(57)【要約】【課題】有機ＥＣ材料を用いたＥＣ素子の温度変動による透過率の変動を正確に検出し、所望の透過率が得られるＥＣ装置を提供する。【解決手段】ＥＣ素子１０の有効光線領域Ｌの外に、ＥＣ層１４の透過率と体積とを検出する検出手段を有し、該検出手段で検出されたＥＣ層１４の体積に基づいて、基準温度からの温度変化によるＥＣ層１４の透過率を演算し、ＥＣ素子１０に印加する電圧を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、前記一対の電極間に配置されている、少なくとも一種の有機エレクトロクロミック材料を含む液状のエレクトロクロミック層と、を有するエレクトロクロミック素子を備えた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の透過率と体積とを検出する検出手段を有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】
前記エレクトロクロミック層が、前記エレクトロクロミック素子の有効光線領域と、前記有効光線領域に連通する検出領域とに連続して配置され、前記検出手段が前記検出領域に設けられてい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】
前記検出領域に、不活性ガスが収容され、
前記検出領域における前記エレクトロクロミック層と前記不活性ガスとの境界より、前記検出手段が前記エレクトロクロミック層の体積を検出することを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項４】
前記検出手段が画像センサであることを特徴とする請求項３に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項５】
前記エレクトロクロミック素子を介して、前記検出手段に対向する位置に、白色の基準板が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のエレクトロクロミック装置。
【請求項６】
複数のレンズを有する撮像光学系と、前記撮像光学系を透過した撮像光束が結像する撮像素子と、前記撮像光学系と前記撮像素子との間に配置されている、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と、を有する撮像装置であって、
前記検出手段によって検出された、前記エレクトロクロミック層の体積に基づいて、前記エレクトロクロミック素子に印加される電圧を補正する補正手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
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の制御方法であって、
前記エレクトロクロミック層の体積を検出し、前記体積に基づいて、基準温度からの温度変化による透過率の変動を演算し、前記透過率の変動に基づいて、前記一対の電極に印加する電圧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の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に入射する光量を調節するＮＤフィルタとして用いられるエレクトロクロミック装置とその制御方法、該エレクトロクロミック装置を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、動画撮像機能を有した撮像装置において、被写体を適露光状態にするために、ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを撮像レンズの前面に装着して減光する場合がある。ＮＤフィルタを装着することで、例えば晴天時にボケ味を活かした撮像をするために絞りを開放状態にした際の被写体のいわゆる白飛びを防止することができる。従来は、減光の程度に応じた透過率の異なるＮＤフィルタを用意して、撮像シーンの明るさに応じて適切なＮＤフィルタに付け替えていた。しかしながら、ＮＤフィルタを付け替える作業が煩わしいことから、透過率が調整可能な可変ＮＤフィルタや、係る可変ＮＤフィルタを内蔵した撮像装置が製品化され、明るさの異なるシーンに容易に対応して撮像する事ができるようになった。
可変ＮＤフィルタとしては、有機エレクトロクロミック（ＥＣ）材料を用いた有機ＥＣ素子が、光量調整範囲が広く、また分光透過率の設計が比較的容易であることから、撮像装置に搭載する可変ＮＤフィルタ用途として特に有望である。有機ＥＣ素子は、一対の電極間に電気化学的に活性なアノード性材料とカソード性材料と、を有機ＥＣ材料として用いており、少なくとも一つがエレクトロクロミック性、即ち電気化学的な酸化還元によって可視光領域に吸収帯を発現する材料として構成される。この時、一対の電極上では、アノード性材料の酸化反応とカソード性材料の還元反応とが同時に起こり、素子に閉回路が形成されて電流が流れる。
尚、アノード性材料及びカソード性材料の各材料が可視光領域に持つ吸収ピークは１又は２本であるため、色の制御は異なる吸収を持つ複数の材料を混合して行われる。そのため有機ＥＣ素子では、色の段階（階調）の制御が必要である。階調はアノード性材料及びカソード性材料の電気化学的反応量で決まり、反応量は電気的制御（印加電圧）によって調整される。
特許文献１には、有機ＥＣ素子に印加する電圧を検出する事で有機ＥＣ素子の透過率を判断する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５４０３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機ＥＣ素子は、アノード性材料及びカソード性材料を用いている事から、温度によって電気化学的反応量が変わるため、同一電圧を印加している状態で温度が上昇或いは低下すると、色の階調が変化する事で透過率が上昇或いは低下する。そのため、特許文献１に開示されているような、有機ＥＣ素子に印加する電圧を検出する方式では、有機ＥＣ素子の透過率を正確に判断する事ができず、所望の透過率が得られないという課題があった。
本発明の課題は、有機ＥＣ材料を用いたＥＣ素子の温度変動による透過率の変動を正確に検出し、所望の透過率が得られるＥＣ装置を提供することにある。また、本発明においては、係るＥＣ装置を光学フィルタとして用いて、撮像時の明るさを的確に調整しうる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】
本発明の第一は、一対の電極と、前記一対の電極間に配置されている、少なくとも一種の有機エレクトロクロミック材料を含む液状のエレクトロクロミック層と、を有するエレクトロクロミック素子を備えた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の透過率と体積とを検出する検出手段を有することを特徴とする。
本発明の第二は、複数のレンズを有する撮像光学系と、前記撮像光学系を透過した撮像光束が結像する撮像素子と、前記撮像光学系と前記撮像素子との間に配置されている、上記本発明の第一の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、
前記検出手段によって検出された、前記エレクトロクロミック層の体積に基づいて、前記エレクトロクロミック素子に印加される電圧を補正する補正手段を備えたことを特徴とする。
本発明の第三は、上記本発明の第一のエレクトロクロミック装置の制御方法であって、
前記エレクトロクロミック層の体積を検出し、前記体積に基づいて、基準温度からの温度変化による透過率の変動を演算し、前記透過率の変動に基づいて、前記一対の電極に印加する電圧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層の体積を検出し、その結果に基づいて、温度変動によるＥＣ層の透過率の変動を算出し、ＥＣ素子に印加する電圧を補正するため、精度良く、ＥＣ素子を所望の透過率に設定することができる。また、ＥＣ層の透過率と体積とを共通の検出手段によって検出することができ、本発明の撮像装置を小型化することができる。よって、本発明においては、意図した撮像を正確に実施することができる小型の撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の撮像装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るＥＣ素子の一実施形態の厚さ方向の断面模式図及び厚さに沿った方向の断面模式図である。
【図４】図３のＥＣ素子における体積検出方法を示す図であり、図３中のＣ−Ｃ’位置での断面模式図である。
【図５】本発明の撮像装置の動作フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明について、適宜図面を参照しながら実施形態について詳細に説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。また以下の説明において特段説明されていない部分や、図面において特段図示されなかった部分に関しては、当該技術分野の周知或いは公知の技術を適用することができる。
【０００９】
図１は、本発明の撮像装置の外観斜視図である。図１において、撮像装置１００の外装部には、動画撮像を開始及び停止させるための操作部材である撮像ボタン５０と、撮像時に撮像光学系１から入射する被写体の撮像光束の露光量を調整するための操作部材であるＮＤ効果設定手段６０が設けられている。撮影者は、ＮＤ効果設定手段６０を操作する事によって後述のＥＣ装置を作動させ、被写体の撮像光束の露光量を任意に設定する事が可能になっている。また撮像装置１００には、撮像時の被写体像や撮像条件などを表示する表示部４０が設けられている。表示部４０には、後述するように、画像処理部にて現像処理された撮像プレビュー画像や撮像中の撮像画像が表示される。
【００１０】
図２は、図１の撮像装置１００の構成を示したブロック図である。撮像光束は、撮像光学系１を透過し、撮像素子３に結像される。撮像光学系１と撮像素子３との間には、本発明のＥＣ装置２がＮＤフィルタとして配設されており、撮像素子３に結像される撮像光束の露光量を、ＥＣ装置２に組み込まれたＥＣ素子のＥＣ層の透過率制御によって調整可能となっている。ＥＣ装置２による露光量制御は、後述するように、ＥＣ素子制御部５によって実施される。撮像素子３に結像された撮像光束は、光電変換され画像信号となり、画像処理部７にて現像処理がなされメモリ８に保存される。
【００１１】
ＥＣ装置２は、エレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）１０と、該ＥＣ素子１０のエレクトロクロミック層（ＥＣ層）の透過率（光透過率）と体積とを検出する検出手段２０と、を有している。メインＣＰＵ３０は、撮像装置１００全体の種々の制御を行う中央処理部である。メインＣＰＵ３０は、撮像ボタン５０やＮＤ効果設定手段６０が操作された事を検出する事ができる。メインＣＰＵ３０は、撮像ボタン５０が操作された時には撮像装置１００の動画撮像動作を行い、撮像素子３に結像された撮像光束の記録を行ったり、その動画撮像動作を停止したりする。また、ＮＤ効果設定手段６０の操作が行われた時、メインＣＰＵ３０は、ＮＤ効果設定手段６０の操作量や操作速度を、例えば不図示のロータリーエンコーダーなどを介して検出する。
【００１２】
図３は、本発明のＥＣ装置２の一実施形態を示す図であり、ＥＣ装置２が備えるＥＣ素子１０の断面模式図である。同図で示すように、ＥＣ素子１０の厚み方向をＺ方向、Ｚ方向と直交し、且つ紙面水平方向でＥＣ素子１０の短手方向をＹ方向と定義する。＋Ｚ方向が撮像装置１００において被写体側になる。また、図３（ａ）中のＡ−Ａ’位置でのＥＣ素子１０の断面模式図が図３（ｂ）であり、図３（ｂ）中のＢ−Ｂ’位置でのＥＣ素子１０の断面模式図が図３（ａ）である。また、図３（ｂ）では、図３（ａ）で示した駆動電源１６、給電端子Ａ１〜Ａｎ，Ｃ１〜Ｃｎ、及び駆動電源１６と低抵抗配線１５とを接続する配線の図示を省略している。
【００１３】
ＥＣ素子１０は、一対の電極１２ａ，１２ｂを形成した基板１１ａ，１１ｂ間に有機エレクトロクロミック（有機ＥＣ）材料を含むエレクトロクロミック（ＥＣ）層１４を有する有機ＥＣ素子である。一対の電極１２ａ，１２ｂにはそれぞれ少なくとも二つ以上の給電端子Ａ１，Ａ２，…，Ａｎ−１，Ａｎ（アノード）とＣ１，Ｃ２，…，Ｃｎ−１，Ｃｎ（カソード）が設置され（ｎ≧２）ている。それぞれの給電端子Ａ１〜Ａｎ、Ｃ１〜Ｃｎは有効光線領域Ｌ外の電極１２ａ，１２ｂ上に形成された低抵抗配線１５，１５と接続されている。
【００１４】
一対の電極１２ａ，１２ｂ間には、不図示のギャップ制御粒子が配置され、外周に配置されたシール１３によって貼り合わされている。よって、透明基板１１ａ，１１ｂ及び電極１２ａ，１２ｂは、少なくとも有効光線領域Ｌを包含する光学透過部と光学非透過部を有する形状となっている。尚、有効光線領域Ｌとは、撮像装置１００に組み込まれた際に、撮像光学系１から被写体の撮像光束が入射する領域である。
【００１５】
給電端子Ａ１〜ＡｎとＣ１〜Ｃｎ（ｎ≧２）はそれぞれ駆動回路基板（不図示）を含む駆動電源１６に接続され、Ａ１−Ｃ１端子間からＡｎ−Ｃｎ端子間まで順繰りに電圧パルスが印加されることによってＥＣ素子１０の駆動が行われる。
【００１６】
透明基板１１ａ，１１ｂとしては、ガラス基板が好ましく、具体的には、光学ガラス、石英ガラス、白板ガラス、青板ガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、化学強化ガラス等を用いることができる。特に透明性や耐久性の点から無アルカリガラスを好適に使用する事ができる。また、透明基板１１ａ，１１ｂには、電極１２ａ，１２ｂの他に、反射防止層やインデックスマッチング層を設けても良い。これにより、透明基板１１ａ，１１ｂの表面、透明基板１１ａ，１１ｂと電極１２ａ，１２ｂとの界面、及び、電極１２ａ，１２ｂとＥＣ層１４との界面における反射を低減して、ＥＣ素子１０の透過率を向上させることができる。
【００１７】
また、透明基板１１ａ，１１ｂとしては、透明性があれば、プラスチックやセラミック等の材料も適宜使用が可能である。透明基板１１ａ，１１ｂ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。透明基板１１ａ，１１ｂの厚みは、数十μｍから数ｍｍである。
【００１８】
電極１２ａ，１２ｂは、透明電極であり、いわゆる透明導電性酸化物が好ましく用いられる。具体的には、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）が挙げられる。また、ニオビウムドープ酸化チタン（ＴＮＯ）も用いる事ができる。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も好適に用いられる。具体的には、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（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸の錯体などである。本発明に係るＥＣ素子１０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、可視光領域に光吸収を示さないＩＴＯ、ＩＺＯ、ＮＥＳＡ、導電率を向上させた導電性ポリマー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、或いは複数併用してもよい。
【００１９】
シール１３としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を用いる事ができるが、後述するＥＣ層１４の充填法、即ち素子製作プロセスによって適宜好適な材料が選択される。また、シール１３には一対の電極１２ａ，１２ｂ間の距離を規定するセルギャップ制御粒子を混練しておくのが好ましい。
【００２０】
ＥＣ層１４は液状であり、少なくとも一種の有機ＥＣ材料と溶媒とからなる溶液である、ＥＣ層１４は、必要に応じてさらに支持電解質や増粘剤等他の添加剤を含有してもよい。有機ＥＣ材料としては、酸化還元により可視光透過率が変化する有機化合物を好適に使用することができ、中でもチオフェン類化合物、フェナジン類化合物、ビピリジニウム塩類化合物等の有機化合物を好適に用いる事ができる。
【００２１】
溶媒としては、有機エレクトロクロミック材料（有機ＥＣ材料）や必要に応じて添加される添加剤が溶解するものであれば特に限定されないが、極性が大きいものを好ましく用いる事ができ、水や有機極性溶媒が挙げられる。有機極性溶媒としては、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、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、ジメトキシエタンが挙げられる。また、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、ベンゾニトリル、ジメチルアセトアミド、メチルピロリジノン、ジオキソラン等も挙げられる。
【００２２】
支持電解質としては、イオン解離性の塩であり、且つ溶媒に対して良好な溶解性を示すものであれば限定されないが、電子供与性を有する電解質を好ましく用いる事ができる。例えば、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挙げられる。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が挙げられる。また、４級アンモニウム塩及び環状４級アンモニウム塩も挙げられる。具体的には、（ＣＨ3）4ＮＢＦ4、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢＦ4、（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＢＦ4、（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＰＦ6、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢｒ、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＣｌＯ4、（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4ＮＣｌＯ4等である。
【００２３】
増粘剤としては、例えばシアノエチルポリビニルアルコール（ＣＲ−Ｖ）、シアノエチルプルラン（ＣＲ−Ｓ）、シアノエチルセルロース（ＣＲ−Ｃ）及びＣＲ−ＳとＣＲ−Ｖの混合物（ＣＲ−Ｍ）から選ばれる少なくとも１種を好適に使用する事ができる。これらは、広い温度範囲にわたる高粘性と高イオン導電性という、相反する課題を良好なバランスで解決する添加剤である。これらの軟化温度と誘電率は以下の通りである。
ＣＲ−Ｖ：軟化温度２０〜４０℃、誘電率１８．９
ＣＲ−Ｓ：軟化温度９０〜１００℃、誘電率１８．９
ＣＲ−Ｃ：軟化温度２００℃以上、誘電率１６．０
ＣＲ−Ｍ：軟化温度４０〜７０℃、誘電率１８．９
【００２４】
ＥＣ層１４の充填方法としては、透明基板１１ａ，１１ｂに一対の孔を形成して充填する方法や、シールパターンによって形成したＥＣ素子側面の充填孔から真空注入する方法が挙げられる。また、透明基板１１ａ，１１ｂの貼り合わせと同時に真空中で充填する方法でもよく、何れも好適に使用する事ができる。
【００２５】
本発明に係るＥＣ素子１０の駆動方法は、駆動電源１６に接続された電極１２ａ，１２ｂの両電極間に電圧を印加することで、ＥＣ層１４に含まれる有機ＥＣ材料に電気化学的反応を起こす事によって行われる。有機ＥＣ材料は、電圧未印加の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１０は高い透過率を示す。両電極１２ａ，１２ｂ間に電圧を印加する事で、有機ＥＣ材料中で電気化学反応が起き、中性状態から酸化状態或いは還元状態となる。有機ＥＣ材料は酸化・還元状態で可視光領域に吸収を有するようになり、着色し、ＥＣ素子１０は低い透過率を示す。
よってＥＣ素子制御部５は、駆動電源１６を介してＥＣ素子１０の電極１２ａ，１２ｂ間に印加する電圧を制御する事で、ＥＣ素子１０の着色状態を制御する事になるので、その結果、ＥＣ素子１０の透過率を制御する事が可能になっている。また、複数種のＥＣ材料を有するＥＣ層１４を有するＥＣ素子１０である場合でも、中間状態の階調を適切に表現する事ができる。
【００２６】
本発明のＥＣ装置２は、上記のＥＣ素子１０と、後述する検出手段２０と、これらに接続されている不図示の能動素子とを有する。係る能動素子とは、トランジスタやＭＩＭ素子等が挙げられる。トランジスタは活性層として単結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコンなどの非単結晶シリコン、インジウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物等の非単結晶酸化物半導体が挙げられる。トランジスタは、薄膜トランジスタであってもよい。薄膜トランジスタはＴＦＴ素子とも呼ばれる。
【００２７】
図３の実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、ＥＣ層１４が、有効光線領域Ｌと、係る有効光線領域Ｌに連通する検出領域１７に連続して配置され、該検出領域１７に検出手段が配置されている。図４（ａ）〜（ｃ）は、図３（ｂ）のＣ−Ｃ’位置におけるＥＣ素子１０の断面模式図である。尚、図３においては、図４（ａ）〜（ｃ）で示した検出手段２０の図示を省略している。
【００２８】
本例では、検出領域１７は、温度変化に伴うＥＣ層１４の膨張及び収縮時の体積変化を吸収すると共に、ＥＣ層１４の透過率を検出する検出手段２０を備えている。検出領域１７は、有効光線領域Ｌの外側に設けられているが、有効光線領域Ｌと同様に、透明基板１１ａ，１１ｂと電極１２ａ，１２ｂを備えている。
【００２９】
また、本例では、検出領域１７には、有効光線領域Ｌに連続するＥＣ層１４が部分的に収容され、残された空間１８には窒素などの不活性ガスが収容され、空間１８は可撓部１９によって封止されている。よって、係る構成において、ＥＣ層１４の温度変化による膨張及び収縮時の体積変化は可撓部１９が変形することで吸収される。具体的には、可撓部１９は、図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように蛇腹構造としてもよいが、ＥＣ層１４の体積変化に対応して変形できれば、本発明では係る構成に限定されない。
【００３０】
図４（ａ）は、基準温度の場合を示し、この状態でのＥＣ層１４と空間１８との境界１４ｓを基準位置とする。図４（ｂ）は、撮像装置１００が高温環境下に置かれる等によって、ＥＣ層１４の温度が上昇した状態を示す。温度上昇によってＥＣ層１４が膨張すると、検出領域１７におけるＥＣ層１４の体積が増加し、ＥＣ層１４と空間１８との境界１４ａが可撓部１９に向かって、基準位置１４ｓから１４Ｈに移動する。この時、空間１８の体積は一定であり、ＥＣ層１４の体積が増加した体積分を可撓部１９の蛇腹構造を押し広げる事によって対応し、基準温度での空間１８の体積を保持する事ができる。尚、基準温度としては、撮像装置を使用する環境の平均的な温度、例えば２０℃に設定すればよい。
【００３１】
また、図４（ｃ）は、撮像装置１００が低温環境下に置かれる等によって、ＥＣ層１４の温度が低下した状態を示す。温度低下によってＥＣ層１４が収縮すると、ＥＣ層１４と空間１８との境界１４ａが、基準位置１４ｓから１４Ｌに移動する。この場合には、空間１８の体積を維持するために、可撓部１９の蛇腹構造が縮まることによって、検出領域１７の体積が縮小される。
【００３２】
このように、ＥＣ層１４の温度変化によって、ＥＣ層１４と空間１８との境界１４ａが移動するため、予め境界１４ａの位置と温度との相関関係を求めておけば、境界１４ａの位置よりＥＣ層１４の温度を求めることができる。
【００３３】
本例では、検出手段２０が、検出領域１７におけるＥＣ層１４と空間１８との境界１４ａの位置と、ＥＣ層１４の透過率を検出する。尚、検出手段２０としては、画像センサが好ましく用いられ、検出手段２０の、ＥＣ素子１０の透明基板１１ａに対向した側（検出手段２０の検出面と定義する）で、境界１４ａの位置とＥＣ層１４の透過率を検出する。従って、検出手段２０は、ＥＣ層１４と空間１８との境界１４ａに対向する位置に配設され、透明基板１１ｂ及び電極１２ｂを介して境界１４ａとＥＣ層１４の部位とを画像として捉える。そして、該画像をメインＣＰＵ３０で２値化などの処理をする事により、境界１４ａの位置とＥＣ層１４の透過率とを検出する事が可能になっている。尚、ＥＣ層１４の透過率については、予め、ＥＣ層１４の透過率とＥＣ層１４の画像との相関関係を求めておけば、検出手段２０によって得られたＥＣ層１４の画像から透過率が得られる。検出領域１７は、前記したように、有効光線領域Ｌと同様に透明基板１１ａ，１１ｂ及び電極１２ａ，１２ｂを備えているため、検出領域１７におけるＥＣ層１４の透過率は、有効光線領域ＬにおけるＥＣ層１４の透過率と等しい。
【００３４】
尚、本例では、検出手段２０による境界１４ａの位置とＥＣ層１４の透過率の検出精度を向上させるために、検出手段２０と対向する位置に基準板２１が設けられている。基準板２１を白色にする事により、着色時のＥＣ層１４と空間１８との境界１４ａのコントラストが基準板２１を設けない時よりも向上し、検出精度が高くなる。また、不図示の光源などで検出領域１７を照明する事によって、境界１４ａの位置とＥＣ層１４の透過率の検出精度をより高めてもよい。
【００３５】
また、検出手段２０は、図２に示すように、撮像装置１００内において、ＥＣ素子１０よりも被写体側に配置される。これは、撮像装置１００の撮像光学系１から入射した撮像光束の一部が、撮像装置１００の内部に設けられた不図示の撮像光学系１の保持部材などに反射して、いわゆる迷光となって検出手段２０に入射する可能性がある事を想定したものである。つまり、迷光となった撮像光束の一部が検出手段２０に直接入射すると、その入射した光によって検出手段２０による境界１４ａの位置とＥＣ素子１０の透過率の検出に誤差が乗るなどの不具合が生じてしまうのを防止するためである。
上記した、検出手段２０によって検出される境界１４ａとＥＣ層１４の温度との相関関係及びＥＣ層１４の透過率と画像との相関関係は、撮像装置１００の、例えばメインＣＰＵ３０にメモリ手段（不図示）を持たせて保存しておけばよい。
【００３６】
以下、撮像装置１００が動作撮像を行う場合におけるＥＣ層１４の温度と透過率の検出動作について、図５の動作フロー図を用いて説明する。尚、撮像装置１００が静止画撮像を行う場合でも、同様な動作フローによってＥＣ層１４の温度とＥＣ素子１０の透過率の検出動作が行える事は言うまでもないが、説明の簡略化のために、静止画撮像時の動作フローの説明は省略する。
【００３７】
ステップ（以下、「Ｓ」とする）１０１では、撮像装置１００に設けられた、撮像装置１００の電源スイッチである不図示のメインＳＷがＯＮになったかどうかの検出がメインＣＰＵ３０によって行われる。メインＳＷがＯＮになったら、Ｓ１０２に進む。
Ｓ１０２では、表示部４０の表示をＯＦＦにする。これは、Ｓ１０３以降の動作フローでＥＣ層１４の温度を検出する際に、ＥＣ素子１０に通電する動作がある。その時に、撮像素子３に結像した撮像光束を現像処理した画像を表示部４０に表示してしまうと、通電によってＥＣ素子１０は着色しているので、ＥＣ素子１０によって露光量制御された画像が表示される事になる。すると、撮影者がＮＤ効果設定手段６０を操作していないのに、露光量が制御された画像が表示部４０に表示されると、撮像装置１００が故障したと誤解される恐れがある。そのため、Ｓ１０２では、表示部４０の表示をＯＦＦにする事で、撮影者が誤解する事を防いでいる。
Ｓ１０３では、メインＣＰＵ３０はＥＣ素子制御部５を介してＥＣ素子１０に通電する。これにより、ＥＣ素子１０には駆動電源１６を介して電圧が印加されるので、着色状態となる。
【００３８】
Ｓ１０４では、メインＣＰＵ３０は検出手段２０を介して検出領域１７におけるＥＣ層１４と空間１８との境界１４ａの位置を検出する。これにより、前述したように、ＥＣ層１４の温度を演算する。つまり、Ｓ１０５以降の動作において後述するように、撮像装置１００が動作撮像する時のＥＣ層１４の温度が検出できているので、温度によってＥＣ層１４の電気化学的反応量が変わっても、所望の透過率になるようにメインＣＰＵ３０はＥＣ素子制御部５を介してＥＣ素子１０に印加する電圧を制御する事が可能になる。
Ｓ１０４でＥＣ層１４の温度の演算が終了したら、Ｓ１０５に進む。
【００３９】
Ｓ１０５では、メインＣＰＵ３０はＥＣ素子制御部５を介してＥＣ素子１０への通電をＯＦＦにすると共に、表示部４０に撮像メニューや撮像素子３に結像した撮像光束を現像処理した画像の表示を行う。これにより、撮影者は表示部４０に表示された画像を観ながら撮像時の構図を決めたり、絞り値などの撮像条件の設定や動画、静止画の撮像を任意のタイミングで行ったりする事ができるようになる。
【００４０】
Ｓ１０６では、メインＣＰＵ３０によって不図示のモード設定スイッチが操作されて撮影者が動画撮像なのか静止画撮像なのかの判定が行われる。動画撮像モードに設定された場合はＳ１０７に進み、静止画撮像モードに設定された場合はＳ１２１に進む。Ｓ１２１では、公知の一連の静止画撮像が撮像装置１００によって行われるが、その際の動作は本発明の要旨とは異なるので、その説明を省略する。
Ｓ１０７では、撮影者がＮＤ効果設定手段６０を操作して、撮像時のＮＤ効果が設定されたかどうかの判定がメインＣＰＵ３０によって行われる。メインＣＰＵ３０がＮＤ効果設定手段６０を操作したと判定したらＳ１０８に進む。
Ｓ１０８では、メインＣＰＵ３０がＮＤ効果設定手段６０の操作量を検出する。
Ｓ１０９では、Ｓ１０８でのＮＤ効果設定手段６０の操作量の検出結果から、メインＣＰＵ３０は撮影者が設定するＮＤ効果段数の演算を行う。
【００４１】
Ｓ１１０では、メインＣＰＵ３０は検出手段２０を介してＥＣ層１４の透過率を検出する。透過率の検出方法としては、前述の通り、検出手段２０を介してＥＣ層１４が充填されている検出領域１７を画像として捉え、該画像をメインＣＰＵ３０で２値化などの処理をする事により、ＥＣ層１４の透過率を演算して検出している。尚この時、ＥＣ装置２には電圧が印加されていないので、ＥＣ層１４は透明状態である。Ｓ１１０にてＥＣ層１４が透明な時にＥＣ層１４の透過率を検出する理由は以下の通りである。
【００４２】
ＥＣ層１４が着色状態の透過率をメインＣＰＵ３０が演算及び検出する時に、ＥＣ層１４が透明状態の時の透過率を基準として着色時の透過率をメインＣＰＵ３０が演算する。例えば、ＥＣ層１４が経年変化によって、電圧を印加されない時でもごく僅かに着色するような場合がある時には、同じ電圧をＥＣ素子１０に印加しても着色状態が変化する事がある。
【００４３】
撮像装置１００としては、ＥＣ層１４が透明な状態の時を基準にして、撮影者がＮＤ効果設定手段６０を操作した時の操作量に応じてＮＤ効果段数の演算を行う。よって、ＥＣ層１４が透明な状態の時の透過率が前述のように異なると、撮影者は同じ操作をＮＤ効果設定手段６０に対して行ったのに、ＥＣ層１４が着色した時の透過率が異なる事となり、撮影者が撮像装置１００を故障したと誤認識してしまう恐れがある。それを防ぐために、ＥＣ層１４が着色状態の透過率をメインＣＰＵ３０が演算及び検出する時に、ＥＣ層１４が透明状態の時の透過率を基準とするのである。
Ｓ１１１では、Ｓ１１０で検出したＥＣ層１４の透過率をメインＣＰＵ３０がその内部に設けた不図示のメモリ部に記憶する。
【００４４】
Ｓ１１２では、メインＣＰＵ３０はＥＣ素子制御部５を介してＥＣ素子１０に通電する。この時、メインＣＰＵ３０は、Ｓ１０９で演算されたＮＤ効果段数より、Ｓ１０４で演算した温度によるＥＣ層１４の透過率の変動を差し引いた電圧をＥＣ素子１０に印加する。即ち、メインＣＰＵ３０は、ＥＣ素子１０に印加する電圧を補正する補正手段を内蔵している。
Ｓ１１３では、Ｓ１１０同様、メインＣＰＵ３０は検出手段２０を介して、検出領域１７におけるＥＣ層１４の透過率を検出する。透過率の検出方法としては、前述の通りである。
Ｓ１１４では、メインＣＰＵ３０は、着色したＥＣ層１４によるＮＤ効果付与がＳ１０２での演算結果である撮影者が設定したＮＤ効果段数と一致しているかどうかの判定を行う。
【００４５】
Ｓ１１４のメインＣＰＵ３０の判定の結果、ＥＣ素子１０のＮＤ効果付与がＳ１０９での演算結果である撮影者が設定したＮＤ効果段数と一致していない場合は、Ｓ１３１に進み、ＥＣ素子制御部５はＥＣ素子１０への印加電圧を変更した上で、Ｓ１１３に戻る。
一方、Ｓ１１４のメインＣＰＵ３０の判定の結果、ＥＣ素子１０のＮＤ効果付与がＳ１０９での演算結果である撮影者が設定したＮＤ効果段数と一致している場合は、Ｓ１１５に進む。
Ｓ１１５では、メインＣＰＵ３０によって撮像ボタン５０が操作されたかどうかの判定が行われる。撮像ボタン５０が操作された場合はＳ１１６に進む。
Ｓ１１６では、公知の一連の動画撮像が撮像装置１００にて行われるが、その動作の詳細は本発明の趣旨と異なるので、その説明を省略する。
【００４６】
以上説明したように、ＥＣ層１４の透過率と体積とを、共通の検出手段２０で検出する事ができるので、検出のためのスペースを最小限にするができ、ＥＣ装置２を備えた撮像装置１００の小型化を達成する事ができる。
【符号の説明】
【００４７】
１：撮像光学系、２：エレクトロクロミック装置（ＥＣ装置）、３：撮像素子、１０：エレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）、１２ａ，１２ｂ：電極、１４：エレクトロクロミック層（ＥＣ層）、１４ａ：境界、１７：検出領域、２０：検出手段、２１：基準板、１００：撮像装置、Ｌ：有効光線領域、
【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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