(57)【要約】【課題】    エレクトロデポジション素子を含む光学装置であって、該エレクトロデポジション素子の光透過率を制御することができる光学装置を提供する。【解決手段】    当該光学装置は、対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板に狭持され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と、を備え、第１の期間に、第１の極性の直流電圧が前記電解質層に印加され、前記第１の期間の後の第２の期間に、前記第１の極性の電圧が前記電解質層に間欠的に印加される。【選択図】    図２
2015082081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、
前記第１および第２の基板に狭持され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と、
前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に電圧を印加することができる電源であって、第１の期間に、該電解質層に第１の極性の直流電圧を印加し、該第１の期間の後の第２の期間に、該電解質層に前記第１の極性の電圧を間欠的に印加することができる該電源と、  
を備える光学装置。
【請求項２】
前記電源は、前記第２の期間に、前記電解質層に周期性を有する矩形波電圧を印加することができる請求項１記載の光学装置。
【請求項３】
前記電源は、前記第２の期間の後の第３の期間に、前記電解質層に前記第１の極性とは反対の極性である第２の極性の直流電圧を印加することができる請求項１または２記載の光学装置。
【請求項４】
さらに、前記第１または第２の電極の表面に設けられ、導電性を有する微細凹凸層を含む請求項１〜３いずれか１項記載の光学装置。
【請求項５】
受光面を有する撮像素子と、
前記撮像素子の受光面に対向して配置される光学素子と、
前記光学素子と電気的に接続する電源と、
を備える撮像装置であって、
前記光学素子は、
対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、
前記第１および第２の基板に狭持され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と、
を有し、
前記電源は、前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に、第１の期間、第１の極性の直流電圧を印加することができる
撮像装置。
【請求項６】
前記電源は、前記第１の期間の後の第２の期間に、前記電解質層に前記第１の極性の電圧を間欠的に印加することができる請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、
前記第１および第２の基板に狭持され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と、
を備える光学素子の駆動方法であって、
第１の期間に、前記電解質層に第１の極性の直流電圧を印加し、前記第１の期間の後の第２の期間に、前記電解質層に前記第１の極性の電圧を間欠的に印加する光学素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロデポジション素子を含む光学装置、および、その光学装置を利用した撮像装置、ならびに、エレクトロデポジション素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１，２には、エレクトロクロミック素子を光学フィルタ（減光フィルタないし調光フィルタ）として利用した撮像装置が開示されている。エレクトロクロミック素子とは、電気化学反応などにより、分子構造が変化して、発色または消色など変色が生じる材料（エレクトロクロミック材料）を含む素子をいう。
【０００３】
特許文献３には、いわゆるエレクトロデポジション素子が開示されている。エレクトロデポジション素子は、主に、対向配置される一対の電極と、その一対の電極に挟持され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と、を含む。
【０００４】
定常時（電圧無印加時）、電解質層はほぼ透明であり、エレクトロデポジション素子は透明状態である。一対の電極間に電圧が印加されると、電気化学反応により、電解質層のエレクトロデポジション材料（銀）が、電極上に析出・堆積する。これにより、エレクトロデポジション素子は鏡面状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−３３１４７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０６１３号公報
【特許文献３】特開２０１２−１８１３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、エレクトロデポジション素子を含む光学装置であって、該エレクトロデポジション素子の光透過率を制御することができる光学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】
本発明の一観点によれば、対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板に狭持され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と、前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に電圧を印加することができる電源であって、第１の期間に、該電解質層に第１の極性の直流電圧を印加し、該第１の期間の後の第２の期間に、該電解質層に前記第１の極性の電圧を間欠的に印加することができる該電源と、を備える光学装置、が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、受光面を有する撮像素子と、前記撮像素子の受光面に対向して配置される光学素子と、前記光学素子と電気的に接続する電源と、を備える撮像装置であって、前記光学素子は、対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板に狭持され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と、を有し、前記電源は、前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に、第１の期間、第１の極性の直流電圧を印加することができる撮像装置、が提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の観点によれば、対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板に狭持され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と、を備える光学素子の駆動方法であって、第１の期間に、前記電解質層に第１の極性の直流電圧を印加し、前記第１の期間の後の第２の期間に、前記電解質層に前記第１の極性の電圧を間欠的に印加する光学素子の駆動方法、が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
光透過率を制御することができる光学装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａは、エレクトロデポジション素子１を含む光学装置の基本構造を示す断面図であり、図１Ｂは、エレクトロデポジション素子１に電圧を所定時間印加した際の、エレクトロデポジション素子１における光透過率の波長依存性を示すグラフである。
【図２】図２Ａは、電源２によりエレクトロデポジション素子１に印加される電圧波形を示すグラフであり、図２Ｂは、エレクトロデポジション素子１に電圧を所定時間印加した後の、エレクトロデポジション素子１における光透過率の時間変化を示すグラフである。
【図３】図３Ａは、エレクトロデポジション素子１ａを含む光学装置を示す断面図であり、図３Ｂは、エレクトロデポジション素子１ａに電圧を所定時間印加した際の、エレクトロデポジション素子１ａにおける光透過率の波長依存性を示すグラフである。
【図４】図４は、撮像装置３の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１Ａは、実施例による光学装置の基本構造を示す断面図である。当該光学装置は、主に、エレクトロデポジション（ＥＤ）素子１、および、ＥＤ素子１に電気的に接続する電源２、から構成される。
【００１３】
ＥＤ素子１は、主に、対向配置される下側および上側基板１０，２０と、下側および上側基板１０，２０に挟持されるシール枠部材４０およびエレクトロデポジション（ＥＤ）材料を含む電解質層（電解液）５０と、を備える構成である。なお、シール枠部材４０は、下側ないし上側基板１０，２０面内において、下側および上側基板１０，２０の周縁に沿って閉じた形状で設けられている。電解質層５０は、下側および上側基板１０，２０、ならびに、シール枠部材４０により画定される空間５０ａに充填されている。
【００１４】
下側および上側基板１０，２０各々の対向面には、それぞれ下側および上側電極１２，２２が設けられている。電源２は、下側および上側電極１２，２２に接続されており、下側および上側電極１２，２２を介して、電解質層５０に種々の電圧を印加することができる。
【００１５】
図１Ａを参照しながら、実施例による光学装置（特にＥＤ素子１）の製造方法について説明する。
【００１６】
最初に、ベース基板表面に電極が形成された透明基板を２枚準備する。必要に応じて、ベース基板表面の電極を、エッチング法やレーザアブレーション法などにより、所望の平面形状にパターニングしておく。
【００１７】
ベース基板には、透光性を有する基板が用いられ、青板ガラスなどのプレート基板や、ポリカーボネートなどにより構成されるフィルム基板などを用いることができる。また、電極は、たとえばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など、透光性および導電性を有する部材により構成される。
【００１８】
２枚準備した透明基板のうち、一方の基板を下側基板１０に設定し、他方の基板を上側基板２０に設定する。下側基板１０におけるベース基板および電極を、それぞれ下側ベース基板１１および下側電極１２と呼ぶこととする。また、上側基板２０におけるベース基板および電極を、それぞれ上側ベース基板２１および上側電極２２と呼ぶこととする。
【００１９】
なお、下側または上側電極１２，２２表面には、後述する（図３Ａ参照）、ＩＴＯ粒子などが堆積する粒子堆積層を設けてもかまわない。ＩＴＯ粒子分散液を、スピンコート法などを用いて、下側または上側電極１２，２２表面に塗布し、その後焼成することにより、粒子堆積層を形成することができる。
【００２０】
次に、下側または上側基板１０，２０（下側または上側電極１２，２２表面）、たとえば下側基板１０に、シール枠部材４０を形成する。シール枠部材４０は、たとえば、矩形枠状の全体的平面形状を有し、紫外線硬化性樹脂により構成される。なお、シール枠部材４０は、熱硬化性樹脂により構成されていてもかまわない。
【００２１】
続いて、下側または上側基板１０，２０（下側または上側電極１２，２２表面）、たとえば上側基板２０に、粒径が数十μｍ〜数百μｍ、たとえば５００μｍであるギャップコントロール剤を散布する。ギャップコントロール剤の密度は、たとえば１〜３個／ｍｍ２程度である。なお、ギャップコントロール剤を散布するかわりに、柱状の突起体を形成してもかまわない。また、ギャップコントロール剤は、シール枠部材４０が形成された基板、つまり下側基板１０に散布されてもかまわない。
【００２２】
次に、下側基板１０（下側電極１２表面）のシール枠部材４０内側に、銀を含有するエレクトロデポジション（ＥＤ）材料を含む電解液（電解質層）５０を滴下する。そして、下側および上側電極１２，２２が相対するように、上側基板２０を、電解液５０を滴下した下側基板１０に貼合する。その後、シール枠部材４０に紫外線を照射して、シール枠部材４０を硬化させる。これにより、ＥＤ素子１が完成する。
【００２３】
電解液５０は、たとえば、ＥＤ材料（ＡｇＮＯ３等）、電解質（ＴＢＡＢｒ等）、メディエータ（ＣｕＣｌ２等）、電解質の浄化剤（ＬｉＢｒ等）、溶媒（ＤＭＳＯ：ｄｉｍｅｔｈｙｌ―ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ 等）などにより構成される。なお、さらにゲル化用ポリマ（ＰＶＢ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ―ｂｕｔｙｒａｌ等）などを添加して、ゲル状（ゼリー状）にしてもよい。実施例においては、溶媒であるＤＭＳＯ中に、ＥＤ材料としてＡｇＮＯ３を５０ｍＭ、支持電解質としてＬｉＢｒを２５０ｍＭ、メディエータとしてＣｕＣｌ２を１０ｍＭ、ゲル化用ポリマとして１０ｗｔ％のＰＶＢを添加したものを用いた。
【００２４】
ＥＤ材料は、ＡｇＮＯ３以外にも、たとえば銀を含むＡｇＣｌＯ４やＡｇＢｒなどを用いることができる。ここで、ＥＤ材料とは、下側ないし上側電極１２，２２表面において、酸化還元反応などにより、その一部が析出・堆積、または、消失する材料をいう。
【００２５】
支持電解質は、ＥＤ材料の酸化還元反応等を促進するものであれば限定されない。たとえば、リチウム塩（ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４等）、カリウム塩（ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＩ等）、ナトリウム塩（ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＩ等）を好適に用いることができる。
【００２６】
メディエータは、銅を含むＣｕＣｌ２、以外にも、たとえば銅を含むＣｕＳＯ４やＣｕＢｒ２などを用いることができる。ここで、メディエータとは、銀よりも電気化学的に低いエネルギで酸化・還元する材料をいう。
【００２７】
溶媒は、ＥＤ材料等を安定的に保持することができるものであれば限定されない。たとえば、水や炭酸プロピレン等の極性溶媒、極性のない有機溶媒、更にはイオン性液体、イオン導電性高分子、高分子電解質等を用いることができる。具体的には、ＤＭＳＯの他、炭酸プロピレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ポリビニル硫酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸等を好適に用いることができる。
【００２８】
なお、電解液の滴下は、ディスペンサやインクジェットヘッドなどを用いて行うことができる。また、下側および上側基板１０，２０の貼合は、大気中、真空中ないし窒素雰囲気中で行うことができる。
【００２９】
最後に、下側および上側電極１２，２２に電源２を接続する。これにより、ＥＤ素子１および電源２を含む光学装置が完成する。
【００３０】
定常時（電圧無印加時）、電解質層５０は概ね透明であり、ＥＤ素子１は透明状態を実現する。ただし、実際には、ＥＤ素子１は若干黄みを帯びて見える。これは、メディエータ（ＣｕＣｌ２）の影響だと考えらえる。このような若干の着色は、下側および上側基板１０，２０の間隔（ＥＤ素子１の厚み）を狭く（薄く）することにより改善される。つまり、下側および上側基板１０，２０の間隔を狭くすることにより、ＥＤ素子１を無色透明に近づけることができる。
【００３１】
たとえば、下側電極１２の電位を基準としたときに、電源２によって、上側電極２２に正の直流電位（２．５Ｖ程度で数十秒間）を印加した場合（つまり、下側電極１２に負の直流電圧を印加した場合）、下側電極１２表面において、電解質層５０中の銀イオン（ＥＤ材料）が還元され、銀薄膜（高反射膜）が析出する。これにより、ＥＤ素子１は鏡面状態を実現する。なお、下側電極１２の電位を基準としたときに、上側電極２２に負の直流電位を印加した場合（つまり、上側電極２２に負の直流電圧を印加した場合）には、上側電極１２表面に銀薄膜（高反射膜）が析出する。
【００３２】
下側および上側電極１２，２２への電圧印加を停止すると、下側電極１２表面に析出した銀（薄膜）は、電解質層５０中に銀イオンとして溶解し、下側電極１２表面から消失する。これによりＥＤ素子１は再度透明状態を実現する。
【００３３】
図１Ｂは、ＥＤ素子１に２．５Ｖの直流電圧を０．５秒〜６８秒間印加した際の、ＥＤ素子１における光透過率の波長依存性を示すグラフである。グラフの横軸は、縦軸はＥＤ素子１（下側基板１０、電解質層５０および上側基板２０）を透過する光の波長［ｎｍ］を示す。また、グラフの縦軸は、ＥＤ素子１を透過する光の透過率［％］を示す。
【００３４】
このグラフにおいて、矢印Ａ１が指示するスペクトルＳ１０１は、定常時（電圧無印加時）におけるＥＤ素子１の光透過スペクトルである。また、矢印Ａ２が指示するスペクトルＳ１０２は、直流電圧（２．５Ｖ）を０．５秒間印加した際のＥＤ素子１の光透過スペクトルである。残りのスペクトルＳ１０３〜Ｓ１７１は、それぞれ直流電圧（２．５Ｖ）を１秒おきに１秒〜６８秒間印加した際のＥＤ素子１の光透過スペクトルである。スペクトルＳ１０３〜Ｓ１７１は、矢印Ａ３に示すように、電圧印加時間とともに、光透過率が全体的に低下する。
【００３５】
このグラフ見ると、電圧を１秒以上印加した際のＥＤ素子１の光透過スペクトルＳ１０３〜Ｓ１７１は、可視光領域において、概ねフラットであることがわかる。つまり、電圧を１秒以上印加した際のＥＤ素子１の光透過率は、可視光領域において、顕著な波長依存性を有していないことがわかる。
【００３６】
また、ＥＤ素子１に電圧を印加する時間を長くしていくと、可視光領域におけるＥＤ素子１の光透過率は徐々に低下していくことがわかる。これは、電圧印加時間を長くしていくと、ＥＤ素子１が透明状態から鏡面状態に移行していくことを意味する。
【００３７】
以上により、ＥＤ素子１において、電圧印加時間を調整することにより、波長依存性を比較的フラットに維持したまま、光透過率を制御できることがわかる。加えて、本発明者らの検討によれば、ＥＤ素子１は、電圧印加を停止した後にも、数秒から数十秒程度、電圧印加直後の光透過率特性（光透過スペクトル）を保持することがわかっている。このような特徴を具備していることにより、実施例による光学装置（特にＥＤ素子１）は、光透過率可変型の減光フィルタ（ＮＤフィルタ）として利用することができるであろう。
【００３８】
ＥＤ素子１は、電圧印加を停止した後にも、数秒から数十秒程度、電圧印加直後の光透過率特性を保持する。しかしながら、さらに長時間電圧印加を停止していると、ＥＤ素子１の光透過率特性は、徐々に定常時における光透過率特性（図１Ｂにおいて、矢印Ａ１が指示するスペクトルＳ１）に復元していく。
【００３９】
本発明者らは、所定時間電圧印加したＥＤ素子１の光透過率特性を長時間保持することができる、ＥＤ素子１の駆動方法について検討を行った。
【００４０】
図２Ａは、電源２によりＥＤ素子１に印加される電圧波形を示すグラフである。電源２は、まず、ＥＤ素子１に、電圧値ｖ１の直流電圧を第１の期間ｔ１印加する。その後、ＥＤ素子１に、振幅ｖ２、周期ｐ、Ｄｕｔｙ比ｄ／ｐの矩形波電圧を第２の期間ｔ２印加する。
【００４１】
図２Ｂは、ＥＤ素子１における光透過率の時間変化を示すグラフである。グラフの横軸は、ＥＤ素子１に直流電圧を印加した後の経過時間［ｓ］を示す。また、グラフの縦軸は、ＥＤ素子１を透過する波長６００ｎｍの光の透過率［％］を示す。
【００４２】
図２Ｂにおいて、矢印Ａ４が指示するラインは、ＥＤ素子１に、電圧値ｖ１（２．５Ｖ）の直流電圧を第１の期間ｔ１（４．５秒間）印加した後の光透過率の時間変化を示す。また、矢印Ａ５が指示するラインは、ＥＤ素子１に、電圧値ｖ１（２．５Ｖ）の直流電圧を第１の期間ｔ１（４．５秒間）印加した後に、振幅ｖ２（２．５Ｖ）、周期ｐ（８秒）、Ｄｕｔｙ比ｄ／ｐ（６．２５％＝０．５秒／８秒）の矩形波電圧を印加した際の光透過率の時間変化を示す。定常時におけるＥＤ素子１の波長６００ｎｍに対する光透過率は、約６０％程度である。
【００４３】
矢印Ａ４の波形が示すように、ＥＤ素子１に、電圧値ｖ１（２．５Ｖ）の直流電圧を第１の期間ｔ１（４．５秒間）印加すると、ＥＤ素子の光透過率は約６０％から約３０％程度に低下する。その後、ＥＤ素子１への電圧印加を停止すると、７０秒〜８０秒程度で、ＥＤ素子１の光透過率は、定常時における光透過率（約６０％程度）に復元する。
【００４４】
矢印Ａ５の波形が示すように、ＥＤ素子１に、電圧値ｖ１（２．５Ｖ）の直流電圧を第１の期間ｔ１（４．５秒間）印加した後、振幅ｖ２（２．５Ｖ）、周期ｐ（８秒）、Ｄｕｔｙ比ｄ／ｐ（６．２５％）の矩形波電圧を印加すると、ＥＤ素子１は、約３０％の光透過率を長時間（１００秒以上）保持する。なお、ＥＤ素子１は、波長６００ｎｍ以外の波長の光に対しても直流電圧を印加した直後の光透過率を長時間保持すると考えられる。
【００４５】
なお、ＥＤ素子１に、電圧値ｖ１（２．５Ｖ）の直流電圧を第１の期間ｔ１（５．２秒間）印加した後、振幅ｖ２（２．５Ｖ）、周期ｐ（１０秒）、Ｄｕｔｙ比ｄ／ｐ（１０％）の矩形波電圧を印加すると、ＥＤ素子１は、約２０％の光透過率を長時間保持することが、本発明者らによって確認されている。また、ＥＤ素子１に、電圧値ｖ１（２．５Ｖ）の直流電圧を第１の期間ｔ１（１６．５秒間）印加した後、振幅ｖ２（２．５Ｖ）、周期ｐ（３０秒）、Ｄｕｔｙ比ｄ／ｐ（６．６７％）の矩形波電圧を印加すると、ＥＤ素子１は、約１０％の光透過率を長時間保持することが、本発明者らによって確認されている。
【００４６】
このように、ＥＤ素子１に直流電圧を印加し、さらにその後、間欠的にＥＤ素子１に電圧を印加することにより、直流電圧を印加した直後におけるＥＤ素子１の光透過率特性を長時間保持することができる。なお、第２の期間ｔ２に印加される間欠的な電圧は、矩形波電圧に限らず、正弦波ないし三角波電圧等でもかまわないし、正確な周期性を有していなくてもかまわない。
【００４７】
なお、第２の期間ｔ２の後に、ＥＤ素子１の光透過率を早急に（数秒で）増大させたい場合には、図２Ａに示すように、ＥＤ素子１に、電圧値ｖ１ないしｖ２とは極性が異なる電圧値ｖ３（たとえば−２．５Ｖ）の直流電圧を第３の期間ｔ３（数秒間）印加すればよい。これにより、下側ないし上側電極１２，２２表面に析出した銀（薄膜）の、電解質層５０への溶解が促進され、ＥＤ素子１における光透過率の増大が早まる。
【００４８】
図３Ａは、実施例による光学装置の変形例を示す断面図である。当該光学装置のＥＤ素子は、基本構造を有するＥＤ素子１（図１Ａ参照）において、下側および上側電極１２，２２表面に、さらに、下側および上側粒子堆積層３１，３２を備える。なお、このような構成を有するＥＤ素子を、第１変形例によるＥＤ素子１ａと呼ぶこととする。
【００４９】
粒子堆積層３１，３２は、たとえば、粒径１００ｎｍ〜５００ｎｍのＩＴＯ粒子が、１．５μｍ程度の厚みで堆積する形態を有する。このため、表面が、微細な凹凸状を構成し、少なくとも下側および上側電極１２，２２の表面よりも粗くなっている。
【００５０】
定常時（電圧無印加時）、電解質層５０は概ね透明であり、ＥＤ素子１ａは透明状態を実現する。
【００５１】
たとえば、下側電極１２に負の直流電圧を印加した場合、下側粒子堆積層３１表面において、電解質層５０中の銀イオン（ＥＤ材料）が還元され、銀薄膜（高反射膜）が析出する。下側粒子堆積層３１に銀薄膜が析出すると、ＥＤ素子１ａに入射する光が、当該銀薄膜により乱反射（ないしプラズモン吸収）される。この場合、ＥＤ素子１ａは遮光状態を実現する。なお、上側電極２２に負の直流電圧を印加した場合には、上側粒子堆積層３２表面に銀薄膜（高反射膜）が析出する。
【００５２】
下側および上側電極１２，２２への電圧印加を停止すると、下側粒子堆積層３１表面に析出した銀（薄膜）は、電解質層５０中に銀イオンとして溶解し、下側粒子堆積層３１表面から消失する。これによりＥＤ素子１ａは再度透明状態を実現する。
【００５３】
図３Ｂは、ＥＤ素子１ａに２．５Ｖの直流電圧を０．５秒〜６８秒間印加した際の、ＥＤ素子１ａにおける光透過率の波長依存性を示すグラフである。グラフの横軸は、ＥＤ素子１ａを透過する光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸はＥＤ素子１ａを透過する光の透過率［％］を示す。
【００５４】
このグラフにおいて、矢印Ａ６が指示するスペクトルＳ２０１は、定常時（電圧無印加時）におけるＥＤ素子１ａの光透過スペクトルである。矢印Ａ７が指示するスペクトルＳ２０２は、直流電圧（２．５Ｖ）を０．５秒間印加した際のＥＤ素子１ａの光透過スペクトルである。矢印Ａ８が指示するスペクトルＳ２０３は、直流電圧（２．５Ｖ）を１．０秒間印加した際のＥＤ素子１ａの光透過スペクトルである。矢印Ａ９が指示するスペクトルＳ２０４は、直流電圧（２．５Ｖ）を２．０秒間印加した際のＥＤ素子１ａの光透過スペクトルである。残りのスペクトルＳ２０５〜Ｓ２７１は、それぞれ直流電圧（２．５Ｖ）を１秒おきに３秒〜６８秒間印加した際のＥＤ素子１ａの光透過スペクトルである。スペクトルＳ２０５〜Ｓ２７１は、矢印Ａ１０に示すように、電圧印加時間とともに、光透過率が全体的に低下する。
【００５５】
このグラフ見ると、ＥＤ素子１ａの光透過スペクトルＳ２０３〜Ｓ２７１は、ＥＤ素子１の光透過スペクトルＳ１０３〜Ｓ１７１（図１Ｂ参照）とは異なる特性（波形ないし形状）を有していることがわかる。また、ＥＤ素子１ａに電圧を印加する時間を長くしていくと、可視光領域におけるＥＤ素子１ａの光透過率は徐々に低下していくことがわかる。これは、電圧印加時間を長くしていくと、ＥＤ素子１ａが透明状態から遮光状態に移行していくことを意味する。このような特徴を具備していることにより、ＥＤ素子１ａは、ＥＤ素子１とは光透過率特性が異なる、光透過率可変型の減光フィルタとして利用することができるであろう。
【００５６】
なお、粒子堆積層は、下側ないし上側電極のどちらか一方の電極表面に設けられていてもかまわない。たとえば、下側電極１２表面にのみ粒子堆積層３１が形成され、上側電極２２表面には粒子堆積層３２が形成されていないＥＤ素子を、第２変形例によるＥＤ素子１ｂと呼ぶこととする。
【００５７】
下側電極１２に負の電圧を所定時間印加して、比較的表面が粗い粒子堆積層３１表面にＥＤ材料（銀）を析出させることにより、ＥＤ素子１ｂは、図３Ｂに示すような光透過率特性を有することになる。一方、上側電極２２に負の電圧を所定時間印加して、比較的表面が平坦な上側電極２２表面にＥＤ材料（銀）を析出させることにより、ＥＤ素子１ｂは、図１Ｂに示すような光透過率特性を有することになる。このように、ＥＤ素子１ｂに印加する電圧の極性を変えることにより、ＥＤ素子１ｂに異なる光透過率特性を出現させることができる。
【００５８】
なお、第１および第２変形例によるＥＤ素子１ａ，１ｂにおいても、直流電圧を印加した後、電圧印加を長時間停止していると、それらの光透過率特性は、徐々に定常時における光透過率特性に復元していく。直流電圧印加直後のＥＤ素子１ａ，１ｂの光透過率特性を長時間保持したい場合には、図２Ａに示すように、直流電圧を印加した後に、間欠的な電圧を印加すればよい。
【００５９】
図４は、実施例による光学装置の応用例を示す概略図である。実施例による光学装置（ＥＤ素子および電源）は、たとえば撮像装置３に応用することが可能である。
【００６０】
図４に示すように、撮像装置３は、主に、受光面６１ａを有するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサ等の撮像素子６１と、撮像素子６１の受光面に対向して配置される減光フィルタとしてのＥＤ素子１と、ＥＤ素子１と電気的に接続する電源２と、を備える。なお、ＥＤ素子１は、第１ないし第２変形例によるＥＤ素子１ａ，１ｂであってもかまわない。また、撮像装置３は、このほかにも、適宜、メカニカルシャッタ６２や光学レンズ６３〜６５などを備えていてもかまわない。
【００６１】
被写体による光学像は、光学レンズ６５，６４、メカニカルシャッタ６２、ＥＤ素子１および光学レンズ６３を通じて撮像素子６１の受光面６１ａに結像する。受光面６１ａに結像する光学像は、たとえば、撮像素子６１により電気信号に変換されて半導体記憶装置等に記憶される。
【００６２】
電源２は、ＥＤ素子１に印加する電圧値もしくは電圧極性、または、電圧印加する時間などを調整し、ＥＤ素子１の光透過率を制御することにより、撮像素子６１の受光面６１ａに入射する光学像の光量を制御する。なお、電源２は、ＥＤ素子１に、直流電圧のみ印加してもかまわないし、直流電圧を印加した後に間欠的な電圧を印加してもかまわない。
【００６３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００６４】
１…エレクトロデポジション素子（ＥＤ素子）、２…電源、３…撮像装置、１０…下側基板、１１…下側ベース基板、１２…下側電極、２０…上側基板、２１…上側ベース基板、２２…上側電極、３１…下側粒子堆積層、３２…上側粒子堆積層、４０…シール枠部材、５０…電解質層（電解液）、６１…撮像素子、６２…メカニカルシャッタ、６３〜６５…光学レンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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