(57)【要約】【課題】ＥＣ素子の駆動用電極を外部接続用端子に対して、信頼性の高い接続を簡単に行うことができ、小型化を図ることが可能となる光量調整装置、光量調整装置を備えた光学装置、光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法を提供する。【解決手段】光学素子３と、該光学素子が有する曲面上に設けられ、内部の透過率を変化させることができる物性素子４ｂと、前記物性素子を挟む一対の電極４ａ，４ｃと、前記光学素子の外径部３ａに設けられ、前記一対の電極と電気的に接続されている端子４ｄ，４ｅと、前記端子から前記一対の電極に電位差を制御することにより、前記物性素子の透過率を制御する制御手段とを有する構成とする。【選択図】            図２
2006163168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、
該光学素子が有する曲面上に設けられ、内部の透過率を変化させることができる物性素子と、
前記物性素子を挟む一対の電極と、
前記光学素子の外径部に設けられ、前記一対の電極と電気的に接続されている端子と、
前記端子から前記一対の電極に電位差を制御することにより、前記物性素子の透過率を制御する制御手段とを有することを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記光学素子の外径部には平面部が形成され、前記外部接続用端子が前記光学素子の外径部に形成された平面部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記平面部は、前記光学素子の有効光束範囲の外側に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記物性素子が、エレクトロクロミック素子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光量調整装置を有することを特徴とする光学装置。
【請求項６】
前記光学装置は、交換レンズ鏡筒であり、
前記光学素子を含む、結像光学系を有す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】
前記結像光学系の瞳位置近傍に、前記光学素子が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記光学装置は、カメラシステムであって、
前記光学素子を含む、結像光学系を有することを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項９】
前記結像光学系の瞳位置近傍に、前記光学素子が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
光学素子が有する曲面上に設けられた光量調整用の物性素子を、外部基板に対して電気的に接続する接続方法であって、
前記光学素子の曲面上に設けられた物性素子を挟持している一対の電極層と、前記光学素子の外径部に形成された外部接続用端子とを電気的に接続すると共に、前記外部基板を前記光学素子の外径部に沿わせて前記外部接続用端子と密着させ、電気的に接続することを特徴とする光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法。
【請求項１１】
前記光学素子の外径部に平面部を形成し、前記外部基板を前記光学素子の外径部に形成された平面部に沿わせて前記外部接続用端子と密着させ、電気的に接続することを特徴とする請求項１０に記載の光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法。
【請求項１２】
前記光量調整用の物性素子が、エレクトロクロミック素子であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量調整装置、光量調整装置を備えた光学装置、光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、透過光量調整用の物性素子としてエレクトロクロミック素子を用いた透過光量調整装置がいくつか提案されている。
ここで、先ずエレクトロクロミック素子（以下、ＥＣ素子と記す。）の動作原理について簡単に説明する。ＥＣ素子については、例えば特許文献１にも開示されているが、全固体形の、電圧による分光透過率可変の光学フィルタ素子であり、図５に示すような構造を有している。具体的には、図５に示されるようにｌｔｏ等の透過被膜電極５０１と５０２の間に、Ｔａ2ｏ5，Ｓｉｏ2等の絶縁被膜層５０３を介して、ｌｒｏｘ等の酸化発色被膜層５０４と還元発色被膜層５０５が着色され、透過特性が変化するように構成されている。
【０００３】
この様な特性を持つＥＣ素子は、従来より、カメラ等の絞り装置の代わりに、または、例えば特許文献２のように絞り装置と組み合わせて使用することが提案されている。この特許文献２の絞り装置は、図６に示されるように、エレクトロクロミック素子による物性シャッター１８を撮影レンズ系１４，１５，１６の途中で絞り装置１７に直列に配置して構成されている。このような構成により、エレクトロクロミック素子による物性シャッターの機能を発揮して超高速シャッター秒時の出せるシャッター装置の実現が図られている。
【特許文献１】特開昭５６−４６７９号公報
【特許文献２】特開平９−２５８２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、特許文献２によるエレクトロクロミック素子による物性シャッターと絞り装置とを組み合わせたシャッター装置によれば、撮影者が超高速シャッター秒時を設定したい時、等にその機能を充分に発揮することができる。またエレクトロクロミック素子による透過光量調整装置を用いることは小絞り時の回折を避けるため、絞り径を小さくできない場合等にも有効である。
しかしながら、ＥＣ素子が平面である場合には、撮像部としてＣＣＤ等の撮像素子を用いるときに、ＣＣＤ等におけるカバーガラスの表面や撮像素子の表面は、一般に反射率が高く、このためこれらの表面で反射した光が該ＥＣ素子でさらに反射し、撮像素子へ再入射時に結像して、所謂ゴーストやフレアーを発生する原因となる。そのため、撮影系にＥＣ素子を配置する場合、所定曲率の球面を有するレンズ上面にＥＣ素子を積層して反射光が撮像素子に結像しないようにして、フレアが発生しないようにすることが必要となる。
【０００５】
ところで、所定曲率の球面を有するレンズ上面にＥＣ素子を積層するに際しては、レンズ上面は球面であるため、ＥＣ素子及び、ＥＣ素子駆動用の透明電極を積層することは可能であるが、外部電極とＥＣ素子駆動用の電極を接続するため、接続信頼性がある外部接続用端子をレンズ上に形成することはきわめて困難である。例えば、レンズ上のＥＣ素子駆動用の電極にフレキシブル基板を接続しようとした場合、所定の曲率をもつレンズの球面にフレキシブル基板を沿わせることはできないため、フレキシブル基板と電極の密着性は悪く、信頼性の高い接続はできなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、ＥＣ素子の駆動用電極を外部接続用端子に対して、信頼性の高い接続を簡単に行うことができ、小型化を図ることが可能となる光量調整装置、光量調整装置を備えた光学装置、光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のように構成した光量調整装置、光量調整装置を備えた光学装置、光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法を提供するものである。
すなわち、本発明の光量調整装置は、光学素子と、該光学素子が有する曲面上に設けられ、内部の透過率を変化させることができる物性素子と、前記物性素子を挟む一対の電極と、前記光学素子の外径部に設けられ、前記一対の電極と電気的に接続されている端子と、前記端子から前記一対の電極に電位差を制御することにより、前記物性素子の透過率を制御する制御手段とを有することを特徴としている。その際、前記光学素子の外径部には平面部を形成し、前記外部接続用端子を前記光学素子の外径部に形成された平面部に配設する構成を採ることができる。
また、本発明の光学装置は、上記した光量調整装置を有することを特徴としている。本発明においては上記光学装置として、前記光学素子を含む、結像光学系を有する交換レンズ鏡筒を構成し、その際、前記結像光学系の瞳位置近傍に、前記光学素子を配置する構成とすることができる。
また、本発明においては上記光学装置として、前記光学素子を含む、結像光学系を有するカメラシステムを構成し、その際、前記結像光学系の瞳位置近傍に、前記光学素子を配置する構成とすることができる。
また、本発明の光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法は、光学素子が有する曲面上に設けられた光量調整用の物性素子を、外部基板に対して電気的に接続する接続方法であって、前記光学素子の曲面上に設けられた物性素子を挟持している一対の電極層と、前記光学素子の外径部に形成された外部接続用端子とを電気的に接続すると共に、前記外部基板を前記光学素子の外径部に沿わせて前記外部接続用端子と密着させ、電気的に接続することを特徴としている。
その際、前記光学素子の外径部に平面部を形成し、前記外部基板を前記光学素子の外径部に形成された平面部に沿わせて前記外部接続用端子と密着させ、電気的に接続する構成を採ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＥＣ素子等の物性素子を用い、信頼性の高い電気接続を簡単に行うことができる光量調整装置、光量調整装置を備えた光学装置、光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法の実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１０】
［実施例１］
実施例１は、上記した本発明を適用して透過光量調整装置を有する交換式レンズ鏡筒（光学装置）を構成したものである。
図１に本実施例の透過光量を調整するＥＣ素子（物性素子）が配置された交換式レンズ鏡筒の断面図を示す。ここで、ＥＣ素子は、交換レンズ鏡筒に保持されている交換レンズ（結像光学系）の絞り位置近傍、瞳位置近傍に配置されており、具体的には、瞳位置とＥＣ素子が配置された位置との距離が、レンズ全長（光軸上において、最も拡大共役側の光学面と最も縮小共役側の光学面との距離）の１０％以内、好ましくは５％以内であることが望ましい。
図１において、１はフォーカスレンズ群であり、このフォーカスレンズ群１により光軸方向に移動して合焦動作を行う。
また、２は凹レンズ、３は凸レンズ、４は凹レンズ２と凸レンズ３との貼り合せ面に形成されたＥＣ（エレクトロクロミック）素子である。凹レンズ２及び凸レンズ３は変倍時に固定の固定レンズであり、透過率を変化させ光量を調整するＥＣ素子４を挟み込むように配置され、凸レンズ３の外径部３ａにＥＣ電圧印加用接続端子が設けられている。ここで、凹レンズ２及び凸レンズ３は、変倍時に動いても構わないし、ＥＣ素子は、有限の曲率を有する曲面（球面でも非球面でも構わない）上に設けられている。ここで言うＥＣ素子は、両端に電圧をかけた場合に透過率が変化する素子、すなわち互いに異なる電圧を与えると互いに異なる透過率となる素子であれば、どのような素子であっても構わない。
【００１１】
５はフォーカスレンズ群１を保持する鏡筒であり、後述するフォーカス駆動アクチュエータ７との螺合部５ａと、不図示の直進ガイド部を有し、フォーカス駆動アクチュエータ７の駆動を受けて、フォーカスレンズ群１を光軸方向に前後させて合焦動作を行うものである。
６は凹レンズ２、凸レンズ３、ＥＣ素子を含む固定レンズ群を保持する固定レンズ鏡筒である。
７は前述のフォーカスレンズ群を駆動するフォーカス駆動アクチュエータであり、８は所定の絞り値に絞り込まれる絞りである。
【００１２】
９はフレキシブル基板であり、前述した固定レンズ上に形成されたＥＣ電圧印加用接続端子と、後述のメイン基板とを電気的に接続し、ＥＣ電圧印加用接続端子とは凸レンズのレンズ外径部３ａにて電気接続される。
１０はメイン基板であり、このメイン基板１０は不図示のカメラと通信を行い不図示の電気接続部を介して、前述のフォーカス駆動アクチュエータ、絞りを制御するとともに、フレキシブル基板９を介してＥＣ電圧印加用接続端子とつながり、ＥＣ素子に電圧を印加して透過率を調整する電気回路が形成されている。
１１は不図示のカメラボディーとメカニカルに結合するためのマウントである。
【００１３】
図２に本実施例のＥＣ電圧印加用接続端子とフレキシブル基板の接続部の断面図を、図３にその正面図を示す。
図２及び図３において、凸レンズ３は固定レンズ鏡筒６に嵌合し、その胴付部６ａに当接して光軸方向の一方を規制される共に、３箇所のかしめ部６ｂにより他方の光軸方向も規制されることで、鏡筒６に一体的に保持される。
ＥＣ素子４は凸レンズ３上にレンズ面に沿って積層され、第一の電圧印加用透明電極層４ａ、ＥＣ素子層４ｂ、第二の電圧印加用透明電極層４ｃの順に積層されている。
さらに、その上に接着材により凹レンズ２が貼り合わされ、凹レンズ２、凸レンズ３によりＥＣ素子４は保護される形で挟み込まれる。
【００１４】
第一、第二の電圧印加用透明電極層４ａ、４ｃはＩＴＯ等からなる薄膜であり、それぞれ凸レンズ３のレンズ外径部３ａまで延びて、それぞれ塗布された導電ペーストからなる外部接続用端子４ｄ、４ｅへとつながっている。
さらに、外部接続用端子４ｄ、４ｅはフレキシブル基板９上に形成された接続端子部９ａ、９ｂと半田接続されている。
これらにより、ＥＣ電圧印加用透明電極４ａ、４ｃはフレキシブル基板９を介してメイン基板と電気的につながり、メイン基板上の電気回路によりＥＣ素子への印加電圧を制御してＥＣ素子を所望の透過率に調整することができる。
本実施例の構成によれば、第一、第二の電圧印加用透明電極層４ａ、４ｃをフレキシブル基板９に接続するに際し、フレキシブル基板９をレンズ外径部３ａに沿って外部接続用端子４ｄ、４ｅと密着させることができ、信頼性の高い接続が可能となる。
【００１５】
［実施例２］
実施例２は、上記した本発明を適用した透過光量調整装置を有する交換式レンズ鏡筒として、実施例１とは別の形態を構成したものである。
図４に本実施例の透過光量を調整するＥＣ素子が配置された交換式レンズ鏡筒の断面図を示す。但し、実施例１と基本的には凸レンズのレンズ外径部に平面部を構成した点が異なるだけであるから、接続部以外のレンズ鏡筒の構成についての説明は省略する。
図４において、１３は凸レンズ、１３ｂは凸レンズ１３のレンズ外径部に形成された平面部である。なお、不図示のカメラの撮像面形状は長方形であり、カメラの撮像面に入射する必要な凸レンズ１３の有効光束範囲を１３ｃで示すと、平面部１３ｂは有効光束範囲１３ｃの外に設けられている。
凸レンズ１３は固定レンズ鏡筒１６に嵌合するとともに、不図示の胴付部と３箇所のかしめ部１６ｂにより光軸方向も規制されることで鏡筒１６に一体的に保持される。
【００１６】
１４はＥＣ素子であり、実施例１同様に、凸レンズ１３上に積層された、第一、第二の電圧印加用透明電極層１４ａ、１４ｃ、ＥＣ素子層１４ｂからなり、第一、第二の電圧印加用透明電極層１４ａ、１４ｃはそれぞれ凸レンズ１３のレンズ外径部に形成された平面部１３ｂまで延びており、導電ペーストからなる外部接続用端子１４ｄ、１４ｅへとつながっている。
外部接続用端子１４ｄ、１４ｅはフレキシブル基板１９上に形成された接続端子部１９ａ、１９ｂと半田接続され電気的に接続される。なお、有効光束範囲１３ｃとＥＣ素子層１４ｂの範囲は一致していないが、ＥＣ素子は小絞り時の回折対策、あるいは超高速シャッター秒時の露光量制御に用いられるものだから、その範囲は所定段数絞り込んだ状態での有効光束をカバーする大きさを持てば十分である。
【００１７】
本実施例の構成によれば、第一、第二の電圧印加用透明電極層１４ａ、１４ｃをフレキシブル基板１９に接続するに際し、フレキシブル基板１９を凸レンズ１３のレンズ外径部に形成された平面部１３ｂに沿って外部接続用端子１４ｄ、１４ｅと密着させることができるから、より一層信頼性の高い接続が可能となる。
【００１８】
本実施例は主にレンズ鏡筒について記載したが、本実施例のレンズ鏡筒は、公知のカメラ本体を合わせてカメラシステム（ビデオカメラも、スチールカメラも含む）にも適用可能である。さらに、本実施例のレンズ鏡筒は、カメラシステム以外の観察光学系（望遠鏡、双眼鏡、顕微鏡等）にも適用可能である。
【００１９】
本実施例によれば、ＥＣ素子の駆動用電極を外部接続用端子に対して、信頼性の高い接続を簡単に行うことができる透過光量調整装置、透過光量調整装置を備えたレンズ鏡筒、透過光量調整用の物性素子と外部基板との接続方法の実現が可能となる。また、レンズ外径部に接続用端子を配設する構成を採ることができることから、接続端子部を設けるスペースを確保するためにレンズ外径を大きくする必要がなく、レンズ（光学装置）の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１における透過光量を調整するＥＣ素子が配置された交換式レンズ鏡筒の断面図。
【図２】本発明の実施例１におけるＥＣ素子とフレキシブル基板の接続を説明する断面図。
【図３】本発明の実施例１におけるＥＣ素子とフレキシブル基板の接続を説明する正面図。
【図４】本発明の実施例２におけるＥＣ素子とフレキシブル基板の接続を説明する正面図。
【図５】従来例におけるＥＣ素子を説明する模式図。
【図６】従来例である特許文献２におけるエレクトロクロミック素子による物性シャッターと絞り装置とを組み合わせたシャッター装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１：フォーカスレンズ群
２：凹レンズ
３：凸レンズ
４：ＥＣ素子
５：フォーカスレンズ鏡筒
６：固定レンズ鏡筒
７：フォーカス駆動用アクチュエータ
８：絞り
９：フレキシブル基板
１０：メイン基板
１１：マウント
【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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