CN102466941A - 液晶透镜阵列设备及其驱动方法和图像显示设备 - Google Patents

液晶透镜阵列设备及其驱动方法和图像显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液晶透镜阵列设备及其驱动方法和图像显示设备。该液晶透镜阵列设备包括：第一电极；多个第二电极，被设置为面向所述第一电极，彼此之间具有相位差的波形的驱动电压被施加至多个第二电极；以及液晶层，被设置在第一电极和多个第二电极之间，根据被施加至第一电极的驱动电压与被施加至多个第二电极的驱动电压之间的电位差来产生透镜效果。

Description

液晶透镜阵列设备及其驱动方法和图像显示设备
技术领域
本发明涉及产生透镜效果的液晶透镜阵列设备及其驱动方法，以及通过使用液晶透镜阵列设备执行图像显示的图像显示设备。
背景技术
作为通过使用液晶产生透镜效果的液晶透镜的一种主要方法，存在通过使用图案化电极产生电场分布从而获得透镜效果的方法。在这种方法中，通过在面向基板之间填充液晶并对在各个基板中配线的电极给出不同电位差来产生电场分布。由于沿着电场分布设置具有各向异性的液晶分子，所以产生折射率分布，并获得透镜效果。即，当精确地控制要被产生的电场分布时，能够实现期望的折射率分布，并且能得获得期望的透镜性能。
图18示出了现有技术中的液晶透镜阵列设备的结构实例。在液晶透镜阵列设备中，设置有第一电极111的第一基板110和设置有第二电极121的第二基板120彼此面向设置，液晶层130被夹在其间。最普通的电极结构为多个第二电极121作为线电极并列设置并且第一电极111被设置为作为平面电极设置的结构。在这种结构中，例如，在多个第二电极121中的两个线电极A、B被组合驱动。在这种情况下，如图19A和图19B所示，具有一定幅值和频率的相同的波形被施加至电极A和电极B(施加没有相位差的驱动电压)。如图19C所示，在这种情况下作为第一电极111的平面电极C具有地电位。在这种情况下，在垂直方向的电极A和电极C之间产生电位差，并且产生电场。在电极B与电极C之间也产生电场，从而在电极A与电极B之间产生透镜效果，因此，形成等效于透镜的设备。
发明内容
当如图20所示，如上所述所产生的电场分布为理想分布时，能够获得平整的折射率分布，并且能够实现具有高透镜性能的液晶透镜。然而，在如图18所示的简单电极结构的情况下，很容易发生图21所示的状态，其中，电场在电极A、B的正下方或它们附近急剧改变，并且电场在电极A和电极B之间的中间位置几乎不改变。在这种情况下，折射率在电极A、B附近急剧改变，并能够获得较强的透镜效果，然而，折射率在电极A与电极B之间的中间位置几乎不改变，并且几乎不能获得作为透镜的效果。当使液晶层较薄(纵横比很高)时，这种状态很容易发生。当使液晶层较厚时，电场分布可以被平滑，然而，存在液晶量增大(成本增加)时，响应速度降低并需要增大施加电压的问题。
可以列举上述问题的解决对策。例如，存在电极A与电极B之间多个线电极被进一步配线并且不同电压被施加至各个线电极，从而获得平滑的电场分布的方法。也存在电极层被进一步设置为三层结构(参照JP-A-2008-9370(专利文献1))的另一方法。通过在电极A、B上设置一枚玻璃片并在其表面上形成多个电极，或通过在一个基板的两个表面上形成多个线电极来实现该方法。通过该方法增大了电压施加的自由度，从而使电场分布平滑，并改进了透镜性能。然而，这些方法会引起使得配线和驱动电路复杂化或处理复杂化的问题。
鉴于上面的情况，期望提供能够改进透镜效果而不会使结构复杂化的液晶透镜阵列设备及其驱动方法和图像显示设备。
本发明实施方式旨在提供一种液晶透镜阵列设备，包括：第一电极；多个第二电极，被设置面向为第一电极，具有彼此之间存在相位差的波形的驱动电压被施加至第二电极；以及液晶层，被设置在第一电极与多个第二电极之间，根据被施加至第一电极的驱动电压与被施加至多个第二电极的驱动电压之间的电位差来产生透镜效果。
本发明另一实施方式旨在提供一种液晶透镜阵列设备的驱动方法，该液晶透镜阵列设备具有：第一电极；多个第二电极，被设置为面向第一电极；以及液晶层，被设置在第一电极与多个第二电极之间，根据被施加至第一电极的驱动电压与被施加至多个第二电极的驱动电压之间的电位差来产生透镜效果，其将具有彼此之间存在相位差的波形的驱动电压施加至多个第二电极中的每个。
本发明再一实施方式旨在提供一种图像显示设备，包括显示单元以及被设置为面向显示单元的液晶透镜阵列设备。通过使用根据本发明实施方式的液晶透镜阵列设备来构成该液晶透镜阵列设备。
在根据本发明实施方式的液晶透镜阵列设备及其驱动方法和图像显示设备中，根据被施加至第一电极的驱动电压与被施加至多个第二电极的驱动电压之间的电位差产生透镜效果。彼此之间具有不同相位差的波形的驱动电压被施加至多个第二电极。因此，不仅在第一电极与第二电极之间产生电位差，而且在多个第二电极之间也产生电位差。
彼此之间具有相位差的波形的驱动电压被施加至根据本发明实施方式的液晶透镜阵列设备及其驱动方法和图像显示设备中的多个第二电极，因此不仅能够在彼此面对的第一电极与第二电极之间产生电位差，而且也能够在多个第二电极之间产生电位差。因此，不仅能够在面对方向上而且能够在平面方向上控制电场分布，从而能够在没有将结构复杂化的情况下改进透镜性能。
附图说明
图1A是示出了根据本发明第一实施方式的液晶阵列设备的结构实例的截面图，图1B是示出了液晶透镜阵列设备所产生的透镜效果的等价说明图；
图2A是示意性示出了当图1A所示的液晶透镜阵列设备在第一驱动实例中被驱动时的电场分布的说明图，图2B是示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形的波形图，图2C是示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形的波形图，以及图2D是示出了当在第一驱动实例中被驱动时在电极A与电极B之间的电位差的波形图；
图3A是示意性示出了当图1A所示的液晶透镜阵列设备在第二驱动实例中被驱动时的电场分布的说明图，图3B是示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形的波形图，图3C是示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形的波形图，以及图3D是示出了在第二驱动实例中被驱动时电极A与电极B之间的电位差的波形图；
图4A是示意性示出了当图1A所示的液晶透镜阵列设备在第三驱动实例中被驱动时的电场分布的说明图，图4B是示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形的波形图，图4C是示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形的波形图，并且图4D是示出了在第三驱动实例中被驱动时电极A与电极B之间的电位差的波形图；
图5是示意性示出了当在图1A中所示的液晶阵列设备中使水平方向上的电场更强时的电场分布的截面图；
图6是示出了凸透镜型3D图像显示设备的实例的截面图；
图7A是示意性示出了当根据第二实施方式的液晶透镜阵列设备在第一驱动实例中被驱动时的电场分布的说明图，图7B是示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形的波形图，图7C是示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形的波形图，并且图7D是示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极C的驱动波形的波形图；
图8A是示意性示出了当根据第二实施方式的液晶透镜阵列设备在第二驱动实例中被驱动时的电场分布的说明图，图8B是示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形的波形图，图8C是示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形的波形图，以及图8D示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极C的驱动波形的波形图；
图9A是示意性示出了当根据第二实施方式的液晶透镜阵列设备在第三驱动实例中被驱动时的电场分布的说明图，图9B是示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形的波形图，图9C是示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形的波形图，以及图9D是示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极C的驱动波形的波形图；
图10是示出了根据第三实施方式的液晶透镜阵列设备的结构实例当在第一驱动实例中被驱动时所获得的电场分布的截面图；
图11A至图11G是示出了当根据第三实施方式的液晶透镜阵列设备在第一驱动实例中被驱动时被施加至各个电极的驱动波形的波形图；
图12A至图12F是示出了当根据第三实施方式的液晶透镜阵列设备在第一驱动实例中被驱动时在垂直方向上的两个电极之间所产生的电位差的波形图；
图13A至图13E是示出了当根据第三实施方式的液晶透镜阵列设备在第一驱动实例中被驱动时在水平方向上的两个电极之间所产生的电位差的波形图；
图14是示出了根据第三实施方式的液晶透镜阵列设备的结构实例当在第二驱动实例中被驱动时所获得的电场分布的截面图；
图15A至图15G是示出了当根据第三实施方式的液晶透镜阵列设备在第二驱动实例中被驱动时被施加至各个电极的驱动波形的波形图；
图16A至图16F是示出了当根据第三实施方式的液晶透镜阵列设备在第二驱动实例中被驱动时在垂直方向上的两个电极之间所产生的电位差的波形图；
图17A至图17E是示出了当根据第三实施方式的液晶透镜阵列设备在第二驱动实例中被驱动时在水平方向上的两个电极之间所产生的电位差的波形图；
图18是示出了现有技术中的液晶透镜阵列设备的结构实例的截面图；
图19A是示出了当在现有技术驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形的波形图，图19B是示出了当在现有技术驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形的波形图，以及图19C是示出了当在现有技术驱动实例中被驱动时被施加至电极C的驱动波形的波形图；
图20是具体示出了理想电场分布的实例的截面图；以及
图21是具体示出了与理想状态偏离的实例的截面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细说明本发明实施方式。
<第一实施方式>
[液晶透镜阵列的结构]
图1A示出了根据本发明第一实施方式的液晶透镜阵列设备的结构实例。液晶透镜阵列设备包括被设置为彼此面对且其间具有间隔的第一基板10和第二基板20以及被设置在第一基板10与第二基板20之间的液晶层3。例如，第一基板10和第二基板20为由玻璃材料或树脂材料构成的透明材料。在第一基板10上面向第二基板20的侧的几乎整个表面上形成由诸如ITO膜的透明导电膜构成的第一电极11。在第一基板10上，尽管没有示出，但是也形成第一取向膜以通过第一电极11与液晶层3接触。在第二基板20上面向第一基板10的侧部分形成由诸如ITO膜的透明导电膜构成的第二电极21。在第二基板20上，尽管没有示出，但是也形成第二取向膜以通过第二电极21与液晶层3接触。
液晶层3具有折射率各向异性的液晶分子，其中，根据被施加在第一电极11上的驱动电压与被施加在第二电极21上的驱动电压之间的电位差改变液晶分子的排列方向，从而控制透镜效果。例如，在液晶层3中所包括的液晶分子具有在关于透射光的长边方向和短边方向具有不同折射率的折射率椭圆结构。
第一电极11整体上为平面型电极视图。第二电极21被形成为其间设置有间隔的两个线电极，在垂直于图1A纸面的方向上延伸。当具有上述驱动波形的驱动电压被分别施加至第一电极11和多个第二电极21时，液晶层3中的电场分布偏转。因此，能够产生等效于图1B中所示的柱面透镜13的透镜效果(折射力)。
[驱动波形的具体实例]
(第一驱动实例)
图2A示意性示出了当图1A中所示的液晶透镜阵列设备在第一驱动实例中被驱动时所获得的电场分布(电位差分布)。图2A示意性示出，箭头越细越短，电场(电位差)强度越低，相反，箭头越粗越长，电场(电位差)强度越高。在图2A中，第一电极11被表示为电极C，并且作为第二电极21形成的两个线电极被表示为电极A和电极B。图2B示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形，并且图2C示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形。图2D示出了当在第一驱动实例中被驱动时电极A与电极B之间的电位差。电极C具有固定电位(地电位)。
在第一驱动实例中，具有±α(V)幅值的矩形波的驱动电压被分别施加至电极A和电极B。第一驱动实例为关于电极A的驱动电压被移动45度的相位的驱动电压如图2B和图2C所示被施加至电极B的实例。在第一驱动实例中，如图2D所示，在电极A与电极B之间反转相位的时间段内，在电极A与电极B之间产生2αV的电位差。电极A与电极B之间的电位差在相位相同的期间内为0V。
(第二驱动实例)
图3A以与图2A相同的方式示意性示出了当图1A所示的液晶透镜阵列设备在第二驱动实例中被驱动时所获得的电场分布(电位差分布)。图3B示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形，并且图3C示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形。图3D示出了当在第二驱动实例中被驱动时在电极A与电极B之间的电位差。电极C具有固定电位(地电位)。
在第二驱动实例中，具有±α(V)幅值的矩形波的驱动电压被分别施加至电极A和电极B。第二驱动实例关于电极A的驱动电压被移动90度的相位的驱动电压如图3B和图3C所示被施加至电极B的实例。在第二驱动实例中，如图3D所示，在相位在电极A与电极B之间被反转的时间段内，在电极A与电极B之间产生2αV的电位差。电极A与电极B之间的电位差在相位相同的期间内为0V。在第二驱动实例中，与第一驱动实例相比，反相相位的时间段增加，因此，水平方向上的电场高于第一驱动实例。
(第三驱动实例)
图4A以与图2A相同的方式示意性示出了当在第三驱动实例中图1A所示的液晶透镜阵列设备被驱动时所获得的电场分布(电位差分布)。图4B示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形，并且图4C示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形。图4D示出了当在第三驱动实例中被驱动时在电极A与电极B之间的电位差。电极C具有固定电位(地电位)。
在第三驱动实例中，具有±α(V)幅值的矩形波的驱动电压被分别施加至电极A和电极B。第三驱动实例关于电极A的驱动电压被移动180度的相位的驱动电压如图4B和图4C所示被施加至电极B的实例。在第三驱动实例中，如图4D所示，在电极A与电极B之间反转相位的时间段内，在电极A与电极B之间产生2αV的电位差。电极A与电极B之间的电位差在相位相同的期间内为0V。在第三驱动实例中，与第二驱动实例相比，反相相位的时间段进一步增加，因此，水平方向上的电场进一步高于第一驱动实例和第二驱动实例。在如同第三驱动实例相位移动为180度的情况下，水平方向上的电场最高。
从上面各个驱动实例能够看出，通过改变电极A与电极B之间的相位差能够改变水平方向上的电场分布。
当以一些高频率实际驱动设备时，液晶分子没有响应于频率而实际移动，而是在液晶中发生感应极化。因此，可以想到，在所产生的电场的变化被积分的状态下液晶的排列在电场分布中稳定。因此，如图2A至图2D至图4A至图4D所示，可通过改变相位差来控制水平方向的电场。在这种情况下，当水平方向的电场太高时，电场分布将成为如图5所示在线电极的水平方向上电场急剧改变的情况，这与例如图20的理想电场分布不同。因此，调节垂直方向和水平方向上的电场平衡从而实现最佳电场分布是很重要的。当然，在这种情况下，幅值也是多个调节因子之一。
如上所述，彼此之间具有相位差的波形的驱动电压被施加至根据实施方式的液晶透镜阵列设备中的多个第二电极21，因此，不仅在彼此面对的第一电极11与第二电极21之间能够产生电位差，而且在多个第二电极21之间也能产生电位差。因此，不仅能够在面对方向上而且能够在平面方向(水平方向)上控制电场分布，因此，能够使电场分布平滑并改进透镜性能，而无需使用多个电极或将液晶元件的结构复杂化。另外，液晶层及液晶元件能够更薄，这实现了成本降低、响应速度的高速度和低电压驱动。
[3D图像显示设备的应用例]
例如，根据实施方式的液晶透镜阵列设备能够应用于如图6所示的凸透镜型3D图像显示设备。图6的3D图像显示设备包括凸透镜1A和图像显示设备2。凸透镜1A具有用作多个视差分离单元的多个对切透镜。每个对切透镜为在给定方向上延伸的柱面透镜13。
图像显示设备2包括诸如液晶显示面板、场致发光显示面板或等离子显示器的二维显示器。在图像显示设备的显示屏上，多个像素在水平方向和垂直方向上二维设置，其中，一个像素包括m个(“m”为1以上的整数)子像素。例如，在水平方向上交替设置R(红色)子像素、G(绿色)子像素和B(蓝色)子像素，并且在垂直方向上设置相同颜色的子像素。在像素显示设备2上，用于多视点的视差图像以给定设置图案被分配至各个子像素以被合成和显示。
凸透镜1A将在图像显示设备2上所显示的视差合成图像中所包括的多个视差图像分离成多视点方向，从而实现3D视觉，其被以给定位置关系设置为面向图像显示设备2。
凸透镜1A分离在图像显示设备2的屏幕上的视差合成图像中所包括的多个视差图像，使得当从具体视点位置观察图像显示设备2时，仅观察到指定视差图像。通过凸透镜1A的柱面透镜13与图像显示设备2的各个子像素之间的位置关系来限定从图像显示设备2的各个子像素所发射的光的出射角。在根据关于柱面透镜13的位置关系的不同方向上显示图像显示设备2的各个子像素。来自不同子像素的光线L3、L2到达观察者的左右眼10L、10R，并且具有视差的图像被观察从而被感知为3D视频。
能够通过使用根据实施方式的液晶透镜阵列设备构成上面3D图像显示设备中的凸透镜1A。即，能够在图1A的液晶透镜阵列的结构中等效形成如图1B所示的柱面透镜13，因此，能够通过以相应于凸透镜1A的柱面透镜13的透镜节距的间隔并列设置多个第二电极21来获得等效于凸透镜1A的透镜效果。
<第二实施方式>
接下来，将说明根据本发明第二实施方式的液晶透镜阵列设备。对与根据第一实施方式的液晶透镜阵列设备基本相同的组件给出相同的标号，并适当地省略说明。
根据实施方式的液晶透镜阵列设备的结构与图1A相同，然而，其驱动方法与第一实施方式不同。在第一实施方式中，第一电极11处于固定电位，并且能够控制作为第二电极21所形成的两个线电极之间的相位差，然而，在这个实施方式中，矩形波也被施加至第一电极11，从而控制第一电极11与第二电极21之间的相位差。
[驱动波形的具体实例]
(第一驱动实例)
图7A示意性示出了当根据实施方式的液晶透镜阵列设备在第一驱动实例中以与图2A相同的方式被驱动时所获得的电场分布(电位差分布)。图7B示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形，并以及图7C示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形。图7D示出了当在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极C的驱动波形。
在第一驱动实例中，被给以至电极A的驱动波形的相位对于电极C前进90度，并且被给以至电极B的驱动波形的相位对于电极C延迟90度。在这种情况下，电极A与电极B之间的相位完全反相，并且在水平方向上施加高电场，在垂直方向上施加不像水平方向上那么高的电场。
(第二驱动实例)
图8A示意性示出了当根据实施方式的液晶透镜阵列设备在第二驱动实例中以与图2A相同的方式被驱动时所获得的电场分布(电位差分布)。图8B示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形，并且图8C示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形。图8D示出了当在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极C的驱动波形。
在第二驱动实例中，被给以至电极A的驱动波形的相位对于电极C前进112.5度，并且被给以至电极B的驱动波形的相位对于电极C延迟67.5度。在这种情况下，电极A与电极B之间产生仅仅45度的相位移动，因此，在垂直方向上比在水平方向上被施加更高的电场。
(第三驱动实例)
图9A示意性示出了当根据实施方式的液晶透镜阵列设备时在第三驱动实例中以与图2A相同的方式被驱动时所获得的电场分布(电位差分布)。图9B示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极A的驱动波形，并且图9C示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极B的驱动波形。图9D示出了当在第三驱动实例中被驱动时被施加至电极C的驱动波形。
在第三驱动实例中，被给以至电极A的驱动波形的相位对于电极C前进22.5度，并且被给以至电极B的驱动波形的相位对于电极C延迟22.5度。在这种情况下，与垂直方向相比，在水平方向上施加了更高的电场，然而，在两个方向上都没有施加比图7A至图7D以及图8A至图8D的驱动实例更高的电场。
如上所述，在根据实施方式的液晶透镜阵列设备中，不仅能够控制多个第二电极21之间的相位差，而且能够控制第一电极11与第二电极21之间的相位差，因此，能够分别控制在垂直方向和水平方向上的电场分布。
<第三实施方式>
接下来，将说明根据本发明第三实施方式的液晶透镜阵列设备。对与根据第一和第二实施方式的液晶透镜阵列设备基本相同的组件给出相同的标号，并且适当地省略说明。
在第一和第二实施方式中，第二电极21被形成为两个线电极的实例已经如图1A所示被示出，并且可将第二电极21形成为三个以上的线电极。例如，第二电极21能够被形成为例如图10所示的电极A至F的六个线电极。在图10的结构实例中，面向电极A至F的第一电极11被形成为电极G。图10示意性示出了当各个电极以与图2A相同的方式在图11A至11G中所示的第一驱动实例中驱动时所获得的电场分布。在图10的结构实例中，例如，等效于图1B所示的一个柱面透镜13的透镜效果(折射力)能够通过电极A至F的六个线电极和面向电极G等效生成。
[驱动波形的具体实例]
(第一驱动实例)
图11A至图11G示出了当图10的结构实例中的液晶透镜阵列设备在第一驱动实例中被驱动时被施加至电极A至F和电极G的各个电极的驱动波形。在第一驱动实例中，被给以至电极A的驱动波形的相位对于电极G的驱动波形前进90度，并且被给以至电极F的驱动波形的相位对于电极G的驱动波形延迟90度。另外，对于电极G的驱动波形，被给以至电极B的驱动波形的相位前进45度，被给以至电极E的驱动波形的相位延迟45度，被给以至电极C的驱动波形的相位前进22.5度，并且被给以至电极D的驱动波形的相位延迟22.5度。
图12A至图12F示出了当图10的结构实例中的液晶透镜阵列设备在图11A至图11G的第一驱动实例中被驱动时在垂直方向的两个电极之间所产生的电位差。具体地，图12A示出了电极A与电极G之间所产生的电位差，图12B示出了电极B与电极G之间所产生的电位差，并且图12C示出了电极C与电极G之间所产生的电位差。另外，图12D示出了电极D与电极G之间所产生的电位差，图12E示出了电极E与电极G之间所产生的电位差，并且图12F示出了电极F与电极G之间所产生的电位差。
图13A至图13E示出了当图10的结构实例中的液晶透镜阵列设备在图11A至图11G的第一驱动实例中被驱动时在水平方向的两个电极之间所产生的电位差。具体地，图13A示出了电极A与电极B之间所产生的电位差，图13B示出了电极B与电极C之间所产生的电位差，并且图13C示出了电极C与电极D之间所产生的电位差。另外，图13D示出了电极D与电极E之间所产生的电位差，并且图13E示出了电极E与电极F之间所产生的电位差。
(第二驱动实例)
图14示意性示出了在根据实施方式的液晶透镜阵列设备第二驱动实例中以与图2A相同的方式被驱动时所获得的电场分布(电位差分布)。在第二驱动实例中，即使当与图10的结构实例相比，液晶层3的厚度如图14所示增加时，也能通过调节被施加至各个电极的驱动波形获得等效于图10的结构实例的透镜效果。
图15A至图15G示出了当图14的结构实例中的液晶透镜阵列设备在第二驱动实例中被驱动时被施加至电极A至F和电极G的各个电极的驱动波形。根据第二驱动实例，即使当液晶层3的厚度增加时，透镜效果也等效于通过在图10的结构实例中图11A至图11G所示的驱动波形驱动各个电极的情况。给予与对于图11A至图11G的各个波形的厚度变化相对应的相位差从而对各个电极施加驱动波形。
图16A至图16F示出了当图14的结构实例中的液晶透镜阵列设备在图15A至图15G的第二驱动实例中被驱动时在垂直方向的两个电极之间所产生的电位差。具体地，图16A示出了电极A与电极G之间所产生的电位差，图16B示出了电极B与电极G之间所产生的电位差，并且图16C示出了电极C与电极G之间所产生的电位差。另外，图16D示出了电极D与电极G之间所产生的电位差，图16E示出了电极E与电极G之间所产生的电位差，并且图16F示出了电极F与电极G之间所产生的电位差。
图17A至图17E示出了当图14的结构实例中的液晶透镜阵列设备在图15A至图15G的第二驱动实例中被驱动时在水平方向的两个电极之间所产生的电位差。具体地，图17A示出了电极A与电极B之间所产生的电位差，图17B示出了电极B与电极C之间所产生的电位差，并且图17C示出了电极C与电极D之间所产生的电位差。另外，图17D示出了电极D与电极E之间所产生的电位差，并且图17E示出了电极E与电极F之间所产生的电位差。
<其它实施方式>
本发明不被限于上面各个实例的说明，并且能够进行各种修改。
例如，已经在上面的实施方式的说明中列举了驱动波形为矩形波的情况，然而，能够基于相同的构思通过关于不仅以矩形波的波形而且以诸如正弦波和锯齿波的波形方式的驱动移动相位来控制电场分布。
在各个实施方式中，在第一基板10上面对第二基板20的侧(液晶层3侧)形成第一电极11，然而，能够在第一基板10上在不面对第二基板20的侧(液晶层3的相对侧)形成第一电极11。类似地，能够在第二基板20上不面对第一基板10的侧(液晶层3的相对侧)而不是在第二基板20上面对第一基板10的侧形成第二电极21。
本申请包含于2010年10月29日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-244320中所公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本领域的技术人员应当理解，根据设计需求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，均应包含在所附权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶透镜阵列设备，包括：
第一电极；
多个第二电极，被设置为面向所述第一电极，具有彼此之间存在相位差的波形的驱动电压被施加至所述多个第二电极；以及
液晶层，被设置在所述第一电极和所述多个第二电极之间，根据被施加至所述第一电极的驱动电压与被施加至所述多个第二电极的驱动电压之间的电位差来产生透镜效果。
2.根据权利要求1所述的液晶透镜阵列设备，
其中，被施加至所述多个第二电极中各个的驱动电压之间的相位差是可变的。
3.根据权利要求1所述的液晶透镜阵列设备，
其中，具有相对于被施加至所述多个第二电极中各个的驱动电压存在相位差的波形的驱动电压被施加至所述第一电极。
4.根据权利要求3所述的液晶透镜阵列设备，
其中，被施加至所述第一电极的驱动电压与被施加至所述多个第二电极中各个的驱动电压中的每一个之间的相位差是可变的。
5.一种液晶透镜阵列设备的驱动方法，所述液晶透镜阵列设备具有：
第一电极，
多个第二电极，被设置为面向所述第一电极，以及
液晶层，被设置在所述第一电极和所述多个第二电极之间，根据被施加至所述第一电极的驱动电压与被施加至所述多个第二电极的驱动电压之间的电位差来产生透镜效果，所述方法包括：
将具有彼此之间存在相位差的波形的驱动电压施加至所述多个第二电极中的各个。
6.根据权利要求5所述的液晶透镜阵列设备的驱动方法，
其中，通过改变被施加至所述多个第二电极中各个的驱动电压之间的相位差来控制在所述液晶层中所产生的透镜效果。
7.一种图像显示设备，包括：
显示单元；以及
液晶透镜阵列设备，被设置为面向所述显示单元，
其中，所述液晶透镜阵列包括：
第一电极，
多个第二电极，被设置为面向所述第一电极，具有彼此之间存在相位差的波形的驱动电压被施加至所述多个第二电极，以及
液晶层，被设置在所述第一电极和所述多个第二电极之间，根据被施加至所述第一电极的驱动电压与被施加至所述多个第二电极的驱动电压之间的电位差来产生透镜效果。
8.根据权利要求7所述的图像显示设备，其中，所述图像显示设备是3D图像显示设备。
9.根据权利要求7所述的图像显示设备，其中，所述图像显示设备是凸透镜型3D图像显示设备。
10.一种光学设备，包括：
液晶层；
第一电极；以及
多个第二电极，被设置为面向所述第一电极，所述液晶层夹在所述第一电极和所述多个第二电极之间，具有存在相位差的波形的驱动电压被施加至所述多个第二电极，
其中，所述液晶层根据所述驱动电压产生透镜效果。
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