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液晶可変焦点レンズおよび焦点距離制御方法 NEW コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P180015719
整理番号 DP1801
掲載日 2018年11月29日
出願番号 特願2016-236802
公開番号 特開2018-092069
登録番号 特許第6414994号
出願日 平成28年12月6日(2016.12.6)
公開日 平成30年6月14日(2018.6.14)
登録日 平成30年10月12日(2018.10.12)
発明者
  • 小山 大介
  • 清水 裕貴
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 液晶可変焦点レンズおよび焦点距離制御方法 NEW コモンズ 外国出願あり
発明の概要 【課題】薄型化が可能で、かつ透明電極を用いることなく焦点距離を変えることが可能な液晶可変焦点レンズを提供する。
【解決手段】液晶可変焦点レンズ1は、液晶レンズ2と、液晶レンズ2の共振周波数に一致した周波数をもつ超音波を発生させる超音波振動子3と、を備える。超音波振動子3は、振動強度が液晶層4の中心側から周縁側に向かって連続的に小さくなる1次モードのたわみ振動を液晶レンズ2に発生させ、液晶層4の厚みを変化させて、液晶分子4aの配向を変化させる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要 カメラモジュールに搭載される光学レンズとして、可変焦点レンズが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された可変焦点レンズは、圧電アクチュエータによってレンズ形状が変わり、焦点距離が変わる。この可変焦点レンズがカメラモジュールに搭載された場合、圧電アクチュエータの存在により、カメラモジュールの薄型化が制限される。

別の光学レンズとして、液晶可変焦点レンズが知られている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に記載された液晶可変焦点レンズは、透明電極に電圧が印加されることによって液晶層の屈折率が変わり、焦点距離が変わる。透明電極には、一般に、酸化インジウムスズ(ITO)が用いられる。酸化インジウムスズ(ITO)は、レアメタルであるインジウムを含むこと、高い透明度と低い抵抗率の両立が困難であること、透明電極の作成手法が困難であること等の問題がある。
産業上の利用分野 本発明は、液晶可変焦点レンズおよび焦点距離制御方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
液晶分子からなる液晶層と前記液晶層を挟んで対向配置された第1基板および第2基板とを含む液晶レンズを備える、液晶可変焦点レンズであって、
前記第1基板または前記第2基板の少なくとも一方の基板に配置された、前記液晶レンズの共振周波数に一致した周波数をもつ超音波を発生させる超音波振動子を備え、
前記超音波振動子は、
振動強度が前記液晶層の中心側から周縁側に向かって連続的に小さくなる1次モードのたわみ振動を前記液晶レンズに発生させ、前記液晶層の厚みを変化させて前記液晶分子の配向を変化させる
ことを特徴とする液晶可変焦点レンズ。

【請求項2】
前記超音波振動子は、前記第1基板に配置され、かつ前記液晶層および前記第2基板から離れている
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶可変焦点レンズ。

【請求項3】
前記第1基板は、円盤形状に形成され、
前記液晶層および前記第2基板は、前記第1基板よりも小径の円盤形状に形成され、前記第1基板の中心側に配置され、
前記超音波振動子は、前記液晶層および前記第2基板の径よりも大きく、かつ前記第1基板の径よりも小さい内径をもつ円環形状に形成され、開口部に前記液晶層および前記第2基板が収まるように前記第1基板に配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の液晶可変焦点レンズ。

【請求項4】
前記液晶層は、ネマティック液晶層である
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の液晶可変焦点レンズ。

【請求項5】
第1基板および第2基板で液晶層を挟み込んだ液晶レンズの焦点距離を制御する焦点距離制御方法であって、
前記液晶レンズの共振周波数に一致した周波数をもつ超音波を発生させる超音波振動子を用いて、振動強度が前記液晶層の中心側から周縁側に向かって連続的に小さくなる1次モードのたわみ振動を前記液晶レンズに発生させ、前記液晶層の厚みを変化させて前記液晶層の液晶分子の配向を変化させる
ことを特徴とする焦点距離制御方法。

【請求項6】
前記超音波振動子に印加する入力電圧の周波数を固定した状態で、前記入力電圧の振幅値を変化させる
ことを特徴とする請求項5に記載の焦点距離制御方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016236802thum.jpg
出願権利状態 登録
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