JP2003029302A - Dimmer and image pickup device - Google Patents

Dimmer and image pickup device

Info

Publication number
JP2003029302A
JP2003029302A JP2001217726A JP2001217726A JP2003029302A JP 2003029302 A JP2003029302 A JP 2003029302A JP 2001217726 A JP2001217726 A JP 2001217726A JP 2001217726 A JP2001217726 A JP 2001217726A JP 2003029302 A JP2003029302 A JP 2003029302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
cell
control device
light control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001217726A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiharu Yanagida
敏治 柳田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001217726A priority Critical patent/JP2003029302A/en
Publication of JP2003029302A publication Critical patent/JP2003029302A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Shutters For Cameras (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dimmer capable of further increasing the optical density ratio (contrast ratio and dynamic range) of a liquid crystal optical element and making the element small-sized and lightweight and to provide an image pickup device capable of enhancing performance, image quality and reliability by disposing the dimmer in a light path. SOLUTION: The dimmer comprises a liquid crystal optical element with a liquid crystal enclosed between opposite substrates different from each other in thickness and the liquid crystal is a guest-host type liquid crystal using a negative liquid crystal as a host material. The image pickup device has the light controller disposed in the light 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、及びこれを用いた撮像
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, and an image pickup device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、液晶光学素子(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(Guest Host))型液晶セルが用いら
れる。
2. Description of the Related Art Usually, a polarizing plate is used in a light control device using a liquid crystal optical element (liquid crystal cell). For this liquid crystal cell, for example, a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal cell or a guest-host (GH (Guest Host)) type liquid crystal cell is used.

【0003】図16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、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内に
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. 16 is a schematic diagram showing the operating principle of a conventional light control device. This light control device mainly uses the polarizing plate 1 and the GH.
The GH cell 2 is not shown in the drawing,
It is enclosed between two glass substrates and has a working electrode and a liquid crystal alignment film (the same applies hereinafter). Liquid crystal molecules 3 and dichroic dye molecules 4 are enclosed in the GH cell 2.

【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、誘電率異方
性が正のポジ型(正型)である。
The dichroic dye molecule 4 has anisotropy in light absorption, and is, for example, a positive type (p type) that absorbs light in the long axis direction of the molecule.
Type) dye molecule. The liquid crystal molecule 3 is a positive type (positive type) having a positive dielectric anisotropy.

【0005】図16(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を通過することによって直線偏光にされ
る。図16(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、入射光5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。
FIG. 16A shows the state of the GH cell 2 when no voltage is applied (no voltage is applied). Incident light 5
Is converted into linearly polarized light by passing through the polarizing plate 1. In FIG. 16A, since the polarization direction and the molecular long axis direction of the dichroic dye molecule 4 coincide with each other, the incident light 5 is absorbed by the dichroic dye molecule 4 and the transmittance of the GH cell 2 is increased. descend.

【0006】そして、図16(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が電解方向に
向くに伴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G
Hセル2によりほとんど吸収されずに透過する。
Then, as shown in FIG. 16 (b), GH
When a voltage is applied to the cell 2, the molecular major axis direction of the dichroic dye molecule 4 becomes perpendicular to the polarization direction of the linearly polarized light as the liquid crystal molecules 3 face the electrolysis direction. Therefore, the incident light 5 is G
It is almost absorbed by H cell 2 and is transmitted.

【0007】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 type (n-type) dichroic dye molecule that absorbs light in the minor axis direction of the molecule is used, this is the reverse of the case of the positive type dichroic dye molecule 4, and no voltage is applied. Light is not absorbed when applied, and absorbed when voltage is applied.

【0008】図16に示された調光装置では、電圧印加
時と電圧無印加時との吸収度の比、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. 16, the ratio of the absorption when the voltage is applied and when the voltage is not applied, that is, the ratio of the optical density is about 10. This has an optical density ratio that is about twice as high as that of a light control device including only the GH cell 2 without using the polarizing plate 1.

【0009】[0009]

【発明に至る経過】本出願人は、この光学濃度比のより
一層の向上を図ることが可能な調光装置及び撮像装置
を、特願平11−322186号において提案した。即
ち、特願平11−322186号(以下、先願発明と称
する。)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
液晶を用いるので、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。
The present applicant has proposed, in Japanese Patent Application No. 11-322186, a light control device and an image pickup device capable of further improving the optical density ratio. That is, according to Japanese Patent Application No. 11-322186 (hereinafter referred to as prior invention), a liquid crystal device and a polarizing plate arranged in an optical path of light incident on the liquid crystal device constitute a light control device. Then
Furthermore, since the guest-host type liquid crystal using the negative type liquid crystal as the host material is used, the ratio of the absorbance (that is, the optical density ratio) when no voltage is applied and when the voltage is applied is improved, and the contrast ratio of the dimmer is large. Therefore, it is possible to normally perform the dimming operation from a bright place to a dark place.

【0010】図16に示されるゲスト−ホスト型液晶セ
ル(GHセル)2は、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がGHセル2の入射側に配されてい
る。このGHセル2について、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17
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
が穏やかである。
In the guest-host type liquid crystal cell (GH cell) 2 shown in FIG. 16, a positive type liquid crystal having a positive dielectric anisotropy (Δε) is used as the host material 3, and the guest material 4 is of two colors. A positive dye 4 having a positive light absorption anisotropy (ΔA) is used, and the polarizing plate 1 is disposed on the incident side of the GH cell 2. For this GH cell 2, a change in light transmittance when an operating voltage is applied is measured using a rectangular wave as a drive waveform.
As shown in, the average light transmittance of visible light (in air; transmittance when a polarizing plate was added in addition to the liquid crystal cell was referred to (= 100%) with application of an operating voltage: The same)
However, even if the voltage is raised to 10 V, the maximum transmittance is only about 60%, and the change in light transmittance is moderate.

【0011】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, and therefore the director of the director is applied even if a voltage is applied. Orientation does not change (or
It is considered that this is because liquid crystal molecules remain (which are difficult to change).

【0012】これに対し、先願発明では、図18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−6
608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19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。
On the other hand, in the prior invention, as shown in FIG. 18, in the guest-host type liquid crystal cell (GH cell) 12, as the host material 13, the dielectric anisotropy (Δε) is used.
Is a negative liquid crystal of negative type MLC-6 manufactured by Merck.
608 is used as an example, and as the guest material 4, D5 manufactured by BDH, which is a positive dye having dichroism, is used as an example, so that the polarizing plate 11 is arranged on the incident side of the GH cell 12 and a rectangular wave is generated. When a change in light transmittance when an operating voltage is applied as a drive waveform is measured, as shown in FIG. 19, the average light transmittance of visible light (in air) is increased as the operating voltage is applied.
The maximum transmittance decreases from about 75% to several%, and the change in light transmittance becomes relatively sharp.

【0013】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 of 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, so that light is not applied when no voltage is applied. It is considered that this is 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.

【0014】このようにして、ネガ型のホスト材料を用
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
い場所にまでにおいて、調光動作をより正常に行なうこ
とができる。
By thus constructing the GH cell using the negative type host material, the light transmittance (especially when transparent) is improved, and the GH cell is used by fixing the position as it is in the image pickup optical system. A compact dimming device that can be realized can be realized. 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 (that is, the optical density ratio) when no voltage is applied and when voltage is applied is further improved, and the contrast of the light control device is improved. The ratio is further increased, and the dimming operation can be performed more normally from a bright place to a dark place.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】現在、上述したような
液晶セルを用いた調光装置を搭載して、高機能な撮像装
置を実現するためには、調光素子を出来るだけ軽量化
し、その上で、なおかつ高い応答速度と大きな光学濃度
比(コントラスト比、ダイナミックレンジ)を両立する
ような特性を確保することが切望されている。
At present, in order to realize a high-performance image pickup device by mounting a light control device using a liquid crystal cell as described above, the light control element is made as light as possible, and In the above, it has been earnestly desired to secure the characteristics that achieve both a high response speed and a large optical density ratio (contrast ratio, dynamic range).

【0016】そこで、本発明の目的は、上述した先願発
明の特長を生かしつつ、液晶光学素子の光学濃度比(コ
ントラスト比、ダイナミックレンジ)の更なる向上及び
小型軽量化を図ることができる調光装置と、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。
Therefore, an object of the present invention is to make it possible to further improve the optical density ratio (contrast ratio, dynamic range) of the liquid crystal optical element and to reduce the size and weight while making use of the features of the above-mentioned prior invention. An object of the present invention is to provide an optical device and an imaging device that can improve the performance, image quality, and reliability by arranging the optical device in the optical path.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、厚みの
異なる互いに対向した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−ホスト型液晶である調光装置に係り、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。
That is, the present invention comprises a liquid crystal optical element in which a liquid crystal is sealed between substrates facing each other having different thicknesses, and the liquid crystal is a guest-host type in which a negative type liquid crystal is used as a host material. The present invention relates to a light control device which is a liquid crystal, and also relates to an image pickup device which is arranged in the optical path of an image pickup system.

【0018】本発明の調光装置及び撮像装置によれば、
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(即ち、誘電率異方性(Δε)が
負)の液晶を用いているため、既述したと同様の理由か
ら、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、
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。
According to the light control device and the image pickup device of the present invention,
Since the liquid crystal element arranged in the optical path is a guest-host type liquid crystal and a negative type liquid crystal (that is, a negative dielectric anisotropy (Δε) is negative) is used as the host material, the same reason as described above is used. Therefore, the light transmittance at the time of light transmission (particularly transparent) is significantly improved as compared with the case of using a positive type (that is, positive Δε) liquid crystal,
It is possible to increase the response speed while maintaining a high optical density ratio (contrast ratio) when light is transmitted (when transparent) and when light is blocked (when light is blocked).

【0019】また、厚みの異なる前記対向基板を用いて
いるため、調光装置及び撮像装置の薄型化及び軽量化を
図ることができる。
Further, since the counter substrates having different thicknesses are used, the light control device and the image pickup device can be made thin and lightweight.

【0020】本発明者は、調光装置の小型軽量化及び調
光性能の更なる向上を鋭意検討したところ、液晶光学素
子の過渡応答速度及び透明時と遮光時との光学濃度比
(コントラスト比、ダイナミックレンジ)は、前記液晶
光学素子を構成する2枚の基板の透明電極表面上に形成
する配向膜の形成方法によっても大きく左右されること
が判明した。
The present inventor diligently studied to reduce the size and weight of the light control device and to further improve the light control performance. As a result, the transient response speed of the liquid crystal optical element and the optical density ratio (contrast ratio) between transparent and light shielded It has been found that the dynamic range) is greatly influenced also by the method of forming the alignment film formed on the transparent electrode surfaces of the two substrates constituting the liquid crystal optical element.

【0021】即ち、本発明に基づく調光装置及び撮像装
置は、厚みの異なる前記基板のうち、厚みの大なる第1
の基板に対してのみ、ラビングによる液晶配向処理が施
されていることが望ましい(他方の基板には、何らラビ
ング処理が行われていないか、液晶配向処理自体が施さ
れていないか、或いはラビング以外の斜方蒸着等の液晶
配向処理が施されていてもよい)。
That is, in the light control device and the image pickup device according to the present invention, of the substrates having different thicknesses, the first one having the larger thickness is used.
It is desirable that the liquid crystal alignment treatment by rubbing is performed only on the substrate (the other substrate is not subjected to any rubbing treatment, the liquid crystal alignment treatment itself is not performed, or the rubbing treatment is performed). Other than liquid crystal alignment treatment such as oblique vapor deposition may be applied).

【0022】図5は、液晶配向処理として最も一般的な
ラビング法を示しており、ここでは、前記厚みの大なる
第1の基板のみをラビング装置ステージ上に設置し、ロ
ーラを通過させることによって、ローラの回転方向に向
かって分子の配向処理を施すことができる。このラビン
グ法を用いた配向処理方法としては、図6に示すよう
に、ハイブリッド(片側ラビング)、アンチパラ(anti
-parallel)、パラレル(parallel)の3通りがある。
FIG. 5 shows the most general rubbing method as the liquid crystal alignment treatment. Here, only the first substrate having the large thickness is placed on the stage of the rubbing apparatus and passed through a roller. The molecules can be oriented in the direction of rotation of the roller. As an alignment treatment method using this rubbing method, as shown in FIG. 6, hybrid (one side rubbing), anti-para
-parallel) and parallel (parallel).

【0023】図7に、前記ラビング法を用いて垂直配向
膜を形成した液晶光学素子(GHセル)の、光透過率と
印加電圧との関係(V−T特性)を配向処理法による違
いで比較して示すように、前記パラレルラビングの場合
のV−T特性は、対向基板間でのダイレクタのねじれに
よるプレチルト角の非対称性とその面内不均一性から、
配向乱れによる光透過率の不安定さが目立つ。
FIG. 7 shows the relationship between the light transmittance and the applied voltage (VT characteristic) of a liquid crystal optical element (GH cell) in which a vertical alignment film is formed by the rubbing method, depending on the alignment treatment method. As shown by comparison, the VT characteristics in the case of the parallel rubbing are based on the asymmetry of the pretilt angle due to the twist of the director between the opposing substrates and the in-plane nonuniformity thereof.
The instability of the light transmittance due to the orientation disorder is noticeable.

【0024】光透過率は、前記アンチパララビングが、
前記片側ラビングや前記パラレルラビングに比べて全体
的に低い値が得られており、また遮光性能は、僅かな差
で前記アンチパララビングが最も良いが、透明時の光透
過率の低下が目立っている。
The light transmittance is as follows:
A low value is obtained as a whole as compared with the one-sided rubbing or the parallel rubbing, and the light-shielding performance is the best with the anti-para-rubbing with a slight difference, but the decrease in the light transmittance when transparent is noticeable. There is.

【0025】図8は、GHセルが透明状態から遮光状態
に変化する場合の立ち上がりの過渡応答を比較している
が、遮光状態から透明状態に変化する際の立ち下がりの
過渡応答では、配向処理法の違いによる有意差はほとん
ど確認できていないが(緩和時間は、液晶材料自身の持
つ粘性や弾性率が支配的な要因だと推測される)、光透
過率の過渡応答は、前記パラレルラビングが最も遅く、
前記アンチパララビングが前記片側ラビングより幾分高
速に応答している。
FIG. 8 compares the rising transient response when the GH cell changes from the transparent state to the light blocking state. The orientation transient treatment is performed in the falling transient response when the GH cell changes from the light blocking state to the transparent state. Almost no significant difference due to the difference in method has been confirmed (the relaxation time is presumed to be the dominant factor of the viscosity and elastic modulus of the liquid crystal material itself), but the transient response of light transmittance is the parallel rubbing Is the slowest
The anti-parabing responds somewhat faster than the one-sided rubbing.

【0026】図7及び図8より、過渡応答速度と遮光性
能とで見れば、液晶の配向処理法としては、前記アンチ
パララビングが優れているが、この場合、前記ホスト材
料に前記ネガ型液晶を使うことの最大の利点であった透
明時の高い光透過率が低下してしまうことから、本発明
に基づく調光装置としての前記ネガ型液晶を使った前記
GHセルを作製するための液晶配向処理法としては、前
記片側ラビングが最適であると判断するに至った。
From FIGS. 7 and 8, the anti-para-rubbing is excellent as a liquid crystal alignment treatment method in terms of transient response speed and light-shielding performance. In this case, the host material is the negative liquid crystal. Since the high light transmissivity at the time of transparency, which is the greatest advantage of using a liquid crystal, is reduced, a liquid crystal for producing the GH cell using the negative liquid crystal as the light control device according to the present invention. As the orientation treatment method, it has been judged that the one-sided rubbing is optimal.

【0027】そして、前記片側ラビングを採用した場
合、調光装置をできるだけ軽量化するためには、前記G
Hセルを構成する前記基板を薄型化することが有効であ
り、工程プロセス作業上若しくは仕上がりの使用上の前
記GHセルの機械的強度を考慮すると、厚みの異なる前
記基板のうち、前記ラビング処理を行なわない基板は、
ラビング処理を施す基板より薄くすることが可能である
ことを初めて知見した。
When the one-side rubbing is adopted, in order to reduce the weight of the light control device as much as possible, the G
It is effective to reduce the thickness of the substrate constituting the H cell, and in consideration of the mechanical strength of the GH cell in process process work or use in finishing, the rubbing treatment is performed among the substrates having different thicknesses. The board that is not used is
It was discovered for the first time that it is possible to make it thinner than the rubbing-treated substrate.

【0028】具体的には、厚みの異なる前記基板のう
ち、厚みの大なる第1の基板の厚みが0.5mm以上、
より好ましくは0.5〜1.0mmであり、また、厚み
の小なる第2の基板の厚みが0.5mm未満、より好ま
しくは0.1〜0.5mm未満であると共に、前記第1
の基板と、前記第2の基板との厚みの比が0.2≦厚み
比<1.0であることが好ましい。これによれば、前記
第2の基板の厚み及び重さを、共に前記第1の基板の半
分以下にすることも可能であり、調光装置及び撮像装置
のより一層の小型軽量化を図ることができる。
Specifically, of the substrates having different thicknesses, the first substrate having the larger thickness has a thickness of 0.5 mm or more,
The thickness of the second substrate having a smaller thickness is more preferably 0.5 to 1.0 mm, the thickness of the second substrate is less than 0.5 mm, and more preferably 0.1 to less than 0.5 mm.
It is preferable that the ratio of the thickness of the substrate 2 to the thickness of the second substrate is 0.2 ≦ thickness ratio <1.0. According to this, both the thickness and the weight of the second substrate can be made equal to or less than half of that of the first substrate, and further miniaturization and weight saving of the light control device and the imaging device can be achieved. You can

【0029】また、上述したように、本発明に基づく調
光装置は、前記厚みの大なる第1の基板に対してのみ前
記液晶配向処理が施されているのが望ましく、前記液晶
配向処理としては前記のラビング(片側ラビング)の他
に、偏光紫外線による光配向法や斜方蒸着法等も適用可
能である。
Further, as described above, in the light control device according to the present invention, it is desirable that the liquid crystal alignment treatment is applied only to the first substrate having the large thickness. In addition to the above-mentioned rubbing (one-sided rubbing), a photo-alignment method using polarized ultraviolet rays, an oblique vapor deposition method, or the like can be applied.

【0030】さらに、厚みの異なる前記基板のうち、少
なくとも厚みの大なる第1の基板がガラス基板であるこ
とが好ましいが、厚みの小なる第2の基板の主成分がプ
ラスチック材料で形成されていてもよく、これによって
より一層の薄型・軽量化を図ることが可能となる。
Further, among the substrates having different thicknesses, at least the first substrate having a large thickness is preferably a glass substrate, but the main component of the second substrate having a small thickness is formed of a plastic material. However, this makes it possible to further reduce the thickness and weight.

【0031】本発明に基づく調光装置及び撮像装置は、
透明電極と液晶配向処理としての例えばラビング処理が
施されている厚みの大なる第1の基板と、透明電極と液
晶配向処理が施されていない厚みの小なる第2の基板と
からなり、前記第1の基板に前記の各透明電極の引き出
し部がそれぞれ設けられていることが好ましい。
The light control device and the image pickup device according to the present invention are
The transparent electrode and a first substrate having a large thickness that has been subjected to, for example, a rubbing treatment as a liquid crystal alignment treatment, and a second substrate having a small thickness that has not been subjected to the liquid crystal alignment treatment and the transparent electrode, It is preferable that the first substrate is provided with the respective lead-out portions of the respective transparent electrodes.

【0032】また、前記第2の基板の前記透明電極が有
効光路外に延設され、前記第1の基板に設けられた電極
引き出し部に電気的に接続されていることが好ましく、
更には、前記第1及び第2の基板間が液晶セル周辺部に
て、シール材で封止されており、このシール材の外側で
前記第2の基板の前記透明電極と前記第1の基板の前記
電極引き出し部が接続されていることが好ましい。
Further, it is preferable that the transparent electrode of the second substrate extends outside the effective optical path and is electrically connected to an electrode lead portion provided on the first substrate.
Furthermore, a space between the first and second substrates is sealed with a sealant in the peripheral portion of the liquid crystal cell, and the transparent electrode of the second substrate and the first substrate are outside the sealant. It is preferable that the electrode lead-out portion is connected.

【0033】これによれば、厚みの大なる前記第1の基
板側に、前記電極引き出し部を設ければよいので、例え
ば実装工程で加わる機械的ストレスに耐久性を有し、ま
た、前記GHセルと、これを駆動する電気回路との接続
をよりコンパクトにまとめることができる。
According to this, since the electrode lead-out portion may be provided on the side of the first substrate having a large thickness, for example, it has durability against mechanical stress applied in a mounting process, and the GH The connection between the cell and the electric circuit that drives the cell can be made more compact.

【0034】なお、本発明に基づく調光装置及び撮像装
置においては、前記液晶光学素子の前記ネガ型液晶の誘
電率異方性は負であるが、前記ゲスト材料は、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。
In the light control device and the image pickup device according to the present invention, the dielectric constant anisotropy of the negative type liquid crystal of the liquid crystal optical element is negative, but the guest material is of positive type or negative type. It may consist of dichroic dye molecules.

【0035】図1は、本発明に基づく調光装置のGHセ
ルの概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a GH cell of a light control device according to the present invention.

【0036】図1に示すように、本発明に基づく調光装
置は、互いに対向した厚みの大なる基板31aと、厚み
の小なる基板31bとの間に液晶混合物34を封入した
液晶光学素子(GHセル)12からなり、液晶混合物3
4が、ネガ型液晶13をホスト材料とし、ポジ型染料分
子4をゲスト材料とする、ゲスト−ホスト型液晶であ
る。また、厚みの小なる基板31bのサイズは、厚みの
大なる基板31aよりも若干小さい寸法で設計されてお
り、さらに、厚みの大なる基板31a及び厚みの小なる
基板31b間がシール材35で封止されている。
As shown in FIG. 1, the dimmer according to the present invention is a liquid crystal optical element (a liquid crystal optical element in which a liquid crystal mixture 34 is enclosed between a substrate 31a having a large thickness and a substrate 31b having a small thickness, which face each other. GH cell) 12 and liquid crystal mixture 3
Reference numeral 4 denotes a guest-host type liquid crystal using the negative type liquid crystal 13 as a host material and the positive type dye molecule 4 as a guest material. Further, the size of the substrate 31b having a small thickness is designed to be slightly smaller than that of the substrate 31a having a large thickness, and the sealing material 35 is provided between the substrate 31a having a large thickness and the substrate 31b having a small thickness. It is sealed.

【0037】また、両基板31a及び31bは透明電極
及び配向膜をそれぞれ有しており、厚みの大なる基板3
1aはラビング法等の前記液晶配向処理が施され、一
方、厚みの小なる基板31bはラビングによる液晶配向
処理が施されていない(例えば透明電極上に斜方蒸着膜
等の垂直配向膜を形成しているが、ラビング処理が施さ
れていない。)。
Both the substrates 31a and 31b have a transparent electrode and an alignment film, respectively, and the substrate 3 having a large thickness is used.
1a is subjected to the liquid crystal alignment treatment such as a rubbing method, while the substrate 31b having a small thickness is not subjected to the liquid crystal alignment treatment by rubbing (for example, a vertical alignment film such as an oblique vapor deposition film is formed on a transparent electrode). However, it has not been rubbed.)

【0038】GHセル12は、ホスト材料として誘電率
異方性(Δε)が負の前記ネガ型液晶13を用い、ゲス
ト材料には二色性を有するポジ型染料分子4を用いてい
るので、電圧無印加時には、図1(A)に示すように、
光はGHセル12によってほとんど吸収されずに透過す
る。逆に、図1(B)に示すように、電圧印加時には、
液晶分子のダイレクタの向きが変化し、光はポジ型染料
分子4に吸収され、GHセル12の透過率が低下する。
GHセル12は、電圧無印加時におけるGHセル12の
液晶配向膜33との界面での液晶分子の相互作用(inte
raction)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
きが変化し易くなり、光はポジ型染料分子に吸収され
る。
The GH cell 12 uses the negative liquid crystal 13 having a negative dielectric anisotropy (Δε) as a host material and the positive dye molecule 4 having dichroism as a guest material. When no voltage is applied, as shown in FIG.
Light is transmitted by the GH cell 12 with little absorption. On the contrary, as shown in FIG. 1B, when voltage is applied,
The direction of the director of the liquid crystal molecules changes, light is absorbed by the positive dye molecules 4, and the transmittance of the GH cell 12 decreases.
The GH cell 12 interacts with the liquid crystal molecules at the interface with the liquid crystal alignment film 33 of the GH cell 12 when no voltage is applied.
Since the raction) is very weak, light is easily transmitted when no voltage is applied, and the direction of the director of liquid crystal molecules is easily changed with the application of voltage, and the light is absorbed by the positive dye molecule.

【0039】図2(A)は、本発明に基づく調光装置
(液晶光学素子:GHセル12)を構成する厚みの異な
る前記基板のうち、厚みの大なる第1の基板の概略平面
図である。また、図2(B)は、本発明に基づく調光装
置(液晶光学素子:GHセル12)を構成する厚みの異
なる前記基板のうち、厚みの小なる第2の基板の概略平
面図である。
FIG. 2A is a schematic plan view of a first substrate having a large thickness among the substrates having different thicknesses which constitute the light control device (liquid crystal optical element: GH cell 12) according to the present invention. is there. In addition, FIG. 2B is a schematic plan view of a second substrate having a smaller thickness among the substrates having different thicknesses that constitute the light control device (liquid crystal optical element: GH cell 12) according to the present invention. .

【0040】図2(A)に示すように、厚みの大なる第
1の基板31aは、ITO(Indiumtin oxide)電極
(透明電極)32a及び配向膜33aを有しており、こ
の配向膜33aにはラビング法等の液晶配向処理が施さ
れている。また、第1の基板31aには、各透明電極の
引き出し部21がそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 2A, the first substrate 31a having a large thickness has an ITO (Indium tin oxide) electrode (transparent electrode) 32a and an alignment film 33a. Has been subjected to a liquid crystal alignment treatment such as a rubbing method. Further, the first substrate 31a is provided with the lead-out portions 21 of the respective transparent electrodes.

【0041】図2(B)に示すように、厚みの小なる第
2の基板31bは、ITO(Indiumtin oxide)電極
(透明電極)32bを有しており、配向膜33bには前
記液晶配向処理が施されていない。また、ITO電極3
2bは有効光路20外に延設されている。
As shown in FIG. 2B, the second substrate 31b having a small thickness has an ITO (Indium tin oxide) electrode (transparent electrode) 32b, and the alignment film 33b is subjected to the liquid crystal alignment treatment. Is not applied. In addition, the ITO electrode 3
2b is extended outside the effective optical path 20.

【0042】図3は、本発明に基づく調光装置(液晶光
学素子)のGHセル12の概略平面図である。図4は、
図3のX−X線断面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view of the GH cell 12 of the light control device (liquid crystal optical element) according to the present invention. Figure 4
It is the XX sectional view taken on the line of FIG.

【0043】図3及び図4に示すように、GHセル12
は、厚みの小なる第2の基板31bの有効光路20外に
延設されたITO電極32bが、厚みの大なる第1の基
板31aに設けられた電極引き出し部21に電気的に接
続されており、また、第1の基板31a及び第2の基板
31b間が液晶セル周辺部24にて、シール材35で封
止されている。具体的には、このシール材35の外側で
第2の基板31bのITO電極32bと、第1の基板3
1aの電極引き出し部21とが、例えばカーボンペース
ト26のような導電材料によって接続されており、GH
セル12の有効光路20外で基板間の導通を取れるよう
に形成されている。ここで、カーボンペースト26から
なる導通部を一般にコモン電極と称する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the GH cell 12
Means that the ITO electrode 32b extending outside the effective optical path 20 of the second substrate 31b having a small thickness is electrically connected to the electrode lead-out portion 21 provided on the first substrate 31a having a large thickness. Further, the space between the first substrate 31a and the second substrate 31b is sealed by the sealing material 35 in the liquid crystal cell peripheral portion 24. Specifically, the ITO electrode 32b of the second substrate 31b and the first substrate 3 are provided outside the sealing material 35.
The electrode lead-out portion 21 of 1a is connected by a conductive material such as carbon paste 26, and GH
It is formed so that conduction can be established between the substrates outside the effective optical path 20 of the cell 12. Here, the conductive portion made of the carbon paste 26 is generally called a common electrode.

【0044】本発明に基づく調光装置を作製する場合に
は、透明時の光透過率、遮光時の光透過率及び液晶光学
素子の応答時間等といった、両立の難しい各々の特性を
ある程度満足させるための好ましい前記GHセルのセル
ギャップ長の範囲が存在する。また、液晶光学素子を用
いて実用的な調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、
これらの課題を達成するには、前記GHセルの基板間の
隙間(ギャップ長)が2〜4μm、好ましくは2〜3.
5μm、特に好ましくは2〜約3μmに制御されている
のが好ましい。
When the light control device according to the present invention is manufactured, it is necessary to satisfy to some extent each of the characteristics that are difficult to be compatible with each other, such as the light transmittance when transparent, the light transmittance when light is blocked, and the response time of the liquid crystal optical element. There is a preferred range of cell gap lengths for the GH cell. Further, in order to realize a practical light control device using a liquid crystal optical element, it is necessary to secure a sufficient optical density ratio without lowering the response speed,
In order to achieve these objects, the gap (gap length) between the substrates of the GH cell is 2 to 4 μm, preferably 2 to 3.
It is preferably controlled to 5 μm, particularly preferably 2 to about 3 μm.

【0045】前記GHセルのセルギャップ長が2μm未
満だと、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
が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ことがある。逆に、前
記GHセルのセルギャップ長が4μmを超えると、光学
濃度比(コントラスト比)が大きく確保できるものの、
調光装置としての応答速度が大きく悪化してしまうこと
があり、特に、中間調で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ことが
ある。
When the cell gap length of the GH cell is less than 2 μm, the response speed as a light control device is increased, and the light transmittance when transparent is improved, but the light transmittance when shielded is greatly increased. As a result, the optical density ratio (contrast ratio) may not be secured as a result. On the contrary, when the cell gap length of the GH cell exceeds 4 μm, a large optical density ratio (contrast ratio) can be secured,
The response speed of the light control device may be significantly deteriorated, and particularly when driving is performed such that the light transmittance is slightly changed in the halftone, it may be significantly slowed down.

【0046】また、図9に図3のA−A線断面図を示す
ように、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2〜4μmに制御し
た上で、さらにセル中間部(又は中央部)におけるセル
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。
Further, as shown in the sectional view taken along the line AA of FIG. 3 in FIG. 9, it is desirable that the gap at the middle portion of the liquid crystal cell corresponding to the effective optical path is smaller than the gap at the peripheral portion thereof. That is, the gap between the glass substrates facing each other of the GH cell constituting the liquid crystal optical element is controlled to 2 to 4 μm, and the cell gap length in the cell middle portion (or center portion) is made smaller than the gap length in the cell peripheral portion. It is to be.

【0047】本発明者の様々な検討により、応答速度
(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、このギャップ長制御によって、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。
From various studies conducted by the present inventor, it was found that the cell gap length dependency of the response speed (particularly the response speed in halftone driving) tends to be larger than that of the optical density ratio. By the length control, it becomes possible to make the liquid crystal element in the effective optical path respond at a higher speed while maintaining the optical density ratio required for the light control device.

【0048】本発明においては、上記した如きセルギャ
ップを形成する上で、図10に示すように、厚みの異な
る対向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。
In the present invention, in forming the cell gap as described above, as shown in FIG. 10, spacers are arranged between opposed substrates having different thicknesses, and a peripheral portion of the liquid crystal cell is sealed with a sealing material. It is preferable that the sealing material is formed to have a diameter larger than that of the spacer, or contains a hard material such as a ball shape or a fiber shape.

【0049】上述した液晶光学素子からなる本発明に基
づく調光装置は、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 dimming device based on the present invention, which is composed of the above-mentioned liquid crystal optical element, has a front lens group 15 composed of a plurality of lenses such as a zoom lens as shown in FIG.
And the lens rear group 16 are arranged. Front lens group 15
The light that has passed through is linearly polarized through the polarizing plate 11 and then enters the GH cell 12. The light that has passed through the GH cell 12 is condensed by the rear lens group 16 and is displayed as an image on the imaging surface 17.

【0050】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。
Polarizing plate 11 constituting this light control device 23
Can be put in and taken out from the effective optical path of the light incident on the GH cell 12, similarly to the above-mentioned prior invention by the present applicant. Specifically, by moving the polarizing plate 11 to a position indicated by an imaginary line, it is possible to let the light out of the effective optical path. As a means for inserting and removing the polarizing plate 11, FIG.
A mechanical iris as shown in 2 may be used.

【0051】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27で示される方向に、図示せぬ輝度モ
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 in a digital still camera, a video camera, etc., and mainly comprises two iris blades 18 and 19.
The polarizing plate 11 is attached to the iris blade 18.
The iris blades 18 and 19 can be moved in the vertical direction. The iris blades 18 and 19 are moved relatively in the direction indicated by the arrow 27 by using a brightness motor (not shown).

【0052】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 becomes large, the opening 22 on the effective optical path 20 located near the center of the iris blades 18 and 19 is formed. Is covered with the polarizing plate 11.

【0053】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 that 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 to the outside of the effective optical path 20. On the contrary, by moving the iris blade 18 upward and the iris blade 19 downward, the iris blades 18 and 19 overlap each other. According to this, FIG.
As shown in (b), the polarizing plate 11 moves onto the effective optical path 20 and gradually covers the opening 22. Iris wings 18, 1
When the mutual overlapping of 9 becomes large, the polarizing plate 11 covers all the openings 20, as shown in FIG.

【0054】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 dimming operation of the dimming device 23 using this mechanical iris will be described.

【0055】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, as shown in FIG. 13A, the iris blades 18 and 19 that have been opened in the vertical direction are driven by a motor (not shown) to start overlapping. As a result, the polarizing plate 11 attached to the iris blade 18 begins to enter the effective optical path 20 and covers a part of the opening 22 (FIG. 13B).

【0056】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 (note that due to thermal fluctuation, 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 the same.

【0057】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。
Then, the polarizing plate 11 is completely opened 22.
Is covered (FIG. 13C). Further, when the brightness of the subject increases, the voltage to the GH cell 12 is increased, and the GH cell 12 absorbs light to perform light control.

【0058】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 the voltage to the GH cell 12, the light absorption effect by the GH cell 12 is eliminated. When the subject becomes darker, drive a motor (not shown) to move the iris blade 18 downward.
Further, the iris blade 19 is moved upward. Thus
The polarizing plate 11 is moved out of the effective optical path 20 (see FIG. 13).
(A)).

【0059】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, since the polarizing plate 11 (transmittance, for example, 40% to 50%) can be output from the effective light path 20 of the light, the polarizing plate 11 is not exposed to the light. Not absorbed. Therefore, the maximum transmittance of the light control device can be increased to, for example, twice or more. Specifically, this dimming device is provided with a conventional fixedly installed polarizing plate and GH.
The maximum transmittance is, for example, about double when compared with the light control device including cells. The minimum transmittance is the same for both.

【0060】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、調光を行うことができる。
Further, since the polarizing plate 11 is put in and taken out by using the mechanical iris which has been put to practical use in a digital still camera or the like, the light control device can be easily realized. Further, since the GH cell 12 is used, in addition to the dimming by the polarizing plate 11, the GH cell 12 itself absorbs light, whereby dimming can be performed.

【0061】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 of light and dark and can keep the light amount distribution substantially uniform.

【0062】[0062]

【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 EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0063】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。
Example 1 First, an example of a light control device using a guest-host liquid crystal (GH) cell will be described.

【0064】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、図1に概略的に断面を示すように、透明電極3
2a、32bと配向膜33a、33bをそれぞれ形成し
た厚みの異なる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。
As shown in FIG. 11, this light control device has a G
It is composed of an H cell 12 and a polarizing plate 11. The GH cell 12 has a transparent electrode 3 as shown in a schematic cross section in FIG.
Negative liquid crystal molecules (host material) 13 and positive dichroic dye molecules (guest material) are provided between two glass substrates 31a and 31b having different thicknesses on which 2a and 32b and alignment films 33a and 33b are formed. ) 4 and the mixture 34 is enclosed.

【0065】液晶分子13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−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
加したときの光吸収軸と直行させた。
The liquid crystal molecule 13 is, for example, a negative liquid crystal having negative dielectric anisotropy, MLC-660 manufactured by Merck.
8 is used as an example, and the dichroic dye molecule 4 has anisotropy in light absorption, for example, D5 manufactured by BDH, which is a positive dye that absorbs light in the long axis direction of the molecule. Using. The light absorption axis of the polarizing plate 11 was made orthogonal to the light absorption axis when a voltage was applied to the GH cell 12.

【0066】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。
A light control device 23 including the GH cell 12
Is disposed between the front lens group 15 and the rear lens group 16 including a plurality of lenses such as a zoom lens, as shown in FIG. The light that has passed through the front lens group 15 is linearly polarized through the polarizing plate 11 and then enters the GH cell 12. The light that has passed through the GH cell 12 is condensed by the rear lens group 16 and is displayed as an image on the imaging surface 17.

【0067】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 which constitutes the light control device 23 is the same as the above-mentioned prior invention by the present applicant.
It can be put into and taken out of the effective optical path of the light that enters the GH cell 12. Specifically, by moving the polarizing plate 11 to a position indicated by an imaginary line, it is possible to let the light out of the effective optical path. The mechanical iris shown in FIG. 12 may be used as a means for inserting and removing the polarizing plate 11.

【0068】ここで、GHセル12の製造する方法を述
べると、図2及び図3に概略的に平面を示すように、一
例として0.6mm厚のガラス基板31aと、0.4m
m厚のガラス基板31bの両方に透明電極パターン32
a、32bと配向膜33a、33bを形成し、0.6m
m厚のガラス基板31a側の配向膜33aにのみ、ラビ
ング処理を施した(片側ラビング)。また、0.6mm
厚のガラス基板31aには前記の各透明電極の引き出し
部21をそれぞれ設け、かつ0.4mm厚のガラス基板
31bの前記透明電極は有効光路20外に延設した。
A method of manufacturing the GH cell 12 will now be described. As shown in the schematic plan views of FIGS. 2 and 3, for example, a glass substrate 31a having a thickness of 0.6 mm and 0.4 m
The transparent electrode pattern 32 is formed on both the glass substrate 31b having a thickness of m.
a, 32b and alignment films 33a, 33b are formed, and 0.6 m
Only the alignment film 33a on the side of the m-thick glass substrate 31a was rubbed (rubbing on one side). Also, 0.6 mm
The thick glass substrate 31a was provided with the lead-out portions 21 of the respective transparent electrodes, and the transparent electrode of the glass substrate 31b having a thickness of 0.4 mm was extended outside the effective optical path 20.

【0069】そして、一方のガラス基板のセル周辺部2
4に、一例として直径3μm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た後、2枚のガラス基板31
a、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(例えば150〜170℃、1〜2kg
/cm2:以下、同様)で圧力を加えながら加熱処理す
ることにより、セル周辺部24のシール材35を硬化さ
せ、基板の貼り合わせを完了させた(図3)。
Then, the cell peripheral portion 2 of one glass substrate
4, a sealing (sealing) material 35 made of a thermosetting epoxy resin containing glass fibers having a diameter of 3 μm, for example, is applied in a predetermined width, and then two glass substrates 31 are applied.
After aligning and stacking a and 31b, heat press plate is used for appropriate conditions (for example, 150 to 170 ° C., 1 to 2 kg).
/ Cm 2 : The same applies hereinafter), and the heat treatment is performed while applying pressure to cure the sealing material 35 in the cell peripheral portion 24 and complete the bonding of the substrates (FIG. 3).

【0070】なお、セル周辺部24に設けたシール材3
5の外側で、0.4mm厚の基板31bの透明電極32
bと、0.6mm厚の基板31aの電極引き出し部21
とを電気的に接続させるために、図3に示すように、こ
れらの間にカーボンペースト26を滴下し、セルの有効
光路20外で基板間の導通を取る形状、即ちコモン電極
を形成した。但し、前記コモン電極は、カーボンペース
ト26に限られることはなく、導電性粒子を含有するペ
ーストから適宜選択してよい。
The sealing material 3 provided in the cell peripheral portion 24
5, the transparent electrode 32 on the substrate 31b having a thickness of 0.4 mm
b and the electrode lead-out portion 21 of the substrate 31a having a thickness of 0.6 mm
In order to electrically connect the two electrodes, a carbon paste 26 was dropped between them to form a shape for establishing conduction between the substrates outside the effective optical path 20 of the cell, that is, a common electrode, as shown in FIG. However, the common electrode is not limited to the carbon paste 26, and may be appropriately selected from a paste containing conductive particles.

【0071】この貼り合わせ基板を個片化(スクライブ
&ブレイク)して得られた空セルのセルギャップを、光
の干渉を利用する測定機で計測したところ、図9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2.7μmに、セル周辺部24のセル
ギャップgpが約2.9μmに仕上がっていた。
The cell gap of an empty cell obtained by singulating (scribing and breaking) this bonded substrate was measured by a measuring instrument utilizing light interference. As shown in FIG. The cell gap g c of the cell central portion (effective optical path) 20 was about 2.7 μm, and the cell gap g p of the cell peripheral portion 24 was about 2.9 μm.

【0072】このようなセルに、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1
8)、図19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(1k
Hz)以上のパルス電圧印加で、ほぼ最小透過率に達し
た。
A GH cell 12 formed by enclosing a liquid crystal material 34 composed of a negative type liquid crystal molecule (host material) 13 and a positive type dichroic dye molecule (guest material) 4 in such a cell, A rectangular wave was input as a drive waveform and the change in light transmittance when an operating voltage was applied was measured (Fig. 1
8), as shown in FIG. 19, with the application of the operating voltage,
Average transmittance of visible light (in air) is about 75% maximum transmittance
To a few percent. Although depending on the liquid crystal cell structure used and the constituent materials, the GH cell 12 has ± 5 V (1 k
The minimum transmittance was almost reached by applying a pulse voltage higher than (Hz).

【0073】また、駆動パルスを変化させた時の光透過
率の過渡応答時間も、パルス電圧変調、パルス幅変調共
に30ms以下の高速動作が可能であった。
Further, the transient response time of the light transmittance when the driving pulse was changed was 30 ms or less for both the pulse voltage modulation and the pulse width modulation, and the high speed operation was possible.

【0074】その結果、液晶セルを透明時と遮光時との
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過渡応答動作することが可能とな
り、また、調光装置のより一層の小型軽量化を実現する
ことができた。
As a result, the liquid crystal cell can perform a transient response operation at high speed as a light control device while sufficiently securing a difference in optical transmittance (optical density ratio) between when the liquid crystal cell is transparent and when it is light-shielded. We were able to realize even smaller and lighter dimmers.

【0075】実施例2 本実施例は、液晶(GH)セル12の作製において、
0.5mm厚のガラス基板31aと0.2mm厚のプラ
スチック基板31bを用い、その両基板に透明電極パタ
ーン32a、32bと配向膜33a、33bを形成し、
0.5mm厚のガラス基板31a側の配向膜33aにの
み、ラビング処理を施した(片側ラビング)例である。
また、0.5mm厚のガラス基板31aには前記の各透
明電極の引き出し部21をそれぞれ設け、かつ0.2m
m厚のプラスチック基板31bの前記透明電極は有効光
路20外に延設した。
Example 2 In this example, a liquid crystal (GH) cell 12 was manufactured.
A 0.5 mm thick glass substrate 31a and a 0.2 mm thick plastic substrate 31b are used, and transparent electrode patterns 32a and 32b and alignment films 33a and 33b are formed on both substrates,
This is an example in which only the orientation film 33a on the glass substrate 31a side having a thickness of 0.5 mm is subjected to rubbing treatment (one-side rubbing).
Further, the glass substrate 31a having a thickness of 0.5 mm is provided with the respective lead-out portions 21 of the transparent electrodes, and is 0.2 m
The transparent electrode of the m-thick plastic substrate 31b was extended outside the effective optical path 20.

【0076】そして、例えばガラス基板31aのセル周
辺部24に、一例として直径2.5μm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、他方の基板31
b上に、一例として2.5μm径のプラスチックボール
36を均一に散布し、2枚の基板31a、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で
圧力を加えながら加熱処理することによって、セル周辺
部24のシール材35を硬化させ、基板の貼り合わせを
完了させた(図3)。
Then, for example, a sealing material 35 made of a thermosetting epoxy resin containing glass fiber having a diameter of 2.5 μm is applied to the cell peripheral portion 24 of the glass substrate 31a with a predetermined width. , The other substrate 31
As an example, plastic balls 36 having a diameter of 2.5 μm are evenly dispersed on b, and the two substrates 31a and 31b are aligned and overlapped with each other, and then heat treatment is performed while applying pressure under appropriate conditions with a hot press plate. By doing so, the sealing material 35 in the cell peripheral portion 24 was cured, and the bonding of the substrates was completed (FIG. 3).

【0077】ここで、上記のプラスチックボール36
は、一般的な手法(ウェット散布ないしドライ散布)を
用いて、前記基板の上方から散布し、概ね100〜15
0個/mm2の密度で、前記基板全面にほぼ均一に配置
されていた。
Here, the above-mentioned plastic ball 36
Is sprayed from above the substrate using a general method (wet spray or dry spray), and is generally 100 to 15
They were arranged almost uniformly over the entire surface of the substrate at a density of 0 / mm 2 .

【0078】なお、セル周辺部24に設けたシール材3
5の外側で、0.2mm厚のプラスチック基板31bの
透明電極32bと、0.5mm厚のガラス基板31aの
電極引き出し部21とを電気的に接続するために、図3
に示すように、これらの間にカーボンペースト26を滴
下し、セルの有効光路20外で基板間の導通を取る形
状、即ちコモン電極を形成した。
The sealing material 3 provided in the cell peripheral portion 24
In order to electrically connect the transparent electrode 32b of the plastic substrate 31b having a thickness of 0.2 mm and the electrode lead-out portion 21 of the glass substrate 31a having a thickness of 0.5 mm on the outer side of FIG.
As shown in FIG. 5, a carbon paste 26 was dropped between them to form a shape for establishing conduction between the substrates outside the effective optical path 20 of the cell, that is, a common electrode.

【0079】この貼り合わせ基板を個片化(スクライブ
&ブレイク)して得られた空セルのセルギャップを、光
の干渉を利用する測定機で計測したところ、セル中央部
(有効光路)20のセルギャップが約2.4μmに、セ
ル周辺部24のセルギャップが約2.5μm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。
The cell gap of an empty cell obtained by singulating (scribing and breaking) this bonded substrate was measured by a measuring machine utilizing light interference, and it was found that the cell central portion (effective optical path) 20 The cell gap was about 2.4 μm, and the cell gap of the cell peripheral portion 24 was about 2.5 μm. Further, the arrangement of the spacers made of the plastic balls 36 could reduce the variation in the cell gap as compared with the first embodiment.

【0080】このようなセルに、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1
8)、先の実施例1と同様に、図19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。
A GH cell 12 formed by enclosing a liquid crystal material 34 composed of a negative type liquid crystal molecule (host material) 13 and a positive type dichroic dye molecule (guest material) 4 in such a cell, A rectangular wave was input as a drive waveform and the change in light transmittance when an operating voltage was applied was measured (Fig. 1
8) As in the first embodiment, as shown in FIG. 19, the average light transmittance of visible light (in air) changes from the maximum transmittance of about 75% to several% as the operating voltage is applied. Diminished.

【0081】また、駆動パルスを変化させたときの光透
過率の過渡応答時間は、パルス電圧変調、パルス幅変調
共に20ms以下となり、実施例1以上の高速動作が可
能であった。
Further, the transient response time of the light transmittance when the drive pulse was changed was 20 ms or less for both the pulse voltage modulation and the pulse width modulation, and the high speed operation of Example 1 or higher was possible.

【0082】その結果、本実施例においても、液晶セル
の透明時と遮光時との光透過率の差(光学濃度比)を充
分に確保しながら、より高速に過渡応答動作する調光装
置を実現し、更にこれを、より一層薄型・軽量化するこ
とができた。
As a result, also in the present embodiment, a light control device capable of performing a transient response operation at a higher speed while sufficiently securing the difference in the light transmittance (optical density ratio) between when the liquid crystal cell is transparent and when the light is shielded. It was realized, and it was possible to make it even thinner and lighter.

【0083】なお、本実施例では、スペーサーの配設法
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形状
のものに限らず、図10(c)に示すように、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。
In this embodiment, an example of spraying from above is shown as the spacer disposing method, but it is also possible to form it by using a screen printing method in order to dispose it more uniformly. The shape of the spacer is not limited to the shape shown here, and it is also possible to supply the columnar spacer 37 by printing or lithography as shown in FIG.

【0084】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 a case in which the light control device 23 according to the above embodiment is a CCD (Ch
arge coupled device) shows an example incorporated in a camera.

【0085】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 alternate long and short dash line. The corresponding third group lens 53, fourth group lens (for focus) 54, and CCD package 55 are arranged in this order at appropriate intervals, and the CCD package 55 has an infrared cut filter 55a and an optical low-pass filter system 55b. , CCD image pickup element 55c is housed.

【0086】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。本発明に基づく調光装置23は、上述したように、
より一層の小型軽量化を実現しているので、柔軟性を有
し、光路中における出し入れも容易に行なうことができ
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 group lens 52 and the third group lens 53, the G group based on the above-mentioned present invention is provided near the third group lens 53.
A light control device 23 including an H cell 12 and a polarizing plate 11 is mounted on the same optical path for adjusting the light amount (light amount stop). The dimmer 23 according to the present invention, as described above,
Since it has been further reduced in size and weight, it has flexibility and can be easily put in and taken out in the optical path. The focusing fourth group lens 54 is arranged so as to be movable between the third group lens 53 and the CCD package 55 along the optical path by the linear motor 57, and the zoom second group lens 52 is located in the optical path. It is arranged so as to be movable between the first group lens 51 and the dimmer 23.

【0087】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 sequence of light transmittance control by the light control device 23 in this camera system.

【0088】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
なくすことができる。
According to this embodiment, the second group lenses 52 and 3 are
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 downsized, and the effective range of the optical path can be substantially achieved. Can be miniaturized. Therefore, CC
It is possible to achieve miniaturization of the D camera. Also,
Since the amount of light can be appropriately controlled by the magnitude of the voltage applied to the patterned electrode, it is possible to prevent the conventional diffraction phenomenon, make a sufficient amount of light incident on the image sensor, and eliminate the blurring of the image.

【0089】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
づき種々に変更が可能である。
The embodiments and examples of the present invention have been described above, but the above-mentioned examples can be variously modified based on the technical idea of the present invention.

【0090】即ち、前述した液晶素子や偏光板の構造や
材質、その駆動機構、駆動回路や制御回路の構成等は、
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、
液晶セルを構成する2枚の電極間の電位差に応じて液晶
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なう。上述の実施例
では、液晶セルの駆動法に主にパルス電圧変調(PH
M)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。
That is, the structures and materials of the above-mentioned liquid crystal element and polarizing plate, the drive mechanism thereof, the configuration of the drive circuit and the control circuit, etc.
Various changes are possible. In addition, the drive waveform is a rectangular wave,
Can be driven by trapezoidal wave, triangular wave, sine wave,
The tilt of the liquid crystal changes according to the potential difference between the two electrodes forming the liquid crystal cell, and the light transmittance is controlled. Therefore, normally, the transmittance is controlled by this peak value. In the above-described embodiment, the pulse voltage modulation (PH
M) Although the example using it was shown, it can be applied also when driving by pulse width modulation (PWM).

【0091】実施例1では0.6mm厚及び0.4mm
厚の基板を用い、また実施例2では0.5mm厚及び
0.2mm厚の基板を用いた例を示したが、本発明に基
づく調光装置を構成する厚みの異なる基板のうち、厚み
の大なる第1の基板の厚みは0.5mm以上であり、前
記厚みの小なる第2の基板の厚みは0.5mm未満であ
ると共に、前記第1の基板と、前記第2の基板との厚み
の比が0.2≦厚み比<1.0であることが好ましい。
In Example 1, the thickness is 0.6 mm and 0.4 mm.
In the second embodiment, the thick substrate is used, and the 0.5 mm thick substrate and the 0.2 mm thick substrate are used. The first substrate having a large thickness has a thickness of 0.5 mm or more, and the second substrate having a small thickness has a thickness of less than 0.5 mm, and the first substrate and the second substrate have the same thickness. The thickness ratio is preferably 0.2 ≦ thickness ratio <1.0.

【0092】また、上述したGHセルのセルギャップは
少なくとも前記有効光路において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、前記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。
The cell gap of the above-mentioned GH cell may be changed at least in the range of 2 to 4 μm in the effective optical path, and is preferably set to 2 to 3.5 μm, particularly about 2 to 3 μm. The cell gap around the cell may be 2 to 4 μm, but may be 3.5 to 4 μm or may exceed 4 μm in some cases.

【0093】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-mentioned ones. Polarizing plate 1
The position of No. 1 with respect to the GH cell 12 is between the front lens group 15 and the rear lens group 16. However, the position is not limited to this, and 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 may be, for example, the imaging surface 17.
It can be placed at any position on the subject side or the image pickup device side, such as between the lens rear group 16 and the like. Furthermore, the polarizing plate 1
1 may be arranged before or after a single lens (single lens) that replaces the front lens group 15 or the rear lens group 16.

【0094】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。
The number of iris blades 18 and 19 is not limited to two, and a larger number may be used.
On the contrary, it may be one. Also, the iris blades 18 and 19 are
Although they are stacked by moving in the vertical direction, they may be moved in other directions, or may be narrowed from the periphery toward the center.

【0095】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 attached to the iris blade 18, it may be attached to the iris blade 19.

【0096】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った後、GHセル
12による光の吸収を行ったが、逆に、先にGHセル1
2の透過率が所定の値まで低下した後に、偏光板11を
出し入れしてもよい。
Further, as the subject becomes brighter, light is first adjusted by putting the polarizing plate 11 in and out, and then the light is absorbed by the GH cell 12, but conversely, first, the GH cell 1 is used.
The polarizing plate 11 may be taken in and out after the transmittance of 2 has decreased to a predetermined value.

【0097】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, it is not limited to this. For example, by directly installing the film to which the polarizing plate 11 is attached to the drive motor, the polarizing plate 1
1 may be put in and taken out.

【0098】また、上記の例では偏光板11を有効光路
20に対して出し入れしたが、有効光路中に位置固定す
ることも勿論可能である。
Further, in the above example, the polarizing plate 11 is taken in and out of the effective optical path 20, but it is also possible to fix the position in the effective optical path.

【0099】また、本発明に基づく調光装置は、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 according to the present invention can also be used in combination with other known filter materials (for example, organic electrochromic materials, liquid crystals, electroluminescent materials, etc.).

【0100】さらに、本発明に基づく調光装置は、既述
したCCD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。
Further, the light control device according to the present invention is used for adjusting the light amount of various optical systems such as electrophotographic copying machines and optical communication devices, in addition to the optical aperture of the image pickup device such as the CCD camera described above. Is also widely applicable.

【0101】また、撮像デバイスとしては、本実施例で
使用したCCD(Charge Coupled Device)以外にも、
CMOSイメージセンサー等への適用も勿論可能であ
る。
As the image pickup device, other than the CCD (Charge Coupled Device) used in this embodiment,
Of course, application to a CMOS image sensor or the like is also possible.

【0102】更に、本発明に基づく調光装置は、光学フ
ィルター以外に、キャラクターやイメージ等を表示する
各種の画像表示素子に適用することができる。
Furthermore, the light control device according to the present invention can be applied to various image display elements for displaying characters, images, etc., in addition to the optical filter.

【0103】[0103]

【発明の効果】本発明の調光装置及び撮像装置によれ
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(即ち、誘電率異方性(Δ
ε)が負)の液晶を用いているため、既述したと同様の
理由から、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、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。
According to the light control device and the image pickup device of the present invention, the liquid crystal element arranged in the optical path is a guest-host type, and the host material is a negative type (that is, a dielectric anisotropy (Δ
Since ε) is used as a negative liquid crystal, the light transmittance when transmitting light (especially transparent) is higher than that when a positive type (that is, Δε is positive) liquid crystal is used for the same reason as described above. Is greatly improved, and the response speed can be increased while maintaining a high optical density ratio (contrast ratio) between when light is transmitted (when transparent) and when light is blocked (when light is blocked).

【0104】また、厚みの異なる前記対向基板を用いて
いるため、調光装置及び撮像装置の薄型化及び軽量化を
図ることができる。
Further, since the opposite substrates having different thicknesses are used, the light control device and the image pickup device can be made thin and lightweight.

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

【図1】本発明の実施の形態による、厚みの異なる基板
を用いて構成した液晶光学素子のセルの概略断面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a cell of a liquid crystal optical element configured by using substrates having different thicknesses according to an embodiment of the present invention.

【図2】同、各基板の概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of each substrate.

【図3】同、液晶光学素子のセルの概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a cell of the liquid crystal optical element of the same.

【図4】同、液晶光学素子のセルの一部拡大概略断面図
である。
FIG. 4 is a partially enlarged schematic sectional view of a cell of the liquid crystal optical element of the same.

【図5】セル作製における液晶配向膜のラビング工程を
説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a rubbing process of a liquid crystal alignment film in cell production.

【図6】セル作製における配向処理法としてのラビング
処理の組み合わせを説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a combination of rubbing treatments as an alignment treatment method in cell production.

【図7】本発明の実施の形態による、調光装置の光透過
率と印加駆動電圧との関係を、液晶配向処理の違いで示
したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the light transmittance of the light control device and the applied drive voltage according to the embodiment of the present invention, with the difference in the liquid crystal alignment treatment.

【図8】同、調光装置の過渡応答の様子を、液晶配向処
理の違いで示したグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a state of a transient response of the light control device according to a difference in liquid crystal alignment processing.

【図9】同、液晶光学素子のセルの概略断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view of a cell of the liquid crystal optical element of the same.

【図10】同、液晶光学素子のセルの各例の概略断面図
である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of each example of cells of the liquid crystal optical element.

【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 a light control device using the same 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 the 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 the operation of the mechanical iris in the vicinity of the 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 cross-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 is an algorithm of light transmittance control in the camera system.

【図16】従来の調光装置の動作原理を示す概略図であ
る。
FIG. 16 is a schematic view showing an operation principle of a conventional light control device.

【図17】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. 17 is a graph showing the relationship between the light transmittance of the light control device and the drive applied voltage.

【図18】先願発明(特願平11−322186号)の
調光装置の動作原理を示す概略図である。
FIG. 18 is a schematic view showing the operation principle of the light control device of the prior invention (Japanese Patent Application No. 11-322186).

【図19】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. 19 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、14…GHセル駆動回路、15、16…レンズ群、
17…撮像面、18、19…アイリス羽根、20…有効
光路、21…外部透明電極(引き出し部)、22…開口
部、23…調光装置、24…セル周辺部、26…コモン
電極、31…基板、32…透明電極、33…配向膜、3
4…液晶材料(混合物)、35…封止(シール)材、3
6…球状スペーサー、37…柱状スペーサー、50…C
CDカメラ、51…1群レンズ、52…2群レンズ、5
3…3群レンズ、54…4群レンズ、55…CCDパッ
ケージ、56…リニアモータ
1, 11 ... Polarizing plate, 2, 12 ... GH cell, 3 ... Positive type liquid crystal, 4 ... Positive type dye molecule, 5 ... Incident light, 13 ... Negative type liquid crystal, 14 ... GH cell drive circuit, 15, 16 ... Lens group,
Reference numeral 17 ... Imaging surface, 18, 19 ... Iris blade, 20 ... Effective optical path, 21 ... External transparent electrode (drawing portion), 22 ... Opening portion, 23 ... Light control device, 24 ... Cell peripheral portion, 26 ... Common electrode, 31 ... Substrate, 32 ... Transparent electrode, 33 ... Alignment film, 3
4 ... Liquid crystal material (mixture), 35 ... Sealing material, 3
6 ... Spherical spacer, 37 ... Columnar spacer, 50 ... C
CD camera, 51 ... First lens group, 52 ... Second lens group, 5
3 ... 3 group lens, 54 ... 4 group lens, 55 ... CCD package, 56 ... Linear motor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 9/08 G03B 9/08 G Fターム(参考) 2H081 AA72 2H088 HA01 HA18 HA24 JA05 JA06 MA02 MA09 2H089 LA07 LA41 QA16 RA05 RA06 TA01 TA15 TA16 2H090 HC06 JA09 JB02 JB03 JC13 KA05 KA06 LA02 LA12 MA02 MA09 MA15 MB01 2H092 GA40 MA13 NA25 PA01 PA03 PA07 PA11 QA07 QA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G03B 9/08 G03B 9/08 GF term (reference) 2H081 AA72 2H088 HA01 HA18 HA24 JA05 JA06 MA02 MA09 2H089 LA07 LA41 QA16 RA05 RA06 TA01 TA15 TA16 2H090 HC06 JA09 JB02 JB03 JC13 KA05 KA06 LA02 LA12 MA02 MA09 MA15 MB01 2H092 GA40 MA13 NA25 PA01 PA03 PA07 PA11 QA07 QA08

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 厚みの異なる互いに対向した基板間に液
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−ホスト型液晶である
調光装置。
1. A light control device comprising a liquid crystal optical element in which liquid crystal is sealed between substrates facing each other having different thicknesses, and the liquid crystal is a guest-host liquid crystal using a negative liquid crystal as a host material.
【請求項2】 厚みの異なる前記基板のうち、厚みの大
なる第1の基板に対してのみ、ラビングによる液晶配向
処理が施されている、請求項1に記載した調光装置。
2. The light control device according to claim 1, wherein among the substrates having different thicknesses, only the first substrate having a large thickness is subjected to the liquid crystal alignment treatment by rubbing.
【請求項3】 透明電極と液晶配向処理が施されている
厚みの大なる第1の基板と、透明電極と液晶配向処理が
施されていない厚みの小なる第2の基板とからなり、前
記第1の基板に前記の各透明電極の引き出し部がそれぞ
れ設けられている、請求項1に記載した調光装置。
3. A transparent electrode and a first substrate having a large thickness that has been subjected to a liquid crystal alignment treatment, and a transparent electrode and a second substrate having a small thickness that has not been subjected to a liquid crystal alignment treatment. The light control device according to claim 1, wherein each of the transparent electrodes has a lead-out portion provided on the first substrate.
【請求項4】 前記第2の基板の前記透明電極が有効光
路外に延設され、前記第1の基板に設けられた電極引き
出し部に電気的に接続されている、請求項3に記載した
調光装置。
4. The transparent electrode of the second substrate is extended outside the effective optical path and is electrically connected to an electrode lead portion provided on the first substrate. Light control device.
【請求項5】 厚みの異なる前記基板のうち、厚みの大
なる第1の基板の厚みが0.5mm以上であり、また、
厚みの小なる第2の基板の厚みが0.5mm未満である
と共に、前記第1の基板と、前記第2の基板との厚みの
比が0.2≦厚み比<1.0である、請求項1に記載し
た調光装置。
5. The first substrate having a large thickness among the substrates having different thicknesses has a thickness of 0.5 mm or more, and
The thickness of the second substrate having a smaller thickness is less than 0.5 mm, and the thickness ratio between the first substrate and the second substrate is 0.2 ≦ thickness ratio <1.0. The light control device according to claim 1.
【請求項6】 少なくとも有効光路における前記基板間
の間隙が2μm以上、4μm以下に制御されている、請
求項1に記載した調光装置。
6. The light control device according to claim 1, wherein the gap between the substrates in at least the effective optical path is controlled to be 2 μm or more and 4 μm or less.
【請求項7】 厚みの異なる前記基板のうち、少なくと
も厚みの大なる第1の基板がガラス基板である、請求項
1に記載した調光装置。
7. The light control device according to claim 1, wherein among the substrates having different thicknesses, at least a first substrate having a large thickness is a glass substrate.
【請求項8】 厚みの異なる前記基板のうち、厚みの小
なる第2の基板の主成分がプラスチック材料で形成され
ている、請求項1に記載した調光装置。
8. The light control device according to claim 1, wherein among the substrates having different thicknesses, the main component of the second substrate having the smaller thickness is formed of a plastic material.
【請求項9】 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。
9. The light control device according to claim 1, wherein the guest material of the liquid crystal is a dichroic dye.
【請求項10】 前記第1及び第2の基板間が液晶セル
周辺部にて、シール材で封止されており、このシール材
の外側で前記第2の基板の前記透明電極と前記第1の基
板の前記電極引き出し部が接続されている、請求項4に
記載した調光装置。
10. The liquid crystal cell peripheral portion is sealed between the first and second substrates with a sealing material, and the transparent electrode of the second substrate and the first substrate are outside the sealing material. The light control device according to claim 4, wherein the electrode lead-out portion of the substrate is connected.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれか1項に記載
した調光装置が撮像系の光路中に配されている撮像装
置。
11. An image pickup device in which the light control device according to claim 1 is arranged in an optical path of an image pickup system.
JP2001217726A 2001-07-18 2001-07-18 Dimmer and image pickup device Pending JP2003029302A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001217726A JP2003029302A (en) 2001-07-18 2001-07-18 Dimmer and image pickup device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001217726A JP2003029302A (en) 2001-07-18 2001-07-18 Dimmer and image pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003029302A true JP2003029302A (en) 2003-01-29

Family

ID=19052001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001217726A Pending JP2003029302A (en) 2001-07-18 2001-07-18 Dimmer and image pickup device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003029302A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003093025A1 (en) 2002-04-30 2003-11-13 Max Co., Ltd. Binder and binding device
JP2004251947A (en) * 2003-02-18 2004-09-09 Sony Corp Dimmer and image pickup device
EP2051131A1 (en) * 2006-12-22 2009-04-22 Sharp Kabushiki Kaisha Display unit
JP2012098321A (en) * 2010-10-29 2012-05-24 Sony Corp Liquid crystal light control element and imaging apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003093025A1 (en) 2002-04-30 2003-11-13 Max Co., Ltd. Binder and binding device
JP2004251947A (en) * 2003-02-18 2004-09-09 Sony Corp Dimmer and image pickup device
EP2051131A1 (en) * 2006-12-22 2009-04-22 Sharp Kabushiki Kaisha Display unit
EP2051131A4 (en) * 2006-12-22 2011-01-19 Sharp Kk Display unit
US8199285B2 (en) 2006-12-22 2012-06-12 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
JP2012098321A (en) * 2010-10-29 2012-05-24 Sony Corp Liquid crystal light control element and imaging apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5106754B2 (en) Transflective display device and method for forming the same.
EP0509534B1 (en) Liquid crystal optical element, liquid crystal display element and a projection type liquid crystal display apparatus using such element
KR101187115B1 (en) Variable transmission light quantity element and projection display
JP2002082358A (en) Light control device and imaging unit
US7486349B2 (en) Polymer network liquid crystal element with predetermined gap for dimming device having image processing, temperature detecting and pulse width control units therefor
CN111722444B (en) Display device
JP4432356B2 (en) Light control device and imaging device
US20080291377A1 (en) Liquid Crystal Display Device and Manufacturing Method Thereof
WO2009081989A1 (en) Projection display device
JPH0534656A (en) Focal length variable liquid crystal lens
JP2003029302A (en) Dimmer and image pickup device
JP3785835B2 (en) Projection display
JP2003140193A (en) Light control device and image pickup device
JP2003084310A (en) Dimmer and imaging device
JP3256656B2 (en) Deflection element
WO1997044701A1 (en) Liquid crystal device and electronic apparatus employing the same
JP2004126402A (en) Light control device and imaging apparatus
JP5050305B2 (en) Manufacturing method of light control device
WO2003079108A1 (en) Dimming device and imaging device
JP3795152B2 (en) Imaging device
JPH04142528A (en) Projection type display device and lighting device
JP2001100254A (en) Liquid crystal display device
JPH0358021A (en) Active matrix liquid crystal display element and projection type active matrix liquid crystal display device
JP2001201769A (en) Dimmer and image pickup device
JP2003337342A (en) Dimming device and imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
RD13 Notification of appointment of power of sub attorney

Effective date: 20070125

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433