TW576943B - Light controlling device and imaging device - Google Patents

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576943 A7 B7 五、發明説明（1 ) 【發明所屬技術領域】 本發明係關於如用來§周節入射光之光量並使其射出 的調光裝置、及採用此調光裝置的攝影裝置。 【習知技術】 通常在採用液晶晶胞的調光裝置中，普遍使用偏光板 。液晶晶胞可採用譬如TN(Twisted Nematic，扭轉向列） 型液晶晶胞、或主客型（GH(GuestHost))型液晶晶胞。 第1 5圖所示係習知調光裝置之動作原理的槪略圖。 此調光裝置主要係由偏光板1與GH晶胞2所構成。GH 晶胞2雖未圖示，但係封入於二片玻璃基板之間，且具有 ITO(Indium tin oxide)等動作電極或聚醯亞胺膜等液晶偏 向膜（以下同）。在GH晶胞2中封入正型液晶分子3與正 型雙色性染料分子4。 正型雙色性染料分子4係在光吸收上具有向異性，譬 如吸收分子長軸方向之光的正型（P型）色素分子。正型液 晶分子3係譬如介電率向異性爲正的正型（positive type) ο 第1 5 ( a)圖所示係未施加電壓（無施加電壓）時的GH 晶胞2狀態。入射光5係藉由穿透過偏光板1而轉成直線 偏光。第1 5 U)圖中，因爲此偏光方向與正型雙色性染料 分子4的方子長軸方向一致，因此光便被正型雙色性染料 分子4所吸收，而降低GH晶胞2的透光率。 然後，如第15(b)圖所示，當對GH晶胞2施加電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 576943 A7 B7 _五、發明説明（2 ) 時，正型液晶分子3朝向電場方向的同時，正型雙色性染 料分子4的分子長軸方向，便與直線偏光的偏光方向呈直 角。因此，入射光5便幾乎不被GH晶胞2所吸收而穿透 過去。 ’在第1 5圖所示的GH晶胞2中，如第1 6圖所示，動 作電壓施加的同時，雖可見光的平均透光率（空氣中。將 液晶晶胞、再加上偏光板時的透光率視爲1 0 0 % :以下同） 有增加，但是當電壓上升至10V時的最大透光率爲60% 上下，且透光率的變化亦趨緩。 此外，當採.用吸收分子短軸方向光的負型（η型）雙色 染料分子之情況時，便與上述正型雙色性染料分子4的情 況相反，在無電壓施加時不吸收光，而在施加電壓時便吸 收光。 在第〗5圖所示的調光裝置中，電壓施加時與電壓無 施加時的吸光度比，即光學濃度比大約爲1 〇。相較於未 使用偏光板1而僅由GH晶胞2所構成的調光裝置之下， 該裝置具有約2倍的光學濃度比。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲 因 時 況 If 之 胞 晶 晶 液 型 客 主 的 1 知 題習 HK. HU 課 坪 之採 決當 解， 欲者 Φ S1 發 分 料 染 該 生 產 會 rru 达 ο 因題 ， 問 子化 分劣 料之 染致 性所 色射 雙照 用線 採外 中紫 件的 元度 晶過 液因 在子 調所 入中 射件 部元 外晶 從液 , 型 路客 光主 效致 有導 的會 置， 裝線 影外 攝紫 過的 通入 線射 外該 紫 ， ， 中 即置 裝 光 準 標 家 國 I國 中 用 適I j 尺 I張 紙 I本 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-5- 576943 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 含的雙色性染色分子被光分解或光劣化而離子化（物性變 化），而變色或退色，使原本所具有光吸收機能的劣化， 同時亦將造成主客型液晶元件的光吸收效果降低，驅動效 率亦將惡化。 有鑑於斯，本發明之課題係提供一種調光裝置及攝影 裝置，適用於主客型液晶元件之驅動以使其更有效率且穩 定。 【解決課題之手段】 即，本發明係有關於一種調光裝置，具備有：調光用 主客型液晶元件；以及被設置於此液晶元件的光射入端且 至少吸收紫外線的濾光材。 本發明亦有關於一種攝影裝置，乃將由調光用主客型 液晶元件所構成的調光裝置，配置於攝影系統的光路中， 並在該液晶元件的光入射端具備有至少吸收紫外線的濾光 材。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明亦有關於一種調光裝置，乃具備有調光用主客 型液晶元件，且在此液晶元件的光入射端，至少配置著至 少吸收紫外線的濾光材，與至少反射紫外線之反射材之其 中一者。 本發明亦有關於一種攝影裝置，乃將由調光用主客型 液晶元件所構成的調光裝置，配置在攝影系統的光路中， 且在該液晶元件的光入射端，至少配置著至少吸收紫外線 的濾光材，與至少反射紫外線之反射材之其中一者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公楚） -6- 576943 A7 B7 五、發明説明（4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 若依k本發明，則在主客型液晶元件的光入射端，因 爲至少配置著至少吸收紫外線的濾光材，與至少反射紫外 線之反射材之其中一者，因此至少照射在主客型液晶元件 的紫外線量將大幅減少，藉此主客型液晶元件中的雙色性 染料分子等構成材料，便不致因紫外線而光分解或光劣化 ’可穩定且局效率的驅動液晶元件。 【發明實施態樣】 在本發明中，上述濾光材或反射材，係由紫外線遮斷 或反射膜、紫外線遮斷或反射被覆玻璃、以及紫外線吸收 或反射玻璃中至少選擇其中一種所構成。上述濾光材或反 射材係至少被設置在與入射光之有效光路截面相同的區域 上，因可充分遮斷或反射紫外線故爲理想。 此外，將偏光板配置於入射光朝液晶元件的有效光路 中，此偏光板便可進出上述有效光路，如後述般對光量均 勻化而言是爲理想。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當前記液晶元件是裸露在裝置外面而配置之情況時， 在此液晶元件的光入射端配置著該濾光材或反射材，甚至 ，亦可在該液晶元件之側面上配置該濾光材或反射材。 此外，該液晶元件，係將負型或正型（特別係負型）液 晶當作主型材料、將正型或負型雙色性染料當作客型材料 的主客型液晶元件，如後述，就穿透率與回應速度的觀點 上是爲理想。 以下，針對本發明較佳實施態樣，參照圖示進行詳細 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） -7- 576943 A7 B7 五、發明説明（5 ) 說明。 f請先閑讀背面之注意事項再填寫本頁，> 第1圖所示係將本實施態樣之調光裝置2 3組裝於 CCD(電荷耦合元件；charge coupled device)照相機50中 的例子。 即’在CCD照相機50中，沿著點虛線所示光軸66 ’設置相當於透鏡後組1 6的3組透鏡5 3及4組透鏡（對 焦用）54。在CCD封裝55中，分別收容有：紅外線遮斷爐 光材55a、光學低通濾光器55b、C CD攝影元件55c。 在2組透鏡（變焦用）52與3組透鏡W之間，GH晶 胞1 2與偏光板n所構成的調光裝置23， 另外’對焦用4組透鏡5 4，係被配置在3組透鏡5 3與 C CD封裝55之間而可藉由線性馬達57沿著光路移動。 又’變焦用2組透鏡5 2，則被配置在1組透鏡5 1與調光 裝置23之間而可沿著光路移動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後，紫外線遮斷膜6 5，以可涵蓋有效光路2 0的方 式，被貼付在2組透鏡最尾端的整面透鏡。但，其設置位 置只要是在有效光路上、自GH晶胞1 2至1組透鏡側皆 句。亦即’只要是在第〗圖的1組透鏡5〗〜液晶ND元 件（GH晶胞12)之間，任何位置皆可插入。 紫外線遮斷膜6 5的構成成份，一般可採用由s丨〇 2、 Ti〇2、Ah〇3中選擇其中一種單層或多種的多層構造。譬 如將平均早層厚度1〇〇人以下的膜，重疊上4〇〜6〇層。 此外，在本實施態樣的調光裝置2 3中，雖將紫外線 遮斷濾光材配置於透鏡組的最後尾端，但是除此之外亦可 本紙張尺度通用肀國國冢標準（CNS ) A4規格（210父297公楚） -8- 576943 A7 B7_ 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 附著於液晶元件的入射面並將之一體化，或亦可另外單體 設置’這些總稱爲調光裝置。另外’此調光裝置亦可稱爲 調光系統或調光機構。 再者，在本實施態樣中，譬如亦可取代紫外線遮斷膜 6 5，而改用紫外線遮斷被覆玻璃、紫外線吸收玻璃等。 而且，紫外線遮斷被覆玻璃，雖然隨著裝置構成故透 鏡數量不同而使得其數量上有所增減，但因一個透鏡至少 具有兩面，所以對於透鏡數η，可以塗佈2η或小於2n之 面。 又’紫外線濾光材的設置位置，雖然只要是液晶元件 的入射光側的任何位置皆可，但因爲只需將有效光路作最 低限度的涵蓋，故如第1圖所示，譬如設置在.2群透鏡（ 變焦用）52的最尾部，可謂所需設置面積爲最小，不會產 生浪費部份之理想位置。 乂 ’ 置置’越是儘可能接近液晶兀件者，其紫外 線遮斷性能用能被有效利用。這是因爲透鏡群5 1和5 2的 紫外線吸收效果會加成紫外線遮斷濾波器65的紫外線遮 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 斷效果。 又’紫外線遮斷濾波器的面積，係至少爲能和有效光 路之截面積重疊而和該面積同大或其以上者即可，厚度、 材質、形狀等都可自由變化。 而紫外線遮斷被覆濾光材之安裝方法中，亦可具備使 其可自由出入有效光路中的機能。除此之外’在安裝紫外 線遮斷濾光材的安裝方法中，亦可採取如：預先在透鏡本 本紙張尺度適用巾關家標準（CNS ) Μ規格（2丨〇>< 297公幻 -9- 576943 A7 ---—----- B7 五、發明说明（7 ) 身中含有紫外線吸收劑的型態、或在透鏡面上貼付紫外線 吸收劑的型_、或紫外線吸收劑與透鏡分開獨立設置的型 能 〇 jUj\ 再者’在實施態樣的調光裝置及攝影裝置中，主客型 液晶元件的主型材料係採用介電率向異性爲負的負型液晶 分子，另外客型材料亦可由正型或負型雙色染料分子所構 成。 此外’偏光板最好藉由設置機械式可變光圈的可動部 等’而形成可出入有效光路的狀態。 此外’本實施態樣中的紫外線遮斷濾光材因爲當作液 晶兀件中之液晶組成物保護用使用，因此在有效光路中， 若藉由液晶兀件而存在於入射光端的的話，亦可配置於任 何位置。 在本實施態樣中，因爲在主客型液晶元件的光入射端 設有紫外線吸收材，因此紫外線照射到主客型液晶元件的 量便將大幅減少。 故，主客型液晶元件中的雙色性染料分子，因爲並未 因紫外線而光分解（或光劣化）並離子化，因此可充分保持 原本所擁有的光吸收機能，且隨此可安定主客型液晶元件 的光吸收效果，亦可使驅動效率變佳。 此外，亦可降低液晶組成物的劣化，並可提昇液晶元 件整體的驅動可靠性。 其次，在第1 5圖所示係主客型液晶晶胞（GH晶胞）2 中，主型材料3採用介電率向異性（Δε)爲正的正型液晶， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 衣· -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 576943 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 且客型材料4則採用具雙色性之光吸收向異性（δα)爲正的 正型染料4，並將偏光板1配置於GH晶胞2的入射端， 當以矩形波爲驅動波形並測量動作電壓施加時之透光率變 化，則如桌1 6圖所不，隨動作電壓的施加，可見光的平 均透光率（空氣中。將液晶晶胞、再加上偏光板時的透光 率視爲100%:以下同）有增加，但當電壓上升至10V爲止 時的最大透光率爲60%上下，且透光率變化亦趨緩。 此原因可想作，採用正型主型材料之情況下，無電壓 施加時，在液晶晶胞與液晶偏向膜間之界面處的液晶分子 交互作用（interaction)較強，因此即便施加電壓，仍殘留 有準線方向未變化（較難變化）的液晶分子之故。 相對於此”如第7圖所示，在主客型.液晶晶胞（GH晶 胞}12中，主型材料13採用介電率向異性（Δε)屬於負的負 型液晶之Merck公司產製ML C-6608爲例，而客型材料4 則採用具雙色性正型染料之BDH公司產製D5爲例，其 他構造則如同弟1 5圖所不之G Η晶胞2。在此G Η晶胞 1 2中，將偏光板1 1配置於GH晶胞1 2的入射端，當以 矩形波爲驅動波形並測量動作電壓施加時之透光率變化時 ，則如第8圖所示，隨動作電壓的施加，可見光的平均透 光率（在空氣中）之最大透光率約從7 5 %減少至數％，同時 透光率變化較爲急遽。 此原因可想作採用負型之主型材料的情況下，無電壓 施加時在液晶晶胞與丨仪晶偏向膜間之界面處的液晶分子交 互作用（i n t e r a c t i ο η)非常弱，因此在無電壓施加時，光較 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2】0Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •0等 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - A7

576943 五、發明説明（9 ) 谷易穿透過，而且隨電壓施加，液晶分子的準線方向變化 較爲容易之故。 如此’若採用負型之主型材料而構成GH晶胞，便可 達提昇透光率（特別是透明時），並可實現將GH晶胞原樣 固定於射相光學系統中而使用之精巧的調光裝置。此情況 下，藉由將偏光板配置於入射光射入液晶元件的光路途中 ’便可更佳提昇無電壓施加時與電壓施加時的吸光度比（ 即光學濃度比），並使調光裝置的對比變得更大，由明亮 至黑暗場所均可進行正常的調光動作。 另外，在本實施態樣中，該液晶元件的負型液晶之介 電率向異性雖亦可爲負，但是客型材料亦可爲由正型或負 型雙色性染料分子所更成。此外，主型材料亦可爲負型， 即便正型亦無妨。 在本實施態樣中，負型（或正型）的主型材料、正型（ 或負型）的客型材料可選用習知材料。但在實際使用時， 要選擇在實際使用溫度範圍中能夠展現向列性(Nematic) 者’且採用ί爹合過的組成物。 由上述GH晶.晶胞1 2所構成的調光裝置2 3係如第9 圖所示’配置於如變焦透鏡的複數透鏡所構成之透鏡前組 1 5與透鏡後組1 6之間。穿透過透鏡前組1 5的光，透過 偏光板1 1而直線偏光後，射入於GH晶胞1 2中。穿透過 GH晶胞1 2中的光，經透鏡後組丨6聚光後，便以影像的 方式映射在成像面1 7上。 構成此調光裝置2 3的偏光板1 1係可對射入於GH晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 576943 A7 B7 五、發明説明（10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 胞1 2中的光之有效光路20自由進出。具體而言，藉由將 偏光板1 1朝假想線所示位置移動，便可將其逐出於光的 有效光路2 0之外。讓此偏光板1 1自由進出入的機構’亦 可採用如第1 〇圖所示的機械式可變光圈。 此機械式可變光圈（iris)係屬於一般數位靜態照相機 或錄影機等所使用的機械式光圈裝置，主要係由二片膜片 葉片1 8, 1 9、與貼附於膜片葉片1 8上的偏光板1 1所構成 。膜片葉片〗8 5 1 9可朝上下方向移動。利用未圖示之驅動 馬達，使膜片葉片1 8, 1 9朝箭頭2 1所示方向進行相對移 動。 藉此第10圖所示，膜片葉片18, 19係部分重疊著。 若此重疊部分越大的話，位於膜片葉片1 8, 1 9中央位置附 近之有效光路20上的開口部22，便會被偏光板1 1所覆 蓋。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 1圖所示係有效光路2 0附近之機械式可變光圈的 部分放大圖。在膜片葉片1 8朝下方移動之同時，膜片葉 片1 9便將朝上方移動。隨此便如第1 1 ( a)圖所示，貼附於 膜片葉片1 8，1 9上的偏光板1 1亦將朝有效光路2 〇外移動 。反之，隨膜片葉片1 8朝上方，且膜片葉片1 9朝下方移 動，膜片葉片18，19便將重疊。隨此如第11(b)圖所示， 偏光板1 1將移往有效光路20上，並馬上覆蓋開口部22 。若膜片葉片1 8，1 9相互重疊越大的話，便如第1〗（c)圖 所示，偏光板1 1將完全覆蓋開口部22。 其次，針對採用此機械式可變光圈的調光裝置2 3之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ -- -13- 576943 A7 B7 五、發明説明（^ 調光動作進行說明。 隨未圖示被攝物變明亮，如第li(a)圖所示，朝上下 方向開啓的膜片葉片1 8，1 9便利用未圖示的馬達進行驅動 ’並開始重疊。藉此貼附於膜片葉片1 8上的偏光板1 1， 便將開始進入有效光路2 0中，並覆蓋部分的開口部2 2 ( 第U(b)圖）。 此時GH晶胞1 2呈未吸收光的狀態（另，因爲熱搖晃 、或表面反射等，會有GH晶胞1 2所致之若干吸收現象） 。所以，通過偏光板1 1的光與通過開口部2 2的光，幾乎 呈相同的強度分布。 然後，偏光板1 1呈完全覆蓋住開口部22的狀態（第 1 1(c)圖）。此外，當被攝物的明亮度增加的情況時，藉由 提昇輸往GH晶胞1 2的電壓，使GH晶胞1 2吸收光以進 行調光。 反之，當被攝物變昏暗的情況時，首先藉由減少輸往 GH晶胞1 2的電壓或不施加電壓，使GH晶胞12的光吸 收效果消失。此外，當被攝物變昏暗的情況時，.利用未圖 示馬達進行驅動，便可使膜片葉片1 8朝上方移動’且使 膜片葉片1 9朝下方移動。如此便將偏光板1 1朝移往有效 光路20之外（第1 1(a)圖）。 再者，如第9圖〜第1 1圖所示’因爲可將偏光板 Π (譬如穿透率約40%〜50%)從光的有效光路20中逐出’ 因此光便未被偏光板1 1所吸收。所以’便可將調光裝置 的最大穿透率提高至譬如2倍以上。具體而Η ’此調光裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2】〇X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ··裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 576943 A7 B7 五、發明説明（12) 置，與習知由固定設置的偏光板與GH晶胞所構成的調光 裝置進行比較的話，則最大穿透率將變爲約2倍。另外， 二者的最低穿透率將相等。 再者，因爲在數位靜態照相機等實用化上採用機械式 可變光圈，並執行偏光板1 1的出入，便可輕易的完成調 光裝置。此外，因爲採用GH晶胞12，因此除利用偏光 板1 1的調光之外，亦利用GH晶胞12本身的光吸收，便 可執行調光。 如此，此調光裝置隨明、暗對比的提高，光量分布幾 乎可.保持一定。 其次，針對採用主客型液晶（GH)晶胞的調光裝置的 態樣進行說明。 此調光裝置如第9圖所示，由GH晶胞1 2與偏光板 1 1所構成。GH晶胞1 2係在分別形成透明電極與偏向膜 之二片玻璃基板（二者均未圖示）之間，封入負型液晶分子 (主型材料）與正型（或負型）雙色性染料分子（客型材料）的 混合物。 液晶分子之一例譬如採屬於介電率向異性爲負的負型 液晶之M e r c k公司產製ML C - 6 6 0 8，且雙色性染料分子4 則在光吸收上具向異性，其中一例譬如採用吸收分子長軸 方向光的正型染料之BDH公司產製D5。偏光板1 1的光 吸收軸直交於對GH晶胞1 2施加電壓時的光吸收軸。 由此GH晶胞1 2所構成的調光裝置23，譬如第9圖 所示，如變焦透鏡般，配置於複數透鏡所構成的透鏡前組 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '~ -15- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .«裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 576943 A7 _ _B7 五、發明説明（13) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 5與透鏡後組1 6之間。穿透過透鏡前組1 5的光，透過 偏光板1 1而直線偏光之後，便射入於GH晶胞12中。穿 透過GH晶胞12的光，便利用透鏡後組1 6而聚光，然後 以影像的方式映射於成像面1 7。 構成此調光裝置2 3的偏光板1 1係如同上述，可進出 於射入GH晶胞1 2中之光的有效光路20。 具體而言，藉由將偏光板1 1朝假想線所示位置移動 ，便可逐出於光的有效光路2 〇之外。讓此偏光板Π自由 進出入的機構，亦可採用如第1 〇圖所示的機械式可變光 圈。 其次，第1圖所示係將本實施態樣之調光裝置23， 組裝於CCD照相機中的例子。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 即，在CCD照相機50中，沿一點虛線所示光軸，依 適當間隔依序配置相當於該透鏡前組1 5的1組透鏡5 1與 2組透鏡（變焦用）5 2、紫外線遮斷膜6 5、膜片葉片1 8、調 光裝置2 3、相當於上述透鏡後組1 6的3組透鏡5 3與4 組透鏡（對焦用）54、CCD封裝55。在CCD封裝55中容 納著紅外線遮斷濾光材55a、光學低通濾光器55b、CCD 攝影元件5 5 c。 在2組透鏡52與3組透鏡53之間，由上述GH晶胞 1 2與偏光板1 1所構成的調光裝置2 3，係爲了調節光量（ 光圈）而被安裝在同光路上接近3組透鏡5 3處。另外，對 焦用4組透鏡5 4，係被配置在3組透鏡5 3與C C D封裝 5 5之間，而可藉由線性馬達5 7沿著光路移動。又，變焦 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(210X 297公釐Ί ~ -16- 576943 A7 B7 五、發明説明（14 ) 用2組透鏡5 2，則被配置在1組透鏡5 1與調光裝置2 3 之間而可沿著光路移動。 .此外，爲說明上的方便性，雖將紫外線遮斷膜65配 設於2組透鏡的最尾端，但是只要是在有效光路上，設置 位置可爲自GH晶胞1 2至1組透鏡側的任何一處。 第1 2圖所示係此照相機系統中之利用調光裝置2 3的 透光率控制順序的演算。 依照此實施態樣的話，因爲在2組透鏡5 2與3組透 鏡5 3之間，設置著依據本發明的調光裝置2 3，因此如上 述藉由施加電場，便可調節光量，並可將系統小型化，且 可小型化至實質光路有效範圍大小。所以，可達成c C D 照相機小型化。此外，因爲可藉由輸往圖案化.之電極的施 加電壓大小而適當的控制光量，故可防止如習知般的繞射 現象，而以充分光量射入成像元件中，使影像的昏暈消失 〇 其次，第2圖所示係上述CCD照相機的驅動電路 C CD方塊圖。依照此的話，具有配設於調光裝置23之光 射出端的CCD攝影元件55c之CCD驅動電路60，CCD 攝影元件5 5 c的輸出信號利用Y/C信號處理部6 1進行處 理，並以亮度資訊（Y信號）反饋於GH晶胞驅動控制電路 部62中。然後，利用來自GH晶胞驅動控制電路部62的 控制信號，與來自CCD驅動電路60的基本時脈同步，從 脈衝產生電路部63獲得脈衝電壓或脈衝振幅受到控制的 驅動脈衝。此外，利用GH晶胞驅動控制電路部62與脈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 576943 A7 B7 五、發明説明（15) 衝產生電路部63，構成供控制脈衝電壓或脈衝寬度用的 GH液晶驅動控制裝置64。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外’此照相機系統之外的另一系統，利甩檢光器 (photodector)(或光度計）接收調光裝置23的射出光，並 由此將射出光的亮度資訊反饋於GH晶胞驅動控制電路部 62中，並與GH驅動電路部（未圖示）區塊同步，從脈衝產 生電路部獲得控制脈衝電路的驅動脈衝。 在攝影系統的構造中，譬如相關單焦點透鏡系統，頗 難將調光元件配置於透鏡組內。譬如第1 3圖所示，在固 體攝影元件（CCD)75的光入射端配置透鏡71與72組、及 紅外線遮斷濾光材73，更在光入射端的最外部處，配置 著裸露出與上述調光裝置相同‘構造的光量調節裝置83之 情況時，液晶元件雖呈曝露於入射光的狀態下，但是如第 1 4圖所示其重要部分般，利用在GH晶胞8 2的光入射面 上形成UV(紫外線）吸收膜86(或紫外線反射膜），而保護 著液晶8 5。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依照此GH晶胞8 2的話，如同上述GH晶胞1 2般， 在付有透明電極的基板8 1 a與8 1 b之間，封入由負型液晶 與正型雙色性染料所構成的液晶層8 5，並在周圍設置間 隔物（兼密封）材8 4，並在二基板8 1 a, 8 1 b各外面，分別設 置必要的防止光反射膜82 a，82b，更在光入射端設置紫外 線吸收膜（或紫外線反射膜）86。 因此，由於入射光中的紫外線將被吸收或反射，故可 抑制其射入於液晶層8 5中，且可防止液晶層8 5構成材料 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18 - 576943 A7 _ B7 五、發明説明（16) C請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的劣化’特別係防止染料分子的劣化。此情況下，即便框 體內的間隔物較小且調光元件無法配置於框體內的情況下 ’利用此光量調節裝置83的紫外線吸收膜（或紫外線反射 膜）86，便可獲得紫外線吸收或反射效果。 依此方式的紫外線吸收膜（或反射膜）8 6之形成方法， 即便濕式、乾式均可，譬如前者的話，便有如塗布含紫外 線吸收劑之表面塗布劑的方法，而後者則有多層膜蒸鍍法 或 CVD(Chemical vapor deposition)成膜法等。 另外，當將光量調節裝置8 3如圖所示設置於框體外 之情況時’最好在裝置端側面施以相同之用以形成紫外線 吸收或反射膜用的塗布。 再者’上述調光裝置亦可採用以主客型液晶元件爲代 表的液晶元件。但是在主型材料中，可任意採用存在介電 率非等性向爲正的材料（正型）或負的材料（.負型），甚至於 色素材料亦可任意採用正型、負型雙色性染料分子。 【實施例】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下，請參照圖示，說明本發明較佳實施例。 對上述液晶元件（GH晶胞1 2)，針對採用氙燈且依任 意時間對液晶兀件照射紫外線者，就將紫外線遮斷膜6 5 · 設置在有效光路之光入射端者’與未使用紫外線遮斷膜 6 5者的二種條件進行比較。 第3圖所示係使用紫外線遮斷膜6 5的分光特性。 此所採用的紫外線遮斷膜係如下述規格者。其構造係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 576943 A7 B7 五、發明説明（17 ) 將Si〇2、Ti〇2及Al2〇3的三層重複16次而成膜。膜厚度 因爲平均單層厚度爲100A，總厚度1〇〇 Αχ 48層=4 8 00人 。此^外線遮斷0吴的安裝位置及方法，爲配合執行耐光試 驗，特別並未施行貼附等，而僅配置於GH晶胞的光入射 端。 然後，相關紫外照射後的二種樣品，測量施加電壓與 光吸收度間的關係並圖形化。結果如第4圖所示。 即’由第4圖之圖形中得知，當採用紫外線遮斷膜之 際（Α)，於施加電壓從2V上升至4V時，光吸收度急遽上 升，而從〇起到達無單位刻度約1 1 . 5，最後當施加電壓 上升至10V時，光吸收度則達無單位刻度約14.5。 但是，未採用紫外線遮斷膜的情況下（Β)，施加電壓 從2V上升至4V時，光吸收度將平穩的上升，無單位刻 度僅從〇上升至6，即便最後施加電壓上升至1 〇 V，光吸 收度僅達無單位刻度約9而已。 由此結果得知未採用紫外線遮斷膜者（Β)的光吸收效 果，十分小於採用紫外線遮斷膜者（Α)。由此可推測因爲 照射到紫外線，因此液晶組成物並未產生任何物性變化。 其次’相關紫外線遮斷膜的效果，就液晶組成物中所 含離子量的變化，比較檢討上述二種樣本。此離子量的測 量係採用變異電流測量法（K.〇no et.al.;jpn.. j. Appl. Phys.，3〇，1991，2 8 3 2)。採用紫外線遮斷膜時的結果，如第 5圖所示。未採用紫外線遮斷膜時的結果，如第6圖所示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Κ〗Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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依此的話，當使用了紫外線遮斷膜之情況時，電壓値 在約10V〜約-1〇v(或約_lov〜約ι〇ν)間進行變化之際， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 電流値除了極性反轉時，均顯示出50nA或-50nA的値， 且比較穩定。 由此可判定GH晶胞丨2中的雙色染料分子，因爲未 受紫外線照射，所以並未光分解或光劣化。 相反的’當未採用紫外線遮斷膜之情況時，電壓値在 約10V〜約-10V(或約-10V〜約1〇v)間進行變化之際，電 流値變得非常大’爲約i Ο Ο Ο n A或約_丨〇 〇 〇 η A，且整體描 繪出不穩定的扭曲變化曲線。 此可判定爲因紫外線照射而使GH晶胞中的雙色染料 分子被光劣化而離子化，導致離子量增加。 由此可認定，針對未採用紫外線遮斷膜的系統，受到 紫外線照射的結果將導致離子量增加，而液晶元件的可靠 性降低。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由以上結果得知，根據本發明將紫外線遮斷濾光材的 紫外線遮斷膜，配置爲較液晶元件更靠近光入射端的方式 ，便可降低液晶組成物的劣化，並可提升整體液晶元件的 可靠性。 接著，在如同上述GH晶胞12之相同構造的GH晶 胞8 2中，於液晶晶胞的玻璃基板上，形成s i 〇 2、T i 0 2及 A 1 2 〇 3的3層X重複1 6次的厚度約5 0 n m的層，所獲得吸 收特性，針對有無設置如由波長3 9 5 n m (穿透率〇 %)〜波 長44〇nm(穿透率100%)的紫外線吸收膜（或紫外線反射劑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -21 - 576943 A7 B7 五、發明説明（19) 所構成膜厚度爲5〜1 0 0 n m，所獲得反射特性如波長 3 9 5 n m (反射率 0 % )〜波長 4 4 0 n m (反射率 1 0 0 % )的反射膜 )8 6之情況，分別將其曝曬於紫外線中，觀察晶胞有無劣 化現象，經性能確認後，所獲得結果如下表中所示。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 576943 A7 — ____B7 五、發明説明（2〇) 【表1】 液晶晶胞 液晶之介電率向 異性（Δε) ’ 紫外線曝曬後的 性能 無紫外線吸收膜 (或反射膜） 正（正型） 有劣化* 無紫，外線吸收膜 (或反射膜） 負（負型） 有劣化* 有紫外線吸收膜 (或反射膜） 正（正型） 無劣化* * 有紫外線吸收膜 (或反射膜） 負（負型） 無劣化* * *有劣化：分光特性產生變化（試驗投入前後的比較） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) **無劣化：分光特性未產生變化（試驗投入前後的比較） 由此結果得知’不管液晶的介電率向異性，經曝_過 紫外線的材料將劣化，但是若設置紫外線吸收膜（或反射 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 膜）的話，即便曝曬於紫外線中，材料亦不致產生劣化的 現象。 以上’雖然g兌明了關於本發明的實施態樣及實施例， 但是上述例子可根據本發明的技術思想進行各種變化。 譬如液晶兀件或g周光裝置的構造或材晳、驅動機構、 驅動電路、控制電路之構造等，均可進行各種變化。此外 ，驅動波形不論矩形波、平台形波、Η角波、正弦波均可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -23- 576943 A7 B7 五、發明説明（21 ) 進行驅動，且配合二電極間的電位差而變化液晶分子斜率 ，便可控制透光率。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之調光裝置及攝影裝置，係適用於上述液晶光 學元件的驅動電極爲至少橫跨整個有效光穿透部區域而形 成之情況，藉由控制輸往此種驅動電極的驅動脈衝，便可 高精確度地進行橫跨整體有效光路範圍的穿透率的一元控 制。 此外，GH晶胞的構造，除如上述之外，亦可使用雙 層構造等GH晶胞。偏光板1 1相對於GH晶胞1 2位置， 雖設在透鏡前組1 5與透鏡後組1 6之間，但是其配置並無 限制，只要依照攝影透鏡的設定條件，配置於較佳位置即 可。即，未採用相位差膜等使偏光狀態產生變化的光學元 件之前提下，偏光板1 1譬如可在成像面1 7與透鏡後組 1 6之間，放置於被照射端或攝影元件端的任意位置處。 再者’偏光板1 1亦可配置於取代透鏡前組1 5或透鏡後組 16之單一透鏡（單透鏡）的前或後。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者，膜片葉片1 8，1 9並不僅限於二片，亦可使用更 多片數，反之亦可僅使用單片。此外，膜片葉片1 8 ,；! 9係 藉由朝上下方向移動而重疊，亦可朝其他方向移動，亦可 從周圍朝中央方向集中。 再者，偏光板1 1係貼附於膜片葉片1 8上，但亦可貼 附於膜片葉片1 9上。 再者’被攝物的變亮時，先藉由偏光板1 1的進出而 施行調光之後’再施行調光裝置2 3的光吸收，但是亦可 本紙張尺度刺中EI國家轉（CNS ) A4規格（210X2^^7 -24- 576943 A7 B7 五、發明説明（22) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 相反的先施行GH晶胞1 2之光吸收的調光。此情況下， 是在GH晶胞1 2的穿透率降低至特定値之後，再施行偏 光板1 1進出的調光。 再者，使偏光板1 1從有效光路20進出的機構’雖採 用機械式可變光圏，但是並不僅限於此。譬如亦可藉由將 貼附有偏光板11的薄膜直接設置於驅動馬達上，而使偏 光板U進行進出動作。 再者，在上述例子中，雖使偏光板1 1可在有效光路 2〇中自由進出，但是當然亦可固定於光路中的位置。 再者’本發明之調光裝置亦可搭配其他習知薄膜材（ .譬如：有機系電子材、液晶、電致發光材等）。 再者，本發明之調光裝置除使用於如上述的CCD相 機等攝影裝置的光學光圏之外，亦可廣泛的應用於各種光 學系統’譬如電子照相影印機或光通信機器等的光量調節 用等方面。此外，本發明的調光裝置除使用於光學光圈或 濾光材之外’亦可使用於顯示文字或影像之各種影像顯示 兀件方面上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者’就紫外線遮斷濾光材的分光特性，如第3圖所 示’顯示出紫外線區域與紅外線區域均有遮斷的分光特性 ’而在同時防止紫外線所致劣化及紅外線所致劣化之觀點 上是爲理想’但亦可僅遮斷紫外線區域。再者，遮斷波長 區域亦可作各種變化。 再者’上述紫外線吸收膜或反射膜，除在基板上成膜 之外’亦可將同樣的吸收構件或反射構件配置於光入射端 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ 210X 297公釐） -25- 576943 A7 B7 五、發明説明（23 。該等吸收膜（吸收材）或反射膜（反射材），除設於其中任 一方之外，亦可在雙方上均有層積，或依序配置。 【發明之作用效果】 若依照本發明，因爲在主客型液晶元件的光入射端， 設置至少吸收紫外線的濾光材，或至少反射紫外線的反射 材中之其中一種’故可大幅減少紫外線照射到主客型液晶 元件的量’藉此主客型液晶元件中的構成材料便不致被紫 夕卜線光分解或光劣化，可穩定且高效率地驅動液晶元件。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明實施態樣之搭配調光裝置的照相機系 統槪略剖面示意圖。 第2圖係同上述，含驅動電路的照相機系統方塊圖。 第3圖係本發明實施例之紫外線遮斷濾光材的分光特 性之一例圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) C· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的 電壓槪 間 與電理 壓 壓 加 原 電 電施作 力 加的動 施 施時的 與 的膜例 度時斷 一 收 膜遮之 吸 斷線置 光 遮 外 裝 之 線紫光 置 外用調 裝 紫採的 光 用未樣 調 使的態 ， ， 例。施 上 上 知圖實 同 同。 習係本 係 係圖係關係 圖。圖係圖的圖 4 形 5 關 6 間 7 第圖第的第流第 。 係 間電圖 關 流與略 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2j〇X297公釐） -26- 576943 A7 ______ B7 五、發明説明（24) 第8圖係同上，調光裝置之透光率與驅動施加電壓間 的關係圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第9圖係同上，採用液晶光學元件之調光裝置的槪略 側面圖。 第1 〇圖係同上’調光裝置之機械式可變光圏的正視 圖。 第11圖係同上，調光裝置之有效光路附近的機械式 可變光圏動作的槪略部分放大圖。 第1 2圖係同上，照相系統中的透光率控制的演算。 第1 3圖係本實施態樣之搭配光量調節裝置（調光裝置 )的攝影裝置槪略剖面示意圖。 第1 4圖係同，光量調節裝置的槪略剖面示意.圖。 第1 5圖係習知調光裝置的動作原理槪略圖。 第1 6圖係同上，調光裝置之透光率與驅動施加電壓 間的關係圖。 【元件編號說明】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 偏光板 2 GH晶胞 4 客型材料 5 入射光 11 偏光板 12 GH晶胞 13 主型材料 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 576943 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（25) 15 透鏡前組 16 透鏡後組 17 成像面 18 膜片葉片 19 膜片葉片 20 有效光路 22 開口部 2 3 調光裝置 50 CCD照相機 5 1 1組透鏡 5 2 2組透鏡（變焦用） 54 4組透鏡（對焦用） 5 5a 紅外線遮斷濾光材 5 5b 光學低通濾光器 5 5c CCD攝影元件 5 7 線性馬達 60 C C D驅動電路 6 1 Y/C信號處理部 6 2 GH晶胞驅動電路部 63 脈衝產生電路部 64 GH液晶驅動控制裝置 6 5 紫外線遮斷濾光材 66 光軸 75 固體攝影元件 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28- 576943 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（26 ) 8 1 a,8 1 b 基板 82 GH晶胞 82a, 82 b 防止光反射膜 83 光量調節裝置 84 間隔物（兼密封）材 85 液晶 86 紫外線吸收膜（或紫外線反射膜） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ^1. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -29-

Claims (1)

1. 576943

   六、申請專利範圍 Α8 Β8 修正替換本 C8 D8 私年㈣7曰 1 ·〜種調光裝置，其特徵在於具備有：調光用之主客 型液晶元件；以及設置於該液晶元件的光入射端，且至少 吸收紫外線的濾波材。 2. 如申請專利範圍第1項之調光裝置，其中該據波材 係由紫外線遮斷膜、紫外線遮斷被覆玻璃及紫外線吸收玻 璃中，至少選擇其中一種所成。 3. 如申請專利範圍第1項之調光裝置，其中該濾波材 係至少設置於與入射光之有效光路截面相同之區域上。 4. 如申請專利範圍第i項之調光裝置，其中在入射光 朝該液晶元件的有效光路中配置偏光板。 5. 如申請專利範圍第4項之調光裝置，其中該偏光板 可進出該有效光路。 請 先 閲 讀 背 面 之 注

   訂 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 6 .如申請專利範圍第1項之調光裝置，其中該液晶元 件係將負型或正型液晶設定爲主型，材料，並以正型或負型 雙色性染料爲客型材料的主客型液晶元件。 7 . —種攝影裝置，其特徵在於：在攝影系的光路中配 置由調光用主客型液晶元件所構成的調光裝置，並在該液 晶元件的光入射端上，具備至少吸收紫外線的濾波材。 8.如申請專利範圍第7項之攝影裝置，其中該濾波材 係由紫外線遮斷膜、紫外線遮斷被覆玻璃及紫外線吸收玻 璃中，至少選擇其中一種所成。 9 ·如申請專利範圍第7項之攝影裝置，其中該濾波材 係至少設置於與入射光之有效光路截面相同之區域上。 1 0 .如申請專利範圍第7項之攝影裝置，其中在入射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） -30- 576943 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 光朝該液晶元件的有效光路中配置偏光板。 ]1.如申請專利範圍第1 〇項之攝影裝置，其中該偏光 板可進出該有效光路。 1 2 .如申g靑專利範圍第7項之攝影裝置，其中該液晶 元件係將負型或正型液晶設定爲主型材料，並以正型或負 型雙色性染料爲客型材料的主客型液晶元件。 1 3 . —種調光裝置，其特徵在於：具備有調光用主客型 液晶元件，且在該液晶元件的光射入端上，至少設置有至 少吸收紫外線的濾波材、或至少反射紫外線的反射材中之 任何其中一種。 1 4 _如申請專利範圍第1 3項之調光裝置，其中該濾波 材係由紫外線遮斷膜、紫外線遮斷被覆玻璃及紫外線吸收 玻璃中，至少選擇其中一種所成。 1 5 ·如申請專利範圍第i 3項之調光裝置，其中該濾波 材係至少設置於與入射光之有效光路截面相同區域上。 1 6 .如申請專利範圍第1 3項之調光裝置，其中該液晶 元件係配置成裸露於裝置外面，且在該液晶元件的光入射 端配置該濾波材或反射材。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之調光裝置，其中該液晶 元件的側端面上亦設有該濾波材或反射材。 1 8 .如申請專利範圍第〗3項之調光裝置，其中該液晶 元件係將負型或正型液晶設定爲主型材料，並以正型或負 型雙色性染料爲客型材料的主客型液晶元件。 1 9 . 一種攝影裝置，其特徵在於：由調光用主客型液晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 絲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31 - 576943 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 3 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 元件所構成的調光裝置，配置於攝影系統的光路中，其中 在該液晶7C件光入射端上，至少設置有至少吸收紫外線的 濾波材、或反射紫外線的反射材中之其中至少一種。 20.如申請專利範圍第1 9項之攝影裝置，其中該濾波 材或反射材係由紫外線遮斷膜、紫外線反射膜、紫外線遮 斷玻璃、紫外線被覆玻璃、紫外線吸附坡璃、紫外線反射 玻璃中，至少選擇其中一種所成。 2 1 .如申請專利範圍第丨9項之攝影裝置，其中該濾波 材或反射材係至少設置於與入射光之有效光路截面相同之 區域上。 22 .如申請專利範圍第1 9項之攝影裝置，其中該液晶 元件係配置裸露於.·裝置外面，且在該液晶:元件的光入射端 配置該濾波材或反射材。 2 3.如申請專利範圍第22項之攝影裝置，其中該液晶 元件的側端面上亦設有該濾波材或反射材。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24 ·如申請專利範圍第i 9項之攝影裝置，其中該液晶 元件係將負型或正型液晶設定爲主型材料，並以正型或負 型雙色性染料爲客型材料的主客型液晶元件。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32 -