JP2005134833A - Imaging unit and equipment for image pickup - Google Patents
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Abstract
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
In the prism unit 30a shown in FIG. 19, the
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
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
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.
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
Claims (6)
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.
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.
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