(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの光学系において透過する光量を所定の絞り値に調整する液晶光量調整装置であって、
パルス状の電圧の駆動パルスを生成する駆動パルス生成回路と、
前記駆動パルスが供給され、該駆動パルスのパルス形状に応じて液晶の光透過率を変化させる液晶光量調整部と、
前記駆動パルスの周波数およびデューティー比を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、第１周波数で第１デューティー比のパルス形状の加速用駆動パルスと、前記第１周波数とは異なる第２周波数で前記第１デューティー比と異なる第２デューティー比のパルス形状の調光用駆動パルスとからなる駆動パルスを前記駆動パルス生成回路に生成させると共に、
前記調光用駆動パルスは前記所定の絞り値に対応する光透過率に前記液晶光量調整部を駆動するための駆動パルスであって、前記所定の絞り値を変更するときには、現在の調光用駆動パルスから目標の調光用駆動パルスとする間に、前記第２周波数よりも高い周波数の前記第１周波数の前記加速用パルスを加えるようにした
ことを特徴とする液晶光量調整装置。
【請求項２】
前記液晶光量調整部の周囲温度を検出して検出結果を前記制御部に出力する温度検出回路をさらに備え、
前記制御回路は、周囲温度に応じて駆動パルスの周波数を変更することを特徴とする請求項１に記載の液晶光量調整装置。
【請求項３】
光透過率と該光透過率を得るための加速用駆動パルスおよび調光用駆動パルスとの対応関係を示す対応表を記憶させる記憶回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記対応表を参照して所望の光透過率になるように駆動パルスを前記駆動パルス生成回路に生成させることを特徴とする請求項１に記載の液晶光量調整装置。
【請求項４】
カメラの光学系において、液晶に供給される駆動パルスのパルス形状に応じて当該液晶の光透過率を変化させることにより、当該光学系を透過する光量を所定の絞り値に調整する液晶光量調整装置の駆動方法において、
第１周波数で第１デューティー比のパルス形状の加速用駆動パルスと、前記第１周波数とは異なる第２周波数で前記第１デューティー比と異なる第２デューティー比のパルス形状の調光用駆動パルスとからなる駆動パルスを生成し、
前記所定の絞り値を変更するときには、現在の調光用駆動パルスから目標の調光用駆動パルスとする間に、前記第２周波数よりも高い周波数の前記第１周波数の前記加速用パルスを加えるようにしたことを特徴とする液晶光量調整装置の駆動方法。
【請求項５】
被写体からの光を撮像面に結像させる光学系において透過する光量を所定の絞り値に調整するようにしたカメラにおいて、
前記撮像面に到達する前記光の光量を液晶の光透過率を変化させることによって調整する液晶光量調整部と、
前記光透過率を変化させるために液晶に供給する、パルス状の電圧の駆動パルスを生成する駆動パルス生成回路と、
前記駆動パルスの周波数およびデューティー比を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、第１周波数で第１デューティー比の加速用駆動パルスと、前記第１周波数とは異なる第２周波数で前記第１デューティー比と異なる第２デューティー比の調光用駆動パルスとからなる駆動パルスを前記駆動パルス生成回路に生成させると共に、
前記調光用駆動パルスは前記所定の絞り値に対応する光透過率に前記液晶光量調整部を駆動するための駆動パルスであって、前記所定の絞り値を変更するときには、現在の調光用駆動パルスから目標の調光用駆動パルスとする間に、前記第２周波数よりも高い周波数の前記第１周波数の前記加速用パルスを加えるようにした
ことを特徴とするカメラ。
【請求項６】
前記加速用駆動パルスを供給している時間と前記調光用駆動パルスを供給する時間との和が１画面の撮像時間であることを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過光量を制御する液晶光量調整装置および該液晶光量調整装置の駆動方法に関する。さらに、該液晶光量調整装置を絞りに用いたカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ一体型ビデオカメラ、電子スチルカメラやスチルカメラなどのカメラでは、絞り値を変更するために絞りが備えられている。
【０００３】
図８は、従来のカメラの光学系を示す簡略図である。
【０００４】
図８において、被写体の或る一点１０１からの光は、レンズ１０２で平行光１１１となり、２枚羽根絞り１０３で平行光の一部が遮断されその残余の光１１２が透過し、レンズ１０４で撮像素子１０５の撮像面に結像する。２枚羽根絞り１０３を透過する光量は、２枚羽根絞り１０３の絞り羽根を駆動装置１０６で動かすことにより絞り開口部１０７の面積を変更することにより調整される。
【０００５】
このような被写体からの光の一部を絞りで遮断することによって被写体から撮像素子１０５に到達する光量を調整する方法は、絞り羽根の縁で回折現象を生じさせ、この回折光１１３も撮像素子１０５に到達してしまう。この回折光１１３は、本来の光１１２の結像位置と異なる位置に到達するため、解像劣化を生じさせる。この回折現象による解像劣化の度合いは、絞り開口部１０７を透過した光１１２の光量と絞り開口部１０７の縁で回折した回折光１１３の光量との比率によって決まるため、カメラを小型化して絞りも小型化する程大きくなる。したがって、近年のカメラの小型化に伴ってこの問題は、重大である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解決するために、羽根絞りに代わって、液晶を利用した液晶光量調整装置が考案されている。この液晶光量調整装置は、羽根絞りに代わって配置され、入射光の全面に亘って光透過率がほぼ均一でしかも連続的に調節することができるため回折現象による解像劣化を生じさせることなく光量を調整することができる。つまり、絞り値を調整することができる。
【０００７】
この液晶光量調整装置は、光透過率の変更の応答を高速にするため、所定の光透過率を得るための目標電圧よりも高い（あるいは低い）電圧（加速用駆動電圧）を短時間だけ液晶に印加する。この加速用駆動電圧によって或る電力を与えることにより、液晶の配向が変化する過程で液晶分子に大きな駆動力を与えるのである。
【０００８】
ところで、この加速用駆動電圧をパルスで印加する場合に、最適な応答特性を得るために最適な時間だけパルスを印加する必要がある。そのためパルスの周波数が高ければ高いほど分解能が上がり印加時間を微調整することができる。
【０００９】
一方で、液晶光量調整装置は、電極間に液晶を挟む構造になっているので電気的にはコンデンサであるため、周波数を高くするとパルスのエッジで大量の電力を消費してしまう。消費電力を抑制するために、電極間に挟まれた液晶に直列に抵抗を挿入することによってこの電流を小さくする方法が考えられる。しかしながら、この方法では、液晶とコンデンサとでローパスフィルタを構成することになり、液晶の応答特性を劣化させてしまう。このため、消費電力を抑制する観点からは、パルスの周波数が低ければ低いほどよいことになる。
【００１０】
このように加速用駆動電圧のパルスの周波数は、相反する要求を満たす必要がある。
【００１１】
そこで、本発明では、加速用駆動電力を微調整することができる液晶光量調整装置および液晶光量調整方法を提供することを目的とする。
【００１２】
そして、本発明では、この液晶光量調整装置を絞りに用いることにより、回折現象による解像劣化が生じることのないカメラを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カメラの光学系において透過する光量を所定の絞り値に調整する液晶光量調整装置であって、パルス状の電圧の駆動パルスを生成する駆動パルス生成回路と、前記駆動パルスが供給され、該駆動パルスのパルス形状に応じて液晶の光透過率を変化させる液晶光量調整部と、前記駆動パルスの周波数およびデューティー比を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、第１周波数で第１デューティー比のパルス形状の加速用駆動パルスと、前記第１周波数とは異なる第２周波数で前記第１デューティー比と異なる第２デューティー比のパルス形状の調光用駆動パルスとからなる駆動パルスを前記駆動パルス生成回路に生成させると共に、前記調光用駆動パルスは前記所定の絞り値に対応する光透過率に前記液晶光量調整部を駆動するための駆動パルスであって、前記所定の絞り値を変更するときには、現在の調光用駆動パルスから目標の調光用駆動パルスとする間に、前記第２周波数よりも高い周波数の前記第１周波数の前記加速用パルスを加えるようにしたものである。
【００１４】
このように本発明の液晶光量調整装置は、所望の光透過率を得るための調光用駆動パルスを液晶に供給する前に、所定の加速用駆動パルスが供給されるから、光透過率の変化を高速にすることができる。そして、所定の加速用駆動パルスのパルス形状と調光用駆動パルスのパルス形状とを独立に制御することができるので、調光用駆動パルスのパルス形状に拘束されることなく加速用駆動パルスのパルス形状を制御することができるから、確実に所定の加速用駆動パルスを得ることができる。そのため、より高速特性を改善することができる。消費電力を低減することができる。また、長寿命化を図ることができる。
【００１５】
また、本発明では、液晶光量調整装置に、液晶光量調整部の周囲温度を検出して検出結果を制御部に出力する温度検出回路をさらに備え、制御回路は、周囲温度に応じて駆動パルスの周波数を変更するようにしてもよい。
【００１６】
液晶は、その温度によって光透過率を決める液晶分子・色素分子の動きが変わる。或る温度からより低温になると動きにくくなる。そのため、光透過率の応答特性を維持するためにはより多くの電力を液晶に供給する必要がある。上述の発明では、周囲温度を検出し、それに応じて駆動パルスの周波数を変更するので、液晶光量調整部の温度に応じた適切な加速用駆動パルスを液晶に供給することができる。
【００１７】
そして、本発明では、液晶光量調整装置に、光透過率と該光透過率を得るための加速用駆動パルスおよび調光用駆動パルスとの対応関係を示す対応表を記憶させる記憶回路をさらに備え、制御回路は、前記対応表を参照して所望の光透過率になるように駆動パルスを前記駆動パルス生成回路に生成させるようにしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００１９】
図１は、本実施形態の説明にかかるカメラの構成を示す図である。
【００２０】
図１において、本実施形態のカメラは、レンズ１１、１３、液晶光量調整部１２、撮像部１４、駆動回路１５、信号処理回路１８、マイクロコンピュータ１９、記憶回路２０および温度検出回路２１を備えて構成される。
【００２１】
被写体（不図示）からの光は、レンズ１１でほぼ平行光に調整され、液晶光量調整部１２に入射される。
【００２２】
入射された光は、液晶光量調整部１２で透過光量を調整され、レンズ１３に入射される。この液晶光量調整部１２に入射された光は、液晶光量調整部１２が光の入射面全面に亘ってほぼ均一に光透過率を変化させるので、ほぼ均一に減光されて射出される。つまり、レンズ１１から射出された光は、液晶光量調整部１２の入射面における面積と射出面における面積を変えることなく液晶光量調整部１２を所定の光透過率で透過する。
【００２３】
図２は、液晶光量調整部の構成を示す図である。
【００２４】
図２において、液晶光量調整部１２は、基板３１a、３１b、電極３２a、３２b、配向膜３３a、３３bおよび液晶３４を備えて構成される。
【００２５】
基板３１aの一方の面上に電極３２aが形成され、電極３２aの面上に配向膜３３aが形成される。同様に、基板３１bの一方の面上に電極３２bが形成され、電極３２bの面上に配向膜３３bが形成される。そして、これらが配向膜３３aと配向膜３３bとが対向するように所定の間隔を空けて略平行に配置され、配向膜３３aと配向膜３３bとの間に生じた間隙に液晶３４が充填される。
【００２６】
基板３１a、３１bは、透明な部材、例えば、ガラスやプラスチックフィルムなどであり、電極３２a、３２bは、透明な電極、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）などである。配向膜３３a、３３bは、液晶３４の素材に合わせて選択され、液晶３４は、本実施形態では２色性ゲストホスト液晶を利用している。
【００２７】
電極３２a、３２b間に電位差がない場合では、液晶分子の配向は、液晶分子と配向膜３３a、３３bとの間および液晶分子同士の分子間力によって決まる。そして、電極３２a、３２b間に電位差がある場合では、液晶分子が分極し電極３２a、３２b間の電界との間でクーロン力が発生する。したがって、電位差がある場合では、液晶分子の配向は、このクーロン力と上述の分子間力との釣り合いによって決まる。このため、電極３２a、３２b間の電位差を変更することによって液晶分子の配向を変更することができるから、液晶光量調整部１２の光透過率を変更することができる。そして、両電極３２a、３２bが略平行に配置されているので、この間に生じる電界は、電極３２a、３２bに平行な平面内で略均一となっている。したがって、液晶光量調整部１２の光透過率を略均一にすることができる。
【００２８】
ここで、２色性ゲストホスト液晶では、光学特性（本実施形態では光透過率）を決める色素分子は、細長い棒状をしており、液晶分子に連動して運動する。この運動は、液晶分子との間に働く分子間力によるポテンシャルエネルギーが小さくなるように、すなわち、色素分子は、液晶分子と平行になるように動く。
【００２９】
つまり、２色性ゲストホスト液晶光量調整部１２は、電極３２a、３２b間の電位差によって液晶分子の配向状態が変化し、この液晶分子の配向状態の変化によって色素分子の吸収軸の向きが変化し、光透過率が変化することになる。
【００３０】
また、本実施形態に用いられた液晶分子は、自発分極を持たず外部電界によって分極するため、外部電界の方向と液晶分子の分極容易軸が一致した場合にクーロンポテンシャルが最小になる。このため、液晶分子の配向方向は、電界の向きによらず、電界の強さのみが配向を決めることになる。よって、電極３１a、３１bから液晶３４に供給される実効電力が、液晶光量調整部１２の光透過率の関数となっている。２色性ゲストホスト液晶の配向の周波数特性は、数十Ｈｚ程度なので、これに較べて充分に高い周波数（色素分子の配向方向が電界の向きの変化に追随することができなくなる周波数）のパルスを電極３１a、３１bに印加すれば、実効電力は、パルスのデューティー比とパルス振幅電圧との積で与えられる。
【００３１】
図３は、駆動パルスの一例と光透過率の一例とを示す図である。
【００３２】
図３Ａ、Ｂは、駆動パルスを示し、図３Ａ、Ｂの実効電力を較べると、パルス幅のより大きい図３Ｂの方が大きい。また、図３Ｃは、実効電力と光透過率との関係の一例を示す。上述の説明のように、パルスの周波数（１／Ｔ0）が充分高い周波数であれば、実効電力Ｐは、デューティー比（Ｄ＝a×１００／b）とパルス振幅電圧Ｖｔとの積で与えられる。光透過率は、図３Ｃに示すように或る閾値Ｐthから変化し始め、実効電力が大きくなるに従って光透過率が大きくなり、光透過率は、閾値Ｐthより大きい実効電力の範囲では実効電力と一対一の関係にある。
【００３３】
図１に戻って、レンズ１３に入射された光は、レンズ１３で撮像部１４の面上に結像される。すなわち、レンズ１３は、不図示の移動機構により光軸に沿って液晶光量調整部１２と撮像部１４との間で移動することによって、焦点深度の範囲内で撮像部１４に入射された光を結像させる。
【００３４】
なお、図１では説明を簡単にするために光学系は、単一のレンズ１１およびレンズ１３とによって構成される場合を説明したが、要求される画角調整機能と焦点合わせ機能とに応じて、それぞれ複数のレンズより構成されたレンズ群であってもよく、さらに例えば３群レンズや４群レンズなどの複数のレンズ群によって画角の調整と焦点合わせとを行うように光学系を構成してもよい。この場合に、液晶光量調整部１２は、従来の絞りと同様に絞り値を変更する働きをするので、複数のレンズ群の何れの間に配置される。
【００３５】
撮像部１４は、入射光をその明暗に応じた電気量に変換する光電変換と、感度を高めるために電気量を或る期間保持して積分する信号蓄積と、入射光学像に対応して得られた電気量の空間分布を時系列の映像信号として取り出す走査とを行う。例えば、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）などの固体撮像素子を利用することができる。
【００３６】
撮像部１４からの出力は、信号処理回路１８で所望の映像信号方式に合わせて処理され、信号処理回路１８からマイクロコンピュータ１９や不図示の表示装置や記録装置などに出力される。温度検出回路２１は、液晶光量調光部１２の周囲温度を検出し、マイクロコンピュータ１９にその検出結果を出力する。温度検出回路２１は、例えば、サーミスタなどを用いることができる。マイクロコンピュータ１９には、後述の比較値対応表や各種データを蓄積する記憶回路２０がさらに接続される。
【００３７】
一方、液晶光量調整部１２は、駆動回路１５によって駆動される。駆動回路１５は、駆動パルス生成回路１６および駆動パルス生成回路１６に比較値をそれぞれ供給する複数の比較値供給回路１７を備えて構成される。本実施形態では、比較値供給回路１７は４個の比較値供給回路１７a〜１７dから構成される。複数の比較値供給回路１７a〜１７dは、マイクロコンピュータ１９によって後述のように制御され、各比較値を駆動パルス生成回路１６に供給する。
【００３８】
次に、駆動パルス生成回路１６について説明する。
【００３９】
図４は、駆動パルス生成回路を示す図である。
【００４０】
図４において、駆動パルス生成回路１６は、バイナリカウンタ５１、比較器５３、５７、５８、５９、アンド（and）回路６０、インバータ６２、６５、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）６１、６３、６４、６６を備えて構成される。
【００４１】
バイナリカウンタ５１のクロック入力には、所定の周期のクロック信号が入力され、リセット入力には、比較器５３の出力が入力される。バイナリカウンタ５１の出力は、比較器５３、比較器５７、比較器５８および比較器５９に入力される。
【００４２】
比較器５３には比較値供給回路１７aから供給された比較値１も入力され、比較器５３は、比較値１とバイナリカウンタ５１の出力とを比較し、一致した場合に出力信号を出力する。
【００４３】
比較器５７には比較値供給回路１７bから供給された比較値２も入力され、比較器５７は、比較値２とバイナリカウンタ５１の出力とを比較し、一致した場合に出力信号を出力する。
【００４４】
比較器５８には比較値供給回路１７cから供給された比較値３も入力され、比較器５８は、比較値３とバイナリカウンタ５１の出力とを比較し、一致した場合に出力信号を出力する。
【００４５】
比較器５９には比較値供給回路１７dから供給された比較値４も入力され、比較器５９は、比較値４とバイナリカウンタ５１の出力とを比較し、一致した場合に出力信号を出力する。
【００４６】
比較器５７の出力信号は、ＦＥＴ６１のゲートと、インバータ６２で反転された後にＦＥＴ６３のゲートに供給される。ＦＥＴ６１のソースは電源Ｖccに接続され、そのドレインは、ＦＥＴ６３のソースに接続される。このＦＥＴ６１のドレインとＦＥＴ６３のソースとの結線点は、液晶光量調整部１２における電極３２の一方に接続される。また、ＦＥＴ６３のドレインは接地される。
【００４７】
ＦＥＴ６１とＦＥＴ６３は、互いにチャネルの異なるＦＥＴの組で構成され、本実施形態ではＦＥＴ６１はｐチャネルであり、ＦＥＴ６３はｎチャネルである。
【００４８】
そして、比較器５８の出力信号と比較器５９の出力信号とは、アンド回路６０に入力され、アンド回路６０の出力信号は、ｐチャネルのＦＥＴ６４のゲートと、インバータ６５で反転された後にｎチャネルのＦＥＴ６６のゲートに供給される。ＦＥＴ６４のソースは電源Ｖccに接続され、そのドレインは、ＦＥＴ６６のソースに接続される。このＦＥＴ６４のドレインとＦＥＴ６６のソースとの結線点は、液晶光量調整部１２における電極３２の他方に接続される。また、ＦＥＴ６６のドレインは接地される。
【００４９】
次に、駆動パルス生成回路の動作について説明する。
【００５０】
図５は、駆動パルス生成回路の動作を説明する図（その１）である。
【００５１】
図６は、駆動パルス生成回路の動作を説明する図（その２）である。
【００５２】
図５Ａ，Ｂの横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。また、図６Ａ，Ｂ，Ｃも軸は示していないが、横方向は時間経過を示し、縦方向は電圧の大小を示す。
【００５３】
図５Ａ，Ｂにおいて、バイナリカウンタ５１の出力が比較器５３の入力となり、そして比較器５３の出力がバイナリカウンタ５１のリセットの入力となっている。そのため、バイナリカウンタ５１の出力は、図５Ａ，Ｂで示すように、比較値１でリセットされる三角波となる。この三角波が各比較器５７、５８、５９にそれぞれ入力される。
【００５４】
よって、比較器５７の出力は、図５Ａに示すように、三角波の電圧値が比較値２と一致するタイミングで立ち上がり、比較値１と一致するタイミングで立ち下がるパルスとなる。また、比較器５８の出力と比較器５９の出力とが入力されるアンド回路６０の出力は、図５Ｂに示すように、三角波の電圧値が比較値３と一致するタイミングで立ち上がり、比較値４と一致するタイミングで立ち下がるパルスとなる。
【００５５】
比較器５７の出力がｐチャネルのＦＥＴ６１におけるゲートとインバータ６２を介してｎチャネルのＦＥＴ６３におけるゲートとに印加されるので、図６Ａに示すように電極３２aの印加電圧は、比較値２の大きさでパルス幅が制御されるパルスとなる。またアンド回路６０の出力がｐチャネルのＦＥＴ６１におけるゲートとインバータ６２を介してｎチャネルのＦＥＴ６３におけるゲートとに印加されるので、図６Ｂに示すように電極３２bの印加電圧は、比較値３と比較値４との差でパルス幅が制御されるパルスとなる。
【００５６】
これら図６Ａ，Ｂに示すパルスが液晶光量調整部１２の電極３２a、３２bにそれぞれ印加されるので、電極３２aと電極３２bとの電極間の電位差は、図６Ｃに示すように、電極３２bの印加電圧の立ち上がりで所定のパルス振幅電圧−Ｖｔまで立ち下がり、電極３２aの印加電圧の立ち上がりで０電圧に戻り、電極３２bの印加電圧の立ち下がりで所定のパルス振幅電圧＋Ｖｔまで立ち上がり、電極３２aの印加電圧の立ち下がりで０電圧に戻るパルスとなる。
【００５７】
このように液晶光量調整部１２の電極３２a、３２b間に印加されるパルスは、周期Ｔ0が比較値１で制御され、デューティー比Ｄが比較値２、比較値３および比較値４で制御される。
【００５８】
次に、液晶光量調整装部の駆動方法について説明する。
【００５９】
図７は、液晶光量調整部の動作を説明する図である。
【００６０】
図７の横方向は時間経過を示し、縦方向は電圧の大小を示す。
【００６１】
絞り値が決定されると、マイクロコンピュータ１９は、温度検出回路２１の検出結果を考慮して、当該絞り値に対応する光透過率となるように駆動回路１５から液晶光量調整部１２に図７に示すような駆動パルスを供給する。
【００６２】
なお、絞り値の決定は、例えば、カメラ一体型ビデオカメラであれば１画面の取得時間が決まっているから撮像素子１４の受光光量から最適な絞り値が算出される。また例えば、電子スチルカメラであれば、自動露出の場合には記憶回路２０に記憶されたプログラムに従い、あるいは、マニュアル露出の場合にはユーザから不図示の入力装置による入力値に従い決定される。
【００６３】
駆動パルスは、加速用駆動パルスと調光用駆動パルスとから成る。調光用駆動パルスは、当該絞り値に対応する光透過率になるように液晶光量調整部１２を駆動するための駆動パルスである。調光用駆動パルスの周波数ｆd、パルス振幅Ｖtおよびデューティー比Ｄは、液晶光量調整部１２における電極３２の面積、電極３２の間隔（ギャップ）、周囲温度および液晶３４の材料種類などを考慮して決められる。加速用駆動パルスは、液晶光量調整部１２における光透過率の変更の応答を高速にするための駆動パルスである。この加速用駆動パルスの周波数ｆa、パルス振幅Ｖt、デューティー比Ｄおよび印加時間Ｔaは、液晶光量調整部１２における電極３２の面積、電極３２の間隔（ギャップ）、周囲温度および液晶３４の材料種類などに加え、現在の調光用駆動パルスと目標の調光用駆動パルスとの関係も考慮される。すなわち、現在の調光用駆動パルスで駆動している場合の光透過率より暗くする（光透過率を小さくする）際には、目標の調光用駆動パルスは、その実効電力が現在の調光用駆動パルスにおける実効電力よりも小さくなるように調整される。また、現在の調光用駆動パルスで駆動している場合の光透過率より明るくする（光透過率を大きくする）際には、目標の調光用駆動パルスは、その実効電力が現在の調光用駆動パルスにおける実効電力よりも大きくなるように調整される。パルス振幅Ｖtが一定の場合には、この実効電力の調整は、パルス幅（デューティー比Ｄ）を調整することにより行われる。
【００６４】
さらに、駆動パルスの周波数ｆd、ｆaは、フリッカが発生しない程度に周波数を高くするように必要がある。フリッカの発生は、駆動パルスが＋Ｖtと−Ｖtとに変わるため低周波になると分極した液晶分子がこの変化に追随することができるようになるので、パルスの周期に合わせて光透過率が変化して生じる。
【００６５】
また、駆動パルスの周波数ｆd、ｆaは、液晶光量調整部１２のインピーダンスが残る程度に低周波にする必要がある。駆動パルスの周波数を高くすると液晶光量調整部１２のインピーダンスがなくなり、光量調整ができなくなるからである。
【００６６】
そして、駆動パルスは、直流成分が発生しないようにする必要がある。すなわち、各印加時間Ｔa、Ｔdの間で１／４周期のパルスや１／２周期のパルスなど１周期に満たないパルスが有ると直流成分が生じてしまうので、駆動パルスのパルス数は、それぞれ各印加時間Ｔa、Ｔdで１周期の整数倍である必要がある。直流成分が生じると液晶３４が電気分解され、液晶３４中の金属イオンなどが電極３２に析出してしまい、光が透過しにくくなって液晶光量調整部１２の性能を劣化させてしまうからである。
【００６７】
ここで、加速用駆動パルス印加時間Ｔaが決まると１画面分の撮像時間Ｔpが決まっているので、調光用駆動パルス印加時間Ｔdが決まることになる。１画面分の撮像時間Ｔpは、例えば、本液晶光量調整部１２がカメラ一体型ビデオカメラに利用されフィールド単位で撮像する場合には、１フィールドの時間である約１６．７ｍｓ（６０Ｈｚの１サイクル時間）であり、あるいは、フレーム単位で撮像される場合には、１フレームの時間である約３３．３ｍｓ（３０Ｈｚの１サイクル時間）である。また例えば、本液晶光量調整部１２が電子スチルカメラやスチルカメラに利用される場合には、シャッタースピードによって決められる時間となる。
【００６８】
なお、加速用駆動パルスは、液晶光量調整部１２の光透過率を変更する場合に印加する必要が生じるので、次の１画面分を撮像する際に絞り値に変更がない場合には、加速用駆動パルスは不要となり、１画面分の撮像時間Ｔpのすべてに亘り調光用駆動パルスで駆動されることになる。つまり、調光用駆動パルス印加時間Ｔd＝１画面分の撮像時間Ｔpとなる。
【００６９】
また、これら調光用駆動パルスおよび加速用駆動パルスは、本実施形態では実測によって決められ、比較値対応表として、記憶回路２０に格納される。この比較値対応表は、上述の説明から分かるように、複数の絞り値に対して各絞り値と当該絞り値にするための調光用駆動パルスとの対応関係を示す絞り値−調光用駆動パルス対応表の部分と、目標の調光用駆動パルスと加速用駆動パルスとの対応関係を複数示す調光用−加速用駆動パルス対応表の部分とを備えて構成される。そして、比較値対応表は、所定の温度間隔で温度ごとに作成される。また、絞り値−調光用駆動パルス対応表の調光用駆動パルスの各欄には、当該調光用駆動パルスを生成するための比較値１ないし比較値４が格納され、調光用−加速用駆動パルス対応表の加速用駆動パルスの各欄には、当該加速用駆動パルスを生成するための比較値１ないし比較値４および加速用駆動パルス印加時間Ｔaが格納される。
【００７０】
したがって、マイクロコンピュータ１９は、絞り値が指示され絞り値に変更の必要が生じると記憶回路２０の当該温度における比較値対応表を参照して、加速用駆動パルスの比較値１ないし比較値４および加速用駆動パルス印加時間Ｔaと、調光用駆動パルスの比較値１ないし比較値４を取得する。
【００７１】
マイクロコンピュータ１９は、まず、加速用駆動パルスの比較値１ないし比較値４を駆動回路１５の比較値供給回路１７a〜１７dに出力し、各比較値供給回路１７a〜１７dでそれぞれ対応する比較値１ないし比較値４を生成させる。
【００７２】
各比較値供給回路１７a〜１７dは、指示された比較値をそれぞれ生成し、対応する各比較器５３、５７、５８、５９にそれぞれ供給する。
【００７３】
駆動パルス生成回路１６は、各比較値に応じて加速用駆動パルスを生成し、液晶光量調整部１２を駆動する。
【００７４】
そして、マイクロコンピュータ１９は、加速用駆動パルス印加時間Ｔaだけ経過すると、調光用駆動パルスの比較値１ないし比較値４を駆動回路１５の比較値供給回路１７a〜１７dに出力し、各比較値供給回路１７a〜１７dでそれぞれ対応する比較値１ないし比較値４を生成させる。
【００７５】
各比較値供給回路１７a〜１７dは、指示された比較値をそれぞれ生成し、対応する各比較器５３、５７、５８、５９にそれぞれ供給する。
【００７６】
駆動パルス生成回路１６は、各比較値に応じて調光用駆動パルスを生成し、液晶光量調整部１２を駆動する。
【００７７】
マイクロコンピュータ１９は、１画面分の撮像時間Ｔpとなるまで調光用駆動パルスで液晶光量調整部１２を駆動するように、各比較値供給回路１７a〜１７dを制御する。
【００７８】
このようにして、マイクロコンピュータ１９は、駆動回路１５を制御し、駆動パルスを液晶光量調光部１２に供給して、所定の絞り値になるように光量を調整する。
【００７９】
以上のように、本発明では、加速用駆動パルスの周波数ｆaと調光用駆動パルスの周波数ｆdとは、相違させることができる。
【００８０】
このため、加速用駆動パルスが調光用駆動パルスと独立に制御することができるから、加速用駆動パルスの実効電力は、液晶光量調整部１２の現在光透過率と目標光透過率との差、周囲温度、電極３２a、３２b間の間隔および色素濃度などに応じて最適化され得る。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、加速用駆動パルスと調光用駆動パルスとの周波数を相違させることができるので、液晶光量調整装置の駆動状態に応じて加速用駆動パルスの実効電力を最適化することができる。このため、応答特性が良好な液晶光量調整装置を実現することができる。低消費電力の液晶光量調整装置を実現することができる。また、直流成分を抑制可能であるから長寿命の液晶光量調整装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の説明にかかるカメラの構成を示す図である。
【図２】液晶光量調整部の構成を示す図である。
【図３】駆動パルスの一例と光透過率の一例とを示す図である。
【図４】駆動パルス生成回路を示す図である。
【図５】駆動パルス生成回路の動作を説明する図（その１）である。
【図６】駆動パルス生成回路の動作を説明する図（その２）である。
【図７】液晶光量調整部の動作を説明する図である。
【図８】従来のカメラの光学系を示す簡略図である。
【符号の説明】
１２  液晶光量調整部
１５  駆動回路
１９  マイクロコンピュータ
２０  記憶回路
３１  基板
３２  電極
３３  配向膜
３４  液晶
５１  バイナリカウンタ
５３、５７，５８，５９  比較器
６０  アンド回路
６１，６３，６４，６６  電界効果トランジスタ
６２，６５  インバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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