JP2005134833A - Imaging unit and equipment for image pickup - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging unit having an adjusting mechanism capable of correcting the variation of an individual product caused by manufacture dimensional tolerance and assembly dimensional tolerance when it is mass-produced with a small number of parts. <P>SOLUTION: The imaging unit 10 is equipped with a prism unit 30, an imaging device 12, a fixing member 13, a turning supporting part 15 and the adjusting mechanism 16. The prism unit 30 has at least two or more reflection surfaces 52, 62 and 63 formed as free curved surfaces. The imaging device 12 is arranged and fixed on an image forming surface by the fixing member 13. The turning supporting part 15 is provided in parallel with the light receiving surface of the imaging device 12 at a part of the prism unit 30 and supports the prism unit 30 in a turnable manner. The adjusting mechanism 16 allows the turning adjustment of the prism unit 30 in a specified angle range related to the turning of the prism unit 30. <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

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。   When mass-producing such an imaging device, due to variations in individual dimensions and characteristics of components of the optical system and the holding frame of the optical system, variations in assembly, etc., the imaging surface of the imaging device for reading an image It becomes difficult to form a subject image accurately.

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。   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.

そこで、本発明の目的は、量産する場合の製造寸法公差および組立寸法公差によって生じる製品個々のばらつきを少ない部品点数で補正し得る調整機構を有する撮像装置、およびこれを用いた撮像用機器を提供することに有る。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus having an adjustment mechanism capable of correcting individual product variations caused by manufacturing dimensional tolerances and assembly dimensional tolerances in mass production with a small number of parts, and imaging equipment using the same. There is to do.

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回動支持部と調整機構とを備える。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に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。回動支持部は、前記プリズムユニットの一部に前記撮像素子の受光面と平行に設けられて前記プリズムユニットを回動可能に支持する。調整機構は、プリズムユニットの回動に係る所定の角度範囲でプリズムユニットの回動調整を許容する。   An imaging apparatus according to the present invention includes a prism unit, an imaging element, a fixing member, a rotation support portion, and an adjustment mechanism. 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 outgoing 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 rotation support portion is provided in a part of the prism unit in parallel with the light receiving surface of the imaging element and supports the prism unit so as to be rotatable. The adjustment mechanism allows rotation adjustment of the prism unit within a predetermined angle range related to rotation of the prism unit.

前記プリズムユニットの好ましい形態の1つは、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。
前記撮像素子の好ましい形態の1つは、長方形に形成された受光面を有し、前記回動支持部の回動中心線に対して前記受光面の長辺を平行に配置する。
前記回動支持部の好ましい形態の1つは、前記入射光軸と前記射出光軸との並ぶ方向に対して直交する方向に前記回動中心線を配置する。
前記調整機構の好ましい形態の1つは、前記回動支持部が設けられた部分と異なる部位に、前記射出光軸に沿う方向に前記プリズムユニットと前記受光面との間の距離を変位させる調整部材を有する。
One of the preferred forms of 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 light having refractive power. And a diaphragm member between both prisms.
One of the preferable forms of the imaging device has a light receiving surface formed in a rectangular shape, and the long side of the light receiving surface is arranged in parallel to the rotation center line of the rotation support portion.
One of the preferable forms of the rotation support part is that the rotation center line is arranged in a direction orthogonal to a direction in which the incident optical axis and the emission optical axis are arranged.
One of the preferred forms of the adjustment mechanism is an adjustment for displacing the distance between the prism unit and the light receiving surface in a direction along the emission optical axis in a portion different from the portion where the rotation support portion is provided. It has a 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回動可能に支持する回動支持部を備え、この回動支持部を撮像素子の受光面と平行に配置している。そして、プリズムユニットを回動支持部の回動範囲内でプリズムユニットの射出光軸に沿う方向に、プリズムユニットと撮像素子の受光面との距離を変位させる。したがって、量産する場合の製造寸法公差および組立寸法公差によって生じる製品ばらつきを個々に補正することができる。また、プリズムユニットを回動支持部を支点に回動させる構造であるので、少ない部品点数で調整機構を設けることができる。   According to the imaging apparatus of the present invention, the rotation support unit that rotatably supports the prism unit is provided, and the rotation support unit is arranged in parallel with the light receiving surface of the imaging element. Then, the distance between the prism unit and the light receiving surface of the image sensor is displaced in the direction along the emission optical axis of the prism unit within the rotation range of the rotation support portion. Therefore, product variations caused by manufacturing dimensional tolerance and assembly dimensional tolerance in mass production can be individually corrected. In addition, since the prism unit is configured to rotate around the rotation support portion, the adjustment mechanism can be provided with a small number of parts.

本発明に係る第1の実施形態の撮像用機器について、デジタルカメラ1を一例に図1〜図16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。   An imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 16 by taking a digital camera 1 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〜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 aperture 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衡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. In addition, the prism optical system in which the incident optical axis λi on which the light beam from the object plane is incident and the exit optical axis λo that emits the light beam from the prism unit 30 to the imaging surface 45 are separated from each other by a predetermined distance and are substantially balanced. 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、直交する方向に変位させる撮像装置10の機構について、図12から16を参照して説明する。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プリズムユニット30の幅方向をZ方向とする。撮像装置10は、上述したプリズムユニット30と撮像素子12以外に、図12に示すように、と固定部材13とケース部材14と回動支持部15と調整機構16とを備える。   Next, the mechanism of the imaging device 10 that displaces 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 arranged is orthogonal to the Y direction, the X direction, and the Y direction. The width direction of the unit 30 is defined as the Z direction. In addition to the prism unit 30 and the imaging element 12 described above, the imaging device 10 includes a fixing member 13, a case member 14, a rotation support portion 15, and an adjustment mechanism 16, as shown in FIG.

固定部材13は、プリズムユニット30と基板11との間に配置されている。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する。   The fixing member 13 is disposed between the prism unit 30 and the substrate 11. A window 13 a is provided at the center of the fixing member 13. The fixing member 13 receives the light receiving surface of the imaging element 12 on the emission optical axis λo so that the light beam emitted from the second prism of the prism unit 30 passes through the window 13a and forms an image on the light receiving surface of the imaging element 12. Positioning.

ケース部材14は、固定部材13側の面を残してプリズムユニット30を覆う箱型に設けられており、プリズムユニット30が内部に固定される。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がはめ込まれている。保護ガラス14bとして、IRカットガラスを使用すると良い。   The case member 14 is provided in a box shape that covers the prism unit 30 while leaving the surface on the fixing member 13 side, and the prism unit 30 is fixed inside. 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 in the incident window 14a. An IR cut glass may be used as the protective glass 14b.

プリズムユニット30は、図12に示すように、入射光軸λiと射出光軸λoとが通るX−Y面と平行に配置されて第1プリズム41と第2プリズム42とを幅方向(Z方向)両側から挟みこむ保持板31を備えている。保持板31は、絞り部材43と一体に形成されていても良いし、別部品として取付けられるものでも良い。プリズムユニット30は、この保持板31を備えることで、ケース部材14との接触面積が広がるので、ケース部材14に対してより確かに固定しやすくなる。   As shown in FIG. 12, the prism unit 30 is arranged in parallel with the XY plane through which the incident optical axis λi and the outgoing optical axis λo pass, and moves the first prism 41 and the second prism 42 in the width direction (Z direction). ) A holding plate 31 sandwiched from both sides is provided. The holding plate 31 may be formed integrally with the throttle member 43 or may be attached as a separate part. Since the prism unit 30 includes the holding plate 31, the contact area with the case member 14 is widened, so that the prism unit 30 can be more reliably fixed to the case member 14.

回動支持部15は、ユニット側プレート15aと素子側プレート15bとシャフト15cとねじりコイルばね17とを備える。ユニット側プレート15aは、第1プリズム41側のケース部材14の端部14cに固定されている。ユニット側プレート15aは、入射光軸λiと射出光軸λoとが通るX−Y面に対して直交する方向に貫通孔15dが設けられている。素子側プレート15bは、第1プリズム41側の固定部材13の端部13bに固定されている。素子側プレート15bは、ユニット側プレート15aをプリズムユニット30の幅方向(Z方向)に挟むように配置され、ユニット側プレート15aの貫通孔15dと重なる位置に貫通孔15eが設けられている。   The rotation support unit 15 includes a unit side plate 15a, an element side plate 15b, a shaft 15c, and a torsion coil spring 17. The unit side plate 15a is fixed to the end portion 14c of the case member 14 on the first prism 41 side. The unit side plate 15a is provided with a through hole 15d in a direction orthogonal to the XY plane through which the incident optical axis λi and the outgoing optical axis λo pass. The element side plate 15b is fixed to the end 13b of the fixing member 13 on the first prism 41 side. The element side plate 15b is disposed so as to sandwich the unit side plate 15a in the width direction (Z direction) of the prism unit 30, and a through hole 15e is provided at a position overlapping the through hole 15d of the unit side plate 15a.

シャフト15cは、入射光軸λiと射出光軸λoとが通るX−Y面に対して直交する方向にねじりコイルばね17と貫通孔15d,15eに通される。これによって、プリズムユニット30が内蔵されたケース部材14は、図12に示すように、入射光軸λiと射出光軸λoとが通るX−Y面に対して直交する方向に回動中心線Bが配置されたシャフト15cを支点に回動可能に支持される。言い換えると、プリズムユニット30は、撮像素子12の受光面と平行かつ入射光軸λiと射出光軸λoとの並ぶ方向に対して直交する方向、すなわち、入射光軸λiと射出光軸λoとが通るX−Y面に対して直交する方向、に配置された回動中心線Bを中心に、撮像素子12の受光面に対して接近、離間する方向に回動する。   The shaft 15c is passed through the torsion coil spring 17 and the through holes 15d and 15e in a direction orthogonal to the XY plane through which the incident optical axis λi and the outgoing optical axis λo pass. As a result, the case member 14 in which the prism unit 30 is built has a rotation center line B in a direction perpendicular to the XY plane through which the incident optical axis λi and the outgoing optical axis λo pass, as shown in FIG. Is supported so as to be pivotable about a shaft 15c on which is disposed. In other words, the prism unit 30 has a direction parallel to the light receiving surface of the image sensor 12 and perpendicular to the direction in which the incident optical axis λi and the outgoing optical axis λo are aligned, that is, the incoming optical axis λi and the outgoing optical axis λo. It rotates in a direction approaching and separating from the light receiving surface of the image sensor 12 around a rotation center line B arranged in a direction orthogonal to the passing XY plane.

ねじりコイルばね17の一方の巻端17aは、ケース部材14からプリズムユニット30の幅方向(Z方向)に突出するユニット側ばね架け部14dに係止される。また、ねじりコイルばね17の他方の巻端17bは、弾性に反してねじりコイルばね17を搾る方向に回動され、図13に示すように固定部材13からプリズムユニット30の幅方向(Z方向)に突出する素子側ばね架け部13cに係止される。したがって、プリズムユニット30と撮像素子12とは、互いにに近づく方向に付勢される。本実施形態では、ねじりコイルばね17を使用して、プリズムユニット30と撮像素子12とを互いに近づく方向に付勢したが、ねじりコイルばね17以外の付勢部材を用いても良い。   One winding end 17 a of the torsion coil spring 17 is locked to a unit-side spring mounting portion 14 d that protrudes from the case member 14 in the width direction (Z direction) of the prism unit 30. Further, the other winding end 17b of the torsion coil spring 17 is rotated in a direction in which the torsion coil spring 17 is squeezed against elasticity, and the width direction (Z direction) of the prism unit 30 from the fixing member 13 as shown in FIG. It is latched by the element side spring-hanging part 13c which protrudes. Therefore, the prism unit 30 and the image sensor 12 are biased in a direction approaching each other. In the present embodiment, the torsion coil spring 17 is used to urge the prism unit 30 and the image sensor 12 in a direction approaching each other, but an urging member other than the torsion coil spring 17 may be used.

調整機構16は、調整ピース16aと調整ねじ16bとを備える。調整ピース16aは、第2プリズム42側のケース部材14の端部14eに設けられている。調整ねじ16bは、固定部材13に向かってこの調整ピース16aに貫通して設けられる雌ねじ16cに螺挿される。   The adjustment mechanism 16 includes an adjustment piece 16a and an adjustment screw 16b. The adjustment piece 16a is provided at the end 14e of the case member 14 on the second prism 42 side. The adjustment screw 16b is screwed into a female screw 16c provided through the adjustment piece 16a toward the fixing member 13.

以上のように構成された撮像装置10は、図14に示すように、撮像素子12の受光面に沿って、プリズムユニット30の絞り部材43に対して第1プリズム41よりも遠い位置に回動支持部15が配置されているとともに、絞り部材43に対して第2プリズム42よりも遠い位置に調整機構16が配置されている。そして、回動支持部15の回動中心線Bから回動半径方向について撮像素子12の受光面の長さは、図15に示すように、回動中心線Bから射出光軸λoまでの距離に比べて小さい。   As shown in FIG. 14, the imaging device 10 configured as described above rotates along the light receiving surface of the imaging device 12 to a position farther than the first prism 41 with respect to the diaphragm member 43 of the prism unit 30. The support portion 15 is disposed, and the adjustment mechanism 16 is disposed at a position farther than the second prism 42 with respect to the diaphragm member 43. Then, the length of the light receiving surface of the image pickup element 12 in the rotation radius direction from the rotation center line B of the rotation support portion 15 is the distance from the rotation center line B to the emission optical axis λo as shown in FIG. Smaller than

したがって、調整機構16を使用して回動支持部15を中心にプリズムユニット30を回動させることによって生じる射出光軸λoと撮像素子12の受光面との角度変位は、図16に示すように、第2プリズム42と撮像素子12の受光部との距離の変位に比べて十分に小さい。つまり、回動支持部15の回動中心線Bを中心にケース部材14ごとプリズムユニット30を調整機構16によって回動させて、プリズムユニット30が物体像を形成する結像面(ピント面)と、撮像素子12の受光面とのずれを調整する場合、撮像素子12の受光面に対して結像面に生じる角度変位は、許容範囲内である。   Therefore, the angular displacement between the emission optical axis λo and the light receiving surface of the image sensor 12 generated by rotating the prism unit 30 about the rotation support portion 15 using the adjustment mechanism 16 is as shown in FIG. The displacement of the distance between the second prism 42 and the light receiving portion of the image sensor 12 is sufficiently small. That is, the prism unit 30 together with the case member 14 is rotated by the adjustment mechanism 16 around the rotation center line B of the rotation support portion 15, and the prism unit 30 forms an object image (focus surface). When the deviation from the light receiving surface of the image sensor 12 is adjusted, the angular displacement generated on the imaging surface with respect to the light receiving surface of the image sensor 12 is within an allowable range.

さらに、撮像素子12の受光面が長方形に形成されている場合、回転支持部の回動中心線Bに対して受光面の長辺を平行に配置する。このように、撮像素子12を配置することで、プリズムユニット30が回動中心線Bを中心に回動することによって生じる受光面に対する結像面の角度変位を小さくすることができる。したがって、画面の中心部は、ピントが合うが、周辺部のピントが甘くなる、いわゆる片ボケの影響を小さくすることができる。   Furthermore, when the light receiving surface of the image sensor 12 is formed in a rectangular shape, the long side of the light receiving surface is arranged in parallel to the rotation center line B of the rotation support portion. As described above, by arranging the image pickup device 12, it is possible to reduce the angular displacement of the imaging surface with respect to the light receiving surface caused by the prism unit 30 rotating about the rotation center line B. Therefore, although the center portion of the screen is in focus, the influence of so-called one-sided blur, in which the peripheral portion becomes unfocused, can be reduced.

本発明に係る第2の実施形態の撮像装置10aについて、図17を参照して説明する。なお、第1の実施形態の撮像装置10の構成と同じ機能を有する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。   An imaging apparatus 10a according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure which has the same function as the structure of the imaging device 10 of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図17に示す撮像装置10aは、図13に示した第1の実施形態の撮像装置10と比較して、回動支持部15の構造が異なる。本実施形態の回動支持部15は、ユニット側プレート15fと素子側プレート15gとを備える。ユニット側プレート15fは、第1プリズム41側かつ固定部材13寄りのケース部材14の端部14cに設けられ、撮像素子12の受光面に沿ってプリズムユニット30から離れる方向に延びている。素子側プレート15gは、第1プリズム41側の固定部材13の端部13bにこの固定部材13に沿って設けられ、ユニット側プレート15fと重ね合わされた状態で接着固定される。   The imaging device 10a shown in FIG. 17 differs from the imaging device 10 of the first embodiment shown in FIG. The rotation support part 15 of this embodiment includes a unit side plate 15f and an element side plate 15g. The unit side plate 15 f is provided at the end 14 c of the case member 14 near the first prism 41 and near the fixing member 13, and extends in a direction away from the prism unit 30 along the light receiving surface of the image sensor 12. The element side plate 15g is provided along the fixing member 13 at the end 13b of the fixing member 13 on the first prism 41 side, and is bonded and fixed in a state of being overlapped with the unit side plate 15f.

この場合、固定部材13とケース部材14との間にわずかに隙間Cができるように、素子側プレート15gと固定部材13の境界部に段差18を設ける。段差18は、ケース部材14側に設けても良い。このようにすることで、ユニット側プレート15fと素子側プレート15gとの重ね合わせ部15hが製品毎にずれることを防止する。段差18は、プリズムユニット30の入射光軸λiと射出光軸λoとが通るX−Y面と直交する方向に沿って設けられている。   In this case, a step 18 is provided at the boundary between the element side plate 15 g and the fixing member 13 so that a slight gap C is formed between the fixing member 13 and the case member 14. The step 18 may be provided on the case member 14 side. By doing in this way, it prevents that the overlapping part 15h of the unit side plate 15f and the element side plate 15g shifts for each product. The step 18 is provided along a direction orthogonal to the XY plane through which the incident optical axis λi and the outgoing optical axis λo of the prism unit 30 pass.

したがって、調整機構16を使用してケース部材14ごとプリズムユニット30を撮像素子12の受光面に対して直交する方向に移動させると、プリズムユニット30を回動させる回動中心線Bが、プリズムユニット30の入射光軸λiと射出光軸λoとが通るX−Y面と直交する方向に沿って段差18近傍に設けられる。つまり、回動支持部15の回動中心線Bを中心にプリズムユニット30が回動する。   Therefore, when the adjustment mechanism 16 is used to move the prism unit 30 together with the case member 14 in a direction orthogonal to the light receiving surface of the image pickup device 12, the rotation center line B for rotating the prism unit 30 becomes the prism unit. It is provided in the vicinity of the step 18 along a direction orthogonal to the XY plane through which the 30 incident optical axes λi and the outgoing optical axis λo pass. That is, the prism unit 30 rotates around the rotation center line B of the rotation support portion 15.

なお、第2の実施形態において、回動支持部15は、ユニット側プレート15fと素子側プレート15gとを重ね合わせた状態に接着固定して設けているが、プリズムユニット30の入射光軸λiと射出光軸λoとが通るX−Y面と直交する方向に沿って回動中心線Bが設けられるように、回動支持部15が形成されていれば良い。したがって、回動支持部15を含めて固定部材13の端部13bからケース部材14の端部14cまで一続きに形成されていても良い。   In the second embodiment, the rotation support portion 15 is provided by adhering and fixing the unit side plate 15f and the element side plate 15g so as to overlap each other. The rotation support portion 15 may be formed so that the rotation center line B is provided along a direction orthogonal to the XY plane through which the emission optical axis λo passes. Therefore, the end portion 13 b of the fixing member 13 including the rotation support portion 15 may be continuously formed from the end portion 14 c of the case member 14.

以上のように構成された撮像装置10aは、第1の実施形態の撮像装置10と同じ作用および効果を有しているとともに、第1の実施形態の撮像装置10よりもさらに部品点数が少なく、構造が簡単である。   The imaging device 10a configured as described above has the same operations and effects as the imaging device 10 of the first embodiment, and has fewer parts than the imaging device 10 of the first embodiment, The structure is simple.

なお、本実施形態において、ケース部材14は、プリズムユニット30と別部品として設けられているが、プリズムユニット30は、ケース部材14に固定されてこのケース部材14と一体に回動支持部15を中心に回動するのであるから、このケース部材14も含めてプリズムユニットとしても良い。   In this embodiment, the case member 14 is provided as a separate component from the prism unit 30, but the prism unit 30 is fixed to the case member 14 and the rotation support portion 15 is integrated with the case member 14. Since it rotates to the center, the case member 14 and the prism unit may be included.

また、本実施形態では、調整ねじ16bを使ってジャッキアップするように、プリズムユニット30の射出面64と撮像素子12の受光面との距離を調整しているが、他の方法で行なっても良い。例えば、調整ピース16aに貫通孔を設け、固定部材13にねじ孔を設け、調整ねじ16を調整ピース16aの貫通孔に通して固定部材13のねじ孔に締めこんでプリズムユニットを近づける方向に移動させても良い。この場合、第1の実施形態におけるねじりコイルばね17の付勢方向は、逆向きに設定され、第2の実施形態における段差18は、やや大きめに設定される。   In the present embodiment, the distance between the exit surface 64 of the prism unit 30 and the light receiving surface of the image sensor 12 is adjusted so as to be jacked up using the adjustment screw 16b. good. For example, a through hole is provided in the adjustment piece 16a, a screw hole is provided in the fixing member 13, and the adjustment screw 16 is passed through the through hole of the adjustment piece 16a and tightened into the screw hole of the fixing member 13 to move in a direction to bring the prism unit closer. You may let them. In this case, the urging direction of the torsion coil spring 17 in the first embodiment is set in the opposite direction, and the step 18 in the second embodiment is set slightly larger.

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18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 into 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19〜図21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。
図19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。
19 to 21 show different examples of the prism units 30a, 30b, and 30c applied to the imaging device of the present invention.
In the prism unit 30a shown in FIG. 19, 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20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 decentering prism 210 of the prism unit 30b shown in FIG. 20 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21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. 21, 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、撮像素子をはじめとして、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 carrying out the present invention, the constituent elements of the invention including the prism optical system and the image sensor can be variously changed without departing from the gist of the present invention.

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側面図。The side view of the imaging device shown by FIG. 図14に示された撮像装置の断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of the imaging device shown in FIG. 14. 図14に示された撮像装置の断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of the imaging device shown in FIG. 14. 本発明に係る第2の実施形態の撮像装置を示す斜視図。The perspective view which shows the imaging device of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 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(撮像用機機)、10,10a…撮像装置、12…撮像素子、13…固定部材、15…回動支持部、16…調整機構、30,30a,30b,30c…プリズムユニット、41,41a…第1プリズム、42,42a…第2プリズム、43…絞り部材、45…結像面、51…入射面、52…反射面、53…射出面、61…入射面、62,63…反射面、64…射出面、λi…入射光軸、λo…射出光軸、B…回動中心線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera (imaging machine) 10, 10a ... Imaging device, 12 ... Imaging device, 13 ... Fixing member, 15 ... Rotation support part, 16 ... Adjustment mechanism, 30, 30a, 30b, 30c ... Prism unit , 41, 41a ... first prism, 42, 42a ... second prism, 43 ... diaphragm member, 45 ... imaging surface, 51 ... entrance surface, 52 ... reflection surface, 53 ... exit surface, 61 ... entrance surface, 62, 63: reflection surface, 64: exit surface, λi: incident optical axis, λo: exit optical axis, B: rotation center line.

Claims (6)

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に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撮像素子と、
前記プリズムユニットの一部に前記撮像素子の受光面と平行に設けられて前記プリズムユニットを回動可能に支持する回動支持部と、
前記回動に係る所定の角度範囲で前記プリズムユニットの回動調整を許容する調整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 provided with an optical axis that emits a light beam from the prism unit to the imaging plane and substantially parallel to each other with a predetermined interval;
An image sensor that is disposed on the imaging plane and converts an object image formed by the prism unit into an electrical signal;
A rotation support part provided in a part of the prism unit in parallel with the light receiving surface of the image sensor and rotatably supporting the prism unit;
An image pickup apparatus comprising: an adjustment mechanism that allows rotation adjustment of the prism unit within a predetermined angle range related to the rotation.
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;
An imaging apparatus comprising: an applied information recording unit; and a recording unit that records the image data from the processing unit.
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. 前記撮像素子は、長方形に形成された受光面を有し、前記回動支持部の回動中心線に対して前記受光面の長辺が平行に配置されることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   2. The image pickup device according to claim 1, wherein the imaging element has a light receiving surface formed in a rectangular shape, and a long side of the light receiving surface is arranged in parallel to a rotation center line of the rotation support portion. The imaging device described. 前記回動支持部は、前記入射光軸と前記射出光軸との並ぶ方向に対して直交する方向に、回動中心線が配置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 the rotation support unit has a rotation center line arranged in a direction orthogonal to a direction in which the incident optical axis and the emission optical axis are arranged. 前記調整機構は、前記回動支持部が設けられた部分と異なる部位に、前記射出光軸に沿う方向に前記プリズムユニットと前記受光面との間の距離を変位させる調整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 adjustment mechanism includes an adjustment member that displaces a distance between the prism unit and the light receiving surface in a direction along the emission optical axis at a portion different from a portion where the rotation support portion is provided. The imaging apparatus according to claim 1.
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