JP2002190971A

JP2002190971A - 光学装置

Info

Publication number: JP2002190971A
Application number: JP2000388165A
Authority: JP
Inventors: Kimihiko Nishioka; 公彦西岡
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】小型、軽量で機能のグレードアップ、拡張性に
富むデジタルカメラ及びそのシステム等の光学装置を提
供する。【解決手段】単体で撮像可能であり、かつ、表示装置を
備えないカード型のデジタルカメラ（以下デジカメと略
記）１と、表示装置２を有し、カード型デジカメ１を接
続可能なケース３とで、撮像および表示が可能なデジカ
メを構成するようになっている。表示装置２が不要な場
合には、カード型デジカメ１単体で撮像することで、軽
量なデジカメとなり、表示装置２が必要な場合には、ケ
ース３と組合せて使用することができる。また、技術の
進歩とともにデジカメに内蔵される固体撮像素子が高画
素化等しても、カード部分をグレードアップしたものに
交換すればよく、装置全体を陳腐化させずに済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】これまでのデジタルカメラは、画像表示
装置と撮像レンズ、固体撮像装置が一つの箱体に固定的
に収められた構成となっているため、コンパクトになら
ず重いという欠点や、固体撮像素子が高画素化していく
こと等により、すぐに装置全体としての機能が陳腐化し
てしまうという欠点があった。また、携帯電話、携帯情
報端末、カプセル内視鏡、その他の内視鏡等において
は、小型、軽量、低消費電力の撮像系が望まれている
が、レンズ等でできた光学系をモータで駆動する従来の
方法を用いて撮像系を構成したのでは、大型で重く、消
費電力が大きくなってしまうという欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、こ
の点に鑑みてなされたものであり、小型、軽量で機能の
グレードアップ、拡張性に富むデジタルカメラ及びその
システム等の光学装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、例
えば、単体で撮像可能な電子撮像装置と、前記電子撮像
装置と接続可能な、表示装置を有するケースと、を含む
電子撮像システムである。

【０００５】また、本発明の光学装置は、例えば、静電
気力、電磁力、圧電効果、流体の圧力、電場、磁場、電
磁波、温度変化のうちの少なくとも２つを用いた光学特
性可変光学素子である。

【０００６】また、本発明の光学装置は、例えば、光学
特性可変光学素子を有する携帯電話である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明の光学装置の一実施例に
係るデジタルカメラの一つの使用状態を示す部分斜視
図、図２は本実施例に係るデジタルカメラの他の使用状
態を示す斜視図である。本発明の光学装置は、例えば、
図１に示すような、単体で撮像可能であり、かつ、表示
装置を備えないカード型のデジタルカメラ（以下デジカ
メと略記）１と、図２に示すような、表示装置２を有
し、カード型デジカメ１を接続可能なケース３とで、撮
像および表示が可能なデジカメを構成するようになって
いる。なお、図１中、４はシャッターボタン、５は光学
ファインダー、６は撮像する人の眼、７は被写体、８は
撮像系、９はケースと電気的に接続するための接点を示
し、図２中、１０は物体面側に向けてケースに設けたス
トロボを示している。

【０００８】本実施例によれば、カード型デジカメ１だ
けを用いて、撮像専用のデジカメとして機能させて撮像
することができる。また、カード型デジカメ１は、ケー
ス３に収納でき、収納した状態でも撮像することができ
る。また、この場合には撮像した画像を表示装置２に表
示させて観察することができる。このため、表示装置２
が不要な場合には、カード型デジカメ１単体で撮像する
ことで、軽量なデジカメとなり、表示装置２が必要な場
合には、ケース３と組合せて使用することができる。

【０００９】また、本実施例によれば、技術の進歩とと
もにデジカメに内蔵される固体撮像素子が高画素化等し
ても、カード部分をグレードアップしたものに交換すれ
ばよく、装置全体を陳腐化させずに済む。

【００１０】このことを図３を用いて説明する。図３
は、本実施例に適用可能な本発明に係る光学装置のシス
テム図である。本システムでは、図３の左側に示すそれ
ぞれのカード（即ち、広角レンズカード１、標準レンズ
カード１₀₄、望遠レンズカード１₀₅、ズームレンズカー
ド１₀₆、接写レンズカード１₀₇、複眼薄型カード１₀₃、
立体レンズカード１₀₈、ＶＴＲカメラカード１₀₉、Ｔ
Ｖ、ＦＭカード１₀₂、ＢＳデジタルカード１₁₀、ナビゲ
ーションカード１₁₁、携帯電話カード１₁₂、ＡＵＤＩＯ
カード１₁₃、高画素カード１₀₁、ＭＯＳカード１₁₄、太
陽電池カード１₁₅、広角レンズ・ＡＵＤＩＯカード
１₁₆、広角レンズ・バッテリーカード１₁₇）と、右側の
ケース（即ち、ＬＣＤケース３、高精細ＬＣＤケース２
₀₁、ＬＣＤ・スピーカケース２₀₂、ペーパーディスプレ
イケース２₀₅、有機ＥＬケース２₀₆、太陽電池ケース２
₀₇、追加バッテリーケース２₀₃、フロントコンバージョ
ンレンズケース（接写、広角、望遠）２₀₈、追加メモリ
ーケース２₀₉、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタン
ト）ケース２₁₀、ＴＶ・ＢＳデジタルケース２₁₁、携帯
パソコンケース２₁₂、ラジオケース２₀₄、携帯電話ケー
ス２₁₃、データ転送ケース２₁₄）とを自由に組合せるこ
とによって一つの光学装置を構成することができるよう
になっている。なお、それぞれのカード、ケースは、単
体でも機能するように構成されている。図３は、「カー
ド」と「ケース」との組み合わせ可能な様々な実施例を
示している。本実施例のカード型デジカメ１は、これら
のカードの一つに該当し（図３では、広角レンズカード
を該当させてある）、ケース３はこれらのケースの一つ
に該当する（図３では、ＬＣＤケースを該当させてあ
る）。

【００１１】カード型デジカメに内蔵される固体撮像素
子が高画素化した場合には、既存のケースと組み合わせ
ることが可能な、高画素の固体撮像素子を有するカード
型デジカメ１₀₁を新たに製作すれば、ユーザーは高画素
カード型デジカメ１₀₁のみ購入するだけで、ケース３を
高画素カード型デジカメ１₀₁に組み合わせて使用するこ
とができるので、一つの箱体に撮像装置と表示装置とが
固定で備えつけられた表示装置付き高画素デジカメを購
入するよりも費用が安く済む。

【００１２】また逆に、高画素のＬＣＤが開発され安価
に生産できるようになった場合には、図３に示す高精細
ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を有するケース（高精細Ｌ
ＣＤケース）２₀₁を開発すれば、ユーザーは高精細ＬＣ
Ｄケース２₀₁のみ購入するだけで、カード型デジカメ
１、１₀₁等を、高精細ＬＣＤケース２₀₁と組合せて使用
することができるので、新規に高精細ＬＣＤ付デジカメ
を購入するよりも費用が安く済む。

【００１３】なお、図３において、××カード（１、１
_n但し、ｎ：０１、０２…の番号付）と称するものは、
原則として撮像系が組込まれていて、単体での撮像が可
能に構成されており、さらに各名称のような機能も含ま
れている。また、××ケース（３、２_n但し、ｎ：０
１、０２…番台の番号付）と称するものには、原則とし
て表示装置が組み込まれており、さらに、各名称に示す
ような機能も果たすように構成されている。

【００１４】ただし、上記のカードのうちで、撮像機能
なしでも機能するものには撮像系を備えない構成として
もよい。例えば、ＴＶ・ＦＭカード１₀₂などがこれに該
当する。ＴＶ・ＦＭカード１₀₂は、ＴＶ・ＦＭ・ＡＭ等
の各種放送の受信機能を有して構成されており、例え
ば、ＬＣＤ・スピーカケース２₀₂と組合せることによっ
て音声付のＴＶ画像を見ることができるようになってい
る。

【００１５】また、追加バッテリーケース２₀₃のように
表示装置なしでも単体で機能する（この場合はバッテリ
ーとして機能する）ケースについては表示装置を備えな
い構成としてもよい。追加バッテリーケース２₀₃は、長
時間の撮像がカードとの組合せで実現できるように追加
のバッテリーを供給するように構成されたケースであ
る。また、太陽電池ケース２₀₇も太陽電池を介して電流
を供給するように構成されたケースである。

【００１６】また、ラジオケース２₀₄のように、カード
を組み合わせることなくケース単体で機能させてもよ
い。ラジオケース２₀₄は、ＦＭ・ＡＭ・ＳＷ等のラジオ
として、ケース単体で機能するように構成されている。

【００１７】また、表示装置を備えたケースとしては、
各カードを包むことができるペーパーディスプレイを備
えた構成としてもよい。ペーパーディスプレイケース２
₀₅は、表示装置としての機能の他に、通常のカメラの皮
革あるいは布製のケースのようにカードを外的ショック
から守る役目も果たしている。図４に、ペーパーディス
プレイケース２₀₅とカード型デジカメ１とを組合せた状
態を示す。ペーパーディスプレイケース２₀₅は、その内
部にカード型デジカメ１を収納した状態でも撮像できる
ように構成されている。なお、図４中２２はペーパーデ
ィスプレイ、２３は凸ボタン、２４は凹ボタンを示して
いる。ボタン２３とボタン２４を嵌め合わせることで、
内部に収納したカード１が外部に飛び出さないように固
定することができるようになっている。

【００１８】そして、図３に示す、各カード、ケース
は、パーソナルコンピュータ（以下、パソコン）に直接
接続できるように構成してもよい。そのように構成すれ
ば、パソコンを介して接続した画像、文字、音声、電源
等の処理、蓄積、転送等が可能になる。なお、カードと
ケースの接続は、第１実施例として用いた図１，２のデ
ジタルカメラの例では、機械的な接触式の接点を前提と
した構成で説明したが、これに限らず、カードとケース
とが、ケーブルによる接続（赤外）光による光通信接
続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等による無線接続等で接続され
るように構成してもよい。

【００１９】また、複眼薄型カード１₀₃は、特にカード
の厚さを薄型に構成したカード型デジカメで、撮像系に
複眼を用いることによって厚さを薄くしている。図５は
複眼薄型カードの一実施例を示す説明図である。本実施
例の複眼薄型カード₀₃は、カード内部に固体撮像素子２
０の物体側に４つのレンズ２４を近接配置して構成され
ている。但し、図５においては、紙面の奥側に２つのレ
ンズが隠れており見えていない。

【００２０】本実施例の複眼薄型カード１₀₃によれば、
レンズ２４を介して４つに分割された倒立像が固体撮像
素子２０の上に形成されるが、その後のパソコンなどの
画像処理手段を介して画像処理によって４つに分割され
た倒立像を１つにつなぎあわせることで、通常の光学系
を配置したカードを用いた場合と同様の画像が得られ
る。本実施例の複眼薄型カード１₀₃のレンズ構成は、本
発明の撮像装置や、光学製品内部の撮像系すべてに適用
でき、例えば、図１の撮像系８や、後述の図７に示す撮
像系８に用いることができる。

【００２１】図６は本発明の光学装置の他の実施例を示
す斜視図である。本実施例の光学装置は、図１〜３に示
したシステムを構成する「カード」と「ケース」をそれ
ぞれ２つの箱型の形状に形成して構成されている。図６
中、３１は撮像ボックスＡであり、図１〜３のカード型
デジカメ１と同様の機能を有し、３２は表示ボックスＢ
であり、図１〜３のカード３と同様の機能を有してい
る。その他、図６中、図１〜２と同様の構成部材には同
じ番号を付し説明は省略する。なお、Ａ，Ｂの両ボック
スは、互いにネジ、バヨネット等を介して接続可能に構
成されている。また、ボックスＡは単体でも、ボックス
ＡとボックスＢとが接続した状態でも撮像できるように
構成されている。また、Ａ，Ｂの両ボックスは、図３の
「ケース」，「カード」に相当する機能を有する様々な
バリエーションのボックスとして構成することが可能で
ある。

【００２２】図７は本発明の光学装置のさらに他の実施
例を示す概略構成図である。本実施例の光学装置は、撮
像系８を有する携帯電話４０を構成している。撮像系８
としては後述する光学特性可変素子を含むように構成す
ると良い。光学特性可変素子を用いれば、フォーカス、
あるいはズームを行う場合に、モータを用いてレンズを
移動させる場合に比べて低消費電力で済むからである。
撮像系８としては、例えば、後述する図２６の撮像ユニ
ット１０４、図３４の電子撮像装置２０１、図３３の可
変焦点レンズ１９０等を用いることができる。光学特性
可変素子を含む撮像系８で、花、虫のような近接物体を
接写ができるようにフォーカスして撮影できるようにす
ると良い。

【００２３】なお、撮像系８を携帯電話４０に一体的に
設けるかわりに、外付けの電子撮像装置として構成し、
アダプター式に携帯電話４０に取り付けることができる
ように構成してもよい。また、撮像系８は、デジタルカ
メラ、テレビ電話等に用いてもよい。さらに、撮像系８
は、通常の室内に設置されている固定式の電話に設けて
ももちろん良い。さらにまた、撮像系８は、ＢＳデジタ
ルテレビ、ＢＳデジタルテレビのリモコン、ゲームマシ
ン、ゲームマシンのリモコン、パソコンのマウス、パソ
コンのキーボード、パソコンのモニター等に設けて、画
像入力手段、情報発信手段として用いてもよい。以上の
ような各種装置に光学特性可変光学素子を有する撮像系
８を用いれば、装置を小型化、軽量化、低消費電力化で
きるというメリットがある。

【００２４】図８は本発明の光学装置のさらに他の実施
例に係る、後述する可変焦点レンズ５６を用いた可変焦
点眼鏡５５の説明図である。高年齢の人は眼の焦点調節
作用が弱くなるが、可変焦点レンズ５６付の眼鏡を用い
れば近点から遠点までピントの合った像を見ることがで
き便利である。可変焦点レンズ５６としては、図９に示
す圧電材料を用いたものの他、後述する図２８、図２
９、図３０の実施例等に示された構成のものが利用でき
る。なお、図９中、１６１は流体、１６３は透明基板、
１６８は流体溜めである。

【００２５】図１０は本発明の光学装置に用いられる静
電気力を利用した可変焦点レンズ６２の一実施例を示す
概略構成図である。本実施例の可変焦点レンズ６２は、
透明な部材６０が電圧値により変形することでレンズの
形がかわり、可変焦点が実現できるようになっている。
なお、図１０中１６１は流体、１６３は透明基板、１６
８は流体溜めである。また、透明な部材６０の変形のた
めに、静電気力のかわりに電磁力を用いてもよい。な
お、その点に関しては、可変ミラーの例を用いて後述す
ることとする。

【００２６】図１１は本発明の光学装置のさらに他の実
施例に係る、可変ミラー３０１，３０２を用いたビデオ
プロジェクター（液晶プロジェクターと呼ぶこともあ
る）３０３の概略構成図である。図１１中、３０４はレ
ンズ、３０５は表示デバイス（液晶表示素子、有機ＥＬ
等）、３０６はバックライト、３０７は電子回路、３０
８はノート型パソコン、３０９はスクリーンを示してい
る。本実施例によれば、２枚の可変ミラーを用いている
ので、レンズを動かすことなく、ズーム、フォーカス、
変倍等ができ、便利である。なお、本実施例の構成にお
いては、可変ミラー３０１又は３０２のかわりに可変焦
点レンズ３１０を配置してもよく、少なくとも２つ以上
の光学特性可変光学素子があれば、ズーム、フォーカ
ス、変倍が実現できる。また、可変ミラー３０１、３０
２、可変焦点レンズ３１０としては、本発明の他の実施
例、明細書中で述べている可変ミラー、可変焦点レン
ズ、等が利用できる。

【００２７】次に、可変ミラーについて説明する。図１
２は、本発明の光学装置のさらに他の実施例に係る、光
学特性ミラーを用いたデジタルカメラのケプラー式ファ
インダーの概略構成図である。もちろん、銀塩フィルム
カメラにも使える。まず、光学特性可変ミラー４０９に
ついて説明する。

【００２８】光学特性可変ミラー４０９は、アルミコー
ティングされた薄膜（反射面）４０９ａと複数の電極４
０９ｂからなる光学特性可変ミラー（以下、単に可変ミ
ラーと言う。）であり、４１１は各電極４０９ｂにそれ
ぞれ接続された複数の可変抵抗器、４１２は可変抵抗器
４１１と電源スイッチ４１３を介して薄膜４０９ａと電
極４０９ｂ間に接続された電源、４１４は複数の可変抵
抗器４１１の抵抗値を制御するための演算装置、４１
５、４１６及び４１７はそれぞれ演算装置４１４に接続
された温度センサー、湿度センサー及び距離センサー
で、これらは図示のように配設されて１つの光学装置を
構成している。

【００２９】なお、対物レンズ９０２、接眼レンズ９０
１、及び、プリズム４０４、二等辺直角プリズム４０
５、ミラー４０６及び可変ミラーの各面は、平面でなく
てもよく、球面、回転対称非球面の他、光軸に対して偏
心した球面、平面、回転対称非球面、あるいは、対称面
を有する非球面、対称面を１つだけ有する非球面、対称
面のない非球面、自由曲面、微分不可能な点又は線を有
する面等、いかなる形状をしていてもよく、さらに、反
射面でも屈折面でも光に何らかの影響を与え得る面なら
ばよい。以下、これらの面を総称して拡張曲面という。

【００３０】また、薄膜４０９ａは、例えば、P.Rai-ch
oudhury編、Handbook of Michrolithography, Michroma
chining and Michrofabrication, Volume 2:Michromach
ining and Michrofabrication,P495,Fig.8.58, SPIE PR
ESS刊やOptics Communication, 140巻（1997年）P187〜
190に記載されているメンブレインミラーのように、複
数の電極４０９ｂとの間に電圧が印加されると、静電気
力により薄膜４０９ａが変形してその面形状が変化する
ようになっており、これにより、観察者の視度に合わせ
たピント調整ができるだけでなく、さらに、レンズ９０
１、９０２及び／又はプリズム４０４、二等辺直角プリ
ズム４０５、ミラー４０６の温度や湿度変化による変形
や屈折率の変化、あるいは、レンズ枠の伸縮や変形及び
光学素子、枠等の部品の組立誤差による結像性能の低下
が抑制され、常に適正にピント調整並びにピント調整で
生じた収差の補正が行われ得る。なお、電極４０９ｂの
形は、例えば図１４，１５に示すように、薄膜４０９ａ
の変形のさせ方に応じて選べばよい。

【００３１】本実施例によれば、物体からの光は、対物
レンズ９０２及びプリズム４０４の各入射面と射出面で
屈折され、可変ミラー４０９で反射され、プリズム４０
４を透過して、二等辺直角プリズム４０５でさらに反射
され（図１２中、光路中の＋印は、紙面の裏側へ向かっ
て光線が進むことを示している。）、ミラー４０６で反
射され、接眼レンズ９０１を介して眼に入射するように
なっている。このように、レンズ９０１、９０２、プリ
ズム４０４、４０５、及び、可変ミラー４０９によっ
て、本実施例の光学装置の観察光学系を構成しており、
これらの各光学素子の面形状と肉厚を最適化することに
より、物体面の収差を最小にすることができるようにな
っている。

【００３２】すなわち、反射面としての薄膜４０９ａの
形状は、結像性能が最適になるように演算装置４１４か
らの信号により各可変抵抗器４１１の抵抗値を変化させ
ることにより制御される。すなわち、演算装置４１４
へ、温度センサー４１５、湿度センサー４１６及び距離
サンサー４１７から周囲温度及び湿度並びに物体までの
距離に応じた大きさの信号が入力され、演算装置４１４
は、これらの入力信号に基づき周囲の温度及び湿度条件
と物体までの距離による結像性能の低下を補償すべく、
薄膜４０９ａの形状が決定されるような電圧を電極４０
９ｂに印加するように、可変抵抗器４１１の抵抗値を決
定するための信号を出力する。このように、薄膜４０９
ａは電極４０９ｂに印加される電圧すなわち静電気力で
変形させられるため、その形状は状況により非球面を含
む様々な形状をとり、印加される電圧の極性を変えれば
凸面とすることもできる。なお、距離センサー４１７は
なくてもよく、その場合、固体撮像素子４０８からの像
の信号の高周波成分が略最大になるように、デジタルカ
メラの撮像レンズ４０３を動かし、その位置から逆に物
体距離を算出し、可変ミラーを変形させて観察者の眼に
ピントが合うようにすればよい。

【００３３】また、薄膜４０９ａをポリイミド等の合成
樹脂で製作すれば、低電圧でも大きな変形が可能である
ので好都合である。なお、プリズム４０４と可変ミラー
４０９を一体的に形成してユニット化することができる
が、このユニットは本発明による光学装置の１例であ
る。

【００３４】また、図示を省略したが、可変ミラー４０
９の基板上に固体撮像素子４０８をリソグラフィープロ
セスにより一体的に形成してもよい。

【００３５】また、レンズ９０１、９０２、プリズム４
０４、４０５、ミラー４０６は、プラスチックモールド
等で形成することにより任意の所望形状の曲面を用意に
形成することができ、製作も簡単である。なお、本実施
例の撮像装置では、レンズ９０１、９０２がプリズム４
０４から離れて形成されているが、レンズ９０１、９０
２を設けることなく収差を除去することができるように
プリズム４０４、４０５、ミラー４０６、可変ミラー４
０９を設計すれば、プリズム４０４、４０５、可変ミラ
ー４０９は１つの光学ブロックとなり、組立が容易とな
る。また、レンズ９０１、９０２、プリズム４０４、４
０５、ミラー４０６の一部あるいは全部をガラスで作製
してもよく、このように構成すれば、さらに精度の良い
撮像装置が得られる。

【００３６】なお、図１２の例では、演算装置４１４、
温度センサー４１５、湿度センサー４１６、距離センサ
ー４１７を設け、温湿度変化、物体距離の変化等も可変
ミラー４０９で補償するようにしたが、そうではなくて
もよい。つまり、演算装置４１４、温度センサー４１
５、湿度センサー４１６、距離センサー４１７を省き、
観察者の視度変化のみを可変ミラー４０９で補正するよ
うにしてもよい。

【００３７】次に、可変ミラー４０９の構成について述
べる。

【００３８】図１３は、可変ミラー４０９の他の実施例
を示しており、この実施例では、薄膜４０９ａと電極４
０９ｂとの間に電圧素子４０９ｃが介装されていて、こ
れらが支持台４２３上に設けられている。そして、圧電
素子４０９ｃに加わる電圧を各電極４０９ｂ毎に変える
ことにより、圧電素子４０９ｃに部分的に異なる伸縮を
生じさせて、薄膜４０９ａの形状を変えることができる
ようになっている。電極４０９ｂの形は、図１４に示す
ように、同心分割であってもよいし、図１５に示すよう
に、矩形分割であってもよく、その他、適宜の形のもの
を選択することができる。図中、４２４は演算装置４１
４に接続された振れ（ブレ）センサーであって、例えば
デジタルカメラの振れを検知し、振れによる像の乱れを
補償するように薄膜４０９ａを変形させるべく、演算装
置４１４及び可変抵抗器４１１を介して電極４０９ｂに
印加される電圧を変化させる。このとき、温度センサー
４１５、湿度センサー４１６及び距離センサー４１７か
らの信号も同時に考慮され、ピント合わせ、温湿度補償
等が行われる。この場合、薄膜４０９ａには圧電素子４
０９ｃの変形に伴う応力が加わるので、薄膜４０９ａの
厚さはある程度厚めに作られて相応の強度を持たせるよ
うにするのがよい。

【００３９】図１６は、可変ミラー４０９のさらに他の
実施例を示している。この実施例は、薄膜４０９ａと電
極４０９ｂの間に介置される圧電素子が逆方向の圧電特
性を持つ材料で作られた２枚の圧電素子４０９ｃ及び４
０９ｃ’で構成されている点で、図１３に示された実施
例とは異なる。すなわち、圧電素子４０９ｃと４０９
ｃ’が強誘電性結晶で作られているとすれば、結晶軸の
向きが互いに逆になるように配置される。この場合、圧
電素子４０９ｃと４０９ｃ’は電圧が印加されると逆方
向に伸縮するので、薄膜４０９ａを変形させる力が図１
３に示した実施例の場合よりも強くなり、結果的にミラ
ー表面の形を大きく変えることができるという利点があ
る。

【００４０】圧電素子４０９ｃ、４０９ｃ’に用いる材
料としては、例えばチタン酸バリウム、ロッシエル塩、
水晶、電気石、リン酸二水素カリウム（ＫＤＰ）、リン
酸二水素アンモニウム（ＡＤＰ）、ニオブ酸リチウム等
の圧電物質、同物質の多結晶体、同物質の結晶、ＰｂＺ
ｒＯ₃とＰｂＴｉＯ₃の固溶体の圧電セラミックス、二フ
ッ化ポリビニール（ＰＶＤＦ）等の有機圧電物質、上記
以外の強誘電体等があり、特に有機圧電物質はヤング率
が小さく、低電圧でも大きな変形が可能であるので、好
ましい。なお、これらの圧電素子を利用する場合、厚さ
を不均一にすれば、上記実施例において薄膜４０９ａの
形状を適切に変形させることも可能である。

【００４１】図１７は、可変ミラー４０９のさらに他の
実施例を示している。この実施例では、圧電素子４０９
ｃが薄膜４０９ａと電極４０９ｄとにより挟持され、薄
膜４０９ａと電極４０９ｄ間に演算装置４１４により制
御される駆動回路４２５を介して電圧が印加されるよう
になっており、さらにこれとは別に、支持台４２３上に
設けられた電極４０９ｂにも演算装置４１４により制御
される駆動回路４２５を介して電圧が印加されるように
構成されている。したがって、この実施例では、薄膜４
０９ａは電極４０９ｄとの間に印加される電圧と電極４
０９ｂに印加される電圧による静電気力とにより二重に
変形され得、上記実施例に示した何れのものよりもより
多くの変形パターンが可能であり、かつ、応答性も速い
という利点がある。

【００４２】そして、薄膜４０９ａ、電極４０９ｄ間の
電圧の符号を変えれば、可変ミラーを凸面にも凹面にも
変形させることができる。その場合、大きな変形を圧電
効果で行ない、微細な形状変化を静電気力で行なっても
よい。また、凸面の変形には圧電効果を主に用い、凹面
の変形には静電気力を主に用いてもよい。なお、電極４
０９ｄは電極４０９ｂのように複数の電極から構成され
てもよい。この様子を図１７に示した。なお、本願で
は、圧電効果と電歪効果、電歪をすべてまとめて圧電効
果と述べている。従って、電歪材料も圧電材料に含むも
のとする。

【００４３】図１８は、可変ミラー９のさらに他の実施
例を示している。この実施例は、電磁気力を利用して反
射面の形状を変化させ得るようにしたもので、支持台４
２３の内部底面上には永久磁石４２６が、頂面上には窒
化シリコン又はポリイミド等からなる基板４０９ｅの周
縁部が載置固定されており、基板４０９ｅの表面にはア
ルミニウム等の金属コートで作られた薄膜４０９ａが付
設されていて、可変ミラー４０９を構成している。基板
４０９ｅの下面には複数のコイル４２７が配設されてお
り、これらのコイル４２７はそれぞれ駆動回路４２８を
介して演算装置４１４に接続されている。したがって、
各センサー４１５、４１６、４１７、４２４からの信号
によって演算装置４１４において求められる光学系の変
化に対応した演算装置４１４からの出力信号により、各
駆動回路４２８から各コイル４２７にそれぞれ適当な電
流が供給されると、永久磁石４２６との間に働く電磁気
力で各コイル４２７は反発又は吸着され、基板４０９ｅ
及び薄膜４０９ａを変形させる。

【００４４】この場合、各コイル４２７はそれぞれ異な
る量の電流を流すようにすることもできる。また、コイ
ル４２７は１個でもよいし、永久磁石４２６を基板４０
９ｅに付設しコイル４２７を支持台４２３の内部底面側
に設けるようにしてもよい。また、コイル４２７はリソ
グラフィー等の手法で作るとよく、さらに、コイル４２
７には強磁性体よりなる鉄心を入れるようにしてもよ
い。

【００４５】図１９は、可変ミラー４０９のさらに他の
実施例を示している。この実施例では、基板４０９ｅの
下面に薄膜コイル４２８’が設けられ、これに対向して
支持体４２３の内部底面上にコイル４２７が設けられて
いる。そして、薄膜コイル４２８’には必要に応じて適
切な電流を供給するための可変抵抗器４１１、電源４１
２及び電源スイッチ４１３が接続されている。また、各
コイル４２７にはそれぞれ可変抵抗器４１１が接続され
ており、さらに、各コイル４２７と可変抵抗器４１１に
電流を供給するための電源４１２とコイル４２７に流す
電流の方向を変えるための切換え兼電源開閉用のスイッ
チ４２９が設けられている。したがって、この実施例に
よれば、可変抵抗器４１１の抵抗値をそれぞれ変えるこ
とにより、各コイル４２７と薄膜コイル４２８’との間
に働く電磁気力を変化させ、基板４０９ｅと薄膜４０９
ａを変形させて、可動ミラーとして動作させることがで
きる。また、スイッチ４２９を反転しコイル４２７に流
れる電流の方向を変えることにより、薄膜４０９ａを凹
面にも凸面にも変えることができる。この場合、薄膜コ
イル４２８’の巻密度を、図２０に示すように、場所に
よって変化させることにより、基板４０９ｅ及び薄膜４
０９ａに所望の変形を与えるようにすることもできる。
また、図２１に示すように、コイル４２７は１個でもよ
いし、また、これらのコイル４２７には強磁性よりなる
鉄心を挿入してよい。また、支持台４２３により形成さ
れる空間内へ磁性流体を充填すれば、電磁気力はさらに
強くなる。

【００４６】図２２は、可変ミラー４０９のさらに他の
実施例を示している。この実施例では、基板４０９ｅは
鉄等の強磁性体で作られており、反射膜としての薄膜４
０９ａはアルミニウム等からなっている。この場合、薄
膜コイルを設けなくてもすむから、例えば図１９に示し
た実施例に比べると、構造が簡単で、製造コストを低減
することができる。また、電源スイッチ４１３を切換え
兼電源開閉用スイッチ４２９（図１９参照）に置換すれ
ば、コイル４２７に流れる電流の方向を変えることがで
き、基板４０９ｅ及び薄膜４０９ａの形状を自由に変え
ることができる。図２３はこの実施例におけるコイル４
２７の配置を示し、図２４はコイル４２７の他の配置例
を示しているが、これらの配置は、図１８及び図１９に
示した実施例にも適用することができる。なお、図２５
は、図１８に示した実施例において、コイル４２７の配
置を図２４に示したようにした場合に適する永久磁石４
２６の配置を示している。すなわち、図２５に示すよう
に、永久磁石４２６を放射状に配置すれば、図１８に示
した実施例に比べて、微妙な変形を基板４０９ｅ及び薄
膜４０９ａに与えることができる。また、このように電
磁気力を用いて基板４０９ｅ及び薄膜４０９ａを変形さ
せる場合（図１８、図１９及び図２２の実施例）は、静
電気力を用いた場合よりも低電圧で駆動できるという利
点がある。

【００４７】以上いくつかの可変ミラーの実施例を述べ
たが、ミラーの形を変形させるのに、図１７の例に示す
ように、２種類以上の力を用いてもよい。つまり静電気
力、電磁力、圧電効果、磁歪、流体の圧力、電場、磁
場、温度変化、電磁波等のうちから２つ以上を同時に用
いて可変ミラーを変形させてもよい。つまり２つ以上の
異なる駆動方法を用いて光学特性可変光学素子を作れ
ば、大きな変形と微細な変形とを同時に実現でき、精度
の良い鏡面が実現できる。そしてこの考え方は以下に述
べる可変焦点レンズにも適用できる。

【００４８】図２６は本発明のさらに他の実施例に係
る、可変ミラー１０１を用いた撮像系、例えば携帯電話
のデジタルカメラ、カプセル内視鏡、電子内視鏡、パソ
コン用デジタルカメラ、ＰＤＡ用デジタルカメラ等に用
いられる撮像系の概略構成図である。本実施例の撮像系
は、可変ミラー１０１と、レンズ１０２と、固体撮像素
子２０と、制御系１０３とで一つの撮像ユニット１０４
を構成している。本実施例の撮像ユニット１０４では、
レンズ１０２を通った物体からの光は可変ミラー１０１
で集光され、固体撮像素子２０の上に結像する。可変ミ
ラー１０１は、光学特性可変光学素子の一種であり、可
変焦点ミラーとも呼ばれている。

【００４９】本実施例によれば、物体距離が変わっても
可変ミラー１０１を変形させることでピント合わせをす
ることができ、レンズをモータ等で駆動する必要がな
く、小型化、軽量化、低消費電力化の点で優れている。
また、撮像ユニット１０４は本発明の撮像系８としてす
べての実施例で用いることができる。なお、図２６で
は、制御系１０３にコイルを用いたトランスの昇圧回路
を含む制御系の構成例を示している。特に積層型圧電ト
ランスを用いると、小型化できてよい。昇圧回路は本発
明においてすべての電気を用いる可変ミラー、可変焦点
レンズに用いることができるが、特に静電気力、圧電効
果を用いる場合の可変ミラー、可変焦点レンズに有用で
ある。

【００５０】図２７は本発明のさらに他の実施例に係
る、可変焦点レンズ１４０を用いた撮像ユニット１４１
の概略構成図である。撮像ユニット１４１は本発明の撮
像系８としてすべての実施例で用いることができる。本
実施例では、レンズ１０２と可変焦点レンズ１４０と
で、撮像レンズを構成している。そして、この撮像レン
ズと固体撮像素子２０とで撮像ユニット１４１を構成し
ている。可変焦点レンズ１４０は、透明な部材１４２と
圧電性のある合成樹脂等の柔らかい透明物質１４３と
で、光を透過する流体あるいはゼリー状物質１４４を挟
んで構成されている。

【００５１】流体あるいはゼリー状物質１４４として
は、シリコンオイル、弾性ゴム、ゼリー、水等を用いる
ことができる。透明物質１４３の両面には透明電極１４
５が設けられており、回路１０３’を介して電圧を加え
ることで、透明物質１４３の圧電効果により透明物質１
４３が変形し、可変焦点レンズ１４０の焦点距離が変わ
るようになっている。従って、本実施例によれば、物体
距離が変わった場合でも光学系をモーター等で動かすこ
となくフォーカスができ、小型、軽量、消費電力が少な
い点で優れている。

【００５２】なお、図２７中、１４６は流体をためるシ
リンダーである。また、透明物質１４３の材質として
は、ポリウレタン、シリコンゴム、アクリルエラストマ
ー、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）等の高分子圧電体、シアン化ビニリデン共重合体、
ビニリデンフルオライドとトリフルオロエチレンの共重
合体等が用いられる。圧電性を有する有機材料や、圧電
性を有する合成樹脂、圧電性を有するエラストマー等を
用いると可変焦点レンズ面の大きな変形が実現できてよ
い。可変焦点レンズには透明な圧電材料を用いるとよ
い。また、これらの材料は圧電効果を用いた可変ミラー
に用いてもよい。その場合には、変形量の大きい可変ミ
ラーができる。

【００５３】なお、図２７の例で、可変焦点レンズ１４
０は、シリンンダー１４６を設けるかわりに、図２８に
示すように、支援部材１４７を設けてシリンダー１４６
を省略した構造にしてもよい。支援部材１４７は、間に
透明電極１４５を挟んで、透明物質１４３の一部の周辺
部分を固定している。本実施例によれば、透明物質１４
３に電圧をかけることによって、透明物質１４３が変形
しても、図２９に示すように、可変焦点レンズ１４０全
体の体積が変わらないように変形するため、シリンダー
１４６が不要になる。なお、図２８，２９中、１４８は
変形可能な部材で、弾性体、アコーディオン状の合成樹
脂または金属等でできている。

【００５４】図２７、図２８に示す実施例では、電圧を
逆に印加すると透明物質１４３は逆向きに変形するので
凹レンズにすることも可能である。なお、透明物質１４
３に電歪材料、例えば、アクリルエラストマー、シリコ
ンゴム等を用いる場合は、透明物質１４３を透明基板と
電歪材料を貼り合わせた構造にするとよい。

【００５５】図３０は可変焦点レンズのさらに他の実施
例に係る、マイクロポンプ１６０で流体１６１を出し入
れし、レンズ面を変形させる可変焦点レンズ１６２の概
略構成図である。マイクロポンプ１６０は、例えば、マ
イクロマシンの技術で作られた小型のポンプで、電力で
動くように構成されている。流体１６１は、透明基板１
６３と、弾性体１６４との間に挟まれている。図３０
中、１６５は弾性体１６４を保護するための透明基板
で、設けなくてもよい。マイクロマシンの技術で作られ
たポンプの例としては、熱変形を利用したもの、圧電材
料を用いたもの、静電気力を用いたものなどがある。

【００５６】図３１はマイクロポンプの一実施例を示す
概略構成図である。本実施例のマイクロポンプ１８０で
は、振動板１８１は静電気力、圧電効果等の電気力によ
り振動する。図３１では静電気力により振動する例を示
しており、図３１中、１８２，１８３は電極である。ま
た、点線は変形した時の振動板１８１を示している。振
動板１８１の振動に伴い、２つの弁１８４，１８５が開
閉し、流体１６１を右から左へ送るようになっている。
このように構成されたマイクロポンプ１８０を、例え
ば、図３０に示す可変焦点レンズに用いるマイクロポン
プ１６０のように、２つ用いればよい。

【００５７】図３２は、マイクロポンプ１８０を用いた
可変ミラーの一実施例を示す概略構成図である。本実施
例の可変ミラー１８８では、反射膜１８９が流体１６１
の量に応じて凹凸に変形することで、可変ミラーとして
機能する。

【００５８】図３３は圧電効果で変形する可変焦点レン
ズの一実施例を示す概略構成図である。本実施例では、
可変焦点レンズ１９０は、２つの可変焦点レンズ１９０
Ａ，１９０Ｂからなる。可変焦点レンズ１９０Ａと可変
焦点レンズ１９０Ｂは、パイプ等の流路を介して連通し
ており、流体１６１が可変焦点レンズ１９０Ａと可変焦
点レンズ１９０Ｂとの間を行ったり来たりするようにな
っている。さらに可変焦点レンズ１９０Ａと可変焦点レ
ンズ１９０Ｂは、それぞれに設けられている弾性体１６
４の変形方向が逆になるように、それぞれの弾性体１６
４に対して異符号の電圧が加わるようになっている。こ
のため、本実施例の可変焦点レンズ１９０によれば、流
体溜め１６８が不要になる点で優れている。また本実施
例の可変焦点レンズ１９０は、二個の可変焦点レンズ１
９０Ａ，１９０Ｂが同時に実現できるため、ズームレン
ズ、広いフォーカス範囲を望む光学系、変倍光学などに
好適である。

【００５９】図３３では、固体撮像素子２０と組合せた
ズーム撮像系（デジタルカメラ、カムコーダ用）の実施
例を示している。なお、可変焦点レンズ１９０Ａ，１９
０Ｂの駆動手段としては、もちろん、圧電効果でなく、
例えば静電気力、電磁力等で可変焦点レンズ１９０Ａ，
１９０Ｂを駆動してもよく、あるいは一方の駆動方式の
みを異ならせてもよい。あるいは、弾性体１６４の表面
に反射膜を設けて、２つの可変ミラーを作ってもよい
し、一方が可変ミラー、もう一方が可変焦点レンズとな
るようにしてもよい。本実施例の基本思想は、同様の用
途に用いられる流体１６１を複数の光学特性可変光学素
子で共有するという考え方であり、従って、３つ以上の
光学特性可変素子を用いて上記のような可変ミラーや可
変焦点レンズを備えた撮像系を構成してもよい。なお、
本実施例において流体１６１の変わりに、図２７の実施
例と同様にゼリー状物質を用いてもよい。

【００６０】なお、静電気力、圧電効果を用いた可変ミ
ラー、可変焦点レンズなどにおいては、駆動用に高電圧
が必要になる場合がある。その場合には、例えば図３１
に示すように、昇圧用のトランス、あるいは圧電トラン
ス等を用いて制御系を構成するとよい。

【００６１】図３４は本発明のさらに他の実施例に係
る、可変ミラー２００を用いた電子撮像装置の概略構成
図である。本実施例の電子撮像装置２０１では、自由曲
面プリズム２０２は光路を紙面内で屈曲させるだけでな
く、紙面に対し垂直な方向（図３４においては紙面の奥
側）にも曲げるように形成されており、電子撮像装置２
０１の厚さＡを薄くする効果を奏している。つまり自由
曲面プリズム２０２では、入射光軸と射出光軸とがネジ
レの関係にある。図３４中、２０３はレンズで、レンズ
面は回転対称面でも、自由曲面でもよい。可変ミラー２
００、自由曲面プリズム２０２、レンズ２０３は、とも
に光学面の形状を拡張曲面に形成すると良い。なお、本
実施例の電子撮像装置２０１は、カード型デジタルカメ
ラにももちろん用いることができる。

【００６２】ここで、可変ミラー２００について詳述す
る。可変ミラー２００の電極２０４に異なる電圧をかけ
ることで反射面２０５は様々な形状に変形しうる。たと
えば、反射光軸の方向を結像状態に向かわせてフォーカ
ス、ズーム等を行うように変形する。しかし、ここで例
えば、図３５に示すように反射光軸の方向を結像状態か
ら大きく異なるように変形させて、入射光を、例えば、
ほぼ、もと来た方向に戻し、固体撮像素子２０に入射す
る光が少なくなるようにすることができる。すると、電
子撮像装置２０１はいわゆるシャッターあるいは絞りと
して動作するため、通常の機械的シャッターを省略でき
るというメリットがある。つまり、本実施例の電子撮像
装置２０１は光量調整作用をも有している。なお、可変
ミラー２００を、図３６に示すように、マイクロポンプ
１６０を併用して反射面２０５を凸面に変形させ光を発
散させて同様の効果を得るように構成してもよい。

【００６３】また、このようにシャッターあるいは絞り
作用を兼用させることは可変ミラーの他に可変焦点レン
ズでも可能である。図３７はシャッターあるいは絞り作
用を兼用させる可変焦点レンズの一実施例を示す概略構
成図である。本実施例の可変焦点レンズは、圧電材料２
１０を備えてなり、高電圧をかけることで強い凹面を作
り光束を発散させてシャッター又は絞りのかわりとする
ようになっている。

【００６４】このような、可変ミラー、可変焦点レンズ
における光量調節あるいは光量減少の効果は、特に固体
撮像素子２０の電荷転送時に行うと、ブルーミングを生
じないようにすることが出来るので、有利である。これ
らの光量を変化させる作用はいずれも光学特性可変光学
素子の光偏光特性の変化に基づいている。

【００６５】図３８は本発明のさらに他の実施例に係
る、異なる駆動方法で動く２つの光学特性可変素子（こ
こでは可変ミラー）２２０，２２１，２２２を用いた車
載用テレビカメラ（自動車に搭載するＴＶカメラ）の概
略構成図である。本実施例の車載用テレビカメラは、Ｔ
Ｖモニター２２３と、電子回路２２４と、２つの自由曲
面プリズム２２５，２２６と、可変ミラー２２０，２２
１とで、画角が可変で、かつ、オートフォーカスの光学
系を構成している。なお、図３８中、２０は固体撮像素
子、１４５は透明電極、２２７は絞り、２２８は反射膜
である。可変ミラー２２０は静電気で駆動させるので応
答が早くオートフォーカスを行い、一方、流体で駆動さ
せる可変ミラー２２１は変形量が大きいので画角の変更
あるいは視野方向の変更を行なうのに用いられる。

【００６６】本実施例のように異なる駆動方法の光学特
性可変素子を異なる機能で用いることで、より便利な光
学装置が実現できる。可変ミラー２２０，２２１と対応
する光学素子（ここでは自由曲面プリズム２２５，２２
６）の面は凹面となっており、このようにすることで可
変ミラーに入射する光線の入射角を小さくすることがで
き、収差補正上有利である。また、自由曲面プリズム２
２５の凹面に透明電極１４５を設けることで、反射膜２
２８を強い凸面に変形させることもでき有利である。こ
のような例えば、透明電極１４５のような透明な電極部
材の設置法は、電磁力、磁歪、圧電効果等を用いたミラ
ーでも利用できる。

【００６７】最後に、本発明で用いる用語の定義を述べ
ておく。

【００６８】光学装置とは、光学系あるいは光学素子を
含む装置のことである。光学装置単体で機能しなくても
よい。つまり、装置の一部でもよい。

【００６９】光学装置には、撮像装置、観察装置、表示
装置、照明装置、信号処理装置等が含まれる。

【００７０】撮像装置の例としては、フィルムカメラ、
デジタルカメラ、ロボットの眼、レンズ交換式デジタル
一眼レフカメラ、テレビカメラ、動画記録装置、電子動
画記録装置、カムコーダ、ＶＴＲカメラ、電子内視鏡等
がある。デジカメ、カード型デジカメ、テレビカメラ、
ＶＴＲカメラ、動画記録カメラなどはいずれも電子撮像
装置の一例である。

【００７１】観察装置の例としては、顕微鏡、望遠鏡、
眼鏡、双眼鏡、ルーペ、ファイバースコープ、ファイン
ダー、ビューファインダー等がある。

【００７２】表示装置の例としては、液晶ディスプレ
イ、ビューファインダー、ゲームマシン（ソニー社製プ
レイステーション）、ビデオプロジェクター、液晶プロ
ジェクター、頭部装着型画像表示装置（ｈｅａｄｍｏ
ｕｎｔｅｄｄｉｓｐｌａｙ：ＨＭＤ）、ＰＤＡ（携帯
情報端末）、携帯電話等がある。

【００７３】照明装置の例としては、カメラのストロ
ボ、自動車のヘッドライト、内視鏡光源、顕微鏡光源等
がある。

【００７４】信号処理装置の例としては、携帯電話、パ
ソコン、ゲームマシン、光ディスクの読取・書込装置、
光計算機の演算装置等がある。

【００７５】撮像素子は、例えばＣＣＤ、撮像管、固体
撮像素子、写真フィルム等を指す。また、平行平面板は
プリズムの１つに含まれるものとする。観察者の変化に
は、視度の変化を含むものとする。被写体の変化には、
被写体となる物体距離の変化、物体の移動、物体の動
き、振動、物体のぶれ等を含むものとする。

【００７６】拡張曲面の定義は以下の通りである。球
面、平面、回転対称非球面のほか、光軸に対して偏心し
た球面、平面、回転対称非球面、あるいは対称面を有す
る非球面、対称面を１つだけ有する非球面、対称面のな
い非球面、自由曲面、微分不可能な点、線を有する面
等、いかなる形をしていても良い。反射面でも、屈折面
でも、光になんらかの影響を与えうる面ならば良い。本
発明では、これらを総称して拡張曲面と呼ぶことにす
る。

【００７７】本発明で使用する自由曲面とは以下の式で
定義されるものである。この定義式のＺ軸が自由曲面の
軸となる。

【００７８】・・・（ａ）ここで、（ａ）式の第１項は球面項、第２項は自由曲面
項である。

【００７９】球面項中、ｃ：頂点の曲率ｋ：コーニック定数（円錐定数）ｒ＝√（Ｘ²＋Ｙ²）である。

【００８０】自由曲面項は、ただし、Ｃ_j（ｊは２以上の整数）は係数である。

【００８１】上記自由曲面は、一般的には、Ｘ−Ｚ面、
Ｙ−Ｚ面ともに対称面を持つことはないが、Ｘの奇数次
項を全て０にすることによって、Ｙ−Ｚ面と平行な対称
面が１つだけ存在する自由曲面となる。また、Ｙの奇数
次項を全て０にすることによって、Ｘ−Ｚ面と平行な対
称面が１つだけ存在する自由曲面となる。

【００８２】また、上記の回転非対象な曲面形状の面で
ある自由曲面の他の定義式として、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項
式により定義できる。この面の形状は以下の式（ｂ）に
より定義する。その定義式（ｂ）のＺ軸がＺｅｒｎｉｋ
ｅ多項式の軸となる。回転非対称面の定義は、Ｘ−Ｙ面
に対するＺの軸の高さの極座標で定義され、ＡはＸ−Ｙ
面内のＺ軸からの距離、ＲはＺ軸回りの方位角で、Ｚ軸
から測った回転角で表せられる。

【００８３】Ｘ＝Ｒ×ｃｏｓ(A) Ｙ＝Ｒ×ｓｉｎ(A) Ｚ＝Ｄ₂ ＋Ｄ₃Ｒｃｏｓ(A)＋Ｄ₄Ｒｓｉｎ(A) ＋Ｄ₅Ｒ²ｃｏｓ(2A)＋Ｄ₆（Ｒ²−１）＋Ｄ₇Ｒ²ｓｉｎ(2A) ＋Ｄ₈Ｒ³ｃｏｓ(3A)＋Ｄ₉（３Ｒ³−２Ｒ）ｃｏｓ(A) ＋Ｄ₁₀（３Ｒ³−２Ｒ）ｓｉｎ(A)＋Ｄ₁₁Ｒ³ｓｉｎ(3A) ＋Ｄ₁₂Ｒ⁴ｃｏｓ(4A)＋Ｄ₁₃（４Ｒ⁴−３Ｒ²）ｃｏｓ(2A) ＋Ｄ₁₄（６Ｒ⁴−６Ｒ²＋１）＋Ｄ₁₅（４Ｒ⁴−３Ｒ²）ｓｉｎ(2A) ＋Ｄ₁₆Ｒ⁴ｓｉｎ(4A) ＋Ｄ₁₇Ｒ⁵ｃｏｓ(5A)＋Ｄ₁₈（５Ｒ⁵−４Ｒ³）ｃｏｓ(3A) ＋Ｄ₁₉（１０Ｒ⁵−１２Ｒ³＋３Ｒ）ｃｏｓ(A) ＋Ｄ₂₀（１０Ｒ⁵−１２Ｒ³＋３Ｒ）ｓｉｎ(A) ＋Ｄ₂₁（５Ｒ⁵−４Ｒ³）ｓｉｎ(3A)＋Ｄ₂₂Ｒ⁵ｓｉｎ(5A) ＋Ｄ₂₃Ｒ⁶ｃｏｓ(6A)＋Ｄ₂₄（６Ｒ⁶−５Ｒ⁴）ｃｏｓ(4A) ＋Ｄ₂₅（１５Ｒ⁶−２０Ｒ⁴＋６Ｒ²）ｃｏｓ(2A) ＋Ｄ₂₆（２０Ｒ⁶−３０Ｒ⁴＋１２Ｒ²−１）＋Ｄ₂₇（１５Ｒ⁶−２０Ｒ⁴＋６Ｒ²）ｓｉｎ(2A) ＋Ｄ₂₈（６Ｒ⁶−５Ｒ⁴）ｓｉｎ(4A)＋Ｄ₂₉Ｒ⁶ｓｉｎ(6A)… ・・・(ｂ) ただし、Ｄ_m（ｍは２以上の整数）は係数である。な
お、Ｘ軸方向に対称な光学系として設計するには、
Ｄ₄，Ｄ₅，Ｄ₆，Ｄ₁₀，Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₁₄，
Ｄ₂₀，Ｄ₂₁，Ｄ₂₂…を利用する。

【００８４】上記定義式は、回転非対称な曲面形状の面
の例示のために示したものであり、他のいかなる定義式
に対しても同じ効果が得られることは言うまでもない。
数学的に同値ならば他の定義で曲面形状を表してもよ
い。

【００８５】なお、自由曲面の他の定義式の例として、
次の定義式（ｃ）があげられる。

【００８６】Ｚ＝ΣΣＣ_nmＸＹ例として、ｋ＝７（７次項）を考えると、展開したと
き、以下の式で表せる。

【００８７】Ｚ＝Ｃ₂ ＋Ｃ₃Ｙ＋Ｃ₄｜Ｘ｜＋Ｃ₅Ｙ²＋Ｃ₆Ｙ｜Ｘ｜＋Ｃ₇Ｘ² ＋Ｃ₈Ｙ³＋Ｃ₉Ｙ²｜Ｘ｜＋Ｃ₁₀ＹＸ²＋Ｃ₁₁｜Ｘ³｜＋Ｃ₁₂Ｙ⁴＋Ｃ₁₃Ｙ³｜Ｘ｜＋Ｃ₁₄Ｙ²Ｘ²＋Ｃ₁₅Ｙ｜Ｘ³｜＋Ｃ₁₆Ｘ⁴ ＋Ｃ₁₇Ｙ⁵＋Ｃ₁₈Ｙ⁴｜Ｘ｜＋Ｃ₁₉Ｙ³Ｘ²＋Ｃ₂₀Ｙ²｜Ｘ³｜＋Ｃ₂₁ＹＸ⁴＋Ｃ₂₂｜Ｘ⁵｜＋Ｃ₂₃Ｙ⁶＋Ｃ₂₄Ｙ⁵｜Ｘ｜＋Ｃ₂₅Ｙ⁴Ｘ²＋Ｃ₂₆Ｙ³｜Ｘ³｜＋Ｃ₂₇Ｙ²Ｘ⁴＋Ｃ₂₈Ｙ｜Ｘ⁵｜＋Ｃ₂₉Ｘ⁶ ＋Ｃ₃₀Ｙ⁷＋Ｃ₃₁Ｙ⁶｜Ｘ｜＋Ｃ₃₂Ｙ⁵Ｘ²＋Ｃ₃₃Ｙ⁴｜Ｘ³｜＋Ｃ₃₄Ｙ³Ｘ⁴＋Ｃ₃₅Ｙ²｜Ｘ⁵｜＋Ｃ₃₆ＹＸ⁶＋Ｃ₃₇｜Ｘ⁷｜・・・（ｃ）また、非球面は、以下の定義で与えられる回転対称非球
面である。

【００８８】Ｚ＝（Ｙ²／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）Ｙ²／Ｒ²｝^1/2］＋ＡＹ⁴＋ＢＹ⁶＋ＣＹ⁸＋ＤＹ¹⁰＋…… ・・・（ｄ）ただし、Ｚを光の進行方向を正とした光軸（軸上主光
線）とし、Ｙを光軸と垂直な方向にとる。ここで、Ｒは
近軸曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…はそ
れぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
この定義式のＺ軸が回転対称非球面の軸となる。

【００８９】また、アナモルフィック面の形状は以下の
式により定義する。面形状の原点を通り、光学面に垂直
な直線がアナモルフィック面の軸となる。

【００９０】Ｚ＝（Ｃｘ・Ｘ²＋Ｃｙ・Ｙ²）／［１＋｛１−（１＋Ｋｘ）Ｃｘ²・Ｘ² −（１＋Ｋｙ）Ｃｙ²・Ｙ²｝^1/2] ＋ΣＲｎ｛（１−Ｐｎ）Ｘ²＋（１＋Ｐｎ）Ｙ²｝⁽ⁿ⁺¹⁾

【００９１】ここで、例としてｎ＝４（４次項）を考え
ると、展開したとき、以下の式(ｅ)で表すことができ
る。

【００９２】Ｚ＝（Ｃｘ・Ｘ²＋Ｃｙ・Ｙ²）／［１＋｛１−（１＋Ｋｘ）Ｃｘ²・Ｘ² −（１＋Ｋｙ）Ｃｙ²・Ｙ²｝^1/2] ＋Ｒ１｛（１−Ｐ１）Ｘ²＋（１＋Ｐ１）Ｙ²｝² ＋Ｒ２｛（１−Ｐ２）Ｘ²＋（１＋Ｐ２）Ｙ²｝³ ＋Ｒ３｛（１−Ｐ３）Ｘ²＋（１＋Ｐ３）Ｙ²｝⁴ ＋Ｒ４｛（１−Ｐ４）Ｘ²＋（１＋Ｐ４）Ｙ²｝⁵ ……(ｅ) ただし、Ｚは面形状の原点に対する接平面からのズレ
量、ＣｘはＸ軸方向曲率、ＣｙはＹ軸方向曲率、Ｋｘは
Ｘ軸方向円錐係数、ＫｙはＹ軸方向円錐係数、Ｒｎは非
球面項回転対称成分、Ｐｎは非球面項回転非対称成分で
ある。なお、Ｘ軸方向曲率半径Ｒｘ、Ｙ軸方向曲率半径
Ｒｙと曲率Ｃｘ，Ｃｙとは、Ｒｘ＝１／Ｃｘ，Ｒｙ＝１／Ｃｙの関係にある。

【００９３】また、トーリック面にはＸトーリック面と
Ｙトーリック面があり、それぞれ以下の式により定義す
る。面形状の原点を通り、光学面に垂直な直線がトーリ
ック面の軸となる。Ｘトーリック面は、Ｆ（Ｘ）＝Ｃｘ・Ｘ²／[１＋｛１−（１＋Ｋ）Ｃｘ²・Ｘ²｝^1/2] ＋ＡＸ⁴＋ＢＸ⁶＋ＣＸ⁸＋ＤＸ¹⁰…… Ｚ＝Ｆ（Ｘ）＋（１／２）Ｃｙ｛Ｙ²＋Ｚ²−Ｆ（Ｘ）²｝・・・(ｆ) 次いで、Ｙ方向の曲率中心を通ってＸ軸の周りで回転す
る。その結果、その面はＸ−Ｚ面内で非球面になり、Ｙ
−Ｚ面内で円になる。Ｙトーリック面は、Ｆ（Ｙ）＝Ｃｙ・Ｙ²／[１＋｛１−（１＋Ｋ）Ｃｙ²・Ｙ²｝^1/2] ＋ＡＹ⁴＋ＢＹ⁶＋ＣＹ⁸＋ＤＹ¹⁰…… Ｚ＝Ｆ（Ｙ）＋（１／２）Ｃｘ｛Ｘ²＋Ｚ²−Ｆ（Ｙ）²｝・・・(ｇ) 次いで、Ｘ方向の曲率中心を通ってＹ軸の周りで回転す
る。その結果、その面はＹ−Ｚ面内で非球面になり、Ｘ
−Ｚ面内で円になる。

【００９４】ただし、Ｚは面形状の原点に対する接平面
からのズレ量、ＣｘはＸ軸方向曲率、ＣｙはＹ軸方向曲
率、Ｋは円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは非球面係数であ
る。なお、Ｘ軸方向曲率半径Ｒｘ、Ｙ軸方向曲率半径Ｒ
ｙと曲率Ｃｘ，ＣｙとはＲｘ＝１／Ｃｘ，Ｒｙ＝１／Ｃｙの関係にある。

【００９５】光学特性可変光学素子とは、可変焦点レン
ズ、可変ミラー、面形状の変わる偏光プリズム、頂角可
変プリズム、光偏向作用の変わる可変回折光学素子、つ
まり可変ＨＯＥ，可変ＤＯＥ等を含む。

【００９６】可変焦点レンズには、焦点距離が変化せ
ず、収差量が変化するような可変レンズも含むものとす
る。可変ミラーについても同様である。要するに、光学
素子で、光の反射、屈折、回折等の光偏向作用が変化し
うるものを光学特性可変光学素子と呼ぶ。

【００９７】情報発信装置とは、携帯電話、固定式の電
話、ゲームマシン、テレビ、ラジカセ、ステレオ等のリ
モコンや、パソコン、パソコンのキーボード、マウス、
タッチパネル等の何らかの情報を入力し、送信すること
ができる装置を指す。撮像装置のついたテレビモニタ
ー、パソコンのモニター、ディスプレイも含むものとす
る。情報発信装置は、信号処理装置の中に含まれる。

【００９８】以上説明したように、本発明の光学装置
は、特許請求の範囲に記載された特徴のほかに下記に示
すような特徴も備えている。

【００９９】（１）前記ケースと前記電子撮像装置とが
接続状態においても撮像可能な請求項１に記載の電子撮
像システム。

【０１００】（２）単体で撮像可能な、表示装置を備え
ない電子撮像装置と、前記電子撮像装置と接続可能な表
示装置を有するケースと、を含む電子撮像システム。

【０１０１】（３）単体で撮像可能な電子撮像装置と、
前記電子撮像装置と一体化可能な表示装置を有するケー
スと、を含む電子撮像システム。

【０１０２】（４）単体で撮像可能なカード型電子撮像
装置と、前記電子撮像装置と接続可能な表示装置を有す
るケースと、を含む電子撮像システム。

【０１０３】（５）単体で撮像可能なカード型電子撮像
装置と、前記電子撮像装置と一体化可能な表示装置を有
するケースと、を含む電子撮像システム。

【０１０４】（６）単体で撮像可能な表示装置を有しな
いカード型電子撮像装置と、前記電子撮像装置と接続可
能な表示装置を有するケースと、を含む電子撮像システ
ム。

【０１０５】（７）単体で撮像可能なボックス型電子撮
像装置と、前記電子撮像装置と接続可能な表示装置を有
するボックスと、を含む電子撮像システム。

【０１０６】（８）単体で撮像可能な表示装置を有しな
いボックス型電子撮像装置と、前記電子撮像装置と接続
可能な表示装置を有するボックスと、を含む電子撮像シ
ステム。

【０１０７】（９）表示装置を有するケースと接続可能
であって、単体、前記ケースと接続状態のいずれにおい
ても撮像可能な電子撮像装置。

【０１０８】（１０）単体、ケースと接続状態のいずれ
においても撮像可能な電子撮像装置と接続可能な、表示
装置を有するケース。

【０１０９】（１１）表示装置を有するボックスと接続
可能な、単体、前記ボックスと接続状態のいずれにおい
ても撮像可能な電子撮像装置。

【０１１０】（１２）単体、ボックスと接続状態のいず
れにおいても撮像可能な電子撮像装置と接続可能な、表
示装置を有するボックス。

【０１１１】（１３）図３の各カード、各ケースの機能
を有する、カード又はケース。

【０１１２】（１４）図３の各カード、各ケースの機能
を有する、ボックスＡ又はボックスＢ。

【０１１３】（１５）圧電材料を用いた可変焦点レン
ズ。

【０１１４】（１６）圧電材料を用いた可変ミラー。

【０１１５】（１７）ポンプと流体を有する可変焦点レ
ンズ。

【０１１６】（１８）ポンプと流体を有する可変ミラ
ー。

【０１１７】（１９）ポンプと流体を有する光学特性可
変光学素子。

【０１１８】（２０）静電気力、電磁力、圧電効果、流
体の圧力、電場、磁場、電磁波、温度変化のうちの少な
くとも２つを用いた可変ミラー。

【０１１９】（２１）静電気力、電磁力、圧電効果、流
体の圧力、電場、磁場、電磁波、温度変化のうちの少な
くとも２つを用いた可変焦点レンズ。

【０１２０】（２２）少なくとも２つ以上の異なる駆動
方法を用いた光学特性可変光学素子。

【０１２１】（２３）流体あるいはゼリー状物質で駆動
される２つ以上の光学特性可変光学素子を有し、前記光
学素子の流体あるいはゼリー状物質同士が互いに連結さ
れていることを特徴とする光学素子。

【０１２２】（２４）光学特性可変光学素子が可変焦点
レンズを含む上記（２３）に記載の光学特性可変光学素
子。

【０１２３】（２５）光学特性可変光学素子が可変焦点
ミラーを含む上記（２３）に記載の光学特性可変光学素
子。

【０１２４】（２６）電圧を昇圧する部材を有する光学
特性可変光学素子。

【０１２５】（２７）静電気力又は圧電効果を用いた上
記（２６）に記載の光学特性可変光学素子。

【０１２６】（２８）光学面の光偏向特性を変化させる
ことで、光量調節作用を有する光学特性可変光学素子。

【０１２７】（２９）光学面の光偏向特性をある使用状
態から大きく変化させることで、光量調節作用を有する
光学特性可変光学素子。

【０１２８】（３０）光学面の形をある使用状態から大
きく変化させることで、光量調節作用を有する光学特性
可変光学素子。

【０１２９】（３１）固体撮像素子の転送時に光学面の
光偏向特性を変化させることで、光量減少作用を有する
光学特性可変光学素子。

【０１３０】（３２）静電気力または圧電効果を用いた
マイクロポンプ。

【０１３１】（３３）上記（３２）に記載のマイクロポ
ンプを有する光学特性可変光学素子。

【０１３２】（３４）可変ミラーと対向する光学素子の
面形状が曲面で、その上に透明な導電部材を設けた可変
ミラー。

【０１３３】（３５）可変ミラーと対向する光学素子の
面形状が凹面で、その上に透明な導電部材を設けた可変
ミラー。

【０１３４】（３６）可変ミラーと対向する光学素子の
面形状が凸面で、その上に透明な導電部材を設けた可変
ミラー。

【０１３５】（３７）圧電性を有する有機材料を用いた
光学特性可変光学素子。

【０１３６】（３８）圧電性を有する合成樹脂を用いた
光学特性可変光学素子。

【０１３７】（３９）有機材料、または合成樹脂を用い
た可変焦点レンズを透明基板で挟んだ可変焦点レンズ。

【０１３８】（４０）圧電性を有する有機材料、または
合成樹脂を用いた可変焦点レンズを透明基板で挟んだ可
変焦点レンズ。

【０１３９】（４１）有機材料、または合成樹脂を用い
た形状が変化する可変焦点レンズを透明基板で挟んだ可
変焦点レンズ。

【０１４０】（４２）光学特性可変光学素子を有する光
学装置。

【０１４１】（４３）上記（２８）〜（３１）に記載の
光学特性可変光学素子を有する撮像装置。

【０１４２】（４４）可変ミラーを有する携帯電話。

【０１４３】（４５）可変焦点レンズを有する携帯電
話。

【０１４４】（４６）変倍機能を有する携帯電話。

【０１４５】（４７）ズーム機能を有する携帯電話。

【０１４６】（４８）フォーカス機能を有する携帯電
話。

【０１４７】（４９）可変ミラーを有する上記（４６）
〜（４８）に記載の携帯電話。

【０１４８】（５０）可変焦点レンズを有する上記（４
６）〜（４８）に記載の携帯電話。

【０１４９】（５１）光学特性可変光学素子と自由曲面
とねじれ光軸を有する撮像装置、又は光学装置。

【０１５０】（５２）レンズと光学特性可変光学素子と
自由曲面とねじれ光軸を有する電子撮像装置又は光学装
置。

【０１５１】（５３）光学特性可変光学素子を有する可
変焦点眼鏡。

【０１５２】（５４）圧電材料を用いた光学特性可変光
学素子を有する可変焦点眼鏡。

【０１５３】（５５）マイクロポンプを用いた光学特性
可変光学素子を有する可変焦点眼鏡。

【０１５４】（５６）静電気力を用いた光学特性可変光
学素子を有する可変焦点眼鏡。

【０１５５】（５７）電磁力を用いた光学特性可変光学
素子を有する可変焦点眼鏡。

【０１５６】（５８）流体またはゼリー状の物質を有す
る、光学特性可変光学素子を有する可変焦点眼鏡。

【０１５７】（５９）流体あるいはゼリー状の物質と透
明電極を有する、光学特性可変光学素子を有する可変焦
点眼鏡。

【０１５８】（６０）異なる駆動方式を用いた光学特性
可変光学素子を複数個有する光学装置。

【０１５９】（６１）異なる駆動方式を用いた光学特性
可変光学素子を複数個有し、それらを異なる機能で使用
する光学装置。

【０１６０】（６２）異なる駆動方式を用いた光学特性
可変光学素子を複数個有し、それらを異なる応答速度で
使用する光学装置。

【０１６１】（６３）異なる駆動方式を用いた可変ミラ
ーを複数個有する光学装置。

【０１６２】（６４）静電気力、電磁力、圧電効果、磁
歪、流体の圧力、電場、磁場、電磁波、温度変化のいず
れかを用いた光学特性可変光学素子を複数個有し、それ
らを異なる機能で使用する光学装置。

【０１６３】（６５）光学特性可変光学素子を有する車
載用撮像装置。

【０１６４】（６６）可変焦点ミラーを有し、フォーカ
ス、ズーム、又は視野方向の変更を行なう車載用撮像装
置。

【０１６５】（６７）可変ミラーと対向する光学素子の
面形状が凹面である光学装置。

【０１６６】（６８）拡張曲面を有する２つ以上の光学
素子と、光学特性可変光学素子を有する光学装置。

【０１６７】（６９）自由曲面を有する２つ以上の光学
素子と、光学特性可変光学素子を有する光学装置。

【０１６８】（７０）自由曲面を有する２つ以上の光学
素子と、複数の光学特性可変光学素子を有する光学装
置。

【０１６９】（７１）光学特性可変光学素子を用いた表
示装置。

【０１７０】（７２）光学特性可変光学素子を用いたビ
デオプロジェクター。

【０１７１】（７３）光学特性可変光学素子を用いた信
号処理装置。

【０１７２】（７４）光学特性可変光学素子を用いた観
察装置。

【０１７３】（７５）光学特性可変光学素子を含む信号
処理装置。

【０１７４】（７６）光学特性可変光学素子を含む情報
発信装置。

【０１７５】（７７）光学特性可変光学素子を含むリモ
コン。

【０１７６】（７８）光学特性可変光学素子を含む電
話。

【０１７７】（７９）保護用の透明部材を光学特性可変
光学素子の少なくとも一方の側に設けた光学特性可変光
学素子。

【０１７８】（８０）有機圧電材料又は圧電性を有する
合成樹脂を用いた可変ミラー。

【０１７９】

【発明の効果】本発明によれば、小型、軽量で安価な機
能拡張容易な光学装置、表示装置、信号処理装置、撮像
装置等が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学装置の一実施例に係るデジタル
カメラの一つの使用状態を示す部分斜視図である。

【図２】図１の実施例に係るデジタルカメラの他の使
用状態を示す斜視図である。

【図３】本実施例に適用可能な本発明に係る光学装置
のシステム図である。

【図４】ペーパーディスプレイケース２０５とカード
型デジカメ１とを組合せた状態を示す説明図である。

【図５】複眼薄型カードの一実施例を示す説明図であ
る。

【図６】本発明の光学装置の他の実施例を示す斜視図
である。

【図７】本発明の光学装置のさらに他の実施例を示す
概略構成図である。

【図８】本発明の光学装置の他の実施例に係る、可変
焦点レンズを用いた可変焦点眼鏡の説明図である。

【図９】圧電材料を用いた可変焦点レンズの例を示す
図である。

【図１０】本発明の光学製品に用いられる静電気力を
利用した可変焦点レンズの概略構成図である。

【図１１】可変ミラー３０１，３０２を用いたビデオ
プロジェクター（液晶プロジェクターと呼ぶこともあ
る）の一実施例を示す概略構成図である。

【図１２】本発明の光学装置のさらに他の実施例を示
す、光学特性ミラーを用いたデジタルカメラのケプラー
式ファインダーの概略構成図である。

【図１３】可変ミラー４０９の他の実施例を示す概略
構成図である。

【図１４】電極４０９ｂの一形態を示す説明図であ
る。

【図１５】電極４０９ｂの他の形態を示す説明図であ
る。

【図１６】可変ミラー４０９のさらに他の実施例を示
す概略構成図である。

【図１７】可変ミラー４０９のさらに他の実施例を示
す概略構成図である。

【図１８】可変ミラー４０９のさらに他の実施例を示
す概略構成図である。

【図１９】可変ミラー４０９のさらに他の実施例を示
す概略構成図である。

【図２０】図１９の実施例における薄膜コイル４２
８’の巻密度の状態を示す説明図である。

【図２１】図９の実施例の変形例を示す概略構成図で
ある。

【図２２】可変ミラー４０９のさらに他の実施例を示
す概略構成図である。

【図２３】図２２の実施例におけるコイル２７の一配
置例を示す説明図である。

【図２４】図２２の実施例におけるコイル２７の他の
配置例を示す説明図である。

【図２５】図１８に示した実施例において、コイル２
７の配置を図２４に示したようにした場合に適する永久
磁石２６の配置を示す説明図である。

【図２６】本発明のさらに他の実施例に係る、可変ミ
ラー１０１を用いた撮像系の概略構成図である。

【図２７】本発明のさらに他の実施例に係る、可変焦
点レンズ１４０を用いた撮像ユニット１４１の概略構成
図である。

【図２８】図２７の撮像ユニットの変形例を示す概略
構成図である。

【図２９】図２８の撮像ユニットの状態説明図であ
る。

【図３０】可変焦点レンズの他の実施例を示す概略構
成図である。

【図３１】マイクロポンプの一実施例を示す概略構成
図である。

【図３２】マイクロポンプを用いた可変ミラーの一実
施例を示す概略構成図である。

【図３３】圧電効果で変形する可変焦点レンズの一実
施例を示す概略構成図である。

【図３４】本発明のさらに他の実施例に係る、可変ミ
ラーを用いた電子撮像装置の概略構成図である。

【図３５】図３４の実施例に用いる可変ミラーの状態
説明図である。

【図３６】図３４の実施例に用いる可変ミラーの変形
例を示す説明図である。

【図３７】シャッターあるいは絞り作用を兼用させる
可変焦点レンズの一実施例を示す概略構成図である。

【図３８】本発明の一実施例で、異なる駆動方法で動
く２つの光学特性可変素子を用いた車載用テレビカメラ
（自動車に搭載するＴＶカメラ）の概略構成図である。

【符号の説明】

１カード型デジカメ２表示装置３ケース４シャッターボタン５光学ファインダー６撮像する人の眼７被写体８撮像系９接点１０ストロボ２０、４０８固体撮像素子２３凸ボタン２４凹ボタン３１撮像ボックスＡ３２撮像ボックスＢ４０携帯電話５５可変焦点眼鏡５６、６２、１４０、１６２、１９０、３１０、１９
０、１９０Ａ、１９０Ｂ、可変焦点レンズ６０、１４２透明な部材１０１、１８８、２００、２２０，２２１、２２２、３
０１、３０２可変ミラー１０２、２０３、３０４レンズ１０３制御系１０３’ 回路１０４、１４１撮像ユニット１４３透明物質１４４ゼリー状物質１４５透明電極１４６シリンダー１４８変形可能な部材１６０、１８０マイクロポンプ１６１流体１６３、１６５透明基板１６４弾性体１６８流体溜め１８１振動板１８２、１８３、４０９ｂ、４０９ｄ電極１８４、１８５弁１８９、２２８反射膜２０１電子撮像装置２０２、２２５、２２６自由曲面プリズム２０５反射面２１０圧電材料２２３ＴＶモニター２２４、３０７電子回路２２７絞り３０５表示デバイス３０６バックライト３０８ノート型パソコン３０９スクリーン４０３撮像レンズ４０４プリズム４０５二等辺直角プリズム４０６ミラー４０９光学特性可変ミラー４０９ａ薄膜４０９ｃ、４０９ｃ’ 圧電素子４０９ｅ基板４１１可変抵抗器４１２電源４１３電源スイッチ４１４演算装置４１５温度センサー４１６湿度センサー４１７距離センサー４２３支持台４２４振れ（ブレ）センサー４２５、４２８駆動回路４２６永久磁石４２７コイル４２８’ 薄膜コイル４２９スイッチ９０１接眼レンズ９０２対物レンズ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 19/02 Ｇ０３Ｂ 19/02 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｈ０４Ｎ 5/232 ＺＦターム(参考） 2H042 DB08 DB14 DD04 DD11 DD12 DD13 DE00 2H054 AA01 2H105 EE00 5C022 AA13 AB15 AB29 AB40 AB43 AB67 AB68 AC02 AC03 AC07 AC22 AC32 AC42 AC54 AC63 AC71 AC73 AC78 AC80

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単体で撮像可能な電子撮像装置と、前記電
子撮像装置と接続可能な、表示装置を有するケースと、
を含む電子撮像システム。
【請求項２】静電気力、電磁力、圧電効果、流体の圧
力、電場、磁場、電磁波、温度変化のうちの少なくとも
２つを用いた光学特性可変光学素子。
【請求項３】光学特性可変光学素子を有する携帯電話。