JP2004245985A - 調光素子の駆動方法、駆動プログラム、調光装置及びその調光装置を用いたカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】高速応答が可能で低消費電力の調光素子の駆動方法、その駆動方法を実行するためのプログラム、その駆動方法を用いた調光装置及びその調光装置を搭載したカメラを提供する。
【解決手段】電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も収斂した透過率を保持する調光素子（エレクトロクロミック素子）を、目標の透過率にするように電極に所定の電位差を印加する駆動方法において、収斂する透過率に対応した電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率（ １００％）の収斂電位差（０Ｖ）と目標の透過率（５０％又は２５％）の収斂電位差（ＶＳ１又はＶＳ２）との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差（ＶＥ ）を、現在の透過率と目標の透過率との差に応じて所定時間（Ｔ１ａ又はＴ１ｂ）印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差（ＶＳ１又はＶＳ２）を印加して駆動する。
【選択図】 図９
【解決手段】電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も収斂した透過率を保持する調光素子（エレクトロクロミック素子）を、目標の透過率にするように電極に所定の電位差を印加する駆動方法において、収斂する透過率に対応した電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率（ １００％）の収斂電位差（０Ｖ）と目標の透過率（５０％又は２５％）の収斂電位差（ＶＳ１又はＶＳ２）との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差（ＶＥ ）を、現在の透過率と目標の透過率との差に応じて所定時間（Ｔ１ａ又はＴ１ｂ）印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差（ＶＳ１又はＶＳ２）を印加して駆動する。
【選択図】 図９
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電極への印加電圧（電位差）に応じて透過率あるいは反射率が変化するエレクトロクロミック素子などの調光素子の駆動方法、駆動プログラム、調光装置及びその調光装置を用いたカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公平５−３１３５１号公報
【特許文献２】特開昭５４−１１８１８９号公報
【特許文献３】特公平１−３６１１７号公報
【０００３】
近年半導体技術の進展に伴い、小型でありながら画素数の多い撮像素子の製作が可能になった。これを利用した各種撮像装置に適用するために、高精細の画像が得られる小型の撮像用光学モジュールの開発が望まれている。特に高精細の撮像機能が要求されるデジタルカメラにあっては、撮影対象の明るさの変化に対応する多段階の調光機能は必須の項目である。しかしながら、従来の絞り羽根を用いた機械的な調光機構は微小化が難しく、光学モジュールの小型化を阻害する要因となっている。
【０００４】
また、デジタルカメラの撮像光学系は小型になり、絞り径を小さくしていくと、回折の影響で鮮明な画像が得られなくなってしまう。そこで、ＮＤフィルターを光学系に出し入れし、光量制御を行っているものもある。このようなＮＤフィルターの駆動機構では、ＮＤフィルターを駆動させるためのアクチュエーターが必要であると共に、光学系からＮＤフィルターが退くスペースが必要であり、小型化の阻害要因となっている。
【０００５】
このため、電気的に透過率を変化させることが可能な調光素子を用いる提案がなされている。このような調光素子の例としては、エレクトロクロミック素子が挙げられる。このエレクトロクロミック素子については、例えば特公平５−３１３５１号公報（特許文献１）に開示されており、ここでは被写体の照度（映像信号レベル）に応じた振幅のパルス電圧を印加することで、自動的に透過率を制御し調光するようにしたエレクトロクロミックフィルタについて開示がなされている。
【０００６】
また、一般に、エレクトロクロミック素子を表示素子として用いた場合、他の表示素子に比べて応答速度が遅いことはよく知られていて大きな課題となっているが、これを補うための高速駆動方式としては、例えば定電圧矩形波駆動方法が提案されている（特許文献２）。そして、更にこの定電圧矩形波駆動方法を改善した駆動方法として、エレクトロクロミック素子に流れる電流を検知して印加電圧を補正する駆動方法も提案されている（特許文献３）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このエレクトロクロミック素子を調光素子としてカメラの機械的絞りの代わりに利用するためには、上記特許文献３に記載されているような従来の単純な２値間の応答を満足させるだけでは十分でない。なぜなら、カメラの絞りは通常複数段階、具体的には、開放を含めて最低３段階程度の透過率で使用できるようにしなければならないので、上記特許文献３に記載されている文字表示用の表示装置のような２値間の制御だけでは不十分だからである。更にまた、カメラに適用するためには、エレクトロクロミック素子の駆動方法がカメラ回路やカメラシーケンスと組み合わせることが要求される。そして、カメラ搭載ゆえに一層の低消費電力化も要求される。
【０００８】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、カメラの絞りなどに適した調光素子の複数段階の透過率変化を高速に実現できるようにした調光素子の駆動方法、駆動プログラム、調光装置及びその調光装置を備えたカメラを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記収斂する透過率に対応した電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加し駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記透過率の差が大きい場合には前記ドライブ電位差の印加時間を長くすることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じたドライブ電位差を設定し、設定された該ドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加し駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記透過率の差が大きい場合には大きな前記ドライブ電位差を印加することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記透過率の差にかかわらず一定時間前記ドライブ電位差を印加することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加するようにした第１の駆動モード、又は前記ドライブ電位差のみを印加する第２の駆動モードのいずれか選択された駆動モードで駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記目標の透過率の収斂電位差を印加した後に前記電極間の電位をオープン状態にすることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る調光装置において、前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９に係る発明は、前記請求項１〜８のいずれか１項に係る調光装置を、撮影光量調整装置として備えてカメラを構成するものである。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、前記請求項６に係る調光装置を撮影光量調整装置として備え、前記駆動手段は、カメラのスルー画像表示中は前記第１の駆動モードで駆動し、露光開始直前は前記第２の駆動モードで駆動するようにしてカメラを構成するものである。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記収斂する反射率に対応した電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加し駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記反射率の差が大きい場合には前記ドライブ電位差の印加時間を長くすることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１３に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した反射率に対応する電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加し駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００２２】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記反射率の差が大きい場合には大きな前記ドライブ電位差を印加することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１５に係る発明は、請求項１１〜１４のいずれか１項に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記目標の反射率の収斂電位差を印加した後に前記電極間の電位をオープン状態にすることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１６に係る発明は、請求項１１〜１５のいずれか１項に係る調光装置において、前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１７に係る発明は、前記請求項１１〜１６のいずれか１項に係る調光装置を撮影光量調整装置として備えてカメラを構成するものである。
【００２６】
請求項１８に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を、目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動方法において、前記収斂する透過率に対応した電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加するように駆動することを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１９に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を、目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とするものである。
【００２８】
請求項２０に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加するようにした第１の駆動モード、又は前記ドライブ電位差のみを印加する第２の駆動モードのいずれか選択された駆動モードで駆動することを特徴とするものである。
【００２９】
請求項２１に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子を、目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動方法において、前記収斂する反射率に対応した電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とするものである。
【００３０】
請求項２２に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子を、目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した反射率に対応する電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項２３に係る発明は、請求項１８〜２２のいずれか１項に係る調光素子の駆動方法において、前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項２４に係る発明は、前記１８〜２３のいずれか１項に係る調光素子の駆動方法を実行するようにプログラムを構成するものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る調光素子の駆動方法及び調光装置の実施の形態を適用したデジタルカメラを示す概略ブロック構成図である。図１において、１はレンズユニットで、撮影レンズ２と、撮影レンズ２の被写体光入射側に配置された調光素子としてのエレクトロクロミック素子（以下ＥＣ素子と略称する）３と、撮影レンズ２の透過光を入射するＣＣＤ等の撮像素子４とで構成されている。５はＥＣ素子駆動電源部、６はＥＣ素子駆動電源部５から出力される駆動電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング用ＦＥＴ、７はカメラの各部の制御を行うＣＰＵで、ＥＣ素子３の駆動制御のための時間・電圧（電位差）データ等を予め格納しているデータテーブルを備えている。８は操作部で、電源ＯＮ／ＯＦＦボタン、撮影モードボタン、レリーズボタン等を備えている。９は撮像素子４から出力される撮像信号のゲイン調整、ＡＤ変換等の処理を行って画像データを生成する撮像回路、１０は画像データを用いてＡＥ／ＡＦ処理を行うＡＥ／ＡＦ回路、１１は画像データを一時的に記憶するＤＲＡＭ、１２は画像データに各種画像処理を施す画像処理回路、１３は画像データを表示するＬＣＤ等からなる画像表示部、１４は画像データを記録するスマートメディア等の着脱可能なメモリカードである。
【００３４】
次に、ＥＣ素子の基本構成並びにその基本動作について説明する。図２は透過型のＥＣ素子３の構成例を示す概略断面図である。この透過型のＥＣ素子３は、ＩｒＯ層２１とＴａＯ５ 層２２とＷＯ３ 層２３からなるＥＣ材層２４と、このＥＣ材層２４の両側に配置されたＩＴＯからなる透明電極２５，２６と、更に透明電極２５，２６の外側に配置されたガラス薄板２７，２８とで構成されている。
【００３５】
一方、図３は、反射型のＥＣ素子３′の構成例を示す概略断面図で、図２に示した透過型ＥＣ素子３の一方の透明電極、図示例では透明電極２６をＡｌ層で形成し、電極兼反射膜２９とするもので、他の部分の構成は透過型ＥＣ素子３と同様である。
【００３６】
なお、図１では、透過型のＥＣ素子３を用いた例を示しているが、上記反射型のＥＣ素子３′をレンズユニットに用いた場合は、図４に示すように、反射型ＥＣ素子３′を被写体光の入射方向に対して４５°傾斜させて配置し、入射光を９０°折曲反射して撮影レンズ２に向けて出射させるようにして、レンズユニット１′が構成される。
【００３７】
次に、ＥＣ素子の基本的な調光動作の一例について説明する。なお、以下では透過型のＥＣ素子について説明を行うが、反射型ＥＣ素子については、透過率を反射率に読み換えるものとする。まず、本発明の動作に対比するため、従来行われているＥＣ素子の透過率調整動作について、図５のタイミング図に基づいて説明する。両電極間の印加電圧（電位差）が０Ｖの状態では、ＥＣ素子は所定の透過率Ｐ０ を有しており、この状態から時刻ｔ１ において、Ｐ０ より低い透過率Ｐ１ に変化させるために、電圧（電位差）Ｖ１ を印加する。電圧Ｖ１ を印加した後、所定の収斂時間ＴＡ１で所定の透過率Ｐ１ に達する。
【００３８】
ＥＣ素子は、その電極間がコンデンサとなっており、透過率の変動は両電極間への電圧（電位差）印加時に注入される電荷量で決まり、その透過率は電荷を加えるか減らされない限り、その状態が保持される。したがって、収斂時間ＴＡ１で印加電圧Ｖ１ に対応する所定の透過率Ｐ１ に到達した後は、そのまま電圧Ｖ１ を印加していてもよいし、あるいは両電極を駆動電源より切り離しオープンの状態にしても、所定の透過率Ｐ１ は維持される。
【００３９】
次に、Ｐ０ よりも低い透過率Ｐ１ にした後、時刻ｔ２ でＰ０ とＰ１ の中間の透過率Ｐ２ を得るために、０ＶとＶ１ の中間の電圧Ｖ２ をＥＣ素子の電極間に印加すると、同様に所定の収斂時間ＴＡ２経過後に、透過率Ｐ２ に到達する。
【００４０】
このように、ＥＣ素子においては、時刻ｔ１ あるいは時刻ｔ２ において、透過率をＰ０ からＰ１ へ、あるいはＰ１ からＰ２ へ変化させるために、急激に印加電圧をＶ０ からＶ１ へ、あるいはＶ１ からＶ２ へ変化させても、コンデンサの充放電特性と同様に応答速度が遅く、透過率が所定値Ｐ１ あるいはＰ２ に安定するまで、かなりの時間（収斂時間：ＴＡ１，ＴＡ２）を必要とする。
【００４１】
本発明では、このように透過率の変動調整に長時間要するというＥＣ素子の応答特性を改善するために、次のような駆動動作を基本動作として行わせるものである。すなわち、図６のタイミング図に示すように、電圧（電位差）０Ｖ印加時の透過率Ｐ０ からＰ０ より低い所定の第１の透過率Ｐ１ に調整する場合、時刻ｔ１ で、透過率Ｐ１ に対応する印加電圧（収斂電圧）Ｖ１ より高い電圧Ｖ３ を、収斂時間ＴＡ１より短い時間（収斂時間）ＴＡ３印加した後、透過率Ｐ１ に対応する電圧（収斂電圧）Ｖ１ を印加する。上記電圧Ｖ３ の印加時間ＴＡ３は、時刻ｔ１ で電圧Ｖ３ の印加を開始してから、調整（変化）前の透過率Ｐ０ が所定の透過率Ｐ１ に達するまでの時間である。このように、調整前の初期透過率Ｐ０ より低い透過率（目標透過率）Ｐ１ に調整する場合は、目標透過率に対応する印加電圧（収斂電圧）Ｖ１ より高い電圧Ｖ３ を印加することにより、短い収斂時間ＴＡ３で目標透過率Ｐ１ に調整することが可能となる。
【００４２】
また、同様に、透過率Ｐ１ の状態よりＰ０ とＰ１ の中間のＰ１ より高い透過率Ｐ２ に調整する場合は、時刻ｔ２ において、透過率Ｐ２ に対応する印加電圧（収斂電圧）Ｖ２ より低い電圧Ｖ４ を、短期間（収斂時間）ＴＡ４印加した後、透過率Ｐ２ に対する印加電圧Ｖ２ を印加する、上記電圧Ｖ４ の印加時間ＴＡ４は、時刻ｔ２ において電圧Ｖ４ を印加してから、透過率が所定の透過率Ｐ２ に達するまでの時間である。このように調整前の透過率より高い透過率（目標透過率）に調整する場合は、対応する印加電圧より低い電圧Ｖ４ を印加することにより、短い収斂時間ＴＡ４で目標透過率Ｐ２ に調整することができる。
【００４３】
本発明における上記のような基本的な駆動調整手法を、図５及び図６を参照して一般的に述べると、一定時間（ＴＡ１又はＴＡ２）の電圧印加により一定の透過率（Ｐ１ 又はＰ２ ）に達した場合の電圧を当該透過率に対応した収斂電圧（Ｖ１ 又はＶ２ ）とし、その収斂電圧の印加により一定の透過率（Ｐ１ 又はＰ２ ）に達するまでの時間を収斂時間（ＴＡ１又はＴＡ２）としたとき、変化前の透過率（Ｐ０ 又はＰ１ ）に対応する収斂電圧を基準電圧とした場合の当該基準電圧（０又はＶ１ ）に対して変化時に印加する電圧（Ｖ３ 又はＶ４ ）との電位差（Δ２又はΔ４）が、基準電圧（０又はＶ１ ）と目標とする透過率（Ｐ１ 又はＰ２ ）に対応する収斂電圧（Ｖ１ 又はＶ２ ）との電位差（Δ１又はΔ３）より大きくなるような電圧を印加電圧（Ｖ３ 又はＶ４ ）とし、前記収斂時間（ＴＡ１又はＴＡ２）より短い時間（ＴＡ３又はＴＡ４）駆動するということになる。
【００４４】
このように、透過率を変化させる遷移期間に大きな電位差（ドライブ電位差）を与えることにより、急激な透過率変化を引き起こして、遷移期間を短くすることにより応答性を改善することができる。ここで、遷移期間に与える電位差（Ｖ３ 又はＶ４ ）は、ＥＣ素子の絶縁破壊を生じさせない範囲で大きいほどよいが、実際には電源装置の能力とＥＣ素子の劣化促進の度合いなどの兼ね合いで決まることになる。
【００４５】
しかし、大きな電位差のみで駆動させることには、以下のような問題がある。図７は、大きな電位差（ドライブ電位差）だけを印加して、その電位差単独で駆動する単独駆動パターンで発生する問題を説明する図である。図７の上部は、電極に加えられる印加電圧（電位差）のパターンを示し、図７の下部がこの電圧印加により得られる透過率の変化を示す図で、現透過率がＰ０ にある２つのＥＣ素子（ａ，ｂ）に、ドライブ電位差ＶＥ 単独を時間Ｔだけ印加した場合（印加を途中で停止）の、それぞれの透過率変化のカーブ（ａ１ ，ｂ１ ）を実線で示し、ドライブ電位差ＶＥ 単独を時間Ｔ以上の連続しての印加した場合の透過率変化カーブ（ａ２ ，ｂ２ ）を続けて破線で示している。
【００４６】
図７の透過率変化特性で示すように、まず、現透過率がＰ０ は２つのＥＣ素子間での差はないが、時間Ｔだけの駆動された場合には、透過率変化カーブは、一方のＥＣ素子ａではカーブａ１ を通り透過率Ｐ１ａに収斂し、他方のＥＣ素子ｂではカーブｂ１ を通り透過率Ｐ１ｂに収斂する。そして両者には、ＥＣ素子の固体差の影響で透過率差ΔＰが発生する。つまり収斂途中で電圧印加を停止するような駆動をさせた場合には、加えられる電位差が大きい分だけカーブが急峻になるので、同じ電圧（電位差）を同じ時間だけ印加しても、固体差等のばらつきによっては、大きな透過率差が生じてしまうことが考えられる。一方、時間Ｔ以上連続して電圧を印加した場合には、カーブａ１ ，ｂ１ の後、点線で示すカーブａ２ ，ｂ２ を通り、最終的に同じ透過率に収斂するので、ＥＣ素子の固体差の影響が出ないと考えられる。
【００４７】
そこで、前記のような大きな電位差のドライブ電位差ＶＥ の印加後、収斂電位差ＶＳ を更に印加した場合の透過率変化の様子を図８に示す。図８の上部が印加される電圧（電位差）のパターンを示し、図８の下部がその印加による透過率変化を示す。図８の透過率変化特性に示すように、ＥＣ素子ａではカーブａ３ を通り透過率Ｐ１ に収斂し、ＥＣ素子ｂはカーブｂ３ を通り同じく透過率Ｐ１ に収斂する。つまり、ＥＣ素子ａ，ｂは途中の透過率特性は異なっても、その後に印加する収斂電位差ＶＳ の作用によって、収斂電位差ＶＳ で決まる同じ収斂透過率Ｐ１ に落ち着くことになる。ドライブ電位差ＶＥ のみ印加する単独駆動の場合に比べて、収斂電位差ＶＳ を更に印加する駆動では、ＥＣ素子のばらつきの影響がなくなり、得られる透過率の精度が向上するという効果が得られる。
【００４８】
次に、ＥＣ素子をデジタルカメラの調光素子（撮影光量調整装置）として用いる場合の具体的な駆動制御方式について説明する。デジタルカメラに限らずカメラ一般の調光素子としての従来の機械的な絞りは、調整段数として３段階以上の段数を有しているものが多く、ＥＣ素子を用いた調光素子でも３段以上の調整が可能であることか望ましい。本実施の形態では、調整段数を３段階としてＥＣ素子からなる調光素子の駆動方式を説明する。
【００４９】
図９は、ＥＣ素子からなる調光素子の透過率を下げる、つまり絞る方向に駆動する場合を示す図であり、図９の上部は印加する電圧（電位差）のパターンを示し、下部はその印加により得られる調光素子の透過率特性を示す。そして、図９の左側が透過率 １００％から５０％への変化（絞り値でＦ２．８ を開放とした場合に、Ｆ２．８ からＦ４への変化）、右側が透過率 １００％から２５％への変化（絞り値でＦ２．８ からＦ５．６ への変化）をさせる場合の駆動印加電圧と透過率変化特性を示す。透過率を １００％から５０％へ変化させる場合には、調光素子の電極にドライブ電位差ＶＥ をＴ１ａ時間印加し、その後５０％透過率に対応する収斂電位差であるＶＳ１を印加する。一方、２５％透過率へ変化させる場合には、ドライブ電位差ＶＥ をＴ１ａより長い時間であるＴ１ｂ時間印加し、その後２５％透過率に対応する収斂電位差であるＶＳ２を印加する。
【００５０】
このように、変化させる透過率の変化量に応じてドライブ電位差の印加時間を制御する。つまり、透過率をより低下させる場合には、ドライブ電位差の印加時間を相対的に長くするように駆動する。透過率変化量とその対応するドライブ電位差の印加時間の関係は、ＣＰＵ７のテーブルデータとして記憶させておいて、現在の透過率とＡＥ処理での測光結果から算出された目標透過率に基づいて、前記テーブルデータから印加時間が求められる。
【００５１】
図１０は、調光素子の透過率を上げる、つまり開放にする方向に駆動する場合を示す図であり、図１０の上部は印加する電圧（電位差）のパターンを示し、下部はその印加により得られる調光素子の透過率特性を示す。そして、図１０の左側が透過率５０％から １００％への変化（Ｆ４からＦ２．８ への変化）、右側が透過率２５％から １００％への変化（Ｆ５．６ からＦ２．８ への変化）をさせる場合の駆動印加電圧と透過率変化特性を示す。透過率を５０％から １００％へ変化させる場合には、調光素子の電極にドライブ電位差ＶＥ をＴ１ｃ時間印加し、その後収斂電位差０（電極間短絡）を印加する。一方、透過率を２５％から １００％へ変化させる場合には、ドライブ電位差ＶＥ をＴ１ｃより長い時間であるＴ１ｄ時間印加し、その後収斂電位差０を印加する。図９に示した絞り方向への駆動と同様に、透過率の変化量に応じてドライブ電位差の印加時間を制御する。つまり透過率をより高める場合には、ドライブ電位差の印加時間を相対的に長くするように駆動する。
【００５２】
この透過率駆動制御方式の場合は、ＥＣ駆動電源部５で用意する電圧（電位差）は４種類（図示例では０Ｖ，ＶＥ ，ＶＳ１，ＶＳ２）でよく、特にドライブ電位差は１種類でよく、ハード構成を容易にすることができる。
【００５３】
次に、ＥＣ素子を調光素子として用いる場合の駆動方式の別例について説明する。前記駆動方式は、透過率の変化量に応じてドライブ電位差の印加時間を制御する方式（等電位差方式）であったが、次に、透過率変化量に応じてドライブ電位差の大きさを変化させて透過率を制御する方式（等印加時間方式）について説明する。
【００５４】
図１１は、図９に示したのと同じようなケース、つまり調光素子の透過率を下げる、すなわち絞る方向に駆動する場合を示す図である。図１１の上部は印加する電圧（電位差）のパターンを示し、下部はその印加により得られる調光素子の透過率特性を示す。図１１の左側が透過率 １００％から５０％への変化、右側が透過率 １００％から２５％への変化をさせる場合の駆動印加電圧と透過率変化特性を示す。透過率 １００％から５０％へ変化させる場合には、調光素子電極にドライブ電位差ＶＥ１をＴ１ｅ時間印加し、その後５０％透過率に対応する収斂電位差ＶＳ１を印加する。一方、２５％透過率へ変化させる場合には、ＶＥ１より大きいドライブ電位差ＶＥ２を同じＴ１ｅ時間印加し、その後２５％透過率に対応する収斂電位差ＶＳ２を印加する。
【００５５】
このように、この駆動方式では変化させる透過率の変化量に応じてドライブ電位差の大きさを制御する。また、ドライブ電位差ＶＥ１，ＶＥ２を加えてから収斂するまでの時間Ｔ１ｆは、ドライブ電位差ＶＥ１とＶＥ２の比を調整すれば、同一にすることができる。
【００５６】
図１２は、図１０に示したのと同様なケース、つまり調光素子の透過率を上げる、すなわち開放方向に駆動する場合を示す図である。図１２の左側が透過率を５０％から １００％への変化、右側が透過率２５％から １００％への変化をさせる場合の駆動印加電圧（電位差）と透過率変化特性を示す。図１１で示した場合と同様に、透過率変化量の大きい場合、すなわち透過率２５％から １００％へ変化させる場合には、透過率５０％から １００％へ変化させる場合のドライブ電位差ＶＥ３より大きいドライブ電位差ＶＥ４を、ＶＥ３と同じ時間Ｔ１ｇ印加させ、その後収斂電位差０を印加する。この場合も、透過率変化量に応じてドライブ電位差の大きさを変える。また、ドライブ電位差ＶＥ３，ＶＥ４を加えてから収斂するまでの時間Ｔ１ｈは、同様にドライブ電位差ＶＥ３とＶＥ４の比を調整することにより、同一にすることができる。
【００５７】
このように、一定時間で印加電圧（電位差）を調整することにより、所定の透過率が得られるように制御することが可能となる。そして、この透過率駆動制御方式の場合は、一定時間で調光処理ができるので、ソフト構成を容易にすることができる。
【００５８】
次に、図１に実施の形態として示したデジタルカメラの概略的なカメラ動作について、図１３のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、カメラのＡＥ動作を中心にした説明を行うためのもので、既にカメラ電源がＯＮされていて撮影モードで且つ画像表示部がＯＮされていることを前提にして示している。この前提とした段階では、まず測光処理が行われる（ステップＳ１）。この測光処理は、ここでは撮像素子４から出力される撮像信号に基づいて、ＡＥ／ＡＦ回路１０及びＣＰＵ７において行われるものとする。次いで、測光処理された被写体輝度が適切であるか否かの判定が行われ（ステップＳ２）、この判定ステップにおいて、被写体輝度が不適切の場合は、次に、その被写体輝度はシャッタ速度（素子シャッタ）による調整可能範囲内であるか否かの判定が行われる（ステップＳ３）。この判定ステップにおいて、被写体輝度がシャッタ速度による調整可能範囲内でないと判定された場合は、ＥＣ素子による調光処理が行われる（ステップＳ４）。
【００５９】
ＥＣ素子による調光処理ステップでは、図１４に示すサブルーチン動作が行われる。すなわち、ＥＣ素子による調光処理では、まずＥＣ素子駆動電源部５に対して、駆動条件の設定が行われる（ステップＳ１１）。この駆動条件の設定処理では、被写体光量が過剰の場合は、ＥＣ素子に正方向の電圧を印加してＥＣ素子の透過率を下げるような設定を行い、被写体光量が不足の場合は、ＥＣ素子に負方向の電圧を印加してＥＣ素子の透過率を上げるような設定を行う。
【００６０】
次いで、駆動電源部５から設定された駆動電圧が出力される（ステップＳ１２）。次いで、スイッチング用ＦＥＴ６がＯＮされ（ステップＳ１３）、ＥＣ素子３に設定された駆動電圧が印加される。ＥＣ素子３に駆動電圧が印加されると、図１５のタイミングチャートに示すように、垂直同期信号ＶＤと同じ測光タイミングで撮像素子４からの撮像信号に基づいて測光が行われ（ステップＳ１４）、測光された被写体輝度が適正輝度であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１５）。
【００６１】
スイッチング用ＦＥＴ６がＯＮとなり、設定された駆動電圧がＥＣ素子３に印加されると、時間と共にＥＣ素子３の透過率が所定の透過率に向かって、つまり被写体輝度が適正輝度となるように変動する。したがって、適正輝度になっていない時点では、所定の適正輝度になるまで、測光と適正輝度判定ステップが繰り返され、ＥＣ素子３の透過率が所定値に達し、被写体輝度が適正輝度と判定された場合は、図１５のタイミングチャートに示すように、スイッチング用ＦＥＴ６をＯＦＦし（ステップＳ１６）、次いで駆動電源部５からの駆動電圧の出力をＯＦＦとする（ステップＳ１７）。ＥＣ素子の駆動制御方式は、上述した等電位差方式あるいは等印加時間方式のいずれでも可能である。
【００６２】
以上の動作により、ＥＣ調光処理のサブルーチン動作ステップが終了すると、再びメインルーチンの処理ステップに戻り、ステップＳ２の判定ステップにおいて被写体輝度が適切であると判定された場合、あるいはステップＳ３の判定ステップにおいて被写体輝度がシャッタ速度の調整可能範囲内であると判定された場合と同様に、測距動作ステップに移行する（ステップＳ５）。次いで、測距動作に基づく合焦位置へ撮影レンズ２を駆動し（ステップＳ６）、レリース操作を待機する（ステップＳ７）。レリース操作がなされると、露光撮影が実行され（ステップＳ８）、次いで、露光による撮影画像の記録処理がなされ（ステップＳ９）、カメラ動作を終了する。
【００６３】
次に、ＥＣ素子を撮影毎にリセットする場合の動作について、図１６のタイミングチャートに基づいて説明する。撮影動作開始前はＥＣ素子の透過率は最大、つまり開放状態にされている。撮影動作が開始されると、まずＥＣ素子駆動電源部５がＯＮとされ、正の駆動電圧が出力される。次いで、測光処理部（ＣＰＵ）の制御信号により、スイッチング用ＦＥＴ６がＯＮとなり、ＥＣ素子３に正の電圧が印加され、ＥＣ素子３の透過率が時間と共に低下し、所定の透過率に達した時点で、スイッチング用ＦＥＴ６がＯＦＦされ、次いで、ＥＣ駆動電源部５がＯＦＦされ、ＥＣ素子３が所定の透過率を保った状態で露光撮影が実行される。
【００６４】
露光終了後は、再びＥＣ素子３の透過率を最大値に戻すため、ＥＣ駆動電源部５をＯＮにして負の駆動電圧を出力させ、次いでスイッチング用ＦＥＴ６をＯＮにして、ＥＣ素子３に負の電圧を印加してＥＣ素子３の透過率を上昇させ、最大透過率に復帰するのに十分な時間、負電圧の印加を行った後、スイッチング用ＦＥＴ６をＯＦＦとする。これにより、撮影毎にＥＣ素子３をリセットすることができる。
【００６５】
次に、ＥＣ素子への電圧印加態様について、図１７の（Ａ）〜（Ｃ）に基づいて、まとめて説明する。なお、図示例は、全て初期透過率Ｐ０ より低い目標透過率Ｐ１ に設定するため、ＥＣ素子の電極間に正方向の電圧（電位差）を印加する場合を示している。また、ここでも透過型ＥＣ素子について説明を行っており、反射型ＥＣ素子については、透過率を反射率と読み換えるものとする。図１７の（Ａ）は、目標透過率Ｐ１ に対応する収斂電圧Ｖ２ より高い電圧Ｖ３ を、時刻ｔ１ で印加して、短時間で透過率を急激に変化させ、目標透過率Ｐ１ に達した時点ｔ３ で、スイッチング用ＦＥＴをＯＦＦし、ＥＣ素子の電極間をオープン状態とするもので、図７で示した手法に対応するものである。
【００６６】
ＥＣ素子の電極間をオープン状態にするには、メカニカルリレーなどを用いて物理的に切断するのが理想的であるが、スイッチング用ＦＥＴを用いた場合でもＯＦＦ抵抗が大きいので、ＥＣ素子電極間を実質的にオープン状態にすることができる。この方式では、透過率（濃度）を変化させるとき以外は、駆動回路をＯＦＦにすることができるので、消費電力の点で有利である。
【００６７】
図１７の（Ｂ）は、図１７の（Ａ）に示した方式における高電圧Ｖ３ の印加時間を短縮し、目標透過率に到達する前の時刻ｔ４ において、目標透過率に対応する収斂電圧Ｖ２ に切り換え、そして目標透過率に達成する時刻ｔ５ まで一定期間収斂電圧Ｖ２ を印加するようにした方式で、図８で示した手法に対応するものである。この場合も、収斂電圧Ｖ２ のみを印加する場合に比べ、目標透過率への応答時間を短縮すると共に、ＥＣ素子を精度よく目標透過率に設定することができる。
【００６８】
図１７の（Ｃ）は、図１７の（Ａ）に示した方式における高電圧Ｖ３ の印加時間を更に短縮し、時刻ｔ６ で高電圧Ｖ３ より若干低い電圧Ｖ３ ′を印加し、更に時刻ｔ７ で収斂電圧Ｖ２ に切り換え、目標透過率に到達する時刻ｔ８ まで印加するようにした方式である。高電圧を長期間印加すると、ＥＣ素子が劣化するおそれがあるが、この方式のように高電圧印加時間をさらに短縮することにより、ＥＣ素子の劣化を防止すると共に、応答速度を向上させることが可能となる。
【００６９】
上記図１７の（Ａ），（Ｂ）に示した駆動方式には、それぞれ利点がある。そこで、それぞれの利点を活かすように、この２つの駆動方式を、デジタルカメラのカメラモードによって切り替えて使用する例を、図１８のフローチャートに基づいて説明する。
【００７０】
図１に示したデジタルカメラのブロック図で説明した画像表示部１３は、撮影する画角を確認するためにＬＣＤ等の表示素子からなり、この表示部には撮影レンズユニット１に備えられた撮像素子（ＣＣＤ）４で得られた画像であるスルー画像が表示され、撮影者はこのスルー画像の表示を見て被写体の構図を決め、シャッターを押すことで撮影がなされる。したがって、画像表示部１３へのスルー画像表示中も、撮像素子４への入射光量が適当になるようにＥＣ素子（調光素子）３を駆動さてせる必要がある。そこで、デジタルカメラの撮影モードにおいては、まず撮影画像が取り込まれ、スルー画像の画像表示部１３への表示が開始される（ステップＳ２１）。これと同時に、撮影画像信号は、ＡＥ／ＡＦ回路１０で測光処理され（ステップＳ２２）、被写体輝度を評価して調光切り換えの必要があるか否かの判断がなされ（ステップＳ２３）、必要なら切り換え処理が行われる（ステップＳ２４）。スルー画像表示中の調光切り換え処理は、図１７の（Ａ）に示した駆動方式である、ドライブ電位差単独印加方式（方式Ａ）で駆動がなされる。そして、常時画像表示部１３に適切な輝度の画像が表示されるような処理が、操作部８の１ｓｔレリース操作がなされるまで繰り返される（ステップＳ２５）。
【００７１】
そして、ステップＳ２５において１ｓｔレリース操作を検知すると、再度、撮影画像信号に基づいてＡＥ／ＡＦ回路１０で撮影露光のための測光が行われる（ステップＳ２６）。この際、スルー画像表示時と同様に、調光切り換えの要否の判断がされるが（ステップＳ２７）、この時点で調光処理する際には、ＥＣ素子３の駆動は図１７の（Ｂ）に示した駆動方式である、ドライブ電位差と収斂電位差を組み合わせた印加方式（方式Ｂ）で駆動がなされる（ステップＳ２８）。調光処理後、続いてＡＥ／ＡＦ回路１０で測距及び合焦位置へのレンズ移動処理が行われる（ステップＳ２９，Ｓ３０）。これらのＡＥ／ＡＦ処理後の状態で、２ｎｄレリース操作がなされるまで待機する（ステップＳ３１）。２ｎｄレリース操作がされると、露光処理（ステップＳ３２）、画像記録処理（ステップＳ３３）が順次実行される。
【００７２】
なお、上記ＥＣ素子（調光素子）３の各駆動での具体的な駆動方式は、前述した透過率変化に応じてドライブ電位差の印加時間を制御する方式（等電位差方式）、又は透過率変化に応じてドライブ電位差の大きさで透過率を制御する方式（等印加時間方式）のいずれを採用してもよい。なお、図９〜図１２で説明した前述の等電位差方式又は等印加時間方式は、ドライブ電位差と収斂電位差を組み合わせで説明したが、これらの方式は、上記ステップＳ２４の説明で示したようなドライブ電位差単独駆動方式（方式Ａ）にも、適用できる。
【００７３】
以上のように、スルー画像表示時間はレリーズ操作後の露光時間に比べて圧倒的に長いので、この期間はＥＣ素子をドライブ電位差単独方式で駆動をして、全体の駆動時間を短縮することは、ＥＣ素子（調光素子）駆動のための消費電力を低減するのに大きな効果がある。また、スルー画像表示中は、ＥＣ素子の透過率の切り替えが速い方式の方が、観察時の違和感がなくてよい。
【００７４】
上記実施の形態の動作説明においては、ＥＣ素子の透過率制御（被写体輝度値制御）は、測光により透過率を検出し、所定の透過率に到達した時点でＥＣ素子（調光素子）への電圧印加駆動を停止、あるいはＥＣ素子の電極間をオープン状態にする手法を用いている場合について説明を行ったが、次のような手法でＥＣ素子の透過率制御を行うこともできる。すなわち、最初の被写体輝度の測光ステップ（ステップＳ１，ステップＳ２２，ステップＳ２６）において得られた被写体輝度値に基づいて、ＥＣ素子の透過率をどの程度下げればよいか推定できるので、その低下させるべき推定透過率値に対応させて、図９〜図１２などに示した透過率制御手法により、印加電圧あるいは印加時間が算出可能であり、したがって、上記推定透過率値と算出された印加電圧あるいは印加時間とを対応させたテーブルをＣＰＵに備えておき、このテーブルを用いて印加電圧あるいは印加時間を選択設定することにより、測光しながらＥＣ素子の透過率を制御する必要がなくなる。
【００７５】
また、上記実施の形態の動作説明では、測光しながらＥＣ素子（調光素子）の印加電圧あるいは印加時間の調整により透過率を制御するようにしているが、その際、極端な被写体、例えば暗闇あるいは太陽などの場合には、適正な露光状態が得られず、ＥＣ素子に長時間高電圧が印加されＥＣ素子が劣化するおそれがある。そこで、このように高電圧が所定時間以上、例えば ７．５Ｖで ３００ｍｓｅｃ以上印加される場合には、所定時間で駆動電源をＯＦＦとする保護手段を設けるのが有効である。
【００７６】
また、上記実施の形態では、ＣＰＵの制御に基づく各部の動作によって本発明の各機能が達成されることについて説明した。一方、図１３，１４及び図１８の各フローチャーにより説明されるようなカメラ動作処理や調光処理の機能は、専らＣＰＵがデジタルカメラに内蔵された不図示のＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに予め記憶されたプログラムに従って達成することも可能である。ＣＰＵがこのプログラムに従って本発明の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能を実現する場合には、このプログラム自体及びそのプログラムを記憶した記憶媒体が、本発明を構成することになる。なお、このプログラムは、外部より記憶媒体として、あるいは通信形式でデジタルカメラ等の撮像装置に供給することも可能である。
【００７７】
また、上記実施の形態では、デジタルカメラへの適用を例として説明してきたが、本発明は携帯電話等のカメラ部に適用してもよいのは当然である。また、測光を外部測光素子で行うようにすれば、銀塩カメラにも適用可能である。
【００７８】
以上実施の形態について説明を行ったが、本発明の特徴とする構成並びにその構成に基づく効果の一例をまとめて示すと、次の通りである。
本発明の第１の特徴とする構成は、請求項１に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置においては、透過率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、透過率の変化量に応じて印加時間を異ならせて印加し調光素子を駆動させるように構成しているので、色々な透過率の変化量にも容易に対応ができ、またドライブ電位差が１種類ですみ、複数用意しなくてよいのでハードの簡単化を図ることができる。
【００７９】
また第２の特徴とする構成は、請求項２に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、透過率の差が大きい場合にはドライブ電位差の印加時間を長くするように構成しているので、透過率の差が大きくても短時間で目標の透過率を得ることが可能になる。
【００８０】
また第３の特徴とする構成は、請求項３に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、透過率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、透過率の変化量に応じて印加電位差を異ならせて印加し調光素子を駆動させるように構成しているので、色々な透過率の変化量にも容易に対応ができる。
【００８１】
また第４の特徴とする構成は、請求項４に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、透過率の差が大きい場合には、大きな電位差を印加するように構成しているので、透過率の差が大きくても短時間で目標の透過率が得られる。
【００８２】
また第５の特徴とする構成は、請求項５に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、透過率の差にかかわらず一定時間ドライブ電位差を印加するように構成しているので、透過率の変化量にかかわらず調光素子の駆動時間を一定にすることができる。
【００８３】
また第６の特徴とする構成は、請求項６に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、例えば、スルー画像表示中は第２の駆動モードで、１ｓｔレリース操作後は第１の駆動モードでというように、状況に応じて適切な駆動モードの使い分けが可能となる。
【００８４】
また第７の特徴とする構成は、請求項７に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、収斂電位差を印加した後に調光素子の電極間の電位をオープン状態にするように構成しているので、オープン状態においては、電源部をＯＦＦにすることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【００８５】
また第８の特徴とする構成は、請求項８に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、調光素子をエレクトロクロミック素子で構成しているので、透過型の調光素子を電圧印加により容易にその透過率を制御することの可能な調光装置を実現できる。
【００８６】
また第９の特徴とする構成は、請求項９に記載したカメラの構成であり、このように構成されたカメラによれば、上記のように構成された調光装置を撮影光量調整装置として備えているので、調光機能を向上させたカメラを実現することができる。
【００８７】
また第１０の特徴とする構成は、請求項１０に記載したカメラの構成であり、このように構成されたカメラによれば、スルー画像表示中は第１の駆動モードで駆動し、露光開始直前は第２の駆動モードで駆動するように構成しているので、画角確認中は調光素子の透過率の変化時間の短縮を優先し、露光時には透過率の精度を優先させ、カメラのモードに応じて駆動モードが適切に選択される。
【００８８】
また第１１の特徴とする構成は、請求項１１に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、反射率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、反射率の変化量に応じて印加時間を異ならせて印加し調光素子を駆動させるように構成しているので、色々な反射率の変化量にも容易に対応ができ、またドライブ電位差が１種類ですみ、複数用意しなくてよいのでハードの簡単化を図ることができる。
【００８９】
また第１２の特徴とする構成は、請求項１２に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、反射率の差が大きい場合にはドライブ電位差の印加時間を長くするように構成しているので、反射率の差が大きくても短時間で目標の透過率を得ることができる。
【００９０】
また第１３の特徴とする構成は、請求項１３に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、反射率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、反射率の変化量に応じて印加電位差を異ならせて印加し調光素子を駆動させるように構成しているので、色々な反射率の変化量にも容易に対応ができる。
【００９１】
また第１４の特徴とする構成は、請求項１４に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、反射率の差が大きい場合には、大きな電位差を印加するように構成しているので、反射率の差が大きくても短時間で目標の反射率が得られる。
【００９２】
また第１５の特徴とする構成は、請求項１５に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、収斂電位差を印加した後に調光素子の電極間の電位をオープン状態にするように構成しているので、オープン状態においては、電源部をＯＦＦにすることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【００９３】
また第１６の特徴とする構成は、請求項１６に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、調光素子をエレクトロクロミック素子で構成しているので、反射型の調光素子を電圧印加により容易にその反射率を制御することの可能な調光装置を実現できる。
【００９４】
また第１７の特徴とする構成は、請求項１７に記載したカメラの構成であり、このように構成されたカメラによれば、上記のように構成された調光装置を撮影光量調整装置として備えているので、調光機能を向上させたカメラを実現することができる。
【００９５】
また第１８の特徴とする構成は、請求項１８に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、透過率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、透過率の変化量に応じて印加時間を異ならせて印加し調光素子を駆動させるようにしているので、色々な透過率の変化量にも容易に対応ができ、またドライブ電位差が１種類ですみ、複数用意しなくてよいのでハード構成を簡単化することが可能となる。
【００９６】
また第１９の特徴とする構成は、請求項１９に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、透過率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、透過率の変化量に応じて印加電位差を異ならせて印加し調光素子を駆動させるようにしているので、色々な透過率の変化量にも容易に対応ができる。
【００９７】
また第２０の特徴とする構成は、請求項２０に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、例えば、スルー画像表示中は第２の駆動モードで、１ｓｔレリース操作後は第１の駆動モードでというように、状況に応じて適切な駆動モードの使い分けが可能となる。
【００９８】
また第２１の特徴とする構成は、請求項２１に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、反射率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、反射率の変化量に応じて印加時間を異ならせて印加し調光素子を駆動させるようにしているので、色々な反射率の変化量にも容易に対応ができ、またドライブ電位差が１種類ですみ、複数用意しなくてよいのでハード構成を簡単化することが可能となる。
【００９９】
また第２２の特徴とする構成は、請求項２２に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、反射率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、反射率の変化量に応じて印加電位差を異ならせて印加し調光素子を駆動させるようにしているので、色々な反射率の変化量にも容易に対応ができる。
【０１００】
また第２３の特徴とする構成は、請求項２３に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、調光素子としてエレクトロクロミック素子を用いているので、調光素子への電圧印加により容易にその透過率あるいは反射率を制御することが可能な調光素子の駆動方法を実現することができる。
【０１０１】
また第２４の特徴とする構成は、請求項２４に記載したプログラムの構成であり、このように構成されたプログラムによれば、上記第１８〜第２３の特徴とする調光素子の駆動処理をソフト的に達成することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、高速の応答が可能で消費電力の小さな調光素子の駆動方法、該駆動方法を実行するためのプログラム、該駆動方法を適用した調光装置並びに該調光装置を搭載したカメラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る調光素子の駆動方法及び調光装置の実施の形態を適用したデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】透過型エレクトロクロミック（ＥＣ）素子の構成例を示す概略断面図である。
【図３】反射型エレクトロクロミック（ＥＣ）素子の構成例を示す断面図である。
【図４】図１に示したデジタルカメラにおいて反射型ＥＣ素子を用いた場合におけるレンズユニットの構成例を示すブロック図である。
【図５】ＥＣ素子の従来の駆動態様を示すタイミング図である。
【図６】本発明に係るＥＣ素子の基本的な駆動態様例を示すタイミング図である。
【図７】ＥＣ素子をドライブ電位差単独で駆動させた場合の動作態様を示す図である。
【図８】ＥＣ素子を、ドライブ電位差を印加した後、収斂電位差を印加して駆動させた場合の動作態様を示す図である。
【図９】ＥＣ素子の透過率を等電位差方式の駆動方式で下げる場合の動作態様を示す図である。
【図１０】ＥＣ素子の透過率を等電位差方式の駆動方式で上げる場合の動作態様を示す図である。
【図１１】ＥＣ素子の透過率を等印加時間方式の駆動方式で下げる場合の動作態様を示す図である。
【図１２】ＥＣ素子の透過率を等印加時間方式の駆動方式で上げる場合の動作態様を示す図である。
【図１３】図１に示したデジタルカメラにおける主たる動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１３に示したフローチャートにおける調光処理ステップのサブルーチン動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示した調光処理のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１６】ＥＣ素子を撮影毎にリセットする場合の各部の動作態様を示すタイミング図である。
【図１７】ＥＣ素子への駆動電圧印加パターンを示す図である。
【図１８】デジタルカメラにおいて、図１７の（Ａ），（Ｂ）に示した２つの駆動方式を切り替えて使用する態様を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ レンズユニット
２ 撮影レンズ
３ ＥＣ素子
４ 撮像素子
５ ＥＣ素子駆動電源部
６ スイッチング用ＦＥＴ
７ ＣＰＵ
８ 操作部
９ 撮像回路
１０ ＡＥ／ＡＦ回路
１１ ＤＲＡＭ
１２ 画像処理回路
１３ 画像表示部
１４ メモリカード
２１ ＩｒＯ層
２２ ＴａＯ５ 層
２３ ＷＯ３ 層
２４ ＥＣ材層
２５，２６ 透明電極
２７，２８ ガラス薄板
２９ Ａｌ層
【発明の属する技術分野】
この発明は、電極への印加電圧（電位差）に応じて透過率あるいは反射率が変化するエレクトロクロミック素子などの調光素子の駆動方法、駆動プログラム、調光装置及びその調光装置を用いたカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公平５−３１３５１号公報
【特許文献２】特開昭５４−１１８１８９号公報
【特許文献３】特公平１−３６１１７号公報
【０００３】
近年半導体技術の進展に伴い、小型でありながら画素数の多い撮像素子の製作が可能になった。これを利用した各種撮像装置に適用するために、高精細の画像が得られる小型の撮像用光学モジュールの開発が望まれている。特に高精細の撮像機能が要求されるデジタルカメラにあっては、撮影対象の明るさの変化に対応する多段階の調光機能は必須の項目である。しかしながら、従来の絞り羽根を用いた機械的な調光機構は微小化が難しく、光学モジュールの小型化を阻害する要因となっている。
【０００４】
また、デジタルカメラの撮像光学系は小型になり、絞り径を小さくしていくと、回折の影響で鮮明な画像が得られなくなってしまう。そこで、ＮＤフィルターを光学系に出し入れし、光量制御を行っているものもある。このようなＮＤフィルターの駆動機構では、ＮＤフィルターを駆動させるためのアクチュエーターが必要であると共に、光学系からＮＤフィルターが退くスペースが必要であり、小型化の阻害要因となっている。
【０００５】
このため、電気的に透過率を変化させることが可能な調光素子を用いる提案がなされている。このような調光素子の例としては、エレクトロクロミック素子が挙げられる。このエレクトロクロミック素子については、例えば特公平５−３１３５１号公報（特許文献１）に開示されており、ここでは被写体の照度（映像信号レベル）に応じた振幅のパルス電圧を印加することで、自動的に透過率を制御し調光するようにしたエレクトロクロミックフィルタについて開示がなされている。
【０００６】
また、一般に、エレクトロクロミック素子を表示素子として用いた場合、他の表示素子に比べて応答速度が遅いことはよく知られていて大きな課題となっているが、これを補うための高速駆動方式としては、例えば定電圧矩形波駆動方法が提案されている（特許文献２）。そして、更にこの定電圧矩形波駆動方法を改善した駆動方法として、エレクトロクロミック素子に流れる電流を検知して印加電圧を補正する駆動方法も提案されている（特許文献３）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このエレクトロクロミック素子を調光素子としてカメラの機械的絞りの代わりに利用するためには、上記特許文献３に記載されているような従来の単純な２値間の応答を満足させるだけでは十分でない。なぜなら、カメラの絞りは通常複数段階、具体的には、開放を含めて最低３段階程度の透過率で使用できるようにしなければならないので、上記特許文献３に記載されている文字表示用の表示装置のような２値間の制御だけでは不十分だからである。更にまた、カメラに適用するためには、エレクトロクロミック素子の駆動方法がカメラ回路やカメラシーケンスと組み合わせることが要求される。そして、カメラ搭載ゆえに一層の低消費電力化も要求される。
【０００８】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、カメラの絞りなどに適した調光素子の複数段階の透過率変化を高速に実現できるようにした調光素子の駆動方法、駆動プログラム、調光装置及びその調光装置を備えたカメラを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記収斂する透過率に対応した電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加し駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記透過率の差が大きい場合には前記ドライブ電位差の印加時間を長くすることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じたドライブ電位差を設定し、設定された該ドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加し駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記透過率の差が大きい場合には大きな前記ドライブ電位差を印加することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記透過率の差にかかわらず一定時間前記ドライブ電位差を印加することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加するようにした第１の駆動モード、又は前記ドライブ電位差のみを印加する第２の駆動モードのいずれか選択された駆動モードで駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記目標の透過率の収斂電位差を印加した後に前記電極間の電位をオープン状態にすることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る調光装置において、前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９に係る発明は、前記請求項１〜８のいずれか１項に係る調光装置を、撮影光量調整装置として備えてカメラを構成するものである。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、前記請求項６に係る調光装置を撮影光量調整装置として備え、前記駆動手段は、カメラのスルー画像表示中は前記第１の駆動モードで駆動し、露光開始直前は前記第２の駆動モードで駆動するようにしてカメラを構成するものである。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記収斂する反射率に対応した電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加し駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記反射率の差が大きい場合には前記ドライブ電位差の印加時間を長くすることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１３に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した反射率に対応する電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加し駆動するようにして調光装置を構成するものである。
【００２２】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記反射率の差が大きい場合には大きな前記ドライブ電位差を印加することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１５に係る発明は、請求項１１〜１４のいずれか１項に係る調光装置において、前記駆動手段は、前記目標の反射率の収斂電位差を印加した後に前記電極間の電位をオープン状態にすることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１６に係る発明は、請求項１１〜１５のいずれか１項に係る調光装置において、前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１７に係る発明は、前記請求項１１〜１６のいずれか１項に係る調光装置を撮影光量調整装置として備えてカメラを構成するものである。
【００２６】
請求項１８に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を、目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動方法において、前記収斂する透過率に対応した電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加するように駆動することを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１９に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を、目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とするものである。
【００２８】
請求項２０に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加するようにした第１の駆動モード、又は前記ドライブ電位差のみを印加する第２の駆動モードのいずれか選択された駆動モードで駆動することを特徴とするものである。
【００２９】
請求項２１に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子を、目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動方法において、前記収斂する反射率に対応した電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とするものである。
【００３０】
請求項２２に係る発明は、電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子を、目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した反射率に対応する電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項２３に係る発明は、請求項１８〜２２のいずれか１項に係る調光素子の駆動方法において、前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項２４に係る発明は、前記１８〜２３のいずれか１項に係る調光素子の駆動方法を実行するようにプログラムを構成するものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る調光素子の駆動方法及び調光装置の実施の形態を適用したデジタルカメラを示す概略ブロック構成図である。図１において、１はレンズユニットで、撮影レンズ２と、撮影レンズ２の被写体光入射側に配置された調光素子としてのエレクトロクロミック素子（以下ＥＣ素子と略称する）３と、撮影レンズ２の透過光を入射するＣＣＤ等の撮像素子４とで構成されている。５はＥＣ素子駆動電源部、６はＥＣ素子駆動電源部５から出力される駆動電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング用ＦＥＴ、７はカメラの各部の制御を行うＣＰＵで、ＥＣ素子３の駆動制御のための時間・電圧（電位差）データ等を予め格納しているデータテーブルを備えている。８は操作部で、電源ＯＮ／ＯＦＦボタン、撮影モードボタン、レリーズボタン等を備えている。９は撮像素子４から出力される撮像信号のゲイン調整、ＡＤ変換等の処理を行って画像データを生成する撮像回路、１０は画像データを用いてＡＥ／ＡＦ処理を行うＡＥ／ＡＦ回路、１１は画像データを一時的に記憶するＤＲＡＭ、１２は画像データに各種画像処理を施す画像処理回路、１３は画像データを表示するＬＣＤ等からなる画像表示部、１４は画像データを記録するスマートメディア等の着脱可能なメモリカードである。
【００３４】
次に、ＥＣ素子の基本構成並びにその基本動作について説明する。図２は透過型のＥＣ素子３の構成例を示す概略断面図である。この透過型のＥＣ素子３は、ＩｒＯ層２１とＴａＯ５ 層２２とＷＯ３ 層２３からなるＥＣ材層２４と、このＥＣ材層２４の両側に配置されたＩＴＯからなる透明電極２５，２６と、更に透明電極２５，２６の外側に配置されたガラス薄板２７，２８とで構成されている。
【００３５】
一方、図３は、反射型のＥＣ素子３′の構成例を示す概略断面図で、図２に示した透過型ＥＣ素子３の一方の透明電極、図示例では透明電極２６をＡｌ層で形成し、電極兼反射膜２９とするもので、他の部分の構成は透過型ＥＣ素子３と同様である。
【００３６】
なお、図１では、透過型のＥＣ素子３を用いた例を示しているが、上記反射型のＥＣ素子３′をレンズユニットに用いた場合は、図４に示すように、反射型ＥＣ素子３′を被写体光の入射方向に対して４５°傾斜させて配置し、入射光を９０°折曲反射して撮影レンズ２に向けて出射させるようにして、レンズユニット１′が構成される。
【００３７】
次に、ＥＣ素子の基本的な調光動作の一例について説明する。なお、以下では透過型のＥＣ素子について説明を行うが、反射型ＥＣ素子については、透過率を反射率に読み換えるものとする。まず、本発明の動作に対比するため、従来行われているＥＣ素子の透過率調整動作について、図５のタイミング図に基づいて説明する。両電極間の印加電圧（電位差）が０Ｖの状態では、ＥＣ素子は所定の透過率Ｐ０ を有しており、この状態から時刻ｔ１ において、Ｐ０ より低い透過率Ｐ１ に変化させるために、電圧（電位差）Ｖ１ を印加する。電圧Ｖ１ を印加した後、所定の収斂時間ＴＡ１で所定の透過率Ｐ１ に達する。
【００３８】
ＥＣ素子は、その電極間がコンデンサとなっており、透過率の変動は両電極間への電圧（電位差）印加時に注入される電荷量で決まり、その透過率は電荷を加えるか減らされない限り、その状態が保持される。したがって、収斂時間ＴＡ１で印加電圧Ｖ１ に対応する所定の透過率Ｐ１ に到達した後は、そのまま電圧Ｖ１ を印加していてもよいし、あるいは両電極を駆動電源より切り離しオープンの状態にしても、所定の透過率Ｐ１ は維持される。
【００３９】
次に、Ｐ０ よりも低い透過率Ｐ１ にした後、時刻ｔ２ でＰ０ とＰ１ の中間の透過率Ｐ２ を得るために、０ＶとＶ１ の中間の電圧Ｖ２ をＥＣ素子の電極間に印加すると、同様に所定の収斂時間ＴＡ２経過後に、透過率Ｐ２ に到達する。
【００４０】
このように、ＥＣ素子においては、時刻ｔ１ あるいは時刻ｔ２ において、透過率をＰ０ からＰ１ へ、あるいはＰ１ からＰ２ へ変化させるために、急激に印加電圧をＶ０ からＶ１ へ、あるいはＶ１ からＶ２ へ変化させても、コンデンサの充放電特性と同様に応答速度が遅く、透過率が所定値Ｐ１ あるいはＰ２ に安定するまで、かなりの時間（収斂時間：ＴＡ１，ＴＡ２）を必要とする。
【００４１】
本発明では、このように透過率の変動調整に長時間要するというＥＣ素子の応答特性を改善するために、次のような駆動動作を基本動作として行わせるものである。すなわち、図６のタイミング図に示すように、電圧（電位差）０Ｖ印加時の透過率Ｐ０ からＰ０ より低い所定の第１の透過率Ｐ１ に調整する場合、時刻ｔ１ で、透過率Ｐ１ に対応する印加電圧（収斂電圧）Ｖ１ より高い電圧Ｖ３ を、収斂時間ＴＡ１より短い時間（収斂時間）ＴＡ３印加した後、透過率Ｐ１ に対応する電圧（収斂電圧）Ｖ１ を印加する。上記電圧Ｖ３ の印加時間ＴＡ３は、時刻ｔ１ で電圧Ｖ３ の印加を開始してから、調整（変化）前の透過率Ｐ０ が所定の透過率Ｐ１ に達するまでの時間である。このように、調整前の初期透過率Ｐ０ より低い透過率（目標透過率）Ｐ１ に調整する場合は、目標透過率に対応する印加電圧（収斂電圧）Ｖ１ より高い電圧Ｖ３ を印加することにより、短い収斂時間ＴＡ３で目標透過率Ｐ１ に調整することが可能となる。
【００４２】
また、同様に、透過率Ｐ１ の状態よりＰ０ とＰ１ の中間のＰ１ より高い透過率Ｐ２ に調整する場合は、時刻ｔ２ において、透過率Ｐ２ に対応する印加電圧（収斂電圧）Ｖ２ より低い電圧Ｖ４ を、短期間（収斂時間）ＴＡ４印加した後、透過率Ｐ２ に対する印加電圧Ｖ２ を印加する、上記電圧Ｖ４ の印加時間ＴＡ４は、時刻ｔ２ において電圧Ｖ４ を印加してから、透過率が所定の透過率Ｐ２ に達するまでの時間である。このように調整前の透過率より高い透過率（目標透過率）に調整する場合は、対応する印加電圧より低い電圧Ｖ４ を印加することにより、短い収斂時間ＴＡ４で目標透過率Ｐ２ に調整することができる。
【００４３】
本発明における上記のような基本的な駆動調整手法を、図５及び図６を参照して一般的に述べると、一定時間（ＴＡ１又はＴＡ２）の電圧印加により一定の透過率（Ｐ１ 又はＰ２ ）に達した場合の電圧を当該透過率に対応した収斂電圧（Ｖ１ 又はＶ２ ）とし、その収斂電圧の印加により一定の透過率（Ｐ１ 又はＰ２ ）に達するまでの時間を収斂時間（ＴＡ１又はＴＡ２）としたとき、変化前の透過率（Ｐ０ 又はＰ１ ）に対応する収斂電圧を基準電圧とした場合の当該基準電圧（０又はＶ１ ）に対して変化時に印加する電圧（Ｖ３ 又はＶ４ ）との電位差（Δ２又はΔ４）が、基準電圧（０又はＶ１ ）と目標とする透過率（Ｐ１ 又はＰ２ ）に対応する収斂電圧（Ｖ１ 又はＶ２ ）との電位差（Δ１又はΔ３）より大きくなるような電圧を印加電圧（Ｖ３ 又はＶ４ ）とし、前記収斂時間（ＴＡ１又はＴＡ２）より短い時間（ＴＡ３又はＴＡ４）駆動するということになる。
【００４４】
このように、透過率を変化させる遷移期間に大きな電位差（ドライブ電位差）を与えることにより、急激な透過率変化を引き起こして、遷移期間を短くすることにより応答性を改善することができる。ここで、遷移期間に与える電位差（Ｖ３ 又はＶ４ ）は、ＥＣ素子の絶縁破壊を生じさせない範囲で大きいほどよいが、実際には電源装置の能力とＥＣ素子の劣化促進の度合いなどの兼ね合いで決まることになる。
【００４５】
しかし、大きな電位差のみで駆動させることには、以下のような問題がある。図７は、大きな電位差（ドライブ電位差）だけを印加して、その電位差単独で駆動する単独駆動パターンで発生する問題を説明する図である。図７の上部は、電極に加えられる印加電圧（電位差）のパターンを示し、図７の下部がこの電圧印加により得られる透過率の変化を示す図で、現透過率がＰ０ にある２つのＥＣ素子（ａ，ｂ）に、ドライブ電位差ＶＥ 単独を時間Ｔだけ印加した場合（印加を途中で停止）の、それぞれの透過率変化のカーブ（ａ１ ，ｂ１ ）を実線で示し、ドライブ電位差ＶＥ 単独を時間Ｔ以上の連続しての印加した場合の透過率変化カーブ（ａ２ ，ｂ２ ）を続けて破線で示している。
【００４６】
図７の透過率変化特性で示すように、まず、現透過率がＰ０ は２つのＥＣ素子間での差はないが、時間Ｔだけの駆動された場合には、透過率変化カーブは、一方のＥＣ素子ａではカーブａ１ を通り透過率Ｐ１ａに収斂し、他方のＥＣ素子ｂではカーブｂ１ を通り透過率Ｐ１ｂに収斂する。そして両者には、ＥＣ素子の固体差の影響で透過率差ΔＰが発生する。つまり収斂途中で電圧印加を停止するような駆動をさせた場合には、加えられる電位差が大きい分だけカーブが急峻になるので、同じ電圧（電位差）を同じ時間だけ印加しても、固体差等のばらつきによっては、大きな透過率差が生じてしまうことが考えられる。一方、時間Ｔ以上連続して電圧を印加した場合には、カーブａ１ ，ｂ１ の後、点線で示すカーブａ２ ，ｂ２ を通り、最終的に同じ透過率に収斂するので、ＥＣ素子の固体差の影響が出ないと考えられる。
【００４７】
そこで、前記のような大きな電位差のドライブ電位差ＶＥ の印加後、収斂電位差ＶＳ を更に印加した場合の透過率変化の様子を図８に示す。図８の上部が印加される電圧（電位差）のパターンを示し、図８の下部がその印加による透過率変化を示す。図８の透過率変化特性に示すように、ＥＣ素子ａではカーブａ３ を通り透過率Ｐ１ に収斂し、ＥＣ素子ｂはカーブｂ３ を通り同じく透過率Ｐ１ に収斂する。つまり、ＥＣ素子ａ，ｂは途中の透過率特性は異なっても、その後に印加する収斂電位差ＶＳ の作用によって、収斂電位差ＶＳ で決まる同じ収斂透過率Ｐ１ に落ち着くことになる。ドライブ電位差ＶＥ のみ印加する単独駆動の場合に比べて、収斂電位差ＶＳ を更に印加する駆動では、ＥＣ素子のばらつきの影響がなくなり、得られる透過率の精度が向上するという効果が得られる。
【００４８】
次に、ＥＣ素子をデジタルカメラの調光素子（撮影光量調整装置）として用いる場合の具体的な駆動制御方式について説明する。デジタルカメラに限らずカメラ一般の調光素子としての従来の機械的な絞りは、調整段数として３段階以上の段数を有しているものが多く、ＥＣ素子を用いた調光素子でも３段以上の調整が可能であることか望ましい。本実施の形態では、調整段数を３段階としてＥＣ素子からなる調光素子の駆動方式を説明する。
【００４９】
図９は、ＥＣ素子からなる調光素子の透過率を下げる、つまり絞る方向に駆動する場合を示す図であり、図９の上部は印加する電圧（電位差）のパターンを示し、下部はその印加により得られる調光素子の透過率特性を示す。そして、図９の左側が透過率 １００％から５０％への変化（絞り値でＦ２．８ を開放とした場合に、Ｆ２．８ からＦ４への変化）、右側が透過率 １００％から２５％への変化（絞り値でＦ２．８ からＦ５．６ への変化）をさせる場合の駆動印加電圧と透過率変化特性を示す。透過率を １００％から５０％へ変化させる場合には、調光素子の電極にドライブ電位差ＶＥ をＴ１ａ時間印加し、その後５０％透過率に対応する収斂電位差であるＶＳ１を印加する。一方、２５％透過率へ変化させる場合には、ドライブ電位差ＶＥ をＴ１ａより長い時間であるＴ１ｂ時間印加し、その後２５％透過率に対応する収斂電位差であるＶＳ２を印加する。
【００５０】
このように、変化させる透過率の変化量に応じてドライブ電位差の印加時間を制御する。つまり、透過率をより低下させる場合には、ドライブ電位差の印加時間を相対的に長くするように駆動する。透過率変化量とその対応するドライブ電位差の印加時間の関係は、ＣＰＵ７のテーブルデータとして記憶させておいて、現在の透過率とＡＥ処理での測光結果から算出された目標透過率に基づいて、前記テーブルデータから印加時間が求められる。
【００５１】
図１０は、調光素子の透過率を上げる、つまり開放にする方向に駆動する場合を示す図であり、図１０の上部は印加する電圧（電位差）のパターンを示し、下部はその印加により得られる調光素子の透過率特性を示す。そして、図１０の左側が透過率５０％から １００％への変化（Ｆ４からＦ２．８ への変化）、右側が透過率２５％から １００％への変化（Ｆ５．６ からＦ２．８ への変化）をさせる場合の駆動印加電圧と透過率変化特性を示す。透過率を５０％から １００％へ変化させる場合には、調光素子の電極にドライブ電位差ＶＥ をＴ１ｃ時間印加し、その後収斂電位差０（電極間短絡）を印加する。一方、透過率を２５％から １００％へ変化させる場合には、ドライブ電位差ＶＥ をＴ１ｃより長い時間であるＴ１ｄ時間印加し、その後収斂電位差０を印加する。図９に示した絞り方向への駆動と同様に、透過率の変化量に応じてドライブ電位差の印加時間を制御する。つまり透過率をより高める場合には、ドライブ電位差の印加時間を相対的に長くするように駆動する。
【００５２】
この透過率駆動制御方式の場合は、ＥＣ駆動電源部５で用意する電圧（電位差）は４種類（図示例では０Ｖ，ＶＥ ，ＶＳ１，ＶＳ２）でよく、特にドライブ電位差は１種類でよく、ハード構成を容易にすることができる。
【００５３】
次に、ＥＣ素子を調光素子として用いる場合の駆動方式の別例について説明する。前記駆動方式は、透過率の変化量に応じてドライブ電位差の印加時間を制御する方式（等電位差方式）であったが、次に、透過率変化量に応じてドライブ電位差の大きさを変化させて透過率を制御する方式（等印加時間方式）について説明する。
【００５４】
図１１は、図９に示したのと同じようなケース、つまり調光素子の透過率を下げる、すなわち絞る方向に駆動する場合を示す図である。図１１の上部は印加する電圧（電位差）のパターンを示し、下部はその印加により得られる調光素子の透過率特性を示す。図１１の左側が透過率 １００％から５０％への変化、右側が透過率 １００％から２５％への変化をさせる場合の駆動印加電圧と透過率変化特性を示す。透過率 １００％から５０％へ変化させる場合には、調光素子電極にドライブ電位差ＶＥ１をＴ１ｅ時間印加し、その後５０％透過率に対応する収斂電位差ＶＳ１を印加する。一方、２５％透過率へ変化させる場合には、ＶＥ１より大きいドライブ電位差ＶＥ２を同じＴ１ｅ時間印加し、その後２５％透過率に対応する収斂電位差ＶＳ２を印加する。
【００５５】
このように、この駆動方式では変化させる透過率の変化量に応じてドライブ電位差の大きさを制御する。また、ドライブ電位差ＶＥ１，ＶＥ２を加えてから収斂するまでの時間Ｔ１ｆは、ドライブ電位差ＶＥ１とＶＥ２の比を調整すれば、同一にすることができる。
【００５６】
図１２は、図１０に示したのと同様なケース、つまり調光素子の透過率を上げる、すなわち開放方向に駆動する場合を示す図である。図１２の左側が透過率を５０％から １００％への変化、右側が透過率２５％から １００％への変化をさせる場合の駆動印加電圧（電位差）と透過率変化特性を示す。図１１で示した場合と同様に、透過率変化量の大きい場合、すなわち透過率２５％から １００％へ変化させる場合には、透過率５０％から １００％へ変化させる場合のドライブ電位差ＶＥ３より大きいドライブ電位差ＶＥ４を、ＶＥ３と同じ時間Ｔ１ｇ印加させ、その後収斂電位差０を印加する。この場合も、透過率変化量に応じてドライブ電位差の大きさを変える。また、ドライブ電位差ＶＥ３，ＶＥ４を加えてから収斂するまでの時間Ｔ１ｈは、同様にドライブ電位差ＶＥ３とＶＥ４の比を調整することにより、同一にすることができる。
【００５７】
このように、一定時間で印加電圧（電位差）を調整することにより、所定の透過率が得られるように制御することが可能となる。そして、この透過率駆動制御方式の場合は、一定時間で調光処理ができるので、ソフト構成を容易にすることができる。
【００５８】
次に、図１に実施の形態として示したデジタルカメラの概略的なカメラ動作について、図１３のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、カメラのＡＥ動作を中心にした説明を行うためのもので、既にカメラ電源がＯＮされていて撮影モードで且つ画像表示部がＯＮされていることを前提にして示している。この前提とした段階では、まず測光処理が行われる（ステップＳ１）。この測光処理は、ここでは撮像素子４から出力される撮像信号に基づいて、ＡＥ／ＡＦ回路１０及びＣＰＵ７において行われるものとする。次いで、測光処理された被写体輝度が適切であるか否かの判定が行われ（ステップＳ２）、この判定ステップにおいて、被写体輝度が不適切の場合は、次に、その被写体輝度はシャッタ速度（素子シャッタ）による調整可能範囲内であるか否かの判定が行われる（ステップＳ３）。この判定ステップにおいて、被写体輝度がシャッタ速度による調整可能範囲内でないと判定された場合は、ＥＣ素子による調光処理が行われる（ステップＳ４）。
【００５９】
ＥＣ素子による調光処理ステップでは、図１４に示すサブルーチン動作が行われる。すなわち、ＥＣ素子による調光処理では、まずＥＣ素子駆動電源部５に対して、駆動条件の設定が行われる（ステップＳ１１）。この駆動条件の設定処理では、被写体光量が過剰の場合は、ＥＣ素子に正方向の電圧を印加してＥＣ素子の透過率を下げるような設定を行い、被写体光量が不足の場合は、ＥＣ素子に負方向の電圧を印加してＥＣ素子の透過率を上げるような設定を行う。
【００６０】
次いで、駆動電源部５から設定された駆動電圧が出力される（ステップＳ１２）。次いで、スイッチング用ＦＥＴ６がＯＮされ（ステップＳ１３）、ＥＣ素子３に設定された駆動電圧が印加される。ＥＣ素子３に駆動電圧が印加されると、図１５のタイミングチャートに示すように、垂直同期信号ＶＤと同じ測光タイミングで撮像素子４からの撮像信号に基づいて測光が行われ（ステップＳ１４）、測光された被写体輝度が適正輝度であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１５）。
【００６１】
スイッチング用ＦＥＴ６がＯＮとなり、設定された駆動電圧がＥＣ素子３に印加されると、時間と共にＥＣ素子３の透過率が所定の透過率に向かって、つまり被写体輝度が適正輝度となるように変動する。したがって、適正輝度になっていない時点では、所定の適正輝度になるまで、測光と適正輝度判定ステップが繰り返され、ＥＣ素子３の透過率が所定値に達し、被写体輝度が適正輝度と判定された場合は、図１５のタイミングチャートに示すように、スイッチング用ＦＥＴ６をＯＦＦし（ステップＳ１６）、次いで駆動電源部５からの駆動電圧の出力をＯＦＦとする（ステップＳ１７）。ＥＣ素子の駆動制御方式は、上述した等電位差方式あるいは等印加時間方式のいずれでも可能である。
【００６２】
以上の動作により、ＥＣ調光処理のサブルーチン動作ステップが終了すると、再びメインルーチンの処理ステップに戻り、ステップＳ２の判定ステップにおいて被写体輝度が適切であると判定された場合、あるいはステップＳ３の判定ステップにおいて被写体輝度がシャッタ速度の調整可能範囲内であると判定された場合と同様に、測距動作ステップに移行する（ステップＳ５）。次いで、測距動作に基づく合焦位置へ撮影レンズ２を駆動し（ステップＳ６）、レリース操作を待機する（ステップＳ７）。レリース操作がなされると、露光撮影が実行され（ステップＳ８）、次いで、露光による撮影画像の記録処理がなされ（ステップＳ９）、カメラ動作を終了する。
【００６３】
次に、ＥＣ素子を撮影毎にリセットする場合の動作について、図１６のタイミングチャートに基づいて説明する。撮影動作開始前はＥＣ素子の透過率は最大、つまり開放状態にされている。撮影動作が開始されると、まずＥＣ素子駆動電源部５がＯＮとされ、正の駆動電圧が出力される。次いで、測光処理部（ＣＰＵ）の制御信号により、スイッチング用ＦＥＴ６がＯＮとなり、ＥＣ素子３に正の電圧が印加され、ＥＣ素子３の透過率が時間と共に低下し、所定の透過率に達した時点で、スイッチング用ＦＥＴ６がＯＦＦされ、次いで、ＥＣ駆動電源部５がＯＦＦされ、ＥＣ素子３が所定の透過率を保った状態で露光撮影が実行される。
【００６４】
露光終了後は、再びＥＣ素子３の透過率を最大値に戻すため、ＥＣ駆動電源部５をＯＮにして負の駆動電圧を出力させ、次いでスイッチング用ＦＥＴ６をＯＮにして、ＥＣ素子３に負の電圧を印加してＥＣ素子３の透過率を上昇させ、最大透過率に復帰するのに十分な時間、負電圧の印加を行った後、スイッチング用ＦＥＴ６をＯＦＦとする。これにより、撮影毎にＥＣ素子３をリセットすることができる。
【００６５】
次に、ＥＣ素子への電圧印加態様について、図１７の（Ａ）〜（Ｃ）に基づいて、まとめて説明する。なお、図示例は、全て初期透過率Ｐ０ より低い目標透過率Ｐ１ に設定するため、ＥＣ素子の電極間に正方向の電圧（電位差）を印加する場合を示している。また、ここでも透過型ＥＣ素子について説明を行っており、反射型ＥＣ素子については、透過率を反射率と読み換えるものとする。図１７の（Ａ）は、目標透過率Ｐ１ に対応する収斂電圧Ｖ２ より高い電圧Ｖ３ を、時刻ｔ１ で印加して、短時間で透過率を急激に変化させ、目標透過率Ｐ１ に達した時点ｔ３ で、スイッチング用ＦＥＴをＯＦＦし、ＥＣ素子の電極間をオープン状態とするもので、図７で示した手法に対応するものである。
【００６６】
ＥＣ素子の電極間をオープン状態にするには、メカニカルリレーなどを用いて物理的に切断するのが理想的であるが、スイッチング用ＦＥＴを用いた場合でもＯＦＦ抵抗が大きいので、ＥＣ素子電極間を実質的にオープン状態にすることができる。この方式では、透過率（濃度）を変化させるとき以外は、駆動回路をＯＦＦにすることができるので、消費電力の点で有利である。
【００６７】
図１７の（Ｂ）は、図１７の（Ａ）に示した方式における高電圧Ｖ３ の印加時間を短縮し、目標透過率に到達する前の時刻ｔ４ において、目標透過率に対応する収斂電圧Ｖ２ に切り換え、そして目標透過率に達成する時刻ｔ５ まで一定期間収斂電圧Ｖ２ を印加するようにした方式で、図８で示した手法に対応するものである。この場合も、収斂電圧Ｖ２ のみを印加する場合に比べ、目標透過率への応答時間を短縮すると共に、ＥＣ素子を精度よく目標透過率に設定することができる。
【００６８】
図１７の（Ｃ）は、図１７の（Ａ）に示した方式における高電圧Ｖ３ の印加時間を更に短縮し、時刻ｔ６ で高電圧Ｖ３ より若干低い電圧Ｖ３ ′を印加し、更に時刻ｔ７ で収斂電圧Ｖ２ に切り換え、目標透過率に到達する時刻ｔ８ まで印加するようにした方式である。高電圧を長期間印加すると、ＥＣ素子が劣化するおそれがあるが、この方式のように高電圧印加時間をさらに短縮することにより、ＥＣ素子の劣化を防止すると共に、応答速度を向上させることが可能となる。
【００６９】
上記図１７の（Ａ），（Ｂ）に示した駆動方式には、それぞれ利点がある。そこで、それぞれの利点を活かすように、この２つの駆動方式を、デジタルカメラのカメラモードによって切り替えて使用する例を、図１８のフローチャートに基づいて説明する。
【００７０】
図１に示したデジタルカメラのブロック図で説明した画像表示部１３は、撮影する画角を確認するためにＬＣＤ等の表示素子からなり、この表示部には撮影レンズユニット１に備えられた撮像素子（ＣＣＤ）４で得られた画像であるスルー画像が表示され、撮影者はこのスルー画像の表示を見て被写体の構図を決め、シャッターを押すことで撮影がなされる。したがって、画像表示部１３へのスルー画像表示中も、撮像素子４への入射光量が適当になるようにＥＣ素子（調光素子）３を駆動さてせる必要がある。そこで、デジタルカメラの撮影モードにおいては、まず撮影画像が取り込まれ、スルー画像の画像表示部１３への表示が開始される（ステップＳ２１）。これと同時に、撮影画像信号は、ＡＥ／ＡＦ回路１０で測光処理され（ステップＳ２２）、被写体輝度を評価して調光切り換えの必要があるか否かの判断がなされ（ステップＳ２３）、必要なら切り換え処理が行われる（ステップＳ２４）。スルー画像表示中の調光切り換え処理は、図１７の（Ａ）に示した駆動方式である、ドライブ電位差単独印加方式（方式Ａ）で駆動がなされる。そして、常時画像表示部１３に適切な輝度の画像が表示されるような処理が、操作部８の１ｓｔレリース操作がなされるまで繰り返される（ステップＳ２５）。
【００７１】
そして、ステップＳ２５において１ｓｔレリース操作を検知すると、再度、撮影画像信号に基づいてＡＥ／ＡＦ回路１０で撮影露光のための測光が行われる（ステップＳ２６）。この際、スルー画像表示時と同様に、調光切り換えの要否の判断がされるが（ステップＳ２７）、この時点で調光処理する際には、ＥＣ素子３の駆動は図１７の（Ｂ）に示した駆動方式である、ドライブ電位差と収斂電位差を組み合わせた印加方式（方式Ｂ）で駆動がなされる（ステップＳ２８）。調光処理後、続いてＡＥ／ＡＦ回路１０で測距及び合焦位置へのレンズ移動処理が行われる（ステップＳ２９，Ｓ３０）。これらのＡＥ／ＡＦ処理後の状態で、２ｎｄレリース操作がなされるまで待機する（ステップＳ３１）。２ｎｄレリース操作がされると、露光処理（ステップＳ３２）、画像記録処理（ステップＳ３３）が順次実行される。
【００７２】
なお、上記ＥＣ素子（調光素子）３の各駆動での具体的な駆動方式は、前述した透過率変化に応じてドライブ電位差の印加時間を制御する方式（等電位差方式）、又は透過率変化に応じてドライブ電位差の大きさで透過率を制御する方式（等印加時間方式）のいずれを採用してもよい。なお、図９〜図１２で説明した前述の等電位差方式又は等印加時間方式は、ドライブ電位差と収斂電位差を組み合わせで説明したが、これらの方式は、上記ステップＳ２４の説明で示したようなドライブ電位差単独駆動方式（方式Ａ）にも、適用できる。
【００７３】
以上のように、スルー画像表示時間はレリーズ操作後の露光時間に比べて圧倒的に長いので、この期間はＥＣ素子をドライブ電位差単独方式で駆動をして、全体の駆動時間を短縮することは、ＥＣ素子（調光素子）駆動のための消費電力を低減するのに大きな効果がある。また、スルー画像表示中は、ＥＣ素子の透過率の切り替えが速い方式の方が、観察時の違和感がなくてよい。
【００７４】
上記実施の形態の動作説明においては、ＥＣ素子の透過率制御（被写体輝度値制御）は、測光により透過率を検出し、所定の透過率に到達した時点でＥＣ素子（調光素子）への電圧印加駆動を停止、あるいはＥＣ素子の電極間をオープン状態にする手法を用いている場合について説明を行ったが、次のような手法でＥＣ素子の透過率制御を行うこともできる。すなわち、最初の被写体輝度の測光ステップ（ステップＳ１，ステップＳ２２，ステップＳ２６）において得られた被写体輝度値に基づいて、ＥＣ素子の透過率をどの程度下げればよいか推定できるので、その低下させるべき推定透過率値に対応させて、図９〜図１２などに示した透過率制御手法により、印加電圧あるいは印加時間が算出可能であり、したがって、上記推定透過率値と算出された印加電圧あるいは印加時間とを対応させたテーブルをＣＰＵに備えておき、このテーブルを用いて印加電圧あるいは印加時間を選択設定することにより、測光しながらＥＣ素子の透過率を制御する必要がなくなる。
【００７５】
また、上記実施の形態の動作説明では、測光しながらＥＣ素子（調光素子）の印加電圧あるいは印加時間の調整により透過率を制御するようにしているが、その際、極端な被写体、例えば暗闇あるいは太陽などの場合には、適正な露光状態が得られず、ＥＣ素子に長時間高電圧が印加されＥＣ素子が劣化するおそれがある。そこで、このように高電圧が所定時間以上、例えば ７．５Ｖで ３００ｍｓｅｃ以上印加される場合には、所定時間で駆動電源をＯＦＦとする保護手段を設けるのが有効である。
【００７６】
また、上記実施の形態では、ＣＰＵの制御に基づく各部の動作によって本発明の各機能が達成されることについて説明した。一方、図１３，１４及び図１８の各フローチャーにより説明されるようなカメラ動作処理や調光処理の機能は、専らＣＰＵがデジタルカメラに内蔵された不図示のＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに予め記憶されたプログラムに従って達成することも可能である。ＣＰＵがこのプログラムに従って本発明の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能を実現する場合には、このプログラム自体及びそのプログラムを記憶した記憶媒体が、本発明を構成することになる。なお、このプログラムは、外部より記憶媒体として、あるいは通信形式でデジタルカメラ等の撮像装置に供給することも可能である。
【００７７】
また、上記実施の形態では、デジタルカメラへの適用を例として説明してきたが、本発明は携帯電話等のカメラ部に適用してもよいのは当然である。また、測光を外部測光素子で行うようにすれば、銀塩カメラにも適用可能である。
【００７８】
以上実施の形態について説明を行ったが、本発明の特徴とする構成並びにその構成に基づく効果の一例をまとめて示すと、次の通りである。
本発明の第１の特徴とする構成は、請求項１に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置においては、透過率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、透過率の変化量に応じて印加時間を異ならせて印加し調光素子を駆動させるように構成しているので、色々な透過率の変化量にも容易に対応ができ、またドライブ電位差が１種類ですみ、複数用意しなくてよいのでハードの簡単化を図ることができる。
【００７９】
また第２の特徴とする構成は、請求項２に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、透過率の差が大きい場合にはドライブ電位差の印加時間を長くするように構成しているので、透過率の差が大きくても短時間で目標の透過率を得ることが可能になる。
【００８０】
また第３の特徴とする構成は、請求項３に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、透過率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、透過率の変化量に応じて印加電位差を異ならせて印加し調光素子を駆動させるように構成しているので、色々な透過率の変化量にも容易に対応ができる。
【００８１】
また第４の特徴とする構成は、請求項４に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、透過率の差が大きい場合には、大きな電位差を印加するように構成しているので、透過率の差が大きくても短時間で目標の透過率が得られる。
【００８２】
また第５の特徴とする構成は、請求項５に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、透過率の差にかかわらず一定時間ドライブ電位差を印加するように構成しているので、透過率の変化量にかかわらず調光素子の駆動時間を一定にすることができる。
【００８３】
また第６の特徴とする構成は、請求項６に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、例えば、スルー画像表示中は第２の駆動モードで、１ｓｔレリース操作後は第１の駆動モードでというように、状況に応じて適切な駆動モードの使い分けが可能となる。
【００８４】
また第７の特徴とする構成は、請求項７に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、収斂電位差を印加した後に調光素子の電極間の電位をオープン状態にするように構成しているので、オープン状態においては、電源部をＯＦＦにすることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【００８５】
また第８の特徴とする構成は、請求項８に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、調光素子をエレクトロクロミック素子で構成しているので、透過型の調光素子を電圧印加により容易にその透過率を制御することの可能な調光装置を実現できる。
【００８６】
また第９の特徴とする構成は、請求項９に記載したカメラの構成であり、このように構成されたカメラによれば、上記のように構成された調光装置を撮影光量調整装置として備えているので、調光機能を向上させたカメラを実現することができる。
【００８７】
また第１０の特徴とする構成は、請求項１０に記載したカメラの構成であり、このように構成されたカメラによれば、スルー画像表示中は第１の駆動モードで駆動し、露光開始直前は第２の駆動モードで駆動するように構成しているので、画角確認中は調光素子の透過率の変化時間の短縮を優先し、露光時には透過率の精度を優先させ、カメラのモードに応じて駆動モードが適切に選択される。
【００８８】
また第１１の特徴とする構成は、請求項１１に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、反射率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、反射率の変化量に応じて印加時間を異ならせて印加し調光素子を駆動させるように構成しているので、色々な反射率の変化量にも容易に対応ができ、またドライブ電位差が１種類ですみ、複数用意しなくてよいのでハードの簡単化を図ることができる。
【００８９】
また第１２の特徴とする構成は、請求項１２に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、反射率の差が大きい場合にはドライブ電位差の印加時間を長くするように構成しているので、反射率の差が大きくても短時間で目標の透過率を得ることができる。
【００９０】
また第１３の特徴とする構成は、請求項１３に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、反射率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、反射率の変化量に応じて印加電位差を異ならせて印加し調光素子を駆動させるように構成しているので、色々な反射率の変化量にも容易に対応ができる。
【００９１】
また第１４の特徴とする構成は、請求項１４に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、反射率の差が大きい場合には、大きな電位差を印加するように構成しているので、反射率の差が大きくても短時間で目標の反射率が得られる。
【００９２】
また第１５の特徴とする構成は、請求項１５に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、収斂電位差を印加した後に調光素子の電極間の電位をオープン状態にするように構成しているので、オープン状態においては、電源部をＯＦＦにすることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【００９３】
また第１６の特徴とする構成は、請求項１６に記載した調光装置の構成であり、このように構成された調光装置によれば、調光素子をエレクトロクロミック素子で構成しているので、反射型の調光素子を電圧印加により容易にその反射率を制御することの可能な調光装置を実現できる。
【００９４】
また第１７の特徴とする構成は、請求項１７に記載したカメラの構成であり、このように構成されたカメラによれば、上記のように構成された調光装置を撮影光量調整装置として備えているので、調光機能を向上させたカメラを実現することができる。
【００９５】
また第１８の特徴とする構成は、請求項１８に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、透過率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、透過率の変化量に応じて印加時間を異ならせて印加し調光素子を駆動させるようにしているので、色々な透過率の変化量にも容易に対応ができ、またドライブ電位差が１種類ですみ、複数用意しなくてよいのでハード構成を簡単化することが可能となる。
【００９６】
また第１９の特徴とする構成は、請求項１９に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、透過率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、透過率の変化量に応じて印加電位差を異ならせて印加し調光素子を駆動させるようにしているので、色々な透過率の変化量にも容易に対応ができる。
【００９７】
また第２０の特徴とする構成は、請求項２０に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、例えば、スルー画像表示中は第２の駆動モードで、１ｓｔレリース操作後は第１の駆動モードでというように、状況に応じて適切な駆動モードの使い分けが可能となる。
【００９８】
また第２１の特徴とする構成は、請求項２１に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、反射率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、反射率の変化量に応じて印加時間を異ならせて印加し調光素子を駆動させるようにしているので、色々な反射率の変化量にも容易に対応ができ、またドライブ電位差が１種類ですみ、複数用意しなくてよいのでハード構成を簡単化することが可能となる。
【００９９】
また第２２の特徴とする構成は、請求項２２に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、反射率変化時間を短縮化させるドライブ電位差を、反射率の変化量に応じて印加電位差を異ならせて印加し調光素子を駆動させるようにしているので、色々な反射率の変化量にも容易に対応ができる。
【０１００】
また第２３の特徴とする構成は、請求項２３に記載した調光素子の駆動方法の構成であり、このように構成された調光素子の駆動方法によれば、調光素子としてエレクトロクロミック素子を用いているので、調光素子への電圧印加により容易にその透過率あるいは反射率を制御することが可能な調光素子の駆動方法を実現することができる。
【０１０１】
また第２４の特徴とする構成は、請求項２４に記載したプログラムの構成であり、このように構成されたプログラムによれば、上記第１８〜第２３の特徴とする調光素子の駆動処理をソフト的に達成することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、高速の応答が可能で消費電力の小さな調光素子の駆動方法、該駆動方法を実行するためのプログラム、該駆動方法を適用した調光装置並びに該調光装置を搭載したカメラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る調光素子の駆動方法及び調光装置の実施の形態を適用したデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】透過型エレクトロクロミック（ＥＣ）素子の構成例を示す概略断面図である。
【図３】反射型エレクトロクロミック（ＥＣ）素子の構成例を示す断面図である。
【図４】図１に示したデジタルカメラにおいて反射型ＥＣ素子を用いた場合におけるレンズユニットの構成例を示すブロック図である。
【図５】ＥＣ素子の従来の駆動態様を示すタイミング図である。
【図６】本発明に係るＥＣ素子の基本的な駆動態様例を示すタイミング図である。
【図７】ＥＣ素子をドライブ電位差単独で駆動させた場合の動作態様を示す図である。
【図８】ＥＣ素子を、ドライブ電位差を印加した後、収斂電位差を印加して駆動させた場合の動作態様を示す図である。
【図９】ＥＣ素子の透過率を等電位差方式の駆動方式で下げる場合の動作態様を示す図である。
【図１０】ＥＣ素子の透過率を等電位差方式の駆動方式で上げる場合の動作態様を示す図である。
【図１１】ＥＣ素子の透過率を等印加時間方式の駆動方式で下げる場合の動作態様を示す図である。
【図１２】ＥＣ素子の透過率を等印加時間方式の駆動方式で上げる場合の動作態様を示す図である。
【図１３】図１に示したデジタルカメラにおける主たる動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１３に示したフローチャートにおける調光処理ステップのサブルーチン動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示した調光処理のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１６】ＥＣ素子を撮影毎にリセットする場合の各部の動作態様を示すタイミング図である。
【図１７】ＥＣ素子への駆動電圧印加パターンを示す図である。
【図１８】デジタルカメラにおいて、図１７の（Ａ），（Ｂ）に示した２つの駆動方式を切り替えて使用する態様を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ レンズユニット
２ 撮影レンズ
３ ＥＣ素子
４ 撮像素子
５ ＥＣ素子駆動電源部
６ スイッチング用ＦＥＴ
７ ＣＰＵ
８ 操作部
９ 撮像回路
１０ ＡＥ／ＡＦ回路
１１ ＤＲＡＭ
１２ 画像処理回路
１３ 画像表示部
１４ メモリカード
２１ ＩｒＯ層
２２ ＴａＯ５ 層
２３ ＷＯ３ 層
２４ ＥＣ材層
２５，２６ 透明電極
２７，２８ ガラス薄板
２９ Ａｌ層
Claims (24)
- 電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記収斂する透過率に対応した電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加して駆動するように構成されていることを特徴とする調光装置。
- 前記駆動手段は、前記透過率の差が大きい場合には前記ドライブ電位差の印加時間を長くすることを特徴とする請求項１に係る調光装置。
- 電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じたドライブ電位差を設定し、設定された該ドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加して駆動するように構成されていることを特徴とする調光装置。
- 前記駆動手段は、前記透過率の差が大きい場合には大きな前記ドライブ電位差を印加することを特徴とする請求項３に係る調光装置。
- 前記駆動手段は、前記透過率の差にかかわらず一定時間前記ドライブ電位差を印加することを特徴とする請求項３又は４に係る調光装置。
- 電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加するようにした第１の駆動モード、又は前記ドライブ電位差のみを印加する第２の駆動モードのいずれか選択された駆動モードで駆動するように構成されていることを特徴とする調光装置。
- 前記駆動手段は、前記目標の透過率の収斂電位差を印加した後に前記電極間の電位をオープン状態にすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に係る調光装置。
- 前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に係る調光装置。
- 前記請求項１〜８のいずれか１項に係る調光装置を撮影光量調整装置として備えたことを特徴とするカメラ。
- 前記請求項６に係る調光装置を撮影光量調整装置として備え、前記駆動手段は、カメラのスルー画像表示中は前記第１の駆動モードで駆動し、露光開始直前は前記第２の駆動モードで駆動することを特徴とするカメラ。
- 電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記収斂する反射率に対応した電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加して駆動するように構成されていることを特徴とする調光装置。
- 前記駆動手段は、前記反射率の差が大きい場合には前記ドライブ電位差の印加時間を長くすることを特徴とする請求項１１に係る調光装置。
- 電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子と、該調光素子を目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加して駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、印加により収斂した反射率に対応する電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加して駆動するように構成されていることを特徴とする調光装置。
- 前記駆動手段は、前記反射率の差が大きい場合には大きな前記ドライブ電位差を印加することを特徴とする請求項１３に係る調光装置。
- 前記駆動手段は、前記目標の反射率の収斂電位差を印加した後に前記電極間の電位をオープン状態にすることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に係る調光装置。
- 前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に係る調光装置。
- 前記請求項１１〜１６のいずれか１項に係る調光装置を撮影光量調整装置として備えたことを特徴とするカメラ。
- 電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を、目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動方法において、前記収斂する透過率に対応した電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とする調光素子の駆動方法。
- 電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を、目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の透過率と目標の透過率との透過率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とする調光素子の駆動方法。
- 電極へ印加される電位差に応じて透過率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した透過率を保持する性質を有する調光素子を、目標の透過率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した透過率に対応する電位差を当該透過率の収斂電位差とし、現在の透過率の収斂電位差と目標の透過率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を印加し、続いて目標の透過率の収斂電位差を印加するようにした第１の駆動モード、又は前記ドライブ電位差のみを印加する第２の駆動モードのいずれか選択された駆動モードで駆動することを特徴とする調光素子の駆動方法。
- 電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子を、目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する駆動方法において、前記収斂する反射率に対応した電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であるドライブ電位差を、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて所定時間印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とする調光素子の駆動方法。
- 電極へ印加される電位差に応じて反射率が変化して一定値に収斂し、印加停止後も前記収斂した反射率を保持する性質を有する調光素子を、目標の反射率にするように前記電極に所定の電位差を印加する調光素子の駆動方法において、印加により収斂した反射率に対応する電位差を当該反射率の収斂電位差とし、現在の反射率の収斂電位差と目標の反射率の収斂電位差との差よりも大きい電位差であって、現在の反射率と目標の反射率との反射率の差に応じて設定されるドライブ電位差を印加し、続いて目標の反射率の収斂電位差を印加して駆動することを特徴とする調光素子の駆動方法。
- 前記調光素子は、エレクトロクロミック素子であることを特徴とする請求項１８〜２２のいずれか１項に係る調光素子の駆動方法。
- 前記１８〜２３のいずれか１項に係る調光素子の駆動方法を実行するためのプログラム。
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