JP3935367B2 - 表示素子駆動回路用の電源回路、表示装置及びカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶素子の駆動回路、特に時分割駆動をおこなう表示装置、特に液晶駆動回路の液晶駆動用電源供給回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶素子の時分割駆動を行なう液晶駆動用電源供給方法の従来例を図８、図９に示す。
【０００３】
図８は、１／３バイアスで液晶を駆動する場合の抵抗分割型の例を示す図であり、１０１は電源であるところの電池、１０２は電池１０１に接続された、電池１０１からの電圧を一定に保つためのレギュレータ、１０３、１０４、１０５は直列に接続されたそれぞれ同一の抵抗値の抵抗であり、抵抗１０３の一端がレギュレータ１０２の出力に、抵抗１０５の一端が電池１０１のマイナス側及びレギュレータ１０２のグランド側に接続され、レギュレータ１０２の出力電圧を分圧する構成となっており、ここでレギュレータ１０２の出力電圧が４．５Ｖとした場合、抵抗１０３と抵抗１０４の接続点で３．０Ｖ、抵抗１０４と抵抗１０５の接続点で１．５Ｖが得られるようになっている。
【０００４】
１０６はＬＣＤを駆動するためのＬＣＤドライバ（ＬＣＤＤＲ）であり、電池１０１から電源供給を受けるとともにレギュレータ１０２の出力及び抵抗１０３、１０４、１０５で分圧された電圧を液晶駆動用電源の供給を受けるようになっている。
【０００５】
１０７はＬＣＤドライバに接続された液晶パネルであり、レギュレータ１０２及び抵抗１０３、１０４、１０５により分圧された液晶駆動用電源により、ＬＣＤドライバ１０６により点灯／非点灯制御がおこなわれるようになっている。
【０００６】
次に、図９は１／３バイアスで液晶を駆動する場合のチャージポンプ型の例を示す物であり、１０８は電源であるところの電池、１０９は電池１０８に接続された、電池１０８からの電圧を一定に保つためのレギュレータ、１１０はレギュレータ１０９で一定に保たれた電圧を、昇圧するためのチャージポンプ回路であり、ここでは入力電圧及び入力電圧の２倍昇圧及び３倍昇圧電圧を出力するようになっており、ここでレギュレータ１０９の出力電圧が１．５Ｖとした場合、２倍昇圧電圧は３．０Ｖ、３倍昇圧電圧は４．５Ｖが得られるようになっている。
【０００７】
１１１はＬＣＤを駆動するためのＬＣＤドライバ（ＬＣＤＤＲ）であり、電池１０１から電源供給を受けるとともにチャージポンプ１１０からを液晶駆動用電源の供給を受けるようになっている。１１２はＬＣＤドライバに接続された液晶パネルであり、チャージポンプ１１０からの液晶駆動用電源により、ＬＣＤドライバ１０６により点灯／非点灯制御がおこなわれるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例のうち図８に示す抵抗分圧型の場合、液晶駆動用電源となる３種類の電圧を生成するために分圧抵抗を用いるため、分圧抵抗に数十マイクロアンペア以上の電流を流さなければならず、電源に電池を用いて常時表示をおこなう携帯機器などでは、消費電流が多いために電池寿命が早期に完了してしまう問題がある。
【０００９】
また図９に示すチャージポンプ型の場合、ポンプアップ動作をおこなうための信号源となる発振回路や電荷をためるためのコンデンサが必要となるために、液晶の駆動電圧の分割数が増えた場合、分割数の増加分だけコンデンサを増やさなければならない。よって昇圧する電圧分割数が増加すると、一番低い電圧から一番高い電圧までの電圧比が大きくなり、スイッチングロスなどにより高い側の電圧が、正確な整数倍とならないという問題がある。また、チャージポンプ方式を用いて安定した電源を供給するためには、シリーズレギュレータ等の電源安定化手段を用いて電源を安定化させた後、この電源をチャージポンプで昇圧しなければならず、回路構成が複雑になってしまう。
【００１０】
さらに、チャージポンプ回路を内蔵した液晶ドライバも一部市販されているが、一般的にはチャージポンプ回路を持たない液晶ドライバの方が多く市販されている。よって液晶駆動用の電源を供給するためのチャージポンプＩＣはほとんど市販されておらず、一般的なＩＣを用いて低消費電流の液晶駆動回路を構成することが現実的に難しくなっている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために、電池等の電源から供給される電圧を、複数のＣＭＯＳ回路等で構成された消費電流の非常に少ないシリーズレギュレータ等を用いて、表示素子を時分割駆動するための電源を得るようにすることで、チャージポンプ回路のような複雑な回路を必要とせず、消費電流の少ない表示素子駆動回路を提供することができる。
【００１２】
また、電源電圧の範囲内であれば、シリーズレギュレータの出力電圧は安定しており、駆動電圧分割数が増えた場合にも、チャージポンプ方式のように低電圧と高電圧での電圧を正確に整数倍にすることができる。
【００１３】
本発明は、表示素子を時分割駆動する駆動回路に複数の電圧を供給するための電源回路であって、前記複数の電圧の各々が、少なくとも２つの入力端子を持ち電源からの電圧を分圧して一定の電圧レベルに保つレギュレータで構成された定電圧回路を経由して出力され、前記複数の定電圧回路は、前記一方の入力端子が前記電源の正極に接続され他方の入力端子が前記電源の負極に接続された第１の定電圧回路と、前記一方の入力端子が前記電源の正極に接続され他方の入力端子が他の定電圧回路の出力に接続された第２の定電圧回路とからなることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明は、前記定電圧回路が、降圧型レギュレータであることを特徴とする請求項１に記載の電源回路である。
【００１５】
また本発明は、前記定電圧回路が、温度により出力電圧を補正する手段を有することを特徴とする請求項１及至２のいずれかに記載の電源回路である。
【００１６】
また本発明は、前記定電圧回路が複数集積された一つのレギュレータＩＣを用いることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の電源回路である。
【００１９】
そして前記の電源回路を用いた駆動回路を備えた表示素子、および液晶素子、さらには前記液晶素子の表示データをフィルムに写し込むためのデータ写し込み機能を備えたカメラである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係わる表示素子用駆動回路の構成を示すブロック図であり、ここでは表示素子として液晶素子を例に取り、消費電力の少ないＣＭＯＳ回路にて構成されたレギュレータを用いた例を示す。１は電源である電池、２は入力が電池１の正極、ＶＳＳが電池３６の負極に接続され電池１からの電圧を一定電圧に保つためのＣＯＭＳ回路にて構成されたレギュレータである。３は入力が電池１の正極、ＶＳＳがレギュレータ２の出力に接続されており、電池１からの電圧を一定電圧に保つためのＣＯＭＳ回路にて構成されたレギュレータであり、同様に４は入力が電池１の正極、ＶＳＳがレギュレータ３の出力に接続され、電池１からの電圧を一定電圧に保つためのＣＯＭＳ回路にて構成されたレギュレータである。
【００２２】
ここで、レギュレータ２、３、４はそれぞれ同じ出力電圧を持つレギュレータであり、レギュレータ３のＶＳＳがレギュレータ２の出力に接続されているために、レギュレータ２のＶＳＳを基準とすると、レギュレータ３の出力電圧は、レギュレータ２の出力電圧の２倍となる。さらにレギュレータ４のＶＳＳがレギュレータ３の出力に接続されているために、レギュレータ２のＶＳＳを基準とすると、レギュレータ４の出力電圧は、レギュレータ２の出力電圧の３倍となるようになっている。
【００２３】
ここで、具体的な電圧の例を示すと、電池１の電圧を５Ｖ、各レギュレータ単体の出力電圧を１．５Ｖとした場合、レギュレータ２の出力電圧は、１．５Ｖ、レギュレータ３の出力電圧は３．０Ｖ、レギュレータ４の出力電圧は４．５Ｖとなるようになっている。
【００２４】
次に、５は、電池１を回路の電源とし、レギュレータ２、３、４の出力を液晶駆動用の電源とする液晶ドライバ（ＬＣＤＤＲ）であり、レギュレータ２の出力がＶＬ１に、レギュレータ３の出力がＶＬ２に、レギュレータ４の出力がＶＬ３にそれぞれ接続されている。６は液晶ドライバ５に接続された液晶表示素子（液晶パネル）であり、ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のコモン信号とＳＥＧ０からＳＥＧ２１のセグメント信号をコモン電極とセグメント電極より印加する事により時分割信号を出力し、液晶パネル６を駆動する。
【００２５】
《レギュレータ回路図》
図２は、レギュレータ２，３，４の内部回路の詳細を説明するための図であり、１０１は、レギュレータの電源入力端子に接続された電流源、１０２は電流源１０１から供給される電流を基に、基準電圧を発生するための基準電圧回路、１０３はレギュレータの出力端子に一端が接続された抵抗、１０４は一端が抵抗１０３に接続され他端がＧＮＤに接続された抵抗、１０５は負入力が基準電圧回路１０２の出力に接続され、かつ正入力が抵抗１０３と抵抗１０４に接続されたオペアンプである。１０６は出力電圧制御素子でありソースがコンパレータの電源入力に接続され、かつドレインがレギュレータの出力に接続され、またゲートがオペアンプ１０５の出力に接続されたＰチャンネルＭＯＳＦＥＴである。レギュレータの出力電圧を抵抗１０３，１０４で分圧した電圧と基準電圧回路の出力電圧とを、オペアンプ１０５で比較してオペアンプの出力により、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御する事によって、入力電圧を規定の出力電圧に制御するようになっている。
【００２６】
ここで、このレギュレータはＣＭＯＳ構成で作られており、電圧制御をおこなうＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御することにより出力電圧を制御している。これによってバイポーラ型トランジスタのように電圧制御素子のベース電流が不要になり、電流源の電流を少なくすることができるために、消費電流をごくわずかな量とすることができる。
【００２７】
次に、図３は液晶パネルを時分割方式で駆動する際のコモン、セグメント電極に与えられる駆動電圧を示す図であり、液晶ドライバ５から液晶表示素子６に印加される信号波形を示している。なお、ここでは１／３バイアス、１／３ＤＵＴＹ方式を具体的な例として説明する。
【００２８】
各セグメント信号（ＳＥＧ）及びコモン信号（ＣＯＭ）は、液晶の表示状態に従って、レギュレータ２、３、４により生成されたＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３及び０Ｖの電圧が出力される。この時ＣＯＭ０とＳＥＧ１が接続された液晶表示部には、ＯＮ電圧として図３の”ＣＯＭ０−ＳＥＧ１”で示す信号が印加され、この実効値電圧が液晶の点灯電圧を超えるために液晶表示が点灯する。さらに、ＳＥＧ２が接続された液晶表示部には、図３の”ＣＯＭ１−ＳＥＧ２”で示す信号が印加され、実効値電圧が液晶の点灯電圧よりも低い電圧であるために非点灯状態となるようになっている。
【００２９】
《液晶素子を用いたカメラの説明》
次に、図４は前記液晶駆動回路及び液晶表示素子をカメラに応用した例を示したカメラの電気的構成を示すブロック図である。同図において、１１はカメラ全体の制御を行うマイクロコンピュータ、１２は前記マイクロコンピュータ１１に外付け（内蔵でも良い）されたメモリ手段であるところのＲＡＭ、１３は前記マイクロコンピュータ１１に外付け（内蔵でも良い）された不揮発性メモリ手段であるところのＥＥＰＲＯＭである。１４は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、オートフォーカスを行うための焦点検出センサ、１５は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、被写体の輝度を測定するための測光回路、１６は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、カメラ本体に着脱可能な交換レンズの内部の電子回路を制御するためのレンズ制御回路である。１７は前記レンズ制御回路１６に接続され、該レンズ制御回路１６からの制御信号にしたがってレンズを制御する電子回路を含む、カメラ本体に着脱可能な交換レンズである。
【００３０】
１８（ＳＷ１）は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、測光や焦点検出を開始するためのスイッチ、１９（ＳＷ２）は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、露光を開始するためのスイッチであり、スイッチＳＷ１とＳＷ２は２段スイッチ構成のレリーズスイッチとなっていて、レリーズスイッチの第１ストロークでスイッチＳＷ１がＯＮし、第２ストロークでスイッチＳＷ１とＳＷ２が共にＯＮするようになっている。
【００３１】
２０は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、焦点検出センサ１４に具備された複数のＡＦ領域のうち、どれか一つのＡＦ領域を任意に選択するためのＡＦ領域選択スイッチ、２１は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、カメラに設けられた各種設定のためのダイヤルの動作を検出するためのダイヤル検出回路、２２は前記ダイヤル検出回路２１に接続され、カメラの各種の設定を行うための設定ダイヤルであり、ＡＦ領域選択スイッチ２０とこのダイヤルにより、任意のＡＦ領域を選んだり、カメラが自動的にＡＦ領域を選択する自動ＡＦ領域選択を選んだりすることが出来る。
【００３２】
２３は不図示のカメラ本体に装填されたフィルム、２４は前記マイクロコンピュータ１１により制御され、前記フィルム２３の位置を検出するためのフィルム検出回路、２５は前記フィルム検出回路２４により駆動され、前記フィルム２３の位置を検出するフォトセンサ、２６は前記マイクロコンピュータ１１により制御され、フィルム給送用モータ２７を駆動して前記フィルム２３の巻き上げや巻き戻しをするためのフィルム給送回路である。２８は前記マイクロコンピュータ１１により制御され、露光のためにシャッタを制御するためのシャッタ制御回路、２９は前記シャッタ制御回路２８により制御され、露光を行うためのシャッタである。
【００３３】
次に、３０はマイクロコンピュータ１１に接続され、各種情報をＬＣＤに表示するための液晶ドライバであり、図１の５に相当する。３１は液晶ドライバ３０にＬＣＤ駆動用電源を供給するためのＬＣＤ用電源回路であり、図１のレギュレータ２、３、４に相当する。３２は液晶ドライバ３０に接続され、カメラの各種設定状態や動作状態、露出情報などを表示するためのＬＣＤパネルであり、図１のＬＣＤ６に相当する。３３は、液晶ドライバ３０に接続され撮影日時やユーザ設定情報などをフィルム２３に写し込むための写し込みＬＣＤであり、同様に図１のＬＣＤ６に相当する。３４はフィルムに写し込みＬＣＤ３３に表示された各種情報をフィルムに写し込むためのランプ、３５はランプ３４を発光させてデータを写し込むための制御をおこなうためのランプ制御回路である。
【００３４】
このように、電源である電池から供給された電圧を複数のレギュレータを用いて複数の一定電圧を生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電源として、液晶ドライバを経由してＬＣＤを表示させるようになっている。
【００３５】
また、１種類のレギュレータを用いて、一つのレギュレータの出力と他の一つのレギュレータのＶＳＳを接続することで、液晶駆動用の異なる電圧を得ることができる。
【００３６】
なお、ここまでの説明では、液晶パネルの時分割駆動方式を、１／３バイアス、１／３ＤＵＴＹで説明したが、レギュレータの数を変えることで、他のバイアスの時分割駆動方式にも使用することができる。
【００３７】
さらに、この液晶駆動用電源を用いることでカメラのように電池を電源とした機器でも、消費電流が少なくなり容易に常時表示をおこなうことができる。
【００３８】
《第一の参考例》
図５は、本発明の第１の参考形態に係わる表示素子駆動回路の構成を示すブロック図である。３６は電源である電池、３７は入力が電池３６の正極、ＶＳＳが電池３６の負極に接続され電池３６からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータでありここでは、１．５Ｖの電圧を出力する。３８は入力が電池３６の正極、ＶＳＳが電池３６の負極に接続され電池３６からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレータ３７の出力電圧の２倍の電圧である３．０Ｖを出力する。３９は入力が電池３６の正極、ＶＳＳが電池３６の負極に接続され電池３６からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレータ３７の出力電圧の３倍の電圧である４．５Ｖを出力するレギュレータである。ここでは、具体的な出力電圧を１．５Ｖ、３．０Ｖ、４．５Ｖとしたが、ＬＣＤの駆動電圧にあわせて設定する電圧を変更することで駆動電圧の異なるＬＣＤを駆動することができる。
【００３９】
次に、４０は、電池３６を回路の電源とし、レギュレータ３７、３８、３９の出力を液晶駆動用の電源とする液晶ドライバであり、レギュレータ３７の出力がＶＬ１に、レギュレータ３８の出力がＶＬ２に、レギュレータ３９の出力がＶＬ３にそれぞれ接続されている。４１は液晶ドライバ４０に接続された液晶表示素子であり、ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のコモン信号とＳＥＧ０からＳＥＧ２１のセグメント信号により液晶が駆動される。
【００４０】
《複数電圧出力用レギュレータ》
図６は、本発明の第２の参考形態に係わる複数出力端子を有するレギュレータを用いた液晶駆動回路の構成を示すブロック図である。
【００４１】
４２は電源である電池、４３は入力が電池４２の正極、ＶＳＳが電池４２の負極に接続され電池３６からの電圧を複数の一定電圧に保つためのレギュレータでありここでは、第一の出力が１．５Ｖ、第二の出力が３．０Ｖ、第三の出力が４．５Ｖの複数の電圧を出力する構成となっている。
【００４２】
次に、４４は、電池４２を回路の電源とし、レギュレータ４３の複数の出力を液晶駆動用の電源とする液晶ドライバであり、レギュレータ４３の第一の出力がＶＬ１に、第二の出力がＶＬ２に、第三の出力がＶＬ３にそれぞれ接続されている。４５は液晶ドライバ４４に接続された液晶表示素子であり、ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のコモン信号とＳＥＧ０からＳＥＧ２１のセグメント信号により液晶が駆動される。
【００４３】
このような構成によって電源回路部分の大きさをコンパクトにすることができる。
【００４４】
《１チップ構成の説明》
図７は、上記レギュレータと液晶駆動回路を一体化した本発明の第２の実施形態に係わる液晶駆動回路の構成を示すブロック図である。
【００４５】
４６は電源である電池、４７は液晶駆動用電源を生成するレギュレータと液晶表示装置を駆動するための液晶ドライバ機能を含む集積回路である。この集積回路は１チップ構成でも、マルチチップ構成でもかまわない。
【００４６】
４８は集積回路４７に内蔵された、電源からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータでありここでは、１．５Ｖの電圧を出力する。４９は集積回路入力が電源、ＶＳＳがレギュレータ４８の出力に接続された電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレータ４８の出力電圧の２倍の電圧である３．０Ｖを出力する。５０は入力が電源、ＶＳＳがレギュレータ４９の出力に接続された電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレータ４８の出力電圧の３倍の電圧である４．５Ｖを出力するレギュレータである。ここでは、具体的な出力電圧を１．５Ｖ、３．０Ｖ、４．５Ｖとしたが、ＬＣＤの駆動電圧にあわせて電圧を変更することで駆動電圧の異なるＬＣＤを駆動することができる。５１は、集積回路４７に内蔵された、レギュレータ４８、４９、５０の出力を液晶駆動用の電源とする液晶ドライバであり、レギュレータ４８の出力がＶＬ１に、レギュレータ４９の出力がＶＬ２に、レギュレータ５０の出力がＶＬ３にそれぞれ接続されている。４１は液晶ドライバ４０に接続された液晶表示素子であり、ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のコモン信号とＳＥＧ０からＳＥＧ２１のセグメント信号により液晶が駆動される。
【００４７】
このように、電源である電池から供給された電圧を複数のレギュレータを用いて複数の一定電圧を生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電源として、液晶ドライバを経由してＬＣＤを表示させるようになっている。
【００４８】
また、電源である電池から供給された電圧を複数の出力端子を持つレギュレータを用いて複数の一定電圧を生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電源として、液晶ドライバを経由してＬＣＤを表示させるようになっている。
【００４９】
また、液晶は図１０に示すように、環境温度の変化に応じて最適駆動電圧が異なることから、幅広い温度環境で安定したコントラストが得られるように駆動するためには、駆動電圧の温度補償をおこなうことが必要となる。
【００５０】
そこで、図１１に示すように、レギュレータ内部に温度センサ機能を持たせてレギュレータからの出力電圧を液晶の駆動電圧に沿って、温度補償をおこなうことで液晶パネルに最適な電圧を印加することもできる。このためには温度保障回路内に温度と出力電圧の関係を参照テーブルにして備えておき、温度センサからの出力に応じて電源電圧自体を変化させる方法が有効である。
【００５１】
また、また本発明の用いるレギュレータの構造は、消費電流の少ないＣＭＯＳ回路による構成が一般的であるが、消費電流が少なければ、バイポーラタイプなど他の種類の物を用いてもかまわない。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、電池等の電源から供給される電圧を、複数のＣＭＯＳ回路等で構成された消費電流の非常に少ないレギュレータ等を用いて、液晶素子のような表示素子を時分割駆動するための電源を得る方法を提供した。これによってチャージポンプ回路のような複雑な回路を必要とせず、消費電流の少ない液晶駆動回路を提供することができる。
【００５３】
さらにシリーズレギュレータと汎用の液晶ドライバのみを用いた簡単な構成でカメラなどの電池を電源とする機器においても、電池寿命を気にすることなく、液晶表示部に常時表示を簡単な回路構成で行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶駆動回路のブロック図
【図２】本発明のレギュレータ回路の内部回路図
【図３】本発明の液晶駆動波形を説明する図
【図４】本発明の液晶駆動回路を利用したカメラのブロック図
【図５】 本発明の第１の参考例の液晶駆動回路のブロック図
【図６】 本発明の第２の参考例の液晶駆動回路のブロック図
【図７】 本発明の第２の実施例の液晶駆動回路のブロック図
【図８】従来の液晶駆動回路のブロック図
【図９】従来の液晶駆動回路のブロック図
【図１０】駆動電圧の温度特性を示す図
【図１１】温度センサを有するレギュレータの回路図
【符号の説明】
１、３６、４２、４６ 電池
２、３、４．３７、３８、３９、４３、４８、４９、５０ レギュレータ
５、３０、４０、４４、５１ 液晶ドライバ
６、４１、４５、５２ 液晶表示パネル
５ シンクロ接点
１１ マイクロコンピュータ
３１ 液晶用電源
３２ 表示用液晶パネル
３３ 情報写し込み用液晶パネル
３４ 情報写し込み用ランプ
４７ 液晶駆動用集積回路
１０５ オペアンプ
１０６ 出力電圧制御素子であるＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶素子の駆動回路、特に時分割駆動をおこなう表示装置、特に液晶駆動回路の液晶駆動用電源供給回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶素子の時分割駆動を行なう液晶駆動用電源供給方法の従来例を図８、図９に示す。
【０００３】
図８は、１／３バイアスで液晶を駆動する場合の抵抗分割型の例を示す図であり、１０１は電源であるところの電池、１０２は電池１０１に接続された、電池１０１からの電圧を一定に保つためのレギュレータ、１０３、１０４、１０５は直列に接続されたそれぞれ同一の抵抗値の抵抗であり、抵抗１０３の一端がレギュレータ１０２の出力に、抵抗１０５の一端が電池１０１のマイナス側及びレギュレータ１０２のグランド側に接続され、レギュレータ１０２の出力電圧を分圧する構成となっており、ここでレギュレータ１０２の出力電圧が４．５Ｖとした場合、抵抗１０３と抵抗１０４の接続点で３．０Ｖ、抵抗１０４と抵抗１０５の接続点で１．５Ｖが得られるようになっている。
【０００４】
１０６はＬＣＤを駆動するためのＬＣＤドライバ（ＬＣＤＤＲ）であり、電池１０１から電源供給を受けるとともにレギュレータ１０２の出力及び抵抗１０３、１０４、１０５で分圧された電圧を液晶駆動用電源の供給を受けるようになっている。
【０００５】
１０７はＬＣＤドライバに接続された液晶パネルであり、レギュレータ１０２及び抵抗１０３、１０４、１０５により分圧された液晶駆動用電源により、ＬＣＤドライバ１０６により点灯／非点灯制御がおこなわれるようになっている。
【０００６】
次に、図９は１／３バイアスで液晶を駆動する場合のチャージポンプ型の例を示す物であり、１０８は電源であるところの電池、１０９は電池１０８に接続された、電池１０８からの電圧を一定に保つためのレギュレータ、１１０はレギュレータ１０９で一定に保たれた電圧を、昇圧するためのチャージポンプ回路であり、ここでは入力電圧及び入力電圧の２倍昇圧及び３倍昇圧電圧を出力するようになっており、ここでレギュレータ１０９の出力電圧が１．５Ｖとした場合、２倍昇圧電圧は３．０Ｖ、３倍昇圧電圧は４．５Ｖが得られるようになっている。
【０００７】
１１１はＬＣＤを駆動するためのＬＣＤドライバ（ＬＣＤＤＲ）であり、電池１０１から電源供給を受けるとともにチャージポンプ１１０からを液晶駆動用電源の供給を受けるようになっている。１１２はＬＣＤドライバに接続された液晶パネルであり、チャージポンプ１１０からの液晶駆動用電源により、ＬＣＤドライバ１０６により点灯／非点灯制御がおこなわれるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例のうち図８に示す抵抗分圧型の場合、液晶駆動用電源となる３種類の電圧を生成するために分圧抵抗を用いるため、分圧抵抗に数十マイクロアンペア以上の電流を流さなければならず、電源に電池を用いて常時表示をおこなう携帯機器などでは、消費電流が多いために電池寿命が早期に完了してしまう問題がある。
【０００９】
また図９に示すチャージポンプ型の場合、ポンプアップ動作をおこなうための信号源となる発振回路や電荷をためるためのコンデンサが必要となるために、液晶の駆動電圧の分割数が増えた場合、分割数の増加分だけコンデンサを増やさなければならない。よって昇圧する電圧分割数が増加すると、一番低い電圧から一番高い電圧までの電圧比が大きくなり、スイッチングロスなどにより高い側の電圧が、正確な整数倍とならないという問題がある。また、チャージポンプ方式を用いて安定した電源を供給するためには、シリーズレギュレータ等の電源安定化手段を用いて電源を安定化させた後、この電源をチャージポンプで昇圧しなければならず、回路構成が複雑になってしまう。
【００１０】
さらに、チャージポンプ回路を内蔵した液晶ドライバも一部市販されているが、一般的にはチャージポンプ回路を持たない液晶ドライバの方が多く市販されている。よって液晶駆動用の電源を供給するためのチャージポンプＩＣはほとんど市販されておらず、一般的なＩＣを用いて低消費電流の液晶駆動回路を構成することが現実的に難しくなっている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために、電池等の電源から供給される電圧を、複数のＣＭＯＳ回路等で構成された消費電流の非常に少ないシリーズレギュレータ等を用いて、表示素子を時分割駆動するための電源を得るようにすることで、チャージポンプ回路のような複雑な回路を必要とせず、消費電流の少ない表示素子駆動回路を提供することができる。
【００１２】
また、電源電圧の範囲内であれば、シリーズレギュレータの出力電圧は安定しており、駆動電圧分割数が増えた場合にも、チャージポンプ方式のように低電圧と高電圧での電圧を正確に整数倍にすることができる。
【００１３】
本発明は、表示素子を時分割駆動する駆動回路に複数の電圧を供給するための電源回路であって、前記複数の電圧の各々が、少なくとも２つの入力端子を持ち電源からの電圧を分圧して一定の電圧レベルに保つレギュレータで構成された定電圧回路を経由して出力され、前記複数の定電圧回路は、前記一方の入力端子が前記電源の正極に接続され他方の入力端子が前記電源の負極に接続された第１の定電圧回路と、前記一方の入力端子が前記電源の正極に接続され他方の入力端子が他の定電圧回路の出力に接続された第２の定電圧回路とからなることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明は、前記定電圧回路が、降圧型レギュレータであることを特徴とする請求項１に記載の電源回路である。
【００１５】
また本発明は、前記定電圧回路が、温度により出力電圧を補正する手段を有することを特徴とする請求項１及至２のいずれかに記載の電源回路である。
【００１６】
また本発明は、前記定電圧回路が複数集積された一つのレギュレータＩＣを用いることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の電源回路である。
【００１９】
そして前記の電源回路を用いた駆動回路を備えた表示素子、および液晶素子、さらには前記液晶素子の表示データをフィルムに写し込むためのデータ写し込み機能を備えたカメラである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係わる表示素子用駆動回路の構成を示すブロック図であり、ここでは表示素子として液晶素子を例に取り、消費電力の少ないＣＭＯＳ回路にて構成されたレギュレータを用いた例を示す。１は電源である電池、２は入力が電池１の正極、ＶＳＳが電池３６の負極に接続され電池１からの電圧を一定電圧に保つためのＣＯＭＳ回路にて構成されたレギュレータである。３は入力が電池１の正極、ＶＳＳがレギュレータ２の出力に接続されており、電池１からの電圧を一定電圧に保つためのＣＯＭＳ回路にて構成されたレギュレータであり、同様に４は入力が電池１の正極、ＶＳＳがレギュレータ３の出力に接続され、電池１からの電圧を一定電圧に保つためのＣＯＭＳ回路にて構成されたレギュレータである。
【００２２】
ここで、レギュレータ２、３、４はそれぞれ同じ出力電圧を持つレギュレータであり、レギュレータ３のＶＳＳがレギュレータ２の出力に接続されているために、レギュレータ２のＶＳＳを基準とすると、レギュレータ３の出力電圧は、レギュレータ２の出力電圧の２倍となる。さらにレギュレータ４のＶＳＳがレギュレータ３の出力に接続されているために、レギュレータ２のＶＳＳを基準とすると、レギュレータ４の出力電圧は、レギュレータ２の出力電圧の３倍となるようになっている。
【００２３】
ここで、具体的な電圧の例を示すと、電池１の電圧を５Ｖ、各レギュレータ単体の出力電圧を１．５Ｖとした場合、レギュレータ２の出力電圧は、１．５Ｖ、レギュレータ３の出力電圧は３．０Ｖ、レギュレータ４の出力電圧は４．５Ｖとなるようになっている。
【００２４】
次に、５は、電池１を回路の電源とし、レギュレータ２、３、４の出力を液晶駆動用の電源とする液晶ドライバ（ＬＣＤＤＲ）であり、レギュレータ２の出力がＶＬ１に、レギュレータ３の出力がＶＬ２に、レギュレータ４の出力がＶＬ３にそれぞれ接続されている。６は液晶ドライバ５に接続された液晶表示素子（液晶パネル）であり、ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のコモン信号とＳＥＧ０からＳＥＧ２１のセグメント信号をコモン電極とセグメント電極より印加する事により時分割信号を出力し、液晶パネル６を駆動する。
【００２５】
《レギュレータ回路図》
図２は、レギュレータ２，３，４の内部回路の詳細を説明するための図であり、１０１は、レギュレータの電源入力端子に接続された電流源、１０２は電流源１０１から供給される電流を基に、基準電圧を発生するための基準電圧回路、１０３はレギュレータの出力端子に一端が接続された抵抗、１０４は一端が抵抗１０３に接続され他端がＧＮＤに接続された抵抗、１０５は負入力が基準電圧回路１０２の出力に接続され、かつ正入力が抵抗１０３と抵抗１０４に接続されたオペアンプである。１０６は出力電圧制御素子でありソースがコンパレータの電源入力に接続され、かつドレインがレギュレータの出力に接続され、またゲートがオペアンプ１０５の出力に接続されたＰチャンネルＭＯＳＦＥＴである。レギュレータの出力電圧を抵抗１０３，１０４で分圧した電圧と基準電圧回路の出力電圧とを、オペアンプ１０５で比較してオペアンプの出力により、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御する事によって、入力電圧を規定の出力電圧に制御するようになっている。
【００２６】
ここで、このレギュレータはＣＭＯＳ構成で作られており、電圧制御をおこなうＰチャンネルＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御することにより出力電圧を制御している。これによってバイポーラ型トランジスタのように電圧制御素子のベース電流が不要になり、電流源の電流を少なくすることができるために、消費電流をごくわずかな量とすることができる。
【００２７】
次に、図３は液晶パネルを時分割方式で駆動する際のコモン、セグメント電極に与えられる駆動電圧を示す図であり、液晶ドライバ５から液晶表示素子６に印加される信号波形を示している。なお、ここでは１／３バイアス、１／３ＤＵＴＹ方式を具体的な例として説明する。
【００２８】
各セグメント信号（ＳＥＧ）及びコモン信号（ＣＯＭ）は、液晶の表示状態に従って、レギュレータ２、３、４により生成されたＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３及び０Ｖの電圧が出力される。この時ＣＯＭ０とＳＥＧ１が接続された液晶表示部には、ＯＮ電圧として図３の”ＣＯＭ０−ＳＥＧ１”で示す信号が印加され、この実効値電圧が液晶の点灯電圧を超えるために液晶表示が点灯する。さらに、ＳＥＧ２が接続された液晶表示部には、図３の”ＣＯＭ１−ＳＥＧ２”で示す信号が印加され、実効値電圧が液晶の点灯電圧よりも低い電圧であるために非点灯状態となるようになっている。
【００２９】
《液晶素子を用いたカメラの説明》
次に、図４は前記液晶駆動回路及び液晶表示素子をカメラに応用した例を示したカメラの電気的構成を示すブロック図である。同図において、１１はカメラ全体の制御を行うマイクロコンピュータ、１２は前記マイクロコンピュータ１１に外付け（内蔵でも良い）されたメモリ手段であるところのＲＡＭ、１３は前記マイクロコンピュータ１１に外付け（内蔵でも良い）された不揮発性メモリ手段であるところのＥＥＰＲＯＭである。１４は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、オートフォーカスを行うための焦点検出センサ、１５は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、被写体の輝度を測定するための測光回路、１６は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、カメラ本体に着脱可能な交換レンズの内部の電子回路を制御するためのレンズ制御回路である。１７は前記レンズ制御回路１６に接続され、該レンズ制御回路１６からの制御信号にしたがってレンズを制御する電子回路を含む、カメラ本体に着脱可能な交換レンズである。
【００３０】
１８（ＳＷ１）は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、測光や焦点検出を開始するためのスイッチ、１９（ＳＷ２）は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、露光を開始するためのスイッチであり、スイッチＳＷ１とＳＷ２は２段スイッチ構成のレリーズスイッチとなっていて、レリーズスイッチの第１ストロークでスイッチＳＷ１がＯＮし、第２ストロークでスイッチＳＷ１とＳＷ２が共にＯＮするようになっている。
【００３１】
２０は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、焦点検出センサ１４に具備された複数のＡＦ領域のうち、どれか一つのＡＦ領域を任意に選択するためのＡＦ領域選択スイッチ、２１は前記マイクロコンピュータ１１に接続され、カメラに設けられた各種設定のためのダイヤルの動作を検出するためのダイヤル検出回路、２２は前記ダイヤル検出回路２１に接続され、カメラの各種の設定を行うための設定ダイヤルであり、ＡＦ領域選択スイッチ２０とこのダイヤルにより、任意のＡＦ領域を選んだり、カメラが自動的にＡＦ領域を選択する自動ＡＦ領域選択を選んだりすることが出来る。
【００３２】
２３は不図示のカメラ本体に装填されたフィルム、２４は前記マイクロコンピュータ１１により制御され、前記フィルム２３の位置を検出するためのフィルム検出回路、２５は前記フィルム検出回路２４により駆動され、前記フィルム２３の位置を検出するフォトセンサ、２６は前記マイクロコンピュータ１１により制御され、フィルム給送用モータ２７を駆動して前記フィルム２３の巻き上げや巻き戻しをするためのフィルム給送回路である。２８は前記マイクロコンピュータ１１により制御され、露光のためにシャッタを制御するためのシャッタ制御回路、２９は前記シャッタ制御回路２８により制御され、露光を行うためのシャッタである。
【００３３】
次に、３０はマイクロコンピュータ１１に接続され、各種情報をＬＣＤに表示するための液晶ドライバであり、図１の５に相当する。３１は液晶ドライバ３０にＬＣＤ駆動用電源を供給するためのＬＣＤ用電源回路であり、図１のレギュレータ２、３、４に相当する。３２は液晶ドライバ３０に接続され、カメラの各種設定状態や動作状態、露出情報などを表示するためのＬＣＤパネルであり、図１のＬＣＤ６に相当する。３３は、液晶ドライバ３０に接続され撮影日時やユーザ設定情報などをフィルム２３に写し込むための写し込みＬＣＤであり、同様に図１のＬＣＤ６に相当する。３４はフィルムに写し込みＬＣＤ３３に表示された各種情報をフィルムに写し込むためのランプ、３５はランプ３４を発光させてデータを写し込むための制御をおこなうためのランプ制御回路である。
【００３４】
このように、電源である電池から供給された電圧を複数のレギュレータを用いて複数の一定電圧を生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電源として、液晶ドライバを経由してＬＣＤを表示させるようになっている。
【００３５】
また、１種類のレギュレータを用いて、一つのレギュレータの出力と他の一つのレギュレータのＶＳＳを接続することで、液晶駆動用の異なる電圧を得ることができる。
【００３６】
なお、ここまでの説明では、液晶パネルの時分割駆動方式を、１／３バイアス、１／３ＤＵＴＹで説明したが、レギュレータの数を変えることで、他のバイアスの時分割駆動方式にも使用することができる。
【００３７】
さらに、この液晶駆動用電源を用いることでカメラのように電池を電源とした機器でも、消費電流が少なくなり容易に常時表示をおこなうことができる。
【００３８】
《第一の参考例》
図５は、本発明の第１の参考形態に係わる表示素子駆動回路の構成を示すブロック図である。３６は電源である電池、３７は入力が電池３６の正極、ＶＳＳが電池３６の負極に接続され電池３６からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータでありここでは、１．５Ｖの電圧を出力する。３８は入力が電池３６の正極、ＶＳＳが電池３６の負極に接続され電池３６からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレータ３７の出力電圧の２倍の電圧である３．０Ｖを出力する。３９は入力が電池３６の正極、ＶＳＳが電池３６の負極に接続され電池３６からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレータ３７の出力電圧の３倍の電圧である４．５Ｖを出力するレギュレータである。ここでは、具体的な出力電圧を１．５Ｖ、３．０Ｖ、４．５Ｖとしたが、ＬＣＤの駆動電圧にあわせて設定する電圧を変更することで駆動電圧の異なるＬＣＤを駆動することができる。
【００３９】
次に、４０は、電池３６を回路の電源とし、レギュレータ３７、３８、３９の出力を液晶駆動用の電源とする液晶ドライバであり、レギュレータ３７の出力がＶＬ１に、レギュレータ３８の出力がＶＬ２に、レギュレータ３９の出力がＶＬ３にそれぞれ接続されている。４１は液晶ドライバ４０に接続された液晶表示素子であり、ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のコモン信号とＳＥＧ０からＳＥＧ２１のセグメント信号により液晶が駆動される。
【００４０】
《複数電圧出力用レギュレータ》
図６は、本発明の第２の参考形態に係わる複数出力端子を有するレギュレータを用いた液晶駆動回路の構成を示すブロック図である。
【００４１】
４２は電源である電池、４３は入力が電池４２の正極、ＶＳＳが電池４２の負極に接続され電池３６からの電圧を複数の一定電圧に保つためのレギュレータでありここでは、第一の出力が１．５Ｖ、第二の出力が３．０Ｖ、第三の出力が４．５Ｖの複数の電圧を出力する構成となっている。
【００４２】
次に、４４は、電池４２を回路の電源とし、レギュレータ４３の複数の出力を液晶駆動用の電源とする液晶ドライバであり、レギュレータ４３の第一の出力がＶＬ１に、第二の出力がＶＬ２に、第三の出力がＶＬ３にそれぞれ接続されている。４５は液晶ドライバ４４に接続された液晶表示素子であり、ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のコモン信号とＳＥＧ０からＳＥＧ２１のセグメント信号により液晶が駆動される。
【００４３】
このような構成によって電源回路部分の大きさをコンパクトにすることができる。
【００４４】
《１チップ構成の説明》
図７は、上記レギュレータと液晶駆動回路を一体化した本発明の第２の実施形態に係わる液晶駆動回路の構成を示すブロック図である。
【００４５】
４６は電源である電池、４７は液晶駆動用電源を生成するレギュレータと液晶表示装置を駆動するための液晶ドライバ機能を含む集積回路である。この集積回路は１チップ構成でも、マルチチップ構成でもかまわない。
【００４６】
４８は集積回路４７に内蔵された、電源からの電圧を一定電圧に保つためのレギュレータでありここでは、１．５Ｖの電圧を出力する。４９は集積回路入力が電源、ＶＳＳがレギュレータ４８の出力に接続された電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレータ４８の出力電圧の２倍の電圧である３．０Ｖを出力する。５０は入力が電源、ＶＳＳがレギュレータ４９の出力に接続された電圧を一定電圧に保つためのレギュレータであり、レギュレータ４８の出力電圧の３倍の電圧である４．５Ｖを出力するレギュレータである。ここでは、具体的な出力電圧を１．５Ｖ、３．０Ｖ、４．５Ｖとしたが、ＬＣＤの駆動電圧にあわせて電圧を変更することで駆動電圧の異なるＬＣＤを駆動することができる。５１は、集積回路４７に内蔵された、レギュレータ４８、４９、５０の出力を液晶駆動用の電源とする液晶ドライバであり、レギュレータ４８の出力がＶＬ１に、レギュレータ４９の出力がＶＬ２に、レギュレータ５０の出力がＶＬ３にそれぞれ接続されている。４１は液晶ドライバ４０に接続された液晶表示素子であり、ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のコモン信号とＳＥＧ０からＳＥＧ２１のセグメント信号により液晶が駆動される。
【００４７】
このように、電源である電池から供給された電圧を複数のレギュレータを用いて複数の一定電圧を生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電源として、液晶ドライバを経由してＬＣＤを表示させるようになっている。
【００４８】
また、電源である電池から供給された電圧を複数の出力端子を持つレギュレータを用いて複数の一定電圧を生成し、この複数の一定電圧を液晶駆動用の電源として、液晶ドライバを経由してＬＣＤを表示させるようになっている。
【００４９】
また、液晶は図１０に示すように、環境温度の変化に応じて最適駆動電圧が異なることから、幅広い温度環境で安定したコントラストが得られるように駆動するためには、駆動電圧の温度補償をおこなうことが必要となる。
【００５０】
そこで、図１１に示すように、レギュレータ内部に温度センサ機能を持たせてレギュレータからの出力電圧を液晶の駆動電圧に沿って、温度補償をおこなうことで液晶パネルに最適な電圧を印加することもできる。このためには温度保障回路内に温度と出力電圧の関係を参照テーブルにして備えておき、温度センサからの出力に応じて電源電圧自体を変化させる方法が有効である。
【００５１】
また、また本発明の用いるレギュレータの構造は、消費電流の少ないＣＭＯＳ回路による構成が一般的であるが、消費電流が少なければ、バイポーラタイプなど他の種類の物を用いてもかまわない。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、電池等の電源から供給される電圧を、複数のＣＭＯＳ回路等で構成された消費電流の非常に少ないレギュレータ等を用いて、液晶素子のような表示素子を時分割駆動するための電源を得る方法を提供した。これによってチャージポンプ回路のような複雑な回路を必要とせず、消費電流の少ない液晶駆動回路を提供することができる。
【００５３】
さらにシリーズレギュレータと汎用の液晶ドライバのみを用いた簡単な構成でカメラなどの電池を電源とする機器においても、電池寿命を気にすることなく、液晶表示部に常時表示を簡単な回路構成で行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶駆動回路のブロック図
【図２】本発明のレギュレータ回路の内部回路図
【図３】本発明の液晶駆動波形を説明する図
【図４】本発明の液晶駆動回路を利用したカメラのブロック図
【図５】 本発明の第１の参考例の液晶駆動回路のブロック図
【図６】 本発明の第２の参考例の液晶駆動回路のブロック図
【図７】 本発明の第２の実施例の液晶駆動回路のブロック図
【図８】従来の液晶駆動回路のブロック図
【図９】従来の液晶駆動回路のブロック図
【図１０】駆動電圧の温度特性を示す図
【図１１】温度センサを有するレギュレータの回路図
【符号の説明】
１、３６、４２、４６ 電池
２、３、４．３７、３８、３９、４３、４８、４９、５０ レギュレータ
５、３０、４０、４４、５１ 液晶ドライバ
６、４１、４５、５２ 液晶表示パネル
５ シンクロ接点
１１ マイクロコンピュータ
３１ 液晶用電源
３２ 表示用液晶パネル
３３ 情報写し込み用液晶パネル
３４ 情報写し込み用ランプ
４７ 液晶駆動用集積回路
１０５ オペアンプ
１０６ 出力電圧制御素子であるＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ
Claims (7)
- 表示素子を時分割駆動する駆動回路に複数の電圧を供給するための電源回路であって、前記複数の電圧の各々が、少なくとも２つの入力端子を持ち電源からの電圧を分圧して一定の電圧レベルに保つレギュレータで構成された定電圧回路を経由して出力され、前記複数の定電圧回路は、前記一方の入力端子が前記電源の正極に接続され他方の入力端子が前記電源の負極に接続された第１の定電圧回路と、前記一方の入力端子が前記電源の正極に接続され他方の入力端子が他の定電圧回路の出力に接続された第２の定電圧回路とからなることを特徴とする電源回路。
- 前記第１と第２の定電圧回路は、降圧型レギュレータであることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
- 前記第１と第２の定電圧回路は、温度により出力電圧を補正する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電源回路。
- 前記第１と第２の定電圧回路は、一つのレギュレータＩＣに集積されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源回路。
- 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源回路、前記電源回路の出力を駆動用の電源とする駆動回路、および前記駆動回路により駆動される表示素子を備えた表示装置。
- 前記表示素子が液晶素子であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
- 請求項６に記載の表示装置、前記表示装置の前記液晶素子を照明する光源、及び前記表示装置の表示データをフィルムに写し込むためのデータ写し込み液晶素子を備えたカメラ。
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