(57)【要約】    【課題】奥行き方向が極めて薄い薄型であっても十分広い範囲の光量調節が行なえる電子撮像装置を提供する。    【解決手段】光路を折り曲げるための反射面ＲＦを少なくとも１面有する光学系Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５を用いた電子撮像装置。前記光学系に光の透過率を変化させることの出来る光学素子を設け、前記光路が前記光学素子を複数回通過するように構成されている。【選択図】図１
2004240420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路を折り曲げるための反射面を有する光学系を用いた電子撮像装置において、前記光学系に光の透過率を変化させることの出来る光学素子を設け、光線が前記光学素子を複数回通過するように構成したことを特徴とする電子撮像装置。
【請求項２】
光路を折り曲げるための反射面を有する光学系を用いた電子撮像装置において、前記反射面上あるいは前記反射面の直前に光の透過率を変化させることの出来る光学素子を設け、光線が前記光学素子を複数回通過するように構成したことを特徴とする電子撮像装置。
【請求項３】
波長520nmの光が前記光学素子を１回通過する時の透過率τ520が、τmin≦τ520≦τmax全域で以下の条件を満足する請求項１又は２に記載の電子撮像装置。
０．７０  ＜  τ440／τ520 ＜  １．２０
０．８０  ＜  τ600／τ520 ＜  １．３０
但し、τ440は波長440nmの光の透過率、τ600波長600nmの光の透過率である。また、τminは、前記透過率を変化させることのできる光学素子が、最も不透明な状態になっている時の最小透過率、τmaxは、前記透過率を変化させることのできる光学素子が、最も透明な状態になっている時の最大透過率である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系の内部透過率を変化させる方式により光量調節を行なうようにした電子撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のデジタルカメラをはじめとする電子撮像装置においては、その小型化や薄型化が進展してきている。この小型化や薄型化は、主に電気回路や記録媒体の小型化によるところが大きい。電気回路や記録媒体の小型化が進んだ結果、光学系の撮像装置全体に占める大きさの割合が、相対的に増大してきている。そこで、光学系に関しても、特にズームレンズに関して、撮像素子の小型化を通じて小型化が進んでいる。例えば、沈胴式鏡筒の採用が挙げられる。この沈胴式鏡筒は、撮影時に光学系がせり出し、携帯時に光学系が電子撮像装置筐体内に収納される構造になっている。これにより、小型化あるいは薄型化に対応してきた。
しかし、小型化が進展するにつれて、撮像素子の小型化の進展に比例して光学系全体を小型化することには限界が生じている。これは、光学系を構成するレンズ要素の物理的加工に限界があること、メカ機構の機械的強度に限界があること、及び製作精度に限界があることによる。そこで、非球面や高屈折率低分散硝材を使用して、構成要素を極限まで減らすことが行われている。しかしながら、それも基本仕様の確保や収差補正上限界に到達している。そのため、従来のように光学素子を一直線状に配置する構成では、光学系の体積や全長の小型化、あるいは沈胴時の奥行き方向への薄型化は限界に来ている。
そこで、特に奥行き方向への薄型化を実現する方法として、次のようなものがある。その１つは、光学系内に光路を折り曲げるための反射面を有する構成である。また、別の１つは、光学フィルタやダイクロイックミラーの代わりに、エレクトロクロミック素子を用いる構成である。この構成では、複数の透過光の波長範囲が互いに異なる複数のエレクトロクロミック素子を、組合せているものもある（特許文献１および２参照）。このような構成は、電子撮像装置筐体の薄型化に大きく貢献している。
【特許文献１】特公平５−２７０８３号公報
【特許文献２】特開平１１−１６０７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、これらのものは、電子撮像素子の小型化にともない、回折の問題が無視できなくなってきている。例えば、F/5.6以上絞り込むと画質の劣化が著しくなってくるため、光量の調節範囲が狭くなる等の新たな問題が出てきている。そこで、従来、透過率を下げるために幾つかの光学素子を抜き差し交換する方法や、透過率が可変の光学素子を使用する方法が提案されている。しかしながら、前者は機構が複雑でそのためのスペースが小型化を妨げる要因になる。その点、後者は小型化に適してはいるが、透過率の可変範囲が狭く、広い範囲の光量調節をするには不十分である。
【０００４】
本発明は、上記の如き従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、奥行き方向が極めて薄い薄型であっても十分広い範囲の光量調節が行なえる電子撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明による電子撮像装置は、光路を折り曲げるための反射面を有する光学系を用いた電子撮像装置において、前記光学系に光の透過率を変化させることのできる光学素子を設け、光線が前記光学素子を複数回通過するように構成したことを特徴としている。
また、本発明による電子撮像装置は、光路を折り曲げるための反射面を有する光学系を用いた電子撮像装置において、前記反射面上あるいは前記反射面の直前に光の透過率を変化させることのできる光学素子を設け、光線が前記光学素子を複数回通過するように構成したことを特徴としている。
また、本発明による電子撮像装置は、波長520nmの光が前記光学素子を１回通過する時の透過率τ520が、τmin≦τ520≦τmax全域で以下の条件を満足するように構成されている。
０．７０  ＜  τ440／τ520 ＜  １．２０
０．８０  ＜  τ600／τ520 ＜  １．３０
但し、τ440は波長440nmの光の透過率、τ600波長600nmの光の透過率である。また、τminは、前記透過率を変化させることのできる光学素子が、最も不透明な状態になっている時の最小透過率、τmaxは、前記透過率を変化させることのできる光学素子が、最も透明な状態になっている時の最大透過率である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、透過率を変化させることのできる光学素子を光線が複数回通過するように構成することにより、小型で特に奥行き方向が極めて薄く且つ十分広い範囲の光量調節が行える薄型の電子撮像装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の態様を図示した実施例に基づき説明する。説明に先立ち、本発明の作用効果について述べる。
本発明によれば、光学系内にある反射面を利用して、結像光束を、透過率を変化させることのできる光学素子（以下、透過率可変光学素子とする。）を例えば２度通過させるようにすることができる。これにより、透過率可変光学素子の透過率の可変範囲が狭くても、光学系全体の透過率の最大値と最小値の比は概略２乗になり、光量調節範囲を大幅に広げることができる。
なお、結像光束が透過率可変光学素子を２度通過するようにするためには、出来るだけ透過率可変光学素子を反射面の上あるいは直前に配置するのが光学系の小型化には有利である。
さらに、波長520nmの光が透過率可変光学素子を１回通過した時の分光透過率τ520が 、τmin≦τ520≦τmax全域で、以下の条件を同時に満足すると良い。
０．７０  ＜  τ440／τ520 ＜  １．２０              （１）
０．８０  ＜  τ600／τ520 ＜  １．３０              （２）
但し、τx（ｘは数字）は波長ｘnmの光の透過率である。（よって、τ440は波長440nmの光の透過率、τ600波長600nmの光の透過率となる。）また、τminは、透過率可変光学素子が、最も不透明な状態になっている時の最小透過率、τmaxは、透過率可変光学素子が、最も透明な状態になっている時の最大透過率である。
上記条件のいずれかを外れるとカラーバランスが劣化しやすく好ましくない。
【０００８】
なお、
０．７５  ＜  τ440／τ520 ＜  １．１５              （１'）
０．８５  ＜  τ600／τ520 ＜  １．２５              （２'）
なる条件を満たせば更に良く、
０．８０  ＜  τ440／τ520 ＜  １．１０              （１"）
０．９０  ＜  τ600／τ520 ＜  １．２０              （２"）
なる条件を満たせば最良である。
【０００９】
以上は、透過率可変光学素子を用いる場合に関するが、これに代えて、反射率が可変となる光学素子（以下、反射率可変光学素子とする）を用いても良い。その場合も、波長520nmの光における反射率R520が、Rmin≦R520≦Rmax全域で、以下の条件を満足するのが良い。
０．５０  ＜  R440／R520  ＜  １．４０                （３）
０．６０  ＜  R600／R520  ＜  １．７０                （４）
但し、Rx（ｘは数字）は波長ｘnmの光の反射率である。（よって、R440は波長440nmの光の反射率、R600は波長600nmの光の反射率となる。）また、Ｒminは、反射率可変光学素子が、最も透明な状態になっている時の最小反射率、Ｒmaxは、反射率可変光学素子が、最も不透明な状態になっている時の最大反射率である。
この場合も、条件式（３）及び（４）のいずれかを外れると、カラーバランスが劣化しやすく好ましくない。
【００１０】
なお、
０．６０  ＜  R440／R520  ＜  １．３０                （３'）
０．７０  ＜  R600／R520  ＜  １．６０                （４'）
なる条件を満たせば更に良く、
０．７０  ＜  R440／R520  ＜  １．２０                （３"）
０．８０  ＜  R600／R520  ＜  １．５０                （４"）
なる条件を満たせば最良である。
【００１１】
ここで、τmin、τmaxについて説明する。例えば、エレクトロクロミック素子は、２つの異なる所定の電圧を印加することで、図６に示すように、透過率の高い状態と透過率の低い状態になる。ここで、最も透過率が高い状態では、エレクトロクロミック素子は、最も透明な状態になっている。一方、最も透過率が低い状態では、エレクトロクロミック素子は、最も不透明な状態になっている。
よって、τminは、透過率可変光学素子が、最も不透明な状態になっている時の最小透過率で、τmaxは、透過率可変光学素子が、最も透明な状態になっている時の最大透過率ということになる。
例えば、τmin≦τ520≦τmaxの場合、τminは、透過率可変光学素子が最も不透明な状態になっている時の、波長520nmにおける最小透過率となる。また、τmaxは、透過率可変光学素子が最も透明な状態になっている時の、波長520nmにおける最大透過率となる。
また、図５に示すように、反射率可変光学素子では、２つの異なる所定の電圧を印加することで、反射率の高い状態と反射率の低い状態になる。ここで、最も反射率が高い状態では、反射率可変光学素子は、最も不透明な状態になっている。ただし、吸収はほとんど生じないので、光は反射される。一方、最も反射率が低い状態では、反射率可変光学素子は、最も透明な状態になっている。
よって、Ｒminは、反射率可変光学素子が、最も透明な状態になっている時の最小反射率で、Ｒmaxは、反射率可変光学素子が、最も不透明な状態になっている時の最大反射率ということになる。
【００１２】
透過率可変光学素子としては、例えば、エレクトロクロミック素子が好ましい。この素子は、電気的に化学変化を制御することにより、光の透過率あるいは反射率を変化させることの出来る素子である。このような素子を用いることは、サイズ、制御性、応答速度などの点で好ましい。特に、このような素子は、高速追従で安定した透過率を得ることができる。よって、このような素子を光路内に設けるれば、例えば、ある電圧のもとで電気量を制御することにより、高速且つ安定して光量調節を行なうことができる。なお、反射率可変光学素子としては、例えば、マグネシウム、ニッケル系合金薄膜を用いた調光ミラーなどがある。
その場合、出来るだけ光量調節範囲を広くするために、透過率可変光学素子の波長520nmの光の１回の通過における最大透過率τmax（≧0.7）と最小透過率τmin（≦0.3）との比が、少なくとも2.5以上であるのが好ましい。出来れば3.5以上であることが望ましい。反射の場合は、少なくとも４以上、出来れば5.5以上であることが望ましい。
【００１３】
光学系として次のような結像光学系は、電子撮像装置の奥行き方向を薄くするのに極めて効果的であるため、電子撮像素子が小型になるほど有効性を発揮する。この結像光学系は、反射面と正の屈折力のレンズ群を少なくとも有する。ここで、反射面は光路を折り曲げるために用いられる。また、正の屈折力のレンズ群は、広角端から望遠端に変倍する際に、単調に物体側に移動する。
このような光学系では、開口絞りを例えば常用するF8程度にセットしても回折の影響により画質が劣化するため、開口径を小さく絞り込むわけにはいかない。従って、上述のような透過率可変光学素子と反射面の組合せ、或いは反射率可変光学素子を用いれば、画質を劣化させることなく光量を調節することができる。なお、奥行き方向をより薄くするために、変倍時に可動な全ての群の最も物体側のレンズよりも物体側に、反射面を少なくとも１つ有するように構成するのがよい。
【００１４】
或いは、光学系中に少なくとも１つのプリズムを配置する。そして、反射面をプリズムの一面に略平行に配する。更に、プリズムの一面と反射面との間に光の透過率を変化させることの出来る媒質（以下、透過率可変媒質とする）を配置することにより構成しても良い。この場合、プリズム、透過率可変媒質及び反射面が、透過率可変光学素子に該当する。なお、光学系を通過する光路の最も物体側に、プリズムを配置すればなお良い。それは、奥行き方向を屈折力の高い媒質とすることでより長い光路長、つまりより短い実寸にするために有効であるからである。
【００１５】
さらに、プリズムの最も物体側の面（入射面）は、凹面とするのがよい。それは、光学全系の入射面から入射瞳位置までの深さ（距離）を極力浅くすることにより、反射面を物理的に光学全系の入射面により近く配置することができるからである。そして、これによって、奥行きを薄くすることに効果的であるからである。そして、プリズムの屈折率については、1.55以上（1.65以上であればより良く、1.75以上であれば最良）と極力高い方がよい。
【００１６】
なお、上記以外にもプリズムの屈折率を高くすると、次のような効果がある。透過率可変媒質あるいは透明電極には、通常の硝子並み以上の極めて高い屈折率を有するものがある。ここで、プリズムと反射面との間に、空気を介さずに、透過率可変媒質を挟んだとする。この場合、プリズムと透過率可変媒質との境界面は、高い反射率を有することになる。その結果、本来反射面で反射すべき結像光束の一部がこの境界面で反射して、ゴースト像を形成してしまう。従って、プリズムと透過率可変媒質との屈折率差を、0.4以下とするのがよい（0.3以下であればより良く、0.2以下であれば最良）。このように、プリズムの屈折率を高くすることで、ゴーストの発生を抑えることができるという効果が得られる。
【００１７】
あるいは、プリズムの屈折率を条件としない場合は、波長520nmの光に対する境界面における反射率Rb、反射面における反射率Rm及び両面の間隔dとの関係を、以下の様にすると良い。
０．１＜Rb／｛(1−Rb)（Rm×τ5202）｝＜１０
d ＝ 画素ピッチ×α／cosθ
０＜α＜１．０        （α…係数）
２０°＜θ＜７０°    （θ…反射面の入射光軸に対する角度）
以上の条件は、両面それぞれの反射によって引き起こされる二重像を逆手にとって利用する場合の条件である。すなわち、二重像を、電子撮像素子のナイキスト周波数以上の成分による折り返し歪みを除くために用いるものである。これは、二重像を、光学ローパスフィルター的効果の足しに使用するものである。これらの条件を外すと、解像力が低下しすぎたり、或いはゴーストとして認知させる像が出来たりして好ましくない。
【００１８】
なお、フォーカシング機能は、光学系の出来るだけ像側の方にある光学素子群に具備させるのが良い。本発明の場合には、最も像側の可動群がフォーカシング機能を果たしている。そして、光学系の状態と、電子撮像素子から得られる映像に関連した電気信号及び透過率可変媒質の透過率を、それぞれ電気的に制御する手段を備えた電子撮像装置とするのがよい。
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１及び図２は、電子撮像装置の実施例１であって、この電子撮像装置に用いられる光学構成を示す光軸に沿う断面図である。これらの図は、広角端において無限遠物点に合焦している時の状態を、それぞれ示している。なお、この光学系は、折り曲げ光学系である。
図１及び図２中、Ｉは電子撮像素子であるＣＣＤの撮像面、ＬＰＦは光学的ローパスフィルターである。そして、物体側から順に、光学系と、光学的ローパスフィルターＬＰＦと、撮像面Ｉが配置されている。
光学系は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５を有している。
第１レンズ群Ｇ１は、全体で正の屈折力を有している。この第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、プリズムＰと後側副群とで構成されている。プリズムＰは、物体側に光路を折り曲げるための反射面ＲＦと光線入射面ＩＦを有する。光線入射面ＩＦは物体側に凹面であり、光軸から離れるに従って発散性が弱まる非球面を持つ。また、後側副群は正の屈折力を有する。
なお、図１に示すプリズムＰの反射面ＲＦには、反射率が可変である媒質が密着せしめられている。一方、図２に示す反射面ＲＦとプリズムＰの対向面との間には、透過率可変媒質が挟まれていている。そして、これらが反射率可変光学素子あるいは透過率可変光学素子を構成している。図１及び図２の構成とも、光量調節を高速、且つ安定して行える。
なお、図２の構成では、プリズムＰに入射した光は、透過率可変媒質を通過して反射面ＲＦに到達する。この光は、反射面ＲＦで反射された後、再び透過率可変媒質を通過してプリズムＰ内に戻る。すなわち、プリズムＰに入射した光は、透過率可変媒質を２回通過することになる。したがって、図２の構成の方が、図１の構成に比べて、光量調節範囲を広くとることができる。
ここで、プリズムＰは、光路を９０°折り曲げる反射プリズムとして構成されている。また、後側副群は、両凸正レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、全体で負の屈折力を有している。この第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に配置された、両凹負レンズと正メニスカスレンズとで構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に配置された、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負正レンズとの接合レンズで構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は、正メニスカスレンズで構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた平凸レンズで構成されている。
なお、本発明の各実施例における有効撮像領域の縦横比は３：４であり、光路折り曲げ方向は横方向である。
【００２１】
また、無限遠物点に合焦した状態において広角端から望遠端へと変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１及び開口絞りＳは位置が固定され、第２レンズ群Ｇ２は像側へのみ移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へのみ移動するようになっている。
また、合焦動作時には、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５が光軸上を移動するようになっている。
非球面は、第１レンズ群Ｇ１中のプリズムＰの光線入射面ＩＦのほかに、第１レンズ群Ｇ１中の両凸レンズの物体側の面、第２レンズ群Ｇ２中の両凹レンズの物体側及び像側の面、及び第３レンズ群Ｇ３中の両凸正レンズの物体側及び像側の面及び第５レンズ群Ｇ５のメニスカスレンズの物体側面に夫々設けられている。
【００２２】
次に、実施例１で用いられる光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
なお、実施例１で用いられる光学系の数値データにおいて、ｒ1、ｒ2、…は各レンズ面の曲率半径、ｄ1、ｄ2、…は各レンズの肉厚または空気間隔、ｎd1、ｎd2、…は各レンズのｄ線での屈折率、νd1、νd2、…は各レンズのアッべ数、Ｆｎｏ．はＦナンバー、ｆは全系焦点距離、Ｄ０は物体から第１面までの距離を表している。ｒ，ｄ，ｆ，Ｄ０の単位はmmである。
なお、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をＫ、非球面係数をＡ4、Ａ6、Ａ8、Ａ10としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4ｙ4＋Ａ6ｙ6＋Ａ8ｙ8＋Ａ10ｙ10
なお、これらの記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【００２３】
数値データ１
ｒ1＝-9.4520（非球面）
ｄ1＝8.2000         ｎd1＝1.80518       νd1＝25.42
ｒ2＝∞
ｄ2＝0.1500
ｒ3＝9.6078（非球面）
ｄ3＝2.3000         ｎd3＝1.78800       νd3＝47.37
ｒ4＝-36.5601
ｄ4＝D4
ｒ5＝-12.2968(非球面)
ｄ5＝0.8000         ｎd5＝1.74320       νd5＝49.34
ｒ6＝5.0653（非球面）
ｄ6＝0.6000
ｒ7＝7.3064
ｄ7＝1.5000         ｎd7＝1.84666       νd7＝23.78
ｒ8＝30.2966
ｄ8＝D8
ｒ9＝∞（絞り）
ｄ9＝D9
ｒ10＝10.4103(非球面)
ｄ10＝5.8865        ｎd10＝1.69350       νd10＝53.21
ｒ11＝-6.9390(非球面)
ｄ11＝0.1500
ｒ12＝8.4519
ｄ12＝2.4987        ｎd12＝1.51742       νd12＝52.43
ｒ13＝-10.7434
ｄ13＝0.7000        ｎd13＝1.84666       νd13＝23.78
ｒ14＝4.1500
ｄ14＝D14
ｒ15＝6.0955
ｄ15＝1.8000        ｎd15＝1.48749       νd15＝70.23
ｒ16＝9.7078
ｄ16＝D16
ｒ17＝8.7554(非球面)
ｄ17＝1.8000        ｎd17＝1.58423       νd17＝30.49
ｒ18＝∞
ｄ18＝0.7000
ｒ19＝∞
ｄ19＝0.6000        ｎd19＝1.51633       νd18＝64.14
ｒ20＝∞
ｄ20＝D20
ｒ21＝∞（撮像面）
【００２４】
非球面係数
第１面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                 Ａ4＝9.5837×10-4       Ａ6＝-1.1998×10-5
Ａ8＝1.1926×10-7
第3面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                 Ａ4＝-5.2184×10-4      Ａ6＝1.4369×10-6
Ａ8＝1.3193×10-8
第5面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                 Ａ4＝-8.5131×10-4      Ａ6＝1.2914×10-4
Ａ8＝-5.4974×10-6
第6面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                 Ａ4＝-1.8812×10-3      Ａ6＝1.7977×10-4
Ａ8＝-1.1418×10-5
第10面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                 Ａ4＝-9.0524×10-4      Ａ6＝-1.4899×10-5
Ａ8＝-2.7354×10-6
第11面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                 Ａ4＝2.0252×10-4       Ａ6＝-1.5683×10-5
Ａ8＝-2.5889×10-7
第17面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                 Ａ4＝1.3132×10-4       Ａ6＝2.2399×10-5
Ａ8＝-2.5971×10-6
【００２５】
ズームデータ
Ｄ０（物体から第１面までの距離）が∞のとき
広角端          中間         望遠端
ｆ（ｍｍ）   4.60394          7.80037       13.19942
Ｆｎｏ．     2.8634           3.5902         4.5306
Ｄ０            ∞               ∞             ∞
Ｄ４         0.99877          3.91855        6.57280
Ｄ８         6.47386          3.54652        0.89974
Ｄ９         5.54148          3.31646        0.99874
Ｄ１４       1.37738          3.62339        5.91816
Ｄ１６       1.19791          1.19758        1.19992
Ｄ２０       0.89970          0.87855        0.89957
【実施例２】
【００２６】
図３及び図４は、電子撮像装置の実施例２であって、この電子撮像装置に用いられる光学構成を示す光軸に沿う断面図である。これらの図は、広角端において無限遠物点に合焦している時の状態を、それぞれ示している。なお、この光学系も折り曲げ光学系である。
図３及び図４中、Ｉは電子撮像素子であるＣＣＤの撮像面、ＬＰＦは光学的ローパスフィルターである。そして、物体側から順に、光学系と、光学的ローパスフィルターＬＰＦと、撮像面Ｉが配置されている。
光学系は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５を有している。
第１レンズ群Ｇ１は、全体で負の屈折力を有している。この第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負メニスカスレンズ、プリズムＰ及び後側副群とで構成されている。プリズムＰは、物体側に光路を折り曲げる反射面ＲＦを有する。また、後側副群は負の屈折力を有する。
なお、図３に示すプリズムＰの反射面ＲＦには、反射率が可変である媒質が密着せしめられている。また、図４に示す反射面ＲＦとプリズムＰの対向面との間には、透過率可変媒質が挟まれている。そして、これらが反射率可変光学素子あるいは透過率可変光学素子を構成している。
また、プリズムＰは、光路を９０°折り曲げる反射プリズムとして構成されている。後側副群は、両凹負レンズで構成されている。
第２レンズ群Ｇ２は、正メニスカスレンズで構成されている。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に配置された、正メニスカスレンズと負メニスカスレンズを接合してなる接合レンズと、両凸正レンズで構成されている。
第４レンズ群Ｇ４は、正メニスカスレンズで構成されている。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に配置された、負メニスカスレンズと正メニスカスレンズを接合してなる接合レンズと、平行平面板と、光学的ローパスフィルターＬＰＦで構成されている。
【００２７】
また、無限遠物点に合焦した状態において広角端から望遠端へと変倍する際には、第１レンズ群Ｇ１及び開口絞りＳは位置が固定され、第２レンズ群Ｇ２は像側へのみ移動するようになっている。
また、合焦動作時には、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５が光軸上を移動するようになっている。
非球面は、第１レンズ群Ｇ１中の後側副群レンズの入射面及び出射面のほかに、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面、及び第５レンズ群Ｇ５中の接合レンズの像側の面に夫々設けられている。
なお、本実施例は、その変形例として、第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側にある正メニスカスレンズとプリズムＰに替えて、実施例１で示した如き入射面が物体側に凹面を向けたプリズムを用いて構成することができる。
【００２８】
次に、実施例２の光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ２
ｒ1＝18.1242
ｄ1＝1.1000        ｎd1＝1.77250        νd1＝49.60
ｒ2＝11.0917
ｄ2＝3.0000
ｒ3＝∞
ｄ3＝12.5000       ｎd3＝1.80610         νd3＝40.92
ｒ4＝∞
ｄ4＝0.3000
ｒ5＝-189.0024(非球面)
ｄ5＝0.9000        ｎd5＝1.80610         νd5＝40.92
ｒ6＝7.0839（非球面）
ｄ6＝0.8000
ｒ7＝8.8339
ｄ7＝1.9000        ｎd7＝1.76182          νd7＝26.52
ｒ8＝33.9090
ｄ8＝D8
ｒ9＝∞（絞り）
ｄ9＝1.0000
ｒ10＝6.5543(非球面)
ｄ10＝2.5000        ｎd10＝1.74320         νd10＝49.34
ｒ11＝16.5000
ｄ11＝0.7000        ｎd11＝1.84666         νd11＝23.78
ｒ12＝6.8813
ｄ12＝0.8000
ｒ13＝110.5063
ｄ13＝1.5000        ｎd13＝1.72916         νd13＝54.68
ｒ14＝-13.4784
ｄ14＝D14
ｒ15＝17.0895
ｄ15＝1.4000        ｎd15＝1.48749         νd15＝70.23
ｒ16＝214.7721
ｄ16＝D16
ｒ17＝-8.1890
ｄ17＝0.8000        ｎd17＝1.84666         νd17＝23.78
ｒ18＝-20.0000
ｄ18＝2.1000        ｎd18＝1.74320         νd18＝49.34
ｒ19＝-7.6979(非球面)
ｄ19＝0.6600
ｒ20＝∞
ｄ20＝1.4400        ｎd20＝1.54771         νd20＝62.84
ｒ21＝∞
ｄ21＝0.8000
ｒ22＝∞
ｄ22＝0.6000        ｎd22＝1.51633         νd22＝64.14
ｒ23＝∞
ｄ23＝D23
ｒ24＝∞(撮像面)
【００２９】
非球面係数
第５面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                  Ａ4＝3.1801×10-4      Ａ6＝-7.4933×10-6
Ａ8＝1.3268×10-7
第6面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                  Ａ4＝1.0755×10-4      Ａ6＝-2.2069×10-6
Ａ8＝-4.2215×10-8      Ａ10＝1.2946×10-9
第10面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                  Ａ4＝-2.8130×10-4      Ａ6＝-7.1076×10-7
Ａ8＝-1.7424×10-7
第19面
Ｋ＝0
Ａ2＝0                  Ａ4＝5.5956×10-4       Ａ6＝-1.7107×10-5
Ａ8＝5.6651×10-7
【００３０】
ズームデータ
Ｄ０（物体から第１面までの距離）が∞のとき
広角端          中間         望遠端
ｆ（ｍｍ）    6.00227         10.39870      17.99964
Ｆｎｏ．      2.8302           3.7274        4.5463
Ｄ０            ∞               ∞            ∞
Ｄ８         17.74229          9.38185       1.50012
Ｄ１４        1.39992         10.71211       9.41560
Ｄ１６        7.69801          6.74827      15.92451
Ｄ２３        1.36012          1.35450       1.36012
【００３１】
上記実施例では、何れも反射面を１面有する光学系を用いているが、かかる反射面は２面以上用いて構成することもできる。
【００３２】
図５は、反射率可変の媒質として用いられるエレクトロクロミック素子の分光特性を示す線図である。この媒質は、図１及び図３に示したプリズムＰの反射面ＦＲに、密着せしめられる媒質（物質）である。また、図６は、透過率可変媒質として用いられるエレクトロクロミック素子（厚さ１ｍｍの２枚の板ガラスで挟んだ場合）の分光特性を示す線図である。この媒質は、図２及び図４に示した反射面ＦＲとプリズムＰの対向面との間に挿入される媒質（物質）である。
【００３３】
なお、各種条件式、及び各種パラメータの値を、次の表に示す。ここで、透過タイプのエレクトロクロミック素子と反射面との組合せて用いる場合（図２及び図４参照）のエレクトロクロミック素子自身の透過率を、Ａ１（実施例１）及びＡ２（実施例２）としている。また、反射タイプのエレクトロクロミック素子の場合（図１及び図３参照）のエレクトロクロミック素子自身の透過率を、Ｂ１（実施例１）及びＢ２（実施例２）としている。また、レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆｂ、広角端での全系の焦点距離をｆｗとしている。なお、レンズ群Ｇ２は正の屈折力を有し、広角端から望遠端に変倍する際に、単調に物体側に移動するレンズ群である。下表では、エレクトロクロミック素子の透過率及び反射率の最大値と最小値のみを示しているが、それらの中間の値を連続的にとることも可能である。
2004240420.tif 000003
【００３４】
図７及び図８は、折り曲げ光学系を撮影光学系４１としてデジタルカメラに組み込んだ構成の概念図である。ここで、図７はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図８は同後方斜視図である。なお、図示のデジタルカメラは、撮像光路をデジタルカメラ本体の長辺方向に折り曲げた構成となっている。
【００３５】
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含んでいる。またカメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば、第１実施例の光路折り曲げ光学系を通して撮影が行われるようになっている。
【００３６】
以上の説明から明らかなように、本発明の電子撮像装置は、特許請求範囲に記載の特徴の他に下記の特徴を有している。
（１）光路を折り曲げるための反射面を少なくとも１面有する光学系を用いた電子撮像装置において、前記反射面は光の反射率を変化させることの出来る光学素子（例えば、エレクトロクロミック素子）を備えており、波長520nmの光の反射率R520がRmin≦R520≦Rmax全域で、分光反射率が以下の条件を満足する光学系を用いた電子撮像装置。
０．５０＜R440／R520＜１．４０
０．６０＜R600／R520＜１．７０
但し、Rx（ｘは数字）は波長ｘnmの反射率である。また、Ｒminは、反射率可変光学素子が、最も透明な状態になっている時の最小反射率、Ｒmaxは、反射率可変光学素子が、最も不透明な状態になっている時の最大反射率である。
（２）前記光学素子は、電気的に化学変化を制御することにより光の透過率を変化させることの出来る媒質からなっている請求項１乃至３の何れか又は上記（１）に記載の電子撮像装置。
（３）前記光学系は、正の屈折力を有し広角端から望遠端に変倍する際に単調に物体側に移動するレンズ群を含んでいる請求項１乃至３の何れか又は上記（１）又は（２）に記載の電子撮像装置。
（４）前記光学系は、変倍時に可動な全てのレンズ群の最も物体側のレンズよりも物体側に、光路を折り曲げるための反射面を少なくとも１つ含んでいる、請求項１乃至３の何れか又は上記（１）乃至（３）の何れかに記載の電子撮像装置。
（５）前記光学系は少なくとも１つのプリズムを含み、前記反射面は前記プリズムの一面に実質上平行に配されていて、前記プリズムの一面と前記反射面との間に光の透過率を変化させることの出来る媒質が介在せしめられている請求項１乃至３の何れか又は上記（１）乃至（４）の何れかに記載の電子撮像装置。
（６）前記プリズムは前記光学系を通過する光路の最も物体側に配されている上記（５）に記載の電子撮像装置。
（７）前記プリズムを通過する光路の最も物体側の面（入射面）は凹面である上記（６）に記載の電子撮像装置。
（８）前記プリズムの屈折率は1.68以上，1.75以上及び1.80以上の何れかであることを特徴とする上記（７）に記載の電子撮像装置。
（９）前記光学系の最も像側の可動レンズ群はフォーカシング機能を有している請求項１乃至３の何れか又は上記（１）乃至（８）の何れかに記載の電子撮像装置。
（１０）前記光学系の状態と電子撮像素子から得られる映像に関連した電気信号と前記媒質の透過率をそれぞれ電気的に制御する手段を備えた請求項１乃至３の何れか又は上記（１）乃至（９）の何れかに記載の電子撮像装置。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による電子撮像装置の実施例１の反射面に反射率可変の物質が密着せしめられている場合の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】本発明による電子撮像装置の実施例１の反射面とプリズムとの間に透過率可変の物質が挟まれている場合の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図３】本発明による電子撮像装置の実施例２の反射面に反射率可変の物質が密着せしめられている場合の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図４】本発明による電子撮像装置の実施例２の反射面とプリズムとの間に透過率可変の物質が挟まれている場合の光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図５】反射率可変の物質として用いられるエレクトロクロミック素子の分光特性を示す線図である。
【図６】透過率可変の物質として用いられるエレクトロクロミック素子（厚さ１ｍｍの２枚の板ガラスで挟んだ場合）の分光特性を示す線図である。
【図７】デジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図８】デジタルカメラの外観を示す後方斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ｇ１                                      第１レンズ群
Ｇ２                                      第２レンズ群
Ｇ３                                      第３レンズ群
Ｇ４                                      第４レンズ群
Ｇ５                                      第５レンズ群
Ｐ                                        プリズム
ＩＦ                                      光線入射面
ＲＦ                                      反射面
Ｉ                                        撮像面
ＬＰＦ                                    光学ローパスフィルター
【図１】
2004240420.tif 000004
【図２】
2004240420.tif 000005
【図３】
2004240420.tif 000006
【図４】
2004240420.tif 000007
【図５】
2004240420.tif 000008
【図６】
2004240420.tif 000009
【図７】
2004240420.tif 000010
【図８】
2004240420.tif 000011