JP2010014789A - Strobe light emitting unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラ本体に接続されて撮影時のユーザの操作に応じて発光するストロボ発光ユニットに関し、特に、発光を散乱させる機構を備えたストロボ発光ユニットに関する。 The present invention relates to a strobe light emitting unit that is connected to a camera body and emits light in response to a user's operation at the time of shooting, and particularly relates to a strobe light emitting unit having a mechanism for scattering light emission.
発光機能を内蔵していないカメラを使用するユーザは、暗い環境下で使用する場合には、明るい画像を得るためにカメラ本体にストロボ発光ユニットを接続して、撮影時にシャッタに同期させてストロボ発光ユニットを発光させることが多い。また、ストロボ発光ユニットが内蔵されたカメラを使用する場合には、暗い環境下で使用する場合には、撮影時に、カメラに内蔵されているストロボ発光ユニットをシャッタに同期させて発光させる。しかし、撮影時にストロボ発光ユニットを発光させると、人物撮影では瞳が赤く写る赤目現象が生ずることがある。また、得られる画像において背景が明るすぎたり陰影が強く現れる現象が生ずる場合がある。 When using a camera that does not have a built-in flash function, when using it in a dark environment, connect a flash unit to the camera to obtain a bright image, and synchronize with the shutter during shooting. The unit often emits light. Also, when using a camera with a built-in strobe light emitting unit, when using in a dark environment, the strobe light emitting unit built in the camera is caused to emit light in synchronization with the shutter during shooting. However, if the strobe light emitting unit emits light during shooting, a red-eye phenomenon may occur in which the pupil appears red in person shooting. In addition, in the obtained image, there may be a phenomenon in which the background is too bright or a shadow appears strongly.
それらの現象を防止するために、ストロボ発光ユニットの前部に、ディフューザ（光拡散板）が装着されることがある。ディフューザは、ストロボ発光ユニットからの光を拡散させて、被写体を一様に照明できるようにし、赤目現象を緩和したり、陰影が強く現れる現象を緩和する。以下、ストロボ発光ユニットからの光を拡散させる機能をディフューザ機能という。 In order to prevent these phenomena, a diffuser (light diffusing plate) may be attached to the front of the strobe light emitting unit. The diffuser diffuses the light from the strobe light emitting unit so that the subject can be illuminated uniformly, thereby mitigating the red-eye phenomenon and the phenomenon of strong shadows. Hereinafter, the function of diffusing light from the strobe light emitting unit is referred to as a diffuser function.
また、ディフューザをストロボ発光ユニットに装着したり外したりするユーザの手間をなくすために、ディフューザに代えて、光の散乱度を調整可能な液晶層を設けたストロボ光拡散機構が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。 In addition, a strobe light diffusing mechanism is known in which a liquid crystal layer capable of adjusting the degree of light scattering is provided in place of the diffuser in order to eliminate the user's trouble of attaching or removing the diffuser to or from the strobe light emitting unit. For example, see Patent Documents 1 and 2).
しかし、特許文献１に記載されたストロボ光拡散機構では、液晶層に電圧が印加されていないときの散乱度が高く、印加電圧が高くなると光の透過率が高くなる。ディフューザ機能を使用しないときには、ストロボ発光を散乱させないようにすることが求められることから、ストロボ光拡散機構に対して電圧を印加しておく必要がある。一般に、ディフューザ機能は常時使用されるというわけではないので、ストロボ光拡散機構の消費電力が高くなる。 However, in the strobe light diffusion mechanism described in Patent Document 1, the degree of scattering is high when no voltage is applied to the liquid crystal layer, and the light transmittance increases as the applied voltage increases. When the diffuser function is not used, it is required not to scatter the strobe light emission, so it is necessary to apply a voltage to the strobe light diffusion mechanism. Generally, since the diffuser function is not always used, the power consumption of the strobe light diffusion mechanism is increased.
特許文献２に記載されたストロボ光拡散機構では、液晶層に電圧が印加されていないときには散乱度が低い（透過率が高い）ので、ストロボ発光させないときに常に電圧を印加しておく必要はない。よって、特許文献１に記載されたストロボ光拡散機構と比較すると、消費電力は低くなる。しかし、一般的に使用される液晶の応答速度は高くないので、ディフューザ機能を発揮させようとした時点で電圧の印加を開始しても、ストロボ発光時に液晶による散乱度が高くなっていないおそれがある。例えば、ストロボ発光に同期させて液晶に対する電圧の印加を開始するように構成した場合には、ディフューザ機能が発揮されないおそれがある。また、特許文献２に記載されたストロボ光拡散機構では、主として、ゲスト−ホスト形の液晶が用いられているが、ゲスト−ホスト形の液晶は色素が混ぜられていることから、透過光が着色し、被写体に対して色が付いた光が照射されてしまう。その結果、カメラで撮影した画像が、本来の色とずれた色の画像になってしまうおそれがある。 In the stroboscopic light diffusion mechanism described in Patent Document 2, since the degree of scattering is low (transmittance is high) when no voltage is applied to the liquid crystal layer, it is not necessary to always apply a voltage when the stroboscopic light is not emitted. . Therefore, compared with the strobe light diffusion mechanism described in Patent Document 1, the power consumption is low. However, since the response speed of commonly used liquid crystals is not high, there is a possibility that even when voltage application is started at the time when the diffuser function is to be performed, the degree of scattering by the liquid crystals does not increase during strobe emission. is there. For example, if the application of voltage to the liquid crystal is started in synchronization with strobe light emission, the diffuser function may not be exhibited. In the strobe light diffusion mechanism described in Patent Document 2, guest-host type liquid crystal is mainly used. However, since guest-host type liquid crystal is mixed with a dye, transmitted light is colored. Then, colored light is irradiated on the subject. As a result, there is a risk that an image captured by the camera will be an image of a color that deviates from the original color.
そこで、本発明は、使用時の消費電力を低く抑えつつ、着色等の劣化を生じさせずにディフューザ機能を発揮させることができるストロボ発光ユニットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a strobe light emitting unit that can exhibit a diffuser function without causing deterioration such as coloring while suppressing power consumption during use.
本発明によるストロボ発光ユニットは、透明な一対の電極付き基板間に挟持され、電圧無印加時に光透過状態（以下、透過状態という。）になり電圧印加時に光散乱状態（以下、散乱状態という。）になる液晶／硬化物複合体が、光源の前部に設けられ、光源の発光に連動して液晶／硬化物複合体を散乱状態にすることを特徴とする。 The strobe light emitting unit according to the present invention is sandwiched between a pair of transparent substrates with electrodes, and is in a light transmission state (hereinafter referred to as a transmission state) when no voltage is applied, and is in a light scattering state (hereinafter referred to as a scattering state) when a voltage is applied. The liquid crystal / cured material complex is provided in the front part of the light source, and the liquid crystal / cured material complex is in a scattering state in conjunction with the light emission of the light source.
液晶／硬化物複合体における液晶は、例えばネマチック液晶である。 The liquid crystal in the liquid crystal / cured material composite is, for example, a nematic liquid crystal.
光源の非発光時に液晶／硬化物複合体を透過状態にするように構成されていることが好ましい。 It is preferable that the liquid crystal / cured product composite be in a transmissive state when the light source is not emitting light.
液晶／硬化物複合体の厚さが６〜２０μｍの間の厚さであることが好ましい。 The thickness of the liquid crystal / cured material composite is preferably between 6 and 20 μm.
また、本発明によるカメラは、上記のように構成されたストロボ発光ユニットを搭載したカメラである。 The camera according to the present invention is a camera equipped with the strobe light emitting unit configured as described above.
本発明によれば、透過状態と散乱状態との間の応答時間が短い高速の液晶／硬化物複合体を用いることによって、使用時の消費電力を低く抑えつつ、良好なディフューザ機能を発揮させることができる。 According to the present invention, by using a high-speed liquid crystal / cured material composite with a short response time between a transmission state and a scattering state, a good diffuser function can be exhibited while suppressing power consumption during use. Can do.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明によるストロボ発光ユニットとカメラとの接続状態を模式的に示す模式図である。図１に示すように、ストロボ発光ユニット４は、カメラ１とシンクロコード５で接続される。ストロボ発光ユニット４は、ストロボ本体３の前方（被写体側）に液晶光学素子２が設置された構造のものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view schematically showing a connection state between a strobe light emitting unit and a camera according to the present invention. As shown in FIG. 1, the strobe light emitting unit 4 is connected to the camera 1 by a sync cord 5. The strobe light emitting unit 4 has a structure in which the liquid crystal optical element 2 is installed in front of the strobe body 3 (subject side).
なお、液晶光学素子２は、ストロボ本体３に密着するように設置されてもよいし、ストロボ本体３からやや離間して設置されてもよい。また、ストロボ発光ユニット４は、カメラ１に、直接取り付けることが可能な構造を有するものであってもよい。 The liquid crystal optical element 2 may be installed so as to be in close contact with the strobe body 3 or may be installed slightly apart from the strobe body 3. The strobe light emitting unit 4 may have a structure that can be directly attached to the camera 1.
図２は、ストロボ本体３の構成例を液晶光学素子２とともに示すブロック図である。液晶光学素子２以外のものが、ストロボ本体３の構成要素である。図２に示す例では、ストロボ本体３には、光源としての放電管３１、放電管３１からの発光を前方（被写体側）に反射するためのリフレクタ３２、点灯回路３３、ドライバ３４、およびシンクロコード５を介してカメラ１から信号を受ける制御回路３５が設けられている。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the strobe body 3 together with the liquid crystal optical element 2. Components other than the liquid crystal optical element 2 are constituent elements of the strobe body 3. In the example shown in FIG. 2, the strobe body 3 includes a discharge tube 31 as a light source, a reflector 32 for reflecting light emitted from the discharge tube 31 forward (subject side), a lighting circuit 33, a driver 34, and a sync cord. A control circuit 35 for receiving a signal from the camera 1 via 5 is provided.
点灯回路３３は、充電可能な蓄電素子を有し、スイッチ（図示せず）がオンされると蓄電素子を充電する。制御回路３５は、カメラ１からシャッタオンに同期した同期信号を入力すると、点灯回路３３に点灯指示信号を出力する。点灯回路３３は、点灯指示信号が入力されると、蓄電素子による電力を利用して放電管３１を点灯させて発光させる。 The lighting circuit 33 has a chargeable storage element, and charges the storage element when a switch (not shown) is turned on. The control circuit 35 outputs a lighting instruction signal to the lighting circuit 33 when a synchronization signal synchronized with the shutter on is input from the camera 1. When the lighting instruction signal is input, the lighting circuit 33 lights the discharge tube 31 using the electric power from the power storage element to emit light.
また、制御回路３５は、カメラ１から同期信号を入力すると、ドライバ３４に駆動オン信号を出力する。ドライバ３４は、駆動オン信号が入力されると、液晶光学素子２に電圧を印加する。制御回路３５は、駆動オン信号を出力した後、所定時間が経過すると、ドライバ３４に駆動オフ信号を出力する。ドライバ３４は、駆動オフ信号が入力されると、液晶光学素子２に電圧を印加しない状態になる。すなわち、液晶光学素子２は、電圧無印加状態になる。なお、所定時間は、放電管３１が点灯している時間に相当する。従って、ドライバ３４は、光源の点灯していないときには液晶光学素子２を透過状態にする。 The control circuit 35 outputs a drive-on signal to the driver 34 when a synchronization signal is input from the camera 1. The driver 34 applies a voltage to the liquid crystal optical element 2 when the drive-on signal is input. The control circuit 35 outputs a drive-off signal to the driver 34 when a predetermined time has elapsed after outputting the drive-on signal. When the drive-off signal is input, the driver 34 does not apply a voltage to the liquid crystal optical element 2. That is, the liquid crystal optical element 2 is in a state in which no voltage is applied. The predetermined time corresponds to the time during which the discharge tube 31 is lit. Accordingly, the driver 34 brings the liquid crystal optical element 2 into a transmissive state when the light source is not turned on.
図３は、本実施の形態で使用可能な液晶光学素子２の印加電圧−透過率特性の一例を示す説明図である。図３に例示する特性を有する液晶光学素子２を使用する場合には、ドライバ３４は、駆動オン信号が入力されると、液晶光学素子２に３０Ｖ以上の電圧を印加する。透過率は、入射光量に対して、液晶光学素子２の面に垂直な方向から５゜以内の角度で出射する光量の割合であるとする。なお、この角度を「見こみ角」という。また、透過率が最大値（飽和状態の値）に対して９０％以上になっている状態を透過状態とし、透過率が最大値に対して９０％未満になっている状態を散乱状態とする。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of applied voltage-transmittance characteristics of the liquid crystal optical element 2 usable in the present embodiment. When the liquid crystal optical element 2 having the characteristics illustrated in FIG. 3 is used, the driver 34 applies a voltage of 30 V or more to the liquid crystal optical element 2 when a drive-on signal is input. The transmittance is the ratio of the amount of light emitted at an angle within 5 ° from the direction perpendicular to the surface of the liquid crystal optical element 2 with respect to the amount of incident light. This angle is referred to as a “look angle”. Further, a state in which the transmittance is 90% or more with respect to the maximum value (saturated value) is defined as a transmission state, and a state in which the transmittance is less than 90% with respect to the maximum value is defined as a scattering state. .
図３に示す例では、透過率の最大値は８２％であり、透過率が７３．８％以上になっている状態が透過状態である。従って、ここでは、透過率（の絶対値）が７３．８％未満になっている状態が散乱状態である。この散乱状態のうち、例えば透過率が最大値に対して１０％以下になるようにするには高電圧を印加するが、電圧の変動に対して透過率が安定する特性を有する。また、同じ散乱状態として透過率が最大値に対して１０〜９０％の間で制御してもよく、その場合、所望の透過率を得るために電圧の変動が小さくなるように制御するとよい。 In the example shown in FIG. 3, the maximum value of the transmittance is 82%, and the state where the transmittance is 73.8% or more is the transmissive state. Therefore, here, the state in which the transmittance (the absolute value thereof) is less than 73.8% is the scattering state. In this scattering state, for example, a high voltage is applied to make the transmittance 10% or less with respect to the maximum value, but the transmittance is stable with respect to voltage fluctuation. Further, in the same scattering state, the transmittance may be controlled between 10% and 90% with respect to the maximum value. In that case, in order to obtain a desired transmittance, it is preferable to control the fluctuation of the voltage to be small.
図４は、液晶光学素子２の一構成例を示す模式的断面図である。図４において、一対の基板１０１，１０８の相対する面には、透明電極１０２，１０７が設けられる。さらに内側には配向膜１０３，１０６が設けられる。そして、配向膜１０３，１０６の間に、液晶を含み、スペーサ（図示せず）によって厚みが制御された複合体層１０４が挟持される。そして、シール層１０５によって複合体層１０４が封止される。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the liquid crystal optical element 2. In FIG. 4, transparent electrodes 102 and 107 are provided on opposing surfaces of the pair of substrates 101 and 108. Further, alignment films 103 and 106 are provided on the inner side. A composite layer 104 containing liquid crystal and having a thickness controlled by a spacer (not shown) is sandwiched between the alignment films 103 and 106. Then, the composite layer 104 is sealed by the seal layer 105.
基板１０１，１０８の材質は、透明性が確保できれば特に限定されない。基板１０１，１０８として、ガラス基板やプラスチック基板を使用することができる。また、表示素子１の形状は、平面状である必要はなく湾曲していてもよい。 The materials of the substrates 101 and 108 are not particularly limited as long as transparency can be secured. As the substrates 101 and 108, glass substrates or plastic substrates can be used. Moreover, the shape of the display element 1 does not need to be planar, and may be curved.
また、基板１０１，１０８上に設けられる透明電極１０２，１０７として、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）のような金属酸化物などの透明な電極材料を使用することができる。以下、透明電極１０２，１０７が設けられた基板１０１，１０８を電極付き基板という。 Further, as the transparent electrodes 102 and 107 provided on the substrates 101 and 108, a transparent electrode material such as a metal oxide such as ITO (indium oxide-tin oxide) can be used. Hereinafter, the substrates 101 and 108 provided with the transparent electrodes 102 and 107 are referred to as substrates with electrodes.
複合体層１０４は、透明な一対の電極付き基板間に、液晶とその液晶に溶解可能な硬化性化合物とを含有する組成物を挟持させ、熱や紫外線、電子線などの手段を用いて硬化性化合物を硬化させて複合体（液晶／硬化物複合体）として形成される。 The composite layer 104 has a composition containing a liquid crystal and a curable compound soluble in the liquid crystal sandwiched between a pair of transparent substrates with electrodes, and is cured using means such as heat, ultraviolet rays, or an electron beam. The organic compound is cured to form a composite (liquid crystal / cured product composite).
用いる液晶は、誘電異方性が正でも負でもよいが、透過状態と散乱状態の切り替えに要する応答時間を短くするために、液晶の粘度が低く、さらに誘電異方性が負の液晶を用いることが好ましい。 The liquid crystal used may be positive or negative in dielectric anisotropy, but in order to shorten the response time required for switching between the transmission state and the scattering state, a liquid crystal having a low liquid crystal viscosity and a negative dielectric anisotropy is used. It is preferable.
誘電率異方性が負の液晶を使用する場合には、電極付き基板において、複合体層１０４と接触する側に液晶分子のプレチルト角が基板表面に対して６０度以上であるようにする処理が施されていると、配向欠陥を少なくすることができ、透明性が向上するため好ましい。この場合、ラビング処理を施さなくてもよい。プレチルト角は７０度以上であることがより好ましい。なお、プレチルト角を、基板表面に垂直の方向を９０度として規定する。 In the case of using a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, in a substrate with an electrode, a treatment for making the pretilt angle of liquid crystal molecules 60 ° or more with respect to the substrate surface on the side in contact with the composite layer 104 Is preferred because it can reduce alignment defects and improve transparency. In this case, the rubbing process may not be performed. The pretilt angle is more preferably 70 degrees or more. The pretilt angle is defined as 90 degrees in the direction perpendicular to the substrate surface.
複合体層１０４を形成する複合体を構成する液晶として、公知の液晶から適宜選択できる。配向膜１０３，１０６により未硬化の液晶を含む組成物のプレチルト角を制御することができる電極付き基板を用いることによって、誘電率異方性が正の液晶も誘電率異方性が負の液晶も使用可能であるが、より高い透明性や応答速度の面では誘電率異方性が負の液晶が好ましい。配向膜にラビング処理を施すこともできる。また、駆動電圧を低下させるためには誘電率異方性の絶対値が大きい方が好ましい。 The liquid crystal constituting the composite forming the composite layer 104 can be appropriately selected from known liquid crystals. By using a substrate with an electrode that can control the pretilt angle of the composition containing uncured liquid crystal by the alignment films 103 and 106, a liquid crystal with positive dielectric anisotropy and a liquid crystal with negative dielectric anisotropy are used. However, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is preferable in terms of higher transparency and response speed. The alignment film can also be rubbed. In order to reduce the driving voltage, it is preferable that the absolute value of dielectric anisotropy is large.
また、複合体を構成する硬化性化合物も透明性を有することが好ましい。さらに、硬化後に、電圧を印加したときに液晶のみが応答するように液晶と硬化性化合物とが分離していると、駆動電圧を下げることができるので好ましい。 Moreover, it is preferable that the curable compound which comprises a composite also has transparency. Furthermore, it is preferable that the liquid crystal and the curable compound are separated so that only the liquid crystal responds when a voltage is applied after curing, because the driving voltage can be lowered.
本発明では、液晶に溶解可能な硬化性化合物のうち、未硬化時の液晶と硬化性化合物との混合物の配向状態を制御可能であって、硬化する際に高い透明性を保持することができる硬化性化合物が使用される。 In the present invention, among the curable compounds that can be dissolved in the liquid crystal, the alignment state of the mixture of the liquid crystal and the curable compound when uncured can be controlled, and high transparency can be maintained when cured. A curable compound is used.
硬化性化合物として、式（１）の化合物や式（２）の化合物を例示できる。
Ａ１−Ｏ−（Ｒ１）ｍ―Ｏ―Ｚ―Ｏ―（Ｒ２）ｎＯ―Ａ２ ・・・式（１）
Ａ３−（ＯＲ３）ｏ―Ｏ―Ｚ’―Ｏ―（Ｒ４Ｏ）ｐ―Ａ４ ・・・式（２）
Examples of the curable compound include a compound of formula (1) and a compound of formula (2).
A 1 —O— (R 1 ) m —O—Z—O— (R 2 ) n O—A 2 Formula (1)
A 3- (OR 3 ) o —O—Z′—O— (R 4 O) p —A 4 ... (2)
ここで、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のそれぞれは、独立的に、硬化部位となるアクリロイル基、メタクリロイル基、グリシジル基またはアリル基であり、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれは、独立的に、炭素数２〜６のアルキレン基であり、Ｚ，Ｚ’のそれぞれは、独立的に、２価のメソゲン構造部であり、ｍ，ｎ，ｏ，ｐのそれぞれは、独立的に、１〜１０の整数である。ここで、「独立的に」とは、組み合わせが任意であって、どのような組み合わせも可能であることを意味する。 Here, each of A 1 , A 2 , A 3 , and A 4 is independently an acryloyl group, methacryloyl group, glycidyl group, or allyl group that becomes a curing site, and R 1 , R 2 , R 3 , R Each of 4 is independently an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, each of Z and Z ′ is independently a divalent mesogenic structure, and each of m, n, o, and p Is independently an integer from 1 to 10. Here, “independently” means that the combination is arbitrary and any combination is possible.
式（１）および式（２）におけるメソゲン構造Ｚ，Ｚ’と硬化部位Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４との間に、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を含む分子運動性の高いオキシアルキレン構造を導入することによって、硬化時に、硬化過程において硬化部位の分子運動性を向上でき、短時間で十分に硬化させることが可能になる。 Molecular motion including R 1 , R 2 , R 3 , R 4 between the mesogenic structures Z, Z ′ and the cured sites A 1 , A 2 , A 3 , A 4 in the formulas (1) and (2) By introducing a highly functional oxyalkylene structure, the molecular mobility of the cured site can be improved during the curing process during curing, and it can be sufficiently cured in a short time.
式（１）および式（２）における硬化部位Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、光硬化や熱硬化が可能な上記の官能基であればいずれでもよいが、なかでも、硬化時の温度を制御できることから光硬化に適するアクリロイル基、メタクリロイル基であることが好ましい。 The curing sites A 1 , A 2 , A 3 , and A 4 in the formulas (1) and (2) may be any functional group as long as they can be photocured or thermally cured. It is preferable that it is an acryloyl group and a methacryloyl group suitable for photocuring.
式（１）および式（２）におけるＲ１，Ｒ２，Ｒ３およびＲ４の炭素数については、その分子運動性の観点から１〜６が好ましく、炭素数２のエチレン基および炭素数３のプロピレン基がさらに好ましい。 The carbon number of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in formula (1) and formula (2) is preferably 1 to 6 from the viewpoint of molecular mobility, and an ethylene group having 2 carbon atoms and 3 carbon atoms. The propylene group is more preferable.
式（１）および式（２）におけるメソゲン構造部Ｚ，Ｚ’として、１，４−フェニレン基の連結したポリフェニレン基を例示できる。１，４−フェニレン基の一部または全部を１，４−シクロへキシレン基で置換したものであってもよい。また、１，４−フェニレン基や置換した１，４−シクロへキシレン基の水素原子の一部または全部が、炭素数１〜２のアルキル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基などの置換基で置換されていてもよい。 Examples of the mesogen structure parts Z and Z ′ in the formulas (1) and (2) include polyphenylene groups in which 1,4-phenylene groups are linked. A part or all of the 1,4-phenylene group may be substituted with a 1,4-cyclohexylene group. In addition, some or all of the hydrogen atoms of the 1,4-phenylene group or the substituted 1,4-cyclohexylene group are substituted with alkyl groups having 1 to 2 carbon atoms, halogen atoms, carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups, or the like. It may be substituted with a group.
好ましいメソゲン構造部Ｚ，Ｚ’として、１，４−フェニレン基が２個連結したビフェニレン基（以下、１，４−フェニレン基が２個連結したビフェニレン基を４，４−ビフェニレン基ともいう。）、３個連結したターフェニレン基、およびこれらの水素原子の１〜４個が、炭素数１〜２のアルキル基、フッ素原子、塩素原子またはカルボキシル基に置換されたものを挙げることができる。最も好ましいものは、置換基を有しない４，４−ビフェニレン基である。メソゲン構造部を構成する１，４−フェニレン基または１，４−シクロへキシレン基同士の結合は全て単結合でもよいし、以下に示すいずれかの結合でもよい。 As preferable mesogen structure parts Z and Z ′, a biphenylene group in which two 1,4-phenylene groups are linked (hereinafter, a biphenylene group in which two 1,4-phenylene groups are linked is also referred to as a 4,4-biphenylene group). Examples include three linked terphenylene groups, and 1 to 4 of these hydrogen atoms substituted with an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, or a carboxyl group. Most preferred is a 4,4-biphenylene group having no substituent. All the bonds between 1,4-phenylene groups or 1,4-cyclohexylene groups constituting the mesogenic structure may be single bonds or any of the following bonds.
式（１）および式（２）におけるｍ，ｎ，ｏ，ｐは、それぞれ独立的に、１〜１０であることが好ましく、１〜４がさらに好ましい。あまり大きいと液晶との相溶性が低下し、硬化後の電気光学素子の透明性を低下させるからである。 M, n, o, and p in Formula (1) and Formula (2) are each independently preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 4. This is because if it is too large, the compatibility with the liquid crystal is lowered and the transparency of the electro-optical element after curing is lowered.
図５に、本発明において使用できる硬化性化合物の例を示す。液晶と硬化性化合物とを含有する組成物は、式（１），（２）で表される硬化性化合物を含め、複数の硬化性化合物を含有していてもよい。例えば、組成物に、式（１）および式（２）においてｍ，ｎ，ｏ，ｐの異なる複数の硬化性化合物を含有させると、液晶との相溶性を向上させることができる場合がある。 FIG. 5 shows examples of curable compounds that can be used in the present invention. The composition containing a liquid crystal and a curable compound may contain a plurality of curable compounds including the curable compounds represented by the formulas (1) and (2). For example, when the composition contains a plurality of curable compounds having different m, n, o, and p in the formulas (1) and (2), the compatibility with the liquid crystal may be improved.
液晶と硬化性化合物とを含有する組成物は硬化触媒を含有していてもよい。光硬化の場合、ベンゾインエーテル系、アセトフェノン系、フォスフィンオキサイド系などの一般に光硬化性樹脂に用いられる光重合開始剤を使用できる。熱硬化の場合は、硬化部位の種類に応じて、パーオキサイド系、チオール系、アミン系、酸無水物系などの硬化触媒を使用でき、また、必要に応じてアミン類などの硬化助剤を使用することもできる。 The composition containing a liquid crystal and a curable compound may contain a curing catalyst. In the case of photocuring, a photopolymerization initiator generally used for photocurable resins such as benzoin ether, acetophenone, and phosphine oxide can be used. In the case of thermosetting, a curing catalyst such as peroxide, thiol, amine, or acid anhydride can be used depending on the type of curing site, and if necessary, a curing aid such as amines can be added. It can also be used.
硬化触媒の含有量は、含有する硬化性化合物の２０重量％以下が好ましく、硬化後に硬化樹脂の高い分子量や高い比抵抗が要求される場合は０．１〜５重量％とすることがさらに好ましい。 The content of the curing catalyst is preferably 20% by weight or less of the curable compound to be contained, and more preferably 0.1 to 5% by weight when a high molecular weight or high specific resistance of the cured resin is required after curing. .
液晶分子を、基板表面に対してプレチルト角が６０度以上になるように配向させる処理方法として、垂直配向剤を使用する方法がある。垂直配向剤を使用する方法として、例えば、界面活性剤を用いる方法や、アルキル基やフルオロアルキル基を含むシランカップリング剤などで基板界面を処理する方法、または日産化学工業社製のＳＥ１２１１やＪＳＲ社製のＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３等の市販の垂直配向剤を用いる方法がある。垂直配向状態から任意の方向に液晶分子が倒れた状態を作るためには、公知のどのような方法を採用してもよい。垂直配向剤をラビングしてもよい。また、電圧が基板１０１，１０８に対して斜めに印加されるように、透明電極１０１，１０７にスリットを設けたり、電極１０１，１０７上に三角柱を配置する方法を採用してもよい。また、特定方向に液晶分子を倒すような手段を用いなくてもよい。 As a processing method for aligning liquid crystal molecules so that the pretilt angle is 60 degrees or more with respect to the substrate surface, there is a method using a vertical alignment agent. As a method using a vertical alignment agent, for example, a method using a surfactant, a method of treating a substrate interface with a silane coupling agent containing an alkyl group or a fluoroalkyl group, or SE1211 or JSR manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. There is a method using a commercially available vertical alignment agent such as JALS-682-R3 manufactured by the company. In order to create a state in which the liquid crystal molecules are tilted in an arbitrary direction from the vertical alignment state, any known method may be adopted. The vertical alignment agent may be rubbed. Alternatively, a method may be employed in which a slit is provided in the transparent electrodes 101 and 107 or a triangular prism is disposed on the electrodes 101 and 107 so that the voltage is applied obliquely to the substrates 101 and 108. Further, it is not necessary to use means for tilting the liquid crystal molecules in a specific direction.
二つの基板１０１，１０８間にある複合体層１０４の厚さを、スペーサ等で規定することができる。その厚さは６〜２０μｍが好ましい。複合体層１０４の厚さが薄すぎると作製が難しくなり、厚すぎると駆動電圧が上昇する傾向が増大するため好ましくない場合が多いからである。 The thickness of the composite layer 104 between the two substrates 101 and 108 can be defined by a spacer or the like. The thickness is preferably 6 to 20 μm. This is because if the thickness of the composite layer 104 is too thin, it is difficult to manufacture, and if it is too thick, the drive voltage tends to increase, which is not preferable in many cases.
シール層１０５として、透明性の高い樹脂であれば公知のどのようなものを使用することも可能である。 Any known material can be used as the sealing layer 105 as long as it is a highly transparent resin.
以上のように作製された複合体層１０４（液晶／硬化物複合体の層）を含む液晶光学素子２は、表示画素の透過状態と散乱状態との間の応答時間が５ｍｓよりも短く非常に速い応答速度を実現することができる。 The liquid crystal optical element 2 including the composite layer 104 (liquid crystal / cured product composite layer) manufactured as described above has a very short response time between the transmission state and the scattering state of the display pixel of less than 5 ms. A fast response speed can be realized.
液晶光学素子２において、図４に示された素子を複数枚用いてもよい。また、液晶光学素子２に対する耐衝撃性を増すために、上下の基板１０１，１０８を固定させてもよい。 In the liquid crystal optical element 2, a plurality of elements shown in FIG. 4 may be used. Further, in order to increase the impact resistance to the liquid crystal optical element 2, the upper and lower substrates 101 and 108 may be fixed.
以下に本発明の実施例を示す。実施例中、「部」は重量部を意味する。 Examples of the present invention are shown below. In the examples, “parts” means parts by weight.
誘電率異方性が負であるネマチック液晶（Ｔｃ＝９８℃、Δε＝−５．６、Δｎ＝０．２２０）８５部と、図５（ａ）に示す二官能重合化合物１２．５部と、図５（ｅ）に示す二官能重合化合物２．５部と、光重合開始剤としてのベンゾインイソプロピルエーテルとを混合した。ベンゾインイソプロピルエーテルについては、重合性モノマー（図５（ａ）に示す化合物および図５（ｅ）に示す化合物）を１００部とした場合、１部になるように混合した。そして、混合液を液晶相にするために、攪拌しながら９０℃に加温し、等方相にして混合液を均一にした後、温度を６０℃に下げた。その後、混合層が液晶相になったことを確認した。 85 parts of a nematic liquid crystal (Tc = 98 ° C., Δε = −5.6, Δn = 0.220) having a negative dielectric anisotropy, and 12.5 parts of a bifunctional polymerization compound shown in FIG. 5 parts of the bifunctional polymerization compound shown in FIG. 5 (e) was mixed with benzoin isopropyl ether as a photopolymerization initiator. About benzoin isopropyl ether, it mixed so that it might become 1 part when a polymerizable monomer (The compound shown to Fig.5 (a) and the compound shown to FIG.5 (e)) was 100 parts. And in order to make a liquid mixture phase into a liquid crystal phase, it heated at 90 degreeC, stirring, after making it into an isotropic phase and making a liquid mixture uniform, temperature was lowered | hung to 60 degreeC. Thereafter, it was confirmed that the mixed layer became a liquid crystal phase.
液晶セルを以下のように作製した。透明電極１０２，１０７上に垂直配向用ポリイミド薄膜１０３，１０６を形成した一対の基板１０１，１０８を、垂直配向用ポリイミド薄膜１０３，１０６が対向するように、散布した微量の樹脂ビーズ（直径６μｍ）を介して、四辺に幅約１ｍｍで印刷したエポキシ樹脂（周辺シール）で張り合わせ、液晶セルを形成した。次いで、上記の混合液を液晶セルの中に注入した。 A liquid crystal cell was produced as follows. A small amount of resin beads (diameter: 6 μm) dispersed on a pair of substrates 101, 108 on which vertical alignment polyimide thin films 103, 106 are formed on transparent electrodes 102, 107 so that the vertical alignment polyimide thin films 103, 106 face each other. Then, they were bonded together with an epoxy resin (peripheral seal) printed on each side with a width of about 1 mm to form a liquid crystal cell. Next, the above mixed solution was injected into the liquid crystal cell.
液晶セルを３３℃に保持した状態で、主波長が約３６５ｎｍのＨｇＸｅランプにより、上側より３ｍＷ／ｃｍ２、下側より約３ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１０分間照射し、重合相分離法により液晶／硬化物複合体が基板間に形成された液晶光学素子を得た。 While holding the liquid crystal cell 33 ° C., the dominant wavelength of about 365nm of HgXe lamp, 3 mW / cm 2 from the upper side, the UV about 3 mW / cm 2 from the lower side was irradiated for 10 minutes, the liquid crystal by polymerization phase separation method / A liquid crystal optical element having a cured product composite formed between the substrates was obtained.
このようにして得られた液晶光学素子は、電圧非印加状態において均一な透明状態を呈していた。液晶光学素子に矩形波２００Ｈｚ、６０Ｖの電圧を印加したところ、液晶光学素子は白濁様に変化した。５３０ｎｍを中心波長とした半値幅約２０ｎｍの測定光源を用いたシュリーレン光学系（光学系のＦ値１１．５、集光角５°）で透過率を測定したところ、電圧を印加しない状態で８０％であり、この値を６０Ｖｒｍｓ印加した時の透過率で割ったコントラストの値は１６であった。 The liquid crystal optical element thus obtained exhibited a uniform transparent state when no voltage was applied. When a voltage of a rectangular wave of 200 Hz and 60 V was applied to the liquid crystal optical element, the liquid crystal optical element changed to cloudiness. When the transmittance was measured with a schlieren optical system (F-number of the optical system: 11.5, condensing angle: 5 °) using a measurement light source having a half-width of about 20 nm with a center wavelength of 530 nm, the transmittance was 80 with no voltage applied. The contrast value obtained by dividing this value by the transmittance when 60 Vrms was applied was 16.
以下、上記の実施の形態のストロボ発光ユニット４を用いてカメラで撮影された画像の例を示す。 Hereinafter, an example of an image photographed by a camera using the strobe light emitting unit 4 of the above embodiment will be shown.
例１．
図６は、液晶／硬化物複合体の厚さが８μｍである図３に例示した特性を有する液晶光学素子２を用いたストロボ発光ユニット４を使用し、カメラ１のシャッタオンに同期して液晶光学素子２に３０Ｖ以上の電圧を印加し、カメラで撮影された画像を示す説明図である。図６に現れているように、被写体（この例では、カメラ）の背景が明るすぎることはなく、また、被写体（カメラ）の影が強調されてしまうことはない。
Example 1.
FIG. 6 shows a liquid crystal / cured material composite having a thickness of 8 μm using a strobe light emitting unit 4 using the liquid crystal optical element 2 having the characteristics illustrated in FIG. It is explanatory drawing which shows the image imaged with the camera, applying the voltage of 30V or more to the optical element. As shown in FIG. 6, the background of the subject (camera in this example) is not too bright, and the shadow of the subject (camera) is not emphasized.
例２．
図７は、液晶／硬化物複合体の厚さが２０μｍである図３に例示した特性を有する液晶光学素子２を用いたストロボ発光ユニット４を使用し、カメラ１のシャッタオンに同期して液晶光学素子２に３０Ｖ以上の電圧を印加し、カメラで撮影された画像を示す説明図である。この場合にも、図７に現れているように、やはり、被写体（カメラ）の背景が明るすぎることはなく、また、被写体（カメラ）の影が強調されてしまうことはない。
Example 2.
FIG. 7 shows a liquid crystal / cured material composite having a thickness of 20 μm using a strobe light emitting unit 4 using the liquid crystal optical element 2 having the characteristics illustrated in FIG. It is explanatory drawing which shows the image imaged with the camera, applying the voltage of 30V or more to the optical element. Also in this case, as shown in FIG. 7, the background of the subject (camera) is never too bright, and the shadow of the subject (camera) is not emphasized.
比較例１．
図８は、液晶光学素子２が存在しない状態でストロボ発光させて、カメラで撮影された画像を示す説明図である。この場合には、図８に現れているように背景が過度に明るくなり、また、図６，７に示された画像と比較すると、被写体（カメラ）の影が強調されている。
Comparative Example 1
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an image photographed by a camera with strobe light emission in the absence of the liquid crystal optical element 2. In this case, the background becomes excessively bright as shown in FIG. 8, and the shadow of the subject (camera) is emphasized as compared with the images shown in FIGS.
比較例２．
図９は、液晶光学素子２を用いた本発明によるストロボ発光ユニット４を使用したが、液晶光学素子２に電圧を印加しない状態でカメラで撮影された画像を示す説明図である。この場合にも、カメラで撮影された画像における背景は過度に明るくなり、また、図６，７に示された画像と比較すると、被写体（カメラ）の影が強調されている。
Comparative Example 2
FIG. 9 is an explanatory view showing an image photographed by a camera in a state where a voltage is not applied to the liquid crystal optical element 2 when the strobe light emitting unit 4 according to the present invention using the liquid crystal optical element 2 is used. Also in this case, the background in the image taken by the camera becomes excessively bright, and the shadow of the subject (camera) is emphasized as compared with the images shown in FIGS.
以上に説明したように、本発明によるストロボ発光ユニット４は、応答時間が５ｍｓよりも短く非常に速い応答速度を液晶光学素子２が有するので、１／２５０秒以上のシャッタ速度に対応する高速ハイスピードシンクロ（ＨＳＳ）に対応可能なストロボに適用した場合でも、十分なディフューザ機能が発揮される。すなわち、シャッタオンに同期した同期信号が入力されたことに応じて液晶光学素子２への電圧印加を開始しても、液晶光学素子２は素早く散乱状態に変化するので、ディフューザ機能の働きが不十分になるということはない。 As described above, the strobe light emitting unit 4 according to the present invention has a response time shorter than 5 ms and the liquid crystal optical element 2 has a very fast response speed. Therefore, the high-speed high-speed unit corresponding to a shutter speed of 1/250 seconds or more. Even when applied to a strobe compatible with speed sync (HSS), a sufficient diffuser function is exhibited. That is, even if voltage application to the liquid crystal optical element 2 is started in response to the input of a synchronization signal synchronized with the shutter ON, the liquid crystal optical element 2 quickly changes to a scattering state, so that the function of the diffuser function is disabled. There will never be enough.
液晶素子（電圧印加時に拡散状態になるもの）を用いた従来のストロボ光拡散機構を用いる場合には、シャッタオンに同期した同期信号が入力されたことに応じて液晶素子への電圧印加を開始すると、液晶素子が拡散状態になるまでに時間がかかるので、ディフューザ機能が十分に発揮されない。ディフューザ機能を十分に発揮させようとすると、シャッタオンの前に液晶素子への電圧印加を開始する必要がある。しかし、ストロボ光拡散機構がシャッタオンの時期を予測することはできないので、結局、液晶素子に対して常時電圧を印加しておく必要があり、消費電力が増大する。 In the case of using a conventional strobe light diffusion mechanism that uses a liquid crystal element (which is in a diffusing state when a voltage is applied), voltage application to the liquid crystal element is started in response to the input of a synchronization signal synchronized with the shutter on. Then, since it takes time for the liquid crystal element to be in the diffusion state, the diffuser function is not sufficiently exhibited. In order to fully exhibit the diffuser function, it is necessary to start application of a voltage to the liquid crystal element before the shutter is turned on. However, since the strobe light diffusing mechanism cannot predict the shutter-on timing, it is necessary to always apply a voltage to the liquid crystal element, resulting in an increase in power consumption.
なお、上記の実施形態のストロボ発光ユニット４は、カメラ１と別体になっているが、カメラ１に装着されるように構成してもよいし、カメラ１に内蔵されていてもよい。 The strobe light emitting unit 4 of the above embodiment is separate from the camera 1, but may be configured to be attached to the camera 1 or may be built in the camera 1.
１ カメラ
２ 液晶光学素子
３ ストロボ本体
４ ストロボ発光ユニット
５ シンクロコード
３１ 放電管
３２ リフレクタ
３３ 点灯回路
３４ ドライバ
３５ 制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera 2 Liquid crystal optical element 3 Strobe body 4 Strobe light emission unit 5 Sync cord 31 Discharge tube 32 Reflector 33 Lighting circuit 34 Driver 35 Control circuit
Claims (5)
透明な一対の電極付き基板間に挟持され、電圧無印加時に透過状態になり電圧印加時に散乱状態になる液晶／硬化物複合体が、前記光源の前部に設けられ、
前記光源の発光に連動して前記液晶／硬化物複合体を散乱状態にする
ことを特徴とするストロボ発光ユニット。 A strobe lighting unit equipped with a light source,
A liquid crystal / cured material composite that is sandwiched between a pair of transparent substrates with electrodes and is in a transmission state when no voltage is applied and in a scattering state when a voltage is applied, is provided at the front of the light source,
A strobe light emitting unit characterized in that the liquid crystal / cured material composite is in a scattering state in conjunction with light emission of the light source.
請求項１記載のストロボ発光ユニット。 The strobe light-emitting unit according to claim 1, wherein the liquid crystal in the liquid crystal / cured material composite is a nematic liquid crystal.
請求項１または請求項２記載のストロボ発光ユニット。 The strobe light emitting unit according to claim 1 or 2, wherein the liquid crystal / cured product composite is in a transmissive state when the light source is not emitting light.
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のストロボ発光ユニット。 The strobe light emitting unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness of the liquid crystal / cured material composite is between 6 and 20 µm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2008
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