束が結像するように、前記撮像素子を配置することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基き、本発明の好適な実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１および図２は本発明の実施例のデジタルカメラの斜視図であり、図１はカメラを正面から見た図、図２は背面から見た図である。被写体に向かう撮影撮影光軸１１ａに対して垂直な平面に沿う形状のカメラ本体１２は、撮影光学系１３をその内部に保持している。
【００２６】
撮影光学系１３は第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃにより構成されている。さらに撮影光軸１１ａに沿う被写体からの光束をカメラ内部に取り入れる撮影窓１３ａ1と、その取り入れた光束を直角に折り曲げ、第１のレンズ１３ａの屈折面より第１のレンズ１３ａの内部に入射させるプリズム１３ａ2を有している。なお、プリズム１３ａ2は、第１のレンズ１３ａに対して別体に設けて各々カメラ本体１２に支持されるように図示されているが、第１のレンズ１３ａと一体的に形成してもよく、たとえば硝子モールド技術で一体に成形したり、あるいはプリズム１３ａ2と第１のレンズ１３ａは各々別体で作成し、それらを貼り合せて一体にしてもよい。
【００２７】
撮影光束について図３を用いて説明する。第１のレンズ１３ａの第１屈折面１３ａ3から入射した光束は、その内部で第１のレンズ１３ａの各壁で複数回反射を繰り返した後に、第２屈折面１３ａ4より出射する。その後、第２のレンズ１３ｂの第１屈折面１３ｂ2より第２のレンズ１３ｂ内部に光束が入射され、第２のレンズ１３ｂの各壁で複数回反射を繰り返した後に、第２屈折面１３ｂ3より光束は出射する。さらに第３のレンズ１３ｃの第１屈折面１３ｃ2より第３のレンズ１３ｃ内部に光束が入射され、第３のレンズ１３ｃの各壁で複数回反射を繰り返した後に、第２屈折面１３ｃ3より光束は出射する。
【００２８】
第３のレンズ１３ｃの第２屈折面１３ｃ3から出射した光束は、その延長線上に配置されたＣＣＤなどの撮像素子１１１に結像する。ＣＣＤ１１１には光学ローパスフィルタ（図示せず）が一体に設けられており、撮影像の光学ノイズを減衰させている。
【００２９】
また、第３のレンズ１３ｃの第１屈折面１３ｃ2には、光束を制御する絞りと光束を遮断するシャッタ（共に図示せず）が設けられている。そして、撮影被写体の明るさに応じて絞りを駆動することで、撮像素子１１１に入射する撮影光束の明るさが適切になるようにしており、撮影後にはさらにシャッタを閉じて録画、転送中に余計な光束が撮像素子１１１に入射しないようにしている。
【００３０】
ここで、図３に図示するように第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃの内部を通り、撮像素子１１１に入射する光束の光路１１ｂを光学主光軸１１ｂと呼び、撮影光軸１１ａとは区別することにする。
【００３１】
再び図１に戻り、第２のレンズ１３ｂは矢印１３ｂ1の方向に、モータなどの図示しないアクチュエータで駆動され、それに応じて第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃで構成されるズーム光学系１３の焦点距離を変更する。また第３のレンズ１３ｃは矢印１３ｃ1の方向に、図示しない電磁式のアクチュエータで駆動され、ズーム光学系１３のピント調節（焦点調節）を行う。
【００３２】
１４は撮影主被写体が暗いときなど必要に応じて閃光して主被写体を照射し、露光の補助を行う閃光手段であるストロボである。そのストロボに閃光エネルギを供給するメインコンデンサ１９は、ズーム光学系１３に対してストロボ１４とは反対の面に配置されている。これは図３を見て分かるようにズーム光学系１３は、カメラ１２の形状に対して斜めになっているので、その右上の隅と左下の隅に空間ができる。このためその部分に各々ストロボ１４とメインコンデンサ１９を配置することで、カメラ全体の小型化を図るものである。
【００３３】
ここで説明しているように反射を繰り返すことで撮影光束を撮像素子に導く反射光学系において、レンズを複数設け、その出射面（第２屈折面）と入射面（第１屈折面）を対向させていくと、各レンズは階段状にずれてゆき、図４に示すように全体で斜めの光学系になる。そのような光学系をカメラ内部に効率的に配置しようとすると、比較的小型でかつ配置自由度の高いストロボとメインコンデンサをその光学系の両端隅に配置することが最も好ましい。すなわち図４において、空間１１２にはストロボ１４と撮像素子１１１を配置し、空間１１３にはプリズム１３ａ２とメインコンデンサの一部を配置することで、スペース効率を上げてカメラの小型化を図っている。
【００３４】
１５は液晶素子であり、図２に示すようにカメラの背面に液晶で撮影時の被写体の様子や撮影後の画像を表示する。１６はカメラのメイン基板であり、撮像素子１１１からの信号を処理する映像処理回路やカメラの動作を制御するカメラマイコンなどが実装されている。液晶素子１５やメイン基板１６は共に面積が広いが厚みが薄いので、カメラ背面に並べて配置することでカメラの小型化を図っている。かつ液晶素子１５はズーム光学系の背面に配置するので、撮影窓１３ａ1と液晶表示１５とのずれをなくし、撮影時の違和感を少なくしている。
【００３５】
１７は電池１８からの電力を必要に応じて昇圧するＤＣ／ＤＣ変換基板であり、ストロボ１４の制御基板も兼ねている。ＤＣ／ＤＣ変換基板１７は昇圧のための素子が多く実装されているので、その体積は大きい。
【００３６】
図１のカメラにおける厚み方向に大きな部品を順番に並べると、つぎの通りである。
１．ＤＣ／ＤＣ変換基板１７
２．電池１８
３．ズーム光学系１３
また、それらの中で投影面積の大きな部品の順に並べると、つぎの通りである。
１．電池１８
２．ズーム光学系１３
３．ＤＣ／ＤＣ変換基板１７
【００３７】
したがって、それらの順番を考慮するとＤＣ／ＤＣ変換基板１７とズーム光学系１３を縦に並べてカメラに向かって右側に配置し、電池１８を左側に配置し、さらにズーム光学系１３の後に液晶素子１５を配置し、電池１８の後にメイン基板１６を配置し、ＤＣ／ＤＣ変換基板１７の後には何も配置しない構成が最もカメラを小型にできる。
【００３８】
別言すれば、ズーム光学系１３とＤＣ／ＤＣ変換基板１７を同一平面内に並べ、その後に液晶素子１５を配置して第１のユニットとし、電池１８とメイン基板１６で第２のユニットを構成し、第１のユニットと第２のユニットを同一平面内に並べて配置する構成にしたのでカメラの薄型化を行うことができる。
【００３９】
さらに他の言い方では、図３のようにジグザグに進む撮影主光軸１１ｂを含む第１の面（図３の紙面方向）と、電池１８の最大投影面積を含む第２の面（図３の紙面方向）を並べて配置する。このように配置することで、それぞれの面が、撮影方向１１ａに対して重ならないようにしカメラの小型化を図っている。
【００４０】
なお、図１０においても電池４８と撮影光学系４３は、カメラ４２の平面内（図１ｃの紙面方向）に並べて配置してある。しかしながら、従来の光学系においてはワイド側のズームにすると前玉径が大きくなり、撮影光学系４３全てをカメラの厚み内に収めようとするとカメラが厚くなってしまう。そこで図１０のように撮影光学系４３の部分のみカメラを厚くするが、それでは薄いスペースにカメラを収納して持ち運ぶことができなくなる。本発明のようにOff−Axial光学系ではワイド系にしても前玉径が大きくならないことを利用して、ズーム光学系１３全てをカメラに内包してもカメラに不要な出っ張りが生じない。
【００４１】
この場合、ズーム光学系１３の光学主光軸１１ｂの延長上に撮影被写体が来るような配置を考えると、図１０のようにカメラを横型に薄い形態にしなければならない。そこでズーム光学系１３の先端に、光学主光軸１１ｂを直角に曲げることで撮影光軸１１ａにするプリズム１３ａ2を設ける。そして第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃにより平面方向に広がるズーム光学系１３を縦型に配置し、その上で電池１８と共通の平面内で並列に配置している。
【００４２】
これにより自然にカメラを構える位置で撮影を行えるので、手ブレも少なくなり、かつカメラを構えた状態で液晶素子１５の表示が見えるので、図１０のようなリトラクタブルベース４７が不要になり、カメラを薄型にすることができる。
【００４３】
さらに図２で分かるようにメイン基板１６より後方には、撮影した画像を記録しておくための記録媒体１１０を配置している。記録媒体１１０を図２の位置に配置している理由は、つぎの通りである。
１．メイン基板のそばに配置することで、配線を短くできる。
２．記録媒体１１０の配置してある面だけカメラの外装を盛り上げることで、撮影者がカメラを構えたときの指掛りができ、カメラをホールドし易くなる。
３．電池の交換と記録媒体の取出し、挿入を共通の蓋で行えるので、カメラが小型にできる。
【００４４】
図５は、カメラを底面側からみた背面図である。カメラ本体１２の蓋１２ａを開口すると、電池１８およびコンパクトフラッシュ（Ｒ）などの記録媒体１１０が交換可能になっている。図５から分かるように蓋１２ａが電池１８と記録媒体１１０の交換用に共通で１つになっている。これにより小型化が図れるばかりでなく、カメラの密閉性も高くできるので、水分やゴミのカメラ内部への進入を防ぐことができて信頼性の高いカメラとなる。
【００４５】
さらに記録媒体１１０と電池１８に挟まれた空間には、メイン基板１６が配置してあり、そのメイン基板の蓋１２ａ近傍にはＵＳＢ接続などのデジタル接続端子１１４が設けられ、蓋１２ａがその端子を保護する構成になっている。そのため端子保護用の特別な蓋が不要になり、カメラ全体を小型にできている。このように電池１８とメイン基板１６と記録媒体１１０を重ねて配置してあるので、蓋１２ａを共通化でき、カメラ全体を小型にできている。
【００４６】
なお、ズーム光学系１３の配置は図３の例に限らず、たとえば図６のようにズーム光学系１３を図３の場合と比べて縦軸線対称に配置してもよい。この場合でもストロボ１４とメインコンデンサ１９は、ズーム光学系１３を挟むように各隅に配置することで、カメラの小型化を図ることができる。
【００４７】
以上のように光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、電源１８と光学系１３を同一平面上に並列に配置し、光学装置（カメラ１２）は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路（メイン基板１６）と、処理回路で処理した信号を表示する表示素子（液晶素子１５）を有し、処理回路（メイン基板１６）と表示素子（液晶素子１５）は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路（メイン基板１６）の撮影者側に処理回路（メイン基板１６）で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００４８】
また、光学装置（カメラ１２）は同一平面上に光学系を複数設けて（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）ズーム光学系１３を構成することで、カメラ要素を最適配置にでき小型化を行っている。
【００４９】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する光学装置（カメラ１２）であって、その光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する第１のユニットと、光学装置を駆動する電源１８を有する第２のユニットを撮影被写体に向かう光軸１１ａ１と直交する方向に並べて光学装置（カメラ１２）の筐体内に配置することで、カメラの小型化を行っている。
【００５０】
また、光束が１つの屈折面１３ａ3から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面１３ｃ3から外部へ射出するように構成した光学部材（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）を複数有するズーム光学系１３と、そのズーム光学系１３から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、ズーム光学系１３内の主光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む平面と電源１８の長手方向を揃えて配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００５１】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む第１の面と電源１８の最大投影面積を含む第２の面が平行で、かつ第１の面と第２の面を光学装置の撮影方向に対して重ならないように配置することで、カメラの小型化を行っている。
【００５２】
また、撮影被写体からの光束を略直角に折り曲げる第１の光学系（プリズム１３ａ2）と、第１の光学系（プリズム１３ａ2）の光束が屈折面（１３ａ3，１３ｂ2、１３ｃ2）から内部へ入射し、複数の反射面で反射を繰り返し別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した第２の光学系（第１の光学系１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃなど）と、第２の光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源を筐体内に内包する光学装置１２において、 電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を撮影被写体からの光束に対して略垂直な平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００５３】
また、光学装置は同一平面上に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００５４】
また、撮影被写体からの光束を第１屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射させ、内部で光束を略直角に折り曲げた後に複数の反射面で反射を繰り返し第２屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ、１３ｃ）と、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、撮影被写体からの光束と略垂直な第１の平面１１ｃと、第１の平面に平行な第２の平面１１ｄに挟まれた光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内の光路を光束が複数の反射を繰り返し、第２屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から第１あるいは第２の平面に平行に光束は外部へ射出した後撮像素子１１１に結像し、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと平行な平面上に並列に、あるいは電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄで挟まれる空間内に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は第１の平面１１ｃより撮影者側の第２の平面１１ｄ内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体を１１０を配置する。
【００５５】
また、光学装置１２は第１平面１１ｃと第２平面１１ｄの間に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を行っている。
【００５６】
また、被写体からの光束をカメラ１２に導く撮影光軸１１ａと、カメラ１２の筐体の所定の平面内（平面１１ｃ，１１ｄ）において複数の方向に広がる第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内光軸（光学主光軸１１ｂ）と、撮影光軸１１ａに沿う光束を略直角に偏光して光学主光軸１１ｂに導く第２の光学系（プリズム１３ａ２）と、第２の光学系（１３ａ２）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８の平面方向を所定の平面に沿わせ、第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と電源１８を所定の平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は所定平面より撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００５７】
また、光学装置１２は所定平面上に第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００５８】
また、被写体からの光束を撮像素子１１１に導く光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８と、撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０とを筐体内に内包する光学装置１２において、電池１８と処理回路１６と記録媒体１１０を重なるように配置し、電池18交換用の蓋および記録媒体１１０交換用の蓋および処理回路１６に設けられる外部機器との接続端子１１４の保護カバーを共通化することで、カメラの小型化を図っている。
【００５９】
（第２の実施形態）
つぎに、本発明の第２の実施形態を説明する。図７は本発明の第２の実施形態を示す図であり、第１の実施形態と異なり電池１８は光学系１３の下面に配置され、それに伴いメイン基板１６は光学系１３の下面で、電池１８の後方に配置されている。メインコンデンサ１９は第１のレンズ１３ａと第２のレンズ１３ｂの間に配置され、ストロボ１４は第２のレンズ１３ｂと第３のレンズ１３ｃの間に配置されている。また、記録媒体１１０はＤＣ／ＤＣ変換基板１７の後方に配置される。
【００６０】
この光学系においては第２のレンズは固定され、光学系のズーム動作は行わなわず、第３のレンズ１３ｃのみが駆動されてフォーカス調整を行う。そしてストロボ１４とメインコンデンサ１９で光学系（第２のレンズ１３ｂ）を挟んでいる点は第１の実施形態と同じであるが、ストロボ１４とメインコンデンサ１９が第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂおよび第３のレンズ１３ｃで構成される撮影光学系内に入り込んでいる点が第１の実施形態と異なる。
【００６１】
また、電池１８は光学系１３の下面に配置されているが、光学系１３と同一の平面上に配置されているので、カメラが厚くなってしまうことはない。ここで説明しているOff‐Axial光学系は、その反射面の設計上レンズが弓なり形状になりスペース効率が低くなってしまうが、この例のようにレンズの湾曲（第１のレンズ１３ａ）とメインコンデンサ１９の円筒部を沿わせるように配置することで、そのスペースの有効活用が行える。
【００６２】
以上のように光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し、別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、電源１８と光学系１３を同一平面上に並列に配置し、光学装置（カメラ１２）は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路（メイン基板１６）と、処理回路で処理した信号を表示する表示素子（液晶素子１５）を有し、処理回路（メイン基板１６）と表示素子（液晶素子１５）は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路（メイン基板１６）の撮影者側に処理回路（メイン基板１６）で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００６３】
また、光学装置（カメラ１２）は同一平面上に前記光学系を複数設けて（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）ズーム光学系１３を構成させることで、カメラ要素を最適配置にでき小型化を行っている。
【００６４】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する光学装置（カメラ１２）であって、その光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する第１のユニットと、光学装置を駆動する電源１８を有する第２のユニットを撮影被写体に向かう光軸１１ａ１と直交する方向に並べて光学装置（カメラ１２）の筐体内に配置することで、カメラの小型化を行っている。
【００６５】
また、光束が１つの屈折面１３ａ３から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面１３ｃ３から外部へ射出するように構成した光学部材（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）を複数有するズーム光学系１３と、そのズーム光学系１３から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、ズーム光学系１３内の主光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む平面と電源１８の長手方向を揃えて配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００６６】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む第１の面と電源１８の最大投影面積を含む第２の面が平行で、かつ第１の面と第２の面を光学装置の撮影方向に対して重ならないように配置することで、カメラの小型化を行っている。
【００６７】
また、撮影被写体からの光束を略直角に折り曲げる第１の光学系（プリズム１３ａ2）と、第１の光学系（プリズム１３ａ2）の光束が屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部へ入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した第２の光学系（第１の光学系１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃなど）と、第２の光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を撮影被写体からの光束に対して略垂直な平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００６８】
また、光学装置は同一平面上に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００６９】
また、撮影被写体からの光束を第１の屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射させ、内部で光束を略直角に折り曲げた後に、複数の反射面で反射を繰り返して第２の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ、１３ｃ）と、光学系（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、撮影被写体からの光束と略垂直な第１の平面１１ｃと、第１の平面に平行な第２の平面１１ｄに挟まれた光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内の光路を光束が複数の反射を繰り返し、第２の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から第１あるいは第２の平面に平行に光束は外部へ射出した後撮像素子１１１に結像し、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと平行な平面上に並列に或いは電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄで挟まれる空間内に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は第１の平面１１ｃよりも撮影者側の第２の平面１１ｄ内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に前記処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体を１１０を配置する。
【００７０】
また、光学装置１２は第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄの間に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００７１】
また、被写体からの光束をカメラ１２に導く撮影光軸１１ａと、カメラ１２の筐体の所定の平面内（平面１１ｃ，１１ｄ）において複数の方向に広がる第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内光軸（光学主光軸１１ｂ）と、撮影光軸１１ａに沿う光束を略直角に偏光して光学主光軸１１ｂに導く第２の光学系（プリズム１３ａ2）と、第２の光学系（１３ａ2）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８の平面方向を所定の平面に沿わせ、第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と電源１８を所定の平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は所定平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００７２】
また、光学装置１２は所定平面上に第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００７３】
（第３の実施形態）
つぎに、本発明の第３の実施形態を説明する。図８は本発明の第３の実施形態を示している。この実施形態では電池１８が直方体ではなく、円筒である点が第１の実施形態と異なっている。
【００７４】
この例においても電池１８は第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄに挟まれた平面内に収まっており、光学系１３もその平面内に収めることでカメラの厚みが増大することを防いでいる。このような円筒形の電池の場合、たとえば図１０に示した従来の光学系のカメラにおいても、電池の軸と光学系の撮影光軸を平行にして配置することで、カメラ全体の薄型化が図れる。
【００７５】
しかしながら、このような形態はカメラを構えても手ブレし易く、かつ液晶などの表示素子４５を撮影の度に矢印４７方向に起こさなくてはならず、取扱いが面倒である。そこで通常カメラを構える形態での薄型化を図るために、Off‐Axial光学系においてその撮影主光軸をカメラの平面に揃え、その撮影主光軸をわざわざプリズム１３ａ2で直角に曲げている。
【００７６】
そのために図８に示すように自然な形態で撮影ができ、撮影時に自然に表示素子１５を観察できる。そして図１０のようなリトラクタブルベース４６が不要になってカメラが薄くできるばかりでなく、軽量化、コストダウンさらには信頼性向上も図れる。さらに撮影時にわざわざ表示素子を倒す必要もないので、カメラの取扱いも円滑にできる。
【００７７】
Off‐Axial光学系は前玉の径を小さくすることができるので、プリズムやミラーなどを前玉の前に設けて撮影光軸を曲げる場合においても、その体積をかなり小型にできる。こにより撮影光軸を曲げるためにカメラが大型になってしまうことはなく、レイアウトの自由度はかなり高い。
【００７８】
図８では電池１８は撮影光学系１３の横に並んでいるが、これに限られるものではない。たとえば、図９のように撮影光学系１３の下面に電池１８を配置しても、その電池１８が撮影光学系１３と同一の平面内に配置されていれば、カメラの厚みが増大することはない。
【００７９】
図９においては撮影光学系は第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ、第４のレンズ１３ｄの４枚で構成されている。このような場合においては間の２枚のレンズ１３ｂ，１３ｄを、図９のように配置すれば、第１のレンズ１３ａと第３のレンズ１３ｃが階段状にずれることがなくなる。そしてそのような場合において、第２のレンズ１３ｂと第４のレンズ１３ｄの上下の空間は、第１のレンズ１３ａと第３のレンズ１３ｃに挟まれてデッドスペースとなる。
【００８０】
しかし、そこにストロボ１４およびメインコンデンサ１９を第２のレンズ１３ｂ、第４のレンズ１３ｄを挟むように配置すれば、スペースの有効利用が図れ、カメラを小型化できる。このようにストロボ１４とメインコンデンサ１７の対の部品で、Off−Axial光学系を挟むような配置を行えば、カメラ全体の小型化を図ることができる。
【００８１】
以上のように光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、電源１８と光学系１３を同一平面上に並列に配置し、光学装置（カメラ１２）は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路（メイン基板１６）と、処理回路で処理した信号を表示する表示素子（液晶素子１５）を有し、処理回路（メイン基板１６）と表示素子（液晶素子１５）は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路（メイン基板１６）の撮影者側に処理回路（メイン基板１６）で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００８２】
また、光学装置（カメラ１２）は同一平面上に光学系を複数設けて（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）、ズーム光学系１３を構成させることで、カメラ要素を最適に配置にでき、小型化を図っている。
【００８３】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する光学装置（カメラ１２）であって、その光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有する第１のユニットと、光学装置を駆動する電源１８を有する第２のユニットを撮影被写体に向かう光軸１１ａ１と直交する方向に並べて光学装置（カメラ１２）の筐体内に配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００８４】
また、光束が１つの屈折面１３ａ3から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面１３ｃ3から外部へ射出するように構成した光学部材（第１のレンズ１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃ）を複数有するズーム光学系１３と、そのズーム光学系１３から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、ズーム光学系１３内の主光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む平面と電源１８の長手方向を揃えて配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００８５】
また、光束が１つの屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、その光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置（カメラ１２）において、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の光軸（光学主光軸１１ｂ）を含む第１の面と電源１８の最大投影面積を含む第２の面が平行で、かつ第１の面と第２の面を光学装置の撮影方向に対して重ならないように配置することで、カメラの小型化を図っている。
【００８６】
また、撮影被写体からの光束を略直角に折り曲げる第１の光学系（プリズム１３ａ2）と、第１の光学系（プリズム１３ａ2）の光束が屈折面（１３ａ3、１３ｂ2、１３ｃ2）から内部へ入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した第２の光学系（第１の光学系１３ａ、第２のレンズ１３ｂ、第３のレンズ１３ｃなど）と、第２の光学系から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を撮影被写体からの光束に対して略垂直な平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は平面よりも撮影者側の平面内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００８７】
また、光学装置は同一平面上に前記光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００８８】
また、撮影被写体からの光束を第１の屈折面（１３ａ3，１３ｂ2，１３ｃ2）から内部に入射させ、内部で光束を略直角に折り曲げた後に複数の反射面で反射を繰り返して第２の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から外部へ射出するように構成した光学系（１３ａ，１３ｂ、１３ｃ）と、光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、撮影被写体からの光束と略垂直な第１の平面１１ｃと、第１の平面に平行な第２の平面１１ｄに挟まれた光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内の光路を光束が複数の反射を繰り返し、第２の屈折面（１３ａ4，１３ｂ3，１３ｃ3）から第１或いは第２の平面に平行に光束は外部へ射出した後、撮像素子１１１に結像し、電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと平行な平面上に並列に或いは電源１８と光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄで挟まれる空間内に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は第１の平面１１ｃよりも撮影者側の第２の平面１１ｄ内に並列に配置し、かつ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体を１１０を配置する。
【００８９】
また、光学装置１２は第１の平面１１ｃと第２の平面１１ｄの間に光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、カメラの小型化を図っている。
【００９０】
また、被写体からの光束をカメラ１２に導く撮影光軸１１ａと、カメラ１２の筐体の所定の平面内（平面１１ｃ，１１ｄ）において複数の方向に広がる第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）内光軸（光学主光軸１１ｂ）と、撮影光軸１１ａに沿う光束を略直角に偏光して光学主光軸１１ｂに導く第２の光学系（プリズム１３ａ2）と、第２の光学系（１３ａ2）から外部へ射出した光束が結像する面に配置される撮像素子１１１と、撮像素子１１１を駆動する電源１８を筐体内に内包する光学装置１２において、電源１８の平面方向を所定の平面に沿わせ、第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と電源１８を所定の平面上に並列に配置し、光学装置１２は撮像素子１１１の信号を処理する処理回路１６と、処理回路１６で処理した信号を表示する表示素子１５を有し、処理回路１６と表示素子１５は所定平面より撮影者側の平面内に並列に配置し、且つ処理回路１６の撮影者側に処理回路１６で処理した信号を記録する記録媒体１１０を配置する。
【００９１】
また、光学装置１２は所定平面上に第１の光学系（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を複数設けてズーム光学系１３を構成することで、小型化を図っている。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ワイド側に高倍率化しても、テレ側に高倍率化しても、撮像装置のサイズが極端に大型化することがない撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における正面斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における背面斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における配置構成を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における底面斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における別の形態の平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における正面斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における別の形態の平面図である。
【図１０】従来のカメラ形態を示す斜視図である。
【図１１】従来の光学系の説明図である。
【図１２】従来の別のカメラ形態を示す沈胴時の斜視図である。
【図１３】従来の別のカメラ形態におけるスタンバイ時の斜視図である。
【符号の説明】
１１ａ 撮影光軸
１１ｂ 光学主光軸
１１ｃ 第１の平面
１１ｄ 第２の平面
１２ カメラ本体
１２ａ 蓋
１３ 光学系（ズーム光学系）（第２の光学系）
１３ａ 第１のレンズ
１３ａ1 撮影窓
１３ａ2 プリズム（第１の光学系）
１３ａ3 第１の屈折面
１３ａ4 第２の屈折面
１３ｂ 第２のレンズ
１３ｂ1 ズーム方向
１３ｂ2 第１の屈折面
１３ｂ3 第２の屈折面
１３ｃ 第３のレンズ
１３ｃ1 フォーカス方向
１３ｃ2 第１屈折面
１３ｃ3 第２屈折面
１３ｄ 第４レンズ
１３ｄ1 第１屈折面
１３ｄ2 第２屈折面
１４ ストロボ
１５ 表示素子（液晶表示板、ＬＣＤ）
１６ メイン基板（処理回路）
１７ ＤＣ／ＤＣ変換基板
１８ 電池
１９ メインコンデンサ
１１０ 記録媒体（メモリカード）
１１１ 撮像素子（ＣＣＤ）
１１２ 空間
１１３ 空間
１１４ 接続端子
Claims (3)
- 被写体からの光束を折り曲げて出射するプリズムと、
前記プリズムから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第１のレンズと、
前記第１のレンズから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第２のレンズと、
前記第２のレンズから出射した光束が入射し、内部で反射を繰り返して出射する第３のレンズと、
前記第３のレンズから出射した光束が結像する撮像素子とを備え、
前記第２のレンズから出射した光束が前記第３のレンズに入射する領域よりも外側に位置する第１の空間にて、前記プリズムから出射した光束が前記第１のレンズに入射するように、前記プリズムを配置するとともに、
前記第１のレンズから出射した光束が前記第２のレンズに入射する領域よりも外側に位置する第２の空間にて、前記第３のレンズから出射した光束が結像するように、前記撮像素子を配置することを特徴とする撮像装置。 - 前記被写体に向けて光を照射するストロボと、前記ストロボにエネルギを供給するコンデンサとをさらに備え、
前記ストロボを前記第２の空間に配置するとともに、前記コンデンサを前記第１の空間に配置することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 - 前記第２のレンズが駆動されることでズーム動作が実行され、前記第３のレンズが駆動されることでピント調節動作が実行されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
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