JP2016090718A - The liquid crystal lens - Google Patents

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JP2014222922A
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Inventor
隆 秋元
Takashi Akimoto
隆 秋元
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal lens that can easily achieve various lens characteristics in a single liquid crystal lens.SOLUTION: A liquid crystal lens 1 includes: a first liquid crystal layer 2 and a second liquid crystal layer 3 disposed on an optical axis C; a first electrode 4 and a second electrode 5 disposed opposing to each other to interpose the first liquid crystal layer 2 and to apply a voltage on the first liquid crystal layer 2; and a third electrode 6 and a fourth electrode 7 disposed opposing to each other to interpose the second liquid crystal layer 3 and to apply a voltage on the second liquid crystal layer 3. The first electrode 4 and the third electrode 6 comprise a plurality of line electrodes 4b, 6b arranged in parallel, and the plurality of line electrodes 4b and the plurality of line electrode 6b are orthogonal to each other when observed in a direction along the optical axis C. Among the plurality of line electrodes 4b, an electrode where a relatively high voltage is applied with respect to the second electrode 5, and an electrode where a relatively low voltage is applied can be arbitrarily selected. Among the plurality of line electrodes 6b, an electrode where a relatively high voltage is applied with respect to the fourth electrode 7, and an electrode where a relatively low voltage is applied can be arbitrarily selected.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液晶レンズに関する。 The present invention relates to a liquid crystal lens.

周知のように、液晶レンズは、液晶分子が配向している液晶層に電圧を加えて液晶分子の励起角度を制御し、これにより生じる屈折率変化を利用して焦点距離を可変とする液晶光学素子の一つである。 As is well known, the liquid crystal lens, a liquid crystal optical liquid crystal molecules controls the excitation angle of the liquid crystal molecules by adding a voltage to the liquid crystal layer are oriented, thereby utilizing the refractive index change caused to the focal length is variable which is one of the element.

この種の液晶レンズとして、例えば特許文献1には、光軸上に順に、第1の電極、中心に円形の穴が設けられた第2の電極、第3の電極を有し、第1の電極と第2の電極の間に液晶層が設けられたものが開示されている。 As the liquid crystal lens of this type, for example, Patent Document 1, in order on the optical axis, a first electrode, a second electrode to which a circular hole provided at the center, and a third electrode, the first that the liquid crystal layer is provided between the electrode and the second electrode is disclosed.

特許文献1に開示の液晶レンズでは、第1〜第3の電極に電圧を印加することで、第2の電極に設けられた穴の中心軸を中心とする軸対称状の電界を発生させ、液晶層の液晶分子を励起させる。 In the disclosed liquid crystal lens of the patent document 1, by applying a voltage to the first to third electrodes, to generate axisymmetric shape of the electric field around the center axis of the hole provided in the second electrode, exciting the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer. このとき、液晶分子の屈折率は、電界に倣って第2の電極に設けられた穴の中心部に向かって放物線状に変化する分布を示すため、球面レンズのような凸レンズ特性や凹レンズ特性が実現される。 At this time, the refractive index of the liquid crystal molecules, in order to show the distribution that varies parabolically towards the center of the hole provided in the second electrode following the electric field, the convex lens characteristics and concave properties as a spherical lens It is realized.

特開2006−91826号公報 JP 2006-91826 JP

ところで、近年では、1つの液晶レンズでより多くの異なるレンズ特性を体現することが要求される場合もある。 In recent years, in some cases that embody more different lens characteristics in one of the liquid crystal lens is required. しかしながら、従来の液晶レンズでは、これらの要求に十分に対応できていない点もある。 However, in the conventional liquid crystal lens, there are also these requirements that it does not sufficiently cope.

以上の実情に鑑み、本発明は、1つの液晶レンズで様々なレンズ特性を容易に実現可能な液晶レンズを提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention aims to provide easily realizable liquid crystal lens various lens characteristics in one of the liquid crystal lens.

上記課題を解決するために創案された本発明に係る液晶レンズは、光軸上に配置された第1の液晶部及び第2の液晶部と、第1の液晶部を挟むように対向配置され、第1の液晶部に電圧を印加する第1の電極及び第2の電極と、第2の液晶部を挟むように対向配置され、第2の液晶部に電圧を印加する第3の電極及び第4の電極とを備え、第1の電極が、光軸に垂直な面内で間隔を置いて平行に配列された複数のライン電極からなり、第3の電極が、光軸に垂直な面内で間隔を置いて平行に配列された複数のライン電極からなり、光軸の方向から見た場合に、第1の電極のライン電極と、第3の電極のライン電極とが互いに交差し、第1の電極の複数のライン電極の中で、第2の電極との間で相対的に高い電圧が印加される電極と、第2の電 Liquid crystal lens according to the present invention was invented in order to solve the above problems, the first liquid crystal portion and the second liquid crystal portion disposed on an optical axis, are opposed so as to sandwich the first liquid crystal portion a first electrode and a second electrode for applying a voltage to the first liquid crystal portion of the disposed opposite so as to sandwich the second liquid crystal portion, a third electrode for applying a voltage to the second liquid crystal portion and fourth and an electrode, a first electrode, a plurality of line electrodes arranged in parallel at intervals in a plane perpendicular to the optical axis, the third electrode, a plane perpendicular to the optical axis a plurality of line electrodes arranged in parallel at intervals in the inner, when viewed from the direction of the optical axis, and the line electrodes of the first electrode, and the line electrodes of the third electrode cross each other, among the plurality of line electrodes of the first electrode, and an electrode to which a relatively high voltage is applied between the second electrode, the second conductive との間で相対的に低い電圧が印加される電極とが任意に選択可能であり、第3の電極の複数のライン電極の中で、第4の電極との間で相対的に高い電圧が印加される電極と、第4の電極との間で相対的に低い電圧が印加される電極とが任意に選択可能であることを特徴とする。 An electrode to which a relatively low voltage is applied is arbitrarily selected between, among the plurality of line electrodes of the third electrode, a relatively high voltage between the fourth electrode an electrode applied, and an electrode to which a relatively low voltage is applied between the fourth electrode and wherein can be arbitrarily selected.

このような構成によれば、第1の電極及び第3の電極のそれぞれのライン電極の配列群の中に、印加電圧が高→低→高と変化する電圧変化領域や、低→高→低と変化する電圧変化領域を形成することができる。 According to such a configuration, in the sequence group of each line electrode of the first electrode and the third electrode, and the voltage change region where the applied voltage is changed to the high → low → high, low → high → low it is possible to form the voltage change region changes. この場合、第1の液晶部では、第1の電極の複数のライン電極における電圧変化領域に相当する部分において、ライン電極と平行な母線を有するシリンドリカルレンズに相当するレンズ特性(第1のシリンドリカルレンズ部という。)を実現することができる。 In this case, the first liquid crystal portion, the portion corresponding to the voltage change region at a plurality of line electrodes of the first electrode, the lens characteristics corresponding to a cylindrical lens having a line electrode and parallel bus (first cylindrical lens parts of.) can be realized. また同様に、第2の液晶部でも、第3の電極の複数のライン電極における電圧変化領域において、第3の電極のライン電極と平行な母線を有するシリンドリカルレンズに相当するレンズ特性(第2のシリンドリカルレンズ部という。)を実現することができる。 Similarly, in the second liquid crystal portion, the voltage change region at a plurality of line electrodes of the third electrode, lens characteristics corresponding to a cylindrical lens having a third line electrode and generatrices parallel electrodes (second that the cylindrical lens portion.) can be realized. そして、第1の液晶部と第2の液晶部のそれぞれに形成されるシリンドリカルレンズ部は、光軸と垂直な面内で互いに交差する。 Then, a cylindrical lens portion which is formed in each of the first liquid crystal portion and the second liquid crystal portion intersect each other at plane perpendicular to the optical axis. そのため、光軸方向から見た場合に、第1のシリンドリカルレンズ部と、第2のシリンドリカルレンズ部とが重複する部分において、両者のレンズ特性が合成され、球面レンズのような凸レンズ特性又は凹レンズ特性を実現することができる。 Therefore, when viewed in the optical axis direction, a first cylindrical lens unit, in a portion where the second cylindrical lens unit overlap, both lens characteristics are combined, a convex lens characteristics or concave properties, such as a spherical lens it can be realized. そして、第1のシリンドリカルレンズ部と第2のシリンドリカルレンズ部は、それぞれの位置・大きさ・数を電圧の印加パターンによって任意に変更できる。 Then, a first cylindrical lens unit and the second cylindrical lens unit, can be changed arbitrarily by the application pattern of the respective position, size and number of voltage. その結果、これら2つのシリンドリカルレンズ部のレンズ特性を合成してなる、球面レンズのような凸レンズ特性又は凹レンズ特性を有するレンズ部の位置・大きさ・数も任意に変更できる。 As a result, these two cylindrical lens characteristics of the lens unit formed by combining the position, size, number of the lens portion having a convex lens properties or concave properties, such as spherical lenses may arbitrarily changed. したがって、1つの液晶レンズの面内において、様々なレンズ特性を実現できる。 Therefore, in the plane of one of the liquid crystal lens, it can be realized different lens characteristics.

上記の構成において、光軸の方向から見た場合に、第1の電極のそれぞれのライン電極と、第3の電極のそれぞれのライン電極とが互いに直交することが好ましい。 In the above configuration, when viewed from the direction of the optical axis, and each line electrode of the first electrode, it is preferable that the respective line electrodes of the third electrode are perpendicular to each other.

上記の構成において、第1の電極の複数のライン電極と第2の電極との間に印加される電圧は、相対的に高い第1の電圧と、相対的に低い第2の電圧との2つの異なる電圧からなり、第3の電極の複数のライン電極と第4の電極との間に印加される電圧は、相対的に高い第3の電圧と、相対的に低い第4の電圧との2つの異なる電圧からなり、第1の電圧と第3の電圧が同じ値であり、第2の電圧と第4の電圧が同じ値であってもよい。 In the above configuration, the voltage applied between the plurality of line electrodes and the second electrodes of the first electrode, the second and the relatively high first voltage, a relatively low second voltage One of made different voltages, the voltage applied between the third electrode a plurality of line electrodes and the fourth electrodes of a relatively high third voltage, a relatively low fourth voltage consists of two different voltages, the first voltage and the third voltage have the same value, the second voltage and the fourth voltage may be the same value.

上記の構成において、第1の電極のライン電極が、6本以上で構成され、第2の電極のライン電極が、6本以上で構成されていることが好ましい。 In the above configuration, the line electrodes of the first electrode is composed of 6 or more, the line electrodes of the second electrode, which is preferably constituted by six or more.

上記の構成において、第1の液晶部と第2の液晶部のそれぞれが、s偏光波の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層と、p偏光波の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層とを備えていることが好ましい。 In the above configuration, each of the first liquid crystal portion second liquid crystal portion, and a liquid crystal layer having an alignment direction parallel the liquid crystal molecules with respect to the vibration direction of s-polarized light, with respect to the vibration direction of p-polarized light wave it is preferable that a liquid crystal layer having a direction of orientation parallel liquid crystal molecules Te.

以上のように本発明によれば、1つの液晶レンズで様々なレンズ特性を容易に実現することができる。 According to the present invention as described above, it is possible to easily implement various lens characteristics in one of the liquid crystal lens.

(a)は本発明の第1の実施形態に係る液晶レンズの断面図であって、(b)はそのA−A断面図である。 (A) is a cross-sectional view of a liquid crystal lens according to a first embodiment of the present invention, (b) is its A-A sectional view. 第1の実施形態に係る液晶レンズにおける第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加する態様を説明するための断面図である。 It is a cross-sectional view for explaining a manner of applying a voltage between the first electrode and the second electrode in the liquid crystal lens according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る液晶レンズの効果の一例を説明するための図であって、(a)は第1の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第1の液晶層における位相差分布を示す図、(b)は第3の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第2の液晶層における位相差分布を示す図、(c)は液晶レンズを通過した光を光軸方向から見たときの干渉縞を示す図である。 A diagram for explaining an example of the effect of the liquid crystal lens according to the first embodiment, (a) the first liquid crystal layer in the state of applied voltage of each line electrode, then the first electrode shows a phase difference distribution in a state of applied voltage of each line electrode (b) the third electrode, shows a phase difference distribution in the second liquid crystal layer at that time, (c) a liquid crystal lens it is a diagram showing an interference fringe when viewed light passing through the optical axis direction. 第1の実施形態に係る液晶レンズの効果の別の一例を説明するための図であって、(a)は第1の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第1の液晶層における位相差分布を示す図、(b)は第3の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第2の液晶層における位相差分布を示す図、(c)は液晶レンズを通過した光を光軸方向から見たときの干渉縞を示す図である。 A diagram for explaining another example of the effect of the liquid crystal lens according to the first embodiment, (a) shows the applied voltage of each line electrode of the first electrode state and, first at that time shows a phase difference distribution in a liquid crystal layer, (b) is a diagram showing the state of applied voltage of each line electrode of the third electrode, the phase difference distribution in the second liquid crystal layer at that time, (c) a liquid crystal the light passing through the lens is a diagram showing an interference fringe when viewed in the optical axis direction. 第1の実施形態に係る液晶レンズの効果の別の一例を説明するための図であって、(a)は第1の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第1の液晶層における位相差分布を示す図、(b)は第3の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第2の液晶層における位相差分布を示す図、(c)は液晶レンズを通過した光を光軸方向から見たときの干渉縞を示す図である。 A diagram for explaining another example of the effect of the liquid crystal lens according to the first embodiment, (a) shows the applied voltage of each line electrode of the first electrode state and, first at that time shows a phase difference distribution in a liquid crystal layer, (b) is a diagram showing the state of applied voltage of each line electrode of the third electrode, the phase difference distribution in the second liquid crystal layer at that time, (c) a liquid crystal the light passing through the lens is a diagram showing an interference fringe when viewed in the optical axis direction. 第1の実施形態に係る液晶レンズの効果の別の一例を説明するための図であって、(a)は第1の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第1の液晶層における位相差分布を示す図、(b)は第3の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第2の液晶層における位相差分布を示す図、(c)は液晶レンズを通過した光を光軸方向から見たときの干渉縞を示す図である。 A diagram for explaining another example of the effect of the liquid crystal lens according to the first embodiment, (a) shows the applied voltage of each line electrode of the first electrode state and, first at that time shows a phase difference distribution in a liquid crystal layer, (b) is a diagram showing the state of applied voltage of each line electrode of the third electrode, the phase difference distribution in the second liquid crystal layer at that time, (c) a liquid crystal the light passing through the lens is a diagram showing an interference fringe when viewed in the optical axis direction. 第1の実施形態に係る液晶レンズの効果の別の一例を説明するための図であって、(a)は第1の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第1の液晶層における位相差分布を示す図、(b)は第3の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第2の液晶層における位相差分布を示す図、(c)は液晶レンズを通過した光を光軸方向から見たときの干渉縞を示す図である。 A diagram for explaining another example of the effect of the liquid crystal lens according to the first embodiment, (a) shows the applied voltage of each line electrode of the first electrode state and, first at that time shows a phase difference distribution in a liquid crystal layer, (b) is a diagram showing the state of applied voltage of each line electrode of the third electrode, the phase difference distribution in the second liquid crystal layer at that time, (c) a liquid crystal the light passing through the lens is a diagram showing an interference fringe when viewed in the optical axis direction. 第1の実施形態に係る液晶レンズの効果の別の一例を説明するための図であって、(a)は第1の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第1の液晶層における位相差分布を示す図、(b)は第3の電極の各ライン電極の印加電圧の状態と、そのときの第2の液晶層における位相差分布を示す図、(c)は液晶レンズを通過した光を光軸方向から見たときの干渉縞を示す図である。 A diagram for explaining another example of the effect of the liquid crystal lens according to the first embodiment, (a) shows the applied voltage of each line electrode of the first electrode state and, first at that time shows a phase difference distribution in a liquid crystal layer, (b) is a diagram showing the state of applied voltage of each line electrode of the third electrode, the phase difference distribution in the second liquid crystal layer at that time, (c) a liquid crystal the light passing through the lens is a diagram showing an interference fringe when viewed in the optical axis direction. (a)は本発明の第2の実施形態に係る液晶レンズの断面図であって、(b)はそのB−B断面図である。 (A) is a sectional view of a liquid crystal lens according to a second embodiment of the present invention, and (b) is its sectional view taken along line B-B.

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。 Hereinafter will be described an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

<第1の実施形態> <First embodiment>
図1(a)及び(b)に示すように、本発明の第1の実施形態に係る液晶レンズ1は、光軸C上に光入射側(図中の下方側)から順に、第1の液晶部としての第1の液晶層2と、第2の液晶部としての第2の液晶層3とを備えている。 As shown in FIG. 1 (a) and (b), the liquid crystal lens 1 according to the first embodiment of the present invention, on the optical axis C from the light incident side (lower side in the figure) in this order, the first It includes a first liquid crystal layer 2 as a liquid crystal portion, and a second liquid crystal layer 3 of the second liquid crystal portion. 第1の液晶層2は、互いに対向配置された第1の電極4と第2の電極5によって挟まれており、第2の液晶層3は、互いに対向配置された第3の電極6と第4の電極7によって挟まれている。 The first liquid crystal layer 2, a first electrode 4 arranged opposite one another and sandwiched between the second electrode 5, the second liquid crystal layer 3 includes a third electrode 6 arranged opposite to each other the It is sandwiched between the fourth electrode 7. 第1〜第4の電極4〜7によって印加する電圧を調整することで、第1の液晶層2及び第2の液晶層3のそれぞれの屈折率が可変とされる。 By adjusting the voltage applied by the first to fourth electrode 4 to 7, the respective refractive index of the first liquid crystal layer 2 and the second liquid crystal layer 3 is variable. なお、光軸Cは、液晶レンズ1全体としての光軸であって、第1の液晶層2や第2の液晶層3の光軸とは必ずしても一致しない。 The optical axis C is an optical axis of the entire liquid crystal lens 1 does not match even always to the optical axis of the first liquid crystal layer 2 and the second liquid crystal layer 3. また、図中のxyzは、3次元の直交座標系を示しており、z軸が光軸Cと一致しており、x軸とy軸で構成される平面は光軸Cに垂直となる。 Further, xyz in the figure indicates the three-dimensional orthogonal coordinate system, z-axis coincides with the optical axis C, plane formed by the x-axis and y-axis is perpendicular to the optical axis C.

詳細には、液晶レンズ1は、光軸C上に光入射側から順に、第1の基板8、第2の基板9及び第3の基板10を備えている。 In particular, the liquid crystal lens 1 includes, in order from the light incident side on the optical axis C, the first substrate 8, a second substrate 9 and the third substrate 10 of.

第1の基板8と第2の基板9の間には、中心に貫通孔を有する第1の隔壁部材11が設けられている。 A first substrate 8 between the second substrate 9, the first partition wall member 11 is provided with a through hole in the center. 第1の液晶層2は、第1の基板8、第2の基板9及び第1の隔壁部材11で区画形成される空間に液晶を充填することで形成される。 The first liquid crystal layer 2 of the first substrate 8, is formed by filling a liquid crystal into a space which is defined and formed in the second substrate 9 and the first partition wall member 11.

第1の基板8の光出射側には、透明な第1の電極4が形成されている。 The light emitting side of the first substrate 8, a first electrode 4 transparent are formed. 第1の電極4は、y軸方向に延びる直線状のスリット部4aによって分割された、複数のライン電極4bから構成されている。 The first electrode 4 is divided by the linear slit portion 4a extending in the y-axis direction, and a plurality of line electrodes 4b. すなわち、各々のライン電極4bはy軸方向に長尺であり、x軸方向に間隔を置いて配列される。 That is, each of the line electrodes 4b are elongated in the y-axis direction, are arranged at intervals in the x-axis direction.

第2の基板9の光入射側には、透明な第2の電極5が形成されている。 The light incident side of the second substrate 9, the second electrode 5 transparent are formed. 第2の電極5は、スリット部などが設けられていない平板状の電極から構成されている。 The second electrode 5 is composed of a flat electrode which a slit portion is not provided. なお、第1の電極4と第2の電極5は、位置を入れ替えてもよい。 Note that the first electrode 4 and the second electrode 5 may be interchanged positions.

同様に、第2の基板9と第3の基板10の間には、中心に貫通孔を有する第2の隔壁部材12が設けられている。 Similarly, the second substrate 9 between the third substrate 10, the second partition member 12 is provided with a through hole in the center. 第2の液晶層3は、第2の基板9、第3の基板10及び第2の隔壁部材12で区画形成される空間に液晶を充填することで形成される。 The second liquid crystal layer 3 of the second substrate 9, are formed by filling a liquid crystal into a space defined formed in the third substrate 10 and the second partition member 12.

第2の基板9の光出射側には、透明な第3の電極6が形成されている。 The light emission side of the second substrate 9, the third electrode 6 transparent is formed. 第3の電極6は、x軸方向に延びる直線状の第2のスリット部6aによって分割された、複数のライン電極6bから構成されている。 The third electrode 6 is divided by the linear second slit portions 6a extending in the x-axis direction, and a plurality of line electrodes 6b. すなわち、各々のライン電極6bはx軸方向に長尺であり、y軸方向に間隔を置いて配列される。 That is, each of the line electrodes 6b are elongated in the x-axis direction, are arranged at intervals in the y-axis direction. したがって、ライン電極6bは、光軸Cの方向から見た場合に、ライン電極4bと直交する。 Therefore, the line electrodes 6b, when viewed from the direction of the optical axis C, and perpendicular to the line electrode 4b.

第3の基板10の光入射側には、透明な第4の電極7が形成されている。 The light incident side of the third substrate 10, a fourth electrode 7 transparent are formed. 第4の電極7は、スリット部などが設けられていない平板状の電極から構成されている。 Fourth electrode 7 is composed of a flat electrode which a slit portion is not provided. なお、第3の電極6と第4の電極7は、位置を入れ替えもよい。 Note that the third electrode 6 a fourth electrode 7, the position may be interchanged.

ここで、図示は省略するが、第1の電極4の光出射側の表面及び第3の電極6の光出射側の表面には、透明な絶縁層が設けられている。 Here, although not shown, the light emitting side of the surface of the first surface and the third electrode 4 on the light emission side of the electrode 6, a transparent insulating layer is provided. それぞれの絶縁層の内部には、透明な高抵抗膜が設けられている。 Inside each of the insulating layer, a transparent high-resistance film is provided. 高抵抗膜は液晶レンズ1の駆動電圧を低下させるためのものであり、絶縁層は電極4,6と高抵抗膜を絶縁するためのものである。 High resistance film is provided for decreasing the driving voltage of the liquid crystal lens 1, the insulating layer is for insulating the high-resistance film and the electrodes 4, 6. なお、絶縁層及び高抵抗膜は、適宜省略してもよい。 The insulating layer and the high-resistance film may be omitted as appropriate.

また、第1の電極4に形成された絶縁層の光出射側の表面および第2の電極5の光入射側の表面には、それぞれ配向膜が形成されている。 The first surface of the light emitting side of the electrode 4 formed on an insulating layer and the second light incident side of the surface of the electrode 5, respectively alignment film is formed. 同様に、第3の電極6に形成された絶縁層の光出射側の表面および第4の電極7の光入射側の表面には、それぞれ配向膜が形成されている。 Similarly, the third surface of the light emitting side of the insulating layer formed on the electrode 6 and the surface of the light incident side of the fourth electrode 7, respectively alignment film is formed. これらの配向膜により、第1の液晶層2中の液晶分子や第2の液晶層3中の液晶分子の配向が行われる。 These alignment films, the alignment of the liquid crystal molecules and the second liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 3 of the first liquid crystal layer 2 is performed.

第1の液晶層2における配向方向と、第2の液晶層3における配向方向とは、光軸Cと垂直な面内において同じ(0°)か又は180°異なっている。 The alignment direction of the first liquid crystal layer 2, the alignment direction of the second liquid crystal layer 3 are different same (0 °) or 180 ° in the optical axis C perpendicular to the plane. すなわち、この実施形態では、p偏光とs偏光のいずれか一方の偏光の入射光に対してのみその振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向をもつ。 That is, in this embodiment, with the alignment direction of liquid crystal molecules parallel to the vibration direction of miso for p-polarized light and s-polarized light one polarization of incident light.

図2に示すように、第1の電極4のそれぞれのライン電極4bと、第2の電極5の間に電圧が印加されるようになっている。 As shown in FIG. 2, each of the line electrodes 4b of the first electrode 4, the voltage between the second electrode 5 is adapted to be applied. 第2の電極5は接地されている。 The second electrode 5 is grounded.

詳細には、第1の電極4の各ライン電極4bには、交流電源13を介して第2の電極5に接続された状態と、交流電源14を介して第2の電極5に接続された状態とを切り替え可能なスイッチ15が設けられている。 In particular, each line electrode 4b of the first electrode 4, a state of being connected to the second electrode 5 via an AC power source 13, which is connected to the second electrode 5 via an AC power source 14 switch 15 capable of switching between a state is provided. 交流電源13による印加電圧V と、交流電源14による印加電圧V は互いに異なる。 The applied voltages V 1 by the AC power source 13, the applied voltage V 2 by the AC power source 14 are different from each other. この実施形態では、印加電圧V が印加電圧V よりも小さい。 In this embodiment, the applied voltage V 1 is smaller than the applied voltage V 2. そのため、スイッチ15を切り替えることで、第1の電極4の複数のライン電極4bの中で、相対的に高い電圧が印加される電極と、相対的に低い電圧が印加される電極とが任意に選択できる。 Therefore, by switching the switch 15, among the plurality of line electrodes 4b of the first electrode 4, and an electrode to which a relatively high voltage is applied, optionally an electrode to which a relatively low voltage is applied It can be selected. なお、図示例では、x方向の両端に位置するライン電極4bが電源13に接続されて相対的に低い電圧V が印加される電極とされ、それ以外のライン電極4bが電源14に接続されて相対的に高い電圧V が印加される電極とされた状態を示している。 In the illustrated example, is an electrode to which a relatively low voltages V 1 line electrode 4b is connected to a power source 13 located at both ends of the x-direction is applied, the other line electrodes 4b are connected to a power source 14 relatively high voltage V 2 indicates the state of being an electrode applied Te.

図示は省略するが、第3の電極6のそれぞれのライン電極6bと、第4の電極7の間に電圧が印加されるようになっている。 Although not shown, each of the line electrodes 6b of the third electrode 6, the voltage between the fourth electrode 7 is adapted to be applied. 第4の電極7は接地されている。 The fourth electrode 7 is grounded. そして、複数のライン電極6bの中で、相対的に高い電圧(電圧V )が印加される電極と、相対的に低い電圧(電圧V )が印加される電極が任意に選択可能となっている。 Then, it among the plurality of line electrodes 6b, and the electrode to which a relatively high voltage (voltage V 2) is applied, the electrode to which a relatively low voltage (voltage V 1) is applied with arbitrarily selected ing. 第3の電極6に対して電圧を印加する詳細な態様については、図2に基づいて説明した第1の電極4に対する電圧印加の態様と実質的に同じであるので、詳しい説明は省略する。 For a detailed aspect of applying a voltage to the third electrode 6 are substantially the same as the embodiment of the voltage applied to the first electrode 4 described with reference to FIG. 2, a detailed description thereof will be omitted.

ここで、第1〜第3の基板8〜10、及び隔壁部材11,12は、例えばガラスで構成することができる。 Here, the first to third substrates 8-10, and the partition members 11 and 12 may be made of, for example, glass.

第1〜第4の電極4〜7は、例えば酸化インジウムスズ(ITO)等の透明導電体で構成することができる。 First to fourth electrodes 4-7, for example, it can be composed of a transparent conductor such as indium tin oxide (ITO).

絶縁層は、例えば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、フッ化マグネシウムのうちの少なくとも一種を含むことが好ましい。 The insulating layer, for example, silicon dioxide, aluminum oxide, titanium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide preferably contains at least one of magnesium fluoride.

高抵抗膜は、例えば、酸化亜鉛、アルミニウム亜鉛酸化物、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、シリコン亜鉛酸化物、スズ亜鉛酸化物、ホウ素亜鉛酸化物、ゲルマニウム亜鉛酸化物のうちの少なくとも一種を含むことが好ましい。 High resistance film, for example, zinc oxide, aluminum zinc oxide, indium tin oxide, antimony tin oxide, gallium zinc oxide, silicon zinc oxide, tin zinc oxide, boron-zinc oxide, germanium zinc oxide preferably contains at least one out.

配向膜は、例えばラビング処理されたポリイミド膜で構成することができる。 The alignment layer may be made of polyimide film, for example, it has been rubbed.

なお、後述する他の実施形態における基板、電極、隔壁部材、絶縁膜、高抵抗膜及び配向膜についても、上記に例示した同様の材料を用いることができる。 The substrate in other embodiments to be described later, the electrode, the partition wall member, an insulating film, even for the high-resistance film and the alignment film, it is possible to use the same materials exemplified above.

次に、以上のように構成された液晶レンズ1の動作について図3〜図8に基づいて説明する。 Will now be described with reference to FIGS. 3-8, the operation of the liquid crystal lens 1 configured as described above. なお、第1の液晶層2及び第2の液晶層3がs偏光波の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する場合を例にとって説明する。 Incidentally, the case where the first liquid crystal layer 2 and the second liquid crystal layer 3 has an alignment direction of liquid crystal molecules parallel to the vibration direction of s-polarized light as an example. また、図3〜図8において、相対的に高い電圧V が印加されるライン電極にはクロスハッチングを付し、相対的に低い電圧V が印加されるライン電極(ハッチングを付していない電極)と区別している。 Further, in FIGS. 3-8, the line electrodes to which a relatively high voltage V 2 is applied cross-hatched, a relatively low voltage V 1 is not subjected to line electrodes (hatched applied electrode) and are distinguished.

例えば、図3(a)では、第1の電極4の各ライン電極4bのうち、x軸方向の両端に位置するライン電極4bに電圧V が印加され、それ以外のライン電極4bに電圧V が印加されている。 For example, in FIG. 3 (a), among the line electrode 4b of the first electrode 4, the voltage V 1 to the line electrode 4b located at both ends of the x-axis direction is applied, the voltage V to the other line electrode 4b 2 is applied. このとき、第1の液晶層2は、電圧V は電圧V よりも小さいため、x軸方向において、同図(a)に示したように凹レンズに対応する位相差分布特性を示す。 At this time, the first liquid crystal layer 2 of the voltages V 1 is smaller than the voltage V 2, in the x-axis direction, showing a phase difference distribution characteristic corresponding to the concave lens as shown in the diagram (a). 一方、第1の液晶層2は、電圧V と電圧V の大小に関わらず、y軸方向には実質的に位相差分布特性を示さない。 On the other hand, the first liquid crystal layer 2, regardless of the magnitude of the voltage V 1 and the voltage V 2, substantially no phase difference distribution characteristics in the y-axis direction. そのため、第1の液晶層2は、y軸(ライン電極4b)と平行な母線を有するシリンドリカルレンズに相当するレンズ特性(第1のシリンドリカルレンズ部L1という。)を有する。 Therefore, the first liquid crystal layer 2 has y-axis lens characteristics corresponding to a cylindrical lens having a (line electrode 4b) and the parallel bus (referred to as a first cylindrical lens unit L1.).

図3(b)では、第3の電極6の各ライン電極6bのうち、y軸方向の両端に位置するライン電極6bに電圧V が印加され、それ以外のライン電極6bに電圧V が印加されている。 In FIG. 3 (b), among the line electrode 6b of the third electrode 6, y voltages V 1 to a line electrode 6b located on axis at both ends is applied, the voltage V 2 to the other line electrode 6b It has been applied. このとき、第2の液晶層3は、電圧V が電圧V よりも小さいため、y軸方向において、同図(b)に示したように凹レンズに対応する位相差分布特性を示す。 At this time, the second liquid crystal layer 3 of, for the voltages V 1 lower than the voltage V 2, in the y-axis direction, showing a phase difference distribution characteristic corresponding to the concave lens as shown in FIG. (B). 一方、第2の液晶層3は、電圧V と電圧V の大小に関わらず、x軸方向には実質的に位相差分布特性を示さない。 On the other hand, the second liquid crystal layer 3, regardless of the magnitude of the voltage V 1 and the voltage V 2, the x-axis direction exhibits substantially no phase difference distribution characteristics. そのため、第2の液晶層3は、x軸(ライン電極6b)と平行な母線を有するシリンドリカルレンズに相当するレンズ特性(第2のシリンドリカルレンズ部L2という)を有する。 Therefore, the second liquid crystal layer 3 has x-axis lens characteristics (referred to as a second cylindrical lens unit L2) which corresponds to the cylindrical lens having a (line electrodes 6b) and the parallel bus.

したがって、偏光板などを用いてs偏光を液晶レンズ1に入射すると、s偏光は、第1のシリンドリカルレンズ部L1で屈折するとともに、第2のシリンドリカルレンズ部L2で屈折する。 Therefore, when the s-polarized light enters the liquid crystal lens 1 by using a polarizing plate, s-polarized, while refracted at the first cylindrical lens unit L1, it is refracted by the second cylindrical lens unit L2. その結果、図3(c)に示すように、液晶レンズ1にs偏光を通過させた状態で、z軸(光軸C)の方向から液晶レンズ1を見た場合、第1のシリンドリカルレンズ部L1と第2のシリンドリカルレンズ部L2の重複部分において、複数の円環状の干渉縞F1が形成される。 As a result, as shown in FIG. 3 (c), in a state of being passed through the s-polarized light to the liquid crystal lens 1, when viewing the liquid crystal lens 1 from the direction of the z-axis (optical axis C), the first cylindrical lens unit in L1 and overlapping portions of the second cylindrical lens unit L2, the interference fringe F1 of the plurality of annular is formed. すなわち、電圧V が電圧V よりも小さければ、x軸及びy軸の両方向においてレンズ機能を有する、球面レンズのような凹レンズ特性を実現することができる。 That is, it voltages V 1 is smaller than the voltage V 2, has a lens function in both the x-axis and y-axis, it is possible to realize a concave lens characteristics such as a spherical lens.

なお、図3(a)及び(b)に示す電圧印加パターンにおいて、電圧V が電圧V よりも大きければ、第1の液晶層2は、x軸方向において凸レンズに対応する位相差分布特性を示し、第2の液晶層3は、y軸方向において凸レンズに対応する位相差分布特性を示す。 Incidentally, in the voltage application pattern shown in FIG. 3 (a) and (b), if the voltages V 1 is greater than the voltage V 2, the first liquid crystal layer 2 of the phase difference corresponds to the convex lens in the x-axis direction distribution characteristics are shown, the second liquid crystal layer 3 illustrates a phase difference distribution characteristic corresponding to the convex lens in the y-axis direction. そのため、この場合には、液晶レンズ1において、x軸及びy軸の両方向においてレンズ機能を有する、球面レンズのような凸レンズ特性を実現することができる。 Therefore, in this case, the liquid crystal lens 1, having a lens function in both the x-axis and y-axis, it is possible to realize a lens characteristic such as a spherical lens.

ここで、第1の電極4のライン電極4bと、第3の電極6のライン電極6bは、それぞれ6本以上で構成されていることが好ましい。 Here, the first line electrode 4b of the electrode 4, line electrodes 6b of the third electrode 6 is preferably configured in each 6 or more. 電圧印加パターンを細かく制御することができるためである。 This is because it is possible to finely control the voltage application pattern.

以上のようなレンズ特性は、ライン電極4b,6bへの電圧印加パターンを変更することで、種々の変更ができる。 Lens characteristics described above, by changing the line electrode 4b, and a voltage application pattern to 6b, may be variously modified. 以下では電圧V が電圧V よりも小さい場合を例にとって説明する。 Hereinafter will be described a case where the voltages V 1 lower than the voltage V 2 as an example. なお、電圧V は電圧V よりも大きくてもよいが、この場合には、下記のレンズ特性における記述において、凸レンズと記載する部分を凹レンズと読み替え、凹レンズと記載する部分を凸レンズと読み替えるものとする。 Although voltages V 1 may be greater than the voltage V 2, in this case, in the description of the lens characteristics below, replaced a portion wherein a convex lens and a concave lens, which read as convex portions described concave lens to.

例えば、図4(a),(b)及び図5(a),(b)に示すように、電圧V が印加される領域を増減し、電圧V が印加される領域の両側に形成される、電圧V が印加される領域の大きさ(ライン電極4b及びライン電極6bの本数)を異ならせれば、第1のシリンドリカルレンズ部L1が形成される位置がx方向に移動するとともに、第2のシリンドリカルレンズ部L2が形成される位置がy方向に移動する。 For example, FIG. 4 (a), the formation on both sides of (b) and 5 (a), (b), the increase or decrease the area to which the voltage V 2 is applied, the area to which the voltage V 2 is applied is the, if different size of the area voltage V 1 is applied to (the number of line electrodes 4b and line electrodes 6b), along with the position of the first cylindrical lens unit L1 is formed is moved in the x direction, position where the second cylindrical lens unit L2 is formed is moved in the y-direction. その結果、両シリンドリカルレンズ部L1,L2の重複部分の位置や大きさも変化する。 As a result, it changes the position and size of the overlapping portions of both the cylindrical lens unit L1, L2. したがって、図4(c)及び図5(c)に示すように、干渉縞F1の大きさや、中心位置を変更することができる。 Accordingly, as shown in FIG. 4 (c) and FIG. 5 (c), the size and the interference fringe F1, it is possible to change the center position. すなわち、球面レンズのような凹レンズ特性を有するレンズ部の大きさや、中心位置を変更することができる。 That is, it is possible to change the size and the lens portion having a concave lens characteristics such as spherical lenses, the center position.

また、図6(a)及び(b)に示すように、ライン電極6bにおいて、電圧V →電圧V →電圧V となる電圧変化領域の数を増やせば、第2のシリンドリカルレンズ部L2の個数を増やすことができる。 Further, as shown in FIG. 6 (a) and (b), the line electrodes 6b, voltages V 1 → voltage V 2 → increasing the number of voltages V 1 to become voltage change region, the second cylindrical lens unit L2 it is possible to increase the number of. その結果、図6(c)に示すように、シリンドリカルレンズ部L1,L2の重複部分に形成される干渉縞F1の個数を増やすことができる。 As a result, as shown in FIG. 6 (c), it is possible to increase the number of interference fringes F1 which is formed in the overlapping portion of the cylindrical lens unit L1, L2. すなわち、球面レンズのような凹レンズ特性を有するレンズ部の数を増やすことができる。 That is, it is possible to increase the number of lens portions having concave lens characteristics such as a spherical lens. なお、ライン電極4bにおいて、電圧変化領域の数を増やしても、球面レンズのような凹レンズ特性を有するレンズ部の数を同様に増やすことができる。 Incidentally, in the line electrode 4b, also increase the number of voltage change area, the number of lens portions having concave lens characteristics such as the spherical lens can be increased as well.

また、図7(a)及び(b)に示すように、x方向に隣接するライン電極4b及びy方向に隣接するライン電極6bのそれぞれにおいて、電圧V が印加される電極と、電圧V が印加される電極とを交互に設けると、次のようなレンズ特性が実現できる。 Further, as shown in FIG. 7 (a) and (b), in each of the line electrodes 6b adjacent to the line electrodes 4b and y directions adjacent in the x direction, and electrodes are voltages V 1 is applied, the voltage V 2 There providing an electrode applied alternately, the lens characteristics such as the following can be realized. すなわち、ライン電極4b及びライン電極6bのそれぞれにおいて、電圧V →電圧V →電圧V となる電圧変化領域が一定の間隔で複数形成される。 That is, in each of the line electrodes 4b and line electrode 6b, the voltage change region which is a voltages V 1 → voltage V 2 → voltage V 1 is formed with a plurality at regular intervals. そのため、第1のシリンドリカルレンズ部L1と、第2のシリンドリカルレンズ部L2が格子状に配列される。 Therefore, the first cylindrical lens unit L1, the second cylindrical lens unit L2 are arranged in a grid. そのため、図7(c)に示すように、これらのシリンドリカルレンズ部L1,L2の重複部分である格子の各交点において、干渉縞F1を有し、球面レンズのような凹レンズ特性を有するレンズ部を形成することができる。 Therefore, as shown in FIG. 7 (c), at each intersection of the grid which is overlapping portion of these cylindrical lens portion L1, L2, has an interference fringe F1, the lens portion having a concave lens characteristics such as a spherical lens it can be formed.

更に、この場合、図7(a)及び(b)に示すように、ライン電極4b及びライン電極6bのそれぞれにおいて、電圧V →電圧V →電圧V となる領域も一定の間隔で複数形成される。 In addition, a plurality in this case, as shown in FIG. 7 (a) and (b), in each of the line electrodes 4b and line electrodes 6b, also the region where the voltage V 2 → voltage V 1 → voltage V 2 at regular intervals It is formed. そのため、図7(a)に示すように、x軸方向において凸レンズに対応する位相差分布特性を示す第3のシリンドリカルレンズ部L3が一定の間隔で複数形成されるとともに、図7(b)に示すように、y軸方向において凸レンズに対応する位相差分布特性を示す第4のシリンドリカルレンズ部L4が一定の間隔で複数形成される。 Therefore, as shown in FIG. 7 (a), together with the third cylindrical lens unit L3 showing the phase difference distribution characteristic corresponding to the convex lens in the x-axis direction is formed with a plurality at regular intervals, in FIG. 7 (b) as shown, the fourth cylindrical lens unit L4 indicating a phase difference distribution characteristic corresponding to the convex lens in the y-axis direction is formed with a plurality at regular intervals. これらのシリンドリカルレンズ部L3,L4も格子状に配列される。 These cylindrical lens unit L3, L4 are also arranged in a grid. そのため、図7(c)に示すように、シリンドリカルレンズ部L3,L4の重複部分である格子の各交点において、干渉縞F2を有し、球面レンズのような凸レンズ特性を有するレンズ部を形成することができる。 Therefore, as shown in FIG. 7 (c), at each intersection of the grid which is overlapping portion of the cylindrical lens unit L3, L4, having interference fringes F2, to form a lens section having a convex lens characteristics, such as a spherical lens be able to.

ここで、図7(a)〜(c)に示す構成は、複眼レンズとしての活用が期待できる。 Here, the configuration shown in FIG. 7 (a) ~ (c) can be expected utilization of the compound lens. また、電極パターンを数ミクロン程度まで微細化すれば、焦点可変マイクロレンズアレイとしても活用できる。 Further, if fine electrode pattern to several microns, can be utilized as a variable focus micro-lens array.

また、図8(a)〜(c)に示すように、第1の電極4のライン電極4bと、第3の電極6のライン電極6bにおいて、電圧V が印加される電極が連続する個数を異ならせると、楕円状の干渉縞F1を有するレンズ部を形成することができる。 Further, as shown in FIG. 8 (a) ~ (c) , and the line electrode 4b of the first electrode 4, the number in the line electrode 6b of the third electrode 6, the electrode to which the voltage V 2 is applied to the continuous when the different, it is possible to form a lens section having an elliptical fringe F1.

<第2の実施形態> <Second Embodiment>
図9(a)及び(b)に示すように、本発明の第2の実施形態に係る液晶レンズ1が、第1の実施形態に係る液晶レンズ1と相違するところは、第1の液晶部が第1の液晶層21と第2の液晶層22の2層から構成されるとともに、第2の液晶部が第3の液晶層23と第4の液晶層24との2層から構成されており、s偏光及びp偏光のそれぞれの入射光の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する点にある。 As shown in FIG. 9 (a) and (b), the second liquid crystal lens 1 according to the embodiment of, and it differs from the liquid crystal lens 1 of the first embodiment, the first liquid crystal portion of the present invention together but is composed of a first liquid crystal layer 21 second layer of the second liquid crystal layer 22, the liquid crystal unit of the second is composed of two layers of a third liquid crystal layer 23 and the fourth liquid crystal layer 24 of the cage, in that it has a direction oriented parallel the liquid crystal molecules with respect to each vibration direction of the incident light s-polarized light and p-polarized light. なお、第1の液晶部及び第2の液晶部の構成以外は、第1の実施形態と同様であるため、第1の実施形態と共通の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略する。 Incidentally, other than the configuration of the first liquid crystal portion and second liquid crystal portion is the same as the first embodiment, omitting the detailed description the same reference symbols are affixed to a common structure as the first embodiment to.

詳細には、第2の実施形態に係る液晶レンズ1は、第1の基板8、第2の基板9及び第3の基板10に加えて、第1の基板8と第2の基板9の間に第1の中間基板25を備え、第2の基板9と第3の基板10の間に第2の中間基板26を備えている。 In particular, the liquid crystal lens 1 according to the second embodiment, the first substrate 8, in addition to the second substrate 9 and the third substrate 10, between the first substrate 8 of second substrate 9 the first comprises an intermediate board 25, and a second intermediate substrate 26 between the second substrate 9 of the third substrate 10 in. 中間基板25,26は、例えばガラスで構成することができる。 Intermediate substrate 25 and 26 may be made of, for example, glass.

第1の基板8と第1の中間基板25の間には、中心に貫通孔を有する第1の隔壁部材27が設けられ、第1の基板8、第1の中間基板25及び第1の隔壁部材27で区画形成される空間に第1の液晶層21が設けられている。 A first substrate 8 between the first intermediate substrate 25, the first partition wall member 27 is provided with a through hole in the center, the first substrate 8, a first intermediate substrate 25 and the first partition wall the first liquid crystal layer 21 is provided in a space defined and formed by the member 27.

第1の中間基板25と第2の基板9の間には中心に貫通孔を有する第2の隔壁部材28が設けられ、第1の中間基板25、第2の基板9及び第2の隔壁部材28で区画形成された空間に第2の液晶層22が設けられている。 The first intermediate substrate 25 is provided between the second substrate 9 has a second partition wall member 28 is provided with a through hole in the center, a first intermediate substrate 25, second substrate 9 and the second partition member the second liquid crystal layer 22 is provided in the space defined and formed by 28.

第2の基板9と第2の中間基板26の間には、中心に貫通孔を有する第3の隔壁部材29が設けられ、第2の基板9、第2の中間基板26及び第3の隔壁部材29で区画形成された空間に第3の液晶層23が設けられている。 And the second substrate 9 between the second intermediate substrate 26, the third partition wall member 29 is provided with a through hole in the center, a second substrate 9, a second intermediate substrate 26 and the third partition wall the third liquid crystal layer 23 is provided in the space defined and formed by the member 29.

第2の中間基板26と第3の基板10の間には、中心に貫通孔を有する第4の隔壁部材30が設けられ、第2の中間基板26、第3の基板10及び第4の隔壁部材30で区画形成された空間に第4の液晶層24が設けられている。 A second intermediate substrate 26 is provided between the third substrate 10, a fourth barrier rib member 30 is provided with a through hole in the center, a second intermediate substrate 26, the third substrate 10 and fourth partition wall the fourth liquid crystal layer 24 is provided in the space defined and formed by the member 30.

なお、図示しないが、第1〜第4の液晶層21〜24のそれぞれの表裏面(光入射側の面と光出射側の面)に接する面には、配向膜が形成されている。 Although not shown, the surface in contact with the respective front and rear surfaces of the first to fourth liquid crystal layer 21 to 24 (the surface and the light exit side surface of the light incident side), the alignment film is formed.

第1の液晶層21における配向方向と、第2の液晶層22における配向方向とは、光軸Cと垂直な面内において90°異なっている。 The alignment direction of the first liquid crystal layer 21, and the alignment direction of the second liquid crystal layer 22 is different 90 ° in the optical axis C perpendicular to the plane. また、第3の液晶層23における配向方向と、第4の液晶層24における配向方向は、光軸Cに垂直な面内において90°異なっている。 Further, the alignment direction of the third liquid crystal layer 23, the alignment direction of the fourth liquid crystal layer 24 is different 90 ° in a plane perpendicular to the optical axis C.

この実施形態では、第1の液晶層21における配向方向と、第4の液晶層24における配向方向とが、光軸Cに垂直な面内において同じ(0°)か又は180°異なるとともに、第2の液晶層22における配向方向と、第3の液晶層23における配向方向とが、光軸Cに垂直な面内において同じ(0°)か又は180°異なっている。 In this embodiment, the alignment direction of the first liquid crystal layer 21, and the alignment direction of the fourth liquid crystal layer 24 of the same (0 °) or different 180 ° with the plane perpendicular to the optical axis C, the the alignment direction of the second liquid crystal layer 22, and the alignment direction in the third liquid crystal layer 23, the same are different (0 °) or 180 ° in the optical axis within a plane perpendicular to the C. すなわち、第1及び第4の液晶層21,24のそれぞれが、p偏光の入射光の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する場合には、第2及び第3の液晶層22,23のそれぞれが、s偏光の入射光の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する。 That is, each of the first and fourth liquid crystal layer 21 and 24, if they have an alignment direction parallel the liquid crystal molecules with respect to the vibration direction of incident light of p-polarized light, the second and third liquid crystal layer 22 , each 23 has an alignment direction parallel the liquid crystal molecules with respect to the vibration direction of incident light of s-polarized light. 逆に、第1及び第4の液晶層21,24のそれぞれが、s偏光の入射光の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する場合には、第2及び第3の液晶層22,23のそれぞれが、p偏光の入射光の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する。 Conversely, each of the first and fourth liquid crystal layer 21 and 24, if they have an alignment direction parallel the liquid crystal molecules with respect to the vibration direction of incident light of s-polarized light, the second and third liquid crystal layer each 22 and 23, have an alignment direction parallel the liquid crystal molecules with respect to the vibration direction of incident light of p-polarized light.

このようにすれば、s偏光の集光位置と、p偏光の集光位置のずれを小さくすることができ、優れた結合性能が得られる。 Thus, the focusing position of the s-polarized light, it is possible to reduce the deviation of the condensing position of the p-polarized light is obtained excellent binding performance.

もちろん、第1及び第2の液晶層21,22のうち、一方がs偏光の入射光の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層であり、他方がp偏光の入射光の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層であれば、第1及び第2の液晶層21,22のいずれをs偏光の入射光の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層としてもよい。 Of course, one of the first and second liquid crystal layers 21 and 22, one is a liquid crystal layer having an alignment direction of liquid crystal molecules parallel to the vibration direction of the incident light of the s-polarized light, the incident light other is p-polarized light if the liquid crystal layer having an alignment direction parallel the liquid crystal molecules with respect to the vibration direction of the parallel liquid crystal molecules either of the first and second liquid crystal layers 21 and 22 with respect to the vibration direction of incident light of s-polarized light it may be a liquid crystal layer having a direction of orientation. このことは、第3及び第4の液晶層23,24についても同様である。 This also applies to the third and fourth liquid crystal layers 23 and 24.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiments may be implemented in various forms.

上記の実施形態では、第1の電極4のライン電極4bと、第3の電極6のライン電極6bとが、光軸Cの方向から見たときに互いに直交する場合を説明したが、ライン電極4bとライン電極6bは、光軸Cの方向から見たときに互いに交差していれば、直交していなくてもよい。 In the above embodiments, and the line electrode 4b of the first electrode 4, and the line electrode 6b of the third electrode 6, a case has been described that are orthogonal to each other when viewed from the direction of the optical axis C, line electrodes 4b and the line electrodes 6b, as long to cross each other when viewed from the direction of the optical axis C, it may not be orthogonal.

上記の実施形態では、第1の電極4の各ライン電極4bと、第3の電極6の各ライン電極6bに対して、異なる2つの電圧V ,V のいずれかを印加する場合を説明したが、各ライン電極に対して、異なる3つ以上の電圧の中から選択される1つの電圧を印加するようにしてもよい。 In the above embodiments, and each line electrode 4b of the first electrode 4, for each line electrode 6b of the third electrode 6, a case of applying one of two different voltages V 1, V 2 described but it was, for each line electrode may be applied to one voltage selected from among three or more different voltages.

上記の実施形態では、第1の液晶部及び第2の液晶部を、1層又は2層の液晶層から構成する場合を説明したが、これらを3層以上の液晶層から構成してもよい。 In the above embodiments, the first liquid crystal portion and the second liquid crystal portion of one or two layers has been described a case in which a liquid crystal layer of the may be configured them from three or more layers the liquid crystal layer . また、更に電極に挟まれた液晶部を設けることで、1又は複数の液晶層を有する液晶部を光軸C上に3つ以上設けてもよい。 Moreover, further by providing the liquid crystal portion sandwiched between the electrodes may be provided three or more liquid crystal unit having one or more liquid crystal layer on the optical axis C.

1 液晶レンズ2 第1の液晶層3 第2の液晶層4 第1の電極4a スリット部4b ライン電極5 第2の電極6 第3の電極6a スリット部6b ライン電極7 第4の電極21 第1の液晶層22 第2の液晶層23 第3の液晶層24 第4の液晶層C 光軸F1〜F2 干渉縞L1〜L4 シリンドリカルレンズ部 1 liquid crystal lens 2 first liquid crystal layer 3 and the second liquid crystal layer 4 the first electrode 4a slits 4b line electrode 5 second electrode 6 third electrode 6a slits 6b line electrode 7 a fourth electrode 21 first the liquid crystal layer 22 and the second liquid crystal layer 23 third liquid crystal layer 24 fourth liquid crystal layer C light axis F1~F2 fringe L1~L4 cylindrical lens portion of the

Claims (5)

  1. 光軸上に配置された第1の液晶部及び第2の液晶部と、 The first liquid crystal portion and the second liquid crystal portion disposed on an optical axis,
    前記第1の液晶部を挟むように対向配置され、前記第1の液晶部に電圧を印加する第1の電極及び第2の電極と、 Said first oppositely disposed to sandwich the liquid crystal portion, a first electrode and a second electrode for applying a voltage to the first liquid crystal portion of,
    前記第2の液晶部を挟むように対向配置され、前記第2の液晶部に電圧を印加する第3の電極及び第4の電極とを備え、 The second are opposed so as to sandwich the liquid crystal portion, and a third electrode and a fourth electrode for applying a voltage to the second liquid crystal portion,
    前記第1の電極が、前記光軸に垂直な面内で間隔を置いて平行に配列された複数のライン電極からなり、 The first electrode, a plurality of line electrodes arranged in parallel at intervals in a plane perpendicular to the optical axis,
    前記第3の電極が、前記光軸に垂直な面内で間隔を置いて平行に配列された複数のライン電極からなり、 Said third electrode, a plurality of line electrodes arranged in parallel at intervals in a plane perpendicular to the optical axis,
    前記光軸の方向から見た場合に、前記第1の電極の前記ライン電極と、前記第3の電極の前記ライン電極とが互いに交差し、 When viewed from the direction of the optical axis, and the line electrodes of said first electrode and said line electrodes of the third electrode cross each other,
    前記第1の電極の前記複数のライン電極の中で、前記第2の電極との間で相対的に高い電圧が印加される電極と、前記第2の電極との間で相対的に低い電圧が印加される電極とを任意に選択可能であり、 Among the plurality of line electrodes of the first electrode, the electrode to which a relatively high voltage is applied between the second electrode, a relatively low voltage between the second electrode There can be arbitrarily selected and an electrode to be applied,
    前記第3の電極の前記複数のライン電極の中で、前記第4の電極との間で相対的に高い電圧が印加される電極と、前記第4の電極との間で相対的に低い電圧が印加される電極とを任意に選択可能であることを特徴とする液晶レンズ。 Among the plurality of line electrodes of the third electrode, and an electrode to which a relatively high voltage is applied between the fourth electrode, a relatively low voltage between the fourth electrode liquid crystal lenses, characterized in that but can be arbitrarily selected and electrodes to be applied.
  2. 前記光軸の方向から見た場合に、前記第1の電極のそれぞれの前記ライン電極と、前記第3の電極のそれぞれの前記ライン電極とが互いに直交することを特徴とする請求項1に記載の液晶レンズ。 When viewed from the direction of the optical axis, each of said line electrodes of said first electrode, according to claim 1, characterized in that the each of the line electrodes of the third electrode are perpendicular to each other the liquid crystal lens of.
  3. 前記第1の電極の前記複数のライン電極と前記第2の電極との間に印加される電圧は、相対的に高い第1の電圧と、相対的に低い第2の電圧との2つの異なる電圧からなり、 Voltage applied between the first plurality of line electrodes and the second electrodes of the electrode, a relatively high first voltage, two different and relatively low second voltage It consists of a voltage,
    前記第3の電極の前記複数のライン電極と前記第4の電極との間に印加される電圧は、相対的に高い第3の電圧と、相対的に低い第4の電圧との2つの異なる電圧からなり、 Voltage applied between the third electrode and the plurality of line electrodes and the fourth electrodes of a relatively high third voltage, two different and relatively low fourth voltage It consists of a voltage,
    前記第1の電圧と前記第3の電圧が同じ値であり、前記第2の電圧と前記第4の電圧が同じ値であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶レンズ。 The first voltage and the third voltage have the same value, the liquid crystal lens according to claim 1 or 2, wherein the second voltage and the fourth voltage is equal to or the same value.
  4. 前記第1の電極の前記ライン電極が、6本以上で構成され、前記第2の電極の前記ライン電極が、6本以上で構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶レンズ。 The line electrodes of said first electrode is composed of 6 or more, the line electrodes of the second electrode, any one of the preceding claims, characterized in that it is composed of 6 or more the liquid crystal lens described in (1).
  5. 前記第1の液晶部と前記第2の液晶部のそれぞれが、s偏光波の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層と、p偏光波の振動方向に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層とを備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶レンズ。 Each said first liquid crystal portion of the second liquid crystal portion, and a liquid crystal layer having an alignment direction of liquid crystal molecules parallel to the vibration direction of s-polarized light, parallel to the vibration direction of p-polarized light wave the liquid crystal lens according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a liquid crystal layer having an alignment direction of liquid crystal molecules.
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