JP2002082358A - 調光装置及び撮像装置 - Google Patents
調光装置及び撮像装置Info
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Abstract
比)を充分に確保しながら、調光装置に要求される大き
な応答速度で駆動可能な液晶光学素子を用いた調光装置
と、これを光路中に配して性能、画質、信頼性の向上を
実現できる撮像装置を提供すること。 【解決手段】 調光装置は、GHセル12と偏光板11
とからなり、ホスト材料13として、誘電率異方性(Δ
ε)が負のネガ型の液晶を用い、ゲスト材料4には二色
性を有するポジ型染料を用い、偏光板11をGHセル1
2の入射光側に配する。しかも、セルギャップを少なく
とも有効光路において2μm以上、4μm以下と特定す
る。
Description
節して出射するための調光装置、及びこれを用いた撮像
装置に関するものである。
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。
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。
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、誘電率異方
性が正のポジ型(正型)である。
(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にされる。
図14(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の透過率が低下する。
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。
(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。
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。
Hセルを構成する2枚のガラス基板間の間隙又は距離
(以下、セルギャップと称する。)に左右される。
ば液晶層の厚みが厚い程、透明時と遮光時との光透過率
の差が大きくなり、光学濃度比(コントラスト比)は大
きく取れるが、透明時の光透過率が低下してしまう。
による調光装置としての応答速度も変化し、セルギャッ
プが大きくなると、応答速度は確実に遅くなる傾向をも
つ。
保と迅速な応答動作の実現とを両立できるような液晶セ
ルを用いた調光装置が切望されている。
光学濃度比(コントラスト比)を充分に確保しながら、
調光装置に要求される大きな応答速度で駆動可能な液晶
光学素子を用いた調光装置と、これを光路中に配して性
能、画質、信頼性の向上を実現できる撮像装置を提供す
ることにある。
(例えば一対のガラス基板間)に液晶を封入した液晶光
学素子からなり、前記液晶が、ネガ型液晶をホスト材料
とするゲストーホスト型液晶であると共に、少なくとも
有効光路における前記基体間の間隙が2μm以上、4μ
m以下に制御されている調光装置に係り、また、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。
光路中に配される液晶素子をゲスト−ホスト型とし、そ
のホスト材料にネガ型(即ち、誘電率異方性(Δε)が
負)の液晶を用いているため、ポジ型(即ち、Δεが
正)の液晶を用いる場合に比べて光透過(特に透明)時
の光透過率が大きく向上し、かつ、セルギャップを少な
くとも有効光路において2μm以上、4μm以下と特定
しているため、光透過時(透明時)と光遮蔽時(遮光
時)の光学濃度比(コントラスト比)を高く保持しつつ
応答速度も大きくすることができる。
向上させた液晶光学素子を提供するものであるが、これ
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。
(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15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
にまで上昇させても最大透過率は60%程度にしかなら
ず、しかも光透過率の変化が緩やかである。
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。
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4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。
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。
のホスト材料を用いてGHセルを構成することにより、
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。
調光装置の特性の更なる向上を鋭意検討したところ、図
1に示すように、液晶素子の透明時と遮光時との光学濃
度比は、GHセルを構成する2枚のガラス基板間の距離
(セルギャップ)によっても大きく左右されることが判
明した。
ば液晶層の厚みが厚い程、透明時と遮光時との光透過率
の差が大きくなり、光学濃度比は大きく取れるものの、
ホスト材料にネガ型液晶を使うことの利点である透明時
の光透過率が低下してしまう。
変わると、GHセルによる調光装置としての応答速度も
大きく変化し、セルギャップが大きくなって液晶層が厚
くなると、応答速度は確実に低下してしまうことも判明
した。
を用いて調光装置を作製する場合には、透明時の光透過
率、遮光時の光透過率、液晶素子の応答時間といった、
両立の難しい各々の特性を満足させるためのセルギャッ
プの範囲が存在することを知見するに至ったのである。
光装置を実現するためには、応答速度を低下させずに充
分な光学濃度比を確保する必要があり、GHセルにおい
て液晶を封入するガラス基板間の間隙(セルギャップ)
を2μm以上、4μm以下に制御しなければならないこ
とを突き止め、本発明を案出したのである。
あると、調光装置としての応答速度は大きくなり、また
透明時の光透過率が向上するものの、遮光時の光透過率
も大きく上昇してしまい、結果として光学濃度比(コン
トラスト比)が確保できなくなる。逆に、セルギャップ
が4μmを超えると、光学濃度比が大きく確保できるも
のの、透明時の光透過率が低下し、また調光装置として
の応答速度が大きく悪化してしまい、特に中間調におい
て光透過率をわずかに変化させるような駆動を行なう
と、著しく遅くなってしまうのである(図2の駆動
a)。図2では、駆動b、c、dのように透明時から遮
光時へ例えば0V→5Vへ切換える場合に比べ、駆動a
のように例えば2V→3Vへと中間調が出るように電圧
を変化させた場合には、電圧不足により応答速度が遅く
なり、セルギャップの大きさによる影響を大きく受け易
い。
記のセルギャップを2〜3.5μmとするのがよく、2
〜約3μmとすることが更に望ましい。
間部での前記間隙がその周辺部における前記間隙よりも
小さいことが望ましい。即ち、液晶光学素子を構成する
GHセルの対向する例えばガラス基板の隙間を2〜4μ
mに制御した上で、更にセル中間部(又は中央部)にお
けるギャップ長をセル周辺部のギャップ長より小さくす
ることである。
(特に中間調駆動における応答速度)のセルギャップ長
依存性は、光学濃度比のそれよりも大きい傾向があるこ
とが把握できたため、本発明により、調光装置として必
要な光学濃度比を維持しながら、有効光路内の液晶素子
をより高速に応答動作させることが可能となるのであ
る。
ップを形成する上で、透明電極及び配向膜が形成された
対向透明基板間にスペーサーが配され、シール材で液晶
セル周辺部が封止されており、前記シール材が、前記ス
ペーサーより径大に形成されているか、或いはボール状
又はファイバー状等の硬質材料を含有しているのがよ
い。
いては、前記液晶光学素子のネガ型液晶の誘電率異方性
は負であるが、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。
(Δε)が負のネガ型のホスト材料は、下記に例示する
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、下記の化合物から選
択し、ブレンドした組成物を用いてよい。
使用可能な二色性染料分子は、下記に例示することがで
きる。
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。
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。
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。
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。
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。
置23の調光動作について説明する。
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))。
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。
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。
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))。
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。
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。
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。
に説明する。
装置の一例を説明する。
セル12と偏光板11とからなる。そして、GHセル1
2は、図5に概略的に平面及び断面、更には図6(a)
にその詳細な断面で示すように、透明電極32A、32
Bと配向膜33A、33Bをそれぞれ形成した2枚のガ
ラス基板31A、31Bの間に、ネガ型の液晶分子(ホ
スト材料)13とポジ型の二色性染料分子(ゲスト材
料)4との混合物34が封入されている。
負のネガ型液晶であるMerck社製のMLC−660
8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。
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。
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。
べると、前述した透明電極パターン32A、32Bと配
向膜33A、33Bを予め形成したガラス基板31A、
31Bのセル周辺に、一例として直径4μmのガラスフ
ァイバーを含有した、熱硬化性エポキシ樹脂からなる封
止(シール)材35を圧縮空気の作用下でノズルにより
所定の幅で塗布した(図10)後、2枚のガラス基板3
1A、31Bを位置合わせして重ねてから、熱プレス板
により適度な条件(150〜170℃、1〜2kg/c
m2)で圧力を加えながら加熱処理することにより、周
辺部のシール材を硬化させ、液晶セルを完成させた(図
6(a))。なお、図10では実際的に、シール材35
の位置よりもガラス基板31A、31Bの周縁が外側に
存在するように配置している(図5及び図6ではそれら
が同じ位置に簡略図示されている)。
光の干渉を利用する測定機で計測したところ、図5にお
いて誇張して示すが、セル中央部(有効光路)20のセ
ルギャップgcが約3.1μmに、セル周辺部24のセ
ルギャップgpが約3.8μmに仕上がっていた。
出来上がった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3)、図4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、ほぼ最小透過率
に達した。
を変化させた時の光透過率の応答時間も50ms以下の
高速動作が可能であった。
ァイバーに適度な大きさのものを選択し、ガラス基板を
重ね合わせるための熱プレス板による加圧加熱処理を適
度な条件で行った結果、液晶セルのセルギャップを約
3.1μm(中央部)から約3.8μm(周辺部)に仕
上げることができた。
光透過率の差(光学濃度比)を充分に確保しながら、調
光装置として高速に応答動作することが可能となった。
ャップが2μm未満の液晶セルを作製したところ、応答
速度はより高速化するものの、光透過率が全体的に上昇
し、特に遮光時の光透過率の上昇度合いが大きく、調光
装置に要求される充分な光学濃度比を得ることが出来な
かった。
ップが4μmを超える液晶セルを作製したところ、透明
時と遮光時との間でより大きな光学濃度比が得られたも
のの、応答速度(特に中間調駆動における応答速度)が
悪化して、調光装置に要求される仕様を満足することが
出来なかった。
液晶と二色性染料とを用いたゲストーホスト型液晶セル
で、調光装置を実現するためには、セルギャップを2〜
4μmに仕上げることが必須であるとの結論に至った。
ールをスペーサーとして、ガラス基板間に配置した例で
ある。
ターン32A、32Bと配向膜33A、33Bを予め形
成した一対のガラス基板31A、31Bの一方のガラス
基板の周辺部に、一例として直径3.5μmのガラスフ
ァイバーを含有した、熱硬化性エポキシ樹脂からなる封
止(シール)材35を所定の幅で塗布し(図10)、他
方の基板上に、一例として3μm径のプラスチックボー
ル36を均一に散布し、2枚のガラス基板を位置合わせ
して重ねてから、熱プレス板により適度な条件で圧力を
加えながら加熱処理することにより、周辺部のシール材
35を硬化させ、液晶セルを完成させた(図6
(b))。
は、図11に示すような従来手法を用いて、上方から散
布し、概ね100〜300個/mm2の密度でガラス基
板全面にほぼ均一に配置されていた。
干渉を利用する測定機で計測したところ、セル中央部2
0のセルギャップが約2.8μmに、セル周辺部24の
ギャップが約3.3μmに仕上がっていた。また、プラ
スチックボール36からなるスペーサーの配設によっ
て、セルギャップのバラツキは、実施例1よりも低減で
きていた。
スト材料)13とポジ型の二色性染料分子(ゲスト材
料)4とからなる液晶材料34を封入して出来上がった
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
3)、実施例1と同様に、図4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
大透過率約75%から数%にまで減少した。
透過率の応答時間は、30ms以下となり、実施例1以
上の高速動作が可能であった。
として、上方から噴霧する例を示したが、より均一に配
設することを狙って、スクリーン印刷法を使って形成す
ることもできる。スペーサーの形状もここで示した球状
のものに限らず、図6(c)に示す様に、柱状のスペー
サー37を印刷やリソグラフィー等で供給することも可
能である。
arge coupled device)カメラに組み込んだ例を示すも
のである。
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。
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。
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。
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。
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。
は少なくとも有効光路において2〜4μmの範囲で変化
させてよく、特に2〜3.5μm、特に2〜3μm前後
とするのがよい。また、セル周辺部のセルギャップも2
〜4μmとしてよいが、3.5〜4μmとするのがよ
く、或いは4μmを超えてもよい場合がある。
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、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。従って、通常はこの波高値により透過
率制御を行う。上述の実施例では、液晶セルの駆動法に
パルス電圧変調(PHM)用いた例を示したが、パルス
幅変調(PWM)で駆動する場合にも適用できる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
れば、光路中に配される液晶素子をゲスト−ホスト型と
し、そのホスト材料にネガ型の液晶を用いているため、
ポジ型の液晶を用いる場合に比べて光透過(特に透明)
時の光透過率が大きく向上する。
路において2μm以上、4μm以下と特定しているた
め、光透過時(透明時)と光遮蔽時(遮光時)の光学濃
度比(コントラスト比)を高く保持しつつ応答速度も大
きくすることができる。
子)の光透過率と液晶セルギャップとの関係を示すグラ
フである。
の関係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
概略断面図である。
ある。
図である。
る。
の動作を示す概略部分拡大図である。
説明する図である。
を説明する図である。
概略断面図である。
アルゴリズムである。
る。
関係を示すグラフである。
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
Claims (12)
- 【請求項1】 互いに対向した基体間に液晶を封入した
液晶光学素子からなり、前記液晶が、ネガ型液晶をホス
ト材料とするゲスト−ホスト型液晶であると共に、少な
くとも有効光路における前記基体間の間隙が2μm以
上、4μm以下に制御されている調光装置。 - 【請求項2】 前記基体間の前記間隙が2〜約3μmで
ある、請求項1に記載した調光装置。 - 【請求項3】 前記有効光路に相当する液晶セル中間部
での前記間隙がその周辺部における前記間隙よりも小さ
い、請求項1に記載した調光装置。 - 【請求項4】 透明電極及び配向膜が形成された対向透
明基板間にスペーサーが配され、シール材で液晶セル周
辺部が封止されており、前記シール材が、前記スペーサ
ーより径大に形成されているか、或いは硬質材料を含有
している、請求項1に記載した調光装置。 - 【請求項5】 前記硬質材料がボール状又はファイバー
状をなしている、請求項4に記載した調光装置。 - 【請求項6】 前記液晶のゲスト材料が二色性染料であ
る、請求項1に記載した調光装置。 - 【請求項7】 互いに対向した基体間に液晶を封入した
液晶光学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、前記液晶が、ネガ型液晶を
ホスト材料とするゲスト−ホスト型液晶であると共に、
少なくとも有効光路における前記基体間の間隙が2μm
以上、4μm以下に制御されている撮像装置。 - 【請求項8】 前記基体間の前記間隙が2〜約3μmで
ある、請求項7に記載した撮像装置。 - 【請求項9】 前記有効光路に相当する液晶セル中間部
での前記間隙がその周辺部における前記隙間よりも小さ
い、請求項7に記載した撮像装置。 - 【請求項10】 透明電極及び配向膜が形成された対向
透明基板間にスペーサーが配され、シール材で液晶セル
周辺部が封止されており、前記シール材が、前記スペー
サーより径大に形成されているか、或いは硬質材料を含
有している、請求項7に記載した撮像装置。 - 【請求項11】 前記硬質材料がボール状又はファイバ
ー状をなしている、請求項10に記載した撮像装置。 - 【請求項12】 前記液晶のゲスト材料が二色性染料で
ある、請求項7に記載した撮像装置。
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