(57)【要約】【課題】自由曲面形状の２個の光学素子と絞り開口部を有する保持部材とを比較的簡単な作業によって、枠の正確な位置に固定することができる光学ユニットを提供する【解決手段】光学ユニット１１Ａは、第１プリズム４１と、第２プリズム４２と、絞り開口部４３ａを有する保持部材４３とを備えている。第１プリズム４１に第１の係止部７１が設けられている。第２プリズム４２に第２の係止部７２が設けられている。枠２１に第１の被係止部８１と第２の被係止部８２が形成されている。保持部材４３がねじ部材８５によって枠２１の所定位置に固定された状態において、第１の係止部７１が第１の被係止部８１に係止するとともに、第１プリズム４１が保持部材４３の一方の面４３ｂに向けて押され、第１プリズム４１が保持部材４３に保持される。また、第２の係止部７２が第２の被係止部８２に係止するとともに、第２プリズム４２が保持部材４３の他方の面４３ｃに向けて押され、第２プリズム４２が保持部材４３に保持される。【選択図】図６
2007065043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光束を入射する入射面および反射面を有する第１の光学素子と、被写体像を結像面に形成するための反射面および前記結像面に向けて光束を射出する射出面を有する第２の光学素子と、これら第１および第２の光学素子の間に配置される絞り開口部を有する保持部材と、撮像素子を配置する枠とを有し、前記入射面の入射光軸と前記射出面の射出光軸とが前記結像面に沿う方向に離間した光学ユニットであって、
前記第１の光学素子に設けられた第１の係止部と、
前記第２の光学素子に設けられた第２の係止部と、
前記保持部材を前記枠の所定位置に固定するための固定手段と、
前記枠に形成されかつ前記保持部材が前記固定手段によって前記枠の所定位置に固定された状態において前記第１の係止部に係止するとともに前記第１の光学素子を前記保持部材の一方の面に向けて押付ける第１の被係止部と、
前記枠に形成されかつ前記保持部材が前記固定手段によって前記枠の所定位置に固定された状態において前記第２の係止部に係止するとともに前記第２の光学素子を前記保持部材の他方の面に向けて押付ける第２の被係止部と、
前記第１の光学素子と前記保持部材の前記一方の面との位置決めをなす第１の位置決め手段と、
前記第２の光学素子と前記保持部材の前記他方の面との位置決めをなす第２の位置決め手段と、
を具備したことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記固定手段が、前記枠の厚み方向からねじ込まれて前記保持部材を前記枠に固定するねじ部材であることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記固定手段が、前記枠に形成された一対の係止縁部と、前記保持部材の両側部の前記係止縁部に対応した位置に形成されかつ前記保持部材を前記枠に対し厚み方向から所定位置まで移動させた状態において前記係止縁部に引っ掛かることにより抜け止めをなす引っ掛け部とからなることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項４】
被写体からの光束を入射する入射面および反射面を有する第１の光学素子と、被写体像を結像面に形成するための反射面および前記結像面に向けて光束を射出する射出面を有する第２の光学素子と、これら第１および第２の光学素子の間に配置される絞り開口部を有する保持部材と、撮像素子を配置する枠とを有し、前記入射面の入射光軸と前記射出面の射出光軸とが前記結像面に沿う方向に離間した光学ユニットであって、
前記第１の光学素子に設けられた第１の係止部と、
前記第２の光学素子に設けられた第２の係止部と、
前記枠に設けられ前記第１の係止部を係止させた状態において前記第１の光学素子を前記枠の所定位置に支持する第１の被係止部と、
前記枠に設けられ前記第２の係止部を係止させた状態において前記第２の光学素子を前記枠の所定位置に支持する第２の被係止部と、
前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを互いに近づける方向に付勢することによりこれら光学素子間に前記保持部材を挟み付ける付勢手段と、
前記第１の光学素子と前記保持部材の前記一方の面との位置決めをなす第１の位置決め手段と、
前記第２の光学素子と前記保持部材の前記他方の面との位置決めをなす第２の位置決め手段と、
を具備したことを特徴とする光学ユニット。
【請求項５】
前記付勢手段が、弾性変形可能な前記第１の被係止部または第２被係止部が撓んだ状態における弾性復元力を利用するものであることを特徴とする請求項４に記載の光学ユニット。
【請求項６】
被写体からの光束を入射する入射面および反射面を有する第１の光学素子と、被写体像を結像面に形成するための反射面および前記結像面に向けて光束を射出する射出面を有する第２の光学素子と、これら第１および第２の光学素子の間に配置される絞り開口部を有する保持部材と、撮像素子を配置する枠とを有し、前記入射面の入射光軸と前記射出面の射出光軸とが前記結像面に沿う方向に離間した光学ユニットであって、
前記第１の光学素子に設けられた第１の係止部と、
前記第２の光学素子に設けられた第２の係止部と、
前記枠に設けられ前記第１の係止部を係止させた状態において前記第１の光学素子を前記保持部材の一方の面に向けて押付けるよう弾性変形する第１の被係止部と、
前記枠に設けられ前記第２の係止部を係止させた状態において前記第２の光学素子を前記保持部材の他方の面に向けて押付けるよう弾性変形する第２の被係止部と、
前記第１の光学素子と前記保持部材の前記一方の面との位置決めをなす第１の位置決め手段と、
前記第２の光学素子と前記保持部材の前記他方の面との位置決めをなす第２の位置決め手段と、
前記枠に対して前記保持部材の位置決めをなす第３の位置決め手段と、
を具備したことを特徴とする光学ユニット。
【請求項７】
前記第３の位置決め手段が、前記保持部材と前記枠のいずれか一方に形成された凸部と、いずれか他方に形成され前記凸部に嵌合する凹部であることを特徴とする請求項６に記載の光学ユニット。
【請求項８】
前記第１および第２の光学素子がそれぞれ自由曲面形状の反射面を有する第１プリズムと第２プリズムであることを特徴とする請求項１，４，６のうちいずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項９】
前記枠に、前記撮像素子を実装した基板が取付けられていることを特徴とする請求項１，４，６のうちいずれか１項に記載の光学ユニット。
【請求項１０】
前記第１の光学素子の前記第１の係止部と前記第２の光学素子の前記第２の係止部が、それぞれ前記枠の厚み方向から前記枠の第１の被係止部と第２の被係止部に係止されることを特徴とする請求項４または６に記載の光学ユニット。
【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、携帯端末装置等に使用される撮像装置用の光学ユニットに係り、特に、反射面等に自由曲面を用いた光学ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。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。この問題に対応するための一手段として、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、自由曲面等を有するプリズム光学系を使用した撮像光学系を用いる撮像装置が下記の特許文献１〜３に記載されている。
【０００３】
これらの特許文献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。これらの特許文献では、２個プリズム（第１プリズムと第２プリズム）を組合わせ、物体に近い方の第１プリズムの光入射面、反射面、光射出面と、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、光射出面等の全てに自由曲面を使用することが記載されている。
【０００４】
このような光学系の特徴としては、  
（１）３面ある反射面に光学的パワーを有する自由曲面を使用しているが、これらの反射面は従来の共軸光学系等のレンズを用いる屈折光学系と比較して、大きな光学的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）前記（１）に記述した理由で光路長の大きい光学系を複数回折曲げることにより、コンパクトな空間内に多数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大きくすることが望まれるが、前記プリズム光学系を採用することにより、従来の共軸光学系と比較して、光路を折曲げることによって光路長を大きくすることができるため、光学性能を高めることができるとともに、全体の大きさをコンパクトにすることができる。
【０００５】
以上の理由から、例えば特許文献１の撮像装置では、コンパクトでありながら、画質を高めることができる。  
【特許文献１】特開２００５−５５７５５公報
【特許文献２】特開２００２−１９６２４３公報
【特許文献３】特開２００３−８４２００公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の撮像装置を小型、薄型のデジタルカメラ、カメラ付携帯電話、または携帯端末装置等に使用するために、自由曲面を有する２個のプリズム（第１プリズムと第２プリズム）を組合わせ、これら第１および第２プリズム間に絞り開口部を有する保持部材を配置することが考えられる。この保持部材は、撮像素子が配置される枠に対して所定位置に固定される。
【０００７】
このような光学ユニットにおいて、第１プリズムと第２プリズムを保持部材に固定するために、例えば第１プリズムを保持部材の一方の面に接着し、第２プリズムを保持部材の他方の面に接着することが考えられる。しかし接着剤が第１および第２プリズムの光学有効面に付着するおそれがあるだけでなく、第１および第２プリズムを保持部材の所定位置に固定するために格別な工夫が必要である。
【０００８】
従って本発明の目的は、自由曲面形状の２個の光学素子を有する光学ユニットにおいて、これら光学素子と保持部材どうしを比較的簡単な作業によって、枠の正確な位置に固定することができる光学ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被写体からの光束を入射する入射面および反射面を有する第１の光学素子と、被写体像を結像面に形成するための反射面および前記結像面に向けて光束を射出する射出面を有する第２の光学素子と、これら第１および第２の光学素子の間に配置される絞り開口部を有する保持部材と、撮像素子を配置する枠とを有し、前記入射面の入射光軸と前記射出面の射出光軸とが前記結像面に沿う方向に離間した光学ユニットに適用される。
【００１０】
第１の発明は、前記第１の光学素子に設けられた第１の係止部と、前記第２の光学素子に設けられた第２の係止部と、前記保持部材を前記枠の所定位置に固定するための固定手段と、前記枠に形成されかつ前記保持部材が前記固定手段によって前記枠の所定位置に固定された状態において前記第１の係止部に係止するとともに前記第１の光学素子を前記保持部材の一方の面に向けて押付ける第１の被係止部と、前記枠に形成されかつ前記保持部材が前記固定手段によって前記枠の所定位置に固定された状態において前記第２の係止部に係止するとともに前記第２の光学素子を前記保持部材の他方の面に向けて押付ける第２の被係止部と、前記第１の光学素子と前記保持部材の前記一方の面との位置決めをなす第１の位置決め手段と、前記第２の光学素子と前記保持部材の前記他方の面との位置決めをなす第２の位置決め手段とを具備している。
【００１１】
第１の発明において、前記固定手段の一例は、前記枠の厚み方向からねじ込まれて前記保持部材を前記枠に固定するねじ部材である。前記固定手段の他の例は、前記枠に形成された一対の係止縁部と、前記保持部材の両側部の前記係止縁部に対応した位置に形成されかつ前記保持部材を前記枠に対し厚み方向から所定位置まで移動させた状態において前記係止縁部に引っ掛かることにより抜け止めをなす引っ掛け部とからなる。
【００１２】
第２の発明は、前記第１の光学素子に設けられた第１の係止部と、前記第２の光学素子に設けられた第２の係止部と、前記枠に設けられ前記第１の係止部を係止させた状態において前記第１の光学素子を前記枠の所定位置に支持する第１の被係止部と、前記枠に設けられ前記第２の係止部を係止させた状態において前記第２の光学素子を前記枠の所定位置に支持する第２の被係止部と、前記第１の光学素子と前記第２の光学素子とを互いに近づける方向に付勢することによりこれら光学素子間に前記保持部材を挟み付ける付勢手段と、前記第１の光学素子と前記保持部材の前記一方の面との位置決めをなす第１の位置決め手段と、前記第２の光学素子と前記保持部材の前記他方の面との位置決めをなす第２の位置決め手段とを具備している。  
第２の発明において、前記付勢手段の一例は、弾性変形可能な前記第１の被係止部または第２被係止部が撓んだ状態における弾性復元力を利用するものである。
【００１３】
第３の発明は、前記第１の光学素子に設けられた第１の係止部と、前記第２の光学素子に設けられた第２の係止部と、前記枠に設けられ前記第１の係止部を係止させた状態において前記第１の光学素子を前記保持部材の一方の面に向けて押付けるよう弾性変形する第１の被係止部と、前記枠に設けられ前記第２の係止部を係止させた状態において前記第２の光学素子を前記保持部材の他方の面に向けて押付けるよう弾性変形する第２の被係止部と、前記第１の光学素子と前記保持部材の前記一方の面との位置決めをなす第１の位置決め手段と、前記第２の光学素子と前記保持部材の前記他方の面との位置決めをなす第２の位置決め手段と、前記枠に対して前記保持部材の位置決めをなす第３の位置決め手段とを具備している。  
第３の発明において、前記第３の位置決め手段の一例は、前記保持部材と前記枠のいずれか一方に形成された凸部と、いずれか他方に形成され前記凸部に嵌合する凹部である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、自由曲面形状の反射面を有する２個の光学素子と、絞り開口部を有する保持部材とを備えた光学ユニットにおいて、これら光学素子と保持部材を互いに位置決めした状態で枠の所定位置に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１から図６を参照して説明する。  
図１は撮像装置１０Ａの外観を示す斜視図、図２は撮像装置１０Ａの内部を示す断面図である。図２に示すように撮像装置１０Ａは、光学ユニット１１Ａと、光学ユニット１１Ａに取付けられたプリント基板等の基板１２と、基板１２に接合された撮像素子１３と、撮影基板１４と、ＬＳＩを用いた処理手段としての画像プロセス処理回路１５などを含んでいる。画像プロセス処理回路１５は、撮像装置１０Ａによって得られる電気信号に所定の電気的プロセス処理（例えば色処理、ホワイトバランス、自動露光、出力信号フォーマット化など）を施すことにより、画像データを得る機能を担っている。
【００１６】
光学ユニット１１Ａは、ケース２０の内部に収容された光学素子であるところの下記の第１プリズム４１および第２プリズム４２と、下記の絞り開口部４３ａを有する保持部材４３などを含んでいる。２個のプリズム４１，４２は回転非対称な偏心光学系を構成し、その結像面４４に、物体像を電気信号に変換するためのセンサとしての前記撮像素子１３が配置されている。
【００１７】
ケース２０は、枠２１と遮光カバー２２とによって構成されている。枠２１と遮光カバー２２は、接着剤２３等の固定手段によって互いに固定されている。ケース２０の内部は、プリズム４１，４２および保持部材４３を収容するための密閉された防塵空間となっている。枠２１には、撮像素子１３と対応した位置に開口部２４（図３に示す）が形成されている。図２に示すように遮光カバー２２の入射側の開口部である入射窓２５に、カバーガラス２６が装着されている。
【００１８】
枠２１の所定位置に前記基板１２が取付けられている。この基板１２には、光を通過する開口部３６が形成されている。またこの基板１２に、例えば異方性導電ゴムなどの導電部材３７を介して前記撮影基板１４が固着され、この撮影基板１４に前記画像プロセス処理回路１５が実装されている。基板１２は、図示しない接着剤等によって、枠２１に固定されている。基板１２に、赤外線カットフィルタまたは防塵用カバーガラス等の光学部材３９が取付けられている。
【００１９】
図２に示すように、第１プリズム４１は透明な合成樹脂からなり、回転非対称な偏心光学系の入射面５１と、回転非対称な反射面５２と、回転非対称な偏心光学系の射出面５３とを有する回転非対称な偏心光学系プリズムである。第１プリズム４１の入射面５１は、遮光カバー２２の入射窓２５に対向している。反射面５２には、例えばアルミニウム蒸着等によるコーティング層５４が形成されている。この第１プリズム４１は、撮影対象物から集光した光線を、回転非対称な偏心光学面である射出面５３より射出する。
【００２０】
図２に示すように第２プリズム４２も透明な合成樹脂からなり、回転非対称な偏心光学系の入射面６１と、反射面６２と、反射面６３と、射出面６４とを有する偏心プリズムで構成されている。反射面６２と反射面６３のうち少なくとも一つは回転非対称な面であることにより、光学的に非常に高い性能（周辺性能、収差性能）を得ることができる。これら反射面６２，６３に、例えばアルミニウム蒸着等によるコーティング層６５，６６が形成されている。第２プリズム４２の射出側に前記光学部材３９が配置されている。第２プリズム４２から出た光は結像面４４にて結像する。この結像面４４に、撮像素子１３の受光面が配置されている。
【００２１】
すなわち本実施形態の光学ユニット１１Ａは、物体からの光束を入射して結像面４４に物体像を形成するためのものであって、２面以上の自由曲面形状の反射面５２，６２，６３を有している。しかも、物体からの光束を入射するための入射光学作用面の光軸（図２に示す入射光軸λ１）と、射出面６４から結像面４４に光束を射出するための射出光軸λ２とが略平行なプリズム光学系によって構成されている。射出光軸λ２は、撮像素子１３の受光面（結像面４４）に対して垂直である。入射光軸λ１と射出光軸λ２は、互いに撮像素子１３の結像面４４に沿う方向に離間している。
【００２２】
図２に示すように、保持部材４３の光学瞳位置に絞り開口部４３ａが形成されている。絞り開口部４３ａは、この絞り開口部４３ａを通る光軸λ３に沿う正面方向から見て円形に形成され、かつ、第１プリズム４１の射出面５３と第２プリズム４２の入射面６１とに干渉しない大きさに形成されている。絞り開口部４３ａの断面（光軸λ３に沿う断面）は、先が尖ったテーパ状をなしている。
【００２３】
保持部材４３は樹脂成形などによって製作され、以下に説明する位置決め固定手段によって、枠２１の所定位置に固定されるようになっている。この保持部材４３は、第２プリズム４２の射出面６４から出て撮像素子１３に向かう撮影対象物の物体像が撮像素子１３の結像面４４に正しく結像するように、第１および第２プリズム４１，４２の位置決めをなす機能も担っている。
【００２４】
この光学ユニット１１Ａは、第１プリズム４１と第２プリズム４２と保持部材４３とを枠２１の所定位置に組付けるために、以下に説明する位置決め固定手段を備えている。  
本実施形態の位置決め固定手段は、図２〜図６に示すように、第１プリズム４１の両側部に設けられた一対の第１の係止部７１と、第２プリズム４２の両側部に設けられた一対の第２の係止部７２と、枠２１に形成された第１の被係止部８１と、枠２１に形成された第２の被係止部８２と、保持部材４３を枠２１の所定位置に固定するための固定手段の一例であるねじ部材８５とを備えている。
【００２５】
図３に示すように一対の第１の係止部７１は、それぞれ、第１プリズム４１と一体に成形された脚部７１ａと、脚部７１ａの先端付近に形成された段部７１ｂおよび斜面７１ｃを有している。段部７１ｂと斜面７１ｃは、保持部材４３とは逆の方向を向くように形成されている。一対の第２の係止部７２は、それぞれ、第２プリズム４２と一体に成形された脚部７２ａと、脚部７２ａの先端付近に形成された段部７２ｂおよび斜面７２ｃを有している。段部７２ｂと斜面７２ｃは、保持部材４３とは逆の方向を向くように形成されている。
【００２６】
さらに前記位置決め固定手段は、図３と図４等に示すように、第１プリズム４１の射出面５３の周囲の非光学機能面に形成された複数の第１の位置決め突起９０と、保持部材４３の一方の面４３ｂに形成された複数の第１の位置決め凹部９１と、第２プリズム４２の入射面６１の周囲の非光学機能面に形成された複数の第２の位置決め突起９２と、保持部材４３の他方の面４３ｃに形成された複数の第２の位置決め凹部９３とを備えている。
【００２７】
第１の位置決め突起９０と第１の位置決め凹部９１は互いに対応した位置に設けられ、第１の位置決め突起９０が第１の位置決め凹部９１に嵌合することにより、保持部材４３に対する第１プリズム４１のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向（図３に示す）の位置決めがなされるようになっている。これら第１の位置決め突起９０と第１の位置決め凹部９１は、第１の位置決め手段として機能する。
【００２８】
第２の位置決め突起９２と第２の位置決め凹部９３は互いに対応した位置に設けられ、第２の位置決め突起９２が第２の位置決め凹部９３に嵌合することにより、保持部材４３に対する第２プリズム４２の前記Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置決めがなされるようになっている。これら第２の位置決め突起９２と第２の位置決め凹部９３は、第２の位置決め手段として機能する。
【００２９】
図４に示すように第１プリズム４１の下部に凸部１００が形成されている。この凸部１００は保持部材４３の一方の面４３ｂに向かって突出し、保持部材４３の端部４３ｄに形成されている段差状の受け部１０１に対して下側から係合することができるようになっている。第２プリズム４２の下部にも凸部１０２が形成されている。この凸部１０２は保持部材４３の他方の面４３ｃに向かって突出し、保持部材４３の端部４３ｄに形成されている段差状の受け部１０３に対して下側から係合することができるようになっている。
【００３０】
保持部材４３の前記端部４３ｄに、ねじ部材８５をねじ込むことのできる取付孔１１０が形成されている。枠２１には、この取付孔１１０と対応した位置に貫通孔１１１が形成されている。取付孔１１０と貫通孔１１１に、枠２１の厚み方向からねじ部材８５をねじ込むことにより、保持部材４３が枠２１の保持部材取付面１１２に固定される。
【００３１】
図３に示すように、枠２１の内面に第１の凹部１１５と第２の凹部１１６が形成されている。第１の凹部１１５の周縁部１１７に、前記第１の被係止部８１が形成されている。第１の被係止部８１は、保持部材取付面１１２に向かって突出している。図４に示すように第１の被係止部８１は、凹部１１５の底面からオーバーハングした形状の斜面８１ａを有し、この斜面８１ａに第１の係止部７１の斜面７１ｃを引っ掛けることができるようになっている。
【００３２】
第２の凹部１１６の周縁部１１８に、前記第２の被係止部８２が形成されている。第２の被係止部８２は、保持部材取付面１１２に向かって突出している。すなわち第１の被係止部８１と第２の被係止部８２とは、保持部材取付面１１２を挟んで互いに向かい合う方向に突出している。図４に示すように第２の被係止部８２は、凹部１１６の底面からオーバーハングした形状の斜面８２ａを有し、この斜面８２ａに第２の係止部７２の斜面７２ｃを引っ掛けることができるようになっている。
【００３３】
以下に本実施形態の光学ユニット１１Ａを組立てる手順について説明する。  
図４に示すように、第１プリズム４１と第２プリズム４２とを互いにＶ状に傾けた姿勢にすることにより、第１の係止部７１から第２の係止部７２までの距離を、第１の被係止部８１から第２の被係止部８２までの距離よりも小さくする。また第１および第２のプリズム４１，４２間に、保持部材４３を配置する。
【００３４】
図５に示すように、第１の係止部７１を第１の被係止部８１の斜面８１ａの下側に挿入する。また第２の係止部７２を第２の被係止部８２の斜面８２ａの下側に挿入する。ねじ部材８５を枠２１の貫通孔１１１に挿入し、さらに保持部材４３の取付孔１１０に挿入してねじ込む。ねじ部材８５がねじ込まれるにつれて、保持部材４３が枠２１の保持部材取付面１１２に近付いてゆく。
【００３５】
その際に、第１プリズム４１の凸部１００と第２プリズム４２の凸部１０２が、それぞれ保持部材４３の受け部１０１，１０３によって押されながら、保持部材４３が保持部材取付面１１２に近付いてゆくため、凸部１００を支点として第１プリズム４１の射出面５３が保持部材４３の一方の面４３ｂに近付いてゆくとともに、凸部１０２を支点として第２プリズム４２の入射面６１が保持部材４３の他方の面４３ｃに近付いてゆく。これに伴い、第１プリズム４１の第１の位置決め突起９０が第１の位置決め凹部９１に進入し、かつ、第２プリズム４２の第２の位置決め突起９２が第２の位置決め凹部９３に進入する。
【００３６】
図６に示すように、ねじ部材８５が所定量ねじ込まれ、保持部材４３の端部４３ｄが枠２１の保持部材取付面１１２に所定位置まで引き寄せられると、第１の係止部７１が第１の被係止部８１に係合した状態のもとで、第１プリズム４１が保持部材４３の一方の面４３ｂに押されることにより、保持部材４３に対する第１プリズム４１の位置決めがなされるとともに、第１プリズム４１と保持部材４３が一体化して枠２１に固定される。
【００３７】
上記と同様に、第２の係止部７２が第２の被係止部８２に係合した状態のもとで、第２プリズム４２が保持部材４３の他方の面４３ｃに押されることにより、保持部材４３に対する第２プリズム４２の位置決めがなされるとともに、第２プリズム４２と保持部材４３が一体化して枠２１に固定される。
【００３８】
前記工程を経ることにより、第１プリズム４１と第２プリズム４２と保持部材４３を、枠２１の所定位置に同時に固定することができる。この実施形態によれば、接着剤を用いないため、プリズム４１，４２が例えばノルボルネン系樹脂（norbornane）等の難接着性の樹脂からなる場合でも、第１プリズム４１と第２プリズム４２を、枠２１および保持部材４３に固定することができる。また、接着剤を用いないため、第１プリズム４１の射出面５３や第２プリズム４２の入射面６１などの光学有効面に接着剤が付着するおそれがない。
【００３９】
前記工程により、第１プリズム４１と第２プリズム４２と保持部材４３が枠２１に組付けられたのち、図２に示すように、枠２１に遮光カバー２２が接着剤２３によって固定される。また、撮像素子１３が接合された基板１２が枠２１の所定位置に接着剤等によって固定される。こうして、枠２１の所定位置に、第１プリズム４１と第２プリズム４２と保持部材４３と撮像素子１３等が正しく配置される。
【００４０】
図２に示すように、入射光軸λ１に沿って入射窓２５から第１プリズム４１に入射した光束は、第１プリズム４１の反射面５２で反射し、射出面５３から第２プリズム４２の入射面６１に向かう。入射面６１に入射した光は、反射面６２，６３にて反射し、射出光軸λ２に沿って第２プリズム４２の射出面６４から出て撮像素子１３に向かい、光学部材３９を通り、撮像素子１３の受光面（結像面４４）にて正しく結像することができる。
【００４１】
図７から図９は本発明の第２の実施形態に係る光学ユニット１１Ｂを示している。図８はこの光学ユニット１１Ｂが内蔵された撮像装置１０Ｂを示している。第２の実施形態の光学ユニット１１Ｂは、保持部材４３を枠２１の所定位置に固定するための固定手段として、前記ねじ部材８５の代りに、保持部材４３の両側部に形成された一対の引っ掛け部１２０と、枠２１に形成された一対の係止縁部１２１を用いている点で、第１の実施形態とは異なっている。それ以外の構成と機能は第１の実施形態の光学ユニット１１Ａと同様である。
【００４２】
図９に示すように前記係止縁部１２１は、引っ掛け部１２０と対応した位置に形成されている。引っ掛け部１２０の近傍にガイド斜面１２２が形成されている。係止縁部１２１の近傍にもガイド斜面１２３が形成されている。この保持部材４３を枠２１の保持部材取付面１１２に対して厚み方向から挿入するときに、引っ掛け部１２０のガイド斜面１２２が係止縁部１２１のガイド斜面１２２に接しながら、引っ掛け部１２０が挿入されてゆく。そして保持部材４３が保持部材取付面１１２に対して所定位置まで移動した時点で、引っ掛け部１２０が係止縁部１２１の内側に入って引っ掛かることにより、保持部材４３の抜け止めがなされる。
【００４３】
このように構成された第２の実施形態の光学ユニット１１Ｂを組立てる際には、第１の実施形態の光学ユニット１１Ａと同様に、第１プリズム４１と第２プリズム４２との間に保持部材４３を配置した状態で、第１の係止部７１を第１の被係止部８１に下側に挿入し、かつ、第２の係止部７２を第２の被係止部８２の下側に挿入する。
【００４４】
この状態で保持部材４３を枠２１の保持部材取付面１１２に向かって押し込むと、第１の実施形態の光学ユニット１１Ａと同様に、第１の係止部７１が第１の被係止部８１に係合した状態のもとで、第１プリズム４１が保持部材４３の一方の面４３ｂに向かって押されるとともに、第１の位置決め突起９０が第１の位置決め凹部９１に挿入されることにより、保持部材４３に対する第１プリズム４１の位置決めがなされる。また、第２の係止部７２が第２の被係止部８２に係合し、第２プリズム４２が保持部材４３の他方の面４３ｃに向かって押されるとともに、第２の位置決め突起９２が第２の位置決め凹部９３に挿入されることにより、保持部材４３に対する第２プリズム４２の位置決めがなされる。
【００４５】
保持部材４３が保持部材取付面１１２に向かって所定量移動すると、図９に示すように保持部材４３の当て付け面１２５が保持部材取付面１１２に当接する。この状態で、引っ掛け部１２０が係止縁部１２１に引っ掛かり、保持部材４３の抜け止めがなされることで、第１プリズム４１と第２プリズム４２と保持部材４３が一体となって枠２１の所定位置に同時に固定される。
【００４６】
図１０から図１２は本発明の第３の実施形態に係る光学ユニット１１Ｃを示している。図１２はこの光学ユニット１１Ｃを用いた撮像装置１０Ｃの断面図である。  
この光学ユニット１１Ｃも、第１プリズム４１に設けられた第１の係止部７１と、第２プリズム４２に設けられた第２の係止部７２を備えている。枠２１には、棒状の第１の被係止部８１と第２の被係止部８２が設けられている。第１の被係止部８１には、第１の係止部７１を係止させた状態において第１プリズム４１を枠２１の所定位置に支持するための基準面１３０，１３１が形成されている。第２の被係止部８２には、第２の係止部７２を係止させた状態において第２プリズム４２を枠２１の所定位置に支持するための基準面１３２，１３３が形成されている。枠２１には、保持部材４３の幅方向すなわちＹ軸方向（図１０に示す）の位置を規制するための一対のガイド部材１３４が形成されている。
【００４７】
またこの光学ユニット１１Ｃは、第２プリズム４２と保持部材４３を第１プリズム４１に向かって押付ける付勢手段１３５を備えている。付勢手段１３５の一例は、棒状の第２の被係止部８２をＸ軸方向（図１０に示す）に弾性変形可能とし、その弾性復元力を第２プリズム４２に付与するようにしている。図１１に２点鎖線で示すように第２の被係止部８２が撓むと、第２プリズム４２が保持部材４３に向かって押され、その結果、第１プリズム４１と第２プリズム４２との間に保持部材４３が挟み込まれる。第１の被係止部８１は、変形しないように補強部１３６などを設けることにより、剛性を高めている。なお、前記付勢手段１３５としては、本実施形態とは逆に、第１の被係止部８１を前記Ｘ軸方向に弾性変形可能とし、第１の被係止部８１が撓んだときの弾性復元力を利用してもよい。
【００４８】
このように構成された光学ユニット１１Ｃは、第１の係止部７１を第１の被係止部８１に枠２１の厚み方向から係止させるとともに、第２の係止部７２を第２の被係止部８２に枠２１の厚み方向から係止させる。この状態において、第２の被係止部８２が弾性変形することにより、第１プリズム４１と第２プリズム４２が保持部材４３に向けて押され、かつ、第１の位置決め突起９０が第１の位置決め凹部９１に挿入されることにより、第１プリズム４１が保持部材４３の一方の面４３ｂの所定位置に保持される。また第２の位置決め突起９２が第２の位置決め凹部９３に挿入されることにより、第２プリズム４２が保持部材４３の他方の面４３ｃの所定位置に保持される。
【００４９】
こうすることで、第１プリズム４１と第２プリズム４２と保持部材４３が一体となって枠２１の所定位置に同時に固定される。前記以外の構成と機能は第１の実施形態の撮像装置１０Ａと同様であるため説明を省略する。
【００５０】
図１３と図１４は本発明の第４の実施形態に係る光学ユニット１１Ｄを示している。この光学ユニット１１Ｄは、第１の係止部７１と第２の係止部７２に、それぞれ円形の穴１４０，１４１が形成されている。第１の被係止部８１には、第１の係止部７１の穴１４０に挿入される円錐形の突起１４２が形成されている。第２の被係止部８２には、第２の係止部７２の穴１４１に挿入される円錐形の突起１４３が形成されている。
【００５１】
図１４に示すように、第１の被係止部８１の突起１４２を、枠２１の厚み方向から、第１の係止部７１の穴１４０に挿入して係止させ、かつ、第２の被係止部８２の突起１４３を、枠２１の厚み方向から、第２の係止部７２の穴１４１に挿入して係止させる。この状態で第２の被係止部８２が弾性変形することにより、第１プリズム４１が保持部材４３の一方の面４３ｂに押され、かつ、第２プリズム４２が保持部材４３の他方の面４３ｃに押されることにより、第１プリズム４１と第２プリズム４２がそれぞれ保持部材４３に保持される。このため第１プリズム４１と第２プリズム４２が、保持部材４３に対して、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向（図１３等に示す）に位置決めされる。それ以外の構成と機能は第３の実施形態の撮像装置１０Ｃと同様であるため説明を省略する。
【００５２】
図１５は本発明の第５の実施形態に係る光学ユニット１１Ｅを示している。図１６はこの光学ユニット１１Ｅを備えた撮像装置１０Ｅを示している。この光学ユニット１１Ｅは、第３および第４の実施形態の光学ユニット１１Ｃ，１１Ｄと同様に、第１の係止部７１と、第２の係止部７２と、棒状の第１の被係止部８１と、棒状の第２の被係止部８２と、第１の位置決め手段としての第１の位置決め突起９０および第１の位置決め凹部９１と、第２の位置決め手段としての第２の位置決め突起９２および第２の位置決め凹部９３を備えている。
【００５３】
しかしこの第５の実施形態の光学ユニット１１Ｅは、第３の位置決め手段として機能する凸部１５１と凹部１５２を具備している点で、第３および第４の実施形態の光学ユニット１１Ｃ，１１Ｄとは相違している。
【００５４】
前記第３の位置決め手段は、枠２１と保持部材４３のいずれか一方（例えば保持部材４３）に形成された凸部１５１と、いずれか他方（例えば枠４３の保持部材取付面１１２）に形成された凹部１５２とによって構成されている。第１の係止部７１と第２の係止部７２を、枠２１の厚み方向から、第１の被係止部８１と第２の被係止部８２に係止させる。図１５に示すように凸部１５１が凹部１５２に嵌合し、保持部材４３の当て付け面１５３が枠２１の保持部材取付面１１２に当接することにより、枠２１に対して保持部材４３のＸ，Ｙ軸方向（図１３に示す）の位置決めがなされる。それ以外の構成と機能は第３および第４の実施形態の光学ユニット１１Ｃ，１１Ｄと同様であるため説明を省略する。
【００５５】
以上説明した各実施形態をはじめとして、この発明を実施するに当たり、光学素子や保持部材、枠、第１および第２の係止部、第１および第２の被係止部等の発明の構成要素を、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】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学ユニットを備えた撮像装置の斜視図。
【図２】図１中のＦ２−Ｆ２線に沿う撮像装置の断面図。
【図３】図２に示された撮像装置の光学ユニットの分解斜視図。
【図４】図３に示された光学ユニットを組立てる直前の状態を示す断面図。
【図５】図３に示された光学ユニットの第１および第２の係止部を被係止部に引っ掛けた状態の断面図。
【図６】図３に示された光学ユニットの保持部材が枠に固定された状態の断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光学ユニットの分解斜視図。
【図８】図７に示された光学ユニットを備えた撮像装置の断面図。
【図９】図７に示された光学ユニットの保持部材を枠に固定した状態の横断面図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る光学ユニットの斜視図。
【図１１】図１０に示された光学ユニットの断面図。
【図１２】図１０に示された光学ユニットを備えた撮像装置の断面図。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る光学ユニットの分解斜視図。
【図１４】図１３に示された光学ユニットの断面図。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る光学ユニットの断面図。
【図１６】図１５に示された光学ユニットを備えた撮像装置の断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ…撮像装置
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ…光学ユニット
１３…撮像素子
２１…枠
４１…第１プリズム
４２…第２プリズム
４３…保持部材
４３ａ…絞り開口部
４４…結像面
５２…反射面
５３…射出面
６２，６３…反射面
６４…射出面
７１…第１の係止部
７２…第２の係止部
８１…第１の被係止部
８２…第２の被係止部
【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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