WO2015151579A1 - 調光モジュール、調光システムおよび撮像装置 - Google Patents

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WO2015151579A1
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light
transmittance
liquid crystal
crystal layer
dimming
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真太郎 森田
昇 勝井
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ソニー株式会社
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    • G02F2201/58—Arrangements comprising a monitoring photodetector

Definitions

  • the present technology relates to a light control module that performs light control using liquid crystal, a light control system using the same, and an imaging apparatus.
  • Imaging devices such as digital cameras and video cameras have a lens and an image sensor provided on the optical axis of the lens.
  • a dimming element is provided between the lens and the image sensor, and thereby the amount of light directed from the lens to the image sensor is adjusted.
  • a liquid crystal light control element As such a light control element, a liquid crystal light control element has attracted attention (for example, see Patent Document 1). Since the liquid crystal light control device can be miniaturized, it is possible to save the space of the image pickup apparatus.
  • the liquid crystal light adjusting device changes its light transmittance by adjusting the magnitude of the driving voltage.
  • the relationship between the drive voltage and the light transmittance is called a VT characteristic and is represented by a non-linear curve unique to the element. Therefore, the magnitude of the drive voltage can be specified from this VT characteristic in order to obtain a desired light transmittance.
  • a light control module includes a liquid crystal layer provided between a pair of electrodes, and a transmittance sensor that detects the light transmittance of the liquid crystal layer.
  • a light control system includes the light control module according to the embodiment of the present technology and a light control unit that controls the light control module.
  • An imaging apparatus includes the light control module according to the embodiment of the present technology and an imaging element.
  • the light transmittance of the liquid crystal layer is detected by the transmittance sensor.
  • the light transmittance of the liquid crystal layer is detected by the transmittance sensor, and the liquid crystal layer is detected using the signal from the transmittance sensor. It is possible to adjust the drive voltage of the. Therefore, the light transmittance can be adjusted with high accuracy. Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any effects described in the present disclosure.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a logarithmic conversion unit illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of an IV conversion unit illustrated in FIG. 5. It is a figure showing an example of the relationship between the collector-emitter voltage and collector current of the phototransistor shown in FIG.
  • FIG. 1 It is a figure showing the VT characteristic of a liquid-crystal layer. It is another figure showing the VT characteristic of a liquid-crystal layer. It is a figure showing the structure of the imaging device which concerns on the application example of the light control module shown in FIG. It is a figure for demonstrating the element which has a known light transmittance. It is another figure for demonstrating the element which has a known light transmittance.
  • FIG. 1 illustrates a planar configuration of a liquid crystal light control module (light control module 10) according to an embodiment of the present technology.
  • the dimming module 10 electrically adjusts the amount of light using liquid crystal, and is used as, for example, an ND filter of a digital camera (for example, an imaging device 5 shown in FIG.
  • the light control module 10 includes a light control element 11, a wiring board 12 connected to the light control element 11, and a transmittance sensor 13.
  • the wiring board 12 is, for example, a flexible printed circuit, and the wiring board 12 is provided with a plurality of wirings.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration along the line II-II in FIG.
  • the light control element 11 has a stacked structure in which a transparent substrate 111a, a transparent electrode 112a, an alignment film 113a, a liquid crystal layer 110, an alignment film 113b, a transparent electrode 112b, and a transparent substrate 111b are stacked in this order along the traveling direction of the light L. have.
  • the light control element 11 is also provided with a sealant 114, a spacer 115, and a sealing portion 116.
  • the wiring board 12 is omitted.
  • the liquid crystal layer 110 is provided between a pair of electrodes (transparent electrodes 112a and 112b) and contains liquid crystal molecules.
  • the liquid crystal layer 110 contains a predetermined pigment molecule (dichroic dye molecule) in addition to the liquid crystal molecule (in order to simplify the illustration in FIG. ”). That is, the light control element 11 is configured using a guest-host (GH) type liquid crystal containing a dye (dichroic dye).
  • GH guest-host
  • a polarizing plate is not necessary due to the absorption anisotropy of the dye molecules, and the light use efficiency can be improved.
  • Such GH type liquid crystal is roughly classified into a negative type and a positive type depending on the difference in the major axis direction of liquid crystal molecules when a voltage is applied.
  • the positive GH type liquid crystal when no voltage is applied (OFF state), the long axis direction of the liquid crystal molecules is perpendicular to the optical axis, and when the voltage is applied (ON state), the long axis direction of the liquid crystal molecules is light. It is parallel to the axis.
  • the negative type GH liquid crystal the major axis direction of the liquid crystal molecules is parallel to the optical axis when no voltage is applied, and the major axis direction of the liquid crystal molecules is perpendicular to the optical axis when voltage is applied. Is.
  • the dye molecules are aligned in the same direction (orientation) as the liquid crystal molecules, when positive type liquid crystal is used as a host, the light transmittance is relatively low when no voltage is applied (the light output side is relatively The light transmittance becomes relatively high when a voltage is applied (the light emission side becomes relatively bright).
  • the light transmittance is relatively high when no voltage is applied (the light emission side is relatively bright), and the light transmittance is relative when a voltage is applied. (The light emission side becomes relatively dark).
  • the liquid crystal layer 110 may be composed of either positive type or negative type liquid crystal.
  • a case where the liquid crystal layer 110 is made of negative type liquid crystal will be described as an example.
  • the transparent electrodes 112a and 112b are electrodes for applying a voltage (driving voltage V) to the liquid crystal layer 110, and are made of, for example, indium tin oxide (ITO).
  • the wiring board 12 is provided with a wiring (first wiring) electrically connected to the transparent electrodes 112a and 112b, and a signal for driving the liquid crystal layer 110 is transmitted to the transparent electrodes 112a and 112b via the wiring. It is to be transmitted.
  • the alignment films 113a and 113b are films for aligning each liquid crystal molecule in the liquid crystal layer 110 in a desired direction (alignment direction).
  • Each of the alignment films 113a and 113b is made of, for example, a polymer material such as polyimide, and the alignment direction of the liquid crystal molecules is set by performing a rubbing process in a predetermined direction in advance. .
  • the transparent substrate 111a is a substrate on one side for supporting the transparent electrode 112a and the alignment film 113a and sealing the liquid crystal layer 110.
  • the transparent substrate 111b is a substrate on the other side for supporting the transparent electrode 112b and the alignment film 113b and sealing the liquid crystal layer 110.
  • Each of these transparent substrates 111a and 111b is made of, for example, a glass substrate.
  • the sealing agent 114 is a member for sealing the molecules M (liquid crystal molecules and dye molecules) in the liquid crystal layer 110 from the side surface, and is made of an adhesive such as an epoxy adhesive or an acrylic adhesive.
  • the spacer 115 is a member for keeping the cell gap (thickness) in the liquid crystal layer 110 constant, and is made of, for example, a predetermined resin material or glass material.
  • the sealing part 116 is a sealing port for sealing the molecules M in the liquid crystal layer 110 and is a part for sealing the molecules M in the liquid crystal layer 110 from the outside thereafter.
  • Such a light control element 11 is provided with a light control region 11A and a detection region 11B at positions adjacent to each other in plan (XY plane) view.
  • the detected area 11B and the dimming area 11A are continuous and have the same configuration.
  • the liquid crystal layer 110 performs the same operation when a voltage is applied to the transparent electrodes 112a and 112b.
  • the dimming area 11 ⁇ / b> A is a main part of the dimming element 11, and the dimming area 11 ⁇ / b> A occupies most of the dimming element 11.
  • the light amount is adjusted by the light L passing through the light control region 11A.
  • the detected area 11 ⁇ / b> B is provided at one end of the light control element 11, for example.
  • a transmittance sensor 13 is provided in the detected region 11B of the light control element 11. Although details will be described later, the light transmittance of the light control element 11 can be adjusted with high accuracy.
  • the transmittance sensor 13 is for detecting the light transmittance of the light passing through the liquid crystal layer 110 in the detection region 11B, and a signal corresponding to the amount of light passing through the liquid crystal layer 110 (described later in FIG. 4). Outputs the transmittance information I1).
  • the transmittance sensor 13 has, for example, a transmissive photo-interrupter structure, and a light emitting unit 132 and a light receiving unit 133 are provided on a support 131 of the transmittance sensor 13.
  • the support 131 is for supporting the light emitting part 132 and the light receiving part 133, and is made of, for example, a resin material.
  • the support 131 covers the end of the upper surface of the transparent substrate 111a (the surface opposite to the surface facing the liquid crystal layer 110), and the lower surface (with the liquid crystal layer 110) of the transparent substrate 111b via the side surface of the liquid crystal layer 110. It extends so as to cover the end of the opposite surface).
  • the support 131 is provided so as to sandwich the transparent substrates 111a and 111b from the end portions, and the transmittance sensor 13 is fixed to the dimmer 11 and integrated.
  • the light emitting unit 132 is provided, for example, at a position close to the transparent substrate 111b among the transparent substrates 111a and 111b and spaced from the lower surface of the transparent substrate 111b.
  • an LED Light emitting diode
  • the light emitted from the light emitting unit 132 does not include an infrared component and an ultraviolet component, and the output range of the light emitting unit 132 is preferably in the visible region.
  • the light receiving unit 133 is provided at a position facing the light emitting unit 132 with the liquid crystal layer 110 in between. Specifically, the light receiving unit 133 is provided, for example, at a position close to the transparent substrate 111a out of the transparent substrates 111a and 111b, away from the upper surface of the transparent substrate 111a.
  • the light receiving unit 133 and the light emitting unit 132 are preferably provided so as to face the liquid crystal layer 110 in the normal direction.
  • a phototransistor can be used for the light receiving portion 133.
  • the light sensed by the light receiving unit 133 is light in the visible region, and it is preferable that the light receiving unit 133 does not sense light in other regions.
  • the light emitting unit 132 and the light receiving unit 133 may be provided at positions opposite to each other.
  • the transmittance sensor 13 is electrically connected to a wiring (second wiring) provided on the wiring board 12, for example.
  • the light shielding film 14 it is preferable to provide the light shielding film 14 so that the light emitted from the light emitting unit 132 is incident on the light receiving unit 133 in the normal direction.
  • the light shielding film 14 preferably absorbs light other than light traveling in the normal direction from the light emitting unit 132 to the light receiving unit 133.
  • the light shielding film 14 is provided, for example, on the surface of the transparent substrate 111a facing the light receiving unit 133. An opening is provided in the light shielding film 14, and light from the light emitting unit 132 reaches the light receiving unit 133 through this opening.
  • the ineffective component light is, for example, light that is incident on the light receiving unit 133 after being reflected by the end surfaces of the transparent substrates 111a and 111b and the sealant 114, out of light emitted radially from the light emitting unit 132.
  • the temperature sensor 15 is for detecting the temperature in the vicinity of the transmittance sensor 13.
  • a thermistor or the like can be used for the temperature sensor 15.
  • FIG. 3 shows the temperature change of the current output from the transmittance sensor 13 at a predetermined light transmittance.
  • the transmittance sensor 13 outputs the current I0 at the temperature T0, whereas the current I1 larger than the current I0 is output at the temperature T1 higher than the temperature T0.
  • the signal of the transmittance sensor 13 varies depending on the temperature.
  • the temperature sensor 15 is preferably mounted on the wiring board 12.
  • FIG. 4 illustrates a block configuration of a dimming control unit (dimming control unit 20) that performs predetermined feedback control on the dimming module 10 together with the dimming module 10.
  • the dimming module 10 and the dimming control unit 20 are a specific example of the dimming system according to the embodiment of the present technology.
  • the current I (signal) from the transmittance sensor 23 is input to the dimming control unit 20, and the dimming control unit 20 supplies the drive voltage Vout to the dimming module 10 based on the current I.
  • the dimming control unit 20 includes, for example, a logarithmic conversion unit 21, a temperature correction unit 22, an absolute transmission amount corresponding unit 23, a transmittance comparison unit 24, a controller 25, and a drive unit 26.
  • the current I from the transmittance sensor 23 is logarithmically processed by the logarithmic converter 21 and converted into transmittance information S1.
  • Transmission information S2, S3, setting value S4, difference information S5, and drive signal S6 described later are, for example, logarithmic values.
  • FIG. 5 shows an example of the configuration of the logarithmic conversion unit 21.
  • the logarithmic conversion unit 21 includes, for example, an IV conversion unit 211, an A / D conversion unit 212, a log calculation unit 213, a range determination unit 214, and an addition unit 215.
  • FIG. 6 shows an example of the circuit configuration of the IV conversion unit 211.
  • the IV converter 211 is for converting the current output from the transmittance sensor 13 into a voltage.
  • the IV converter 211 can maintain a high resolution even when the range of the current value output from the transmittance sensor 13 is wide.
  • the IV conversion unit 211 includes, for example, an operational amplifier 21A, a resistance element 21B, a resistance element 21C, a resistance element 21D, a resistance element 21E, a field effect transistor (FET) 1, an FET 2, and an FET 3.
  • the gates of FET1, FET2, and FET3 are connected to, for example, a GPIO (General Purpose Input / Output) or decoder of a microcomputer.
  • the range determination unit 214 turns on / off the FET1, FET2, and FET3 and switches the range. For example, FET1, FET2, and FET3 are turned on and off every 3 EV.
  • FET1, FET2, and FET3 are switching FETs for range switching.
  • An analog switch may be used in place of the FET1, FET2, and FET3.
  • a bias voltage VB is applied to the positive input terminal of the operational amplifier 21A.
  • the negative input terminal of the operational amplifier 21A is connected to the transmittance sensor 13, and is connected to one end of the resistance element 21B, the source of the FET1, the source of the FET2, and the source of the FET3.
  • the drain of FET1 is connected to one end of the resistive element 21C
  • the drain of FET2 is connected to one end of the resistive element 21D
  • the drain of FET3 is connected to one end of the resistive element 21E.
  • the other ends of the resistance elements 21B, 21C, 21D, and 21E are connected to the output terminal of the operational amplifier 21A. Since the negative input terminal of the operational amplifier 21A is a virtual short, it has the same potential (voltage VB) as the positive input terminal. Therefore, in the phototransistor (light receiving unit 133) of the transmittance sensor 13, the collector-emitter voltage VCE is maintained at a constant value regardless of the current, regardless of the value of the collector current Ic, as shown in FIG. Be drunk. Therefore, in the light receiving portion 133 (FIG. 2) of the transmittance sensor 13, the dependency of the collector-emitter voltage V CE can be eliminated.
  • the output terminal of the operational amplifier 21A is connected to the A / D converter 212.
  • the voltage output from the IV conversion unit 211 is A / D converted by the A / D conversion unit 212 and then input to the log calculation unit 213.
  • the transmission unit S215 outputs the transmittance information S1.
  • the influence of the quantization error can be kept small even if an inexpensive (for example, about 12 bits) A / D conversion unit 212 is used.
  • the temperature correction unit 22 corrects the transmittance information S1 based on the temperature information T supplied from the temperature sensor 15. For example, the temperature correction unit 22 is provided with a temperature characteristic of the transmittance information S1 as a table. The transmittance information S1 is processed by the temperature correction unit 22, and then input to the absolute transmission amount corresponding unit 23 as the transmittance information S2. The transmittance information S2 is a value proportional to the amount of light received by the transmittance sensor 13.
  • the absolute transmission amount corresponding unit 23 stores the absolute transmittance TRX when the light control element 11 (liquid crystal layer 110) has a predetermined brightness. Based on the absolute transmittance TRX, the transmittance information S2 is stored. Is processed. That is, the transmittance information S3 output from the absolute transmission amount corresponding unit 23 is a logarithmic value of the absolute transmittance.
  • the absolute transmittance TRX is obtained as follows, for example. First, an element having a known light transmittance TR0 (for example, an element 100 in FIGS. 11 and 12 described later) is detected. Detection detects the amount of light incident on an image sensor (for example, an image sensor 52 in FIG.
  • the detection value at the imaging device of the element having the known light transmittance TR0 is defined as a detection value K0.
  • a detection value K0 For example, air, glass, or a film can be used as an element having a known light transmittance.
  • detection of the dimmer 11 adjusted to a predetermined brightness is performed in the same manner.
  • the detection value at the image sensor of the light control element 11 is defined as a detection value KX.
  • the absolute transmittance TRX can be obtained as shown in Equation (1).
  • the transmittance information S3 is calculated using the absolute transmittance TRX and the detected value KX as shown in the equation (2).
  • the transmittance information S2 may be input to the transmittance comparison unit 24 without providing the absolute transmission amount corresponding unit 23.
  • the transmittance comparison unit 24 calculates the difference between the set value S4 and the transmittance information S3, and the difference information S5 is input from the transmittance comparison unit 24 to the controller 25. In the controller 25, control calculation is performed so that the difference information S5 becomes zero, and an appropriate drive signal S6 is output to the drive unit 26.
  • the drive unit 26 supplies the drive voltage Vout to the dimming module 10 based on the drive signal S6, so that the dimming module 10 operates.
  • the light transmittance of the light control element 11 is detected by the transmittance sensor 13, and therefore, using the signal (transmittance information I 1) supplied from the transmittance sensor 13, The drive voltage Vout of the liquid crystal layer 110 can be adjusted. This will be described below.
  • the VT characteristic is a physical property unique to each liquid crystal layer, and a driving voltage for obtaining a desired light transmittance can be specified from the VT characteristic.
  • the rate is T1. Or when it has shifted
  • the difference between the set value (transmittance T0) and the actual light transmittance (transmittance T1 or transmittance T2) increases.
  • the influence of the difference between the set value and the actual light transmittance increases as the light transmittance decreases, it becomes difficult to use the liquid crystal layer at a low transmittance.
  • the transmittance sensor 13 is provided in the light control module 10, the light transmittance of the light control element 11 is detected.
  • the detected light transmittance is supplied as light transmittance information I1 to the dimming control unit 20, and the drive voltage Vout is supplied from the dimming control unit 20 to the dimming element 11 based on the light transmittance information I1. Is done. Therefore, there is no difference between the set value and the actual light transmittance, and the light transmittance of the light control element 11 can be adjusted with high accuracy. Even in the liquid crystal layer 110 having a steep VT characteristic, the light transmittance can be accurately adjusted. Furthermore, the light transmittance of the light control element 11 can be set widely. For example, even if the absolute light transmittance is a low light transmittance of 1% or less, this can be realized.
  • the signal (light transmittance information I1) output from the transmittance sensor. ) Can be used to adjust the driving voltage Vout of the liquid crystal layer 110. Therefore, the light transmittance of the liquid crystal layer 110 can be adjusted with high accuracy.
  • the temperature sensor 15 in the vicinity of the transmittance sensor 13, the light transmittance can be adjusted with higher accuracy.
  • the transmittance sensor 13 having a transmissive photoinplanter structure
  • the light control element 11 and the transmittance sensor 13 are integrated, and the light control module 10 can be downsized.
  • the small dimming module 10 is suitably used for an imaging apparatus such as a digital camera.
  • the light output from the light emitting unit 132 of the transmittance sensor 13 does not include an infrared component and an ultraviolet component, and the light receiving unit 133 detects light in the visible region. It is preferable. Thereby, noise generated in the infrared region at low transmittance can be suppressed, and the light transmittance of the liquid crystal layer 110 can be detected with high sensitivity over a wide region.
  • one wiring board (wiring board 12) is provided with wiring electrically connected to the transparent electrodes 112a and 112b, wiring electrically connected to the transmittance sensor 13, and the temperature sensor 15. Thereby, the light modulation module 10 can be reduced in size.
  • the transmittance comparison unit 24 can calculate the absolute transmittance TRX at the time of the transmittance information SX by using the transmittance information S0 of the known substance. Therefore, by storing the value of the absolute transmittance TRX at one point in the absolute transmission amount corresponding unit 23, the dimming element 11 can be adjusted to a desired light transmittance based on the absolute transmittance.
  • the dimming module 10 is applied to an imaging apparatus such as a digital camera and a video camera.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the imaging device (imaging device 5).
  • imaging device 5 an optical image from a subject is converted into an electrical signal by an imaging device (an imaging device 52 described later).
  • the imaging signal (digital signal) obtained in this way can be recorded on a semiconductor recording medium (not shown) or displayed on a display device (not shown) such as a liquid crystal display.
  • the imaging device 5 includes a lens group 51, a light control module 10, an imaging element 52, a temperature sensor 3, and an imaging signal processing unit 53.
  • a dimming control unit 20 is connected to the dimming module 10, and the feedback control described in the above embodiment is performed.
  • the lens group 51 includes a plurality of lenses. It is also possible to use a single lens.
  • the imaging element 52 is an element that detects imaging light (imaging light Lout) incident from the lens group 51 via the dimming module 10 and acquires an imaging signal.
  • the imaging device 52 is configured using an imaging sensor (solid-state imaging device) such as a CCD or CMOS, for example.
  • the imaging signal processing unit 53 performs predetermined signal processing on the imaging signal (imaging signal Sin) obtained in the imaging element 52.
  • the imaging signal processing unit 53 includes, for example, an S / H • AGC circuit and an A / D conversion unit.
  • S / H sample / hold processing is performed on the image pickup signal output from the image pickup device 52, and predetermined signal amplification processing using an AGC (Automatic Gain Control) function is performed. Done.
  • an A / D conversion (analog / digital conversion) process is performed on the imaging signal output from the S / H • AGC circuit to generate an imaging signal including a digital signal.
  • the imaging light Lin emitted from the lens group 51 enters the light control module 10, and the amount of light (transmitted light amount) is adjusted and emitted as imaging light Lout.
  • the imaging light Lout enters the imaging element 52 and is detected, and an imaging signal Sin is obtained.
  • the imaging signal processing unit 53 performs predetermined signal processing on the imaging signal Sin to generate an imaging signal Sout.
  • the function of the imaging device 5 can be improved.
  • the imaging device 5 is provided with, for example, an element 100 having a known light transmittance TR0, and the known element 100 and the dimming element 10 can be interchanged. Preferred (FIG. 12).
  • the transmittance information S0 and the transmittance information SX (or the absolute transmittance TRX) of the element 100 can be easily obtained.
  • the present technology has been described with reference to the embodiment, the present technology is not limited to this embodiment, and various modifications can be made.
  • the light control element using the guest-host type liquid crystal is described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and a liquid crystal other than the guest-host type liquid crystal may be used. Good.
  • the feedback control performed by the dimming control unit described in the above embodiment may be performed by hardware (circuit) or may be performed by software (program).
  • an embodiment of the present technology may also have the following configuration.
  • a light control module comprising a liquid crystal layer provided between a pair of electrodes and a transmittance sensor for detecting the light transmittance of the liquid crystal layer.
  • the light control module according to (1) wherein the liquid crystal layer includes a light control region and a detection region, and the transmittance sensor detects a light transmittance of the detection region.
  • the dimming module according to (2) wherein the dimming area and the detected area are continuously provided.
  • the transmittance sensor includes a light emitting unit and a light receiving unit facing the light emitting unit with the liquid crystal layer interposed therebetween, and the light receiving unit receives visible light according to (1) to (3).
  • the light control module as described in any one of them.
  • the light control module according to (4) further including a light shielding film, wherein the light shielding film absorbs light other than light traveling in a normal direction from the light emitting unit to the light receiving unit.
  • the wiring board includes a first wiring electrically connected to the electrode, and a second wiring electrically connected to the transmittance sensor.
  • the light control module as described in any one of said (1) thru
  • a dimming module and a dimming control unit that controls the dimming module are provided, and the dimming module detects a liquid crystal layer provided between a pair of electrodes and a light transmittance of the liquid crystal layer.
  • a dimming system including a transmittance sensor.
  • a temperature sensor that is provided in the vicinity of the transmittance sensor and supplies temperature information to the dimming control unit, the dimming control unit from the transmittance sensor based on the temperature information
  • the light control according to any one of (9) to (11), wherein the light control unit stores an absolute transmittance when the liquid crystal layer has a predetermined brightness. system.
  • the dimming control unit includes an IV conversion unit, and the IV conversion unit switches the range based on the magnitude of the signal output from the transmittance sensor.
  • the light control system as described in any one of thru
  • An image pickup apparatus including a light control module and an image sensor, wherein the light control module includes a liquid crystal layer provided between a pair of electrodes, and a transmittance sensor that detects a light transmittance of the liquid crystal layer. .

Abstract

　一対の電極の間に設けられた液晶層と、前記液晶層の光透過率を検出する透過率センサとを備えた調光モジュール。

Description

調光モジュール、調光システムおよび撮像装置
　本技術は、液晶を用いて調光を行う調光モジュール、それを用いた調光システムおよび撮像装置に関する。
　デジタルカメラおよびビデオカメラ等の撮像装置は、レンズと、レンズの光軸上に設けられた撮像素子とを有している。これらレンズと撮像素子との間には調光素子が設けられており、これによりレンズから撮像素子に向かう光の量が調整される。
　このような調光素子として、液晶調光素子が注目されている（例えば、特許文献１参照）。液晶調光素子では、小型化が可能であるため撮像装置の省スペース化を図ることができる。
　液晶調光素子は、駆動電圧の大きさを調整することにより、その光透過率を変化させるものである。この駆動電圧と光透過率との関係はＶＴ特性と呼ばれており、素子固有の非線形曲線で表される。したがって、このＶＴ特性から、所望の光透過率を得るため駆動電圧の大きさを特定することができる。
特開２００２－８２３５８号公報
　しかしながら、特定した大きさの駆動電圧を印加しても、実際に所望の光透過率を得ることは困難であった。
　従って、高精度での光透過率の調整が可能な調光モジュール、それを用いた調光システムおよび撮像装置を提供することが望ましい。
　本技術の一実施の形態による調光モジュールは、一対の電極の間に設けられた液晶層と、液晶層の光透過率を検出する透過率センサとを備えたものである。
　本技術の一実施の形態による調光システムは、上記本技術の一実施の形態の調光モジュールと、調光モジュールを制御する調光制御部とを備えたものである。
　本技術の一実施の形態による撮像装置は、上記本技術の一実施の形態の調光モジュールと、撮像素子とを備えたものである。
　本技術の一実施の形態の調光モジュール、調光システムまたは撮像装置では、透過率センサにより液晶層の光透過率が検出される。
　本技術の一実施の形態の調光モジュール、調光システムおよび撮像装置によれば、透過率センサにより液晶層の光透過率を検出することで、この透過率センサからの信号を用いて液晶層の駆動電圧を調整することが可能となる。よって、高い精度で光透過率を調整することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本技術の一実施の形態に係る調光モジュールの構成を表す平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面構成を表す図である。 図１に示した透過率センサにおける温度と電流の関係を表す図である。 図１に示した調光モジュールの動作について説明するためのブロック図である。 図４に示した対数変換部の構成を表すブロック図である。 図５に示したＩ－Ｖ変換部の構成の一例を表す回路図である。 図６に示したフォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧とコレクタ電流との関係の一例を表す図である。 液晶層のＶＴ特性を表す図である。 液晶層のＶＴ特性を表す他の図である。 図１に示した調光モジュールの適用例に係る撮像装置の構成を表す図である。 既知の光透過率を有する素子について説明するための図である。 既知の光透過率を有する素子について説明するための他の図である。
　以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（調光モジュール）
２．適用例（撮像装置）
＜実施の形態＞
　図１は、本技術の一実施の形態に係る液晶調光モジュール（調光モジュール１０）の平面構成を表したものである。この調光モジュール１０は、液晶を利用して電気的に光量調整を行うものであり、例えばデジタルカメラ（例えば後述の図１０の撮像装置５）のＮＤフィルタ等として用いられる。調光モジュール１０は、調光素子１１、調光素子１１に接続された配線基板１２、および透過率センサ１３を有している。配線基板１２は、例えばフレキシブル配線基板（Flexible printed circuits）であり、配線基板１２には複数の配線が設けられている。
［調光素子１１の構成］
　図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った構成を表す断面図である。調光素子１１は、光Ｌの進行方向に沿って、透明基板１１１ａ、透明電極１１２ａ、配向膜１１３ａ、液晶層１１０、配向膜１１３ｂ、透明電極１１２ｂおよび透明基板１１１ｂがこの順に積層された積層構造を有している。調光素子１１にはまた、シール剤１１４、スペーサ１１５および封止部１１６が設けられている。なお、図２では配線基板１２を省略して表している。
　液晶層１１０は、一対の電極（透明電極１１２ａ，１１２ｂ）の間に設けられ、液晶分子を含有している。ここでは、液晶層１１０が液晶分子に加えて所定の色素分子（二色性染料分子）を含有している（図２では図示の簡略化のため、液晶分子および色素分子をまとめて「分子Ｍ」として示している）。すなわち、調光素子１１は、色素（二色性色素）を含有するゲスト－ホスト（ＧＨ）型の液晶を用いて構成されている。ゲスト－ホスト（ＧＨ）型の液晶では、色素分子の吸収異方性により偏光板が不要となり、光の利用効率を向上させることができる。
　このようなＧＨ型の液晶（ＧＨ型液晶）は、電圧印加時における液晶分子の長軸方向の相違により、ネガ型のものとポジ型のものとに大別される。ポジ型のＧＨ型液晶は、電圧無印加時（ＯＦＦ状態）には液晶分子の長軸方向が光軸に対して垂直となり、電圧印加時（ＯＮ状態）には液晶分子の長軸方向が光軸に対して平行となるものである。一方、ネガ型のＧＨ型液晶は、逆に、電圧無印加時には液晶分子の長軸方向が光軸に対して平行となり、電圧印加時には液晶分子の長軸方向が光軸に対して垂直となるものである。ここで、色素分子は液晶分子と同じ方向（向き）に配向するため、ポジ型の液晶をホストとして用いた場合には、電圧無印加時には光透過率が相対的に低くなり（光出射側が相対的に暗くなり）、電圧印加時には光透過率が相対的に高くなる（光出射側が相対的に明るくなる）。一方、ネガ型の液晶をホストとして用いた場合には、逆に、電圧無印加時には光透過率が相対的に高くなり（光出射側が相対的に明るくなり）、電圧印加時には光透過率が相対的に低くなる（光出射側が相対的に暗くなる）。液晶層１１０は、ポジ型およびネガ型のいずれの液晶によって構成されていてもよいが、以下では、液晶層１１０がネガ型の液晶からなる場合を例に挙げて説明する。
　透明電極１１２ａ，１１２ｂはそれぞれ、液晶層１１０に対して電圧（駆動電圧Ｖ）を印加するための電極であり、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）からなる。配線基板１２には、これら透明電極１１２ａ，１１２ｂに電気的に接続された配線（第１配線）が設けられ、この配線を介して透明電極１１２ａ，１１２ｂに液晶層１１０を駆動するための信号が伝達されるようになっている。
　配向膜１１３ａ，１１３ｂはそれぞれ、液晶層１１０内の各液晶分子を所望の方向（配向方向）に配向させるための膜である。これらの配向膜１１３ａ，１１３ｂはそれぞれ、例えばポリイミド等の高分子材料からなり、予め所定の方向にラビング（rubbing）処理が施されることによって液晶分子の配向方向が設定されるようになっている。
　透明基板１１１ａは、透明電極１１２ａおよび配向膜１１３ａを支持するとともに液晶層１１０を封止するための一方側の基板である。透明基板１１１ｂは、透明電極１１２ｂおよび配向膜１１３ｂを支持するとともに液晶層１１０を封止するための他方側の基板である。これらの透明基板１１１ａ，１１１ｂはそれぞれ、例えばガラス基板からなる。
　シール剤１１４は、液晶層１１０内の分子Ｍ（液晶分子および色素分子）を側面側から封止するための部材であり、例えばエポキシ接着剤やアクリル接着剤等の接着剤からなる。スペーサ１１５は、液晶層１１０におけるセルギャップ（厚み）を一定に保持するための部材であり、例えば所定の樹脂材料またはガラス材料からなる。封止部１１６は、液晶層１１０内に分子Ｍを封入する際の封入口であるとともに、その後に液晶層１１０内の分子Ｍを外部から封止する部分である。
　このような調光素子１１には、平面（ＸＹ平面）視で隣り合う位置に調光領域１１Ａおよび被検出領域１１Ｂが設けられている。被検出領域１１Ｂと調光領域１１Ａとは連続しており、互いに同様の構成を有している。互いに接続された被検出領域１１Ｂおよび調光領域１１Ａでは、透明電極１１２ａ，１１２ｂに電圧を印加すると液晶層１１０が同じ動作をするようになっている。調光領域１１Ａは調光素子１１の主部であり、調光領域１１Ａが調光素子１１の大部分を占めている。この調光領域１１Ａを光Ｌが通過することにより、光量調整が行われる。被検出領域１１Ｂは、例えば調光素子１１の一端部に設けられている。
　本実施の形態では、この調光素子１１の被検出領域１１Ｂに透過率センサ１３が設けられている。詳細は後述するが、これにより高い精度で調光素子１１の光透過率を調整することができる。
［透過率センサ１３の構成］
　透過率センサ１３は、被検出領域１１Ｂの液晶層１１０を通過する光の光透過率を検出するためのものであり、液晶層１１０を通過した光の光量に応じた信号（後述の図４の透過率情報Ｉ１）を出力する。透過率センサ１３は、例えば透過型フォトインタラプタ構造を有しており、透過率センサ１３の支持体１３１に発光部１３２および受光部１３３が設けられている。発光部１３２と受光部１３３との間には、液晶層１１０、透明基板１１１ａ，１１１ｂ、透明電極１１２ａ，１１２ｂおよび配光膜１１３ａ，１１３ｂが設けられている。支持体１３１は、発光部１３２および受光部１３３を支持するためのものであり、例えば樹脂材料により構成されている。この支持体１３１は、透明基板１１１ａの上面（液晶層１１０との対向面と反対の面）の端部を覆うとともに、液晶層１１０の側面を介して透明基板１１１ｂの下面（液晶層１１０との対向面と反対の面）の端部を覆うように延在している。即ち、支持体１３１は透明基板１１１ａ，１１１ｂを端部から挟み込むように設けられており、透過率センサ１３は調光素子１１に固定され、一体化している。発光部１３２は、例えば透明基板１１１ａ，１１１ｂのうち、透明基板１１１ｂに近い位置に透明基板１１１ｂの下面から離間して設けられている。発光部１３２には、例えばＬＥＤ（Light emitting diode）を用いることができる。この発光部１３２が発する光は、赤外成分および紫外成分を含まず、発光部１３２の出力範囲は可視領域であることが好ましい。受光部１３３は、液晶層１１０を間にして発光部１３２に対向する位置に設けられている。具体的には、受光部１３３は、例えば透明基板１１１ａ，１１１ｂのうち、透明基板１１１ａに近い位置に透明基板１１１ａの上面から離間して設けられている。受光部１３３および発光部１３２は、液晶層１１０に対して法線方向に対向するよう設けられていることが好ましい。受光部１３３には、例えばフォトトランジスタを用いることができる。この受光部１３３が感知する光は可視領域の光であり、受光部１３３では、他の領域の光が感知されないことが好ましい。発光部１３２と受光部１３３とを互いに逆の位置に設けるようにしてもよい。透過率センサ１３は、例えば配線基板１２に設けられた配線（第２配線）に電気的に接続されている。
　発光部１３２の発する光が、受光部１３３に対して法線方向に入射するように遮光膜１４を設けることが好ましい。換言すれば、遮光膜１４により、発光部１３２から受光部１３３に対して法線方向に向かう光以外の光を吸収することが好ましい。遮光膜１４は、例えば透明基板１１１ａのうち、受光部１３３との対向面に設けられている。遮光膜１４には開口が設けられており、発光部１３２からの光は、この開口により受光部１３３に到達するようになっている。このような遮光膜１４を設けることにより、受光部１３３での無効成分の光の受光を防ぐことができる。無効成分の光は、例えば、発光部１３２から放射状に出射された光のうち、透明基板１１１ａ，１１１ｂの端面およびシール剤１１４で反射した後、受光部１３３に入射する光である。
　透過率センサ１３の近傍に、温度センサ１５（図１）を設けることが好ましい。温度センサ１５は、透過率センサ１３近傍の温度を検出するためのものである。温度センサ１５には、例えばサーミスタ等を用いることができる。
　図３は、所定の光透過率において透過率センサ１３から出力される電流の温度変化を表したものである。例えば、温度Ｔ０では透過率センサ１３が電流Ｉ０を出力するのに対し、温度Ｔ０よりも高い温度Ｔ１では電流Ｉ０よりも大きな電流Ｉ１を出力する。このように同じ光透過率を検出した場合であっても、透過率センサ１３の信号は温度によって変動する。温度センサ１５を設けることにより、このような透過率センサ１３の温度変化に起因した信号の変動を補正することができる。温度センサ１５は、配線基板１２に実装されていることが好ましい。
［調光モジュール１０の動作］
　次に、調光モジュール１０の調光動作について説明する。
　図４は、調光モジュール１０に所定のフィードバック制御をおこなう調光制御部（調光制御部２０）のブロック構成を、調光モジュール１０とともに表したものである。調光モジュール１０および調光制御部２０が本技術の一実施の形態の調光システムの一具体例である。透過率センサ２３からの電流Ｉ（信号）は調光制御部２０に入力され、調光制御部２０では、電流Ｉに基づいて調光モジュール１０に駆動電圧Ｖｏｕｔを供給するようになっている。調光制御部２０は、例えば、対数変換部２１、温度補正部２２、絶対透過量対応部２３、透過率比較部２４、コントローラ２５および駆動部２６を含んでいる。透過率センサ２３からの電流Ｉは、対数変換部２１で対数処理され、透過率情報Ｓ１に変換される。後述の透過率情報Ｓ２，Ｓ３、設定値Ｓ４、差分情報Ｓ５および駆動信号Ｓ６は、例えば、対数値の信号である。
　図５は、対数変換部２１の構成の一例を表したものである。対数変換部２１は、例えば、Ｉ－Ｖ変換部２１１、Ａ／Ｄ変換部２１２、ｌｏｇ演算部２１３、レンジ判定部２１４および加算部２１５を含んでいる。
　図６にＩ－Ｖ変換部２１１の回路構成の一例を示す。Ｉ－Ｖ変換部２１１は、透過率センサ１３から出力される電流を電圧に変換するためのものである。このＩ－Ｖ変換部２１１では、透過率センサ１３から出力される電流値の範囲が広い場合であっても高い分解能を維持することができる。
　Ｉ－Ｖ変換部２１１は、例えばオペアンプ２１Ａ、抵抗素子２１Ｂ、抵抗素子２１Ｃ、抵抗素子２１Ｄ、抵抗素子２１Ｅ、ＦＥＴ（Field effect transistor）１、ＦＥＴ２およびＦＥＴ３を含んでいる。ＦＥＴ１、ＦＥＴ２およびＦＥＴ３のゲートは、例えばマイコンのＧＰＩＯ（General purpose input/output）またはデコーダーに接続されている。透過率センサ１３から出力される電流Ｉの大きさに応じて、レンジ判定部２１４により、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２およびＦＥＴ３がオンオフされ、レンジが切り替えられるようになっている。例えば、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２およびＦＥＴ３は３ＥＶ毎にオンオフされる。即ち、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２およびＦＥＴ３は、レンジ切り替えのためのスイッチ用のＦＥＴである。このＦＥＴ１、ＦＥＴ２およびＦＥＴ３に代えて、アナログスイッチを用いるようにしてもよい。オペアンプ２１Ａの正入力端子には、バイアス電圧ＶＢを与えるようにする。オペアンプ２１Ａの負入力端子は透過率センサ１３に接続されるとともに、抵抗素子２１Ｂの一端、ＦＥＴ１のソース、ＦＥＴ２のソースおよびＦＥＴ３のソースに接続されている。ＦＥＴ１のドレインは抵抗素子２１Ｃの一端に接続され、ＦＥＴ２のドレインは抵抗素子２１Ｄの一端に接続され、ＦＥＴ３のドレインは抵抗素子２１Ｅの一端に接続されている。抵抗素子２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの他端はオペアンプ２１Ａの出力端子に接続されている。オペアンプ２１Ａの負入力端子は、仮想ショートとなるので、正入力端子と同電位（電圧ＶＢ）となる。このため、透過率センサ１３のフォトトランジスタ（受光部１３３）では、図７に示したように、コレクタ電流Ｉｃの値によらず、コレクタ・エミッタ間電圧ＶCEが電流によらず一定値に保たれる。したがって、透過率センサ１３の受光部１３３（図２）では、コレクタ・エミッタ間電圧ＶCEの依存性を排除することができる。
　オペアンプ２１Ａの出力端子は、Ａ／Ｄ変換部２１２に接続されている。Ｉ－Ｖ変換部２１１から出力された電圧は、Ａ／Ｄ変換部２１２でＡ／Ｄ変換された後、ｌｏｇ演算部２１３に入力される。このｌｏｇ演算部２１３からの信号と、レンジ判定部２１４の選択したレンジの情報とが加算部２１５に入力された後、加算部２１５から、透過率情報Ｓ１が出力される。このような対数変換部２１では、安価な（例えば、１２ビット程度）のＡ／Ｄ変換部２１２を用いても量子化誤差の影響を小さく保つことができる。
　温度補正部２２は、透過率情報Ｓ１を温度センサ１５から供給される温度情報Ｔに基づいて補正するためのものである。この温度補正部２２には例えば、透過率情報Ｓ１の温度特性がテーブルとして設けられている。透過率情報Ｓ１は、温度補正部２２で処理された後、透過率情報Ｓ２として絶対透過量対応部２３に入力される。透過率情報Ｓ２は透過率センサ１３が受けた光量に比例した値となっている。
　絶対透過量対応部２３には、調光素子１１（液晶層１１０）が所定の明るさであるときの絶対透過率ＴＲＸが格納されており、この絶対透過率ＴＲＸに基づいて、透過率情報Ｓ２が処理される。即ち、絶対透過量対応部２３から出力される透過率情報Ｓ３は、絶対透過率の対数値である。絶対透過率ＴＲＸは、例えば、以下のようにして求める。まず、既知の光透過率ＴＲ０を有する素子（例えば後述の図１１および図１２の素子１００）の検波を行う。検波は、光源からこの素子を介してＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）およびＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子（例えば後述の図１０の撮像素子５２）に入射する光の量を検知することにより求められる。この既知の光透過率ＴＲ０を有する素子の撮像素子での検波値を検波値Ｋ０とする。既知の光透過率を有する素子としては、例えば、空気、ガラスまたはフィルム等を用いることができる。次いで、同様にして所定の明るさに調整した調光素子１１の検波を行う。この調光素子１１の撮像素子での検波値を検波値ＫＸとする。これら検波値Ｋ０および検波値ＫＸと、光透過率ＴＲ０とを用いることにより、数式（１）に示したように、絶対透過率ＴＲＸを求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　絶対透過量対応部２３では、この絶対透過率ＴＲＸおよび検波値ＫＸを用いて数式（２）に示したように、透過率情報Ｓ３が計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　絶対透過量対応部２３を設けずに、透過率情報Ｓ２を透過率比較部２４に入力するようにしてもよい。
　透過率比較部２４では、設定値Ｓ４と透過率情報Ｓ３との差が計算され、透過率比較部２４からコントローラ２５には差分情報Ｓ５が入力される。コントローラ２５では、差分情報Ｓ５がゼロとなるように、制御演算が行われ、適切な駆動信号Ｓ６が駆動部２６に出力される。駆動部２６は、駆動信号Ｓ６に基づいて駆動電圧Ｖｏｕｔを調光モジュール１０に供給し、これにより、調光モジュール１０が動作するようになっている。
［調光モジュール１０の作用・効果］
　調光モジュール１０では、透過率センサ１３により調光素子１１（液晶層１１０）の光透過率が検出されるので、この透過率センサ１３から供給される信号（透過率情報Ｉ１）を用いて、液晶層１１０の駆動電圧Ｖｏｕｔを調整することが可能となる。以下、これについて説明する。
　図８および図９は、液晶層のＶＴ特性を表したものである。ＶＴ特性は、それぞれの液晶層固有の物性であり、このＶＴ特性から所望の光透過率を得るための駆動電圧を特定することが可能である。
　しかしながら、例えば電圧ばらつき、液晶層の製造ばらつき、および温度のばらつき等が生じるため、実際に所望の光透過率を得ることは困難である。例えば、透過率Ｔ０を得るため、電圧Ｖ０を印加しようとしても、実際に電圧Ｖ０よりも低い電圧Ｖ１が印加されると透過率Ｔ０よりも高い透過率Ｔ１となる。あるいは、電圧Ｖ０よりも高い電圧Ｖ２が印加されると透過率Ｔ０よりも低い透過率Ｔ２となる（図８）。また、仮に電圧Ｖ０を印加したとしても、液晶層のＶＴ特性として予測した曲線ＶＴ０が、製造ばらつきまたは温度のばらつき等によりずれ、曲線ＶＴ１となっている場合には、透過率Ｔ０よりも高い透過率Ｔ１となる。あるいは、曲線ＶＴ２にずれている場合には、透過率Ｔ０よりも低い透過率Ｔ２となる（図９）。急峻な傾きのＶＴ特性を有する液晶層ではこのような設定値（透過率Ｔ０）と実際の光透過率（透過率Ｔ１または透過率Ｔ２）との差が増大する。また、設定値と実際の光透過率との差の影響は、光透過率が低くなるほど大きくなるので、低透過率での液晶層の使用は困難となる。
　これに対し、本実施の形態では、調光モジュール１０に透過率センサ１３が設けられているので、調光素子１１の光透過率が検出される。この検出された光透過率は、光透過率情報Ｉ１として調光制御部２０に供給され、この光透過率情報Ｉ１に基づいて、調光制御部２０から調光素子１１に駆動電圧Ｖｏｕｔが供給される。したがって、設定値と実際の光透過率との差がなくなり、高い精度で調光素子１１の光透過率を調整することができる。また、急峻な傾きのＶＴ特性を有する液晶層１１０であっても、精確に光透過率を調整することが可能である。更に、調光素子１１の光透過率を幅広く設定することができ、例えば絶対光透過率が１％以下の低い光透過率であっても実現可能である。
　以上のように本実施の形態の調光モジュール１０では、透過率センサ１３により液晶層１１０の光透過率を検出するようにしたので、この透過率センサから出力される信号（光透過率情報Ｉ１）を用いて液晶層１１０の駆動電圧Ｖｏｕｔを調整することが可能となる。よって、高い精度で液晶層１１０の光透過率を調整することができる。
　更に、透過率センサ１３の近傍に温度センサ１５を設けることにより、より高精度な光透過率の調整を行うことができる。
　また、透過型フォトインプランタ構造を有する透過率センサ１３を用いることにより、調光素子１１と透過率センサ１３とが一体化され、調光モジュール１０を小型化することができる。小型の調光モジュール１０は例えばデジタルカメラ等の撮像装置に好適に用いられる。
　調光モジュール１０を撮像装置に適用する場合には、透過率センサ１３の発光部１３２から出力される光は赤外成分および紫外成分を含まず、受光部１３３では可視領域の光が感知されることが好ましい。これにより、低透過率時に赤外領域に生じるノイズが抑えられ、液晶層１１０の光透過率を幅広い領域にわたって、高感度に検知することができる。
　１つの配線基板（配線基板１２）に、透明電極１１２ａ，１１２ｂに電気的に接続された配線、透過率センサ１３に電気的に接続された配線、および温度センサ１５を設けることが好ましい。これにより、調光モジュール１０を小型化することができる。
　加えて、透過率比較部２４では、既知の物質の透過率情報Ｓ０を用いることにより、透過率情報ＳＸのときの絶対透過率ＴＲＸを算出することができる。したがって、この１点の絶対透過率ＴＲＸの値を絶対透過量対応部２３に格納しておくことより、調光素子１１を絶対透過率に基づいて所望の光透過率に調整することができる。
＜適用例＞
　次に、上記調光モジュール１０の適用例について説明する。調光モジュール１０は、例えばデジタルカメラおよびビデオカメラ等の撮像装置に適用される。
　図１０は、撮像装置（撮像装置５）の概略構成をブロック図で表したものである。この撮像装置５では、被写体からの光学的な画像が撮像素子（後述する撮像素子５２）によって電気的な信号に変換される。このようにして得られた撮像信号（デジタル信号）は、半導体記録媒体（図示せず）に記録したり、液晶ディスプレイ等の表示装置（図示せず）に表示したりすることが可能となっている。撮像装置５は、レンズ群５１、調光モジュール１０、撮像素子５２、温度センサ３および撮像信号処理部５３を備えている。調光モジュール１０には、調光制御部２０が接続されており、上記実施の形態で説明したフィードバック制御がなされるようになっている。
　レンズ群５１は、複数のレンズを含んでいる。１つのレンズを用いることも可能である。
　撮像素子５２は、レンズ群５１から調光モジュール１０を介して入射する撮像光（撮像光Ｌｏｕｔ）を検出し、撮像信号を取得する素子である。この撮像素子５２は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージングセンサ（固体撮像素子）を用いて構成されている。
　撮像信号処理部５３は、撮像素子５２において得られた撮像信号（撮像信号Ｓｉｎ）に対して所定の信号処理を行うものである。この撮像信号処理部５３は、例えば、Ｓ／Ｈ・ＡＧＣ回路およびＡ／Ｄ変換部等を含んでいる。
　Ｓ／Ｈ・ＡＧＣ回路では、撮像素子５２から出力される撮像信号に対してＳ／Ｈ（サンプル・ホールド）処理が行われるとともに、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）機能を用いた所定の信号増幅処理が行われる。
　Ａ／Ｄ変換部では、Ｓ／Ｈ・ＡＧＣ回路から出力される撮像信号に対してＡ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）処理を行うことにより、デジタル信号からなる撮像信号が生成される。
　この撮像装置５では、レンズ群５１から出射された撮像光Ｌｉｎが調光モジュール１０へ入射し、その光量（透過光量）が調整されて撮像光Ｌｏｕｔとして出射する。この撮像光Ｌｏｕｔは、撮像素子５２へ入射して検出され、撮像信号Ｓｉｎが得られる。撮像信号Ｓｉｎに、撮像信号処理部５３で所定の信号処理が行われ、撮像信号Ｓｏｕｔが生成される。
　ここでは、高い精度で光透過率を調整可能な調光モジュール１０を用いているので、撮像装置５の機能を向上させることができる。
　撮像装置５には、図１１に示したように、例えば既知の光透過率ＴＲ０を有する素子１００が設けられており、既知の素子１００と調光素子１０とが入れ替え可能になっていることが好ましい（図１２）。これにより、素子１００の透過率情報Ｓ０および透過率情報ＳＸ（または絶対透過率ＴＲＸ）を容易に求めることができる。
　以上、実施の形態を挙げて本技術を説明したが、本技術はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、ゲスト―ホスト型の液晶を用いた調光素子を例に挙げて説明したが、この場合には限られず、ゲスト―ホスト型の液晶以外の液晶を用いるようにしてもよい。
　また、上記実施の形態で説明した調光制御部が行うフィードバック制御は、ハードウェア（回路）で行われるようにしてもよいし、ソフトウェア（プログラム）で行われるようにしてもよい。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であってこれに限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
　なお、本技術の一実施の形態は以下のような構成も取ることができる。
（１）一対の電極の間に設けられた液晶層と、前記液晶層の光透過率を検出する透過率センサとを備えた調光モジュール。
（２）前記液晶層は、調光領域および被検出領域を有し、前記透過率センサは、前記被検出領域の光透過率を検出する前記（１）に記載の調光モジュール。
（３）前記調光領域および前記被検出領域は連続して設けられている前記（２）に記載の調光モジュール。
（４）前記透過率センサは、発光部と前記発光部に前記液晶層を間にして対向する受光部とを有し、前記受光部は可視光を受光する前記（１）乃至（３）のうちいずれか１つに記載の調光モジュール。
（５）更に、遮光膜を有し、前記遮光膜は、前記発光部から前記受光部に対して法線方向に向かう光以外の光を吸収する前記（４）に記載の調光モジュール。
（６）前記透過率センサは、透過型フォトインタラプタ構造を有する前記（１）乃至（５）のうちいずれか１つに記載の調光モジュール。
（７）更に、配線基板を含み、前記配線基板には、前記電極に電気的に接続された第１配線と、前記透過率センサに電気的に接続された第２配線とが設けられている前記（１）乃至（６）のうちいずれか１つに記載の調光モジュール。
（８）前記配線基板に温度センサが実装されている前記（７）に記載の調光モジュール。（９）調光モジュールおよび前記調光モジュールを制御する調光制御部を備え、前記調光モジュールは、一対の電極の間に設けられた液晶層と、前記液晶層の光透過率を検出する透過率センサとを含む調光システム。
（１０）前記調光制御部は、前記透過率センサから出力された信号に基づいて前記液晶層を駆動する前記（９）に記載の調光システム。
（１１）更に、前記透過率センサ近傍に設けられるとともに、前記調光制御部に温度情報を供給する温度センサを有し、前記調光制御部は、前記温度情報に基づいて前記透過率センサからの信号を補正する前記（１０）に記載の調光システム。
（１２）前記調光制御部には、前記液晶層が所定の明るさであるときの絶対透過率が格納されている前記（９）乃至（１１）のうちいずれか１つに記載の調光システム。
（１３）前記調光制御部は、Ｉ－Ｖ変換部を有し、前記Ｉ－Ｖ変換部では、前記透過率センサから出力された信号の大きさにもとづいて、レンジを切り替える前記（９）乃至（１２）のうちいずれか１つに記載の調光システム。
（１４）調光モジュールと撮像素子とを備え、前記調光モジュールは、一対の電極の間に設けられた液晶層と、前記液晶層の光透過率を検出する透過率センサとを含む撮像装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０１４年４月４日に出願された日本特許出願番号第２０１４－０７７７９９号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (14)

  1. 　一対の電極の間に設けられた液晶層と、
    　前記液晶層の光透過率を検出する透過率センサと
    　を備えた調光モジュール。
  2. 　前記液晶層は、調光領域および被検出領域を有し、
    　前記透過率センサは、前記被検出領域の光透過率を検出する
    　請求項１に記載の調光モジュール。
  3. 　前記調光領域および前記被検出領域は連続して設けられている
    　請求項２に記載の調光モジュール。
  4. 　前記透過率センサは、発光部と前記発光部に前記液晶層を間にして対向する受光部とを有し、
    　前記受光部は可視光を受光する
    　請求項１に記載の調光モジュール。
  5. 　更に、遮光膜を有し、
    　前記遮光膜は、前記発光部から前記受光部に対して法線方向に向かう光以外の光を吸収する
    　請求項４に記載の調光モジュール。
  6. 　前記透過率センサは、透過型フォトインタラプタ構造を有する
    　請求項１に記載の調光モジュール。
  7. 　更に、配線基板を含み、
    　前記配線基板には、前記電極に電気的に接続された第１配線と、前記透過率センサに電気的に接続された第２配線とが設けられている
    　請求項１に記載の調光モジュール。
  8. 　前記配線基板に温度センサが実装されている
    　請求項７に記載の調光モジュール。
  9. 　調光モジュールおよび前記調光モジュールを制御する調光制御部を備え、
    　前記調光モジュールは、
    　一対の電極の間に設けられた液晶層と、
    　前記液晶層の光透過率を検出する透過率センサとを含む
    　調光システム。
  10. 　前記調光制御部は、前記透過率センサから出力された信号に基づいて前記液晶層を駆動する
    　請求項９に記載の調光システム。
  11. 　更に、前記透過率センサ近傍に設けられるとともに、前記調光制御部に温度情報を供給する温度センサを有し、
    　前記調光制御部は、前記温度情報に基づいて前記透過率センサからの信号を補正する
    　請求項１０に記載の調光システム。
  12. 　前記調光制御部には、前記液晶層が所定の明るさであるときの絶対透過率が格納されている
    　請求項９に記載の調光システム。
  13. 　前記調光制御部は、Ｉ－Ｖ変換部を有し、
    　前記Ｉ－Ｖ変換部では、前記透過率センサから出力された信号の大きさにもとづいて、レンジを切り替える
    　請求項９に記載の調光システム。
  14. 　調光モジュールと撮像素子とを備え、
    　前記調光モジュールは、
    　一対の電極の間に設けられた液晶層と、
    　前記液晶層の光透過率を検出する透過率センサとを含む
    　撮像装置。
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