JPH0272325A - 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、特に拡散特性が制御可
能な一眼レフレックスカメラの焦点板に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、拡散特性が制御出来る一眼レフレックスカメラ用
の焦点板としては、例えば、特開昭４８−３７３７９号
公報及び同５９−１９５６３３号公報に開示されている
様に、液晶の動的散乱モードが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過状態と拡散状態
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特性を切り
換える方法が知られている。

又、特開昭６０−２５０３３７号公報及び同６０−２２
１７２９号公報では、液晶の複屈折率を利用した焦点板
が開示されている。これらによれば、一方の基板面を散
乱面にし、且つこの上に透明電極を形成し、その散乱特
性を制御するものである。第４図は、この従来例を示す
ものであり、４３は液晶層、４１．４２は透明電極、４
５は基板であり、一方の基板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。液晶の１０と基板の屈折率かほぼ同しとなる部材を
用い、又、初期配向を液晶の長袖と基板面か平行になる
様に行なうとすると、電圧を印加した状態では、液晶分
子は電界に従フて立ち上か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。

又、カメラの焦点板として考案されたものではないか、
高分子膜中にネマチック液晶を分散させ、電圧により液
晶分子の向きを制御し液晶の複屈折率と高分子の屈折率
の差に基づいた光の拡散を一制御する液晶素子が特開昭
５８−５０１６３１号公報に開示されている。

この液晶素子において、液晶のｎ。と高分子の屈折率は
ほぼ等しい部材で形成される。電圧を印加しない状態で
は、高分子中に分散した液晶は各ドメインごとにある方
向に配向している。又、このとき、各ドメインが示す液
晶の向きは高分子膜中にランダム存在している。この結
果、無電圧時においてこの素子は液晶のｎｅと高分子の
屈折率の差に基ずく拡散状態を形成する。この液晶素子
に、電圧を印加した場合には、高分子膜中の各ドメイン
において液晶分子は電界の向きに向かせようとする力が
働く。このとき液晶分子は電界の強さによるこの力と高
分子膜から受ける配向規制力及び液晶の弾性エネルギー
によりある一定の平衡状態に達する。液晶分子がほぼ電
界の向きに従ったときには、素子は良好な透過状態を形
成する。

又、中間電圧においては、拡散状態も中間的なものにな
る。

又、オートフ才一力、スカツプにおいてオートフォーカ
ス（ＡＦ）時には、フレーミングが行い易い様に焦点板
は光を拡散することのない透過状態であることが望まし
い。しかしながら、被写体によってはＡＦによって焦点
合せが出来ない場合がある。このような場合、従来は第
５図に示されるか如く、視野枠外に設けられた警告灯５
２により撮影者に知らせていた。

（発明が解決しようとしている問題点）しかしながら、
上記従来例において、液晶の動的散乱を利用する素子に
は、以下の様な欠点があった。

この動的散乱状態では、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。しかし、こ
の液晶分子団の大きさは通常数十から数百μｍであり、
カメラのファインダーの様に、数倍の拡大率を持ったフ
ァインダー内に配置した場合、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散乱状態
は液晶のｎａと基板の屈折率差に基づいて形成されてお
り、液晶の００と基板の屈折率の差がないため、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。この散乱時に
おける透過光は焦点板のボケ像を見に〈〈させ、焦点の
合わせ易さを低下させてしまう。

そこで、本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、高分子膜
中にネマチック液晶を分散して形成される液晶素子があ
る条件下で高品位の焦点板として機能することを見い出
した。しかしながら、この素子においても、透過状態で
焦点が合っていない場合に表示するような警告マーク等
をスーパーインボーズで表示することができないという
欠点があった。

従って本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決した
液晶焦点板を提供することである。

（問題点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、正の誘電異方性のネマチック液晶
を、常光に対する液晶の屈折率とほぼ等しい屈折率を示
す誘電異方性を持たない高分子中に分散させた膜を一対
の対向する透明電極を備えた透明基板で挟持してなる構
造を持つ液晶焦点板において、少なくとも一方の透明基
板上に拡散面が形成されていることを特徴とする液晶焦
点板である。

（作　　用） 本発明によれば、正の誘電異方性のネマチック液晶を、
液晶のｎ。とほぼ等しい屈折率を持つ高分子中に分散さ
せた膜を一対の透明導電膜により挟み、この導電膜に印
加する電圧により拡散状態及び透過状態の制御を行うこ
とにより品位の高い焦点板が提供され、同時に片方の基
板面に拡散面を形成することにより、透過状態において
焦点が合っていない場合に、ある形状のスーパーインポ
ーズ表示を行うことが可能となる。

この液晶素子において、高分子膜中に形成される液晶ド
メインは充分に小さいためカメラのファインダー等で拡
大して見ても、それを認識することは出来ない。又、動
的散乱状態とは異なり、乱流による見えの低下も観測さ
れない。

更に、高分子膜中で各液晶のドメインが示す液晶の向き
はランダムであるため、各ドメインの持つ偏光特性は素
子全体では平均化される。このため、素子全体としては
各偏光に対する特性は一様になる。この結果、拡散状態
あるいは透過状態においては、その状態を阻害する光の
成分（拡散状態では透過光、透過状態では拡散光）が透
過してしまうことがなく、品位の高い焦点板の形成が可
能となった。

そして、拡散状態ではパターン形状が消失し、透過状態
において焦点が合っていない場合にのみ、あるパターン
形状をスーパーインボーズ表示する焦点板の形成が可能
となった。

（実施例） 以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に記載するが
、本発明はこれにより限定されるものではない。

実施例１ 第１図乃至第３図は本発明の第一の実施例を示す。第１
図は液晶素子の断面図であり、１１は透明基板、１２は
透明導電膜、１３は高分子膜、１４は高分子膜に含有さ
れた液晶ドメイン、１５は拡散面を形成した基板を示す
。第２図はこの液晶素子をカメラの焦点板として用いた
ときのカメラの断面図を表わし、２１は撮影レンズ、２
２はペンタプリズム、２３はアイピースレンズ、２４は
フレネルレンズ、２５は液晶焦点板、２６はフィルム、
２７はカメラ本体、２８はミラーを示す。

第３図はこの液晶焦点板を用いたカメラのファインダー
を示す。

以下、この素子の作製法と素子を焦点板として駆動させ
る方法について述べる。

重合度５００程度のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）３
ｇ、メルク社のＺＬＩ２０６１液晶（登録商標）４ｇ及
び水１０ｇを混合し、攪拌し乳液状にする。室温で約１
時間放置後、拡散面を覆う様にしてコートされたＩＴＯ
付きガラス基板に滴下し膜状に引き伸ばす。更に約３０
℃で約２時間膜を乾燥後ＩＴＯ付きガラス基板を貼り合
わせ、第１図に示した素子を作製した。尚、高分子膜の
＠厚は膜状に引き延ばすときの条件により変えることが
出来、この実施例においては鋭利な面を持つ棒を用いて
約１０μｍの厚さに引き伸ばした。乾燥後の最終的な膜
厚は拡散面の凸部から対向する電極迄の距離で約８μｍ
となった。尚、拡散面はレーザー干渉法を用い、高さ約
４μｍ、周期約２５μｍの回折格子として形成した。又
、透明基板にはＬａ５Ｆ−０５を用いた。

この素子を一眼レフレックスカメラの焦点板として用い
ると第２図の様になる。又、第３図はこのときのカメラ
のファインダーを示す。パターンは直径約３ｍｍの円形
状とした。

電圧を印加しない状態では良好焦点合わせが可能な拡散
状態が形成された。又、５０Ｖの矩形波を印加したとこ
ろ品位の高い透過状態が形成され、電圧印加のオンオフ
により透過状態と拡散状態の瞬時の切り換えが行えた。

更に、透過状態において焦点が合っていない場合にはフ
ァインダー中央の円形マークが認識できた。又、５０Ｖ
までの中間電圧の印加により素子の拡散状態を制御する
ことか出来、被写界深度の確認も可能となった。

実施例２ 実施例１と同様の構造を示す素子を以下の様にして作製
した。

重合度５００程度のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）５
ｇ、ロツシュ社のＴＮ−２１０８液晶（登録商５）４ｇ
及び水１５ｇを混合し、攪拌し乳液状にする。

室温で約１時間放置後、実施例１と同様の回折格子を備
えたＩＴＯ付きガラス基板にスピンナーを用いて膜状に
形成する。更に、室温て約５時間膜を乾燥後ＩＴＯ付き
ガラス基板を貼り合わせて素子を作製した。尚、高分子
膜の膜厚は膜状に形成するときのスピンナーの回転数に
より変えることか出来、この実施例においては約３，０
００ｒ、ｐ、ｍ、の回転数により膜形成を行った。乾燥
後の最終的な膜厚は約１８μｍとなった。

実施例１と同様にカメラの焦点板として機能させたとき
同様の効果か得られた。

（発明の効果） 以−Ｆ説明した様に、高分子膜中にネマチック液晶を分
散させた液晶素子において、少なくとも一方の基板上に
拡散面を形成することにより、拡散状態及び透過状態に
おいて見えか良く、拡散状態で焦点の合わせ易い高品位
の可変液晶焦点板の形成が可能となり、透過状態におい
て焦点が合っていない場合にファインダー内に警告マー
クをスーパーインポーズ表示させることを可能にならし
めた。

又、この液晶焦点板は動的散乱モードを用いないため、
拡散状態においても液晶の乱流が見えることはない。又
、各偏光に対して同様の拡散性及び透過特性を示す効果
がある。

更に、中間電圧においては、拡散状態も中間的なものに
なるため、この各状態の見えとカメラの被写界深度とを
対応させることにより、絞り込みのない深度確認が出来
る焦点板を提供出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明の詳細な説明図であ
り、第１図は液晶素子の断面図、第２図は液晶焦点板を
備えたカメラの断面図、第３図は液晶焦点板を設けたカ
メラのファインダーである。第４図及び第５図は従来例
の説明図であり、第４図は液晶素子の断面図、第５図は
従来のＡＦ左カメラファインダーである。 １１．４５：透明基板 １２．４１．４２：透明導電膜 １３：高分子膜 １４　：　ｔｉ晶トドメイ ン５：拡散面を形成した透明基板 ２１：撮影レンズ ２２：ペンタプリズム ２３：アイピースレンズ ２４：フレネルレンズ ２５：液晶焦点板 ２６：フィルム ２７：カメラ本体 ２８：ミラー ４３：液晶層 ３１．５１：視野枠 ３２ニス−バーインボーズ表示の焦点はずれ警告マーク ５２：視野外の焦点はずれ警告マーク ４６、駆動回路 第１図 、りも 図 第３ 図 光 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）正の誘電異方性のネマチック液晶を、常光に対す
   る液晶の屈折率とほぼ等しい屈折率を示す誘電異方性を
   持たない高分子中に分散させた膜を一対の対向する透明
   電極を備えた透明基板で挟持してなる構造を持つ液晶焦
   点板において、少なくとも一方の透明基板上に拡散面が
   形成されていることを特徴とする液晶焦点板。
2. （２）形成される拡散面がパターン形状を持っている請
   求項１に記載の液晶焦点板。
3. （３）拡散面が基板の凹凸により形成されている請求項
   １に記載の液晶焦点板。