(57)【要約】【課題】  小型化されたカメラを提供する。【解決手段】  被写体光が入射するレンズと、レンズを透過した被写体光の光路上に配置され、透過及び反射の状態を制御可能なエレクトロデポジション素子であって、エレクトロデポジション素子を透過した被写体光を、撮像面及びファインダ光学系の一方に入射させ、エレクトロデポジション素子で反射された被写体光を、撮像面及びファインダ光学系の他方に入射させるエレクトロデポジション素子と、レンズと撮像面の間の、被写体光の光路上に配置されたシャッタと、エレクトロデポジション素子とシャッタの動作を制御する制御装置とを有するカメラを提供する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光が入射するレンズと、
前記レンズを透過した被写体光の光路上に配置され、透過及び反射の状態を制御可能なエレクトロデポジション素子であって、該エレクトロデポジション素子を透過した被写体光を、撮像面及びファインダ光学系の一方に入射させ、該エレクトロデポジション素子で反射された被写体光を、撮像面及びファインダ光学系の他方に入射させるエレクトロデポジション素子と、
前記レンズと前記撮像面の間の、被写体光の光路上に配置されたシャッタと、
前記エレクトロデポジション素子と前記シャッタの動作を制御する制御装置と
を有するカメラ。
【請求項２】
前記制御装置は、前記シャッタの開閉に応じて、前記エレクトロデポジション素子の透過及び反射の状態を制御する請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記エレクトロデポジション素子は、透過及び反射の状態を独立に制御可能な複数の画素を備える請求項１または２に記載のカメラ。
【請求項４】
前記複数の画素は、ドットマトリクス状に分布する請求項３に記載のカメラ。
【請求項５】
前記制御装置は、前記シャッタが開状態のときに、前記複数の画素の透過及び反射の状態が一様となるように、前記複数の画素の透過及び反射の状態を制御する請求項３または４に記載のカメラ。
【請求項６】
前記制御装置は、前記シャッタが開状態のときに、前記複数の画素の透過及び反射の状態が一様とならないように、前記複数の画素の透過及び反射の状態を制御する請求項３または４に記載のカメラ。
【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備えるカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラでは、たとえば撮影レンズを通過した光を揺動ミラーで反射し、ファインダの観察面に結像させることで、撮影される像（被写体像）そのものを観察する。一眼レフカメラの利点は、撮影者が撮影される像そのものを観察することができるほか、焦点距離、被写体深度、画角等をファインダで確認可能な点にある。
【０００３】
図４Ａ及び図４Ｂは、一眼レフカメラの構造を示す概略図である。
【０００４】
図４Ａに、シャッタ３４が閉じられた状態を示す。シャッタ３４が閉じられた状態においては、入射光（被写体光）は、撮影レンズ３１を透過し、撮影レンズ３１とシャッタ３４の間の光路上に配置された揺動ミラー３２で反射され、プリズム３３に入射する。プリズム３３には、ペンタプリズム、ペンタダハプリズム、ダハミラーなどが好適に用いられる。そしてプリズム３３で二度または三度反射（偏向）されて、ファインダの観察面に結像され、撮影者４０に観察される。揺動ミラー３２で反射された光が入射する光学系をファインダ光学系（被写体像の観察光学系（視認光学系））という。ファインダ光学系を経由した光が、撮影者４０の目に到達する。
【０００５】
図４Ｂに露光時の状態を示す。シャッタリリースボタンが操作されると、シャッタ３４があらかじめ設定された露光時間、開放されるとともに、これに同期して揺動ミラー３２が跳ね上げられ、レンズ３１の透過光は、撮像面（結像面）に配置されたフィルム３５に入射する。被写体像がフィルム３５面に結像、露光され、露光後、シャッタ３４は閉じられて、揺動ミラー３２は初期位置に戻る（図４Ａ参照）。
【０００６】
なお、デジタル一眼レフカメラの場合は、たとえば撮像面３５に撮像素子（光電変換素子）が配置される。
【０００７】
図４Ａ及び図４Ｂに示す構造の一眼レフカメラにおいては、揺動ミラー３２を動作させるためのスペースが必要であるため、小型化が困難である。また、揺動ミラー３２の動作によって発生する振動で、撮影画像にぶれが生じる場合がある。更に、ミラー３２は不快な動作音を発生させる。
【０００８】
一眼レフカメラにおいて、揺動ミラーに代え、液晶素子と偏光ビームスプリッタを用いる提案がなされている（特許文献１参照）。特許文献１に記載される発明においては、液晶素子は偏光を目的として使用される。揺動ミラーの代わりに、液晶素子と偏光ビームスプリッタを用いた場合、入射する光の光量の、少なくとも５０％の損失が生じるという問題がある。
【０００９】
静電力を用いてシャッタ幕をスライドさせる静電シャッタ装置を備える一眼レフカメラの発明が開示されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載される一眼レフカメラにおいては、発生する振動が少ない。しかし振動を完全になくすことはできない。
【００１０】
電圧の印加（通電）による電気化学的可逆反応（電解酸化還元反応）による物質の色変化現象を利用した非発光型素子として、エレクトロクロミック素子が知られている。
【００１１】
エレクトロクロミック材料（通電によって電気化学的な酸化または還元反応を起こし、発色または消色等の変色を生じる材料）のうち、酸化または還元反応によって、材料の一部が、たとえば電極上に析出・堆積（エレクトロデポジション）、または、電極上から消失するものを、エレクトロデポジション材料と呼ぶ。また、エレクトロデポジション材料を用いた素子をエレクトロデポジション素子と呼ぶ。
【００１２】
高品質の鏡面状態を有するエレクトロデポジション素子の発明が開示されている（特許文献３参照）。エレクトロデポジション素子は、たとえば銀の錯体を含む電解質層を備え、通電により電極上に銀を析出させることで鏡面状態を実現する。電解質層は、更に、たとえば銅を含む。エレクトロデポジション素子は、電圧無印加時には透明状態を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平７−５５６５号公報
【特許文献２】特開２００５−３３１８２８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】
【００１４】
本発明の目的は、小型化されたカメラを提供することである。
【００１５】
また、撮像品質が向上されたカメラを提供することである。
【００１６】
更に、快適な操作が可能なカメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一観点によると、被写体光が入射するレンズと、前記レンズを透過した被写体光の光路上に配置され、透過及び反射の状態を制御可能なエレクトロデポジション素子であって、該エレクトロデポジション素子を透過した被写体光を、撮像面及びファインダ光学系の一方に入射させ、該エレクトロデポジション素子で反射された被写体光を、撮像面及びファインダ光学系の他方に入射させるエレクトロデポジション素子と、前記レンズと前記撮像面の間の、被写体光の光路上に配置されたシャッタと、前記エレクトロデポジション素子と前記シャッタの動作を制御する制御装置とを有するカメラが提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、小型化されたカメラを提供することができる。
【００１９】
また、撮像品質が向上されたカメラを提供することができる。
【００２０】
更に、快適な操作が可能なカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施例による一眼レフカメラの構造を示す概略図である。
【図２】図２Ａは、エレクトロデポジション素子３６を示す概略的な断面図であり、図２Ｂは、上側透明電極１２ａ及び下側透明電極１２ｂを示す概略的な平面図であり、図２Ｃは、入射光の光軸方向に沿って見たエレクトロデポジション素子３６を示す概略図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、実施例による一眼レフカメラの動作の一例を示す概略図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、一眼レフカメラの構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、実施例による一眼レフカメラの構造を示す概略図である。実施例による一眼レフカメラは、撮影レンズ３１とシャッタ３４の間の光路上に、揺動ミラーではなく、エレクトロデポジション素子３６が配置される点で、図４Ａ及び図４Ｂに示した例と相違する。また、たとえばシャッタ３４とエレクトロデポジション素子３６の動作を制御する制御装置３７を備える。制御装置３７は、たとえばシャッタ３４の開閉に応じて、エレクトロデポジション素子３６の動作を制御する。他の構成は、図４Ａ及び図４Ｂに示した例と同様である。
【００２３】
なお、たとえば撮像面３５に撮像素子（光電変換素子）を配置して、デジタル一眼レフカメラとしてもよい。
【００２４】
図２Ａは、エレクトロデポジション素子３６を示す概略的な断面図である。
【００２５】
エレクトロデポジション素子３６は、たとえば略平行に離間して対向配置された上側基板１０ａ、下側基板１０ｂ、及び、両基板１０ａ、１０ｂ間に配置された電解質層１４を含んで構成される。
【００２６】
上側基板１０ａ、下側基板１０ｂは、それぞれ上側透明基板１１ａ、下側透明基板１１ｂ、及び、各透明基板１１ａ、１１ｂ上に形成された上側透明電極１２ａ、下側透明電極１２ｂを含む。透明電極１２ａ、１２ｂは、表面が平滑な電極である。上側透明基板１１ａ及び下側透明基板１１ｂは、たとえばガラス基板もしくはフィルム基板であり、上側透明電極１２ａ及び下側透明電極１２ｂは、たとえばＩＴＯ等の透明導電材料で形成される。
【００２７】
電解質層１４は、上側基板１０ａと下側基板１０ｂの間の、シール部１３の内側領域に配置され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む。
【００２８】
図２Ｂは、上側透明電極１２ａ及び下側透明電極１２ｂを示す概略的な平面図である。上側透明電極１２ａ、下側透明電極１２ｂは、各々一方向に延在する複数の短冊状電極で構成される。各短冊状電極は、相互に電気的に独立している。両電極（短冊状電極）１２ａ、１２ｂの延在方向は相互に交差、たとえば直交する方向であり、電極１２ａ、１２ｂの各短冊状電極の電極幅は、一例として、すべて等しい。このため、平面視上（上側及び下側基板１０ａ、１０ｂの法線方向から見たとき）、電極１２ａ、１２ｂの各短冊状電極が重なる領域（画素）は正方形状である。本図には、画素に斜線を付して示した。画素は、シール部１３の内側領域に、ドットマトリクス状に分布する。
【００２９】
図２Ｃに、入射光の光軸方向（図１の左右方向）に沿って見たエレクトロデポジション素子３６を示す。エレクトロデポジション素子３６は、その法線方向（上側及び下側基板１０ａ、１０ｂの法線方向）と、入射光の光軸方向とが非平行となるように配置される。
【００３０】
エレクトロデポジション素子３６は、電圧無印加時、入射光を透過させる。
【００３１】
また、たとえば上側透明電極１２ａを負、下側透明電極１２ｂを正として両電極１２ａ、１２ｂ間に直流電圧を印加し、両電極１２ａ、１２ｂ間の電解質層１４に電流を流すと、通電した位置の電解質層１４に含まれる銀イオンが還元されて、上側透明電極１２ａ（負電圧側となる電極）近傍で金属の銀に変化し、電極１２ａ上に析出・堆積して、銀薄膜が形成される。銀薄膜は鏡面として作用し、銀薄膜形成位置（ミラー状態となった画素）への入射光を正反射する。
【００３２】
エレクトロデポジション素子３６の各画素には独立に電圧を印加可能（各画素位置の電解質層１４には独立に通電可能）である。したがって、エレクトロデポジション素子３６は、画素単位で任意に、透明状態とミラー状態を電気的に切り替えることができる。このようにエレクトロデポジション素子３６は、各短冊状電極１２ａ、１２ｂへの直流電圧の印加態様によって、各画素の透明状態とミラー状態を可換的に実現するミラーデバイスである。
【００３３】
更に、エレクトロデポジション素子３６は、電極１２ａ、１２ｂに印加する電圧値や電圧印加時間（電解質層１４に与える電流値や通電時間）を変えることによって、各画素の透過率及び反射率（透過及び反射の状態）を独立に制御することができる。したがって一例として、一部の画素を透明状態、他の一部の画素をハーフミラー状態、そして残部の画素をミラー状態とすること等が可能である。
【００３４】
なお銀薄膜は、電圧をＯＦＦ（０Ｖもしくは開放状態）とするか、逆バイアスを印加することにより、電極上から消失する。逆バイアスを印加する方が、速やかに銀を消失させてエレクトロデポジション素子３６を透明状態とすることができる。
【００３５】
エレクトロデポジション素子３６は、たとえば以下のように作製した。
【００３６】
透明導電膜が形成された、一対のガラス基板もしくはフィルム基板（透明基板１１ａ、１１ｂ）を準備する。透明基板１１ａ、１１ｂ上の透明導電膜には、たとえば平滑性のあるＩＴＯ膜を用いる。透明導電膜は、スパッタ、蒸着等により成膜することができる。
【００３７】
透明基板１１ａ、１１ｂ上の透明導電膜をパターニングして、各々一方向に延在する複数の短冊状電極（透明電極１２ａ、１２ｂ）を形成した。
【００３８】
次に、一対の透明基板１１ａ、１１ｂを、透明電極１２ａ、１２ｂが対向し、かつ、透明電極（短冊状電極）１２ａ、１２ｂの延在方向が、相互に直交するように配置してセル化を行った。
【００３９】
たとえば２０μｍ〜数百μｍ径、実施例においては５００μｍ径のギャップコントロール剤を、一対の基板１１ａ、１１ｂの一方上に、一例として１個〜３個／ｍｍ２となるように散布する。ギャップコントロール剤の径に応じ、カメラの透過像及び反射像に影響を与えにくい散布量とすることが望ましい。なお、実施例による一眼レフカメラに使用されるエレクトロデポジション素子３６においては、多少ギャップムラがあっても像への影響は少ないため、ギャップコントロール剤の散布量の重要性は高くない。また実施例においては、ギャップコントロール剤を用いたギャップコントロールを行うが、リブなどの突起によってギャップコントロールを行うことも可能である。更に、小型セルの場合は、シール部分に所定厚さのフィルム状スペーサを配置してギャップを制御してもよい。
【００４０】
一対の基板１１ａ、１１ｂの他方上に、メインシールパターンを形成した。実施例では、紫外線＋熱硬化タイプのシール材を用いた。シール材として、光硬化タイプ、または熱硬化タイプを使用してもよい。なお、ギャップコントロール剤の散布とメインシールパターンの形成は同一基板側に行ってもよい。
【００４１】
次に、エレクトロデポジション材料を含む電解液を一対の基板１１ａ、１１ｂ間に封入した。
【００４２】
実施例では、ＯＤＦ工法を用いた。一対の基板１１ａ、１１ｂの一方上に、エレクトロデポジション材料を含む電解液を適量滴下する。滴下方法として、ディスペンサーやインクジェットを含む各種印刷方式が適用可能である。ここではディスペンサーを用いた。なお前述のシール材は、用いる電解液に耐えるシール材料（腐食されないシール材）であることが好ましい。
【００４３】
真空中で、一対の基板１１ａ、１１ｂの重ね合わせを行った。大気中、もしくは窒素雰囲気中で行ってもよい。
【００４４】
紫外線を、たとえば２１Ｊ／ｃｍ２のエネルギ密度でシール材に照射し、シール材を硬化して、シール部１３を形成した。なお、紫外線がシール材のみに照射されるように、ＳＵＳマスクを使用した。
【００４５】
エレクトロデポジション材料を含む電解液は、エレクトロデポジション材料（ＡｇＮＯ３等）、電解質（ＴＢＡＢｒ; tetrabutylammonium bromide 等）、メディエータ（ＣｕＣｌ２等）、支持電解質（ＬｉＢｒ等）、溶媒（ＤＭＳＯ; dimethyl sulfoxide 等）、ゲル化用ポリマー（ＰＶＢ; polyvinyl butyral 等）などにより構成される。実施例においては、電解質をＴＢＡＢｒとした。溶媒であるＤＭＳＯ中に、エレクトロデポジション材料としてＡｇＮＯ３を５０ｍＭ添加し、支持電解質としてＬｉＢｒを２５０ｍＭ加え、メディエータとしてＣｕＣｌ２を１０ｍＭ添加した。そしてホストポリマーとしてＰＶＢを１０ｗｔ％加え、ゲル状（ゼリー状）の電解質層１４とした。
【００４６】
エレクトロデポジション材料には、たとえば銀を含むＡｇＮＯ３、ＡｇＣｌＯ４、ＡｇＢｒ等を使用することができる。
【００４７】
支持電解質は、エレクトロデポジション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ず、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。支持電解質の濃度は、たとえば１０ｍＭ以上１Ｍ以下であることが好ましいが、特に限定されるものではない。
【００４８】
溶媒は、エレクトロデポジション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。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、高分子電解質等を使用することが可能である。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。
【００４９】
図３Ａ及び図３Ｂは、実施例による一眼レフカメラの動作の一例を示す概略図である。
【００５０】
図３Ａに、シャッタ３４が閉じられた状態を示す。シャッタ３４が閉じられた状態においては、制御装置３７は、たとえばエレクトロデポジション素子３６の全画素がミラー状態となるように、電極１２ａ、１２ｂに直流電圧を印加（一例として２Ｖ〜３Ｖ程度）する。
【００５１】
入射光（被写体光）は、撮影レンズ３１を透過し、全画素がミラー状態にあるエレクトロデポジション素子３６で反射され、ファインダ光学系（プリズム３３）に入射する。そしてファインダの観察面に結像され、撮影者４０に観察される。
【００５２】
図３Ｂに露光時の状態を示す。シャッタリリースボタンが操作され、シャッタ３４があらかじめ設定された露光時間、開放されると、制御装置３７は、それと同期して、たとえば全画素が透明状態となるように、エレクトロデポジション素子３６の動作を制御する。一例として、電極１２ａ、１２ｂに逆バイアスの直流電圧を印加し、電極上から銀を消失させる。
【００５３】
この状態においては、レンズ３１の透過光は、エレクトロデポジション素子３６を透過して、撮像面（結像面）に配置されたフィルム３５に入射し、被写体像がフィルム３５面に結像、露光される。露光後、制御装置３７は、シャッタ３４を閉じるとともに、エレクトロデポジション素子３６の全画素がミラー状態となるように、電極１２ａ、１２ｂに直流電圧を印加する（図３Ａ参照）。
【００５４】
実施例による一眼レフカメラは、揺動ミラーを用いず、エレクトロデポジション素子３６を使用して、電気的に被写体光の透過と反射を切り替える。切り替えは、たとえば制御装置３７により、シャッタ３４とエレクトロデポジション素子３６の動作を同期させて行う。揺動ミラーを機械的に動作させるスペースが不要であるため、小型化が可能である。また、透過と反射の切り替え時に振動が発生しないため、これに起因する撮影画像のぶれ（画質の劣化）は生じず、撮像品質を向上させることができる。更に、ミラーの不快な動作音がなく、快適な操作が可能である。また、たとえば揺動ミラーの代わりに、液晶素子と偏光ビームスプリッタを用いた場合に比べ、被写体光の利用効率が高い。ダイナミックレンジも大きい。
【００５５】
なお、実施例による一眼レフカメラにおいて、露光時に、たとえば全画素の透過率を等しく減じ、エレクトロデポジション素子３６をハーフミラー状態としてもよい。画素の透過率は、制御装置３７で、電極１２ａ、１２ｂに印加する電圧値や電圧印加時間（電解質層１４に与える電流値や通電時間）を制御することにより、任意に変更可能である。実施例による一眼レフカメラは、全画素の透過率を一様に変更することでフィルム３５への露光量を調整することができる。エレクトロデポジション素子３６に、露光量（透過率）調整フィルタの機能をもたせることができるため、同様の機能を有するフィルタを別途付加することなく、撮像品質を向上させることが可能である。
【００５６】
更に、たとえば露光時に、画素の透過率を一様としないように、一例として、一部の画素の透過率が高く、残部の画素の透過率が低くなるように、エレクトロデポジション素子３６の動作を制御してもよい。
【００５７】
たとえば、撮像面３５に撮像素子（光電変換素子）を配置してデジタル一眼レフカメラとする場合、画像処理によって、被写体像の輝度が著しく高い座標を検出し、対応する位置の画素の透過率を低くする。このように、画素によって透過率を異ならせることにより、撮像面における光量を調節し、撮像品質を向上させることができる。
【００５８】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５９】
たとえば、実施例においては、エレクトロデポジション素子３６を透過した被写体光を撮像面に入射させ、エレクトロデポジション素子３６で反射された被写体光をファインダ光学系に入射させたが、エレクトロデポジション素子３６を透過した被写体光をファインダ光学系に入射させ、エレクトロデポジション素子３６で反射された被写体光を撮像面に入射させてもよい。
【００６０】
また、画素は、ドットマトリクス状以外の分布形状となるように形成してもよい。なお、ベタ電極を用い、１画素とした場合であっても、露光量（透過率）調整フィルタの機能を備える一眼レフカメラを構成することが可能である。
【００６１】
更に、シャッタ３４は、レンズ３１と撮像面３５の間の、被写体光の光路上に配置することができる。
【００６２】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
種々の一眼レフカメラに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ａ  上側基板
１０ｂ  下側基板
１１ａ  上側透明基板
１１ｂ  下側透明基板
１２ａ  上側透明電極
１２ｂ  下側透明電極
１３  シール部
１４  電解質層
３１  レンズ
３２  揺動ミラー
３３  プリズム
３４  シャッタ
３５  フィルム（撮像面）
３６  エレクトロデポジション素子
３７  制御装置
４０  撮影者（観察面）
【図１】
2015184399.tif 000003
【図２】
2015184399.tif 000004
【図３】
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【図４】
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