JPH02113676A - 液晶自動絞りｔｖカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動絞り機構、特に液晶を用いた自動絞り機
構を有するＴＶ右カメラ関する。

（従来の技術） 第３図は従来のＴＶ右カメラ自動絞り機構の説明図であ
る。

ＴＶ右カメラ、光学系レンズを保持する鏡筒１０とカメ
ラ本体１」からなり、絞り機構は鏡筒１０内に設けられ
ている。絞り１２は機械的に光学系における集光部分の
光通過面積を変化させる構造のものであり、モータ１３
によって面積を変化させる。モータ１３はモータドライ
ブ回路１４からの駆動信号によって駆動されるが、この
駆動信号を制御するのがカメラ本体］１からの輝度信号
である。即ち、輝度信号が撮像素子１への輝度が大であ
ることを示す場合には絞り１２の光通過面積を小さくす
る方向にモータ１３を回転さぜ、逆に、輝度信号が撮像
素子１への輝度が小であることを示す場合には絞り１２
の光通過面積を大にする方向にモータ１３を回転さぜ輝
度が望ましい所定の値になるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、」１記従来の自動絞り機構は鏡筒内で通
過光量の調節を機械的に行っているために次のような問
題点がある。

第１に、既存の光学系に新たに自動絞り機構を付加しよ
うとする場合、鏡筒内に駆動用モータ等を置かなければ
ならないが光学系の変更が不可能な場合には付加するこ
とができない。

第２に、機械的動作であるため応答速度が遅く（１秒近
くかかる）、撮影対象の明るさの変化が応答速度より速
い場合には映像が不鮮明になる。

第３に、機構自体が精密さを要求される一方、スペース
の制約からどうしてもきゃしゃなものとなるため、外部
からの振動や衝撃に弱く不動作を起す頻度ないし可能性
が高い。

本発明の目的は、液晶の光透過率が印加する交流信号の
振幅の変化により変化することに着眼して、撮像素子に
到達する光量を電気的に制御することにより、上記従来
技術における問題点を解決した液晶自動絞りＴＶ右カメ
ラ提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために次の手段構成を
有する。

即ち、本発明の液晶自動絞りＴＶ右カメラ、レンズを保
持する鏡筒とカメラ本体とからなるＴＶ右カメラカメラ
本体内に；　撮像素子前面に配置された、液晶を用いた
透過光量調節器と；　映像信号を積分する積分回路と：
　該積分回路の積分値を垂直同期信号と同期してサンプ
ルホールドするサンプルホールド回路と；　該サンプル
ホールド回路の振幅値に応じた振幅と前記透過光量調節
器に定められた周波数の矩形波交流信号を透過光量調節
器へ送出する液晶駆動回路と；　を具備することを特徴
とするものである。

（作　用） 以下、上記手段構成を有する本発明の液晶自動絞りＴＶ
右カメラ作用を説明する。

液晶を用いた透過光量調節器は、矩形波交流印加電圧に
よって光透過率が変化する。この透過光量調節器をカメ
ラ本体内の撮像素子の前面におき印加電圧を制御するこ
とにより撮像素子への光量を調節する。この制御電圧は
次のようにして生成される。積分回路は映像信号を時間
の経過と共に積分する。積分する理由は、撮像対象の部
分的な光量ではなく対象全体の光量をとらえるためであ
る。積分値は撮像素子への光量が大なる程高くなる。こ
の積分値は垂直走査に同期して例えば１垂直走査終了時
或いは複数回の垂直走査終了時にサンプルホールドされ
る。サンプルホールドされたとき積分回路はまた最初の
状態から積分動作を開始するということを繰り返す。液
晶駆動回路はサンプルホールド信号を受はサンプルホー
ルド値に応じた振幅の矩形波交流信号を発生ずる。周波
数は用いる液晶によって定まる。透過光景調節器は印加
電圧の振幅が大になると透過率が小になる性質を有して
いるから、上記の矩形波交流信号を透過光量調節器へ印
加することにより撮像素子への光量が一定の値に近づく
ように制御されることになる。即ち、撮像対象物が明る
くなると、サンプルホールド値が大きくなり従って矩形
波交流信号の振幅も大きくなり、その結果透過光量調節
器の透過率を低くして撮像素子への光量の増加を抑える
ように働き、逆に、撮像対象物が暗くなると矩形波交流
信号の振幅が小さくなり透過光量調節器の透過率を上げ
るように作用し、撮像素子への光量の減少を抑えるよう
に働き、自動絞り手段としての機能を発揮する。

（実　施　例） 以下、本発明の液晶自動絞りＴＶ右カメラ実施例につい
て図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図である
。第２図は動作説明のための各部の波形図である。

撮像素子１上に撮像対象物の像が結像され、これを水平
走査および垂直走査することにより映像信号が得られる
。この映像信号は必要なレベルまで増幅されて出力され
るがその一例を第２図（ａ）に示す。この出力映像信号
或いはそれよりも前段の適切なレベルの映像信号が積分
回路５へ加えられる。積分回路５は入力された映像信号
を時間積分する。積分回路５の出力はサンプルホールド
回路６へ加えられる。サンプルホールド回路６へはまた
第２図（ｂ）に示す如き垂直同期信号が加えられており
、積分回路５が丁度１垂直走査期間分の映像信号を積分
した時にその積分値をサンプルホールドする。サンプル
ホールドされたとき積分回路５は積分開始状態にリセッ
トされ再び積分を開始する。第２図（ａ）の映像信号に
対応した積分波形を示すと図（ｃ）のようになる。即ち
、映像信号の振幅の大きい周期では積分の傾斜が急にな
っており、映像信号の振幅の小さい周期では積分の傾斜
が緩やかになっている。一方、垂直同期信号のタイミン
グでサンプルホールドされた波形は第２図（ｄ）のよう
になる。即ち、図（ｃ）の波形の各周期毎のピーク値で
次の周期の間ボールドされていることになる。

こうして得られた図（ｄ）のサンプルホールド波形は液
晶駆動回路７へ加えられる。一方、第２図（ｅ）で示さ
れる水平同期信号を分周回路８で分周（カウントダウン
）して得られる第２図（ｆ＞の如き連続矩形波も液晶駆
動回路７へ加えられており、液晶駆動回路７ではこの連
続矩形波をサンプルホールド波形で振幅変調した第２図
（ｇ）の如き矩形波交流信号が得られる。

このような出力波形は最も簡単には、第２図（ｈ）に示
すような回路で容易に得られる。

なお本実施例では水平同期信号を分周して連続矩形波を
得ているが水平同期と本質的に係わりのある必要はない
ので別個独立に発振回路を設けてもよい。

こうして得られた第２図（ｇ）の矩形波交流信号が透過
光量調節器２へ印加されている。

透過光量調節器２は互いに直交させた１対の偏光板の間
にツィステッド・ネマチック液晶を封入したものであり
、撮像素子１の前面に配置されている。透過光量調節器
２の液晶は交流駆動であり、１００〜１３０Ｈ２の駆動
周波数で駆動させるのが良く、６０Ｈｚ程度であると画
面にちらつきが生じる。

また液晶の駆動電圧は、液晶の印加電圧と光透過率が直
線関係にある領域を用いる必要があり、０．５〜３．５
ｖの範囲が望ましい。

透過光量調節器２の前面には、レンズ３を備えた鏡筒４
が着脱自在に装着されている。

以下、第２図を参照して自動調節動作を説明する。今、
周期■で、輝度が強いことを示す振幅の大きい映像信号
が出力されるとその積分波形は図（ｃ）のようになり周
期■の終りでピークホールドされ、このピークボールド
された値が図（ｄ）に示すように周期■の間保持される
。このピークボールド値によって周期■における図（ｇ
）の矩形波交流信号は振幅が大きくなる。

液晶の透過率は、液晶駆動信号の電圧に反比例するため
、映像信号の振幅が大きいほど、液晶の透過率が低下す
るから、撮像素子１への光量が減少しく即ち輝度が低下
し）第２図（ａ）の周期■における映像信号の振幅が低
下する。この映像信号を積分しピークボールドされた値
が周期■におけるピークボールド値となる。これは周期
■におけるピークホールド値より当然率となり図（ｇ）
の矩形波交流信号の振幅も小さくなる。その結果、透過
光量調節器２の透過率が周期■の場合よりも大になり、
撮像素子１への光量が増加しく即ち輝度が上り）図（ａ
）の映像信号の振幅も周期■の場合よりも大きくなる。

以後このような動作を繰り返しながら、撮像対象物が明
るい場合には透過率の小さい状態で、また暗い場合には
透過率の大きい状態で平衡状態に落ち着き、自動絞り機
能を発揮する。

本実施例における応答遅延時間は映像信号の積分時間と
液晶の応答速度時間の和にほぼ等しく、垂直走査周期が
６０分の１秒であり、液晶の応答速度が数１０μｓであ
るところからおよそ数１０ｍ５となる。

また、本実施例に対して、振動試験（周波数５〜５００
１１　、加振２Ｇ）および衝撃試験（１５Ｇ。

１１ｍ５）を行った結果動作不良や不動作など発生せず
良好であった。

なお、本実施例では、映像信号の積分時間を１垂直走査
期間としたが、これに限られるものではなく２走査期間
であっても３走査期間であってもよい。また、透過光量
調節器としてツィステッド・ネマチック液晶を用いたが
、印加電圧によって光透過率を可変とし得る液晶であれ
ばよく、本実雄側に限定されるも、のではない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の液晶自動絞りＴＶカメラ
は、その自動絞り機構が、従来のように鏡筒内に設けら
れるのではなく、カメラ本体内に設けられるので、鏡筒
内の光学系の変更が不可能な場合であっても自動絞り機
構を付加することができるという利点がある。

次に、光量調節手段が、従来のような機械的なものでは
なく、液晶を用いた電気的制御によるものであるので応
答速度が従来に較べ格段に速いという利点があり、また
精密微細な機械部分を有しないので耐振性や耐衝撃性に
おいて従来のものより格段に優れているという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２
図は本発明の実施例における各部の動作波形タイミング
図、第３図は従来の自動絞り機構説明図である。 １・・・・・撮像素子、　２・・・・・・透過光量調節
器、３・・・・・・レンス、　４・・・・鏡筒、　５・
・・・・・積分回路、６・・・・・・サンプルホールド
回路、　７・目・・液晶駆動回路、　８・・・・・・分
周回路、　９・・・・・・カメラ本体、１０・・・・・
・鏡筒、　１１・・・・・・カメラ本体、　１２・・・
・・・絞り、　　１３・・・・・・モータ、　　１４・
・・・・モータドライブ回路。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズを保持する鏡筒とカメラ本体とからなるＴＶカメ
   ラのカメラ本体内に；撮像素子前面に配置された、液晶
   を用いた透過光量調節器と；映像信号を積分する積分回
   路と；該積分回路の積分値を垂直同期信号と同期してサ
   ンプルホールドするサンプルホールド回路と；該サンプ
   ルホールド回路の振幅値に応じた振幅と前記透過光量調
   節器に定められた周波数の矩形波交流信号を透過光量調
   節器へ送出する液晶駆動回路と；を具備することを特徴
   とする液晶自動絞りＴＶカメラ。