JPS593417A - 光学制御法 - Google Patents
光学制御法Info
- Publication number
- JPS593417A JPS593417A JP11240882A JP11240882A JPS593417A JP S593417 A JPS593417 A JP S593417A JP 11240882 A JP11240882 A JP 11240882A JP 11240882 A JP11240882 A JP 11240882A JP S593417 A JPS593417 A JP S593417A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- refractive index
- incident light
- liquid crystals
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/315—Digital deflection, i.e. optical switching based on the use of controlled internal reflection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
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。
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、液晶セルを用いた光学制御法に関し、詳しく
は電圧印加手段を必要としない新規な液晶−光学シャッ
タに関するものである。
は電圧印加手段を必要としない新規な液晶−光学シャッ
タに関するものである。
液晶−光学シャッタは、例えば特開昭４７−１１７３７
号、米国特許第３７３１９８６号、米国特許第３７００
３０６号公報などに開示されている。この液晶−光学シ
ャッタは、１対の透明電極板の間に水平ねじれ配向の正
の誘電異方性をもつネマチック液晶を配置し、両方の透
明電極板の外側に１対の平行又は交差偏光板を備えた構
成を有している。従って、この液晶−光学シャッタは電
圧印加手段によシ１対の電極に電圧を印加してねじれネ
マチック液晶の光学特性を変換させることができ、この
変化は偏光板によって検知することができる。
号、米国特許第３７３１９８６号、米国特許第３７００
３０６号公報などに開示されている。この液晶−光学シ
ャッタは、１対の透明電極板の間に水平ねじれ配向の正
の誘電異方性をもつネマチック液晶を配置し、両方の透
明電極板の外側に１対の平行又は交差偏光板を備えた構
成を有している。従って、この液晶−光学シャッタは電
圧印加手段によシ１対の電極に電圧を印加してねじれネ
マチック液晶の光学特性を変換させることができ、この
変化は偏光板によって検知することができる。
この様な従来の液晶−光学シャッタは、電圧ＯＮ状態又
はＯＦＦ状態で数〜数１０％の光線が偏光板を透過する
ため、光線を完全に遮断する光学シャッタとすることが
できないので、例えばカメラなどのシャッターに前述の
液晶−光学シャッタを適用することは難しい問題を有し
ている。
はＯＦＦ状態で数〜数１０％の光線が偏光板を透過する
ため、光線を完全に遮断する光学シャッタとすることが
できないので、例えばカメラなどのシャッターに前述の
液晶−光学シャッタを適用することは難しい問題を有し
ている。
しかも、２枚の偏光板を用いているため、光量の損失が
大きいなどの欠点がある。
大きいなどの欠点がある。
本発明の目的は、液晶−光学シャッタに利用できる新規
な光学制御法を提供することにある。
な光学制御法を提供することにある。
本発明の別の目的は、光線を完全に遮断できる光学制御
法を提供することにある。
法を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は光量の損失が少ない光学制
御法を提供することにある。
御法を提供することにある。
しめ、前記直線偏光光の喜婁＃方向を前記液晶の分子軸
方向に対して平行方向から垂直方向に。
方向に対して平行方向から垂直方向に。
ｎｏは液晶分子の常光線の屈折率、ｎ、は液晶の異常光
線の屈折率、θは直線偏光光の入射角である）によって
達成される。
線の屈折率、θは直線偏光光の入射角である）によって
達成される。
以下、本発明の光学制御法を図面に従って説明する。
第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明の光学制御法の１
．８０のガラス）１と２の間に水平配向した液晶ｐ（例
えばｎｏが１．５０で、ｎ、が１，６３のメルク社のｒ
Ｚ Ｌ Ｉ −１５６５Ｊネマチック液晶）が挾持さ
れており、透明基ｊ１と２はシールスペーサー９８をラ
ビングなどの配向処理によって決定できる。この際、配
向膜８は必ずしも必要としないが、例えばポリイミド膜
、ポリアミド膜、ポリビニルアルコール膜、ゼラチン膜
、５ｉ０２膜やＴｉＯ２膜などを配向膜８として形成す
ることが望ましい。また、５ｉ０２膜を形成する時には
、斜め蒸着を用いることによって、膜形成と同時に配向
処理を施こすこ〜とができる。この液晶セルには、偏光
板４が入射光５の側に配置されている。
．８０のガラス）１と２の間に水平配向した液晶ｐ（例
えばｎｏが１．５０で、ｎ、が１，６３のメルク社のｒ
Ｚ Ｌ Ｉ −１５６５Ｊネマチック液晶）が挾持さ
れており、透明基ｊ１と２はシールスペーサー９８をラ
ビングなどの配向処理によって決定できる。この際、配
向膜８は必ずしも必要としないが、例えばポリイミド膜
、ポリアミド膜、ポリビニルアルコール膜、ゼラチン膜
、５ｉ０２膜やＴｉＯ２膜などを配向膜８として形成す
ることが望ましい。また、５ｉ０２膜を形成する時には
、斜め蒸着を用いることによって、膜形成と同時に配向
処理を施こすこ〜とができる。この液晶セルには、偏光
板４が入射光５の側に配置されている。
本発明で用いる液晶セルは、液晶３の常光線社製のｒ
Ｚ Ｌ Ｉ −１５６５Ｊネマチック液晶の時ｎ０（１
，５０）＜ｎ、 （１，８０）およびｎ、 （１，６３
Ｋｎｇ（１，８０）の関係を有しておシ、偏光板４の透
過軸方向と液晶３の分子軸方向（配向方向）が平行であ
れば、液晶層への入射光５に対して液晶３の屈折率はｎ
、となり、逆に垂直であれば液晶層への入射光５に対し
て液晶３の屈折率はｎｏとなる。
Ｚ Ｌ Ｉ −１５６５Ｊネマチック液晶の時ｎ０（１
，５０）＜ｎ、 （１，８０）およびｎ、 （１，６３
Ｋｎｇ（１，８０）の関係を有しておシ、偏光板４の透
過軸方向と液晶３の分子軸方向（配向方向）が平行であ
れば、液晶層への入射光５に対して液晶３の屈折率はｎ
、となり、逆に垂直であれば液晶層への入射光５に対し
て液晶３の屈折率はｎｏとなる。
そこで、入射光５の液晶層に対する入射角θ元板４の透
過軸方向を液晶３に対して平行とするか、あるいは垂直
とするかによって液晶層の屈折率をｎｏかｎ６の何れか
にすることができ、それによって入射光５が液晶層を透
過するか、あるいは全反射されて液晶層を不透過とする
ことができる。
過軸方向を液晶３に対して平行とするか、あるいは垂直
とするかによって液晶層の屈折率をｎｏかｎ６の何れか
にすることができ、それによって入射光５が液晶層を透
過するか、あるいは全反射されて液晶層を不透過とする
ことができる。
第１図（ａ）に示す様に偏光板４の透過軸方向を矢標６
の方向をもって配置すると、入射光５に対して液晶３の
屈折率はｎ、 ＝ １．６３となるので、従って入射光
５０入射角を６４９°以上の角度をもって入射させると
この入射光５は全反射するが、６４．９°未溝の入射角
で入射させると液晶層を透過する透過光７とすることが
できる。
の方向をもって配置すると、入射光５に対して液晶３の
屈折率はｎ、 ＝ １．６３となるので、従って入射光
５０入射角を６４９°以上の角度をもって入射させると
この入射光５は全反射するが、６４．９°未溝の入射角
で入射させると液晶層を透過する透過光７とすることが
できる。
一方、第１図（ｂ）に示す様に、偏光板４の透過軸方向
を紙面に対して垂直な方向１０をもって配置すると、入
射光５に対して液晶３の屈折率はをもって入射光５を入
射させると、全反射光１１尤 とすることができる。尚、この際入射５の入射△ 角が５６．５°未満であると、この入射光５は液晶層を
透過することになる。
を紙面に対して垂直な方向１０をもって配置すると、入
射光５に対して液晶３の屈折率はをもって入射光５を入
射させると、全反射光１１尤 とすることができる。尚、この際入射５の入射△ 角が５６．５°未満であると、この入射光５は液晶層を
透過することになる。
従って、本発明の方法では、入射光５０入射角θを龜
（−−１；θ＜ ５ｉｎ−’ ＜Ｓ ＞とすること、す
−１ｎ。
（−−１；θ＜ ５ｉｎ−’ ＜Ｓ ＞とすること、す
−１ｎ。
ＩＩ、 ｎ。
なわち前述の例で言えば５６５°くθ＜６４９°の範囲
に決定しておけば、偏光板４の透過軸方向を液晶３の分
子軸方向に対して平行とするかあるいは垂直とするかを
選択することによって、入射光５の遮断および透過を制
御することができる。
に決定しておけば、偏光板４の透過軸方向を液晶３の分
子軸方向に対して平行とするかあるいは垂直とするかを
選択することによって、入射光５の遮断および透過を制
御することができる。
詳しく言えば、この際偏光板４の透過軸方向を液晶３の
分子軸方向に対して平行にすると、入射光５は第１図（
ａ）で示す様に透過され、一方偏元板４の透過軸方向を
液晶３０分子軸方向に対して垂直にすると、入射光５は
第１図（ｂ）で示す様に全反射されて、液晶層に対して
不透過とすることができる。
分子軸方向に対して平行にすると、入射光５は第１図（
ａ）で示す様に透過され、一方偏元板４の透過軸方向を
液晶３０分子軸方向に対して垂直にすると、入射光５は
第１図（ｂ）で示す様に全反射されて、液晶層に対して
不透過とすることができる。
本発明において、偏光板４の透過軸方向を可変させる方
法としては、例えば、偏光板４を９０゜の角度だけ回転
させて透過軸方法を変える方法や液晶３の分子軸方向に
対して予めこの方向に平行な透過軸の偏光板と垂直な透
過軸の偏光板を液晶セル外に２枚用意しておき、必要に
応じて何れか１枚を液晶セル側にスライドさせる方法な
どを用いることができる。
法としては、例えば、偏光板４を９０゜の角度だけ回転
させて透過軸方法を変える方法や液晶３の分子軸方向に
対して予めこの方向に平行な透過軸の偏光板と垂直な透
過軸の偏光板を液晶セル外に２枚用意しておき、必要に
応じて何れか１枚を液晶セル側にスライドさせる方法な
どを用いることができる。
また、本発明の方法に用いうる液晶としては、ネマチッ
ク液晶であってもよく、またスメックチック液晶であっ
てもよい。また、ネマチック液晶は、その誘電異方性が
正であってもよく、また負であってもよい。何れにして
も、本発明体 で用いる液晶は、透明基極の屈折率（ｎ５）と液晶の常
光線の屈折率ｎ０および異常光線の屈折率ｎ、４・の関
係が前述のｎ、（ｎ、およびｎ、（ｎ、の関係を満たす
ものであれば、何れのものでよい。
ク液晶であってもよく、またスメックチック液晶であっ
てもよい。また、ネマチック液晶は、その誘電異方性が
正であってもよく、また負であってもよい。何れにして
も、本発明体 で用いる液晶は、透明基極の屈折率（ｎ５）と液晶の常
光線の屈折率ｎ０および異常光線の屈折率ｎ、４・の関
係が前述のｎ、（ｎ、およびｎ、（ｎ、の関係を満たす
ものであれば、何れのものでよい。
形状のものに限らず、直角プリズム、凸レンズ、凹レン
ズや平面ガラス板、プラスチックレンズやプラスチック
板などでもよい。
ズや平面ガラス板、プラスチックレンズやプラスチック
板などでもよい。
本発明の光学制御法は、下記の如き利点を有している。
（１）電圧印加手段を設けない光シャッタとすることが
できる。
できる。
（２）偏光板の透過軸方向を可変するだけで、入射光を
シャッタすることができる。
シャッタすることができる。
（３）偏光板の使用が１枚であるので、光量の損失が少
なく、明るい透過光を得ることができる。
なく、明るい透過光を得ることができる。
（４）入射光を全反射により完全に遮断できるので高コ
ン°トラスト制呻が可能である。
ン°トラスト制呻が可能である。
（５）カメラのシャッタ機構への応用が有利である。
第１図（ａ）および第１図（ｂ）は、本発明の方法の実
施態様を示す断面図である。 ４ ・・・・・・偏光板 ５・・・・・・入射光
６．１０・・・・・・透過軸方向 ７・・曲透過光８
・・・・・・配向１１ｇ ９・・・・・・
シールスペーｔ −１１・・・・・・全反射光 θ °・°・・・直線偏光光の入射角 １（埋 入 計理士 丸島儀二ｔｌｊｌｌＶｌｌ
’； ！ｙ。 旨矛５−３
施態様を示す断面図である。 ４ ・・・・・・偏光板 ５・・・・・・入射光
６．１０・・・・・・透過軸方向 ７・・曲透過光８
・・・・・・配向１１ｇ ９・・・・・・
シールスペーｔ −１１・・・・・・全反射光 θ °・°・・・直線偏光光の入射角 １（埋 入 計理士 丸島儀二ｔｌｊｌｌＶｌｌ
’； ！ｙ。 旨矛５−３
Claims (1)
- ｎ、＜ｎ、の関係を有する液晶を挾持した液晶セルの入
射角をもって入射せしめ、前記直線偏光光の婁喜震方向
を前記液晶の分子軸方向に対しての屈折率、ｎ、は液晶
の異常光線の屈折率、θは直線偏光光の入射角である）
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11240882A JPS593417A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 光学制御法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11240882A JPS593417A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 光学制御法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593417A true JPS593417A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14585897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11240882A Pending JPS593417A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 光学制御法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593417A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5018835A (en) * | 1989-01-03 | 1991-05-28 | Raytheon Company | Deflector for an optical beam including refractive means |
| WO2018135570A1 (ja) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | パイオニア株式会社 | 光学素子 |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP11240882A patent/JPS593417A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5018835A (en) * | 1989-01-03 | 1991-05-28 | Raytheon Company | Deflector for an optical beam including refractive means |
| WO2018135570A1 (ja) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | パイオニア株式会社 | 光学素子 |
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