JP2016090759A - Liquid crystal lens - Google Patents

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巧 村上
Takumi Murakami
巧 村上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress condensation misalignment of a liquid crystal lens as much as possible and to significantly enhance coupling performance.SOLUTION: A liquid crystal lens includes, successively from one side on an optical axis C, a first liquid crystal layer 2a, a second liquid crystal layer 2b, a third liquid crystal layer 2c and a fourth liquid crystal layer 2d, in which in a plane perpendicular to the optical axis C, alignment directions of the first liquid crystal layer 2a and the second liquid crystal layer 2b differ by 90°, alignment directions of the first liquid crystal layer 2a and the fourth liquid crystal layer 2d differ by 180°, and alignment directions of the second liquid crystal layer 2b and the third liquid crystal layer 2c differ by 180°. The liquid crystal lens also includes: a first electrode 13 and a second electrode 14 of different types, which interpose the first liquid crystal layer 2a and the second liquid crystal layer 2b and apply a voltage to both the liquid crystal layers; and a third electrode 15 and a fourth electrode 16 of different types, which interpose the third liquid crystal layer 2c and the fourth liquid crystal layer 2d and apply a voltage to both the liquid crystal layers. The second electrode 14 and the third electrode 15 are formed on opposite surfaces of a planar body 5 present between the second liquid crystal layer 2b and the third liquid crystal layer 2c, and the electrodes 14, 15 are electrodes of the same type.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液晶レンズに係り、詳しくは、4層の液晶層を有する液晶レンズの集光性を改善するための技術に関する。   The present invention relates to a liquid crystal lens, and more particularly to a technique for improving the light condensing property of a liquid crystal lens having four liquid crystal layers.

周知のように、液晶レンズは、層状等の空間に液晶を封入して液晶層を形成し、この液晶層を挟持する電源電極とグランド電極との異種の電極によって電圧を印加することで、液晶分子の配向状態を制御してレンズ機能を発揮できるように構成されたものである。   As is well known, a liquid crystal lens forms a liquid crystal layer by enclosing a liquid crystal in a layered space and the like, and a voltage is applied by different types of electrodes, ie, a power electrode and a ground electrode that sandwich the liquid crystal layer. It is configured so that the lens function can be exhibited by controlling the molecular orientation.

この種の液晶レンズは、液晶層が2層の場合には、偏光板を必要とせずに自然光対応とすることが可能であるが、この自然光対応の液晶レンズでは、液晶分子のチルト角の影響を受けて、光軸センターのズレが生じるため、集光性が悪化して十分な結合性能が得られなくなる。   This type of liquid crystal lens can be adapted to natural light without the need for a polarizing plate when there are two liquid crystal layers. However, in this natural light compatible liquid crystal lens, the influence of the tilt angle of the liquid crystal molecules As a result, the optical axis center shifts, so that the light condensing performance is deteriorated and sufficient coupling performance cannot be obtained.

このような問題に対処するため、特許文献1には、光軸上に一方側から順に、第1〜第4の液晶層を配列させ、光軸と垂直な面内において、第1及び第2の液晶層の各々の配向方向を相互に90°異ならせると共に、第1及び第4の液晶層の各々の配向方向を相互に180°異ならせ、且つ第2及び第3の液晶層の各々の配向方向を相互に180°異ならせて構成された液晶レンズが開示されている。   In order to cope with such a problem, in Patent Document 1, first to fourth liquid crystal layers are arranged in order from one side on the optical axis, and the first and second liquid crystal layers are arranged in a plane perpendicular to the optical axis. The orientation directions of the liquid crystal layers are different from each other by 90 °, the orientation directions of the first and fourth liquid crystal layers are different from each other by 180 °, and each of the second and third liquid crystal layers is different. A liquid crystal lens is disclosed that is configured with the orientation directions different from each other by 180 °.

この液晶レンズによれば、レンズ全体の光軸方向中心の両側に、P偏光に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層(以下、P偏光用液晶層という)と、S偏光に対して平行な液晶分子の配向方向を有する液晶層(以下、S偏光用液晶層という)とが、対称になるように配列されていることになる。そのため、P偏光の入射光と、S偏光の入射光との焦点位置の差を小さくして、集光位置のズレを抑止することが期待できる。   According to this liquid crystal lens, on both sides of the center of the optical axis direction of the entire lens, a liquid crystal layer having a liquid crystal molecule alignment direction parallel to P-polarized light (hereinafter referred to as a P-polarized liquid crystal layer) and S-polarized light The liquid crystal layers (hereinafter referred to as “S-polarized liquid crystal layers”) having parallel alignment directions of liquid crystal molecules are arranged symmetrically. Therefore, it can be expected that the difference in the focal position between the incident light of P-polarized light and the incident light of S-polarized light is reduced to suppress the deviation of the condensing position.

特開2013−156423号公報JP 2013-156423 A

しかしながら、本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、特許文献1に開示された液晶レンズによるにしても、P偏光とS偏光との集光ズレの観点からは、十分な特性を有していないことを知見するに至ったことから、未だ解決すべき問題点が残存している。   However, as a result of intensive studies by the present inventors, even with the liquid crystal lens disclosed in Patent Document 1, the present invention has sufficient characteristics from the viewpoint of condensing deviation between P-polarized light and S-polarized light. Since it came to know that there is no, there still remains a problem to be solved.

すなわち、特許文献1の図1に表わされている液晶レンズは、上端と下端にそれぞれP偏光用液晶層が配列され、これら2つのP偏光用液晶層の上下方向内側に、2つのS偏光用液晶層が配列されているが、上端のP偏光用液晶層の上部に電源電極が配置され、下端のP偏光用液晶層の下部にグランド電極が配置されている。   That is, in the liquid crystal lens shown in FIG. 1 of Patent Document 1, a P-polarization liquid crystal layer is arranged on each of the upper end and the lower end, and two S-polarizations are arranged on the inner side in the vertical direction of these two P-polarization liquid crystal layers. The power supply electrode is arranged above the upper P-polarization liquid crystal layer, and the ground electrode is arranged below the lower P-polarization liquid crystal layer.

詳述すると、この液晶レンズは、レンズ全体の光軸方向中心の両側に、P偏光用液晶層とS偏光用液晶層とが対称になるように配列されているが、グランド電極及び電源電極の何れからも、2つのP偏光用液晶層までの距離が相違し且つ2つのS偏光用液晶層までの距離も相違している。   More specifically, this liquid crystal lens is arranged so that the P-polarization liquid crystal layer and the S-polarization liquid crystal layer are symmetrical on both sides of the center of the optical axis direction of the entire lens. In any case, the distances to the two P-polarization liquid crystal layers are different, and the distances to the two S-polarization liquid crystal layers are also different.

また、特許文献1の図4に表わされている液晶レンズは、上記の液晶レンズと比較して、2つのP偏光用液晶層と2つのS偏光用液晶層との配列順序が同一であり且つ上端及び下端の電極の配置も同一である。しかし、この液晶レンズは、2つのS偏光用液晶層の相互間に基板が介在しており、この基板の上面部にグランド電極が形成され、その下面部に電源電極が形成されている。   Further, in the liquid crystal lens shown in FIG. 4 of Patent Document 1, the arrangement order of the two P-polarization liquid crystal layers and the two S-polarization liquid crystal layers is the same as that of the liquid crystal lens described above. The arrangement of the upper and lower electrodes is the same. However, in this liquid crystal lens, a substrate is interposed between two liquid crystal layers for S polarization, a ground electrode is formed on the upper surface portion of the substrate, and a power supply electrode is formed on the lower surface portion thereof.

従って、この液晶レンズも、レンズ全体の光軸方向中心の両側に、P偏光用液晶層とS偏光用液晶層とが対称になるように配列されているが、グランド電極及び電源電極の何れからも、2つのP偏光用液晶層までの距離が相違し且つ2つのS偏光用液晶層までの距離も相違している。   Accordingly, this liquid crystal lens is also arranged so that the P-polarization liquid crystal layer and the S-polarization liquid crystal layer are symmetrical on both sides of the center in the optical axis direction of the entire lens. However, the distances to the two P-polarization liquid crystal layers are different, and the distances to the two S-polarization liquid crystal layers are also different.

以上の2個の液晶レンズは、何れも、2つのP偏光用液晶層についてはグランド電極及び電源電極までの距離が相違すると共に、2つのS偏光用液晶層についてもグランド電極及び電源電極までの距離が相違するため、P偏光用液晶層の屈折率分布と、S偏光用液晶層の屈折率分布とが正確に一致しなくなる。そのため、P偏光の入射光に対する焦点距離(合成焦点距離)ひいては焦点位置と、S偏光の入射光に対する焦点距離(合成焦点距離)ひいては焦点位置とが、同一にならないことから、集光ズレの問題が依然として残存することになる。   Both of the above two liquid crystal lenses have different distances to the ground electrode and the power supply electrode for the two P-polarization liquid crystal layers, and to the ground electrode and the power supply electrode for the two S-polarization liquid crystal layers. Since the distances are different, the refractive index distribution of the P-polarized liquid crystal layer and the refractive index distribution of the S-polarized liquid crystal layer do not exactly match. For this reason, the focal length (synthetic focal length) for the incident light of P-polarized light, that is, the focal position, and the focal length (synthetic focal distance) for the incident light of S-polarized light, and hence the focal position are not the same. Will still remain.

以上の観点から、本発明の課題は、液晶レンズの集光ズレを可及的に抑止して結合性能を大幅に高めることである。   From the above viewpoints, an object of the present invention is to suppress the condensing deviation of the liquid crystal lens as much as possible and to greatly improve the coupling performance.

上記課題を解決するために創案された本発明は、光軸上に一方側から順に、第1液晶層と、第2液晶層と、第3液晶層と、第4液晶層とを有し、光軸と垂直な面内において、前記第1液晶層及び前記第2液晶層の各々の配向方向が90°異なり、前記第1液晶層及び前記第4液晶層の各々の配向方向が180°異なり、前記第2液晶層及び前記第3液晶層の各々の配向方向が180°異なると共に、前記第1液晶層及び前記第2液晶層を挟持してその両液晶層に電圧を印加する異種の第1電極及び第2電極と、前記第3液晶層及び前記第4液晶層を挟持してその両液晶層に電圧を印加する異種の第3電極及び第4電極とを備え、前記第2液晶層と前記第3液晶層との間に介在する板状体の相反する表面に前記第2電極と前記3電極とが形成され、その両電極が同種の電極であることに特徴づけられる。ここで、2つの電極が「異種」とは、一方の電極が電源電極であり且つ他方の電極がグランド電極であることを意味する。また、2つの電極が「同種」とは、双方の電極が電源電極である場合または双方の電極がグランド電極である場合を意味する。   The present invention, which was created to solve the above problems, has a first liquid crystal layer, a second liquid crystal layer, a third liquid crystal layer, and a fourth liquid crystal layer in order from one side on the optical axis, Within the plane perpendicular to the optical axis, the alignment directions of the first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer differ by 90 °, and the alignment directions of the first liquid crystal layer and the fourth liquid crystal layer differ by 180 °. The second liquid crystal layer and the third liquid crystal layer have different orientation directions by 180 °, and the first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer are sandwiched and a voltage is applied to both the liquid crystal layers. A first electrode and a second electrode; and a third liquid crystal layer and a fourth electrode of different types for sandwiching the third liquid crystal layer and the fourth liquid crystal layer and applying a voltage to both liquid crystal layers, the second liquid crystal layer And the third electrode are formed on opposite surfaces of a plate-like body interposed between the second liquid crystal layer and the third liquid crystal layer. Characterized in that the two electrodes is an electrode of the same kind. Here, “different” of the two electrodes means that one electrode is a power supply electrode and the other electrode is a ground electrode. Further, “the same kind” of the two electrodes means a case where both electrodes are power supply electrodes or a case where both electrodes are ground electrodes.

このような構成によれば、レンズ全体の光軸方向中心の両側に、P偏光用液晶層とS偏光用液晶層とが対称になるように配列されていることに加えて、グランド電極及び電源電極の何れからも、2つのP偏光用液晶層までの距離を同一にすると共に2つのS偏光用液晶層までの距離も同一にすることができる。このように、2つのP偏光用液晶層についてグランド電極及び電源電極までの距離を同一にし、且つ2つのS偏光用液晶層についてグランド電極及び電源電極までの距離を同一にすれば、P偏光用液晶層の屈折率分布と、S偏光用液晶層の屈折率分布とを極めて正確に一致させることが可能となる。その結果、P偏光の入射光に対する焦点距離(合成焦点距離)ひいては焦点位置と、S偏光の入射光に対する焦点距離(合成焦点距離)ひいては焦点位置とが、同一になり得ることになって、集光ズレの問題が可及的に回避され、結合性能が大幅に向上する。   According to such a configuration, the liquid crystal layer for P-polarization and the liquid crystal layer for S-polarization are arranged symmetrically on both sides of the center of the optical axis of the entire lens, in addition to the ground electrode and the power source. From any of the electrodes, the distance to the two P-polarized liquid crystal layers can be made the same, and the distance to the two S-polarized liquid crystal layers can be made the same. As described above, if the two P-polarized liquid crystal layers have the same distance to the ground electrode and the power supply electrode, and the two S-polarized liquid crystal layers have the same distance to the ground electrode and the power supply electrode, the P-polarization liquid crystal layer can be used. It becomes possible to match the refractive index distribution of the liquid crystal layer and the refractive index distribution of the liquid crystal layer for S-polarization very accurately. As a result, the focal length (synthetic focal length) for the incident light of P-polarized light, that is, the focal position, and the focal length (synthetic focal length) for the incident light of S-polarized light, and hence the focal position can be the same. The problem of light misalignment is avoided as much as possible, and the coupling performance is greatly improved.

このような構成において、前記第2電極及び第3電極は、電源電極であることが好ましい。   In such a configuration, the second electrode and the third electrode are preferably power supply electrodes.

このように第2電極及び第3電極を電源電極とした場合、第1電極及び第4電極を電源電極とする場合に比べ、電極同士の位置合わせが容易となり、液晶レンズの集光ズレを抑止できる。   As described above, when the second electrode and the third electrode are used as the power supply electrodes, the electrodes can be easily aligned and the liquid crystal lens is prevented from being misaligned as compared with the case where the first electrode and the fourth electrode are used as the power supply electrodes. it can.

以上の構成において、前記板状体は、一枚の基板であることが好ましい。   In the above configuration, the plate-like body is preferably a single substrate.

このようにすれば、板状体を2枚の基板(例えば2枚のガラス基板)で構成する場合のように、貼り合わせ時に位置ズレが生じて本来有すべきレンズ機能に誤差が生じる虞がなくなると共に、厚みを小さくして透過率を適正にすることができ、さらには部品点数の削減が図られる。   In this way, as in the case where the plate-like body is constituted by two substrates (for example, two glass substrates), there is a possibility that a positional deviation occurs at the time of bonding and an error occurs in an inherent lens function. In addition, the thickness can be reduced to make the transmittance appropriate, and the number of parts can be reduced.

以上の構成において、前記第1液晶層及び第4液晶層のそれぞれの厚みは、前記第2液晶層及び第3液晶層のそれぞれの厚みよりも大きいことが好ましい。   In the above configuration, it is preferable that the thickness of each of the first liquid crystal layer and the fourth liquid crystal layer is larger than the thickness of each of the second liquid crystal layer and the third liquid crystal layer.

このようにすれば、仮に第1〜第4液晶層の厚みが全て同一であると、光は一方側のみから入射するため、P偏光用液晶層とS偏光用液晶層との両者間に集光作用のズレが生じて、P偏光の入射光に対する合成焦点距離と、S偏光の入射光に対する合成焦点距離とが不均一になる虞がある。しかしながら、上記のように、P偏光用液晶層とS偏光用液晶層との厚みを変えることで、P偏光の入射光に対する合成焦点距離と、S偏光の入射光に対する合成焦点距離とを効率良く等しくすることが可能となる。   In this case, if the thicknesses of the first to fourth liquid crystal layers are all the same, light is incident only from one side, so that the light is collected between both the P-polarization liquid crystal layer and the S-polarization liquid crystal layer. There is a possibility that the optical action shifts and the combined focal length for the P-polarized incident light and the combined focal length for the S-polarized incident light become non-uniform. However, as described above, by changing the thicknesses of the P-polarized liquid crystal layer and the S-polarized liquid crystal layer, the combined focal length for the P-polarized incident light and the combined focal length for the S-polarized incident light can be efficiently obtained. It can be made equal.

以上のように本発明によれば、液晶レンズの集光ズレを可及的に抑止して結合性能を大幅に高めることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to significantly improve the coupling performance by preventing the liquid crystal lens from condensing as much as possible.

本発明の第1実施形態に係る液晶レンズの全体概略構成を示す縦断正面図である。1 is a longitudinal front view illustrating an overall schematic configuration of a liquid crystal lens according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る液晶レンズの構成要素である電源電極の要部概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part schematic structure of the power supply electrode which is a component of the liquid crystal lens which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る液晶レンズの要部概略構成を示す縦断正面図である。It is a vertical front view which shows the principal part schematic structure of the liquid crystal lens which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る液晶レンズの要部概略構成を示す縦断正面図である。It is a vertical front view which shows the principal part schematic structure of the liquid crystal lens which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る液晶レンズの要部概略構成を示す縦断正面図である。It is a vertical front view which shows the principal part schematic structure of the liquid crystal lens which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態に係る液晶レンズについて図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, a liquid crystal lens according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第一実施形態に係る液晶レンズ1の全体構成を示す概略縦断正面図である。同図に示すように、この液晶レンズ1は、液晶分子を含む4層の液晶層2a、2b、2c、2dを備え、詳しくは、光軸C方向の一方側(図例では上側)から順に、第1液晶層2a、第2液晶層2b、第3液晶層2c及び第4液晶層2dが相互に平行に配列されている。   FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional front view showing the entire configuration of the liquid crystal lens 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the liquid crystal lens 1 includes four liquid crystal layers 2a, 2b, 2c, and 2d containing liquid crystal molecules, and in detail, sequentially from one side in the optical axis C direction (upper side in the illustrated example). The first liquid crystal layer 2a, the second liquid crystal layer 2b, the third liquid crystal layer 2c, and the fourth liquid crystal layer 2d are arranged in parallel to each other.

これら第1〜第4液晶層2a、2b、2c、2dを内部に形成している液晶封入体3は、光軸C方向の一方側の端部(上端部)と他方側の端部(下端部)とが封止された外観形状が立方体状または直方体状をなすドラム体であって、その内部空間が、液晶を封入してなる4つの液晶層2a、2b、2c、2dに仕切られている。詳述すると、液晶封入体3は、上端に配置された上端基板4と、上下方向の中央に配置された中央基板5と、下端に配置された下端基板6と、上端基板4及び中央基板5の相互間に配置された上側中間基板7と、中央基板5及び下端基板6の相互間に配置された下側中間基板8とを有する。これらの各基板4、5、6、7、8は、矩形平板状をなす透明のガラス板であって、上端基板4、中央基板5及び下端基板6の板厚は、例えば0.1〜1.0mmとされ、上側中間基板7及び下側中間基板8の板厚は、例えば0.003〜0.08mmとされ、前者の基板4、5、6の板厚は、後者の中間基板7、8の板厚の10倍以上とされている。さらに、これら各基板4、5、6、7、8の外周縁部の相互間には、光軸Cと中心軸線が一致する筒状部材9、10、11、12がそれぞれ介設され、これらの筒状部材9、10、11、12の光軸Cと直交する断面形状は何れも、外周輪郭が矩形をなすと共に内周輪郭が円形をなしている。これら筒状部材9、10、11、12も、透明のガラスで形成されており、その板厚は、例えば0.004〜0.08mmとされている。   The liquid crystal enclosure 3 in which the first to fourth liquid crystal layers 2a, 2b, 2c, and 2d are formed has an end (upper end) on one side and an end (lower end) in the optical axis C direction. Part) is a drum body having a cubic shape or a rectangular parallelepiped shape, and its internal space is partitioned into four liquid crystal layers 2a, 2b, 2c, and 2d that enclose liquid crystals. Yes. Specifically, the liquid crystal enclosure 3 includes an upper end substrate 4 disposed at the upper end, a central substrate 5 disposed at the center in the vertical direction, a lower end substrate 6 disposed at the lower end, the upper end substrate 4 and the central substrate 5. The upper intermediate substrate 7 disposed between the lower substrate 6 and the lower intermediate substrate 8 disposed between the central substrate 5 and the lower substrate 6. Each of these substrates 4, 5, 6, 7, 8 is a transparent glass plate having a rectangular flat plate shape, and the thicknesses of the upper substrate 4, the central substrate 5, and the lower substrate 6 are 0.1 to 1 for example. The thickness of the upper intermediate substrate 7 and the lower intermediate substrate 8 is, for example, 0.003 to 0.08 mm, and the thickness of the former substrates 4, 5, and 6 is the latter intermediate substrate 7, The plate thickness is 8 times or more. Further, cylindrical members 9, 10, 11, and 12 whose optical axis C and the center axis coincide with each other are interposed between the outer peripheral edges of these substrates 4, 5, 6, 7, and 8. The cylindrical members 9, 10, 11, and 12 each have a cross-sectional shape orthogonal to the optical axis C, and the outer peripheral contour forms a rectangle and the inner peripheral contour forms a circle. These cylindrical members 9, 10, 11, and 12 are also formed of transparent glass, and the plate thickness is, for example, 0.004 to 0.08 mm.

従って、上端基板4と上側中間基板7と筒状部材9とから区画形成された略円柱状の空間内に液晶が封入されることによって第1液晶層2aが形成されている。これと同様の要領で、上側中間基板7と中央基板5と筒状部材10とから第2液晶層2bが形成され、中央基板5と下側中間基板8と筒状部材11とから第3液晶層2cが形成され、下側中間基板8と下端基板6と筒状部材12とから第4液晶層2dが形成されている。そして、第1液晶層2aにおける配向方向と、第2液晶層2b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。また、第1液晶層2aにおける配向方向と、第4液晶層2dにおける配向方向とは、光軸Cと垂直な面内において180°異なっている。さらに、第2液晶層2bにおける配向方向と、第3液晶層2cにおける配向方向とは、光軸Cと垂直な面内において180°異なっている。そして、この実施形態では、第1液晶層2aと第4液晶層2dとが、P偏光の入射光に対して平行な液晶分子の配向方向を持つことからP偏光用液晶層とされ、第2液晶層2bと第3液晶層2cとがS偏光の入射光に対して平行な液晶分子の配向方向を持つことからS偏光用液晶層とされている。   Therefore, the first liquid crystal layer 2 a is formed by sealing liquid crystal in a substantially cylindrical space defined by the upper end substrate 4, the upper intermediate substrate 7, and the cylindrical member 9. In the same manner, the second liquid crystal layer 2b is formed from the upper intermediate substrate 7, the central substrate 5, and the cylindrical member 10, and the third liquid crystal is formed from the central substrate 5, the lower intermediate substrate 8, and the cylindrical member 11. The layer 2c is formed, and the fourth liquid crystal layer 2d is formed from the lower intermediate substrate 8, the lower end substrate 6, and the cylindrical member 12. The alignment direction in the first liquid crystal layer 2a and the alignment direction in the second liquid crystal layer 2b are different by 90 ° in a plane perpendicular to the optical axis C. Further, the alignment direction in the first liquid crystal layer 2a and the alignment direction in the fourth liquid crystal layer 2d are different from each other by 180 ° in a plane perpendicular to the optical axis C. Further, the alignment direction in the second liquid crystal layer 2b and the alignment direction in the third liquid crystal layer 2c are different by 180 ° in a plane perpendicular to the optical axis C. In this embodiment, since the first liquid crystal layer 2a and the fourth liquid crystal layer 2d have the alignment direction of liquid crystal molecules parallel to the incident light of P-polarized light, the liquid crystal layer for P-polarization is used. Since the liquid crystal layer 2b and the third liquid crystal layer 2c have the alignment direction of the liquid crystal molecules parallel to the S-polarized incident light, the liquid crystal layer is an S-polarized liquid crystal layer.

然して、上端基板4の下面部には、第1電極としての上側電源電極13が形成されると共に、中央基板5の上面部には第2電極としての上側グランド電極14が形成されている。さらに、中央基板5の下面部には第3電極としての下側グランド電極15が形成されると共に、下端基板6の上面部には、第4電極としての下側電源電極16が形成されている。従って、この液晶レンズ1では、上側電源電極13と上側グランド電極14とによって、第1液晶層2a及び第2液晶層2bに対して電圧が印加されると共に、下側電源電極16と下側グランド電極15とによって、第3液晶層2c及び第4液晶層2dに対して電圧が印加される構成とされている。この場合、上側電源電極13及び下側電源電極16は何れも、図2に示すように、円形の中央部分13a(16a)と、この中央部分13a(16a)を取り囲む包囲部分13b(16b)とに分離されており、この包囲部分13b(16b)の外周端面と、筒状部材9(12)の内周面とは、それぞれ全周に亘って接触もしくは略接触している。一方、図示しないが、上側グランド電極14及び下側グランド電極15は何れも、単一の円形平板状をなし、それらの外周端面と、筒状部材10、11の内周面とは接触もしくは略接触している。これらの電極13、14、15、16は、例えばインジウムスズ酸化物(ITО)等の透明導電性酸化物によって形成することができるが、特に、インジウムスズ酸化物によって形成した場合には、可視光領域での透過率が高くなり且つ導電性も高くなる。   However, the upper power supply electrode 13 as the first electrode is formed on the lower surface portion of the upper substrate 4, and the upper ground electrode 14 as the second electrode is formed on the upper surface portion of the central substrate 5. Further, a lower ground electrode 15 as a third electrode is formed on the lower surface portion of the central substrate 5, and a lower power supply electrode 16 as a fourth electrode is formed on the upper surface portion of the lower substrate 6. . Therefore, in the liquid crystal lens 1, a voltage is applied to the first liquid crystal layer 2a and the second liquid crystal layer 2b by the upper power supply electrode 13 and the upper ground electrode 14, and the lower power supply electrode 16 and the lower ground electrode are applied. A voltage is applied to the third liquid crystal layer 2c and the fourth liquid crystal layer 2d by the electrode 15. In this case, as shown in FIG. 2, each of the upper power supply electrode 13 and the lower power supply electrode 16 has a circular central portion 13a (16a) and an enclosing portion 13b (16b) surrounding the central portion 13a (16a). The outer peripheral end surface of the surrounding portion 13b (16b) and the inner peripheral surface of the tubular member 9 (12) are in contact or substantially in contact with each other over the entire circumference. On the other hand, although not shown, each of the upper ground electrode 14 and the lower ground electrode 15 has a single circular flat plate shape, and the outer peripheral end surfaces thereof and the inner peripheral surfaces of the cylindrical members 10 and 11 are in contact with each other or substantially. In contact. These electrodes 13, 14, 15, and 16 can be formed of a transparent conductive oxide such as indium tin oxide (ITO). In particular, when formed of indium tin oxide, visible light The transmittance in the region is increased and the conductivity is also increased.

図示しないが、上端基板4の下面部及び下端基板6の上面部にはそれぞれ、上側電源電極13及び下側電源電極16を覆うように絶縁膜が形成されると共に、これらの絶縁膜をそれぞれ覆うように高抵抗膜が形成され、且つこれらの高抵抗膜を覆うように絶縁膜が形成され、さらに絶縁膜を覆うように配向膜が形成されている。また、中央基板5の上面部及び下面部には、上側グランド電極14及び下側グランド電極15を覆うように配向膜が形成されている。さらに、上側中間基板7の上面部及び下面部にはそれぞれ配向膜が形成されると共に、下側中間基板8の上面部及び下面部にもそれぞれ配向膜が形成されている。従って、第1〜第4液晶層2a、2b、2c、2dは、それら全ての層が一対の配向膜で挟持された状態にあり、これによって、各液晶層中の液晶分子の配向が行われて、上述のP偏光用液晶層とS偏光用液晶層とに区分して形成されている。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、絶縁層は電極と高抵抗膜を絶縁するためのものである。なお、絶縁層及び高抵抗膜は、適宜省略してもよい。   Although not shown, an insulating film is formed on the lower surface portion of the upper substrate 4 and the upper surface portion of the lower substrate 6 so as to cover the upper power supply electrode 13 and the lower power supply electrode 16, respectively. In this way, high resistance films are formed, an insulating film is formed so as to cover these high resistance films, and an alignment film is further formed so as to cover the insulating film. An alignment film is formed on the upper surface portion and the lower surface portion of the central substrate 5 so as to cover the upper ground electrode 14 and the lower ground electrode 15. Further, alignment films are formed on the upper surface portion and the lower surface portion of the upper intermediate substrate 7, respectively, and alignment films are also formed on the upper surface portion and the lower surface portion of the lower intermediate substrate 8, respectively. Accordingly, the first to fourth liquid crystal layers 2a, 2b, 2c, and 2d are in a state where all of the layers are sandwiched between a pair of alignment films, whereby the alignment of the liquid crystal molecules in each liquid crystal layer is performed. Thus, the P-polarized liquid crystal layer and the S-polarized liquid crystal layer are formed separately. The high resistance film is for lowering the driving voltage of the liquid crystal lens 1, and the insulating layer is for insulating the electrode and the high resistance film. Note that the insulating layer and the high resistance film may be omitted as appropriate.

本実施形態に係る液晶レンズ1は、図3に示すように、光軸方向(上下方向)の中心Xの両側に、P偏光用液晶層(第1液晶層2a及び第4液晶層2d)と、S偏光用液晶層(第2液晶層2b及び第3液晶層2c)とが対称に配列されている。そして、上側グランド電極14から第1液晶層2aの上下方向中央までの距離L1と、下側グランド電極15から第4液晶層2dの上下方向中央までの距離L2とが等しくされると共に、上側グランド電極14から第2液晶層2bの上下方向中央までの距離L3と、下側グランド電極15から第3液晶層2cの上下方向中央までの距離L4とが等しくされている。また、上側電源電極13から第1液晶層2aの上下方向中央までの距離L5と、下側電源電極16から第4液晶層2dの上下方向中央までの距離L6とが等しくされると共に、上側電源電極13から第2液晶層2bの上下方向中央までの距離L7と、下側電源電極16から第3液晶層2cの上下方向中央までの距離L8とが等しくされている。すなわち、2つのP偏光用液晶層2a、2dについては、グランド電極14、15及び電源電極13、16からの距離が互いに等しくされ、且つ2つのS偏光用液晶層2b、2cについても、グランド電極14、15及び電源電極13、16からの距離が互いに等しくされている。   As shown in FIG. 3, the liquid crystal lens 1 according to the present embodiment has a P-polarized liquid crystal layer (first liquid crystal layer 2a and fourth liquid crystal layer 2d) on both sides of the center X in the optical axis direction (vertical direction). The liquid crystal layers for S polarization (second liquid crystal layer 2b and third liquid crystal layer 2c) are arranged symmetrically. The distance L1 from the upper ground electrode 14 to the vertical center of the first liquid crystal layer 2a is made equal to the distance L2 from the lower ground electrode 15 to the vertical center of the fourth liquid crystal layer 2d, and the upper ground The distance L3 from the electrode 14 to the center in the up-down direction of the second liquid crystal layer 2b is made equal to the distance L4 from the lower ground electrode 15 to the center in the up-down direction of the third liquid crystal layer 2c. Further, the distance L5 from the upper power supply electrode 13 to the vertical center of the first liquid crystal layer 2a and the distance L6 from the lower power supply electrode 16 to the vertical center of the fourth liquid crystal layer 2d are made equal, and the upper power supply The distance L7 from the electrode 13 to the vertical center of the second liquid crystal layer 2b and the distance L8 from the lower power supply electrode 16 to the vertical center of the third liquid crystal layer 2c are made equal. That is, for the two P-polarization liquid crystal layers 2a and 2d, the distances from the ground electrodes 14 and 15 and the power supply electrodes 13 and 16 are equal to each other, and the two S-polarization liquid crystal layers 2b and 2c are also ground electrodes. 14 and 15 and the power supply electrodes 13 and 16 are made equal to each other.

さらに、本実施形態に係る液晶レンズ1は、第1液晶層(P偏光用液晶層)2aの厚み(光軸方向長さ)T1と第4液晶層(P偏光用液晶層)2dの厚みT2とが同一とされ、且つ第2液晶層(S偏光用液晶層)2bの厚みT3と第3液晶層(S偏光用液晶層)2cの厚みT4とが同一とされている。これに対して、第1液晶層2a及び第4液晶層2dの厚みT1、T2は何れも、第2液晶層2b及び第3液晶層2cの厚みT3、T4よりも大きくされている。具体的には、第1、第4液晶層2a、2dの厚みT1、T2と、第2、第3液晶層2b、2cの厚みT3、T4との差は、後者の厚みT3、T4の0.001〜1%程度とされている。なお、この厚みの差は、第1〜第4液晶層2a、2b、2c、2dの厚みT1、T2、T3、T4の全てを同等もしくは略同等とすることを基本的概念とした上で、設けることが好ましい。   Furthermore, in the liquid crystal lens 1 according to the present embodiment, the thickness (length in the optical axis direction) T1 of the first liquid crystal layer (P-polarization liquid crystal layer) 2a and the thickness T2 of the fourth liquid crystal layer (P-polarization liquid crystal layer) 2d. And the thickness T3 of the second liquid crystal layer (S-polarization liquid crystal layer) 2b and the thickness T4 of the third liquid crystal layer (S-polarization liquid crystal layer) 2c are the same. On the other hand, the thicknesses T1 and T2 of the first liquid crystal layer 2a and the fourth liquid crystal layer 2d are both larger than the thicknesses T3 and T4 of the second liquid crystal layer 2b and the third liquid crystal layer 2c. Specifically, the difference between the thicknesses T1 and T2 of the first and fourth liquid crystal layers 2a and 2d and the thicknesses T3 and T4 of the second and third liquid crystal layers 2b and 2c is 0 of the latter thicknesses T3 and T4. About 0.001 to 1%. The difference in thickness is based on the basic concept that all the thicknesses T1, T2, T3, and T4 of the first to fourth liquid crystal layers 2a, 2b, 2c, and 2d are equal or substantially equal. It is preferable to provide it.

以上のような構成を備えた液晶レンズ1によれば、第1液晶層2aと第4液晶層2dとでは、配向方向が180°異なっているため、第1液晶層2aによる光軸Cと垂直な面内における焦点位置のズレと、第4液晶層2dによる光軸Cと垂直な面内における焦点位置のズレとが打ち消し合う。そのため、P偏光の入射光に対する光軸Cと垂直な面内における液晶レンズ1全体としての焦点位置と、光軸Cとの間に生じるズレ量を小さくすることができる。同様に、第2液晶層2bと第3液晶層2cとについても、配向方向が180°異なっているため、第2液晶層2bによる光軸Cと垂直な面内における焦点位置のズレと、第3液晶層2cによる光軸Cと垂直な面内における焦点位置のズレとが打ち消し合う。そのため、S偏光の入射光に対する光軸Cと垂直な面内における液晶レンズ1全体としての焦点位置と、光軸Cとの間に生じるズレ量を小さくすることができる。   According to the liquid crystal lens 1 having the above-described configuration, the first liquid crystal layer 2a and the fourth liquid crystal layer 2d are different in the orientation direction by 180 °, and thus are perpendicular to the optical axis C of the first liquid crystal layer 2a. The deviation of the focal position in the plane and the deviation of the focal position in the plane perpendicular to the optical axis C by the fourth liquid crystal layer 2d cancel each other. Therefore, it is possible to reduce the amount of deviation between the optical axis C and the focal position of the liquid crystal lens 1 as a whole in the plane perpendicular to the optical axis C with respect to the P-polarized incident light. Similarly, the second liquid crystal layer 2b and the third liquid crystal layer 2c are also different in the orientation direction by 180 °, so that the shift of the focal position in the plane perpendicular to the optical axis C by the second liquid crystal layer 2b The deviation of the focal position in the plane perpendicular to the optical axis C by the three liquid crystal layers 2c cancels each other. Therefore, it is possible to reduce the amount of deviation between the optical axis C and the focal position of the liquid crystal lens 1 as a whole in a plane perpendicular to the optical axis C with respect to the incident light of S-polarized light.

また、P偏光用液晶層である第1液晶層2aと第4液晶層2dとが、光軸Cに沿う方向の一方側の端部と他方側の端部とに配列され、それら第1液晶層2aと第4液晶層2dとの相互間に、S偏光用液晶層である第2液晶層2bと第3液晶層2cとが配列されているため、P偏光の入射光に対するレンズ中心とS偏光の入射光に対するレンズ中心との両者が、液晶レンズ1全体の光軸C方向の中心Xで合致することになる。そのため、P偏光の入射光の焦点位置と、S偏光の入射光の焦点位置との差を小さくすることができる。   The first liquid crystal layer 2a and the fourth liquid crystal layer 2d, which are P-polarized liquid crystal layers, are arranged at one end and the other end in the direction along the optical axis C. Since the second liquid crystal layer 2b and the third liquid crystal layer 2c, which are liquid crystal layers for S polarization, are arranged between the layer 2a and the fourth liquid crystal layer 2d, the lens center for the incident light of P polarization and the S Both the center of the lens with respect to the polarized incident light coincide with each other at the center X of the liquid crystal lens 1 in the direction of the optical axis C. Therefore, the difference between the focal position of the P-polarized incident light and the focal position of the S-polarized incident light can be reduced.

さらに、P偏光用液晶層である第1液晶層2a及び第4液晶層2dは、グランド電極14、15及び電源電極13、16からの距離が等しくされ、且つS偏光用液晶層である第2液晶層2b及び第3液晶層2cも、グランド電極14、15及び電源電極13、16からの距離が等しくされているため、P偏光用液晶層における屈折率分布と、S偏光用液晶層における屈折率分布とを極めて正確に一致させることができる。そのため、P偏光の入射光に対する焦点距離(合成焦点距離)ひいては焦点位置と、S偏光の入射光に対する焦点距離(合成焦点距離)ひいては焦点位置とを一致させることが可能となる。   Further, the first liquid crystal layer 2a and the fourth liquid crystal layer 2d, which are P-polarized liquid crystal layers, have the same distance from the ground electrodes 14 and 15 and the power supply electrodes 13 and 16, and are the second liquid crystal layers for S-polarized light. Since the liquid crystal layer 2b and the third liquid crystal layer 2c are also equal in distance from the ground electrodes 14 and 15 and the power supply electrodes 13 and 16, the refractive index distribution in the P-polarization liquid crystal layer and the refraction in the S-polarization liquid crystal layer. The rate distribution can be matched very accurately. Therefore, it is possible to make the focal length (combined focal length) for the incident light of P-polarized light and the focal position coincide with the focal length (composite focal length) for the incident light of S-polarized light and the focal position.

また、液晶レンズ1の光軸C方向の中心Xから遠ざかって配置された第1液晶層2a及び第4液晶層2dの厚みT1、T2を、当該中心Xに近づけて配置された第2液晶層2b及び第3液晶層2cの厚みT3、T4よりも大きくした場合にも、P偏光の入射光に対する焦点距離(合成焦点距離)と、S偏光の入射光に対する焦点距離(合成焦点距離)とを同等にする役割を果たす。すなわち、仮に第1〜第4液晶層2a、2b、2c、2dの厚みが全て同一であると、それらの液晶層は上記の中心Xから遠近の相違があるにも関わらず、光は一方側のみから入射するため、P偏光用液晶層とS偏光用液晶層との両者間に集光作用のズレが生じる。そのため、P偏光の入射光に対する合成焦点距離と、S偏光の入射光に対する合成焦点距離とが不均一になる虞がある。しかしながら、上記のように、P偏光用液晶層とS偏光用液晶層との厚みを変えることで、P偏光の入射光に対する合成焦点距離と、S偏光の入射光に対する合成焦点距離とを効率良く等しくすることが可能となる。   Also, the second liquid crystal layer is disposed such that the thicknesses T1 and T2 of the first liquid crystal layer 2a and the fourth liquid crystal layer 2d disposed away from the center X in the optical axis C direction of the liquid crystal lens 1 are close to the center X. Even when the thicknesses T3 and T4 of 2b and the third liquid crystal layer 2c are made larger, the focal length (synthetic focal length) for P-polarized incident light and the focal length (synthetic focal length) for S-polarized incident light are set. It plays the role of equality. That is, if the thicknesses of the first to fourth liquid crystal layers 2a, 2b, 2c, and 2d are all the same, the light is transmitted to one side even though the liquid crystal layers have a difference in distance from the center X. Therefore, the light condensing action shifts between the P-polarized liquid crystal layer and the S-polarized liquid crystal layer. Therefore, there is a possibility that the combined focal length for the P-polarized incident light and the combined focal length for the S-polarized incident light are not uniform. However, as described above, by changing the thicknesses of the P-polarized liquid crystal layer and the S-polarized liquid crystal layer, the combined focal length for the P-polarized incident light and the combined focal length for the S-polarized incident light can be efficiently obtained. It can be made equal.

図4は、本発明の第2実施形態に係る液晶レンズ1の要部概略構成を示す縦断正面図である。同図に示すように、この第2実施形態に係る液晶レンズ1が、上述の第1実施形態に係るそれと相違している点は、光軸C方向の一方側から順に配列されている第1液晶層2a、第2液晶層2b、第3液晶層2c及び第4液晶層2dがそれぞれ、S偏光用液晶層、P偏光用液晶層、P偏光用液晶層、S偏光用液晶層とされているところにある。つまり、上下方向中央Xから遠ざかって配列された2つのS偏光用液晶層の相互間に、2つのP偏光用液晶層が介在していることになる。さらに、これらの液晶層2a、2b、2c、2dの厚みを変える場合には、2つのS偏光用液晶層の方が、2つのP偏光用液晶層よりも厚くされることになる。その他の構成については、上述の第1実施形態と同一であるので、共通する構成要件については同一符号を付し、その説明を省略する。そして、この第2実施形態に係る液晶レンズ1によっても、上述の第1実施形態に係る液晶レンズ1と同一の作用効果を享受することが可能である。   FIG. 4 is a longitudinal front view showing a schematic configuration of the main part of the liquid crystal lens 1 according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the liquid crystal lens 1 according to the second embodiment is different from that according to the first embodiment described above in that the first is arranged in order from one side in the optical axis C direction. The liquid crystal layer 2a, the second liquid crystal layer 2b, the third liquid crystal layer 2c, and the fourth liquid crystal layer 2d are respectively an S-polarization liquid crystal layer, a P-polarization liquid crystal layer, a P-polarization liquid crystal layer, and an S-polarization liquid crystal layer. Is where you are. That is, two P-polarized liquid crystal layers are interposed between the two S-polarized liquid crystal layers arranged away from the vertical center X. Further, when the thicknesses of the liquid crystal layers 2a, 2b, 2c, and 2d are changed, the two S-polarized liquid crystal layers are made thicker than the two P-polarized liquid crystal layers. Since other configurations are the same as those in the first embodiment described above, common configuration requirements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The liquid crystal lens 1 according to the second embodiment can enjoy the same functions and effects as those of the liquid crystal lens 1 according to the first embodiment.

図5は、本発明の第3実施形態に係る液晶レンズ1の要部概略構成を示す縦断正面図である。同図に示すように、この第3実施形態に係る液晶レンズ1が、上述の第1実施形態に係るそれと相違している点は、上端基板4の下面部と下端基板6の上面部とにグランド電極14、15を形成し、中央基板5の上面部及び下面部に電源電極13、16を形成したところにある。このように構成した場合にも、2つのP偏光用液晶層については、グランド電極14、15及び電源電極13、16からの距離が互いに等しくなると共に、2つのS偏光用液晶層についても、グランド電極14、15及び電源電極13、16からの距離が互いに等しくなる。その他の構成については、上述の第1実施形態と同一であるので、共通する構成要件については同一符号を付し、その説明を省略する。そして、この第3実施形態に係る液晶レンズ1によっても、上述の第1実施形態に係る液晶レンズ1と同一の作用効果を享受することが可能である。なお、この第3実施形態に係る液晶レンズ1についても、P偏光用液晶層とS偏光用液晶層との配列順序を上述の第2実施形態に係る液晶レンズ1と同一にしてもよい。   FIG. 5 is a longitudinal front view showing a schematic configuration of the main part of the liquid crystal lens 1 according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the liquid crystal lens 1 according to the third embodiment differs from that according to the first embodiment described above in the lower surface portion of the upper end substrate 4 and the upper surface portion of the lower end substrate 6. The ground electrodes 14 and 15 are formed, and the power supply electrodes 13 and 16 are formed on the upper surface portion and the lower surface portion of the central substrate 5. Even in this configuration, the distances from the ground electrodes 14 and 15 and the power supply electrodes 13 and 16 are equal to each other for the two P-polarized liquid crystal layers, and the ground is also applied to the two S-polarized liquid crystal layers. The distances from the electrodes 14 and 15 and the power supply electrodes 13 and 16 are equal to each other. Since other configurations are the same as those in the first embodiment described above, common configuration requirements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The liquid crystal lens 1 according to the third embodiment can enjoy the same functions and effects as those of the liquid crystal lens 1 according to the first embodiment. In the liquid crystal lens 1 according to the third embodiment, the arrangement order of the P-polarization liquid crystal layer and the S-polarization liquid crystal layer may be the same as that of the liquid crystal lens 1 according to the second embodiment.

なお、以上の第1〜第3実施形態では、液晶封入体3の中央基板5が一枚の基板で構成されているが、この中央基板5は、第1液晶層2aと第2液晶層2bとの2つの液晶層を形成するための液晶封入体の下端基板と、第3液晶層2cと第4液晶層2dとの2つの液晶層を形成するための液晶封入体の上端基板とを貼り付けて構成されたものであってもよい。但し、中間基板5を一枚の基板で構成した場合には、貼り合わせ時に位置ズレが生じて本来有すべきレンズ機能に誤差が生じる虞がなくなると共に、厚みを小さくして透過率を適正にすることができ、さらには部品点数を削減できるという利点が得られる。   In the first to third embodiments described above, the central substrate 5 of the liquid crystal enclosure 3 is formed of a single substrate. The central substrate 5 includes the first liquid crystal layer 2a and the second liquid crystal layer 2b. And a lower substrate of a liquid crystal encapsulant for forming two liquid crystal layers and an upper substrate of a liquid crystal encapsulant for forming two liquid crystal layers of the third liquid crystal layer 2c and the fourth liquid crystal layer 2d. It may be configured to be attached. However, when the intermediate substrate 5 is composed of a single substrate, there is no possibility that an error occurs in the lens function that should be inherent due to a positional deviation at the time of bonding, and the thickness is reduced and the transmittance is appropriately adjusted. In addition, there is an advantage that the number of parts can be reduced.

さらに、以上の第1〜第3実施形態では、液晶封入体3の構成要素の全て、すなわち、上端基板4、中間基板5、下端基板6、上側中間基板7、下側中間基板8、及び筒状部材9、10、11、12を、透明のガラスで形成したが、これらの全てまたは一部をセラミック、アルミニウム、樹脂で形成するようにしてもよい。   Furthermore, in the above first to third embodiments, all of the components of the liquid crystal enclosure 3 are the upper substrate 4, the intermediate substrate 5, the lower substrate 6, the upper intermediate substrate 7, the lower intermediate substrate 8, and the cylinder. Although the shape members 9, 10, 11, and 12 are formed of transparent glass, all or part of them may be formed of ceramic, aluminum, or resin.

1 液晶レンズ
2a 第1液晶層
2b 第2液晶層
2c 第3液晶層
2d 第4液晶層
4 上端基板
5 中央基板(板状体)
6 下端基板
13 上側電源電極
14 上側グランド電極
15 下側グランド電極
16 下側電源電極
C 光軸
T1 第1液晶層の厚み
T2 第2液晶層の厚み
T3 第3液晶層の厚み
T4 第4液晶層の厚み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal lens 2a 1st liquid-crystal layer 2b 2nd liquid-crystal layer 2c 3rd liquid-crystal layer 2d 4th liquid-crystal layer 4 Upper end board | substrate 5 Central board | substrate (plate-shaped object)
6 Lower substrate 13 Upper power supply electrode 14 Upper ground electrode 15 Lower ground electrode 16 Lower power supply electrode C Optical axis T1 First liquid crystal layer thickness T2 Second liquid crystal layer thickness T3 Third liquid crystal layer thickness T4 Fourth liquid crystal layer Thickness

Claims (4)

光軸上に一方側から順に、第1液晶層と、第2液晶層と、第3液晶層と、第4液晶層とを有し、
光軸と垂直な面内において、前記第1液晶層及び前記第2液晶層の各々の配向方向が90°異なり、前記第1液晶層及び前記第4液晶層の各々の配向方向が180°異なり、前記第2液晶層及び前記第3液晶層の各々の配向方向が180°異なると共に、
前記第1液晶層及び前記第2液晶層を挟持してその両液晶層に電圧を印加する異種の第1電極及び第2電極と、前記第3液晶層及び前記第4液晶層を挟持してその両液晶層に電圧を印加する異種の第3電極及び第4電極とを備え、
前記第2液晶層と前記第3液晶層との間に介在する板状体の相反する表面に前記第2電極と前記3電極とが形成され、その両電極が同種の電極であることを特徴とする液晶レンズ。
In order from one side on the optical axis, it has a first liquid crystal layer, a second liquid crystal layer, a third liquid crystal layer, and a fourth liquid crystal layer,
Within the plane perpendicular to the optical axis, the alignment directions of the first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer differ by 90 °, and the alignment directions of the first liquid crystal layer and the fourth liquid crystal layer differ by 180 °. The orientation directions of the second liquid crystal layer and the third liquid crystal layer are different by 180 °,
The first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer are sandwiched, and different types of first and second electrodes for applying a voltage to the two liquid crystal layers are sandwiched, and the third liquid crystal layer and the fourth liquid crystal layer are sandwiched. A third electrode and a fourth electrode of different types for applying a voltage to both liquid crystal layers;
The second electrode and the three electrodes are formed on opposite surfaces of a plate-like body interposed between the second liquid crystal layer and the third liquid crystal layer, and both electrodes are the same kind of electrodes. LCD lens.
前記第2電極及び第3電極は、電源電極であることを特徴とする請求項1に記載の液晶レンズ。   The liquid crystal lens according to claim 1, wherein the second electrode and the third electrode are power supply electrodes. 前記板状体は、一枚の基板であることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶レンズ。   The liquid crystal lens according to claim 1, wherein the plate-like body is a single substrate. 前記第1液晶層及び第4液晶層のそれぞれの厚みは、前記第2液晶層及び第3液晶層のそれぞれの厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液晶レンズ。   4. The liquid crystal according to claim 1, wherein each thickness of the first liquid crystal layer and the fourth liquid crystal layer is larger than each thickness of the second liquid crystal layer and the third liquid crystal layer. lens.
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