(57)【要約】【課題】本発明は、装置全体の大きさを小型化することができ、かつ高品質の画像を取得することができる撮像装置を提供する。【解決手段】  撮像装置１０は、物体からの光束λｉが第１入射面１１ａ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１１ｂで光束を反射した後で第１射出面１１ｃから射出する第１プリズム１１と、第１射出面１１ｃから射出された光束λｍが第２入射面１２ａ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１２ｂ，１２ｃで光束を反射した後で第２射出面１２ｄから射出する第２プリズム１２と、第１射出面１１ｃと第２入射面１２ａとの間に配置されるシャッタ機構１３と、第１プリズム１１および第２プリズム１２を含む光学系の結像面４５に配置されて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１５とを備える。【選択図】      図２
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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反射面で前記光束を反射した後で第１射出面から射出する第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少なくとも１つの自由曲面形状の第２反射面で前記光束を反射した後で第２射出面から射出する第２プリズムと、
前記第１射出面と前記第２入射面との間に配置されるシャッタ機構と、
前記第１プリズムおよび前記第２プリズムを含む光学系の結像面に配置されて前記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
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記シャッタ機構は、前記第１射出面から射出された光束を前記第２入射面に向けて通過させる開状態と、前記第１射出面から射出された光束を遮断する閉状態とのどちらかに選択的に切換わるシャッタ羽根を備え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】
前記シャッタ機構は、連動する少なくとも２枚のシャッタ羽根を有し、
前記シャッタ羽根は、前記第１射出面から射出された光束を前記第２入射面に向けて通過させる開状態と、前記第１射出面から射出された光束を遮断する閉状態とのどちらかに選択的に切換わ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】
前記シャッタ機構は、前記第１射出面から射出される光束を横切る方向に前記シャッタ羽根を移動および保持する羽根駆動機構を備え、
前記羽根駆動機構は、前記シャッタ羽根によって形成される開口の大きさを前記閉状態から前記開状態までの間で変化させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１射出面から射出される光束の外径よりも小さい開口を有した絞りを前記第１射出面と前記第２入射面との間に配置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】
前記絞りは、前記第１射出面と前記第２入射面との間で前記第１射出面から射出される光束を横切る挿入位置と、前記光束から外れる退避位置とのどちらか一方に選択的に保持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７】
前記絞りは、前記挿入状態で前記開口の中心が前記光束の中心軸と同軸に配置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】
前記絞りは、前記シャッタ機構に設けら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】
光の量を減少させる減光フィルタを前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間に備え、
前記減光フィルタは、前記第１射出面と前記第２入射面との間で前記第１射出面から射出される光束を横切る挿入位置と、前記光束から外れる退避位置とのどちらか一方に選択的に保持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１０】
前記第１プリズムと前記第２プリズムとは、互いの相対的な位置を保持する嵌合部をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１プリズム側に設けられる前記嵌合部と前記第２プリズム側に設けられる前記嵌合部とは、直接嵌合することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１プリズムと前記第２プリズムと前記シャッタ機構と前記撮像素子との相対位置を保持するフレームを備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記フレームは、
前記シャッタ機構を前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間に位置決め保持する第１壁と、
前記撮像素子を前記結像面に位置決め保持する第２壁と
を有することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第１壁と前記第２壁とは、一体に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の撮像装置によって得られる電気信号に所定の電気的処理を施して画像データを得る処理手段と、
適用された情報記録媒体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
を有することを特徴とする撮像用機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ、カメラ付携帯電話などに用いる撮像装置に係り、特に、反射面など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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【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。
【０００４】
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。
【０００５】
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や特許文献６では、２個のプリズムを組み合わせ、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。
【０００６】
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比べて、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。  
（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。したが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。  
（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。
【０００７】
なお、特許文献７に記載されている光学系では、被写体側から、反射鏡、レンズによる光学系、反射鏡の順に構成されているが、この方式に比べて特許文献５や特許文献６に開示されている光学系は、横幅を小さくすることができるため、よりコンパクトな撮像装置を提供することができる。
【特許文献１】特開２０００−２７２５８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２６７９２８号公報
【特許文献３】特開２００２−１２０１２２号公報
【特許文献４】特開平１１−３２６７６６号公報
【特許文献５】特開２００２−１９６２４３号公報
【特許文献６】特開２００３−８４２００号公報
【特許文献７】特開平７−３３３５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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回に分けて読み出すものがある。
【０００９】
２つのフィールドの画像データは、一度に同時に読み出せないため、画像データの読み出し中は、ＣＣＤに光が入射しないように遮光する必要がある。この場合、遮光せずに画像データを読み出すと、奇数フィールドと偶数フィールドの露光時間が同一ではなくなるため、都合が悪い。そこで、画像データを読み出す間、ＣＣＤを遮光しておく機械式シャッタを設ける必要がある。
【００１０】
また、被写体の輝度は、広範囲にわたる。撮像素子の画素数が大きくなると、１つの画像データの中で精細な階調をつけることができるようになる。しかし、様々な条件の輝度下において、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で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ための絞りが必要である。
【００１１】
しかしながら、特許文献１〜３に開示される共軸系の光学系に機械式シャッタや絞りをさらに備えるには、容積的に嵩張るため、撮像装置の小型化および薄型化が難しい。一方、特許文献４〜６には、自由曲面プリズムを用いた撮像光学系が示されている。しかし、具体的に機械式シャッタと絞りの搭載方法について記載されたものはない。
【００１２】
そこで、本発明は、装置全体の大きさを小型化することができ、かつ高品質の画像を取得することができる撮像装置および、この撮像装置を備える撮像用機器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】
【００１３】
本発明に係る撮像装置は、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反射面で前記光束を反射した後で第１射出面から射出する第１プリズムと、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少なくとも１つの自由曲面形状の第２反射面で光束を反射した後で第２射出面から射出する第２プリズムと、第１射出面と第２入射面との間に配置されるシャッタ機構と、第１プリズムおよび第２プリズムを含む光学系の結像面に配置されて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を備える。
【００１４】
シャッタ機構は、第１射出面から射出された光束を第２入射面に向けて通過させる開状態と、第１射出面から射出された光束を遮断する閉状態とのどちらかに選択的に切換わるシャッタ羽根を備える。または、シャッタ機構は、連動する少なくとも２枚のシャッタ羽根を有し、これらのシャッタ羽根を、第１射出面から射出された光束を第２入射面に向けて通過させる開状態と、第１射出面から射出された光束を遮断する閉状態とのどちらかに選択的に切換える。
【００１５】
また、シャッタ機構に絞りの機能を持たせるために、シャッタ機構に、第１射出面から射出される光束を横切る方向にシャッタ羽根を移動および保持する羽根駆動機構を備え、羽根駆動機構は、シャッタ羽根によって形成される開口の大きさを閉状態から開状態までの間で変化させる。
【００１６】
また、撮像素子に入射される光量を調整するために、第１射出面から射出される光束の外径よりも小さい開口を有した絞りを第１射出面と第２入射面との間に配置する。この場合、必要に応じて絞りを利かせるために、絞りは、第１射出面と第２入射面との間で第１射出面から射出される光束を横切る挿入位置と、光束から外れる退避位置とのどちらか一方に選択的に保持する。また、絞りは、挿入状態で開口の中心が光束の中心軸と同軸に配置することが好ましい。そして、撮像装置の嵩を小さくするために、絞りは、シャッタ機構に設ける。
【００１７】
または、絞りを設ける代わりに、光の量を減少させる減光フィルタを第１プリズムと第２プリズムとの間に備える。減光フィルタは、第１射出面と第２入射面との間で第１射出面から射出される光束を横切る挿入位置と、光束から外れる退避位置とのどちらか一方に選択的に保持する。
【００１８】
また、光学系の組立精度を向上させるために、互いの相対的な位置を保持する嵌合部を第１プリズムと第２プリズムとにそれぞれ備える。この場合、より好ましくは、第１プリズム側に設けられる嵌合部と第２プリズム側に設けられる嵌合部とは、直接嵌合させる。
【００１９】
また、第１プリズムと第２プリズムとシャッタ機構と撮像素子との相対位置を保持するフレームを備えることも効果的である。この場合、フレームは、シャッタ機構を第１プリズムと第２プリズムとの間に位置決め保持する第１壁と、撮像素子を結像面に位置決め保持する第２壁とを有する。そして、第１壁と第２壁とは、一体に形成されていると好ましい。
【００２０】
本発明に係る撮像用機器は、上述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媒体に処理手段からの画像データを記録する記録手段とを有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る撮像装置によれば、撮像素子から画像データを読み出す間、撮像素子に入射する光を遮断できる。したがって、インターレース型ＣＣＤの奇数フィールドと偶数フィールドの露光時間を同一にできる。そして、この撮像装置を用いることによって、機器全体のサイズをコンパクトに保ちながら画質の良い画像を得ることができる撮像用機器を提供することが可能となる。
【００２２】
また、シャッタ機構に開閉式の減光フィルタを設ける発明によれば、光量の調節を行なうことができるので、明暗の差の大きい被写体条件など、撮像素子の有する電子シャッタ機能では不十分な状態において、減光フィルタを適宜挿入することにより撮像素子の有する電子シャッタでも画質の良い画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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から図１４を参照して説明する。デジタルカメラ１は、図１に示すように、ハウジング２の外部に面して、レリーズボタン３、フラッシュ４、ファインダ光学系５、撮像光学系６、および画像表示部７（図２参照）が設けられている。レリーズボタン３は、操作部の１つである。
【００２４】
ハウジング２は、図２に示すように、撮像光学系６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２１、記録手段としての記録部２２等を内蔵している。画像処理回路２１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２２は、画像処理回路２１からの画像データを一時的に保管したり、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。撮像装置１０に入射される被写体からの光束が通過する入射窓６ａがハウジング２に設けられている。
【００２５】
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とシャッタ機構１３とフィルタ機構１４と撮像素子１５とを備える。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、第１反射面１１ｂが回転非対称な自由曲面形状に形成された偏心プリズムである。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、２つの第２反射面１２ｂ，１２ｃがそれぞれ回転非対称な自由曲面形状に形成された偏心プリズムである。
【００２６】
物体からの光束λｉは、図４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の第１射出面１１ｃから射出された光束λｍ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。そして、第２射出面１２ｄから射出された光束λｏは、結像面４５に物体像を形成する。
【００２７】
シャッタ機構１３およびフィルタ機構１４は、図４に示すように第１プリズム１１の第１射出面１１ｃと第２プリズム１２の第２入射面１２ａとの間に配置される。図６に示すように、シャッタ機構１３は、２枚のシャッタ羽根３３，３４と、羽根駆動機構の一部品である羽根駆動リング３２とを備えている。フィルタ機構１４は、減光フィルタとしてのＮＤ（Natural Density）フィルタ３６を備えている。シャッタ羽根３３，３４には、羽根駆動リング３２を介してシャッタアクチュエータ２７が連結され、ＮＤフィルタ３６には、フィルタアクチュエータ２８が連結されている。なお、これらの細部については、後述する。
【００２８】
撮像素子１５は、基板２３に実装されており、受光面１５ａが結像面４５に配置されている。撮像素子１５は、例えばフォトトランジスタなど光を電気信号に変換する半導体素子が受光面１５ａ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１５ａとの間には、図４に示すように、フィルタ１５ｂが取り付けられている。フィルタ１５ｂの代わりに、カバーガラスを取り付けても良い。基板２３には、撮像素子１５と画像処理回路２１との間の連係を取る画像素子ＩＦ（インターフェース）回路２４が実装される。また、シャッタアクチュエータ２７およびフィルタアクチュエータ２８を作動させる駆動回路２５をさらに基板２３に実装しても良い。
【００２９】
第１プリズム１１と第２プリズム１２とシャッタ機構１３と撮像素子１５とは、フレーム３０に取り付けられている。フレーム３０は、第１壁３０ａと第２壁３０ｂとを有する。図４に示すように、第１壁３０ａは、第１プリズム１１と第２プリズム１２との間に挟まれて第１射出面１１ｃから射出される光束λｍを横切る方向に配置される。第２壁３０ｂは、第２射出面１２ｄから射出される光束λｏを横切る方向に配置され、第１プリズム１１側まで延びている。フレーム３０は、第１壁３０ａが第２壁３０ｂに対して突き当たるＴ字形に一続きに形成されている。第１壁３０ａと第２壁３０ｂとには、それぞれ光束λｍ，λｏが通過する開口部３０ｃ，３０ｄが設けられている。
【００３０】
また、第１壁３０ａの開口部３０ｃを取り巻く周囲の３か所に、第１プリズム１１側と第２プリズム１２側とを連通する取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚが設けられている。本実施形態においては、２つの取付孔３１ｘ，３１ｙが開口部３０ｃに対して第２壁３０ｂから遠い側の角部に設けられ、１つの取付孔３１ｚが開口部３０ｃに対して第２壁３０ｂ寄りの位置に設けられている。
【００３１】
第１プリズム１１および第２プリズム１２は、各取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚに対応する位置に、柱状の嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚ，１２ｘ，１２ｙ，１２ｚが形成されている。嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚ，１２ｘ，１２ｙ，１２ｚには、この嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚ，１２ｘ，１２ｙ，１２ｚより一回り細く形成されて、取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚに差し込まれる嵌入部１１ｒ，１２ｒが設けられている。本実施形態においては、図５に示すように、第１プリズム１１の嵌入部１１ｒが取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚに嵌着され、第２プリズム１２の嵌入部１２ｒが取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚに対してわずかに隙間を有した状態である。したがって、少なくとも第２プリズム１２は、第１壁３０ａに対して接着固定される。
【００３２】
第１プリズム１１の嵌入部１１ｒの先端には、位置決め用の凸部１１ｓが設けられ、これに対向する第２プリズム１２の嵌入部１２ｒの先端には、位置決め用の凹部１２ｔが設けられている。このように、第１プリズム１１と第２プリズム１２とが凸部１１ｓと凹部１２ｔとによって直接当接し、相対的な位置決めを行なう。また、第１プリズム１１の嵌入部１１ｒが取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚに嵌着することで、フレーム３０と第１プリズム１１および第２プリズム１２とが相対的に位置決めされる。
【００３３】
なお、これらの形状は、第１プリズム１１と第２プリズム１２との相対的な位置決めをするためのものであるので、それぞれ逆に形成されていても良いし、嵌入部１１ｒ，１２ｒと凸部１１ｓおよび凹部１２ｔとの組み合わせを入れ替えても機能は同じである。したがって、例えば、第２プリズム１２の嵌入部１２ｒが取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚに嵌着し、その先端に凹部１２ｔが設けられていても良い。また、第１プリズム１１側に延びた第２壁３０ｂには、図３に示すように、第２壁３０ｂ寄りに設けられた取付孔３１ｚに第１プリズム１１の嵌入部１１ｒが正しく嵌着されたことを確認するための視認窓３０ｅが設けられている。
【００３４】
第１プリズム１１側の第１壁３０ａには、図６に示すように、シャッタ・フィルタ保持部３１が設けられており、シャッタ羽根３３，３４を含むシャッタ機構１３およびＮＤフィルタ３６を含むフィルタ機構１４が組み込まれている。第２プリズム１２と反対側の第２壁３０ｂには、図４に示すように、基板取付部３０ｆが設けられている。基板２３は、撮像素子１５の受光面１５ａが結像面４５に位置決めされるように間座１７を適宜間に挟んで、基板取付部３０ｆに止めねじ１８で固定される。止めねじ１８は、図３に示すように、第１プリズム１１および第２プリズム１２によって折り返される光束λｉ，λｍ，λｏの光軸が通る面に沿う方向およびこれと直交する方向に、撮像素子１５の角度を調整できるように配置される。
【００３５】
以上のようにフレーム３０に対して第１プリズム１１と第２プリズム１２とシャッタ機構１３とフィルタ機構１４と撮像素子１５とがそれぞれ固定されることによって、第１プリズム１１と第２プリズム１２とシャッタ機構１３とフィルタ機構１４と撮像素子１５とは、互いの相対位置が保持される。
【００３６】
次に、フレーム３０の第１壁３０ａに設けられるシャッタ・フィルタ保持部３１に組み込まれるシャッタ機構１３およびフィルタ機構１４の詳細な構成について、図６および図７を参照して説明する。  
シャッタ・フィルタ保持部３１には、図６に示すように第１壁３０ａに対して、シャッタ機構１３の羽根駆動リング３２、二枚のシャッタ羽根３３，３４、シャッタ機構１３とフィルタ機構１４とを仕切るスペーサ３５、フィルタ機構１４のＮＤフィルタ３６、シャッタ・フィルタ保持部３１を覆うカバー３７の順に重合わせて取り付けられている。
【００３７】
また、第１壁３０ａの第２プリズム１２側には、羽根駆動リング３２を介してシャッタ羽根３３，３４に連結される羽根駆動機構の１部品であるシャッタアクチュエータ２７と、ＮＤフィルタ３６に連結されるフィルタ駆動機構であるフィルタアクチュエータ２８とを有している。シャッタアクチュエータ２７およびフィルタアクチュエータ２８は、ロータリーソレノイドタイプのアクチュエータであって、それぞれ回動軸２７ａ，２８ａとコイルとを本体ケース２７ｂ，２８ｂに内蔵している。
【００３８】
本実施形態において、シャッタアクチュエータ２７の回動軸２７ａとフィルタアクチュエータ２８の回動軸２８ａとは、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、第１射出面１１ｃから射出される光束λｍの光軸に沿う方向と平行に、同軸に並べて配置されている。シャッタアクチュエータ２７の本体ケース２７ｂとフィルタアクチュエータ２８の本体ケース２８ｂとは、一体に形成されており、第１壁３０ａ寄りに配置されるシャッタアクチュエータ２７側の端面にビス穴２７ｑが設けられている。第１壁３０ａには、ビス挿通孔３１ｑが設けられている。シャッタアクチュエータ２７およびフィルタアクチュエータ２８は、ビス挿通孔３１ｑを通してビス穴２７ｑに螺合されたビス３８によって、第１壁３０ａに固定される。すなわち、シャッタアクチュエータ２７側がシャッタ羽根３３，３４やＮＤフィルタ３６の位置により近い側に配置されている。
【００３９】
シャッタアクチュエータ２７の回動軸２７ａには、半径方向に延びる羽根駆動アーム４１が固着されている。羽根駆動アーム４１の先端には、光束λｍの光軸方向に沿って第１プリズム１１側に延びるリング駆動ピン４１ｅが取り付けられている。リング駆動ピン４１ｅは、羽根駆動アーム４１の回動方向に沿って第１壁３０ａに設けられた円弧状の長孔３１ｅに通される。
【００４０】
フィルタアクチュエータ２８の回動軸２８ａには、フィルタ駆動アーム４２が固着されている。フィルタ駆動アーム４２は、回動軸２８ａから半径方向に延びる基部４２ａと、基部４２ａの回動端から光束λｍの光軸と平行に第１壁３０ａに向かって延びる延長部４２ｂと、延長部４２ｂの第１壁３０ａ側端で第１壁３０ａに沿って折れ曲がる先端部４２ｃとを有している。先端部４２ｃには、光束λｍの光軸方向に沿って第１プリズム１１側に延びるフィルタ駆動ピン４２ｆが取り付けられている。フィルタ駆動ピン４２ｆは、フィルタ駆動アーム４２の回動方向に沿って第１壁３０ａに設けられた円弧状の長孔３１ｆおよびスペーサ３５に設けられた円弧状のフィルタ駆動ピン挿通孔３５ｆに通される。
【００４１】
なお、フィルタ駆動アーム４２が上述のように複雑に折り返されているのは、第２プリズム１２との干渉を回避するために、第２プリズム１２を迂回するためである。したがって、シャッタアクチュエータ２７の回動軸２７ａとフィルタアクチュエータ２８の回動軸２８ａとを平行に並べて第１壁３０ａのそれぞれ第２プリズム１２と干渉しない位置に配置することで、フィルタ駆動アーム４２の形状を簡素化することができる。
【００４２】
シャッタ・フィルタ保持部３１には、図６に示すように、嵌合開口３１ｂと、支持ピン３１ｃ，３１ｄと、長孔３１ｅ，３１ｆと、第１平面部３１ｋと、第２平面部３１ｍと、第３平面部３１ｎと、第４平面部３１ｐと、ビス挿通孔３１ｑとが設けられている。嵌合開口３１ｂは、光束λｍの光軸を中心に第１壁３０ａを貫通している。
【００４３】
嵌合開口３１ｂの第１プリズム１１側には、第１平面部３１ｋが光束λｍの光軸と交差する方向に広がっている。第１平面部３１ｋには、リング駆動ピン４１ｅが通される長孔３１ｅと、フィルタ駆動ピン４２ｆが通される長孔３１ｆと、シャッタアクチュエータ２７およびフィルタアクチュエータ２８を第１壁３０ａに固定するビス３８を通すビス挿通孔３１ｑとが設けられている。長孔３１ｅは、リング駆動ピン４１ｅが移動する軌跡に沿って円弧状に設けられている。長孔３１ｆは、フィルタ駆動ピン４２ｆが移動する軌跡に沿って円弧状に設けられている。
【００４４】
第１平面部３１ｋと第２平面部３１ｍと第３平面部３１ｎと第４平面部３１ｐとは、互いに平行に配置されている。第２平面部３１ｍは、第１平面部３１ｋよりも第１プリズム１１側に設けられている。第３平面部３１ｎは、第２平面部３１ｍよりも第１プリズム１１側に設けられている。第４平面部３１ｐは、第３平面部３１ｎよりも第１プリズム１１側に設けられている。支持ピン３１ｃ，３１ｄは、光束λｍの光軸を中心とする第２平面部３１ｍの対称の位置に配置されている。
【００４５】
なお、本実施形態おいて、第４平面部３１ｐは、第１壁３０ａの第１プリズム１１側面である。つまり、第１プリズム１１および第２プリズム１２の嵌合部が挿入される取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚは、第４平面部３１ｐから第２プリズム１２側の面まで貫通して設けられている。
【００４６】
羽根駆動リング３２は、リング開口３２ａと嵌合凸部３２ｂとフランジ部３２ｋとアーム部３２ｄと長孔３２ｅと羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈを有している。リング開口３２ａは、光束λｍの光軸を中心とする円形に設けられている。嵌合凸部３２ｂは、嵌合開口３１ｂの内径よりもやや小さい外径の円筒上に形成されており、嵌合開口３１ｂに挿嵌される。フランジ部３２ｋは、嵌合凸部３２ｂの第１プリズム１１側から第１平面部３１ｋに沿って鍔状に広がっており、第１平面部３１ｋと摺接する。
【００４７】
アーム部３２ｄは、第１平面部に設けられた長孔３１ｆと重なる位置に向かってフランジ部３２ｋから半径方向に延びている。長孔３２ｅは、アーム部３２ｄに設けられ、光束λｍの光軸を中心とする半径方向に長径が配置されている。長孔３２ｅは、第１壁３０ａを貫通して第１プリズム１１側に突出したリング駆動ピン４１ｅと係合する。したがって、シャッタアクチュエータ２７によって羽根駆動アーム４１が回動されると、羽根駆動リング３２は、光束λｍの光軸を中心に回動する。羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈは、光束λｍの光軸を中心とする回転対称にフランジ部３２ｋに配置され、第１プリズム１１側に向かって延びている。
【００４８】
シャッタ羽根３３，３４は、三日月形あるいは鎌形に形成されており、一方の端にピン孔３３ｃ，３４ｄおよび揺動用長孔３３ｇ，３４ｈをそれぞれ備えている。シャッタ羽根３３は、ピン孔３３ｃに支持ピン３１ｃを挿通させた状態にシャッタ・フィルタ保持部３１に装着される。シャッタ羽根３４は、ピン孔３４ｄに支持ピン３１ｄを挿通させた状態にシャッタ・フィルタ保持部３１に装着される。
【００４９】
シャッタ羽根３３，３４は、円弧の内側を光束λｍの光軸側に向けて光束λｍの光軸に沿う方向に一部が重なった状態で、光束λｍの光軸を中心に回転対称に配置されている。揺動用長孔３３ｇ，３４ｈは、それぞれ羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈに嵌合する。これにより、羽根駆動リング３２がシャッタアクチュエータ２７によって回動すると、シャッタ羽根３３，３４は、それぞれ支持ピン３１ｃ，３１ｄを中心に回動する。
【００５０】
スペーサ３５は、第４平面部３１ｐより内側のシャッタ・フィルタ保持部３１に装着される。スペーサ３５には、絞り開口３５ａと、支持ピン挿通孔３５ｃ，３５ｄと、フィルタ駆動ピン挿通孔３５ｆと、羽根駆動ピン挿通孔３５ｇ，３５ｈとを備える。絞り開口３５ａは、光束λｍの光軸を中心とする円孔である。絞り開口３５ａの開口径は、リング開口３２ａよりもわずかに小さい。
【００５１】
スペーサ３５は、支持ピン挿通孔３５ｃ，３５ｄに支持ピン３１ｃ，３１ｄを通して第３平面部３１ｎに当接する状態で、シャッタ・フィルタ保持部３１に装着される。
【００５２】
支持ピン挿通孔３５ｃ，３５ｄは、羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈの逃し孔として設けられており、羽根駆動リング３２が回動することによって羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈが移動する軌跡に対応した円弧状の長孔に形成されている。フィルタ駆動ピン挿通孔３５ｆは、フィルタアクチュエータ２８がフィルタ駆動アーム４２を回動させることによってフィルタ駆動ピン４２ｆが移動する軌跡に対応した円弧状の長孔に形成されている。
【００５３】
スペーサ３５は、シャッタ羽根３３，３４の光束λｍの光軸に沿う方向の回動隙間を確保し、かつ、シャッタ羽根３３，３４とＮＤフィルタ３６とをそれぞれ独立して回動可能に分離している。
【００５４】
ＮＤフィルタ３６は、図１１に示すように、絞り開口３５ａを覆う十分な大きさを有しており、支持ピン挿通孔３６ｃと、フィルタ駆動ピン挿通孔３６ｆと、切欠き部３６ｇとを有している。ＮＤフィルタ３６は、スペーサ３５より第１プリズム１１側に突出する支持ピン３１ｃとフィルタ駆動ピン４２ｆとにそれぞれ支持ピン挿通孔３６ｃとフィルタ駆動ピン挿通孔３６ｆとを嵌合させた状態に装着される。
【００５５】
切欠き部３６ｇは、図１１に示すように、ＮＤフィルタ３６と羽根駆動ピン３２ｇとが互いに干渉しないように、光束λｍの光軸に沿う方向に羽根駆動ピン挿通孔３５ｇと重ならない形状に設けられている。なお、羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈは、スペーサ３５を超えて第１プリズム１１側に突出しない場合は、切欠き部３６ｇは、不要である。
【００５６】
ＮＤフィルタ３６は、フィルタアクチュエータ２８がフィルタ駆動アーム４２を回動させることによって支持ピン３１ｃを中心に回動する。そして、ＮＤフィルタ３６は、第１射出面１１ｃから射出される光束λｍを横切る挿入位置（図１０）と、光束λｍから外れる退避位置（図１１）とのどちらか一方に選択的に位置決め保持される。
【００５７】
カバー３７は、第４平面部３１ｐと当接し、開口部３７ａと、支持ピン嵌合孔３７ｃ，３７ｄと、フィルタ駆動ピン挿通孔３７ｆと、係止片３７ｇ，３７ｈとを備える。開口部３７ａは、光束λｍの光軸を中心とする円形に設けられている。支持ピン嵌合孔３７ｃ，３７ｄは、支持ピン３１ｃ，３１ｄの先端と嵌合する。このように、支持ピン３１ｃ，３１ｄは、シャッタ羽根３３，３４の回動中心軸として機能するとともに、スペーサ３５およびカバー３７の固定部材としても機能する。
【００５８】
フィルタ駆動ピン挿通孔３７ｆは、フィルタアクチュエータ２８がフィルタ駆動アーム４２を回動させることによってフィルタ駆動ピン４２ｆが移動する軌跡に対応した円弧状の長孔に形成されている。係止片３７ｇ，３７ｈは、第１壁３０ａの外周に被さるように第１プリズム１１側に向かって折り返されている。係止片３７ｇ，３７ｈには、係止孔３７ｉ，３７ｊが設けられている。係止孔３７ｉ，３７ｊは、第１壁３０ａの外周に形成された係止突起３１ｉ，３１ｊと係合する。
【００５９】
上述したように組み付けられたシャッタ機構１３およびフィルタ機構１４は、第１壁３０ａのシャッタ・フィルタ保持部３１にスペーサ３５を介して組み込まれ、シャッタ羽根３３，３４とＮＤフィルタ３６をそれぞれ独立して回動可能な状態に保持する。  
なお、シャッタ機構１３およびフィルタ機構１４は、第１壁３０ａの光束λｍの光軸に沿う方向の投影面積内に収まって配置されることから、光束λｍの光軸の直交面上の占有エリアがフレーム３０で与えられる。
【００６０】
上述したシャッタ機構１３のシャッタ羽根３３，３４の動作について、図８、図９を参照して説明する。図８および図９は、図６中のＡ−Ａに沿ってシャッタ機構１３を第１プリズム１１側から見た平面図である。シャッタ機構１３の開状態は、図８に示し、シャッタ機構１３の閉状態は、図９に示す。
【００６１】
シャッタアクチュエータ２７は、開状態において、オフ状態である。回動軸２７ａは、本体ケース２７ｂ内に内蔵される例えばねじりコイルばね等によって、図８中で反時計回り方向に付勢されている。したがって、羽根駆動アーム４１のリング駆動ピン４１ｅと係合する羽根駆動リング３２は、図８中で時計回り方向に付勢される。その結果、シャッタ羽根３３，３４は、開状態において、図８に示すように、スペーサ３５の投影面積内に隠れる開放位置に保持されており、第１射出面１１ｃから射出された光束λｍを第２入射面１２ａに通過させる。そして、シャッタ羽根３３，３４がシャッタ・フィルタ保持部３１の内壁に当接するか、リング駆動ピン４１ｅが長孔３１ｅに当接するか、あるいは、羽根駆動リング３２のアーム部３２ｄがシャッタ・フィルタ保持部３１の内壁に当接するか、いずれかによって、図８に示す開状態に維持されている。シャッタ機構１３は、通常の状態において、図８に示す開状態になっている。
【００６２】
撮影操作が行なわれ、所定時間の間、物体像からの光を受光すると、シャッタアクチュエータ２７がオンされ、回動軸２７ａとともに羽根駆動アーム４１が時計回りに回動される。これにより、リング駆動ピン４１ｅによって羽根駆動アーム４１と係合する羽根駆動リング３２は、光束λｍの光軸を中心に反時計回りに回動される。そして、羽根駆動ピン３２ｇ，３２ｈと係合するシャッタ羽根３３，３４は、図９に示す用に光束λｍを横切る遮断位置に支持ピン３１ｃ，３１ｄを中心に回動される。
【００６３】
この結果、シャッタ機構１３は、リング開口３２ａを覆う第１射出面１１ｃから射出される光束λｍを遮断する閉状態となる。したがって、撮像素子１５から画像データを取り込み終わるまでの間に撮像素子１５に物体からの光束が当たり続けることを防止することができる。したがって、インターレース型ＣＣＤの奇数フィールドと偶数フィールドの露光時間を同一にできる。
【００６４】
また、上述したフィルタ機構１４のＮＤフィルタ３６の動作について、図１０および図１１を参照して説明する。図１０および図１１は、図６中のＢ−Ｂに沿ってフィルタ機構１４を第１プリズム１１側から見た平面図である。ＮＤフィルタ３６が退避位置に保持されている非減光状態を図１０に示す。ＮＤフィルタ３６が挿入位置に保持されている減光状態を図１１に示す。
【００６５】
フィルタアクチュエータ２８は、非減光状態において、オフ状態である。回動軸２８ａは、本体ケース２８ｂに内蔵される例えばねじりコイルばね等によって、図１０中で時計回り方向に付勢されている。したがって、フィルタ駆動アーム４２のフィルタ駆動ピン４２ｆとフィルタ駆動ピン挿通孔３６ｆで係合するＮＤフィルタ３６は、支持ピン３１ｃを中心に図１０中で反時計回りに回動する方向に付勢されている。
【００６６】
その結果、ＮＤフィルタ３６は、非減光状態において、図１０に示すようにスペーサ３５の投影面積内に隠れる位置となる絞り開口３５ａから外れた退避位置に保持される。そして、第１プリズム１１の第１射出面１１ｃから射出された光は、ＮＤフィルタ３６を透過せずに絞り開口３５ａを通って第２プリズム１２の第２入射面１２ａに入射される。ＮＤフィルタ３６は、図１０に示すように、フィルタ駆動ピン４２ｆが第１壁３０ａに設けられた長孔３１ｆ、スペーサ３５のフィルタ駆動ピン挿通孔３５ｆ、カバー３７のフィルタ駆動ピン挿通孔３７ｆのいずれかと当接することによって、退避位置に維持されている。フィルタ機構１４は、通常の状態において、図１０に示す非減光状態になっている。
【００６７】
撮像用機器であるデジタルカメラ１に別途設けられる輝度計、もしくは、撮像素子１５で検出される輝度を基に、物体からの光が強すぎるとフィルタアクチュエータ２８がオンされる。これにより、回動軸２８ａとともにフィルタ駆動アーム４２は、反時計回りに回動される。フィルタ駆動ピン４２ｆによってフィルタ駆動アーム４２と係合するＮＤフィルタ３６は、支持ピン３１ｃを中心に退避位置から時計回りに回動され、図１１に示すように、光束λｍを横切る挿入位置に保持される。
【００６８】
この結果、第１射出面１１ｃから射出された光束λｍは、ＮＤフィルタ３６を透過することによってこのＮＤフィルタ３６の有する割合で減光された後、第２プリズム１２の第２入射面１２ａに入射される。したがって、被写体の輝度が、広い領域に渡る場合においても、精細な階調をつけて撮像することができるようになる。
【００６９】
なお、第１プリズム１１および第２プリズム１２の嵌合部と、第１壁３０ａに設けられた取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚとの取付構造の他の形態を図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す。図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１プリズム１１と第２プリズム１２とが直接接していない形状でも良い。図１２（Ａ）〜（Ｄ）のいずれの形態においても、第１プリズム１１と第２プリズム１２とを第１壁３０ａを介して相対的に位置決めできる。
【００７０】
図１２（Ａ）に示す形態において、第１プリズム１１および第２プリズム１２に設けられた嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚ，１２ｘ，１２ｙ，１２ｚは、第１壁３０ａに設けられた取付孔３１ｘ，３１ｙ，３１ｚに対し、嵌着される嵌入部１１ｒ，１２ｒをそれぞれ備えている。それぞれの嵌入部１１ｒ，１２ｒの基部１１ｕ，１２ｕ側が第１壁３０ａの外面に突き当たることによって、第１プリズム１１および第２プリズム１２は、第１壁３０ａを介して相対的に位置決めされる。
【００７１】
図１２（Ｂ）に示す形態において、第１プリズム１１および第２プリズム１２に設けられた嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚ，１２ｘ，１２ｙ，１２ｚは、第１壁３０ａに設けられた取付ボス３０ｖに対し、外嵌する凹部１１ｖ，１２ｖをそれぞれ備えている。嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚ，１２ｘ，１２ｙ，１２ｚの先端が、第１壁３０ａの外面に突き当たることによって、第１プリズム１１および第２プリズム１２は、それぞれ第１壁３０ａを介して相対的に位置決めされる。
【００７２】
図１２（Ｃ）に示す形態において、第１プリズム１１に設けられた嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚは、図１２（Ｂ）に示す第１プリズム１１の嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚと同様の形状であり、第２プリズム１２に設けられた嵌合部１２ｘ，１２ｙ，１２ｚは、図１２（Ａ）に示す第２プリズム１２の嵌合部１２ｘ，１２ｙ，１２ｚと同様の形状である。なお、嵌合部１２ｘ，１２ｙ，１２ｚの嵌入部１２ｒは、第１壁３０ａに設けられた嵌合穴３０ｒに挿嵌される。
【００７３】
図１２（Ｄ）に示す形態において、第１プリズム１１に設けられた嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚは、図１２（Ａ）に示す第１プリズム１１の嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚと同様の形状であり、第２プリズム１２に設けられた嵌合部１２ｘ，１２ｙ，１２ｚは、図１２（Ｂ）に示す第２プリズム１２の嵌合部１２ｘ，１２ｙ，１２ｚと同様の形状である。なお、嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚの嵌入部１１ｒは、第１壁３０ａに設けられた嵌合穴３０ｒに挿嵌される。
【００７４】
また、第１壁３０ａと第２壁３０ｂとがそれぞれ別部材で構成されている形態のフレーム３０について、これらの接合部５０の構造を図１３に拡大して示す。図１３に示すように、第１壁３０ａの接合端５１には、固定用ビス５２と螺合されるねじ穴５３が設けられている。第２壁３０ｂの接合面５４には、溝５５が形成されている。溝５５の幅は、第１壁３０ａの接合端５１よりも広く形成されており、底部５５ａに固定用ビス５２を挿通するビス通し孔５５ｂが設けられている。ビス通し孔５５ｂは、溝５５の一方の側壁に接合端５１を押し当てた状態で、ねじ穴５３と重なる位置に設けられている。図１３に示すように第１壁３０ａと第２壁３０ｂとは、２つの面によって互いに位置決めされる。
【００７５】
ＮＤフィルタ３６の代わりに絞りプレート１００を装着した状態を図１４に示す。絞りプレート１００は、スペーサ３５に設けられる絞り開口３５ａよりも口径の小さい絞り孔１００ａを光束λｍの光軸と同軸に有している。絞りプレート１００は、ＮＤフィルタ３６と同様に設けられた支持ピン挿通孔１００ｃによって支持ピン３１ｃに枢支されるとともに、駆動ピン挿通孔１００ｆと係合するフィルタ駆動ピン４２ｆによって回動され、挿入位置か退避位置のいずれかに位置決めされる。また、ＮＤフィルタ３６と同様に羽根駆動ピン３２ｇとの干渉を回避する切欠き部１００ｇが設けられている。
【００７６】
この絞りプレート１００をＮＤフィルタ３６と同様に駆動することで、撮像素子１５へ透光される光量を変化させることができる。なお、絞り孔１００ａの口径は、撮像装置の使用に応じて適宜決定されるものであり、図１４に示す絞り開口３５ａと絞り孔１００ａとの関係に基づく比率に限定されるものではない。
【００７７】
また、本実施形態におけるＮＤフィルタ３６を遮光性の部材に変えることによって、シャッタ機構１３とフィルタ機構１４との機能を互いに入れ替えることも可能である。例えば、ＮＤフィルタ３６の代わりに設ける遮光性の部材を開状態と閉状態とに切換わる機械式シャッタとして使用する。そして、羽根駆動アーム４１の回動範囲に制限を加える、または、羽根駆動リング３２の回動範囲に制限を加える、あるいは、シャッタ羽根３３，３４の回動範囲に制限を加えるなどによって、スペーサ３５の絞り開口３５ａより小さい開口を残した絞り状態にシャッタ羽根３３，３４を保持する。
【００７８】
また、シャッタアクチュエータ２７にステッピングモータを使用してシャッタ羽根３３，３４を複数段階に駆動および位置決めすると、複数の絞り値を設定することのできる絞り機構を提供することができる。なお、シャッタ羽根の枚数は、数を増やすことによって、より円形に近い開口を作ることができる。また、シャッタアクチュエータ２７およびフィルタアクチュエータ２８は、光束λｍの光軸と同軸に設けられる中空モータに置き換えることができる。
【００７９】
なお、シャッタ羽根３３，３４によって形成する絞りの開口や絞りプレート１００の絞り孔１００ａである開口を極端に小さくしなければならないような撮像条件においては、開口が小さいがために回折現象が生じる場合がある。このような撮像条件においては、エネルギーの相対分光分布を変えることなく光の強度を減らすことのできるＮＤフィルタ３６を用いることが適当である。
【００８０】
本発明に係る第２の実施形態の撮像装置１０ａについて、図１５から図１７を参照して説明する。なお、第１の実施形態に示した撮像装置１０の構成と同じ機能を有した構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
図１５に示す撮像装置１０ａにおいて、第２壁３０ｂは、第１壁３０ａから第２プリズム１２側に向かって延びており、第１プリズム１１側に延びていない。つまり、フレーム３０は、第２プリズム１２の第２入射面１２ａ側と第２射出面１２ｄ側を囲うＬ字形に一続きに形成されている。また、撮像素子１５が実装された基板２３は、第２壁３０ｂに設けられる基板取付部３０ｆに対応した大きさに形成されている。
【００８２】
基板２３は、図１６に示すように、弾性部材の一形態であるコイルスプリング１９を基板取付部３０ｆとの間に挟んだ状態で、基板取付部３０ｆに調整ねじ２０で保持される。基板２３は、コイルスプリング１９によって基板取付部３０ｆから離れる方向に付勢された状態である。結像面４５に対する撮像素子１５の受光面１５ａの位置は、調整ねじ２０の締め込み量を調整することによって、微調整することができる。したがって、結像面４５に対する受光面１５ａの位置合せが容易である。
【００８３】
なお、コイルスプリング１９の代わりに弾性部材として、ゴムシートやばね座金を用いても良い。また、コイルスプリング１９を設ける代わりに、第１の実施形態と同様に間座１７を挟んで撮像素子１５の受光面１５ａを結像面４５に対して位置決め調整しても良い。逆に、コイルスプリング１９やゴムシート、ばね座金などを第１の実施形態において間座１７の代わりに用いても良い。
【００８４】
また、第１プリズム１１の嵌合部１１ｘ，１１ｙ，１１ｚおよび第２プリズム１２の嵌合部１２ｘ，１２ｙ，１２ｚは、第１の実施形態で示したように、第２の実施形態においても図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示すような形態であっても良い。また、ＮＤフィルタ３６を備える代わりに、図１４に示す絞りプレート１００を備えても良い。
【００８５】
さらに、第１壁３０ａと第２壁３０ｂとがそれぞれ別部材で構成されている形態のフレーム３０について、これらの結合部６０の構造を図１７に拡大して示す。図１７に示すように、第１壁３０ａは、第２プリズム１２側に面して当接部６１を有している。第１プリズム１１に面した第２壁３０ｂの端面６２には、固定用ビス６３と螺合されるねじ穴６４が設けられている。第１壁３０ａの当接部６１と第２壁３０ｂの端面６２を当接させた状態でねじ穴６４に対応する第１壁３０ａの当接部６１には、固定用ビス６３を挿通するビス通し孔６５が、設けられている。
【００８６】
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、前述の各実施形態で説明した撮像装置（例えば撮像装置１０）を撮像光学系６として組込むことにより、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。
【００８７】
図１９および図２０は、それぞれ本発明の撮像用機器に適用される撮像装置の互いに異なる例を示している。  
図１９に示した撮像装置１０ｃは、第１プリズム１１１と第２プリズム１１２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。
【００８８】
図２０に示された撮像装置１０ｄ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。
【００８９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の撮像装置を備えたデジタルカメラの斜視図。
【図２】図１に示されたデジタルカメラの内部を模式的に示す断面図。
【図３】図１に示されたデジタルカメラの撮像装置の分解斜視図。
【図４】図３に示された撮像装置の一部を断面にした側面図。
【図５】図４に示された第１プリズムの嵌合部と第２プリズムの嵌合部の拡大図。
【図６】図３に示された撮像装置のシャッタ機構およびフィルタ機構の分解斜視図。
【図７】図３に示された撮像装置のシャッタ機構とフィルタ機構の係合部を選択的に通る断面図。
【図８】図６中のＡ−Ａに沿って示す開状態のシャッタ機構の正面図。
【図９】図６中のＡ−Ａに沿って示す閉状態のシャッタ機構の正面図。
【図１０】図６中のＢ−Ｂに沿って示す非減光状態のフィルタ機構の正面図。
【図１１】図６中のＢ−Ｂに沿って示す減光状態のフィルタ機構の正面図。
【図１２】図５に示された嵌合部の他の形態の断面図を（Ａ）〜（Ｄ）に示す図。
【図１３】第１壁と第２壁とが別部材に設けられた他の形態のフレームの接合部を示す断面図。
【図１４】ＮＤフィルタの代わりに絞りプレートを設けた他の形態を示す正面図。
【図１５】本発明に係る第２の実施形態の撮像装置を示す分解斜視図。
【図１６】図１５に示した撮像装置の一部を断面にした側面図。
【図１７】図１５のフレームの第１壁と第２壁とを別体に設けた他の形態のフレームの接合部を示す断面図。
【図１８】本発明に係る撮像用機器の他の例としてカメラ付携帯電話を示す斜視図。
【図１９】プリズム光学系の他の例を模式的に示す断面図。
【図２０】プリズム光学系のさらに他の例を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００９１】
１…デジタルカメラ（撮像用機器）、１０，１０ａ，１０ｃ，１０ｄ…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、１１ｒ…嵌入部、１１ｓ…凸部、１１ｕ…基部、１１ｖ…凹部、１１ｘ，１１ｙ，１１ｚ…嵌合部、１２…第２プリズム、１１ａ…第２入射面、１２ｂ，１２ｃ…第２反射面、１２ｄ…第２反射面、１２ｒ…嵌入部、１２ｔ…凹部、１２ｕ…基部、１２ｖ…凹部、１２ｘ，１２ｙ，１２ｚ…嵌合部、１３…シャッタ機構、１５…撮像素子、２１…画像処理回路（処理手段）、２２…記録部（記録手段）、２７…シャッタアクチュエータ（羽根駆動機構）、３０…フレーム、３０ａ…第１壁、３０ｂ…第２壁、３２…羽根駆動リング（羽根駆動機構）、３３，３４…シャッタ羽根、３５ａ…絞り開口（絞り）、３６…ＮＤフィルタ（減光フィルタ）、４１…羽根駆動アーム（羽根駆動機構）、４５…結像面、１００…絞りプレート（絞り）、１００ａ…絞り孔、１１１…第１プリズム、１１２…第２プリズム、１６０…カメラ付携帯電話（撮像用機器）、２２１…第１プリズム、２２２…第２プリズム、λｉ，λｍ，λｏ…光束。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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