JP2000347154A - 液晶レンズと液晶レンズユニットと液晶レンズアッセンブリー - Google Patents

液晶レンズと液晶レンズユニットと液晶レンズアッセンブリー

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JP2000347154A JP11160879A JP16087999A JP2000347154A JP 2000347154 A JP2000347154 A JP 2000347154A JP 11160879 A JP11160879 A JP 11160879A JP 16087999 A JP16087999 A JP 16087999A JP 2000347154 A JP2000347154 A JP 2000347154A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】筒状の部材への組み込みに適した液晶レンズを
提供する。 【解決手段】液晶レンズ１００は、両凹レンズ１０２
と、その前後に配置される一対の透明平板１０４と１０
６を有している。両凹レンズ１０２の凹面を持つ主面１
１２と１１４には透明電極１２２と１２４が設けられ、
両者は平面部１１６を横切って延びる電極１２６によっ
て電気的に接続されている。透明平板１０４の主面１３
２には透明電極１４２が設けられ、これは平面部１３６
を横切って延びる電極１４４と電気的に接続されてい
る。同様に、透明平板１０６の主面１５２には透明電極
１６２が設けられ、これは平面部１５６を横切って延び
る電極１６４と電気的に接続されている。両凹レンズ１
０２と一対の透明平板１０４と１０６は、それぞれの平
面部１１６と１３６と１５６を揃えて、液晶を介在して
互いに結合される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電場の強度を変化
させることにより焦点を可変する液晶レンズ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電場の強度を変化させることにより焦点
を可変する液晶レンズ装置は、例えば、「焦点可変液晶
レンズシステム(Variable Focus Liquid Crystal Lens
System)」と題する米国特許４１９０３３０号に示されて
いる。
【０００３】この液晶レンズ装置は、複屈折を有するネ
マティック液晶材料が第１方向に配向された第１本体
と、複屈折を有するネマティック液晶材料が第１方向に
垂直な第２方向に配向された第２本体と、第１方向と第
２方向に垂直な成分を持つ電場を第１本体と第２本体に
加える一対の電極と、電場の強度を変化させる手段とを
有している。
【０００４】第１本体と第２本体に電場が印加されてい
ない状態では、入射光のうち、第１本体の入射端の第１
方向に垂直な偏光成分に対して、第１本体は液晶材料の
常光屈折率を持つ媒質として働き、第２本体は液晶材料
の異常光屈折率を持つ媒質として働く。逆に、第１本体
の入射端の第１方向に平行な偏光成分に対して、第１本
体は液晶材料の異常光屈折率を持つ媒質として働き、第
２本体は液晶材料の常光屈折率を持つ媒質として働く。
【０００５】電場の強度を変化させる手段により、第１
本体と第２本体に電場が印加された状態では、入射光の
偏光方向に拘わらず、第１本体と第２本体は共に液晶材
料の常光屈折率を持つ媒質として働く。
【０００６】このように、液晶レンズ装置は、電場の強
度を変化させることにより屈折率を変化でき、一切を機
械的に動かすことなしに焦点を可変する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】内視鏡の分野では、病
変のより正確な診察が可能となるよう、鮮明な画像が常
に得られる可変焦点機構が必要となっている。
【０００８】最近の細径化の進んだ内視鏡では、内視鏡
先端部の結像光学系保持部材に機械的手段による可変焦
点機構を収納することは、スペース的に非常に難しい。
従って、可変焦点機構は、機械的駆動部のない電気的手
段により実現することが好ましい。有力な電気的手段の
ひとつとして、前述の液晶レンズ装置が考えられる。
【０００９】また、細径化と出射光量の最大化を両立す
るために結像光学系保持部材の肉厚は可能な限り薄くし
ている。このため、結像光学系保持部材の必要最低限の
剛性を確保するには、液晶レンズを組み込む際に結像光
学系保持部材に設ける切り欠きはなるべく少ないことが
好ましい。従って、内視鏡への組み込みを考慮した液晶
レンズ装置は、外形が小さく、凸部が少ないことが望ま
しい。
【００１０】本発明は、このような現状を考慮して成さ
れたものであり、その目的は、細径の筒状の部材への組
み込みに適した液晶レンズ装置を提供することである。
【００１１】なお、本明細書において、液晶レンズ装置
という用語は、液晶レンズ単体、液晶レンズとこれに取
り付けられた配線基板から成る液晶レンズユニット、液
晶レンズユニットとこれを支持するレンズ枠から成る液
晶レンズアッセンブリーのいずれかを指すものとする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、一面において
は、筒状の光学系レンズ枠に嵌合される液晶レンズであ
り、光学的に透明な第一の光学部材と、第一の光学部材
の一方の側に配置される光学的に透明な第二の光学部材
と、第一の光学部材と第二の光学部材を間隔を置いて結
合する第一のシール剤と、第一の光学部材の他方の側に
配置される光学的に透明な第三の光学部材と、第一の光
学部材と第三の光学部材を間隔を置いて結合する第二の
シール剤と、第一の光学部材と第二の光学部材と第一の
シール剤で囲まれる空間に収容された第一の液晶と、第
一の光学部材と第三の光学部材と第二のシール剤で囲ま
れた空間収容された第二の液晶とを有し、第一の光学部
材は、筒状の光学系レンズ枠内に嵌合する径を有してお
り、外周の少なくとも一部に形成された第一の平面部
と、第二の光学部材に面する第一の面に形成された第一
の透明電極と、第三の光学部材に面する第二の面に形成
された第二の透明電極と、第一の平面部を横切って延び
第一の透明電極と第二の透明電極に電気的に接続された
第一の電極とを有しており、第二の光学部材は、第一の
光学部材よりもわずかに小さい径を有しており、外周の
少なくとも一部に形成された第二の平面部と、第一の光
学部材に面する第三の面に形成された第三の透明電極
と、第二の平面部を横切って延び第三の透明電極を電気
的に接続された第二の電極とを有しており、第三の光学
部材は、第一の光学部材よりもわずかに小さい径を有し
ており、外周の少なくとも一部に形成された第三の平面
部と、第一の光学部材に面する第四の面に形成された第
四の透明電極と、第三の平面部を横切って延び第四の透
明電極を電気的に接続された第三の電極とを有してい
る。
【００１３】本発明は、別の一面においては、筒状の光
学系レンズ枠に実装される液晶レンズユニットであり、
前述の液晶レンズと、この液晶レンズに取り付けられた
フレキシブル基板とを有しており、フレキシブル基板
は、第一の電極に電気的に接続された第一の配線と、第
二の電極と第三の電極に電気的に接続された第二の配線
とを有している。
【００１４】本発明は、さらに別の一面においては、液
晶レンズアッセンブリーであり、前述の液晶レンズユニ
ットと、この液晶レンズユニットが実装される筒状の光
学系レンズ枠とを有しており、光学系レンズ枠は、フレ
キシブル基板を外側に延出させるための切り欠きを有し
ている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。
【００１６】［第一の実施の形態］ (構成)図１に示されるように、液晶レンズ１００は、両
凹レンズ１０２と、その前後に配置される一対の透明平
板１０４と１０６を有している。
【００１７】両凹レンズ１０２は、光学的に良好なほぼ
円柱形状の削材から成り、その外周の一部に平面部１１
６を有している。両凹レンズ１０２は、互いに向き合う
一対の主面１１２と１１４を有しており、これらの主面
１１２と１１４には面対称な凹面が形成されている。凹
面は、図５を参照して後述するように、両凹レンズ１０
２がレンズ枠３０２に挿入された際に、凹面の軸がレン
ズ枠３０２の軸と一致するように形成されている。
【００１８】主面１１２の凹面部には、アンダーコート
(図示せず)と透明電極１２２と配向膜(図示せず)が積層
されている。同様に、主面１１４の凹面部には、アンダ
ーコート(図示せず)と透明電極１２４と配向膜(図示せ
ず)が積層されている。
【００１９】二枚の透明電極１２２と１２４は、平面部
１１６を横切り主面１１２と主面１１４にまで延びてい
る電極１２６を介して、互いに電気的に接続されてい
る。また、主面１１２に設けられる配向膜と、主面１１
４に設けられた配向膜は、配向方向が互いに直交してい
る。
【００２０】透明平板１０４は、両凹レンズ１０２より
僅かに小径のほぼ円柱形状をした光学的に良好な削材か
ら成り、その外周の二カ所に互いに平行な平面部１３６
と平面部１３８を有している。透明平板１０４は、互い
に平行な平面から成る一対の主面１３２と１３４を有し
ている。
【００２１】両凹レンズ１０２の主面１１２に向き合う
透明平板１０４の主面１３２には、アンダーコート(図
示せず)と透明電極１４２と配向膜(図示せず)が積層さ
れている。また、反対側の主面１３４には反射防止膜
(図示せず)が形成されている。
【００２２】平面部１３６には、これを横切って延びる
電極１４４が形成されており、この電極は主面１３２に
まで延びており、透明電極１４２と電気的に接続されて
いる。主面１３２に形成された配向膜は、透明平板１０
４の平面部１３６を両凹レンズ１０２の平面部１１６に
揃えた際に、その配向方向が、両凹レンズ１０２の主面
１１４に形成された配向膜の配向方向と平行になってい
る。
【００２３】透明平板１０６は、透明平板１０４と同様
な形状をしており、両凹レンズ１０２より僅かに小径の
ほぼ円柱形状をした光学的に良好な削材から成り、その
外周の二カ所に互いに平行な平面部１５６と平面部１５
８を有している。透明平板１０６は、互いに平行な平面
から成る一対の主面１５２と１５４を有している。
【００２４】両凹レンズ１０２の主面１１４に向き合う
透明平板１０６の主面１５２には、アンダーコート(図
示せず)と透明電極１６２と配向膜(図示せず)が積層さ
れている。また、反対側の主面１５４には反射防止膜
(図示せず)が形成されている。
【００２５】平面部１５６には、これを横切って延びる
電極１６４が形成されており、この電極は主面１５２に
まで延びており、透明電極１６２と電気的に接続されて
いる。透明平板１０６の透明電極１６２と電極１６４
と、前述の透明平板１０４の透明電極１４２と電極１４
４とは、面対称な位置関係に配置されている。
【００２６】また、主面１５２に形成された配向膜は、
透明平板１０６の平面部１５６を両凹レンズ１０２の平
面部１１６に揃えた際に、その配向方向が、両凹レンズ
１０２の主面１１４に形成された配向膜の配向方向と平
行になっている。
【００２７】両凹レンズ１０２と透明平板１０４と透明
平板１０６は、それぞれの平面部１１６と平面部１３６
と平面部１５６を揃えて、互いに結合される。
【００２８】アンダーコートは、両凸レンズ１０２と透
明平板１０４と透明平板１０６から溶出するアルカリイ
オンのバリア層として機能するものであり、例えば二酸
化珪素膜が用いられる。
【００２９】硝材にはクラウンガラスやフリントガラス
などが適用される。
【００３０】透明電極は、酸化インジウム錫膜やアンチ
モン添加酸化錫膜や酸化亜鉛膜などの光学的に透明な導
電性の膜で構成される。
【００３１】配向膜は、ポリイミド系配向膜やポリアミ
ド系配向膜など、液晶材料を特定の方向に配向する有機
配向膜で構成される。
【００３２】電極は、金や銀や銅やニッケルやクロムや
カーボンなど、導電性を有する材料から成る膜で構成さ
れる。
【００３３】図４(Ｂ)に示されるように、両凸レンズ１
０２と透明平板１０６は、スペーサ(図示せず)が分散さ
れたシール剤１８２を介して結合される。シール剤１８
２は、図４(Ａ)に示されるように、有効径以上外径以下
の範囲において、透明平板１０６の平面部１５８近くを
除いて周回している。これにより、両凸レンズ１０２と
透明平板１０６とシール剤１８２とによって、透明平板
１０６の平面部１５８近くに形成される隙間１８８を介
して外部空間と連絡している空間が作られる。この空間
は液晶物質を収容する空間であり、隙間１８８は液晶注
入口となる。
【００３４】同様に、両凸レンズ１０２と透明平板１０
４は、図４(Ｂ)に示されるように、スペーサ(図示せず)
が分散されたシール剤１７２を介して結合される。シー
ル剤１７２は、シール剤１８２と同様に、透明平板１０
４の平面部１３８近くを除いて周回している。これによ
り、両凸レンズ１０２と透明平板１０４とシール剤１７
２とによって、透明平板１０４の平面部１３８近くに形
成される隙間１７８を介して外部空間と連絡している空
間が作られる。
【００３５】図４(Ｂ)に示されるように、両凸レンズ１
０２と透明平板１０６とシール剤１８２とで作られた空
間には、液晶注入口１８８を介して液晶物質、例えば正
の誘電異方性を有するネマティック液晶１８４が注入さ
れ、液晶物質の注入後、封止剤１８６によって液晶注入
口１８８が塞がれる。同様に、両凸レンズ１０２と透明
平板１０４とシール剤１７２とで作られた空間には、液
晶注入口１７８を介して液晶物質、例えばネマチック液
晶１７４が注入され、液晶物質の注入後、封止剤１７６
によって液晶注入口１７８が塞がれる。
【００３６】液晶物質の注入は、液晶収容用の空間を真
空に引いておき、この構造体を液晶物質中に浸すことで
行なわれる。液晶物質は負圧によって液晶収容用の空間
に引き込まれるため、この空間は液晶物質で満たされ
る。
【００３７】シール剤１７２と１８２には、エポキシ系
熱硬化型シール剤やエポキシ系紫外線硬化型シール剤や
アクリル系熱硬化型シール剤やエポキシ系紫外線硬化型
シール剤などが適用できる。
【００３８】スペーサには、球状のガラススペーサや球
状のプラスティックスペーサや不定形のガラススペーサ
や不定形のプラスティックススペーサなどが用いられ
る。
【００３９】封止剤１７６と１８６には、エポキシ系熱
硬化型封止剤やエポキシ系紫外線硬化型封止剤やアクリ
ル系熱硬化型封止剤やエポキシ系紫外線硬化型封止剤な
どが適用できる。
【００４０】図２に示されるように、液晶レンズ１００
は両凹レンズ１０２と透明平板１０４と透明平板１０６
を有しており、これらは平面部１１６と１３６と１５６
を揃えて結合されている。平面部１１６と１３６と１５
６には、それぞれ、両凹レンズ１０２と透明平板１０４
と透明平板１０６に設けられた透明電極に導通している
電極１２６と１４４と１６４が露出している。電極１４
４と電極１６４は、液晶レンズ１００の光軸に平行な線
上に位置しており、電極１２６は、この線から外れたと
ころに位置している。
【００４１】電極１２６と１４６と１６４が露出してい
る、液晶レンズ１００の平面部１１６と１３６と１５６
には、フレキシブル基板２０２が取り付けられる。フレ
キシブル基板２０２は、平行に延びる二本の帯状の配線
２０４と２０６を有しており、配線２０４は、透明平板
１０４の電極１４４と透明平板１０６の電極１６４に電
気的に接続され、一方、配線２０６は、両凹レンズ１０
２の電極１２６に電気的に接続される。
【００４２】液晶レンズ１００へのフレキシブル基板２
０２の取り付けは、例えば、異方性導電接着剤を用いて
行なわれる。異方性導電接着剤による透明平板１０６の
電極１６４とフレキシブル基板２０２の電極２０４との
電気的接続が図３に模式的に示される。異方性導電接着
剤２１２は、図３に示されるように、多数の導電性粒子
２１４を含んでおり、フレキシブル基板２０２を液晶レ
ンズ１００に加圧することで、フレキシブル基板２０２
の電極２０４と２０６と液晶レンズ１００の電極１２６
と１４４と１６４の間に位置する導電性粒子は潰され、
この潰された導電性粒子２１６によって両者が電気的に
接続される。
【００４３】フレキシブル基板２０２の電極２０４と２
０６は、図示しない駆動回路に接続され、この駆動回路
から交番電圧が、電極２０４と２０６と電極１２６と１
４４と１６４を介して、液晶レンズ１００に供給され
る。より詳しくは、両凹レンズ１０２の透明電極１２２
と透明平板１０４の透明電極１４２の間および両凹レン
ズ１０２の透明電極１２４と透明平板１０６の透明電極
１６２の間に、交番電圧が印加される。
【００４４】液晶レンズ１００とこれに取り付けられた
フレキシブル基板２０２は液晶レンズユニットを構成す
る。この液晶レンズユニットは、図５に示されるよう
に、光学系レンズ枠３０２に実装される。
【００４５】光学系レンズ枠３０２は、液晶レンズ１０
０が実装される端部に、切り欠き３０４を有している。
切り欠き３０４は、フレキシブル基板２０２との機械的
干渉を避けるため、フレキシブル基板２０２の幅よりも
広い切り欠き幅を有している。
【００４６】液晶レンズ１００は光学系レンズ枠３０２
に挿入され、その後、切り欠き３０４に遮光性のある有
機樹脂が充填される。これにより、液晶レンズ１００は
光学系レンズ枠３０２に固定される。また、フレキシブ
ル基板２０２は、図６に示されるように、光学系レンズ
枠３０２の外側面に固定される。
【００４７】このように光学系レンズ枠３０２とこれに
実装された液晶レンズユニットは、液晶レンズアッセン
ブリーを構成する。
【００４８】(作用)シール剤１７２と１８２は、光学部
材(透明平板１０６、両凹レンズ１０２、透明平板１０
４)の積層のための接着機能を有している。シール剤１
７２と１８２に分散されているスペーサは、対向する光
学部材(透明平板１０６と両凹レンズ１０２、両凹レン
ズ１０２と透明平板１０４)の隙間を均一に保つ機能を
有している。
【００４９】両凹レンズ１０２の主面１１２と透明平板
１０４の平面部１３８で定められる液晶注入口１７８
は、ネマティック液晶１７４を注入する入口としての機
能と、両凹レンズ１０２の外径以下(光学系レンズ枠３
０２と機械的に干渉しない)でネマティック液晶１７４
の封止を行なう機能を有している。同様に、両凹レンズ
１０２の主面１１４と透明平板１０６の平面部１５８で
定められる液晶注入口１８８は、ネマティック液晶１８
４を注入する入口としての機能と、両凹レンズ１０２の
外径以下でネマティック液晶１８４の封止を行なう機能
を有している。
【００５０】平面部１１６と１３６と１５６は、配向膜
の配向処理の際の配向方向を規定する基準面として作用
し、透明平板１０６と両凹レンズ１０２と透明平板１０
４の積層時に、対向する配向膜の配向方向を平行にする
ための基準面として作用する。さらに、フレキシブル基
板２０２の接続時には、フレキシブル基板２０２との異
方性導電接着剤２１２の接着面として作用する。
【００５１】それぞれ、透明平板１０６と両凹レンズ１
０２と透明平板１０４の平面部１１６と平面部１３６と
平面部１５６上に延びる電極１２６と電極１４４と電極
１６４は、フレキシブル基板２０２を主面と直交する方
向(本実施形態では特に光軸と平行方向)に延出する機能
を有し、折り曲げによる機械的ストレスなしにフレキシ
ブル基板２０２を光学系レンズ枠３０２へ引き出すよう
に働く。
【００５２】両凹レンズ１０２は、透明平板１０４と両
凹レンズ１０２と透明平板１０６の積層工程に起因する
液晶層１７４と液晶層１８４の光軸ずれをなくすように
働く。また、両凹レンズ１０２は、液晶レンズ１００を
光学系レンズ枠３０２に実装する際に光学系レンズ枠３
０２と嵌合することで、液晶レンズ１００の光軸を光学
系レンズ枠３０２の軸と一致させるように働く。また、
切り欠き３０４は、フレキシブル基板２０２と光学系レ
ンズ枠３０２の機械的干渉を防止するように働く。
【００５３】切り欠き３０４に充填される有機樹脂は、
光学系レンズ枠３０２の強度補強と光学系レンズ枠３０
２内部への光のもれを防ぐ働きをする。
【００５４】電極１４４と電極１６４は、互いの関係が
光軸と平行となっているので、異方性導電接着剤２１２
によりフレキシブル基板２０２と電気的に接続すること
で、一本の配線パターンで透明電極１４２と透明電極１
６２を同電位となるよう作用する。電極１２６は、電気
的に接続される透明電極１２２と透明電極１２４を同電
位となるよう作用する。これにより、フレキシブル基板
２０２はニ本の配線パターンだけで、電極１２６と１４
４と１６４、透明電極１２２と１２４と１４２と１６２
を経由して、液晶層１７４と液晶層１８４に駆動回路
(図示しない)からの交番電圧を同時に供給する機能を有
する。
【００５５】続いて可変焦点の作用を説明する。
【００５６】液晶層１７４と液晶層１８４に交番電圧を
供給しない状態では、平板１０６側から入射した光のう
ち、配向膜の配向方向に対し垂直な方向の偏光成分に関
して、液晶層１８４はネマティック液晶の常光屈折率を
持つ媒質として働き、液晶層１７４はネマティック液晶
の異常光屈折率を持つ媒質として働く。逆に、入射光の
うち、配向膜の配向方向に対し平行な方向の偏光成分に
関して、液晶層１８４はネマティック液晶の異常光屈折
率を持つ媒質として働き、液晶層１７４はネマティック
液晶の常光屈折率を持つ媒質として働く。両凹レンズ１
０２は、凹面が光軸に垂直な面に対してほほ対称な形状
であるため屈折面を接近させることで、このときの二重
焦点を防止する機能を有する。また、両凹レンズ１０２
は、液晶層１８４と液晶層１７４の対向面となる配向膜
の配向方向を直交させる機能を一枚で果たしている。
【００５７】液晶層１７４と液晶層１８４に交番電圧を
供給した状態では、入射光の偏光方向に拘わらず、液晶
層１７４と液晶層１８４は共に、ネマティック液晶の常
光屈折率を持つ媒質として働く。
【００５８】なお、正の誘電異方性を有するネマティッ
ク液晶を用いる代わりに、負の誘電異方性を有するネマ
ティック液晶を用いた場合、交番電圧の供給の有無によ
る液晶レンズとしての機能は逆になる。この場合、交番
電圧の供給した状態が前記交番電圧を供給しない状態に
相当し、交番電圧の供給しない状態が前記交番電圧を供
給した状態に相当する。
【００５９】(効果)透明平板１０４と両凹レンズ１０２
と透明平板１０６の積層用として安価な外形基準の設備
で対応できる。また、フレキシブル基板２０２を一括接
続することで接続工数削減が期待できる。さらに、液晶
レンズの光軸調整が不要となる。以上により、製造コス
トの低減が図れる。
【００６０】本発明の実施の形態の各構成は、当然、各
種の変形や変更が可能である。
【００６１】例えば、透明平板１０４は、実施形態で
は、ほぼ円形の外形形状を有しているが、平面部１３６
と平面部１３８に相当する辺を有する多角形であっても
よい。同様に、透明平板１０６も、平面部１５６と平面
部１５８に相当する辺を有する多角形であってもよい。
また、透明平板１０４と１０６の外形形状は、両凹レン
ズ１０２の外形形状と異なっていてもよい。
【００６２】液晶注入口１７８と１８８は、実施形態で
は、平面部１３６と１５６の反対側に設けたが、平面部
１３６と１５６でなければ、どこに設けられてもよい。
【００６３】フレキシブル基板２０２は、単線ケーブル
に変更されてもよい。また、電極１２４と１４６と１６
６との電気的接続は、導電性接着剤やはんだ付けで行な
われてもよい。
【００６４】［第二の実施の形態］ (構成)この実施の形態は、基本的に第一の実施の形態と
同じであり、フレキシブル基板と切り欠きが異なってい
る。以下、相違点に重点をおいて説明する。
【００６５】図８に示されるように、フレキシブル基板
２１２は、Ｌ字形の外形形状をしており、二本の配線パ
ターン２１４と２１６を有している。配線パターン２１
４の端部２１４ａは、液晶レンズ１００への取り付けの
際に、電極１４４と電極１６４に電気的に接続される電
極パッドとして機能し、また、配線パターン２１６の端
部２１６ａは、電極１４４と電極１６４に電気的に干渉
することなく、電極１２６に電気的に接続される電極パ
ッドとして機能する。
【００６６】図７に示されるように、フレキシブル基板
２１２の形状に対応して、光学系レンズ枠３０２は、液
晶レンズ１００とこれに取り付けられたフレキシブル基
板２１２から成る液晶レンズユニットが実装される際
に、フレキシブル基板２１２を外部に延出させるための
切り欠き３０６を有している。この切り欠き３０６は、
フレキシブル基板２１２の厚さよりも若干広い切り欠き
幅を有していればよい。
【００６７】(作用)フレキシブル基板２１２が、最も小
さい外形寸法であるフレキシブル基板の厚さ寸法で、光
学系レンズ枠３０２を横切るので、光学系レンズ枠３０
２に形成される切り欠き３０６の幅が小さくてよい。
【００６８】(効果)切り欠き３０６の幅が、図５に示さ
れる切り欠き３０４の幅に比べて狭いので、切り欠きを
形成することによる剛性低下が少ない。すなわち、図６
に示される液晶レンズアッセンブリーよりも高剛性の液
晶レンズアッセンブリーとなる。
【００６９】［第三の実施の形態］この実施の形態は、
基本的に第一の実施の形態と同じであり、両凹レンズ１
０２と透明平板１０４と１０６の電極形成部の形状が異
なっている。以下、図９を参照しながら、相違点に重点
をおいて説明する。なお、図９において、既に説明した
部材と同等の部材は、同一の参照符号で示される。
【００７０】(構成)図９に示されるように、両凹レンズ
１０２は、主面１１２と平面部１１６のエッジに面取り
部１１８が、主面１１４と平面部１１６のエッジに面取
り部１２０が形成されている。また、透明平板１０４
は、主面１３２と平面部１３６のエッジに面取り部１４
０が形成されている。同様に、透明平板１０６は、主面
１５２と平面部１５６のエッジに面取り部１６０が形成
されている。
【００７１】(作用)両凹レンズ１０２の面取り部１１８
と１２０は、電極１２６の折れ曲がりを和らげ、断線の
発生を低減する働きをする。同様に、透明平板１０４の
面取り部１４０は電極１４４の折れ曲がりを和らげ、透
明平板１０６の面取り部１６０は電極１６４の折れ曲が
りを和らげ、いずれも断線の発生を低減する。
【００７２】(効果)従って、液晶レンズユニットにおけ
る液晶レンズとフレキシブル基板の間の電気的接続に関
する信頼性が向上される。
【００７３】本発明の実施の形態の各構成は、当然、各
種の変形や変更が可能である。
【００７４】面取り部は、電極の折れ曲がりを和らげて
断線の発生を低減しさえすればよく、従って、図９には
Ｃ面取りで描かれているが、Ｒ面取りであってもよい。
また、同様な理由から、面取り部はエッジの一部に形成
されていてもよい。
【００７５】［第四の実施の形態］この実施の形態は、
基本的に第一の実施の形態と同じであり、液晶注入口の
設け方が異なっている。以下、図１０と図１１を参照し
ながら、相違点に重点をおいて説明する。図１０と図１
１において、既に説明した部材と同等の部材は、同一の
参照符号で示される。
【００７６】(構成)図１１(Ｂ)に示されるように、両凹
レンズ１０２と透明平板１０４は、スペーサが分散され
たシール剤１９２により、所定の間隔をおいて結合さ
れ、同様に、両凹レンズ１０２と透明平板１０６は、ス
ペーサが分散されたシール剤１９４により、所定の間隔
をおいて結合される。
【００７７】図１１(Ａ)に示されるように、シール剤１
９４は、両凹レンズ１０２の平面部１１６の一部を除い
て周回している。これにより、両凸レンズ１０２と透明
平板１０６とシール剤１９４とにより液晶物質を収容す
る空間が作られる。シール剤１９２は、シール剤１９４
と同様に設けられ、従って、両凸レンズ１０２と透明平
板１０４とシール剤１９２とにより液晶物質を収容する
空間が作られる。
【００７８】図１０に示されるように、フレキシブル基
板２０２は開口２２２と開口２２４を有しており、開口
２２２は両凸レンズ１０２と透明平板１０４とシール剤
１９２とで囲まれる空間と連絡し、開口２２４は両凸レ
ンズ１０２と透明平板１０６とシール剤１９４とで囲ま
れる空間と連絡する。
【００７９】従って、図１１(Ｂ)に示されるように、両
凸レンズ１０２と透明平板１０４とシール剤１９２とで
囲まれる空間には開口２２２を介して液晶１７４が注入
され、両凸レンズ１０２と透明平板１０６とシール剤１
９４とで囲まれる空間には開口２２４を介して液晶１８
４が注入される。液晶注入後、開口２２２と開口２２４
は、封止剤１９６によって塞がれる。これにより、液晶
レンズユニットが完成する。
【００８０】(作用)開口２２２は、両凸レンズ１０２と
透明平板１０４とシール剤１９２とで囲まれる空間に対
する液晶注入口を構成し、開口２２４は、両凸レンズ１
０２と透明平板１０６とシール剤１９４とで囲まれる空
間に対する液晶注入口を構成する。また、封止剤１９６
は、フレキシブル基板２０２の取り付けの補強剤として
機能する。
【００８１】(効果)従って、液晶レンズとこれに接続さ
れたフレキシブル基板とから成る液晶レンズユニットの
フレキシブル基板２０２の接続の信頼性が向上される。
【００８２】本発明の実施の形態の各構成は、当然、各
種の変形や変更が可能である。
【００８３】フレキシブル基板２０２に設けられる開口
は、液晶注入口として機能しさえすれば、どのような形
状であってもよい。従って、例えば、フレキシブル基板
２０２には、両凸レンズ１０２と透明平板１０４とシー
ル剤１９２で囲まれる空間と、両凸レンズ１０２と透明
平板１０６とシール剤１９４で囲まれる空間の両方に連
絡する一つの開口が設けられてもよい。
【００８４】［第五の実施の形態］この実施の形態は、
基本的に第四の実施の形態と同じであり、液晶の封止の
仕方が異なっている。以下、図１２を参照しながら、相
違点に重点をおいて説明する。図１２において、既に説
明した部材と同等の部材は、同一の参照符号で示され
る。
【００８５】(構成)この実施の形態では、フレキシブル
基板２０２はは開口を有しておらず、液晶の注入は、フ
レキシブル基板２０２の取り付けに先立って行なわれ
る。すなわち、図１２に示されるように、両凸レンズ１
０２と透明平板１０４とシール剤１９２で囲まれる空間
に注入された液晶１７４と、両凸レンズ１０２と透明平
板１０６とシール剤１９４で囲まれる空間に注入された
液晶１８４は、フレキシブル基板２０２と液晶レンズ１
００の導通を取りながら両者を接着する異方性導電性接
着剤２１２によって封止されている。
【００８６】(作用)異方性導電性接着剤２１２は、フレ
キシブル基板２０２と液晶レンズ１００の導通を取ると
ともに液晶を封止する働きを有し、従って、フレキシブ
ル基板２０２と液晶レンズ１００の導通を取る工程は、
液晶を封止する工程を兼ねる。
【００８７】(効果)電気的接続と液晶封止がひとつの工
程で行なわれるので、液晶レンズとこれに接続されたフ
レキシブル基板とから成る液晶レンズユニットの製造の
工程数が削減される。
【００８８】これまで、いくつかの実施の形態について
図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上
述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
【００８９】本発明は以下の各項の様に表現できる。
【００９０】１. 筒状の光学系レンズ枠に嵌合される
液晶レンズであり、光学的に透明な第一の光学部材と、
第一の光学部材の一方の側に配置される光学的に透明な
第二の光学部材と、第一の光学部材と第二の光学部材を
間隔を置いて結合する第一のシール剤と、第一の光学部
材の他方の側に配置される光学的に透明な第三の光学部
材と、第一の光学部材と第三の光学部材を間隔を置いて
結合する第二のシール剤と、第一の光学部材と第二の光
学部材と第一のシール剤で囲まれる空間に収容された第
一の液晶と、第一の光学部材と第三の光学部材と第二の
シール剤で囲まれた空間収容された第二の液晶とを有
し、第一の光学部材は、筒状の光学系レンズ枠内に嵌合
する径を有しており、外周の少なくとも一部に形成され
た第一の平面部と、第二の光学部材に面する第一の面に
形成された第一の透明電極と、第三の光学部材に面する
第二の面に形成された第二の透明電極と、第一の平面部
を横切って延び第一の透明電極と第二の透明電極に電気
的に接続された第一の電極とを有しており、第二の光学
部材は、第一の光学部材よりもわずかに小さい径を有し
ており、外周の少なくとも一部に形成された第二の平面
部と、第一の光学部材に面する第三の面に形成された第
三の透明電極と、第二の平面部を横切って延び第三の透
明電極を電気的に接続された第二の電極とを有してお
り、第三の光学部材は、第一の光学部材よりもわずかに
小さい径を有しており、外周の少なくとも一部に形成さ
れた第三の平面部と、第一の光学部材に面する第四の面
に形成された第四の透明電極と、第三の平面部を横切っ
て延び第四の透明電極を電気的に接続された第三の電極
とを有している、液晶レンズ。
【００９１】２. 第１項において、第一の光学部材
は、第一の面に形成された第一の凹面と、第二の面に形
成された第二の凹面とを有し、第一の凹面と第二の凹面
は面対称で共通の軸を有し、この共通の軸は、第一の光
学部材が筒状のレンズ系支持枠内に嵌合されたときに、
レンズ系支持枠の軸に一致する、液晶レンズ。
【００９２】３. 第１項において、第一の光学部材と
第二の光学部材と第三の光学部材は、第一の平面部と第
二の平面部と第三の平面部を揃えて配置されている、液
晶レンズ。
【００９３】４. 第３項において、第二の電極と第三
の電極は一直線上に位置しており、第一の電極は第二の
電極と第三の電極を通る直線から外れた位置にある、液
晶レンズ。
【００９４】５. 第１項において、第一の光学部材
は、第一の平面部と第一の面のエッジに形成された第一
の面取り部と、第一の平面部と第二の面のエッジに形成
された第二の面取り部とを有しており、第二の光学部材
は、第二の平面部と第三の面のエッジに形成された第三
の面取り部とを有しており、第三の光学部材は、第三の
平面部と第四の面のエッジに形成された第四の面取り部
とを有している、液晶レンズ。
【００９５】６. 筒状の光学系レンズ枠に実装される
液晶レンズユニットであり、第１項に記載の液晶レンズ
と、この液晶レンズに取り付けられたフレキシブル基板
とを有しており、フレキシブル基板は、第一の電極に電
気的に接続された第一の配線と、第二の電極と第三の電
極に電気的に接続された第二の配線とを有している、液
晶レンズユニット。
【００９６】７. 第６項において、フレキシブル基板
は異方性導電性接着剤によって液晶レンズに取り付けら
れている、液晶レンズユニット。
【００９７】８. 第６項において、フレキシブル基板
は帯状の外形形状を有している、液晶レンズユニット。
【００９８】９. 第６項において、フレキシブル基板
はＬ字の外形形状を有している、液晶レンズユニット。
【００９９】１０. 第６項において、フレキシブル基
板は少なくとも一つの開口を有しており、この開口を介
して第一の液晶と第二の液晶が注入されている、液晶レ
ンズユニット。
【０１００】１１. 第６項において、第一の液晶と第
二の液晶がフレキシブル基板によって封止されている、
液晶レンズユニット。
【０１０１】１２. 第６項に記載の液晶レンズユニッ
トと、この液晶レンズユニットが実装される筒状の光学
系レンズ枠とを有しており、光学系レンズ枠は、フレキ
シブル基板を外側に延出させるための切り欠きを有して
いる、液晶レンズアッセンブリー。
【０１０２】１３. 第１２項において、フレキシブル
基板は帯状の外形形状を有しており、切り欠きはフレキ
シブル基板の幅よりも広い幅を有している、液晶レンズ
アッセンブリー。
【０１０３】１４. 第１２項において、フレキシブル
基板はＬ字の外形形状を有しており、外形形状を有して
おり、切り欠きはフレキシブル基板の厚さよりも広い幅
を有している、液晶レンズアッセンブリー。
【０１０４】
【発明の効果】本発明によれば、細径の筒状の部材への
組み込みに適した液晶レンズ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施の形態における液晶レンズの主要な
要素の結合前の斜視図である。
【図２】第一の実施の形態における液晶レンズユニット
を構成する液晶レンズとフレキシブル基板の斜視図であ
る。
【図３】図２に示される液晶レンズとフレキシブル基板
の異方性導電接着剤による接続を模式的に示している。
【図４】図２に示された液晶レンズとフレキシブル基板
とで構成された液晶レンズユニットの端面図と縦断面図
である。
【図５】第一の実施の形態における液晶レンズアッセン
ブリーを構成する液晶レンズユニットと光学系レンズ枠
の斜視図である。
【図６】図５に示された液晶レンズユニットと光学系レ
ンズ枠とで構成された液晶レンズアッセンブリーの縦断
面図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態における液晶レンズ
アッセンブリーの斜視図である。
【図８】図７に示されたフレキシブル基板の平面図であ
る。
【図９】第三の実施の形態における液晶レンズの主要な
要素の結合前の斜視図である。
【図１０】第四の実施の形態における液晶注入前の液晶
レンズユニットの斜視図である。
【図１１】第四の実施の形態による液晶レンズユニット
の横断面図と縦断面図である。
【図１２】第五の実施の形態による液晶レンズユニット
の縦断面図である。
【符号の説明】
１００ 液晶レンズ １０２ 両凹レンズ １０４,１０６ 透明平板 １１６,１３６,１５６ 平面部 １２２,１２４,１４２,１６２ 透明電極 １２６,１４４,１６４ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｈ Ｆターム(参考） 2H044 AA02 AA20 AE06 2H051 FA09 2H088 EA42 HA02 HA05 HA24 JA04 LA06 MA20 2H089 HA29 HA40 MA01X MA04X MA04Y MA05Y MA05Z MA07Y MA07Z PA15 QA16 RA04 TA03 TA16 UA09 2H091 FA26X FA26Z FA37X FA37Z FB07 FD09 GA02 GA03 GA06 GA08 GA09 HA06 LA11 MA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 筒状の光学系レンズ枠に嵌合される液晶
    レンズであり、 光学的に透明な第一の光学部材と、 第一の光学部材の一方の側に配置される光学的に透明な
    第二の光学部材と、 第一の光学部材と第二の光学部材を間隔を置いて結合す
    る第一のシール剤と、 第一の光学部材の他方の側に配置される光学的に透明な
    第三の光学部材と、 第一の光学部材と第三の光学部材を間隔を置いて結合す
    る第二のシール剤と、 第一の光学部材と第二の光学部材と第一のシール剤で囲
    まれる空間に収容された第一の液晶と、 第一の光学部材と第三の光学部材と第二のシール剤で囲
    まれた空間収容された第二の液晶とを有し、 第一の光学部材は、筒状の光学系レンズ枠内に嵌合する
    径を有しており、外周の少なくとも一部に形成された第
    一の平面部と、第二の光学部材に面する第一の面に形成
    された第一の透明電極と、第三の光学部材に面する第二
    の面に形成された第二の透明電極と、第一の平面部を横
    切って延び第一の透明電極と第二の透明電極に電気的に
    接続された第一の電極とを有しており、 第二の光学部材は、第一の光学部材よりもわずかに小さ
    い径を有しており、外周の少なくとも一部に形成された
    第二の平面部と、第一の光学部材に面する第三の面に形
    成された第三の透明電極と、第二の平面部を横切って延
    び第三の透明電極を電気的に接続された第二の電極とを
    有しており、 第三の光学部材は、第一の光学部材よりもわずかに小さ
    い径を有しており、外周の少なくとも一部に形成された
    第三の平面部と、第一の光学部材に面する第四の面に形
    成された第四の透明電極と、第三の平面部を横切って延
    び第四の透明電極を電気的に接続された第三の電極とを
    有している、液晶レンズ。
  2. 【請求項２】 筒状の光学系レンズ枠に実装される液晶
    レンズユニットであり、 第１項に記載の液晶レンズと、 この液晶レンズに取り付けられたフレキシブル基板とを
    有しており、 フレキシブル基板は、第一の電極に電気的に接続された
    第一の配線と、第二の電極と第三の電極に電気的に接続
    された第二の配線とを有している、液晶レンズユニッ
    ト。
  3. 【請求項３】請求項２項に記載の液晶レンズユニット
    と、 この液晶レンズユニットが実装される筒状の光学系レン
    ズ枠とを有しており、 光学系レンズ枠は、フレキシブル基板を外側に延出させ
    るための切り欠きを有している、液晶レンズアッセンブ
    リー。
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