特開 2023-145405 液晶光学デバイス、液晶光学デバイスアレイ、電子製品及び駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023145405

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】液晶光学デバイス、液晶光学デバイスアレイ、電子製品及び駆動方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1343 20060101AFI20231003BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1343

G02F1/13 505

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050515

(22)【出願日】2023-03-27

(31)【優先権主張番号】202210311016.9

(32)【優先日】2022-03-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202210451852.7

(32)【優先日】2022-04-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202210451855.0

(32)【優先日】2022-04-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】523093675

【氏名又は名称】成都耶塔科技有限責任公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＥＮＧＤＵ ＹＥＴＡ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． １６， １９ｔｈ Ｆｌｏｏｒ， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ２， Ｎｏ． ８８ Ｊｉｔａｉ ５ｔｈ Ｒｏａｄ， Ｈｉ－ｔｅｃｈ Ｚｏｎｅ， Ｃｈｅｎｇｄｕ， Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００００， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】馮 文斌

(72)【発明者】

【氏名】王 濱

(72)【発明者】

【氏名】叶 茂

【テーマコード（参考）】

2H088

2H092

【Ｆターム（参考）】

2H088EA42

2H088HA06

2H088MA20

2H092GA03

2H092GA13

2H092GA20

2H092GA26

2H092GA27

2H092GA33

2H092HA04

2H092NA01

2H092PA06

2H092RA03

(57)【要約】      （修正有）

【解決手段】本発明の液晶光学デバイスは、液晶層、第１の配向層、第２の配向層、第１の電極層、第２の電極層、第１の透明基板及び第２の透明基板を含み、第２の電極層は、導線及び複数本の引き出し線を含み、前記導線は、第１の位置及び第２の位置を含み、引き出し線は、一端が前記導線に接続され、対向する他端が吊り下げられ、引き出し線と前記導線の接続位置は引き出し位置であり、少なくとも一部の前記引き出し位置は、導線の第１の位置と第２の位置の間に位置し、導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離は、第１の条件を満たす。
【効果】本発明は、駆動方法が簡単であるだけでなく、液晶光学デバイスにおける電位分布の精度及び液晶光学デバイスの位相分布効果を顕著に向上させることもできる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液晶層、第１の配向層、第２の配向層、第１の電極層、第２の電極層、第１の透明基板及び第２の透明基板を含む液晶光学デバイスであって、前記第１の配向層及び第２の配向層は、それぞれ液晶層の対向する両側に位置し、前記第１の電極層は、前記第１の配向層の液晶層に背く側に位置し、前記第２の電極層は、第２の配向層の液晶層に背く側に位置し、前記第１の透明基板は、第１の電極層の液晶層に背く側に位置し、前記第２の透明基板は、第２の電極層の液晶層に背く側に位置し、
前記第１の電極層は、面電極であるか、又は、第１の電極層は、電極ユニットを含むか、又は、第１の電極層は、電極ユニット群を含み、
前記第２の電極層は、導線及び複数本の引き出し線を含み、前記導線は、第１の位置と、第１の位置と異なる第２の位置とを含み、前記導線の第１の位置及び第２の位置は、駆動電圧を受けるために用いられ、前記引き出し線は、一端が前記導線に接続され、対向する他端が吊下げられ、前記引き出し線と前記導線の接続位置は引き出し位置であり、少なくとも一部の前記引き出し位置は、導線の第１の位置と第２の位置の間に位置し、且つ少なくとも２つの引き出し位置は異なり、前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離は、第１の条件を満たすことを特徴とする液晶光学デバイス。

【請求項2】

前記第１の電極層は面電極であり、前記第２の電極層における導線の第１の位置は、第１の駆動電圧を受けるために用いられ、前記導線の第２の位置は、第２の駆動電圧を受けるために用いられることを特徴とする請求項１に記載の液晶光学デバイス。

【請求項3】

前記第２の電極層は、第２の電極層における前記導線及び前記複数本の引き出し線を含む電極ユニットを含み、前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニットの所定の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離は、所定の条件を満たし、
前記第１の電極層は、導線及び複数本の引き出し線を含む電極ユニットを含み、前記導線は、第１の位置と、第１の位置と異なる第２の位置とを含み、前記引き出し線は、一端が前記導線に接続され、対向する他端が吊り下げられ、前記引き出し線と前記導線の接続位置は引き出し位置であり、少なくとも一部の前記引き出し位置は、導線の第１の位置と第２の位置の間に位置し、且つ少なくとも２つの引き出し位置は異なり、前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニットの所定の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離は、所定の条件を満たし、前記第１の電極層における電極ユニットの所定の方向は、第２の電極層における電極ユニットの所定の方向と異なり、
前記第１の電極層において、導線の第１の位置は、第１の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第２の駆動電圧を受けるために用いられ、
前記第２の電極層において、導線の第１の位置は、第３の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第４の駆動電圧を受けるために用いられることを特徴とする請求項１に記載の液晶光学デバイス。

【請求項4】

前記第２の電極層は、電極ユニット群を含み、前記第２の電極層の電極ユニット群は、第１の電極ユニット及び第２の電極ユニットを含み、前記第１の電極ユニット及び第２の電極ユニットは、いずれも前記導線及び複数本の引き出し線を含み、
前記第１の電極層は、電極ユニット群を含み、前記第１の電極層の電極ユニット群は、第１の電極ユニット及び第２の電極ユニットを含み、前記第１の電極ユニット及び第２の電極ユニットは、いずれも導線及び複数本の引き出し線を含み、前記導線は、第１の位置と、第１の位置と異なる第２の位置とを含み、前記引き出し線は、一端が前記導線に接続され、対向する他端が吊り下げられ、前記引き出し線と前記導線の接続位置は引き出し位置であり、少なくとも一部の前記引き出し位置は、導線の第１の位置と第２の位置の間に位置し、且つ少なくとも２つの引き出し位置は異なり、
第１の電極層及び第２の電極層の電極ユニット群の少なくとも１つの所定の領域において、各引き出し線は、直線であると共に所定の方向に垂直であり、且つ、この領域において、前記第１の電極ユニットの導線における各引き出し位置から第１の電極ユニットの第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニット群の所定の方向における第１の電極ユニットの各引き出し線から第１の電極ユニットの第１の位置までの距離は、放物線分布又は線形分布を呈し、前記第２の電極ユニットの導線における各引き出し位置から第２の電極ユニットの第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニット群の所定の方向における第２の電極ユニットの各引き出し線から第２の電極ユニットの第１の位置までの距離は、線形分布を呈し、
第１の電極層の前記所定の領域及び第２の電極層の前記所定の領域の第２の基準平面への投影は、少なくとも部分的に重なり、前記第２の基準平面は、第１の電極ユニットの引き出し線と第２の電極ユニットの引き出し線の両方に平行な平面であり、前記第１の電極層における電極ユニット群の所定の方向と第２の電極層における電極ユニット群の所定の方向は互いに垂直であり、
前記第１の電極層において、第１の電極ユニットの導線の第１の位置は、第１の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第２の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の電極ユニットの導線の第１の位置は、第５の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第６の駆動電圧を受けるために用いられ、
前記第２の電極層において、第１の電極ユニットの導線の第１の位置は、第３の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第４の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の電極ユニットの導線の第１の位置は、第７の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第８の駆動電圧を受けるために用いられることを特徴とする請求項１に記載の液晶光学デバイス。

【請求項5】

前記導線は第３の位置を更に含み、前記第１の位置は、第３の位置と第２の位置の間に位置し、前記導線の第３の位置は、第２の駆動電圧を受けるために用いられ、少なくとも一部の前記引き出し位置は、第２の位置と第３の位置の間に位置することを特徴とする請求項１に記載の液晶光学デバイス。

【請求項6】

前記導線の第２の位置と第３の位置の間に位置する部分の幅は同じであり、前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の長さと第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離は、第２の条件を満たすことを特徴とする請求項５に記載の液晶光学デバイス。

【請求項7】

前記第２の条件は、前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の長さと第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離が放物線分布を呈するか、又は前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の長さが第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離に比例することであることを特徴とする請求項６に記載の液晶光学デバイス。

【請求項8】

前記第１の条件は、前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離が放物線分布を呈するか、又は前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値が第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離に比例することであることを特徴とする請求項１に記載の液晶光学デバイス。

【請求項9】

前記導線と前記面電極は、第２の電極層に平行な平面への投影が重ならないことを特徴とする請求項１に記載の液晶光学デバイス。

【請求項10】

前記導線は、液晶光学デバイスの機能領域外に位置することを特徴とする請求項１に記載の液晶光学デバイス。

【請求項11】

前記第２の電極層と第２の配向層の間、又は第２の電極層と第２の透明基板の間には、高抵抗膜又は高誘電率層が設けられていることを特徴とする請求項１～１０の何れか１項に記載の液晶光学デバイス。

【請求項12】

請求項１に記載の液晶光学デバイスを複数含む液晶光学デバイスアレイであって、前記複数の液晶光学デバイスは、アレイ状に配列されることを特徴とする液晶光学デバイスアレイ。

【請求項13】

請求項１に記載の液晶光学デバイスを含む液晶光学デバイスアレイであって、前記液晶光学デバイスの引き出し線は、複数の延伸セグメントを形成するように延伸し、前記複数の延伸セグメントは、アレイ状に配列され、前記導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と第１の方向における各延伸セグメントの少なくとも一部から第１の位置までの距離は、前記延伸セグメントに対応する条件を満たすことを特徴とする液晶光学デバイスアレイ。

【請求項14】

制御回路及び請求項１に記載の液晶光学デバイスを含む電子製品であって、前記制御回路は、前記液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイに電気的に接続されることを特徴とする電子製品。

【請求項15】

請求項１に記載の液晶光学デバイス又は請求項１２又は１３に記載の液晶光学デバイスアレイを駆動するための液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの駆動方法であって、前記液晶光学デバイスは液晶レンズであり、第１の駆動電圧をＶ１とし、第２の駆動電圧をＶ２とし、
液晶レンズ又は液晶レンズアレイの液晶線形応答電圧区間を取得するステップＳ１と、
前記液晶線形応答電圧区間に基づいて液晶線形動作区間内の最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘを取得するステップＳ２と、
液晶レンズ又は液晶レンズアレイの焦点屈折力を調整し、及び／又は液晶レンズ又は液晶レンズアレイの正レンズ状態と負レンズ状態を切り替えるために、最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘに基づいてＶ１（Ｖ_ｍｉｎ≦Ｖ１≦Ｖ_ｍａｘ）とＶ２（Ｖ_ｍｉｎ≦Ｖ２≦Ｖ_ｍａｘ）の電圧差を調整するステップＳ３と、
を含むことを特徴とする液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶光学の技術分野に属し、具体的には、液晶光学デバイス、液晶光学デバイスアレイ、電子製品及び駆動方法である。

【背景技術】

【0002】

液晶レンズは、電気的に制御して焦点を調節する特性を有するため、益々広く適用されるようになってきた。液晶レンズを異なるシーンに適用可能にするために、液晶レンズが所期の位相分布を形成できるように、液晶レンズの電位分布を正確に制御する必要がある場合が多い。例えば、放物柱面の形態の電位分布によって円柱レンズを形成することができる。文献「Ｔｕｎａｂｌｅ－Ｆｏｃｕｓ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｌｅｎｓ」 Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ４３、６５２－６５３（２００４）には、２つの電極の間の間隔を利用して円柱レンズを形成する手段が提案されたが、この手段により形成された液晶レンズは、孔径が小さく、収差が大きく、正レンズと負レンズの間で切り替えることができず、その電圧分布を正確に制御することもできないため、液晶レンズの効果が悪い。文献「Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｂｌｕｅ－ｐｈａｓｅ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｌｅｎｓ ｗｉｔｈ ａ ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｆｉｌｍ，」 Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．５１、２５６８－２５７２（２０１２）には、有孔電極の中間に第３の電極を設け、且つ電極に高抵抗膜を覆うことで、電位分布を制御し、正と負を切り替え可能な円柱レンズを形成する手段が提案されたが、高抵抗膜が安定的ではなく、高抵抗膜の均一性を制御しにくく、電位に対する安定的な制御を実現することができないため、このような液晶レンズは、良好なレンズ効果を長時間保持することも困難である。文献「Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｏｗｅｌｌ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｌｅｎｓｅｓ Ｗｉｔｈ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ－Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｏｗｅｒ」 ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ ３２、１０５７－１０６０（２０２０）には、幅が線形的に増加するＩＴＯ電極で円柱レンズの孔径の中心と縁部を接続し、ＩＴＯ導線を介して幅が線形に増加するＩＴＯ電極上の電圧を孔径領域全体に分布させることが提案されているが、幅が線形的に増加するＩＴＯ電極上の電圧が円柱レンズの位相分布に深刻な影響を与え、且つＩＴＯ電極の幅を正確に制御することが困難であるため、このような手段により得られた液晶円柱レンズの効果も理想的ではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

これに鑑み、本発明は、従来の液晶光学デバイスが簡単な制御方法によって液晶光学デバイスの関連領域の電位分布に対する正確な制御を実現することができず、得られた液晶光学デバイスの位相分布が理想的ではないという技術的問題を解決するために、液晶光学デバイスを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明において採用される技術的解決手段は、以下の通りである。

【0005】

第１の態様において、本発明は、液晶光学デバイスを提供する。

【0006】

第２の態様において、本発明は、第１の態様に記載の液晶光学デバイスを複数含む液晶光学デバイスアレイを提供する。

【0007】

第３の態様において、本発明は、第１の態様に記載の液晶光学デバイスを含む液晶光学デバイスアレイを提供する。

【0008】

第４の態様において、本発明は、制御回路及び第１の態様に記載の液晶光学デバイス又は第２の態様に記載の液晶光学デバイスアレイ又は第３の態様に記載の液晶光学デバイスアレイを含む電子製品を提供する。

【0009】

第５の態様において、本発明は、第１の態様に記載の液晶光学デバイス又は第２の態様に記載の液晶光学デバイスアレイ又は第３の態様に記載の液晶レンズアレイを駆動するための液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの駆動方法を提供する。

【発明の効果】

【0010】

有益な効果は以下の通りである。本発明の液晶光学デバイス、液晶光学デバイスアレイ、電子製品及び駆動方法は、２つの駆動電圧を印加可能な導線によって導線の位置に応じて分布する異なる大きさの電位を生成すると共に、複数本の引き出し線をそれぞれ導線の異なる位置から引き出し、引き出し線は、一端が前記導線に接続され、対向する他端が吊り下げられるため、導線における引き出し位置の電位を引き出し線の延伸領域まで拡散することができる。本発明は、導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離が満たす条件を設定することで、この部分の引き出し線によって生成された電位分布を正確に制御すると共に、生成された電位分布を利用して液晶光学デバイスにおける液晶分子の偏向を制御し、液晶層を介して伝搬された出射光が所期のものに一層類似する位相分布を発生させるようにし、それにより、２つの駆動電圧を必要とするだけで、得られた液晶光学デバイスの効果を顕著に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

本発明の実施例の技術的解決手段をより明瞭に説明するために、以下、本発明の実施例に使用される必要のある図面を簡単に紹介し、当業者によって、創造的な労働をすることなく、更にこれらの図面に基づいて他の図面を得ることができ、これらは全て本発明の保護範囲内にある。

【図1】本発明の液晶光学デバイスの断面図である。

【図2】本発明の液晶光学デバイスにおける第２の電極層の構造概略図である。

【図3】本発明の液晶光学デバイスにおける導線の構造概略図である。

【図4】本発明における半分の導線を使用した第２の電極層の構造概略図である。

【図5】本発明における別の半分の導線を使用した第２の電極層の構造概略図である。

【図6】本発明の各引き出し線の電位分布の概略図である。

【図7】本発明の引き出し線が第１の条件を満たす部分の概略図である。

【図8】本発明の１つの構造形態において引き出し線が所定の領域で互いに平行である場合の概略図である。

【図9】本発明の第４の形態の第２の電極層の構造概略図である。

【図10】本発明の第５の形態の第２の電極層の構造概略図である。

【図11】本発明の第６の形態の第２の電極層の構造概略図である。

【図12】本発明の第７の形態の第２の電極層の構造概略図である。

【図13】本発明の第８の形態の第２の電極層の構造概略図である。

【図14】本発明にける液晶円柱レンズの干渉縞図である。

【図15】本発明の実施例２における液晶光学デバイスアレイの構造概略図である。

【図16】本発明の実施例３における液晶光学デバイスアレイの構造概略図である。

【図17】本発明の液晶光学デバイスの円柱レンズアレイの干渉縞図である。

【図18】本発明の液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの駆動方法のフローチャートである。

【図19】本発明の液晶円錐レンズの第２の電極層の構造概略図である。

【図20】本発明において導線に対応する位置の面電極を欠失状態に設定した場合の構造概略図である。

【図21】本発明の実施例５の第１の電極層及び第２の電極層における電極ユニットの投影図である。

【図22】本発明の実施例５の第１の電極層及び第２の電極層における電極ユニットの投影の重なり合い領域の概略図である。

【図23】本発明の実施例６の液晶光学デバイスアレイの構造概略図である。

【図24】本発明の実施例７の液晶光学デバイスアレイの構造概略図である。

【図25】本発明の液晶円形レンズが正レンズ状態にある場合の電位分布図である。

【図26】本発明の液晶円形レンズが負レンズ状態にある場合の電位分布図である。

【図27】本発明の液晶円形レンズが正レンズ状態にある場合の干渉縞図である。

【図28】本発明の液晶円形レンズが負レンズ状態にある場合の干渉縞図である。

【図29】本発明の液晶レンズアレイの干渉縞図である。

【図30】本発明の実施例９における第１の電極層及び第２の電極層の電極ユニット群の投影図である。

【図31】本発明の実施例９における電極ユニット群の構造概略図である。

【図32】本発明の実施例９における第１の電極層及び第２の電極層における電極ユニット群の投影の重なり合い領域の概略図である。

【図33】本発明の実施例９における半分の導線を使用した電極ユニット群の構造概略図である。

【図34】本発明の実施例９における半分の導線を使用した第１の電極層及び第２の電極層における電極ユニット群の投影図である。

【図35】本発明の実施例１０における液晶レンズアレイの構造概略図である。

【図36】本発明の実施例１１の液晶レンズアレイの構造概略図である。

【図37】本発明の液晶レンズの光軸位置の移動前の干渉縞図である。

【図38】本発明の液晶レンズの光軸位置がある位置に移動した後の干渉縞図である。

【図39】本発明の液晶レンズの光軸位置が別の位置に移動した後の干渉縞図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜実施例１＞
図１に示すように、本実施例は、液晶光学デバイスを提供し、本実施例における液晶光学デバイスは、液晶層４０、第１の配向層３０、第２の配向層５０、第１の電極層２０、第２の電極層６０、第１の透明基板１０及び第２の透明基板７０を含み、前記第１の配向層３０及び第２の配向層５０は、それぞれ液晶層４０の対向する両側に位置し、前記第１の電極層２０は、前記第１の配向層３０の液晶層４０に背く側に位置し、前記第２の電極層６０は、第２の配向層５０の液晶層４０に背く側に位置し、前記第１の透明基板１０は、第１の電極層２０の液晶層４０に背く側に位置し、前記第２の透明基板７０は、第２の電極層６０の液晶層４０に背く側に位置する。

【0013】

上記各層は、液晶光学デバイスの光透過方向、即ち各層の法線方向に沿って積層して配列される。配列方法は、図１を参照することができる。

【0014】

前記第１の電極層２０は面電極であり、第１の電極層２０は、等電位の平面を形成することができる。

【0015】

図２及び図４に示すように、前記第２の電極層６０は、導線６１及び複数本の引き出し線６２を含み、前記導線６１は、第１の位置６１１と、第１の位置６１１と異なる第２の位置６１２とを含み、前記導線６１の第１の位置６１１は、第１の駆動電圧を受けるために用いられ、前記導線６１の第２の位置６１２は、第２の駆動電圧を受けるために用いられ、前記引き出し線６２は、一端が前記導線６１に接続され、対向する他端が吊り下げられ、前記引き出し線６２と前記導線６１の接続位置は引き出し位置であり、少なくとも一部の前記引き出し位置は、導線６１の第１の位置６１１と第２の位置６１２の間に位置し、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離は、第１の条件を満たす。

【0016】

引き出し線６２の本数は、２本以上であってもよい。各引き出し線６２の引き出し位置は、同じであってもよく、異なってもよい。引き出し線６２は、全部又は少なくとも一部が透明材料で製造されてもよい。本実施例における導線６１は、一定の抵抗を有する導線であってもよく、第２の基板にめっきされた、一定の抵抗を有する導電可能な薄い線であってもよい。導線６１は、いずれも透明な導電材料で製造することができる。

【0017】

本実施例は、導線６１における２つの異なる位置である第１の位置６１１と第２の位置６１２に、それぞれ第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧を印加することができる。導線６１に上記２つの駆動電圧が印加された後、導線６１における異なる位置に大きさの異なる電位が分布している。本実施例では、前記引き出し線６２は、一端が前記導線６１に接続され、対向する他端が吊り下げられるため、同一の引き出し線６２における各位置の電位が等しく、且つこの引き出し線６２と導線６１の接続位置における導線６１の電位に等しい。このように、各引き出し線６２の引き出し位置を設置することにより、所望の各引き出し線６２の電位を得ることができる。引き出し線６２を必要される所定の位置まで延伸させ、引き出し線６２上の電位によってこれらの位置の電位分布を制御することができる。例えば、引き出し線６２を、それにおいて発生した電界が液晶光学デバイスにおける液晶分子が偏向するように駆動できる領域まで延伸させる。実際の適用では、引き出し線６２の一部のみが電位分布の制御に使用される場合があるため、この部分の位置のみを設置してよく、勿論、必要に応じて引き出し線６２の全ての部分の位置を設置してもよい。引き出し線６２を利用して所望の電位分布を得るために、本実施例では、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が第１の条件を満たすようにすることができる。導線６１に第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧が印加された後、導線６１における各位置の電位は、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値によって決定される。そのため、各引き出し線６２の一部又は引き出し線６２の全ての部分から第１の位置６１１までの間の距離と上記抵抗値の間が満たす条件を設定することで、空間の電位分布を制御する。上記第１の方向は、必要に応じて任意に指定することができ、例えば、液晶光学デバイスが位置する空間内のある方向における各位置の電位分布を制御する必要がある場合、この方向を第１の方向として指定することができる。本実施例は、異なる第１の条件を設定することで、異なる空間電位分布を得て、異なる効果の液晶光学デバイスを得ることができる。本実施例の液晶光学デバイスは、上記構造を採用すれば、各引き出し線６２上の電位及び各引き出し線６２が経由した位置を正確に制御することができるため、液晶光学デバイスが位置する空間内の電位分布に対する正確な制御を実現し、効果がより良好な液晶光学デバイスを得ることができる。また、本実施例は、第１の駆動電圧と第２の駆動電圧という２つの駆動電圧を必要とするだけで、液晶光学デバイスが位置する空間内の各位置の電位に対する正確な制御を実現することができるため、本実施例は、簡単な駆動方法によって効果がより良好な液晶光学デバイスを得ることができる。

【0018】

図２に示すように、前記導線６１は、第３の位置６１３を更に含み、前記第１の位置６１１は、第３の位置６１３と第２の位置６１２の間に位置し、前記導線６１の第３の位置６１３は、第２の駆動電圧を受けるために用いられ、少なくとも一部の前記引き出し位置は、第２の位置６１２と第３の位置６１３の間に位置する。

【0019】

本実施例では、上記第２の位置６１２に加えて、第２の駆動電圧が印加される第３の位置６１３を追加し、このようにして導線６１の第２の位置６１２及び第３の位置６１３に第２の駆動電圧を同時に印加することができる。導線６１の第２の位置６１２及び第３の位置６１３に第２の駆動電圧を同時に印加した後、導線６１の第２の位置６１２から第１の位置６１１までの間及び第３の位置６１３から第１の位置６１１までの間のいずれにも、位置に応じて変化する電位を発生させることができ、引き出し線６２は、第１の位置６１１の両側からそれぞれ引き出すことができ、即ち、引き出し位置は、第２の位置６１２と第１の位置６１１の間に位置してもよく、第３の位置６１３と第１の位置６１１の間に位置してもよい。上記構造を採用すれば、第１の位置６１１の両側の引き出し線６２によって第１の位置６１１の両側の電位分布を制御することができ、更に左右対称の電位分布を形成することもできる。

【0020】

図３に示すように、液晶光学デバイスは、第１の電気コネクタ６３を更に含み、前記第１の電気コネクタ６３は、前記導線６１と第１の位置６１１で接続される。本実施例は、前記第１の電気コネクタ６３を介して導線６１の第１の位置６１１に第１の駆動電圧を印加する。

【0021】

前記導線６１の第１の位置６１１と第２の位置６１２の間にある部分は、第１のサブ部分６１４であり、前記導線６１の第１の位置６１１と第３の位置６１３の間にある部分は、第２のサブ部分６１５であり、前記第１のサブ部分６１４及び第２のサブ部分６１５は、それぞれ第１の電気コネクタ６３の対向する両側に位置する。第１の電気コネクタ６３が導線６１の第１の位置６１１から外に引き出されることを容易にするために、本実施例は、導線６１の２つの部分である第１のサブ部分６１４及び第２のサブ部分６１５をそれぞれ第１の電気コネクタ６３の両側に位置させることにより、第１の位置６１１の両側において位置に応じて変化する電位が発生することを実現できるだけでなく、第１の電気コネクタ６３を避けて、第１の駆動電圧の印加を容易にすることもできる。

【0022】

第２の電極層６０の導線６１は、図３における構造形態に加えて、上記第１の条件を満たせば、図９～図１３の何れか１つの構造形態又は他の構造形態を採用してもよい。

【0023】

図４に示すように、１つの実施形態として、本実施例では、前記引き出し線６２は、それぞれ基準平面８０の対向する両側に位置する第１の部分及び第２の部分を含み、前記導線６１は、第１の部分又は第２の部分と前記基準平面８０の同一側に位置し、前記基準平面８０は、第１の位置６１１を経由し且つ第１の方向に垂直な平面である。

【0024】

図４に示すように、基準平面８０を境界に液晶光学デバイスが位置する空間を２つの領域に区画し、導線６１は、そのうちの一方の領域のみに位置し、引き出し線６２は、２つの領域において延伸する。本実施例は、上記構造を採用することで、引き出し線６２を一方の領域のみから引き出すことができ、それにより２つの領域の電位分布を制御することができ、このようにして、２つの位置に駆動電圧を印加するだけで第１の位置６１１の両側の電位分布を制御することができ、且つ、導線６１の長さは、半分短縮することができ、液晶光学デバイスの製造コスト及びエネルギー消費も顕著に低減する。

【0025】

図９～図１３の何れか１つの形態の導線６１から半分切断した後に図４の導線６１の一部を置き換えて対応する形態の第２の電極層６０の構造を得ることもできる。

【0026】

更に、左右対称の電位分布を形成することもできる。本実施例では、延長線は、第１の部分及び第２の部分のみを含んでもよく、第１の部分及び第２の部分を除いた他の部分を含んでもよいが、ここで限定されない。

【0027】

図５に示すように、本実施例では、前記引き出し線６２は、第１組の引き出し線６１６及び第２組の引き出し線６１７を含み、前記第１組の引き出し線６１６は、導線６１から第１の領域８１まで引き出され、前記第２組の引き出し線６１７は、導線６１から第２の領域８２まで引き出され、前記第１の領域８１及び第２の領域８２は、それぞれ基準平面８０の対向する両側に位置し、前記基準平面８０は、第１の位置６１１を経由し且つ第１の方向に垂直な平面であり、前記導線６１は、第１の領域８１又は第２の領域８２に位置する。本実施例では、引き出し線６２が２組に分けられ、２組の引き出し線６２は、いずれも第１の領域８１のみに位置する導線６１から引き出されてから、それぞれ第１の領域８１及び第２の領域８２まで延伸する。このようにしても、２つの位置に駆動電圧を印加するだけで第１の位置６１１の両側の電位分布を制御することができ、且つ、導線６１の長さは、半分短縮することができ、液晶光学デバイスの製造コスト及びエネルギー消費も顕著に低減する。

【0028】

加工効率を向上させ、製造コストを削減するために、本実施例では、更に導線６１を等幅の形態に設けることができる。導線６１における２つの位置に駆動電圧を印加する手法を採用する場合、導線６１の第２の位置６１２と第３の位置６１３の間に位置する部分の幅が同じようにすることができる。導線６１における３つの位置に駆動電圧を印加する手法を採用する場合、前記導線６１の第２の位置６１２と第３の位置６１３の間に位置する部分の幅が同じである。

【0029】

導線６１の各位置の幅が等しい場合、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が第２の条件を満たすようにすることができる。

【0030】

導線６１の各位置の幅が等しい場合に導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値が導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さに比例するため、本実施例では、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さを制御することで引き出し線６２上の電位を制御することもできる。

【0031】

１つの実施形態として、本実施例は、放物線電位分布を形成可能な構造形態を提供し、本実施例では、前記第１の条件は、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈することである。

【0032】

上記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈することは、引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離をそれぞれ座標軸として直交座標系を確立し、当該直交座標系において、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離との間の対応関係を示す曲線が放物線であることを意味する。

【0033】

図７及び図８に示すように、図中の各引き出し線６２が第１の条件を満たす必要のある部分を破線枠で囲んでいる。実際の必要に応じて、引き出し線６２の全部又は任意の部分を、第１の条件を満たす部分として選択することもできる。

【0034】

図６に示すように、第１の位置６１１を原点として、第１の方向をｘ軸として、電位の大きさをｙ軸として直交座標系を確立し、ｘ軸の座標は、第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離を表す。第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧が印加された後、各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値は、この引き出し位置の電位に比例するため、第１の条件が、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈することである場合、破線枠内の引き出し線６２により第１の方向に形成された電位分布は放物線分布である。

【0035】

導線６１の幅が同じである場合、前記第２の条件は、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈することである。導線６１の幅が同じである場合に導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値が導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さに比例するため、本実施例では、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈するようにすることで、少なくとも一部の引き出し線６２により第１の方向に形成された電位分布が放物線分布であることを実現することもできる。

【0036】

図８～１２に示すように、前記導線６１は、複数回折り曲げられて複数のセグメントを形成し、前記引き出し位置は、隣り合う２つのセグメントの間の折り曲げ箇所に位置し、且つ各引き出し位置の第１の方向への投影は互いにずれている。前記各セグメントの幅は同じであり、前記各セグメントは、第１の位置６１１から第２の位置６１２へ順に線形的に増加する。又は、前記各セグメントの幅は同じであり、第１の位置６１１と第２の位置６１２の間に位置する各セグメントは、第１の位置６１１から第２の位置６１２へ順に線形的に増加し、且つ第１の位置６１１と第３の位置６１３の間に位置する各セグメントは、第１の位置６１１から第３の位置６１３へ順に線形的に増加する。前述した手段を採用しても、放物線電位分布を得ることができる。

【0037】

本実施例では、少なくとも１つの領域において（例えば、図７及び図８の破線枠で示される領域）、前記各引き出し線６２の間が互いに平行であり、且つ各引き出し線６２の前記第１の条件を満たす部分のうちの少なくとも一部が前記領域に位置する。各引き出し線６２における各位置の電位が同じであり、且つ第１の条件を満たすため、各引き出し線６２の間が互いに平行な領域において、円柱面の形態の電位分布を形成することができる。

【0038】

各引き出し線６２の間が互いに平行な領域において、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈する場合、上記領域における引き出し線６２は、放物柱面形態の電位分布を発生させることができる。

【0039】

導線６１の幅が同じである場合、少なくとも１つの領域において、前記各引き出し線６２の間は互いに平行であり、且つ各引き出し線６２の前記第２の条件を満たす部分のうちの少なくとも一部は前記領域に位置する。

【0040】

各引き出し線６２の間が互いに平行な領域において、導線６１の幅が同じであり、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと第１の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈する場合、上記領域における引き出し線６２は、放物柱面形態の電位分布を発生させることができる。

【0041】

更に液晶光学デバイスにおける液晶層４０の位置に応じて各引き出し線６２の間が平行な領域を設置することもでき、それにより、これらの領域に位置する引き出し線６２により発生した特定の形態の電界は、液晶分子が偏向するように駆動することができる。例えば、上記領域における引き出し線６２が放物柱面形態の電位分布を発生させた後、当該電位分布により形成された電界は、液晶層４０における液晶分子が偏向するように駆動することで、液晶円柱レンズを形成することができる。上記構造によって正確な放物柱面形態の電位分布を発生させることができるため、本実施例によれば、効果が非常に良好な液晶円柱レンズを得ることができる。本実施例の液晶レンズを採用することによって得られた干渉縞図は、図１４に示され、図１４から分かるように、本願における液晶レンズは、良好な円柱レンズの効果を実現することができる。図１９に示すように、１つの実施形態として、本実施例では、導線における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値は、第１の方向における各引き出し線の少なくとも一部から第１の位置までの距離に比例する。上記構造を採用すれば、円錐レンズを形成することができる。

【0042】

図２０に示すように、好ましい一実施形態として、本実施例では、前記導線及び前記面電極は、第２の電極層に平行な平面への投影が重ならない。本実施例では、第２の電極層における導線と正対する位置に面電極を欠失させ、このようにすれば、導線は、面電極との間に発生した容量効果によって影響されることはなく、液晶光学デバイスの効果を更に向上させる。

【0043】

本実施例では、前記導線は、液晶光学デバイスの機能領域外に位置する。液晶光学デバイスの機能領域とは、液晶光学デバイスにおいて必要に応じて光線を変調可能な領域である。従来技術において、電位分布を発生させる素子を液晶光学デバイスの機能領域に設けなければならない。このように電位分布を発生させる素子は、機能領域の範囲によって制限され、電位制御のニーズを満たすことが困難である。本実施例では、電位分布を発生させる素子である本実施例における導線と、電位分布を制御する素子である本実施例における引き出し線を分離すると共に、電位を発生させる素子を機能領域外に位置させ、電位を制御する素子の少なくとも一部を液晶光学デバイスの機能領域に位置させる。このようにすれば、電位分布を発生させる素子は、機能領域によって制限されず、正確な設計を容易にすることができ、且つ電位分布を発生させる素子と機能領域が互いに影響しないことが可能となる。

【0044】

また、本実施例では、高抵抗膜又は高誘電率層を更に設けることができ、高抵抗膜又は高誘電率層は、第２の電極層と第２の配向層の間に設けられてもよく、第２の電極層と第２の透明基板の間に設けられてもよい。高抵抗膜又は高誘電率層により、隣り合う引き出し線の間の電位をより平滑にすることができる。

【0045】

＜実施例２＞
本実施例は、液晶光学デバイス１００のアレイを提供し、当該液晶光学デバイス１００のアレイは、実施例１に記載の液晶光学デバイス１００を複数含み、前記複数の液晶光学デバイス１００は、アレイ状に配列される。液晶光学デバイス１００のアレイにおける各液晶光学デバイス１００が満たす第１の条件は、同じであってもよく、異なってもよいが、ここで限定されない。液晶光学デバイス１００のアレイにおける各液晶光学デバイス１００が満たす第１の条件が同じである場合、アレイにおける各液晶光学デバイス１００の効果を同じにすることができ、液晶光学デバイス１００のアレイにおける各液晶光学デバイス１００が満たす第１の条件が完全に同じではない場合、アレイにおける各液晶光学デバイス１００の効果も完全に同じではない。

【0046】

図１５に示すように、好ましい一実施形態として、前記第１の条件は、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈することであり、且つ少なくとも１つの領域において、前記液晶光学デバイス１００の各引き出し線６２の間は互いに平行であり、即ち、本実施例の液晶光学デバイス１００のアレイにおいて採用される液晶光学デバイス１００は、いずれも円柱レンズであり、液晶円柱レンズアレイを形成する。上記条件を満たす前提で、実施例１における各構造形態の液晶光学デバイス１００は、いずれも本実施例における液晶円柱レンズアレイを形成するために使用することができる。

【0047】

導線６１の幅が同じである場合、前記第２の条件は、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈することであり、且つ少なくとも１つの領域において、前記液晶光学デバイス１００の各引き出し線６２の間は互いに平行であり、即ち、本実施例の液晶光学デバイス１００のアレイにおいて採用される液晶光学デバイス１００は、いずれも円柱レンズであり、液晶円柱レンズアレイを形成する。上記条件を満たす前提で、実施例１における各構造形態の液晶光学デバイス１００は、いずれも本実施例における液晶円柱レンズアレイを形成するために使用することができる。

【0048】

上記構造を採用すれば、各液晶レンズは、いずれも正確な放物柱面分布を形成し、効果がより良好な液晶円柱レンズを得ることができる。

【0049】

本実施例では、各液晶レンズの第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧がいずれも同じであるため、本実施例は、２つの駆動電圧を制御するだけで液晶レンズアレイにおける各液晶レンズの焦点屈折力及び正負レンズの切り替えを制御することができ、具体的な制御方法は、実施例４を参照することができる。上記円柱レンズアレイを採用する場合、第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧を制御することで各液晶レンズの焦点屈折力及び正負レンズの切り替えを制御することもできる。

【0050】

本実施例の液晶レンズアレイを採用して得られた干渉縞図は、図１７に示され、図１７から分かるように、本願における液晶レンズアレイは、良好な円柱レンズアレイの効果を実現することができる。

【0051】

＜実施例３＞
本実施例は、別の形態の液晶光学デバイス１００のアレイを提供し、本実施例では、前記液晶光学デバイス１００のアレイは、実施例１に記載の液晶光学デバイス１００を含み、且つ前記液晶光学デバイス１００の引き出し線６２は、複数の延伸セグメントを形成するように延伸し、前記複数の延伸セグメントは、アレイ状に配列され、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各延伸セグメントの少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離は、この延伸セグメントに対応する条件を満たす。

【0052】

本実施例の液晶光学デバイス１００のアレイは、実施例１における液晶光学デバイス１００の引き出し線６２が延伸し続けることで複数の延伸セグメントを形成することができ、各延伸セグメントは、それぞれ対応する領域の電位分布を制御し、それぞれ対応する領域の液晶層４０における液晶分子が偏向するように駆動し、最終的にアレイ状に配列される複数の液晶光学デバイス１００を得ることができる。各延伸セグメントにより形成された電位分布は、同じであってもよく、異なってもよい。各延伸セグメントから導線６１における第１の位置６１１までの第１の方向での距離が異なるため、各延伸セグメントにより形成された電位分布が同じであっても、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各延伸セグメントの少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が満たす条件も多少異なる。これに対して、本実施例では、各延伸セグメントのためにこの延伸セグメントに対応する条件をそれぞれ設定することができる。

【0053】

液晶円柱レンズアレイを得ようとする場合、上記の対応する条件を、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離からこの延伸セグメントのシフト距離を差し引いた後の距離が放物線分布を満たすように設定すると共に、各引き出し線６２のこれらの部分を互いに平行にすることができる。

【0054】

第１の位置６１１に最も近い延伸セグメントを初期延伸セグメント６１０とし、ある延伸セグメントのシフト距離は、第１の方向における同一の引き出し線６２のこの延伸セグメントでの位置と初期延伸セグメント６１０での位置の間の距離である。

【0055】

以下、図１６を例として説明し、図１６に示すように、図１６において、それぞれ初期延伸セグメント６１０、第１の延伸セグメント６２０及び第２の延伸セグメント６３０である３つの延伸セグメントがアレイ状に配列されると仮設し、第１の延伸セグメント６２０のシフト距離はｄ１とされ、第２の延伸セグメント６３０のシフト距離はｄ２とされる。

【0056】

導線６１の幅が同じである場合、更に上記の対応する条件を、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離からこの延伸セグメントのシフト距離を差し引いた後の距離が放物線分布を満たすように設定すると共に、各引き出し線６２のこれらの部分を互いに平行にすることができる。

【0057】

上記構造を採用すれば、各液晶光学デバイス１００は、いずれも正確な放物柱面分布を形成し、効果がより良好な液晶円柱レンズを得ることができる。

【0058】

本実施例では、各液晶レンズの第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧がいずれも同じであるため、本実施例は、２つの駆動電圧を制御するだけで液晶レンズアレイにおける各液晶レンズの焦点屈折力及び正負レンズの切り替えを制御することができ、具体的な制御方法は、実施例４を参照することができる。上記円柱レンズアレイを採用する場合、第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧を制御することで各液晶レンズの焦点屈折力及び正負レンズの切り替えを制御することもできる。

【0059】

＜実施例４＞
図１８に示すように、本実施例は、液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの駆動方法を提供し、当該方法は、実施例１に記載の液晶光学デバイスを駆動するために用いられ、前記液晶光学デバイスは液晶レンズであり、前記液晶光学デバイスアレイは液晶レンズアレイであり、第１の駆動電圧をＶ１とし、第２の駆動電圧をＶ２とし、図１８に示すように、前記方法は、以下のステップＳ１～Ｓ３を含む。

【0060】

Ｓ１において、液晶レンズ又は液晶レンズアレイの液晶線形応答電圧区間を取得する。
液晶線形動作区間とは、液晶位相遅延量と駆動電圧が線形関係を呈する電圧区間を指す。

【0061】

Ｓ２において、前記液晶線形応答電圧区間に基づいて液晶線形動作区間内の最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘを取得する。

【0062】

Ｓ３において、液晶レンズの焦点屈折力を調整するために、最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘに基づいてＶ１（Ｖ_ｍｉｎ≦Ｖ１≦Ｖ_ｍａｘ）とＶ２（Ｖ_ｍｉｎ≦Ｖ２≦Ｖ_ｍａｘ）の電圧差を調整する。

【0063】

本ステップは、Ｖ１－Ｖ２の値を調整することで液晶レンズ又は液晶レンズアレイの焦点屈折力を調整することができる。具体的に調整する時にＶ１が変わらないように維持しながらＶ２の大きさを調整してもよく、Ｖ２が変わらないように維持しながらＶ１の大きさを調整してもよく、Ｖ１及びＶ２の大きさを同時に変更してもよい。Ｖ１が変わらないように維持しながらＶ２の大きさを調整する場合、Ｖ１＝Ｖ_ｍｉｎ又はＶ１＝Ｖ_ｍａｘとし、Ｖ２の大きさを調整することができ、Ｖ２が変わらないように維持しながらＶ１の大きさを調整する場合、Ｖ２＝Ｖ_ｍｉｎ又はＶ２＝Ｖ_ｍａｘとし、Ｖ１の大きさを調整することができる。なお、本実施例は、更にＶ１とＶ２の大小関係を変更することで液晶レンズの正レンズと負レンズの状態を切り替えることができる。

【0064】

＜実施例５＞
本実施例は、液晶光学デバイスを提供し、本実施例における液晶光学デバイスは、液晶層４０、第１の配向層３０、第２の配向層５０、第１の電極層２０、第２の電極層６０、第１の透明基板１０及び第２の透明基板７０を含む。本実施例における液晶光学デバイスの各層の積層順序は、実施例１と同じであってもよい。

【0065】

本実施例では、第１の電極層２０において電極ユニット９１を設けると共に、第２の電極層６０において電極ユニット９１を設けることができる。

【0066】

図２に示すように、第１の電極層２０における電極ユニット及び第２の電極層における電極ユニットは、いずれも導線６１及び複数本の引き出し線６２を含み、前記導線６１は、第１の位置６１１と、第１の位置６１１と異なる第２の位置６１２とを含み、前記引き出し線６２は、一端が前記導線６１に接続され、対向する他端が吊り下げられ、前記引き出し線６２と前記導線６１の接続位置は引き出し位置であり、少なくとも一部の前記引き出し位置は、導線６１の第１の位置６１１と第２の位置６１２の間に位置する。本実施例では、単一の電極ユニットの引き出し線６２の数は２以上である。

【0067】

図２１に示すように、本実施例では、前記第１の電極層２０において、導線６１の第１の位置６１１は、第１の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置６１２は、第２の駆動電圧を受けるために用いられ、前記第２の電極層６０において、導線６１の第１の位置６１１は、第３の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置６１２は、第４の駆動電圧を受けるために用いられる。

【0068】

本実施例では、第１の電極層１０中の導線６１における２つの異なる位置である第１の位置６１１及び第２の位置６１２にそれぞれ第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧を印加することができる。

【0069】

各引き出し線６２を必要される複数の位置に延伸し、引き出し線６２における電位によってこれらの位置の電位分布を制御することができる。例えば、引き出し線６２を、それにおいて発生した電界が液晶光学デバイスにおける液晶分子が偏向するように駆動できる領域まで延伸させる。引き出し線６２を利用して所望の電位分布を得るために、本実施例では、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と所定の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が所定の条件を満たすようにすることができる。導線６１に第１の駆動電圧及び第２の駆動電圧が印加された後、導線６１における各位置の電位は、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値によって決定される。そのため、各引き出し線６２における一部又は引き出し線６２における全ての部分から第１の位置６１１までの距離と上記抵抗値が満たす所定の条件を設定することで空間の電位分布を制御することができる。

【0070】

同様に、本実施例では、第２の電極層７０中の導線６１における２つの異なる位置である第１の位置６１１及び第２の位置６１２にそれぞれ第３の駆動電圧及び第４の駆動電圧を印加することができる。上記駆動電圧が印加された後、第２の電極層の導線６１における各位置の電位は、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値によって決定されるため、各引き出し線６２における一部又は引き出し線６２における全ての部分から第１の位置６１１までの距離と上記抵抗値が満たす所定の条件を設定することで空間の電位分布を制御することができる。

【0071】

上記所定の方向は、必要に応じて任意に指定することができ、例えば、液晶光学デバイスが位置する空間内のある方向における各位置の電位分布を制御する必要がある場合、この方向を所定の方向として指定することができる。本実施例では、前記第１の電極層２０における電極ユニット９１の所定の方向は、第２の電極層６０における電極ユニット９１の所定の方向と異なる。第１の電極層２０の電極ユニット９１が満たす所定の条件は、第２の電極層６０における電極ユニット９１が満たす所定の条件と同じであってもよく、異なってもよい。本実施例は、それぞれ第１の電極層２０及び第２の電極層６０に設けられる電極ユニット９１の協働作用によって電位分布を制御し、２つの電極ユニット９１がそれぞれ満たす所定の条件を設定することで各種の正確な電位分布を得て、機能が異なり、効果が良好な各種の光学デバイスを得ることができる。

【0072】

図２１及び図２２に示すように、本実施例は、上記実施例を基に改善して得られた放物面液晶レンズ又は液晶円錐レンズの実施形態を更に提供する。これに対して、本実施例の液晶光学デバイスでは、電極ユニット９１の少なくとも１つの所定の領域において、各引き出し線６２は、直線であると共に所定の方向に垂直であり、且つ、この領域において、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と電極ユニット９１の所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離は、放物線分布又は円形分布を呈し、前記第１の電極層２０における電極ユニット９１の所定の方向と第２の電極層６０における電極ユニット９１の所定の方向は互いに垂直であり、第１の電極層２０の前記所定の領域及び第２の電極層６０の前記所定の領域の第２の基準平面への投影は、少なくとも部分的に重なり、前記第２の基準平面は、第１の電極ユニット９１の引き出し線６２及び第２の電極ユニット９１の引き出し線６２の両方に平行な平面である。

【0073】

上記所定の領域は、必要に応じて指定することができる。例えば、液晶レンズの機能領域を上記所定の領域とし、又は液晶レンズの機能領域を上記領域内に設けることができる。球面又は放物面の液晶レンズを実現するために、本実施例は、上記所定の領域にある引き出し線６２を、直線であると共に所定の方向に垂直であるように設置し、且つ、この領域において、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と電極ユニット９１の所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離が放物線分布又は線形分布を呈する。

【0074】

本実施例で与えられた構造形態の電極ユニットに対して、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と電極ユニット９１の所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈する場合、放物面液晶レンズを得ることができ、線形分布を呈する場合、液晶円錐レンズを得ることができる。

【0075】

図２に示すように、本実施例では、前記導線６１は、第３の位置６１３を更に含み、前記第１の位置６１１は、第３の位置６１３と第２の位置６１２の間に位置し、少なくとも一部の前記引き出し位置は、第２の位置６１２と第３の位置６１３の間に位置し、前記第１の電極層２０において、導線６１の第３の位置６１３は、第２の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の電極層６０において、導線６１の第３の位置６１３は、第４の駆動電圧を受けるために用いられる。

【0076】

本実施例の第１の電極層及び第２の電極層における電極ユニットは、実施例１における第２の電極層の導線及び引き出し線と同じである何れか１つの構造及び図２～図１３の何れか１つの構造を採用することができ、これらの構造の説明について、実施例１を参照することができる。

【0077】

図１９に示すように、所定の条件が、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と所定の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が線形分布を呈することである場合、引き出し線６２により所定の方向に形成された電位分布は線形分布である。

【0078】

２つの電極層における電極ユニット９１により形成された電位分布がいずれも放物線であり、且つ２つの電極層における電極ユニット９１の所定の方向を互いに垂直にした後、２つの電極層の電位は、重畳して共に放物面分布の電位を形成する。

【0079】

２つの電極層における電極ユニット９１により形成された電位分布がいずれも線形分布であり、且つ２つの電極層における電極ユニット９１の所定の方向を互いに垂直にした後、２つの電極層の電位は、重畳して共に円錐面分布の電位を形成する。

【0080】

本実施例では、第１の電極ユニット９１の引き出し線６２及び第２の電極ユニット９１の引き出し線６２の第２の基準平面への投影の重なり合い領域９０は正方形である。

【0081】

本実施例では、第１の電極ユニット９１の引き出し線６２及び第２の電極ユニット９１の引き出し線６２の第２の基準平面への投影の重なり合い領域９０は、液晶光学デバイスが光変調機能を実行する機能領域とすることができ、例えば、図２２において、網掛け部分の領域は、重なり合い領域９０である。

【0082】

引き出し線６２が直線であると共に所定の方向に垂直であり、且つ前記第１の電極層２０における電極ユニット９１の所定の方向と第２の電極層６０における電極ユニット９１の所定の方向が互いに垂直である場合、前記重なり合い領域９０は矩形であり、矩形の隣り合う両辺の長さが等しい場合、上記重なり合い領域は、正方向の重なり合い領域である。

【0083】

＜実施例６＞
図２３に示すように、本実施例は、実施例１に記載の液晶光学デバイスを含む液晶光学デバイスアレイを提供し、前記第１の電極層２０及び第２の電極層６０のうちの少なくとも１つの電極層は、少なくとも２つの電極ユニット９１を含み、前記第１の電極層２０における引き出し線６２及び第２の電極層６０における引き出し線６２の第２の基準平面への投影は、アレイ状に配列される複数の重なり合い領域９０を形成する。

【0084】

本実施例では、一方の電極層において１つの電極ユニット９１を設けると共に、他方の電極層において２つ以上の電極ユニット９１を設けてもよく、両方の電極層において２つ以上の電極ユニット９１を設けてもよい。２つの電極層における各電極ユニット９１は、アレイ状に配列される複数の重なり合い領域９０を形成することができ、これらの重なり合い領域９０における２つの電極層の電位が互いに重畳するため、これらの領域において分布している電位により発生した電界は、液晶分子が偏向するように駆動し、各々の液晶レンズを形成することができる。

【0085】

液晶光学デバイスアレイにおいて各重なり合い領域９０が満たす所定の条件は、同じであってもよく、異なってもよいが、ここで限定されない。液晶光学デバイスアレイにおいて各重なり合い領域９０が満たす所定の条件が同じである場合、アレイにおける各重なり合い領域の光学効果を同じにすることができ、液晶光学デバイスアレイにおいて各重なり合い領域９０が満たす所定の条件が完全に同じではない場合、アレイにおける各重なり合い領域９０の光学効果も完全に同じではない。

【0086】

図２３に示すように、好ましい一実施形態として、各重なり合い領域９０内の各引き出し線６２は、直線であると共に所定の方向に垂直であり、且つ、この領域において、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と電極ユニット９１の所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離は、放物線分布を呈し、前記第１の電極層２０における電極ユニット９１の所定の方向と第２の電極層６０における電極ユニット９１の所定の方向が互いに垂直である場合、各重なり合い領域９０は、放物面の電位分布を形成する。

【0087】

同様に、各重なり合い領域９０内の各引き出し線６２は、直線であると共に所定の方向に垂直であり、且つ、この領域において、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と電極ユニット９１の所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離は、線形分布を呈し、前記第１の電極層２０における電極ユニット９１の所定の方向と第２の電極層６０における電極ユニット９１の所定の方向が互いに垂直である場合、各重なり合い領域９０は、線形の電位分布を形成する。

【0088】

導線６１の幅が同じである場合、各重なり合い領域において、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離は、放物線分布又は線形分布を呈し、放物面形態の液晶レンズアレイ又は円錐面形態の液晶レンズアレイを得る。液晶レンズの孔径や間隔は、必要に応じて調整することができる。

【0089】

本実施例では、各重なり合い領域のいずれにおいても正確な放物面又は球面分布の電位を形成し、効果がより良好な液晶レンズアレイを得ることができる。その効果は、図２９を参照することができる。

【0090】

＜実施例７＞
図２４に示すように、本実施例は、実施例１に記載の液晶光学デバイスを含む別の形態の液晶光学デバイスアレイを提供し、前記第１の電極層２０及び第２の電極層６０のうちの少なくとも１つの電極層における電極ユニット９１の引き出し線６２は、複数の延伸セグメントを形成するように延伸し、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と所定の方向における各延伸セグメントの少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離は、この延伸セグメントに対応する所定の条件を満たし、前記第１の電極層２０における電極ユニット９１の延伸セグメント及び第２の電極層６０における電極ユニット９１の延伸セグメントの第２の基準平面への投影は、アレイ状に配列される複数の重なり合い領域９０を形成する。

【0091】

本実施例の液晶光学デバイス１００のアレイは、実施例１における液晶光学デバイス１００の引き出し線６２が延伸し続けることで複数の延伸セグメントを形成することができ、各延伸セグメントは、それぞれ対応する領域の電位分布を制御し、それぞれ対応する領域の液晶層４０における液晶分子が偏向するように駆動することができ、２つの電極層における延伸セグメントの第２の基準平面への投影は、互いに重畳する複数の領域を形成し、これらの領域のそれぞれは、１つの光学デバイス１００に対応する。各延伸セグメントにより形成された電位分布は、同じであってもよく、異なってもよい。各延伸セグメントから導線６１における第１の位置６１１までの第１の方向での距離が異なるため、各延伸セグメントにより形成された電位分布が同じであっても、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と所定の方向における各延伸セグメントの少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離が満たす条件も多少異なる。本実施例では、各延伸セグメントのためにこの延伸セグメントに対応する所定の条件をそれぞれ設定することができる。

【0092】

放物面レンズアレイを得ようとする場合、上記の対応する条件を、各重なり合い領域において、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離からこの延伸セグメントのシフト距離を差し引いた距離が放物線分布を満たすように設定することができる。

【0093】

第１の位置６１１に最も近い延伸セグメントを初期延伸セグメント６１０とし、ある延伸セグメントのシフト距離は、第１の方向における同一の引き出し線６２のこの延伸セグメントでの位置と初期延伸セグメント６１０での位置の間の距離である。

【0094】

複数の延伸セグメントを含む図１６における電極ユニットを例として説明し、図１６に示すように、図１６において、それぞれ初期延伸セグメント６１０、第１の延伸セグメント６２０及び第２の延伸セグメント６３０である３つの延伸セグメントがアレイ状に配列されると仮設し、第１の延伸セグメント６２０のシフト距離はｄ１とされ、第２の延伸セグメント６３０のシフト距離はｄ２とされる。

【0095】

放物面レンズアレイを得ようとする場合、導線６１の幅が同じである場合、上記の対応する所定の条件を、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離からこの延伸セグメントのシフト距離を差し引いた距離が放物線分布を満たすように更に設定することができる。同様に、所定の条件が線形分布を満たす場合、液晶円錐レンズアレイを得ることができる。液晶レンズの孔径や間隔は、必要に応じて調整することができる。

【0096】

本実施例では、上記構造を採用すれば、各重なり合い領域のいずれにおいても正確な放物面又は円錐面分布の電位を形成し、効果がより良好な液晶レンズアレイを得ることができる。

【0097】

＜実施例８＞
本実施例は、実施例５に記載の液晶光学デバイス又は実施例６及び実施例７に記載の液晶光学デバイスアレイを駆動するための液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの駆動方法を提供し、前記液晶光学デバイスは液晶レンズであり、前記液晶光学デバイスアレイは液晶レンズアレイであり、第１の駆動電圧をＶ１とし、第２の駆動電圧をＶ２とし、第３の駆動電圧をＶ３とし、第４の駆動電圧をＶ４とし、前記方法は、以下のステップＳ１～Ｓ３を含む。

【0098】

Ｓ１において、液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの液晶線形応答電圧区間を取得する。

【0099】

Ｓ２において、前記液晶線形応答電圧区間に基づいて液晶線形動作区間内の最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘを取得する。

【0100】

Ｓ３において、液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの焦点屈折力を調整し、及び／又は液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの正レンズ状態と負レンズ状態を切り替えるために、最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘに基づいてＶ１とＶ２の電圧差及びＶ３とＶ４の電圧差を調整する（Ｖ_ｍｉｎ≦｜Ｖ１－Ｖ３｜≦Ｖ_ｍａｘ、Ｖ_ｍｉｎ≦｜Ｖ２－Ｖ４｜≦Ｖ_ｍａｘ）。

【0101】

本ステップは、Ｖ１－Ｖ２の値及びＶ３－Ｖ４を調整することで液晶レンズ又は液晶レンズアレイの焦点屈折力を調整することができる。また、本実施例は、更にＶ１とＶ２の大小関係及びＶ３－Ｖ４の大小関係を変更することで液晶レンズの正レンズ状態と負レンズ状態を切り替えることができる。

【0102】

液晶レンズが正レンズ状態にある場合の電位分布は、図２５に示され、干渉縞図は、図２７に示され、液晶レンズが負レンズ状態にある場合の電位分布は、図２６に示され、干渉縞図は、図２８に示される。

【0103】

第１の電極層の引き出し線及び第２の電極層の引き出し線の第２の基準平面への投影の重なり合い領域が矩形領域である場合、Ｓ３において、液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの焦点屈折力を調整し、及び／又は液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイの正レンズ状態と負レンズ状態を切り替えるために、最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘに基づいてＶ１とＶ２の電圧差及びＶ３とＶ４の電圧差を調整する（Ｖ_ｍｉｎ≦｜Ｖ１－Ｖ３｜≦Ｖ_ｍａｘ、Ｖ_ｍｉｎ≦｜Ｖ２－Ｖ４｜≦Ｖ_ｍａｘ）ことは、具体的に以下のステップＳ３１～Ｓ３２を含む。

【0104】

Ｓ３１において、前記矩形領域の長さ２ａ及び幅２ｂを取得する。
矩形領域の長さ２ａと幅２ｂは、等しくてもよく、等しくなくてもよいが、ここで限定されず、長さ２ａと幅２ｂが等しい場合、重なり合い領域は正方形である。

【0105】

Ｓ３２において、（Ｖ２－Ｖ１）／ａ^２＝（Ｖ３－Ｖ４）／ｂ^２とするように、前記矩形領域の長さ２ａ及び幅２ｂに基づいて第１の駆動電圧Ｖ１、第２の駆動電圧Ｖ２、第３の駆動電圧Ｖ３及び第４の駆動電圧Ｖ４の大きさを決定する。

【0106】

本実施例は、上記の駆動電圧を印加する駆動方法によって液晶円形レンズ又は液晶円形レンズアレイを得ることができる。

【0107】

＜実施例９＞
図１に示すように、本実施例は、液晶レンズを提供し、当該液晶レンズは、液晶光学デバイスの１種であり、本実施例における液晶レンズは、液晶層４０、第１の配向層３０、第２の配向層５０、第１の電極層２０、第２の電極層６０、第１の透明基板１０及び第２の透明基板７０を含み、本実施例における液晶レンズの各層の積層順序は、実施例１と同じである。

【0108】

図３０に示すように、本実施例では、第１の電極層２０及び第２の電極層６０の両方に電極ユニット群９１が設けられている。２つの電極層における電極ユニット群９１は、いずれもそれぞれ第１の電極ユニット９１１及び第２の電極ユニット９１２である２つの電極ユニットを含む。図３０及び図３１に示すように、第１の電極ユニットは、導線６１及び複数本の引き出し線６２を含み、図２に示すように、前記導線６１は、第１の位置６１１と、第１の位置６１１と異なる第２の位置６１２とを含み、前記引き出し線６２は、一端が前記導線６１に接続され、対向する他端が吊り下げられ、前記引き出し線６２と前記導線６１の接続位置は引き出し位置であり、少なくとも一部の前記引き出し位置は、導線６１の第１の位置６１１と第２の位置６１２の間に位置し、且つ少なくとも２つの引き出し位置は異なる。

【0109】

前記第１の電極層において、第１の電極ユニットの導線６１の第１の位置６１１は、第１の駆動電圧を受けるために用いられ、前記導線６１の第２の位置６１２は、第２の駆動電圧を受けるために用いられる。

【0110】

前記第２の電極層において、第１の電極ユニット９１１の導線６１の第１の位置は、第３の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第４の駆動電圧を受けるために用いられる。

【0111】

図３０及び図３１に示すように、第２の電極ユニットは、導線６１及び複数本の引き出し線６２を含み、前記導線６１は、第１の位置と、前記第１の位置と異なる第２の位置とを含み、前記引き出し線６２は、一端が前記導線６１に接続され、対向する他端が吊り下げられ、前記引き出し線６２と前記導線６１の接続位置は引き出し位置であり、少なくとも一部の前記引き出し位置は、導線６１の第１の位置と第２の位置の間に位置し、且つ少なくとも２つの引き出し位置は異なる。

【0112】

前記第１の電極層において、第２の電極ユニット９１２の導線６１の第１の位置は、第５の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第６の駆動電圧を受けるために用いられる。

【0113】

前記第２の電極層において、第２の電極ユニット９１２の導線６１の第１の位置は、第７の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の位置は、第８の駆動電圧を受けるために用いられる。

【0114】

図２に示すように、第１の電極ユニット９１１の導線６１の第１の位置６１１及び第２の位置６１２にそれぞれ電圧を印加した後、導線６１において導線６１の位置に応じて分布する電位が形成される。本実施例では、前記引き出し線６２は、一端が前記導線６１に接続され、対向する他端が吊り下げられるため、同一の引き出し線６２における各位置の電位が等しく、各引き出し線６２を必要とされる位置まで延伸させ、引き出し線６２上の電位によってこれらの位置の電位分布を制御することができる。例えば、引き出し線６２を、それにおいて発生した電界が液晶レンズにおける液晶分子が偏向するように駆動できる領域まで延伸させる。本実施例では、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と所定の方向における各引き出し線６２の複数の部分から第１の位置６１１までの距離が一定の条件を満たすようにすることができる。各引き出し線６２における一部又は引き出し線６２における全ての部分から第１の位置６１１までの距離と上記抵抗値が満たす条件を設定することで空間の電位分布を制御する。

【0115】

本実施例では、第２の電極ユニット９１２の導線６１の第１の位置及び第２の位置にそれぞれ対応する駆動電圧を印加した後に、導線６１において導線６１の位置に応じて分布する電位を形成し、次に、第２の電極ユニット９１２の引き出し線６２によって、必要とされる電位を、電位制御を必要とする領域まで拡張することで、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と所定の方向における各引き出し線６２の複数の部分から第１の位置６１１までの距離が一定の条件を満たすようにし、所望の電位分布を実現する。

【0116】

上記所定の方向は、必要に応じて任意に指定することができ、例えば、液晶光学デバイスが位置する空間内のある方向における各位置の電位分布を制御する必要がある場合、この方向を所定の方向として指定することができ、例えば、図５のｘ方向である。

【0117】

本実施例の液晶レンズは、２つの電極層のいずれにおいても電位分布を正確に制御可能な電極ユニット群９１を採用しているため、本実施例は、２つの電極層における電極ユニット群９１の協働作用によって放物面又は円錐面分布の電位を実現することができる。これに対して、本実施例では、前記液晶レンズにおいて、電極ユニット群９１の少なくとも１つの所定の領域における各引き出し線６２は、直線であると共に所定の方向に垂直であり、且つ、この領域において、前記第１の電極ユニット９１１の導線６１における各引き出し位置から第１の電極ユニット９１１の第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニット群９１の所定の方向における第１の電極ユニット９１１の各引き出し線６２から第１の電極ユニット９１１の第１の位置までの距離は、放物線分布又は線形分布を呈し、前記第２の電極ユニット９１２の導線６１における各引き出し位置から第２の電極ユニット９１２の第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニット群９１の所定の方向における第２の電極ユニット９１２の各引き出し線６２から第２の電極ユニット９１２の第１の位置までの距離は、線形分布を呈し、所定の領域において、第１の電極ユニット９１１の引き出し線６２と第２の電極ユニット９１２の引き出し線６２は交互に配列される。

【0118】

前記所定の領域は、必要に応じて指定することができる。高精度の電位制御を必要とする領域を所定の領域として選択することができ、例えば、液晶レンズの機能領域を上記所定の領域とし、又は液晶レンズの機能領域を上記領域内に設けることができる。所定の領域における各引き出し線６２が直線であると共に所定の方向に垂直である場合、所定の領域における引き出し線６２は、互いに平行である。図４に示すように、２層の電極層の電極ユニット群９１が協働して動作できるように、本実施例では、第１の電極層の前記所定の領域及び第２の電極層の前記所定の領域の第２の基準平面への投影は、少なくとも部分的に重なり、この重なり領域は、重なり合い領域９０とされる。前記第２の基準平面は、第１の電極ユニット９１１の引き出し線６２及び第２の電極ユニット９１２の引き出し線６２の両方に平行な平面である。前記第１の電極層における電極ユニット群９１の所定の方向と第２の電極層における電極ユニット群９１の所定の方向は互いに垂直である。上記重なり領域は、２つの電極層の電極ユニット群９１が協働して動作し、空間電位分布を共に制御する領域である。

【0119】

２層の電極ユニット群による協働作用により、第１の電極ユニットの導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と電極ユニット９１の所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離が放物線分布を呈する場合、放物面液晶レンズを得ることができ、線形分布を呈する場合、液晶円錐レンズを得ることができる。

【0120】

上記第１の電極ユニット９１１の導線６１における各引き出し位置から第１の電極ユニット９１１の第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニット群９１の所定の方向における第１の電極ユニット９１１の各引き出し線６２から第１の電極ユニット９１１の第１の位置までの距離が放物線分布を呈することは、引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離をそれぞれ座標軸として直交座標系を確立し、当該直交座標系において前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と所定の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離との間の対応関係を示す曲線が放物線であることを意味する。

【0121】

本実施例では、第１の電極ユニットの形状、構造及び機能は、実施例５における電極ユニットの形状、構造及び機能と同じである。本実施例では、実施例５を基に第２の電極ユニットを追加した。

【0122】

液晶レンズの光軸位置の移動を実現するために、本実施例は、第２の電極ユニット９１２の導線６１によって異なる大きさの電位を発生させ、且つ引き出し線６２を介して所期の電位を所定の領域まで引き出して第１の電極ユニット９１１の所定の領域における電位と重畳すると共に、第２の電極ユニット９１２の導線６１における各引き出し位置から第２の電極ユニット９１２の第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニット群９１の所定の方向における第２の電極ユニット９１２の各引き出し線６２から第２の電極ユニット９１２までの第１の位置の距離を線形分布として設定し、第１の電極ユニット９１１の引き出し線６２及び第２の電極ユニット９１２の引き出し線６２が交互に配列されるため、第２の電極ユニット９１２が所定の領域で発生した電位は、第１の電極ユニット９１１の所定の領域における各位置の電位分布に影響を与え、所定の領域における電位分布を全体的にシフトさせ、最終的に形成された液晶レンズの光軸位置の移動を駆動することができる。

【0123】

本実施例では、前記導線６１は、液晶レンズの機能領域外に位置する。

【0124】

本実施例では、前記第１の電極ユニットの導線６１の第２の位置６１２と第１の位置６１１の間に位置する部分の幅が同じであり、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと所定の方向における各引き出し線６２の所定の領域内の部分から第１の位置６１１までの距離は、放物線分布又は線形分布を呈する。

【0125】

第２の電極ユニット９１２について、本実施例では、第２の電極ユニット９１２の導線６１の各位置の幅が同じである場合、前記第２の電極ユニット９１２の導線６１における各引き出し位置から第２の電極ユニット９１２の第１の位置までの長さと電極ユニット群９１の所定の方向における第２の電極ユニット９１２の各引き出し線６２から第２の電極ユニット９１２の第１の位置までの距離は、線形分布を呈する。上記長さは、いずれも所定の２つの位置の間にある導線６１の長さを指す。

【0126】

図３０及び図２に示すように、本実施例では、前記第１の電極ユニットの導線６１は、第３の位置６１３を更に含み、前記第１の位置６１１は、第３の位置６１３と第２の位置６１２の間に位置し、少なくとも一部の前記引き出し位置は、第２の位置６１２と第３の位置６１３の間に位置し、前記第１の電極層２０における導線６１の第３の位置６１３は、第２の駆動電圧を受けるために用いられ、第２の電極層６０における導線６１の第３の位置６１３は、第４の駆動電圧を受けるために用いられる。

【0127】

＜実施例１０＞
図３５に示すように、本実施例は、実施例１に記載の液晶レンズを含む液晶レンズアレイを提供し、前記第１の電極層及び第２の電極層のうちの少なくとも１つの電極層は、少なくとも２つの電極ユニット群９１を含み、前記第１の電極層における電極ユニット群９１の引き出し線６２及び第２の電極層における電極ユニット群９１の引き出し線６２の第２の基準平面への投影は、アレイ状に配列される複数の重なり合い領域９０を形成し、各重なり合い領域９０は、少なくとも１つの前記所定の領域を含む。

【0128】

本実施例では、一方の電極層において１つの電極ユニット群９１を設けると共に、他方の電極層において２つ以上の電極ユニット群９１を設けてもよく、両方の電極層において２つ以上の電極ユニット群９１を設けてもよい。２つの電極層における各電極ユニット群９１は、アレイ状に配列される複数の重なり合い領域９０を形成することができ、これらの重なり合い領域９０における２つの電極層の電位が互いに重畳するため、これらの領域に分布している電位により発生した電界は、液晶分子が偏向するように駆動し、各々の液晶レンズを形成することができると共に、各電極ユニット群９１における第２の電極ユニット９１２を利用して各液晶レンズの光軸の位置を制御することができる。

【0129】

各第１の電極ユニット９１１の導線６１における各引き出し位置から第１の電極ユニット９１１の第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニット群９１の所定の方向における第１の電極ユニット９１１の各引き出し線６２から第１の電極ユニット９１１の第１の位置までの距離が放物線分布を呈する場合、各重なり合い領域９０の電位分布は、放物面分布である。

【0130】

第１の電極ユニット９１１の導線６１における各引き出し位置から第１の電極ユニット９１１の第１の位置までの間の抵抗値と電極ユニット群９１の所定の方向における第１の電極ユニット９１１の各引き出し線６２から第１の電極ユニット９１１の第１の位置までの距離が線形分布を呈する場合、各重なり合い領域９０の電位分布は、円錐面分布である。好ましい一実施形態として、導線６１の幅が同じである場合、各重なり合い領域において、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと第１の方向における各引き出し線６２から第１の位置６１１までの距離は、放物線分布又は線形分布を呈し、放物面形態の液晶レンズアレイ又は液晶円錐レンズアレイが得られる。液晶レンズの孔径や間隔は、必要に応じて調整することができる。本実施例では、上記構造を採用すれば、各重なり合い領域のいずれにおいても正確な放物面又は球面分布の電位を形成し、効果がより良好な液晶レンズアレイを得ることができる。

【0131】

＜実施例１１＞
図３６に示すように、本実施例は、実施例１に記載の液晶レンズを含む別の形態の液晶レンズアレイを提供し、前記電極ユニット群９１の引き出し線６２は、複数の延伸セグメントを形成するように延伸し、前記導線６１における各引き出し位置から第１の位置までの間の抵抗値と所定の方向における各延伸セグメントの少なくとも一部から第１の位置までの距離は、この延伸セグメントに対応する所定の条件を満たし、前記第１の電極層における電極ユニット群９１の延伸セグメント及び第２の電極層における電極ユニット群９１の延伸セグメントの第２の基準平面への投影により形成された複数の重なり合い領域９０は、アレイ状に配列され、各重なり合い領域９０は、少なくとも１つの前記所定の領域を含む。第１の電極ユニット９１１の引き出し線６２及び第２の電極ユニット９１２の引き出し線６２は、それぞれ延伸セグメントを形成すように延伸する。

【0132】

本実施例の液晶レンズアレイは、実施例１における液晶レンズの引き出し線６２が延伸し続けることで複数の延伸セグメントを形成することができ、各延伸セグメントは、それぞれ対応する領域の電位分布を制御し、それぞれ対応する領域の液晶層４０における液晶分子が偏向するように駆動することができ、２つの電極層における延伸セグメントの第２の基準平面への投影は、互いに重畳する複数の領域を形成し、これらの領域のそれぞれは、１つの光学デバイス１００に対応する。各延伸セグメントにより形成された電位分布は、同じであってもよく、異なってもよいが、ここで限定されない。各延伸セグメントから導線６１における第１の位置６１１までの第１の方向での距離が異なるため、各延伸セグメントにより形成された電位分布が同じであっても、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と所定の方向における各延伸セグメントから第１の位置６１１までの距離が満たす条件も多少異なる。これに対して、本実施例では、各延伸セグメントのためにこの延伸セグメントに対応する所定の条件をそれぞれ設定することができる。

【0133】

例えば、放物面レンズアレイを得ようとする場合、上記の対応する条件を、各重なり合い領域において、導線６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の抵抗値と第１の方向における各引き出し線６２の少なくとも一部から第１の位置６１１までの距離からこの延伸セグメントのシフト距離を差し引いた距離が放物線分布を満たすように設定することができる。

【0134】

第１の位置６１１に最も近い延伸セグメントを初期延伸セグメント６１０とし、ある延伸セグメントのシフト距離は、第１の方向における同一の引き出し線６２のこの延伸セグメントでの位置と初期延伸セグメント６１０での位置の間の距離である。

【0135】

以下、複数の延伸セグメントを含む図１６における電極ユニットを例として説明し、図１６に示すように、図１６において、それぞれ初期延伸セグメント６１０、第１の延伸セグメント６２０及び第２の延伸セグメント６３０である３つの延伸セグメントがアレイ状に配列されると仮設し、第１の延伸セグメント６２０のシフト距離はｄ１とされ、第２の延伸セグメント６３０のシフト距離はｄ２とされる。

【0136】

放物面レンズアレイを得ようとする場合、導線６１６１の幅が同じである場合、上記の対応する所定の条件を、前記導線６１６１における各引き出し位置から第１の位置６１１までの間の長さと所定の方向における各引き出し線６２６２から第１の位置６１１までの距離からこの延伸セグメントのシフト距離を差し引いた距離が放物線分布を満たすように更に設定することができる。同様に、所定の条件が線形分布を満たす場合、円錐レンズアレイを得ることができる。

【0137】

各重なり合い領域９０において、第１の電極ユニット９１１の引き出し線６２の延伸セグメントに加えて、第２の電極ユニット９１２の引き出し線６２の延伸セグメントが更に存在し、第２の電極ユニット９１２の引き出し線６２の延伸セグメントの電位によってアレイにおける各液晶レンズの電位分布を全体的に移動させ、各液晶レンズの光軸位置の移動を実現する。

【0138】

上記液晶レンズの孔径や間隔は、必要に応じて調整することができる。

【0139】

本実施例では、上記構造を採用すれば、各重なり合い領域９０のいずれにおいても正確な放物面又は球面分布の電位を形成し、効果がより良好な液晶レンズアレイを得ることができる。

【0140】

＜実施例１２＞
本実施例は、実施例９に記載の液晶レンズ又は実施例１０に記載の液晶レンズアレイ又は実施例１１に記載の液晶レンズアレイを駆動するための液晶レンズ又は液晶レンズアレイの駆動方法を提供し、第１の駆動電圧をＶ１とし、第２の駆動電圧をＶ２とし、第３の駆動電圧をＶ３とし、第４の駆動電圧をＶ４とし、前記方法は、以下のステップＳ１～Ｓ３を含む。

【0141】

Ｓ１において、液晶レンズ又は液晶レンズアレイの液晶線形応答電圧区間を取得する。
液晶線形動作区間とは、液晶位相遅延量と駆動電圧が線形関係を呈する電圧区間を指す。

【0142】

Ｓ２において、前記液晶線形応答電圧区間に基づいて液晶線形動作区間内の最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘを取得する。

【0143】

Ｓ３において、液晶レンズ又は液晶レンズアレイの焦点屈折力を調整し、及び／又は液晶レンズ又は液晶レンズアレイの正レンズ状態と負レンズ状態を切り替えるために、最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘに基づいてＶ１とＶ２の電圧差及びＶ３とＶ４の電圧差を調整する（Ｖ_ｍｉｎ≦｜Ｖ１－Ｖ３｜≦Ｖ_ｍａｘ、Ｖ_ｍｉｎ≦｜Ｖ２－Ｖ４｜≦Ｖ_ｍａｘ）。

【0144】

本ステップは、Ｖ１－Ｖ２の値及びＶ３－Ｖ４を調整することで液晶レンズ又は液晶レンズアレイの焦点屈折力を調整することができる。また、本実施例は、更にＶ１とＶ２の大小関係及びＶ３－Ｖ４の大小関係を変更することで液晶レンズの正レンズ状態と負レンズ状態を切り替えることができる。

【0145】

本実施例では、第１の電極ユニットの引き出し線及び第２の電極ユニットの引き出し線の第２の基準平面への投影の重なり合い領域が矩形領域である場合、前記Ｓ３において、液晶レンズ又は液晶レンズアレイの焦点屈折力を調整し、及び／又は液晶レンズ又は液晶レンズアレイの正レンズ状態と負レンズ状態を切り替えるために、最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘに基づいてＶ１とＶ２の電圧差及びＶ３とＶ４の電圧差を調整する（Ｖ_ｍｉｎ≦｜Ｖ１－Ｖ３｜≦Ｖ_ｍａｘ、Ｖ_ｍｉｎ≦｜Ｖ２－Ｖ４｜≦Ｖ_ｍａｘ）ことは、以下のステップＳ３１～Ｓ３２を含む。

【0146】

Ｓ３１において、前記矩形領域の長さ２ａ及び幅２ｂを取得する。
矩形領域の長さ２ａと幅２ｂは、等しくてもよく、等しくなくてもよいが、ここで限定されず、長さ２ａと幅２ｂが等しい場合、重なり合い領域は正方形である。

【0147】

Ｓ３２において、（Ｖ２－Ｖ１）／ａ^２＝（Ｖ３－Ｖ４）／ｂ^２とするように、前記矩形領域の長さ２ａ及び幅２ｂに基づいて第１の駆動電圧Ｖ１、第２の駆動電圧Ｖ２、第３の駆動電圧Ｖ３及び第４の駆動電圧Ｖ４の大きさを決定する。

【0148】

本実施例は、駆動電圧を印加する駆動方法によって液晶円形レンズ又は液晶円形レンズアレイを得ることができる。

【0149】

＜実施例１３＞
本実施例は、実施例９に記載の液晶レンズ又は実施例１０又は実施例１１に記載の液晶レンズアレイを駆動するための液晶レンズ又は液晶レンズアレイの駆動方法を提供し、第１の駆動電圧をＶ１とし、第２の駆動電圧をＶ２とし、第３の駆動電圧をＶ３とし、第４の駆動電圧をＶ４とし、第５の駆動電圧をＶ５とし、第６の駆動電圧をＶ６とし、第７の駆動電圧をＶ７とし、第８の駆動電圧をＶ８とし、前記第１の電極層における電極ユニット群の引き出し線と第２の電極層における電極ユニット群の引き出し線の第２の基準平面への投影の重なり合い領域は矩形領域であり、前記方法は、以下のステップＳ０１～Ｓ０６を含む。

【0150】

Ｓ０１において、液晶レンズ又は液晶レンズアレイの液晶線形応答電圧区間を取得する。
液晶線形動作区間とは、液晶位相遅延量と駆動電圧が線形関係を呈する電圧区間を指す。

【0151】

Ｓ０２において、前記液晶線形応答電圧区間に基づいて液晶線形動作区間内の最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘを取得する。

【0152】

Ｓ０３において、最小電圧Ｖ_ｍｉｎ及び最大電圧Ｖ_ｍａｘに基づいて液晶レンズの光軸位置の電圧Ｖ_ｃｅｎ（Ｖ_ｍｉｎ≦Ｖ_ｃｅｎ≦Ｖ_ｍａｘ）及び液晶レンズの縁部位置の電圧Ｖ_ｅｄｇ（Ｖ_ｍｉｎ≦Ｖ_ｅｄｇ≦Ｖ_ｍａｘ）を決定する。液晶レンズの縁部位置とは、液晶レンズにおいて液晶レンズの光軸から最も離れた位置を指す。

【0153】

Ｓ０４において、液晶レンズの光軸が移動する目標位置座標（ｘ_ｏ，ｙ_ｏ）を取得する。
目標位置座標（ｘ_ｏ，ｙ_ｏ）とは、液晶レンズの光軸が移動した後の位置の座標を指す。矩形領域の中心位置を座標原点として、所定の方向をｘ軸として、所定の方向に垂直な方向をｙ軸として直交座標系を確立する。

【0154】

Ｓ０５において、前記矩形領域の長さ２ａ及び幅２ｂを取得する。

【0155】

Ｓ０６において、下記の式に基づき、

各駆動電圧を決定し、ただし、Ｖ_１、Ｖ_３、Ｖ_５は、任意の値である。

【0156】

本ステップは、まずＶ_１、Ｖ_３、Ｖ_５の値を任意に選択し、その後、矩形領域の長さ２ａ及び幅２ｂ、液晶レンズの光軸位置の電圧Ｖ_ｃｅｎ、液晶レンズの縁部位置の電圧Ｖ_ｅｄｇ、目標位置座標（ｘ_ｏ，ｙ_ｏ）に基づき、上記公式に従って、残りの５つの駆動電圧の値を算出する。各駆動電圧の大きさを決定した後、各導線に対応する電圧を印加するだけで液晶レンズの光軸を目標位置に移動させることを実現することができる。光軸移動の効果は、図３７～図３９に示され、図３７及び図３８から分かるように、液晶レンズの光軸は、図３７の位置から下へ図３８の位置まで移動し、図３７及び図３９から分かるように、液晶レンズの光軸は、図３７の位置から右上へ図３９の位置まで移動した。

【0157】

＜実施例１４＞
本実施例は、制御回路及び実施例１に記載の液晶光学デバイスを含む電子製品を提供し、前記制御回路は、前記液晶光学デバイス又は液晶光学デバイスアレイに電気的に接続される。前記電子製品は、イメージング装置、表示装置、携帯電話、ＡＲ機器、ＶＲ機器、裸眼３Ｄ製品、ウェアラブル機器などを含むが、これらに限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】