(57)【要約】【課題】環境温度の影響を受けにくく、その結果環境温度によって制御状態を変える必要がない光学素子を提供する。【解決手段】本発明に係る光学素子１１は、第１液体２２と、第１液体２２と異なる第２液体２３とを備えて容器１２内に封入し、当該容器１２内に印加する電圧を変化させることで、第１液体２２と第２液体２３との境界面形状（２４）を変化させることが可能な液体レンズ２１を有しており、液体レンズ２１の温度を変更可能なヒーター３１と、ヒーター３１を利用して液体レンズ２１の温度を制御するサーモスタット３２とを設け、容器１２外部の環境変化（環境温度）による液体レンズ２１への影響を低減するようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液体と、前記第１液体と異なる第２液体とを備えて容器内に封入し、前記容器内に加える物理量を変化させることで、前記第１液体と前記第２液体との境界面形状を変化させることが可能な液体レンズを有しており、
前記容器外部の環境変化による前記液体レンズへの影響を低減する低減部材を備えたことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記低減部材は、前記液体レンズの温度を変更可能な温度変更装置であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記温度変更装置を利用して前記液体レンズの温度を制御する温度制御装置が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１液体および前記第２液体の一方は導電性を有し、他方は絶縁性を有することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記物理量は電圧であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記温度変更装置は加温装置であることを特徴とする請求項２から請求項５のうちいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記温度変更装置によって前記液体レンズの温度が指定温度に達すると、前記温度制御装置は前記温度変更装置の機能を変更することを特徴とする請求項３から請求項６のうちいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記指定温度には、前記温度変更装置の作動を停止するための第１指定温度と、前記温度変更装置の作動を開始するための第２指定温度とがあることを特徴とする請求項７に記載の光学素子。
【請求項９】
前記第１指定温度と前記第２指定温度との差は、摂氏１５度以下であることを特徴とする請求項８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記第１指定温度と前記第２指定温度のうち高い方の温度は、前記光学素子における性能保証温度以上の温度であることを特徴とする請求項８もしくは請求項９に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記第１指定温度と前記第２指定温度のうち高い方の温度は、摂氏３０度以上の温度であることを特徴とする請求項８から請求項１０のうちいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
前記第１液体および前記第２液体は、ほぼ同密度であることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１３】
前記第１液体および前記第２液体は、前記第１指定温度と前記第２指定温度との間のいずれかの温度においてほぼ同密度であることを特徴とする請求項１２に記載の光学素子。
【請求項１４】
前記第１液体および前記第２液体は、前記第２指定温度に近い温度においてほぼ同密度であることを特徴とする請求項１３に記載の光学素子。
【請求項１５】
前記温度変更装置は、直流電流を利用して作動することを特徴とする請求項２から請求項１４のうちいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１６】
液体レンズを有する光学素子を用いて、物体の像を所定の面上に結像させる光学系であって、
前記光学素子が請求項１から請求項１５のうちいずれか一項に記載の光学素子であることを特徴とする光学系。
【請求項１７】
液体レンズを有する光学素子を用いて、物体の像を所定の面上に結像させる光学系を有する光学装置であって、
前記光学素子が請求項１から請求項１５のうちいずれか一項に記載の光学素子であり、
前記光学装置がカメラであることを特徴とする光学装置。
【請求項１８】
液体レンズを有する光学素子を用いて、物体の像を所定の面上に結像させる結像方法であって、
前記光学素子が請求項１から請求項１５のうちいずれか一項に記載の光学素子であることを特徴とする結像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体レンズを有する光学素子、これを用いた光学系および光学装置、並びに結像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロウェティング現象を用い、印加する電圧量によって２つの液体の界面形状を変更可能な液体レンズが数多く提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００１−２４９２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１にも開示されている通り、液体レンズは環境温度によって、材料の屈折率や粘性、液体界面の形状が変化してしまうため、温度によって制御状態を変える必要があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、外部環境の影響を受けにくく、その結果外部環境によって制御状態を変える必要がない光学素子、光学系および光学装置、並びに結像方法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】
【０００５】
このような目的達成のため、本発明に係る光学素子は、第１液体と、前記第１液体と異なる第２液体とを備えて容器内に封入し、前記容器内に加える物理量を変化させることで、前記第１液体と前記第２液体との境界面形状を変化させることが可能な液体レンズを有しており、前記容器外部の環境変化による前記液体レンズへの影響を低減する低減部材を備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお、上述の発明において、前記低減部材は、前記液体レンズの温度を変更可能な温度変更装置であることが好ましい。
【０００７】
また、上述の発明において、前記温度変更装置を利用して前記液体レンズの温度を制御する温度制御装置が設けられていることが好ましい。
【０００８】
また、上述の発明において、前記第１液体および前記第２液体の一方は導電性を有し、他方は絶縁性を有することが好ましい。
【０００９】
また、上述の発明において、前記物理量は電圧であることが好ましい。
【００１０】
また、上述の発明において、前記温度変更装置は加温装置であることが好ましい。
【００１１】
また、上述の発明において、前記温度変更装置によって前記液体レンズの温度が指定温度に達すると、前記温度制御装置は前記温度変更装置の機能を変更することが好ましい。
【００１２】
さらに、上述の発明において、前記指定温度には、前記温度変更装置の作動を停止するための第１指定温度と、前記温度変更装置の作動を開始するための第２指定温度とがあることが好ましい。
【００１３】
さらに、上述の発明において、前記第１指定温度と前記第２指定温度との差は、摂氏１５度以下であることが好ましい。
【００１４】
また、上述の発明において、前記第１指定温度と前記第２指定温度のうち高い方の温度は、前記光学素子における性能保証温度以上の温度であることが好ましい。
【００１５】
また、上述の発明において、前記第１指定温度と前記第２指定温度のうち高い方の温度は、摂氏３０度以上の温度であることが好ましい。
【００１６】
また、上述の発明において、前記第１液体および前記第２液体は、ほぼ同密度であることが好ましい。
【００１７】
さらに、上述の発明において、前記第１液体および前記第２液体は、前記第１指定温度と前記第２指定温度との間のいずれかの温度においてほぼ同密度であることが好ましい。
【００１８】
さらに、上述の発明において、前記第１液体および前記第２液体は、前記第２指定温度に近い温度においてほぼ同密度であることが好ましい。
【００１９】
また、上述の発明において、前記温度変更装置は、直流電流を利用して作動することが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る光学系は、液体レンズを有する光学素子を用いて、物体の像を所定の面上に結像させる光学系であって、前記光学素子が本発明に係る光学素子であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る光学装置は、液体レンズを有する光学素子を用いて、物体の像を所定の面上に結像させる光学系を有する光学装置であって、前記光学素子が本発明に係る光学素子であり、前記光学装置がカメラであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る結像方法は、液体レンズを有する光学素子を用いて、物体の像を所定の面上に結像させる結像方法であって、前記光学素子が本発明に係る光学素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、外部環境の影響を受けにくく、その結果外部環境によって制御状態を変える必要がない光学素子、光学系および光学装置、並びに結像方法を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本実施形態の光学素子１１は、図１および図２に示すように、液体容器部１２に液体が封入された液体レンズ２１を有して構成されている。なお、図１は光学素子１１の側断面図を示しており、図２は光学素子１１の平断面図を示している。液体容器部１２は、導電性材料を用いて円筒形の碗状に形成された第１電極１４、プラスチック等の絶縁性材料を用いて円筒状に形成された容器部材１５、絶縁性材料を用いて円筒状に形成された第１絶縁体１６、導電性材料を用いて二重円筒状に形成された第２電極１７、光を透過する材料を用いて円板状に形成された２つの光学窓部材１８ａ，１８ｂ、および、光を透過する絶縁性材料を用いて円筒形の碗状に形成された第２絶縁体１９から構成される。
【００２５】
第２電極１７は、断面がコの字状に形成されており、容器部材１５の内周面、上面および外周面を覆うように取り付けられている。なお、説明容易化のため、図１における上下左右方向を、本実施形態における上下左右方向と称することにする。すなわち、本願の光学素子は、本実施形態で規定される向きに限定されるものではない。また、第１絶縁体１６の外径は、第２電極１７の内径と略同一の大きさに形成されており、第２電極１７および容器部材１５の内周部に対して、第１絶縁体１６が挿入されて取り付けられるようになっている。さらに、第２絶縁体１９の外径は、第１絶縁体１６の内径と略同一の大きさに形成されており、この第２絶縁体１９の開口部１９ａが下方に向くように、第１絶縁体１６内に第２絶縁体１９が挿入されて取り付けられるようになっている。
【００２６】
このように容器部材１５に対して、第２電極１７、第１絶縁体１６、および第２絶縁体１９が取り付けられた状態で、これらの上面が略同一平面上に位置するようになっており、この上面に対して円板状の第２の光学窓部材１８ｂが接合されている。また、容器部材１５、第１絶縁体１６、および第２絶縁体１９の下面も略同一平面上に位置しており、この下面に対して第１電極１４が接合されている。
【００２７】
第１電極１４の底部１４ａには、円形の開口窓１４ｂが設けられており、この開口窓１４ｂの内径は、第２絶縁体１９の開口部１９ａの内径よりやや小さく形成され、開口窓１４ｂと開口部１９ａとはその回転対称軸（後述する液体レンズ２１の光軸Ｘ）が一致するようになっている。また、円板状に形成された第１の光学窓部材１８ａの外径は、第１電極１４の内径と略同一の大きさに形成されており、この第１電極１４に第１の光学窓部材１８ａが挿入されて取り付けられるようになっている。
【００２８】
第２絶縁体１９と第１電極１４および第１の光学窓部材１８ａとで囲まれた空間には、導電性の塩化リチウム水溶液（これを「第１液体２２」と呼ぶ）と、第１液体２２と同密度の絶縁性のシリコンオイル（これを「第２液体２３」と呼ぶ）とが充填されて封入されている。このとき、第１液体２２と第２液体２３とは混合せず、表面張力により境界面２４が形成され、この境界面２４を境にこれらの液体２２，２３が配置され、液体レンズ２１を構成している。なお、第１液体２２と第２液体２３とが同密度で構成されることで、境界面２４へ重力が全く影響しなくなるため、この境界面２４にかかる重力方向の影響を回避することができ、また、振動による混合を回避することができる。
【００２９】
図１および図２において、第２絶縁体１９の内壁面１９ｂは、回転対称に形成されており、この内壁面１９ｂに対する回転対称軸として、液体レンズ２１の光軸Ｘを定義することができる。この液体レンズ２１の光軸Ｘは、図１において下方から上方に向かって入射する入射光線の光軸と一致しており、境界面２４を貫いている。この液体レンズ２１の光軸Ｘに沿って入射した光線は、第１の光学窓部材１８ａ、第１液体２２、第２液体２３、および第２の光学窓部材１８ｂを透過し、第２の光学窓部材１８ｂより射出される。なお、光線の進行方向は逆であってもよい。
【００３０】
この光学素子１１において、第１液体２２と第２液体２３との境界面２４は、液体レンズ２１の光軸Ｘ周りの全周で第２絶縁体１９の内壁面１９ｂに接している。また、第２電極１７は、第１および第２絶縁体１６，１９により、第１液体２２および第２液体２３と絶縁されている。一方、第２電極１７と容器部材１５を介して絶縁されている第１電極１４は、第１電極１４の開口部１４ｂが導電性液体である第１液体２２に接し、第１液体２２と電気的に接続されている。したがって、エレクトロウェティング現象により、第１電極１４および第２電極１７に電圧を印加することで、境界面２４と内壁面１９ｂとの表面張力を変更可能であり、電圧の変化に対して、境界面形状の変更が可能な構成となっている。
【００３１】
ここで、第１液体２２のｄ線における屈折率はｎ＝１．４４であり、第２液体２３のｄ線における屈折率はｎ＝１．５１であることから、電圧変化に伴う境界面形状の変化により、この光学素子１１全体の焦点距離を変更可能としている。なお、内壁面１９ｂの形状は回転対称の形状に限定されるものでなく、例えば、液体レンズ２１の光軸Ｘを含む面対称に構成することも可能である。あるいは、内壁面１９ｂは非対称形状であってもよい。また、第１液体２２および第２液体２３として、屈折率がほぼ同一で、アッベ数が異なる２つの液体を用いることにより、電圧変化に伴う境界面形状の変化により、光学素子１１全体の収差を変更可能に構成することもできる。
【００３２】
ところで、容器部材１５の内部には、円筒形の温度変更装置であり加温装置であるヒーター３１が埋め込まれており、外部より電極３３（２極の電極）を通してヒーター３１に電圧を印加することで発熱し、液体レンズ２１中の第１液体２２および第２液体２３を加熱することができる。ヒーター３１は、円筒形に繋げて形成したセラミックヒーターを用いて、第１液体２２および第２液体２３を均一に加熱可能に構成される。
【００３３】
なおこのとき、第１液体２２および第２液体２３とヒーター３１との間の距離は、１０μｍ以上離れていることが好ましい。ヒーター３１に電圧を印可すると、光学素子１１内部の電場が変化してしまう。特に、各液体２２，２３とヒーター３１との間の距離が１０μｍより小さいと、液体界面にかかる電場の影響が過剰に大きくなり、第１液体２２と第２液体２３との境界面形状を所望の形状に維持できなくなってしまう。なお、より望ましくは５０μｍ、さらに望ましくは１００μｍ以上離れていることが好ましい。例えば、本実施形態において、各液体２２，２３とヒーター３１との間の距離は５００μｍである。
【００３４】
さらに、容器部材１５の内部には、温度制御装置であるサーモスタット３２が埋め込まれている。ヒーター３１は、このサーモスタット３２を介して電極３３と電気的に接続され、液体レンズ２１（第１液体２２および第２液体２３）の温度が第１指定温度である摂氏４５度になると、電極３３とヒーター３１との間はサーモスタット３２によって非通電状態となり、ヒーター３１による加温を停止して液体の温度を摂氏４５度付近に保つ。また、液体レンズ２１の温度が第２指定温度である摂氏４０度以下になると、電極３３とヒーター３１との間はサーモスタット３２によって通電状態となり、ヒーター３１による加温を開始して液体の温度を摂氏４５度付近に保つ。
【００３５】
このように、ヒーター３１およびサーモスタット３２を利用して液体レンズ２１の温度を制御し、液体容器部１２の外部の環境変化（環境温度）による液体レンズ２１への影響を低減するようにすることで、外部環境の影響を受けにくく、その結果外部環境によって制御状態を変える必要がない光学素子および、これを用いた光学系並びに光学装置（結像方法）を提供することが可能になる。特に、温度変更装置であるヒーター３１を利用して液体レンズ２１の温度を制御することで、外部環境のうち変化しやすい環境温度の影響を受けにくく、その結果環境温度によって制御状態を変える必要がない光学素子および、これを用いた光学系並びに光学装置（結像方法）を提供することが可能になる。なおこのとき、温度制御装置としてサーモスタット３２を利用すれば、液体レンズ２１の温度を適切に制御することができる。
【００３６】
なお、上述したように、第１液体２２が導電性を有し、第２液体２３が絶縁性を有することで、電気（電位差）を利用して容易に境界面形状を変形させることが可能になる。
【００３７】
また、電圧を変化させることにより境界面形状を変化させることで、フォーカシング等のためにレンズを駆動する駆動装置が不要となり、レンズの大型化や駆動騒音を抑えることが可能になる。
【００３８】
また、温度変更装置は加温装置であるヒーター３１を用いることが好ましく、このようにすれば、液体を加温することで液体の粘度が低下するため、各液体の変形が速くなることから、液体レンズ２１（境界面形状）の制御をより容易に行うことができる。
【００３９】
また、前述したように、サーモスタット３２は、液体レンズ２１（第１液体２２および第２液体２３）の温度が第１指定温度である摂氏４５度になると、ヒーター３１の作動を停止し、液体レンズ２１の温度が第２指定温度である摂氏４０度以下になると、ヒーター３１の作動を開始するようになっている。このようにすれば、液体レンズ２１の温度制御を適切に行うことが可能になる。
【００４０】
なおこのとき、第１指定温度と第２指定温度との差は、摂氏１５度以下（本実施形態においては、摂氏５度）であることが好ましい。この程度の温度差の範囲内であれば、温度変化によって制御状態を変えずに、液体レンズ２１を使用することが可能である。
【００４１】
また、第２指定温度よりも温度の高い第１指定温度は、光学素子１１における性能保証温度以上の温度（摂氏４５度）となっている。ここで、性能保証温度とは、光学素子、あるいは光学素子を有する光学装置や光学系について、使用に供することが可能な温度範囲のことである。すなわち、光学素子、あるいは光学素子を有する光学装置や光学系について、温度変化に起因する光学素子の収差変動量（例えば、コマ収差等）が許容範囲内であり、光学装置や光学系が使用可能となる温度の範囲、あるいは、光学装置や光学系が機械的・電気的に所定の性能（例えば、作動時間等）を満たすことが可能な温度範囲のことである。
【００４２】
なお、本実施形態の光学素子１１において、性能保証温度は摂氏４０度となっている。このように、第１指定温度をより高い温度に設定することで、環境温度の影響を受けにくくすることができる。なお、このような第１指定温度は、具体的には、摂氏３０度以上の温度であることが好ましく、このように第１指定温度を室温より高い温度に設定することで、環境温度の影響をより受けにくくすることができる。また、この第１指定温度は、より高い温度である摂氏４０度以上の温度であることがさらに好ましい。
【００４３】
また、前述したように、第１液体２２および第２液体２３は、ほぼ同密度であり、境界面形状の形状誤差が減って好ましいが、さらに、第１液体２２および第２液体２３は、第１指定温度と第２指定温度との間のいずれかの温度においてほぼ同密度であることが好ましい。これにより、液体レンズ２１の制御される温度範囲において、境界面形状の形状誤差が減ってより望ましい。またさらに、第１液体２２および第２液体２３は、第２指定温度に近い温度においてほぼ同密度であることが好ましい。これにより、第２指定温度近傍では各液体の温度変化が小さいため、境界面形状の形状誤差をより減らすことができる。
【００４４】
なお、本実施形態における液体容器の形態は、同じ機能を有していれば本明細書中に示される実施例に限定されることはない。
【００４５】
また、上述の実施形態において、液体材料（第１液体および第２液体）は、同じ機能を有していれば、本明細書中に示される実施例に限定されることはない。例えば、第１液体２２が絶縁性を有し、第２液体２３が導電性を有していてもよい。また例えば、第１液体と第２液体との間に絶縁性を有し混合を防ぐ薄膜を設けるようにすれば、第１液体および第２液体をともに導電性の液体にしてもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態において、サーモスタット３２は、液体レンズ２１（第１液体２２および第２液体２３）の温度が第１指定温度である摂氏４５度になると、ヒーター３１の作動を停止しているが、これに限られるものではなく、ヒーター３１の出力を徐々に小さくするようにしてもよい。
【００４７】
また、上述の実施形態において、温度変更装置として加温装置であるヒーター３１を用いているが、これに限られるものではなく、冷却装置を用いるようにしてもよい。なおこのとき、第１指定温度と第２指定温度の高低を逆にして用いることができる。
【００４８】
また、上述の実施形態において、指定温度の数は、２つ（第１指定温度および第２指定温度）に限らず、制御の方法に応じて、１つでも３つ以上であってもよい。
【００４９】
また、上述の実施形態において、ヒーター３１として、円筒形に形成したセラミックヒーターを用いているが、これに限られるものではなく、例えば、ペルチェ素子を用いるようにしてもよく、また、棒状の電気ヒーターを円筒状に複数並べるような構成や、予め加熱した温風を外部から容器部材１５の内部に形成した筒状空間へ導くような構成であっても構わない。
【００５０】
なおこのとき、温度変更装置として電気ヒーターやペルチェ素子を用いる場合、直流電流を利用して作動させるのが好ましい。仮に、交流電流を利用して温度変更装置を作動させると、光学素子１１内部の電場が変動してしまう。すると、各電極に相互誘導による電流が発生するため、第１液体２２および第２液体２３に印可される電流が変化し、結果として境界面形状を所定の形状から変化させることになり、適切な光学素子の作動ができなくなってしまう。
【００５１】
また、上述の実施形態において、ヒーター３１およびサーモスタット３２を利用して液体レンズ２１の温度を制御することで、環境温度の影響を受けにくくしているが、これに限られるものではなく、液体容器部１２の外部の環境変化には、湿度や、気圧、電場、磁場、加速度等といったものがある。このような容器外部の環境変化による液体レンズ２１への影響を低減する低減部材として、例えば、空気、キセノンガス、アルゴンガス等の気体層や、真空層を有する断熱部材を用いるようにしてもよい。
【００５２】
次に、上述のような光学素子を備えた光学系について図３を参照しながら説明する。なお、このような光学系の一例である撮像光学系が図３に示されている。この撮像光学系ＳＹＳは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、２枚のメニスカスレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズ、両凸レンズと両凹レンズとの接合レンズ、および両凸レンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、液体レンズを有する光学素子１１および両凸レンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、光学ローパスフィルタＬＰと、カバーガラスＣＧと、像面Ｉ上に配設された撮像素子ＣＣＤとを有した、３群構成のズームレンズを備えた構造となっている。なお、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２の物体側近傍に配置される。このような撮像光学系ＳＹＳにおいて、物体からの光は、第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３、光学ローパスフィルタＬＰ、およびカバーガラスＣＧを介して像面Ｉ上に結像されるが、光学素子１１の焦点距離変更機能を用いて合焦を行っている。
【００５３】
以上のように構成される撮像光学系ＳＹＳに、前述のような光学素子１１を適用することで、前述で述べた効果をより効果的に得ることができる。
【００５４】
続いて、上述のような光学素子を備えた光学装置について図４〜図６を参照しながら説明する。このような光学装置の一例である電子カメラ１０１を図４および図５に示している。図４に示すように、電子カメラ１０１の正面側には、レリーズスイッチ１０３と、メインスイッチ１０４と、ファインダー対物窓１０５と、フラッシュ発光窓１０６と、アンテナ１０７と、レンズ鏡筒１０８とが設けられている。一方、図５に示すように、電子カメラ１０１の背面側には、表示部１０９と、ファインダー接眼窓１１０と、ズームスイッチ１１１と、メニュースイッチ１１２と、モードダイヤル１１３と、十字キー１１４と、決定スイッチ１１５とが設けられている。
【００５５】
図６は、電子カメラ１０１の要部構成を示すブロック図である。この図６において、ＣＰＵ１１６は、後述する各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。ＣＰＵ１１６が実行するプログラムは、ＣＰＵ１１６内の不揮発性メモリ（不図示）に格納されている。
【００５６】
撮影光学系１４０は、レンズ鏡筒１０８内に構成され、ズームレンズと、可変焦点部材である光学素子１１とを有し、被写体像を撮像素子１４１の撮像面上に結像させる。撮影光学系１４０に構成される光学素子１１は、いわゆる液体レンズによって構成され、給電部１２０から印加される電圧に応じて焦点距離を変え、撮影光学系１４０のフォーカス調節を行う。給電部１２０は可変ＤＣ／ＤＣ変換回路を含み、ＣＰＵ１１６からの指示に応じた電圧を光学素子１１へ印加する。
【００５７】
撮像素子１４１は、ＣＣＤイメージセンサなどによって構成される。撮像素子１４１は、撮像面上の被写体像を撮像して撮像信号を出力する。Ａ／Ｄ変換回路１４２は、不図示の信号処理回路によってアナログ処理（ゲインコントロールなど）された後の撮像信号をディジタル信号に変換する。
【００５８】
なお、ＣＰＵ１１６は画像処理部を含み、ディジタル変換後の画像データにホワイトバランス処理などの画像処理を行うほか、画像処理後の画像データを所定の形式で圧縮する圧縮処理、圧縮された画像データを伸長する伸長処理などを行う。メモリ１１７はＣＰＵ１１６による作業用メモリとして使用されるほか、表示部１０９に表示されるデータを格納する表示用メモリ（VRAM）として使用される。また、ＣＰＵ１１６は、ＣＦカードやＳＤカードのような外部メモリ１１７ａに画像データの書き込み（保存処理）を行ったりする。
【００５９】
撮像素子１４１による撮像データからコントラストを検出する方式によって、ＣＰＵ１１６は合焦する光学素子１１の焦点距離を求め、当該焦点距離が得られる電圧の印加を指示する信号は、ＣＰＵ１１６からフォーカス駆動部１１９を介して給電部１２０へ出力される。また、ズーム駆動部１２１は、ＣＰＵ１１６からの指示に応じてズームレンズを光軸方向に進退移動させて倍率を変更する。
【００６０】
電子観察光学系１３０（以降、ＥＶＦとも呼ぶ）は、可変焦点部材である光学素子１１と接眼レンズを有し、ＥＶＦ用表示部材であるＬＣＤ１３６に表示される画像を拡大観察する。光学素子１１は、いわゆる液体レンズによって構成され、給電部１２５から印加される電圧に応じて焦点距離を変え、電子観察光学系１３０の視度を調節する。給電部１２５は可変ＤＣ／ＤＣ変換回路を含み、ＣＰＵ１１６からの指示に応じた電圧を光学素子１１へ印加する。なお、電源１２６は電池によって構成され、ＣＰＵ１１６を含むカメラ内各部へ電力を供給する。また、マイク１１８は、入力された音声を電気信号に変換してＣＰＵ１１６へ出力する。
【００６１】
レリーズスイッチ１０３、メインスイッチ１０４、ズームスイッチ１１１、モードダイヤル１１３、十字キー１１４、メニュースイッチ１１２、および決定スイッチ１１５は操作部材を構成する。各スイッチおよびダイヤルは、それぞれの設定操作に応じた操作信号を発生してＣＰＵ１１６へ出力する。表示部１０９はカラー液晶表示パネルによって構成され、ＣＰＵ１１６からの指示に応じて撮影画像や操作メニュー（撮影機能や撮影条件などの設定／変更を行うための操作メニュー）、電子カメラ１０１に設定されている情報等を表示する。
【００６２】
アンテナ１０７と電気的に接続されている通信部１２３は、ＣＰＵ１１６からの指示によって電子カメラと無線接続されている外部機器１９０との間で通信を行う。電子カメラ１０１および外部機器１９０間の通信では、例えば、外部データサーバー１９５側のデータベース１９６に登録されているメンテナンス情報やデータ等が電子カメラへ送信される一方、カメラＩＤ情報やメンテナンス情報等が電子カメラ１０１から外部データサーバー１９５へ送信される。なお、アンテナ１０７は無線通信の送受信に使用される。無線ＬＡＮアクセスポイント１９１、インターネット１９２、外部データサーバー１９５、およびデータベース１９６は外部機器１９０を構成する。
【００６３】
以上のように構成される電子カメラ１０１に、前述のような光学素子１１を適用しても、前述で述べた効果をより効果的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】光学素子の側断面図である。
【図２】光学素子の平断面図である。
【図３】撮像光学系の概略構成図である。
【図４】電子カメラの正面図である。
【図５】電子カメラの背面図である。
【図６】電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
ＳＹＳ  撮像光学系
１１  光学素子
１２  液体容器部（容器）
２１  液体レンズ
２２  第１液体                          ２３  第２液体
３１  ヒーター（加温装置）              ３２  サーモスタット（温度制御装置）
１０１  電子カメラ（光学装置）
【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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