JPH0481775B2

JPH0481775B2 -

Info

Publication number: JPH0481775B2
Application number: JP19605284A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Matsuo; Kazuhisa Morimoto; Hisayoshi Inoe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-09-19
Filing date: 1984-09-19
Publication date: 1992-12-24
Also published as: JPS6173135A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は電気的に静止画像を記録する静止画カ
メラに関するものである。

従来例の構成とその問題点電気的静止画カメラはレンズおよびシヤツタ・
絞りを通過した画像（光）を撮像素子で受光し、
電気信号に変換し、その信号を記録媒体に記録す
るものである。例えば撮像素子としてCCD（電荷
結合素子）型固体撮像素子を用い、また記録媒体
として小型磁気デイスクを用いた静止画カメラが
すでに実用化されている。しかし、それに用いら
れているシヤツタ・絞りはモータで駆動させるメ
カニカルなシヤツタ・絞りである。この駆動用モ
ータを含めたメカニカルシヤツタ・絞り機構が静
止画カメラの軽量化、小型化、低コスト化をはば
んでいる。ここにシヤツタ・絞りのエレクトロニ
クス化が要望される。このような電子シヤツタと
してはすでにPLZT系電気光学効果素子あるいは
各種の液晶セル（例えばTN型、GH型など）が
提案されている。しかし、従来の液晶セルあるい
はPLZT素子はいずれも偏光板を必要とするた
め、電子シヤツタの光透過率が50％を越えないと
いう欠点をもつている。カメラのシヤツタの光透
過率は90％以上であることが望ましい。なお、各
種液晶セルのうちDSM型液晶セルは偏光板不要
であり光透過率は大きいが、寿命が短かい、また
応答速度（シヤツタ速度に対応）が遅い（１ｍ
sec以上）などの欠点があり実用化されていない。

一方、強誘電性液晶セルはμsecオーダの高速応
答性が得られることから光スイツチへの応用が提
案されている。しかし、Clark方式の強誘電性液
晶セル（参考文献N.A.Clarkら：Appl.Phys.
Lett.36、No.11、899（1980））は偏光板が２枚必要
なため光透過率が30％以下となり、やはり静止画
カメラのシヤツタとしては望ましくない。最近、
偏光板を不要とするTSM型強誘電性液晶セル
（参考文献野勝美ら：レーザー研究12、No.３、
30（1984））がレーザー光通信、レーザー医療、加
工、光プリンターヘツドなどに用いる高速光スイ
ツチとして提案されている。しかし、このTSM
型を用いた光スイツチのカメラへの応用はまた開
示されていない。上記文献に開示されている光ス
イツチは通常は光透過状態にあり、ある一瞬だけ
遮光状態となる機能をもつている。カメラの光シ
ヤツタとしては通常は遮光状態にあり、要求され
るある一瞬だけ光透過状態になることが必要であ
る。

発明の目的本発明は電子シヤツタあるいは電気的光学絞り
機能つき電子シヤツタを用いた、軽量で、小型の
電気的静止画カメラを提供することを目的とす
る。さらに詳述すれば電子シヤツタの光透過状態
での透過率が90％以上であり、シヤツタ速度が１
ｍsec以下の高速であるような高性能電子シヤツ
タを用いた電気的静止画カメラを提供することを
目的とする。

発明の構成本発明の電気的静止画カメラは、レンズ、電子
シヤツタ、電子シヤツタ駆動回路、レリースボタ
ン、シヤツタスピード設定器、撮像素子、撮像素
子駆動回路、ビデオ回路、記録媒体、電源スイツ
チおよび電源から構成され、レンズおよび電子シ
ヤツタを通過した画像を撮像素子で電気信号に変
換し、さらにビデオ回路で処理した信号を記録媒
体に記録する機能をもつ。本発明の特徴は、上記
電子シヤツタが対向透明電極を内蔵する強誘電性
液晶セルから構成され、しかも対向透明電極間に
交番電圧を印加すると光不透過状態に、直流電圧
を印加すると光透過状態になる機能をもつことに
ある。また、上記電子シヤツタ駆動回路は通常は
交番電圧の信号を電子シヤツタに送る機能をもつ
が、レリースボタンからの信号を受け取ると、あ
らかじめシヤツタスピード設定器で設定された時
間に対応した時間だけ自動的に交番電圧の発信を
中止し、その代りに直流電圧の信号を電子シヤツ
タに送る機能をもつ駆動回路である。

また本発明の静止画カメラにおいては、上記電
子シヤツタが電気的に作動する光学絞り機能をも
もつことに特徴がある。

実施例の説明実施例１電子シヤツタとして強誘電性液晶セルを作製し
た。用いた強誘電性液晶は13℃と97℃との間に強
誘電性液晶（SmC^*）領域をもつである。第１図に示すように面積3.5×3.5cm²のガ
ラス板１の中央に直径３cmの円形透明電極２を付
与し、この２枚の透明電極を厚み50μｍのスペー
サ３を挾んで対向させ、その間に上記液晶４を入
れ、ガラス板の周辺部５を接着剤で密封し、強誘
電性液晶セルとした。なお、対向電極に電圧印加
するための電極端子６が設けてある。この様にし
て作製した電子シヤツタ１１を第２図に示すよう
に静止画カメラのレンズ（25mm、F2.0）１２と
CCD型固体撮像素子（絵素数600H×500V）１３
との間に設置し、液晶セルの電極端子を電子シヤ
ツタ駆動回路１４に接続した。撮像素子が受光に
より発生した電荷は蓄積され、順次、ビデオ回路
１５に送られ、色差信号と映像信号とに分けら
れ、それらの信号は同時に磁気デイスク１６に記
録されるようにした。

静止画カメラの電源スイツチ１７をONにする
と、単三電池の電源１８はまず電子シヤツタ駆動
回路１４に接続され、数秒以内にその回路は定常
状態となり、＋60V、−60V、中20μsecの短形波の
交番電圧を発信し、この交番電圧の信号は電子シ
ヤツタ１１に印加され、シヤツタは光不透過状態
になる。なぜなら、強誘電液晶分子は交番電圧印
加により、その分子方向を激しく変えており、そ
の中を通過する光を散乱させるからである。電源
スイツチ１７をONにしてから、数秒経過する
と、単三電池の電源１８は自動的に撮像素子駆動
回路１９に接続される。なお、ビデオ回路１５、
磁気デイスク駆動回路２０への電源入力は電源ス
イツチON時でも、それから数秒経過した遅延時
でも、いずれでもよい。

次に、シヤツタスピードを2500分の１秒に設定
し、レンズを屋外風景に向けてレリーズボタンを
押すと、レリーズボタンからの信号を受けとつた
電子シヤツタ駆動回路はすでに発振していた交番
電圧発振を中止し、＋60V（あるいは−60V）の直
流電圧信号を2500分の１秒（400μsec）間だけ電
子シヤツタに送る。直流電圧を印加された強誘電
性液晶の分子回転は止まり、したがつて光透過状
態になる。すなわち、2500分の１秒間だけシヤツ
タを開いたことになる。なお、この時のシヤツタ
の光透過率は92％であつた。この間に通過した画
像は撮像素子に電気信号として蓄積され、順次、
ビデオ信号に変換され、磁気デイスクに記録され
た。この磁気デイスクに記録された信号は、カラ
ーCRT、カラープリンタなどにより画像として
再生することができた。

なお、この静止画カメラは15℃〜80℃の温度範
囲において使用することができるが、より低温で
の使用には低温領域の強誘電性液晶を使用すれば
よい。

実施例２電子シヤツタに用いた強誘電性液晶は実施例１
で用いた液晶と同じものである。一枚のガラス板
（面積3.5×3.5cm²）上には実施例１と同様、直径
３cmの円形透明電極を付与した。もう一枚のガラ
ス板上には、直径３cmの円内に同心円状に巾2.7
mmの透明電極を５つに区分して付与した。区分さ
れた電極間の間隔は0.3mmであり、この部分は黒
色プラスチツク（光不透過性）で電気絶縁した。
なお各区分電極からセル外への引き出し線が必要
であるが、それらの引き出し線（透明電極と同一
の材質を用いた）が他の区分電極と電気的接触を
しないために、各々の引き出し線間に、あるいは
引き出し線と区分電極間に薄い透明なポリイミド
系の電気絶縁膜を設けた。この様にして５段階
（それぞれの開口率0.92、0.59、0.34、0.15、0.04）
の光学絞り機能をもつ電子シヤツタを作製した。
例えば上記区分電極のすべてに交番電圧が印加さ
れている時は電子シヤツタは遮光状態にあり、上
記区分電極のすべてに直流電圧が印加されると電
子シヤツタは絞り開口率0.92で、光透過状態とな
る。また、内側３つの区分電極に直流電圧が印加
され、外側２つの区分電極には交番電圧が印加さ
れた場合は絞り開口率0.34で、光透過状態とな
る。絞り開口率の選択は絞り器の設定により行な
い、シヤツタスピードの設定と共に、それらの情
報はあらかじめ電子シヤツタ駆動回路に組み込ま
れており、レリーズボタンからの信号を受け取つ
た時に、それらの情報を含む電圧信号が電子シヤ
ツタに送られる。

このような電気的光学絞り機能をもつ電子シヤ
ツタを用いることにより、従来のような絞り駆動
用モータおよびシヤツタ駆動用モータは全く不要
になり、カメラの軽量化、小型化が容易に達せら
れる。

発明の効果以上述べたように本発明の電気的静止画カメラ
によれば、交番電圧印加時に光不透過状態に、直
流電圧印加時に光透過状態になる機能をもつ強誘
電性液晶セルを電子シヤツタとして用いることに
よつて、シヤツタの光透過率が90％以上の、シヤ
ツタスピードが１ｍsec以下の優れた性能をもつ、
しかも軽量で、小型の静止画カメラを得ることが
できる。さらに強誘電性液晶セルの透明電極を区
分し、それぞれを独立にシヤツタ駆動させること
により電気的に光学絞り機能をもつ電子シヤツタ
を得ることができ、静止画カメラの軽量化、小型
化がよりいつそう達せられうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静止画カメラに用いる電子シ
ヤツタの構成例を説明する断面図、第２図は本発
明の一実施例における静止画カメラの構成を示す
概念図である。１……ガラス板、２……透明電極、３……スペ
ーサ、４……強誘電性液晶、５……ガラス板周辺
部（密封接着部）、６……電極端子、１１……電
子シヤツタ、１２……レンズ、１３……撮像素
子、１４……電子シヤツタ駆動回路、１５……ビ
デオ回路、１６……記録媒体、１７……電源スイ
ツチ、１８……電源、１９……撮像素子駆動回
路、２０……記録媒体駆動回路。

Claims

【特許請求の範囲】１レンズ、電子シヤツタ、電子シヤツタ駆動回
路、レリーズボタン、シヤツタスピード設定器、
撮像素子、撮像素子駆動回路、ビデオ回路、記録
媒体、電源スイツチ、および電源から構成され、
前記レンズおよび前記電子シヤツタを通過した画
像を前記撮像素子で電気信号に変換し、さらに前
記ビデオ回路で処理した信号を前記記録媒体に記
録する静止画カメラであつて、前記電子シヤツタ
が対向透明電極を内蔵する強誘電性液晶セルから
構成されるとともに、前記対向透明電極間に交番
電圧が印加されると光不透過状態に、前記対向透
明電極間に直流電圧が印加されると光透過状態に
なり、前記電子シヤツタ駆動回路は通常は交番電
圧の信号を前記電子シヤツタに送り、前記レリー
ズボタンからの信号を受け取ると、あらかじめ前
記シヤツタスピード設定器で設定された時間に対
応する時間だけ自動的に前記交番電圧の発信を中
止し、その代りに直流電圧の信号を前記電子シヤ
ツタに送る回路であることを特徴とする静止画カ
メラ。２電子シヤツタ駆動回路は、電源スイツチがオ
ンの時、交番電圧を発振することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の静止画カメラ。３電子シヤツタは、強誘電性液晶セル内に設け
られた対向透明電極の少なくとも一方の電極が少
なくとも２ケ所以上に区分され、それらの区分電
極が互に電気絶縁され、各々独立に電子シヤツタ
駆動回路からの信号を受けとる構成を有し、電気
的な光学絞り機能をもつことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の静止画カメラ。４区分された電極が、同心円状あるいは同心半
円状であることを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載の静止画カメラ。５区分された電極間の電気絶縁分が、光不透過
性であることを特徴とする特許請求の範囲第３項
記載の静止画カメラ。