JPH02296222A - Liquid crystal lens - Google Patents

Liquid crystal lens

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JPH02296222A
JPH02296222A JP11767489A JP11767489A JPH02296222A JP H02296222 A JPH02296222 A JP H02296222A JP 11767489 A JP11767489 A JP 11767489A JP 11767489 A JP11767489 A JP 11767489A JP H02296222 A JPH02296222 A JP H02296222A
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JP
Japan
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liquid crystal
spacer
lens
transparent substrate
notch
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JP11767489A
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Japanese (ja)
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Akitoshi Toda
戸田 明敏
Hisano Shimazu
島津 久乃
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To allow the injection of a liquid crystal by a vacuum injection method and to improve spacing accuracy by providing a space to constitute a lens shape at the time of liquid crystal injection and a notch communicating with the outside to an annular spacer. CONSTITUTION:The liquid crystal lens 20 formed by sealing the liquid crystal into the space 24 constituting the lens shape formed between transparent substrates 21 and 22 disposed to face each other is provided with the notch 23a communicating the space 23 and the outside at the time of the liquid crystal injection on the inner periphery of the spacer 23. Namely, a communicating port communicating the spacer 24 and the outside of the lens is formed by the notch 23a provided on the spacer 23 when two sheets of the transparent substrates 21, 22 are disposed to face each other via the spacer 23. The injection of the liquid crystal into the space 24 by using the vacuum injection method is possible in this way. The spacer 23 is merely provided with the notch 23a in a part thereof and is not ruptured and, therefore, the spacer 23 does not deviate in the curvature direction of the transparent substrate surfaces even if pressing force is applied on the transparent substrates 21, 22 at the time of sticking these substrates to each other. The spacing accuracy is thus improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カメラ等の光学機器に適用可能な液晶レンズ
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal lens applicable to optical equipment such as cameras.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、レンズの焦点距離を調節する場合には、2枚以上
のレンズを組み合わせ、その位置関係を変化させること
により行なっていたが、最近では、液晶を封入した単レ
ンズに外部から電圧を印加して屈折力を変化させる液晶
レンズが開発されており、このような液晶レンズが特開
昭5232348号公報、特開昭54−99654号公
報および特公昭59−224820号公報等において開
示されている。
Traditionally, adjusting the focal length of a lens was done by combining two or more lenses and changing their positional relationship, but recently, it has become possible to adjust the focal length of a lens by applying an external voltage to a single lens filled with liquid crystal. Liquid crystal lenses that change refractive power have been developed, and such liquid crystal lenses are disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 5232348, Japanese Patent Application Publication No. 54-99654, Japanese Patent Publication No. 59-224820, and the like.

この種の液晶レンズを第6図(a)に示す。この液晶レ
ンズ1は、凹面状をなす曲率面を有する第1の透光性基
板2(以下、透光性基板の一例として透明基板を用いて
説明する)の曲率面側に第2の透明基板3がスペーサ4
を介して対向配置し、この第1.第2の透明基板間に凸
レンズ状に形成された空間に液晶を収納してなる液晶層
5が形成されている。また、第1および第2の透明基板
2゜3の各対向面には透明導電層6,7がそれぞれ形成
されている。この透明導電層6,7にはリード線を介し
て交流電圧源9.電圧調整回路]0からなる電圧印加手
段か接続されている。そして・この電圧印加手段により
透明導電層6,7間に電圧を印加する構成となっている
。なお、第6図(b)は光の入射側から見た液晶レンズ
1の平面図を示している。
This type of liquid crystal lens is shown in FIG. 6(a). This liquid crystal lens 1 has a second transparent substrate on the side of the curvature of a first light-transmitting substrate 2 (hereinafter, a transparent substrate will be explained as an example of a light-transmitting substrate) having a concave curved surface. 3 is spacer 4
are arranged opposite to each other via the first. A liquid crystal layer 5 containing liquid crystal is formed in a space formed in the shape of a convex lens between the second transparent substrates. Further, transparent conductive layers 6 and 7 are formed on each opposing surface of the first and second transparent substrates 2.3. The transparent conductive layers 6 and 7 are connected to an AC voltage source 9 via lead wires. Voltage adjustment circuit] Voltage applying means consisting of 0 is connected. And, the configuration is such that a voltage is applied between the transparent conductive layers 6 and 7 by this voltage applying means. Note that FIG. 6(b) shows a plan view of the liquid crystal lens 1 viewed from the light incident side.

このように構成された液晶レンズ1は、電圧印加手段で
液晶層5に印加する電圧を゛変化させることにより、液
晶分子5aのディレクターが変化する。その結果、特定
方向の直線偏光に対しては、液晶の見掛けの屈折力が変
化する。したがって、第7図に示すように、液晶レンズ
1と偏光板PLとを組合わせて用いることにより、液晶
レンズ1の屈折力を変化させることができる。
In the liquid crystal lens 1 configured as described above, the director of the liquid crystal molecules 5a is changed by changing the voltage applied to the liquid crystal layer 5 by the voltage applying means. As a result, the apparent refractive power of the liquid crystal changes for linearly polarized light in a specific direction. Therefore, as shown in FIG. 7, by using the liquid crystal lens 1 and the polarizing plate PL in combination, the refractive power of the liquid crystal lens 1 can be changed.

ここで、上記液晶レンズ1の作製は、先ず張合わせ接合
部が平坦面状に加工されている第1の透明基板2と全体
が板状をなす第2の透明基板3とを、スペーサ4を介し
て張合わせる。なお、第1の透明基板2のように、凹状
の曲率面周縁の平坦面は、比較的容易に加工できる。ま
た、スペーサ4としては、液晶デイスプレィと同様に、
第1゜第2の透明基板を張合わせるための接着剤中にガ
ラスファイバ片や樹脂球を分散させたものを用いる。そ
して、スペーサ4により第1.第2の透明基板間に所定
の厚さを有する凸レンズ形状をなす空間を形成すると共
に、この空間に液晶を注入することにより液晶層5を形
成する。このようにして液晶レンズ1を作製している。
Here, in manufacturing the above-mentioned liquid crystal lens 1, first, a first transparent substrate 2 whose laminated joint portion is processed into a flat surface shape and a second transparent substrate 3 whose entire plate shape is formed, and a spacer 4 is placed between them. pasted together. Note that, like the first transparent substrate 2, a flat surface at the periphery of a concave curved surface can be processed relatively easily. In addition, as the spacer 4, similar to the liquid crystal display,
1st: An adhesive in which glass fiber pieces or resin balls are dispersed is used to bond the second transparent substrate together. Then, by the spacer 4, the first. A space having a convex lens shape having a predetermined thickness is formed between the second transparent substrates, and a liquid crystal layer 5 is formed by injecting liquid crystal into this space. In this way, the liquid crystal lens 1 is manufactured.

また、透明基板の張合わせ面が曲率面となっている液晶
レンズ10を作製する場合は、第8図(a)に示すよう
に、例えば凸レンズ形状をなす第1の透明基板11と平
板状をなす第2の透明基板12とを、同図(b)に示す
スペーサ13を介して対向配置し、図示矢印へ方向に押
圧力を加えて張合わせる。ここで、スペーサ13として
は、上記したように接着剤中にガラスファイバー片や樹
脂球を分散したものが用いられる。このようなスペーサ
4.13は一般に第1の透明基板11と第2の透明基板
12とを張合わせた後に、例えば真空注入法にて液晶を
注入するために一部破断しておく必要がある。
In addition, when manufacturing a liquid crystal lens 10 in which the bonding surface of transparent substrates is a curved surface, as shown in FIG. The second transparent substrate 12 and the second transparent substrate 12 are placed facing each other with a spacer 13 shown in FIG. Here, as the spacer 13, a material in which glass fiber pieces or resin balls are dispersed in an adhesive is used as described above. Generally, such a spacer 4.13 needs to be partially broken after the first transparent substrate 11 and the second transparent substrate 12 are bonded together in order to inject liquid crystal, for example, by a vacuum injection method. .

(発明が解決しようとする課題) ところで、第8図(a)に示す液晶レンズ10のように
、透明基板11の張合わせ面が曲率面であると、第1の
透明基板11と第2の透明基板12とをスペーサ13を
介して張合わせ押圧力を加えたときに、樹脂球13aが
その押圧力により切断箇所を中心として第1の透明基板
1の曲率面に沿って矢印B方向へずれてしまう可能性が
高かった。その結果、スペーサ13にるスペーシングの
精度が低下して、液晶レンズ層の厚さを設計通りの厚さ
とすることができず、光透過率、焦点の可変速度を左右
したり、透明導電層が短絡したり、作製後の液晶レンズ
の焦点距離が設計したものと違ってしまう等の問題があ
った。また、透明基板が片側に傾いて貼り合わされた場
合には、液晶レンズの光軸がずれてしまい精度低下の原
因になった。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, when the bonding surface of the transparent substrate 11 is a curved surface as in the liquid crystal lens 10 shown in FIG. 8(a), the first transparent substrate 11 and the second When a pressing force is applied to bond the transparent substrate 12 with the spacer 13, the resin sphere 13a is displaced in the direction of arrow B along the curved surface of the first transparent substrate 1 around the cut point due to the pressing force. There was a high possibility that this would happen. As a result, the spacing accuracy of the spacer 13 deteriorates, making it impossible to make the thickness of the liquid crystal lens layer as designed. There were problems such as short-circuiting, and the focal length of the manufactured liquid crystal lens being different from the designed one. Furthermore, when the transparent substrates are attached to each other while being tilted to one side, the optical axis of the liquid crystal lens is shifted, causing a decrease in precision.

なお、凸状をなす曲率面周縁を平坦面状に加工すること
により、上記問題を解決することも考えられるが、その
ような加工は極めて困難であった。
Although it is possible to solve the above problem by processing the periphery of the convex curved surface into a flat surface, such processing has been extremely difficult.

また、実開昭62−143927号公報には、輪形のフ
ィルム状スペーサが開示されている。このような輪形の
フィルム状スペーサを用いれば、透明基板を押圧するこ
とによるずれの発生を抑えることはできるが、液晶注入
口が形成されていないため、液晶注入法として有効な手
段である真空注入法が使えないという欠点がある。
Further, Japanese Utility Model Application Publication No. 62-143927 discloses a ring-shaped film spacer. If such a ring-shaped film spacer is used, it is possible to suppress the occurrence of misalignment caused by pressing the transparent substrate, but since a liquid crystal injection port is not formed, vacuum injection, which is an effective method for liquid crystal injection, is not possible. The disadvantage is that the law cannot be used.

そこで本発明の目的は、スペーシング精度を向上させる
ことができ、高精度でしかも容易に作製できる液晶レン
ズを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal lens that can improve spacing accuracy, has high precision, and can be manufactured easily.

(課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決するために、少なくとも一方の
対向面が曲率面となるように2枚の透明基板をスペーサ
を介して対向配置し、この対向配置された透明基板間に
形成されるレンズ形状をなす空間に液晶を封入してなる
液晶レンズにおいて、前記スペーサは、外形が環状をな
しその外周あるいは内周のいずれか一方に、液晶注入時
に前記レンズ形状をなす空間と外部とを連通ずる切欠部
を設けた構成とした。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention arranges two transparent substrates facing each other with a spacer interposed therebetween so that at least one of the facing surfaces becomes a curved surface. In a liquid crystal lens in which liquid crystal is sealed in a lens-shaped space formed between transparent substrates, the spacer has an annular outer shape, and the spacer has an annular outer shape, and the spacer has a ring shape on either the outer periphery or the inner periphery when the liquid crystal is injected. The structure includes a cutout that communicates the space forming the space with the outside.

(作 用) 本発明は以上のような手段を講じたことにより、2枚の
透明基板をスペーサを介して対向配置したときに、スペ
ーサに設けた切欠部により、スペサでスペーシングされ
た透明基板間の空間とレンズ外部とを連通ずる連通口が
形成される。したがって、この連通口を利用すれば、液
晶の注入方法としては一般的な真空注入法を用いて透明
基板間に形成された空間に液晶を注入することができる
(Function) By taking the above-mentioned measures, the present invention enables, when two transparent substrates are arranged facing each other with a spacer interposed therebetween, the cutout portion provided in the spacer allows the transparent substrates spaced apart by the spacer to A communication port is formed that communicates the space between the lens and the outside of the lens. Therefore, by using this communication port, liquid crystal can be injected into the space formed between the transparent substrates using a general vacuum injection method as a method for injecting liquid crystal.

しかも、スペーサは一部に切欠部を設けただけで完全に
破断されていないので、2枚の透明基板を張合わせると
きに、両透明基板の対向方向に押圧力を加えたとしても
、スペーサか透明基板面の曲率方向にすれてしまうのを
有効に防止できる。
Moreover, since the spacer is not completely broken with only a notch provided in a part, even if pressing force is applied in the opposing direction of both transparent substrates when bonding the two transparent substrates together, the spacer will not break completely. Scraping in the direction of curvature of the transparent substrate surface can be effectively prevented.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1実施例に係る液晶レンズの構成を
示す図である。この液晶レンズ20は、第1の透明基板
21と第2の透明基板22とをスペーサ23を介して張
合わされている。第1.第2の透明基板21.22間に
はレンズ形状をなす空間24が形成されており、この空
間24に液晶が注入されている。そして、液晶の注入さ
れた空間(液晶N)24がシール剤25により密封され
た構成となっている。第1の透明基板21は対向面側が
凸面となる凸レンズ形状をしている。凸面上には透明導
電層26が形成されている。また、第2の透明基板22
は、板状をなしており、一方の面には偏光フィルム27
が設けられており、他方の面となる第1の透明基板21
との対向面側には透明導電層28が形成されている。な
お、第1および第2の透明基板21.22に形成されて
いる透明導電層26.28はそれぞれ配向膜29が成膜
されている。なお、各透明導電層26.28には交番電
圧源、電圧調整回路等からなる電圧印加手段(不図示)
が接続されている。スペーサ23は、その外形が第1図
(b)に示すように、平板型の環状に形成されていると
共に、内周の一部に環の厚さ方向に沿って切欠部23a
が設けられている。ここで、スペーサ23は第1および
第2の透明基板21.22で押圧されたときにっぷれな
い程度の硬度と靭性を持った材料で形成されている。ま
た、スペーサ23の厚さは、液晶レンズ20の大きさに
依存し、一般には液晶層(レンズ状をなす空間)24の
厚さを数100μm以下とするように設計される。なお
、スペーサ23の厚さを100μm以下にする場合には
、スペーサ加工時および液晶レンズ組立て時の作業性を
考慮して、靭性の高い材料を使用する必要かある。この
ようなことから、スペーサ23の材料としては、プラス
チック、セラミクス、ガラス、表面を絶縁処理した金属
等が望ましい。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a liquid crystal lens according to a first embodiment of the present invention. This liquid crystal lens 20 has a first transparent substrate 21 and a second transparent substrate 22 bonded together with a spacer 23 interposed therebetween. 1st. A lens-shaped space 24 is formed between the second transparent substrates 21 and 22, and liquid crystal is injected into this space 24. A space (liquid crystal N) 24 into which liquid crystal is injected is sealed with a sealant 25. The first transparent substrate 21 has a convex lens shape with a convex surface on the opposing surface side. A transparent conductive layer 26 is formed on the convex surface. In addition, the second transparent substrate 22
is in the form of a plate, with a polarizing film 27 on one side.
is provided, and the first transparent substrate 21 serving as the other surface
A transparent conductive layer 28 is formed on the opposite surface side. Note that an alignment film 29 is formed on each of the transparent conductive layers 26 and 28 formed on the first and second transparent substrates 21 and 22. Note that each transparent conductive layer 26 and 28 is provided with voltage application means (not shown) consisting of an alternating voltage source, a voltage adjustment circuit, etc.
is connected. The spacer 23 has a flat ring shape as shown in FIG.
is provided. Here, the spacer 23 is formed of a material having hardness and toughness to the extent that it does not bulge when pressed by the first and second transparent substrates 21 and 22. Further, the thickness of the spacer 23 depends on the size of the liquid crystal lens 20, and is generally designed so that the thickness of the liquid crystal layer (lens-shaped space) 24 is several hundred μm or less. Note that when the thickness of the spacer 23 is set to 100 μm or less, it is necessary to use a material with high toughness in consideration of workability during spacer processing and liquid crystal lens assembly. For this reason, the material of the spacer 23 is preferably plastic, ceramics, glass, metal whose surface is insulated, or the like.

次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

液晶レンズ作製時に、第1の透明基板21と第2の透明
基板22とをスペーサ23を介して張合わせると、第1
の透明基板21の凸状の曲率面は、環状スペーサ23の
内周縁で保持され、所定の厚さを有する空間24か形成
される。このとき、環状スペーサ23の切欠部23aに
より、空間24内部とレンズ外部とを連通ずる連通口が
形成される。したがって、この連通口から例えば真空注
入法により液晶を注入でき、液晶層を形成することがで
きる。
When manufacturing a liquid crystal lens, when the first transparent substrate 21 and the second transparent substrate 22 are bonded together via the spacer 23, the first
The convex curved surface of the transparent substrate 21 is held by the inner peripheral edge of the annular spacer 23 to form a space 24 having a predetermined thickness. At this time, the notch 23a of the annular spacer 23 forms a communication port that communicates the inside of the space 24 with the outside of the lens. Therefore, liquid crystal can be injected through this communication port by, for example, a vacuum injection method, and a liquid crystal layer can be formed.

したがって、本実施例に係る液晶レンズ20によれば、
環状スペーサ23の内周の一部に空間24と外部とを連
通する切欠部23aを設けたので、液晶を真空注入でき
ると共に、スペーサが例えば押広げられてずれるといっ
た不都合を有効に防止できスペーシング精度を大幅に向
上できる。
Therefore, according to the liquid crystal lens 20 according to this embodiment,
Since a notch 23a is provided in a part of the inner periphery of the annular spacer 23 to communicate the space 24 with the outside, liquid crystal can be injected under vacuum, and inconveniences such as the spacer being pushed out and displaced can be effectively prevented. Accuracy can be greatly improved.

その結果、液晶レンズ20の結像特性、応答回復特性2
光透過率等の特性を向上できる。
As a result, the imaging characteristics and response recovery characteristics 2 of the liquid crystal lens 20
Properties such as light transmittance can be improved.

また、スペーサ23の材料として、透明基板21.22
の押圧力に抗し得る適度な硬度と靭性を有する材料を用
いているので、さらにスペーシング精度を向上できる。
In addition, as a material for the spacer 23, the transparent substrate 21, 22
Since a material having appropriate hardness and toughness that can withstand the pressing force is used, spacing accuracy can be further improved.

なお、上記第1実施例では、第1の透明基板21の対向
面が凸状の曲率面であったので、内周に切欠部23aの
設けられたスペーサ23を用いていたが、凹状の曲率面
の場合には、外周に切欠部の形成された環状スペーサを
用いる。すなわち、第2図(a)(b)に示すように、
平板形の環状スペーサ31の外周の一部にスペーサの厚
さ方向に沿って切欠部31aを形成しておき、この環状
スペーサ31を介して対向面側が凹状の曲率面となって
いる第1の透明基板32と板状の第2の透明基板22と
を張合わせる。なお、同図に示す第1の透明基板32は
、その外周部が平面状に加工されているので、環状スペ
ーサ31の切欠部31aは第1の透明基板32との接合
領域よりもその中心方向に深く切込まれ、外部との連通
口が形成される構成となっている。なお、第1図(a)
に示す液晶レンズ20と同一機能を有する部分には同一
符号を付している。
In the first embodiment described above, since the facing surface of the first transparent substrate 21 had a convex curvature surface, the spacer 23 with the notch 23a provided on the inner periphery was used. In the case of a surface, an annular spacer with a notch formed on the outer periphery is used. That is, as shown in FIGS. 2(a) and (b),
A notch 31a is formed in a part of the outer periphery of the flat annular spacer 31 along the thickness direction of the spacer. The transparent substrate 32 and the plate-shaped second transparent substrate 22 are pasted together. Note that since the first transparent substrate 32 shown in the same figure has its outer circumferential portion processed into a planar shape, the notch 31a of the annular spacer 31 is located closer to the center of the first transparent substrate 32 than the bonding area with the first transparent substrate 32. The structure is such that a deep cut is made in the hole to form a communication port with the outside. In addition, Fig. 1(a)
Components having the same functions as those of the liquid crystal lens 20 shown in FIG.

このような液晶レンズ3oによっても第1実施例と同様
な作用効果を得ることができる。
With such a liquid crystal lens 3o, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

第3図は本発明の第2実施例の構成を示す図である。こ
の液晶レンズ4oは、両端が開放された円柱状の中空が
形成されているレンズ枠41の枠内に、第1の透明基板
42と第2の透明基板43とが環状スペーサ44を介し
て同心的に取付けられている。第1の透明基板42は両
凸レンズ形状をなしており、その表面には透明導電層4
5が形成されている。また、第2の透明基板43は片凸
レンズ形状をなしており、平面側が第1の透明基板42
に対向している。この第2の透明基板43の表面には透
明導電層46が形成されており、対向面側にはさらに絶
縁膜47が透明導電層46上に形成されている。また、
第1の透明基板42と第2の透明基板43との間には環
状スペーサ44により形成されたレンズ形状空間に液晶
を封入してなる液晶層48が形成されている。なお、こ
の液晶層48に直接接する透明導電層45および絶縁層
47には、配向膜49が成膜されている。環状スペーサ
44は、第1図(b)に示すものと同様に、内周の一部
に切欠部44aが形成されている。そしてレンズ枠41
には、この切欠部44aが位置する箇所に液晶注入口4
1aが設けられている。この液晶注入口41aは液晶注
入後にシール剤51により封止される。また、各透明導
電層45.46には、その周縁部に電圧印加端子525
3がそれぞれ設けられている。各端子52゜53には交
番電圧源54および電圧調整回路55からなる電圧印加
手段が接続されている。なお、同図に示すPLは偏光板
である。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention. In this liquid crystal lens 4o, a first transparent substrate 42 and a second transparent substrate 43 are placed concentrically with each other via an annular spacer 44 within a lens frame 41 in which a cylindrical hollow with both ends open is formed. installed. The first transparent substrate 42 has a biconvex lens shape, and a transparent conductive layer 4 is provided on its surface.
5 is formed. Further, the second transparent substrate 43 has a single-convex lens shape, and the plane side is the same as the first transparent substrate 43.
is facing. A transparent conductive layer 46 is formed on the surface of this second transparent substrate 43, and an insulating film 47 is further formed on the transparent conductive layer 46 on the opposing surface side. Also,
A liquid crystal layer 48 is formed between the first transparent substrate 42 and the second transparent substrate 43, in which liquid crystal is sealed in a lens-shaped space formed by an annular spacer 44. Note that an alignment film 49 is formed on the transparent conductive layer 45 and the insulating layer 47 that are in direct contact with the liquid crystal layer 48 . The annular spacer 44 has a notch 44a formed in a part of its inner periphery, similar to that shown in FIG. 1(b). and lens frame 41
, the liquid crystal inlet 4 is located at the location where this notch 44a is located.
1a is provided. This liquid crystal injection port 41a is sealed with a sealant 51 after liquid crystal injection. Further, each transparent conductive layer 45, 46 has a voltage application terminal 525 at its peripheral edge.
3 are provided respectively. Voltage application means consisting of an alternating voltage source 54 and a voltage adjustment circuit 55 are connected to each of the terminals 52 and 53. Note that PL shown in the figure is a polarizing plate.

次に、上記した構成の液晶レンズ40の作製方法につい
て説明する。先ず、光学ガラスの両面を凸面状に研磨し
て第1の透明基板42を作製する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal lens 40 having the above configuration will be described. First, the first transparent substrate 42 is produced by polishing both sides of optical glass into a convex shape.

また、一方の面を平坦面状に研磨し、他方の面を凸面状
に研磨して第2の透明基板43を作製する。
Further, one surface is polished into a flat surface, and the other surface is polished into a convex shape to produce a second transparent substrate 43.

そして、各透明基板42.43の表面にITO(酸化イ
ンジウム・酸化すず)からなる透明導電層45,46を
形成する。また、第2の透明基板43の透明導電層46
上であって対向側にSiO□絶縁膜29を成膜する。そ
して、液晶層48に対向する領域をナイロン布でラビン
グ配向処理することにより配向膜49を形成する。
Then, transparent conductive layers 45 and 46 made of ITO (indium oxide/tin oxide) are formed on the surface of each transparent substrate 42 and 43. Furthermore, the transparent conductive layer 46 of the second transparent substrate 43
A SiO□ insulating film 29 is formed on the opposite side. Then, an alignment film 49 is formed by subjecting the area facing the liquid crystal layer 48 to rubbing alignment treatment with a nylon cloth.

次に、可削性セラミクスを第1図に示す如き形状に切削
加工したレンズ枠41内に、環状スペーサ44を介して
第1の透明基板42と第2の透明基板43とを嵌込む。
Next, the first transparent substrate 42 and the second transparent substrate 43 are fitted with an annular spacer 44 in between, into a lens frame 41 obtained by cutting machinable ceramics into the shape shown in FIG.

ここで、環状スペーサ44としては、ジルコニアからな
り平板状をなす内周の一部に切欠部44aが形成され、
その厚さが70μmのものを研磨して作製しておく。第
1の透明基板42と第2の透明基板43とをスペーサ4
4を介して張合わせたならば、各透明基板42゜43と
レンズ枠41との境界部分に接着剤56をちり、レンズ
枠41に接着固定する。
Here, the annular spacer 44 is made of zirconia and has a flat plate shape with a notch 44a formed in a part of its inner periphery.
A piece having a thickness of 70 μm is prepared by polishing. The first transparent substrate 42 and the second transparent substrate 43 are separated by a spacer 4.
Once the transparent substrates 42 and 43 are bonded together through the lens frame 41, an adhesive 56 is applied to the boundary between the transparent substrates 42 and 43 and the lens frame 41, and the transparent substrates 42 and 43 are adhesively fixed to the lens frame 41.

このような状態で、環状スペーサ44の切欠部44aお
よびレンズ枠41の液晶注入口41aにより液晶層48
となる空間とレンズ外部とを連通する連通口が形成され
る。この連通口から真空注入法により空間内へ液晶を注
入する。液晶の注入が完了したならば、液晶注入口41
aをシール剤51により液晶層48を封止する。そして
、各透明導電層45.46の対向面とは逆側に電圧印加
端子52’、53をそれぞれ設け、この端子52゜53
に電圧印加手段を接続する。そして、偏光板PLをレン
ズ枠41に取付ける。
In this state, the liquid crystal layer 48 is filled with the notch 44a of the annular spacer 44 and the liquid crystal injection port 41a of the lens frame 41.
A communication port is formed that communicates the space with the outside of the lens. Liquid crystal is injected into the space through this communication port using a vacuum injection method. When the liquid crystal injection is completed, open the liquid crystal injection port 41.
A, the liquid crystal layer 48 is sealed with a sealant 51. Voltage application terminals 52' and 53 are provided on opposite sides of the opposing surfaces of each transparent conductive layer 45, 46, respectively, and these terminals 52, 53
A voltage applying means is connected to. Then, the polarizing plate PL is attached to the lens frame 41.

このようにして作製した液晶レンズ40の特性を調べた
ところ、第1実施例に示す液晶レンズ30とほぼ同等の
応答回復速度およびスペーシング精度を得ることができ
た。また、環状スペーサ44の加工性および液晶レンズ
40を組立てるときの作業性が極めて良好であった。さ
らに、加工時に破損することなくスペーサ44を作製で
き、金属ビンセットを用いて取扱うこともできた。また
、このような液晶レンズ40によれは、レンズ枠41に
透明基板42.43を嵌合する構成なので、レンズの光
軸出しを容易に行なうことができる。
When the characteristics of the liquid crystal lens 40 manufactured in this manner were investigated, it was possible to obtain response recovery speed and spacing accuracy that were almost equivalent to those of the liquid crystal lens 30 shown in the first embodiment. Further, the workability of the annular spacer 44 and the workability when assembling the liquid crystal lens 40 were extremely good. Furthermore, the spacer 44 could be manufactured without being damaged during processing, and could also be handled using a metal bottle set. Further, since the liquid crystal lens 40 is configured such that the transparent substrates 42 and 43 are fitted into the lens frame 41, the optical axis of the lens can be easily aligned.

次に、本発明の第3実施例について第4図を参照して説
明する。本実施例は偏光板PLを使用しない液晶レンズ
の例である。この液晶レンズ60は、レンズ枠61内に
補助レンズ枠62が挿入されており、各レンズ枠61.
62内には互いの光軸が一致するように第1の透明基板
63および第2の透明基板64がそれぞれ同心的に取イ
」けられている。第1の透明基板と第2の透明基板との
間にはレンズの光軸方向に対して垂直に板状の透明基板
65が挿入されており、その外周部が補助レンズ枠62
の挿入端でレンズ枠61内の段差部に当接されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This example is an example of a liquid crystal lens that does not use a polarizing plate PL. This liquid crystal lens 60 has an auxiliary lens frame 62 inserted into a lens frame 61, and each lens frame 61.
A first transparent substrate 63 and a second transparent substrate 64 are arranged concentrically within the substrate 62 so that their optical axes coincide with each other. A plate-shaped transparent substrate 65 is inserted perpendicularly to the optical axis direction of the lens between the first transparent substrate and the second transparent substrate, and its outer periphery is connected to the auxiliary lens frame 62.
The insertion end of the lens frame 61 is brought into contact with a stepped portion within the lens frame 61.

第1の透明基板63と板状の透明基板65との間には環
状スペーサ66が介在されており、この環状スペーサ6
6にり所定の厚さを有する液晶層67が形成されている
。同様に、第2の透明基板64と板状の透明基板65と
の間には環状スペーサ68が介在されていて、この環状
スペーサ68により液晶層69が形成されている。第1
.第2の透明基板63.64および板状の透明基板65
の表面には透明導電層71が形成されている。透明基板
65に形成された透明導電層表面には、さらに絶縁層7
2が形成されている。
An annular spacer 66 is interposed between the first transparent substrate 63 and a plate-shaped transparent substrate 65.
6, a liquid crystal layer 67 having a predetermined thickness is formed. Similarly, an annular spacer 68 is interposed between the second transparent substrate 64 and the plate-shaped transparent substrate 65, and a liquid crystal layer 69 is formed by this annular spacer 68. 1st
.. Second transparent substrate 63, 64 and plate-shaped transparent substrate 65
A transparent conductive layer 71 is formed on the surface. An insulating layer 7 is further formed on the surface of the transparent conductive layer formed on the transparent substrate 65.
2 is formed.

液晶層67.69に直接対向する透明導電層71および
絶縁層72の各領域には配向膜73が形成されている。
An alignment film 73 is formed in each region of the transparent conductive layer 71 and the insulating layer 72 that directly oppose the liquid crystal layers 67 and 69.

また、各透明導電層71には電圧印加端子が設けられて
おり、各端子からはリード線が引出され、交番電圧源5
4.電圧調整回路55からなる電圧印加手段に接続され
ている。環状スペーサ66.68は、第1図(b)に示
すスペサと同様の形状をなすものである。環状スペーサ
66.68の切欠部に対応したレンズ枠61゜62の特
定箇所には、液晶注入口61aが設けられている。この
液晶注入口61aおよび各スペサ66,68の切欠部を
介して液晶を真空注入する。
Further, each transparent conductive layer 71 is provided with a voltage application terminal, a lead wire is drawn out from each terminal, and an alternating voltage source 5
4. It is connected to voltage applying means consisting of a voltage adjustment circuit 55. The annular spacers 66, 68 have a similar shape to the spacer shown in FIG. 1(b). A liquid crystal injection port 61a is provided at a specific location of the lens frame 61°62 corresponding to the notch of the annular spacer 66,68. Liquid crystal is vacuum injected through the liquid crystal injection port 61a and the notches of the spacers 66 and 68.

このような液晶レンズ60によっても、第2実施例と同
様の作用効果を得ることができる。
Even with such a liquid crystal lens 60, the same effects as in the second embodiment can be obtained.

次に、上記実施例に示した液晶レンズをCCDカメラに
適用した応用例について、第5図を参照して説明する。
Next, an application example in which the liquid crystal lens shown in the above embodiment is applied to a CCD camera will be described with reference to FIG.

第5図はCCDカメラのレンズの構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a lens of a CCD camera.

本適用例は、レンズ枠81に組み込んだ液晶レンズ82
をマスターレンズとなる他の複数のレンズ83〜85と
組み合わせて一つのレンズを構成している。このような
レンズはレンズマウント86によりCCDカメラに取付
けられている。
In this application example, a liquid crystal lens 82 incorporated in a lens frame 81
is combined with a plurality of other lenses 83 to 85 which serve as master lenses to form one lens. Such a lens is attached to the CCD camera by a lens mount 86.

また、液晶レンズ82か取付けられているレンズ枠81
には、リチウム電池91.液晶レンズ駆動回路92が内
蔵されていて、スイッチ93により液晶レンズ82の屈
折力を変化させるようになっている。
Also, the lens frame 81 to which the liquid crystal lens 82 is attached
The lithium battery 91. A liquid crystal lens drive circuit 92 is built in, and the refractive power of the liquid crystal lens 82 is changed by a switch 93.

このように構成したレンズをCCDカメラに取付け、撮
像した画像をモニタテレビに写し出したところ、良好な
画像を得ることができた。
When the lens thus constructed was attached to a CCD camera and the captured image was displayed on a monitor television, a good image could be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、少なくとも一方の対向面が曲率面とな
るように2枚の透明基板をスペーサを介して対向配置し
、この対向配置された透明基板間に形成されるレンズ形
状をなす空間に液晶を封入してなる液晶レンズにおいて
、環状をなすスペーサの外周あるいは内周のいずれか一
方に、液晶注入時に前記レンズ形状をなす空間と外部と
を連通ずる切欠部を設けた構成としたので、真空注入法
により液晶を注入することができると共に、スペシング
精度を向上することができる。その結果、結像特性、応
答回復特性、光透過率等の特性に優れた液晶レンズを提
供できる。
According to the present invention, two transparent substrates are arranged facing each other with a spacer interposed therebetween so that at least one of the facing surfaces is a curved surface, and a lens-shaped space is formed between the facing transparent substrates. In a liquid crystal lens in which liquid crystal is sealed, a notch is provided on either the outer periphery or the inner periphery of the annular spacer to communicate the lens-shaped space with the outside when the liquid crystal is injected. Liquid crystal can be injected by a vacuum injection method, and spacing accuracy can be improved. As a result, a liquid crystal lens with excellent characteristics such as imaging characteristics, response recovery characteristics, and light transmittance can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)は本発明の第1実施例の構成図、第1図(
b)は環状スペーサの平面図、第2図(a)は対向面が
凹状をなす液晶レンズの構成図第2図(b)は外周に切
欠部が形成された環状スペーサの平面図、第3図は本発
明の第2実施例の構成図、第4図は本発明の第3実施例
の構成図、第5図は本発明に係る液晶レンズをCCDカ
メラのレンズに適用した適用例の構成図、第6図(a)
は従来よりある液晶レンズの構成図、第6図(b)は同
図(a)に示す液晶レンズの平面図、第7図は偏光板と
液晶レンズとを組み合わせた状態を示す図、第8図(a
)は対向面側が凸状をなす従来の液晶レンズの構成図、
第8図(b)は従来のスペーサの構成を示す図である。 20.30,40.60・・・液晶レンズ、21・・・
第1の透明基板、22・・・第2の透明基板、23・・
・環状スペーサ、23a・・・切欠部。 出願人代理人 弁理士 坪井  淳 (a) 第 (a) 第 (b) (b)
FIG. 1(a) is a block diagram of the first embodiment of the present invention, FIG.
b) is a plan view of an annular spacer, FIG. 2(a) is a configuration diagram of a liquid crystal lens whose facing surface is concave, FIG. 2(b) is a plan view of an annular spacer with a notch formed on the outer periphery, and FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration of an application example in which the liquid crystal lens according to the present invention is applied to a CCD camera lens. Figure, Figure 6(a)
6(b) is a plan view of the liquid crystal lens shown in FIG. 6(a), FIG. 7 is a diagram showing a combination of a polarizing plate and a liquid crystal lens, and FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional liquid crystal lens. Figure (a
) is a diagram of a conventional liquid crystal lens with a convex facing surface.
FIG. 8(b) is a diagram showing the structure of a conventional spacer. 20.30, 40.60...Liquid crystal lens, 21...
First transparent substrate, 22... Second transparent substrate, 23...
- Annular spacer, 23a...notch. Applicant's agent Patent attorney Atsushi Tsuboi (a) No. (a) No. (b) (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 少なくとも一方の対向面が曲率面となるように2枚の透
光性基板をスペーサを介して対向配置し、この対向配置
された透光性基板間に形成されるレンズ形状をなす空間
に液晶を封入してなる液晶レンズにおいて、 前記スペーサは、環状をなしその外周あるいは内周のい
ずれか一方に、液晶注入時に前記レンズ形状をなす空間
と外部とを連通する切欠部を設けたことを特徴とする液
晶レンズ。
[Claims] Two light-transmitting substrates are arranged facing each other with a spacer interposed therebetween so that at least one of the opposing surfaces is a curved surface, and a lens shape is formed between the light-transmitting substrates arranged oppositely. In a liquid crystal lens in which liquid crystal is sealed in a space forming a ring shape, the spacer is annular and has a notch on either the outer periphery or the inner periphery that communicates the space forming the lens shape with the outside when the liquid crystal is injected. A liquid crystal lens characterized by the following features:
JP11767489A 1989-05-11 1989-05-11 Liquid crystal lens Pending JPH02296222A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006324934A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Nikon Corp Solid state imaging device
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