JP2005278133A - 固体撮像装置および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 望遠モード時および広角モード時の何れの場合においても画像の歪みが殆ど無い光学機器および前記光学機器に使用される固体撮像装置の提供。
【解決手段】光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子２と、固体撮像素子２の曲率を変更する曲率変更手段４とを備える固体撮像装置、およびレンズユニット１０２と、レンズユニット１０２で結像された像を撮像し、レンズユニット１０２に向かって湾曲した固体撮像素子２と、固体撮像素子１０２の曲率を変更する曲率変更手段４とを備え、固体撮像素子２が、望遠モード時には第１の曲率で湾曲し、広角モード時には前記第１の曲率よりも大きな第２の曲率で湾曲するように、曲率変更手段４が固体撮像素子２の曲率半径を変化させる光学機器。
【選択図】 図８

Description

本発明は、固体撮像装置および光学機器に関し、特に、広角モード、望遠モード、および近接モードの何れのモードにおいても、画像周辺部分が暗くなるシェーディングや収差による画像の歪みが生じることのない光学機器および前記光学機器に使用される固体撮像装置に関する。

近年、画像を形成するのにＣＣＤ（電荷結合素子）を用いた電子内視鏡やデジタルカメラが広く使用されている。

ＣＣＤの表面には通常マイクロレンズが形成され、このマイクロレンズによって光学系から入射した光を効率よくＣＣＤ表面に集光させることにより、感度の向上を図っている。

電子内視鏡においては、レンズなどの光学系の焦点距離を２〜３ｍｍと極端に短くすることにより、機器の小型化を図っている。

したがって、ＣＣＤが平面状であると、光学系から入射した光線は、ＣＣＤの受光面の縁部においてはマイクロレンズに斜めに入射する。ここで、マイクロレンズは左右対象な球面状に形成されているので、マイクロレンズに斜めに入射した光は、ＣＣＤの受光面に届かなくなる。これにより、画面の縁部が暗くなるシェーディングが生じる。

また、デジタルカメラにおいては、光学系からの光学距離がＣＣＤの受光面の中央部と縁部とで異なることにより、映像に歪の出る収差が問題になっているので、レンズの枚数を増やして収差（像面湾曲）を軽減していた。また、ＣＣＤの縁部において、マイクロレンズの中心とＣＣＤの受光部の中心とをずらす所謂レンズずらしによって周辺光量の低下を小さくしていた。

しかしながら、レンズ枚数を減らす需要があり、また、前記レンズずらしには、撮像レンズが異なるとマイクロレンズのずれ量も異なるからＣＣＤを新たに作り直す必要があること、およびレンズずらしによる撮像レンズ収差の補正は不完全であることなどの問題点があった。

そこで、前記電子内視鏡やデジタルカメラにおいてＣＣＤを光学系に向かって湾曲させることが検討された（例えば、特許文献１、２参照）。

あるいは固体撮像チップの表面を湾曲させる曲率を調整する曲率調整手段を設けた構成が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開平６ −１３３２２９号公報 特開２００１−１５６２７８号公報 特開平１０ −１０８０７８号公報

しかしながら、デジタルカメラにおいてＣＣＤの湾曲率を一定に固定した場合には、光学系に多数のレンズを使用しないと、たとえば前記ＣＣＤの曲率を望遠モードに合わせて設定したときに広角撮影をすると、画像に歪みが生じやすくなるという問題がある。

また、曲率を可変とした場合であっても、像面湾曲の度合に応じてＣＣＤの曲率をリアルタイムに調整できる機構は開示されていないので、例えば撮影者はファインダを見ながらＣＣＤの曲率を手動で変更する必要があった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、望遠モード時および広角モード時の何れの場合においても画像の歪みやシェーディングが殆ど無い光学機器および前記光学機器に使用される固体撮像装置の提供を目的とする。

また、望遠モードおよび広角モードのほかに近接モードに設定できる光学機器において、近接モードに設定したときにも画像の歪みやシェーディングが殆どない光学機器、および前記光学機器に使用される固体撮像装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、複数枚のレンズを有するレンズユニットと、前記レンズユニットで結像された像を撮像するとともに、前記レンズユニットに向かって凹状に湾曲してなる固体撮像素子と、前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段とを備えるとともに、遠方を撮影する望遠モードと広範囲を撮影する広角モードとの何れかに切替可能であり、前記望遠モードのときは、前記固体撮像素子が第１の曲率で湾曲し、前記広角モードのときは、前記固体撮像素子が前記第１の曲率よりも大きな第２の曲率で湾曲するように、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を変化させることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、固体撮像素子が湾曲している故に、光学系からの光は、固体撮像素子の中央部だけでなく周縁部においても固体撮像素子の表面に対して直角に近い角度で光が入射するので、画像の縁部にシェーディングが生じたり、収差による歪が生じたりすることがない。

通常の光学機器においては、遠くを観察したり撮影したりする望遠モードに比較して、広い範囲を観察したり撮影したりする広角モードの方が収差による画像の歪みが大きくなる傾向にあり、これは、画像の縁部において著しいが、前記光学機器においては、前記固体撮像素子の曲率を変化させることによって広角モード時における収差による画像の歪みを補正しているから、前記レンズユニットにおいて、広角モード時の収差を補正するために多数枚のレンズを使用しなくても、広角モードおよび望遠モードの何れのモードにおいても歪みのない画像が得られるので、安価なレンズユニットで良質な画像が得られる。

請求項２に記載の発明は、近接した被写体を撮影する近接モードのときは、前記固体撮像素子が前記第２の曲率よりも大きな第３の曲率で湾曲するように前記固体撮像素子の曲率を変化させることを特徴とする光学機器に関する。

通常の光学機器においては、近くのものを観察したり撮影したりする近接モード時には、広角モード時に比較して収差による画像の歪みが更に大きくなる傾向にあるが、前記光学機器においては、前記固体撮像素子を、広角モード時の曲率半径である第２の曲率半径よりも更に小さな第３の曲率半径で湾曲させることにより、近接モード時における収差による画像の歪みを補正しているから、前記レンズユニットにおいて、広角モード時および近接モード時の収差を補正するために多数枚のレンズを使用しなくても、広角モード、望遠モード、および近接モードの何れにおいても歪みのない画像が得られる。

請求項３の発明は、前記曲率変更手段が、電界の変化によって前記固体撮像素子を屈曲、伸展する電界屈曲アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置に関する。

前記電界屈曲アクチュエータを固体撮像素子の裏面に貼付するなどの手段により、前記電界屈曲アクチュエータの動きを固体撮像素子に伝達して固体撮像素子を屈曲、伸展させることにより、固体撮像素子の曲率を変化させることができる。

請求項４に記載の発明は、前記曲率変更手段が、機械的な動作によって前記固体撮像素子を湾曲、伸展させる機械式アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置に関する。

前記機械式アクチュエータは、前記光学機器において広角撮影と望遠撮影とを切り替えるレバーやボタンと容易に連動し、また複雑な電気回路は不要であるから、安価に構成できる。

請求項５に記載の発明は、前記曲率変更手段が、圧電効果によって前記固体撮像素子を湾曲、伸展させる圧電式アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置に関する。

前記機械式アクチュエータは、前記光学機器において広角撮影と望遠撮影とを切り替えるレバーやボタンと容易に連動し、また複雑な電気回路は不要であるから、安価に構成できる。

請求項６に記載の発明は、少なくとも２つのレンズ群からなるレンズユニットと、前記レンズユニットで結像された像を撮像するとともに、前記レンズユニットに向かって凹状に湾曲してなる固体撮像素子と、前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、前記レンズ群のうちの少なくとも２つのレンズ群間距離を変化させることによりズームさせるズーム手段とを備えてなり、前記ズーム手段において前記レンズ群間の距離を変化させるのに伴い、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を変化させることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、たとえば、前記ズーム手段によってレンズ群の距離を変化させて望遠モードから広角モードに切り替えたときは、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を増大させる。一方、前記ズーム手段によってレンズ群の間隔を変化させて広角モードから望遠モードに切り替えたときは、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を減少させる。

このように、前記光学機器においては、前記ズーム手段におけるズーム動作と前記曲率変更手段において前記固体撮像素子の曲率を変化させる動作とが連動しているから、前記ズーム手段においてズーム動作を行うだけで、前記固体撮像素子は最適な曲率に湾曲される。

請求項７の発明は、前記レンズ群が、１枚または複数枚のレンズによって構成されていることを特徴とする光学機器に関する。

請求項８の発明は、撮影用レンズユニットと、前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備え、
前記曲率変更手段は、前記固体撮像素子と一体となり前記固体撮像素子を光軸方向に移動させる複数の位置調整ネジと、前記固体撮像素子の受光面である表面あるいは裏面または両面の一部を押え前記固体撮像素子の曲率を変化させる凸部からなることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、例えば出荷時の調整段階で撮像素子の結像面に傾きがある、あるいは像面湾曲が大きいため撮像素子側で補正したい場合等に、撮像素子と筐体の間にスペーサを噛ませるといった従来の方法では不可能な、結像面の傾きや像面湾曲の微調整が可能となり、また調整に要する工数も大幅に削減できる。

請求項９の発明は、少なくとも２つのレンズ群からなるレンズユニットと、前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子と一体となり前記固体撮像素子を光軸方向に移動させる複数の位置調整ネジと、前記固体撮像素子の受光面である表面または裏面または両面の一部を押え前記固体撮像素子の曲率を変化させる凸部と、前記レンズ群のうちの少なくとも２つのレンズ群間距離を変化させることにより前記レンズユニットをズームさせるズーム手段と、前記ズーム手段において前記レンズ群間の距離を変化させるのに伴い、前記位置調整ネジによって前記固体撮像素子の曲率を変化させるズーム連動手段と、を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、レンズのズーム動作によって変動する焦点面に追随するように、凸部と位置調整ネジによって固体撮像素子の曲率を変動させ、シェーディングや歪の発生を抑えることができる。

請求項１０に記載の発明は、少なくとも２つのレンズ群からなるレンズユニットと、前記レンズユニットで結像された像を撮像するとともに、前記レンズユニットに向かって凸状又は凹状に湾曲してなる固体撮像素子と、前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、前記レンズ群のうちの少なくとも２つのレンズ群間距離を変化させることによりズームさせるズーム手段とを備えてなり、前記ズーム手段において前記レンズ群間の距離を変化させるのに伴い、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を変化させることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、たとえば前記ズーム手段によってレンズ群の距離を変化させて望遠モードから広角モードに切り替えたときは、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を増大させる。一方、前記ズーム手段によってレンズ群の間隔を変化させて広角モードから望遠モードに切り替えたときは、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を減少させる。

このように、前記光学機器においては、前記ズーム手段におけるズーム動作と前記曲率変更手段において前記固体撮像素子の曲率を変化させる動作とが連動しているから、前記ズーム手段においてズーム動作を行うだけで、前記固体撮像素子は最適な曲率に湾曲される。

請求項１１に記載の発明は、撮影用レンズユニットと、前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備え、電源切断時または非撮影時には前記曲率変更手段による前記固体撮像素子の湾曲を解除する曲率変更解除手段を設けたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、たとえば光学機器の電源を落とした際にはアクチュエータや位置調整ネジが自動的に初期位置に戻り、固体撮像素子を曲率変更する前の状態、すなわち平面の状態に戻すことで、応力による負荷が長時間掛かることによる固体撮像素子の変形などの弊害を防ぐことができる。

請求項１２に記載の発明は、焦点距離を変更できる撮影用レンズユニットと、前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、を備え、前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を前記レンズユニット側から見て凹３次曲面に湾曲させることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、固体撮像素子の表面を円柱面などの２次曲面でなく凹球面などの３次曲面とすることで、固体撮像素子の表面形状をより撮影レンズの焦点面形状に近い形状とすることができる。

請求項１３に記載の発明は、撮影用レンズユニットと、光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子を備え、前記固体撮像素子の受光面が前記撮影用レンズユニットの結像面と一致しないことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、固体撮像素子の表面を敢えて撮影用レンズユニットの結像面と一致させないことで、画面中心を除く範囲の収差を意図的に増やして画面中心を強調する、あるいは画面全体にソフトフォーカスをかけるなどの操作が可能となる。

請求項１４に記載の発明は、形状を変化させることで焦点距離を変更できる撮影用レンズユニットと、前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、を備え、前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を湾曲させることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、形状を変化させることで焦点距離を変更できる撮影用レンズの焦点距離変化に連動してＣＣＤを湾曲させることでＣＣＤの面形状を撮影用レンズの焦点距離変化に合わせることができる。

請求項１５に記載の発明は、複数のレンズ群で構成され前記レンズ群の一部を光路中に出し入れ可能であって、焦点距離を変更できる撮影用レンズユニットと、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子と、を備えることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、レンズ群の一部を光路中に出し入れすることにより焦点距離を変更できるレンズユニットを用いて、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの焦点距離変化に合わせることができる。

請求項１６に記載の発明は、レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を湾曲させることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、撮影用レンズの焦点距離変化に連動してＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの焦点距離変化に連動させることができる。

請求項１７に記載の発明は、焦点距離を変更できる変倍レンズ群と、合焦できる焦点調節レンズ群と、を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる調整手段を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、撮影用レンズの焦点距離変化に連動してＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの焦点距離変化に連動させることができる。

請求項１８に記載の発明は、焦点距離を変更できる変倍レンズ群と、合焦できる焦点調節レンズ群と、を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、前記レンズユニットの合焦動作に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる調整手段を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、撮影用レンズの合焦動作に連動してＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの合焦動作に連動させることができる。

請求項１９に記載の発明は、焦点距離を変更できる変倍レンズ群と、合焦できる焦点調節レンズ群と、を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる第１の調整手段と、前記レンズユニットの合焦動作に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる第２の調整手段と、を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、撮影用レンズの焦点距離変化と合焦動作に連動してＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの焦点距離変化と合焦動作に連動させることができる。

請求項２０に記載の発明は、合焦できる焦点調節レンズ群を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、前記レンズユニットの合焦動作に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる調整手段を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、撮影用レンズの合焦動作に連動してＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの合焦動作に連動させることができる。

請求項２１に記載の発明は、撮影距離を検出する測距手段と、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、前記撮影距離に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる調整手段を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、撮影距離に連動してＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影距離の変化に連動させることができる。

請求項２２に記載の発明は、前記撮影距離が短くなれば前記固体撮像素子の湾曲率を上げ、前記撮影距離が長くなれば前記固体撮像素子の湾曲率を下げることを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、像面湾曲の強くなる近距離では強く、像面湾曲の弱くなる遠距離では弱くＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの焦点距離変化に連動させることができる。

請求項２３に記載の発明は、焦点距離を変更できる変倍レンズ群と、合焦できる焦点調節レンズ群と、を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子と、前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、曲率変更手段でＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの焦点距離変化あるいは合焦動作またはその両方によって変動する像面湾曲に合わせることができる。

請求項２４に記載の発明は、合焦できる焦点調節レンズ群を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子と、前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、曲率変更手段でＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの合焦動作によって変動する像面湾曲に合わせることができる。

請求項２５に記載の発明は、焦点距離を変更できる変倍レンズ群を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子と、前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備えたことを特徴とする光学機器に関する。

前記光学機器においては、曲率変更手段でＣＣＤを湾曲させることで、ＣＣＤの面形状を撮影用レンズの焦点距離変化によって変動する像面湾曲に合わせることができる。

以上説明したように、本発明によれば、望遠モード時および広角モード時の何れの場合においても画像の歪みが殆ど無い光学機器および前記光学機器に使用される固体撮像装置が提供される。

１．実施形態１
１−１ 光学機器
本発明の光学機器の一例であるデジタルカメラ１００の外観を図１〜図４に、内部構成の概略を図５および図６に示す。

デジタルカメラ１００は、図１〜図６に示すように、撮影レンズ１０２、シャッター１０４、絞り１０５、ＣＣＤ撮像部１０６、およびストロボ１０８を有する。

ＣＣＤ撮像部１０６は、本発明に係る固体撮像装置の一例であり、撮影レンズ１０２は、本発明に係る光学機器の備えるレンズユニットに相当する。

デジタルカメラ１００の背面には、図２に示すように、ファインダ１２０、ファインダＬＥＤ１２２、撮影／再生モード選択スイッチ１２４、撮影モード選択ダイヤル１２６、マルチファンクションの十字キー１２８、デジタルカメラ１００の動作モードや十字キー１２８の機能等を文字やアイコンで表示する液晶表示部１３０、バックスイッチ１３２、メニュー／ＯＫスイッチ１３４、画像を表示する液晶表示モニタ１３６、およびスピーカ１３８などが設けられている。

一方、デジタルカメラ１００の上面には、図１および図３に示すように電源スイッチ１４０、シャッターボタン１４２、およびリチウム電池１１０を収納する電池室１１７をカバーする電池室カバー１４５が設けられている。

更に、デジタルカメラ１００の正面から見て右側の側面には、図１および図４に示すように音声／映像出力端子１４６、ＵＳＢ端子１４８、およびＤＣ入力端子１５０が設けられている。

デジタルカメラ１００においては、撮影／再生モード選択スイッチ１２４によって撮影モードと再生モードとの何れかが選択される。撮影モード時には、撮影モード選択ダイヤル１２６によってマニュアル撮影、オート撮影、望遠モード、広角モード、近接モード、動画、ボイスレコーダなどの各モードが選択される。なお、望遠モード、広角モード、および近接モードは、それぞれ望遠撮影、広角撮影、および近接撮影を行うモードである。

液晶モニタ１３６は、電子ビューファインダとして使用されるとともに、撮影した画像やカメラに装填したメディアから読み出した再生画像などが表示される。また、液晶モニタ１３６には、メニュー／ＯＫスイッチ１３４や十字キー１２８の操作に応じて撮影可能コマ数表示、再生コマ番号表示、ストロボ発光有無表示、撮影モード表示、記録画質表示、および画素数表示など、各種の表示が行われる。

デジタルカメラ１００には、図５および図６に示すように、ＣＣＤ撮像部１０６からの画像データを処理して液晶モニタ１３６に表示したり、内臓メモリ（または記録メディア）１８０に記録したりする画像処理部１６０と、撮影／再生モード選択スイッチ１２４、撮影モード選択ダイヤル１２６、マルチファンクションの十字キー１２８、バックスイッチ１３２、およびメニュー／ＯＫスイッチ１３４からなる操作スイッチ群、並びにシャッターボタン１４２からの入力に基いてデジタルカメラ１００を制御するコントロール部１７０とを有する。

画像処理部１６０は、図６に示すように、アナログ信号処理部１６１とＡ／Ｄ変換部１６２とデジタル信号処理部１６３とテンポラリメモリ１６４と圧縮伸長部１６５とを有する。

コントロール部１７０は、図６に示すように、前記操作スイッチ群の操作に基いて撮影レンズ１０２、シャッター１０４、ＣＣＤ撮像部１０６、およびストロボ１０８を条件設定したり駆動したりする駆動回路１７２および駆動回路１７２および画像処理部１６０を制御するＣＰＵ１７１を備えている。

ＣＣＤ撮像部１０６から出力されたアナログ画像信号は、画像処理部１６０におけるアナログ信号処理部１６１でアナログ信号処理された後、Ａ／Ｄ変換部１６２でＡ／Ｄ変換された後、デジタル信号処理部１６３でデジタル信号処理される。デジタル信号処理部１６３でデジタル信号処理された画像データは、テンポラリメモリ１６４に一時的に格納されて圧縮伸長部１６５で圧縮処理されて内蔵メモリ（または記録メディア）１８０に記録される。なお、テンポラリメモリ１６４に一時的に格納された画像データは、画像モニタ１３６で画像として表示することができる。また、内蔵メモリ（または記録メディア）１８０に格納された画像データもまた、圧縮伸長部１６５で読み出して伸長処理後、テンポラリメモリ１６４に格納し、画像モニタ１３６で画像として表示してもよい。

デジタルカメラ１００において、画像処理部１６０、コントロール部１７０、撮影レンズ１０２、シャッター１０４、ＣＣＤ撮像部１０６、およびストロボ１０８、液晶表示部１３０、および画像モニタ１３６などの電源は、図５に示すように電源ユニット１１１から供給される。電源ユニットは、リチウム電池１１０が装着されるとともに、コントロール部１７０に接続されたソケット１１２とを備えている。

ソケット１１２には、図５に示すように、リチウム電池１１０の正極１１０Ａが接続される正極１１２Ａと、リチウム電池１１０の負極１１０Ｂが接続される負極１１２Ｂが設けられている。

本発明に係る光学機器の別の例であるカメラ付携帯電話２００の外観を図７に示す。

図７において、図１〜図６と同一の符合は、前記符合が前記図面において示す構成要件と同一の構成用件を示す。

カメラ付携帯電話２００は、図７に示すように２つに折畳み可能に形成され、キーボードが設けられた操作部２０２と、表示画面２０６が設けられた画像表示部２０４と、操作部２０２と画像表示部２０４とを連結するヒンジ部２０８とを備えている。ヒンジ部２０８には撮像するためのレンズ部２１０が設けられている。

操作部２０２の図７における手前側、即ちヒンジ部２０８が設けられた側とは反対側の端部には、リチウム電池１１０を収容する電池収容室２１７が設けられている。電池収容室２１７は、蓋２１８によって開閉される。電池収容室２１７の底部には、リチウム電池１１０の正極１１０Ａおよび負極１１０Ｂが接続される正極２１７Ａおよび負極２１７Ｂが設けられている。

なお、カメラ付携帯電話２００においても、デジタルカメラ１００と同様に、レンズ部２１０の内側にシャッター部１０４、絞り１０５、およびＣＣＤ撮像部１０６が設けられている（シャッター部１０４、絞り１０５、およびＣＣＤ撮像部１０６については図示せず。）。カメラ付携帯電話２００の備えるレンズ部２１０およびＣＣＤ撮像部１０６は、本発明に係る光学機器におけるレンズユニットおよび本発明に係る固体撮像装置に相当する。

デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００における撮影レンズ１０２またはレンズ部２１０と、シャッター部１０４、絞り１０５、およびＣＣＤ撮像部１０６との相対的な位置関係を図８に示す。

図８に示すように、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００の筐体の内部において、撮影レンズ１０２またはレンズ部２１０によって形成された像が結像する位置にＣＣＤ撮像部１０６が設けられている。撮影レンズ１０２またはレンズ部２１０におけるＣＣＤ結像部１０６に面する側の近傍には、シャッター部１０４と絞り１０５とが配設されている。

撮影レンズ１０２またはレンズ部２１０は、図２２に示すように凹レンズ状の第１レンズ１０２Ａと、第１レンズ１０２Ａの内側に、同一の光軸上に配設された凸レンズ状の第２レンズ１０２Ｂとからなる。第１レンズ１０２Ａおよび第２レンズ１０２Ｂは、本発明におけるレンズ群に相当する。なお、第１レンズ１０２Ａおよび第２レンズ１０２Ｂに代えて、それぞれ複数のレンズから構成された第１レンズ群および第２レンズ群を配設してもよい。

ＣＣＤ結像部１０６は、撮影レンズ１０２またはレンズ部２１０に向かって湾曲したＣＣＤ２と、ＣＣＤ２の四隅部を押圧して湾曲させるとともに、ＣＣＤ撮像素子部２の湾曲率を増減させるアクチュエータ部４とを有する。

ＣＣＤ２は、図８に示すように、可撓性基板であるフレキシブル基板２Ｃと、フレキシブル基板２Ｃの表面に形成されたＣＣＤ素子の群であるＣＣＤ素子群２Ａと、ＣＣＤ素子群２Ａを形成する各ＣＣＤ素子に対応するようにＣＣＤ素子群２Ａに積層されたマイクロレンズ２Ｂとを有する。

フレキシブル基板２Ｃは、プラスチック基板、薄膜ガラス基板、および金属基板の何れであってもよいが、プラスチック製のフレキシブル基板２Ｃが可撓性の点で好ましい。

ＣＣＤ２は、たとえば、以下の手段により製造できる。

先ず、ガラス基板の表面にエッチ・ストッパ層を形成し、その上に多結晶Ｓｉ層を積層する。そして、前記多結晶Ｓｉ層に固体レーザ光を照射して結晶化し、ＣＣＤ素子群２Ａを形成する。

次に、形成されたＣＣＤ素子群２Ａの表面に剥離可能な接着剤を塗布して仮基板を接着する。仮基板が接着されたら、弗化水素酸などによってガラス基板をエッチングして除去し、ＣＣＤ素子群２Ａを露出させる。

そして、露出したＣＣＤ素子群２Ａに、フレキシブル基板２Ｃとなるプラスチック基板を接着し、次いで仮基板を剥離してフレキシブル基板２Ｃに積層されたＣＣＤ素子群２Ａを得る。

最後に、ＣＣＤ素子群２Ａの表面に、それぞれのＣＣＤ素子に対応するようにマイクロレンズ２Ｂを形成する。

ＣＣＤ２は、図８に示すように、マイクロレンズ２Ｂを積層した側の面が光の入射方向を向くように配設されているとともに、前記面が凹陥するように湾曲されている。

なお、ＣＣＤ結像部１０６に使用されるＣＣＤ２は、１枚の基板上に、前記ＣＣＤに加えて前記ＣＣＤからの画像データを記憶するメモリ、および前記ＣＣＤと前記メモリとを接続するインターフェース部などを一体に形成したＴＦＴ回路装置であってもよい。

また、ＣＣＤ結像部１０６においては、ＣＣＤ２に代えてＣＭＯＳを使用してもよい。

ＣＭＯＳとしては、たとえば、ＣＣＤ２と同様に、フレキシブル基板と、フレキシブル基板に積層されたＣＭＯＳ素子の群であるＣＭＯＳ素子群と、前記ＣＭＯＳ素子群の表面に、それぞれのＣＭＯＳ素子に対応するように積層されたマイクロレンズとからなるものが挙げられる。なお、ＣＭＯＳは、マイクロレンズを備えていなくてもよい。

ＣＭＯＳもまた、前記ガラス基板上にＣＣＤ素子群に代えてＣＭＯＳ素子群を形成する以外は、ＣＣＤ２と同様の手段により作製できる。なお、マイクロレンズを備えていないＣＭＯＳを形成するときは、マイクロレンズ形成工程を省略できる。

アクチュエータ部４は、ＣＣＤ２と、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００の筐体との間に装入されている。

１−２ アクチュエータ部
以下、アクチュエータ部４の構成について説明する。

アクチュエータ部４の構成を図９に示す。

アクチュエータ部４は、図９に示すように、ＣＣＤ２の中央部を筐体１０１内部に固定するＣＣＤ固定部材４２と、ＣＣＤ２の縁部を撮影レンズ１０２またはレンズ部２１０に向かって押圧して湾曲させるアクチュエータ４０と、アクチュエータ４０の動きをＣＣＤ２の縁部に伝達する伝達部材４４とを備える。なお、図９において（Ａ）は、アクチュエータ部４の動作を説明する側面図であり、（Ｂ）は、アクチュエータ部４を斜め上から見たところを示す斜視図である。

アクチュエータ４０は、伝達部材４４と筐体１０１との間に挿入されている。

アクチュエータ４０としては、螺子による螺子アクチュエータのほか、電圧を印加すると寸法が増大したり減少したりする電歪素子を用いた電歪素子アクチュエータ、正電圧を印加すると負イオンを取り込んで伸長し、負電圧を印加すると負イオンを放出して収縮する導電性高分子アクチュエータ、形状記憶合金の温度による伸縮を利用した形状記憶合金アクチュエータなどがある。また、撮影モード選択ダイヤル１２６によって指定された広角、望遠、近接の各モードに応じて第１レンズ１０２Ａおよび第２レンズ１０２Ｂの相対位置を変更するズーム機構を備えている場合において、前記ズーム機構の動きをＣＣＤ２を湾曲する動きに変換しつつＣＣＤ２に伝達するＣＣＤ湾曲機構もアクチュエータ４０に包含される。アクチュエータ４０のうち、螺子アクチュエータおよびＣＣＤ湾曲機構は、本発明における機械式アクチュエータの例であり、電歪素子アクチュエータおよび導電性高分子アクチュエータは電界屈曲アクチュエータの例であり、形状記憶合金アクチュエータは感温型アクチュエータの例である。

アクチュエータ４０として形状記憶合金アクチュエータを設けた例を図１０に示す。図１０において（Ａ）はアクチュエータ部４の動作を説明する側面図であり、（Ｂ）は、アクチュエータ部４を斜め上から見たところを示す斜視図である。

図１０に示すアクチュエータ部４においては、形状記憶合金アクチュエータとして、形状記憶合金の長尺状板材をＺ字型に形成した形態を有するＺ型アクチュエータ４１が用いられている。なお、図１０において（Ａ）においては、Ｚ型アクチュエータ４１の動作が判り易いように、Ｚ型アクチュエータ４１が枠体４４Ａに対して直交するように配設されているように示されているが、実際には（Ｂ）に示すように枠体４４Ａに沿って配設されている。

Ｚ型アクチュエータ４１は、加熱時には図１０の（Ａ）において実線で示すように収縮した状態にあり、常温以下に冷却することにより、二点鎖線で示すように伸長する。

アクチュエータ部４に使用される形状記憶合金アクチュエータとしては、Ｚ型アクチュエータ４１のほか、ダイアフラム型アクチュエータ４３も挙げられる。

ダイアフラム型アクチュエータ４３は、図１０および図１１に示すように、表面に向かって縮小する円錐状の空洞部４３Ｂを設けた基板４３Ａの表面にＳｉＯ2膜４３Ｃを形成し、更にその上に形状記録合金膜４３Ｄを積層している。形状記録合金膜４３ＤおよびＳｉＯ2膜４３Ｃは、加熱すると平坦になるが、冷却すると空洞部４３Ａの上方の部分がドーム状に隆起する。

伝達部材４４は、図９および図１０に示すように、アクチュエータ４０の先端に固定された長方形枠状の枠体４４Ａと、枠体４４Ａの四隅部とＣＣＤ２の四隅部とを結合する連結棒４４Ｂとを備える。なお、アクチュエータ部４においては、ＣＣＤ固定部材４２を別に設ける代わりに、枠体４４Ａの中央部をデジタルカメラ１００などの筐体１０１に固定してもよい。

１−３ 作用および効果
以下、アクチュエータ部４の作用について説明する。

デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００において、撮影／再生モード選択スイッチ１２４または撮影モード選択ダイヤル１２６によって望遠モード、広角モード、近接モードの何れかのモードを選択すると、前記モード選択に関するモード選択指示は駆動回路１７２に入力される。

駆動回路１７２においては、望遠モードが入力されたら最小の曲率でＣＣＤ２を湾曲させ、広角モードが入力されたら２番目に小さい曲率でＣＣＤ２を湾曲させ、近接モードが入力されたら最大の曲率でＣＣＤ２を湾曲させるようにアクチュエータ部４に指示を入力する。駆動回路１７２は、アクチュエータ部４の備えるアクチュエータ４０が螺子アクチュエータやＣＣＤ湾曲機構のときは、螺子アクチュエータやＣＣＤ湾曲機構を駆動するパルスモータへのパルス信号の個数を制御する。一方、アクチュエータ４０が、電歪素子アクチュエータや導電性高分子アクチュエータのときは、駆動回路１７２は、前記アクチュエータ４０に印加する電圧を制御する。更に、アクチュエータ４０がＺ型アクチュエータ４１やダイアフラム型アクチュエータ４３のような感温型アクチュエータの場合は、駆動回路１７２は、前記感温型アクチュエータを加熱する電熱回路に流す電流の大きさを制御する。

アクチュエータ部４においては、前記指示が入力されると、ＣＣＤ２が所定の曲率で湾曲するようにアクチュエータ部４０を作動させる。

駆動回路１７２から入力された指示によってアクチュエータ４０が伸長すると、図９において二点鎖線で示すように、枠体４４Ａおよび連結棒４４Ｂを介してＣＣＤ２の四隅部が撮影レンズ１０２またはレンズ部２１０側に押圧されてＣＣＤ２が湾曲する。したがって、ＣＣＤ２の曲率が大きくなり、言い替えれば曲率半径が小さくなるから、より強く湾曲する。

反対に、前記指示によってアクチュエータ４０が収縮すると、図９において実線で示すように、枠体４４Ａおよび連結棒４４Ｂは後退するから、ＣＣＤ２は、自身の弾力によって伸展してより平面に近付き、換言すれば曲率が小さくなり、曲率半径が大きくなる。

このように、アクチュエータ４０を伸縮させ、またはＺ型アクチュエータ４１やダイアフラム型アクチュエータ４３を冷却、加熱することにより、ＣＣＤ２の曲率を変化させることができる。

デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００において、広角モード、近接モード、および望遠モードをとったときの撮影レンズ１０２における第１レンズ１０２Ａと第２レンズ１０２Ｂとの相対的な位置関係を、それぞれ図２２の（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）に示す。なお、広角モードはズームモードとも言い替えられる。

広角モードにおいては、図２２の（Ａ）に示すように第２レンズ１０２Ｂは第１レンズ１０２Ａから遠ざかるとともにＣＣＤ２に近接する。そして、望遠モードにおいては、同図の（Ｃ）に示すように、第２レンズ１０２ＢはＣＣＤ２から遠ざかると同時に第１レンズ１０２ＡはＣＣＤ２に近接し、第１レンズ１０２Ａと第２レンズ１０２Ｂとは互いに近接する。一方、近接モードにおいては、同図の（Ｂ）に示すように、第１レンズ１０２Ａは広角モードと同一の位置を保持し、第２レンズ１０２Ｂが前進して第１レンズ１０２Ａに向かって移動する。

ここで、ＣＣＤ２の曲率を変えず平面の状態とした場合、図２４に示すように広角モードでは画像の周縁部で大きな像面湾曲を示し、近接モードでは更に大きな像面湾曲を示して周縁部における画像の歪みが更に大きくなる。

デジタルカメラ１００においては、ＣＣＤが１／４型、即ち差し渡し寸法が１／４インチのとき、第１レンズ１０２Ａと第２レンズ１０２Ｂとが広角モードの位置関係にあるときは、図２２において（Ａ）に示すように曲率半径ｒが１４ｍｍになり、ＣＣＤ２が平面状に伸展したときの平面である基準平面からの端縁の移動量ｄが０．１２ｍｍになるようにＣＣＤ２を湾曲させるべく、駆動回路１７２によってアクチュエータ部４が制御される。

一方、近接モードのときは、図２２において（Ｂ）に示すように、曲率半径ｒが５ｍｍになり、前記基準平面からの端縁の移動量ｄが０．３４ｍｍになるようにＣＣＤ２を湾曲させるべく、アクチュエータ部４が制御される。

そして、望遠モードのときは、図２２において（Ｃ）に示すように、曲率半径ｒが３４ｍｍになり、基準面からの端縁の移動量ｄが０．０５ｍｍになるようにＣＣＤ２を湾曲させるべく、アクチュエータ部４が制御される。

したがって、曲率半径ｒは、近接モードのときが最も小さく、広角モード、望遠モードの順で大きくなる。一方、移動量ｄは、近接モードのときが最も大きく、広角モード、望遠モードの順で小さくなる。換言すれば、ＣＣＤ２は、望遠モード、広角モード、近接モードの順で湾曲が大きくなる。

このように、広角モード、近接モード、および望遠モードのそれぞれのモードに応じた曲率半径でＣＣＤ２を湾曲させることにより、図２３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、何れのモードにおいても、像面湾曲を大幅に減少させることができ、言い替えれば歪みの少ない画像が得られる。

つまりデジタルカメラ１００やカメラ付携帯電話２００に上記のようなＣＣＤ２を使用すれば、レンズ枚数を増やすことなく、収差による画像の歪みを抑え、画像の縁部においてシェーディングの発生を防止させることができるが、更に、ＣＣＤ２は、アクチュエータ４０によってＣＣＤ２の曲率を変更できるから、たとえば、電子内視鏡やデジタルカメラ１００、カメラ付携帯電話２００において通常の撮影モードから近接モードに切り替えた場合に、ＣＣＤ２の曲率をモードに合わせて変化させることにより、ＣＣＤ２の収差が補正され、画像に歪が生じることが防止される。同様に、デジタルカメラ１００、カメラ付携帯電話２００などにおいて広角モードから望遠モードにモードを切り替えた場合にも、ＣＣＤ２の曲率を変化させることにより、広角撮影するときも望遠撮影するときも歪の無い画像が得られる。

なぜなら通常の光学機器においては、遠くを観察したり撮影したりする望遠モードに比較して、広い範囲を観察したり撮影したりする広角モードの方が収差による画像の歪みが大きくなる傾向にあり、これは、画像の縁部において著しいが、前述のようなＣＣＤ２を使用したデジタルカメラ１００やカメラ付携帯電話２００においては、ＣＣＤ２の曲率を変化させることによって広角モード時における収差による画像の歪みを補正しているから、前記レンズユニットにおいて、広角モード時の収差を補正するために多数枚のレンズを使用しなくても、広角モードおよび望遠モードの何れのモードにおいても歪みのない画像が得られるので、あまり厳密に収差の補正を行なっていない安価な撮影レンズ１０２でも良質な画像が得られる。

また、近くのものを観察したり撮影したりする近接モード（マクロ）時には、広角モード時に比較して収差による画像の歪みが更に大きくなる傾向にあるが、デジタルカメラ１００やカメラ付携帯電話２００においては、ＣＣＤ２を、広角モード時の曲率半径である第２の曲率半径よりも更に小さな第３の曲率半径で湾曲させることにより、近接モード（マクロ）時における収差による画像の歪みを補正しているから、撮影レンズ１０２において、広角モード時および近接モード（マクロ）時の収差を補正するために多数枚のレンズを使用しなくても、広角モード、望遠モード、および近接モード（マクロ）の何れにおいても歪みのない画像が得られる。

このときＣＣＤ２は、円筒面のような２次曲面状に湾曲していてもよいし、球面のような３次曲面状に湾曲していてもよいが、３次曲面状に湾曲し、しかも３次曲面の曲率を変更できるように形成されていれば、収差による画像の歪みを２次曲面の場合よりも更に高精度で補正できるから好ましい。

但し、極端に歪みのない画像が要求されないのであれば、２次曲面状に湾曲したＣＣＤ２を用いることにより、デジタルカメラ１００、カメラ付携帯電話２００などの構成およびアクチュエータ４０の構成を大幅に簡略化でき、前記デジタルカメラ１００、カメラ付携帯電話２００などを安価に構成できるから、ＣＣＤ２を２次曲面状に湾曲させることが好ましい。

またＣＣＤ２は、光学画像を電気信号に変換する機能を有する素子であって、アクチュエータ４０によって屈曲、伸展できるように、板状、シート状、フィルム状、乃至薄膜状の形態を有する基板を使用することが好ましい。具体的には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの光センサー、および前記光センサーにメモリやインターフェースを組み合わせたＴＦＴ回路装置などが挙げられる。前記固体撮像素子のうち、シリコン基板、金属基板、プラスチック基板、またはガラス薄膜上に各種素子を形成したものは、可撓性が高いからフレキシブル基板２Ｃとして好ましい。

アクチュエータ４０としては、後述するように電界屈曲アクチュエータ、機械式アクチュエータ、内圧型アクチュエータ、感温型アクチュエータなどが挙げられるが、ＣＣＤ２の曲率を変え、言い替えればＣＣＤ２を湾曲、伸展できるのであれば、これらのアクチュエータには限定されない。

以上、デジタルカメラおよびカメラ付携帯電話について説明してきたが、本発明の固体撮像装置は、電子内視鏡や天体望遠鏡など、固体撮像素子によって光学画像を一旦電子化して必要に応じてコンピュータで処理して表示する光学機器であればどのようなものにも使用できる。具体的には、先に挙げた電子内視鏡やデジタルカメラ、カメラ付携帯電話のほか、デジタルビデオカメラおよび天体望遠鏡などが挙げられる。

また、上記実施例では１個の固体撮像素子（ＣＣＤ２）を備えたデジタルカメラおよびカメラ付携帯電話を例に挙げて説明したが、１個に限らず複数のＣＣＤ２を備えていても当然、差支えない。

さらに、固体撮像素子としてＣＣＤ以外にもＣ−ＭＯＳ等を使用してもよいことは言うまでもない。

１−４ その他のアクチュエータの例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられるアクチュエータ部のほかの例について説明する。

（１）例１
デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に装着できるアクチュエータ部４の別の例を図１２および図１３に示す。このアクチュエータもまた、本発明における機械式アクチュエータの一例である。

機械式アクチュエータは、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００において広角撮影と望遠撮影とを切り替えるレバーやボタンと連動させることが極めて容易であり、また、複雑な電気回路は不要であるから、安価に構成できる。

したがって、ＣＣＤ２を有するデジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００も、ＣＣＤ２の曲率を変化させるための高価な電気回路が不要になるから、安価に構成できる。また、電気回路を作動させる電力も不要になるから電力の節減もできるので、電力の電源として１次電池や２次電池を用いている場合には、電池の寿命をその分延長させることができるという利点もある。

図１２および図１３に示す例は、ＣＣＤ２が、光が入射する側に向かって球面状に緩く湾曲しているとともに、黒丸で示す中央部で筐体１０１に固定され、アクチュエータ部４が、ＣＣＤ２の中央部に向かう方向に沿ってＣＣＤ２と筐体１０１との間に挿入された４枚の板状部材４５と、板状部材４５をＣＣＤ２の中央部に向かう方向または中央部から遠ざかる方向に移動させるアクチュエータ（図示せず。）とから構成されている例である。

図１２において（Ｂ）に示すように、板状部材４５をＣＣＤ２の中央部に向かって移動させると、ＣＣＤ２はより大きな曲率で湾曲し、言い換えれば曲率半径が小さくなる。一方、図１２において（Ａ）に示すように、板状部材４５をＣＣＤ２の中央部から遠ざかる方向に移動させると、ＣＣＤ２は、それ自身の弾力によって伸展しようとするから、曲率が小さくなり、言い換えれば曲率半径が大きくなる。

図１２に示すアクチュエータ４を装着したデジタルカメラ１００またはカメラ付携帯電話２００においては、撮影／再生モード選択スイッチ１２４や撮影モード選択ダイヤル１２６によって設定した広角、望遠、および近接の何れかのモード、または前記モードに対応した第１レンズ１０２Ａと第２レンズ１０２Ｂとの相対的な位置関係に応じて板状部材４５を移動させ、ＣＣＤ２の曲率を増減させる。

（２）アクチュエータ部その２
デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に装着できる機械式アクチュエータのさらに別の例を図１４に示す。

図１４に示すアクチュエータ部の例は、ＣＣＤ２が平面状に形成され、中央部においてＣＣＤ固定部材４２を介して筐体１０１に固定されているとともに、アクチュエータ部４が、前記ＣＣＤ固定部材４２と、ＣＣＤ２の中央部に向かう方向に沿ってＣＣＤ２と筐体１０１との間に挿入された１対または２対の楔状部材４６と、楔状部材４６をＣＣＤ２の中央部に向かう方向または中央部から遠ざかる方向に移動させるアクチュエータ（図示せず。）とから構成されている例である。

なお、ＣＣＤ２は、筐体１０１との間に隙間ができるように配設されている。

図１４の例においては、二点鎖線で示すように、楔状部材４６がＣＣＤ２の中央部に向かって移動すると、楔状部材４６によってＣＣＤ２の周縁部が押し上げられ、ＣＣＤ２の周縁部における筐体１０１との距離が大きくなるから、ＣＣＤ２の曲率も大きくなる。そして、楔状部材４６がＣＣＤ２の中央部から遠ざかる方向に移動すると、実線で示すように、ＣＣＤ２と筐体１０１との間に位置する楔状部材４６の厚みが小さくなるから、ＣＣＤ２は自身の弾力で平面に戻ろうとし、ＣＣＤ２の周縁部における筐体１０１との距離が小さくなる。したがって、ＣＣＤ２の曲率も小さくなる。

図１４に示すアクチュエータ４においては、デジタルカメラ１００またはカメラ付携帯電話２００の備える撮影／再生モード選択スイッチ１２４や撮影モード選択ダイヤル１２６によって設定した広角モード、望遠モード、および近接モードの何れのモード、または前記撮影モードに対応した第１レンズ１０２Ａと第２レンズ１０２Ｂとの相対的な位置関係に応じて楔状部材４６を移動させ、ＣＣＤ２の曲率を増減させる。

（３）アクチュエータ部その３
デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に装着できる機械式アクチュエータのさらに別の例を図１５に示す。

図１５に示すアクチュエータは、本発明における感温型アクチュエータの例であるが、図１４に示すアクチュエータにおける楔状部材４６を形状記憶合金の板から形成されたＶ字型アクチュエータ４７に置き換えた以外は、図１４に示す例と同一である。Ｖ字型アクチュエータ４７はＶ字型に開いた側が外側を向くように配設されている。Ｖ字型アクチュエータ４７は、加熱すると閉じ、冷却すると開くアクチュエータであり、電流を直接導通させることにより加熱を行う。

図１５に示すアクチュエータ４においては、Ｖ字型アクチュエータ４７に電流を通じて加熱すると、実線で示すように閉じるから、ＣＣＤ２は自身の弾力で平面に戻ろうとする。したがって、ＣＣＤ２の曲率も小さくなる。電流を断にしてＶ字型アクチュエータ４７を冷却すると、Ｖ字型アクチュエータ４７が二点鎖線で示すように開くから、ＣＣＤ２の周縁部が筐体１０１から持ち上げられるから、ＣＣＤ２の曲率は大きくなる。

図１５に示すアクチュエータ４においては、デジタルカメラ１００またはカメラ付携帯電話２００の備える撮影／再生モード選択スイッチ１２４や撮影モード選択ダイヤル１２６によって設定した望遠、広角、近接の何れかのモード、または前記モードに対応した第１レンズ１０２Ａと第２レンズ１０２Ｂとの相対的な位置関係に応じてＶ字型アクチュエータ４７に導通させる電流の大きさを制御して温度を上下させることにより開度を変化させ、ＣＣＤ２の曲率を増減させる。

（４）アクチュエータ部その４
デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に装着できる機械式アクチュエータの別の例を図１６に示す。

図１６に示す例は、ＣＣＤ２が、光が入射する方向に向かって予め円筒面状または球面状に湾曲され、中央部においてＣＣＤ固定部材４２によって筐体１０１に固定されているとともに、ＣＣＤ２の四隅部を押圧する螺子４８を設けた例である。

図１６において二点鎖線で示すように、螺子４８を、光が入射する方向から見て時計回り方向に回転させてＣＣＤ２に向かって繰り出すことにより、ＣＣＤ２の周縁部は、それ自身の弾力に抗して筐体１０１に向かって押圧されてＣＣＤ２の曲率が小さくなる。

一方、ＣＣＤ２の曲率を大きくするときは、図１６において実線で示すように、螺子４８を、光が入射する方向から見て反時計回り方向に回転させて引き込めることにより、ＣＣＤ２は、自身の弾力によって曲率が増大する。

（５）アクチュエータ部その５
デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に装着できる電界屈曲アクチュエータの例を図１７に示す。

電界屈曲アクチュエータは、印加する電圧の大きさを変化させるだけで屈曲させたり伸展させたり、言い替えれば屈曲の度合いを強くしたり弱くしたりすることができ、また、伸長、収縮させることもできる。したがって、電界屈曲アクチュエータをＣＣＤ２の裏面に貼付するなどの手段により、電界屈曲アクチュエータの動きをＣＣＤ２に伝達してＣＣＤ２を屈曲、伸展させることにより、ＣＣＤ２の曲率を変化させることができる。

したがって、ＣＣＤ２の曲率を変化させるのに機械的な機構を用いていないから、ＣＣＤ２および付近の機構はコンパクトに構成でき、また、機械的な機構を用いていないから機械的な故障はほとんど皆無である。

電界屈曲アクチュエータとしては、たとえばイオン伝導アクチュエータや導電性高分子アクチュエータなどが挙げられる。

図１７に示す例においては、アクチュエータ部４は、一方の面においてＣＣＤ２のフレキシブル基板２Ｃに接着され、他方の面の中央部において筐体１０１に接着されたイオン伝導アクチュエータ５から構成される。

イオン伝導アクチュエータ５は、図１８に示すように、イオン伝導ポリマーシート５０と、イオン伝導ポリマーシート５０の一方の面に積層された正極５２Ａと、イオン伝導ポリマーシート５０の他方の面に積層された負極５２Ｂとから構成されている。

イオン伝導ポリマーシート５０はアニオン型の含水高分子電解質のシートであり、負イオンは、前記高分子電解質の分子の側鎖に位置し、前記負イオンの対イオンとして正イオンを含有している。

図１８において（Ａ）に示すように正極５２Ａおよび負極５２Ｂの何れにも電圧を印加しないときは、イオン伝導ポリマーシート５０は平面状である。しかし、同図において（Ｂ）に示すように、正極５２Ａおよび負極５２Ｂに電圧を印加すると、イオン伝導ポリマーシート５０中の負イオンは正極５２Ａに引かれ、正イオンは負極５２Ｂに引かれるが、負イオンは高分子電解質の側鎖に位置しているからイオン伝導ポリマーシート５０中を移動できない。したがって、正イオンが負極５２Ｂに向かって移動する。正イオンは、それ自身が負極に移動するとともに、周囲の水分子も引き付けて負極５２Ｂに向かって移動させる。そして移動してきた正イオンと水分子とによってイオン伝導ポリマーシート５０の負極５２Ｂ側の体積が増大し、同図において（Ｂ）に示すように、正極５２Ａ側の面が内側になるようにイオン伝導ポリマーシート５０が湾曲する。

したがって、イオン伝導アクチュエータ５における正極５２Ａを設けた側の面にＣＣＤ２を貼り合わせ、負極５２Ｂを設けた側の面を筐体１０１に貼り合わせれば、正極５２Ａと負極５２Ｂとに電圧を印加するだけで、図１７に示すようにＣＣＤ２を光の入射方向に向かって湾曲させることができる。

なお、イオン伝導アクチュエータ５においては、イオン伝導ポリマーシート５０に替え、導電性高分子シート５４を用いてもよい。導電性高分子シート５４を用いたイオン伝導アクチュエータ５の構成を図１９に示す。前記導電性高分子シート５４を用いたイオン伝導アクチュエータ５は、導電性高分子アクチュエータとも言い替えられる。

図１９に示すイオン伝導アクチュエータ５は、導電性高分子シート５４と、導電性高分子シート５４の一方の面に積層された正極５２Ａと、導電性高分子シート５４の他方の面に積層された負極５２Ｂとを備える。

導電性高分子シート５４は、カチオン型高分子電解質からなる高分子電解質のシートを含水させ、負イオンをドーピングしたものである。

図１８において（Ａ）に示すように正極５２Ａおよび負極５２Ｂの何れにも電圧を印加しないときは、導電性高分子シート５４は平面状である。しかし、同図において（Ｂ）に示すように、正極５２Ａおよび負極５２Ｂに電圧を印加すると、導電性高分子シート５４中の負イオンは正極５２Ａに引かれ、正イオンは負極５２Ｂに引かれるが、正イオンはカチオン型高分子電解質の側鎖に固定されているから導電性高分子シート５４中を移動できない。したがって、ドーピングされた負イオンと水分子のみが導電性高分子シート５４中を正極５２Ａ側に移送するから、導電性高分子シート５４の正極側は、導電性高分子シート５４の負極側から移動してきた負イオンと水分子とで体積が増大する。反対に、導電性高分子シート５４の負極側は、負イオンおよび水分子が脱離して体積が減少する。これにより、導電性高分子シート５４は、負極５２Ｂ側に向かって屈曲する。

したがって、イオン伝導アクチュエータ５における負極５２Ｂを設けた側の面にＣＣＤ２を貼り合わせ、正極５２Ｂを設けた側の面を筐体１０１に貼り合わせれば、正極５２Ａと負極５２Ｂとに電圧を印加するだけで、図１７に示すようにＣＣＤ２を光の入射方向に向かって湾曲させることができる。

（６）アクチュエータ部その６
デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に装着できる内圧型アクチュエータの例を図２０に示す。

ここに示すような内圧型アクチュエータの屈曲、伸展する部分にＣＣＤ２を固定すれば、内圧型アクチュエータの動きをＣＣＤ２に伝達する機構は不要になる。また、内圧型アクチュエータに空気や水などの流体を圧入、排出する注射器などの部材を設け、広角モードと望遠モードとを切り替えるレバーやボタンと前記注射器とを連動させることにより、複雑な電子回路無しにＣＣＤ２の曲率を制御できる。したがって、このようなＣＣＤ２を用いれば、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００をより安価に構成できる。また、内圧型アクチュエータは、内部の流体の圧力を変化させることにより、屈曲度合いを無段階で制御できるから、ＣＣＤ２も、撮影条件に最も適合した曲率半径で屈曲させることができる。

図２０に示す例においては、アクチュエータ部４は、両端が筐体１０１に固定された管状アクチュエータ６と、管状アクチュエータ６に空気を供給する空気管路７とを備える。

管状アクチュエータ６は、強化繊維を柔軟なチューブの略円周方向に沿って巻回した周強化繊維６２と、前記チューブの両端部において、前記チューブの軸方向に沿って配置した強化繊維である軸強化繊維６４Ａおよび軸強化繊維６４Ｂとによって強化されている。軸強化繊維６４Ｂは、軸強化繊維６４Ａの延長上に設けられている。管状アクチュエータ６は、軸強化繊維６４Ａおよび軸強化繊維６４Ｂが、光が入射する側とは反対側を向くように配設されている。そして、ＣＣＤ２のフレキシブル基板が、管状アクチュエータ６の中央部における軸強化繊維６４Ａおよび軸強化繊維６４Ｂが配設された側とは反対側に接着されている。

空気を供給していない状態では、管状アクチュエータ６は、図２０において（Ａ）に示すように直線状である。一方、空気管路７から空気を供給すると、管状アクチュエータ６は外側に膨張しようとするが、周強化繊維６２によって規制される。従って、管状アクチュエータ６は、供給された空気の圧力で伸長しようとする。しかしながら、両端部における光入射側とは反対側は、軸強化繊維６４Ａおよび軸強化繊維６４Ｂによって軸方向に伸長しようとする変形も規制される。したがって、図２０において（Ｂ）に示すように、管状アクチュエータ６の両端部は、軸強化繊維６４Ａおよび軸強化繊維６４Ｂが設けられた側に向かって屈曲する。一方、管状アクチュエータ６の中央部は、軸方向に伸長しようとする変形は規制されないから、両端部と滑らかに繋がるように、両端部とは反対方向である光が入射する方向に向かって湾曲する。したがって、管状アクチュエータ６全体としては、逆Ω型に屈曲し、ＣＣＤ２も光が入射する方向に向かって湾曲する。なお、管状アクチュエータ６には、空気管路７に替えて注射器を接続し、注射器で空気や水、シリコーン油、グリセリンなどの流体を供給して加圧し、湾曲させてもよい。

（７）アクチュエータ部その７
デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に装着できる感温型アクチュエータの例を図２１に示す。

図２１に示す例は、アクチュエータ部４として、ダイアフラム型アクチュエータ８を用いた例である。

ダイアフラムアクチュエータ８は、形状記憶合金からなり、球面状の凹陥部８２が形成されている。そして、凹陥部８２が、光が入射する側を向くように筐体１０１に固定されている。

凹陥部８２の内側には、ＣＣＤ２のフレキシブル基板２Ｃの側が貼付されている。

また、凹陥部８２は、電流を導通して加熱できるように構成されている。

ダイアフラムアクチュエータ８においては、凹陥部８２は、電流を導通して加熱した状態においては、図２１において（Ａ）に示すように平面状であるが、電流を止めて常温近傍まで冷却すると（Ｂ）に示すように球面状に凹陥する。したがって、ＣＣＤ２も球面状に湾曲する。

したがって、前記デジタルカメラが広角モード、望遠モード、および近接モードの何れのモードにあるか、または前記各モードに対応した第１レンズ１０２Ａと第２レンズ１０２Ｂとの相対的な位置関係に応じて凹陥部８２に導通する電流を制御し、凹陥部８２の温度を制御することにより、凹陥部８２が凹陥する度合いも制御できるから、ＣＣＤ２の曲率も制御できる。

１−５ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

デジタルカメラ１００（あるいはカメラ付携帯電話２００）は、図２５に示すように、撮影レンズ１０２Ａ、１０２Ｂ、ＣＣＤ撮像部１０６を有する。

可撓性のフレキシブル基板２Ｃ上にＣＣＤ撮像部１０６を設け、曲率変更手段によってＣＣＤ撮像部１０６の曲率を変化させて良好な撮影画像を得る点はアクチュエータを使用した上記の実施例と同様だが、本実施例ではアクチュエータに替えて位置調整ネジ３０６を使用し、より単純で安価な構成とした。

筐体１０１に位置調整ネジ３０６で保持されるフレキシブル基板２Ｃは、位置調整ネジ３０６の回動によって光軸方向に移動可能であり、また撮影レンズ１０２Ａ、１０２Ｂのズーム位置すなわち望遠、広角、近接の何れかの状態であるかをズーム連動手段３２０によって位置調整ネジ３０６を介して伝達される。

ズーム連動手段３２０は撮影レンズ１０２Ａ、１０２Ｂの動きを図２５のようにギアやベルト等を用いて機械式に位置調整ネジ３０６に伝達する方式でもよいし、あるいはマイクロＳＷとステッピングモータ等を組み合わせて電気的に連動させてもよい。

ここで、図２６に示すように位置調整ネジ３０６は自由孔３１０によってフレキシブル基板２Ｃに対して回動方向には回動自在に保持されているが、軸方向（スラスト方向、この場合は光軸方向）に対しては、小径部３０６ＡをＥリング３０８によって固定されているので、筐体１０１に設けられたネジ孔３１２に螺合している位置調整ネジ３０６の回動によってフレキシブル基板２Ｃを光軸方向に移動させることができる。

このとき、位置調整ネジ３０６を締め込むことでフレキシブル基板２Ｃを撮影レンズ１０２側に近付けると、図２６に示すように筐体１０１に設けられた突起３０４にフレキシブル基板２Ｃが突き当たり、それ以上の移動は規制される。この時点で更に位置調整ネジ３０６を締め込むと、自由孔３１０に近いＣＣＤ撮像部１０６の角部のみが位置調整ネジ３０６に引張られて撮影レンズ１０２側へ曲げられる。すなわち、ＣＣＤ撮像部１０６が略球面状の凹面になり、撮影レンズ１０２の実際の焦点面に近い形状となるので撮影画質を向上させることができる。

この時の曲げ量の限界、つまり曲率の限界は、フレキシブル基板２Ｃの破断限界以内であれば、突起３０４の高さすなわちフレキシブル基板２Ｃの逃げ量によって決定されるので、突起３０４の高さをフレキシブル基板２Ｃの厚みに対して充分に大きく取る必要がある。

また、反対に位置調整ネジ３０６を緩めてフレキシブル基板２Ｃを筐体１０１から離間させると、ＣＣＤ撮像部１０６の裏面に当たる箇所が図２５に示した押え板３００に接近する。

押え板３００は筐体１０１に固定されており、ＣＣＤ撮像部１０６の中心裏側に突起３０２が設けられているので、位置調整ネジ３０６の回動によってフレキシブル基板２Ｃが押え板３００に接近すると、フレキシブル基板２Ｃの裏側が突起３０２に突き当たり、それ以上の移動は規制される。この時点で更に位置調整ネジ３０６を緩めると、自由孔３１０に近いＣＣＤ撮像部１０６の角部のみが位置調整ネジ３０６に引張られて押え板３００側へ曲げられる。すなわち、ＣＣＤ撮像部１０６が略球面状の凸面になり、必要に応じて焦点面の補正が可能となる。この時の曲げ量の限界、つまり曲率の限界もまた、フレキシブル基板２Ｃの破断限界以内であれば、突起３０２の高さすなわちフレキシブル基板２Ｃの逃げ量によって決定される。

また、上記のようにＣＣＤ撮像部１０６の表面を湾曲させる以外にも、例えば撮影レンズ１０２の光軸がＣＣＤ撮像部１０６の表面に対して垂直でない場合には、フレキシブル基板２Ｃを傾けて（アオリ）ＣＣＤ撮像部１０６を光軸に対して垂直に補正することができる。

上記のような構成のデジタルカメラ１００においては、例えば出荷時の調整段階でＣＣＤ２の結像面に傾きがある、あるいは像面湾曲が大きいためＣＣＤ２側で補正したい場合等に、ＣＣＤ２と筐体１０１の間にスペーサを噛ませるといった従来の方法では不可能な、結像面の傾きや像面湾曲の微調整が可能となり、また調整に要する工数も大幅に削減できる。

また、たとえば撮影レンズ群の距離を変化させて望遠モードから広角モードに切り替えたときは、ズーム連動手段３２０から位置調整ネジ３０６に伝達されたズーム情報に応じてＣＣＤ２の曲率を増大させる。一方、撮影レンズ群の間隔を変化させて広角モードから望遠モードに切り替えたときは、ズーム連動手段３２０から位置調整ネジ３０６に伝達されたズーム情報に応じてＣＣＤ２の曲率を減少させる。

あるいは撮影レンズ群の距離を変化させて近接モード（マクロ）に切り替えたときは、ズーム連動手段３２０から位置調整ネジ３０６に伝達されたズーム情報に応じてＣＣＤ２の曲率を広角モードよりもさらに増大させ、画質を向上させる。

このように、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００においては、ズーム動作と位置調整ネジ３０６においてＣＣＤ２の曲率を変化させる動作とがズーム連動手段３２０によって連動しているから、ズーム動作を行うだけでＣＣＤ２は最適な曲率に湾曲され、良好な撮影画質を得ることができる。

さらに、上記実施例では１個の固体撮像素子（ＣＣＤ２）を備えたデジタルカメラおよびカメラ付携帯電話を例に挙げて説明したが、１個に限らず複数のＣＣＤ２を備えていても当然、差支えない。

また、固体撮像素子としてＣＣＤ以外にもＣ−ＭＯＳ等を使用してもよいことは言うまでもない。

１−６ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

デジタルカメラ１００（あるいはカメラ付携帯電話２００）は、図２７に示すように、撮影レンズ１０２Ａ、１０２Ｂ、ＣＣＤ撮像部１０６を有する。

可撓性のフレキシブル基板２Ｃ上にＣＣＤ撮像部１０６を設け、曲率変更手段によってＣＣＤ撮像部１０６の曲率を変化させて良好な撮影画像を得る点は位置調整ネジ３０６等の曲率変更手段を使用した１−５の実施例と同様だが、本実施例では特にＣＣＤ２を撮影レンズ１０２に向かって凸形状に湾曲させる場合について説明する。

図２７は負の屈折力をもつ前群１０２Ａと正の屈折力をもつ後群１０２Ｂからなり、それぞれの間隔を変化させることによりズーミングを行なう２群ズームレンズである撮影レンズ１０２を備えた光学系の該略図である。

光学系の結像面にはＣＣＤ２が設けられ、例えば１―５の実施例に示した位置調整ネジ３０６のような曲率変更手段によって曲率を変更可能に支持されている。

図２７の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれＷｉｄｅ（広角）、Ｍｉｄｄｌｅ（中間焦点距離）、Ｔｅｌｅ（望遠）における前群１０２Ａ、後群１０２Ｂの位置を表し、ズームにあわせてＣＣＤ２の曲率を変化させている。

図２８はＣＣＤ２が平面の状態において、２群ズームレンズである撮影レンズ１０２の、Ｗｉｄｅ（広角）、Ｍｉｄｄｌｅ（中間焦点距離）、Ｔｅｌｅ（望遠）におけるそれぞれのＴＶディストーション（歪曲）、および周辺光量の低下を示した表である。

この表から明らかなように、負→正の屈折力をもつ２群のズームレンズにおいてはＷｉｄｅ（広角）側が最も大きい負の歪曲をもち、Ｍｉｄｄｌｅ（中間焦点距離）、Ｔｅｌｅ（望遠）と焦点距離が伸びるに従って負の歪曲は小さくなる。光学系によってはＴｅｌｅ（望遠）側で正の歪曲をもつに至る。

図２８のＷｉｄｅ（広角）で発生している−２．０％のＴＶディストーションは、写真画像としては無視出来ない程に目立つ数値であり、この状態では画像がいわゆる樽型に変形してしまう。そのためソフトウェア上で歪曲を補正する必要があるが、その際の補正量が大きいと、補正した箇所の解像度が劣化してしまうという新たな問題が発生する。

このため、本実施例ではＣＣＤ２を湾曲させてＴＶディストーション（歪曲）の改善を行ない、解像度を劣化させずに樽型歪曲の補正をする。

図２９にはＣＣＤ２の曲率半径（ｍｍ）およびＣＣＤ２に１／２．７型ＣＣＤを用いた場合の、ＣＣＤ端縁を移動させる量（＝湾曲量、ｍｍ）の関係が示されている。

Ｗｉｄｅ（広角）で負の歪曲（ＴＶディストーション）が−２．０％と最も大きいので、ＣＣＤ２の湾曲も０．８ｍｍと最も大きくし、Ｍｉｄｄｌｅ（中間焦点距離）、Ｔｅｌｅ（望遠）と焦点距離が伸びるに従ってＣＣＤ２の湾曲も小さくなるように設定されている。

また本実施例ではＴｅｌｅ（望遠）側の歪曲（ＴＶディストーション）は０％なので、Ｔｅｌｅ（望遠）側ではＣＣＤ２の湾曲も０ｍｍ、すなわち平面となっている。

図３０にはＣＣＤ２を図２９に示した量だけ湾曲させた場合の、Ｗｉｄｅ（広角）、Ｍｉｄｄｌｅ（中間焦点距離）、Ｔｅｌｅ（望遠）におけるＴＶディストーション（歪曲）および周辺光量の低下量が示されている。

図２７（Ａ）に示すように、ＣＣＤ２を被写体側（撮影レンズ１０２側）に凸の形状に曲率半径７．０ｍｍで湾曲させることで、Ｗｉｄｅ（広角）側のＴＶディストーションは−２．０％から−０．５％にまで改善される。

ただし、ＣＣＤ２をこのように被写体側（撮影レンズ１０２側）に凸の形状に湾曲させることによって周辺光量が５１．６％に低下するといった問題も発生する。ここで、ＣＣＤ２の曲率半径を５．５ｍｍとすることでＴＶディストーション（歪曲）を０％とすることも可能だが、その場合は更に周辺光量が低下してしまう。

本実施例では周辺光量の低下とＴＶディストーション（歪曲）補正のバランスを考慮してＷｉｄｅ（広角）側の曲率半径を７．０ｍｍとした。

周辺光量の低下に対してはソフトウェア上で補正するほかに、中央部分に光学濃度をもち、周辺に向けて濃度が低下する、いわゆるセンターフィルターを光路中に挿入するなどの方法を用いて補正してもよい。

Ｍｉｄｄｌｅ（中間焦点距離）ではＴＶディストーション（歪曲）は−０．４％と小さく、周辺光量の低下も少ないのでＴＶディストーション（歪曲）を０％まで補正することが可能である。

Ｔｅｌｅ（望遠）ではもともとＴＶディストーション（歪曲）は０％なので、ＣＣＤ２を湾曲させて補正する必要はない。ただし光学系によってはＴｅｌｅ（望遠）側において正の歪曲が発生する場合も考えられるが、このような場合は１−５に示した実施例のようにＣＣＤ２を被写体側（撮影レンズ１０２側）に凹の形状に湾曲させることによって、ＴＶディストーション（歪曲）を補正することができる。

上記の通り、ＣＣＤ２を湾曲させることでＴＶディストーション（歪曲）を補正することは可能である。しかしＣＣＤ２を湾曲させることで像面湾曲、すなわち画像中央部と画像周辺部のピントの差もまた変化する。このため、ＴＶディストーション（歪曲）を補正するためにＣＣＤ２を湾曲させる場合は、ＣＣＤ２を湾曲させた後に像面湾曲が適正になるように撮影レンズ１０２の設計を予め行なっておく必要がある。

また、上記のＣＣＤ２の曲率半径その他の数値はあくまでも１例であって、撮影レンズ１０２のタイプによって数値は異なる。

１−７ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

アクチュエータ４０や位置調整ネジ３０６を用いてＣＣＤ２の湾曲率を変えたまま撮影し、撮影終了後もそのまま放置した場合、長時間にわたってＣＣＤ２に応力が加わり続けるためにＣＣＤ２が変形し、湾曲したまま初期状態すなわち平面に戻らなくなる可能性がある。

このため、撮影が終了した時点でなるべく速やかにＣＣＤ２の湾曲状態を解除し、ＣＣＤ２に応力が長時間加えられるような状況は避けるのが望ましい。

そこで本実施例では撮影終了時、あるいは一定時間操作を行なわない場合に消費電力節約のために移行するスタンバイモードなどの、撮影を行なわない状況に移行する際に、ＣＣＤ２の曲率を初期状態に戻すための解除手段を備える。

具体的には、電源ＳＷをＯＦＦにした際、またはスタンバイモードに移行した際、アクチュエータ４０や位置調整ネジ３０６等を自動的に初期状態に戻すようソフトウェア上で制御するか、あるいは電源ＳＷの操作に連動して曲率変更手段を強制的に初期状態に戻す機構を備えていてもよい。

すなわち、ＣＣＤ２の曲率を変える（湾曲させる）アクチュエータ４０や位置調整ネジ３０６によるＣＣＤ２の湾曲が長時間にわたることのないように、アクチュエータ４０や位置調整ネジ３０６を自動的に初期状態つまりＣＣＤ２を湾曲させない状態に戻すことで、ＣＣＤ２の変形を防ぐことができる。

これにより、ＣＣＤ２の曲率半径を小さく、強く湾曲させても短時間に限定されるためクラックの発生などの恐れはないので、必要に応じてＣＣＤ２を強く湾曲させることができる。

また、曲率半径の大きい、弱めの湾曲であっても長時間負荷を加え続ければクリープ現象によってＣＣＤ２が変形を起こす可能性があるが、本実施例では負荷は短時間に限定されるのでクリープによる変形は起こらず、正確な曲率の調整を行なうことができる。

１−８ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

図８に示したように、ＣＣＤ２は円柱面の一部を切り取った形状をなしている。しかし、厳密には図３１に示すように、ＣＣＤ２はレンズ１０２の焦点面に沿った３次曲面、例えば凹球面とする方が望ましい。例として天体撮影用のシュミットカメラに写真フィルムの代用としてＣＣＤを使用する際などには、焦点面を凹球面とすることで画像の周辺部まで高い画質を保つことができる。レンズ１０２の焦点面にあわせてアクチュエータ４０でＣＣＤ２を変形させ、レンズ１０２の焦点面に沿った３次曲面とすることで画質改善などの効果を得ることができる。

また、場合によっては凹球面以外にも、凹双曲面などで近似させてもよい。

１−９ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

図３２（ａ）に示すように、ＣＣＤ２をレンズ１０２によって結像される結像面に沿った形状とすることでシェーディングや歪の発生を抑えられるのは前述の通りである。

ここで、図３２（ｂ）のようにＣＣＤ２の形状をレンズ１０２の結像面Ｆに沿わせず、別個の形状とするように湾曲させてもよい。

図３２（ｂ）ではＣＣＤ２の画面中心と画面周辺のみが焦点面Ｆと交わるので、画面中心の周囲にリング状のボケを発生し、画面中心の被写体を強調する、いわゆるセンターフォーカス撮影効果が得られる。あるいは画面中心も焦点面Ｆから外すことでソフトフォーカス効果が得られるなど、様々な応用例が考えられる。

１−１０ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

図３３に示すように、光学的に透明で柔軟な素材からなるレンズ膜３３０によって形成されたレンズ１０２に、空気と異なる屈折率をもつ液体または気体を封入し、レンズ１０２内部はシリンダ３３２と連結する。ＣＣＤ２はアクチュエータ４０によって曲率可変とされている。

シリンダ３３２を矢印のように動かすことでレンズ１０２内部から出入りする液体または気体がレンズ膜３３０を膨張／収縮させ、レンズ１０２の焦点距離を変化させる。そして焦点距離の変化に伴い、図２２のようにＣＣＤ２の曲率を変化させることで画質改善などの効果を得ることができる。

レンズ１０２の焦点距離変化とＣＣＤ２の曲率変化を連動させる方法としては、例えばシリンダ３３２とアクチュエータ４０を機械的あるいは電気的にリンクさせて同時に作動させるなどの手段が考えられる。

１−１１ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

図３４に示すようにエレメント１０２Ａ、１０２Ｂからなるレンズ１０２の近傍にエレメント１０２Ｃを配置し、ターレット式あるいはスライド式などの機構でレンズ１０２の光路中に出し入れ可能な構造のレンズ構成とする。ＣＣＤ２はアクチュエータ４０によって曲率可変とされている。

これにより、レンズ１０２の焦点距離を２段階に切替える、いわゆる２焦点式のカメラとすることができる。この焦点の切り替えに伴い、図２２のようにＣＣＤ２の曲率を変化させることで画質改善などの効果を得ることができる。

この実施例でも、 レンズ１０２の焦点距離変化とＣＣＤ２の曲率変化を連動させる方法としては、例えばエレメント１０２Ｃとアクチュエータ４０を機械的あるいは電気的にリンクさせて同時に作動させるなどの手段が考えられる。

また、レンズ１０２の焦点の切り替えに伴い、図２２のようにＣＣＤ２の曲率を変化させる際には、焦点の切り替えと同時進行でＣＣＤ２の曲率を変化させてもよく、あるいは焦点の切り替え後にＣＣＤ２の曲率を変化させてもよい。

１−１２ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

図３５に示すように、ＡＦセンサ３４０によって被写体との距離を測定し、得られた距離情報に従ってフォーカシングを行うデジタルカメラ１００において、ＡＦセンサ３４０で得られた距離情報に従ってＣＣＤ２の曲率を調整するようにしてもよい。

すなわち、例えば位相差検出方式や超音波、または赤外線方式など、撮影光学系の外に設置したＡＦセンサ３４０にて測距を行い、得られた距離情報を制御部３４２に送る。制御部３４２では受け取った距離情報から被写体までの距離を判断し、画質を優先させる場合、距離が近ければ像面湾曲が大きくなるのでＣＣＤ２の湾曲もこれに合わせて大きくする方が望ましいため、アクチュエータ４０を制御してＣＣＤ２の曲率を大きくする。距離が遠ければ像面湾曲が小さくなるのでＣＣＤ２の湾曲もこれに合わせて小さくする方が望ましいため、アクチュエータ４０を制御してＣＣＤ２の曲率を小さくする。

また画質を向上させるよりもソフトフォーカス効果を狙うなどの目的で意識的に像面形状とＣＣＤ２の湾曲を変えるなどの制御を行うようにしても良い。

さらに、ＡＦセンサ３４０で測距を行う以外にＣＣＤ２においてコントラスト検出を行って測距してもよい。この場合、距離情報は撮影レンズ１０２やフォーカスレンズ１０２Ｄの位置情報などから算出される。あるいはＡＦセンサ３４０とＣＣＤ２におけるコントラスト検出を併用し、より高速なＡＦ制御を行ってもよい。

１−１３ その他の例
以下、デジタルカメラ１００およびカメラ付携帯電話２００に用いられる他の例について説明する。

図３６に示すように、ズームレンズ（前群１０２Ａ、後群１０２Ｂ）とフォーカスレンズ１０２Ｄを用いて撮影を行うデジタルカメラ１００においては、前群１０２Ａと後群１０２Ｂの位置関係で撮影レンズ１０２の焦点距離を変化させ、この焦点距離の変化と、フォーカスレンズ１０２Ｄの移動によって合焦を行い、得られた被写体までの距離情報との両方に応じてＣＣＤ２湾曲率を変化させる。

すなわち、ズームレンズを構成する前群１０２Ａと後群１０２Ｂの位置を駆動モータのパルスカウントや鏡筒内部に設けられた図示しない位置センサによって検出し、焦点距離情報として第１制御部３４４に伝達する。

次にフォーカスレンズ１０２Ｄの移動によってＣＣＤ２上でコントラスト検出を行ってピントを合わせ、フォーカスレンズ１０２Ｄの位置を上記のズーム位置と同様、駆動モータのパルスカウントや鏡筒内部に設けられた図示しない位置センサによって検出し、被写体までの距離情報として第２制御部３４６に伝達する。

第１制御部３４４、第２制御部３４６の順にアクチュエータ４０へ信号を送り、ＣＣＤ２の湾曲率を制御する。これにより撮影レンズ１０２の焦点距離とピント位置の両方において最適なＣＣＤ２の湾曲率とすることができる。

またピント位置の検出に関しては１−１２のように外部ＡＦセンサ３４０からの距離情報をもとにしてもよいし、ＣＣＤ２の湾曲率に関してもソフトフォーカス効果を狙うなどの目的で意識的に像面形状とＣＣＤ２の湾曲を変えるなどの制御を行うようにしても良い。この場合でも、焦点距離が短ければ被写界深度が深いので、より大きく像面形状とＣＣＤ２の形状を外すなどの制御を行ってもよい。

ところで、上記複数の実施例では１個の固体撮像素子（ＣＣＤ２）を備えたデジタルカメラおよびカメラ付携帯電話等を例に挙げて説明したが、１個に限らず複数のＣＣＤ２を備えていても当然、差支えない。

また、撮像素子としてＣＣＤ（荷電結合素子）以外にもＣ−ＭＯＳ等を使用してもよいことは言うまでもない。

図１は、実施形態１に係るデジタルカメラの外観を示す斜視図である。 図２は、図１に示すデジタルカメラの背面図である。 図３は、図１に示すデジタルカメラを上方から見たところを示す平面図である。 図４は、図１に示すデジタルカメラの左側面図である。 図５は、図１に示すデジタルカメラの内部構成の概略を示すブロック図である。 図６は、図１に示すデジタルカメラの内部構成の概略を示すブロック図である。 図７は、実施形態１に係るカメラ付携帯電話の外観を示す斜視図である。 図８は、図１に示すデジタルカメラおよび図７に示すカメラ付携帯電話における撮影レンズまたはレンズ部と、シャッター部、絞り、およびＣＣＤ撮像部との相対的な位置関係を示す概略図である。 図９は、前記デジタルカメラおよびカメラ付携帯電話におけるアクチュエータ部であって、機械式アクチュエータを備えるものの一例を示す斜視図および側面図である。 図１０は、前記アクチュエータ部においてアクチュエータとして形状記憶合金アクチュエータを用いたものの例を示す側面図および斜視図である。 図１１は、図１０に示すアクチュエータ部の備える形状記憶合金アクチュエータの一例であるダイアフラム型アクチュエータの構成を示す断面図である。 図１２は、前記デジタルカメラおよびカメラ付携帯電話におけるアクチュエータ部の別の例である例１のアクチュエータ部の構成を示す側面図である。 図１３は、図１２に示す例１のアクチュエータ部の平面図である。 図１４は、例２のアクチュエータ部の構成を示す側面図である。 図１５は、感温型アクチュエータを備える例３のアクチュエータ部の構成を示す側面図である。 図１６は、機械式アクチュエータを備える例４のアクチュエータ部の構成を示す側面図である。 図１７は、電界屈曲アクチュエータを備える例５のアクチュエータの例を示す側面図である。 図１８は、図１７に示す例５のアクチュエータ部で使用される電界屈曲アクチュエータの構成の一例を示す該略図である。 図１９は、図１７に示す例５のアクチュエータ部で使用される電界屈曲アクチュエータの別の例を示す該略図である。 図２０は、内圧型アクチュエータを備える例６のアクチュエータ部の構成を示す側面図である。 図２１は、感温型アクチュエータを備える例７のアクチュエータ部の構成を示す側面図である。 図２２は、デジタルカメラのモードとＣＣＤの湾曲率との関係を示す概略図である。 図２３は、ＣＣＤを図２２に示す湾曲率で湾曲させたときの各モードにおける像面湾曲を示すグラフである。 図２４は、ＣＣＤを湾曲させないときの各モードにおける像面湾曲を示すグラフである。 図２５は、位置調整ネジを備える構成を示す断面図である。 図２６は、位置調整ネジを備える構成を示す斜視図である。 図２７は、デジタルカメラのモードとＣＣＤの湾曲率との関係を示す概略図である。 図２８は、ＣＣＤ湾曲前の焦点距離とレンズ特性の関係を示す表である。 図２９は、レンズの焦点距離とＣＣＤの湾曲半径、移動量の関係を示す表である。 図３０は、ＣＣＤ湾曲後の焦点距離とレンズ特性の関係を示す表である。 図３１は、凹球面に湾曲させたＣＣＤとレンズの関係を示す斜視図である。 図３２は、レンズの焦点面とＣＣＤの湾曲を示す側面図である。 図３３は、レンズの構造を示す断面図である。 図３４は、レンズの構成とエレメントの移動を示す側面図である。 図３５は、レンズの構成と撮影距離の検出を示すブロック図である。 図３６は、レンズの構成とズーム位置および撮影距離の検出を示すブロック図である。

符号の説明

２ ＣＣＤ
４ アクチュエータ部
４０ アクチュエータ
４１ Ｚ型アクチュエータ
４３ ダイアフラム型アクチュエータ
１００ デジタルカメラ
１０２ 撮影レンズ
１０６ ＣＣＤ撮像部
２００ カメラ付携帯電話
２１０ レンズ部
３０２ 突起
３０４ 突起
３０６ 位置調整ネジ

Claims (25)

1. 複数枚のレンズを有するレンズユニットと、
   前記レンズユニットで結像された像を撮像するとともに、前記レンズユニットに向かって凹状に湾曲してなる固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段とを
   備えるとともに、少なくとも遠方を撮影する望遠モードと広範囲を撮影する広角モードとの何れかに切替可能であり、
   前記望遠モードのときは、前記固体撮像素子が第１の曲率で湾曲し、前記広角モードのときは、前記固体撮像素子が前記第１の曲率よりも大きな第２の曲率で湾曲するように、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を変化させることを特徴とする光学機器。
2. 近接した被写体を撮影する近接モードのときは、前記固体撮像素子が前記第２の曲率よりも大きな第３の曲率で湾曲するように前記固体撮像素子の曲率を変化させることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記曲率変更手段は、電界の変化によって前記固体撮像素子を屈曲、伸展する電界屈曲アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 前記曲率変更手段は、機械的な動作によって前記固体撮像素子を湾曲、伸展させる機械式アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
5. 前記曲率変更手段は、圧電効果によって前記固体撮像素子を湾曲、伸展させる圧電式アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
6. 少なくとも２つのレンズ群からなるレンズユニットと、
   前記レンズユニットで結像された像を撮像するとともに、前記レンズユニットに向かって凹状に湾曲してなる固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、
   前記レンズ群のうちの少なくとも２つのレンズ群間距離を変化させることによりズームさせるズーム手段とを
   備えてなり、
   前記ズーム手段において前記レンズ群間の距離を変化させるのに伴い、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を変化させることを特徴とする光学機器。
7. 前記レンズ群は、１枚または複数枚のレンズによって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
8. 撮影用レンズユニットと、
   前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備え、
   前記曲率変更手段は、前記固体撮像素子と一体となり前記固体撮像素子を光軸方向に移動させる複数の位置調整ネジと、
   前記固体撮像素子の受光面である表面あるいは裏面または両面の一部を押え前記固体撮像素子の曲率を変化させる凸部からなることを特徴とする光学機器。
9. 少なくとも２つのレンズ群からなるレンズユニットと、
   前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子と一体となり前記固体撮像素子を光軸方向に移動させる複数の位置調整ネジと、
   前記固体撮像素子の受光面である表面または裏面または両面の一部を押え前記固体撮像素子の曲率を変化させる凸部と、
   前記レンズ群のうちの少なくとも２つのレンズ群間距離を変化させることにより前記レンズユニットをズームさせるズーム手段と、
   前記ズーム手段において前記レンズ群間の距離を変化させるのに伴い、前記位置調整ネジによって前記固体撮像素子の曲率を変化させるズーム連動手段と、
   を備えたことを特徴とする光学機器。
10. 少なくとも２つのレンズ群からなるレンズユニットと、
    前記レンズユニットで結像された像を撮像するとともに、前記レンズユニットに向かって凸状又は凹状に湾曲してなる固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、
    前記レンズ群のうちの少なくとも２つのレンズ群間距離を変化させることによりズームさせるズーム手段とを
    備えてなり、
    前記ズーム手段において前記レンズ群間の距離を変化させるのに伴い、前記曲率変更手段によって前記固体撮像素子の曲率を変化させることを特徴とする光学機器。
11. 撮影用レンズユニットと、
    前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備え、
    電源切断時または非撮影時には前記曲率変更手段による前記固体撮像素子の湾曲を解除する曲率変更解除手段を設けたことを特徴とする光学機器。
12. 焦点距離を変更できる撮影用レンズユニットと、
    前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、を備え、
    前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を前記レンズユニット側から見て凹３次曲面に湾曲させることを特徴とする光学機器。
13. 撮影用レンズユニットと、
    光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子を備え、
    前記固体撮像素子の受光面が前記撮影用レンズユニットの結像面と一致しないことを特徴とする光学機器。
14. 形状を変化させることで焦点距離を変更できる撮影用レンズユニットと、
    前記レンズユニットで結像された像を撮像する固体撮像素子と、を備え、
    前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を湾曲させることを特徴とする光学機器。
15. 複数のレンズ群で構成され前記レンズ群の一部を光路中に出し入れ可能であって、焦点距離を変更できる撮影用レンズユニットと、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子と、を備えることを特徴とする光学機器。
16. 前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を湾曲させることを特徴とする請求項１５に記載の光学機器。
17. 焦点距離を変更できる変倍レンズ群と、合焦できる焦点調節レンズ群と、を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、
    前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる調整手段を備えたことを特徴とする光学機器。
18. 焦点距離を変更できる変倍レンズ群と、合焦できる焦点調節レンズ群と、を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、
    前記レンズユニットの合焦動作に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる調整手段を備えたことを特徴とする光学機器。
19. 焦点距離を変更できる変倍レンズ群と、合焦できる焦点調節レンズ群と、を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、
    前記レンズユニットの焦点距離変化に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる第１の調整手段と、
    前記レンズユニットの合焦動作に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる第２の調整手段と、
    を備えたことを特徴とする光学機器。
20. 合焦できる焦点調節レンズ群を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、
    前記レンズユニットの合焦動作に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる調整手段を備えたことを特徴とする光学機器。
21. 撮影距離を検出する測距手段と、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子とを備え、
    前記撮影距離に連動して前記固体撮像素子を湾曲させる調整手段を備えたことを特徴とする光学機器。
22. 前記撮影距離が短くなれば前記固体撮像素子の湾曲率を上げ、
    前記撮影距離が長くなれば前記固体撮像素子の湾曲率を下げることを特徴とする請求項２１に記載の光学機器。
23. 焦点距離を変更できる変倍レンズ群と、合焦できる焦点調節レンズ群と、を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備えたことを特徴とする光学機器。
24. 合焦できる焦点調節レンズ群を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備えたことを特徴とする光学機器。
25. 焦点距離を変更できる変倍レンズ群を含む複数のレンズ群からなる撮影用レンズユニットと、
    撮影光の入射方向に湾曲してなる固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の曲率を変化させる曲率変更手段と、を備えたことを特徴とする光学機器。

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