JPH02118536A - 液晶焦点板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液晶を用いた焦点板、特に拡散性が制御可能な
カメラの焦点板に関するものである。

（従来の技術） 従来、拡散性が制御出来るカメラ用焦点板としては、例
えば、特開昭４８−３７３７９号及び同５９−１９５６
３３号公報に開示されている様に、液晶の動的散乱モー
ドで光を拡散する特性を利用して、印加電圧の有無によ
り焦点板を透明と拡散状態で切り換える方法や、特開昭
５０−１１５５２５号公報に開示される如く、印加電圧
を変化させ拡散性を変化させる方法が知られている。

又、特開昭６０−２５０３３７号及び同６０−２２１７
２９号公報ては、液晶の複屈折率を利用した焦点板が開
示されている。これによねば、方の基板面を散乱面にし
、且つこの上に透明電極を形成し、液晶の複屈折率の差
を利用して、印加電圧によってその散乱性を制御するも
のである。

第４図は上記の従来例を示すもので、４３は液晶層、４
１．４２は透明電極、４５は基板であり、４５′には凹
凸が形成さ″れている。又、４６は素子を駆動させるた
めの電源を示す。

上記従来例の素子では、液晶のｎｏと基板の屈折率がほ
ぼ同じとなる部材を用い、又、初期配向を液晶の長軸と
基板面か平行になる様に行うとすると、電圧を印加した
状態では液晶分子は電界に従って立ち上がり、透過状態
を形成する。これに対し電圧を印加しない状態では、液
晶のｎｅと基板の凹凸の屈折率差に基づく拡散が起こり
焦点板として作用する。

しかしながら、上記従来例の素子は液晶の動的散乱を利
用し、この動的散乱状態で液晶分子団が液晶層内で乱流
状態となる事により光の散乱効果を得ているため以下の
様な欠点があった。

すなわち、この液晶分子団の大きさは通常数十μｍ乃至
数百μｍであり、カメラのファインダーの様に数倍の拡
大率を有しているファインダー内に配置した場合には、
この乱流が見えてしまい、品位の悪い焦点板となってし
まう。

又、液晶の複屈折率を利用した素子においても、拡散状
態は液晶のｎ。と基板の屈折率との差に基づいて形成さ
れており、液晶のｎ。と基板の屈折率の差はないため、
この方向に作用する振動面を持つ光は透過する。つまり
、半分の光は拡散することなく透過してしまう。この拡
散時における透過光は焦点板のボケを見にくくシ、焦点
の合わせ易さを低下させてしまう。

従って本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決し拡
散性の制御か容易な液晶焦点板を提供することである。

（問題を解決するための手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、一対の対向する透明基板の少なく
とも一方の面に、液晶分子の配向を規制する層を設け、
この基板間に初期状態においてある一方向に配向した液
晶層を挟持してなる構造を持ち、この液晶の配向方向の
制御により透過状態から一定の拡散状態迄光の拡散状態
の制御を行なう液晶焦点板において、該焦点板の液晶層
への入射光若しくは液晶層からの出射光の偏光状態を制
御する手段を備えた事を特徴とする液晶焦点板である。

（作　　用） 本発明によりば、格子状の透明電極を備えた透明基板に
配向膜を設けて液晶分子をホモジニアス配向させる。尚
、このとき、この液晶層は対向する一対の透明基板に挟
持される構造となる。この液晶セルに電圧を印加すると
電界の向きに液晶分子は配列する。このとき液晶分子の
複屈折率により格子状電極の周期に伴う電界分布に従っ
て屈折率分布が形成される。このとき液晶セルは光の拡
散状態を形成する。この場合、液晶層は動的散乱状態と
は異なりカメラのファインダー等で拡大して見ても、乱
流による見えの低下は観測されない。

更に偏光板を用いることにより拡牧状態或いは透過状態
に３いて、その状態をｌ１ｆｌ害する光の成分（拡散状
態ては透過光、透過状態では拡散光）を取り除くことが
出来、品位の高い焦点板の形成が可能となった。

更に配向規制力により液晶分子の長袖がある定面内での
み初期配向の方向から垂直方向の間で動く時、屈折率分
布はある位置方向の振動面を持つ光に対してのみ形成さ
れる。このとき偏光板を０°乃至９０°迄回転すること
により、見かけ上透過状態から一定の拡散状態迄の光の
拡散状態の連続的制御を行なう事が可能となる。この方
法の制御を用いると液晶の応答速度が遅くなる低温下に
おいても、早く拡散状態を変える事が出来、又、電界の
強さを変える必要がないので電源回路も簡略化出来る。

（実施例） 次に実施例により本発明を更に具体的に説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１の実力’ｔｈ例を示し
、第１図が本実施例の液晶セルの断面図であり、１１．
１２．２１は透明電極、１３は液晶層、１４は配向膜、
１５は透明基板、１６は偏光板である。液晶セルの上下
面において格子状電極は直交方向に形成される。

第２図はこの格子状電極のパターン形状を示し、２１は
直線状電極部、２７は引き出し２極部である。透明電極
部にはＩＴＯを用いた。ＩＴＯは塗布法、スプレー法、
蒸着法、スパッタリング法等各種の製法て形成すること
が可能である。本実施例においては、イオンブレーティ
ング法を用いてＩＴｏｒ＃２を１，０００人の厚さに堆
積させ、フォトリソグラフィー法を用いて、格子状電極
に形成した。尚、格子状電極において直線状電極の幅は
３μｍ、電極間距離は１７μｍとした。

液晶にはｎｅｗｌ。８１２、ｎｏ＝１．５２４のロツシ
ュ社のＴＮ−４０３（登録商標）を用い、配向膜は上下
面でホモジニアス配向処理を行い、液晶層内で液晶分子
の長袖が同じ方向を向く様に配向させた。又、液晶層の
厚さは球状のギャップ剤（図示せず）を用いて約１０μ
ｍに調整した。

３ＶｐｐのＩＫＨｚ矩形波を上下面の電極間に印加し、
偏光板の向きを液晶分子の長軸方向に振動する光が主に
透過出来る方向に合わせたとき拡散状態が形成された。

又、偏光板の向きを液晶の短軸方向に振動する光が主に
透過出来る方向に合わせたとき透過状態が形成された。

又、２．ｓｖｐρのＩＫＨｚの矩形波を印加した場合に
は、３Ｖｐｐの場合に比べやや弱い拡散状態が形成され
、３Ｖｐｐと同様に偏光板の回転に伴ない透過状態と拡
散状態の間を変化した。このとき、偏光板の回転に伴う
拡散状態から透過状態への変化は回転角に従い連続的に
変わった。

又、このセルを１眼レフレツクスカメラの焦点板として
用いたところ、見えの良い透過状態と拡散状態とを形成
することが出来、拡散状態においては良好なピント合わ
せが可能となった。

更に印加電圧の制御により被写界深度の確認も行うこと
か出来た。

実施例２ 第３図は本発明の第２の実施例を示し、３１．３２は透
明電極、３４．３９は配向膜、３３は液晶層、３６は偏
光板、３５．３８は透明基板である。

３８の透明基板の液晶層側には高さ７μｍ、大きさ２５
μｍ程度の凹凸が形成されている。又、材質には屈折率
が１．４９５０のポリメチルメタクリレ−１・を用いた
。

３３の７夜晶にはｎ０＝１．４９５、ｎｅｗｌ、６３４
のロツシュ社のＴＮ−６１５（登録商標）を用いた。

透明電極にはＩＴＯを用い、イオンブレーティング法に
より基板温度５０℃で２，０００人の厚さに堆Ｊ＋’！
させた。配向膜はホモジニアス配向処理を行い、液晶層
内で液晶分子の向きが揃う様にした。１０Ｖｐｐの矩形
波を印加したところ透明状態が形成され、この状態では
偏光板の向きは何ら影響を及ぼさない。電圧が印加され
ない状態ては偏光板の向きによりある一定の拡散状態と
透過状態を連続的に変化させることか出来た。

又、拡散状態は印加電圧によっても変えることが可能で
ある。このセルをカメラの合焦板として用いた場合、被
写界深度の確認は印加電圧により行い、ファインダー内
のボケ像の見え方は偏光板の回転で制御することが出来
、実施例１と同様に撮影者の意図に合わせた合焦板の状
態を任意に変えることが出来る。

実施例３ 実施例３は実施例２において電極及び駆動回路を省くこ
とにより、簡便な可変液晶焦点板を提供するものである
。

このセルは他の実施例と同様に偏光板の回転により透過
状態と拡散状態を切り換えることが出来る。又、ボケの
見え方は回転角度により任意に変えることも可能である
。

（発明の効果） 以上説明した様に、一方向に拡散性が生じる液晶焦点板
の前面又は後面に回転可能な偏光板を設けることにより
、拡散状態の品位を高める効果がある（余分な透過光を
偏光板で除去することが出来るため）。又、液晶の動的
散乱モードを用いないため、拡散状態において液晶の乱
流も見えることはなく、これによる品位の低下も見られ
ない。

更に回転角の制御により、ボケ像の見え方を任意に変え
られる効果がある。

更に電極駆動電源を省いた簡単な構造の可変液晶焦点板
もつくれる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明を実施した可変液晶焦点板の
図てあり、第１図及び第３図はセルの断面図、第２図は
格子状電極パターンの図である。 第４図は従来例のセルの断面図を表わす。 １１．１２．２１．３１．３２．４１．４２は透明電極 １４．３４．３９は配向膜 １３．３３．４３はン夜晶層 １６．３６は偏光板 １５．３５．３８．４５．４５′は透明基板２７は電極
引き出し部 第１図 第３図 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一対の対向する透明基板の少なくとも一方の面に
   、液晶分子の配向を規制する層を設け、この基板間に初
   期状態においてある一方向に配向した液晶層を挟持して
   なる構造を持ち、この液晶の配向方向の制御により透過
   状態から一定の拡散状態迄光の拡散状態の制御を行なう
   液晶焦点板において、該焦点板の液晶層への入射光若し
   くは液晶層からの出射光の偏光状態を制御する手段を備
   えた事を特徴とする液晶焦点板。 （２）透明基板の少なくとも一方の面に透明電極が設け
   られている請求項１に記載の液晶焦点板。 （３）少なくとも一方の透明電極がパターン化されてい
   る請求項１に記載の液晶焦点板。（４）偏光状態を制御
   する手段が一枚以上の偏光板であり、該偏光板は液晶層
   と相対的に少なくとも９０°以上の角度の範囲で回動可
   能である請求項１に記載の液晶焦点板。 （５）液晶の配向方向の制御を電界強度により行なう請
   求項１に記載の液晶焦点板。 （６）一対の透明電極の少なくとも一方のパターン形状
   が格子状となっている請求項１に記載の液晶焦点板。 （７）配向層が液晶分子をホモジニアス配向させる様に
   形成されている請求項１に記載の液晶焦点板。 （８）透明電極の形状が両面とも格子状をなして形成さ
   れ、且つ格子の方向がほぼ９０°の角度をなす様に各々
   が配置されている請求項１に記載の液晶焦点板。