(57)【要約】【課題】従来よりも低電圧駆動で広い光の入射面積を得るとともに、可視光全域に対して反射量を変化させることを可能とし、また光の入射角変化によって反射する波長が変化しないことを可能にする。【解決手段】強誘電体膜１１と透明導電膜１２を交互に複数層に積層した積層体１３を有し、前記積層体１３の面に対して垂直方向から光を入射させ、前記強誘電体膜１１の奇数層目と偶数層目に生ずる電界方向が互いに向かい合うように、前記透明導電膜１２の奇数層目に第１電位が印加され、前記透明導電膜１２の偶数層目に前記第１電位とは異なる第２電位が印加される電圧源３１を有する。【選択図】図１
2011085730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体膜と透明導電膜を交互に複数層に積層した積層体を有し、
前記積層体の面に対して垂直方向から光を入射させ、
前記強誘電体膜の奇数層目と偶数層目に生ずる電界方向が互いに向かい合うように、前記透明導電膜の奇数層目に第１電位が印加され、前記透明導電膜の偶数層目に前記第１電位とは異なる第２電位が印加される電圧源を有する
反射可変ミラー。
【請求項２】
前記強誘電体膜の２次電気光学効果Ｒ12＜０であり、
前記透明導電膜に電位を印加しないとき、前記強誘電体膜より前記透明導電膜の屈折率が大きく、
前記透明導電膜と前記強誘電体膜との界面の屈折率差によって反射が行われ、
前記透明導電膜に電位を印加したとき、前記強誘電体膜の面方向の屈折率が小さくなることで、前記強誘電体膜と前記透明導電膜との界面の屈折率差が小さくなる
請求項１記載の反射可変ミラー。
【請求項３】
前記透明導電膜に電位を印加しないとき、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の屈折率が同じであり、
前記透明導電膜に電位を印加したとき、前記強誘電体膜の面方向の屈折率が大きくなることで、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の屈折率差が大きくなる
請求項１記載の反射可変ミラー。
【請求項４】
前記透明導電膜に電位を印加しないとき前記強誘電体膜より前記透明導電膜の屈折率が小さくなり、
前記透明導電膜に電位を印加したとき、前記強誘電体膜の面方向の屈折率が大きくなることで、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の屈折率差がさらに大きくなる
請求項１記載の反射可変ミラー。
【請求項５】
強誘電体膜と透明導電膜を交互に複数層に積層した積層体を有し、
前記透明導電膜の奇数層目に第１電位を導く第１配線が接続され、
前記透明導電膜の偶数層目に前記第１電位とは異なる第２電位を導く第２配線が接続され、
前記強誘電体膜と前記透明導電膜の界面は入射光が前記積層体の面に対して入射角θで入射するように傾斜していて、
前記強誘電体膜が無電界のとき、前記強誘電体膜の屈折率より前記透明導電膜の屈折率が大きく、前記強誘電体膜と前記透明導電膜との界面の傾斜により傾斜回転軸方向の偏光の反射率を大きくしておくことで、前記強誘電体膜に電界をかけたとき、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の屈折率差が小さくなって、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の界面からの反射が減少したときの反射量変動幅を大きくする
反射可変ミラー。
【請求項６】
前記強誘電体膜の屈折率と前記透明導電膜の屈折率の大小関係が逆である
請求項５記載の反射可変ミラー。
【請求項７】
前記強誘電体膜と前記透明導電膜のそれぞれの膜厚は入射光の波長以下である
請求項１ないし請求項６のうちの何れか１項に記載の反射可変ミラー。
【請求項８】
前記積層体の最表面の空気との界面に、多層膜からなる反射防止膜、もしくは反射低減構造体が設けられている
請求項１ないし請求項７のうちの何れか１項に記載の反射可変ミラー。
【請求項９】
カメラ本体部と、
前記カメラ本体部の内部に設けられたミラーと、
前記カメラ本体部の前面に取り付けられたレンズと、
前記カメラ本体部内の上部に設けられたプリズム部と、
前記レンズにより集光され、前記ミラー、前記プリズムで反射された光の像を見るファインダーを有し、
前記ミラーは反射可変ミラーからなり、
前記反射可変ミラーは、
強誘電体膜と透明導電膜を交互に複数層に積層した積層体を有し、
前記透明導電膜の奇数層目に第１電位を導く第１配線が接続され、
前記透明導電膜の偶数層目に前記第１電位とは異なる第２電位を導く第２配線が接続され、
前記強誘電体膜と前記透明導電膜の界面は入射光が前記積層体の面に対して入射角θで入射するように傾斜していて、
前記強誘電体膜が無電界のとき、前記強誘電体膜の屈折率より前記透明導電膜の屈折率が大きく、前記強誘電体膜と前記透明導電膜との界面の傾斜により傾斜回転軸方向の偏光の反射率を大きくしておくことで、前記強誘電体膜に電界をかけたとき、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の屈折率差が小さくなって、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の界面からの反射が減少したときの反射量変動幅を大きくする
電子スチルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射可変ミラーおよび電子スチルカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第１の方式として、強誘電体の機械的特性を利用し、電圧変化により二つの反射界面の距離を変化させ、第１面と第２面の反射光の干渉により透過する光量を変化させる方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
この方法では、干渉光の空間的な明暗が波長によって限定されるため、可視光全域に対して反射量を変化させることは困難である。また、入射角変化によって反射する波長が変化してしまう問題があった。
【０００３】
また、第２の方式として、偏光子を強誘電体の前後に設置し、強誘電体に入射する光の方向と垂直に電界を掛けることでリターデーションを発生させ偏光子を透過する光量を変化させる方式などがある（例えば、特許文献２参照。）。
これも、電圧変化によるコントラストを高くとるためにリターデーション距離が必要であり、光の方向と垂直に電界を掛けるため電極間距離が長く駆動電圧が高くなり、光が入射できる面積が狭くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９-０３１７０７号公報
【特許文献２】特開２００８-１１２１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、可視光全域に対して反射量を変化させることは困難であり、また光の入射角変化によって反射する波長が変化してしまうことであり、またリターデーション距離が必要であるため電極間距離が長く駆動電圧が高くなり、光の方向と垂直に電界を掛けるため、光が入射できる面積が狭くなる点である。
【０００６】
本発明は、従来よりも低電圧駆動で広い光の入射面積を得るとともに、可視光全域に対して反射量を変化させることを可能とし、また光の入射角変化によって反射する波長が変化しないことを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の反射可変ミラーは、強誘電体膜と透明導電膜を交互に複数層に積層した積層体を有し、前記積層体の面に対して垂直方向から光を入射させ、前記強誘電体膜の奇数層目と偶数層目に生ずる電界方向が互いに向かい合うように、前記透明導電膜の奇数層目に第１電位が印加され、前記透明導電膜の偶数層目に前記第１電位とは異なる第２電位が印加される電圧源を有する。
【０００８】
上記反射可変ミラーでは、強誘電体膜の奇数層目と偶数層目に生ずる電界方向が互いに向かい合うように、透明導電膜の奇数層目に第１電位が印加され、透明導電膜の偶数層目に前記第１電位よりも低い第２電位が印加される。これによって、強誘電体膜と透明導電膜との界面の屈折率差が生じ、例えば、屈折率の高い強誘電体膜側から屈折率の低い透明導電膜側に光が入射した場合、その界面で入射光の一部が反射される。このような現象が、各強誘電体膜と透明導電膜との界面で起こる。このとき、透明導電膜に印加される電位によって、強誘電体膜の面方向の屈折率が変化する。すなわち、屈折率差が変化する。このように、屈折率差が変化することで、反射率を変化させることができる。そして、強誘電体膜の屈折率変化が印加電界に比例するというポッケルス効果を用いることで、線形的な反射制御が可能になる。また積層体の面に対して光が入射されるので、広い光の入射面積が得られる。さらに、積層数を多くすれば反射率を高めることができる。
【０００９】
本発明の反射可変ミラーは、強誘電体膜と透明導電膜を交互に複数層に積層した積層体を有し、前記透明導電膜の奇数層目に第１電位を導く第１配線が接続され、前記透明導電膜の偶数層目に前記第１電位とは異なる第２電位を導く第２配線が接続され、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の界面は入射光が前記積層体の面に対して入射角θで入射するように傾斜していて、前記強誘電体膜が無電界のとき、前記強誘電体膜の屈折率より前記透明導電膜の屈折率が大きく、前記強誘電体膜と前記透明導電膜との界面の傾斜により傾斜回転軸方向の偏光の反射率を大きくしておくことで、前記強誘電体膜に電界をかけたとき、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の屈折率差が小さくなって、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の界面からの反射が減少したときの反射量変動幅を大きくする。または、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の屈折率の大小関係を逆にして反射率を可変させてもよい。
【００１０】
本発明の反射可変ミラーでは、強誘電体膜が無電界のとき、強誘電体膜の屈折率より透明導電膜の屈折率が大きく、強誘電体膜と前記透明導電膜との界面の傾斜により傾斜回転軸方向の偏光の反射率を大きくしておく。このため、強誘電体膜に電界をかけたとき、強誘電体膜と透明導電膜の屈折率差が小さくなって、強誘電体膜と前記透明導電膜の界面からの反射が減少したときの反射量変動幅を大きくする。よって、光の入射角変化によって反射する波長が変化しない。また積層体の面に対して光が入射されるので、広い光の入射面積が得られる。さらに、透明導電膜間に薄い強誘電体膜が配置されているので、高電圧駆動を必要としない。
【００１１】
本発明の電子スチルカメラは、カメラ本体部と、前記カメラ本体部の内部に設けられたミラーと、前記カメラ本体部の前面に取り付けられたレンズと、前記カメラ本体部内の上部に設けられたプリズム部と、前記レンズにより集光され、前記ミラー、前記プリズムで反射された光の像を見るファインダーを有し、前記ミラーは反射可変ミラーからなり、前記反射可変ミラーは、強誘電体膜と透明導電膜を交互に複数層に積層した積層体を有し、前記透明導電膜の奇数層目に第１電位を導く第１配線が接続され、前記透明導電膜の偶数層目に前記第１電位とは異なる第２電位を導く第２配線が接続され、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の界面は入射光が前記積層体の面に対して入射角θで入射するように傾斜していて、前記強誘電体膜が無電界のとき、前記強誘電体膜の屈折率より前記透明導電膜の屈折率が大きく、前記強誘電体膜と前記透明導電膜との界面の傾斜により傾斜回転軸方向の偏光の反射率を大きくしておくことで、前記強誘電体膜に電界をかけたとき、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の屈折率差が小さくなって、前記強誘電体膜と前記透明導電膜の界面からの反射が減少したときの反射量変動幅を大きくする。
【００１２】
本発明の電子スチルカメラでは、上記説明した反射可変ミラーの作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の反射可変ミラーは、低電圧駆動で広い光の入射面積を得るとともに、可視光全域に対して反射量を変化させることを可能とし、また光の入射角変化によって反射する波長が変化しないことを可能にする。
【００１４】
本発明の電子スチルカメラは、本発明の反射可変ミラーを用いることで、ミラーアップ動作が不要になり、電子的に反射率を変えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る反射可変ミラーの構成の第１例を示した概略構成斜視図である。
【図２】反射可変ミラーの光入射成分を示した斜視図である。
【図３】第１例の反射可変ミラーのオフ状態を示した概略構成図である。
【図４】第１例の反射可変ミラーのオン状態を示した概略構成図である。
【図５】第２例の反射可変ミラーのオフ状態を示した概略構成図である。
【図６】第２例、第３例の反射可変ミラーのオン状態を示した概略構成図である。
【図７】第４例の反射可変ミラーの光入射成分を示した斜視図である。
【図８】第４例の反射可変ミラーのオフ状態を示した概略構成図である。
【図９】第４例の反射可変ミラーのオン状態のときのＥｘが強誘電体膜で感じる屈折率を示した斜視図である。
【図１０】第４例の反射可変ミラーのオン状態を示した概略構成図である。
【図１１】強誘電体膜と透明導電膜の各膜厚による反射光の干渉を示した図である。
【図１２】本発明の第２実施の形態に係る電子スチルカメラの構成の一例を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施の形態とする）について説明する。
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
［反射可変ミラーの構成の第１例］
本発明の第１実施の形態に係る反射可変ミラーの構成の第１例を、図１〜図４によって説明する。
【００１８】
図１に示すように、反射可変ミラー１は、強誘電体膜１１（１１−１，１１−２）と透明導電膜１２（１２−１，１２−２，１２−３）を交互に複数層（図面では、強誘電体膜１１が２層、透明導電膜１２が３層）に積層した積層体１３を有している。したがって、この積層体１３は、透明導電膜１２−１、強誘電体膜１１−１、透明導電膜１２−２、強誘電体膜１１−２、透明導電膜１２−３の順に積層されている。また、空気との界面となる透明導電膜１２−１表面には、多層膜からなる反射防止膜（図示せず）、もしくは反射低減構造体（図示せず）が設けられている。上記反射防止膜には、通常のレンズ表面にコーティングされる多層膜の反射防止膜を用いることができ、また上記反射低減構造体には、例えば、面内に入射光の波長以下の高さ、大きさの微小突起を配列した、いわゆるモスアイ構造体を用いることができる。
また、この反射可変ミラー１では、上記積層体１３の面、例えば透明導電膜１２−１の表面に対して垂直方向から光を入射させている。
【００１９】
さらに、上記強誘電体膜１１の奇数層目と偶数層目に生ずる電界方向が互いに向かい合うように、上記透明導電膜１２の奇数層目に第１電位が印加され、上記透明導電膜１２の偶数層目に上記第１電位とは異なる第２電位が印加される。
例えば、電圧源３１の正（＋）電位側に、第１配線３３を介して偶数層目の透明導電膜１２−２が接続され、電圧源３１の負（−）電位側に、スイッチ３２、第２配線３４を介して奇数層目の透明導電膜１２−１，１２−３が接続されている。上記スイッチ３２をオンすることによって、透明導電膜１２−２に正電圧が印加され、透明導電膜１２−１，１２−３に負電圧が印加される。このように、透明導電膜１２−１，１２−３と透明導電膜１２−２との間の正と負の電位差をＶとし、強誘電体膜１１の膜厚をｄとする場合、スイッチ３２をオンしたときの強誘電体膜１１に印加される電界Ｅは、Ｅ＝Ｖ／ｄで与えられる。
【００２０】
上記反射可変ミラー１では、強誘電体膜１１の奇数層目と偶数層目に生ずる電界方向が互いに向かい合うように、透明導電膜１２の奇数層目（１２−１，１２−３）に第１電位（例えば、負電位）が印加され、透明導電膜１２の偶数層目（１２−２）に上記第１電位と異なる第２電位（例えば、正電位）が印加される。これによって、強誘電体膜１１と透明導電膜１２との界面に屈折率差が生じ、例えば、屈折率の高い強誘電体膜１１側から屈折率の低い透明導電膜１２側に光が入射した場合、またはその逆の場合、その界面で入射光の一部が反射される。このような現象が、各強誘電体膜１１と透明導電膜１２との界面で起こる。
このとき、透明導電膜１２に印加される電位によって、強誘電体膜１１の面方向の屈折率が変化する。すなわち、屈折率差が変化する。このように、屈折率差が変化することで、反射率を変化させることができる。そして、強誘電体膜１１の屈折率変化が印加電界に比例するというカー効果を用いることで、反射制御が可能になる。また、積層数が多くなれば反射率を高めることができる。
【００２１】
図２に示すように、透明導電膜１２と強誘電体膜１１の積層方向をｚ方向、各膜の面方向をｘ方向、ｙ方向としたとき、面に垂直に光が入射される。透明導電膜１２の屈折率をｎｉとし、電圧を印加しないときの強誘電体膜１１の屈折率をｎとする。
【００２２】
図３に示すように、電界をかけないとき、入射光のｘ成分Ｅｘ、入射光のｙ成分Ｅｙが感じる屈折率は、透明導電膜１２（１２−１，１２−２，１２−３）はｎｉ、強誘電体膜１１（１１−１，１１−２）はｎとなる。ここでｎ＜ｎｉなので、Ｅｘ，Ｅｙどちらの光も屈折率差により一界面あたりフレネルの公式に基づく界面反射率Ｒ（ｏｆｆ）が発生する。
また、強誘電体膜１１の層数ｋを多くすることによって全透過率Ｔ（ｏｆｆ)は、（１）式に基づいて減る。
【００２３】
【数１】
2011085730.tif 000003
【００２４】
強誘電体のカー係数テンソルは（２）式で与えられる。
【００２５】
【数２】
2011085730.tif 000004
【００２６】
強誘電体膜１１に電圧を印加し、面方向に電界Ｅがかけられた時の屈折率変化量Δｎｘ  Δｙ、Δｎｚは（３）式〜（４）式となる。
【００２７】
【数３】
2011085730.tif 000005
【００２８】
【数４】
2011085730.tif 000006
【００２９】
強誘電体膜１１の２次電気光学効果Ｒ12＜０の場合、図４に示すように、強誘電体膜１１に電界をかけたとき、Ｅｘ、Ｅｙに対しての屈折率は、透明導電膜１２はｎｉ、強誘電体膜１１はｎ＋Δｎｘ＝ｎ＋Δｎｙとなる。すなわち、透明導電膜１２に電位を印加しないとき、強誘電体膜１１より透明導電膜１２の屈折率が大きくなる。
そして、ｎ＜ｎ＋Δｎｘ＜ｎｉかつｎ＜ｎ+Δｎｙ＜ｎｉのとき屈折率差により、一界面あたりの反射率は（５）式になる。
【００３０】
【数５】
2011085730.tif 000007
【００３１】
したがって、（５）式に基づく反射率が得られる。
界面数ｋのときの全透過率Ｔ（ｏｎ）は（６）式となる。
【００３２】
【数６】
2011085730.tif 000008
【００３３】
特に、ｎ＋Δｎｘ＝ｎｉとなるよう電界を印加すれば、屈折率差はなくなり、全反射率Ｒ（ｏｎ）＝０となり、全透過率Ｔ（ｏｎ）は最大となる。
このように、透明導電膜１２と強誘電体膜１１との界面の屈折率差によって反射が行われ、透明導電膜１２に電位を印加したとき、強誘電体膜１１の面方向の屈折率が小さくなることで、強誘電体膜１１と透明導電膜１２との界面の屈折率差が小さくなる。よって、透明導電膜１２に印加する電圧によって反射率、透過率を制御することが可能となる。
さらに全反射率となる電界を越える電圧を印加して反射率を再び下げることも可能である。
【００３４】
具体例として、強誘電体膜１１にニオブ酸タンタルカリウム（ＫＴａ0.65Ｎｂ0.35Ｏ3：以下ＫＴＮＯと記す）、透明導電膜１２にニオブ酸チタン（ＴｉＮｂＯ）を使用する一例を用いて以下の計算により説明をする。
強誘電体膜１１の膜厚を５０ｎｍ、電界を印加しないときの強誘電体膜１１の平均屈折率をｎ＝２．２９、Ｒ11＝４．１４、Ｒ12＝−１．１５、光の入射角θ＝０、強誘電体膜１１の層数２０とし、透明導電膜１２の屈折率ｎｉ＝２．５とする。
上記条件では、電界を印加しないとき、面方向の屈折率差による反射率は８％となる。
電圧を０．８７Ｖ印加すると、ｘ方向とｙ方向の屈折率＝２．５となり反射率は０％となる。
【００３５】
［反射可変ミラーの構成の第２例］
本発明の第１実施の形態に係る反射可変ミラーの構成の第２例を、前記図１、図２、および図５、図６によって説明する。
【００３６】
前記図１によって説明した構成の反射可変ミラー１において、前記図２に示したように、膜の積層方向をｚ方向、膜の面方向をｘ方向、ｙ方向としたとき、面に垂直に光を入射する。そして透明導電膜１２の屈折率をｎｉにとし、電圧を印加しないときの強誘電体膜１１の屈折率をｎとする。
【００３７】
図５に示すように、電界をかけないとき、Ｅｘ、Ｅｙが感じる屈折率は、透明導電膜１２はｎｉ、強誘電体膜１１はｎとなる。ここで透明導電膜１２に電位を印加しないとき、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の屈折率が同じであるから、ｎ＝ｎｉなので、Ｅｘ、Ｅｙどちらの光も屈折率差により一界面あたりフレネルの公式に基づく界面反射率Ｒ（ｏｆｆ）＝０となる。
【００３８】
前記（２）式、（３）式、（４）式により、強誘電体膜１１の２次電気光学効果Ｒ12＜０の場合、図６に示すように、強誘電体膜１１に電界をかけたとき、Ｅｘ、Ｅｙに対しての屈折率は、透明導電膜１２はｎｉ、強誘電体膜１１はｎ＋Δｎｘ＝ｎ＋Δｎｙ＞ｎｉとなる。すなわち、透明導電膜１２に電位を印加したとき、強誘電体膜１１の面方向の屈折率が大きくなることで、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の屈折率差が大きくなる。
そして、ｎ＋Δｎｘ＞ｎｉかつｎ+Δｎｙ＞ｎｉのとき、屈折率差により一界面あたりの反射率は前記（５）式に基づく反射が得られる。界面数ｋのときの全透過率Ｔ（ｏｎ）は、（６）式に基づく。
このように、透明導電膜１２に電位を印加しないとき、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の屈折率が同じであるから、透明導電膜１２と強誘電体膜１１との界面に屈折率差は生じないのでその界面では反射が行われない。そして、透明導電膜１２に電位を印加したとき、強誘電体膜１１の面方向の屈折率が大きくなることで、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の屈折率差が大きくなるので、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の界面での反射が増加する。よって、透明導電膜１２に印加する電圧によって反射率、透過率を制御することが可能となる。
【００３９】
具体例として、強誘電体膜１１にＫＴＮＯ、透明導電膜にインジウムガリウム亜鉛オキサイド（ＩｎＧａＺｎＯ）を使用する一例を用いて以下の計算により説明をする。
強誘電体膜１１の膜厚を５０ｎｍ、電界を印加しないときの強誘電体膜１１の平均屈折率をｎ＝２．２９、Ｒ11＝４．１４、Ｒ12＝−１．１５、光の入射角θ＝０、強誘電体膜１１の層数２０とし、透明導電膜１２の屈折率ｎｉ＝２．３とする。
電界を印加しないとき、面方向の屈折率差による反射率は０％となる。
上記条件では、電圧を１Ｖ印加すると強誘電体膜１１のｘ方向とｙ方向の屈折率＝２．５となり反射率は１２％となる。
【００４０】
［反射可変ミラーの構成の第３例］
本発明の第１実施の形態に係る反射可変ミラーの構成の第３例を、前記図１〜図３、図６等によって説明する。
【００４１】
前記図１によって説明した構成の反射可変ミラー１において、前記図２に示したように、膜の積層方向をｚ方向、膜の面方向をｘ方向、ｙ方向としたとき、面に垂直に光を入射する。そして透明導電膜１２の屈折率をｎｉにとし、電圧を印加しないときの強誘電体膜１１の屈折率をｎとする。
【００４２】
前記図３に示したように、電界をかけないとき、Ｅｘ、Ｅｙが感じる屈折率は、透明導電膜１２はｎｉ、強誘電体膜１１はｎとなる。ここでｎ＞ｎｉなので、Ｅｘ、Ｅｙどちらの光も屈折率差により一界面あたりフレネルの公式に基づく界面反射率Ｒ（ｏｆｆ）が発生する。強誘電体膜１１の層数ｋを多くすることによって全透過率Ｔ（ｏｆｆ）は（１）式に基づく。
【００４３】
前記（２）式、（３）、式（４）式により、強誘電体膜１１の２次電気光学効果Ｒ12＜０の場合、前記図６に示すように、強誘電体膜１１に電界をかけたとき、Ｅｘ、Ｅｙに対しての屈折率は、透明導電膜１２はｎｉ、強誘電体膜１１はｎ＋Δｎｘ＝ｎ＋Δｎｙ＞ｎ＞ｎｉとなる。また、ｎ＋Δｎｘ＞ｎ＞ｎｉかつｎ＋Δｎｙ＞ｎ＞ｎｉであることから、屈折率差はいっそう大きくなり、一界面あたりの反射率は（５）式に基づき、さらに大きくなる。
強誘電体膜１１の界面数ｋのときの全透過率Ｔ（ｏｎ）は（６）式に基づく。
このように、透明導電膜１２に電位を印加しないとき強誘電体膜１１より透明導電膜１２の屈折率が小さくなることで、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の界面の屈折率差によって反射が行われるようになる。また、透明導電膜１２に電位を印加したとき、強誘電体膜１１の面方向の屈折率が大きくなることで、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の屈折率差がさらに大きくなる界面での反射が増加する。
よって、透明導電膜１２に印加する電圧によって反射率、透過率を制御することが可能となる。
【００４４】
具体例として、強誘電体膜１１にＫＴＮＯ、透明導電膜１２に酸化亜鉛（ＺｎＯ）もしくはインジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）を使用する一例を用いて以下の計算により説明をする。
強誘電体膜１１の膜厚を５０ｎｍ、電界を印加しないときの強誘電体膜１１の平均屈折率をｎ＝２．２９、Ｒ11＝４．１４、Ｒ12＝−１．１５、光の入射角θ＝０、強誘電体膜１１の層数を１０とし、透明導電膜１２の屈折率ｎｉ＝２とする。
このとき、電界を印加しないとき、面方向の屈折率差による反射率は８．８％となる。
上記条件では、電圧を１Ｖ印加すると強誘電体膜１１のｘ方向とｙ方向の屈折率＝２．５となり反射率は２１％となる。
【００４５】
［反射可変ミラーの構成の第４例］
本発明の第１実施の形態に係る反射可変ミラーの構成の第４例を、図７〜図１０によって説明する。
【００４６】
前記図１によって説明した構成の反射可変ミラー１において、図７に示すように、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の積層方向をｚ方向、膜の面方向をｘ方向、ｙ方向としたとき、面の垂線に対しθの入射角で光を入射する。ここではｙ方向に対しθの入射角で入射する場合である。
ここで、ｘ方向のベクトルを持つ入射光に垂直な電界の光をＥｘとし、ｙ方向のベクトルを持つ入射光に垂直なベクトルをＥｙとする。
【００４７】
そして図８に示すように、電界をかけないとき、Ｅｘ、Ｅｙが感じる屈折率は、透明導電膜１２はｎｉ、強誘電体膜１１はｎとなる。
ここでｎ＜ｎｉなので、Ｅｘ，Ｅｙどちらの光も屈折率差により強誘電体膜１１一層あたりフレネルの公式に基づく界面反射が発生する。そして、Ｅｘ方向の反射率Ｒｘは、界面での屈折後の角度をθｔとし、ｔａｎθｉ＝ｎ／ｎｉで表すと、（７）式になる。
【００４８】
【数７】
2011085730.tif 000009
【００４９】
上記（７）式から、面の垂線に対しθの入射角で光が入射しているため、入射角分だけ反射量は多くなることがわかる。
また、強誘電体膜１１の層数ｋを多くすることによって、全透過率Ｔ（ｏｆｆ）は前記（１）式に基づき増加する。
【００５０】
次に、強誘電体膜１１に電圧を印加したとき、Ｅｘが強誘電体膜１１で感じる屈折率は図９に示したようになる。
【００５１】
強誘電体膜１１のｚ方向の屈折率ｎ＋Δｎｚとｘ方向の屈折率ｎ＋Δｎｘの合成ｎ（θ）となる。
ｎ（θ）は下記（８）式により算出できる。
【００５２】
【数８】
2011085730.tif 000010
【００５３】
強誘電体膜１１のカー係数テンソルは前記（２）式、強誘電体膜１１に電圧を印加し面方向に電界Ｅがかけられた時のｎｘおよびｎｙの屈折率変化量Δｎｘ，Δｎｙ，Δｎｚは前記（３）式、（４）式により与えられる。
Ｒ11＞０，Ｒ12＜０，｜Ｒ11｜＞｜Ｒ12｜もしくはＲ11＞＞｜Ｒ12｜＞０である場合は、以下のようになる。
Ｅｘに対しての屈折率は、透明導電膜１２はｎｉ、強誘電体膜１１はｎ（θ）となる。ここでｎ＜ｎ（θ）＜ｎｉのとき、屈折率差により強誘電体一層ごとフレネルの公式に基づく反射率Ｒｘが発生する。
図１０に示すように、Ｅｙに対しての屈折率は、ｎ＜ｎ（θ）＜ｎｉのとき屈折率差により強誘電体膜１１の一層ごと、フレネルの公式に基づく反射率Ｒｘが発生する。特に、ｎｙ＝ｎｉとなるよう電界を印加すれば屈折率差はなくなり、Ｅｙに対する界面反射率Ｒｙ＝０となる。
偏光の特性により常に、Ｒｘ＞Ｒｙであるため、ｎｙ＝ｎｉのときが全透過率Ｔ（ｏｎ）の最大値となる。
このように、強誘電体膜１１が無電界のとき、強誘電体膜１１の屈折率より透明導電膜１２の屈折率が大きく、強誘電体膜１１と透明導電膜１２との界面の傾斜により傾斜回転軸方向の偏光の反射率を大きくしておくことで、強誘電体膜１１に電界をかけたとき、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の屈折率差が小さくなって、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の界面からの反射が減少したときの反射量変動幅を大きくする。
よって、透明導電膜１２に印加する電圧によって反射率、透過率を制御することが可能となる。
【００５４】
具体例として、強誘電体膜１１にＫＴＮＯ、透明導電膜１２にニオブ酸チタン（ＴｉＮｂＯ）を使用する一例を用いて以下の計算により説明をする。
強誘電体膜１１の膜厚を５０ｎｍ、電界を印加しないときの強誘電体膜１１の平均屈折率をｎ＝２．２９、Ｒ１１＝４．１４、Ｒ１２＝−１．１５、光の入射角θ＝４５、強誘電体膜１１の層数１０とし、透明導電膜１２の屈折率ｎｉ＝２．５とする。
上記条件では、電界を印加しないとき、反射率は２７％となる。
また電圧を０．８７Ｖ印加すると、強誘電体膜１１のｘ方向とｙ方向の屈折率＝２．５となり反射率は１％以下となる。
【００５５】
また、上記第４例において、強誘電体膜１１と透明導電膜１２の屈折率の大小関係を逆にして反射率を可変させることもできる。
【００５６】
上記各実施例において、強誘電体膜１１および透明導電膜１２の膜厚は、それぞれ入射光の波長以下である。
例えば、図１１に示すように、強誘電体膜１１と透明導電膜１２のそれぞれの膜厚を入射光の波長以下とすることで、入射光の全波長領域に対して反射光による干渉を生じさせないで、反射させることが可能なる。一方、入射光の波長よりも厚い膜が形成されていた場合には、反射光の干渉が生じる。なお、図面では、縦軸に透過率を示しているが、吸収率を一定とすれば、透過率と反射率と吸収率の和が１００％となるので、透過率より反射率が一義的にわかる。
また、各膜の厚さが入射光の波長以下とすることで、反射可変ミラー１の厚さを薄くできる。
【００５７】
強誘電体膜１１には、上記各実施例で挙げた材料の他に、マグネシウム酸ニオブ酸チタン酸鉛（ＰＭＮＴ）、ランタン酸ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢＴＯ）、チタン酸ストロンチウム（Ｓｒ）（ＳＴＯ）、チタン酸カリウム（ＫＴＯ）を用いることができる。
【００５８】
また透明導電膜１２には、インジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、インジウムガリウム亜鉛オキサイド（ＩｎＧａＺｎＯ4）、アルミニウム亜鉛オキサイド（ＡＺＯ）、ニオブ酸ストロンチウム（ＳＴ(Ｎｂ)Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、インジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）などを用いることができる。もちろん、上記以外の透明電極材料を用いることもできる。
【００５９】
＜２．第２の実施の形態＞
［電子スチルカメラの構成の一例］
本発明の第２実施の形態に係る電子スチルカメラの構成の一例を、図１２の概略構成図によって説明する。図面では、電子スチルカメラの一例として、デジタル１眼レフカメラを示した。以下、デジタル１眼レフカメラを、単に１眼レフカメラという。
【００６０】
図１２に示すように、１眼レフカメラ１００は、カメラ本体部１０１の内部にミラー１１１が設けられている。上記カメラ本体部１０１の前面にはレンズ１０２が取り付けられている。上記カメラ本体部１０１内の上部にはプリズム１０３が設けられている。また、上記カメラ本体部１０１の後面上部には、上記レンズ１０２により集光され、上記ミラー１１１、上記プリズム１０３で反射された光の像を見るファインダー１０４を有している。また、上記カメラ本体部１０１の内部後面には、撮像素子１０５が設けられている。
上記ミラー１１１には、本発明の反射可変ミラー１を用いている。このように、反射可変ミラー１を用いることが容易になるのは、反射可変ミラー１の厚さが例えば１ｍｍ程度以下の薄さに形成されるため、カメラ本体部１０１内に装着し易くなっているからである。
【００６１】
上記構成の１眼レフカメラ１００では、例えば、電圧源３１がオン状態のとき、入射光は反射可変ミラー１を透過して撮像素子１０５に導かれる。一方、電圧源３１がオフ状態のとき、入射光は反射可変ミラー１により反射し、プリズム１０３方向に導かれ、プリズム１０３で反射されてファインダー１０４に導かれる。
つまり、シャッターを切った瞬間、電圧源３１がオン状態となり、入射光が反射可変ミラー１を透過するようになる。
【００６２】
一方、従来の１眼レフカメラでは、シャッター（図示せず）を切った瞬間、ミラー１１１がミラーアップして、レンズ１０２により集光した光を撮像素子１０５に導いていた。このように、従来は、撮影時にミラーアップさせていたため、ミラーアップによるダスト発生の懸念があった、このダストが撮像素子１０５に付着すると、撮影画像に黒い点が発生することになる。一方、本発明の１眼レフカメラ１００では、反射可変ミラー１をミラー１１１に適用することで、撮影時のミラーアップが不要になり、ダストの発生懸念がなくなる。よって、ダストによる画像劣化が防止できるので、画質の向上が図れる。
また、ミラーアップ動作が不要となるので、最高で１／８０００程度であったシャッター速度を、電子シャッターを用いることで、さらに高速にすることができる。
【００６３】
また、反射可変ミラー１をミラー１１１に適用することで、ファインダー画像と撮像素子１０５により撮像された画像の両方を得ることができる。例えば、反射可変ミラー１を透過する光量の３０％程度を撮像素子１０５側に透過させ、残りの光量をファインダー１０４側に導くこともできる。上記透過させる光量は３０％に限定されず、適宜、選択できる。
【００６４】
また、例えばファインダー１０４側に受光素子（図示せず）を設けることで、最適な光量が撮像素子１０５に入射されるように、瞬時にスイッチ３２をオンまたはオフして電圧源（前記図１参照）の発生電位を制御し、反射可変ミラー１を制御することができる。
【００６５】
本発明は、１眼レフカメラに限定されず、ミラーアップを必要としていた全てのカメラのミラーに反射可変ミラー１を適用することができる。
【００６６】
また、上記１眼レフカメラ１００においても、従来のミラーを用いていないカメラにおいても、レンズと撮像素子との間に反射可変ミラー１を配置することで、反射可変ミラー１を入射光量を減衰させるＮＤフィルタとして用いることもできる。この場合、電圧源３１の電圧の変化によって、反射光量を調整できるので、透過光量も調整できる。よって、従来、光量を調整するため、複数種のＮＤフィルタから選択してレンズ前面に取り付けていて従来のＮＤフィルタが不要になる。
【００６７】
また、本発明の反射可変ミラー１は、例えば、液晶の代替しディスプレイデバイスとして使用することができる。
また、照明の調光デバイス、自動車のミラー、通信用デバイスの光量を変調するデバイスとして適用できる。
また、半導体製造用の露光装置のシャッターとして使用できる。
さらに、反射可変ミラー１を微細に形成して、その集合体を、例えばマトリックス状に構成することで、光を透過する領域と光を遮蔽する領域とを、各反射可変ミラー１に印加する電位を調整することによって作り出すことで、露光マスクとして使用できる。この場合、半透過領域を作ることで、ハーフトーンマスクになる。
【符号の説明】
【００６８】
１…反射可変ミラー、１１…強誘電体膜、１２…透明導電膜１２、１３…積層体、１００…１眼レフカメラ、１０１…カメラ本体部、１１１…ミラー、１０２…レンズ、１０３…プリズム、１０４…ファインダー、１０５…撮像素子
【図１】
2011085730.tif 000011
【図２】
2011085730.tif 000012
【図３】
2011085730.tif 000013
【図４】
2011085730.tif 000014
【図５】
2011085730.tif 000015
【図６】
2011085730.tif 000016
【図７】
2011085730.tif 000017
【図８】
2011085730.tif 000018
【図９】
2011085730.tif 000019
【図１０】
2011085730.tif 000020
【図１１】
2011085730.tif 000021
【図１２】
2011085730.tif 000022