(57)【要約】【課題】  液晶レンズによって焦点調節機構を実現する場合、焦点調節範囲を大きくするためにセルギャップを大きくする必要があるが、セルギャップを大きくすると応答速度が遅くなるという相反する問題がある。【解決手段】  液晶レンズ装置において、液晶セルを構成する２枚の基板の少なくとも一方の基板に設けたヒータ電極と、該ヒータ電極に電圧を印加するヒータ駆動電源を設け、低温時に前記ヒータ電極を加熱して液晶材料を高温に維持することで、焦点調節の可変範囲が大きくて応答速度の速い液晶レンズ装置が実現できる。【選択図】  図１
2006267150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面側に各々電極を有する２枚の基板の間に液晶を封入して液晶セルを構成し、前記２枚の基板の電極間に電圧を印加してレンズ動作を行なう液晶レンズにおいて、前記２枚の基板の少なくとも一方の基板に設けたヒータ電極と、該ヒータ電極に電圧を印加するヒータ駆動電源を有する液晶レンズ装置。
【請求項２】
前記ヒータ電極は液晶セルの基板の内面側に設けられている請求項１記載の液晶レンズ装置。
【請求項３】
前記液晶セルの少なくとも１方の基板の内面側には、レンズ用の複数の透明輪帯電極が設けられており、概透明輪帯電極の周囲を取り囲むように前記ヒータ電極が設けられている請求項２記載の液晶レンズ装置。
【請求項４】
前記液晶レンズは液晶配向方向を直交させた第1、第２の液晶セルを積層して構成されており、前記第1、第２の液晶セルの少なくとも一方の液晶セルにヒータ電極を設けた請求項１記載の液晶レンズ装置。
【請求項５】
前記第1または第２の液晶セルの一方の液晶セルにのみヒータ電極を設けた請求項４記載の液晶レンズ装置。
【請求項６】
前記第1の液晶セルは、液晶レンズを装置に組み込んだ状態で入射光側に向く上セルを構成し、前記第２の液晶セルは、前記入射光側の反対方向に向く下セルを構成しており、前記ヒータ電極は下セルである第２の液晶セルにのみ設けた請求項５記載の液晶レンズ装置。
【請求項７】
第1、第２の液晶セルは、１枚の共通基板と２枚の対向基板との３枚の基板によって構成されており、前記共通基板の１方の面に前記ヒータ電極を設けた請求項４乃至６項のいずれか１項記載の液晶レンズ装置。
【請求項８】
積層された前記第1、第２の液晶セルに於ける１方の積層側基板の外面側に前記ヒータ電極を設けた請求項４記載の液晶レンズ装置。
【請求項９】
前記ヒータ電極は透明電極により形成され、かつ液晶セルのレンズ領域内に形成された請求項８記載の液晶レンズ装置。
【請求項１０】
前記ヒータ電極は不透明電極により形成され、かつ液晶セルのレンズ領域外に形成された請求項８記載の液晶レンズ装置。
【請求項１１】
前記ヒータ電極は不透明電極にて細線状に形成され、かつ液晶セルのレンズ領域内に形成された請求項８記載の液晶レンズ装置。
【請求項１２】
前記ヒータ電極は透明電極と不透明な金属電極とを交互に設けたゼブラ模様に構成されている請求項１乃至７項のいずれか１項記載の液晶レンズ装置。
【請求項１３】
前記ヒータ電極は透明電極の上に水金法によって形成した金電極である請求項１乃至７項のいずれか１項記載の液晶レンズ装置。
【請求項１４】
前記ヒータ電極は透明電極の上に部分的に水金法によって形成した金電極である請求項１２記載の液晶レンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内面側に各々電極を有する透明な基板間に液晶材料を充填して液晶セルを構成し、前記電極間の電圧印加により屈折率を変化さて焦点距離を可変とした液晶レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来光ディスク装置やカメラ等の合焦点機構における可変焦点レンズとして、液晶材料の複屈折性を利用して光路長を電気的に制御する液晶レンズが提案されている。
この液晶レンズは透過光に光路差を与えて焦点を可変するものであり、その一例としては、少なくとも一方の基板がレンズ形状に形成された対向する２枚の透明基板と、このと透明基板の互いに対向する側の面にそれぞれ設けられた一様な透明電極と、この透明電極に挟まれたレンズ形状の空間内に封入された液晶材料とよりなり、前記透明電極への印加電圧を制御する事によって屈折率を可変するレンズ形状型の液晶レンズがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
また、他の例としては、平坦な２枚の透明基板と、この透明基板の互いに対向する内面の少なくとも一方の面には光軸を中心に同心状に設けられた複数の同心電極を含め、各々の面に設けられた透明電極と、この透明電極に挟まれた平坦な空間内に封入された液晶材料とよりなり、前記同心電極を構成する各透明電極への印加電圧を異ならせることにより、半径方向に電圧分布を発生させて屈折率を可変する平行基板型の液晶レンズがある。（例えば、特許文献２参照）  
【０００４】
また、液晶レンズに関する技術ではないが、液晶材料が低温時に動作特性が悪くなることに着目し、表示装置に用いる液晶セルにヒータ電極を設けて低温時に加熱する技術が提案されている。（例えば、特許文献３参照）  
また本発明でヒータ電極の形成に用いる水金法による液晶セル電極の形成に付いては、本発明者がすでに提案している公知技術がある（例えば、特許文献４参照）  
【０００５】
【特許文献１】特許昭６３−２０６７２１号広報
【特許文献２】特開平５−５３０８９号広報
【特許文献３】特開２００４−１７０８５２号広報
【特許文献４】特開平１１−１９４３５８号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記液晶レンズをカメラのズーム機能やフォーカス機能に応用するためには、焦点距離の可変範囲を大きくする必要があり、このためには大きな屈折率変化を発生する必要がある。さらに液晶レンズをカメラの焦点調節機構として用いる場合には、その応答速度が重要な要素であり、自動焦点調節機機構に於いては２秒以下の応答速度が要求される。
【０００７】
しかし前記平行基板型の液晶レンズにおいて屈折率変化を大きくするためには、液晶セルを構成する液晶物質の屈折率異方性（Δｎ）を大きくするか、または前記平行基板型間の距離すなわちセルギャップ（ｄ）を大きくする必要がある。しかし液晶物質の屈折率異方性には大きさに限界があり実用上では（Δｎ＜０，４）であり、必要な屈折率変化を得る為にはセルギャップ（ｄ）を大きくする必要がある。
【０００８】
一方、このセルギャップの大きさは液晶セルの応答特性及び温度特性に大きな影響を有する。すなわち液晶セルの駆動電圧印加による立ち上がり、または立下りの応答速度とセルギャップのとの関係は、応答速度がセルギャップの二乗に比例して遅くなり、また温度に対して大きく依存する。
【０００９】
図１４は従来の液晶セル（セルギャップ１０μｍ）と液晶レンズ用にセルギャップを大きくした液晶セル（セルギャップ２５μｍ）との温度に対する応答速度の特性図であり、横軸は温度（℃）を示し、縦軸は応答速度（ｍｓ）を示す。
図１４においてＬＣ１はセルギャップ１０μｍの従来の液晶セル、ＬＣ２はセルギャップ２５μｍの液晶レンズ用の液晶セルの特性曲線であり、ＬＣ１では−１０℃でも２０００ｍｓ以下であるのに対し、ＬＣ２は５℃で２０００ｍｓを超えている。
すなわち、液晶レンズ用にセルギャップを大きくした液晶セルでは、低温側においてカメラ用の液晶レンズとしての機能を満足しない事になる。
【００１０】
すなわち液晶レンズによってカメラの焦点調節機構を実現する場合、焦点調節範囲を大きくするために大きなセルギャップが必要であり、またセルギャップを大きくすることによって応答速度が遅くなるという相反する問題がある。現状の液晶レンズにおいてはこの問題に関する有効な解決策が見いだされておらず、液晶レンズを用いたカメラの焦点調節機構は実用化が進んでいない。
【００１１】
本発明は、大きな屈折率変化を与えるための大きなセルギャップに起因する応答速度の低下を解決し、高速に応答する広範囲な焦点調節範囲を有する液晶レンズを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の液晶レンズ装置では、内面側に各々電極を有する２枚の基板の間に液晶材料を封入して液晶セルを構成し、前記２枚の基板の電極間に電圧を印加してレンズ動作を行なう液晶レンズにおいて、前記２枚の基板の少なくとも一方の基板に設けたヒータ電極と、該ヒータ電極に電圧を印加するヒータ駆動電源を有しており、この構成により液晶材料を加熱して高温に維持することによって高速な立ち上がりと、立ち下がり時間を得ることが出来る。
【００１３】
また、本発明の液晶レンズ装置では、前記ヒータ電極が液晶セルの基板の内面側に設けられており、この構成により液晶材料を直接加熱出来るので加熱時間を短縮できる。
【００１４】
また、本発明の液晶レンズ装置では、前記液晶セルの少なくとも１方の基板の内面側には、レンズ用の複数の透明輪帯電極が設けられ、概透明輪帯電極の周囲を取り囲むように前記ヒータ電極が設けられており、この構成によって透明輪帯電極を効率よく加熱することが出来る。
【００１５】
また、本発明の液晶レンズ装置では、液晶配向方向を直交させた第1、第２の液晶セルを積層して構成されており、前記第1、第２の液晶セルの少なくとも一方の液晶セルにヒータ電極を設けている。
【００１６】
また、本発明の液晶レンズ装置では、  前記第1または第２の液晶セルの一方の液晶セルにのみヒータ電極を設けている。
【００１７】
また、本発明の液晶レンズ装置では、前記第1の液晶セルは、液晶レンズを装置に組み込んだ状態で入射光側に向く上セルを構成し、前記第２の液晶セルは、前記入射光側の反対方向に向く下セルを構成しており、前記ヒータ電極は下セルである第２の液晶セルにのみ設けている。
【００１８】
また、本発明の液晶レンズ装置では、第1、第２の液晶セルは、１枚の共通基板と２枚の対向基板との３枚の基板によって構成されており、前記共通基板の１方の面に前記ヒータ電極を設けている。
【００１９】
また、本発明の液晶レンズ装置では、積層された前記第1、第２の液晶セルに於ける１方の積層側基板の外面側に前記ヒータ電極を設けている。
【００２０】
また、本発明の液晶レンズ装置では、前記ヒータ電極は透明電極により形成され、かつ液晶セルのレンズ領域内に形成されている。
【００２１】
また、本発明の液晶レンズ装置では、前記ヒータ電極は不透明電極により形成され、かつ液晶セルのレンズ領域外に形成されている。
【００２２】
また、本発明の液晶レンズ装置では、前記ヒータ電極は不透明電極にて細線状に形成され、かつ液晶セルのレンズ領域内に形成されている。
【００２３】
前記ヒータ電極は透明電極と不透明な金属電極とを交互に設けたゼブラ模様に構成されている。
【００２４】
前記ヒータ電極は透明電極の上に水金法によって形成した金電極であり、また透明電極の上に部分的に水金法によって形成した金電極である。
【発明の効果】
【００２５】
上述したように、本発明によれば焦点調節の可変範囲が大きくて応答速度の速い液晶レンズ装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面により本発明の実施の形態に付いて詳細に説明する。図１は本発明の液晶レンズ装置を組み込んだカメラ機構の構成図である。１００は液晶レンズ装置で、後述するヒータ電極１０を有する液晶レンズ１と液晶駆動回路１１０と前記ヒータ電極１０を駆動するヒータ駆動電源１２０とのより構成される。
【００２７】
前記液晶レンズ装置１００はレンズ１３０，１４０等とともにハウジング１５０に収められており、被写体１６０に向けられるカメラを構成している。そして前記ハウジング１５０には前記被写体１６０側に開口部１５０ａが設けられている。
【００２８】
図２は図１に示す液晶レンズ１の断面図、図３はその平面図である。図に示すごとく液晶レンズ１は第１液晶セルである上セル２と第２液晶セルである下セル３との、配向方向を直交させた２個の液晶セルを積層したいわゆる２層液晶レンズである。上セル２と下セル３とは基本的構成は同じ構成を有するので、そこ構成を上セル２に付いて説明する。
５は大型の第１基板、６は小型の第２基板であり、この２枚の基板間に液晶層７が封止されて上セル２が構成されている。さらに前記第１基板５の内面側には液晶駆動電極８、ヒータ電極１０が設けられ、さらに第１基板５の庇部分には接続電極９が設けられている。また前記第２基板６の内面側にはコモン電極１１が設けられている。
【００２９】
前述のごとく上セル２と下セル３とは基本的構成は同じであるが、図３に示すごとく上セル２の配向方向Ｈ１と下セル３の配向方向Ｈ２とは直交配置されており、この基本的構成は同じで配向方向のみが異なる２個の液晶セルの第１基板側をＵＶ接着層１２で接着することにより液晶レンズ１を構成している。
なおこの直交配向の２層液晶レンズは、前記特許文献２に記載されている公知の液晶レンズであり、広い範囲での合焦点動作が可能で偏光依存性のない優れたものである。そして本発明における液晶セルの定義としては、前記液晶レンズ１の図１に示す配置において入射光側、すなわち被写体１６０側に向いている方を上セル２、被写体１６０の対向側を下セル３とする。
【００３０】
図４、図５は図２に示す第１基板５と第２基板６の電極パターン図である。図４において前記液晶駆動電極８はレンズ用の複数の透明輪帯電極であり、各輪帯電極は抵抗線１５で接続されるとともに中心電極８ａと最外周電極８ｂに電源を供給することによりレンズ動作を行なう。また前記ヒータ電極１０は前記液晶駆動電極８の周囲を取り囲むように設けられている。そして前記接続電極９は液晶駆動電極８に接続される２本の接続電極９ａ，９ｂとヒータ電極１０に接続される２本の接続電極９ｃ、９ｄと前記第２基板６に設けられたコモン電極１１に基板間導通部１１ａを介して接続される１本の接続電極９ｃとがある。
【００３１】
次に上記液晶レンズ１の動作を説明する。前記第１基板５に形成された液晶駆動電極８と第２基板６に形成されたコモン電極１１は何れもＩＴＯ（酸化インジューム酸化スズ合金）等の透明電極で構成せれており、前記液晶駆動回路１１０より接続電極９ａ，９ｂを介して前記抵抗線１５に供給される液晶駆動信号により、各透明輪帯電極には半径方向に電圧分布を発生する。そしてこの各透明輪帯電極に発生した電圧分布と前記コモン電極１１に接続電極９ｅから基板間導通部１１ａを介して供給されるコモン信号とにより、液晶層７の屈折率が制御されてレンズ機能を生ずることになる。
【００３２】
また、前記第１基板５における液晶駆動電極８の周囲を取り囲むように設けられたヒータ電極１０は、レンズ領域外に設けられているので透明である必要はなく、導電性の良い金電極等の金属材料を使用している。
そして、前記第１液晶セル２と第２液晶セル３とに各々設けられたヒータ電極１０は温度低下を検出する温度センサー（図示せず）の信号に従って、前記ヒータ駆動電源１２０から接続電極９ｃ，９ｄを介して供給されるヒータ駆動信号により発熱して、前記液晶層７を過熱することで応答速度の改善を行なう。
【００３３】
図６は本発明の第２の実施の形態を示す液晶レンズの断面図であり、図２に示す液晶レンズの断面図と同一要素には同一番号を付し説明を省略する。
図６に示す液晶レンズ２０において前記図２に示す液晶レンズ１と異なるところは、ヒータ電極１０を下セル３にのみ設け、上セル２には設けていないことでる。
我々は、２層セル方式の液晶レンズにおいて液晶層７に対する温度特性を測定して結果、図６に示す下セル３のみにヒータ電極１０を設ける方式が、上セル２のみにヒータ電極１０を設ける方式に比べて優れており、図２示す下セルと上セルの両方にヒータ電極１０を設ける方式に比して遜色がないことがわかった。
【００３４】
以下、２層セル方式の液晶レンズにおける両側ヒータ方式と片側ヒータ方式との加熱特性に付いて説明する。
図１３はヒータ電極１０の加熱による各液晶セルの温度上昇を示す温度特性図であり、横軸はヒータ電極１０に対するヒータ駆動電源１２０からの印加電圧、縦軸は各液晶セルの温度を示す。
図１３においてＴａｂは上セル２と下セル３の両方にヒータ１０を設けて加熱した場合の温度上昇を示す温度特性、Ｔａは上セル２のみにヒータ１０を設けて加熱した場合の温度上昇を示す温度特性、Ｔｂは下セル３のみにヒータ１０を設けて加熱した場合の温度上昇を示す温度特性である。
各温度特性において上セル２と下セル３とは熱伝導の良いＵＶ接着層１２で一体化されているため、どの加熱方式においても略同一の温度に保たれているが、両セル加熱の温度Ｔａｂ（５０℃）に比べて片側セル加熱の温度Ｔａ（３０℃）とＴｂ（４２℃）とは当然低い温度になるが、この温度低下にヒータ１０を設ける液晶セルによって差が生じることがわかった。
【００３５】
この温度低下に差がある理由は、図１に示すごとく液晶レンズ１の加熱された温度は前記ハウジング１５０の外気に向いている開口部１５０ａ（入射光側）から外部に放熱されるためである。
すなわち、上セル２のみにヒータ１０を設けて加熱した場合には上セル２から、前記ハウジング１５０の開口部１５０ａを通して直接外部に放熱されるため、下セル３側への熱伝達が十分行なわれず低い温度しか得られないのに対し、下セル３のみにヒータ１０を設けて加熱した場合には下セル３から上セル２を通して前記ハウジング１５０の開口部１５０ａから外部に放熱されるため、下セル３から上セル２への熱伝達が十分行なわれ、加熱温度を有効に活用する事ができるので温度低下を少なくする事がわかった。
【００３６】
図６に示すごとく両セルをＵＶ接着層で一体化した２層セル方式の液晶レンズの、下セルのみにヒータ電極を設ける方式は前記ハウジング１５０の開口部１５０ａの対向側の下セルから上セルを加熱する構成と、ＵＶ接着層の熱伝導性の良さから、両セルにヒータ電極を設ける方式に対して温度特性的に差が少なく、しかも１方の液晶セルのみにヒータ電極を設けるだけで良いため、構成が単純化されてコスト的にも有利になるという効果を有する。
【００３７】
図７は本発明の第３の実施の形態を示す液晶レンズの断面図であり、図２に示す液晶レンズの断面図と同一要素には同一番号を付し説明を省略する。
図に示す液晶レンズ３０において前記図２に示す液晶レンズ１と異なるところは、前記液晶レンズ１の上セル２と下セル３の大型基板である２枚の第１基板５の代わりに１枚の共通大型基板である第３基板３５を設けた３枚構成の２層液晶セルである。
この２層液晶セルにおいては第３基板３５の両面に、図４に示した液晶駆動電極８か設けられ、かつヒータ電極１０は下セル３を構成する側の面にのみ設けられている。
もちろん、このヒータ電極１０を上セル２側にも設けても良いが、図６に示す液晶レンズ２０で説明したように下セル３のみのヒータ電極で加熱特性が満足出来る上、液晶レンズ３０の場合はＵＶ接着層１２がない１層基板であるのでさらに熱伝導率は良く、液晶レンズ２０より良好な加熱特性が期待できる。
【００３８】
図８はヒータ電極の他の実施の形態を示す第１基板の電極パターン図であり、図４に示す第１基板５の電極パターン図と同一要素には同一番号を付し説明を省略する。図８に示す第１基板５’において図４に示す第１基板５の電極パターンと異なるところは、ヒータ電極２１の全体が金電極で構成されているのではなく、金電極部２１ａ（不透明電極部）とＩＴＯ電極部２１ｂ（透明電極部）とが交互に設けられたゼブラ模様に構成されていることである。
【００３９】
次に上記ゼブラ模様のヒータ電極２１の製造方法に付いて説明する。
この製造方法に付いては本発明者が「液晶パネルの配線パターン形成法」として既に特許文献４で提案している水金法で形成している。
【００４０】
すなわち上記水金法による第１基板５’の電極パターン形成工程を簡単に説明すると、まず第１基板５’の上面にＩＴＯ電極膜を構成する（工程ａ）。次に有機金に酸化性の樹脂を混ぜ合わせてペーストを作り、このペーストで上記ＩＴＯ電極膜上の必要部分（各引き出し電極部分と前記ヒータ電極２１の金電極部２１ａ）にスクリーン印刷機を用いて金ペースト印刷膜を形成する（工程ｂ）。次に第１基板５’を焼成炉に入れて５００℃位に過熱し、前記金ペースト印刷膜の樹脂分を完全に蒸発させる。この樹脂分を完全に蒸発させることによって金だけが残り、この金がＩＴＯ電極膜の表面に焼き付いてｃが形成される（工程ｃ）。この金電極膜により、各引き出し電極９と前記ヒータ電極２１の金電極部２１ａが形成される。上記工程ｂ及び工程ｃによって金電極膜を形成する方法はいわゆる「水金法」とよばれるものである。
【００４１】
次に金電極膜とＩＴＯ電極膜の露出した全面にスクリーン印刷でポジ型のフォトレジスト膜を形成する（工程ｄ）。次に配線パターン形状のフォトマスクを用いて紫外線照射を行いパターンイングを行う（工程ｅ）。次に金属用のエッチング液に浸漬して金属電極膜の不要な部位分を除去する（工程ｆ）。この工程により、前記各引き出し電極９と前記ヒータ電極２１の金電極部２１ａとの余分な部分が除去されて各電極の形状が整えられる。続いてＩＴＯ用のエッチング液に浸漬し、ＩＴＯ電極膜をパターンニングする（工程ｇ）。この工程により前記液晶駆動電極８の透明輪帯電極とヒータ電極２１のＩＴＯ電極部２１ｂが形成される。上記エッチング処理工程の後に、表面層に残ったフォトレジスト膜をレジスト剥離液に浸漬して除去することで前記第１基板５’の電極パターン形成工程が終了する。
【００４２】
図８に示す、ゼブラ模様のヒータ電極２１には以下のような利点がある。
まず、ＩＴＯ電極部２１ｂ（高抵抗部）と金電極部２１ａ（低抵抗部）とを直列に配置することで、発熱部であるＩＴＯ電極部２１ｂの形状と配置位置を任意に設定する事が出来るため、発熱条件の選択自由度が高い。また発熱部であるＩＴＯ電極部２１ｂを分割して分散配置しているため、各ＩＴＯ電極部２１ｂの電極幅を比較的広くする事が可能となり、この結果、熱の拡散がよく電極が剥がれ難くなる。
【００４３】
上記のヒータ電極を構成する金電極を水金法で形成することによって以下の利点がある。
まず加熱効率を良くするために液晶セル内部にヒータ電極を設ける場合は、特にヒータ電極を構成する金属と液晶物質が直接接触するために前記金属の安定性が問題になる。その場合に水金法によって形成される金電極は純金に近い安定したものとなるため、液晶物質に直接触れても化学反応による劣化を生ずる事が無い。
また、水金法によって形成される金電極は、ＩＴＯ膜やガラスとの密着性が良いため、過熱された時に剥がれ難い。
さらに水金法とホトエッチングの組合せ加工によって形成されるヒータ電極は、微細パターン形成が可能なためヒータ電極としての重要なファクターである抵抗値の管理がし易く、高性能な液晶レンズの製造が可能となる。
【００４４】
図９は本発明の第４の実施の形態を示す液晶レンズの断面図であり、図２に示す液晶レンズの断面図と同一要素には同一番号を付し説明を省略する。
図９に示す液晶レンズ４０において前記図２に示す液晶レンズ１と異なるところは、前記液晶レンズ１の上セル２または下セル３の大型基板である２枚の第１基板５のいずれか一方の外面側にヒータ電極を設ける外部ヒータ構成であり、本実施の形態においては下セル３の大型基板である第４基板４５に形成した例を示す。
【００４５】
前記液晶レンズ４０は上セル２と下セル３の間にヒータ電極４７を介在させた状態で、ＵＶ接着層１２で一体化されている。
図１０は前記液晶レンズ４０の上セル２と下セル３の大型基板である第４基板４５の内面側の電極パターン図であり、図１１は上セル２の第４基板４５の外面側の電極パターン図である。すなわち図１０に示す通り上セル２と下セル３の大型基板である第４基板４５の内面側には、図４の第１基板５の電極パターンのうち、液晶駆動電極８とその接続電極９ａ，９ｂとコモン電極１１に接続される１本の接続電極９ｃとが各々設けられており、図１１に示す通り上セル２の第４基板４５の外面側にのみヒータ電極４１とその接続電極４９ａ、４９ｂが設けられている。
なお、前記接続電極４９ａ、４９ｂの外部接続は第４基板４５の外面側から直接取り出しても良いし、またスルーホールを設けて第４基板４５の庇部分に取り出しても良い。
【００４６】
図１２は外部ヒータ電極の変形例を示す電極パターン図である。図１２Ａのヒータ電極４１ａはレンズ領域全体にＩＴＯ等の透明ヒータ電極を形成したものであり、図１２Ｂのヒータ電極４１ｂはレンズ領域（点線丸）全体にＩＴＯ等の透明ヒータ電極を複数の線状に形成したものであり、さらに図１２Ｃのヒータ電極４１ｃはレンズ領域に金等の不透明ヒータ電極を細線状に形成したものであり、線幅を数ミクロンの細線状にする事によってレンズ部分の光透過ロスを少なくしている。
上記外部ヒータ構成の場合には、液晶駆動電極８とヒータ駆動電極４１とを第４基板４５の別の面に形成出来る為、それぞれのパターン形成や接続電極の配置に自由度が大きく構成的及びコスト的に有利である。
【００４７】
上記のごとく本発明によれば、液晶レンズにヒータ電極を設けて低温時の動作遅れを補償しているため、焦点調節の可変範囲が大きくて応答速度の速い液晶レンズ装置が実現できる。また２層液晶セルで構成された液晶レンズにおいて片側の液晶セルのみにヒータ電極を設けることで構成が簡単で、コスト的に有利な液晶レンズが実現できる。
さらに、ヒータ電極をゼブラ模様にすることによって発熱部分の形状や位置等の自由度が大きくなり、またヒータ電極を水金法で形成することによって電極の安定性が得られ、さらにコストダウンも期待できる。
【００４８】
前記ゼブラ模様のヒータ電極や水金法によるヒータ電極の形成に付いて、実施の形態では内在型のヒータ電極に付いて説明したが当然これに限定されるものではなく、外在型のヒータ電極の場合にも有効なことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明による液晶レンズ装置は実施の形態に示したカメラに限定されず、ディスクのピックアップ装置や内視鏡等の医療機器、さらにはメガネの度数調整用等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の液晶レンズ装置を組み込んだカメラ機構の構成図。
【図２】本発明の第１実施例を示す液晶レンズの断面図。
【図３】本発明の第１実施例を示す液晶レンズの平面図。
【図４】図２に示す第１基板５の電極パターン図。
【図５】図２に示す第２基板６の電極パターン図。
【図６】本発明の第２実施例を示す液晶レンズの断面図。
【図７】本発明の第３実施例を示す液晶レンズの断面図。
【図８】図２に示す第１基板５の電極パターン図。
【図９】本発明の第４実施例を示す液晶レンズの断面図。
【図１０】図9に示す第４基板の内面電極パターン図。
【図１１】図9に示す第４基板の外面電極パターン図。
【図１２】本発明の外部ヒータ電極の変形例を示す電極パターン図。
【図１３】ヒータ電極１０の加熱による各液晶セルの温度特性図。・
【図１４】従来の液晶セルと、レンズ用液晶セルとの温度―応答速度特性図。
【符号の説明】
【００５１】
１、２０，３０，４０          液晶レンズ
２                            上セル
３                            下セル
５                            第１基板
６                            第２基板
７                            液晶層
８                            液晶駆動電極
９                            接続電極
１０、２１、４１              ヒータ電極
１１                          コモン電極
１２                          ＵＶ接着層
３５                          第３基板
４５                          第４基板
１００                        液晶レンズ装置
１１０                        液晶駆動回路
１２０                        ヒータ駆動電源
【図１】
2006267150.tif 000003
【図２】
2006267150.tif 000004
【図３】
2006267150.tif 000005
【図４】
2006267150.tif 000006
【図５】
2006267150.tif 000007
【図６】
2006267150.tif 000008
【図７】
2006267150.tif 000009
【図８】
2006267150.tif 000010
【図９】
2006267150.tif 000011
【図１０】
2006267150.tif 000012
【図１１】
2006267150.tif 000013
【図１２】
2006267150.tif 000014
【図１３】
2006267150.tif 000015
【図１４】
2006267150.tif 000016