(57)【要約】【課題】本発明は、撮像光学系の周辺に設けられる空間に光学系および撮像動作に必要な電気回路の一部を内蔵する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、第１反射面１１ｂが自由曲面形状に形成された第１プリズム１１と、第２反射面１２ｂ，１２ｃが自由曲面形状に形成された第２プリズム１２と、第１プリズム１１および第２プリズム１２を含む撮像光学系６の結像面４５に配置されて撮像光学系６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、第１反射面１１ｂおよび第２反射面１２ｂ，１２ｃに対して光束が反射される側と反対の背面側の空間Ｃ，Ｄ，Ｅの少なくとも１つに配置される回路基板とを備える。【選択図】      図５
2005181893.tif 000002
【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プリズムを含む撮像光学系の結像面に配置されて前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、
前記第１反射面および前記第２反射面に対して前記光束が反射される側と反対の背面側の空間の少なくとも１つに配置される回路基板と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記回路基板の一部は、前記撮像素子が実装される撮像素子用基板が配置される基準面に対する前記第１プリズムの投影部と前記第１反射面との間に設けられる空間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】
前記回路基板の一部は、前記撮像素子が実装される撮像素子用基板が配置される基準面に対する前記第２プリズムの投影部と前記第２反射面との間に設けられる空間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】
前記回路基板の一部は、前記撮像素子が実装される撮像素子用基板が配置される基準面に対して前記第２プリズムを挟んで反対側に平行に配置される仮想面に対する前記第２プリズムの投影部と前記第２反射面との間に設けられる空間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５】
前記回路基板の一部は、前記撮像素子が実装される撮像素子用基板が配置される基準面に対して前記第１プリズムを挟んで反対側に平行に配置される仮想面に対する前記第１プリズムの投影部と前記第１反射面との間に設けられる空間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６】
前記回路基板は、フレキシブルプリント配線板および少なくとも１つの回路部品で構成されて前記空間に折り曲げられた状態で納めら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】
前記回路基板は、リジッドフレキシブル配線板および少なくとも１つの回路部品で構成されて前記空間にフレキシブル部で折り曲げられた状態で納めら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８】
前記結像面は、前記第１プリズムと前記第２プリズムとが並ぶ方向に沿うプリズム軸線に対して前記第１入射面と反対側に設けられ、
前記回路基板は、前記撮像素子が実装される撮像素子用基板と一続きに形成されるリジッドフレキシブル配線板および少なくとも１つの回路部品で構成されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記回路基板は、前記第１プリズムの前記第１反射面の背面側に固定されるリジッド部と、前記リジッド部から前記撮像素子用基板と反対側に延びて前記空間内に折り曲げられるフレキシブル部とを有することを特徴とする請求項８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プリズムと前記撮像素子とを一体に保持する保持部材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１１】
前記保持部材は、前記第１プリズムと前記第２プリズムとを支持する第１壁と、前記結像面に前記撮像素子の受光面を位置決め保持する第２壁と、前記第２壁と平行に前記第１壁よりも前記第１プリズムの前記背面側に延びる延長部とを有し、
前記回路基板は、前記延長部と前記第１反射面との間に設けられる空間に配置され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】
前記保持部材は、前記第１プリズムと前記第２プリズムとを支持する第１壁と、前記第１プリズムと前記第２プリズムとが並ぶ方向に沿うプリズム軸線に対して前記第１入射面と反対側に配置される前記結像面に前記撮像素子の受光面を位置決め保持する第２壁とを有し、
前記回路基板は、前記撮像素子が実装される撮像素子用基板と一続きに形成され、前記基準面と前記第１プリズムの前記第１反射面との間に設けられる空間に延びていることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記回路基板は、前記撮像素子用基板と同一平面に設けられ、前記第１プリズムに面する側に回路を構成する電子部品が実装され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】
前記回路基板は、フレキシブル配線板によって前記撮像素子用基板と接続され、前記第１反射面の前記背面側に固定されることを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記回路基板は、前記撮像素子用基板と一続きに形成されるリジッドフレキシブル配線板および少なくとも１つの回路部品で構成され、前記第１プリズムの第１反射面の背面側に固定されるリジッド部と、前記リジッド部から前記撮像素子用基板と遠い側に連続するフレキシブル部とを有していることを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記第１プリズムと前記第２プリズムと前記撮像素子とを囲うケース部材を備え、
前記回路基板は、前記第１反射面と前記第２反射面との少なくとも１つと前記ケース部材との間に設けられる空間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１７】
前記回路基板は、前記ケース部材に固定されることを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記回路基板は、フレキシブル配線板および少なくとも１つの回路部品によって構成され、折り曲げた状態で前記空間に収められることを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記第１プリズムと前記第２プリズムとの間に配置されて前記第１射出面から射出されて前記第２入射面に入射される光束の光量を調整する光量調整機構と、
前記光量調整機構を作動させる駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、前記回路基板に実装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２０】
請求項１に記載の撮像装置と、
前記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】
しかし、撮像用機器の機能が高機能化するにつれて部品点数が増える一方で、撮像用機器の小型化が望まれている。そのため、撮像光学系および撮像動作に必要な電気回路を撮像用機器の内部に効率良く内蔵し、少しでも内部に残っている空間を有効利用することが望まれている。  
撮像容器機は、他の装置と同様に、最終組立を簡素化するために、各機能に合わせた系統毎にユニット化されることが多い。撮像光学系を内蔵する撮像装置もそのユニットの１つであるが、繊細な装置であるため、他のユニットと比べて内部に残る空間の有効利用を検討される機会がこれまでに無かった。
【０００９】
そこで、本発明は、撮像光学系の周辺に設けられる空間に光学系および撮像動作に必要な電気回路の一部を内蔵する撮像装置、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】
【００１０】
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、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射出面から光束を射出する第２プリズムと、第１プリズムおよび第２プリズムを含む撮像光学系の結像面に配置されて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、第１反射面および第２反射面に対して光束が反射される側と反対の背面側の空間の少なくとも１つに配置される回路基板とを備える。
【００１１】
この場合、回路基板の一部は、撮像素子が実装される撮像素子用基板が配置される基準面に対する第１プリズムの投影部と第１反射面との間に設けられる空間に配置される。または、回路基板の一部は、撮像素子が実装される撮像素子用基板が配置される基準面に対する第２プリズムの投影部と第２反射面との間に設けられる空間に配置される。または、回路基板の一部は、撮像素子が実装される撮像素子用基板が配置される基準面に対して第２プリズムを挟んで反対側に平行に配置される仮想面に対する第２プリズムの投影部と第２反射面との間に設けられる空間に配置される。または、回路基板の一部は、撮像素子が実装される撮像素子用基板が配置される基準面に対して第１プリズムを挟んで反対側に平行に配置される仮想面に対する第１プリズムの投影部と第１反射面との間に設けられる空間に配置される。
【００１２】
また、回路基板は、フレキシブルプリント配線板および少なくとも１つの回路部品で構成されて前記空間に折り曲げた状態で納める。または、回路基板は、リジッドフレキシブル配線板および少なくとも１つの回路部品で構成されて前記空間にフレキシブル部で折り曲げた状態で納める。
【００１３】
また、結像面が、第１プリズムと第２プリズムとが並ぶ方向に沿うプリズム軸線に対して前記第１入射面と反対側に設けられる場合、回路基板は、撮像素子が実装される撮像素子用基板と一続きに形成されるリジッドフレキシブル配線板および少なくとも１つの回路部品で構成される。この場合、回路基板は、第１プリズムの反射面の背面側に固定されるリジッド部と、リジッド部から撮像素子用基板と反対側に延びて前記空間内に折り曲げられるフレキシブル部とを有する。
【００１４】
また、第１プリズムと第２プリズムと撮像素子とを一体に保持する保持部材をさらに備えることも好ましい。この場合、保持部材は、第１プリズムと第２プリズムとを支持する第１壁と、結像面に撮像素子の受光面を位置決め保持する第２壁と、第２壁と平行に第１壁よりも第１プリズムの背面側に延びる延長部とを有する。そして、回路基板は、延長部と第１反射面との間に設けられる空間に配置する。または、保持部材は、第１プリズムと第２プリズムとを支持する第１壁と、第１プリズムと第２プリズムとが並ぶ方向に沿うプリズム軸線に対して第１入射面と反対側に配置される結像面に撮像素子の受光面を位置決め保持する第２壁とを有する。そして、回路基板は、撮像素子が実装される撮像素子用基板と一続きに形成され、基準面と第１プリズムの第１反射面との間に設けられる空間に延びるように配置される。
【００１５】
この場合、回路基板は、撮像素子用基板と同一平面に設けられ、第１プリズムに面する側に回路を構成する電子部品を実装する。または、回路基板は、フレキシブル配線板によって撮像素子用基板と接続し、第１反射面の背面側に固定する。または、回路基板は、撮像素子用基板と一続きに形成されるリジッドフレキシブル配線板および少なくとも１つの回路部品で構成され、第１プリズムの第１反射面の背面側に固定されるリジッド部と、リジッド部から撮像素子用基板と遠い側に連続するフレキシブル部とを有する。
【００１６】
また、第１プリズムと第２プリズムと撮像素子とを囲うケース部材をさらに備えることも好ましい。回路基板は、第１反射面と第２反射面との少なくとも１つとケース部材との間に設けられる空間に配置する。この場合、回路基板は、ケース部材に固定する。または、回路基板は、フレキシブル配線板および少なくとも１つの回路部品によって構成され、折り曲げた状態で前記空間に収める。
【００１７】
また、第１プリズムと第２プリズムとの間に配置されて第１射出面から射出されて第２入射面に入射される光束の光量を調整する光量調整機構と、光量調整機構を作動させる駆動回路とを備える。この場合、駆動回路は、回路基板に実装する。
【００１８】
本発明に係る撮像用機器は、上述されている撮像装置を備え、この撮像装置によって得られる電気信号に所定の電気的処理を施して画像データを得る処理手段と、適用された情報記録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具備する。撮像用機器の一例は、デジタルカメラやカメラ付携帯電話を含む撮像装置付電子機器である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の撮像装置によれば、撮影動作に必要な電気回路の一部をプリズム光学系の反射面の背面側に配置し、撮像光学系に残る空間を有効利用することで、撮像装置が閉める空間占有率を小さくすることができる。また、この撮像装置を用いることで、撮像用機器全体の大きさを減容化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る第１の実施形態の撮像用機器として、デジタルカメラ１を一例に図１から図４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。
【００２１】
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。
【００２２】
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と回路基板１６とを備える。また、図３および図４に示すように、撮像装置１０は、これらを覆う箱型に形成されたケース部材７０を備える。ケース部材７０には、物体からの光束λｉを通過させる窓７１およびこの窓にはめ込まれるフィルタ７２またはカバーガラスが設けられている。
【００２３】
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。
【００２４】
物体からの光束λｉは、図２および図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。
【００２５】
シャッタ機構１３およびフィルタ機構１４は、図２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。シャッタ機構１３およびフィルタ機構１４は、第２入射面１２ａに入射される光束λｍの光量を調整する光量調整機構として機能する。シャッタ機構１３は、シャッタ羽根３３，３４を備え、シャッタアクチュエータ２７が連結されている。フィルタ機構１４は、フィルタ３６を備え、フィルタアクチュエータ２８が連結されている。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、駆動回路２５によって作動する。駆動回路２５は、画像処理回路２１に接続されており、画像処理回路２１によって制御される。
【００２６】
撮像素子１５は、撮像素子用基板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。撮像素子用基板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。
【００２７】
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、保持部材であるフレーム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壁３０ａと一体に形成されている。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。
【００２８】
また、フレーム３０は、第２壁３０ｂに沿って第１壁３０ａよりも第１プリズム１１の第１反射面１１ｂの背面側へ延びる延長部３０ｈを備える。したがって、フレーム３０は、第１壁３０ａが第２壁３０ｂと延長部３０ｈとに対して突き当たるＴ字形に形成されている。なお、フレーム３０は、第２壁３０ｂと延長部３０ｈとに対して別体に設けられた第１壁３０ａをビスなどで締結して造られても良い。
【００２９】
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および延長部３０ｈ寄りの位置に設けられている。
【００３０】
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、これらの嵌合部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。また、第１プリズム１１の嵌合部１１ｚが取付孔３０ｚに正しく装着されたことを確認するための視認窓３０ｅが延長部３０ｈに設けられている。
【００３１】
シャッタ機構１３およびフィルタ機構１４は、第１壁３０ａに設けられたシャッタ・フィルタ保持部３１に組み込まれている。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、図３および図４に示すように、第１壁３０ａの第２プリズム１２側に突出して設けられている。
【００３２】
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。撮像素子用基板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をそれぞれ軸に撮像素子１５の角度を調整できるように配置されている。なお、間座１７で調整する代わりに、コイルスプリングやばね座金、あるいはゴムシートのような弾性部材を用い、止めねじ１８の締め付け量で受光面１５ａを結像面４５に対して位置決めしても良い。
【００３３】
回路基板１６は、図４に示すように、第１プリズム１１の第１反射面１１ｂの背面側の空間Ｃに配置されている。より詳しく述べると、回路基板１６は、撮像素子１５が実装される撮像素子用基板２３が配置される基準面αに対する第１プリズム１１の投影部と第１反射面１１ｂとの間に設けられる空間Ｃに配置される。なお、本明細書中で背面側とは、各反射面に対して光束が反射される側と反対側である。
【００３４】
本実施形態においては、基準面αに相当する位置に延長部３０ｈが設けられており、ケース部材７０で覆われているので、回路基板１６は、第１反射面１１ｂと延長部３０ｈとケース部材７０とで囲われる空間Ｃに収納されることとなる。
【００３５】
回路基板１６は、フレキシブルプリント配線板で形成されており、折り曲げられた状態で空間Ｃに収められている。回路基板１６には、デジタルカメラ１の撮像動作に関係する回路の一部を構成する回路部品１６ａが実装されている。本実施形態においては、回路基板１６は、リードワイヤＷによって、シャッタアクチュエータ２７とフィルタアクチュエータ２８とに接続されており、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またはその一部を実装している。また、回路基板１６は、ケース部材７０と延長部３０ｈとの間に設けられた隙間から、撮像装置１０の外部に延びる接続部１６ｂが設けられている。
【００３６】
なお、リードワイヤＷの代わりに、フレキシブルプリント配線板を用いて、回路基板１６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とを接続しても良い。回路基板１６には、駆動回路２５の他に、撮像素子ＩＦ回路２４や画像処理回路２１などの一部を実装しても良い。
【００３７】
以上のように構成された撮像装置１０は、第１プリズム１１の第１反射面１１ｂの背面側の空間Ｃに回路部品１６ａが実装された回路基板１６を配置することで、高機能化にともなう制御回路や部品の増加に対して、デジタルカメラ１の全体の嵩が大きくなることを抑えることができる。また、撮像装置１０のケース部材７０の内側にシャッタ機構１３およびフィルタ機構１４の駆動回路を備えることで、撮像光学系６としてのまとまりも良く、デジタルカメラの撮像光学系６として使用するだけでなく、その他の撮像用機器の撮像装置として転用しやすい。
【００３８】
本発明に係る第２の実施形態の撮像装置１０ａについて、図５を参照して説明する。なお、第１の実施形態において説明した撮像装置１０と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図５に示すように、撮像装置１０ａは、第２プリズム１２の第２反射面１２ｂ，１２ｃの背面側の空間Ｄ，Ｅにも回路基板１６を備えている。本実施形態において、背面側とは、第１反射面１１ｂまたは第２反射面１２ｂ，１２Ｃで光束が反射される側と反対側である。空間Ｄは、撮像素子用基板２３が配置される基準面αに対する第２プリズム１２の投影部と第２反射面１２ｂとの間に設けられ、かつケース部材７０の内側となる部分である。また空間Ｅは、基準面αに対して第２プリズム１２を挟んで反対側に平行に配置される仮想面βに対する第２プリズム１２の投影部と第２反射面１２ｃとの間に設けられ、かつ仮想面βに対する第１プリズム１１の投影部に干渉しない範囲である。
【００４０】
本実施形態においては、基準面αに相当する位置に第２壁３０ｂおよび延長部３０ｈがあり、仮想面βに相当する位置にケース部材７０がある。また、空間Ｅに配置された回路基板１６が第１プリズム１１側に張り出して光束λｉを遮らないようにするために、幕板７３が設けられている。したがって、空間Ｃにある回路基板１６は、第１反射面１１ｂと延長部３０ｈとケース部材７０に囲まれ、空間Ｄにある回路基板１６は、第２反射面１２ｂと第２壁３０ｂとケース部材７０とに囲まれ、空間Ｅにある回路基板１６は、第２反射面１２ｃとケース部材７０と幕板７３とに囲まれることとなる。また、回路基板１６同士は、リードワイヤＷで接続されている。
【００４１】
以上のように構成された撮像装置１０ａは、ケース部材７０で囲われる空間のうち、第１反射面１１ｂおよび第２反射面１２ｂ，１２ｃの背面側に設けられる空間Ｃ，Ｄ，Ｅそれぞれに回路基板１６を配置するので、第１の実施形態の撮像装置１０よりもさらに撮像光学系６の周辺に残る空間を有効利用することができている。
【００４２】
したがって、デジタルカメラなどの撮像用機器を高機能化する場合に、第１の実施形態の撮像装置１０に比較して、より多くの回路およびその回路部品を撮像装置１０ａの内部に収容することができる。つまり、占有容積に対して、機能の密度を向上させることができる。また、撮像装置１０ａのシャッタ機構１３およびフィルタ機構１４や撮像素子１５の制御に関する回路を内蔵することで、さらに周辺機器との接続性が向上し、他の撮像用機器などへの応用が容易になる。
【００４３】
本発明に係る第３の実施形態の撮像装置１０ｂについて、図６および図７を参照して説明する。なお、第１および第２の実施形態において説明した撮像装置１０，１０ａと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図６に示すように、撮像装置１０ｂは、フレーム３０が第１壁３０ａと第２壁３０ｂとでＬ字形に構成されている。撮像素子用基板２３は、図７に示すように第２プリズム１２の反対側の第２壁３０ｂに設けられた基板取付部３０ｆに対応する大きさを有している。また、回路基板１６は、撮像素子用基板２３とフレキシブル配線板１６ｃによって一続きに設けられたリジッドフレキシブル配線板であることが、上述の他の実施形態と異なる。
【００４５】
回路基板１６は、フレキシブル配線板１６ｃによって接続されたリジッド部１６ｄと、このリジッド部１６ｄから撮像素子用基板２３と反対側に延びるフレキシブル部１６ｅとを備える。リジッド部１６ｄは、第１反射面１１ｂの反射率を損なわない接着剤１９などによって第１反射面１１ｂに固定されている。フレキシブル部１６ｅは、第１反射面１１ｂと基準面αとケース部材７０で囲われる空間Ｃに折り曲げられて収容される。
【００４６】
本実施形態のように撮像素子用基板２３と回路基板１６とを一続きに設けることは、撮像素子１５が配置される結像面４５が、第１プリズム１１と第２プリズム１２とが並ぶ方向に沿うプリズム軸線γに対して第１入射面１１ａと反対側に設けられる場合に、より効果的である。
【００４７】
本発明に係る第４の実施形態の撮像装置１０ｃについて、図８を参照して説明する。なお、第１から第３の実施形態において説明した撮像装置１０，１０ａ，１０ｂと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
撮像装置１０ｃでは、図８に示すように、回路基板１６が撮像素子用基板２３と同一平面で一続きに設けられている。つまり、回路基板１６が基準面αに沿って、第１プリズム１１側に延びている状態である。回路基板１６には、第１プリズム１１に面している側に、回路部品１６ａが実装されている。したがって、回路基板１６および回路部品１６ａは、第１反射面１１ｂの背面側に設けられる空間Ｃに配置されている状態である。
【００４９】
このように、撮像装置１０ｃは、図８に示すように、回路基板１６から突出した状態に取り付けられる回路部品１６ａを空間Ｃに収めて、撮像光学系６の周辺に設けられる空間を有効利用することができる。
【００５０】
本発明に係る第５の実施形態の撮像装置１０ｄについて、図９を参照して説明する。なお、第１から第４の実施形態において説明した撮像装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
本実施形態では、第３および第４の実施形態と同じ形状のフレーム３０を有しており、基準面αに相当する位置に沿って第１プリズム側まで撮像素子用基板２３が延びている。したがって、撮像装置１０ｄでは、第１反射面１１ｂと撮像素子用基板２３とケース部材７０とで囲われる空間Ｃに、フレキシブル配線板で構成された回路基板１６が折り曲げられて納められている。つまり、第１の実施形態における撮像装置１０の延長部３０ｈが無い状態と同じ構成である。  
このように構成された撮像装置１０ｄは、他の実施形態と同様に、撮像光学系６の周辺に設けられる空間を有効利用することができる。
【００５２】
本発明に係る第６の実施形態の撮像装置１０ｅについて、図１０を参照して説明する。なお、第１から第５の実施形態において説明した撮像装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
本実施形態では、第２の実施形態の撮像装置１０ａと同様に空間Ｅにもフレキシブル配線板で構成されて回路部品１６ａを実装した回路基板１６が折り曲げられた状態で納められている。空間Ｅに収められた回路基板１６は、第２反射面１２Ｃ、ケース部材７０およびその幕板７３にそれぞれ接着剤１９で固定されている。また、空間Ｃに配置された回路基板１６は、ケース部材７０に接着剤１９で固定されている。  
このように構成された撮像装置１０ｅは、他の実施形態と同様に、撮像光学系６の周辺に設けられる空間を有効利用する事ができる。
【００５４】
なお、第２の実施形態の撮像装置１０ａのように、他の実施形態における撮像装置１０，１０ｂ，１０Ｃ，１０ｄにおいても回路基板１６を第１反射面１１ｂの背面側の空間Ｃおよび第２反射面１２ｂ，１２ｃの背面側の空間Ｄ，Ｅの全てに配置しても良いし、いずれか１か所に配置するのみでも良い。
【００５５】
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１１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。
【００５６】
図１２および図１３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第１プリズムおよび第２プリズムの互いに異なる例を示している。  
図１２に示した撮像装置１０ｆ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。回路基板は、図示していないが、本実施形態において反射面となる第２面２０２、第６面２０６の背面側の空間Ｆ，Ｇの少なくとも一方に配置する。
【００５７】
図１３に示された撮像装置１０ｇ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。回路基板は、図示していないが、本実施形態において反射面となる第２面２３２、第３面２３３、第６面２３６、第７面２３７の背面側の空間Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎの少なくとも１か所に配置する。
【００５８】
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】
【００５９】
【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に示したデジタルカメラの内部を模式的に示す断面図。
【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一部を断面にした側面図。
【図５】本発明に係る第２の実施形態の撮像装置を一部断面にして示す側面図。
【図６】本発明に係る第３の実施形態の撮像装置を示す分解斜視図。
【図７】図６に示した撮像装置の一部を断面にした側面図。
【図８】本発明に係る第４の実施形態の撮像装置を一部断面にして示す側面図。
【図９】本発明に係る第５の実施形態の撮像装置を一部断面にして示す側面図。
【図１０】本発明に係る第６の実施形態の撮像装置を一部断面にして示す側面図。
【図１１】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１２】プリズム光学系の他の例を模式的に示す断面図。
【図１３】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】
【００６０】
１…デジタルカメラ（撮像用機器）、６…撮像光学系、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ…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…シャッタ機構（光量調整機構）、１４…フィルタ機構（光量調整機構）、１５…撮像素子、１６…回路基板、１６ｃ…フレキシブル配線板、１６ｄ…リジッド部、１６ｅ…フレキシブル部、２１…画像処理回路、２２…記録部、２３…撮像素子用基板、２５…駆動回路、３０…フレーム（保持部材）、３０ａ…第１壁、３０ｂ…第２壁、４５…結像面、７０…ケース部材、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。
【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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