光量調整装置及び撮像装置
【課題】 動作の信頼性を確保した上で光量調整の高速化を図る。
【解決手段】 厚み方向が光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁９によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室１０、１０を有する封入ケース８と、封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液１６、１６及び極性を有しない無極性液１７、１７と、駆動電圧が印加されることにより有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極１３、１３、１４、１４、・・・とを備え、有極性液と無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、光軸を含む光学有効範囲に隔壁の少なくとも一部が位置され、複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより有極性液が封入室において光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにした。
【解決手段】 厚み方向が光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁９によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室１０、１０を有する封入ケース８と、封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液１６、１６及び極性を有しない無極性液１７、１７と、駆動電圧が印加されることにより有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極１３、１３、１４、１４、・・・とを備え、有極性液と無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、光軸を含む光学有効範囲に隔壁の少なくとも一部が位置され、複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより有極性液が封入室において光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光量調整装置及び撮像装置についての技術分野に関する。詳しくは、隔壁によって仕切られた複数の封入室に有極性液と無極性液を封入して動作の信頼性を確保した上で固体撮像素子に対する光量調整の高速化を図る技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやスチルカメラ等の各種の撮像装置には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子に入射される光量の調整を行う光量調整装置が設けられている。
【０００３】
このような光量調整装置としては、単数又は複数の可動羽根を動作させて光量の調整を行う機械的なアイリス機構やシャッター機構等が存在する。
【０００４】
ところが、可動羽根を動作させて光量を調整するアイリス機構等にあっては、可動羽根を動作させるための駆動機構や駆動源を必要とし、撮像装置の小型化に支障を来たしてしまう。
【０００５】
また、可動羽根によって光量を調整する場合には、可動羽根の動作時に動作に伴う異音が発生したり、可動羽根によって光量を制限し光が透過される開口部を小さくした所謂小絞り状態において光の回折現象が生じて画像の解像度が低下すると言う不具合を生じるおそれもある。特に、近年、固体撮像素子の画素のピッチが小さくなる傾向にあり、一定の光学性能を確保するための新たな光量調整装置が要望されている。
【０００６】
そこで、上記のような問題を解決するために、機械的な光量調整装置に代わるものとして、有極性液を電気毛細管現象によって移動させて光量調整を行う光量調整装置が開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００７】
電気毛細管現象を利用した光量調整装置においては、封入室に有極性液と無極性液を一定量ずつ封入し、一方の電極に電圧を印加し有極性液を引き寄せて第１の方向へ移動させ、他方の電極に電圧を印加し有極性液を引き寄せて第２の方向へ移動させている。
【０００８】
このように電圧が印加された電極に有極性液が引き寄せられることにより、例えば、有極性液が第１の方向へ移動されたときに有極性液によって光路が遮蔽され、有極性液が第２の方向へ移動されたときに有極性液によって光路が開放され、光量の調整が行われる。
【０００９】
特許文献１に記載された光量調整装置にあっては、電極に印加された電圧によって発生する電界を有極性液の広い面積に作用させ、有極性液に作用する力を大きくすることにより、有極性液の移動速度の向上を図るようにしている。
【００１０】
また、特許文献２に記載された光量調整装置にあっては、封入室に二つの有極性液を封入し、この二つの有極性液にそれぞれ電界を作用させて二つの有極性液を互いに離接する方向へ移動させて分離と結合が繰り返し行われるようにしている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２０９１１２号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、特許文献１に記載された光量調整装置にあっては、電界を有極性液の広い面積に作用させることにより有極性液の移動速度の向上を図ろうとしているが、広い面積に電界を作用させるためには、有極性液の体積を増やす必要がある。
【００１３】
従って、有極性液の体積が増える分、封入室の大きさも大きくなり小型化に支障を来たす他、有極性液の体積の増加に伴う重量の増加により、却って、移動速度が低下し、移動速度の向上に支障を来たすと言う問題がある。
【００１４】
また、特許文献２に記載された光量調整装置にあっては、二つの有極性液を用いることにより有極性液の移動速度の向上が図られるが、結合した二つの有極性液を均一に分離させることが困難であり、不均一に分離した場合に二つの有極性液間に移動速度の相違が生じてしまう。また、結合した有極性液を永続的に分離させることに関しても信頼性が低いと言う問題もある。
【００１５】
そこで、本発明光量調整装置及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、動作の信頼性を確保した上で光量調整の高速化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
光量調整装置は、上記した課題を解決するために、厚み方向が光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにしたものである。
【００１７】
従って、光量調整装置にあっては、駆動電圧が電極に印加されたときに、駆動電圧が印加された電極に引き寄せるられ方向へ有極性液が各封入室においてそれぞれ移動される。
【００１８】
上記した光量調整装置においては、前記隔壁の厚みを３０μｍ以下とすることが望ましい。
【００１９】
隔壁の厚みを３０μｍ以下とすることにより、光学有効範囲に隔壁が存在することによる解像度に対する影響が抑制される。
【００２０】
上記した光量調整装置においては、前記隔壁の前記光軸に直交する面における中心と前記光軸との距離を９０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２１】
隔壁の光軸に直交する面における中心と光軸との距離を９０μｍ以下とすることにより、光学有効範囲に隔壁が存在することによる解像度に対する影響が抑制される。
【００２２】
上記した光量調整装置においては、前記複数の電極として前記有極性液を前記光軸に近付く方向へ移動させる第１の電極と前記有極性液を前記光軸から離隔する方向へ移動させる第２の電極とを設け、前記第１の電極を前記各封入室に封入された各有極性液の共通電極とすることが望ましい。
【００２３】
第１の電極を各封入室に封入された各有極性液の共通電極とすることにより、各封入室毎への第１の電極の配置が不要となる。
【００２４】
撮像装置は、上記した課題を解決するために、入射された光を光電変換して画像を生成する固体撮像素子と、厚み方向が前記固体撮像素子に入射される光の光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにしたものである。
【００２５】
従って、撮像装置にあっては、駆動電圧が電極に印加されたときに、駆動電圧が印加された電極に引き寄せられる方向へ有極性液が各封入室においてそれぞれ移動される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明光量調整装置は、厚み方向が光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにしている。
【００２７】
従って、各封入室において各有極性液の移動が行われ、有極性液の移動動作の信頼性の向上を図ることができると共に各封入室に封入される各有極性液の体積（重量）が小さくなることによる有極性液の移動動作の高速化を図ることができる。
【００２８】
請求項２に記載した発明にあっては、前記隔壁の厚みを３０μｍ以下としたので、解像度への影響が非常に小さい良好な画像や映像を得ることができる。
【００２９】
請求項３に記載した発明にあっては、前記隔壁の前記光軸に直交する面における中心と前記光軸との距離を９０μｍ以下としたので、解像度への影響が非常に小さい良好な画像や映像を得ることができる。
【００３０】
請求項４に記載した発明にあっては、前記複数の電極として前記有極性液を前記光軸に近付く方向へ移動させる第１の電極と前記有極性液を前記光軸から離隔する方向へ移動させる第２の電極とを設け、前記第１の電極を前記各封入室に封入された各有極性液の共通電極としている。
【００３１】
従って、電極や配線の数が少なくなると共に機構を簡素化することが可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００３２】
本発明撮像装置は、入射された光を光電変換して画像を生成する固体撮像素子と、厚み方向が前記固体撮像素子に入射される光の光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにしている。
【００３３】
従って、各封入室において各有極性液の移動が行われ、有極性液の移動動作の信頼性の向上を図ることができると共に各封入室に封入される各有極性液の体積（重量）が小さくなることによる有極性液の移動動作の高速化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００３５】
以下に示した実施の形態は、本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用したものであり、本発明光量調整装置をこのデジタルスチルカメラに備えられた光量調整装置に適用したものである。
【００３６】
尚、本発明の適用範囲はデジタルスチルカメラ及びデジタルスチルカメラに備えられた光量調整装置に限られることはない。本発明は、例えば、ビデオカメラ等の他の撮像装置及びこれらの各種の撮像装置に備えられた光量調整装置に広く適用することができる。
【００３７】
以下の説明にあっては、デジタルスチルカメラの撮影時において撮影者（使用者）から見た方向で前後上下左右の方向を示すものとする。従って、被写体側を前方とし、撮影者側を後方とする。
【００３８】
尚、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
【００３９】
［撮像装置の全体構成］
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１は、例えば、前後に扁平な箱状に形成され、外筐２の内部に所要の各部が配置されている（図１参照）。外筐２には、例えば、上面に撮影用釦３が配置され、前面に発光部４が設けられ、後面にズーム摘子等の図示しない各種の操作部や図示しない表示パネル等が配置されている。
【００４０】
外筐２の内部にはレンズ鏡筒部５が組み込まれている。レンズ鏡筒部５には、前端部に撮影レンズ６が配置され、後端部にＣＣＤやＣＭＯＳ等の図示しない固体撮像素子が配置されている。
【００４１】
［光量調整装置の構成］
レンズ鏡筒部５には撮影レンズ６と固体撮像素子の間に光量調整装置７が配置されている。光量調整装置７は撮影レンズ６を介して固体撮像素子に入射される光量を調整する機能を有し、例えば、撮影用釦３が操作されたときに固体撮像素子に入射される光を制限するシャッター装置として設けられている。
【００４２】
光量調整装置７は、例えば、透明材料によって形成された横長の封入ケース８を備え、該封入ケース８の左右方向における中央部に隔壁９が設けられている（図２及び図３参照）。隔壁９は厚み方向が光軸に直交する方向を向くように配置され、厚みが、例えば、３０μｍ以下に形成されている。
【００４３】
封入ケース８の内部空間が隔壁９によって仕切られることにより、封入ケース８の内部には二つの封入室１０、１０が形成されている。
【００４４】
封入室１０、１０の内部における前後両端寄りの位置には、それぞれ絶縁膜１１、１１、・・・と撥水膜１２、１２、・・・が積層された状態で配置されている。撥水膜１２、１２、・・・はそれぞれ絶縁膜１１、１１、・・・より内側に位置されている。絶縁膜１１、１１、・・・及び撥水膜１２、１２、・・・は光を透過する材料によって形成されている。
【００４５】
封入室１０、１０にはそれぞれ絶縁膜１１、１１、・・・の外面側に二つの共通電極１３、１３と四つの第２の電極１４、１４、・・・とが配置されている。共通電極１３、１３と第２の電極１４、１４、・・・は、例えば、透明導電膜が用いられた透明電極として形成されている。
【００４６】
共通電極１３は各半部が隔壁９を跨いだ反対側に配置され、各半部がそれぞれ第１の電極１３ａ、１３ａとして設けられている。第２の電極１４、１４、・・・は、それぞれ二つずつが共通電極１３、１３の、例えば、左方と右方に配置されている。
【００４７】
共通電極１３、１３と第２の電極１４、１４、・・・にはそれぞれ電圧印加装置１５から駆動電圧が供給され、駆動電圧は共通電極１３、１３と第２の電極１４、１４、・・・の何れか一方に選択的に印加される。従って、共通電極１３、１３に駆動電圧が印加される場合には第２の電極１４、１４、・・・には駆動電圧が印加されず、第２の電極１４、１４、・・・に駆動電圧が印加される場合には共通電極１３、１３には駆動電圧が印加されない。
【００４８】
封入室１０、１０にはそれぞれ有極性液１６、１６と無極性液１７、１７が撥水膜１２、１２、・・・間に封入されている。有極性液１６、１６は電気毛細管現象によって駆動電圧が印加された共通電極１３、１３又は第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられる性質を有し、遮光性を有する色に着色されている。無極性液１７、１７は光透過性を有し、例えば、無色透明とされている。
【００４９】
光量調整装置７にあっては、光軸Ｐが隔壁９の前面と後面における中心を通るようにされており、光軸Ｐを含む光学有効範囲Ｓの中心を通る位置に隔壁９が存在する。従って、光学有効範囲Ｓは一方の封入室１０側に範囲Ｓ１が位置され他方の封入室１０側に範囲Ｓ２が位置される。
【００５０】
以上のように構成された光量調整装置７において、撮影用釦３に対する操作が行われていないときには、第２の電極１４、１４、・・・に駆動電圧が印加され共通電極１３、１３には駆動電圧が印加されていない。従って、有極性液１６、１６はそれぞれ第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられ、光学有効範囲Ｓを開放する開放位置に保持されている（図２及び図３参照）。
【００５１】
このとき光学有効範囲Ｓには光透過性を有する無極性液１７、１７が存在するため、撮影レンズ６を介して光が固体撮像素子に入射可能とされている。
【００５２】
撮影用釦３に対する操作が行われると、第２の電極１４、１４、・・・に対する駆動電圧の印加が停止されると共に共通電極１３、１３に駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６、１６は共通電極１３、１３に引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２を閉塞する閉塞位置に移動される（図４及び図５参照）。有極性液１６、１６が閉塞位置に移動されることにより、固定撮像素子への光の入射が遮断される。
【００５３】
共通電極１３、１３への駆動電圧の印加は瞬時で停止され、共通電極１３、１３への駆動電圧の印加の停止と同時に再び第２の電極１４、１４、・・・に対して駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６、１６は再び第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２を開放する開放位置に移動されて保持される（図２及び図３参照）。
【００５４】
［別の光量調整装置の構成］
尚、上記には、有極性液１６、１６を遮光性を有する色に着色して共通電極１３、１３に駆動電圧が印加されたときに光学有効範囲Ｓが有極性液１６、１６に閉塞される例を示したが、以下に示す光量調整装置１Ａのように、無極性液を遮光性を有する色に着色し有極性液を光透過性を有するようにして光学有効範囲Ｓを開閉することも可能である（図６及び図７参照）。
【００５５】
光量調整装置７Ａは二つの封入室１０、１０を有し、該封入室１０、１０にはそれぞれ有極性液１６Ａ、１６Ａと無極性液１７Ａ、１７Ａが撥水膜１２、１２、・・・間に封入されている。有極性液１６Ａ、１６Ａは電気毛細管現象によって駆動電圧が印加された共通電極１３、１３又は第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられる性質を有し、光透過性を有し、例えば、無色透明とされている。無極性液１７Ａ、１７Ａは遮光性を有する色に着色されている。
【００５６】
光量調整装置７Ａにおいて、撮影用釦３に対する操作が行われていないときには、共通電極１３、１３に駆動電圧が印加され第２の電極１４、１４、・・・には駆動電圧が印加されていない。従って、有極性液１６Ａ、１６Ａはそれぞれ共通電極１３、１３に引き寄せられ、光学有効範囲Ｓの範囲Ｓ１、Ｓ２を閉塞する閉塞位置に保持されている（図６参照）。
【００５７】
このとき光学有効範囲Ｓには光透過性を有する有極性液１６Ａ、１６Ａが存在するため、撮影レンズ６を介して光が固体撮像素子に入射可能とされている。
【００５８】
撮影用釦３に対する操作が行われると、共通電極１３、１３に対する駆動電圧の印加が停止されると共に第２の電極１４、１４、・・・に駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６Ａ、１６Ａは第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２を開放する開放位置に移動される（図７参照）。有極性液１６Ａ、１６Ａが開放位置に移動されることにより、範囲Ｓ１、Ｓ２に遮光性を有する無極性液１７Ａ、１７Ａが存在することになり、固定撮像素子への光の入射が遮断される。
【００５９】
第２の電極１４、１４、・・・への駆動電圧の印加は瞬時で停止され、第２の電極１４、１４、・・・への駆動電圧の印加の停止と同時に再び共通電極１３、１３に対して駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６Ａ、１６Ａは再び共通電極１３、１３に引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２を閉塞する閉塞位置に移動されて保持される（図６参照）。
【００６０】
［四つの封入室を有する光量調整装置の構成］
また、上記には、二つの封入室１０、１０を有する光量調整装置７、７Ａについて説明したが、封入室１０の数は複数であれば任意であり、例えば、以下に示す光量調整装置７Ｂのように、四つの封入室１０、１０、・・・を有していてもよい（図８及び図９参照）。
【００６１】
光量調整装置７Ｂは、例えば、透明材料によって形成された封入ケース８Ｂを備え、該封入ケース８Ｂの左右方向における中央部と上下方向における中央部とに隔壁９Ｂ、９Ｂが設けられている。
【００６２】
封入ケース８Ｂの内部空間が隔壁９Ｂ、９Ｂによって仕切られることにより、封入ケース８Ｂの内部には四つの封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・が形成されている。
【００６３】
光量調整装置７Ｂには中央部に共通電極１３Ｂ、１３Ｂが配置され、各封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・にそれぞれ各一対の第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・が配置されている。
【００６４】
共通電極１３Ｂは各四分の一が各封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・に配置され、各四分の一がそれぞれ第１の電極１３ａ、１３ａ、・・・として設けられている。
【００６５】
封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・にはそれぞれ有極性液１６、１６、・・・と無極性液１７、１７、・・・が封入されている。
【００６６】
光量調整装置７Ｂにおいては、光軸Ｐは隔壁９Ｂ、９Ｂの交点を通るようにされており、光軸Ｐを含む光学有効範囲Ｓに隔壁９Ｂ、９Ｂが存在する。従って、光学有効範囲Ｓは各封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・に存在する範囲Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４によって形成される。
【００６７】
以上のように構成された光量調整装置７Ｂにおいて、撮影用釦３に対する操作が行われていないときには、第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に駆動電圧が印加され共通電極１３Ｂ、１３Ｂには駆動電圧が印加されていない。従って、有極性液１６、１６、・・・はそれぞれ第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に引き寄せられ、光学有効範囲Ｓを開放する開放位置に保持されている（図８参照）。
【００６８】
このとき光学有効範囲Ｓには光透過性を有する無極性液１７、１７、・・・が存在するため、撮影レンズ６を介して光が固体撮像素子に入射可能とされている。
【００６９】
撮影用釦３に対する操作が行われると、第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に対する駆動電圧の印加が停止されると共に共通電極１３Ｂ、１３Ｂに駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６、１６、・・・は共通電極１３Ｂ、１３Ｂに引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を閉塞する閉塞位置に移動される（図９参照）。有極性液１６、１６、・・・が閉塞位置に移動されることにより、固定撮像素子への光の入射が遮断される。
【００７０】
共通電極１３Ｂ、１３Ｂへの駆動電圧の印加は瞬時で停止され、共通電極１３Ｂ、１３Ｂへの駆動電圧の印加の停止と同時に再び第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に対して駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６、１６、・・・は第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に再び引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を開放する開放位置に移動されて保持される（図８参照）。
【００７１】
尚、光量調整装置１Ｂにあっても、光量調整装置１Ａと同様に、有極性液１６、１６、・・・を光透過性を有するようにし、無極性液１７、１７を遮光性を有する色に着色し、有極性液１６、１６、・・・が閉塞位置にある状態において固体撮像素子に光が入射され開放位置にある状態において光が遮断されるようにしてもよい。
【００７２】
また、上記した光量調整装置７、７Ａ、７Ｂは封入室１０、１０Ｂが二つ又は四つ形成された例を示したが、封入室１０、１０Ｂの数は複数であれば任意であり、同一の大きさの光学有効範囲Ｓを開閉する場合には、封入室１０、１０Ｂの数を増やすに従って各封入室１０、１０Ｂに封入される有極性液１６、１６Ａの量を減らすことができる。
【００７３】
以上に記載した通り、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにあっては、複数の封入室１０、１０Ｂを形成し各封入室１０、１０Ｂに一定量ずつの有極性液１６を封入しているため、各封入室１０、１０Ｂにおいて各有極性液１６の移動が行われる。
【００７４】
従って、有極性液１６の移動動作の信頼性の向上を図ることができると共に各封入室１０、１０Ｂに封入される各有極性液１６の体積（重量）が小さくなることによる有極性液１６の移動動作の高速化を図ることができる。
【００７５】
また、各封入室１０、１０Ｂに封入される各有極性液１６の重量が小さくなるため、少ない電力で動作速度の向上を図ることができる。
【００７６】
さらに、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにあっては、共通電極１３、１３Ｂを設けているため、その分、電極や配線の数が少なくなると共に機構を簡素化することが可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００７７】
［光量調整装置の別の適用例］
尚、上記には、シャッター装置として用いられた光量調整装置７、７Ａ、７Ｂを例として示したが、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂの適用範囲はシャッター装置に限られることはなく、光量調整を行う装置であれば任意の装置に適用することが可能であり、例えば、ＮＤ（Neutral Density）フィルター装置やアイリス装置として使用することが可能である。
【００７８】
例えば、四つの封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・にそれぞれ封入された有極性液１６、１６、・・・を各別に開放位置と閉塞位置の間で移動させることにより、光量調整装置７Ｂをアイリス装置として使用することができる。このように有極性液１６、１６、・・・を各別に開放位置と閉塞位置の間で移動させることにより、全ての有極性液１６、１６、・・・が開放位置にある場合に光学有効範囲Ｓを透過する光量を１００％としたときに、７５％、５０％、２５％、０％の五段階の光量調整を行うことができる。
【００７９】
［光量調整装置の製造方法］
以下に、光量調整装置７の製造方法の一例を示す（図１０参照）。
【００８０】
（Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ）
透明部材（透明ガラス板）を２枚用意して光量調整装置の製造を開始する。ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極パターンを各透明部材に形成する。電極パターンは、例えば、マスク法やエッチング法等によって形成する。
【００８１】
（Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ）
各透明部材の電極パターンに、例えば、ポリ塩化ビニリデンやポリフッ化ビニリデン等の誘電体膜（絶縁膜）を形成する。
【００８２】
（Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ）
各透明部材の絶縁膜上に、フッ素系樹脂を用いて、例えば、スピンコート法やディップコート法等により撥水膜を形成する。
【００８３】
（Ｓ４ａ）
一方の透明部材上に、例えば、エポキシ樹脂のレジストを用い、フォトリソグラフィー技術により隔壁を形成する。このときレジスト条件を最適化するようにして、隔壁を厚みが３０μｍ以下となるように形成する。
【００８４】
（Ｓ５）
隔壁を形成した一方の透明部材と他方の透明部材を結合することにより、封入ケースを形成する。このとき封入ケースに各封入室に液体を注入するための注入口を形成する。
【００８５】
（Ｓ６）
封入ケースの所望の面に反射防止膜を蒸着する。
【００８６】
（Ｓ７）
封入ケースの各注入口から有極性液と無極性液をそれぞれ注入する。有極性液としては、例えば、着色した純水を用い、無極性液としては、例えば、オイル溶液を用いる。
【００８７】
（Ｓ８）
注入完了後に注入口を閉塞して有極性液と無極性液を封止し密閉状態とすることにより光量調整装置の製造を完了する。
【００８８】
尚、有極性液としては、上記した純水の他、例えば、ニトロメタン、無水酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、メタノール、アセトニトリル、アセトン、エタノール、プロピオニトリル、テトロヒドロフラン、ｎ−ヘキサン、２−プロパノール、２−ブタノン、ｎ−ブチロニトリル、１−プロパノール、１−ブタノール、ジメチルスルホキシド、クロロベンゼン、エチレングリコール、ホルムアミド、ニトロベンゼン、炭酸プロピレン、１，２−ジクロロエタン、二硫化炭素、クロロホルム、ブロモベンゼン、四塩化炭素、トリクロロ酢酸無水物、トルエン、ベンゼン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、リン酸トリブチル、ピリジン、ベンゾニトル、アニリン、１，４−ジオキサン、ヘキサメチルホスホルアミド等を用いることが可能である。
【００８９】
また、無極性液としては、上記したオイル溶液の他、例えば、シリコン、デカン系、オクタン系、ノナン、ヘプタン等を用いることが可能である。
【００９０】
さらに、有極性液及び無極性液は、それぞれ単一の液体によって形成してもよく、複数の液体を混合して形成してもよい。
【００９１】
［隔壁の解像度に対する影響］
上記した光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにあっては、光学有効範囲Ｓに隔壁９（９Ｂ）が配置されているため、解像度の劣化を生じる可能性がある。そこで、以下に示す検討により、光学有効範囲Ｓに隔壁９（９Ｂ）が配置されることによる、解像度に対する影響を確認した。
【００９２】
本検討は、光学有効範囲Ｓに、直交する二つの隔壁が存在する四つの封入室を有する光量調整装置７Ｂに示すタイプについて行った。検討にはレンズ構成が異なる撮像装置１００と撮像装置２００の２種類の撮像装置を用いた。撮像装置１００は、図１１に示すように、三つのレンズ又はレンズ群Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と最も像側に配置された固体撮像素子ＩＳを備え、物体側に位置する二つのレンズ又はレンズ群Ｒ１、Ｒ２の間に絞りとして光量調整装置７Ｂが配置されている。また、撮像装置２００は、図１２に示すように、四つのレンズ又はレンズ群Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と最も像側に配置された固体撮像素子ＩＳを備え、物体側に位置する二つのレンズ又はレンズ群Ｒ１、Ｒ２の間に絞りとして光量調整装置７Ｂが配置されている。
【００９３】
撮像装置１００は、焦点距離ｆ＝３．５ｍｍ、ＦナンバーＦｎｏ＝３．２、１／４ｉｎｃｈサイズとされ、絞り（光量調整装置７Ｂ）の径が０．８２ｍｍとされている。
【００９４】
撮像装置２００は、焦点距離ｆ＝４．８ｍｍ、ＦナンバーＦｎｏ＝２．８、１／３．２ｉｎｃｈサイズとされ、絞り（光量調整装置７Ｂ）の径が１．４３ｍｍとされている。
【００９５】
図１３乃至図１７は、撮像装置１００において、隔壁の厚みを変更したときのＭＴＦ（modulation transfer function ）特性を示したグラフ図であり、各図において、上段のグラフ図は像高と空間周波数の関係を示し、下段のグラフ図は像高とデフォーカス位置の関係を示している。図１３は隔壁の厚みが０μｍ、即ち、隔壁が存在しないときのグラフ図であり、図１４、図１５、図１６、図１７はそれぞれ隔壁の厚みが７０μｍ、５０μｍ、３０μｍ、１０μｍであるときのグラフ図である。
【００９６】
検討は、隔壁の各厚み毎に、像高０割、３割、５割、６割、７割の各像高毎に同心方向（Ｔ）と放射方向（Ｒ）について行った。
【００９７】
図１３に示すグラフ図は隔壁が存在しないときのグラフ図であり、隔壁の厚みを変化させたときの解像度に対する影響を確認するための基準のデーターを示している。
【００９８】
図１４及び図１５に示すように、隔壁の厚みが７０μｍ、５０μｍの場合には図１３に示す基準のデーターに比してＭＴＦが大きく低下しているが、図１６及び図１７に示すように、隔壁の厚みが３０μｍ、１０μｍの場合には図１３に示す基準のデーターに比してＭＴＦの低下がほとんど見られなかった。
【００９９】
図１８乃至図２２は、撮像装置２００において、隔壁の厚みを変更したときのＭＴＦ特性を検討したデーターを示すグラフ図であり、各図において、上段のグラフ図は像高と空間周波数の関係を示し、下段のグラフ図は像高とデフォーカス位置の関係を示している。図１８は隔壁の厚みが０μｍ、即ち、隔壁が存在しないときのグラフ図であり、図１９、図２０、図２１、図２２はそれぞれ隔壁の厚みが７０μｍ、５０μｍ、３０μｍ、１０μｍであるときのグラフ図である。
【０１００】
検討は、隔壁の各厚み毎に、像高０割、３割、５割、６割、７割の各像高毎に同心方向（Ｔ）と放射方向（Ｒ）について行った。
【０１０１】
図１８に示すグラフ図は隔壁が存在しないときのグラフ図であり、隔壁の厚みを変化させたときの解像度に対する影響を確認するための基準のデーターを示している。
【０１０２】
図１９及び図２０に示すように、隔壁の厚みが７０μｍ、５０μｍの場合には図１８に示す基準のデーターに比してＭＴＦが大きく低下しているが、図２１及び図２２に示すように、隔壁の厚みが３０μｍ、１０μｍの場合には図１８に示す基準のデーターに比してＭＴＦの低下がほとんど見られなかった。
【０１０３】
上記したように、撮像装置１００及び撮像装置２００において、隔壁の厚みが３０μｍ、１０μｍの場合には基準のデーターに比してＭＴＦの変化がほとんど見られず、隔壁の厚みが３０μｍ以下であれば光学有効範囲Ｓに隔壁が配置されたときに解像度に対する影響が非常に小さいことが確認された。
【０１０４】
従って、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにおいて隔壁９、９Ｂの厚みを３０μｍ以下にすることにより、解像度への影響が非常に小さい良好な画像や映像を得ることができる。
【０１０５】
上記した光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにあっては、光学有効範囲Ｓに隔壁９（９Ｂ）が配置されているため、光学有効範囲Ｓに対する隔壁９（９Ｂ）の位置によっては解像度の劣化を生じる可能性がある。そこで、以下に示す検討により、光学有効範囲Ｓに隔壁９（９Ｂ）の位置による、解像度に対する影響を確認した。
【０１０６】
本検討は、光学有効範囲Ｓに、直交する二つの隔壁が存在する四つの封入室を有する光量調整装置７Ｂに示すタイプについて行った。検討には上記した撮像装置１００を用いた。隔壁は７０μｍの厚みを有するものを用いた。
【０１０７】
図２２は、本検討の概念を示す図であり、光学有効範囲Ｓの中心Ｐ、即ち、光軸が通る点に対して二つの隔壁が交差する部分の中心Ｑが偏心した状態を示している。本検討においては、中心Ｐに対して中心ＱがＸ方向（横方向）とＹ方向（縦方向）にともに３０μｍ、６０μｍ、９０μｍ偏心したときのＭＴＦ特性を検討した。
【０１０８】
図２３乃至図２６は、隔壁の位置を変更したときのＭＴＦ特性を示したグラフ図であり、像高と空間周波数の関係を示している。図２３は光学有効範囲Ｓの中心Ｐに対して二つの隔壁が交差する部分の中心Ｑが一致している場合、即ち、偏心量が０であるときのグラフ図であり、図２４、図２５、図２６はそれぞれ偏心量がＸ方向及びＹ方向にともに３０μｍ、６０μｍ、９０μｍであるときのグラフ図である。
【０１０９】
検討は、隔壁の各厚み毎に、像高０割、３割、５割、６割、７割の各像高毎に同心方向（Ｔ）と放射方向（Ｒ）について行った。
【０１１０】
図２３に示すグラフ図は偏心量がＸ方向及びＹ方向にともに０μｍであるときのグラフ図であり、偏心量を変化させたときの解像度に対する影響を確認するための基準のデーターを示している。
【０１１１】
図２４乃至図２６に示すように、偏心量がＸ方向及びＹ方向にともに３０μｍ、６０μｍ、９０μｍの場合には図２３に示す基準のデーターに比してＭＴＦの低下がほとんど見られなかった。
【０１１２】
上記したように、撮像装置１００において、隔壁の偏心量が３０μｍ、６０μｍ、９０μｍの場合には基準のデーターに比してＭＴＦの変化がほとんど見られず、隔壁の偏心量が９０μｍ以下であれば光学有効範囲Ｓに隔壁が配置されたときに解像度に対する影響が非常に小さいことが確認された。
【０１１３】
従って、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにおいて隔壁９、９Ｂの中心Ｑの光学有効範囲Ｓの中心Ｐに対する偏心量を９０μｍ以下にすることにより、解像度への影響が非常に小さい良好な画像や映像を得ることができる。
【０１１４】
上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】図２乃至図２６と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は、撮像装置の概略斜視図である。
【図２】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が開放位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図３】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が開放位置にある状態を示す水平断面図である。
【図４】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が閉塞位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図５】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が閉塞位置にある状態を示す水平断面図である。
【図６】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色されていない有極性液が閉塞位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図７】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色されていない有極性液が開放位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図８】四つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が開放位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図９】四つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が閉塞位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図１０】光量調整装置の製造方法の一例を示すフローチャート図である。
【図１１】図１２乃至図２６と共に隔壁が解像度に与える影響についての検討を示すものであり、本図は、検討に用いた第１の撮像装置の構成を示す概念図である。
【図１２】検討に用いた第２の撮像装置の構成を示す概念図である。
【図１３】図１４乃至図２２と共に隔壁の厚みが解像度に与える影響についての検討を示すものであり、本図は、第１の撮像装置において、隔壁が存在しない場合のＭＴＦ特性の基準のデーターを示すグラフ図である。
【図１４】第１の撮像装置において、隔壁の厚みが７０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図１５】第１の撮像装置において、隔壁の厚みが５０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図１６】第１の撮像装置において、隔壁の厚みが３０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図１７】第１の撮像装置において、隔壁の厚みが１０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図１８】第２の撮像装置において、隔壁が存在しない場合のＭＴＦ特性の基準のデーターを示すグラフ図である。
【図１９】第２の撮像装置において、隔壁の厚みが７０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２０】第２の撮像装置において、隔壁の厚みが５０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２１】第２の撮像装置において、隔壁の厚みが３０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２２】第２の撮像装置において、隔壁の厚みが１０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２３】図２４乃至図２６と共に隔壁の偏心量が解像度に与える影響についての検討を示すものであり、本図は、第１の撮像装置において、偏心がない場合のＭＴＦ特性の基準のデーターを示すグラフ図である。
【図２４】第１の撮像装置において、隔壁の偏心量が３０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２５】第１の撮像装置において、隔壁の偏心量が６０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２６】第１の撮像装置において、隔壁の偏心量が９０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１…撮像装置、７…光量調整装置、８…封入ケース、９…隔壁、１０…封入室、１３…共通電極、１３ａ…第１の電極、１４…第２の電極、１６…有極性液、１７…無極性液、７Ａ…光量調整装置、１６Ａ…有極性液、１７Ａ…無極性液、７Ｂ…光量調整装置、８Ｂ…封入ケース、９Ｂ…隔壁、１０Ｂ…封入室、１３Ｂ…共通電極、１４Ｂ…第２の電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は光量調整装置及び撮像装置についての技術分野に関する。詳しくは、隔壁によって仕切られた複数の封入室に有極性液と無極性液を封入して動作の信頼性を確保した上で固体撮像素子に対する光量調整の高速化を図る技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやスチルカメラ等の各種の撮像装置には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子に入射される光量の調整を行う光量調整装置が設けられている。
【０００３】
このような光量調整装置としては、単数又は複数の可動羽根を動作させて光量の調整を行う機械的なアイリス機構やシャッター機構等が存在する。
【０００４】
ところが、可動羽根を動作させて光量を調整するアイリス機構等にあっては、可動羽根を動作させるための駆動機構や駆動源を必要とし、撮像装置の小型化に支障を来たしてしまう。
【０００５】
また、可動羽根によって光量を調整する場合には、可動羽根の動作時に動作に伴う異音が発生したり、可動羽根によって光量を制限し光が透過される開口部を小さくした所謂小絞り状態において光の回折現象が生じて画像の解像度が低下すると言う不具合を生じるおそれもある。特に、近年、固体撮像素子の画素のピッチが小さくなる傾向にあり、一定の光学性能を確保するための新たな光量調整装置が要望されている。
【０００６】
そこで、上記のような問題を解決するために、機械的な光量調整装置に代わるものとして、有極性液を電気毛細管現象によって移動させて光量調整を行う光量調整装置が開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００７】
電気毛細管現象を利用した光量調整装置においては、封入室に有極性液と無極性液を一定量ずつ封入し、一方の電極に電圧を印加し有極性液を引き寄せて第１の方向へ移動させ、他方の電極に電圧を印加し有極性液を引き寄せて第２の方向へ移動させている。
【０００８】
このように電圧が印加された電極に有極性液が引き寄せられることにより、例えば、有極性液が第１の方向へ移動されたときに有極性液によって光路が遮蔽され、有極性液が第２の方向へ移動されたときに有極性液によって光路が開放され、光量の調整が行われる。
【０００９】
特許文献１に記載された光量調整装置にあっては、電極に印加された電圧によって発生する電界を有極性液の広い面積に作用させ、有極性液に作用する力を大きくすることにより、有極性液の移動速度の向上を図るようにしている。
【００１０】
また、特許文献２に記載された光量調整装置にあっては、封入室に二つの有極性液を封入し、この二つの有極性液にそれぞれ電界を作用させて二つの有極性液を互いに離接する方向へ移動させて分離と結合が繰り返し行われるようにしている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２０９１１２号公報
【特許文献２】特開２００７−２６４２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、特許文献１に記載された光量調整装置にあっては、電界を有極性液の広い面積に作用させることにより有極性液の移動速度の向上を図ろうとしているが、広い面積に電界を作用させるためには、有極性液の体積を増やす必要がある。
【００１３】
従って、有極性液の体積が増える分、封入室の大きさも大きくなり小型化に支障を来たす他、有極性液の体積の増加に伴う重量の増加により、却って、移動速度が低下し、移動速度の向上に支障を来たすと言う問題がある。
【００１４】
また、特許文献２に記載された光量調整装置にあっては、二つの有極性液を用いることにより有極性液の移動速度の向上が図られるが、結合した二つの有極性液を均一に分離させることが困難であり、不均一に分離した場合に二つの有極性液間に移動速度の相違が生じてしまう。また、結合した有極性液を永続的に分離させることに関しても信頼性が低いと言う問題もある。
【００１５】
そこで、本発明光量調整装置及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、動作の信頼性を確保した上で光量調整の高速化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
光量調整装置は、上記した課題を解決するために、厚み方向が光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにしたものである。
【００１７】
従って、光量調整装置にあっては、駆動電圧が電極に印加されたときに、駆動電圧が印加された電極に引き寄せるられ方向へ有極性液が各封入室においてそれぞれ移動される。
【００１８】
上記した光量調整装置においては、前記隔壁の厚みを３０μｍ以下とすることが望ましい。
【００１９】
隔壁の厚みを３０μｍ以下とすることにより、光学有効範囲に隔壁が存在することによる解像度に対する影響が抑制される。
【００２０】
上記した光量調整装置においては、前記隔壁の前記光軸に直交する面における中心と前記光軸との距離を９０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２１】
隔壁の光軸に直交する面における中心と光軸との距離を９０μｍ以下とすることにより、光学有効範囲に隔壁が存在することによる解像度に対する影響が抑制される。
【００２２】
上記した光量調整装置においては、前記複数の電極として前記有極性液を前記光軸に近付く方向へ移動させる第１の電極と前記有極性液を前記光軸から離隔する方向へ移動させる第２の電極とを設け、前記第１の電極を前記各封入室に封入された各有極性液の共通電極とすることが望ましい。
【００２３】
第１の電極を各封入室に封入された各有極性液の共通電極とすることにより、各封入室毎への第１の電極の配置が不要となる。
【００２４】
撮像装置は、上記した課題を解決するために、入射された光を光電変換して画像を生成する固体撮像素子と、厚み方向が前記固体撮像素子に入射される光の光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにしたものである。
【００２５】
従って、撮像装置にあっては、駆動電圧が電極に印加されたときに、駆動電圧が印加された電極に引き寄せられる方向へ有極性液が各封入室においてそれぞれ移動される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明光量調整装置は、厚み方向が光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにしている。
【００２７】
従って、各封入室において各有極性液の移動が行われ、有極性液の移動動作の信頼性の向上を図ることができると共に各封入室に封入される各有極性液の体積（重量）が小さくなることによる有極性液の移動動作の高速化を図ることができる。
【００２８】
請求項２に記載した発明にあっては、前記隔壁の厚みを３０μｍ以下としたので、解像度への影響が非常に小さい良好な画像や映像を得ることができる。
【００２９】
請求項３に記載した発明にあっては、前記隔壁の前記光軸に直交する面における中心と前記光軸との距離を９０μｍ以下としたので、解像度への影響が非常に小さい良好な画像や映像を得ることができる。
【００３０】
請求項４に記載した発明にあっては、前記複数の電極として前記有極性液を前記光軸に近付く方向へ移動させる第１の電極と前記有極性液を前記光軸から離隔する方向へ移動させる第２の電極とを設け、前記第１の電極を前記各封入室に封入された各有極性液の共通電極としている。
【００３１】
従って、電極や配線の数が少なくなると共に機構を簡素化することが可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００３２】
本発明撮像装置は、入射された光を光電変換して画像を生成する固体撮像素子と、厚み方向が前記固体撮像素子に入射される光の光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにしている。
【００３３】
従って、各封入室において各有極性液の移動が行われ、有極性液の移動動作の信頼性の向上を図ることができると共に各封入室に封入される各有極性液の体積（重量）が小さくなることによる有極性液の移動動作の高速化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００３５】
以下に示した実施の形態は、本発明撮像装置をデジタルスチルカメラに適用したものであり、本発明光量調整装置をこのデジタルスチルカメラに備えられた光量調整装置に適用したものである。
【００３６】
尚、本発明の適用範囲はデジタルスチルカメラ及びデジタルスチルカメラに備えられた光量調整装置に限られることはない。本発明は、例えば、ビデオカメラ等の他の撮像装置及びこれらの各種の撮像装置に備えられた光量調整装置に広く適用することができる。
【００３７】
以下の説明にあっては、デジタルスチルカメラの撮影時において撮影者（使用者）から見た方向で前後上下左右の方向を示すものとする。従って、被写体側を前方とし、撮影者側を後方とする。
【００３８】
尚、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
【００３９】
［撮像装置の全体構成］
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１は、例えば、前後に扁平な箱状に形成され、外筐２の内部に所要の各部が配置されている（図１参照）。外筐２には、例えば、上面に撮影用釦３が配置され、前面に発光部４が設けられ、後面にズーム摘子等の図示しない各種の操作部や図示しない表示パネル等が配置されている。
【００４０】
外筐２の内部にはレンズ鏡筒部５が組み込まれている。レンズ鏡筒部５には、前端部に撮影レンズ６が配置され、後端部にＣＣＤやＣＭＯＳ等の図示しない固体撮像素子が配置されている。
【００４１】
［光量調整装置の構成］
レンズ鏡筒部５には撮影レンズ６と固体撮像素子の間に光量調整装置７が配置されている。光量調整装置７は撮影レンズ６を介して固体撮像素子に入射される光量を調整する機能を有し、例えば、撮影用釦３が操作されたときに固体撮像素子に入射される光を制限するシャッター装置として設けられている。
【００４２】
光量調整装置７は、例えば、透明材料によって形成された横長の封入ケース８を備え、該封入ケース８の左右方向における中央部に隔壁９が設けられている（図２及び図３参照）。隔壁９は厚み方向が光軸に直交する方向を向くように配置され、厚みが、例えば、３０μｍ以下に形成されている。
【００４３】
封入ケース８の内部空間が隔壁９によって仕切られることにより、封入ケース８の内部には二つの封入室１０、１０が形成されている。
【００４４】
封入室１０、１０の内部における前後両端寄りの位置には、それぞれ絶縁膜１１、１１、・・・と撥水膜１２、１２、・・・が積層された状態で配置されている。撥水膜１２、１２、・・・はそれぞれ絶縁膜１１、１１、・・・より内側に位置されている。絶縁膜１１、１１、・・・及び撥水膜１２、１２、・・・は光を透過する材料によって形成されている。
【００４５】
封入室１０、１０にはそれぞれ絶縁膜１１、１１、・・・の外面側に二つの共通電極１３、１３と四つの第２の電極１４、１４、・・・とが配置されている。共通電極１３、１３と第２の電極１４、１４、・・・は、例えば、透明導電膜が用いられた透明電極として形成されている。
【００４６】
共通電極１３は各半部が隔壁９を跨いだ反対側に配置され、各半部がそれぞれ第１の電極１３ａ、１３ａとして設けられている。第２の電極１４、１４、・・・は、それぞれ二つずつが共通電極１３、１３の、例えば、左方と右方に配置されている。
【００４７】
共通電極１３、１３と第２の電極１４、１４、・・・にはそれぞれ電圧印加装置１５から駆動電圧が供給され、駆動電圧は共通電極１３、１３と第２の電極１４、１４、・・・の何れか一方に選択的に印加される。従って、共通電極１３、１３に駆動電圧が印加される場合には第２の電極１４、１４、・・・には駆動電圧が印加されず、第２の電極１４、１４、・・・に駆動電圧が印加される場合には共通電極１３、１３には駆動電圧が印加されない。
【００４８】
封入室１０、１０にはそれぞれ有極性液１６、１６と無極性液１７、１７が撥水膜１２、１２、・・・間に封入されている。有極性液１６、１６は電気毛細管現象によって駆動電圧が印加された共通電極１３、１３又は第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられる性質を有し、遮光性を有する色に着色されている。無極性液１７、１７は光透過性を有し、例えば、無色透明とされている。
【００４９】
光量調整装置７にあっては、光軸Ｐが隔壁９の前面と後面における中心を通るようにされており、光軸Ｐを含む光学有効範囲Ｓの中心を通る位置に隔壁９が存在する。従って、光学有効範囲Ｓは一方の封入室１０側に範囲Ｓ１が位置され他方の封入室１０側に範囲Ｓ２が位置される。
【００５０】
以上のように構成された光量調整装置７において、撮影用釦３に対する操作が行われていないときには、第２の電極１４、１４、・・・に駆動電圧が印加され共通電極１３、１３には駆動電圧が印加されていない。従って、有極性液１６、１６はそれぞれ第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられ、光学有効範囲Ｓを開放する開放位置に保持されている（図２及び図３参照）。
【００５１】
このとき光学有効範囲Ｓには光透過性を有する無極性液１７、１７が存在するため、撮影レンズ６を介して光が固体撮像素子に入射可能とされている。
【００５２】
撮影用釦３に対する操作が行われると、第２の電極１４、１４、・・・に対する駆動電圧の印加が停止されると共に共通電極１３、１３に駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６、１６は共通電極１３、１３に引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２を閉塞する閉塞位置に移動される（図４及び図５参照）。有極性液１６、１６が閉塞位置に移動されることにより、固定撮像素子への光の入射が遮断される。
【００５３】
共通電極１３、１３への駆動電圧の印加は瞬時で停止され、共通電極１３、１３への駆動電圧の印加の停止と同時に再び第２の電極１４、１４、・・・に対して駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６、１６は再び第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２を開放する開放位置に移動されて保持される（図２及び図３参照）。
【００５４】
［別の光量調整装置の構成］
尚、上記には、有極性液１６、１６を遮光性を有する色に着色して共通電極１３、１３に駆動電圧が印加されたときに光学有効範囲Ｓが有極性液１６、１６に閉塞される例を示したが、以下に示す光量調整装置１Ａのように、無極性液を遮光性を有する色に着色し有極性液を光透過性を有するようにして光学有効範囲Ｓを開閉することも可能である（図６及び図７参照）。
【００５５】
光量調整装置７Ａは二つの封入室１０、１０を有し、該封入室１０、１０にはそれぞれ有極性液１６Ａ、１６Ａと無極性液１７Ａ、１７Ａが撥水膜１２、１２、・・・間に封入されている。有極性液１６Ａ、１６Ａは電気毛細管現象によって駆動電圧が印加された共通電極１３、１３又は第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられる性質を有し、光透過性を有し、例えば、無色透明とされている。無極性液１７Ａ、１７Ａは遮光性を有する色に着色されている。
【００５６】
光量調整装置７Ａにおいて、撮影用釦３に対する操作が行われていないときには、共通電極１３、１３に駆動電圧が印加され第２の電極１４、１４、・・・には駆動電圧が印加されていない。従って、有極性液１６Ａ、１６Ａはそれぞれ共通電極１３、１３に引き寄せられ、光学有効範囲Ｓの範囲Ｓ１、Ｓ２を閉塞する閉塞位置に保持されている（図６参照）。
【００５７】
このとき光学有効範囲Ｓには光透過性を有する有極性液１６Ａ、１６Ａが存在するため、撮影レンズ６を介して光が固体撮像素子に入射可能とされている。
【００５８】
撮影用釦３に対する操作が行われると、共通電極１３、１３に対する駆動電圧の印加が停止されると共に第２の電極１４、１４、・・・に駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６Ａ、１６Ａは第２の電極１４、１４、・・・に引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２を開放する開放位置に移動される（図７参照）。有極性液１６Ａ、１６Ａが開放位置に移動されることにより、範囲Ｓ１、Ｓ２に遮光性を有する無極性液１７Ａ、１７Ａが存在することになり、固定撮像素子への光の入射が遮断される。
【００５９】
第２の電極１４、１４、・・・への駆動電圧の印加は瞬時で停止され、第２の電極１４、１４、・・・への駆動電圧の印加の停止と同時に再び共通電極１３、１３に対して駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６Ａ、１６Ａは再び共通電極１３、１３に引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２を閉塞する閉塞位置に移動されて保持される（図６参照）。
【００６０】
［四つの封入室を有する光量調整装置の構成］
また、上記には、二つの封入室１０、１０を有する光量調整装置７、７Ａについて説明したが、封入室１０の数は複数であれば任意であり、例えば、以下に示す光量調整装置７Ｂのように、四つの封入室１０、１０、・・・を有していてもよい（図８及び図９参照）。
【００６１】
光量調整装置７Ｂは、例えば、透明材料によって形成された封入ケース８Ｂを備え、該封入ケース８Ｂの左右方向における中央部と上下方向における中央部とに隔壁９Ｂ、９Ｂが設けられている。
【００６２】
封入ケース８Ｂの内部空間が隔壁９Ｂ、９Ｂによって仕切られることにより、封入ケース８Ｂの内部には四つの封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・が形成されている。
【００６３】
光量調整装置７Ｂには中央部に共通電極１３Ｂ、１３Ｂが配置され、各封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・にそれぞれ各一対の第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・が配置されている。
【００６４】
共通電極１３Ｂは各四分の一が各封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・に配置され、各四分の一がそれぞれ第１の電極１３ａ、１３ａ、・・・として設けられている。
【００６５】
封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・にはそれぞれ有極性液１６、１６、・・・と無極性液１７、１７、・・・が封入されている。
【００６６】
光量調整装置７Ｂにおいては、光軸Ｐは隔壁９Ｂ、９Ｂの交点を通るようにされており、光軸Ｐを含む光学有効範囲Ｓに隔壁９Ｂ、９Ｂが存在する。従って、光学有効範囲Ｓは各封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・に存在する範囲Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４によって形成される。
【００６７】
以上のように構成された光量調整装置７Ｂにおいて、撮影用釦３に対する操作が行われていないときには、第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に駆動電圧が印加され共通電極１３Ｂ、１３Ｂには駆動電圧が印加されていない。従って、有極性液１６、１６、・・・はそれぞれ第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に引き寄せられ、光学有効範囲Ｓを開放する開放位置に保持されている（図８参照）。
【００６８】
このとき光学有効範囲Ｓには光透過性を有する無極性液１７、１７、・・・が存在するため、撮影レンズ６を介して光が固体撮像素子に入射可能とされている。
【００６９】
撮影用釦３に対する操作が行われると、第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に対する駆動電圧の印加が停止されると共に共通電極１３Ｂ、１３Ｂに駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６、１６、・・・は共通電極１３Ｂ、１３Ｂに引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を閉塞する閉塞位置に移動される（図９参照）。有極性液１６、１６、・・・が閉塞位置に移動されることにより、固定撮像素子への光の入射が遮断される。
【００７０】
共通電極１３Ｂ、１３Ｂへの駆動電圧の印加は瞬時で停止され、共通電極１３Ｂ、１３Ｂへの駆動電圧の印加の停止と同時に再び第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に対して駆動電圧が印加される。従って、有極性液１６、１６、・・・は第２の電極１４Ｂ、１４Ｂ、・・・に再び引き寄せられ、それぞれ範囲Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を開放する開放位置に移動されて保持される（図８参照）。
【００７１】
尚、光量調整装置１Ｂにあっても、光量調整装置１Ａと同様に、有極性液１６、１６、・・・を光透過性を有するようにし、無極性液１７、１７を遮光性を有する色に着色し、有極性液１６、１６、・・・が閉塞位置にある状態において固体撮像素子に光が入射され開放位置にある状態において光が遮断されるようにしてもよい。
【００７２】
また、上記した光量調整装置７、７Ａ、７Ｂは封入室１０、１０Ｂが二つ又は四つ形成された例を示したが、封入室１０、１０Ｂの数は複数であれば任意であり、同一の大きさの光学有効範囲Ｓを開閉する場合には、封入室１０、１０Ｂの数を増やすに従って各封入室１０、１０Ｂに封入される有極性液１６、１６Ａの量を減らすことができる。
【００７３】
以上に記載した通り、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにあっては、複数の封入室１０、１０Ｂを形成し各封入室１０、１０Ｂに一定量ずつの有極性液１６を封入しているため、各封入室１０、１０Ｂにおいて各有極性液１６の移動が行われる。
【００７４】
従って、有極性液１６の移動動作の信頼性の向上を図ることができると共に各封入室１０、１０Ｂに封入される各有極性液１６の体積（重量）が小さくなることによる有極性液１６の移動動作の高速化を図ることができる。
【００７５】
また、各封入室１０、１０Ｂに封入される各有極性液１６の重量が小さくなるため、少ない電力で動作速度の向上を図ることができる。
【００７６】
さらに、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにあっては、共通電極１３、１３Ｂを設けているため、その分、電極や配線の数が少なくなると共に機構を簡素化することが可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
【００７７】
［光量調整装置の別の適用例］
尚、上記には、シャッター装置として用いられた光量調整装置７、７Ａ、７Ｂを例として示したが、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂの適用範囲はシャッター装置に限られることはなく、光量調整を行う装置であれば任意の装置に適用することが可能であり、例えば、ＮＤ（Neutral Density）フィルター装置やアイリス装置として使用することが可能である。
【００７８】
例えば、四つの封入室１０Ｂ、１０Ｂ、・・・にそれぞれ封入された有極性液１６、１６、・・・を各別に開放位置と閉塞位置の間で移動させることにより、光量調整装置７Ｂをアイリス装置として使用することができる。このように有極性液１６、１６、・・・を各別に開放位置と閉塞位置の間で移動させることにより、全ての有極性液１６、１６、・・・が開放位置にある場合に光学有効範囲Ｓを透過する光量を１００％としたときに、７５％、５０％、２５％、０％の五段階の光量調整を行うことができる。
【００７９】
［光量調整装置の製造方法］
以下に、光量調整装置７の製造方法の一例を示す（図１０参照）。
【００８０】
（Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ）
透明部材（透明ガラス板）を２枚用意して光量調整装置の製造を開始する。ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極パターンを各透明部材に形成する。電極パターンは、例えば、マスク法やエッチング法等によって形成する。
【００８１】
（Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ）
各透明部材の電極パターンに、例えば、ポリ塩化ビニリデンやポリフッ化ビニリデン等の誘電体膜（絶縁膜）を形成する。
【００８２】
（Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ）
各透明部材の絶縁膜上に、フッ素系樹脂を用いて、例えば、スピンコート法やディップコート法等により撥水膜を形成する。
【００８３】
（Ｓ４ａ）
一方の透明部材上に、例えば、エポキシ樹脂のレジストを用い、フォトリソグラフィー技術により隔壁を形成する。このときレジスト条件を最適化するようにして、隔壁を厚みが３０μｍ以下となるように形成する。
【００８４】
（Ｓ５）
隔壁を形成した一方の透明部材と他方の透明部材を結合することにより、封入ケースを形成する。このとき封入ケースに各封入室に液体を注入するための注入口を形成する。
【００８５】
（Ｓ６）
封入ケースの所望の面に反射防止膜を蒸着する。
【００８６】
（Ｓ７）
封入ケースの各注入口から有極性液と無極性液をそれぞれ注入する。有極性液としては、例えば、着色した純水を用い、無極性液としては、例えば、オイル溶液を用いる。
【００８７】
（Ｓ８）
注入完了後に注入口を閉塞して有極性液と無極性液を封止し密閉状態とすることにより光量調整装置の製造を完了する。
【００８８】
尚、有極性液としては、上記した純水の他、例えば、ニトロメタン、無水酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、メタノール、アセトニトリル、アセトン、エタノール、プロピオニトリル、テトロヒドロフラン、ｎ−ヘキサン、２−プロパノール、２−ブタノン、ｎ−ブチロニトリル、１−プロパノール、１−ブタノール、ジメチルスルホキシド、クロロベンゼン、エチレングリコール、ホルムアミド、ニトロベンゼン、炭酸プロピレン、１，２−ジクロロエタン、二硫化炭素、クロロホルム、ブロモベンゼン、四塩化炭素、トリクロロ酢酸無水物、トルエン、ベンゼン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、リン酸トリブチル、ピリジン、ベンゾニトル、アニリン、１，４−ジオキサン、ヘキサメチルホスホルアミド等を用いることが可能である。
【００８９】
また、無極性液としては、上記したオイル溶液の他、例えば、シリコン、デカン系、オクタン系、ノナン、ヘプタン等を用いることが可能である。
【００９０】
さらに、有極性液及び無極性液は、それぞれ単一の液体によって形成してもよく、複数の液体を混合して形成してもよい。
【００９１】
［隔壁の解像度に対する影響］
上記した光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにあっては、光学有効範囲Ｓに隔壁９（９Ｂ）が配置されているため、解像度の劣化を生じる可能性がある。そこで、以下に示す検討により、光学有効範囲Ｓに隔壁９（９Ｂ）が配置されることによる、解像度に対する影響を確認した。
【００９２】
本検討は、光学有効範囲Ｓに、直交する二つの隔壁が存在する四つの封入室を有する光量調整装置７Ｂに示すタイプについて行った。検討にはレンズ構成が異なる撮像装置１００と撮像装置２００の２種類の撮像装置を用いた。撮像装置１００は、図１１に示すように、三つのレンズ又はレンズ群Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と最も像側に配置された固体撮像素子ＩＳを備え、物体側に位置する二つのレンズ又はレンズ群Ｒ１、Ｒ２の間に絞りとして光量調整装置７Ｂが配置されている。また、撮像装置２００は、図１２に示すように、四つのレンズ又はレンズ群Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と最も像側に配置された固体撮像素子ＩＳを備え、物体側に位置する二つのレンズ又はレンズ群Ｒ１、Ｒ２の間に絞りとして光量調整装置７Ｂが配置されている。
【００９３】
撮像装置１００は、焦点距離ｆ＝３．５ｍｍ、ＦナンバーＦｎｏ＝３．２、１／４ｉｎｃｈサイズとされ、絞り（光量調整装置７Ｂ）の径が０．８２ｍｍとされている。
【００９４】
撮像装置２００は、焦点距離ｆ＝４．８ｍｍ、ＦナンバーＦｎｏ＝２．８、１／３．２ｉｎｃｈサイズとされ、絞り（光量調整装置７Ｂ）の径が１．４３ｍｍとされている。
【００９５】
図１３乃至図１７は、撮像装置１００において、隔壁の厚みを変更したときのＭＴＦ（modulation transfer function ）特性を示したグラフ図であり、各図において、上段のグラフ図は像高と空間周波数の関係を示し、下段のグラフ図は像高とデフォーカス位置の関係を示している。図１３は隔壁の厚みが０μｍ、即ち、隔壁が存在しないときのグラフ図であり、図１４、図１５、図１６、図１７はそれぞれ隔壁の厚みが７０μｍ、５０μｍ、３０μｍ、１０μｍであるときのグラフ図である。
【００９６】
検討は、隔壁の各厚み毎に、像高０割、３割、５割、６割、７割の各像高毎に同心方向（Ｔ）と放射方向（Ｒ）について行った。
【００９７】
図１３に示すグラフ図は隔壁が存在しないときのグラフ図であり、隔壁の厚みを変化させたときの解像度に対する影響を確認するための基準のデーターを示している。
【００９８】
図１４及び図１５に示すように、隔壁の厚みが７０μｍ、５０μｍの場合には図１３に示す基準のデーターに比してＭＴＦが大きく低下しているが、図１６及び図１７に示すように、隔壁の厚みが３０μｍ、１０μｍの場合には図１３に示す基準のデーターに比してＭＴＦの低下がほとんど見られなかった。
【００９９】
図１８乃至図２２は、撮像装置２００において、隔壁の厚みを変更したときのＭＴＦ特性を検討したデーターを示すグラフ図であり、各図において、上段のグラフ図は像高と空間周波数の関係を示し、下段のグラフ図は像高とデフォーカス位置の関係を示している。図１８は隔壁の厚みが０μｍ、即ち、隔壁が存在しないときのグラフ図であり、図１９、図２０、図２１、図２２はそれぞれ隔壁の厚みが７０μｍ、５０μｍ、３０μｍ、１０μｍであるときのグラフ図である。
【０１００】
検討は、隔壁の各厚み毎に、像高０割、３割、５割、６割、７割の各像高毎に同心方向（Ｔ）と放射方向（Ｒ）について行った。
【０１０１】
図１８に示すグラフ図は隔壁が存在しないときのグラフ図であり、隔壁の厚みを変化させたときの解像度に対する影響を確認するための基準のデーターを示している。
【０１０２】
図１９及び図２０に示すように、隔壁の厚みが７０μｍ、５０μｍの場合には図１８に示す基準のデーターに比してＭＴＦが大きく低下しているが、図２１及び図２２に示すように、隔壁の厚みが３０μｍ、１０μｍの場合には図１８に示す基準のデーターに比してＭＴＦの低下がほとんど見られなかった。
【０１０３】
上記したように、撮像装置１００及び撮像装置２００において、隔壁の厚みが３０μｍ、１０μｍの場合には基準のデーターに比してＭＴＦの変化がほとんど見られず、隔壁の厚みが３０μｍ以下であれば光学有効範囲Ｓに隔壁が配置されたときに解像度に対する影響が非常に小さいことが確認された。
【０１０４】
従って、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにおいて隔壁９、９Ｂの厚みを３０μｍ以下にすることにより、解像度への影響が非常に小さい良好な画像や映像を得ることができる。
【０１０５】
上記した光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにあっては、光学有効範囲Ｓに隔壁９（９Ｂ）が配置されているため、光学有効範囲Ｓに対する隔壁９（９Ｂ）の位置によっては解像度の劣化を生じる可能性がある。そこで、以下に示す検討により、光学有効範囲Ｓに隔壁９（９Ｂ）の位置による、解像度に対する影響を確認した。
【０１０６】
本検討は、光学有効範囲Ｓに、直交する二つの隔壁が存在する四つの封入室を有する光量調整装置７Ｂに示すタイプについて行った。検討には上記した撮像装置１００を用いた。隔壁は７０μｍの厚みを有するものを用いた。
【０１０７】
図２２は、本検討の概念を示す図であり、光学有効範囲Ｓの中心Ｐ、即ち、光軸が通る点に対して二つの隔壁が交差する部分の中心Ｑが偏心した状態を示している。本検討においては、中心Ｐに対して中心ＱがＸ方向（横方向）とＹ方向（縦方向）にともに３０μｍ、６０μｍ、９０μｍ偏心したときのＭＴＦ特性を検討した。
【０１０８】
図２３乃至図２６は、隔壁の位置を変更したときのＭＴＦ特性を示したグラフ図であり、像高と空間周波数の関係を示している。図２３は光学有効範囲Ｓの中心Ｐに対して二つの隔壁が交差する部分の中心Ｑが一致している場合、即ち、偏心量が０であるときのグラフ図であり、図２４、図２５、図２６はそれぞれ偏心量がＸ方向及びＹ方向にともに３０μｍ、６０μｍ、９０μｍであるときのグラフ図である。
【０１０９】
検討は、隔壁の各厚み毎に、像高０割、３割、５割、６割、７割の各像高毎に同心方向（Ｔ）と放射方向（Ｒ）について行った。
【０１１０】
図２３に示すグラフ図は偏心量がＸ方向及びＹ方向にともに０μｍであるときのグラフ図であり、偏心量を変化させたときの解像度に対する影響を確認するための基準のデーターを示している。
【０１１１】
図２４乃至図２６に示すように、偏心量がＸ方向及びＹ方向にともに３０μｍ、６０μｍ、９０μｍの場合には図２３に示す基準のデーターに比してＭＴＦの低下がほとんど見られなかった。
【０１１２】
上記したように、撮像装置１００において、隔壁の偏心量が３０μｍ、６０μｍ、９０μｍの場合には基準のデーターに比してＭＴＦの変化がほとんど見られず、隔壁の偏心量が９０μｍ以下であれば光学有効範囲Ｓに隔壁が配置されたときに解像度に対する影響が非常に小さいことが確認された。
【０１１３】
従って、光量調整装置７、７Ａ、７Ｂにおいて隔壁９、９Ｂの中心Ｑの光学有効範囲Ｓの中心Ｐに対する偏心量を９０μｍ以下にすることにより、解像度への影響が非常に小さい良好な画像や映像を得ることができる。
【０１１４】
上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】図２乃至図２６と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は、撮像装置の概略斜視図である。
【図２】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が開放位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図３】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が開放位置にある状態を示す水平断面図である。
【図４】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が閉塞位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図５】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が閉塞位置にある状態を示す水平断面図である。
【図６】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色されていない有極性液が閉塞位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図７】二つの封入室を有する光量調整装置において、着色されていない有極性液が開放位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図８】四つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が開放位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図９】四つの封入室を有する光量調整装置において、着色された有極性液が閉塞位置にある状態を示す垂直断面図である。
【図１０】光量調整装置の製造方法の一例を示すフローチャート図である。
【図１１】図１２乃至図２６と共に隔壁が解像度に与える影響についての検討を示すものであり、本図は、検討に用いた第１の撮像装置の構成を示す概念図である。
【図１２】検討に用いた第２の撮像装置の構成を示す概念図である。
【図１３】図１４乃至図２２と共に隔壁の厚みが解像度に与える影響についての検討を示すものであり、本図は、第１の撮像装置において、隔壁が存在しない場合のＭＴＦ特性の基準のデーターを示すグラフ図である。
【図１４】第１の撮像装置において、隔壁の厚みが７０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図１５】第１の撮像装置において、隔壁の厚みが５０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図１６】第１の撮像装置において、隔壁の厚みが３０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図１７】第１の撮像装置において、隔壁の厚みが１０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図１８】第２の撮像装置において、隔壁が存在しない場合のＭＴＦ特性の基準のデーターを示すグラフ図である。
【図１９】第２の撮像装置において、隔壁の厚みが７０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２０】第２の撮像装置において、隔壁の厚みが５０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２１】第２の撮像装置において、隔壁の厚みが３０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２２】第２の撮像装置において、隔壁の厚みが１０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２３】図２４乃至図２６と共に隔壁の偏心量が解像度に与える影響についての検討を示すものであり、本図は、第１の撮像装置において、偏心がない場合のＭＴＦ特性の基準のデーターを示すグラフ図である。
【図２４】第１の撮像装置において、隔壁の偏心量が３０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２５】第１の撮像装置において、隔壁の偏心量が６０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【図２６】第１の撮像装置において、隔壁の偏心量が９０μｍである場合のＭＴＦ特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１…撮像装置、７…光量調整装置、８…封入ケース、９…隔壁、１０…封入室、１３…共通電極、１３ａ…第１の電極、１４…第２の電極、１６…有極性液、１７…無極性液、７Ａ…光量調整装置、１６Ａ…有極性液、１７Ａ…無極性液、７Ｂ…光量調整装置、８Ｂ…封入ケース、９Ｂ…隔壁、１０Ｂ…封入室、１３Ｂ…共通電極、１４Ｂ…第２の電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向が光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、
前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、
駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、
前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、
前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、
前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにした
光量調整装置。
【請求項２】
前記隔壁の厚みを３０μｍ以下とした
請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記隔壁の前記光軸に直交する面における中心と前記光軸との距離を９０μｍ以下とした
請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記複数の電極として前記有極性液を前記光軸に近付く方向へ移動させる第１の電極と前記有極性液を前記光軸から離隔する方向へ移動させる第２の電極とを設け、
前記第１の電極を前記各封入室に封入された各有極性液の共通電極とした
請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項５】
入射された光を光電変換して画像を生成する固体撮像素子と、
厚み方向が前記固体撮像素子に入射される光の光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、
前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、
駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、
前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、
前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、
前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにした
撮像装置。
【請求項１】
厚み方向が光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、
前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、
駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、
前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、
前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、
前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにした
光量調整装置。
【請求項２】
前記隔壁の厚みを３０μｍ以下とした
請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記隔壁の前記光軸に直交する面における中心と前記光軸との距離を９０μｍ以下とした
請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記複数の電極として前記有極性液を前記光軸に近付く方向へ移動させる第１の電極と前記有極性液を前記光軸から離隔する方向へ移動させる第２の電極とを設け、
前記第１の電極を前記各封入室に封入された各有極性液の共通電極とした
請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項５】
入射された光を光電変換して画像を生成する固体撮像素子と、
厚み方向が前記固体撮像素子に入射される光の光軸に直交する方向となる向きで配置された隔壁によって仕切られそれぞれ密閉された複数の封入室を有する封入ケースと、
前記封入室毎にそれぞれ一定量ずつが封入された極性を有する有極性液及び極性を有しない無極性液と、
駆動電圧が印加されることにより前記有極性液を電気毛細管現象によって引き寄せる複数の電極とを備え、
前記有極性液と前記無極性液の一方が遮光性を有する色に着色され他方が光透過性を有し、
前記光軸を含む光学有効範囲に前記隔壁の少なくとも一部が位置され、
前記複数の電極のうち所定の電極に駆動電圧が印加されることにより前記有極性液が前記封入室において前記光学有効範囲を閉塞する閉塞位置と前記光学有効範囲を開放する開放位置との間で移動されるようにした
撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１１−５３５４７（Ｐ２０１１−５３５４７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３８５４（Ｐ２００９−２０３８５４）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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