JPH0580301A - 吸収率を制御可能な光学装置 - Google Patents

吸収率を制御可能な光学装置

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JPH0580301A
JPH0580301A JP4058889A JP5888992A JPH0580301A JP H0580301 A JPH0580301 A JP H0580301A JP 4058889 A JP4058889 A JP 4058889A JP 5888992 A JP5888992 A JP 5888992A JP H0580301 A JPH0580301 A JP H0580301A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学セルの灰色レベルを簡単に設計された制
御回路で正確に制御することである。 【構成】 光学的に活性な物質、たとえば液晶と、制御
回路とを有する光学セルが開示される。その物質の光透
過度は印加電圧の関数であり、前記物質は加えられる信
号の周波数により可変であり、制御回路は電圧源と、電
圧源により供給される信号の周波数を制御する手段とを
有する。このセルの用途は減少、とくに日除けまたは自
動車用バックミラーである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶のような、光学的
に活性な物質を有する光学セルと、この光学的に活性な
物質の透過度を制御する電気的制御回路とを備える吸収
率を制御可能な光学装置に関するものである。本発明の
装置はとくにフィルタ、減衰器またはダイアフラムとし
て応用される。自動車の分野においては、この装置は日
除けまたはバックミラーとして使用できる。
【０００２】
【従来の技術】光減衰器として最も一般的な光学セルは
二つの電極の間に液晶を配置し、その電極間に電圧を加
えるものである。最も簡単な光学セル、すなわち、二つ
の光学状態（不透明と透明）を実現する，セルの場合に
は、光学セルのスイッチングしきい値電圧Ｖｔｈｒのそ
れぞれ上及び下の二つの電圧ＶｏｎとＶｏｆｆを加える
ことで十分である。これとは対照的に、光学的な灰色調
を得るセルの場合には、必要とする灰色調レベルの数と
同数の電圧を使用する必要がある。そのような場合には
種々の電圧振幅を有する複数の信号を発生するように制
御回路を構成せねばならない。また、それらの振幅が光
学セルの光透過度を直接決定するから、それらの振幅を
精密に決定する必要もある。そうすると、抵抗ブリッジ
を分割することにより種々の電圧を得る簡単な制御回路
を用いることが困難になる。その理由は、この種の設計
が十分に正確でないからである。したがって、より複雑
な設計、たとえば各電圧信号ごとに別々の電圧源を使用
することに頼る必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光学
セルにおける灰色レベルの数とは無関係に、簡単に設計
された制御回路を用いて正確に光学セルを制御すること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的は、二つの電極
の間に配置されて、それらの電極の間に印加された電圧
の関数である光透過度を有する光学的に活性な物質を有
する光学セルと、前記電極へ電気的に接続された制御回
路とを備え、前記光学的に活性な物質は、前記電極へ加
えられた信号の周波数によって変る電気的インピーダン
スを有し、前記制御回路は電圧源と、この電圧源から供
給される信号の周波数を制御する手段を有する吸収率を
制御可能な光学装置により達成される。電圧源は電圧を
制御できる発振器とすることが好ましく、制御手段はこ
の発振器の制御入力端子へ信号を供給する。この制御手
段は、照度の関数として光学セルの光学的に活性な物質
の光透過度を制御するために、入射光検出手段と周囲光
検出手段の少なくとも一方を有することが望ましい。
【０００５】
【実施例】図１は従来の液晶セルを断面で概略的に示
す。このセル２は、２枚ガラスウェハー６、８と接着剤
の枠１０により構成された室の中に配置された液晶膜４
を有する。２枚ガラスウェハー６と８の各内面には電極
１２、１４が設けられる。各電極は液晶の範囲をこえて
延長して電気接点を形成する。その電気接点には、制御
回路へ接続される導電体１６、１８が溶接される。本発
明においては、液晶セルは、不透明状態と透明状態の二
つの状態となるもの、又は順次光透過状態が変化するも
のなど光減衰器を形成するために使用できる既知の任意
のセルを用いることができる。本発明を理解するために
は液晶セルの電気的機能を思い出すと良い。図２に示す
ように、液晶セルは、液晶膜により形成されたコンデン
サＣと、溶接部および導電体で形成された２つの抵抗Ｒ
１、Ｒ２とで主として構成される。液晶の光透過度はコ
ンデンサＣの端子間電圧ＶＣＬにより制御される。この
電圧ＶＣＬは、導電体へ加えられる電圧ＶＯに対して次
式で示されるような関係を有する。 ＶＣＬ＝ＶＯ・１／√｛１＋（ＲＣω）2 ｝ ここに、Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２、ωは制御信号の角周波数であ
る。
【０００６】一般的にいえば、従来の液晶セルにおいて
は、インピーダンスＺＲ＝ＲはＺＣ＝１／（Ｃω）より
非常に低いから、ＶＣＬはＶＯにほぼ等しい。したがっ
て、制御電圧ＶＯの大きさを変えることによりセルのス
イッチングは自然に行われる。しかし、導電体と電極の
間の電気的接続がガラスウェハーの表面で行われず、そ
れの縁部で行われると、出願人のヨーロッパ特許出願Ｎ
ｏ．０ ３５９ ０８２に記載されているように、電気
抵抗値が溶接の質に応じてセルごとに大幅に異なること
が判明している。電気抵抗値が十分に高いとすると、先
の式で定められる電圧ＶＣＬは電圧ＶＯよりとくに低い
ことがあり、したがってセルのスイッチングができなく
なる場合がある。本発明は、十分に高い電気抵抗値を有
し、制御信号の周波数により電圧ＶＣＬが大きく変化し
て、制御信号の振幅ではなくて周波数を変えることによ
り制御されるようなセルを得ることに存する。
【０００７】図３は、抵抗ＲとコンデンサＣにより形成
された液晶セル２０と、可変抵抗Ｒａと、制御回路２２
とを含む本発明の光学装置を示す。制御回路２２は振幅
がＶｏである制御信号Ｓを供給する。その制御信号の周
波数ｆは、少なくとも二つの周波数ｆ1 とｆ2 を含む複
数の周波数から選択でき、または周波数範囲（ｆ1 、ｆ
2 ）内で連続的に調節できる。両端の周波数ｆ1 とｆ2
で得られる電圧ＶＣＬ１とＶＣＬ２が液晶膜の光透過度
の二つの所望の両極端の状態に対応するように、抵抗値
Ｒａが調節される。たとえば、発明者は、ダイクロイッ
ク液晶セルで、Ｃ＝７５μＦ、Ｒ＝５ｋΩ、Ｒａ＝９５
ｋΩ、ＶＯ＝１２Ｖ、スイッチング電圧ＶＣＬのオフ電
圧とオン電圧がそれぞれ２．３Ｖ、４Ｖの特許を有する
周波数制御可能な光学装置を製造した。前記の式を用い
ると、対応する周波数ｆｏｆｆ＝２１７Ｈｚとｆｏｎ＝
１２０Ｈｚが得られる。したがって、周波数がｆｏｆｆ
とｆｏｎの間で変化する信号ＶＯを加えることにより、
透明な状態と不透明な状態の間で全ての灰色調が得られ
る。
【０００８】図４は制御回路の実施例を示す。図４Ａに
示す制御回路は透明状態と不透明状態の二つの状態を有
する液晶セルのためのものである。この制御回路は、振
幅と周波数が一定である信号を発生する電圧源２４と、
分周率が１またはＮである分周器２６とを含む。分周器
２６の分周率は、それの制御入力端子ＥＣへ加えられる
制御信号に応じて、１またはＮの値をとる。電圧源によ
り供給される信号の振幅と分周率Ｎは、コンデンサＣの
端子間電圧が、分周率がＮ（または１）に等しい時に、
セルのしきい値電圧より低い（または高い）ように選択
される。灰色調セルの場合には、電圧ＶＣＬは複数の値
をとることができなければならず、または２つの極値の
間で連続的に変化できねばならない。したがって、制御
回路は、図４Ｂに示すように、電圧制御発振器（Ｖ．
Ｃ．Ｏ．）２８と、このＶ．Ｃ．Ｏ．を制御する手段３
０とで構成することが有利である。制御器３０は信号を
供給する。この信号の振幅はＶ．Ｃ．Ｏ．により供給さ
れる信号の周波数、したがって信号ＶＣＬの振幅を定め
る。制御器は、電圧源へ接続されるポテンショメータの
ような手動型制御器とすることができる。制御器は、図
５に示すように自動型制御器とすることができる。
【０００９】図５Ａに示す制御器は、電圧源とＶ．Ｃ．
Ｏ．の制御入力端子の間に分圧ブリッジを有する。この
分圧ブリッジは固定抵抗Ｒｆと光抵抗Ｒｉｎｃで構成さ
れる。セルに入射する光が強くなるとその光抵抗の抵抗
値は低くなる。この制御器の構成はＶ．Ｃ．Ｏ．の制御
器の構成に類似し、制御信号の振幅と正コントラストセ
ルの振幅が増大すると、それの周波数が高くなる。した
がって、入射光が強くなると、制御器により供給される
信号の振幅が小さくなり、そのためにＶ．Ｃ．Ｏ．によ
り供給される信号の周波数が低くなり、したがってセル
の光透過度が低くなる。この種の構造は、たとえば、日
除けまたは可変透明度の窓として用いられる液晶として
適当である。
【００１０】この種の構造は、裏面に反射層が設けら
れ、自動車のバックミラーとして用いられる液晶セルに
も適当である。この用途においては、周囲光を検出する
手段を設けることも興味がある。この目的のために、図
５Ｂに示すように、制御器は抵抗Ｒｆと並列に光抵抗Ｒ
ａｍｂを設ける。制御器を平衡させ、かつ制御器の応答
を用いられるＶ．Ｃ．Ｏ．の関数として調節するため
に、抵抗Ｒｉｎｃに並列に補助抵抗Ｒｓを付加できる。
この補助抵抗Ｒｓは可変抵抗であることが好ましい。液
晶セルを自動車用バックミラーとして用いる時は、光抵
抗ＲｉｎｃとＲａｍｂを、自動車の後方と前方における
光の強さをそれぞれ検出するように設けられる。周囲光
の強さを検出するために構成された光抵抗だけを有する
制御器を設けることももちろん可能である。最後に、光
抵抗の構成は変形の形態，すなわち制御信号の振幅の
Ｖ．Ｃ．Ｏ．の周波数の変化の種類さらには液晶セルの
コントラストが正または負かに直接又は間接に依存する
から、その構成は図示のものとは異なることがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って制御できる液晶セルの断面図で
ある。
【図２】図１の液晶セルの等化電気回路図である。
【図３】本発明の光学装置の回路図である。
【図４】本発明の光学装置の制御回路の異なる実施例を
示す。
【図５】光学装置の吸収率を入射光の強さの関数として
制御するために図４Ｂに示す制御器の回路の実施例を示
す。
【符号の説明】
２ 液晶セル ４ 液晶膜 ６、８ ガラスウェハー １２、１４ 電極 １６、１８ 導電体 ２２ 制御回路 ２４ 電圧源 ２６ 分周器 ２８ 電圧制御発振器 ３０ 制御器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光透過度が前記電極の間に加えられた電
    圧（ＶＣＬ）の関数である光学的に活性な物質が二つの
    電極の間に配置されている光学セルと、前記電極へ電気
    的に接続される制御回路とを有する光学装置において、
    前記光学的に活性な物質は前記電極へ加えられる信号の
    周波数により電気的インピーダンスを変化するもので、
    かつ前記制御回路は電圧源と、この電圧源により供給さ
    れる信号の周波数を制御する手段とを有することを特徴
    とする吸収率を制御可能な光学装置。
JP4058889A 1991-02-13 1992-02-13 吸収率を制御可能な光学装置 Pending JPH0580301A (ja)

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CH447/91A CH684032A5 (fr) 1991-02-13 1991-02-13 Dispositif optique commandable en fréquence.
CH00447/91-1 1991-02-13

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