(57)【要約】  【課題】絞りに対する複数のプリズム位置、および絞りを含めた光学系全体に対する撮像素子の位置が、高精度に保証された撮像装置を提供する。  【解決手段】複数のプリズム１０，２０と撮像素子３とを保持する保持部材４を有する。保持部材４は、プリズム保持部４ａと撮像素子保持部４ｂとが一体形成されて構成されている。プリズム保持部４ａには、開口部２が備えられている。撮像素子部４ｂには、撮像素子３が固定されている。また、プリズム１０，２０が、保持部材４の両側から、それぞれ、突起部１３ａ，１３ｂを貫通孔４ｃ，４ｄに、突起部２１ａ，２１ｂを貫通孔４ｅ，４ｆにそれぞれ嵌合させることによって保持部材４に固定されている。【選択図】  図１
2005062348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプリズムと撮像素子とを保持する１つの保持部材を有する撮像装置。
【請求項２】
複数のプリズムを保持するプリズム保持部材と、撮像素子を保持する撮像素子保持部材のみで構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記プリズム保持部材が前記撮像素子保持部材に対して可動に構成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、その中でも特に、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、フィルムスキャナ、内視鏡等、小型の撮像素子を用いた光学装置において反射面にパワーを有する偏心光学系を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、フィルムスキャナ、内視鏡等用の結像光学系では、撮像素子の小型化に伴い、光学系自身も小型軽量、低コスト化が求められている。さらに、最近では、携帯電話やＰＤＡ、ノートパソコン等に電子撮像光学系を内蔵する製品も出てきており、光学系をより薄型化することが強く望まれている。
【０００３】
そして、光学系のより薄型化のため、従来、自由曲面等を用いた複数のプリズム光学系を撮像素子に取り付ける取り付け機構が、例えば、次の特許文献１、２に提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３２６７６６号公報
【特許文献２】特開平１１−３３７８１１号公報
【０００４】
特許文献１、２には、２つのプリズムの側面に設けられた取り付け片を棒状部材にビスを介して保持するとともに、この棒状部材を固定金具に固定している。そして、さらに、その棒状部材を固定した固定金具を別の固定金具に固定し、その別の固定金具にＣＣＤを固定する構成が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、これらの結像光学系においては、さらなる小型化、高性能化が要求されるとともに、光学部材をさらに高精度に位置決めすることが必要とされている。
しかし、特許文献１、２の構成では、複数のプリズムと撮像素子とを組み上げの際に、プリズムを保持する棒状部材と、ＣＣＤを保持する固定金具と、これらを固定する固定金具というように、少なくとも３種類の保持部材同士の位置決めが必要となり、保持部材同士の位置決め誤差が、光学装置における、絞り、プリズム、撮像素子の位置についての高精度な位置決めを阻害していた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高精度な位置決めができ、部品点数の少ない撮像装置を提供することを目的とする。また、絞りに対する複数のプリズム位置、および絞りを含めた光学系全体に対する撮像素子の位置が、高精度に保証された撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明による撮像装置は、複数のプリズムと撮像素子とを保持する１つの保持部材を有することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明による撮像装置は、複数のプリズムを保持するプリズム保持部材と、撮像素子を保持する撮像素子保持部材のみで構成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明による撮像装置は、前記プリズム保持部材が前記撮像素子保持部材に対して可動に構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絞りに対する複数のプリズム位置、および絞りを含めた光学系全体に対する撮像素子の位置が、高精度に保証された撮像装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の撮像装置によれば、１つまたは２つの保持部材で、複数のプリズムと撮像素子を保持している。よって、光学系を、高精度で組み立てることができる。また、保持部材に開口絞り機構を備えることによって、撮像素子に対して、開口絞り機能を有する保持部材を高精度に位置決めして、簡易な構造および少ない部品点数で、絞りに対する、複数のプリズムのプリズム位置、および絞りを含めた光学系全体に対する絞り位置を高精度に保証することができる。
【００１２】
その場合、絞り機能を有する保持部材が、撮像素子も保持するようにすれば、撮像素子及び複数の光学部材を有する光学系を、極力少ない保持部材で保持することができ、各光学部材の高精度に位置を保証することができる。
【００１３】
なお、プリズム保持部材と撮像素子保持部材とは、一体形成されているのが好ましい。すなわち、プリズム保持部材と撮像素子保持部材との間に境界面が存在しないということである。
【００１４】
また、前記プリズム保持部材が前記撮像素子保持部材に位置決め固定されるようにしてもよい。すなわち、プリズム保持部材と撮像素子保持部は、それぞれ独立した部品であり。これらの部材は、接続部を介して固定されているということである。
【００１５】
また、本発明の撮像装置において、プリズム保持部材を撮像素子保持部材に対して可動に構成してもよい。その場合には、プリズム保持部材には、可動枠が一体形成され、撮像素子保持部材には、可動枠を介してプリズム保持部材を撮像素子への光の入射方向に沿って可動となるように保持する保持軸が一体形成されるように構成する。
このように構成すれば、光学系全体の重心と保持部材とが近接した配置とすることができ、複数のプリズム及び撮像素子の全体の姿勢が安定する。
なお、場合によっては、保持軸の材質として、撮像素子保持部材とは異なる材質を用いることもできる。この場合、撮像素子保持部材と一体形成することはできない。しかしながら、保持軸の強度を高めることができるので、安定して、プリズム保持部材を移動させることができる。
【００１６】
さらに、前記可動枠が、前記プリズム保持部材における、前記撮像素子の入射面に対向しない側方に形成されるように構成すれば、撮像装置における前記撮像素子への光の入射方向の厚みを薄くすることができる。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の実施例１にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図である。
実施例１の撮像装置は、第１プリズム１０と、開口絞り２と、第２プリズム２０と、撮像素子３と、保持部材４を有している。
第１プリズム１０は、入射面１１と、回転非対称な反射面１２と、射出面１３を有している。第２プリズム２０は、入射面２１と、反射面２２，２３と、射出面２４を有している。反射面２２，２３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。
【００１８】
第１プリズム１０の射出面１３は、有効径の外側領域に突起部１３ａ，１３ｂが一体形成されている。
【００１９】
第２プリズム２０の入射面２１は、有効径の外側領域に突起部２１ａ，２１ｂが形成されている。
【００２０】
保持部材４は、プリズム保持部４ａと撮像素子保持部４ｂとが一体形成されて構成されている。
開口絞り２は、プリズム保持部４ａに設けられている。
撮像素子部４ｂには、撮像素子３が固定されている。
プリズム保持部４ａには、第１プリズム１０の突起部１３ａ，１３ｂに嵌合可能な貫通孔４ｃ，４ｄ、第２プリズム２０の突起部２１ａ，２１ｂに嵌合可能な貫通孔４ｅ，４ｆを有している。なお、貫通孔４ｃ，４ｄと貫通孔４ｅ，４ｆは、プリズム保持部４ａの異なる位置に設けられており、図１では貫通孔４ｃ，４ｄが示され、貫通孔４ｅ，４ｆは貫通孔４ｃ，４ｅの奥に隠れている。
そして、第１プリズム１０、第２プリズム２０が、保持部材４の両側から、それぞれ、突起部１３ａ，１３ｂを貫通孔４ｃ，４ｄに、突起部２１ａ，２１ｂを貫通孔４ｅ，４ｆにそれぞれ嵌合させることによって保持部材４に固定されている。
【００２１】
このように構成された実施例１の撮像装置では、複数のプリズム１０，２０と撮像素子３を保持する保持部材が一つの部材で構成されている。そのため、部品点数が少ないので、特許文献１，２に記載の構成のような保持部材同士の組み上げ誤差が生じない。そして、誤差の発生が少ない分だけ、光学装置における、絞り、プリズム、撮像素子の位置についてのより高精度な位置決めが可能になる。
【実施例２】
【００２２】
図２は本発明の実施例２にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図である。
実施例２の撮像装置では、保持部材４のプリズム保持部４ａと撮像素子保持部４ｂとが別体に形成されており、プリズム保持部４ａの一端部４ｇが撮像素子保持部４ｂの保持受部４ｈに嵌合固定されている。
その他の構成は、実施例１とほぼ同じである。
このように構成された実施例２の撮像装置では、複数のプリズム１０，２０と撮像素子３を保持する保持部材が二つの部材で構成されている。よって、特許文献１，２に示した従来の保持機構に比べて少ない部材で構成される。そのため、その分、組み上げ誤差が減り、光学装置における、絞り、プリズム、撮像素子の位置についてのより高精度な位置決めが可能になる。
【実施例３】
【００２３】
図３は本発明の実施例３にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図である。
実施例３の撮像装置では、保持部材４のプリズム保持部材４ａ’と撮像素子保持部材４ｂ’とが別体で構成されている。
プリズム保持部材４ａ’には、プリズム保持部４ａと可動枠４ｉとが一体形成されている。可動枠４ｉには、所定の貫通孔４ｊが形成されている。
撮像素子保持部材４ｂ’には、可動枠４ｉに形成された貫通孔４ｊに遊嵌可能な径で形成された保持軸４ｋが一体形成されている。そして、可動枠４ｉの貫通孔４ｊには撮像素子保持部材４ｂ’の保持軸４ｋが遊嵌されており、プリズム保持部材４ａ’は、撮像素子保持部材４ｂ’に対して撮像素子３への光の入射方向に沿って（即ち、図３で示す矢印方向に）可動に保持されている。
その他の構成は、実施例１の撮像装置とほぼ同じである。
【００２４】
このように構成された実施例３の撮像装置では、可動枠４ｉと保持軸４ｋとを介してプリズム保持部材４ａ’が、撮像素子保持部材４ｂ’に対して撮像素子３への光の入射方向に移動させることで、光学系全体の重心が、保持部材の撮像素子の保持位置に近づくようにすることができる。そして、その近付けた位置でプリズムから撮像素子に至るまでの光路長が最適となるようにプリズムを設計すれば、光学系全体の重心と保持部材とが近接した配置とすることができ、複数のプリズム及び撮像素子の全体の姿勢が安定する。
その他の作用効果は実施例２の撮像装置とほぼ同じである。
なお、保持軸４ｋと撮像素子保持部材４ｂ’を別体にしてもよい。そして、保持軸４ｋを強度の高い材質で構成することもできる。このようにすると、保持軸４ｋの強度を高めることができるので、安定して、プリズム保持部材４ａ’を移動させることができる。
【実施例４】
【００２５】
図４は本発明の実施例４にかかる撮像装置の概略構成を示す側面図である。
実施例４の撮像装置では、可動枠４ｉが、プリズム保持部材４ａ’における、撮像素子３の入射面に対向しない側方に形成されている。
このように構成された実施例４の撮像装置では、撮像装置における撮像素子３への光の入射方向の厚みを薄くすることができる。
その他の構成及び作用効果は、実施例３とほぼ同じである。
【００２６】
ところで、本発明の絞りの両側に配置する偏心プリズムは、図１〜図４に示したような、内部反射回数が１〜２回の偏心プリズムに限定されない。例えば、内部反射回数が２回以上の、公知の種々の偏心プリズムを用いることができる。その例を以下に示す。なお、何れも順光線追跡で説明する。この場合、偏心プリズムＰは、遠方に位置する物体を、瞳１３１を経て像面１３６に結像する。ただし、光路を逆にして、像面１３６側から光線が入射し、瞳１３１側に結像する偏心プリズムＰとしても使用することができる。
【００２７】
図５の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３３、第４面１３５からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射し、第２面１３３で内部反射する。そして、この光は第３面１３４でＺ字型の光路を形成するように内部反射し、第４面１３５に入射して屈折されて、像面３６に結像する。
【００２８】
図６の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４、第４面１３５からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射し、第２面１３３で内部反射する。そして、この光は第３面１３４に入射して全反射し、第４面１３５に入射して内部反射する。更に、この光は、再び第３面１３４に入射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。
【００２９】
図７の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４、第４面１３５からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射し、第２面１３３で内部反射する。そして、この光は第３面１３４に入射して内部反射し、第２面１３３に再度入射して内部反射し、第４面１３５に入射して屈折されて、像面３６に結像する。
【００３０】
図８の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４、第４面１３５からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射し、第２面１３３で内部反射する。そして、今光は第３面１３４に入射して内部反射し、第２面１３３に再度入射して内部反射する。更に、この光は第４面１３５に入射して内部反射し、第２面１３３に再度入射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。
【００３１】
図９の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射し、第２面１３３で内部反射する。そして、この光は再び第１面１３２に入射して今度は全反射し、第３面１３４で内部反射する。更に、この光は三たび第１面１３２に入射して全反射し、第３面１３４に再度入射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。
【００３２】
図１０の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４からなり、入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射し、第２面１３３で内部反射し、再び第１面１３２に入射して今度は全反射し、第３面１３４で内部反射し、三たび第１面１３２に入射して全反射し、再び第３面１３４に入射して内部反射し、四たび第１面１３２に入射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。
【００３３】
さらには、後記の図１２の第２プリズム２０のように、偏心プリズムは、第１面２１から第４面２４からなり、プリズム内で３回の反射をするものであってもよい。あるいは、後記の図１３の第２プリズム２０のように、第１面２１から第３面２３からなり、その第２面２２が全反射面と射出面を兼用するプリズム内で２回の反射をするものであってもよい。あるいは、後記の図１４の第２プリズム２０のように、第１面２１から第３面２３からなり、その第１面２１が入射面と全反射面を兼用するプリズム内で２回の反射をするものであってもよい。そして、これらを絞り２の前側あるいは、後側の偏心プリズムとして用いるようにすることもできる。
【００３４】
以下の図１１〜図１５に、前記実施例１〜実施例４の場合とは異なるプリズムの組み合わせとなる本発明の保持構造を適用可能な撮像光学系を示す。ただし、数値データは省く。
【００３５】
さて、以上のような本発明の保持構造を適用可能な光学系は、物体像を形成しその像をＣＣＤや銀塩フィルムといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけカメラに用いることができる。また、物体像を接眼レンズを通して観察する観察装置、とりわけカメラのファインダー部の対物光学系としても用いることが可能である。また、内視鏡等の小型の撮像素子を用いた光学装置用の撮像光学系としても用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００３６】
図１６〜図１８は、本発明の保持構造を適用可能な光学系を電子カメラのファインダー部の対物光学系に組み込んだ構成の概念図を示す。図１６は電子カメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１７は同後方斜視図、図１８は電子カメラ４０の構成を示す断面図である。電子カメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含む。カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影用対物光学系４８を通して撮影が行われる。撮影用対物光学系４８によって形成された物体像が、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介してＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５２にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは処理手段５２と別体に設けらてもよいし、フロッピー（登録商標）ディスク等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【００３７】
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。ここで、カバーレンズ５４あるいは第１プリズム１０から第２プリズム２０までの光学系に、本発明による光学系を用いている。また、カバー部材として用いられているカバーレンズ５４は、負のパワーを有するレンズであり、画角を拡大している。また、第２プリズム２０の後方に配置されているフォーカス用レンズ６６は、光軸の前後方向へ位置調節可能になっており、ファインダー用対物光学系５３のピント調節に用いられる。このファインダー用対物光学系５３によって結像面６７上に形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。なお、視野枠５７は、ポロプリズム５５の第１反射面５６と第２反射面５８との間を分離し、その間に配置されている。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。
【００３８】
このように構成されたカメラ４０は、ファインダー用対物光学系５３を少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できる。それと共に、対物光学系５３の光路自体を折り曲げて構成できるため、カメラ内部での配置の自由度が増し、設計上有利となる。
【００３９】
なお、図１８の構成において、撮影用対物光学系４８の構成については言及しなかったが、撮影用対物光学系４８としては屈折型同軸光学系の他に、本発明による２つのプリズム１０、２０からなる何れかのタイプの光学系を用いることも当然可能である。
【００４０】
次に、図１９は、本発明の保持構造を適用可能な光学系を、電子カメラ４０の撮影部の対物光学系４８に組み込んだ構成の概念図を示す。この場合は、撮影用光路４２上に配置された撮影用対物光学系４８に、本発明による光学系を用いている。撮影用対物光学系４８は、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる。この撮影用対物光学系４８により形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介してＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、液晶表示素子（ＬＣＤ）６０上に電子像として表示される。また、この処理手段５２は、記録手段６１の制御も行う。この記録手段６１は、ＣＣＤ４９で撮影された物体像を電子情報として記録する。ＬＣＤ６０に表示された画像は、接眼光学系５９を介して観察者眼球Ｅに導かれる。この接眼光学系５９は偏心プリズムからなり、この例では、入射面６２と、反射面６３と、反射と屈折の兼用面６４の３面から構成されている。また、２つの反射作用を持った面６３、６４の中、少なくとも一方の面、望ましくは両方の面が、光束にパワーを与え、かつ、偏心収差を補正する自由曲面にて構成されている。また、これらの自由曲面は面対称な自由曲面であり、唯一の対称面を持つ。そして、この唯一の対称面は、撮影用対物光学系４８のプリズム１０、２０が有する面対称自由曲面の唯一の対称面と略同一平面上に形成されている。また、この撮影用対物光学系４８は、他のレンズ（正レンズ、負レンズ）をプリズム１０、２０の物体側、プリズム間あるいは像側にその構成要素として含んでいてもよい。
【００４１】
このように構成されたカメラ４０は、撮影用対物光学系４８を少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると共に、光学系全体を同一平面上に並べて配置できるため、この配置平面と垂直方向の厚みの簿型化が実現できる。
【００４２】
なお、本例では、撮影用対物光学系４８のカバー部材６５はとして、平行平面板を配置しているが、前例と同様に、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
【００４３】
ここで、カバー部材を設けずに、本発明の光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１プリズム１０の入射面となる。しかし、この入射面が光軸に対して偏心配置されているため、この面がカメラ前面に配置されてしまうと、被写体側から見た場合、カメラ４０の撮影中心が自分からずれているように錯覚してしまい（一般的なカメラ同様、入射面の垂直方向を撮影していると感じるのが通常である。）、違和感を与えてしまう。そこで、本例のように、光学系の最も物体側の面が偏心面である場合には、カバー部材６５（又は、カバーレンズ５４）を設けることが、被写体側から見た場合に違和感を感じずに、既存のカメラと同じ感覚で撮影を受けることができ望ましい。
【００４４】
次に、図２０は、本発明の保持構造を適用可能な光学系を電子内視鏡の観察系の対物光学系８２に、本発明の保持構造を適用可能な光学系を電子内視鏡の観察系の接眼光学系８７に組み込んだ構成の概念図を示す。この例の場合、観察系の対物光学系８２と接眼光学系８７に、本発明による光学系を用いている。対物光学系８２は、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる。また、接眼光学系８７は、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる。この電子内視鏡は、図２０（ａ）に示すように、電子内視鏡７１と、光源装置７２と、ビデオプロセッサ７３と、モニター７４と、ＶＴＲデッキ７５、及び、ビデオディスク７６と、ビデオプリンタ７７と、頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）７８と共に構成されている。
光源装置７２は照明光を供給する。ビデオプロセッサ７３は、電子内視鏡７１に対応する信号処理を行う。モニター７４は、ビデオプロセッサ７３から出力される映像信号を表示する。ＶＴＲデッキ７５はビデオブロセッサ７３と接続され、映像信号等に記録する。ビデオプリンタ７７は、映像信号を映像としてプリントアウトする。
また、電子内視鏡７１の挿入部７９の先端部８０と、その接眼部８１は、図２０（ｂ）に示すように構成されている。光源装置７２から照明された光束は、ライトガイドファイバー束８８を通って照明用対物光学系８９により、観察部位を照明する。そして、この観察部位からの光が、カバー部材８５を介して、観察用対物光学系８２によって物体像として形成される。この物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター８３を介してＣＣＤ８４の撮像面上に形成される。さらに、この物体像は、ＣＣＤ８４によって映像信号に変換され、その映像信号は、図２０（ａ）に示すビデオプロセッサ７３により、モニター７４上に直接表示されると共に、ＶＴＲデッキ７５、ビデオディスク７６中に記録される。また、ビデオプリンタ７７から、映像としてプリントアウトされる。また、物体像はＨＭＤ７８の画像表示素子に表示され、ＨＭＤ７８の装着者に表示される。同時に、ＣＣＤ８４によって変換された映像信号は、接眼部８１の液晶表示素子（ＬＣＤ）８６上に電子像として表示される。そして、その表示像は、本発明の光学系を用いた接眼光学系８７を経て観察者眼球Ｅに導かれる。
【００４５】
このように構成された内視鏡は、少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると共に、対物光学系８０が内視鏡の長軸方向に並ぶため、細径化を阻害することなく上記効果を得ることができる。
【００４６】
ところで、光学系は光路を逆にすることにより投影光学系としても用いることができる。図２１に、パソコン９０と液晶プロジェクタ９１とを組み合わせたプレゼンテーションシステムを示す。ここでは、投影光学系９６に本発明によるプリズム光学系を用いた構成が示されている。この例の場合は、投影光学系９６は、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる。同図において、パソコン９０上で作成された画像・原稿データは、モニタ出力から分岐して液晶プロジェクタ９１の処理制御部９８に出力される。液晶プロジェクタ９１の処理制御部９８では、この入力されたデータが処理され、液晶パネル（ＬＣＰ）９３に出力される。液晶パネル９３では、この入力画像データに応じた画像が表示される。そして、光源９２からの光は、液晶パネル９３に表示した画像の階調によって、その透過量が決定される。その後、液晶パネル９３直前に配置したフィールドレンズ９５と、第１プリズム１０、開口絞り２及び第２プリズム２０と、正レンズのカバーレンズ９４を介してスクリーン９７に投影される。
【００４７】
このように構成されたプロジェクタは、少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると共に、小型化が可能である。
【００４８】
次に、図２２〜図２４は本発明の保持構造を適用可能な光学系を情報処理装置の一例であるパソコンに内蔵した構成を示す概念図である。
【００４９】
図２２はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図２３はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２４は図２２の状態の側面図である。図２２〜図２４に示されるように、外部から繰作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、モニター３０２と、撮影光学系３０３とを有している。キーボード３０１は、外部から繰作者が情報を入力する。モニター３０２は、情報を操作者に表示する。撮影光学系３０３は、操作者自身や周辺の像を撮影する。ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子が用いられる。ただし、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
【００５０】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明の光学系からなる対物光学系１００と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。対物光学系１００には、本発明の光学系が用いられている。これらはパソコン３００に内蔵されている。
【００５１】
ここで、撮像素子チップ１６２上には付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられて、撮像ユニット１６０として一体に形成されている。撮像ユニット１６０は、対物光学系１００の鏡枠１０１の後端に、ワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっている。そのため、対物光学系１００と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端には、カバーガラス１０２が配置されている。このカバーガラス１０２は、対物光学系１００を保護するためのものである。
【００５２】
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される。図２３には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。
【００５３】
次に、情報処理装置の他の例として電話、特に、その中でも持ち運びに便利な携帯電話に本発明の保持構造を適用可能な光学系を内蔵した例を図２５に示す。
【００５４】
図２５（ａ）は携帯電話４００の正面図、図２５（ｂ）は側面図、図２５（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図２５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、マイク部４０１と、スピーカ部４０２と、入力ダイアル４０３と、モニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、処理手段（図示せず）とを有している。マイク部４０１は、操作者の声を情報として入力する。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力する。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力する。モニター４０４とは、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示する。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行う。処理手段は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。
撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された対物光学系１００と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。対物光学系１００には、本発明の光学系が用いられている。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【００５５】
ここで、撮像素子チップ１６２上には、付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられて、撮像ユニット１６０として一体に形成されている。撮像ユニット１６０は、対物レンズの鏡枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて、取り付け可能になっている。そのため、対物レンズと撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
【００５６】
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力される。そして、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
【００５７】
以上のように、本発明による撮像装置は、特許請求の範囲に記載された発明の他に次に示すような特徴を備えている。
【００５８】
（１）前記プリズム保持部材と前記撮像素子保持部材とが一体形成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。
【００５９】
（２）前記プリズム保持部材が前記撮像素子保持部材に位置決め固定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。
【００６０】
（３）前記プリズム保持部材には、可動枠が一体形成され、前記前記撮像素子保持部材には、前記可動枠を介して前記プリズム保持部材を前記撮像素子への光の入射方向に沿って可動となるように保持する保持軸が一体形成されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【００６１】
（４）前記可動枠が、前記プリズム保持部材における、前記撮像素子の入射面に対向しない側方に形成されていることを特徴とする上記（３）に記載の撮像装置。
【００６２】
（５）前記プリズム保持部材が絞り機能を備えていることを特徴とする請求項２、３、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の撮像装置。
【００６３】
（６）プリズム保持部と、プリズム射出光路上に位置する撮像素子保持部とを有する保持部材を用いて、複数のプリズムが前記プリズム保持部に対向保持されるとともに、撮像素子が前記撮像素子保持部に保持されることを特徴とする撮像光学部材の保持構造。
【００６４】
（７）前記プリズム保持部材が前記撮像素子保持部材に対して可動に構成されていることを特徴とする上記（５）に記載の撮像光学部材の保持構造。
【００６５】
（８）前記プリズム保持部材と前記撮像素子保持部材とが一体形成されていることを特徴とする上記（５）に記載の撮像光学部材の保持構造。
【００６６】
（９）前記プリズム保持部材が前記撮像素子保持部材に位置決め固定されていることを特徴とする上記（５）に記載の撮像光学部材の保持構造。
【００６７】
（１０）前記プリズム保持部材には、可動枠が一体形成され、前記前記撮像素子保持部材には、前記可動枠を介して前記プリズム保持部材を前記撮像素子への光の入射方向に沿って可動となるように保持する保持軸が一体形成されていることを特徴とする上記（５）に記載の撮像装置。
【００６８】
（１１）前記可動枠が、前記プリズム保持部材における、前記撮像素子の入射面に対向しない側方に形成されていることを特徴とする上記（１０）に記載の撮像装置。
【００６９】
（１２）前記プリズム保持部材が絞り機能を備えていることを特徴とする上記（５）〜（１１）のいずれかに記載の撮像光学部材の保持構造。
【００７０】
（１３）複数のプリズムが、入射面と、少なくとも１面の回転非対称反射面と、射出面を有するプリズムで構成されていることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（１２）のいずれかに記載の撮像装置及び撮像光学部材の保持構造。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例３にかかる撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例４にかかる撮像装置の概略構成を示す側面図である。
【図５】本発明の撮像光学系に使用可能な偏心プリズムの一変形例を示す図である。
【図６】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図７】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図８】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図９】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図１０】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図１１】実施例１〜実施例４とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の保持構造を適用可能な撮像光学系の例を示す図である。
【図１２】実施例１〜実施例４とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の保持構造を適用可能な撮像光学系の別の例を示す図である。
【図１３】実施例１〜実施例４とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の保持構造を適用可能な撮像光学系の別の例を示す図である。
【図１４】実施例１〜実施例４とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の保持構造を適用可能な撮像光学系の別の例を示す図である。
【図１５】実施例１〜実施例４とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の保持構造を適用可能な撮像光学系の別の例を示す図である。
【図１６】本発明の保持構造を適用可能な光学系を適用した電子カメラの外観を示す前方斜視図である。
【図１７】図１６の電子カメラの後方斜視図である。
【図１８】図１６の電子カメラの構成を示す断面図である。
【図１９】本発明の保持構造を適用可能な光学系を適用した別の電子カメラの概念図である。
【図２０】本発明の保持構造を適用可能な光学系を適用した電子内視鏡の概念図である。
【図２１】プレゼンテーションシステムの投影光学系に本発明の保持構造を適用可能な光学系を用いた構成の概念図である。
【図２２】本発明の保持構造を適用可能な光学系が対物光学系として組み込まれたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。
【図２３】パソコンの撮影光学系の断面図である。
【図２４】図２２の状態の側面図である。
【図２５】本発明の保持構造を適用可能な光学系が対物光学系として組み込まれた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学系の断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
２            開口絞り
３            像面（結像面）
４            保持部材
４ａ          プリズム保持部
４ａ’        プリズム保持部材
４ｂ          撮像素子保持部
４ｂ’        撮像素子保持部材
４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｊ          貫通孔
４ｇ          一端部
４ｈ          保持受部
４ｉ          可動枠
４ｋ          保持軸
１０          第１プリズム
１１          第１面
１２          第２面
１３          第３面
１３ａ，１３ｂ，２１ａ，２１ｂ          突起部
１４          第４面
２０          第２プリズム
２０’        第３プリズム
２１          第１面
２２          第２面
２３          第３面
２４          第４面
４１          撮像光学系
４２          撮影用光路
４３          ファインダー光学系
４４          ファインダー用光路
４５          シャッター
４６          フラッシュ
４７          液晶表示モニター
４８          撮影用対物光学系
４９          ＣＣＤ
５０          撮像面
５１          フィルター
５２          処理手段
５３          ファインダー用対物光学系
５４          カバーレンズ
５５          ポロプリズム
５６          第１反射面
５７          視野枠
５８          第２反射面
５９          接眼光学系
６０          液晶表示素子（ＬＣＤ）
６１          記録手段
６２          入射面
６３          反射面
６４          反射と屈折の兼用面
６５          カバー部材
６６          フォーカス用レンズ
６７          結像面
７１          電子内視鏡
７２          光源装置
７３          ビデオプロセッサ
７４          モニター
７５          ＶＴＲデッキ
７６          ビデオディスク
７７          ビデオプリンタ
７８          頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）
７９          挿入部
８０          先端部
８１          接眼部
８２          観察用対物光学系
８３          フィルター
８４          ＣＣＤ
８５          カバー部材
８６          液晶表示素子（ＬＣＤ）
８７          接眼光学系
８８          ライトガイドファイバー束
８９          照明用対物光学系
９０          パソコン
９１          液晶プロジェクタ
９２          光源
９３          液晶パネル（ＬＣＰ）
９４          カバーレンズ
９５          フィールドレンズ
９６          投影光学系
９７          スクリーン
９８          処理制御部
１００        対物光学系
１０１        鏡枠
１０２        カバーガラス
１３１        瞳
１３２        第１面
１３３        第２面
１３４        第３面
１３５        第４面
１３６        像面
１６０        撮像ユニット
１６２        撮像素子チップ
１６６        端子
１８０        ＩＲカットフィルター
３００        パソコン
３０１        キーボード
３０２        モニター
３０３        撮影光学系
３０４        撮影光路
３０５        画像
４００        携帯電話
４０１        マイク部
４０２        スピーカ部
４０３        入力ダイアル
４０４        モニター
４０５        撮影光学系
４０６        アンテナ
４０７        撮影光路
Ｅ            観察者眼球
Ｐ            偏心プリズム
【図１】
2005062348.tif 000003
【図２】
2005062348.tif 000004
【図３】
2005062348.tif 000005
【図４】
2005062348.tif 000006
【図５】
2005062348.tif 000007
【図６】
2005062348.tif 000008
【図７】
2005062348.tif 000009
【図８】
2005062348.tif 000010
【図９】
2005062348.tif 000011
【図１０】
2005062348.tif 000012
【図１１】
2005062348.tif 000013
【図１２】
2005062348.tif 000014
【図１３】
2005062348.tif 000015
【図１４】
2005062348.tif 000016
【図１５】
2005062348.tif 000017
【図１６】
2005062348.tif 000018
【図１７】
2005062348.tif 000019
【図１８】
2005062348.tif 000020
【図１９】
2005062348.tif 000021
【図２０】
2005062348.tif 000022
【図２１】
2005062348.tif 000023
【図２２】
2005062348.tif 000024
【図２３】
2005062348.tif 000025
【図２４】
2005062348.tif 000026
【図２５】
2005062348.tif 000027