JPH0365924A - 光学素子 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、液晶を用いた光学素子に関し、複写機、レー
ザプリンタ等の光学系あるいはカメラの光路切換機構に
利用できる。

〈従来技術〉 従来、例えば、−眼レフカメラのファインダーとシャッ
ターへの光路切換えのため、移動可能なミラーが設けら
れ、必要に応じて透過と反射を切換えるには、機械的に
ミラーを移動させることで行なわれている。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 しかしながら、上記従来技術では、ミラーの移動機構は
複雑なものとなり、切換動作が遅く、また動作の際に大
きな駆動力を要するといった問題がある。

本発明は、上記に鑑み、光路の切換えを簡単な構造で、
しかも高速に行うことができる光学素子の提供を目的と
する。

〈　課題を解決するための手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１．２図の如く、液晶
１と、該液晶ｌを挟み偏光面が直交する第一偏光板２お
よび第二偏光板３とからなる光学素子において、前記第
一偏光板２の外面に一定間隔をおいて複数の反射体４が
設けられ、前記第二偏光板３の内面に、各反射体４に対
向して透過用透明電極５と、前記第一偏光板２の内面の
うち反射体４以外の透過面６に対向して反射用透明電極
７とが設けられ、前記透過用透明電極５または反射用透
明電極７に電圧を加えることにより光の反射と透過とが
切換自在にされたものである。

〈作用〉 上記課題解決手段において、透過用透明電極５のみに電
圧をかけると、第２図（ａ）の如く、液晶ｌに偏光面を
回転させない整列部が反射体４の前面に形成され、直交
する偏光面を有する第二偏光板３を透過できず、反射体
４で反射される光はなく、液晶ｌにより偏光面が９０°
回転し平行となった光は第二偏光板３を透過し、透過面
６より透過光が得られる。

また、反射用透明電極７のみに電圧をかけると、第２図
（ｂ）の如く、同様に透過面６の前面に整列部が形成さ
れ、透過面６を通過する光はなく、光は反射体４に到達
して反射される。

この光学素子を、第３図の如く、光学系の走査往路と復
路の両方向で複写を行なうことができる複写機に利用す
れば、コンパクトな光学系が構成できる。

すなわち、第３，４図中１４で示す第二ミラー１６で示
すＥミラーに本発明に係る光学素子を使用すれば、倒立
レンズ系の光２０を第２図（ａ）の如く透過させ、正立
レンズ系の光２Ｉを第２図（ｂ）の如く反射させ、−枚
の光学素子により２種類の光路を形成できる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の光学素子の断面図、第２図（ａ）　（ｂ）
はその作動状態を示す図、第３図は本発明の光学素子を
適用した複写機の光学系の眠略図、第４図は第３図にお
けるＡ−Ａ断面図、第５図は第４図におけるＢ−Ｂ断面
図、第６図は第４図におけるＣ−Ｃ断面図である。

本発明の光学素子は、第１．２図の如く、ツイスト構造
により電界がないとき透過光の偏光面を９０’回転させ
る液晶ｌと、該液晶１を挟む透明ガラス２　ｂ、　３　
ｂの外面に偏光フィルタ２　ａ、　３　ａを設けた第一
偏光板２および第二偏光板３とからなり、前記第一偏光
板２の外面に二定間隔をおいて複数の反射体４が設けら
れ、前記第二偏光板３の内面に、各反射体４に対向して
透過用透明電極５と、前記第一偏光板２の内面のうち反
射体４以外の透過面６に対向して反射用透明電極７とが
設けられ、前記透過用透明電極５または反射用透明電極
７に電圧を加えることにより光の反射と透過とが切換自
在にされたものである。

前記反射体４は、アルミニウムを第一偏光板２にストラ
イブ状に蒸着したアルミニウム膜で、第一偏光板２の外
面にストライブ状の反射面を形成している。そして、第
一偏光板２の内面にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　　Ｔｉｎ
　　０ｘｉｄｅ）製の共通透明電極８が設けられている
。

前記透過用透明電極５および反射用透明電極７は、ＩＴ
Ｏ製の透明電極で、透過用透明電極５に対して第一リー
ド線９、反射用透明電極７に対して第二リード線ｌＯが
それぞれ接続°されており、各リード線９．ＩＯは電源
（図示せず）と接続されている。

そして、前記第一偏光板２と第二偏光板３は、お互いの
透明電極を有する面同士が所定間隔を保ち、かつその偏
光面が直交する様に対向して配置され、電極間に液晶ｌ
が充填されることで光学素子が構成されている。

上記構成において、まず、光学素子の作用を説明する一
０透過用透明電極５のみに電圧をかけると第２図（ａ）
の如く、電界の作用により液晶ｌは電界方向（電極面に
垂直な方向）に整列され、偏光面が回転しない整列部１
ａが反射体４の前面に形成される。そのため、第一偏光
板２の透過光は偏光面が直交する第二偏光板３を透過で
きず、反射体４に到達して反射される光はなく、電界の
かからない液晶部はツイスト構造により偏光面を９０’
回転させ、第二偏光板３に到達する光の偏光面が平行と
なり、透過面６を通って第一偏光板２から光が透過する
。

また、反射用透明電極７のみに電圧をかけると、第２図
（ｂ）の如く、同様に透過面６の前面に整列部ｔａが形
成され、透過面６を通過する光はなく、光は反射体４に
到達して反射される。第二偏光板３を透過した反射光は
、更に液晶１により９０゜回転し、第一偏光板２と平行
となり、反射光が得られる。

次に、本発明の光学素子を適用した複写機について説明
する。この複写機は、光学系を切換えることで往路と復
路の両方向で複写か可能となり、複写速度の向上を図る
ためのものであって、これを、実現するため、反射ミラ
ー等を搭載した２個のミラーベースを速度比２：ｌで走
査露光させる。

そして、その光学系は、第３図の如く、倒立像を結電さ
せるレンズｌｌと、該レンズ１１の像を１８０゛回転さ
せるミラーユニット１２と、複写機本体に固定された第
一ミラー１３および本発明光学素子を用いた第二ミラー
１４とから構成され、該第−ミラー１３および第二ミラ
ー１４の反射方向に感光体ドラム１５が配されている。

前記ミラーユニット１２は、本発明光学素子を用いたＥ
ミラー１６、Ｆミラー１７、Ｇミラー１８、Ｈミラー■
９の４個の４５°ミラーからなっている。このミラーユ
ニット１２での光路を第４図に基づいて説明する。ここ
で、Ｘ方向は紙面の裏から表へ向かう方向で、Ｙおよび
Ｘ方向は図示の通りとする。レンズ１１を通過してＸ方
向に向かう光は、Ｅミラー１６に入力され、Ｅミラー１
６により−ＹＸ方向反射され、Ｆミラー１７により−Ｚ
Ｘ方向反射され、Ｇミラー１８によりＸ方向に反射され
、Ｈミラー１９によりＸ方向に反射されて第二ミラー１
４の方向に出力される。

ここで、前記第二ミラー１４およびＥミラー１６に本発
明の光学素子が用いられており、これを用いると次のよ
うに動作する。

すなわち、往路走査時には、Ｅミラー１６および第二ミ
ラー１４の透過用透明電極５を駆動する。

そうすると、レンズ１１からの光は第２図（ａ）の如く
、Ｅミラー■６の透過面６を透過することになり、その
後、第一ミラー１３で反射され、第二ミラー１４でも同
様にを透過し、倒立レンズ系光路２０が形成され、ドラ
ム１５上に倒立像を形成させる。

また、復路走査時には、Ｅミラー１６および第二ミラー
１４の反射用透明電極７を駆動する。そうすると、レン
ズ１１からの光は、第２図（ｂ）の如く、Ｅミラー１６
で反射してミラーユニット１２を通って、光像が１８０
°回転して出力され、第二ミラー１４で反射されるとい
う正立レンズ系光路２１が形成され、ドラム１５上に正
立像を形成させる。

このとき、第二ミラー１４は、ミラーユニット１２の光
路長の増加分を補正するため、第一ミラ−１３よりもミ
ラーユニット１２寄りの位置に配置されている。

このように、ドラム１５上に倒立像あるいは正立像を切
換えて記録できるため、往復複写を可能なものにできる
。

なお、反射体４のストライブを走査方向と直交するよう
に設けることにより、ストライブ状の光像は平均化して
正常な潜像が得られる。

また、本発明の光学素子を一眼レフカメラに応用した他
の実施例を第７図に示す。第７図は他の実施例を示す一
眼レフカメラにおける光学系の概略図である。

本実施例のカメラの光学系は、図示の如く、凸レンズ１
２と、本発明の光学素子を用いたミラー２３と、該ミラ
ー２３で反射された光をファインダーへ導く反射ミラー
２４と、シャッター２５とからなる。

そして、前記ミラー２３は、凸レンズ２２からの出力光
の光路をファインダー側とシャッター２５側へと切換え
るものである。すなわち、透過用透明電極５の駆動によ
り光は、ミラー２３を透過してシャッター２５へ導かれ
、反射用透明電極７の駆動により光は、ミラー２３で反
射されてファインダーへと導かれる。

したがって、本発明による光学素子は、液晶により光の
透過、反射を切換えることができ、簡単な構造で光路の
切換が高速に行なうことができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

例えば、本実施例の複写機やカメラに限らず、他の光路
の切換え必要とするものに応用してもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、液晶を
挟み偏光面が直交する第一偏光板および第二偏光板とか
らなる光学素子において、前記第一偏光板の外面に一定
間隔をおいて複数の反射体が設けられ、前記第二偏光板
の内面に、各反射体に対向して透過用透明電極と、前記
第一偏光板の外面のうち反射体以外の透過面に対向して
反射用透明電極とが設けられ、前記透過用透明電極また
は反射用透明電極に電圧を加えると、液晶の配列が変化
することにより光の反射と透過とが切換自在となり、簡
単な構造で光路の切換を高速に行なうことができるとい
った優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学素子の断面図、第２図（ａ）（ｂ
）はその作動状態を示す図、第３図は本発明の光学素子
を適用した複写機の光学系の概略図、第４図は第３図に
おけるＡ−Ａ断面図、第５図は第４図におけるＢ−Ｂ断
面図、第６図は第４図におけるＣ−Ｃ断面図である。 ｌ：液晶、２：第一偏光板、３：第二偏光板、４：反射
体、５：透過用透明電極、６：透過面、７：反射用透明
電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶と、該液晶を挟む第一偏光板および第二偏光板とか
   らなる光学素子において、前記第一偏光板の外面に一定
   間隔をおいて複数の反射体が設けられ、前記第二偏光板
   の内面に、各反射体に対向して透過用透明電極と、前記
   第一偏光板の外面のうち反射体以外の透過面に対向して
   反射用透明電極とが設けられ、前記透過用透明電極また
   は反射用透明電極に電圧を加えることにより光の反射と
   透過とが切換自在にされたことを特徴とする光学素子。