WO2015098334A1

WO2015098334A1 - 調光装置、撮像素子及び撮像装置

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Publication number: WO2015098334A1
Application number: PCT/JP2014/079982
Authority: WO
Inventors: 出羽　恭子; 光永　知生; 原田　耕一; 角野　宏治
Original assignee: ソニー株式会社
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2015-07-02
Also published as: US20160315115A1; US10381395B2

Abstract

本開示の調光装置は、第１ナノカーボン膜１１４、第１中間層１１７Ａ、誘電体材料層１１６及び第２中間層１１７Ｂが積層された調光層１１３が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層１１３_Mを構成する第２中間層１１７Ｂの上には第２ナノカーボン膜１１５が形成されて成り、第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５に電圧が印加される。

Description

調光装置、撮像素子及び撮像装置

　本開示は、調光装置、撮像素子及び撮像装置に関する。

　撮像素子において、入射する光の光量を制御することでダイナミックレンジを拡大する技術が知られている。例えば、特開２０１２－０４９４８５には、
　マトリクス状に配置された画素に区分して光電変換部が形成された受光面を有する半導体基板、
　画素から選択された一部の画素における光電変換部に対する光入射路において半導体基板上に形成され、印加電圧に応じて光透過率が第１透過率から第２透過率に変化するエレクトロクロミック膜、
　エレクトロクロミック膜の下層に形成された下部電極、及び、
　エレクトロクロミック膜の上層に形成された上部電極、
を有する固体撮像装置が開示されている。ここで、上部電極及び下部電極は、グラフェンあるいはカーボンナノチューブを含むナノカーボン材料、又は、酸化インジウムスズから成る。

特開２０１２－０４９４８５

　ところで、模式図を図３１に示すように、エレクトロクロミック膜の光透過率には波長依存性がある。それ故、エレクトロクロミック膜に入射する光の波長に依存して光透過率が変化してしまうという問題がある。

　従って、本開示の目的は、光透過率に波長依存性が無く、しかも、光透過率の変化に要する時間が短い調光装置（調光素子）、係る調光装置（調光素子）を備えた撮像素子及び撮像装置を提供することにある。

　上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る調光装置（調光素子）は、
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る調光装置（調光素子）は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る調光装置（調光素子）は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第４の態様に係る調光装置（調光素子）は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る撮像素子は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）から構成されており、
　調光装置は、
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る撮像素子は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る撮像素子は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第４の態様に係る撮像素子は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る撮像装置（固体撮像装置）は、２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）から構成されており、
　調光装置は、
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る撮像装置（固体撮像装置）は、２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る撮像装置（固体撮像装置）は、２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される。

　上記の目的を達成するための本開示の第４の態様に係る撮像装置（固体撮像装置）は、２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される。

　本開示の第１の態様に係る調光装置（調光素子）、撮像素子及び撮像装置においては、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜を有する調光層が設けられており、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加されるので、調光層の光透過率の制御を行うことができる。

　また、本開示の第２の態様に係る調光装置（調光素子）、撮像素子及び撮像装置において、調光層は、第１誘電体材料層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有するので、一対の電極に電圧を印加したとき、印加された電圧の極性に応じて、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜のいずれか一方に正又は負の電荷が誘起され、他方に負又は正の電荷が誘起される。その結果、調光層を高い光透過率にて通過可能な光の波長帯域が決まる。即ち、調光層の光透過率の制御を行うことができる。ここで、第１ナノカーボン膜には第１導電型の不純物がドーピングされ、第２ナノカーボン膜には第２導電型の不純物がドーピングされていれば、第１ナノカーボン膜と第２ナノカーボン膜の界面にはＰＮ接合が形成され、逆バイアス状態の電圧を一対の電極に印加すれば、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜のそれぞれに電荷が保持される。あるいは又、第１ナノカーボン膜及び／又は第２ナノカーボン膜に不純物がドーピングされていない場合であっても、適切な電圧を一対の電極に印加すれば、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜のそれぞれに電荷が保持される。

　更には、本開示の第３の態様に係る調光装置（調光素子）、撮像素子及び撮像装置において、調光層は、第１誘電体材料層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加されるので、調光層の光透過率の制御を行うことができる。また、本開示の第４の態様に係る調光装置（調光素子）、撮像素子及び撮像装置においては、所定の構成を有するＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体を備えており、第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加されるので、調光層の光透過率の制御を行うことができる。

　しかも、本開示の第２の態様～第４の態様に係る調光装置等にあっては、一対の電極の間には電流が流れないので、低消費電力を達成することができる。

　加えて、本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置等にあっては、ナノカーボン膜と誘電体材料層との間に、平坦化層として機能し、また、反射防止層としても機能する中間層が形成されているので、ナノカーボン膜と誘電体材料層との間の平坦性の改善、密着性の改善、ナノカーボン膜と誘電体材料層との間での入射光の不要な反射発生の抑制を図ることができる。また、印加する電圧（所定の電圧Ｖ₀）を適切に選択することで、波長λ₀以上の波長の光に対する調光層の実効的な光透過率を制御することができ、例えば、波長λ₀の値を青色（例えば，３８０ｎｍ）とし、所定の電圧Ｖ₀を印加したときの波長λ₀以上の波長の光（例えば、可視光以上の波長帯域を有する光）に対する光透過率が概ね１００％となるように設定することで、所望の光透過率の値を正確に、しかも、容易に得ることができるし、所望の光透過率の値に設定することができる。更には、ナノカーボン膜は、光透過率に波長依存性が無く、また、光透過率の変化に要する時間が短い。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。

図１Ａ及び図１Ｂは、実施例１の調光装置の模式的な断面図である。図２Ａは、実施例２の調光装置の模式的な一部端面図であり、図２Ｂは、実施例２の調光装置の一対の電極に電圧を印加したときの第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜の挙動を示す概念図であり、図２Ｃは、実施例２の調光装置の一対の電極に電圧を印加したときの調光層の光透過率と調光装置を通過した光の波長帯域との関係を示す概念図である。図３は、実施例３の調光装置の模式的な一部端面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、実施例４の調光装置の模式的な一部端面図である。図５は、実施例５の調光装置の模式的な一部端面図である。図６Ａ及び図６Ｂは、実施例６の撮像素子の模式的な一部断面図である。図７Ａ及び図７Ｂは、実施例６の撮像装置における撮像素子群のレイアウトを模式的に示す図である。図８Ａ及び図８Ｂは、実施例６の撮像装置における撮像素子群のレイアウトを模式的に示す図である。図９Ｂ及び図９Ｂは、それぞれ、実施例６及び実施例７の撮像装置における撮像素子群のレイアウトを模式的に示す図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、実施例８の撮像装置を構成する調光装置にパルス状の所定の電圧Ｖ₀を印加した場合の所定の電圧Ｖ₀、光透過率の変化を模式的に示す図、及び、調光装置にパルス状の所定の電圧Ｖ₀を印加した場合の１フレーム期間に蓄積される蓄積電荷量を模式的に示す図である。図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、実施例８の撮像装置を構成する調光装置にパルス状の所定の電圧Ｖ₀を印加した場合の所定の電圧Ｖ₀、光透過率の変化を模式的に示す図、及び、調光装置にパルス状の所定の電圧Ｖ₀を印加した場合の１フレーム期間に蓄積される蓄積電荷量を模式的に示す図である。図１２は、実施例９の撮像装置における撮像素子群のレイアウトを模式的に示す図である。図１３は、実施例９の撮像装置を用いた撮像方式及び従来の撮像方式に基づき、撮像装置を備えたカメラで撮像したときの撮像装置等の消費電力見積りを示すグラフである。図１４は、実施例９の撮像装置における画素駆動回路の構成の一例を示す図である。図１５Ａは、実施例９の撮像装置における画素駆動回路の一部分の構成の一例を示す図であり、図１５Ｂは、ナノカーボン膜制御第１信号線、ナノカーボン膜制御第２信号線に印加される電圧、及び、撮像素子を構成する調光装置の光透過率の変化を示す図である。図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、実施例９の撮像装置における調光装置の光透過率特性を示す概念図である。図１７Ａ及び図１７Ｂは、それぞれ、実施例９の撮像装置を構成する撮像素子の内部回路の構成を示す図、及び、撮像素子への入射光を画像出力信号に変換する制御状態を示す図である。図１８は、（２つの撮像素子）×（２つの撮像素子）に関する画素駆動回路における各制御信号及び各撮像素子における光透過率の時間変化を示す図である。図１９は、実施例９において用いたランダムパルス電圧の一例を示す図である。図２０Ａ及び図２０Ｂは、実施例９の撮像装置を構成するロジック回路チップの構成を概念的に示す図である。図２１Ａ及び図２１Ｂは、実施例１０の撮像装置を構成するロジック回路チップの構成を概念的に示す図である。図２２は、実施例９の撮像装置において、第１半導体チップと第２半導体チップとが積層された構造を有する撮像装置の概念図である。図２３Ａ及び図２３Ｂは、実施例９の撮像装置を構成する撮像素子における調光装置の変形例の模式的な断面図である。図２４は、実施例９の撮像装置の変形例を構成する撮像素子の一部の配置を模式的に示す図である。図２５は、実施例９の撮像装置の別の変形例を構成する撮像素子の一部の配置を模式的に示す図である。図２６Ａ及び図２６Ｂは、実施例１１の撮像素子の概念図である。図２７は、Ａｌ₂Ｏ₃から成る誘電体材料層を有するナノカーボン膜積層構造体の光透過スペクトルを示すグラフである。図２８Ａは、ＩＧＺＯから成る誘電体材料層を有するナノカーボン膜積層構造体の光透過スペクトルを示すグラフであり、図２８Ｂは、図２８Ａにおける印加電圧０ボルトのときの光透過スペクトルを基準とした場合のスペクトル比ａ（０ボルト／０ボルト）及びスペクトル比ｂ（＋２０ボルト／０ボルト）を示すグラフである。図２９Ａ、図２９Ｂ、図２９Ｃ及び図２９Ｄは、グラフェンのバンド構造において、フェルミ準位Ｅ_fの変動に基づく禁制帯の変動を模式的に示した図である。図３０は、フィルム状のグラフェン１層を一対の電極で挟み、印加電圧を変化させたときの赤外領域の光透過率変化を示す図である。図３１は、エレクトロクロミック膜の光透過率の波長依存性を示す模式図である。

　以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置、本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像素子、及び、本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係る調光装置）
３．実施例２（本開示の第２の態様に係る調光装置）
４．実施例３（実施例２の変形）
５．実施例４（本開示の第３の態様に係る調光装置）
６．実施例５（本開示の第４の態様に係る調光装置）
７．実施例６（本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像素子、及び、本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置）
８．実施例７（実施例６の変形）
９．実施例８（実施例６～実施例７の変形）
１０．実施例９（実施例６あるいは実施例７の変形）
１１．実施例１０（実施例９の変形）
１２．実施例１１（実施例９～実施例１０の変形）
１３．実施例１２（実施例９～実施例１１の変形）、その他

［本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置、本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像素子、及び、本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置、全般に関する説明］
　以下の説明において、本開示の第１の態様に係る調光装置、本開示の第１の態様に係る撮像素子に備えられた調光装置、及び、本開示の第１の態様に係る撮像装置に備えられた調光装置を、以下、総称して、『本開示の第１の態様に係る調光装置等』と呼ぶ。また、本開示の第２の態様に係る調光装置、本開示の第２の態様に係る撮像素子に備えられた調光装置、及び、本開示の第２の態様に係る撮像装置に備えられた調光装置を、以下、総称して、『本開示の第２の態様に係る調光装置等』と呼ぶ。更には、以下の説明において、本開示の第３の態様に係る調光装置、本開示の第３の態様に係る撮像素子に備えられた調光装置、及び、本開示の第３の態様に係る撮像装置に備えられた調光装置を、以下、総称して、『本開示の第３の態様に係る調光装置等』と呼ぶ。また、以下の説明において、本開示の第４の態様に係る調光装置、本開示の第４の態様に係る撮像素子に備えられた調光装置、及び、本開示の第４の態様に係る撮像装置に備えられた調光装置を、以下、総称して、『本開示の第４の態様に係る調光装置等』と呼ぶ。

　本開示の第２の態様～第４の態様に係る撮像装置において、一対の電極は、調光装置を備えた撮像素子において共通である形態とすることができ、あるいは又、調光装置を備えた撮像素子において共通である一対の電極が、調光装置を備えていない撮像素子にも共通に設けられている形態とすることができる。

　本開示の第１の態様に係る調光装置等にあっては、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加されることで、調光層における光透過率が制御される形態とすることができる。そして、このような形態を含む本開示の第１の態様に係る調光装置等にあっては、Ｍが奇数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第２配線に接続されており、Ｍが偶数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜は、第２配線に接続されている形態とすることができる。

　上記の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る調光装置等にあっては、一対の電極に電圧が印加されることで第１ナノカーボン膜及び／又は第２ナノカーボン膜に生じる電荷量が制御され、以て、調光層における光透過率が制御される形態とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る調光装置等にあっては、
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極を備えており、
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極は、交互に積層されており、
　奇数番目の電極は第１配線に接続され、偶数番目の電極は第２配線に接続されている形態とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る調光装置等において、
　第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型であり、
　第１ナノカーボン膜と第１誘電体材料層を介して対向する第１電極には、第２ナノカーボン膜と第２誘電体材料層を介して対向する第２電極よりも高い電圧が印加される形態とすることができる。即ち、このような形態を採用することによって、第１ナノカーボン膜には負の電荷が誘起され、第２ナノカーボン膜には正の電荷が誘起される。ここで、第１ナノカーボン膜にはｎ型の不純物がドーピングされ、第２ナノカーボン膜にはｐ型の不純物がドーピングされていれば、第１ナノカーボン膜と第２ナノカーボン膜の界面にはＰＮ接合が形成され、逆バイアス状態の電圧を一対の電極に印加している間、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜のそれぞれに、電荷が保持される。そして、以上の結果として、調光層を高い光透過率にて通過可能な光の波長帯域が決定される。

　上記の好ましい形態を含む本開示の第３の態様に係る調光装置等において、不純物はｐ型であり、ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも高い電圧が印加される形態とすることができ、あるいは又、不純物はｎ型であり、ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも低い電圧が印加される形態とすることができる。

　上記の好ましい形態を含む本開示の第４の態様に係る調光装置等において、一対の電極には、第２ナノカーボン膜に印加される電圧以下の電圧であって、第１ナノカーボン膜に印加される電圧以上の電圧が印加される形態とすることができる。そして、このような形態を含む本開示の第４の態様に係る調光装置等においては、第１ナノカーボン膜は第１配線に接続され、第２ナノカーボン膜は第２配線に接続されている形態とすることができる。

　以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置等において、第１ナノカーボン膜、第２ナノカーボン膜、ナノカーボン膜は、グラフェンから構成されている形態とすることができるが、これに限定するものではなく、カーボンナノチューブあるいはフラーレンから構成されている形態とすることもできる。グラフェンの厚さは原子１層分の厚さであるが故に、ナノカーボン膜をグラフェンから構成することで、調光装置の厚さを薄くすることができ、撮像素子あるいは撮像装置の低背化（薄型化）を達成することができる。

　以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第３の態様に係る調光装置等において、第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第４の態様に係る調光装置等において、第１中間層、第２中間層、第３中間層及び第４中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である形態とすることができる。

　以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像素子あるいは撮像装置において、受光素子の光入射側にはカラーフィルター層が配置されている形態とすることができ、更には、この場合、調光装置を備えた撮像素子において、カラーフィルター層は、調光装置の光入射側に配置されている形態とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像素子あるいは撮像装置において、撮像素子は、更に、遮光膜を有している形態とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置において、
　調光装置は、行単位に配列された撮像素子に備えられており、又は、
　調光装置は、列単位に配列された撮像素子に備えられており、又は、
　調光装置は、全ての撮像素子に備えられている形態とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置にあっては、信号処理アルゴリズムに基づきランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置を有する構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『ランダム露光』と呼ぶ場合がある。そして、この場合、調光装置を備えた複数の撮像素子に対して、ランダムパルス電圧発生・送出装置が１つ配されている構成とすることができるし、調光装置を備えた１つの撮像素子に対して、ランダムパルス電圧発生・送出装置が１つ配されている構成とすることができる。また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置にあっては、ランダムパルス電圧は正負の極性を有する形態とすることができる。

　あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置にあっては、調光装置を備えた撮像素子によって得られた出力信号に基づき算出されたパルス電圧が印加される構成とすることができる。尚、このような構成も、便宜上、『ランダム露光』と呼ぶ場合がある。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置にあっては、調光装置を備えた撮像素子からの画像出力信号が空間的及び時間的に間引かれることによって画像出力信号が圧縮される構成とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置にあっては、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子は、第１半導体チップに設けられており、
　ランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置が、第２半導体チップに設けられており、
　第１半導体チップと第２半導体チップは積層されており、
　調光装置とランダムパルス電圧発生・送出装置とは、スルー・シリコン・ビア（ＴＳＶ）を介して接続されている形態とすることができるし、あるいは又、バンプを介して接続されている形態（所謂チップ・オン・チップ方式に基づく形態）とすることができる。尚、このような形態にあっては、撮像素子を裏面照射型することができるが、これに限定するものではなく、表面照射型とすることもできる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置にあっては、
　ランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置が備えられており、
　調光装置とランダムパルス電圧発生・送出装置とは、ナノカーボン膜又は透明導電材料層から成る接続配線で接続されている形態とすることができる。

　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像装置にあっては、
　撮像素子は、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
　第１ナノカーボン膜は、第１の方向に延び、第１の方向に配列された撮像素子において共通であり、
　第２ナノカーボン膜は、第２の方向に延び、第２の方向に配列された撮像素子において共通であり、
　第１ナノカーボン膜には正極性のランダムパルス電圧が印加されると共に、第２ナノカーボン膜には負極性のランダムパルス電圧が印加される形態とすることができる。そして、この場合、第１の方向に延びる第１ナノカーボン膜の端部は櫛形電極状にパターニングされており、第２の方向に延びる第２ナノカーボン膜の端部は櫛形電極状にパターニングされている形態とすることができる。

　本開示の第２の態様～第４の態様に係る調光装置等における一対の電極は、ナノカーボン膜から構成されていてもよいし、透明導電材料層から構成されていてもよいし、一対の電極の一方がナノカーボン膜から構成され、他方が透明導電材料層から構成されていてもよい。透明導電材料層を構成する材料として、ＩＴＯ（インジウム－スズ複合酸化物，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ₂Ｏ₃、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、ＩＺＯ（インジウム－亜鉛複合酸化物、Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（酸化アルミニウム・ドープの酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウム・ドープの酸化亜鉛）、ＡｌＭｇＺｎＯ（酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム・ドープの酸化亜鉛）、インジウム－ガリウム複合酸化物（ＩＧＯ）、Ｉｎ－ＧａＺｎＯ₄（ＩＧＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ₂Ｏ₃）、アンチモンドープＳｎＯ₂（ＡＴＯ）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ₂）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＢドープのＺｎＯ、ＩｎＳｎＺｎＯ、又は、ＩＴｉＯ（ＴｉドープのＩｎ₂Ｏ₃）を例示することができる。第１配線、第２配線、接続配線を構成する材料も同様とすることができる。

　第１誘電体材料層、第２誘電体材料層及び第３誘電体材料層は、本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置等に入射する光に対して透明な材料から構成する必要がある。第１誘電体材料層、第２誘電体材料層及び第３誘電体材料層を構成する絶縁材料として、周知の絶縁材料、例えば、ＳｉＯ₂、ＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）、ＢＰＳＧ（ホウ素・リン・シリケート・ガラス）、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｂＳＧ、ＳＯＧ（スピンオングラス）、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ等のＳｉＯ₂系材料；ＳｉＯＮ、ＳｉＣＮを含むＳｉＮ系材料；酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、ＺｎＯ、酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、酸化ガリウム（Ｇａ₂Ｏ₃）、酸化テルル（ＴｅＯ₂）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ₂）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化タングステン（ＷＯ₃）、酸化モリブデン（ＭｏＯ₃）等の金属酸化物；金属窒化物；金属酸窒化物等を挙げることができ、これらを、単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。第１誘電体材料層、第２誘電体材料層、第３誘電体材料層の形成方法として、各種ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法や真空蒸着法を含む各種ＰＶＤ法、スクリーン印刷法といった各種印刷法、ゾル－ゲル法等の公知の方法を挙げることができる。

　あるいは又、本開示の第２の態様に係る調光装置等において、第１誘電体材料層及び第２誘電体材料層は、一対の電極に電圧が印加されたとき、絶縁破壊が生じることなく、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電荷を誘起することができる分極電荷の電荷密度が高い材料を用いることが好ましい。電圧印加によってナノカーボン膜に蓄積される電荷量を多くするために、第１誘電体材料層及び第２誘電体材料層を構成する誘電体材料として、比誘電率が大きい誘電体材料（常誘電体材料あるいは高誘電体材料）、例えば、比誘電率が２．０以上の誘電体材料、好ましくは比誘電率が４．０以上の誘電体材料、より好ましくは比誘電率が８．０以上の誘電体材料を用いることが望ましい。第１誘電体材料層及び第２誘電体材料層を構成する誘電体材料として、自発分極を有する強誘電体材料を用いることもできる。あるいは又、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）（比誘電率：約１０）、ＨＤＰＥ（High Density Polyethylene）、アモルファスフッ素樹脂等の有機物、イオン液体、液晶等を挙げることもできる。一般に、無機酸化物は、高い誘電性と絶縁性とを有する一方で、遠赤外線領域の透過性は低い。遠赤外線領域の光透過率制御を行う場合には、第１誘電体材料層及び第２誘電体材料層を構成する誘電体材料として、例えば、遠赤外線領域の透過性が高いＣａＦ₂等を用いることが好ましい。また、誘電体材料として、メタマテリアルを用いることも可能である。各種誘電体材料の比誘電率等を以下の表１に示す。尚、以上の説明は、本開示の第１の態様、第３の態様～第４の態様に係る調光装置等に対しても適用することができる。

［表１］
誘電体材料　　　比誘電率　　　　絶縁耐圧（ＭＶ／ｃｍ）　電荷密度（μＣ／ｃｍ²）
ＳｉＯ₂ 　　　　　　４　　　　　　１０　　　　　　　　　　　３．５
Ａｌ₂Ｏ₃　　　　　　８．２　　　　　８．２　　　　　　　　　６．０
ｈ－ＢＮ　　　　　　４　　　　　　２０　　　　　　　　　　　７．１
ＨｆＯ₂ 　　　　　１８．５　　　　　７．４　　　　　　　　１２．０
ＺｒＯ₂ 　　　　　２９　　　　　　　６　　　　　　　　　　１５．４
ＺｎＯ　　　　　　　７．９
ＴｉＯ₂ 　　　　　　８．５
ＩＧＺＯ　　　　　　９
ＳｉＮ　　　　　　　７　　　　　　４０　　　　　　　　　　　２．５
ＧａＮ　　　　　　　９．５
ＳＴＯ　　　　　１４０～２００　　　２　　　　　　　　　　２４．８～３５．４
ＢＴＯ　　　　　２００　　　　　　　０．４　　　　　　　　　７．１
ＰＺＴ　　　　　７００　　　　　　　０．５　　　　　　　　３０．９
ＰＴＯ　　　　　１００～２００　　　０．６７５　　　　　　　６．１～１１．９
ＰＬＺＴ　　　　２００　　　　　　　３　　　　　　　　　　５３．１
ＣａＦ₂ 　　　　　　６．６　　　　　０．３　　　　　　　　　０．１７
ＨＤＰＥ　　　　　　２．３

　ここで、「ｈ－ＢＮ」は六方晶窒化ホウ素、「ＳＴＯ」はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）、「ＢＴＯ」はチタン酸バリウム、「ＰＺＴ」はチタン酸ジルコン酸鉛、「ＰＴＯ」はチタン酸鉛、「ＰＬＺＴ」はチタン酸ジルコン酸ランタン鉛（（Ｐｂ,Ｌａ）（Ｚｒ,Ｔｒ）Ｏ₃）を示す。

　本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像素子あるいは撮像装置における受光素子として、具体的には、フォトセンサ（フォトダイオード）を挙げることができ、受光素子によってＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサが構成される。あるいは又、ボロメータ型の受光素子とすることもできる。撮像素子あるいは撮像装置、それ自体は、周知の構成、構造の撮像素子あるいは撮像装置とすることができる。

　ナノカーボン膜１層当たりの光透過率は約９７．７％（光吸収率は約２．３％）であるので、光透過率を大きく低下させるためには複数の調光層を有する調光装置を用いればよい。例えば、６０層のナノカーボン膜が積層された調光装置にあっては、全体として、光透過率を０．９７７⁶⁰＝約２５％にまで下げることができる。

　ナノカーボン膜に第１導電型や第２導電型の不純物をドーピングするためには、例えば、化学ドーピングを行えばよい。化学ドーピングを行うためには、具体的には、ナノカーボン膜上にドーパント層を形成すればよい。ドーパント層は、電子受容型（ｐ型）のドーパント層とすることができるし、あるいは又、電子供与型（ｎ型）のドーパント層とすることができる。電子受容型（ｐ型）のドーパント層を構成する材料として、ＡｕＣｌ₃、ＨＡｕＣｌ₄、ＰｔＣｌ₄等の塩化物；ＨＮＯ₃、Ｈ₂ＳＯ₄、ＨＣｌ、ニトロメタン等の酸；ホウ素やアルミニウムといったＩＩＩ族元素；酸素等の電子吸引性分子を挙げることができるし、電子供与型（ｎ型）のドーパント層を構成する材料として、窒素やリンといったＶ族元素の他に、ピリジン系化合物、窒化物、アルカリ金属類、アルキル基を有する芳香族化合物等の電子供与性分子を挙げることができる。

　必要に応じて、光透過率を制御すべき波長の光が調光層の内部で多重反射するように、誘電体材料層の厚さを調節してもよい。こうすることにより、調光層の透明時の光透過率を１００％に近づけることができる。

　また、必要に応じて、ナノカーボン膜上あるいは上方に、金属ナノ粒子や金属ナノワイヤを形成し、これらの表面プラズモン・ポラリトン現象を利用することにより、ナノカーボン膜１層当たりの光透過率を、例えば９７．７％よりも低くすることができる。

　上述したとおり、ナノカーボン膜をグラフェンから構成することができるが、グラフェン（graphene）とは、１原子の厚さのｓｐ²結合炭素原子のシート状物質を指し、炭素原子とその結合から作製された蜂の巣のような六角形格子構造を有する。そして、このような特性のグラフェンを、撮像素子や撮像装置、調光装置、シャッター装置といった電子デバイスに応用する利点として、調光層１層当たりの透明時の光透過率がほぼ１００％と高いこと、調光層１層当たりのシート抵抗値が１ｋΩ／□と低いこと、膜厚が０．３ｎｍと薄いことを挙げることができる。

　また、グラフェンは、上述したとおり、電圧の印加により光透過率が変化するという特徴を有する。図２９Ａ、図２９Ｂ、図２９Ｃ、図２９Ｄに、グラフェンのバンド構造において、フェルミ準位Ｅ_fの変動に基づく禁制帯の変動を模式的に示す。

　図２９Ａに示すように、グラフェンは、通常の半導体とは異なり、ディラックポイントＤｐを対称点として、価電子帯と伝導帯が線形の分散関係を有するゼロギャップ半導体である。通常、フェルミ準位Ｅ_fは、ディラックポイントＤｐに存在するが、電圧の印加やドーピング処理によってシフトさせることができる。

　例えば、図２９Ｂに示すように、電圧の印加やドーピング処理によってフェルミ準位Ｅ_fを移動させた場合、例えば矢印Ｅ_aで示すように、２｜ΔＥ_f｜よりも大きいエネルギーの光学遷移は可能である。一方、矢印Ｅ_bで示すように、２｜ΔＥ_f｜以下のエネルギーの光学遷移は禁制にできる。即ち、２｜ΔＥ_f｜以下のエネルギーを有する光に対してグラフェンは透明である。このように、グラフェンでは、フェルミ準位Ｅ_fをシフトさせることで、所望の波長（周波数）の光に対する光透過率を変える（制御する）ことができる。図２９Ｃに示すように、グラフェンにｎ型の不純物をドーピングした場合、フェルミ準位Ｅ_fを、ディラックポイントＤｐから伝導帯側にシフトさせることができる。一方、図２９Ｄに示すように、グラフェンにｐ型の不純物をドーピングした場合、フェルミ順位Ｅ_fを、ディラックポイントＤｐから価電子帯側にシフトさせることができる。

　また、グラフェンに電圧を印加すると赤外領域の光透過率が変化することがＣｈｅｎらによって報告されている（Nature 471, 617-620 (2011)）。図３０に、この報告における実験結果を示す。図３０には、フィルム状のグラフェン１層を一対の電極で挟み、印加電圧を変化させたときの赤外領域の光透過率変化が示されており、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は光透過率（％）である。

　図３０に示すように、印加電圧を、０．２５ｅＶから４ｅＶの範囲で変化させている。また、グラフの縦軸は、下が光透過率１００％、上が光透過率９７．６％(グラフェン１層が吸収する量)である。図３０によれば、測定した全波長領域において、印加電圧を高い方向に変化させると、波長が短い領域に比べて、長い領域の方が光透過率は１００％に近づくことが判る。更に、印加電圧が高い程、光透過率が１００％に近づく領域が短波長側に拡大していることから、印加電圧によって光透過率を変調（制御）可能な光の波長領域を短波長側に拡大できることが判る。以上の結果は原子１層における結果であるが、このように、印加電圧の大小により、近赤外領域から赤外領域、テラヘルツ領域まで、光透過率を波長に応じて変化させることができる。

　また、これらの特性は、グラフェンのみならず、カーボンナノチューブやフラーレン等の他のナノカーボン材料にも共通している。

　実施例１は、本開示の第１の態様に係る調光装置（調光素子）に関する。

　図１Ａ及び図１Ｂに模式的な一部断面図を示すように、実施例１の調光装置（調光素子）１００は、第１ナノカーボン膜１１４、第１中間層１１７Ａ、誘電体材料層１１６及び第２中間層１１７Ｂが積層された調光層１１３が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１であり、図１Ａに示す例ではＭ＝３、図１Ｂに示す例ではＭ＝４）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層１１３_Mを構成する第２中間層１１７Ｂの上には第２ナノカーボン膜１１５が形成されて成る。そして、第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５に電圧が印加される。

　尚、図示した例では、第１ナノカーボン膜１１４が上側に位置し、第２ナノカーボン膜１１５が下側に位置するので、第Ｍ番目の調光層１１３_Mを構成する第２中間層１１７Ｂの下には第２ナノカーボン膜１１５が形成されている。即ち、第２ナノカーボン膜１１５が、第Ｍ番目の調光層１１３_Mを構成する第２中間層１１７Ｂの上に形成されているか、下に形成されているかは、第１ナノカーボン膜１１４と第２ナノカーボン膜１１５との位置関係に依存した相対的なものである。上述したような、第１ナノカーボン膜１１４が第２ナノカーボン膜１１５よりも上に位置する場合には、第２ナノカーボン膜１１５が第Ｍ番目の調光層１１３_Mを構成する第２中間層１１７Ｂの「下」に形成されているが、このような構成も、『第Ｍ番目の調光層１１３_Mを構成する第２中間層１１７Ｂの「上」に、第２ナノカーボン膜１１５が形成されている』という概念に包含される。

　ここで、実施例１の調光装置１００にあっては、第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５に電圧が印加されることで、調光層１１３，１１３_Mにおける光透過率が制御される。即ち、第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５に適切な電圧を印加することで、所望の波長レンジを有する光に対して調光層１１３，１１３_Mを透明な状態とすることができる。そして、Ｍが奇数の場合（図１Ａ参照）、奇数番目の第１ナノカーボン膜１１４は、共通の第１配線１１８に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５は、共通の第２配線１１９に接続されている。一方、Ｍが偶数の場合（図１Ｂ参照）、奇数番目の第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５は、共通の第１配線１１８に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜１１４は、共通の第２配線１１９に接続されている。第１配線１１８、第２配線１１９は、図示しない調光装置制御回路に接続されている。例えば、第１配線１１８に正の電位を加え、第２配線１１９を接地してもよいし、あるいは又、第１配線１１８を接地し、第２配線１１９に正の電位を加えてもよいし、第１配線１１８に負の電位を加え、第２配線１１９を接地してもよいし、あるいは又、第１配線１１８を接地し、第２配線１１９に負の電位を加えてもよいし、第１配線１１８に正の電位を加え、第２配線１１９に負の電位を加えてもよいし、あるいは又、第１配線１１８に負の電位を加え、第２配線１１９に正の電位を加えてもよい。尚、Ｍが奇数の場合（図１Ａ参照）、奇数番目の第１ナノカーボン膜１１４を第１のコンタクトホール（図示せず）を介して電気的に接続すると共に共通の第１配線１１８に接続し、偶数番目の第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５を第２のコンタクトホール（図示せず）を介して電気的に接続すると共に共通の第２配線１１９に接続してもよい。同様に、Ｍが偶数の場合（図１Ｂ参照）、奇数番目の第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５を第１のコンタクトホール（図示せず）を介して電気的に接続すると共に共通の第１配線１１８に接続し、偶数番目の第１ナノカーボン膜１１４を第２のコンタクトホール（図示せず）を介して電気的に接続すると共に共通の第２配線１１９に接続してもよい。

　第１ナノカーボン膜１１４及び第２ナノカーボン膜１１５はグラフェンから構成されている。また、第１中間層１１７Ａ及び第２中間層１１７Ｂは二酸化チタン（ＴｉＯ₂）から成り、誘電体材料層１１６は、Ａｌ₂Ｏ₃やＨｆＯ₂、ＺｒＯ₂等から成る。更には、第１配線、第２配線、後述する接続配線を設けることに起因した光透過率の低下や視認性への影響を防止するために、第１配線１１８及び第２配線１１９は、ナノカーボン膜から成り、あるいは又、透明導電材料層から成る。以下において説明する種々の実施例においても、ナノカーボン膜、中間層、誘電体材料層、第１配線、第２配線、接続配線を構成する材料を同様とすることができる。

　グラフェンは、例えば、以下に説明する製造方法で形成することができる。即ち、基体上にグラフェン化触媒を含む膜を成膜する。そして、グラフェン化触媒を含む膜に対して気相炭素供給源を供給すると同時に、気相炭素供給源を熱処理して、グラフェンを生成させる。その後、グラフェンを所定の冷却速度で冷却することで、フィルム状のグラフェンをグラフェン化触媒を含む膜上に形成することができる。グラフェン化触媒として、ＳｉＣ等の炭素化合物の他、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｕ、Ｖ、及びＺｒから選択される少なくとも１種類の金属を挙げることができる。また、気相炭素供給源として、例えば、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、エタノール、アセチレン、プロパン、ブタン、ブタジエン、ペンタン、ペンテン、シクロペンタジエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン及びトルエンから選択される少なくとも１種類の炭素源を挙げることができる。そして、以上のようにして形成されたフィルム状のグラフェンを、グラフェン化触媒を含む膜から分離することにより、グラフェンを得ることができる。

　具体的には、実施例１における調光装置を製造するには、例えば、圧延した厚さ３５μｍの銅箔を電気炉内で水素雰囲気（水素流量２０ｓｃｃｍ）中において１０００゜Ｃに加熱し、メタンガスを３０ｓｃｃｍの流量で３０分間、供給することで、グラフェンから成る第１ナノカーボン膜１１４を銅箔上に形成する。次いで、グラフェン上に、第１中間層１１７Ａ、誘電体材料層１１６、第２中間層１１７Ｂを、順次、形成する。こうして、第１層目の調光層を形成することができる。一方、同様にして、グラフェンから成る第１ナノカーボン膜１１４、第１中間層１１７Ａ、誘電体材料層１１６、第２中間層１１７Ｂが、順次、銅箔上に形成された第２層目の調光層を形成することができる。そして、第２中間層１１７Ｂの上にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のアセトン希釈溶液をスピンコートにて塗布した後、溶液を乾燥させてＰＭＭＡ膜を形成する。その後、第２層目の調光層における銅箔を硝酸鉄水溶液を用いて除去し、ＰＭＭＡ膜に貼り合わされた第２層目の調光層を構成する第１ナノカーボン膜１１４を、第１層目の調光層を構成する第２中間層１１７Ｂ上に転写した後、アセトン溶媒を用いてＰＭＭＡ膜を除去する。こうして、２層の調光層が積層された積層構造を得ることができる。そして、このようにして所望の層数（Ｍ層）を有する積層構造を形成した後、第２ナノカーボン膜１１５を、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層上に、上記と同様の方法に基づき貼り合わせればよい。最後に、こうして得られた積層構造から銅箔を除去した後、撮像素子が予め形成された基体とを貼り合わせればよい。上記の成膜工程にあっては、第１ナノカーボン膜１１４を予め透明基板上に貼り合わせた後、第１ナノカーボン膜１１４上に、第１中間層１１７Ａ、誘電体材料層１１６、第２中間層１１７Ｂを、順次、形成してもよい。各成膜工程においては、例えば、ロール・ツー・ロール方式による連続的に成膜する方法や、局所的に電極を加熱し連続的にグラフェンを成膜する方法等を適用することもできる。

　先に、図２９Ａ、図２９Ｂ、図２９Ｃ、図２９Ｄを用いて説明したように、第１配線１１８と第２配線１１９との間に印加する電圧の値を変えることで、フェルミ準位Ｅ_fを移動させることができる結果、所望の波長（周波数）の光に対する光透過率を変える（制御する）ことができる。あるいは又、第１ナノカーボン膜１１４、第２ナノカーボン膜１１５に対してドーピング処理を行うことでも、フェルミ準位Ｅ_fを移動させることができる結果、所望の波長（周波数）の光に対する光透過率を変える（制御する）ことができる。

　あるいは又、高い比誘電率を有する誘電体材料から調光層を構成する誘電体材料層を構成することで、グラフェンにドープされるキャリアの量が多くなる。即ち、第１ナノカーボン膜１１４、第２ナノカーボン膜１１５において保持される電荷量の増加を図ることができる。そして、以上の結果、所望の波長（周波数）の光に対する光透過率を変える（制御する）ことができる。

　以下、比誘電率の異なるＡｌ₂Ｏ₃（比誘電率＝８．２）、ＩＧＺＯ（比誘電率＝９）を誘電体材料層として用いて、透過可能な光の波長領域の拡大が図られる例を説明する。

　図２７及び図２８Ａに、第１ナノカーボン膜／誘電体材料層／第２ナノカーボン膜を積層したナノカーボン膜積層構造体の光透過スペクトルの一例を示す。ここで、図２７は、ナノカーボン膜積層構造体における誘電体材料層をＡｌ₂Ｏ₃から構成した例であり、第２ナノカーボン膜を接地し、第１ナノカーボン膜への印加電圧を、－７０ボルトから＋７０ボルトの範囲で変化させている。図２７の縦軸は光透過率（単位：％）を示す。一方、図２８Ａは、ナノカーボン膜積層構造体における誘電体材料層をＩＧＺＯから構成した例であり、第２ナノカーボン膜を接地し、第１ナノカーボン膜への印加電圧を、－２０ボルトから＋４０ボルトの範囲で変化させている。図２８Ａの縦軸は光透過率を示す。更には、図２８Ｂは、印加電圧による光透過スペクトルの変化を説明するために、図２８Ａを処理したグラフであり、図２８Ａにおける印加電圧０ボルトのときの光透過スペクトルを基準とした場合の、スペクトル比ａ（０ボルト／０ボルト）及びスペクトル比ｂ（＋２０ボルト／０ボルト）である。

　図２７に示すように、誘電体材料層をＡｌ₂Ｏ₃から構成した場合、印加電圧＋３０ボルト以上の光透過スペクトル（中太線）は、１１００ｎｍ付近からスペクトルの立ち上がりがみられる。即ち、印加電圧によって透過可能な光の波長領域（光透過率変調可能な領域）を１１００ｎｍ付近まで拡大できることが判る。一方、図２８Ａに示すように、誘電体材料層をＩＧＺＯから構成した場合、印加電圧＋２０ボルトの光透過スペクトル（中太線）は、１０００ｎｍよりも短波長側から立ち上がりがみられる。即ち、印加電圧によって透過可能な光の波長領域（光透過率変調可能な領域）を１０００ｎｍよりも短波長側に拡大できることが判る。

　比誘電率の値は、Ａｌ₂Ｏ₃よりもＩＧＺＯの比誘電率の方が大きい。従って、比誘電率が大きい誘電体材料層ほど、電圧印加によって禁制遷移の波長が短波長側にシフトし、透過可能な光の波長領域が短波長側に拡大できることが判る。また、図２７に示すように、印加電圧が大きいほど、透過可能な光の波長領域をより短波長側に拡大できることが判る。例えば、印加電圧１０ボルトでは、１２００ｎｍ付近まで、印加電圧３０ボルトでは、１１００ｎｍ付近まで透過可能な光の波長範囲を拡大できることが判る。

　以上のとおり、実施例１の調光装置（調光素子）にあっては、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜を有する調光層が設けられており、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加されるので、調光層の光透過率の制御を行うことができる。即ち、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に所定の電圧Ｖ₀を印加することで、所望の波長レンジを有する光に対して調光層を透明な状態とすることができる。

　ところで、１層のグラフェン当たりの光透過率変調幅（光透過率の変化幅ΔＴ）は約２．３％であるが、調光層を形成する際、グラフェンと誘電体材料層との界面が均一でないと、誘電体材料からのキャリアがグラフェンにドープされず、グラフェンの光透過率変調が不均一になる虞がある。特に、強誘電体材料から成る誘電体材料層をスパッタリング法等で成膜するとき、誘電体材料層の表面が荒れる場合があり、このような誘電体材料層の上にグラフェンを積層しても、界面が荒れているために、キャリア全てがグラフェンにドープされない虞がある。然るに、誘電体材料層とナノカーボン膜との間に中間層を形成することで、即ち、ナノカーボン膜と誘電体材料層との間に、平坦性を改善する平坦化層として機能する中間層を形成することで、このような問題の発生を確実に防止することができる。また、中間層は、同時に、密着改善層及び反射防止層としても機能するので、ナノカーボン膜と誘電体材料層との間の密着性の改善、ナノカーボン膜と誘電体材料層との間における剥離発生の防止、ナノカーボン膜と誘電体材料層との間での入射光の不要な反射発生の抑制を図ることもできる。また、ナノカーボン膜は、光透過率に波長依存性が無く、透過スペクトルが平坦であり、色相がニュートラルであるし、光透過率の変化に要する時間が短い。しかも、機械的な駆動が不要であり、構造を簡素化することができるし、低背化（薄型化）、微細化が容易である。更には、印加する電圧を適切に選択することで、所望の波長以上の波長の光に対する調光層の実効的な光透過率を制御することができ、例えば、所望の波長の値を青色（例えば，３８０ｎｍ）とし、所定の電圧Ｖ₀を印加したとき、所望の波長以上の波長の光（例えば、可視光以上の波長帯域を有する光）に対する光透過率が概ね１００％となるように設定することで、所望の光透過率の値を正確に、しかも、容易に得ることができる。以下の実施例においても同様である。

　奇数番目の第１ナノカーボン膜、偶数番目の第１ナノカーボン膜、及び、第２ナノカーボン膜に、不純物をドーピングしてもよい。具体的には、
［Ａ－１］（第１配線に接続されたナノカーボン膜に第１導電型の不純物がドーピングされた状態，第２配線に接続されたナノカーボン膜に第２導電型の不純物がドーピングされた状態）
［Ａ－２］（第１配線に接続されたナノカーボン膜に第１導電型の不純物がドーピングされた状態，第２配線に接続されたナノカーボン膜に不純物がドーピングされていない状態）
［Ａ－３］（第１配線に接続されたナノカーボン膜に不純物がドーピングされていない状態，第２配線に接続されたナノカーボン膜に第２導電型の不純物がドーピングされた状態）
［Ｂ－１］（第１配線に接続されたナノカーボン膜に第２導電型の不純物がドーピングされた状態，第２配線に接続されたナノカーボン膜に第１導電型の不純物がドーピングされた状態）
［Ｂ－２］（第１配線に接続されたナノカーボン膜に第２導電型の不純物がドーピングされた状態，第２配線に接続されたナノカーボン膜に不純物がドーピングされていない状態）
［Ｂ－３］（第１配線に接続されたナノカーボン膜に不純物がドーピングされていない状態，第２配線に接続されたナノカーボン膜に第１導電型の不純物がドーピングされた状態）
の６通りの状態を挙げることができる。

　実施例２は、本開示の第２の態様に係る調光装置（調光素子）に関する。図２Ａに模式的な一部断面図を示すように、実施例２の調光装置（調光素子）２００は、
　一対の電極２１１，２１２、及び、
　一対の電極２１１，２１２に挟まれた調光層２１３、
を備えている。そして、調光層２１３は、第１誘電体材料層２１６Ａ、第１中間層２１７Ａ、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜２１４、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜２１５、第２中間層２１７Ｂ、及び、第２誘電体材料層２１６Ｂの積層構造を有し、一対の電極２１１，２１２に電圧が印加される。

　尚、（第１ナノカーボン膜２１４における不純物のドーピング状態，第２ナノカーボン膜２１５における不純物のドーピング状態）として、
［Ｃ－１］（第１ナノカーボン膜２１４に第１導電型の不純物がドーピングされた状態，第２ナノカーボン膜２１５に第２導電型の不純物がドーピングされた状態）
［Ｃ－２］（第１ナノカーボン膜２１４に第１導電型の不純物がドーピングされた状態，第２ナノカーボン膜２１５に不純物がドーピングされていない状態）
［Ｄ－１］（第１ナノカーボン膜２１４に不純物がドーピングされていない状態，第２ナノカーボン膜２１５に第２導電型の不純物がドーピングされた状態）
［Ｄ－２］（第１ナノカーボン膜２１４に不純物がドーピングされていない状態，第２ナノカーボン膜２１５に不純物がドーピングされていない状態）
の４通りの状態を挙げることができる。具体的には、実施例２にあっては、第１ナノカーボン膜２１４には、第１導電型（より具体的には、ｎ型）の不純物がドーピングされており、第２ナノカーボン膜２１５には、第２導電型（より具体的には、ｐ型）の不純物がドーピングされている。

　ここで、第１ナノカーボン膜２１４及び第２ナノカーボン膜２１５は、実施例１と同様にグラフェンから構成されている。また、一対の電極を構成する第１電極２１１及び第２電極２１２は、ナノカーボン膜、具体的には、１層のグラフェンから構成されている。第１誘電体材料層２１６Ａ、第２誘電体材料層２１６Ｂ、第１中間層２１７Ａ、第２中間層２１７Ｂは、実施例１において説明した材料から構成されている。

　そして、実施例２の調光装置にあっては、一対の電極２１１，２１２に電圧が印加されることで第１ナノカーボン膜２１４及び／又は第２ナノカーボン膜２１５に生じる電荷量が制御され、調光層２１３における光透過率が制御される。尚、第１ナノカーボン膜２１４及び第２ナノカーボン膜２１５の２層が積層されており、１層のグラフェン当たりの光透過率変調幅は約２％であるので、実施例２の調光装置の光透過率変調幅（光透過率の変化幅）ΔＴは約４％である。

　具体的には、上述したとおり、第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型であり、第１ナノカーボン膜２１４と第１誘電体材料層２１６Ａを介して対向する第１電極２１１には、第２ナノカーボン膜２１５と第２誘電体材料層２１６Ｂを介して対向する第２電極２１２よりも高い電圧が印加される（図２Ｂ参照）。第２ナノカーボン膜２１５及び第２誘電体材料層２１６Ｂは、電気的にフローティング状態にある。それ故、第１ナノカーボン膜２１４には負の電荷が誘起され、第２ナノカーボン膜２１５には正の電荷が誘起される（図２Ｂ参照）。ここで、第１ナノカーボン膜２１４にはｎ型の不純物がドーピングされており、第２ナノカーボン膜２１５にはｐ型の不純物がドーピングされているので、第１ナノカーボン膜２１４と第２ナノカーボン膜２１５の界面にはＰＮ接合が形成される。従って、逆バイアス状態の電圧を一対の電極２１１，２１２に印加している間、第１ナノカーボン膜２１４と第２ナノカーボン膜２１５との間に空乏層が形成されるので、第１ナノカーボン膜２１４及び第２ナノカーボン膜２１５のそれぞれに、電荷が保持される。そして、以上の結果として、調光層２１３を高い光透過率にて通過（透過）可能な光の波長帯域が決定される。

　具体的には、一対の電極２１１，２１２の間に高い第１の電圧Ｖ_Hを印加すると、調光層２１３の光透過率と調光装置を通過した光の波長との関係は、図２Ｃの概念図における「Ａ」の状態となる。一方、一対の電極２１１，２１２の間に低い第２の電圧Ｖ_L（Ｖ_L＜Ｖ_H）を印加すると、調光層２１３の光透過率と調光装置を通過した光の波長との関係は、図２Ｃの概念図における「Ｂ」の状態となる。これによって、一対の電極２１１，２１２の間への第１の電圧Ｖ_Hの印加時、波長λ_L以上の波長の光を、波長λ_L未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過（透過）させることができる（図２Ｃの概念図における「Ａ」の状態を参照）。また、一対の電極２１１，２１２の間への第２の電圧Ｖ_Lの印加時、波長λ_H（但し、λ_H＞λ_L）以上の波長の光を、波長λ_H未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過（透過）させることができる（図２Ｃの概念図における「Ｂ」の状態）。即ち、一対の電極２１１，２１２に印加される電圧に応じて、調光装置の調光状態と光の波長帯域との関係を制御することができる。尚、一対の電極２１１，２１２を第１ナノカーボン膜１１４、第２ナノカーボン膜１１５に置き換えれば、以上の説明は、実施例１の調光装置に対して適用することができる。

　具体的には、実施例２における調光装置を製造するには、例えば、圧延した厚さ３５μｍの銅箔を電気炉内で水素雰囲気（水素流量２０ｓｃｃｍ）中において１０００゜Ｃに加熱し、メタンガスを３０ｓｃｃｍの流量で３０分間、供給することで、グラフェンから成る第１ナノカーボン膜２１４を銅箔上に形成する。次いで、ドーパント層をグラフェン上に形成する。そして、第１電極２１１、第１誘電体材料層２１６Ａ及び第１中間層２１７Ａが形成された基体の第１中間層２１７Ａと第１ナノカーボン膜２１４とを貼り合わせ、硝酸鉄水溶液を用いて銅箔を除去する。一方、同様に、例えば、圧延した厚さ３５μｍの銅箔を電気炉内で水素雰囲気（水素流量２０ｓｃｃｍ）中において１０００゜Ｃに加熱し、メタンガスを３０ｓｃｃｍの流量で３０分間、供給することで、グラフェンから成る第２ナノカーボン膜２１５を銅箔上に形成する。次いで、ドーパント層をグラフェン上に形成し、更に、第２中間層２１７Ｂ、第２誘電体材料層２１６Ｂを形成する。そして、第２誘電体材料層２１６Ｂの上にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のアセトン希釈溶液をスピンコートにて塗布した後、溶液を乾燥させてＰＭＭＡ膜を形成する。その後、硝酸鉄水溶液を用いて銅箔を除去し、ＰＭＭＡ膜に貼り合わされた第２ナノカーボン膜２１５を第１ナノカーボン膜２１４上に転写した後、アセトン溶媒を用いてＰＭＭＡ膜を除去する。こうして、第１誘電体材料層２１６Ａ、第１中間層２１７Ａ、グラフェンから成る第１ナノカーボン膜２１４及び第２ナノカーボン膜２１５、第２中間層２１７Ｂ、並びに、第２誘電体材料層２１６Ｂの積層構造を得ることができる。尚、基体には、例えば、撮像素子が予め形成されている。各成膜工程においては、例えば、ロール・ツー・ロール方式による連続的に成膜する方法や、局所的に電極を加熱し連続的にグラフェンを成膜する方法等を適用することもできる。

　実施例２の調光装置（調光素子）にあっては、一対の電極に電圧を印加したとき、印加された電圧の極性に応じて、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜のいずれか一方に正又は負の電荷が誘起され、他方に負又は正の電荷が誘起される。その結果、調光層を高い光透過率にて通過可能な光の波長帯域が決まる。即ち、所望の波長帯域における調光層の光透過率の制御を行うことができる。しかも、第１ナノカーボン膜には第１導電型の不純物がドーピングされており、第２ナノカーボン膜には第２導電型の不純物がドーピングされているので、第１ナノカーボン膜と第２ナノカーボン膜の界面にはＰＮ接合が形成され、逆バイアス状態の電圧を一対の電極に印加している間、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜のそれぞれに電荷が保持される。また、一対の電極の間には電流が流れないので、低消費電力を達成することができる。

　実施例３は、実施例２の変形である。模式的な一部断面図を図３に示すように、実施例３の調光装置（調光素子）２００’にあっては、
　Ｎ層（図示した例では、Ｎ＝５）の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極を備えており、
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極は、交互に積層されており、
　奇数番目の電極は第１配線２１８に接続され、偶数番目の電極は第２配線２１９に接続されている。

　具体的には、第１電極２１１、第１誘電体材料層２１６Ａ、第１中間層２１７Ａ、第１ナノカーボン膜２１４、第２ナノカーボン膜２１５、第２中間層２１７Ｂ、第２誘電体材料層２１６Ｂ、第２電極２１２、第２誘電体材料層２１６Ｂ、第２中間層２１７Ｂ、第２ナノカーボン膜２１５、第１ナノカーボン膜２１４、第１中間層２１７Ａ、第１誘電体材料層２１６Ａ、第１電極２１１、第１誘電体材料層２１６Ａ、第１中間層２１７Ａ、第１ナノカーボン膜２１４、第２ナノカーボン膜２１５、第２中間層２１７Ｂ、第２誘電体材料層２１６Ｂ、第２電極２１２・・・といった構造を有する。即ち、奇数番目の調光層と、偶数番目の調光層とでは、第１誘電体材料層、第１ナノカーボン膜、第１中間層、第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層順が逆転している。そして、このような構成を採用することで、全体としては、実施例２の調光層２１３が、Ｎ層、積層された構造となり、光透過率の変化幅の拡大を図ることができる。

　尚、Ｎ層の調光層をＮ’層の調光装置から成る群に分け、調光装置の各群において、一方の電極を第１配線２１８に接続し、他方の電極を第２配線２１９に接続してもよい。

　実施例４は、本開示の第３の態様に係る調光装置（調光素子）に関する。図４Ａ、図４Ｂに模式的な一部断面図を示すように、実施例４の調光装置（調光素子）３００₁，３００₂は、
　一対の電極３１１，３１２、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層３１３、
を備えており、
　調光層３１３は、第１誘電体材料層３１６Ａ、第１中間層３１７Ａ、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜３１４、第２中間層３１７Ｂ、及び、第２誘電体材料層３１６Ｂの積層構造を有し、
　一対の電極３１１，３１２に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜３１４に印加される。

　具体的には、図４Ａに示すように、不純物はｐ型であり、ナノカーボン膜３１４には、一対の電極３１１，３１２に印加される電圧よりも高い電圧が印加される。あるいは又、図４Ｂに示すように、不純物はｎ型であり、ナノカーボン膜３１４には、一対の電極３１１，３１２に印加される電圧よりも低い電圧が印加される。尚、実施例１と同様に、ナノカーボン膜３１４は、グラフェンから構成されている。

　以上に説明した点を除き、実施例４の調光装置（調光素子）は、実施例２において説明した調光装置（調光素子）と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。実施例４の調光装置（調光素子）において、調光層は、第１誘電体材料層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加されるので、調光層の光透過率の制御を行うことができる。

　実施例５は、本開示の第４の態様に係る調光装置（調光素子）に関する。図５に模式的な一部断面図を示すように、実施例５の調光装置（調光素子）４００は、
　一対の電極４１１，４１２、及び、
　一対の電極４１１，４１２に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層４１３が積層された積層構造体４１３’、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層４１３（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層４１６Ａ、第１中間層４１７Ａ、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜４１４、第２中間層４１７Ｂ、第２誘電体材料層４１６Ｂ、第３中間層４１７Ｃ、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜４１５、及び、第４中間層４１７Ｄの積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層４１３にあっては、更に、第４中間層４１７Ｄの上に第３誘電体材料層４１６Ｃが形成されており、
　第２ナノカーボン膜４１５には、第１ナノカーボン膜４１４と異なる電圧が印加される。具体的には、第２ナノカーボン膜４１５には、第１ナノカーボン膜４１４よりも高い電圧が印加される。

　尚、図示した例では、第１番目の調光層４１３が上側に位置し、第Ｐ番目の調光層４１３が下側に位置するので、第Ｐ番目の調光層４１３にあっては、更に、第４中間層４１７Ｄの下に第３誘電体材料層４１６Ｃが形成されている。即ち、第３誘電体材料層４１６Ｃが、第４中間層４１７Ｄの上に形成されているか、下に形成されているかは、第１番目の調光層と第Ｐ番目の調光層との位置関係に依存した相対的なものである。上述したような、第１番目の調光層が第Ｐ番目の調光層よりも上に位置する場合には、第４中間層４１７Ｄの「下」に第３誘電体材料層４１６Ｃが形成されているが、このような構成も、『第Ｐ番目の調光層４１３にあっては、更に、第４中間層４１７Ｄの「上」に第３誘電体材料層４１６Ｃが形成されている』という概念に包含される。

　電極４１２及び第１ナノカーボン膜４１４は、共通の第１配線４１８に接続され、電極４１１及び第２ナノカーボン膜４１５は、共通の第２配線４１９に接続されている。従って、電極４１１には、共通の第２配線４１９を介して、第２ナノカーボン膜４１５に印加される電圧と同じ電圧が印加される。一方、電極４１２には、共通の第１配線４１８を介して、第１ナノカーボン膜４１４に印加される電圧と同じ電圧が印加される。

　以上に説明した点を除き、実施例５の調光装置（調光素子）は、実施例２において説明した調光装置（調光素子）と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。実施例６の調光装置（調光素子）においては、所定の構成を有するＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体を備えており、第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加されるので、調光層の光透過率の制御を行うことができる。

　実施例６は、本開示の第１の態様～第４の態様に係る撮像素子及び撮像装置に関する。実施例６の撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁は、受光素子（フォトセンサ、フォトダイオード、光電変換素子）２７、及び、受光素子の光入射側に配置され、実施例１～実施例５において説明した本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置１００，２００，２００’，３００₁，３００₂，４００から構成されている。尚、調光装置１００，２００，２００’，３００₁，３００₂，４００を総称して、以下、『調光装置２１』と呼ぶ場合がある。また、実施例６の撮像装置は、２次元マトリクス状に配列された撮像素子Ｒ₁，Ｒ₀，Ｇ₁，Ｇ₀，Ｂ₁，Ｂ₀を備えており、２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁は、受光素子（光電変換素子）、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置（調光素子）２１から構成されている。即ち、２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁は、実施例６の撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁から構成されている。

　実施例６の撮像素子の模式的な一部断面図を図６Ａ及び図６Ｂに示す。また、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａに、撮像素子群のレイアウトを模式的に示す。ここで、図６Ａに示す撮像素子２０₁は、裏面照射型の撮像素子であり、また、図６Ｂに示す撮像素子２０₂は、表面照射型の撮像素子である。撮像素子Ｒ₁，Ｒ₀，Ｇ₁，Ｇ₀，Ｂ₁，Ｂ₀は、例えば、ベイヤ配列に基づき配列されている。

　撮像素子２０₁，２０₂は、シリコン半導体基板２２と、ＳｉＯ₂から成る層間絶縁膜２３と、実施例１～実施例５において説明した調光装置２１（１００，２００，２００’，３００₁，３００₂，４００）と、保護膜２４と、カラーフィルター層（あるいは、透明膜）２５と、集光レンズ（オンチップレンズ）２６とが積層された構造を有する。即ち、カラーフィルター層２５は、受光素子の光入射側に配置されている。シリコン半導体基板２２の表面部分には受光素子２７が形成されている。また、撮像素子と撮像素子との間には、遮光膜２８が設けられている。尚、遮光膜２８は、具体的には、隣接する画素間の部分に、即ち、画素と画素との間に、一種、格子状に設けられている。裏面照射型の撮像素子２０₁にあっては、シリコン半導体基板２２の裏面側に、調光装置２１等の積層構造が形成されており、表面照射型の撮像素子２０₂にあっては、シリコン半導体基板２２の表面側に、調光装置２１等の積層構造が形成されている。また、裏面照射型の撮像素子２０₁にあっては、シリコン半導体基板２２の表面側に、ＳｉＯ₂から成る層間絶縁層２９Ａ、保護膜２９Ｂが形成されている。入射した光が受光素子２７において光電変換されることによって信号電荷が生成され、蓄積される。調光装置２１には第１配線、第２配線が配されているが、第１配線、第２配線の図示は省略している。裏面照射型の撮像素子２０₁及び表面照射型の撮像素子２０₂の構成、構造は、調光装置２１を除き、周知の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、撮像装置、それ自体も、周知の撮像装置と同様の構成とすることができるし、撮像素子の駆動方法、撮像装置の駆動方法も周知の駆動方法とすることができるので、詳細な説明は省略する。実施例６の撮像素子は、低背化（薄型化）を達成することができるので、高感度で、しかも、画素間の混色や感度シェーディングが小さい撮像素子、撮像装置を得ることができる。

　図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａにおいて、「Ｒ₀」、「Ｒ₁」は、赤色カラーフィルター層が形成された撮像素子であり、赤色を受光する。このような撮像素子を、便宜上、『赤色撮像素子』と呼ぶ。また、「Ｇ₀」、「Ｇ₁」は、緑色カラーフィルター層が形成された撮像素子であり、緑色を受光する。このような撮像素子を、便宜上、『緑色撮像素子』と呼ぶ。更には、「Ｂ₀」、「Ｂ₁」は、青色カラーフィルター層が形成された撮像素子であり、青色を受光する。このような撮像素子を、便宜上、『青色撮像素子』と呼ぶ。図示した例では、１つの赤色撮像素子、２つの緑色撮像素子及び１つの青色撮像素子によって１つの単位撮像素子群が構成されており、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａにおいては、１６の単位撮像素子群が図示されている。図７Ｂに示すように、調光装置２１は、行単位に配列された撮像素子に備えられていてもよいし、図示しないが、調光装置は、列単位に配列された撮像素子に備えられていてもよい。撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀には、調光装置２１は設けられておらず、その代わりに、ポリスチレン系樹脂あるいはアクリル樹脂から成る平坦化膜（図示せず）が設けられている。尚、調光装置２１の厚さが充分に薄い場合には、平坦化膜を設けることは不要である。一方、撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁には、調光装置２１が設けられている。このような撮像素子を用い、これに、例えば、ＷＯ２００２／０５６６０４に開示されたＳＶＥ（Spatially Varying Exposure）方式の信号処理を適用することでダイナミックレンジを拡大することができる。

　ところで、調光装置２１は、電圧を印加しない場合、ナノカーボン膜、１枚、当たり約２．３％の光を吸収する。従って、例えば、調光装置２１において、ナノカーボン膜の膜数を６０とすれば、電圧を印加しないときの調光装置２１、全体としての光透過率は約２５％となる。一方、所定の電圧Ｖ₀を印加することで、調光装置２１、全体としての光透過率は１００％に近い値となる。

　ダイナミックレンジは、最大信号量である飽和信号量とノイズの比で表される。そして、このダイナミックレンジが大きい程、明るいシーンでの画像出力信号と暗いシーンでの画像出力信号とを確実に得ることができる。実施例６の撮像素子では、調光装置２１を備えた撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁と、調光装置２１が設けられていない撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀が設けられており、調光装置２１を備えた撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁にあっては、調光装置２１に印加する所定の電圧Ｖ₀の値を制御することによって、あるいは又、調光装置２１に電圧を印加しないことによって、光透過率を制御することで、あるいは又、光透過率を所望の値まで下げることで、飽和電荷量に達するまでの時間が、調光装置２１が設けられていない撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀よりも長くなる。そして、以上の結果として、ダイナミックレンジの拡大を図ることができる。

　尚、一対の電極を設ける場合、一対の電極は、調光装置を備えた撮像素子において共通とすることができる。即ち、隣接する撮像素子間において、各調光装置における第１電極が共通化され、同様に、第２電極が共通化されている形態を採用することができ、これによって、撮像素子の構成、構造の簡素化を図ることができる。また、調光装置を備えた撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁において共通である一対の電極が、調光装置を備えていない撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀にも共通に設けられている形態とすることもでき、これによっても、撮像素子の構成、構造の簡素化を図ることができる。具体的には、これらの場合にあっては、第１電極及び第２電極を、撮像素子間において、所謂ベタ電極とする。グラフェンから第１電極及び第２電極を構成すると、第１電極及び第２電極においても光が吸収されるが、高々４％であり、ＩＴＯ等から成る透明導電材料層から第１電極及び第２電極を構成する場合よりも、光が吸収される量は少ない。調光装置２１を、カラーフィルター層２５とシリコン半導体基板２２の間の領域に配置したが、調光装置２１を、カラーフィルター層２５と集光レンズ２６の間の領域に配置してもよい。

　実施例７は、実施例６の変形である。実施例７にあっては、図９Ｂに撮像素子群のレイアウトを模式的に示すように、赤色撮像素子Ｒ₀、緑色撮像素子Ｇ₀及び青色撮像素子Ｂ₀、並びに、赤外線を受光する撮像素子ＩＲ₁（便宜上、『赤外線撮像素子ＩＲ₁』と呼ぶ）を備えている。撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀は調光装置２１を備えていない。一方、赤外線撮像素子ＩＲ₁は調光装置２１を備えている。撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀，ＩＲ₁によって、単位撮像素子群が構成されている。図９Ｂにおいては、４つの単位撮像素子群が図示されている。尚、赤外線撮像素子ＩＲ₁には、カラーフィルター層が設けられておらず、代わりに、全波長領域の光を通過させる透明膜が設けられている。この透明膜は、カラーフィルター層が形成されないことによって発生する素子表面の段差を埋めるための膜であり、必要に応じて設けられる。赤外線撮像素子ＩＲ₁にあっては、調光装置２１に印加する所定の電圧Ｖ₀を適切に選択することで、赤外線帯域の光を通過させる調光装置を得ることができる。

　実施例７の撮像素子、撮像装置にあっても、調光装置２１へ印加される電圧に基づき、通過可能な光の波長領域を変えることができる。また、実施例７にあっては、赤外線撮像素子ＩＲ₁におけるダイナミックレンジの拡大を図ることができる。

　更には、赤外線撮像素子ＩＲ₁が設けられることにより、撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀から、暗電流によるノイズ成分を除去する機能（ノイズキャンセル機能）を付与することができる。ここで、暗電流とは、光を完全に遮断した場合でも、出力電流や熱によって発生する電荷によって発生するノイズである。撮像素子において暗電流ムラを補正する（即ち、ノイズキャンセルを行う）ためには、調光装置２１として、電圧を印加しない場合の光透過率がほぼ０％であり、電圧を印加した場合の光透過率がほぼ１００％であるような調光装置を用いる。この場合、調光装置２１に電圧を印加しない場合、赤外線撮像素子ＩＲ₁は、光を通過させないため、得られる信号成分は暗電流によるノイズ成分ΔＥのみである。この暗電流によるノイズを、撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀のそれぞれの信号成分から差し引くことによって、それぞれの撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀において、暗電流によるノイズ成分を除去することができる。

　具体的には、赤外線撮像素子ＩＲ₁の調光装置２１に電圧を印加した場合、調光装置２１の光透過率がほぼ１００％となるので、赤外領域以上の信号成分Ｓ_IRが得られる。一方、赤外線撮像素子ＩＲ₁の調光装置２１に電圧を印加しない場合、調光装置２１の光透過率がほぼ０％となるので、暗電流によるノイズ成分ΔＥのみが得られる。例えば、緑色撮像素子Ｇ₀においては、光が緑色カラーフィルター層を通過し、緑色領域の信号成分Ｓ_Gが得られる。また、緑色撮像素子Ｇ₀は赤外領域の光も通過させるため、緑色撮像素子Ｇ₀から読み出される信号成分には、赤外領域の信号成分Ｓ_IRと、暗電流によるノイズ成分ΔＥが加算されている。即ち、緑色撮像素子Ｇ₀から読み出される信号成分Ｓ_G’は、
Ｓ_G’＝（緑色領域の信号成分Ｓ_G）＋（赤外領域以上の信号成分Ｓ_IR）
　　　　＋（暗電流によるノイズ成分ΔＥ）
となる。一方、信号成分Ｓ_IR及び暗電流によるノイズ成分ΔＥは、赤外線撮像素子ＩＲ₁から得られる。従って、緑色撮像素子Ｇ₀から読み出される信号成分Ｓ_G’から、赤外線撮像素子ＩＲ₁から得られる信号成分Ｓ_IR及び暗電流によるノイズ成分ΔＥを減じることによって、緑色領域の信号成分Ｓ_Gを得ることができる。撮像素子Ｒ₀，Ｂ₀においても同様である。そして、このように、実施例７にあっては、赤外線撮像素子ＩＲ₁で得られる信号成分を用いて撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀から赤外成分及びノイズ成分ΔＥの両方を除去することができるため、撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀の上部にＩＲカットフィルターを設ける必要がなくなり、撮像素子の小型化を図ることができるし、製造工程数の削減を図ることができる。

　尚、撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀の上部にＩＲカットフィルターを設ける場合、暗電流によるノイズ成分ΔＥの除去を行うことができる。例えば、緑色撮像素子Ｇ₀においては、光が緑色カラーフィルター層を通過し、緑色領域の信号成分Ｓ_Gが得られる。また、緑色撮像素子Ｇ₀において、赤外領域の光はＩＲカットフィルターによって吸収されるが、緑色撮像素子Ｇ₀から読み出される信号成分には、暗電流によるノイズ成分ΔＥが加算されている。即ち、緑色撮像素子Ｇ₀から読み出される信号成分Ｓ_G’は、
Ｓ_G’＝（緑色領域の信号成分Ｓ_G）＋（暗電流によるノイズ成分ΔＥ）
となる。一方、暗電流によるノイズ成分ΔＥは、赤外線撮像素子ＩＲ₁から得られる。従って、緑色撮像素子Ｇ₀から読み出される信号成分Ｓ_G’から、赤外線撮像素子ＩＲ₁から得られる暗電流によるノイズ成分ΔＥを減じることによって、緑色領域の信号成分Ｓ_Gを得ることができる。撮像素子Ｒ₀，Ｂ₀においても同様である。

　赤外線撮像素子ＩＲ₁に、カラーフィルター層を設けてもよい。具体的には、カラーフィルター層は、調光装置を備えた撮像素子において、調光装置の光入射側に配置されている。以下、赤色を通過させる赤色カラーフィルター層を設けた例を説明する。尚、このような赤外線撮像素子ＩＲ₁を、『赤外線撮像素子ＩＲ－Ｒ₁』と表記する。この場合、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｒ₁では、電圧印加によって、赤外領域の光に応じた信号成分と共に、可視光成分である赤色領域の光に応じた信号成分が得られる。それ故、単位撮像素子群において、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｒ₁を設けたことによって可視光を受光する撮像素子の数が減ることがないため、解像度低下の問題がない。また、電圧印加によって実効的な光透過率を変えることができるため、夜間等の暗いシーンにおいては、高感度撮像における解像度低下への対策が可能となる。更に、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｒ₁は、赤外線撮像素子ＩＲ₁と赤色を受光する赤色撮像素子とを兼ねるため、明るいシーンでの撮像において、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｒ₁で得られる赤色領域の高解像度信号の高周波成分を用いて、緑色撮像素子Ｇ₀の信号劣化分を補うことが可能となる。即ち、色調のシャープな高周波成分を合成して、ぼやけている色調の補正をすることが可能である。

　補正すべき撮像素子の画像出力信号は、下記の式で表すことができる。
画像出力信号＝（受光した信号）＋（Ｃ₁×赤色撮像素子Ｒ₀の高周波成分）
　　　　　　　　　　　　　　　＋（Ｃ₂×緑色撮像素子Ｇ₀の高周波成分）
　　　　　　　　　　　　　　　＋（Ｃ₃×青色撮像素子Ｂ₀の高周波成分）
ここで、Ｃ₁，Ｃ₁₂，Ｃ₃は補正係数であり、補正する箇所の信号により決定される。例えば、補正係数をＣ₁＝０．５０，Ｃ₂＝０．４８，Ｃ₃＝０．０２とし、高周波成分を用いて緑色撮像素子Ｇ₀の信号が補正される。この信号処理により、画像の不鮮明な部分を改善することが可能となる。

　次に、緑色を通過させる緑色カラーフィルター層を設けた例を説明する。尚、このような赤外線撮像素子ＩＲ₁を、『赤外線撮像素子ＩＲ－Ｇ₁』と表記する。この場合、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｇ₁では、調光装置２１への電圧印加によって、赤外領域の光に応じた信号成分と共に、可視光成分である緑色領域の光に応じた信号成分が得られる。それ故、単位撮像素子群において、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｇ₁を設けたことによって可視光を受光する撮像素子の数が減ることがないため、解像度低下の問題がない。また、電圧印加によって実効的な光透過率を変えることができるため、夜間等の暗いシーンにおいては、高感度撮像における解像度低下への対策が可能となる。更に、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｇ₁は、赤外線撮像素子ＩＲ₁と緑色を受光する緑色撮像素子とを兼ねるため、夜間等でも高解像度で可視光～赤外光領域の撮像が可能となる。更には、単位撮像素子群に設けられる緑色撮像素子の割合が、単位撮像素子群において２分の１となるので、緑色の解像度が見かけ上の解像度を向上させることができる。これは、人間の眼の分光感度が緑色付近をピークとしているためである。

　あるいは又、赤外線撮像素子ＩＲ₁にあっては、調光装置２１に印加する所定の電圧Ｖ₀を適切に選択することで、可視光～赤外線帯域の光を通過させる調光装置を得ることができる。このような赤外線撮像素子ＩＲ₁を、便宜上、『赤外線撮像素子ＩＲ－Ｗ₁』と呼ぶ。この場合、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｗ₁から読み出される信号成分は、調光装置２１への電圧の印加の有無に応じて、赤外領域の信号成分と可視光領域（白色光）の信号成分とノイズ成分ΔＥであり、あるいは又、ノイズ成分ΔＥのみである。即ち、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｗ₁では、電圧印加によって、赤外領域の光に応じた信号成分と共に、白色光に応じた信号成分が得られる。これにより、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｗ₁を設けたことによる解像度低下の問題がなく、夜間等の暗いシーンにおいては、電圧印加によって実効的な光透過率を変えることができるため、解像度低下の問題がなくなる。また、赤外線撮像素子ＩＲ－Ｗ₁が赤外線撮像素子と白色撮像素子の効果を兼ねるため、夜間等も高解像度で可視～近赤外領域の撮像が可能となる。

　場合によっては、赤色撮像素子、緑色撮像素子、青色撮像素子に調光装置２１を設けてもよい。また、赤外線撮像素子の代わりに、赤色撮像素子、緑色撮像素子あるいは青色撮像素子を設けてもよい。また、調光装置が、全ての撮像素子に備えられていてもよい。

　あるいは又、カラーフィルター層を設けずに、調光装置をカラーフィルターとして機能させてもよい。具体的には、赤色撮像素子、緑色撮像素子、青色撮像素子のそれぞれに設けられた調光装置２１における誘電体材料層の材料を変える。即ち、例えば、赤外線撮像素子ＩＲ₁における誘電体材料層をＳｉＯ₂から構成し、赤色撮像素子Ｒ₁における誘電体材料層をＨｆＯ₂から構成し、緑色撮像素子Ｇ₁における誘電体材料層をＺｒＯ₂から構成し、青色撮像素子Ｂ₁における誘電体材料層をＰＬＺＴから構成する。誘電体材料層を構成する材料の比誘電率が異なると、ナノカーボン膜に誘起される電荷量が異なり、その結果、波長λ₀以上の波長の光を波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過（透過）させる調光装置におけるλ₀の値を換えることができる。ここで、赤色撮像素子Ｒ₁では、赤外領域と赤色領域の光に応じた信号成分と、ノイズ成分ΔＥが得られる。同様に、緑色撮像素子Ｇ₁では、赤外領域～緑色領域の光に応じた信号成分と、ノイズ成分ΔＥが得られる。また、青色撮像素子Ｂ₁では、赤外領域～青色領域の光に応じた信号成分と、ノイズ成分ΔＥが得られる。従って、赤色撮像素子Ｒ₁における赤色領域の信号成分は、赤色撮像素子Ｒ₁で得られた全体の信号成分から、赤外線撮像素子ＩＲ₁で得られた全体の信号成分を差し引くことにより得ることができる。また、緑色撮像素子Ｇ₁における緑色領域の信号成分は、緑色撮像素子Ｇ₁で得られた全体の信号成分から、赤色撮像素子Ｒ₁で得られた全体の信号成分を差し引くことにより得ることができる。更には、青色撮像素子Ｂ₁における青色領域の信号成分は、青色撮像素子Ｂ₁で得られた全体の信号成分から、緑色撮像素子Ｇ₁で得られた全体の信号成分を差し引くことにより得ることができる。また、赤外線撮像素子ＩＲ₁では、赤外線撮像素子ＩＲ₁の全体の信号成分から、電圧を印加しない状態での撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁のノイズ成分ΔＥを差し引くことにより、赤外領域の信号成分を得ることができる。尚、このような変形例は、実施例６において説明した撮像素子にも適用することができる。

　実施例８は、実施例６～実施例７の変形であり、具体的には、撮像素子の光透過率制御方法に関する。即ち、実施例８の調光装置（調光素子）の光透過率制御方法は、
（ａ）対となったナノカーボン膜との間に（第１ナノカーボン膜１１４と第２ナノカーボン膜１１５との間に）所定の電圧Ｖ₀を印加することで、波長λ₀以上の波長の光を、波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過させる調光装置（調光素子）の光透過率制御方法であり、あるいは又、
（ｂ）一対の電極２１１，２１２の間に所定の電圧Ｖ₀を印加することで、波長λ₀以上の波長の光を、波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過させる調光装置（調光素子）の光透過率制御方法であり、あるいは又、
（ｃ）一対の電極３１１，３１２とナノカーボン膜３１４との間に所定の電圧Ｖ₀をに印加することで、波長λ₀以上の波長の光を、波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過させる調光装置（調光素子）の光透過率制御方法であり、あるいは又、
（ｄ）第１ナノカーボン膜４１４（及び電極４１２）と第２ナノカーボン膜４１５（及び電極４１１）との間に所定の電圧Ｖ₀を印加することで、波長λ₀以上の波長の光を、波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過させる調光装置（調光素子）の光透過率制御方法である。

　そして、これらの調光装置（調光素子）の光透過率制御方法にあっては、パルス状の所定の電圧Ｖ₀のデューティ比を変化させることで、波長λ₀以上の波長の光に対する調光層の実効的な光透過率を制御する。尚、実施例８にあっては、後述する実施例９～実施例１１とは異なり、パルス状の電圧はランダムパルス電圧ではない。尚、上記の（ａ）～（ｄ）における「所定の電圧Ｖ₀の印加」を、便宜上、『第１ナノカーボン膜１１４等へ所定の電圧Ｖ₀を印加する』と表現する）。

　具体的には、第１ナノカーボン膜１１４等へ、パルス周期Ｔ、デューティ比Ｄ＝ｔ／Ｔの所定の電圧Ｖ₀を印加したときの電圧変化（あるいは光透過率）を図１０Ａ、図１１Ａに示し、或る期間（例えば、１フレーム期間）において、調光装置を通過した光に基づき受光素子に蓄積される蓄積電荷量を図１０Ｂ、図１１Ｂに示す。図１０Ａ、図１１Ａのグラフに示すように、期間ｔにおいては、期間（Ｔ－ｔ）に比べて、調光装置の光透過率は高い。それ故、多くの電荷量を得ることができる。従って、図１０Ｂ、図１１Ｂに示すように、期間ｔでは、期間（Ｔ－ｔ）に比べて、蓄積電荷量は多くなる。尚、デューティ比Ｄは、図１０Ａに示す例の方が、図１１Ａに示す例よりも高い値である。また、図１０Ｂ、図１１Ｂにおいて、実線は期間ｔでの蓄積電荷量を示し、点線は期間（Ｔ－ｔ）での蓄積電荷量を示す。パルス状の所定の電圧Ｖ₀を印加した場合に、１フレーム期間に得られ蓄積電荷量は、期間ｔにおける蓄積電荷量と期間（Ｔ－ｔ）における蓄積電荷量との積算で得られる。従って、パルス状の所定の電圧Ｖ₀のデューティ比Ｄを変えることで、１フレーム期間に得られ蓄積電荷量を変化させることができる（図１０Ｂ、図１１Ｂ参照）。即ち、調光層１１３等の実効的な光透過率、即ち、或る期間における平均的な調光層１１３等の光透過率を制御することができる。より具体的には、或る期間において、調光層１１３等の光透過率を最大値としたときに調光層１１３等を通過した光の光量をＱ₀、デューティ比Ｄ＝ｔ／Ｔの所定の電圧Ｖ₀を印加したときに調光層１１３等を通過した光の光量をＱ₁としたとき、調光層１１３等の実効的な光透過率は（Ｑ₁／Ｑ₀）で表すことができる。そして、以上の結果として、撮像素子や撮像装置のダイナミックレンジの拡大を図ることができるし、撮像時、明るい部分と暗い部分の両方の情報量を得ることができる。

　尚、実施例８の光透過率制御方法において、調光層におけるナノカーボン膜の光透過率の変化を周波数に換算した値は、パルス状の電圧の周波数よりも高い。パルス状の電圧の周波数は、１×１０²Ｈｚ以上、１×１０⁵Ｈｚ以下であることが好ましく、具体的には、調光層におけるナノカーボン膜の光透過率の変化を周波数に換算した値は、２．４×１０³Ｈｚ（２．４ｋＨｚ）であり、パルス状の所定の電圧Ｖ₀の周波数は、限定するものではないが、例えば、２４０Ｈｚである。即ち、例えば、Ｔ＝４．２×１０^-3秒である。

　先に説明したように、ダイナミックレンジは、最大信号量である飽和信号量とノイズの比で表される。そして、このダイナミックレンジが大きい程、明るいシーンでの画像出力信号と暗いシーンでの画像出力信号とを確実に得ることができる。例えば、上述した実施例６の撮像素子では、調光装置２１を備えた撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁と、調光装置２１が設けられていない撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀が設けられており、調光装置２１を備えた撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁にあっては、調光装置２１に印加する所定の電圧Ｖ₀の値及びデューティ比Ｄを制御することによって、あるいは又、調光装置２１に電圧を印加しないことによって、光透過率を制御することで、あるいは又、光透過率を所望の値まで下げることで、飽和電荷量に達するまでの時間が、調光装置２１が設けられていない撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀よりも長くなる。そして、以上の結果として、ダイナミックレンジの拡大を図ることができる。一方、調光装置２１を備えた撮像素子Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁において、調光装置２１に印加する所定の電圧Ｖ₀の値及びデューティ比Ｄを制御して光透過率を最大とすることで、調光装置２１が設けられていない撮像素子Ｒ₀，Ｇ₀，Ｂ₀と概ね同じ光透過率を有する撮像素子とすることができるので、解像度低下の問題はない。即ち、ダイナミックレンジの拡大を図る撮影モードと解像度を重視する撮影モードとを、例えば、撮像装置の使用者が切り換え、あるいは又、撮像装置が自動的に切り換えることで、最適な撮影モードでの撮影を行うことができる。

　また、先に説明した実施例７の撮像素子、撮像装置にあっては、調光装置２１へ印加される電圧に基づき、調光装置２１の光透過率を変えることができ、しかも、通過可能な光の波長領域を変えることができる。また、実施例７にあっては、赤外線撮像素子ＩＲ₁におけるダイナミックレンジの拡大を図ることができる。

　実施例８における調光装置（調光素子）の光透過率制御方法にあっては、パルス状の所定の電圧Ｖ₀のデューティ比を変化させることで波長λ₀以上の波長の光に対する調光層の実効的な光透過率を制御するので、例えば、波長λ₀の値を青色（例えば，３８０ｎｍ）とし、所定の電圧Ｖ₀を印加したときの波長λ₀以上の波長の光（例えば、可視光以上の波長帯域を有する光）に対する光透過率が概ね１００％となるように設定することで、所望の光透過率の値を正確に、しかも、容易に得ることができるし、所望の光透過率の値に設定することができる。加えて、ナノカーボン膜は、光透過率に波長依存性が無く、光透過率の変化に要する時間が短い。

　近年、クラウド技術のコンセプトが盛んに議論され、撮像装置や撮像素子といったイメージングデバイスを搭載した電子機器のクラウド端末としての役割が期待されている。そして、近い将来には、様々な電子機器がクラウドと繋がり、これらの電子機器同士、電子機器と使用者、使用者とクラウドとが繋がる社会が実現されると予測されている。そして、このような社会の流れに鑑み、クラウドを始めとするネットワーク社会で利用するための電子機器に搭載可能なイメージングデバイスの開発が求められている。

　ところで、クラウドに様々な電子機器が繋がる場合、膨大な通信量や、電子機器の発熱、消費電力の増加等、種々の課題を解決する必要がある。通信分野では通信量を増やす開発が行われているが、通信量の増加には限界があろう。また、無線通信等は、ネットワーク社会の発達に伴い使用者が増えると、直ちに通信量の取り合いとなり、通信帯域の不足が生じる。一方、イメージングデバイスにあっては、画像信号処理の部分での電力消費や発熱、通信時における電力消費が課題である。更に、イメージングデバイスによって得られた画像の通信を考えた場合、画像サイズとその通信量（通信レート）も課題とされる。

　通常、イメージングデバイスによって得られる画像を圧縮して通信することにより、通信時の電力消費量を低減している。これまで、画像圧縮信号処理については、幾つかの提案がなされている。例えば、特開２００３－２３４９６７では、アナログ－デジタル変換器（ＡＤ変換器）からの信号をコサイン変換することで画像を圧縮する技術が提案されている。しかしながら、信号の圧縮を列毎、あるいは、画素（撮像素子）毎に行う場合、ＡＤ変換器と撮像素子とを接続する配線が複雑化するといった問題がある。また、圧縮時の離散コサイン変換では、画像を復元するときに画質劣化が生じることも問題である。特開２００６－０２５２７０で提案されているウェブレット変換も、画像復元時に画質が劣化する懸念があるし、画像圧縮回路の部分の面積が増加するといった問題や、消費電力が増加するといった問題もある。

　一般的な画像圧縮技術では、離散コサイン変換（ＤＣＴ）技術が用いられている。このＤＣＴ技術は、圧縮効率が良いため、古くから用いられており、今日の画像符号化技術の主流になっている。しかしながら、ＤＣＴ技術では、画像を任意の変換ブロックに分割し、ブロック毎に量子化・符号化等の処理が行われるため、圧縮率を上げるにつれてブロック歪みやモスキート雑音等の雑音が復元画像に混入し、画質の劣化が生じてしまう。そこで、これらの雑音が混入し難い符号化方式として、フィルタバンク符号化が注目されている。フィルタバンク符号化として、サブバンド符号化や、ウェブレット変換符号化を挙げることができる。サブバンド符号化は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタによって信号を帯域制限し、その出力信号全体を更にフィルタリングする方法である。ウェブレット変換符号化は、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタによって信号を帯域制限し、情報量の多い低周波数帯域のみを階層的にフィルタリングする方法である。これらの符号化は、フィルタバンクやデシメーション・インタポレーションといった技術を用いて実現される。ウェブレット変換符号化を採用した国際標準規格としてＪＰＥＧ２０００や、Ｍｏｔｉｏｎ－ＪＰＥＧ２０００があり、変換符号化にはウェブレット変換が採用され、高い圧縮性能を実現している。上記の国際標準規格では、変換符号化にＤＣＴ技術やウェブレット変換を用いており、これらの変換は、変換前及び変換後の座標系がそれぞれ直交していることから、直交変換と呼ばれている。直交変換による画像圧縮によって、画像を低ビットレートで伝送・蓄積が可能である。

　また、液晶表示装置やプラズマ表示装置等の表示装置の大画面化に伴い、蓄積された画像データを再利用する際の様々な問題が指摘されている。画像圧縮において最も考慮される点が圧縮率であるため、圧縮効率を改善すべく様々な研究が行われてきており、ＤＣＴ技術における圧縮率に比べて、フィルタバンク符号化における圧縮率の方が高い。しかしながら、一般に、フィルタバンク符号化技術は、ＤＣＴ技術に比べて、処理速度の点で劣る。

　ところで、ＤＣＴ技術、ウェブレット変換のいずれも直交基底を使用するものであり、画像復元時の画質劣化が問題である。ウェブレット変換、コサイン変換をイメージングデバイス内で行う場合、アナログ－デジタル（ＡＤ）変換後のデータをウェブレット変換やコサイン変換を行うための処理回路を通すことによって、これらの変換技術を利用したデータ圧縮を行う。

　一方、撮像素子における露光制御に基づき、全画素（全撮像素子）を読み出すよりも少ない量のデータを得ることができ、しかも、ＡＤ変換後にデータ圧縮のための処理回路が必要とされない信号処理技術が周知である。即ち、動画を３次元のデータとして捉えて、３次元の立方格子が間引かれた形態のデータを、信号処理アルゴリズムとしてのスパースコーディング（sparse coding）を応用して、復元する。ベクトルの要素数は多いが、その内の殆どがゼロであれば、何番目の基底の数が何かという情報のみを保持すればよいので、データ圧縮を達成することができる。動画応用では、空間的及び時間的に間引きされた動画データを、そのまま、このような考え方で圧縮されたデータであると解釈し、それに沿って、後段の処理を行う。

　この信号処理方法をＡＤ変換回路で実現する技術が、論文 IEEE Journal of Solid-State Circuits (Jan. 2013), "CMOS image sensor with per-column-Δ ADC and programmable compressed sensing" に開示されている。しかしながら、この論文に開示された技術にあっては、電子シャッターを用いる制御であること、画素からの信号をランダムに振り分けるＡＤ変換器におけるマルチプレクサの部分の面積が増加するといった問題がある。また、１撮像素子毎に電子シャッターを駆動する場合、撮像素子内メモリの作り込みや、各撮像素子をロジック回路に接続するプロセス技術の開発が必須となる。

　実施例９にあっては、撮像素子の構成が若干、異なるが、実施例６～実施例７において説明した撮像装置と実質的に同じ撮像装置を用いる。図１２に、撮像素子群のレイアウトを模式的に示すが、調光装置が全ての撮像素子に備えられている。

　そして、スパースコーディングを用いた信号処理に基づき画像を圧縮することで、上記の論文に開示された技術における問題を解決し、また、圧縮画像復元時の画質の劣化といった問題をスパースコーディングにより解決する。更には、スパースコーディングといった信号処理手法を応用して動画を圧縮し、撮像素子からの出力データを低減させる。即ち、動画を３次元のデータとして捉え、３次元の立方格子が間引かれた形態のデータを、信号処理アルゴリズムであるスパースコーディングを応用して、復元する。具体的には、
スパース信号　Ｉ＝Ｓ・Ｄ・α
におけるシャッターファンクションＳを得るために必要とされるシャッターデータを調光装置によって実現することで、撮像装置や撮像素子、配線構造の簡略化を達成する。但し、
Ｓ：シャッターファンクション（shutter function）
Ｉ：Image
Ｄ：Scene
である。

　尚、シャッターファンクションＳを得るための処理を通常の固体撮像素子で行うことを試みた場合、電子シャッターを用いることになるが、電子シャッターにおける読み出し制御をランダムにする必要があるために、同時性が崩れ、撮像素子の配置と異なる順序でデータが読み出されてしまう。撮像素子の配置と一致した順序に並んだデータを得るためには、
（１）画像データをランダムに読み出した後、撮像素子外で並べ替え処理を行う。
あるいは又、
（２）撮像素子毎にデータ保持用の容量を備えておく。
ことが必要とされる。然るに、本開示の撮像装置にあっては、調光装置を備えた撮像素子を用いるが故に、これらは不要である。

　実施例９の撮像装置にあっては、ランダム露光を実行する。即ち、ランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置が備えられている。具体的には、信号処理アルゴリズムに基づきランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置（図示せず）を有する。ここで、調光装置を備えた複数の撮像素子に対して、ランダムパルス電圧発生・送出装置が、１つ又は複数、配されている。尚、調光装置とランダムパルス電圧発生・送出装置とは、ナノカーボン膜又は透明導電材料層から成る接続配線で接続されている。

　そして、撮像素子は、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
　第１ナノカーボン膜は、第１の方向に延び、第１の方向に配列された撮像素子において共通であり、
　第２ナノカーボン膜は、第２の方向に延び、第２の方向に配列された撮像素子において共通であり、
　第１ナノカーボン膜には正極性のランダムパルス電圧が印加されると共に、第２ナノカーボン膜には負極性のランダムパルス電圧が印加される。

　具体的には、実施例９の撮像装置にあっては、１列を占める（列方向に配列された）複数の撮像素子に対して、ランダムパルス電圧発生・送出装置が１つ配されている。尚、図１４を参照して後に説明する垂直走査回路（V SCAN CIRCUIT）３１及び水平走査回路（H SCAN CIRCUIT）３２が、ランダムパルス電圧発生・送出装置を兼ねている。そして、ランダムパルス電圧発生・送出装置から、ランダムパルス電圧が、各撮像素子を構成する調光装置の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に印加され、あるいは又、第１電極及び第２電極に印加される。その結果、各撮像素子における調光装置の光透過率がランダムに変化する。即ち、各撮像素子における調光装置の光透過率が低い値からランダムに高い値に変化する。ここで、ランダムパルス電圧の積算量が受光素子における電荷蓄積量に相当するため、ランダムパルス電圧の印加を、所定の時間、継続すると、受光素子内に電荷が蓄積されていく。このように、撮像素子毎にランダムパルス電圧に応じた光透過率変調を、例えば、１６撮像フレームにおいてランダムに行うことによって、即ち、１撮像素子（１画素）毎に、例えば１６撮像フレームのそれぞれにおいて光透過率を変化させることによって画像を得る。そして、これらの画像を用いて動画を復元する。尚、撮像フレームの数（この例では１６）は、圧縮率に応じて、適宜、選択される。

　そして、画像のスパース性を利用して一定時間に連続して撮像された画像を有限の画像数で表現することができるため、画像データの圧縮が可能となる。更に、全ての画像がスパースであるとは限らないため、スパース性を持たせるために予めデータ変換を行い、スパース性を持たせた画像に変換することも可能である。このように、本来、容量の大きな動画の画像データが圧縮可能となるので、画像を無線にて通信することが実現可能となる。その結果、撮像装置本体で画像処理を行った結果と比べて、消費電力値を大幅に削減することができる。

　実施例９の撮像装置を用いた撮像方式及び従来の撮像方式に基づき、撮像装置を備えたカメラで撮像したときの撮像装置等の消費電力見積りを図１３のグラフに示す。図１３中、「Ｍｉｓｃ」は機器共通に掛かるオーバーヘッド分、［Ｓｔｏｒａｇｅ」はメモリ部分での消費電力、「ＩＳＰ」は画像信号処理での消費電力、「ＣＩＳ」は撮像素子での消費電力を、それぞれ表している。図１３の縦軸は消費電力を示し、図１３の左側の棒グラフは、従来の撮像方式で撮像を行い、画像信号処理をした場合の、中央及び右側の棒グラフは、実施例９の撮像装置を用いた撮像方式で撮像を行い、画像信号処理を行った場合の、消費電力値とその内訳をそれぞれ示している。従来方式では、消費電力に占める信号処理の割合（ＩＳＰ）が大きなことが判る。一方、実施例９の方式によれば、信号処理の部分が無いため、消費電力を大きく削減することができる。尚、中央の棒グラフ（「センサ１／４」）は、画像出力信号量を１／４に圧縮する場合、右側の棒グラフ（「センサ１／１６」）は、画像出力信号量を１／１６に圧縮する場合を示す。圧縮率を大きくすると撮像素子が出力するデータ量が小さくなり、読み出しに必要な消費電力が小さくなる。このことは、図１３の中央の棒グラフと右側の棒グラフで、撮像素子での消費電力ＣＩＳの値が下がっていることからも理解できる。

　以下、実施例９における信号処理について説明する。詳細は、IEEE Journal of Solid-State Circuits (Jan. 2013), "CMOS image sensor with per-column-Δ ADC and programmable compressed sensing" を参照されたい。

　従来方式の撮像では、一定時間内の露光で画像出力信号を得る。一方、実施例９にあっては、これと同等の画像出力信号をランダムな露光パターンと、或る時刻の動画状態の積算で表現する。従って、連続した動画を有限の画像出力信号で表すことにより、撮像素子の画像出力信号を圧縮することができる。即ち、調光装置を備えた撮像素子からの画像出力信号が空間的及び時間的に間引かれることによって画像出力信号が圧縮される。

　図１４に、実施例９の撮像装置における画素駆動回路の構成を示す。尚、図１４では、便宜上、（７つの撮像素子）×（７つの撮像素子）を図示する。

　実施例９における画素駆動回路は、行単位の画素制御信号を生成する垂直走査回路（V SCAN CIRCUIT）３１、列単位の画素制御信号を生成する水平走査回路（H SCAN CIRCUIT）３２を備えている。撮像素子（画素，PIX）は、２次元マトリクス状に（格子状に）配置されている。垂直走査回路３１から、各行毎に、画素リセット制御信号線（RST1～RST7）、画素転送制御信号線（TRG1～TRG7）、及び、画素選択制御信号線（SEL1～SEL7）が延びており、同一行の撮像素子（画素）は、１本の画素リセット制御信号線、１本の画素転送制御信号線、１本の画素選択制御信号線に接続されている。

　実施例９における画素駆動回路は、更に、撮像素子（画素）から読み出された画像出力信号を外部に出力するための水平転送回路（H TRANSFER CIRCUIT）３３を備えている。列毎に垂直信号線（VSL1～VSL7）が配線され、同一列の撮像素子（画素）は、１本の垂直信号線に接続されており、全ての垂直信号線は、それぞれ、ＡＤ変換器（ADC）及びメモリ（MEM）を介して水平転送回路３３に接続されている。

　行方向に並んだ撮像素子のそれぞれを構成する調光装置の第１ナノカーボン膜（あるいは第２ナノカーボン膜）は、行方向に並んだ撮像素子に共通に形成されており、図１４では、SM1～SM7で示している。また、列方向に並んだ撮像素子のそれぞれを構成する調光装置の第２ナノカーボン膜（あるいは第１ナノカーボン膜）は、列方向に並んだ撮像素子に共通に形成されており、図１４では、SM8～SM14で示している。各行単位のナノカーボン膜（SM1～SM7）は、接続配線に相当するナノカーボン膜制御第１信号線（水平積層膜制御信号線，HC1～HC7）を介して垂直走査回路３１に接続されている。また、各列単位のナノカーボン膜（SM8～SM14）は、接続配線に相当するナノカーボン膜制御第２信号線（垂直積層膜制御信号線，VC1～VC7）を介して水平走査回路３２に接続されている。前述したとおり、垂直走査回路（V SCAN CIRCUIT）３１及び水平走査回路（H SCAN CIRCUIT）３２が、ランダムパルス電圧発生・送出装置を兼ねており、ナノカーボン膜制御第１信号線HC1～HC7及びナノカーボン膜制御第２信号線VC1～VC7を介して、ナノカーボン膜に電圧が印加される。このような構成を採用することで、撮像素子の製造プロセスの簡素化を図ることができ、画素を微細化することができる。接続配線は、ナノカーボン膜又は透明導電材料層から成る。尚、第１電極及び第２電極を備えている調光装置にあっては、第１ナノカーボン膜SM1～SM7を、第１電極あるいは第２電極と読み替え、第２ナノカーボン膜SM8～SM14を、第２電極あるいは第１電極と読み替えればよい。

　図１５Ａには、図１４から、画素駆動に関する各種の要素を除き、見易くした図を示す。１つの撮像素子（画素）SM3-10を構成する調光装置の光透過率を制御するためには垂直走査回路３１から延びるナノカーボン膜制御第１信号線（HC3）を介して第３行目の共通ナノカーボン膜SM3に例えば正極性のランダムパルス電圧（Ｖ₂＞０）を印加すると共に、水平走査回路３２から延びるナノカーボン膜制御第２信号線（VC3）を介して第３列目の共通ナノカーボン膜SM10に例えば負極性のランダムパルス電圧（Ｖ₄＜０）を印加する。

　図１５Ｂには、ナノカーボン膜制御第１信号線（HC3）に印加される電圧、ナノカーボン膜制御第２信号線（VC3）に印加される電圧、及び、撮像素子SM3-10を構成する調光装置の光透過率変化の様子を示す。図１５Ｂの横軸は時間である。ここで、時刻ｔ₁からｔ₆までの期間が、撮像素子が例えば１６撮像フレームにおいて露光される期間である。期間ｔ₁～ｔ₆以外の期間では、ナノカーボン膜制御第１信号線（HC3）に印加される電圧は相対的に低く設定され（Ｖ₁ボルト）、ナノカーボン膜制御第２信号線（VC3）に印加される電圧は相対的に高く設定されており（Ｖ₃ボルト）、調光装置の光透過率は低く（図１６Ａに示す光透過率特性を参照）、調光装置は受光素子に入射する可視光を遮る。一方、期間ｔ₂～ｔ₄にあっては、ナノカーボン膜制御第１信号線（HC3）に第１規定電圧（高い電圧Ｖ₂＞Ｖ₁）が印加され、期間ｔ₃～ｔ₅にあっては、ナノカーボン膜制御第２信号線（VC3）に第２規定電圧（低い電圧Ｖ₄＜Ｖ₃）が印加される。以上の結果、期間ｔ₂まで、及び、期間ｔ₅以降では、調光装置の光透過率は低く（図１６Ａに示す光透過率特性を参照）、調光装置は受光素子に入射する可視光を遮る。また、期間ｔ₂～ｔ₃、及び、期間ｔ₄～ｔ₅にあっても、調光装置は、図１６Ｂに示すような光透過率特性を示し、調光装置は受光素子に入射する可視光を遮る。一方、期間ｔ₃～ｔ₄にあっては、調光装置は、図１６Ｃに示すような光透過率特性を示し、調光装置は受光素子へ可視光の入射させる。以上のとおり、実施例９においては、ナノカーボン膜制御第１信号線に例えば正極性のランダムパルス電圧を印加し、ナノカーボン膜制御第２信号線に例えば負極性のランダムパルス電圧を印加するといった、一種の「アンド回路」を構成することで、ナノカーボン膜の光透過率制御を行うことができる。尚、例えば、Ｖ₁＝－Ｖ₃とすることができるし、Ｖ₁及びＶ₃を接地電位とすることもできるし、Ｖ₁≒－１ボルト、Ｖ₂≒２ボルト、Ｖ₃≒１ボルト、Ｖ₄≒－２ボルトを例示することもできる。

　尚、図１６Ａ及び図１６Ｂに示した状態にあっては、光透過率の変調が赤外領域で生じるが、この場合、可視光用途の撮像装置では、通常、光入射部に赤外線カットフィルターを配する。従って、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すような光透過率の変調は使用されない。しかしながら、例えば監視用途等において赤外線領域における光透過率の変調が必要とされる場合には、赤外線カットフィルターを除き、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すような光透過率の変調を、適宜、使用すればよい。

　実施例９の撮像装置を構成する撮像素子（画素，PIX）の内部回路の構成を図１７Ａに示し、撮像素子への入射光を画像出力信号に変換する制御状態を図１７Ｂに示す。具体的には、１つの撮像素子は、入射光を受光し、光電変換して電荷を蓄積する受光素子（フォトダイオード）ＰＤ、受光素子ＰＤで発生した電荷を一時的に蓄積するフローティングディフュージョンＦＤ、受光素子ＰＤからフローティングディフュージョンＦＤへの電荷の転送を制御する第１のトランジスタＴＲ₁、フローティングディフュージョンＦＤの電荷をリセットする第２のトランジスタＴＲ₂、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷に比例した出力信号（蓄積電荷信号）を取り出す第３のトランジスタＴＲ₃、出力信号（蓄積電荷信号）の読み出しを制御する第４のトランジスタＴＲ₄から構成されている。図１４に示したように、垂直走査回路３１から各行に対して画素リセット制御信号線、画素転送制御信号線、画素選択制御信号線が延びるが、図１７Ａでは、１本の画素リセット制御信号線（RST）、１本の画素転送制御信号線（TRG）、１本の画素選択制御信号線（SEL）を図示している。第１のトランジスタＴＲ₁は画素転送制御信号線（TRG）に接続され、第２のトランジスタＴＲ₂は画素リセット制御信号線（RST）に接続され、第４のトランジスタＴＲ₄は画素選択制御信号線（SEL）に接続されている。第４のトランジスタＴＲ₄は、更には、垂直信号線（VSL）にも接続されている。

　図１７Ｂに、それぞれの制御信号が印加されるタイミングを示す。横軸は時間である。撮像素子は、１６撮像フレームの露光期間（期間ｔ₁～ｔ₆）の終了毎に、出力信号（蓄積電荷信号）を画像出力信号に変換して出力すると共に、フローティングディフュージョンＦＤをリセットするという動作を繰り返す。露光期間の終了において、先ず、画素リセット制御信号（RST-S）が第２のトランジスタＴＲ₂に印加され、フローティングディフュージョンＦＤの電位がＶ_DDレベルにリセットされる。次に、画素選択制御信号（SEL-S）が印加され、リセットされたフローティングディフュージョンＦＤの電位が第３のトランジスタＴＲ₃、第４のトランジスタＴＲ₄を介して垂直信号線（VSL）に読み出される。次に、画素選択制御信号（SEL-S）が印加され続けた状態で、画素転送制御信号（TRG-S）が第１のトランジスタＴＲ₁に印加され、露光期間中に入射した光に比例して受光素子ＰＤに蓄積された電荷がフローティングディフュージョンＦＤに転送され、それに伴うフローティングディフュージョンＦＤの電位変化が、第３のトランジスタＴＲ₃、第４のトランジスタＴＲ₄を介して、画像出力信号として、垂直信号線（VSL）に読み出される。このように、連続して読み出された画像出力信号は、垂直信号線（VSL）に接続されたＡＤ変換器（ADC）及びメモリ（MEM）によって離散化された差分信号が算出され、水平転送回路３３によって出力される。

　図１８に、（２つの撮像素子）×（２つの撮像素子）に関する画素駆動回路における各制御信号及び各撮像素子における光透過率の時間変化を示す。図１８の横軸は時間である。ここで、ＨＣ１，ＨＣ２は、それぞれ、第１行目及び第２行目のナノカーボン膜（SM1,SM2）への印加電圧、ＶＣ１，ＶＣ２は、それぞれ、第１列目及び第２列目のナノカーボン膜（SM8,SM9）への印加電圧を示す。これら４つの印加電圧は、互いに異なるタイミングでナノカーボン膜に第１規定電圧及び第２規定電圧を与えるように構成されている。図１５Ｂを用いて説明したように、各撮像素子を構成する調光装置は、対応する行のナノカーボン膜と列のナノカーボン膜への電圧印加が同時に第１規定電圧及び第２規定電圧となったときにのみ光透過率が増加する。例えば、第１行目のナノカーボン膜（SM1）への印加電圧ＨＣ１は、期間ｔ₁₁～ｔ₁₆において、第１規定電圧となる。また、第２行目のナノカーボン膜（SM2）への印加電圧ＨＣ２は、期間ｔ₁₃～ｔ₁₈において、第１規定電圧となる。更には、第１列目のナノカーボン膜（SM8）への印加電圧ＶＣ１は、期間ｔ₁₁～ｔ₁₅において、第２規定電圧となる。また、第２列目のナノカーボン膜（SM9）への印加電圧ＶＣ２は、期間ｔ₁₄～ｔ₁₈において、第２規定電圧となる。そして、以上の結果として、第１行目のナノカーボン膜と第１列目のナノカーボン膜によって構成される調光装置を有する撮像素子SM1-8は、期間ｔ₁₁～ｔ₁₅において、調光装置の光透過率の値が高くなり、光を受光する。また、第１行目のナノカーボン膜と第２列目のナノカーボン膜によって構成される調光装置を有する撮像素子SM1-9は、期間ｔ₁₄～ｔ₁₆において、調光装置の光透過率の値が高くなり、光を受光する。更には、第２行目のナノカーボン膜と第１列目のナノカーボン膜によって構成される調光装置を有する撮像素子SM2-8は、期間ｔ₁₃～ｔ₁₅において、調光装置の光透過率の値が高くなり、光を受光する。また、第２行目のナノカーボン膜と第２列目のナノカーボン膜によって構成される調光装置を有する撮像素子SM2-9は、期間ｔ₁₄～ｔ₁₈において、調光装置の光透過率の値が高くなり、光を受光する。

　一方、各撮像素子におけるフローティングディフュージョンＦＤのリセット及びフローティングディフュージョンＦＤからの電荷転送は、第１行目の３つの画素制御信号（RST1,TRG1、SEL1）と第２行目の３つの画素制御信号（RST2,TRG2、SEL2）によって制御される。その制御タイミングは図１７Ｂでの説明と同様であるが、第１行目と第２行目は同じ垂直信号線（VSL1,VSL2）を共有するため、行毎に読み出しタイミングを若干ずらす必要がある。例えば、第１行目の画素転送制御信号（TRG1）がｔ₁₁及びｔ₁₇において印加されるのに対して、第２行目の画素転送制御信号（TRG2）はｔ₁₂及びｔ₁₈において印加されるようにする。撮像素子の動作を制御する各種の制御信号の転送時刻は行毎にずれるが、ｔ₁₁～ｔ₁₇、ｔ₁₂～ｔ₁₈の期間は同じ長さであり、これがフレーム露光期間となる。そして、各撮像素子の実質的な露光期間は、対応する行のフレーム露光期間中の中で、対応する調光装置の光透過率が大きな（高い）期間となる。

　このように、内部回路のリセットと電荷転送は行単位で同一の制御が行われるが、各撮像素子に対応する調光装置の光透過率は、撮像素子毎に異なるように制御される。従って、各撮像素子の実質的な露光期間は、撮像素子毎に異なっている。

　また、ナノカーボン膜の特徴の１つに、光透過率応答速度がある。グラフェンの光透過率応答速度はギガヘルツオーダである。そのため、例えばパルス電圧による印加を行うと、パルス電圧に応じた光透過率変調が可能となる。即ち、パルス電圧の積算に比例した電荷が受光素子に蓄積される。

　実施例９にあっては、例えば１６撮像フレームのそれぞれにおいてランダムパルス電圧を発生させて画像圧縮を行う。図１９に、実施例９において用いたランダムパルス電圧の一例を示す。各撮像素子（画素）に対して異なるパルス電圧パターンを発生させるが、その内の３つのパルス電圧パターンを図１９に示す。ランダムパルス電圧発生・送出装置によって、ランダムパルス電圧が発生され、撮像素子のそれぞれにランダムパルス電圧が送出される。そして、１撮像素子毎に、ランダムパルス電圧に応じた光透過率変調が行われる。その結果、１６撮像フレーム（図１９では、点線で示す）内で様々な（例えば、１６種類の）光透過率での画像が得られ、これらの画像を信号処理して圧縮画像を作成する。圧縮された画像は別の装置内で復元される。そのため、撮像装置の信号処理が軽減され、また、得られる画像の出力を小さくすることができる。

　撮像装置は、具体的には、例えば、積層型イメージセンサとすることができる。即ち、撮像装置は、裏面照射型の撮像素子の集合体であるイメージセンサチップ（第１半導体チップ）、及び、駆動回路の集合体であるロジック回路チップ（第２半導体チップ）を積層することで（貼り合わせることで）、得ることができる。ロジック回路チップの構成を、概念的に図２０Ａ及び図２０Ｂに示す。ロジック回路領域には、撮像素子の駆動回路や、撮像素子から読み出された画像出力信号の信号処理回路等が配置されている。ロジック回路チップにはナノカーボン膜の光透過率を制御するためのランダムパルス電圧発生・送出装置が配置されている。ランダムパルス電圧発生・送出装置は、例えば、撮像素子が配列された撮像素子領域（図２０Ａ及び図２０Ｂ、並びに、図２１Ａ及び図２１Ｂにおいては点線で囲まれた領域で示す）と空間的に重ならないロジック回路領域の部分であって四方向の領域に配置されており（図２０Ａ参照）、あるいは又、伝播遅延が問題にならない場合には外側の二方向の領域に配置されている（図２０Ｂ参照）。そして、各撮像素子の光透過率を独立に制御するためにランダムパルス電圧を生成する。各ランダムパルス電圧発生・送出装置には、ランダムパルス電圧を送出するための電極が形成されており、イメージセンサチップとの積層後、スルー・シリコン・ビア（Through-Silicon Via，ＴＳＶ）を介してイメージセンサチップの裏面側に延びる接続配線、更には、第１配線、第２配線と接続される。ランダムパルス電圧発生・送出装置を、撮像素子領域と空間的に重ならないロジック回路領域の部分（外側の両側の領域あるいは外側の四方向の領域）に配置することで、ナノカーボン膜とＴＳＶ埋め込み金属層との間のコンタクト抵抗が高いことに起因する伝播遅延を低減させることができる。尚、後述する実施例１０にあっては、図２０Ａ及び図２０Ｂに示した配置以外にも、図２１Ａに示すように、撮像素子が配列された撮像素子領域と空間的に重ならないロジック回路領域の部分であって外側の両側の領域に配置してもよいし、図２１Ｂに示すように、伝播遅延が問題にならない場合には外側の一方の側の領域のみに配置してもよい。

　例えば、図２０Ｂに示した積層型イメージセンサの概念図を図２２に示す。ここで、２次元マトリクス状に配列された撮像素子５１２は、第１半導体チップ（イメージセンサチップ）５１１に設けられており、ランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置５２２が、第２半導体チップ（ロジック回路チップ）５２１に設けられている。但し、図２２には、ランダムパルス電圧発生・送出装置５２２を１つのみ図示した。そして、第１半導体チップ５１１と第２半導体チップ５２１とは、周知の方法に基づき積層されている。尚、図２２においては、説明の関係上、第１半導体チップ５１１と第２半導体チップ５２１とを分離した状態で図示している。そして、調光装置とランダムパルス電圧発生・送出装置５２２とは、スルー・シリコン・ビア（ＴＳＶ）５３１を介して接続されている。あるいは又、バンプを介して接続されている形態（チップ・オン・チップ方式に基づく形態）を採用してもよい。尚、撮像素子を裏面照射型することができ、あるいは又、表面照射型することもできる。第２半導体チップ５２１には、その他、撮像素子を駆動、制御するロジック回路を含む各種回路５２３が設けられている。

　第１半導体チップ５１１の周縁部には、外部との電気的接続を行うためのパッド部５３２や、第２半導体チップ５２１との間での電気的接続を行うためのＴＳＶ５３１が設けられている。また、下側の第２半導体チップ５２１にボンディングパッド部を設けて第１半導体チップ５１１に開口部を設け、第２半導体チップ５２１に設けられたボンディングパッド部に、第１半導体チップ５１１に設けられた開口部を介してワイヤボンディングする構成や、第２半導体チップ５２１からＴＳＶ構造を用いて基板実装する構成とすることも可能である。あるいは又、第１半導体チップ５１１における撮像素子５１２と第２半導体チップ５２１における各種回路との間の電気的接続を、チップ・オン・チップ方式に基づきバンプを介して行うこともできる。

　以上によって、実施例９にあっては、撮像素子によって得られる画像を圧縮し、出力画像のサイズを圧縮することで、撮像装置の消費電力を従来の約１／５に低減することができた。

　実施例９の撮像装置を構成する撮像素子における調光装置の変形例の模式的な断面図を、図２３Ａ及び図２３Ｂに示す。尚、図２３Ａに示す調光装置（調光素子）は、図１Ａに示した調光装置（調光素子）の変形例であり、図２３Ｂに示す調光装置（調光素子）は、図１Ｂに示した調光装置（調光素子）の変形例である。これらの変形例にあっては、ランダムパルス電圧は正負の極性を有する。そして、正の極性を有するランダムパルス電圧が第１ナノカーボン膜に印加されるとき、負の極性を有するランダムパルス電圧が第２ナノカーボン膜に印加される。あるいは又、負の極性を有するランダムパルス電圧が第１ナノカーボン膜に印加されるとき、正の極性を有するランダムパルス電圧が第２ナノカーボン膜に印加される構成とすることもできる。

　ここで、図２４に、２次元マトリクス状に配列された撮像素子の一部の配置を模式的に示すように、行方向に並んだ撮像素子のそれぞれを構成する調光装置の複数の第１ナノカーボン膜（あるいは複数の第２ナノカーボン膜）SM101'～SM107'・・・は、行方向に並んだ（即ち、１行を占める）撮像素子に共通に形成されている。また、列方向に並んだ撮像素子のそれぞれを構成する調光装置の複数の第２ナノカーボン膜（あるいは複数の第１ナノカーボン膜）SM201'～SM207'・・・は、列方向に並んだ（即ち、１列を占める）撮像素子に共通に形成されている。ナノカーボン膜SM101'～SM107'とナノカーボン膜SM201'とは交互に積層されている。ナノカーボン膜SM101'～SM107'とナノカーボン膜SM202'，SM203'，SM204'，SM205'，SM206'，SM207'のそれぞれも、同様に、交互に積層されている。尚、図２４及び次に述べる図２５にあっては、第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜を明示するために、これらに斜線を付した。そして、正負の極性を有するランダムパルス電圧を、これらの第１ナノカーボン膜、第２ナノカーボン膜に印加することで、即ち、ランダムパルス電圧の印加を、行単位及び列単位で行うことで、アンド回路のロジックを使用することにより、各撮像素子を構成する調光装置の光透過率の制御を撮像素子毎に行うことができる。従って、撮像素子の近傍にランダムパルス電圧を印加するための配線を設ける必要が無くなり、配線の簡略化を図ることができる。尚、ナノカーボン膜は帯状にパターニングされているが、帯状のナノカーボン膜の幅を、受光素子の大きさよりも充分に大きく（広く）すれば、迷光や混色等の問題の発生を確実に防止することができる。

　また、図２５に、２次元マトリクス状に配列された撮像素子の変形例の一部の配置を模式的に示す。ところで、ナノカーボン膜の高速光透過率変調、撮像素子の増加やナノカーボン膜の積層に起因して、ナノカーボン膜と接続配線との間のコンタクト抵抗値の積算が、ナノカーボン膜の高速光透過率変調に影響を与える可能性がある。これに対処するために、第１の方向に延びる第１ナノカーボン膜の端部は櫛形電極状にパターニングされており、第２の方向に延びる第２ナノカーボン膜の端部は櫛形電極状にパターニングされている形態とすることができる。具体的には、図２５に示す例にあっては、行方向に並んだ撮像素子のそれぞれを構成する調光装置の第１ナノカーボン膜（あるいは第２ナノカーボン膜）SM101'～SM107'・・・の端部、列方向に並んだ撮像素子のそれぞれを構成する調光装置の第２ナノカーボン膜（あるいは第１ナノカーボン膜）SM201'～SM207'・・・の端部は、所謂、櫛形電極状にパターニングされている。例えば、端部の周辺長を約２０倍とする。こうすることで、ナノカーボン膜と接続配線との間のコンタクト抵抗値を約１／２０に低減することができる。尚、実際の撮像装置にあっては、シェーディング対策として、有効画素領域とチップ端との間にある程度のデッドスペースが必要となる。従って、この空間を利用してナノカーボン膜の端部を引き延ばすと、最大で０．１ｍｍ程度まで延ばすことができる。一般に、ナノカーボン膜と金属との接触部分はコンタクト抵抗が高く、これが電気信号を遅延させる。ナノカーボン膜、それ自体の抵抗は低いが、フェルミレベル付近の電子密度が低いため、金属とのコンタクト抵抗が高い。然るに、ナノカーボン膜の端部を櫛形電極状とすることにより、接続配線との接触面積が増大し、これによって、接続配線との間のコンタクト抵抗の低減を図ることができる。

　例えば、画素サイズを１μｍ角としたとき、グラフェンと接続配線との接触抵抗は、
１０×^-5×１０⁷×１０⁴＝１０⁶オーム
となり、撮像素子毎の電荷は、４０×１０^-6×１０^-8～０．４ｐＣとなる。従って、（仮想）容量は、概ね、（０．４）／４＝０．１ｐＦとなる。これより、グラフェンから構成された一種のコンデンサの時定数ＲＣは、
ＲＣ＝（１０³＋１０⁶）×０．１
　　≒１００ナノ秒
と見積もられる。例えば１００万画素（１０００画素×１０００画素）の撮像装置を使用する場合、１行分の容量が１０００列分加算され、正極、負極側での切り替えスピードが２００マイクロ秒程度となる。仮に、静止画の撮像フレームレート１００ｆｐｓで駆動する場合、１撮像フレームは１０ミリ秒であり、その１／１０程度のスピードでパルス電圧が立ち上がればよいとすると、パルス電圧の立ち上がり時間として、例えば１ミリ秒が要求される。この２００マイクロ秒といった値は、要求される切り替えスピード１ミリ秒よりも短いが、
（Ａ）将来、画素数が増加した場合、容量が増加すること
（Ｂ）グラフェンと接続配線との間のコンタクト抵抗は上記の値よりも実際にはかなり高い値であること
（Ｃ）プロセス変動等の影響を受けて容量が変動する場合があること
を鑑みると、コンタクト抵抗の低減を図ることが好ましい。

　実施例１０は、実施例９の変形である。実施例９においては、ナノカーボン膜制御第１信号線とナノカーボン膜制御第２信号線とによって一種の「アンド回路」を構成することで、ナノカーボン膜の光透過率制御を行った。一方、実施例１０においては、撮像素子のそれぞれにランダムパルス電圧を印加する。そして、このような構成を採用することで、撮像素子に印加するランダムパルス電圧の印加パターンを任意のパターンとすることができる。

　即ち、ランダムパルス電圧発生・送出装置から、ランダムパルス電圧が、各撮像素子を構成する調光装置の第１電極又は第２電極に印加される。その結果、各撮像素子における調光装置の光透過率がランダムに変化する。具体的には、各撮像素子における調光装置の光透過率が低い値からランダムに高い値に変化する。ここで、ランダムパルス電圧の積算量が受光素子における電荷蓄積量に相当するため、ランダムパルス電圧の印加を、所定の時間、継続すると、受光素子内に電荷が蓄積されていく。このように、撮像素子毎にランダムパルス電圧に応じた光透過率変調を、例えば、１６撮像フレームにおいてランダムに行うことによって、即ち、１撮像素子（１画素）毎に、例えば１６撮像フレームのそれぞれにおいて光透過率を変化させることによって画像を得る。そして、これらの画像を用いて動画を復元する。尚、撮像フレームの数（この例では１６）は、圧縮率に応じて、適宜、選択される。

　尚、撮像素子のそれぞれに第１電極、第１ナノカーボン膜、第２電極、第２ナノカーボン膜を形成するが、第１電極、第１ナノカーボン膜、第２ナノカーボン膜をそれぞれの撮像素子に対して独立に形成すると共に、第２電極は全ての撮像素子に対して共通に設けてもよいし、あるいは又、第１ナノカーボン膜、第２ナノカーボン膜、第２電極をそれぞれの撮像素子に対して独立に形成すると共に、第１電極は全ての撮像素子に対して共通に設けてもよい。ここで、第１電極あるいは第２電極と、第１ナノカーボン膜あるいは第２ナノカーボン膜との位置関係は相対的なものなので、第１電極に隣接して第１ナノカーボン膜を配してもよいし、第１電極に隣接して第２ナノカーボン膜を配してもよい。今、一番上の電極を第１番目の膜とし、一番上のナノカーボン膜を第２番目の膜、一番下のナノカーボン膜を第（Ｊ－１）番目（但し、Ｊは４以上の自然数）の膜、一番下の電極を第Ｊ番目の膜とすると、奇数番目の膜は、第１のコンタクトホール（図示せず）を介して互いに電気的に接続され、偶数番目の膜は、第２のコンタクトホール（図示せず）を介して互いに電気的に接続される。第２電極を全ての撮像素子に対して共通に設ける場合、第１電極はランダムパルス電圧発生・送出装置に接続された配線の１つに接続され、ランダムパルスが印加され、第２電極は接地される。また、第１電極を全ての撮像素子に対して共通に設ける場合、第２電極はランダムパルス電圧発生・送出装置に接続された配線の１つに接続され、ランダムパルスが印加され、第１電極は接地される。入射光を遮らないように、ランダムパルス電圧発生・送出装置と第１電極又は第２電極との接続配線には、例えば、透明導電膜又はナノカーボン膜を用いた２層配線プロセスを用いることができる。

　実施例１０にあっても、例えば１６撮像フレームにおいてランダムパルス電圧を発生させて画像圧縮を行う。ランダムパルス電圧発生・送出装置によって、（７つの撮像素子）×（７つの撮像素子）、即ち、４９画素毎に、例えば１６種類のランダムパルス電圧が発生され、撮像素子のそれぞれにランダムパルス電圧が送出される。そして、撮像素子のそれぞれにおいて、ランダムパルス電圧に応じた光透過率変調が行われる。その結果、１６撮像フレーム内で様々な（例えば１６種類の）光透過率での画像が得られ、これらの画像を信号処理して圧縮画像を作成する。圧縮された画像は別の装置内で復元される。そのため、撮像装置の信号処理が軽減され、また、得られる画像の出力を小さくすることができる。

　実施例１１は、実施例９～実施例１０の変形である。実施例９～実施例１０においては、ランダムパルス電圧を発生させるためにランダムパルス電圧発生・送出装置を用いた。一方、実施例１１にあっては、調光装置を備えた撮像素子によって得られた出力信号（蓄積電荷信号）に基づき算出されたパルス電圧が、ランダムパルス電圧としてナノカーボン膜に印加される。尚、実施例１１にあっては、調光装置を備えた撮像素子からの画像出力信号が空間的及び時間的に間引かれることによって画像出力信号が圧縮される。具体的には、ランダムパルス電圧を発生させるために、撮像素子内部の情報を用いる。即ち、IEEE ISSCC 2012, International Solid-State Circuits Conference, "CMOS image sensor with per-column Δ ADC and programmable compressed sensing" における「シャッターファンクション（shutter function）」のランダム露光を調光装置で実現するが、その際、撮像素子内部に本来存在するランダムな情報を用いてランダムパルス電圧を生成する。

　具体的には、実施例１１では、撮像素子を構成する受光素子（フォトセンサ、フォトダイオード、光電変換素子）２７が有するばらつきに着目した。そして、受光素子２７からの信号（出力信号、蓄積電荷信号）をロジック回路によって定数化し、パルス電位で規格化することによりランダムパルス電圧を生成する。即ち、
（フォトダイオード信号／トランジスタ印加電圧　＋　基準電位）
をロジック回路で撮像素子毎に演算し、増幅し、調光装置へ送出することによって、ランダム露光を実現する。

　図２６Ａ及び図２６Ｂに実施例１１の撮像素子の概念図を示すが、図２６Ａに示す撮像素子は、図６Ａに示した実施例６の撮像素子を基にした撮像素子であり、図２６Ｂに示す撮像素子は、図６Ｂに示した実施例６の撮像素子を基にした撮像素子であり、蓄積電荷検出回路４１内に設けられたロジック回路（図示せず）によって生成され、増幅されたランダムパルス電圧が、撮像素子における調光装置２１を構成するナノカーボン膜に印加される。尚、蓄積電荷検出回路４１と調光装置２１との間には、電圧保持容量４２が配されている。撮像素子を構成する受光素子２７からの出力信号（蓄積電荷信号）をモニタする蓄積電荷検出回路４１は、撮像素子毎に設けてもよく、これによって、ランダムパルス電圧発生・送出装置は不要となる。尚、撮像素子毎に蓄積電荷検出回路４１を設けることが困難である場合には、撮像素子の行毎あるいは列毎に１つ、蓄積電荷検出回路４１を設けて、周辺回路で演算後、撮像素子毎にランダムとなるように算出したランダムパルス電圧を、各撮像素子における調光装置２１を構成するナノカーボン膜に印加してもよい。

　ところで、撮像素子からの画像出力信号は、アナログ－デジタル変換器（ＡＤ変換器，ＡＤＣ）に送出され、ＡＤ変換器から出力されるが、ＡＤ変換器において発生するノイズに基づき算出されたパルス電圧を、ランダムパルス電圧としてナノカーボン膜に印加することもできる。即ち、ＡＤ変換器の電気信号のノイズばらつきに着目し、ＡＤ変換器からのノイスばらつきをロジック回路によって定数化し、パルス電位で規格化することによりランダムパルス電圧を生成し、調光装置へ送出することによって、ランダム露光を実現する。

　実施例１２では、実施例９～実施例１１において説明した撮像装置を備えたカメラを用いて無線通信で画像を通信した。即ち、来たるべきクラウド社会におけるセンサ利用という観点で、カメラによって撮像された画像を通信する手法の一例を示すものである。具体的には、画像サイズＱＨＤ、撮像フレームレート３０ｆｐｓ、圧縮率１／１６としたとき、カメラからの出力ビットレートは９．２５Ｍｂｐｓとなった。そして、この画像を無線通信した結果、カメラ及び無線通信装置の消費電力合計は３０９ミリワットであった。

　カメラの消費電力には、撮像素子の駆動、信号処理、オーバーヘッド分が含まれており、カメラの消費電力は６８ミリワットであり、残りが無線通信装置の消費電力である。尚、実施例１２では既存の無線帯域を用いたため、無線通信の消費電力という観点での最適帯域を使用しているとは限らない。無線帯域を選択し直すか、今後開発されるであろう無線帯域を用いることにより通信消費電力を一層低減させることが可能である。そして、このように、実施例１２にあっては、比較的、低消費電力で画像を無線通信することが可能となる。また、無線通信を行う場合は、画像データが大きいと原理的に困難となったり、無線通信装置の消費電力が大きく、現実的でない場合が多い。然るに、実施例１２にあっては、通信すべき画像の容量を圧縮できるため、即ち、カメラからの出力画像のサイズが小さいが故に、撮像後の画像を無線通信することができる。また、実施例９～実施例１１において説明した技術に基づき、カメラのみでならず、様々なセンサを搭載した電子デバイスのクラウドでの利用が可能となる。更には、このように、ユーザ同士が別の場所にいても、時間を共有することにより同じ体験をすることが可能となるし、情報が得られるポイント（広告等）において、その情報とクラウド上の自身の情報との照合、データの授受等を行うことも可能となる。

　以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。

　本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置を、シャッター装置とすることもできる。即ち、実施例１、実施例２において説明した調光装置を、撮像装置の光入射側全体を覆うように配設すればよい。そして、例えば、単純マトリックス状に第１電極及び第２電極、あるいは、ナノカーボン膜を配置することで、シャッター装置として機能する調光装置の所望の領域における光透過率を制御することができる。即ち、部分的に暗いところには、電圧を印加し、光透過率を調整して黒潰れを防ぐことができる。また、雪山などの明るい被写体においても白とびを防ぐことが可能となる。

　受光素子を有機光電変換層から構成することもできる。有機光電変換層を、例えば、緑色の光に応じて光電変換可能な材料で構成する場合、例えば、ローダーミン系色素、メラシアニン系色素、キナクリドン等を含む有機材料を挙げることができる。あるいは又、有機光電変換層を構成する材料として、ペンタセン及びその誘導体（ＴＩＰＳ－ペンタセン等）、ナフタセン及びその誘導体（ルブレン、ヘキサプロピルナフタセン）、チオフェン及びその誘導体（Ｐ３ＨＴ等）、フラーレン及びその誘導体（ＰＣＢＭ等）、ＴＣＮＱ、ペリレン及びその誘導体、ポルフィリン及びそのポルフィリン誘導体、アクリジン及びその誘導体、クマリン及びその誘導体、キナクリドン及びその誘導体、シアニン及びその誘導体、スクエアリリウム及びその誘導体、オキサジン及びその誘導体、キサンテントリフェニルアミン及びその誘導体、ベンジジン及びその誘導体、ピラゾリン及びその誘導体、スチルアミン及びその誘導体、ヒドラゾン及びその誘導体、トリフェニルメタン及びその誘導体、カルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、チオフェン及びその誘導体、ポリアミン及びその誘導体、オキサジアゾール及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体、トリアジン及びその誘導体、キノキサリン及びその誘導体、フェナンスロリン及びその誘導体、アルミニウムキノリン及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリチオール及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体を例示することができる。尚、これらに代表される有機材料を、単独で用いることもできるし、２種類以上、混合あるいは積層して用いることもできる。そして、これらに代表される有機材料において、赤色、緑色、青色のそれぞれの波長帯域にピーク感度を有する材料を選択することで、赤色撮像素子、緑色撮像素子、青色撮像素子を構成する受光素子を形成することができる。

　あるいは又、表示素子や表示装置に本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置（調光素子）を適用することができる。具体的には、表示素子は、発光素子、及び、発光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、調光装置は、本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置から成る。あるいは又、表示装置は、２次元マトリクス状に配列された表示素子を備えており、表示素子は、発光素子、及び、発光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、調光装置は、本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置から成る。発光素子として液晶素子、有機ＥＬ素子を挙げることができるし、表示装置として液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置を挙げることができる。

　また、本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置を、頭部装着型ディスプレイ，ＨＭＤ）に適用することができる。即ち、
　（イ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
　（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
　画像表示装置は、
　（Ａ）画像形成装置、及び、
　（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えており、
　光が出射される光学装置の領域には、外部から入射する外光の光量を調整する本開示の第１の態様～第４の態様に係る調光装置が配設されている。

　尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《調光装置：第１の態様》
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される調光装置。
［Ａ０２］第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加されることで、調光層における光透過率が制御される［Ａ０１］に記載の調光装置。
［Ａ０３］Ｍが奇数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第２配線に接続されており、
　Ｍが偶数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜は、第２配線に接続されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の調光装置。
［Ａ０４］第１ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されており、第２ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ａ０５］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ｂ０１］《調光装置：第２の態様》
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される調光装置。
［Ｂ０２］一対の電極に電圧が印加されることで第１ナノカーボン膜及び／又は第２ナノカーボン膜に生じる電荷量が制御され、以て、調光層における光透過率が制御される［Ｂ０１］に記載の調光装置。
［Ｂ０３］Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極を備えており、
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極は、交互に積層されており、
　奇数番目の電極は第１配線に接続され、偶数番目の電極は第２配線に接続されている［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の調光装置。
［Ｂ０４］第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型であり、
　第１ナノカーボン膜と第１誘電体材料層を介して対向する第１電極には、第２ナノカーボン膜と第２誘電体材料層を介して対向する第２電極よりも高い電圧が印加される［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ｂ０５］第１ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されており、第２ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ｂ０６］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ｃ０１］《調光装置：第３の態様》
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される調光装置。
［Ｃ０２］不純物はｐ型であり、
　ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも高い電圧が印加される［Ｃ０１］に記載の調光装置。
［Ｃ０３］不純物はｎ型であり、
　ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも低い電圧が印加される［Ｃ０１］に記載の調光装置。
［Ｃ０４］ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｃ０１］乃至［Ｃ０３］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ｃ０５］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｃ０１］乃至［Ｃ０４］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ｄ０１］《調光装置：第４の態様》
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される調光装置。
［Ｄ０２］一対の電極には、第２ナノカーボン膜に印加される電圧以下の電圧であって、第１ナノカーボン膜に印加される電圧以上の電圧が印加される［Ｄ０１］に記載の調光装置。
［Ｄ０３］第１ナノカーボン膜は第１配線に接続され、第２ナノカーボン膜は第２配線に接続されている［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の調光装置。
［Ｄ０４］第１ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されており、第２ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｄ０１］乃至［Ｄ０３］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ｄ０５］第１中間層、第２中間層、第３中間層及び第４中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｄ０１］乃至［Ｄ０４］のいずれか１項に記載の調光装置。
［Ｅ０１］《撮像素子：第１の態様》
　受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される撮像素子。
［Ｅ０２］第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加されることで、調光層における光透過率が制御される［Ｅ０１］に記載の撮像素子。
［Ｅ０３］Ｍが奇数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第２配線に接続されており、
　Ｍが偶数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜は、第２配線に接続されている［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の撮像素子。
［Ｅ０４］第１ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されており、第２ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｅ０１］乃至［Ｅ０３］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｅ０５］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｅ０１］乃至［Ｅ０４］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｆ０１］《撮像素子：第２の態様》
　受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される撮像素子。
［Ｆ０２］一対の電極に電圧が印加されることで第１ナノカーボン膜及び／又は第２ナノカーボン膜に生じる電荷量が制御され、以て、調光層における光透過率が制御される［Ｆ０１］に記載の撮像素子。
［Ｆ０３］Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極を備えており、
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極は、交互に積層されており、
　奇数番目の電極は第１配線に接続され、偶数番目の電極は第２配線に接続されている［Ｆ０１］又は［Ｆ０２］に記載の撮像素子。
［Ｆ０４］第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型であり、
　第１ナノカーボン膜と第１誘電体材料層を介して対向する第１電極には、第２ナノカーボン膜と第２誘電体材料層を介して対向する第２電極よりも高い電圧が印加される［Ｆ０１］乃至［Ｆ０３］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｆ０５］第１ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されており、第２ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｆ０１］乃至［Ｆ０４］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｆ０６］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｆ０１］乃至［Ｆ０５］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｇ０１］《撮像素子：第３の態様》
　受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される撮像素子。
［Ｇ０２］不純物はｐ型であり、
　ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも高い電圧が印加される［Ｇ０１］に記載の撮像素子。
［Ｇ０３］不純物はｎ型であり、
　ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも低い電圧が印加される［Ｇ０１］に記載の撮像素子。
［Ｇ０４］ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｇ０１］乃至［Ｇ０３］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｇ０５］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｇ０１］乃至［Ｇ０４］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｈ０１］《撮像素子：第４の態様》
　受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐは、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される撮像素子。
［Ｈ０２］一対の電極には、第２ナノカーボン膜に印加される電圧以下の電圧であって、第１ナノカーボン膜に印加される電圧以上の電圧が印加される［Ｈ０１］に記載の撮像素子。
［Ｈ０３］第１ナノカーボン膜は第１配線に接続され、第２ナノカーボン膜は第２配線に接続されている［Ｈ０１］又は［Ｈ０２］に記載の撮像素子。
［Ｈ０４］第１ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されており、第２ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｈ０１］乃至［Ｈ０３］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｈ０５］第１中間層、第２中間層、第３中間層及び第４中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｈ０１］乃至［Ｈ０４］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｊ０１］受光素子の光入射側にはカラーフィルター層が配置されている［Ｅ０１］乃至［Ｈ０５］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｊ０２］カラーフィルター層は、調光装置の光入射側に配置されている［Ｊ０１］に記載の撮像素子。
［Ｊ０３］撮像素子は、更に、遮光膜を有している［Ｅ０１］乃至［Ｊ０２］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｋ０１］《撮像装置：第１の態様》
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される撮像装置。
［Ｋ０２］第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加されることで、調光層における光透過率が制御される［Ｋ０１］に記載の撮像装置。
［Ｋ０３］Ｍが奇数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第２配線に接続されており、
　Ｍが偶数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜は、第２配線に接続されている［Ｋ０１］又は［Ｋ０２］に記載の撮像装置。
［Ｋ０４］第１ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されており、第２ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｋ０１］乃至［Ｋ０３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｋ０５］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｋ０１］乃至［Ｋ０４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｌ０１］《撮像装置：第２の態様》
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される撮像装置。
［Ｌ０２］一対の電極に電圧が印加されることで第１ナノカーボン膜及び／又は第２ナノカーボン膜に生じる電荷量が制御され、以て、調光層における光透過率が制御される［Ｌ０１］に記載の撮像装置。
［Ｌ０３］Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極を備えており、
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極は、交互に積層されており、
　奇数番目の電極は第１配線に接続され、偶数番目の電極は第２配線に接続されている［Ｌ０１］又は［Ｌ０２］に記載の撮像装置。
［Ｌ０４］第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型であり、
　第１ナノカーボン膜と第１誘電体材料層を介して対向する第１電極には、第２ナノカーボン膜と第２誘電体材料層を介して対向する第２電極よりも高い電圧が印加される［Ｌ０１］乃至［Ｌ０３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｌ０５］ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｌ０１］乃至［Ｌ０４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｌ０６］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｌ０１］乃至［Ｌ０５］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｍ０１］《撮像装置：第３の態様》
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される撮像装置。
［Ｍ０２］不純物はｐ型であり、
　ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも高い電圧が印加される［Ｍ０１］に記載の撮像装置。
［Ｍ０３］不純物はｎ型であり、
　ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも低い電圧が印加される［Ｍ０１］に記載の撮像装置。
［Ｍ０４］ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｍ０１］乃至［Ｍ０３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｍ０５］第１中間層及び第２中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｍ０１］乃至［Ｍ０４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｎ０１］《撮像装置：第４の態様》
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される撮像装置。
［Ｎ０２］一対の電極には、第２ナノカーボン膜に印加される電圧以下の電圧であって、第１ナノカーボン膜に印加される電圧以上の電圧が印加される［Ｎ０１］に記載の撮像装置。
［Ｎ０３］第１ナノカーボン膜は第１配線に接続され、第２ナノカーボン膜は第２配線に接続されている［Ｎ０１］又は［Ｎ０２］に記載の撮像装置。
［Ｎ０４］第１ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されており、第２ナノカーボン膜は、グラフェン、カーボンナノチューブ又はフラーレンから構成されている［Ｎ０１］乃至［Ｎ０３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｎ０５］第１中間層、第２中間層、第３中間層及び第４中間層を構成する材料は、二酸化チタン、チッ化チタン、酸化クロム、アモルファスシリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素及び酸化ケイ素から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｎ０１］乃至［Ｎ０４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｐ０１］一対の電極は、調光装置を備えた撮像素子において共通である［Ｌ０１］乃至［Ｎ０５］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｐ０２］調光装置を備えた撮像素子において共通である一対の電極が、調光装置を備えていない撮像素子にも共通に設けられている［Ｌ０１］乃至［Ｎ０５］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｐ０３］受光素子の光入射側にはカラーフィルター層が配置されている［Ｋ０１］乃至［Ｐ０２］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｐ０４］調光装置を備えた撮像素子において、カラーフィルター層は、調光装置の光入射側に配置されている［Ｐ０３］に記載の撮像装置。
［Ｐ０５］撮像素子は、更に、遮光膜を有している［Ｋ０１］乃至［Ｐ０４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｐ０６］調光装置は、行単位に配列された撮像素子に備えられており、又は、
　調光装置は、列単位に配列された撮像素子に備えられており、又は、
　調光装置は、全ての撮像素子に備えられている［Ｋ０１］乃至［Ｐ０５］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｑ０１］信号処理アルゴリズムに基づきランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置を有する［Ｋ０１］乃至［Ｐ０６］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｑ０２］調光装置を備えた複数の撮像素子に対して、ランダムパルス電圧発生・送出装置が１つ配されている［Ｑ０１］に記載の撮像装置。
［Ｑ０３］ランダムパルス電圧は正負の極性を有する［Ｑ０１］又は［Ｑ０２］に記載の撮像装置。
［Ｑ０４］調光装置を備えた撮像素子によって得られた出力信号に基づき算出されたパルス電圧が印加される［Ｋ０１］乃至［Ｐ０６］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｑ０５］調光装置を備えた撮像素子からの画像出力信号が空間的及び時間的に間引かれることによって画像出力信号が圧縮される［Ｋ０１］乃至［Ｑ０４］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｒ０１］２次元マトリクス状に配列された撮像素子は、第１半導体チップに設けられており、
　ランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置が、第２半導体チップに設けられており、
　第１半導体チップと第２半導体チップは積層されており、
　調光装置とランダムパルス電圧発生・送出装置とは、スルー・シリコン・ビアを介して接続されており、又は、バンプを介して接続されている［Ｋ０１］乃至［Ｐ０６］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｒ０２］撮像素子は裏面照射型である［Ｒ０１］に記載の撮像装置。
［Ｒ０３］ランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置が備えられており、
　調光装置とランダムパルス電圧発生・送出装置とは、ナノカーボン膜又は透明導電材料層から成る接続配線で接続されている［Ｋ０１］乃至［Ｒ０２］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｒ０４］撮像素子は、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
　第１ナノカーボン膜は、第１の方向に延び、第１の方向に配列された撮像素子において共通であり、
　第２ナノカーボン膜は、第２の方向に延び、第２の方向に配列された撮像素子において共通であり、
　第１ナノカーボン膜には正極性のランダムパルス電圧が印加されると共に、第２ナノカーボン膜には負極性のランダムパルス電圧が印加される［Ｋ０１］乃至［Ｒ０３］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［Ｒ０５］第１の方向に延びる第１ナノカーボン膜の端部は、櫛形電極状にパターニングされており、
　第２の方向に延びる第２ナノカーボン膜の端部は、櫛形電極状にパターニングされている［Ｒ０４］に記載の撮像装置。
［Ｓ０１］《調光装置の光透過率制御方法：第１の態様》
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜と第２ナノカーボン膜との間に所定の電圧Ｖ₀を印加することで、波長λ₀以上の波長の光を、波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過させる調光装置（調光素子）の光透過率制御方法であって、
　パルス状の所定の電圧Ｖ₀のデューティ比を変化させることで、波長λ₀以上の波長の光に対する調光層の実効的な光透過率を制御する、調光装置の光透過率制御方法。
［Ｓ０２］Ｍが奇数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第２配線に接続されており、
　Ｍが偶数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜は、第２配線に接続されている［Ｓ０１］に記載の調光装置の光透過率制御方法。
［Ｔ０１］《調光装置の光透過率制御方法：第２の態様》
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極の間に所定の電圧Ｖ₀を印加することで、波長λ₀以上の波長の光を、波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過させる調光装置（調光素子）の光透過率制御方法であって、
　パルス状の所定の電圧Ｖ₀のデューティ比を変化させることで、波長λ₀以上の波長の光に対する調光層の実効的な光透過率を制御する、調光装置の光透過率制御方法。
［Ｔ０２］Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極を備えており、
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極は、交互に積層されており、
　奇数番目の電極は第１配線に接続され、偶数番目の電極は第２配線に接続されている［Ｔ０１］に記載の調光装置の光透過率制御方法。
［Ｔ０３］第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型であり、
　第１ナノカーボン膜と第１誘電体材料層を介して対向する第１電極には、第２ナノカーボン膜と第２誘電体材料層を介して対向する第２電極よりも高い電圧が印加される［Ｔ０１］又は［Ｔ０２］に記載の調光装置の光透過率制御方法。
［Ｖ０１］《調光装置の光透過率制御方法：第３の態様》
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極とナノカーボン膜との間に所定の電圧Ｖ₀をに印加することで、波長λ₀以上の波長の光を、波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過させる調光装置（調光素子）の光透過率制御方法であって、
　パルス状の所定の電圧Ｖ₀のデューティ比を変化させることで、波長λ₀以上の波長の光に対する調光層の実効的な光透過率を制御する、調光装置の光透過率制御方法。
［Ｖ０２］不純物はｐ型であり、
　ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも高い電圧が印加される［Ｖ０１］に記載の調光装置の光透過率制御方法。
［Ｖ０３］不純物はｎ型であり、
　ナノカーボン膜には、一対の電極に印加される電圧よりも低い電圧が印加される［Ｖ０１］に記載の調光装置の光透過率制御方法。
［Ｗ０１］《調光装置の光透過率制御方法：第４の態様》
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第１ナノカーボン膜と第２ナノカーボン膜との間に所定の電圧Ｖ₀を印加することで、波長λ₀以上の波長の光を、波長λ₀未満の波長の光よりも高い光透過率にて通過させる調光装置（調光素子）の光透過率制御方法であって、
　パルス状の所定の電圧Ｖ₀のデューティ比を変化させることで、波長λ₀以上の波長の光に対する調光層の実効的な光透過率を制御する、調光装置の光透過率制御方法。
［Ｗ０２］一対の電極には、第２ナノカーボン膜に印加される電圧以下の電圧であって、第１ナノカーボン膜に印加される電圧以上の電圧が印加される［Ｗ０１］に記載の調光装置の光透過率制御方法。

１００，２００，２００’，３００₁，３００₂，４００・・・調光装置、２１１，２１２，３１１，３１２，４１１，４１２・・・電極、１１３，１１３_M，２１３，３１３，４１３・・・調光層、４１３’・・・調光層の積層構造体、１１４，２１４，３１４，４１４・・・第１ナノカーボン膜、１１５，２１５，４１５・・・第２ナノカーボン膜、１１６・・・誘電体材料層、２１６Ａ，３１６Ａ，４１６Ａ・・・第１誘電体材料層、２１６Ｂ，３１６Ｂ，４１６Ｂ・・・第２誘電体材料層、４１６Ｃ・・・第３誘電体材料層、１１７Ａ，２１７Ａ，３１７Ａ，４１７Ａ・・・第１中間層、１１７Ｂ，２１７Ｂ，３１７Ｂ，４１７Ｂ・・・第２中間層、４１７Ｃ・・・第３中間層、４１７Ｄ・・・第４中間層、１１８，２１８，４１８・・・第１配線、１１９，２１９，４１９・・・第２配線、２０₁，２０₂・・・撮像素子、２１・・・調光装置、２２・・・シリコン半導体基板、２３・・・層間絶縁膜、２４・・・保護膜、２５・・・カラーフィルター層（あるいは、平坦化膜）、２６・・・集光レンズ（オンチップレンズ）、２７・・・受光素子（フォトセンサ、フォトダイオード、光電変換素子）、２８・・・遮光膜、２９Ａ・・・層間絶縁層、２９Ｂ・・・保護膜、３１・・・垂直走査回路、３２・・・水平走査回路、３３・・・水平転送回路、４１・・・蓄積電荷検出回路、４２・・・電圧保持容量、５１１・・・第１半導体チップ、５１２・・・撮像素子、５２１・・・第２半導体チップ、５２２・・・ランダムパルス電圧発生・送出装置、５２３・・・各種回路、５３１・・・スルー・シリコン・ビア（ＴＳＶ）、５３２・・・パッド部、Ｒ₁，Ｒ₀，Ｇ₁，Ｇ₀，Ｂ₁，Ｂ₀・・・撮像素子

Claims

　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される調光装置。
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加されることで、調光層における光透過率が制御される請求項１に記載の調光装置。
　Ｍが奇数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第２配線に接続されており、
　Ｍが偶数の場合、奇数番目の第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜は、第１配線に接続され、偶数番目の第１ナノカーボン膜は、第２配線に接続されている請求項１に記載の調光装置。
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される調光装置。
　一対の電極に電圧が印加されることで第１ナノカーボン膜及び／又は第２ナノカーボン膜に生じる電荷量が制御され、以て、調光層における光透過率が制御される請求項４に記載の調光装置。
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極を備えており、
　Ｎ層の調光層、及び、（Ｎ＋１）個の電極は、交互に積層されており、
　奇数番目の電極は第１配線に接続され、偶数番目の電極は第２配線に接続されている請求項４に記載の調光装置。
　第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型であり、
　第１ナノカーボン膜と第１誘電体材料層を介して対向する第１電極には、第２ナノカーボン膜と第２誘電体材料層を介して対向する第２電極よりも高い電圧が印加される請求項４に記載の調光装置。
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される調光装置。
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される調光装置。
　ナノカーボン膜は、グラフェンから構成されている請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の調光装置。
　受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される撮像素子。
　受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される撮像素子。
　受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される撮像素子。
　受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される撮像素子。
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　第１ナノカーボン膜、第１中間層、誘電体材料層及び第２中間層が積層された調光層が、Ｍ層（但し、Ｍ≧１）、積層され、更に、第Ｍ番目の調光層を構成する第２中間層の上には第２ナノカーボン膜が形成されて成り、
　第１ナノカーボン膜及び第２ナノカーボン膜に電圧が印加される撮像装置。
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、第１導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第１導電型とは導電型が異なる第２導電型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、第２中間層及び第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に電圧が印加される撮像装置。
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれた調光層、
を備えており、
　調光層は、第１誘電体材料層、第１中間層、不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていないナノカーボン膜、第２中間層、及び、第２誘電体材料層の積層構造を有し、
　一対の電極に印加される電圧と異なる電圧がナノカーボン膜に印加される撮像装置。
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子を備えており、
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子の少なくとも一部は、受光素子、及び、受光素子の光入射側に配置された調光装置から構成されており、
　調光装置は、
　一対の電極、及び、
　一対の電極に挟まれたＰ層（但し、Ｐ≧１）の調光層が積層された積層構造体、
を備えており、
　第ｐ番目の調光層（但し、１≦ｐ≦Ｐ）は、第１誘電体材料層、第１中間層、ｎ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第１ナノカーボン膜、第２中間層、第２誘電体材料層、第３中間層、ｐ型の不純物がドーピングされた、又は、不純物がドーピングされていない第２ナノカーボン膜、及び、第４中間層の積層構造を有し、
　第Ｐ番目の調光層にあっては、更に、第４中間層の上に第３誘電体材料層が形成されており、
　第２ナノカーボン膜には、第１ナノカーボン膜と異なる電圧が印加される撮像装置。
　信号処理アルゴリズムに基づきランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置を有する請求項１５乃至請求項１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
　調光装置を備えた撮像素子によって得られた出力信号に基づき算出されたパルス電圧が印加される請求項１５乃至請求項１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
　２次元マトリクス状に配列された撮像素子は、第１半導体チップに設けられており、
　ランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置が、第２半導体チップに設けられており、
　第１半導体チップと第２半導体チップは積層されており、
　調光装置とランダムパルス電圧発生・送出装置とは、スルー・シリコン・ビアを介して接続されている請求項１５乃至請求項１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
　ランダムパルス電圧を発生させ、発生させたランダムパルス電圧を調光装置を備えた撮像素子に送出するランダムパルス電圧発生・送出装置が備えられており、
　調光装置とランダムパルス電圧発生・送出装置とは、ナノカーボン膜又は透明導電材料層から成る接続配線で接続されている請求項１５乃至請求項１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
　撮像素子は、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
　第１ナノカーボン膜は、第１の方向に延び、第１の方向に配列された撮像素子において共通であり、
　第２ナノカーボン膜は、第２の方向に延び、第２の方向に配列された撮像素子において共通であり、
　第１ナノカーボン膜には正極性のランダムパルス電圧が印加されると共に、第２ナノカーボン膜には負極性のランダムパルス電圧が印加される請求項１５乃至請求項１８のいずれか１項に記載の撮像装置。