JP2000081600A - 焦点距離可変レンズパネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実現可能な低コストの焦点距離可変液晶レン
ズパネルとその製造方法を提供する。 【解決手段】 第１の基板１１上に、中央の円形透明電
極１３と、その外側に同心円状に複数の環状透明電極１
５を外側へいくほどその幅と間隔が狭くなるように設
け、さらに中央から十字形に外部端子電極１９への引き
出し電極１８を設け、これらの上に配向膜を設ける。一
方、第２の基板１２上に全面透明電極とその上に配向膜
を設け、両配向膜にパラレル配向処理を施す。そして、
第１，第２の基板１１，１２を環状透明電極１５の外部
に散在するギャップ材２２を介して所定の間隔で張り合
わせ、その隙間にネマティック液晶を封入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、焦点距離可変レ
ンズパネルおよびその製造方法に関し、その焦点距離可
変レンズパネルは、例えば光ディスクドライブにおける
コンパクトディスク（ＣＤ）とディジタル・ビデオディ
スク（ＤＶＤ）兼用の光ピックアップ用のレンズ等に使
用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から印加電圧によって焦点距離を可
変し得る液晶レンズの開発がなされており、例えば特開
平４−２４０８１７号公報に記載するものがある。この
公報に記載された焦点距離可変レンズは、図９に示すよ
うに、液晶空間光変調器４０の位相型フレネルゾーンプ
レート４２として記録された表示エリア４１内に、３２
０×２２０の画素が透明電極によって格子状に配列され
ており、内部にはＥＣＢ（電界制御複屈折率）モードの
液晶を封入している。

【０００３】この液晶空間光変調器４０の光波変調特性
は、透明電極への印加電圧に対し、位相が０〜２πまで
間で連続的に変化する。このとき、画素毎にそこの空間
座標に対応する位相を与える電圧信号Ｖｓを入力するこ
とによって、図１０に示すように、液晶空間光変調器４
０に入射したレーザ光４３は、その画素毎に位相変調さ
れ、光軸上の点Ｆａに集光する。また、異なる電圧信号
Ｖｓを入力することにより、レーザ光４３の集光位置
を、光軸上の点Ｆｂへ動かすことが可能である。

【０００４】しかしながら、上記公報には、理論的な構
成が記載されているだけであり、実施例においても焦点
距離可変レンズとしての、各透明電極の構成の具体的な
形状や構造および材料の説明がなされておらず、実施可
能なものではなかった。

【０００５】また、特開平３−２８４０号公報にも液晶
レンズが開示されている。それを簡単に説明すると、液
晶とそれに電圧を印加する制御電極と固定電極を有し、
その制御電極は、図１１に示すように円形および同心リ
ング状の透明電極帯４７と、その透明電極帯４７同士を
絶縁する絶縁帯４６によって構成されている。これによ
ると各透明電極４７は独立に配線される。

【０００６】この液晶パネルの両側に偏光子を配置して
もよいが、偏光子を配置しない場合には、透明電極帯４
７に電圧を印加すると、その透明電極帯４７のある部分
では、入射光が液晶層を通過する間に偏光面を９０゜回
転させ、それ以外の部分ではそのまま通過させる。この
ことにより、液晶レンズを出た光は互いに干渉すること
がなく、それぞれ独立に結像して結像点は同一点とな
り、透明電極帯４７への印加電圧によって、その焦点距
離が変化する。

【０００７】しかしながら、この公報にも実現可能な具
体的な形状や材料の説明などが記載されておらず、その
製造方法も不明であるため実施されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来提案
されている焦点距離可変レンズは、理論的あるいは原理
的なものであり、実施可能な具体的形状や構造などが明
示されておらず、その製造方法も開示されていないた
め、実用に供されていなかった。この発明は、このよう
な現状に鑑みてなされたものであり、光ディスクドライ
ブにおける光ピックアップ用のレンズなどに実用可能な
焦点距離可変レンズパネルと、それを安価に製造するた
めの製造方法を提案するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明による焦点距離
可変レンズパネルは、上記の目的を達成するため、次の
ように構成したものである。それぞれ透明な第１の基板
と第２の基板を備え、その第１の基板上に、中央の円形
透明電極と、その円形透明電極の外側に同心円状に配置
され、外側に向かって次第にその幅及び間隔が狭くなる
複数の環状透明電極と、上記円形透明電極から十字形に
上記複数の環状透明電極を横切って外側へ延びる引き出
し電極と、その引き出し電極の各外端部を互いに接続す
るように上記第１の基板の周縁部付近に配置された外部
端子電極とを有し、少なくとも上記円形透明電極と環状
透明電極が形成された領域上に第１の配向膜が設けられ
ている。

【００１０】また、上記第２の基板上の全面に透明電極
が設けられ、その透明電極上に第２の配向膜が設けら
れ、上記第１の配向膜と第２の配向膜の配向方向が平行
している。そして、上記第１の基板と第２の基板とが互
いに透明電極を対向させて、上記環状透明電極の最外部
の電極より外側の領域に設けられたギャップ材によって
所定の間隔を保ち、上記外部端子電極上に設けられたシ
ール材によって接着されており、その第１の基板と第２
の基板との隙間にネマティック液晶が封入されている。

【００１１】このような構成により、高性能な焦点距離
の変化を得ることが可能になる。また、同心円状の環状
透明電極内にギャップ材が散布されていない構造にした
ことにより、ギャップ材周辺の回折光の抜けによる配向
不良が削減され、高性能な焦点距離の変化が得られる。

【００１２】さらに、上記第１の基板と第２の基板の間
の上記環状透明電極の最外部の電極の外周を囲むよう
に、一部に開口を有するシール材を環状に設けるとよ
い。なお、上記第１の配向膜と第２の配向膜の表面のプ
レチルト角を、１．０°〜２．５°の範囲にするのが望
ましい。また、上記第１の基板と第２の基板との隙間に
封入された液晶は、カイラル物質が添加されていないネ
マティック液晶であるのが望ましい。

【００１３】さらにまた、上記第１の基板と第２の基板
との間隔であるセルギャップｄと封入されたネマティッ
ク液晶の複屈折の差Δｎとの積であるΔｎｄ値と、使用
するレーザ光の波長λとの間に、Δｎｄ＝(λ／２)＋ｎ
λ （ｎは０又は正の整数）の関係を有するように構成
すると、光の利用効率が最もよい。

【００１４】この発明による焦点距離可変レンズパネル
の製造方法は、次の各工程を有する。 (1) 透明な第１の基板上に、中央の円形透明電極と、そ
の円形透明電極の外側に同心円状に配置され、外側に向
かって次第にその幅及び間隔が狭くなる複数の環状透明
電極と、上記円形透明電極から十字形に前記複数の環状
透明電極を横切って外側へ延びる引き出し電極と、その
引き出し電極の各外端部を互いに接続するように上記第
１の基板の周縁部付近に配置された外部端子電極とを形
成する工程、

【００１５】(2) 上記第１の基板の少なくとも上記円形
透明電極と環状透明電極を形成した領域上に第１の配向
膜を設け、その第１の配向膜に配向処理を施す工程、 (3) 上記第２の基板の上の全面に透明電極を設け、その
透明電極上に第２の配向膜を設け、その第２の配向膜に
上記第１の配向膜の配向方向と平行な配向方向の配向処
理を施す工程、

【００１６】(4) 上記第１の基板上の上記環状透明電極
の最外部の電極より外側の領域にギャップ材を散布する
工程、 (5) 上記第１の基板と第２の基板とを互いに透明電極を
対向させて、上記ギャップ材を介して重ね合わせる工
程、 (6) その第１の基板と第２の基板との隙間にネマティッ
ク液晶を封入する工程、

【００１７】上記焦点距離可変レンズパネルの製造方法
において、一枚の第１の基板上に、複数のレンズパネル
用の前記円形透明電極と環状透明電極と引き出し電極と
外部端子電極とを形成し、その各レンズパネル用の環状
透明電極の最外部の電極の外周を囲むように第１のシー
ルパターンを形成し、各レンズパネル用の上記外部端子
電極上に第２のシールパターンを形成し、さらに全ての
レンズパネル用の領域を囲むように第３のシールパター
ンを形成し、前記第１，第２，第３のシールパターンに
はそれぞれ液晶注入口を設けるとよい。

【００１８】このようにすると、第３のシールの液晶注
入口から複数のレンズパネル用の液晶の注入を一括して
行なうことができ、その後に第１の基板と第２の基板を
各レンズパネルのサイズに切断することにより、低コス
トで焦点距離可変レンズパネルを製造することが可能に
なる。

【００１９】上記第１の配向膜と第２の配向膜の配向処
理によって、その各配向膜表面のプレチルト角を１．０
〜２．５°の範囲にするのが望ましい。上記第１の基板
と第２の基板との隙間にネマティック液晶を封入する工
程では、カイラル物質が添加されていないネマティック
液晶を封入するのが望ましい。

【００２０】上記第１の基板と第２の基板との間隔であ
るセルギャップｄと封入したネマティック液晶の複屈折
の差Δｎとの積であるΔｎｄ値と、使用するレーザ光の
波長λとの間に、Δｎｄ＝(λ／２)＋ｎλ （ｎは０又
は正の整数） の関係が成立するように、上記セルギャ
ップｄと封入するネマティック液晶の屈折率Δｎとを選
定するのが望ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明による焦点距離可
変レンズパネルおよびその製造方法の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。

【００２２】まず、図１および図２によって、この発明
による焦点距離可変レンズパネルの一実施形態の構造を
説明する。図１は、そのレンズパネルのレーザ光照射方
向から見た透視図であり、透明な第２の基板を通してそ
の後ろ側の第１基板上の電極等が見えている。図２は、
図１のＡ−Ａ線に沿う模式的な断面図であり、セルギャ
ップおよびギャップ材の径を大幅に拡大して示してい
る。

【００２３】この図１および図２に示す焦点距離可変レ
ンズパネル１０は、それぞれ透明なガラス基板である第
１の基板１１と第２の基板１２を備えている。その第１
の基板１１上には、図１に明示されているように、中央
の円形透明電極１３と、その円形透明電極１３の外側に
同心円状に配置され、外側に向かって次第にその幅及び
間隔（スペース１６）が狭くなる複数の環状透明電極１
５と、円形透明電極１３から十字形に複数の環状透明電
極１５を横切って外側へ延びる引き出し電極１８と、そ
の引き出し電極１８の各外端部を互いに接続するように
第１の基板１１の周縁部付近に配置された外部端子電極
１９とを有する。

【００２４】そして、この第１の基板１１の少なくとも
円形透明電極１３と環状透明電極１５が形成された領域
上に、第１の配向膜２３が設けられている。また、第２
の基板１２上の全面に透明電極３７が設けられ、その透
明電極３７上に第２の配向膜２４が設けられている。そ
の第１の配向膜２３と第２の配向膜２４の配向方向は、
図２に誇張して示しているように互いに平行している。
これを「パラレル配向」と称する。

【００２５】このように構成した第１の基板１１と第２
の基板１２とが互いに透明電極１３，１５と透明電極３
７を対向させて平行に配置され、環状透明電極１５の最
外部の電極より外側の領域に設けられた多数のギャップ
材２２（図２では基板１１と第２の基板１２の間隔であ
るセルギャップと共にギャップ材２２の径を大幅に拡大
して示している）によって所定の間隔を保ち、外部端子
電極１９上に設けられたシール材２１によって接着され
ている。

【００２６】この実施形態では、環状透明電極１５の最
外部の電極の外周を囲むようにもシール材２０が環状に
パターン形成されている。シール材２０，２１には、そ
れぞれ液晶注入口２０ａ，２１ａが形成されている。そ
して、第１の基板１１と第２の基板１２との隙間にネマ
ティック液晶２５が封入されている。そのネマティック
液晶２５はカイラル物質が添加されていない（ツイスト
性を持たない）ものの方がよい。カイラル物質が若干添
加されている程度であれば使用可能である。

【００２７】第１の基板１１上の第１の配向膜２３と第
２の基板１２上の第２の配向膜２４の配向処理によっ
て、その各配向膜２３，２４の表面の図２に示すプレチ
ルト角θが１．０°〜２．５°の範囲になるようにする
のが望ましい。

【００２８】さらに、第１の基板１１と第２の基板１２
との間のセルギャップｄと封入したネマティック液晶の
複屈折の差Δｎとの積であるΔｎｄ値と、図２の矢印Ｂ
で示す方向から入射するレーザ光の波長λとの間に、Δ
ｎｄ＝(λ／２)＋ｎλ （ｎは０又は正の整数）の関係
が成立するように、上記セルギャップｄと封入するネマ
ティック液晶の屈折率Δｎとを選定するのが望ましい。

【００２９】例えば、使用するレーザ光の波長が６６０
ｎｍのときは、Δｎｄ値が３３０ｎｍ、あるいは３３０
＋６６０＝９９０ｎｍ、もしくは３３０＋６６０×２＝
１６５０ｎｍなどになるように、セルギャップｄとネマ
ティック液晶のΔｎ（通過する光の波長によって変わ
る）を選定する。

【００３０】次に、この焦点距離可変レンズパネルの製
造方法を、図１から図６によって説明する。図１および
図２に示した透明な第１の基板１１上に、透明電極を低
温スパッタリング法によって１００〜２００Ω／ｃｍ²
のシート抵抗に成膜する。その後、この透明電極に対し
て、予め用意したホトマスクを用いてパターニングを行
う。このパターンは微細なため露光機を用いる。

【００３１】そのパターン形状は、中心に円形透明電極
１３のパターンを形成し、その外側に環状透明電極１５
とスペース１６とが同心円状に複数交互に配置され、外
側に向かってその環状透明電極１５の幅とスペース１６
の幅が級数的に狭くなるパターンを形成する。

【００３２】さらに、その各環状透明電極１５を接続す
るために、円形透明電極１３で交差するように十字形に
外方へ延びる引き出し電極１８のパターンと、その引き
出し電極１８の各外端部を互いに接続するように、第１
の基板１１の周縁付近に配置される方形枠状の外部端子
電極のパータンも形成する。

【００３３】ここで、具体的な寸法例を示すと、円形透
明電極１３は３０４μｍの半径で形成し、その外側に幅
６３μｍの第１のスペース１６ａを設け、第１の環状透
明電極１５ａを半径２１５μｍの位置から幅４８μｍで
形成する。さらにその外側に、幅４１μｍの第２のスペ
ース１６ｂを設け、第２の環状透明電極１５ｂを半径３
０４μｍの位置から幅３６μｍで形成する。さらに、そ
の外側に幅３２μｍの第３のスペース１６ｃをを設け、
第３の環状透明電極１５ｃを半径３７２μｍの位置から
幅３０μｍで形成する。このように、外側にいくに従っ
て環状透明電極１５とスペース１６の幅を狭く形成して
いく。

【００３４】実際のパターンでは、環状透明電極の最外
部の電極の外周の直径は３ｍｍ程度とし、その幅は１０
μｍ程度に形成する。次に、同心円状にに形成された複
数の環状透明電極１５の全てに接続するように、十字形
に１００μｍの線幅で引き出し電極１８を形成する。ま
たさらに、この十字形に配置された引き出し電極１８の
４つの外端部を全て外部端子電極１９に配線接続するよ
うにパターン形成して、第１の基板１１上の透明電極パ
ターンとする。

【００３５】次いで、第２の基板１２の上に透明電極３
７を形成し、パターニングは行わず全面電極とする。次
に、第１の基板１１と第２の基板１２上に、それぞれポ
リイミドやポリアミック酸からなる配向膜２３，２４を
オフセット印刷機を用いて０．０５ｎｍ程度の厚さに形
成し、２００℃〜２５０℃で１時間〜１．５時間焼成す
る。

【００３６】その後、ラビング法を用いてコットンの布
材で配向処理を施す。図３に、一枚ずつの第１の原基板
１と第２の原基板２によって、一度に多数個のレンズパ
ネルを作成する多数個取りの場合の電極パターンに対す
るラビングロール２８の回転方向と進入方向を示す。

【００３７】矢視方向に回転するラビングロール２８の
進入方向は、第１の原基板１には矢印Ｃで示すように図
３で基板下方からとし、第２の原基板２には矢印Ｄで示
すように基板上方からとして、互いに反対方向になるよ
うにする。配向膜２３，２４のプレチルト角は、ラビン
グロール２８の進入方向とは逆の傾きで形成される。

【００３８】さらに、図３に示した第１の原基板１のＦ
マークと第２の原基板２の逆Ｆマークが重なるように、
第１の原基板１と第２の原基板２とを張り合わせ、その
間にネマティック液晶を封入することにより、その液晶
の配向がパラレル配向になるように設定する。また、図
２に示した配向膜２３，２４のプレチルト角θは、クリ
スタルローテーション法で測定した値で１°〜２．５°
程度になるように条件を設定する。

【００３９】次に、図４に示すように第１の原基板１上
に熱硬化型の接着剤（シール材）を三重構造になるよう
に形成する。まず、各レンズパネル用の同心円状の環状
透明電極１５のパターンの周辺にはＣ型もしくは（）型
に第１のシール材２０のパターンに形成し、さらにその
外側の各外部端子電極１９上に第２のシール材２１のパ
ターンを形成する。さらに、複数のレンズパネル形成領
域の全体を取り囲むように第３のシール材３０のパター
ンを形成する。

【００４０】次いで、第１の原基板１上にギャップ材２
２として球径が３μｍ〜４μｍのプラスチックビーズも
しくはシリカビーズを散布する。このとき、セルギャッ
プを均一に出すために、プラビーズならば１５０個／ｍ
ｍ2〜２００個／ｍｍ2の密度に散布する。シリカビーズ
を使用する場合は、５０個／ｍｍ2〜１５０個／ｍｍ2の
密度で散布する。

【００４１】その後、第１の原基板１上に形成された各
レンズパネル部の第１のシール材２０の内側に散布され
たギャップ材２２のみを排除する。そのため、ディスペ
ンサ装置に装着した図５に示すような注射器によるディ
スペンサ２６を用い、その中を空にして空気もしくは窒
素ガスを満たす。さらに、そのディスペンサ２６の針２
６ａの径や空気もしくは窒素ガスの吐出圧力を制御し
て、第１のシール材２０のパターン内にのみ空気もしく
は窒素ガスを吹き付けることにより、円形透明電極１３
と環状透明電極１５が形成された各レンズパネル部のギ
ャップ材２２のみを吹き飛ばすことができる。

【００４２】あるいは、図６に示すように、第１の原基
板１上の各第１のシール材２０の内側部分のみをそれぞ
れ覆い隠す多数のマスク部２４ａを形成したメタルマス
ク２４をステンレスで作成し、アライメントを合わせ込
んで、その各マスク部２４ａに覆われない部分だけにギ
ャップ部材２２を散布する方法もある。

【００４３】その後、図３に示した第２の原基板２と第
１の原基板１を重ね合わせる。このとき、第１のシール
材２０から第３のシール材３０までの全てのシール材を
硬化するために、重ね合わせた基板にエアバック等で
０．４〜１．２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力をかけ、１２０〜１
６０℃の温度で１〜２時間、炉の中で焼成する。

【００４４】その後、完成したレンズパネルを所定の大
きさに切断する前に、真空注入法を用いて、図４に示す
第３のシール材３０の液晶注入口３０ａから、カイラル
物質の入っていないネマティック液晶、例えばＣＺ−４
７９２（チッソ石油化学社製）やＭＪ−９２６６５（メ
ルク社製）を室温にてセル内に注入する。

【００４５】第３のシール材３０のパターン内に注入さ
れたネマティック液晶は、第２のシール材２１の液晶注
入口２１ａから第２のシール材２１のパターン内に入っ
てそこに満し、さらに第１のシール材２０の液晶注入口
２０ａから第１のシール材２０のパターン内すなわちレ
ンズパネル部に入ってそこに充満する。

【００４６】その後、個々のレンズパネルの第２のシー
ル部材２１のパターン形状に適した所定のパネルサイズ
で、第１の原基板１を図１に示した第１の基板１１のサ
イズに切断する。さらに、第２の原基板２を反対側から
図１に示した第２の基板１２のサイズに切断する。そし
て、第２のシール材２１の液晶注入口２１ａを図示しな
い封孔材によって封止して、図１，図２に示した焦点距
離可変レンズパネル１０を完成する。

【００４７】つぎに、この焦点距離可変レンズパネル１
０を使用した結像光学系の例を図７に示す。この光学系
は光源側からコリメータレンズ（凸レンズ）３２と、焦
点距離可変レンズパネル１０と、フォーカスレンズ（凸
レンズ）３４を順次配置し、ＣＣＤを用いた検査器３５
によって受光する。

【００４８】図示しないレーザ光源からのレーザ光３３
をコリメータレンズ３２で平行光にし、焦点距離可変レ
ンズパネル１０を通してフォーカスレンズ３４に入射さ
せ、そのフォーカスレンズ３４によって集光して焦点を
結ばせ、それを検査器３５によって検出する。

【００４９】焦点距離可変レンズパネル１０の透明電極
１３，１５と透明電極３７の間に電圧が印加されない時
は、焦点距離可変レンズパネル１０に入射した平行光は
そのまま通過して、フォーカスレンズ３４に入射し、Ｆ
１の位置に焦点を結ぶ。このとき、検査器３５によって
検出される相対光強度は図８に示すようになり、図１に
示した円形透明電極１３を中心に円錐型を示す。

【００５０】焦点距離可変レンズパネル１０の透明電極
１３，１５と透明電極３７の間に電圧が印加されると、
光軸３１に平行なレーザ光が液晶によって位相変調を受
け、幾分集光状態になってフォーカスレンズ３４に入射
する。そのため、フォーカスレンズ３４によって結像さ
れる焦点の位置がＦ１よりも手前のＦ２に移動する。こ
の時の焦点の位置は、焦点距離可変レンズパネル１０に
印加する電圧の大きさによって変化する。このときの焦
点の位置Ｆ２における相対光強度も図８に示すように、
図１に示した円形透明電極１３を中心に円錐型を示す。

【００５１】そこで、このように結像光学系を光ディス
クドライブの光ピックアップに採用すれば、レーザ光を
集光して光ディスクを照射するスポット光の位置を変え
ることができ、同じ光学系をＣＤ用とＤＶＤ用に兼用す
ることができ、従来のように２種類の光学系を機械的に
移動させて切り替える必要がなくなる。したがって、安
価で且つ耐久性のよいＣＤとＤＶＤに兼用の光ピックア
ップを実現することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
る焦点距離可変レンズパネルは、一方の透明基板上に形
成する透明電極を、中央の円形透明電極と、その外側に
環状のスペースを介して形成した同心円状の複数の環状
透明電極とによって構成し、その環状透明電極の幅とス
ペースの幅が外側に向かって級数的に狭く（細く）なる
ようにし、他方の透明基板上の全面電極との間に、パラ
レル配向したネクテック液晶を挟持した構成により、そ
の２枚の基板上の透明電極間への印加電圧によって、通
過するレーザ光の焦点距離を可変することができる。

【００５３】また、２枚の基板の間隔を一定に保つため
のギャップ材を、環状透明電極が形成された液晶レンズ
部以外の領域に設けて、レンズパネル部には設けないよ
うにしたことによって、入射したレーザ光がギャップ材
に照射された時に生じるギャップ材輪郭部の光の回折や
散乱が無くなる。それによって、レーザ光の透過光量が
増えて、検知される光強度が強くなるため、効率の良い
レンズパネルが得られる。

【００５４】さらに、レンズパネルのセルギャップｄ×
液晶のΔｎ値を使用するレーザ光の波長の１／２（ある
いはそれにレーザ光の波長の整数倍を加えた値）にする
ことにより、効率の良い焦点距離の可変が可能になる。

【００５５】また、この発明による焦点距離可変レンズ
パネルの製造法によれば、この発明による焦点距離可変
レンズパネルを、安価に効率よく製造することができ
る。特に共通の原基板を使用して一度に多数の焦点距離
可変レンズパネルを作成する多数個取りの際に、各レン
ズパネル形成領域全体を囲む第３のシール材のパターン
を設けることにより、液晶の注入工程の簡略化が可能と
なり、低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による焦点距離可変レンズパネルの一
実施形態を示すレーザ光照射側から見た透視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う模式的な断面図である。

【図３】この発明による焦点距離可変レンズパネルの製
造方法における配向膜の配向処理方法の一例を示す説明
図である。

【図４】この発明による焦点距離可変レンズパネルの製
造方法における第１の原基板上への複数の液晶レンズパ
ネル用の透明電極パターンと三重のシール材パターンの
形成例を示す平面図である。

【図５】この発明による焦点距離可変レンズパネルの製
造方法におけるギャップ材の散布方法の一例を示す説明
図である。

【図６】同じくギャップ材の散布方法の他の例を示す説
明図である。

【図７】この発明による焦点距離可変レンズパネルを使
用した結像光学系の一例を示す光路図である。

【図８】図７の光学系による焦点板における相対光強度
を示す線図である。

【図９】従来の焦点距離可変レンズの一例を示す概略図
である。

【図１０】同じくその焦点距離可変レンズによる焦点距
離の変化を示す光路図である。

【図１１】従来の他の焦点距離可変レンズの透明電極の
形状例を示す概略図である。

【符号の説明】

１：第１の原基板 ２：第２の原基板 １０：焦点距離可変レンズパネル １１：第１の基板 １２：第２の基板 １３：円形透明電極 １５：環状透明電極 １６：スペース １８：引き出し電極 １９：外部端子電極 ２０：第１のシール材 ２１：第２のシール材 ２２：ギャップ材 ２３：第１の配向膜 ２４：第２の配向膜 ２５：ネマティック液晶 ２６：ディスペンサ ２７：メタルマスク ２８：ラビングロール ３０：第３のシール材 ３２：コリメータレンズ ３３：レーザ光 ３４：フォーカスレンズ ３５：検査器（ＣＣＤ）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ透明な第１の基板と第２の基板
   を備え、 その第１の基板上に、中央の円形透明電極と、該円形透
   明電極の外側に同心円状に配置され、外側に向かって次
   第にその幅及び間隔が狭くなる複数の環状透明電極と、
   前記円形透明電極から十字形に前記複数の環状透明電極
   を横切って外側へ延びる引き出し電極と、該引き出し電
   極の各外端部を互いに接続するように前記第１の基板の
   周縁部付近に配置された外部端子電極とを有し、少なく
   とも前記円形透明電極と環状透明電極が形成された領域
   上に第１の配向膜が設けられており、 前記第２の基板上の全面に透明電極が設けられ、その透
   明電極上に第２の配向膜が設けられ、前記第１の配向膜
   と第２の配向膜の配向方向が平行しており、 前記第１の基板と第２の基板とが互いに透明電極を対向
   させて、前記環状透明電極の最外部の電極より外側の領
   域に設けられたギャップ材によって所定の間隔を保ち、
   前記外部端子電極上に設けられたシール材によって接着
   されており、 前記第１の基板と第２の基板との隙間にネマティック液
   晶が封入されていること特徴とする焦点距離可変レンズ
   パネル。
2. 【請求項２】 前記第１の基板と第２の基板の間の前記
   環状透明電極の最外部の電極の外周を囲むように、一部
   に開口を有するシール材が環状に設けられている請求項
   １記載の焦点距離可変レンズパネル。
3. 【請求項３】 前記第１の配向膜と第２の配向膜の表面
   のプレチルト角が１．０°〜２．５°の範囲である請求
   項１又は２記載の焦点距離可変レンズパネル。
4. 【請求項４】 前記第１の基板と第２の基板との隙間に
   封入された液晶は、カイラル物質が添加されていないネ
   マティック液晶である請求項１乃至３のいずれか一項に
   記載の焦点距離可変レンズパネル。
5. 【請求項５】 前記第１の基板と第２の基板との間隔で
   あるセルギャップｄと封入されたネマィテック液晶の複
   屈折の差Δｎとの積であるΔｎｄ値と、使用するレーザ
   光の波長λとの間に、 Δｎｄ＝(λ／２)＋ｎλ （ｎは０又は正の整数） の関係を有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の
   範囲焦点距離可変レンズパネル。
6. 【請求項６】 透明な第１の基板上に、中央の円形透明
   電極と、該円形透明電極の外側に同心円状に配置され、
   外側に向かって次第にその幅及び間隔が狭くなる複数の
   環状透明電極と、前記円形透明電極から十字形に前記複
   数の環状透明電極を横切って外側へ延びる引き出し電極
   と、該引き出し電極の各外端部を互いに接続するように
   前記第１の基板の周縁部付近に配置された外部端子電極
   とを形成する工程と、 前記第１の基板の少なくとも前記円形透明電極と環状透
   明電極を形成した領域上に第１の配向膜を設け、その第
   １の配向膜に配向処理を施す工程と、 第２の基板の上の全面に透明電極を設け、その透明電極
   上に第２の配向膜を設け、該第２の配向膜に前記第１の
   配向膜の配向方向と平行な配向方向の配向処理を施す工
   程と、 前記第１の基板上の前記環状透明電極の最外部の電極よ
   り外側の領域にギャップ材を散布する工程と、 前記第１の基板と第２の基板とを互いに透明電極を対向
   させて、前記ギャップ材を介して重ね合わせる工程と、 該第１の基板と第２の基板との隙間にネマティック液晶
   を封入する工程とを有すること特徴とする焦点距離可変
   レンズパネルの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の焦点距離可変レンズパネ
   ルの製造方法であって、 一枚の第１の基板上に、複数のレンズパネル用の前記円
   形透明電極と環状透明電極と引き出し電極と外部端子電
   極とを形成し、 その各レンズパネル用の前記環状透明電極の最外部の電
   極の外周をそれぞれ囲むように第１のシールパターンを
   形成し、各レンズパネル用の前記外部端子電極上にそれ
   ぞれ第２のシールパターンを形成し、さらに全てのレン
   ズパネル用の領域を囲むように第３のシールパターンを
   形成し、前記第１，第２，第３のシールパターンにそれ
   ぞれ液晶注入口を設けることを特徴とする焦点距離可変
   レンズパネルの製造方法。
8. 【請求項８】 前記第１の配向膜と第２の配向膜の配向
   処理によって、その各配向膜表面のプレチルト角を１．
   ０〜２．５°の範囲にする請求項６又は７記載の焦点距
   離可変レンズパネルの製造方法。
9. 【請求項９】 上記第１の基板と第２の基板との隙間に
   ネマティック液晶を封入する工程では、カイラル物質が
   添加されていないネマティック液晶を封入する請求項６
   乃至８のいずれか一項に記載の焦点距離可変レンズパネ
   ルの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記第１の基板と第２の基板との間隔
    であるセルギャップｄと封入したネマティック液晶の複
    屈折の差Δｎとの積であるΔｎｄ値と、使用するレーザ
    光の波長λとの間に、 Δｎｄ＝(λ／２)＋ｎλ （ｎは０又は正の整数） の関係が成立するように、前記セルギャップｄと封入す
    るネマティック液晶のΔｎとを選定する請求項６乃至９
    のいずれか一項に記載の焦点距離可変レンズパネルの製
    造方法。