(57)【要約】【課題】自由曲面を有するプリズムを使用して、装置全体を小型化することのできる撮像装置を提供することである。【解決手段】撮像モジュール１５は、物体からの光束が第１入射面１６ａから入射されて第１反射面１８ａで反射させた後で第１射出面１６ｃから射出する第１プリズム１６と、上記光束が第２入射面１７ａから入射されて第２反射面２０ａで反射した後で第２射出面１７ｄから射出する第２プリズム１７とを備えている。撮像素子２５は、上記第１プリズム１６及び第２プリズム１７を含む撮像光学系の結像面に配置されて、上記撮像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。そして、システムコントローラ２７及び鏡面変形機構２８、２９によって、第１反射面１８ａ、第２反射面２０ａを変形させてそのパワーを変化させ、上記撮像光学系が形成する物体像の結像位置を変化させる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体からの光束が第１入射面から入射されて、少なくとも１つの自由曲面形状の第１反射面で上記光束を反射させた後で第１射出面から射出する第１プリズムと、
上記第１射出面から射出され、上記光束が第２入射面から入射されて少なくとも１つの自由曲面形状の第２反射面で反射した後で第２射出面から上記光束を射出する第２プリズムと、
上記第１プリズム及び上記第２プリズムを含む撮像光学系の結像面に配置されて、上記撮像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、
上記第１反射面及び第２反射面の少なくとも一方を変形させてそのパワーを変化させる鏡面変形手段と、
上記鏡面変形手段を制御して上記第１プリズム及び上記第２プリズムを含む撮像光学系が形成する物体像の結像位置を変化させる制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記鏡面変形手段は、上記第１反射面を変形してそのパワーを変化させる第１鏡面変形手段と、上記第２反射面を変形してそのパワーを変化させる第２鏡面変形手段と、から成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】
上記第１、第２反射面は、可撓性の素材で形成された鏡であって、これらの鏡は対応するプリズムの所定の面と透光性の液体を挟んで支持され、その反射面の裏側にはそれぞれ上記第１、２鏡面変形手段が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
上記第１、２鏡面変形手段は、上記第１、２反射面を変形するためのアクチェータとして積層した圧電素子を有し、該圧電素子の積層方向への伸縮動作を拡大する拡大機構を用いて上記第１、２反射面を変形すること特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
物体からの光束が第１入射面から入射されて、少なくとも１つの自由曲面形状の第１反射面で反射させた後に第１射出面から上記光束を射出する第１プリズムと、
上記第１射出面から射出され、上記光束が第２入射面から入射されて第２反射面で反射させ、更に自由曲面形状であってパワーの異なる第３、４反射面の何れか一方の面で反射させた後に第２射出面から上記光束を射出する第２プリズムと、
上記第１プリズム及び上記第２プリズムを含む撮像光学系の結像面に配置されて、上記撮像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、
上記第２反射面の傾きを変化させて入射した光束を上記第３、４反射面の何れか一方へ射出させるための回動手段と、
上記回動手段を制御して上記第１プリズム及び上記第２プリズムを含む撮像光学系を２つの異なる焦点距離の何れか一方に設定する制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
上記第２反射面は上記第２プリズムの所定の面と透光性の液体を挟んで回動自在に支持された鏡であることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話機等に用いられる撮像装置に係り、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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のデジタルカメラやカメラ付き携帯電話機は、小型化、薄型化、高性能化が要求されてきている。これらの機器に共軸系の光学系を使用した撮像装置に於いては、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。
【０００３】
しかしながら、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、画質を向上させようとすると、レンズの枚数を多くする必要が発生し、その結果、撮像装置が大きくなるという問題が発生する。
【０００４】
これらの問題点を解決するための１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知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１９６２４３号公報
【特許文献２】特開２００３−８４２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、撮像装置に用いられる撮像素子の性能が向上して撮影された画像の画質が向上している。このような状況に於いては、従来、小型の撮像装置では一般的なパンフォーカス（固定焦点）では撮像素子の性能を生かすことができない。そこで、小型の撮像装置に於いて、オートフォーカスを搭載することが一般化しつつある。上記特許文献１及び特許文献２には、自由曲面を含んだプリズムを２つ用いた撮像光学系が開示されているが、これら光学系の焦点調整方法に関しての技術的開示はなされていない。
【０００６】
共軸系の光学系を用いた撮像装置では、光学系を保持する円筒形のケース（鏡枠）にカム若しくはねじ等を設け、ケース（鏡枠）を回転させることで焦点調整を行うようにしている。このような方法は、自由曲面を含んだプリズムから構成された光学系では、光学系を保持するケースを円筒形にすることはできない。したがって、共軸の光学系と同じカム若しくはねじを用いた焦点調整機構は使い難い。
【０００７】
一方で、撮影される状況の多様化によって、撮影光学系の焦点距離が変化できる光学系も希望されている。
【０００８】
したがって本発明の目的は、従来の焦点調整機構を使うことなく、自由曲面を含んだプリズムを２つ用いた撮像光学系の焦点調整を行うことが可能で、且つ撮像装置を大きくすることなく焦点距離の変更が可能な撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、物体からの光束が第１入射面から入射されて、少なくとも１つの自由曲面形状の第１反射面で反射させた後で第１射出面から上記光束を射出する第１プリズムと、上記第１射出面から射出され、上記光束が第２入射面から入射されて少なくとも１つの自由曲面形状の第２反射面で反射した後で第２射出面から上記光束を射出する第２プリズムと、上記第１プリズム及び上記第２プリズムを含む撮像光学系の結像面に配置されて、上記撮像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、上記第１反射面及び第２反射面の少なくとも一方を変形させてそのパワーを変化させる鏡面変形手段と、上記鏡面変形手段を制御して上記第１プリズム及び上記第２プリズムを含む撮像光学系が形成する物体像の結像位置を変化させる制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記鏡面変形手段は、上記第１反射面を変形してそのパワーを変化させる第１鏡面変形手段と、上記第２反射面を変形してそのパワーを変化させる第２鏡面変形手段と、から成ることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明に於いて、上記第１、第２反射面は、可撓性の素材で形成された鏡であって、これらの鏡は対応するプリズムの所定の面と透光性の液体を挟んで支持され、その反射面の裏側にはそれぞれ上記第１、２鏡面変形手段が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明に於いて、上記第１、２鏡面変形手段は、上記第１、２反射面を変形するためのアクチェータとして積層した圧電素子を有し、該圧電素子の積層方向への伸縮動作を拡大する拡大機構を用いて上記第１、２反射面を変形すること特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、物体からの光束が第１入射面から入射されて、少なくとも１つの自由曲面形状の第１反射面で反射させた後に第１射出面から上記光束を射出する第１プリズムと、上記第１射出面から射出され、上記光束が第２入射面から入射されて第２反射面で反射させ、更に自由曲面形状であってパワーの異なる第３、４反射面の何れか一方の面で反射させた後に第２射出面から上記光束を射出する第２プリズムと、上記第１プリズム及び上記第２プリズムを含む撮像光学系の結像面に配置されて、上記撮像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、上記第２反射面の傾きを変化させて入射した光束を上記第３、４反射面の何れか一方へ射出させるための回動手段と、上記回動手段を制御して上記第１プリズム及び上記第２プリズムを含む撮像光学系を２つの異なる焦点距離の何れか一方に設定する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、上記第２反射面は上記第２プリズムの所定の面と透光性の液体を挟んで回動自在に支持された鏡であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小型の撮像光学系が構成可能な自由曲面プリズムを用いた撮像装置に於いて、装置の大型化を招くことなく、焦点調節の機能及び光学系の焦点距離を変化させる機構を組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。  
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る第１の実施形態のデジタルカメラの外観構成を示す斜視図である。  
図１に於いて、デジタルカメラ１の外装であるハウジング２上面部には、撮影操作を行うためのレリーズ釦３が設けられている。また、デジタルカメラ１の前面となるハウジング２には、フラッシュ装置４、ファインダ光学系５、撮像光学系６が設けられている。
【００１７】
上記撮像光学系６は、図２に示されるように、保持枠１０上に取り付けられたケース１１が保持されることによって全体が密閉されている。そして、ケース１２の一部に、図示されない被写体からの光束が通過する入射窓６ａが設けられている。また、保持枠１０内の図示されない基板には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１２が接続されており、その他端には他の部材に接続するためのコネクタ１３が取り付けられている。
【００１８】
図３は、図１に示されるデジタルカメラの内部構成を模式的に示した図である。  
撮像光学系６を構成する撮像モジュール１５は、第１プリズム１６と、第２プリズム１７を備えている。上記第１プリズム１６は、第１入射面１６ａと、面１６ｂと、第１射出面１６ｃとを有している。そして、上記面１６ｂの外側に、第１プリズム１６の第１反射面１８ａとして作用する第１反射鏡１８が対向配置されている。この第１反射鏡１８は変形可能な素材で構成されているもので、鏡面変形機構２８からの力に応じて変形する。更に、面１６ｂと第１反射面１８ａの間には、透明な液体１９が封入されている。尚、この第１反射面の詳細な構成については後述する。
【００１９】
第２プリズム１７は、第２入射面１７ａと、面１７ｂと、第２反射面２０ａと、第３反射面１７ｃと、第２射出面１７ｄを備えている。そして、上記面１７ｂの外側に、第２プリズム１７の上記第２反射面２０ａとして作用する第２反射鏡２０が対向配置されている。この第２反射鏡２０は変形可能な素材で構成されているもので、鏡面変形機構２９からの力に応じて変形する。更に、面１７ｂと第２反射面２０ａの間には、透明な液体２１が封入されている。尚、この第２反射面の詳細な構成については後述する。
【００２０】
上記第１及び第２プリズム１６及び１７を構成するそれぞれの反射面と屈折面（入射面と射出面）は、光軸に沿う面に対して鏡像であり、且つ回転非対称な自由曲面に形成されている。そして、自由曲面を含んだプリズムを２つ用いた撮像光学系の焦点位置を変化させるには、第１、第２反射鏡１８、２０を撓ませる。第１、第２反射鏡１８、２０のパワーが増える（曲率半径を小さくする）ように該反射鏡を撓ませると、無限側から至近側ヘピントが合う位置が変化する。一方、第１、第２反射鏡１８、２０のパワーが減少する（曲率半径を大きくする）ように該反射鏡を撓ませると、至近側から無限側ヘピントが合う位置が変化する。
【００２１】
また、この撮像モジュール１５は、更に、撮像素子２５と、撮像素子インターフェース（ＩＦ）回路２６と、システムコントローラ２７と、通信インターフェース（ＩＦ）回路３１とを備えて構成される。
【００２２】
上記撮像素子２５は、第１プリズム１６と第２プリズム１７によって構成される撮影光学系の焦点面に配置されるもので、上記第１プリズム１６及び第２プリズム１７を介して入射される被写体像を光電変換するための撮像手段である。この撮像素子２５は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等により構成される。システムコントローラ２７は、撮像素子インターフェース回路２６を介して撮像素子２５を駆動制御すると共に、鏡面変形機構２８を介して第１反射鏡１８の第１反射面１８ａと、鏡面変形機構２９を介して第２反射鏡２０の第２反射面２０ａとが制御される。
【００２３】
上記通信インターフェース回路３１は、撮像モジュール１５の外部の外部制御装置３３と通信を行うためのものである。例えば、本撮像モジュールを携帯電話機に組み込んで使用する際は、外部制御装置は携帯電話機のシステムコントローラに相当する。また、本撮像モジュールをパーソナルコンピュータ等に接続して利用可能な電子カメラとすると、外部制御装置はパーソナルコンピュータとなる。何れにしても、システムコントローラ２７は、外部制御装置３３からの指令に基づいて撮影動作を実行する。
【００２４】
図４は図２に示された撮像光学系６のＡ−Ａ′線に沿った断面図であり、図５は上述した撮像モジュール１５の内部を構成する第１及び第２プリズム１６及び１７、及びその周辺部の構造を示す分解斜視図である。
【００２５】
上述した撮像モジュール１５は、保持枠１０とケース１１によって覆われている。撮像素子２５は回路基板６２に実装されているもので、この回路基板６２にケース１１を保持するための保持枠１０が取り付けられている。そして、この保持枠１０内に回路基板６２が設けられており、該基板６２に複数のＩＣチップ６３と、ＦＰＣ１２に接続されたコネクタ６４が実装されている。
【００２６】
第１プリズム１６及び第２プリズム１７は、それぞれ第１射出面１６ｃと第２入射面１７ａが、保持枠１０に形成された開口１０ａに実装されて固定される。そして、第１プリズム１６の面１６ｂの外側には、第１反射鏡１８及び鏡面変形機構２８が設けられる。第１反射鏡１８は、上述したように、変形可能な素材で円盤状に構成されるもので、環状の蛇腹４３及びシール４４により挟持されている。上記蛇腹４３及びシール４４は、上記第１反射鏡１８を挟持した状態で、枠４１内に形成された段部と枠４２の間に固持される。そして、第１プリズム１６の面１６ｂと、蛇腹４３及び枠４１と、第１反射鏡１８で囲まれた部分には、透明な液体１９、例えばシリコンオイル（インデックスがほぼプリズムの素材と等しいもの）が封入されている。
【００２７】
一方、上記第１反射鏡１８の反射面の裏面側には、該第１反射鏡１８を変形させてそのパワーを変化させる第１鏡面変化手段として、アクチュエータ４７が取り付けられている。このアクチュエータ４７は、一方の側が連結部材４６を介して第１反射鏡１８の反射面の裏面側に当接し、他方の側が枠４２の内側に固定されるようにして構成されている。この枠４２は枠４１に接着等により固定されているもので、更に枠４１は第１プリズム１６の面１６ｂの外側の面に接着により固定されている。
【００２８】
同様に、第２プリズム１７の面１７ｂの外側には、第２反射鏡２０及び鏡面変形機構２９が設けられる。第２反射鏡２０は、上述したように、変形可能な素材で円盤状に構成されるもので、環状の蛇腹５３及びシール５４により挟持されている。上記蛇腹５３及びシール５４は、上記第２反射鏡２０を挟持した状態で、枠５１内に形成された段部と枠５２の間に固持される。そして、第２プリズム１７の面１７ｂと、蛇腹５３及び枠５１と、第２反射鏡２０で囲まれた部分には、透明な液体２１、例えばシリコンオイルが封入されている。
【００２９】
一方、上記第２反射鏡２０の反射面の裏面側には、該第２反射鏡２０を変形させてそのパワーを変化させる第２鏡面変化手段として、アクチュエータ５７が取り付けられている。このアクチュエータ５７は、一方の側が連結部材５６を介して第２反射鏡２０の反射面の裏面側に当接し、他方の側が枠５２の内側に固定されるようにして構成されている。この枠５２は枠５１に接着等により固定されているもので、更に枠５１は第２プリズム１７の面１７ｂの外側の接着面１７ｅに接着により固定されている。
【００３０】
尚、第２プリズム１７の第２射出面１７ｄと撮像素子２５の間には、フィルタ６０が配設されている。
【００３１】
図６は、図４及び図５に示されたアクチュエータの構造を示した図である。  
以下、アクチュエータ５７について説明する。尚、アクチュエータ４７はアクチュエータ５７の構成と同じであるので、同一の参照番号を付すものとしてここでは説明を省略する。
【００３２】
図６に示されるように、アクチュエータ８０は、圧電効果（ピエゾ効果）を利用する積層型の圧電素子７１と、圧電素子７１を保持する保持部材７２、７３と、変位拡大機構及び変位方向変換手段を兼用する一対の薄板ばね状の屈折部材７４、７５と、該屈折部材７４、７５の各々の略中央部を連絡し、且つ変位拡大機構を兼用する連絡部材７６、７７等を備えている。
【００３３】
圧電素子７１は、個々が板状をなす複数の圧電体８０を、上記撮像素子２５の受光面と平行な方向に積層したものである。この圧電素子７１は、圧電体８０の１つ１つの変位量は小さいが、このように多数の圧電体８０を厚み方向に積層することにより、圧電素子７１全体として大きな変位が得られるようになっている。
【００３４】
拡大ばね部材として機能する屈折部材７４、７５は、圧電素子７１を挟んで圧電素子７１の積層方向に延出されるように配置されている。屈折部材７４、７５のそれぞれの両端部７４ａ、７５ａは、圧電素子７１の積層方向の両端面に設けられた保持部材７２、７３に、接着等によって固定されている。
【００３５】
屈折部材７４、７５の略中央部分７４ｂ、７５ｂは、それぞれが外側に凸となるように所定の角度（鈍角）をなして山形に屈折されている。一方の屈折部材７４の中央部分７４ｂの両側には、腕部７４ｃ、７４ｄが形成されている。他方の屈折部材７５の中央部分７５ｂの両側にも、腕部７５ｃ、７５ｄが形成されている。
【００３６】
屈折部材７４、７５の中央部分７４ｂ、７５ｂを連結する連絡部材７６、７７は、それぞれ、略中央部分７６ｂ（図６では一方のみ示す）が外側に凸となるように所定の角度（鈍角）をなして山形に屈折されている。
【００３７】
一方の連絡部材７６の中央部分７６ｂの両側には、腕部７６ｃ、７６ｄが形成されている。連絡部材７６の腕部７６ｃ、７６ｄは、それぞれ中央部分７６ｂに向かって幅が広くなるようなテーパ形状となっている。腕部７６ｃ、７６ｄがこのようなテーパ形状となっている理由は、腕部７６ｃ、７６ｄが変形する際の曲げモーメントを均一化するためである。尚、他方の連絡部材７７の中央部分の両側にも、同様の腕部が形成されている。
【００３８】
このように構成された積層型圧電素子７１に所定の電圧を印加することで、圧電素子７１がその積層方向に伸縮する。一方の連絡部材７６の中央部分７６ｂは出力部として機能し、この中央部分７６ｂに、第２反射鏡２０（第１反射鏡１８）側の反射面の裏面側が当接するようになっている。
【００３９】
このように構成されたアクチュエータ５７に於いて、圧電素子７１に電圧が印加されると、圧電素子７１が、図６に於いて矢印Ｘ１で示される１次変位の方向に変位する。この１次変位Ｘ１は、保持部材７２、７３を介して屈折部材７４、７５に伝達され、印加された電圧の極性に応じて、屈折部材７４、７５の腕部７４ｃ、７４ｄ、７５ｃ、７５ｄの屈曲状態が増す方向または伸びる方向に増幅される。それと共に、屈折部材７４、７５の中央部分７４ｂ、７５ｂが図示矢印Ｘ２で示される２次変位の方向に変位する。
【００４０】
この２次変位Ｘ２が連絡部材７６、７７に伝達されることにより、腕部７６ｂ、７６ｄ（図６では一方の連絡部材７６のみ示す）の屈曲状態が増す方向または伸びる方向に増幅されると共に、中央部分７６ｂが図示矢印Ｙ１で示される３次変位の方向に変位する。例えば、２次変位Ｘ２は、１次変位Ｘ１の数倍から数十倍に拡大され、更に３次変位Ｙ１では、１次変位Ｘ１の数十倍以上に拡大される。他方の連絡部材７７に於いても、同様の増幅作用が生じる。
【００４１】
これら屈折部材７４、７５と連絡部材７６、７７によって、圧電素子７１の伸縮変位を拡大するための機構（変位拡大機構）と、圧電素子７１の伸縮変位の方向を撮像素子２５の受光面と直交する方向に変換する手段（変位方向変換手段）とを兼ねる増幅部８１が構成されている。
【００４２】
この結果、圧電素子７１の変位は、増幅部８１によって数十倍以上に拡大され、出力部として機能する連絡部材７６の中央部分７６ｂから、第２プリズム１７の面１７ｂに伝達される。
【００４３】
このように構成された本実施形態のアクチュエータ５７の増幅部８１は、拡大ばね部材として機能する屈折部材７４、７５と連絡部材７６、７７の座屈変形を利用して変位を拡大するものであり、ばね性を有するプレート部材によって一体に構成することができる。このため、積層型圧電素子７１の変位を効率良く拡大して出力部まで伝達することができ、駆動部としてのアクチュエータ７０自体も小形に構成することができる。
【００４４】
このような構成に於いて、システムコントローラ２７からの指示により、鏡面変形機構２８及び２９を介してアクチュエータ４７及び５７が伸縮する。すると、これらのアクチュエータ４７及び５７の伸縮運動に応じて第１及び第２反射鏡１８及び２０の鏡面、すなわち第１反射面１８ａ及び第２反射面２０ａが撓む。ここで、第１及び第２反射鏡１８及び２０のパワーが増えるように、すなわち曲率半径を小さくするように該反射鏡１８及び２０を撓ませると、ピント位置は無限側から至近側に変化する。一方、第１及び第２反射鏡１８及び２０のパワーが減少するように、すなわち曲率半径を大きくするように該反射鏡１８及び２０を撓ませると、ピント位置は至近側から無限側ヘと変化する。このようにして、プリズムの反射面の曲率半径を変化させることで、装置を大型化しなくとも焦点調節を行うことができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４６】
上述した第１の実施形態では、第１及び第２プリズムの第１反射面及び第２反射面の両方を制御して撮像装置の焦点調節を行っていたが、本第２の実施形態では、異なる曲率半径を有する第２プリズムの第２反射面の角度を制御して焦点距離を変化させるようにしている。
【００４７】
以下、この第２の実施形態について説明するが、第２プリズムの第２反射面の鏡面変形機構以外の構成については、図１乃至図６に示される第１の実施形態の構成と同じであり、基本的な動作についても同様である。したがって、これらの構成及び動作については、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略する。
【００４８】
図７は、本発明の第２の実施形態に於けるデジタルカメラの内部構成を模式的に示した図である。  
図７に於いて、撮像モジュール１５′は、第１プリズム１６と、第２プリズム８５と、撮像素子２５と、撮像素子インターフェース回路２６と、システムコントローラ２７と、通信インターフェース回路３１と、反射鏡８８と、連結部９３、プランジャ９４、バネ９５を有して構成される回動機構９６と、駆動回路９７とを備えている。第２プリズム８５は、第２入射面８５ａと、面８５ｂと、第２反射面８６と、曲率半径の異なる第３反射面８５ｃ1 及び第４反射面８５ｃ2 と、第２射出面８５ｄを備えている。
【００４９】
そして、上記面８５ｂの外側に、第２プリズム８５の第２反射面８６を有する反射鏡８８が対向配置されている。この反射鏡８８は変形可能な素材で構成されているもので、回動機構９６からの力に応じて変形する。また、第２プリズム８５の面８５ｂの外側と上記反射鏡８８とは、環状の蛇腹８７によって結合されている。そして、面８５ｂと反射面８６及び蛇腹８７で囲まれた部分には、透明な液体９０が封入されている。
【００５０】
上記反射鏡８８は、軸９２を中心に図示矢印Ｂ方向に回動可能に保持されている。反射鏡８８を回動するためのアクチェータとして、連結部９３と係合してプランジャ９４が設けられている。そして、駆動回路９７によってプランジャ９４に電流が流れていない場合は、バネ９５の張力により、反射鏡８８は、図示実線の位置に固定される。反射鏡８８がこの位置にある場合は、第２入射面８５ａから入射した光束は、第３反射面８５ｃ1 へ向けて射出される。プランジャ９４が通電されると、バネ９５の引っ張り力に逆らって、反射鏡８８は図示破線の位置へ回動される。この位置では、第２入射面８５ａからの光束は、第４反射面８５ｃ2 へ向けて射出される。
【００５１】
プリズムを構成する反射面と屈折面（入射面と射出面）は、光軸に沿う面に対して鏡像であり、且つ回転非対称な自由曲面に形成されている。自由曲面を含んだプリズムを２つ用いた撮像光学系の焦点位置距離を変化させるには、反射鏡８８を回動させる。第３反射面と第４反射面は曲率半径が異なっているもので、撮像素子２５からの距離が異なっている。この場合、第３反射面８５ｃ1 のパワーは第４反射面８５ｃ2 のパワーに比べて大きく（曲率半径が小さく）設定されている。そして、第３反射面８５ｃ1 が第４反射面８５ｃ2 に比べて近い距離に配置されている。したがって、第１プリズム１６と第２プリズム１７で構成される光学系は、２つの焦点距離に設定可能である。短い焦点距離（Ｗｉｄｅ側）に設定するためには、第３反射面８５ｃ1 からの光束で撮像素子２５に被写体像が形成されるようにすればよい。長い焦点距離（Ｔｅｌｅ側）に設定するためには、第４反射面８５ｃ2 からの光束で撮像素子２５に被写体像が形成されるようにすればよい。
【００５２】
このように構成することにより、装置を大型化することなく焦点距離を変化させることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を実施するに当たり、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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のデジタルカメラの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示されたデジタルカメラの撮像光学系を示す外観斜視図である。
【図３】図１に示されるデジタルカメラの内部構成を模式的に示した図である。
【図４】図２に示された撮像光学系６のＡ−Ａ′線に沿った断面図である。
【図５】撮像モジュール１５の内部を構成する第１及び第２プリズム１６及び１７、及びその周辺部の構造を示す分解斜視図である。
【図６】図４及び図５に示されたアクチュエータの構造を示した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に於けるデジタルカメラの内部構成を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…デジタルカメラ、２ハウジング、３…レリーズ釦、６…撮像光学系、６ａ…入射窓、１０…保持枠、１１…ケース、１５…撮像モジュール、１６…第１プリズム、１６ａ…第１入射面、１６ｂ…面、１６ｃ…第１射出面、１７…第２プリズム、１７ａ…第２入射面、１７ｂ…面、１７ｃ…第３反射面、１７ｄ…第２射出面、１８…第１反射鏡、１８ａ…第１反射面、１９、２１…液体、２０…第２反射鏡、２０ａ…第２反射面、２５…撮像素子（ＣＣＤ）、２６…撮像素子インターフェース（ＩＦ）回路、２７…システムコントローラ、２８、２９…鏡面変形機構、３１…通信インターフェース（ＩＦ）回路、３３…外部制御装置、４１、４２、５１、５２…枠、４３、５３…蛇腹、４４、５４…シール、４６、５６…連結部材、４７、５７…アクチュエータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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