JP2002122843A - 調光装置及びその駆動方法、並びに撮像装置 - Google Patents
調光装置及びその駆動方法、並びに撮像装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 調光用の液晶素子を中間調で駆動する場合
に、液晶の配向変化又はその緩和をスムーズに立ち上が
らせて光透過率の応答時間を短縮し、調光装置及び撮像
装置の性能、画質、信頼性の向上を図ること。 【解決手段】 液晶素子１２と；この液晶素子から射出
する光の透過率を現光透過率から目標光透過率へ変化さ
せる際に、少なくとも前記目標光透過率に対応する駆動
パルスを与える前に、最小光透過率又は最大光透過率に
対応する制御用駆動パルスを予め挿入する、パルス制御
部６２（更には６４）と；を具備する調光装置。また、
この調光装置を前記制御用駆動パルスを用いて駆動する
駆動方法、並びに、この調光装置が撮像系の光路中に配
される撮像装置。
に、液晶の配向変化又はその緩和をスムーズに立ち上が
らせて光透過率の応答時間を短縮し、調光装置及び撮像
装置の性能、画質、信頼性の向上を図ること。 【解決手段】 液晶素子１２と；この液晶素子から射出
する光の透過率を現光透過率から目標光透過率へ変化さ
せる際に、少なくとも前記目標光透過率に対応する駆動
パルスを与える前に、最小光透過率又は最大光透過率に
対応する制御用駆動パルスを予め挿入する、パルス制御
部６２（更には６４）と；を具備する調光装置。また、
この調光装置を前記制御用駆動パルスを用いて駆動する
駆動方法、並びに、この調光装置が撮像系の光路中に配
される撮像装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射光の光量を調
節して出射するための調光装置及びその駆動方法、並び
にこの調光装置を用いた撮像装置に関するものである。
節して出射するための調光装置及びその駆動方法、並び
にこの調光装置を用いた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、液晶セルを用いる調光装置には、
偏光板が使用される。この液晶セルには、例えばＴＮ
（Twisted Nematic)型液晶セルやゲスト−ホスト（ＧＨ
（GuestHost)）型液晶セルが用いられる。
偏光板が使用される。この液晶セルには、例えばＴＮ
（Twisted Nematic)型液晶セルやゲスト−ホスト（ＧＨ
（GuestHost)）型液晶セルが用いられる。
【０００３】図１３は、従来の調光装置の動作原理を示
す概略図である。この調光装置は、主に偏光板１とＧＨ
セル２とで構成される。ＧＨセル２は、図示省略した
が、２枚のガラス基板の間に封入され、また動作電極や
液晶配向膜を有している（以下、同様）。ＧＨセル２に
は、液晶分子３と二色性染料分子４とが封入されてい
る。
す概略図である。この調光装置は、主に偏光板１とＧＨ
セル２とで構成される。ＧＨセル２は、図示省略した
が、２枚のガラス基板の間に封入され、また動作電極や
液晶配向膜を有している（以下、同様）。ＧＨセル２に
は、液晶分子３と二色性染料分子４とが封入されてい
る。
【０００４】二色性染料分子４は、光の吸収に異方性を
有し、例えば分子長軸方向の光を吸収するポジ型（ｐ
型）色素分子である。また、液晶分子３は、例えば誘電
率異方性が正のポジ型（正型）である。
有し、例えば分子長軸方向の光を吸収するポジ型（ｐ
型）色素分子である。また、液晶分子３は、例えば誘電
率異方性が正のポジ型（正型）である。
【０００５】図１３（ａ）は、電圧を印加していない
（電圧無印加）時のＧＨセル２の状態を示す。入射光５
は、偏光板１を透過することにより直線偏光される。図
１３（ａ）では、この偏光方向と二色性染料分子４の分
子長軸方向とが一致するので、光は、二色性染料分子４
に吸収され、ＧＨセル２の光透過率が低下する。
（電圧無印加）時のＧＨセル２の状態を示す。入射光５
は、偏光板１を透過することにより直線偏光される。図
１３（ａ）では、この偏光方向と二色性染料分子４の分
子長軸方向とが一致するので、光は、二色性染料分子４
に吸収され、ＧＨセル２の光透過率が低下する。
【０００６】そして、図１３（ｂ）で示すように、ＧＨ
セル２に電圧印加を行なうと、液晶分子３が電界方向に
向くに伴なって二色性染料分子４の分子長軸方向は、直
線偏光の偏光方向と直角になる。このため、入射光５は
ＧＨセル２によりほとんど吸収されずに透過する。
セル２に電圧印加を行なうと、液晶分子３が電界方向に
向くに伴なって二色性染料分子４の分子長軸方向は、直
線偏光の偏光方向と直角になる。このため、入射光５は
ＧＨセル２によりほとんど吸収されずに透過する。
【０００７】図１３に示したＧＨセル２においては、図
１４に示すように、動作電圧の印加に伴って、可視光の
平均光透過率（空気中。液晶セルに加えて偏光板を足し
たときの光透過率を参照（＝１００％）とした：以下、
同様）が増加するが、電圧を１０Ｖにまで上昇させたと
きの最大光透過率は６０％程度であり、しかも光透過率
の変化が緩やかである。
１４に示すように、動作電圧の印加に伴って、可視光の
平均光透過率（空気中。液晶セルに加えて偏光板を足し
たときの光透過率を参照（＝１００％）とした：以下、
同様）が増加するが、電圧を１０Ｖにまで上昇させたと
きの最大光透過率は６０％程度であり、しかも光透過率
の変化が緩やかである。
【０００８】なお、分子短軸方向の光を吸収するネガ型
（ｎ型）の二色性染料分子を用いる場合は、上記ポジ型
の二色性染料分子４の場合と逆になり、電圧無印加時に
は光が吸収されず、電圧印加時に光が吸収される。
（ｎ型）の二色性染料分子を用いる場合は、上記ポジ型
の二色性染料分子４の場合と逆になり、電圧無印加時に
は光が吸収されず、電圧印加時に光が吸収される。
【０００９】図１３に示した調光装置では、電圧印加時
と電圧無印加時との吸光度の比、即ち、光学濃度の比が
約１０である。これは、偏光板１を使用せずにＧＨセル
２のみで構成される調光装置に比べて約２倍の光学濃度
比を有する。
と電圧無印加時との吸光度の比、即ち、光学濃度の比が
約１０である。これは、偏光板１を使用せずにＧＨセル
２のみで構成される調光装置に比べて約２倍の光学濃度
比を有する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記した調光装置の駆
動において、光透過率を変化させる際に、ステップ状に
駆動パルスを変化させるが、用いる液晶セルの構造や液
晶材料によっては、透明時（最大光透過率）から遮光時
（最小光透過率）への大きなステップ応答、又は遮光時
から透明時への大きなステップ応答時に比べて、中間調
で光透過率をわずかに変化させる場合の応答時間が著し
く長くなることがあり、問題となっていた。
動において、光透過率を変化させる際に、ステップ状に
駆動パルスを変化させるが、用いる液晶セルの構造や液
晶材料によっては、透明時（最大光透過率）から遮光時
（最小光透過率）への大きなステップ応答、又は遮光時
から透明時への大きなステップ応答時に比べて、中間調
で光透過率をわずかに変化させる場合の応答時間が著し
く長くなることがあり、問題となっていた。
【００１１】そこで、本発明の目的は、調光用の液晶素
子を中間調で駆動する場合に、液晶の配向変化又はその
緩和をスムーズに立ち上がらせて光透過率の応答時間を
短縮し、調光装置及び撮像装置の性能、画質、信頼性の
向上を図ることにある。
子を中間調で駆動する場合に、液晶の配向変化又はその
緩和をスムーズに立ち上がらせて光透過率の応答時間を
短縮し、調光装置及び撮像装置の性能、画質、信頼性の
向上を図ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、液晶素
子と；この液晶素子から射出する光の透過率を現光透過
率から目標光透過率へ変化させる際に、少なくとも前記
目標光透過率に対応する駆動パルスを与える前に、最小
光透過率又は最大光透過率に対応する制御用駆動パルス
を予め挿入する、パルス制御部と；を具備する調光装置
に係り、またこの調光装置を前記制御用駆動パルスを用
いて駆動する駆動方法、並びに、この調光装置が撮像系
の光路中に配される撮像装置に係るものである
子と；この液晶素子から射出する光の透過率を現光透過
率から目標光透過率へ変化させる際に、少なくとも前記
目標光透過率に対応する駆動パルスを与える前に、最小
光透過率又は最大光透過率に対応する制御用駆動パルス
を予め挿入する、パルス制御部と；を具備する調光装置
に係り、またこの調光装置を前記制御用駆動パルスを用
いて駆動する駆動方法、並びに、この調光装置が撮像系
の光路中に配される撮像装置に係るものである
【００１３】本発明によれば、液晶素子の光透過率を現
光透過率から目標光透過率へ中間調でわずかに変化させ
る際に、目標光透過率に対応する駆動パルスを与える前
に、完全遮光時（最小光透過率）又は完全透明時（最大
光透過率）に対応する制御用駆動パルスを予め適度に挿
入するため、単に目標光透過率に対応する駆動パルスを
ステップ状に与えて駆動する場合に比べて、液晶の配向
変化又はその緩和がスムーズに立ち上がるようになり、
目標光透過率に達するまでの応答時間を大幅に短縮でき
る。
光透過率から目標光透過率へ中間調でわずかに変化させ
る際に、目標光透過率に対応する駆動パルスを与える前
に、完全遮光時（最小光透過率）又は完全透明時（最大
光透過率）に対応する制御用駆動パルスを予め適度に挿
入するため、単に目標光透過率に対応する駆動パルスを
ステップ状に与えて駆動する場合に比べて、液晶の配向
変化又はその緩和がスムーズに立ち上がるようになり、
目標光透過率に達するまでの応答時間を大幅に短縮でき
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明においては、前記制御用駆
動パルスが少なくとも制御されたパルス電圧及びパルス
数を有し、そしてこのパルス電圧が、前記最小光透過率
又は最大光透過率を生じるパルス電圧と同等、或いはこ
のパルス電圧と前記目標光透過率を生じるパルス電圧と
の間の値であるのがよい。
動パルスが少なくとも制御されたパルス電圧及びパルス
数を有し、そしてこのパルス電圧が、前記最小光透過率
又は最大光透過率を生じるパルス電圧と同等、或いはこ
のパルス電圧と前記目標光透過率を生じるパルス電圧と
の間の値であるのがよい。
【００１５】また、前記制御用駆動パルスが少なくとも
制御されたパルス幅及びパルス数を有し、そしてこのパ
ルス幅が、前記最小光透過率又は最大光透過率を生じる
パルス幅と同等、或いはこのパルス幅と前記目標光透過
率を生じるパルス幅との間の値であるのがよい。
制御されたパルス幅及びパルス数を有し、そしてこのパ
ルス幅が、前記最小光透過率又は最大光透過率を生じる
パルス幅と同等、或いはこのパルス幅と前記目標光透過
率を生じるパルス幅との間の値であるのがよい。
【００１６】前記制御用駆動パルスは、上記のパルス電
圧又はパルス幅のみならず、パルス密度、更にはこれら
の併用によっても制御可能である。
圧又はパルス幅のみならず、パルス密度、更にはこれら
の併用によっても制御可能である。
【００１７】また、前記液晶素子が、ネガ型液晶をホス
ト材料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−ホ
スト型液晶素子であるのがよい。
ト材料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−ホ
スト型液晶素子であるのがよい。
【００１８】このような液晶素子は、本出願人が既に提
出した特願平１１−３２２１８６号に係る先願発明に依
拠したものである。この先願発明によれば、液晶素子
と、この液晶素子に入射する光の光路中に配される偏光
板とで調光装置を構成し、更に、ネガ型液晶をホスト材
料とするゲスト−ホスト型液晶を用いることにより、電
圧無印加時と電圧印加時の吸光度の比（即ち光学濃度の
比）が向上し、調光装置のコントラスト比が大きくな
り、明るい場所から暗い場所までにおいて、調光動作を
正常に行なうことを可能とする。
出した特願平１１−３２２１８６号に係る先願発明に依
拠したものである。この先願発明によれば、液晶素子
と、この液晶素子に入射する光の光路中に配される偏光
板とで調光装置を構成し、更に、ネガ型液晶をホスト材
料とするゲスト−ホスト型液晶を用いることにより、電
圧無印加時と電圧印加時の吸光度の比（即ち光学濃度の
比）が向上し、調光装置のコントラスト比が大きくな
り、明るい場所から暗い場所までにおいて、調光動作を
正常に行なうことを可能とする。
【００１９】図１３に示したゲスト−ホスト型液晶セル
（ＧＨセル）２において、ホスト材料３として誘電率異
方性（Δε）が正のポジ型の液晶を用い、ゲスト材料４
には二色性を有する光吸収異方性（ΔＡ）が正のポジ型
染料４を用い、偏光板１をＧＨセル２の入射側に配し、
矩形波を駆動波形として動作電圧印加時の光透過率の変
化を計測すると、図１４に示すように、動作電圧の印加
に伴って、可視光の平均光透過率（空気中。液晶セルに
加えて偏光板を足したときの透過率を参照（＝１００
％）とした：以下、同様）が増加するが、電圧を１０Ｖ
にまで上昇させたときの最大光透過率は６０％程度であ
り、しかも光透過率の変化が緩やかである。
（ＧＨセル）２において、ホスト材料３として誘電率異
方性（Δε）が正のポジ型の液晶を用い、ゲスト材料４
には二色性を有する光吸収異方性（ΔＡ）が正のポジ型
染料４を用い、偏光板１をＧＨセル２の入射側に配し、
矩形波を駆動波形として動作電圧印加時の光透過率の変
化を計測すると、図１４に示すように、動作電圧の印加
に伴って、可視光の平均光透過率（空気中。液晶セルに
加えて偏光板を足したときの透過率を参照（＝１００
％）とした：以下、同様）が増加するが、電圧を１０Ｖ
にまで上昇させたときの最大光透過率は６０％程度であ
り、しかも光透過率の変化が緩やかである。
【００２０】これは、ポジ型のホスト材料を用いる場
合、電圧無印加時に液晶セルの液晶配向膜との界面での
液晶分子の相互作用（interaction）が強いため、電圧
を印加してもダイレクタの向きが変化しない（或いは、
変化し難い）液晶分子が残ってしまうからであると考え
られる。
合、電圧無印加時に液晶セルの液晶配向膜との界面での
液晶分子の相互作用（interaction）が強いため、電圧
を印加してもダイレクタの向きが変化しない（或いは、
変化し難い）液晶分子が残ってしまうからであると考え
られる。
【００２１】これに対し、先願発明では、図５に示すよ
うに、ゲスト−ホスト型液晶セル（ＧＨセル）１２にお
いて、ホスト材料１３として、誘電率異方性（Δε）が
負のネガ型の液晶であるＭｅｒｃｋ社製のＭＬＣ−６６
０８を一例として用い、ゲスト材料４には二色性を有す
るポジ型染料であるＢＤＨ社製のＤ５を一例として用い
ることにより、偏光板１１をＧＨセル１２の入射側に配
し、矩形波を駆動波形として動作電圧印加時の光透過率
の変化を計測したところ、図６に示すように、動作電圧
の印加に伴って、可視光の平均光透過率（空気中）が最
大光透過率約７５％から数％にまで減少し、しかも光透
過率の変化が比較的急峻となる。
うに、ゲスト−ホスト型液晶セル（ＧＨセル）１２にお
いて、ホスト材料１３として、誘電率異方性（Δε）が
負のネガ型の液晶であるＭｅｒｃｋ社製のＭＬＣ−６６
０８を一例として用い、ゲスト材料４には二色性を有す
るポジ型染料であるＢＤＨ社製のＤ５を一例として用い
ることにより、偏光板１１をＧＨセル１２の入射側に配
し、矩形波を駆動波形として動作電圧印加時の光透過率
の変化を計測したところ、図６に示すように、動作電圧
の印加に伴って、可視光の平均光透過率（空気中）が最
大光透過率約７５％から数％にまで減少し、しかも光透
過率の変化が比較的急峻となる。
【００２２】これは、ネガ型のホスト材料を用いる場
合、電圧無印加時に液晶セルの液晶配向膜との界面での
液晶分子の相互作用（interaction）が非常に弱いた
め、電圧無印加時に光が透過し易く、また電圧印加と共
に液晶分子のダイレクタの向きが変化し易くなるからで
あると考えられる。
合、電圧無印加時に液晶セルの液晶配向膜との界面での
液晶分子の相互作用（interaction）が非常に弱いた
め、電圧無印加時に光が透過し易く、また電圧印加と共
に液晶分子のダイレクタの向きが変化し易くなるからで
あると考えられる。
【００２３】このようにして、本発明において、ネガ型
のホスト材料を用いてＧＨセルを構成すれば、光透過率
（特に透明時）が向上し、ＧＨセルを撮像光学系中にそ
のまま位置固定して使用できるコンパクトな調光装置が
実現可能となる。この場合、液晶素子への入射光の光路
中に偏光板を配することにより、電圧無印加時と電圧印
加時の吸光度の比（即ち光学濃度の比）が一層向上し、
調光装置のコントラスト比が更に大きくなり、明るい場
所から暗い場所までにおいて、調光動作をより正常に行
なうことができる。
のホスト材料を用いてＧＨセルを構成すれば、光透過率
（特に透明時）が向上し、ＧＨセルを撮像光学系中にそ
のまま位置固定して使用できるコンパクトな調光装置が
実現可能となる。この場合、液晶素子への入射光の光路
中に偏光板を配することにより、電圧無印加時と電圧印
加時の吸光度の比（即ち光学濃度の比）が一層向上し、
調光装置のコントラスト比が更に大きくなり、明るい場
所から暗い場所までにおいて、調光動作をより正常に行
なうことができる。
【００２４】なお、本発明においては、前記液晶素子の
ネガ型液晶の誘電率異方性は負であるのがよいが、ゲス
ト材料は、ポジ型又はネガ型の二色性染料分子からなっ
ていてよい。また、ホスト材料はネガ型であるのがよい
が、ポジ型でも差支えはない。
ネガ型液晶の誘電率異方性は負であるのがよいが、ゲス
ト材料は、ポジ型又はネガ型の二色性染料分子からなっ
ていてよい。また、ホスト材料はネガ型であるのがよい
が、ポジ型でも差支えはない。
【００２５】本発明において、ネガ型（又はポジ型）の
ホスト材料、ポジ型（又はネガ型）のゲスト材料は公知
の材料から選択して用いることができる。但し、実際の
使用の場合は、実使用温度範囲でネマチック性を示すよ
うに選択し、ブレンドした組成物を用いてよい。
ホスト材料、ポジ型（又はネガ型）のゲスト材料は公知
の材料から選択して用いることができる。但し、実際の
使用の場合は、実使用温度範囲でネマチック性を示すよ
うに選択し、ブレンドした組成物を用いてよい。
【００２６】上述したＧＨセル１２からなる調光装置２
３は、例えば図７に示すように、ズームレンズのように
複数のレンズで構成されるレンズ前群１５とレンズ後群
１６との間に配置される。レンズ前群１５を透過した光
は、偏光板１１を介して直線偏光された後、ＧＨセル１
２に入射する。ＧＨセル１２を透過した光は、レンズ後
群１６で集光され、撮像面１７に映像として映し出され
る。
３は、例えば図７に示すように、ズームレンズのように
複数のレンズで構成されるレンズ前群１５とレンズ後群
１６との間に配置される。レンズ前群１５を透過した光
は、偏光板１１を介して直線偏光された後、ＧＨセル１
２に入射する。ＧＨセル１２を透過した光は、レンズ後
群１６で集光され、撮像面１７に映像として映し出され
る。
【００２７】この調光装置２３を構成する偏光板１１
は、本出願人による上述した先願発明と同様に、ＧＨセ
ル１２に入射する光の有効光路に対して出し入れ可能で
ある。具体的には、偏光板１１を仮想線で示す位置に移
動させることにより、光の有効光路の外へ出すことがで
きる。この偏光板１１を出し入れする手段として、図８
に示すような機械式アイリスが用いられてもよい。
は、本出願人による上述した先願発明と同様に、ＧＨセ
ル１２に入射する光の有効光路に対して出し入れ可能で
ある。具体的には、偏光板１１を仮想線で示す位置に移
動させることにより、光の有効光路の外へ出すことがで
きる。この偏光板１１を出し入れする手段として、図８
に示すような機械式アイリスが用いられてもよい。
【００２８】この機械式アイリスは、一般にデジタルス
チルカメラやビデオカメラ等に用いられる機械式絞り装
置であり、主として２枚のアイリス羽根１８、１９と、
アイリス羽根１８に貼付された偏光板１１とからなる。
アイリス羽根１８、１９は、上下方向に移動させること
ができる。矢印２１で示される方向に、図示せぬ駆動モ
ーターを用いてアイリス羽根１８、１９を相対的に移動
させる。
チルカメラやビデオカメラ等に用いられる機械式絞り装
置であり、主として２枚のアイリス羽根１８、１９と、
アイリス羽根１８に貼付された偏光板１１とからなる。
アイリス羽根１８、１９は、上下方向に移動させること
ができる。矢印２１で示される方向に、図示せぬ駆動モ
ーターを用いてアイリス羽根１８、１９を相対的に移動
させる。
【００２９】これにより、図８で示すように、アイリス
羽根１８、１９は部分的に重ねられ、この重なりが大き
くなると、アイリス羽根１８、１９の中央付近に位置す
る有効光路２０上の開口部２２が、偏光板１１により覆
われる。
羽根１８、１９は部分的に重ねられ、この重なりが大き
くなると、アイリス羽根１８、１９の中央付近に位置す
る有効光路２０上の開口部２２が、偏光板１１により覆
われる。
【００３０】図９は、有効光路２０付近の機械式アイリ
スの部分拡大図である。アイリス羽根１８が下方に移動
すると同時に、アイリス羽根１９が上方に移動する。こ
れに伴って、図９（ａ）に示すように、アイリス羽根１
８に貼付された偏光板１１も有効光路２０の外へと移動
する。逆に、アイリス羽根１８を上方に、またアイリス
羽根１９を下方に移動させることにより、互いのアイリ
ス羽根１８、１９が重なる。これに従って、図９（ｂ）
に示すように、偏光板１１は有効光路２０上に移動し、
開口部２２を次第に覆う。アイリス羽根１８、１９の互
いの重なりが大きくなると、図９（ｃ）に示すように、
偏光板１１は開口部２０を全て覆う。
スの部分拡大図である。アイリス羽根１８が下方に移動
すると同時に、アイリス羽根１９が上方に移動する。こ
れに伴って、図９（ａ）に示すように、アイリス羽根１
８に貼付された偏光板１１も有効光路２０の外へと移動
する。逆に、アイリス羽根１８を上方に、またアイリス
羽根１９を下方に移動させることにより、互いのアイリ
ス羽根１８、１９が重なる。これに従って、図９（ｂ）
に示すように、偏光板１１は有効光路２０上に移動し、
開口部２２を次第に覆う。アイリス羽根１８、１９の互
いの重なりが大きくなると、図９（ｃ）に示すように、
偏光板１１は開口部２０を全て覆う。
【００３１】次に、この機械式アイリスを用いた調光装
置２３の調光動作について説明する。
置２３の調光動作について説明する。
【００３２】図示せぬ被写体が明るくなるにつれて、図
９（ａ）で示したように、上下方向に開いていたアイリ
ス羽根１８、１９は、図示せぬモーターにより駆動さ
れ、重なり始める。これによって、アイリス羽根１８に
貼付されている偏光板１１は、有効光路２０上に入り始
め、開口部２２の一部を覆う（図９（ｂ））。
９（ａ）で示したように、上下方向に開いていたアイリ
ス羽根１８、１９は、図示せぬモーターにより駆動さ
れ、重なり始める。これによって、アイリス羽根１８に
貼付されている偏光板１１は、有効光路２０上に入り始
め、開口部２２の一部を覆う（図９（ｂ））。
【００３３】この時、ＧＨセル１２は光を吸収しない状
態にある（なお、熱的揺らぎ、又は表面反射等のため、
ＧＨセル１２による若干の吸収はある。）。このため、
偏光板１１を通過した光と開口部２２を通過した光は、
ほぼ強度分布が同等となる。
態にある（なお、熱的揺らぎ、又は表面反射等のため、
ＧＨセル１２による若干の吸収はある。）。このため、
偏光板１１を通過した光と開口部２２を通過した光は、
ほぼ強度分布が同等となる。
【００３４】その後、偏光板１１は、完全に開口部２２
を覆った状態になる（図９（ｃ））。さらに、被写体の
明るさが増す場合は、ＧＨセル１２への電圧を上昇し、
ＧＨセル１２で光を吸収することにより調光を行なう。
を覆った状態になる（図９（ｃ））。さらに、被写体の
明るさが増す場合は、ＧＨセル１２への電圧を上昇し、
ＧＨセル１２で光を吸収することにより調光を行なう。
【００３５】これとは逆に、被写体が暗くなる場合は、
まず、ＧＨセル１２への電圧を減少又は無印加とするこ
とにより、ＧＨセル１２による光の吸収効果を無くす
る。さらに被写体が暗くなった場合は、図示せぬモータ
ーを駆動することにより、アイリス羽根１８を下方へ、
またアイリス羽根１９を上方へ移動させる。こうして、
偏光板１１を有効光路２０の外へ移動させる（図９
（ａ））。
まず、ＧＨセル１２への電圧を減少又は無印加とするこ
とにより、ＧＨセル１２による光の吸収効果を無くす
る。さらに被写体が暗くなった場合は、図示せぬモータ
ーを駆動することにより、アイリス羽根１８を下方へ、
またアイリス羽根１９を上方へ移動させる。こうして、
偏光板１１を有効光路２０の外へ移動させる（図９
（ａ））。
【００３６】また、図７〜図９に示したように、偏光板
１１（透過率例えば４０％〜５０％）を光の有効光路２
０から外に出すことができるので、偏光板１１に光が吸
収されない。従って、調光装置の最大透過率を例えば２
倍以上に高めることができる。具体的には、この調光装
置を、従来の固定されて設置される偏光板及びＧＨセル
からなる調光装置と比較すると、最大透過率は例えば約
２倍になる。なお、最低透過率は両者で等しい。
１１（透過率例えば４０％〜５０％）を光の有効光路２
０から外に出すことができるので、偏光板１１に光が吸
収されない。従って、調光装置の最大透過率を例えば２
倍以上に高めることができる。具体的には、この調光装
置を、従来の固定されて設置される偏光板及びＧＨセル
からなる調光装置と比較すると、最大透過率は例えば約
２倍になる。なお、最低透過率は両者で等しい。
【００３７】また、デジタルスチルカメラ等に実用化さ
れている機械式アイリスを用いて、偏光板１１の出し入
れが行なわれるので、調光装置は容易に実現可能とな
る。また、ＧＨセル１２を用いるので、偏光板１１によ
る調光に加えて、ＧＨセル１２自体が光を吸収すること
により、調光を行なうことができる。
れている機械式アイリスを用いて、偏光板１１の出し入
れが行なわれるので、調光装置は容易に実現可能とな
る。また、ＧＨセル１２を用いるので、偏光板１１によ
る調光に加えて、ＧＨセル１２自体が光を吸収すること
により、調光を行なうことができる。
【００３８】このようにして、この調光装置は、明、暗
のコントラスト比を高めると共に、光量分布をほぼ均一
に保つことができるものとなる。
のコントラスト比を高めると共に、光量分布をほぼ均一
に保つことができるものとなる。
【００３９】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面参照下
に説明する。
に説明する。
【００４０】実施例１ まず、ゲスト−ホスト型液晶（ＧＨ）セルを用いる調光
装置の一例を説明する。
装置の一例を説明する。
【００４１】この調光装置は、図７に示すように、ＧＨ
セル１２と偏光板１１とからなる。そして、ＧＨセル１
２は、透明電極と配向膜をそれぞれ形成した２枚のガラ
ス基板（いずれも図示せず）の間に、ネガ型の液晶分子
（ホスト材料）とポジ型又はネガ型の二色性染料分子
（ゲスト材料）との混合物が封入されている。
セル１２と偏光板１１とからなる。そして、ＧＨセル１
２は、透明電極と配向膜をそれぞれ形成した２枚のガラ
ス基板（いずれも図示せず）の間に、ネガ型の液晶分子
（ホスト材料）とポジ型又はネガ型の二色性染料分子
（ゲスト材料）との混合物が封入されている。
【００４２】液晶分子には、例えば誘電率異方性が負の
ネガ型液晶であるＭｅｒｃｋ社製のＭＬＣ−６６０８を
一例として用い、また二色性染料分子４には、光の吸収
に異方性を有し、例えば分子長軸方向の光を吸収するポ
ジ型染料であるＢＤＨ社製のＤ５を一例として用いた。
偏光板１１の光吸収軸は、ＧＨセル１２に電圧を印加し
た時の光吸収軸と直交させた。
ネガ型液晶であるＭｅｒｃｋ社製のＭＬＣ−６６０８を
一例として用い、また二色性染料分子４には、光の吸収
に異方性を有し、例えば分子長軸方向の光を吸収するポ
ジ型染料であるＢＤＨ社製のＤ５を一例として用いた。
偏光板１１の光吸収軸は、ＧＨセル１２に電圧を印加し
た時の光吸収軸と直交させた。
【００４３】このＧＨセル１２からなる調光装置２３
は、例えば図７に示したように、ズームレンズのように
複数のレンズで構成されるレンズ前群１５とレンズ後群
１６との間に配置された。レンズ前群１５を透過した光
は、偏光板１１を介して直線偏光された後、ＧＨセル１
２に入射する。ＧＨセル１２を透過した光は、レンズ後
群１６で集光され、撮像面１７に映像として映し出され
る。
は、例えば図７に示したように、ズームレンズのように
複数のレンズで構成されるレンズ前群１５とレンズ後群
１６との間に配置された。レンズ前群１５を透過した光
は、偏光板１１を介して直線偏光された後、ＧＨセル１
２に入射する。ＧＨセル１２を透過した光は、レンズ後
群１６で集光され、撮像面１７に映像として映し出され
る。
【００４４】そして、この調光装置２３を構成する偏光
板１１は、本出願人による上述した先願発明と同様に、
ＧＨセル１２に入射する光の有効光路に対して出し入れ
可能である。具体的には、偏光板１１を仮想線で示す位
置に移動させることにより、光の有効光路の外へ出すこ
とができる。この偏光板１１を出し入れする手段とし
て、図８に示した機械式アイリスが用いられてもよい。
板１１は、本出願人による上述した先願発明と同様に、
ＧＨセル１２に入射する光の有効光路に対して出し入れ
可能である。具体的には、偏光板１１を仮想線で示す位
置に移動させることにより、光の有効光路の外へ出すこ
とができる。この偏光板１１を出し入れする手段とし
て、図８に示した機械式アイリスが用いられてもよい。
【００４５】このＧＨセル１２に、矩形波を駆動波形と
して入力し、動作電圧印加時の光透過率の変化を計測し
たところ（図５）、図６に示すように、動作電圧の印加
に伴って、可視光の平均光透過率（空気中）が最大光透
過率約７５％から数％にまで減少した。用いる液晶セル
構造や構成材料によっても異なるが、ＧＨセル１２は、
±５Ｖ（１ｋＨｚ）以上のパルス電圧印加で、ほぼ最小
光透過率に達した。
して入力し、動作電圧印加時の光透過率の変化を計測し
たところ（図５）、図６に示すように、動作電圧の印加
に伴って、可視光の平均光透過率（空気中）が最大光透
過率約７５％から数％にまで減少した。用いる液晶セル
構造や構成材料によっても異なるが、ＧＨセル１２は、
±５Ｖ（１ｋＨｚ）以上のパルス電圧印加で、ほぼ最小
光透過率に達した。
【００４６】しかし、０Ｖ→±５Ｖ、±５→０Ｖのよう
に、透明状態から完全遮光状態へ、又は完全遮光状態か
ら透明状態へと変化させた場合、光透過率は、ある程度
高速に応答するが、中間調で光透過率をわずかに変化さ
せようとした場合は、数倍の応答時間を要する場合があ
った。
に、透明状態から完全遮光状態へ、又は完全遮光状態か
ら透明状態へと変化させた場合、光透過率は、ある程度
高速に応答するが、中間調で光透過率をわずかに変化さ
せようとした場合は、数倍の応答時間を要する場合があ
った。
【００４７】例えば、図１（ａ）のように、０Ｖ→±５
Ｖの駆動電圧変化に対して光透過率が２３．４ｍｓで応
答した場合に、図１（ｂ）のように、±２Ｖ→±３Ｖで
中間調の駆動を行うと、応答時間が８７．４ｍｓ程度ま
で悪化した。液晶セルを調光素子に用いて撮像装置を実
現しようとする場合、こうした応答速度の低下は自動露
出調整に支障を来してしまうことになる。
Ｖの駆動電圧変化に対して光透過率が２３．４ｍｓで応
答した場合に、図１（ｂ）のように、±２Ｖ→±３Ｖで
中間調の駆動を行うと、応答時間が８７．４ｍｓ程度ま
で悪化した。液晶セルを調光素子に用いて撮像装置を実
現しようとする場合、こうした応答速度の低下は自動露
出調整に支障を来してしまうことになる。
【００４８】これを解決するために、本発明者が鋭意努
力したところ、図１（ｃ）に示すように、中間調で駆動
する場合も、最初に完全遮光状態（最小光透過率）に対
応する駆動波形を、目標透過率を与える駆動波形の前
に、適当な何パルス分かを挿入すれば、応答時間を大幅
に短縮できることが判明した。
力したところ、図１（ｃ）に示すように、中間調で駆動
する場合も、最初に完全遮光状態（最小光透過率）に対
応する駆動波形を、目標透過率を与える駆動波形の前
に、適当な何パルス分かを挿入すれば、応答時間を大幅
に短縮できることが判明した。
【００４９】例えば、±２Ｖ→±３Ｖで駆動する場合
に、±５Ｖの矩形波を１２ｍｓ分だけ、±３Ｖの駆動波
形の前に挿入したところ、光透過率の応答時間は、８
７．４ｍｓから１１ｍｓへと、大幅に短縮することがで
きた。
に、±５Ｖの矩形波を１２ｍｓ分だけ、±３Ｖの駆動波
形の前に挿入したところ、光透過率の応答時間は、８
７．４ｍｓから１１ｍｓへと、大幅に短縮することがで
きた。
【００５０】同様に、±３Ｖ→±２Ｖで駆動する場合に
は、最初に完全透明状態（最大光透過率）に対応する０
Ｖの駆動波形を１８ｍｓ分だけ、±２Ｖの駆動波形の前
に挿入したところ、図２（ｃ）のように、光透過率の応
答時間は、図２（ｂ）の５１．４ｍｓから１８．８ｍｓ
に短縮することができた。
は、最初に完全透明状態（最大光透過率）に対応する０
Ｖの駆動波形を１８ｍｓ分だけ、±２Ｖの駆動波形の前
に挿入したところ、図２（ｃ）のように、光透過率の応
答時間は、図２（ｂ）の５１．４ｍｓから１８．８ｍｓ
に短縮することができた。
【００５１】なお、本実施例で、中間挿入する波形の時
間幅や電圧は、制御し易いように、ある程度自由に選択
できる。しかし、光透過率の応答は、図３（ａ）のよう
にパルス印加時間が短かすぎると不十分となり、また図
３（ｃ）のようにパルス印加時間が長すぎて目標値をオ
ーバーシュートするような設定は好ましくない。従っ
て、図３（ｂ）のように適正なパルスとするのがよい。
間幅や電圧は、制御し易いように、ある程度自由に選択
できる。しかし、光透過率の応答は、図３（ａ）のよう
にパルス印加時間が短かすぎると不十分となり、また図
３（ｃ）のようにパルス印加時間が長すぎて目標値をオ
ーバーシュートするような設定は好ましくない。従っ
て、図３（ｂ）のように適正なパルスとするのがよい。
【００５２】実施例２ 本実施例は、液晶セルの駆動法を、実施例１で述べたパ
ルス電圧変調（ＰＨＭ）からパルス幅変調（ＰＷＭ）に
変えたものである。
ルス電圧変調（ＰＨＭ）からパルス幅変調（ＰＷＭ）に
変えたものである。
【００５３】例えば、基本的なパルス発生周期を１００
μｓとして、この基本周期内でパルス幅を制御すること
により、図４に示すように、パルス幅の増加に伴って、
前述のパルス電圧変調と同様に、可視光の平均光透過率
（空気中）が最大光透過率約７５％から数％にまで減少
した。
μｓとして、この基本周期内でパルス幅を制御すること
により、図４に示すように、パルス幅の増加に伴って、
前述のパルス電圧変調と同様に、可視光の平均光透過率
（空気中）が最大光透過率約７５％から数％にまで減少
した。
【００５４】そして、パルス波高値を５Ｖで固定し、パ
ルス幅を制御して、０μｓ→１００μｓ、１００μｓ→
０μｓのように、透明状態から完全遮光状態へ、又は完
全遮光状態から透明状態へと変化させた場合、光透過率
は、ある程度高速に応答するが、中間調で光透過率をわ
ずかに変化させようとした場合は、やはり数倍の応答時
間を要した。
ルス幅を制御して、０μｓ→１００μｓ、１００μｓ→
０μｓのように、透明状態から完全遮光状態へ、又は完
全遮光状態から透明状態へと変化させた場合、光透過率
は、ある程度高速に応答するが、中間調で光透過率をわ
ずかに変化させようとした場合は、やはり数倍の応答時
間を要した。
【００５５】例えば、０μｓ→１００μｓの駆動パルス
幅変化に対して、光透過率が約２０ｍｓで応答した場合
に、２０μｓ→４０μｓで中間調の駆動すると、応答時
間が約９０ｍｓ程度まで悪化した。液晶セルを調光素子
に用いて撮像装置を実現しようとする場合、こうした応
答速度の低下は自動露光調整に支障を来してしまう。
幅変化に対して、光透過率が約２０ｍｓで応答した場合
に、２０μｓ→４０μｓで中間調の駆動すると、応答時
間が約９０ｍｓ程度まで悪化した。液晶セルを調光素子
に用いて撮像装置を実現しようとする場合、こうした応
答速度の低下は自動露光調整に支障を来してしまう。
【００５６】これを解決するために、パルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）で中間調駆動する場合も、最初に完全遮光状態
（最小光透過率）に対応する駆動波形を、目標透過率を
与える駆動波形の前に、適当なパルス幅の何パルス分か
を挿入すれば、応答時間を大幅に短縮できることが判明
した。
ＷＭ）で中間調駆動する場合も、最初に完全遮光状態
（最小光透過率）に対応する駆動波形を、目標透過率を
与える駆動波形の前に、適当なパルス幅の何パルス分か
を挿入すれば、応答時間を大幅に短縮できることが判明
した。
【００５７】例えば、２０μｓ→４０μｓのパルス幅変
化で駆動する場合に、１００μｓのパルス幅の矩形波を
１０ｍｓ分だけ、４０μｓのパルス幅の駆動波形の前に
挿入したところ、光透過率の応答時間は、約９０ｍｓか
ら約１０ｍｓへと大幅に短縮することができた。
化で駆動する場合に、１００μｓのパルス幅の矩形波を
１０ｍｓ分だけ、４０μｓのパルス幅の駆動波形の前に
挿入したところ、光透過率の応答時間は、約９０ｍｓか
ら約１０ｍｓへと大幅に短縮することができた。
【００５８】同様に、４０μｓ→２０μｓのパルス幅変
化で駆動する場合には、最初に完全透明状態（最大光透
過率）に対応する０μｓの駆動波形を１８ｍｓ分だけ、
２０μｓのパルス幅の駆動波形の前に挿入したところ、
光透過率の応答時間は、約７０ｍｓから約１８ｍｓに短
縮することができた。
化で駆動する場合には、最初に完全透明状態（最大光透
過率）に対応する０μｓの駆動波形を１８ｍｓ分だけ、
２０μｓのパルス幅の駆動波形の前に挿入したところ、
光透過率の応答時間は、約７０ｍｓから約１８ｍｓに短
縮することができた。
【００５９】なお、本実施例でも、中間挿入する波形の
時間幅や電圧は、制御し易いように、ある程度自由に選
択できる。しかし、前述したと同様に、光透過率の応答
が目標値をオーバーシュートするような設定は好ましく
ない。
時間幅や電圧は、制御し易いように、ある程度自由に選
択できる。しかし、前述したと同様に、光透過率の応答
が目標値をオーバーシュートするような設定は好ましく
ない。
【００６０】さらに、本実施例では、パルス幅変調を用
いて駆動しているため、実施例１のパルス電圧変調に比
べて、しきい値電圧が低く、全体的に特性が低電圧側に
シフトするため、低電圧制御が可能であり、消費電力の
低減も図れる。また、光透過率の変化は比較的緩やかと
なるため、電圧により透過率を制御しやすく、階調性が
向上した。
いて駆動しているため、実施例１のパルス電圧変調に比
べて、しきい値電圧が低く、全体的に特性が低電圧側に
シフトするため、低電圧制御が可能であり、消費電力の
低減も図れる。また、光透過率の変化は比較的緩やかと
なるため、電圧により透過率を制御しやすく、階調性が
向上した。
【００６１】実施例３ 図１０は、上記実施例による調光装置２３をＣＣＤ（Ch
arge coupled device）カメラに組み込んだ例を示すも
のである。
arge coupled device）カメラに組み込んだ例を示すも
のである。
【００６２】即ち、ＣＣＤカメラ５０において、一点鎖
線で示す光軸に沿って、前記のレンズ前群１５に相当す
る１群レンズ５１及び２群レンズ（ズーム用）５２、前
記のレンズ後群１６に相当する３群レンズ５３及び４群
レンズ（フォーカス用）５４、ＣＣＤパッケージ５５が
適宜の間隔をおいてこの順に配設されており、ＣＣＤパ
ッケージ５５には赤外カットフィルタ５５ａ、光学ロー
パスフィルタ系５５ｂ、ＣＣＤ撮像素子５５ｃが収納さ
れている。
線で示す光軸に沿って、前記のレンズ前群１５に相当す
る１群レンズ５１及び２群レンズ（ズーム用）５２、前
記のレンズ後群１６に相当する３群レンズ５３及び４群
レンズ（フォーカス用）５４、ＣＣＤパッケージ５５が
適宜の間隔をおいてこの順に配設されており、ＣＣＤパ
ッケージ５５には赤外カットフィルタ５５ａ、光学ロー
パスフィルタ系５５ｂ、ＣＣＤ撮像素子５５ｃが収納さ
れている。
【００６３】２群レンズ５２と３群レンズ５３との間に
は、３群レンズ５３寄りに、上述した本発明に基づくＧ
Ｈセル１２と偏光板１１からなる調光装置２３が光量調
節（光量絞り）のために同じ光路上に取付けられてい
る。なお、フォーカス用の４群レンズ５４は、リニアモ
ータ５７により光路に沿って３群レンズ５３とＣＣＤパ
ッケージ５５との間を移動可能に配設され、またズーム
用の２群レンズ５２は、光路に沿って１群レンズ５１と
調光装置２３との間を移動可能に配設されている。
は、３群レンズ５３寄りに、上述した本発明に基づくＧ
Ｈセル１２と偏光板１１からなる調光装置２３が光量調
節（光量絞り）のために同じ光路上に取付けられてい
る。なお、フォーカス用の４群レンズ５４は、リニアモ
ータ５７により光路に沿って３群レンズ５３とＣＣＤパ
ッケージ５５との間を移動可能に配設され、またズーム
用の２群レンズ５２は、光路に沿って１群レンズ５１と
調光装置２３との間を移動可能に配設されている。
【００６４】図１１には、このカメラシステムにおける
調光装置２３による光透過率制御のシーケンスのアルゴ
リズムを示す。
調光装置２３による光透過率制御のシーケンスのアルゴ
リズムを示す。
【００６５】この実施例によると、２群レンズ５２と３
群レンズ５３の間に本発明に基づく調光装置２３が設け
られているので、上述したように電界の印加によって光
量を調節でき、システムを小型化でき、実質的に光路の
有効範囲の大きさまで小型化できる。したがって、ＣＣ
Ｄカメラの小型化を達成することが可能である。また、
パターン化された電極への印加電圧の大きさによって光
量を適切に制御できるので、従来のような回折現象を防
止し、撮像素子へ十分な光量を入射させ、像のぼやけを
なくせる。
群レンズ５３の間に本発明に基づく調光装置２３が設け
られているので、上述したように電界の印加によって光
量を調節でき、システムを小型化でき、実質的に光路の
有効範囲の大きさまで小型化できる。したがって、ＣＣ
Ｄカメラの小型化を達成することが可能である。また、
パターン化された電極への印加電圧の大きさによって光
量を適切に制御できるので、従来のような回折現象を防
止し、撮像素子へ十分な光量を入射させ、像のぼやけを
なくせる。
【００６６】図１２は、上記のＣＣＤカメラの駆動回路
ブロック図である。これによれば、調光装置２３の光出
射側に配されたＣＣＤ撮像素子５５ｃの駆動回路部６０
を有し、ＣＣＤ撮像素子５５ｃの出力信号がＹ／Ｃ信号
処理部６１で処理され、輝度情報（Ｙ信号）としてＧＨ
セル駆動制御回路部６２にフィードバックされ、この制
御回路部からの制御信号により、駆動回路部６０の基本
クロックと同期して、上述した如くにパルス電圧又はパ
ルス幅が制御された駆動パルスがパルス発生回路部６３
から得られるようになっている。制御回路部６２と、パ
ルス発生回路部６３とで、パルス電圧又はパルス幅の制
御のためのＧＨ液晶駆動制御部６４が構成されている。
ブロック図である。これによれば、調光装置２３の光出
射側に配されたＣＣＤ撮像素子５５ｃの駆動回路部６０
を有し、ＣＣＤ撮像素子５５ｃの出力信号がＹ／Ｃ信号
処理部６１で処理され、輝度情報（Ｙ信号）としてＧＨ
セル駆動制御回路部６２にフィードバックされ、この制
御回路部からの制御信号により、駆動回路部６０の基本
クロックと同期して、上述した如くにパルス電圧又はパ
ルス幅が制御された駆動パルスがパルス発生回路部６３
から得られるようになっている。制御回路部６２と、パ
ルス発生回路部６３とで、パルス電圧又はパルス幅の制
御のためのＧＨ液晶駆動制御部６４が構成されている。
【００６７】なお、このカメラシステムとは別のシステ
ムにおいても、調光装置２３の出射光をフォトディテク
タ（又はフォトマル）で受け、ここから出射光の輝度情
報を制御回路部６２へフィードバックし、ＧＨセル駆動
回路部（図示せず）のクロックと同期して、パルス発生
回路部からパルス電圧又はパルス幅が制御された駆動パ
ルスを得ることができる。
ムにおいても、調光装置２３の出射光をフォトディテク
タ（又はフォトマル）で受け、ここから出射光の輝度情
報を制御回路部６２へフィードバックし、ＧＨセル駆動
回路部（図示せず）のクロックと同期して、パルス発生
回路部からパルス電圧又はパルス幅が制御された駆動パ
ルスを得ることができる。
【００６８】以上、本発明を実施の形態及び実施例につ
いて説明したが、上述の例は、本発明の技術的思想に基
づき種々に変形が可能である。
いて説明したが、上述の例は、本発明の技術的思想に基
づき種々に変形が可能である。
【００６９】例えば、液晶素子や調光装置の構造や材
質、その駆動機構、駆動回路、制御回路の構成などは種
々に変更が可能である。また、駆動波形は矩形波、台形
波、三角波、正弦波のいずれでも駆動可能であり、両電
極間の電位差に応じて液晶分子の傾きが変化し、光透過
率が制御される。s
質、その駆動機構、駆動回路、制御回路の構成などは種
々に変更が可能である。また、駆動波形は矩形波、台形
波、三角波、正弦波のいずれでも駆動可能であり、両電
極間の電位差に応じて液晶分子の傾きが変化し、光透過
率が制御される。s
【００７０】本発明の調光装置及び撮像装置は、前記液
晶光学素子の駆動電極が少なくとも有効光透過部の全域
にわたって形成されている場合に好適であり、そのよう
に形成された駆動電極への駆動パルスの制御によって有
効光路幅全体にわたって光透過率の一括制御を高精度に
行なうことができる。
晶光学素子の駆動電極が少なくとも有効光透過部の全域
にわたって形成されている場合に好適であり、そのよう
に形成された駆動電極への駆動パルスの制御によって有
効光路幅全体にわたって光透過率の一括制御を高精度に
行なうことができる。
【００７１】また、ＧＨセルとして、上述したもの以外
に、２層構造等のＧＨセルも使用可能である。偏光板１
１のＧＨセル１２に対する位置は、レンズ前群１５とレ
ンズ後群１６との間としたが、この配置に限らず、撮像
レンズの設定条件から最適となる位置に配置されればよ
い。即ち、位相差フィルム等の偏光状態が変化する光学
素子を用いない限り、偏光板１１は、例えば撮像面１７
とレンズ後群１６との間等、被写体側又は撮像素子側の
任意の位置に置くことができる。さらにまた、偏光板１
１は、レンズ前群１５又はレンズ後群１６に代わる単一
のレンズ（単レンズ）の前又は後に配置されてもよい。
に、２層構造等のＧＨセルも使用可能である。偏光板１
１のＧＨセル１２に対する位置は、レンズ前群１５とレ
ンズ後群１６との間としたが、この配置に限らず、撮像
レンズの設定条件から最適となる位置に配置されればよ
い。即ち、位相差フィルム等の偏光状態が変化する光学
素子を用いない限り、偏光板１１は、例えば撮像面１７
とレンズ後群１６との間等、被写体側又は撮像素子側の
任意の位置に置くことができる。さらにまた、偏光板１
１は、レンズ前群１５又はレンズ後群１６に代わる単一
のレンズ（単レンズ）の前又は後に配置されてもよい。
【００７２】また、アイリス羽根１８、１９は２枚に限
られず、より多くの枚数を用いることにしてもよいし、
逆に１枚でもよい。また、アイリス羽根１８、１９は、
上下方向に移動することにより重ねられるが、他の方向
に移動してもよく、周囲から中央に向けて絞り込むこと
にしてもよい。
られず、より多くの枚数を用いることにしてもよいし、
逆に１枚でもよい。また、アイリス羽根１８、１９は、
上下方向に移動することにより重ねられるが、他の方向
に移動してもよく、周囲から中央に向けて絞り込むこと
にしてもよい。
【００７３】また、偏光板１１は、アイリス羽根１８に
貼付されているが、アイリス羽根１９の方に貼付されて
もよい。
貼付されているが、アイリス羽根１９の方に貼付されて
もよい。
【００７４】また、被写体が明るくなるにつれて、先に
偏光板１１の出し入れによる調光を行なった後、ＧＨセ
ル１２による光の吸収を行なったが、逆に、先にＧＨセ
ル１２の光吸収による調光を行なうことにしても良い。
この場合、ＧＨセル１２の透過率が所定の値まで低下し
た後に、偏光板１１の出し入れによる調光を行なう。
偏光板１１の出し入れによる調光を行なった後、ＧＨセ
ル１２による光の吸収を行なったが、逆に、先にＧＨセ
ル１２の光吸収による調光を行なうことにしても良い。
この場合、ＧＨセル１２の透過率が所定の値まで低下し
た後に、偏光板１１の出し入れによる調光を行なう。
【００７５】また、偏光板１１を有効光路２０から出し
入れする手段として、機械式アイリスを用いたが、これ
に限られない。例えば、偏光板１１が貼付されたフィル
ムを駆動モーターに直接設置することにより、偏光板１
１を出し入れしてもよい。
入れする手段として、機械式アイリスを用いたが、これ
に限られない。例えば、偏光板１１が貼付されたフィル
ムを駆動モーターに直接設置することにより、偏光板１
１を出し入れしてもよい。
【００７６】また、上記の例では偏光板１１を有効光路
２０に対し出し入れしたが、有効光路中に位置固定する
ことも勿論可能である。
２０に対し出し入れしたが、有効光路中に位置固定する
ことも勿論可能である。
【００７７】また、本発明の調光装置は、公知の他のフ
ィルター材（例えば、有機系のエレクトロクロミック
材、液晶、エレクトロルミネッセンス材等）と組み合わ
せて用いることも可能である。
ィルター材（例えば、有機系のエレクトロクロミック
材、液晶、エレクトロルミネッセンス材等）と組み合わ
せて用いることも可能である。
【００７８】更に、本発明の調光装置は、既述したＣＣ
Ｄカメラ等の撮像装置の光学絞り以外にも、各種光学
系、例えば、電子写真複写機や光通信機器等の光量調節
用としても広く適用が可能である。更に、本発明の調光
装置は、光学絞りやフィルター以外に、キャラクターや
イメージを表示する各種の画像表示素子に適用すること
ができる。
Ｄカメラ等の撮像装置の光学絞り以外にも、各種光学
系、例えば、電子写真複写機や光通信機器等の光量調節
用としても広く適用が可能である。更に、本発明の調光
装置は、光学絞りやフィルター以外に、キャラクターや
イメージを表示する各種の画像表示素子に適用すること
ができる。
【００７９】
【発明の作用効果】本発明によれば、液晶素子の光透過
率を、現光透過率から目標光透過率へ中間調でわずかに
変化させる際に、目標光透過率に対応する駆動パルスを
与える前に、完全遮光時（最小光透過率）又は完全透明
時（最大光透過率）に対応する制御用駆動パルスを予め
適度に挿入するため、単に目標光透過率に対応する駆動
パルスをステップ状に与えて駆動する場合に比べて、液
晶の配向変化又はその緩和がスムーズに立ち上がるよう
になり、目標光透過率に達するまでの応答時間を大幅に
短縮できる。
率を、現光透過率から目標光透過率へ中間調でわずかに
変化させる際に、目標光透過率に対応する駆動パルスを
与える前に、完全遮光時（最小光透過率）又は完全透明
時（最大光透過率）に対応する制御用駆動パルスを予め
適度に挿入するため、単に目標光透過率に対応する駆動
パルスをステップ状に与えて駆動する場合に比べて、液
晶の配向変化又はその緩和がスムーズに立ち上がるよう
になり、目標光透過率に達するまでの応答時間を大幅に
短縮できる。
【図１】本発明の実施例による、中間調の応答速度の改
善結果の一例を示すグラフである。
善結果の一例を示すグラフである。
【図２】同、中間調の応答速度の改善結果の別の一例を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】同、中間調の応答速度の改善のための駆動パル
ス制御の一例を示すグラフである。
ス制御の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施例による調光装置の光透過率
と駆動パルスのパルス幅との関係を示すグラフ及び駆動
パルス波形図である。
と駆動パルスのパルス幅との関係を示すグラフ及び駆動
パルス波形図である。
【図５】本発明による調光装置の一例の動作原理を示す
概略図である。
概略図である。
【図６】同、調光装置の光透過率と駆動印加電圧との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図７】同、液晶光学素子を用いた調光装置の概略側面
図である。
図である。
【図８】同、調光装置の機械式アイリスの正面図であ
る。
る。
【図９】同、調光装置の有効光路付近の機械式アイリス
の動作を示す概略部分拡大図である。
の動作を示す概略部分拡大図である。
【図１０】同、調光装置を組み込んだカメラシステムの
概略断面図である。
概略断面図である。
【図１１】同、カメラシステムにおける光透過率制御の
アルゴリズムである。
アルゴリズムである。
【図１２】同、駆動回路を含むカメラシステムのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１３】従来の調光装置の動作原理を示す概略図であ
る。
る。
【図１４】同、調光装置の光透過率と駆動印加電圧との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
１、１１…偏光板、２、１２…ＧＨセル、３…ポジ型液
晶、４…ポジ型染料分子、５…入射光、１３…ネガ型液
晶、１５、１６…レンズ群、１７…撮像面、１８、１９
…アイリス羽根、２０…有効光路（セル中間部又は中央
部）、２２…開口部、２３…調光装置、２４…セル周辺
部、３１Ａ、３１Ｂ…ガラス基板、３２Ａ、３２Ｂ…透
明（動作）電極、３３Ａ、３３Ｂ…配向膜、３４…液晶
材料、３５…封止（シール）材、３６…球状スペーサ
ー、３７…柱状スペーサー、５０…ＣＣＤカメラ、５１
…１群レンズ、５２…２群レンズ、５３…３群レンズ、
５４…４群レンズ、５５…ＣＣＤパッケージ、５５ｂ…
光学ローパスフィルタ、５５ｃ…ＣＣＤ撮像素子、６０
…ＣＣＤ駆動回路部、６１…Ｙ／Ｃ信号処理部、６２…
制御回路部、６３…パルス発生回路部、６４…パルス電
圧又はパルス幅の制御部（ＧＨ液晶駆動制御装置）
晶、４…ポジ型染料分子、５…入射光、１３…ネガ型液
晶、１５、１６…レンズ群、１７…撮像面、１８、１９
…アイリス羽根、２０…有効光路（セル中間部又は中央
部）、２２…開口部、２３…調光装置、２４…セル周辺
部、３１Ａ、３１Ｂ…ガラス基板、３２Ａ、３２Ｂ…透
明（動作）電極、３３Ａ、３３Ｂ…配向膜、３４…液晶
材料、３５…封止（シール）材、３６…球状スペーサ
ー、３７…柱状スペーサー、５０…ＣＣＤカメラ、５１
…１群レンズ、５２…２群レンズ、５３…３群レンズ、
５４…４群レンズ、５５…ＣＣＤパッケージ、５５ｂ…
光学ローパスフィルタ、５５ｃ…ＣＣＤ撮像素子、６０
…ＣＣＤ駆動回路部、６１…Ｙ／Ｃ信号処理部、６２…
制御回路部、６３…パルス発生回路部、６４…パルス電
圧又はパルス幅の制御部（ＧＨ液晶駆動制御装置）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河端 大 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 田中 和洋 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA33 EA38 GA02 GA13 HA06 HA18 HA24 JA06 MA10 MA13 2H093 NA53 NB01 NC03 ND06 ND32 NF06 NG11 NH12 NH14 5C022 AA13 AB14 AC42 AC55 AC69
Claims (18)
- 【請求項１】 液晶素子と；この液晶素子から射出する
光の透過率を現光透過率から目標光透過率へ変化させる
際に、少なくとも前記目標光透過率に対応する駆動パル
スを与える前に、最小光透過率又は最大光透過率に対応
する制御用駆動パルスを予め挿入する、パルス制御部
と；を具備する調光装置。 - 【請求項２】 前記制御用駆動パルスが少なくとも制御
されたパルス電圧及びパルス数を有している、請求項１
に記載した調光装置。 - 【請求項３】 前記制御用駆動パルスのパルス電圧が、
前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス電圧
と同等、或いはこのパルス電圧と前記目標光透過率を生
じるパルス電圧との間の値である、請求項２に記載した
調光装置。 - 【請求項４】 前記制御用駆動パルスが少なくとも制御
されたパルス幅及びパルス数を有している、請求項１に
記載した調光装置。 - 【請求項５】 前記制御用駆動パルスのパルス幅が、前
記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス幅と同
等、或いはこのパルス幅と前記目標光透過率を生じるパ
ルス幅との間の値である、請求項４に記載した調光装
置。 - 【請求項６】 前記液晶素子が、ネガ型液晶をホスト材
料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−ホスト
型液晶素子である、請求項１に記載した調光装置。 - 【請求項７】 液晶素子からなる調光装置を駆動する方
法であって、前記液晶素子から射出する光の透過率を現
光透過率から目標光透過率へ変化させる際に、少なくと
も前記目標光透過率に対応する駆動パルスを与える前
に、最小光透過率又は最大光透過率に対応する制御用駆
動パルスを予め挿入する、調光装置の駆動方法。 - 【請求項８】 前記制御用駆動パルスを少なくともパル
ス電圧及びパルス数によって制御する、請求項７に記載
した調光装置の駆動方法。 - 【請求項９】 前記制御用駆動パルスのパルス電圧を、
前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス電圧
と同等、或いはこのパルス電圧と前記目標光透過率を生
じるパルス電圧との間の値とする、請求項８に記載した
調光装置の駆動方法。 - 【請求項１０】 前記制御用駆動パルスを少なくともパ
ルス幅及びパルス数によって制御する、請求項７に記載
した調光装置の駆動方法。 - 【請求項１１】 前記制御用駆動パルスのパルス幅を、
前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス幅と
同等、或いはこのパルス幅と前記目標光透過率を生じる
パルス幅との間の値とする、請求項１０に記載した調光
装置の駆動方法。 - 【請求項１２】 前記液晶素子として、ネガ型液晶をホ
スト材料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−
ホスト型液晶素子を用いる、請求項７に記載した調光装
置の駆動方法。 - 【請求項１３】 液晶素子からなる調光装置が撮像系の
光路中に配されている撮像装置であって、前記調光装置
が、 前記液晶素子から射出する光の透過率を現光透過率から
目標光透過率へ変化させる際に、少なくとも前記目標光
透過率に対応する駆動パルスを与える前に、最小光透過
率又は最大光透過率に対応する制御用駆動パルスを予め
挿入する、パルス制御部を具備する、撮像装置。 - 【請求項１４】 前記制御用駆動パルスが少なくとも制
御されたパルス電圧及びパルス数を有している、請求項
１３に記載した撮像装置。 - 【請求項１５】 前記制御用駆動パルスのパルス電圧
が、前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス
電圧と同等、或いはこのパルス電圧と前記目標光透過率
を生じるパルス電圧との間の値である、請求項１４に記
載した撮像装置。 - 【請求項１６】 前記制御用駆動パルスが少なくとも制
御されたパルス幅及びパルス数を有している、請求項１
３に記載した撮像装置。 - 【請求項１７】 前記制御用駆動パルスのパルス幅が、
前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス幅と
同等、或いはこのパルス幅と前記目標光透過率を生じる
パルス幅との間の値である、請求項１６に記載した撮像
装置。 - 【請求項１８】 前記液晶素子が、ネガ型液晶をホスト
材料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−ホス
ト型液晶素子である、請求項１３に記載した撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000311501A JP2002122843A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 調光装置及びその駆動方法、並びに撮像装置 |
| EP01124043A EP1197786B1 (en) | 2000-10-12 | 2001-10-09 | Light control device, method for driving the same and pickup device using the light control device |
| DE60136787T DE60136787D1 (de) | 2000-10-12 | 2001-10-09 | Vorrichtung zur Steuerung des Lichts, zugehöriges Steuerungsverfahren und diese Vorrichtung verwendende Bildaufnahmevorrichtung |
| US09/974,565 US6720742B2 (en) | 2000-10-12 | 2001-10-10 | Light control device, method for driving same and pickup device using the light control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000311501A JP2002122843A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 調光装置及びその駆動方法、並びに撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122843A true JP2002122843A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18791248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000311501A Pending JP2002122843A (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 調光装置及びその駆動方法、並びに撮像装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6720742B2 (ja) |
| EP (1) | EP1197786B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002122843A (ja) |
| DE (1) | DE60136787D1 (ja) |
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| JP2020530584A (ja) * | 2017-09-29 | 2020-10-22 | エルジー・ケム・リミテッド | 光学素子の駆動方法 |
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| WO2002082175A1 (fr) * | 2001-04-06 | 2002-10-17 | Sony Corporation | Dispositif de commande de rayonnement lumineux et dispositif d'imagerie |
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2000
- 2000-10-12 JP JP2000311501A patent/JP2002122843A/ja active Pending
-
2001
- 2001-10-09 DE DE60136787T patent/DE60136787D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-09 EP EP01124043A patent/EP1197786B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-10 US US09/974,565 patent/US6720742B2/en not_active Expired - Lifetime
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| DE60136787D1 (de) | 2009-01-15 |
| US6720742B2 (en) | 2004-04-13 |
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| EP1197786A2 (en) | 2002-04-17 |
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