液晶光學(xué)元件和成像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種液晶光學(xué)元件和成像設(shè)備。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，液晶光學(xué)元件包括第一基板單元、第二基板單元、和設(shè)置在兩者之間的液晶層。該第一基板單元包括第一基板、設(shè)置在其上的多個(gè)第一電極、和設(shè)置在兩個(gè)最接近第一電極之間的第二電極。該第二電極，相對于兩個(gè)最接近第一電極中的一個(gè)電極和另一個(gè)電極之間的中心軸非對稱。該第二基板單元包括與第一基板相對的第二基板、和設(shè)置在該第二基板上的對電極。液晶層具有位于第一基板單元一側(cè)上的第一部分和位于第二基板單元側(cè)上的第二部分；且位于第一部分中的液晶具有垂直取向，且位于第二部分中的液晶具有水平取向。
【專利說明】液晶光學(xué)元件和成像設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于2012年10月23日提交的日本專利申請N0.2012-233450并要求其優(yōu)先權(quán)的權(quán)益；該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]各實(shí)施例一般地涉及液晶光學(xué)元件和成像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]存在根據(jù)電壓的施加通過利用液晶分子的雙折射來改變折射率分布的液晶光學(xué)元件。還存在其中將這樣的液晶光學(xué)元件與圖形顯示單元組合的立體圖像顯示設(shè)備。
[0005]通過改變液晶光學(xué)元件的折射率分布，立體圖像顯示設(shè)備在其中使得由圖像顯示單元顯示的圖像如在圖像顯示單元上顯示一樣入射到查看者的眼睛上的狀態(tài)與其中使得由圖像顯示單元顯示的圖像如多幅視差圖像一樣入射到查看者的眼睛上的狀態(tài)之間切換。由此，實(shí)現(xiàn)高清晰度的二維圖像顯示操作和三維圖像顯示操作，其中三維圖像顯示操作包括由于多幅視差圖像引起的自動(dòng)的立體查看。期望實(shí)現(xiàn)在立體圖像顯示設(shè)備中使用的液晶光學(xué)元件的良好光學(xué)特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的示意剖視圖；
[0007]圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像設(shè)備的示意圖；
[0008]圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像設(shè)備的示意透視圖；
[0009]圖4A和4B是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像設(shè)備的操作的示意剖視圖；
[0010]圖5是示出根據(jù)參考示例的液晶光學(xué)元件的示意剖視圖；
[0011]圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的示意剖視圖；
[0012]圖7是示出液晶光學(xué)元件的特性的圖；
[0013]圖8是示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的示意剖視圖；
[0014]圖9是示出根據(jù)參考示例的液晶光學(xué)元件的示意剖視圖；
[0015]圖10是示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的示意剖視圖；
[0016]圖11是示出液晶光學(xué)元件的特性的圖；
[0017]圖12是示出根據(jù)第三實(shí)施例的圖像設(shè)備的示意透視圖；和
[0018]圖13是示出根據(jù)第四實(shí)施例的圖像設(shè)備的示意剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]根據(jù)一實(shí)施例，液晶光學(xué)兀件包括第一基板單兀、第二基板單兀、和設(shè)置于該第一基板單元和該第二基板單元之間的液晶層。該第一基板單元包括具有第一主表面的第一基板，設(shè)置在第一主表面上以沿著第一方向延伸的多個(gè)第一電極，和設(shè)置在位于該第一主表面上的多個(gè)第一電極中兩個(gè)最接近的第一電極之間的第二電極。該第二電極沿該第一方向延伸；且該第二電極相對于平行第一方向的中心軸并不對稱并通過一線段的中點(diǎn)，該線段將兩個(gè)最接近第一電極中的一個(gè)電極在第二方向的中心與兩個(gè)最接近第一電極中的另一個(gè)電極在第二方向的中心連接，其中第二方向與該第一主表面平行且與第一方向垂直。第二基板單元包括具有與第一主表面相對的第二主表面的第二基板、以及設(shè)置在第二主表面上與該第一電極和第二電極相對的對電極(opposing electrode)。液晶層具有位于第一基板單元側(cè)上的第一部分和位于第二基板單元側(cè)上的第二部分；在該第一部分中的液晶具有垂直對齊；且在該第二部分中的液晶具有沿第二方向的水平對齊。
[0020]現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述各實(shí)施例。
[0021]這些附圖是示意性的或概念性的；并且各部分的厚度和寬度之間、各部分之間的尺寸比例之間的關(guān)系等不一定與其實(shí)際值相同。此外，尺寸和/或比例在附圖之間甚至對于相同部分也可不同地示出。
[0022]在本申請的附圖和說明書中，與關(guān)于上文中的附圖所描述的那些組分類似的組分被標(biāo)示為類似的附圖標(biāo)記，并且酌情省略詳細(xì)描述。
[0023]第一實(shí)施例
[0024]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的配置的示意剖視圖。
[0025]如圖1中所示，液晶光學(xué)元件110包括第一基板單元I Is、第二基板單元12s、和液晶層30。
[0026]第一基板單兀Ils包括第一基板11、多個(gè)第一電極21、和第二電極22。
[0027]第一基板11具有第一主表面11a。多個(gè)第一電極21設(shè)置在第一主表面Ila上。第一電極21沿著第一方向延伸。第一方向是與第一主表面Ila平行的任何方向。
[0028]與該第一主表面Ila垂直的方向被取為Z-軸方向。與Z軸方向垂直的一個(gè)方向被取為X軸方向。與Z軸方向和X軸方向垂直的方向被取為Y軸方向。例如，Y軸方向被取為第一方向。X軸方向被取為第二方向。在下文的描述中，+X軸方向是X軸的正方向；且-X軸方向是X軸的負(fù)方向。對于Y軸方向和Z軸方向，這是類似的。
[0029]在第一主表面上設(shè)置第二電極22。該第二電極22在多個(gè)第一電極21的兩個(gè)最接近第一電極21之間在第一方向(Y軸方向)上延伸。例如，第二電極22被設(shè)置在兩個(gè)最接近第一電極21中的一個(gè)電極21p和最接近第一電極21中的另一個(gè)電極21q之間。第二電極22被設(shè)置在兩個(gè)最接近第一電極21之間的每一個(gè)空間中。
[0030]例如，多個(gè)第一電極21之間的間距以及第二電極22之間的間距是恒定的。例如，第一電極21的圖案配置和第二電極22的圖案配置是帶狀配置。下面描述第一電極21和第二電極22的部署的示例。
[0031]第二基板單元12s包括第二基板20和對電極23。第二基板12具有第二主表面12a。第二主表面12a與第一主表面Ila相對。第二主表面12a大致平行于第一主表面11a。對電極23設(shè)置在第二主表面12a上。對電極23與多個(gè)第一電極21和多個(gè)第二電極22中的每一個(gè)相對。對電極23具有與第一電極21相對的部分23c和與第二電極22相對的部分 23b ο
[0032]盡管對電極23被圖示為圖1的第二主表面12a上的連續(xù)體，但這并不限于此。例如，對電極23可被設(shè)置在具有裂縫的配置內(nèi)。[0033]液晶層30設(shè)置在第一基板單元Ils和第二基板單元12s之間。液晶層30包括含有多個(gè)液晶分子35的液晶36。液晶36是液晶介質(zhì)。例如，液晶層30可包括向列液晶。液晶層30的介電各向異性為正或負(fù)。下文中，將描述其中具有正介電各向異性的向列液晶被用作液晶層30的情況。
[0034]第一取向膜31被設(shè)置在液晶層30和第一電極21之間、液晶層30和第二電極22之間。第一取向膜31被包括在第一基板單元Ils中。第一取向膜31使得液晶分子35具有垂直取向。如下所述，在第一基板單元Ils側(cè)的液晶36的定向器可不具有嚴(yán)格的垂直取向。
[0035]第二取向膜32被設(shè)置在對電極23和液晶層30之間。第二取向膜32被包括在第二基板單元12s中。第二取向膜32使得液晶分子35具有水平取向。第二取向膜32使得液晶36的定向器(長軸)沿X-軸方向。在該實(shí)施例中，液晶36定向器可并不與X-軸方向嚴(yán)格平行。定向器和定向器投射在第一主表面Ila上的分量之間角度的絕對值不大于15度。其中液晶36的定向器具有水平取向的狀態(tài)被認(rèn)為是其中定向器和定向器投射在第一主表面Ila上的分量之間角度的絕對值不大于15度的狀態(tài)。
[0036]在其中沒有在對電極23與第一電極21之間和對電極23與第二電極22之間施加電壓的狀態(tài)(不活動(dòng)狀態(tài))中形成HAN (混合排列向列)取向。在該HAN取向中，該取向在第一基板側(cè)是垂直取向，且在第二基板側(cè)是水平取向。液晶層30的第一部分30p在第一基板單元Ils側(cè)上具有垂直取向。液晶層30的第二部分30h在第二基板單元12s側(cè)上具有水平取向。在水平取向中，液晶分子35的長軸沿X-軸方向。
[0037]在水平取向中，預(yù)先傾斜角度不小于0°且不大于30°。預(yù)先傾斜角度是液晶36的定向器與第一主表面Ila之間的角度。在垂直取向中，預(yù)先傾斜角度不小于60°且不大于90°。取向軸與水平側(cè)平行。
[0038]預(yù)先傾斜的方向是液晶36的定向器在X-Y平面上傾斜的方向。例如，預(yù)先傾斜的方向可由晶體旋轉(zhuǎn)法所確定。也可通過向液晶層30施加電壓來改變液晶取向并觀察此時(shí)液晶層30的光學(xué)特性，從而確定預(yù)先傾斜的方向。
[0039]第一基板11、第二基板12、第一電極21、第二電極22、和對電極23可包括透明材料。第一基板11和第二基板12可包括例如玻璃、樹脂等。例如，第一電極21、第二電極22、和對電極22包括具有從由In、Sn、Zn和Ti組成的組中選擇的至少一種元素的氧化物。例如，第一電極21、第二電極22、和對電極23可包括ITO (氧化銦錫)。第一電極21、第二電極22、和對電極23可包括薄金屬層。
[0040]第一取向膜31和第二取向膜32可包括例如聚酰亞胺。第一取向膜31的材料不同于第二取向膜32的材料。例如，第二取向膜32的表面能大于第一取向膜31的表面能。
[0041]現(xiàn)在將關(guān)注第一基板單元Ils的兩個(gè)最接近第一電極21的一個(gè)電極21p和最接近第一電極21的另一個(gè)電極21q。在上述一個(gè)電極21p和上述另一個(gè)電極21q之間存在中心軸2lex。中心軸2Icx與Y-軸方向(第一方向)平行來通過將上述一個(gè)電極2Ip的第二方向中心21pc和上述另一個(gè)電極21q的第二方向中心21qc連接的線段的中點(diǎn)21c。
[0042]在與第一主表面Ila正交且通過中心軸21cx的直線和與第一主表面Ila正交且通過上述一個(gè)電極21p的中心21pc的直線之間的區(qū)域被取為第一區(qū)域Rl。在與第一主表面Ila正交且通過中心軸21cx的直線和與第一主表面Ila正交且通過上述另一個(gè)電極21q的中心21qc的直線之間的區(qū)域被取為第二區(qū)域R2。
[0043]第二電極22相對于中心軸21cx非對稱。在該示例中，在兩個(gè)最接近第一電極之間(一個(gè)電極21p和另一個(gè)電極21q之間)設(shè)置一個(gè)第二電極22。該第二電極22設(shè)置于第二區(qū)域R2中；且第二電極22未被設(shè)置于第一區(qū)域Rl中。因此，其中第二電極22相對中心軸21cx非對稱的狀態(tài)包括其中第二電極22被設(shè)置于由中心軸21cx所劃分的位于兩個(gè)第一電極21之間的一個(gè)區(qū)域內(nèi)且第二電極22沒有被設(shè)置于由中心軸21cx所劃分的位于兩個(gè)第一電極21之間的另一個(gè)區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)。
[0044]在其中一個(gè)第二電極22被設(shè)置在兩個(gè)第一電極21之間的情況下，其中第二電極22相對于中心軸21cx非對稱的狀態(tài)包括其中第二電極22的第二方向中心沒有與中心軸21cx重疊。
[0045]可在兩個(gè)第一電極21之間設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)第二電極22。在這樣的情況下，多個(gè)第二電極22相對中心軸21cx非對稱。
[0046]在其中一個(gè)第二電極22被設(shè)置在上述一個(gè)電極21p和上述另一個(gè)電極21q之間的情況下，一個(gè)電極21p和第二電極22之間的距離(X-軸方向的距離)被取為第一距離dl2。另一個(gè)電極21q和第二電極22之間的距離(X-軸方向的距離)被取為第二距離d21。在這個(gè)示例中，第一距離dl2比第二距離d21長。
[0047]第二電極22和第一電極21之間的位置關(guān)系由下列式所表達(dá)。
[0048]Lp=ffl+dl2+W2+d21 (I)
[0049]HLp=Lp/2 (2)
[0050]dl2>d21 (3)
[0051]此處，Lp是互鄰的第一電極21的中心之間的距離。HLp是從第一電極21的中心到相鄰第一電極21的中心的距離的一半。
[0052]第一電極21在X-軸方向的寬度被取為第一寬度W1。第二電極22在X-軸方向的寬度被取為第二寬度W2。例如，第一距離dl2和第二距離d21之間的差距的絕對值(Δ d= I dl2-d211)可大于選自第一寬度Wl和第二寬度W2中的至少一個(gè)。在該示例中，差距的絕對值(Ad=|dl2-d2l|)大于第一寬度Wl且大于第二寬度W2。第二電極22在X-軸方向的位置并不與中心軸21cx匹配。
[0053]dl2-d21 |>ffl (4)
[0054]dl2-d21 |>W2 (5)
[0055]液晶層30的厚度(在Z-軸方向)被取為Zd。例如，Zd不小于2微米(μ m)且不大于200 μ m。例如，Lp不小于10 μ m且不大于600 μ m。例如，Wl不小于I μ m且不大于50 μ m。例如，W2不小于I μ m且不大于500 μ m。例如，Δ d不小于0.5倍的Wl且不大于50倍的Wl0例如，Λ d不小于0.5倍的W2且不大于50倍的W2。例如，Λ d不小于Lp的2%且不大于Lp的95%。
[0056]圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像設(shè)備的配置的示意圖。
[0057]圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像設(shè)備的配置的示意透視圖。
[0058]在該示例中，圖像設(shè)備是圖像顯示設(shè)備210。
[0059]如圖2和圖3中所示，圖像顯示設(shè)備210 (圖像設(shè)備)包括液晶光學(xué)元件110、圖像顯示單元120 (圖像單元)、顯示控制電路130、和控制電路140。圖像顯示單元120包括像素。
[0060]圖像顯示單元120具有顯示圖像的圖像顯示表面120a。例如，該圖像顯示表面120a具有矩形配置。圖像顯示單元120與液晶光學(xué)元件110層疊。堆疊狀態(tài)不僅包括直接重疊的狀態(tài)還包括彼此間隔開的重疊狀態(tài)和其中間隔另一個(gè)組件的重疊狀態(tài)。
[0061]液晶光學(xué)元件110被設(shè)置在圖像顯示表面120a上。例如，液晶光學(xué)元件110覆蓋整個(gè)圖像顯示表面120a。
[0062]顯示控制電路130電連接至圖像顯示單元120?？刂齐娐?40電連接至液晶光學(xué)元件110。顯示控制電路130控制圖像顯示單元120的操作。例如，來自記錄介質(zhì)、外部輸入等的圖像信號(hào)被輸入至顯示控制電路130。該顯示控制電路130，基于所輸入的圖像信號(hào)，控制圖像顯示單元120的操作。與所輸入的圖像信號(hào)對應(yīng)的圖像被顯示在圖像顯示表面120a處。顯示控制電路130可被包括在圖像顯示單元120內(nèi)。顯示控制電路130可包括控制電路140。
[0063]控制電路140電連接至第一電極21、第二電極22、和對電極23。例如，控制電路140連接至顯示控制電路130。例如，控制電路140基于從顯示控制電路130提供來的信號(hào)來操作?？刂齐娐?40向液晶層30提供電壓來在液晶光學(xué)元件110的液晶層30中形成折射率分布Rx。
[0064]在電壓施加狀態(tài)中，液晶光學(xué)元件110具有在X-軸方向的折射率分布Rx且例如用作液晶GRIN透鏡(梯度折射率透鏡)。液晶光學(xué)元件110的折射率分布Rx的狀態(tài)是可變化的。折射率分布Rx的一個(gè)狀態(tài)對應(yīng)于其中顯示于圖像顯示表面120a上的圖像被使得如在圖像顯示表面120a上所顯示地那樣入射在觀看者的眼睛上的第一狀態(tài)。折射率分布Rx的一個(gè)其他狀態(tài)對應(yīng)于其中顯示于圖像顯示單元120上的圖像被使得如多個(gè)視差圖像那樣入射在觀看者的眼睛上的第二狀態(tài)。
[0065]在圖像顯示設(shè)備210中，通過改變液晶光學(xué)元件110的折射率分布Rx，可能選擇性地在二維圖像顯示(下文中稱為2D顯示)和三維圖像顯示(下文稱為3D顯示)之間切換。在三維圖像的顯示中，提供自動(dòng)立體觀看。
[0066]例如，控制電路140執(zhí)行液晶光學(xué)元件110的第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間的切換。
[0067]在其中圖像顯示設(shè)備210中執(zhí)行2D顯示的情況下，控制電路140將液晶光學(xué)元件110切換至第一狀態(tài)；且顯示控制電路130使圖像顯示單元120顯示2D顯示的圖像。另一方面，在其中圖像顯示設(shè)備210中執(zhí)行3D顯示的情況下，控制電路140將液晶光學(xué)元件110切換至第二狀態(tài)；且顯示控制電路130使圖像顯示單元120顯示3D顯示的圖像。
[0068]如圖3中所示，圖像顯示單元120具有圖像顯示表面120a,圖像顯示表面120a具有矩形配置。該圖像顯示表面120a具有彼此垂直的兩側(cè)。彼此垂直的兩側(cè)中的一側(cè)與X-軸方向平行。另一側(cè)與Y-軸方向平行。圖像顯示表面120a的兩側(cè)的取向可以是垂直于Z-軸方向的任何方向。
[0069]圖像顯示單元120包括設(shè)置于兩維矩陣配置中的多個(gè)像素組50。圖像顯示表面120a由多個(gè)像素組50形成。像素組50包括第一像素PX1、第二像素PX2、和第三像素PX3。下文中，第一像素PXl到第三像素PX3統(tǒng)稱為像素PX。像素組50被部署為與兩個(gè)互鄰的第一電極21之間的區(qū)域ARl相對。包括在像素組50中的第一像素PXl到第三像素PX3被設(shè)置在X-軸方向。包括在像素組50中的多個(gè)像素PX的數(shù)量是任意的。[0070]例如，圖像顯示單元120發(fā)射光,包括由圖像顯示表面120a所顯示的圖像。例如，該光處于線性偏振光狀態(tài)，基本在Z-軸方向傳播。線性偏振光的偏振軸(在電場的振動(dòng)平面的X-Y平面內(nèi)的取向軸)處于X-軸方向。線性偏振光的偏振軸處于與液晶分子35在第二基板單元12s —側(cè)上的定向器(長軸)平行的方向。例如，通過將具有X-軸方向的光過濾器(偏振器)部署為沿著光路徑的偏振軸，產(chǎn)生線性偏振的光。
[0071]在Y-軸方向，液晶光學(xué)元件110的第一電極21和第二電極22的長度比圖像顯示表面120a的長度更長。第一電極21和第二電極22在Y-軸方向越過圖像顯示表面120a。
[0072]在該示例中，第一電極21的端部連接至第一互連單元41。包括第一電極21和第一互連單元41的配置是梳狀配置。通過向第一互連單元41施加電壓，電壓被施加至第一電極21。第二電極22的端部連接至第二互連單元42。第二互連單元42的位置處于與第一互連單元41的位置相對的一側(cè)上。通過向第二互連單元42施加電壓，電壓被施加至第二電極22。
[0073]控制電路140控制第一電極21的電位、第二電極22的電位、和對電極23的電位?？刂齐娐?40控制對電極23和第一電極21之間的電壓?？刂齐娐?40控制對電極23和第二電極22之間的電壓。
[0074]在液晶光學(xué)元件110中，通過向第一電極21、第二電極22、和對電極23施加電壓(設(shè)置電位)來執(zhí)行第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間的切換。
[0075]在其中如圖1中所示未向液晶層30施加電壓的狀態(tài)(不活動(dòng)狀態(tài))中，包括在液晶層30內(nèi)的多個(gè)液晶分子35在第一基板單元Ils —側(cè)上具有垂直取向且在第二基板單元12s的一側(cè)上具有水平取向。這個(gè)狀態(tài)在X-軸方向和Y-軸方向具有基本均勻的折射率分布。在其中未施加電壓的狀態(tài)中，包括顯示在圖像顯示單元120上的圖像的光的行進(jìn)方向基本不變化。在其中不施加電壓的情況下，液晶光學(xué)元件110被切換至第一狀態(tài)。
[0076]在液晶光學(xué)元件110的第二狀態(tài)中，例如，向第一電極21施加電壓；且第二電極22和對電極23接地。換言之，對電極23和第一電極21之間的電壓的絕對值被設(shè)置為大于對電極23和第二電極22之間的電壓的絕對值。例如，對電極23和第一電極21之間的電壓的有效值被設(shè)置為大于對電極23和第二電極22之間的電壓的有效值。
[0077]如圖2中所示，在該第二狀態(tài)中，液晶層30的折射率分布Rx沿X-軸方向變化。在對電極23和第一電極21之間的區(qū)域內(nèi)的折射率相對較低。在對電極23和第二電極22之間區(qū)域內(nèi)的折射率或在與對電極23和第二電極22之間的區(qū)域鄰近的區(qū)域內(nèi)的折射率相對較高。因此，液晶層30的折射率沿X-軸方向變化。在兩個(gè)第一電極21之間形成具有凸透鏡配置或接近凸透鏡配置的配置的折射率分布。
[0078]圖4A和圖4B是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像設(shè)備的操作的示意剖視圖。
[0079]圖4A和圖4B對應(yīng)于兩個(gè)不同的操作狀態(tài)。
[0080]如圖4A中所示，圖像顯示單元120的像素組50與兩個(gè)互鄰第一電極21之間的區(qū)域ARl相對。具有形成于液晶層30內(nèi)的凸透鏡配置的折射率分布與像素組50相對。在該示例中，液晶層30的折射率分布的折射率高的部分與部署于像素組50中心處的第二像素PX2相對。
[0081]如圖4A中所示，在施加電壓過程中液晶層30的折射率分布將發(fā)射自像素組50的光(圖像)向觀看者的眼睛OE集中。藉此，由包括在圖像顯示表面120a內(nèi)的多個(gè)第一像素PXl形成的圖像成為第一視差圖像。由多個(gè)第二像素PX2形成的圖像成為第二視差圖像。由多個(gè)第三像素PX3形成的圖像成為第三視差圖像。右眼的視差圖像選擇性地入射在觀看者的右眼上；且左眼的視差圖像選擇性地入射在觀看者的左眼上。藉此，3D顯示是可能的。換言之，在其中施加電壓的情況下，液晶光學(xué)元件110被切換至第二狀態(tài)。
[0082]在其中液晶光學(xué)元件110處于如圖4B中所示的第一狀態(tài)的情況下，從像素組50發(fā)出的光直線行進(jìn)并入射在觀看者的眼睛OE上。藉此，2D顯示是可能的。在2D顯示中，可用大于3D顯示達(dá)視差圖像數(shù)量的倍數(shù)(在這個(gè)示例中，3倍)的分辨率來顯示正常的2D圖像。
[0083]可在多個(gè)像素PX處分別設(shè)置包括三原色RGB的濾色片。藉此，彩色顯示是可能的。除了三原色RGB外，濾色片可進(jìn)一步包括白色(無色)和其他彩色分量。
[0084]圖5是示出參考示例的液晶光學(xué)元件的示意剖視圖。
[0085]圖5中未示出第一取向膜31和第二取向膜32。
[0086]在如圖5中所示的參考示例的液晶光學(xué)元件119中，當(dāng)如上所述向第一電極21、第二電極22、和對電極23施加電壓時(shí)，在第一電極21周圍產(chǎn)生電力線EL。在其中液晶層30的介電各向異性為正的情況下，液晶分子35的取向沿電力線EL的路徑在其中電力線EL擁擠(即，電場強(qiáng))處變形。
[0087]在其中第一電極21與對電極23相對的部分中，在第二基板單元12s —側(cè)上具有水平取向的液晶分子35的取向接近垂直取向。另一方面，在其中第二電極22與對電極23相對的部分中，液晶分子35的取向仍是水平取向。在第二電極22和第一電極21之間的部分中，從第二電極22向著第一電極21，液晶分子35的角度變化為逐漸接近垂直取向。換言之，液晶分子35符合電力線EL ;且液晶分子35的長軸角度在Z-X平面內(nèi)變化。液晶分子35的長軸的角度隨著作為旋轉(zhuǎn)軸的Y-軸方向變化。
[0088]液晶分子35具有雙折射。偏振光的液晶分子35的長軸方向的折射率聞?dòng)谠谝壕Х肿?5的短軸方向的折射率。如上所述，當(dāng)液晶分子35的角度變化時(shí)，線性偏振光的在X-軸方向中液晶層30的折射率在液晶層30的與第二電極22相對的部分內(nèi)是高的。從與第二電極22相對的部分向與第一電極21相對的部分，折射率逐漸減少。藉此，形成具有凸透鏡配置的折射率分布。
[0089]第一電極21和第二電極22沿Y-軸方向延伸。藉此，在施加電壓期間液晶層30的折射率分布具有沿Y-軸方向延伸的柱面透鏡配置。且，第一電極21和第二電極22被多個(gè)交替設(shè)置在X-軸方向。藉此，在施加電壓期間液晶層30的折射率分布具有雙凸透鏡配置。在具有雙凸透鏡配置的折射率分布中，在X-軸方向中設(shè)置沿Y-軸方向延伸的多個(gè)柱面透鏡。
[0090]在參考示例中，電力線EL被分布為，例如相對作為對稱軸的第一電極21的X-軸方向中心基本對稱。然而，折射率分布Rx在第一電極21的X-軸方向中心的周圍并非對稱。
[0091]電力線EL的密度，即電場強(qiáng)度，在第一電極21附近是強(qiáng)的且離開第一電極21向第二電極22或?qū)﹄姌O23變?nèi)?。因此，使得液晶分?5旋轉(zhuǎn)的力在第一電極21附近是強(qiáng)的。在第一電極21附近電力線EL放射狀散布。因此，電力線EL的傾斜方向在以中心軸21cx作為邊界的第一電極21兩端處互為相反。在第一電極21的兩端之一的鄰近區(qū)域(正向區(qū)域FR)內(nèi)，電力線EL的方向?yàn)檠匾壕Х肿?5的預(yù)先傾斜的方向。在第一電極21的兩端中另一個(gè)的鄰近區(qū)域(反向區(qū)域RR)中，電力線EL的方向與預(yù)先傾斜方向相反。
[0092]配置在正向區(qū)域FR (在圖5的示意剖視圖中的中心軸21cx的左側(cè)區(qū)域)和反向區(qū)域RR (中心軸21cx的右側(cè)區(qū)域)中的第一電極21附近在垂直方向(Z軸方向)中的液晶分子的取向狀態(tài)被圖示在該示意剖視圖的下部。換言之，設(shè)置在正向區(qū)域FR中的第一電極21附近的液晶取向狀態(tài)由配置在垂直方向中的液晶分子35a到35c所示出；且設(shè)置在反向區(qū)域RR中的第一電極21附近的液晶取向狀態(tài)由配置在垂直方向中的液晶分子35d到35f所示出。在每一個(gè)圖示中，在最接近第一電極21的電力線EL的動(dòng)作之前和之后的液晶取向狀態(tài)(配置為垂直方向的液晶分子)正在對應(yīng)的第一電極21下彼此相鄰地顯示。在左側(cè)，在電壓施加前，電力線EL的方向被圖示為覆蓋液晶取向狀態(tài)。在右側(cè)，示出由電力線EL的動(dòng)作改變的液晶取向狀態(tài)。
[0093]在正向區(qū)域FR中，由最接近第一電極21中心右側(cè)的電力線EL所作用的液晶分子35a的傾斜方向與液晶分子35a上的液晶分子35b的傾斜方向的方向相同。在這樣的情況下，在第一電極21中心右側(cè)附近的定向器傾斜；且定向器的水平分量易于增加。在第一基板單元Ils中心右側(cè)附近的折射率增加。
[0094]在正向區(qū)域FR中，在正位于第一電極21之上區(qū)域中的第二基板單元12s附近的液晶分子35c沿在垂直方向(Z軸方向)延伸的電力線EL向上傾斜。
[0095]作為結(jié)果，定向器的水平分量減少；且在第二基板單元12s附近的折射率減少。這兩個(gè)效果是互相補(bǔ)償?shù)?。因此，在第一電極21的中心右側(cè)的上接近區(qū)中的折射率的減少趨勢被抑制。
[0096]在反向區(qū)域RR (在圖5中中心軸21cx的右側(cè)的區(qū)域)中，由最接近第一電極21中心左側(cè)的電力線EL所作用的液晶分子35d的傾斜方向是在液晶分子35d上的液晶分子35e的傾斜方向的相反方向。在液晶分子35d上，向著電力線EL的旋轉(zhuǎn)力矩和向著接近的液晶分子35e的旋轉(zhuǎn)力矩互相補(bǔ)償。因此，最接近第一電極21中心左側(cè)的液晶分子35d并不容易傾斜。在其中電場EL極強(qiáng)的情況下，最接近第一電極21的液晶分子35傾斜為相對液晶分子35e反向取向；且形成彎曲取向的變形。彎曲取向的中間部分具有垂直取向。在第一電極21中心左側(cè)的區(qū)域內(nèi)，為液晶層30整體地維持定向器的大多數(shù)垂直分量。
[0097]在正位于反向區(qū)域RR中的第一電極21之上區(qū)域內(nèi)的第二基板單元12s附近，液晶分子35f沿在垂直方向(Z軸方向)延伸的電力線EL向上傾斜。作為結(jié)果，定向器的水平分量減少；且在第二基板單元12s附近的折射率減少。因此，在第一電極21中心左側(cè)的區(qū)域內(nèi)，沒有發(fā)生正向區(qū)域FR的補(bǔ)償效果；且折射率的減少量變大。
[0098]因此，在其中第二電極22配置在兩個(gè)第一電極21之間的中心處的參考示例的配置中，折射率的變化量(如，減少量)在正向區(qū)域FR和反向區(qū)域RR之間是不同的。作為結(jié)果，折射率的峰值位置并沒有與第一電極21之間的中心軸21cx的位置重疊。在示例中，在圖中，折射率的峰值位置移動(dòng)到在中心軸21cx的左側(cè)方向。因此，折射率分布Rx橫向非對稱(圍繞中心軸21cx非對稱)。
[0099]圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的配置的示意剖視圖。
[0100]圖6中未示出第一取向膜31和第二取向膜32。
[0101]在根據(jù)圖6所示的實(shí)施例的液晶光學(xué)元件110中，第二電極22相對于在兩個(gè)第一電極21之間的中心軸21cx非對稱。在該示例中，第二電極22被設(shè)置在偏移至中心軸21cx右側(cè)的位置。藉此，在正向區(qū)域FR中第一電極21附近(圖6中左側(cè)的區(qū)域)，橫向電場分量是弱的；且促進(jìn)了折射率的減少。另一方面，在反向區(qū)域RR中第一電極21附近(圖6中右側(cè)的區(qū)域)，橫向電場分量是強(qiáng)的；且抑制了折射率的減少。作為結(jié)果，在正向區(qū)域FR和反向區(qū)域RR之間折射率減少量的差異小。例如，折射率分布Rx變得橫向?qū)ΨQ或接近橫向?qū)ΨQ。
[0102]圖7是示出液晶光學(xué)元件的特性的圖。
[0103]圖7示出根據(jù)參考示例和實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的折射率分布。水平軸是X-軸方向的位置。位置X21對應(yīng)于一個(gè)第一電極21的中心的位置。位置“X21-HLp”和位置“X21+HLp”對應(yīng)于中心軸21cx的位置。中心軸21cx基本對應(yīng)于形成在液晶層30中的折射率分布Rx的透鏡中心的位置(左側(cè)的透鏡中心Lcl和右側(cè)的透鏡中心Lc2)。圖7的垂直軸是液晶層30的折射率nrff。通過沒有施加電壓時(shí)的值來歸一化折射率neff。
[0104]在圖7中，實(shí)線示出根據(jù)實(shí)施例的液晶光學(xué)元件110的折射率分布EB。虛線示出參考示例的液晶光學(xué)元件119的折射率分布CE。
[0105]參考示例的折射率分布CE的折射率neff從位于左側(cè)的透鏡中心Lcl至中心軸21cx (位置X21)平緩減少。另一方面，在中心軸21cx和位于右側(cè)的透鏡中心Lc2之間的區(qū)域內(nèi)在中心軸21cx附近抑制了折射率neff的減少。在中心軸21cx和位于右側(cè)的透鏡中心Lc2之間的區(qū)域內(nèi)在中心軸21cx附近折射率neff的變化是急劇的。
[0106]另一方面，在根據(jù)實(shí)施例的液晶光學(xué)元件110的折射率分布EB中，在位于左側(cè)的透鏡中心Lcl和中心軸21cx之間的折射率neff的減少梯度相比參考示例更為急劇。進(jìn)一步，在中心軸2Icx和位于右側(cè)的透鏡中心Lc2之間的折射率neff的變化是平緩的。換言之，本實(shí)施例的折射率分布EB的對稱性比參考示例的折射率分布CE的對稱性更高。
[0107]在該實(shí)施例中，通過使得第二電極22相對于互鄰的第一電極21之間的中心軸21 cx不對稱來改進(jìn)折射率分布Rx的對稱性。
[0108]在該實(shí)施例中，在第二電極22和多個(gè)第一電極21的兩個(gè)最接近第一電極21的一個(gè)電極21p之間的X軸方向中的第一距離dl2不同于在另一個(gè)電極21q和第二電極22之間的X軸方向中的第二距離d21。
[0109]在該示例中，在第二基板單元12s上的預(yù)先傾斜被取向?yàn)檠貜囊粋€(gè)電極21p向著另一個(gè)電極21q的X軸方向中的+X軸方向，從第一基板單元Ils向第二基板單元12s。液晶定向器在液晶層30中心處的傾斜也在同一方向。作為整體，液晶層30具有其中液晶的定向器被取向?yàn)檠貜囊粋€(gè)電極21p向另一個(gè)電極21q的+X軸方向(第二方向)從第一基板單元Ils向著第二基板單元12s的液晶取向。在這樣的情況中，第一距離dl2比第二距離d21長。藉此，可改進(jìn)折射率分布Rx的對稱性。藉此，可改進(jìn)液晶光學(xué)元件110的光學(xué)特性。
[0110]液晶層30的不對稱不僅包括折射率分布Rx的峰值位置的偏移還包括底部位置的偏移；且偏移量也并非一直相同。因此，即使在如上所述其中通過偏移第二電極22的位置來改進(jìn)折射率部分Rx的對稱性的情況下，也存在其中在折射率分布周期和電極部署周期之間發(fā)生偏移的情況。因此，當(dāng)部署圖像顯示單元120的像素組50來覆蓋液晶光學(xué)元件110時(shí)，期望的是預(yù)先調(diào)整圖像顯示單元120的像素組50和液晶光學(xué)元件110的位置關(guān)系來預(yù)測該偏移。[0111]第二實(shí)施例
[0112]圖8是示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的配置的示意剖視圖。
[0113]在根據(jù)圖8所示的實(shí)施例的液晶光學(xué)元件111中，第二電極22被偏移在第一電極21之間的中心軸21cx的左邊方向中。
[0114]在液晶光學(xué)元件111中，第二電極22也是相對于互鄰的第一電極21之間的中心軸21cx非對稱。在該示例中，在第二電極22和多個(gè)第一電極21的兩個(gè)最接近第一電極21的一個(gè)電極21p之間的X軸方向中的第一距離dl2不同于在另一個(gè)電極21q和第二電極22之間的X軸方向中的第二距離d21。
[0115]在該示例中，液晶層30具有其中液晶的定向器被取向?yàn)檠貜囊粋€(gè)電極21p向另一個(gè)電極21q的+X軸方向從第一基板單元Ils向著第二基板單元12s的液晶取向。第一距離dl2也是短于第二距離d21。
[0116]例如，距離差距的絕對值，即Λ d( = |d21-dl2| )，大于選自第一寬度Wl和第二寬度W2中的至少一個(gè)。在該示例中，Λ d大于第一寬度Wl且大于第二寬度W2。第二電極22被設(shè)置在中心軸21cx和兩個(gè)第一電極21的一個(gè)電極21p之間的第一區(qū)域Rl內(nèi)。第二電極22未被設(shè)置在中心軸21cx和兩個(gè)第一電極21的另一個(gè)電極21q之間的第二區(qū)域R2內(nèi)。
[0117]其他方面，液晶光學(xué)元件111的配置與液晶光學(xué)元件110的配置相同。相對于液晶光學(xué)元件110而言，對于液晶光學(xué)元件111，可更多地增加光調(diào)制量。換言之，可提供具有大的光調(diào)制量和良好光學(xué)特性的液晶光學(xué)元件。
[0118]圖9是示出參考示例的液晶光學(xué)元件的示意剖視圖。
[0119]圖9示出從圖5的情況修改而來圖5中所示的液晶光學(xué)元件119的操作條件的狀態(tài)。在圖9所示的狀態(tài)中，施加至第一電極21的電壓高于圖5的情況。
[0120]在圖9的第二區(qū)域R2中第一電極21的附近，發(fā)生彎曲取向的變形。在設(shè)置在第二區(qū)域R2內(nèi)的第一電極21下部，示出第一電極21附近的液晶取向狀態(tài)的示意圖。在第二區(qū)域R2的一個(gè)電極21p和中心軸21cx之間的區(qū)域內(nèi)，形成折射率分布Rx的段差RD(最小值)。
[0121]在向列液晶的取向中的變形被分類為三種類型:外張、扭曲、和彎曲。在很多液晶中，對應(yīng)于彎曲變形的彈性常數(shù)最大；且最不易發(fā)生變形。彎曲取向變形的發(fā)生區(qū)域的范圍受限，因?yàn)楸惠斎氚l(fā)生區(qū)域的大多數(shù)電能由變形所消耗。在彎曲取向變形區(qū)域(在圖9中，該區(qū)域向左側(cè)傳播)外，形成液晶取向，其中液晶定向器的傾斜是均勻的(在該第二電極22下方示出液晶取向狀態(tài)的示意圖)。在兩個(gè)區(qū)域的邊界區(qū)域內(nèi)，反向傾斜的液晶定向器通過垂直地向上彎曲的狀態(tài)切換到具有與周圍相同傾斜的狀態(tài)。換言之，在圖9中，遵循從右到左的兩個(gè)區(qū)域的邊界區(qū)域(在X軸方向)，液晶定向器的水平分量從略大的狀態(tài)減少一次且再次增加。作為結(jié)果，在折射率分布Rx中形成段差RD (最小值)。
[0122]在這樣的情況下，由于第二區(qū)域R2中的段差RD引起的折射率分布起菲涅爾透鏡段差的折射率(折射率分布RF)的作用。作為結(jié)果，在其中第二電極22部署于第一電極21之間的中心處的配置中(折射率分布RF)，折射率的減少量在中心軸21cx左側(cè)和右側(cè)不同。在其中向參考示例的液晶光學(xué)元件119施加高壓的情況下，峰值位置向右移動(dòng)；且折射率分布(折射率分布Rx和折射率分布RF的總和)變得橫向非對稱。
[0123]圖10是示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)元件的部分的示意剖視圖。[0124]圖10示出在其中向根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)元件111施加相對高壓的狀態(tài)中的折射率分布。
[0125]在圖10所示的液晶光學(xué)元件111中，第二電極22被偏移在兩個(gè)第一電極21之間從中心軸21cx的-X軸方向。
[0126]如圖10所示在第二區(qū)域R2中的第一電極21附近，橫向電場分量弱；且抑制了折射率的段差效應(yīng)(折射率分布RF)。反之,在第一區(qū)域Rl的第一電極21附近,橫向電場分量強(qiáng)；且抑制了折射率減少。作為結(jié)果，在第一區(qū)域Rl和第二區(qū)域R2之間折射率改變量的差異變小。作為結(jié)果，折射率分布的對稱性(折射率分布Rx和折射率分布RF的總和)的對稱性改進(jìn)。進(jìn)一步，在該實(shí)施例中通過施加高壓，折射率的改變量增加；且折射率分布Rx的最大值和最小值之間的差異增加。
[0127]圖11是示出液晶光學(xué)元件的特性的圖。
[0128]圖11示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)元件111的折射率部分EB (實(shí)線)和參考示例的液晶光學(xué)元件119的折射率分布CE (虛線)。在圖11中，類似于圖7，水平軸是X軸方向位置。垂直軸是折射率11#。
[0129]在參考示例的折射率分布CE (虛線)中，段差RD (最小值)存在于左側(cè)的透鏡中心Lcl和中心軸21cx (位置X21)之間的區(qū)域內(nèi)。由于折射率的段差效應(yīng)，在位于左側(cè)的透鏡中心Lcl和中心軸21cx之間的區(qū)域內(nèi)的折射率nrff作為整體有效地高于在位于右側(cè)的透鏡中心Lc2和中心軸21cx之間的區(qū)域內(nèi)的折射率neff。
[0130]反之，在根據(jù)實(shí)施例的折射率分布EB (實(shí)線)中，在位于左側(cè)的透鏡中心Lcl和中心軸21cx之間的區(qū)域內(nèi)的折射率neff的變化梯度相比參考示例更低。另一方面，在位于右側(cè)的透鏡中心Lc2和中心軸21cx之間的區(qū)域內(nèi)的折射率neff的變化梯度相比參考示例更高。在該實(shí)施例中，改進(jìn)了折射率分布EB的對稱性。進(jìn)一步，相比圖7中所示的折射率分布EB，折射率分布Rx的最大值和最小值之間的差異對于圖11中所示的折射率分布EB更大。
[0131]在該實(shí)施例中，液晶層30具有其中液晶的定向器被取向?yàn)檠貜囊粋€(gè)電極21p向另一個(gè)電極21q的+X軸方向從第一基板單元Ils向著第二基板單元12s的液晶取向。在這樣的情況中，第一距離dl2比第二距離d21短。藉此，在其中液晶光學(xué)元件的折射率分布Rx的最大值和最小值之間的差異增大的狀態(tài)中，可改進(jìn)折射率分布Rx的對稱性。藉此，可實(shí)現(xiàn)具有大的光調(diào)制量和良好特性的液晶光學(xué)元件。
[0132]第三實(shí)施例
[0133]圖12是示出根據(jù)第三實(shí)施例的圖像設(shè)備的示意透視圖。
[0134]在圖12所示的液晶光學(xué)元件116中，第一基板單元Ils進(jìn)一步包括設(shè)置在第一主表面Ila上的多個(gè)第三電極26和多個(gè)第四電極27。例如，第一電極21和第二電極22沿第一方向(Y-軸方向)延伸。第三電極26沿X軸方向延伸。在Y軸方向中彼此分離地部署多個(gè)第三電極26。在多個(gè)第三電極26之間分別部署第四電極27。兩個(gè)第三電極26的節(jié)距對應(yīng)于，例如，配置在Y軸方向中的兩個(gè)像素組50的寬度。兩個(gè)第三電極26的間距可對應(yīng)于在三個(gè)或更多個(gè)像素組50的Y軸方向的寬度。在該示例中，部署于Y軸方向的兩個(gè)像素組50相對著具有由多個(gè)第一電極21和多個(gè)第三電極26所定義的矩形配置的區(qū)域。
[0135]在第一基板單兀Ils中，在第三電極26和第一電極21之間、在第三電極26和第二電極22之間、在第四電極27和第一電極21之間、且在第四電極27和第二電極22之間，設(shè)置層間絕緣層28。
[0136]在液晶光學(xué)兀件116中，可獨(dú)立地向多個(gè)第一電極21、多個(gè)第二電極22、多個(gè)第三電極26、和多個(gè)第四電極27中的每一個(gè)施加電壓，因?yàn)檫@些電極是分離的。
[0137]例如，向第三電極26施加電壓；且對電極23和第四電極27接地。藉此，在液晶光學(xué)元件116中，可在液晶層30中形成具有沿X軸方向的柱面透鏡配置的折射率分布。
[0138]例如，向多個(gè)第一電極21和多個(gè)第三電極26施加電壓；且多個(gè)第二電極22、對電極23、和多個(gè)第四電極27接地。藉此，可在與圍繞其設(shè)置第一電極21和第三電極26的區(qū)域相對的液晶層30的部分中形成折射率分布。例如，可形成具有設(shè)置在X軸方向和Y軸方向的矩形配置而配置的微透鏡配置的折射率分布。由于可向多個(gè)第一電極21、多個(gè)第二電極22、多個(gè)第三電極26、和多個(gè)第四電極27獨(dú)立地施加電壓，因此可形成任何折射率分布；且應(yīng)用范圍擴(kuò)展。
[0139]在這樣的情況下，第二電極22相對中心軸21cx也是非對稱。藉此，可提供具有良好光學(xué)特性的液晶光學(xué)元件和圖像顯示設(shè)備(圖像設(shè)備)。
[0140]第四實(shí)施例
[0141]圖13是示出根據(jù)第四實(shí)施例的圖像設(shè)備的示意剖視圖。
[0142]根據(jù)該實(shí)施例的圖像設(shè)備是成像設(shè)備250。
[0143]該成像設(shè)備250包括液晶光學(xué)元件117、成像單元125 (圖像單元)、成像控制電路135、和控制電路145。成像單元125包括像素。例如，液晶光學(xué)元件117的配置與上述液晶光學(xué)元件110、液晶光學(xué)元件111、或液晶光學(xué)元件116的配置相同。
[0144]在成像單元125的成像表面125a上設(shè)置液晶光學(xué)元件117。液晶光學(xué)元件117覆蓋整個(gè)成像表面125a且用作液晶GRIN透鏡。
[0145]成像控制電路135電連接至成像單元125?？刂齐娐?45電連接至液晶光學(xué)元件117。成像控制電路135控制成像單元125的操作。
[0146]例如，控制電路145連接至成像控制電路135?？刂齐娐?45控制基于從成像控制電路135提供的信號(hào)而投射在成像表面125a上的圖像。成像控制電路135可被包括在成像單元125內(nèi)。成像控制電路135可包括控制電路145。
[0147]成像單元125感測經(jīng)由液晶光學(xué)元件117投射在成像表面125a上的圖像。成像控制電路135處理所感測到的圖像信號(hào)。通過成像設(shè)備250控制液晶光學(xué)元件117可形成各種圖像。
[0148]在這樣的情況下，第二電極22相對中心軸21cx也是非對稱。藉此，提供了具有良好光學(xué)特性的液晶光學(xué)元件和成像設(shè)備。
[0149]透鏡的周期可匹配圖13中所示的像素組60的周期；且存在其中透鏡周期與像素組60的周期不匹配的情況。還有，成像設(shè)備250可具有在液晶光學(xué)元件117上進(jìn)一步包括成像透鏡系統(tǒng)的配置。
[0150]根據(jù)各實(shí)施例，可提供具有良好光學(xué)特性的液晶光學(xué)元件和圖像設(shè)備。
[0151]在上文中，參考具體示例描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于這些特定示例。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過從現(xiàn)有技術(shù)中合適地選擇包括在液晶光學(xué)元件內(nèi)的組件(諸如第一基板單元、第二基板單元、液晶層、第一基板、第二基板、第一電極、第二電極、和對電極)的特定配置、選擇圖像設(shè)備所包括的組件(諸如控制電路等)的特定配置來類似地實(shí)踐本發(fā)明；且這樣的實(shí)踐被包括在獲得類似效果的程度的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0152]盡管已描述了特定實(shí)施例，但這些實(shí)施例只作為示例呈現(xiàn)，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，本文中所描述的新穎實(shí)施例可以各種其他形式體現(xiàn)；此外，可作出本文中所描述的實(shí)施例形式的各種省略、替代和改變，而不背離本發(fā)明的精神。所附權(quán)利要求書及其等效方案旨在覆蓋如可落入本發(fā)明的范圍和精神的這些形式或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種液晶光學(xué)兀件,包括: 第一基板單元，所述第一基板單元包括: 具有第一主表面的第一基板， 設(shè)置在所述第一主表面上從而沿第一方向延伸的多個(gè)第一電極，和設(shè)置在位于所述第一主表面上的所述多個(gè)第一電極的兩個(gè)最接近第一電極之間的第二電極，且所述第二電極沿所述第一方向延伸，所述第二電極相對于中心軸非對稱，所述中心軸與所述第一方向平行并通過將所述兩個(gè)最接近第一電極的一個(gè)電極的第二方向的中心和所述兩個(gè)最接近第一電極的另一個(gè)電極在第二方向的中心連接起來的線段的中點(diǎn)，所述第二方向與所述第一主表面平行并垂直于所述第一方向； 第二基板單元，所述第二基板單元包括: 具有與所述第一主表面相對的第二主表面的第二基板；以及設(shè)置于所述第二主表面上與所述第一電極和所述第二電極相對的對電極；和液晶層，設(shè)置于所述第一基板單元和所述第二基板單元之間，且具有位于所述第一基板單元側(cè)上的第一部分和位于所述第二基板單元側(cè)上的第二部分，位于所述第一部分中的液晶具有垂直取向，位于所述第二部分中的液晶具有沿所述第二方向的水平取向。
2.如權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于，所述第二方向中在所述一個(gè)電極和所述第二電極之間的第一距離與所述第二方向中在所述另一個(gè)電極和所述第二電極之間的第二距離不同。
3.如權(quán)利要求2所述的元件，其特征在于， 所述液晶層具有液晶取向，包括被取向?yàn)檠刂鴱乃鲆粋€(gè)電極向著所述另一個(gè)電極的所述第二方向、從所述第一基板單元向著所述第二基板單元的所述液晶的定向器，且所述第一距離比所述第二距離長。
4.如權(quán)利要求2所述的元件，其特征在于， 所述液晶層具有液晶取向，包括被取向?yàn)檠刂鴱乃鲆粋€(gè)電極向著所述另一個(gè)電極的所述第二方向、從所述第一基板單元向著所述第二基板單元的所述液晶的定向器，且所述第一距離比所述第二距離短。
5.如權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于， 所述多個(gè)第一電極在所述第二方向以均勻間距部署，和 所述第二電極在互鄰的第一電極之間分別部署，且多個(gè)所述第二電極以均勻間距部署。
6.如權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于，所述第二電極被設(shè)置在由所述中心軸所劃分的所述兩個(gè)第一電極之間的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，且所述第二電極不被設(shè)置在由所述中心軸劃分的所述兩個(gè)第一電極之間的另一個(gè)區(qū)域內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于，所述液晶層的介電各向異性為正或負(fù)。
8.如權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于， 所述第一基板單元包括位于所述液晶層和所述第一電極之間、和位于所述液晶層和所述第二電極之間的第一取向膜，所述第一取向膜使得所述液晶的定向器具有垂直取向，且所述第二基板單元包括位于所述液晶層和所述對電極之間的第二取向膜，所述第二取向膜使得所述液晶的所述定向器具有水平取向。
9.如權(quán)利要求8所述的元件，其特征在于，所述第二取向膜的表面能大于所述第一取向膜的表面能。
10.如權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于，在其中不向所述對電極和所述第一電極之間、以及所述對電極和所述第二電極之間施加電壓的狀態(tài)中，所述液晶具有HAN (混合排列向列)對齊。
11.如權(quán)利要求1所述的元件，其特征在于， 所述水平取向的預(yù)先傾斜角度不小于O度且不大于30度，且 所述垂直取向的預(yù)先傾斜角度不小于60度且不大于90度。
12.—種圖像設(shè)備，包括: 液晶光學(xué)元件，包括: 第一基板單元，所述第一基板單元包括: 具有第一主表面的第一基板， 設(shè)置在所述第一主表面上從而沿第一方向延伸的多個(gè)第一電極，和設(shè)置在位于所述第一主表面上的所述多個(gè)第一電極的兩個(gè)最接近第一電極之間的第二電極，且所述第二電極沿所述第一方向延伸，所述第二電極相對于中心軸非對稱，所述中心軸與所述第一方向平行并通過將所述兩個(gè)最接近第一電極的一個(gè)電極的第二方向的中心和所述兩個(gè)最接近 第一電極的另一個(gè)電極在第二方向的中心連接起來的線段的中點(diǎn)，所述第二方向與所述第一主表面平行并垂直于所述第一方向； 第二基板單元，所述第二基板單元包括: 具有與所述第一主表面相對的第二主表面的第二基板；以及設(shè)置于所述第二主表面上與所述第一電極和所述第二電極相對的對電極，和液晶層，設(shè)置于所述第一基板單元和所述第二基板單元之間，且具有位于所述第一基板單元側(cè)上的第一部分和位于所述第二基板單元側(cè)上的第二部分，位于所述第一部分中的液晶具有垂直取向，位于所述第二部分中的液晶具有沿所述第二方向的水平取向；和圖像單元，部署為覆蓋所述液晶光學(xué)元件，所述圖像單元包括像素。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括電連接至所述第一電極、所述第二電極、和所述對電極的控制電路，且所述控制電路控制所述第一電極的電位、所述第二電極的電位、和所述對電極的電位，從而使得所述液晶層的折射率分布沿從所述一個(gè)電極向所述第二電極的方向單調(diào)增加，且從而使得所述液晶層的折射率分布沿從所述另一個(gè)電極向所述第二電極的方向單調(diào)增加。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于， 所述設(shè)備還包括電連接至所述第一電極、所述第二電極、和所述對電極的控制電路，和所述控制電路控制所述第一電極的電位、所述第二電極的電位、和所述對電極的電位，從而在選自所述一個(gè)電極和所述第二電極之間的區(qū)域以及所述另一個(gè)電極和所述第二電極之間的區(qū)域的至少一個(gè)區(qū)域內(nèi)形成所述液晶層的折射率分布的最小值。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于， 所述液晶層具有液晶取向，包括被取向?yàn)檠刂鴱乃鲆粋€(gè)電極向著所述另一個(gè)電極的所述第二方向、從所述第一基板單元向著所述第二基板單元的所述液晶的定向器，且 所述控制電路被配置為在所述另一個(gè)電極和所述第二電極之間的區(qū)域內(nèi)形成折射率分布的最小值。
16.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二方向中在所述一個(gè)電極和所述第二電極之間的第一距離與所述第二方向中在所述另一個(gè)電極和所述第二電極之間的第二距離不同。
17.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，在其中向所述對電極和所述第一電極之間、以及所述對電極和所述第二電極之間施加電壓的狀態(tài)中，所述液晶光學(xué)元件用作液晶GRIN透鏡(梯度折射率透鏡)。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述液晶光學(xué)元件將由所述圖像單元顯示的圖像轉(zhuǎn)換為多個(gè)視差圖像。
19.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于， 所述設(shè)備還包括電連接至所述第一電極、所述第二電極、和所述對電極的控制電路，且所述控制電路顯示所述圖像單元的二維圖像，并通過在所述對電極和所述第一電極之間、以及在所述對電極和所述第二電極之間施加電壓將所述圖像單元的二維圖像轉(zhuǎn)換為三維圖像。
20.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于， 所述設(shè)備還包括電連接至所述第一電極、所述第二電極、和所述對電極的控制電路，且通過在所述對電極和所述第一電極之間、以及在所述對電極和所述第二電極之間施加電壓，所述控制電路控制由所述圖像單`元所投射的圖像。
【文檔編號(hào)】G02B27/22GK103777414SQ201310464378
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】岐津裕子, 伊藤真知子, 高木亞矢子, 上原伸一 申請人:株式會(huì)社東芝