液晶レンズ
【課題】液晶パネルの小型化を実現しながらも、十分な熱エネルギーが得られようにヒータの抵抗値を十分下げ、同時に、ヒータのパターン配線の自由度を増して位相変調電極群の有効円内を均一に加熱できるようにして、液晶層を所望の温度以上に維持し、低温下でも十分な速さで応答する液晶レンズを提供する。
【解決手段】フレキシブル回路基板に、液晶パネルに給電するための電極配線パターンを設けるとともに、位相変調電極群の円形外形よりも少なくとも大きな孔部と、孔部の外周に設けた液晶層を加熱するヒータと、ヒータに給電を行うヒータ配線パターンと、を設ける。そのフレキシブル回路基板を、孔部が液晶パネルの位相変調電極群の外周を囲うように透明基板の表面を覆って接合し、ヒータにより透明基板を介して液晶層を加熱できる構成とした。
【解決手段】フレキシブル回路基板に、液晶パネルに給電するための電極配線パターンを設けるとともに、位相変調電極群の円形外形よりも少なくとも大きな孔部と、孔部の外周に設けた液晶層を加熱するヒータと、ヒータに給電を行うヒータ配線パターンと、を設ける。そのフレキシブル回路基板を、孔部が液晶パネルの位相変調電極群の外周を囲うように透明基板の表面を覆って接合し、ヒータにより透明基板を介して液晶層を加熱できる構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの小型化を実現しながらも、十分な熱エネルギーが得られようにヒータの抵抗値を十分下げ、同時に、ヒータのパターン配線の自由度を増して位相変調電極群の有効円内を均一に加熱できるようにして、液晶層を所望の温度以上に維持し、低温下でも十分な速さで応答する液晶レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの焦点距離または焦点位置を変化させる合焦点機構として、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焦点を合わせる方式が広く用いられている。しかし、この方式では、レンズ駆動機構が必要であるため、機構が複雑になるという欠点や、レンズ駆動用モータに比較的多くの電力を要するという欠点がある。また、一般に耐衝撃性が低いという欠点もある。そこで、レンズ駆動機構が不要な合焦点機構として、液晶レンズの屈折率を変化させることにより焦点を合わせる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ただ液晶レンズを用いた可変焦点システムを考える際、問題になってくるのは液晶の応答速度である。液晶レンズに充填するネマティック液晶は、低温下では粘度の上昇により応答速度が遅くなることが知られている。
【０００４】
そこで、この液晶の応答速度を速くするために、ベンド配向と呼ばれる配向方法を用いたり（特許文献２参照）、液晶材料を高速応答性に優れる強誘電性液晶を用いたりする提案がされている。
【０００５】
また、液晶レンズの液晶を加熱するヒータを、液晶レンズの液晶屈折率変化を行うための位相変調電極群の外側の領域に設ける方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３０４７０８２号公報（第３−５頁、第１−４図）
【特許文献２】特開２００６−２９１２４３号公報（第６−１３頁、第１−１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、高速応答が可能なベンド配向や強誘電性液晶は、どちらも液晶のＯＮ／ＯＦＦ時の屈折率変化が小さいため、これらの手段を液晶レンズに使用した場合、可変焦点性能が著しく劣るという問題がある。
【０００８】
また、液晶レンズの液晶を加熱するヒータを、液晶レンズの液晶屈折率変化を行うための位相変調電極群の外側の領域に設ける手法においては、限られた供給電圧の条件で、より短時間に、十分な熱エネルギーを得るためには、ヒータの電気抵抗値を十分下げる必要がある。
【０００９】
このため、ヒータの材質はより抵抗値の低い金属膜をパターニングする事が望ましい。加えて抵抗値は導体の断面積に反比例するので、抵抗値を低くするためには、ヒータのパターンはより厚く・幅広くする事が望ましい。
【００１０】
ところがこの様な形態とするためには、液晶レンズの位相変調電極群のパターニングとは別の工程で、ヒータの電極パターン用に、金属膜をより厚く・幅広くパターニングする必要があるため、これにより液晶レンズの製造工程を複雑化し、製造歩留まりを低下させ
てしまう。また、幅広のヒータを設けるという事は、液晶レンズの平面サイズを大きくする事につながる。
【００１１】
更に、液晶レンズ内に位相変調電極群とヒータを同一平面内に混在させるためには、位相変調電極群へ給電するための電極配線パターンを避けて、ヒータとヒータに給電するためのヒータ配線パターンをレイアウトしなければならないた。そのため、このヒータは、円形外形である位相変調電極群を完全に取り囲む事ができず、可変焦点レンズとして作用する位相変調電極群の有効円内を均一に加熱することが難しい。
【００１２】
そこで本発明は上記課題を解決し、液晶パネルの小型化を実現しながらも、十分な熱エネルギーが得られようにヒータの抵抗値を十分下げ、同時に、ヒータのパターン配線の自由度を増して位相変調電極群の有効円内を均一に加熱できるようにして、液晶層を所望の温度以上に維持し、低温下でも十分な速さで応答する液晶レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の液晶レンズは、基本的には次のような構成を採用する。
【００１４】
本発明の液晶レンズは、外形が円形形状の位相変調電極群を有する第１の透明基板と、対向電極を有する第２の透明基板と、その二つの透明基板で狭持する液晶層と、第１または第２の透明基板表面に設けられ、位相変調電極群と対向電極に給電を行うための引き出し電極とを有し、可変焦点レンズとして機能する液晶パネルと、位相変調電極群と対向電極へ給電を行う電極配線パターンと、透明基板を介して液晶層を加熱するヒータと、そのヒータに給電を行うヒータ配線パターンとを有するフレキシブル回路基板とを備え、上記フレキシブル回路基板は、電極配線パターンが液晶パネルの引き出し電極に接続され、位相変調電極群の外形よりも少なくとも大きな内径の孔部を透して、位相変調電極群に対して入射光を導くように、透明基板の少なくとも一方の基板表面を覆って設けられるとともに、孔部の外周に設けたヒータにより液晶層を加熱することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の液晶レンズは、上述した孔部およびヒータの内径形状が、円形形状であり、位相変調電極群の外周とヒータの内周の間隔が、一定となるように配設されてなることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の液晶レンズは、液晶パネルに設けられたアライメントマークと、フレキシブル回路基板に設けられたマーク孔とによって、液晶パネルとフレキシブル回路基板の位置あわせされて固定されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の液晶レンズは、フレキシブル回路基板には温度センサが配設されてなり、その温度センサの検出温度に応じて、ヒータを制御することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の液晶レンズは、温度センサの前記フレキシブル回路基板への実装面とは反対側の上面を、フレキシブル回路基板を固定配置した液晶パネルにおける第１または第２の透明基板の辺とは異なる辺の領域に位置する基板表面に固着したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フレキシブル回路基板に、液晶パネルに給電するための電極配線パターンを設けると共に、液晶レンズを加熱するヒータおよびヒータ配線パターンを設けることにより、両者を同じ製造プロセスで形成することができるので、何ら特別な加工工程や
部品を追加せずにヒータを形成することができる。
【００２０】
また、ヒータを形成する導体は、一般的なフレキシブル回路基板で使用される導体であるので、その厚みは、液晶レンズの透明基板上に形成する場合よりも遥かに厚くする事が可能になる。従って、限られた供給電圧の条件で十分な熱エネルギーを得るために、ヒータの電気抵抗を下げたい場合、ヒータの厚みや幅を増す必要が生じても、柔軟に対応することができる。
【００２１】
また、フレキシブル回路基板にヒータを設けることにより、液晶パネルの引き出し電極の配線パターンとの干渉や、ヒータの配線により液晶パネルが大型化するなどの問題に影響されることなく、自由にヒータのパターンを設定することができる。
【００２２】
更に、フレキシブル回路基板上に形成したヒータが、液晶レンズの位相変調電極群の外周を完全に取り囲むように透明基板の表面を覆う事により、有効円内をより、均一に、効率よく加熱することができる。
【００２３】
この事により、ヒータの抵抗値を下げながらも、小型化を実現でき、同時にヒータ配線の自由度を増して位相変調電極群の有効円内を均一加熱をできるようにして、液晶層を所望の温度以上に維持し、低温下でも十分な速さで応答する液晶レンズを提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、図１から図６を参照して、本発明にかかる液晶レンズの好適な実施の形態を説明する。
【００２５】
まず、本発明の液晶レンズの概略構成について説明をする。図１は本発明の液晶レンズの全体構成の一例を示す分解斜視図である。
【００２６】
図１に示す様に、本発明の液晶レンズ１は、液晶パネル１０とフレキシブル回路基板２０を備えて構成される。この液晶パネル１０には外形が円形形状の位相変調電極群１０１を備え、この位相変調電極群１０１と図示しない対向電極に給電を行って、両電極間に挟持される液晶に屈折率分布を持たせることで可変焦点レンズとして機能する。また、フレキシブル回路基板２０は、液晶パネル１０へ給電を行うための電極配線パターン２１とともに、液晶パネル１０を加熱するためのヒータ２３を備え、液晶パネル１０への給電と液晶パネル１０の加熱を行うことができる様になっている。
【００２７】
次に、図２および図３を用いて、図１に示した液晶パネル１０の構成について、詳細に説明をする。図２は、本発明の液晶レンズにおける液晶パネルの構成例を示す断面図である。図３は、本発明の液晶レンズにおける液晶パネルの構成の一例を示す正面図である。
【００２８】
図２に示すように、液晶パネル１０は、例えば２枚の対向する透明基板１１、１２を有しており、透明基板１１の、透明基板１２との対向面には透明なパターン電極１３が形成されていて、透明基板１２の、透明基板１１との対向面には透明な対向電極１４が形成されている。そして、透明基板１１と、透明基板１２との間に例えばホモジニアス配向の液晶層１５が封入して構成される。
【００２９】
また、透明基板１１は、対向する透明基板１２に比べて平面形状を大きく設定し、少なくとも２辺に突出した面を有して、透明基板１２と対向して貼り合わされる。図２に示す符号１６は、第１の突出平面であり、符号１７が第２の突出平面である。第１の突出平面１６には、引き出し配線１０２が延長されている。
【００３０】
図３における符号１０１は、外形が円形形状の位相変調電極群、符号１０２ａは、位相変調電極群１０１に給電を行うための引き出し電極、符号１０２ｂは、対向する図には現れていない対向電極１４（図２参照）に給電を行うための引き出し電極である。つまり、透明基板１１上に形成されているパターン電極１３は、位相変調電極群１０１と、引き出し電極１０２ａ、１０２ｂにより構成されている。なお、図３における符号１０６は、シール部材、符号１０７は、アライメントマークを示す。
【００３１】
特に限定しないが、位相変調電極群１０１は、例えば円形状の中心部電極の回りに、変形の異なる複数の同心円の円周に沿って複数のＣ字状の輪帯電極が配置されたパターンで構成される。これら複数の輪帯電極の間は絶縁された空間となっており、各輪帯電極はそれぞれ独立に給電できるように、各々が引き出し電極１０２ａに繋がっている。引き出し電極１０２ａは、位相変調電極群１０１から引き出され、第１の突出平面１６上に一列に配列される。
【００３２】
また、第１の突出平面１６には、パターン電極１３に対向する図には現れていない対向電極１４と接続された引き出し電極１０２ｂが設けられている。この引き出し電極１０２ｂにはコモン電圧が印加される。
【００３３】
そして、この第１の突出平面１６には、後に述べるフレキシブル回路基板が接続され、液晶パネル１０の位相変調電極群１０１および対向電極１４に給電が行われる。
【００３４】
フレキシブル回路基板に接続された、複数の引き出し電極１０２ａには種々の電圧が印加されるが、その印加電圧に応じて、位相変調電極群１０１の各輪帯電極のそれぞれの電圧値が異なる状態とすることができる。つまり、位相変調電極群１０１によって、液晶層１５に電圧分布が生じる。この電圧分布を変化させることによって、液晶パネル１０の屈折率の分布が変化し、液晶パネル１０のレンズパワーを変えることができる。これにより、液晶パネル１０を凸レンズの状態にしたり、平行ガラスの状態にしたり、凹レンズの状態にすることで、可変焦点のレンズとして機能させることができる。
【００３５】
シール部材１０６は、外形が円形形状の位相変調電極群１０１の周縁部を封止し、また液晶パネル１０における液晶層１５（図２参照）の厚さは、シール部材１０６内に散布された図示しないスペーサ部材により一定に保たれている。
【００３６】
アライメントマーク１０７は、透明基板１１もしくは透明基板１２に設けられた位置決め用のマークである。このアライメントマーク１０７の形状は、例えば図３に示すように、円形状のパターンを一定距離離して２カ所設ける。そしてこのマークの形成方法は、パターン電極１３もしくは対向電極１４のパターニング時に電極膜と同じ材質で同時にパターニングする。また、後工程で印刷等の手段により設けても構わない。
【００３７】
本発明の液晶レンズでは特に限定しないが、一例として液晶パネル１０の寸法を下記に示す。
透明基板１１、１２の一辺の長さは、数ｍｍから十数ｍｍ程度、例えば６ｍｍである。また、透明基板１１、１２の厚さは、数百μｍ程度、例えば３００μｍである。液晶層１５の厚さは、数μｍから数十μｍ程度、例えば２５μｍである。位相変調電極群１０１の直径は数ｍｍ程度、例えば２．５ｍｍである。アライメントマーク１０７は、直径数百μｍ程度、例えば３００μｍである。
【００３８】
次に、図４を用いて本発明のフレキシブル回路基板２０について詳細に説明する。図４は本発明の液晶レンズにおけるフレキシブル回路基板の一例を示す正面図である。
【００３９】
一般的に、フレキシブル回路基板２０は、厚み３０μｍから１５０μｍのフィルム状の絶縁体表面に、厚み１０μｍから５０μｍ程度の導体箔を形成した構造となっており、柔軟性があり大きく変形させることが可能なプリント基板である。この絶縁体としてはポリイミド、導体として銅が用いられる。
【００４０】
図４における符号２１は、液晶パネル１０（図３参照）に給電を行うための電極配線パターン、符号２２は、液晶パネル１０の位相変調電極群１０１に対応して設けられた孔部、符号２３は、液晶パネル１０を加熱するヒータ、符号２４は、ヒータ２３に給電を行うためのヒータ配線パターン、符号２５は、液晶パネル１０のアライメントマーク１０７に対応して設けられた位置決め用のマーク孔、符号２６は、液晶パネル１０の温度を検出する温度センサ、符号２７は温度センサ２６に給電するための温度センサ配線パターン、符号２８は電極配線パターン２１と孔部２２の間に設けられたマド、をそれぞれ示している。
【００４１】
電極配線パターン２１は、液晶パネル１０に給電を行うため、図３に示した引き出し電極１０２ａ、１０２ｂに対応して設けられた金属の配線パターンである。その本数、配線のピッチ、パターン幅は、液晶レンズ１０の引き出し電極１０２ａ、１０２ｂに準ずる。
【００４２】
孔部２２は、液晶パネル１０の位相変調電極群１０１の外形よりも少なくとも大きな孔を有している。この孔部２２の形状は、特に限定しないが、例えば液晶パネル１０の位相変調電極群１０１の円形外形より若干大きな円形の孔とするのが望ましい。
【００４３】
ヒータ２３は、図２に示した透明基板１１または透明基板１２を介して液晶層１５を加熱するもので、電極配線パターン２１と同じ工程・同じ材質で形成されるフレキシブル回路基板２０上の金属の配線パターンである。つまり、フレキシブル回路基板２０上にヒータ２３を形成することで、液晶パネル１０の製造工程にヒータを形成する工程を追加したり、ヒータ用に新たな部品を追加したりすることなく、極めて容易にヒータ２３を形成することが可能となる。
【００４４】
また、ヒータ２３の形状は、特に限定しないが、例えば図４のように、孔部２２と相似形で、孔部２２を取り囲む幅一定の円形形状であり、かつヒータ２３に給電するためのヒータ配線パターン２４が、ヒータ２３の左右両端から引き出される形態となっている。このとき、ヒータ２３のパターン幅は、ヒータ配線パターン２４のパターン幅よりも狭く設定する。ヒータを含んだ配線経路の中で、部分的にパターン幅が狭い箇所は、電流密度が上がってより発熱するので、ヒータ２３のパターン幅を他よりも狭くすることにより、ヒータの円状部分だけを選択的により高く発熱させる事ができる。更にヒータ２３の円状経路内のパターン幅を一定にすることで、ヒータ２３の経路内は均一に発熱させることができる。
【００４５】
また、ヒータ２３をフレキシブル回路基板２０上に形成するメリットとして、ヒータ２３の導体厚を比較的容易に厚く設定できるという事が挙げられる。例えば、液晶パネル１０の透明基板上に蒸着やメッキでヒータを形成する場合には、一般的に厚みは１μｍ以下であるのに対し、フレキシブル回路基板２０上に形成する場合は、一般的なフレキシブル回路基板の導体厚を考えれば１０μｍから５０μｍ程度にする事ができる。
【００４６】
つまり、限られた供給電圧の条件で十分な熱エネルギーを得るために、ヒータの電気抵抗を下げたい場合、ヒータの厚みや幅を増す必要が生じても、柔軟に対応することができる。結果的に、ヒータの幅や厚みや引き回しを、柔軟に設定することができるようになり、より小型で、効率の良いヒータ２３を実現することが可能になる。
【００４７】
マーク孔２５は、フレキシブル回路基板２０と、液晶パネル１０とを位置決めするための孔である。液晶パネル１０に設けたアライメントマーク１０７に対応した位置に配置する。マーク孔２５の大きさは、アライメントマーク１０７の直径より若干大きく設定することが肝要である。すなわち、フレキシブル回路基板２０のマーク孔２５と、液晶パネル１０のアライメントマーク１０７を重ね合わせた時に、マーク孔２５の開口にアライメントマーク１０７が同心円状に見えるように設定する。
【００４８】
温度センサ２６は、液晶パネル１０の温度を検出するものであるが、ここではフレキシブル回路基板２０側に実装する。これにより、液晶パネル１０側に温度センサ２６用の配線パターンを別途作成する必要がなくなり、その分、液晶パネル１０を小型化できるだけでなく、液晶パネル１０の引き出し電極のパターンレイアウトや形状を、より柔軟に考慮することができるようになる。また、例えば温度の検出回路に、温度センサ２６以外のコンデンサや抵抗などの付帯部品が必要である場合も、同様にフレキシブル回路基板２０上に実装することで、配線や実装位置を柔軟に対応することができる。
【００４９】
マド２８は、液晶パネル１０とフレキシブル回路基板２０とを接続する際に、フレキシブル回路基板２０を曲げやすくするための抜き窓であるが、このマド２８を設けなくても構わない。
【００５０】
次に、図５及び図６を用いて、本発明の液晶レンズ１の構造を詳しく説明する。図５は、液晶パネル１０と、フレキシブル回路基板２０とを接続した状態の一例を示す正面図であり、図６は、液晶パネル１０と、フレキシブル回路基板２０とを接続した状態の一例を示す断面図である。
【００５１】
液晶パネル１０とフレキシブル回路基板２０との接続は、まず、アライメントマーク１０７と、マーク孔２５とを位置決めした状態で、透明基板１２上にフレキシブル回路基板２０を載置して固定する。フレキシブル回路基板２０と液晶パネル１０との固定方法は、例えば透明基板１２の外周部とフレキシブル回路基板２０の表面をＵＶ接着にて固定する。
【００５２】
次に、液晶パネル１０の第１の突出平面１６に露出している引き出し電極１０２ａ、１０２ｂと、フレキシブル回路基板２０の電極配線パターン２１とを、治具等で位置合わせした後に、電気的に接続する。ここでの接続方法は、例えば異方性導電シートを用いた熱圧着により行うことができる。これにより、フレキシブル回路基板２０は、液晶パネル１０の透明基板１２上と、第１の突出平面１６上と、二つの面に固定されることになる。この二つの面は図６に示すように、透明基板１２の厚みと、液晶層１５の厚みを加えた分の段差があるが、フレキシブル回路基板２０は柔軟性があるので、図６のように段差部付近で折り曲げることにより、異なる高さに接続することが可能となる。
【００５３】
ここで、液晶パネル１０と、フレキシブル回路基板２０とが、所定の位置に位置決め固定された状態では、フレキシブル回路基板２０の孔部２２が、位相変調電極群１０１を取り囲む様に重なって配置される。また、孔部２２は、位相変調電極群１０１の外形より少なくとも大きく設定しているので、位相変調電極群１０１への光の通過を、透明基板１２の上面に固定されたフレキシブル回路基板２０が妨げることはない。
【００５４】
また、この様にフレキシブル回路基板２０を液晶パネル１０に固定配置すれば、ヒータ２３が、位相変調電極群１０１を取り囲む様に当接される。このときヒータ２３の形状は、図５に示すように、ヒータ２３の内周が、位相変調電極群１０１の外周と間隔が一定となるような円形形状となっており、ヒータ２３の外周は、内周と幅一定となるような円形
形状となっている。この様にヒータ２３を曲率が一定で、かつ幅も一定の円形にする事で、ヒータ内での発熱のムラを低く抑えることができる。また、ヒータ２３と、位相変調電極群１０１との距離を一定となるように配設することで、ヒータ２３で発生した熱は透明基板１２を介して位相変調電極群１０１の円内へ効率良く伝わるので、結果として可変焦点レンズとして機能する位相変調電極群１０１上の液晶層１５を、均一に加熱することができる様になる。
【００５５】
温度センサ２６は、液晶パネル１０の第２の突出平面１７上に、フレキシブル回路基板２０への実装面とは反対側の上面を固着して載置される。この温度センサ２６の固着の方法は特に限定しないが、例えば熱伝導性のよいシリコーン接着剤を用いて固着する。この様にして、温度センサ２６は、ヒータ２３で液晶パネル１０を加熱した時の第２の突出平面１７上の温度を検出することになる。また、ヒータ２３によって加熱された液晶層１５の温度をできるだけ正確に検出するためには、温度センサ２６の位置は、できるだけ液晶層１５との温度差の少ない位置、すなわち、第２の突出平面１７上における位相変調電極群１０１にできるだけ近い位置に固着するのが望ましい。
【００５６】
この様に温度センサ２６を配置することで、温度センサ２６で検出した液晶層１５の温度に応じて、液晶層１５の温度が所定の値となるようにヒータ２３への電力供給が制御される。そして、低温の環境下でも、液晶層１５を所定の温度に保持することが可能となり、低温下でも応答速度の変わらない液晶レンズを実現することが可能となる。
【００５７】
なお、上記説明では、液晶パネル１０の引き出し電極１０２ａ、１０２ｂを形成した領域（第１の突出平面１６）と対向する辺（第２の突出平面１７）に温度センサ２６を載置する構成例を示したが、本発明の液晶レンズはこれに限定されるものではなく、第１の突出面１６と隣り合う領域にこの温度センサ２６を設けても構わない。
【００５８】
以上説明した様に、本発明の液晶レンズ１は、フレキシブル回路基板２０にヒータ２３を設けることにより、液晶パネル１０の引き出し電極１０２ａ、１０２ｂの配線パターンとの干渉や、ヒータの配線により液晶パネルが大型化する等の問題に影響されることなく、自由にヒータのパターンを設定することができる。また、限られた供給電圧の条件で十分な熱エネルギーを得るために、ヒータの電気抵抗を下げたい場合、ヒータの厚みや幅を増す必要が生じても、柔軟に対応することができる。結果的に、より小型で、効率の良いヒータを実現することが可能になる。
【００５９】
また、液晶パネル１０においても、ヒータや温度センサのパターンをレイアウトする必要が無くなり、より小型化したものにできるだけでなく、ヒータを形成する工程や、温度センサを実装する工程が必要ないので、製造工程がシンプルになり、歩留まりを向上させることにもつながる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明にかかる液晶レンズは、可変焦点を有するレンズを用いた自動合焦点装置に有用であり、特にカメラ、デジタルカメラ、ムービーカメラ、カメラ付き携帯電話のカメラ部、車等に搭載されて後方確認用モニタなどに用いられるカメラ、内視鏡のカメラ部などのレンズユニットの構造に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の液晶レンズの全体構成の一例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の液晶レンズにおける液晶パネルの構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の液晶レンズにおける液晶パネルの構成例を示す正面図である。
【図４】本発明の液晶レンズにおけるフレキシブル回路基板の一例を示す正面図である。
【図５】本発明の液晶レンズにおける液晶パネルとフレキシブル回路基板とを接続した状態の一例をしめす正面図である。
【図６】本発明の液晶レンズにおける液晶パネルとフレキシブル回路基板とを接続した状態の一例をしめす断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 液晶パネル
１１、１２ 透明基板
１３ パターン電極
１４ 対向電極
１５ 液晶層
１６ 第１の突出平面
１７ 第２の突出平面
２０ フレキシブル回路基板
２１ 電極配線パターン
２２ 孔部
２３ ヒータ
２４ ヒータ配線パターン
２５ マーク孔
２６ 温度センサ
２７ 温度センサ配線パターン
２８ マド
１０１ 位相変調電極群
１０２、１０２ａ、１０２ｂ 引き出し電極
１０６ シール部材
１０７ アライメントマーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの小型化を実現しながらも、十分な熱エネルギーが得られようにヒータの抵抗値を十分下げ、同時に、ヒータのパターン配線の自由度を増して位相変調電極群の有効円内を均一に加熱できるようにして、液晶層を所望の温度以上に維持し、低温下でも十分な速さで応答する液晶レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの焦点距離または焦点位置を変化させる合焦点機構として、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焦点を合わせる方式が広く用いられている。しかし、この方式では、レンズ駆動機構が必要であるため、機構が複雑になるという欠点や、レンズ駆動用モータに比較的多くの電力を要するという欠点がある。また、一般に耐衝撃性が低いという欠点もある。そこで、レンズ駆動機構が不要な合焦点機構として、液晶レンズの屈折率を変化させることにより焦点を合わせる方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ただ液晶レンズを用いた可変焦点システムを考える際、問題になってくるのは液晶の応答速度である。液晶レンズに充填するネマティック液晶は、低温下では粘度の上昇により応答速度が遅くなることが知られている。
【０００４】
そこで、この液晶の応答速度を速くするために、ベンド配向と呼ばれる配向方法を用いたり（特許文献２参照）、液晶材料を高速応答性に優れる強誘電性液晶を用いたりする提案がされている。
【０００５】
また、液晶レンズの液晶を加熱するヒータを、液晶レンズの液晶屈折率変化を行うための位相変調電極群の外側の領域に設ける方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３０４７０８２号公報（第３−５頁、第１−４図）
【特許文献２】特開２００６−２９１２４３号公報（第６−１３頁、第１−１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、高速応答が可能なベンド配向や強誘電性液晶は、どちらも液晶のＯＮ／ＯＦＦ時の屈折率変化が小さいため、これらの手段を液晶レンズに使用した場合、可変焦点性能が著しく劣るという問題がある。
【０００８】
また、液晶レンズの液晶を加熱するヒータを、液晶レンズの液晶屈折率変化を行うための位相変調電極群の外側の領域に設ける手法においては、限られた供給電圧の条件で、より短時間に、十分な熱エネルギーを得るためには、ヒータの電気抵抗値を十分下げる必要がある。
【０００９】
このため、ヒータの材質はより抵抗値の低い金属膜をパターニングする事が望ましい。加えて抵抗値は導体の断面積に反比例するので、抵抗値を低くするためには、ヒータのパターンはより厚く・幅広くする事が望ましい。
【００１０】
ところがこの様な形態とするためには、液晶レンズの位相変調電極群のパターニングとは別の工程で、ヒータの電極パターン用に、金属膜をより厚く・幅広くパターニングする必要があるため、これにより液晶レンズの製造工程を複雑化し、製造歩留まりを低下させ
てしまう。また、幅広のヒータを設けるという事は、液晶レンズの平面サイズを大きくする事につながる。
【００１１】
更に、液晶レンズ内に位相変調電極群とヒータを同一平面内に混在させるためには、位相変調電極群へ給電するための電極配線パターンを避けて、ヒータとヒータに給電するためのヒータ配線パターンをレイアウトしなければならないた。そのため、このヒータは、円形外形である位相変調電極群を完全に取り囲む事ができず、可変焦点レンズとして作用する位相変調電極群の有効円内を均一に加熱することが難しい。
【００１２】
そこで本発明は上記課題を解決し、液晶パネルの小型化を実現しながらも、十分な熱エネルギーが得られようにヒータの抵抗値を十分下げ、同時に、ヒータのパターン配線の自由度を増して位相変調電極群の有効円内を均一に加熱できるようにして、液晶層を所望の温度以上に維持し、低温下でも十分な速さで応答する液晶レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の液晶レンズは、基本的には次のような構成を採用する。
【００１４】
本発明の液晶レンズは、外形が円形形状の位相変調電極群を有する第１の透明基板と、対向電極を有する第２の透明基板と、その二つの透明基板で狭持する液晶層と、第１または第２の透明基板表面に設けられ、位相変調電極群と対向電極に給電を行うための引き出し電極とを有し、可変焦点レンズとして機能する液晶パネルと、位相変調電極群と対向電極へ給電を行う電極配線パターンと、透明基板を介して液晶層を加熱するヒータと、そのヒータに給電を行うヒータ配線パターンとを有するフレキシブル回路基板とを備え、上記フレキシブル回路基板は、電極配線パターンが液晶パネルの引き出し電極に接続され、位相変調電極群の外形よりも少なくとも大きな内径の孔部を透して、位相変調電極群に対して入射光を導くように、透明基板の少なくとも一方の基板表面を覆って設けられるとともに、孔部の外周に設けたヒータにより液晶層を加熱することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の液晶レンズは、上述した孔部およびヒータの内径形状が、円形形状であり、位相変調電極群の外周とヒータの内周の間隔が、一定となるように配設されてなることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の液晶レンズは、液晶パネルに設けられたアライメントマークと、フレキシブル回路基板に設けられたマーク孔とによって、液晶パネルとフレキシブル回路基板の位置あわせされて固定されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の液晶レンズは、フレキシブル回路基板には温度センサが配設されてなり、その温度センサの検出温度に応じて、ヒータを制御することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の液晶レンズは、温度センサの前記フレキシブル回路基板への実装面とは反対側の上面を、フレキシブル回路基板を固定配置した液晶パネルにおける第１または第２の透明基板の辺とは異なる辺の領域に位置する基板表面に固着したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フレキシブル回路基板に、液晶パネルに給電するための電極配線パターンを設けると共に、液晶レンズを加熱するヒータおよびヒータ配線パターンを設けることにより、両者を同じ製造プロセスで形成することができるので、何ら特別な加工工程や
部品を追加せずにヒータを形成することができる。
【００２０】
また、ヒータを形成する導体は、一般的なフレキシブル回路基板で使用される導体であるので、その厚みは、液晶レンズの透明基板上に形成する場合よりも遥かに厚くする事が可能になる。従って、限られた供給電圧の条件で十分な熱エネルギーを得るために、ヒータの電気抵抗を下げたい場合、ヒータの厚みや幅を増す必要が生じても、柔軟に対応することができる。
【００２１】
また、フレキシブル回路基板にヒータを設けることにより、液晶パネルの引き出し電極の配線パターンとの干渉や、ヒータの配線により液晶パネルが大型化するなどの問題に影響されることなく、自由にヒータのパターンを設定することができる。
【００２２】
更に、フレキシブル回路基板上に形成したヒータが、液晶レンズの位相変調電極群の外周を完全に取り囲むように透明基板の表面を覆う事により、有効円内をより、均一に、効率よく加熱することができる。
【００２３】
この事により、ヒータの抵抗値を下げながらも、小型化を実現でき、同時にヒータ配線の自由度を増して位相変調電極群の有効円内を均一加熱をできるようにして、液晶層を所望の温度以上に維持し、低温下でも十分な速さで応答する液晶レンズを提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、図１から図６を参照して、本発明にかかる液晶レンズの好適な実施の形態を説明する。
【００２５】
まず、本発明の液晶レンズの概略構成について説明をする。図１は本発明の液晶レンズの全体構成の一例を示す分解斜視図である。
【００２６】
図１に示す様に、本発明の液晶レンズ１は、液晶パネル１０とフレキシブル回路基板２０を備えて構成される。この液晶パネル１０には外形が円形形状の位相変調電極群１０１を備え、この位相変調電極群１０１と図示しない対向電極に給電を行って、両電極間に挟持される液晶に屈折率分布を持たせることで可変焦点レンズとして機能する。また、フレキシブル回路基板２０は、液晶パネル１０へ給電を行うための電極配線パターン２１とともに、液晶パネル１０を加熱するためのヒータ２３を備え、液晶パネル１０への給電と液晶パネル１０の加熱を行うことができる様になっている。
【００２７】
次に、図２および図３を用いて、図１に示した液晶パネル１０の構成について、詳細に説明をする。図２は、本発明の液晶レンズにおける液晶パネルの構成例を示す断面図である。図３は、本発明の液晶レンズにおける液晶パネルの構成の一例を示す正面図である。
【００２８】
図２に示すように、液晶パネル１０は、例えば２枚の対向する透明基板１１、１２を有しており、透明基板１１の、透明基板１２との対向面には透明なパターン電極１３が形成されていて、透明基板１２の、透明基板１１との対向面には透明な対向電極１４が形成されている。そして、透明基板１１と、透明基板１２との間に例えばホモジニアス配向の液晶層１５が封入して構成される。
【００２９】
また、透明基板１１は、対向する透明基板１２に比べて平面形状を大きく設定し、少なくとも２辺に突出した面を有して、透明基板１２と対向して貼り合わされる。図２に示す符号１６は、第１の突出平面であり、符号１７が第２の突出平面である。第１の突出平面１６には、引き出し配線１０２が延長されている。
【００３０】
図３における符号１０１は、外形が円形形状の位相変調電極群、符号１０２ａは、位相変調電極群１０１に給電を行うための引き出し電極、符号１０２ｂは、対向する図には現れていない対向電極１４（図２参照）に給電を行うための引き出し電極である。つまり、透明基板１１上に形成されているパターン電極１３は、位相変調電極群１０１と、引き出し電極１０２ａ、１０２ｂにより構成されている。なお、図３における符号１０６は、シール部材、符号１０７は、アライメントマークを示す。
【００３１】
特に限定しないが、位相変調電極群１０１は、例えば円形状の中心部電極の回りに、変形の異なる複数の同心円の円周に沿って複数のＣ字状の輪帯電極が配置されたパターンで構成される。これら複数の輪帯電極の間は絶縁された空間となっており、各輪帯電極はそれぞれ独立に給電できるように、各々が引き出し電極１０２ａに繋がっている。引き出し電極１０２ａは、位相変調電極群１０１から引き出され、第１の突出平面１６上に一列に配列される。
【００３２】
また、第１の突出平面１６には、パターン電極１３に対向する図には現れていない対向電極１４と接続された引き出し電極１０２ｂが設けられている。この引き出し電極１０２ｂにはコモン電圧が印加される。
【００３３】
そして、この第１の突出平面１６には、後に述べるフレキシブル回路基板が接続され、液晶パネル１０の位相変調電極群１０１および対向電極１４に給電が行われる。
【００３４】
フレキシブル回路基板に接続された、複数の引き出し電極１０２ａには種々の電圧が印加されるが、その印加電圧に応じて、位相変調電極群１０１の各輪帯電極のそれぞれの電圧値が異なる状態とすることができる。つまり、位相変調電極群１０１によって、液晶層１５に電圧分布が生じる。この電圧分布を変化させることによって、液晶パネル１０の屈折率の分布が変化し、液晶パネル１０のレンズパワーを変えることができる。これにより、液晶パネル１０を凸レンズの状態にしたり、平行ガラスの状態にしたり、凹レンズの状態にすることで、可変焦点のレンズとして機能させることができる。
【００３５】
シール部材１０６は、外形が円形形状の位相変調電極群１０１の周縁部を封止し、また液晶パネル１０における液晶層１５（図２参照）の厚さは、シール部材１０６内に散布された図示しないスペーサ部材により一定に保たれている。
【００３６】
アライメントマーク１０７は、透明基板１１もしくは透明基板１２に設けられた位置決め用のマークである。このアライメントマーク１０７の形状は、例えば図３に示すように、円形状のパターンを一定距離離して２カ所設ける。そしてこのマークの形成方法は、パターン電極１３もしくは対向電極１４のパターニング時に電極膜と同じ材質で同時にパターニングする。また、後工程で印刷等の手段により設けても構わない。
【００３７】
本発明の液晶レンズでは特に限定しないが、一例として液晶パネル１０の寸法を下記に示す。
透明基板１１、１２の一辺の長さは、数ｍｍから十数ｍｍ程度、例えば６ｍｍである。また、透明基板１１、１２の厚さは、数百μｍ程度、例えば３００μｍである。液晶層１５の厚さは、数μｍから数十μｍ程度、例えば２５μｍである。位相変調電極群１０１の直径は数ｍｍ程度、例えば２．５ｍｍである。アライメントマーク１０７は、直径数百μｍ程度、例えば３００μｍである。
【００３８】
次に、図４を用いて本発明のフレキシブル回路基板２０について詳細に説明する。図４は本発明の液晶レンズにおけるフレキシブル回路基板の一例を示す正面図である。
【００３９】
一般的に、フレキシブル回路基板２０は、厚み３０μｍから１５０μｍのフィルム状の絶縁体表面に、厚み１０μｍから５０μｍ程度の導体箔を形成した構造となっており、柔軟性があり大きく変形させることが可能なプリント基板である。この絶縁体としてはポリイミド、導体として銅が用いられる。
【００４０】
図４における符号２１は、液晶パネル１０（図３参照）に給電を行うための電極配線パターン、符号２２は、液晶パネル１０の位相変調電極群１０１に対応して設けられた孔部、符号２３は、液晶パネル１０を加熱するヒータ、符号２４は、ヒータ２３に給電を行うためのヒータ配線パターン、符号２５は、液晶パネル１０のアライメントマーク１０７に対応して設けられた位置決め用のマーク孔、符号２６は、液晶パネル１０の温度を検出する温度センサ、符号２７は温度センサ２６に給電するための温度センサ配線パターン、符号２８は電極配線パターン２１と孔部２２の間に設けられたマド、をそれぞれ示している。
【００４１】
電極配線パターン２１は、液晶パネル１０に給電を行うため、図３に示した引き出し電極１０２ａ、１０２ｂに対応して設けられた金属の配線パターンである。その本数、配線のピッチ、パターン幅は、液晶レンズ１０の引き出し電極１０２ａ、１０２ｂに準ずる。
【００４２】
孔部２２は、液晶パネル１０の位相変調電極群１０１の外形よりも少なくとも大きな孔を有している。この孔部２２の形状は、特に限定しないが、例えば液晶パネル１０の位相変調電極群１０１の円形外形より若干大きな円形の孔とするのが望ましい。
【００４３】
ヒータ２３は、図２に示した透明基板１１または透明基板１２を介して液晶層１５を加熱するもので、電極配線パターン２１と同じ工程・同じ材質で形成されるフレキシブル回路基板２０上の金属の配線パターンである。つまり、フレキシブル回路基板２０上にヒータ２３を形成することで、液晶パネル１０の製造工程にヒータを形成する工程を追加したり、ヒータ用に新たな部品を追加したりすることなく、極めて容易にヒータ２３を形成することが可能となる。
【００４４】
また、ヒータ２３の形状は、特に限定しないが、例えば図４のように、孔部２２と相似形で、孔部２２を取り囲む幅一定の円形形状であり、かつヒータ２３に給電するためのヒータ配線パターン２４が、ヒータ２３の左右両端から引き出される形態となっている。このとき、ヒータ２３のパターン幅は、ヒータ配線パターン２４のパターン幅よりも狭く設定する。ヒータを含んだ配線経路の中で、部分的にパターン幅が狭い箇所は、電流密度が上がってより発熱するので、ヒータ２３のパターン幅を他よりも狭くすることにより、ヒータの円状部分だけを選択的により高く発熱させる事ができる。更にヒータ２３の円状経路内のパターン幅を一定にすることで、ヒータ２３の経路内は均一に発熱させることができる。
【００４５】
また、ヒータ２３をフレキシブル回路基板２０上に形成するメリットとして、ヒータ２３の導体厚を比較的容易に厚く設定できるという事が挙げられる。例えば、液晶パネル１０の透明基板上に蒸着やメッキでヒータを形成する場合には、一般的に厚みは１μｍ以下であるのに対し、フレキシブル回路基板２０上に形成する場合は、一般的なフレキシブル回路基板の導体厚を考えれば１０μｍから５０μｍ程度にする事ができる。
【００４６】
つまり、限られた供給電圧の条件で十分な熱エネルギーを得るために、ヒータの電気抵抗を下げたい場合、ヒータの厚みや幅を増す必要が生じても、柔軟に対応することができる。結果的に、ヒータの幅や厚みや引き回しを、柔軟に設定することができるようになり、より小型で、効率の良いヒータ２３を実現することが可能になる。
【００４７】
マーク孔２５は、フレキシブル回路基板２０と、液晶パネル１０とを位置決めするための孔である。液晶パネル１０に設けたアライメントマーク１０７に対応した位置に配置する。マーク孔２５の大きさは、アライメントマーク１０７の直径より若干大きく設定することが肝要である。すなわち、フレキシブル回路基板２０のマーク孔２５と、液晶パネル１０のアライメントマーク１０７を重ね合わせた時に、マーク孔２５の開口にアライメントマーク１０７が同心円状に見えるように設定する。
【００４８】
温度センサ２６は、液晶パネル１０の温度を検出するものであるが、ここではフレキシブル回路基板２０側に実装する。これにより、液晶パネル１０側に温度センサ２６用の配線パターンを別途作成する必要がなくなり、その分、液晶パネル１０を小型化できるだけでなく、液晶パネル１０の引き出し電極のパターンレイアウトや形状を、より柔軟に考慮することができるようになる。また、例えば温度の検出回路に、温度センサ２６以外のコンデンサや抵抗などの付帯部品が必要である場合も、同様にフレキシブル回路基板２０上に実装することで、配線や実装位置を柔軟に対応することができる。
【００４９】
マド２８は、液晶パネル１０とフレキシブル回路基板２０とを接続する際に、フレキシブル回路基板２０を曲げやすくするための抜き窓であるが、このマド２８を設けなくても構わない。
【００５０】
次に、図５及び図６を用いて、本発明の液晶レンズ１の構造を詳しく説明する。図５は、液晶パネル１０と、フレキシブル回路基板２０とを接続した状態の一例を示す正面図であり、図６は、液晶パネル１０と、フレキシブル回路基板２０とを接続した状態の一例を示す断面図である。
【００５１】
液晶パネル１０とフレキシブル回路基板２０との接続は、まず、アライメントマーク１０７と、マーク孔２５とを位置決めした状態で、透明基板１２上にフレキシブル回路基板２０を載置して固定する。フレキシブル回路基板２０と液晶パネル１０との固定方法は、例えば透明基板１２の外周部とフレキシブル回路基板２０の表面をＵＶ接着にて固定する。
【００５２】
次に、液晶パネル１０の第１の突出平面１６に露出している引き出し電極１０２ａ、１０２ｂと、フレキシブル回路基板２０の電極配線パターン２１とを、治具等で位置合わせした後に、電気的に接続する。ここでの接続方法は、例えば異方性導電シートを用いた熱圧着により行うことができる。これにより、フレキシブル回路基板２０は、液晶パネル１０の透明基板１２上と、第１の突出平面１６上と、二つの面に固定されることになる。この二つの面は図６に示すように、透明基板１２の厚みと、液晶層１５の厚みを加えた分の段差があるが、フレキシブル回路基板２０は柔軟性があるので、図６のように段差部付近で折り曲げることにより、異なる高さに接続することが可能となる。
【００５３】
ここで、液晶パネル１０と、フレキシブル回路基板２０とが、所定の位置に位置決め固定された状態では、フレキシブル回路基板２０の孔部２２が、位相変調電極群１０１を取り囲む様に重なって配置される。また、孔部２２は、位相変調電極群１０１の外形より少なくとも大きく設定しているので、位相変調電極群１０１への光の通過を、透明基板１２の上面に固定されたフレキシブル回路基板２０が妨げることはない。
【００５４】
また、この様にフレキシブル回路基板２０を液晶パネル１０に固定配置すれば、ヒータ２３が、位相変調電極群１０１を取り囲む様に当接される。このときヒータ２３の形状は、図５に示すように、ヒータ２３の内周が、位相変調電極群１０１の外周と間隔が一定となるような円形形状となっており、ヒータ２３の外周は、内周と幅一定となるような円形
形状となっている。この様にヒータ２３を曲率が一定で、かつ幅も一定の円形にする事で、ヒータ内での発熱のムラを低く抑えることができる。また、ヒータ２３と、位相変調電極群１０１との距離を一定となるように配設することで、ヒータ２３で発生した熱は透明基板１２を介して位相変調電極群１０１の円内へ効率良く伝わるので、結果として可変焦点レンズとして機能する位相変調電極群１０１上の液晶層１５を、均一に加熱することができる様になる。
【００５５】
温度センサ２６は、液晶パネル１０の第２の突出平面１７上に、フレキシブル回路基板２０への実装面とは反対側の上面を固着して載置される。この温度センサ２６の固着の方法は特に限定しないが、例えば熱伝導性のよいシリコーン接着剤を用いて固着する。この様にして、温度センサ２６は、ヒータ２３で液晶パネル１０を加熱した時の第２の突出平面１７上の温度を検出することになる。また、ヒータ２３によって加熱された液晶層１５の温度をできるだけ正確に検出するためには、温度センサ２６の位置は、できるだけ液晶層１５との温度差の少ない位置、すなわち、第２の突出平面１７上における位相変調電極群１０１にできるだけ近い位置に固着するのが望ましい。
【００５６】
この様に温度センサ２６を配置することで、温度センサ２６で検出した液晶層１５の温度に応じて、液晶層１５の温度が所定の値となるようにヒータ２３への電力供給が制御される。そして、低温の環境下でも、液晶層１５を所定の温度に保持することが可能となり、低温下でも応答速度の変わらない液晶レンズを実現することが可能となる。
【００５７】
なお、上記説明では、液晶パネル１０の引き出し電極１０２ａ、１０２ｂを形成した領域（第１の突出平面１６）と対向する辺（第２の突出平面１７）に温度センサ２６を載置する構成例を示したが、本発明の液晶レンズはこれに限定されるものではなく、第１の突出面１６と隣り合う領域にこの温度センサ２６を設けても構わない。
【００５８】
以上説明した様に、本発明の液晶レンズ１は、フレキシブル回路基板２０にヒータ２３を設けることにより、液晶パネル１０の引き出し電極１０２ａ、１０２ｂの配線パターンとの干渉や、ヒータの配線により液晶パネルが大型化する等の問題に影響されることなく、自由にヒータのパターンを設定することができる。また、限られた供給電圧の条件で十分な熱エネルギーを得るために、ヒータの電気抵抗を下げたい場合、ヒータの厚みや幅を増す必要が生じても、柔軟に対応することができる。結果的に、より小型で、効率の良いヒータを実現することが可能になる。
【００５９】
また、液晶パネル１０においても、ヒータや温度センサのパターンをレイアウトする必要が無くなり、より小型化したものにできるだけでなく、ヒータを形成する工程や、温度センサを実装する工程が必要ないので、製造工程がシンプルになり、歩留まりを向上させることにもつながる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明にかかる液晶レンズは、可変焦点を有するレンズを用いた自動合焦点装置に有用であり、特にカメラ、デジタルカメラ、ムービーカメラ、カメラ付き携帯電話のカメラ部、車等に搭載されて後方確認用モニタなどに用いられるカメラ、内視鏡のカメラ部などのレンズユニットの構造に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の液晶レンズの全体構成の一例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の液晶レンズにおける液晶パネルの構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の液晶レンズにおける液晶パネルの構成例を示す正面図である。
【図４】本発明の液晶レンズにおけるフレキシブル回路基板の一例を示す正面図である。
【図５】本発明の液晶レンズにおける液晶パネルとフレキシブル回路基板とを接続した状態の一例をしめす正面図である。
【図６】本発明の液晶レンズにおける液晶パネルとフレキシブル回路基板とを接続した状態の一例をしめす断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 液晶パネル
１１、１２ 透明基板
１３ パターン電極
１４ 対向電極
１５ 液晶層
１６ 第１の突出平面
１７ 第２の突出平面
２０ フレキシブル回路基板
２１ 電極配線パターン
２２ 孔部
２３ ヒータ
２４ ヒータ配線パターン
２５ マーク孔
２６ 温度センサ
２７ 温度センサ配線パターン
２８ マド
１０１ 位相変調電極群
１０２、１０２ａ、１０２ｂ 引き出し電極
１０６ シール部材
１０７ アライメントマーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形が円形形状の位相変調電極群を有する第１の透明基板と、対向電極を有する第２の透明基板と、前記第１、第２の透明基板で狭持する液晶層と、前記第１または第２の透明基板表面に設けられ、前記位相変調電極群と前記対向電極に給電を行うための引き出し電極とを有し、可変焦点レンズとして機能する液晶パネルと、
前記位相変調電極群と前記対向電極へ給電を行う電極配線パターンと、前記透明基板を介して前記液晶層を加熱するヒータと、当該ヒータに給電を行うヒータ配線パターンと、を有するフレキシブル回路基板と、を備え、
前記フレキシブル回路基板は、前記電極配線パターンが前記液晶パネルの引き出し電極に接続され、前記位相変調電極群の外形よりも少なくとも大きな内径の孔部を透して、前記位相変調電極群に対して入射光を導くように、前記透明基板の少なくとも一方の基板表面を覆って設けられるとともに、前記孔部の外周に設けたヒータにより前記液晶層を加熱する
ことを特徴とする液晶レンズ。
【請求項２】
前記孔部およびヒータの内径形状は、円形形状であり、
位相変調電極群の外周とヒータの内周の間隔が、一定となるように配設されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶レンズ。
【請求項３】
前記液晶パネルに設けられたアライメントマークと、前記フレキシブル回路基板に設けられたマーク孔とによって、前記液晶パネルと前記フレキシブル回路基板が位置合わせされて固定されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶レンズ。
【請求項４】
前記フレキシブル回路基板には温度センサが配設されてなり、当該温度センサの検出温度に応じて、前記ヒータを制御する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶レンズ。
【請求項５】
前記温度センサの前記フレキシブル回路基板への実装面とは反対側の上面を、前記フレキシブル回路基板を固定配置した前記液晶パネルにおける、前記透明基板の辺とは異なる辺の領域に位置する基板表面に固着した
ことを特徴とする請求項４に記載の液晶レンズ。
【請求項１】
外形が円形形状の位相変調電極群を有する第１の透明基板と、対向電極を有する第２の透明基板と、前記第１、第２の透明基板で狭持する液晶層と、前記第１または第２の透明基板表面に設けられ、前記位相変調電極群と前記対向電極に給電を行うための引き出し電極とを有し、可変焦点レンズとして機能する液晶パネルと、
前記位相変調電極群と前記対向電極へ給電を行う電極配線パターンと、前記透明基板を介して前記液晶層を加熱するヒータと、当該ヒータに給電を行うヒータ配線パターンと、を有するフレキシブル回路基板と、を備え、
前記フレキシブル回路基板は、前記電極配線パターンが前記液晶パネルの引き出し電極に接続され、前記位相変調電極群の外形よりも少なくとも大きな内径の孔部を透して、前記位相変調電極群に対して入射光を導くように、前記透明基板の少なくとも一方の基板表面を覆って設けられるとともに、前記孔部の外周に設けたヒータにより前記液晶層を加熱する
ことを特徴とする液晶レンズ。
【請求項２】
前記孔部およびヒータの内径形状は、円形形状であり、
位相変調電極群の外周とヒータの内周の間隔が、一定となるように配設されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶レンズ。
【請求項３】
前記液晶パネルに設けられたアライメントマークと、前記フレキシブル回路基板に設けられたマーク孔とによって、前記液晶パネルと前記フレキシブル回路基板が位置合わせされて固定されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶レンズ。
【請求項４】
前記フレキシブル回路基板には温度センサが配設されてなり、当該温度センサの検出温度に応じて、前記ヒータを制御する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶レンズ。
【請求項５】
前記温度センサの前記フレキシブル回路基板への実装面とは反対側の上面を、前記フレキシブル回路基板を固定配置した前記液晶パネルにおける、前記透明基板の辺とは異なる辺の領域に位置する基板表面に固着した
ことを特徴とする請求項４に記載の液晶レンズ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２０９６１４（Ｐ２００８−２０９６１４Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４５５４０（Ｐ２００７−４５５４０）
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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