(57)【要約】  【課題】本発明は、奥行きが極めて薄い薄型であって広範囲に光量調節ができる撮像装置を提供する。    【解決手段】本発明の撮像装置は、結像光学系と、前記結像光学系の像側に配置された光学デバイスとを有し、前記光学デバイスは、電気的制御により光学的特性が変化する物質Ｃと、該物質の両端に設けられた透明導電膜ITOと、該透明導電膜に隣接する支持層Ｓ１、Ｓ２あるいは接着層Ｓを備え、前記透明導電膜と前記支持層、あるいは前記透明導電膜と前記接着層との間に反射防止コートARを設ける。  【選択図】  図１１ 
2005077825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系と、前記結像光学系の像側に配置された光学デバイスとを有する撮像装置であって、
前記光学デバイスは、電気的制御により光学的特性が変化する物質と、該物質の両端に設けられた透明導電膜と、該透明導電膜に隣接する支持層あるいは接着層を備え、
前記透明導電膜と前記支持層、あるいは前記透明導電膜と前記接着層との間に反射防止コートを設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
結像光学系と、前記結像光学系の像位置に配置された撮像デバイスと、前記結像光学系と前記撮像デバイスの間に配置された光学デバイスを備えた撮像装置であって、
前記撮像デバイスは光電変換あるいは化学変化により前記結像光学系の像を撮像する機能を有し、
前記光学デバイスは、電気量に応じた化学変化により光の透過率を変化させることの出来る化学物質と、前記化学物質の両側に設けられた透明導電膜と、前記透明電極を支持する支持層あるいは接着層をそれぞれ有し、
少なくとも1ヶ所の前記透明導電膜と前記支持層、あるいは少なくとも1ヶ所の前記透明導電膜と接着層との間に、反射防止コートを設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記反射防止コートの屈折率ｎAR は以下の条件を満足する請求項１又は２に記載の撮像装置。
[（ｎS）3・（ｎITO）]1/4    ≦  ｎAR  ≦  [（ｎS）・（ｎITO）3  ]1/4
但し、ｎITO、ｎSはそれぞれ前記反射防止コートに隣接する前記透明導電膜、前記支持層あるいは接着層の屈折率（ｄ線基準）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光学系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。一方、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。そのため、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、特にズームレンズでは撮像素子の小型化が行われている。例えば、いわゆる沈胴式鏡筒といった機械的手段を用いることによって、薄型化が図られてきた。なお、沈胴式鏡筒は、撮影時に光学系がせり出し、携帯時に電子撮像装置筐体内に収納される構造を有している。
【０００３】
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。その理由は、光学系を構成するレンズ要素の物理的加工、メカ機構の機械的強度及び製作精度が限界に近づいていることによる。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達している。そのため、従来のような光学系の体積や、全長の小型化あるいは前記沈胴時の奥行き方向への薄型化は限界に来ている。
【０００４】
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、光学系内に光路を折り曲げるための反射面を有したものが提案されている。又、機構を簡素にするために、光学フイルターやダイクロイックミラーの代わりに、別の光学素子を用いることが検討されている。例えば、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配置して、これらを組み合わせて用いるようにしたもの（特許文献１及び２参照）などが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１６０７３９号公報
【特許文献２】特公平５−２７０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような状況の下で、電子撮像素子の小型化にともない、その回折の問題が無視できなくなってきている。たとえば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、透過率を下げるためのいく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。また、後者は駆動機構が不要であるため小型化に適している。しかし、それに使用される透過率が可変である物質の屈折率が高いため、内面反射によるゴーストやフレアーの発生が懸念される。又、前記透過率が可変である物質は、別途透明板等で支持し挟む必要がある。そのため、その分の厚みが嵩み、小型化に対して逆効果になる場合があり問題となる。
【０００６】
本発明は、上記の如き従来技術の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の撮像装置であっても、十分広い範囲の光量調節が行える撮像装置を提供することにある。また、本発明の目的は、能動的に光学特性をコントロールできる素子を搭載した撮像装置において、能動的に光学特性を制御できる素子を搭載した撮像装置における欠点を排除しながら、その長所を有効に生かして、奥行き方向が極めて薄い薄型の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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本願の発明の撮像装置は、結像光学系と、前記結像光学系の像側に配置された光学デバイスとを有する撮像装置であって、前記光学デバイスは、電気的制御により光学的特性が変化する物質と、該物質の両端に設けられた透明導電膜と、該透明導電膜に隣接する支持層あるいは接着層を備え、前記透明導電膜と前記支持層、あるいは前記透明導電膜と前記接着層との間に反射防止コートを設けたことを特徴とする。
【０００８】
又、本願の発明の撮像装置は、結像光学系と、前記結像光学系の像位置に配置された撮像デバイスと、前記結像光学系と前記撮像デバイスの間に配置された光学デバイスを備えた撮像装置であって、前記撮像デバイスは光電変換あるいは化学変化により前記結像光学系の像を撮像する機能を有し、前記光学デバイスは、電気量に応じた化学変化により光の透過率を変化させることの出来る化学物質と、前記化学物質の両側に設けられた透明導電膜と、前記透明電極を支持する支持層あるいは接着層をそれぞれ有し、少なくとも1ヶ所の前記透明導電膜と前記支持層、あるいは少なくとも1ヶ所の前記透明導電膜と接着層との間に、反射防止コートを設けたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、本願の発明の撮像装置は、請求項１又は２に記載の撮像装置において前記反射防止コートの屈折率ｎAR は以下の条件を満足するであることを特徴とする。
[（ｎS）3・（ｎITO）]1/4    ≦  ｎAR  ≦  [（ｎS）・（ｎITO）3  ]1/4
但し、ｎITO、ｎSはそれぞれ前記反射防止コートに隣接する前記透明導電膜、前記支持層あるいは接着層の屈折率（ｄ線基準）である。
【発明の効果】
【００１０】
本願の発明は、奥行き方向が極めて薄い薄型の撮像装置であっても、十分広い範囲の光量調節が行える撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施例の説明に先立ち、本発明のように構成した理由及び本発明の作用効果について説明する。
本実施形態の撮像装置では、特に、光量調節を光学系の可変開口絞りに代わって、透過率が可変である物質を用いている。そして、この物質を使って行なう光量調節方式について、適切な条件を定めている。
【００１２】
本実施形態の撮像装置では、結像光学系と、能動的に光学特性をコントロールできる光学素子（以下、単に光学デバイスとする）を有する。この光学デバイスは、電気的制御により光学的特性が変化する物質（以下、透過率可変物質とする。）と、透明導電膜（ITO）を少なくとも含む。ここで、透過率可変物質の光学的特性は、能動的に変化する。また、透明導電膜は電極として機能する物質で構成されている。そして、透過率可変物質を電気的に制御する際の電極として用いられる。
そして、それらは、たとえばガラス板などの光学部材に直接コーティングされるか、あるいはスパッタされる。あるいは、それらは、接着剤などの方法を通じて支持されている。ここで、光学デバイスは、おおむね電気的制御により光学特性が変化するものが多い。また、その機能を有する物質の主成分の屈折率や、電気的制御のための透明電極の屈折率は、支持層になる一般的な光学部材と比べて高い。従って、内面反射によるゴーストやフレアーの発生が懸念される。
【００１３】
そこで、本実施形態の撮像装置においては、透過率可変物質と、支持層になる光学部材との間に、反射防止コートを施している。透過率可変物質と支持層の間に接着層がある場合は、透過率可変物質と接着層の間、または接着層と支持層の間に反射防止コートが設けられる。あるいは、透明導電膜と支持層になる光学部材との間に、反射防止コートを施してもよい。透明導電膜と支持層の間に接着層がある場合は、透明導電膜と接着層の間、または接着層と支持層の間に反射防止コートが設けられる。
このようにすることで、光学素子による内面反射を大幅に低減することを可能にする。
【００１４】
また、本実施形態の撮像装置は、結像光学系、光学デバイス及び撮像デバイスを有する。光学デバイスは、結像光学系の光軸上に配され、光量調節機能を有する。また、撮像デバイスは、光電変換あるいは化学変化により撮像を行う。
従来、結像光学系内には開口絞りが配置されていた。そして、開口絞りの開口径を変えることで、光量調節を行っていた。これに対して、本実施形態では、この開口絞りに代えて透過率が可変の光学デバイスを用い、光量調節を行う方式を採用している。
【００１５】
この光学デバイスは、透過率可変物質と、電極としての透明導電膜（ITO膜）を少なくとも有する。この透過率可変物質は、電気量に応じて化学変化を生じる。そして、この化学変化により、光の透過率を変化させることができる。また、透過率可変物質の両サイドには、透明電極が設けられている。また、透過率可変物質や透明導電膜は、たとえばガラス板などの光学部材に直接コーティングされるか、あるいはスパッタで形成される。あるいは、接着剤などの方法により支持されている。
【００１６】
上記の場合も、透過率可変物質と支持層になる光学部材（接着層を含む）との間に、反射防止コートを少なくとも１ヶ所施すとよい。あるいは、透明導電膜と支持層になる光学部材（接着層を含む）との間に、反射防止コートを少なくとも１ヶ所施すとよい。特に、透明導電膜と支持層が隣接する場合が多いので、その間に反射防止を目的とした物質をコート（蒸着あるいはスパッタ）するとよい。
【００１７】
なお、反射防止コートは、所定の屈折率を持つことが好ましい。この所定の屈折率の値は、反射防止コートの一方の側に位置する物質の屈折率の値と、他方の側に位置する物質の屈折率の値とで決まる範囲内となるのが好ましい。理想的には、相乗平均の近傍の屈折率を有するのが良い。具体的には、以下の条件（１）の範囲内にすると良い。
（１）  [（ｎS）3・（ｎITO）]1/4    ≦  ｎAR  ≦  [（ｎS）・（ｎITO）3  ]1/4
但し、ｎAR は反射防止コートの屈折率、ｎITOは反射防止コートに隣接する透明導電膜の屈折率（ｄ線基準）、ｎSは支持層あるいは接着層の屈折率（ｄ線基準）である。
なお、以下の条件（２）を満足する場合は、反射防止コートを施しても施さなくても良い。
（２）  ｜ｎITO−ｎS｜  ≦  0.4
また、反射防止コートを施さない場合は、出来るだけ双方の屈折率差が少ないのが好ましい。たとえば、0.3以下ならばより好ましく、0.2以下であれば最良である。
【００１８】
次に光学デバイスの体積節約について説明する。一般的に光学デバイスは、その機能を有する物質（透過率可変物質）と電極のみは厚みがほとんどない。よって、体積のほとんどが、これらを支持する支持層で占められている。従って、支持のためだけの支持層を、出来るだけなくすことが重要となる。
そこで、たとえば、通常ある２枚の透明基板のうち、一方の平面部に透明導電膜（ITO膜）、透過率可変物質、透明導電膜（ITO膜）の順に蒸着、あるいはスパッタする。ここで、透過率可変物質は電気量に応じて光学特性が変化する物質であり、たとえば、電気量の変化により光の透過率を変化させることの出来る化学物質（エレクトロクロミック層）である。
そして、これらをもう一方の透明基板ではなく、他の機能を有する光学素子に、接着層を介して接合する。このようにすれば、光学デバイスの体積は半分で済む。ここで、光学素子は撮像装置の光学系中にあるもので、たとえば、一方の光学面が平面のレンズ、プリズム、フィルター、撮像デバイス用の保護カバーガラス、あるいは他の機能性光学デバイスなどがある。これらの素子は、光の集光や発散、光の分岐、特定波長のみを透過させるというように、それ自体が固有の機能を有している。本実施形態の撮像装置では、このような固有の機能を有している光学素子に、光学デバイスの支持層と同じ支持機能を持たせるようにしている。
なお、先述の反射防止の観点から、少なくとも１ヶ所の透明導電膜（ITO膜）と支持層の間、あるいは少なくとも１ヶ所の透明導電膜と接着層との間に、反射防止を目的としたコートを施すのが良い。 さらに、撮像装置が有する結像光学系を小型化するためには、光学デバイス得を用いたうえで、結像光学系の開口絞り（F値を決める絞り）の内径を常時固定とする。このようにすれば、駆動機構の類を省略することができる。
【００１９】
ズームレンズの場合、その小型化のためには次のようにするのが好ましい。まず、結像光学系の開口絞り（F値を決める絞り）と撮像デバイスとの間に、正の屈折率のレンズ群を配置する。この正の屈折率のレンズ群は、広角端から望遠端まで変倍の際に、光の進行方向と反対方向にのみ移動する。そして、正の屈折率のレンズ群よりも撮像デバイス側に、光学デバイスを配置する。この光学デバイスは光量調節機能を有する素子で、前述のように、電気量に応じた化学変化により光の透過率を変化させる。
【００２０】
上記のような構成にした上で、正の屈折力のレンズ群の移動は次のようにする。この正の屈折力のレンズ群の両側には、それぞれレンズ群が配置されている。物体側に配置されているレンズを物体側レンズ群、像側に配置されているレンズ群を像側レンズ群とする。望遠端においては、正の屈折力のレンズ群は、物体側レンズ群に最も接近する。一方、広角端においては、正の屈折力のレンズ群は、像側レンズ群に最も接近する。そこで、望遠端における正の屈折力のレンズ群と物体側レンズ群の間隔（光軸上距離）が、広角端における正の屈折力のレンズ群と像側レンズ群の間隔（光軸上距離）よりも短くなるように移動させる。このようにすると、少ない移動量で変倍比を稼ぎやすくなる。また、結像光学系中には、前述のように、結像光学系のＦ値を決める開口絞りが配置されている。そこで、この開口絞りの開口部を含む平面とその直後のレンズ曲面とが交差するように、開口絞りを配置する。このようにすれば、望遠端において、正の屈折力のレンズ群が、物体側レンズ群に機械的に接近しやすくなる。その結果、結像光学系全体の小型化に有利となる。
【００２１】
なお、光学デバイスの分光透過率は、どのような状態においても出来るだけニュートラルな特性を有することが望ましい。例えば、撮像装置を、結像光学系、光学デバイス及び撮像デバイスで構成する。そして、上記構成において、τmin ≦ τ520 ≦ τmax全域で、分光透過率が以下の条件（３）、（４）を満足するのがよい。
（３）  ０．７０  ＜  τ440／τ520  ＜  １．２０
（４）  ０．８０  ＜  τ600／τ520  ＜  １．３０
但し、τ520は結像光学系あるいは光学デバイスの最も物体側の光入射面から撮像デバイス直前までの、波長520nmにおける透過率である。また、τmax、τminはそれぞれ520nmにおける最大及び最小透過率である。τx（ｘは数字）は波長ｘnmの透過率である。
又、開口絞り近傍には、駆動機構的なものは配置しないほうが良い。そのため、露光時間を制御するシャッターも、開口絞りとは別のところに配置したほうが良い。しかし、開口絞りの近傍以外で適切な場所としては、光学デバイスと撮像デバイスとの間とするのがよい。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の実施例１を、図面を用いて説明する。
図１は本発明の電子撮像装置に用いられる光学系であって、光軸に沿う断面図である。図２は上記光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)はこの光学系での広角端、(b)は中間位置、(c)は望遠端における状態を示す。図１１乃至１３は、実施例１において利用可能な光学デバイスの拡大断面図である（図１におけるＸで示す部分の拡大図）。
【００２３】
実施例１の撮像装置は、電気的光量調節機能を有する。この機能は、結像光学系中に設けられている。結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群Ｇ１１と、正の屈折力を有する第2レンズ群Ｇ１２と、負の屈折力を有する第3レンズ群Ｇ１３と、第４レンズ群Ｇ１４を備えている。第2レンズ群Ｇ１２は開口絞りSAを有し、広角端から望遠端まで変倍の際に、光の進行方向と反対方向にのみ移動する。本実施例では、開口絞りSAは第２レンズ群Ｇ１２の最も物体側に位置し、変倍時には第２レンズ群Ｇ１２と一体で移動する。第3レンズ群Ｇ１３は、広角端から望遠端まで変倍の際に、第２レンズ群Ｇ１２と異なった動きをする。第４レンズ群Ｇ１４は、像面IMGに対して位置が固定されている。結像光学系は、更に、光学的ローパスフィルターＦ１１、露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ１４を有している。
【００２４】
第１レンズ群Ｇ１１は、両凹面の負の屈折力のレンズＬ１１と、両凸面の正の屈折力のレンズＬ１２とで構成されている。第２レンズ群Ｇ１２は、物体側から順に、両凸面の正の屈折力のレンズＬ１３、物体側に凸面の正の屈折力のレンズＬ１４及び物体側に凸の負の屈折力のレンズＬ１５で構成されている。ここで、レンズＬ１４とＬ１５は接合されている。第３レンズ群Ｇ１３は、物体側に凸面の負の屈折力のメニスカスレンズＬ１６で構成される。第４レンズ群Ｇ１４は、両面が平面の光学素子Ｌ１７と、物体側が平面で像側が凸面の正の屈折力のレンズＬ１８で構成される。又、開口絞りＳAは、第１レンズ群Ｇ１１と第２レンズ群Ｇ１２の間に設けられている。より詳しくは、開口絞りＳAは、レンズＬ１３の物体側の面に近接して設けられている。
【００２５】
本実施例において、第４レンズ群は最終レンズ群である。この第４レンズ群Ｇ１４は、両側平面の光学素子Ｌ１７と、物体側が平面のレンズL１８で構成されている。そこで、光学素子Ｌ１７の像側の平面とレンズＬ１８の物体側の平面との間に、透明導電膜（導電膜層）、透過率可変物質、透明導電膜の順で蒸着した層（以下、この蒸着層をエレクロ層と呼ぶ）を設ける。このエレクロ層は、光学デバイスを構成する層として形成されている。本実施例では、光学素子Ｌ１７とレンズＬ１８により、エレクロ層が支持されている。よって、第４レンズ群は結像光学系の一部であり、なおかつ、透過率を変化させることができる光学デバイスでもある。
【００２６】
このエレクロ層は、図１においてＸで示した部分内に形成されている。このXの部分の拡大断面図を、図１１乃至１３に示す。図１１は、透明導電膜ITOの両側に、反射防止コートARを施した例である。ここでは、支持層Ｉ（Ｓ１）と支持層II(S２)の間には、支持層Iから支持層IIに向かって、反射防止膜AR、透明導電膜ITO、電気化学的な透過率可変層Ｃ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）、透明導電膜ITO、反射防止膜AR、接着層Ｓがこの順に設けられている。反射防止膜AR、透明導電膜ITO、電気化学的な透過率可変層Ｃ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）は、コーティング層あるいはスパッタ層Bを形成している。電気化学的な透過率可変層Ｃは、Ｃ１、Ｃ２及びＣ３の３つの層を含む。そして、Ｃ１はＷ０3、Ｃ２はT2O5、Ｃ３はNiOで形成されている。この実施例１では、支持層I（Ｓ１）は図１中の光学素子Ｌ１７に相当し、支持層II（Ｓ２）はレンズＬ１８に相当する。この実施例１では、光学素子Ｌ１７側にエレクロ層が設けられ、接着層Ｓを介してレンズＬ１８に接合されている。
【００２７】
図１２は、透明導電膜ITOの片側にのみに、反射防止コートARを施した例である。ここでは、支持層II（Ｓ２）側のみに、反射防止コートARが施されている。図１１の支持層I（Ｓ１）の屈折率は約1.5であり、図１２の支持層I（Ｓ１）の屈折率は、約1.5あるいは約1.8である。又、図１３は、反射防止コートARが施されていない例を示している。
実施例１を含む各実施例における支持層Ｓ１、Ｓ２、反射防止膜AR、透明導電膜ITO、透過率可変層Ｃ、接着層Ｓ等の屈折率は表１に示されている。
【００２８】
赤外カット機能は、支持層Ｉ（Ｓ１）の基盤において、エレクロ層と反対側の面に赤外カットのコーティングを施せばよい。あるいは、支持層Ｉ（Ｓ１）に赤外吸収フィルターを接合するなどしても良い。
【００２９】
本実施例の特徴としては、開口絞りSAが、第2レンズ群Ｇ１２にほとんど接した状態で配置してある。すなわち、レンズＬ１３の物体側レンズ面の一部（面頂）が、開口絞りSA開口部よりも物体側に位置している。そのため、望遠端において、第2レンズ群Ｇ１２が第1レンズ群Ｇ１１に接近しやすくなる。その結果、結像光学系の小型化、ひいては撮像装置の小型化に非常に有利となる。
なお、最終レンズ群Ｇ１４は、像側に凸の平凸レンズ1枚で構成することも可能である。又、第1レンズ群Ｇ１１は、第3レンズ群Ｇ１３の変倍時の動きを工夫することで、常時固定にしておくことも可能である。
【００３０】
次に、第１実施例の結像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
第１実施例の数値データにおいて、ｒ1、ｒ2、…は各レンズ面１、２、…の曲率半径、ｄ1、ｄ2、…は各レンズL１、L２…の肉厚又は空気間隔、ｎ1、ｎ2、…は各レンズのｄ線での屈折率、ν1、ν2、…は各レンズのアッべ数、Ｆｎｏ．はＦナンバー、Ｆl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。他の実施例においても、同じである。
又、非球面形状は、光軸方向をｚ軸、光軸に直交する方向をｙ軸にとり、円錐係数をｋ、非球面係数をａ、ｂ、ｃ、ｄ、・・・としたとき、次の式で表される。
ｘ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋ａｙ4＋ｂｙ6＋ｃｙ8＋ｄｙ10＋…
これらの記号は、以下の各実施例においても共通である。
【００３１】
次に、実施例１の結像光学系を構成する光学部材の広角端における数値データを示す。
数値データ１
Ｆno．=2.8469      Ｆl＝4.40596
面番号  曲率半径          面（又は空気）間隔      屈折率    アッベ数
（i）    （ｒi）              （ｄi）              （ｎi）    （νdi）
物体面      ∞                  ∞
1     -14.4186               0.7000              1.80610     40.92
2$      5.0739               2.0002 
3      13.6040               1.8000              1.71736     29.52
4     -22.7345              12.7370 
5       ∞ （絞りSA）       -0.1500
6$      10.1570              5.0000              1.69350     53.21
7     -7.2086               0.1500 
8      3.5285               1.5000              1.51633     64.14
9     20.0000               0.7000              1.84666     23.78
10      2.6003               1.1827
11     88.8877               0.7000              1.72916     54.68 
12     10.6697               1.4848
13        ∞                 0.5500              1.51633     64.14 
14        ∞                 1.8000              1.68893     31.07 
15$    -7.5724               0.6000
16         ∞                0.1500              1.55000     55.00
17         ∞                0.5500              1.51633     64.14
18         ∞                0.5500              1.51633     64.14
19         ∞                0.5500              1.51633     64.14
20         ∞                0.7064 
IMG         ∞
【００３２】
非球面[第２面]
曲率半径    ｒ2＝ 5.0739
ｋ＝0
ａ＝ -1.4557×10-3   ｂ＝-1.1198×10-5   ｃ＝-1.5201×10-6
非球面（第６面）
曲率半径   ｒ6＝ 10.1570
ｋ＝0
a＝ -1.0309×10-3   ｂ＝-2.4545×10-5    c＝5.6328×10-7
非球面（第15面）
曲率半径  ｒ15＝-7.5724 
ｋ＝0
a＝2.0259×10-3    ｂ＝-9.2452×10-5     c＝3.1450×10-6
【００３３】
面間距離（ズーム）
広角端          中間位置          望遠端
Ｆno        2.8497           3.7897           4.9280
Fｌ       4.40596          8.50573         12.63174
Ｄ0           ∞               ∞               ∞
Ｄ4      12.73702          3.09088          0.40000
Ｄ10      1.18271          3.70298          4.45650
Ｄ12      1.48483          1.69485          4.12035
Ｄ15      0.60000          0.60000          0.60000
Ｄ20      0.70637          0.72238          0.70641
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明の実施例２を、図面を用いて説明する。
図３は本発明の電子撮像装置に用いられる光学系であって、光軸に沿う断面図である。図４は上記光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間位置、(c)は望遠端における状態を示す。図１１乃至１３は、実施例２において利用可能な光学デバイスの拡大断面図である（図３におけるＸ、Ｘ’で示す部分の拡大図）。
【００３５】
実施例２の撮像装置も、電気的光量調節機能を有する。この機能は、結像光学系中に設けられている。実施例２の結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ２１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ２３と、第４レンズ群Ｇ２４を有している。第2レンズ群Ｇ２２は開口絞りSAを有し、広角端から望遠端まで変倍の際に、光の進行方向と反対方向にのみ移動する。本実施例では、開口絞りSAは第２レンズ群Ｇ２２の最も物体側に位置し、変倍時には第２レンズ群Ｇ２２と一体で移動する。第3レンズ群Ｇ２３は、広角端から望遠端まで変倍の際に、第２レンズ群Ｇ２２と異なった動きをする。第４レンズ群Ｇ２１は、像面IMGに対して位置が固定されている。結像光学系は、更に、光学的ローパスフィルターＦ２１、露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４を有している。
【００３６】
第１レンズ群Ｇ２１は、両凹面の負の屈折力のレンズＬ２１と、物体面に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズＬ２２とで構成されている。第２レンズ群Ｇ２２は、物体側から順に、両凸面の正の屈折力のレンズＬ２３と、負の屈折力のメニスカスレンズＬ２４とで構成されている。第３レンズ群Ｇ２３は、両凸面の正の屈折力のレンズＬ２５で構成されている。第４レンズ群Ｇ２４は、物体側が凸面で像側が平面の正の屈折力のレンズＬ２６で構成されている。又、開口絞りＳAは、第１レンズ群Ｇ２１と第２レンズ群Ｇ２２の間に設けられている。
【００３７】
本実施例において、第４レンズ群は最終レンズ群である。この第４レンズ群Ｇ２４は、像側が平面のレンズＬ２６で構成されている。本実施例では、レンズＬ２６の像側の平面に、透明導電膜を介してエレクロ層が蒸着されている。このエレクロ層は、図３においてＸで示した部分内に形成されている。よって、レンズＬ２６がを支持層I（Ｓ１）に該当する。一方、エレクロ層を挟んでレンズＬ２６と対向する位置には、光学的ローパスフィルターＦ２１（結晶タイプでも高分子タイプでもよい）が配置されている。よって、支持層II（Ｓ２）には、光学的ローパスフィルターＦ２１が該当する。この実施例２では、レンズＬ２６側にエレクロ層が設けられ、接着層Ｓを介して光学的ローパスフィルターＦ２１に接合されている。本実施例においても、第４レンズ群は結像光学系の一部であり、なおかつ、透過率を変化させることができる光学デバイスでもある。
なお、光学的ローパスフィルターは別の位置に設定し、その代わりに他の光学素子を用いてもよい。この場合、他の光学素子が支持層II（Ｓ２）になる。
【００３８】
光学的ローパスフィルターＦ２１に続いて、露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ２２、Ｆ２３及びＦ２４が設けられている。なお、この場合、光学的ローパスフィルターＦ２１をはずしても良い。これらの層の成分、屈折率等は実施例１の場合と同様である。
実施例２においては赤外カットフィルターが吸収型の場合は、上記の支持層Ｉ（
Ｓ１）をそれにすることが可能である。又、赤外カットフィルターがコーティングタイプの場合は、後述する反射防止コートの代わりに支持層と導電膜の間に設定してもよい。
【００３９】
本実施例においては、開口絞りSAが第2レンズ群Ｇ２２に近接して配置されている。そのため、望遠端にて、第2レンズ群Ｇ２２が第1レンズ群Ｇ２１に接近しやすくなり、小型化に非常に有利となる。なお、第1レンズ群Ｇ２１は、第3レンズ群Ｇ２３の変倍時の動きを工夫することで常時固定にしておくことも可能である。
また、図３に示すように、光学的ローパスフィルターＦ２１と露光時間制御機能素子Ｆ２２の間（図のX’の位置）に、エレクロ層を設けても良い。
【００４０】
次に、実施例２の結像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
Ｆno．=2.8399      Ｆl＝4.53402
面番号  曲率半径          面（又は空気）間隔    屈折率    アッベ数
（i）    （ｒi）              （ｄi）            （ｎi）    （νi）
物体面      ∞                  ∞
1     -81.0753             0.7000            1.74320      49.34
2$      4.8972             1.4536
3       9.1238             2.0000            1.84666      23.78
4      25.0710            14.0113
STO   ∞ (絞り  SA)        1.2000                                   
6$      5.3146             2.2000            1.74320      49.34
7     -23.7817             0.2000
8      17.0198             0.7000            1.84666      23.78
9       4.4034             1.5000
10      15.0573             1.2000            1.69680      55.53 
11     -93.8497             6.3122
12$      9.3100             1.5000            1.58913      61.14 
13         ∞               0.1500            1.55000      55.00
14         ∞               0.5500            1.51633      64.14 
15         ∞               0.5500            1.51633      64.14 
16         ∞               0.5500            1.51633      64.14 
17         ∞               1.2486Z           
IMG         ∞
非球面[第２面]
曲率半径   r2=4.8972 
ｋ＝0
a=-1.0233×10-3    b= 7.7170×10-6   c=-2.3663×10-6
非球面[第6面]
曲率半径  r6=5.3146
ｋ＝0
a=-8.7046×10-4     b=-6.3148×10-6   c=-1.7256×10-6
非球面[第12面]
曲率半径  r12=9.3100
ｋ＝0
a＝1.4228×10-4    b＝-1.0976×10-4  c＝4.3995×10-6
【００４１】
面間距離（ズーム）
広角端          中間位置        望遠端
Ｆno        2.8399           3.6853         4.5918
Fｌ       4.53402          8.69456       12.89506
Ｄ0         ∞                 ∞            ∞
D4       14.01131          4.83368        1.50000
D9        1.50000          2.00105        2.70000
D11       6.31222         11.00087       15.97141
D17       1.24856          1.27387        1.24782
【００４２】
次に、本発明の実施例３を、図面を用いて説明する。
図５は本発明の電子撮像装置に用いられる光学系であって、光軸に沿う断面図である。図６は上記光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間位置、(c)は望遠端における状態を示す。図１１乃至１３は、実施例３において利用可能な光学デバイスの拡大断面図である
【実施例３】
【００４３】
実施例３の撮像装置も、電気的光量調節機能を有する。この機能は、結像光学系中に設けられている。結像光学系は、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ群Ｇ３１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ３２を有している。さらに、これに加えて、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３３を有することができる。第２レンズ群Ｇ３２は開口絞りを有し、広角端から望遠端まで変倍の際に光の進行方向と反対方向にのみ移動する。本実施例では、開口絞りは第２レンズ群Ｇ３２の最も物体側に位置し、変倍時には第２レンズ群Ｇ３２と一体で移動する。第3レンズ群Ｇ３３は変倍時に移動する。結像光学系は、更に、光学的ローパスフィルターＦ３１、露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ３４、カバーガラスＦ３５を有している。
【００４４】
第１レンズ群Ｇ３１は、両凹面の負の屈折力のレンズＬ３１と、物体面に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズＬ３２とで構成されている。第２レンズ群Ｇ３２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力のメニスカスレンズＬ３３、物体側に凸の負メニスカスレンズＬ３４及び両凸面のレンズＬ３５で構成されている。ここで、レンズＬ３３とレンズＬ３４は接合している。第３レンズ群Ｇ３３は、両凸の正の屈折力のレンズＬ３６で構成される。又、開口絞りＳAは、第１レンズ群Ｇ３１と第２レンズ群Ｇ３２の間に設けられている。より詳しくは、開口絞りＳAは、レンズＬ３３の物体側の面に近接して設けられている。
【００４５】
そして、第３レンズ群Ｇ３３と撮像面IMGの間には、光学的ローパスフィルターＦ３１、露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ３４、カバーガラスＦ３５などの光学素子が設けられている。以下に詳細に示されるように、これらの光学素子の間に、エレクロ層が設けられている。
【００４６】
ここで、光学的素子Ｆ３１は、複屈折媒質よりなる光学的ローパスフィルターである。又、光学素子Ｆ３２乃至Ｆ３４は、ほぼ透明な平行平面板である。これらの平行平面板は、電気的光量調節機能を有する層、あるいはシャッタ機能を有する物性物質を挟むために用いられる。これらの物性物質は、厚さ数μｍ〜数十μｍである。この平行平面板Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ３４又はＦ３５に、赤外域カットコーテイングを施こすこともできる。
【００４７】
光線の傾きやフレアー・ゴーストなどの観点からすると、エレクロ層は第3レンズ群Ｇ３３（即ちレンズＬ３６）の像側に設けるのが良い。本実施例では、光学的ローパスフィルターＦ３１と露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ３２の間に、エレクロ層、透明導電膜ITO、反射防止膜AR等を設けている。本実施例では、光学的ローパスフィルターＦ３１が支持層Ｉ（Ｓ１）に該当する。一方、エレクロ層を挟んで光学的ローパスフィルターＦ３１と対向する位置には、露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ３２が配置されている。よって、支持層II（Ｓ１）には、露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ３２が該当する。この実施例３では、光学的ローパスフィルターＦ３１側にエレクロ層が設けられ、接着層Ｓを介して露光時間制御機能（シャッター機能）素子Ｆ３２に接合されている。
なお、エレクロ層を設ける位置はこの位置に限られない。光学的ローパスフィルターＦ３１からカバーガラスＦ３５までの間にある平面部であれば、いずれの間でも良い。支持層II（Ｓ１）は、フィルター類、カバーガラスであってよい。これらの層の成分、屈折率等は実施例１の場合と同様である。赤外カットフィルターがコーティングタイプの場合には、後述する反射防止コートの代わりに支持層と導電膜の間に設定しても構わない。
【００４８】
本実施例においても、開口絞りSAが第2レンズ群Ｇ３２にほとんど接したかたちで配置できる。そのため、望遠端にて第1レンズ群Ｇ３１に接近しやすくなり、小型化に非常に有利となる。なお、第3レンズ群Ｇ３３はなくても構わない。
【００４９】
次に、実施例３の結像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３  
Ｆno.=2.8393      Ｆl＝4.51553
面番号  曲率半径      面（又は空気）間隔         屈折率    アッベ数
（i）    （ｒi）              （ｄi）              （ｎi）    （νd）
物体面      ∞                  ∞
1     -237.7768            1.0000               1.74320     49.34
2$        4.6140            2.2194
3        9.6798            1.8000               1.84666     23.78
4       27.1249           13.2109
STO      ∞ (絞りSA)        -0.3000
6$        3.8810            2.0000               1.74320      49.34
7       13.5543            0.7000               1.84666      23.78
8        3.5784            0.4000
9       21.5339            1.3000               1.69350      53.21
10       -9.5160            4.2594
11       22.1335            1.8000               1.48749      70.23
12      -15.8015            2.4000
13         ∞               0.1500               1.55000      55.00 
14         ∞               0.5500               1.80610      40.92 
15         ∞               0.5500               1.80610      40.92 
16         ∞               0.5500               1.80610      40.92 
17         ∞               0.5500               1.80610      40.92 
18         ∞               0.8896
IMG         ∞
非球面[第２面]
曲率半径  ｒ2＝4.6140
ｋ＝0
ａ＝ -1.2109×10-3   b＝  9.5995×10-6  c＝ -3.9173×10-6
非球面[第６面]
曲率半径  ｒ6＝3.8810
ｋ＝0
ａ＝-1.0331×10-3      b＝  -2.2307×10-5    c＝ -4.9292×10-6
【００５０】
面間距離（ズーム）
広角端          中間位置          望遠端
Ｆno        2.8398           3.8981           4.8344
Fl         4.51553          8.69354         12.90018
D=0           ∞                ∞             ∞
D=4        13.21087          4.80964          1.35092
D=10        4.25941          9.84579         14.31454
D=12        2.40000          1.89799          2.49086
D=18        0.88963          0.88748          0.88936
【００５１】
上記実施例１乃至３においては、たとえば図１１から１3に示すように、反射防止コートARを前記支持層S1とエレクロ層との境界に施している。これは、支持層S1とエレクロ層との境界で、発生量が多くなりがちな反射光を少なくするためである。なお、支持層ＩS1)としては、単純な平面版ではなくても良い。支持層Ｉ(S1)は、例えば、平凸や平凹レンズでもよい。あるいは、支持層Ｉ(S1)は、フィルター類などの光学素子や他の能動的光学素子としてもよい。その場合は複数ピースを一度に加工でき、後で切断して部品化する工法が可能な形状にしておくのがよい。このようにすると、一度に多部品数の蒸着あるいはスパッタなどコーティングができる。その結果、加工コストの低減に貢献する。
【００５２】
次に、本発明の実施例４を、図面を用いて説明する。
図７は本発明の電子撮像装置に用いられる光学系であって、光軸に沿う断面図である。又、図８は上記光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間距離、(c)は望遠端における状態を示している。図１４乃至１７は、実施例４において利用可能な光学デバイスの拡大断面図である。
【実施例４】
【００５３】
図７に示されるように、実施例４の結像光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有し第1レンズ群Ｇ４１、正の屈折力を有する第2レンズ群Ｇ４２、正の屈折力を有する第3レンズ群Ｇ４３及び最終レンズ群（第４レンズ群）Ｇ４４を備える。
第1レンズ群Ｇ４１は、光路を折り曲げるための反射光学素子Ｐを有する。第2レンズ群Ｇ４２は開口絞りSAを有し、広角端から望遠端まで変倍の際に、光の進行方向と反対方向にのみ移動する。本実施例では、開口絞りSAは第２レンズ群Ｇ４２の最も物体側に位置し、変倍時には第２レンズ群Ｇ４２と一体で移動する。第3レンズ群Ｇ４３は、広角端から望遠端まで変倍の際に、第2レンズ群Ｇ４２と異なった動きをする。最終レンズ群Ｇ４４は、撮像面IMGに対して位置が固定されている。結像光学系は、更に、光学的ローパスフィルターＦ４１、カバーガラス等の光学素子Ｆ４２、Ｆ４３、Ｆ４４を有している。
【００５４】
第１レンズ群Ｇ４１は、物体側に凸面を向けた負の屈折力のレンズＬ４１、プリズムＬ４２、物体側に凹面を向けた負の屈折力のレンズＬ４３及び物体側に凸面を向けた正の屈折力のレンズＬ４４とで構成されている。プリズムＬ４２は反射光学面ＲＦを有し、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。第２レンズ群Ｇ４２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力のレンズＬ４５、像側に凹面を向けた負の屈折力のレンズＬ４６及び像側に凸面を向けた正の屈折力のレンズＬ４７で構成されている。上記レンズＬ４５とレンズＬ４６は接合されている。第３レンズ群Ｇ４３は、物体側に凸面を向けた正の屈折力のレンズＬ４８で構成される。第４レンズ群Ｇ４４は、物体側に凹面を向けた負の屈折力のレンズＬ４９と、像側が凸面の正の屈折力のレンズＬ４１０とで構成されている。上記レンズＬ４９とＬ４１０は接合されている。又、開口絞りＳAは、第１レンズ群Ｇ４１と第２レンズ群Ｇ４２の間に設けられている。より詳しくは、開口絞りＳAは、レンズＬ４５の物体側の面に近接して設けられている。
【００５５】
そして、プリズムの反射面ＲＦには、図１４ないし１７において拡大して示すように、電気化学的な透過率可変層Ｃ、透明導電膜ITOなどを含むコーティングあるいはスパッタ層Bが形成されている。
【００５６】
本実施例における結像光学系は、開口絞り（F値を決める絞り）と前記撮像デバイスとの間に、正の屈折率のレンズ群Ｇ４２、Ｇ４３を有する。この正の屈折率のレンズ群Ｇ４２、Ｇ４３は、広角端から望遠端まで変倍の際、光の進行方向と反対方向にのみ移動する。この結像光学系においても、光学デバイスを撮像デバイス側に配置しても良い。ただし、本実施例の光学系では、最も物体側のレンズ群に、光路を折り曲げるための反射光学素子P（プリズム）を備えている。そのため、本実施例では、反射光学素子P（プリズム）を光学デバイスに利用している。
【００５７】
本実施例では、図１４又は１５に示されるように、ガラス板など適当な平面板を支持層Ｉ（Ｓ１）としている。そして、この支持層Ｉ（Ｓ１）に、反射面（電極も兼ねる）としてのアルミニウムあるいは銀などの金属コートALを施している。この金属コートALに使用する物質は、反射物質コート面となるようなものであれば、上記物質に限定されない。更に、続いて、透過率可変物質層Ｃ、透明電極（導電膜）ITOを施している。そして、最後に、接合剤Sを介して、支持層II（Ｓ２）に接合している。本実施例では、反射光学素子Pはプリズムである。よって、プリズムが支持層II（Ｓ２）に該当する。支持層Ｉ（Ｓ１）は、プリズムの反射面であった面ＲＦに接合されている。
【００５８】
反射面ＲＦには、金属蒸着スパッタの類は付いていない。よって、支持層Ｉ（Ｓ１）が接合されると、反射面ＲＦは反射作用を喪失するので、透過面となる。なお、接着層Sと透明電極（導電膜）ITOとの間に、反射防止膜ARを施す。また、金属コートALと透過率可変層Ｃとの間に、反射増加のための誘電体多層膜ＲＢを施しても良い。
【００５９】
上記の構成によれば、プリズムに入射した結像光束は、透過率可変層Ｃを通過して金属コートAL面（反射面）に到達する。そして、結像光束は金属コートAL面で反射された後、再び透過率可変層Ｃを通過してプリズム内に戻る。すなわち、結像光束は、透過率可変層Ｃを２回通過することになる。この様に、光学系内にある反射面を利用する構成にすれば、結像光束は透過率可変層Ｃを２度通過することになる。結像光束が2度通過する様にすれば、光学系全体の透過率の最大値と最小値の比は概略2乗になる。よって、光学デバイスの透過率の可変範囲が狭くても、光量調節範囲を大幅に広げることができる。なお、結像光束が光学デバイスを2度通過する構成では、光学デバイスを出来るだけ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。
【００６０】
また、光学デバイスを1回通過する時の、波長520nmにおける透過率をτ520とする。この場合、τmin ≦ τ520 ≦ τmax全域で、光学デバイスの分光透過率が、以下の条件（５）、（６）を同時に満足すると良い。
（5）      ０．７５  ＜  τ440／τ520  ＜  １．１５
（6）      ０．８５  ＜  τ600／τ520  ＜  １．２５
ここでτx（ｘは数字）は波長ｘnmの透過率である。上記範囲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。
【００６１】
さらに、以下の条件（5'）又は （6'）を満たすようにするとより良い。
（5'）      ０．８０  ＜  τ440／τ520  ＜  １．１０
（6'）      ０．９０  ＜  τ600／τ520  ＜  １．２０
なお、後述するように、前記蒸着基板である支持層Ｉ（Ｓ１）に相当する側をプリズム側とし支持層II（Ｓ２）を前記適当な平面板としても良い。その際、接着層Sは前記適当な平面板である支持層II（Ｓ２）に隣接するのがよい。特にプリズムの屈折率が高い場合は、その方が好ましい。又、プリズムの屈折率が1.65以上である場合は反射防止膜ARがなくてもよい場合がある。
【００６２】
次に、実施例４の結像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４
Ｆno.=2.8468      Ｆl＝6.07484
面番号  曲率半径      面（又は空気）間隔    屈折率    アッベ数
（i）      （ｒi）            （ｄi）                （ｎi）     （νi）
物体面      ∞                    ∞
1       24.3298             1.1000                1.74320      49.34
2$      10.9670             3.0000
3         ∞               12.5000                1.80610      40.92
4         ∞                0.3000 
5     -231.2464             0.9000                1.77250      49.60
6        9.4491             0.8000
7       10.3485             1.9000                1.76182      26.52 
8       29.3302            17.3456
STO       ∞ (絞り  SA)      -0.2997 
10$      5.8100              2.4911                1.74320       49.34
11      14.1583              0.7000                1.84666       23.78
12       5.7568              0.8000 
13      36.5118              1.5000                1.72916       54.68
14     -16.2052              1.5026 
15      16.2195              1.4000                1.48749       70.23
16     114.0672              8.0037 
17     -19.5049              0.8000                1.84666       23.78 
18     123.3803              2.1000                1.74320       49.34 
19$    -17.2574              0.6000
20         ∞                0.1500                1.55000       55.00
21         ∞                0.5500                1.58313       59.38
22         ∞                0.5500                1.80610       40.92
23         ∞                0.5500                1.80610       40.92
24         ∞                0.9962 
IMG         ∞
非球面（第2面）
曲率半径  r2=10.9670
ｋ＝0
ａ＝-1.4015×10-5  b=-1.6416×10-6  c=4.1185×10-8  d=-3.4565×10-10
非球面（第10面）
曲率半径  r10= 5.8100
ｋ＝0
a=-2.9978×10-4  b=-5.0145×10-6   c=-2.3385×10-7
非球面（第19面）
曲率半径  r19=-17.2574
ｋ＝0
a=4.5504×10-4  b=-4.6761×10-6  c=-6.5508×10-9
【００６３】
面間距離（ズーム）
広角端        中間位置         望遠端
Ｆno        2.8468         3.797           4.7376 
Fl        6.07484       10.41513        17.97348
D 0          ∞             ∞             ∞
D 8      17.34557        9.31635         1.49682
D14       1.50261       10.75658         9.44039
D16       8.00369        6.77675        15.91548
D24       0.99621        0.96410         0.99654
【００６４】
次に、本発明の実施例５を、図面を用いて説明する。
図９は本発明の電子撮像装置に用いられる光学系であって、光軸に沿う断面図である。図１０は、上記光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間距離、(c)は望遠端における状態を示している。図１４乃至１７は、実施例５において利用可能な光学デバイスの拡大断面図である。
【実施例５】
【００６５】
図９に示されるように、実施例５の結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群Ｇ５１、負の屈折力を有する第2レンズ群Ｇ５２、正の屈折力を有する第3レンズ群Ｇ５３及び最終レンズ群Ｇ５５を有している。そして、第3レンズ群Ｇ５３と最終レンズ群Ｇ５５の間には、第４レンズ群が配置されている。第1レンズ群Ｇ５１は、光路を折り曲げるための反射光学素子を有する。第2レンズ群Ｇ５２は、広角端から望遠端まで変倍の際に光の進行方向に移動する。第3レンズ群Ｇ５３は、広角端から望遠端まで変倍の際に、光の進行方向と反対方向にのみ移動する。最終レンズ群Ｇ５５は、像面IMGに対して位置が固定されている。
なお、最終レンズ群Ｇ５５の像側には、光学的ローパスフィルタＦ５１とカバーガラスＦ５２が、この順で配置されている。
【００６６】
第１レンズ群Ｇ５１は、物体側に凹面を向けた負の屈折力のプリズムＬ５１と、両凸面の正の屈折力のレンズＬ５２とで構成されている。プリズムＬ５１は反射光学面ＲＦを有し、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。第２レンズ群Ｇ５２は、物体側から順に、両凹面の負の屈折力のレンズＬ５３と、両側凸面の正の屈折力のレンズＬ５４で構成されている。第３レンズ群Ｇ５３は、両側凸面の正の屈折力のレンズＬ５５とＬ５６、両凹面の負の屈折力のレンズＬ５７で構成される。レンズＬ５６とＬ５７は接合されている。第４レンズ群Ｇ５４は、物体側に凸面を向けた正の屈折力のレンズＬ５８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正の屈折力のレンズＬ５９で構成されている。また、開口絞りSAは、第１レンズ群Ｇ５２と第３レンズ群Ｇ５３の間に配置されている。また、変倍時、開口絞りSAの位置は固定である。また、露光時間調節手段として、メカニカルシャッターMSが、絞りSAに近接して設られている。
【００６７】
本実施例における結像光学系は、開口絞り（F値を決める絞り）と前記撮像デバイスとの間に、正の屈折率のレンズ群を有する。この正の屈折率のレンズ群は、広角端から望遠端まで変倍の際、光の進行方向と反対方向にのみ移動する。この結像光学系においても、光学デバイスを撮像デバイス側に配置しても良い。ただし、本実施例の光学系では、最も物体側のレンズ群に、光路を折り曲げるための反射光学素子P（プリズム）を備えている。そのため、本実施例では、反射光学素子P（プリズム）を光学デバイスに利用している。
【００６８】
本実施例においては、図１４又は１５に拡大して示されるように、ガラス板など適当な平面版Ｓ１を支持層Ｉとしている。そして、この支持層Ｉ（Ｓ１）に、反射面（電極も兼ねる）としてのアルミニウムあるいは銀などの金属コートALを施している。更に、続いて、透過率可変層Ｃ、透明電極（導電膜）ITOを施している。そして、最後に、接合剤Sを介して、支持層II（Ｓ２）に接合している。本実施例では、反射光学素子Pはプリズムである。よって、プリズムが支持層II（Ｓ２）に該当する。支持層Ｉ（Ｓ１）は、プリズムの反射面であった面ＲＦに接合されている。
【００６９】
実施例４の場合と同様に、接合を施したときから、プリズムの元反射面RFは透過面となる（金属蒸着スパッタの類は付いていない）。また、その際、接着層Sと透明電極（導電膜）との間に、反射防止膜をAR施す。また、金属コートALと透過率可変層Ｃとの間に反射増加のための誘電体多層膜を施しても良い。
【００７０】
この様に、光学系内にある反射面を利用する構成にすれば、結像光束は透過率可変層Ｃを２度通過することになる。結像光束が２度通過する様にすれば、光学系全体の透過率の最大値と最小値の比は概略２乗になる。よって、光学デバイスの透過率の可変範囲が狭くても、光量調節範囲を大幅に広げることができる。
【００７１】
なお、結像光束が光学デバイスを２度通過する構成では、光学デバイスを出来るだけ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。
また、光学デバイスを1回通過する時の、波長520nmにおける透過率をτ520とする。この場合、τmin ≦ τ520 ≦ τmax全域で、光学デバイスの分光透過率が、以下の条件（５）、（６）を同時に満足すると良い。又は、（５'）、（６'）を満足すると良い。
【００７２】
又、２つの支持層I(S1)及び支持層II(S2)のうち、屈折率の高いほうを蒸着基板（支持層Ｉ）とする（ つまり、ｎS1 ≧ ｎS2  … 但し、ｎS1、ｎS2はそれぞれ支持層Ｉ、IIの屈折率）のが好ましい。このようにすれば、、支持層Ｉ側の反射防止コートは、省略することが可能となる。また、屈折率の低い支持層IIと元々屈折率の低い接合層との界面での反射は少ないので、ここでも反射防止コートを省略することができる。その結果、接合層と高屈折率膜との界面に、反射防止コートを施すだけとすることができるので、効率がよい。以上の場合、ｎS1 ≧ 1.8、1.6 ≧ ｎS2  であるとなお良い。
【００７３】
次に、実施例５の結像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５
Ｆno.=2.8489      Ｆl＝4.02138
面番号    曲率半径          面（又は空気）間隔    屈折率  アッベ数
（i）      （ｒi）              （ｄi）            （ｎi）   （νi）
物体面       ∞                  ∞
1$      -7.3536              7.7000             1.84666    23.78 
2         ∞                 0.1500 
3$        9.1610              2.5000             1.81474    37.03 
4      -37.1914              0.9988
5$      -7.6332              0.8000             1.74320    49.34 
6$       9.6951              0.6000
7       13.1688              1.6000             1.84666    23.78 
8     -102.0557              7.1130
STO     ∞ (絞り  SA)          6.2732 
10$       6.6221              4.0001             1.69350     53.21
11$     -10.0634              0.1500
12       14.1848              2.2671             1.56384     60.67
13       -9.6597              0.7000             1.84666     23.78
14        4.5373              1.2313
15        7.3234              1.8000             1.48749     70.23
16       27.3925              1.2082
17       12.8288              1.6000             1.68893     31.07
18         ∞                 0.1500             1.55000     55.00
19         ∞                 0.6000 
20         ∞                 0.6000             1.51633     64.14
21         ∞                 0.9003 
IMG         ∞
非球面（第1面）
曲率半径  ｒ1＝-7.3536 
ｋ＝0
ａ＝1.4132×10-3     b=-1.9028×10-5    c=2.9093×10-7
非球面（第3面）
曲率半径  ｒ3＝ 9.1610 
ｋ＝0
ａ＝-6.1927×10-4     b=2.7558×10-6    c=5.2339×10-9
非球面（第5面）
曲率半径  ｒ5＝ -7.6332
ｋ＝0
ａ＝1.9790×10-3      b=-3.6491×10-5    c=-2.6053×10-7
非球面（第6面）
曲率半径  ｒ6＝ 9.6571 
ｋ＝0
ａ＝1.2893×10-3      b=1.1954×10-5     c=-3.6742×10-6
非球面（第10面）
曲率半径  ｒ10＝6.6221
ｋ＝0
ａ＝-5.6290×10-4     b=-1.9308×10-6   c=-2.4047×10-7
非球面（第11面）
曲率半径  ｒ11＝-10.0634
ｋ＝0
ａ＝6.1196×10-4      b=-7.5022×10-6   c=-1.7398×10-8
【００７４】
面間距離（ズーム）
広角端        中間位置          望遠端
Ｆno        2.8489          3.5064           4.3811 
Fl        4.02138         6.44535         10.82596
D 0         ∞               ∞               ∞
D 4       0.99882         4.56982          6.81192
D 8       7.11296         3.53570          1.30000
D 9       6.27316         4.52679          1.30000
D14       1.23135         3.01342          6.20989
D16       1.20824         1.19590          1.20267
D21       0.90031         0.87619          0.90023
【００７５】
上記実施例４及び５では、三角柱プリズムを複数個一体加工して、後で切断して部品化することが可能である。そのため、プリズム側を蒸着基盤とし、切断前にあらかじめ蒸着加工をしておけば、作成工数は削減できて好ましい。あるいは、元々一体でなくてもよく、例えば、蒸着ドームに三角柱プリズムを並べて蒸着することも容易である。
【００７６】
この場合、実施例４及び５については、図１６又は１７に示される様に、プリズムを支持層Ｉ（Ｓ１）として利用することになる。プリズムの反射面であった面に、透明電極（導電膜）ITO、透過率可変層Ｃ、金属コートALを施す。そして、接着層Ｓを介して、支持層II（Ｓ２）に接合する。支持層II（Ｓ２）としては、適当な平面板を用いればよい。
【００７７】
先に説明したと同様に、上記のように接合したときから、プリズムの元反射面ＲＦは透過面となる（金属蒸着スパッタの類は付いていない）。そして、その際、前記プリズムと透明電極（導電膜）ITOとの間に関しては、反射防止膜ARを不要とすることも可能となる。
【００７８】
又、前記反射物質ALと透過率可変層Ｃとの間に、反射増加のための誘電体多層膜ＲＢを施しても良い。上記のうち、どちらの順番を選ぶかは、プリズムの屈折率の高低で決めると良い。例えば、ｎS1 ≦ 1.65では前者を、ｎS1 ≧ 1.65では後者を、反射防止膜をつけない場合は、出来ればｎS1 ≧ 1.8 とするのがよい。
【００７９】
なお、実施例４及び５の場合、プリズムと反対側にある支持層は、透明な部材である必要はない。また、硬い部材ではなく、保護膜の類で代用することが可能である。
【００８０】
各実施例における諸元の数値とそれらを各条件式に適用した数値を下記の表１に示す。なお、ここで、蒸着基板側とは図１１乃至１７における支持層Ｉ（Ｓ１）に相当し、接合側とは接合剤などを介して固着する相手側であり、上記各図の支持層II（Ｓ２）に相当する。又、透過率、反射率とも、最大値、最小値だけではなく、その中間の値を連続的にとることが可能である。
表A：各実施例における諸元の数値とそれらを条件式に適用した数値
2005077825.tif 000003
以上説明したように、本発明の撮像装置は、特許請求の範囲に記載された発明の他に、次のような特徴を備えている。
【００８１】
（イ）本願の発明の撮像装置は、結像光学系と、電気的制御により光学的特性が変化する物質に対する電極としての透明導電膜に隣接する支持層あるいは接着層の屈折率が、以下の条件を満足することを特徴とする光学デバイスとを有することを特徴とする。
ｎITO−ｎS｜  ≦  0.4
但し、ｎITO、ｎSはそれぞれ前記反射防止コートに隣接する前記透明導電膜、前記支持層あるいは接着層の屈折率（ｄ線基準）である。
【００８２】
（ロ）本願の発明の撮像装置は、結像光学系と、前記結像光学系の光軸上に光の進む順に光量調節機能を有するデバイス（光学デバイス）と光電変換あるいは化学変化により像を形成する撮像デバイスとを有する撮像装置において、前記光量調節機能を有するデバイスは、電気量に応じた化学変化により光の透過率を変化させることの出来る化学物質を含み、前記化学物質の両サイドに電極としての透明導電膜を、その下に支持層としての材質あるいは接着層をそれぞれ有し、前記支持層としての材質あるいは接着層の屈折率が以下の条件を満足することを特徴とする光学デバイスを有することを特徴とする。
｜ｎITO−ｎS｜  ≦  0.4
但し、ｎITO、ｎSはそれぞれ前記反射防止コートに隣接する前記透明導電膜、前記支持層あるいは接着層の屈折率（ｄ線基準）である。
【００８３】
（ハ）本願の発明の撮像装置は、光学素子の光学平面上に、接着層を介して、透明基板の平面部に、透明導電膜と、電気量に応じた化学変化により光の透過率を変化させることの出来る化学物質と、透明導電膜とを順次蒸着あるいはスパッタしてなる、光量調節機能を有するデバイスを接合してなることを特徴とする。
【００８４】
（ニ）本願の発明の撮像装置は光学素子の光学平面上に、接着層を介して、透明基板の平面部に、透明導電膜と、電気量に応じた化学変化により光の透過率を変化させることの出来る化学物質と、透明導電膜と、反射防止コートとを順次蒸着あるいはスパッタしてなる、光量調節機能を有するデバイスを接合してなることを特徴とする。
【００８５】
（ホ）本願の発明の撮像装置は光学素子の光学平面上に、接着層を介して、透明基板の平面部に、第１の反射防止コートと、透明導電膜と、電気量に応じた化学変化により光の透過率を変化させることの出来る化学物質と、透明導電膜と、第２の反射防止コートとを順次蒸着あるいはスパッタしてなる光量調節機能を有するデバイスを接合してなることを特徴とする。
【００８６】
（ヘ）本願の発明の撮像装置は、上記（ハ）乃至（ホ）の何れかに記載の撮像装置において前記光学素子は、一方の光学面が平面のレンズ、プリズム、フィルター、撮像デバイス用保護カバーガラス及び機能性光学デバイスの何れかであることを特徴とする。
【００８７】
（ト） 本願の発明の撮像装置は、請求項１乃至３、上記（イ）又は（ロ）の何れかに記載の撮像装置において、前記結像光学系の開口絞りは、その内径が常時固定であって、撮影時には常に光軸上にあることを特徴とする。
【００８８】
（チ）本願の発明の撮像装置は、請求項１乃至３、上記（イ）又は（ロ）の何れかに記載の撮像装置において前記結像光学系の開口絞りと前記撮像デバイスとの間に、広角端から望遠端まで変倍の際、光の進行方向と反対方向にのみ移動する正の屈折率のレンズ群を設け、前記レンズ群の前記撮像デバイス側に電気量に応じた化学変化により光の透過率を変化させる方式の光量調節機能を有するデバイスを設けたことを特徴とする。
【００８９】
（リ）本願の発明の撮像装置は、上記（チ）に記載の撮像装置において前記レンズ群は、望遠端における物体側隣のレンズ群との光軸上距離が、広角端における像側隣のレンズ群との光軸上距離よりも短くなるように移動することを特徴とする。
【００９０】
（ヌ）本願の発明の撮像装置は、上記（リ）に記載の撮像装置において前記結像光学系の開口絞りのF値を決めている開口平面を含む平面と、その直後のレンズ曲面とが交差していることを特徴とする。
【００９１】
（ル）本願の発明の撮像装置は、請求項1に記載の光学系を用いた請求項２又は３、上記（イ）又は（ロ）の何れか、又は上記（ト）乃至（ヌ）の何れかに記載の撮像装置において結像光学系と、電気的制御により光学的特性が変化する物質を含む光学素子と、撮像デバイスを有する撮像装置において、前記結像光学系あるいは前記光学素子の最も物体側の光入射面から前記撮像デバイス直前までの520nmにおける透過率τ520が、 τmin ≦ τ520 ≦ τmax全域で分光透過率が以下の条件を満足することを特徴とする。
０．７０  ＜  τ440／τ520  ＜  １．２０
０．８０  ＜  τ600／τ520  ＜  １．３０
但し、τmax、τminはそれぞれ520nmにおける最大及び最小透過率。τx（ｘは数字）は波長ｘnmの透過率である。
【００９２】
（ヲ）本願の撮像装置は、請求範囲１乃至３、上記（イ）乃至（ル）の何れかに記載の撮像装置において前記電気的制御により光学的特性が変化する物質を含む光学素子と撮像デバイスとの間に、露光時間を制御するシャッター機能デバイスを設けたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例１の光学構成を示す光軸に沿う断面図。
【図２】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例１の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示す。
【図３】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例２の光学構成を示す光軸に沿う断面図。
【図４】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例２の光学構成を示す光軸に沿う断面図。であり(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示す。
【図５】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例３の光学構成を示す光軸に沿う断面図。
【図６】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例３の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示す。
【図７】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例４の光学構成を示す光軸に沿う断面図。
【図８】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例４の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示す。
【図９】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例５の光学構成を示す光軸に沿う断面図。
【図１０】本願発明の電気的光量調節機能を有する結像光学系の実施例５の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端における状態を示す。
【図１１】本願発明にかかる電気的制御により光量調節をおこなう光学デバイスの概略拡大断面図である。（両面に反射防止コートを施した例）
【図１２】本願発明にかかる電気的制御により光量調節をおこなう光学デバイスの概略拡大断面図である。（片側のみに反射防止コートを施した例）
【図１３】本願発明にかかる電気的制御により光量調節をおこなう光学デバイスの概略拡大断面図である。（反射防止コートがない例）
【図１４】本願の発明にかかる電気的制御により光量調節をおこなう光学デバイスの概略拡大断面図である。（支持層I側が反射面である例）
【図１５】本願発明にかかる電気的制御により光量調節をおこなう光学デバイスの概略拡大断面図である。（支持層I側が反射面である他の例）
【図１６】本願発明にかかる電気的制御により光量調節をおこなう光学デバイスの概略拡大断面図である。（支持層II側が反射面である例）
【図１７】本願発明にかかる電気的制御により光量調節をおこなう光学デバイスの概略拡大断面図である。（支持層II側が反射面である他の例）
【符号の説明】
【００９４】
ＧN          レンズ群
ＬN          レンズ
F             光学素子
ＩMG          撮像面
ＳA           開口絞り
S             接着層
Ｓ１          支持層I
Ｓ２          支持層II
ITO           透明導電膜
Ｃ            電気的調光層
Ｃ１          WO3層
Ｃ２          T2O5層
Ｃ３          Nio層
AR            反射防止膜
RB            反射増加膜
AL            Aｌ層
ＲＦ          プリズム反射面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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