JPS63141026A - Liquid crystal optical phase filter driving device - Google Patents

Liquid crystal optical phase filter driving device

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JPS63141026A
JPS63141026A JP28684686A JP28684686A JPS63141026A JP S63141026 A JPS63141026 A JP S63141026A JP 28684686 A JP28684686 A JP 28684686A JP 28684686 A JP28684686 A JP 28684686A JP S63141026 A JPS63141026 A JP S63141026A
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JP
Japan
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voltage
liquid crystal
temperature
optical phase
phase filter
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Application number
JP28684686A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Iizuka
飯塚 清志
Akihiko Nagano
明彦 長野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To always obtain a MODULATION TRANSFER FUNCTION MTF which is invariably stable even when the temperature drops by constituting such a circuit that the value of a driving voltage has a negative coefficient to the temperature. CONSTITUTION:A rectangular wave outputted by an oscillator 15 is made into a constant-voltage rectangular wave by a voltage correcting circuit 16 and outputted. A temperature compensating amplifier 17 outputs a temperature- corrected voltage by a thermistor 19 with a negative resistance temperature coefficient and the voltage is applied to a liquid crystal optical phase filter 4. If the ambient temperature is low and the viscosity of liquid crystal is high at this time, a higher voltage than usual is applied, and as the temperature rises, the applied voltage is made lower. Consequently, the MTF is held invariable constant regardless of variation in the ambient temperature.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、結像状態の鮮鋭度を低下させる光学位相フィ
ルタ、特に、液晶による光学位相フィルタの駆動装置に
関し、光学vi器、特にカメラ等に有用なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical phase filter that reduces the sharpness of an image formed state, and in particular to a drive device for an optical phase filter using a liquid crystal. It is useful for

[開示の概要] 本明細書及び図面は、液晶光学位相フィルタの駆動装置
において、その駆動電圧の値が温度に対して負の係数を
もつ様に回路を構成することにより、温度が低下した場
合でも常に安定したMTFが得られる駆動装置とする技
術を開示するものである。
[Summary of the Disclosure] This specification and drawings describe a driving device for a liquid crystal optical phase filter in which a circuit is configured such that the value of the driving voltage has a negative coefficient with respect to temperature, so that when the temperature decreases, However, the present invention discloses a technology for creating a drive device that can always obtain a stable MTF.

[従来の技術] 従来、レンズ等により結像された像の鮮鋭度を低下させ
る手段としては、第2図に示す様な光学位相フィルタが
用いられていた。第2図において、lは光学位相フィル
タ、2はガラス基板、3は酸化ケイ素などにより、透明
で円形な凸部に形成された位相部である。光学位相フィ
ルタlは一般にソフトフォーカスフィルタと呼ばれ、カ
メラ用レンズ前面等に取り付けられ、像の鮮鋭度を低下
させる役目をする。これにより、ソフトな描写の写真が
得られ、心理的に好ましい写真となる。
[Prior Art] Conventionally, an optical phase filter as shown in FIG. 2 has been used as a means for reducing the sharpness of an image formed by a lens or the like. In FIG. 2, 1 is an optical phase filter, 2 is a glass substrate, and 3 is a phase portion formed into a transparent circular convex portion made of silicon oxide or the like. The optical phase filter l is generally called a soft focus filter, is attached to the front surface of a camera lens, etc., and serves to reduce the sharpness of an image. As a result, a photograph with a soft depiction can be obtained, and the photograph becomes psychologically desirable.

次に、上記光学位相フィルタの特性について説明する。Next, the characteristics of the above-mentioned optical phase filter will be explained.

第2図の如ご光学位相フィルタlを結像光学系の瞳面に
配置した時の像の鮮鋭度、即ちMTF(Modulat
ion Transfer Function)の振舞
についてはすでに解析ゴれている。今、第2図に示され
る位相部3の位相差をδとし、この位相部3がランダム
に配置されているとすると、MTFは第3図に示す曲線
となる。つまり、ランダムネスの相関が減少して行く部
分A−Bと、ランダムネスの相関が一定であり、瞳の開
口の相関のみが働く部分B−Cとが折点Bでつながった
形をしている。この折点Bの座標を、第3図に示される
ように、(Fb、 Wb)とすると、 Fbミ a/(f・入)      ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(1)Mb=  lAo+Aδ・
exp(−ikδ)12、’、AO+Aδ=1    
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)k・δ=
  (2π/入)In−1)d   =(3)で与えら
れる。ここで、aは位相部3の平均的な直径、fは結像
レンズの焦点距離、λは光の波長、 ^δは光学位相フ
ィルタ1の全面積に対する位相部3の総面積の比率、A
Oは光学位相フィルタlの全面積に対する位相部3以外
の総面積の比率、nは位相部3の屈折率、dは位相部3
の幾何学的な厚さである。なお、位相差δは位相部3と
他の部分を透過した光の位相差である。
The sharpness of the image when the optical phase filter l shown in Fig. 2 is placed on the pupil plane of the imaging optical system, that is, the MTF (Modulat
The behavior of ion Transfer Function has already been analyzed. Now, assuming that the phase difference of the phase sections 3 shown in FIG. 2 is δ and that the phase sections 3 are randomly arranged, the MTF becomes a curve shown in FIG. 3. In other words, a part A-B where the randomness correlation decreases and a part B-C where the randomness correlation is constant and only the pupil aperture correlation works are connected at the break point B. There is. If the coordinates of this breaking point B are (Fb, Wb) as shown in Figure 3, then Fbmi a/(f・in) ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・(1) Mb= lAo+Aδ・
exp(-ikδ)12,', AO+Aδ=1
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) k・δ=
It is given by (2π/in)In-1)d = (3). Here, a is the average diameter of the phase section 3, f is the focal length of the imaging lens, λ is the wavelength of light, ^δ is the ratio of the total area of the phase section 3 to the total area of the optical phase filter 1, A
O is the ratio of the total area other than the phase section 3 to the total area of the optical phase filter l, n is the refractive index of the phase section 3, and d is the phase section 3
is the geometric thickness of Note that the phase difference δ is the phase difference between the light transmitted through the phase portion 3 and the other portions.

前述した式(1)〜(3)により、位相差δ、比率Ao
、Aδ、ブ、に点距離f、直径a、波長入の任意の組み
合わせで折点Bを自由に決定することができる。
According to the above equations (1) to (3), the phase difference δ and the ratio Ao
, Aδ, b, point distance f, diameter a, and wavelength input can be arbitrarily determined to determine the break point B.

そこで、Ao=  Aδ=0.5とすると、Mb== 
cos2(kδ/2)   ・・・・・・・・・・・・
・・・(4)となる、今5位相差δ=0.5人、=o、
s X550[n+*1とすると、折点Bの>ITF値
Mbの波長入に対する変化は第4図に示す如く変化する
。なお、入。
Therefore, if Ao=Aδ=0.5, Mb==
cos2 (kδ/2) ・・・・・・・・・・・・
...(4), now 5 phase difference δ = 0.5 people, = o,
When sX550[n+*1, >ITF value Mb of corner point B changes with respect to wavelength input as shown in FIG. In addition, enter.

は緑色の波長である。is the green wavelength.

位相差δ=0.5人9の場合、光学位相フィルタlはほ
ぼ可視光領域全域でMTF値を低下させることができる
。即ち、この様な光学位相フィルタlをカメラに取り付
けることにより常にソフトな描写の写真を得ることがで
きる。
When the phase difference δ=0.59, the optical phase filter l can reduce the MTF value almost in the entire visible light region. That is, by attaching such an optical phase filter l to a camera, it is possible to always obtain photographs with soft depictions.

しかしながら、カメラ用レンズでは常にソフトな描写を
得るのではなく、時には鮮鋭な描写も行うことがあるた
め、その時々に応じてこの光学位相フィルタlを取り付
けたり、取りはずしたりして用いていた。ところが、ソ
フトな描写と先鋭な描写とを素早く切り換えて撮影した
い場合があり、このような場合に従来の光学位相フィル
タlを素早く着脱することは困難であった。
However, since camera lenses do not always provide soft depictions, but sometimes provide sharp depictions, the optical phase filter l has been attached or removed depending on the situation. However, there are cases where it is desired to quickly switch between soft depiction and sharp depiction, and in such cases it is difficult to quickly attach and detach the conventional optical phase filter l.

そこで本出願人は、特開昭59−228622〜3にお
いて、液晶を挟持したセル構造の液晶光学位相フィルタ
を提案した。この液晶光学位相フィルタによれば、印加
する電圧値によって液晶分子の配列が変化するため、フ
ィルタを取り換えることなく、ソフトな像と鮮鋭な像と
の切換えを行うことができる。
Therefore, the present applicant proposed a liquid crystal optical phase filter having a cell structure in which liquid crystal is sandwiched in Japanese Patent Laid-Open No. 59-228622-3. According to this liquid crystal optical phase filter, since the arrangement of liquid crystal molecules changes depending on the applied voltage value, it is possible to switch between a soft image and a sharp image without replacing the filter.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、液晶は温度により粘度が変化するため、
同一電圧を印加しても、特に低温では動作しにくくなる
という問題点があった。以下、図面と共に説明する。
[Problems to be solved by the invention] However, since the viscosity of liquid crystal changes depending on the temperature,
There is a problem in that even if the same voltage is applied, it becomes difficult to operate, especially at low temperatures. This will be explained below with reference to the drawings.

第5図は、従来の液晶光学位相フィルタを示すもので、
第5図(A)は液晶光学位相フィルタの断面図、第5図
(B)はその平面図である。第5図(A)において、4
は液晶光学位相フィルタ、5゜6はガラス基板で、この
ガラス基板5.6面上に透明電極7.8が形成されてい
る。透明電極7は第5図(B)に示すように円形の開口
部7aがランダムに形成された電極で、7bは非開口部
である。また、8は全面一様な透明電極、9は誘電異方
性が正のネマチック液晶で構成される液晶層、dは液晶
層厚である。
Figure 5 shows a conventional liquid crystal optical phase filter.
FIG. 5(A) is a sectional view of the liquid crystal optical phase filter, and FIG. 5(B) is a plan view thereof. In FIG. 5(A), 4
5.6 is a liquid crystal optical phase filter, 5.6 is a glass substrate, and a transparent electrode 7.8 is formed on the surface of the glass substrate 5.6. As shown in FIG. 5(B), the transparent electrode 7 is an electrode in which circular openings 7a are randomly formed, and 7b is a non-opening. Further, 8 is a transparent electrode that is uniform over the entire surface, 9 is a liquid crystal layer made of nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy, and d is the thickness of the liquid crystal layer.

第6図は、上記液晶光学位相フィルタの液晶分子の断面
を模式的に表わした図である。液晶分子は、その長袖方
向の偏光をもつ光に対してneなる屈折率を示し、短軸
方向の偏光をもつ光に対してはnoなる屈折率を示す。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross section of liquid crystal molecules of the liquid crystal optical phase filter. Liquid crystal molecules exhibit a refractive index of ne for light polarized in the direction of their long axis, and a refractive index of no for light polarized in the direction of their short axis.

それゆえ、液晶分子は光学的には長袖が2ne、短軸が
2noなる回転だ同体として表わされる。第6図におい
て、10は無電界すなわち印加電圧Oの場合の液晶分子
を示し、10θは電圧が印加され、その誘電異方性によ
り、電界の方向にその長袖を向けた液晶分子を示す、今
、液晶分子lOがθ°だけ回転した位装置にあり、光が
X軸方向から入射したとすると、この入射光の成分は、
X軸方向と、このX軸と直交するY軸方向(紙面に垂直
な方向)の2つの偏光成分に分割して考えることができ
る。この2つの成分は、自然光の場合それぞれ等量であ
る。
Therefore, liquid crystal molecules are optically represented as a rotating body with a long axis of 2ne and a short axis of 2no. In FIG. 6, 10 indicates a liquid crystal molecule in the case of no electric field, that is, an applied voltage O, and 10θ indicates a liquid crystal molecule with a voltage applied and its long sleeve facing the direction of the electric field due to its dielectric anisotropy. , the liquid crystal molecule lO is in the device rotated by θ°, and if light is incident from the X-axis direction, the components of this incident light are:
It can be considered to be divided into two polarization components: the X-axis direction and the Y-axis direction (direction perpendicular to the paper) perpendicular to the X-axis. These two components are each in equal amounts in the case of natural light.

ここで、Y軸方向の偏光成分に関しては、第6図から明
らかなように液晶分子10が回転して100となっても
常に屈折率はnQとなる。一方、X軸方向の偏光方向に
ついては液晶分子の回転に伴って変化し、この時の屈折
率noは、X軸と交わる点の値として得られる。すなわ
ち、X軸、Z軸からθだけ回転したX′軸 Z /軸へ
のnoの射影をそれぞれχ0.zθとすると、断面がだ
円であるから n02=χ02+zθ2.s:n0=zO/nθより と表わされ、液晶分子の回転に伴って屈折率はn@(0
=0)からno (θ=90°)まで変化する。第7図
は、このような屈折率の変化の具体例として、ネマチッ
ク液晶ZLI−1694(n e”1.633゜n O
−1,503)を使用した場合の液晶分子回転角(横軸
)と液晶分子長軸方向の偏光光に対する屈折率(縦軸)
の関係を表わしたものである。
Here, regarding the polarization component in the Y-axis direction, as is clear from FIG. 6, even if the liquid crystal molecules 10 rotate and become 100, the refractive index is always nQ. On the other hand, the polarization direction in the X-axis direction changes with the rotation of the liquid crystal molecules, and the refractive index no at this time is obtained as the value at the point where it intersects with the X-axis. That is, the projection of no onto the X' axis and Z/axis rotated by θ from the X and Z axes is expressed as χ0. If zθ, the cross section is an ellipse, so n02=χ02+zθ2. It is expressed as s:n0=zO/nθ, and as the liquid crystal molecules rotate, the refractive index becomes n@(0
=0) to no (θ=90°). FIG. 7 shows a specific example of such a change in refractive index for a nematic liquid crystal ZLI-1694 (ne"1.633゜nO
-1,503) when using liquid crystal molecule rotation angle (horizontal axis) and refractive index for polarized light in the long axis direction of liquid crystal molecules (vertical axis)
It expresses the relationship between

:58図は、第5図で示した液晶光学位相フィルタの液
晶分子配列の変化を模式的に表わしたものであり、図中
、9は液晶層、10は液晶分子、11は透明電極7(図
示せず)と液晶層9との境である境界面、12は入射光
、13.14は出射光、a、bは偏光方向(紙面に対す
る方向)、dは液晶層9の厚みである。透明電極7.8
間に電圧を印加しない時には、液晶層9の液晶分子10
は第8図(B)の様に境界面11に対して全面一様に水
平(ホモジニアス配列)になっている、この時、入射す
る入射光12が偏光方向a、bを等量持つ自然光(無偏
光)とすると、液晶層9による複屈折によって、出射光
14は液晶分子10と平行な方向の異常光線+41では
n e +液晶分子lOと垂直な常光線142ではn。
58 schematically represents the change in the liquid crystal molecule arrangement of the liquid crystal optical phase filter shown in FIG. 12 is the incident light, 13 and 14 are the outgoing lights, a and b are the polarization directions (directions relative to the plane of the paper), and d is the thickness of the liquid crystal layer 9. Transparent electrode 7.8
When no voltage is applied between the liquid crystal molecules 10 of the liquid crystal layer 9
is uniformly horizontal (homogeneous array) to the boundary surface 11 as shown in FIG. 8(B). At this time, the incident light 12 is natural light ( (non-polarized light), due to the birefringence of the liquid crystal layer 9, the emitted light 14 is n e in the extraordinary ray +41 parallel to the liquid crystal molecules 10 + n in the ordinary ray 142 perpendicular to the liquid crystal molecules 10.

の屈折率の媒体を通過した光線となる。しかし、直交す
る2つの偏光成分は互いに干渉しない事と全面一様であ
る事から、MTFの変化は生じない。
The light beam passes through a medium with a refractive index of . However, since the two orthogonal polarization components do not interfere with each other and are uniform over the entire surface, no change in MTF occurs.

一方、透明電極7.8間に電圧を印加した時には、透明
電極7の非開口部7bと透明電極8との間の液晶分子l
Oのみが第8図(A)の様に境界面11に対し回転し、
最大のときに垂直(ホメオトロピック配列)となり、入
射光12の偏光方向aは第6図に示したnoの屈折率の
媒体を通過した光線131となる。また、偏光方向すは
第8図(B)の液晶分子に垂直な偏光方向と同一となり
、noの屈折率の媒体を通過した光線132となる。
On the other hand, when a voltage is applied between the transparent electrodes 7 and 8, liquid crystal molecules l between the non-opening portion 7b of the transparent electrode 7 and the transparent electrode 8
Only O rotates with respect to the boundary surface 11 as shown in Figure 8 (A),
At its maximum, it is vertical (homeotropic alignment), and the polarization direction a of the incident light 12 becomes a light ray 131 that has passed through a medium with a refractive index of no shown in FIG. Further, the polarization direction is the same as the polarization direction perpendicular to the liquid crystal molecules in FIG. 8(B), resulting in a light ray 132 that has passed through a medium with a refractive index of no.

すなわち、電圧印加時は透明電極7の開口部7a、非開
口部7bでの光線は、それぞれ131 ・・・ ned
、 132 ・・・ nod、 141 ・・・ ne
d。
That is, when a voltage is applied, the light beams at the aperture 7a and the non-aperture 7b of the transparent electrode 7 are 131 . . . ned
, 132 ... nod, 141 ... ne
d.

142・・−nodの位相差を受ける。入射光12の偏
光方向すの成分については、電圧の場所的な有無にかか
わらず上記132.142が共にn。dであるため、出
射光の位相差δは無い、一方、偏光方向aの成分は、電
圧の場所的な有無により違いを生じる。
142...-nod phase difference is received. Regarding the component of the polarization direction S of the incident light 12, both 132 and 142 above are n, regardless of the location of the voltage. d, there is no phase difference δ of the emitted light.On the other hand, the component in the polarization direction a varies depending on the presence or absence of voltage.

すなわち、出射光の位相差δは上記131.141より
δ=lne−n01・dとなる。
That is, the phase difference δ of the emitted light is δ=lne−n01·d from the above 131.141.

この様な液晶光学位相部材を結像レンズの瞳位置近傍に
配置したときの、第3図に示す折点は、前述した式(1
)、 (2)を用いて求める”江が出来る。
When such a liquid crystal optical phase member is placed near the pupil position of the imaging lens, the break point shown in FIG.
).

ただし式(2)においては、本発明に係る液晶光学位相
フィルタを用いた時、入射光のうち50%は非位相部に
作用し、残りの50%が電圧により位相部と非位相部に
作用する。すなわち、出射光131゜132、142の
光束の面積が非位相部の面積比AOに、光束141の面
積が位相部の面MAδに対応する。さらに、式(3)に
おいては本発明に係わる液晶光学位相フィルタを用いた
時には位相差は2 π k・δ= −又In e−n Oid  −・・−C5
)で表わされる。
However, in equation (2), when using the liquid crystal optical phase filter according to the present invention, 50% of the incident light acts on the non-phase part, and the remaining 50% acts on the phase part and the non-phase part due to the voltage. do. That is, the area of the light beams of the emitted light beams 131, 132, and 142 corresponds to the area ratio AO of the out-of-phase portion, and the area of the light beam 141 corresponds to the surface MAδ of the phase portion. Furthermore, in equation (3), when the liquid crystal optical phase filter according to the present invention is used, the phase difference is 2 π k・δ= −or In e−n Oid −・・−C5
).

前述した液晶分子の回転角θは、電界の強さと分子の動
きやすさ、すなわち粘度に逆比例する。
The aforementioned rotation angle θ of the liquid crystal molecules is inversely proportional to the strength of the electric field and the ease of movement of the molecules, that is, the viscosity.

したがって、液晶の粘度が高くなると分子は動きにくく
なり、同一電界強度でも同一回転角は得られなくなり、
結果としてMTFがその都度変化してしまう。このよう
に、液晶の粘度は温度の低下と共に高くなるため、従来
の液晶光学位相フィルタでは周囲の温度が低い場合に不
都合を生じていた。
Therefore, when the viscosity of liquid crystal increases, molecules become difficult to move, and the same rotation angle cannot be obtained even with the same electric field strength.
As a result, the MTF changes each time. As described above, the viscosity of liquid crystal increases as the temperature decreases, so conventional liquid crystal optical phase filters have been disadvantageous when the ambient temperature is low.

本発明は、上記従来例の欠点を除去し、温度が低下した
場合でも常に安定したMTFが得られる液晶光学位相フ
ィルタの駆動装置を提供することを[1的とするもので
ある。
It is an object of the present invention to provide a driving device for a liquid crystal optical phase filter that eliminates the drawbacks of the conventional example and provides a stable MTF at all times even when the temperature decreases.

[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するための手段を、実施例に対応する
第1図を用いて説明すると、本発明は矩形波を出力する
発振器15と、この矩形波を0■とIVの間の矩形波と
して出力する電圧補正回路16と、負の抵抗温度係数を
サーミスタ19を備えた温度補正増幅器17より構成さ
れることを特徴とする液晶光学位相フィルタ駆動装置で
ある。
[Means for Solving the Problems] Means for solving the above problems will be explained using FIG. 1 corresponding to the embodiment. A liquid crystal optical phase filter driving device characterized by comprising a voltage correction circuit 16 that outputs the voltage as a rectangular wave between 0 and IV, and a temperature correction amplifier 17 equipped with a thermistor 19 that outputs a negative temperature coefficient of resistance. be.

[作 用コ 発振器15で出力された矩形波は、電圧補正回路16に
おいて定電圧の矩形波となり出力される。温度補正増幅
器17では負の抵抗温度係数を有するサーミスタ19に
より、温度補正された電圧が出力され、液晶光学位相フ
ィルタ4に印加される。この時、周囲の温度が低く、液
晶の粘度が高い場合には通常より大きい電圧が印加され
1反対に温度が高くなるにつれて印加電圧は小さくなる
。したがって、周囲温度の変化にかかわらず常にNTF
を一定に保つことが可能となる。
[Operation] The rectangular wave output from the oscillator 15 is output as a constant voltage rectangular wave in the voltage correction circuit 16. In the temperature correction amplifier 17 , a temperature-corrected voltage is outputted by a thermistor 19 having a negative temperature coefficient of resistance, and is applied to the liquid crystal optical phase filter 4 . At this time, when the ambient temperature is low and the viscosity of the liquid crystal is high, a voltage larger than usual is applied, and on the other hand, as the temperature becomes higher, the applied voltage becomes smaller. Therefore, regardless of changes in ambient temperature, the NTF
can be kept constant.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示す駆動回路の構成図であ
る。第1図において、15は発振器であって、スイッチ
18、インバータ20、抵抗101、コンデンサ201
より構成されている。16は電圧補正回路であって、ツ
ェナダイオード21、演算増幅器301、抵抗102.
コンデンサ103より構成されている。 17は温度補
正増幅器で、負の抵抗温度係数を有するサーミスタ19
、演算増幅器302、抵抗104、105.106り構
成されている。4は前述した液晶光学位相フィルタであ
る。
[Embodiment] FIG. 1 is a configuration diagram of a drive circuit showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 15 is an oscillator, which includes a switch 18, an inverter 20, a resistor 101, and a capacitor 201.
It is composed of 16 is a voltage correction circuit, which includes a Zener diode 21, an operational amplifier 301, a resistor 102.
It is composed of a capacitor 103. 17 is a temperature compensation amplifier, which includes a thermistor 19 having a negative temperature coefficient of resistance.
, an operational amplifier 302, and resistors 104, 105, and 106. 4 is the liquid crystal optical phase filter mentioned above.

次に、L配回路の動作について説明する。Next, the operation of the L wiring circuit will be explained.

まず、スイッチ18がオンされると、C−MOSで構成
される2個のインバータ20間の電位は、抵抗101、
コンデンサ201により定まる時定数により、矩形波と
して出力される。電圧補正回路16では、ゲイン(電圧
利得)1の演算増幅器301の2イード八ツク抵抗18
2と並列にツェナダイオード21が接続されているので
、このツェナダイオード21の闇値電圧により定まる定
電位の矩形波が出力される。なお、ゲイン1であるから
、ツェナダイオード21で定まる電圧は入力電圧より低
い必要がある。したがって、入力電圧より高いmの時は
+i?j段に増幅器を用いればよい。温度補正増幅器1
7では、演算増幅器302のフィードバック抵抗105
と並列に負の抵抗温度係数を有するサーミスタ19が接
続されている。演算増幅器302のゲインGは、サーミ
スタ19の抵抗をTHとし、フィードバック抵抗105
.106の抵抗値をそれぞれR4。
First, when the switch 18 is turned on, the potential between the two inverters 20 composed of C-MOS is changed to the resistor 101,
Due to the time constant determined by the capacitor 201, the signal is output as a rectangular wave. In the voltage correction circuit 16, an operational amplifier 301 with a gain (voltage gain) of 1 is connected to a 2-Ead eight resistor 18.
Since the Zener diode 21 is connected in parallel with the Zener diode 2, a constant potential rectangular wave determined by the dark value voltage of the Zener diode 21 is output. Note that since the gain is 1, the voltage determined by the Zener diode 21 needs to be lower than the input voltage. Therefore, when m is higher than the input voltage, +i? An amplifier may be used in the j stage. Temperature compensation amplifier 1
7, the feedback resistor 105 of the operational amplifier 302
A thermistor 19 having a negative temperature coefficient of resistance is connected in parallel with. The gain G of the operational amplifier 302 is determined by the resistance of the thermistor 19 being TH, and the feedback resistance 105 being TH.
.. Each resistance value of 106 is R4.

R5とすると。If it is R5.

R5+TH G=□ ・・・・・・(6) で表わされる。したがって、サーミスタ19の抵抗が下
がればゲインGも小さくなり、電圧は低下する。一方、
サーミスタ19の抵抗が上がればゲインGも大きくなり
、電圧は高くなる。すなわち、温度補正増幅器17では
サーミスタ19の抵抗に比例したゲインが得られること
になる。印加電圧は、式(6)から明らかなように、R
5/R4によるバイアス電圧と、T H/ Raによる
温度補正電圧で構成され、同一に丁Fとなるように作用
する。このようにして温度補正された電圧は液晶光学位
相フィルタ4に印加される。
It is expressed as R5+TH G=□ (6). Therefore, if the resistance of the thermistor 19 decreases, the gain G also decreases, and the voltage decreases. on the other hand,
As the resistance of the thermistor 19 increases, the gain G also increases and the voltage increases. That is, the temperature correction amplifier 17 obtains a gain proportional to the resistance of the thermistor 19. As is clear from equation (6), the applied voltage is R
It is composed of a bias voltage based on 5/R4 and a temperature correction voltage based on T H/Ra, and they act in the same way. The voltage corrected for temperature in this way is applied to the liquid crystal optical phase filter 4.

第9図は、液晶としてメルク社ZLI−1694を用い
2液晶層厚d=12μmにした液晶光学位相フィルタに
おいて、一定のMTFを得るための印加電圧(縦軸)を
温度(横軸)に対応して表わした温度補正電圧曲線であ
る。
Figure 9 shows how the applied voltage (vertical axis) to obtain a constant MTF corresponds to the temperature (horizontal axis) in a liquid crystal optical phase filter that uses Merck ZLI-1694 as the liquid crystal and has two liquid crystal layers with a thickness d = 12 μm. This is a temperature-corrected voltage curve expressed as follows.

今、発振器15の出力がI KHzになるように抵抗1
01、コンデンサ201を定めると、OVと5vの間で
変化する矩形波が出力される。この矩形波は電圧補正回
路16においてツェナダイオード21によりOVとl■
の間の矩形波に補正され出力される。液晶光学位相フィ
ルタ4には、第9図に示された電圧が印加されれば温度
変化に対して常に一定のMTFを得ることができる0本
実施例では温度補正増幅器17のサーミスタ19として
、石塚電子輛製の2XD−5を使用した。この時の温度
変化に対する抵抗値の変化を第1θ図に示す、また、抵
抗104 = 10 KΩ、抵抗105 =31 KΩ
としたところ、温度補正増幅器17の出力電圧は第11
図の実maとなり、第9図に示した温度補正電圧曲線(
第11図破線b)とほぼ同一とすることができた。
Now, connect resistor 1 so that the output of oscillator 15 is I KHz.
01, when the capacitor 201 is set, a rectangular wave varying between OV and 5V is output. This rectangular wave is converted into OV and l by a Zener diode 21 in the voltage correction circuit 16.
It is corrected and output as a rectangular wave between . If the voltage shown in FIG. 9 is applied to the liquid crystal optical phase filter 4, it is possible to always obtain a constant MTF against temperature changes. 2XD-5 manufactured by Denshi was used. The change in resistance value with respect to temperature change at this time is shown in Fig. 1θ. Also, resistance 104 = 10 KΩ, resistance 105 = 31 KΩ
Then, the output voltage of the temperature compensation amplifier 17 is the 11th
The temperature-corrected voltage curve (
It was possible to make it almost the same as the broken line b) in Fig. 11.

すなわち、本発明によれば、液晶光学位相フィルタ4の
使用する温度が変化したとしても、発振器15のスイッ
チ18をオンにするだけで、常に一定のMTFを得るこ
とが可能となる。
That is, according to the present invention, even if the temperature at which the liquid crystal optical phase filter 4 is used changes, it is possible to always obtain a constant MTF simply by turning on the switch 18 of the oscillator 15.

本実施例においては、第1図の温度補正増幅器17のフ
ィードバック抵抗105に固定抵抗を用いたが、これを
可変抵抗とすることにより、液晶光学位相フィルタ4に
印加する電圧の温度補正特性を維持したままでMTFの
値を任意に変えることができる。
In this embodiment, a fixed resistor is used as the feedback resistor 105 of the temperature compensation amplifier 17 shown in FIG. 1, but by making it a variable resistor, the temperature compensation characteristics of the voltage applied to the liquid crystal optical phase filter 4 can be maintained. You can arbitrarily change the MTF value while keeping the value unchanged.

また、サーミスタ19として負の温度係数を有するもの
を使用したが、正の温度係数を有するサーミスタを使用
してもよい、この場合、サーミスタを抵抗104と直列
に接続すれば同様の効果を得ることができる。
Furthermore, although a thermistor 19 with a negative temperature coefficient is used, a thermistor with a positive temperature coefficient may also be used. In this case, the same effect can be obtained by connecting the thermistor in series with the resistor 104. I can do it.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、負の抵抗温度係
数を有するサーミスタを、フィードバック抵抗と直列に
接続して、出力電圧が負の温度係数となるように回路を
構成することにより、周囲の温度が変化しても常に所望
のMTFを得ることができ、実用上極めて有用である。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a thermistor having a negative temperature coefficient of resistance is connected in series with a feedback resistor to configure a circuit such that the output voltage has a negative temperature coefficient. By doing so, a desired MTF can always be obtained even if the ambient temperature changes, which is extremely useful in practice.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路の構成図、第2図
は従来の光学位相フィルタの斜視図、第3図はそのMT
Fの特性を示す図、第4図は従来の光学位相フィルタの
特性図、第5図(A)、 (B)はそれぞれ液晶光学位
相フィルタの断面図及び平面図、第6図は液晶分子断面
の模式図、第7図は液晶分子回転角と屈折率の関係を表
わす図、第8図は液晶分子配列の変化を表わす模式図、
第9図は液晶光学位相フィルタの温度補正電圧曲線、第
10図は負の抵抗温度係数をもつサーミスタの特性図、
第11図は本発明による駆動装置の特性図である。 l:光学位相フィルタ、 4:液晶光学位相フィルタ、 7.8:透明電極、7a:開口部、 7b=非開ロ部、9:液晶層、10:液晶分子、15:
発振器、16:電圧補正回路、 17:温度補正増幅器、19:サーミスタ、21:ツェ
ナダイオード。 ぢ〔来の光字イπオ目フィルタの律47貝図第2図 MTFの乃4J示了2 第3図 400   500   600   [nrr+]従
、米の尤宇イ立オ目フィルタのf1住田第4図 4;f聰=、晶°フtシ゛亡¥:<n注目フィルり(A
) (B) )免晶光字何り旧フィルタの言免明因 第5図 忽晶・公子断面の項式;巳 第6図 □  液晶弁子回転角 〔つ ;変−晶分子回転角と屈功゛牽の開イX乞灸わj[B七
ヒー13出酊光         、し〜14二31(
ne)   」141(n″)(A)        
      (B)及晶分子配列の変化Σ示す圓 第8図 温度補正電ffEtf3線 第9図 サーミスタの特4生圀 第10図
Figure 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a conventional optical phase filter, and Figure 3 is its MT.
Figure 4 is a characteristic diagram of a conventional optical phase filter, Figures 5 (A) and (B) are a cross-sectional view and a plan view of a liquid crystal optical phase filter, respectively, and Figure 6 is a cross-section of liquid crystal molecules. 7 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of liquid crystal molecules and the refractive index, and FIG. 8 is a schematic diagram showing changes in the alignment of liquid crystal molecules.
Figure 9 is a temperature compensation voltage curve of a liquid crystal optical phase filter, Figure 10 is a characteristic diagram of a thermistor with a negative temperature coefficient of resistance,
FIG. 11 is a characteristic diagram of the drive device according to the present invention. l: optical phase filter, 4: liquid crystal optical phase filter, 7.8: transparent electrode, 7a: opening, 7b = non-opening part, 9: liquid crystal layer, 10: liquid crystal molecule, 15:
Oscillator, 16: Voltage correction circuit, 17: Temperature correction amplifier, 19: Thermistor, 21: Zener diode.ぢ [Come Light Character Lee π -O -eye Filter Ritsu 47 Shellfish diagram Figure 2 MTF Nino 4J Show 2 Fig. 300 500 600 [NRR +] Subsection, U.S. Ue -Ei Filter F1 Sumita Dai 4Figure 4;
) (B) ) Explanation of the old filter Figure 5 Formula for the cross section of the crystal molecule; Fig. 6 □ Liquid crystal valve rotation angle The effect is to open the door to moxibustion.
ne) ”141(n″)(A)
(B) Circle showing changes in crystal molecular arrangement Σ Figure 8 Temperature correction voltage ffEtf 3 lines Figure 9 Characteristics of thermistor 4 Figure 10

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)発振器と、前記発振器の出力を第1の電圧に補正
する電圧補正回路と、負の抵抗温度係数を有するサーミ
スタを備えた温度補正増幅器より構成されることを特徴
とする液晶光学位相フィルタ駆動装置。
(1) A liquid crystal optical phase filter comprising an oscillator, a voltage correction circuit that corrects the output of the oscillator to a first voltage, and a temperature correction amplifier equipped with a thermistor having a negative temperature coefficient of resistance. Drive device.
(2)前記温度補正増幅器は、前記第1の電圧を第2の
電圧に増幅すると共に、温度補正された第3の電圧との
合成電圧を出力することを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の液晶光学位相フィルタ駆動装置。
(2) The temperature compensation amplifier amplifies the first voltage to a second voltage and outputs a composite voltage with a temperature-compensated third voltage. 2. The liquid crystal optical phase filter driving device according to 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5191455A (en) * 1989-12-27 1993-03-02 Sharp Kabushiki Kaisha Driving circuit for a liquid crystal display apparatus
CN106842764A (en) * 2017-03-14 2017-06-13 武汉光迅科技股份有限公司 Passive temperature compensation GFF filters the determination method of spectral pattern

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