JP2002189205A - Light control device and driving method therefor, and image pickup device - Google Patents

Light control device and driving method therefor, and image pickup device

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JP2002189205A
JP2002189205A JP2000386172A JP2000386172A JP2002189205A JP 2002189205 A JP2002189205 A JP 2002189205A JP 2000386172 A JP2000386172 A JP 2000386172A JP 2000386172 A JP2000386172 A JP 2000386172A JP 2002189205 A JP2002189205 A JP 2002189205A
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light
pulse
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敏治 柳田
Toru Uko
融 宇高
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the performance, image quality, and reliability of a light control device and an image pickup device b always smoothly raising the variation of liquid crystal alignment of relaxation thereof and shortening a response time of light transmissivity even if a cell gap varies according to manufacturing conditions when a liquid crystal element for light control is driven in a halftone. SOLUTION: A light control device provided with a liquid crystal element, a detection means for detecting the cell gap of the liquid crystal element 12 such as a CCD image pickup element 55c and a pulse control part 62 (further 64) for pre-inserting a control driving pulse corresponding to the minimum transmissivity or the maximum transmissivity based on the control according to the cell gap judged by a cell gap judging circuit 65 before a driving pulse corresponding to at least the target transmissivity is given, when the transmissivity of light emitted from the liquid crystal element 12 is varied from the current transmissivity to the target transmissivity. Moreover, the driving method for driving the light control device by using the driving pulse for control, and the image pickup device wherein the light control device is arranged in the optical path of an image pickup system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入射光の光量を調
節して出射するための調光装置及びその駆動方法、並び
にこの調光装置を用いた撮像装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light control device for adjusting the amount of incident light and emitting the light, a driving method thereof, and an imaging device using the light control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、液晶セルを用いる調光装置には、
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。
2. Description of the Related Art Generally, a light control device using a liquid crystal cell includes:
A polarizing plate is used. In this liquid crystal cell, for example, TN
(Twisted Nematic) type liquid crystal cell and guest-host (GH
(GuestHost) type liquid crystal cells are used.

【0003】図17は、従来の調光装置の動作原理を示
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。
FIG. 17 is a schematic diagram showing the operation principle of a conventional light control device. This dimmer mainly includes a polarizing plate 1 and a GH
And cell 2. Although not shown, the GH cell 2 is sealed between two glass substrates and has an operating electrode and a liquid crystal alignment film (the same applies hereinafter). In the GH cell 2, liquid crystal molecules 3 and dichroic dye molecules 4 are sealed.

【0004】二色性染料分子4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(p
型)色素分子である。また、液晶分子3は、例えば誘電
率異方性が正のポジ型(正型)である。
The dichroic dye molecules 4 have anisotropy in light absorption, for example, a positive type (p) absorbing light in the longitudinal direction of the molecule.
Type) dye molecules. The liquid crystal molecules 3 are of a positive type (positive type) having a positive dielectric anisotropy, for example.

【0005】図17(a)は、電圧を印加していない
(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される。図
17(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の光透過率が低下する。
FIG. 17A shows a state of the GH cell 2 when no voltage is applied (no voltage is applied). Incident light 5
Are linearly polarized by transmitting through the polarizing plate 1. In FIG. 17A, since the direction of polarization coincides with the direction of the major axis of the dichroic dye molecules 4, light is emitted from the dichroic dye molecules 4.
And the light transmittance of the GH cell 2 decreases.

【0006】そして、図17(b)で示すように、GH
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。
[0006] Then, as shown in FIG.
When a voltage is applied to the cell 2, the direction of the major axis of the dichroic dye molecules 4 becomes perpendicular to the direction of linearly polarized light as the liquid crystal molecules 3 are oriented in the direction of the electric field. Therefore, the incident light 5 is transmitted by the GH cell 2 without being absorbed.

【0007】図17に示したGHセル2においては、図
18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
たときの光透過率を参照(=100%)とした:以下、
同様)が増加するが、電圧を10Vにまで上昇させたと
きの最大光透過率は60%程度であり、しかも光透過率
の変化が緩やかである。
In the GH cell 2 shown in FIG. 17, as shown in FIG. 18, the average light transmittance of visible light (in air; a polarizing plate is added in addition to the liquid crystal cell) with the application of the operating voltage. The light transmittance at that time was referred to (= 100%):
Similarly, the maximum light transmittance when the voltage is increased to 10 V is about 60%, and the change in the light transmittance is gradual.

【0008】なお、分子短軸方向の光を吸収するネガ型
(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。
When a negative (n-type) dichroic dye molecule that absorbs light in the direction of the minor axis of the molecule is used, the operation is the reverse of the case of the positive dichroic dye molecule 4 described above. When the voltage is applied, the light is not absorbed, and when the voltage is applied, the light is absorbed.

【0009】図17に示した調光装置では、電圧印加時
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。
In the light control device shown in FIG. 17, the ratio of the absorbance between when a voltage is applied and when no voltage is applied, that is, the ratio of the optical density is about 10. This has about twice the optical density ratio as compared with a dimmer that is configured only with the GH cell 2 without using the polarizing plate 1.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記した調光装置の駆
動において、光透過率を変化させる際に、ステップ状に
駆動パルスを変化させるが、用いる液晶セルの構造や液
晶材料によっては、透明時(最大光透過率)から遮光時
(最小光透過率)への大きなステップ応答、又は遮光時
から透明時への大きなステップ応答時に比べて、中間調
で光透過率をわずかに変化させる場合の応答時間が著し
く長くなることがあり、問題となっていた。
In the operation of the above-described light control device, when the light transmittance is changed, the driving pulse is changed in a stepwise manner. Response when the light transmittance is slightly changed in halftone as compared with a large step response from (maximum light transmittance) to light blocking (minimum light transmittance) or a large step response from light blocking to transparent The time could be significantly longer, which was a problem.

【0011】即ち、調光装置の上記した光学濃度比は、
GHセルを構成する2枚のガラス基板等の対向基板間の
距離(本明細書において、セルギャップと称する。)に
左右され、セルギャップが大きい程(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とれるが、透明時の光透過率が
低下してしまう。また、セルギャップが変わると、GH
セルによる調光装置としての過渡応答速度も変化し、ギ
ャップが大きくなると、有効光路長に存在する液晶分子
が多くなる分、応答速度は確実に遅くなる傾向をもつ。
That is, the above-mentioned optical density ratio of the light control device is:
Depending on the distance between two opposing substrates such as two glass substrates constituting a GH cell (hereinafter referred to as a cell gap), the larger the cell gap (the thicker the liquid crystal layer), the more transparent The difference in light transmittance between the light-shielding and light-shielding times increases, and the optical density ratio can be increased. However, the light transmittance in the transparent state decreases. When the cell gap changes, GH
The transient response speed as a light control device using a cell also changes. When the gap increases, the response speed tends to surely decrease as the number of liquid crystal molecules existing in the effective optical path length increases.

【0012】そこで、本発明の目的は、調光用の液晶素
子を中間調で駆動する場合に、たとえセルギャップが製
造条件によって変動しても、液晶の配向変化又はその緩
和を常にスムーズに立ち上がらせて光透過率の応答時間
(過渡応答速度)を大幅かつ適切に短縮し、調光装置及
び撮像装置の性能、画質、信頼性の向上を図ることにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal element for dimming operation in a halftone mode, in which even if the cell gap fluctuates due to manufacturing conditions, the change in the orientation of the liquid crystal or its relaxation is always smoothly started. Therefore, the response time (transient response speed) of the light transmittance is significantly and appropriately shortened, and the performance, image quality, and reliability of the light control device and the imaging device are improved.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、液晶素
子と;この液晶素子のセルギャップを検出するための検
出手段と;前記液晶素子から射出する光の透過率を現光
透過率から目標光透過率へ変化させる際に、少なくとも
前記目標光透過率に対応する駆動パルスを与える前に、
最小光透過率又は最大光透過率に対応する制御用駆動パ
ルスを前記セルギャップに応じて予め挿入する、パルス
制御部と;を具備する調光装置に係り、またこの調光装
置を前記制御用駆動パルスを用いて駆動する駆動方法、
並びに、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
That is, the present invention relates to a liquid crystal element; a detecting means for detecting a cell gap of the liquid crystal element; and a transmittance of light emitted from the liquid crystal element is calculated from a current light transmittance. When changing to the target light transmittance, at least before giving a drive pulse corresponding to the target light transmittance,
A pulse control unit that inserts a control drive pulse corresponding to the minimum light transmittance or the maximum light transmittance in advance in accordance with the cell gap. A driving method of driving using a driving pulse,
In addition, the present invention relates to an imaging device in which the light control device is disposed in an optical path of an imaging system.

【0014】本発明によれば、液晶素子の光透過率を現
光透過率から目標光透過率へ中間調でわずかに変化させ
る際に、目標光透過率に対応する駆動パルスを与える前
に、完全遮光時(最小光透過率)又は完全透明時(最大
光透過率)に対応する制御用駆動パルスを予め適度に挿
入し、しかもこの制御用駆動パルスを応答速度を左右す
る実際のセルギャップ値に応じて挿入するため、単に目
標光透過率に対応する駆動パルスをステップ状に与えて
駆動する場合に比べて、液晶の配向変化又はその緩和が
スムーズに立ち上がるようになり、目標光透過率に達す
るまでの応答時間を大幅にしかも適切に短縮できる。
According to the present invention, when slightly changing the light transmittance of the liquid crystal element from the current light transmittance to the target light transmittance in a halftone, before giving a drive pulse corresponding to the target light transmittance, A control drive pulse corresponding to complete light blocking (minimum light transmittance) or complete transparency (maximum light transmittance) is appropriately inserted in advance, and the control drive pulse is used to determine the actual cell gap value that affects the response speed. Therefore, compared to the case where the driving pulse corresponding to the target light transmittance is simply given in a step shape and driven, the change in the orientation of the liquid crystal or the relaxation thereof rises more smoothly, and the target light transmittance is reduced. The response time to reach can be significantly and appropriately reduced.

【0015】本発明者は、本発明を案出する以前に、特
願2000−311501号において、液晶素子の光透
過率を現透過率から目標透過率へ中間調でわずかに変化
させる際に、目標透過率に対応する駆動パルスを与える
前に、完全遮光時(最小透過率)もしくは完全透明時
(最大透過率)に対応する制御用駆動パルスを予め適度
に挿入することにより、単に目標透過率に対応する駆動
パルスをステップ状に与えて駆動する場合に比べて、液
晶の配向変化(もしくはその緩和)がスムーズに立ち上
がるようになり、目標透過率に達するまでの応答時間を
大幅に短縮できることを明らかにした(以下、これを先
願発明と称する)。
Before inventing the present invention, the inventor of the present invention disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-31501, when slightly changing the light transmittance of a liquid crystal element from a current transmittance to a target transmittance in a halftone, Before the drive pulse corresponding to the target transmittance is given, a control drive pulse corresponding to the time of complete light shielding (minimum transmittance) or the time of complete transparency (maximum transmittance) is appropriately inserted in advance, so that the target transmittance is simply obtained. The liquid crystal alignment change (or its relaxation) rises more smoothly than when driving is performed by applying a drive pulse corresponding to the step shape, and the response time until reaching the target transmittance can be greatly reduced. (Hereinafter, this is referred to as a prior invention).

【0016】この先願発明について本発明者が更に検討
を鋭意進めた結果、液晶調光素子の過渡応答速度は、使
用する液晶セルを構成する2枚のガラス基板間の距離
(セルギャップ)に大きく左右され、中間調で高速応答
させる目的で、先願発明による制御用駆動パルスを挿入
した2段階変調駆動を行なう場合にも、制御用駆動パル
スの挿入時間の最適値は、セルギャップによって異なる
ことが判明した。
As a result of further studies by the present inventor on the prior invention, the transient response speed of the liquid crystal light control device is greatly increased by the distance (cell gap) between the two glass substrates constituting the liquid crystal cell to be used. The optimum value of the control drive pulse insertion time differs depending on the cell gap even in the case of performing two-stage modulation drive with the control drive pulse according to the prior application inserted for the purpose of achieving a high-speed response at halftone depending on the cell gap. There was found.

【0017】そこで、本発明者は、実装した液晶素子の
セルギャップを自動認識する機構を備えることにより、
そのセルギャップに応じた最適制御パルスを加えてやれ
ば、個々の液晶素子の特徴に合った形で、より高速に液
晶光学素子を駆動できることを見い出し、本発明に到達
したのである。
The present inventor has provided a mechanism for automatically recognizing the cell gap of a mounted liquid crystal element,
The present inventors have found that, by adding an optimum control pulse corresponding to the cell gap, the liquid crystal optical element can be driven at a higher speed in a form suited to the characteristics of each liquid crystal element, and arrived at the present invention.

【0018】例えば、液晶素子の透明時及び/又は遮光
時の光透過率とセルギャップとの相関関係(液晶セルの
構成材料でほぼ一義的に定まる。)を予めインプットし
ておけば、製造工程のバラツキに起因して仕上がりのセ
ルギャップにバラツキが生じても、実装した現物のセル
の光透過率から、より正確なセルギャップを把握するこ
とができる。
For example, if the correlation between the light transmittance when the liquid crystal element is transparent and / or when the light is shielded and the cell gap (which is almost uniquely determined by the constituent material of the liquid crystal cell) is input in advance, the manufacturing process can be performed. Even if the finished cell gap varies due to the above-mentioned variation, a more accurate cell gap can be grasped from the light transmittance of the actual cell mounted.

【0019】そして、液晶素子の光透過率を、現透過率
から目標透過率へ中間調でわずかに変化させる際には、
目標透過率に対応する駆動パルスを与える前に、完全遮
光時(最小透過率)もしくは完全透明時(最大透過率)
に対応する制御用駆動パルスを、このセルギャップに応
じたパルス数だけ予め適度に挿入することにより、個々
の液晶セルの特徴に合わせて最適な形で、液晶の配向変
化(もしくはその緩和)が一層スムーズに立ち上がるよ
うになり、目標透過率に達するまでの過渡応答時間を大
幅に短縮できるようになる。
When slightly changing the light transmittance of the liquid crystal element from the current transmittance to the target transmittance in a halftone,
Before applying the drive pulse corresponding to the target transmittance, completely shaded (minimum transmittance) or completely transparent (maximum transmittance)
The control drive pulses corresponding to the above are appropriately inserted in advance by the number of pulses corresponding to the cell gap, so that the alignment change of the liquid crystal (or the relaxation thereof) can be optimally adjusted to the characteristics of each liquid crystal cell. This makes it possible to start up more smoothly and to significantly reduce the transient response time required to reach the target transmittance.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明においては、前記液晶素子
の透明時及び/又は遮光時の光透過率を予め検出し、こ
の検出値から前記セルギャップを判定するのがよい。
In the present invention, the light transmittance of the liquid crystal element when it is transparent and / or when it is shielded from light is preferably detected in advance, and the cell gap is determined from the detected value.

【0021】また、前記制御用駆動パルスが、制御され
た少なくともパルス電圧及び/又はパルス数を有し、そ
してこのパルス電圧が、前記最小光透過率又は最大光透
過率を生じるパルス電圧と同等、或いはこのパルス電圧
と前記目標光透過率を生じるパルス電圧との間の値であ
るのがよい。
Further, the control driving pulse has at least a controlled pulse voltage and / or pulse number, and the pulse voltage is equal to the pulse voltage that causes the minimum light transmittance or the maximum light transmittance. Alternatively, it may be a value between the pulse voltage and the pulse voltage that produces the target light transmittance.

【0022】また、前記制御用駆動パルスが、制御され
た少なくともパルス幅及び/又はパルス数を有し、そし
てこのパルス幅が、前記最小光透過率又は最大光透過率
を生じるパルス幅と同等、或いはこのパルス幅と前記目
標光透過率を生じるパルス幅との間の値であるのがよ
い。
The control driving pulse has a controlled pulse width and / or pulse number, and the pulse width is equal to the pulse width that causes the minimum light transmittance or the maximum light transmittance. Alternatively, a value between this pulse width and a pulse width that produces the target light transmittance is good.

【0023】前記制御用駆動パルスは、上記のパルス電
圧又はパルス幅のみならず、パルス密度、更にはこれら
の併用によっても制御可能である。
The control drive pulse can be controlled not only by the above-described pulse voltage or pulse width, but also by pulse density and further by using both of them.

【0024】また、前記液晶素子が、ネガ型液晶をホス
ト材料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−ホ
スト型液晶素子であるのがよい。
The liquid crystal element is preferably a guest-host type liquid crystal element using negative liquid crystal as a host material and a dichroic dye as a guest material.

【0025】このような液晶素子は、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。
Such a liquid crystal element is based on the prior invention of Japanese Patent Application No. 11-322186 already filed by the present applicant. According to this prior invention, a liquid crystal device and a polarizing plate arranged in the optical path of light incident on the liquid crystal device constitute a dimmer, and further, a guest-host type using a negative type liquid crystal as a host material. By using liquid crystal, the ratio of the absorbance between when no voltage is applied and when a voltage is applied (that is, the ratio between optical densities) is improved, the contrast ratio of the light control device is increased, and the light control operation is performed from a bright place to a dark place. Can be performed normally.

【0026】図17に示したゲスト−ホスト型液晶セル
(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18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
にまで上昇させたときの最大光透過率は60%程度であ
り、しかも光透過率の変化が緩やかである。
In the guest-host type liquid crystal cell (GH cell) 2 shown in FIG. 17, a positive type liquid crystal having a positive dielectric anisotropy (Δε) is used as a host material 3 and a guest material 4 is used.
A positive dye 4 having a positive dichroic light absorption anisotropy (ΔA) is used, and a polarizing plate 1 is disposed on the incident side of the GH cell 2;
When the change in the light transmittance when the operating voltage is applied is measured using a rectangular wave as a drive waveform, as shown in FIG. 18, the average light transmittance of visible light (in air; in addition to the liquid crystal cell, Refer to the transmittance when a polarizing plate is added (= 100
%): The same applies hereinafter), but the voltage is increased to 10 V
The maximum light transmittance when raised to about 60% is about 60%, and the change in light transmittance is gradual.

【0027】これは、ポジ型のホスト材料を用いる場
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。
This is because, when a positive type host material is used, the interaction of liquid crystal molecules at the interface with the liquid crystal alignment film of the liquid crystal cell is strong when no voltage is applied, so that even if a voltage is applied, the director of the director is not affected. The orientation does not change (or
It is considered that liquid crystal molecules remain (which hardly change).

【0028】これに対し、先願発明では、図9に示すよ
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10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
最大光透過率約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。
On the other hand, in the prior invention, as shown in FIG. 9, in the guest-host type liquid crystal cell (GH cell) 12, as the host material 13, a negative type having a negative dielectric anisotropy (Δε) was used. Merck MLC-66 liquid crystal
08 is used as an example, and the guest material 4 is a positive type dye having dichroism D5 (manufactured by BDH) as an example, so that the polarizing plate 11 is disposed on the incident side of the GH cell 12, and a rectangular wave is formed. When the change in the light transmittance when the operating voltage was applied was measured as a drive waveform, as shown in FIG. 10, the average light transmittance of visible light (in air) was reduced to about the maximum light transmittance with the application of the operating voltage. It decreases from 75% to several%, and the change in light transmittance becomes relatively steep.

【0029】これは、ネガ型のホスト材料を用いる場
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。
This is because, when a negative type host material is used, the interaction between liquid crystal molecules at the interface with the liquid crystal alignment film of the liquid crystal cell is very weak when no voltage is applied. This is considered to be because the light is easily transmitted, and the direction of the director of the liquid crystal molecules is easily changed with the application of the voltage.

【0030】このようにして、本発明において、ネガ型
のホスト材料を用いてGHセルを構成すれば、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。
As described above, in the present invention, when the GH cell is formed by using the negative type host material, the light transmittance (particularly when transparent) is improved, and the position of the GH cell is fixed in the imaging optical system as it is. This makes it possible to realize a compact light control device that can be used as a light control device. In this case, by arranging a polarizing plate in the optical path of the incident light to the liquid crystal element, the ratio of the absorbance between when no voltage is applied and when a voltage is applied (that is, the ratio of the optical density) is further improved,
The contrast ratio of the light control device is further increased, and the light control operation can be performed more normally from a bright place to a dark place.

【0031】なお、本発明においては、前記液晶素子の
ネガ型液晶の誘電率異方性は負であるのがよいが、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。また、ホスト材料はネガ型であるのがよい
が、ポジ型でも差支えはない。
In the present invention, the dielectric anisotropy of the negative liquid crystal of the liquid crystal element is preferably negative, but the guest material is made of a positive or negative dichroic dye molecule. May be. The host material is preferably a negative type, but may be a positive type.

【0032】本発明において、ネガ型(又はポジ型)の
ホスト材料、ポジ型(又はネガ型)のゲスト材料は公知
の材料から選択して用いることができる。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
うに選択し、ブレンドした組成物を用いてよい。
In the present invention, the negative (or positive) host material and the positive (or negative) guest material can be selected from known materials. However, in the case of actual use, a composition which is selected and blended so as to exhibit nematicity in an actual use temperature range may be used.

【0033】上述したGHセル12からなる調光装置2
3は、例えば図11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
12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。
The light control device 2 comprising the GH cell 12 described above
The lens 3 is disposed between a front lens group 15 and a rear lens group 16 including a plurality of lenses such as a zoom lens, as shown in FIG. 11, for example. The light transmitted through the front lens group 15 is linearly polarized through the polarizing plate 11, and then enters the GH cell 12. The light transmitted through the GH cell 12 is condensed by the rear lens group 16 and projected on the imaging surface 17 as an image.

【0034】この調光装置23を構成する偏光板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1
2に示すような機械式アイリスが用いられてもよい。
The polarizing plate 11 constituting the light control device 23
Can enter and exit the effective optical path of the light incident on the GH cell 12 in the same manner as in the above-mentioned prior invention by the present applicant. Specifically, by moving the polarizing plate 11 to a position indicated by a virtual line, the light can be emitted out of the effective optical path. As means for taking the polarizing plate 11 in and out, FIG.
A mechanical iris as shown in FIG. 2 may be used.

【0035】この機械式アイリスは、一般にデジタルス
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。
This mechanical iris is a mechanical diaphragm device generally used for digital still cameras, video cameras and the like, and mainly includes two iris blades 18 and 19,
The polarizing plate 11 is attached to the iris blade 18.
The iris blades 18, 19 can be moved up and down. The iris blades 18 and 19 are relatively moved using a drive motor (not shown) in the direction indicated by the arrow 21.

【0036】これにより、図12で示すように、アイリ
ス羽根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。
As a result, as shown in FIG. 12, the iris blades 18 and 19 are partially overlapped, and when this overlap increases, the opening 22 on the effective optical path 20 located near the center of the iris blades 18 and 19 is formed. Is covered by the polarizing plate 11.

【0037】図13は、有効光路20付近の機械式アイ
リ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13(a)に示すように、アイリス羽
根18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13
(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、1
9の互いの重なりが大きくなると、図13(c)に示す
ように、偏光板11は開口部20を全て覆う。
FIG. 13 is a partially enlarged view of the mechanical iris near the effective optical path 20. At the same time as the iris blade 18 moves downward, the iris blade 19 moves upward.
Along with this, as shown in FIG. 13A, the polarizing plate 11 attached to the iris blade 18 also moves out of the effective optical path 20. Conversely, by moving the iris blade 18 upward and the iris blade 19 downward, the iris blades 18 and 19 overlap each other. Accordingly, FIG.
As shown in (b), the polarizing plate 11 moves on the effective optical path 20 and gradually covers the opening 22. Iris feather 18, 1
When the overlapping of the components 9 becomes large, the polarizing plate 11 covers the entire opening 20 as shown in FIG.

【0038】次に、この機械式アイリスを用いた調光装
置23の調光動作について説明する。
Next, the light control operation of the light control device 23 using the mechanical iris will be described.

【0039】図示せぬ被写体が明るくなるにつれて、図
13(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13(b))。
As the subject, not shown, becomes brighter, the iris blades 18, 19, which have been opened in the vertical direction, are driven by a motor, not shown, and begin to overlap, as shown in FIG. Thus, the polarizing plate 11 attached to the iris blade 18 starts to enter the effective optical path 20 and covers a part of the opening 22 (FIG. 13B).

【0040】この時、GHセル12は光を吸収しない状
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。
At this time, the GH cell 12 is in a state of not absorbing light (because of thermal fluctuation or surface reflection, etc.).
There is some absorption by the GH cell 12. ). For this reason,
The light passing through the polarizing plate 11 and the light passing through the opening 22 are
The intensity distributions are almost equal.

【0041】その後、偏光板11は、完全に開口部22
を覆った状態になる(図13(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。
Thereafter, the polarizing plate 11 is completely opened.
Is covered (FIG. 13C). Further, when the brightness of the object increases, the voltage to the GH cell 12 is increased, and the light is adjusted by absorbing the light with the GH cell 12.

【0042】これとは逆に、被写体が暗くなる場合は、
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13
(a))。
On the contrary, when the subject becomes dark,
First, by reducing or not applying a voltage to the GH cell 12, the light absorbing effect of the GH cell 12 is eliminated. Further, when the subject becomes dark, the iris blade 18 is moved downward by driving a motor (not shown).
Further, the iris blade 19 is moved upward. Thus,
The polarizing plate 11 is moved out of the effective optical path 20 (FIG. 13).
(A)).

【0043】また、図11〜図13に示したように、偏
光板11(透過率例えば40%〜50%)を光の有効光
路20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。
Further, as shown in FIGS. 11 to 13, the polarizing plate 11 (transmittance, for example, 40% to 50%) can go out of the effective optical path 20 of the light. Not absorbed. Therefore, the maximum transmittance of the light control device can be increased to, for example, twice or more. Specifically, this light control device is combined with a conventional fixedly installed polarizing plate and GH.
The maximum transmittance is, for example, about twice as large as that of a dimmer including cells. Note that the minimum transmittance is the same for both.

【0044】また、デジタルスチルカメラ等に実用化さ
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。
Further, since the polarizing plate 11 is moved in and out by using a mechanical iris which is put into practical use in a digital still camera or the like, a light control device can be easily realized. Further, since the GH cell 12 is used, in addition to dimming by the polarizing plate 11, dimming can be performed by absorbing the light by the GH cell 12 itself.

【0045】このようにして、この調光装置は、明、暗
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。
In this way, the light control device can increase the contrast ratio between light and dark and can maintain the light amount distribution substantially uniform.

【0046】[0046]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面参照下
に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0047】実施例1 まず、ゲスト−ホスト型液晶(GH)セルを用いる調光
装置の一例を説明する。
Embodiment 1 First, an example of a light control device using a guest-host type liquid crystal (GH) cell will be described.

【0048】この調光装置は、図11に示すように、G
Hセル12と偏光板11とからなる。そして、GHセル
12は、透明電極と配向膜をそれぞれ形成した2枚のガ
ラス基板(いずれも図示せず)の間に、ネガ型の液晶分
子(ホスト材料)とポジ型又はネガ型の二色性染料分子
(ゲスト材料)との混合物が封入されている。
This light control device has a G
It comprises an H cell 12 and a polarizing plate 11. The GH cell 12 is provided between two glass substrates (both not shown) each having a transparent electrode and an alignment film formed thereon, and a negative liquid crystal molecule (host material) and a positive or negative two-color liquid crystal molecule. A mixture with a chromatic dye molecule (guest material) is enclosed.

【0049】液晶分子には、例えば誘電率異方性が負の
ネガ型液晶であるMerck社製のMLC−6608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。
As the liquid crystal molecules, for example, MLC-6608 manufactured by Merck, which is a negative type liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, is used as an example. The dichroic dye molecules 4 have anisotropic light absorption. For example, D5 manufactured by BDH, which is a positive dye that absorbs light in the molecular long axis direction, is used as an example.
The light absorption axis of the polarizing plate 11 was orthogonal to the light absorption axis when a voltage was applied to the GH cell 12.

【0050】このGHセル12からなる調光装置23
は、例えば図11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
12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。
The light control device 23 comprising the GH cell 12
Is disposed between a front lens group 15 and a rear lens group 16 composed of a plurality of lenses, such as a zoom lens, as shown in FIG. 11, for example. The light transmitted through the front lens group 15 is linearly polarized through the polarizing plate 11, and then enters the GH cell 12. The light transmitted through the GH cell 12 is condensed by the rear lens group 16 and projected on the imaging surface 17 as an image.

【0051】そして、この調光装置23を構成する偏光
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12に示した機械式アイリスが用いられてもよ
い。
The polarizing plate 11 constituting the light control device 23 has the same structure as the above-mentioned prior application by the present applicant.
The light can enter and exit the effective optical path of the light incident on the GH cell 12. Specifically, by moving the polarizing plate 11 to a position indicated by a virtual line, the light can be emitted out of the effective optical path. As a means for taking the polarizing plate 11 in and out, a mechanical iris shown in FIG. 12 may be used.

【0052】この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9)、図10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)が最大光
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
最小光透過率に達した。
When a rectangular wave was input as a driving waveform into the GH cell 12 and the change in light transmittance when an operating voltage was applied was measured (FIG. 9), as shown in FIG. As a result, the average light transmittance (in air) of visible light was reduced from the maximum light transmittance of about 75% to several percent. Depending on the liquid crystal cell structure and constituent materials used, the GH cell 12
Reached almost the minimum light transmittance when a pulse voltage of ± 5 V (1 kHz) or more was applied.

【0053】しかし、0V→±5V、±5→0Vのよう
に、透明状態から完全遮光状態へ、又は完全遮光状態か
ら透明状態へと変化させた場合、光透過率は、ある程度
高速に応答するが、中間調で光透過率をわずかに変化さ
せようとした場合は、数倍の応答時間を要する場合があ
った。
However, when the state is changed from the transparent state to the completely light-shielded state or from the completely light-shielded state to the transparent state as in the case of 0V → ± 5V and ± 5 → 0V, the light transmittance responds at a somewhat high speed. However, when trying to slightly change the light transmittance in a halftone, a response time several times as long as the case may be required.

【0054】例えば、図1(a)のように、25℃の室
温下でセルギャップ4.12μmのGHセルに対して、
0V→±5Vの駆動パルス電圧変化を与えると、光透過
率が23.4msで応答した場合に、図1(b)のよう
に、±2V→±3Vで中間調の駆動を行うと、応答時間
が87.4ms程度まで悪化した。
For example, as shown in FIG. 1A, a GH cell having a cell gap of 4.12 μm at room temperature of 25 ° C.
When a drive pulse voltage change of 0V → ± 5V is given, when the light transmittance responds at 23.4 ms, as shown in FIG. 1B, when the halftone drive is performed at ± 2V → ± 3V, the response becomes The time has deteriorated to about 87.4 ms.

【0055】この過渡応答速度は更に、液晶素子のセル
ギャップの影響を大きく受け、セルギャップが大きくな
る程、有効光路長に存在する液晶分子が増えるため、液
晶セルとしての過渡応答に要する時間は増加する。逆
に、セルギャップが小さくなるほど、応答時間は短くな
る。
The transient response speed is further affected by the cell gap of the liquid crystal element. As the cell gap increases, the number of liquid crystal molecules existing in the effective optical path length increases. To increase. Conversely, the shorter the cell gap, the shorter the response time.

【0056】例えば、セルギャップが3.04μmの上
述と同一構成材料の液晶光学素子であれば、0→±5V
の駆動パルス電圧変化に対して、光透過率の応答時間は
7.8msまで速くなり、±2→±3Vで中間調の駆動
をしても、応答時間は20.0ms程度まで速くなる。
For example, in the case of a liquid crystal optical element having a cell gap of 3.04 μm and the same material as described above, 0 → ± 5V
In response to the change in the driving pulse voltage, the response time of the light transmittance is as fast as 7.8 ms, and the response time is as fast as about 20.0 ms even if the half-tone driving is performed at ± 2 → ± 3 V.

【0057】液晶セルを調光素子に用いて撮像装置を実
現しようとする場合、セルギャップのバラツキに振られ
た応答速度の変化、特にセルギャップが大きい場合の応
答速度の低下は、自動露出調整等に支障を来してしまう
ことになる。
When an image pickup apparatus is to be realized by using a liquid crystal cell as a light control element, a change in response speed fluctuated due to a variation in cell gap, particularly a decrease in response speed when the cell gap is large, is caused by automatic exposure adjustment. And so on.

【0058】これを解決するために、本発明者が鋭意検
討を重ねたところ、予め透明時ないし遮光時の光透過率
の値から、実装した液晶光学素子のセルギャップを正確
に把握しておき、中間調で駆動する場合には、最初に完
全遮光状態(最小透過率)に対応する制御駆動波形を、
目標透過率を与える駆動波形の前に、液晶素子のセルギ
ャップに応じて適当な何パルス分かを挿入すれば、応答
時間を大幅に短縮できることが判明した。
In order to solve this problem, the inventor of the present invention has made intensive studies and found that the cell gap of the mounted liquid crystal optical element is accurately grasped in advance from the value of the light transmittance in the transparent state or in the light-shielded state. In the case of driving in halftone, first, the control drive waveform corresponding to the complete light shielding state (minimum transmittance)
It has been found that the response time can be significantly reduced by inserting an appropriate number of pulses according to the cell gap of the liquid crystal element before the drive waveform for providing the target transmittance.

【0059】例えば、図1(c)に示すように、セルギ
ャップ4.12μmの液晶光学素子に対して、±2→±
3Vで駆動する場合に、最初に完全遮光状態(最小透過
率)に対応する±5Vの矩形波を12ms分だけ、±3
Vの駆動波形の前に挿入したところ、光透過率の応答時
間は、87.4msから11.0msへと、大幅に短縮
することができた。
For example, as shown in FIG. 1C, for a liquid crystal optical element having a cell gap of 4.12 μm, ± 2 → ±
In the case of driving at 3 V, first, a ± 5 V rectangular wave corresponding to a completely light-shielded state (minimum transmittance) is generated by ± 3 V for 12 ms.
When inserted before the drive waveform of V, the response time of the light transmittance could be significantly reduced from 87.4 ms to 11.0 ms.

【0060】同様に、セルギャップ4.12μmの液晶
光学素子に対して、±3→±2Vで駆動する場合には、
最初に完全透明状態(最大透過率)に対応する0Vの制
御駆動波形を18ms分だけ、±2Vの駆動波形の前に
挿入したところ、図2(c)のように、光透過率の応答
時間は、51.4msから18.8msに短縮すること
ができた。
Similarly, when the liquid crystal optical element having a cell gap of 4.12 μm is driven at ± 3 → ± 2 V,
First, a control drive waveform of 0 V corresponding to a completely transparent state (maximum transmittance) was inserted by 18 ms before a drive waveform of ± 2 V. As shown in FIG. Could be reduced from 51.4 ms to 18.8 ms.

【0061】なお、本実施例で、中間挿入する制御駆動
パルスの時間幅や電圧は、制御し易いように、ある程度
自由に選択できる。しかしながら、液晶素子のセルギャ
ップに応じて中間挿入する制御パルスの時間幅には、最
適値が存在し、光透過率の過渡応答が目標値をオーバー
シュートするような設定(図3(c))は好ましくな
い。
In the present embodiment, the time width and voltage of the control drive pulse to be inserted in the middle can be freely selected to some extent so as to be easily controlled. However, there is an optimum value for the time width of the control pulse to be interposed according to the cell gap of the liquid crystal element, and the setting is such that the transient response of the light transmittance overshoots the target value (FIG. 3C). Is not preferred.

【0062】例えば、セルギャップが3.04μmの前
述の液晶光学素子であれば、±2→±3Vで駆動する場
合には、最初に完全遮光状態(最小透過率)に対応する
±5Vの矩形波を3ms分だけ、±3Vの駆動波形の前
に挿入したところ、光透過率の応答時間は、20.0m
sから3.0msへと、更に大幅に短縮することができ
た。
For example, in the case of the above-mentioned liquid crystal optical element having a cell gap of 3.04 μm, when driving at ± 2 → ± 3 V, a rectangle of ± 5 V corresponding to a completely light-shielded state (minimum transmittance) first. When the wave was inserted for 3 ms before the driving waveform of ± 3 V, the response time of the light transmittance was 20.0 m
From s to 3.0 ms, it was able to be further reduced significantly.

【0063】同様に、セルギャップが3.04μmの液
晶光学素子で±3→±2Vで駆動する場合には、最初に
完全透明状態(最大透過率)に対応する0Vの駆動波形
を10ms分だけ、±2Vの駆動波形の前に挿入したと
ころ、光透過率の応答時間は、20.0msから7.0
msに短縮することができた。
Similarly, when a liquid crystal optical element having a cell gap of 3.04 μm is driven at ± 3 → ± 2 V, a driving waveform of 0 V corresponding to a completely transparent state (maximum transmittance) is first applied for 10 ms. , ± 2 V, the response time of the light transmittance was 20.0 ms to 7.0.
ms.

【0064】図5には、±2→±3V及び±3→±2V
の中間調で液晶素子を駆動する場合の過渡応答速度の改
善について、様々なセルギャップの液晶光学素子で検討
した結果得られた、中間挿入制御パルスの最適時間幅を
示す。
FIG. 5 shows that ± 2 → ± 3V and ± 3 → ± 2V
The optimum time width of the intermediate insertion control pulse obtained as a result of studying the improvement of the transient response speed when the liquid crystal element is driven in the halftone of FIG.

【0065】この関係を把握することにより、製造工程
でセルギャップがバラついても、予め透明時ないし遮光
時の光透過率を検出し、これから、実装した液晶光学素
子のセルギャップを正確に認識しておき(図4)、これ
に応じた最適時間幅で制御駆動パルスを中間挿入するこ
とにより(図5)、図6及び図7に示すように、個々の
液晶セルに合った最適な形で、中間調駆動の過渡応答速
度を大幅に改善できることが可能となった。
By grasping this relationship, even if the cell gap varies in the manufacturing process, the light transmittance in the transparent or light-shielded state is detected in advance, and the cell gap of the mounted liquid crystal optical element is accurately recognized from this. In advance (FIG. 4), by inserting a control drive pulse intermediately with an optimum time width corresponding to this (FIG. 5), as shown in FIGS. 6 and 7, an optimum form suitable for each liquid crystal cell is obtained. Thus, it has become possible to greatly improve the transient response speed of halftone driving.

【0066】実施例2 本実施例は、液晶セルの駆動法を、実施例1で述べたパ
ルス電圧変調(PHM)からパルス幅変調(PWM)に
変えたものである。
Embodiment 2 In this embodiment, the driving method of the liquid crystal cell is changed from pulse voltage modulation (PHM) described in Embodiment 1 to pulse width modulation (PWM).

【0067】例えば、基本的なパルス発生周期を100
μsとして、この基本周期内でパルス幅を制御すること
により、図8に示すように、パルス幅の増加に伴って、
前述のパルス電圧変調と同様に、可視光の平均光透過率
(空気中)が最大光透過率約75%から数%にまで減少
した。
For example, if the basic pulse generation cycle is 100
By controlling the pulse width within this basic period as μs, as shown in FIG.
Similar to the pulse voltage modulation described above, the average light transmittance (in air) of visible light was reduced from a maximum light transmittance of about 75% to several percent.

【0068】そして、パルス波高値を5Vで固定し、パ
ルス幅を制御して、0μs→100μs、100μs→
0μsのように、透明状態から完全遮光状態へ、又は完
全遮光状態から透明状態へと変化させた場合、光透過率
は、ある程度高速に応答するが、中間調で光透過率をわ
ずかに変化させようとした場合は、やはり数倍の応答時
間を要した。
Then, the pulse peak value is fixed at 5 V, and the pulse width is controlled so that 0 μs → 100 μs, 100 μs →
When changing from a transparent state to a completely light-shielded state or from a completely light-shielded state to a transparent state as in 0 μs, the light transmittance responds to a certain high-speed, but slightly changes the light transmittance in a halftone. In this case, several times as much response time was required.

【0069】例えば、25℃の室温下でセルギャップ4
μmのGHセルにおいて、0μs→100μsの駆動パ
ルス幅変化に対して、光透過率が約20msで応答した
場合に、20μs→40μsで中間調の駆動すると、応
答時間が約90ms程度まで悪化した。
For example, at a room temperature of 25 ° C., the cell gap 4
In the GH cell of μm, when the light transmittance responds to the change of the drive pulse width from 0 μs to 100 μs at the light transmittance of about 20 ms, when the halftone driving is performed from 20 μs to 40 μs, the response time deteriorates to about 90 ms.

【0070】パルス幅変調で駆動する場合の過渡応答速
度も、液晶素子のセルギャップの影響を大きく受け、セ
ルギャップが大きくなる程、有効光路長に存在する液晶
分子が増えるため、液晶セルとしての過渡応答に要する
時間は増加する。逆にセルギャップが小さくなるほど、
応答時間は短くなる。
The transient response speed when driven by pulse width modulation is greatly affected by the cell gap of the liquid crystal element. As the cell gap increases, the number of liquid crystal molecules existing in the effective optical path length increases. The time required for the transient response increases. Conversely, as the cell gap becomes smaller,
Response time is shorter.

【0071】例えば、セルギャップが3μmの上述と同
一構成材料の液晶光学素子であれば、0→100μsの
駆動パルス幅変化に対して、光透過率の応答時間は約1
0msまで速くなり、20→40μsで中間調の駆動を
しても、応答時間は約20msまで速くなる。
For example, in the case of a liquid crystal optical element having a cell gap of 3 μm and made of the same material as described above, the response time of the light transmittance is about 1 with respect to a change in the drive pulse width from 0 to 100 μs.
The response time is reduced to about 20 ms even if halftone driving is performed from 20 to 40 μs.

【0072】液晶セルを調光素子に用いて撮像装置を実
現しようとする場合、セルギャップのバラツキに振られ
た応答速度の変化、特にセルギャップが大きい場合の応
答速度の低下は、自動露出調整等に支障を来してしまう
ことになる。
When an image pickup apparatus is to be realized by using a liquid crystal cell as a light control element, a change in the response speed fluctuated due to a variation in the cell gap, particularly a decrease in the response speed when the cell gap is large, is caused by automatic exposure adjustment. And so on.

【0073】これを解決するために、本発明者が鋭意検
討を重ねたところ、パルス幅変調(PWM)で中間調駆
動する場合も、予め透明時ないし遮光時の光透過率の値
から、実装した液晶光学素子のセルギャップを正確に把
握しておき、中間調で駆動する場合には、最初に完全遮
光状態(最小透過率)に対応する制御駆動波形を、目標
透過率を与える駆動波形の前に、液晶素子のセルギャッ
プに応じて適当な何パルス分かを挿入すれば、応答時間
を大幅に短縮できることが判明した。
In order to solve this problem, the inventor of the present invention has intensively studied and found that even in the case of halftone driving by pulse width modulation (PWM), the mounting is determined in advance from the value of the light transmittance at the time of transparent or light shielding. In the case of driving in a half tone, the control drive waveform corresponding to the completely light-shielded state (minimum transmittance) is first determined by the control waveform corresponding to the target transmittance. Previously, it has been found that the response time can be significantly reduced by inserting a suitable number of pulses according to the cell gap of the liquid crystal element.

【0074】例えば、セルギャップ4μmの液晶光学素
子に対して、20→40μsのパルス幅変化で駆動する
場合に、最初に完全遮光状態(最小透過率)に対応する
100μsのパルス幅の矩形波を12ms分だけ、40
μsのパルス幅の駆動波形の前に挿入したところ、光透
過率の応答時間は、約90msから約10msへと大幅
に短縮することができた。
For example, when a liquid crystal optical element having a cell gap of 4 μm is driven with a pulse width change of 20 → 40 μs, first, a rectangular wave having a pulse width of 100 μs corresponding to a completely shielded state (minimum transmittance) is applied. 12ms, 40
When inserted before the driving waveform having a pulse width of μs, the response time of the light transmittance could be significantly reduced from about 90 ms to about 10 ms.

【0075】同様に、セルギャップ4μmの液晶光学素
子に対して、40→20μsのパルス幅変化で駆動する
場合には、最初に完全透明状態(最大透過率)に対応す
る0μsの制御駆動波形を18ms分だけ、20μsの
パルス幅の駆動波形の前に挿入したところ、光透過率の
応答時間は、約55msから約20msに短縮すること
ができた。
Similarly, when driving a liquid crystal optical element having a cell gap of 4 μm with a pulse width change of 40 → 20 μs, a control drive waveform of 0 μs corresponding to a completely transparent state (maximum transmittance) is first applied. When inserted by 18 ms before the drive waveform having a pulse width of 20 μs, the response time of the light transmittance was able to be reduced from about 55 ms to about 20 ms.

【0076】なお、本実施例でも、中間挿入する制御駆
動パルスの時間幅や電圧は、制御し易いように、ある程
度自由に選択できる。しかしながら、液晶素子のセルギ
ャップに応じて中間挿入する制御パルスの時間幅には、
最適値が存在し、光透過率の過渡応答が目標値をオーバ
ーシュートするような設定は、やはり好ましくない。
In this embodiment as well, the time width and voltage of the control drive pulse to be inserted in the middle can be freely selected to some extent so as to facilitate control. However, the time width of the control pulse that is interposed in accordance with the cell gap of the liquid crystal element includes:
A setting in which there is an optimum value and the transient response of the light transmittance overshoots the target value is still not preferable.

【0077】例えば、セルギャップが3μmの前述の液
晶光学素子であれば、20→40μsのパルス幅変化で
駆動する場合には、最初に完全遮光状態(最小透過率)
に対応する100μsのパルス幅の矩形波を3ms分だ
け、40μsのパルス幅の駆動波形の前に挿入したとこ
ろ、光透過率の応答時間は、約20msから約3msへ
と短縮することができた。
For example, in the case of the above-mentioned liquid crystal optical element having a cell gap of 3 μm, when driving with a pulse width change of 20 → 40 μs, a completely light-shielded state (minimum transmittance) is initially set.
When a rectangular wave having a pulse width of 100 μs corresponding to the above was inserted by 3 ms before the drive waveform having a pulse width of 40 μs, the response time of the light transmittance was able to be reduced from about 20 ms to about 3 ms. .

【0078】同様に、セルギャップが3μmの液晶光学
素子で、40→20μsのパルス幅変化で駆動する場合
には、最初に完全透明状態(最大透過率)に対応する0
μsの制御駆動波形を10ms分だけ、20μsのパル
ス幅の駆動波形の前に挿入したところ、光透過率の応答
時間は、約20msから約7msに短縮することがで
た。
Similarly, when a liquid crystal optical element having a cell gap of 3 μm is driven by a pulse width change of 40 → 20 μs, first, a liquid crystal optical element corresponding to a completely transparent state (maximum transmittance) is set to 0.
When the control drive waveform of μs was inserted by 10 ms before the drive waveform of the pulse width of 20 μs, the response time of the light transmittance was able to be reduced from about 20 ms to about 7 ms.

【0079】さらに、本実施例では、パルス幅変調を用
いて駆動しているため、実施例1のパルス電圧変調に比
べて、しきい値電圧が低く、全体的に特性が低電圧側に
シフトするため、低電圧での制御が可能であり、消費電
力の低減も図れる。また、光透過率の変化は比較的緩や
かとなるため、電圧により透過率を制御しやすく、階調
性が向上した。
Further, in this embodiment, since the driving is performed by using the pulse width modulation, the threshold voltage is lower than that of the pulse voltage modulation of the first embodiment, and the characteristics are shifted to the lower voltage side as a whole. Therefore, control at a low voltage is possible, and power consumption can be reduced. Further, since the change in light transmittance is relatively gradual, the transmittance can be easily controlled by the voltage, and the gradation is improved.

【0080】実施例3 図14は、上記実施例による調光装置23をCCD(Ch
arge coupled device)カメラに組み込んだ例を示すも
のである。
Embodiment 3 FIG. 14 shows that the dimming device 23 according to the above embodiment is a CCD (Ch
5 shows an example in which the camera is incorporated into an arge coupled device camera.

【0081】即ち、CCDカメラ50において、一点鎖
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。
That is, in the CCD camera 50, the first lens group 51 and the second lens group (for zoom) 52 corresponding to the front lens group 15 and the rear lens group 16 are arranged along the optical axis indicated by the chain line. Corresponding third-group lens 53 and fourth-group lens (for focusing) 54, and CCD package 55 are arranged in this order at appropriate intervals, and the CCD package 55 has an infrared cut filter 55a, an optical low-pass filter system 55b. , A CCD image sensor 55c.

【0082】2群レンズ52と3群レンズ53との間に
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。
Between the second lens group 52 and the third lens group 53, the G lens according to the present invention described above is disposed near the third lens group 53.
A light control device 23 including the H cell 12 and the polarizing plate 11 is mounted on the same optical path for light amount adjustment (light amount stop). The fourth lens group 54 for focusing is disposed so as to be movable between the third lens group 53 and the CCD package 55 along the optical path by a linear motor 57, and the second lens group 52 for zooming is disposed in the optical path. Along the first lens group 51 and the light control device 23, it is movably disposed.

【0083】図15には、このカメラシステムにおける
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。
FIG. 15 shows an algorithm of a light transmittance control sequence by the light control device 23 in this camera system.

【0084】この実施例によると、2群レンズ52と3
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。
According to this embodiment, the second group lenses 52 and 3
Since the dimming device 23 according to the present invention is provided between the group lenses 53, the amount of light can be adjusted by applying an electric field as described above, the system can be reduced in size, and the size of the optical path can be substantially reduced. Can be downsized. Therefore, CC
It is possible to reduce the size of the D camera. Also,
Since the amount of light can be appropriately controlled by the magnitude of the voltage applied to the patterned electrodes, the conventional diffraction phenomenon can be prevented, a sufficient amount of light can be made incident on the image sensor, and the blur of the image can be eliminated.

【0085】図16は、上記のCCDカメラの駆動回路
ブロック図である。これによれば、調光装置23の光出
射側に配されたCCD撮像素子55cの駆動回路部60
を有し、CCD撮像素子55cの出力信号がY/C信号
処理部61で処理され、輝度情報(Y信号)としてGH
セル駆動制御回路部62にフィードバックされ、この制
御回路部からの制御信号により、駆動回路部60の基本
クロックと同期して、上述した如くにパルス電圧又はパ
ルス幅が制御された駆動パルスがパルス発生回路部63
から得られるようになっている。制御回路部62と、パ
ルス発生回路部63とで、パルス電圧又はパルス幅の制
御のためのGH液晶駆動制御部64が構成されている。
FIG. 16 is a block diagram of a driving circuit of the above-mentioned CCD camera. According to this, the drive circuit unit 60 of the CCD image sensor 55c arranged on the light emission side of the light control device 23
The output signal of the CCD image sensor 55c is processed by the Y / C signal processing unit 61, and GH is output as luminance information (Y signal).
The drive pulse whose pulse voltage or pulse width is controlled as described above is generated in synchronism with the basic clock of the drive circuit unit 60 by the control signal from the control circuit unit which is fed back to the cell drive control circuit unit 62. Circuit section 63
From. The control circuit unit 62 and the pulse generation circuit unit 63 constitute a GH liquid crystal drive control unit 64 for controlling a pulse voltage or a pulse width.

【0086】そして、セルギャップの判定についてはそ
の動作前に、実装された調光装置23の透明時及び/又
は遮蔽時の光透過率をCCD撮像素子55cで検出し、
この検出情報を輝度情報としてセルギャップ判定回路6
5へ入れる。これによって自動的に(自己)認識された
セルギャップに応じたパルス電圧、パルス数又はパルス
幅、パルス数がパルス発生回路63から生じるように、
制御回路部62により制御する。
Before the cell gap is determined, the light transmittance of the mounted light control device 23 when it is transparent and / or when it is shielded is detected by the CCD image sensor 55c.
The cell gap determination circuit 6 uses this detection information as luminance information.
Put in 5. As a result, the pulse voltage, the pulse number or the pulse width, and the pulse number corresponding to the automatically (self) recognized cell gap are generated from the pulse generation circuit 63.
It is controlled by the control circuit unit 62.

【0087】なお、このカメラシステムとは別のシステ
ムにおいても、調光装置23の出射光をフォトディテク
タ(又はフォトマル)で受け、ここから出射光の輝度情
報を制御回路部62へフィードバックし、GHセル駆動
回路部(図示せず)のクロックと同期して、パルス発生
回路部からパルス電圧又はパルス幅が制御された駆動パ
ルスを得ることができる。
In a system different from this camera system, the light emitted from the light control device 23 is received by a photodetector (or photomultiplier), and the luminance information of the emitted light is fed back to the control circuit unit 62 and the GH is output. In synchronization with a clock of a cell drive circuit unit (not shown), a drive pulse whose pulse voltage or pulse width is controlled can be obtained from the pulse generation circuit unit.

【0088】以上、本発明を実施の形態及び実施例につ
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。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the above examples can be variously modified based on the technical idea of the present invention.

【0089】例えば、液晶素子や調光装置の構造や材
質、その駆動機構、駆動回路、制御回路の構成などは種
々に変更が可能である。また、駆動波形は矩形波、台形
波、三角波、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。セルギャップの検出方法や、これに基
づく駆動パルス制御方法も上述したものに限定されるこ
とはない。
For example, the structure and material of the liquid crystal element and the light control device, the drive mechanism thereof, the drive circuit, and the configuration of the control circuit can be variously changed. The driving waveform can be any of a rectangular wave, a trapezoidal wave, a triangular wave, and a sine wave. The inclination of the liquid crystal molecules changes according to the potential difference between the two electrodes, and the light transmittance is controlled. The method for detecting the cell gap and the method for controlling the driving pulse based on the cell gap are not limited to those described above.

【0090】本発明の調光装置及び撮像装置は、前記液
晶光学素子の駆動電極が少なくとも有効光透過部の全域
にわたって形成されている場合に好適であり、そのよう
に形成された駆動電極への駆動パルスの制御によって有
効光路幅全体にわたって光透過率の一括制御を高精度に
行なうことができる。
The light control device and the image pickup device of the present invention are suitable when the drive electrode of the liquid crystal optical element is formed at least over the entire area of the effective light transmitting portion. By controlling the drive pulse, batch control of the light transmittance over the entire effective optical path width can be performed with high accuracy.

【0091】また、GHセルとして、上述したもの以外
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。
As the GH cell, a GH cell having a two-layer structure or the like can be used in addition to the above-described one. Polarizing plate 1
The position of one GH cell 12 with respect to the front lens group 15 and the rear lens group 16 is not limited to this arrangement, but may be any position that is optimal from the setting conditions of the imaging lens. That is, unless an optical element such as a retardation film that changes the polarization state is used, the polarizing plate 11
It can be placed at any position on the subject side or the image sensor side, such as between the lens and the rear lens group 16. Furthermore, polarizing plate 1
1 may be arranged before or after a single lens (single lens) instead of the front lens group 15 or the rear lens group 16.

【0092】また、アイリス羽根18、19は2枚に限
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。
Further, the number of iris blades 18 and 19 is not limited to two, and a larger number may be used.
Conversely, one sheet may be used. Also, the iris blades 18 and 19
Although they are overlapped by moving in the vertical direction, they may move in other directions, or may be narrowed down from the periphery toward the center.

【0093】また、偏光板11は、アイリス羽根18に
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。
Although the polarizing plate 11 is stuck to the iris blade 18, it may be stuck to the iris blade 19.

【0094】また、被写体が明るくなるにつれて、先に
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。
Further, as the subject becomes brighter, the light is adjusted by moving the polarizing plate 11 in and out, and then the light is absorbed by the GH cell 12. Dimming may be performed.
In this case, after the transmittance of the GH cell 12 has decreased to a predetermined value, light adjustment is performed by taking the polarizing plate 11 in and out.

【0095】また、偏光板11を有効光路20から出し
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。
Further, although a mechanical iris is used as a means for moving the polarizing plate 11 in and out of the effective optical path 20, the present invention is not limited to this. For example, by directly installing the film on which the polarizing plate 11 is stuck on the drive motor, the polarizing plate 1
1 may be taken in and out.

【0096】また、上記の例では偏光板11を有効光路
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。
In the above example, the polarizing plate 11 is moved in and out of the effective optical path 20, but it is of course possible to fix the position in the effective optical path.

【0097】また、本発明の調光装置は、公知の他のフ
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。
The light control device of the present invention can also be used in combination with other known filter materials (for example, organic electrochromic materials, liquid crystals, electroluminescent materials, etc.).

【0098】更に、本発明の調光装置は、既述したCC
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。
Further, the dimming device of the present invention has the CC
In addition to the optical diaphragm of an imaging device such as a D camera, it can be widely applied to various optical systems, for example, for adjusting the amount of light in an electrophotographic copying machine or an optical communication device. Further, the light control device of the present invention can be applied to various image display elements for displaying characters and images, in addition to the optical diaphragm and the filter.

【0099】[0099]

【発明の作用効果】本発明によれば、液晶素子の光透過
率を、現光透過率から目標光透過率へ中間調でわずかに
変化させる際に、目標光透過率に対応する駆動パルスを
与える前に、完全遮光時(最小光透過率)又は完全透明
時(最大光透過率)に対応する制御用駆動パルスを予め
適度に挿入し、しかもこの制御用駆動パルスをセルギャ
ップに応じて挿入するため、単に目標光透過率に対応す
る駆動パルスをステップ状に与えて駆動する場合に比べ
て、液晶の配向変化又はその緩和がスムーズに立ち上が
るようになり、目標光透過率に達するまでの応答時間を
大幅にしかも適切に短縮できる。
According to the present invention, when the light transmittance of the liquid crystal element is slightly changed in halftone from the current light transmittance to the target light transmittance, the driving pulse corresponding to the target light transmittance is changed. Before application, a control drive pulse corresponding to complete light shielding (minimum light transmittance) or complete transparency (maximum light transmittance) is appropriately inserted in advance, and the control drive pulse is inserted according to the cell gap. Therefore, compared to the case where the driving pulse corresponding to the target light transmittance is simply applied in a step-like manner, the change in the orientation of the liquid crystal or the relaxation thereof rises more smoothly, and the response until the target light transmittance is reached is obtained. Time can be reduced significantly and appropriately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例による、中間調の応答速度の改
善結果の一例を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an example of an improvement result of a halftone response speed according to an embodiment of the present invention.

【図2】同、中間調の応答速度の改善結果の別の一例を
示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing another example of the result of improving the response speed of the halftone.

【図3】同、中間調の応答速度の改善のための駆動パル
ス制御の一例を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an example of drive pulse control for improving a halftone response speed.

【図4】同、透明時及び遮光時のセルギャップによる透
過率変化を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a change in transmittance depending on a cell gap in a transparent state and a light-shielded state.

【図5】同、セルギャップと適正パルス挿入時間の関係
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a cell gap and an appropriate pulse insertion time.

【図6】同、立ち上り時のセルギャップによる応答時間
の変化を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a change in response time due to a cell gap at the time of rising.

【図7】同、立ち下り時のセルギャップによる応答時間
の変化を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a change in response time due to a cell gap at the time of falling.

【図8】本発明の他の実施例による調光装置の光透過率
と駆動パルスのパルス幅との関係を示すグラフ及び駆動
パルス波形図である。
FIG. 8 is a graph and a driving pulse waveform diagram showing a relationship between a light transmittance and a pulse width of a driving pulse of a light control device according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明による調光装置の一例の動作原理を示す
概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the operation principle of an example of the light control device according to the present invention.

【図10】同、調光装置の光透過率と駆動印加電圧との
関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the light transmittance of the light control device and the drive applied voltage.

【図11】同、液晶光学素子を用いた調光装置の概略側
面図である。
FIG. 11 is a schematic side view of the light control device using the liquid crystal optical element.

【図12】同、調光装置の機械式アイリスの正面図であ
る。
FIG. 12 is a front view of a mechanical iris of the light control device.

【図13】同、調光装置の有効光路付近の機械式アイリ
スの動作を示す概略部分拡大図である。
FIG. 13 is a schematic partial enlarged view showing an operation of a mechanical iris near an effective optical path of the light control device.

【図14】同、調光装置を組み込んだカメラシステムの
概略断面図である。
FIG. 14 is a schematic sectional view of a camera system incorporating the light control device.

【図15】同、カメラシステムにおける光透過率制御の
アルゴリズムである。
FIG. 15 shows an algorithm of light transmittance control in the camera system.

【図16】同、駆動回路を含むカメラシステムのブロッ
ク図である。
FIG. 16 is a block diagram of a camera system including a drive circuit.

【図17】従来の調光装置の動作原理を示す概略図であ
る。
FIG. 17 is a schematic view showing the operation principle of a conventional light control device.

【図18】同、調光装置の光透過率と駆動印加電圧との
関係を示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the light transmittance of the light control device and the drive applied voltage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11…偏光板、2、12…GHセル、3…ポジ型液
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、60
…CCD駆動回路部、61…Y/C信号処理部、62…
制御回路部、63…パルス発生回路部、64…パルス電
圧又はパルス幅の制御部(GH液晶駆動制御装置)、6
5…セルギャップ判定回路
1, 11: polarizing plate, 2, 12: GH cell, 3: positive liquid crystal, 4: positive dye molecule, 5: incident light, 13: negative liquid crystal, 15, 16: lens group, 17: imaging surface, 18, 19
... Iris blades, 20 ... Effective optical path (cell middle or center), 22 ... Opening, 23 ... Dimming device, 24 ... Cell peripheral, 31A, 31B ... Glass substrate, 32A, 32B ... Transparent (operating) electrode , 33A, 33B: alignment film, 34: liquid crystal material, 35: sealing material, 36: spherical spacer, 37: columnar spacer, 50: CCD camera, 51
... 1 group lens, 52 ... 2 group lens, 53 ... 3 group lens,
54 ... 4 group lens, 55 ... CCD package, 55b ...
Optical low-pass filter, 55c CCD image sensor, 60
... CCD drive circuit section, 61 ... Y / C signal processing section, 62 ...
Control circuit section, 63 ... Pulse generation circuit section, 64 ... Pulse voltage or pulse width control section (GH liquid crystal drive control device), 6
5. Cell gap determination circuit

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Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶素子と;この液晶素子のセルギャッ
プを検出するための検出手段と;前記液晶素子から射出
する光の透過率を現光透過率から目標光透過率へ変化さ
せる際に、少なくとも前記目標光透過率に対応する駆動
パルスを与える前に、最小光透過率又は最大光透過率に
対応する制御用駆動パルスを前記セルギャップに応じて
予め挿入する、パルス制御部と;を具備する調光装置。
A liquid crystal element; a detecting means for detecting a cell gap of the liquid crystal element; and when changing a transmittance of light emitted from the liquid crystal element from a current light transmittance to a target light transmittance, A pulse control unit that inserts a control drive pulse corresponding to the minimum light transmittance or the maximum light transmittance in advance according to the cell gap before giving a drive pulse corresponding to at least the target light transmittance. Dimmer.
【請求項2】 前記液晶素子の透明時及び/又は遮光時
の光透過率を予め検出し、この検出値から前記セルギャ
ップを判定する、請求項1に記載した調光装置。
2. The light control device according to claim 1, wherein a light transmittance of the liquid crystal element when it is transparent and / or when light is shielded is detected in advance, and the cell gap is determined from the detected value.
【請求項3】 前記制御用駆動パルスが、制御された少
なくともパルス電圧及び/又はパルス数を有している、
請求項1に記載した調光装置。
3. The control drive pulse has at least a controlled pulse voltage and / or number of pulses.
The light control device according to claim 1.
【請求項4】 前記制御用駆動パルスのパルス電圧が、
前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス電圧
と同等、或いはこのパルス電圧と前記目標光透過率を生
じるパルス電圧との間の値である、請求項3に記載した
調光装置。
4. The pulse voltage of the control drive pulse is:
4. The light control device according to claim 3, wherein the light control device has a pulse voltage that is equivalent to the minimum light transmittance or the maximum light transmittance, or a value between the pulse voltage and the pulse voltage that generates the target light transmittance. 5.
【請求項5】 前記制御用駆動パルスが、制御された少
なくともパルス幅及び/又はパルス数を有している、請
求項1に記載した調光装置。
5. The light control device according to claim 1, wherein the control drive pulse has at least a controlled pulse width and / or pulse number.
【請求項6】 前記制御用駆動パルスのパルス幅が、前
記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス幅と同
等、或いはこのパルス幅と前記目標光透過率を生じるパ
ルス幅との間の値である、請求項5に記載した調光装
置。
6. The pulse width of the control drive pulse is equal to the pulse width that produces the minimum light transmittance or the maximum light transmittance, or is between this pulse width and the pulse width that produces the target light transmittance. The light control device according to claim 5, which is a value.
【請求項7】 前記液晶素子が、ネガ型液晶をホスト材
料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−ホスト
型液晶素子である、請求項1に記載した調光装置。
7. The light control device according to claim 1, wherein the liquid crystal element is a guest-host type liquid crystal element using negative liquid crystal as a host material and a dichroic dye as a guest material.
【請求項8】 液晶素子からなる調光装置を駆動する方
法であって、前記液晶素子のセルギャップを予め検出
し、前記液晶素子から射出する光の透過率を現光透過率
から目標光透過率へ変化させる際に、少なくとも前記目
標光透過率に対応する駆動パルスを与える前に、最小光
透過率又は最大光透過率に対応する制御用駆動パルスを
前記セルギャップに応じて予め挿入する、調光装置の駆
動方法。
8. A method of driving a light control device including a liquid crystal element, wherein a cell gap of the liquid crystal element is detected in advance, and a transmittance of light emitted from the liquid crystal element is determined based on a current light transmittance and a target light transmittance. When changing to a rate, at least before giving a drive pulse corresponding to the target light transmittance, a control drive pulse corresponding to the minimum light transmittance or the maximum light transmittance is inserted in advance according to the cell gap, Driving method of light control device.
【請求項9】 前記液晶素子の透明時及び/又は遮光時
の光透過率を予め検出し、この検出値から前記セルギャ
ップを判定する、請求項8に記載した方法。
9. The method according to claim 8, wherein a light transmittance of the liquid crystal element when it is transparent and / or when light is shielded is detected in advance, and the cell gap is determined from the detected value.
【請求項10】 前記制御用駆動パルスを少なくともパ
ルス電圧及び/又はパルス数によって制御する、請求項
8に記載した調光装置の駆動方法。
10. The method according to claim 8, wherein the control drive pulse is controlled by at least a pulse voltage and / or the number of pulses.
【請求項11】 前記制御用駆動パルスのパルス電圧
を、前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス
電圧と同等、或いはこのパルス電圧と前記目標光透過率
を生じるパルス電圧との間の値とする、請求項10に記
載した調光装置の駆動方法。
11. The pulse voltage of the control drive pulse is equal to the pulse voltage that produces the minimum light transmittance or the maximum light transmittance, or is between this pulse voltage and the pulse voltage that produces the target light transmittance. The method of driving a light control device according to claim 10, wherein the value is a value.
【請求項12】 前記制御用駆動パルスを少なくともパ
ルス幅及び/又はパルス数によって制御する、請求項8
に記載した調光装置の駆動方法。
12. The control driving pulse is controlled by at least a pulse width and / or the number of pulses.
The driving method of the light control device described in 1 above.
【請求項13】 前記制御用駆動パルスのパルス幅を、
前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス幅と
同等、或いはこのパルス幅と前記目標光透過率を生じる
パルス幅との間の値とする、請求項12に記載した調光
装置の駆動方法。
13. The pulse width of the control drive pulse is:
The driving of the light control device according to claim 12, wherein the pulse width that generates the minimum light transmittance or the maximum light transmittance is equal to or a value between this pulse width and the pulse width that generates the target light transmittance. Method.
【請求項14】 前記液晶素子として、ネガ型液晶をホ
スト材料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−
ホスト型液晶素子を用いる、請求項8に記載した調光装
置の駆動方法。
14. A liquid crystal device comprising a negative liquid crystal as a host material and a dichroic dye as a guest material.
The method for driving a light control device according to claim 8, wherein a host-type liquid crystal element is used.
【請求項15】 液晶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、前記調光装置
が、 前記液晶素子のセルギャップを検出するための検出手段
と、 前記液晶素子から射出する光の透過率を現光透過率から
目標光透過率へ変化させる際に、少なくとも前記目標光
透過率に対応する駆動パルスを与える前に、最小光透過
率又は最大光透過率に対応する制御用駆動パルスを前記
セルギャップに応じて予め挿入する、パルス制御部とを
具備する、撮像装置。
15. An image pickup device in which a light control device including a liquid crystal element is arranged in an optical path of an image pickup system, wherein the light control device detects a cell gap of the liquid crystal device; When changing the transmittance of light emitted from the liquid crystal element from the current light transmittance to the target light transmittance, at least before giving a drive pulse corresponding to the target light transmittance, the minimum light transmittance or the maximum light transmittance An imaging apparatus comprising: a pulse control unit that inserts a control drive pulse corresponding to a rate in advance in accordance with the cell gap.
【請求項16】 前記液晶素子の透明時及び/又は遮光
時の光透過率を予め検出し、この検出値から前記セルギ
ャップを判定する、請求項15に記載した調光装置。
16. The light control device according to claim 15, wherein a light transmittance of the liquid crystal element when it is transparent and / or when light is shielded is detected in advance, and the cell gap is determined from the detected value.
【請求項17】 前記制御用駆動パルスが、制御された
少なくともパルス電圧及び/又はパルス数を有してい
る、請求項15に記載した撮像装置。
17. The imaging device according to claim 15, wherein the control drive pulse has at least a controlled pulse voltage and / or pulse number.
【請求項18】 前記制御用駆動パルスのパルス電圧
が、前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス
電圧と同等、或いはこのパルス電圧と前記目標光透過率
を生じるパルス電圧との間の値である、請求項17に記
載した撮像装置。
18. The pulse voltage of the control drive pulse is equal to the pulse voltage that produces the minimum light transmittance or the maximum light transmittance, or is between this pulse voltage and the pulse voltage that produces the target light transmittance. The imaging device according to claim 17, which is a value.
【請求項19】 前記制御用駆動パルスが、制御された
少なくともパルス幅及び/又はパルス数を有している、
請求項15に記載した撮像装置。
19. The control drive pulse has at least a controlled pulse width and / or number of pulses.
The imaging device according to claim 15.
【請求項20】 前記制御用駆動パルスのパルス幅が、
前記最小光透過率又は最大光透過率を生じるパルス幅と
同等、或いはこのパルス幅と前記目標光透過率を生じる
パルス幅との間の値である、請求項19に記載した撮像
装置。
20. A pulse width of the control drive pulse,
20. The imaging apparatus according to claim 19, wherein the pulse width is equal to the pulse width that causes the minimum light transmittance or the maximum light transmittance, or a value between the pulse width and the pulse width that causes the target light transmittance.
【請求項21】 前記液晶素子が、ネガ型液晶をホスト
材料とし、二色性染料をゲスト材料とするゲスト−ホス
ト型液晶素子である、請求項15に記載した撮像装置。
21. The imaging device according to claim 15, wherein the liquid crystal element is a guest-host type liquid crystal element using negative liquid crystal as a host material and a dichroic dye as a guest material.
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