JPH06317765A - Liquid crystal optical device - Google Patents

Liquid crystal optical device

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Publication number
JPH06317765A
JPH06317765A JP5127973A JP12797393A JPH06317765A JP H06317765 A JPH06317765 A JP H06317765A JP 5127973 A JP5127973 A JP 5127973A JP 12797393 A JP12797393 A JP 12797393A JP H06317765 A JPH06317765 A JP H06317765A
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JP
Japan
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liquid crystal
filter
crystal optical
optical device
pass filter
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Application number
JP5127973A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Nito
敬一 仁藤
Koichi Ise
公一 伊勢
Akio Yasuda
章夫 安田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH06317765A publication Critical patent/JPH06317765A/en
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Abstract

PURPOSE:To effectively remove moire fringes and color false signals from the image output by constituting the liquid crystal optical device of a liquid crystal optical filter injected with a liquid crystal between base bodies and an image pickup element integrated with the liquid crystal optical filter on its front surface side. CONSTITUTION:One sheet of the liquid crystal optical low-pass filter 21 is inserted in place of one sheet of the rock crystal filter which is heretofore arranged on the front surface of the CCD image pickup element 10. The order of the liquid crystal filter 21 and an IR cut filter 12 may be reverse in such a case. The liquid crystal filter 21 is formed by injecting the liquid crystal 22 between two sheets of transparent glass substrates 2 and 2 provided with liquid drystal oriented films on the opposite surfaces and integrating the filter to the front surface side (more specifically, its package 40) of the CCD 10. A transparent glass plate 41 is mounted on the front surface of the package 40. Then, two-point blurs of the high-frequency component of incident light are obtd. by the double refractive index anisotropy of one sheet of the liquid crystal filter 21, by which the performance of the low-pass filter is improved.

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、液晶光学装置(例え
ば、光学的なローパスフィルタを組み込んだCCD撮像
装置)に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal optical device (for example, a CCD image pickup device incorporating an optical low pass filter).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ビデオカメラ等の撮像素子として
CCD(電荷結合素子)等が用いられている。しかし、
CCDは、受光画素部分が離散的であるために、結像し
た画像出力にモアレ縞パターンや色偽信号が生じてしま
う。
2. Description of the Related Art Conventionally, a CCD (charge coupled device) or the like has been used as an image pickup device such as a video camera. But,
Since the light receiving pixel portion of the CCD is discrete, a moire fringe pattern or a color false signal is generated in the image output of the formed image.

【0003】これを防止するために、図31に示すよう
に、撮像装置としてのビデオカメラの受光部にあるCC
D撮像素子10の前面に水晶フィルタ11等のローパスフィ
ルタが単独あるいは積層して用いられている。更に、赤
外光をカットするフィルタ12を積層する場合もある。な
お、図中の13は絞り、14は集光レンズである。
In order to prevent this, as shown in FIG. 31, a CC in a light receiving portion of a video camera as an image pickup device is used.
A low-pass filter such as a crystal filter 11 is used on the front surface of the D image pickup device 10 alone or in a laminated manner. Further, a filter 12 for cutting infrared light may be laminated. In the figure, 13 is a diaphragm and 14 is a condenser lens.

【0004】このローパスフィルタは図32に示すよう
に、1枚の水晶板の場合には、入射光をその複屈折を利
用して2点ボケにしたり、さらに光軸の周りに回転させ
た水晶板の積層により2点像を4点像に、さらに高画質
化のために図33のように、3枚重ねで7点像としてぼか
し、ローパスフィルタ特性を向上させている。
As shown in FIG. 32, this low-pass filter is a quartz plate in which, in the case of a single crystal plate, incident light is made into a two-point blur by utilizing its birefringence, and further rotated around the optical axis. By stacking the plates, the two-point image is converted into a four-point image, and in order to further improve the image quality, as shown in FIG.

【0005】即ち、このように入射光をぼかすことによ
り、画像情報の空間周波数の高い成分を除去でき、モア
レ縞及び色偽信号等の問題を回避することができる。但
し、図32の場合は、y方向のみ高周波成分をカット若し
くは分散できるが、図33ではx、yの両方向において高
周波成分をカット若しくは分散でき、低周波成分の感度
を保持したまま高周波成分の画像への影響を一層なくす
ことができる。
That is, by blurring the incident light in this way, it is possible to remove a component of image information having a high spatial frequency, and avoid problems such as moire fringes and color false signals. However, in the case of FIG. 32, the high frequency component can be cut or dispersed only in the y direction, but in FIG. 33, the high frequency component can be cut or dispersed in both the x and y directions, and an image of the high frequency component can be obtained while maintaining the sensitivity of the low frequency component. Can be further eliminated.

【0006】しかしながら、上記ローパスフィルタに用
いる水晶板では、位相差を稼ぐためには、板の厚みをか
なり厚くしなければならないので、重量、容積率の低
減、さらにはコストの低減が望まれていた。
However, in the quartz plate used for the low-pass filter, the thickness of the plate has to be made considerably large in order to obtain a phase difference, so that reduction of weight and volume ratio, and further reduction of cost are desired. It was

【0007】他方、液晶を用いた光学ローパスフィルタ
が特開昭59−228622号や同61−258570号公報において知
られている。しかしながら、これらでは、液晶ローパス
フィルタを実装する場合の具体的な構造については明確
でなく、実際的なものを示していない。
On the other hand, an optical low pass filter using a liquid crystal is known in Japanese Patent Laid-Open Nos. 59-228622 and 61-258570. However, in these, it is not clear about a concrete structure when the liquid crystal low-pass filter is mounted, and a practical structure is not shown.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液晶
を用いたフィルタの具体的な実装構造を実現し、かつ、
容積率やコスト等の低減を図れる装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to realize a specific mounting structure of a filter using liquid crystal, and
An object of the present invention is to provide a device capable of reducing the volume ratio, the cost, and the like.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、互いに
対向した第1基体と第2基体との間に液晶が注入された
液晶光学フィルタと、この液晶光学フィルタを前面側に
一体化した撮像素子とからなる液晶光学装置に係るもの
である。
That is, according to the present invention, a liquid crystal optical filter in which liquid crystal is injected between a first base and a second base facing each other, and this liquid crystal optical filter are integrated on the front side. The present invention relates to a liquid crystal optical device including an image sensor.

【0010】本発明によれば、上記の液晶光学フィルタ
を撮像素子(CCD等)の前面側に一体化したものであ
るから、その実装構造が実際的であり、液晶光学フィル
タの特長を撮像素子に有利かつ現実的に発揮させ、その
画像出力からモアレ縞や色偽信号を効果的に除去するこ
とができる。
According to the present invention, the above-mentioned liquid crystal optical filter is integrated on the front side of the image pickup device (CCD or the like), so that the mounting structure is practical, and the feature of the liquid crystal optical filter is the image pickup device. Can be effectively and realistically exhibited, and moire fringes and color false signals can be effectively removed from the image output.

【0011】この場合、上記の液晶光学フィルタが撮像
素子のパッケージと一体化されることが望ましい。
In this case, it is desirable that the above liquid crystal optical filter is integrated with the package of the image pickup device.

【0012】そして、本発明の液晶光学装置では、使用
される上記液晶は、基体の法線に沿う方向に螺旋軸を有
する液晶配向をなすものであるか、或いは、光学的に一
軸性の液晶配向を有するものであることが望ましい。
In the liquid crystal optical device of the present invention, the liquid crystal used has a liquid crystal orientation having a spiral axis in a direction along the normal line of the substrate, or an optically uniaxial liquid crystal. It is desirable to have an orientation.

【0013】また、赤外光及び/又は紫外光をカットす
るフィルタが更に設けられていたり、或いは、可視光を
カットするフィルタが更に設けられているのがよい。或
いは、赤外光、紫外光又は可視光の波長範囲の入射光を
カットするフィルタはいずれも設けられていなくてもよ
い。
Further, it is preferable that a filter for cutting infrared light and / or ultraviolet light is further provided, or a filter for cutting visible light is further provided. Alternatively, any filter that cuts incident light in the wavelength range of infrared light, ultraviolet light, or visible light may not be provided.

【0014】また、上記の液晶光学フィルタが複数個積
層されていたり、水晶フィルタが更に設けられているこ
ともよい。
A plurality of the above-mentioned liquid crystal optical filters may be laminated, or a crystal filter may be further provided.

【0015】また、基体自体が、赤外光及び/又は紫外
光カットフィルタ及び/又は水晶フィルタであるのもよ
い。
Further, the substrate itself may be an infrared and / or ultraviolet light cut filter and / or a crystal filter.

【0016】更に、基体の液晶注入側の面上に液晶配向
膜が形成されているのが望ましく、液晶間に基体が挟ま
れる場合には基体の両面に液晶配向膜が形成されるのが
よい。
Further, it is desirable that a liquid crystal alignment film is formed on the surface of the substrate on the liquid crystal injection side, and when the substrates are sandwiched between liquid crystals, the liquid crystal alignment film is preferably formed on both surfaces of the substrate. .

【0017】なお、従来の水晶板を用いたローパスフィ
ルタでは、その複屈折率異方性Δn=ne −no =0.00
91であるため、CCD撮像素子のモアレ縞や色偽信号等
を除去するためには1枚当たり1mm程度の厚みを必要と
していた。そして、高画質化の為には3枚重ねる必要が
あり、更に厚みを伴い、コストも高くなる。そこで、本
発明では、複屈折率異方性の大きな材料として液晶(Δ
n=ne −no ≒0.10〜0.25)を用いることにより、重
量、容積率、コストの低減が図れることになる。
In a conventional low-pass filter using a quartz plate, its birefringence anisotropy Δn = n e −n o = 0.00.
Since it is 91, a thickness of about 1 mm is required for each sheet in order to remove moire fringes and color false signals of the CCD image pickup device. Further, in order to improve the image quality, it is necessary to stack three sheets, which further increases the thickness and increases the cost. Therefore, in the present invention, a liquid crystal (Δ
By using n = n e −n o ≈0.10 to 0.25), the weight, volume ratio and cost can be reduced.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0019】本実施例に使用可能な液晶光学ローパスフ
ィルタは、ネマチック液晶、カイラルネマチック液晶、
スメクチックA液晶、スメクチックC液晶、カイラルス
メクチックC液晶などを用いたもの等があるが、これら
は大きく分けて、一軸配向のものと、基板法線方向に螺
旋軸を有するものに二分できる。この両者の実装構造に
ついてまず、図1〜図12で説明する。
Liquid crystal optical low-pass filters usable in this embodiment are nematic liquid crystals, chiral nematic liquid crystals,
There are those using smectic A liquid crystal, smectic C liquid crystal, chiral smectic C liquid crystal, and the like. These can be roughly divided into two types, one having a uniaxial orientation and the other having a spiral axis in the direction normal to the substrate. First, the mounting structure of both of them will be described with reference to FIGS.

【0020】〔1〕一軸配向の液晶ローパスフィルタ 一軸性の光学ローパスフィルタとしては、例えば後述す
るネマチック液晶タイプ、スメクチック液晶タイプがあ
る。これらは、通常の水晶フィルタを用いたローパスフ
ィルタと同様の使い方が可能であり、特に、異常光軸を
変えて積層するタイプである。
[1] Uniaxially oriented liquid crystal low-pass filter As the uniaxial optical low-pass filter, there are, for example, a nematic liquid crystal type and a smectic liquid crystal type which will be described later. These can be used in the same way as a low-pass filter using a normal crystal filter, and are of a type in which an extraordinary optical axis is changed and laminated.

【0021】2点ボケの場合 図1に示すように、従来ではCCD撮像素子10の前面に
配置していた水晶フィルタ1枚の代りに、本例による液
晶光学ローパスフィルタ21を1枚入れる。ここで、液晶
フィルタ21と赤外カットフィルタ12の順序は逆でもよ
い。液晶フィルタ21は、対向面に液晶配向膜(図示せ
ず)を設けた2枚の透明ガラス基板2−2間に液晶22が
注入されてなり、CCD10の前面側(具体的には、その
パッケージ40)と一体化されている。なお、パッケージ
40の前面には透明ガラス板41が取付けられている。
In the case of two-point blurring As shown in FIG. 1, one liquid crystal optical low-pass filter 21 according to the present example is inserted in place of one crystal filter which is conventionally arranged in front of the CCD image pickup device 10. Here, the order of the liquid crystal filter 21 and the infrared cut filter 12 may be reversed. The liquid crystal filter 21 is formed by injecting a liquid crystal 22 between two transparent glass substrates 2-2 having liquid crystal alignment films (not shown) on opposite surfaces, and the liquid crystal 22 is provided on the front side of the CCD 10 (specifically, its package). 40) is integrated. The package
A transparent glass plate 41 is attached to the front surface of 40.

【0022】このように構成した液晶光学撮像装置によ
れば、1枚の液晶フィルタ21の複屈折率異方性により、
図32に示したと同様に入射光の高周波成分の2点ボケが
得られ、ローパスフィルタ性能が良好である。
According to the liquid crystal optical image pickup device constructed as described above, due to the birefringence anisotropy of one liquid crystal filter 21,
Similar to the case shown in FIG. 32, two-point blurring of the high frequency component of the incident light is obtained, and the low pass filter performance is good.

【0023】さらに、図2に示すように、液晶フィルタ
21の前面側のガラス基板2を省略し、赤外カットフィル
タ12と一体化すること(即ち、赤外カットフィルタ12が
基体を兼用すること)もできる。この場合は、赤外カッ
トフィルタ12の後面に配向膜(図示省略)を付ける。
Further, as shown in FIG. 2, a liquid crystal filter
It is also possible to omit the glass substrate 2 on the front side of 21 and integrate it with the infrared cut filter 12 (that is, the infrared cut filter 12 also serves as a substrate). In this case, an alignment film (not shown) is attached to the rear surface of the infrared cut filter 12.

【0024】図3では、CCD撮像素子10のパッケージ
40の前面のガラス41を省略し、CCD撮像素子のパッケ
ージ40と一体化したものである。図4はその順序を変更
したものであるが、光学特性の変化はない。
In FIG. 3, the package of the CCD image pickup device 10 is shown.
The glass 41 on the front surface of 40 is omitted and integrated with the package 40 of the CCD image pickup device. Although the order is changed in FIG. 4, the optical characteristics are not changed.

【0025】4点ボケの場合 図5に、水晶フィルタ11を1枚と液晶フィルタ21とを組
み合わせた例を示す。ここでは、赤外カットフィルタ12
と水晶フィルタ11の液晶側の面に配向膜を付ける。これ
により、液晶フィルタ21と水晶フィルタ11の異常光軸の
方位を変えることにより、4点ボケが生じる。この例で
は、水晶フィルタ11も液晶の基体を兼用している。
In case of four-point blurring FIG. 5 shows an example in which one crystal filter 11 and a liquid crystal filter 21 are combined. Here, the infrared cut filter 12
And an alignment film is attached to the liquid crystal side surface of the crystal filter 11. As a result, by changing the directions of the abnormal optical axes of the liquid crystal filter 21 and the crystal filter 11, four-point blurring occurs. In this example, the crystal filter 11 also serves as a liquid crystal substrate.

【0026】図6は、ガラス板41を省略し、CCDパッ
ケージ40と一体化した例である。図7は、各フィルタの
配置の順序を変えた例であり、この場合も、光学的特性
に影響はない。
FIG. 6 shows an example in which the glass plate 41 is omitted and the CCD package 40 is integrated. FIG. 7 shows an example in which the order of arrangement of the filters is changed, and in this case also, the optical characteristics are not affected.

【0027】図8は、水晶フィルタをすべて液晶フィル
タ21に置き換えた例である。この場合も、ガラス基板と
赤外カットフィルタの順序は問わない。
FIG. 8 shows an example in which the crystal filter is replaced by the liquid crystal filter 21. Also in this case, the order of the glass substrate and the infrared cut filter does not matter.

【0028】7点ボケの場合 図9に、液晶フィルタ21のみを用いて7点ボケを得る配
置を示し、ここではCCDパッケージ40と直接一体化し
てある。ここでも、ガラス2と赤外カットフィルタ12の
順序は問わない。
In the case of 7-point blurring FIG. 9 shows an arrangement for obtaining 7-point blurring only by using the liquid crystal filter 21, which is directly integrated with the CCD package 40 here. Here again, the order of the glass 2 and the infrared cut filter 12 does not matter.

【0029】この液晶光学撮像装置では、3枚の液晶フ
ィルタ21の使用によって、図33に示したと同様の7点ボ
ケが得られる。
In this liquid crystal optical image pickup device, the use of three liquid crystal filters 21 makes it possible to obtain the same seven-point blur as shown in FIG.

【0030】図10は、水晶フィルタ11を1枚残した場合
である。さらに、図11は、水晶フィルタを2枚残した場
合である。さらに、図12はガラス基板2を全て除去した
場合を示す。
FIG. 10 shows a case where one crystal filter 11 is left. Further, FIG. 11 shows a case where two crystal filters are left. Further, FIG. 12 shows a case where the glass substrate 2 is entirely removed.

【0031】以上、一軸性の液晶(例えばネマチック液
晶)を用いた液晶光学ローパスフィルタを組み込んだ可
視光域撮像用のCCD撮像装置を説明したが、これは具
体的には図13又は図14に示す如くに構成することができ
る。
The CCD image pickup device for image pickup in the visible light range, which incorporates the liquid crystal optical low-pass filter using the uniaxial liquid crystal (for example, nematic liquid crystal), has been described above. It can be configured as shown.

【0032】即ち、図13、図14に示した液晶光学撮像装
置70はソニー社製のビデオカメラ:ハンディカムSony
TR−900 又はTR−1と基本構造が同じであるが、図14で
は、CCDパッケージ40の前面側には、水晶フィルタ11
−液晶フィルタ21−赤外光カットフィルタ12−水晶フィ
ルタ11からなるローパスフィルタ部(これはパッケージ
42に収容されている。)が一体化されている。
That is, the liquid crystal optical image pickup device 70 shown in FIGS. 13 and 14 is a video camera manufactured by Sony: Handycam Sony.
Although the basic structure is the same as TR-900 or TR-1, in FIG. 14, the crystal filter 11 is provided on the front side of the CCD package 40.
-Liquid crystal filter 21-Infrared light cut filter 12-Low-pass filter section consisting of crystal filter 11 (This is the package
It is housed in 42. ) Are integrated.

【0033】ここで、CCD撮像素子などの半導体撮像
素子は、その感度域が 380〜1200nmにまで広がっている
ので、通常の可視光の画像を撮像する場合には、本来、
人間の眼で感知できない近赤外光域まで撮像してしまう
ため、画像に対して悪影響を及ぼす。従って、赤外カッ
トフィルタを被写体とCCDの間に入れる必要がある。
この例においては、液晶ローパスフィルタに赤外カット
フィルタ12(700nm以上の波長をカットする。)を組み合
わせている。
Here, since the sensitivity range of a semiconductor image pickup device such as a CCD image pickup device is widened to 380 to 1200 nm, when a normal visible light image is taken, it is essentially
Since the near-infrared light region that cannot be sensed by the human eye is imaged, it adversely affects the image. Therefore, it is necessary to insert an infrared cut filter between the subject and the CCD.
In this example, a liquid crystal low-pass filter is combined with an infrared cut filter 12 (cuts wavelengths of 700 nm or more).

【0034】また、図13又は図14の装置でフィールドテ
ストを行った結果、光学ローパスフィルタの特性がある
程度認められ、モアレ縞、色偽信号を低減することがで
きた。
As a result of performing a field test with the apparatus of FIG. 13 or FIG. 14, the characteristics of the optical low-pass filter were recognized to some extent, and moire fringes and color false signals could be reduced.

【0035】図15には、上記において使用した液晶光学
ローパスフィルタ21の一例を示した。
FIG. 15 shows an example of the liquid crystal optical low-pass filter 21 used above.

【0036】図16のフローチャートに従って光学ローパ
スフィルタ21の作製を行った。ガラス基板2として光学
ガラス(BK7:オハラ株式会社)を用い、ガラスの片
面に配向膜(ポリイミド系)4を形成した。このポリイ
ミド系の配向膜としては、例えば宇部興産社製のU−ワ
ニスA、あるいは日産化学社製のサンエバー(Sunever)
系を用いた。また、無機系の配向膜として、SiOの斜
方蒸着膜を用いた。
The optical low-pass filter 21 was manufactured according to the flowchart of FIG. Optical glass (BK7: OHARA CORPORATION) was used as the glass substrate 2, and an alignment film (polyimide type) 4 was formed on one surface of the glass. As the polyimide-based alignment film, for example, U-Varnish A manufactured by Ube Industries, Ltd. or Sunever manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.
The system was used. Further, as the inorganic alignment film, an oblique vapor deposition film of SiO was used.

【0037】ポリイミド系の配向膜を形成するに際して
は、溶剤に希釈したポリアミド酸をスピンキャスト法に
より基板材料に塗布し、 180〜240 ℃、1時間で熱処理
することによりイミド化し、薄膜(10〜150nm)を形成し
た。さらに、ラビングによる配向を行う場合には、上記
のようにして形成したガラス基板上のポリイミド薄膜に
対し、ベルベット布を巻き付けたローラーを押し付けて
回転させながら、並進移動させることにより、ポリイミ
ド分子の配向を促進した。
In forming a polyimide-based alignment film, a polyamic acid diluted in a solvent is applied to a substrate material by a spin casting method and heat-treated at 180 to 240 ° C. for 1 hour to form an imidized thin film (10 to 150 nm) was formed. Further, when performing orientation by rubbing, with respect to the polyimide thin film on the glass substrate formed as described above, while pressing and rotating a roller wrapped with a velvet cloth, by translational movement, the orientation of the polyimide molecules Promoted.

【0038】SiOの斜方蒸着膜を形成する方法として
は、SiO真空蒸着装置内に、SiO蒸着源から鉛直上
に基板を配し、鉛直の線と基板法線のなす角を85度とし
て設置した。SiOを基板温度 170℃で真空蒸着後、 3
00℃で1時間、焼成した。
As a method of forming an oblique vapor deposition film of SiO, a substrate is placed vertically above the SiO vapor deposition source in an SiO vacuum vapor deposition apparatus, and the angle formed by the vertical line and the substrate normal is set to 85 degrees. did. After vacuum-depositing SiO at a substrate temperature of 170 ° C, 3
It was baked at 00 ° C. for 1 hour.

【0039】このようにして作製した配向膜付きの基板
の一対を、その配向処理方向が対向面で反平行となるよ
うに組み、そのスペーサとして目的ギャップに応じた厚
さのポリエチレンテレフタレートフィルム(ダイアホイ
ル:50〜250 μm)を用いた。ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム(PET)はその平面性を向上させるため
に、所定の寸法に切り出した後、3mm厚のガラス板に挟
み、その上に約100 グラムの定加重を加え、 100℃で1
時間の熱処理を行った。
A pair of substrates with an alignment film thus produced was assembled so that the alignment treatment directions were anti-parallel on opposite surfaces, and a polyethylene terephthalate film (diamond) having a thickness corresponding to the target gap was used as the spacer. Foil: 50-250 μm) was used. To improve the flatness of polyethylene terephthalate film (PET), it is cut into specified dimensions, sandwiched between glass plates with a thickness of 3 mm, and a constant load of about 100 grams is applied on it, and the temperature is 1 ° C at 100 ° C.
Heat treatment was performed for an hour.

【0040】その後、2枚のガラス基板間にスペーサを
挟み、ギャップをとった後、セルの周囲を液晶の注入孔
を確保してUV硬化型の接着剤(UV−1000:ソニーケ
ミカル社製)で接着した。その後、ネマチック液晶22を
室温あるいは等方相温度で注入した。注入孔周囲のガラ
ス基板上の液晶を除去した後、エポキシ系の接着剤で封
止し、光学ローパスフィルタを作製した。
After that, a spacer is sandwiched between two glass substrates to make a gap, and then a liquid crystal injection hole is secured around the cell, and a UV curing type adhesive (UV-1000: manufactured by Sony Chemical Co.). I glued it in. Then, nematic liquid crystal 22 was injected at room temperature or isotropic phase temperature. After removing the liquid crystal on the glass substrate around the injection hole, it was sealed with an epoxy adhesive to fabricate an optical low-pass filter.

【0041】ここで、非カイラルネマチック液晶材料と
してメルク社製ZLI−2008−000を用いた。Z
LI−2008−000は融点−6℃、ネマチック相温
度範囲−20〜64℃である。複屈折率異方性はΔn=ne
−no =1.707 −1.517 =0.19である。この液晶を用い
て光学ローパスフィルタの特性を持たせるためには、特
定の液晶ダイレクタの傾き(プレチルト角α)を達成し
なければならない。
Here, ZLI-2008-000 manufactured by Merck was used as the non-chiral nematic liquid crystal material. Z
LI-2008-000 has a melting point of -6 ° C and a nematic phase temperature range of -20 to 64 ° C. Birefringence anisotropy is Δn = n e
Is a -n o = 1.707 -1.517 = 0.19. In order to provide the characteristics of an optical low-pass filter using this liquid crystal, it is necessary to achieve a specific tilt of the liquid crystal director (pretilt angle α).

【0042】スメクチック液晶を用いる場合、図17に例
示する構造が採用可能であり(図中の23はフィルタ周辺
のスペーサ、24は接着剤である。)、これは図18に示す
方法で作製可能である。
When the smectic liquid crystal is used, the structure illustrated in FIG. 17 can be adopted (23 in the drawing is a spacer around the filter and 24 is an adhesive), which can be produced by the method shown in FIG. Is.

【0043】有機系の配向膜としては、例えば市販のポ
リイミド系(宇部興産U−ワニスA、日産化学社製のサ
ンエバー150 、610 、721)を用いた。また、無機系の配
向膜としては、SiOの斜方蒸着膜を用いた。
As the organic alignment film, for example, a commercially available polyimide film (Ube Kosan U-Varnish A, Nissan Chemical Co., Ltd., Sun Ever 150, 610, 721) was used. As the inorganic alignment film, a SiO vapor-deposited film was used.

【0044】透明ガラス基板(BK−7)を洗浄後、溶
剤に希釈したポリアミド酸をスピンキャスト法により基
板材料に塗布し、80℃、15分、さらに 180〜240 ℃、1
時間で熱処理することによりイミド化し、薄膜(10〜15
0nm)を形成した。このようにして形成したガラス基板上
のポリイミド薄膜に、ベルベット布を巻き付けたローラ
ーを押し付け、回転させながら、並進移動させることに
よりポリイミド分子の配向を促した。
After the transparent glass substrate (BK-7) was washed, a polyamic acid diluted with a solvent was applied to the substrate material by a spin casting method, and the temperature was 80 ° C for 15 minutes.
It is imidized by heat treatment for a period of time to form a thin film (10-15
0 nm) was formed. A roller around which a velvet cloth was wrapped was pressed against the polyimide thin film thus formed on the glass substrate, and while the roller was rotated, the roller was translated to promote the orientation of polyimide molecules.

【0045】SiOの斜方蒸着膜の形成方法としては、
透明ガラス基板(BK−7)を洗浄後、SiO真空蒸着
装置内に、SiO蒸着源から鉛直上に基板を配し、鉛直
の線と基板法線のなす角を85度として設置した。SiO
を基板温度 170℃で真空蒸着後、 300℃、1時間の焼成
を行った。
As a method of forming an oblique vapor deposition film of SiO,
After cleaning the transparent glass substrate (BK-7), the substrate was placed vertically above the SiO vapor deposition source in the SiO vacuum vapor deposition apparatus, and the angle formed by the vertical line and the substrate normal was set to 85 degrees. SiO
Was vacuum-deposited at a substrate temperature of 170 ° C. and then baked at 300 ° C. for 1 hour.

【0046】このようにして作製した配向膜付きの基板
をその配向膜が対向するように組み、そのスペーサとし
て目的ギャップに応じた厚さのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム(ダイアホイル:50〜250 μm)を用い
た。ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)は
その平面性を向上させるために、所定の寸法に切り出し
た後、3mm厚のガラス板に挟み、その上に約100 グラム
の定加重を加え、 100℃で1時間の熱処理を行った。
The substrate with the alignment film thus produced was assembled so that the alignment films face each other, and a polyethylene terephthalate film (diafoil: 50 to 250 μm) having a thickness corresponding to the target gap was used as the spacer. I was there. In order to improve its flatness, polyethylene terephthalate film (PET) is cut into a specified size, sandwiched between glass plates with a thickness of 3 mm, and a constant load of about 100 grams is applied on it, and the temperature is kept at 100 ° C for 1 hour. Heat treatment was performed.

【0047】その後、2枚のガラス基板間にスペーサを
挟み、ギャップをとった後、セルの周囲を液晶の注入孔
を確保してUV硬化型の接着剤(UV−1000:ソニーケ
ミカル社製)で接着した。
After that, a spacer is sandwiched between the two glass substrates to make a gap, and then a liquid crystal injection hole is secured around the cell, and a UV curable adhesive (UV-1000: manufactured by Sony Chemical Co.). I glued it in.

【0048】このとき、対向させるセルのラビング方向
あるいは蒸着方向が同じ組み合わせを平行セル、ラビン
グ方向あるいは蒸着方向が逆向きの組み合わせを反平行
セルと呼ぶ。
At this time, a combination of facing cells having the same rubbing direction or vapor deposition direction is called a parallel cell, and a combination having opposite rubbing directions or vapor deposition directions is called an antiparallel cell.

【0049】セルの組み立て後、スメクチック液晶を等
方相温度あるいはネマチック相温度でセル注入孔より減
圧下で注入した。液晶注入を完了後、温度を室温まで戻
し、注入孔周囲のガラス基板上の液晶を除去したのち、
エポキシ系の接着剤で封止した。
After the cell was assembled, a smectic liquid crystal was injected under reduced pressure from the cell injection hole at an isotropic phase temperature or a nematic phase temperature. After completing the liquid crystal injection, return the temperature to room temperature and remove the liquid crystal on the glass substrate around the injection hole,
It was sealed with an epoxy adhesive.

【0050】[0050]

【化1】スメクチックA液晶としては良く知られている
シアノビフェニル系の を用いた。
## STR00001 ## Cyanobiphenyl compounds, which are well known as smectic A liquid crystals, Was used.

【0051】8CBの相転移温度は Cryst 21, SmA 32.5, N 40,Iso であり、室温25℃でスメクチックA相を示す。The phase transition temperature of 8CB is Cryst 21, SmA 32.5, N 40, Iso and shows a smectic A phase at room temperature of 25 ° C.

【0052】スメクチックC液晶としては、非カイラル
スメクチックC液晶組成物(DFE:3環性2フッ素エ
ステル系液晶58wt%、PPm:フェニルピリミジン系22
wt%、PB:フェニルベンゾエート系20wt%のブレン
ド)を用いた。この液晶組成物の相転移温度は Cryst −29.2, SmC 77.5, SmA 93,N 105,
Iso であり、室温25℃を含む広い温度範囲でスメクチックC
相を示す。
As the smectic C liquid crystal, non-chiral smectic C liquid crystal composition (DFE: tricyclic difluoroester liquid crystal 58 wt%, PPm: phenylpyrimidine liquid crystal 22
wt%, PB: phenyl benzoate type blend of 20 wt%) was used. The phase transition temperature of this liquid crystal composition is Cryst −29.2, SmC 77.5, SmA 93, N 105,
Iso, Smectic C over a wide temperature range including room temperature of 25 ℃
Indicates a phase.

【0053】〔2〕基板法線方向に螺旋軸を有する液晶
ローパスフィルタ 基板法線方向に螺旋の軸を有する液晶ローパスフィルタ
としては、後述するカイラルネマチック液晶タイプ、カ
イラルスメクチック液晶タイプがある。まず、カイラル
スメクチック液晶32を例にとると、この場合は図19に示
すような二次元的に等方的なボケを与える。このフィル
タ31の構成例を以下に示す。
[2] Liquid Crystal Low-Pass Filter Having Spiral Axis in Substrate Normal Direction Liquid crystal low-pass filters having a spiral axis in the substrate normal direction include a chiral nematic liquid crystal type and a chiral smectic liquid crystal type described later. First, taking the chiral smectic liquid crystal 32 as an example, in this case, a two-dimensional isotropic blur is given as shown in FIG. A configuration example of this filter 31 is shown below.

【0054】図20には、等方的ボケを与える螺旋タイプ
の液晶フィルタ31を1枚使う例を示す。また、等方的ボ
ケを与える螺旋タイプの液晶フィルタ31と水晶フィルタ
11とを組み合わせた例を図21に示す。さらに、水晶フィ
ルタ2枚との組み合わせを図22に示す。更に、これらの
水晶フィルタの代わりに一軸性の液晶フィルタ、あるい
は等方的ボケを与える螺旋タイプの液晶フィルタを組み
合わせることも可能であり、またその順序は問わない。
FIG. 20 shows an example of using one spiral-type liquid crystal filter 31 which gives isotropic blur. Also, a spiral type liquid crystal filter 31 and a crystal filter that give isotropic blur
FIG. 21 shows an example in which 11 and 11 are combined. Further, FIG. 22 shows a combination with two crystal filters. Further, instead of these crystal filters, a uniaxial liquid crystal filter or a spiral type liquid crystal filter that gives isotropic blur can be combined, and the order thereof is not limited.

【0055】これらのカイラルスメクチック液晶組成物
32を用いた液晶光学ローパスフィルタ31は、図23の如く
に構成できる(図中の30はギャップである)。
These chiral smectic liquid crystal compositions
A liquid crystal optical low-pass filter 31 using 32 can be constructed as shown in FIG. 23 (30 in the figure is a gap).

【0056】こうしたカイラルスメクチック液晶自体は
強誘電性液晶として良く知られている材料であるが、従
来はアクティブな電気光学素子としての応用が主に行わ
れていた。カイラルスメクチック液晶は図23及び図24に
示すような層構造を有し、層が光軸の周りに回転するね
じれ構造をとることが知られている。しかも、層間の相
互作用が少ないため、液晶層中央部でのダイレクタの傾
きをほぼ一定に保つことができるはずである。さらに、
ネマチック液晶に比べて液晶ダイレクタの熱揺らぎによ
る光散乱による曇りの影響が少ないという性質を有して
いる。
Such a chiral smectic liquid crystal itself is a material well known as a ferroelectric liquid crystal, but conventionally, it has been mainly applied as an active electro-optical element. It is known that the chiral smectic liquid crystal has a layered structure as shown in FIGS. 23 and 24 and has a twisted structure in which the layers rotate around the optical axis. Moreover, since the interaction between the layers is small, the inclination of the director in the central portion of the liquid crystal layer should be kept substantially constant. further,
Compared with nematic liquid crystal, it has the property of being less affected by clouding due to light scattering due to thermal fluctuations of the liquid crystal director.

【0057】従って、図19に示した全方位に亘ってのロ
ーパスフィルタ特性を実現する上で、液晶ダイレクタの
方位を光軸の周りに回転させ、液晶の螺旋構造をとらせ
ることがカイラルスメクチック液晶のねじれ構造を光学
的に利用することによって実現できる。さらに、スメク
チック液晶を用いれば、この傾きをセル内で一様に保持
し、さらに、特に可視光短波長側での光散乱による迷光
の発生を抑えることができる。
Therefore, in order to realize the low-pass filter characteristics in all the directions shown in FIG. 19, it is possible to rotate the direction of the liquid crystal director around the optical axis so that the liquid crystal has a helical structure. It can be realized by optically utilizing the twisted structure of. Further, if a smectic liquid crystal is used, this inclination can be uniformly maintained in the cell, and further, generation of stray light due to light scattering particularly on the short wavelength side of visible light can be suppressed.

【0058】こうしたカイラルスメクチック液晶の螺旋
構造を実現するには、例えば垂直配向膜による液晶配向
法を行うのがよい。セルの作製プロセスを図25に示し
た。
To realize such a chiral smectic liquid crystal helical structure, for example, a liquid crystal alignment method using a vertical alignment film is preferably performed. The cell manufacturing process is shown in FIG.

【0059】垂直配向処理剤としては、例えば市販のポ
リイミド配向膜(日産化学社製のサンエバー722)を用い
た。透明ガラス基板(BK−7)を洗浄後、溶剤に希釈
したポリアミド酸をスピンキャスト法により基板材料に
塗布し、80℃、15分、さらに240℃、1時間で熱処理す
ることによりイミド化し、薄膜(10〜150nm)を形成し
た。
As the vertical alignment treatment agent, for example, a commercially available polyimide alignment film (San Ever 722 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) was used. After the transparent glass substrate (BK-7) was washed, polyamic acid diluted in a solvent was applied to the substrate material by spin casting and heat-treated at 80 ° C for 15 minutes and further at 240 ° C for 1 hour to form an imidized film. (10-150 nm) was formed.

【0060】垂直配向膜の場合は、熱処理後にラビング
することなくセルを組んだ。セルの組み立てに際して
は、配向膜形成側を対向せさ、スペーサとして既述のP
ETフィルムを用い、セルを組み立てた。セルの組み立
て方法は既述したと同じ方法である。
In the case of a vertical alignment film, cells were assembled without rubbing after heat treatment. At the time of assembling the cell, the alignment film forming sides should be opposed to each other, and the above-mentioned P
The cell was assembled using ET film. The method for assembling the cell is the same as described above.

【0061】セルの組み立て後、カイラルスメクチック
液晶を等方相(Iso)温度あるいはカイラルネマチッ
ク相(N* )温度でセル注入孔より減圧下で注入した。
液晶注入を完了後、温度を室温まで戻し、注入孔周囲の
ガラス基板上の液晶を除去したのち、エポキシ系の接着
剤で封止した。
After the cell was assembled, a chiral smectic liquid crystal was injected from the cell injection hole under reduced pressure at an isotropic phase (Iso) temperature or a chiral nematic phase (N * ) temperature.
After the liquid crystal injection was completed, the temperature was returned to room temperature, the liquid crystal on the glass substrate around the injection hole was removed, and then the product was sealed with an epoxy adhesive.

【0062】その後、図26に示すように、垂直配向膜4
を用いた配向処理プロセスにより、スメクチックA(S
mA)、更にはカイラルスメクチックC(SmC* )へ
相転移させると共に、垂直配向を達成し、光学ローパス
フィルタ31を作製した。
Then, as shown in FIG. 26, the vertical alignment film 4 is formed.
Smectic A (S
mA), and further, a phase transition to chiral smectic C (SmC * ) and vertical alignment were achieved, and an optical low pass filter 31 was produced.

【0063】使用可能なSmC* 液晶の相転移温度と、
SmC* でのチルト角、ピッチ長、屈折率異方性を下記
に示す。 CS−1017: Iso 68, N* 64, SmA 55, SmC*
-20, Cr CS−1015: Iso 78, N* 68, SmA 57, SmC*
-17, Cr CS−1014: Iso 81, N* 69, SmA 54, SmC*
-21, Cr CS−3000: Iso 80, N* 71, SmA 60, SmC*
-37, Cr
The phase transition temperature of the SmC * liquid crystal that can be used,
The tilt angle, pitch length and refractive index anisotropy in SmC * are shown below. CS-1017: Iso 68, N * 64, SmA 55, SmC *
-20, Cr CS-1015: Iso 78, N * 68, SmA 57, SmC *
-17, Cr CS-1014: Iso 81, N * 69, SmA 54, SmC *
-21, Cr CS-3000: Iso 80, N * 71, SmA 60, SmC *
-37, Cr

【0064】 [0064]

【0065】以下に、各種カイラルスメクチック液晶に
ついての結果を示す。 CS−1017、1014:垂直配向剤 [日産化学サンエバー72
2]を用いて、SmC* 相の配向を試みた。ガラス基板に
塗布した系では、CS−1017、CS−1014共に、50μ
m、 100μmギャップでは、液晶注入後の真空オーブン
内での徐冷で良く配向した。しかし、250μmギャップ
ではその状態では配向せず、さらに等方相温度からの徐
冷〔-0.2℃/min.〕により配向に成功した。こうした配
向膜を用いた方法では、保存安定性が改善された。
The results for various chiral smectic liquid crystals are shown below. CS-1017, 1014: Vertical alignment agent [NISSAN CHEMICAL SAN EVER 72
2] was used to attempt the orientation of the SmC * phase. In the system coated on a glass substrate, both CS-1007 and CS-10014 have a thickness of 50 μm.
With a gap of m and 100 μm, good alignment was achieved by slow cooling in a vacuum oven after liquid crystal injection. However, in the 250 μm gap, the orientation did not occur in that state, and the orientation was successful by slow cooling from the isotropic phase temperature [−0.2 ° C./min.]. The storage stability was improved by the method using such an alignment film.

【0066】CS−3000:セルにCS−3000をIso 相で
注入し、室温まで冷却後、接着剤で封止した。このセル
をホットステージでTiso+5℃の温度から冷却速度 0.1
℃/min で徐冷した。その結果、 250μmギャップセル
が良配向性を示した。この 250μmギャップセルにおい
て、顕微鏡下でのボケを観察したところ、図19のよう
に、二次元的に大きな等方性のボケが顕微鏡下で確認さ
れた。
CS-3000: CS-3000 was injected into the cell in the Iso phase, cooled to room temperature, and then sealed with an adhesive. This cell is cooled on a hot stage from a temperature of Tiso + 5 ℃ to a cooling rate of 0.1.
Slowly cooled at ° C / min. As a result, the 250 μm gap cell showed good orientation. As a result of observing blurring under the microscope in this 250 μm gap cell, as shown in FIG. 19, two-dimensionally large isotropic blur was confirmed under the microscope.

【0067】さらに、SmC* タイプの上記各セルで
は、クロスポーラライザ下での回転による明暗の変化は
認められず、ダイレクタが均一に回転していることを確
認した。なお、このセルも図13、図14に示したと同様に
CCD撮像装置に実装することができる。
Furthermore, in each of the above SmC * type cells, no change in brightness due to rotation under the cross polarizer was observed, and it was confirmed that the director rotated uniformly. Note that this cell can also be mounted on the CCD image pickup device in the same manner as shown in FIGS.

【0068】カイラルネマチック液晶組成物として、以
下の2種が使用可能である。
The following two types can be used as the chiral nematic liquid crystal composition.

【0069】(a) メルク社製ZLI−2008−000
に下記カイラル剤〔1〕(カイラル液晶)を混合したも
の。
(A) ZLI-2008-000 manufactured by Merck & Co.
A mixture of the following chiral agent [1] (chiral liquid crystal).

【化2】ピッチ調整用カイラル剤〔1〕 [Chemical formula 2] Chiral agent for pitch adjustment [1]

【0070】SiO斜方蒸着配向膜におけるl/P(ピ
ッチの逆数)とカイラル濃度との関係は、非常に良い線
形性を示した。例えば、 100μmで2回転、即ち50μm
のピッチとするには、3.23wt%のカイラル濃度が必要で
あることが分かった。
The relationship between 1 / P (reciprocal of pitch) and the chiral concentration in the SiO oblique vapor-deposition alignment film showed very good linearity. For example, 2 rotations at 100 μm, ie 50 μm
It was found that 3.23 wt% of chiral concentration is necessary for the pitch of.

【0071】(b) ロディック製非カイラル液晶RDP−
362 に下記カイラル剤〔2〕(S811 )を混合したも
の。
(B) Rodic non-chiral liquid crystal RDP-
A mixture of 362 and the following chiral agent [2] (S811).

【化3】ピッチ調整用カイラル剤〔2〕:S811(Merc
k)
[Chemical Formula 3] Chiral agent for pitch adjustment [2]: S811 (Merc
k)

【0072】このカイラル剤添加量6wt%の時、ピッチ
長約 1.6μmとなる。非カイラル液晶の屈折率異方性は
Δn:0.179 、no :1.507 である。
When the amount of the chiral agent added is 6 wt%, the pitch length is about 1.6 μm. Refractive index anisotropy of the non-chiral liquid crystal Δn: 0.179, n o: a 1.507.

【0073】液晶注入後、上記の(a)、(b) いずれのカ
イラルネマチック(N* ) タイプのセルでは、クロスポ
ーラライザ下での回転による明暗の変化は認められず、
ダイレクタがφの回転をしていることが確認された。
After injection of the liquid crystal, in any of the above (a) and (b) chiral nematic (N * ) type cells, no change in brightness and darkness due to rotation under a cross-polarizer was observed.
It was confirmed that the director rotated φ.

【0074】なお、上記したボケの観察では、反射型の
顕微鏡システム(Nikon Opti-Photo Pol)を用い
て曇りガラス表面の輝点(約1μm径)のボケを観察し
た(図27参照)。
In the observation of the above-mentioned blur, the blur of the bright spot (about 1 μm diameter) on the surface of the frosted glass was observed using a reflection type microscope system (Nikon Opti-Photo Pol) (see FIG. 27).

【0075】〔3〕赤外光のみの撮像の場合 CCD撮像素子などの半導体撮像素子の近赤外光域の感
度を利用し、本来、人間の眼で感知できない近赤外光域
のみを撮像することができる。これにより、被写体の温
度分布等を撮像することができる。この場合、可視光カ
ットフィルタを被写体ととCCDの間に入れる必要があ
る。
[3] In the case of imaging only infrared light By utilizing the sensitivity of the near-infrared light region of a semiconductor image sensor such as a CCD image sensor, only the near-infrared light region that cannot be sensed by the human eye is imaged. can do. Accordingly, the temperature distribution of the subject can be imaged. In this case, it is necessary to insert a visible light cut filter between the subject and the CCD.

【0076】そこで、ここでは、図28のように、液晶ロ
ーパスフィルタ21又は31に可視光カットフィルタ(760nm
以下をカットするもの)51を組み合わせることが一例で
ある。
Therefore, here, as shown in FIG. 28, the liquid crystal low-pass filter 21 or 31 is provided with a visible light cut filter (760 nm).
An example is the combination of (cut below) 51.

【0077】〔4〕可視、赤外光域の撮像の場合 CCD撮像素子などの半導体撮像素子の可視光域、近赤
外光域の感度を利用し、明るい被写体、及び人間の眼で
感知できない程暗い場合にも撮像することができる暗視
野カメラのローパスフィルタとしても応用できる。この
場合、可視光、赤外光カットフィルタのない組み合わせ
が必要となる。
[4] In the case of imaging in the visible and infrared light regions: Utilizing the sensitivity in the visible light region and near infrared light region of a semiconductor image pickup device such as a CCD image pickup device, it cannot be sensed by a bright subject and the human eye. It can also be applied as a low-pass filter for a dark-field camera that can take an image even when it is dark. In this case, a combination without visible light and infrared light cut filters is required.

【0078】そこで、図29のように、液晶ローパスフィ
ルタ21又は31と水晶フィルタ11を組み合わせることが一
例である。
Therefore, as shown in FIG. 29, combining the liquid crystal low-pass filter 21 or 31 and the crystal filter 11 is an example.

【0079】〔5〕波長帯域可変フィルタを挿入する場
合 上記以外に、波長帯域制限フィルタは必要に応じて可変
できるようにしてもよい。
[5] When Inserting Wavelength Band Variable Filter In addition to the above, the wavelength band limiting filter may be made variable as necessary.

【0080】例えば、図30のように、ローレット型の波
長帯域可変フィルタ61と液晶ローパスフィルタ21又は31
と水晶フィルタ11を組み合わせる。この場合、可変フィ
ルタ61は、カット波長の異なる複数のフィルタ61Aと61
B等からなり、回転軸60の周りに必要に応じて回転させ
ることにより、CCD撮像時に必要なカットフィルタを
選択することができる。
For example, as shown in FIG. 30, a knurled wavelength band variable filter 61 and a liquid crystal low pass filter 21 or 31 are used.
And crystal filter 11 are combined. In this case, the variable filter 61 includes a plurality of filters 61A and 61A having different cut wavelengths.
It is composed of B and the like, and can be rotated around the rotation axis 60 as necessary, so that a cut filter required for CCD image pickup can be selected.

【0081】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変形が可能
である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-mentioned embodiments can be further modified based on the technical idea of the present invention.

【0082】例えば、上述した液晶光学ローパスフィル
タ、及び他のフィルタとの組み合わせフィルタは、CC
Dパッケージに対し接着をはじめ適切な方法で一体化す
ることができる。
For example, the above-mentioned liquid crystal optical low-pass filter and the combination filter with other filters are CC
The D package can be integrated by an appropriate method including adhesion.

【0083】また、上述した光学ローパスフィルタの各
構成部分(特に、液晶や配向膜)の材質や形状、組み立
て方法等、種々変更してよい。基板もガラス板でなく、
他の光学的に透明な材質であればよい。液晶について
は、注入時に既に、使用温度で目的とする液晶相を形成
してもよい。
Further, the material and shape of each component (particularly, the liquid crystal and the alignment film) of the above-mentioned optical low-pass filter, the assembling method, and the like may be variously changed. The substrate is not a glass plate,
Any other optically transparent material may be used. Regarding the liquid crystal, a target liquid crystal phase may be already formed at the temperature of use at the time of injection.

【0084】また、上述した配向膜の材質や配向方法を
種々変化させることもできる。上述した螺旋配向の螺旋
軸は基板の法線方向に完全に一致していなくてもよく、
±10度の範囲内にあれば、上述したと同様の効果を得る
ことができる。
Further, the material of the alignment film and the alignment method can be variously changed. The spiral axis of the above-mentioned spiral orientation does not have to be completely aligned with the normal direction of the substrate,
Within the range of ± 10 degrees, the same effect as described above can be obtained.

【0085】また、上述の光学ローパスフィルタは、上
述した以外の枚数を組み合わせて様々な複屈折を生ぜし
めたり、或いは水晶板との組み合わせも可能である。或
いは、紫外光カットフィルタを使用したり、赤外光カッ
トフィルタと併用してもよい。
The above-mentioned optical low-pass filter can be combined with a number other than those mentioned above to cause various birefringences, or can be combined with a quartz plate. Alternatively, an ultraviolet light cut filter may be used or an infrared light cut filter may be used in combination.

【0086】なお、本発明は、上述のCCD以外の撮像
素子にも適用することができる。
The present invention can also be applied to image pickup devices other than the CCD described above.

【0087】[0087]

【発明の作用効果】本発明は上述した如く、互いに対向
した第1基体と第2基体との間に液晶が注入された液晶
光学フィルタと、この液晶光学フィルタを前面側に一体
化した撮像素子とによって液晶光学装置を構成している
ので、液晶光学フィルタの実装構造が実際的であり、液
晶光学フィルタの特長を撮像素子に有利かつ現実的に発
揮させ、その画像出力からモアレ縞や色偽信号を効果的
に除去することができる。
As described above, according to the present invention, a liquid crystal optical filter in which liquid crystal is injected between a first base and a second base facing each other, and an image pickup device in which the liquid crystal optical filter is integrated on the front side. Since the liquid crystal optical device is composed of and, the mounting structure of the liquid crystal optical filter is practical, and the advantages of the liquid crystal optical filter are exerted to the image sensor in an advantageous and realistic manner. The signal can be effectively removed.

【0088】また、複屈折率異方性の大きな液晶を用い
ているため、水晶では期待し難い重量、容積率、コスト
の低減を図ることができる。
Further, since the liquid crystal having a large anisotropy of birefringence is used, it is possible to reduce the weight, volume ratio and cost which are difficult to expect with quartz.

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

【図1】本発明の実施例による液晶光学撮像装置の概略
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a liquid crystal optical imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 5 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 6 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 7 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 8 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 9 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 10 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 11 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図12】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 12 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例による光学ローパスフィルタの
実装例の断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a mounting example of an optical low-pass filter according to an example of the present invention.

【図14】同光学ローパスフィルタの他の実装例の断面図
である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of another mounting example of the optical low-pass filter.

【図15】本発明の実施例による液晶光学ローパスフィル
タの概略断面図である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal optical low-pass filter according to an example of the present invention.

【図16】同光学ローパスフィルタの作製フロー図であ
る。
FIG. 16 is a manufacturing flowchart of the same optical low-pass filter.

【図17】本発明の他の実施例による液晶光学ローパスフ
ィルタの概略断面図である。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal optical low pass filter according to another embodiment of the present invention.

【図18】同光学ローパスフィルタの作製フロー図であ
る。
FIG. 18 is a manufacturing flowchart of the same optical low-pass filter.

【図19】同光学ローパスフィルタによるボケの状態を示
す概略図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing a state of blurring caused by the optical low-pass filter.

【図20】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 20 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図21】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 21 is a schematic diagram of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図22】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 22 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図23】本発明の他の実施例による液晶光学ローパスフ
ィルタの概略断面図である。
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal optical low-pass filter according to another embodiment of the present invention.

【図24】同液晶の物性パラメータの説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram of physical property parameters of the liquid crystal.

【図25】同実施例による液晶光学ローパスフィルタの作
製フロー図である。
FIG. 25 is a flow chart of manufacturing a liquid crystal optical low-pass filter according to the same example.

【図26】同光学ローパスフィルタ作製時の液晶配向プロ
セスフロー図である。
FIG. 26 is a liquid crystal alignment process flow diagram when manufacturing the optical low-pass filter.

【図27】入射光のボケ量の測定を説明するための光学系
の概略図である。
FIG. 27 is a schematic diagram of an optical system for explaining measurement of a blur amount of incident light.

【図28】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 28 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図29】本発明の他の実施例による液晶光学撮像装置の
概略図である。
FIG. 29 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図30】本発明の更に他の実施例による液晶光学撮像装
置の概略図である。
FIG. 30 is a schematic view of a liquid crystal optical imaging device according to still another embodiment of the present invention.

【図31】従来例による水晶光学ローパスフィルタの実装
状態の概略図である。
FIG. 31 is a schematic diagram of a mounted state of a crystal optical low-pass filter according to a conventional example.

【図32】同水晶フィルタ1枚により生じるボケを説明す
る原理図である。
FIG. 32 is a principle diagram illustrating blurring caused by one crystal filter of the same.

【図33】同水晶フィルタ3枚により生じるボケを説明す
る原理図である。
FIG. 33 is a principle diagram illustrating a blur caused by three crystal filters of the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・・ガラス基板 4・・・配向膜 10・・・CCD(電荷結合素子) 11・・・水晶板(水晶フィルタ) 12・・・赤外カットフィルタ 13・・・絞り 14・・・レンズ 20、30・・・ギャップ 21、31・・・液晶光学ローパスフィルタ 22、32・・・液晶分子(液晶層) 40・・・CCDパッケージ 41・・・ガラス板 42・・・フィルタパッケージ 51・・・可視光カットフィルタ 70・・・液晶光学撮像装置 2 ... Glass substrate 4 ... Alignment film 10 ... CCD (charge coupled device) 11 ... Crystal plate (crystal filter) 12 ... Infrared cut filter 13 ... Aperture 14 ... Lens 20, 30 ... Gap 21, 31 ... Liquid crystal optical low-pass filter 22, 32 ... Liquid crystal molecule (liquid crystal layer) 40 ... CCD package 41 ... Glass plate 42 ... Filter package 51 ...・ Visible light cut filter 70 ・ ・ ・ Liquid crystal optical imaging device

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに対向した第1基体と第2基体との
間に液晶が注入された液晶光学フィルタと、この液晶光
学フィルタを前面側に一体化した撮像素子とからなる液
晶光学装置。
1. A liquid crystal optical device comprising a liquid crystal optical filter in which liquid crystal is injected between a first base and a second base facing each other, and an image pickup device having the liquid crystal optical filter integrated on the front side.
【請求項2】 液晶光学フィルタが撮像素子のパッケー
ジと一体化されている、請求項1に記載した液晶光学装
置。
2. The liquid crystal optical device according to claim 1, wherein the liquid crystal optical filter is integrated with a package of the image pickup device.
【請求項3】 基体の法線に沿う方向に螺旋軸を有する
液晶配向をなす液晶が注入されている、請求項1又は2
に記載した液晶光学装置。
3. A liquid crystal having a helical axis in a direction along a normal line of the substrate, the liquid crystal having a liquid crystal orientation being injected.
The liquid crystal optical device described in 1.
【請求項4】 光学的に一軸性の液晶配向性を有する液
晶が注入されている、請求項1又は2に記載した液晶光
学装置。
4. The liquid crystal optical device according to claim 1, wherein a liquid crystal having an optically uniaxial liquid crystal orientation is injected.
【請求項5】 赤外光及び/又は紫外光をカットするフ
ィルタが更に設けられている、請求項1〜4のいずれか
に記載した液晶光学装置。
5. The liquid crystal optical device according to claim 1, further comprising a filter that cuts infrared light and / or ultraviolet light.
【請求項6】 可視光をカットするフィルタが更に設け
られている、請求項1〜4のいずれかに記載した液晶光
学装置。
6. The liquid crystal optical device according to claim 1, further comprising a filter that cuts visible light.
【請求項7】 赤外光、紫外光又は可視光の波長範囲の
入射光をカットするフィルタはいずれも設けられていな
い、請求項1〜4に記載した液晶光学装置。
7. The liquid crystal optical device according to claim 1, wherein no filter for cutting incident light in the wavelength range of infrared light, ultraviolet light or visible light is provided.
【請求項8】 液晶光学フィルタが複数個積層されてい
る、請求項1〜7のいずれかに記載した液晶光学装置。
8. The liquid crystal optical device according to claim 1, wherein a plurality of liquid crystal optical filters are laminated.
【請求項9】 水晶フィルタが更に設けられている、請
求項1〜8のいずれかに記載した液晶光学装置。
9. The liquid crystal optical device according to claim 1, further comprising a crystal filter.
【請求項10】 基体が、赤外光及び/又は紫外光カット
フィルタ及び/又は水晶フィルタである、請求項1〜9
のいずれかに記載した液晶光学装置。
10. The substrate is an infrared light and / or ultraviolet light cut filter and / or a quartz filter,
The liquid crystal optical device according to any one of 1.
【請求項11】 基体の液晶注入側の面上に液晶配向膜が
形成されている、請求項1〜10のいずれかに記載した液
晶光学装置。
11. The liquid crystal optical device according to claim 1, wherein a liquid crystal alignment film is formed on the surface of the substrate on the liquid crystal injection side.
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