JPH01273002A - 複屈折レンズアレイ - Google Patents
複屈折レンズアレイInfo
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- JPH01273002A JPH01273002A JP10359088A JP10359088A JPH01273002A JP H01273002 A JPH01273002 A JP H01273002A JP 10359088 A JP10359088 A JP 10359088A JP 10359088 A JP10359088 A JP 10359088A JP H01273002 A JPH01273002 A JP H01273002A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- refractive index
- lens array
- plane perpendicular
- inexpensive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は表示体、偏光素子等に有用な、入射光の偏光面
により焦点距離が可変な複屈折レンズア、
レイに関する。
により焦点距離が可変な複屈折レンズア、
レイに関する。
［従来技術］
従来のレンズは光学ガラスの研磨や、アクリル樹脂の成
形体等、表面の曲率により光を屈折させるものが主であ
った。その他には内部に空間的屈折率分布をもたせたも
の、及びホログラムを利用したもの等が一部利用されて
きた。これらの集光特性は入射光の偏光面には影響を受
けないものであった。
形体等、表面の曲率により光を屈折させるものが主であ
った。その他には内部に空間的屈折率分布をもたせたも
の、及びホログラムを利用したもの等が一部利用されて
きた。これらの集光特性は入射光の偏光面には影響を受
けないものであった。
一方、特開昭６１−１６０７１５に記載の如く、偏光面
の切り替えによる可変焦点レンズの手段として、ＫＤＰ
等の複屈折性結晶を用いた複屈折レンズが公知であった
。
の切り替えによる可変焦点レンズの手段として、ＫＤＰ
等の複屈折性結晶を用いた複屈折レンズが公知であった
。
［発明が解決しようとする課題］
しかし従来の複屈折レンズは次の如き課題を有し改善が
望まれていた。
望まれていた。
（１）結晶材料が高価。
（２）大面積の物が得にくい。
（３）複雑な表面、例えば非球面、レンチキュラー形状
、フレネル等の加工がむずかしい。
、フレネル等の加工がむずかしい。
例えば液晶デイスプレィ等に使用する場合、最低でもイ
ンチサイズの物となり加工も含めて相当高価なものにな
らざるを得ないのが実情であった。
ンチサイズの物となり加工も含めて相当高価なものにな
らざるを得ないのが実情であった。
本発明の目的は、かかる課題を解決すべく、安価で、大
面積の複雑な形状を呈した複屈折レンズアレイを提供す
る点にある。
面積の複雑な形状を呈した複屈折レンズアレイを提供す
る点にある。
［課願を解決するための手段］
本発明の複屈折レンズは、有機物を一軸的に配向して得
られる光学的一軸性材料の表面を、その光学主軸に垂直
な面内に曲率を持たせ、該光学主軸に垂直な面内に複数
配置したことを特徴とする。
られる光学的一軸性材料の表面を、その光学主軸に垂直
な面内に曲率を持たせ、該光学主軸に垂直な面内に複数
配置したことを特徴とする。
８９にレンズの像点側有効焦点距離： ｆ゛′は、オプ
トロニクス１９８３． Ｎ ｏ、 １０． Ｐ
８０に記載の如く次式で与えられる。
トロニクス１９８３． Ｎ ｏ、 １０． Ｐ
８０に記載の如く次式で与えられる。
ｆ”＝ ｎ”／Ｋ （１）但し、にはレ
ンズコンスタント、ｎ ”は像点側奴体の屈折率を示す
。Ｋはレンズの形状、レンズ材料の屈折率： ｎ゛によ
り異なり、例えば同一媒体中に石かれた平凸レンズの場
合、ｆ′”は次式で与えられる。
ンズコンスタント、ｎ ”は像点側奴体の屈折率を示す
。Ｋはレンズの形状、レンズ材料の屈折率： ｎ゛によ
り異なり、例えば同一媒体中に石かれた平凸レンズの場
合、ｆ′”は次式で与えられる。
ｆ” ＝ｒ２／ （１−ｎ） （２）但し、
ｒ２は凸面の曲率半径を示す。
ｒ２は凸面の曲率半径を示す。
従って、レンズの屈折率を変化させることによりｆ ＋
１を変えることが可能となる。特にレンズ材料が有機分
子を一軸的に配向させた物では、配向方向が光学主軸と
なり、その方向に伝播する平行光は偏光面によらず一定
の屈折率を持つ。一方、光学主軸に垂直に進行する光は
、該光学主軸に垂直と平行な偏光成分（各々常光、異常
光に相当しＰｘ、Ｐｚで示す）により異なる屈折率（各
々Ｎｘ、Ｎｚを有するために、入射光の偏光面の方向に
より異なる焦点距離を有する複屈折レンズの実現が可能
である。
１を変えることが可能となる。特にレンズ材料が有機分
子を一軸的に配向させた物では、配向方向が光学主軸と
なり、その方向に伝播する平行光は偏光面によらず一定
の屈折率を持つ。一方、光学主軸に垂直に進行する光は
、該光学主軸に垂直と平行な偏光成分（各々常光、異常
光に相当しＰｘ、Ｐｚで示す）により異なる屈折率（各
々Ｎｘ、Ｎｚを有するために、入射光の偏光面の方向に
より異なる焦点距離を有する複屈折レンズの実現が可能
である。
以下実施例に従い本発明を説明する。
［実施例］
実施例１
第一図は本発明の複屈折レンズアレイの一実施例の原理
図である。ポリカーボネイト（ｐｃ）の一軸延伸配向体
からなるシリンドリカルレンズアレイの光軸を含む断面
図に於ける光線の集光状態を示す。ＰＣはＸ方向に延伸
され高分子鎖は平均的にはＸ方向に配向しており、表面
１０１は平面を、表面１０２は半径ｒ１のシリンドリカ
ルアレイな面よりなる。Ｙ方向の入射光１０３に対する
Ｘ方向の偏光成分Ｐｚ（実線）に対する屈折率：Ｎｚ＝
１．５８、Ｘ方向の偏光成分：Ｐｘ（破線）に対する屈
折率： Ｎｘ＝１．５７であり、Ｐｚ。
図である。ポリカーボネイト（ｐｃ）の一軸延伸配向体
からなるシリンドリカルレンズアレイの光軸を含む断面
図に於ける光線の集光状態を示す。ＰＣはＸ方向に延伸
され高分子鎖は平均的にはＸ方向に配向しており、表面
１０１は平面を、表面１０２は半径ｒ１のシリンドリカ
ルアレイな面よりなる。Ｙ方向の入射光１０３に対する
Ｘ方向の偏光成分Ｐｚ（実線）に対する屈折率：Ｎｚ＝
１．５８、Ｘ方向の偏光成分：Ｐｘ（破線）に対する屈
折率： Ｎｘ＝１．５７であり、Ｐｚ。
Ｐｘの切り替えにより多数の焦線の集光位置の移動が可
能となった。
能となった。
空気中へのｆ”を測ったところ、Ｐｘのｆと、Ｐｚのｆ
の差 δｆはｒ２に対し、第二図の結果が得られた。上
記レンズの作製は、例えば予めインジェクションや、ホ
ットプレス成形によりシリンドリカルアレイなレンチキ
ュラー板を作り、これを軟化点近傍で急速に一軸延伸す
る事により容易に得られる。
の差 δｆはｒ２に対し、第二図の結果が得られた。上
記レンズの作製は、例えば予めインジェクションや、ホ
ットプレス成形によりシリンドリカルアレイなレンチキ
ュラー板を作り、これを軟化点近傍で急速に一軸延伸す
る事により容易に得られる。
実施例２
第３図は、ネマチック液晶を用いた場合の複屈折レンズ
アレイの構成断面図である。ネマチック液晶３０１は１
００ｍｍ角の透明な凹面レンチキュラー形状基板３０２
と透明平板３０３との間に挟持されている。レンチキュ
ラーのピッチ： ｐは０、 ５ｍｍ、曲率半径ｒ２は１
４．３ｍｍ、液晶層の最大厚みは１９μｍである。両基
板内面３０４はラビング等の表面処理を施し、ネマチッ
ク液晶はＸ方向に一軸配向をしている。表１に本実施例
に用いた代表的基板材料の５８９ｎｍに於ける屈折率の
値を示す。ネマチック液晶には複屈折性の大きなシアノ
ビフェニル系混合物を用いた。
アレイの構成断面図である。ネマチック液晶３０１は１
００ｍｍ角の透明な凹面レンチキュラー形状基板３０２
と透明平板３０３との間に挟持されている。レンチキュ
ラーのピッチ： ｐは０、 ５ｍｍ、曲率半径ｒ２は１
４．３ｍｍ、液晶層の最大厚みは１９μｍである。両基
板内面３０４はラビング等の表面処理を施し、ネマチッ
ク液晶はＸ方向に一軸配向をしている。表１に本実施例
に用いた代表的基板材料の５８９ｎｍに於ける屈折率の
値を示す。ネマチック液晶には複屈折性の大きなシアノ
ビフェニル系混合物を用いた。
表１
表１より明かなように、ネマチック液晶の複屈折 δＮ
は０．２有り、第３図に於ける配置でＹ方向の入射光１
０３に対し、レンチキュラー形状基板３０２をその屈折
率がネマチック液晶のＮｚに近い値の物を選ぶことによ
り、集光面に置けるＰｘ、Ｐｚの分離が大きくとれるこ
とになる。本実施例では数ｍｍレベルで確認できた。
は０．２有り、第３図に於ける配置でＹ方向の入射光１
０３に対し、レンチキュラー形状基板３０２をその屈折
率がネマチック液晶のＮｚに近い値の物を選ぶことによ
り、集光面に置けるＰｘ、Ｐｚの分離が大きくとれるこ
とになる。本実施例では数ｍｍレベルで確認できた。
上記実施例では材料としてＰＣ、ネマチック液晶を例示
したが、その他液晶ポリマー、ポリビニルアルコール、
ポリスチロール、アクリル等の樹脂、あるいはそれらに
複屈折性の大きな分子を含有させた物等でも同等の効果
が確認できた。表面の保護層の有無、レンズの形状等種
々の組合せに対し本発明が有効なことは自明である。
したが、その他液晶ポリマー、ポリビニルアルコール、
ポリスチロール、アクリル等の樹脂、あるいはそれらに
複屈折性の大きな分子を含有させた物等でも同等の効果
が確認できた。表面の保護層の有無、レンズの形状等種
々の組合せに対し本発明が有効なことは自明である。
［発明の効果］
以上、実施例からも明らかなように本発明によれば、有
機物を−、軸的に配向して得られる光学的一軸性材料の
表面を、その光学主軸に垂直な面内に曲率を持たせ、該
光学主軸に垂直な面内に複数配置したことにより、安価
で大面積な複屈折レンズが提供できる。これにより電気
光学的旋光素子（例えば液晶スイッチ）との組合せによ
り機械的可動部の無いアレイ状焦線の切り替えや、位相
差板との組合せによる偏光面の合成等を可能とするもの
である。
機物を−、軸的に配向して得られる光学的一軸性材料の
表面を、その光学主軸に垂直な面内に曲率を持たせ、該
光学主軸に垂直な面内に複数配置したことにより、安価
で大面積な複屈折レンズが提供できる。これにより電気
光学的旋光素子（例えば液晶スイッチ）との組合せによ
り機械的可動部の無いアレイ状焦線の切り替えや、位相
差板との組合せによる偏光面の合成等を可能とするもの
である。
第１図は本発明の複屈折レンズアレイの原理同第２図は
本発明の複屈折レンズアレイに於ける凸面の曲率半径と
偏光面の違いによる焦点距離の差の関係図 第３図は本発明の複屈折レンズアレイにネマチック液晶
を用いた構成断面図 １０１、 １０２ レンズ表面 ３０１ ネマチック液晶 ３０２ 透明レンチキュラー板 ３０３ 透明平板 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上柳雅誉（他１名）
本発明の複屈折レンズアレイに於ける凸面の曲率半径と
偏光面の違いによる焦点距離の差の関係図 第３図は本発明の複屈折レンズアレイにネマチック液晶
を用いた構成断面図 １０１、 １０２ レンズ表面 ３０１ ネマチック液晶 ３０２ 透明レンチキュラー板 ３０３ 透明平板 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上柳雅誉（他１名）
Claims (1)
- 有機物を一軸的に配向して得られる光学的一軸性材料の
表面を、その光学主軸に垂直な面内に曲率を持たせ、該
光学主軸に垂直な面内に複数配置したことを特徴とする
複屈折レンズアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359088A JPH01273002A (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 複屈折レンズアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359088A JPH01273002A (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 複屈折レンズアレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01273002A true JPH01273002A (ja) | 1989-10-31 |
Family
ID=14357987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10359088A Pending JPH01273002A (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 複屈折レンズアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01273002A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006119291A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | 液晶表示装置 |
| EP2056131A2 (en) | 2007-10-31 | 2009-05-06 | Sony Corporation | Optical sheet, method of manufacturing the same, and display apparatus |
| JP2012068500A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 立体画像表示用光学部材、及びそれを用いた液晶表示装置 |
| JP2012185491A (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-27 | Vusense Corp | マイクロ光学位相フィルムおよびレンチキュラレンズ |
| US8400578B2 (en) | 2008-08-04 | 2013-03-19 | Sony Corporation | Optical film, method of manufacturing the same, and display unit |
-
1988
- 1988-04-26 JP JP10359088A patent/JPH01273002A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006119291A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | 液晶表示装置 |
| EP2056131A2 (en) | 2007-10-31 | 2009-05-06 | Sony Corporation | Optical sheet, method of manufacturing the same, and display apparatus |
| JP2009109840A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Sony Corp | 光学シートおよびその製造方法ならびに表示装置 |
| US8237886B2 (en) | 2007-10-31 | 2012-08-07 | Sony Corporation | Optical sheet, method of manufacturing the same, and display apparatus |
| US8400578B2 (en) | 2008-08-04 | 2013-03-19 | Sony Corporation | Optical film, method of manufacturing the same, and display unit |
| JP2012068500A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 立体画像表示用光学部材、及びそれを用いた液晶表示装置 |
| JP2012185491A (ja) * | 2011-03-03 | 2012-09-27 | Vusense Corp | マイクロ光学位相フィルムおよびレンチキュラレンズ |
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