JPH08152602A - 液晶光素子の駆動装置 - Google Patents
液晶光素子の駆動装置Info
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- JPH08152602A JPH08152602A JP29320194A JP29320194A JPH08152602A JP H08152602 A JPH08152602 A JP H08152602A JP 29320194 A JP29320194 A JP 29320194A JP 29320194 A JP29320194 A JP 29320194A JP H08152602 A JPH08152602 A JP H08152602A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置全体の大型化を招くことなく、また出力
側で光を分岐することなく、温度変化があっても選択波
長の安定化を図る。 【構成】 液晶エタロン１は、駆動回路１１により電圧
制御を受けることで液晶５の屈折率が変化し、これによ
り光源９からの光は、液晶エタロン１に対して特定の波
長が選択して透過する。ＣＰＵ１７は、温度センサ１５
が検出した液晶エタロン１の周辺の温度と、波長設定入
力部１３から入力した選択波長とを入力値とし、温度特
性を数式化した計算式に基づいて、駆動回路１１による
液晶エタロン１に対する駆動（印加）電圧を演算する。
側で光を分岐することなく、温度変化があっても選択波
長の安定化を図る。 【構成】 液晶エタロン１は、駆動回路１１により電圧
制御を受けることで液晶５の屈折率が変化し、これによ
り光源９からの光は、液晶エタロン１に対して特定の波
長が選択して透過する。ＣＰＵ１７は、温度センサ１５
が検出した液晶エタロン１の周辺の温度と、波長設定入
力部１３から入力した選択波長とを入力値とし、温度特
性を数式化した計算式に基づいて、駆動回路１１による
液晶エタロン１に対する駆動（印加）電圧を演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一対の基板間に液晶
が封入されて波長選択フィルタとして使用する液晶光素
子の駆動装置に関する。
が封入されて波長選択フィルタとして使用する液晶光素
子の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長選択フィルタとして使用される液晶
光素子として液晶エタロンがある。液晶エタロンは、内
面に反射膜を設けた一対の透光性（ガラス）基板を、相
互間に液晶を封入して一定の間隔を保持した状態で配置
して重ね合わせた構造のもので、これに光が入射する
と、両基板の反射膜により入射光の反射が繰り返され、
位相が合った特定の波長のみがこの光素子を選択的に透
過する。
光素子として液晶エタロンがある。液晶エタロンは、内
面に反射膜を設けた一対の透光性（ガラス）基板を、相
互間に液晶を封入して一定の間隔を保持した状態で配置
して重ね合わせた構造のもので、これに光が入射する
と、両基板の反射膜により入射光の反射が繰り返され、
位相が合った特定の波長のみがこの光素子を選択的に透
過する。
【０００３】液晶エタロンを透過する波長λは、 λ＝２ｎｄ／ｍ （１） の基本式で表される。
【０００４】但し、ｎ：透光性基板間に配置する液晶の
屈折率 ｄ：透光性基板相互間のギャップ長 ｍ：反射の次数（正の整数） 上記液晶エタロンにおける一対の透光性基板に透明電極
を設け、この透明電極を介し液晶に対して電圧制御する
ことで、液晶の複屈折性により、液晶の屈折率ｎを変え
ることができ、エタロンを透過する光の波長が電圧によ
り選択可能となる。
屈折率 ｄ：透光性基板相互間のギャップ長 ｍ：反射の次数（正の整数） 上記液晶エタロンにおける一対の透光性基板に透明電極
を設け、この透明電極を介し液晶に対して電圧制御する
ことで、液晶の複屈折性により、液晶の屈折率ｎを変え
ることができ、エタロンを透過する光の波長が電圧によ
り選択可能となる。
【０００５】ところが、液晶の屈折率は、温度依存性が
大きいため、周囲温度の変動により透過波長ピークがず
れ、選択する透過波長が不安定となるという問題があ
る。
大きいため、周囲温度の変動により透過波長ピークがず
れ、選択する透過波長が不安定となるという問題があ
る。
【０００６】このため従来では、上記問題の解消を図る
目的で、大磯義孝他；１９９２年電子情報通信学会秋季
大会Ｃ−２４８「可変波長フィルタの波長選択安定化」
では、ペルチェ素子や波長追従回路で、またＵＳＰ
５１１３２７５やJ.S.Patel他;J.Appl.Phys.71(5),1 Ma
rch 1992 では、位相検出で、それぞれ選択波長の安
定化を図っている。また、特開平５−２４０７０９号公
報では、従来例としてファブリーペローエタロンを含
む波長測定装置を、気密室内に封入し、この内部雰囲気
に対して温度制御および圧力制御を行うようにしたもの
がある。
目的で、大磯義孝他；１９９２年電子情報通信学会秋季
大会Ｃ−２４８「可変波長フィルタの波長選択安定化」
では、ペルチェ素子や波長追従回路で、またＵＳＰ
５１１３２７５やJ.S.Patel他;J.Appl.Phys.71(5),1 Ma
rch 1992 では、位相検出で、それぞれ選択波長の安
定化を図っている。また、特開平５−２４０７０９号公
報では、従来例としてファブリーペローエタロンを含
む波長測定装置を、気密室内に封入し、この内部雰囲気
に対して温度制御および圧力制御を行うようにしたもの
がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、のペ
ルチェ素子の場合は、放熱構造を設ける必要から素子全
体が大きくなるという問題があり、またの波長追従方
式やの位相検出方式では、出力側で光を分岐するた
め、主経路の光量が減少し、充分な光量を得るにはより
高出力の光源が要求されて、多くの消費電力量が必要と
なるなどコスト高を招く。波長測定装置を気密室内に封
入するというについては、気密室内の温度および圧力
を一定に維持するための制御装置を設置する必要があっ
て装置が大掛かりかつ複雑になるという問題がある。
ルチェ素子の場合は、放熱構造を設ける必要から素子全
体が大きくなるという問題があり、またの波長追従方
式やの位相検出方式では、出力側で光を分岐するた
め、主経路の光量が減少し、充分な光量を得るにはより
高出力の光源が要求されて、多くの消費電力量が必要と
なるなどコスト高を招く。波長測定装置を気密室内に封
入するというについては、気密室内の温度および圧力
を一定に維持するための制御装置を設置する必要があっ
て装置が大掛かりかつ複雑になるという問題がある。
【０００８】そこで、この発明は、装置全体の大型化を
招くことなく、また出力側で光を分岐することなく、温
度変化があっても選択する透過波長の安定化を図ること
を目的としている。
招くことなく、また出力側で光を分岐することなく、温
度変化があっても選択する透過波長の安定化を図ること
を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、一対の基板間に封入された液晶に対し
て印加される電圧により、前記液晶の屈折率が変化して
透過する光の波長が変化する液晶光素子と、この液晶光
素子の周囲温度を検出する温度検出手段と、この温度検
出手段が検出した温度およびあらかじめ設定した透過波
長に基づいて前記液晶に印加する電圧値を演算する演算
手段と、この演算手段が演算した電圧値により前記液晶
に電圧を印加する駆動手段とを備えた構成としてある。
に、この発明は、一対の基板間に封入された液晶に対し
て印加される電圧により、前記液晶の屈折率が変化して
透過する光の波長が変化する液晶光素子と、この液晶光
素子の周囲温度を検出する温度検出手段と、この温度検
出手段が検出した温度およびあらかじめ設定した透過波
長に基づいて前記液晶に印加する電圧値を演算する演算
手段と、この演算手段が演算した電圧値により前記液晶
に電圧を印加する駆動手段とを備えた構成としてある。
【００１０】
【作用】このような構成の液晶光素子の駆動装置によれ
ば、温度検出手段が検出した周囲温度と、あらかじめ設
定した透過波長とにより、演算手段が液晶に印加する電
圧値を演算し、この演算値による電圧が駆動手段により
液晶に印加される。
ば、温度検出手段が検出した周囲温度と、あらかじめ設
定した透過波長とにより、演算手段が液晶に印加する電
圧値を演算し、この演算値による電圧が駆動手段により
液晶に印加される。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。
する。
【００１２】図１は、この発明の一実施例を示す液晶光
素子の駆動装置の全体構成を示すブロック図である。液
晶光素子である液晶エタロン１は、一対の透光性基板で
ある例えばガラス基板３間に、液晶５が周辺のシール材
７により封止されて充填されている。この液晶エタロン
１に対し、光源９から発せられる光は、両基板３の内面
に設けた反射膜により入射光の反射が繰り返され、位相
が合った特定の波長、つまり前述した式（１）の波長の
みが選択的に透過する。
素子の駆動装置の全体構成を示すブロック図である。液
晶光素子である液晶エタロン１は、一対の透光性基板で
ある例えばガラス基板３間に、液晶５が周辺のシール材
７により封止されて充填されている。この液晶エタロン
１に対し、光源９から発せられる光は、両基板３の内面
に設けた反射膜により入射光の反射が繰り返され、位相
が合った特定の波長、つまり前述した式（１）の波長の
みが選択的に透過する。
【００１３】駆動回路１１は、一対の透光性基板３それ
ぞれに設けた一対の透明電極を介して液晶５に電圧を印
加する駆動手段を構成しており、液晶５は電圧が印加さ
れることで屈折率が変化する。波長設定入力部１３は、
液晶エタロン１を選択的に透過させる波長を入力するも
ので、温度センサ１５は、液晶エタロン１の周辺温度を
検出する温度検出手段として機能する。波長設定入力部
１３から入力された波長および温度センサ１５が検出し
た温度の各信号は、ＣＰＵ１７に入力され、ＣＰＵ１７
は、これら各入力信号を基に、内蔵する演算手段により
後述する計算式を用いて電圧値を演算し、演算した電圧
値により駆動回路１１が液晶５に電圧を印加する。
ぞれに設けた一対の透明電極を介して液晶５に電圧を印
加する駆動手段を構成しており、液晶５は電圧が印加さ
れることで屈折率が変化する。波長設定入力部１３は、
液晶エタロン１を選択的に透過させる波長を入力するも
ので、温度センサ１５は、液晶エタロン１の周辺温度を
検出する温度検出手段として機能する。波長設定入力部
１３から入力された波長および温度センサ１５が検出し
た温度の各信号は、ＣＰＵ１７に入力され、ＣＰＵ１７
は、これら各入力信号を基に、内蔵する演算手段により
後述する計算式を用いて電圧値を演算し、演算した電圧
値により駆動回路１１が液晶５に電圧を印加する。
【００１４】上記計算式は、液晶エタロン１に対し温度
補償を行うべく温度特性を数式化し、印加電圧を波長、
周囲温度の関数として表したもので、以下にこの計算式
を導く方法を説明する。
補償を行うべく温度特性を数式化し、印加電圧を波長、
周囲温度の関数として表したもので、以下にこの計算式
を導く方法を説明する。
【００１５】図２は、液晶エタロン１における電圧−波
長特性の温度依存性を示している。横軸が印加電圧
（Ｖ）、縦軸が波長（ｎｍ）であり、周囲温度は０℃〜
５５℃までを５℃毎、１２通りについて示している。図
３は、説明を容易にするため、上記図２において、ある
特定の温度に対する電圧−波長特性を抜き出したもの
で、ここでの波長選択範囲Ｈにおいて、液晶エタロン１
を駆動すると、電圧と波長との関係は、次の（２）式の
ように近似できる。
長特性の温度依存性を示している。横軸が印加電圧
（Ｖ）、縦軸が波長（ｎｍ）であり、周囲温度は０℃〜
５５℃までを５℃毎、１２通りについて示している。図
３は、説明を容易にするため、上記図２において、ある
特定の温度に対する電圧−波長特性を抜き出したもの
で、ここでの波長選択範囲Ｈにおいて、液晶エタロン１
を駆動すると、電圧と波長との関係は、次の（２）式の
ように近似できる。
【００１６】Ｖ＝Ａλα （２） 但し、Ａ，αは定数 また、図２から温度変化に対して波長特性がほぼ平行移
動していることがわかる。これは、一定の電圧下におい
て温度Ｔと波長λとは、図４に示したように、直線に近
似できることを意味している。この直線近似式を、次の
（３）式に示す。
動していることがわかる。これは、一定の電圧下におい
て温度Ｔと波長λとは、図４に示したように、直線に近
似できることを意味している。この直線近似式を、次の
（３）式に示す。
【００１７】 λ＝λ0 −ｋ（Ｔ0 −Ｔ） （３） 但し、λ0 ：基準波長（初期に設定する透過波長、例え
ば１５５０ｎｍ） Ｔ0 ：基準温度（初期の周囲温度、例えば２０℃） ｋ： 定数 上記（２）式および（３）式により、 Ｖ＝Ａ｛λ0 −ｋ（Ｔ0 −Ｔ）｝α （４） が導き出せる。
ば１５５０ｎｍ） Ｔ0 ：基準温度（初期の周囲温度、例えば２０℃） ｋ： 定数 上記（２）式および（３）式により、 Ｖ＝Ａ｛λ0 −ｋ（Ｔ0 −Ｔ）｝α （４） が導き出せる。
【００１８】定数Ａ，αおよびｋは、使用する液晶５に
より決まる値であり、例えば、メルク（Merck ）社製の
液晶Ｅ７の場合には、 Ａ＝５．５８２×１０52，α＝−１６．３５８，ｋ＝
０．５ となる。
より決まる値であり、例えば、メルク（Merck ）社製の
液晶Ｅ７の場合には、 Ａ＝５．５８２×１０52，α＝−１６．３５８，ｋ＝
０．５ となる。
【００１９】上記式（４）は、温度Ｔが変動しても、駆
動（印加）電圧を制御すれば、選択波長λを一定に保持
して安定化を達成できることを意味している。このよう
な式（４）および定数Ａ，α，ｋを基に制御プログラム
を作成して前記図１に示したＣＰＵ１７のＲＯＭに格納
し、さらに温度センサ１５が検出した温度Ｔおよび、波
長設定入力部１３で入力した初期設定波長λ0 がＣＰＵ
１７に入力されることで、ＣＰＵ１７に含まれる演算手
段が駆動（印加）電圧Ｖを算出することになる。この算
出した駆動電圧Ｖに基づき、駆動回路１１が液晶エタロ
ン１を駆動する。
動（印加）電圧を制御すれば、選択波長λを一定に保持
して安定化を達成できることを意味している。このよう
な式（４）および定数Ａ，α，ｋを基に制御プログラム
を作成して前記図１に示したＣＰＵ１７のＲＯＭに格納
し、さらに温度センサ１５が検出した温度Ｔおよび、波
長設定入力部１３で入力した初期設定波長λ0 がＣＰＵ
１７に入力されることで、ＣＰＵ１７に含まれる演算手
段が駆動（印加）電圧Ｖを算出することになる。この算
出した駆動電圧Ｖに基づき、駆動回路１１が液晶エタロ
ン１を駆動する。
【００２０】これにより、温度Ｔに対する波長λの特性
は、図５に示すように、ほぼ一定となり、図４に示した
温度補償前の温度−波長特性に比べてかなりの改善が確
認され、格段の性能向上が達成されていることがわか
る。
は、図５に示すように、ほぼ一定となり、図４に示した
温度補償前の温度−波長特性に比べてかなりの改善が確
認され、格段の性能向上が達成されていることがわか
る。
【００２１】このような性能向上は、従来のペルチェ素
子と異なり放熱構造が不要なため、小型であり、また波
長追従方式や位相検出方式とも異なり出力側での光の分
岐が不要なため、光源出力の制約が少なく、かつ光損失
も少なく、実装構造上も簡単な、温度に対して安定な液
晶エタロンの実現が可能となる。
子と異なり放熱構造が不要なため、小型であり、また波
長追従方式や位相検出方式とも異なり出力側での光の分
岐が不要なため、光源出力の制約が少なく、かつ光損失
も少なく、実装構造上も簡単な、温度に対して安定な液
晶エタロンの実現が可能となる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、液晶に印加する電圧を、液晶光素子の周囲温度と
あらかじめ設定した透過波長とにより演算し、この演算
された電圧値により液晶に電圧を印加することで、温度
変化に対する透過波長の変化を少なく抑えることができ
る。
れば、液晶に印加する電圧を、液晶光素子の周囲温度と
あらかじめ設定した透過波長とにより演算し、この演算
された電圧値により液晶に電圧を印加することで、温度
変化に対する透過波長の変化を少なく抑えることができ
る。
【図１】この発明の一実施例を示す液晶エタロンの駆動
装置の全体構成を示すブロック図である。
装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】液晶エタロンの温度により異なる電圧−波長特
性図である。
性図である。
【図３】図２におけるある特定の温度における電圧−波
長特性図である。
長特性図である。
【図４】温度補償を行わない場合の温度−波長特性図で
ある。
ある。
【図５】図１の駆動装置により温度補償を行った場合の
温度−波長特性図である。
温度−波長特性図である。
１ 液晶エタロン（液晶光素子） ３ ガラス基板（透光性基板） ５ 液晶 １１ 駆動回路（駆動手段） １５ 温度センサ（温度検出手段） １７ ＣＰＵ（演算手段）
Claims (2)
- 【請求項１】 一対の基板間に封入された液晶に対して
印加される電圧により、前記液晶の屈折率が変化して透
過する光の波長が変化する液晶光素子と、この液晶光素
子の周囲温度を検出する温度検出手段と、この温度検出
手段が検出した温度およびあらかじめ設定した透過波長
に基づいて前記液晶に印加する電圧値を演算する演算手
段と、この演算手段が演算した電圧値により前記液晶に
電圧を印加する駆動手段とを備えたことを特徴とする液
晶光素子の駆動装置。 - 【請求項２】 演算手段は、次式を基に電圧値Ｖを演算
することを特徴とする請求項１記載の液晶光素子の駆動
装置。 Ｖ＝Ａ｛λ0 −ｋ（Ｔ0 −Ｔ）｝α 但し、Ｔ：温度検出手段の検出温度 Ａ，α，ｋ：定数 λ0 ：基準波長（初期に設定する透過波長） Ｔ0 ：基準温度（周囲温度の初期値）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29320194A JPH08152602A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 液晶光素子の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29320194A JPH08152602A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 液晶光素子の駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152602A true JPH08152602A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17791737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29320194A Pending JPH08152602A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 液晶光素子の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08152602A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012111569A1 (ja) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | 空間光変調装置および空間光変調方法 |
| WO2012111570A1 (ja) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | 空間光変調装置および空間光変調方法 |
| CN103403610A (zh) * | 2011-02-22 | 2013-11-20 | 浜松光子学株式会社 | 空间光调制装置以及空间光调制方法 |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP29320194A patent/JPH08152602A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012111569A1 (ja) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | 空間光変調装置および空間光変調方法 |
| WO2012111570A1 (ja) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | 空間光変調装置および空間光変調方法 |
| JP2012168391A (ja) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Hamamatsu Photonics Kk | 空間光変調装置および空間光変調方法 |
| JP2012168393A (ja) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Hamamatsu Photonics Kk | 空間光変調装置および空間光変調方法 |
| CN103370648A (zh) * | 2011-02-15 | 2013-10-23 | 浜松光子学株式会社 | 空间光调制装置以及空间光调制方法 |
| CN103392147A (zh) * | 2011-02-15 | 2013-11-13 | 浜松光子学株式会社 | 空间光调制装置以及空间光调制方法 |
| US9250458B2 (en) | 2011-02-15 | 2016-02-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spatial light modulator, and spatial light modulating method |
| US9250459B2 (en) | 2011-02-15 | 2016-02-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spatial light modulator, and spatial light modulating method |
| DE112012000836B4 (de) | 2011-02-15 | 2024-06-27 | Hamamatsu Photonics K.K. | Räumlicher Lichtmodulator und Verfahren zur räumlichen Lichtmodulation |
| DE112012000834B4 (de) | 2011-02-15 | 2024-06-27 | Hamamatsu Photonics K.K. | Räumlicher Lichtmodulator und Verfahren für räumliche Lichtmodulation |
| CN103403610A (zh) * | 2011-02-22 | 2013-11-20 | 浜松光子学株式会社 | 空间光调制装置以及空间光调制方法 |
| US9223159B2 (en) | 2011-02-22 | 2015-12-29 | Hamamatsu Photonics K.K. | Spatial light modulation device and spatial light modulation method |
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