(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束が入射光面から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し射出光面から外部へ射出するように構成した、外形が屈曲した、順次配列された第１、第２、第３の光学部材を有するズーム光学系と、前記ズーム光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、前記第２の光学部材を保持して移動する第１の移動ベースと、前記第３の光学部材を保持して移動する第２の移動ベースと、前記第１、第２の移動ベースの移動方向を規制するガイドレールと、前記第１の光学部材と前記ガイドレールと前記撮像素子を支持する基台と、を備えた撮像装置であって、
前記第１の光学部材の射出光面と前記第２の光学部材の入射光面を対向配置し、前記第２の光学部材の射出光面と前記第３の光学部材の入射光面を対向配置し、前記第３の光学部材の射出光面と前記撮像素子を対向配置し、
前記第２の光学部材の射出光軸と前記第３の光学部材の入射光軸を一致させ、
前記第１の光学部材の入射光面近傍の端部を前記ガイドレールの近傍で前記基台により支持し、
前記第２の光学部材の射出光軸と前記第３の光学部材の入射光軸の近傍で、これらの光軸と平行に前記ガイドレールを配置して前記基台により支持し、
前記第２の光学部材の射出光面近傍の端部を前記ガイドレール近傍で前記第１の移動ベースにより保持し、
前記第３の光学部材の入射光面近傍の端部を前記ガイドレール近傍で前記第２の移動ベースにより保持した、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光束が入射光面から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し射出光面から外部へ射出するように構成した、外形が屈曲した、順次配列された第１、第２、第３の光学部材を有するズーム光学系と、前記ズーム光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、前記第２の光学部材を保持して移動する第１の移動ベースと、前記第３の光学部材を保持して移動する第２の移動ベースと、前記第１、第２の移動ベースの移動方向を規制するガイドレールと、前記第１の光学部材と前記ガイドレールと前記撮像素子を支持する基台と、を備えた撮像装置であって、
前記第１の光学部材の射出光面と前記第２の光学部材の入射光面を対向配置し、前記第２の光学部材の射出光面と前記第３の光学部材の入射光面を対向配置し、前記第３の光学部材の射出光面と前記撮像素子を対向配置し、
前記第２の光学部材の射出光軸と前記第３の光学部材の入射光軸を一致させ、
前記第１の光学部材の入射光面近傍の端部を前記ガイドレールの近傍で前記基台により支持し、
前記第２の光学部材の射出光軸と前記第３の光学部材の入射光軸の近傍で、これらの光軸と平行に前記ガイドレールを配置して前記基台により支持し、
前記第１の光学部材の入射光面近傍の端部を前記ガイドレールの近傍で基台により支持し、
前記第２の光学部材の射出光面近傍の端部を、前記ガイドレールからみて前記第３の光学部材の射出光面側で、前記第１の移動ベースにより保持し、
前記第３の光学部材の入射光面近傍の端部を、前記ガイドレールからみて前記第１の光学部材の射出光面側で、前記第２の移動ベースにより保持し、
前記第１の移動ベースにおける前記第２の光学部材の保持位置と、前記第２の移動ベースにおける前記第３の光学部材の保持位置とが、前記ガイドレールに対し線対称の位置とした、
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば銀塩カメラやビデオカメラや電子スチルカメラ等に用いられる、複数の屈折面及び複数の反射面が一体的に形成された光学部材を備えた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【関連の技術】
複数の屈折面及び複数の反射面が一体的に形成された透明光学部材を用い、光束が一つの屈折面から透明光学部材の内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面から外部へ射出するように構成された該透明光学部材を複数有するズーム光学系が、特願平７−６５１０９号，特願平７−１２３２５６号に開示されている。またこのような光学系を用い固体撮像素子に結像させる構造の撮像装置は特願平７−６５１０４号，特願平７−６５１０６号，特願平７−６５１０７号，特願平７−６５１０８号，特願平７−６５１１１号に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、いずれにも温度変化に対応した光学装置の構造については言及されていない。
【０００４】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、光束が一方の屈折面から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し他方の屈折面から外部へ射出するように構成された外形が屈曲した、順次配列された第１、第２、第３の光学部材を有するズーム光学系と、前記第２の光学部材を保持して移動する第１の移動ベースと、前記第３の光学部材を保持して移動する第２の移動ベースとを備えた撮像装置において、温度変化による光学部材の膨張，収縮及びこれによる屈折力変化等に起因する画像の劣化を防止することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、撮像装置を次の（１）、（２）のとおりに構成する。
（１）光束が入射光面から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し射出光面から外部へ射出するように構成した、外形が屈曲した、順次配列された第１、第２、第３の光学部材を有するズーム光学系と、前記ズーム光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、前記第２の光学部材を保持して移動する第１の移動ベースと、前記第３の光学部材を保持して移動する第２の移動ベースと、前記第１、第２の移動ベースの移動方向を規制するガイドレールと、前記第１の光学部材と前記ガイドレールと前記撮像素子を支持する基台と、を備えた撮像装置であって、
前記第１の光学部材の射出光面と前記第２の光学部材の入射光面を対向配置し、前記第２の光学部材の射出光面と前記第３の光学部材の入射光面を対向配置し、前記第３の光学部材の射出光面と前記撮像素子を対向配置し、
前記第２の光学部材の射出光軸と前記第３の光学部材の入射光軸を一致させ、
前記第１の光学部材の入射光面近傍の端部を前記ガイドレールの近傍で前記基台により支持し、
前記第２の光学部材の射出光軸と前記第３の光学部材の入射光軸の近傍で、これらの光軸と平行に前記ガイドレールを配置して前記基台により支持し、
前記第２の光学部材の射出光面近傍の端部を前記ガイドレール近傍で前記第１の移動ベースにより保持し、
前記第３の光学部材の入射光面近傍の端部を前記ガイドレール近傍で前記第２の移動ベースにより保持した、撮像装置。
（２）光束が入射光面から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し射出光面から外部へ射出するように構成した、外形が屈曲した、順次配列された第１、第２、第３の光学部材を有するズーム光学系と、前記ズーム光学系により結像された被写体像を撮像する撮像素子と、前記第２の光学部材を保持して移動する第１の移動ベースと、前記第３の光学部材を保持して移動する第２の移動ベースと、前記第１、第２の移動ベースの移動方向を規制するガイドレールと、前記第１の光学部材と前記ガイドレールと前記撮像素子を支持する基台と、を備えた撮像装置であって、
前記第１の光学部材の射出光面と前記第２の光学部材の入射光面を対向配置し、前記第２の光学部材の射出光面と前記第３の光学部材の入射光面を対向配置し、前記第３の光学部材の射出光面と前記撮像素子を対向配置し、
前記第２の光学部材の射出光軸と前記第３の光学部材の入射光軸を一致させ、
前記第１の光学部材の入射光面近傍の端部を前記ガイドレールの近傍で前記基台により支持し、
前記第２の光学部材の射出光軸と前記第３の光学部材の入射光軸の近傍で、これらの光軸と平行に前記ガイドレールを配置して前記基台により支持し、
前記第１の光学部材の入射光面近傍の端部を前記ガイドレールの近傍で基台により支持し、
前記第２の光学部材の射出光面近傍の端部を、前記ガイドレールからみて前記第３の光学部材の射出光面側で、前記第１の移動ベースにより保持し、
前記第３の光学部材の入射光面近傍の端部を、前記ガイドレールからみて前記第１の光学部材の射出光面側で、前記第２の移動ベースにより保持し、
前記第１の移動ベースにおける前記第２の光学部材の保持位置と、前記第２の移動ベースにおける前記第３の光学部材の保持位置とが、前記ガイドレールに対し線対称の位置とした、撮像装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、“撮像装置”の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、実施例のように固体撮像素子（たとえばＣＣＤ）を有する装置に限定されるものではなく、銀塩カメラにおいても同様に実施することができる。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
図１は、実施例１である“撮像装置”の斜視図であり、同装置は第１，第２，第３の光学部材を用いている。図２は図１のＡ方向から視た図（平面図）、図３は図１のＢ方向から視た図（側面図）である。図４は、各部材の説明用の図であり、図１から、第１，第２，第３の光学部材を取り去った状態を示す図である。図５は、入射光，反射光の基準光軸の説明図である。図６は、入射光，反射光の光路図である。
【００１６】
各図において、１は２個の屈折面（図５における入射光面１ａと射出光面１ｆ）と４個の反射面（図５における１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）が一体的に形成されているプラスチック、あるいはガラス等からなる第１の光学部材（通常のレンズにおける前群ユニットの機能に相当する）であり、その一端部１ｈがベース（基体ともいう）９の取り付け部１６（図４参照）に取り付けネジ１７，１７で固定されている。なお一端部１ｈで取り付ける理由は特に材質がプラスチックの場合、温度変化による膨張，収縮を吸収しようという考えによる。後述するが第２の光学部材２も、第３の光学部材３も同様な考えでそれぞれの一端を固定し、その長手方向（ほぼＣ，Ｄ方向）に膨張収縮可能となっている。また一端部をネジで止めるということは、ネジ止めによる応力が光学性能を要求される部分（１ａから１ｂに至る光路）に悪影響を与えなくする意味でも効果がある。さらに本実施例では材質がプラスチックの場合一端部１ｈの端面１ｉ側にゲート（射出成形の際の注入口）を設けている。これも光学性能を要求される部分にゲートの影響を与えないための配慮である。
【００１７】
２は２個の屈折面（図５における入射光面２ａと射出光面２ｇ）と５個の反射面（図５における２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）が一体的に形成されているプラスチック、あるいはガラス等からなる第２の光学部材（従来のレンズにおけるバリエータ）、３は２個の屈折面（図５における入射光面３ａと射出光３ｇ）と５個の反射面（図５における３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ）が一体的に形成されているプラスチック、あるいはガラス等からなる第３の光学部材（通常のレンズにおけるコンペンセータ）、４は絞り手段（機構の詳細は省略）、５は第１の移動ベースであり、その一端に嵌合穴５ａ，５ａが、他端にはＵ溝５ｂが設けられ、前記５ａ，５ａはベース９の第１のガイドレール止め部１１，１１にネジ１３，１３で取り付けられた第１のガイドレール１５とガタの無いように嵌め合わされ、前記５ｂはベース９の第２のガイドレール止め部１０，１０にネジ１３，１３で取り付けられた第２のガイドレール１４と図２においてＣ，Ｄ方向に自由度を持って嵌め合わされている。この結果後述のステッピングモータ６の駆動力により第１の移動ベース５は、ガイドレール１５に沿ってかつガイドレール１５を基準にして図２のＢ及びＢと反対方向に摺動しながら滑らかに移動できるようになっている。また第１の移動ベース５には嵌合穴５ａ，５ａのほぼ真上（図２における紙面手前方向、図３におけるＥ方向）に第２の光学部材２を接着固定するための接着部分５ｄ（図４）が設けられ、この部分で第２の光学部材２の一端（射出光側）を接着保持することができる。なお図３に示すように第２の光学部材２と第１の移動ベース５とは接着部５ｄでは密着しているがそれ以外の面５ｅ（図４）は５ｄより一段下げているため図３に示すように光学部材２と面５ｅでは隙間ｍが生じている。この理由は前述したごとく環境変化（温度変化等）が生じたとき光学部材２が接着部５ｄを基準としてＣ，Ｄ方向に自由に伸び縮みできるようにするためである。なお図ではあえて隙間ｍを設けたがｍを設けず、５ｄ，５ｅを同一面にしながら５ｄ部だけで接着固定することも可能である。５にはさらにラック部５ｃ（図２，図４参照）が設けられており、第１のステッピングモータ６のスクリュ軸７に噛み合っている。これにより第１のステッピングモータ６が不図示の回路によって駆動されると、前記第１の移動ベース５及びこれに接着固定されている第２の光学部材２が前記ガイドレール１５に沿って送られることとなる。なお第１のステッピングモータ６は第１のアングル８に取り付けられており第１のアングル８はベース９に固定されている。
【００１８】
本実施例では、駆動源としてステッピングモータを用いたが、特にこれにこだわる必要はなく、ＤＣモータや超音波モータ、あるいはボイスコイル駆動等、第１の駆動ベース５、第２の光学部材２を駆動できるものであればどのようなものでも構わない。
【００１９】
１８は第２の移動ベースであり、構造は第１の移動ベース５とほぼ同等である。やはり一端に嵌合穴１８ａ，１８ａが、他端には５ｂ（図４）と同様なＵ溝１８ｂが設けられ、前記１８ａ，１８ａがベース９の第１のガイドレール止め部１１，１１に取り付けられた第１のガイドレール１５とガタの無いように嵌め合わされ、前記１８ｂはベース９の第３のガイドレール止め部１２，１２にネジ１３，１３で取り付けられた第３のガイドレール２２と図２のＣ，Ｄ方向に自由度を持って嵌め合わされている。この結果第１の移動ベース５と同様、第２の移動ベース１８は第１のガイドレール１５を基準としてこれに沿って滑らかに移動することができる。
【００２０】
ここで基準となるガイドレール１５を共通にしたのは、ガイドレール１５が別々の場合に比し以下の▲１▼，▲２▼の利点があるからである。
【００２１】
▲１▼図２におけるＢ方向及びこれと反対方向に光学部材２と光学部材３はズーム移動を行う。この際第２の光学部材２からの射出光軸と、第３の光学部材３への入射光軸（後述の図５における２ｆ〜３ｂの光軸）は移動中及び移動後の停止位置において常に一致していることが高性能ズーム機構にとって必要である。もしガイドレールが別々なら、組立精度，部品ばらつき等により光軸が一致しなくなり性能に悪影響を及ぼす。ガイドレールが共通ならばこのような問題が解消する。
【００２２】
▲２▼部品の削減，組立工数の低減等でコストダウンが達成できる。
【００２３】
第２の移動ベース１８には嵌合穴１８ａ，１８ａのほぼ真上に第３の光学部材３を接着固定するための接着部分１８ｄが設けられ、この部分で第３の光学部材３の一端（入射光側）を接着保持することができる。なお第１の移動ベース５と同様、接着部１８ｄと他の面１８ｅでは所定の段差が設けられている。この理由も同様に環境変化（温度変化等）に対応させるためである。また第２の移動ベース１８にはやはり第１の移動ベース５と同様にラック部１８ｃ（図２，図４参照）が設けられており、第２のステッピングモータ１９のスクリュ軸２０に噛み合っている。これにより第２のステッピングモータ１９が不図示の回路によって駆動されると、前記第２の移動ベース１８及びこれに接着固定されている第３の光学部材３が前記ガイドレール１５に沿って送られることとなる。なお第２のステッピングモータ１９は第２のアングル２１に取り付けられており、第２のアングル２１はベース９に固定されている。
【００２４】
２３は光学ローパスフィルタ、２４はＩＲ（赤外線）カットフィルタ、２５はＣＣＤ（固体撮像素子）であり、それぞれが光学情報を電気信号に変換するために必要とされる周知の手段であるが、図５に示すように、第１の光学部材１，第２の光学部材２，第３の光学部材３を通過してきた光学情報を電気信号に変換するためのものである。なお一般的には光学ローパスフィルタ２３，ＩＲカットフィルタ２４，ＣＣＤ２５は所定の構造体で一体的に結合，取り付けされているがここではこの構造は不図示とする。またＣＣＤ２５は一般的には信号処理回路に接続されるがこの部分も不図示とする。２６はＣＣＤ２５が取り付けられるＣＣＤ取り付け板、２７はこれらをベース９に取り付けるためのアングルであり、３２はアングル２７を図１のＢ方向に絞って形成した突部である。（図２参照、図１においてはＢ方向から見るとへこみ部）。ＣＣＤ取り付け板２６は、ネジ３０，３０、及びバネ座金２９を挟み込んだビス２８にて突部３２に突き当てられた形でアングル２７に結合されている。これは第３の光学部材３の射出面３ｇからの射出光がＣＣＤ２５に入射する際、部品精度，組立誤差等によりＣＣＤ２５の面に垂直に入らない場合があるため、ＣＣＤ２５を傾き調整し所定の入射角度で入射させるためのものである。すなわちネジ２８，３０，３０を適当に締め込んだりゆるめたりすることで突部３２を支点としてＣＣＤ２５を傾けるものである。
【００２５】
ここで第１の移動ベース５の嵌合穴５ａ，５ａのほぼ真上（第２の光学部材２からの射出光軸のほぼ真下。図５において１つの平面上を各光軸は進むが、この平面と２ｆ〜３ｂの光軸の位置で交わる、この平面に垂直な面内、あるいは面内に近傍に第１のガイドレール１５が存在し、かつ第１のガイドレール１５は２ｆ〜３ｂの光軸と略平行である。）で第２の光学部材２を接着固定し、第２の移動ベース１８の嵌合穴１８ａ，１８ａのほぼ真上（第３の光学部材３の入射光軸のほぼ真下）で第３の光学部材３を接着固定する構造とした理由を以下に説明する。
【００２６】
先に述べたごとく、第２の光学部材２，第３の光学部材３を保持する移動ベース５，１８はともに第１のガイドレール１５に嵌合し、これに沿って移動可能に構成されている。
【００２７】
環境に温度変化が生じたとき光学部材２は膨張、あるいは収縮を起こすわけであるが、嵌合穴５ａ，５ａのほぼ真上５ｄでその射出光軸（図５の２ｆからの光線）側を第１の移動ベース５に接着固定されているため、この部分を基準にして、図２のＣ方向に膨張あるいはＤ方向に収縮することとなる。一方第３の光学部材３は嵌合穴１８ａ，１８ａのほぼ真上１８ｄでその入射光軸（図５の３ａに入射する光線）側で接着されているため、この部分を基準にして、図２のＤ方向に膨張し、Ｃ方向に収縮することとなる。すなわち両者は第１のガイドレール１５を基準にお互いに反対方向に膨張，収縮する構造となっている。ガイドレール１５のほぼ真上には第２の光学部材２からの射出光軸及び第３の光学部材３の入射光軸……図５における２ｆから３ｂに至る光軸が存在するため、これは第２の光学部材２からの射出光軸及び第３の光学部材３の入射光軸を基準にお互いに反対方向に膨張，収縮する構造ということになる。この結果、第２の光学部材２からの射出光が温度変化に影響されず常に第３の光学部材３の入射光面３ａ（図５）の同じ位置に入射することができるのである。
【００２８】
一方、第１の光学部材１も第１のガイドレール１５に近い一端部１ｈでベース９からの取り付け部１６に固定されているため、一端部１ｈを基準にほぼＣ方向に膨張し、ほぼＤ方向に収縮することとなる。これは第２の光学部材２と同じ方向の膨張，収縮である。また第１の光学部材１は取り付けネジ１７の位置から射出光面１ｆまでのＣ方向の寸法が４０ｍｍ程度、第２の光学部材２は接着固定部（２ｆからの射出光軸の位置）から入射光面２ａまでのＣ方向の寸法が４５ｍｍ程度、と大差ないため温度変化による両者の膨張収縮量は同程度となっている。これにより射出光面１ｆからの射出光は温度変化に影響されず常に第２の光学部材２の入射光面２ａのほぼ同じ位置に入射することができる。すなわち温度変化による光学性能の劣化を防止できる構造となっている。
【００２９】
なお第３の光学部材３からの射出光（３ｆからの光線）は温度変化によりその位置が、図２中、Ｃ方向あるいはＤ方向にシフトすることとなるが、この光線はＣＣＤ２５に入射する光線であり、ＣＣＤ２５は第３の光学部材３に対しそのＣ方向，Ｄ方向の取り付け位置精度は特に必要ではないため（ラフな精度で可）、問題は生じない。
【００３０】
次にステッピングモータ６及び１９の配置について説明する。
【００３１】
図２において、第１のステッピングモータ６は第１の光学部材１と第２の光学部材２と第３の光学部材３に囲まれた位置に配置されている。また第２のステッピングモータ１９は第２の光学部材２と第３の光学部材３とＣＣＤ２５に囲まれた位置に配置されている。これはそれぞれの場所がちょうど光学部材の配置上のデッドスペースになる場所であり、ここにそれぞれのステッピングモータを配することで全体のスペース効率が上がり装置の小型化に寄与できるのである。さらに、この位置は第１の移動ベース５及び第２の移動ベース１８が移動する際に基準となる第１のガイドレール１５の近傍であり、それぞれの移動ベースを移動させる際にコジリ等の発生も最小限に押さえられる位置であり精度良く光学部材を移動させることができる。
【００３２】
また第２の光学部材２からの射出光かつ第３の光学部材３への入射光（同一光軸……２ｆ〜３ｂの光軸）の近傍に基準となる第１のガイドレール１５が配置されているためズーム移動時のガタ等が２ｆ〜３ｂへの光軸へ及ぼす悪影響を最小限に押さえることができる。ここで共通のガイドレールを図５における１ｅ〜２ｂの光軸近傍に配することもできるが以下の▲３▼の理由で２ｆ〜３ｂの近傍が好ましい。
【００３３】
▲３▼第１の光学部材１は移動することが無くいつも一定の位置にある。これに比し第２の光学部材２及び第３の光学部材３はズーム時、常に移動する。すなわちガタ等による変動要因の多い、２ｆ〜３ｂの光軸近傍に基準とするガイドレール１５を配した方が変動要因を押さえることができ、より高精度なズーム機構とすることができるためである。
【００３４】
前述の構成において、画像をＣＣＤ２５に取り込む際の動作を図５等を用い説明する。ここで図５における各光線の光路は主軸のみを描いてあり、光束の全体の挙動については特願平７−６５１０９号，特願平７−１２３２５６号に開示されているためここでは詳述しない。
【００３５】
図５において、まず被写体３１の像情報が第１の光学部材１の入射光面１ａに入射される。なお第１の光学部材１は前述のごとくプラスチックやガラス等からなるため入射光面１ａで像はその屈折力分、屈折して入射することとなる。またその際不図示の光量検知手段の明るさの情報により不図示の制御手段が絞り機構４を駆動し入射光量を所定の値とする。入射光面１ａから入射した光は反射面１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅで次々と反射を繰り返し射出光面１ｆからやはり屈折力分屈折して外部へ射出する。この光線は次に第２の光学部材２の入射光面２ａに入射するが同様に屈折力分屈折して入射する。第２の光学部材２の反射面２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆで次々と反射を繰り返し射出光面２ｇから屈折力分屈折して光が外部へ射出される。この光線は次に第３の光学部材３の入射光面３ａで屈折光となって第３の光学部材３の内部に入り３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆで順次反射され３ｇから屈折光が外部へ射出される。３ｇからの光はローパスフィルタ２３，ＩＲカットフィルタ２４を通りＣＣＤ２５に結像される。ＣＣＤ２５からの像情報は、不図示の信号処理回路等で信号処理され、最終的には不図示の表示装置に表示される。これを見て操作者は被写体像を所望の画角に合わせるべく不図示の操作装置を操作する。一般的なビデオカメラや電子スチルカメラではズームスイッチでテレあるいはワイド側に操作キーを操作する行為がこれに当たる。また一般的にはズーム動作後オートフォーカス動作が行われるが、制御方法は技術的には周知である。さらにこの間所望の明るさを得るため不図示の制御部が絞り手段４を制御する。
【００３６】
前述の操作者のズームキー操作により第２の光学部材２及び第３の光学部材３がどのように制御されるかを以下に述べる。
【００３７】
操作者がテレ側にキーを操作すると、不図示の制御部からの制御信号によりステッピングモータ６及び１９（図２）が所定の方向に回転駆動させられる。同時にスクリュー７及び２０も回転することとなる。スクリュー７及び２０にはそれぞれ第１の移動ベース５のラック部５ｃ、第２の移動ベース１８のラック部１８ｃが噛み合っている（ネジ嵌合）ため、第２の光学部材２と第３の光学部材３は、図１，図２，図５においてＢ方向に所定量移動させられる。適当な位置で停止すると次に第１の移動ベース５あるいは第２の移動ベース１８がＢ方向あるいはこれと反対方向に微少量移動しＣＣＤ２５上にピントが合うように制御される。なお図２，図５の状態は装置としてワイド端に近い状態の図であり、これ以上ワイド側に装置を操作すると、第２の光学部材２及び第３の光学部材３はＢ方向と反対方向に動くが、その移動量はテレ側に移動させたときに比し少ない。図６に本実施例の光学部材による光線の光路図を示した。光学部材の内部で結像しながら光線の進む状態を参考として示した。なお、テレ，ワイド操作時、複数の屈折面と複数の反射面を有する複数の光学部材の移動による光束の挙動は特願平７−６５１０９号，特願平７−１２３２５６号に記述されているためここでは特に記さない。
【００３８】
なおこれらのズーム動作を行っている間も所定の制御信号により絞り手段４は所定の制御をされていることは特に詳述するまでもない。さらに装置が電子スチルカメラの場合はシャッタが必要であるため、絞り手段４にシャッタ機能を持たせたり、あるいはシャッタ機能を持ったＣＣＤを搭載する、あるいは別途シャッタを設ける等が考えられる。
【００３９】
以上説明したように、本実施例によれば、光束が一つの屈折面から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し別の屈折面から外部へ射出するように構成した光学部材を複数有するズーム光学系と、このズーム光学系のズーム駆動のための駆動手段とを備えた光学装置において、次のａ〜ｄの効果が得られる。
【００４０】
ａ．それぞれの移動ベースへのそれぞれの光学部材の固定を一つの光学部材の射出光が他の光学部材の入射光となる光軸の側で行うとともに、それぞれの移動ベースの基準ガイドレールを共通にし、このガイドレールを前記光軸近傍に配置した。
【００４１】
この結果温度変化による光学部材の膨張，収縮が及びこのための屈折力変化が及ぼす画質への悪影響を除去することができた。
【００４２】
ｂ．それぞれの移動ベースへのそれぞれの光学部材の固定をその一端でかつ前記光軸側で行うことで同様に画質への悪影響を排除できた。
【００４３】
ｃ．光学部材の熱膨張率と、光学部材が取り付けられる移動ベースの熱膨張率とが近い値の場合は、第１の移動ベースへの１つの光学部材の取り付け位置と、第２の移動ベースへの他の光学部材の取り付け位置を共通の基準ガイドに対し対称位置にすることで同様に画質への悪影響を排除できた。
【００４４】
ｄ．移動しない第１の光学部材のベースへの固定位置も、移動する第２，第３の光学部材の第１，第２の移動ベースへのそれぞれの固定位置も基準ガイドレール側に配置することで同様に画質への悪影響を排除できた。
【００４５】
（実施例２）
図７，図８は実施例２である“撮像装置”の平面図，側面図である。図７，図８はそれぞれ実施例１の図２，図３に対応する。実施例１では第２の光学部材２，第３の光学部材３をステッピングモータ（６，１９）とスクリュ（７，２０）を用いて移動させたが、本実施例ではカム送りの構成とし、さらにステッピングモータの配置も変更している。これは実施例１よりもスペース効率をあげるため、特にメカ構造の厚みを減少させるためになされたものである。また第２，第３の光学部材の取り付け方法の変更も行っている。なお図中、実施例１と同一部材は同一番号とし説明は省略する。
【００４６】
１は第１の光学部材（図１の１と同じ）、１０２は第２の光学部材（図１の２に相当）であり、実施例１との違いは、第１の光学部材１のように、その一端に取り付け部１０２ｈが設けられている。これはネジ止めの際締めつけによる応力が光学性能に悪影響を与えないため、というのは先述したが、さらに形状を改善し、本実施例では１０２に対しスリット部１０２ｉ，１０２ｉ，１０２ｉ，１０２ｉを挟んだ形で取り付け部１０２ｈが形成されている（図８参照）。そしてこの取り付け部１０２ｈが第１の移動ベース１０５（図１の５に相当）の立ち上がり部１０５ｆにネジ１５０，１５０でネジ止めされている。
【００４７】
光学性能を必要とする部分に悪影響を与えない取り付け形状として、図９に示すような他の例も考えられる。図９において、２０２は第２の光学部材の第３の実施形態である。２０２ｈは１０２ｈと同様に光学部材２０２の一端に設けられた取り付け部であるが、締めつけ応力の逃げ部としてスリット部１０２ｉの代わりに溝部２０２ｉ，２０２ｉが設けられている。なお図９の形態では図中、Ｆ，Ｇ方向に型を抜くことができる。すなわち型構造も考慮した形態となっている。これは図１における第１の光学部材１，第２の光学部材２，第３の光学部材３も同様に型構造を考慮した形状となっている。また本実施例では光学部材の長手方向の一端部を突出させて取り付け部としているが、締めつけ応力による悪影響を光学性能に与えないためには、光学部材の屈折面あるいは反射面から離れた位置、これらの面と直交方向の位置、具体的には図９において、紙面表方向、あるいは裏方向に取り付け部を突出させてこの部分を被固定部材に取り付ける構造としても、同様な効果がある。
【００４８】
図７に戻り、１０３は第３の光学部材（図１の３に相当）であり、第２の光学部材１０２と同様取り付け部１０３ｈ、及び不図示のスリット部１０３ｉ，１０３ｉ，１０３ｉ，１０３ｉが設けられている。そして第２の移動ベース１１８の立ち上がり部１１８ｆにネジ１５１，１５１でネジ止めされている。なお第２の光学部材１０２，第３の光学部材１０３ともにその取り付け部は基準となる第１のガイドレール１５側に設けてある。これは実施例１と同様、温度による、膨張，収縮を考慮したためである。
【００４９】
さらに本実施例では、第２の光学部材１０２を第１の移動ベース１０５にネジ止めする位置と、第３の光学部材１０３を第２の移動ベース１１８にネジ止めする位置が図７中第１のガイドレール１５を挟んでほぼ対称な位置（ガイドレール１５からの距離もほぼ等しい位置）にある。これは光学部材、移動ベースがともにその材料の熱膨張率がほぼ等しい場合、例えばともに材質がプラスチック材の場合、やはり温度変化による膨張収縮の悪影響を光学性能に与えないための配慮である。具体的に第２の光学部材１０２を例に取って以下に説明する。
【００５０】
例えば温度が上昇したとき第１の移動ベース１０５は第１のガイドレール１５を基準にしてその取り付け部１０５ｆが膨張により図中Ｄ方向にシフトする。ところが第２の光学部材１０２は、その取り付け部１０２ｈを基準にして膨張により図中Ｃ方向（Ｄ方向と反対方向）にシフトする。すなわちお互いにキャンセルする方向に膨張するため結果として光軸２ｆ〜３ｂ（第２の光学部材１０２からの射出光、第３の光学部材１０３への入射光）は第１のガイドレール１５のほぼ真上の位置を常に保つこととなる。温度が下がって収縮する場合でも今度はお互いにキャンセルする方向に収縮するためやはり前記光軸２ｆ〜３ｂは第１のガイドレール１５のほぼ真上から外れることはない。これは第３の光学部材１０３と第２の移動ベース１１８との関係においても同様である。これにより第２の光学部材１０２からの射出光軸は常に第３の光学部材１０３の入射光面の一定の場所に入射することとなり、その光学性能が悪化することはない。
【００５１】
第２の光学部材１０２、第３の光学部材１０３ともに図７においてそれぞれの下面に突部（図７において紙面裏側方向への出っ張り）１０２ｇ，１０２ｇ，１０２ｇ及び１０３ｇ，１０３ｇ，１０３ｇが設けられている。
【００５２】
この理由は以下による。
【００５３】
実施例１において光学部材と移動ベースの固定は接着で行った。製造時には３次元的に光学部材の位置決めを治具で行い接着剤で固定することを想定している。本実施例では例えば第２の光学部材１０２について述べるなら（第３の光学部材１０３についても同様のため）、突部１０２ｇ，１０２ｇ，１０２ｇの精度を出し、この部分を取り付けの基準にするという考えからである。このようにすれば光学部材を移動ベースの上に載せあとはネジ１５０，１５０を締めつけるだけで精度良く移動ベースに固定できることとなる。
【００５４】
なお突部を設ける位置は移動ベース１０５に載せたとき安定するように、長手方向（Ｃ，Ｄ方向）になるべく離した位置、及び短手方向にも（Ｃ，Ｄ方向と直交する方向）なるべく離した位置でトータル３カ所必要である。また必要に応じ移動ベース１０５側に受け面を設け、この部分の精度も出してより高精度に位置決めすることもできる。
【００５５】
また光学部材の材質がガラスである場合は、第２の光学部材１０２について述べるなら、取り付け部１０２ｈが無い形態（実施例１の第２の光学部材２と同様な形状）で前記突部１０２ｇ，１０２ｇ，１０２ｇの少なくとも１カ所を接着固定することも可能である。この場合は位置決め部分を接着固定するためより高精度に位置決め固定されることとなる。
【００５６】
１０６は第２の移動ベース１０５を第１のガイドレール１５に沿って移動させるための第１の駆動モータであり、長穴部１０６ａを備えた舌状のカム部１０６ｃが軸部１２０（図８参照）に結合している。なお長穴部１０６ａは第１の移動ベース１０５に設けられた係合ピン１０５ｇと係合する構造となっており、図７においては、一点鎖線Ｐから一点鎖線Ｑに第１の駆動モータ１０６が回転することで、第１の移動ベース１０５及びこれに固定されている第２の光学部材１０２が図中Ｂ方向に移動することとなる。なお図７において、２点鎖線で描かれたカム部１０６ｃは所定角度だけ駆動モータ１０６が回転したときのそれぞれの位置を表している。
【００５７】
第２の移動ベース１１８及びこれに固定されている第３の光学部材１０３のＢ方向あるいはこれと反対方向への移動は、第２の駆動モータ１１９によるが、第１の駆動モータ１０６と同様１１９には長穴部１１９ａを備えた舌状のカム部１１９ｃが軸部（不図示）に結合し、長穴部１１９ａが第２の移動ベース１１８に設けられた係合ピン１１８ｇと係合する構造となっており、これにより第２の移動ベース１１８及び第３の光学部材１０３がＢ方向あるいはこれと反対方向に移動することができる。なお２点鎖線のカム部１１９ｃは第２の駆動モータ１１９が所定角回動したときのそれぞれの位置を表している。
【００５８】
ここで本実施例における駆動モータ１０６，１１９の配置について説明する。
【００５９】
図７において、第１の駆動モータ１０６は第２の光学部材１０２と第３の光学部材１０３とＣＣＤ２５との間に配置されており、第２の駆動モータ１１９は第１の光学部材１と第２の光学部材１０２と第３の光学部材１０３との間に配置されている。これは実施例１と同様な配置であり、省スペース、装置の小型化を目的とするものである。しかし実施例１ではステッピングモータ６及び１９の配置は単に平面図（図２）において空きスペースへの配置である。本実施例では駆動モータ１０６及び１１９をそのモータ軸方向が図７紙面垂直方向になるように配置し（実施例１では軸の方向は紙面と平行な方向）さらに移動機構にカム機構を採用したことで、実施例１に比し駆動モータ１０６，１１９を図８中Ｅ方向にシフトして配置することができた。この結果、実施例１におけるステッピングモータ６及び１９が配されていた位置が空きスペースとなり、この場所に実装基板を配置する等で、全体のスペース効率も良くなり、より小型化に寄与することができる。なお本実施例ではカム機構を採用したが平歯車，はすば歯車等の輪列を使用し厚みが薄くなるような構成としても同様な効果がある。
【００６０】
以上説明したように、本実施例においても、実施例１と同様の効果が得られる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光束が一方の屈折面から内部に入射し、複数の反射面で反射を繰り返し他方の屈折面から外部へ射出するように構成された外形が屈曲した、順次配列された第１、第２、第３の光学部材を有するズーム光学系と、前記第２の光学部材を保持して移動する第１の移動ベースと、前記第３の光学部材を保持して移動する第２の移動ベースとを備えた撮像装置において、温度変化による光学部材の膨張，収縮及びこれによる屈折力変化等に起因する画像の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１の斜視図
【図２】  実施例１の平面図
【図３】  実施例１の側面図
【図４】  各部材の説明図
【図５】  入射光，反射光の光軸の説明図
【図６】  入射光，反射光の光路図
【図７】  実施例２の平面図
【図８】  実施例２の側面図
【図９】  光学部材の突部の形状例を示す図
【符号の説明】
１  第１の光学部材
２  第２の光学部材
３  第３の光学部材
５  第１の移動ベース
１５  第１のガイドレール
１８  第２の移動ベース
【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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