(57)【要約】【課題】撮像装置の絞り機構の故障を防止すると共に、小型化する。【解決手段】調光素子１１は、電気泳動現象を利用した電気泳動型パネルよりなる。第１の透明基板１２は、一主面上に複数の第１の透明電極１３ａ〜１３ｄが配列される。第２の透明基板１４は、第１の透明基板１２の電極配列面に対向して配置される。側面電極１６は、第１及び第２の透明基板１２、１４の間に絶縁性液体１７を封入する側壁１５の主面上に配置される。帯電粒子１８は、絶縁性液体１７中に泳動可能に混入され、所定の極性の電荷を帯電する。第１の透明電極１３ａ〜１３ｄ、側面電極１６を選択的に駆動し、帯電粒子１８の集積領域を制御する。これにより、遮光領域を制御し、ＣＣＤイメージセンサ３への入射光量の調光を行う。【選択図】　図１
2004012906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面上に複数の透明電極が配列される第１の透明基板と、前記第１の透明基板の電極配列面に対向して配置される第２の透明基板と、前記第１の透明基板の周辺部分に配置され、前記第１及び第２の透明基板の間に光学的に透明な絶縁物を封入する側壁と、前記側壁の前記絶縁物側の主面上に配置される側面電極と、前記絶縁物中に泳動可能に混入される有色の帯電粒子と、を有し、前記複数の透明電極及び前記側面電極に選択的に所定の電位を印加して前記帯電粒子を前記複数の透明電極及び前記側面電極上の領域に集散させて光の透過率を制御することを特徴とする調光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の調光素子において、
前記複数の透明電極及び前記側面電極によって構成される光の透過率を制御可能な領域が被写体の光学像を結像する光学機構の光路中に配置され、前記光の透過率を制御可能な領域が前記光学機構を介して光を受ける有効領域よりも広く形成されることを特徴とする調光素子。
【請求項３】
請求項２に記載の調光素子において、
少なくとも前記側面電極が前記有効領域外に配置されると共に、少なくとも前記複数の透明電極の何れかが前記有効領域内に配置されることを特徴とする調光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の調光素子において、
前記第２の透明基板が前記第１の透明基板の電極配列面に対向する面に複数の第２の透明電極を有し、前記複数の第２の透明電極に所定の電位を選択的に印加することを特徴とする調光素子。
【請求項５】
請求項４に記載の調光素子において、
前記複数の第２の透明電極が前記第１の透明基板の複数の透明電極の各電極間の間隙を被うように配列されることを特徴とする調光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の調光素子において、
前記第１の透明基板の電極配列面の反対面に接着され、前記第１の透明基板との接着面側の主面上に複数の第３の透明電極が配列される第３の透明基板を更に有し、前記複数の第３の透明電極へ所定の電位を選択的に印加することを特徴とする調光素子。
【請求項７】
請求項６に記載の調光素子において、
前記複数の第３の透明電極が前記第１の透明基板の前記複数の透明電極の各電極間の間隙を被うことを特徴とする調光素子。
【請求項８】
一主面上に複数の透明電極が配列された第１の透明基板及びこの第１の透明基板に対向して配置される第２の透明基板の間に絶縁物及びこの絶縁物中で泳動可能に混入される有色の帯電粒子が封入され、前記複数の透明電極に選択的に電位を与えて前記帯電粒子を集散させて光の透過率を制御する調光素子の駆動方法において、
前記複数の透明電極の何れか１つから、この電極との間に少なくとも１つの透明電極が配置される目標電極上の領域へ前記帯電粒子を移動させるとき、隣接する前記透明電極へ順次所定の電位を与えていって、前記帯電粒子を前記隣接する電極上の領域へ順次移動させつつ前記目標電極上の領域へ前記帯電粒子を移動させることを特徴とする調光素子の駆動方法。
【請求項９】
請求項８に記載の調光素子の駆動方法において、
前記複数の透明電極の何れか１つから、この電極との間に少なくとも１つの透明電極が配置される目標電極までの領域を被うように前記帯電粒子を集積させるとき、前記複数の透明電極の何れか１つに所定の電位を印加した後、これを保持しつつ、隣接する前記透明電極へ順位所定の電位を与えていくことを特徴とする調光素子の駆動方法。
【請求項１０】
受光した画像を光電変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の受光面に被写体画像を結像する光学機構と、前記固体撮像素子の受光面に入射される光量を制御する調光素子と、を備え、前記調光素子は、一主面上に複数の透明電極が配列される第１の透明基板と、前記第１の透明基板の電極配列面に対向して配置される第２の透明基板と、前記第１の透明基板の周辺部分に配置され、前記第１及び第２の透明基板の間に光学的に透明な絶縁物を封止する側壁と、前記側壁の前記絶縁物側の主面上に配置される側面電極と、前記絶縁物中に泳動可能に混入される有色の帯電粒子と、を有し、前記複数の透明電極及び前記側面電極に選択的に所定の電位を印加し、前記帯電粒子を前記複数の透明電極及び前記側面電極上の領域に集散させて光の透過率を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の撮像装置において、
前記調光素子の前記複数の透明電極及び前記側面電極によって構成される光の透過率を制御可能な領域が前記光学機構の光路中に配置され、前記光の透過率を制御可能な領域が前記光学機構を介して前記調光素子表面に光が照射される有効領域の外部に形成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の撮像装置において、
少なくとも前記側面電極が前記有効領域外に配置されると共に、少なくとも前記複数の透明電極の何れかが前記有効領域内に配置されることを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至請求項１２の何れかに記載の撮像装置において、
前記調光素子の前記第２の透明基板が前記第１の透明基板の電極配列面に対向する面に複数の第２の透明電極を有し、前記複数の第２の透明電極に所定の電位を選択的に印加することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の撮像装置において、
前記複数の第２の透明電極が前記第１の透明基板の複数の透明電極の各電極間の間隙を被うように配列されることを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１２の何れかに記載の撮像装置において、
前記第１の透明基板の電極配列面の反対面に接着され、前記第１の透明基板との接着面側の主面上に複数の第３の透明電極が配列される第３の透明基板を更に有し、前記複数の第３の透明電極に所定の電位を選択的に印加することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の撮像装置において、
前記複数の第３の透明電極が前記第１の透明基板の複数の透明電極の各電極間の間隙を被うことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、入射される光の透過率を制御する調光素子及びその調光素子を絞り機構に用いた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。図１２に示す撮像装置は、レンズ１、絞り機構２、固体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）３、アナログ信号処理回路４、Ａ／Ｄ変換回路５、デジタル信号処理回路６、積分回路７、露光量判定回路８及び絞り駆動装置９から構成される。撮像装置に使用されるＣＣＤイメージセンサ３には、インターライン方式やフレームトランスファ方式があるが、ここでは、フレームトランスファ方式を使用する場合を例示して説明する。
【０００３】
レンズ１を通して入射される被写体の光学像は、ＣＣＤイメージセンサ３の受光面に結像され、情報電荷に光電変換される。ＣＣＤイメージセンサ３の受光面に蓄積された情報電荷は、蓄積部へ垂直転送され、一旦蓄積された後、水平転送部へ転送される。そして、水平転送部から出力部へ水平転送され、出力部で電圧値に変換されて画像信号Ｙ（ｔ）として出力される。ＣＣＤイメージセンサ３から出力されてアナログ信号処理回路４へ入力された画像信号Ｙ（ｔ）は、相関二重サンプリング処理や自動利得制御処理等の各種アナログ信号処理が施されてＡ／Ｄ変換回路５に出力される。Ａ／Ｄ変換回路５に入力された画像信号Ｙ（ｔ）は、各画素単位でサンプルホールドされ、ホールドしたレベルでデジタル値に変換された後、画像データＹ（ｎ）としてデジタル信号処理回路６及び積分回路７へ出力される。デジタル信号処理回路６へ出力された画像データＹ（ｎ）は、シェーディング補正、ガンマ補正等の各種デジタル信号処理が施される。
【０００４】
一方、積分回路７に出力された画像データＹ（ｎ）は、例えば、垂直走査期間単位で積分され、垂直走査期間毎に露光量信号Ｌとして露光量判定回路８に出力される。この露光量判定回路８には、ＣＣＤイメージセンサ３の適正露光量の範囲が設定されており、露光量信号Ｌがその範囲内にあるか否かに応じて、ＣＣＤイメージセンサ３に入射される光量を制御する露光制御信号Ｓが生成される。露光制御信号Ｓは、絞り駆動制御回路及び駆動モータより構成される絞り駆動装置９に入力され、ＣＣＤイメージセンサ３に入射される光量を調整するように駆動モータを駆動させる。このようにして、ＣＣＤイメージセンサ３から得られる画像データＹ（ｎ）が適正なレベルとなるように制御されている。
【０００５】
図１３は、絞り機構２の概略構造を示す模式図である。絞り機構２は、レンズ１の形状に対応して複数の絞り羽２ａ、２ｂ及び２ｃが配置されるように構成される。絞り羽２ａ、２ｂ及び２ｃは、それぞれが回転支軸１０ａ、１０ｂ及び１０ｃによって回転可能に固定され、レンズ１の半径方向に可動するように取り付けられる。ＣＣＤイメージセンサ３の受光面に入射する光量を増やすときは、レンズ１の中心側から外径側に向かって駆動し、逆に、入射する光量を減らすときは、レンズ１の外径側から中心側に向かって駆動する。このため、絞り機構２は、その外径がレンズ１よりも大きくなると共に、駆動構造も複雑なものとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような撮像装置における絞り機構では、構造が大きく複雑なものである。また、機械的な構造を有しているため、可動部分の摩擦等により破損しやすいといった問題がある。これに加え、絞り機構を駆動させる絞り駆動装置においても、絞り羽を駆動する駆動モータを含むため、その構造が大きなものとなり、撮像装置全体としての小型化の弊害となっている。
【０００７】
そこで、本願発明は、絞り機構の故障を防止すると共に、小型化に有利な調光素子及び撮像装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その特徴とするところは、一主面上に複数の透明電極が配列される第１の透明基板と、前記第１の透明基板の電極配列面に対向して配置される第２の透明基板と、前記第１の透明基板の周辺部分に配置され、前記第１及び第２の透明基板の間に光学的に透明な絶縁物を封入する側壁と、前記側壁の前記絶縁物側の主面上に配置される側面電極と、前記絶縁物中に泳動可能に混入される有色の帯電粒子と、を有し、前記複数の透明電極及び前記側面電極に選択的に所定の電位を印加して前記帯電粒子を前記複数の透明電極及び前記側面電極上の領域に集散させて光の透過率を制御することにある。
【０００９】
また、一主面上に複数の透明電極が配列された第１の透明基板及びこの第１の透明基板に対向して配置される第２の透明基板の間に絶縁物及びこの絶縁物中で泳動可能に混入される有色の帯電粒子が封入され、前記複数の透明電極に選択的に電位を与えて前記帯電粒子を集散させて光の透過率を制御する調光素子の駆動方法において、前記複数の透明電極の何れか１つから、この電極との間に少なくとも１つの透明電極が配置される目標電極上の領域へ前記帯電粒子を移動させるとき、隣接する前記透明電極へ順次所定の電位を与えていって、前記帯電粒子を前記隣接する電極上の領域へ順次移動させつつ前記目標電極上の領域へ前記帯電粒子を移動させることを特徴とする。
【００１０】
また、調光素子を採用する撮像装置において、受光した画像を光電変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の受光面に被写体画像を結像する光学機構と、前記固体撮像素子の受光面に入射される光量を制御する調光素子と、を備え、前記調光素子は、一主面上に複数の透明電極が配列される第１の透明基板と、前記第１の透明基板の電極配列面に対向して配置される第２の透明基板と、前記第１の透明基板の周辺部分に配置され、前記第１及び第２の透明基板の間に光学的に透明な絶縁物を封止する側壁と、前記側壁の前記絶縁物側の主面上に配置される側面電極と、前記絶縁物中に泳動可能に混入される有色の帯電粒子と、を有し、前記複数の透明電極及び前記側面電極に選択的に所定の電位を印加し、前記帯電粒子を前記複数の透明電極及び前記側面電極上の領域に集散させて光の透過率を制御することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明の第１の実施形態の概略構成を示す断面図であり、図２は、調光素子を被写体側から投射した際の電極パターンを示す正面図である。撮像装置の撮像部分は、レンズ１、調光素子１１及び固体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）３から構成される。レンズ１及び調光素子１１は、鏡筒部１９内に配置され、鏡筒部１９内の接合部により、それぞれ挟持される。
【００１２】
調光素子１は、電気泳動現象を利用した電気泳動型パネルよりなり、第１の透明基板１２、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄ、第２の透明基板１４、側壁１５、側面電極１６、絶縁物１７及び帯電粒子１８から構成される。第１の透明基板１２は、可視光に対して透明性を有し、その一主面上に複数の第１の透明電極１３ａ〜１３ｄが配列される。第１の透明電極１３ａ〜１３ｄは、それぞれが一定間隔を隔てて互いが絶縁されて配置され、例えば、レンズ１に入射される光路の中心軸Ａを中心とする同心円形状に形成される。また、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄは、図２に示すように、それぞれの電極に対して駆動クロックφａ１〜φａ４が別々に供給可能に構成され、駆動クロックを制御することで、各電極を選択的に駆動することができる。
【００１３】
第２の透明基板１４は、第１の透明基板１２の電極配列面に対向して配置され、第１の透明基板１２と同様に、可視光に対して透明性を有している。側壁１５は、第１の透明基板１２及び第２の透明基板１４の外径に沿って第１の透明基板１２の電極配列面に直交して配置される。側面電極１６は、側壁１５の内側の主面上に配置されている。また、この側面電極１６は、第１の透明基板１２側から第２の透明基板１４側へ向かって段階的に電極の厚みが厚くなるように形成され、第１の透明基板１２及び第２の透明基板１４の間で所定の凹み形状を形成している。この側面電極１６には、駆動クロックφｂが供給可能に構成されている。尚、この側面電極１６は、光学的に透明性を有していても、着色されていても何れの場合であっても良い。
【００１４】
絶縁物１７は、側壁１５によって第１の透明基板１２及び第２の透明基板の間に封入され、可視光に対して透明性を有している。ここでは、この絶縁物１７として絶縁性液体を例示するが、これに限られるものではなく、例えば、ゲル状物質や気体であっても良い。帯電粒子１８は、絶縁性液体１７中に、泳動可能に複数混入され、着色されて遮光性を備えると共に、所定の極性を有する電荷を帯電する。例えば、負極の電荷を帯電している場合、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄ及び側面電極１６へ選択的に正電位が印加されたとき、選択駆動された電極の領域上へクーロン力によって帯電粒子１８が集積される。帯電粒子１８を集積させた電極上の領域では、入射される光を遮光することができ、この領域の選択駆動を制御することで、光の透過率を制御するようにしている。このように、帯電粒子１８の集散により、光の透過率を制御するので、従来の絞り機構（図１３）の可動部のような摩耗を生ずる接触部分がなく、故障を防止することができる。
【００１５】
また、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄ及び側面電極１６で構成される調光可能な領域は、被写体の光学像を調光素子１１上に結像する光路中に配置されると共に、レンズ１を介して調光素子１１上に光を受ける有効領域Ｅよりも広く形成される。特に、側面電極１６を有効領域Ｅの外側（光路外）になるように配置しており、この側面電極１６上の領域に帯電粒子１８を集積させることで、入射される光を遮光することなく、ＣＣＤイメージセンサ３の受光面に入射光を照射させることができる。この側面電極１６が配置される領域、即ち、有効領域Ｅよりも外径が大きくなる部分は、従来の絞り機構と比較すると、十分に小さくできる。
【００１６】
図３は、本願発明の調光素子を絞り機構に採用した撮像装置の構成を示すブロック図である。図３に示す撮像装置は、レンズ１、調光素子１１、ＣＣＤイメージセンサ３、アナログ信号処理回路４、Ａ／Ｄ変換回路５、デジタル信号処理回路６、積分回路７、露光量判定回路８及び駆動制御回路２０から構成される。尚、この図において、図１３に示す従来構成と同一の部分に関しては、同じ符号が付してあり、その説明を割愛する。
【００１７】
露光量判定回路８からは、積分回路７にて画像データＹ（ｎ）を積分して得られる露光量信号Ｌが取り込まれ、この露光量信号Ｌと適正露光量範囲との比較によってＣＣＤイメージセンサ３の受光面に入射される光量を制御する露光制御信号Ｓが生成される。露光量制御信号Ｓは、駆動制御回路２０に取り込まれ、この露光量制御信号Ｓに基づいて、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄ及び側面電極１６から駆動する電極が選択される。この選択に応じて、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄ及び側面電極１６を駆動する駆動クロックφａ１〜φａ４、φｂが生成され、調光素子１１に出力される。そして、この駆動クロックφａ１〜φａ４、φｂに応じて、遮光領域が制御され、ＣＣＤイメージセンサ３の受光面に入射される光量が調光される。このように、調光素子１１の複数の透明電極を選択駆動して、ＣＣＤイメージセンサ３の受光面へ入射される光量を調光することで、従来の機械式の絞り機構を駆動していた駆動モータが不要となり、撮像装置の小型化に有利となる。また、絞り羽や駆動モータを駆動するための電力よりも小さな電力で透明電極を駆動することができるため、撮像装置としての消費電力の低減化を図ることも可能である。
【００１８】
図４は、調光素子の動作を説明するタイミング図であり、図５乃至図８は、図４の動作に対応した調光方法を示す図である。尚、この図においては、帯電粒子１８が負極の電荷を帯電しているものとする。
【００１９】
光の透過率を最大にする場合、タイミングｔ１のように、駆動クロックφｂを立ち上げて側面電極１６に正電位を印加する。この結果、図５に示すように、帯電粒子１８が側面電極１６上の凹み領域に集積し、レンズ１を介して入射される光が遮光されるこなくＣＣＤイメージセンサ３の受光面に照射される。
【００２０】
光の透過率を低下させる場合、タイミングｔ２のように、駆動クロックφｂを立ち上げたまま駆動クロックφａ１を立ち上げ、側面電極１６上に集積された帯電粒子１８の一部を第１の透明電極１３ａ上の領域に移動させる。この結果、図６に示すように、側面電極１６及び第１の透明電極１３ａ上の領域に帯電粒子１８が集積し、ＣＣＤイメージセンサ３の受光面に入射する光を制限することができる。
【００２１】
光の透過率を更に低下させる場合、タイミングｔ３のように、駆動クロックφａ１を立ち上げたまま駆動クロックφａ２を立ち上げる。これにより、第１の透明電極１３ａ上の領域に集積された帯電粒子１８の一部を第１の透明電極１３ｂ上の領域に移動させる。また、このとき、駆動クロックφｂを立ち下げ、光路外の領域に集積された帯電粒子１８を光路内の領域に移動させるようにしている。この結果、帯電粒子１８の集積状態は、図７に示すような状態となり、図６に示す場合と比べてＣＣＤイメージセンサ３の受光面に入射される光をさらに絞った状態となる。
【００２２】
光を完全に遮光する場合、タイミングｔ５に示すように、駆動クロックφａ１、φａ２を立ち上げたままで駆動クロックφａ３、φａ４を立ち上げ、図８に示すように、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄ全体に跨って帯電粒子１８を集積させる。この際、駆動クロックφａ３、φａ４を同時に立ち上げるのではなく、タイミングｔ３及びタイミングｔ５の間にタイミングｔ４の行程を経るようにしており、駆動クロックφａ３を立ち上げた後に駆動クロックφａ４を立ち上げるようにしている。即ち、隣接する電極へ順次所定の電位を与えていって、帯電粒子１８を隣接する電極上の領域へ順次移動させつつ目標電極上の領域まで集積させるようにしている。
【００２３】
このように、電極２つ分以上離れた目標電極上の領域へ帯電粒子１８を移動させる際に、隣接する電極へ所定の電位を順次与える処理を順番に行っていって帯電粒子１８を移動させることで、目的の領域まで帯電粒子１８を迅速に移動させることができる。これにより、入射光量の調光を行う調光機構としての応答速度の向上を図ることができると共に、透過領域に帯電粒子１８が残留するのを防止することができる。尚、上述のような動作は、例示した場合に限らず、他の場合でも同様であり、例えば、図８に示す状態から図５や図６に示すような状態に移行する場合であっても、タイミングｔ５〜タイミングｔ８やタイミングｔ５〜タイミング９といった行程を順次経るようにして帯電粒子１８の移動を行う。また、図５では、１度立ち上げられた駆動クロックが一定期間同じ極性を保持するようにしているが、これに限られるものではなく、例えば、図９に示すように変更しても良い。図９は、図４のＪの部分を拡大表示したものであり、即ち、隣接する電極へ帯電粒子１８を移動させる期間内に、隣接する電極へ供給する複数の駆動クロックの各々を互いに位相をずらしながら正電位、負電位を繰り返す期間Ｔを設けるようにしても良い。これによれば、帯電粒子１８のより迅速な移動を図ることができ、応答速度の更なる向上や帯電粒子１８の残留の確実な防止といった効果を奏することができる。
【００２４】
図１０は、本願発明の調光素子の第２の実施形態の概略構成を示す図である。この第２の実施形態で先の第１の実施形態と異なる点は、複数の透明電極が第１の透明基板１２の一主面上だけでなく、第２の透明基板１４上にも配列されている点にある。
【００２５】
第２の透明電極３１ａ〜３１ｃは、第２の透明基板１４の一主面上に形成され、それぞれが第１の透明電極１３ａ〜１３ｄと同様に、可視光に対して透明性を有している。これら第２の透明電極３１ａ〜３１ｃは、第１の透明電極１２の電極配列面に対向して配置され、例えば、光路中の中心軸Ａを中心とする同心円形状に配列される。そして、第２の透明電極３１ａ〜３１ｃは、互いが一定間隔を隔てて絶縁されて配置されると共に、駆動クロックφｃ１〜φｃ３を別々に供給できるように形成される。したがって、駆動クロックφｃ１〜φｃ３を制御することで、第２の透明電極３１ａ〜３１ｃ上の領域に選択的に帯電粒子１８を集散させることができる。そして、第２の透明電極３１ａ〜３１ｃの選択制御を、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄや側面電極１６の選択制御と組み合わせて行うことにより、透過率のより細かな制御が可能となる。また、第２の透明電極３１ａ〜３１ｃのそれぞれは、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄの各電極間の間隙を光路に沿って被うように配列される。これにより、電極間の間隙からＣＣＤイメージセンサ３の受光面に光が漏れ込むことがなくなり、入射される光を確実に遮光することができる。
【００２６】
このように、対向する透明基板の両方に選択駆動が可能な複数の透明電極を配列することで、透過率のより細かな制御が可能となって透過率の選択幅が広がる、或いは、確実な遮光性能を確立することができるといった効果を奏することができる。また、両方の透明基板に透明電極を配列することで、透明電極の数を２つの基板に割り振ることが可能となり、１つの基板上に配列される透明電極の数を減らすことができる。これにより、透明電極の電極幅を広く設定することができ、各電極間の間隙を被うための位置合わせ等が容易となり、より簡易に製造することが可能となる。
【００２７】
図１１は、本願発明の第３の実施形態の構成を示す図である。この第３の実施形態で先の第１の実施形態と異なるのは、第１の透明基板１２の下に更に第３の透明基板４１が設けられている点にある。
【００２８】
第３の透明基板４１は、第１の透明基板１２の電極配列面と逆の面に接着され、第１の透明基板１２との接着面側の主面に第３の透明電極４２ａ〜４２ｃが配列される。この第３の透明基板４１は、第３の透明電極４２ａ〜４２ｃが配列された後に透明樹脂を接着材として第１の透明基板１２に貼り合わされる。
【００２９】
第３の透明電極４２ａ〜４２ｃは、第３の透明基板４１上に配列され、例えば、光路中の中心軸Ａを中心とする同心円形状に配列される。これら第３の透明電極４２ａ〜４２ｃは、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄと同様に、互いが一定間隔を隔てて絶縁されると共に、駆動クロックφｄ１〜φｄ３をそれぞれに独立して供給することができるように形成される。したがって、駆動クロックφｄ１〜φｄ３を制御することで第３の透明電極４２ａ〜４２ｃを選択的に駆動することができ、第３の透明電極４２ａ〜４２ｃ上の領域で選択的に帯電粒子１８を集散させることができる。そして、この第３の透明電極４２ａ〜４２ｃの選択制御を、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄ及び側面電極１６の選択制御と組み合わせて行うことで、透過率のより細かな制御が可能となる。また、第３の透明電極４２ａ〜４２ｃのそれぞれは、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄの隣接する電極間の間隙を光路に沿って被うように配列される。これにより、第１の透明電極１３ａ〜１３ｄの電極間の間隙から漏れ込んだ光を第３の透明電極４２ａ〜４２ｃの領域上に集積させた帯電粒子１８で遮光することができ、遮光領域中からＣＣＤイメージセンサ３の受光面へ光が漏れ込むのを確実に防止することができる。
【００３０】
また、この第３の実施形態においても、先の第２の実施形態と同様に、透明電極の数を２つの基板に割り振ることが可能であり、各透明電極の電極幅を広く設定することができる。このため、各電極間の間隙を被うための位置合わせ等が容易となって、より簡易に製造することができる。
【００３１】
以上、図１乃至図１１を参照して本願発明の実施形態を説明した。本実施形態では、例示した全ての実施形態で複数の透明電極の電極パターンを同心円形状としたが、これに限られるものではない。例えば、矩形形状であっても良いし、或いは、電極が行列配置されていても良く、入射光量の絞り制御態様に合わせて適宜設定変更が可能である。また、本実施形態の撮像装置において、調光素子１１がレンズ１のＣＣＤイメージセンサ３側に配置されているが、これに限られるものではない。即ち、調光素子１１及びレンズ１の位置関係は、逆の関係でも良く、レンズ１の被写体側に調光素子１１が配置されていても良い。また、固体撮像素子としてＣＣＤイメージセンサを例示しているが、ＣＭＯＳイメージセンサであっても良い。
【００３２】
【発明の効果】
本願発明の調光素子によれば、選択駆動する透明電極の領域上で帯電粒子を集積させて透過率の制御を行うため、摩耗等による故障を防止することができる。
【００３３】
また、本願発明の調光素子の駆動方法によれば、隣接する電極へ順次所定の電位を与えていって電極上の領域に集積させる帯電粒子を移動させるようにしているため、帯電粒子のより迅速な移動を可能とし、応答速度の向上を図ることができる。
【００３４】
更に、本願発明の撮像装置によれば、上述の調光素子を絞り機構に用いることにより、従来の機械式の絞り機構を駆動する駆動モータが不要となり、撮像装置全体としての小型化及び低消費電力化に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施形態の構成を示す図である。
【図２】図１の調光素子の正面図である。
【図３】図１の調光素子を用いた撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３の動作を説明するタイミング図である。
【図５】調光方法を説明する図である。
【図６】調光方法を説明する図である。
【図７】調光方法を説明する図である。
【図８】調光方法を説明する図である。
【図９】他の動作例を説明するタイミング図である。
【図１０】本願発明の第２の実施形態の構成を示す図である。
【図１１】本願発明の第３の実施形態の構成を示す図である。
【図１２】従来の絞り機構を用いた撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】従来の絞り機構の概略構造を示す図である。
【符号の説明】
１：レンズ
２：絞り機構
３：ＣＣＤイメージセンサ
４：アナログ信号処理回路
５：Ａ／Ｄ変換回路
６：デジタル信号処理回路
７：積分回路
８：露光量判定回路
９：絞り駆動装置
１１：調光素子
１２：第１の透明基板
１３ａ〜１３ｄ：第１の透明電極
１４：第２の透明基板
１５：側壁
１６：側面電極
１７：絶縁物
１８：帯電粒子
１９：鏡筒部
２０：駆動制御回路
３１ａ〜３１ｃ：第２の透明電極
４２ａ〜４２ｃ：第３の透明電極
【図１】
2004012906.tif 000003
【図２】
2004012906.tif 000004
【図３】
2004012906.tif 000005
【図４】
2004012906.tif 000006
【図５】
2004012906.tif 000007
【図６】
2004012906.tif 000008
【図７】
2004012906.tif 000009
【図８】
2004012906.tif 000010
【図９】
2004012906.tif 000011
【図１０】
2004012906.tif 000012
【図１１】
2004012906.tif 000013
【図１２】
2004012906.tif 000014
【図１３】
2004012906.tif 000015