【手続補正書】
【提出日】平成24年3月26日(2012.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記目的を果たすため、本発明の液晶レンズの一態様は、第１の透明基板と、前記第１の透明基板上に形成された第１の透明電極と、前記第１の透明電極が形成されている面の側において前記第１の透明基板と対峙する第２の透明基板と、前記第２の透明基板上の前記第１の透明基板側の面に形成された第２の透明電極と、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とに挟持され、該透明電極間に電圧差がない場合には光学的に等方性を発現し、該透明電極間に電圧差がある場合には複屈折性を発現する液晶により形成される液晶層と、前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極に印加する電圧を制御し、前記液晶層に形成する電場を制御する電圧制御手段と、を具備する、ことを特徴とする。
また、前記目的を果たすため、本発明の液晶レンズの一態様は、第１の透明基板と、前記第１の透明基板上に形成された第１の透明電極と、前記第１の透明電極上に配置され、前記第１の透明基板側に凹レンズ形状の窪みを有する第２の透明基板と、前記第２の透明基板の前記凹レンズ形状の窪みを有する面と反対の面に形成された第２の透明電極と、前記凹レンズ形状の窪みに封入されたブルー相液晶により形成される液晶層と、前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段と、を具備する、ことを特徴とする。
また、前記目的を果たすため、本発明の液晶レンズの一態様は、第１の透明基板と、前記第１の透明基板上に形成された第１の透明電極と、前記第１の透明電極上に配置され、前記第１の透明基板側にプリズム形状の窪みを有する第２の透明基板と、前記第２の透明基板の前記プリズム形状の窪みを有する面と反対の面に形成された第２の透明電極と、前記プリズム形状の窪みに封入されたブルー相液晶により形成される液晶層と、前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段と、を具備する、ことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明の液晶レンズを用いた焦点距離可変眼鏡の一態様は、前記液晶レンズと、距離測定手段と、前記距離測定手段の測定結果に基づいて前記液晶レンズの目標焦点距離を設定する目標焦点距離設定部と、を更に具備し、前記電圧制御手段は、前記目標焦点距離に基づいて、前記液晶層に形成する電場を制御し、前記液晶レンズを眼鏡のレンズとして用いる、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明の液晶レンズを用いた光ピックアップ装置の一態様は、光ディスクに照射するレーザー光を発生するレーザー光源と、前記液晶レンズと、前記光ディスクの記録面からの反射光を受光する受光素子と、を有する光ピックアップ装置であって、前記目標焦点距離設定部は、前記液晶レンズの目標焦点距離を、該液晶レンズから前記光ディスクの前記記録面までの距離に設定し、前記液晶レンズは、前記レーザー光を前記光ディスクの前記記録面に集光させ、前記光ディスクの前記記録面に集光したレーザー光の反射光を平行光にする、ことを特徴とする
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の液晶レンズを用いた光スイッチの一態様は、前記液晶レンズを有する光スイッチであって、前記液晶レンズは、前記電圧制御手段が制御する前記液晶層に形成する電場の変化により、該液晶レンズに入射した光の射出光路を、少なくとも２つの射出光路のうち何れか１つに切り替える、ことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の液晶レンズを用いた液晶レンズアレイの一態様は、前記液晶レンズを並べた構成を有する、ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の液晶レンズを用いた３次元表示装置の一態様は、平面上に配置され、表示光を射出する複数の画素を有する、画像を表示する表示面と、前記表示面に重ねられた、前記液晶層に形成する電場を制御することで光路を変化させる前記液晶レンズアレイと、を備える３次元表示装置であって、２次元表示時においては、前記表示面は、前記画素の全てを用いて２次元画像の表示をし、前記液晶レンズアレイは、前記表示光を直進させ、３次元表示時においては、前記表示面は、前記画素のうち一部を右目用画素とし、前記右目用画素以外の前記画素を左目用画素とし、前記右目用画素には右目用画像を表示し、前記左目用画素には左目用画像を表示し、前記液晶レンズアレイは、前記右目用画素から射出した表示光と前記左目用画素から射出した表示光との光路を異ならせる、ことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の液晶レンズを用いた指向性制御表示装置の一態様は、表示面の裏側に光源を有し表示面から画像を表す表示光を射出する光透過型の表示素子と、前記表示素子に重ねられ、前記液晶層に形成する電場を制御することで光路を変化させて前記表示光の指向性を変化させる前記液晶レンズアレイと、を具備する、ことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
この様に、例えば第１の透明基板３１１は第１の透明基板として機能し、例えば第１の透明電極３１２は第１の透明基板上に形成された第１の透明電極として機能し、例えば第２の透明基板３１３は第１の透明基板側に凹レンズ形状の窪みを有する第２の透明基板として機能し、例えば第２の透明電極３１４は第２の透明基板の前記凹レンズ形状の窪みを有する面と反対の面に形成された第２の透明電極として機能し、例えば液晶層３１５は凹レンズ形状の窪みに封入されたブルー相液晶により形成される液晶層として機能し、例えば印加電圧制御部１２１と同様の印加電圧制御部は第１の透明電極及び第２の透明電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段として機能する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
この様に、例えば第１の透明基板３３１は第１の透明基板として機能し、例えば第１の透明電極３３２は第１の透明基板上に形成された第１の透明電極として機能し、例えば第２の透明基板３３３は第１の透明基板側にプリズム形状の窪みを有する第２の透明基板として機能し、例えば第２の透明電極３３４は第２の透明基板の前記プリズム形状の窪みを有する面と反対の面に形成された第２の透明電極として機能し、例えば液晶層３３５はプリズム形状の窪みに封入されたブルー相液晶により形成される液晶層として機能し、例えば印加電圧制御部１２１と同様の印加電圧制御部は第１の透明電極及び第２の透明電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段として機能する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
本実施形態に係る光ピックアップ装置５００に依れば、光ディスク５１０の変位に合わせて高速に情報読み取り用のレーザー光の焦点位置を調整し、正確な読み取りが可能となる。この際、ブルー相液晶の速い時間応答性が有効である。また、光ディスクは、例えばオーディオＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク（ＢＤ）（登録商標）等、光ディスクの規格によって、使用するレーザー光の波長が異なる。一般にレンズの屈折率には波長分散があるため、異なった波長の光に対する焦点距離は異なる。そのため一般に、波長に応じた光学系の調整が必要となる。しかし、本実施形態の液晶レンズを用いれば、液晶レンズに印加する電圧を調整することによって使用するレーザー光の波長に合わせてレンズの焦点距離を調節できる。このため、複数種類の規格の光ディスクを扱う装置においても、光学系を簡素に設計できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
何れの液晶レンズアレイにおいても、第１の透明電極及び第２の透明電極に印加する電圧を制御することにより、前記第３の実施形態の場合と同様に、各円形レンズ形状、各円筒面形状、各ピラミッド形状、或いは各三角柱形状の液晶層における屈折によって、光源からの光の向きを各々変化させることができる。従って、液晶レンズアレイ全体では、光源からの光の集光性や拡散性、指向性を電気的に制御できるようになる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
［第８の実施形態］
次に、本発明の第８の実施形態に係る第７の実施形態の液晶レンズアレイ７４０を応用した３次元表示装置について図面を参照して説明する。一般に３次元表示装置は、右目で観察する画素に右目用の画像情報を、左目で観察する画素に左目用の画像情報を、それぞれ表示することで、３次元表示を可能にしている。つまり１画素分の画像情報を表示するために右目用と左目用の実質２画素を必要とする。このため、従来の３次元表示装置で２次元の画像を表示する場合、表示画素は表示装置が有する実質的な画素数の２分の１になってしまうため、文字等の細かい情報の表示が困難であるという課題がある。そこで、本実施形態に係る３次元表示装置８００は、液晶レンズアレイ７４０を用いて、３次元表示モードと２次元表示モードとを切り替えることにより、２次元表示モードにおいては、右目用の画素と、左目用の画素とを用いて、３次元表示モードにおける画素数の２倍の画素数の画像を表示できるようにしている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
本実施形態に依れば、３次元表示モードでは、右目用の画素と左目用の画素とを使い分け、３次元表示を可能にする一方で、２次元表示モードにおいては、右目用の画素と、左目用の画素とを用いて、３次元表示モードにおける画素数の２倍の画素数の画像を表示できる。さらに液晶レンズアレイ８２０の印加電圧を制御することで、屈折角を変化させる、３次元表示に適した当該表示装置と目の間の距離を可変できるという特長がある。また、ブルー相液晶の速い時間応答性を利用して３次元表示モードと２次元表示モードとの切り替えを高速に行うことが可能である。また、本実施形態の液晶レンズは偏光を利用しないため、液晶ディスプレイに限らず、本質的に偏光を用いないプラズマ・ディスプレイや有機ＥＬディスプレイにも使用できる。更にその際、表示の輝度を損なわない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
液晶レンズアレイ９２０は、第７の実施形態の説明において、説明した通り、光源からの光の集光性や拡散性、指向性を電気的に制御できる。そこで、制御部９２４は、照度センサ９２３から入力された環境の明るさが予め設定された閾値より高ければ、バックライト９１１からの光を図１２及び図１３中の上部に点線で示す様に、指向性を強めるべく、液晶レンズアレイ９２０の液晶層７４３に形成される電場を制御するように印加電圧制御部９２２に指令する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
印加電圧制御部９２２は、制御部９２４からの指令に基づき、液晶レンズアレイ９２０の液晶層７４３に形成する電場を制御し、バックライト９１１からの光の指向性を強める。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
一方、制御部９２４は、照度センサ９２３から入力された環境の明るさが予め設定された閾値より低ければ、バックライト９１１からの光を図１２及び図１３中の上部に実線で示した様に、指向性を弱めるべく、液晶レンズアレイ９２０の液晶層７４３に形成される電場を制御するように印加電圧制御部９２２に指令する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
印加電圧制御部９２２は、制御部９２４からの指令に基づき、液晶レンズアレイ９２０の液晶層７４３に形成する電場を制御し、バックライト９１１からの光の指向性を弱める。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透明基板と、
前記第１の透明基板上に形成された第１の透明電極と、
前記第１の透明電極が形成されている面の側において前記第１の透明基板と対峙する第２の透明基板と、
前記第２の透明基板上の前記第１の透明基板側の面に形成された第２の透明電極と、
前記第１の透明電極と前記第２の透明電極とに挟持され、該透明電極間に電圧差がない場合には光学的に等方性を発現し、該透明電極間に電圧差がある場合には複屈折性を発現する液晶により形成される液晶層と、
前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極に印加する電圧を制御し、前記液晶層に形成する電場を制御する電圧制御手段と、
を具備する、
ことを特徴とする液晶レンズ。
【請求項２】
前記液晶は、ブルー相液晶または高分子安定化ブルー相液晶であ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】
前記第１の透明基板の前記第１の透明電極が形成されている側の面は凹面であり、前記第１の透明基板の前記第１の透明電極が形成されている面と反対側の面は凸面であり、
前記第２の透明基板の前記第２の透明電極が形成されている側の面は凹面であり、前記第２の透明基板の前記第２の透明電極が形成されている面と反対側の面は凸面であり、
前記液晶層は凸レンズ形状である、
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶レンズ。
【請求項４】
前記第１の透明基板の前記第１の透明電極が形成されている側の面は凸面であり、前記第１の透明基板の前記第１の透明電極が形成されている面と反対側の面は凹面であり、
前記第２の透明基板の前記第２の透明電極が形成されている側の面は凸面であり、前記第２の透明基板の前記第２の透明電極が形成されている面と反対側の面は凹面であり、
前記液晶層は凹レンズ形状である、
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶レンズ。
【請求項５】
請求項３に記載の液晶レンズと請求項４に記載の液晶レンズとが重ね合わせて構成されており、
請求項３に記載の液晶レンズの光軸と請求項４に記載の液晶レンズの光軸とが一致している、
ことを特徴とする液晶レンズ。
【請求項６】
請求項５に記載の液晶レンズにおいて、
請求項３に記載の液晶レンズの、請求項４に記載の液晶レンズ側に位置している第２の透明基板と、
請求項４に記載の液晶レンズの、請求項３に記載の液晶レンズ側に位置している第１の透明基板と、
は１枚の透明基板によって兼ねられて構成されている、
ことを特徴とする液晶レンズ。
【請求項７】
第１の透明基板と、
前記第１の透明基板上に形成された第１の透明電極と、
前記第１の透明電極上に配置され、前記第１の透明基板側に凹レンズ形状の窪みを有する第２の透明基板と、
前記第２の透明基板の前記凹レンズ形状の窪みを有する面と反対の面に形成された第２の透明電極と、
前記凹レンズ形状の窪みに封入されたブルー相液晶により形成される液晶層と、
前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
を具備する、
ことを特徴とする液晶レンズ。
【請求項８】
前記ブルー相液晶は、高分子安定化ブルー相液晶であることを特徴とする請求項７に記載の液晶レンズ。
【請求項９】
前記液晶層中に、凸レンズ形状の透明部材を更に有することを特徴とする請求項２に記載の液晶レンズ。
【請求項１０】
第１の透明基板と、
前記第１の透明基板上に形成された第１の透明電極と、
前記第１の透明電極上に配置され、前記第１の透明基板側にプリズム形状の窪みを有する第２の透明基板と、
前記第２の透明基板の前記プリズム形状の窪みを有する面と反対の面に形成された第２の透明電極と、
前記プリズム形状の窪みに封入されたブルー相液晶により形成される液晶層と、
前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極に印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
を具備する、
ことを特徴とする液晶レンズ。
【請求項１１】
前記ブルー相液晶は、高分子安定化ブルー相液晶であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶レンズ。
【請求項１２】
前記液晶層中に、プリズム形状の透明部材を更に有することを特徴とする請求項２に記載の液晶レンズ。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項９のうちいずれか１項に記載の液晶レンズと、
距離測定手段と、
前記距離測定手段の測定結果に基づいて前記液晶レンズの目標焦点距離を設定する目標焦点距離設定部と、
を更に具備し、
前記電圧制御手段は、前記目標焦点距離に基づいて、前記液晶層に形成する電場を制御する、
ことを特徴とする液晶レンズ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液晶レンズを眼鏡のレンズとして用いる、
ことを特徴とする焦点距離可変眼鏡。
【請求項１５】
使用者の視力情報を記録する使用者情報記録手段を更に具備し、
前記目標焦点距離設定部は、前記距離測定手段の測定結果に加えて前記使用者の視力情報に基づいて前記目標焦点距離を設定する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の焦点距離可変眼鏡。
【請求項１６】
光ディスクに照射するレーザー光を発生するレーザー光源と、
請求項１３に記載の液晶レンズと、
前記光ディスクの記録面からの反射光を受光する受光素子と、
を有する光ピックアップ装置であって、
前記目標焦点距離設定部は、前記液晶レンズの目標焦点距離を、該液晶レンズから前記光ディスクの前記記録面までの距離に設定し、
前記液晶レンズは、前記レーザー光を前記光ディスクの前記記録面に集光させ、前記光ディスクの前記記録面に集光したレーザー光の反射光を平行光にする、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１７】
請求項１０乃至請求項１２のうち何れか１項に記載の液晶レンズを有する光スイッチであって、
前記液晶レンズは、前記電圧制御手段が制御する前記液晶層に形成する電場の変化により、該液晶レンズに入射した光の射出光路を、少なくとも２つの射出光路のうち何れか１つに切り替える、
ことを特徴とする光スイッチ。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１２のうちいずれか１項に記載の液晶レンズを並べた構成を有する、ことを特徴とする液晶レンズアレイ。
【請求項１９】
平面上に配置され、表示光を射出する複数の画素を有する、画像を表示する表示面と、
前記表示面に重ねられた、前記液晶層に形成する電場を制御することで光路を変化させる請求項１８に記載の液晶レンズアレイと、
を備える３次元表示装置であって、
２次元表示時においては、
前記表示面は、前記画素の全てを用いて２次元画像の表示をし、
前記液晶レンズアレイは、前記表示光を直進させ、
３次元表示時においては、
前記表示面は、前記画素のうち一部を右目用画素とし、前記右目用画素以外の前記画素を左目用画素とし、
前記右目用画素には右目用画像を表示し、前記左目用画素には左目用画像を表示し、
前記液晶レンズアレイは、前記右目用画素から射出した表示光と前記左目用画素から射出した表示光との光路を異ならせる、
ことを特徴とする３次元表示装置。
【請求項２０】
表示面の裏側に光源を有し表示面から画像を表す表示光を射出する光透過型の表示素子と、
前記表示素子に重ねられ、前記液晶層に形成する電場を制御することで光路を変化させて前記表示光の指向性を変化させる請求項１８に記載の液晶レンズアレイと、
を具備する、
ことを特徴とする指向性制御表示装置。