JP2006064943A - Optical filter, imaging unit, and image photographing equipment - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical filter having modulated capability quickly stabilizing a response speed, and to provide an imaging unit and image photographing equipment. <P>SOLUTION: In the optical filter 1 controlling transmitting light, the optical filter 1 comprises a container 15 in which at least an optical transmission region is optical transparency, an optical transmission distribution medium 11 sealed in the container 15, colored coloring nano particles 10 having charge distributed in the distribution medium 11, and electrodes 13a and 13b for controlling the light transmittance by electrophoresing the colored nano particles 10. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光の透過を制御する光学フィルタ、被写体を結像する結像ユニット、および光の透過を制御する光学フィルタを経由した被写体を捉えた撮影により画像信号を生成する画像撮影装置に関する。   The present invention relates to an optical filter that controls transmission of light, an imaging unit that forms an image of a subject, and an image capturing apparatus that generates an image signal by capturing an object via an optical filter that controls transmission of light.

近年、デジタルカメラを中心とする画像撮影装置や、このような画像撮影装置を構成する様々な要素に関する技術が急速に発展してきている。こうした画像撮影装置では、光学絞りを備えたものが多く、このような光学絞りは高精度の光制御技術が必要とされる構成要素であり、その多くはモータなどを用いた駆動方式で動作する。デジタルカメラ等の画像撮影装置に対しても小型化が要求されており、こうした光学絞りも高精度の性能を維持しながら小型化を推進する必要性が増してきている。   2. Description of the Related Art In recent years, techniques relating to image capturing apparatuses centering on digital cameras and various elements constituting such image capturing apparatuses have been rapidly developed. Many of these image capturing apparatuses are equipped with an optical diaphragm, and such an optical diaphragm is a component that requires high-precision light control technology, and many of them operate by a drive system using a motor or the like. . Miniaturization is also demanded for image photographing apparatuses such as digital cameras, and the necessity to promote miniaturization of such an optical aperture while maintaining high-precision performance is increasing.

ところが、従来から用いられてきた駆動方式では、既に限界に近いレベルにまで小型化されてきており、性能を維持しながらこれ以上の小型化を行うことは装置の設計上困難である。更なる小型化を実現する手段として、モータ等による機械的な駆動方式を排した光学絞りを実現することが考えられる。   However, the drive systems that have been used in the past have already been miniaturized to a level close to the limit, and it is difficult in terms of device design to achieve further miniaturization while maintaining performance. As a means for realizing further miniaturization, it is conceivable to realize an optical diaphragm that eliminates a mechanical drive system using a motor or the like.

このような技術として、光が撮像素子に入射してくる前面に、調光機能をもつシールガラスを配備する方式（例えば、特許文献１）や、着色された荷電粒子を電気泳動させて調光を行う方式（例えば、特許文献２）が提案されている。
特開平１０−１９１１８１号公報 特開２００２−２１４６６６号公報 As such a technique, a method in which a seal glass having a dimming function is arranged on the front surface where light enters the image sensor (for example, Patent Document 1), or dimming by electrophoresing colored charged particles. There has been proposed a method for performing the above (for example, Patent Document 2).
JP-A-10-191181 JP 2002-214666 A

ここで、特許文献１記載の調光機能をもつシールガラスを配備する方式は、液晶分子の配列を変化させることによって透過する光を制御するが、このような液晶分子の配列を変化させる方式では調光能力に限界があり、光学絞りとして十分な調光性能を発揮できない。また、特許文献２記載の着色された荷電粒子を電気泳動させて調光を行う方式では、荷電粒子として従来から一般に用いられている１μｍ以上の大きさの荷電粒子を用いると、電気泳動するスピードが遅いため応答速度が遅く、光学絞りとして必要となる駆動電圧が大きくなることに加えて、調光性能が安定していない。   Here, the method of disposing a seal glass having a dimming function described in Patent Document 1 controls the light transmitted by changing the arrangement of liquid crystal molecules, but in the method of changing the arrangement of liquid crystal molecules, There is a limit to the dimming capability, and the dimming performance sufficient as an optical aperture cannot be exhibited. Further, in the method of performing light control by electrophoresis of colored charged particles described in Patent Document 2, if charged particles having a size of 1 μm or more, which has been conventionally used as charged particles, are used, the electrophoresis speed is increased. Therefore, the response speed is slow, the drive voltage required for the optical diaphragm is increased, and the dimming performance is not stable.

本発明は、上記事情に鑑み、応答速度が早く安定した調光能力を有する光学フィルタ、結像ユニット、および画像撮影装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an optical filter, an imaging unit, and an image capturing device that have a quick response speed and a stable light control capability.

上記目的を達成するための本発明の光学フィルタは、透過する光を制御する光学フィルタにおいて、
少なくとも光透過領域が光透過性である容器と、
上記容器内に封入された光透過性の分散媒と、
上記分散媒内に分散した、電荷を持つ有色の着色ナノ粒子と、
上記着色ナノ粒子を電気泳動させることにより光の透過を制御する電極とを備えたこと
を特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical filter of the present invention is an optical filter that controls transmitted light.
A container having at least a light-transmitting region that is light-transmitting;
A light-transmitting dispersion medium enclosed in the container;
Colored colored nanoparticles having a charge dispersed in the dispersion medium;
And an electrode for controlling light transmission by electrophoresing the colored nanoparticles.

ここで着色ナノ粒子とは、着色された直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粒子をいう。特に、５ｎｍ〜１００ｎｍの粒径を有する着色ナノ粒子であることが好ましい。   Here, the colored nanoparticles are particles having a colored diameter of 1 nm or more and 1000 nm or less. In particular, colored nanoparticles having a particle size of 5 nm to 100 nm are preferable.

本発明の光学フィルタは、被写体光の透過の制御をナノスケールの大きさの着色ナノ粒子の電気泳動を制御することによって行う。そのため、従来から一般に用いられている１μｍ以上の大きさの大きな荷電粒子を用いた場合よりも、電場を印加した時の応答速度が早く電力の消費量が少なくてすむ。しかも、大きな粒子を用いる場合よりもナノスケールの大きさの着色ナノ粒子を用いた場合の方が粒子の密度にむらができにくく、安定した調光能力を有する光学フィルタが実現できる。   In the optical filter of the present invention, transmission of subject light is controlled by controlling electrophoresis of colored nanoparticles having a nanoscale size. Therefore, the response speed when an electric field is applied is faster and the power consumption is smaller than in the case of using large charged particles having a size of 1 μm or more that are generally used conventionally. In addition, the density of the particles is less likely to be uneven when the colored nanoparticles having a nanoscale size are used than when the large particles are used, and an optical filter having a stable light control capability can be realized.

ここで、本発明の光学フィルタは、光の透過光量を段階的に制御する絞りであることを特徴とする光学フィルタであってもよい。   Here, the optical filter of the present invention may be an optical filter characterized by being a stop for controlling the amount of transmitted light in a stepwise manner.

本発明の光学フィルタは、着色ナノ粒子の電気泳動を制御することによって、光束が通過する付近に分布する着色ナノ粒子の密度を操作することができるため、光の透過光量を段階的に制御する絞りとして構成することができる。   The optical filter of the present invention can control the density of the colored nanoparticles distributed in the vicinity of the light flux by controlling the electrophoresis of the colored nanoparticles, so that the amount of transmitted light is controlled step by step. It can be configured as an aperture.

また、本発明の光学フィルタは、上記着色ナノ粒子がカーボンブラックを含むものであってもよく、あるいはシリカを含むものであってもよい。   In the optical filter of the present invention, the colored nanoparticles may contain carbon black, or may contain silica.

カーボンブラックやシリカは安価であるため、本発明の光学フィルタの製造コストを抑制することができる。   Since carbon black and silica are inexpensive, the manufacturing cost of the optical filter of the present invention can be suppressed.

また、本発明の光学フィルタは、上記着色ナノ粒子がポリマーを含むものであってもよい。   In the optical filter of the present invention, the colored nanoparticles may include a polymer.

ポリマーは、着色材料との相溶性がよいため、着色ナノ粒子を有色にするための着色作業が容易になる。   Since the polymer has good compatibility with the coloring material, the coloring operation for coloring the colored nanoparticles becomes easy.

また、本発明の光学フィルタは、上記着色ナノ粒子がシリカおよび顔料を含むものであ
あってもよく、あるいは上記着色ナノ粒子がシリカおよび染料を含むものであってもよい。 In the optical filter of the present invention, the colored nanoparticles may contain silica and a pigment, or the colored nanoparticles may contain silica and a dye.

また、本発明の光学フィルタは、上記着色ナノ粒子がポリマーおよび顔料を含むものであってもよく、あるいは、上記着色ナノ粒子がポリマーおよび染料を含むものであってもよい。   In the optical filter of the present invention, the colored nanoparticles may include a polymer and a pigment, or the colored nanoparticles may include a polymer and a dye.

着色ナノ粒子を有色にするための着色材料として顔料は耐久性がよいため、光学フィルタの光を制御する能力を長期間維持することができる。また、染料は色彩の鮮鋭度が高いため、着色ナノ粒子の色の鮮鋭度を高めて光の透過を制御する能力が高い光学フィルタを実現できる。   Since the pigment has good durability as a coloring material for coloring the colored nanoparticles, the ability to control the light of the optical filter can be maintained for a long time. In addition, since dyes have high color sharpness, an optical filter having a high ability to control light transmission by increasing the color sharpness of colored nanoparticles can be realized.

また、本発明の光学フィルタは、上記分散媒が有機溶媒であってもよい。   In the optical filter of the present invention, the dispersion medium may be an organic solvent.

有機溶媒は、化学反応を起こしにくいため劣化しにくく安定しており、性能の安定した光学フィルタを実現することができる。   An organic solvent is less likely to deteriorate because it hardly causes a chemical reaction and is stable, and an optical filter with stable performance can be realized.

また、本発明の光学フィルタは、上記分散媒が炭化水素系有機溶媒であってもよい。   In the optical filter of the present invention, the dispersion medium may be a hydrocarbon organic solvent.

炭素と水素だけからなる炭化水素系有機溶媒は、有機溶媒の中でも酸化反応あるいは還元反応を起こしにくいため、アルコール系有機溶媒やエステル系有機溶媒などの有機溶媒と比べて劣化しにくく安定している。このため性能の安定した光学フィルタを実現することができる。   Hydrocarbon organic solvents consisting only of carbon and hydrogen are less susceptible to deterioration than organic solvents such as alcohol-based organic solvents and ester-based organic solvents, and are stable because they do not easily cause oxidation or reduction among organic solvents. . Therefore, an optical filter with stable performance can be realized.

また、本発明の光学フィルタは、上記分散媒が該分散媒に分散した着色ナノ粒子どうしの凝集を妨げる界面活性剤を含むものであってもよい。   In the optical filter of the present invention, the dispersion medium may contain a surfactant that prevents aggregation of colored nanoparticles dispersed in the dispersion medium.

分散媒に分散した着色ナノ粒子は、着色ナノ粒子どうしが凝集することにより大きな粒子を形成することがある。その場合、こうした大きな粒子は電気泳動による移動が困難であり、光学フィルタとしての性能を悪化させてしまう。個々の着色ナノ粒子それぞれのまわりを取り巻くように界面活性剤が吸着することにより、このような着色ナノ粒子どうしの凝集を妨げることができる。   The colored nanoparticles dispersed in the dispersion medium may form large particles due to aggregation of the colored nanoparticles. In that case, such large particles are difficult to move by electrophoresis, and the performance as an optical filter is deteriorated. By adsorbing the surfactant so as to surround each of the individual colored nanoparticles, aggregation of the colored nanoparticles can be prevented.

また、本発明の光学フィルタは、上記電極が、電極の内側の面に絶縁膜がコーティングされ、該絶縁膜が上記分散媒に接して配置されているものであってもよい。   In the optical filter of the present invention, the electrode may have an insulating film coated on the inner surface of the electrode, and the insulating film may be disposed in contact with the dispersion medium.

着色ナノ粒子の電気泳動を制御する際、電極に引き寄せられた着色ナノ粒子がそのまま電極表面に吸着してしまい、制御能力が低下することがある。電極が分散媒に接している面に絶縁膜をコーティングすることによってこのような着色ナノ粒子の吸着を妨げることができる。   When controlling the electrophoresis of the colored nanoparticles, the colored nanoparticles attracted to the electrode may be directly adsorbed on the electrode surface, and the control ability may be reduced. By coating an insulating film on the surface where the electrode is in contact with the dispersion medium, adsorption of such colored nanoparticles can be prevented.

上記目的を達成するための本発明の結像ユニットは、被写体光を制御する光学フィルタを備えた、被写体を結像する結像ユニットにおいて、
上記光学フィルタが、
少なくとも光透過領域が光透過性である容器と、
上記容器内に封入された光透過性の分散媒と、
上記分散媒内に分散した、電荷を持つ有色の着色ナノ粒子と、
上記着色ナノ粒子を電気泳動させることにより光の透過を制御する電極とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging unit of the present invention comprises an optical filter for controlling subject light, and an imaging unit for imaging a subject.
The optical filter is
A container having at least a light transmissive region that is light transmissive,
A light-transmitting dispersion medium enclosed in the container;
Colored colored nanoparticles having a charge dispersed in the dispersion medium;
And an electrode for controlling light transmission by electrophoresing the colored nanoparticles.

また、上記目的を達成するための本発明の画像撮影装置は、光の透過を制御する光学フィルタを経由した被写体を捉えた撮影により画像信号を生成する画像撮影装置において、
上記光学フィルタが、
少なくとも光透過領域が光透過性である容器と、
上記容器内に封入された光透過性の分散媒と、
上記分散媒内に分散した着色ナノ粒子と、
上記着色ナノ粒子を電気泳動させることにより光の透過を制御する電極とを備えたことを特徴とする。 Further, an image photographing apparatus of the present invention for achieving the above object is an image photographing apparatus that generates an image signal by photographing an object through an optical filter that controls light transmission.
The optical filter is
A container having at least a light transmissive region that is light transmissive,
A light-transmitting dispersion medium enclosed in the container;
Colored nanoparticles dispersed in the dispersion medium,
And an electrode for controlling light transmission by electrophoresing the colored nanoparticles.

本発明の結像ユニットおよび画像撮影装置は、被写体光の透過の制御をナノスケールの大きさの微小な着色ナノ粒子の電気泳動を制御することによって行う光学フィルタを有している。このため、電力消費量が少なく、かつ応答速度が早い方式で光の透過を制御することができる。また、このような微小な着色ナノ粒子を用いると粒子密度にむらができにくいため、調光能力が安定している結像ユニットおよび画像撮影装置が実現できる。   The imaging unit and the image photographing apparatus of the present invention have an optical filter that controls transmission of subject light by controlling electrophoresis of minute colored nanoparticles having a nanoscale size. For this reason, the transmission of light can be controlled by a method with a small power consumption and a high response speed. In addition, when such fine colored nanoparticles are used, it is difficult to make the particle density uneven, so that it is possible to realize an imaging unit and an image photographing device with stable light control capability.

本発明の光学フィルタ、結像ユニット、および画像撮影装置によれば、応答速度が早く、かつ安定した調光が実現できる。   According to the optical filter, the image forming unit, and the image photographing apparatus of the present invention, the response speed is fast and stable light control can be realized.

［第一実施形態］
以下において、着色ナノ粒子１０の電気泳動を制御することにより光の透過光量を制御する本発明の光学フィルタの一実施形態について説明する。本実施形態の光学フィルタは、光の透過光量を大／小の２段階の選択を行う光学絞りとして用いることができる。 [First embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the optical filter of the present invention that controls the amount of transmitted light by controlling the electrophoresis of the colored nanoparticles 10 will be described. The optical filter according to the present embodiment can be used as an optical diaphragm that performs two-step selection of large and small amounts of transmitted light.

図１は、本実施形態の光学フィルタの側面の概略断面図である。   FIG. 1 is a schematic sectional view of a side surface of the optical filter of the present embodiment.

図１に示す光学フィルタ１は、分散媒１１と、分散媒１１中に分散している着色ナノ粒子１０と、分散媒１１と着色ナノ粒子１０とが封入された光透過性のガラス製の容器１５と、容器１５の上端部および下端部にそれぞれ備えられている電極１３ａおよび電極１３ｂとを構成要素としている。電極１３ａは陽極であり、電極１３ｂは陰極である。
本実施形態で用いられる分散媒１１は、炭化水素系有機溶媒の一種であるエクソン社製の分散媒アイソパーである。また、着色ナノ粒子１０は、顔料の一種であるカーボンブラックを組成成分としている黒色の粒子であり、このようなカーボンナノ粒子は、水中パルスアーク放電により生成される。さらに、この着色ナノ粒子１０の表面には、界面活性剤１０ａが吸着している。 An optical filter 1 shown in FIG. 1 includes a dispersion medium 11, a colored nanoparticle 10 dispersed in the dispersion medium 11, and a light-transmitting glass container in which the dispersion medium 11 and the colored nanoparticle 10 are enclosed. 15 and electrodes 13a and 13b provided at the upper end and the lower end of the container 15, respectively, are used as constituent elements. The electrode 13a is an anode and the electrode 13b is a cathode.
The dispersion medium 11 used in this embodiment is a dispersion medium Isopar manufactured by Exxon, which is a kind of hydrocarbon-based organic solvent. The colored nanoparticles 10 are black particles whose composition component is carbon black, which is a kind of pigment, and such carbon nanoparticles are generated by underwater pulse arc discharge. Further, the surfactant 10 a is adsorbed on the surface of the colored nanoparticles 10.

図２は、着色ナノ粒子と、着色ナノ粒子の表面に吸着している界面活性剤を表す模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram showing colored nanoparticles and a surfactant adsorbed on the surface of the colored nanoparticles.

図２に示すように、中心に示す個々の着色ナノ粒子１０それぞれのまわりを取り巻くように界面活性剤１０ａが吸着している。界面活性剤１０ａがない場合、着色ナノ粒子１０どうしが凝集することにより大きな粒子を形成することがある。こうした大きな粒子は電気泳動による移動が困難であり、光学フィルタとしての性能を悪化させてしまう。界面活性剤１０ａが着色ナノ粒子１０の表面に吸着することによって、着色ナノ粒子１０どうしが互いに凝集することを妨げられる。本実施形態では、界面活性剤１０ａは、ポリアクリルアミドである。   As shown in FIG. 2, the surfactant 10a is adsorbed so as to surround each of the individual colored nanoparticles 10 shown in the center. When there is no surfactant 10a, the colored nanoparticles 10 may aggregate to form large particles. Such large particles are difficult to move by electrophoresis and deteriorate the performance as an optical filter. By adsorbing the surfactant 10a on the surface of the colored nanoparticles 10, the colored nanoparticles 10 are prevented from aggregating with each other. In the present embodiment, the surfactant 10a is polyacrylamide.

カーボンブラックを組成成分として含む本実施形態の着色ナノ粒子１０はプラスに帯電しており、図１に示す電極１３ａおよび電極１３ｂを用いて電場を印加すると、着色ナノ粒子１０は陰極である電極１３ｂに集まる。電極１３ａおよび電極１３ｂには、絶縁膜であるポリイミド膜がコーティングされており、電極表面に着色ナノ粒子１０が吸着することを防いでいる。電場を印加していない状態では図１のように着色ナノ粒子１０が容器１５中に分散する。図１において、光は一点斜線で示されているように光学フィルタ１の中心に入射するため、図１の状況では、光学フィルタ１の中心付近に分布する着色ナノ粒子１０によって入射光の一部が吸収される。この状態は、光の透過光量を２段階に制御する光学絞りとしては、光の透過光量を絞っている状態に対応する。   The colored nanoparticles 10 of this embodiment containing carbon black as a composition component are positively charged. When an electric field is applied using the electrodes 13a and 13b shown in FIG. 1, the colored nanoparticles 10 are electrodes 13b that are cathodes. To gather. The electrode 13a and the electrode 13b are coated with a polyimide film as an insulating film to prevent the colored nanoparticles 10 from adsorbing to the electrode surface. When no electric field is applied, the colored nanoparticles 10 are dispersed in the container 15 as shown in FIG. In FIG. 1, light is incident on the center of the optical filter 1 as indicated by a one-dot oblique line. Therefore, in the situation of FIG. 1, a part of the incident light is generated by the colored nanoparticles 10 distributed near the center of the optical filter 1. Is absorbed. This state corresponds to a state where the amount of transmitted light is reduced as an optical diaphragm that controls the amount of transmitted light in two steps.

図３は、図１に示す光学フィルタに電場を印加した時の着色ナノ粒子の分布を表す概略断面図である。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the distribution of colored nanoparticles when an electric field is applied to the optical filter shown in FIG.

容器１５の上端部および下端部それぞれにおいて、それぞれ備えられている電極１３ａおよび電極１３ｂを用いて電場を印加すると、着色ナノ粒子１０は、プラスに帯電しているため、図３に示すように陰極である電極１３ｂに付近に多く集まる。その結果容器１５の中心付近の着色ナノ粒子１０の密度は、図１の状態と比べて小さくなる。このため、この状態で光が一点斜線で示すように入射してきたときには、この光学フィルタ１を通過する光の透過率は図１の状態よりも大きくなる。この状態は、光の透過光量を２段階に制御する光学絞りとしては、光の透過光量を絞っていない状態に対応する。   When an electric field is applied to the upper end portion and the lower end portion of the container 15 using the electrode 13a and the electrode 13b respectively provided, the colored nanoparticles 10 are positively charged. Therefore, as shown in FIG. Many gather in the vicinity of the electrode 13b. As a result, the density of the colored nanoparticles 10 near the center of the container 15 becomes smaller than that in the state of FIG. For this reason, when light enters in this state as indicated by a single oblique line, the transmittance of light passing through the optical filter 1 becomes larger than that in the state of FIG. This state corresponds to a state in which the amount of transmitted light is not reduced as an optical diaphragm that controls the amount of transmitted light in two steps.

以上の図１〜図３を用いた説明は、着色ナノ粒子１０の電気泳動を制御することにより、光の透過率が変化する光学フィルタについての説明である。本実施形態における光学フィルタ１は、光の透過光量が大／小の２段階の制御ができる光学絞りであるが、本発明の光学フィルタは、本実施形態の光学フィルタ１を、例えば、２枚重ねることによって光の透過光量を段階的に３通りに変化させることができる光学絞りであってもよい。このように本実施形態の光学フィルタ１を複数枚重ねることにより多段階の光学絞りが実現される。
［第二実施形態］
以下では、本発明の結像ユニットの実施形態を第二実施形態として説明する。この第二実施形態は、第一実施形態で説明した光学フィルタ１を用いて構成した結像ユニットの実施形態である。 The above description with reference to FIGS. 1 to 3 is an explanation of an optical filter in which the light transmittance is changed by controlling the electrophoresis of the colored nanoparticles 10. The optical filter 1 in the present embodiment is an optical diaphragm that can perform two-stage control of the amount of transmitted light, which is large / small. However, the optical filter of the present invention includes, for example, two optical filters 1 in the present embodiment. It may be an optical aperture that can change the amount of transmitted light in three steps in a stepwise manner. In this way, a multistage optical aperture is realized by stacking a plurality of optical filters 1 of the present embodiment.
[Second Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the imaging unit of the present invention will be described as a second embodiment. The second embodiment is an embodiment of an imaging unit configured using the optical filter 1 described in the first embodiment.

図４は、図１に示す光学フィルタを用いた結像ユニットの構成を表す模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an imaging unit using the optical filter shown in FIG.

本実施形態の結像ユニット２では、図４に一点斜線で示すように、被写体光は鏡筒２２の内部を通り、鏡筒２２の内部に備えられているレンズ２１により集光されながらレンズ２１の背後に備えられている光学フィルタ１の中央部付近を経由し、その光学フィルタ１の背後に結像する。その結像点に、例えば固体撮像素子を配置して画像信号を生成することもできる。図１および図３において説明したように、この光学フィルタ１は、光の透過光量が大／小の２段階の制御ができる光学絞りである。すなわち光学フィルタ１において電場を印加することによって分散媒１１に分散している着色ナノ粒子１０の泳動の制御が行われ、その際の着色ナノ粒子の密度の変化によって、集光された被写体光の光の透過光量が大／小の２段階のうちいずれであるかが選択される。この光学フィルタ１の構成は、図１において説明した通りであるため、ここでは重複説明は省略する。
［第三実施形態］
続いて、本発明の画像撮影装置の実施形態を第三実施形態として説明する。この本実施形態は、第一実施形態で説明した光学フィルタ１を用いて構成した画像撮影装置の実施形態である。 In the imaging unit 2 of the present embodiment, the subject light passes through the inside of the lens barrel 22 and is condensed by the lens 21 provided inside the lens barrel 22 as shown by a one-dot oblique line in FIG. An image is formed behind the optical filter 1 through the vicinity of the center of the optical filter 1 provided behind the optical filter 1. For example, a solid-state image sensor can be arranged at the image point to generate an image signal. As described with reference to FIGS. 1 and 3, the optical filter 1 is an optical diaphragm that can perform two-stage control of a large / small amount of transmitted light. That is, by controlling the migration of the colored nanoparticles 10 dispersed in the dispersion medium 11 by applying an electric field in the optical filter 1, the density of the colored nanoparticles at that time changes the concentration of the collected subject light. It is selected which of the two levels of light transmission amount is large / small. Since the configuration of the optical filter 1 is the same as that described with reference to FIG.
[Third embodiment]
Subsequently, an embodiment of the image photographing apparatus of the present invention will be described as a third embodiment. This embodiment is an embodiment of an image photographing apparatus configured using the optical filter 1 described in the first embodiment.

本実施形態の画像撮影装置は、光学絞りの機能を有する光学フィルタ１を備えたデジタルカメラである。   The image photographing apparatus of the present embodiment is a digital camera provided with an optical filter 1 having an optical aperture function.

図５は、本発明の画像撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。   FIG. 5 is an external perspective view of a digital camera, which is an embodiment of the image photographing apparatus of the present invention, as seen from the front and obliquely above.

図５に示すように、このデジタルカメラ１００の前面中央部には、撮影レンズ１０１が備えられている。また、このデジタルカメラ１００の前面上部には、光学式ファインダ対物窓１０２および補助光発光部１０３が備えられている。さらに、このデジタルカメラ１００の上面には、スライド式の電源スイッチ１０４およびレリーズスイッチ１５０が備えられている。   As shown in FIG. 5, a photographing lens 101 is provided at the center of the front surface of the digital camera 100. Further, an optical viewfinder objective window 102 and an auxiliary light emitting unit 103 are provided on the upper front of the digital camera 100. Further, a slide-type power switch 104 and a release switch 150 are provided on the upper surface of the digital camera 100.

図６は、図５に示すデジタルカメラの概略構成図である。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the digital camera shown in FIG.

図６に示すように本実施形態のデジタルカメラ１００の内訳は大きく分けて撮影光学系１１０と信号処理部１２０とに分かれる。そのほかに撮影した画像を表示させるために画像表示部１３０およびその撮影した画像信号を記録しておくための外部記録媒体１４０が備えられている。また撮影のための処理をデジタルカメラ１００に行なわせる、ズームスイッチ１７０、撮影モードスイッチ１６０、およびレリーズスイッチ１５０も設けられている。   As shown in FIG. 6, the breakdown of the digital camera 100 of this embodiment is roughly divided into a photographing optical system 110 and a signal processing unit 120. In addition, an image display unit 130 for displaying captured images and an external recording medium 140 for recording the captured image signals are provided. A zoom switch 170, a shooting mode switch 160, and a release switch 150 are also provided for causing the digital camera 100 to perform processing for shooting.

まず撮影光学系１１０の構成を、図６を参照して説明する。本実施形態のデジタルカメラ１００では、図６の左方から被写体光が入射し、ズームレンズ１１５およびフォーカスレンズ１１４を経て、被写体光の光量を調整するアイリスとして機能する光学フィルタ１を通過した後、シャッタ１１２が開いている場合は固体撮像素子１１１に結像する。本来撮影光学系には複数のレンズが配備され、それらの複数のレンズの中の少なくとも１つがピント調節に大きく関与し、それら複数のレンズの相対位置が焦点距離に関与するが、この図６では、焦点距離の変化に係わるレンズをズームレンズ１１５として模式的に示しており、同じくピントの調節に係わるレンズをフォーカスレンズ１１４として模式的に示している。このズームレンズ１１５、フォーカスレンズ１１４はそれぞれ後述する信号処理部１２０からの信号に基づいて移動することが自在な構成になっていて、ズームレンズ１１５、フォーカスレンズ１１４とも信号処理部１２０からの信号に基づいて各位置に配置されるようになっている。このズームレンズ１１５、フォーカスレンズ１１４、およびシャッタ１１２は、ズームモータ１１５ａ、フォーカスモータ１１４ａ、およびシャッタモータ１１２ａによりそれぞれ駆動され移動する。これらズームモータ１１５ａ、フォーカスモータ１１４ａ、およびシャッタモータ１１２ａを作動させる指示は信号処理部１２０中のデジタル信号処理部１２０ｂからモータドライバ１２０ｃを通じて伝達される。   First, the configuration of the photographing optical system 110 will be described with reference to FIG. In the digital camera 100 of the present embodiment, subject light enters from the left in FIG. 6, passes through the zoom lens 115 and the focus lens 114, passes through the optical filter 1 that functions as an iris for adjusting the amount of the subject light, When the shutter 112 is open, an image is formed on the solid-state image sensor 111. Originally, a plurality of lenses are provided in the photographing optical system, and at least one of the plurality of lenses is greatly involved in the focus adjustment, and the relative position of the plurality of lenses is involved in the focal length. A lens related to a change in focal length is schematically shown as a zoom lens 115, and a lens related to focus adjustment is also schematically shown as a focus lens 114. Each of the zoom lens 115 and the focus lens 114 can be moved based on a signal from a signal processing unit 120 described later, and both the zoom lens 115 and the focus lens 114 are converted into signals from the signal processing unit 120. Based on this, it is arranged at each position. The zoom lens 115, the focus lens 114, and the shutter 112 are driven and moved by the zoom motor 115a, the focus motor 114a, and the shutter motor 112a, respectively. Instructions for operating the zoom motor 115a, the focus motor 114a, and the shutter motor 112a are transmitted from the digital signal processing unit 120b in the signal processing unit 120 through the motor driver 120c.

フォーカスレンズ１１４は、本実施形態のデジタルカメラ１００が有するＴＴＬＡＦ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能が作動したときに光軸方向に前後に移動するものであり、このＴＴＬＡＦ機能によりピント調節が行なわれる。このＴＴＬＡＦ機能とはフォーカスレンズ１１４を、被写体距離の最遠点に対応する位置から被写体距離の至近点に対応する位置まで移動させることにより変化する被写界のコントラストを、後述する信号処理部１２０のＡＦ／ＡＥ演算部１２６で検出して、そのコントラストのピークが得られる位置をピント位置としてそのフォーカスレンズ１１４をそのピント位置に調節するものである。ズームレンズ１１５は、光軸方向に移動して撮影倍率を決定する。   The focus lens 114 is moved back and forth in the optical axis direction when a TTLAF (Through The Lens Auto Focus) function of the digital camera 100 of the present embodiment is operated, and focus adjustment is performed by the TTLAF function. With the TTLAF function, the contrast of the object scene that changes by moving the focus lens 114 from the position corresponding to the farthest point of the subject distance to the position corresponding to the closest point of the subject distance is described later. The focus lens 114 is adjusted to the focus position with the position where the contrast peak can be obtained as detected by the AF / AE calculation unit 126. The zoom lens 115 moves in the optical axis direction and determines the photographing magnification.

光学フィルタ１は、フィルタコントローラ１１３ａを経由してデジタル信号処理部１２０ｂ内のＡＦ／ＡＥ演算部１２６から与えられた指示に基づき、被写体光の光量が適切な光量となるように調整する機能を有している。この光学フィルタ１の構成は前述した光学フィルタ１と同じである。この光学フィルタ１を用いることにより、光の透過光量が２段階に制御される。この光学フィルタ１についての重複説明は省略する。図６においては、例として、１枚の光学フィルタ１を用いた光学絞りが示されているが、本発明は、これを２枚以上の光フィルタ１によって、絞り調節機能が多段階となっているデジタルカメラであってもよい。   The optical filter 1 has a function of adjusting the light amount of subject light to an appropriate light amount based on an instruction given from the AF / AE calculation unit 126 in the digital signal processing unit 120b via the filter controller 113a. is doing. The configuration of the optical filter 1 is the same as that of the optical filter 1 described above. By using this optical filter 1, the amount of transmitted light is controlled in two stages. A duplicate description of the optical filter 1 is omitted. In FIG. 6, an optical diaphragm using one optical filter 1 is shown as an example. However, in the present invention, the diaphragm adjustment function is multi-staged by using two or more optical filters 1. It may be a digital camera.

以上が撮影光学系１１０の構成である。   The above is the configuration of the photographing optical system 110.

続いて信号処理部１２０の構成を説明する。撮影光学系で固体撮像素子１１１に結像させた被写体像が画像信号としてアナログ処理（Ａ／Ｄ）部１２０ａに読み出され、このアナログ処理部（Ａ／Ｄ）１２０ａでアナログ信号がデジタル信号に変換されデジタル信号処理部１２０ｂへと供給される。デジタル信号処理部１２０ｂにはシステムコントローラ１２１が配備されており、そのシステムコントローラ１２１内の動作の手順を示したプログラムにしたがってデジタル信号処理部１２０ｂ内の信号処理が行なわれる。このシステムコントローラ１２１と、画像信号処理部１２２、画像表示制御部１２３、画像圧縮部１２４、メディアコントローラ１２５、ＡＦ／ＡＥ演算部１２６、キーコントローラ１２７、バッファメモリ１２８、内部メモリ１２９との間のデータの受け渡しはバス１２００を介して行なわれ、そのバス１２００を介してデータの受け渡しが行なわれるときのバッファとして内部メモリ１２９が働いている。この内部メモリ１２９に各部の処理プロセスの進行状況に応じて変数となるデータが随時書き込まれて、システムコントローラ１２１、および画像信号処理部１２２、画像表示制御部１２３、画像圧縮部１２４、メディアコントローラ１２５、ＡＦ／ＡＥ演算部１２６、キーコントローラ１２７の各部では、そのデータを参照することにより適切な処理が行なわれる。つまり、システムコントローラ１２１からの指示がバス１２００を介して上記の各部に伝えられ、各部の処理プロセスが立ち上げられる。そして、その内部メモリ１２９のデータがプロセスの進行状況に応じて書き換えられ、さらにシステムコントローラ１２１側で参照されて上記の各部の動作が管理される。言い換えれば、電源が投入され、システムコントローラ１２１内のプログラムの手順にしたがって各部のプロセスが立ち上げられる。たとえば、レリーズスイッチ１５０、ズームスイッチ、撮影モードスイッチのスイッチが操作されると、その操作されたという情報がキーコントローラ１２７を経由してシステムコントローラ１２１に伝えられ、その操作に応じた処理がシステムコントローラ１２１内のプログラムの手順にしたがって行われる。   Next, the configuration of the signal processing unit 120 will be described. A subject image formed on the solid-state imaging device 111 by the photographing optical system is read as an image signal to the analog processing (A / D) unit 120a, and the analog processing unit (A / D) 120a converts the analog signal into a digital signal. It is converted and supplied to the digital signal processor 120b. A system controller 121 is provided in the digital signal processing unit 120b, and signal processing in the digital signal processing unit 120b is performed in accordance with a program showing an operation procedure in the system controller 121. Data between the system controller 121 and the image signal processing unit 122, image display control unit 123, image compression unit 124, media controller 125, AF / AE calculation unit 126, key controller 127, buffer memory 128, and internal memory 129 Is transferred via the bus 1200, and the internal memory 129 serves as a buffer when data is transferred via the bus 1200. Data serving as variables is written to the internal memory 129 as needed according to the progress of the processing process of each unit, and the system controller 121, the image signal processing unit 122, the image display control unit 123, the image compression unit 124, and the media controller 125 are written. The AF / AE calculation unit 126 and the key controller 127 perform appropriate processing by referring to the data. That is, an instruction from the system controller 121 is transmitted to each of the above units via the bus 1200, and a processing process of each unit is started. Then, the data in the internal memory 129 is rewritten in accordance with the progress of the process, and is further referred to on the system controller 121 side to manage the operation of each unit described above. In other words, the power is turned on, and the process of each unit is started according to the procedure of the program in the system controller 121. For example, when the release switch 150, zoom switch, and shooting mode switch are operated, information indicating that the switch has been operated is transmitted to the system controller 121 via the key controller 127, and processing corresponding to the operation is performed by the system controller. This is performed according to the program procedure in 121.

レリーズ操作が行われると、固体撮像素子１１１から読み出された画像データは、アナログ処理（Ａ／Ｄ）部１２０ａでアナログ信号からデジタル信号に変換され、このデジタル化された画像データがデジタル信号処理部１２０ｂ内のバッファメモリ１２８にいったん蓄えられる。このデジタル化された画像データのＲＧＢ信号が画像信号処理部１２２でＹＣ信号に変換され、さらに画像圧縮部１２４でＪＰＥＧ圧縮と呼ばれる圧縮が行なわれて画像信号が画像ファイルとなってメディアコントローラ１２５を介して外部記録媒体１４０に記録される。この画像ファイルとして記録された画像データは、画像表示制御部１２３を通じて画像表示部１３０において再生される。この処理の際、ＲＧＢ信号に基づいてピント調節および露出調節の演算を行なっているのがＡＦ／ＡＥ演算部である。このＡＦ／ＡＥ演算部１２６ではピント調節のためにＲＧＢ信号から被写体距離ごとにコントラストを検出することが行なわれる。この検出結果に基づいて、フォーカスレンズ１１４を駆動する駆動機構によってフォーカスレンズ１１４がピント位置に配置される。またＡＦ／ＡＥ演算部ではＲＧＢ信号から輝度信号が抽出され、そこから被写界輝度が検出される。この結果に基づき、固体撮像素子１１１に与えられる被写体光の光量が適切になるように、フィルタコントローラ１１３ａを介して光学フィルタ１によって露出調節が行なわれる。   When the release operation is performed, the image data read from the solid-state imaging device 111 is converted from an analog signal to a digital signal by an analog processing (A / D) unit 120a, and the digitized image data is converted into digital signal processing. Once stored in the buffer memory 128 in the unit 120b. The RGB signal of the digitized image data is converted into a YC signal by the image signal processing unit 122, and further compression called JPEG compression is performed by the image compression unit 124 so that the image signal becomes an image file and the media controller 125 is set. To the external recording medium 140. The image data recorded as the image file is reproduced on the image display unit 130 through the image display control unit 123. In this processing, the AF / AE calculation unit performs the focus adjustment and the exposure adjustment based on the RGB signals. The AF / AE calculation unit 126 detects the contrast for each subject distance from the RGB signals for focus adjustment. Based on the detection result, the focus lens 114 is placed at the focus position by a drive mechanism that drives the focus lens 114. The AF / AE calculation unit extracts a luminance signal from the RGB signal, and detects the field luminance therefrom. Based on this result, exposure adjustment is performed by the optical filter 1 via the filter controller 113a so that the amount of subject light given to the solid-state imaging device 111 is appropriate.

以上が、本発明の光学フィルタ、結像ユニット、および画像撮影装置の各実施形態の説明である。   The above is the description of each embodiment of the optical filter, the imaging unit, and the image capturing device of the present invention.

第一実施形態〜第三実施形態の各実施形態において、光学フィルタ１に用いる着色ナノ粒子１０には、安価なカーボンブラックを組成成分として含む黒色の着色ナノ粒子１０が用いられたが、カーボンブラックの代わりに顔料の一種であるフタロシアニンを用いてもよい。この着色ナノ粒子は、マイクロカプセル化法に合成される。   In each of the first to third embodiments, the colored nanoparticles 10 used in the optical filter 1 are black colored nanoparticles 10 containing inexpensive carbon black as a composition component. Instead of phthalocyanine, a kind of pigment may be used. The colored nanoparticles are synthesized by a microencapsulation method.

あるいは、上記の各実施形態において採用した光学フィルタは、安価なシリカゲルを組成成分として含み、着色材料として顔料や染料を用いた着色ナノ粒子であってもよい。この場合、着色ナノ粒子はマイナスに帯電したナノ粒子である。こうしたナノスケールの微粒子は、例えば、染料とシリカゲルを含む着色ナノ粒子の場合、シリカゲルと染料を複合化させた粒子を染料存在下シリケートのゾルゲル反応を行い調整することにより生成することができる。   Or the optical filter employ | adopted in said each embodiment may be a colored nanoparticle which contains cheap silica gel as a component and uses a pigment or dye as a coloring material. In this case, the colored nanoparticles are negatively charged nanoparticles. For example, in the case of colored nanoparticles containing a dye and silica gel, such nano-scale fine particles can be produced by adjusting the sol-gel reaction of a silicate in the presence of the dye with a composite of silica gel and dye.

また、上記の各実施形態において採用した光学フィルタは、顔料や染料のような着色材料との相溶性に優れたポリマーであるポリスチレンを組成成分として含む着色ナノ粒子を用いてもよい。この場合、ニグロシン系化合物を帯電剤としてポリスチレンに吸着させることにより電荷を持たせることができる。ポリスチレンを含むナノスケールの微粒子は、例えば、染料とポリスチレンをを含む着色ナノ粒子の場合、油溶性染料の存在下スチレンのマイクロエマルション法により調整して生成することができる。   Moreover, the optical filter employ | adopted in said each embodiment may use the colored nanoparticle which contains as a component the polystyrene which is a polymer excellent in compatibility with coloring materials, such as a pigment and dye. In this case, a charge can be imparted by adsorbing the nigrosine compound to polystyrene as a charging agent. For example, in the case of colored nanoparticles containing a dye and polystyrene, the nanoscale fine particles containing polystyrene can be produced by adjusting by a microemulsion method of styrene in the presence of an oil-soluble dye.

また、上記の各実施形態において採用した光学フィルタは、界面活性剤１０ａとしてポリアクリルアミドが用いられているが、本発明の光学フィルタ、結象ユニットおよび画像形成装置は、メラミンポリマーを界面活性剤として用いるものであってもよい。   In the optical filter employed in each of the above embodiments, polyacrylamide is used as the surfactant 10a. However, the optical filter, the knot unit, and the image forming apparatus of the present invention use a melamine polymer as a surfactant. It may be used.

また、以上の各実施形態における光学フィルタ１では、電場の印加の有無によって光の透過光量が大／小の２段階を切り替えていたが、本発明の光学フィルタは、容器１５の上端部および下端部の電極に加えて側面部にも透明電極を備え陽極と陰極を切り替えることにより、着色ナノ粒子の分布を変化させる光学フィルタであってもよい。以下においてこのような光学フィルタの機能を説明する。この光学フィルタも光の透過光量を大／小の２段階に制御する光学絞りとして用いることができる。   Further, in the optical filter 1 in each of the above embodiments, the light transmission amount is switched between two levels of large / small depending on whether or not an electric field is applied. However, the optical filter of the present invention has an upper end and a lower end of the container 15. An optical filter that changes the distribution of the colored nanoparticles by switching the anode and the cathode by providing a transparent electrode on the side surface in addition to the electrode of the portion. The function of such an optical filter will be described below. This optical filter can also be used as an optical stop for controlling the amount of transmitted light in two steps, large and small.

図７は、容器１５の上端部、下端部および側面部に電極を備えた光学フィルタの概略断面図である。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an optical filter provided with electrodes on the upper end, the lower end, and the side surface of the container 15.

図７の光学フィルタ１ａにおいて、図１の光学フィルタ１の、図面上の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、同一の構成要素についての重複説明は省略する。図７に示す光学フィルタ１ａは、図１に示す光学フィルタ１と異なり、容器１５の上端部および下端部の電極１４ａの他に側面部に透明な電極１４ｂが備えられている。図７の状態では、電極１４ａは陰極、電極１４ｂは陽極である。このため、カーボンブラックを組成成分として含む本実施形態の着色ナノ粒子１０はプラスに帯電しているため、図７に示すように陰極である電極１４ａ付近に多く集まる。このため、容器１５の中心付近では光を吸収する着色ナノ粒子１０が少なく、図７において一点斜線で示すように被写体光の光路は容器１５の中心を通っているので入射光の透過率は大きい。この状態は、光の透過光量を大／小の２段階に制御する光学絞りとしては、光の透過光量が大である状態に対応する。   In the optical filter 1a of FIG. 7, the same components as those in the drawing of the optical filter 1 in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description of the same components is omitted. Unlike the optical filter 1 shown in FIG. 1, the optical filter 1 a shown in FIG. 7 includes a transparent electrode 14 b on the side surface in addition to the electrodes 14 a at the upper end and the lower end of the container 15. In the state of FIG. 7, the electrode 14a is a cathode and the electrode 14b is an anode. For this reason, since the colored nanoparticles 10 of the present embodiment containing carbon black as a composition component are positively charged, they are often collected in the vicinity of the electrode 14a as the cathode as shown in FIG. For this reason, there are few colored nanoparticles 10 that absorb light near the center of the container 15, and the optical path of the subject light passes through the center of the container 15 as shown by the one-dot oblique line in FIG. . This state corresponds to a state in which the amount of transmitted light is large as an optical aperture that controls the amount of transmitted light in two steps, large and small.

図８は、図７に示す光学フィルタに備えられた電極の、陽極と陰極とを入れ替えた状態を表す概略断面図である。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the anode and the cathode of the electrode provided in the optical filter shown in FIG. 7 are exchanged.

プラスに帯電している着色ナノ粒子１０は、図８に示すように陰極である透明電極１４ｂ付近に多く集まる。このため、容器１５の中心付近では、光を吸収する着色ナノ粒子１０が多くなり、図７に比べて光の透過率が小さくなる。この状態は、光の透過光量を大／小の２段階に制御する光学絞りとしては、光の透過光量が小である状態に対応する。   As shown in FIG. 8, a large number of positively charged colored nanoparticles 10 gather near the transparent electrode 14b, which is a cathode. For this reason, in the vicinity of the center of the container 15, the colored nanoparticles 10 that absorb light increase, and the light transmittance becomes smaller than that in FIG. 7. This state corresponds to a state in which the amount of transmitted light is small as an optical aperture that controls the amount of transmitted light in two steps, large and small.

ここで、上記では、本発明の概念を実現するための基本的な実施形態について説明したが、本発明に採用する光学フィルタを実用化するにあたっては、光路上にゴミや水滴などが付着して光学フィルタの性能が劣化してしまう不具合を防止するための工夫を施すことが好ましい。   Here, the basic embodiment for realizing the concept of the present invention has been described above. However, when the optical filter employed in the present invention is put into practical use, dust, water droplets, or the like are attached to the optical path. It is preferable to devise measures to prevent a problem that the performance of the optical filter deteriorates.

例えば、分散媒が収容された容器の光路と交わる外面（以下では、この面を光透過面と称する）に撥水性膜を付設することが好ましい。光透過面に撥水性を付与することによって、ゴミや水滴の付着などが防止される。この撥水性膜を構成する材料としては、シリコン樹脂、オルガノポリシロキサンのブロック共重合体、フッ素系ポリマー、およびポリテトラフルオロエタンなどが好ましい。   For example, it is preferable to provide a water-repellent film on the outer surface (hereinafter, this surface is referred to as a light transmission surface) that intersects the optical path of the container in which the dispersion medium is accommodated. By imparting water repellency to the light transmission surface, adhesion of dust and water droplets is prevented. The material constituting the water-repellent film is preferably a silicon resin, an organopolysiloxane block copolymer, a fluorine-based polymer, or polytetrafluoroethane.

また、光学フィルタを構成する容器の光透過面に、親水性膜を付設することも好ましい。光透過面に親水撥油性を付与することによっても、ゴミの付着を防止することができる。この親水性膜としては、アクリレート系ポリマーで構成されたものや、非イオン性オルガノシリコン系界面活性剤などといった界面活性剤を塗布したものなどが好ましく、親水性膜の作製方法としては、シラン系モノマーのプラズマ重合や、イオンビーム処理などを適用することができる。   It is also preferable to attach a hydrophilic film to the light transmission surface of the container constituting the optical filter. By imparting hydrophilic oil repellency to the light transmitting surface, it is possible to prevent dust from adhering. As this hydrophilic film, a film composed of an acrylate polymer or a film coated with a surfactant such as a nonionic organosilicon surfactant is preferable. Monomer plasma polymerization, ion beam treatment, and the like can be applied.

また、光学フィルタを構成する容器の光透過面に、酸化チタンなどといった光触媒を付設することも好ましい。光と反応した光触媒によって汚れなどが分解され、光透過面をきれいに保つことができる。   It is also preferable to attach a photocatalyst such as titanium oxide to the light transmitting surface of the container constituting the optical filter. Dirt is decomposed by the photocatalyst that reacts with light, and the light transmission surface can be kept clean.

また、光学フィルタを構成する容器の光透過面に、帯電防止膜を付設することも好ましい。容器の光透過面に静電気が溜まったり、電極によって帯電してしまうと、光透過面にゴミや埃がくっついてしまう恐れがある。光透過面に帯電防止膜を付設することによって、このような不要物の付着を防止することができる。この帯電防止膜は、ポリマーアロイ系の材料で構成されていることが好ましく、このポリマーアロイ系が、ポリエーテル系や、ポリエーテルエステルアミド系や、カチオン性基を有するものや、レオミックス（商品名、第一工業製薬株式会社）であることが特に好ましい。また、この帯電防止膜が、ミスト法によって作製されたものであることが好ましい。   It is also preferable to provide an antistatic film on the light transmission surface of the container constituting the optical filter. If static electricity accumulates on the light transmission surface of the container or is charged by an electrode, dust or dust may stick to the light transmission surface. By attaching an antistatic film to the light transmitting surface, it is possible to prevent such unnecessary materials from adhering. The antistatic film is preferably composed of a polymer alloy material, and the polymer alloy system may be a polyether type, a polyether ester amide type, those having a cationic group, Name, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). The antistatic film is preferably produced by a mist method.

また、光学フィルタを構成する容器に、防汚性素材を適用しても良い。防汚性素材としてはフッ素樹脂が好ましいが、具体的には、含フッ素アルキルアルコキシシラン化合物や、含フッ素アルキル基含有ポリマー、オリゴマー等が好ましく、上記硬化性樹脂と架橋可能な官能基を有するものが特に好ましい。また、防汚性素材の添加量は、防汚性を発現する必要最低量であることが好ましい。   Moreover, you may apply an antifouling material to the container which comprises an optical filter. As the antifouling material, a fluororesin is preferable, but specifically, a fluorine-containing alkylalkoxysilane compound, a fluorine-containing alkyl group-containing polymer, an oligomer, or the like is preferable, and has a functional group capable of crosslinking with the curable resin. Is particularly preferred. Moreover, it is preferable that the addition amount of antifouling | stain-proof material is a required minimum amount which expresses antifouling property.

本実施形態の光学フィルタの側面の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the side surface of the optical filter of this embodiment. 着色ナノ粒子と、着色ナノ粒子の表面に吸着している界面活性剤を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the surface-active agent adsorb | sucking to the surface of a colored nanoparticle and a colored nanoparticle. 図１に示す光学フィルタに電場を印加した時の着色ナノ粒子の分布を表す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing showing distribution of a colored nanoparticle when an electric field is applied to the optical filter shown in FIG. 図１に示す光学フィルタを用いた結像ユニットの構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the structure of the imaging unit using the optical filter shown in FIG. 本発明の画像撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。It is the external appearance perspective view which looked at the digital camera which is one Embodiment of the imaging device of this invention from the front diagonally upward. 図５に示すデジタルカメラの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the digital camera shown in FIG. 容器１５の上端部、下端部および側面部に電極を備えた光学フィルタの概略断面図である。3 is a schematic cross-sectional view of an optical filter provided with electrodes on the upper end, lower end, and side portions of a container 15. FIG. 図７に示す光学フィルタに備えられた電極の、陽極と陰極とを入れ替えた状態を表す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which an anode and a cathode of an electrode provided in the optical filter shown in FIG. 7 are exchanged.

符号の説明Explanation of symbols

１ 光学フィルタ
１０ 着色ナノ粒子
１０ａ 界面活性剤
１１ 分散媒
１３ａ、１３ｂ 電極
１４ａ、１４ｂ 電極
１５ ガラス製の容器
２ 結像ユニット
２１ レンズ
２２ 鏡筒
１００ デジタルカメラ
１０１ 撮影レンズ
１０２ 光学式ファインダ対物窓
１０３ 補助光発光部
１０４ 電源スイッチ
１１０ 撮影光学系
１１１ 固体撮像素子
１１２ シャッタ
１１２ａ シャッタモータ
１１３ａ フィルタコントローラ
１１４ フォーカスレンズ
１１４ａ フォーカスモータ
１１５ ズームレンズ
１１５ａ ズームモータ
１２０ 信号処理部
１２０ａ アナログ処理（Ａ／Ｄ）部
１２０ｂ デジタル信号処理部
１２０ｃ モ−タドライバ
１２１ システムコントローラ
１２２ 画像信号処理部
１２３ 画像表示制御部
１２４ 画像圧縮部
１２５ メディアコントローラ
１２６ ＡＦ／ＡＥ演算部
１２７ キーコントローラ
１２８ バッファメモリ
１２９ 内部メモリ
１２００ バス
１３０ 画像表示部
１４０ 外部記録媒体
１５０ レリーズスイッチ
１６０ 撮影モードスイッチ
１７０ ズームスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical filter 10 Colored nanoparticle 10a Surfactant 11 Dispersion medium 13a, 13b Electrode 14a, 14b Electrode 15 Glass container 2 Imaging unit 21 Lens 22 Lens barrel 100 Digital camera 101 Shooting lens 102 Optical viewfinder objective window 103 Auxiliary Light emitting unit 104 Power switch 110 Imaging optical system 111 Solid-state imaging device 112 Shutter 112a Shutter motor 113a Filter controller 114 Focus lens 114a Focus motor 115 Zoom lens 115a Zoom motor 120 Signal processing unit 120a Analog processing (A / D) unit 120b Digital signal Processing unit 120c Motor driver 121 System controller 122 Image signal processing unit 123 Image display control unit 124 Image compression unit 125 Media controller 126 AF / AE Operation unit 127 Key controller 128 Buffer memory 129 Internal memory 1200 Bus 130 Image display unit 140 External recording medium 150 Release switch 160 Shooting mode switch 170 Zoom switch

Claims (15)

透過する光を制御する光学フィルタにおいて、
少なくとも光透過領域が光透過性である容器と、
前記容器内に封入された光透過性の分散媒と、
前記分散媒内に分散した、電荷を持つ有色の着色ナノ粒子と、
前記着色ナノ粒子を電気泳動させることにより光の透過を制御する電極とを備えたことを特徴とする光学フィルタ。 In an optical filter that controls transmitted light,
A container having at least a light-transmitting region that is light-transmitting;
A light-transmitting dispersion medium enclosed in the container;
Colored colored nanoparticles having a charge dispersed in the dispersion medium;
An optical filter comprising: an electrode that controls light transmission by causing electrophoresis of the colored nanoparticles. 前記光学フィルタは、光の透過光量を段階的に制御する絞りであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the optical filter is a diaphragm that controls the amount of transmitted light in stages. 前記着色ナノ粒子が、カーボンブラックを含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the colored nanoparticles include carbon black. 前記着色ナノ粒子が、シリカを含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the colored nanoparticles include silica. 前記着色ナノ粒子が、シリカおよび顔料を含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the colored nanoparticles include silica and a pigment. 前記着色ナノ粒子が、シリカおよび染料を含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the colored nanoparticles include silica and a dye. 前記着色ナノ粒子が、ポリマーを含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the colored nanoparticles include a polymer. 前記着色ナノ粒子が、ポリマーおよび顔料を含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the colored nanoparticles include a polymer and a pigment. 前記着色ナノ粒子が、ポリマーおよび染料を含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the colored nanoparticles include a polymer and a dye. 前記分散媒が、有機溶媒であることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the dispersion medium is an organic solvent. 前記分散媒が、炭化水素系有機溶媒であることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the dispersion medium is a hydrocarbon-based organic solvent. 前記分散媒が、該分散媒に分散した着色ナノ粒子どうしの凝集を妨げる界面活性剤を含むものであることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the dispersion medium contains a surfactant that prevents aggregation of the colored nanoparticles dispersed in the dispersion medium. 前記電極は、内側の面に絶縁膜がコーティングされ、該絶縁膜が前記分散媒に接して配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein the electrode has an inner surface coated with an insulating film, and the insulating film is disposed in contact with the dispersion medium. 被写体光を制御する光学フィルタを備えた、被写体を結像する結像ユニットにおいて、
前記光学フィルタが、
少なくとも光透過領域が光透過性である容器と、
前記容器内に封入された光透過性の分散媒と、
前記分散媒内に分散した、電荷を持つ有色の着色ナノ粒子と、
前記着色ナノ粒子を電気泳動させることにより光の透過を制御する電極とを備えたことを特徴とする結像ユニット。 In an image forming unit that forms an image of an object with an optical filter that controls the object light,
The optical filter is
A container having at least a light-transmitting region that is light-transmitting;
A light-transmitting dispersion medium enclosed in the container;
Colored colored nanoparticles having a charge dispersed in the dispersion medium;
An imaging unit comprising: an electrode that controls transmission of light by electrophoresing the colored nanoparticles. 光の透過を制御する光学フィルタを経由した被写体を捉えた撮影により画像信号を生成する画像撮影装置において、
前記光学フィルタが、
少なくとも光透過領域が光透過性である容器と、
前記容器内に封入された光透過性の分散媒と、
前記分散媒内に分散した着色ナノ粒子と、
前記着色ナノ粒子を電気泳動させることにより光の透過を制御する電極とを備えたことを特徴とする画像撮影装置。 In an image capturing device that generates an image signal by capturing an object via an optical filter that controls transmission of light,
The optical filter is
A container having at least a light-transmitting region that is light-transmitting;
A light-transmitting dispersion medium enclosed in the container;
Colored nanoparticles dispersed in the dispersion medium;
An image photographing apparatus comprising: an electrode that controls light transmission by electrophoresis of the colored nanoparticles.

Images