JP2003050398A - 液晶光学フィルタ及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents
液晶光学フィルタ及びそれを用いた撮像装置Info
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Abstract
入射した場合にフレアの発生を抑制できる液晶光学フィ
ルタ及びそれを用いた撮像装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 液晶1を透明電極3付き透明基板4で挟
んだ液晶セル5を少なくとも1枚有する液晶光学フィル
タであって、透明基板4で挟まれる液晶1層の厚みを一
定に保つために透明基板4間に分散されるスペーサ粒子
2の密度を100個/mm2以下としたことにより、斜
め方向から強いビーム照明光が入射した場合にスペーサ
粒子2で生じる散乱光を低減し、フレアを大幅に抑制で
きる。
Description
及びそれを用いた撮像装置に関し、特に、液晶セルを用
いて光強度を変調する液晶光学フィルタ及びそれを用い
た撮像装置に関する。
晶セルの機能性は、ディスプレイ応用などの画像出力は
もとより画像入力の前処理にも有用であり、撮像用とし
て電圧制御型の液晶光学フィルタの開発が進められてい
る。例えば、映像撮影で支障となる反射光を除去する偏
光フィルタ、照明環境が異なる屋内外でシームレスな映
像撮影を可能にする色温度変換フィルタ、及び撮像素子
の動作レンジを確保するための減光フィルタ等が開発さ
れている。
光学フィルタを装着したビデオカメラでは、液晶光学フ
ィルタに対して斜め方向から、直射日光等の強いビーム
照明光が入射した時、映像全体の輝度が増すフレア現象
が強くなることが判明している。そのため、液晶光学フ
ィルタを用いる場合、斜め方向から強いビーム照明光が
入射しないよう照明環境に対する配慮が必要であり、撮
影が制約されるという問題があった。
で、斜め方向から強いビーム照明光が入射した場合にフ
レアの発生を抑制できる液晶光学フィルタ及びそれを用
いた撮像装置を提供することを目的とする。
は、液晶を透明電極付き透明基板で挟んだ液晶セルを少
なくとも1枚有する液晶光学フィルタであって、前記透
明基板で挟まれる液晶層の厚みを一定に保つために前記
透明基板間に分散されるスペーサ粒子の密度を100個
/mm2以下としたことにより、斜め方向から強いビー
ム照明光が入射した場合にスペーサ粒子で生じる散乱光
を低減し、フレアを大幅に抑制できる。
は、光を吸収して不透明であることにより、更にスペー
サ粒子で生じる散乱光を低減できフレアを抑制できる。
付き透明基板で挟んだ液晶セルを少なくとも1枚有する
液晶光学フィルタであって、前記透明基板で挟まれる液
晶層の厚みを一定に保つために前記透明基板間に形成さ
れる、柱状もしくは壁状の不透明な合成樹脂からなるス
ペーサ構造体の分散密度を所定値以下とし、前記スペー
サ構造体は、光を吸収して不透明であることにより、斜
め方向から強いビーム照明光が入射した場合にスペーサ
構造体で生じる散乱光を低減し、フレアを大幅に抑制で
きる。
粒子に、周辺の液晶を配列させる化合物を付加したこと
により、更にスペーサ粒子で生じる散乱光を低減できフ
レアを抑制できる。
構造体に、周辺の液晶を配列させる化合物を付加したこ
とにより、更にスペーサ構造体で生じる散乱光を低減で
きフレアを抑制できる。
のいずれかに記載の液晶光学フィルタを撮像光学系に有
することにより、映像に現れるフレアを大幅に抑制で
き、テレビや映画などの映像撮影はもとより、写真撮影
などにも幅広く応用できる。
タ6を適用した撮像装置の一実施例の断面構造図を示
す。
は複数枚を重ねた液晶セル5から構成され、用途に応じ
て偏光板などが付加される。液晶セル5は、液体の液晶
1を透明電極3付きガラス基板4で挟んだ構造を有して
おり、ガラス基板4で挟まれる液晶1層の厚みを一定に
保つため、ガラス基板4間には硬質樹脂製のスペーサ粒
子2が分散されている。
晶光学フィルタ6を透過する際に振幅、偏光、位相など
の光学特性が制御され、撮影光11として撮像光学系1
2を通してビデオカメラ14内の撮像素子13に到達す
る。その時、被写体15の斜方から強い照明光10が入
射すると、スペーサ粒子2で拡散されて散乱光8となっ
て撮像素子13に混入するため、撮影される映像全体の
輝度が増すフレア現象が発生する。
均一に保つためには一定量のスペーサ粒子2をガラス基
板4間に分散することが必要であるが、フレアの発生要
因となるスペーサ粒子2を少なくすること必要があり、
実用的な観点から100個/mm2以下の分散密度とす
る。
ーサ粒子2自体が吸収すれば散乱光8を低減できるの
で、スペーサ粒子2の材料として黒色の樹脂を用いる
か、あるいはスペーサ粒子2の表面を着色などにより黒
色にする。
撮像光学系12の前後、もしくはその内部に配置するこ
とが可能であり、フレアを低減するため撮像素子13に
密着することも可能である。
しくは壁状の不透明な樹脂構造体をガラス基板4間に形
成することも可能である。そのスペーサ構造体は、アク
リル樹脂やポリイミド樹脂をフォトリソグラフィーなど
によりエッチングすることにより形成することも可能で
ある。その場合のスペーサ構造体も、スペーサ粒子2と
同様、分散密度を所定値以下に減らし、また、スペーサ
構造体を黒色にして不透明にする。
料の種類としては、ネマティック液晶、コレステリック
液晶、スメクティック液晶を用いることができるが、高
速応答を得るためにはネマティック液晶が有用である。
なお、スメクティック液晶の一種である強誘電性液晶を
用いることもできる。
とも可能である。それらの分子配向は、液晶セル5内の
配向膜7により制御され、ガラス基板4面に対して、水
平配向、垂直配向、ねじれ配向などにすることが可能で
ある。
試作について詳細に説明する。液晶セル5の作製では、
0.7mm厚のガラス基板4上に、In2O3:Snか
らなる透明電極3を蒸着する。次に、透明電極3上に厚
さ0.05μmのポリイミド樹脂を塗布して配向膜7を
形成する。同様に製作した2つのガラス基板4をそれぞ
れの配向膜7が対向する状態で、6μm径のスペーサ粒
子2を介在させて張り合わせる。そして、形成されたガ
ラス基板4間の6μmのギャップに、ネマティック液晶
1(チッソ社製、誘電率異方性△ε=1.9、屈折率異
方性△n=0.168)を充填し、液晶1の分子を基板
4に水平方向に配向させる。
め、試作した液晶セル5にレーザービーム光(波長63
3nm)を入射して、直進光をマスクで取り除くシュリ
ーレン光学系を用いて、スペーサ粒子2の分散密度を変
えて散乱光8(1度以上に拡がる光)の強度を測定し
た。図2に示す入射光強度で正規化した散乱光強度の測
定結果から明らかなように、2%以下の強度の散乱光が
認められた。その散乱光強度はスペーサ粒子2の分散密
度に比例して増加することわかる。この図2から、スペ
ーサ粒子2の分散密度を100個/mm2以下にするこ
とにより、散乱光8を0.5%以下に抑制できることが
判明した。
8を吸収するため、表面を黒に着色したスペーサ粒子2
を用いた結果も示してある。スペーサ粒子2を黒色にす
ることにより、散乱光8を抑制できることができること
が確認できる。
乱が残る原因を調べるため、スペーサ粒子2周辺の液晶
1の配向を偏光顕微鏡で観察した結果、スペーサ粒子2
の周囲に液晶1の配向乱れ(ディスクリネーション)が
生じて、光が散乱されることが判明した。そのような光
散乱は、スペーサ粒子2の表面に化合物を塗布するか化
学反応を行う等により化合物を付加し、スペーサ粒子2
の表面で液晶1の分子を水平もしくは垂直に配向させ、
スペーサ粒子2周辺の液晶1の配向を制御することで低
減することが可能である。これは、スペーサ粒子2に代
えるスペーサ構造体についても同様である。
確認するため、単一の液晶セル5からなる液晶光学フィ
ルタ6を、ビデオカメラ14(東芝社製HM−87)の
撮像光学系12であるズームレンズ(富士写真光機A1
5x8)の前面に装着した撮像装置16で、液晶光学フ
ィルタ6の斜め方向から強いビーム照明光10を入射
し、被写体15を撮影した。
学フィルタ6では、ビーム光の周辺にフレアが発生した
のに対して、スペーサ粒子2の密度を70個/mm2ま
で減らして黒色のスペーサ粒子2とした液晶光学フィル
タ6では、映像に現れるフレアがほとんど認められない
ほどに減少することを確認できた。
液晶光学フィルタを構成する液晶セル内に分散されるス
ペーサの分散密度を減らし、スペーサを黒色化すること
で、映像に現れるフレアを大幅に抑制できる。従って、
本発明の液晶光学フィルタおよび撮像装置は、テレビや
映画などの映像撮影はもとより、写真撮影などにも幅広
く応用可能である。
板に対応する。
液晶を透明電極付き透明基板で挟んだ液晶セルを少なく
とも1枚有する液晶光学フィルタであって、透明基板で
挟まれる液晶層の厚みを一定に保つために透明基板間に
分散されるスペーサ粒子の密度を100個/mm2以下
としたことにより、斜め方向から強いビーム照明光が入
射した場合にスペーサ粒子で生じる散乱光を低減し、フ
レアを大幅に抑制できる。
は、光を吸収して不透明であることにより、更にスペー
サ粒子で生じる散乱光を低減できフレアを抑制できる。
付き透明基板で挟んだ液晶セルを少なくとも1枚有する
液晶光学フィルタであって、透明基板で挟まれる液晶層
の厚みを一定に保つために透明基板間に形成される、柱
状もしくは壁状の不透明な合成樹脂からなるスペーサ構
造体の分散密度を所定値以下とし、スペーサ構造体は、
光を吸収して不透明であることにより、斜め方向から強
いビーム照明光が入射した場合にスペーサ構造体で生じ
る散乱光を低減し、フレアを大幅に抑制できる。
に、周辺の液晶を配列させる化合物を付加したことによ
り、更にスペーサ粒子で生じる散乱光を低減できフレア
を抑制できる。
体に、周辺の液晶を配列させる化合物を付加したことに
より、更にスペーサ構造体で生じる散乱光を低減できフ
レアを抑制できる。
のいずれかに記載の液晶光学フィルタを撮像光学系に有
することにより、映像に現れるフレアを大幅に抑制で
き、テレビや映画などの映像撮影はもとより、写真撮影
などにも幅広く応用できる。
置の一実施例の断面構造図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 液晶を透明電極付き透明基板で挟んだ液
晶セルを少なくとも1枚有する液晶光学フィルタであっ
て、 前記透明基板で挟まれる液晶層の厚みを一定に保つため
に前記透明基板間に分散されるスペーサ粒子の密度を1
00個/mm2以下としたことを特徴とする液晶光学フ
ィルタ。 - 【請求項2】 請求項1記載の液晶光学フィルタにおい
て、 前記スペーサ粒子は、光を吸収して不透明であることを
特徴とする液晶光学フィルタ。 - 【請求項3】 液晶を透明電極付き透明基板で挟んだ液
晶セルを少なくとも1枚有する液晶光学フィルタであっ
て、 前記透明基板で挟まれる液晶層の厚みを一定に保つため
に前記透明基板間に形成される、柱状もしくは壁状の不
透明な合成樹脂からなるスペーサ構造体の分散密度を所
定値以下とし、 前記スペーサ構造体は、光を吸収して不透明であること
を特徴とする液晶光学フィルタ。 - 【請求項4】 請求項1または2記載の液晶光学フィル
タにおいて、 前記スペーサ粒子に、周辺の液晶を配列させる化合物を
付加したことを特徴とする液晶光学フィルタ。 - 【請求項5】 請求項3記載の液晶光学フィルタにおい
て、 前記スペーサ構造体に、周辺の液晶を配列させる化合物
を付加したことを特徴とする液晶光学フィルタ。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の液晶
光学フィルタを撮像光学系に有することを特徴とする表
示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001238099A JP2003050398A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 液晶光学フィルタ及びそれを用いた撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001238099A JP2003050398A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 液晶光学フィルタ及びそれを用いた撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003050398A true JP2003050398A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19069073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001238099A Pending JP2003050398A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 液晶光学フィルタ及びそれを用いた撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003050398A (ja) |
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-
2001
- 2001-08-06 JP JP2001238099A patent/JP2003050398A/ja active Pending
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