(57)【要約】【課題】ユーザが分かりにくいと感じることや、構造が複雑化するという不具合を解決するため、ファインダ光学系に液状レンズを用い、ファインダ光学系の略垂直方向へ液状レンズを可動することでパララックスを補正し、しかも装置全体が小型であるファインダ光学系、カメラ装置、携帯情報端末装置及び制御プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】液状レンズは、透明な絶縁層２と、その表面上に配置された透明な流体からなる小滴１と、小滴１から絶縁層２により絶縁された複数の電極４と、さらには絶縁層２と電極４を支持する透明な基板３から構成される。ファインダ光学系は、第１レンズ６、液状レンズ７、第２レンズ８、第３レンズ９から構成される。一例として液状レンズ７が第２レンズ群内に配設されている。液状レンズ７を、光軸と略垂直方向へシフト偏心することで、パララックス補正を行う。【選択図】図９
2008058423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズを有するファインダ光学系であって、
前記複数のレンズは、少なくとも１以上の液状レンズを有し、
さらに、前記液状レンズを光軸に対して略垂直向へ可動させ、ファインダのパララックス補正を行う補正手段を有することを特徴とするファインダ光学系。
【請求項２】
前記ファインダ光学系は、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群、正の焦点距離を持つ第２レンズ群、正の焦点距離を持つ第３レンズ群から構成されることを特徴とする請求項１記載のファインダ光学系。
【請求項３】
前記第２レンズ群は、液状レンズを含むことを特徴とする請求項２記載のファインダ光学系。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のファインダ光学系を備えることを特徴とするカメラ装置。
【請求項５】
物体距離情報を記憶する記憶手段と、
前記物体距離情報に基づき、前記液状レンズを可動させ、パララックス補正を行う補正手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項４記載のカメラ装置。
【請求項６】
撮影レンズによる撮影画像を、デジタル情報に変換する変換手段を有することを特徴とする請求項４又は５記載のカメラ装置。
【請求項７】
請求項６記載のカメラ装置を備える携帯情報端末装置。
【請求項８】
ファインダ光学系を構成する複数のレンズが有する少なくとも１以上の液状レンズを、光軸に対して略垂直向へ可動させるよう制御する制御処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項９】
前記ファインダ光学系は、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群、正の焦点距離を持つ第２レンズ群、正の焦点距離を持つ第３レンズ群から構成されることを特徴とする請求項８記載の制御プログラム。
【請求項１０】
前記液状レンズは、前記第２レンズ群に含まれることを特徴とする請求項９記載の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファインダ光学系、カメラ装置、携帯情報端末装置及び制御プログラムに関し、特にパララックス補正機能を有するファインダ光学系、カメラ装置、携帯情報端末装置及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンパクトカメラでは、撮影構図を確認するためのファインダ光学系と撮影を行うための撮影光学系とのそれぞれの光軸が異なって配置されていることが多い。この場合には、ファインダ装置内の接眼レンズを介してファインダ観察者に観察される範囲と実際に撮影がなされる範囲とにずれが生じてしまう。このずれは、パララックスと呼ばれ、一般に被写体までの距離が近いほど大きくなる。
【０００３】
このようなパララックスを補正するための技術としては、種々のものが提案されている。例えば、ファインダの視野内に複数のパララックス補正用のマークを表記しておく技術である（特許文献１参照）。また、ファインダ光学系内のレンズを被写体距離に応じて機械的に変位させることによってパララックス補正を行う技術である（特許文献２参照）。
【０００４】
更に、ファインダの視野を補正するための補正枠を備えておき、この補正枠をパルスモータによって機械的に移動させてパララックス補正を行う技術（特許文献３参照）、ファインダの視野を補正するための補正枠を固定子に対して相対移動させてファインダのパララックスを補正する技術も提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平７−２８１３４号公報
【特許文献２】特開平７−５５２７号公報
【特許文献３】特開平１１−１５０４７号公報
【特許文献４】特開２００５−３２１６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ファインダ視野を示すマークを表記するだけでは、ユーザが分かりにくいと感じてしまう可能性がある。また、上記ファインダ光学系内のレンズを変位させる手法では、構造が複雑化する可能性が高い。更に、上記補正枠を移動させる手法では、駆動機構が複雑化する可能性が高い。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ユーザが分かりにくいと感じることや、構造が複雑化するという不具合を解決するため、ファインダ光学系に液状レンズを用い、ファインダ光学系の略垂直方向へ液状レンズを可動することでパララックスを補正し、しかも装置全体が小型であるファインダ光学系、カメラ装置、携帯情報端末装置及び制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、複数のレンズを有するファインダ光学系であって、前記複数のレンズは、少なくとも１以上の液状レンズを有し、さらに、前記液状レンズを光軸に対して略垂直向へ可動させ、ファインダのパララックス補正を行う補正手段を有することを特徴とするファインダ光学系である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のファインダ光学系において、前記ファインダ光学系は、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群、正の焦点距離を持つ第２レンズ群、正の焦点距離を持つ第３レンズ群から構成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のファインダ光学系において、前記第２レンズ群は、液状レンズを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のファインダ光学系を備えることを特徴とするカメラ装置である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のカメラ装置において、物体距離情報を記憶する記憶手段と、前記物体距離情報に基づき、前記液状レンズを可動させ、パララックス補正を行う補正手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載のカメラ装置において、撮影レンズによる撮影画像を、デジタル情報に変換する変換手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のカメラ装置を備える携帯情報端末装置である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、ファインダ光学系を構成する複数のレンズが有する少なくとも１以上の液状レンズを、光軸に対して略垂直向へ可動させるよう制御する制御処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラムである。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の制御プログラムにおいて、前記ファインダ光学系は、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群、正の焦点距離を持つ第２レンズ群、正の焦点距離を持つ第３レンズ群から構成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の制御プログラムにおいて、前記液状レンズは、前記第２レンズ群に含まれることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ファインダ光学系に液状レンズを用い、ファインダ光学系の略垂直方向へ液状レンズを可動することでパララックスを補正することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態に係るファインダ光学系、カメラ装置、携帯情報端末装置及び制御プログラムを、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る液状レンズの断面図である。液状レンズは、透明な絶縁層２と、その表面上に配置された透明な流体からなる小滴１と、小滴１から絶縁層２により絶縁された複数の電極４と、さらには絶縁層２と電極４を支持する透明な基板３から構成される。
【００２０】
図２は、複数の電極の構成を示す上面図である。各電極（電圧Ｖ１〜Ｖ４）と、小滴１に接続された小滴電極５（電圧Ｖ０）は結合され、これらＶ０〜Ｖ５の電圧差によって、液状レンズを動作させる。
【００２１】
次に、電圧差により液状レンズを動作させる具体的内容について説明する。まず、小滴１と絶縁層２が成す接触角θ１は（図１参照）、小滴１と絶縁層２と空気との相互の界面張力から決定される。そして小滴１と電極４との間に電圧差が存在しない場合（Ｖ０＝Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４）は、小滴１は，小滴１の体積（Ｖｏｌ）と接触角θ１により規定される形状（実線で示される）が維持され、小滴１の曲率半径Ｒ１が定まる。また、小滴１は電極４に対し中心に存在する（図２の実線の位置）。
【００２２】
次に、本実施形態に係る液状レンズ（具体的には、小滴１）を移動させる動作処理について説明する。図１５は、本実施形態に係る液状レンズの焦点距離、焦点位置を調整する際の動作処理を示すフローチャートである。パララックス補正が必要となったとき（ステップＳ１／Ｙｅｓ）、具体的には焦点距離制御若しくは焦点位置制御により（ステップＳ２）、補正を行う。以下に各制御について詳述する。
【００２３】
まず、焦点距離を調整する際の動作について説明する（ステップＳ２／Ｙｅｓ、Ｓ３）。小滴１に対して４つの電極に等しい電圧Ｖが加えられた（すなわちＶ０≠Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４）場合は（図１５、ステップＳ４）、図１の点線で示される接触角θ２で規定される形状に変化し、接触角はθ１からθ２に減少する。小滴１の体積（Ｖｏｌ）は変化していないので、接触角θ２で規定される形状との関係から、小滴の曲率半径Ｒ２が定まる。このとき、電圧Ｖに対して接触角は可逆的に変化し、すなわち曲率半径も可逆的に決定できる。このとき、小滴は電極に対し中心に存在したままである（図２の点線の位置）。このように、液状レンズは小滴１に対して電極４に電圧Ｖをかけることによって、曲率半径Ｒを調整することができる。すなわち焦点距離が調整可能である。
【００２４】
次に、小滴１の位置を移動させ、焦点位置を調整する動作について説明する（図１５、ステップＳ２／Ｎｏ、Ｓ５）。焦点位置の調整は、４つの電極に選択的に電圧をかけることにより、変化させることができる（ステップＳ６）。例えば、Ｖ１とＶ３を、Ｖ０と等しくし、Ｖ２をＶ４より大きくすることにより、小滴はより高い電圧の方向に引かれて、図３に示す矢印の方向に移動する。このように、液状レンズは電極に選択的に電圧をかけることによって、レンズ位置、すなわち焦点位置が調整可能である。
【００２５】
偏心によるパララックス補正で偏心収差が発生したときは、偏心収差補正を行う（図１５、ステップＳ７／Ｙｅｓ）。電極に適切な電圧をかけ、球面以外の所望の形状に制御する（ステップＳ８）。図４は、偏心によるパララックス補正で発生する偏心収差を、球面以外の所望の形状に制御することで補正した例を示す図である。なお、上記説明を行った液状レンズの構成は、１つの例であり、本発明に係る液状レンズはこれに限定されるものではない。
【００２６】
以下に、本発明の実施形態に係るファインダ光学系の構成と動作について図を用いて説明する。まず、図５は、本実施形態に係るファインダ光学系の構成図である。第１レンズ６、液状レンズ７、第２レンズ８、第３レンズ９から構成される。図６は、液状レンズ７の拡大図である。図に示すように、基板ガラス１０を有している。本実施形態では、透明基板３の一例として基板ガラス１０を用いている。なお、本実施形態では、一例として液状レンズ７が第２レンズ群内に配設されているが、本発明に係るファインダ光学系はこれに限られるものではない。
【００２７】
図７は、本実施形態に係るファインダ光学系の収差曲線図である。なお、球面収差及び像面湾曲の横軸の単位はｄｐｔ（ディオプタ）で、−２〜＋２ｄｐｔとなっている。歪曲収差の横軸の単位は％で、−５〜＋５％となっている。
【００２８】
上述したように、撮影構図を確認するためのファインダ光学系と、撮影を行うための撮影光学系との、それぞれの光軸が異なって配置されることから、ファインダ装置内の接眼レンズを介してファインダ観察者に観察される範囲と、実際に撮影がなされる範囲とに、ずれが生じ、このずれがパララックスと呼ばれる。本実施形態に係る液状レンズを用いたファインダ光学系と、撮影光学系を、図８に示す。図８に示すように、ファインダ光軸と撮影レンズ光軸が異なっているため、近距離被写体のときにパララックスが生じる。
【００２９】
ここで、液状レンズ７を、光軸と略垂直方向へシフト偏心することで、パララックス補正を行う（図３、図９参照）。
【００３０】
以下に、本発明の実施形態に係るファインダ光学系の具体的な数値実施例を示す。実施例の収差は十分に補正されており、本実施形態のようにファインダ光学系を構成することで、非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例より明らかである。
【００３１】
下記表における記号の意味は以下の通りである。なお、下記表１にも記載しているが、倍率0.63、アイポイント18mm、視野角ω=31.5°とする。
ω  ：視野角
Ｒ  ：曲率半径
Ｄ  ：面間隔
Ｎd  ：屈折率
νd  ：アッベ数
Ｋ  ：非球面の円錐定数
Ａ4  ：４次の非球面係数
Ａ6  ：６次の非球面係数
Ａ8  ：８次の非球面係数
Ａ10  ：１０次の非球面係数
ただし、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、以下の式で定義される。
【００３２】
【数１】
2008058423.tif 000003
【００３３】
【表１】
2008058423.tif 000004
【００３４】
【表２】
2008058423.tif 000005
【００３５】
上記実施形態により、ファインダ光学系に液状レンズを用いることでレンズ径、重量がともに小さいパララックス補正系を構成し、ファインダ光学系をコンパクト化できる。特に沈胴型のカメラ装置における収納時の寸法を有効に小さくできる。
【００３６】
また、液状レンズをファインダ光学系の第２レンズ群内に配設することで、液状レンズの径を小さくすることができ、製造上、制御上、コスト上、有利となる。
【００３７】
本発明の他の実施形態に係るファインダ光学系を図１１に示す。図１１に示すように、ファインダ光学系と、光軸と略垂直方向へシフト偏心する際の可動量を制御するアクチュエータ２０と、物体距離情報部２１から構成される。物体距離情報部２１は、物体距離センサー等（図示せず）から物体距離情報を得る。アクチュエータ２０は、かかる物体距離情報に基づき、ファインダ光学系を制御、すなわち液状レンズの基板にある電極に印加する電圧を調整することで、ファインダから見える範囲を、実際に撮影する範囲に近付ける。
【００３８】
上記実施形態により、適切なパララックス補正を行うことが出来る。
【００３９】
また、他の実施形態として、本発明の実施形態に係るファイン光学系を備えるカメラ装置も考え得る。本実施形態により、コンパクトなファインダ光学系を用いるため、従来の装置よりも更なる小型化を図ることが可能である。
【００４０】
さらに、撮影レンズによる撮影画像をデジタル情報とする機能を有することを特徴とするカメラ装置も考え得る。図１０は、撮影レンズによる撮影画像をデジタル情報とするカメラ装置のブロック構成図である。ファインダレンズ１１、撮影レンズ１２、受光素子１３、信号処理装置１４、画像処理装置１５、中央演算装置１６、液晶モニタ１７、通信カード部１８、半導体メモリ１９から構成される。図１２から図１４は、本実施形態に係るカメラ装置の斜視図である。電源スイッチ２２、シャッタボタン２３、フラッシュ２４、ファインダ１１、撮影レンズ１２、ズームレバー２５、液晶モニタ１７、操作ボタン２６、メモリカード等のスロット２７から構成される。
【００４１】
本実施形態により、デジタル画像撮影に要求される高性能を維持しつつ、従来の装置よりも更なる小型化を図ることが可能である。
【００４２】
また、上記カメラ装置を備える携帯情報端末装置も考え得る。
【００４３】
尚、フローチャートに示す処理を、ＣＰＵが実行するためのプログラムは本発明によるプログラムを構成する。このプログラムを記録する記録媒体としては、半導体記憶部や光学的及び／又は磁気的な記憶部等を用いることができる。このようなプログラム及び記録媒体を、前述した各実施形態とは異なる構成のシステム等で用い、そこのＣＰＵで上記プログラムを実行させることにより、本発明と実質的に同じ効果を得ることができる。
【００４４】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る液状レンズの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る複数の電極の構成を示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液状レンズの断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るパララックス補正で発生する偏心収差を、球面以外の所望の形状に制御することで補正した例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るファインダ光学系の構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る液状レンズの拡大図である。
【図７】本発明の実施形態に係るファインダ光学系の収差曲線図である。
【図８】本発明の実施形態に係るファインダ光学系と撮影光学系の構成図である。
【図９】本発明の実施形態に係るファインダ光学系と撮影光学系の構成図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るファインダ光学系を備えるデジタルカメラ装置のブロック構成図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る液状レンズを制御するアクチュエータを表す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るファインダ光学系を備えるデジタルカメラ装置の斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るファインダ光学系を備えるデジタルカメラ装置の斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るファインダ光学系を備えるデジタルカメラ装置の斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る動作処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１    小滴
２    絶縁層
３    透明基板
４    複数の電極
６    第１レンズ
７    液状レンズ
８    第２レンズ
９    第３レンズ
１０    基板ガラス
１１    ファインダレンズ
１２    撮影レンズ
１３    受光素子
１４    信号処理装置
１５    画像処理装置
１６    中央演算装置
１７    液晶モニタ
１８    通信カード部
１９    半導体メモリ
【図１】
2008058423.tif 000006
【図２】
2008058423.tif 000007
【図３】
2008058423.tif 000008
【図４】
2008058423.tif 000009
【図５】
2008058423.tif 000010
【図６】
2008058423.tif 000011
【図７】
2008058423.tif 000012
【図８】
2008058423.tif 000013
【図９】
2008058423.tif 000014
【図１０】
2008058423.tif 000015
【図１１】
2008058423.tif 000016
【図１２】
2008058423.tif 000017
【図１３】
2008058423.tif 000018
【図１４】
2008058423.tif 000019
【図１５】
2008058423.tif 000020