JPH047515A - Liquid crystal chopper - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、焦電体を用いた赤外線センサに用いられる液
晶チョッパに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a liquid crystal chopper used in an infrared sensor using a pyroelectric material.
（ロ）従来の技術
タンタル酸リチウム等の焦電体を用いた赤外線センサに
おいては、焦電体から赤外線を検出した出力を連続的に
得るためには、焦電体に入射させる赤外線を断続的に透
過、遮断する必要がある。(b) Conventional technology In an infrared sensor using a pyroelectric material such as lithium tantalate, in order to continuously obtain the output of infrared rays detected from the pyroelectric material, the infrared rays incident on the pyroelectric material must be intermittently It is necessary to pass through and block it.
このため、焦電体に至るまでの赤外線の入射経路の途中
に、赤外線変調装置（チョッパ）を設けている。For this reason, an infrared modulator (chopper) is provided in the middle of the infrared ray incident path leading to the pyroelectric body.
従来、このようなチョッパとしては、切り欠きを有する
回転板をモータにて回転駆動し、切り欠きの通過時にの
み赤外線が透過されるようにしたものや、相互に貼り合
わされた２枚の圧電板からなる振動子とこれの先端に取
り付けたスリット板とを備え、振動子への電圧印加によ
り生じるスノット板の振動により透過および遮断を行う
ようにしたものが用いられている。ところが、前者にお
いては、切り欠き円板及びこれの駆動モータの配設位置
の確保が必要であり、大型化が避けられない上、消費電
力が大きいという難点があり、また、後者においては、
確実な通断をさせるためにスリット板に高い取付精度が
要求される上、経時的な位置ずれの発生に伴う通断機能
の低下が避けられないという難点がある。Conventionally, such choppers have been made by rotating a rotary plate with a notch using a motor so that infrared rays are transmitted only when passing through the notch, or by using two piezoelectric plates bonded together. A device is used that includes a vibrator consisting of a slit plate and a slit plate attached to the tip of the vibrator, and transmits and blocks light by the vibration of the snot plate generated by applying a voltage to the vibrator. However, in the former case, it is necessary to secure the installation position of the notched disc and its drive motor, which inevitably increases the size of the disc, and has the disadvantage of high power consumption.
In order to ensure reliable passage, the slit plate requires high mounting accuracy, and there is a drawback that the passage function inevitably deteriorates due to positional displacement over time.
そこでこのような難点を解消するものとして、液晶を利
用する液晶チョッパがあり、特開昭５９−１５８０８９
号公報、特開昭６１−２５４８２５号公報、及び特開昭
６２−２３４１２４号公報等に開示されている。In order to solve this problem, there is a liquid crystal chopper that uses liquid crystal, which is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 59-158089.
JP-A No. 61-254825, JP-A No. 62-234124, and the like.
この種液晶チョッパの動作形態として、ＴＮＭ（Ｔｗｉ
ｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｍｏｄｅ）型とｐ Ｓ Ｍ
（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｍｏｄｅ
）型が用いられているが、構造が簡単でかつ応答速度が
速いＤＳＭ型が赤外線センサ用の液晶チョッパとして適
している。The operating mode of this type of liquid crystal chopper is TNM (Twi
sted Nematic Mode) type and p S M
(Dynamic Scattering Mode
) type is used, but the DSM type is suitable as a liquid crystal chopper for infrared sensors because of its simple structure and fast response speed.
第４図にＤＳＭ型液晶チョッパの構造の模式図を示す。FIG. 4 shows a schematic diagram of the structure of a DSM type liquid crystal chopper.
（１）（２）は導電性を有し、赤外線を透過させるシリ
コン板である。（３）はバラアゾキシアニゾール等の液
晶であり、シリコン板（１）（２）間に封入されている
。（４）（５）はシリコン板（１）（２）間に駆動電圧
を印加するためのリード線である。(1) and (2) are silicon plates that are conductive and transmit infrared rays. (3) is a liquid crystal such as rose azoxyanisole, which is sealed between the silicon plates (1) and (2). (4) and (5) are lead wires for applying a driving voltage between the silicon plates (1) and (2).
ＤＳＭ型の液晶チョッパにおいては、シリコン板（］）
（２）間に電圧が印加されたとき、液晶分子（３ａ）が
電流経路にそって振動し、この液晶分子（３ａ）の振動
により赤外線が散乱される。しかしながら、一定電圧の
印加が長時間におよび液晶分子（３ａ）の整列が定常的
になると赤外線の散乱が為されなくなる。そのため、駆
動電圧を周期的に変化させて散乱を継続させる。In the DSM type liquid crystal chopper, the silicon plate (])
(2) When a voltage is applied between them, the liquid crystal molecules (3a) vibrate along the current path, and the vibrations of the liquid crystal molecules (3a) scatter infrared rays. However, if the constant voltage is applied for a long time and the alignment of the liquid crystal molecules (3a) becomes steady, the infrared rays will no longer be scattered. Therefore, the driving voltage is changed periodically to continue scattering.
そこで、出願人は特願平１−１８７６６７号にて、正電
圧、０電圧、負電圧、０電圧を、焦電体の感度に関連す
る所定周期にて繰り返すパルス状の波形を有する駆動電
圧にて駆動されるＤＳＭ型液晶チョッパを提案した。こ
れは、駆動電圧が正電圧と０電圧（あるいは負電圧と０
電圧）のみの繰り返しでは、一方の電極付近に液晶分子
が集積し、液晶の電気光学効果が低下するため、この液
晶分子の集積を緩和するために交互に正電圧と負電圧を
かける必要があるためである。Therefore, in Japanese Patent Application No. 1-187667, the applicant proposed a driving voltage having a pulse-like waveform that repeats positive voltage, 0 voltage, negative voltage, and 0 voltage at a predetermined period related to the sensitivity of the pyroelectric material. We proposed a DSM-type liquid crystal chopper driven by This means that the drive voltage is positive voltage and 0 voltage (or negative voltage and 0 voltage).
If only voltage is applied repeatedly, liquid crystal molecules accumulate near one electrode and the electro-optical effect of the liquid crystal decreases, so it is necessary to alternately apply positive and negative voltages to alleviate the accumulation of liquid crystal molecules. It's for a reason.
第６図の波形Ｅはこのような駆動電圧を液晶チョッパに
印加して赤外線を断続する際の電圧波形である。赤外線
を遮断する場合には、正電圧。Waveform E in FIG. 6 is a voltage waveform when such a driving voltage is applied to the liquid crystal chopper to intermittent infrared rays. Positive voltage to block infrared rays.
負電圧を繰り返すパルス状電圧を印加（Ｔ １） Ｌ、
透過させる場合には、電圧を加えない（０電圧）（Ｔ２
）。このような、Ｔ１期間とＴ２期間の電圧波形を縁り
返して液晶チョッパを駆動する。Applying a pulsed voltage that repeats negative voltage (T 1) L,
When transmitting, do not apply voltage (0 voltage) (T2
). The liquid crystal chopper is driven by reversing the voltage waveforms of the T1 period and the T2 period.
第５図にこのような電圧波形を出力する駆動回路の一例
を示す。FIG. 5 shows an example of a drive circuit that outputs such a voltage waveform.
第６図はこの駆動回路の各点（Ａ−Ｅ）における電圧波
形を示すクイミンダチャートである。FIG. 6 is a Quiminder chart showing voltage waveforms at each point (A-E) of this drive circuit.
Ｒ１−Ｒ９は抵抗、０１〜Ｃ４はコンデンサである。（
６）（７）はタイマＩＣ（例えば東芝製ＴＣ５５５）で
あり、タイマＩＣ（７）は、波形Ａのようなパルス状電
圧を４１１ｚの周期で出力するよう設定されており、タ
イマＩＣ（６）は、波形Ｂのようなパルス状電圧をＩＨ
ｚの周期で出力するように設定されている。R1-R9 are resistors, and 01-C4 are capacitors. (
6) (7) is a timer IC (for example, Toshiba TC555), and the timer IC (7) is set to output a pulse-like voltage like waveform A at a cycle of 411z. is a pulsed voltage like waveform B.
It is set to output at a period of z.
（８）はオペアンプであり、タイマＩＣ（７）からの出
力を位相反転して出力する。（９）は半導体スイッチで
あり、初期状態においては図示のようにオフに設定され
ている。この半導体スイッチ（９）はタイマＩＣ（６）
出力からＨレベル信号が入力された際にオンとなり、タ
イマＩ Ｃ（’７ ）からの出力がオペアンプ（８）が
らの出力と加算されてオペアンプ（１０）に入力される
。オペアンプ（１０）は入力された電圧波形を位相反転
して出力する（波形Ｃ）。(8) is an operational amplifier, which inverts the phase of the output from the timer IC (7) and outputs it. (9) is a semiconductor switch, which is set to off in the initial state as shown in the figure. This semiconductor switch (9) is a timer IC (6)
It is turned on when an H level signal is input from the output, and the output from the timer IC ('7) is added to the output from the operational amplifier (8) and input to the operational amplifier (10). The operational amplifier (10) inverts the phase of the input voltage waveform and outputs it (waveform C).
（１１）（１２）はリレーであり、初期状態においては
図示のように接点Ａ側に閉成されている。リレー（１１
）は接点Ａが一２５Ｖｔ源に接続されており、タイマＩ
Ｃ（６）からの出力がＨレベルになると接地された接点
Ｂ側に切り替えられる。従って、Ｄ点の電圧波形は第６
図の波形りに示すようなものとなる。リレー（１２）は
接点Ａがリレー（１１）に接続され、接点Ｂが＋２５
Ｖ電源に接続され′ている。(11) and (12) are relays, which are closed on the contact A side in the initial state as shown in the figure. Relay (11
), contact A is connected to a 25Vt source, and timer I
When the output from C(6) becomes H level, it is switched to the grounded contact B side. Therefore, the voltage waveform at point D is the sixth
The waveform will be as shown in the figure. Contact A of relay (12) is connected to relay (11), and contact B is connected to +25
It is connected to the V power supply.
そして、オペアンプ（１１）出力が■（レベルになると
接点（Ｂ’）側に切り替えられる。Then, when the output of the operational amplifier (11) reaches the level (■), it is switched to the contact (B') side.
このようにして、液晶チョッパ（１３）には、第６図の
波形Ｅの如き波形を有する電圧が供給されることになる
。In this way, the liquid crystal chopper (13) is supplied with a voltage having a waveform such as waveform E in FIG.
（ハ）発明が解決しようとする課題
ところで、液晶チョッパに与える駆動電圧の周波数を高
くすると、液晶分子は電圧の変化に追従できなくなり、
等測的に電圧をかけていない状態と同じになる。(c) Problems to be solved by the invention By the way, if the frequency of the driving voltage applied to the liquid crystal chopper is increased, the liquid crystal molecules will no longer be able to follow changes in the voltage.
It is isometrically the same as when no voltage is applied.
そこで、斯る点に着目し、赤外線を透過させる場合には
、高い周波数の電圧を液晶チョッパに印加することによ
り、駆動回路が簡素化できることを見だした。Therefore, we focused on this point and found that when transmitting infrared rays, the drive circuit can be simplified by applying a high frequency voltage to the liquid crystal chopper.
本発明はより簡単な回路構成で、液晶分子の集積を起こ
すことのない適正な波形を有する駆動電圧で駆動される
液晶チョッパを提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal chopper which has a simpler circuit configuration and is driven by a drive voltage having an appropriate waveform that does not cause accumulation of liquid crystal molecules.
（ニ）課題を解決するための手段
本発明の液晶チョッパは、液晶分子を振動させて赤外線
を散乱し得る程度の正電圧、負電圧を繰り返す低い周波
数のパルス状の第１駆動電圧と、液晶分子が追従できず
赤外線を散乱し得ない程度の正電圧、買電１王を繰り返
す高い周波数のパルス状の第２駆動電圧と、に交互に変
化する電圧にて駆動されることを特徴とするものである
。(d) Means for Solving the Problems The liquid crystal chopper of the present invention uses a pulsed first drive voltage of a low frequency that repeats positive and negative voltages to the extent that it can vibrate liquid crystal molecules and scatter infrared rays, and It is characterized by being driven with a voltage that alternates between a positive voltage that cannot be followed by molecules and cannot scatter infrared rays, and a second driving voltage that is a high frequency pulse that repeats the power purchase cycle. It is something.
（ホ）作用
本発明においては、正電圧、負電圧を繰り返すパルス電
圧の周波数を変化させることにより、赤外線の透過およ
び散乱を行い、赤外線を通断する。(E) Function In the present invention, infrared rays are transmitted and scattered by changing the frequency of a pulse voltage that repeats positive and negative voltages, thereby allowing infrared rays to pass through.
（へ）実施例 本発明の一実施例を図面に基づき説明する。(f) Example An embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第１図はＤＳＭ型液晶チョッパにおける駆動電圧（正電
圧、負電圧を繰り返すパルス状電圧）の周波数に対する
散乱特性および赤外線透過率を示すものである。この図
から、駆動周波数が高くなると約１５ｔ（ｚ付近から散
乱度が急激に低下し、それにともない赤外線透過率が大
きくなることがわかる。FIG. 1 shows the scattering characteristics and infrared transmittance with respect to the frequency of the driving voltage (pulsed voltage that repeats positive voltage and negative voltage) in a DSM type liquid crystal chopper. From this figure, it can be seen that as the driving frequency increases, the degree of scattering decreases rapidly from around 15t(z), and the infrared transmittance increases accordingly.
従−）て、液晶チョッパに１〜１５１（ｚと５０Ｈｚ以
−１−の周波数の駆動電圧を交互に与えれば、赤外線を
通断できる。Therefore, infrared rays can be passed through the liquid crystal chopper by alternately applying driving voltages of frequencies 1 to 151 (z) and frequencies of 50 Hz or higher.
第２図は本発明にかかる液晶チョッパの駆動回路の−・
例を示す図、第３図はこの駆動回路の各点（Ｆ−Ｈ）に
おける電圧波形を示すタイミングチャートである。FIG. 2 shows a driving circuit for a liquid crystal chopper according to the present invention.
A diagram showing an example, FIG. 3, is a timing chart showing voltage waveforms at each point (F-H) of this drive circuit.
ＲＩＯ〜Ｒ１７は抵抗、０５〜Ｃ８はコンデンサである
。（ｌ・１）（１５）はタイマＩＣ（例えば、東芝製Ｔ
Ｃ５５５）である。タイマＩＣ（１４）は、第３図の波
形Ｅのようなパルス波形を１１（ｚの周波数にて出力す
るよう設定されている。（１６）は半導体スイッチであ
り、初期状態においては図示のようにオフに設定されて
おり、タイマＩＣ（１４）がらの出力信号がＨレベルに
なるとオンとなり、タイマＩＣ（１５）に接続された時
定数回路の回路定数を変化させる。従って、タイマＩ
Ｃ（１５）の出力は第３図の波形Ｆのように、タイマＩ
Ｃ（１４）の出力波形Ａに応じて周波数を交互に変化さ
せたものとなる。即ち、タイマＩ Ｃ（１４）出力がＨ
レベルの時には周波数が高くなり（ｆ ２＝ ５０ Ｈ
ｚ）、Ｌレベルの時には低くなる（ｆｌ＝４Ｈｚ）。RIO to R17 are resistors, and 05 to C8 are capacitors. (l・1) (15) is a timer IC (for example, Toshiba T
C555). The timer IC (14) is set to output a pulse waveform such as waveform E in Fig. 3 at a frequency of 11 (z). (16) is a semiconductor switch, and in the initial state, the When the output signal from the timer IC (14) becomes H level, it turns on and changes the circuit constant of the time constant circuit connected to the timer IC (15).
The output of C(15) is as shown in waveform F in Figure 3.
The frequency is alternately changed according to the output waveform A of C(14). That is, the timer IC (14) output is H.
At level, the frequency becomes high (f 2 = 50 H
z), becomes low when it is at L level (fl=4Hz).
（１７）はＰＮＰ型トランジスタであり、ベースが抵抗
Ｒ］５を介してタイマＩＣ（１５）の出力端子に、エミ
ッタが＋２５Ｖ電源に、コレクタが抵抗を介して一２５
Ｖ電源に接続されており、ベース、エミッタ間に抵抗Ｒ
１６が接続されている。従って、ベースに波形Ｇの電圧
波形が入力されると、コレクタには波形Ｈの如き駆動電
圧が現れ、液晶チョッパ（１８）を駆動することになる
。(17) is a PNP type transistor, the base is connected to the output terminal of the timer IC (15) through the resistor R5, the emitter is connected to the +25V power supply, and the collector is connected to the -25V power supply through the resistor.
It is connected to the V power supply, and there is a resistor R between the base and emitter.
16 are connected. Therefore, when a voltage waveform of waveform G is inputted to the base, a driving voltage such as waveform H appears at the collector, which drives the liquid crystal chopper (18).
このような駆動回路により、液晶チョッパ（１８）に４
Ｈｚの第１駆動電圧と５０Ｈｚの第２駆動電圧を交互に
印加することによって、赤外７線を通断することができ
る。With such a drive circuit, the liquid crystal chopper (18) has four
By alternately applying the first driving voltage of Hz and the second driving voltage of 50 Hz, seven infrared rays can be passed through.
そして、本発明の駆動回路は、第５図の従来の駆動回路
に較べて構成が簡素化されている、即ち、従来はオペア
ンプ（８）（１０）２個、リレー（１１）（１２） ２
個が必要であるのに対して、本発明ではこれに変わって
トランジスタ（１７） １個で済む。また、リレーに変
わってトランジスタを使用するので、小型化が図れると
ともに信頼性が向上する。The drive circuit of the present invention has a simpler configuration than the conventional drive circuit shown in FIG.
However, in the present invention, instead of this, only one transistor (17) is required. Furthermore, since a transistor is used instead of a relay, it is possible to reduce the size and improve reliability.
（ト）発明の効果
以上のように、本発明の液晶チョッパは、赤外線の通断
を駆動電圧の周波数を変えることによって制御すること
により、駆動回路の構成が簡単になり、小型化および信
頼性の向上が図れる。(G) Effects of the Invention As described above, the liquid crystal chopper of the present invention can simplify the structure of the drive circuit by controlling the passage of infrared rays by changing the frequency of the drive voltage, and can achieve miniaturization and reliability. can be improved.
第１図はＤ Ｓ Ｍ型液晶チョッパにおける駆動電圧（
正電圧、負電圧を繰り返すパルス状電圧）の周波数に対
する散乱特性および赤外線透過率を示す図、第２図は本
発明の駆動回路を示す図、第３図は第２図の駆動回路の
各点における電圧波形を示す図、第４図はＤＳＭ型液晶
チョッパの構造を示す模式図、第５図は従来の駆動回路
を示す図、第６図は第５図の駆動回路の各点における電
圧波形を示す図である。
（１）（２）・・・シリコン板、
（３） ・・・液晶、
（１３）（ｉ８）・・・液晶シャッタ。Figure 1 shows the driving voltage (
A diagram showing the scattering characteristics and infrared transmittance with respect to the frequency of a pulsed voltage that repeats positive voltage and negative voltage. Figure 2 is a diagram showing the drive circuit of the present invention. Figure 3 is a diagram showing each point of the drive circuit in Figure 2. 4 is a schematic diagram showing the structure of a DSM type liquid crystal chopper, FIG. 5 is a diagram showing a conventional drive circuit, and FIG. 6 is a voltage waveform at each point of the drive circuit in FIG. 5. FIG. (1)(2)...Silicon plate, (3)...Liquid crystal, (13)(i8)...Liquid crystal shutter.
Claims (1)
、 液晶分子を振動させて前記赤外線を散乱し得る程度の正
電圧、負電圧を繰り返す低い周波数のパルス状の第１駆
動電圧と、前記液晶分子が追従できず前記赤外線を散乱
し得ない程度の正電圧、負電圧を繰り返す高い周波数の
パルス状の第２駆動電圧と、に交互に変化する電圧にて
駆動されることを特徴とする液晶チョッパ。(1) In a DSM type liquid crystal chopper that passes infrared rays, a first drive voltage in the form of a pulse with a low frequency that repeats a positive voltage and a negative voltage enough to vibrate liquid crystal molecules and scatter the infrared rays, and the liquid crystal molecules A liquid crystal chopper characterized in that it is driven with a voltage that alternately changes between a positive voltage that cannot follow the infrared rays and scatter the infrared rays, and a high frequency pulsed second driving voltage that repeats a negative voltage. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109093A JPH047515A (en) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | Liquid crystal chopper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2109093A JPH047515A (en) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | Liquid crystal chopper |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH047515A true JPH047515A (en) | 1992-01-10 |
Family
ID=14501411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2109093A Pending JPH047515A (en) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | Liquid crystal chopper |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH047515A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999005489A1 (en) * | 1997-07-28 | 1999-02-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radiation clinical thermometer |
| US8230816B2 (en) | 2004-11-24 | 2012-07-31 | Richell U.S.A., Inc. | Freestanding pet barrier |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP2109093A patent/JPH047515A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999005489A1 (en) * | 1997-07-28 | 1999-02-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radiation clinical thermometer |
| US6371925B1 (en) | 1997-07-28 | 2002-04-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radiation clinical thermometer |
| US8230816B2 (en) | 2004-11-24 | 2012-07-31 | Richell U.S.A., Inc. | Freestanding pet barrier |
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