JPH0125934Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、外界の明るさに応じて光の透過率が
変化する調光メガネに関する。 従来、電気光学素子を用い、外界の明るさに応
じて光の透過率を変化させる調光メガネとして、
二枚の偏光板の間にPLZTや液晶などの電圧によ
つて旋光性が変化する物質を挿入したものや、酸
化還元反応によつて着消色するエレクトロクロミ
ツク物質を用いたものが考案されていた。しか
し、前者の場合は二枚の偏光板を必要とするもの
であるため、光を最も透過させる状態であつて
も、透過率がせいぜい50％程度しかなく、例えば
室内では暗すぎてよく見えないという問題が生
じ、一部の特殊な用途を除けば実用不能であつ
た。また後者の場合は、前者の場合のように偏光
板を必要としないため、レンズが明るくなるとい
う利点を有しているが、酸化還元反応を生じさせ
るために比較的大きな電流を流す必要があり、電
池容量の関係から携帯には不向きで実用的でなか
つた。 この欠点を除去するために、本考案者は実願昭
53−96714号（実開昭55−16526号明細書参照）に
おいて、二色性染料を添加してゲストホスト効果
をもたせた液晶を用いた調光メガネを提案した。
該実願昭53−96714号の考案は、第１図に示すよ
うに、基板となる２枚のレンズ１の内側表面に透
明電極２を形成し、スペーサ３を間にはさんで重
ね合わせて形成された空隙にネマチツク液晶４と
二色性染料５を封入したものであり、前記エレク
トロクロミツク物質を用いた場合と同様偏光板を
必要としないため、充分大きな最大透過率が得ら
れると共に、エレクトロクロミツク物質に比べて
消費電力がきわめて少なく、携帯性にすぐれてい
るという利点を有している。しかし、実開昭53−
96714号においては、ゲストホスト効果を有する
液晶の層が一層であるため、充分なコントラスト
比（最大透過率と最小透過率との比）が得られな
い。すなわち第１図に示すように、細長いネマチ
ツク液晶４の分子がレンズ１に平行になつた状態
が、二色性染料５が光を吸収して光をさえぎる状
態であるが、この時光吸収特性から直線偏光板と
同じ働きをするため、一部の光波成分はさえぎら
れるが、これと垂直な成分は素通りとなり、結果
として透過率があまり減少せず、コントラスト比
が低くなつて充分な防眩効果が得られないという
欠点があつた。 この欠点を解決する方法として、液晶層を二層
とする方法が考えられる。例えば、表示装置に関
する特開昭53−55047号公報には、正の誘電異方
性を有するネマチツク液晶に二色性染料を添加し
てゲストホスト効果をもたせた液晶層を二層と
し、かつ液晶の分子の方向が基板と平行になつた
状態において、第１層と第２層とで分子の方向が
互いに直角になるように構成することにより、き
わめて高いコントラスト比を得られることが記載
されている。しかし、このような構成の液晶素子
を調光メガネに転用した場合には、以下のような
問題を生ずる。 すなわち、正の誘電異方性を有するネマチツク
液晶は、電圧を印加した時に分子の方向が電圧の
印加方向に平行、すなわち基板に対して垂直にな
り、その時に透過率が最大となる。調光メガネ
は、通常は透過率が最大で、外界が明るい時にま
ぶしさを緩和するために透過率を最小にする必要
があるから、そのためには通常の状態では液晶層
が常に電圧を印加しなければならないことにな
る。しかし、調光メガネは、メガネとしての使用
状態から明らかな如く、できるだけ軽量であるこ
とが望まれることから、使用できる電源の容量に
大幅な制限を受けるため、上記のように常時電圧
を印加するような構成では、消費電力が著しく増
大し、調光メガネに用いることが可能な電源では
長時間の使用ができないという問題があり、さら
に駆動回路が故障した時などのように電圧の印加
が停止した場合には、視野が不意に暗くなつてし
まい、例えば夜間に車を運転しているような時に
は、重大な事故を起こしかねないという致命的な
欠点も有している。 本考案は、このような従来の欠点を解消するた
めになされたものであり、負の誘電異方性を有す
るネマチツク液晶に二色染料を添加してゲストホ
スト効果をもたせた液晶層をそれぞれ液晶層に接
する表面に透明電極を形成した少なくとも３枚の
レンズ基材によつて二層に形成し、かつレンズ基
板の表面に、電圧が印加されない状態では液晶の
分子の方向をレンズ基板に対して垂直な方向に
し、電圧が印加された状態ではレンズ基板に平行
でかつ第１層と第２層とで互いに直角な方向にす
る配向処理を施したことを特徴とするものであ
る。 このような構成とすることにより、光を吸収す
る状態では、二色性染料の分子の方向もネマチツ
ク液晶の分子の方向に従つて互いに直角になるた
め、第１の層に入射した光は二色性染料１０によ
り、図の面に平行な方向の光波成分が吸収されて
直線偏光となるが、次に第２の層の二色性染料１
２によつて第１の層を通過した図の面に垂直な方
向の光波成分が吸収されるので、従来に比べて光
の透過率が大幅に減少する。光の通過させる状態
ではすべての分子がレンズ６および中間レンズ１
３に対して垂直になるので、従来の液晶層が一層
の場合に比べれば若干劣るが、実用上充分な明る
さの最大透過率が得られる。 なお、液晶層の数を三層以上にしても、単に最
大透過率が減少して暗くなるだけで、光の吸収性
すなわち最小透過率はほとんど変化しない。した
がつて最大透過率が減少した分コントラスト比も
低下し、かつコストも増加するので、液晶層は二
層が最適であつた。 また、液晶層へ電圧を印加して光の透過率を変
化させる方法としては、 (1) 太陽電池を電源と外界の明るさを検出するフ
オトセルに兼用し、明るさに応じて透明電極に
電圧を供給する方法。 (2) 太陽電池と小型電池を組み合わせ、電池交換
を不要とする方法。 等がある。 以下実施例に基づいて詳述する。 第２図に示すように、無機ガラスで曲率半径70
mm、厚みが1.5mmのレンズ基板６を２枚作り、液
晶層と接する内側表面に酸化インジウムの透明電
極７を形成した。また、同じく無機ガラスで曲率
半径70mm、厚みが0.5mmの中間レンズ基材１３を
作り、両側に透明電極７を形成した。ポリエステ
ルフイルムのスペース８を用いて、約10μの２つ
の空隙を形成し、それぞれの空隙に負の誘電異方
性を有するエステル系ネマチツク液晶９，１１
と、商品名GR−No.17（日光感光色素社製）の紫
色二色性染料１０，１２を封入した。この場合は
垂直配向処理と斜め蒸着配向処理を透明電極７の
表面に施すことにより、電圧を印加しない状態で
は分子がレンズ基材６と中間レンズ基材１３に対
して垂直な方向に配列して光を透過し、電圧を印
加すると分子はレンズ基材６と中間レンズ基材１
３に平行でかつ互いに直角な方向に配列して光を
吸収する。二色性染料の添加量を、それぞれ
0.12wt％，0.20wt％とし、この状態で5Vの電圧
をON−OFFしながら可視域の平均透過率を測定
したところ、下表のようになつた。

【表】 以上から明らかなように、本考案はゲストホス
ト効果を有する液晶の層の二層とし、かつ各層の
ネマチツク液晶と二色性染料の分子の方向が、電
圧を印加した状態で互いに直角になるように配向
処理を施したので、実用上充分な明るさの最大透
過率を有すると共に、充分な防眩効果が得られる
コントラスト比を有する調光メガネを提供し得る
ものであり、かつ負の誘電異方性を有するネマチ
ツク液晶を用い、電圧を印加しない状態ではレン
ズ基材に対して垂直な方向に配列するように配向
処理を施したので、電圧を印加しない状態で最大
の透過率が得られるため、故障や電池寿命などに
よつて突然電圧が印加されなくなつても、重大な
事故につながるようなトラブルが生ずる危険もな
く、また、必要な時だけ電圧を印加すれば良いた
め、電池容量がきわめて少なくて済み、あるいは
太陽電池のみでの駆動も可能となるため、非常に
軽量な調光メガネが実現できるなど、多大の実用
効果を有するものである。 なお、実施例においては、レンズ基材６および
中間レンズ基材１３を無機ガラスで構成したが、
軽量化のためにプラスチツク素材を用いても良
い。またレンズに屈折力を加えて度付きサングラ
スとしても、本考案の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の調光メガネの構成を示す図で
ある。第２図は、本考案の調光メガネの構成を示
す図である。 ６……レンズ基材、７……透明電極、８……ス
ペーサ、９，１１……ネマチツク液晶、１０，１
２……二色性染料、１３……中間レンズ基材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ネマチツク液晶に二色性染料を添加してゲスト
   ホスト効果をもたせた液晶層に電圧を印加するこ
   とにより光の透過率を変化させる調光メガネにお
   いて、前記液晶層と接するそれぞれの表面に透明
   電極を形成した少なくとも３枚のレンズ基板をス
   ペーサーを介して重ね合わせることにより第１お
   よび第２の空隙を形成し、前記各空隙に負の誘電
   異方性を有するネマチツク液晶と二色性染料を封
   入すると共に、前記透明電極を形成したそれぞれ
   の表面に、電圧が印加されない状態では前記液晶
   の分子を前記表面に垂直な方向に配向させ、電圧
   が印加された状態では前記表面に平行でかつ前記
   第１の空隙と第２の空隙とで互いに直角な方向に
   配向させる配向処理を施したことを特徴とする調
   光メガネ。