JP2019133090A - エレクトロクロミック装置、及びそれを有するレンズユニット、撮像装置、窓 - Google Patents

Abstract

【課題】 透過率変化の終了を通知する手段を有し、操作性に優れたＥＣ装置を提供する。【解決手段】 本発明は、一対の電極（９、１１）と、前記一対の電極との間に配置されているエレクトロクロミック層（１３）と、を含むエレクトロクロミック素子（２）を備えたエレクトロクロミック装置（１）であって、前記エレクトロクロミック素子の透過率変化の状態を通知する第一の通知手段（６）を有することを特徴とするエレクトロクロミック装置を提供する。【選択図】 図１

Description

本発明は、エレクトロクロミック装置、及びそれを有するレンズユニット、撮像装置、窓に関する。

エレクトロクロミック素子は、一対の電極と、その間に配置されているエレクトロクロミック層と、を有し、エレクトロクロミック層が有する化合物を電気的に酸化還元することで光の透過率を変化させる素子である。

エレクトロクロミック素子は、様々な装置に用いられるようになっており、自動車の防眩ミラー、飛行機の窓などに用いられている。その普及に伴い操作性の向上が求められている。

エレクトロクロミック素子は、電気化学反応を利用するため、その応答速度は電子移動速度や拡散速度の影響を受ける。そのため、エレクトロクロミック素子は、一定以上の応答速度が得られにくい。加えて、エレクトロクロミック層に有機化合物を用いる有機エレクトロクロミック素子には、長時間の着色において、着色状態に不具合が現れる現象が知られている。

特許文献１には、エレクトロクロミック素子の一対の電極の間に、エレクトロクロミック層が、エレクトロクロミック化合物の他にポリマーマトリックスを有することで、エレクトロクロミック層の安定に維持することが記載されている。ポリマーマトリックスにより、着色したエレクトロクロミック化合物を物理的に移動しにくい状態としている。

特表２０００−５０６６２７号公報

エレクトロクロミック素子の着消色反応は、その応答速度の向上が求められるが、電子の授受や拡散によるため、大幅な改善は困難である。また特許文献１のようにエレクトロクロミック層の安定性をポリマーマトリックスにより維持した場合、応答速度はさらに抑制される。その結果、エレクトロクロミック装置の着色操作をする場合、当該操作後にエレクトロクロミック装置の着色反応が終了していることの判別がし難いので、追加の操作の必要性の判断ができなかった。

本発明は、エレクトロクロミック装置の透過率変化の終了を通知する手段を有することで、操作性に優れたエレクトロクロミック装置を提供することを目的とする。

本発明は、一対の電極と、前記一対の電極の間に配置されているエレクトロクロミック層と、を含む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素子の透過率変化が終了したことを通知する第一の通知手段と、を有するエレクトロクロミック装置を提供する。

本発明によれば、エレクトロクロミック素子の透過率変化の終了を通知する手段を有することで、操作性に優れたエレクトロクロミック装置を提供できる。

第一実施形態に係るＥＣ装置の一例を示すブロック図である。 第二実施形態に係るＥＣ装置の一例を示すブロック図である。 第二実施形態に係るＥＣ素子の透過率変化の開始から、透過率変化の終了を通知するまでの一例を示したフローチャートである。 第三実施形態に係るＥＣ装置の一例を示すブロック図である。 本発明に係るＥＣ素子の一例を示す断面模式図である。 図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明に係るＥＣ装置を用いた撮像装置を示す模式図である。 図７（ａ）は本実施形態の窓の模式図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ−Ｘ’で切断した際の断面模式図である。

本発明は、エレクトロクロミック素子（以下ＥＣ素子と表記することがある。）の透過率変化が終了したことを通知する通知手段を有するエレクトロクロミック装置（以下ＥＣ装置と表記することがある）である。当該通知手段を有することで、ＥＣ素子の透過率変化が終了したことを簡便に知ることができ、所望の透過率に達していないので追加操作の必要性を簡便に判断することができる。特にＥＣ素子の透過率変化速度が小さい場合に、本発明の通知手段を用いることが好ましい。なお、透過率変化が終了するとは、ＥＣ素子の透過率が、ユーザーが指定した透過率に到達することを意味し、必ずしも最小透過率または最大透過率に到達することを意味しない。

本発明に係るＥＣ装置は、通知発光部を有し、当該通知発光部の発光や点滅により、ＥＣ素子の透過率変化が終了したことをユーザーに通知してよい。通知発光部が、ＥＣ素子の透過率設定の状態を表すために用いられている場合は、点滅により、透過率変化の終了を通知してよい。発光の点滅の間隔によって透過率変化の終了度合いを示してよい。終了度合いとは、目標の透過率変化に対する割合であってよい。通知発光部はＥＣ装置と一体となって設けられていても、窓が設置されている壁等に埋め込まれていても、有線または無線で接続された別部材であってもよい。別部材の大きさは特に限定されないが、持ち運びが可能な程度の大きさであってよい。発光体自体は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、白熱ランプ等、特に限定されるものではない。

本発明に係るＥＣ装置は、スピーカー等の音源を有してよい。当該音源によって、音を発することでＥＣ素子の透過率変化が終了したことをユーザーに通知してよい。この場合、発する音は単調なブザー音であってもよいし、メロディーであってもよいし、透過率変化が終了したことを言語で伝えてもよい。この場合言語は何語であってもよい。

本発明に係るＥＣ装置は、振動部を有してよい。当該振動部が振動することでＥＣ素子の透過率変化が終了したことをユーザーに通知してよい。振動部はＥＣ装置と一体となって設けられていても、窓が設置されている壁等に埋め込まれていても、有線または無線で接続された別部材であってもよい。別部材の大きさは特に限定されないが、持ち運びが可能な程度の大きさであってよい。

本発明に係るＥＣ装置は、外部との通信が可能な通信部を有してよい。通信の方式は、特に限定されず、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等公知の通信手段を用いることができる。通信で接続されている受信部材は、発光、発音、振動等の方法でＥＣ素子の透過率変化が終了したことをユーザーに通知してよい。

上記の通り、本発明のＥＣ装置は、様々な通知手段により、ＥＣ素子の透過率変化が終了したことをユーザーに通知してよい。

本発明に係るＥＣ装置は、ＥＣ素子の透過率変化が終了したことを検知する検知手段を有してよい。検知の手段は、特に限定されないが、ＥＣ素子の透過率を実測する方法、透過率変化の開始からの時間を測定する方法、ＥＣ素子に接続されている回路に流れる電流を測定する方法であってよい。

本発明のＥＣ装置は、ＥＣ素子の透過率を測定するために、発光部と、この発光部の光を受光する受光素子とを有してよい。発光部と受光素子は、発光部と受光素子との間にＥＣ素子が配置される位置に設けられてよい。

この発光部が所定の強度で発光した際に、受光素子が受光する光の強度や光量からＥＣ素子の透過率を測定することができる。測定結果に基づいて、ＥＣ素子の透過率が、ユーザーが指定した透過率に到達したことを通知手段により伝えることができる。このＥＣ素子の透過率を実測する方法は、正確性が高いので好ましい。

本発明に係るＥＣ装置は、ＥＣ素子の透過率を予測するために、透過率変化の開始からの時間を測定する時間測定部を有してよい。またＥＣ素子の透過率変化の終了が予測される予測時間を算出する算出部を有してよい。測定手段により測定されている時間が、予測時間に達することで、ＥＣ素子の透過率変化が終了したと推定してよい。測定時間が予測時間に達したことをもって、ＥＣ層の透過率が、ユーザーが指定した透過率に到達したことを通知手段により伝えることができる。

時間を測定する方法は、ＥＣ素子の透過率を測定する方法に比して、他の部材を必要としない等、簡便な方法で行うことができる。

本発明に係るＥＣ装置は、ＥＣ素子に接続されている回路を流れる電流を検知する検知手段を有してよい。素子の光学濃度は素子を流れる電流に依存しているので、電流の変化率が飽和傾向になった時点を透過率変化の終了点とすることもできる。

［第一実施形態］
図１は、本実施形態に係るＥＣ装置の一例を示す図である。ＥＣ装置１は、ＥＣ素子２、発光素子３、受光素子４、操作部５、第一の通知手段６、ＣＰＵ７を有する。

本実施形態に係るＥＣ装置は、ユーザーが操作部５を操作することで所定の透過率を目標に透過率変化を開始する。透過率の変化は、ＥＣ素子に印加する電圧の変化、一定電圧下のデューティー比の変化、または両者の複合の駆動方法等で行われる。

本実施形態に係るＥＣ装置は、透過率変化が行われながら、ＥＣ素子の透過率の状態を検知するために、発光素子５と受光素子６とを有する。発光素子５は、所定の波長の光を、所定の強度で発する。受光素子６は、少なくとも、当該所定の波長に吸収を有する受光素子である。受光素子は、ＥＣ素子を通過した発光素子５からの光を受光する。

受光素子が受光した光の強度または光量から、ＥＣ素子の透過率が見積もられ、ＥＣ素子の透過率が見積もられる。見積もられた透過率が、ユーザーが指定した透過率に達していれば、通知手段により通知され、達していなければ、透過率変化が継続され、かつユーザーへの終了の通知は行われない。

ユーザーへの通知手段を通知発光部とする場合には、当該通知発光部の光が受光素子６に届かないように設計することが好ましい。例えば、通知発光部の発光がＥＣ素子内部へ入射しないよう、別の方向に発光するよう配置すること、または遮光部を設けることが挙げられる。

［第二実施形態］
図２は、本実施形態に係るＥＣ装置の一例を示す図である。本実施形態は、発光素子および受光素子を用いず、透過率変化の開始からの時間を測定することで、透過率変化の終了を検知すること以外は第一実施形態と同じである。同じ構成部材には同じ符号が付されている。

本実施形態に係るＥＣ装置は、透過率変化の開始からの時間を測定する測定手段と、透過率変化が終了すると予測される予測時間を算出する算出手段を有する。

測定手段は、ユーザーの透過率変化の開始指示から、公知の手段を用いて、時間を測定することができる。測定手段は、透過率変化の開始から連続した時間を測定してもよいし、開始の時刻と終了の時刻とを記録して、時間を測定してもよい。

算出手段は、ＥＣ素子の透過率変化が終了すると予測される予測時間を算出する。予測時間は、ＥＣ素子に印加される電流量、時間から算出してもよい。また、あらかじめ透過率変化と時間との関係を記録しておき、その記録を参照することで予測時間を見積もってもよい。

測定手段に測定された時間が、予測時間に達したときに、通知手段によって、ユーザーにＥＣ素子の透過率変化の終了が通知される。

図３は本実施形態に係るＥＣ素子の透過率変化の開始から、透過率変化の終了を通知するまでの一例を示したフローチャートである。

フローチャートの初めのステップでは、操作部の操作により、ＥＣ素子の目標の透過率を設定する。初期透過率Ｔ_０から設定透過率Ｔ_１へ移動する場合のＴ_１が設定されるということができる。初期透過率は操作部の設定時の透過率を指し、ＥＣ素子の電源オン時や出荷時等を指さない。

次のステップでは、算出部により、透過率遷移時間、すなわち、透過率が初期透過率から設定透過率に変化するために要する時間を算出する。算出には、ＥＣ素子の構成要素が考慮されてよい。例えば、溶媒の種類、エレクトロクロミック化合物の種類等である。

次のステップでは、ＥＣ素子の透過率が変化するよう駆動する。例えば、酸化還元が発生する電位になるよう電圧を印加する、パルス幅変調法であればＥＣ素子の透過率が変化するようパルス幅を変調する等が挙げられる。

次のステップでは、透過率変化時間ｔ、すなわち、透過率の変化が起こっている時間、を測定する。このステップは前のステップと同時に開始されてよい。ＥＣ素子が駆動している時間と言い換えることもできる。

次のステップでは、前のステップで測定した透過率変化時間と、算出部により算出した透過率遷移時間とを比較する。比較の結果により、透過率変化時間と等しいまたは透過率変化時間が大きい場合は、ＥＣ素子の透過率変化を停止する。比較の結果が、透過率変化時間よりも小さい場合は、ＥＣ素子の透過率を変化させるステップに戻り、透過率変化時間と、透過率遷移時間との比較のステップをループする。

次のステップでは、本発明に係る第一の通知手段により、ＥＣ素子の透過率変化が終了したことを通知する。

次のステップでは、ＥＣ素子は素子の光学濃度維持駆動、すなわち、透過率が変化しないよう所定の電流または電圧の駆動をする。ＥＣ素子が自己消色により自発的に透過率が大きくなっていく場合には、このステップを行った方がよい。一方、ＥＣ素子が透過率のメモリ性を有する場合には、このステップは必須ではない。

時間測定により終了通知のフローチャートは以上である。本発明の目的を逸脱しない限り、ここに記載されていないステップを有してもよい。

［第三実施形態］
図４は、本実施形態に係るＥＣ装置の一例を示す図である。本実施形態は、発光素子および受光素子を用いず、ＥＣ素子を流れる電流量により、ＥＣ素子の透過率を見積もり、透過率変化の終了を検知すること以外は第一実施形態と同じである。同じ部材には同じ符号が付されている。

本実施形態に係るＥＣ装置は、ＥＣ素子を流れる電流量を計測するために、ＥＣ素子の駆動手段の中に電流計測回路を有する。

測定された電荷量からエレクトロクロミック化合物の反応量を見積もることができ、また電流の変化率から透過率変化の終了点を見積もることができる。

見積もられたＥＣ素子の透過率が、ユーザーが指定した透過率に達した時に、通知手段により、ＥＣ素子の透過率変化の終了が通知される。

［ＥＣ素子］
本発明に係るＥＣ素子は、一対の透明基板、一対の電極、この一対の電極の間に配置されているエレクトロクロミック層（以下ＥＣ層と表記する場合がある）を有する。図５は、本発明に係るＥＣ素子の一例を示す断面模式図である。一対の透明基板８、１２、一対の透明電極９、１１、シール材１０、ＥＣ層１３を有する。一対の透明電極は、シール材により間隔が規定されてよい。シール材はスペーサーと呼ぶこともできる。一対の透明電極と、シール材とで形成された空間にエレクトロクロミック化合物（以下ＥＣ化合物と表記する場合がある）を有するＥＣ層が配置されている。ＥＣ層は蒸着法などで形成された固体層であっても、電解質溶液にＥＣ化合物を溶解させた溶液層であってもよい。ＥＣ層は溶液層であることが好ましい。

ＥＣ化合物は有機化合物であっても、無機化合物であってもよい。ＥＣ化合物は、透明状態から酸化反応により着色するアノード性エレクトロクロミック化合物であっても、透明状態から還元反応により着色するカソード性エレクトロクロミック化合物のいずれであってもよい。また、アノード性ＥＣ化合物とカソード性ＥＣ化合物の双方を用いてもよい。特に有機化合物を用いる場合は、アノード性ＥＣ化合物とカソード性ＥＣ化合物とを共に用いた場合、電流効率が良い。

本明細書においては、アノード性化合物とカソード性化合物の双方を有する素子を相補型ＥＣ素子と呼び、アノード性化合物とカソード性化合物のいずれか一方を有する素子を単極型ＥＣ素子と呼ぶ。アノード性ＥＣ化合物は、アノード材料、カソード性化合物はカソード材料とも呼ばれる。

相補型ＥＣ素子を駆動させた場合、一方の電極では酸化反応によりＥＣ化合物から電子が引き抜かれ、他方の電極では還元によりＥＣ化合物が電子を受け取っている。酸化反応により、中性分子からラジカルカチオンが生成してよい。また還元反応により、中性分子からラジカルアニオンが生成しても、ジカチオン分子からラジカルカチオンが生成してもよい。両電極においてＥＣ化合物が着色するため、着色時に大きな光学濃度、低い透過率、を必要とする場合には相補型ＥＣ素子が好ましい。

一方、単極型ＥＣ素子は、相補型ＥＣ素子に比べて消費電力が小さいので好ましい。これは、相補型ＥＣ素子は着色状態を保つためには大きな電流が必要であるためである。相補型ＥＣ素子は、アノード性ＥＣ化合物とカソード性ＥＣ化合物のラジカルカチオン同士が、溶液中を拡散し互いに衝突し、互いに酸化還元反応を起こすことで消色している。着色状態を保つためには、上記の消色反応を上回る着色反応を起こし続ける必要がある。

ＥＣ化合物が無機化合物である場合は、ＥＣ層と、一対の電極の内の少なくとも一方と、の間に電解質層を有してよい。一方、ＥＣ化合物が有機化合物である場合は、無機化合物の場合と同様に電解質層を有しても、有機化合物とともに電解質溶液を有してもよい。

有機ＥＣ化合物は、ポリチオフェンやポリアニリンなどの導電性高分子、ビオロゲン系化合物、アントラキノン系化合物、オリゴチオフェン誘導体、フェナジン誘導体などの有機低分子化合物など挙げられる。無機ＥＣ化合物としては、ＮｉＯｘやＷＯ_３等の金属酸化物材料が挙げられる。

ＥＣ層は、電解質を含む電解質層とＥＣ化合物を含む層との積層構成であってもよい。ＥＣ層は、ＥＣ化合物を１種類のみ有していても、複数種類のＥＣ化合物を有していてもよい。

ＥＣ層が複数種のＥＣ化合物を含有する場合は、ＥＣ化合物の酸化還元電位の差が小さいことが好ましい。複数種類のＥＣ化合物を有する場合は、アノード性化合物とカソード性化合物とを合わせて４種類以上のＥＣ化合物を有してよい。本発明のＥＣ素子は５種類以上のＥＣ化合物を有してもよい。

複数種類のＥＣ化合物を有する場合、複数のアノード材料の酸化還元電位は６０ｍＶ以内であってよく、複数のカソード材料の酸化還元電位は６０ｍＶ以内であってよい。

複数種類のＥＣ化合物を有する場合、複数種類のＥＣ化合物は、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下に吸収ピークを有する化合物と、５００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下に吸収ピークを有する化合物と、６５０ｎｍ以上に吸収ピークを有する化合物を含んでよい。吸収ピークは半値幅が２０ｎｍ以上のものを指す。また、光を吸収する場合の材料の状態は酸化状態であっても、還元状態であっても、中性状態であってもよい。

次に、本発明に係るＥＣ素子を構成する部材について説明する。

電解質としては、イオン解離性の塩であり、かつ溶媒に対して良好な溶解性、固体電解質においては高い相溶性を示すものであれば限定されない。中でも電子供与性を有する電解質が好ましい。これら電解質は、支持電解質と呼ぶこともできる。

電解質としては、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ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＮａＳＣＮ、ＮａＣｌＯ_４、ＮａＢＦ_４、ＮａＡｓＦ_６、ＫＳＣＮ、ＫＣｌ等のＬｉ、Ｎａ、Ｋのアルカリ金属塩等や、（ＣＨ_３）_４ＮＢＦ_４、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＢＦ_４、（ｎ−Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＢＦ_４、（ｎ−Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＰＦ_６、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＢｒ、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＣｌＯ_４、（ｎ−Ｃ_４Ｈ_９）_４ＮＣｌＯ_４等の４級アンモニウム塩および環状４級アンモニウム塩等が挙げられる。

ＥＣ化合物および電解質を溶かす溶媒としては、ＥＣ化合物や電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、特に極性を有するものが好ましい。

具体的には水や、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、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、３−メトキシ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、ジオキソラン等の有機極性溶媒が挙げられる。

上記ＥＣ層は、さらにポリマーマトリックスやゲル化剤を含有させてもよい。この場合、ＥＣ層は粘稠性が高い液体となり、場合によってはゲル状となる。

上記ポリマーとしては、例えばポリアクリロニトリル、カルボキシメチルセルロース、プルラン系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ナフィオン（登録商標）などが挙げられ、ＰＭＭＡが好ましく用いられる。

次に、透明基板および透明電極について説明する。透明基板としては、例えば、無色あるいは有色ガラス、強化ガラス等が用いられる。これらガラス材としては、Ｃｏｒｎｉｎｇ＃７０５９やＢＫ−７等の光学ガラス基板を好適に使用することができる。また、プラスチックやセラミック等の材料であっても十分な透明性があれば適宜使用が可能である。

透明基板は剛性で歪みを生じることが少ない材料が好ましい。なお、本実施形態において透明とは、可視光の透過率が５０％以上の透過率であることを示す。

プラスチックやセラミックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリノルボルネン、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。

電極材料としては、例えば、酸化インジウムスズ合金（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化銀、酸化バナジウム、酸化モリブデン、金、銀、白金、銅、インジウム、クロムなどの金属や金属酸化物、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系材料、カーボンブラック、グラファイト、グラッシーカーボン等の炭素材料などを挙げることができる。

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、例えば、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も好適に用いられる。

本発明に係るＥＣ素子は、消色状態で高い透過率を有することが好ましいため、透明電極は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＮＥＳＡ、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、グラフェンなどが特に好ましい。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、あるいは複数で使用してもよい。

シール材としては、化学的に安定で、気体及び液体を透過せず、ＥＣ化合物の酸化還元反応を阻害しない材料であることが好ましい。シール材として、例えば、ガラスフリット等の無機材料、エポキシ樹脂等の有機材料、金属材料等が挙げられる。

本発明に係るＥＣ素子は、スペーサーを有してもよい。スペーサーは電極間の距離を規定する機能を有する。スペーサーの機能は、シール材が有してもよい。

スペーサーは、シリカビーズ、ガラスファイバー等の無機材料や、ポリジビニルベンゼン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム、エポキシ樹脂等の有機材料で構成されてよい。

［撮像装置］
本発明に係るＥＣ素子は、撮像装置に用いられてもよい。撮像装置は、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、スマートフォン、タブレット端末であってよい。撮像装置は、複数のレンズを有する光学部と、ＥＣ装置と、ＥＣ装置を通過した光を受光する撮像素子とを有する。ＥＣ装置は、レンズと撮像素子との間に配置されても、ＥＣ装置と撮像素子との間にレンズが配置されるように配置されてもよい。中でも撮像素子の直前に配置されているのが好ましい。直前とは、ＥＣ装置と撮像素子との間にレンズ等が配置されていないことを指す。また、光学部が撮像装置から切り離されて扱われる場合は、光学部は、レンズユニットと呼ぶことができる。レンズユニットは、本発明に係るＥＣ装置を有してよい。

撮像装置は、レンズの相対位置を調整して被写体に自動で焦点を合わせる機能を有してよく、撮像装置は焦点の自動調整が終了していることを通知する第二の通知手段を有してよい。焦点を合わせる機能は複数のレンズの相対位置を調整する機能と呼ぶこともできる。

ＥＣ素子の透過率変化が終了したことを通知する手段と、焦点があったことを通知する通知手段と、を有する場合は、ＥＣの透過率変化が終了したことを優先して通知してもよいし、被写体に焦点があったことを優先して通知してもよい。また、ＥＣの透過率変化の終了していることおよび焦点の自動調整が終了していることを通知できてよい。つまり、撮像装置は、ＥＣの透過率変化が終了していること、焦点の自動調整が終了していること、をそれぞれ単独で通知、または複合して通知してよい。一例として、通知手段の態様を変化させることで、これら異なる状態を通知することができる。

撮像装置は、音を発することで上記の変化または調整の終了を通知する場合は、音の種類、具体的には、音の高さ、メロディーの種類、音のリズム等を変更することで装置の状態を通知することができる。

撮像装置は、光を発することで上記の変化または調整の終了を通知する場合は、発光部の点滅パターン、発光色、発光箇所等を変更することで装置の状態を通知することができる。

撮像装置は、振動することで上記の変化または調整の終了を通知する場合は、振動の強さ、振動のリズム、振動箇所等を変更することで装置の状態を通知することができる。

撮像装置は、上記の手段を単独、または複合して用いることで、第一の通知手段の通知と、第二の通知手段の通知とをそれぞれ単独または同時に通知してよい。複数の通知手段を用いることで装置の状態を通知してよい。

本実施形態に係る撮像装置は、第一の通知手段と、第二の通知手段を有し、それぞれにより、装置の状態を通知するので、操作性に優れた撮像装置である。

図６（ａ）および図６（ｂ）は、本発明に係るＥＣ装置を用いた撮像装置を示す模式図である。図６（ａ）は、本発明に係るＥＣ装置１０１を用いたレンズユニット１０２を有する撮像装置、図６（ｂ）は、本発明に係るＥＣ装置１０１を有する撮像装置である。図６に示す様に、レンズユニット１０２はマウント部材（不図示）を介して撮像ユニット１０３に着脱可能に接続されている。

レンズユニット１０２は、複数のレンズあるいはレンズ群を有するユニットである。例えば、図６（ａ）において、レンズユニット１０２は、絞りより後でフォーカシングを行うリアフォーカス式のズームレンズを表している。被写体側（紙面向かって左側）より順に正の屈折力の第１のレンズ群１０４、負の屈折力の第２のレンズ群１０５、正の屈折力の第３のレンズ群１０６、正の屈折力の第４のレンズ群１０７の４つのレンズ群を有する。第２のレンズ群１０５と第３のレンズ群１０６の間隔を変化させて変倍を行い、第４のレンズ群１０７の一部のレンズ群を移動させてフォーカスを行う。レンズユニット１０２は、例えば、第２のレンズ群１０５と第３のレンズ群１０６の間に開口絞り１０８を有し、また、第３のレンズ群１０６と第４のレンズ群１０７の間に本発明に係るＥＣ装置１０１を有する。レンズユニット１０２を通過する光は、各レンズ群１０２乃至１０７、開口絞り１０８および本発明に係るＥＣ装置１０１を通過するよう配置されており、開口絞り１０８および本発明に係るＥＣ装置１０１を用いて光量の調整を行うことができる。

また、レンズユニット１０２内の構成は適宜変更可能である。例えば、本発明に係るＥＣ装置１０１は開口絞り１０８の前（被写体側）あるいは後（撮像ユニット１０３側）に配置でき、また、第１のレンズ群１０４よりも前に配置してもよく、第４のレンズ群１０７よりも後に配置してもよい。光の収束する位置に配置すれば、本発明に係るＥＣ装置１０１の面積を小さくできるなどの利点がある。また、レンズユニット１０２の形態も適宜選択可能であり、リアフォーカス式の他、絞りより前でフォーカシングを行うインナーフォーカス式であっても良く、その他の方式であっても構わない。また、ズームレンズ以外にも魚眼レンズやマクロレンズなどの特殊レンズも適宜選択可能である。

撮像ユニット１０３が有するガラスブロック１０９は、ローパスフィルタやフェースプレートや色フィルタ等のガラスブロックである。また、撮像素子１１０は、レンズユニット１０２を通過した光を受光するセンサ部であって、ＣＣＤやＣＭＯＳ等が使用できる。また、フォトダイオードのような光センサであっても良く、光の強度あるいは波長の情報を取得し出力するものを適宜利用可能である。

図６（ａ）のように、本発明に係るＥＣ装置１０１がレンズユニット１０２に組み込まれている場合、駆動手段はレンズユニット１０２内に配置されてもよく、例えば撮像ユニット１０３内等、レンズユニット１０２外に配置されても良い。レンズユニット１０２外に配置される場合は、配線を通してレンズユニット１０２内外のＥＣ素子と駆動手段を接続し、駆動制御する。

図６（ｂ）に示す様に、撮像ユニット１０３が本発明に係るＥＣ装置１０１を有していてもよい。本発明に係るＥＣ装置１０１は撮像ユニット１０３内部の適当な箇所に配置され、撮像素子１１０は本発明に係るＥＣ装置１０１を通過した光を受光するよう配置されていればよい。図６（ｂ）においては、例えば、本発明に係るＥＣ装置１０１は撮像素子１１０の直前に配置されている。撮像ユニット１０３が本発明に係るＥＣ装置１０１を内蔵する場合、接続されるレンズユニット１０２自体が本発明に係るＥＣ装置１０１を持たなくてもよいため、既存のレンズユニットを用いた調光可能な撮像装置を構成することが可能となる。

このような撮像装置は、光量調整と撮像素子の組合せを有する製品に適用可能である。例えばカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラに使用可能であり、また、携帯電話やスマートフォン、ＰＣ、タブレットなど撮像装置を内蔵する製品にも適用できる。

本発明に係るＥＣ装置１０１を調光部材として用いることで、調光量を一つのフィルタで適宜可変させることが可能となり、部材点数の削減や省スペース化といった利点がある。

［ＥＣ素子の作製方法］
本実施形態に係るＥＣ素子の作製方法は、一対の電極基板の間に設けた間隙に、真空注入法、大気注入法、メニスカス法等によって予め調製したＥＣ化合物を含有する液体を注入する方法が挙げられる。

［ＥＣ装置を有する窓］
本発明に係るＥＣ装置は、窓に用いられてもよい。当該窓は調光窓と呼ぶこともできる。図７（ａ）は本実施形態の窓の模式図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ−Ｘ’で切断した際の断面模式図である。図５と同じ符号は同じ構成部材を表す。

窓は、一対の透明板１６と、その間に配置されているＥＣ装置と、全体を囲繞して一体化する枠体１５と有する。ＥＣ装置中の駆動部および操作部は不図示である。

また、窓は透明基板の少なくともいずれか一方に紫外線カットフィルタ（不図示）を有してよい。

透明板は光透過率が高い材料であれば特に限定されず、窓としての利用を考慮すればガラス素材であることが好ましい。

本実施形態に係る窓は、日中の太陽光の室内への入射量を調整できる。太陽の光量の他、熱量の調整にも適用できるため、室内の明るさや温度の制御に使用することができる。窓は、例えば、建造物用のガラス窓、自動車、電車、飛行機、船など乗り物の窓に適用できる。また、室外から室内を見ることができないよう遮断する用途にも適用可能である。窓が乗り物の窓に適用される場合は、枠体は乗り物の車体であってもよい。

本実施形態に係る窓は、透明板と、透明基板と、が別に存在する構成である。本発明に係る窓は透明板が存在せず、透明基板が透明板の機能を兼ねていてもよい。

以上の通り、本発明に係るＥＣ装置は、ＥＣ素子の透過率変化の終了を通知する手段を有することで、追加の操作の必要性を判別できるので、操作性に優れた調光装置である。

１ エレクトロクロミック装置
２ エレクトロクロミック素子
３ 発光素子
４ 受光素子
５ 操作部
６ 第一の通知手段

Claims (19)

1. 一対の電極と、前記一対の電極との間に配置されているエレクトロクロミック層と、を含む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素子の透過率変化の状態を通知する第一の通知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。
2. 前記透過率変化の状態は、透過率変化の終了であ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。
3. 前記第一の通知手段は、通知発光部、音源、振動部、外部と通信する通信部の少なくともいずれかを有することを特徴とする請求項１または２に記載のエレクトロクロミック装置。
4. 前記第一の通知手段は、有線または無線で前記エレクトロクロミック素子に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
5. 前記エレクトロクロミック装置は、前記エレクトロクロミック素子の透過率の状態を検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
6. 前記検知手段は、前記エレクトロクロミック素子の透過率を測定する測定手段であることを特徴とする請求項５に記載のエレクトロクロミック装置。
7. 前記検知手段は、発光部と、受光素子とを有し、前記発光素子と前記受光素子との間に前記エレクトロクロミック素子が配置され、
   前記受光素子は前記エレクトロクロミック素子を透過した、前記発光部の光を受光する素子であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
8. 前記エレクトロクロミック装置は、透過率変化の時間を測定する時間測定部と、透過率変化の終了が予測される予測時間を算出する算出部と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
9. 前記エレクトロクロミック層は、ポリマーマトリックスを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
10. 前記ポリマーマトリックスは、ＰＭＭＡを含むことを特徴とする請求項９に記載のエレクトロクロミック装置。
11. 前記エレクトロクロミック層は、複数種類のエレクトロクロミック化合物を有し、前記複数種類のエレクトロクロミック化合物は、アノード性エレクトロクロミック化合物と、カソード性エレクトロクロミック化合物とを含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置。
12. 複数のレンズを有する光学部と、
    前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、
    前記光学部と前記撮像素子との間に配置されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
13. 複数のレンズを有する光学部と、
    前記光学部を通過した光の光量を制御する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置を有することを特徴とするレンズユニット。
14. 前記複数のレンズの相対位置を調整する機能を有し、当該調整の終了を通知する第二の通知手段をさらに有し、
    前記第一の通知手段よりも、前記第二の通知手段を優先して通知することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
15. 前記複数のレンズの相対位置を調整する機能を有し、当該調整の終了を通知する第二の通知手段をさらに有し、
    前記第二の通知手段よりも、前記第一の通知手段を優先して通知することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
16. 前記複数のレンズの相対位置を調整する機能を有し、当該調整の終了を通知する第二の通知手段をさらに有し、
    前記第一の通知手段による通知と、前記第二の通知手段による通知と、を同時に通知することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
17. 前記第一の通知手段と、前記第二の通知手段と、により、前記撮像装置の状態を通知し続けることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の撮像装置。
18. 一対の透明基板と、
    前記一対の透明基板の間に配置されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のエレクトロクロミック装置を有することを特徴とする窓。
19. 前記一対の透明基板の少なくともいずれか一方に、紫外線カットフィルタを有することを特徴とする請求項１８に記載の窓。

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