188372. lajstromszámú szabadalom • Elektromosan vezérelhető folyadékkristályos optikai szűrő
1 188 37/ 2 A találmány tárgya elektromosan vezérelhető folyadékkristályos optikai szűrő, amely főként fényképezési és televíziós technikában mint objektív előtét alkalmazható, és szerkezeti kialakításától függő alakú, vezérléssel kívánt időpontban megjeleníthető és a vezérléssel kívánt fényességre fokozatosan vagy folyamatosan állítható fénysugár nyalábos trükkfelvétel készítésére használható. A találmány szerinti szűrőnek folyadékkristályos cellája van. A folyadékkristályos cella folyadékkristály rétegét két szembeniévé oldalról átlátszó hordozók fogják közre. A hordozók egymás felé eső felületén hordozónként rendre egymásra rétegezve optikailag átlátszó, kivezetésekkel ellátott vékonyréteg elektróda vagy több, egymástól szigetelőréteggel elválasztott és egyenként kivezetésekkel ellátott vékonyréteg elektróda, továbbá szigetelőréteg és orientálóréteg van. Pontszerű fényforrásból kiinduló, fénysugár nyalábok előidézésére ismert az olyan optikai szűrő, amely kialakítását tekintve egyik felületén párhuzamos sűrű karcokkal ellátott átlátszó üveglemez. Az optikai hatás abban áll, hogy a fényforrást a néző szemével vagy az objektívvei összekötő egyenesre illeszkedő és a karcokra merőleges vagy közelítőleg merőleges helyzetű síkok mentén terjedő fénysugarak a karcokon való többszöri reflektálódás után jutnak keresztül az üveglemezen a néző szemébe (objektívre), így e síkok tartományába eső karcszakaszokon a fénysűrűség megnő. A megnövekedett fénysűrüségű karcszakaszok összessége a fényforrástól kiinduló, kissé szélesedő és a karcok irányára merőleges tengelyű fénysugár nyalábként érzékelhető. Az ilyen optikai szűrőnek ismert az olyan változata is, amelynél az üveglemez mindkét felülete el van látva karcokkal, az azonos felületeken lévő karcok egymással párhuzamos helyzetűek, de a különböző felületen lévő karcok egymással 0°-tól eltérő nagyságú szöget zárnak be. A látott fénysugár nyaláb négyágú csillag alakzat, ahol az egymást keresztező hossztengelyek által bezárt szög egyezik a karcok iránya által bezárt szöggel. Az optikai szűrőket foglalatba helyezve, a képrögzítő vagy képtovábbító eszköz objektívje elé rögzítve használják. Hátrányosságuk azonban, hogy trükkfelvételek készítéséhez a fel- és leszerelésük időt vesz igénybe, így olyan esetekben, amikor a trükkhatást egyik pillanatról a másikra kell megvalósítani, például egyenes televíziós adásban, nem vagy csak igen bonyolultan alkalmazhatók, ugyanígy fényképezésnél, amíg a szűrőt felszerelik, a fényképezni kívánt helyzet megváltozhat. Másik hátrányossága, hogy az előidézett fénysugár nyalábok fényessége, amelyet a karcok jellemzői, valamint a fényforrás fényerőssége határoz meg, csak a fényforrás fényerősségének változtatásával változtatható, s ez a fénysugár nyaláb fokozatosan fényesedő megjelenítését, ill. fokozatos halványodással való kioltását gyakorlatilag nem teszi lehetővé. így igény merült fel egy olyan egyszerű szerkezeti kialakítású optikai szűrő iránt, amely főként fényképezési és televíziós technikában objektív előtétként trükkfelvételek készítéséhez használható, és bármilyen szerelés szükségessége nélkül kívánt időpontban megjeleníthető, kívánt alakú, a fényforrás fényerősségétől függetlenül fényesebbé tehető vagy halványítható fényerejű fénysugár nyalábok előidézésére alkalmazható. A találmány alapjaként az a polarizátormentes folyadékkristályos kijelzők működtetése során tapasztalt jelenség szolgál, amely abban áll, hogy az egymással szemben álló szegmensfelületek merőleges egymásra vetitésével kapott alakzat kontúrja a működtetés során felfénylik, és a felfénylés mértéke a gerjesztés mértékével adott határig arányos. Ezt a jelenséget az elektródaszéleken kialakuló szórt v llamos erőtér hatásával magyarázzuk. Az elektródaszéleken a folyadékkristály molekulák a szórt erőtér erővonalaihoz igazodóan állnak be, amely optikai hatásában különbözik a szegmens közepén lévő beállástól, valamint a nyugalmi állapottól is, és olyan optikai hatást kelt, mint amilyen hatás áll elő az előbbiekben ismertetett karcos üveglappá! kialakított optikai szűrők esetében. A találmányt megalapozó felismerés abban áll, hogy ezt az egyébként nemkívánt hatást használjuk föl optikai szűrő kialakításához, vagyis olyan elektróda elrendezést alakítunk ki, amely gerjesztéskor túlnyomóan szórt erőteret létesít, s ez lehetővé teszi, hogy vezérléssel a szórt erőtér erősségét változtatva a folyadékkristályos anyag törésmutatóját a folyadékkristályos cella nagyobb részére kiterjedően tudjuk változtatni. A feladat találmány szerinti megoldását nyújtó elektromosan vezérelhető folyadékkristályos optikai szűrőnek folyadékkristályos cellája van, ahol a folyadékkristályos cella folyadékkristály rétegét két szembenlévő oldalról átlátszó hordozók fogják közre, a hordozók egymás felé eső felületén hordozónként rendre egymásra rétegezve optikailag átlátszó, kivezetésekkel ellátott vékonyréteg elektróda vagy több, egymástól szigetelőréteggel elválasztó! t és egyenként kivezetésekkel ellátott optikailag átlátszó vékonyréteg elektróda, továbbá szigetelőréteg és orientálóréteg van. A szűrő lényege, hogy legalább egy vékonyréteg elektródáját a vékonyréteg elektróda síkjában egymástól 3-1000 pm, célszerűen 10-50 pm szélességű hézagokkal elválasztott és egymással galvanikus vezetőkapcsolatban álló elektródacsíkok alkotják, és emellett a hordozók polarizátormentes kialakításúak. A találmány szerint optikai szűrő működtetésekor a folyadékkristály réteget közrefogó vékonyréteg elektródákat egyenkomponensmentes váltakozó, például szinuszos vagy négyszöghullám feszültséggel gerjesztjük. Az egyik elektródának az elektródacsíkok formájában való kialakítottsága következtében az elektródacsíkok széle mentén szórt erőtér alakul ki. A folyadékkristály molekulák a szórt erő'érben az erővonalakhoz igazodóan a szomszédos térrészekben lévő folyadékkristály molekulák helyzetétől eltérő helyzetet vesznek fel, amely helyzet a fény haladási irányában folyamatosan változó törésmutatójú térrészt eredményez. így a szórt erőtéren áthaladó fénnyel szemben a folyadékkristály molekulák egy, a tengelyére merőlegesen megvilágított kis átmérőjű hengerlencseként viselkedve a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
