JPH06281908A - Liquid crystal optical device and illuminator using it - Google Patents

Liquid crystal optical device and illuminator using it

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Publication number
JPH06281908A
JPH06281908A JP5092296A JP9229693A JPH06281908A JP H06281908 A JPH06281908 A JP H06281908A JP 5092296 A JP5092296 A JP 5092296A JP 9229693 A JP9229693 A JP 9229693A JP H06281908 A JPH06281908 A JP H06281908A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
crystal optical
optical element
optical
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Application number
JP5092296A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Oi
好晴 大井
Yutaka Kumai
裕 熊井
Tsuneo Wakabayashi
常生 若林
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AG Technology Co Ltd
Original Assignee
AG Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a high quenching ratio and a high optical modulation function. CONSTITUTION:This device is constituted so that a liquid crystal optical element 30 provided with a light source, an optical fiber 51 and a liquid crystal solidified substance composite material layer 30B, a condensing reflection means 45 and the optical fiber 52 are provided, and a light absorbing body 70 is provided on a part of the surface of the liquid crystal optical element 30, or projecting and recessing parts are formed on a boundary in an optical path, or the boundary having an inclination angle alpha for the optical path is provided, and an unwanted normal reflection beam is reduced, and the optical modulation is performed when the beam passes through the liquid crystal solidified substance composite material layer 30B twice.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバと液晶固化
物複合体を備えた透過散乱型の液晶光学素子とを用いた
液晶光学装置、およびそれを用いた照明装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal optical device using an optical fiber and a transmission / scattering type liquid crystal optical element having a liquid crystal solidified composite, and an illuminating device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から光源と光伝送用の光ファイバと
の間に液晶光学素子を配置して、液晶光学素子により光
源から光ファイバに伝達される光量を制御する液晶光学
装置が知られている。さらに、光エネルギー伝送用の光
ファイバ、または単線の光ファイバを束ねた光ファイバ
バンドルと光源と液晶光学素子とを用いた照明装置や配
光装置が提案されている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal optical device in which a liquid crystal optical element is arranged between a light source and an optical fiber for optical transmission and the amount of light transmitted from the light source to the optical fiber is controlled by the liquid crystal optical element has been known. There is. Furthermore, an illumination device and a light distribution device using an optical fiber for transmitting optical energy or an optical fiber bundle in which a single optical fiber is bundled, a light source and a liquid crystal optical element have been proposed.

【0003】また、光源から液晶光学素子への導光手段
に光ファイバを用い、光ファイバと光ファイバとの間に
液晶光学素子を配置した構成が提案されている。また、
光通信情報伝送用の低損失細線光ファイバを液晶光学素
子の光入射側及び光出射側に用いた光可変減衰器が提案
されている。図6に光ファイバを2本と、反射型の液晶
ディスプレイを用いた光変調器の一例を従来例2として
示す。
Further, there has been proposed a structure in which an optical fiber is used as a light guiding means from the light source to the liquid crystal optical element, and the liquid crystal optical element is arranged between the optical fibers. Also,
An optical variable attenuator has been proposed which uses a low-loss thin optical fiber for optical communication information transmission on the light incident side and the light emitting side of a liquid crystal optical element. FIG. 6 shows a conventional example 2 of an optical modulator using two optical fibers and a reflective liquid crystal display.

【0004】さらに、透過散乱型の動作モードを有し偏
光板なしで光の制御を行うことのできる液晶固化物複合
体を備えた液晶光学素子を用いることにより光損失の低
減が可能となることから、反射型液晶光学素子とレンズ
を用いても光可変減衰器が構築可能であることが提案さ
れている。図5に従来例1を示す。入力用光ファイバ5
1と出力用光ファイバ52と凸レンズ41と反射型の液
晶光学素子30とから構成される。
Further, it is possible to reduce light loss by using a liquid crystal optical element having a liquid crystal solidified composite having a transmission / scattering type operation mode and capable of controlling light without a polarizing plate. Therefore, it is proposed that an optical variable attenuator can be constructed even by using a reflective liquid crystal optical element and a lens. FIG. 5 shows Conventional Example 1. Input optical fiber 5
1, the output optical fiber 52, the convex lens 41, and the reflective liquid crystal optical element 30.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例のような
構成の液晶光学装置とした場合、反射型の構成とするこ
とによって液晶光学素子の電気光学機能層を少なくとも
2回通過するので、その電気光学機能層での散乱能は1
回のみ光が通過する透過型の素子構成に比べ飛躍的に向
上する。
In the case of the liquid crystal optical device having the structure of the above-mentioned conventional example, since the liquid crystal optical device has the reflective structure, it passes through the electro-optical functional layer of the liquid crystal optical element at least twice. The scattering power of the electro-optical functional layer is 1
This is a dramatic improvement over the transmissive element configuration in which light passes only once.

【0006】しかし、液晶光学素子の界面および集光用
レンズの界面などにおいて生じる界面反射の一部が光出
射側の光ファイバに常時入射することになるため、液晶
表示素子がオフ状態のとき、光ファイバからの出射光量
が低くならない。つまり、液晶光学素子への電圧印加や
非印加による出射光の消光比が透過型素子構成に比べ十
分に高いとはいえなかった。
However, since a part of the interface reflection generated at the interface of the liquid crystal optical element and the interface of the condenser lens always enters the optical fiber on the light emitting side, when the liquid crystal display element is in the off state, The amount of light emitted from the optical fiber does not decrease. That is, it cannot be said that the extinction ratio of emitted light by applying or not applying a voltage to the liquid crystal optical element is sufficiently higher than that of the transmissive element structure.

【0007】したがって、液晶光学素子への電圧印加に
伴なう光量変化のダイナミックレンジは透過型の素子構
成に比べて改善されることがなく低い値のままであっ
た。
Therefore, the dynamic range of the change in the amount of light accompanying the voltage application to the liquid crystal optical element has not been improved and remains at a low value as compared with the transmissive element structure.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、光源と、第一の導光手
段と、表電極が形成された表基板と裏電極が形成された
裏基板との間に、液晶が固化物マトリックス中に分散保
持された液晶固化物複合体が挟持され、電極間に発生す
る電界によって液晶が制御され、液晶の屈折率が固化物
マトリックスの屈折率に一致しない際に光が散乱し、液
晶の屈折率が固化物マトリックスの屈折率とほぼ一致し
た際に光が透過する液晶固化物複合体層を備えた液晶光
学素子と、集光性反射手段と、第二の導光手段とが設け
られ、第一の導光手段と集光性反射手段との間、かつ第
二の導光手段と集光性反射手段との間に液晶光学素子が
配置され、光源から発し第一の導光手段に導入された光
は、液晶光学素子を通過してから集光性反射手段に到達
し、この集光性反射手段によって反射され、再び液晶光
学素子を通過して液晶光学素子から出射することで、液
晶光学素子内の液晶固化物複合体層を2回通過せしめら
れてから第二の導光手段に入射され、このさいに液晶固
化物複合体層の光の散乱度によって光量が制御され、第
一の導光手段の出力端と第二の導光手段の入力端は、集
光性反射手段の反射面に対して互いに共役的である位置
に配置されたことを特徴とする液晶光学装置(1)を提
供する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a light source, a first light guiding means, a front substrate on which a front electrode is formed, and a back electrode. The liquid crystal and solidified substance composite in which the liquid crystal is dispersed and held in the solidified substance matrix is sandwiched between the liquid crystal and the back substrate, and the liquid crystal is controlled by the electric field generated between the electrodes. Light is scattered when it does not match the refractive index, and light is transmitted when the refractive index of the liquid crystal almost matches the refractive index of the solidified matrix. Reflecting means and second light guiding means are provided, and liquid crystal optics is provided between the first light guiding means and the light collecting reflecting means and between the second light guiding means and the light collecting reflecting means. Light emitted from the light source and introduced into the first light guide means is a liquid crystal optical element. After passing through the liquid crystal optical element, it reaches the condensing reflecting means, is reflected by the condensing reflecting means, passes through the liquid crystal optical element again, and is emitted from the liquid crystal optical element. After passing through the layer twice, the light is incident on the second light guide means, and at this time, the light amount is controlled by the degree of scattering of light of the liquid crystal solidified composite layer, and the output end of the first light guide means and the first light guide means. Provided is a liquid crystal optical device (1), characterized in that the input ends of the two light guiding means are arranged at positions mutually conjugate with respect to the reflecting surface of the condensing reflecting means.

【0009】また、上記の液晶光学装置(1)におい
て、第一または第二の導光手段として光ファイバが用い
られたことを特徴とする液晶光学装置(2)を提供す
る。また、上記の液晶光学装置(1)において、第一ま
たは第二の導光手段としてバンドルファイバが用いられ
たことを特徴とする液晶光学装置を提供する。また、上
記の液晶光学装置(1)〜(3)のいずれか1つにおい
て、液晶光学素子の表基板側表面の一部に正規反射光低
減手段として光吸収体または凹凸が形成されたことを特
徴とする液晶光学装置(4)を提供する。また、上記の
液晶光学装置(1)〜(4)のいずれか1つにおいて、
少なくとも一方の電極面に正規反射光低減手段として凹
凸が形成されたことを特徴とする液晶光学装置(5)を
提供する。また、上記の液晶光学装置(1)〜(5)の
いずれか1つにおいて、集光性反射手段は球面鏡または
楕円鏡または放物面鏡等の2次曲面鏡のうちの一つから
なることを特徴とする液晶光学装置(6)を提供する。
さらに、上記の液晶光学装置(1)〜(6)のいずれか
1つを用いた照明装置を提供する。
Also provided is a liquid crystal optical device (2) characterized in that an optical fiber is used as the first or second light guiding means in the above liquid crystal optical device (1). Also, in the above liquid crystal optical device (1), there is provided a liquid crystal optical device characterized in that a bundle fiber is used as the first or second light guide means. Further, in any one of the above liquid crystal optical devices (1) to (3), a light absorber or unevenness is formed as a regular reflection light reducing means on a part of the front substrate side surface of the liquid crystal optical element. A characteristic liquid crystal optical device (4) is provided. In any one of the above liquid crystal optical devices (1) to (4),
Provided is a liquid crystal optical device (5), characterized in that at least one electrode surface is provided with irregularities as means for reducing regular reflection light. Further, in any one of the above liquid crystal optical devices (1) to (5), the condensing reflecting means comprises one of a quadric surface mirror such as a spherical mirror, an elliptic mirror, or a parabolic mirror. A liquid crystal optical device (6) is provided.
Furthermore, an illuminating device using any one of the above liquid crystal optical devices (1) to (6) is provided.

【0010】本発明の液晶光学装置においては、正規反
射光低減手段として液晶光学素子の表基板側表面の一部
に光吸収体または凹凸が形成されているため、第二の導
光手段に入射する不要な正規反射が低減される。あるい
は、本発明の液晶光学装置においては、不要な正規反射
光低減手段として液晶光学素子の透明電極面に微細な凹
凸が形成されているため、液晶固化物複合体層と透明電
極付き基板ガラスとの界面などにおいて生じる不要な正
規反射が低減される。
In the liquid crystal optical device of the present invention, since the light absorber or the unevenness is formed on a part of the surface of the liquid crystal optical element on the front substrate side as the regular reflection light reducing means, the light is incident on the second light guiding means. The unnecessary regular reflection that occurs is reduced. Alternatively, in the liquid crystal optical device of the present invention, since fine irregularities are formed on the transparent electrode surface of the liquid crystal optical element as unnecessary regular reflection light reducing means, a liquid crystal solidified composite layer and a substrate glass with a transparent electrode are formed. Unnecessary regular reflections that occur at the interfaces of the are reduced.

【0011】また、集光性反射手段と液晶光学素子との
間の界面による正規反射光を積極的に抑制するように、
一体的な構造を採用し、コンパクトかつ機械的に強固で
あり光学的に優れた液晶光学装置を提供する。
Further, in order to positively suppress the regular reflection light due to the interface between the condensing reflecting means and the liquid crystal optical element,
(EN) Provided is a liquid crystal optical device which adopts an integral structure and is compact, mechanically strong and optically excellent.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、液晶固化物複合体層を光が2
回通過するため、透過散乱型光学素子の実効的散乱能が
向上する。そして、この場合の構成において、透過散乱
型の液晶光学素子を反射型の構成で光源と光ファイバと
の間に設置しているために発生する各光学素子の界面反
射に起因する消光比およびダイナミックレンジの劣化が
改善される。その結果、従来の透過型の素子構成および
反射型の素子構成の透過散乱型液晶光学素子と光ファイ
バを用いた光学装置に比べて、高い消光比が得られる。
According to the present invention, light is emitted through the liquid crystal solidified composite layer.
Since the light passes through the optical path, the effective scattering ability of the transmission-scattering type optical element is improved. Further, in the configuration of this case, the extinction ratio and the dynamics caused by the interface reflection of each optical element which occurs because the transmission-scattering type liquid crystal optical element is installed between the light source and the optical fiber in the reflection type configuration. Range deterioration is improved. As a result, a higher extinction ratio can be obtained as compared with a conventional optical device using a transmission-scattering type liquid crystal optical element having a transmission type element configuration and a reflection type element configuration and an optical fiber.

【0013】[0013]

【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。 (実施例1〜4)本発明の実施例1の断面図を模式的に
図1に示す。本実施例は、外部に設置された光源から出
射された光が集光され、光ファイバからなる第一の導光
手段51により導波され、その出力端から出射され、液
晶光学素子30を通過して、集光性反射手段45にあた
り反射され第二の導光手段52の入力端に向かう。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. (Examples 1 to 4) A cross-sectional view of Example 1 of the present invention is schematically shown in FIG. In this embodiment, the light emitted from the light source installed outside is collected, guided by the first light guide means 51 composed of an optical fiber, emitted from the output end thereof, and passes through the liquid crystal optical element 30. Then, the light is reflected by the condensing reflection means 45 and is directed toward the input end of the second light guide means 52.

【0014】このとき第一の導光手段51の出射端と第
二の導光手段52の入射端は、二次曲面からなる反射面
を有する集光性反射手段45に対して、互いに共役な位
置に入射端と出射端が配置される。本発明では、液晶光
学素子の背後に集光性反射手段を設けることが特徴の一
つとなっている。
At this time, the emission end of the first light guide means 51 and the incident end of the second light guide means 52 are not conjugate with each other with respect to the condensing reflection means 45 having a reflection surface composed of a quadric surface. The entrance end and the exit end are arranged at the positions. One of the features of the present invention is that the condensing reflection means is provided behind the liquid crystal optical element.

【0015】例えば、この実施例1のように集光性反射
手段45として球面鏡を用いれば、球の中心近傍に配置
すればよい。また、光ファイバの入射端と出射端とは交
換可能であり特に差異はない。本実施例では、透明な平
凸型レンズの凸面を球面として加工し、アルミニウム、
金属ミラーをその表面に形成し、そして液晶光学素子3
0の裏基板32の背面側に屈折率が平凸レンズの屈折率
と等しい光学的接着剤で平面側を密着して設けられてい
る。
For example, if a spherical mirror is used as the condensing reflecting means 45 as in the first embodiment, it may be arranged near the center of the sphere. Further, the incident end and the emitting end of the optical fiber are interchangeable, and there is no particular difference. In this embodiment, the convex surface of the transparent plano-convex lens is processed as a spherical surface, and aluminum,
A metal mirror is formed on its surface, and a liquid crystal optical element 3
It is provided on the back side of the back substrate 32 of 0 with a flat surface in close contact with an optical adhesive whose refractive index is equal to that of the plano-convex lens.

【0016】この場合、表基板31と裏基板32と平凸
レンズである集光性反射手段45の屈折率がほとんど等
しいか近似していることが好ましい。屈折率差がある
と、不要な反射が発生するからである。図1において、
液晶光学素子が透明状態のとき、第一の導光手段51か
ら出射した光が第二の導光手段52に効率よく入射する
光線の経路が記されている。
In this case, it is preferable that the front substrate 31, the back substrate 32, and the condensing reflecting means 45, which is a plano-convex lens, have almost the same or similar refractive indexes. This is because unnecessary reflection occurs when there is a difference in refractive index. In FIG.
When the liquid crystal optical element is in the transparent state, the path of the light beam that the light emitted from the first light guide means 51 efficiently enters into the second light guide means 52 is described.

【0017】一方、液晶光学素子が散乱状態のとき、第
一の導光手段51を出射し液晶光学素子を通過する光は
散乱され、第二の導光手段52に到達する光は著しく減
少する。しかし、液晶光学素子を通過する前に液晶光学
素子の表基板の界面で正規反射された光の一部は、液晶
光学素子の透過散乱状態にかかわらず、直接第二の導光
手段52に入射する。通常、そのような光路が存在す
る。このような正規反射光の生じる場所は、第一の導光
手段51と第二の導光手段52と液晶光学素子30の表
基板31との位置関係で決まる。
On the other hand, when the liquid crystal optical element is in the scattering state, the light emitted from the first light guide means 51 and passing through the liquid crystal optical element is scattered, and the light reaching the second light guide means 52 is significantly reduced. . However, part of the light that is normally reflected at the interface of the front substrate of the liquid crystal optical element before passing through the liquid crystal optical element is directly incident on the second light guide means 52 regardless of the transmission / scattering state of the liquid crystal optical element. To do. Usually such an optical path exists. The place where such regular reflected light is generated is determined by the positional relationship among the first light guide means 51, the second light guide means 52, and the front substrate 31 of the liquid crystal optical element 30.

【0018】すなわち、第一の導光手段51の出射端の
光線を表基板31の特定領域を経由して第二の導光手段
52の入射端につなげて形成される頂角に対して、表基
板31のその特定領域の垂線が角度2等分線となる位置
関係である。このように限定される領域の形状および面
積は、第一の導光手段51の出射端形状、第二の導光手
段52の入射端形状、導光手段51の出射端と第二の導
光手段52の入射端と液晶光学素子3の表基板31との
位置関係で決まる。
That is, with respect to the apex angle formed by connecting the light beam at the exit end of the first light guide means 51 to the entrance end of the second light guide means 52 via the specific region of the front substrate 31, This is a positional relationship in which the perpendicular line of the specific area of the front substrate 31 is an angle bisector. The shapes and areas of the regions thus limited are the exit end shape of the first light guide means 51, the entrance end shape of the second light guide means 52, the exit end of the light guide means 51 and the second light guide. It is determined by the positional relationship between the incident end of the means 52 and the front substrate 31 of the liquid crystal optical element 3.

【0019】好ましくは、第一の導光手段51の出射端
形状と第二の導光手段52の入射端形状の内面積の大き
な方の形状に合わせる。この領域以外の表基板の界面に
おいて、正規反射が生じても第二の導光手段52の入射
端に入射しないため、液晶光学素子が散乱状態のときバ
ックグラウンド光成分として暗レベルを増大させること
はない。
Preferably, the shape of the exit end of the first light guide means 51 and the shape of the entrance end of the second light guide means 52 are matched to the shape having the larger inner area. At the interface of the front substrate other than this area, even if regular reflection occurs, it does not enter the incident end of the second light guide means 52, so that when the liquid crystal optical element is in the scattering state, the dark level is increased as a background light component. There is no.

【0020】液晶光学素子30の表基板31において、
上述の不要な正規反射が生じる界面は、空気との界面お
よび液晶固化物複合体と透明電極との界面の合わせて二
面ある。このような界面の正規反射を低減する手段とし
て、一般的に反射防止膜の形成が考えられる。しかし、
反射防止膜で完全に反射光をゼロにすることは難しく、
特に反射防止波長帯域が可視光の全域のように広い場
合、残留反射率が0.5%程度存在する。
On the front substrate 31 of the liquid crystal optical element 30,
There are two interfaces where the above-mentioned unnecessary regular reflection occurs, that is, the interface with air and the interface between the liquid crystal solidified composite and the transparent electrode. As a means for reducing the regular reflection at such an interface, formation of an antireflection film is generally considered. But,
It is difficult to completely eliminate the reflected light with an antireflection film,
In particular, when the antireflection wavelength band is as wide as the entire visible light, the residual reflectance is about 0.5%.

【0021】さらに、液晶固化物複合体と透明電極との
界面では、液晶層と固化物層が透明電極界面に混在する
ため、いずれにも当てはまる反射防止効果は原理的にほ
とんど不可能である。
Further, at the interface between the liquid crystal solidified composite and the transparent electrode, the liquid crystal layer and the solidified layer are mixed at the transparent electrode interface, and therefore the antireflection effect applicable to both is almost impossible in principle.

【0022】このような場合、上述したように、図1に
示された表基板31の特定領域のみに黒塗りの光吸収体
70を設けるか、あるいは凹凸を形成することによっ
て、この領域での第二の導光手段52に到達する正規反
射光を低減することが有効である。黒塗り、あるいは凹
凸は、表基板31の空気との界面に形成すれば、液晶固
化物複合体と透明電極との界面領域もマスクされるた
め、充分である。以上が、本実施例での特徴的な部分で
ある。
In such a case, as described above, the black light absorber 70 is provided only in a specific region of the front substrate 31 shown in FIG. It is effective to reduce the regular reflection light that reaches the second light guide means 52. If the black coating or the unevenness is formed on the interface of the front substrate 31 with the air, the interface region between the liquid crystal solidified composite and the transparent electrode is also masked, which is sufficient. The above is the characteristic part of this embodiment.

【0023】本実施例の構成要件としては、さらに、反
射型の液晶光学素子内の光変調機能を担う液晶固化物複
合体層を駆動する電極間に信号電圧を供給する駆動回路
などが設けられる。
The constituent features of the present embodiment are that a driving circuit for supplying a signal voltage between the electrodes for driving the liquid crystal solidified composite layer which has the optical modulation function in the reflective liquid crystal optical element is further provided. .

【0024】つぎに、本発明で用いられる液晶固化物複
合体の構成など、各部の詳細について概説する。
Next, the details of each part such as the constitution of the liquid crystal solidified composite used in the present invention will be outlined.

【0025】本発明における液晶光学素子では、ネマチ
ック液晶が固化物マトリックス中に分散保持された液晶
固化物複合体を挟持した液晶表示素子を用いる。特に、
正の誘電異方性を有するネマチック液晶が固化物マトリ
ックス中に分散保持され、その固化物マトリックスの屈
折率が使用する液晶の常光屈折率(no )とほぼ一致す
るようにされた液晶固化物樹脂複合体を用いることが好
ましい。そして、液晶固化物複合体を、一対の電極付き
の基板間に挟持する。
In the liquid crystal optical element of the present invention, a liquid crystal display element is used in which a liquid crystal solidified substance composite in which a nematic liquid crystal is dispersed and held in a solidified substance matrix is sandwiched. In particular,
A nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is dispersed and held in a solidified matrix, and the refractive index of the solidified matrix is made to substantially match the ordinary refractive index (n o ) of the liquid crystal used. It is preferable to use a resin composite. Then, the liquid crystal solidified composite is sandwiched between a pair of substrates with electrodes.

【0026】ネマチック液晶のno と異常光屈折率(n
e )との差である屈折率異方性を△nとすると、△nは
0.18以上であることが好ましい。また、特定波長λ
(μm)に対して液晶固化物複合体層の高い散乱能を得
るためには、液晶の平均粒子径R(μm)がその波長に
応じて揃っていることが好ましい。実際には、△n・R
≒λの関係を満たすことが好ましい。
[0026] n o and the extraordinary refractive index of the nematic liquid crystal (n
When the refractive index anisotropy, which is the difference from e ), is Δn, Δn is preferably 0.18 or more. Also, the specific wavelength λ
In order to obtain a high scattering power of the liquid crystal solidified composite layer with respect to (μm), it is preferable that the average particle diameters R (μm) of the liquid crystal are uniform according to the wavelength. Actually, △ n ・ R
It is preferable to satisfy the relationship of ≈λ.

【0027】したがって、光エネルギー伝送用のバンド
ルファイバを用いて可視光の波長帯域(λ=0.4〜
0.7(μm))の光を変調する場合、全波長域で液晶
固化物複合体層での散乱能がほぼ均一になるためには、
液晶の平均粒子径Rが、 0.4<△n・R<0.7 の関係を満たす範囲に分布していることが好ましい。
Therefore, using the bundle fiber for optical energy transmission, the wavelength band of visible light (λ = 0.4 to
In the case of modulating light of 0.7 (μm)), the scattering ability in the liquid crystal solidified composite layer becomes almost uniform in the entire wavelength range.
The average particle diameter R of the liquid crystal is preferably distributed in a range satisfying the relationship of 0.4 <Δn · R <0.7.

【0028】一方、光通信用単線ファイバを用い、光と
して非可視光域の半導体レーザダイオードやLEDの近
赤外波長域(λ=0.8〜1.6(μm))の単一波長
の光を用いる場合、または可視光発振のレーザであるH
e−Neレーザや半導体レーザの単一波長の光を光計測
用に用いる場合、液晶の平均粒子径Rは、△n・R≒λ
を満たすような粒径分布の少ない構造が好ましい。
On the other hand, a single-line fiber for optical communication is used, and light of a single wavelength in the near-infrared wavelength region (λ = 0.8 to 1.6 (μm)) of a semiconductor laser diode or LED in the invisible light region is used as light. When using light, or H which is a visible light oscillation laser
When using light of a single wavelength from an e-Ne laser or a semiconductor laser for optical measurement, the average particle diameter R of the liquid crystal is Δn · R≈λ
A structure having a small particle size distribution that satisfies the above is preferable.

【0029】この電極付きの基板はガラス、プラスチッ
ク、セラミック等の基板上に電極が設けられたものが使
用される。基板は形状が固定されたものでもよいし、プ
ラスチックフィルムのように可撓性の基板でもよい。ま
た、紫外線吸収あるいは不要な波長光を吸収または反射
する分光特性を有する基板でもよい。
As the substrate with electrodes, a substrate made of glass, plastic, ceramic or the like, on which electrodes are provided, is used. The substrate may have a fixed shape or may be a flexible substrate such as a plastic film. Further, it may be a substrate having a spectral characteristic of absorbing ultraviolet light or absorbing or reflecting light of an unnecessary wavelength.

【0030】本発明では少なくとも入射面側の基板には
透明な材料を用いる。さらに平坦で光学的な歪の少ない
基板面を形成するにはガラスが適している。
In the present invention, a transparent material is used for at least the substrate on the incident surface side. Further, glass is suitable for forming a flat substrate surface with less optical distortion.

【0031】それぞれ電極付きの一対の基板間に、液晶
固化物複合体を挟持する。この液晶固化物複合体は、電
圧の印加により電界が発生し、その電界に応じて液晶分
子の配向が変わり、液晶固化物複合体中の液晶の屈折率
が変化する。その固化物マトリックスの屈折率が、液晶
の屈折率とほぼ一致したときに光が透過し、一致しない
ときに光が散乱する。この液晶固化物複合体を用いた液
晶光学素子は偏光板を用いていないので、光損失の少な
い光変調器が得られる。
A liquid crystal solidified composite is sandwiched between a pair of substrates each having an electrode. In this liquid crystal solidified composite, an electric field is generated by applying a voltage, the orientation of liquid crystal molecules is changed according to the electric field, and the refractive index of the liquid crystal in the liquid crystal solidified composite is changed. Light is transmitted when the refractive index of the solidified matrix is substantially the same as the refractive index of the liquid crystal, and light is scattered when the refractive index is not the same. Since the liquid crystal optical element using this liquid crystal solidification composite does not use a polarizing plate, an optical modulator with little optical loss can be obtained.

【0032】具体的には、液晶表示素子として細かな孔
の多数形成された固化物マトリックスとその孔の部分に
充填されたネマチック液晶とからなる液晶固化物複合体
を用いる。この液晶固化物複合体を、電極基板間に挟持
する。その電極間への電圧の印加状態により、その液晶
の屈折率が変化し、固化物マトリックスの屈折率と液晶
の屈折率との関係が変化する。これら両者の屈折率がほ
ぼ一致したときには透過状態となり、屈折率が異なった
ときには散乱状態となるような液晶光学素子が使用でき
る。
Specifically, as a liquid crystal display device, a liquid crystal solidified substance composite comprising a solidified substance matrix in which a large number of fine holes are formed and a nematic liquid crystal filled in the holes is used. The liquid crystal solidified composite is sandwiched between electrode substrates. The refractive index of the liquid crystal changes depending on the state of voltage applied between the electrodes, and the relationship between the refractive index of the solidified matrix and the refractive index of the liquid crystal changes. It is possible to use a liquid crystal optical element that is in a transmissive state when the refractive indexes of these two are substantially the same, and is in a scattering state when the refractive indexes are different.

【0033】この細かな孔の多数形成された固化物マト
リックスとその孔の部分に充填された液晶とからなる液
晶固化物複合体は、マイクロカプセルのような液泡内に
液晶が封じ込められたような構造である。
A liquid crystal solidified substance composite composed of a solidified substance matrix having a large number of fine pores formed therein and a liquid crystal filled in the pores is such that the liquid crystal is contained in a liquid bubble such as a microcapsule. It is a structure.

【0034】しかし、個々のマイクロカプセルが完全に
独立していなくてもよく、多孔質体のように個々の液晶
の液泡が細隙を介して連通していてもよい。さらに、連
通の度合いが高く、液晶が編み目状に連通している状態
でもよい。
However, individual microcapsules do not have to be completely independent, and liquid bubbles of individual liquid crystals may communicate with each other through a slit like a porous body. Furthermore, the degree of communication may be high, and the liquid crystal may be connected in a stitch shape.

【0035】本発明に用いる液晶固化物複合体は、例え
ば以下のようにして製造される。ネマチック液晶と、固
化物マトリックスを構成する硬化性化合物とを混ぜ合わ
せて溶液状またはラテックス状にする。次いで、これを
光硬化、熱硬化、溶媒除去による硬化、反応硬化等させ
て固化物マトリックスを分離し、固化物マトリックス中
にネマチック液晶が分散した状態をとるようにすればよ
い。
The liquid crystal solidified composite used in the present invention is manufactured, for example, as follows. The nematic liquid crystal and the curable compound forming the solidified matrix are mixed to form a solution or latex. Then, this may be subjected to photo-curing, heat-curing, curing by removing a solvent, reaction curing, etc. to separate the solidified matrix so that the nematic liquid crystal is dispersed in the solidified matrix.

【0036】使用する硬化性化合物を、光硬化または熱
硬化タイプにすることにより、密閉系内で硬化できるた
め好ましい。特に、光硬化タイプの硬化性化合物を用い
ると、熱による影響を受けなく、短時間で硬化させるこ
とができ好ましい。具体的な製法としては、従来の通常
のネマチック液晶と同様にシール材を用いてセルを形成
し、注入口からネマチック液晶と硬化性化合物との未硬
化の混合物を注入し、注入口を封止した後、光照射をす
るか加熱して硬化させることもできる。
The curable compound used is preferably a photocurable or thermosetting type because it can be cured in a closed system. In particular, it is preferable to use a photo-curing type curable compound because it can be cured in a short time without being affected by heat. As a specific manufacturing method, a cell is formed using a sealing material as in the conventional normal nematic liquid crystal, an uncured mixture of a nematic liquid crystal and a curable compound is injected from an injection port, and the injection port is sealed. After that, it can be cured by irradiation with light or heating.

【0037】また、本発明における液晶光学素子の場合
には、シール材を用いなく、例えば、電極として透明電
極を設けた基板上に、ネマチック液晶と硬化性化合物と
の未硬化の混合物を供給し、その後、もう一方の透明電
極つき基板を重ねて、光照射等により硬化させることも
できる。もちろん、その後、周辺にシール材を塗布して
周辺をシールしてもよい。この製法によれば、単にネマ
チック液晶と硬化性化合物との未硬化の混合物をロール
コート、スピンコート、印刷、ディスペンサーによる塗
布等の供給をすればよいため、注入工程が簡便であり、
生産性が極めてよい。
In the case of the liquid crystal optical element of the present invention, an uncured mixture of a nematic liquid crystal and a curable compound is supplied, for example, onto a substrate provided with a transparent electrode as an electrode without using a sealing material. After that, the other substrate with the transparent electrode can be overlaid and cured by light irradiation or the like. Of course, thereafter, a sealing material may be applied to the periphery to seal the periphery. According to this production method, the uncured mixture of the nematic liquid crystal and the curable compound may be simply supplied by roll coating, spin coating, printing, coating with a dispenser, or the like, so that the injection step is simple,
Very good productivity.

【0038】また、これらのネマチック液晶と硬化性化
合物との未硬化の混合物には、基板間隙制御用のセラミ
ック粒子、プラスチック粒子、ガラス繊維等のスペーサ
ー、顔料、色素、粘度調整剤、その他本発明の性能に悪
影響を与えない添加剤を添加してもよい。
Further, in the uncured mixture of these nematic liquid crystal and the curable compound, ceramic particles for controlling the substrate gap, plastic particles, spacers such as glass fibers, pigments, dyes, viscosity modifiers and the like of the present invention You may add the additive which does not adversely affect the performance of.

【0039】以上、光重合法による製造方法を示した
が、この他にエマルジョン法によってもマイクロカプセ
ル化液晶を形成することもできる。また、マイクロポー
ラスガラスを用い、液晶材料をほぼ均一なガラス孔から
カプセル包疲体材料の液体中に圧出することでカプセル
粒子径のほぼ揃った液晶固化物複合体を形成することも
できる。
Although the production method by the photopolymerization method has been described above, the microencapsulated liquid crystal can be formed by the emulsion method in addition to the above. It is also possible to form a liquid crystal solidified substance composite having substantially uniform capsule particle diameters by using a microporous glass and squeezing the liquid crystal material into the liquid of the capsule encapsulating material through a substantially uniform glass hole.

【0040】つぎに、その他の構成要件について説明す
る。導光手段として用いられる入射側および出射側の光
ファイバとしては、多成分ガラスを直径50μmのコア
とする開口数(N. A. )0. 57のファイバを束ねて
直径5mmのバンドルファイバとしたものを用いた。
Next, other components will be described. The incident-side and exit-side optical fibers used as the light guide means are bundled with fibers having a numerical aperture (NA) of 0.57 and having a core of multi-component glass of 50 μm and a diameter of 5 mm. I used one.

【0041】また、液晶光学素子の光入射面側の表面に
は反射防止膜をコートし、さらにその中心に直径約5m
mの黒色塗料を塗って光吸収体70を設け、その部分の
反射をなくした。
The surface of the liquid crystal optical element on the light incident surface side is coated with an antireflection film, and the center thereof has a diameter of about 5 m.
m of black paint was applied to provide the light absorber 70 to eliminate reflection at that portion.

【0042】光入射側および光出射側のバンドル式の光
ファイバは、各々液晶光学素子の液晶固化物複合体層に
対して入射角8度で正規反射するような傾斜した配置と
し、さらに各バンドルファイバの端面の中心は集光性反
射手段45(本実施例では曲率半径50mmの球面)の
中心近傍で各々光学的に共役な位置関係に設置されてい
る。
The bundle type optical fibers on the light incident side and the light emitting side are arranged so as to be regularly reflected at an incident angle of 8 degrees with respect to the liquid crystal solidified composite layer of the liquid crystal optical element, and each bundle is further provided. The centers of the end faces of the fibers are installed in optically conjugate positions near the center of the condensing reflection means 45 (a spherical surface having a radius of curvature of 50 mm in this embodiment).

【0043】ハロゲンランプやXeランプやメタルハラ
イドランプ等の可視光源を入射側光ファイバに導光し入
射光とした。前記液晶光学素子の電極間に100Hzの
矩形波を交流で印加し、実効電圧値を外部回路により変
調し液晶光学素子の透過散乱状態を変化させることによ
って調光器とした。
A visible light source such as a halogen lamp, an Xe lamp or a metal halide lamp was guided to the incident side optical fiber to be incident light. A rectangular wave of 100 Hz was applied as an alternating current between the electrodes of the liquid crystal optical element, and the effective voltage value was modulated by an external circuit to change the transmission / scattering state of the liquid crystal optical element to obtain a dimmer.

【0044】このような構成で作製した本発明の液晶光
学装置の光学特性を測定した。その結果を表1にまとめ
た。表1において、相対的光透過率は実施例1を100
%としている。また、測定消光比は液晶光学素子の印加
電圧値0Vと30Vに対する出射側光ファイバの光量値
比率の範囲を示す。
The optical characteristics of the liquid crystal optical device of the present invention manufactured with such a configuration were measured. The results are summarized in Table 1. In Table 1, the relative light transmittance is 100 in Example 1.
%. Further, the measured extinction ratio indicates the range of the light quantity value ratio of the emission side optical fiber with respect to the applied voltage values 0 V and 30 V of the liquid crystal optical element.

【0045】実施例2として、図1に示した本発明の液
晶光学素子30の表面側に反射防止膜を形成するが黒塗
りの光吸収体を施さない構成のもの(実施例2)、不要
反射除去のために光吸収体だけを形成するもの(実施例
3)、さらに実施例4として図1に示した本発明の液晶
光学素子30の表面側に反射防止膜および光吸収体のい
ずれをも形成しない構成のものに関して、同様の光学特
性評価を行いその結果を記載した。また、比較例1とし
て図5に示した従来の構成(焦点距離約150mmの平
凸レンズを使用した)の場合の測定結果も記した。
As a second embodiment, the liquid crystal optical element 30 of the present invention shown in FIG. 1 is formed with an antireflection film on the front surface side but does not have a black light absorber (second embodiment), which is unnecessary. One in which only a light absorber is formed to remove reflection (Example 3), and further, either an antireflection film or a light absorber is provided on the surface side of the liquid crystal optical element 30 of the present invention shown in FIG. 1 as Example 4. The same optical characteristics were evaluated for the structure not formed, and the results are described. Also, as Comparative Example 1, the measurement result in the case of the conventional configuration shown in FIG. 5 (using a plano-convex lens having a focal length of about 150 mm) is also shown.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】この結果から、本発明の構成により光損失
がほとんどないまま、消光比の飛躍的向上が達成されて
いることがわかる。したがって、本液晶光学装置を調光
器として用いることにより、印加電圧値に対応した出射
光量の調整が、大きな光量損失なしに任意にかつ高速に
行うことができる。
From these results, it can be seen that the structure of the present invention achieves a dramatic improvement in the extinction ratio with almost no optical loss. Therefore, by using the present liquid crystal optical device as a dimmer, the amount of outgoing light corresponding to the applied voltage value can be adjusted arbitrarily and at high speed without a large loss of light amount.

【0048】また、本液晶光学装置は、バンドルファイ
バ51の光出射端を被照明物に向けて設置し、光電子増
倍管やSiフォトダイオード等の光検出器の電気信号を
ロックイン増幅器によりS/N比の高い光計測をする場
合に必要なファイバ式光チョッパーとして利用できる。
従来の回転窓式チョッパーあるいは振動型チョッパーに
比べて、小型で高速な光チョッピングが可能となる。
In the liquid crystal optical device of the present invention, the light emitting end of the bundle fiber 51 is installed toward the object to be illuminated, and an electric signal of a photodetector such as a photomultiplier tube or a Si photo diode is locked by a lock-in amplifier. It can be used as a fiber type optical chopper required for optical measurement with a high / N ratio.
Compared with the conventional rotating window type chopper or vibration type chopper, small size and high speed optical chopping becomes possible.

【0049】また、CCDカメラ等の画像計測装置の画
像蓄積の取り込みタイミングと同期させて液晶光学素子
を高速シャッタリングすることによりS/N比の高い画
像計測が可能となり、画像計測後の画像の二値化処理、
もしくは形状認識等の応用において高精度で高速な処理
が可能となる。
Further, by performing high-speed shuttering of the liquid crystal optical element in synchronism with the acquisition timing of the image accumulation of an image measuring device such as a CCD camera, image measurement with a high S / N ratio can be performed, and the image after the image measurement can be measured. Binarization,
Alternatively, high precision and high speed processing is possible in applications such as shape recognition.

【0050】ここで光吸収体70が形成される面積は微
小であるため、液晶光学素子の反射率劣化にはほとんど
寄与しない。
Since the area where the light absorber 70 is formed is very small, it hardly contributes to the deterioration of the reflectance of the liquid crystal optical element.

【0051】また、集光性反射手段45の反射面はアル
ミニウム、銀などの金属反射鏡でもよいし、光学干渉多
層膜反射鏡でもよい。前者の場合は、製造が容易であ
り、かつ構造が複雑化しないで素子が構成できる。後者
の場合は、光学干渉多層膜の構成によって熱線を透過し
可視光のみを反射するような分光特性を有するコールド
ミラーを形成することも可能であるし、光通信で用いら
れる特定の半導体レーザ波長に対して反射率がほぼ10
0%のミラーも形成できる自由度がある。
The reflecting surface of the condensing reflecting means 45 may be a metal reflecting mirror of aluminum, silver or the like, or an optical interference multilayer film reflecting mirror. In the former case, the device is easy to manufacture and the device can be constructed without complicating the structure. In the latter case, it is also possible to form a cold mirror having a spectral characteristic of transmitting heat rays and reflecting only visible light, depending on the structure of the optical interference multilayer film, and it is also possible to use a specific semiconductor laser wavelength used in optical communication. The reflectance is about 10
There is a degree of freedom to form a 0% mirror.

【0052】(実施例5)本発明の実施例5を図2を用
いて説明する。本実施例では、液晶光学素子30と集光
性反射手段46とが空間的に分離した構成となってい
る。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the liquid crystal optical element 30 and the condensing reflection means 46 are spatially separated.

【0053】透過型の液晶光学素子の場合は、反射型の
液晶光学素子と異なり、基板の平坦面精度が要求されな
いため、PETフィルムのような薄板で安価な透明基板
を用い、長尺のフィルム形成技術を用いても問題がな
い。
In the case of a transmissive liquid crystal optical element, unlike a reflective liquid crystal optical element, flatness of the substrate is not required. Therefore, a thin and inexpensive transparent substrate such as a PET film is used, and a long film is used. There is no problem even if forming technology is used.

【0054】この透過型の液晶光学素子30は、その液
晶固化物複合体層界面の反射光が出射側の光ファイバ5
1に入射して消光比の劣化を招かないように、液晶固化
物複合体層などの光路に対する角度が可変できるように
設けることができる。
In this transmissive liquid crystal optical element 30, the reflected light at the interface of the liquid crystal solidified composite layer is the optical fiber 5 on the output side.
It can be provided so that the angle with respect to the optical path of the liquid crystal solidified composite layer or the like can be changed so as not to cause the deterioration of the extinction ratio upon entering 1.

【0055】反射面は金属鏡としてもよいし、可視光を
反射し赤外光を透過する光学干渉多層膜を利用したコー
ルドミラーでもよい。
The reflecting surface may be a metal mirror or a cold mirror using an optical interference multilayer film that reflects visible light and transmits infrared light.

【0056】本実施例では、温度上昇を防ぎ、広い環境
温度に対しても光学特性の再現性を確保するため、反射
鏡をコールドミラーとした。また液晶光学素子30をそ
の回りを一定の流れで囲み空調で温度調整した。液晶光
学素子30の表面と内部には温度センサが設けられ、適
宜自動的に空調を制御して、所望の温度範囲になるよう
にした。
In this embodiment, the reflecting mirror is a cold mirror in order to prevent temperature rise and ensure reproducibility of optical characteristics even in a wide environment temperature. Further, the liquid crystal optical element 30 was surrounded by a constant flow, and the temperature was adjusted by air conditioning. Temperature sensors were provided on the surface and inside of the liquid crystal optical element 30, and the air conditioning was automatically controlled as appropriate to bring the temperature range into a desired range.

【0057】液晶光学素子30の表面の両面に反射防止
膜を形成し、光ファイバ側の液晶光学素子30表面の中
心付近に光吸収体70を形成した。本実施例において
も、実施例1と同様の高性能の消光比が得られた。ま
た、アルミニウム反射鏡に比べてコールドミラーの方が
10%程度反射率が高いため、相対的光透過率は実施例
1に比べ高い値であった。
An antireflection film was formed on both surfaces of the liquid crystal optical element 30, and a light absorber 70 was formed near the center of the surface of the liquid crystal optical element 30 on the optical fiber side. Also in this example, a high-performance extinction ratio similar to that in Example 1 was obtained. Further, since the cold mirror has a reflectance of about 10% higher than that of the aluminum reflecting mirror, the relative light transmittance was higher than that of Example 1.

【0058】本実施例の構成では、液晶光学素子の液晶
固化物複合体層と透明な電極面などの面と光路とのます
角度を一定とせず適当な傾斜を付けておくことによっ
て、液晶光学素子の界面反射をさらに除去することがで
きる。
In the structure of this embodiment, the liquid crystal optical element is provided with an appropriate inclination without making the angle between the liquid crystal solidified composite layer and the surface such as the transparent electrode surface and the optical path constant. The interface reflection of the device can be further removed.

【0059】特に、N.A.の小さなファイバを導光手
段として用いた場合、あるいはレーザ光のように指向性
が高い光が導光手段を伝搬する場合、液晶光学素子に出
射される光の立体角は小さいため、液晶光学素子の中心
付近の狭い領域に光が集中し、入射角の分散は少ない。
In particular, N. A. When a fiber with a small diameter is used as the light guide means, or when light with high directivity such as laser light propagates through the light guide means, the solid angle of the light emitted to the liquid crystal optical element is small, so the liquid crystal optical element The light is concentrated in a narrow area near the center of, and the incident angle is less dispersed.

【0060】このような場合、消光比を向上するために
液晶光学素子の中心付近に正規反射除去用の光吸収体を
形成すると、光吸収体の占有面積比が無視できないた
め、光利用効率低下の原因となる。したがって、N.
A.の小さな光ファイバを導光手段として用いた場合、
あるいはレーザ光のように指向性が高い光が導光手段を
伝搬する場合は、液晶光学素子の中心付近に正規反射除
去用の光吸収体を形成することは好ましくなく液晶光学
素子30全体を光路に対して傾斜させ、液晶光学素子3
0の表基板の界面反射が第二の導光手段52に到達しな
いようにすることが有効である。
In such a case, if a light absorber for removing regular reflection is formed in the vicinity of the center of the liquid crystal optical element in order to improve the extinction ratio, the area ratio occupied by the light absorber cannot be ignored, and the light utilization efficiency decreases. Cause of. Therefore, N.
A. When using a small optical fiber of
Alternatively, when a light having a high directivity such as a laser beam propagates through the light guiding means, it is not preferable to form a light absorber for removing regular reflection near the center of the liquid crystal optical element, and the entire liquid crystal optical element 30 has an optical path. Liquid crystal optical element 3 tilted with respect to
It is effective to prevent the interface reflection of the front substrate of 0 from reaching the second light guide means 52.

【0061】ここで、液晶光学素子30の傾斜角は液晶
光学素子30への入射光の角度分散と第一の導光手段5
1および第二の導光手段52の入射端および出射端の形
状によって、不要な正規反射成分を除去するための最小
値が存在する。傾斜角をつけすぎると、液晶固化物複合
体層のヘイズが生じやすいため、透過率が低下し好まし
くない。したがって、このような場合、構成に対応した
最適な傾斜角が存在する。このような効果は、図1に示
された構成においても当てはまる。
Here, the tilt angle of the liquid crystal optical element 30 is the angular dispersion of the incident light on the liquid crystal optical element 30 and the first light guiding means 5.
There is a minimum value for removing an unnecessary regular reflection component depending on the shapes of the entrance end and the exit end of the first and second light guide means 52. If the tilt angle is too large, haze of the liquid crystal solidified composite layer is likely to occur, and the transmittance is lowered, which is not preferable. Therefore, in such a case, there is an optimum tilt angle corresponding to the configuration. Such an effect is also applicable to the configuration shown in FIG.

【0062】図2に示す実施例5において、N.A.=
0.2の石英系ファイバを束ねて直径5mmのバンドル
ファイバとしたものを第一および第二の導光手段とした
場合、バンドルファイバから出射される光の発散角は約
23°となるため、第一および第二の導光手段である5
1、52のバンドルファイバを並列に密着させて曲率半
径50mmの球面鏡46の中心に配置すれば、中心光軸
に対する液晶光学素子の傾斜角は26°〜30°の範囲
であることが好ましい。
In Example 5 shown in FIG. A. =
When a bundle fiber having a diameter of 5 mm is formed by bundling 0.2 silica fibers, the divergence angle of the light emitted from the bundle fiber is about 23 °. 5 which is the first and second light guiding means
When the bundle fibers 1, 52 are closely contacted in parallel and arranged at the center of the spherical mirror 46 having a radius of curvature of 50 mm, the tilt angle of the liquid crystal optical element with respect to the central optical axis is preferably in the range of 26 ° to 30 °.

【0063】(実施例6)本発明の実施例6を図3に示
す。本実施例では、実施例1〜5と異なり、集光性反射
手段47として離心率の比較的大きな楕円鏡を用い、液
晶光学素子30と集光性反射手段47が実施例5と同様
に空間的に分離した構成となっている。
(Embodiment 6) Embodiment 6 of the present invention is shown in FIG. In this embodiment, unlike the first to fifth embodiments, an elliptical mirror having a relatively large eccentricity is used as the light-collecting reflecting means 47, and the liquid crystal optical element 30 and the light-collecting reflecting means 47 have the same space as in the fifth embodiment. It has a separate structure.

【0064】本実施例ではその断面の長径が40mm、
短径30mmの楕円鏡を用いた。二つの焦点位置に入射
側光ファイバの出射端、および出射側光ファイバの入射
端を配置した。
In this embodiment, the major axis of the cross section is 40 mm,
An elliptical mirror with a short diameter of 30 mm was used. The exit end of the incident side optical fiber and the entrance end of the exit side optical fiber were arranged at two focal positions.

【0065】楕円面鏡以外の他の非球面でもよく、一方
の光ファイバから出射された光が集光性反射手段47に
より反射されて別な焦点に集光されればよい。液晶表示
素子と空気との界面反射が出射側の光ファイバに入射し
て消光比の劣化を招かないように、液晶表示素子の表面
のほぼ中心に直径約5mmの黒色塗料を塗って光吸収体
70を設け、その部分の反射を少なくした。
An aspherical surface other than the ellipsoidal mirror may be used, as long as the light emitted from one optical fiber is reflected by the condensing reflecting means 47 and condensed at another focus. In order to prevent the interface reflection between the liquid crystal display element and air from entering the optical fiber on the exit side and causing the deterioration of the extinction ratio, a black paint having a diameter of about 5 mm is applied to the center of the surface of the liquid crystal display element to absorb the light. 70 is provided to reduce reflection at that portion.

【0066】また、透過率を向上させるために液晶光学
素子30の両側の表面には反射防止膜をコートしてい
る。また、光入射側の表基板(ITOなどが成膜された
ガラスなどの基板)の厚みが1mm以下程度であれば、
消光比低減を招くその界面での不要な正規反射が既に形
成された光吸収体70で除去されるため、フロスト処理
される必要は少ないといえる。しかし、それ以上に表基
板または裏基板が厚い場合は、少なくとも一方の電極
面、好ましくは両電極面をフロスト処理することが不要
な界面反射除去のうえで好ましい。
Further, in order to improve the transmittance, both surfaces of the liquid crystal optical element 30 are coated with an antireflection film. Further, if the thickness of the light-incident side front substrate (substrate such as glass on which ITO is deposited) is about 1 mm or less,
It can be said that the frosting process is less necessary because the unnecessary regular reflection at the interface that causes the reduction of the extinction ratio is removed by the already formed light absorber 70. However, when the front substrate or the back substrate is thicker than that, it is preferable to remove the unnecessary interfacial reflection by frosting at least one electrode surface, preferably both electrode surfaces.

【0067】本実施例では、透過型の液晶光学素子30
と楕円曲面を有する集光性反射手段47とを分離してい
る。本実施例においては、N.A.の小さなファイバを
導光手段として用いる場合、あるいは指向性の高い光を
導光伝搬せしめる場合には、液晶光学素子の界面反射光
が直接導光手段52に入射する割合が少ないため、光吸
収体を形成しなくても高い消光比が得られやすい。
In this embodiment, the transmissive liquid crystal optical element 30 is used.
And the condensing reflection means 47 having an elliptic curved surface are separated. In this embodiment, N. A. When a fiber having a small size is used as the light guiding means or when light having a high directivity is guided and propagated, the light reflected by the interface of the liquid crystal optical element is less likely to directly enter the light guiding means 52. It is easy to obtain a high extinction ratio without forming the.

【0068】また、本実施例では反射面が楕円鏡を用い
ているので、各光ファイバを楕円鏡の第一および第二焦
点位置に設置することができるので好ましい。つまり、
コネクター等の設置にスペースが必要とされる場合等で
入射側と出射側の光ファイバの間隔が大きくとれるので
複雑な構成にも対応できる。
Further, in this embodiment, since the ellipsoidal mirror is used as the reflecting surface, each optical fiber can be installed at the first and second focal positions of the ellipsoidal mirror, which is preferable. That is,
When a space is required for installation of a connector or the like, a large space can be provided between the optical fiber on the incident side and the optical fiber on the emitting side, so that a complicated configuration can be dealt with.

【0069】特に、単線の光ファイバを用いた場合、光
伝送部であるコアは直径200μm以下であるのに対し
て、コネクターの外形は5〜10mmとなるため、実際
には非球面のなかでも楕円鏡面を用いることが好まし
い。バンドルファイバを用いた場合に比べ、導光手段の
開口部直径が2桁、より小さいため、液晶光学素子の散
乱能が同じであっても高い消光比が得られる。
In particular, when a single-line optical fiber is used, the diameter of the core, which is the optical transmission part, is 200 μm or less, while the outer shape of the connector is 5 to 10 mm. It is preferable to use an elliptical mirror surface. Compared with the case where the bundle fiber is used, the diameter of the opening of the light guide means is smaller by two digits, so that a high extinction ratio can be obtained even if the scattering ability of the liquid crystal optical element is the same.

【0070】また、本実施例では集光性反射手段47と
液晶表示素子30とが空間的に分離している。この場
合、集光性反射手段47は鋳型で作製されるため、レン
ズを転用した図1の実施例1に比べ安価であり、また軽
量化が計れる。その反面、光ファイバと集光性反射手段
47と液晶表示素子との設置および調整が難しくなる。
Further, in this embodiment, the condensing reflection means 47 and the liquid crystal display element 30 are spatially separated. In this case, since the light-collecting / reflecting means 47 is made by a mold, it is cheaper and lighter in weight than the first embodiment of FIG. 1 in which the lens is diverted. On the other hand, it becomes difficult to install and adjust the optical fiber, the condensing reflection means 47, and the liquid crystal display element.

【0071】(実施例7〜8)図4に集光性反射手段の
反射面に二次曲面の一つである放物曲面を用いた例を実
施例7として示す。この実施例では、光ファイバ51か
ら出射された光は集光性反射手段48にあたり、そこで
反射されてから液晶光学素子30に向かう。液晶光学素
子30を透過した光は、平面反射手段90で反射され再
び液晶光学素子30を透過し出射用の光ファイバ52に
至る。
(Embodiments 7 to 8) FIG. 4 shows an embodiment 7 in which a parabolic curved surface, which is one of the quadric surfaces, is used as the reflecting surface of the condensing reflecting means. In this embodiment, the light emitted from the optical fiber 51 hits the condensing reflection means 48, is reflected there, and then goes to the liquid crystal optical element 30. The light transmitted through the liquid crystal optical element 30 is reflected by the plane reflection means 90, passes through the liquid crystal optical element 30 again, and reaches the optical fiber 52 for emission.

【0072】ただし、この構成の場合、液晶光学素子3
0の各界面と平面反射手段90とが平行の場合必ず出射
側の光ファイバ52に入射するような不要な正規反射が
存在する。液晶光学素子の各界面を平面反射手段90に
対して傾斜させるか、あるいは正規反射除去用の微細な
凹凸を形成すればこの界面反射は低減される。集光性反
射手段90は収差を低減し集光性を上げるために二次曲
面以外の非球面形状としてもよい。
However, in the case of this configuration, the liquid crystal optical element 3
When each interface of 0 and the plane reflection means 90 are parallel, there is an unnecessary regular reflection that always enters the optical fiber 52 on the emission side. The interface reflection can be reduced by inclining each interface of the liquid crystal optical element with respect to the plane reflecting means 90 or forming fine irregularities for removing regular reflection. The condensing reflecting means 90 may have an aspherical shape other than the quadric surface in order to reduce aberrations and improve the converging property.

【0073】本実施例は、光源として光通信用単線光フ
ァイバを用い、入射側および出射側光ファイバ51、5
2、方物面曲面を有する集光性反射手段48、図示を省
略した温度調整器、液晶光学素子30、そして平面反射
手段90からなっている。さらに液晶光学素子内の液晶
光学素子を駆動する駆動回路および温度調器を駆動制御
する電子回路などが設けられる。
In this embodiment, a single wire optical fiber for optical communication is used as a light source, and the optical fibers 51 and 5 on the incident side and the emitting side are used.
2. Consists of a condensing reflecting means 48 having a curved surface of a paraboloid, a temperature controller (not shown), a liquid crystal optical element 30, and a plane reflecting means 90. Further, a drive circuit for driving the liquid crystal optical element in the liquid crystal optical element, an electronic circuit for driving and controlling the temperature controller, and the like are provided.

【0074】液晶光学素子30の一対の透明電極面はフ
ロスト処理され凹凸面とされている(図示を省略してい
る)。全反射手段90の反射面としては入射光である特
定のLD(レーザダイオード)やLEDの発光波長を反
射する光学干渉多層膜ミラーが成膜され光学的平坦性を
有するガラス基板を用いた。光ファイバとしては、FC
コネクター接続型の石英系ファイバで、コア直径50μ
mの多モード伝送用ステップ型屈折率分布光ファイバを
用いた。
The pair of transparent electrode surfaces of the liquid crystal optical element 30 are frosted to form uneven surfaces (not shown). As the reflecting surface of the total reflection means 90, a glass substrate having optical flatness is used in which an optical interference multilayer film mirror that reflects the emission wavelength of a specific LD (laser diode) or LED that is incident light is formed. As an optical fiber, FC
Connector-type quartz fiber with a core diameter of 50μ
m stepped graded index optical fiber for multimode transmission was used.

【0075】このような基本構成の液晶光学装置のうち
の二例について、その光学特性を測定した結果を表2に
まとめた。表2において、相対的光透過率は比較例を1
00%としている。また、測定は恒温度槽内で行われ、
温度は液晶表示素子の温度ではなく液晶光学装置の周囲
温度を意味し、測定消光比および応答速度を、−20℃
から60℃の温度範囲において、液晶光学素子の印加電
圧値0Vと100Vに対して評価した。
Table 2 shows the results of measuring the optical characteristics of two examples of the liquid crystal optical device having such a basic structure. In Table 2, the relative light transmittance is 1 for Comparative Example.
It is set to 00%. Also, the measurement is performed in a constant temperature bath,
The temperature means the ambient temperature of the liquid crystal optical device, not the temperature of the liquid crystal display element, and the measured extinction ratio and response speed are -20 ° C.
In the temperature range of 60 ° C. to 60 ° C., the applied voltage values of 0 V and 100 V of the liquid crystal optical element were evaluated.

【0076】比較例2として、従来の構成である液晶光
学素子の光入射側の表電極面(および裏電極面)を平坦
面とし、かつ温度調整器を搭載しない構成のものに関し
ても同様の光学特性評価結果を記載した。
As Comparative Example 2, a liquid crystal optical element having a conventional configuration, in which the front electrode surface (and the back electrode surface) on the light incident side is a flat surface and a temperature regulator is not mounted, the same optical properties are obtained. The characteristic evaluation results are described.

【0077】[0077]

【表2】 [Table 2]

【0078】この結果から、本発明の構成により光損失
がほとんどないまま、消光比の飛躍的向上が達成されて
いることがわかる。したがって、本液晶光学装置を光通
信用の可変光減衰器として用いることにより、印加電圧
値に対応した出射光量の調整が大きな光量損失なく任意
にかつ高速に行うことができる。
From these results, it can be seen that the structure of the present invention achieves a dramatic improvement in the extinction ratio with almost no optical loss. Therefore, by using the present liquid crystal optical device as a variable optical attenuator for optical communication, the amount of emitted light corresponding to the applied voltage value can be adjusted arbitrarily and at high speed without large light amount loss.

【0079】本発明で、不要光除去手段として採用して
いる傾斜角度αについて説明する。光通信用単線ファイ
バの場合、コア系が200μm以下と細いため、この場
合の傾斜角度αは0.1°〜10°以下程度が好まし
い。一方、光エネルギ伝送用ファイバの場合、バンドル
ファイバ等としているので光伝送部のファイバ系は2〜
20mm程度と太くなり、このときの傾斜角度αは1°
〜20°程度が好ましい。
The inclination angle α employed as the unnecessary light removing means in the present invention will be described. In the case of a single-wire fiber for optical communication, the core system is as thin as 200 μm or less, so that the inclination angle α in this case is preferably about 0.1 ° to 10 ° or less. On the other hand, in the case of the optical energy transmission fiber, the fiber system of the optical transmission unit is 2 to 2 because it is a bundle fiber or the like.
It becomes thick with about 20 mm, and the inclination angle α at this time is 1 °
It is preferably about 20 °.

【0080】さらに、大きな傾斜角度とした場合も、界
面反射光は除去されるが、液晶固化物複合体層に斜めか
ら入射する光が大半となり透明時のインデックスミスマ
ッチングに伴うヘイズが生じやすく実効的な透過率が低
下する。また、傾斜角度αが大きくなると液晶光学素子
が厚くなり、装置全体の大きさおよび重量が増加するた
め、傾斜角度αは上記の小さな範囲にとどめておくこと
が好ましい。
Further, even when the inclination angle is large, the interface reflected light is removed, but most of the light obliquely enters the liquid crystal solidified composite layer, and haze is likely to occur due to index mismatch at the time of transparency. Transmittance decreases. Further, when the tilt angle α becomes large, the liquid crystal optical element becomes thick, and the size and weight of the entire device increase, so it is preferable to keep the tilt angle α within the above-mentioned small range.

【0081】もう一つの手段である凹凸について説明す
る。凹凸の大きさ(ピッチ)は2〜200μm程度が好
ましく、凹凸の深さ(+点平均粗さ)Rz は0.1〜1
0μm程度が好ましい。凹凸の形態としては、矩形状の
凹凸では正規反射面の面積変化が少ないため、出射側光
ファイバに入射する界面反射ノイズ光成分があまり低減
されない。したがって、凹凸の形態は△(鋸歯状)が好
ましい。
The unevenness, which is another means, will be described. The size (pitch) of the irregularities is preferably about 2 to 200 μm, and the depth of the irregularities (+ point average roughness) R z is 0.1 to 1
About 0 μm is preferable. As for the shape of the unevenness, the rectangular unevenness causes little change in the area of the regular reflection surface, and therefore the interface reflection noise light component incident on the emission side optical fiber is not significantly reduced. Therefore, the form of the irregularities is preferably Δ (serrated).

【0082】以上、実施例について説明を行ったが、次
に各部の大きさなどについて概略説明を行う。光エネル
ギーを伝送する場合には、光源としてハロゲンランプ、
メタルハライドランプ、Xeランプ等が用いられ、いず
れも発光長が2〜10mm程度あるため、集光手段を用
いて効率よく集光し、ファイバに導光するためには3〜
10mm程度のファイバ直径が必要となる。
The embodiment has been described above. Next, the size of each part will be briefly described. When transmitting light energy, a halogen lamp as a light source,
Metal halide lamps, Xe lamps, etc. are used, and each has an emission length of about 2 to 10 mm. Therefore, in order to efficiently collect light by using a light collecting means and guide it to the fiber,
A fiber diameter on the order of 10 mm is required.

【0083】また、光源の大きさは、長さ3〜10cm
(10W〜500Wクラス)から10〜30cm(50
0W〜3kW)程度の幅があり、光源の種別に応じて集
光鏡の大きさも合わせることになる。そして、液晶光学
素子の大きさは用いる集光手段(楕円鏡やレンズなど)
の大きさ、例えばその焦点距離や有効径とファイバの
N.A.等に応じて決まるが、上記光源を用いる場合
は、およそ対角1〜30cm程度とすればよい。
The size of the light source is 3 to 10 cm in length.
(10W-500W class) to 10-30cm (50
There is a width of about 0 W to 3 kW, and the size of the condenser mirror is also adjusted according to the type of the light source. Then, the size of the liquid crystal optical element depends on the condensing means (ellipse mirror, lens, etc.) used.
, The focal length, the effective diameter, and the N.V. of the fiber. A. However, when the above light source is used, the diagonal angle may be about 1 to 30 cm.

【0084】通信や光計測等の目的に用いる場合には、
光の入射口径は1mm以下であり、レーザダイオートや
LEDの発散光を集光するためにレンズを用いても、そ
の直径は1cm以下となる。光通信用単線ファイバの光
伝送部コア径は200μm以下程度なので、液晶光学素
子の大きさは、およそ1〜5cm程度となる。この場合
においても、より精密な光束制御が達成できる。バンド
ルファイバを用いる場合は、その有効面積に応じた液晶
パネル寸法が用いられる。大面積の液晶パネルであって
も、均一な光束制御が可能となる。
When used for the purpose of communication or optical measurement,
The light entrance diameter is 1 mm or less, and the diameter is 1 cm or less even if a lens is used to collect the divergent light of a laser die or LED. Since the core diameter of the optical transmission portion of the single fiber for optical communication is about 200 μm or less, the size of the liquid crystal optical element is about 1 to 5 cm. Even in this case, more precise light flux control can be achieved. When a bundle fiber is used, the liquid crystal panel size according to the effective area is used. Even with a large-area liquid crystal panel, uniform light flux control is possible.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、電気的に
散乱状態と透過状態を制御しうる液晶光学素子と光反射
手段と光集光手段とにより、光源から出射された光を液
晶光学素子の光変調部分に複数回通過させるため、一回
しか透過しない場合に比べて実効的散乱能が飛躍的に向
上する。
As described above, according to the present invention, the light emitted from the light source is converted into the liquid crystal by the liquid crystal optical element capable of electrically controlling the scattering state and the transmitting state, the light reflecting means and the light condensing means. Since the light passes through the light modulation portion of the optical element a plurality of times, the effective scattering ability is dramatically improved as compared with the case where the light is transmitted only once.

【0086】また、不要な正規反射光低減手段として、
液晶光学素子の光入射側表面の一部に光吸収体、もしく
は凹凸を形成する。あるいは、液晶固化物複合体層と反
射面とをほぼ平行とはせずに所定の角度だけ傾斜を付け
ることによって、入出力間の伝送時におけるバックグラ
ンドノイズの主因である不要な界面反射光を低減してい
る。
As an unnecessary regular reflected light reducing means,
A light absorber or unevenness is formed on a part of the light incident side surface of the liquid crystal optical element. Alternatively, the liquid crystal solidified composite layer and the reflecting surface are not made substantially parallel to each other and are inclined at a predetermined angle, so that unnecessary interface reflected light that is a main cause of background noise during transmission between input and output is eliminated. It is decreasing.

【0087】その結果、印加電圧に応じた可変調光機能
における消光比およびそのダイナミックレンジの向上が
達成された。
As a result, improvement of the extinction ratio and its dynamic range in the variable light function according to the applied voltage was achieved.

【0088】そして、本光学装置を調光機能付き照明装
置、あるいは光シャッタリング機能付き照明装置として
光計測に利用することができるようになった。
Then, the present optical device can be used for optical measurement as a lighting device with a light control function or a lighting device with a light shuttering function.

【0089】例えば、高速シャッター機能を有する照明
用光源としては、ストロボ照明となる、すなわち、高速
撮影が可能となった。具体例をあげれば、シャッター速
度が1msの場合、360km/sの速度で移動する物
体に照射すれば、1cmの移動平均画像が記録される。
For example, as a light source for illumination having a high-speed shutter function, a strobe illumination can be used, that is, high-speed photographing can be performed. As a specific example, when the shutter speed is 1 ms, a moving average image of 1 cm is recorded by irradiating an object moving at a speed of 360 km / s.

【0090】また、高速移動物体を連続的にシャッタリ
ング照明して撮影すれば、軌跡がステップ状に記録され
る。シャッタータイミングを任意に可変でき、高速追従
性があるというプログラマブルな特質を利用した例とし
ては、例えば広告照明や展示物照明やフロアー照明とし
て、BGMの音の強弱あるいは音色と同期してシャッタ
リングあるいは調光することにより、よりアクティブな
照明が可能となった。
If a high-speed moving object is photographed by continuously illuminating the shutter ring, the locus is recorded in steps. Examples of using the programmable characteristic that the shutter timing can be arbitrarily changed and have high-speed followability include, for example, advertisement lighting, exhibition lighting, floor lighting, shuttering in synchronization with the intensity or tone of BGM sound, or Dimming has enabled more active lighting.

【0091】本液晶光学装置を、光同期増幅検出(ロッ
クインアンプ)用の光源制御として用い、一定周期でオ
ン−オフする計測用光源の制御機能を担い、その周期の
信号光だけを増幅し、検出することによって微弱な信号
光でも、またはノイズ光の多い環境でも、S/N比の高
い計測が可能となった。
The liquid crystal optical device of the present invention is used as a light source control for optical synchronous amplification detection (lock-in amplifier), and has a control function of a measurement light source which is turned on and off at a constant cycle and amplifies only signal light of the cycle. By the detection, it is possible to measure with a high S / N ratio even in a weak signal light or an environment with a lot of noise light.

【0092】このように、ロックインアンプ用光チョッ
パー等のように光検出装置と同期を取ってシャッタリン
グを行うことによりS/N比が改善される。
As described above, the S / N ratio is improved by performing the shuttering in synchronization with the photodetector such as the optical chopper for the lock-in amplifier.

【0093】また、光通信分野においても、従来より用
いられていた固定減衰率の光減衰器に代わって、印加電
圧調整により減衰可変な光減衰器を得ることができるよ
うになった。
Also, in the field of optical communication, it has become possible to obtain an optical attenuator with variable attenuation by adjusting the applied voltage, instead of the optical attenuator having a fixed attenuation rate which has been used conventionally.

【0094】また、本発明はその効果を失わない範囲で
種々の応用に適している。
Further, the present invention is suitable for various applications as long as the effect is not lost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1〜4の基本的な構成を模式的
に表した断面図。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the basic configuration of Examples 1 to 4 of the present invention.

【図2】本発明の実施例5を模式的に表した断面図。FIG. 2 is a sectional view schematically showing Example 5 of the present invention.

【図3】本発明の実施例6を模式的に表した断面図。FIG. 3 is a sectional view schematically showing Example 6 of the present invention.

【図4】本発明の実施例7を模式的に表した断面図。FIG. 4 is a sectional view schematically showing Example 7 of the present invention.

【図5】従来例1の構成を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of Conventional Example 1.

【図6】従来例2の構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of Conventional Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30:液晶光学素子 31:表基板 32:裏基板 30A:表電極 30B:液晶固化物複合体層 30C:裏電極 45:集光性反射手段 51:第一の導光手段 52:第二の導光手段 30: Liquid Crystal Optical Element 31: Front Substrate 32: Back Substrate 30A: Front Electrode 30B: Liquid Crystal Solidified Complex Layer 30C: Back Electrode 45: Light Collecting Reflecting Means 51: First Light Guide Means 52: Second Conducting Means Light means

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、 第一の導光手段と、 表電極が形成された表基板と裏電極が形成された裏基板
との間に、液晶が固化物マトリックス中に分散保持され
た液晶固化物複合体が挟持され、電極間に発生する電界
によって液晶が制御され、液晶の屈折率が固化物マトリ
ックスの屈折率に一致しない際に光が散乱し、液晶の屈
折率が固化物マトリックスの屈折率とほぼ一致した際に
光が透過する液晶固化物複合体層を備えた液晶光学素子
と、 集光性反射手段と、 第二の導光手段とが設けられ、 第一の導光手段と集光性反射手段との間、かつ第二の導
光手段と集光性反射手段との間に液晶光学素子が配置さ
れ、 光源から発し第一の導光手段に導入された光は、液晶光
学素子を通過してから集光性反射手段に到達し、この集
光性反射手段によって反射され、再び液晶光学素子を通
過して液晶光学素子から出射することで、液晶光学素子
内の液晶固化物複合体層を2回通過せしめられてから第
二の導光手段に入射され、このさいに液晶固化物複合体
層の光の散乱度によって光量が制御され、 第一の導光手段の出力端と第二の導光手段の入力端は、
集光性反射手段の反射面に対して互いに共役である位置
に配置されたことを特徴とする液晶光学装置。
1. A liquid crystal in which a liquid crystal is dispersed and held in a solidified matrix between a light source, a first light guide means, and a front substrate having a front electrode and a back substrate having a back electrode. The liquid crystal is controlled by the electric field generated between the electrodes by sandwiching the solidified composite, and when the refractive index of the liquid crystal does not match the refractive index of the solidified matrix, light is scattered and the refractive index of the liquid crystal changes to that of the solidified matrix. A liquid crystal optical element having a liquid crystal solidified composite layer that transmits light when the refractive index is substantially matched, a condensing reflecting means, and a second light guiding means are provided, and the first light guiding means is provided. The liquid crystal optical element is arranged between the second light guiding means and the light collecting reflecting means, and the light emitted from the light source and introduced into the first light guiding means is After passing through the liquid crystal optical element, it reaches the condensing reflection means, and by this condensing reflection means By being emitted, it passes through the liquid crystal optical element again and then exits from the liquid crystal optical element to pass through the liquid crystal solidified substance composite layer in the liquid crystal optical element twice, and then enters the second light guide means. Finally, the amount of light is controlled by the light scattering degree of the liquid crystal solidified composite layer, and the output end of the first light guide means and the input end of the second light guide means are
A liquid crystal optical device, wherein the liquid crystal optical device is arranged at a position that is mutually conjugated with respect to the reflection surface of the condensing reflection means.
【請求項2】第一または第二の導光手段として光ファイ
バが用いられたことを特徴とする請求項1の液晶光学装
置。
2. A liquid crystal optical device according to claim 1, wherein an optical fiber is used as the first or second light guiding means.
【請求項3】第一または第二の導光手段としてバンドル
ファイバが用いられたことを特徴とする請求項1の液晶
光学装置。
3. A liquid crystal optical device according to claim 1, wherein a bundle fiber is used as the first or second light guide means.
【請求項4】液晶光学素子の表基板側表面の一部に正規
反射光低減手段として光吸収体または凹凸が形成された
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項の液晶光
学装置。
4. The liquid crystal optical device according to claim 1, wherein a light absorber or unevenness is formed as a regular reflected light reducing means on a part of the surface of the liquid crystal optical element on the front substrate side. apparatus.
【請求項5】少なくとも一方の電極面に正規反射光低減
手段として凹凸が形成されたことを特徴とする請求項1
〜4のいずれか1項の液晶光学装置。
5. A concavo-convex pattern is formed on at least one of the electrode surfaces as a regular reflection light reducing means.
4. The liquid crystal optical device according to any one of items 4 to 4.
【請求項6】集光性反射手段は球面鏡または楕円鏡また
は放物面鏡等の2次曲面鏡のうちの一つからなることを
特徴とする請求項1〜5のいずれか1項の液晶光学装
置。
6. The liquid crystal according to claim 1, wherein the condensing reflecting means is one of a quadric curved mirror such as a spherical mirror, an elliptical mirror, a parabolic mirror or the like. Optical device.
【請求項7】請求項1〜6のいずれか1項の液晶光学装
置を用いた照明装置。
7. An illuminating device using the liquid crystal optical device according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1152339A (en) * 1997-07-30 1999-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Variable light attenuator and its production

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