JP2016090759A - Liquid crystal lens - Google Patents
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Abstract
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
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.
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
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
6
Claims (4)
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.
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006313243A (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Konica Minolta Holdings Inc | Liquid crystal lens |
WO2010052869A1 (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-14 | シャープ株式会社 | Liquid crystal lens and imaging device |
US20120188490A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-07-26 | Lensvector Inc. | Multiple Cell Liquid Crystal Optical Device With Coupled Electric Field Control |
JP2013156423A (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Liquid crystal lens |
JP2013171156A (en) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Liquid crystal lens |
JP2013171155A (en) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Liquid crystal device |
WO2014094165A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-26 | Lensvector Inc. | Liquid crystal optical device with advanced electric field control capability |
US20140368776A1 (en) * | 2012-01-30 | 2014-12-18 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Liquid-crystal lens and liquid-crystal lens-cell |
-
2014
- 2014-11-04 JP JP2014223945A patent/JP2016090759A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006313243A (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Konica Minolta Holdings Inc | Liquid crystal lens |
WO2010052869A1 (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-14 | シャープ株式会社 | Liquid crystal lens and imaging device |
JP2010113029A (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Sharp Corp | Liquid crystal lens and imaging apparatus |
US20120188490A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-07-26 | Lensvector Inc. | Multiple Cell Liquid Crystal Optical Device With Coupled Electric Field Control |
JP2013156423A (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Liquid crystal lens |
US20140368776A1 (en) * | 2012-01-30 | 2014-12-18 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Liquid-crystal lens and liquid-crystal lens-cell |
JP2013171156A (en) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Liquid crystal lens |
JP2013171155A (en) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Liquid crystal device |
WO2014094165A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-26 | Lensvector Inc. | Liquid crystal optical device with advanced electric field control capability |
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