JP2005227363A - Image pickup unit and light controlling device - Google Patents

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大 河端
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a light quantity of incident light come in a previously determined light controlling range so that a picked-up image having little visual field angle dependence is obtained without being affected by a shading phenomenon when the light quantity of the incident light is controlled by using a dichroic GH (Guest Host) liquid crystal. <P>SOLUTION: In an image pickup unit, application voltage for controlling electric light controlling elements 4 within the light controlling range on the basis of light quantity information obtained from a CCD (Charge Coupled Device) is supplied to the electric light controlling elements 4 provided between an optical system and the CCD and formed by mixing elements 33 having clockwise optical rotating power and elements 32 having counterclockwise optical rotating power in the ratio shown by a usable range 34 so as to come in the previously determined light controlling range. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、入射光の光量を調光制御する撮像装置及び調光装置。   The present invention relates to an imaging device and a light control device that perform light control of the amount of incident light.

近年、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮像装置に対する高解像度かつ小型化の要求がますます強まっている。この要請に対して、ビデオカメラやデジタルスチルカメラに、高密度CCD(Charge Coupled Device)を搭載したり、レンズの小型化を図ったりして対応しているが、これらの方法では、回折現象による画質劣化現象が顕著に現われるという問題が生じる。また、レンズユニットに搭載している機械式アイリスの可動部のサイズの制約によって小型化の限界という問題に直面する。そこで、この問題を解決するための手段として、液晶やEC(Electro Chromic)等の電気化学材料で構成される調光素子を用いた電気駆動アイリスのアイデアが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, there has been an increasing demand for high resolution and downsizing of imaging devices such as video cameras and digital still cameras. In response to this requirement, video cameras and digital still cameras are supported by mounting high-density CCDs (Charge Coupled Devices) or reducing the size of the lens. There arises a problem that the image quality deterioration phenomenon appears remarkably. In addition, the size limit of the movable part of the mechanical iris mounted on the lens unit is confronted with the problem of miniaturization. Thus, as a means for solving this problem, an idea of an electrically driven iris using a light control element made of an electrochemical material such as liquid crystal or EC (Electro Chromic) has been proposed (for example, Patent Document 1). reference).

しかし、この電気駆動アイリスはアイデアのみで具体的なものとして実現されるに至っていない。その理由の一つに撮像装置への適用を図るのにふさわしい材料の見極めが不十分な点が挙げられている。この問題は、液晶やEC等の電気化学材料全てを一括りしていることに起因している。つまり、材料毎に物性が異なるにもかかわらず、全ての材料に共通性を持たせる考え方は、物性物理・電気化学の観点から見ると問題が多いからである。   However, this electric drive iris has not been realized as a specific one only by an idea. One of the reasons is that the material suitable for application to the imaging device is insufficiently identified. This problem is caused by collecting all electrochemical materials such as liquid crystal and EC. In other words, despite the fact that the physical properties differ from material to material, the concept of making all materials common has many problems from the viewpoint of physical properties physics and electrochemistry.

このため、液晶分子に色素を混合し、色素が液晶の駆動に伴って液晶分子に付いてくる性質を利用することにより、色素に対応した特定の波長だけにフラットな透過率を得るいわゆる2色性GH(Guest Host)液晶を用いるものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平11-326894号公報 特開2001-201769号公報
For this reason, so-called two colors that obtain flat transmittance only at a specific wavelength corresponding to the dye by mixing the dye with the liquid crystal molecule and utilizing the property that the dye attaches to the liquid crystal molecule as the liquid crystal is driven. A liquid crystal using a GH (Guest Host) liquid crystal has been proposed (for example, see Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-326894 JP 2001-201769

しかし、2色性GH液晶は物性的に視野角特性を有しているため、撮像装置のレンズユニット内に搭載した場合に、その入射角により受光する光強度が異なるという問題が生じる。このため、撮像画面内の光量が不均一になってシェーディング現象が発生するので、撮像画像が不自然なものになるという不都合があった。   However, since the dichroic GH liquid crystal has a viewing angle characteristic, when it is mounted in the lens unit of the image pickup apparatus, there is a problem that the received light intensity varies depending on the incident angle. For this reason, since the amount of light in the imaging screen becomes non-uniform and a shading phenomenon occurs, there is a disadvantage that the captured image becomes unnatural.

そこで、本発明は、2色性GH液晶を用いて入射光の光量を調光制御する場合に、上述のようなシェーディング現象の影響を受けることなく、視野角依存が少ない撮像画像を得るように入射光の光量を予め定められた調光制御範囲となるようにする撮像装置及び調光装置を提案することを課題とする。   Therefore, in the present invention, when dimming control of the amount of incident light using a dichroic GH liquid crystal is performed, a captured image with less viewing angle dependence is obtained without being affected by the above-described shading phenomenon. It is an object of the present invention to propose an imaging device and a light control device that make the amount of incident light within a predetermined light control range.

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の撮像装置は、光学系と撮像手段との間に設けられ、予め定められた調光制御範囲となるように左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとが混合されて生成される電気調光素子からなる調光手段と、撮像手段から得られる光量情報に基づいて調光手段を調光制御範囲に制御するための印加電圧を供給する制御手段とを備えたものである。   In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object of the present invention, the imaging apparatus of the present invention is provided between the optical system and the imaging means, and has left-handed rotation so as to be in a predetermined dimming control range. A dimming unit composed of an electric dimming element generated by mixing the one shown and the one showing right rotatory power, and the dimming unit is controlled within the dimming control range based on the light amount information obtained from the imaging unit Control means for supplying an applied voltage for the purpose.

調光手段は光学系と撮像手段との間に設けられる電気調光素子からなる。この電気調光素子は、予め定められた調光制御範囲となるように左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとが混合されて生成される。制御手段は撮像手段から得られる光量情報に基づいて調光手段を調光制御範囲に制御するための印加電圧を供給する。調光手段は制御手段から供給される印加電圧により予め定められた調光制御範囲となるように駆動される。この混合比率は調光手段の2色性GH液晶素子の視野角依存性の低い特性の値に設定される。また、調光制御範囲は要求される仕様に対応する。   The light control means is composed of an electric light control element provided between the optical system and the imaging means. This electric light control element is generated by mixing a device that exhibits left-handed rotation and a device that exhibits right-handed rotation so as to be in a predetermined light control range. The control means supplies an applied voltage for controlling the dimming means within the dimming control range based on the light amount information obtained from the imaging means. The dimming means is driven so as to be within a predetermined dimming control range by the applied voltage supplied from the control means. This mixing ratio is set to a value having a low viewing angle dependency of the dichroic GH liquid crystal element of the light control means. The dimming control range corresponds to the required specifications.

また、本発明の調光装置は、光学系と撮像手段との間に設けられ、予め定められた調光制御範囲となるように左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとが混合されて生成される電気調光素子からなるものであって、撮像手段から得られる光量情報に基づいて制御手段から供給される印加電圧により調光制御範囲に制御されるものである。   Further, the light control device of the present invention is provided between the optical system and the imaging means, and exhibits a left optical rotation and a right optical rotation so as to be in a predetermined light control range. It is composed of electric dimming elements generated by mixing, and is controlled within the dimming control range by the applied voltage supplied from the control means based on the light quantity information obtained from the imaging means.

調光装置は光学系と撮像手段との間に設けられる電気調光素子からなる。この電気調光素子は、予め定められた調光制御範囲となるように左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとが混合されて生成される。制御手段は撮像手段から得られる光量情報に基づいて調光装置を調光制御範囲に制御するための印加電圧を供給する。調光装置は制御手段から供給される印加電圧により予め定められた調光制御範囲となるように駆動される。この混合比率は調光手段の2色性GH液晶素子の視野角依存性の低い特性の値に設定される。また、調光制御範囲は要求される仕様に対応する。   The light control device is composed of an electric light control element provided between the optical system and the imaging means. This electric light control element is generated by mixing a device that exhibits left-handed rotation and a device that exhibits right-handed rotation so as to be in a predetermined light control range. The control means supplies an applied voltage for controlling the dimming device within the dimming control range based on the light amount information obtained from the imaging means. The dimming device is driven so as to be within a predetermined dimming control range by the applied voltage supplied from the control means. This mixing ratio is set to a value having a low viewing angle dependency of the dichroic GH liquid crystal element of the light control means. The dimming control range corresponds to the required specifications.

本発明によれば、この電気調光素子は、予め定められた調光制御範囲となるように左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとが混合されて生成されるので、撮像手段から得られる光量情報に基づいて調光手段を調光制御範囲に制御するための印加電圧が供給されると、供給される印加電圧により調光手段が予め定められた調光制御範囲となるように駆動し、入射光の光量を予め定められた調光制御範囲となるようにすることにより、調光手段として2色性GH液晶を用いてシェーディング現象の影響を受けることなく視野角依存が少ない撮像画像を得るようにすることができる。   According to the present invention, the electric dimmer element is generated by mixing the left rotatory power and the right rotatory power so as to be in a predetermined dimming control range. When an applied voltage for controlling the dimming means to the dimming control range is supplied based on the light amount information obtained from the means, the dimming means becomes a predetermined dimming control range by the supplied applied voltage. By using the dichroic GH liquid crystal as the dimming means, the viewing angle dependence can be made without being affected by the shading phenomenon. A small number of captured images can be obtained.

以下に、本発明の実施の形態について適宜図面を参照しながら詳細を説明する。
図1は、電気調光素子を組み込んだ撮像装置の光学系例を示す図である。図1においては、本実施の形態に用いられる調光手段である電気調光素子4を撮像装置1であるCCDカメラに組み込まれている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an optical system of an imaging apparatus incorporating an electric light control element. In FIG. 1, an electric light control element 4 which is a light control means used in the present embodiment is incorporated in a CCD camera which is an imaging device 1.

すなわち、撮像装置1において、一点鎖線で示す光軸10に沿って、レンズ前群に相当するレンズ群2及びレンズ群(ズーム用)3、レンズ後群に相当するレンズ群5及びレンズ群(フォーカス用)6、撮像面9を有するCCD8が適宜の間隔を置いてこの順に配設されている。そして、CCD8の前面には、赤外線カットフィルタ及び光学ローパスフィルタなどのフィルタ7が配置され、CCD8には撮像素子が収納されている。   That is, in the imaging apparatus 1, along the optical axis 10 indicated by the alternate long and short dash line, the lens group 2 and the lens group (for zooming) 3 corresponding to the front lens group, and the lens group 5 and the lens group (focus) corresponding to the rear lens group. 6) The CCD 8 having the image pickup surface 9 is arranged in this order at an appropriate interval. A filter 7 such as an infrared cut filter and an optical low-pass filter is disposed on the front surface of the CCD 8, and an image sensor is accommodated in the CCD 8.

レンズ群3とレンズ群5との間には、上述の2色性GH液晶からなる電気調光素子4が配置されている。なお、図示はしないが、電気調光素子4の前面の同じ光路上には光量調節(光量絞り)のための偏光板が取付けられている。フォーカス用のレンズ群6は、図示しないリニアモータにより光路に沿ってレンズ群5とCCD8との間を移動可能に配設され、また、ズーム用のレンズ群3は、光路に沿ってレンズ群2と電気調光素子との間を移動可能に配設されている。   Between the lens group 3 and the lens group 5, the electric dimmer element 4 made of the above-mentioned dichroic GH liquid crystal is disposed. Although not shown, a polarizing plate for light amount adjustment (light amount diaphragm) is attached on the same optical path on the front surface of the electric light control element 4. The focusing lens group 6 is arranged so as to be movable between the lens group 5 and the CCD 8 along the optical path by a linear motor (not shown), and the zoom lens group 3 is arranged along the optical path. And an electric dimmer element are movably disposed.

図2は、電気調光素子の構成例を示す図であり、図2Aは断面図、図2Bは斜視図である。図2は、図1に示した電気調光素子4である2色性GH液晶の例を示す。図2Aに示すように、電気調光素子21は、液晶22からなり、この液晶22の前面及び後面をそれぞれ透過率の高いガラス板24、25で挟み込むと共に周囲を他の部材で遮蔽したものである。   2A and 2B are diagrams illustrating a configuration example of the electric light control device, in which FIG. 2A is a cross-sectional view and FIG. 2B is a perspective view. FIG. 2 shows an example of a dichroic GH liquid crystal that is the electric light control element 4 shown in FIG. As shown in FIG. 2A, the electric light control element 21 is composed of a liquid crystal 22, and the front and rear surfaces of the liquid crystal 22 are sandwiched between glass plates 24 and 25 having high transmittance, respectively, and the periphery is shielded by other members. is there.

図2Bに示すように、このようにして構成された電気調光素子21の液晶22を図1に示した光軸10に沿って配置することができる。なお、図中、液晶22は厚みをつけて表しているが、実際には薄膜状に形成される。   As shown in FIG. 2B, the liquid crystal 22 of the electric dimmer 21 configured in this way can be arranged along the optical axis 10 shown in FIG. In the figure, the liquid crystal 22 is shown with a thickness, but is actually formed in a thin film shape.

さらに、液晶22には、図示しない制御手段から駆動するための印加電圧Vが供給される。この印加電圧Vは、液晶22を予め定められた調光制御範囲となるように設定される。この液晶22は、予め定められた調光制御範囲となるように後述する左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとが混合されて生成される。この混合の比率は、液晶22の視野角依存性の低い特性の値に設定される。   Further, an applied voltage V for driving the liquid crystal 22 from a control means (not shown) is supplied. The applied voltage V is set so that the liquid crystal 22 falls within a predetermined dimming control range. The liquid crystal 22 is generated by mixing a material that exhibits left-handed rotation and a device that exhibits right-handed rotation, which will be described later, so as to be in a predetermined dimming control range. The mixing ratio is set to a characteristic value having low viewing angle dependency of the liquid crystal 22.

以下に、色素の左旋光性及び右旋光性について説明する。
図7は、2色性GH液晶に用いられる色素の左旋光性及び右旋光性を模式的に示す図である。一般に、直線偏光が物質を通過するとき、その振動面を回転させる性質を旋光性ということが知られている。
Below, the left optical rotation and right optical rotation of a pigment | dye are demonstrated.
FIG. 7 is a diagram schematically showing the left optical rotation and right optical rotation of the pigment used in the dichroic GH liquid crystal. In general, when linearly polarized light passes through a substance, the property of rotating its vibration surface is known as optical rotation.

図7において、左旋光性色素71は、核71−1を中心として光の進行方向から見て左まわりに分子71−2,71−3,71−4,71−5がP、Q、R、Sの順で回転するように構成されるものである。また、右旋光性色素72は、核72−1を中心として光の進行方向から見て右回りに分子72−2,72−3,72−4,72−5がP、Q、R、Sの順で回転するように構成されるものである。左旋光性色素71と右旋光性色素72とは、例えば仮想的な鏡73に対して対称関係にあるものである。   In FIG. 7, the left-handed optically-rotating dye 71 has molecules 71-2, 71-3, 71-4, and 71-5 P, Q, and R counterclockwise as viewed from the light traveling direction with the nucleus 71-1. , S in this order. In addition, the dextrorotatory dye 72 has molecules 72-2, 72-3, 72-4, 72-5 in the clockwise direction as viewed from the light traveling direction centering on the nucleus 72-1, and P, Q, R, It is comprised so that it may rotate in order of S. The left rotatory dye 71 and the right rotatory dye 72 are in a symmetric relationship with respect to the virtual mirror 73, for example.

図8は、左旋光性を有する色素のみで構成される2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。図8は、左旋光性を有する色素のみで構成される2色性GH液晶素子単個を使用して実測したものである。
2色性の色素を含有した2色性GH液晶は、印加電圧A(最低)〜G(最高)によって縦軸に示す透過率が上昇したり低下したりする材料である。しかし、2色性色素の左旋光性及び右旋光性などの吸収異方性により、視野角特性を有しているため、横軸に示す入射光の入射角により縦軸に示す透過率が異なるいわゆるシェーディング特性を持っている。Aは無印加、Gは最大印加電圧である。
FIG. 8 is a diagram showing shading characteristics of a dichroic GH liquid crystal element composed only of a pigment having left-handed optical activity. FIG. 8 is an actual measurement using a single dichroic GH liquid crystal element composed only of a pigment having left-handed optical activity.
A dichroic GH liquid crystal containing a dichroic dye is a material in which the transmittance shown on the vertical axis increases or decreases depending on the applied voltage A (lowest) to G (highest). However, since it has viewing angle characteristics due to absorption anisotropy such as left-handed rotation and right-handed rotation of dichroic dye, the transmittance shown on the vertical axis depends on the incident angle of incident light shown on the horizontal axis. Has different so-called shading characteristics. A is no application, and G is the maximum applied voltage.

図8から、透過率の角度依存性は、入射画面の左右で若干の差異があるものの、略印加電圧C,B,D,E,F,G,Aの順に低くなっている。ここで、撮像装置のレンズユニットに2色性GH液晶素子を装着する場合には、入射角の比較的小さい位置に装着するのがよいことがわかる。しかし、近年の撮像装置の高解像度かつ小型化の要求の下では入射角の比較的大きい位置に装着せざるを得なくなるので、特に現在の撮像装置では、最大入射角25°の位置に装着することが求められている。   From FIG. 8, the angle dependency of the transmittance decreases in the order of substantially applied voltages C, B, D, E, F, G, and A, although there is a slight difference between the left and right of the incident screen. Here, it can be seen that when the dichroic GH liquid crystal element is attached to the lens unit of the image pickup apparatus, it is preferable to attach it at a relatively small incident angle. However, under the recent demand for high resolution and downsizing of image pickup devices, the image pickup devices must be mounted at a relatively large incident angle. Therefore, particularly in current image pickup devices, the image pickup device is mounted at a maximum incident angle of 25 °. It is demanded.

図9は、右旋光性を有する色素のみで構成される2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。図9は、右旋光性を有する色素のみで構成される2色性GH液晶素子単個を使用して実測したものである。
ここでも、印加電圧A(最低)〜G(最高)によって透過率が上昇したり低下したりすることがわかる。同様に、Aは無印加、Gは最大印加電圧である。図9から、この特性は図8と縦軸の中心に対して対称関係にあることを確認することができる。
FIG. 9 is a diagram showing the shading characteristics of a dichroic GH liquid crystal element composed only of a right-rotating pigment. FIG. 9 is an actual measurement using a single dichroic GH liquid crystal element composed only of a dye having right rotatory power.
Here again, it can be seen that the transmittance increases or decreases depending on the applied voltages A (lowest) to G (highest). Similarly, A is no application, and G is the maximum applied voltage. From FIG. 9, it can be confirmed that this characteristic is symmetric with respect to FIG. 8 with respect to the center of the vertical axis.

通常の場合、撮像装置のシェーディング規格は、図8,9の縦軸の透過率に示す中心部に対し、1±0.15内に入っていれば使用上問題はないことがわかっている。この理由は、撮像装置内に、シェーディング補正機能が装着されており、上述した規格内に入っていればシェーディング補正機能で対応することができるためである。   In normal cases, it is known that there is no problem in use if the shading standard of the imaging apparatus is within 1 ± 0.15 with respect to the central portion indicated by the transmittance on the vertical axis in FIGS. This is because a shading correction function is mounted in the imaging apparatus, and if it is within the above-mentioned standard, it can be handled by the shading correction function.

ところが、撮像装置のレンズユニットに2色性GH液晶素子を装着する条件は厳しいものであり、上述した図8,9における印加電圧C,B,D,Eの領域はシェーディング規格を満足しないものであるため、安定した撮影を求められる撮像装置の仕様を満足することができない。そのため、予め定められた調光制御範囲となるように左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとを混合して2色性GH液晶素子を生成して要求される調光制御範囲を拡大する必要がある。   However, the conditions for mounting the dichroic GH liquid crystal element on the lens unit of the imaging apparatus are severe, and the areas of applied voltages C, B, D, and E in FIGS. 8 and 9 described above do not satisfy the shading standard. For this reason, it is impossible to satisfy the specifications of an imaging apparatus that requires stable imaging. Therefore, a dimming control range required by generating a dichroic GH liquid crystal element by mixing a left rotatory light and a right rotatory light so that a predetermined dimming control range is obtained. Need to expand.

そこで、本発明の実施の形態では、2色性GH液晶素子の色素の左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとの混合の比率を、液晶の視野角依存性の低い特性の値に設定するようにして、シェーディングの影響をなくした撮像画像を得るようにしている。   Therefore, in the embodiment of the present invention, the ratio of the mixture of the left rotatory and the right rotatory of the dye of the dichroic GH liquid crystal element is set to a characteristic with low dependence on the viewing angle of the liquid crystal. By setting it to a value, a captured image that eliminates the influence of shading is obtained.

図3は、電気調光素子の2色性GH液晶における色素の重量比を示す図である。
図3に示すように、使用可能範囲34の第1の条件は、31で示す2色性GH液晶素子の色素の左旋光性32を示すものと右旋光性33を示すものとの混合の重量比率(%)を50対50にするものである。この第1の条件は、2色性GH液晶に含有している2色性色素の構成を左旋光性を示すものと右旋光性を示すものを重量比で等量ずつ混合したいわゆるラセミ体構造にすることにより、色素の吸収異方性をなくすようにするものである。
FIG. 3 is a diagram showing the weight ratio of the dye in the dichroic GH liquid crystal of the electric light control element.
As shown in FIG. 3, the first condition of the usable range 34 is that the mixture of the chromophoric GH liquid crystal element 31 indicated by the left-handed optical rotation 32 and the right-handed rotatory rotation 33 is mixed. The weight ratio (%) is 50:50. This first condition is a so-called racemic mixture in which the composition of the dichroic dye contained in the dichroic GH liquid crystal is mixed with an equivalence of a mixture of those showing left-handed rotation and those showing right-handed rotation in weight ratios. By adopting a structure, the absorption anisotropy of the dye is eliminated.

図4は、ラセミ体構造の色素で構成される2色性GH液晶素子のシェーディング特性
を示す図である。図4に示すように、印加電圧A(最低)〜G(最高)によって透過率が上昇したり低下したりすることがなく、Aの無印加からGの最大印加電圧までAと同じ特性である。この場合、全ての印加電圧A(最低)〜G(最高)の領域が上述したシェーディング規格を満足している。
FIG. 4 is a diagram showing shading characteristics of a dichroic GH liquid crystal element composed of a racemic dye. As shown in FIG. 4, the transmittance does not increase or decrease depending on the applied voltages A (lowest) to G (highest), and the same characteristics as A from no application of A to the maximum applied voltage of G. . In this case, all the applied voltages A (lowest) to G (highest) regions satisfy the shading standard described above.

また、使用可能範囲34の第2の条件は、31で示す2色性GH液晶素子の色素の左旋光性32を示すものと右旋光性33を示すものとの混合の重量比率(%)を80対20にするものである。この第2の条件は、2色性GH液晶に含有している2色性色素の構成を左旋光性を示すものと右旋光性を示すものを重量比が80対20で混合することにより、色素の吸収異方性を低減するようにするものである。   Further, the second condition of the usable range 34 is that the weight ratio (%) of the mixture of the chromophoric GH liquid crystal element indicated by 31 with the left rotatory rotation 32 and the right rotatory rotation 33 is shown. Is 80:20. This second condition is that the composition of the dichroic dye contained in the dichroic GH liquid crystal is mixed with the one showing the left optical rotation and the one showing the right optical rotation at a weight ratio of 80:20. The absorption anisotropy of the dye is reduced.

図5は、左旋光性を有する色素の重量対右旋光性を有する色素の重量比が80対20の色素構成となっている2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。この場合、横軸の画面右側では全ての印加電圧A(最低)〜G(最高)の領域で上述したシェーディング規格を満足している。これに対して、画面左側では印加電圧A、E、F、Gの領域だけが上述したシェーディング規格を満足している。   FIG. 5 is a diagram showing the shading characteristics of a dichroic GH liquid crystal element having a dye composition in which the weight ratio of the weight of a left-rotating dye to the right-rotating dye is 80:20. In this case, on the right side of the screen on the horizontal axis, the above-described shading standard is satisfied in all the applied voltages A (lowest) to G (highest) regions. On the other hand, on the left side of the screen, only the areas of applied voltages A, E, F, and G satisfy the shading standard described above.

また、使用可能範囲34の第4の条件は、31で示す2色性GH液晶素子の色素の左旋光性32を示すものと右旋光性33を示すものとの混合の重量比率(%)を20対80にするものである。この第4の条件も第2の条件と同様に、2色性GH液晶に含有している2色性色素の構成を左旋光性を示すものと右旋光性を示すものを重量比が20対80で混合することにより、色素の吸収異方性を低減するようにするものである。   Further, the fourth condition of the usable range 34 is that the weight ratio (%) of the mixture of the chromophoric GH liquid crystal element indicated by 31 with the left rotatory rotation 32 and the right rotatory rotation 33 is shown. Is 20 to 80. In the fourth condition, as in the second condition, the dichroic dye contained in the dichroic GH liquid crystal has a weight ratio of 20 which shows left-handed rotation and right-handed rotation. By mixing with the pair 80, the absorption anisotropy of the dye is reduced.

図6は、左旋光性を有する色素の重量対右旋光性を有する色素の重量比が20対80の色素構成となっている2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。この場合、横軸の画面左側では全ての印加電圧A(最低)〜G(最高)の領域で上述したシェーディング規格を満足している。これに対して、画面右側では印加電圧A、E、F、Gの領域だけが上述したシェーディング規格を満足している。   FIG. 6 is a diagram showing the shading characteristics of a dichroic GH liquid crystal element having a dye composition in which the weight ratio of the weight of the left rotatory dye to the right rotatory dye is 20:80. In this case, on the left side of the screen on the horizontal axis, all the applied voltages A (lowest) to G (highest) satisfy the above-described shading standard. On the other hand, on the right side of the screen, only the areas of applied voltages A, E, F, and G satisfy the shading standard described above.

したがって、使用可能範囲34の第3の条件は第2の条件と第4の条件の間であるため、上述したシェーディング規格を満足することになる。使用可能範囲34の第3の条件は、31で示す2色性GH液晶素子の色素の左旋光性32を示すものと右旋光性33を示すものとの混合の重量比率(%)を80対20〜20対80の間の比率にするものである。この第2の条件は、2色性GH液晶に含有している2色性色素の構成を左旋光性を示すものと右旋光性を示すものを重量比が80対20〜20対80の間の比率で混合することにより、色素の吸収異方性を低減するようにするものである。この場合、第3の条件は上述した範囲の比率から第1の条件を除いたものとなる。   Therefore, since the third condition of the usable range 34 is between the second condition and the fourth condition, the above-described shading standard is satisfied. The third condition of the usable range 34 is that the weight ratio (%) of the mixture of the dichroic GH liquid crystal element indicated by 31 with the left rotatory power 32 and the right rotatory power 33 is 80. The ratio is between 20-20: 80. This second condition is that the composition of the dichroic dye contained in the dichroic GH liquid crystal has a left optical rotation and a right optical rotation with a weight ratio of 80:20 to 20:80. The absorption anisotropy of the dye is reduced by mixing at a ratio of between. In this case, the third condition is obtained by removing the first condition from the ratio in the above-described range.

このように、使用可能範囲34の第1の条件〜第4の条件で2色性GH液晶素子の色素の左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとの混合の比率を設定することにより、シェーディングの影響をなくした撮像画像を得ることができる。   As described above, the mixing ratio between the one showing the left optical rotation and the one showing the right optical rotation of the dye of the dichroic GH liquid crystal element is set under the first to fourth conditions in the usable range 34. Thus, it is possible to obtain a captured image that eliminates the influence of shading.

このように図3に示した使用可能範囲34の第1の条件〜第4の条件で構成される電気調光素子の調光制御の動作を以下に説明する。
まず、図2に示したCPU11が図1に示したような光学系とCCD8との間に設けられる電気調光素子21を構成する2色性GH液晶22に対して、予め定められた調光制御範囲となるように駆動するための印加電圧Vを図3に示した使用可能範囲34の第1の条件〜第4の条件毎に設定する。この調光制御範囲は要求される仕様に対応する値とする。CPU11が設定した調光制御範囲に対応する印加電圧Vの値は、CPU11の設定動作により図3に示した使用可能範囲34の第1の条件〜第4の条件と対応してメモリに記憶される。このような設定動作は、例えば、撮像装置1の製造工程における調整段階で行うようにしてもよいし、また、電源投入時に行うようにしてもよい。
The operation of the dimming control of the electric dimming element configured under the first condition to the fourth condition in the usable range 34 shown in FIG. 3 will be described below.
First, the CPU 11 shown in FIG. 2 controls the dimming GH liquid crystal 22 constituting the electric dimming element 21 provided between the optical system as shown in FIG. The applied voltage V for driving to be in the control range is set for each of the first condition to the fourth condition in the usable range 34 shown in FIG. This dimming control range is a value corresponding to the required specification. The value of the applied voltage V corresponding to the dimming control range set by the CPU 11 is stored in the memory in correspondence with the first to fourth conditions of the usable range 34 shown in FIG. The Such a setting operation may be performed, for example, at an adjustment stage in the manufacturing process of the imaging apparatus 1 or may be performed when the power is turned on.

次に、撮像装置1の撮影時におけるフォーカス制御などが行われる各種調整時においてCCD8から得られる光量データDがCPU11に供給される。CPU11は、この光量データDに基づいて電気調光素子21が適切な調光制御範囲となるような印加電圧Vの値をメモリに記憶されている値の中から読み出す。   Next, light amount data D obtained from the CCD 8 is supplied to the CPU 11 during various adjustments in which focus control or the like is performed during photographing by the imaging device 1. Based on the light amount data D, the CPU 11 reads out the value of the applied voltage V from the value stored in the memory so that the electric dimming element 21 falls within an appropriate dimming control range.

CPUは、電気調光素子21を調光制御範囲に制御するために図3に示した使用可能範囲34の第1の条件〜第4の条件と対応してメモリに設定された印加電圧Vを読み出して、電気調光素子21に供給するように制御する。   The CPU controls the applied voltage V set in the memory in correspondence with the first condition to the fourth condition of the usable range 34 shown in FIG. 3 in order to control the electric dimming element 21 to the dimming control range. It controls to read and supply to the electric light control element 21. FIG.

このCPU11によって読み出された印加電圧Vにより、図3に示した使用可能範囲34の第1の条件〜第4の条件で構成される電気調光素子21が適切な調光制御範囲となるように調光制御される。なお、この印加電圧Vは、電気調光素子21の2色性GH液晶素子の視野角依存性の低い特性の値に設定されて予めメモリに記憶されているものである。   With the applied voltage V read out by the CPU 11, the electric dimmer 21 configured by the first condition to the fourth condition in the usable range 34 shown in FIG. 3 is set to an appropriate dimming control range. Dimming control is performed. The applied voltage V is set to a value having a low viewing angle dependency of the dichroic GH liquid crystal element of the electric dimmer 21 and is stored in the memory in advance.

また、上述した例では、電気調光素子21である2色性GH液晶素子の色素の左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとの混合の比率は図3に示した使用可能範囲34の第1の条件〜第4の条件のみを示したが、これに限らず、要求される調光制御範囲に応じて電気調光素子は上述した第3の条件の範囲で任意の比率で構成することができ、この場合、各2色性GH液晶素子に対して、最適な透過率を得る調光制御範囲となるような印加電圧Vの値を設定すればよい。   Further, in the above-described example, the ratio of the mixture of the pigment of the dichroic GH liquid crystal element, which is the electrochromic device 21, that shows the left optical rotation and the one that shows the right optical rotation, can be used as shown in FIG. Although only the first condition to the fourth condition of the range 34 are shown, the present invention is not limited to this, and the electric dimming element has an arbitrary ratio within the range of the third condition described above according to the required dimming control range. In this case, for each dichroic GH liquid crystal element, the value of the applied voltage V may be set so that the dimming control range for obtaining the optimum transmittance is obtained.

電気調光素子を組み込んだ撮像装置の光学系例を示す図である。It is a figure which shows the example of an optical system of the imaging device incorporating an electric light control element. 電気調光素子の構成例を示す図であり、図2Aは断面図、図2Bは斜視図である。It is a figure which shows the structural example of an electric light control element, FIG. 2A is sectional drawing, FIG. 2B is a perspective view. 電気調光素子の2色性GH液晶における色素の重量比を示す図である。It is a figure which shows the weight ratio of the pigment | dye in the dichroic GH liquid crystal of an electric light control element. ラセミ体構造の色素で構成される2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。It is a figure which shows the shading characteristic of the dichroic GH liquid crystal element comprised with the pigment | dye of a racemic structure. 左旋光性を有する色素の重量対右旋光性を有する色素の重量比が80対20の色素構成となっている2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。It is a figure which shows the shading characteristic of the dichroic GH liquid crystal element used as the pigment | dye structure whose weight ratio of the pigment | dye which has a left optical rotation and the pigment | dye which has a right optical rotation is 80:20. 左旋光性を有する色素の重量対右旋光性を有する色素の重量比が20対80の色素構成となっている2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。It is a figure which shows the shading characteristic of the dichroic GH liquid crystal element used as the pigment | dye composition whose weight ratio of the pigment | dye which has a left optical rotation and the pigment | dye which has a right optical rotation is 20:80. 2色性GH液晶に用いられる色素の左旋光性及び右旋光性を示す図である。It is a figure which shows the left rotatory power and right rotatory power of the pigment | dye used for a dichroic GH liquid crystal. 左旋光性を有する色素のみで構成される2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。It is a figure which shows the shading characteristic of the dichroic GH liquid crystal element comprised only with the pigment | dye which has a left optical rotation. 右旋光性を有する色素のみで構成される2色性GH液晶素子のシェーディング特性を示す図である。It is a figure which shows the shading characteristic of the dichroic GH liquid crystal element comprised only with the pigment | dye which has a right rotatory power.

符号の説明Explanation of symbols

1…撮像装置、2、3、5、6…レンズ群、4…電気調光素子、7…フィルタ、8…CCD、9…撮像面、10…光軸、21…電気調光素子、22…液晶、24、25…ガラス板、31…2色性GH液晶素子の色素の重量比、32…左旋光性、33…右旋光性、34…使用可能範囲 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging device 2, 3, 5, 6 ... Lens group, 4 ... Electric light control element, 7 ... Filter, 8 ... CCD, 9 ... Imaging surface, 10 ... Optical axis, 21 ... Electric light control element, 22 ... Liquid crystal, 24, 25 ... Glass plate, 31 ... Dye weight ratio of dichroic GH liquid crystal element, 32 ... Left rotation, 33 ... Right rotation, 34 ... Usable range

Claims (10)

光学系を介して撮像手段を用いて被写体を撮像する撮像装置において、
上記光学系と上記撮像手段との間に設けられ、予め定められた調光制御範囲となるように左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとが混合されて生成される電気調光素子からなる調光手段と、
上記撮像手段から得られる光量情報に基づいて上記調光手段を上記調光制御範囲に制御するための印加電圧を供給する制御手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
In an imaging device for imaging a subject using an imaging means via an optical system,
An electrical control provided between the optical system and the imaging means and generated by mixing a left optical rotation and a right optical rotation so that a predetermined dimming control range is obtained. A light control means comprising an optical element;
An imaging apparatus comprising: control means for supplying an applied voltage for controlling the dimming means within the dimming control range based on light amount information obtained from the imaging means.
請求項1に記載の撮像装置において、
上記電気調光素子は、2色性GH液晶素子であることを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
An image pickup apparatus, wherein the electrochromic device is a dichroic GH liquid crystal device.
請求項2に記載の撮像装置において、
上記2色性GH液晶素子の視野角依存性の低い特性の値に上記混合の比率が設定されることを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 2,
An image pickup apparatus, wherein the mixing ratio is set to a characteristic value having low viewing angle dependency of the dichroic GH liquid crystal element.
請求項1に記載の撮像装置において、
上記混合の比率は50対50であることを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
An image pickup apparatus, wherein the mixing ratio is 50:50.
請求項1に記載の撮像装置において、
上記混合の比率は50対50を除いた80対20〜20対80の間の比率であることを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
The above-mentioned mixing ratio is a ratio between 80:20 and 20:80 excluding 50:50.
光学系を介して撮像手段を用いて被写体を撮像する撮像装置に用いられる調光装置において、
上記光学系と上記撮像手段との間に設けられ、予め定められた調光制御範囲となるように左旋光性を示すものと右旋光性を示すものとが混合されて生成される電気調光素子からなるものであって、
上記撮像手段から得られる光量情報に基づいて制御手段から供給される印加電圧により上記調光制御範囲に制御されるものである
ことを特徴とする調光装置。
In a light control device used in an imaging device that images an object using an imaging means via an optical system,
An electrical control provided between the optical system and the imaging means and generated by mixing a left optical rotation and a right optical rotation so that a predetermined dimming control range is obtained. It consists of optical elements,
A dimming device, wherein the dimming control range is controlled by an applied voltage supplied from a control unit based on light amount information obtained from the imaging unit.
請求項6に記載の調光装置において、
上記電気調光素子は、2色性GH液晶素子であることを特徴とする調光装置。
The light control device according to claim 6,
The light control device is characterized in that the electric light control device is a dichroic GH liquid crystal device.
請求項7に記載の調光装置において、
上記2色性GH液晶素子の視野角依存性の低い特性の値に上記混合の比率が設定されることを特徴とする調光装置。
In the light modulation apparatus of Claim 7,
The light control device according to claim 1, wherein the mixing ratio is set to a characteristic value having low viewing angle dependency of the dichroic GH liquid crystal element.
請求項6に記載の調光装置において、
上記混合の比率は50対50であることを特徴とする調光装置。
The light control device according to claim 6,
A dimmer characterized in that the mixing ratio is 50:50.
請求項6に記載の調光装置において、
上記混合の比率は50対50を除いた80対20〜20対80の間の比率であることを特徴とする調光装置。
The light control device according to claim 6,
The dimming device according to claim 1, wherein the mixing ratio is a ratio between 80:20 and 20:80 excluding 50:50.
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