JP6991874B2 - 撮像装置および制御方法 - Google Patents
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Description
特許文献1は、撮影光学系の焦点面に配設される撮像素子近傍に有機EC素子を配設し、調光ユニットとして利用する例を開示している。
図1は、有機EC素子1の一例を示す模式図である。有機EC素子1は、物性変化により光の透過率を変化させることが可能であり、例えば、撮像装置で調光フィルタとして利用される。撮像装置においては、有機EC素子1を透過した光を撮像素子が受光するよう、有機EC素子1は撮像素子よりレンズ側(被写体側)に設けられる。なお、本実施形態では、撮像素子および有機EC素子1の外形が略四角形である場合について説明するが、形状はこれに限られるものではない。
<基板2および基板6>
有機EC素子1を調光フィルタに用いる場合、光学系への影響を小さくするために、消色状態では高い透過率を保つことが好ましい。そのため、基板2および基板6(以下、単に基板ともいう)は可視光を十分に透過させる透明基板であることが好ましく、一般的にはガラス材が用いられる。ガラス材としては、例えば、Corning#7059やBK-7等の光学ガラス基板が用いられる。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、基板として使用が可能である。また、基板は、剛性で歪みを生じることが少ない材料が好ましく、さらに、可撓性が少ないことがより好ましい。基板の厚みは、一般に数十μmから数mmである。
有機EC素子1を調光フィルタに用いる場合、光学系への影響を小さくするために、消色状態では高い透過率を保つことが好ましい。そのため、電極3および電極5(以下、単に電極ともいう)は、可視光を十分に透過させる透明電極であることが好ましい。さらに、電極は、可視光領域における高い光透過性とともに高い導電性を有した材料からなることがより好ましい。
有機EC層7は、電解質と、低分子系有機材料等の有機EC材料とを溶媒に溶解したものであることが好ましい。
まず、溶媒について説明する。溶媒としては、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、溶媒として水の他、例えば、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、アセトニトリル、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の有機極性溶媒が挙げられる。さらに、溶媒として、例えば、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、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。
カソード性の有機EC材料としては、ビオロゲン系化合物、アントラキノン系化合物、フェロセニウム塩系化合物、スチリル化系化合物などが挙げられる。ただし、本実施形態に用いるカソード性の有機EC材料は、これらに限定されるものではない。
低抵抗配線8は、給電端子9から電極3および電極5に供給する電圧の面内分布を低減する。低抵抗配線8を設置しない場合、給電端子9からの距離で電極3および電極5の面内に電位勾配ができると有機EC素子1の面内で電気化学反応量にむらが生じてしまう。なお、給電端子9は、有効光線領域11内における電位分布をできるだけ小さく抑えるために、長辺側で且つ有効光線領域11を挟んで互いに対向する位置に設置するのが好適である。本実施形態では、図1に示されるように、給電端子9は、A1端子とC1端子の位置に設置される。
図3は、有機EC素子の駆動制御の一例を説明する図である。図3の印加電圧波形は、図1で示した有機EC素子1を鉛直方向であるY軸方向に立てて駆動する場合を説明したものである。すなわち、A1端子側が鉛直上方、C1端子側が鉛直下方に定義される。A1端子およびC1端子のうち、C1端子をグランドに接続しているため、印加電圧+V1および-V1はA1端子の極性を表示する。+V1で、A1端子側にはアノード性の反応が、C1端子側にはカソード性の反応が生じて着色する。一方、-V1で、A1端子側にはカソード性の反応が、C1端子側にはアノード性の反応が生じて着色する。
調光ユニットは、撮像素子110より被写体側に配置され、撮像素子110に到達する光量を調整する。調光ユニットは、調光フィルタである有機EC素子1と透過濃度が固定の光学フィルタであるNDフィルタ(Neutral Density)を備える。なお、本実施形態の調光ユニットは、調光フィルタである有機EC素子1を駆動する制御部10を有することが好ましい。本実施形態では、有機EC素子1を調光フィルタのうち光量を抑える減光フィルタとして利用する場合について説明する。
図5および図6は、撮像装置101の構成および調光ユニットのフィルタ設定を説明する図である。図7は、撮像装置101の構成を説明するブロック図である。本実施形態の撮像装置101は、例えば、デジタルカメラやデジタルビデオカメラである。撮像装置101は、撮影光学系102、撮像素子110および調光ユニットを備える。撮像素子110は、撮影光学系102の予定結像面に配設される。調光ユニットは、撮影光学系102と撮像素子110との間に配設され、撮像素子110に到達する光量を調節する。
撮像装置101の調光ユニットは、被写体の明るさおよび調光フィルタである有機EC素子1の温度状態に応じて制御される。調光ユニットの制御は、調光フィルタの透過率の制御およびNDフィルタ111の位置の制御により行われる。図8は、調光ユニットのフィルタ設定を説明する図である。図9は、調光ユニットのフィルタ設定方法を示すフローチャートである。
S902で、システム制御回路200は、S901で取得した温度Tが所定の温度T1未満であるか否か判定する。所定の温度T1は、有機EC素子1が良好な着消色特性を発現する上限温度である。なお、所定の温度T1は、有機EC素子1が良好な着消色特性を発現する上限温度に対して余裕を持った温度設定にすることがより好ましい。温度Tが所定の温度T1未満である場合は、S903に進む。一方、温度Tが所定の温度T1以上である場合は、S909に進む。
S904で、システム制御回路200は、S903で検出した被写体の明るさLが所定の明るさL1(第1の閾値)未満であるか否か判定する。被写体の明るさLが所定の明るさL1未満である場合は、S906に進む。一方、被写体の明るさLが所定の明るさL1以上(第1の閾値以上)である場合は、S905に進む。
S905で、システム制御回路200は、S903で検出した被写体の明るさLが所定の明るさL2(第2の閾値)より明るいか否か判定する。被写体の明るさLが所定の明るさL2より明るい場合は、S908に進む。一方、被写体の明るさLが所定の明るさL2以下である場合は、S907に進む。所定の明るさL2は、所定の明るさL1より明るい値である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
111 NDフィルタ
113 温度計
114 投光素子
115 受光素子
200 システム制御回路
Claims (11)
- 撮像素子に到達する光量を調整する、光の透過率を変化させることが可能な調光フィルタと、
前記撮像素子に到達する光量を調整する、前記撮像素子に到達する光の有効光路に挿抜が可能な光学フィルタと、
前記調光フィルタの温度状態を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出した前記温度状態に応じて前記調光フィルタの透過率および前記光学フィルタの挿抜を制御する制御手段と、を備え、
前記光学フィルタは、前記調光フィルタより被写体側に配置される
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、前記温度状態が予め設定された許容値を超えた場合、前記光学フィルタを前記有効光路に挿入し、前記調光フィルタの透過率を高くすることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記調光フィルタの透過率を検出するための投光手段および受光手段をさらに備え、
前記調光フィルタは、前記有効光路および前記投光手段が投光する光の検出光路に重なるよう配置され、
前記制御手段は、前記温度状態および前記調光フィルタの透過率に応じて、前記光学フィルタの前記有効光路または前記検出光路への挿抜を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、前記検出光路における透過率が常に一定の値に保たれるよう、前記調光フィルタの透過率および前記光学フィルタの挿抜を制御することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記温度状態が予め設定された許容値を超えた場合、前記光学フィルタを前記有効光路および前記検出光路に挿入し、前記調光フィルタの透過率を高くすることを特徴とする請求項3または4に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記温度状態が予め設定された許容値の範囲内であり、かつ、被写体の明るさが第1の閾値より小さい場合は、前記光学フィルタを前記有効光路から待避させ前記検出光路のみに挿入し、前記調光フィルタの透過率を高くすることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記温度状態が予め設定された許容値の範囲内であり、かつ、被写体の明るさが第1の閾値以上でありかつ第2の閾値より小さい場合は、前記光学フィルタを前記有効光路および前記検出光路から待避させ、前記調光フィルタの透過率を低くすることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記温度状態が予め設定された許容値の範囲内であり、かつ、被写体の明るさが第2の閾値以上である場合、前記光学フィルタを前記検出光路から待避させ前記有効光路のみに挿入し、前記調光フィルタの透過率を低くすることを特徴とする請求項3乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記温度状態は、前記調光フィルタの温度もしくは温度のむらであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記調光フィルタは有機EC素子であり、前記光学フィルタはNDフィルタであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 撮像素子に到達する光量を調整する、光の透過率を変化させることが可能な調光フィルタと、
前記調光フィルタより被写体側に配置され、前記撮像素子に到達する光量を調整する、前記撮像素子に到達する光の有効光路に挿抜が可能な光学フィルタと、を備える撮像装置の制御方法であって、
前記調光フィルタの温度状態を検出する工程と、
検出した前記温度状態に応じて前記調光フィルタの透過率および前記光学フィルタの挿抜を制御する工程を有する、
ことを特徴とする制御方法。
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