【手続補正書】
【提出日】平成17年4月26日(2005.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのレンズ群或いは一体化されたレンズ群によって変倍を行う光学系と、光学特性可変光学素子と、該光学特性可変光学素子を駆動する駆動回路と、画像素子を備えた光学装置において、距離の分かった所定の物体を設け、その距離に応じた駆動情報を前記光学特性可変光学素子に加えて、前記物体の像を撮影し、その像のコントラストが実質上最大となる位置に前記画像素子を調整し固定して成ることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
光学特性可変光学素子と、該光学特性可変光学素子を駆動する駆動回路と、撮像素子と、画像処理手段を備えた光学装置において、光学系の回折状態あるいは収差の変化に対応してエンハンスを掛けるようにしたことを特徴とする光学装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明による光学装置は、一つのレンズ群或いは一体化されたレンズ群によって変倍を行う光学系と、光学特性可変光学素子と、該光学特性可変光学素子を駆動する駆動回路と、画像素子を備えた光学装置において、距離の分かった所定の物体を設け、その距離に応じた駆動情報を前記光学特性可変光学素子に加えて、前記物体の像を撮影し、その像のコントラストが実質上最大となる位置に前記画像素子を調整し固定して成ることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
また、本発明による光学装置は、光学特性可変光学素子と、該光学特性可変光学素子を駆動する駆動回路と、撮像素子と、画像処理手段を備えた光学装置において、光学系の回折状態あるいは収差の変化に対応してエンハンスを掛けるようになっていることを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示した実施例に基づき説明する。図１は電子撮像装置として構成された本発明による光学装置の一実施例の概略構成図である。図中、１はレンズ枠、２はレンズ枠１に結合された保持枠、３は保持枠２に取付けられた凹レンズ、４は保持枠２に反射面が凹レンズ３の光軸に対して実質上４５度の角度をなすように取付けられた後述する形状可変ミラー、５は絞り、６は保持枠２に形状可変ミラー４で反射された光束の光軸上に取付けられた凸レンズ、７はレンズ枠１に凸レンズ６の光軸上を移動可能に取付けられた変倍レンズ、８はレンズ枠１に取付けられた非球面の結像レンズ、９は撮像面９ａが結像レンズ８の焦点位置に来るようにレンズ枠１に取付けられた撮像素子、１０は変倍レンズ７の移動量を検出するエンコーダーである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本実施例によれば、物体からの光は、レンズ３より入射し、形状可変ミラー４で反射され、レンズ６，変倍レンズ７及び結像レンズ８を通過して、撮像素子９の撮像面９ａ上に結像し、電子回路１４を介してＴＶモニター１６により物体像が観察される。そして、モータ又は手動で変倍レンズ７を動かすことにより変倍が行われる。この場合、形状可変ミラー４により、物体距離の変動に伴うピント合わせと、変倍時のピント移動が補償され、モニター画面上では常に鮮明な物体像を見ることが出来る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記実施例による光学装置は、例えば、ＴＶカメラ，デジタルカメラ，カムコーダ，監視用カメラ，ロボットの眼等に用いられるが、以下、装置組立後の調整方法について説明する。
装置組立後、先ず、変倍レンズ７を予め定めた基準位置に持って行く。この位置は、精度の良い調整が出来ることから、変倍レンズ７の倍率の絶対値が「１」になるように選ぶと良い。また、撮像素子９は、形状可変ミラー４に解像力チャート１９までの距離（物体距離）に応じた電圧を与えた上で、解像力チャート１９を撮影しながら、撮像素子９を光軸（Ｚ軸）方向に前後させ、チャート像のピント或いはコントラストが最も良くなる位置を見出して、その位置に固定する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
次に、上記とは異なる別の調整方法について説明する。この方法では、解像力チャート１９を基準の距離に固定して置き、変倍レンズ７をＺ方向へ動かして変倍を行い、形状可変ミラー４で物体距離が変化した時のフォーカス，ズーミングに伴うピント移動を補正する場合を考える。
先ず、設計上変倍レンズ７の倍率の絶対値が１になる状態へ変倍レンズ７を移動させる。形状可変ミラー４は、その状態での駆動情報で駆動させる。次に、撮像素子９をＺ方向へ動かして、解像力チャート１９のピントが最良になるように或いはコントラストが略最大になるように、撮像素子９を位置決めする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
次に、変倍レンズ７を広角端，望遠端へ動かし、形状可変ミラー４は夫々の状態に対応する駆動情報で駆動し、その時のピント移動量を調べる。ピント移動量を調べるのには、撮像素子９を前後させて夫々の状態での最良のピントになる撮像素子の位置を調べれば良い。
そして、広角端，望遠端でのピント移動量が、設計上想定される移動量に近づくように、変倍レンズ７を駆動するときの原点をＺ方向へ僅かに動かす。この動き量をΔＺとすると、ΔＺはあらゆるズーム状態に対する変倍レンズ７の位置の補正量となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
このように変倍レンズ７の位置を調整した後で、ズーム状態と物体距離の組合せ毎に解像力チャート１９のピント或いはコントラストが略最良になるように、形状可変ミラー４の駆動情報を最適化し、それらをLUT１３に書き込んで置く。そして、実際の撮像をLUT１３に従って行えば良い。或いは、最適な駆動情報をLUT１３に書き込む代わりに、予め算出してあるLUT１３の中から夫々の状態に対応した最適なLUTの値を選び出し、その番地をROM等に記憶させておいても良い。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
以上述べた一群ズームに対する調整方法は、以下に述べる光学補正型ズーム光学系にも適用することが出来る。
図６はこの型のズーム光学系の一例を示している。この例では、絞り５と固定レンズ２０を挟んで、レンズ６と変倍レンズ７とが一体的に動かされるように構成されている。即ち、レンズ６と変倍レンズ７とは同一のレンズ枠に保持されていて、このレンズ枠が、演算装置１２で制御される駆動回路２１により駆動されるステッピングモーター２２により、移動せしめられるようになっている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
次に、再び図６を参照して電子撮像系のMTFについて説明する。ズーミングと共に、変倍レンズ７のためのＦナンバーは変化する。殆どの場合、広角端よりも望遠端のＦナンバーの方が暗くなる。ところが、Ｆナンバーが暗くなると、光の回折現象によりMTFが低下してしまう。この影響は、撮像素子９の１画素の寸法が４μｍ以下の場合に、特に目立ってくる。そこで、本発明では、Ｆナンバーの低下と共に画像に掛けるエンハンス量を強くすることで、MTFの低下を補正するようにしている。この実施例の場合には、撮像素子９で得た画像情報は、電子回路１４でデジタル化され、画像処理機能を有する演算装置１２でエンハンス処理される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
図５２は、本発明にかかる形状可変ミラーの更に他の実施例を示す概略構成図である。本実施例では、デジタルカメラに用いられるものとして説明する。なお、図中、１１５は、光学系の変倍或いはズームを行うための操作釦である。
本実施例の形状可変ミラー４は、アクリルエラストマー等の有機材料からなる電歪材料４ｈと間を隔てて分割電極４ｄを設け、電歪材料４ｈの上に順に電極４ｃ、変形可能な基板４ｂを設け、更にその上に入射光を反射するアルミニウム等の金属からなる反射面４ａを設けて構成されている。
このように構成すると、分割電極４ｄを電歪材料４ｈと一体化した場合に比べて、反射面４ａの面形状が滑らかになり、光学的に収差を発生させにくくなるというメリットがある。
なお、変形可能な基板４ｂと電極４ｃの配置は逆でも良い。
形状可変ミラー４は、操作釦１１５を押すことにより反射面４ａの形を変形させて、変倍あるいはズーミングを行うことが出来るように演算装置１２を介して制御される。
なお、アクリルエラストマー等の有機材料からなる電歪材料のかわりに既に述べたチタン酸バリウム等の圧電材料を用いてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１，３０                                            レンズ枠
２                                                  保持枠
３，６，８，２０，２３，３７，６１，６３            レンズ
４，４Ａ，４Ｂ，５３                                形状可変ミラー
４ａ，５３ａ                                        反射面
４ｂ，４ｇ                                          基板
４ｃ，４ｄ，４ｆ，５７，５８，２９ａ，２９ｂ，３０ａ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ
電極
４ｅ，４ｅ'                                         圧電素子
４ｅ-1，４ｅ-2，４ｈ                                電歪材料
５                                                  絞り
７                                                  変倍レンズ
９                                                  撮像素子
１０                                                エンコーダー
１１，２１                                          駆動回路
１２                                                演算装置
１３                                                LUT
１４                                                電子回路
１５                                                記憶装置
１６                                                ＴＶモニター
１７                                                温度センサー
１８                                                湿度センサー
１９                                                解像力チャート
２２，２８                                          モーター
２４，２５，４１                                    プリズム
２６                                                ミラー
２７                                                接眼レンズ
２９                                                枠
３１                                                電源
３２                                                ストロボ
３３，３４，３５                                    駆動用制御回路
３６                                                板ばね
３６ａ                                              スリット
３８                                                絶縁板
３９                                                接写用補助レンズ
３９ａ                                              平板部分
４０                                                外装壁
４２                                                液晶表示素子
４３                                                振れセンサー
４４                                                可変抵抗器
４５                                                距離センサー
４６                                                永久磁石
４７                                                コイル
４９                                                制御系
５０                                                撮像ユニット
５１，５５                                          マイクロポンプ
５２                                                流体
５４                                                液溜
５６                                                振動板
５９，６０                                          弁
６１，７６，９０，９８，１０３，１０６，１０８      可変焦点レンズ
６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ                      レンズ面
６４，６５，７３，７４，８４，８５，８７，８８，９０，１０１，１０４，１０５                                                        透明電極
６６                                                高分子分散液晶層
６７                                                スイッチ
６８                                                交流電源
６９                                                可変抵抗器
７０                                                液晶分子
７１                                                高分子セル
７２                                                可変焦点回折光学素子
７５                                                可変焦点眼鏡
７９，８０                                          配向膜
８１                                                液晶層
８２                                                液晶分子
８３                                                可変偏角プリズム
８６                                                可変焦点ミラー
８９                                                反射膜
９１                                                透明部材
９２                                                透明物質
９３                                                ゼリー状物質
９４                                                直流電源
９５                                                シリンダー
９６                                                抑止部材
９７                                                変形可能部材
１００                                              弾性体
１０２，１０７                                      圧電材料
１０２Ａ，１０２Ｂ                                  薄板
１０９，１１０                                      透明弾性体
１１１                                              アゾベンゼン
１１２                                              透明スペーサー
１１３，１１４                                      紫外光源
１１５                                              操作釦