(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像させる光学系と、
前記光学系に設けられ、複数備えられた電極への電圧の相対差が一定の割合になるように各電極へ印加される電圧によって反射面が変形する可変形状ミラーと、
前記反射面の形状を特定する指示に応じた形状に変形させるために前記可変形状ミラーの有する複数の電極へ印加すべき各々の電圧値を、該反射面の形状と該反射面を該形状に変形させるために該電極に印加すべき電圧値との関係であって該電極のうちの特定の電極についての該関係を示す第一の情報、及び該特定の電極と他の電極間で印加すべき電圧値の相対差を表す電極間の相対位置を示す第二の情報に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された電圧値の電圧を前記可変形状ミラーの有する複数の電極に各々印加する電圧印加手段と、
を備え、
前記推定手段は、前記第一の情報に基づき、上記指示に応じた形状に相当するように前記反射面を変形させる前記特定の電極へ印加すべき電圧値を求め、この求められた特定の電極へ印加すべき電圧値及び前記第二の情報とから他の電極へ印加すべき電圧値を求めて、各電極へ印加すべき各々の電圧値を推定する、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
被写体像を結像させる光学系と、
前記光学系に設けられ、複数備えられた電極への電圧の相対差が一定の割合になるように各電極へ印加される電圧によって反射面が変形する可変形状ミラーと、
前記反射面の形状を特定する指示に応じた形状に変形させるために前記可変形状ミラーの有する複数の電極へ印加すべき各々の電圧値を、該反射面について予め指定されている形状と該反射面を該指定の形状に変形させるために該複数の電極に印加すべき各々の電圧値との関係を示す第一の情報、及び特定の電極における印加される電圧に応じて変化する形状の関係を示す第二の情報に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された電圧値の電圧を前記可変形状ミラーの有する複数の電極に各々印加する電圧印加手段と、
を備え、
前記推定手段は、前記第二の情報に基づいて前記指示の形状へ変形させるための特定の電極へ印加すべき電圧を求め、この求められた特定電極への印加すべき電圧及び前記第１の情報とから他の電極へ印加すべき電圧値を求めて、各電極へ印加すべき各々の電圧値を推定する、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項３】
前記可変形状ミラーは、前記反射面が形成された反射膜と一体化している若しくは該反射膜自身である第一の電極と、該反射膜から物理的に分離されており且つ該反射膜に対向して設けられており且つ相互に電気的に絶縁されている複数の領域からなる複数の第二の電極とを有し、該第一の電極と該第二の電極との間に電位差が与えられることによって該反射面が変形することを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記可変形状ミラーは、前記第一の電極と前記第二の電極との間に電位差が与えられることによって生じるクーロン力により前記反射膜が吸引されることによって前記反射膜に形成されている反射面が変形することを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記反射面が呈している現在の形状を示す情報が記憶される形状記憶手段を更に有することを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記形状記憶手段に記憶されている情報は、前記光学装置の外部から参照可能であることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記第一の情報が記憶される記憶手段を更に有し、
前記記憶手段に記憶されている前記第一の情報は、前記光学装置の外部より与えられる新たな情報へ書き換えることが可能である、
ことを特徴とする請求項１から６までのうちのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項８】
前記電圧印加手段が前記電圧を印加することによって前記光学系の合焦調整が行なわれることを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項９】
前記電圧印加手段が前記電圧を印加することによって前記光学系の変倍調整が行なわれることを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのうちのいずれか一項に記載の光学装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置等の光学系で用いられる技術であり、特に、光学系のフォーカス制御やズーム制御において好適に用いられる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像装置等の光学系において、フォーカス制御やズームの制御を電動で行なうときにはステッピングモータが主に用いられている。
図１１は、ズーム制御を電動で行なうことのできる、従来のデジタルカメラの構成例を示している。まず、同図に示すデジタルカメラについて説明する。
【０００３】
レンズ１は被写体像をＣＣＤ３の表面に結像させる。
絞り２はレンズ１を経て入射する光の光量を必要に応じて制限する。
ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）３はレンズ１の作用によって結像された被写体像を光電変換して画像を示す電気信号を出力する撮像素子である。
【０００４】
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、ＣＣＤ３から出力された電気信号に含まれ得るリセット雑音の除去や信号レベルの調節などを行ない、アナログ信号であるそれらの処理後の電気信号をデジタル信号である撮影画像データに変換する。
【０００５】
信号処理部５は撮像処理部４から出力される撮影画像データや圧縮／伸張処理部６から出力された伸張処理後の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。
圧縮／伸張処理部６は画像データの圧縮処理及び伸張処理を行なうものであり、信号処理部５から出力された画像データに対する画像データ圧縮処理、及びカードＩ／Ｆ７から出力される圧縮されている画像データに対する画像データ伸張処理を行なう。なお、画像データの圧縮処理及び伸張処理では、例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式による圧縮処理及び伸張処理等が行われる。
【０００６】
カードＩ／Ｆ７はこのデジタルカメラとメモリカード８との間でのデータの授受を可能とするものであり、画像データの書き込みや読み出しの処理を行なう。メモリカード８はデータの記録を行なう半導体記録媒体であり、このデジタルカメラに対して着脱可能に構成されている。
【０００７】
鏡枠制御部９は、ＣＰＵ１１による指示に従ってレンズ１及び絞り２を制御する。
制御回路１０は、ＣＰＵ１１による指示に従ってＣＣＤ３及び撮像処理部４によって行なわれる撮像動作の制御を行なう。
【０００８】
ＣＰＵ（Central Processing Unit ）１１はこのデジタルカメラ全体の動作制御を行なう中央演算装置である。
メモリ１２は、ＣＰＵ１１にこのデジタルカメラ全体の動作制御を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、ＣＰＵ１１がこの制御プログラムを実行するときに作業用記憶領域として使用するＲＡＭ（Random Access Memory）とからなる半導体メモリである。
【０００９】
ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）１３は信号処理部５から出力されたデジタル信号である画像データをアナログ信号に変換する。
液晶モニタ１４はＤＡＣ１３から出力されたアナログ信号で表現されている画像が表示される表示装置である。
【００１０】
図１１に示すデジタルカメラは以上の各構成要素より構成されている。
次に図１２について説明する。同図は図１１における鏡枠制御部９の詳細構成のうち、レンズ１の制御に係る部分を示している。
図１２に示すように、レンズ１は、より詳細には固定レンズ１−１と移動レンズ１−２とが鏡枠１−３内に設置されて構成されており、移動レンズ１−２を鏡枠１−３内の同図における左右方向に直線移動することによりズーム動作を可能としている。なお、同図においては絞り２は省略している。また、固定レンズ１−１、移動レンズ１−２は、それぞれ複数のレンズから構成されるレンズ群の場合も含むものとする。
【００１１】
位置センサ９−１は、鏡枠１−３に予め設定されている基準位置を移動レンズ１−２が通過したことを検出するセンサである。位置センサ９−１にはフォト・インタラプタやフォト・リフレクタなどの光検出センサ等が用いられ、例えば移動レンズ１−２がその基準位置に達したときに光の遮断あるいは反射を生じさせる機構を設けておいてその光の遮断あるいは反射をその位置センサ９−１に検出させるようにする。
【００１２】
電流制御部９−２はステッピングモータ９−３に流す電流をＣＰＵ１１から送られてくるパルス信号に基づいて変化させることにより、ステッピングモータ９−３の回転をＣＰＵ１１の指示に応じて制御する。
ステッピングモータ９−３は電気エネルギーを回転運動に変換する。ステッピングモータ９−３の回転運動は例えば不図示のリードスクリューなどによって直線運動に変換され、移動レンズ１−２を鏡枠１−３内の同図における左右方向に直線移動させる。
【００１３】
鏡枠制御部９は以上の各構成要素より構成されている。
図１１に示すデジタルカメラにおけるズーム動作を説明すると、例えば「ＴＥＬＥ／ＷＩＤＥ」などと表示されている不図示のズームコントロールボタンに対する操作がＣＰＵ１１によって検出され、その検出された操作に対応するパルス信号がＣＰＵ１１から鏡枠制御部９の電流制御部９−２へ与えられ、そのパルス信号に応じた電流の制御が電流制御部９−２で行なわれてステッピングモータ９−３の回転運動が制御され、移動レンズ１−２がその回転運動に応じて鏡枠１−３内を移動するというものである。
【００１４】
なお、上述した例はズームの動作を説明したものであるが、オートフォーカスの制御も大差ないものである。その一例を簡単に説明すると、ＣＣＤで撮像された画像のコントラストに基いてＣＰＵからの指示がなされてステッピングモータを回転させ、そのコントラストが高まる方向に光学系の合焦用レンズを移動させるというものである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した例でも用いられているような、レンズの移動のために用いられるステッピングモータは消費電力が大きいため、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いた。
【００１６】
また、静止画の撮影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兼ね備えているデジタルカメラや、例えば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この動作音についての遮音対策を施す必要が生じていた。
【００１７】
以上の問題を鑑み、光学系の制御を電気的に行なうときの消費電力の低減及び動作音の静音化を図ることが本発明が解決しようとする課題である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様のひとつである光学装置は、被写体像を結像させる光学系と、前記光学系に設けられ、複数備えられた電極への電圧の相対差が一定の割合になるように各電極へ印加される電圧によって反射面が変形する可変形状ミラーと、前記反射面の形状を特定する指示に応じた形状に変形させるために前記可変形状ミラーの有する複数の電極へ印加すべき各々の電圧値を、該反射面の形状と該反射面を該形状に変形させるために該電極に印加すべき電圧値との関係であって該電極のうちの特定の電極についての該関係を示す第一の情報、及び該特定の電極と他の電極間で印加すべき電圧値の相対差を表す電極間の相対位置を示す第二の情報に基づいて推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された電圧値の電圧を前記可変形状ミラーの有する複数の電極に各々印加する電圧印加手段と、を備え、前記推定手段は、前記第一の情報に基づき、上記指示に応じた形状に相当するように前記反射面を変形させる前記特定の電極へ印加すべき電圧値を求め、この求められた特定の電極へ印加すべき電圧値及び前記第二の情報とから他の電極へ印加すべき電圧値を求めて、各電極へ印加すべき各々の電圧値を推定する、ように構成することによって前述した課題を解決する。
【００１９】
可変形状ミラーは、反射面を変形させることによって発生する音は殆ど無く、また、反射面の変形のため及び変形状態の保持のために消費される電力もごくわずかである。また、光学系に設けられる可変形状ミラーの反射面の形状とその形状によって光学系から得られる光学特性との関係は実測等によって予め知ることが可能である。そこで、反射面の形状を特定する指示に応じた形状にその反射面を変形させるために可変形状ミラーの各電極へ印加すべき各々の電圧値を上記の構成のようにして推定手段に推定させ、その推定結果として得られた電圧値の電圧を電圧印加手段が可変形状ミラーの有する複数の電極に各々印加することにより、この光学系を所望の光学特性とすることができる。
【００２０】
従って、上記の構成によれば、フォーカス制御やズーム制御などの光学系での光学特性の制御がこの可変形状ミラーの反射面の変形によって実現されるので、光学系の制御を電気的に行なうときの消費電力が低減され、また、動作音の静音化が可能となる。また、可変形状ミラーの電極に対する印加電圧は推定手段に推定させるので、予めその印加電圧を示すデータを形状毎及び電極毎に全て用意しておく必要がなくなるため、この光学装置を構成するために必要とされるデータ記憶容量が削減される。
【００２１】
また、本発明の別の態様のひとつである光学装置は、被写体像を結像させる光学系と、前記光学系に設けられ、複数備えられた電極への電圧の相対差が一定の割合になるように各電極へ印加される電圧によって反射面が変形する可変形状ミラーと、前記反射面の形状を特定する指示に応じた形状に変形させるために前記可変形状ミラーの有する複数の電極へ印加すべき各々の電圧値を、該反射面について予め指定されている形状と該反射面を該指定の形状に変形させるために該複数の電極に印加すべき各々の電圧値との関係を示す第一の情報、及び特定の電極における印加される電圧に応じて変化する形状の関係を示す第二の情報に基づいて推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された電圧値の電圧を前記可変形状ミラーの有する複数の電極に各々印加する電圧印加手段と、を備え、前記推定手段は、前記第二の情報に基づいて前記指示の形状へ変形させるための特定の電極へ印加すべき電圧を求め、この求められた特定電極への印加すべき電圧及び前記第１の情報とから他の電極へ印加すべき電圧値を求めて、各電極へ印加すべき各々の電圧値を推定する、ように構成することによって前述した課題を解決する。
【００２２】
この構成は、本発明に係る前述した光学装置の構成とは推定手段による可変形状ミラーの各電極へ印加すべき各々の電圧値の推定の手法において異なるだけであり、その前述したものと同様の作用・効果をもたらす。つまり、この構成によっても、光学系の制御を電気的に行なうときの消費電力が低減され、動作音の静音化が可能となり、更に、この光学装置を構成するために必要とされるデータ記憶容量が削減される。
【００２５】
なお、上述した本発明に係る光学装置において、前記可変形状ミラーは、前記反射面が形成された反射膜と一体化している若しくは該反射膜自身である第一の電極と、該反射膜から物理的に分離されており且つ該反射膜に対向して設けられており且つ相互に電気的に絶縁されている複数の領域からなる複数の第二の電極とを有し、該第一の電極と該第二の電極との間に電位差が与えられることによって該反射面が変形するように構成することができる。
【００２６】
この構成によれば、電圧の印加によって反射面が複雑に変形する可変形状ミラーが得られるので、複雑且つ高精度の光学特性を光学系に持たせることができるようになる。
なお、ここで、前記可変形状ミラーは、前記第一の電極と前記第二の電極との間に電位差が与えられることによって生じるクーロン力により前記反射膜が吸引されることによって前記反射膜に形成されている反射面が変形するように構成することができる。
【００２７】
この構成によれば、電圧の印加によって反射面が変形する可変形状ミラーが得られる。
また、前述した本発明に係る光学装置において、前記反射面が呈している現在の形状を示す情報が記憶される形状記憶手段を更に有するように構成することができる。
【００２８】
この構成によれば、形状記憶手段に記憶されている情報を取得することにより、可変形状ミラーの反射面の現在の形状、更には光学系についての現在の光学特性を知ることができるようになる。
なお、ここで、前記形状記憶手段に記憶されている情報は、前記光学装置の外部から参照可能であるように構成することができる。
【００２９】
このように構成することにより、可変形状ミラーの反射面の現在の形状、更には光学系についての現在の光学特性を光学装置の外部より知ることができるようになる。
また、前述した本発明に係る光学装置において、前記第一の情報が記憶される記憶手段を更に有し、前記記憶手段に記憶されている前記第一の情報は、前記光学装置の外部より与えられる新たな情報へ書き換えることが可能であるように構成することができる。
【００３０】
この構成によれば、例えば可変形状ミラーの個体差や経年変化などに対し、指示された形状に反射面を変形させるために可変形状ミラーの各電極に印加すべき電圧値の推定を適切なものすることができるようになる。
また、前述した本発明に係る光学装置において、前記電圧印加手段が前記電圧を印加することによって前記光学系の合焦調整が行なわれるように構成することができる。
【００３１】
この構成によれば、合焦調整、すなわちフォーカスの調整を電気的に行なうときの消費電力が低減され、また、動作音の静音化が可能となる。
また、前述した本発明に係る光学装置において、前記電圧印加手段が前記電圧を印加することによって前記光学系の変倍調整が行なわれるように構成することができる。
【００３２】
この構成によれば、変倍調整、すなわちズームの調整を電気的に行なうときの消費電力が低減され、また、動作音の静音化が可能となる。
また、前述した本発明に係る光学装置を備えたカメラであっても、前述した本発明に係る光学装置と同様の作用・効果が得られ、前述した課題は解決される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは本発明をデジタルカメラで実施する場合について説明する。
図１は本発明を実施するデジタルカメラの構成を示している。なお、同図において、図１１に示した従来のデジタルカメラにおけるものと同様に機能する構成要素には同一の符号を付し、ここではこれらの構成要素についての説明を省略する。
【００３４】
図１に示すデジタルカメラの構成を図１１に示すものと比較すると分かるように、図１に示すデジタルカメラは、図１１に示すものに可変ミラー１５、ミラー制御部１６、Ｉ／Ｆ部１７が追加されて構成されている。なお、図１においては、鏡枠制御部９は光量制御、例えば絞り２の制御を行なう。
【００３５】
可変ミラー（可変形状ミラー）１５は、電圧を印加することによって鏡面の形状を変化させることのできる鏡であり、レンズ１−ａに入射した被写体像を表している光を反射してその光路をＣＣＤ３へと向かわせるものであり、レンズ１−ａ及び１−ｂと可変ミラー１５とでこのデジタルカメラにおける光学系が構成される。可変ミラー１５については後述する。
【００３６】
ミラー制御部１６はＣＰＵ１１からの指示に応じて可変ミラー１５に印加する電圧を変化させて可変ミラー１５を所望の形状に変形させる制御を行なう。
Ｉ／Ｆ（Interface ）部１７はデジタルカメラのＣＰＵ１１とＰＣ１８との間でのデータ授受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が備えられる。ＰＣ１８は、例えばこのデジタルカメラの製造工程においてＣＣＤ３の感度補正用のデータをメモリ１２に書き込むために用いられる。
【００３７】
図１に示すデジタルカメラは以上の各構成要素より構成されている。
なお、ＰＣ（Personal Computer ）１８はメモリ１２やミラー制御部１６に予め記録される各種のデータをこのデジタルカメラに与えるために使用されるものであり、図１においてデジタルカメラを構成するものではない。
【００３８】
次に可変ミラー１５について図２を参照しながら説明する。同図は可変ミラー１５の原理的な構造を示す図であり、同図（ａ）は斜め上方から見た図、同図（ｂ）は断面図である。
図２において、薄膜１５−１は、同図における上側の面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、同図における上方から到来する光を反射する。
【００３９】
上部基板１５−２は薄膜１５−１の周囲を保持する。
下部基板１５−３は固定電極１５−４を固定して保持する。
固定電極１５−４は電気的に絶縁された複数の領域として下部基板１５−３に複数設けられる。
【００４０】
端子１５−５は固定電極１５−４に各々電気的に接続されている。
なお、同図において、上部基板１５−２と下部基板１５−３との間隔は不図示のスペーサをその間に挟み込むなどして一定の間隔が保たれるようにされ、更に薄膜１５−１と固定電極１５−４とが対向するように配置される。
【００４１】
可変ミラー１５は以上のように構成されている。
この可変ミラー１５において、薄膜１５−１と固定電極１５−４との間に電位差を与えると、クーロン力により薄膜１５−１が固定電極１５−４側に引き寄せられて凹形に変形する。この変形による音の発生は殆ど無く、またこの変形のため及び変形状態の保持のために消費される電力もごくわずかである。ここで、固定電極１５−４の各々の形状を工夫し、また固定電極１５−４の各々に与える電位を制御すれば、薄膜１５−１を所望の形状（曲率）に変形させることが可能となる。ミラーの曲率の変化は光学系のレンズの曲率を変化させたことと同等の効果を生じさせるから、このようにして生じさせる可変ミラー１５の変形によって、フォーカスの移動やズーミングの機能を実現させようとするものが本実施の形態である。なお、ミラーの形状は一定の形状だけでなく、自由曲面形状を形成させてもよい。
【００４２】
なお、この可変ミラー１５については、例えば、オプティクスコミュニケーションズ（Optics Communications ）、１４０巻（１９９７年）、１８７〜１９０頁におけるメンブレインミラーについての記載が詳しい。
次に図３について説明する。同図は図１における可変ミラー１５及びミラー制御部１６の詳細構成を示している。
【００４３】
一般に、可変ミラー１５の固定電極１５−４は図２に示したように下部基板１５−３上に二次元的に配置がなされていることが多いが、ここでは後の説明を簡単にするため、図３に示すように、固定電極１５−４が下部基板１５−３上における直線ｘ上に一次元的に配置されているものとし、図３に示すように、固定電極１５−４の各々の位置がｘ1 、ｘ2 、ｘ3 、…とで示されるものとする。また、このときｘi の位置の固定電極１５−４に印加される電圧（薄膜１５−１との電位差）をＶi とする。
【００４４】
外部ＩＦ（Interface ）部１６−１はＣＰＵ１１とミラー制御部１６との間でのデータ授受の制御を司る。なお、外部ＩＦ（Interface ）部１６−１とＣＰＵ１１との通信は、例えば相互に相手のレジスタを参照する方式、要求コマンドの発行に対する返答を授受する方式、またはパルス信号方式など、いずれの方式によるものであってもよい。
【００４５】
コントロール部１６−２はミラー制御部１６の動作制御を行なう。コントロール部１６−２は論理回路で構成してもよく、制御プログラムを実行するＣＰＵで実現するようにしてもよい。
パターン記憶部１６−３には、ＣＰＵ１１によって与えられる指示と、その指示に適合する変形を可変ミラー１５で生じさせるために各固定電極１５−４に印加すべき電圧値との関係を示すテーブルが記憶されている。
【００４６】
パターン記憶部１６−３に記憶されているデータ例を図４に示す。同図に示すテーブルではＩＤ（Identification Data）番号を示す数値（この数値を「パターンＩＤ」と称することとする）と各固定電極１５−４に印加すべき電圧値とが対応付けられており、同図の例においては、各固定電極１５−４の位置を示すｘi の値とその位置の固定電極１５−４に印加すべき電圧値Ｖi との関係がｉ＝１、２、３、４、５についてパターンＩＤ毎に示されている。
【００４７】
コントロール部１６−２は、ＣＰＵ１１から発せられたパターンＩＤを取得するとこのテーブルにおいてこのパターンＩＤに対応付けられている各固定電極１５−４の電圧値Ｖi をパターン記憶部１６−３から読み出し、電圧発生部１６−５を制御してこの電圧Ｖi をｘi に位置する各固定電極１５−４に印加させる。なお、この例では、パターンＩＤの数値が大きくなるのに応じて可変ミラー１５の変形量が大きくなるように各データが作成されている。
【００４８】
なお、このパターン記憶部１６−３に記憶されるデータは、図１のＩ／Ｆ部１７に接続されるＰＣ１８によって書き換えることができるように構成しておくと便利である。こうすることにより、個々のデジタルカメラのパターン記憶部１６−３に異なるデータをデジタルカメラの製造時に書き込めるので、可変ミラー１５の個体差を補償することが可能となり、また、デジタルカメラの修理等において可変ミラー１５の経年変化を補償することも可能となるからである。なお、ＰＣ１８からパターン記憶部１６−３にデータを書き込むためには、ＰＣ１８からＩ／Ｆ部１７、ＣＰＵ１１、外部ＩＦ部１６−１、及びコントロール部１６−２を経由してそのデータを転送するようにすればよい。
【００４９】
状態記憶部１６−４は、ＣＰＵ１１から直近に指示されたパターンＩＤ、及びこのパターンＩＤに基づいて各固定電極１５−４に現在印加されている電圧値を記憶しておくメモリである。
電圧発生部１６−５は、直流電源１９の電圧を降圧若しくは昇圧し、コントロール部１６−２から指示された電圧値の電圧を各固定電極１５−４に印加する電圧印加手段として機能する。
【００５０】
ミラー制御部１６は以上の各構成要素により構成されている。なお、直流電源１９は図１に示すデジタルカメラの電源であり、例えば電池である。
次に図５について説明する。同図はＣＰＵ１１とミラー制御部１６との間のデータ伝送の方式を説明する図である。このデータ伝送では、同図（ａ）に例示するような、ビット毎にデータ線を１本ずつ使用して行なうパラレル伝送を行なうようにしてもよく、また、同図（ｂ）に例示するような、データ用の線とデータ読み出し用の線とを用意してクロック線の論理が反転するタイミングでデータ線の論理を確定させるシリアル伝送を行なうようにしてもよい。なお、同図の例は、（ａ）及び（ｂ）の両者とも「０１０１１」なる５ビットのデータ（すなわちＩＤ＝１１）を示している。また、前述したように、他の方式（レジスタ参照、要求コマンド授受）によるデータ伝送を行なってもよい。
【００５１】
次に図６について説明する。同図はコントロール部１６−２において行なわれる可変ミラー１５の形状制御処理の内容をフローチャートで示したものである。以下同図について説明する。
まず、不図示の電源スイッチをオンとする操作が行なわれてこのデジタルカメラの各部へ電力の供給が開始されると、まず、Ｓ１０１においてコントロール部１６−２自身に対する初期化処理が行なわれる。
【００５２】
続くＳ１０２では、可変ミラー１５を初期状態の形状に変形させるために必要とされる固定電極１５−４への印加電圧値を示すデータを電圧発生部１６−５へ転送する処理が行なわれる。電圧発生部１６−５はこのデータに基づいた電圧値の電圧を固定電極１５−４へ印加する。
【００５３】
Ｓ１０３では、可変ミラー１５の初期状態の形状を示す初期パターンＩＤを状態記憶部１６−４に記憶させる処理が行なわれる。
Ｓ１０４では、電源スイッチをオフとする操作が検出されたか否かを判定する処理が行なわれ、この判定処理の結果がＹｅｓならばＳ１０５に処理が進み、ＮｏならばＳ１０６に処理が進む。この電源スイッチをオフとする操作の検出は例えばＣＰＵ１１によって行なわれ、この操作が検出されたことを示すデータがＣＰＵ１１から送られてくるようにする。
【００５４】
Ｓ１０５では、可変ミラー１５の固定電極１５−４への印加電圧値をゼロとするデータを電圧発生部１６−５へと転送する処理が行なわれ、その後はこの形状制御処理が終了する。
Ｓ１０６では新たなパターンＩＤがＣＰＵ１１から送られてきたか否かを判定する処理が行なわれ、この判定処理の結果がＹｅｓならばＳ１０７に処理が進む。一方、Ｓ１０６の判定処理の結果がＮｏ、すなわち新たなパターンＩＤの入力を検出しないのであればＳ１０４へと処理が戻って上述した処理が繰り返される。
【００５５】
Ｓ１０７ではパターン記憶部１６−３に記憶されているデータが参照されてＣＰＵ１１から送られてきたパターンＩＤに対応する電圧値データを示すデータ（電圧パターン）をパターン記憶部から読み出す処理が行なわれる。
Ｓ１０８では、前ステップで読み出された電圧パターンを電圧発生部１６−５へ転送する処理が行なわれる。電圧発生部１６−５はこの電圧パターンに基づいた電圧値の電圧を固定電極１５−４へ印加する。
【００５６】
Ｓ１０９ではＣＰＵ１１から送られてきたパターンＩＤを状態記憶部１６−４に記憶させる処理が行なわれ、その後はＳ１０４へと処理が戻って上述した処理が繰り返される。
以上までの処理が形状制御処理であり、この処理をコントロール部１６−２が行なうことによって、可変ミラー１５をＣＰＵ１１から転送されるパターンＩＤで示される形状に変化させることができるようになる。
【００５７】
なお、可変ミラー１５の現在の形状をＣＰＵ１１が知るには、状態記憶部１６−４に記憶されているパターンＩＤの取得要求をＣＰＵ１１がミラー制御部１６へ与えるようにし、この要求を取得したコントロール部１６−２に状態記憶部１６−４に記憶されているパターンＩＤを読み出してＣＰＵ１１に転送する処理を行なわせるようにすればよい。
【００５８】
次に、本発明をデジタルカメラで実施する別の例について説明する。
今までに説明した実施例においては、ミラー制御部１６におけるパターン記憶部１６−３には、図４に例示したように、各固定電極１５−４の位置を示すｘi の値とその位置の固定電極１５−４に印加すべき電圧値Ｖi とを示すデータをパターンＩＤ毎に全て記憶させておくようにしていたため、多量のデータをパターン記憶部１６−３に記憶させていた。
【００５９】
これに対し、これより説明する実施例では、ＣＰＵ１１から指示されるパターンＩＤで示される形状に可変ミラー１５を変形させるためにｘi に位置する固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi をミラー制御部１６で推定するようにしてパターン記憶部１６−３に要求されるデータ記憶量を削減するというものである。
【００６０】
なお、便宜上、これより説明する実施例を「第二実施例」と称することとし、図１から図６を用いて既に説明した実施例を「第一実施例」と称することとする。
この第二実施例に係るデジタルカメラの構成は第一実施例と同様であり、図１に示したものでよい。但し、ミラー制御部１６の構成が図３に示した第一実施例におけるものと若干異なっている。第二実施例におけるミラー制御部１６の詳細構成を図７に示す。
【００６１】
図７に示す構成を図３に示すものと比較すると分かるように、第二実施例におけるミラー制御部１６は、第一実施例における構成からパターン記憶部１６−３が削除され、電圧推定部１６−６及び推定基準データ記憶部１６−７が追加されて構成されている点が異なっている。そこで、ここでは電圧推定部１６−６及び推定基準データ記憶部１６−７についてのみ説明する。
【００６２】
電圧推定部１６−６は、ＣＰＵ１１から指示されるパターンＩＤで示される形状に可変ミラー１５を変形させるためにｘi に位置する固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi を推定する。
推定基準データ記憶部１６−７は、電圧推定部１６−６が印加電圧Ｖi の推定を行なうための基礎とするデータ（基準データ）が記憶される。なお、理由は後述するが、推定基準データ記憶部１６−７に記憶されるデータ量は第一実施例におけるパターン記憶部１６−３に記憶されるデータ量よりも少量となる。
【００６３】
以下、電圧推定部１６−６によって行なわれる印加電圧Ｖi の推定の手法について、ここでは３つの例を説明する。
印加電圧Ｖi の推定の第一の手法は、固定電極１５−４のうちのいずれかひとつにおけるパターンＩＤと印加電圧との関係を基準としてｘi に位置する固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi をパターンＩＤ毎に推定するというものである。
【００６４】
例えば、図４に示すデータ例では、任意のパターンＩＤにおいてｘi とＶi との間に下記の式の関係を有することは容易に推察することができる。
Ｖi ＝−０．２×｜ｘi −ｘ3 ｜＋Ｖ3 
従って、図４のデータ例から上記の式を予め導出しておけば、各固定電極１５−４の位置を示すｘi の値とある特定の位置（上記の式ではｘ3 の位置）の固定電極１５−４に印加すべき電圧（上記の式においては印加電圧Ｖ3 ）についてのパターンＩＤ毎の値とを予め用意しておくことにより、上記の式より、ｘi に位置する固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi をパターンＩＤ毎に推定することができる。つまり、この式は、基準の位置の固定電極１５−４に対する印加電圧値、及びその基準の固定電極１５−４との位置の差異に基づいて各固定電極１５−４に対するパターンＩＤ毎の印加電圧の推定を行なうものである。
【００６５】
図８は、上述したようにして電圧Ｖi の推定を行なう場合に推定基準データ記憶部１６−７に予め記憶させるデータ例を示している。
図８について説明すると、（ａ）は固定電極１５−４の各々の配置を示す位置データ、（ｂ）はＣＰＵ１１から送られてくるパターンＩＤと、そのパターンＩＤで示される形状に可変ミラー１５を変形させるためにｘ3 の位置の固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖ3 が示されている基準電圧データである。また、図８（ｃ）は、上記の式の左辺で使用されている乗算の係「−０．２」が示されている係数データである。推定基準データ記憶部１６−７にはこれら図８の（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）に示されている各データを予め記憶させておくようにする。図８を図４と比較すれば分かるように、第一実施例においてパターン記憶部１６−３に記憶させておくデータ量に比べ、この推定基準データ記憶部１６−７に記憶させておくデータ量が少ないことは明らかである。
【００６６】
電圧推定部１６−６が推定基準データ記憶部１６−７に記憶されているこれらのデータを用いて行なう印加電圧の推定を具体例を挙げて説明する。なお、ここでは、パターンＩＤが「１」であるときのｘ2 の固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖ2 の推定を行なう。
【００６７】
まず、推定基準データ記憶部１６−７から推定を行なうために必要なデータを取得する。図８の例では、（ａ）の位置データからｘ2 の値として「１．０」とｘ3 （基準電圧データに印加電圧値が示されている固定電極１５−４の位置）の値として「２．０」とを取得し、（ｂ）の基準電圧データからＩＤ＝１のときのＶ3 の値として「０．５」を取得し、（ｃ）の係数データから係数値「−２．０」を取得する。なお、電圧取得部１６−６はこれらのデータをコントロール部１６−２を介して取得する。
【００６８】
電圧推定部１６−６は、推定基準データ記憶部１６−７からこれらのデータを取得すると、これらの値を前記した式に代入してＶ2 の値を算出する。すなわち、
Ｖ2 ＝（−０．２）×｜（１．０）−（２．０）｜＋（０．５）＝０．３
の計算が電圧推定部１６−６において行なわれ、Ｖ2 の推定結果として０．３が得られる。
【００６９】
次に印加電圧Ｖi の推定の第二の手法について説明する。
前述した第一の手法では、固定電極１５−４のうちのいずれかひとつにおけるパターンＩＤと印加電圧との関係を基準としてｘi に位置する固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi をパターンＩＤ毎に推定するというものであった。これに対し、これより説明する第二の手法では、あるパターンＩＤにおける固定電極１５−４各々についての印加電圧を基準として任意のパターンＩＤにおいて固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi の推定を行なうというものである。
【００７０】
例えば、図４に示すデータ例において、パターンＩＤの値がｎであるときにおけるｘi の位置の固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi ［ｎ］の値は下記の式の関係を有していると推察される。
Ｖi ［ｎ］＝０．５×ｎ2 ＋（Ｖi ［１］−Ｖ3 ［１］）
上記の式において、Ｖi ［１］はパターンＩＤの値が１であるときにおけるｘi の位置の固定電極１５−４に印加すべき電圧値であり、Ｖ3 ［１］はパターンＩＤの値が１であるときにおけるｘ3 の位置の固定電極１５−４に印加すべき電圧値である。
【００７１】
従って、図４のデータ例から上記の式を予め導出しておけば、ある特定のパターンＩＤ（上記の式ではパターンＩＤの値が「１」のとき）における各固定電極１５−４に印加すべき電圧（上記の式では印加電圧Ｖi ［１］）の値を予め用意しておくことにより、上記の式より、パターンＩＤがｎのときにおけるｘi に位置する固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi ［ｎ］をパターンＩＤ毎に推定することができる。つまり、この式は、基準のパターンＩＤで示される可変ミラー１５の形状に変形させるために固定電極１５−４に印加される電圧値に基づいて各固定電極１５−４に対するパターンＩＤ毎の印加電圧の推定を行なうものである。
【００７２】
図９は、上述したようにして電圧Ｖi ［ｎ］の推定を行なう場合に推定基準データ記憶部１６−７に予め記憶させるデータ例を示している。
図９について説明すると、（ａ）はＣＰＵ１１から送られてくるパターンＩＤが「１」であったときに各固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖi ［１］が示されている基準電圧データであり、（ｂ）は上記の式の左辺で使用されている乗算の係数「０．５」が示されている係数データである。推定基準データ記憶部１６−７にはこれら図９の（ａ）及び（ｂ）に示されている各データを予め記憶させておくようにする。
【００７３】
図９を図４と比較すれば分かるように、第一実施例においてパターン記憶部１６−３に記憶させておくデータ量に比べ、この推定基準データ記憶部１６−７に記憶させておくデータ量が少ないことは明らかである。
電圧推定部１６−６が推定基準データ記憶部１６−７に記憶されているこれらのデータを用いて行なう印加電圧の推定を具体例を挙げて説明する。なお、ここでは、パターンＩＤが「３」であるときのｘ2 の固定電極１５−４に印加すべき電圧Ｖ2 ［３］の推定を行なう。
【００７４】
まず、推定基準データ記憶部１６−７から推定を行なうために必要なデータを取得する。図９の例では、（ａ）の基準電圧データからＩＤ＝１のときのＶ2 の値Ｖ2 ［１］として「０．３」を、更に、ＩＤ＝１のときのＶ3 の値Ｖ3 ［１］として「０．５」を、それぞれ取得し、（ｂ）の係数データから係数値「０．５」を取得する。なお、電圧取得部１６−６はこれらのデータをコントロール部１６−２を介して取得する。
【００７５】
電圧推定部１６−６は、推定基準データ記憶部１６−７からこれらのデータを取得すると、これらの値を前記した式に代入してＶ2 ［３］の値を算出する。すなわち、
Ｖ2 ［３］＝０．５×３2 ＋（０．３−０．５）＝４．３
の計算が電圧推定部１６−６において行なわれ、Ｖ2 ［３］推定結果として４．３が得られる。
【００７６】
次に印加電圧Ｖi の推定の第三の手法について説明する。この第三の手法は、離散的に用意される各固定電極１５−４のパターンＩＤ毎の印加電圧Ｖi ［ｎ］データを用い、用意されているデータ間の印加電圧値を補間より推定するというものである。
【００７７】
ズーム制御を例に挙げて説明すると、可変ミラー１５を変形させてズーム操作を行ないながら被写体を観察するとき、その変形の制御が離散的にしか行なえないとその被写体の見え方は不自然なものとなってしまう。そこで、パターンＩＤとしてとり得る値の制限を緩和し、整数でないパターンＩＤがＣＰＵ１１から送られてきたときには、推定基準データ記憶部１６−７に予め記憶されている各固定電極１５−４における印加電圧Ｖi のデータを用いた補間を行なって印加電圧の推定を行なう。
【００７８】
この第三の手法においては、推定基準データ記憶部１６−７には、例えば図４に示す第一実施例においてパターン記憶部１６−３に記憶させていたものと同一のデータを記憶させておく。なお、この場合において単純に比較すると推定基準データ記憶部１６−７に記憶させるデータ量はパターン記憶部１６−３におけるものと同一になるが、この第三の手法を用いて実現される光学系の制御と同等のものを第一実施例で実現するためにはパターン記憶部１６−３に記憶させるデータを図４に示すものよりも遥かに多くする必要があるので、この第三の手法によっても記憶させておくデータ量を削減させる効果は得られる。
【００７９】
図１０に示すグラフを参照しながらその具体的な手法を説明する。
図１０は、１から５までの各パターンに対応する電圧Ｖi ［１］からＶi ［５］を示すグラフであって、１から５までの各パターンは、例えば合焦距離（∞、１０ｍ、２ｍ、１ｍ、２０ｃｍ）に各々対応するものとする。
【００８０】
例えば５０ｃｍに合焦する場合に、５０ｃｍがパターンＩＤに換算して「４．３」になると仮定すると、このパターンＩＤ「４．３」であるときの印加電圧Ｖi ［４．３］を推定するには、パターンＩＤが「４」であるときの印加電圧Ｖi ［４］の値とパターンＩＤが「５」であるときの印加電圧Ｖi ［５］の値とを用いた比例配分による直線補間を行なうことによって推定する。
【００８１】
なお、本手法はズーム位置設定にも適用可能であり、少ないデータであってもズーム位置の位置決めを細かく行なうことができる。
なお、この手法で用いる補間の方式は直線補間に限定されるものではなく、例えば曲線補間やスプライン補間など、他の補間方式を用いるようにしても良い。
【００８２】
なお、以上までに説明した印加電圧Ｖi の推定の手法は、図６に示した形状制御処理におけるＳ１０７の処理ステップに代えて電圧推定部１６−６において行なわれるようにする。こうすることによって可変ミラー１５をＣＰＵ１１から転送されるパターンＩＤで示される形状に変化させることができるようになる。
【００８３】
なお、推定基準データ記憶部１６−７に記憶されるデータも、前述したパターン記憶部１６−３と同様、図１のＩ／Ｆ部１７に接続されるＰＣ１８によって書き換えることができるように構成しておくと便利である。こうすることにより、個々のデジタルカメラの推定基準データ記憶部１６−７に異なるデータをデジタルカメラの製造時に書き込めるので、可変ミラー１５の個体差を補償することが可能となり、また、デジタルカメラの修理等において可変ミラー１５の経年変化を補償することも可能となるからである。なお、ＰＣ１８から推定基準データ記憶部１６−７にデータを書き込むためには、ＰＣ１８からＩ／Ｆ部１７、ＣＰＵ１１、外部ＩＦ部１６−１、及びコントロール部１６−２を経由してそのデータを転送するようにすればよい。
【００８４】
また、電圧Ｖi の推定に使用する式の導出は、人の直感等に頼る代わりに、他の手法、例えば測定値と関数から得られる理論値との差の二乗和が最小となるようにその関数を決定する最小二乗法を用いて行なうようにしてもよい。
その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の改良・変更が可能である。例えば、上述した実施形態は本発明をデジタルカメラで実施する例を説明したが、フィルム上に被写体像を記録する銀塩写真の撮影を行なういわゆる銀塩カメラ、あるいは、動画像をビデオ信号で記録するビデオカメラなどでも本発明を実施することが可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、反射面を変形させることによって発生する音は殆ど無く、また、反射面の変形のため及び変形状態の保持のために消費される電力もごくわずかである可変形状ミラーへの電圧の印加による反射面の変形によってフォーカス制御やズーム制御などの光学系での光学特性の制御を実現したので、光学系の制御を電気的に行なうときの消費電力が低減され、また、動作音の静音化が可能となるという効果を奏する。また、可変形状ミラーの電極に対する印加電圧を推定するようにしたので、予めその印加電圧を示すデータを形状毎及び電極毎に全て用意しておく必要がなくなるため、必要とされるデータ記憶容量が削減されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するデジタルカメラの構成を示す図である。
【図２】可変ミラーの原理的な構造を示す図である。
【図３】図１における可変ミラー及びミラー制御部の詳細構成を示す図である。
【図４】パターン記憶部に予め記憶されているデータ例を示す図である。
【図５】ＣＰＵとミラー制御部との間でのデータ伝送の方式を説明する図である。
【図６】形状制御処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】第二実施例における可変ミラー及びミラー制御部の詳細構成を示す図である。
【図８】印加電圧推定の第一の例において推定基準データ記憶部に予め記憶させておくデータ例を示す図である。
【図９】印加電圧推定の第二の例において推定基準データ記憶部に予め記憶させておくデータ例を示す図である。
【図１０】印加電圧推定の手法の第二の例を説明する図である。
【図１１】従来のデジタルカメラの構成を示す図である。
【図１２】図１１に示す鏡枠制御部の詳細構成のうち、光学系の制御に係る部分を示す図である。
【符号の説明】
１、１−ａ、１−ｂ  レンズ
１−１  固定レンズ
１−２  移動レンズ
１−３  鏡枠
２  絞り
３  ＣＣＤ
４  撮像処理部
５  信号処理部
６  圧縮／伸張処理部
７  カードＩ／Ｆ
８  メモリカード
９  鏡枠制御部
９−１  位置センサ
９−２  電流制御部
９−３  ステッピングモータ
１０  制御回路
１１  ＣＰＵ
１２  メモリ
１３  ＤＡＣ
１４  液晶モニタ
１５  可変ミラー
１５−１  薄膜
１５−２  上部基板
１５−３  下部基板
１５−４  固定電極
１６  ミラー制御部
１６−１  外部ＩＦ部
１６−２  コントロール部
１６−３  パターン記憶部
１６−４  状態記憶部
１６−５  電圧発生部
１６−６  電圧推定部
１６−７  推定基準データ記憶部
１７  Ｉ／Ｆ部
１８  ＰＣ
【図１】
0004315636.tif 000002
【図２】
0004315636.tif 000003
【図３】
0004315636.tif 000004
【図４】
0004315636.tif 000005
【図５】
0004315636.tif 000006
【図６】
0004315636.tif 000007
【図７】
0004315636.tif 000008
【図８】
0004315636.tif 000009
【図９】
0004315636.tif 000010
【図１０】
0004315636.tif 000011
【図１１】
0004315636.tif 000012
【図１２】
0004315636.tif 000013