JP2003228038A - Dimming device and imaging device - Google Patents

Dimming device and imaging device

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JP2003228038A
JP2003228038A JP2002025119A JP2002025119A JP2003228038A JP 2003228038 A JP2003228038 A JP 2003228038A JP 2002025119 A JP2002025119 A JP 2002025119A JP 2002025119 A JP2002025119 A JP 2002025119A JP 2003228038 A JP2003228038 A JP 2003228038A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
cell
light control
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002025119A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiharu Yanagida
敏治 柳田
Masaru Kawabata
大 河端
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2002025119A priority Critical patent/JP2003228038A/en
Publication of JP2003228038A publication Critical patent/JP2003228038A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dimming device improved in optical functions and to provide an imaging device improved in performance, picture quality, and reliability by arranging the dimming device in an optical path. <P>SOLUTION: The dimming device has a dimming element equipped with a liquid crystal element and a polarizing element, and a polarization eliminating element (depolarizer) which is arranged on the incidence side or/and exitting side of the light of the dimming element. The imaging device has the dimming device composed of the liquid crystal element and polarizing element, in the optical path of an imaging system and the dimming device equipped with the dimming element equipped with the liquid crystal element and polarizing element and the polarization eliminating element (depolarizer) which is arranged on the incidence side or/and the exitting side of the light of the dimming element. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、例えば、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, for example, a light control device for adjusting and emitting the amount of incident light and an image pickup device using this 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(G
H(GuestHost))型液晶セルが用いられる。
2. Description of the Related Art Generally, a dimmer using a liquid crystal cell is
A polarizing plate is used. In this liquid crystal cell, for example, TN
(Twisted Nematic) type liquid crystal cell and guest-host (G
An H (Guest Host) type liquid crystal cell is used.

【0003】図8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、
ポジ型液晶分子3とポジ型二色性染料分子4とが封入さ
れている。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the operating principle of a conventional light control device. This light control device is mainly composed of a polarizing plate 1 and a GH cell 2. Although not shown, the GH cell 2 is not shown.
It is enclosed between two glass substrates and has a working electrode and a liquid crystal alignment film (the same applies hereinafter). In GH cell 2,
Positive liquid crystal molecules 3 and positive dichroic dye molecules 4 are enclosed.

【0004】ポジ型二色性染料分子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、ポジ型液晶分子3は、
例えば誘電率異方性が正のポジ型(正型)である。
The positive type dichroic dye molecule 4 is a positive type (p type) dye molecule which has anisotropy in light absorption and absorbs light in the direction of the long axis of the molecule. The positive liquid crystal molecule 3 is
For example, it is a positive type (positive type) having a positive dielectric anisotropy.

【0005】図8(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8
(a)では、この偏光方向とポジ型二色性染料分子4の
分子長軸方向とが一致するので、光は、ポジ型二色性染
料分子4に吸収され、GHセル2の光透過率が低下す
る。
FIG. 8A shows the state of the GH cell 2 when no voltage is applied (no voltage is applied). Incident light 5 is
The light is linearly polarized by passing through the polarizing plate 1. Figure 8
In (a), since the polarization direction matches the direction of the long axis of the positive dichroic dye molecule 4, light is absorbed by the positive dichroic dye molecule 4 and the light transmittance of the GH cell 2 is increased. Is reduced.

【0006】そして、図8(b)で示すように、GHセ
ル2に電圧印加を行なうと、ポジ型液晶分子3が電界方
向に向くに伴って、ポジ型二色性染料分子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。
Then, as shown in FIG. 8B, when a voltage is applied to the GH cell 2, the molecular length of the positive dichroic dye molecule 4 is increased as the positive liquid crystal molecule 3 is oriented in the electric field direction. The axial direction is perpendicular to the polarization direction of linearly polarized light. For this reason,
Incident light 5 is transmitted by the GH cell 2 with almost no absorption.

【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8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. 8, the ratio of the absorbance when the voltage is applied and when the voltage is not applied, that is, the optical density ratio is about 10. This is a GH cell 2 without using the polarizing plate 1.
It has an optical density ratio about twice as high as that of a light control device composed of only one.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような液晶素子からなる調光装置を搭載した撮像装置
を用いて、ノートパソコンや薄型ディスプレイ等の液晶
モニター、又は光が反射している水面や窓ガラス表面等
の偏光成分のある被写体を撮影する場合には、その撮影
角度によっては、偏光光が偏光板を透過することができ
ずに、画像が部分的に真っ暗につぶれたり、不自然な撮
像画となってしまうことが分かり、その改善を図ること
が切望されていた。
However, by using the image pickup device equipped with the light control device including the liquid crystal element as described above, a liquid crystal monitor such as a notebook computer or a thin display, or a water surface where light is reflected or When shooting a subject with polarized light components such as the surface of a window glass, polarized light cannot pass through the polarizing plate depending on the shooting angle, and the image is partially crushed in total darkness or unnatural. It was understood that the image would be an image, and there was a strong desire to improve it.

【0010】本発明は、上述したような問題点を解決す
るためになされたものであって、その目的は、光学的機
能を向上することができる調光装置、及びこの調光装置
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。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a dimmer capable of improving an optical function, and the dimmer in the optical path. Another object of the present invention is to provide an image pickup apparatus which can be improved in performance, image quality, and reliability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、液晶素
子及び偏光素子を具備する調光素子と、前記調光素子の
光の入射側又は/及び出射側に配された偏光解消素子
(デポラライザー)とを有する、調光装置に係わるもの
である。
That is, the present invention provides a dimming element including a liquid crystal element and a polarizing element, and a depolarizing element disposed on the light incident side and / or the outgoing side of the dimming element ( And a depolarizer).

【0012】また、液晶素子及び偏光素子からなる調光
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、前記液晶素子及び偏光素子を具備
する調光素子と;前記調光素子の光の入射側又は/及び
出射側に配された偏光解消素子(デポラライザー)と;
を具備する、撮像装置に係わるものである。
Further, in an image pickup device in which a light control device including a liquid crystal element and a polarization element is arranged in an optical path of an image pickup system, the light control device includes the liquid crystal element and the polarization element. And a depolarizing element (depolarizer) disposed on the light incident side and / or the light emitting side of the light control element;
The present invention relates to an image pickup apparatus including:

【0013】本発明によれば、前記調光素子の光の入射
側又は/及び出射側に、光の直線偏光を解消させるため
の前記偏光解消素子(デポラライザー)が配置されてい
るので、上述した従来の液晶光学素子による調光動作に
影響を与えることなく、その上で、偏光成分をもった被
写体を撮影する場合でも、従来のように撮影角度によっ
ては偏光光が前記偏光素子を透過できずに、撮像画が部
分的に暗くなったりするようなことはなくなり、より自
然な画が撮像できるようになる。
According to the present invention, the depolarizer (depolarizer) for canceling the linear polarization of the light is arranged on the light incident side and / or the light exit side of the light control element. Even when shooting a subject with a polarized light component without affecting the dimming operation by the conventional liquid crystal optical element, polarized light can pass through the polarizing element depending on the shooting angle as in the conventional case. Instead, the captured image does not become partially dark, and a more natural image can be captured.

【0014】従って、本発明は、調光装置及び撮像装置
の光学的機能の向上を図ることができ、その性能、画
質、信頼性の向上を図るために極めて有効である。
Therefore, the present invention can improve the optical functions of the light control device and the image pickup device, and is extremely effective for improving the performance, image quality, and reliability thereof.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】前記偏光解消素子は、前記液晶素
子と前記偏光素子の間でなければ、前記調光素子の光の
入射側又は/及び出射側の有効光路中の何処に配されて
いてもよいが、特に、光の入射側に配されるのが望まし
い。そして、前記偏光解消素子としては、1/4λ位相
差板などが用いられてよい。例えば、前記1/4λ位相
差板による円偏光を構成する直線偏光成分を前記偏光素
子で選択的に透過させることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The depolarizing element is arranged anywhere in the effective optical path on the light entrance side and / or the exit side of the light control element unless it is between the liquid crystal element and the polarization element. Although it may be provided, it is particularly preferable to be arranged on the light incident side. Then, as the depolarization element, a ¼λ phase difference plate or the like may be used. For example, the linearly polarized light component forming the circularly polarized light by the ¼λ retardation plate can be selectively transmitted by the polarizing element.

【0016】また、前記偏光解消素子が、前記液晶素子
の偏光素子(以下、偏光板と称する。)とは反対側の面
上に一体化されていることが好ましく、例えば、前記液
晶素子を構成する基板上に直接貼り付けられていてもよ
い。これにより、前記調光素子のモジュールユニットを
大きくすることなく、よりコンパクトな形で、調光装置
の光学的機能の向上を実現することができる。
The depolarizing element is preferably integrated on the surface of the liquid crystal element opposite to the polarizing element (hereinafter referred to as a polarizing plate). For example, the liquid crystal element is formed. It may be directly attached on the substrate. Thereby, the optical function of the light control device can be improved in a more compact form without increasing the module unit of the light control element.

【0017】常時、前記偏光解消素子を有効光路中に設
置した場合には、偏光成分を有さないような被写体を撮
影するとき、前記偏光解消素子での僅かな光吸収があ
る。これに対し、本発明に基づく調光装置及び撮像装置
は、前記偏光解消素子に、光の有効光路に対して出し入
れ可能な駆動機構を設けることができるので、必要な時
にのみ、偏光解消機能を働かせることができる。従っ
て、偏光成分を有さないような通常の被写体を撮影する
時には、既述したような前記偏光解消素子での僅かな光
吸収もなくなり、より明るい画が撮れるようになる。
When the depolarizing element is installed in the effective optical path at all times, there is a slight light absorption in the depolarizing element when photographing a subject having no polarization component. On the other hand, in the light control device and the image pickup device according to the present invention, since the depolarization element can be provided with a drive mechanism that can be put in and taken out of the effective optical path of light, the depolarization function can be provided only when necessary. Can work. Therefore, when a normal subject having no polarization component is photographed, the slight desorption of light by the depolarization element as described above is eliminated, and a brighter image can be photographed.

【0018】また、好みに応じて、偏光成分を有する被
写体を撮影するときに、敢えて前記偏光解消素子を有効
光路から外し、前記被写体の偏光成分をカットすること
で、表面反射を抑えた水中やガラス窓越しの画等を、よ
りクリアに撮像することも可能となる。
Further, when photographing a subject having a polarization component according to preference, the depolarizing element is intentionally removed from the effective optical path to cut the polarization component of the subject, thereby reducing the surface reflection in water or It is also possible to capture the image through the glass window more clearly.

【0019】さらに、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。
Further, in the liquid crystal element, a guest liquid containing a negative type liquid crystal as a host material and a dichroic dye as a guest material.
It is preferably a host type liquid crystal element.

【0020】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号に係わる先願発明に
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 filed by the present applicant. According to the invention of the prior application, a liquid crystal device and a polarizing plate arranged in the optical path of light incident on the liquid crystal device constitute a light control device, and further, a guest-host type liquid crystal device using a negative liquid crystal as a host material. The use of liquid crystal improves the ratio of absorbance (that is, the ratio of optical density) when voltage is not applied and when voltage is applied, and the contrast ratio of the dimmer is increased. Can be performed normally.

【0021】図8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9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. 8, a positive type liquid crystal having a positive dielectric anisotropy (Δε) is used as the host material 3 and the guest material 4 is used.
Is a positive dye 4 having a positive light absorption anisotropy (ΔA) having dichroism, and the polarizing plate 1 is arranged on the incident side of the GH cell 2.
When a change in light transmittance when an operating voltage is applied is measured using a rectangular wave as a drive waveform, as shown in FIG. 9, the average light transmittance of visible light (in air, in addition to the liquid crystal cell) is increased as the operating voltage is applied. Refer to the transmittance when adding polarizing plates (= 100%)
The following is the same), but the maximum light transmittance when the voltage is increased to 10 V is about 60%,
Moreover, the change in light transmittance is gradual.

【0022】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 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).

【0023】これに対し、先願発明では、図10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11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. 10, 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. 11, the average light transmittance of visible light (in air) is increased as the operating voltage is applied.
The maximum light transmittance decreases from about 75% to several%, and the change of the light transmittance becomes relatively sharp.

【0024】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, and therefore light does not flow 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.

【0025】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12を構成すれば、光透
過率(特に透明時)が向上し、GHセル12を撮像光学
系中にそのまま位置固定して使用できる、よりコンパク
トな調光装置を実現可能となる。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
を正常に行なうことができる。
As described above, in the present invention, if the GH cell 12 is formed by using the negative type host material, the light transmittance (particularly when transparent) is improved, and the GH cell 12 is directly used in the image pickup optical system. It becomes possible to realize a more compact light control device that can be used by fixing the position. 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 when no voltage is applied and when voltage is applied (that is, the ratio of optical density)
Is further improved, the contrast ratio of the light control device is further increased, and the light control operation can be normally performed from a bright place to a dark place.

【0026】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 negative-type liquid crystal of the liquid crystal element preferably has a negative dielectric anisotropy, but the guest material is composed of positive-type or negative-type dichroic dye molecules. You may The host material is preferably a negative type, but a positive type can be used.

【0027】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 and used. However, in the case of actual use, a blended composition may be used which is selected so as to exhibit nematic properties in the actual use temperature range.

【0028】本発明に基づく調光装置は、上述したGH
セル12及び偏光板を具備する調光素子と、この調光素
子の光の入射側又は/及び出射側に配された前記偏光解
消素子とを有する。
The dimmer according to the present invention is the above-mentioned GH.
The light control device includes a cell 12 and a polarizing plate, and the depolarization device disposed on the light incident side and / or the light emission side of the light control device.

【0029】例えば、図1に示すように、偏光板11及
びGHセル12からなる前記調光素子が、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、また、前記調光素子の
光の入射側に、偏光解消素子33が配されている。レン
ズ前群15を透過した光は、偏光解消素子33を通過し
た後、偏光板11を介して直線偏光され、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。
For example, as shown in FIG. 1, the dimming element composed of a polarizing plate 11 and a GH cell 12 is composed of a front lens group 15 and a rear lens group 16 composed of a plurality of lenses like a zoom lens. A depolarizing element 33 is disposed between the light control elements and on the light incident side of the light control element. The light that has passed through the front lens group 15 passes through the depolarizer 33 and is then linearly polarized through the polarizing plate 11, and the GH cell 12
Incident on. 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.

【0030】図1に示すような本発明に基づく調光装置
によれば、前記調光素子の光の入射側に、光の直線偏光
を解消させるための偏光解消素子33が配置されている
ので、先願発明の液晶光学素子による調光動作に影響を
与えることなく、その上で、偏光成分をもった被写体を
撮影する場合でも、撮影角度によって撮像画が部分的に
暗くなることはなく、より自然な画が撮像でき、画質の
向上を図ることができる。
According to the light control device of the present invention as shown in FIG. 1, the depolarization element 33 for canceling the linear polarization of the light is arranged on the light incident side of the light control element. , Without affecting the dimming operation by the liquid crystal optical element of the invention of the prior application, and even when shooting a subject having a polarization component, the captured image does not become partially dark depending on the shooting angle, A more natural image can be captured and the image quality can be improved.

【0031】偏光解消素子33は、GHセル12に入射
する光の有効光路20に対して出し入れ可能である。具
体的には、偏光解消素子33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20の外へ出すことが
できる。これにより、必要な時にのみ、偏光解消機能を
働かせることができ、例えば、偏光成分を有さないよう
な通常の被写体を撮影するときには、偏光解消素子33
を仮想線で示す位置まで移動させれば、偏光解消素子3
3での僅かな光吸収はなく、より一層明るい画が撮れる
ようになる。
The depolarizing element 33 can be put in and taken out from the effective optical path 20 of the light entering the GH cell 12. Specifically, by moving the depolarizing element 33 to the position indicated by the imaginary line, it is possible to let the light out of the effective optical path 20. As a result, the depolarization function can be activated only when necessary. For example, when a normal subject having no polarization component is photographed, the depolarization element 33 is used.
Is moved to the position indicated by the virtual line, the depolarizer 3
There is no slight light absorption in 3 and a brighter image can be taken.

【0032】また、この調光装置を構成する偏光板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20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20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2に示すような機械式アイリスが用いられてもよ
い。
A polarizing plate 11 which constitutes this light control device
Can be put in and taken out of the effective optical path 20 of the light incident on the GH cell 12, as in the above-mentioned prior invention by the present applicant. Specifically, by moving the polarizing plate 11 to the position indicated by the imaginary line, it is possible to let the light out of the effective optical path 20. A mechanical iris as shown in FIG. 2 may be used as a means for moving the polarizing plate 11 in and out.

【0033】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 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 relatively moved in the direction indicated by the arrow 21 by using a drive motor (not shown).

【0034】これにより、図2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. 2, 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.

【0035】図3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3(a)に示すように、アイリス羽根1
8に貼付された偏光板11も有効光路20の外へと移動
する。逆に、アイリス羽根18を上方に、またアイリス
羽根19を下方に移動させることにより、互いのアイリ
ス羽根18、19が重なる。これに従って、図3(b)
に示すように、偏光板11は有効光路20上に移動し、
開口部22を次第に覆う。アイリス羽根18、19の互
いの重なりが大きくなると、図3(c)に示すように、
偏光板11は開口部20を全て覆う。
FIG. 3 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. 3A, the iris blade 1
The polarizing plate 11 attached to 8 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, the polarizing plate 11 moves to the effective optical path 20,
The opening 22 is gradually covered. When the overlapping of the iris blades 18 and 19 with each other becomes large, as shown in FIG.
The polarizing plate 11 covers the entire opening 20.

【0036】次に、この機械式アイリスを用いた調光装
置の調光動作について説明する。
Next, the light control operation of the light control device using this mechanical iris will be described.

【0037】図示せぬ被写体が明るくなるにつれて、図
3(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3(b))。
As the subject (not shown) becomes brighter, as shown in FIG. 3A, 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 starts to enter the effective optical path 20 and covers part of the opening 22 (FIG. 3B).

【0038】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 or surface reflection,
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.

【0039】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3(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. 3 (c)). Furthermore, when the brightness of the subject increases, the voltage to the GH cell 12 is increased,
Light control is performed by absorbing light in the GH cell 12.

【0040】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なくす
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3
(a))。
On the contrary, when the subject becomes dark,
First, the light absorption effect of the GH cell 12 is eliminated by reducing or not applying the voltage to the GH cell 12. 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. 3).
(A)).

【0041】また、図1に示したように、偏光板11
(例えば、透過率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、最大光透過率は約2倍に
なる。なお、最低光透過率は両者で等しい。
Further, as shown in FIG.
(For example, the transmittance is 40% to 50%).
The light is not absorbed by the polarizing plate 11 because it can be emitted outside. Therefore, the maximum transmittance of the light control device can be increased to, for example, twice or more. Specifically, when this dimmer is compared with a conventional dimmer composed of a fixedly installed polarizing plate and a GH cell, the maximum light transmittance is approximately doubled. The minimum light transmittance is the same for both.

【0042】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 put in and 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 light control by the polarizing plate 11, the GH cell 12 itself absorbs light, so that the light control can be performed.

【0043】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.

【0044】[0044]

【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.

【0045】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.

【0046】この調光装置は、図1に示すように、偏光
板11とGHセル12とをこの順に具備する前記調光素
子と、この調光素子の光の入射側の有効光路20に配さ
れた1/4λ位相差板等の偏光解消素子33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。
As shown in FIG. 1, this light control device includes a light control element having a polarizing plate 11 and a GH cell 12 in this order, and an effective light path 20 on the light incident side of the light control element. And a depolarization element 33 such as a 1 / 4λ retardation plate. The GH cell 12 includes a negative type liquid crystal molecule (host material) and a positive type or negative type two-colored film between two glass substrates (neither of which is shown) on which a transparent electrode and an alignment film are respectively formed. A mixture with a sexual dye molecule (guest material) is encapsulated.

【0047】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 molecule, for example, MLC-6608 manufactured by Merck Co., which is a negative type liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, is used as an example, and the dichroic dye molecule 4 is anisotropic in light absorption. As an example, D5 manufactured by BDH, which is a positive type dye that has properties and absorbs light in the long axis direction of the molecule, was used.
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.

【0048】この偏光板11、GHセル12及び偏光解
消素子33からなる調光装置は、例えば図1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、偏光解消素子33を通
過した後、偏光板11を介して直線偏光され、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 comprising the polarizing plate 11, the GH cell 12, and the depolarizer 33 is, for example, as shown in FIG. 1, a lens front group 15 and a lens which are composed of a plurality of lenses such as a zoom lens. It was placed between the rear group 16.
The light transmitted through the front lens group 15 passes through the depolarizing element 33, 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.

【0049】図1に示すような本発明に基づく調光装置
によれば、前記調光素子の光の入射側の有効光路20
に、光の直線偏光を解消させるための偏光解消素子33
が配置されているので、先願発明の液晶光学素子による
調光動作に影響を与えることなく、その上で、偏光成分
をもった被写体を撮影する場合でも、撮影角度によって
撮像画が部分的に暗くなることはなく、より自然な画が
撮像でき、画質の向上を図ることができる。
According to the light control device of the present invention as shown in FIG. 1, the effective light path 20 on the light incident side of the light control element is set.
In addition, the depolarizing element 33 for eliminating the linearly polarized light.
Since it is arranged, even if a subject having a polarization component is photographed without affecting the dimming operation of the liquid crystal optical element of the invention of the prior application, the captured image may partially vary depending on the photographing angle. It is possible to capture a more natural image without becoming dark and to improve the image quality.

【0050】偏光解消素子33は、GHセル12に入射
する光の有効光路20に対して出し入れ可能である。具
体的には、偏光解消素子33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20の外へ出すことが
できる。これにより、必要な時にのみ、偏光解消機能を
働かせることができ、例えば、偏光成分を有さないよう
な通常の被写体を撮影するときには、偏光解消素子33
を仮想線で示す位置に移動させ、偏光解消素子33での
僅かな光吸収はなく、より一層明るい画が撮れるように
なる。
The depolarizer 33 can be put in and taken out of the effective optical path 20 of the light entering the GH cell 12. Specifically, by moving the depolarizing element 33 to the position indicated by the imaginary line, it is possible to let the light out of the effective optical path 20. As a result, the depolarization function can be activated only when necessary. For example, when a normal subject having no polarization component is photographed, the depolarization element 33 is used.
Is moved to a position indicated by an imaginary line, and there is no slight light absorption in the depolarization element 33, and a brighter image can be taken.

【0051】また、好みに応じて、偏光成分を有する被
写体を撮影するときに、敢えて偏光解消素子33を有効
光路20から外し、前記被写体の偏光成分をカットする
ことで、表面反射を抑えた水中やガラス窓越しの画等
を、よりクリアに撮像することも可能となった。
In addition, when photographing an object having a polarization component according to preference, the depolarizing element 33 is intentionally removed from the effective optical path 20 to cut the polarization component of the object, thereby suppressing surface reflection in water. It is now possible to take clearer images such as images through a glass window.

【0052】そして、この調光装置を構成する偏光板1
1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20に対して出し入れ
可能である。
The polarizing plate 1 which constitutes this light control device
1 is the same as the above-mentioned prior invention of the applicant.
The light that enters the cell 12 can be moved in and out of the effective optical path 20.

【0053】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20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2及び図3に示した機械式アイリスが用いられ
てもよい。
Specifically, by moving the polarizing plate 11 to the position indicated by the imaginary line, it is possible to let the light out of the effective optical path 20. The mechanical iris shown in FIGS. 2 and 3 may be used as a means for putting in and taking out the polarizing plate 11.

【0054】ここで、上記に説明した本発明に基づく調
光装置は、図1に一点鎖線で示すように、偏光解消素子
33をGHセル12の光の出射側の有効光路20に、望
ましくはGHセル12の光入射側の上記偏光解消素子と
併用して配してもよい。この場合、図示するように、G
Hセル12の偏光板11とは反対側の基板上に直接偏光
解消素子33を貼り付けて、GHセル12と一体化して
配置してもよく、或いはGHセル12と任意の距離を設
けて配置してもよい。GHセル12と一体化して配置し
た場合は、前記調光素子のモジュールユニットを大きく
することなく、よりコンパクトな形で、調光装置の光学
的機能の向上を実現することができる。このようにGH
セル12の光出射側に素子33を配置すれば、撮像面
(例えば後記のCCD)に入射する光の偏光を解消して
偏光成分による色疑似信号を防止できる可能性があり、
この効果が、光学ローパスフィルタによる高周波成分の
カットで色疑似信号を防止する機能に付加されることに
なる。このために、偏光成分の問題も考慮した光学ロー
パスフィルタの光学設計が容易になるものと考えられ
る。
Here, in the above-described light control device according to the present invention, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 1, the depolarizing element 33 is preferably placed in the effective light path 20 on the light emitting side of the GH cell 12. It may be arranged in combination with the depolarizing element on the light incident side of the GH cell 12. In this case, as shown in the figure, G
The depolarizing element 33 may be attached directly to the substrate of the H cell 12 on the side opposite to the polarizing plate 11, and may be disposed integrally with the GH cell 12, or may be disposed at an arbitrary distance from the GH cell 12. You may. When the light control device is arranged integrally with the GH cell 12, the optical function of the light control device can be improved in a more compact form without increasing the module unit of the light control element. GH like this
If the element 33 is arranged on the light emitting side of the cell 12, there is a possibility that the polarization of the light incident on the imaging surface (for example, CCD described later) can be canceled and the color pseudo signal due to the polarization component can be prevented.
This effect is added to the function of preventing the color pseudo signal by cutting the high frequency component by the optical low pass filter. For this reason, it is considered that the optical design of the optical low-pass filter considering the problem of the polarization component becomes easy.

【0055】また、この場合も上記したと同様にして、
偏光解消素子33に、光の有効光路20に対して出し入
れ可能な駆動機構を設けてもよい。
Also in this case, similarly to the above,
The depolarizing element 33 may be provided with a drive mechanism that can move in and out of the effective optical path 20 of light.

【0056】実施例2 図4は、上記実施例1による調光装置をCCD(Charge
coupled device)カメラに組み込んだ例を示すもので
ある。
Embodiment 2 FIG. 4 shows the light control device according to Embodiment 1 as a CCD (Charge).
coupled device) shows an example incorporated in a camera.

【0057】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には赤外線カットフィルタ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 group lens 51 and the second group lens (for zoom) 52 corresponding to the lens front group 15 and the lens rear group 16 are arranged along the optical axis shown by the one-dot chain 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, an optical low-pass filter system 55b, A CCD image pickup device 55c is stored.

【0058】2群レンズ52と3群レンズ53との間に
は、3群レンズ35寄りに、偏光板11及びGHセル1
2とからなる前記調光素子が配置されており、更には前
記調光素子の光の入射側に偏光解消素子33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 polarizing plate 11 and the GH cell 1 are located near the third lens group 35.
2 is arranged, and further, a depolarizing element 33 is attached on the light incident side of the light control element on the same optical path for adjusting the light quantity (light quantity diaphragm).
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.

【0059】図5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. 5 shows an algorithm of a sequence of light transmittance control by the light control device 23 in this camera system.

【0060】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、従来のような回析現象を防
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 are
Since the light control 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, the conventional diffraction phenomenon can be prevented, and a sufficient amount of light can be made incident on the image sensor to eliminate the blurring of the image.

【0061】また、前記調光素子の光の入射側に、光の
直線偏光を解消させるための偏光解消素子33が配置さ
れているので、例えば先願発明の液晶光学素子による調
光動作に影響を与えることなく、その上で、偏光成分を
もった被写体を撮影する場合でも、撮影角度によって撮
像画が部分的に暗くなることはなく、より一層自然な画
が撮像できる。
Further, since the depolarizer 33 for canceling the linear polarization of the light is arranged on the light incident side of the light control element, for example, the light control operation by the liquid crystal optical element of the invention of the prior application is affected. Even when a subject having a polarization component is photographed on the image without giving the image, the picked-up image is not partially darkened depending on the photographing angle, and a more natural image can be picked up.

【0062】実施例3 本実施例が先の実施例1と相違する点は、図6及び図7
に示すように、前記調光素子を構成するGHセル12と
偏光板11とがこの順に配され、また、1/4λ位相差
板等で例示される偏光解消素子33が、GHセル12を
構成するガラス基板の偏光板11とは反対側の面に直接
貼り付けられ、偏光解消素子33とGHセル12とが一
体化されている点である。この素子33は、GHセル1
2に貼り付けられる以外に、GHセル12に接する如く
に出し入れ可能としてもよい。
Embodiment 3 This embodiment is different from the previous embodiment 1 in that FIG. 6 and FIG.
As shown in FIG. 2, the GH cell 12 and the polarizing plate 11 that form the light control element are arranged in this order, and the depolarizing element 33 exemplified by a 1 / 4λ phase difference plate or the like forms the GH cell 12. This is that the depolarizing element 33 and the GH cell 12 are integrated by being directly attached to the surface of the glass substrate opposite to the polarizing plate 11. This element 33 is the GH cell 1
In addition to being attached to the GH cell 12, the GH cell 12 may be put in and taken out so as to be in contact therewith.

【0063】偏光解消素子33とGHセル12とを一体
化して配置したことにより、調光装置のモジュールユニ
ットをより一層コンパクトにすることが可能となり、そ
の上で実施例1と同様に、従来による調光動作に影響を
与えることなく、偏光成分を有する被写体を撮影するよ
うな場合でも、撮影角度によって撮像画が部分的に暗く
なることはなく、より一層自然な画が撮像できるように
なった。
By arranging the depolarizing element 33 and the GH cell 12 in an integrated manner, the module unit of the light control device can be made even more compact. Even when shooting a subject having a polarization component without affecting the dimming operation, the captured image does not become partially dark depending on the shooting angle, and a more natural image can be captured. .

【0064】そして、本実施例では、調光装置ユニット
の小型化によって、トータルな撮像装置をも、より小型
サイズに組み上げることが可能となり、撮像装置の商品
価値を一層高めることにも繋がった。
Further, in the present embodiment, the miniaturization of the light control device unit enables the total image pickup device to be assembled into a smaller size, which further leads to further increase in the commercial value of the image pickup device.

【0065】ここで、上記に説明した本発明に基づく調
光装置は、図6に一点鎖線で示すように、偏光解消素子
33をGHセル12と任意の距離を設けて配置してもよ
く、或いはGHセル12の光の出射側の有効光路20に
配してもよい。
Here, in the light control device according to the present invention described above, the depolarizing element 33 may be arranged at an arbitrary distance from the GH cell 12 as shown by the alternate long and short dash line in FIG. Alternatively, it may be arranged in the effective optical path 20 on the light emitting side of the GH cell 12.

【0066】また、実施例3による調光装置及び撮像装
置においても、上記の実施例1と同様にして、偏光解消
素子33に、光の有効光路20に対して出し入れ可能な
駆動機構を設けてもよい。
Further, also in the light control device and the image pickup device according to the third embodiment, as in the above-described first embodiment, the depolarizing element 33 is provided with a drive mechanism capable of moving in and out of the effective optical path 20 of light. Good.

【0067】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。
The embodiments and examples of the present invention have been described above, but the above examples can be variously modified based on the technical idea of the present invention.

【0068】例えば、偏光解消素子33の配置場所は、
GHセル12と偏光板11の間でなければ、基本的に撮
像装置の光路中の何処に置かれていてもよいが、特に、
光の入射側に配されるのが望ましい。偏光解消素子33
は、直線偏光成分からなる被写体(液晶ディスプレイも
含む。)からの入射光を自然光のようにランダム偏光
(円偏光+楕円偏光+直線偏光)に変換できるものであ
れば、1/4λ位相差板に限られることはなく、他の同
様の機能を有する光学部材でも使用できる。
For example, the location of the depolarizer 33 is
If it is not between the GH cell 12 and the polarizing plate 11, it may be basically placed anywhere in the optical path of the image pickup device.
It is desirable to be arranged on the incident side of light. Depolarization element 33
Is a quarter-wave retarder if it can convert incident light from a subject (including liquid crystal display) consisting of linearly polarized light components into random polarized light (circularly polarized light + elliptically polarized light + linearly polarized light) like natural light. However, the present invention is not limited to this, and other optical members having the same function can be used.

【0069】サンプル構造や使用材料、液晶セルの駆動
方法、調光装置の形態等は、発明の主旨を逸脱しない範
囲で、適宜選択可能であることは言うまでもない。
It goes without saying that the sample structure, the material used, the driving method of the liquid crystal cell, the form of the light control device, etc. can be appropriately selected without departing from the spirit of the invention.

【0070】また、液晶素子や調光装置及び偏光板の構
造や材質、その駆動機構、駆動回路、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、台形は、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
液晶分子の傾きが変化し、光透過率が制御される。
The structures and materials of the liquid crystal element, the light control device and the polarizing plate, the driving mechanism, the driving circuit, the control circuit, and the like can be variously modified. Further, the drive waveform can be driven by a rectangular wave, and the trapezoid can be driven by any of a triangular wave and a sine wave, and the inclination of the liquid crystal molecules changes according to the potential difference between the two electrodes constituting the liquid crystal cell, and the light transmittance Controlled.

【0071】また、液晶セルの駆動法にパルス電圧変調
(PHM)用いた例を示したが、パルス幅変調(PW
M)で駆動する場合にも適用できる。
Also, an example in which the pulse voltage modulation (PHM) is used for the driving method of the liquid crystal cell is shown.
It can also be applied when driven by M).

【0072】また、GHセル12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11のGHセル12に対する位置は、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。但し、
上述したように偏光解消素子33は、偏光板11及びG
Hセル12による調光特性が得られなくなるので、偏光
板11とGHセル12の間に配置してはならない。
As the GH cell 12, a GH cell having a two-layer structure or the like can be used in addition to the above-mentioned ones. The position of the polarizing plate 11 with respect to the GH cell 12 may be set to an optimum position from the setting conditions of the imaging lens. However,
As described above, the depolarizing element 33 includes the polarizing plates 11 and G.
Since the dimming characteristic of the H cell 12 cannot be obtained, the H cell 12 should not be arranged between the polarizing plate 11 and the GH cell 12.

【0073】そして、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う例を示したが、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
てもよい。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。
Then, as the subject becomes brighter, light adjustment is first performed by putting in and out the polarizing plate 11, and then GH
An example of absorbing light by the cell 12 has been shown, but conversely,
The dimming may be performed by the light absorption of the GH cell 12 first. In this case, after the transmittance of the GH cell 12 has decreased to a predetermined value, light adjustment is performed by putting the polarizing plate 11 in and out.

【0074】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。
A mechanical iris is used as a means for moving the polarizing plate 11 in and out of the effective optical path 20, but the invention 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.

【0075】また、偏光解消素子33や偏光板11は、
有効光路20に対して出し入れ可能であることが好まし
いが、有効光路20中に位置固定することも勿論可能で
ある。
Further, the depolarizer 33 and the polarizing plate 11 are
It is preferable that it can be taken in and out of the effective optical path 20, but it is of course possible to fix the position in the effective optical path 20.

【0076】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, or conversely, one. Further, although the iris blades 18 and 19 are stacked by moving in the vertical direction, they may move in other directions and may be narrowed down from the periphery toward the center.

【0077】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
いてもよい。
Although the polarizing plate 11 is attached to the iris blade 18, it may be attached to the iris blade 19.

【0078】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.).

【0079】また、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。さらに、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 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. Further, in addition to the optical diaphragm and the filter, it can be applied to various image display devices for displaying characters and images.

【0080】さらに、撮像デバイスとしては、本実施例
で使用したCCD(Charge CoupledDevice)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。
Further, as the image pickup device, in addition to the CCD (Charge Coupled Device) used in this embodiment,
Of course, application to a CMOS image sensor or the like is also possible.

【0081】更に、本発明の調光装置は、光学フィルタ
ー以外に、キャラクターやイメージを表示する各種の画
像表示素子にも適用することができる。
Further, the light control device of the present invention can be applied to various image display devices for displaying characters and images, in addition to the optical filter.

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明によれば、前記調光素子の光の入
射側又は/及び出射側に、光の直線偏光を解消させるた
めの前記偏光解消素子(デポラライザー)が配置されて
いるので、上述した従来の液晶光学素子による調光動作
に影響を与えることなく、その上で、偏光成分をもった
被写体を撮影する場合でも、従来のように撮影角度によ
っては偏光光が前記偏光素子を透過できずに、撮像画が
部分的に暗くなるようなことはなくなり、より自然な画
が撮像できるようになる。
According to the present invention, the depolarizer (depolarizer) for canceling the linearly polarized light is arranged on the light incident side and / or the light emitting side of the light control element. , Even when a subject having a polarization component is photographed without affecting the dimming operation by the above-mentioned conventional liquid crystal optical element, polarized light may cause the polarization element to vary depending on the photographing angle as in the conventional case. It is possible to take a more natural image by preventing the image from being partially darkened because the image cannot be transmitted.

【0083】従って、本発明は、調光装置及び撮像装置
の光学的機能の向上を図ることができ、その性能、画
質、信頼性の向上を図るために極めて有効である。
Therefore, the present invention can improve the optical functions of the light control device and the image pickup device, and is extremely effective in improving the performance, image quality, and reliability thereof.

【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調光装置の一例の概
略側面図である。
FIG. 1 is a schematic side view of an example of a light control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同、調光装置の機械式アイリスの正面図であ
る。
FIG. 2 is a front view of a mechanical iris of the light control device.

【図3】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. 3 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4】同、偏光解消素子を備えた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. 4 is a schematic cross-sectional view of a camera system incorporating the light control device including the depolarizing element.

【図5】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. 5 is an algorithm of light transmittance control in the camera system.

【図6】同、調光装置のその他の例の概略側面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic side view of another example of the light control device.

【図7】同、偏光解消素子を備えた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. 7 is a schematic cross-sectional view of a camera system incorporating the light control device including the depolarizing element.

【図8】従来の調光装置の動作原理を示す概略図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an operating principle of a conventional light control device.

【図9】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. 9 is a graph showing the relationship between the light transmittance of the light control device and the drive applied voltage.

【図10】先願発明の調光装置の動作原理を示す概略図
である。
FIG. 10 is a schematic view showing the operation principle of the light control device of the invention of the prior application.

【図11】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. 11 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
晶分子、4…ポジ型二色性染料分子、5…入射光、13
…ネガ型液晶分子、15…レンズ前群、16…レンズ後
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)、21…動作方向、
22…開口部、23…調光装置、24…セル周辺部、3
3…偏光解消素子、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、55a…赤外線カ
ットフィルタ、55b…光学ローパスフィルタ系、55
c…CCD撮像素子
1, 11 ... Polarizing plate, 2, 12 ... GH cell, 3 ... Positive liquid crystal molecule, 4 ... Positive dichroic dye molecule, 5 ... Incident light, 13
... Negative type liquid crystal molecules, 15 ... Lens front group, 16 ... Lens rear group, 17 ... Imaging surface, 18, 19 ... Iris blade, 20 ...
Effective optical path (intermediate part or central part of cell), 21 ... Operating direction,
22 ... Opening part, 23 ... Dimmer, 24 ... Cell peripheral part, 3
3 ... Depolarization element, 50 ... CCD camera, 51 ... 1 group lens, 52 ... 2 group lens, 53 ... 3 group lens, 54 ... 4
Group lens, 55 ... CCD package, 55a ... Infrared cut filter, 55b ... Optical low-pass filter system, 55
c ... CCD image sensor

───────────────────────────────────────────────────── 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) G02F 1/137 500 G02F 1/137 500 5C022 G03B 9/02 G03B 9/02 E 5C024 9/04 9/04 H04N 5/225 H04N 5/225 D 5/335 5/335 Q V Fターム(参考) 2H044 EE01 2H049 BA02 BA07 BA12 BB03 BC22 2H080 AA04 AA20 AA31 CC07 2H088 EA25 EA38 GA02 GA13 HA17 HA18 JA06 KA27 MA20 2H091 FA08X FA08Z FA11X FD06 FD22 HA08 LA30 MA10 5C022 AB01 AC42 AC54 AC74 5C024 EX22 EX35 EX42 EX51 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02F 1/137 500 G02F 1/137 500 5C022 G03B 9/02 G03B 9/02 E 5C024 9/04 9/04 H04N 5/225 H04N 5/225 D 5/335 5/335 Q VF Term (reference) 2H044 EE01 2H049 BA02 BA07 BA12 BB03 BC22 2H080 AA04 AA20 AA31 CC07 2H088 EA25 EA38 GA02 GA13 HA17 HA18 JA06 KA27 MAX FA08Z FA08Z0808 FAH08 FA08Z FD22 HA08 LA30 MA10 5C022 AB01 AC42 AC54 AC74 5C024 EX22 EX35 EX42 EX51

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶素子及び偏光素子を具備する調光素
子と、前記調光素子の光の入射側又は/及び出射側に配
された偏光解消素子(デポラライザー)とを有する、調
光装置。
1. A light control device comprising a light control element including a liquid crystal element and a polarization element, and a depolarizer (depolarizer) disposed on the light incident side and / or the light output side of the light control element. .
【請求項2】 液晶素子及び偏光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、前記液晶素子及び偏光素子を具備する調
光素子と;前記調光素子の光の入射側又は/及び出射側
に配された偏光解消素子(デポラライザー)と;を具備
する、撮像装置。
2. A light control device comprising a liquid crystal element and a polarizing element arranged in an optical path of an image pickup system, wherein the light control device includes the liquid crystal element and the polarizing element. An imaging device comprising: a depolarizing element (depolarizer) disposed on the light incident side and / or the light emitting side of the light control element.
【請求項3】 前記偏光解消素子が、前記液晶素子の偏
光素子とは反対側の面上に一体化されている、請求項1
又は2に記載した装置。
3. The depolarizing element is integrated on a surface of the liquid crystal element opposite to the polarizing element.
Or the device described in 2.
【請求項4】 前記偏光解消素子が、前記液晶素子に入
射又は出射する光の有効光路から出し入れ可能に設けら
れている、請求項1又は2に記載した装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the depolarization element is provided so as to be able to be put in and taken out from an effective optical path of light which is made to enter or exit the liquid crystal element.
【請求項5】 前記偏光素子が、前記液晶素子に入射又
は出射する光の有効光路から出し入れ可能に設けられて
いる、請求項1又は2に記載した装置。
5. The device according to claim 1, wherein the polarizing element is provided so as to be able to be put in and taken out from an effective optical path of light which is made to enter or exit the liquid crystal element.
【請求項6】 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又は2に記載した装置。
6. The device according to claim 1, wherein the liquid crystal element is a guest-host type liquid crystal element having a negative liquid crystal as a host material and a dichroic dye as a guest material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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