JPH05249503A

JPH05249503A - カメラレンズ用絞り

Info

Publication number: JPH05249503A
Application number: JP4082887A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Fukuzawa; 孝久福澤
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1993-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】可視光領域の全域に亙って光の透過量を制御
すること及び遮断することを可能とする。【構成】透明基板上に透明電極とエレクトロクロミッ
ク材料を成膜した光透過型エレクトロクロミック素子、
例えば透明電極４とエレクトロクロミック材料６を成膜
した第１の透明基板１と、第１の透明基板１側のエレク
トロクロミック材料４とは電圧印加によって同時に発色
し逆電圧の印加で同時に消色する関係の他のエレクトロ
クロミック材料５及び透明電極５を成膜した第２の透明
基板２とを光通過方向に対向配置させ、それらの間に電
解質３を密封したセル構造のものが使用され、これらエ
レクトロクロミック材料を可逆反応させることによって
セルを透明体から不透明体へと、あるいはその反対に不
透明体から透明体へと変化させ透過光量を制御するよう
にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラレンズ用絞りに
関する。更に詳述すると、本発明は、電気的駆動方式に
よるカメラレンズ用絞りに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のＶＴＲカメラ用の絞りとしては多
数の絞り板をモータ駆動によって開閉させる機械式が一
般的である。

【０００３】一方、液晶素子をシャッター素子として用
いることも考えられている。液晶素子で絞りを構成する
場合、その前後に偏光板を組合せて絞りを構成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
機械式絞りの場合、駆動源としてのモータを必要とする
ため、絞りユニットの小型化に限度があり、ＶＴＲカメ
ラの小型・軽量化の妨げとなっている。

【０００５】また、液晶素子を利用する絞りの場合、液
晶素子の他に少なくとも２枚の偏光板を必要とするた
め、絞りを開いた状態における透過光量が不十分であ
り、カメラレンズの絞りとしては不向きである。

【０００６】そこで、本発明者等は電気化学反応により
可逆的な発色・消色反応を起こすエレクトロクロミック
素子（以下、ＥＣ素子と言う）をカメラレンズ用絞りと
して使用することを考えた。このＥＣ素子は発消色時の
コントラストが十分高いこと、消色時の光透過率が基板
となるガラスと同等であることからカメラレンズの絞り
用素子として使用の可能性があることに着目したもので
ある。しかし、代表的なＥＣ材料である酸化タングステ
ン（ＷＯ₃）とプルシアンブルー（ＰＢ）の組合せによ
る青色のＥＣ素子では約６００ｎｍより短い波長の光は
着色時でも透過してしまうため、可視光域の全域に亙っ
て光を遮断することが不可能である問題を有していた。

【０００７】本発明は可視光領域の全域に亙って光の透
過量を制御すること及び遮断することを可能とするカメ
ラレンズ用絞りを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明のカメラレンズ用絞りは、透明基板上に透明
電極とエレクトロクロミック材料を成膜した光透過型エ
レクトロクロミック素子を用いるようにしている。

【０００９】また、本発明のカメラレンズ用絞りは、透
明電極とエレクトロクロミック材料を成膜した第１の透
明基板と、エレクトロクロミック材料とは電圧印加によ
って同時に発色し逆電圧の印加で同時に消色する関係の
他のエレクトロクロミック材料を成膜した第２の透明基
板とを光通過方向に対向配置させ、それらの間に電解質
を密封したセルを構成している。

【００１０】また、本発明のカメラレンズ用絞りは、１
組以上の透明電極を形成した１枚の透明基板上に複数種
のエレクトロクロミック材料を成膜し、これらを個別に
制御するようにしている。

【００１１】また、本発明のカメラレンズ用絞りは、互
いに異なるエレクトロクロミック材料をそれぞれ成膜し
た複数枚の透明基板を光の透過方向に積層し、個別に可
逆制御するようにしている。

【００１２】また、本発明のカメラレンズ用絞りにおい
て、エレクトロクロミック材料はそれぞれピーク波長が
異なる吸収帯域を有するようにしている。

【００１３】また、本発明のカメラレンズ用絞りにおい
て、エレクトロクロミック材料はプルシアンブルーと鉄
−フェナントロリン錯体であるようにしている。

【００１４】

【作用】したがって、透明電極に所定の電圧が印加され
ると表示極側及び対向極側で酸化・還元反応が起り、透
明基板上のＥＣ材料が無色透明から所定の色に変化し、
光の透過を遮断する。次に、逆方向の電圧が印加される
と、逆方向の酸化・還元反応によって、透明電極上のＥ
Ｃ材料が所望の色から無色透明に変化する。例えば、請
求項２に記載のＥＣ素子のセルにおいて、一方の電極に
プルシアンブルー、他方の電極に鉄−フェナントロリン
錯体を使用する場合、対向する透明基板上のＥＣ材へ所
定電圧が印加されると青色と赤色とに同時に発色して可
視光領域のほぼ全域に亙って光の透過を遮断し、逆電圧
が印加されると同時に消色して無色透明となり光を通過
させる。

【００１５】また、印加電圧を制御することによって、
透明電極上のＥＣ材料は無色透明から有色透明までの間
で漸次着色濃度あるいは色を変化させ透過光量を制御す
ることができる。

【００１６】更に、１枚の透明基板の上に複数のＥＣ材
料を成膜して個別に発色・消色の制御を行うようにした
場合、各ＥＣ材料毎に通電制御を行うことによって透明
基板を通過する面積を変化させることによって光の透過
量を制御することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００１８】図１に本発明のカメラレンズ用絞りの一実
施例を示す。この絞りは相対向する２枚の透明基板１，
２の間に電解液３を密封すると共に対向するそれぞれの
面に透明電極４，５を所望のパターン形状で形成してそ
の上にＥＣ材料６，７を成膜したセル構造を成す。透明
基板としては、特に限定されるものではないが、一般に
光透過性に優れたガラスやプラスチック板あるいはプラ
スチックフィルム等が使われる。また、透明電極材料と
しては、例えば酸化錫や酸化インジウム等の公知の導電
膜材料が採用される。尚、符号８は第１及び第２の透明
基板１，２を接着して電解液３を密封するためのシール
材である。

【００１９】ＥＣ材料６，７は所定の電圧を印加したと
きに発色し、それと逆電圧をかけたときに消色して透明
となるもので、光の透過性を損わないようにできるだけ
薄く成膜され、かつ発色時に光を所望レベル以下に遮断
できる最低限の厚みを有している。このセル構造のＥＣ
素子１０では、第１の透明基板１とそれと対向する第２
の透明基板２とにそれぞれ異なるＥＣ材料を成膜して成
る。より好ましくは、このＥＣ材料６，７は可視光領域
において異なるピーク波長を有する材料、特に互いの透
過特性を補完し合って可視光領域の全域において発色時
に光を遮断し得る関係にあるものが採用される。また、
これら図１のＥＣ材料６，７は、両者の間に電圧を印加
して一方を還元反応、他方を酸化反応させたときに、同
時に無色透明となり、逆電圧をかけて中性化したときに
それぞれ青及び赤に発色する関係にある。したがって、
第１及び第２の透明基板１，２上の透明電極４，５間に
所定の電圧を印加した場合、第１及び第２の透明基板
１，２上のＥＣ材料６，７が同時に発色するか同時に無
色となって通過する光量を制御することができる。

【００２０】本実施例の場合、一方のＥＣ材料６として
は、例えば次の化１または化２の組成式で示されるよう
なプルシアンブルー（ＰＢ）が採用されている。

【００２１】

【化１】

【００２２】

【化２】このプルシアンブルーは電荷の印加によって可逆反応を
起し、無色から青あるいは青から無色に変色する。

【００２３】また、他方のＥＣ材料７としては、例えば
化３に示される基本骨格を有するような鉄−フェナント
ロリン錯体が使用されている。

【００２４】

【化３】この鉄−フェナントロリン錯体は、電荷の印加によって
無色から赤あるいは赤から無色に変色するもので、例え
ば電界析出法、高分子化によるキャスト法、ポリマーブ
レンド法などによって透明電極上に固定される。

【００２５】図１の実施例のカメラレンズ用絞りの場
合、プルシアンブルーと鉄−フェナントロリン錯体の膜
を形成した両電極４，５間に１．２Ｖの電圧を印加する
ことによって消色し、両電極４，５を短絡させることに
よって発色させることができる。その場合の分光透過率
特性を図２に示す。この分光透過率特性は本発明のアイ
デア確認のために行われた実測データであり、透過率の
改善によってカメラレンズ用絞りとして機能し得ること
が理解できる。

【００２６】図３に他の実施例を示す。この実施例は発
色時における分光透過スペクトルのピーク波長が異なる
３種類のＥＣＤセル１１，１２，１３を光の透過方向に
積層して可視光領域の全域において均一なレベルで遮光
を可能とするようにしたものである。各ＥＣＤセル１
１，１２，１３は互いに異なるＥＣ材料を採用し、特有
の分光透過スペクトルを有する。例えば、プルシアンブ
ルーを使用したセルは図４において（ａ）で示すような
約７００ｎｍにピークを有するスペクトルを呈し、オス
ミウムパープルを試用したセルは（ｂ）で示すような約
６００ｎｍにピークを有するスペクトルを呈し、更に鉄
−フェナントロリン錯体を試用するセルは（ｃ）で示す
ような約５００ｎｍに吸収帯のピークを有するスペクト
ルを定している。したがって、それらが協働して可視光
領域の全域で光を遮断することが可能である。例えば、
図４の理論的な分光透過スペクトルにおいて、着色時に
は（ｄ）で示す光透過特性を有し、消色時には（ｅ）で
示す光透過特性を有する。ここで、オスミウムパープル
としては、例えば化４あるいは化５の組成式で示される
ものが採用されている。

【００２７】

【化４】

【００２８】

【化５】更に、図５に他の実施例を示す。この実施例は一つの透
明基板２１の上に形成された複数組の透明電極（図示省
略）の各電極毎に複数種のＥＣ材料２２，２３，２４を
成膜し、個々に電圧を印加できるようにして任意の領域
のＥＣ材料のみを発色あるいは消色させるようにしたも
のである。例えば、図５に示すように、透明基板２１の
全域に縞模様状に複数組の透明電極を線状パターンで互
いに独立させて形成すると共に各透明電極上にピーク波
長が異なる光透過特性を有するＥＣ材料を組合せて成膜
するようにしている。ＥＣ材料は、例えばプルシアンブ
ルー２２とオスミウムパープル２３と鉄−フェナントロ
リン錯体２４を採用し、これら３つのＥＣ材料２２，２
３，２４の帯２５を一組として通電制御を行うようにし
ている。したがって、３種類のＥＣ材料２２，２３，２
４を一組として複数本の絞り帯２５が形成され、これを
各絞り帯２５毎に通電制御することによって透過光量を
制御するようにしている。

【００２９】また、絞り帯２５のパターンは図示の如き
直線状態に特に限定されず、渦巻パターンや同心円状パ
ターンなどを形成するようにしても良い。例えば図６に
示すように、同心円状に前述の３種類のＥＣ材料２２，
２３，２４あるいは２種類のＥＣ材料６，７の組合せか
ら成る絞り帯２５，…，２５を形成し、個々に通電制御
できるようにしても良い。この場合、全ての絞り帯２
５，…，２５のＥＣ材料を発色させると、図６の（Ａ）
に示すように中央の光透過部分２６を除いてその周辺が
全て着色され光を遮断する。即ち、もっとも絞り込まれ
た状態となる。また、図６の（Ｂ）に示すように、一部
の電極パターンに逆電圧を印加することによって、絞り
帯２５の一部を透明にして光を通過させる。即ち、絞り
を開く状態となる。この場合、段階的な光透過量の制御
が可能となる。尚図中符号２７は導体リード部分であ
る。

【００３０】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例ではＥＣ材料として、プルシアン
ブルーとオスミウムパープルと鉄−フェナントロリン錯
体とを例に挙げているがこれに特に限定されるものでは
なく、その他のＥＣ材料であっても可視領域の光を遮断
できるＥＣ材料であれば使用可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のカメラレンズ用絞りは、透明基板上に透明電極とエレ
クトロクロミック材料を成膜した光透過型エレクトロク
ロミック素子を用いているので、従来の機械式絞りに比
べてはるかに薄型軽量の絞りユニットの構成が可能であ
り、カメラ本体の小型・軽量化が可能となる。

【００３２】また、本発明のカメラレンズ用絞りは、Ｅ
Ｃ素子への直接的な電気的制御によって駆動することが
できるので、モータやその他の回転伝達系、絞り板など
を省くことができ、部品手数の減少によるコストダウン
が可能となる。

【００３３】更に、本発明の絞りは、ＥＣ素子のメモリ
ー機能により、一旦発色ないし消色のために電圧を印加
した後は逆電圧を印加するまで発色状態ないし消色状態
を維持することができるので、低消費電力化が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカメラレンズ用絞りの一実施例を示す
縦断面図である。

【図２】図１に示す絞りの実測による分光透過スペクト
ル図である。

【図３】本発明の他の実施例を概略的に示す斜視図であ
る。

【図４】図３に示す絞りの理論上の分光透過スペクトル
図である。

【図５】本発明のカメラレンズ用絞りの他の実施例を示
す斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例で、同心円状に絞りを構成
したものを示す説明図で、（Ａ）は最も絞り込んだ状態
を、（Ｂ）は２段階開いた状態を示す。

【符号の説明】

１，２，２１透明基板４，５透明電極６，７ＥＣ材料１１，１２，１３ＥＣＤセル２２，２３，２４ＥＣ材料

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】また、本発明のカメラレンズ用絞りは、
透明電極とエレクトロクロミック材料を成膜した第１の
透明基板と、エレクトロクロミック材料とは電圧印加に
よって同時に発色もしくは消色し逆電圧の印加または短
絡により同時に消色もしくは発色する関係の他のエレク
トロクロミック材料を成膜した第２の透明基板とを光通
過方向に対向配置させ、それらの間に電解質を密封した
セルを構成している。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】

【作用】したがって、透明電極に所定の電圧が印加され
ると表示極側及び対向極側で酸化・還元反応が起り、透
明基板上のＥＣ材料が無色透明から所定の色もしくは所
定の色から無色透明に変化し、光の透過を遮断する。次
に、逆方向の電圧が印加もしくは短絡されると、逆方向
の酸化・還元反応によって、透明電極上のＥＣ材料が所
望の色から無色透明もしくは無色透明から所望の色に変
化する。例えば、請求項２に記載のＥＣ素子のセルにお
いて、一方の電極にプルシアンブルー、他方の電極に鉄
−フェナントロリン錯体を使用する場合、対向する透明
基板上のＥＣ材へ所定電圧が印加されると青色と赤色が
同時に消色して無色透明となり光を通過させ、短絡させ
ると青色と赤色とに同時に発色して可視光領域のほぼ全
域に亙って光の通過を遮断する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】ＥＣ材料６，７は所定の電圧を印加した
ときに消色して透明となり、短絡させたときに発色する
もので、光の透過性を損わないようにできるだけ薄く成
膜され、かつ発色時に光を所望レベル以下に遮断できる
最低限の厚みを有している。このセル構造のＥＣ素子１
０では、第１の透明基板１とそれと対向する第２の透明
基板２とにそれぞれ異なるＥＣ材料を成膜して成る。よ
り好ましくは、このＥＣ材料６，７は可視光領域におい
て異なるピーク波長を有する材料、特に互いの透過特性
を補完し合って可視光領域の全域において発色時に光を
遮断し得る関係にあるものが採用される。また、これら
図１のＥＣ材料６，７は、両者の間に電圧を印加して一
方を還元反応、他方を酸化反応させたときに、同時に無
色透明となり、短絡させて中性化したときにそれぞれ青
及び赤に発色する関係にある。したがって、第１及び第
２の透明基板１，２上の透明電極４，５間に所定の電圧
を印加及び短絡した場合、第１及び第２の透明基板１，
２上のＥＣ材料６，７が同時に発色するか同時に無色と
なって通過する光量を制御することができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】図１の実施例のカメラレンズ用絞りの場
合、プルシアンブルーと鉄−フェナントロリン錯体の膜
を形成した両電極４，５間に１．２Ｖの電圧を印加する
ことによって消色し、両電極４，５を短絡させることに
よって発色させることができる。その場合の分光透過率
特性を図２に示す。この分光透過率特性は本発明のアイ
デア確認のために行われた実測データであり、透過率の
改善によってカメラレンズ用絞りとして機能し得ること
が理解できる。上記では電圧の印加で消色し、短絡で発
色するＥＣ材を用いたが、この逆の場合や、電圧の印加
で発色し逆電圧の印加により消色するＥＣ材の組み合わ
せやその逆の場合であっても良い。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】更に、本発明の絞りは、ＥＣ素子のメモ
リー機能により、一旦発色ないし消色のために電圧を印
加した後は逆電圧を印加もしくは短絡するまで発色状態
ないし消色状態を維持することができるので、低消費電
力化が可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に透明電極とエレクトロクロ
ミック材料を成膜した光透過型エレクトロクロミック素
子を用いたことを特徴とするカメラレンズ用絞り。
【請求項２】透明電極とエレクトロクロミック材料を
成膜した第１の透明基板と、前記エレクトロクロミック
材料とは電圧印加によって同時に発色し逆電圧の印加で
同時に消色する関係の他のエレクトロクロミック材料を
成膜した第２の透明基板とを光通過方向に対向配置さ
せ、それらの間に電解質を密封したセルを構成したこと
を特徴とする請求項１記載のカメラレンズ用絞り。
【請求項３】１組以上の透明電極を形成した１枚の透
明基板上に複数種のエレクトロクロミック材料を成膜
し、これらを個別に制御することを特徴とする請求項１
記載のカメラレンズ用絞り。
【請求項４】互いに異なるエレクトロクロミック材料
をそれぞれ成膜した複数枚の透明基板を光の透過方向に
積層し、個別に可逆制御することを特徴とする請求項１
記載のカメラレンズ用絞り。
【請求項５】前記エレクトロクロミック材料はそれぞ
れピーク波長が異なる吸収帯域を有することを特徴とす
る請求項２ないし４のいずれかに記載のカメラレンズ用
絞り。
【請求項６】前記エレクトロクロミック材料はプルシ
アンブルーと鉄−フェナントロリン錯体であることを特
徴とする請求項２記載のカメラレンズ用絞り。
【請求項７】前記エレクトロクロミック材料はプルシ
アンブルーとオスミウムパープル及び鉄−フェナントロ
リン錯体であることを特徴とする請求項３または４記載
のカメラレンズ用絞り。