(57)【要約】【課題】動作音が静かで消費電力が小さい光学装置を提供する。【解決手段】電圧印加により反射面が変形する形状可変ミラー１５やレンズ１ａ，１ｂを含んで構成される光学系と、この光学系によって結像された被写体像を光電変換して電気的な撮像画像を出力するＣＣＤ３と、上記形状可変ミラー１５に電圧を印加することにより上記ＣＣＤ３に対する上記光学系の合焦面位置を変更するミラー制御部１６と、焦点検出時には、合焦面位置が被写界深度よりも大きい間隔で変更されるように上記形状可変ミラー１５を段階的に駆動させ、各駆動段階の撮像画像に基づき合焦状態に対する評価値を求め、これらの評価値を補間演算することにより被写体合焦位置を算出し、合焦させるときには、算出された被写体合焦位置となるように上記形状可変ミラー１５を駆動させるＣＰＵ１１と、を備えた光学装置。【選択図】  図１
2004170637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印加することによって反射面が変形する形状可変ミラーを含んで構成され、被写体像を結像するための光学系と、
上記光学系によって結像された被写体像を光電変換して電気的な撮像画像を出力する撮像素子と、
上記形状可変ミラーに電圧を印加することにより、上記撮像素子に対する上記光学系の合焦面位置を変更する駆動手段と、
焦点検出時には、合焦面位置を被写界深度よりも大きい間隔で変更させるように上記駆動手段により上記形状可変ミラーを段階的に駆動させて、複数の駆動段階において上記撮像素子から出力される撮像画像に基づき被写体に対する合焦状態を評価するための評価値を求め、これらの評価値に対して所定の補間演算を行うことにより被写体位置が被写界深度内に入るような合焦面位置である被写体合焦位置を算出し、合焦させるときには、算出された被写体合焦位置の被写界深度内となるように上記駆動手段により上記形状可変ミラーを駆動させる制御手段と、
を具備したことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
上記撮像素子に対する上記光学系の合焦面位置が被写界深度以下の間隔で設定されているのに対応する複数の入力情報と、これらの入力情報に対応する合焦面位置に駆動させるために上記駆動手段に出力する出力情報と、の関係が格納されている第１のルックアップテーブルをさらに具備し、
上記制御手段は、合焦させるときには、上記被写体合焦位置に対応する入力情報を与えて上記第１のルックアップテーブルを参照することにより、上記駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
上記制御手段は、焦点検出時には、上記入力情報を間引いて与え上記第１のルックアップテーブルを参照することにより、上記駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものであることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
上記撮像素子に対する上記光学系の合焦面位置が被写界深度よりも大きい間隔で設定されているのに対応する複数の入力情報と、これらの入力情報に対応する合焦面位置に駆動させるために上記駆動手段に出力する出力情報と、の関係が格納されている第２のルックアップテーブルをさらに具備し、
上記制御手段は、焦点検出時には、入力情報を与えて上記第２のルックアップテーブルを参照することにより、上記駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
上記制御手段は、合焦させるときには、上記被写体合焦位置に基づき上記駆動手段に出力する出力情報を算出することにより、該駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
上記制御手段は、焦点検出時には、合焦面位置を被写界深度よりも大きい間隔で変更させるような上記駆動手段への出力情報を算出することにより、該駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学装置、より詳しくは、被写体合焦位置への制御に好適に用いられる光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学的な被写体像を銀塩フィルムやＣＣＤ等に結像するための光学装置は、従来より種々のものが用いられているが、例えばレンズやミラー、プリズム等を組み合わせて構成されたものが知られている。
【０００３】
例えばデジタルカメラやビデオカメラ、銀塩カメラやなどの撮像装置に用いられている光学装置は、複数のレンズ群を有して構成されており、合焦用のレンズ群を光軸方向に移動させることにより、ピント合わせを行うものが多い。一般的なカメラにおいては、このようなレンズ群の駆動を、ステッピングモータを用いて行うようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ステッピングモータは、消費電力が比較的大きいために、撮像装置の電源として用いられているバッテリの持続時間に大きな影響を与えてしまい、撮影可能枚数や撮影可能時間を制限する要因になっていた。
【０００５】
また、動画の撮影と並行して音声の収録を行なうビデオカメラや、静止画を撮影する機能の他に、動画撮影と音声収録とを同時に行なう機能を備えたデジタルカメラなどでは、ステッピングモータの動作音を音声収録用のマイクロフォンが拾ってしまう場合があり、このような場合には動作音についての遮音対策を施す必要が生じて、撮像装置の重量が増したりコストが上昇したりする要因になっていた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、動作音が静かで消費電力が小さい光学装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明による光学装置は、電圧を印加することによって反射面が変形する形状可変ミラーを含んで構成され被写体像を結像するための光学系と、上記光学系によって結像された被写体像を光電変換して電気的な撮像画像を出力する撮像素子と、上記形状可変ミラーに電圧を印加することにより上記撮像素子に対する上記光学系の合焦面位置を変更する駆動手段と、焦点検出時には合焦面位置を被写界深度よりも大きい間隔で変更させるように上記駆動手段により上記形状可変ミラーを段階的に駆動させて複数の駆動段階において上記撮像素子から出力される撮像画像に基づき被写体に対する合焦状態を評価するための評価値を求めこれらの評価値に対して所定の補間演算を行うことにより被写体位置が被写界深度内に入るような合焦面位置である被写体合焦位置を算出し合焦させるときには算出された被写体合焦位置の被写界深度内となるように上記駆動手段により上記形状可変ミラーを駆動させる制御手段と、を具備したものである。
【０００８】
また、第２の発明による光学装置は、上記第１の発明による光学装置において、上記撮像素子に対する上記光学系の合焦面位置が被写界深度以下の間隔で設定されているのに対応する複数の入力情報とこれらの入力情報に対応する合焦面位置に駆動させるために上記駆動手段に出力する出力情報との関係が格納されている第１のルックアップテーブルをさらに具備し、上記制御手段は、合焦させるときには、上記被写体合焦位置に対応する入力情報を与えて上記第１のルックアップテーブルを参照することにより、上記駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものである。
【０００９】
さらに、第３の発明による光学装置は、上記第２の発明による光学装置において、上記制御手段が、焦点検出時には、上記入力情報を間引いて与え上記第１のルックアップテーブルを参照することにより、上記駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものである。
【００１０】
第４の発明による光学装置は、上記第１の発明による光学装置において、上記撮像素子に対する上記光学系の合焦面位置が被写界深度よりも大きい間隔で設定されているのに対応する複数の入力情報とこれらの入力情報に対応する合焦面位置に駆動させるために上記駆動手段に出力する出力情報との関係が格納されている第２のルックアップテーブルをさらに具備し、上記制御手段は、焦点検出時には、入力情報を与えて上記第２のルックアップテーブルを参照することにより、上記駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものである。
【００１１】
第５の発明による光学装置は、上記第１の発明による光学装置において、上記制御手段が、合焦させるときには、上記被写体合焦位置に基づき上記駆動手段に出力する出力情報を算出することにより、該駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものである。
【００１２】
第６の発明による光学装置は、上記第１の発明による光学装置において、上記制御手段が、焦点検出時には、合焦面位置を被写界深度よりも大きい間隔で変更させるような上記駆動手段への出力情報を算出することにより、該駆動手段によって上記形状可変ミラーを駆動させるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１から図１１は本発明の一実施形態を示したものであり、図１はデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【００１４】
本実施形態における光学装置は、例えばデジタルカメラとなっていて、以下のような要素を含んで構成されている。
【００１５】
撮像光学系（光学系）は、レンズ１ａと、このレンズ１ａを通過した光束を反射させるものであって電圧を印加することにより鏡面形状を変化させ得るように構成された形状可変ミラー１５と、この形状可変ミラー１５により反射された光束による被写体像を後述する撮像素子たるＣＣＤ３の表面に結像させるレンズ１ｂと、を含んで構成されている。
【００１６】
なお、上記レンズ１ａ，１ｂは、ＣＣＤ３のイメージエリア上に被写体像を結像させるための撮像光学系における、形状可変ミラー１５以外の光学系を模式的に表したものであり、実際にはより多くの枚数のレンズ等を用いたより複雑な光学系となっている。
【００１７】
絞り２は、上記撮像光学系の光路上の上記形状可変ミラー１５とレンズ１ｂとの間に配置されていて、必要に応じて入射光の通過範囲を制限することにより、ＣＣＤ３に結像される光学像の光量を制御するためのものである。
【００１８】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）３は、上記撮像光学系の作用によって結像された光学的な被写体像を光電変換して、電気的な撮像画像を出力する撮像素子である。
【００１９】
撮像処理部４は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング回路）やＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：オートゲインコントロール回路）、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）等を含んで構成されており、上記ＣＣＤ３から出力された撮像画像に含まれ得るリセット雑音を除去するとともに信号レベルの調節などを行なって、アナログ信号である処理後の撮像画像をデジタル信号である撮影画像データに変換するものである。
【００２０】
信号処理部５は、上記撮像処理部４から出力される撮影画像データまたは後述する圧縮／伸張処理部６から出力される伸張処理後の撮像画像データに、ホワイトバランスやγ補正等の補正処理を施すためのものである。この信号処理部５には、さらに、撮影に先立って露出制御を行うためのＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：自動露出）検波回路や、オートフォーカス制御をするためにコントラストの評価値を求めるＡＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｏｃｕｓ：自動焦点）検波回路も含まれている。
【００２１】
圧縮／伸張処理部６は、上記信号処理部５から出力される撮像画像データの圧縮処理を行うとともに、後述するカードＩ／Ｆ７から出力される圧縮されている撮像画像データの伸張処理を行なうものである。このときの撮像画像データの圧縮／伸張処理は、例えば、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式によって行われるようになっている。
【００２２】
カードＩ／Ｆ７は、このデジタルカメラと後述するメモリカード８との間で、撮像画像データの書き込みや読み出しを含む各種データの授受を行うためのインターフェースである。
【００２３】
メモリカード８は、撮像画像データを含む各種データを記録して保持するためのものであり、例えば半導体を用いた記録媒体として構成されている。このメモリカード８は、デジタルカメラに対して例えば着脱可能となるように構成されている。従って、該メモリカード８は、このデジタルカメラに固有の構成要件とはなっていない。
【００２４】
鏡枠制御部９は、後述する制御手段たるＣＰＵ１１からの指示に従って、上記レンズ１ａ，１ｂを制御することによりズーム動作を行ったり、絞り２を制御することにより露出調節を行ったりするものである。なお、鏡枠制御部９は、光学系がズームレンズとなっていない場合や、手動のズームである場合には、絞り２の制御のみを行う。
【００２５】
撮像制御回路１０は、ＣＰＵ１１からの指示に従って、上記ＣＣＤ３と撮像処理部４とによる撮像動作の制御を行なうものである。
【００２６】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１は、このデジタルカメラ全体の動作を制御するための中央演算装置であり、制御手段となっている。
【００２７】
メモリ１２は、このデジタルカメラ全体の動作制御を上記ＣＰＵ１１に行なわせるための制御プログラムが予め格納されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、上記ＣＰＵ１１がこの制御プログラムを実行するときの作業用記憶領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、を含んで構成された半導体メモリである。
【００２８】
ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１３は、上記信号処理部５からデジタル信号として出力された撮像画像データをアナログ信号に変換するものである。
【００２９】
液晶モニタ１４は、上記ＤＡＣ１３から出力されたアナログの撮像画像を観察可能に表示するための表示装置である。
【００３０】
ミラー制御部１６は、ＣＰＵ１１からの指示に従って、上記形状可変ミラー１５に印加する電圧を変化させることにより、該形状可変ミラー１５を所望の形状に変形させる制御を行なうためのものである。
【００３１】
Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部１７は、このデジタルカメラのＣＰＵ１１と後述するＰＣ１８との間でデータを授受する際の制御を司るものであり、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）用のインタフェース回路を備えて構成されている。
【００３２】
ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１８は、例えばこのデジタルカメラの製造工程において、予め記録されるべき各種のデータをデジタルカメラに格納するためのものであり、例えば、ＣＣＤ３の感度補正用のデータ等を上記メモリ１２に書き込んだり、形状可変ミラー１５を制御するためのデータを上記ミラー制御部１６の後述するルックアップテーブルに書き込んだりするために用いられる。従って、このＰＣ１８は、デジタルカメラを構成する要素とはなっていない。
【００３３】
次に、上記形状可変ミラー１５の構成について図２および図３を参照しながら説明する。図２は形状可変ミラー１５の原理的な構成を示す分解斜視図、図３は形状可変ミラー１５の原理的な構成を示す断面図である。
【００３４】
この形状可変ミラー１５は、上部基板１５ａと、この上部基板１５ａに周囲を保持された円形の薄膜１５ｃと、上記上部基板１５ａと所定の間隔を保持しながら対向して配置される下部基板１５ｂと、この下部基板１５ｂに上記薄膜１５ｃに対向するように固定して保持された複数の固定電極１５ｄと、これら複数の固定電極１５ｄにそれぞれ電気的に接続されていて上記ミラー制御部１６から供給される電圧をこれらの固定電極１５ｄに各印加するべく該下部基板１５ｂに配設された端子１５ｅと、を有して構成されている。
【００３５】
上記薄膜１５ｃは、図２および図３における上面側に導体であるアルミ等がコーティングされた有機膜であり、これら図２および図３における上方から入射する光を反射するものとなっている。また、有機膜にコーティングされたアルミ等は、グランドに接続されている。
【００３６】
上記固定電極１５ｄは、図２に示す例においては、中央部の円形をなす電極と、この中央部の電極の周囲のリング状部分を４等分する４つの電極と、の合計５つの電極を有するものとして構成されている。
【００３７】
この固定電極１５ｄの構造に対応して、端子１５ｅも、それぞれの電極に電圧Ｖ１  ，Ｖ２  ，Ｖ３  ，Ｖ４  ，Ｖ５  をそれぞれ供給するための５つの端子を有して構成されている。
【００３８】
なお、上部基板１５ａと下部基板１５ｂとの間隔は、図示しないスペーサを間に挟み込む等により一定となるように保持されている。
【００３９】
このような形状可変ミラー１５の作用は次のようになっている。
【００４０】
上記端子１５ｅを介して固定電極１５ｄに各電圧Ｖ１  ，Ｖ２  ，Ｖ３  ，Ｖ４  ，Ｖ５  を供給し薄膜１５ｃと固定電極１５ｄとの間に電位差を与えると、固定電極１５ｄと薄膜１５ｃとの間に引き合う方向のクーロン力が発生するが、固定電極１５ｄは下部基板１５ｂに固定されているために、薄膜１５ｃのみが固定電極１５ｄ側に引き寄せられることになる。
【００４１】
このとき、薄膜１５ｃの周縁部は上部基板１５ａに固定されているために、薄膜の中央部が最も固定電極１５ｄに近接するような緩やかな凹面状に変形することになる。これにより、薄膜１５ｃの図２および図３における上面にコーティングされたアルミ面が凹面状の反射面（ミラー面）となって、パワーを備えた光学面として機能することになる。
【００４２】
このとき、上述したように薄膜１５ｃを変形させても、該変形により音が発生することは殆どなく、さらに、この変形を行うための電力や、該変形状態を保持するために必要な電力もごくわずかなものとなっている。
【００４３】
上述のような原理的な構成において、固定電極１５ｄの分割の仕方や分割された各々の形状を工夫することにより、また、固定電極１５ｄの各々に与える電位を適切に制御することにより、薄膜１５ｃの形状（曲率などを含む）を所望の形状に変形させることが可能となる。このときには、ミラーの形状を一定の曲率の形状（球面）に変化させるだけでなく、回転楕円面や回転放物面、あるいはさらに複雑な自由曲面に変化させるようにすることも可能である。
【００４４】
撮像光学系に設けられる上記形状可変ミラー１５の反射面の形状と、この形状によって撮像光学系から得られる光学特性との関係は、実測等を行うことによって予め知ることが可能である。そこで、反射面の形状と、該形状に変形させるために形状可変ミラー１５に印加するべき電圧値と、の関係を示す情報を、後述するようにルックアップテーブル（ＬＵＴ）として記憶させておき、ＣＰＵ１１が反射面の形状を特定するための指令を出して形状可変ミラー１５に印加される電圧を制御することにより、撮像光学系の光学特性を所望のものに設定することが可能となっている。
【００４５】
こうした光学系内のレンズの曲率を変化させるのと同等の効果を奏する形状可変ミラー１５の曲率の変化により、本実施形態では、以下に説明するように、フォーカシングの機能を実現させるようにしている。
【００４６】
図４は、オートフォーカスの駆動制御を行う際の評価値の変化の様子を示す線図である。この図４においては、横軸がＣＣＤ３に対する撮像光学系の合焦面位置、縦軸がコントラストの評価値、をそれぞれ示している。
【００４７】
なお、上記ＣＣＤ３を構成する複数画素の一部がＡＦ用の領域となっていて、このＡＦ用の領域の中の各画素を着目画素としてその周辺画素とのデータの差分の絶対値を取り、この差分の絶対値をＡＦ用の領域内の全ての画素について加算したものが、例えば上記評価値となる。
【００４８】
オートフォーカスの制御を開始すると、まず、合焦面が無限遠Ｐ１になるように形状可変ミラー１５を駆動して、ＣＣＤ３から撮像画像を読み出す。
【００４９】
ＣＣＤ３から読み出された撮像画像は、撮像処理部４によりデジタルの撮像画像データに変換された後に、信号処理部５に含まれるＡＦ検波回路によって無限遠Ｐ１における評価値Ｃ１が求められる。
【００５０】
次に、合焦面が許容錯乱円よりも大きい間隔（例えば、許容錯乱円の８倍）だけ異なる位置Ｐ２となるように形状可変ミラー１５を駆動して、この位置Ｐ２における評価値Ｃ２を信号処理部５のＡＦ検波回路によって求める。
【００５１】
こうして求めた評価値Ｃ２を上記評価値Ｃ１と比較して、Ｃ２＞Ｃ１である場合には、形状可変ミラー１５の駆動に伴って評価値が上昇していることになるために、該形状可変ミラー１５を駆動して行く方向に被写体合焦位置があると推定することができる。
【００５２】
以下、同様にして、合焦面位置をＰ３，Ｐ４，Ｐ５，…などと変化させながら、それぞれの合焦面における評価値Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，…を求める。この評価値の算出は、評価値が増加から減少に転じた後の適宜のところで終了することができる。
【００５３】
ＣＰＵ１１は、このようにして求めたデータに基づき補間処理を行うことによって、評価値が最大値を示す合焦面位置ＰＡＦ（被写体合焦位置）を算出する。ＣＰＵ１１は、このときの補間処理を、例えば以下のように行っている。
【００５４】
複数の異なる合焦面位置において求めた評価値が、例えば図４に示すようになっているものとする。このとき、評価値が大きい順に（Ｐ３，Ｃ３）、（Ｐ４，Ｃ４）、（Ｐ２，Ｃ２）の３点を特定する。そして、これら３点のうちから２点を直線で結んだときに該直線の傾斜が最も急峻になる２点を結び、これら２点を結んで延長される急傾斜直線を設定する。この図４に示す例では、傾斜が最も急峻になる２点は、（Ｐ３，Ｃ３）と（Ｐ２，Ｃ２）である。また、他の１点（この例では（Ｐ４，Ｃ４））に対しては、上記急傾斜直線と符号が異なる傾きの該（Ｐ４，Ｃ４）を通過する直線を設定する。そして、これら２直線の交点を求めて、求めた交点の合焦面位置をＰＡＦとしている。なお、ここで述べた補間処理は一例であり、これに限定されるものではない。
【００５５】
このような補間処理によって求めた合焦面位置ＰＡＦの被写界深度内に合焦面位置が入るように（可能であれば、合焦面位置ＰＡＦに一致するように）形状可変ミラー１５を駆動することにより、被写体に合焦した画像を撮影することが可能となる。
【００５６】
以上説明したように、被写体合焦位置を検出するときには、合焦面位置が被写界深度よりも大きい間隔になるように形状可変ミラー１５を駆動しながら複数の評価値を求めて、これら複数の評価値と各対応する合焦面位置とを用いて補間処理することにより、被写体合焦位置を算出している。一方、画像を撮影するために、こうして求めた被写体合焦位置へ駆動するときには、被写界深度以下の分解能で合焦面位置を制御するように上記形状可変ミラー１５を駆動することになる。
【００５７】
次に、図５から図１１を参照して、ミラー制御部１６の各種の構成例について説明する。
【００５８】
まず、図５は、ミラー制御部１６の第１の構成例を示すブロック図である。
【００５９】
この図５に示すミラー制御部１６は、デジタルカメラ内部の図示しない３．３Ｖの電源を受けて形状可変ミラー１５を駆動するのに必要な例えば１００Ｖの高電圧を生成する昇圧回路１６ａと、形状可変ミラー１５を制御するための情報をテーブルとして格納し合焦させるときに上記ＣＰＵ１１から送られる指令に応じて格納する情報を出力するＬＵＴ（ルックアップテーブル）１６ｃと、ＣＰＵ１１の制御により、焦点を検出するときにはＣＰＵ１１から送られる形状可変ミラー１５の制御信号を選択して後述する駆動回路１６ｂへ出力し、合焦させるときには上記ＬＵＴ１６ｃの出力信号を選択して該駆動回路１６ｂへ出力する信号セレクタ（図中、「ＳＥＬ」と記載する。）１６ｄと、この信号セレクタ１６ｄからの出力に応じて上記固定電極１５ｄのそれぞれに印加する電圧を上記昇圧回路１６ａから受けた電圧から生成して出力する駆動手段たる駆動回路１６ｂと、を有して構成されている。
【００６０】
このような構成のミラー制御部１６において、上記図４を参照して説明したような焦点検出動作は、ＣＰＵ１１から上記図２に示した端子１５ｅのそれぞれに印加する電圧を示すＶ１  ，Ｖ２  ，…，Ｖ５  が指令されて信号セレクタ１６ｄに入力され選択されることにより行われる。一方、合焦動作は、焦点検出動作によって上記図４に示した合焦面位置ＰＡＦが求められたときに、この合焦面位置ＰＡＦに対応する情報をＣＰＵ１１がＬＵＴ１６ｃに出力し、該ＬＵＴ１６ｃにおいて次の図６に示すようなテーブルの参照が行われ、その出力が信号セレクタ１６ｄに入力されて選択されることにより行われる。
【００６１】
図６は上記ＬＵＴ１６ｃに格納されるデータの例を示す表図である。
【００６２】
上記図２に示した端子１５ｅのそれぞれに印加する電圧を示すＶ１  ，Ｖ２  ，…，Ｖ５  （より詳しくは、駆動回路１６ｂに出力する出力情報）は、この図６に示す例では、０〜１２７までの入力情報に応じて１２８段階で設定することができるようになっている。このように入力情報の分解能を１２８段階と比較的高く設定している理由は、焦点面位置を被写界深度以下の間隔で制御するためである。
【００６３】
ＣＰＵ１１からこのような１２８段階の入力情報の何れかが入力されると、その入力情報に対応した、上記形状可変ミラー１５へ印加する電圧値に対応する情報Ｖ１  〜Ｖ５  が、信号セレクタ１６ｄへ出力されるようになっている。
【００６４】
このようなルックアップテーブルを参照して行われるオートフォーカス動作について説明する。
【００６５】
ＣＰＵ１１は、焦点を検出するときには、焦点面位置を被写界深度よりも大きい間隔で制御するための信号を信号セレクタ１６ｄを介して駆動回路１６ｂに出力する。従って、この焦点検出動作時には、ＬＵＴ１６ｃは参照されない。そして、ＣＰＵ１１は、上記図４を参照して説明したように、複数の焦点面位置で得られた評価値を補間処理することによって、被写体合焦位置（ＰＡＦ）を算出する。ＣＰＵ１１は、算出した被写体合焦位置に対応する情報（つまり、図６における０〜１２７までの１２８段階の入力情報の何れか）をＬＵＴ１６ｃに入力し、このＬＵＴ１６ｃから出力される出力情報Ｖ１  ，Ｖ２  ，…，Ｖ５  に従って、駆動回路１６ｂを介して形状可変ミラー１５を駆動することにより、焦点面位置を被写界深度以下の間隔で高精度に合焦させる。
【００６６】
このような第１の構成例によれば、形状可変ミラー１５の反射面を変形させることによりフォーカス制御を行っているために、動作音を静音化し消費電力を低減することが可能となる。
【００６７】
また、被写界深度よりも大きい間隔で段階的に制御して評価値を取得し、取得した情報を補間処理して被写体合焦位置を求めているために、高速な合焦検出が可能となる。この焦点検出時には、ＣＰＵ１１が上記駆動回路１６ｂに出力する出力情報を算出しているために、適応的な合焦検出が可能となり、高速に被写体合焦位置を求めることができる。
【００６８】
さらに、被写界深度以下の間隔に対応して情報が格納されているＬＵＴ１６ｃを参照することにより形状可変ミラー１５を制御しているために、高精度で高速に、被写体へ合焦させることが可能となる。
【００６９】
図７は、ミラー制御部１６の第２の構成例を示すブロック図である。
【００７０】
この図７に示すミラー制御部１６は、上記図５に示したミラー制御部１６から信号セレクタ１６ｄを省略したものとなっている。そして、焦点検出を行う場合と合焦を行う場合との何れにも、ＬＵＴ１６ｃを参照してＶ１  ，Ｖ２  ，…，Ｖ５  の出力情報を設定し、上記形状可変ミラー１５を制御するようになっている。なお、このＬＵＴ１６ｃに格納されているテーブルデータは、上記図６に示したものと同様である。
【００７１】
このような第２の構成例のミラー制御部１６におけるオートフォーカス動作について説明する。
【００７２】
焦点検出時には、焦点面位置を被写界深度よりも大きい間隔で制御するために、ＣＰＵ１１はＬＵＴ１６ｃへの入力情報を間引くように制御する。すなわち、例えば、ＬＵＴ１６ｃに入力する情報を（４，１２，２０，…１０８，１１６，１２４）などと１／８に間引いて、１６段階にする。これら１６段階の位置で形状可変ミラー１５を制御して得られた評価値に基づき、ＣＰＵ１１が上記図４を参照して説明したように補間処理を行って、合焦面位置ＰＡＦを求める。この合焦面位置ＰＡＦを求めた後の合焦動作は、上述した第１の構成例と同様である。
【００７３】
このような第２の構成例によれば、焦点検出時には、被写界深度以下の間隔に対応して情報が格納されているＬＵＴ１６ｃを間引いて参照することにより形状可変ミラー１５を制御しているために、高速な合焦検出が可能となる。
【００７４】
図８は、ミラー制御部１６の第３の構成例を示すブロック図である。
【００７５】
この図８に示すミラー制御部１６は、上記図５に示したミラー制御部１６に、焦点検出時のルックアップテーブルとして機能する第２ＬＵＴ１６ｅを追加したものとなっている。これに対応して、合焦させるときのルックアップテーブルは第１ＬＵＴ１６ｃとなっているが、これは上記図５に示したＬＵＴ１６ｃと同様であり、該第１ＬＵＴ１６ｃに格納されているテーブルデータも上記図６に示したものと同様である。
【００７６】
一方、第２ＬＵＴ１６ｅに格納されている形状可変ミラー１５を制御するためのテーブルデータは、図９に示すようになっている。図９は、第２ＬＵＴ１６ｅに格納されるデータの例を示す表図である。
【００７７】
上記図２に示した端子１５ｅのそれぞれに印加する電圧を示すＶ１  ，Ｖ２  ，…，Ｖ５  は、この図９に示す例では、０〜１５までの入力に応じて１６段階に設定することができるようになっていて、上記図６に示した１２８段階を間引いたようなものとなっている。このように入力情報の分解能を１６段階と設定している理由は、焦点面位置を被写界深度よりも大きい間隔で制御するためである。
【００７８】
セレクタ１６ｄは、上述したようにＣＰＵ１１によって制御されることにより、焦点検出時には第２のＬＵＴ１６ｅの出力信号を選択して駆動回路１６ｂへ出力し、合焦させるときには第１ＬＵＴ１６ｃの出力信号を選択して駆動回路１６ｂへ出力するようになっている。
【００７９】
このような第３の構成例のミラー制御部１６におけるオートフォーカス動作について説明する。
【００８０】
焦点検出時には、焦点面位置を被写界深度よりも大きい間隔で制御するために、ＣＰＵ１１は、１６段階の入力情報を順に第２のＬＵＴ１６ｅへ出力し、該第２のＬＵＴ１６ｅから出力される出力情報Ｖ１  ，Ｖ２  ，…，Ｖ５  に従って、駆動回路１６ｂが形状可変ミラー１５を駆動する。これら１６段階の位置で形状可変ミラー１５を制御して得られた評価値に基づき、ＣＰＵ１１が上記図４を参照して説明したように補間処理を行って、合焦面位置ＰＡＦを求める。この合焦面位置ＰＡＦを求めた後の合焦動作は、上述した第１の構成例と同様である。
【００８１】
このような第３の構成例によれば、被写界深度よりも大きい間隔に対応して情報が格納されている第２ＬＵＴ１６ｅを参照して合焦検出を行っているために、高速な処理が可能となる。
【００８２】
図１０は、ミラー制御部１６の第４の構成例を示すブロック図である。
【００８３】
この図１０に示すミラー制御部１６は、上記図８に示したミラー制御部１６から第１ＬＵＴ１６ｃを省略したものとなっている。これに対応して、焦点検出時のルックアップテーブルはＬＵＴ１６ｅとなっているが、これは上記図８に示した第２ＬＵＴ１６ｅと同様であり、該ＬＵＴ１６ｅに格納されているテーブルデータも上記図９に示したものと同様である。
【００８４】
また、ＣＰＵ１１は、上記図２に示した端子１５ｅのそれぞれに印加する電圧を示すＶ１  ，Ｖ２  ，…，Ｖ５  を指令して、信号セレクタ１６ｄへ出力するようになっている。従って、信号セレクタ１６ｄは、焦点検出時にはＬＵＴ１６ｅの出力信号を選択して駆動回路１６ｂへ出力し、合焦させるときにはＣＰＵ１１からの制御信号を選択して駆動回路１６ｂへ出力するようになっている。
【００８５】
このような第４の構成例のミラー制御部１６におけるオートフォーカス動作について説明する。
【００８６】
まず、焦点検出時の動作は、上述した第３の構成例と同様である。
【００８７】
次に、焦点検出によって被写体合焦位置が求められた後の合焦させるときの動作は、ＣＰＵ１１が、求められた被写体合焦位置に基づいて形状可変ミラー１５に印加する電圧に相当する情報を演算し、信号セレクタ１６ｄへ出力する。信号セレクタ１６ｄは、ＣＰＵ１１からの入力を選択して駆動回路１６ｂに出力し、駆動回路１６ｂが形状可変ミラー１５を駆動する。
【００８８】
このような第４の構成例によれば、ＣＰＵ１１が演算式等を用いて上記駆動回路１６ｂに出力する合焦用の制御信号（出力情報）を生成しているために、ルックアップテーブルを参照する場合よりも高い分解能を得ることが可能となり、被写界深度よりも充分に小さい間隔の高い精度で被写体に合焦させることが可能となる利点がある。
【００８９】
図１１は、ミラー制御部１６の第５の構成例を示すブロック図である。
【００９０】
この図１１に示すミラー制御部１６は、上記図１０に示したミラー制御部１６から、さらにＬＵＴ１６ｅと信号セレクタ１６ｄとを省略したものとなっている。
【００９１】
このような第５の構成例のミラー制御部１６におけるオートフォーカス動作は、焦点検出時の動作が上述した第１の構成例と同様となり、合焦させるときの動作が上記第４の構成例と同様となる。
【００９２】
このような第５の構成例によれば、上述した第４の構成例と同様に、ＣＰＵ１１が演算式等を用いて上記駆動回路１６ｂに出力する合焦用の制御信号（出力情報）を生成しているために、ルックアップテーブルを参照する場合よりも高い分解能を得ることが可能となり、被写界深度よりも充分に小さい間隔の高い精度で被写体に合焦させることが可能となる利点がある。
【００９３】
また、焦点検出時には、ＣＰＵ１１が上記駆動回路１６ｂに出力する出力情報を算出しているために、適応的な合焦検出が可能となり、高速に被写体合焦位置を求めることができる。
【００９４】
なお、上述では、電圧を印加することによって形状可変ミラー１５の反射面を変形させているが、このときに印加する電圧はＤＣ的な電圧に限定されるものではない。例えば、振幅および周波数を固定したＡＣ的な電圧のデューティーを制御するようにしても良い。この場合には、形状可変ミラー１５の制御データを格納するルックアップテーブルには、電圧値ではなくデューティーを格納することになる。
【００９５】
また、形状可変ミラー１５の制御データを格納するルックアップテーブルには電圧値そのものではなく、所望の電圧値を生成させるためのデータを格納しても構わない。
【００９６】
このような実施形態によれば、形状可変ミラーの反射面を変形させることによりフォーカス制御を実現しているために、光学系を制御する際の消費電力が低減されるとともに、動作音の静音化を図ることが可能となる。
【００９７】
また、合焦検出時には被写界深度よりも大きい分解能で段階的に制御しているために、少ない駆動回数で合焦位置を求めることができ、合焦位置に達するまでの時間を短縮することが可能となる。
【００９８】
一方、合焦させるときには被写界深度よりも小さい分解能で制御しているために、高い精度で合焦させることが可能となる。
【００９９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光学装置によれば、動作音が静かで消費電力が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるデジタルカメラの構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態における形状可変ミラーの原理的な構成を示す分解斜視図。
【図３】上記実施形態における形状可変ミラーの原理的な構成を示す断面図。
【図４】上記実施形態において、オートフォーカスの駆動制御を行う際の評価値の変化の様子を示す線図。
【図５】上記実施形態におけるミラー制御部の第１の構成例を示すブロック図。
【図６】上記実施形態の第１の構成例のＬＵＴに格納されるデータの例を示す表図。
【図７】上記実施形態におけるミラー制御部の第２の構成例を示すブロック図。
【図８】上記実施形態におけるミラー制御部の第３の構成例を示すブロック図。
【図９】上記実施形態の第３の構成例の第２ＬＵＴに格納されるデータの例を示す表図。
【図１０】上記実施形態におけるミラー制御部の第４の構成例を示すブロック図。
【図１１】上記実施形態におけるミラー制御部の第５の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…レンズ（光学系の一部）
２…絞り
３…ＣＣＤ（撮像素子）
４…撮像処理部
５…信号処理部
９…鏡枠制御部
１０…撮像制御回路
１１…ＣＰＵ（制御手段）
１２…メモリ
１５…形状可変ミラー（光学系の一部）
１５ａ…上部基板
１５ｂ…下部基板
１５ｃ…薄膜
１５ｄ…固定電極
１５ｅ…端子
１６…ミラー制御部
１６ａ…昇圧回路
１６ｂ…駆動回路（駆動手段）
１６ｃ…ＬＵＴ（第１ＬＵＴ）（第１のルックアップテーブル）
１６ｄ…信号セレクタ
１６ｅ…ＬＵＴ（第２ＬＵＴ）（第２のルックアップテーブル）
１７…Ｉ／Ｆ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９】
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【図１０】
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【図１１】
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