(57)【要約】【課題】省電力で光量を複数段階の大きさに調整することができる小型の光制御器、光制御素子、および撮影装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光学的な開口を有する第１の板と、その開口に対向する光学的な開口を有する、電圧の印加開放によって伸縮する第２の板と、第２の板に対する電圧の印加開放を制御することにより第２の板を伸縮させて、第１の板の開口と第２の板の開口との相対位置を制御する制御部とを備えた。【選択図】        図４
2007034121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的な開口を有する第１の板と、
前記開口に対向する光学的な開口を有する、電圧の印加開放によって伸縮する第２の板と、
前記第２の板に対する電圧の印加開放を制御することにより該第２の板を伸縮させて、前記第１の板の開口と前記第２の板の開口との相対位置を制御する制御部とを備えたことを特徴とする光制御器。
【請求項２】
前記第１の板も、電圧の印加開放によって伸縮するものであり、
前記制御部が、前記第１の板および前記第２の板それぞれに対する電圧の印加開放を制御することにより該第１の板および該第２の板を伸縮させて、該第１の板の開口と該第２の板の開口との相対位置を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の光制御器。
【請求項３】
前記制御部は、この光制御器を通過する光の光量の指定を受けて、該光量に応じて前記第２の板を伸縮させて、前記第１の板の開口と該第２の板の開口との重なり度合いを制御するものであることを特徴とする請求項１記載の光制御器。
【請求項４】
前記第２の板は、該第２の板の開口に沿って並んだ複数のフィルタを有するものであり、
前記制御部は、前記複数のフィルタのうちの１つのフィルタの指定を受けて、前記第１の板の開口と該第２の板の開口との相対位置を、その指定されたフィルタが該第１の板の開口に対向する位置に制御するものであることを特徴とする請求項１記載の光制御器。
【請求項５】
前記第１の板と前記第２の板との間に設けられた、該第２の板が伸縮する力の応力を受けて、該応力の向きを該第２の板が伸縮する向きとは逆の向きに変換するとともに、該応力を該第１の板に伝達する変換部を備えたことを特徴とする請求項１記載の光制御器。
【請求項６】
前記第２の板は、導電性高分子アクチュエータで構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の光制御器。
【請求項７】
光学的な開口を有する第１の板と、
前記開口に対向する光学的な開口を有する、電圧の印加開放によって伸縮する第２の板とを備えたことを特徴とする光制御素子。
【請求項８】
光学的な開口を有する第１の板と、
前記開口に対向する光学的な開口を有する、電圧の印加開放によって伸縮する第２の板と、
前記第２の板に対する電圧の印加開放を制御することにより該第２の板を伸縮させて、前記第１の板の開口と前記第２の板の開口との相対位置を制御する制御部と、
前記第１の板の開口および前記第２の板の開口を透過してきた被写体光を結像させる撮像部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光が透過する光制御器、光制御素子、および被写体光の像を撮影する撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写体を撮影する撮影装置に、撮影場所の明るさなどに応じて被写体光の光量を調節するための絞りやＮＤフィルタ等が備えられている。絞りは、予め孔が空けられた板を、孔が光軸上にくるように挿入して光量を絞るものや、複数の絞り羽で光軸を取り囲むことで絞り孔を形成し、その絞り孔の大きさを変化させて、絞り孔を通過する光の光量を制御するものなどが広く知られており、また、ＮＤフィルタは、光軸上に挿入することによって、通過する光の光量を減衰させるものが一般的である。このような光量調整手段が適用されることによって、撮影場所の明るさに適した露光で撮影を行うことができ、見た目に好ましい高画質な撮影画像を得ることができる。
【０００３】
ここで、上述した絞り羽を使った絞りは、絞り孔を複数段階の大きさに調整することができ、光量調整の自由度が高いという利点がある。絞り孔を複数段階の大きさに調整する技術としては、絞り羽を使ったものの他にも、孔が空いた２枚の板を重ね合わせ、それらの板をモータで移動させることによって、２枚の板が重ね合わさって形成される絞り孔の大きさを調整する技術などが知られている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、近年では、撮影装置の小型化が急速に進んでおり、このような小型の撮影装置では、構成要素の大きさや収容スペース、および消費電力などが大幅に制限されるため、上述したようなモータを利用した光量調整手段を内蔵することは困難である。この点に関し、特許文献３には、孔が空いた２枚の板それぞれの位置を、温度印加によって変形する形状記憶合金を使って移動させる技術について記述されている。この特許文献３に記載された技術を適用することによって、モータを利用する場合よりも小型で省電力な絞りを実現することができる。
【特許文献１】特開平７−１０４３４３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１２５３号公報
【特許文献３】特開平６−２３０４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、形状記憶合金に印加される温度を精度良く調整して、絞り孔の大きさを精密に制御することは難しく、特許文献３に記載された技術では、絞り孔を多段階の大きさに調整することが困難である。また、形状記憶合金に印加される温度を調整する場合、通電による発熱を利用する方法が一般的に知られているが、形状記憶合金の変形力によって２枚の板を移動させて、モータ式の絞りで実現可能な絞り量と同程度にまで光量を絞ろうとすると、大量な電力が必要となってしまう。さらに、２枚の板に加えて、形状記憶合金や、電源などを備える必要があり、携帯電話などといったかなり小型の撮影装置に内蔵するには、まだ大きすぎるという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、光量を省電力で複数段階の大きさに調整することができる小型の光制御器、光制御素子、および撮影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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の光制御器は、光学的な開口を有する第１の板と、
開口に対向する光学的な開口を有する、電圧の印加開放によって伸縮する第２の板と、
第２の板に対する電圧の印加開放を制御することにより第２の板を伸縮させて、第１の板の開口と第２の板の開口との相対位置を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の光制御器によると、電圧の印加開放によって第２の板自体が伸縮されて、第１の板の開口と第２の板の開口との相対位置が制御されるため、この光制御器を通過する光の光量などが省電力で調整される。また、少ない部品点数で２枚の板それぞれの開口の相対位置が制御されるため、小型の撮影装置などにも内蔵することができる。
【０００９】
ここで、本発明の光制御器は、光の光量を調整する光量調整手段だけではなく、例えば、第１の板の開口と第２の板の開口それぞれを相互に色が異なるフィルタで覆い、それらの開口の相対位置を制御することによって、光が透過する色を調整する色フィルタとして適用することもできる。
【００１０】
また、本発明の光制御器において、「第１の板も、電圧の印加開放によって伸縮するものであり、
制御部が、第１の板および第２の板それぞれに対する電圧の印加開放を制御することにより第１の板および第２の板を伸縮させて、第１の板の開口と第２の板の開口との相対位置を制御するものである」という形態は好ましい。
【００１１】
第１の板および第２の板それぞれが伸縮させることによって、それら２枚の板それぞれの開口の相対位置を効率よく制御することができる。
【００１２】
また、本発明の光制御器において、上記制御部は、この光制御器を通過する光の光量の指定を受けて、光量に応じて第２の板を伸縮させて、第１の板の開口と第２の板の開口との重なり度合いを制御するものであることが好適である。
【００１３】
本発明の好適な形態の光制御器によると、光制御器を通過する光の光量を指定された光量に精密に調整することができる。
【００１４】
また、本発明の光制御器において、「上記第２の板は、第２の板の開口に沿って並んだ複数のフィルタを有するものであり、
制御部は、複数のフィルタのうちの１つのフィルタの指定を受けて、第１の板の開口と第２の板の開口との相対位置を、その指定されたフィルタが第１の板の開口に対向する位置に制御するものである」という形態も好ましい。
【００１５】
例えば、第２の板の、相互に離れた複数の位置それぞれに、相互に減衰量が異なる複数のフィルタが設けられることによって、この光制御器を通過する光の光量を複数段階の光量に調整することができる。
【００１６】
また、本発明の光制御器において、上記第１の板と第２の板との間に設けられた、第２の板が伸縮する力の応力を受けて、応力の向きを第２の板が伸縮する向きとは逆の向きに変換するとともに、その応力を第１の板に伝達する変換部を備えることが好ましい。
【００１７】
第２の板が伸縮する応力によって、第１の板が第２の板の伸縮向きとは逆向きに移動されるため、２枚の板それぞれの開口の相対位置が省電力で効率よく制御される。
【００１８】
また、本発明の光制御器において、上記第２の板は、導電性高分子アクチュエータで構成されたものであることが好ましい。
【００１９】
導電性高分子アクチュエータは、印加電圧に応じて変形する特性を有しており、さらにその変形量も大きいため、本発明にいう第２の板として好ましく適用することができる。
【００２０】
また、上記目的を達成する本発明の光制御素子は、光学的な開口を有する第１の板と、
上記開口に対向する光学的な開口を有する、電圧の印加開放によって伸縮する第２の板とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の光制御素子によると、電圧の印加開放によって２枚の板それぞれの開口の相対位置を制御し、光制御素子を通過する光の光量などを精度良く調整することができる。
【００２２】
また、上記目的を達成する本発明の撮影装置は、光学的な開口を有する第１の板と、
上記開口に対向する光学的な開口を有する、電圧の印加開放によって伸縮する第２の板と、
第２の板に対する電圧の印加開放を制御することにより第２の板を伸縮させて、第１の板の開口と第２の板の開口との相対位置を制御する制御部と、
第１の板の開口および第２の板の開口を透過してきた被写体光を結像させる撮像部とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
本発明の撮影装置によると、光の光量などを省電力に制御して、高画質な撮影画像を取得することができる。
【００２４】
尚、本発明にいう撮影装置については、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、本発明にいう撮影装置には、上記の基本形態のみではなく、前述した光制御器の各形態に対応する各種の形態が含まれる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光量を省電力で複数段階の大きさに調整することができる小型の光制御器、光制御素子、および撮影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態が適用されたデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。
【００２８】
図１に示すように、このデジタルカメラ１００の前面中央部には、撮影レンズ１０１と、回転させることによって、撮影レンズ１０１に内蔵された絞りの絞り値を手動で調整する絞りリング１０５が備えられている。また、デジタルカメラ１００の前面上部には、光学式ファインダ対物窓１０２および閃光発光部１０３が備えられており、デジタルカメラ１００の上面には、スライド式の電源スイッチ１０４およびレリーズスイッチ１５０が備えられている。
【００２９】
また、図１には図示しないが、デジタルカメラ１００の側面や背面には、画像を表示する画像表示部、記録媒体を装填するための装填口、望遠撮影／広角撮影を切り替えるズームスイッチ、および撮影モードを切り替える撮影モードスイッチなどが備えられている。
【００３０】
図２は、図１に示すデジタルカメラ１００の概略構成図である。
【００３１】
図２に示すように、デジタルカメラ１００には、撮影光学系１１０と、信号処理部１２０とが備えられている。デジタルカメラ１００には、それらのほかにも、撮影した画像を表示させるための画像表示部１４０、撮影した画像信号を記録しておくための外部記録媒体２００、撮影のための各種処理をデジタルカメラ１００に行なわせる、ズームスイッチ１７０、撮影モードスイッチ１６０、レリーズスイッチ１５０、および絞り切替スイッチ１８０などが設けられている。
【００３２】
まず、図２を参照して、撮影光学系１１０の構成を説明する。
【００３３】
デジタルカメラ１００では、入射してきた被写体光が、ズームレンズやフォーカスレンズなどで構成される撮影レンズ１０１を経て、被写体光の光量を調整する絞り１１３を通過した後、シャッタ１１２が開いている場合は、後段に配置されたＣＣＤ１１１上に結像する。本来、撮影光学系には複数のレンズが配備され、それら複数のレンズのうち少なくとも１つのレンズがピント調節に大きく関与し、各レンズの相対位置が焦点距離に関与するが、本明細書では、焦点距離の変化に係わるレンズをズームレンズと称し、ピントの調節に係わるレンズをフォーカスレンズと称している。
【００３４】
撮影レンズ１０１およびシャッタ１１２は、レンズ駆動部１０１ａおよびシャッタ駆動部１１２ａによりそれぞれ駆動され移動する。レンズ駆動部１０１ａおよびシャッタ駆動部１１２ａにはモータが搭載されており、それらのモータを作動させる指示は、信号処理部１２０中のシステムコントローラ１２１からモータドライバ１２０ｃを通じて伝達される。また、絞り１１３は、システムコントローラ１２１からの指示に従って、電圧印加部１１３ａから電圧が印加されることによって駆動する。
【００３５】
撮影レンズ１０１に含まれるズームレンズやフォーカスレンズは、レンズ駆動部１０１ａによって、光軸に沿う方向に移動される。ズームレンズ１１５が、システムコントローラ１２１からの信号に応じた位置に移動されることによって、焦点距離が変化して撮影倍率が決定される。また、フォーカスレンズは、ＴＴＬＡＦ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ  Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能を実現するためのレンズである。このＴＴＬＡＦ機能とは、光軸に沿う方向にフォーカスレンズを移動させながら、ＣＣＤ１１１で得られた画像信号のコントラストを信号処理部１２０のＡＦ／ＡＥ演算部１２６で検出し、そのコントラストのピークが得られるレンズ位置をピント位置として、フォーカスレンズをピント位置に調節するものである。このＴＴＬＡＦ機能によって、コントラストがピークになる被写体に自動的に焦点を合わせて撮影を行うことができる。
【００３６】
絞り１１３は、孔が穿たれた２枚の板が重ね合わされて形成されており、それら２枚の板は、電圧の印加を受けて伸縮する導電性高分子アクチュエータによって構成されている。内部メモリ１２９には、絞り値と、２枚の板によってその絞り値を実現するための電圧の値や極性（以下では、これらをまとめて電圧情報と称する）が予め対応付けられて記憶されている。このデジタルカメラ１００には、撮影者が手動で絞り値を調整する手動モードと、被写体光の輝度に応じて自動的に絞り値を調整する自動モードとが搭載されている。手動モードにおいては、撮影者によって図１の絞りリング１０５が回転され、図２に示す絞り切替スイッチ１８０によって、絞りリング１０５の移動位置に応じた絞り値が設定されて、絞り値がシステムコントローラ１２１に伝えられる。また、自動モードにおいては、ＡＦ／ＡＥ演算部で被写体光の輝度が算出され（後述する）、その輝度情報がシステムコントローラ１２１に伝えられて、絞り値やシャッタスピードが決定される。システムコントローラ１２１は、伝えられた、あるいは算出した絞り値と対応付けられた電圧情報を電圧印加部１１３ａに伝える。電圧印加部１１３ａがシステムコントローラ１２１から伝えられた電圧情報に従った電圧を絞り１１３に印加すると、２枚の板によって形成される絞り孔の大きさが変化し、撮影レンズ１０１を通過してきた被写体光の光量が調整される。この絞り１１３を構成する導電性高分子アクチュエータの特性、および絞り１１３による光量調整方法については、後で詳しく説明する。
【００３７】
撮影レンズ１０１、絞り１１３、およびシャッタ１１２を通過してきた被写体光はＣＣＤ１１１上で結像され、ＣＣＤ１１１において、被写体像を表わす画像信号が生成される。ＣＣＤ１１１は、本発明にいう撮像部の一例に相当する。
【００３８】
撮像光学系１１０は、以上のように構成されている。
【００３９】
続いて、信号処理部１２０の構成を説明する。
【００４０】
ＣＣＤ１１１上に結像させた被写体像が画像信号としてアナログ処理（Ａ／Ｄ）部１２０ａに読み出され、このアナログ処理（Ａ／Ｄ）部１２０ａでアナログ信号がデジタル信号に変換されデジタル信号処理部１２０ｂへと供給される。デジタル信号処理部１２０ｂにはシステムコントローラ１２１が配備されており、システムコントローラ１２１からの指示によって、図２に示す各種要素で実行される処理が制御される。システムコントローラ１２１は、本発明にいう制御部の一例に相当する。システムコントローラ１２１、画像信号処理部１２２、画像表示制御部１２３、画像圧縮部１２４、メディアコントローラ１２５、ＡＦ／ＡＥ演算部１２６、キーコントローラ１２７、およびバッファメモリ１２８との間のデータの受け渡しはバス１２００を介して行なわれ、そのバス１２００を介してデータの受け渡しが行なわれるときのバッファとして内部メモリ１２９が働いている。この内部メモリ１２９に各部の処理プロセスの進行状況に応じて変数となるデータが随時書き込まれて、システムコントローラ１２１、および画像信号処理部１２２、画像表示制御部１２３、画像圧縮部１２４、メディアコントローラ１２５、ＡＦ／ＡＥ演算部１２６、キーコントローラ１２７の各部では、そのデータを参照することにより適切な処理が行なわれる。つまり、システムコントローラ１２１からの指示がバス１２００を介して上記の各部に伝えられ、各部の処理プロセスが立ち上げられる。そして、その内部メモリ１２９のデータがプロセスの進行状況に応じて書き換えられ、さらにシステムコントローラ１２１側で参照されて上記の各部の動作が管理される。言い換えれば、電源が投入され、システムコントローラ１２１内のプログラムの手順にしたがって各部のプロセスが立ち上げられる。例えば、レリーズスイッチ１５０、ズームスイッチ、撮影モードスイッチ１６０、および絞り切替スイッチ１８０が操作されると、その操作されたという情報がキーコントローラ１２７を経由してシステムコントローラ１２１に伝えられ、その操作に応じた処理がシステムコントローラ１２１内のプログラムの手順にしたがって行われる。
【００４１】
レリーズ操作が行われると、ＣＣＤ１１１から読み出された画像データは、アナログ処理（Ａ／Ｄ）部１２０ａでアナログ信号からデジタル信号に変換され、このデジタル化された画像データがデジタル信号処理部１２０ｂ内のバッファメモリ１２８にいったん蓄えられる。このデジタル化された画像データのＲＧＢ信号が画像信号処理部１２２でＹＣ信号に変換され、さらに画像圧縮部１２４でＪＰＥＧ圧縮と呼ばれる圧縮が行なわれて画像信号が画像ファイルとなってメディアコントローラ１２５を介して外部記録媒体２００に記録される。この画像ファイルとして記録された画像データは、画像表示制御部１２３を通じて画像表示部１４０において再生される。この処理の際、ＡＦ／ＡＥ演算部１２６では、ピント調節のためにＲＧＢ信号から被写体距離ごとにコントラストを検出することが行なわれる。この検出結果に基づいて、撮影レンズ１０１内のフォーカスレンズによってピント調整が行われる。またＡＦ／ＡＥ演算部１２６ではＲＧＢ信号から輝度信号が抽出され、そこから被写界輝度が検出される。
【００４２】
デジタルカメラ１００は、基本的には以上のように構成されている。
【００４３】
ここで、本実施形態のデジタルカメラ１００では、図２に示す絞り１１３が導電性高分子アクチュエータで構成され、その絞り１１３に電圧が印加されることによって絞り量が調整される。以下では、絞り１１３について詳しく説明する。
【００４４】
まず、絞り１１３を構成する導電性高分子アクチュエータについて説明する。
【００４５】
図３は、導電性高分子アクチュエータの動作原理を説明するための図である。
【００４６】
導電性高分子アクチュエータ１０は、導電性高分子１１と、導電性高分子１１に電圧を印加するための電極１２，１３とで構成されている。ここでは、右側の電極１３には、導電性高分子１１との間の電子の受け渡しを妨げる絶縁膜が塗布されている。
【００４７】
導電性高分子アクチュエータ１０に電圧が印加されていないときには、図３のパート（Ａ）に示すように、導電性高分子１１と電極１２，１３との間で電子１１ａの受け渡しは行われない。
【００４８】
導電性高分子アクチュエータ１０に、絶縁膜が塗布された右側の電極１３が陰極、左側の電極１２が陽極となる極性の電圧を印加すると、図３のパート（Ｂ）に示すように、左側の電極１２（陽極）に導電性高分子１１中の電子１１ａが引き付けられる。このとき、右側の電極１３（陰極）には絶縁膜が塗布されているため、左側の電極１２（陽極）に引き付けられた電子１１ａが右側の電極１３（陰極）から導電性高分子１１中に再び放出されることがなく、導電性高分子１１中の電子１１ａが減少して、導電性高分子１１が収縮する。
【００４９】
また、導電性高分子アクチュエータ１０に、図３のパート（Ｂ）とは逆極性の電圧を印加すると、電池などに蓄電されていた電子１１ａが左側の電極１２（陰極）から導電性高分子１１中に放出される。このとき、右側の電極１３（陽極）には絶縁膜が塗布されているため、導電性高分子１１中の電子１１ａは電極１３に戻されず、導電性高分子１１中に電子１１ａが取り込まれる。その結果、導電性高分子１１が膨潤する。
【００５０】
このように、導電性高分子アクチュエータ１０は、印加電圧の大きさや極性を調整することによって、伸縮を制御することができる。絞り１１３は、図３に示すような導電性高分子アクチュエータの特性が利用されている。
【００５１】
図４は、絞り１１３の概略構成図であり、図５は、絞り１１３の断面図である。
【００５２】
絞り１１３は、２つの導電性高分子アクチュエータ３００＿１，３００＿２が重ね合わされて構成されており、それら導電性高分子アクチュエータ３００＿１，３００＿２はほぼ同様の構成を有している。以下では、それらを代表して上側に配置される導電性高分子アクチュエータ３００＿１についてのみ構成を説明し、末尾の数字によって２つの導電性高分子アクチュエータ３００＿１，３００＿２それぞれの構成要素を区別する。
【００５３】
導電性高分子アクチュエータ３００＿１は、導電性高分子で構成された不透明な伸縮板３１０＿１、伸縮板３１０＿１に電圧を印加するための電極３２１＿１，３２２＿１、図４の右側の電極３２１＿１に設けられた接地部材３３１＿１で構成されており、伸縮板３１０＿１の中央部分には貫通孔３１１＿１が穿たれている。この導電性高分子アクチュエータ３００＿１は、左側の電極３２２＿１に絶縁膜が塗布されており、この電極３２２＿１が左側の位置Ｐ１でデジタルカメラ１００の本体筐体に固定されている（以下では、位置が固定された電極３２２＿１を固定電極３２２＿１と称する）。また、下側に配置される導電性高分子アクチュエータ３００＿２は、上側の導電性高分子アクチュエータ３００＿１と表裏を逆にして、水平方向にずらして重ねられており、絶縁膜が塗布された固定電極３２２＿２が右側に配置され、この固定電極３２２＿２が右側の位置Ｐ２で本体筐体に固定されている。上側の導電性高分子アクチュエータ３００＿１、および下側の導電性高分子アクチュエータ３００＿２は、本発明にいう第１の板、および本発明にいう第２の板それぞれの一例に相当する。また、２つの貫通孔３１１＿１，３１１＿２は、本発明にいう「第１の板の開口」、および「第２の板の開口」それぞれの一例にあたる。
【００５４】
２つの導電性高分子アクチュエータ３００＿１，３００＿２に電圧が印加されていない状態では、図５のパート（Ａ）に示すように、伸縮板３１０＿１，３１０＿２が伸縮しておらず、伸縮板３１０＿１，３１０＿２それぞれに穿たれた貫通孔３１１＿１，３１１＿２は、反対側の伸縮板３１０＿１，３１０＿２それぞれによって一部が塞がれている。２つの貫通孔３１１＿１，３１１＿２が重なり合って形成される絞り孔Ｈは中程度に開口しており、絞り１１３に入射してきた被写体光は絞り孔Ｈを通過することによって光量が中程度に絞られる。
【００５５】
例えば、撮影者によって図１の絞りリング１０５が回転され、大きな絞り値が選択されると、電圧印加部１１３ａから２つの導電性高分子アクチュエータ３００＿１，３００＿２それぞれに、絶縁膜が塗布された固定電極３２２＿１，３２２＿２が陰極、他方の電極３２１＿１，３２１＿２が陽極となる極性の電圧が印加される。このとき、図３を使って説明したように、伸縮板３１０＿１，３１０＿２が収縮し、図５のパート（Ｂ）に示すように、左側の位置Ｐ１で固定された上側の伸縮板３１０＿１の貫通孔３１１＿１は左側にずれ、逆に、右側の位置Ｐ２で固定された下側の伸縮板３１０＿２の貫通孔３１１＿２は右側にずれる。その結果、貫通孔３１１＿１，３１１＿２が反対側の伸縮板３１０＿１，３１０＿２それぞれによって大きく塞がれ、絞り孔Ｈが小さく調整される。図５のパート（Ｂ）に示す状態では、絞り孔Ｈを通過する被写体光の光量は大きく絞られる。
【００５６】
また、撮影者によって、絞り１１３を開放する絞り値が選択されると、２つの導電性高分子アクチュエータ３００＿１，３００＿２それぞれに、図５のパート（Ｂ）とは逆極性の電圧が印加される。このとき、伸縮板３１０＿１，３１０＿２が膨潤し、上側の貫通孔３１１＿１は右側にずれ、下側の貫通孔３１１＿２は左側にずれる。その結果、貫通孔３１１＿１，３１１＿２が塞がれずに重なり合い、絞り孔Ｈが開口される。図５のパート（Ｃ）に示す状態では、絞り孔Ｈを通過する被写体光は光量が絞られずに後段のＣＣＤ１１１などに導かれる。
【００５７】
このように、本実施形態のデジタルカメラ１００によると、２つの導電性高分子アクチュエータ３００＿１，３００＿２自体が電圧の印加を受けて伸縮して、絞り１１３の開口が調整されるため、省電力かつ省スペースで光量を調整することができる。また、２枚の伸縮板３１０＿１，３１０＿２それぞれが導電性高分子で構成されることによって、絞り１１３の絞り孔Ｈの大きさを効率よく変化させることができる。
【００５８】
以上で、本発明の第１実施形態の説明を終了し、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第１実施形態と第２実施形態とでは、絞りの構成が一部異なるが、それ以外はほぼ同様の構成を有するため、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００５９】
図６は、本実施形態の絞り１１３Ａの分解斜視図であり、図７は、絞り１１３Ａの断面図である。
【００６０】
絞り１１３Ａは、導電性高分子アクチュエータ４０１と、遮光シート４０２と、下板４０３と、ギア４７０とで構成されている。導電性高分子アクチュエータ４０１には、図４に示す第１実施形態の導電性高分子アクチュエータ３００＿１，３００＿２と同様に、導電性高分子で構成された伸縮板４１０、電極４２１，４２２、および接地部材４２２が備えられているが、中央部分に穿たれた貫通孔４１１とは別に、ギア４７０が嵌り込む複数のギア孔４１２も穿たれている。また、下板４０３の基板４５０、および遮光シート４４０には、導電性高分子アクチュエータ４０１の貫通孔４１１と重なり合う貫通孔４４１，４５１が穿たれており、下板４０３の基板４５０には、ギア４７０と噛み合うラック４８０と、遮光シート４０２を支持するボス４６０が設けられている。遮光シート４０２に穿たれたボス孔４４２に下板４０３のボス４６０が貫通されることによって、遮光シート４０２が下板４０３に固定され、下板４０３のラック４８０と、導電性高分子アクチュエータ４０１のギア孔４１２それぞれにギア４７０が嵌め込まれることによって、導電性高分子アクチュエータ４０１と下板４０３とが相互に逆方向に可動に配置される。下板４０３と遮光シート４０２とを合わせたものは、本発明にいう第１の板の一例にあたり、導電性高分子アクチュエータ４０１は、本発明にいう第２の板の一例に相当する。また、ギア４７０、ギア孔４１２、およびラック４８０によって構成される機構は、本発明にいう変換部の一例に相当する。
【００６１】
導電性高分子アクチュエータ４０１に電圧が印加されていないときには、図７のパート（Ａ）に示すように、導電性高分子アクチュエータ４０１および遮光シート４０２それぞれに穿たれた貫通孔４１１，４４１の一部が塞がれている。
【００６２】
例えば、導電性高分子アクチュエータ４０１に、伸縮板４１０が収縮する極性の電圧が印加されると、図７のパート（Ｂ）に示すように、伸縮板４１０が収縮するのに伴ってギア孔４１２が矢印ａ方向に移動し、ギア４７０が回転される。その結果、ギア４７０と噛み合った下板４０３が、導電性高分子アクチュエータ４０１とは逆の矢印ｂ方向に移動され、導電性高分子アクチュエータ４０１および遮光シート４０２の貫通孔４１１，４４１が大きく塞がれて、絞り１１３Ａが絞られる。
【００６３】
このように、２枚の板のうちの一方のみを導電性高分子アクチュエータで構成し、その導電性高分子アクチュエータの伸縮力をギアを介して他方の板に伝えることによって、絞り量を効率よく制御することができる。
【００６４】
以上で、本発明の第２実施形態の説明を終了し、本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、第１実施形態および第２実施形態と絞りの構成が一部異なるが、それ以外はほぼ同様の構成を有するため、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００６５】
図８は、本実施形態の絞り１１３Ｂの斜視図である。
【００６６】
図８に示すように、絞り１１３Ｂは、第１実施形態および第２実施形態と同様に、導電性高分子で構成された伸縮板５１０、電極５２１，５２２、接点部材５３０が設けられ、中央部分に貫通孔５１１が穿たれた導電性高分子アクチュエータ５０１と、基板５４０の中央部分に貫通孔５４１が穿たれた下板５０２とが備えられている。導電性高分子アクチュエータ５０１の伸縮板５１０と、下板５０２の基板５４０それぞれには、図８の横方向に伸びる腕５１２，５４２が設けられており、それら腕５１２，５４２それぞれが、長手形状の中心に回転軸が設けられたレバー５５０の両端それぞれに固定されている。レバー５５０は、本発明にいう変換部の一例に相当する。
【００６７】
例えば、導電性高分子アクチュエータ５０１に、伸縮板５１０が収縮する極性の電圧が印加されると、図８のパート（Ｂ）に示すように、伸縮板５１０が収縮するのに伴って伸縮板５１０に取り付けられた腕５１２が矢印ｃ方向に移動し、その腕５１２が固定されたレバー５５０が軸を中心に回動される。その結果、伸縮板５１０とは逆の端でレバー５５０に固定された下板５０２が、矢印ｃ方向とは逆の矢印ｄ方向に移動される。
【００６８】
このように、レバーを使って導電性高分子アクチュエータの伸縮力を下板に伝えることによって、簡易な機構で絞りの開口を調整することができる。
【００６９】
以上で、本発明の第３実施形態の説明を終了し、本発明の第４実施形態について説明する。本発明の第４実施形態は、絞りに変えてＮＤフィルタが備えられている点が第１、第２、および第３実施形態とは異なるが、それ以外はほぼ同様の構成を有するため、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００７０】
本実施形態においては、図２に示すデジタルカメラ１００の絞り１１３に替えて、電圧の印加を受けて、相互に光減衰率が異なる複数のフィルタのうち電圧に応じた１つのフィルタが光軸上に配置されるＮＤフィルタ１１４（図９参照）が備えられている。
【００７１】
図９は、本実施形態のＮＤフィルタ１１４の斜視図であり、図１０は、ＮＤフィルタ１１４の断面図である。
【００７２】
図９に示すように、ＮＤフィルタ１１４には、第１実施形態と同様に、導電性高分子で構成された伸縮板６１０、電極６２１，６２２、接点部材６３０が設けられた導電性高分子アクチュエータ６０１と、基板６５０の中央部分に貫通孔６５１が穿たれた下板６０２とが備えられている。導電性高分子アクチュエータ６０１の伸縮板６１０には、図９の横方向に並べられた３つの貫通孔６１１，６１２，６１３が穿たれており、それらのうちの両端の貫通孔６１２，６１３は、相互に光減衰率が異なるフィルタ６４１，６４２で覆われている。フィルタ６４１，６４２は、本発明にいうフィルタの一例に相当する。
【００７３】
導電性高分子アクチュエータ６０１に電圧が印加されていないときには、図１０のパート（Ａ）に示すように、伸縮板６１０が伸縮しておらず、フィルタで覆われていない中央の貫通孔６１１と、下板６０２の貫通孔６５１とが重なり合っている。その結果、このＮＤフィルタ１１４を通過する被写体光は、減衰されずにそのまま透過される。
【００７４】
また、導電性高分子アクチュエータ６０１に、伸縮板６１０が収縮する極性の電圧が印加されると、図１０のパート（Ｂ）に示すように、収縮に伴って伸縮板６１０の右側の貫通孔６１３が下板６０２の貫通孔６５１と重なり合う位置に移動する。このとき、ＮＤフィルタ１１４を通過する被写体光は、右側の貫通孔６１３を覆うフィルタ６４２によって減衰されて、後段のＣＣＤ１１１などに導かれる。逆に、伸縮板６１０が伸張する極性の電圧が印加されると、図１０のパート（Ｃ）に示すように、伸張に伴って伸縮板６１０の左側の貫通孔６１３と下板６０２の貫通孔６５１とが重なり合い、ＮＤフィルタ１１４を通過する被写体光は、左側の貫通孔６１２を覆うフィルタ６４１によって減衰される。
【００７５】
このように、本実施形態のＮＤフィルタ１１４によると、省電力で複数の光減衰率に調整することができる。
【００７６】
以上で、本発明の第４実施形態の説明を終了し、本発明の第５実施形態について説明する。本発明の第５実施形態は、ＮＤフィルタの構成が第４実施形態とは異なるが、それ以外はほぼ同様の構成を有するため、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００７７】
図１１は、本実施形態のＮＤフィルタ１１４Ｂの斜視図であり、図１２は、ＮＤフィルタ１１４Ｂの断面図である。
【００７８】
ＮＤフィルタ１１４Ｂは、第４実施形態と同様に、導電性高分子で構成された伸縮板７１０、電極７２１，７２２、接点部材７３０が設けられた導電性高分子アクチュエータ７０１と、基板７５０の中央部分に貫通孔７５１が穿たれた下板７０２とが備えられている。本実施形態のＮＤフィルタ１１４Ｂでは、伸縮板７１０は透明な導電性高分子で構成されており、その伸縮板７１０上には、相互に光減衰率が異なる２つの膜７４１，７４２が蒸着されている。膜７４１，７４２は、本発明にいうフィルタの一例に相当する。
【００７９】
導電性高分子アクチュエータ７０１に電圧が印加されていないときには、図１１のパート（Ａ）に示すように、伸縮板７１０の、膜７４１，７４２が蒸着されていない領域と、下板７０２の貫通孔７５１とが重なり合っており、ＮＤフィルタ１１４Ｂを通過する被写体光は、減衰されずにそのまま透過される。
【００８０】
また、図１０に示す第４実施形態のＮＤフィルタ１１４と同様に、導電性高分子アクチュエータ７０１に電圧が印加されると、その電圧の極性に応じて、図１１のパート（Ｂ）に示すように、伸縮板７１０が収縮して右側の膜７４１が下板７０２の貫通孔７５１と重なり合ったり、図１１のパート（Ｃ）に示すように、伸縮板７１０が伸張して右側の膜７４２が貫通孔７５１と重なり合う。その結果、ＮＤフィルタ１１４Ｂを通過する被写体光が、貫通孔７５１と重なり合った膜７４１，７４２によって減衰される。
【００８１】
このように、透明な伸縮板７１０を適用することによって、ＮＤフィルタ１１４全体の厚みを低減することができる。
【００８２】
以上で、本発明の第５実施形態の説明を終了し、本発明の第６実施形態について説明する。本発明の第６実施形態のＮＤフィルタは、導電性高分子アクチュエータを伸縮させる電極が配置される位置が第５実施形態のＮＤフィルタ１１４Ｂとは異なるが、それ以外はほぼ同様の構成を有しているため、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００８３】
図１３は、本実施形態のＮＤフィルタ１１４Ｃの斜視図であり、図１４は、ＮＤフィルタ１１４Ｃの断面図である。
【００８４】
ＮＤフィルタ１１４Ｃは、図１１に示す第５実施形態のＮＤフィルタ１１４Ｂと同様に、透明な伸縮板８１０に膜８５１，８５２が蒸着された導電性高分子アクチュエータ８０１と、基板８４０の中央部分に貫通孔８４１が穿たれた下板８０２とが備えられているが、伸縮板８１０の、膜８５１，８５２が設けられた面（以下では、この面を表面と称する）が下板８０２と向かい合うように、導電性高分子アクチュエータ８０１と下板８０２とが重ねあわされており、伸縮板８１０の裏面に、電極８２１，８２２、接点部材８３０が配置されている。また、導電性高分子アクチュエータ８０１の裏面に接触するように、図２にも示すシャッタ１１２およびシャッタ駆動部１１２ａが配置されている。このシャッタ１１２は、シャッタ駆動部１１２ａによって、下板８０２の貫通孔８４１を塞ぐ／開く方向に駆動される。
【００８５】
伸縮板８１０の表面が下板８０２と向かい合うように重ねられることによって、膜８５１，８５２がシャッタ１１２の駆動を妨げてしまう不具合が回避される。また、シャッタ１１２がＮＤフィルタ１１４Ｃと接触して駆動することによって、シャッタ１１２が帯電されるが、帯電した電荷が伸縮板８１０を構成する導電性高分子によって取り込まれるため、シャッタ１１２が除電される。したがって、シャッタ１１２のＮＤフィルタ１１４Ｃへの貼り付きが軽減され、シャッタ動作の信頼性が向上する。
【００８６】
ここで、上記では、本発明の光制御素子および光制御器を、光の光量を調整する絞りやＮＤフィルタに適用する例について説明したが、本発明の光制御器は、例えば、光に色フィルタを透過させるフィルタ装置などに適用してもよい。
【００８７】
また、上記では、本発明にいう光制御器をデジタルカメラに適用する例について説明したが、本発明の光制御素子および光制御器は、例えば、携帯電話や、フィルムに被写体光を結像する銀塩カメラなどに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態が適用されたデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。
【図２】図１に示すデジタルカメラ１００の概略構成図である。
【図３】導電性高分子アクチュエータの動作原理を説明するための図である。
【図４】絞り１１３の概略構成図である。
【図５】絞り１１３の断面図である。
【図６】第２実施形態の絞り１１３Ａの分解斜視図である。
【図７】絞り１１３Ａの断面図である。
【図８】第３実施形態の絞り１１３Ｂの斜視図である。
【図９】第４実施形態のＮＤフィルタ１１４の斜視図である。
【図１０】ＮＤフィルタ１１４の断面図である。
【図１１】第５実施形態のＮＤフィルタ１１４Ｂの斜視図である。
【図１２】ＮＤフィルタ１１４Ｂの断面図である。
【図１３】第６実施形態のＮＤフィルタ１１４Ｃの斜視図である。
【図１４】ＮＤフィルタ１１４Ｃの断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１００    デジタルカメラ
１１０    撮影光学系
１０１    撮影レンズ
１０１ａ    レンズ駆動部
１１１    ＣＣＤ
１１２    シャッタ
１１２ａ    シャッタ駆動部
１１３    絞り
１１３ａ    電圧印加部
１２０    信号処理部
１２０ａ    Ａ／Ｄ部
１２０ｂ    デジタル信号処理部
１２１    システムコントローラ
１２２    画像信号処理部
１２３    画像表示制御部
１２４    画像圧縮部
１２５    メディアコントローラ
１２６    ＡＦ／ＡＥ演算部
１２７    キーコントローラ
１２８    バッファメモリ
１２９    内部メモリ
１２００    バス
１４０    画像表示部
１５０    レリーズスイッチ
１６０    撮影モードスイッチ
１７０    ズームスイッチ
１８０    絞り切替スイッチ
２００    外部記録媒体
【図１】
2007034121.tif 000003
【図２】
2007034121.tif 000004
【図３】
2007034121.tif 000005
【図４】
2007034121.tif 000006
【図５】
2007034121.tif 000007
【図６】
2007034121.tif 000008
【図７】
2007034121.tif 000009
【図８】
2007034121.tif 000010
【図９】
2007034121.tif 000011
【図１０】
2007034121.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2007034121.tif 000014
【図１３】
2007034121.tif 000015
【図１４】
2007034121.tif 000016