JP7285235B2 - 撮像装置、及び光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、及び光学装置に関する。

特許文献１には、斜め方向に画像を投影するプロジェクタにおいて反射型光学素子の向きを直交する２軸方向に調整し、ガイド軸を溝部に保持させることで回転自由度を持たせることが開示されている。

特許文献２には、３本の調整ネジを押し引きすることでミラー保持部材の傾きを調整することが開示されている。

特開２０１１－０５９４５９号公報 特開２００７－０１１２５８号公報

本開示の技術に係る１つの実施形態は、ミラーの方向と位置とを高精度に移動できる撮像装置を提供できる。

本発明の第１の態様に係る撮像装置は、画像取得面が合焦面である結像光学系を備え、撮像範囲内の被写体を被写界深度内に収めて斜めから撮像して画像データを取得する撮像部を、備え、結像光学系は、反射面の一部分が有効領域であるミラーを有し、ミラーを、６自由度で移動させる機構を、備える。

本発明の第２の態様に係る撮像装置において、撮像範囲は、結像光学系の光軸と異なる領域に設定され、撮像部は被写体を正対像で撮像する。

本発明の第３の態様に係る撮像装置において、６自由度で移動させる機構は、それぞれの自由度で独立している。

本発明の第４の態様に係る撮像装置において、ミラーを保持する、互いに直交する３つの面を有する保持枠を更に備え、機構は、保持枠の３つの面に外力を付与することにより、６自由度で移動させる。

本発明の第５の態様に係る撮像装置において、保持枠に対して、ミラーを鉛直方向下向きに押圧する弾性部材を更に備える。

本発明の第６の態様に係る撮像装置において、弾性部材は、ミラーを複数箇所で押圧する。

本発明の第７の態様に係る撮像装置において、機構は、保持枠の第１の面に外力を付与する第１の固定要素と、保持枠の第２の面に外力を付与する第２の固定要素と、保持枠の第３の面に外力を付与する第３の固定要素と、を備える。

本発明の第８の態様に係る撮像装置において、第１の固定要素は、第１の面に接触して保持枠の位置を保持する第１の付勢部材と、第１の付勢部材の位置を固定する第１の締結部材と、を有し、第２の固定要素は、第２の面に接触して保持枠の位置を保持する第２の付勢部材と、第２の付勢部材の位置を固定する第２の締結部材と、を有し、第１の付勢部材及び第２の付勢部材は弾性部材であり、第１の締結部材及び第２の締結部材はねじ部材である。

本発明の第９の態様に係る撮像装置において、保持枠は、第１の面に平行で対向配置される対向第１の面と、第２の面に平行で対向配置される対向第２の面と、を備え、第１の固定要素は対向第１の面に接触する第１の固定部材を有し、第２の固定要素は対向第２の面に接触する第２の固定部材を有し、第１の固定部材及び第２の固定部材はねじ部材である。

本発明の第１０の態様に係る撮像装置において、第３の固定要素は、第３の面に接触する部材と、部材を固定する第３の固定部材と、を有し、部材はスペーサであり、第３の固定部材はねじ部材である。

本発明の第１１の態様に係る撮像装置において、第３の固定要素は、第３の面に３個所配置され、保持枠の中心軸を中心とする周方向に均等に配置される。

本発明の第１２の態様に係る撮像装置において、ミラーが非球面形状を有する。

本発明の第１３の態様に係る撮像装置において、保持枠は、ミラーの有効領域の外周に位置する非有効領域の光線の通過を抑止する遮光部材を有する。

本発明の第１４の態様に係る撮像装置において、撮像部は、被写体を撮像した画像データを取得する撮像素子を備える。

本発明の第１５の態様に係る光学装置は、画像取得面に対して斜めに配置される結像光学系を有し、結像光学系は、反射面の一部分が有効領域であるミラーを有し、ミラーを、６自由度で移動させる機構を備えた。

本発明の第１６の態様に係る光学装置において、６自由度で移動させる機構は、それぞれの自由度で独立している。

図１は撮像装置の使用状態を示す図である。 図２は撮像装置の結像光学系を示す図である。 図３は撮像装置の結像光学系を示す図である。 図４は撮像装置の全体斜視図である。 図５は撮像装置におけるミラー及びミラーを移動する機構の分解斜視図である。 図６は撮像装置のミラー及びミラーを移動する機構を含む拡大斜視図である。 図７は弾性部材の構造を示す説明図である。 図８は撮像装置における撮像素子を移動する第１の機構、及び第２の機構の分解斜視図である。 図９は撮像装置を補助装置に載置した状態を示す斜視図である。 図１０は撮像装置を載置した補助装置を底面から見た図である。 図１１はミラーの移動を説明するための平面図である。 図１２はミラーの固定方法を説明するための平面図である。 図１３はミラーの移動を説明するための斜視図である。 図１４はミラーの移動を完了した撮像装置の部分拡大斜視図である。 図１５は撮像装置をＺ軸方向の下方から見た斜視図である。 図１６は第１の機構を含む撮像装置の断面図である。 図１７は撮像装置を光軸方向から見た際の底面図である。 図１８は撮像装置をＺ軸方向の下方から見た斜視図である。 図１９はミラーを含む撮像装置の断面図である。 図２０は光軸と撮像素子との位置関係を説明する図である。

本発明に係る撮像装置の一つの実施形態は以下の通りである。説明においては、必要に応じて添付図面が参照される。

図１は撮像装置の使用状態を示す図である。図１に示すように、撮像装置３０は、画像の撮像範囲２０内に置かれた被写体（ワークＷ）を、斜めから撮像して画像データを取得する斜視型のスタンドスキャナである。この種の撮像装置３０は、結像光学系の光軸を含まない領域、すなわち光軸と異なる領域に撮像範囲２０を設定することを、後述するミラー１０（図２参照）を用いることにより実現できる。撮像装置３０は、結像光学系の光軸ＯＡ（図２参照）を含まない領域に撮像範囲２０を設定でき、撮像範囲２０内の被写体（主要被写体）をすべて被写界深度内に収めて、被写体を正対像で斜めから撮像できる。実施形態の撮像装置３０は、撮像範囲２０に水平に載置されたワークＷを、ワークＷの斜め上方から撮像する。Ｚ軸は鉛直方向である。Ｘ軸とＹ軸とはＺ軸に直交し、Ｘ軸とＹ軸とは直交する。実施形態では、Ｚ軸方向は、結像光学系の光軸方向と一致する。ここで斜め上方とは、撮像範囲２０がＸ軸及びＹ軸座標の場合、撮像範囲２０のＸ軸及びＹ軸座標の外側でＺ軸座標が正となる位置である。なお、撮像範囲２０がＸ軸及びＺ軸座標の場合、その外側のＹ軸座標が正となる位置、及び撮像範囲２０がＹ軸及びＺ軸座標の場合、その外側のＸ軸座標が正となる位置が、斜め上方となる。

図２及び図３は、撮像装置３０結像光学系を示す図である。

同図に示すように、撮像装置３０は、ミラー１０を備える結像光学系３２及び撮像素子３３を有する撮像部を備える。撮像装置３０は、被写体（ワークＷ）を斜め下側に臨んで撮像する。

結像光学系３２は、物体側から順に、正のパワーを有する１つのミラー１０と、複数のレンズからなり正のパワーを有する光学系ＲＯと、有する。光束として、光軸ＯＡの近傍の光束Ａ及び最大画角の光束Ｂを併せて記入している。また、光軸ＯＡに沿って、ミラー１０側を物体側、結像面Ｓｉｍ側を像側として記載している。中間像Ｉ及び開口絞りＳｔは、形状を示しているのではなく、光軸上の位置を示している。

撮像装置３０の結像光学系３２は、物体側から順に、正のパワーを有する１つのミラー１０と、複数のレンズからなり正のパワーを有する光学系ＲＯと、を有し、ミラー１０と光学系ＲＯとの間に中間像Ｉを結像する。このように、結像光学系内で中間像Ｉを形成することにより、結像光学系内で光束が拡大するのを抑制できる。これにより、小型かつ広角の結像光学系を構成できる。

一例として、実施形態の光学系ＲＯは、物体側から順に、４枚のレンズＬ１～Ｌ４（第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４）からなる前群ＧＦと、開口絞りＳｔと、３枚のレンズＬ５～Ｌ７（第５レンズＬ５、第６レンズＬ６及び第７レンズＬ７）からなる後群ＧＲと、を有する。

実施形態のミラー１０及び光学系ＲＯは、共通の光軸ＯＡを有し、かつ、光軸ＯＡを回転軸とする回転対称な形状を有する。このように構成することにより、結像光学系３２の設計が容易となる。また、結像光学系３２を構成する光学素子の加工性及び組立性を向上できる。これにより、結像光学系のコストを抑えつつ、性能を向上できる。実施形態では、ミラー１０は、反射面の一部分が結像に利用される有効領域ＥＡを有する。有効領域ＥＡの周囲は、結像に利用されない非有効領域ＩＡとなる。本実施形態では光学系ＲＯの光軸ＯＡが、非有効領域ＩＡに含まれるように設定されている。実施形態の結像光学系３２では、ミラー１０及び光学系ＲＯについて、結像に利用しない領域を部分的に切断している。このように結像に利用しない領域を部分的に切断した形状についても、光軸ＯＡを回転軸とする回転対称な形状に含まれるものとする。

実施形態のミラー１０は、非球面形状であることが好ましい。このように、最も物体側に配置され、かつ、有効径の大きいミラー１０を非球面形状とすることにより、像面湾曲、コマ収差、非点収差及び歪曲収差の補正に有利となる。

実施形態の光学系ＲＯは、第１レンズＬ１（光学系ＲＯの最も物体側のレンズ）が、物体側に凹面を向けた正レンズで構成される。このように、第１レンズＬ１の物体側を凹面とすることにより、第１レンズＬ１の径を抑えつつ、画角を広く取ることができる。また、第１レンズＬ１を正レンズとすることにより、ミラー１０から入射した光束が収束して出射する。このため、次の第２レンズＬ２の径を小さくでき、また、光学系ＲＯの全長の短縮化につながる。そのため、結像光学系３２を小型化できる。

このように、実施形態の結像光学系３２は、小型かつ広角の結像光学系を構成できる。したがって、実施形態の結像光学系３２を備えた撮像装置３０も、小型で、かつ、広範囲を撮像できる撮像装置として構成できる。

上記構成の結像光学系３２は、ミラー１０の反射面から結像面Ｓｉｍまでの光軸ＯＡ上の距離をＴＴＬ、ミラー１０の反射面から物体面Ｏｂｊ（画像取得面）までの光軸ＯＡ上の距離をＺＯＢ、第１レンズＬ１の物体側の面から結像面Ｓｉｍまでの光軸ＯＡ上の距離をＬＬ０、最大像高をＹｍａｘとした場合、下記の条件式（１）及び（２）を満足することが好ましい。なお、最大像高Ｙｍａｘとは、光軸ＯＡから最も離れた像点と光軸ＯＡとの距離を意味する。

０．８＜ＴＴＬ／ＺＯＢ＜１ …（１）
６＜ＬＬ０／Ｙｍａｘ＜１５ …（２）
たとえば、撮像装置３０を撮像範囲２０のワークＷの載置面と同じ高さの面（物体面Ｏｂｊ）に設置するには、入射光の光束を折り曲げるミラー１０が必要となる。条件式（１）の下限以下とならないようにすることにより、結像光学系３２の全長が短くなり過ぎず、収差の補正に有利となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることにより、装置の小型化に有利となる。

条件式（２）の下限以下とならないようにすることにより、最大像高Ｙｍａｘに対して光学系ＲＯの全長が短くなり過ぎず、収差の補正に有利となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることにより、装置の小型化に有利となる。

なお、条件式（１）及び（２）を満足した上で、下記の条件式（１－１）及び（２－１）の少なくとも一方を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

０．８５＜ＴＴＬ／ＺＯＢ＜０．９５ …（１－１）
７＜ＬＬ０／Ｙｍａｘ＜１３ …（２－１）
また、第１レンズの焦点距離をｆＬ１、光学系ＲＯの焦点距離をｆＬ０とした場合、下記の条件式（３）を満足することが好ましい。

３＜ｆＬ１／ｆＬ０＜５０ …（３）
第１レンズＬ１の有効径を大きくしつつ、光学系ＲＯを小型化させるためには、第１レンズＬ１に適切な正のパワーが必要である。ただし、第２レンズＬ２も有効径が大きい方が収差補正に有利であるため、第１レンズＬ１の正のパワーは大きくし過ぎない必要がある。条件式（３）の下限以下とならないようにすることにより、第１レンズＬ１の正のパワーが大きくなり過ぎないようにできる。下記の条件式（３）の上限以上とならないようにすることにより、第１レンズＬ１に適切な正のパワーを確保することができる。

なお、下記の条件式（３－１）を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

４＜ｆＬ１／ｆＬ０＜２５ …（３－１）
また、光学系ＲＯは、物体側から順に、正のパワーを有する前群ＧＦと、開口絞りＳｔと、正のパワーを有する後群ＧＲと、を有する構成とし、かつ、前群ＧＦは、物体側から順に、第１レンズＬ１と、負のパワーを有する第２レンズＬ２と、正のパワーを有する第３レンズＬ３と、を有する構成とすることが好ましい。このように、第２レンズＬ２のパワーを負とすることにより、光線が急に収束することを避け、更に、比較的有効径の大きな第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３の３枚のレンズのパワー配置を正負正の構成として、正、負の作用を分散することにより、コマ収差及び像面湾曲の補正に有利となる。

また、後群ＧＲは、次の構成の接合レンズＣ１を最も像側に備えることが好ましい。すなわち、正レンズと負レンズとからなり、全体として正のパワーを有する接合レンズであって、正レンズのアッベ数が５０以上であり、かつ、負レンズのアッベ数が４０以下である接合レンズである。実施形態の結像光学系３２では、正レンズである第６レンズＬ６及び負レンズである第７レンズＬ７により、この接合レンズＣ１が構成される。このように、開口絞りＳｔより像側で、かつ、軸外主光線の高さが高くなる位置に、上記構成の接合レンズＣ１を配置することにより、倍率色収差の補正に有利となる。また、前群ＧＦが正レンズと負レンズとを備える場合、開口絞りＳｔより像側の後群ＧＲにも正レンズと負レンズとを備えることにより、像面湾曲及び歪曲収差の補正に有利となる。

なお、接合レンズＣ１を構成する正レンズ及び負レンズのアッベ数が、上記条件を満足した上で、接合レンズＣ１を構成する正レンズのアッベ数が５５以上、及び、接合レンズＣ１を構成する負レンズのアッベ数が３０以下の少なくとも一方を満足するものとすれば、より良好な特性とすることができる。

また、光学系ＲＯは、第１レンズＬ１を非球面レンズで構成する一方、第１レンズＬ１以外のレンズは、球面レンズで構成することが好ましい。このように、光学系ＲＯの最も物体側に位置し、有効径が大きく、かつ、異なる像高に対する光束の重なりが小さい第１レンズＬ１を非球面形状とすることにより、収差を効果的に補正できる。また、光学系ＲＯの残りのレンズを全て球面レンズとすることにより、結像光学系を構成する光学素子の加工性及び組立性の向上に有利となる。その結果、結像光学系３２のコストを抑えつつ、性能向上に有利となる。

撮像素子３３は、結像光学系３２の結像面に配置される。上記のように、実施形態の撮像装置３０は、結像光学系の光軸ＯＡを含まない領域に撮像範囲２０が設定される。撮像素子３３は、結像光学系３２のイメージサークル内において、以下の位置関係となるように配置される。すなわち、結像光学系３２の光軸ＯＡと、撮像素子３３の有効素子領域の中心Ｃとが異なる位置に配置される。実施形態では、図２に示すように、撮像素子３３の有効素子領域の中心Ｃは、結像光学系の光軸ＯＡよりも、撮像範囲２０に近い位置に配置される。実施形態で、近い位置とは、有効素子領域の中心ＣからＸ軸までの距離が、結像光学系の光軸ＯＡからＸ軸までの距離より短いことを意味する。結像光学系の光軸ＯＡと撮像素子３３の有効素子領域の中心Ｃとの距離は、例えば、結像光学系の光軸ＯＡが撮像素子３３の有効素子領域に含まれない位置まで離間できる。

なお、結像光学系３２の光軸ＯＡを撮像素子３３の有効素子領域内に配置することができ、撮像により得られる画像の一部を切り出して、必要な領域の画像データを取得する構成とすることも可能である。

撮像素子３３には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の公知のエリアイメージセンサを使用できる。

以上の構成の撮像装置３０によれば、結像光学系３２は、画像取得面が合焦面となり、撮像範囲２０内の被写体（ワークＷ）をすべて被写界深度内に収めて斜めから撮像できる。また、被写体に正対する画像を斜めから撮像できる。また、撮像範囲２０を結像光学系３２の光軸ＯＡを含まない領域、すなわち光軸ＯＡと異なる領域に撮像範囲２０が設定される。

なお、実施形態の撮像装置３０では、撮像範囲２０のワークＷを載置する面が画像取得面に設定される。したがって、ワークＷの載置面が合焦面とされる。撮像装置３０では、ワークＷの載置面が撮像範囲２０内に設定される。したがって、撮像範囲２０内のワークＷ載置面の上にシート状のワークＷを載置して撮像することにより、ワークＷの全体を被写界深度内に収めて撮像できる。ワーク載置面は、少なくとも撮像装置３０の撮像範囲内に設定されていればよい。実施形態では、ワーク載置面とほぼ同じ範囲に撮像装置３０の撮像範囲が設定される。

上述したように、撮像装置３０は、ミラー１０、及び撮像素子３３を含んでいる。この種の斜視型の撮像装置３０では、精度の高い画像データを取得するため、ミラー１０、及び撮像素子３３に対し高い精度の移動できることが求められる。ミラー１０、及び撮像素子３３を高い精度の移動できば、これらの調整が容易となる。

以下、実施形態における、ミラー１０及び撮像素子３３を移動する機構について説明する。

まず、図４に基づいて、撮像装置３０の構成を説明する。

撮像装置３０は、Ｚ軸方に沿って、支持台３４、保持部材３６、光学系保持部材３８、及び筐体４０を備える。支持台３４は、撮像装置３０を使用する際に、ワークＷの載置面に設置される部材である。実施形態では、載置面は、Ｘ軸方向とＹ軸方向に平行な平面である。

保持部材３６は、板形状の部材であり、ねじ部材等により支持台３４に連結される。保持部材３６は、保持部材３６の主面がＸ軸方向とＹ軸方向に平行となる位置に配置される。光学系保持部材３８は、４本の脚部３８Ａと、脚部３８Ａに連結され筐体４０を保持するための平坦面を有する台座部３８Ｂとを備えている。実施形態では脚部３８Ａと台座部３８Ｂとが一体成形される。４本の脚部３８Ａが、ねじ部材等により保持部材３６に連結され、保持部材３６と光学系保持部材３８とが連結される。

図４に示すように、保持部材３６と光学系保持部材３８との間には空間が形成される。この空間には、撮像素子３３を光軸方向に移動する第１の機構６０が配置される。第１の機構６０と光学系保持部材３８との間には、弾性部材５０が配置される。弾性部材５０は、光学系保持部材３８と第１の機構６０とを離間する方向に外力を付与できる。弾性部材５０は、例えば、ウェーブワッシャーを適用できる。光学系保持部材３８は、内部において結像光学系３２の少なくとも一部を保持し、外部において筐体４０を保持する。

筐体４０は、光学系保持部材３８の平坦面に連結される。筐体４０は、結像光学系３２の少なくとも一部を収容可能な空間が形成された中空構造である。実施形態では、筐体４０は、Ｚ軸方向に沿って、第１部分４１、第２部分４２、及び第３部分４３とから構成される。

第１部分４１は、外形が概略円柱形状で、内部に円柱形状の空間を有する。光学系保持部材３８の側において、第１部分４１は、円柱のフランジ、及び矩形のフランジを有している。ねじ部材等により第１部分４１の矩形のフランジと光学系保持部材３８の平坦面とが連結される。この連結により、光学系保持部材３８と筐体４０とが連結される。

第２部分４２は、第１部分４１と連結され、第１部分４１から離れるにしたがい、撮像範囲２０から離れる方向に傾いている。さらに、第３部分４３に近づくにつれ、撮像範囲２０の側に広がる部分を有する。第２部分４２においても空間が形成され、第１部分４１の空間と連結する。

第２部分４２は、撮像範囲２０を向く側に、蓋部材４４が取り付けられる。蓋部材４４、第２部分４２において画定された開口を覆う。なお、蓋部材４４には、撮像窓４５が形成される。第２部分４２の開口、及び蓋部材４４の撮像窓４５を介して、撮像装置３０は被写体（ワークＷ）を斜め下側に臨んで撮像できる。

第３部分４３は、第２部分４２に連結される。第３部分４３は、４つの側壁４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄを連結した略角柱の形状を有し、Ｚ軸方向に沿って貫通する空間を有する。４つの側壁４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄは、Ｚ軸方向に平行に配置される。第３部分４３の空間は第２部分４２の空間と連結され、Ｚ軸の上方向に開口する。

図４に示すように、ミラー１０が第３部分４３に配置され、ミラー１０の反射面が第１の機構６０に向けられる。機構１００は第３部分４３に配置され、機構１００はミラー１０をそれぞれ６自由度で移動させる。

なお、第１部分４１、第２部分４２、及び第３部分４３に関して、単に筐体４０として説明する場合がある。

次に、ミラー１０を移動する機構１００を説明する。図５は、ミラー１０及び機構１００を含む分解斜視図である。

図５に示すように、機構１００は、ミラー１０を収容可能な保持枠１０２を有する。保持枠１０２は、４つの側壁１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ及び１０２Ｄを連結した略角柱の形状を有し、Ｚ軸方向に沿って貫通する空間を有する。４つの側壁１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ及び１０２Ｄは、Ｚ軸方向に沿って配置される。４個の側壁１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ及び１０２Ｄは、隣接する側壁に対して直交する。側壁１０２Ａと側壁１０２Ｂとは直交し、側壁１０２Ｂと側壁１０２Ｃとは直交し、側壁１０２Ｃと側壁１０２Ｄとは直交し、側壁１０２Ｄと側壁１０２Ａとは直交する。対向配置される側壁１０２Ａと側壁１０２Ｃとは平行で、側壁１０２Ｂと側壁１０２Ｄとは平行である。また、４個の側壁１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ及び１０２Ｄは、第３部分４３の側壁４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄにそれぞれ対向する。

実施形態では、側壁１０２Ａと側壁１０２Ｂとが保持枠１０２の直交する２面を構成し、側壁１０２Ａが第１の面を、側壁１０２Ｂが第２の面を構成する。保持枠１０２は、筐体４０の第３部分４３と連結するため、３つの取付部材１０２Ｅ、１０２Ｆ，及び１０２Ｇを有する。３つの取付部材１０２Ｅ、１０２Ｆ，及び１０２Ｇには、それぞれ貫通孔１０２Ｈ、１０２Ｉ，及び１０２Ｊが形成される。

筐体４０の第３部分４３は、取付部材１０２Ｅ、１０２Ｆ，及び１０２Ｇに対応する位置にそれぞれ、固定部４３Ｅ、４３Ｆ、及び４３Ｇを備える（図７参照）。固定部４３Ｅ、４３Ｆ、及び４３Ｇには、それぞれ貫通孔４３Ｈ、４３Ｉ，及び４３Ｊが形成される。

２個の第１の付勢部材１０４が、第３部分４３の側壁４３Ａに取り付けられる。図５に示すように、第１の付勢部材１０４は、板状の部材で、断面視でＵ字形に折り曲げられた形状で、Ｚ軸方向に下向きに開口を有する。第１の付勢部材１０４は、側壁４３Ａに挟み込まれる。

第１の付勢部材１０４は、保持枠１０２の側壁１０２Ａに向けて突出する突出部１０４Ａを備える。突出部１０４Ａは、Ｙ軸方向に平行に延びる。外力が加えられると、突出部１０４Ａは変形する。突出部１０４Ａの変形により、第１の付勢部材１０４は、弾性部材として機能する。第１の付勢部材１０４は、突出部１０４Ａと反対の側において、Ｚ軸方向の下向きに開口する切欠１０４Ｂを有する。第１の付勢部材１０４は、突出部１０４Ａにおいて、第１の面である側壁１０２Ａと接触する。

同様に、２個の第２の付勢部材１０６が、第３部分４３の側壁４３Ｂに取り付けられる。図５に示すように、第２の付勢部材１０６は、板状の部材で、断面視でＵ字形に折り曲げられた形状で、Ｚ軸方向に下向きに開口を有する。第２の付勢部材１０６は、側壁４３Ｂに挟み込まれる。

第２の付勢部材１０６は、保持枠１０２の側壁１０２Ｂに向けて突出する突出部１０６Ａを備える。突出部１０６Ａは、Ｘ軸方向に平行に延びる。外力が加えられると、突出部１０６Ａは変形する。突出部１０６Ａの変形により、第２の付勢部材１０６は、弾性部材として機能する。第２の付勢部材１０６は、突出部１０６Ａと反対の側において、Ｚ軸方向の下向きに開口する切欠１０６Ｂを有する。第２の付勢部材１０６は、突出部１０６Ａにおいて、第２の面である側壁１０２Ｂと接触する。

第１の付勢部材１０４は第１の締結部材１０８により固定され、第２の付勢部材１０６は第２の締結部材１１０により固定される。第１の締結部材１０８、及び第２の締結部材１１０はねじ部材であり、例えば、イモネジである。

図５に示すように、取付部材１０２Ｅと固定部４３Ｅとが位置合わせされ、第３の固定部材１１１、例えば、ねじ部材により固定される。取付部材１０２Ｅと固定部４３Ｅとの間に、部材１１２、例えば、スペーサが、必要に応じて配置される。

同様に、取付部材１０２Ｆと固定部４３Ｆとが位置合わせされ、第３の固定部材１１３、例えば、ねじ部材により固定される。取付部材１０２Ｆと固定部４３Ｆとの間に、部材１１４、例えば、スペーサが、必要に応じて配置される。また、取付部材１０２Ｇと固定部４３Ｇ（不図示）とが位置合わせされ、第３の固定部材１１５、例えば、ねじ部材により固定される。取付部材１０２Ｇと固定部４３Ｇとの間に、部材１１６、例えば、スペーサが、必要に応じて配置される。

実施形態では、取付部材１０２Ｅ、１０２Ｆ及び１０２Ｇが第３の面を構成し、第１の面を構成する側壁１０２Ａ、及び第２の面を構成する側壁１０２Ｂに直交する。

次に、ミラー１０を保持枠１０２に固定するための部材について説明する。ミラー１０は、撮像範囲２０の側、及びその反対の側のそれぞれに、拡張部１０Ａ、及び拡張部１０Ｂを備える。拡張部１０Ａ、及び拡張部１０Ｂが、保持枠１０２に接する。弾性部材１２０は拡張部１０Ａに接し、保持枠１０２に対して、ミラー１０を鉛直方向下向き（Ｚ軸方下向き）に押圧する。また、弾性部材１２１は拡張部１０Ｂに接し、保持枠１０２に対して、ミラー１０を鉛直方向下向き（Ｚ軸方下向き）に押圧する。弾性部材１２０、１２１は、その両端において、ねじ部材１２２により保持枠１０２に固定される。

拡張部１０Ａ、及び拡張部１０Ｂには、それぞれ貫通孔１０Ｃ及び１０Ｄが形成される。保持枠１０２の貫通孔１０Ｃ及び１０Ｄに対応する位置に、図示しないピンが設けられる。ピンを貫通孔１０Ｃ及び１０Ｄに挿入することにより保持枠１０２とミラー１０とが位置決めされる。実施形態では貫通孔１０Ｃ及び１０Ｄは、Ｚ軸方向から見た平面視において、円形状である。円形状に限定されることなく、貫通孔１０Ｃ及び１０Ｄの一方を平面視で長穴形状にできる。長穴形状にすることで、保持枠１０２とミラー１０とが位置決めの自由度を向上できる。

図５に示す構成部品を組み立てると、図６に示すように、ミラー１０及びミラー１０を移動させる機構１００が完成し、撮像装置３０の一部として機能する。

次に、弾性部材１２０により、ミラー１０を保持枠１０２に固定する方法を説明する。図７は、図６をＹ軸方向こら見た図である。図７（Ａ）は、弾性部材１２０の一例を示し、図７（Ｂ）の他の例を示す。

図７（Ａ）に示すように、弾性部材１２０は、３箇所の折曲げ部１２０Ａが形成された板状の形状で構成される。折曲げ部１２０ＡはＺ軸方向の下向きに突出する。弾性部材１２０の両端を、ねじ部材１２２に固定することにより、弾性部材１２０は、折曲げ部１２０Ａにおいて、拡張部１０Ａにおいてミラー１０を鉛直方向下向きに押圧する。

図７（Ｂ）に示すように、弾性部材１２０は、２個所の折曲げ部１２０Ａが形成された板状の形状で構成される。弾性部材１２０の両端を、ねじ部材１２２に固定することにより、弾性部材１２０は、折曲げ部１２０Ａにおいて、図７（Ａ）と同様に、拡張部１０Ａにおいてミラー１０を鉛直方向下向きに押圧する。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）では弾性部材１２０が、複数箇所でミラー１０を押圧する場合を示したが、少なくとも１箇所で押圧できればよい。１箇所で押圧する場合、弾性部材１２０に形成された１箇所の折曲げ部１２０Ａで押圧できる。また、弾性部材１２０の平板形状とし、全面で押圧できる。

実施形態では、ミラー１０は、弾性部材１２０を介して、保持枠１０２に固定される。ミラー１０は、ねじ部材１２２により直接的に保持枠１０２に固定されていない。ねじ部材１２２でミラー１０を直接的に固定していないので、光学部品であるミラー１０に意図しない外力が付与されるのを回避でき、ミラー１０の光学的精度を維持できる。

弾性部材１２０が複数箇所でミラー１０を押圧する場合、図７に示すように弾性部材１２０と拡張部１０Ａとの間に空間ができる。空間を有するので弾性部材１２０が変形可能となり、ミラー１０に対する応力を逃がすことができる。なお、拡張部１０Ｂを鉛直方向下向きに押圧する弾性部材１２１についても、同様の構造を適用できる。

次に、撮像素子３３を移動する第１の機構６０、及び第２の機構７０を説明する。図８は、第１の機構６０、及び第２の機構７０を含む分解斜視図である。

第１の機構６０は、第１のリング部材６１と、第２のリング部材６２と、を備える。

第１のリング部材６１は、第２のリング部材６２を収容可能な空間が形成された中空構造を有す、円柱形状の部材である。第１のリング部材６１は、Ｚ軸方向に平行な回転軸を中心に回転できる。第１のリング部材６１は、内面に沿って形成されたねじ溝６１Ａを備える。

第２のリング部材６２は、円柱形状の円筒部材６３と、円筒部材６３に連結される保持基板６４と、を備える。撮像素子３３が保持基板６４に固定される。円筒部材６３と保持基板６４とは、ねじ部材６５により連結され、固定される。この構成により、第２のリング部材６２は撮像素子３３を固定できる。

円筒部材６３は、外面にねじ溝６３Ａを備える。円筒部材６３のねじ溝６３Ａと、第１のリング部材６１のねじ溝６１Ａとは、ねじ係合する。第１のリング部材６１の内面と第２のリング部材６２の外面とは、ねじ溝６１Ａとねじ溝６３Ａとに沿って相対的に回転可能である。

円筒部材６３は、光軸方向に延びる凸形状部材で構成される係合部材６６を、円筒部材６３の上面に備える。また、光学系保持部材３８は、平坦面と反対側において、係合部材６６に向けて開口する凹形状部材で構成される被係合部材３８Ｃ（図１６参照）を備える。係合部材６６と被係合部材３８Ｃとは係合できる。実施形態では係合部材６６及び被係合部材３８Ｃの形状は、凸形状部材及び凹形状部材の組み合わせを例示したが、凹形状部材及び凸形状部材の組み合わせであってもよい。

第２の機構７０は、第１のリング部材６１に光軸方向から接触する複数の締結部材７１を備える。実施形態において、締結部材７１は、ねじ部材である。締結部材７１は、例えば、保持部材３６を貫通するねじ穴３６Ａに挿入される。締結部材７１を回転することにより、締結部材７１は第１のリング部材６１に近づく方向、又は遠ざかる方向に移動できる。

次に、第１の機構６０、第２の機構７０、及び機構１００の動作について説明する。図９に示すように、撮像装置３０は、例えば、補助装置１５０に載置される。補助装置１５０に載置することにより、撮像装置３０において、第１の機構６０、第２の機構７０、及び機構１００の容易に動作させることができる。補助装置１５０は、テーブル１５２と、テーブル１５２に配置された２個の支持部材１５４、１５６と、支持部材１５４に支持される２個のマイクロメータ１５８と、支持部材１５６に支持される２個のマイクロメータ１６０と、を備える。

図１０は、補助装置１５０を、撮像装置３０を載置する面と反対の側から見た図である。図１０に示すように、テーブル１５２は、撮像装置３０を載置する位置において開口１６２を有する。拡大図に示すように、締結部材７１は画定された開口１６２から露出する。

次に、ミラー１０を移動する機構１００について説明する。図１１は、撮像装置３０をＺ軸方向から見た平面図である。理解を容易にするため支持部材１５４、１５６は省略されている。

図１１に示すように、筐体４０の第３部分４３の内部の空間に、ミラー１０を固定した保持枠１０２がセットされる。第３部分４３の側壁４３Ａには、２個の第１の付勢部材１０４が配置される。突出部１０４Ａ（不図示）が保持枠１０２に向けられる。第１の付勢部材１０４が、第１の面である側壁１０２Ａと接触する。

同様に、第３部分４３の側壁４３Ｂには、２個の第２の付勢部材１０６が配置される。突出部１０６Ａ（不図示）が保持枠１０２に向けられる。第２の付勢部材１０６が、第２の面である側壁１０２Ｂ接触する。

保持枠１０２を挟んで、第１の付勢部材１０４に対向する位置には２個のマイクロメータ１５８が配置される。また、保持枠１０２を挟んで、第２の付勢部材１０６に対向する位置には２個のマイクロメータ１６０が配置される。マイクロメータ１５８は第３部分４３の側壁４３Ｃに形成された貫通孔（不図示）を介して、保持枠１０２の側壁１０２Ｃに接触できる。また、マイクロメータ１６０は第３部分４３の側壁４３Ｄに形成された貫通孔（不図示）を介して、保持枠１０２の側壁１０２Ｄに接触できる。

この状態において、第１の付勢部材１０４及び第２の付勢部材１０６は、弾性部材として機能する。第１の付勢部材１０４は保持枠１０２をマイクロメータ１５８の側に付勢し、第２の付勢部材１０６は保持枠１０２をマイクロメータ１６０の側に付勢する。

例えば、２個のマイクロメータ１５８を同じ距離で操作することにより、保持枠１０２がＸ軸方向に平行に移動され、保持枠１０２に固定されたミラー１０はＸ軸方向に平行に移動できる。例えば、２個のマイクロメータ１５８を同じ長さ突出することで、保持枠１０２は、マイクロメータ１５８に押され、側壁４３Ａの側に移動する。また、２個のマイクロメータ１５８を同じ長さ縮めると、保持枠１０２は、第１の付勢部材１０４に付勢され、側壁４３Ｃの側に移動する。同様に、２個のマイクロメータ１６０を同じ距離で操作することにより、保持枠１０２がＹ軸方向に平行に移動され、保持枠１０２に固定されたミラー１０はＹ軸方向に平行に移動できる。したがって、ミラー１０は、２方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の並進自由度（並進２自由度）で移動できる。

例えば、２個のマイクロメータ１５８、及び／又は２個のマイクロメータ１６０を異なる距離で操作することにより、保持枠１０２がＺ軸方向まわりに回転され、ミラー１０がＺ軸方向まわりに回転できる。したがって、ミラー１０は、１方向（Ｚ軸方向）の回転自由度（回転１自由度）で移動できる。

すなわち、ミラー１０が、並進２自由度及び回転１自由度の３自由度で移動できることが理解できる。

ミラー１０が適切な位置に移動したことは、例えば、コントラスト伝達関数値（Contrast Transfer Function：ＣＴＦ値）を用いることが判断できる。ＣＴＦ値が、ある基準より高い場合に、ミラー１０の位置が適切であると判断できる。

なお、第１の付勢部材１０４及び第２の付勢部材１０６は保持枠１０２に接触し、付勢する状態である。したがって、第１の付勢部材１０４及び第２の付勢部材１０６は保持枠１０２の位置を保持した状態にある。

次に、ミラー１０を移動させた後、図１２に示すように、第１の締結部材１０８を、第１の付勢部材１０４の切欠１０４Ｂ（不図示）の側から挿入し、突出部１０４Ａと締結する。突出部１０４Ａ（不図示）の変形が規制される。第１の締結部材１０８が第１の付勢部材１０４の弾性部材としての機能を停止するので、第１の付勢部材１０４の位置が第１の締結部材１０８により固定される。

第２の締結部材１１０を、第２の付勢部材１０６の切欠１０６Ｂ（不図示）の側から挿入し、突出部１０６Ａ（不図示）と締結する。突出部１０６Ａの変形が規制される。第２の締結部材１１０が第２の付勢部材１０６の弾性部材としての機能を停止するので、第２の付勢部材１０６の位置が第２の締結部材１１０により固定される。一点鎖線で示すように、マイクロメータ１５８の接触中心と、第１の締結部材１０８の接触中心とが一致することが好ましい。同様に、マイクロメータ１６０の接触中心と、第２の締結部材１１０の接触中心とが一致することが好ましい。接触中心とは、保持枠１０２に接触する位置を意味する。一致するとは、両者の接触中心を結ぶ直線（一点鎖線）がＸ軸、又はＹ軸と平行となる状態を意味する。保持枠１０２の保持状態を維持した状態で、固定することができ、保持枠１０２が位置ずれるのを防止できる。

さらに、第１の固定部材１３０が、第３部分４３の側壁４３Ｃの貫通孔（不図）から挿入され、保持枠１０２の側壁１０２Ｃに接触する。側壁１０２Ｃは、第１の面である側壁１０２Ａに対向する対向第１の面を構成する。

第２の固定部材１３２が第３部分４３の側壁４３Ｄの貫通孔（不図）から挿入され、保持枠１０２の側壁１０２Ｄに接触する。側壁１０２Ｄは、第２の面である側壁１０２Ｂに対向する対向第２の面を構成する。

第１の固定部材１３０及び第２の固定部材１３２は、例えば、ねじ部材である。側壁４３Ｃ及び側壁４３Ｄの貫通孔をねじ穴とすることで、第１の固定部材１３０及び第２の固定部材１３２が固定される。保持枠１０２が第１の固定部材１３０及び第２の固定部材１３２により固定され、ミラー１０の位置が固定される。

保持枠１０２は、マイクロメータ１５８及びマイクロメータ１６０からの外力を取り去った場合でも、筐体４０の第３部分４３に対する相対的な位置が決定される。保持枠１０２に固定されたミラー１０の位置も決定される。

上述したように、実施形態では、機構１００では、側壁１０２Ａ（第１の面）に接触して保持枠１０２の位置を保持する第１の付勢部材１０４と、第１の付勢部材１０４の位置を固定する第１の締結部材１０８とにより、第１の固定要素が構成される。第１の固定要素が保持枠１０２の側壁１０２Ａに外力を付与する。

さらに、実施形態では、第１の固定要素は、側壁１０２Ｃ（対向第１の面）に接触する第１の固定部材１３０を更に含んでいる。

また、機構１００では、側壁１０２Ｂ（第２の面）に接触して保持枠１０２の位置を保持する第２の付勢部材１０６と、第２の付勢部材１０６の位置を固定する第２の締結部材１１０とにより、第２の固定要素が構成される。第２の固定要素が保持枠１０２の側壁１０２Ｂに外力を付与する。

さらに、実施形態では、第２の固定要素は、側壁１０２Ｄ（対向第２の面）に接触する第２の固定部材１３２を更に含んでいる。

次に、図１３に示すように、複数の部材１１２、１１４及び１１６が準備される。部材１１２，１１４及び１１６は、例えば、平面視で同じ形状である。一方で、部材１１２，１１４及び１１６の厚みを異ならせることができる。実施形態において、複数の部材１１２，１１４及び１１６は、同じ厚み、及び異なる厚みで準備される。部材１１２が、取付部材１０２Ｅと固定部４３Ｅとの間、部材１１４が取付部材１０２Ｆと固定部４３Ｆとの間、部材１１６が取付部材１０２Ｇと固定部４３Ｇとの間に、それぞれ挿入される。

挿入される複数の部材１１２、１１４及び１１６が同じ厚みを有する場合、保持枠１０２は、Ｚ軸方向に平行に移動され、保持枠１０２に固定されたミラー１０はＺ軸方向に平行に移動できる。したがって、ミラー１０は、１方向（Ｚ軸方向）の並進自由度（並進１自由度）で移動できる。

取付部材１０２Ｅと固定部４３Ｅとの間、取付部材１０２Ｆと固定部４３Ｆとの間、取付部材１０２Ｇと固定部４３Ｇとの間に、異なる厚みの部材１１２、１１４及び１１６を挿入することにより、保持枠１０２がＸ軸方向、及びＹ軸方向まわりに回転され、ミラー１０がＸ軸方向、及びＹ軸方向まわりに回転できる。したがって、ミラー１０は、２方向（Ｚ軸方向）の回転自由度（回転２自由度）で移動できる。部材１１２、１１４及び１１６は、バネ等の弾性部材であってもよい。

すなわち、ミラー１０が、並進１自由度及び回転２自由度の３自由度で移動できることが理解できる。

ミラー１０を移動させた後、第３の固定部材１１１、１１３及び１１５により、保持枠１０２が筐体４０の第３部分４３に固定され、ミラー１０を固定した保持枠１０２の位置が決定される。

実施形態では、第３の面に接触する部材１１２と、部材１１２を固定する第３の固定部材１１１により第３の固定要素が構成される。同様に、第３の面に接触する部材１１４と部材１１４を固定する第３の固定部材１１３により、及び第３の面に接触する部材１１６と部材１１６を固定する第３の固定部材１１５により、第３の固定要素が構成される。

第３の固定要素が第３の面に外力を付与する。なお、第３の固定要素は、第３の面に３個所配置され、保持枠１０２の中心軸を中心とする周方向に均等に配置されることが好ましい。部材１１２及び第３の固定部材１１１、部材１１４及び第３の固定部材１１３、及び部材１１６及び第３の固定部材１１５は、保持枠１０２の中心軸を中心とし、１２０°の中心角となるよう配置される。周方向に均等に配置することで、ミラー１０をバランスよく、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向まわりに回転できる。

図１４は、ミラー１０の移動が完了した撮像装置３０である。撮像装置３０は補助装置１５０から取り外されている。上述したように、最終的には、ミラー１０は、並進２自由度と回転１自由度の３自由度、及び並進１自由度と回転２自由度の３自由度の合計である６自由度で移動できる。なお、実施形態において、機構１００は、６自由度それぞれの自由度で独立している。

保持枠１０２に外力を付与することにより、ミラー１０を６自由度で移動する。ミラー１０に外力が付与されることを抑制でき、ミラー１０の変形、また応力を回避できる。

撮像素子３３を移動する、第１の機構６０、及び第２の機構７０の動作を説明する。図１５は、撮像装置３０をＺ軸方向の下方から見た斜視図である。なお、理解容易にするため、支持台３４を省略し、保持部材３６を透過させている。図１５に示すように保持部材３６に撮像素子３３が固定される。第１の機構６０を構成する第１のリング部材６１は、光学系保持部材３８から露出する。第１のリング部材６１は、矢印に示す方向に回転可能に構成される。

図１６は第１の機構６０を含む撮像装置３０の断面図である。図１６に示すように、第１のリング部材６１のねじ溝６１Ａと、第２のリング部材６２の円筒部材６３のねじ溝６３Ａとは、ねじ係合する。第１のリング部材６１と第２のリング部材６２とは相対的に回転可能に構成される。第１のリング部材６１は、回転可能に構成される一方で、保持部材３６と光学系保持部材３８とにより挟まれているので、第１のリング部材６１の光軸方向の移動は規制される。

円筒部材６３に設けられた係合部材６６と、光学系保持部材３８に設けられた被係合部材３８Ｃと、が係合する。第２のリング部材６２の回転は、係合部材６６と被係合部材３８Ｃとの係合により規制される。したがって、第２のリング部材６２は、第１のリング部材６１を回転させた場合でも、供回りをしない。一方で、第２のリング部材６２の光軸方向の移動は許容される。なお、係合部材６６と被係合部材３８Ｃとは、複数個設けることができる。

第１の機構６０において、第１のリング部材６１を回転させると、回転が規制された第２のリング部材６２は、ねじ係合により第１のリング部材６１の回転に連動して、光軸方向に沿って移動できる。第２のリング部材６２の移動により、保持部材３６に固定された撮像素子３３を光軸方向（Ｚ軸方向）に移動できる。

係合部材６６と被係合部材３８Ｃとは、第２のリング部材６２を光軸方向に移動する際のガイドとして機能し、第２のリング部材６２は光軸方向に沿って安定して移動できる。

図１７は、撮像装置３０を光軸方向から見た際の底面図である。図１７に示すように、第１のリング部材６１は、保持部材３６に対して非重複部分６１Ｂを有する。非重複部分６１Ｂは、人が指で容易に触れることができるので、工具を使うことなく、第１のリング部材６１を回転させることができる。例えば、図９に示すように、撮像装置３０を補助装置１５０に載置した場合でも、第１のリング部材６１を容易に回転できる。

なお、第１のリング部材６１は、支持台３４に対しても非重複部分６１Ｂを有することが好ましい。ここで、非重複部分６１Ｂは、保持部材３６からはみ出した部分である。

次に、図１５に示すように、第２の機構７０を構成する３個の締結部材７１は、第１のリング部材６１に光軸方向から接触する。３個の締結部材７１は、独立して、光軸方向に移動できる。３個の締結部材７１の移動量を、それぞれ異ならせることで、第１のリング部材６１の傾きを動かすことができ、第１のリング部材６１に、ねじ結合する第２のリング部材６２の傾きを動かすことができる。したがって、第２のリング部材６２を構成する保持基板６４に固定された撮像素子３３の光軸方向に対する傾きを移動できる。なお、図９に示すように、撮像装置３０を補助装置１５０に載置した場合でも、図１０に示すように、開口１６２を介して、締結部材７１を操作でき、撮像素子３３の光軸方向に対する傾きを動かすことができる。

実施形態では、弾性部材５０により第１のリング部材６１は、保持部材３６の側に付勢される。３個の締結部材７１は、弾性部材５０の付勢の方向に抗する方向に第１のリング部材６１を移動させる。

実施形態では、第１の機構６０と第２の機構７０とは互いに独立した機構であることが好まし。撮像素子３３の光軸方向への移動と、撮像素子の光軸方向に対する傾きを独立して移動できる。

図１８は撮像装置をＺ軸方向の下方から見た斜視図である。理解を容易にするため支持台３４、及び保持部材３６を省略する。弾性部材５０により第１のリング部材６１が保持部材３６に向けて付勢されているので、３個の締結部材７１は、第１のリング部材６１に基本的に接触する。したがって、第１のリング部材６１を回転させると、第１のリング部材６１と締結部材７１とは擦れ合う。第１のリング部材６１と締結部材７１との摩擦により、削れ粉（いわゆる、ゴミ）が発生する懸念がある。実施形態では、図１８に示すように、第１のリング部材６１は、底面において、締結部材７１との接触位置において溝６１Ｃを備える。溝６１Ｃは第１のリング部材６１の底面の全周に設けられる。第１のリング部材６１は回転するので、締結部材７１と全周において接触するからである。削れ粉が発生した場合、削れ粉は溝６１Ｃに入り、が拡散することが防止される。

図２、及び図３で説明したように、ミラー１０は、反射面の一部分が結像に利用される有効領域ＥＡを有する。有効領域ＥＡの周囲は、結像に利用されない非有効領域ＩＡとなる。非有効領域ＩＡに意図しない光線が照射されないことが望ましい。そのための構成を次に説明する。

図１９はミラーを含む撮像装置の断面図である。図１９に示すように、保持枠１０２は、ミラー１０の有効領域ＥＡの外周に位置する非有効領域ＩＡの光線の通過を抑止する遮光部材１０２Ｋを有する。遮光部材１０２Ｋは、ミラー１０の有効領域ＥＡのみの光線を通過させる。非有効領域ＩＡに光線が当たらないので迷光が抑制できる。遮光部材１０２Ｋは保持枠１０２と一体に構成することが好ましい。

図２０は、撮像素子と結像光学系の位置の関係を示す図である。図２に説明したように、撮像素子３３の有効素子領域３３Ａの中心Ｃと結像光学系３２の光軸ＯＡとが異なる。具体的には、図２０に示すように、撮像素子３３の有効素子領域３３Ａの中心Ｃは、結像光学系３２の光軸より、撮像範囲２０に近い位置にある。

有効素子領域３３Ａの中心Ｃと、第１の機構６０及び第２の機構７０の中心軸とが、一致することが好ましい。撮像素子３３を精度よく光軸方向に移動でき、かつ光軸方向に対して傾きを動かすことができる。

実施形態では、撮像装置について説明したが、ミラーを６自由度で移動できる機構は、例えば、ミラーを備えるプロジェクタ等の光学装置に適用できる。

１０ ミラー
１０Ａ 拡張部
１０Ｂ 拡張部
１０Ｃ 貫通孔
１０Ｄ 貫通孔
２０ 撮像範囲
３０ 撮像装置
３２ 結像光学系
３３ 撮像素子
３３Ａ 有効素子領域
３４ 支持台
３６ 保持部材
３６Ａ 穴
３８ 光学系保持部材
３８Ａ 脚部
３８Ｂ 台座部
３８Ｃ 被係合部材
４０ 筐体
４１ 第１部分
４２ 第２部分
４３ 第３部分
４３Ａ 側壁
４３Ｂ 側壁
４３Ｃ 側壁
４３Ｄ 側壁
４３Ｅ 固定部
４３Ｆ 固定部
４３Ｇ 固定部
４３Ｈ 貫通孔
４３Ｉ 貫通孔
４３Ｊ 貫通孔
４４ 蓋部材
４５ 撮像窓
５０ 弾性部材
６０ 第１の機構
６１ 第１のリング部材
６１Ａ ねじ溝
６１Ｂ 非重複部分
６１Ｃ 溝
６２ 第２のリング部材
６３ 円筒部材
６３Ａ ねじ溝
６４ 保持基板
６５ ねじ部材
６６ 係合部材
７０ 第２の機構
７１ 締結部材
１００ 機構
１０２ 保持枠
１０２Ａ 側壁
１０２Ｂ 側壁
１０２Ｃ 側壁
１０２Ｄ 側壁
１０２Ｅ 取付部材
１０２Ｆ 取付部材
１０２Ｇ 取付部材
１０２Ｈ 貫通孔
１０２Ｉ 貫通孔
１０２Ｊ 貫通孔
１０２Ｋ 遮光部材
１０４ 第１の付勢部材
１０４Ａ 突出部
１０４Ｂ 切欠
１０６ 第２の付勢部材
１０６Ａ 突出部
１０６Ｂ 切欠
１０８ 第１の締結部材
１１０ 第２の締結部材
１１１ 第３の固定部材
１１２ 部材
１１３ 第３の固定部材
１１４ 部材
１１５ 第３の固定部材
１１６ 部材
１２０ 弾性部材
１２０Ａ 折曲げ部
１２１ 弾性部材
１２２ ねじ部材
１３０ 第１の固定部材
１３２ 第２の固定部材
１５０ 補助装置
１５２ テーブル
１５４ 支持部材
１５６ 支持部材
１５８ マイクロメータ
１６０ マイクロメータ
１６２ 開口
Ａ 光束
Ｂ 光束
Ｃ 中心
Ｃ１ 接合レンズ
ＥＡ 有効領域
ＧＦ 前群
ＧＲ 後群
Ｉ 中間像
ＩＡ 非有効領域
Ｌ１ レンズ（第１レンズ）
Ｌ２ レンズ（第２レンズ）
Ｌ３ レンズ（第３レンズ）
Ｌ４ レンズ（第４レンズ）
Ｌ５ レンズ（第５レンズ）
Ｌ６ レンズ（第６レンズ）
Ｌ７ レンズ（第７レンズ）
ＯＡ 光軸
Ｏｂｊ 物体面
ＲＯ 光学系
Ｓｉｍ 結像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｗ ワーク

Claims (13)

1. 画像取得面が合焦面である結像光学系を備え、撮像範囲内の被写体を被写界深度内に収めて斜めから撮像して画像データを取得する撮像部を、備え、
   前記結像光学系は、反射面の一部分が有効領域であるミラーを有し、
   前記ミラーを、６自由度で移動させる機構を、備える撮像装置であって、
   前記ミラーを保持する、互いに直交する３つの面を有する保持枠を更に備え、
   前記機構は、前記保持枠の３つの面に外力を付与することにより、６自由度で移動させ、
   前記機構は、前記保持枠の第１の面に外力を付与する第１の固定要素と、前記保持枠の第２の面に外力を付与する第２の固定要素と、前記保持枠の第３の面に外力を付与する第３の固定要素と、を備え、
   前記第１の固定要素は、前記第１の面に接触して前記保持枠の位置を保持する第１の付勢部材と、前記第１の付勢部材の位置を固定する第１の締結部材と、を有し、
   前記第２の固定要素は、前記第２の面に接触して前記保持枠の位置を保持する第２の付勢部材と、前記第２の付勢部材の位置を固定する第２の締結部材と、を有し、
   前記第１の付勢部材及び前記第２の付勢部材は弾性部材であり、前記第１の締結部材及び前記第２の締結部材はねじ部材である、撮像装置。
2. 前記撮像範囲は、前記結像光学系の光軸と異なる領域に設定され、
   前撮像部は、前記被写体を正対像で撮像する請求項１記載の撮像装置。
3. 前記６自由度で移動させる機構は、それぞれの自由度で独立している請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記保持枠に対して、前記ミラーを鉛直方向下向きに押圧する弾性部材を更に備える、
   請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記弾性部材は、前記ミラーを複数箇所で押圧する、請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記保持枠は、前記第１の面に平行で対向配置される対向第１の面と、前記第２の面に平行で対向配置される対向第２の面と、を備え、
   前記第１の固定要素は前記対向第１の面に接触する第１の固定部材を有し、
   前記第２の固定要素は前記対向第２の面に接触する第２の固定部材を有し、
   前記第１の固定部材及び前記第２の固定部材はねじ部材である、請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記第３の固定要素は、前記第３の面に接触する部材と、前記部材を固定する第３の固定部材と、を有し、
   前記部材はスペーサであり、前記第３の固定部材はねじ部材である、請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記第３の固定要素は、前記第３の面に３個所配置され、前記保持枠の中心軸を中心とする周方向に均等に配置される、請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記ミラーが非球面形状を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記保持枠は、前記ミラーの前記有効領域の外周に位置する非有効領域の光線の通過を抑止する遮光部材を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の撮像装置。
11. 前記撮像部は、前記被写体を撮像した画像データを取得する撮像素子を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
12. 画像取得面に対して斜めに配置される結像光学系を有し、
    前記結像光学系は、反射面の一部分が有効領域であるミラーを有し、
    前記ミラーを、６自由度で移動させる機構を備えた光学装置であって、
    前記ミラーを保持する、互いに直交する３つの面を有する保持枠を更に備え、
    前記機構は、前記保持枠の３つの面に外力を付与することにより、６自由度で移動させ、
    前記機構は、前記保持枠の第１の面に外力を付与する第１の固定要素と、前記保持枠の第２の面に外力を付与する第２の固定要素と、前記保持枠の第３の面に外力を付与する第３の固定要素と、を備え、
    前記第１の固定要素は、前記第１の面に接触して前記保持枠の位置を保持する第１の付勢部材と、前記第１の付勢部材の位置を固定する第１の締結部材と、を有し、
    前記第２の固定要素は、前記第２の面に接触して前記保持枠の位置を保持する第２の付勢部材と、前記第２の付勢部材の位置を固定する第２の締結部材と、を有し、
    前記第１の付勢部材及び前記第２の付勢部材は弾性部材であり、前記第１の締結部材及び前記第２の締結部材はねじ部材である、光学装置。
13. 前記６自由度で移動させる機構は、それぞれの自由度で独立している請求項１２に記載の光学装置。

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