JP2002006200A

JP2002006200A - 光学装置及びカメラ

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Publication number: JP2002006200A
Application number: JP2000187227A
Authority: JP
Inventors: Goro Noto; 悟郎能登; Ichiro Onuki; 一朗大貫; Eirishi Kawanami; 英利子川浪
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2002-01-09
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: JP4666721B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学装置の小型化に寄与しかつ最大透過率の
優れた、電気毛管現象を利用した光学素子を低消費電力
で駆動し、所望の光学特性を得る。【解決手段】導電性または有極性の第１の液体及び該
第１の液体と互いに混合することのない第２の液体を、
それらの界面が所定の形状をなした状態で容器内に密閉
し、該容器に設けられた電極に対する電圧の印加による
界面形状の変化によって光学的特性が変化する光学素子
１０１と、該光学素子へ電圧を印加する給電手段１４４
と、光学装置に電源がオンされることにより、前記給電
手段による前記光学素子への電圧印加を可能な状態に
し、光学装置での一連の動作が終了することにより、前
記給電手段による前記光学素子への電圧印加を不能な状
態にする制御手段１４２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性または有極
性の第１の液体及び該第１の液体と互いに混合すること
のない第２の液体を、それらの界面が所定の形状をなし
た状態で容器内に密閉し、該容器に設けられた電極に対
する電圧の印加による界面形状の変化によって光学的特
性が変化する、いわゆる電気毛管現象（エレクトロウェ
ッティング）を利用した光学素子を有する光学装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】スチルカメラ、ビデオカメラ等の光学装
置に組み込まれている光学系のうち、焦点距離を変えら
れるものにおいて、その殆どが光学系を構成するレンズ
（もしくはレンズ群）の一部を機械的に光軸方向に移動
させることにより、光学系全体の焦点距離を変更してい
る。

【０００３】例えば特登録第２６３３０７９号では、ズ
ーミングにより光軸方向に移動する１群レンズと、該１
群レンズの移動の際に前記光軸方向に移動する１群鏡筒
と、該１群鏡筒の移動により前記光軸方向に移動するカ
ム筒とを有するズームレンズ鏡筒において、前記１群鏡
筒が固定筒の外径側に嵌合し、前記カム筒が前記固定筒
の内径側に嵌合し、前記カム筒の前側の部分が前記１群
鏡筒の内径側に嵌合するようにした構成であって、前記
カム筒を光軸方向に移動させることで、前記１群レンズ
を移動させてズーミング動作を行うようにしている。

【０００４】また、実際のズーミング動作は、光学装置
に設けられているズームスイッチ等の操作部材を操作す
る事によって行われ、その制御方法も公知のものが有
る。例えば特開平８−２６２３０５号においては、ズー
ムスイッチ等の電気的変量の値によってレンズシステム
の変倍速度を制御している。

【０００５】このように、機械的にレンズ（もしくはレ
ンズ群）を光軸方向に移動させて焦点距離を変更する場
合、光学装置の機械的構造が複雑になるという不具合を
有している。この不具合を解決するために、レンズその
ものに変化を与える事によって焦点距離を可変にするも
のが有る。

【０００６】例えば特開平１１−８４８１７号では、高
分子分散液晶層を有した可変焦点レンズにおいて、液晶
層に印加する電界の強さを変化させ、液晶分子の方向が
変わる事で可変焦点レンズの屈折率を段階的もしくは連
続的に変える事が出来る可変焦点レンズが公開されてい
る。これによると、電気エネルギーを直接レンズの屈折
率変化に用いる事が出来るため、レンズを機械的に移動
させる事無く可変焦点にする事が可能となる。しかし、
一対の透明電極間に高分子分散液晶層が設けられている
ことから、最大透過率が低くなるといった欠点を有して
いた。

【０００７】これに対し、電気毛管現象（エレクトロウ
ェッティング）を用いた可変焦点レンズが、ＷＯ９９／
１８４５６にて開示されているが、この技術を用いる
と、電気エネルギーを直接レンズの形状変化に用いるこ
とができるため、レンズを機械的に移動させること無く
可変焦点にする事が可能となると共に、この電気毛管現
象を用いたレンズは実質上透明であり、最大透過率が９
０％以上である利点を有する。従って、本願出願人は、
この電気毛管現象を用いた光学素子をカメラ等の光学装
置に組み込むことにより、光学特性の優れた、小型の光
学装置の実現を考えている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＷ
Ｏ９９／１８４５６には、光学パワーを可変とする技術
については開示されているが、光学装置に組込まれた時
の駆動シーケンスに関する技術については一切開示され
ていない。更に詳述すると、上記の様に電気毛管現象を
用いた光学素子は電気エネルギーを直接レンズの形状変
化に用いる構造である為、カメラ等の電源の限られた装
置に適用する際には、省電化を考慮した駆動シーケンス
とすることが重要であるが、これについての開示はな
く、本願出願人はこの点を考慮した光学装置を新たに考
えている。

【０００９】（発明の目的）本発明の第１の目的は、光
学装置の小型化に寄与しかつ最大透過率の優れた、電気
毛管現象を利用した光学素子を低消費電力で駆動し、所
望の光学特性を得ることのできる光学装置を提供しよう
とするものである。

【００１０】本発明の第２の目的は、光学装置の小型化
に寄与しかつ最大透過率の優れた、電気毛管現象を利用
した光学素子を、該光学装置の使用状況や使用者の意図
を反映しつつ低消費電力で駆動することのできる光学装
置を提供しようとするものである。

【００１１】本発明の第３の目的は、光学装置の小型化
に寄与しかつ最大透過率の優れた、電気毛管現象を利用
した光学素子を、煩雑な操作をすることなく所望の状態
に素早く設定できるようにすると共に、これによる節電
効果を得ることのできる光学装置を提供しようとするも
のである。

【００１２】本発明の第４の目的は、カメラの小型化に
寄与しかつ最大透過率の優れた、電気毛管現象を利用し
た光学素子を、該カメラの使用状況や使用者の意図を反
映しつつ低消費電力で駆動することのできるカメラを提
供しようとするものである。

【００１３】本発明の第５の目的は、カメラの小型化に
寄与しかつ最大透過率の優れた、電気毛管現象を利用し
た光学素子を、煩雑な操作をすることなく所望の状態に
素早く設定できるようにすると共に、これによる節電効
果を得ることのできるカメラを提供しようとするもので
ある。

【００１４】本発明の第６の目的は、カメラの小型化に
寄与しかつ最大透過率の優れた、電気毛管現象を利用し
た光学素子を低消費電力で駆動し、所望の光学特性を得
ることのできるカメラを提供しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載の発明は、導電性または有極
性の第１の液体及び該第１の液体と互いに混合すること
のない第２の液体を、それらの界面が所定の形状をなし
た状態で容器内に密閉し、該容器に設けられた電極に対
する電圧の印加による界面形状の変化によって光学的特
性が変化する光学素子を有する光学装置であって、前記
光学素子へ電圧を印加する給電手段と、光学装置に電源
がオンされることにより、前記給電手段による前記光学
素子への電圧印加を可能な状態にし、光学装置での一連
の動作が終了することにより、前記給電手段による前記
光学素子への電圧印加を不能な状態にする制御手段とを
有する光学装置とするものである。

【００１６】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２に記載の発明は、導電性または有極性の第１の
液体及び該第１の液体と互いに混合することのない第２
の液体を、それらの界面が所定の形状をなした状態で容
器内に密閉し、該容器に設けられた電極に対する電圧の
印加による界面形状の変化によって光学的特性が変化す
る光学素子を有する光学装置であって、前記光学素子へ
電圧を印加する給電手段と、前記光学素子の光学的特性
を所望の状態に変化させる為に前記給電手段による前記
光学素子への電圧状態を可変する為の操作部材と、該操
作部材の操作量に応じて前記給電手段による前記光学素
子への印加電圧を制御する制御手段とを有し、前記制御
手段は、前記光学素子への電圧印加から所定時間、前記
操作部材の操作が無い場合、前記光学素子への電圧印加
を禁止する光学装置とするものである。

【００１７】また、上記第３の目的を達成するために、
請求項３に記載の発明は、導電性または有極性の第１の
液体及び該第１の液体と互いに混合することのない第２
の液体を、それらの界面が所定の形状をなした状態で容
器内に密閉し、該容器に設けられた電極に対する電圧の
印加による界面形状の変化によって光学的特性が変化す
る光学素子を有する光学装置であって、前記光学素子へ
電圧を印加する給電手段と、該給電手段による前記光学
素子への印加電圧を制御する制御手段と、光学装置の電
源がオフされる直前の前記光学素子への印加電圧を記憶
する記憶手段とを有し、前記制御手段は、前記電源がオ
ンされた場合、前記記憶手段の記憶値に基づいて前記光
学素子への印加電圧を設定する光学装置とするものであ
る。

【００１８】また、上記第４の目的を達成するために、
請求項７に記載の発明は、第１の液体及び該第１の液体
と互いに混合することのない第２の液体が、それらの界
面が所定の形状にて容器内に密閉されるとともに、前記
第１の液体への電圧印加により、前記界面にて形成され
る球面の曲率半径及び高さが前記電圧値に応じた状態と
なるよう変化し、焦点状態が変更される構成の光学素子
を有するカメラにおいて、ズーム操作部材の操作に応じ
て前記電圧値を変更する変更手段と、前記ズーム操作部
材の操作により前記第１の液体への電圧の印加を開始さ
せ、該電圧の前記第１の液体への印加を一連の撮影動作
が完了した時に停止する給電手段とを有するカメラとす
るものである。

【００１９】同じく上記第４の目的を達成するために、
請求項８に記載の発明は、第１の液体及び該第１の液体
と互いに混合することのない第２の液体が、それらの界
面が所定の形状にて容器内に密閉されるとともに、前記
第１の液体への電圧印加により、前記界面にて形成され
る形状を前記電圧値に応じた状態となるよう変化し、光
学特性が変更される構成の光学素子を有するカメラにお
いて、操作部材の操作に応じて前記電圧値を変更する変
更手段と、前記操作部材の操作の終了から所定時間内に
撮影開始操作部の操作が行われない時に、前記電圧の印
加を停止し、前記所定時間内に前記撮影開始操作部の操
作が行われた時は、撮影動作が完了した後に前記電圧の
印加を停止する給電手段とを有するカメラとするもので
ある。

【００２０】また、上記第５の目的を達成するために、
請求項１２に記載の発明は、第１の液体及び該第１の液
体と互いに混合することのない第２の液体が、それらの
界面が所定の形状で容器内に密閉されるとともに、前記
第１の液体への電圧印加により、前記界面にて形成され
る形状を前記電圧値に応じた状態となるよう変化し、光
学特性が変更する構成の光学素子を有するカメラにおい
て、前記電圧値を変更させる操作部材と、撮影開始の準
備状態において前記第１の液体への電圧の印加を開始さ
せる給電手段と、カメラの電源がオフされる以前におい
て、最終的に前記操作部材にて変更された電圧値に応じ
たデータを記憶する記憶手段とを有し、カメラの電源が
オフされた後オンに移行し次回の撮影開始の準備状態に
おいて前記電圧が印加される際に、前記記憶手段に記憶
されたデータに応じた電圧値を印加するカメラとするも
のである。

【００２１】また、上記第６の目的を達成するために、
請求項１４に記載の発明は、第１の液体及び該第１の液
体と互いに混合することのない第２の液体が、それらの
界面が所定の形状にて容器内に密閉されるとともに、第
１の液体への電圧印加により、前記界面にて形成される
球面の曲率半径及び高さが前記電圧値に応じた状態とな
るよう変化し、光透過率を変更する構成の光学素子を有
するカメラにおいて、前記光学素子を撮影光路内に配
し、これを光量制御素子として採用するとともに、輝度
値に応じて前記電圧値を制御する制御手段を有するカメ
ラとするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００２３】（実施の第１の形態）図１〜図４は本発明
の実施の第１の形態に係わる図であり、まず、図１の光
学素子の構成を示す断面図を用いて、その構成と作成方
法について説明する。

【００２４】同図において、１０１は光学素子全体を示
し、１０２は中央に凹部を設けた透明アクリル製の透明
基板である。該透明基板１０２の上面には、酸化インジ
ウムスズ製の透明電極（ＩＴＯ）１０３がスパッタリン
グで形成され、その上面には透明アクリル製の絶縁層１
０４が密着して設けられる。絶縁層１０４は、前記透明
電極１０３の中央にレプリカ樹脂を滴下し、ガラス板で
押しつけて表面を平滑にした後、ＵＶ照射を行い、硬化
させて形成する。絶縁層１０４の上面には、遮光性を有
した円筒型の容器１０５が接着固定され、その上面には
透明アクリル製のカバー板１０６が接着固定され、更に
その上面には中央部に直径Ｄ３の開口を有した絞り板１
０７が配置される。

【００２５】以上の構成において、絶縁層１０４，容器
１０５及び上カバー１０６で囲まれた所定体積の密閉空
間、すなわち液室を有した筐体が形成される。そして液
室の壁面には、以下に示す表面処理が施される。

【００２６】まず、絶縁層１０４の中央上面には、直径
Ｄ１の範囲内に撥水処理剤が塗布され、撥水膜１１１が
形成される。撥水処理剤は、フッ素化合物等が好適であ
る。また、絶縁層１０４上面の直径Ｄ１より外側の範囲
には、親水処理剤が塗布され、親水膜１１２が形成され
る。親水処理剤は、界面活性剤、親水性ポリマー等が好
適である。一方、カバー板１０６の下面には、直径Ｄ２
の範囲内に親水処理が施され、前記親水膜１１２と同様
の性質を有した親水膜１１３が形成される。

【００２７】そして、これまでに説明したすべての構成
部材は、光軸１２３に対して回転対称形状をしている。
更に、容器１０５の一部には孔が開けられ、ここに棒状
電極１２５が挿入され、接着剤で封止されて前記液室の
密閉性を維持している。そして透明電極１０３と棒状電
極１２５には給電手段１２６が接続され、スイッチ１２
７の操作で両電極間に所定の電圧が印加可能になってい
る。

【００２８】以上の構成の液室には、以下に示す２種類
の液体が充填される。

【００２９】まず、絶縁層１０４上の撥水膜１１１の上
には、第２の液体１２２が所定量だけ滴下される。第２
の液体１２２は無色透明で、比重1.06、室温での屈折率
1.49のシリコーンオイルが用いられる。一方、液室内の
残りの空間には、導電性又は有極性の第１の液体１２１
が充填される。第１の液体１２１は、水とエチルアルコ
ールが所定比率で混合され、更に所定量の食塩が加えら
れた、比重1.06、室温での屈折率1.38の電解液である。
すなわち、第１及び第２の液体は、比重が等しく、かつ
互いに不溶の液体が選定される。そこで両液体は界面１
２４を形成し、混じりあわずに各々が独立して存在す
る。

【００３０】次に、前記界面１２４の形状について説明
する。

【００３１】まず、第１の液体１２１に電圧が印加され
ていない場合、界面１２４の形状は、両液体間の界面張
力、第１の液体１２１と絶縁層１０４上の撥水膜１１１
あるいは親水膜１１２との界面張力、第２の液体１２２
と絶縁層１０４上の撥水膜１１１あるいは親水膜１１２
との界面張力、及び、第２の液体１２２の体積で決ま
る。この実施の形態においては、第２の液体１２２の材
料であるシリコーンオイルと、撥水膜１１１との界面張
力が相対的に小さくなるように材料選定されている。す
なわち、両材料間の濡れ性が高いため、第２の液体１２
２が形成するレンズ状液滴の外縁は広がる性向を持ち、
外縁が撥水膜１１１の塗布領域に一致したところで安定
する。つまり、第２の液体１２２が形成するレンズ底面
の直径Ａ１は、撥水膜１１１の直径Ｄ１に等しい。一方
両液体の比重は前述のごとく等しいため、重力は作用し
ない。そこで界面１２４は球面になり、その曲率半径及
び高さｈ１は第２の液体１２２の体積により決まる。ま
た、第１の液体１２１の光軸上の厚さはｔ１になる。

【００３２】上記構成において、スイッチ１２７が閉操
作され、第１の液体１２１に電圧が印加されると、電気
毛管現象によって第１の液体１２１と親水膜１１２との
界面張力が減少し、第１の液体１２１が親水膜１１２と
撥水膜１１１の境界を乗り越えて撥水膜１１１内に侵入
する。その結果、図２のごとく、第２の液体１２２が作
るレンズの底面の直径はＡ１からＡ２に減少し、高さは
ｈ１からｈ２に増加する。また、第１の液体１２１の光
軸上の厚さはｔ２になる。このように第１の液体１２１
への電圧印加によって、２種類の液体の界面張力の釣り
合いが変化し、両液体間の界面の形状が変わる。

【００３３】ここで、第２の液体１２２は実質上透明で
ある。すなわち、光強度の低下率は第１の液体１２１の
光軸上の厚さ（図１のｔ１あるいは図２のｔ２）に比例
するため、給電手段１２６の電圧制御によって界面１２
４の形状を自在に変えられる光学素子が実現できる。ま
た、第１及び第２の液体が異なる屈折率を有しているた
め、光学レンズとしてのパワーが付与される事になるか
ら、光学素子１０１は界面１２４の形状変化によって可
変焦点レンズとなる。

【００３４】図３は、上記の光学素子１０１を光学装置
１４１に応用したものである。この実施の形態では、光
学装置１４１は、静止画像を撮像手段で電気信号に光電
変換し、これをデジタルデータとして記録する、いわゆ
るデジタルスチルカメラを例として説明する。

【００３５】図３において、１３０は複数のレンズ群か
らなる撮影光学系であり、第１レンズ群１３１、第２レ
ンズ群１３２、及び光学素子１０１で構成され、前記第
１レンズ群１３１の光軸方向の進退で、焦点調節がなさ
れ、前記光学素子１０１のパワー変化でズーミングがな
される。前記第２レンズ群１３２は移動しないリレーレ
ンズ群である。そして、第１レンズ群１３１と第２レン
ズ群１３２の間に光学素子１０１が配置され、第１レン
ズ群１３１と光学素子１０１との間には、公知の技術に
よって絞り開口径が調整して撮影光束の光量を調整する
絞りユニットが配置されている。

【００３６】また、撮影光学系１３０の焦点位置（予定
結像面）には、撮像手段１３４が配置される。これは照
射された光エネルギーを電荷に変換する複数の光電変換
部、前記電荷を蓄える電荷蓄積部、及び前記電荷を転送
し、外部に送出する電荷転送部からなる例えば２次元Ｃ
ＣＤが光電変換手段として用いられる。

【００３７】１４２は光学装置１４１全体の動作を制御
する中央演算処理装置（以下ＣＰＵと記す）で、ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭやＡ／Ｄ変換機能及びＤ／Ａ
変換機能を有する１チップマイコンである。１４３はＣ
ＰＵ１４２や可変焦点レンズを有する光学装置内の各種
回路、アクチュエータに電力を供給する電源である。１
４４は光学素子１０１へ電圧を印加するための給電手段
であり、図１の給電手段１２６に相当する。この給電手
段１４４は、ＣＰＵ１４２からの制御信号に応じて所望
の電圧を出力する。１４５は画像信号処理回路であり、
撮像手段１３５から入力したアナログの画像信号をＡ／
Ｄ変換し、ＡＧＣ制御，ホワイトバランス，γ補正、エ
ッジ強調等の画像処理を施す。

【００３８】１５１は液晶ディスプレイ等の表示器であ
り、撮像手段１３４で取得した被写体像や、可変焦点レ
ンズを有する光学装置１４１の動作状況を表示する。１
５２はＣＰＵ１４２をスリープ状態からプログラム実行
状態に起動するメインスイッチである。１５３はズーム
スイッチであり、撮影者のズームスイッチ操作に応じて
後述する変倍動作を行い、撮影光学系１３０の焦点距離
を変える。１５４は上記スイッチ以外の操作スイッチ群
であり、撮影準備スイッチ，撮影開始スイッチ，シャッ
タ秒時等を設定する撮影条件設定スイッチ等で構成され
る。１５５は焦点検出手段であり、一眼レフカメラに用
いられる位相差検出式の焦点検出手段等が好適である。
１５６はフォーカス駆動手段であり、第１レンズ群１３
１を光軸方向に進退させるアクチュエータとドライバ回
路を含み、前記焦点検出手段１５５で演算したフォーカ
ス信号に基づいてフォーカス動作を行い、撮影光学系１
３０の焦点状態を調節する。１５７はメモリ手段であ
り、撮影された画像信号を記録する。具体的には、着脱
可能なＰＣカード型のフラッシュメモリ等が好適であ
る。

【００３９】図４は、図３に示した光学装置１４１が有
するＣＰＵ１４２の制御を示すフローチャートであり、
以下、図３を参照しながら動作説明を行う。

【００４０】まず、ステップＳ１０１において、メイン
スイッチ１５２がオン操作されたかどうかを判定し、オ
ン操作されていない時は、そのまま各種スイッチの操作
を待つ待機モードの状態となる。その後、メインスイッ
チ１５２がオン操作されたと判定すると待機モードを解
除し、ステップＳ１０２へと進む。そして、このステッ
プＳ１０２において、撮影者による撮影条件の設定を受
け付ける。例えば、露出制御モードの設定（シャッタ優
先ＡＥ，プログラムＡＥ等）や画質モード（記録画素数
の大小，画像圧縮率の大小等）、ストロボモード（強制
発光，発光禁止等）等の設定を行う。

【００４１】次のステップＳ１０３においては、撮影者
によってズームスイッチ１５３が操作されたか否かを判
定し、オン操作されていない場合はステップＳ１０４に
進む。一方、ズームスイッチ１５３が操作された場合は
ステップＳ１２１に移行し、ここではズームスイッチ１
５３の操作量（操作方向やオン時間等）を検出し、次の
ステップＳ１２２において、その操作量に基づいて対応
する焦点距離変化量を演算する。そして、次のステップ
Ｓ１２３において、その演算結果によって、光学素子１
０１への印加電圧量を決定し、続くステップＳ１２４に
おいて、給電手段１４４の出力電圧を制御して光学素子
１０１に電圧を印加し、ステップＳ１０２へ戻る。

【００４２】つまり、ズームスイッチ１５３が操作され
続けている場合は、ステップＳ１０２からステップＳ１
２４までを繰り返し実行し、ズームスイッチ１５３のオ
ン操作が終了した時点でステップＳ１０４へと移行す
る。

【００４３】ステップＳ１０４へ移行すると、ここでは
撮影者によって操作スイッチ群１５４のうち、撮影準備
スイッチ（図４のフローでは「ＳＷ１」と記す）のオン
操作が行われたか否かを判定する。オン操作されていな
い場合はステップＳ１０２に戻り、撮影条件設定の受け
付けや、ズームスイッチ１５３の操作の判定を繰り返
す。一方、撮影準備スイッチがオン操作されたと判定し
たらステップＳ１１１へ移行し、ここでは撮像手段１３
４及び信号処理回路１４５を駆動して、プレビュー画像
を取得する。プレビュー画像とは、最終記録用画像の撮
影条件を適切に設定するため、及び撮影者に撮影構図を
把握させるために撮影前に取得する画像の事である。

【００４４】次のステップＳ１１２においては、上記ス
テップＳ１１１にて取得したプレビュー画像の受光レベ
ルを認識する。具体的には、撮像手段１３４が出力する
画像信号において、最高，最低及び平均の出力信号レベ
ルを演算し、撮像手段１３４に入射する光量を認識す
る。そして、次のステップＳ１１３において、上記ステ
ップＳ１１２にて認識した受光量に基づいて、撮影光学
系１３０内に設けられた絞りユニット１３３を駆動して
適正光量になるように絞りユニット１３３の開口径を調
整する。続いてステップＳ１１４において、上記ステッ
プＳ１１１にて取得したプレビュー画像を表示器１５１
に表示し、次のステップＳ１１５において、焦点検出手
段１５４を用いて撮影光学系１３０の焦点状態を検出す
る。続くステップＳ１１６においては、フォーカス駆動
手段１５５により第１レンズ群１３１を光軸方向に進退
させて合焦動作を行う。その後、ステップＳ１１７に進
み、撮影スイッチ（フローでは「ＳＷ２」と記す）のオ
ン操作がなされたか否かを判定する。オン操作されてい
ない時はステップＳ１１１に戻り、プレビュー画像の取
得からフォーカス駆動までのステップを繰り返し実行す
る。

【００４５】以上のごとく、撮影準備動作を繰り返し実
行している最中に、撮影者が撮影スイッチをオン操作す
ると、ステップＳ１１７からステップＳ１３１にジャン
プする。

【００４６】ステップＳ１３１においては、撮像を行
う。すなわち、撮像手段１３４上に結像した被写体像を
光電変換し、光学像の強度に比例した電荷が各受光部近
傍の電荷蓄積部に蓄積される。そして、次のステップＳ
１３２において、上記ステップＳ１３１にて蓄積された
電荷を電荷転送ラインを介して読み出し、読み出したア
ナログ信号を信号処理回路１４５に入力させる。続くス
テップＳ１３３においては、信号処理回路１４５に、入
力したアナログ画像信号のＡ／Ｄ変換、ＡＧＣ制御，ホ
ワイトバランス，γ補正，エッジ強調等の画像処理、さ
らに必要に応じてＣＰＵ１４２内に記憶された画像圧縮
プログラムでＪＰＥＧ圧縮等を施す処理を行わせる。そ
して、次のステップＳ１３４において、上記ステップＳ
１３３で得られた画像信号をメモリ１５６に記録すると
同時に、ステップＳ１３５において、一旦プレビュー画
像を消去した後に、上記ステップＳ１３３にて得られた
画像信号を表示器１５１に改めて表示する。その後、ス
テップＳ１３６において、給電手段１４４を制御して光
学素子１０１への電圧印加をオフして一連の撮影動作が
終了する。

【００４７】上記実施の第１の形態によれば、以下の様
な効果を有することになる。

【００４８】１）光学素子１０１への印加電圧を制御す
ることで、光学系を機械的に駆動させる事無く、焦点距
離の制御可能な光学装置を得ることができる。

【００４９】２）光学素子１０１の駆動制御を、光学装
置１４１の撮影動作と関連付ける事で、実際に光学素子
１０１を駆動させる時間を短くする事が出来たので、光
学装置の消費電力を低減する事が出来る。

【００５０】なお、上記実施の第１の形態では、光学装
置の一例としてデジタルスチルカメラを取り挙げたが、
それ以外のビデオカメラや銀塩カメラ等にも効果を損な
わずに適用できる事は言うまでもない。

【００５１】（実施の第２の形態）前述した実施の第１
の形態は、撮影動作終了後、直ちに光学素子への給電を
オフする実施の形態であった。ここでは、光学素子の給
電をオフする時間を撮影者が設定可能である場合を、本
発明の実施の第２の形態として、図５〜図７を用いて以
下に説明する。

【００５２】図５は、光学素子１０１を、実施の第１の
形態と同様にデジタルスチルカメラに相当する光学装置
に応用したものである。上記実施の第１の形態と同様な
ものについては、その説明を省略する。

【００５３】図５において、ＣＰＵ１４２はその内部に
タイマ１４６を有している。タイマ１４６は、後述する
ように設定された時間をカウントするためのものであ
る。光学装置１４１はメニュースイッチ１５８を有して
いる。このメニュースイッチ１５８は、表示器１５１の
明るさ調整や撮影日時の設定等の諸設定を行うためのも
のであり、その項目の一つに、撮影終了後に光学素子１
０１へ給電する時間を設定する項目を有している。また
その設定項目は、例えば撮影終了後直ちに給電をオフす
る設定や、撮影終了してから１０秒後に給電をオフする
設定等、少なくとも２種類の設定が出来るものとする。

【００５４】図６及び図７は、図５に示した光学装置１
４１が有するＣＰＵ１４２の制御を示すフローチャート
であり、以下、図５〜図７を用いて説明する。

【００５５】まず、ステップＳ２０１において、メイン
スイッチ１５２がオン操作されたかどうかを判定し、オ
ン操作されていない時は、そのまま各種スイッチの操作
を待つ待機モードの状態となる。その後、メインスイッ
チ１５２がオン操作されたと判定すると待機モードを解
除し、ステップＳ２０２へと進む。そして、このステッ
プＳ２０２においては、ＣＰＵ１４２に記憶されたタイ
マ１４６の設定値を確認する。なお、光学装置１４１を
初めて使用する場合は、ＣＰＵ１４２にはある設定値
（例えばカウント値＝０）が記憶されている。

【００５６】次のステップＳ２０３においては、撮影者
による撮影条件の設定を受け付ける。例えば、露出制御
モードの設定（シャッタ優先ＡＥ，プログラムＡＥ等）
や画質モード（記録画素数の大小，画像圧縮率の大小
等）、ストロボモード（強制発光，発光禁止等）等の設
定を行う。そして、次のステップＳ２０４において、撮
影者によってメニュースイッチ１５８が操作されたか否
かを判定し、オン操作されていない場合にはステップＳ
２０５に進む。また、メニュースイッチ１５８が操作さ
れた場合は、ステップＳ２１０のサブルーチンへと進
む。以下、このサブルーチンについて、図７を用いて説
明する。

【００５７】図７のステップＳ２５１においては、メニ
ュースイッチ１５８によってタイマ１４６のカウント値
がどれに設定されるのかを判定し、次のステップＳ２５
２において、その設定値を既にＣＰＵ１４２に記憶され
ている設定値と置き換えた後に、図６のステップＳ２０
５へ進む。

【００５８】なお、メニュースイッチ１５８によって表
示器１５１の明るさ調整や撮影日時の設定等も行われる
が、上記と同様なフローであるので、ここではその説明
を省略する。

【００５９】図６に戻って、ステップＳ２０５におい
て、撮影者によってズームスイッチ１５３が操作された
か否かを判定し、オン操作されていない場合はステップ
Ｓ２０６に進む。また、ズームスイッチ１５３が操作さ
れた場合は、ステップＳ２２１に移行する。

【００６０】ステップＳ２２１からステップＳ２２４ま
での動作は、上記実施の第１の形態と同様なので、その
説明は省略する。

【００６１】次のステップＳ２２４において、光学素子
１０１に電圧を印加し、その後、次のステップＳ２２５
において、タイマ１４６がカウントを開始している場合
にはそのカウント値をリセットし、続くステップＳ２２
６において、改めてタイマ１４６のカウントをスタート
させてステップＳ２０３に戻る。

【００６２】つまり、ズームスイッチ１５３が操作され
続けている場合は、ステップＳ２０５からステップＳ２
２６までを繰り返し実行し、ズームスイッチ１５３のオ
ン操作が終了した時点でステップＳ２０６へと移行す
る。即ち、ズーム操作中はタイマのカウントを実質的に
開始させない。

【００６３】ステップＳ２０６においては、撮影者によ
って操作スイッチ群１５４のうち、撮影準備スイッチの
オン操作が行われたか否かを判定する。オン操作されて
いない場合はステップＳ２０７へ進み、ここでタイマ１
４６がカウントをスタートしている場合はそのカウント
値が完了しているか否かを判定し、カウントが完了して
いない場合はステップＳ２０３に戻り、撮影条件設定の
受け付けや、メニュースイッチ１５８やズームスイッチ
１５３の操作の判定を繰り返す。一方、ステップＳ２０
７にてタイマ１４６のカウント値が完了している場合は
ステップＳ２０８へと進み、タイマ１４６のカウント値
をリセットした後、ステップＳ２３７へと移行する（そ
の後のフローは後述）。

【００６４】また、上記ステップＳ２０６にて撮影準備
スイッチがオン操作されたと判定した場合はステップＳ
２１１へ移行する。

【００６５】ステップＳ２１１からステップＳ２３４ま
では、ステップＳ２１７で撮影スイッチのオン操作がな
されている場合は上記実施の第１の形態と同様なのでそ
の説明は省略する。

【００６６】次のステップＳ２３５へ進むと、ここでは
撮影された画像を表示器１５１に表示し、次のステップ
Ｓ２３６において、タイマ１４６のカウント値の設定が
有るかどうかの判定を行う。タイマ１４６のカウント値
が設定されていない場合はステップＳ２３７に進み、給
電手段１４４を制御して光学素子１０１への電圧印加を
オフして一連の撮影動作が終了する。

【００６７】また、上記ステップＳ２３６にてタイマ１
４６のカウント値の設定がある場合は再びステップＳ２
０３へと戻る。

【００６８】この後、カウント中に各種スイッチの操作
が無い場合は、そのカウント値が完了するまでは、ステ
ップＳ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０６→Ｓ２０
７→Ｓ２０３の各ステップを繰り返すが、カウントが完
了すると、ステップＳ２０７からステップＳ２０８へ進
み、上記タイマ１４６のカウント値をリセットしてステ
ップＳ２３７へと進み、光学素子１０１への電圧印加を
オフして一連の撮影動作を終える。なお、上記ステップ
２１７で撮影スイッチのオン操作がなされていない時は
ステップＳ２０７へ進む。この様に構成されるので、光
学素子１０１への電圧印加はズーム操作が行われてから
設定時間、撮影が行われない時は自動的に中止される。
又設定時間内で撮影動作が行われ、撮影が終了しても、
未だ設定時間が経過していないときは、その後の設定時
間の経過後に電圧印加が中止される。

【００６９】上記実施の第２の形態によれば、以下の様
な効果を有することになる。

【００７０】１）撮影動作の如何にかかわらず、各種操
作スイッチ群の操作が無い場合は光学素子１０１への電
圧印加をオフする事が出来るので、光学装置全体の省電
力化が可能となる。

【００７１】２）光学素子１０１への電圧印加時間を撮
影者自ら設定する事が可能なので、撮影状況や撮影者の
意図等を反映した節電動作を行う事が可能となる。

【００７２】（実施の第３の形態）前述した実施の第１
及び第２の形態は、光学素子１０１を、光学装置の撮影
光学系内に組込んだ場合の実施の形態であった。ここで
は、上記以外の光学系内に光学素子を組込んだ例を、本
発明の実施の第３の形態として、図８〜図１０を用いて
以下に説明する。

【００７３】図８は、光学素子１０１を光学装置の観測
光学系３３０内に組込んだ時のものである。上記実施の
第１及び第２の形態と同様なものについてはその説明を
省略する。

【００７４】図８において、光学装置１４１は視度調ス
イッチ１５９を有している。この視度調スイッチ１５９
は、レバータイプのものでもボタンタイプのものでも良
く、その操作によってＣＰＵ１４２は給電手段１４４を
制御して光学素子１０１への印加電圧を変更する。つま
り、視度調スイッチ１５９の操作によって光学素子１０
１の焦点距離が変わるので、観察像の焦点を撮影者の視
度に合わせる事が出来る。

【００７５】３３０は複数のレンズ群からなる観察光学
系であり、第１レンズ群３３１，第２レンズ群３３２，
第３レンズ群３３３、この光学系の略焦点位置に配置さ
れた視野枠３３４、及び、光学素子１０１で構成され、
前記第２レンズ群３３２の光軸方向の進退でズーミング
が行われる。また、第３レンズ群３３３は移動しないリ
レーレンズ群である。よって観察者は、光学素子１０１
を通して焦点位置に結像した観察像を観察する事が出来
る。

【００７６】図９及び図１０は、図８に示した光学装置
１４１が有するＣＰＵ１４２の制御を示すフローチャー
トであり、以下、図８〜図１０を用いて説明する。

【００７７】まず、ステップＳ３０１において、メイン
スイッチ１５２がオン操作されたかどうかを判定し、オ
ン操作されていない時は、そのまま各種スイッチの操作
を待つ待機モードの状態となる。その後、ステップＳ３
０１においてメインスイッチ１５２がオン操作されたと
判定したら待機モードを解除し、ステップＳ３０２へと
進む。そして、このステップＳ３０２において、ＣＰＵ
１４２に記憶された光学素子１０１の印加電圧値を確認
する。なお、光学装置１４１を初めて使用する場合は、
ＣＰＵ１４２には印加電圧値＝０Ｖとして設定されてい
る。

【００７８】次のステップＳ３０３においては、上記ス
テップＳ３０２の結果に基づき、ＣＰＵ１４２に設定値
が無い場合はステップＳ３０４に進む。また、ＣＰＵ１
４２に設定値が有る場合は、ステップＳ３１０の「電圧
値セット」のサブルーチンへと進む。以下、このサブル
ーチンについて、図１０を用いて説明する。

【００７９】図１０のステップＳ３５１においては、そ
の設定値を呼び出し、次のステップＳ３５２において、
その設定値に基づいて光学素子１０１への印加電圧値を
設定し、その後ステップＳ３５３にて、給電手段１４４
を制御して光学素子１０１に電圧を印加して元に戻る。

【００８０】図９に戻って、ステップＳ３０４において
は、撮影者による撮影条件の設定を受付ける。例えば、
露出制御モードの設定（シャッタ優先ＡＥ，プログラム
ＡＥ等）や画質モード（記録画素数の大小，画像圧縮率
の大小等）、ストロボモード（強制発光，発光禁止等）
等の設定を行う。そして、次のステップＳ３０５におい
て、撮影者によって視度調スイッチ１５９が操作された
か否かを判定し、オン操作されていない場合にはステッ
プＳ３０６に進むが、ここで視度調スイッチ１５９が操
作された場合は、ステップＳ３２１へと進む。

【００８１】ステップＳ３２１においては、視度調スイ
ッチ１５９の操作量（操作方向やオン時間等）を検出
し、次のステップＳ３２２において、その操作量に基づ
いて対応する視度調整量の演算を行う。そして、ステッ
プＳ３２３において、その演算結果によって、光学素子
１０１への印加電圧量を決定し、続くステップＳ３２４
において、給電手段１４４の出力電圧を制御して光学素
子１０１に電圧を印加し、ステップＳ３０４へ戻る。

【００８２】つまり、視度調スイッチ１５９が操作され
続けている場合は、ステップＳ３０４からステップＳ３
２４までを繰り返し実行し、視度調スイッチ１５９のオ
ン操作が終了した時点でステップＳ３０６へと移行す
る。

【００８３】ステップＳ３０６においては、撮影者によ
って操作スイッチ群１５４のうち、撮影準備スイッチの
オン操作が行われたか否かを判定し、オン操作されてい
ない場合はステップＳ３０４に戻り、撮影条件設定の受
け付けや、視度調スイッチ１５９の操作の判定を繰り返
す。また、ステップＳ３０６にて撮影準備スイッチがオ
ン操作されたと判定したらステップＳ３１１へ移行す
る。

【００８４】ステップＳ３１１からステップＳ３３４ま
では、上記実施の第１の形態と同様なのでその説明を省
略する。

【００８５】次のステップＳ３３５においては、撮影さ
れた画像を表示器１５１に表示し、その後ステップＳ３
３６において、メインスイッチ１５２がオフ操作された
かどうかの判定を行う。ここでメインスイッチ１５２が
オフ操作されていない場合はステップＳ３０４に移行
し、ステップＳ３０４からＳ３３５までの一連の撮影動
作を繰り返し行う。

【００８６】また、上記ステップＳ３３６でメインスイ
ッチ１５２がオフ操作された場合はステップＳ３３７に
進み、ＣＰＵ１４２に記憶されている光学素子１０１へ
の印加電圧値を、メインスイッチ１５２のオフ操作直前
の印加電圧値に書き換えた後、ステップＳ３３８へと進
んで光学素子１０１への電圧印加をオフして一連の撮影
動作を終える。

【００８７】上記実施の第３の形態によれば、光学装置
の使用終了時の直前に光学素子に印加していた電圧値を
記憶する（Ｓ３３７）ようにしているので、次に光学装
置を使用する際には記憶値に基づいて光学素子１０１に
電圧を印加した状態で使い始める事ができ、光学装置を
使用する度に光学素子の調整を行うという手間が省ける
と共に、その分、節電する事につながる。

【００８８】（実施の第４の形態）前述した実施の第１
〜３の形態は、光学素子を、光学装置の各種光学系の焦
点距離変化に応用した場合の実施の形態であった。ここ
では、本出願人によって先願されている、光学フィルタ
として応用した場合を、本発明の実施の第４の形態とし
て、図１１〜図１４を用いて以下に説明する。

【００８９】図１１は、本発明の実施の第４の形態に係
る光学素子２０１の構成を表す断面図及び光学フィルタ
として用いる場合の動作を説明するための図である。図
１に示す光学素子１０１と同様な構成、すなわち、２０
２は透明基板１０２と、２０３は透明電極（ＩＴＯ）１
０３と、２０４は絶縁層１０４と、２０５は容器１０５
と、２０６はカバー板１０６と、２０７は絞り板１０７
と、２１１は撥水膜１１１と、２１２は親水膜１１２
と、２１３は親水膜１１３と、２２３は光軸１２３と、
２２５は棒状電極１２５と、２２６は給電手段１２６
と、それぞれ対応する。

【００９０】光学素子１０１と光学素子２０１とで異な
る点、構成は以下の通りである。

【００９１】光学素子２０１の液室には、以下に示す２
種類の液体が充填される。まず、絶縁層２０４上の撥水
膜２１１の上には、第２の液体２２２が所定量だけ滴下
される。第２の液体２２２は無色透明で、比重0.85、室
温での屈折率1.38のシリコンオイルが用いられる。一
方、液室内の残りの空間には、第１の液体２２１が充填
される。この第１の液体２２１は、水とエチルアルコー
ルが所定比率で混合され、更に所定量の食塩が加えられ
た、比重0.85、室温での屈折率1.38の電解液である。更
に第１の液体２２１には無彩色の水溶性染料、例えばカ
ーボンブラックや、酸化チタン系の材料が加えられる。
すなわち、第１及び第２の液体は、比重と屈折率が等し
く、光線吸収能率が異なり、かつ互いに不溶の液体が選
定される。そこで両液体は界面２２４を形成し、混じり
あわずに各々が独立して存在する。

【００９２】次に、前記界面の形状について説明する。

【００９３】まず、第１の液体に電圧が印加されていな
い場合、界面２２４の形状は、両液体間の界面張力、第
１の液体と絶縁層２０４上の撥水膜２１１あるいは親水
膜２１２との界面張力、第２の液体と絶縁層２０４上の
撥水膜２１１あるいは親水膜２１２との界面張力、及
び、第２の液体の体積で決まる。この実施の形態におい
ては、第２の液体２２２の材料であるシリコンオイル
と、撥水膜２１１との界面張力が相対的に小さくなるよ
うに材料選定されている。すなわち、両材料間の濡れ性
が高いため、第２の液体２２２が形成するレンズ状液滴
の外縁は広がる性向を持ち、外縁が撥水膜２１１の塗布
領域に一致したところで安定する。つまり、第２の液体
２２２が形成するレンズ底面の直径Ａ１は、撥水膜２１
１の直径Ｄ１に等しい。一方、両液体の比重は前述のご
とく等しいため、重力は作用しない。そこで界面２２４
は球面になり、その曲率半径及び高さｈ１は第２の液体
２２２の体積により決まる。また、第１の液体の光軸上
の厚さはｔ１になる。

【００９４】ここで、第２の液体２２２は実質上透明で
あるが、第１の液体２２１は添加された光吸収性材料の
ために所定の光線吸収能率を有する。そこで、絞り板２
０７の開口から光束を入射させると、該光束が通過する
第１の液体２２１の光路長に応じた分だけ光線が吸収さ
れ、透明基板２０２から射出する光束の強度は低下す
る。すなわち、光強度の低下率は第１の液体２２１の光
軸上の厚さ（図１１のｔ１）に比例するため、給電手段
２２６の電圧制御によって界面２２３の形状を変えるこ
とにより、透過光量を自在に変えられる光学素子が実現
できる。また、第１及び第２の液体の屈折率を等しくし
ているため、入射した光束はその方向を変えずに射出光
の強度のみが変えられる。

【００９５】図１１の（ａ）〜（ｃ）は光学素子２０１
を可変ＮＤフィルタとして用いる場合の動作を更に詳し
く説明するための図である。

【００９６】図１１（ａ）は、光学素子２０１に接続さ
れた給電手段２２６の出力電圧が、ゼロあるいは非常に
低いＶ１の場合を示す。

【００９７】この時の界面２２４の形状は、第２の液体
２２２が形成するレンズの底面の直径はＡ１、高さはｈ
１である。また、第１の液体２２１の光軸上の厚さはｔ
１である。Ｌ_INは光学素子２０１の上方から照射され、
絞り２０７の開口部に入射する光束、Ｌ_OUT は光学素子
２０１から射出される光束である。そして、光束Ｌ_INに
対するＬ_OUT の比が光学素子２０１の透過率になるが、
第１の液体２２１の光軸上の厚さｔ１が大きいため、透
過率は低くなる。また、射出光束Ｌ_OUT の光量分布は、
光軸からの距離、すなわち入射高が大きいほど光量が少
なくなるが、液体２２２が形成するレンズ底面の直径Ａ
１に対して、絞り２０７の開口直径Ｄ３を小さくしてい
るので、射出光束Ｌ_OUT の光量分布は略均一と見なせ
る。

【００９８】図１１（ｂ）は、給電手段２２６の出力電
圧が、Ｖ１より大きなＶ２の場合を示す。

【００９９】この時、第２の液体２２２が形成するレン
ズの底面の直径はＡ２、高さはｈ２である。また、第１
の液体２２１の光軸上の厚さは図１１（ａ）のｔ１より
小さなｔ２である。そこで光束の透過率は図１１（ａ）
の場合より大きくなる。

【０１００】図１１（ｃ）は、給電手段２２６の出力電
圧が、Ｖ２より更に大きなＶ３の場合を示す。

【０１０１】この時、第２の液体２２２が形成するレン
ズの底面の直径はＡ３に縮まり、界面２２４の頂上はカ
バー板２０６の下面に形成された親水膜２１３に接触し
て平坦となる。そして、この平坦部の直径は絞り２０７
の開口部の直径Ｄ３に等しいか、Ｄ３より大きい。その
結果、第１の液体２２１の光軸上の厚さはゼロになるた
め、透過率は図１１（ｂ）の場合より更に大きくなる。
その後、給電手段２２６の出力電圧を更に上昇させて
も、絞り２０７の開口部内側の界面２２４の形状は変わ
らないため、該光学素子を可変ＮＤフィルタとして用い
た場合の透過率は一定のままである。この時の透過率
は、透明基板２０２，透明電極２０３，絶縁層２０４，
撥水膜２１１，第２の液体２２２，親水膜２１３，カバ
ー板２０６の透過率の積で表わされる。

【０１０２】なお、図１１（ｃ）の状態から給電手段２
２６の印加電圧をＶ１に戻すと、両液体の界面張力が元
に戻る。この時、第１の液体２２１と親水膜２１３との
濡れ性は良く、第２の液体２２２と親水膜２１３との濡
れ性は悪いため、第２の液体２２２は親水膜２１３から
離れて図１１（ａ）の状態に復帰する。すなわち、当光
学素子の界面２２４の形状変化は、印加電圧の変化に対
して可逆である。

【０１０３】図１２は、光学素子２０１に印加される電
圧に対する該光学素子２０１の光線透過率の関係を表わ
したものであり、印加電圧の増加に伴い、透過率も上昇
し、印加電圧がＶ３に達したところで透過率は飽和す
る。

【０１０４】図１３は、上記光学素子２０１を光学装置
に応用したものである。この実施の形態では、上記実施
の第２の形態と同様に、光学装置１４１は静止画像を撮
像手段で電気信号に光電変換し、これをデジタルデータ
として記録する、いわゆるデジタルスチルカメラを例と
して説明する。なお、実施の第２の形態と同様なものに
ついては、その詳細な説明は省略する。

【０１０５】４３０は複数のレンズ群からなる撮影光学
系であり、第１レンズ群４３１，第２レンズ群４３２，
第３レンズ群４３３で構成され、前記第１レンズ群４３
１の光軸方向の進退で、焦点調節がなされ、前記第２レ
ンズ群４３２の光軸方向の進退で、ズーミングがなされ
る。前記第３レンズ群４３３は移動しないリレーレンズ
群である。そして、第２レンズ群４３２と第３レンズ群
４３３の間に光学素子２０１が配置される。撮影光学系
４３０の焦点位置（予定結像面）には、撮像手段13４が
配置される。

【０１０６】次に、この実施の第４の形態における光学
素子２０１の作用を説明する。

【０１０７】自然界に存在する被写体の輝度のダイナミ
ックレンジは非常に大きく、これを所定範囲に収めるた
めに、通常は撮影光学系内部に機械式絞り機構を有し、
撮影光束の光量を調節している。しかしながら、機械式
絞り機構は小さくする事が困難であり、かつ絞り開口部
が小さい小絞り状態では、絞り羽根端面による光線の回
折現象で、被写体像の解像力が低下する。

【０１０８】そこで、この実施の第４の形態では、光学
素子２０１を前記機械式絞り機構を代用する可変ＮＤフ
ィルタとして用いることで、上記欠点を生ずること無
く、撮影光学系を通過する光量を適切に調節することを
可能にする。

【０１０９】図１４は、図１３に示した光学装置１４１
が有するＣＰＵ１４２の制御を示すフローチャートであ
り、以下、図１３及び図１４を用いて説明する。なお、
上記実施の第２の形態と同様な制御部分についてはその
詳細な説明を省略する。

【０１１０】まず、ステップＳ４０１において、撮影者
によりメインスイッチ１５２がオン操作されたか否かを
判定し、オン操作されていない時はステップＳ４０１に
留まる。一方、メインスイッチ１５２がオン操作された
と判定したら、ＣＰＵ１４２はスリープ状態から脱して
ステップＳ４０２以降を実行する。

【０１１１】ステップＳ４０２においては、ＣＰＵ１４
２に記憶されたタイマ１４６の設定値を確認する。そし
て、次のステップＳ４０３において、撮影者による撮影
条件の設定を受け付け、続くステップＳ４０４におい
て、撮影者によってメニュースイッチ１５８がオン操作
されたか否かを判定し、オン操作されていない場合はス
テップＳ４０５に進む。ここでメニュースイッチ１５８
が操作された場合には、ステップＳ４１０（ステップＳ
２１０と同様）のサブフローへと進む。

【０１１２】ステップＳ４０５へ進むと、ここでは撮影
者による撮影準備スイッチのオン操作がなされたか否か
を判定し、オン操作されていない時はステップＳ４０６
へ進み、タイマ１４６がカウントをスタートしている場
合はそのカウント値が完了しているか否かを判定し、カ
ウントが完了していない場合はステップＳ４０３に戻
り、撮影条件設定の受け付けやメニュースイッチ１５８
の操作の判定を繰り返す。一方、上記ステップＳ４０６
にてタイマ１４６のカウント値が完了していると判定さ
れた場合はステップＳ４０７へと進み、タイマ１４６の
カウント値をリセットし、その後、ステップＳ４３７へ
と移行する。

【０１１３】また、上記ステップＳ４０５において、撮
影準備スイッチがオン操作されたと判定されたらステッ
プＳ４１１へ移行する。

【０１１４】ステップＳ４１１及びステップＳ４１２
は、上記実施の第２の形態と同様なので、その説明を省
略する。

【０１１５】次のステップＳ４１３へ進むと、ここでは
上記ステップＳ４１２にて判定した受光量が適正か否か
を判定する。そして、このステップで適正と認識したら
ステップＳ４１４に進む。

【０１１６】一方、上記ステップＳ４１３において、前
記ステップＳ４１２にて判定した受光量が適正でないと
判定したらステップＳ４２１にジャンプし、ここでは実
際の受光量と適正な受光量を比較し、撮影光学系４３０
内の光学素子２０１の適正透過率を演算する。そして、
次のステップＳ４２２において、上記ステップＳ４２１
にて演算した適正透過率を得るための制御電圧を演算す
る。具体的には、ＣＰＵ１４２のＲＯＭには、図１２に
示した印加電圧に対する透過率の関係がルックアップテ
ーブルとして記憶されているので、該テーブルを参照
し、ステップＳ４２１にて演算した透過率に対する印加
電圧を求める。

【０１１７】次のステップＳ４２３においては、上記ス
テップＳ４２２にて求めた電圧が光学素子２０１に印加
されるよう、給電手段１４４の出力電圧を制御する。そ
の後はステップＳ４１１に戻り、撮像手段１３４に入射
する光量が適正になるまで、プレビュー画像の取得から
給電手段１４４の制御までのステップを繰り返し実行す
る。そして撮像手段１３４に入射する光量が適正になる
と、ステップＳ４１３からステップＳ４１４に移行す
る。

【０１１８】ステップＳ４１４からステップＳ４３４ま
では、上記実施の第２の形態と同様なのでその説明を省
略する。

【０１１９】次のステップＳ４３５においては、撮影さ
れた画像を表示器１５１に表示し、その後ステップＳ４
３６へ進み、ここではタイマ１４６のカウント値の設定
が有るかどうかの判定を行う。タイマ１４６のカウント
値が設定されていない場合はステップＳ４３７に進み、
給電手段１４４を制御して光学素子２０１への電圧印加
をオフして一連の撮影動作が終了する。

【０１２０】また、ステップＳ４３６にてタイマ１４６
のカウント値の設定がある場合は再びステップＳ４０３
へと戻る。

【０１２１】この後、カウント中に各種スイッチの操作
が無い場合は、そのカウント値が完了するまでは、ステ
ップＳ４０３→Ｓ４０４→Ｓ４０５→Ｓ４０６→Ｓ４０
３の各ステップを繰り返すが、カウントが完了すると、
ステップＳ４０６においてステップＳ４０７に進み、こ
こでタイマ１４６のカウント値をリセットした後、ステ
ップＳ４３７へ進んで光学素子２０１への電圧印加をオ
フして一連の撮影動作を終える。

【０１２２】上記実施の第４の形態によれば、以下の様
な効果を有するものとなる。

【０１２３】１）撮影動作の如何にかかわらず、各種操
作スイッチ群の操作が無い場合は光学素子２０１への電
圧印加をオフする事が出来るので、光学装置全体の省電
力化が可能となる。

【０１２４】２）光学素子２０１への電圧印加時間を撮
影者自ら設定する事が可能なので、撮影状況や撮影者の
意図等を反映した節電動作を行う事が可能となる。つま
り、光学素子の使用形態によらずに同様な効果を得られ
る事が出来る。

【０１２５】（変形例）上記実施の各形態においては、
カメラに適用した例を述べたが、これに限定されるもの
ではなく、焦点距離を可変な種々の光学装置や観察装置
等への適用も可能である。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、光学装置の小型化に寄与しかつ最大透過
率の優れた、電気毛管現象を利用した光学素子を低消費
電力で駆動し、所望の光学特性を得ることができる光学
装置を提供できるものである。

【０１２７】また、請求項２に記載の発明によれば、光
学装置の小型化に寄与しかつ最大透過率の優れた、電気
毛管現象を利用した光学素子を、該光学装置の使用状況
や使用者の意図を反映しつつ低消費電力で駆動すること
ができる光学装置を提供できるものである。

【０１２８】また、請求項３に記載の発明によれば、光
学装置の小型化に寄与しかつ最大透過率の優れた、電気
毛管現象を利用した光学素子を、煩雑な操作をすること
なく所望の状態に素早く設定できるようにすると共に、
これによる節電効果を得ることができる光学装置を提供
できるものである。

【０１２９】また、請求項７又は８に記載の発明によれ
ば、カメラの小型化に寄与しかつ最大透過率の優れた、
電気毛管現象を利用した光学素子を、該カメラの使用状
況や使用者の意図を反映しつつ低消費電力で駆動するこ
とができるカメラを提供できるものである。

【０１３０】また、請求項１２に記載の発明によれば、
カメラの小型化に寄与しかつ最大透過率の優れた、電気
毛管現象を利用した光学素子を、煩雑な操作をすること
なく所望の状態に素早く設定できるようにすると共に、
これによる節電効果を得ることができるカメラを提供で
きるものである。

【０１３１】また、請求項１４に記載の発明によれば、
カメラの小型化に寄与しかつ最大透過率の優れた、電気
毛管現象を利用した光学素子を低消費電力で駆動し、所
望の光学特性を得ることができるカメラを提供できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係る光学素子の断
面図である。

【図２】本発明の実施の第１の形態に係る光学素子に電
圧を印加した時の動作説明図である。

【図３】本発明の実施の第１の形態に係る光学装置の構
成図である。

【図４】本発明の実施の第１の形態に係る光学装置の制
御を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施の第２の形態に係る光学装置の構
成図である。

【図６】本発明の実施の第２の形態に係る光学装置のメ
イン制御を示すフローチャートである。

【図７】本発明の実施の第２の形態に係る光学装置のサ
ブルーチンを示すフローチャートである。

【図８】本発明の実施の第３の形態に係る光学装置の構
成図である。

【図９】本発明の実施の第３の形態に係る光学装置のメ
イン制御を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の実施の第３の形態に係る光学装置の
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】本発明の実施の第４の形態に係る光学素子の
動作説明の詳細図である。

【図１２】本発明の実施の第４の形態に係る光学素子の
透過率分布説明図である。

【図１３】本発明の実施の第４の形態に係る光学装置の
構成図である。

【図１４】本発明の実施の第４の形態に係る光学装置の
制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０１，２０１光学素子１２１，２２１第１の液体１２２，２２２第２の液体１２６，２２６給電手段１３０，２３０，４３０撮影光学系３３０観察光学系１３４撮像手段１４１光学装置１４２ＣＰＵ１４４給電手段１４６タイマ１５２メインスイッチ１５７メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 13/10 Ｈ０４Ｎ 5/225 ＤＨ０４Ｎ 5/225 5/232 Ａ 5/232 5/238 Ｚ 5/238 101:00 // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｇ０２Ｂ 7/04 Ｚ (72)発明者川浪英利子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H018 AA02 BB01 2H041 AA02 AB32 AC10 AZ02 AZ03 AZ08 2H044 BF00 DA02 DB00 2H083 AA05 AA14 AA32 AA53 5C022 AA13 AB14 AB27 AB66 AB67 AC31 AC54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性または有極性の第１の液体及び該
第１の液体と互いに混合することのない第２の液体を、
それらの界面が所定の形状をなした状態で容器内に密閉
し、該容器に設けられた電極に対する電圧の印加による
界面形状の変化によって光学的特性が変化する光学素子
を有する光学装置であって、前記光学素子へ電圧を印加する給電手段と、光学装置に
電源がオンされることにより、前記給電手段による前記
光学素子への電圧印加を可能な状態にし、光学装置での
一連の動作が終了することにより、前記給電手段による
前記光学素子への電圧印加を不能な状態にする制御手段
とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項２】導電性または有極性の第１の液体及び該
第１の液体と互いに混合することのない第２の液体を、
それらの界面が所定の形状をなした状態で容器内に密閉
し、該容器に設けられた電極に対する電圧の印加による
界面形状の変化によって光学的特性が変化する光学素子
を有する光学装置であって、前記光学素子へ電圧を印加する給電手段と、前記光学素
子の光学的特性を所望の状態に変化させる為に前記給電
手段による前記光学素子への電圧状態を可変する為の操
作部材と、該操作部材の操作量に応じて前記給電手段に
よる前記光学素子への印加電圧を制御する制御手段とを
有し、前記制御手段は、前記光学素子への電圧印加から所定時
間、前記操作部材の操作が無い場合、前記光学素子への
電圧印加を禁止することを特徴とする光学装置。
【請求項３】導電性または有極性の第１の液体及び該
第１の液体と互いに混合することのない第２の液体を、
それらの界面が所定の形状をなした状態で容器内に密閉
し、該容器に設けられた電極に対する電圧の印加による
界面形状の変化によって光学的特性が変化する光学素子
を有する光学装置であって、前記光学素子へ電圧を印加する給電手段と、該給電手段
による前記光学素子への印加電圧を制御する制御手段
と、光学装置の電源がオフされる直前の前記光学素子へ
の印加電圧を記憶する記憶手段とを有し、前記制御手段は、前記電源がオンされた場合、前記記憶
手段の記憶値に基づいて前記光学素子への印加電圧を設
定することを特徴とする光学装置。
【請求項４】前記光学素子は、可変焦点レンズである
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光学装
置。
【請求項５】前記光学素子は、観察光学系に組み込ま
れる視度調整用のレンズであることを特徴とする請求項
１〜３の何れかに記載の光学装置。
【請求項６】前記光学素子は、通過光束の量を調整す
るフィルタであることを特徴とする請求項１〜３の何れ
かに記載の光学装置。
【請求項７】第１の液体及び該第１の液体と互いに混
合することのない第２の液体が、それらの界面が所定の
形状にて容器内に密閉されるとともに、前記第１の液体
への電圧印加により、前記界面にて形成される球面の曲
率半径及び高さが前記電圧値に応じた状態となるよう変
化し、焦点状態が変更される構成の光学素子を有するカ
メラにおいて、ズーム操作部材の操作に応じて前記電圧値を変更する変
更手段と、前記ズーム操作部材の操作により前記第１の
液体への電圧の印加を開始させ、該電圧の前記第１の液
体への印加を一連の撮影動作が完了した時に停止する給
電手段とを有することを特徴とするカメラ。
【請求項８】第１の液体及び該第１の液体と互いに混
合することのない第２の液体が、それらの界面が所定の
形状にて容器内に密閉されるとともに、前記第１の液体
への電圧印加により、前記界面にて形成される形状を前
記電圧値に応じた状態となるよう変化し、光学特性が変
更される構成の光学素子を有するカメラにおいて、操作部材の操作に応じて前記電圧値を変更する変更手段
と、前記操作部材の操作の終了から所定時間内に撮影開
始操作部の操作が行われない時に、前記電圧の印加を停
止し、前記所定時間内に前記撮影開始操作部の操作が行
われた時は、撮影動作が完了した後に前記電圧の印加を
停止する給電手段とを有することを特徴とするカメラ。
【請求項９】前記給電手段は、前記所定時間経過後に
一連の撮影動作が完了した時は、その時点で前記電圧の
印加を停止することを特徴とする請求項８に記載のカメ
ラ。
【請求項１０】前記給電手段は、前記所定時間内に撮
影動作が完了した時は、その後所定時間の経過を待って
前記電圧の印加を停止することを特徴とする請求項８又
は９に記載のカメラ。
【請求項１１】前記給電手段は、前記操作部材の操作
により前記電圧の印加を開始することを特徴とする請求
項８〜１０の何れかに記載のカメラ。
【請求項１２】第１の液体及び該第１の液体と互いに
混合することのない第２の液体が、それらの界面が所定
の形状で容器内に密閉されるとともに、前記第１の液体
への電圧印加により、前記界面にて形成される形状を前
記電圧値に応じた状態となるよう変化し、光学特性が変
更する構成の光学素子を有するカメラにおいて、前記電圧値を変更させる操作部材と、撮影開始の準備状
態において前記第１の液体への電圧の印加を開始させる
給電手段と、カメラの電源がオフされる以前において、
最終的に前記操作部材にて変更された電圧値に応じたデ
ータを記憶する記憶手段とを有し、カメラの電源がオフされた後オンに移行し次回の撮影開
始の準備状態において前記電圧が印加される際に、前記
記憶手段に記憶されたデータに応じた電圧値を印加する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１３】前記光学素子は、前記第１の液体への
電圧印加により、前記界面にて形成される球面の曲率半
径及び高さが前記電圧値に応じた状態となるよう変化
し、焦点状態が変更される構成の光学素子であることを
特徴とする請求項８〜１２の何れかに記載のカメラ。
【請求項１４】第１の液体及び該第１の液体と互いに
混合することのない第２の液体が、それらの界面が所定
の形状にて容器内に密閉されるとともに、第１の液体へ
の電圧印加により、前記界面にて形成される球面の曲率
半径及び高さが前記電圧値に応じた状態となるよう変化
し、光透過率を変更する構成の光学素子を有するカメラ
において、前記光学素子を撮影光路内に配し、これを光量制御素子
として採用するとともに、輝度値に応じて前記電圧値を
制御する制御手段を有することを特徴とするカメラ。
【請求項１５】前記光学素子は、前記第１の液体は所
定の光線吸収特性を有するものであり、前記第１の液体
の容器の表面までの厚さは、前記界面にて形成される球
面の曲率半径及び高さに応じ変更されることで、透過率
が変更される構成の素子であることを特徴とする請求項
１４に記載のカメラ。