JPH036518A - 液晶レンズ - Google Patents
液晶レンズInfo
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- JPH036518A JPH036518A JP14139489A JP14139489A JPH036518A JP H036518 A JPH036518 A JP H036518A JP 14139489 A JP14139489 A JP 14139489A JP 14139489 A JP14139489 A JP 14139489A JP H036518 A JPH036518 A JP H036518A
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- Liquid Crystal (AREA)
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］
本発明は例えばメガネレンズや眼科機器等の光学機器に
用いられる液晶レンズに関する。
用いられる液晶レンズに関する。
［従来の技術］
従来の液晶レンズでは、液晶の常光と異常光の屈折率差
で可変焦点レンズを作る際、レンズの肉圧が厚（なり焦
点変化の応答速度が低下する問題点があった。そこで特
開昭６２−１９４２２３では、レンズ面をフレネルレン
ズにして薄くすることにより応答速度を高めることを開
示している。
で可変焦点レンズを作る際、レンズの肉圧が厚（なり焦
点変化の応答速度が低下する問題点があった。そこで特
開昭６２−１９４２２３では、レンズ面をフレネルレン
ズにして薄くすることにより応答速度を高めることを開
示している。
フレネル液晶レンズを作成する際には、フレネル面をブ
ラシによって一定方向に摺擦するラビング処理により液
晶の配向処理を施すのが一般的である。
ラシによって一定方向に摺擦するラビング処理により液
晶の配向処理を施すのが一般的である。
［発明が解決しようとしている課題］
しかしながら、上記特開昭６２−１９４２２３の液晶レ
ンズでは、レンズ面を球面フレネルレンズにすると液晶
セル内面に同心円状の凹凸のレンズ面ができて均一なラ
ビング処理が困難となる。これは、どの方向にラビング
処理しても、凹凸の溝と直交する方向にラビングする部
分が生じてしまい、その部分ではラビングブラシが接触
しにくくなるため、ラビング不良により液晶の配向が均
一ではなくなるものである。
ンズでは、レンズ面を球面フレネルレンズにすると液晶
セル内面に同心円状の凹凸のレンズ面ができて均一なラ
ビング処理が困難となる。これは、どの方向にラビング
処理しても、凹凸の溝と直交する方向にラビングする部
分が生じてしまい、その部分ではラビングブラシが接触
しにくくなるため、ラビング不良により液晶の配向が均
一ではなくなるものである。
本発明は応答速度が早く、且つ配向処理の不良の問題も
無い液晶レンズの提供を目的とする。
無い液晶レンズの提供を目的とする。
更には機械的可動部を持たずに、レンズパワーや角度を
自由に変えられる液晶レンズの提供を目的とする。
自由に変えられる液晶レンズの提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］
上述した課題を解決する本発明は、液晶セルの少なくと
も一方の面をフレネル円柱レンズ面とし、円柱レンズの
母線方向に沿ってラビング処理を施したことを特徴とす
る液晶レンズである。
も一方の面をフレネル円柱レンズ面とし、円柱レンズの
母線方向に沿ってラビング処理を施したことを特徴とす
る液晶レンズである。
更には、液晶セルの少なくとも一方の面をフレネル円柱
レンズ面とし、円柱レンズの母線方向に沿ってラビング
処理を施した液晶レンズを、光軸方向から見て各々のレ
ンズの母線の方向が角度を持つようにして複数枚重ね合
わせ、各々の液晶円柱レンズの屈折力を独立に可変とし
、合成レンズパワー及び合成円柱角度を可変としたこと
を特徴とする液晶レンズである。
レンズ面とし、円柱レンズの母線方向に沿ってラビング
処理を施した液晶レンズを、光軸方向から見て各々のレ
ンズの母線の方向が角度を持つようにして複数枚重ね合
わせ、各々の液晶円柱レンズの屈折力を独立に可変とし
、合成レンズパワー及び合成円柱角度を可変としたこと
を特徴とする液晶レンズである。
［実施例］
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は実施例の構成図であり、（ａ）は液晶レンズの
断面、（ｂ）は平面図である６図中、液晶セル１の内側
の片側には一次元的にフレネルレンズ５が形成されてお
り、液晶２との屈折率差により円柱レンズ作用が発生す
る構成となっている。液晶２には可変電圧器３が接続さ
れており、該可変電圧器３の電圧を変化させると液晶分
子の配列がホモジニアスからホメオトロピックに変わり
、液晶２の屈折率が変化する。フレネルレンズにして液
晶セルを薄くすることにより、屈折率変化の応答性を高
めている。
断面、（ｂ）は平面図である６図中、液晶セル１の内側
の片側には一次元的にフレネルレンズ５が形成されてお
り、液晶２との屈折率差により円柱レンズ作用が発生す
る構成となっている。液晶２には可変電圧器３が接続さ
れており、該可変電圧器３の電圧を変化させると液晶分
子の配列がホモジニアスからホメオトロピックに変わり
、液晶２の屈折率が変化する。フレネルレンズにして液
晶セルを薄くすることにより、屈折率変化の応答性を高
めている。
（ｂ）の平面図において、円柱レンズ母線４の方向にラ
ビングして液晶の配向処理を施しである。
ビングして液晶の配向処理を施しである。
これにより、ラビング時にはラビングブラシは常に溝に
沿って走りレンズ面を均一に摺擦するから、フレネルレ
ンズの凹凸の存在による部分的なラビング不良を生ずる
ことが無い。
沿って走りレンズ面を均一に摺擦するから、フレネルレ
ンズの凹凸の存在による部分的なラビング不良を生ずる
ことが無い。
なお、第１図では液晶セル内面の片側にフレネルレンズ
面を形成した構造としたが、液晶セル内面の両側にレン
ズ面を形成した構成としても良い。
面を形成した構造としたが、液晶セル内面の両側にレン
ズ面を形成した構成としても良い。
第２図は第１図の円柱レンズを、光軸から見てそれぞれ
の母線方向が直交するようにして２枚重ね合わせたもの
である。これは可変焦点の球面レンズとして作用する。
の母線方向が直交するようにして２枚重ね合わせたもの
である。これは可変焦点の球面レンズとして作用する。
第３図は第１図の液晶円柱レンズを３枚用いて５組み合
わせたものの断面図である。１１は偏光板であり、６．
８、ｌＯは各々先の第１図に示すような液晶円柱レンズ
であり、各々独立に屈折率を変化させることができる。
わせたものの断面図である。１１は偏光板であり、６．
８、ｌＯは各々先の第１図に示すような液晶円柱レンズ
であり、各々独立に屈折率を変化させることができる。
これら液晶円柱レンズ６．８．１０は第３図（ａ） 、
（ｂ） 、 （ｃ）に示すように、光軸方向から見て
各円柱レンズの母線１２．１３．１４がそれぞれ６０度
ずつ傾（ようにして重ね合わされる。偏光板１１は隣合
う液晶円柱レンズ６の母線方向の光のみ透過するような
偏光子である。液晶セルフ、９は旋光素子であり、該液
晶セルの両側のラビング方向が６０度異なるＴＮ液晶素
子である。
（ｂ） 、 （ｃ）に示すように、光軸方向から見て
各円柱レンズの母線１２．１３．１４がそれぞれ６０度
ずつ傾（ようにして重ね合わされる。偏光板１１は隣合
う液晶円柱レンズ６の母線方向の光のみ透過するような
偏光子である。液晶セルフ、９は旋光素子であり、該液
晶セルの両側のラビング方向が６０度異なるＴＮ液晶素
子である。
液晶円柱レンズ６からの偏光方向は、第４図（ａ）の母
線１２の方向であるが、それが液晶セルフを通過すると
第４図（ｂ）の（Ｂ線１３の方向に変わる。同様に液晶
円柱レンズ８を通過した光は液晶セル９により母線１３
から１４の方向に旋光される。これらの旋光により常に
各液晶円柱レンズへの入射光の偏光方向が液晶分子方向
に保たれる。
線１２の方向であるが、それが液晶セルフを通過すると
第４図（ｂ）の（Ｂ線１３の方向に変わる。同様に液晶
円柱レンズ８を通過した光は液晶セル９により母線１３
から１４の方向に旋光される。これらの旋光により常に
各液晶円柱レンズへの入射光の偏光方向が液晶分子方向
に保たれる。
なお以上の説明では、液晶円柱レンズ６．８．１０のラ
ビング方向は各レンズの母線方向としたが、これらを全
て偏光子の方向に合わせておけば液晶セルフ、９は不要
となる。ただしこの場合、液晶円柱レンズのラビング方
向を母線方向とは変えてセルを作る必要があるため、同
じものを重ねて使うわけにはいかなくなる。
ビング方向は各レンズの母線方向としたが、これらを全
て偏光子の方向に合わせておけば液晶セルフ、９は不要
となる。ただしこの場合、液晶円柱レンズのラビング方
向を母線方向とは変えてセルを作る必要があるため、同
じものを重ねて使うわけにはいかなくなる。
各液晶円柱レンズはそれぞれの母線方向と垂直方向に屈
折力を変化させることができる。３枚の円柱レンズを重
ね合わせたものは、各レンズが同じ屈折力を持てば球面
レンズと同じ作用になるため、各液晶レンズに等電圧を
かけるようにして、電圧を変化させれば、可変焦点の球
面レンズとして作用する。又、各液晶レンズの屈折力を
異ならせるようにすれば、合成の円柱レンズパワー及び
角度を自在に変化させることができる。
折力を変化させることができる。３枚の円柱レンズを重
ね合わせたものは、各レンズが同じ屈折力を持てば球面
レンズと同じ作用になるため、各液晶レンズに等電圧を
かけるようにして、電圧を変化させれば、可変焦点の球
面レンズとして作用する。又、各液晶レンズの屈折力を
異ならせるようにすれば、合成の円柱レンズパワー及び
角度を自在に変化させることができる。
一般に２枚の円柱レンズを合成した時の合成屈折力は球
面屈折力と円柱屈折力で表わされる。それぞれの円柱レ
ンズ屈折力をＦｌ、Ｆ２ 、相互の母線方向の角度をα
とすると合成により、 球面屈折力Ｓは、 Ｓ ＝ （Ｆｌ＋ Ｆ２− Ｃ） ／ ２円柱屈折力Ｃ
は、 Ｃ＝ Ｆ、 ＋Ｆ２＋２Ｆ、Ｆ２ ｃｏｓ２ａ円柱
角度ｊａｎ２θは、 しａｎ２θ＝ （Ｆ２５ｉｎ２α）／ （Ｆ、＋Ｆ２ｃ
ｏｓ２α）となる。
面屈折力と円柱屈折力で表わされる。それぞれの円柱レ
ンズ屈折力をＦｌ、Ｆ２ 、相互の母線方向の角度をα
とすると合成により、 球面屈折力Ｓは、 Ｓ ＝ （Ｆｌ＋ Ｆ２− Ｃ） ／ ２円柱屈折力Ｃ
は、 Ｃ＝ Ｆ、 ＋Ｆ２＋２Ｆ、Ｆ２ ｃｏｓ２ａ円柱
角度ｊａｎ２θは、 しａｎ２θ＝ （Ｆ２５ｉｎ２α）／ （Ｆ、＋Ｆ２ｃ
ｏｓ２α）となる。
上式から分かるように、２枚の円柱レンズを用いた時は
、球面屈折力Ｓ、円柱屈折力Ｃ１円柱角度ｊａｎ２θの
内の二つを制御することができる。さらに３枚の液晶円
柱レンズを使用すれば、全てを制御することができる。
、球面屈折力Ｓ、円柱屈折力Ｃ１円柱角度ｊａｎ２θの
内の二つを制御することができる。さらに３枚の液晶円
柱レンズを使用すれば、全てを制御することができる。
なお、光軸方向から見た各レンズの母線の交差角度は、
実施例の如く６０度として均等とすることが好ましい。
実施例の如く６０度として均等とすることが好ましい。
しかしながら他の角度でも可能である。
以上説明してきた本発明の液晶レンズは、メガネレンズ
や眼科機器、更には一般的な光学機器に広く通用するこ
とができる。
や眼科機器、更には一般的な光学機器に広く通用するこ
とができる。
［発明の効果］
以上本発明によれば、応答性が良くて、且つ液晶の配向
処理の不良が無い液晶レンズを提供することができる。
処理の不良が無い液晶レンズを提供することができる。
又、機械的可動部を持たないでレンズパワーや角度を自
由に変えられるため、応答性に優れコンパクトで信頼性
が高い液晶レンズを提供することができる。
由に変えられるため、応答性に優れコンパクトで信頼性
が高い液晶レンズを提供することができる。
第１図（ａ）は本発明の実施例の液晶円柱レンズの断面
図、 第１図（ｂ）はその平面図 第２図は第１図の実施例の変形例、 第３図は第１図のレンズを３枚ｍね合わせた液晶レンズ
の実施例、 第４図は各液晶円柱レンズの母線方向、であり、図中の
主な符号は、 １・・・曹夜晶セル、 ２ ・・・骨夜晶、 ３・・・・可変電圧器、 ４・・・・円柱レンズ母線、 ５・・・・−次元フレネルレンズ ６．８．１０・・・・液晶円柱レンズ、７．９・・・・
液晶セル、 １１・・・・偏光板、 １２．１３．１４・・・・円柱レンズの母線、軍）口 窄斗口 （ａン （し） （Ｑ） ら
図、 第１図（ｂ）はその平面図 第２図は第１図の実施例の変形例、 第３図は第１図のレンズを３枚ｍね合わせた液晶レンズ
の実施例、 第４図は各液晶円柱レンズの母線方向、であり、図中の
主な符号は、 １・・・曹夜晶セル、 ２ ・・・骨夜晶、 ３・・・・可変電圧器、 ４・・・・円柱レンズ母線、 ５・・・・−次元フレネルレンズ ６．８．１０・・・・液晶円柱レンズ、７．９・・・・
液晶セル、 １１・・・・偏光板、 １２．１３．１４・・・・円柱レンズの母線、軍）口 窄斗口 （ａン （し） （Ｑ） ら
Claims (2)
- （１）液晶セルの少なくとも一方の面をフレネル円柱レ
ンズ面とし、円柱レンズの母線方向に沿ってラビング処
理を施したことを特徴とする液晶レンズ。 - （２）液晶セルの少なくとも一方の面をフレネル円柱レ
ンズ面とし、円柱レンズの母線方向に沿ってラビング処
理を施した液晶レンズを、光軸方向から見て各々のレン
ズの母線の方向が角度を持つようにして複数枚重ね合わ
せ、各々の液晶円柱レンズの屈折力を独立に可変とし、
合成レンズパワー及び合成円柱角度を可変としたことを
特徴とする液晶レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14139489A JPH036518A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 液晶レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14139489A JPH036518A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 液晶レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH036518A true JPH036518A (ja) | 1991-01-14 |
Family
ID=15290972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14139489A Pending JPH036518A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 液晶レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH036518A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010181645A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Hitachi Displays Ltd | ３次元表示装置、および光学素子 |
| KR20150066546A (ko) * | 2012-09-30 | 2015-06-16 | 옵티카 아무카 (에이.에이.) 리미티드 | 파워 및 정렬을 전기적으로 조정가능한 렌즈 |
| WO2019168876A1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-09-06 | Facebook Technologies, Llc | Systems and methods for astigmatism correction in a head-mounted display |
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| US11126040B2 (en) | 2012-09-30 | 2021-09-21 | Optica Amuka (A.A.) Ltd. | Electrically-tunable lenses and lens systems |
| US11221500B2 (en) | 2016-04-17 | 2022-01-11 | Optica Amuka (A.A.) Ltd. | Liquid crystal lens with enhanced electrical drive |
| US11360330B2 (en) | 2016-06-16 | 2022-06-14 | Optica Amuka (A.A.) Ltd. | Tunable lenses for spectacles |
| US11556012B2 (en) | 2017-10-16 | 2023-01-17 | Optica Amuka (A.A.) Ltd. | Spectacles with electrically-tunable lenses controllable by an external system |
| WO2023106388A1 (ja) * | 2021-12-11 | 2023-06-15 | 株式会社エルシオ | 光学素子及び眼鏡 |
| US11747619B2 (en) | 2017-07-10 | 2023-09-05 | Optica Amuka (A.A.) Ltd. | Virtual reality and augmented reality systems with dynamic vision correction |
| US11953764B2 (en) | 2017-07-10 | 2024-04-09 | Optica Amuka (A.A.) Ltd. | Tunable lenses with enhanced performance features |
| EP4193215A4 (en) * | 2020-08-07 | 2024-07-10 | Magic Leap Inc | TUNABLE CYLINDRICAL LENSES AND HEAD-MOUNTED DISPLAY |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP14139489A patent/JPH036518A/ja active Pending
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| JP2018120238A (ja) * | 2012-09-30 | 2018-08-02 | オプティカ アムカ（エー．エー．）リミテッド | 電気的に調整可能な出力およびアライメントを有するレンズ |
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| WO2019168876A1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-09-06 | Facebook Technologies, Llc | Systems and methods for astigmatism correction in a head-mounted display |
| US10955688B1 (en) | 2018-02-27 | 2021-03-23 | Facebook Technologies, Llc | Systems and methods for astigmatism correction in a head-mounted display |
| CN111771152A (zh) * | 2018-02-27 | 2020-10-13 | 脸谱科技有限责任公司 | 用于头戴式显示器中的散光校正的系统和方法 |
| EP4193215A4 (en) * | 2020-08-07 | 2024-07-10 | Magic Leap Inc | TUNABLE CYLINDRICAL LENSES AND HEAD-MOUNTED DISPLAY |
| US12111475B2 (en) | 2020-08-07 | 2024-10-08 | Magic Leap, Inc. | Tunable cylindrical lenses and head-mounted display including the same |
| WO2023106388A1 (ja) * | 2021-12-11 | 2023-06-15 | 株式会社エルシオ | 光学素子及び眼鏡 |
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