JPH11326894A - 調光装置 - Google Patents
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- JPH11326894A JPH11326894A JP10130388A JP13038898A JPH11326894A JP H11326894 A JPH11326894 A JP H11326894A JP 10130388 A JP10130388 A JP 10130388A JP 13038898 A JP13038898 A JP 13038898A JP H11326894 A JPH11326894 A JP H11326894A
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- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
Abstract
とができる調光装置を提供する。 【解決手段】 調光装置は、GHセル12と偏光板11
aとから成る。偏光板11aは、アイリス羽根18に貼
付されており、GHセル12に入射する光の有効光路か
ら出し入れ可能である。アイリス羽根18,19が、図
示せぬモーターにより駆動され、互いに重なると、偏光
板11aは、有効光路20上に入り、開口部22を覆
う。さらに被写体の明るさが増す場合、GHセル12で
光を吸収することにより調光を行う。偏光板11aを光
の有効光路20から外に出すことができるので、偏光板
11aに光が吸収されず、調光装置の最大透過率を高め
ることができる。
Description
高め、光量を均一に保つことができる調光装置に関す
る。
偏光板が使用される。この液晶セルには、例えばTN
(Twisted Nematic )型液晶セルやゲストホスト型液晶
セル(GH(Guest Host)セル)が用いられる。
概略図である。該調光装置は、主に偏光板1とGHセル
2とで構成される。GHセル2は、図示せぬ2枚のガラ
ス基板の間に封入される。GHセル2には、液晶分子3
と二色性染料分子4とが封入されている。二色性染料分
子4は、光の吸収に異方性を有する。具体的には、分子
長軸方向の光を吸収するp型である。また、液晶分子3
は、誘電異方性が正の場合である。
無印加)時のGHセル2の状態を示す。入射光5は、偏
光板1を透過することにより直線偏光にされる。図7
(a)では、この偏向方向と二色性染料分子4の分子長
軸方向とが一致するので、光は、二色性染料分子4に吸
収され、GHセルの透過率が低下する。
加を行う。すると、二色性染料分子4の分子長軸方向
は、直線偏光の偏向方向と直角になる。このため、光は
GHセル2によりほとんど吸収されない。
二色性染料分子を用いる場合は、上記p型の二色性染料
分子4の場合と逆になり、電圧無印加時には光が吸収さ
れず、電圧印加時に光が吸収される。
と電圧無印加時との吸光度の比、即ち光学濃度の比が約
10である。これは、偏光板1を使用せずにGHセルで
作成される調光装置に比べて約2倍の光学濃度比を有す
る。
は、偏光板が常に光の光路中に固定されて設置されてい
る。したがって、該偏光板により50%の光は常に吸収
される。さらには、該偏光板の表面反射等の影響もあ
る。よって、該偏光板を透過する光の最大透過率は、5
0%を超えることができず、光量低下が著しい。この光
量低下は、液晶セルを用いた調光装置の実用化を困難に
している要因の一つになっている。
が提案されている。偏光板を使用しない調光装置の例と
して、2層のGHセルを用いる場合がある。このGHセ
ルでは、1層目はある偏光と同一方向の偏光成分を吸収
し、2層目は該偏光と直角方向の偏光成分を吸収する。
また、コレステリック−ネマティック液晶セルの相転移
を利用するものがある。さらには、液晶の散乱を利用す
る高分子散乱型のものがある。
装置では、電圧無印加時と電圧印加時の吸光度の比、即
ち光学濃度の比は、前述したように5にとどまる。この
ため、調光装置のコントラスト比が小さく、明るい場所
から暗い場所までにおいて、調光を正常に行うには不十
分である。また、該高分子散乱型の調光装置では、撮像
光学系の結像性能が大幅に劣化する。
れたものであり、その目的は、コントラスト比を高め、
光量を均一に保つことができる調光装置を提供すること
にある。
め、本発明に係る調光装置は、液晶セルと、該液晶セル
に入射する光の有効光路から出し入れ可能な偏光板と、
を具備することを特徴とする。
ができるので、該偏光板に光が吸収されず、該調光装置
の最大透過率を高めることができる。また、前記偏光板
は、機械式アイリスの可動部に設置されることにより有
効光路に対して出し入れ可能とされることが望ましい。
入れが行われるので、該調光装置の実現可能性を容易に
することができる。
晶セルであることが望ましい。該ゲストホスト型液晶セ
ルを用いるので、該ゲストホスト型液晶セル自体が光を
吸収することにより、調光を行うことができる。
動部に設置されることにより有効光路に対して出し入れ
可能とされ、前記液晶セルは、ゲストホスト型液晶セル
であることが望ましい。
する偏向成分と同一方向の偏向成分の吸収又は透過の切
り換えを行うことができる第一ゲストホスト型液晶セル
と、前記偏光板が吸収する偏向成分と直角方向の偏向成
分の吸収又は透過の切り換えを行うことができる第二ゲ
ストホスト型液晶セルと、から成ることが望ましい。
ルは、該偏光板により吸収される偏向成分と同一の偏向
成分を吸収する。よって、該偏光板を出し入れしている
途中の状態において、該偏光板に覆われていない開口部
と該偏光板に覆われている開口部とで透過する光量を均
一にすることができる。
する偏向成分と直角方向の偏向成分の吸収又は透過の切
り換えを行うことができる第一及び第二ゲストホスト型
液晶セルから成ることが望ましい。
ストゲスト型液晶セルは、共に該偏光板を透過する光を
吸収する。よって、調光装置の最低透過率を下げること
ができる。
する偏向成分と同一方向の偏向成分の吸収又は透過の切
り換えを行うことができる第一ゲストホスト型液晶セル
と、前記偏光板が吸収する偏向成分と直角方向の偏向成
分の吸収、又は透過の切り換えを行うことができる第二
及び第三ゲストホスト型液晶セルと、から成ることが望
ましい。
ルは、該偏光板により吸収される偏向成分と同一の偏向
成分を吸収する。さらに、第二及び第三ゲストホスト型
液晶セルは、共に該偏光板を透過する光を吸収する。よ
って、第一ゲストホスト型液晶セルにより、該偏光板に
覆われていない開口部と該偏光板に覆われている開口部
とで透過する光量を均一にする。それと同時に、第二及
び第三ゲストホスト型液晶セルにより、調光装置の最低
透過率を一層下げることができる。
施の形態について説明する。図1は、本発明の第一の実
施の形態による調光装置の側面図である。この調光装置
は、ゲストホスト型液晶セル(以下「GHセル」と略
す)12と偏光板11aとから成る。GHセル12は、
図示せぬ2枚のガラス基板の間に封入される。GHセル
12には、図示せぬ液晶分子と図示せぬ二色性染料分子
とが封入されている。該二色性染料分子は、光の吸収に
異方性を有する。具体的には、分子長軸方向の光を吸収
するp型である。また、該液晶分子は、例えば誘電異方
性が正の場合である。
うに複数のレンズで構成されるレンズ前群15とレンズ
後群16との間に配置される。レンズ前群15を透過し
た光は、偏光板11aを介して直線偏光にされた後、G
Hセル12に入射する。GHセル12を透過した光は、
レンズ後群16で集光され、撮像面17に映像として映
し出される。
GHセル12に入射する光の有効光路から出し入れ可能
である。具体的には、偏光板11aを偏光板11bで示
される位置に移動させることにより、光の有効光路の外
へ出すことができる。この偏光板11aを出し入れする
手段として機械式アイリスが用いられる。
る。該機械式アイリスは、一般にデジタルスチルカメラ
やビデオカメラ等に用いられる機械式しぼり装置であ
る。該機械式アイリスは、主として2枚のアイリス羽根
18,19と、アイリス羽根18に貼付された偏光板1
1aとから成る。アイリス羽根18,19は、上下方向
に移動させることができる。矢印21で示される方向
に、図示せぬ駆動モーターを用いて双方のアイリス羽根
18,19を移動させる。これにより、図2で示される
ように、アイリス羽根18,19は、部分的に重ねられ
る。この重なりが大きくなると、アイリス羽根18,1
9の中央付近に位置する有効光路20上の開口部22
が、偏光板11aにより覆われる。
スを示す部分拡大図である。アイリス羽根18が下方に
移動すると同時に、アイリス羽根19が上方に移動す
る。これにつれて、図3(a)に示されるように、アイ
リス羽根18に貼付された偏光板11aも有効光路20
の外へと移動する。逆に、アイリス羽根18を上方に、
またアイリス羽根19を下方に移動させることにより、
互いのアイリス羽根18,19が重なる。これに従い、
図3(b)に示されるように、偏光板11aは有効光路
20上に移動し、開口部22を次第に覆う。アイリス羽
根18,19互いの重なりが大きくなると、図3(c)
に示されるように、偏光板11aは開口部20を全て覆
う。
の調光動作について説明する。図示せぬ被写体が明るく
なるにつれて、図3(a)で示されるように、上下方向
に開いていたアイリス羽根18,19は、図示せぬモー
ターにより駆動され、重なり始める。すると、アイリス
羽根18に貼付されている偏光板11aは、有効光路2
0上に入り始め、開口部22の一部を覆う(図3
(b))。このとき、GHセル12は光を吸収しない状
態にある。(なお、熱的揺らぎ、または表面反射等のた
め、GHセル12による若干の吸収はある。)その後、
偏光板11aは、完全に開口部22を覆った状態になる
(図3(c))。さらに、該被写体の明るさが増す場合
は、GHセル12への電圧を無印加にし、GHセル12
で光を吸収することにより調光を行う。
GHセル12へ電圧を印加することにより、GHセル1
2による光の吸収効果を無くする。さらに該被写体が暗
くなった場合は、図示せぬモーターを駆動することによ
り、アイリス羽根18を下方へ、またアイリス羽根19
を上方へ移動させる。こうして、偏光板11aを有効光
路20の外へ移動させる(図3(a))。
1a(透過率40%〜50%)を光の有効光路20から
外に出すことができるので、偏光板11aに光が吸収さ
れない。したがって、調光装置の最大透過率を2倍以上
に高めることができる。具体的には、本発明の第一の形
態による調光装置を、従来の固定されて設置される偏光
板及びGHセルから成る調光装置と比較すると、最大透
過率は約2倍になる。なお、最低透過率は両者で等し
い。
れている該機械式アイリスを用いて、偏光板11aの出
し入れが行われる。よって、該調光装置の実現可能性を
容易にすることができる。
11aによる調光に加えて、GHセル12自体が光を吸
収することにより、調光を行うことができる。
GHセル12として、液晶分子の誘電異方性が負のもの
を用いてもよいし、二色性染料分子がn型のものを用い
てもよい。
調光装置の側面図である。第一の実施の形態と同一の部
材には同一の参照符号を付して説明する。
22とから成る。偏光板11aは、第一の実施の形態と
同様に、光の有効光路から外れて偏光板11bで示され
る位置に移動させることができる。
Hセル23と第2GHセル24とで構成される。第1G
Hセル23は、偏光板11aが吸収する偏向成分と同一
の偏向成分を吸収または透過する。第2GHセル24
は、偏光板11aが吸収する偏向成分と直交する偏向成
分を吸収または透過する。第1GHセル23には、例え
ば第1の実施の形態で用いたGHセル12を用いる。第
2GHセル24には、例えば入射光を軸にしてGHセル
12の位置を90°回転させたものを用いる。
作について説明する。アイリス羽根18,19が開いて
いる場合、偏光板11aは、有効光路20から外に出さ
れた状態、即ち偏光板11bの位置にある。このとき、
第1GHセル23は、レンズ前群15を透過した光のう
ち偏光板11bが吸収する偏向成分と同一方向の偏向成
分を吸収する。
動させて重ねることにより、偏光板11bが徐々に有効
光路20内へ移動する。偏光板11b(11a)が有効
光路内20へ入ってくる途中の状態において、偏光板1
1b(11a)は全ての開口部22を覆っていない。し
かし、既に、第1GHセル23は、偏光板11aが吸収
するべき偏向成分と同一方向の偏向成分を吸収してい
る。このため、偏光板11aが吸収するべき偏向成分と
同一方向の偏向成分の光の透過率は、偏光板11aに覆
われていない開口部22と偏光板11aに覆われている
開口部22とで均一となる。
なると、偏光板11aが開口部22を全て覆う。この状
態では、第2GHセル24は、偏光板11aが吸収する
べき偏向成分と直交する偏向成分の光を吸収する。
施の形態と同様の効果が得られる。
覆っていない状態においても、既に、第1GHセル23
は、偏光板11aが吸収するべき偏向成分と同一方向の
偏向成分を吸収している。したがって、偏光板11aが
吸収するべき偏向成分と同一方向の偏向成分の光の透過
率は、偏光板11aに覆われていない開口部22と偏光
板11aに覆われている開口部22とで均一にすること
ができる。これによって、偏光板11aを有効光路20
から出し入れすることにより開口部22の光量が不均一
となることを防止する。よって、撮像面17の周辺の光
量を均一にすることができる。具体的には、撮像面17
の周辺の片側(例えば撮像面17の上側周辺)が暗く見
えるシェーディング現象を防止することができる。
均一から生じる回折により、撮像光学系の結像性能が劣
化することを防止することができる。
GHセル22として、液晶の誘電異方性が正のものと負
のものとの組み合わせを用いてもよいし、二色性染料の
p型とn型との組み合わせを用いてもよい。
調光装置の側面図である。第一及び第二の実施の形態と
同一の部材には同一の参照符号を付して説明する。
32とから成る。偏光板11aは、第一及び第二の実施
の形態と同様に、光の有効光路から外れて偏光板11b
で示される位置に移動させることができる。
Hセル33と第2GHセル34とで構成される。第1G
Hセル33及び第2GHセル34は共に、偏光板11a
が吸収する偏向成分と直交する偏向成分を吸収または透
過する。第1GHセル33及び第2GHセル34には、
例えば第1の実施の形態で用いたGHセル12の位置を
入射光を軸にして90°回転させたものが用いられる。
作について説明する。アイリス羽根18,19が開いて
いる場合、偏光板11aは、有効光路20から外に出さ
れた状態、即ち偏光板11bの位置にある。次に、アイ
リス羽根18,19を中央に移動させて重ねることによ
り、偏光板11bが徐々に有効光路20内へ移動する。
アイリス羽根18,19の重なりが大きくなると、偏光
板11aが開口部22を全て覆う。この状態では、第1
セル33及び第2GHセル34は、偏光板11aが吸収
するべき偏向成分と直交する偏向成分の光を吸収する。
施の形態と同様の効果が得られる。
から成るGHセル32は、偏光板11aが吸収するべき
偏向成分と直交する偏向成分の光を吸収する。即ち、偏
光板11aを透過する光を2層から成るGHセル32で
吸収する。よって、該調光装置の最低透過率を、1層か
らなるGHセルで吸収する場合に比べてより下げること
ができる。
GHセル32として、液晶分子の誘電異方性が負のもの
を用いてもよいし、二色性染料分子がn型のものを用い
てもよい。
調光装置の側面図である。前記の各実施の形態と同一の
部材には同一の参照符号を付して説明する。
42とから成る。偏光板11aは、前記の各実施の形態
と同様に、光の有効光路から外れて偏光板11bで示さ
れる位置に移動させることができる。
Hセル43と第2GHセル44と第3GHセル45とで
構成される。第1GHセル43は、偏光板11aが吸収
する偏向成分と同一の偏向成分を吸収または透過する。
第2GHセル44及び第3GHセル45は、偏光板11
aが吸収する偏向成分と直交する偏向成分を吸収または
透過する。第1GHセル43には、例えば第1の実施の
形態で用いたGHセル12を用いる。第2GHセル44
及び第3GHセル45には、例えば入射光を軸にしてG
Hセル12の位置を90°回転させたものを用いる。
作について説明する。アイリス羽根18,19が開いて
いる場合、偏光板11aは、有効光路20から外に出さ
れた状態、即ち偏光板11bの位置にある。このとき、
まず、第1GHセル43は、レンズ前群15を透過した
光のうち偏光板11b(11a)が吸収するべき偏向成
分と同一方向の偏向成分を吸収する。
動させて重ねることにより、偏光板11bが徐々に有効
光路20内へ移動する。偏光板11b(11a)が有効
光路内20へ入ってくる途中の状態において、偏光板1
1b(11a)は全ての開口部22を覆っていない。し
かし、既に、第1GHセル43は、偏光板11aが吸収
するべき偏向成分と同一方向の偏向成分を吸収してい
る。このため、偏光板11aが吸収するべき偏向成分と
同一方向の偏向成分の光の透過率は、偏光板11aに覆
われていない開口部22と偏光板11aに覆われている
開口部22とで均一となる。
なると、偏光板11aが開口部22を全て覆う。この状
態では、第2GHセル44及び第3GHセル45は、偏
光板11aが吸収するべき偏向成分と直交する偏向成分
の光を吸収する。
施の形態と同様の効果が得られる。
態との双方の効果が同時に得られる。
GHセル42として、液晶の誘電異方性が正のものと負
のものとの組み合わせを用いてもよいし、二色性染料の
p型とn型との組み合わせを用いてもよい。
ル23,33,43、第2GHセル24,34,44、
及び第3GHセル45の並べ方は、上記第二、第三、及
び第四実施の形態の場合に限られない。例えば、第1G
Hセル23,33,43と第2GHセル24,34,4
4と第3GHセル45とのそれぞれの並べ方の順番を反
対にしても良い。
る位置は、レンズ前群15とレンズ後群16との間に配
置されたが、この配置に限られない。偏光板11aは、
撮像レンズの設定条件から最適となる位置に配置されれ
ばよい。即ち、位相差フィルム等の偏光状態が変化する
光学素子を用いない限り、偏光板11aは、例えば撮像
面17とレンズ後群16との間等、被写体側又は撮像素
子側の任意の位置に置くことができる。さらにまた、偏
光板11aは、レンズ前群15またはレンズ後群16の
代わりに、単一のレンズ(単レンズ)の前又は後ろに配
置されても良い。
限られず、より多くの枚数を用いることにしても良い
し、逆に1枚でも良い。
向に移動することにより重ねられるが、周囲から中央に
向けて絞り込むことにしてもよい。
に貼付されているが、アイリス羽根19の方に貼付され
てもよい。
偏光板11aの出し入れによる調光を行った後、GHセ
ル12による光の吸収を行ったが、逆に、先にGHセル
12の光吸収による調光を行うことにしても良い。この
場合、GHセル12の透過率が所定の値まで低下した後
に、偏光板11aの出し入れによる調光を行う。
し入れする手段として、機械式アイリスを用いたが、こ
れに限られない。例えば、偏光板11aが貼付されたフ
ィルムを駆動モーターに直接設置することにより、偏光
板11aを出し入れしても良い。
ントラスト比を高め、光量を均一に保つことができる。
面図である。
拡大図である。
面図である。
面図である。
面図である。
る。
42…GHセル,3…液晶分子,4…二色性染料分子,
5…入射光,15…レンズ前群,16…レンズ後群,1
7…撮像面,23,33,43…第1GHセル,24,
34,44…第2GHセル、45…第3GHセル。
Claims (7)
- 【請求項1】 液晶セルと、 該液晶セルに入射する光の有効光路から出し入れ可能な
偏光板と、 を具備することを特徴とする調光装置。 - 【請求項2】 前記偏光板は、機械式アイリスの可動部
に設置されることにより有効光路に対して出し入れ可能
とされることを特徴とする請求項1に記載の調光装置。 - 【請求項3】 前記液晶セルは、ゲストホスト型液晶セ
ルであることを特徴とする請求項1に記載の調光装置。 - 【請求項4】 前記偏光板は、機械式アイリスの可動部
に設置されることにより有効光路に対して出し入れ可能
とされ、 前記液晶セルは、ゲストホスト型液晶セルであることを
特徴とする請求項1に記載の調光装置。 - 【請求項5】 前記液晶セルは、前記偏光板が吸収する
偏向成分と同一方向の偏向成分の吸収又は透過の切り換
えを行うことができる第一ゲストホスト型液晶セルと、 前記偏光板が吸収する偏向成分と直角方向の偏向成分の
吸収又は透過の切り換えを行うことができる第二ゲスト
ホスト型液晶セルと、 から成ることを特徴とする請求項1に記載の調光装置。 - 【請求項6】 前記液晶セルは、前記偏光板が吸収する
偏向成分と直角方向の偏向成分の吸収又は透過の切り換
えを行うことができる第一及び第二ゲストホスト型液晶
セルから成ることを特徴とする請求項1に記載の調光装
置。 - 【請求項7】 前記液晶セルは、前記偏光板が吸収する
偏向成分と同一方向の偏向成分の吸収又は透過の切り換
えを行うことができる第一ゲストホスト型液晶セルと、 前記偏光板が吸収する偏向成分と直角方向の偏向成分の
吸収又は透過の切り換えを行うことができる第二及び第
三ゲストホスト型液晶セルと、 から成ることを特徴とする請求項1に記載の調光装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13038898A JP3997602B2 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 調光装置 |
US09/301,557 US6456345B1 (en) | 1998-05-13 | 1999-04-29 | Light controlling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13038898A JP3997602B2 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 調光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11326894A true JPH11326894A (ja) | 1999-11-26 |
JP3997602B2 JP3997602B2 (ja) | 2007-10-24 |
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Family Applications (1)
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