(57)【要約】      （修正有）【課題】特性の異なる複数の液体レンズを単純に制御することができるレンズ装置を提供する。【解決手段】複数のレンズが形成されるレンズ装置１００であって、表面に同心円状に少なくとも２つの溝が設けられ、第１の溝２１０および第２の溝２２０に、第１および第２の液体が充填される基板２００と、第１の溝および第２の溝に対向して設けられ、第３の液体が充填されるチャンバ３００とを備えるレンズ装置が提供される。チャンバは、第１の溝および第２の溝に対して共通に設けられ、レンズ装置は、チャンバの内圧を制御する圧力制御部５００を更に備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズが形成されるレンズ装置であって、
表面に同心円状に少なくとも２つの溝が設けられ、第１の溝および第２の溝に、第１および第２の液体が充填される基板と、
前記第１の溝および前記第２の溝に対向して設けられ、第３の液体が充填されるチャンバと
を備えるレンズ装置。
【請求項２】
前記チャンバは、前記第１の溝および前記第２の溝に対して共通に設けられ、前記レンズ装置は、前記チャンバの内圧を制御する圧力制御部を更に備える請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記チャンバは、前記第１の溝および前記第２の溝に対してそれぞれ設けられ、
それぞれの前記チャンバの内圧を制御する圧力制御部を更に備える
請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記第２の溝は、前記第１の溝よりも同心円の中心側に設けられ、
前記チャンバの表面には、前記第１の溝および前記第２の溝に対向する位置に、光を透過する第１の窓部および第２の窓部が設けられ、
前記第２の溝の内圧を制御する圧力制御部は、前記第１の窓部および前記第２の窓部の間に設けられる請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記第１の溝の内圧を制御する前記圧力制御部は、前記チャンバの表面において、前記第１の溝の外側に設けられる
請求項４に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第１の溝および第２の溝の一方の内圧を増加させた場合に、他方の内圧を減少させる圧力制御部を更に備える
請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記基板の内部には、前記第１の溝および前記第２の溝を連結する結合部が形成され、
前記圧力制御部は、当該結合部の内部に設けられた可動隔壁を、前記第１の溝または前記第２の溝の方向に移動させることで、前記第１の溝および前記第２の溝の内圧を制御する
請求項６に記載のレンズ装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ装置を介して画像を撮像する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液体界面を屈折面とした可変焦点レンズが注目されている（例えば、特許文献１及び２参照）。このレンズは、混合しない二つの液体の間における界面の形状を、圧力により変化させることで可変焦点を実現する。これら二液の間における界面の操作は、容器に形成されたアパーチャに流れ込む液体の量を制御することによって行う。例えば、レンズに流れ込む流体の量を増減してレンズの曲率を変えることができる。レンズの曲率を変えることで、その焦点距離が変化する。
特許文献１  特開２００９−２１７２４９号公報
特許文献２  特表２００９−５２７７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の二液混合タイプの液体レンズにおいて、一方の液体の圧力を制御することでレンズの特性を制御することができる。また、例えば被写界深度を広げるために、特性の異なる複数のレンズを配列したレンズアレイを用いた撮像系が知られている。この場合、上述した圧力制御のレンズ系をアレイ状に配列すると、圧力制御装置の個数がレンズの個数に応じて増大してしまい、装置規模が増大してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、複数のレンズが形成されるレンズ装置であって、表面に同心円状に少なくとも２つの溝が設けられ、第１の溝および第２の溝に、第１および第２の液体が充填される基板と、第１の溝および第２の溝に対向して設けられ、第３の液体が充填されるチャンバとを備えるレンズ装置が提供される。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係るレンズ装置の断面図である。
【図２】第１実施形態に係るレンズ装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１実施形態に係るレンズ装置を含む光学系１１０の光学特性を示す。
【図４】第１実施形態に係るレンズ装置の変形例を示す。
【図５】第１実施形態に係るレンズ装置の変形例の上面図である。
【図６】第２実施形態に係るレンズ装置の断面図である。
【図７】第２実施形態に係るレンズ装置の裏面図である。
【図８】圧力制御部５００の構成を示すブロック図である。
【図９Ａ】駆動部５２０による液体レンズのレンズ特性の変化を示す、
【図９Ｂ】駆動部５２０による液体レンズのレンズ特性の変化を示す。
【図９Ｃ】駆動部５２０による液体レンズのレンズ特性の変化を示す。
【図１０】本発明の一実施形態に係る撮像装置８００の機能構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、第１実施形態に係るレンズ装置１００の断面図である。本実施形態に係るレンズ装置１００は、表面に同心円状に少なくとも２つの溝が設けられた基板２００と、基板２００に対向して設けられたチャンバ３００とを備える。本例の基板２００の表面には同心円状に２つの溝が設けられる。第１の溝２１０には第１の液体が充填され、第２の溝２２０には第２の液体が充填される。チャンバ３００には第１の溝２１０および第２の溝２２０に対向して第３の液体が充填されてよい。
【０００９】
第１の溝２１０及び第２の溝２２０は、基板２００に同心円状に設けられた隔離部２３０および隔離部２４０の間に形成されてよい。隔離部２３０、２４０は透明なガラスから形成されてよい。隔離部２３０と隔離部２４０との間に形成された第１の溝２１０及び第２の溝２２０の底部には、透明な底部材２５０ｃ、２５０ａが形成されてよい。底部材２５０ｃ、２５０ａは、透明なガラスであってよい。また、基板２００全体が透明なガラスまたは樹脂等で形成されてよい。
【００１０】
チャンバ３００は、第１の溝２１０および第２の溝２２０に対して共通に設けられてよい。つまり、第１の溝２１０及び第２の溝２２０の表面全体に対してひとつのチャンバ３００が形成される。チャンバ３００の外壁３２０は透明なガラスで形成されてよい。外壁３２０において第１の溝２１０及び第２の溝２２０に対向する位置には窓部３３０ｃ、３３０ａが設けられる。窓部３３０ｃ、３３０ａは、透明なガラスであってよい。また、チャンバ３００全体が透明なガラスまたは樹脂等で形成されてよい。
【００１１】
第１の溝２１０に充填されている液体を第１の液体、第２の溝２２０に充填されている液体を第２の液体とする。また、チャンバ３００の内部空間３１０に充填されている液体を第３の液体とする。それぞれの第１の液体および第２の液体と、第３の液体とは、水と油のように接触状態において互いに混合しない材質であってよい。例えば、第１の液体及び第２の液体は、ＰＤＭＳ（Ｐｏｌｙ−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−Ｓｉｌｏｘａｎｅ）であり、第３の液体は、純水である。また、第１の液体及び第２の液体の屈折率と、第３の液体の屈折率とは互いに異なっている。例えば、第１の液体及び第２の液体の屈折率よりも第３の液体の屈折率の方が小さい。
【００１２】
また、第１の液体、第２の液体及び第３の液体のそれぞれの密度は実質的に等しいことが好ましい。第３の液体は、所定の物質を溶解した水溶液であってよい。この場合、第３の液体に溶解させる物質の量を調整することで、第１の液体、第２の液体及び第３の液体の密度を略等しくすることができる。
【００１３】
基板２００の表面２４２の開口端部と表面２３２の開口端部との間の開口部には、レンズ特性の異なる液体レンズが形成される。レンズ特性とは、レンズ面の形状、レンズ面の曲率、焦点距離等の特性を指す。例えば、第１の液体及び第２の液体の屈折率を異ならせることにより、焦点距離の異なる液体レンズが形成される。第１の液体と第３の液体との界面には液体レンズ４１０が形成される。第２の液体と第３の液体との界面には液体レンズ４２０が形成される。
【００１４】
チャンバ３００に充填された液体の圧力を所定の圧力にすると、液体の圧力差と表面張力とがつりあうように、それぞれの液体レンズは上に凸のレンズとなる。チャンバ３００に充填された液体の圧力を徐々に上昇させると、図１において点線で示すレンズ面から実線で示すレンズ面に変化するように、それぞれの液体レンズの曲率が徐々に減少して、やがて基板の表面と略平行になる。
【００１５】
更にチャンバ３００に充填された液体の圧力を増加させると、第１の液体と第３の液体の界面及び第２の液体と第３の液体の界面は、それぞれ第１の溝２１０及び第２の溝２２０側に向かって移動する。当該界面が、更にチャンバ３００に充填された液体の圧力を増加させると、液体の圧力差と表面張力とがつりあうように、それぞれの液体レンズは下に凸のレンズとなる。
【００１６】
また、それぞれの液体レンズの高さは同一であってよく、異なっていてもよい。ここで、液体レンズの高さとは、基板の表面２４２から凸状に形成されたレンズの頂点までの距離を指す。例えば、第１の溝２１０および第２の溝２２０の幅を異ならせることで、液体レンズの高さを異ならせることができる。
【００１７】
レンズ装置１００は、チャンバ３００の内圧を制御する圧力制御部５００を更に有してよい。本例において圧力制御部５００は、チャンバ３００に結合されている。圧力制御部５００は、チャンバ３００内の第３の液体の圧力または体積を変化させる。
【００１８】
圧力制御部５００により、チャンバ３００内の第３の液体の圧力が変化したとき、液体レンズ４１０及び液体レンズ４２０の形状が変形する。つまり、液体レンズ４１０は、第３の液体の圧力の下降に伴ってレンズの高さがさらに高くなって液体レンズ４１２となる。同様に、液体レンズ４２０は、第３の液体の圧力の下降に伴ってレンズの高さがさらに高くなって液体レンズ４２２となる。
【００１９】
本実施形態によれば、同心円状に異なるレンズ特性のレンズを有するレンズ装置１００を提供できる。レンズ装置１００をカメラに用いることで、例えば被写体深度を広くすることができる。また、レンズ装置１００によれば、一回の圧力制御動作により、複数の液体レンズ４１０、４２０の曲率を同時に制御することができる。したがって、複雑な構成を必要とせず、複数の液体レンズのレンズ特性を容易かつ迅速に変更することができる。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るレンズ装置１００のＡ−Ａ断面図である。本実施形態において基板２００は円形であってよい。基板２００には、同心円状に、第２の溝２２０、隔離部２３０、第１の溝２１０、隔離部２４０が順に形成されてよい。基板２００の中心に設けられた第２の溝２２０には第２の液体が充填されており、液体レンズ４２０が形成される。隔離部２３０と隔離部２４０との間に設けられた第１の溝２１０には、第１の液体が充填されており、液体レンズ４１０が形成される。本例において、液体レンズ４１０はドーナツ形状を有してよい。本例において液体レンズ４２０はドーム形状を有してよい。同心円状に形成される溝の数は任意であり、隔離部と溝の幅は同一でなくともよい。
【００２１】
図３は、光学系１１０の光学特性の一例を模式的に示す。光学系１１０は、凸レンズ１８０及びレンズ装置１００を有する。図３には、光軸上の物点から光学系１１０に入射した光線のうち、光軸から異なる位置に入射した３つの光線１２０、光線１３０、光線１４０の軌跡が模式的に示されている。図示されるように、光線１２０、光線１３０、光線１４０はこの順で光軸に近い位置に入射する。
【００２２】
図示されるように、光線１２０は、光学系１１０により、位置１５０で光軸と交差する。また、光線１３０は、位置１５０より光軸方向に光学系１１０から離れた位置１６０で光軸と交差する。そして光線１４０は、光学系１１０から光軸方向に最も離れた位置１７０で光軸と交差する。
【００２３】
図示されるように、光学系１１０による光の拡がりの大きさは、位置１５０から位置１７０の間では略同一の大きさになることが期待される。このように、光学系１１０は過剰補正された球面収差を有しており、光を近軸焦点の位置より実質的に遠くに結像する。このため、光学系１１０によると、光軸方向の像面位置によらず、物点からの光の拡がりの大きさが実質的に略同一となる光軸方向の距離を、球面収差が過剰補正されていない場合に比べて長くすることができる。
【００２４】
このように、物点からの光の拡がりの大きさが実質的に略同一となる光軸方向の距離が長くなると、光学系１１０からのより広い距離範囲に存在する物点からの光について、光の拡がりの大きさが実質的に略同一となる像面位置が存在する。このような像面位置に受光部を設けると、物点までの距離によらず、受光部が設けられた位置における光学的伝達関数が実質的に同一となる。このように、光学系１１０は、上述した収差特性によって、物点からの光に対する光学的伝達関数は物点までの距離によらず略同一となる。
【００２５】
ここでレンズ装置１００において、液界面が平面状に制御され液体レンズ４１０、４２０が形成されない場合、光学系１１０におけるレンズは、凸レンズ１８０のみとなり、光は光軸上の位置１６０の一点で合焦する。圧力制御部５００を制御して、レンズ装置１００に液体レンズ４１０、４２０を形成することにより、光学系１１０は、凸レンズ１８０と液体レンズ４１０、４２０との組み合わせとなり、光軸上に複数の異なる焦点位置が存在するようになる。
【００２６】
このようにして、本実施形態によれば、圧力制御部５００の制御のみで、光学系１１０を通常の凸レンズとして使用するか、凸レンズと液体レンズとの組み合わせとして使用するかを適宜選択することができる。尚、液体レンズ４２０が形成される領域ａの窓部３３０ａは透明材料からなる。領域ｂの隔離部２３０は透明材料からなることが好ましいが、不透明材料からなってもよい。中心から離れた同心円の液体レンズ４１０が形成される領域ｃの窓部３３０ｃは、中心よりの内側部分を光が通過するので、当該部分が透明であればよく、外側部分は不透明であってもよい。
【００２７】
図４は、第１実施形態に係るレンズ装置１００の変形例を示す。本例において、チャンバ３００は、第１の溝２１０および第２の溝２２０に対してそれぞれ設けられる。例えば、チャンバ３００の内部空間を同心円状に仕切る円筒形の仕切板３５０が設けられる。仕切板３５０により、チャンバ３００は、同心円状の複数のチャンバ３１１、３１２に区画される。チャンバ３１１は第１の溝２１０に対向して設けられる。チャンバ３１２は第２の溝２２０に対向して設けられる。
【００２８】
本例において、レンズ装置１００は、チャンバ３１１およびチャンバ３１２の内圧を制御する圧力制御部５００を更に備えてよい。圧力制御部５００は、チャンバ３１１およびチャンバ３１２のそれぞれに対して設けられてよい。それぞれの圧力制御部５００は、チャンバ３１２およびチャンバ３１２の内圧を独立に制御する。
【００２９】
図５は、図４に示したチャンバ３００の上面図を示す。チャンバ３１２の内圧を制御する圧力制御部５００は、チャンバ３００の上面において、窓部３３０ａおよび窓部３３０ｃの間に設けられる。当該圧力制御部５００は、窓部３３０ａおよび窓部３３０ｃの間において、チャンバ３１２と結合される。チャンバ３１１の内圧を制御する圧力制御部５００は、チャンバ３００の上面において、窓部３３０ｃの外側に設けられる。当該圧力制御部５００は、窓部３３０ｃの外側において、チャンバ３１１と結合される。
【００３０】
それぞれの圧力制御部５００の動作を制御する制御信号は、無線方式で圧力制御部５００に送信されることが好ましい。このような配置により、窓部３３０ｃおよび窓部３３０ａ上に部材を設けずに、それぞれのチャンバ３１１およびチャンバ３１２の内圧を制御することができる。
【００３１】
また、それぞれの圧力制御部５００は、第１の溝２１０および第２の溝２２０の内圧を制御してもよい。この場合、圧力制御部５００は、基板２００の裏面に設けられる。第１の溝２１０を制御する圧力制御部５００は、基板２００の裏面において底部材２５０ｃの外側に設けられ、隔離部２４０を貫通する配管を介して、第１の溝２１０に結合される。また、第２の溝２２０を制御する圧力制御部５００は、基板２００の裏面において底部材２５０ｃおよび底部材２５０ａの間に設けられ、隔離部２３０を貫通する配管を介して、第２の溝２２０に結合される。
【００３２】
図６は、第２実施形態に係るレンズ装置６００の断面図である。第１実施形態と同一の機能を有する部材は同一符号で示し、説明を省略する。本実施形態に係るレンズ装置６００は、第１の溝２１０および第２の溝２２０の一方の内圧を増加させた場合に、他方の内圧を減少させる圧力制御部５００を備える点で第１実施形態と異なる。
【００３３】
本実施形態において、隔離部２３０の内部には、第１の溝２１０と第２の溝２２０とを結合する結合部２６０が設けられる。結合部２６０の内部には、結合部２６０内を基板２００の半径方向に移動可能な可動隔壁２７０が設けられる。
【００３４】
可動隔壁２７０は、第１の液体と第２の液体との間で境界をなす。つまり、可動隔壁２７０は、第１の液体と第２の液体とを区切るように作用する。可動隔壁２７０が、基板２００の中心に向かう方向（矢印ａの方向）に移動する場合、第１の溝２１０内の第１の液体の圧力が下降し、第２の溝２２０内の第２の液体の圧力が上昇する。その結果、液体レンズ４１０は下に凸となり、液体レンズ４２０は上に凸となる。一方、可動隔壁２７０が、基板２００の中心から離れる方向（矢印ｃの方向）に移動する場合、第１の溝２１０内の第１の液体の圧力が上昇し、第２の溝２２０内の第２の液体の圧力が減少する。その結果、液体レンズ４１０は上に凸となり、液体レンズ４２０は下に凸となる。
【００３５】
圧力制御部５００は、可動隔壁２７０を結合部２６０内で移動させることで、第１の溝２１０および第２の溝２２０の内圧を制御する。このように、本実施形態に係る圧力制御部５００によれば、同心円状に形成されたレンズのレンズ面の形状を交互に凹凸となるように制御することができる。つまり、断面が凸凹凸となるレンズ系と、断面が凹凸凹となるレンズ系を圧力制御部５００によって形成することができる。
【００３６】
理想的なレンズ系によれば、光軸上の無限遠物点からの光線は、光軸上の一点に結像する。この結像点に像面が位置していれば一点の点像が得られるが、像面を結像点からデフォーカスさせると、点像の広がりは拡大してしまう。
【００３７】
一方、中央に凹レンズのような低結像領域を含むレンズ系の場合、低結像領域以外を通過する光線は、理想レンズ系と同様に光軸上の一点に結像されるものの、低結像領域を通過する光はその点より遠方で光軸と交わる。したがって、本レンズ系によれば、一点の点像が得られるような像面位置は存在せず、光軸上のどの位置に像面をとったとしても、ある程度の広がりを有する点像が得られる。レンズ系による光学伝達関数の逆伝達関数に対応する復元処理を広がった点像に施すことで、広がった点像を実質的に一点に復元することができる。
【００３８】
また、本レンズ系によれば、像面位置をデフォーカスさせても、デフォーカス量に応じた点像の広がりの変化を、理想レンズ系に比べると著しく低減できる。光軸方向の所定範囲内の像面位置で点像の広がりが略一定となれば、その範囲内の像面位置で得られたどの点像も、例えば所定の像面位置に対応する逆伝達関数の復元処理により、近似的に一点となる点像に復元され得る。この場合、本レンズ系は比較的に深い焦点深度を実質的に有している。第２実施形態に係るレンズ装置によれば、低結像領域（凹レンズ）を中央に有するレンズ系を構成することができるので、上記の効果を期待できる。
【００３９】
図７は、基板２００の裏面を示す。基板２００の裏面は、底部材２５０ｃおよび底部材２５０ａが設けられる面を指す。図６に関連して説明したように、隔離部２３０の内部には、第１の溝２１０および第２の溝２２０を結合する結合部２６０が設けられる。また、結合部２６０の内部には、可動隔壁２７０が設けられる。
【００４０】
圧力制御部５００は、基板２００の裏面において、第１の溝２１０に対応する底部材２５０ｃ、および、第２の溝２２０に対応する底部材２５０ａの間に設けられる。圧力制御部５００は、可動隔壁２７０を結合部２６０の内部で移動させることで、第１の溝２１０および第２の溝２２０の内圧を制御する。また、圧力制御部５００は、可動隔壁２７０を、第１の溝２１０または第２の溝２２０に向けてたわませることで、第１の溝２１０および第２の溝２２０の内圧を制御してもよい。
【００４１】
例えば可動隔壁２７０はピエゾ素子であり、圧力制御部５００は、可動隔壁２７０に電圧を印加することで可動隔壁２７０のたわみ量、たわみ方向を制御してよい。また、可動隔壁２７０が、結合部２６０の内部を延伸するピストンロッドに接続されており、圧力制御部５００は、当該ピストンロッドを駆動することで、可動隔壁２７０を移動させてもよい。圧力制御部５００は、油圧等によりピストンロッドを駆動してよい。
【００４２】
なお、結合部２６０および可動隔壁２７０の組み合わせが、基板２００に複数設けられてもよい。例えば結合部２６０は、第２の溝２２０を中心として放射状に複数設けられてよい。圧力制御部５００は、複数の可動隔壁２７０を、同様に制御してよく、また、それぞれの可動隔壁２７０を独立に制御してもよい。
【００４３】
図８は、圧力制御部５００の構成を示すブロック図である。圧力制御部５００は、データを入力するデータ入力部５３０と、データ入力部５３０からの信号を受信し、駆動信号を生成する制御部５１０と、駆動信号を受信して駆動する駆動部５２０とを有する。
【００４４】
入力部５３０に入力されるデータは、作業者が予め入力するデータであってよい。また、液体レンズによって得られる像の解析に基づいて動的に生成されるデータであってよい。制御部５１０は、駆動信号を駆動部５２０に送ることによって駆動部５２０の動作を制御してよい。駆動部５２０は、受信した駆動制御信号に基づいて駆動し、チャンバ３００内の第３の液体の圧力または体積を変化させる。駆動部５２０は、印加電圧に応じて形状を変化させる圧電素子であってよい。
【００４５】
次に、液体レンズを有するレンズ装置の制御について説明する。第１のステップにおいて、入力部５３０にデータが入力される。ここで、データは、被写体までの距離、レンズの焦点距離、各媒質の屈折率、各媒質の内圧、同心円状のレンズの凹凸形状等のデータを含んでよい。第２のステップにおいて、データが制御部５１０に送信され、制御部５１０は、入力データに基づいて駆動部を制御するための信号を生成する。
【００４６】
第３のステップにおいて、信号が駆動部５２０に送信され、駆動部５２０は信号に基づいて駆動素子を駆動する。駆動素子によって媒質の内圧が変化し、液体レンズの焦点距離が変化する。第４のステップにおいて、液体レンズよって得られる像の解析結果が入力部５３０にフィードバックされ、制御部５１０に送られて補正信号が生成される。ステップ５において、駆動部５２０は、補正信号に基づいて、再び駆動素子を駆動する。
【００４７】
図９Ａ〜図９Ｃは、圧力制御部５００の構成例及び動作例を示す。圧力制御部５００は、駆動部５２０および液体格納部５５０を有する。駆動部５２０は、印加する電圧に応じて伸縮して、液体格納部５５０の壁面を押圧するピエゾアクチュエータであってよい。
【００４８】
液体格納部５５０は、第１の液体を格納する。また、液体格納部５５０において、第１の液体を格納する領域は、内部空間３１０に接続される。また、第１の液体を格納する領域の壁面は、駆動部５２０からの押圧力に応じてたわむことができる程度に弾性を有する。
【００４９】
図９Ａは、駆動部５２０に電圧が印加されていない状態を示す。つまり、駆動部５２０は伸長せずに、液体格納部５５０の壁面を押圧しない。このとき、内部空間３１０に充填された第１の液体と第１の溝２１０に充填された第２の液体との界面には、上に凸の液体レンズ４１０が形成されてよい。また、第１の液体と第２の溝２２０に充填された第３の液体との界面には、上に凸の液体レンズ４２０が形成されてよい。
【００５０】
図９Ｂは、駆動部５２０に電圧が印加されて液体格納部５５０の壁面を押圧した状態を示す。液体格納部５５０の壁面が押圧されることで、液体格納部５５０において第１の液体を格納する領域が狭くなり、液体格納部５５０から内部空間３１０に第１の液体が押し出される。このため、内部空間３１０内の第１の液体に所定の第１圧力が印加される。このとき、第１の液体の圧力と、第２の液体の圧力は釣り合って、第１の液体と第２の液体との界面は平坦面となってよい。また、第１の液体の圧力と、第３の液体の圧力が釣り合って、第１の液体と第３の液体との界面は平坦面となってよい。
【００５１】
図９Ｃは、駆動部５２０により大きな電圧が印加されて、液体格納部５５０の壁面をより大きくたわませた状態を示す。このとき、液体格納部５５０から内部空間３１０に、更に多くの第１の液体が押し出される。このため、内部空間３１０内の第１の液体には、第１圧力より高い第２圧力が印加される。このとき、第１の液体と第２の液体との界面には、下に凸の液体レンズ４１０が形成されてよい。また、第１の液体と第３の液体との界面には、下に凸の液体レンズ４２０が形成されてよい。
【００５２】
図１０は、本発明の一実施形態に係る撮像装置８００の機能構成の一例を示す。撮像装置８００は、撮像系８１０、画像処理系８２０、記録再生系８３０、および制御系８４０を備える。撮像系８１０は、絞り部８１２、光学系８１４および受光部８１６を有する。画像処理系８２０は、Ａ／Ｄ変換器８２２、ＲＧＢ画像処理回路８２４、及びＹＣ処理回路８２６を有する。記録再生系８３０は、記録処理回路８３２及び再生処理回路８３４を有する。制御系８４０は、システム制御部８４２、操作検出回路８４４、駆動回路８４６及び圧力制御部８４８を有する。
【００５３】
絞り部８１２は、光学系８１４を透過する被写体からの光の光量を調節する。絞り部８１２は、絞り部８１２の開口の大小を調節することにより、光学系８１４を透過する光量を調節する。絞り部８１２は、例えば、可視光および赤外光を吸収および／または反射する一方で、可視光および赤外光を通過させる通過部を有する。なお、通過部の形状は、円形または多角形であってよい。
【００５４】
光学系８１４は、被写体からの光を受光部８１６に結像させる。光学系８１４は、凸レンズ８１３及びレンズ装置８１５を有する。レンズ装置８１５は、図１から図８に関連して説明したレンズ装置１００またはレンズ装置６００のいずれかと同一の機能および構成を有する。受光部８１６は、被写体からの光を受光する複数の受光素子を含む。なお、（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）ＣＣＤまたは複数の（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ＣＭＯＳセンサは、受光部８１６の一例である。
【００５５】
撮像系８１０は、撮像範囲から入射する光を、絞り部８１２および光学系８１４を通して受光部８１６に受光させる。そして、受光部８１６は、複数の受光素子において光を受光して、撮像範囲に含まれる被写体の撮像画像を撮像する。
【００５６】
Ａ／Ｄ変換器８２２は、受光部８１６の複数の受光素子からアナログ電気信号を読み出す。そして、Ａ／Ｄ変換器８２２は、読み出したアナログ電気信号をデジタル信号に変換して、撮像領域の撮像画像を撮像画像データとして取得する。具体的には、Ａ／Ｄ変換器８２２は、受光部８１６において発生するノイズを軽減する処理を受光部８１６から読み出したアナログ電気信号に施すことにより、撮像系８１０が撮像した撮像範囲の撮像画像を示すアナログ電気信号を抽出する。そして、Ａ／Ｄ変換器８２２は、抽出した電気信号の高低部分を予め定められたレベルまでに補正する。続いて、Ａ／Ｄ変換器８２２は、補正後のアナログ電気信号をデジタル信号に変換することにより撮像画像データを取得する。
【００５７】
ＲＧＢ画像処理回路８２４は、Ａ／Ｄ変換器８２２を介して受光部８１６から受信した画像信号を処理する。ＲＧＢ画像処理回路８２４は、ガンマ補正回路を有する。なお、Ａ／Ｄ変換器８２２は、アナログ電気信号のデジタル信号への変換処理をガンマ補正回路によるガンマ変換後に実行してもよい。そして、Ａ／Ｄ変換器８２２は、アナログ電気信号からＲＧＢ各色のアナログ電気信号だけを取り出してデジタル信号へ変換してもよい。
【００５８】
ＲＧＢ画像処理回路８２４は、ホワイトバランス回路を有する。ＲＧＢ画像処理回路８２４は、デジタル信号のデータ量を低減すべくデータ圧縮処理を実行する場合、撮像画像における白の基準値を決定すべく、ホワイトバランス回路においてホワイトバランス処理を実行してもよい。
【００５９】
続いて、ＹＣ処理回路８２６は、ＲＧＢ信号から輝度成分および色差信号の画像を生成する。そして、ＹＣ処理回路８２６は、信号変化が予め定められた基準値よりも大きい部分を生成した撮像画像から抽出して、シャープネス処理（アパチャー補正）を実行する。そして、ＹＣ処理回路８２６は、シャープネス処理を施した後の撮像画像に対してデータ圧縮処理を実行してもよい。
【００６０】
記録処理回路８３２は、ＹＣ処理回路８２６からの画像信号をメモリへ書き込み及び読出し処理を行う。記録処理回路８３２は、静止画像及び動画像を表すＹＣ信号を所定の圧縮形式で圧縮し、また、圧縮データを読み出した際に伸張する。再生処理回路８３４は、輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをマトリクス変換してＲＧＢ信号に変換する。再生処理回路８３４は、こうして変換された信号をモニタに出力する。
【００６１】
システム制御部８４２は、Ａ／Ｄ変換器、ＲＧＢ画像処理回路８２４、ＹＣ処理回路８２６、記録処理回路８３２、操作検出回路８４４、及び駆動回路８４６の各動作を制御する。駆動回路８４６は、システム制御部８４２の制御のもとで、受光部８１６を駆動する駆動信号を生成する。また、駆動回路８４６は、レンズ装置８１５のチャンバ内部の液体の圧力を制御する圧力制御部８４８を駆動する駆動信号を生成する。
【００６２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６３】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１００・・・レンズ装置、１１０・・・光学系、１２０・・・光線、１３０・・・光線、１４０・・・光線、１５０・・・位置、１６０・・・位置、１７０・・・位置、１８０・・・凸レンズ、２００・・・基板、２１０・・・第１の溝、２２０・・・第２の溝、２３０・・・隔離部、２３２・・・表面、２４０・・・隔離部、２４２・・・表面、２６０・・・結合部、２７０・・・可動隔壁、３００・・・チャンバ、３１０・・・内部空間、３１１・・・チャンバ、３１２・・・チャンバ、３２０・・・外壁、４１０・・・液体レンズ、４１２・・・液体レンズ、４２０・・・液体レンズ、４２２・・・液体レンズ、５００・・・圧力制御部、５１０・・・制御部、５２０・・・駆動部、５３０・・・入力部、５５０・・・液体格納部、６００・・・レンズ装置、８００・・・撮像装置、８１０・・・撮像系、８１２・・・絞り部、８１３・・・凸レンズ、８１４・・・光学系、８１５・・・レンズ装置、８１６・・・受光部、８２０・・・画像処理系、８２２・・・Ａ／Ｄ変換器、８２４・・・ＲＧＢ画像処理回路、８２６・・・ＹＣ処理回路、８３０・・・記録再生系、８３２・・・記録処理回路、８３４・・・再生処理回路、８４０・・・制御系、８４２・・・システム制御部、８４４・・・操作検出回路、８４６・・・駆動回路、８４８・・・圧力制御部
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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