JPS59111101A - 自己心出し棒状光学素子並に多光軸面体複合光学面体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気的に反則率を変えることができる防眩型
反ｔＡｖＡに関す−る。

本発明の防眩型反射鏡は、主として自動車等の車輌にお
いて、バッタミラーとして使用され、夜間にお〔）る後
続車の前消灯、又は昼間における後方に位間する大円等
の光線反射ににる運転者の眩惑を防止するのに有効なも
のである。

従来、電気的に反射率を変えることによって防眩効果を
発揮する反射鏡としては、反射鏡の前面に液晶層、を段
け′、この液晶層に電圧をか１ノ、液晶の分子軸の配向
性を制御し、液晶層を通過する光の透過率、又は吸収率
を制御することにＪ：り液晶法を持たざるを得なくなる
条件下で生まれた自然界の微妙な光学系であると云える
。

トン７Ｉ？、バッタ、ハエ、蚊等の昆虫や、エビ、カニ
等の甲殻類では、通常複眼と称される微小光学素子を多
数隣接配置した眼を持ち、広角度の視野と多くの光束を
導入するようになっているが、このような微小光学素子
並びにそれらの複合による微小光学系の研究応用は今日
までさ程大きくはなく、又、これを一般化した例も少な
いのが現状である。

本発明者は種々検討の結果前記の実情に鑑みてなされた
もので、優れた微小光学素子及びこれを用いた有用な光
学的機能を有する大形の光学系を提供しようとするもの
である。

ここに微小寸法と云うのは一概に定義し難いが、特性上
の便宜から数Ｕ以下の口径或は焦点距離を有するものが
該当すると考えられる。

このようなものを既存の光学系にその例を求めれば、高
倍率の顕微鏡の対物レンズ等がこれに該当する。これら
の内例えば１００倍の対物レンズの如きは、その収差改
善の目的で複数の微小レンズを素子として構成され、ア
ポクロマート即ち三色色泊しのものに至っては、数枚以
上の素子レンズにより、収差の高度の改善がなされてい
る。

更に標本との中間の媒質を屈折率の高い液体にて満し、
レンズとして開口数の実質を高め、光波と分解能の向上
に寄与せしめているが、これは液体レンズと言える。

然しなからこれらの既存のものは、常に単一光軸のもの
であって、昆虫の複眼とは全く趣きを異にしている。

即ち、性能は高度であるが、視野は甚だ狭小で広面積を
覆い、広大な面に拡がる光束又は光量に対応するもので
はない。

一般に光学系に於ては１重要で不可欠な要素があり、そ
れらによって恍学系が厳密正確に規定され、所要の機能
を高精度で果すものである。この重要で不可欠な要素と
は、いわゆる光学定数であり、焦点距離、口径、それら
を規定する曲率半径、厚さ、外径寸法、材質に関するも
ので、光学系の設計に従って、正確さを要求されるもの
である。

又、光学系は、光軸、光軸面等光学系の座標、基礎とな
る軸線又は軸面によって光学面の相対関係の前後、左右
、上下はもとより、光軸又は光軸面への傾胴に至るまで
、大変敬重に規制され、複数の光学面ではその全部に共
通する唯一の又は厳密に平行な光軸又は光軸面を持たな
ければならない。

これによって如何なる多数のレンズによって構成される
光学系も一つのシステムとして機能１作用するものであ
る。

このことは単レンズに於ても同様で、更に高度な要求が
生まれる。

従って光を系の製造に於ても最も精度を要求され、かつ
、最も多くの工数を費して厳イな光学検＊ｓ＋れに基づ
く加工、組立とを何回もくシ返して行ない、試行錯誤を
重ねて最終の仕上シと′／、ｒ、バそこで過誤があれば
、多数の工程を経た部品はもとより、これを用いた製品
も不良品となってしまう。従って、レンズ部品、及びこ
れを用いた製品では、現実の物に於て光学的かつ幾何学
的対称軸、対称軸向が正しく位置することが不可欠の条
件である。

このことは、レンズの大小に関係なく同様であり、しか
も微小光学系に於て非常に沢山の部品及び製品について
精密な正確さを期すことは、如何なる装置や、機器や、
機器或は工具等を用いたとしても、大層困難で゛あり、
かつ繁雑である。

本発明に於ては光軸面を保持し規正するために、これと
平行な、光軸面との距離の一定の両側平面を光軸規正面
としての機能を持たせたもので、いわば自己心円しを行
ない得るものである。要するに素子個々の心出しを必要
とせず、いわゆるフールプールにすることである。

従って本発明に係る素子は晃軸面に平行なこの２側面を
揚っていて、これをサイドバイサイドに並べることによ
って相互間の光軸面の平行性を保つことには何の困難性
もなく行ない得るものであって円筒屈曲面と光学絞り面
と光軸規正面或は光軸面に直角な面を取り違えが孫回し
たシするおそれがなく、又、円筒屈曲面の屈曲を揃えて
配列することも同様に芥易であり、微小光学系の素子を
集合して配列３を用することができる。

本発明は互に直交する二平面のその一方を光軸面とし、
他−茜照面とする座標を有し、その光軸面内に上記二平
面の交線並びにこに平行な直線をすべて光軸とし、垂直
な縦線を定め、これを中心軸として光軸面との交線を頂
線とする任意の曲率半径を有する円筒面又は任意の頂線
曲率半径の高次曲面筒面等とし光軸ｆｉｆｆｉ面として
光軸面よシ等距離にて、光軸面に平行な二側面と、更に
頂線より定距離にある光学絞し面よりなる自己心高し微
小棒状光学素子及びこれを一つの画像が見られるように
多数並列配置又は並列編組してなる複合光学面体である
。

上記のような本発明に於ては光軸面を保持し規正するた
めにＪこれと平行な定距離の両側平面を、光軸規正面と
しての機能を持たせたもので、いわば自己心高しを行な
うものである。

従って本発明の素子をいわゆるサイドバイサイされるこ
とはない。

この点は特に微小光学系に於ては最重要な条件の一つで
ある。

素゛子相互に微小の誤差があっても、これが重畳又は消
去によって生じるむらは、工業製品として最終の総合的
品質の著るしい欠陥となり、甚だ目障りのものである。

本発明を図面を参照しつつ説明すれば次の通りである。

第１図は本発明の光学素子の一例に関する光学絞り而及
び光軸規正面の一方側からの斜視図で　ある　（、その
詳細は、面ＡＢＣＤは光軸面を形成し、面ＢＦＧＨは参
照面を形成し、而ＩＪＫＬ　　は前記参照面に平行な而
を構成している。

光軸面と参照面とは勿論直角に交叉する平面である。

又中心軸Ｈｏｏ’　が面ＩＪＫＬ及び面ＥＦ（）Ｈとそ
れぞれ交る点−はＳ及びＵで示されている。従ってＡ。

Ｂはそれぞれす、Ｕを中心としＢＡｌｌＪＢを曲率半径
とする円弧而の中心にある。つまシ面ＩＡＪ　ＦＢＥは
００′を中心軸とし、ＡＢ　に等しい曲率半径を有する
円弧而（円柱面の一部）’ｒＭ成するものであり、ＡＢ
はその円弧面の頂線に相当するものである。

又、而Ｉ　ＥＨＬ及びＪＩＰＧＫはそれぞれ光軸面に平
行′な光軸規正面を４１＋１成し、ｉ、ｆｉ’ｉ　ＫＧ
ＨＬ　　は光学絞り面で出て出射光束となる。

つまり素子は角柱（立方体〕の一つの而を部分円柱と一
体にした円周曲面としてこれを光線入射方向とし、この
円周曲面に対応する平面のｉｔ；を軸を一１線とするも
のである。なお左側の矢印は光線の入射方向で、右側の
矢印は出射光束を示す。

第２図は本発明の光学素子を理解し易くするために、基
準面に平行な平面で上部を切断したレンズの円周曲面（
円柱面）及び光軸規正面の一方の側より視た上横斜視図
にして第１商と同一部分には同じ符号が付されておシ矢
印は光線の入射方向である。

第６凶は第１図もしくは第２図に示した構造の同一寸法
の光学素子を参照面もしくはこれに平行な面によシ同一
平面が構成され、かつそれぞれの光学絞り面を一平面と
し、入射光線側の曲面をその反対側に波状に形成される
ように配置した編組体の構造及び機能を説明する断面説
明図である。

レンズ素子ｎｌ　＊　ｎ２　＋　ｎ３　＋　”４　＊　
”５’＋　ｎ６は入射光側の円柱面（屈折筒面）　Ｃ１
ｅ　Ｃ２＋　０３　＋　０４　＋０５　＋　Ｃ６を有し
、その反対面は光学絞面工１１．工２゜Ｉ３．　Ｉ。＋
　工ｊ　Ｉ工６を有するが太いラインで示してあり、光
線と交る部分はこれを省略しである。

又、素子の入射光に平行な端面は、光軸規正ｍｉｄ＜で
太い線で示しである。なおｐｐ’は各素子の中心軸を結
んだ線である。このような光学素子の編組体は、左側の
矢印方向から入射光が入り、円柱面Ｃ１・Ｃ２＊　Ｃ３
・Ｃ４＋　０５　＊　０６で屈折して光学絞面工０．工
２　＋　工３１工４．工５．工６で絞られた後、素子の
系外に出て矢印方向に出射することになる。

従って上記各図に示されたように、本発明の光学素子は
、直交する二平面のうち、一方の面を光軸面ＡＢＯＤと
し、他方の面ＥＦＧＨを参照面（基準面）とする座標を
持ち、前記光軸面ＡＢＣＤ　　内にあって、光軸面ＡＢ
ＣＤと参照面ＥＦＧＨ及びこれと平行な平面ＩＪ　ＫＬ
　　との交線ＢＣ，ＡＤに垂直な縦線０，０′を定めこ
れを中心軸線とする。この中心軸線に交叉する参照面Ｅ
ＦＧＨ内にあってＨＧ、ＥＦ　に平行な線め；ＭＮ　で
示されているがυ゛はこのＭＮ　　を２等分する点であ
り、ＥＢＦを曲線に構成、つまり入射孔側な凸レンズ体
とする　ための軸心である。

そして光軸面ＡＢＯＤ　　及びこれに平行な而と、中心
軸線０．０′を中心軸として画く面ＥＢＦ　、工ＡＪを
含む、円筒面（曲率半径０′Ｂ、ＯＡ）はＡＢ　　線を
頂線とする′ものである。

又、光軸面に平行な２側面、ｒＦＧＫ及びＩＥＨＬ　＆
ま光軸規正面つまり、この面を光軸面に対し厳密に等距
離に保つことにより光軸規正ができる。更に焦このよう
な光学素子は小さくてもすべて筒体の曲面ＩＡＪ　−Ｆ
ｉＢＦにより入射した光は光学絞シを“てレンズ素子系
外に出るのである。

よって平行な側面ＪＦＧＫ及びＩＥＨＬ間の距離を定距
離に保つことによって光軸を規正することになるので結
局自己６出を行ない得ることになる。

従ってこのような複数の素子ｎｌ　＋　ｎ２　＋　ｎ３
　＋ｎ４１．ｎ！ｉ　ｌ　ｎ６　　を例えば第６図のよ
うにサイド／マイサイドに整列させることは極めて容易
であって、円筒面（曲面）と光学絞シ面と、光軸規正面
と力；混同使用される懸念は全くない。

殊に編組体の如く光学素子を集合した大面積σ）ものに
於ては、素子相互には微小な誤差があっても偏りがある
訳で、重ろ−１又は消去によって生ずるむらは工業製品
として最終的の総合的品質上着るしい欠陥となり、視覚
を利用する光学製品としては甚だ目障りに゛なるし、所
要の視野又は像面の光学分布が全面に於て均一にむらな
くできること（よ、優秀な製品の要件であるが１本発明
に係る素子をま前述の欠点がなく自己６出し機能を有す
る側壁を持つので素子Ω−梢密な製造とアセンブリーが
容易である。

更に光束の入射面たる円筒面と、出射面たる光学絞り而
の開口部を除き、不透明で黒色の被覆２で覆った場合に
は本素子はその部分では閉曲面閉平面となり、光のトラ
ップとなって、不要有害な外部の迷走光を除去する作用
を有するものである。

更に又、素子内部の乱反射光も効果的に吸収するブラッ
クボックスとして作用し、所要の投射光だけが効率良く
濾過されることになり至って良好なコントラストの照明
が得られる効果がある。

本発明に於ては前記した微小棒状の光学素子を見かけ上
はソ同−面上に隣接羅列してその光軸面、を平行に揃え
て配置し、棒状光学素子編組体となし、複眼的機能を持
たせ、任意の面積の面状体を提供することができる。

例えば棒状体の長袖方向に任意の長さの素子を平行して
隣接して、すだれ状に配置し、かつ編組することによっ
て如何なる大きな面積の接眼光学面も容易に構成するこ
とができる。

又、平行な二千面の側面は相隣り位置する棒状素子を互
に平行に維持するガイド面を兼ねることとなる素子組立
の際の心出しを行なう外、又、円筒面からの入射光線は
、収束・光束であるから光軸規正面は、何らの悪影響を
受けず、この相隣る素子の接触面に発生する空隙面に適
当な接着剤（無機又は有機接着剤）を用いて完全に接着
させて組立てることも可能である。

更に又、この光軸規正面は入射光に干渉せずその存在は
無関係であるから、空隙であっても又、接着されていて
も機能上は全く差がない。

更に編組体を補強するために、平行な２τＩ１１面に垂
直な方向に細孔を穿ち、この細孔を精度よく同一間隔と
して素子を多数平行配列した除に各素子の細孔が一線上
に連らなるようにし、強度高き鋼線、燐青銅線等の金属
細線又は合成繊維の絹糸を貫通して編組することも任意
である。この細線の間隔は素子の長袖方向に強度の許す
限シ疎らにとシ１編組構成上必要最小限のものとすると
きは、細線の断面幅（投影幅）が小さいのでこれによる
屈折透過光トＪの損失は無視することができる程度のも
のである。

又、織物の如く、よこ糸や通して編組することもでき、
この除の相隣る素子の前接は、光学的に障碍となるもの
ではない。

本発明による素子は微小であるから、−これの焦点、又
は焦点距離の絶対値は小さく、収束レンズであって焦点
面で一端光束を収裏するが系外に出た後は発散光束とな
るのでこの発散光束により像を見ることができる。

なお本発明に係る棒状素子は、−貫して単純な円筒状の
屈折面のある、いわゆるシリンダーレンズの外、筒軸方
向に単位幅を有する矩形の開口を持つ球面、又は複合曲
線のトーリック面として筒軸方向にも屈折力を持つ素子
とすることも可能であり、このようにした場合一層複雑
かつ微妙な機能の光学体を提供することができ１・′Ｉ
コ写幕等に利用することにより映写幕上の投写光束を有
効に観客の眼に伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にぞ・＾る光学素子の一つの光軸規正面
と光学絞り面方向からの光線図を付した斜視図、第２凶
は一つの光軸規正面と光線入射方向（円筒面）からの光
線図を、付した斜視図、第６図は本発明に係る素子、６
ケを重ねて本発明の編組体と［７た場合の光線−を付し
た横断面図ＡＢＯＤ光軸面　　　　　工ＥＨＬ光軸規正
面ＥＦＧＨ参照而（基準面）ＪＰＧＫ　　　’Ｉ　ＪＫ
Ｌ同上に平行な面　ＫＧＨＬ光学絞り面００′　　中心
軸線　　　　ｎｌ・・・ｎ６　　レンズ素子ＩＡＪＦＢ
Ｋ円筒面　　　　Ｃ０・−・Ｃ６円柱面層　曲率半径　
　　　Ｉｌ・−工、光学絞面ＡＢ　　頂線　　　　　　
ＰＰ’　　各素子の中心軸を結んだ線 ゛代ｊｊ［人　弁理士　竹　内　　　９第１図 第２図 区

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）両９ｉ：面に電極膜を有し、電稈の印加によって
   分子軸配向を変化する液晶層と、 該液晶層の光の入射側端面に設けられた透明基板と、前
   記液晶層の他端面に設けられ入射光を反射する反射層を
   右する基板と、から成る防眩５１１反射鏡において、前
   記液晶層は、液晶母体と２色性色素とから成ることを特
   徴と１−る防眩型反射鏡。
2. （２）前記液晶母体は、無電界時には分子軸の規則的配
   向により透明状態にあり、電界印加時には、動的散乱効
   果を生じるものであることを特徴　−とする特許請求の
   範囲第１項記載の防眩型反射鏡。
3. （３）前記液晶母体は、」レステリツクとネマティック
   の混合液晶とから成り、無電界時には、屈折率が空間的
   乱れ状態にあり電圧印加時には、分子軸が規則的に配向
   づることにＪ：り透明どなる相遷移効果を生じるもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の防眩
   型反射鏡。
4. （４）前記２色性色素の混合割合は、０．３〜３重間％
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
   項記載の防眩型反ｌ）Ｊ鏡。
5. （５）　ｉｉｊ記一方の基板の反射層は、電極膜と兼用
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第４項記載の防眩型反射鏡。