撮像装置および撮像用機器
【課題】本発明は、シャッタや絞り、可変絞などの光量調整機構を備える撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置１０は、反射光学系と撮像素子１３とフレーム３０と光量調整機構４０とアクチュエータ５０とを備える。反射光学系は、第１プリズム（光学素子）１１と第２プリズム（光学素子）１２とを自由曲面形状の反射面を有する光学素子として含む。光量調整機構４０は、第１プリズム１１と第２プリズム１２との間に配置される。アクチュエータ５０は、反射光学系に外接する直方体の仮想空間Ｙの内部に駆動軸線Ｇ１，Ｇ２が通るように、配置する。
【解決手段】撮像装置１０は、反射光学系と撮像素子１３とフレーム３０と光量調整機構４０とアクチュエータ５０とを備える。反射光学系は、第１プリズム（光学素子）１１と第２プリズム（光学素子）１２とを自由曲面形状の反射面を有する光学素子として含む。光量調整機構４０は、第１プリズム１１と第２プリズム１２との間に配置される。アクチュエータ５０は、反射光学系に外接する直方体の仮想空間Ｙの内部に駆動軸線Ｇ１，Ｇ２が通るように、配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の像から入射される光束を電気信号に変換して出力する撮像装置であって、特に光束の光量を調整する機能を有する撮像装置、およびこの撮像装置を内蔵するデジタルカメラやカメラ付携帯電話などの撮像用機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、撮像系の絞と撮像画面の中心とを結ぶ軸である光学系の光軸に対して、レンズなどの光学素子が回転対称に設けられた光学系である。
【０００３】
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いる。共軸系の光学系を使用した撮像装置をこれらの機器に適用する場合、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歪曲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生じ、この結果、撮像装置が大きくなってしまう。
【０００４】
これら相反する問題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、下記の特許文献１に記載されている。これらの撮像装置は、光学面として自由曲面を有するプリズムで構成される撮像光学系を適用している。
【０００５】
特許文献１に記載の撮像装置は、第１プリズムと、開口絞と、第２プリズムと、撮像素子と、保持部材とを有している。第１プリズムは、入射面と回転非対称な反射面と射出面を有している。第２プリズムは、入射面と２つの反射面と射出面を有している。２つある反射面のうち少なくとも一方は、回転非対称な反射面で構成されている。この回転非対称な面は、１つの対称面のみを有している。
【０００６】
第１プリズムの射出面は、有効径の外側領域に突起部が一体形成されている。第２プリズムの入射面は、有効径の外側領域に突起部が形成されている。保持部材は、プリズム保持部と撮像素子保持部とが一体形成されて構成されている。開口絞りは、プリズム保持部材に設けられている。撮像素子保持部には、撮像素子が固定されている。
【特許文献１】特開２００５−６２３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
デジタルカメラやカメラ付携帯電話など、電気的撮像装置が普及することにともない、より高画質での撮影が望まれ、物体像を画像データに変換する撮像素子であるＣＣＤの画素数も増える傾向にある。画素数の多いＣＣＤは、インターレース型が多い。インターレース型ＣＣＤにおいては、画像データを奇数フィールドと偶数フィールドの２回に分けてデータを読み出すものが主流である。
【０００８】
２つのフィールドの画像データは、一度に読み出せない。そのため、遮光せずに画像データを読み出すと、例えば奇数フィールドの画像データを読み出している間も、偶数フィールドに光が入射し続ける。その結果、奇数フィールドと偶数フィールドとの露光時間が同一ではなくなる。したがって、画像データを読み出す間、ＣＣＤに光が入射しないように、遮光しておくシャッタを設ける必要がある。
【０００９】
また、被写体の輝度の差は、広範囲にわたる。そのため、様々な条件の輝度において、シャッタの開放時間と撮像素子の持つダイナミックレンジのみで最適な露出時間に設定して撮影することが難しい。この問題を解決するためには、撮像素子へ投光される光量を変化させる絞りが必要である。
【００１０】
そこで、本発明は、シャッタ、絞りや可変絞りなどの光量調整機構を備える撮像装置、およびこの撮像装置を内蔵する撮像用機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る一形態の撮像装置は、反射光学系と撮像素子とを備える。反射光学系は、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ための光学素子を少なくとも２つ含む。各光学素子は、自由曲面形状の反射面を有する。反射光学系は、物体から入射される光束の入射光軸と光学素子から結像面に向けて射出される光束の射出光軸とが互いにほぼ平行でかつ所定の間隔に設けられる。撮像素子は、結像面に配置されてこの結像面に形成された物体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える。
【００１２】
この撮像装置は、さらに光量調整機構とフレームとアクチュエータとを有する。光量調整機構は、少なくとも２つの光学素子の間に配置される。フレームは、光学素子と光量調整機構と撮像素子とをそれぞれ相対的に位置決め保持する。アクチュエータは、フレームに保持され、光量調整機構を作動させる。
【００１３】
駆動力を発生させるアクチュエータの駆動軸線が、反射光学系に外接する直方体の仮想空間の内側を通る位置に、アクチュエータを配置する。仮想空間を成す直方体は、入射光軸と垂直に交わる入射側仮想平面および射出光軸と垂直に交わる射出側仮想平面を含む。
【００１４】
この場合、駆動軸線は、入社側仮想平面および射出側仮想平面と平行で、光学素子の各光学面の光軸が倣う光軸面に対して、垂直にもしくは平行に配置する。
【００１５】
光量調整機構は、光量調整部材と弾性部材とを有している。光量調整部材は、入射側の光学素子から射出される光束を遮る挿入位置、または、入射側の光学素子から射出される光束と干渉しない待避位置に保持される。弾性部材は、光量調整部材を挿入位置もしくは待避位置に向けて付勢する。
【００１６】
また、光量調整機構は、シャッタ機構と絞機構とフィルタ機構のうち少なくともシャッタ機構を有する。シャッタ機構は、入射側の光学素子から射出された光束を遮断するシャッタ羽根を有し、シャッタ羽根をアクチュエータの駆動力を得て光束を横切る方向へ移動させる。絞機構は、入射側の光学素子から射出された光束の有効断面積を小さくする絞羽根を有し、この絞羽根をアクチュエータの駆動力を得て光束を横切る方向へ移動させる。フィルタ機構は、入射側の光学素子から射出された光束の光量を減少させるＮＤ（Natural Density）フィルタを有し、このＮＤフィルタをアクチュエータの駆動力を得て光束を横切る方向へ移動させる。
【００１７】
また、光量調整機構がシャッタ機構と絞機構とを有する場合、アクチュエータは、シャッタ機構を駆動する第１アクチュエータと、絞機構を駆動する第２アクチュエータとを有し、これらを光軸面を中心に両側へ振り分けて配置する。
【００１８】
フレームは、第１壁と第２壁とを有ている。第１壁は、光学素子と光量調整機構とを保持する。第２壁は、入射光軸側から射出光軸側まで射出側仮想平面に沿って延在し、射出光軸を横切る位置に撮像素子を保持する。そして、第１アクチュエータは、入射側仮想平面寄りの第１壁もしくは入射光軸側の第２壁に支持される。
【００１９】
反射光学系は、第１のプリズムと第２のプリズムとを備える。第１プリズムは、物体からの光束が第１入射面に入射され、自由曲面形状の少なくとも１つの第１反射面で光束を反射した後、第１射出面から光束を射出する。第２のプリズムは、第１の射出面から射出された光束が第２入射面から入射され、自由曲面形状の少なくとも１つの第２反射面で光束を反射した後、第２射出面から光束を射出する。
【００２０】
この場合、フレームの第１壁は、第１射出面と第２入射面との間に配置されて第１プリズム、第２プリズム、光量調整機構を保持する。フレームの第２壁は、第１プリズム側から第２プリズム側まで射出側仮想平面に沿って延在し、第２射出面側に撮像素子を保持する。アクチュエータは、第１反射面と第２壁との間に配置され、第２壁の第１反射面の端部に保持される。
【００２１】
また、反射光学系の光軸面と垂直方向に、第１プリズムの幅をＷ１、第２プリズムの幅をＷ２とすると、Ｗ１とＷ２との寸法差によって生じる間隙に第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの少なくとも一部を納めるように配置する。
【００２２】
反射光学系と光量調整機構とアクチュエータとフレームとを内包するケースをさらに備えることも好ましい。この場合、アクチュエータの動作を制御する駆動回路基板は、反射光学系の反射面とケースとの間の空間に配置される。
【００２３】
また、本発明に係る撮像用機器は、上記いずれかの撮像装置と、撮像装置の撮像素子から出力さ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画像処理手段と、適用された情報記録媒体に画像データを記録する記録手段と、アクチュエータに接続されて光量調整機構を駆動させる制御手段とを備える。
【００２４】
なお、本発明において、「自由曲面形状」とは、光軸に沿う面に対して鏡像でかつ回転非対称に形成された曲面形状を意味する。また、「駆動軸線」とは、アクチュエータの駆動力が出力される軸線を意味し、出力が回転方向の場合は、回転中心軸であり、出力が直線方向である場合は、移動する作動子の中心軸である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の撮像素子によれば、反射光学系と撮像素子とを備える。反射光学系は、少なくとも２つの光学素子を含み、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。各光学素子は、自由曲面形状の反射面を有している。この反射光学系において、物体から入射される光束の入射光軸と、光学素子から結像面に向けて射出される光束の射出光軸とは、互いにほぼ平行でかつ所定の間隔に設けられる。撮像素子は、結像面に配置されてこの結像面に形成された物体像を電気信号に変換する。反射光学系から射出される光束の光量は、２つの光学素子の間に配置される光量調整機構によって調整される。光学素子、光量調整機構、撮像素子は、それぞれフレームで相対的に位置決め保持される。光量調整機構を作動させるアクチュエータは、フレームに保持される。そして、アクチュエータの駆動軸線が、反射光学系に外接する直方体の仮想空間の内側を通る位置に、アクチュエータを配置する。この場合の仮想空間を成す直方体は、入射側仮想平面および射出側仮想平面を含む。
【００２６】
本発明に係る撮像装置は、光量調整機構を作動させるアクチュエータの駆動軸線が反射光学系に外接する直方体の仮想空間の内側にある。つまり、アクチュエータの約半分が反射光学系の周囲にできる空きスペースに納まることとなるので、撮像装置の全体の大きさを嵩だかくすることなく光量調整機構およびその駆動系を備えることができる。その結果、この撮像装置は、小型であることと、高品質の画像を取得することとの両方を満足させている。
【００２７】
具体的には、第１プリズムと第２プリズムとを覆うケースを備える場合、ケース内にできる空きスペースに光量調整機構のアクチュエータやこの駆動回路基板を配置することで、機械式の光量調整機構を設けることにともなう外径寸法の増加を抑えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る第１の実施形態の撮像装置１０は、撮像用機器であるデジタルカメラ１に組み込んだ場合を例に、図１から図８を参照して説明する。図１に示すデジタルカメラ１は、ハウジング２の外部に面して、レリーズボタン３、主電源ボタン４、フラッシュ５、入射窓６、画像表示部７、記録媒体８のスロット９（図２参照）が設けられている。
【００２９】
レリーズボタン３および主電源ボタン４は、操作部の一形態である。入射窓６は、撮像光学系を構成する光学素子の一つである。スロット９の形状は、適用されるカード状の記録媒体８の１つ、または、複数のタイプに対応させて作られる。スロット９の入口には、カバーが取り付けられる。ハウジング２は、撮像装置１０、画像処理回路２１を内蔵している。
【００３０】
撮像装置１０は、図２および図３に示すように、第１プリズム１１と第２プリズム１２と撮像素子１３と基板１４とフレーム３０と光量調整機構４０とアクチュエータ５０と駆動回路基板２２と伝達機構６０とを備え、撮像光学系の主要部を構成する。また、撮像装置１０は、ケース３５を備え、フレーム３０とともに第１プリズム１１と第２プリズム１２とを覆う箱形に形成されている。ケース３５は、被写体からの光束を第１プリズム１１に向けて通過させる窓３５ａを有している。この窓３５ａには、カバーガラス３５ｂが嵌め込まれている。
【００３１】
第１プリズム１１は、第１入射面１１ａと、第１反射面１１ｂと、第１射出面１１ｃとを備える。第１反射面１１ｂは、反射される光束の光軸λに沿う一つの対称面を有する回転非対称な自由曲面形状に形成されている。第２プリズム１２は、第２入射面１２ａと、２つの第２反射面１２ｂ，１２ｃと、第２射出面１２ｄとを備える。第２反射面１２ｂ，１２ｃは、反射される光束の光軸λに沿う１つの対称面を有する回転非対称な自由曲面形状に形成されている。
【００３２】
第１プリズム１１および第２プリズム１２は、反射光学系を構成する光学素子の一つであり、少なくとも１つの光学面にそれぞれ自由曲面を有した偏心プリズムである。各プリズムの光学面である第１入射面１１ａ、第１反射面１１ｂ、第１射出面１１ｃ、第２入射面１２ａ、第２反射面１２ｂ，１２ｃ、第２射出面１２ｄの光軸が倣う光軸面αは、各光学面の対称面に一致する。
【００３３】
被写体となる物体から入射されて第１プリズム１１と第２プリズム１２を通過する光束の光軸λは、図２に示すように、第１入射面１１ａから入射し、第１反射面１１ｂで反射された後、第１射出面１１ｃから射出される。第１プリズム１１から射出された光束は、第２入射面１２ａから入射し、２つの第２反射面１２ｂ，１２ｃでそれぞれ反射された後、第２射出面１２ｄから射出される。第２射出面１２ｄから射出された光束は、結像面に物体像を形成する。
【００３４】
撮像素子１３は、基板１４に実装されており、受光面１３ａが光学系の結像面に配置される。撮像素子１３は、例えば、フォトダイオードなど光を電気信号に変換する半導体素子が受光面１３ａに多数並べられたＣＣＤ（Charge-Coupled Device）である。第２射出面１２ｄと受光面１３ａとの間には、フィルタやカバーガラスを取り付けても良い。基板１４には、撮像素子１３と画像処理回路２１との間の連係を取るインターフェイス回路が実装される。
【００３５】
フレーム３０は、図３に示すように第１壁３１と第２壁３２とを備える。第１壁３１は、図３に示すように第１射出面１１ｃと第２入射面１２ａとの間に配置され、図４に示すように第１プリズム１１と第２プリズム１２と光量調整機構４０を保持する。第２壁３２は、図１に示すように第２射出面１２ｄから射出される光束の光軸（射出光軸）λを横切る方向に配置され、第２射出面１２ｄ側から第１壁３１を越えて第１反射面１１ｂ側まで延びている。フレーム３０は、第１壁３１が第２壁３２に対して突き当たるＴ字形に形成されている。
【００３６】
第１壁３１および第２壁３２にはそれぞれ、光束を通過させる開口部３１ａ，３２ａが設けられている。第１壁３１の開口部３１ａの回りには、図５，図７および図８に示す光量調整機構４０が組み込まれている。第２壁３２は、第１プリズム１１および第２プリズム１２とは反対側から基板取付部３２ｂが凹設されている。基板１４は、撮像素子１３の受光面１３ａが結像面に位置決されるように、バネ座金や間座１５を適宜挟んで基板取付部３２ｂに止めネジ１６で固定される。
【００３７】
光量調整機構４０は、図５，図７および図８に示すように、シャッタ機構４０ａと絞機構４０ｂとを含み、シャッタ羽根４１とシャッタ操作レバー４２と絞羽根４３と絞操作レバー４４と線細工バネ４５とを有している。シャッタ機構４０ａは、シャッタ羽根４１とシャッタ操作レバー４２と線細工バネ４５とで構成される。絞機構４０ｂは、絞羽根４３と絞操作レバー４４と線細工バネ４５とで構成される。
【００３８】
シャッタ機構４０ａと絞機構４０ｂとは、第１プリズム１１と第２プリズム１２とを通過する光束の光軸λが倣う光軸面αを挟んで両側に振り分けて配置され、光軸λに沿う方向に重なり合うずれを有して光軸面αを中心に対称に構成されている。本実施形態において、弾性部材として用いた線細工バネ４５は、一続きに設けられているが、シャッタ機構４０ａ用と絞機構４０ｂ用とで別々に設けても良い。
【００３９】
シャッタ羽根４１は、図５に示すように、第１壁３１を通過する光束の光軸λに沿う方向に第１壁３１に取り付けられた第１支持軸３１ｂに装着されている。回動されるシャッタ羽根４１の端部４１ａは、第１壁３１の開口部３１ａを覆い隠す十分な大きさに形成されている。シャッタ羽根４１は、光軸面α側の縁にリブ４１ｃが形成されている。リブ４１ｃは、線細工バネ４５の端部と迫合う。シャッタ羽根４１は、第１支持軸３１ｂを中心に線細工バネ４５によって第１壁３１の開口部３１ａを通過する光束を横切る方向に沿って開口部３１ａから離れる方向へ付勢され、開位置Ｐ１に保持されている。
【００４０】
シャッタ操作レバー４２は、図５に示すように第１支持軸３１ｂと平行に第１壁３１に設けられた第２支持軸３１ｃに装着されている。第１支持軸３１ｂと第２支持軸３１ｃとの間において、シャッタ操作レバー４２は、シャッタ羽根４１に設けられた長孔４１ｂとピン４６ａで連結されている。図５に示す状態から、第１壁３１の外周縁部から突出するシャッタ操作レバー４２の操作部４２ａを時計回りに回動させると、シャッタ羽根４１は、図７に示すように、第１壁３１の開口部３１ａを塞ぐ閉位置Ｐ２へ移動する。
【００４１】
絞羽根４３は、図５に示すように光軸面αを挟んで第１支持軸３１ｂと対称の位置に設けられる第３支持軸３１ｄに装着されている。回動される絞羽根４３の端部４３ａは、第１壁３１の開口部３１ａを通過する光束の有効断面積を小さくする絞孔４３ｂを有している。絞羽根４３の光軸面α側の縁にリブ４３ｄが形成されている。リブ４３ｄは、図５，図６に示すように、線細工バネ４５の端部と迫合う。絞羽根４３は、第３支持軸３１ｄを中心に線細工バネ４５によって開口部３１ａを通過する光束を横切る方向に沿って第１壁３１の開口部３１ａから離れる方向へ付勢され、待避位置Ｐ３に保持されている。
【００４２】
絞操作レバー４４は、光軸面αを挟んで第２支持軸３１ｃと対称の位置に設けられる第４支持軸３１ｅに装着されている。第３支持軸３１ｄと第４支持軸３１ｅとの間において、絞操作レバー４４は、絞羽根４３に設けられた長孔４３ｃとピン４６ｂで連結されている。図５に示す状態から、第１壁３１の外周縁部から突出する絞操作レバー４４の操作部４４ａを反時計回りに回動させると、絞羽根４３は、図８に示すように、開口部３１ａに重なる挿入位置Ｐ４へ移動する。
【００４３】
本実施形態において、線細工バネ４５は、第１壁３１に設けられた３つの凸部で構成される装着部３１ｊに嵌め込まれ、シャッタ羽根４１を開位置Ｐ１に、絞羽根４３を待避位置Ｐ３に、それぞれ保持するように付勢している。シャッタ羽根４１および絞羽根４３の動作反応速度を向上させるために線細工バネ４５は、シャッタ羽根４１を閉位置Ｐ２に、絞羽根４３を挿入位置Ｐ４に保持するように設けられていても良い。
【００４４】
アクチュエータ５０は、図４に示すように、第１反射面１１ｂの背面側の空間となる第１プリズム１１とフレーム３０の第２壁３２とケース３５とで囲まれる領域に配置され、ブラケット５３によって第２壁３２の端部３２ｃに保持されている。特に、アクチュエータ５０は、図４に示すように反射光学系に外接する直方体の仮想空間Ｙの内側に駆動軸線Ｇ１，Ｇ２が位置するように、配置される。
【００４５】
仮想空間Ｙを成す直方体は、第１入射面１１ａに入射される光束の光軸（入射光軸）λと垂直に交わる入射側仮想平面Ｙ１、および、第２射出面１２ｄから射出される光束の光軸（射出光軸）λと垂直に交わる射出側仮想平面Ｙ２を含む。そして、駆動軸線Ｇ１，Ｇ２は、入射側仮想平面Ｙ１と射出側仮想平面Ｙ２との間に位置している。
【００４６】
このアクチュエータ５０は、シャッタ機構４０ａを駆動する第１アクチュエータ５１と、絞機構４０ｂを駆動する第２アクチュエータと５２で構成され、それぞれ独立して作動する。第１アクチュエータ５１および第２アクチュエータ５２、光軸面αに沿ってブラケット５３に設けられるサポートリブ５３ａを挟んで対称に取り付けられている。
【００４７】
駆動回路基板２２は、アクチュエータ５０に接続されて光量調整機構４０を駆動させる制御手段の一例である。駆動回路基板２２は、第１反射面１１ｂに面した第２壁３２に載置され、ブラケット５３で挟まれて固定される。このとき、第１アクチュエータ５１および第２アクチュエータ５２から延びる配線５４は、駆動回路基板２２とブラケット５３との間に挟まれることで、図３に示す駆動回路基板２２の端に設けられた端子２２ａと接続される。
【００４８】
伝達機構６０は、第１アクチュエータ５１とシャッタ操作レバー４２との間に第１伝達機構６１０、および第２アクチュエータ５２と絞操作レバー４４との間に第２伝達機構６２０としてそれぞれ１組ずつ設けられ、回動アーム６１１，６２１とリンクプレート６１２，６２２と駆動ロッド６１３，６２３とで構成されている。
【００４９】
回動アーム６１１，６２１は、第１アクチュエータ５１および第２アクチュエータ５２の駆動軸に一つずつ固定されている。回動アーム６１１，６２１の先端は、第１アクチュエータ５１および第２アクチュエータ５２が待機状態Ｑ１で第１壁３１から遠のいた側に位置し、作動状態Ｑ２で第１壁３１に近い側に移動する。第２アクチュエータ５２の場合を例にすると、図４において、実線で示す状態が待機状態Ｑ１であり、二点鎖線で示す状態が作動状態Ｑ２であり。
【００５０】
シャッタ機構４０ａ側のリンクプレート６１２は、図３に示す第５支持軸３１ｆに装着されており、光軸面αと平行な面に沿って回動する。第５支持軸３１ｆは、第１壁３１の縁から第１プリズム１１側に向かって延びる第１支持片３１ｇに設けられている。絞機構４０ｂ用のリンクプレート６２２は、図３に示す第６支持軸３１ｈに装着されており、光軸面αと平行な面に沿って回動する。第６支持軸３１ｈは、第１壁３１から第１プリズム１１側に向かって延びる第２支持片３１ｉに設けられている。
【００５１】
リンクプレート６１２，６２２は、それぞれ回動中心となる第５支持軸３１ｆおよび第６支持軸３１ｈから第２プリズム１２側に向かって延びたレバー係合端６１２ａ，６２２ａと、回動中心から第２壁３２側に向かって延びたロッド連結端６１２ｂ，６２２ｂとを有している。シャッタ操作レバー４２の操作部４２ａは、レバー係合端６１２ａに設けられたスロット６１２ｃに挿入される。絞操作レバー４４の操作部４４ａは、レバー係合端６２２ａに設けられたスロット６２２ｃに挿入される。
【００５２】
駆動ロッド６１３，６２３は、回動アーム６１１，６２１の先端とリンクプレート６１２，６２２のロッド連結端６１２ｂ，６２２ｂとの間に取り付けられる。図３では、分解斜視図にするために中央付近で切離して描いているが、実際には一続きのものである。回動アーム６１１、リンクプレート６１２、回動ロッド６１３によって、伝達機構６１０が構成され、回動アーム６２１、リンクプレート６２２、駆動ロッド６２３によって、伝達機構６２０が構成される。第１アクチュエータ５１の駆動力および第２アクチュエータ５２の駆動力は、それぞれ伝達機構６１０，６２０を介してシャッタ機構４０ａおよび絞機構４０ｂに伝達される。
【００５３】
次に、デジタルカメラ１の動作について説明する。画像処理回路２１は、図２に示すように、レリーズボタン３と、駆動回路基板２２と、撮像素子１３と、記録部２３と、画像表示部７とに接続されている。画像処理回路２１は、レリーズボタン３が操作された信号を検出すると、必要に応じた露光時間が経過した後、駆動回路基板２２に信号を送信し、シャッタ羽根４１を閉位置Ｐ２に移動させる。
【００５４】
画像処理回路２１は、画像処理処理手段の一例であって、撮像素子１３で得られた電気信号をシャッタ羽根４１が閉位置Ｐ２にある間に読み取り、この電気信号に所定の電気的処理を施すことによって画像データを得る機能を有する。画像処理回路２１は、得られた画像データを記録部２３に装着された記録媒体８に記録したり、記録部２３に記録されている画像データを読み出して画像表示部７に写し出したりする。図２に示す記録部２３は、記録手段の一形態であって、メモリーカードやメモリーディスク等、適用される記録媒体８に対応したものであれば良い。
【００５５】
また、画像処理回路２１は、レリーズボタン３が操作された時点で、デジタルカメラ１に別途設けられる輝度計で計測される被写体の輝度を基に、必要に応じて駆動回路基板２２に信号を送信し、絞羽根４３を挿入位置Ｐ４に駆動する。なお、撮像素子１３に到達する光量を減少させる手段として、絞機構４０ｂを設ける代わりに、ＮＤ（Natural Density）フィルタ機構を設けても良い。この場合、ＮＤフィルタ機構は、光量調整部材となるＮＤフィルタを絞羽根４３の代わりに配置した構成となる。
【００５６】
以上のように、構成された撮像装置１０は、シャッタ羽根や４１絞羽根４３を駆動するためのアクチュエータ５０を、反射光学系に外接する直方体の仮想空間Ｙの内側に駆動軸線Ｇ１，Ｇ２が位置するように、配置している。特に、撮像装置１０において、アクチュエータ５０は、第１プリズム１１の第１反射面１１ｂとフレーム３０の第２壁３２とケース３５とで囲まれる領域にできる空きスペースに配置されており、第１プリズム１１および第２プリズム１２を覆うケース３５内に納まっている。
【００５７】
つまり、撮像装置１０は、外径寸法を変えることなく光量調整機構４０を備えることができる。撮影条件によって被写体の輝度の差が大きく変化する環境で使用されるデジタルカメラに適用される場合でも、画素数の大きい撮像素子１３を使用して高精細な画像を得ることのできる撮像装置１０を提供することができる。
【００５８】
なお、本実施形態において、伝達機構６０（６１０，６２０）は、アクチュエータ５０の駆動力を光量調整機構４０に伝えることができればよいので、図２から図４に示した回動アーム６１１，６２１とリンクプレート６１２，６２２と駆動ロッド６１３，６２３との構成に限られるものではない。例えば、リンクプレート６１２，６２２と駆動ロッド６１３，６２３とが１つのカムパネルで構成されていても良い。
【００５９】
この場合、カムパネルは、第５支持軸３１ｆや第６支持軸３１ｈに嵌合するカム溝と、シャッタ操作レバー４２や絞操作レバー４４の操作部４２ａ，４４ａに嵌合するカムスロットと有し、回動アーム６１１，６２１と連結される。回動アーム６１１，６２１が待機状態Ｑ１と作動状態Ｑ２との間を二値的に揺動することによって、カムパネルは、シャッタ羽根４１を開位置Ｐ１と閉位置Ｐ２とに、絞羽根４３を待避位置Ｐ３と挿入位置Ｐ４とに、それぞれ移動させる。
【００６０】
また、シャッタ羽根４１を開位置Ｐ１と閉位置Ｐ２とに、絞羽根４３を待機位置Ｐ３と挿入位置Ｐ４とにそれぞれ保持できるように、線細工バネ４５の代わりにトグルバネを用いて、両方へそれぞれ付勢し、保持できるようにしても良い。
【００６１】
本発明に係る第２の実施形態の撮像装置１０ａは、図９から図１３を参照して説明する。なお、第１の実施形態に記載の撮像装置１０の構成と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。特に、本実施形態は、アクチュエータ５０および駆動回路基板２２の配置が異なり、伝達機構を有していない。
【００６２】
本実施形態において、アクチュエータ５０は、第２壁３２から離れた側の第１壁３１の縁部に固定されている。アクチュエータ５０は、シャッタ機構４０ａを駆動する第１アクチュエータ５１ａと、絞機構４０ｂを駆動する第２アクチュエータ５２ａとを含む。第１アクチュエータ５１ａと第２アクチュエータ５２ａは、第１プリズム１１と第２プリズム１２とが並ぶ方向に沿って一部が重なり合うように配置されており、第１アクチュエータ５１ａが第２プリズム１２寄りに配置されている。
【００６３】
第１アクチュエータ５１ａおよび第２アクチュエータ５２ａは、コイル５１１ａ，５２１ａと可動部材５１２ａ，５２２ａとで構成されている。可動部材５１２ａ，５２２ａは、磁化された強磁性体であり、コイル５１１ａ，５２１ａにそれぞれ挿入されている。コイル５１１ａ，５２１ａが通電されると、可動部材５１２ａ，５２２ａは、第１壁３１に沿ってコイル５１１ａ，５２１ａの中に引き込まれる。コイル５１１ａ，５２１ａから突出している可動部材５１２ａ，５２２ａの端部は、図１０および図１１に示すように係合ピン５１３ａ，５２３ａを有している。係合ピン５１３ａ，５２３ａは、第１壁３１の外周よりも突出したシャッタ操作レバー４２の端部および絞操作レバー４４の端部に形成された係合スロット４２ｂ，４４ｂに各々挿入されている。
【００６４】
シャッタ羽根４１は、第１ネジリコイルバネ４７ａによって第１壁３１の開口部３１ａから離れる方向へ付勢され、開位置Ｐ１に保持されている。絞羽根４３は、第２ネジリコイルバネ４７ｂによって、第１壁３１の開口部３１ａから離れる方向へ付勢され、待避位置Ｐ３に保持されている。
【００６５】
第１ネジリコイルバネ４７ａの捲回部は、シャッタ羽根４１とシャッタ操作レバー４２とを連結するピン４６ａに外挿され、端部は、各々第１支持軸３１ｂと第２支持軸３１ｃとに掛けられている。第２ネジリコイルバネ４７ｂの捲回部は、絞羽根４３と絞操作レバー４４とを連結するピン４６ｂに外挿され、端部は、各々第３支持軸３１ｄと第４支持軸３１ｅとに掛けられている。
【００６６】
第１アクチュエータ５１ａのコイル５１１ａが画像処理回路２１によって通電されると、図１２に示すように可動部材５１２ａがコイル５１１ａに引き込まれ、シャッタ羽根４１が閉位置Ｐ２に移動する。第２アクチュエータ５２ａのコイル５２１ａが画像処理回路２１によって通電されると、図１３に示すように可動部材５２２ａがコイル５２１ａに引き込まれ、絞羽根４３が挿入位置Ｐ４に移動する。それぞれコイル５１１ａ，５２１ａへの通電が停止されると、シャッタ羽根４１は開位置Ｐ１へ、絞羽根４３は待避位置Ｐ３へ戻る。
【００６７】
第１アクチュエータ５１ａおよび第２アクチュエータ５２ａを作動させる駆動回路基板２２は、第１壁３１に対して第２プリズムを隔てて反対側にある第２反射面１２ｂとケース３５との間に残る空間、および、第２壁３２に対して第２プリズム１２を隔てて反対側にある第２反射面１２ｃとケース３５との間に残る空間に配置されている。コイル５１１ａ，５２１ａは、駆動回路基板２２にそれぞれ接続されている。駆動回路基板２２と画像処理回路２１との間の接続は、フレキシブル配線２２ｂによってケース３５と第２壁３２との隙間から撮像装置１０ａの外へと導出される。また、２つの駆動回路基板２２は、フレキシブル配線２２ｃによって互に接続されている。
【００６８】
第２の実施形態の撮像装置１０ａにおいて、第１アクチュエータ５１ａおよび第２アクチュエータ５２ａは、シャッタ羽根４１および絞羽根４３が移動する平面と平行な面に沿って駆動力が伝達されるので、駆動力の伝達効率が良い。
【００６９】
本発明に係る第３の実施形態の撮像装置１０ｂは、図１４から図１９を参照して説明する。なお、第１の実施形態に記載の撮像装置１０ａおよび第２の実施形態に記載の撮像装置１０ｂの構成と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。特に、本実施形態の撮像装置１０ｂは、アクチュエータ５０がシャッタ機構４０ａのシャッタ操作レバー４２および絞機構４０ｂの絞操作レバー４４を直接駆動する構成であるため、第１の実施形態のような伝達機構を有していない。
【００７０】
本実施形態における第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂは、いずれもロータリー式ソレノイドであり、第１壁３１に沿って外周縁から延びる第１マウント３１１と第２マウント３１２にそれぞれ固定される。第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂは、それぞれ図１４に示すコイル５１１ｂ，５２１ｂと図１７に示す回転子５１２ｂ，５２２ｂとを有している。回転子５１２ａ，５２２ｂは、シャッタ操作レバー４２の操作部４２ａまたは絞操作レバー４４の操作部４４ａと係合する係合ピン５１３ｂ，５２３ｂを有している。
【００７１】
シャッタ羽根４１と絞羽根４３は、図１７に示すように一続きに形成された線細工バネ４８によって一方向に付勢されている。線細工バネ４８は、第１支持軸３１ｂと第３支持軸３１ｄに外挿する捲回部を有している。線細工バネ４８のシャッタ羽根４１側の端部４８ａは、第１壁３１の開口部３１ａから遠い側のシャッタ羽根４１の縁に掛けられており、シャッタ羽根４１を閉位置Ｐ２に向けて付勢する。線細工バネ４８の絞羽根４３側の端部４８ｂは、第１壁３１の開口部３１ａから遠い側の絞羽根４３の縁に掛けられており、絞羽根４３を挿入位置Ｐ４に向けて付勢する。
【００７２】
第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂの駆動回路基板２２は、図１４に示すように撮像素子１３が実装されている基板１４と一体に設けられており、第１プリズム１１側の第２壁３２に設けられた挿通孔３２ｄを通されたフレキシブル配線２２ｂによって第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂと接続されている。図１４に示す状態でフレキシブル配線２２ｂは、駆動回路基板２２に設けられた接続端子に挿し込まれ、フレーム３０に設けられた基板取付部３２ｂに基板１４を装着することで、図１５に示すように折曲げられた状態となる。
【００７３】
また、本実施形態の撮像装置１０ｂは、画素数の多い撮像素子１３を適用するために、第１入射面１１ａに入射される光束の有効断面積よりも第２射出面１２ｄから射出される光束の有効断面積のほうが大きくなるように、第１プリズム１１よりも第２プリズム１２の方が大きい。つまり光軸面αに対して垂直な方向において、図１６に示すように、第１プリズム１１の幅Ｗ１よりも第２プリズム１２の幅Ｗ２の方が大きい。
【００７４】
第１プリズム１１と第２プリズム１２とを直方体のケース３５で覆うと、ケース３５の内部に寸法差にともなう空きスペースが第１プリズム１１の側にできる。そこで、本実施形態の撮像装置１０ｂは、第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂを少なくとも一部がこの空きスペースに納まるように配置し、さらに、図１４に示すように第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂが張り出す位置に対応するケース３５の一部を切欠くことで、外形寸法が大きくなることを抑制している。
【００７５】
さらに、画像のアスペクト比１６：９の撮像装置において、第１プリズム１１の幅Ｗ１は、第２プリズム１２の幅Ｗ２よりも大きくなる。この場合、第１プリズム１１と第２プリズム２２との寸法の関係は、第３の実施形態の撮像装置１０ｂと逆の構成になる。すなわち、第１入射面１１ａに入射される光束の有効断面積が第２射出面１２ｄから射出される光束の有効断面積より大きくなるように、第２プリズム１２よりも第１プリズム１１の方が大きい。つまり、寸法差の関係は、図１６に示す形態と逆になり、光軸面αに対して垂直な方向において、第１プリズム１１の幅Ｗ１が第２プリズムの幅Ｗ２よりも大きい。
【００７６】
これらの第１プリズム１１と第２プリズム１２とを直方体のケース３５で覆うと、ケース３５の内部に寸法差にともなう空きスペースが、第２プリズム１２の側にできる。このように、本実施形態の撮像装置１０ｂの光学系に対して、第１プリズム１１の幅Ｗ１と第２プリズムの幅Ｗ２との寸法関係が逆の形態では、第２プリズム１２の側にできる空きスペースに第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂの一部が納まるように配置する。そして、図１４に示すように第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂが張り出す位置に対応するケース３５の一部を切欠くことで、外形寸法が大きくなることを抑制している。
【００７７】
この撮像装置１０ｂにおいて、第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂは、ロータリー式であり、シャッタ操作レバー４２の操作部４２ａおよび絞操作レバー４４の操作部４４ａが係合ピン５１３ｂ，５２３ｂの回転半径の外側からこの係合ピン５１３ｂ、５２３ｂに当接する場合、回転子５１２ｂ，５２２ｂの中心軸線と係合ピン５１３ｂ，５２３ｂとを結ぶ線分βがシャッタ操作レバー４２の操作部４２ａまたは絞操作レバー４４の操作部４４ａに対して垂直になる位置で停止する状態になるように設けられている。図１７に示す状態において、回転子５１２ｂ，５２２ｂは、線細工バネ４８の付勢力に対して中立の位置にあり、コイル５１１ｂ，５２１ｂに通電することなく保持される。なお、線分βが操作部４２ａ，４４ａに対して直角よりもやや傾いた状態となるように、回転子５１２ｂ，５２２ｂの回動範囲の一方の回動端を設定し、シャッタ羽根４１を開位置Ｐ１に、絞羽根４３を待避位置Ｐ３に保持しても良い。
【００７８】
第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂは、画像処理回路２１などの制御部から信号が駆動回路基板２２に出力されると、駆動回路基板２２からその都度所望する方向へ電流が流されることによって、約半回転ずつ回転子５１２ｂ，５２２ｂを回動させる。これにより、シャッタ羽根４１は、図１７に示す開位置Ｐ１と図１８に示す閉位置Ｐ２とを二値的に移動し、絞羽根４３は、図１７に示す待避位置Ｐ３と図１９に示す挿入位置Ｐ４とを二値的に移動する。
【００７９】
本実施形態のアクチュエータ５０は、シャッタ羽根４１および絞羽根４３を移動させるときのみコイル５１１ｂ，５２１ｂに電力を供給すればよいので、消費電力を少なく抑えることができる。また、線細工バネ４８は、シャッタ羽根４１を閉位置Ｐ２に、絞羽根４３を挿入位置Ｐ４に向けて付勢する。したがって、露光時間が経過したのち素早くシャッタ羽根４１を閉める場合や撮像条件に応じて素早く絞羽根４３を挿入する場合の応答性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の撮像装置を内蔵するデジタルカメラを示す斜視図。
【図２】図１に示したデジタルカメラの主要な構成によるブロック図。
【図３】図２に示した撮像装置の分解斜視図。
【図４】図３に示した撮像装置のケースとフレームの一部を切欠いて示す断面図。
【図５】図４中のＦ５−Ｆ５線に沿って示す光量調整機構の正面図。
【図６】図５中のＦ６−Ｆ６線に沿って示す光量調整機構の断面図。
【図７】図５に示した状態からシャッタ羽根が閉位置に移動した状態の正面図。
【図８】図５に示した状態から絞羽根が挿入位置に移動した状態の正面図。
【図９】本発明に係る第２の実施形態の撮像装置の分解斜視図。
【図１０】図９に示した撮像装置のケースとフレームの一部を切欠いた断面図。
【図１１】図１０中のＦ１１−Ｆ１１線に沿って示す光量調整機構およびアクチュエータの正面図。
【図１２】図１１に示した状態からシャッタ羽根が閉位置に移動した状態の正面図。
【図１３】図１１に示した状態から絞羽根が挿入位置に移動した状態の正面図。
【図１４】本発明に係る第３の実施形態の撮像装置の分解斜視図。
【図１５】図１４に示した撮像装置のケースとフレームの一部を切り欠いた断面図。
【図１６】図１４に示した第１プリズムと第２プリズムの斜視図。
【図１７】図１５中にＦ１７−Ｆ１７線に沿って示した光量調整機構の正面図。
【図１８】図１７に示した状態からシャッタ羽根が閉位置に移動した状態の正面図。
【図１９】図１７に示した状態から絞羽根が挿入位置に移動した状態の正面図。
【符号の説明】
【００８１】
１…デジタルカメラ（撮像用機器）、８…記録媒体、１０，１０ａ，１０ｂ…撮像装置、１１…第１プリズム、１１ａ…第１入射面、１１ｂ…第１反射面、１１ｃ…第１射出面、１２…第２プリズム、１２ａ…第２入射面、１２ｂ，１２ｃ…第２反射面、１２ｄ…第２射出面、１３…撮像素子、１３ａ…受光面、２１…画像処理回路（画像処理手段）、２２…駆動回路基板（制御手段）、２３…記録部（記録手段）、３０…フレーム、３１…第１壁、３２…第２壁、３５…ケース、４０…光量調整機構、４１…シャッタ羽根、４３…絞羽根、５０…アクチュエータ、５１，５１ａ，５１ｂ…第１アクチュエータ、５２，５２ａ，５２ｂ…第２アクチュエータ、６０，６１０，６２０…伝達機構、α…光軸面、λ…光軸、Ｇ１，Ｇ２…駆動軸線、Ｙ…仮想空間、Ｙ１…入射側仮想平面、Ｙ２…射出側仮想平面、。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の像から入射される光束を電気信号に変換して出力する撮像装置であって、特に光束の光量を調整する機能を有する撮像装置、およびこの撮像装置を内蔵するデジタルカメラやカメラ付携帯電話などの撮像用機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、撮像系の絞と撮像画面の中心とを結ぶ軸である光学系の光軸に対して、レンズなどの光学素子が回転対称に設けられた光学系である。
【０００３】
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いる。共軸系の光学系を使用した撮像装置をこれらの機器に適用する場合、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歪曲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生じ、この結果、撮像装置が大きくなってしまう。
【０００４】
これら相反する問題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、下記の特許文献１に記載されている。これらの撮像装置は、光学面として自由曲面を有するプリズムで構成される撮像光学系を適用している。
【０００５】
特許文献１に記載の撮像装置は、第１プリズムと、開口絞と、第２プリズムと、撮像素子と、保持部材とを有している。第１プリズムは、入射面と回転非対称な反射面と射出面を有している。第２プリズムは、入射面と２つの反射面と射出面を有している。２つある反射面のうち少なくとも一方は、回転非対称な反射面で構成されている。この回転非対称な面は、１つの対称面のみを有している。
【０００６】
第１プリズムの射出面は、有効径の外側領域に突起部が一体形成されている。第２プリズムの入射面は、有効径の外側領域に突起部が形成されている。保持部材は、プリズム保持部と撮像素子保持部とが一体形成されて構成されている。開口絞りは、プリズム保持部材に設けられている。撮像素子保持部には、撮像素子が固定されている。
【特許文献１】特開２００５−６２３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
デジタルカメラやカメラ付携帯電話など、電気的撮像装置が普及することにともない、より高画質での撮影が望まれ、物体像を画像データに変換する撮像素子であるＣＣＤの画素数も増える傾向にある。画素数の多いＣＣＤは、インターレース型が多い。インターレース型ＣＣＤにおいては、画像データを奇数フィールドと偶数フィールドの２回に分けてデータを読み出すものが主流である。
【０００８】
２つのフィールドの画像データは、一度に読み出せない。そのため、遮光せずに画像データを読み出すと、例えば奇数フィールドの画像データを読み出している間も、偶数フィールドに光が入射し続ける。その結果、奇数フィールドと偶数フィールドとの露光時間が同一ではなくなる。したがって、画像データを読み出す間、ＣＣＤに光が入射しないように、遮光しておくシャッタを設ける必要がある。
【０００９】
また、被写体の輝度の差は、広範囲にわたる。そのため、様々な条件の輝度において、シャッタの開放時間と撮像素子の持つダイナミックレンジのみで最適な露出時間に設定して撮影することが難しい。この問題を解決するためには、撮像素子へ投光される光量を変化させる絞りが必要である。
【００１０】
そこで、本発明は、シャッタ、絞りや可変絞りなどの光量調整機構を備える撮像装置、およびこの撮像装置を内蔵する撮像用機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る一形態の撮像装置は、反射光学系と撮像素子とを備える。反射光学系は、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ための光学素子を少なくとも２つ含む。各光学素子は、自由曲面形状の反射面を有する。反射光学系は、物体から入射される光束の入射光軸と光学素子から結像面に向けて射出される光束の射出光軸とが互いにほぼ平行でかつ所定の間隔に設けられる。撮像素子は、結像面に配置されてこの結像面に形成された物体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える。
【００１２】
この撮像装置は、さらに光量調整機構とフレームとアクチュエータとを有する。光量調整機構は、少なくとも２つの光学素子の間に配置される。フレームは、光学素子と光量調整機構と撮像素子とをそれぞれ相対的に位置決め保持する。アクチュエータは、フレームに保持され、光量調整機構を作動させる。
【００１３】
駆動力を発生させるアクチュエータの駆動軸線が、反射光学系に外接する直方体の仮想空間の内側を通る位置に、アクチュエータを配置する。仮想空間を成す直方体は、入射光軸と垂直に交わる入射側仮想平面および射出光軸と垂直に交わる射出側仮想平面を含む。
【００１４】
この場合、駆動軸線は、入社側仮想平面および射出側仮想平面と平行で、光学素子の各光学面の光軸が倣う光軸面に対して、垂直にもしくは平行に配置する。
【００１５】
光量調整機構は、光量調整部材と弾性部材とを有している。光量調整部材は、入射側の光学素子から射出される光束を遮る挿入位置、または、入射側の光学素子から射出される光束と干渉しない待避位置に保持される。弾性部材は、光量調整部材を挿入位置もしくは待避位置に向けて付勢する。
【００１６】
また、光量調整機構は、シャッタ機構と絞機構とフィルタ機構のうち少なくともシャッタ機構を有する。シャッタ機構は、入射側の光学素子から射出された光束を遮断するシャッタ羽根を有し、シャッタ羽根をアクチュエータの駆動力を得て光束を横切る方向へ移動させる。絞機構は、入射側の光学素子から射出された光束の有効断面積を小さくする絞羽根を有し、この絞羽根をアクチュエータの駆動力を得て光束を横切る方向へ移動させる。フィルタ機構は、入射側の光学素子から射出された光束の光量を減少させるＮＤ（Natural Density）フィルタを有し、このＮＤフィルタをアクチュエータの駆動力を得て光束を横切る方向へ移動させる。
【００１７】
また、光量調整機構がシャッタ機構と絞機構とを有する場合、アクチュエータは、シャッタ機構を駆動する第１アクチュエータと、絞機構を駆動する第２アクチュエータとを有し、これらを光軸面を中心に両側へ振り分けて配置する。
【００１８】
フレームは、第１壁と第２壁とを有ている。第１壁は、光学素子と光量調整機構とを保持する。第２壁は、入射光軸側から射出光軸側まで射出側仮想平面に沿って延在し、射出光軸を横切る位置に撮像素子を保持する。そして、第１アクチュエータは、入射側仮想平面寄りの第１壁もしくは入射光軸側の第２壁に支持される。
【００１９】
反射光学系は、第１のプリズムと第２のプリズムとを備える。第１プリズムは、物体からの光束が第１入射面に入射され、自由曲面形状の少なくとも１つの第１反射面で光束を反射した後、第１射出面から光束を射出する。第２のプリズムは、第１の射出面から射出された光束が第２入射面から入射され、自由曲面形状の少なくとも１つの第２反射面で光束を反射した後、第２射出面から光束を射出する。
【００２０】
この場合、フレームの第１壁は、第１射出面と第２入射面との間に配置されて第１プリズム、第２プリズム、光量調整機構を保持する。フレームの第２壁は、第１プリズム側から第２プリズム側まで射出側仮想平面に沿って延在し、第２射出面側に撮像素子を保持する。アクチュエータは、第１反射面と第２壁との間に配置され、第２壁の第１反射面の端部に保持される。
【００２１】
また、反射光学系の光軸面と垂直方向に、第１プリズムの幅をＷ１、第２プリズムの幅をＷ２とすると、Ｗ１とＷ２との寸法差によって生じる間隙に第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの少なくとも一部を納めるように配置する。
【００２２】
反射光学系と光量調整機構とアクチュエータとフレームとを内包するケースをさらに備えることも好ましい。この場合、アクチュエータの動作を制御する駆動回路基板は、反射光学系の反射面とケースとの間の空間に配置される。
【００２３】
また、本発明に係る撮像用機器は、上記いずれかの撮像装置と、撮像装置の撮像素子から出力さ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画像処理手段と、適用された情報記録媒体に画像データを記録する記録手段と、アクチュエータに接続されて光量調整機構を駆動させる制御手段とを備える。
【００２４】
なお、本発明において、「自由曲面形状」とは、光軸に沿う面に対して鏡像でかつ回転非対称に形成された曲面形状を意味する。また、「駆動軸線」とは、アクチュエータの駆動力が出力される軸線を意味し、出力が回転方向の場合は、回転中心軸であり、出力が直線方向である場合は、移動する作動子の中心軸である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の撮像素子によれば、反射光学系と撮像素子とを備える。反射光学系は、少なくとも２つの光学素子を含み、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。各光学素子は、自由曲面形状の反射面を有している。この反射光学系において、物体から入射される光束の入射光軸と、光学素子から結像面に向けて射出される光束の射出光軸とは、互いにほぼ平行でかつ所定の間隔に設けられる。撮像素子は、結像面に配置されてこの結像面に形成された物体像を電気信号に変換する。反射光学系から射出される光束の光量は、２つの光学素子の間に配置される光量調整機構によって調整される。光学素子、光量調整機構、撮像素子は、それぞれフレームで相対的に位置決め保持される。光量調整機構を作動させるアクチュエータは、フレームに保持される。そして、アクチュエータの駆動軸線が、反射光学系に外接する直方体の仮想空間の内側を通る位置に、アクチュエータを配置する。この場合の仮想空間を成す直方体は、入射側仮想平面および射出側仮想平面を含む。
【００２６】
本発明に係る撮像装置は、光量調整機構を作動させるアクチュエータの駆動軸線が反射光学系に外接する直方体の仮想空間の内側にある。つまり、アクチュエータの約半分が反射光学系の周囲にできる空きスペースに納まることとなるので、撮像装置の全体の大きさを嵩だかくすることなく光量調整機構およびその駆動系を備えることができる。その結果、この撮像装置は、小型であることと、高品質の画像を取得することとの両方を満足させている。
【００２７】
具体的には、第１プリズムと第２プリズムとを覆うケースを備える場合、ケース内にできる空きスペースに光量調整機構のアクチュエータやこの駆動回路基板を配置することで、機械式の光量調整機構を設けることにともなう外径寸法の増加を抑えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る第１の実施形態の撮像装置１０は、撮像用機器であるデジタルカメラ１に組み込んだ場合を例に、図１から図８を参照して説明する。図１に示すデジタルカメラ１は、ハウジング２の外部に面して、レリーズボタン３、主電源ボタン４、フラッシュ５、入射窓６、画像表示部７、記録媒体８のスロット９（図２参照）が設けられている。
【００２９】
レリーズボタン３および主電源ボタン４は、操作部の一形態である。入射窓６は、撮像光学系を構成する光学素子の一つである。スロット９の形状は、適用されるカード状の記録媒体８の１つ、または、複数のタイプに対応させて作られる。スロット９の入口には、カバーが取り付けられる。ハウジング２は、撮像装置１０、画像処理回路２１を内蔵している。
【００３０】
撮像装置１０は、図２および図３に示すように、第１プリズム１１と第２プリズム１２と撮像素子１３と基板１４とフレーム３０と光量調整機構４０とアクチュエータ５０と駆動回路基板２２と伝達機構６０とを備え、撮像光学系の主要部を構成する。また、撮像装置１０は、ケース３５を備え、フレーム３０とともに第１プリズム１１と第２プリズム１２とを覆う箱形に形成されている。ケース３５は、被写体からの光束を第１プリズム１１に向けて通過させる窓３５ａを有している。この窓３５ａには、カバーガラス３５ｂが嵌め込まれている。
【００３１】
第１プリズム１１は、第１入射面１１ａと、第１反射面１１ｂと、第１射出面１１ｃとを備える。第１反射面１１ｂは、反射される光束の光軸λに沿う一つの対称面を有する回転非対称な自由曲面形状に形成されている。第２プリズム１２は、第２入射面１２ａと、２つの第２反射面１２ｂ，１２ｃと、第２射出面１２ｄとを備える。第２反射面１２ｂ，１２ｃは、反射される光束の光軸λに沿う１つの対称面を有する回転非対称な自由曲面形状に形成されている。
【００３２】
第１プリズム１１および第２プリズム１２は、反射光学系を構成する光学素子の一つであり、少なくとも１つの光学面にそれぞれ自由曲面を有した偏心プリズムである。各プリズムの光学面である第１入射面１１ａ、第１反射面１１ｂ、第１射出面１１ｃ、第２入射面１２ａ、第２反射面１２ｂ，１２ｃ、第２射出面１２ｄの光軸が倣う光軸面αは、各光学面の対称面に一致する。
【００３３】
被写体となる物体から入射されて第１プリズム１１と第２プリズム１２を通過する光束の光軸λは、図２に示すように、第１入射面１１ａから入射し、第１反射面１１ｂで反射された後、第１射出面１１ｃから射出される。第１プリズム１１から射出された光束は、第２入射面１２ａから入射し、２つの第２反射面１２ｂ，１２ｃでそれぞれ反射された後、第２射出面１２ｄから射出される。第２射出面１２ｄから射出された光束は、結像面に物体像を形成する。
【００３４】
撮像素子１３は、基板１４に実装されており、受光面１３ａが光学系の結像面に配置される。撮像素子１３は、例えば、フォトダイオードなど光を電気信号に変換する半導体素子が受光面１３ａに多数並べられたＣＣＤ（Charge-Coupled Device）である。第２射出面１２ｄと受光面１３ａとの間には、フィルタやカバーガラスを取り付けても良い。基板１４には、撮像素子１３と画像処理回路２１との間の連係を取るインターフェイス回路が実装される。
【００３５】
フレーム３０は、図３に示すように第１壁３１と第２壁３２とを備える。第１壁３１は、図３に示すように第１射出面１１ｃと第２入射面１２ａとの間に配置され、図４に示すように第１プリズム１１と第２プリズム１２と光量調整機構４０を保持する。第２壁３２は、図１に示すように第２射出面１２ｄから射出される光束の光軸（射出光軸）λを横切る方向に配置され、第２射出面１２ｄ側から第１壁３１を越えて第１反射面１１ｂ側まで延びている。フレーム３０は、第１壁３１が第２壁３２に対して突き当たるＴ字形に形成されている。
【００３６】
第１壁３１および第２壁３２にはそれぞれ、光束を通過させる開口部３１ａ，３２ａが設けられている。第１壁３１の開口部３１ａの回りには、図５，図７および図８に示す光量調整機構４０が組み込まれている。第２壁３２は、第１プリズム１１および第２プリズム１２とは反対側から基板取付部３２ｂが凹設されている。基板１４は、撮像素子１３の受光面１３ａが結像面に位置決されるように、バネ座金や間座１５を適宜挟んで基板取付部３２ｂに止めネジ１６で固定される。
【００３７】
光量調整機構４０は、図５，図７および図８に示すように、シャッタ機構４０ａと絞機構４０ｂとを含み、シャッタ羽根４１とシャッタ操作レバー４２と絞羽根４３と絞操作レバー４４と線細工バネ４５とを有している。シャッタ機構４０ａは、シャッタ羽根４１とシャッタ操作レバー４２と線細工バネ４５とで構成される。絞機構４０ｂは、絞羽根４３と絞操作レバー４４と線細工バネ４５とで構成される。
【００３８】
シャッタ機構４０ａと絞機構４０ｂとは、第１プリズム１１と第２プリズム１２とを通過する光束の光軸λが倣う光軸面αを挟んで両側に振り分けて配置され、光軸λに沿う方向に重なり合うずれを有して光軸面αを中心に対称に構成されている。本実施形態において、弾性部材として用いた線細工バネ４５は、一続きに設けられているが、シャッタ機構４０ａ用と絞機構４０ｂ用とで別々に設けても良い。
【００３９】
シャッタ羽根４１は、図５に示すように、第１壁３１を通過する光束の光軸λに沿う方向に第１壁３１に取り付けられた第１支持軸３１ｂに装着されている。回動されるシャッタ羽根４１の端部４１ａは、第１壁３１の開口部３１ａを覆い隠す十分な大きさに形成されている。シャッタ羽根４１は、光軸面α側の縁にリブ４１ｃが形成されている。リブ４１ｃは、線細工バネ４５の端部と迫合う。シャッタ羽根４１は、第１支持軸３１ｂを中心に線細工バネ４５によって第１壁３１の開口部３１ａを通過する光束を横切る方向に沿って開口部３１ａから離れる方向へ付勢され、開位置Ｐ１に保持されている。
【００４０】
シャッタ操作レバー４２は、図５に示すように第１支持軸３１ｂと平行に第１壁３１に設けられた第２支持軸３１ｃに装着されている。第１支持軸３１ｂと第２支持軸３１ｃとの間において、シャッタ操作レバー４２は、シャッタ羽根４１に設けられた長孔４１ｂとピン４６ａで連結されている。図５に示す状態から、第１壁３１の外周縁部から突出するシャッタ操作レバー４２の操作部４２ａを時計回りに回動させると、シャッタ羽根４１は、図７に示すように、第１壁３１の開口部３１ａを塞ぐ閉位置Ｐ２へ移動する。
【００４１】
絞羽根４３は、図５に示すように光軸面αを挟んで第１支持軸３１ｂと対称の位置に設けられる第３支持軸３１ｄに装着されている。回動される絞羽根４３の端部４３ａは、第１壁３１の開口部３１ａを通過する光束の有効断面積を小さくする絞孔４３ｂを有している。絞羽根４３の光軸面α側の縁にリブ４３ｄが形成されている。リブ４３ｄは、図５，図６に示すように、線細工バネ４５の端部と迫合う。絞羽根４３は、第３支持軸３１ｄを中心に線細工バネ４５によって開口部３１ａを通過する光束を横切る方向に沿って第１壁３１の開口部３１ａから離れる方向へ付勢され、待避位置Ｐ３に保持されている。
【００４２】
絞操作レバー４４は、光軸面αを挟んで第２支持軸３１ｃと対称の位置に設けられる第４支持軸３１ｅに装着されている。第３支持軸３１ｄと第４支持軸３１ｅとの間において、絞操作レバー４４は、絞羽根４３に設けられた長孔４３ｃとピン４６ｂで連結されている。図５に示す状態から、第１壁３１の外周縁部から突出する絞操作レバー４４の操作部４４ａを反時計回りに回動させると、絞羽根４３は、図８に示すように、開口部３１ａに重なる挿入位置Ｐ４へ移動する。
【００４３】
本実施形態において、線細工バネ４５は、第１壁３１に設けられた３つの凸部で構成される装着部３１ｊに嵌め込まれ、シャッタ羽根４１を開位置Ｐ１に、絞羽根４３を待避位置Ｐ３に、それぞれ保持するように付勢している。シャッタ羽根４１および絞羽根４３の動作反応速度を向上させるために線細工バネ４５は、シャッタ羽根４１を閉位置Ｐ２に、絞羽根４３を挿入位置Ｐ４に保持するように設けられていても良い。
【００４４】
アクチュエータ５０は、図４に示すように、第１反射面１１ｂの背面側の空間となる第１プリズム１１とフレーム３０の第２壁３２とケース３５とで囲まれる領域に配置され、ブラケット５３によって第２壁３２の端部３２ｃに保持されている。特に、アクチュエータ５０は、図４に示すように反射光学系に外接する直方体の仮想空間Ｙの内側に駆動軸線Ｇ１，Ｇ２が位置するように、配置される。
【００４５】
仮想空間Ｙを成す直方体は、第１入射面１１ａに入射される光束の光軸（入射光軸）λと垂直に交わる入射側仮想平面Ｙ１、および、第２射出面１２ｄから射出される光束の光軸（射出光軸）λと垂直に交わる射出側仮想平面Ｙ２を含む。そして、駆動軸線Ｇ１，Ｇ２は、入射側仮想平面Ｙ１と射出側仮想平面Ｙ２との間に位置している。
【００４６】
このアクチュエータ５０は、シャッタ機構４０ａを駆動する第１アクチュエータ５１と、絞機構４０ｂを駆動する第２アクチュエータと５２で構成され、それぞれ独立して作動する。第１アクチュエータ５１および第２アクチュエータ５２、光軸面αに沿ってブラケット５３に設けられるサポートリブ５３ａを挟んで対称に取り付けられている。
【００４７】
駆動回路基板２２は、アクチュエータ５０に接続されて光量調整機構４０を駆動させる制御手段の一例である。駆動回路基板２２は、第１反射面１１ｂに面した第２壁３２に載置され、ブラケット５３で挟まれて固定される。このとき、第１アクチュエータ５１および第２アクチュエータ５２から延びる配線５４は、駆動回路基板２２とブラケット５３との間に挟まれることで、図３に示す駆動回路基板２２の端に設けられた端子２２ａと接続される。
【００４８】
伝達機構６０は、第１アクチュエータ５１とシャッタ操作レバー４２との間に第１伝達機構６１０、および第２アクチュエータ５２と絞操作レバー４４との間に第２伝達機構６２０としてそれぞれ１組ずつ設けられ、回動アーム６１１，６２１とリンクプレート６１２，６２２と駆動ロッド６１３，６２３とで構成されている。
【００４９】
回動アーム６１１，６２１は、第１アクチュエータ５１および第２アクチュエータ５２の駆動軸に一つずつ固定されている。回動アーム６１１，６２１の先端は、第１アクチュエータ５１および第２アクチュエータ５２が待機状態Ｑ１で第１壁３１から遠のいた側に位置し、作動状態Ｑ２で第１壁３１に近い側に移動する。第２アクチュエータ５２の場合を例にすると、図４において、実線で示す状態が待機状態Ｑ１であり、二点鎖線で示す状態が作動状態Ｑ２であり。
【００５０】
シャッタ機構４０ａ側のリンクプレート６１２は、図３に示す第５支持軸３１ｆに装着されており、光軸面αと平行な面に沿って回動する。第５支持軸３１ｆは、第１壁３１の縁から第１プリズム１１側に向かって延びる第１支持片３１ｇに設けられている。絞機構４０ｂ用のリンクプレート６２２は、図３に示す第６支持軸３１ｈに装着されており、光軸面αと平行な面に沿って回動する。第６支持軸３１ｈは、第１壁３１から第１プリズム１１側に向かって延びる第２支持片３１ｉに設けられている。
【００５１】
リンクプレート６１２，６２２は、それぞれ回動中心となる第５支持軸３１ｆおよび第６支持軸３１ｈから第２プリズム１２側に向かって延びたレバー係合端６１２ａ，６２２ａと、回動中心から第２壁３２側に向かって延びたロッド連結端６１２ｂ，６２２ｂとを有している。シャッタ操作レバー４２の操作部４２ａは、レバー係合端６１２ａに設けられたスロット６１２ｃに挿入される。絞操作レバー４４の操作部４４ａは、レバー係合端６２２ａに設けられたスロット６２２ｃに挿入される。
【００５２】
駆動ロッド６１３，６２３は、回動アーム６１１，６２１の先端とリンクプレート６１２，６２２のロッド連結端６１２ｂ，６２２ｂとの間に取り付けられる。図３では、分解斜視図にするために中央付近で切離して描いているが、実際には一続きのものである。回動アーム６１１、リンクプレート６１２、回動ロッド６１３によって、伝達機構６１０が構成され、回動アーム６２１、リンクプレート６２２、駆動ロッド６２３によって、伝達機構６２０が構成される。第１アクチュエータ５１の駆動力および第２アクチュエータ５２の駆動力は、それぞれ伝達機構６１０，６２０を介してシャッタ機構４０ａおよび絞機構４０ｂに伝達される。
【００５３】
次に、デジタルカメラ１の動作について説明する。画像処理回路２１は、図２に示すように、レリーズボタン３と、駆動回路基板２２と、撮像素子１３と、記録部２３と、画像表示部７とに接続されている。画像処理回路２１は、レリーズボタン３が操作された信号を検出すると、必要に応じた露光時間が経過した後、駆動回路基板２２に信号を送信し、シャッタ羽根４１を閉位置Ｐ２に移動させる。
【００５４】
画像処理回路２１は、画像処理処理手段の一例であって、撮像素子１３で得られた電気信号をシャッタ羽根４１が閉位置Ｐ２にある間に読み取り、この電気信号に所定の電気的処理を施すことによって画像データを得る機能を有する。画像処理回路２１は、得られた画像データを記録部２３に装着された記録媒体８に記録したり、記録部２３に記録されている画像データを読み出して画像表示部７に写し出したりする。図２に示す記録部２３は、記録手段の一形態であって、メモリーカードやメモリーディスク等、適用される記録媒体８に対応したものであれば良い。
【００５５】
また、画像処理回路２１は、レリーズボタン３が操作された時点で、デジタルカメラ１に別途設けられる輝度計で計測される被写体の輝度を基に、必要に応じて駆動回路基板２２に信号を送信し、絞羽根４３を挿入位置Ｐ４に駆動する。なお、撮像素子１３に到達する光量を減少させる手段として、絞機構４０ｂを設ける代わりに、ＮＤ（Natural Density）フィルタ機構を設けても良い。この場合、ＮＤフィルタ機構は、光量調整部材となるＮＤフィルタを絞羽根４３の代わりに配置した構成となる。
【００５６】
以上のように、構成された撮像装置１０は、シャッタ羽根や４１絞羽根４３を駆動するためのアクチュエータ５０を、反射光学系に外接する直方体の仮想空間Ｙの内側に駆動軸線Ｇ１，Ｇ２が位置するように、配置している。特に、撮像装置１０において、アクチュエータ５０は、第１プリズム１１の第１反射面１１ｂとフレーム３０の第２壁３２とケース３５とで囲まれる領域にできる空きスペースに配置されており、第１プリズム１１および第２プリズム１２を覆うケース３５内に納まっている。
【００５７】
つまり、撮像装置１０は、外径寸法を変えることなく光量調整機構４０を備えることができる。撮影条件によって被写体の輝度の差が大きく変化する環境で使用されるデジタルカメラに適用される場合でも、画素数の大きい撮像素子１３を使用して高精細な画像を得ることのできる撮像装置１０を提供することができる。
【００５８】
なお、本実施形態において、伝達機構６０（６１０，６２０）は、アクチュエータ５０の駆動力を光量調整機構４０に伝えることができればよいので、図２から図４に示した回動アーム６１１，６２１とリンクプレート６１２，６２２と駆動ロッド６１３，６２３との構成に限られるものではない。例えば、リンクプレート６１２，６２２と駆動ロッド６１３，６２３とが１つのカムパネルで構成されていても良い。
【００５９】
この場合、カムパネルは、第５支持軸３１ｆや第６支持軸３１ｈに嵌合するカム溝と、シャッタ操作レバー４２や絞操作レバー４４の操作部４２ａ，４４ａに嵌合するカムスロットと有し、回動アーム６１１，６２１と連結される。回動アーム６１１，６２１が待機状態Ｑ１と作動状態Ｑ２との間を二値的に揺動することによって、カムパネルは、シャッタ羽根４１を開位置Ｐ１と閉位置Ｐ２とに、絞羽根４３を待避位置Ｐ３と挿入位置Ｐ４とに、それぞれ移動させる。
【００６０】
また、シャッタ羽根４１を開位置Ｐ１と閉位置Ｐ２とに、絞羽根４３を待機位置Ｐ３と挿入位置Ｐ４とにそれぞれ保持できるように、線細工バネ４５の代わりにトグルバネを用いて、両方へそれぞれ付勢し、保持できるようにしても良い。
【００６１】
本発明に係る第２の実施形態の撮像装置１０ａは、図９から図１３を参照して説明する。なお、第１の実施形態に記載の撮像装置１０の構成と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。特に、本実施形態は、アクチュエータ５０および駆動回路基板２２の配置が異なり、伝達機構を有していない。
【００６２】
本実施形態において、アクチュエータ５０は、第２壁３２から離れた側の第１壁３１の縁部に固定されている。アクチュエータ５０は、シャッタ機構４０ａを駆動する第１アクチュエータ５１ａと、絞機構４０ｂを駆動する第２アクチュエータ５２ａとを含む。第１アクチュエータ５１ａと第２アクチュエータ５２ａは、第１プリズム１１と第２プリズム１２とが並ぶ方向に沿って一部が重なり合うように配置されており、第１アクチュエータ５１ａが第２プリズム１２寄りに配置されている。
【００６３】
第１アクチュエータ５１ａおよび第２アクチュエータ５２ａは、コイル５１１ａ，５２１ａと可動部材５１２ａ，５２２ａとで構成されている。可動部材５１２ａ，５２２ａは、磁化された強磁性体であり、コイル５１１ａ，５２１ａにそれぞれ挿入されている。コイル５１１ａ，５２１ａが通電されると、可動部材５１２ａ，５２２ａは、第１壁３１に沿ってコイル５１１ａ，５２１ａの中に引き込まれる。コイル５１１ａ，５２１ａから突出している可動部材５１２ａ，５２２ａの端部は、図１０および図１１に示すように係合ピン５１３ａ，５２３ａを有している。係合ピン５１３ａ，５２３ａは、第１壁３１の外周よりも突出したシャッタ操作レバー４２の端部および絞操作レバー４４の端部に形成された係合スロット４２ｂ，４４ｂに各々挿入されている。
【００６４】
シャッタ羽根４１は、第１ネジリコイルバネ４７ａによって第１壁３１の開口部３１ａから離れる方向へ付勢され、開位置Ｐ１に保持されている。絞羽根４３は、第２ネジリコイルバネ４７ｂによって、第１壁３１の開口部３１ａから離れる方向へ付勢され、待避位置Ｐ３に保持されている。
【００６５】
第１ネジリコイルバネ４７ａの捲回部は、シャッタ羽根４１とシャッタ操作レバー４２とを連結するピン４６ａに外挿され、端部は、各々第１支持軸３１ｂと第２支持軸３１ｃとに掛けられている。第２ネジリコイルバネ４７ｂの捲回部は、絞羽根４３と絞操作レバー４４とを連結するピン４６ｂに外挿され、端部は、各々第３支持軸３１ｄと第４支持軸３１ｅとに掛けられている。
【００６６】
第１アクチュエータ５１ａのコイル５１１ａが画像処理回路２１によって通電されると、図１２に示すように可動部材５１２ａがコイル５１１ａに引き込まれ、シャッタ羽根４１が閉位置Ｐ２に移動する。第２アクチュエータ５２ａのコイル５２１ａが画像処理回路２１によって通電されると、図１３に示すように可動部材５２２ａがコイル５２１ａに引き込まれ、絞羽根４３が挿入位置Ｐ４に移動する。それぞれコイル５１１ａ，５２１ａへの通電が停止されると、シャッタ羽根４１は開位置Ｐ１へ、絞羽根４３は待避位置Ｐ３へ戻る。
【００６７】
第１アクチュエータ５１ａおよび第２アクチュエータ５２ａを作動させる駆動回路基板２２は、第１壁３１に対して第２プリズムを隔てて反対側にある第２反射面１２ｂとケース３５との間に残る空間、および、第２壁３２に対して第２プリズム１２を隔てて反対側にある第２反射面１２ｃとケース３５との間に残る空間に配置されている。コイル５１１ａ，５２１ａは、駆動回路基板２２にそれぞれ接続されている。駆動回路基板２２と画像処理回路２１との間の接続は、フレキシブル配線２２ｂによってケース３５と第２壁３２との隙間から撮像装置１０ａの外へと導出される。また、２つの駆動回路基板２２は、フレキシブル配線２２ｃによって互に接続されている。
【００６８】
第２の実施形態の撮像装置１０ａにおいて、第１アクチュエータ５１ａおよび第２アクチュエータ５２ａは、シャッタ羽根４１および絞羽根４３が移動する平面と平行な面に沿って駆動力が伝達されるので、駆動力の伝達効率が良い。
【００６９】
本発明に係る第３の実施形態の撮像装置１０ｂは、図１４から図１９を参照して説明する。なお、第１の実施形態に記載の撮像装置１０ａおよび第２の実施形態に記載の撮像装置１０ｂの構成と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。特に、本実施形態の撮像装置１０ｂは、アクチュエータ５０がシャッタ機構４０ａのシャッタ操作レバー４２および絞機構４０ｂの絞操作レバー４４を直接駆動する構成であるため、第１の実施形態のような伝達機構を有していない。
【００７０】
本実施形態における第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂは、いずれもロータリー式ソレノイドであり、第１壁３１に沿って外周縁から延びる第１マウント３１１と第２マウント３１２にそれぞれ固定される。第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂは、それぞれ図１４に示すコイル５１１ｂ，５２１ｂと図１７に示す回転子５１２ｂ，５２２ｂとを有している。回転子５１２ａ，５２２ｂは、シャッタ操作レバー４２の操作部４２ａまたは絞操作レバー４４の操作部４４ａと係合する係合ピン５１３ｂ，５２３ｂを有している。
【００７１】
シャッタ羽根４１と絞羽根４３は、図１７に示すように一続きに形成された線細工バネ４８によって一方向に付勢されている。線細工バネ４８は、第１支持軸３１ｂと第３支持軸３１ｄに外挿する捲回部を有している。線細工バネ４８のシャッタ羽根４１側の端部４８ａは、第１壁３１の開口部３１ａから遠い側のシャッタ羽根４１の縁に掛けられており、シャッタ羽根４１を閉位置Ｐ２に向けて付勢する。線細工バネ４８の絞羽根４３側の端部４８ｂは、第１壁３１の開口部３１ａから遠い側の絞羽根４３の縁に掛けられており、絞羽根４３を挿入位置Ｐ４に向けて付勢する。
【００７２】
第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂの駆動回路基板２２は、図１４に示すように撮像素子１３が実装されている基板１４と一体に設けられており、第１プリズム１１側の第２壁３２に設けられた挿通孔３２ｄを通されたフレキシブル配線２２ｂによって第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂと接続されている。図１４に示す状態でフレキシブル配線２２ｂは、駆動回路基板２２に設けられた接続端子に挿し込まれ、フレーム３０に設けられた基板取付部３２ｂに基板１４を装着することで、図１５に示すように折曲げられた状態となる。
【００７３】
また、本実施形態の撮像装置１０ｂは、画素数の多い撮像素子１３を適用するために、第１入射面１１ａに入射される光束の有効断面積よりも第２射出面１２ｄから射出される光束の有効断面積のほうが大きくなるように、第１プリズム１１よりも第２プリズム１２の方が大きい。つまり光軸面αに対して垂直な方向において、図１６に示すように、第１プリズム１１の幅Ｗ１よりも第２プリズム１２の幅Ｗ２の方が大きい。
【００７４】
第１プリズム１１と第２プリズム１２とを直方体のケース３５で覆うと、ケース３５の内部に寸法差にともなう空きスペースが第１プリズム１１の側にできる。そこで、本実施形態の撮像装置１０ｂは、第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂを少なくとも一部がこの空きスペースに納まるように配置し、さらに、図１４に示すように第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂが張り出す位置に対応するケース３５の一部を切欠くことで、外形寸法が大きくなることを抑制している。
【００７５】
さらに、画像のアスペクト比１６：９の撮像装置において、第１プリズム１１の幅Ｗ１は、第２プリズム１２の幅Ｗ２よりも大きくなる。この場合、第１プリズム１１と第２プリズム２２との寸法の関係は、第３の実施形態の撮像装置１０ｂと逆の構成になる。すなわち、第１入射面１１ａに入射される光束の有効断面積が第２射出面１２ｄから射出される光束の有効断面積より大きくなるように、第２プリズム１２よりも第１プリズム１１の方が大きい。つまり、寸法差の関係は、図１６に示す形態と逆になり、光軸面αに対して垂直な方向において、第１プリズム１１の幅Ｗ１が第２プリズムの幅Ｗ２よりも大きい。
【００７６】
これらの第１プリズム１１と第２プリズム１２とを直方体のケース３５で覆うと、ケース３５の内部に寸法差にともなう空きスペースが、第２プリズム１２の側にできる。このように、本実施形態の撮像装置１０ｂの光学系に対して、第１プリズム１１の幅Ｗ１と第２プリズムの幅Ｗ２との寸法関係が逆の形態では、第２プリズム１２の側にできる空きスペースに第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂの一部が納まるように配置する。そして、図１４に示すように第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂが張り出す位置に対応するケース３５の一部を切欠くことで、外形寸法が大きくなることを抑制している。
【００７７】
この撮像装置１０ｂにおいて、第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂは、ロータリー式であり、シャッタ操作レバー４２の操作部４２ａおよび絞操作レバー４４の操作部４４ａが係合ピン５１３ｂ，５２３ｂの回転半径の外側からこの係合ピン５１３ｂ、５２３ｂに当接する場合、回転子５１２ｂ，５２２ｂの中心軸線と係合ピン５１３ｂ，５２３ｂとを結ぶ線分βがシャッタ操作レバー４２の操作部４２ａまたは絞操作レバー４４の操作部４４ａに対して垂直になる位置で停止する状態になるように設けられている。図１７に示す状態において、回転子５１２ｂ，５２２ｂは、線細工バネ４８の付勢力に対して中立の位置にあり、コイル５１１ｂ，５２１ｂに通電することなく保持される。なお、線分βが操作部４２ａ，４４ａに対して直角よりもやや傾いた状態となるように、回転子５１２ｂ，５２２ｂの回動範囲の一方の回動端を設定し、シャッタ羽根４１を開位置Ｐ１に、絞羽根４３を待避位置Ｐ３に保持しても良い。
【００７８】
第１アクチュエータ５１ｂおよび第２アクチュエータ５２ｂは、画像処理回路２１などの制御部から信号が駆動回路基板２２に出力されると、駆動回路基板２２からその都度所望する方向へ電流が流されることによって、約半回転ずつ回転子５１２ｂ，５２２ｂを回動させる。これにより、シャッタ羽根４１は、図１７に示す開位置Ｐ１と図１８に示す閉位置Ｐ２とを二値的に移動し、絞羽根４３は、図１７に示す待避位置Ｐ３と図１９に示す挿入位置Ｐ４とを二値的に移動する。
【００７９】
本実施形態のアクチュエータ５０は、シャッタ羽根４１および絞羽根４３を移動させるときのみコイル５１１ｂ，５２１ｂに電力を供給すればよいので、消費電力を少なく抑えることができる。また、線細工バネ４８は、シャッタ羽根４１を閉位置Ｐ２に、絞羽根４３を挿入位置Ｐ４に向けて付勢する。したがって、露光時間が経過したのち素早くシャッタ羽根４１を閉める場合や撮像条件に応じて素早く絞羽根４３を挿入する場合の応答性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の撮像装置を内蔵するデジタルカメラを示す斜視図。
【図２】図１に示したデジタルカメラの主要な構成によるブロック図。
【図３】図２に示した撮像装置の分解斜視図。
【図４】図３に示した撮像装置のケースとフレームの一部を切欠いて示す断面図。
【図５】図４中のＦ５−Ｆ５線に沿って示す光量調整機構の正面図。
【図６】図５中のＦ６−Ｆ６線に沿って示す光量調整機構の断面図。
【図７】図５に示した状態からシャッタ羽根が閉位置に移動した状態の正面図。
【図８】図５に示した状態から絞羽根が挿入位置に移動した状態の正面図。
【図９】本発明に係る第２の実施形態の撮像装置の分解斜視図。
【図１０】図９に示した撮像装置のケースとフレームの一部を切欠いた断面図。
【図１１】図１０中のＦ１１−Ｆ１１線に沿って示す光量調整機構およびアクチュエータの正面図。
【図１２】図１１に示した状態からシャッタ羽根が閉位置に移動した状態の正面図。
【図１３】図１１に示した状態から絞羽根が挿入位置に移動した状態の正面図。
【図１４】本発明に係る第３の実施形態の撮像装置の分解斜視図。
【図１５】図１４に示した撮像装置のケースとフレームの一部を切り欠いた断面図。
【図１６】図１４に示した第１プリズムと第２プリズムの斜視図。
【図１７】図１５中にＦ１７−Ｆ１７線に沿って示した光量調整機構の正面図。
【図１８】図１７に示した状態からシャッタ羽根が閉位置に移動した状態の正面図。
【図１９】図１７に示した状態から絞羽根が挿入位置に移動した状態の正面図。
【符号の説明】
【００８１】
１…デジタルカメラ（撮像用機器）、８…記録媒体、１０，１０ａ，１０ｂ…撮像装置、１１…第１プリズム、１１ａ…第１入射面、１１ｂ…第１反射面、１１ｃ…第１射出面、１２…第２プリズム、１２ａ…第２入射面、１２ｂ，１２ｃ…第２反射面、１２ｄ…第２射出面、１３…撮像素子、１３ａ…受光面、２１…画像処理回路（画像処理手段）、２２…駆動回路基板（制御手段）、２３…記録部（記録手段）、３０…フレーム、３１…第１壁、３２…第２壁、３５…ケース、４０…光量調整機構、４１…シャッタ羽根、４３…絞羽根、５０…アクチュエータ、５１，５１ａ，５１ｂ…第１アクチュエータ、５２，５２ａ，５２ｂ…第２アクチュエータ、６０，６１０，６２０…伝達機構、α…光軸面、λ…光軸、Ｇ１，Ｇ２…駆動軸線、Ｙ…仮想空間、Ｙ１…入射側仮想平面、Ｙ２…射出側仮想平面、。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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て結像面に物体像を形成するための光学素子を少なくとも２つ含み、物体から入射される光束の入射光軸と前記光学素子から前記結像面に向けて射出される光束の射出光軸とが互いにほぼ平行でかつ所定の間隔に設けられる反射光学系と、前記結像面に配置されてこの結像面に形成された物体像を電気信号に変換する撮像素子と、を備える撮像装置において、
前記光学素子のうちの２つの間に設けられる光量調整機構と、
少なくとも２つの前記光学素子、前記光量調整機構、前記撮像素子をそれぞれ相対的に位置決め保持するフレームと、
前記フレームに保持されて前記光量調整機構を作動させるアクチュエータと
を有し、
駆動力を発生させる前記アクチュエータの駆動軸線が、前記反射光学系に外接し前記入射光軸と垂直に交わる入射側仮想平面および前記射出光軸と垂直に交わる射出側仮想平面を含む直方体の仮想空間の内側を通る位置に、前記アクチュエータを配置する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記駆動軸線は、前記入射側仮想平面および前記射出側仮想平面に平行で、前記光学素子の各光学面の光軸が倣う光軸面に垂直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。
【請求項３】
前記駆動軸線は、前記入射側仮想平面および前記射出側仮想平面に平行で、前記光学素子の各光学面の光軸が倣う光軸面に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。
【請求項４】
前記光量調整機構は、
一方の光学素子から射出される光束を遮る挿入位置、または、一方の光学素子から射出される光束と干渉しない待避位置に保持される光量調整部材と、
前記光量調整部材を前記挿入位置もしくは前記待避位置に付勢する弾性部材と
を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光量調整機構は、
前記光学素子から射出された光束を遮断するシャッタ羽根を前記アクチュエータの駆動力を得て前記光束を横切る方向へ移動させるシャッタ機構と、
前記光学素子から射出された光束の有効断面積を小さくする絞羽根を前記アクチュエータの駆動力を得て前記光束を横切る方向へ移動させる絞機構と、
前記光学素子から射出された光束の光量を減少させるＮＤフィルタを前記アクチュエータの駆動力を得て前記光束を横切る方向へ移動させるフィルタ機構と
の少なくとも前記シャッタ機構を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光量調整機構は、
前記光学素子から射出された光束を横切る方向へ移動し前記光束を遮断するシャッタ羽根を備えるシャッタ機構と、
前記光学素子から射出された光束を横切る方向へ移動し前記光束の有効断面積を小さくする絞羽根を備える絞機構とを有し、
前記アクチュエータは、
前記シャッタ機構を駆動する第１アクチュエータと、
前記絞機構を駆動する第２アクチュエータとを、
前記光軸面を中心に両側へ振り分けて配置することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記フレームは、前記光学素子と前記光量調整機構とを保持する第１壁と、前記入射光軸側から前記射出光軸側まで前記射出側仮想平面に沿って延在して前記射出光軸を横切る位置に前記撮像素子を保持する第２壁とを有し、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、前記入射側仮想平面寄りの前記第１壁に支持されることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記フレームは、前記光学素子と前記光量調整機構とを保持する第１壁と、前記入射光軸側から前記射出光軸側まで前記射出側仮想平面に沿って延在して前記射出光軸を横切る位置に前記撮像素子を保持する第２壁とを有し、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、前記入射光軸側の前記第２壁に支持されることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記反射光学系は、
光束が第１入射面から入射されて前記自由曲面形状の少なくとも１つの第１反射面で前記光束を反射した後第１射出面から前記光束を射出する第１のプリズムと、
前記第１射出面から射出された光束が第２入射面から入射されて前記自由曲面形状の少なくとも１つの第２反射面で前記光束を反射した後第２射出面から射出する第２のプリズムとを備え、
前記フレームは、
前記第１射出面と前記第２入射面との間に配置されて前記第１プリズム、前記第２プリズム、前記光量調整機構を保持する第１壁と、
前記第１のプリズム側から前記第２のプリズム側まで前記射出側仮想平面に沿って延在して前記撮像素子を前記第２射出面側に保持する第２壁とを有し、
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、前記第１反射面と前記第２壁との間に配置され、前記第２壁の前記第１反射面側の端部に保持される
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記反射光学系は、
光束が第１入射面から入射されて前記自由曲面形状の少なくとも１つの第１反射面で前記光束を反射した後第１射出面から前記光束を射出する第１のプリズムと、
前記第１射出面から射出された光束が第２入射面から入射されて前記自由曲面形状の少なくとも１つの第２反射面で前記光束を反射した後第２射出面から射出する第２のプリズムとを備え、
前記光軸面と垂直方向に、前記第１プリズムの幅をＷ１、第２プリズムの幅をＷ２とする場合、前記Ｗ１とＷ２との寸法差によって生じる間隙に前記第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの少なくとも一部を納めることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記反射光学系、前記光量調整機構、前記アクチュエータ、前記フレームを内包するケースをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータの動作を制御する駆動回路基板は、前記反射光学系の前記反射面と前記ケースとの間の空間に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
物体からの光束が第１入射面から入射されて自由曲面形状の少なくとも１つの第１反射面で前記光束を反射させた後で第１射出面から前記光束を射出する第１プリズムと、
前記第１射出面から射出された前記光束が第２入射面から入射されて自由曲面形状の少なくとも１つの第２反射面で前記光束を反射した後で第２射出面から前記光束を射出する第２プリズムと、
前記第１プリズムおよび前記第２プリズムを含む反射光学系の結像面に配置されて前記反射光学系によって形成される物体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記第１射出面と前記第２入射面との間に配置される光量調整機構と、
前記第１射出面と前記第２入射面との間に設けられて前記第１プリズムと第２プリズムと光量調整機構を保持する第１壁、および、前記第２射出面に面して設けられて前記撮像素子を保持する第２壁を有するフレームと、
前記第１反射面の背面側の空間に配置されて前記第２壁の端部に支持されるアクチュエータと、
前記アクチュエータの駆動力を前記光量調整機構へ伝達する伝達機構と、
前記第１プリズムと前記第２プリズムと前記光量調整機構と前記アクチュエータと前記フレームとを内包するケースと、
前記撮像素子から出力さ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画像処理手段と、
適用された情報記録媒体に前記画像データを記録する記録手段と、
前記アクチュエータに接続されて前記光量調整機構を駆動させる制御手段と
を備え、
前記アクチュエータの駆動力が出力される駆動軸線は、前記反射光学系に外接し前記入射光軸と垂直に交わる入射側仮想平面および前記射出光軸と垂直に交わる射出側仮想平面とを含む直方体の仮想空間の内側を通る
ことを特徴とする撮像用機器。
【請求項１】
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て結像面に物体像を形成するための光学素子を少なくとも２つ含み、物体から入射される光束の入射光軸と前記光学素子から前記結像面に向けて射出される光束の射出光軸とが互いにほぼ平行でかつ所定の間隔に設けられる反射光学系と、前記結像面に配置されてこの結像面に形成された物体像を電気信号に変換する撮像素子と、を備える撮像装置において、
前記光学素子のうちの２つの間に設けられる光量調整機構と、
少なくとも２つの前記光学素子、前記光量調整機構、前記撮像素子をそれぞれ相対的に位置決め保持するフレームと、
前記フレームに保持されて前記光量調整機構を作動させるアクチュエータと
を有し、
駆動力を発生させる前記アクチュエータの駆動軸線が、前記反射光学系に外接し前記入射光軸と垂直に交わる入射側仮想平面および前記射出光軸と垂直に交わる射出側仮想平面を含む直方体の仮想空間の内側を通る位置に、前記アクチュエータを配置する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記駆動軸線は、前記入射側仮想平面および前記射出側仮想平面に平行で、前記光学素子の各光学面の光軸が倣う光軸面に垂直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。
【請求項３】
前記駆動軸線は、前記入射側仮想平面および前記射出側仮想平面に平行で、前記光学素子の各光学面の光軸が倣う光軸面に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。
【請求項４】
前記光量調整機構は、
一方の光学素子から射出される光束を遮る挿入位置、または、一方の光学素子から射出される光束と干渉しない待避位置に保持される光量調整部材と、
前記光量調整部材を前記挿入位置もしくは前記待避位置に付勢する弾性部材と
を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光量調整機構は、
前記光学素子から射出された光束を遮断するシャッタ羽根を前記アクチュエータの駆動力を得て前記光束を横切る方向へ移動させるシャッタ機構と、
前記光学素子から射出された光束の有効断面積を小さくする絞羽根を前記アクチュエータの駆動力を得て前記光束を横切る方向へ移動させる絞機構と、
前記光学素子から射出された光束の光量を減少させるＮＤフィルタを前記アクチュエータの駆動力を得て前記光束を横切る方向へ移動させるフィルタ機構と
の少なくとも前記シャッタ機構を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光量調整機構は、
前記光学素子から射出された光束を横切る方向へ移動し前記光束を遮断するシャッタ羽根を備えるシャッタ機構と、
前記光学素子から射出された光束を横切る方向へ移動し前記光束の有効断面積を小さくする絞羽根を備える絞機構とを有し、
前記アクチュエータは、
前記シャッタ機構を駆動する第１アクチュエータと、
前記絞機構を駆動する第２アクチュエータとを、
前記光軸面を中心に両側へ振り分けて配置することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記フレームは、前記光学素子と前記光量調整機構とを保持する第１壁と、前記入射光軸側から前記射出光軸側まで前記射出側仮想平面に沿って延在して前記射出光軸を横切る位置に前記撮像素子を保持する第２壁とを有し、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、前記入射側仮想平面寄りの前記第１壁に支持されることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記フレームは、前記光学素子と前記光量調整機構とを保持する第１壁と、前記入射光軸側から前記射出光軸側まで前記射出側仮想平面に沿って延在して前記射出光軸を横切る位置に前記撮像素子を保持する第２壁とを有し、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、前記入射光軸側の前記第２壁に支持されることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記反射光学系は、
光束が第１入射面から入射されて前記自由曲面形状の少なくとも１つの第１反射面で前記光束を反射した後第１射出面から前記光束を射出する第１のプリズムと、
前記第１射出面から射出された光束が第２入射面から入射されて前記自由曲面形状の少なくとも１つの第２反射面で前記光束を反射した後第２射出面から射出する第２のプリズムとを備え、
前記フレームは、
前記第１射出面と前記第２入射面との間に配置されて前記第１プリズム、前記第２プリズム、前記光量調整機構を保持する第１壁と、
前記第１のプリズム側から前記第２のプリズム側まで前記射出側仮想平面に沿って延在して前記撮像素子を前記第２射出面側に保持する第２壁とを有し、
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータは、前記第１反射面と前記第２壁との間に配置され、前記第２壁の前記第１反射面側の端部に保持される
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記反射光学系は、
光束が第１入射面から入射されて前記自由曲面形状の少なくとも１つの第１反射面で前記光束を反射した後第１射出面から前記光束を射出する第１のプリズムと、
前記第１射出面から射出された光束が第２入射面から入射されて前記自由曲面形状の少なくとも１つの第２反射面で前記光束を反射した後第２射出面から射出する第２のプリズムとを備え、
前記光軸面と垂直方向に、前記第１プリズムの幅をＷ１、第２プリズムの幅をＷ２とする場合、前記Ｗ１とＷ２との寸法差によって生じる間隙に前記第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの少なくとも一部を納めることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記反射光学系、前記光量調整機構、前記アクチュエータ、前記フレームを内包するケースをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータの動作を制御する駆動回路基板は、前記反射光学系の前記反射面と前記ケースとの間の空間に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
物体からの光束が第１入射面から入射されて自由曲面形状の少なくとも１つの第１反射面で前記光束を反射させた後で第１射出面から前記光束を射出する第１プリズムと、
前記第１射出面から射出された前記光束が第２入射面から入射されて自由曲面形状の少なくとも１つの第２反射面で前記光束を反射した後で第２射出面から前記光束を射出する第２プリズムと、
前記第１プリズムおよび前記第２プリズムを含む反射光学系の結像面に配置されて前記反射光学系によって形成される物体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記第１射出面と前記第２入射面との間に配置される光量調整機構と、
前記第１射出面と前記第２入射面との間に設けられて前記第１プリズムと第２プリズムと光量調整機構を保持する第１壁、および、前記第２射出面に面して設けられて前記撮像素子を保持する第２壁を有するフレームと、
前記第１反射面の背面側の空間に配置されて前記第２壁の端部に支持されるアクチュエータと、
前記アクチュエータの駆動力を前記光量調整機構へ伝達する伝達機構と、
前記第１プリズムと前記第２プリズムと前記光量調整機構と前記アクチュエータと前記フレームとを内包するケースと、
前記撮像素子から出力さ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画像処理手段と、
適用された情報記録媒体に前記画像データを記録する記録手段と、
前記アクチュエータに接続されて前記光量調整機構を駆動させる制御手段と
を備え、
前記アクチュエータの駆動力が出力される駆動軸線は、前記反射光学系に外接し前記入射光軸と垂直に交わる入射側仮想平面および前記射出光軸と垂直に交わる射出側仮想平面とを含む直方体の仮想空間の内側を通る
ことを特徴とする撮像用機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−２５２５９（Ｐ２００７−２５２５９Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０７２３１（Ｐ２００５−２０７２３１）
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
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