(57)【要約】【課題】エレクトロクロミック素子の姿勢によらず、長時間用いた場合であっても、セグリゲーションの影響を小さくできるエレクトロクロミック装置を提供する。【解決手段】一対の電極３３，３５の間に配置されたエレクトロクロミック層３７を有するエレクトロクロミック素子１９と、一対の電極３３，３５のそれぞれが有する給電部４１ａ，４１ｂに接続され、エレクトロクロミック素子１９を駆動する駆動手段１２と、給電部４１ａ，４１ｂを制御する制御手段と、エレクトロクロミック素子１９の姿勢を検知する姿勢検知手段と、を有するエレクトロクロミック装置であって、  エレクトロクロミック層３７は、１種以上のアノード性エレクトロクロミック材料と、１種以上のカソード性エレクトロクロミック材料と、溶媒とを含み、  制御手段は、姿勢検知手段の出力に応じて給電部４１ａ，４１ｂを制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極の間に配置されたエレクトロクロミック層を有するエレクトロクロミック素子と、前記一対の電極のそれぞれが有する給電部に接続され、前記エレクトロクロミック素子を駆動する駆動手段と、前記給電部を制御する制御手段と、前記エレクトロクロミック素子の姿勢を検知する姿勢検知手段と、を有するエレクトロクロミック装置であって、
前記エレクトロクロミック層は、１種以上のアノード性エレクトロクロミック材料と、１種以上のカソード性エレクトロクロミック材料と、溶媒とを含み、
前記制御手段は、前記姿勢検知手段の出力に応じて前記給電部を制御することを特徴とするエレクトロクロミック装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記姿勢検知手段により検知された重力方向に応じて、重力上方に設けられた前記給電部がプラス極の場合に生じる電荷量が、重力下方に配置された前記給電部がプラス極の場合に生じる電荷量よりも大きくなるように給電部を制御することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記姿勢検知手段により検知された重力方向が前記電極の積層方向と平行な場合、前記給電部に印加する電位の向きを所定時間毎に変化させることを特徴とする請求項１または２に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項４】
さらに、前記エレクトロクロミック素子の駆動時間を検知する駆動時間検知手段を有し、前記制御手段は、前記駆動時間検知手段の出力に応じて前記給電部を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項５】
前記一対の電極のそれぞれは複数の給電部を有し、前記制御手段は、前記姿勢検知手段の出力に応じて前記駆動手段に接続する給電部を選択することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項６】
前記電極が四角形状であり、前記一対の電極のそれぞれが有する給電部は、前記電極の長辺の少なくとも一方または短辺の少なくとも一方に沿って配置された低抵抗配線と、前記低抵抗配線に接続された給電端子とからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項７】
前記電極の長辺の少なくとも一方に沿って配置された低抵抗配線と、前記電極の短辺の少なくとも一方に沿って配置された低抵抗配線とを有することを特徴とする請求項６に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項８】
前記低抵抗配線は、前記電極の長辺と短辺に沿って連続して配置されていることを特徴とする請求項６に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項９】
前記電極の一辺に沿って複数の低抵抗配線が配置されていることを特徴とする請求項６に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項１０】
前記エレクトロクロミック層は、溶液状態であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項１１】
前記アノード性エレクトロクロミック材料と、前記カソード性エレクトロクロミック材料は、低分子系有機材料であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項１２】
前記駆動手段は、前記給電部に交番電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項１３】
撮影光学系と、撮像素子と、前記撮影光学系と前記撮像素子との間に配置されているエレクトロクロミック装置と、を有する撮像装置であって、
前記エレクトロクロミック装置は、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置であることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロクロミック装置及びエレクトロクロミック装置を用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置を用いて撮影を行う際に、シャッター秒時や絞り値、ＩＳＯ感度といった撮影条件を変えずに撮影時に撮像素子に透過してくる光量を低下させるフィルターとして、ＮＤフィルターが知られている。近年、動画を撮影する場面において、動画撮影中にも撮像素子に透過してくる光量（以下、透過光量）を変化させることが可能な可変ＮＤフィルターが実用化されてきている。可変ＮＤフィルターは従来のＮＤフィルターとは異なり、着脱動作を必要とせずに撮影光量を変化させることができるため、動画撮影中であっても、撮影を妨げることなくシームレスに撮影光量を変更することが可能になる。
この可変ＮＤフィルターとして用いられる技術の１つとしてエレクトロクロミック（以下、「ＥＣ」と称する場合がある）現象という現象がある。ＥＣ現象とは、電圧を加えた時に生ずる可逆的な電気化学反応の誘起により、材料の光吸収域が変化し、材料が着色又は消色する現象をいう。ＥＣ現象を利用する電気化学的着色／消色素子をエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）と称し、光透過率を変化させる調光素子（透過光量可変手段）として応用が期待されており、その応用先の１つが上記の可変ＮＤフィルタである。低分子系有機材料を溶液状態で着色／消色する有機ＥＣ素子は、着色状態において十分なコントラスト比が得られる一方で、消色状態の透過率が高いなどの利点が知られている。また、吸収波長が異なる複数の材料を混合することで色の状態を任意に制御できる利点が知られている。これらＥＣ素子を光学フィルタに用いるためには、光透過率の任意な制御（階調制御）に加えて、光の吸収の波長選択性（吸収スペクトル）が大きく変化しないことが求められる。
低分子系有機材料を用いた有機ＥＣ素子としては、相補型ＥＣ素子と呼ばれる構造が広く用いられている。相補型ＥＣ素子は、電気化学的な酸化反応でカチオンを形成して着色するアノード性ＥＣ材料と、電気化学的な還元反応でアニオンを形成して着色するカソード性ＥＣ材料を含む。相補型ＥＣ素子を重力方向に立てて長時間駆動させると、カチオンとアニオンが素子内部で重力方向に分離する現象（セグリゲーション）が生じることが知られている。セグリゲーションの原因として、カチオンとアニオンの非水溶媒等の溶媒に対する溶媒和の傾向の違いが考えられている。一般的に、カチオンは溶媒との溶媒和が大きく溶媒分子と強く結び付くため、カチオン周辺の溶媒の比重を溶媒単体の比重よりも大きくする。アニオンは逆に溶媒和を小さくするため、アニオン周辺の溶媒の比重を溶媒単体の比重よりも小さくする。これら比重の差がドライビングフォースとなってＥＣ材料の重力方向へのセグリゲーションが発生する。また、素子面内でセグリゲーションが生じると、分離されたカチオンおよびアニオンの消色応答性が低下し、完全に消色するのに長時間が必要となる。
この対策として特許文献１には、有機ＥＣ溶液層にポリマーマトリクスを導入して高粘度化し、物質移動を抑制することで重力方向におけるセグリゲーションを改善した有機ＥＣ素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５２９４３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のように、有機ＥＣ溶液を高粘度化して物質移動を抑制することは、有機ＥＣ素子の応答性を大きく低減させてしまうという課題があった。溶液型有機ＥＣ素子の応答性は有機ＥＣ材料の電極表面上への拡散速度に大きく影響を受けるためである。
一方、撮像装置及び可変ＮＤフィルタ（ＥＣ素子）は、撮影姿勢の変化（所謂、縦位置、横位置など）、即ち撮像装置を構える姿勢によって、重力の方向が変化し、セグリゲーションの起こる方向が変化してしまう。
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、ＥＣ素子の姿勢によらず、長時間用いた場合であっても、セグリゲーションの影響を小さくできるＥＣ装置及びこのＥＣ装置を用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のエレクトロクロミック装置は、一対の電極の間に配置されたエレクトロクロミック層を有するエレクトロクロミック素子と、前記一対の電極のそれぞれが有する給電部に接続され、前記エレクトロクロミック素子を駆動する駆動手段と、前記給電部を制御する制御手段と、前記エレクトロクロミック素子の姿勢を検知する姿勢検知手段と、を有するエレクトロクロミック装置であって、
前記エレクトロクロミック層は、１種以上のアノード性エレクトロクロミック材料と、１種以上のカソード性エレクトロクロミック材料と、溶媒とを含み、
前記制御手段は、前記姿勢検知手段の出力に応じて前記給電部を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ＥＣ素子の姿勢によらず、長時間用いた場合であっても、セグリゲーションの影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態のＥＣ装置を用いた撮像装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態のＥＣ装置を用いた撮像装置の中央断面図およびブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態のＥＣ装置の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態のＥＣ装置の駆動方法の一例を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態のＥＣ装置の駆動方法の一例を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態のＥＣ装置の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態のＥＣ装置の駆動方法の一例を説明する図である。
【図８】本発明の第２実施形態のＥＣ装置の駆動方法の一例を説明する図である。
【図９】本発明の第３実施形態のＥＣ装置の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態のＥＣ装置の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態のＥＣ装置の一例を示す図である。
【図１２】各実施形態で用いた基板の電極形成面側の平面図である。
【図１３】各実施形態で用いた基板の電極形成面側の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
≪第１実施形態≫
以下、図１から図５及び図１２（ａ）を参照して、本発明の第１実施形態のエレクトロクロミック装置（ＥＣ装置）を撮像装置に使用した場合について説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成、相対配置等は特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【０００９】
＜撮像装置＞
図１は本実施形態のＥＣ装置を、透過光量可変手段として用いた撮像装置の斜視図を表している。図２（ａ）は図１の撮像装置の中央断面図を、図２（ｂ）は図１の撮像装置の電気的構成を示すブロック図を表している。図２（ａ）において、撮像装置の所謂正位置（撮像素子の短辺が重力方向、つまり重力の方向となる向き（鉛直方向））において、Ｙ軸は重力方向をＺ軸は光軸方向を表している。
【００１０】
図１において１は撮像装置を表しており、２は撮像装置１に装着するレンズ鏡筒をそれぞれ表している。９ａは撮像装置１を操作する操作手段９の中でも、撮影のタイミングを検知するレリーズスイッチに接続された所謂シャッターレリーズ釦を表している。１５はレンズ鏡筒２を操作するレンズ鏡筒操作手段を表しており、１５ａはレンズ鏡筒操作手段１５の中でも焦点距離を操作するズーム操作手段を、１５ｂはフォーカスレンズ位置を操作するフォーカス操作手段をそれぞれ表している。
【００１１】
図２（ａ）において、３はレンズ鏡筒２に設けられた、複数のレンズからなる撮影光学系を、４は撮影光学系３の光軸を、６は撮像素子をそれぞれ表している。また、１０ａは表示手段１０の中でも撮像装置１の背面に設けられた所謂背面表示装置を表している。１３は撮像装置１とレンズ鏡筒２の電気接点を、１４はレンズ鏡筒２に設けられたレンズシステム制御部を、１７はレンズ鏡筒２の焦点位置を変化させる焦点レンズをそれぞれ示している。また、１８は透過光量可変手段（ＥＣ装置）を表している。透過光量可変手段１８の詳細については後述する。レンズ交換式の撮像装置１の場合、レンズ鏡筒２と撮像装置１が取り外し可能である。本実施形態においては透過光量可変手段１８が撮像装置１に配置されている場合について述べるが、透過光量可変手段１８はレンズ鏡筒２に設けられていても構わない。その場合、透過光量可変手段１８は撮影光学系３の中のどこか組み込まれていれば、配置位置は任意である。
【００１２】
図２（ｂ）において、５はカメラシステム制御部を、７は画像処理部を、８はメモリ手段を表している。また、１１は透過光量可変手段１８を構成するエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）の姿勢（撮像装置１の姿勢）を検知する姿勢検知手段を、１２は透過光量可変手段１８を駆動する駆動手段である透過光量操作手段を表している。また、１６は焦点レンズ１７を駆動するレンズ駆動手段を表している。なお、姿勢検知手段１１の具体的な例としては、加速度計やジャイロセンサなどが挙げられるが、透過光量可変手段１８を構成するＥＣ素子の姿勢、つまり撮像装置１の姿勢（撮影姿勢）を検知可能なものであればどのようなものであっても構わない。
【００１３】
撮像装置１およびレンズ鏡筒２からなるカメラシステムは、撮像手段、画像処理手段、記録再生手段、制御手段を有する。撮像手段は、撮影光学系３、撮像素子６を含み、画像処理手段は、画像処理部７を含む。また、記録再生手段は、メモリ手段８、表示手段１０（表示手段１０は背面表示装置１０ａや撮像装置１の上面に設けられた撮影情報を表示する不図示の小型表示パネル、ＥＶＦとも呼ばれる不図示の電子ビューファインダーを包含する）を含む。同じように、制御手段は、カメラシステム制御部５、操作手段９、透過光量操作手段１２、レンズシステム制御部１４、レンズ駆動手段１６を含む。レンズ駆動手段１６は、焦点レンズ１７、不図示のブレ補正レンズ、絞りなどを駆動することができる。
【００１４】
撮像手段は、物体からの光を、撮影光学系３を介して撮像素子６の撮像面に結像する光学処理系である。撮像素子６からピント評価量／適当な露光量が得られるので、この信号に基づいて適切に撮影光学系３が調整されることで、適切な光量の物体光を撮像素子６に露光するとともに、撮像素子６近傍で被写体像が結像する。
【００１５】
画像処理部７は、内部にＡ／Ｄ変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、補間演算回路等を有しており、記録用の画像を生成することができる。色補間処理手段はこの画像処理部７に備えられており、ベイヤ配列の信号から色補間（デモザイキング）処理を施してカラー画像を生成する。また、画像処理部７は、予め定められた方法を用いて画像、動画、音声などの圧縮を行う。さらには、画像処理部７は撮像素子６からの得られた複数の画像間の比較に基づいてブレ検知信号を生成することができ、撮像素子６と画像処理部７でブレ検知手段を構成してもよい。
【００１６】
メモリ手段８は実際の記憶部を備えている。カメラシステム制御部５により、メモリ手段８の記録部へ出力を行うとともに、表示手段１０にユーザーに提示する像を表示する。
【００１７】
カメラシステム制御部５は撮像の際のタイミング信号などを生成して出力する。外部操作に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、シャッターレリーズ釦９ａの押下をカメラシステム制御部５が検出して、撮像素子６の駆動、画像処理部７の動作、圧縮処理などを制御する。さらに表示手段１０によって情報表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。また、背面表示装置１０ａはタッチパネルになっており、表示手段１０と操作手段９の役割を兼ねていてもよい。
【００１８】
制御系による光学系の調整動作について説明する。カメラシステム制御部５には画像処理部７が接続されており、撮像素子６からの信号を基に適切な焦点位置、絞り位置を求める。カメラシステム制御部５は、電気接点１３を介してレンズシステム制御部１４に指令を出し、レンズシステム制御部１４はレンズ駆動手段１６を適切に制御する。さらに撮像素子６の前面に設けられた透過光量可変手段１８を操作して撮像素子６に入射する光量を変化させる場合においては、透過光量操作手段１２を適切に動作させ、透過光量を変化する。
【００１９】
本実施形態において、透過光量可変手段１８は所謂内蔵ＮＤフィルターの透過光量を操作可能なものであり、ＥＣ素子を用いたＮＤフィルターを表している。透過光量可変手段１８は例えば撮像装置１やレンズ鏡筒２に設けられた不図示の透過光量操作部へのユーザー操作に応じて透過光量を変更したり、撮像素子６等から得られた露出情報を基にして透過光量を変更したりすることが可能である。
【００２０】
＜ＥＣ装置＞
図３は、図２に示す透過光量可変手段１８としての本実施形態のＥＣ装置の一例を示す模式図であり、ＥＣ装置１８を構成するＥＣ素子１９の外形が略四角形状である場合を示す例である。なお、略四角形状とは、角が丸くなっているがおおよそ四角形とみなせるものを含む。図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は右側面図、図３（ｃ）は底面図である。図３においても図２（ａ）と同様に、撮像装置１の所謂正位置（撮像素子６の短辺が重力方向となる向き）において、Ｙ軸は重力方向をＺ軸は光軸方向を表している。すなわち、ＥＣ装置１８は、ＥＣ素子１９の長手方向がＸ軸、短手方向がＹ軸、ＥＣ素子１９の厚み方向（電極の積層方向）がＺ軸となるように固定されている。なお、撮像装置１がいわゆる縦位置（撮像素子６の長辺が重力方向となる向き）においては、Ｘ軸が重力方向となる。したがって、ＥＣ素子１９の姿勢（撮像装置１の撮影姿勢）に応じて、重力方向がＹ軸、Ｘ軸と変化する。以下、基本的には正位置の場合、つまりＹ軸が重力方向の場合について説明する。
【００２１】
図３において、３１はＥＣ装置１８における、撮影光束等が通過する有効光線領域を表しており、３２、３６は透明な基板を、３３、３５はそれぞれの基板３２、３６上に設けられた透明な電極を表している。本実施形態で用いた基板３２，３６の電極形成面側の平面図を図１２（ａ）に示す。図１２（ａ）に示すように、基板３６上の電極３５には、一方の長辺に沿って設けられた、電極３５よりも抵抗値が小さい低抵抗配線３８ａと、低抵抗配線３８ａの長手方向端部に設けられた給電端子３９ａとからなる給電部４１ａが形成されている。また、基板３２上の電極３３にも、同様に給電部４１ｂが形成されている。
【００２２】
３４はスペーサを表しており、基板３２、３６は、電極３３，３５が対向するように、かつ、給電部４１ａ，４１ｂが有効光線領域３１を挟んで対向するように、スペーサ３４を介して貼り合わされている。この一対の電極３３、３５およびスペーサ３４で形成された空隙内にエレクトロクロミック層（ＥＣ層）３７が設けられ、ＥＣ素子１９が構成されている。
【００２３】
給電端子３９ａ，３９ｂは透過光量操作手段１２と接続している。例えば交番電圧等の駆動電圧は透過光量操作手段１２を介して給電端子３９ａ，３９ｂと低抵抗配線３８ａ，３８ｂ、即ち給電部４１ａ，４１ｂを経て電極３３，３５に印加される。透過光量操作手段１２は、不図示の駆動電圧波形を発生するための任意波形発生回路、端子間の極性を反転させるためのリレーやスイッチ回路を少なくとも有することが好ましい。電源やレギュレーターなど周辺装置を更に含んでいても構わない。また、電気化学反応で生じる電流、あるいは、電荷を測定するための回路機構を含んでいても構わない。
【００２４】
ＥＣ層３７は、１種以上のアノード性エレクトロクロミック材料（アノード性ＥＣ材料）と１種以上のカソード性エレクトロクロミック材料（カソード性ＥＣ材料）、好ましくは１種以上のアノード性有機ＥＣ材料と１種以上のカソード性有機ＥＣ材料を含む。電極３３，３５の間に電圧を印加することで、ＥＣ材料は電気化学的反応を起こす。一般に有機ＥＣ材料等のＥＣ材料は、電圧が印加されていない状態で中性状態を取り、可視光領域に吸収を持たない。このような消色状態において、ＥＣ素子１９は高い光透過率を示す。電極３３，３５間に電圧を印加するとＥＣ材料中で電気化学反応が起き、中性状態から酸化状態（カチオン）あるいは還元状態（アニオン）となる。ＥＣ材料はカチオンあるいはアニオンの状態で可視光領域に吸収を有すようになり、着色する。このような着色状態において、ＥＣ素子１９は低い光透過率を示す。また、ビオロゲン系材料のように、初期状態で透明なジカチオン構造を形成し、一電子還元でラジカル種を形成して着色する材料も使用される。
【００２５】
以下では、ＥＣ素子１９の光透過率をＥＣ素子１９の吸光度に置き換えて議論する。透過率と吸光度は、−ＬＯＧ（透過率）＝（吸光度）の関係を有し、透過率が１／２になる毎に吸光度は約０．３ずつ増大する。
【００２６】
［基板３２，３６］
ＥＣ素子１９を調光素子に用いる場合、光学系への影響を小さくするために消色状態では高い透過率を保つことが好ましい。そのため、基板３２，３６は可視光を十分に透過させる透明基板であることが好ましく、一般的にはガラス材が用いられ、Ｃｏｒｎｉｎｇ＃７０５９やＢＫ−７等の光学ガラス基板を好適に使用することができる。また、プラスチックやセラミック等の材料であっても十分な透明性があれば適宜使用が可能である。基板３２，３６は剛性で歪みを生じることが少ない材料が好ましい。また、基板として可撓性が少ないことがより好ましい。基板３３，３６の厚みは一般に、数十μｍから数ｍｍである。
【００２７】
［電極３３，３５］
ＥＣ素子１９を調光素子に用いる場合、光学系への影響を小さくするために消色状態では高い透過率を保つことが好ましい。そのため、電極３３，３５は可視光を十分に透過させる透明電極であることが好ましく、可視光領域における高い光透過性とともに高い導電性を有した材料からなることがより好ましい。電極材料には、例えば、酸化インジウムスズ合金（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化銀、酸化バナジウム、酸化モリブデン、金、銀、白金、銅、インジウム、クロムなどの金属や金属酸化物、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラフェン、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料などを挙げることができる。また、ドーピング処理などで導電率を向上させた導電性ポリマー（例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）など）も好適に用いられる。本実施形態のＥＣ素子においては、消色状態で高い透過率を有することが好ましいため、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＮＥＳＡ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、グラフェンなどが特に好ましく用いられる。これらはバルク状、微粒子状など様々な形態で使用できる。尚、これらの電極材料は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【００２８】
［ＥＣ層３７］
ＥＣ層３７は、電解質と、低分子系有機材料等の有機ＥＣ材料とを溶媒に溶解したものであることが好ましい。
【００２９】
溶媒としては、電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、特に極性を有するものが好ましい。具体的には水の他、例えば、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、ジメトキシエタン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、プロピオンニトリル、ジメチルアセトアミド、メチルピロリジノン、ジオキソラン等の有機極性溶媒が挙げられる。
【００３０】
電解質としては、イオン解離性の塩で、良好な溶解性を示し、ＥＣ材料の着色を確保できる程度に電子供与性を有するカチオンあるいはアニオンを含む塩であれば特に限定されない。各種のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などの無機イオン塩や４級アンモニウム塩や環状４級アンモニウム塩などがあげられ、具体的にはＬｉＣｌＯ4、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＰＦ6、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＮａＳＣＮ、ＮａＣｌＯ4、ＮａＢＦ4、ＮａＡｓＦ6、ＫＳＣＮ、ＫＣｌ等のＬｉ、Ｎａ、Ｋのアルカリ金属塩等や、（ＣＨ3）4ＮＢＦ4、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢＦ4、（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＢＦ4、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢｒ、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＣｌＯ4、（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＣｌＯ4等の４級アンモニウム塩および環状４級アンモニウム塩等が挙げられる。アニオン種として、ＣｌＯ4-、ＣＦ3ＳＯ3-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、など一般的に知られる構造が用いられる。また、イオン液体を用いてもよい。これらの電解質材料は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。
【００３１】
ＥＣ材料は、溶媒に対して溶解性を有し、電気化学的な反応で着色と消色を表現できるものであれば、どのようなものであっても構わない。公知の酸化／還元着色性ＥＣ材料を使用することができる。また、複数の材料を併用することも可能である。すなわち、本実施形態に係るＥＣ素子１９は、複数種類のＥＣ材料を有していてよい。
【００３２】
ＥＣ材料の組合せとして、酸化反応で着色を示すアノード性の材料と還元反応で着色を示すカソード性の材料を単材料同士、或いは、単材料と複材料、或いは、複材料と複材料で用いても良く、組合せは任意である。ＥＣ特性を示さないアノード性材料、あるいは、カソード性材料を別に含んでいても構わない。
【００３３】
ＥＣ材料の具体例としては、例えば、ビオロゲン系化合物、スチリル系化合物、フルオラン系化合物、シアニン系化合物、アントラキノン系化合物、芳香族アミン系化合物等の有機色素、金属−ビピリジル錯体、金属−フタロシアニン錯体等の有機金属錯体等を使用することができる。なお、ビオロゲン系化合物は、対イオンを伴う安定なジカチオン状態で消色していて、一電子還元反応でカチオン状態になると着色するカソード性のＥＣ材料として用いることができる。
【００３４】
アノード性のＥＣ材料としては、チオフェン誘導体、フェロセンなどメタロセン誘導体、フェナジン誘導体やトリフェニルアミン誘導体、フェノチアジン誘導体、フェノキサジン誘導体など芳香族アミン誘導体、ピロール誘導体、ピラゾリン誘導体等が挙げられる。但し、本実施形態に用いるアノード性ＥＣ材料はこれらに限定されるものではない。
【００３５】
カソード性のＥＣ材料としては、ビオロゲン系化合物、アントラキノン系化合物、フェロセニウム塩系化合物、スチリル化系化合物などが挙げられる。但し、本実施形態に用いるカソード性ＥＣ材料はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
特に温度変化に対して吸収スペクトルを保持するためには、これら材料が会合体を形成しにくいことが好ましい。材料が会合体を形成すると、吸収スペクトルにおいて、単量体の吸収と会合体の吸収が重畳される。会合体の形成のし易さは温度に対して変化するため、このような材料においては、温度の変化で単量体の吸収と会合体の吸収の比が変化してしまう。会合体形成を避けるためには、嵩高い置換基を設け立体障害により会合体形成を抑制する方法が好適に用いられる。
【００３７】
ＥＣ層３７は液体またはゲルであることが好ましい。ＥＣ層３７は、好適には溶液状態として用いられるが、応答速度を著しく損なわない範囲でゲル状で用いることも可能である。ゲル化には、溶液にさらにポリマーやゲル化剤を含有させる。ポリマー（ゲル化剤）としては、特に限定されず、例えばポリアクリロニトリル、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン、ナフィオンなどが挙げられる。このようにＥＣ層３７として粘稠若しくはゲル状としたもの等を用いることができる。また、上記のような混合状態で使用する他、透明かつ柔軟な網目構造を有した構造体（例えばスポンジ状のもの）にこれら溶液を担持させても良い。
【００３８】
［給電部４１ａ，４１ｂ］
給電部４１ａ，４１ｂは、それぞれ、低抵抗配線３８ａと給電端子３９ａ、低抵抗配線３８ｂと給電端子３９ｂからなる。低抵抗配線３８ａ，３８ｂは、給電端子３９ａ，３９ｂから電極３３，３５に供給する電圧の面内分布を低減する目的で形成される。給電端子３９ａ，３９ｂからの距離で電極３３，３５の面内に電位勾配ができるとＥＣ素子１９の面内で電気化学反応量にむらが生じてしまう。電位が高い給電端子側ほどＥＣ材料の電気化学反応が生じやすい。そのため、電位分布の大きな状態でＥＣ素子１９を駆動していると、アノード性ＥＣ材料はアノード給電端子（プラス電極）側に、カソード性ＥＣ材料はカソード給電端子（マイナス電極）側に反応が偏在するようになる。この結果、電位分布の影響によるセグリゲーションが生じてしまう。有効光線領域３１内における電位分布をできるだけ小さく抑える為に、給電端子３９ａ，３９ｂは長辺側で且つ有効光線領域３１を挟んで互いに対向する位置、図３で言えばＡ１端子とＣ１端子の様に、電極３３，３５の対角近傍の領域に設置するのが好適である。
【００３９】
さらに、このとき電極３３，３５の長手方向の電位降下を１０ｍＶ程度に抑えて長手方向の電位分布によるセグリゲーションを抑制するために、電極３３，３５の長辺に沿って低抵抗配線３８ａ，３８ｂを設置することが好ましい。この低抵抗配線３８ａ，３８ｂの面抵抗は電極３３，３５の抵抗の１／１００未満、さらに好ましくは１／５００未満であることが好ましい。低抵抗配線３８ａ，３８ｂとしては、真空成膜によって形成した薄膜銀配線や、スクリーン印刷やインクジェット塗布等によって形成した厚膜銀配線を好適に使用することができる。
【００４０】
＜駆動方法＞
図４は、本実施形態のＥＣ装置の駆動制御形態の一例を説明する図である。図４の印加電圧波形は、図３で示したＥＣ素子１９を重力方向であるＹ軸方向に立てて駆動する場合を説明するものである。図３において、−Ｙ方向が重力方向であり、Ａ１端子側が重力上方、Ｃ１端子側が重力下方に定義される。Ａ１端子およびＣ１端子のうち、Ｃ１端子をグランドに接続しているため、印加電圧＋Ｖ１および−Ｖ１はＡ１端子の極性を表示する。＋Ｖ１でＡ１端子側にはアノード性の反応が、Ｃ１端子側にはカソード性の反応が生じて着色する。逆に−Ｖ１でＡ１端子側にはカソード性の反応が、Ｃ１端子側にはアノード性の反応が生じて着色する。
【００４１】
印加電圧として−Ｖ１のみを継続して印加した場合、電位分布の影響によるセグリゲーションが優勢的に生じ、Ａ１端子側（重力上方）でアニオンが、Ｃ１端子側（重力下方）でカチオンが偏在する。さらに、前述した比重の影響が遅れて加わり、アニオンが重力上方に、カチオンが重力下方に移動するため、両方の影響が重畳してセグリゲーションがさらに増大してしまう。一方、印加電圧として＋Ｖ１のみを継続して印加した場合、電位分布の影響によるセグリゲーションで、Ａ１端子側にカチオンが、Ｃ１端子側にアニオンが偏在する。これに比重の影響でアニオンが重力上方に、カチオンが重力下方に移動する。カチオンとアニオンが衝突すると電荷授受でラジカル状態が初期状態に戻るため消色する。したがって、−Ｖ１を継続して印加した場合と比べてＥＣ材料の重力方向でのセグリゲーションは低下する。しかしながら、電位分布の影響によるセグリゲーションが優勢であるため、−Ｖ１を印加した場合とは逆に、重力上方にはカチオンが、重力下方にはアニオンが偏在してしまう。
【００４２】
本実施形態の駆動制御形態では、図４（ａ）で示したように＋Ｖ１と−Ｖ１を交互に印加し、印加する時間幅を制御することで電位分布の影響によるセグリゲーションを調整し、かつ、比重によるセグリゲーションとの相殺を調整する。＋Ｖ１の印加時間ｔ１と−Ｖ１の印加時間ｔ２を１周期Ｔとし、その時間の比を制御することでＡ１端子側（重力上方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量をカソード性ＥＣ材料の反応量よりも相対的に大きくなるよう制御する。これは言い換えれば、Ａ１端子側（重力上方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量を、Ｃ１端子側（重力下方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量よりも相対的に大きくなるように制御することに等しい。また、ＥＣ材料の反応量は電気化学反応で測定される電荷量から見積もることが可能である。また、Ａ１端子（重力上方）とＣ１端子（重力下方）への＋Ｖ１と−Ｖ１の交互の印加は、重力上方および重力下方の給電端子を交互にプラス極に切り替えていることと同等である。上記のように制御するとは、重力方向上方に位置する給電端子をプラス極としたときに生じる電荷量を、重力方向下方に位置する給電端子をプラス極としたときに生じる電荷量よりも大きくするよう制御することに相当する。電荷量の見積は、透過光量操作手段１２が単位時間あたりの電流を測定し、その積算から算出しても良い。
【００４３】
また、時間幅の他、図４（ｂ）で示したように電圧の波高値を制御することで電位分布の影響によるセグリゲーションを調整しても良い。この場合、例えば、印加時間ｔ２には−Ｖ１よりも絶対値の小さい−Ｖ２を印加する。電気化学反応の反応量は駆動電圧の大きさに依存するため、Ｖ１とＶ２の制御をもってＡ１端子側（重力上方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量を、カソード性ＥＣ材料の反応量よりも相対的に大きくなるよう制御する。また、時間幅と電圧波高値の両方をもって任意に制御することも可能である。
【００４４】
また、ＥＣ素子１９の着色の吸光度、即ち階調を制御する場合には、ｔ１およびｔ２の比の調整、あるいは、Ｖ１とＶ２の比の調整、あるいは時間幅と電圧波高値の両方をもって調整することが可能である。また、ｔ１あるいはｔ２の期間に、印加電圧を間欠的に印加する方法をもって調整することも可能である。
【００４５】
さらに、給電部において同一電位で駆動している時間等の駆動時間を検知する駆動時間検知手段を持ち、駆動時間によって制御を変更してもよい。一般的に、ＥＣ素子は駆動させると着色するが、その駆動時間が長くなるとアニオンとカチオン双方の分離が進み、消色時にかかる時間も長くなってしまう。したがって、駆動時間をモニタリングし、例えば電圧を印加する時間間隔（ｔ１、ｔ２のバランス）を変更するなどの制御を行ってもよい。
【００４６】
ｔ１およびｔ２の印加時間が大きい場合、ｔ１からｔ２に、および、ｔ２からｔ１に切り替わるタイミングでＥＣ素子１９の吸光度が上下に変化してしまう。そのため、着色駆動時においてＥＣ素子１９の吸光度の変化を抑制するためには、１周期Ｔの時間幅は０．１Ｈｚ以下、より好ましくは１Ｈｚ以下、さらに好ましくは１０Ｈｚ以下であることが好ましい。
【００４７】
以上、図３における−Ｙ方向を重力方向として説明を行った。しかしながら、撮像装置１はユーザによって様々な姿勢で使用されることに伴い、ＥＣ素子１９も様々な姿勢で使用されることになる。つまり、ＥＣ素子１９の姿勢（撮影姿勢）によって、重力方向は変化する。そこで、あらゆる姿勢において、セグリゲーションを軽減させるため、本実施形態では、ＥＣ素子１９の姿勢を検知する姿勢検知手段１１において検知した姿勢に応じて、給電部の動作を制御する。例えば、＋Ｙ方向が重力方向となるような場合の給電部の動作は図５（ａ）（ｂ）のようになる。
【００４８】
図５（ａ）は図４（ａ）と同様に印加する時間幅を制御することで電位分布の影響によるセグリゲーションを調整する制御方法である。図４（ａ）の場合とは、重力方向が上下反対になるため、Ａ１端子に対して−Ｖ１を印加する時間が長くなるように制御を行う。これにより、Ｃ１端子側（重力上方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量をカソード性ＥＣ材料の反応量よりも相対的に大きくなるよう制御する。言い換えれば、Ｃ１端子側（重力上方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量を、Ａ１端子側（重力下方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量よりも相対的に大きくなるように制御することに等しい。このように制御することにより、比重によるセグリゲーションの影響を、電位分布の影響によるセグリゲーションを利用してキャンセルすることが可能になる。
【００４９】
また、図４（ｂ）の場合と同様に、図５（ｂ）のように、電圧の波高値を制御することで電位分布の影響によるセグリゲーションを調整しても良い。図５（ｂ）では図４（ｂ）と異なり、Ａ１端子に対して印加する＋Ｖの電圧を小さくすることにより、Ｃ１端子側（重力上方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量を相対的に大きくすることが可能となる。このように制御することにより、比重によるセグリゲーションの影響を、電位分布の影響によるセグリゲーションを利用してキャンセルすることが可能になる。
【００５０】
なお、重力方向がＺ軸方向（紙面垂直方向）だった場合、比重によるセグリゲーションの影響が少ないため、例えば、給電部に印加する電位の向きを所定時間毎に変化させる等、電位分布の影響を低減させるのみで構わない。つまり、例えば図４（ａ）のように印加時間の幅（ｔ１、ｔ２）を制御する場合には、印加時間と、非印加時間が等しくなるように（ｔ１＝ｔ２となるように）制御するのが好ましい。なお、重力方向がＺ軸方向の場合については、この後説明する実施形態すべてについて共通であるため、以下の実施形態においては詳細な説明は省略する。
【００５１】
また、重力方向がＺ軸とＹ軸の間に来るような場合、つまり、重力方向がＹＺ平面上にある場合、その傾きに合わせて駆動方法を変更させることが好ましい。例えば、空を撮影するために撮像装置１を上空に向けて斜め上向きに傾ける場合、地面を撮影するために撮像装置１を地面に向けて斜め下向きに傾ける場合等に、重力方向がＹＺ平面上にある。例えば図４（ａ）ように、給電端子３９ａ，３９ｂへの印加時間を制御する場合、重力方向がＺ軸に平行な場合はｔ１＝ｔ２になるように制御するが、Ｙ軸方向に傾いていくに従い、徐々にｔ１をｔ２よりも長くなるように制御する。なお、重力方向がＺ軸とＹ軸の間に来る場合については、この後説明する実施形態すべてについて共通であるため、以下の実施形態においては詳細な説明は省略する。
【００５２】
以上のように、姿勢検知手段１１の出力に応じて、図４、図５のように給電部の制御を変化させることにより、ＥＣ素子１９の姿勢によらず、セグリゲーションの影響を小さくすることが可能となる。そして、ＥＣ装置を長時間用いた場合において、ＥＣ素子の吸収スペクトルのむらや変化を小さくすることが可能となる。
【００５３】
なお、本発明が述べるところは、姿勢検知手段１１の出力に応じて、ＥＣ素子１９において、重力上方に位置する端子側で生じるカチオンの生成量を、重力下方に位置する端子側で生じるカチオンの生成量よりも相対的に大きくするということである。電位分布の影響によるセグリゲーションを有効に使い、比重の影響によるセグリゲーションを相殺することを目的としている。本実施形態では、図３のＥＣ素子１９の構造、図４〜図５の駆動制御方法を用いて説明したが、ＥＣ素子１９内の比重が異なる物質を偏在させ、比重によるセグリゲーションの影響をキャンセルする方法であれば他の構造、駆動方法であっても構わない。例えば、電極が略楕円形状である等、四角形状以外の形状であるＥＣ素子であってもよいし、比重の大小関係がアニオン＞溶媒＞カチオンである様なＥＣ素子であってもよい。
【００５４】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の別の実施形態について図６から図８及び図１２（ｂ）を用いて説明する。基本的な構成に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分について説明する。
【００５５】
＜ＥＣ装置＞
図６は本実施形態のＥＣ装置１１８を示す模式図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は右側面図である。また、図１２（ｂ）は、本実施形態で用いた基板３２，３６の電極形成面側の平面図を示す。
【００５６】
図１２（ｂ）に示すように、基板３６上の電極３５には、給電部４１ａ、４１ｃが形成されている。給電部４１ａ、４１ｃは、有効光線領域３１を挟むように電極３５の長辺のそれぞれに沿って設けられた低抵抗配線３８ａ、３８ｃと、低抵抗配線３８ａ、３８ｃのそれぞれの同じ側の長手方向端部に設けられた給電端子３９ａ、３９ｃとからなる。また、基板３２上の電極３３にも、同様に給電部４１ｂ，４１ｄが形成されている。
【００５７】
次に、本実施形態が第１実施形態よりもさらに好ましい理由について説明する。第１実施形態のように一対の給電端子のみ（例えば、Ａ１端子（アノード）とＣ１端子（カソード））を選択して着色動作を続けた場合には、電位分布の影響によるセグリゲーションを避けることは難しい場合がある。この場合、給電部４１ａ（Ａ１端子および低抵抗配線３８ａ）近傍にはアノード材料が強く着色し、且つ、給電部４１ｂ（Ｃ１端子および低抵抗配線３８ｂ）近傍にはカソード材料が強く着色する可能性がある。この電位分布の影響によるセグリゲーションは、ＥＣ材料の比重の影響による重力方向へのセグリゲーションよりも初期的に、かつ、強く生じる傾向がある。
【００５８】
そこで、本実施形態では、有効光線領域３１を挟んでＡ１、Ｃ１端子とそれぞれ対向する位置にＡ２、Ｃ２端子を設置する。具体的には、Ａ１、Ｃ１端子が配置された電極３３，３５の対角とは異なる対角近傍の領域にＡ２、Ｃ２端子を設置する。そして。これらの一対の給電端子間、つまりＡ１−Ｃ１端子間とＡ２−Ｃ２端子間に順繰りに電圧パルスを印加することによって、電極３３、３５間に同電圧を印加しつつ、給電部４１ａ〜４１ｄ近傍におけるセグリゲーションの発生を抑制することが可能になる。
【００５９】
すなわち、既設のＡ１、Ｃ１端子に加えて、電位分布の影響によるセグリゲーションを相殺する位置にＡ２、Ｃ２端子を設置し、Ａ１−Ｃ１及び、Ａ２−Ｃ２端子間に順繰りに電圧パルスを印加することにより、セグリーションの発生を抑制する。
【００６０】
＜駆動方法＞
［重力方向が−Ｙ方向の場合］
次に、Ａ１−Ｃ１端子間、Ａ２−Ｃ２端子間に順繰りに電圧パルスを印加する場合の駆動制御方法について、図７を用いて説明する。
【００６１】
図７は、本実施形態におけるＥＣ装置の駆動制御形態の一例を説明する図である。図７の印加電圧波形は、図５と同様にＥＣ素子１９を重力方向であるＹ軸方向に立てて駆動する場合を説明するものである。図６において、−Ｙ方向が重力方向であり、Ａ１およびＣ２端子側が重力上方、Ａ２およびＣ１端子側が重力下方に定義される。Ａ１−Ｃ１端子間ではＣ１端子を、Ａ２−Ｃ２端子間ではＣ２端子をグランドに接続しているため、印加電圧＋Ｖ１はＡ１およびＡ２端子に同一の極性の電圧が印加されることを意味する。本実施形態においては、図７（ａ）で見るように、Ａ１−Ｃ１端子間とＡ２−Ｃ２端子間には逆位相の電圧波形が印加される。Ａ１−Ｃ１端子間の駆動波形は時間ｔ１の間に電圧＋Ｖ１を印加し、時間ｔ２の間には開回路電圧（Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ（ＯＣＶ））に保っている。開回路電圧にするとは、駆動源側とＡ１−Ｃ１端子間で電気的な接点を遮断する、あるいは、高抵抗体の挿入で電流を遮断する、ことを意味する。具体的にはリレーやトランジスタ等のスイッチング素子でｔ１の間に導通とし、ｔ２の間に非導通とする。＋Ｖ１を印加した時間ｔ１の間は着色反応が生じ、ＯＣＶである時間ｔ２の間は着色反応が生じない。
【００６２】
Ａ２−Ｃ２端子間はＡ１−Ｃ１端子間とは逆位相の電圧波形であるため、時間ｔ１の間にはＯＣＶに保たれ、ｔ２の間に電圧＋Ｖ１が印加される。Ａ１とＡ２端子間に交互に＋Ｖ１が印加されることになるためＥＣ素子１９の電圧を落とすことはなく、また、電位分布の向きが交互に切り替わるため電位分布の影響によるセグリゲーションを小さく抑制することが可能となる。さらに具体的に説明すると、時間ｔ１の間には、Ａ１端子側にカチオンが、Ｃ１端子側にアニオンが生じ、時間ｔ２の間には、Ａ２端子側にカチオンが、Ｃ２端子側にアニオンが生じる。このため、Ａ１とＣ２端子間で偏在するカチオンとアニオンが電荷授受により消色し、また、Ａ２とＣ１端子間で偏在するカチオンとアニオンが同様に電荷授受により消色する。これにより電位分布の影響によるセグリゲーションはさらに抑制される。
【００６３】
ｔ１とｔ２の値が等しい場合にＡ１とＣ２端子間、Ａ２とＣ１端子間で生成するカチオンとアニオンの濃度が最も近しいものとなるため、電位分布の影響によるセグリゲーションは最も抑制される。しかし、これに比重の影響が加わってくると、素子面内で形成されたカチオンとアニオンが徐々に移動し、最終的にはアニオンが重力上方に、カチオンが重力下方に偏在してしまう。本実施形態の駆動制御形態では、図７（ａ）で示したようにｔ１とｔ２の時間幅を制御することで電位分布の影響によるセグリゲーションを調整し、かつ、比重によるセグリゲーションとの相殺を調整する。ＥＣ素子１９は重力方向に立てているため、Ａ１端子がＡ２端子よりも重力上方に位置する。Ａ１端子側の着色反応の時間幅ｔ１を、Ａ２端子側の着色反応の時間幅ｔ２よりも相対的に大きく取ることで、電位分布の影響によるカチオンの偏在をＡ１端子側で優勢になるように制御することが可能である。
【００６４】
また、時間幅の他、図７（ｂ）で示したように電圧の波高値を制御することでＡ１およびＡ２端子の電位分布の影響によるセグリゲーションを調整しても良い。この場合、例えば、印加時間ｔ２には＋Ｖ１よりも絶対値の小さい＋Ｖ２を印加する。電気化学反応の反応量は駆動電圧の大きさに依存するため、Ｖ１とＶ２の制御をもって電位分布の影響によるカチオンの偏在をＡ１端子側で優勢になるように制御することが可能である。また、時間幅と電圧波高値の両方をもって任意に制御することも可能である。
【００６５】
また、ＥＣ素子１９の着色の吸光度、即ち階調を制御する場合には、ｔ１およびｔ２の比の調整、あるいは、Ｖ１とＶ２の比の調整、あるいは時間幅と電圧波高値の両方をもって調整することが可能である。加えて、ｔ１あるいはｔ２の期間に、印加電圧を間欠的に印加する方法をもって調整することも可能である。
【００６６】
ｔ１およびｔ２の印加時間が大きい場合、ｔ１からｔ２に、および、ｔ２からｔ１に切り替わるタイミングでＥＣ素子１９の吸光度が上下に変化してしまう。そのため、着色駆動時においてＥＣ素子１９の吸光度の変化を抑制するためには、１周期Ｔの時間幅は０．１Ｈｚ以下、より好ましくは１Ｈｚ以下、さらに好ましくは１０Ｈｚ以下であることが好ましい。
【００６７】
次に重力方向が変化した場合について説明する。図７（ａ）（ｂ）では、図６における−Ｙ方向を重力方向として説明を行った。しかしながら、第１実施形態で説明した通り、ＥＣ素子１９の姿勢（撮影姿勢）によって、重力方向は変化するため、ＥＣ素子１９の姿勢を検知する姿勢検知手段１１において検知した姿勢に応じて、給電部の動作を制御する。例えば、図６における＋Ｙ方向が重力方向となるような場合の給電部の動作は図８（ａ）（ｂ）のようになる。
【００６８】
図８（ａ）は図７（ａ）と同様に印加する時間幅を制御することで電位分布の影響によるセグリゲーションを調整する制御方法である。図８（ａ）では、図７（ａ）の場合と異なり、重力方向が上下反対になるため、Ａ１端子に対して＋Ｖ１を印加する時間（ｔ１）が短くなるように制御を行う。それとともに、その逆位相となるように電圧を印加するＡ２端子に対しては、＋Ｖ１を印加する時間（ｔ１）が長くなるように制御を行う。これにより、Ｃ１・Ａ２端子側（重力上方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量をカソード性ＥＣ材料の反応量よりも相対的に大きくなるよう制御する。言い換えれば、Ｃ１・Ａ２端子側（重力上方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量を、Ａ１・Ｃ２端子側（重力下方）におけるアノード性ＥＣ材料の反応量よりも相対的に大きくなるように制御することに等しい。このように制御することにより、比重によるセグリゲーションの影響を、電位分布の影響によるセグリゲーションを利用してキャンセルすることが可能になる。
【００６９】
また、図７（ｂ）の場合と同様に、図８（ｂ）のように、電圧の波高値を制御することで電位分布の影響によるセグリゲーションを調整しても良い。図８（ｂ）では図７（ｂ）と異なり、印加時間ｔ１において、Ａ１端子側（重力下方）に印加する電圧は＋Ｖ１よりも絶対値の小さい＋Ｖ２を印加する。一方で、印加時間ｔ２において、Ａ２端子側（重力上方）に印加する電圧は＋Ｖ１となる。電気化学反応の反応量は駆動電圧の大きさに依存するため、Ｖ１とＶ２の制御をもって電位分布の影響によるカチオンの偏在をＡ２端子側で優勢になるように制御することが可能である。このように制御することにより、比重によるセグリゲーションの影響を、電位分布の影響によるセグリゲーションを利用してキャンセルすることが可能になる。
【００７０】
以上のように、姿勢検知手段１１の出力に応じて、図７および図８のように給電部の制御を変化させることにより、ＥＣ素子１９の姿勢によらず、セグリゲーションの影響を小さくすることが可能となる。
【００７１】
≪第３実施形態≫
本発明の別の実施形態について図９及び図１２（ｃ）を用いて説明する。基本的な構成に関しては第２実施形態と同様であるため、第２実施形態とは異なる部分について説明する。
【００７２】
＜ＥＣ装置＞
図９は本実施形態のＥＣ装置２１８を示す模式図であり、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は右側面図、図９（ｃ）は底面図である。また、図１２（ｃ）は、本実施形態で用いた基板３２，３６の電極形成面側の平面図を示す。
【００７３】
本実施形態は、第２実施形態とは異なり、図１２（ｃ）に示すように、低抵抗配線３８ａ〜３８ｄがＬ字状になっており、電極３３，３５の長辺および短辺それぞれ１辺ずつに沿うように連続して設けられている。また、給電端子３９ａ〜３９ｄは、低抵抗配線３８ａ〜３８ｄそれぞれの角部に設けられている。このように配置することで、例えば撮像装置１を所謂縦位置に構えた場合等の様に、ＥＣ素子１９の姿勢がＸ軸方向が重力方向になるような場合にも比重によるセグリゲーションの影響を減らすことができる。
【００７４】
図９では、電極３３，３５の短辺にも低抵抗配線３８ａ〜３８ｄが設けられているため、重力方向が電極３３，３５（ＥＣ素子１９）の長手方向（つまりＸ軸方向）になった場合でも、重力方向の上下にそれぞれ給電部が設けられる。したがって、第１実施形態、第２実施形態で示したように、姿勢検知手段１１の出力に応じて、給電部を制御することによって比重によるセグリゲーションの影響を電位分布によるセグリゲーションを利用してキャンセルすることが可能になる。
【００７５】
＜駆動方法＞
例えば、−Ｙ方向や＋Ｘ方向が重力方向である場合は図７のように、＋Ｙ方向や−Ｘ方向が重力方向である場合は図８のように、それぞれ各給部を制御することで、比重によるセグリゲーションの影響をキャンセルすることが可能になる。
【００７６】
また、重力方向が傾いていた場合、つまり、ＸＹ平面上に重力方向が傾いている場合であっても同様に給電部を制御することで同様の効果を得ることができる。例えば、重力方向が−Ｙ方向と＋Ｘ方向の間にある場合、つまり紙面右下が重力方向である場合、各給電部は図７と同様に制御することで比重によるセグリゲーションの影響をキャンセルすることが可能である。
【００７７】
≪第４実施形態≫
本発明の別の実施形態について図１０及び図１３（ａ）を用いて説明する。基本的な構成に関しては第２実施形と同様であるため、第２実施形態とは異なる部分について説明する。
【００７８】
＜ＥＣ装置＞
図１０は本実施形態のＥＣ装置３１８を示す模式図であり、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は右側面図、図１０（ｃ）は底面図ある。また、図１３（ａ）は、本実施形態で用いた基板３２，３６の電極形成面側の平面図を示す。
【００７９】
図１３（ａ）に示すように、基板３６上の電極３５には、第２実施形態と同様の給電部４１ａ、４１ｃに加えて、給電部４１ｅ、４１ｇが形成されている。給電部４１ｅ、４１ｇは、有効光線領域３１を挟むように電極３５の短辺のそれぞれに沿って設けられた低抵抗配線３８ｅ、３８ｇと、低抵抗配線３８ｅ、３８ｇのそれぞれの同じ側の長手方向端部に設けられた給電端子３９ｅ、３９ｇとからなる。また、基板３２上の電極３３にも、同様に給電部４１ｂ，４１ｄ、４１ｆ，４１ｈが形成されている。このように配置することで、例えば撮像装置１を所謂縦位置に構えた場合等の様に、ＥＣ素子１９の姿勢がＸ軸方向が重力方向になるような場合にも比重によるセグリゲーションの影響を減らすことができる。
【００８０】
また、図１０（ａ）において、４０ａ〜４０ｄは切り替えスイッチを表しており、切り替えスイッチ４０ａ〜４０ｄを姿勢検知手段１１の出力に応じて切替えることで、ＥＣ素子１９の姿勢（撮影姿勢）に応じて使用する給電部を切り替えることが可能となる。本実施形態では、切り替えスイッチを用いて使用する給電部を切り替える方法を説明するが、使用する給電部を変更することが可能であれば、切り替えスイッチを用いなくても構わない。例えば透過光量操作手段１２内部で、選択的に配線が切り替わり、使用する給電部を変更するといった方法などが考えられる。
【００８１】
＜駆動方法＞
図１０では、電極３３，３５の短辺および長辺にそれぞれ低抵抗配線が設けられているため、重力方向がＥＣ素子１９の長手方向（つまりＸ軸方向）になった場合でも、重力方向の上下にそれぞれ給電部が設けられる。つまり、姿勢検知手段１１の検知結果により、使用する給電部を変更することで、比重の影響によるセグリゲーションをキャンセルすることが可能である。
【００８２】
−Ｙ方向が重力方向である場合、図１０に示すように給電端子３９ａにＡ１端子が、給電端子３９ｂにＣ１端子が、給電端子３９ｃにＡ２端子が、給電端子３９ｄにＣ２端子が接続され、図７のように各端子を駆動する。−Ｙ方向が重力方向である場合は、切り替えスイッチ４０ａ〜４０ｄはそのままで、図８のように各端子を駆動する。
【００８３】
＋Ｘ方向が重力方向である場合、図１０（ａ）の向かって左側が重力方向上側、向かって右側が重力方向下側となる。つまり、低抵抗配線３８ｅおよび３８ｈ側が重力方向上側、低抵抗配線３８ｆおよび３８ｇ側が重力方向下側になる。したがって、図１０の状態から、切り替えスイッチ４０ａ〜４０ｄが切り替わることで、重力方向上下に配置された給電部を使用することが可能になる。具体的には、給電端子３９ｅにＡ１端子が、給電端子３９ｆにＣ１端子が、給電端子３９ｇにＡ２端子が、給電端子３９ｈにＣ２端子が接続され、図７のように各端子を駆動する。それにより、比重によるセグリゲーションの影響をキャンセルすることが可能になる。また、−Ｘ方向が重力方向となった場合には、＋Ｘ方向の場合と同様に切り替えスイッチ４０ａ〜４０ｄが切り替わり、図８のように各端子を駆動することで、比重によるセグリゲーションの影響をキャンセルすることが可能になる。
【００８４】
ここまで、＋Ｙ方向、−Ｙ方向、＋Ｘ方向、−Ｘ方向が重力方向の場合について説明したが、撮像装置１が正位置と縦位置の間で傾いているとき、つまり重力方向がＸＹ平面上で傾いた場合について説明する。
【００８５】
重力方向がＹ軸と平行な場合つまり、低抵抗配線３８ａ〜３８ｄが重力上方または下方に配置される場合、給電部４１ｅ〜４１ｈは比重によるセグリゲーションをキャンセルするためには動作しない。つまり、給電部４１ｅ〜４１ｈには電圧が印加されないか、もしくは、電位分布によるセグリゲーションの影響が小さくなるように、例えば、図７（ａ）や図８（ａ）においてｔ１＝ｔ２となるように駆動される。
【００８６】
また同様に、重力方向がＸ軸と平行な場合つまり、低抵抗配線３８ｅ〜３８ｈが重力上方または下方に配置される場合、給電部４１ａ〜４１ｄは比重によるセグリゲーションをキャンセルするためには動作しない。つまり、給電部４１ａ〜４１ｄには電圧が印加されないか、もしくは、電位分布によるセグリゲーションの影響が小さくなるように駆動される。
【００８７】
重力方向がＸＹ平面上で傾いた場合は、各給電部４１ａ〜４１ｈの駆動バランスを変更すればよい。つまり、給電部４１ａ〜４１ｈをそれぞれ独立に制御する。
【００８８】
重力方向が−Ｙ方向であった場合に図１０（ａ）の紙面左右方向に設けられた給電部４１ｅ〜４１ｈには図７（ａ）におけるｔ１＝ｔ２となるように電圧が印加されている。その状態において、重力方向が＋Ｘ方向に傾き始めた場合（図１０（ａ）における紙面向かって左側が重力方向下向きになった場合）、給電部４１ｇ（Ａ２端子）にはｔ２＞ｔ１となるように、徐々に印加される電圧を制御する。また、それと同時に給電部４１ｅ（Ａ１端子）にはｔ２＞ｔ１となるように徐々に印加される電圧を制御する。このように各端子を制御することにより、重力方向がＸＹ平面上で傾いた場合であっても、比重によるセグリゲーションの影響を電荷分布によるセグリゲーションの影響を利用してキャンセルすることが可能になる。
【００８９】
このようにして、姿勢検知手段１１の出力に応じて、使用する給電部を選択し、それと共に重力方向を加味して給電部を制御することで、ＥＣ素子１９の姿勢によらず比重によるセグリゲーションの影響をキャンセルすることが可能になる。
【００９０】
≪第５実施形態≫
本発明の別の実施形態について図１１及び図１３（ｂ）を用いて説明する。基本的な構成に関しては第２実施形態と同様であるため、第２実施形態とは異なる部分について説明する。
【００９１】
＜ＥＣ装置＞
図１１は本実施形態のＥＣ装置４１８を示す模式図であり、図１１（ａ）と図１１（ｂ）は切り替えスイッチの接続状態が異なる状態を示している。また、図１３（ｂ）は、本実施形態で用いた基板３２，３６の電極形成面側の平面図を示す。
【００９２】
図１３（ｂ）に示すように、本実施形態では、電極３３，３５の一辺に沿って複数の低抵抗配線が配置されている。具体的には、第２実施形態における低抵抗配線３８ａ〜３８ｄは、それぞれ低抵抗配線３８ｉ及び３８ｊ、低抵抗配線３８ｋ及び３８ｌ、低抵抗配線３８ｍ及び３８ｎ、低抵抗配線３８ｏ及び３８ｐに分かれている。また、各低抵抗配線３８ｉ〜３８ｐの、電極３３、３５角部近傍には、給電端子３９ｉ〜３９ｐが設けられている。また、切り替えスイッチ５０ａ〜５０ｈを姿勢検知手段１１の出力に応じて切り替えることで、ＥＣ素子１９の姿勢（撮影姿勢）に応じて使用する給電部を切り替えることが可能となる。なお、使用する給電部を変更することが可能であれば、切り替えスイッチ５０を用いなくても構わない点は、第４実施形態と同様である。
【００９３】
＜駆動方法＞
重力方向がＹ軸に平行な場合、つまりＥＣ素子１９の短手方向が重力方向の場合、切り替えスイッチ５０ａ〜５０ｈは図１１（ａ）のように接続され、ＥＣ素子１９の長手方向に並んだ低抵抗配線がそれぞれ同電位になるように接続されている。具体的には、低抵抗配線３８ｉおよび３８ｊが同電位になるように、また、低抵抗配線３８ｋおよび３８ｌが同電位になるように接続される。同様にして低抵抗外線３８ｍおよび３８ｎが同電位になるように、また、低抵抗配線３８ｏおよび３８ｐが同電位になるようにそれぞれ接続される。このように接続されることにより、重力方向上方および下方に同電位となる給電部が設けられる。したがって、図７、図８の場合と同様に、Ａ１、Ａ２、Ｃ１、Ｃ２の各端子を制御することで、比重によるセグリゲーションの影響を電位分布によるセグリゲーションを利用してキャンセルすることが可能になる。
【００９４】
一方で、重力方向がＸ軸に平行な場合、つまりＥＣ素子１９の長手方向が重力方向の場合、各給電部は図１１（ｂ）のように接続され、ＥＣ素子１９の短手方向に並んだ低抵抗配線が同電位になるように接続されている。具体的には、低抵抗配線３８ｉおよび３８ｍが同電位になるように、また、低抵抗配線３８ｌおよび３８ｐが同電位になるように接続される。同様にして低抵抗配線３８ｎおよび３８ｊが同電位になるように、また、低抵抗配線３８ｏおよび３８ｋが同電位になるようにそれぞれ接続される。このように接続されることにより、重力方向上方および下方に同電位となる給電部が設けられる。したがって、図７、図８の場合と同様に、Ａ１、Ａ２、Ｃ１、Ｃ２の各端子を制御することで、比重によるセグリゲーションの影響を電位分布によるセグリゲーションを利用してキャンセルすることが可能になる。
【００９５】
また、ＸＹ平面上に重力方向が傾いた場合、つまり、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の中間になった場合について説明する。この場合、第４実施形態と同様に、各給電部をそれぞれ独立に制御することにより、比重の影響によるセグリゲーションをキャンセルする。図１１（ａ）では紙面上下方向が重力方向であるため、紙面左右に並んだ端子が同電位になるように接続されている。一方で、図１１（ｂ）では紙面左右方向が重力方向であるため、紙面上下に並んだ端子が同電位になるように接続されている。例えば重力方向が−Ｙ方向から＋Ｘ方向に傾いた場合、つまり、紙面左側の端子が重力方向上向きになるように傾いた場合、図１１（ａ）における紙面右上のＡ１端子（給電端子３９ｊ）、Ｃ２端子（給電端子３９ｐ）に印加する電圧を徐々に小さくしていく。それと共に、紙面左下のＡ２端子（給電端子３９ｍ）、Ｃ１端子（給電端子３９ｋ）に印加する電圧を徐々に小さくしていく。このようにすることで、重力方向の比重によるセグリゲーションの影響はキャンセルしながら、水平方向の電荷分布によるセグリゲーションの影響を小さくすることが可能になる。
【００９６】
姿勢検知手段１１の信号に応じて、図１１（ａ）、（ｂ）のように給電端子を繋ぎかえたり、給電部の制御を変化することで、ＥＣ素子１９の姿勢によらず、重力上下方向に給電部を設けることが可能になる。したがって、使用する給電部の選択および制御方法の変更によって、ＥＣ素子１９の姿勢によらず、比重によるセグリケーションの影響を電荷分布によるセグリゲーションの影響を利用してキャンセルすることが可能になる。
【符号の説明】
【００９７】
１２：駆動手段（透過光量操作手段）、１８：ＥＣ装置（透過光量可変手段）、１９：ＥＣ素子、３２，３６：基板、３３，３５：電極、３４：スペーサ、３７：ＥＣ層、３８ａ〜３８ｐ：低抵抗配線、３９ａ〜３９ｐ：給電端子、４１ａ〜４１ｐ：給電部
【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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