具有光学变焦功能的液晶元件制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供一种新的液晶元件，特别是使用于搭载在便携式电话机等设备上的照相机的透镜系统中，能够得到同现有结构相比小型、薄型且轻量的光学变焦功能。为了解决该问题，本发明专利技术的液晶元件，与透镜一起配置在光轴上构成光学变焦系统，通过施加电压形成折射率分布，发挥光学变焦功能的液晶元件，而且，按照使大小、或配置间隔、或者其两者沿着将电极划分为同心圆状时的半径方向而变化的配置图形，在上述电极的至少一个上形成不存在电极材料的多个非电极部位，在上述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学变焦功能。更详细地说涉及适用于便携式电话机、便携式信息终端机(PDA)等的小型数字照相机、数字摄像机等中的光学变焦功能。
技术介绍
近年来，一般都普及了搭载超小型照相机的带摄影功能的便携式电话机、便携式信息终端机(PDA)等。在现有的超小型照相机中，由于尺寸等的限制，一般都是单焦点的透镜系统，但是伴随着便携式电话机的照相机规格的快速的高像素化，100～200万以上的有效像素数成为标准，随之要求搭载光学变焦功能，最近已提出了几个光学式的小型变焦透镜。例如，在(专利文献1)中公开了在光轴上依次排列前组透镜、后组透镜、CCD等摄像元件，利用驱动机构在导销的方向(光轴方向)上仅驱动后组透镜的超小型的透镜驱动装置。此外，在(专利文献2)中公开了一种变焦透镜，该变焦透镜从物体侧向着像面侧依次具有整体具有负的折射能力的第一透镜组、整体具有正的折射能力的第二透镜组、整体具有正的折射能力的第三透镜组，进行在第二透镜组从像面侧向物体侧移动、且第三透镜组一旦从像面侧向物体侧移动了之后再次向像面侧移动时，从广角端向望远端的变倍和伴随着变倍的像面变动的修正。如上所述的现有的变焦透镜能实现在透镜的驱动方式上下功夫而得到的某种程度上的小型化和薄型化，但是由于以机械方式移动透镜，故必须要确保其移动空间，实际上透镜镜筒的厚度只有10mm左右，十分有限。因此，必须要避免透镜部分的突出，因此有限制了便携式电话机的外观设计的自由度的问题，实际上当前现状是依然依靠数字变焦方式。随着照相机的有效像素数进一步提高，如何在很小的壳体中收容透镜单元的问题依然很重要。专利文献1(日本)特开2004-258111号公报专利文献2(日本)特开2004-212737号公报
技术实现思路
因此，本专利技术鉴于上述现有的问题而做出，其目的在于提供一种新的液晶元件，特别是用于搭载在便携式电话机等机器中的照相机的透镜系统中，能够得到比现有技术小型薄型且轻量的光学变焦功能。为了解决上述问题，本申请的第一专利技术是，提供一种液晶元件，与透镜一起配置在光轴上构成光学变焦系统，通过施加电压形成折射率分布，发挥光学变焦功能，其具有液晶和夹着上述液晶而对置的多个电极，在施加电压时，上述液晶的取向状态以上述光轴为中心同心状地变化。根据该结构，与同心状地变化的液晶的取向状态相对应，对整个元件赋予规定的折射率分布，焦点移动而发挥光学变焦功能。此外，在第二专利技术中，提供一种液晶元件，与透镜一起配置在光轴上构成光学变焦系统，通过施加电压形成折射率分布，发挥光学变焦功能，其具有液晶和夹着上述液晶而对置的多个电极，按照使大小、或配置间隔、或者其两者沿着将电极划分为同心圆状时的半径方向而变化的配置图形，在上述电极的至少一个上形成不存在电极材料的多个非电极部位，在上述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向。根据该结构，由于在形成了多个的非电极部位的中心部，向垂直于电极的方向形成弱电场，在非电极部位的端部，向倾斜方向形成电场，因此，通过液晶分子沿着该电场分布不均匀取向，就得到折射率从非电极部位的中心到周边连续变化的光的折射效果(透镜效果)。由于使非电极部位的大小或配置间隔在电极上同心圆状地变化，因此，作为整个元件，赋予了规定的折射率分布，焦点移动而发挥光学变焦功能。此外，在第三专利技术中，提供一种液晶元件，与透镜一起配置在光轴上构成光学变焦系统，通过施加电压形成折射率分布，发挥光学变焦功能，其具有液晶和夹着上述液晶而对置的多个电极，按照使大小、或配置间隔、或者其两者沿着将电极划分为同心圆状时的半径方向而变化的配置图形，在上述电极的至少一个上形成不存在电极材料的多个非电极部位，在上述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向，并且，按照规定的间隔，沿着上述同心圆状地变化的配置图形，环形地配设了施加不同电压的多条线状电极。根据该结构，通过如上所述地使非电极部位的大小或配置间隔同心圆状地变化，在得到期望的折射率分布的同时，环形配设多条线状电极，进一步对规定部位施加电压，因此，更强调了上述的折射率分布，提高光学变焦功能。此外，第四专利技术的特征是，在上述第二专利技术或第三专利技术涉及的液晶元件中，多个非电极部位的配置间隔在电极上的被划分为同心圆状的各区域内是不规则的。根据该结构，通过使与邻接的非电极部位的间隔不规则(随机)，防止了由光干涉效果引起的波面的湍流。此外，第五专利技术的特征是，在上述第二专利技术或第三专利技术涉及的液晶元件中，非电极部位的形状是圆形或槽形。根据该结构，对于通过元件的光束，最优化非电极部位的形状。再有，在此所述的槽形是指其中的一个轴比垂直于它的另一个轴长的形状，例如可以形成为使较长一方的轴与液晶的摩擦方向平行，或者与摩擦方向垂直。此外，在第六专利技术中，提供一种液晶元件，与透镜一起配置在光轴上构成光学变焦系统，通过施加电压形成折射率分布，发挥光学变焦功能，其具有液晶和夹着上述液晶而对置的多个电极，在上述多个电极的至少一个上，以上述光轴为中心按规定间隔同心状地配设施加不同电压的多条线状电极，在对上述多条线状电极施加了电压时，配设有上述线状电极的上述电极起到电阻膜的作用，在上述多条线状电极间产生电压降，上述液晶的取向状态以上述光轴为中心同心状地变化。根据该结构，由于在多条线状电极之间施加电压连续地变化，液晶的取向状态根据该电压值进行变化，因此，在整个元件中形成规定的折射率分布，发挥光学变焦功能。此外，第七专利技术的特征是，在上述第六专利技术涉及的液晶元件中，配设有多条线状电极的电极，由具有不同电阻值的多个区域构成。根据该结构，加之上述第六专利技术的作用，多条线状电极之间的电压降成为曲线。此外，第八专利技术的特征是，在上述第一～第三、第六、第七专利技术的任一项涉及的液晶元件中，将构成了光学变焦系统时光束通过的区域的外侧遮光。根据该结构，遮住了来自光束通过的区域的外侧的漫反射，像的画质稳定。此外，在第九专利技术中，提供一种液晶元件，由在厚度方向上层叠的2个液晶元件构成，与透镜一起配置在光轴上构成光学变焦系统，通过施加电压形成折射率分布，发挥光学变焦功能，其特征在于，上述各个液晶元件具有一对基板和夹在上述一对基板中的液晶，在所述一对基板的一个上形成了公共电极、另一个上形成了段电极，按照使大小、或配置间隔、或者其两者沿着将上述段电极划分为同心圆状时的半径方向而变化的配置图形，在上述段电极上形成不存在电极材料的多个非电极部位，在上述非电极部位的内侧，在施加电压时液晶不均匀地取向，在上述的一对基板上，分别在厚度方向上穿设有多个孔，并且在上述孔中设置与上述公共电极和段电极的某一个连接的端子，在上述一对基板的一个上形成了用于注入液晶的注入口。根据该结构，通过孔，在基板的表面配置用于与公共电极和段电极连接的端子及液晶的注入口。此外，如上所述，由于在形成了多个的非电极部位的内侧，液晶分子不均匀地取向，因此，产生折射率从非电极部位的中心到周边变化的光的折射效果(透镜效果)，作为整个元件，得到同心圆状的折射率分布。从而，焦点移动而发挥光学变焦功能。此外，第十专利技术的特征是，在上述第九专利技术涉及的双单元结构的液晶元件中，不施加电压时的液晶的取向方向在2个液晶元件中正交。根据该结构，对不同的偏振(P偏振和S偏振)赋予规定的折射率分布。此外，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶元件，与透镜一起配置在光轴上构成光学变焦系统，通过施加电压形成折射率分布，发挥光学变焦功能，其结构在于，具有液晶和夹着上述液晶而对置的多个电极，在施加电压时，上述液晶的取向状态以上述光轴为中心同心状地变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：中川信义，
申请(专利权)人：碧理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]