电光学元件的制作方法

专利名称：电光学元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电光学元件，特别涉及在照相机、眼镜等光学装置中用于调整焦距的 电光学元件。
背景技术：
以往，作为使用了液晶的光学元件，已知可以通过施加的电压来控制焦距的液晶 透镜。在液晶透镜的方式中，有使玻璃等透明基板具有平凸透镜、平凹透镜的透镜形状， 利用液晶的折射率变化来实现可变焦距的方式；以及使透明基板具有菲涅耳透镜的透镜形 状，同样地利用液晶的折射率变化来实现可变焦距的方式。另外，作为使透明基板具有菲涅耳透镜的透镜形状的液晶透镜，已知在菲涅耳透 镜的透镜形状之上形成有透明电极的结构(例如专利文献1)。如果在菲涅耳透镜的透镜形 状之下形成透明电极，并经由菲涅耳透镜的透镜形状向液晶层施加电压，则由于菲涅耳透 镜的透镜部分的厚度、介电常数的差异等，施加给液晶层的电压随部位而不同，有时在液晶 分子的取向、竖立特性等液晶的响应性中产生不均。因此，通过在菲涅耳透镜的透镜形状之 上形成透明电极，可以抑制上述响应性的不均。专利文献1 日本特开昭60-50510号(第2页、图2以及图3)但是，虽然通过溅射、蒸镀等方法来形成透明电极，但在菲涅耳透镜面的台阶面上 无法正确地形成电极膜，而引起传导不良。因此，产生无法正确地对液晶施加电压的区域， 无法得到期望的透镜特性这样的缺点。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可以解决上述问题的电光学元件。另外，本发明的另一目的在于提供一种可以抑制透明电极的导电不良，得到期望 的光学特性的电光学元件。进而，本发明的又一目的在于提供一种可以抑制透明电极的导电不良，得到期望 的透镜特性的电光学元件。进而，本发明的又一目的在于提供一种可以抑制透明电极的导电不良，得到期望 的光学特性以及期望的像差校正特性的电光学元件。本发明的电光学元件，其特征在于，包括第一以及第二透明基板；由第一以及第 二透明基板夹持的电光学材料；具有配置在第一或第二透明基板上的多个分割透镜面的光 学结构；在光学结构上牺牲光学结构的一部分而形成的传导结构；以及分别配置在多个分 割透镜面以及传导结构上的透明电极，通过配置在传导结构上的透明电极，使配置在多个 透镜面上的透明电极彼此传导。进而，在本发明的电光学元件中，光学结构优选为菲涅耳透镜结构、柱面透镜阵列 结构、微透镜阵列或衍射光栅结构。进而，在本发明的电光学元件中，传导结构优选包括连接相邻的多个分割透镜面
3彼此的连结面。进而，在本发明的电光学元件中，传导结构优选包括将多个分割透镜面的一部分 切掉而形成的连结面。进而，在本发明的电光学元件中，传导结构优选包括横跨多个分割透镜面而形成 的第一连结面；以及连接第一连结面与多个分割透镜面的第二连结面。进而，在本发明的电光学元件中，优选地，光学结构为菲涅耳透镜结构，第一以及 第二连结面是将菲涅耳透镜结构的一部分切掉而形成的。进而，在本发明的电光学元件中，第二连结面优选形成为多个分割透镜面的环带 状。进而，在本发明的电光学元件中，透明电极优选包括像差校正用的电极图案。进而，在本发明的电光学元件中，像差校正用的电极图案优选包括彗差校正用的 电极图案、球差校正用的电极图案或像散校正用的电极图案。进而，在本发明的电光学元件中，电光学材料优选为液晶。本发明的电光学元件，具备形成有电极的第一以及第二透明基板；以及由第一 以及第二透明基板夹持的液晶，在第一以及第二透明基板中的至少一个上，形成有具有经 由台阶面连接了分割为同心圆状的分割透镜面的菲涅耳透镜面的菲涅耳透镜结构，在菲涅 耳透镜面上形成有电极的液晶透镜中，其特征在于，在菲涅耳透镜结构中，设置有使相邻的 分割透镜面上的电极彼此传导的传导结构。进而，在本发明的电光学元件中，优选地，除了上述结构以外，设置连接相邻的分 割透镜面彼此的连结面作为传导结构，在该连结面上形成电极。根据本发明，由于光学结构的各分割透镜面上的透明电极通过设置在光学结构中 的传导结构而传导，所以可以通过设置在光学结构上的透明电极对液晶层正确地施加电 压，得到期望的光学特性。另外，根据本发明，在透明电极包括像差校正用的电极图案的情况下，除了期望的 光学特性以外，还可以得到期望的像差校正特性。


图1是液晶透镜的剖面图。图2 (a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图2 (b)是图2 (a) 的A-A’剖面图，图2(c)是图2(b)的用符号L表示的部位的放大图。图3是菲涅耳透镜结构整体的立体图。图4是示出传导结构2的部分立体图。图5 (a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图5 (b)是图5 (a) 的B-B’剖面图，图5(c)是图5(b)的用符号M表示的部位的放大图。图6是示出传导结构3的部分立体图。图7 (a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图7 (b)是图7 (a) 的C-C’剖面图，图7(c)是图7(b)的用符号N表示的部位的放大图。图8是示出传导结构4的部分立体图。图9 (a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图9 (b)是图9 (a)的D-D’剖面图，图9(c)是图9(b)的用符号0表示的部位的放大图。图10是示出传导结构5的部分立体图。图11(a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图11(b)是图 11(a)的E-E’剖面图，图11(c)是图11(b)的用符号P表示的部位的放大图。图12是示出传导结构6的部分立体图。图13是示出在液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18的菲涅耳透镜面16上配置了彗 差校正用的透明电极图案40的例子的图。图14(a)示出形成在菲涅耳透镜面16上的彗差校正用的透明电极图案4，图 14(b)示出施加给透明电极图案40的电压例，图14(c)示出通过透明电极图案40改善的彗差例。图15是示出在液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18的菲涅耳透镜面16上配置了球 差校正用的透明电极图案70的例子的图。图16(a)示出球差校正用的透明电极图案70，图16(b)示出施加给透明电极图案 70的电压例，图16(c)示出通过透明电极图案70改善的球差例。图17是示出在液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18的菲涅耳透镜面16上配置了像 散校正用的透明电极图案100的例子的图。图18(a)示出像散校正用的透明电极图案100，图18(b)示出在透明电极图案100 的Y轴方向上施加的电压例，图18(C)示出通过透明电极图案100改善的Y轴方向的像散 例。图19(a)示出使图18(a)所示的透明电极图案100旋转了 90度的情况，图19 (b) 示出在透明电极图案100的X轴方向上施加的电压例，图19(c)示出通过透明电极图案110 改善的X轴方向的像散例。图20是示出初级菲涅耳透镜结构200的图。图21是示出柱面透镜阵列结构210的图。图22是示出微透镜阵列结构220的图。图23是示出衍射光栅结构230的图。
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明的技术性范围 不限于这些实施方式，而涉及权利要求书记载的发明和其等同物。另外，还可以在不脱离本 发明的要旨的范围内通过附加了各种变更的方式来实施。以下，以液晶透镜为例子，说明本 发明的电光学元件。图1是液晶透镜1的剖面图。在图1所示的液晶透镜1中，具有通过对向的透明基板13以及14夹持了作为电 光学材料的液晶层15的结构。作为透明基板13以及14的材质，例如，使用玻璃、聚碳酸酯 等。作为液晶，例如，使用均勻(homogeneous)取向型或垂直取向型的液晶。在透明基板13 以及14之间，在周缘部设置有密封件17，防止液晶的泄漏，并且将液晶层15保持为规定的厚度。在透明基板14上，形成有透明的菲涅耳透镜结构18。菲涅耳透镜结构18具有经
5由台阶面16b连接了分割为同心圆状的分割透镜面16a的形状的菲涅耳透镜面16。菲涅 耳透镜结构18由聚碳酸酯形成。但是，菲涅耳透镜结构18还可以使用丙烯等光学材料、环 烯烃类等透明树脂、自由基(radical)聚合型的丙烯类US硬化树脂、阳离子聚合型的环氧 类US硬化树脂、热硬化性树脂、或者无机-有机混合材料。去除菲涅耳透镜面16中的台阶 面16b并连接了分割透镜面16a而形成的连续面虽然也可以是单纯的球面，但从降低像差 的观点出发，优选成为非球面形状。另外，菲涅耳透镜结构18既可以形成在透明基板13上，也可以形成在透明基板13 以及14这两方上。在透明基板13上的与菲涅耳透镜结构18相对的面上形成有透明电极11，在菲涅 耳透镜结构18上的与透明基板13相对的面上形成有透明电极12。在本发明的液晶透镜1中，在菲涅耳透镜结构18中，设置有用于使形成在菲涅耳 透镜面16的各分割透镜面16a上的透明电极12彼此传导的传导结构。在后面叙述该导电 结构的详细结构。在透明基板13以及14的透明电极11以及12上，形成有用于使液晶取向的取向 膜(未图示)。取向膜使用聚酰亚胺，但也可以使用其他材料。在将聚酰亚胺烧成之后进行 摩擦处理，使液晶具有规定的预倾角而构成。接下来，说明液晶透镜1的动作。如果例如使菲涅耳透镜结构18和液晶层15的折射率与玻璃相同，则液晶透镜1 发挥与没有透镜效应的本来的玻璃相同的作用，在液晶层15具有与菲涅耳透镜面16不同 的折射率的情况下，根据菲涅耳透镜面16的形状，作为凸透镜或凹透镜而发挥功能。由于在向透明电极11、12施加电压时，液晶的折射率变化，所以可以使透镜的光 学能力(power)变化。施加到透明电极11、12的驱动电压例如是脉冲高度调制(PHM)或脉 冲宽度调制(PWM)的交流电压。接下来，说明设置在菲涅耳透镜结构中的导电结构。图2 图4是示出设置在液晶透镜1中的传导结构2的图。图2 (a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图2 (b)是图2 (a) 的A-A’剖面图，图2(c)是图2(b)的用符号L表示的部位的放大图。另外，图3是设置有 传导结构2的菲涅耳透镜结构18整体的立体图。进而，图4是示出传导结构2的部分立体 图。如图2 图4所示，传导结构2具备连结面23，该连结面23是将菲涅耳透镜结构 18的一部分切掉，并通过平缓的倾斜面连接相邻的分割透镜面16a彼此而形成的。在各连 结面23上，与各分割透镜面16a同样地，形成有透明电极12。通过具备这样的传导结构2，各分割透镜面16a上的透明电极12成为通过连结面 23上的透明电极12相互传导的状态。由此，通过设置在菲涅耳透镜面16上的透明电极12 向液晶层正确地施加电压，可以得到期望的透镜特性。上述的设置有传导结构2的菲涅耳透镜结构18通过模具的转印(transfer)而形 成。用于转印设置有传导结构2的菲涅耳透镜结构18的模具需要制作成用于形成菲涅耳 透镜面16的图案形状，并且需要制作成用于形成连结面23的凸形状。但是，技术上难以通 过切削等来加工凸形状。
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因此，通过形成电铸品的方法来加工。首先，制作具有与菲涅耳透镜面16以及连 结面23相同形状的图案的初级模具。由于连结面23是菲涅耳透镜结构18的一部分被切掉 的凹形状，所以可以通过切削等容易地加工初级模具。接下来，根据初级模具形成电铸品， 将形成的电铸品作为用于转印设置有传导结构2的菲涅耳透镜结构18的模具。通过这样 的工序，可以容易地形成用于转印设置有传导结构2的菲涅耳透镜结构18的模具。另外，设置有传导结构2的菲涅耳透镜结构18的形成方法不限于上述方法。例如， 还可以通过如下方法来形成设置有传导结构2的菲涅耳透镜结构18 在通过模具的转印仅 形成了菲涅耳透镜面16的图案之后，对菲涅耳透镜面16的图案部分实施机械加工等，加工 具有连结面23的传导结构。图5以及图6是示出其他传导结构3的图。在菲涅耳透镜结构18中可以代替上 述传导结构2而设置传导结构3。图5(a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图5 (b)是图5(a) 的B-B’剖面图，图5 (c)是图5(b)的用符号M表示的部位的放大图。另外，图6是示出设 置有传导结构3的菲涅耳透镜结构18的一部分的立体图。如图5以及图6所示，传导结构3具备连结面24，该连结面24从分割透镜面16a 的端边缘起形成至位于相邻的分割透镜面16a，且通过平缓的倾斜面连接相邻的分割透镜 面16a彼此。连结面24在菲涅耳透镜结构18上形成为凸形状。在各连结面24上，与各分 割透镜面16a同样地，形成有透明电极12。通过具备这样的传导结构3，与上述传导结构2同样地，成为通过连结面24上的透 明电极12相互传导了各分割透镜面16a上的透明电极12的状态。由此，可以通过设置在 菲涅耳透镜面16上的透明电极12向液晶层正确地施加电压，得到期望的透镜特性。通过在形成了用于形成菲涅耳透镜面16的图案之后，与连结面24的形状对应地 切削该图案，来制作用于转印设置有传导结构3的菲涅耳透镜结构18的模具。因此，与需 要形成电铸品的传导结构2相比，可以容易地制作用于转印设置有传导结构3的菲涅耳透 镜结构18的模具。图7以及图8是示出其他传导结构4的图。在菲涅耳透镜结构18中可以代替上 述传导结构2而设置传导结构4。图7(a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图7 (b)是图7(a) 的C-C’剖面图，图7(c)是图7(b)的用符号N表示的部位的放大图。另外，图8是示出设 置有传导结构4的菲涅耳透镜结构18的一部分的立体图。如图7以及图8所示，传导结构4具备将菲涅耳透镜结构18的一部分切掉，并横 跨多个分割透镜面16a形成的第一连结面25 ；以及同样地将菲涅耳透镜结构18的一部分 切掉，并通过平缓的倾斜面连接连结面25与各分割透镜面16a的第二连结面26。在第一连 结面25与第二连结面26上，与各分割透镜面16a同样地，形成有透明电极12。另外，第一 连结面25如图8所示，成为规定且具有一定宽度的带状形状。另外，第二连结面26如图8 所示，成为将底边与第一连结面25连接的大致三角形状。通过具备这样的传导结构4，成为各分割透镜面16a上的透明电极12通过第一连 结面25以及第二连结面26上的透明电极12相互传导的状态。由此，可以通过设置在菲涅 耳透镜面16上的透明电极12向液晶层正确地施加电压，得到期望的透镜特性。
用于转印设置有传导结构4的菲涅耳透镜结构18的模具需要制作成用于形成菲 涅耳透镜面16的图案形状，并且需要制作成用于形成第一连结面25以及第二连结面26的 凸形状。但是，技术上难以通过切削等来加工凸形状。因此，与传导结构2同样地，通过形成电铸品的方法来加工传导结构4的模具。首 先，制作具有与菲涅耳透镜面16、第一连结面25以及第二连结面26相同形状的图案的初级 模具。由于第一连结面25以及第二连结面26是菲涅耳透镜结构18的一部分被切掉的凹 形状，所以可以通过切削等容易地加工初级模具。接下来，根据初级模具形成电铸品，可以 得到用于转印设置有传导结构4的菲涅耳透镜结构18的模具。另外，设置有传导结构4的菲涅耳透镜结构18的形成方法不限于上述方法。例如， 还可以通过如下方法来形成设置有传导结构4的菲涅耳透镜结构18 在通过模具的转印仅 形成了菲涅耳透镜面16的图案之后，对菲涅耳透镜面16的图案部分实施机械加工等，加工 具有第一连结面25以及第二连结面26的传导结构，由此形成设置有传导结构4的菲涅耳 透镜结构18。图9以及图10是示出其他传导结构5的图。在菲涅耳透镜结构18中可以代替上 述传导结构2而设置传导结构5。图9(a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图9 (b)是图9(a) 的D-D’剖面图，图9(c)是图9(b)的用符号0表示的部位的放大图。另外，图10是示出设 置有传导结构5的菲涅耳透镜结构18的一部分的立体图。传导结构5具备横跨多个分割透镜面16a而形成的第一连结面27 ；以及通过平 缓的倾斜面连接第一连结面27与各分割透镜面16a的第二连结面28。第一连结面27与 第二连结面28在菲涅耳透镜结构18上形成为凸形状。在第一连结面27与第二连结面28 上，与各分割透镜面16a同样地，形成有透明电极12。第一连结面27如图10所示，成为规 定且具有一定宽度的带状形状。另外，第二连结面28如图10所示，成为将底边与第一连结 面27连接的大致三角形状。通过具备这样的传导结构5，成为各分割透镜面16a上的透明电极12通过第一连 结面27以及第二连结面28上的透明电极12相互传导的状态。由此，可以通过设置在菲涅 耳透镜面16上的透明电极12向液晶层正确地施加电压，得到期望的透镜特性。通过在形成了用于形成菲涅耳透镜面16的图案之后，与第一连结面27以及第二 连结面28的形状对应地切削该图案，来制作用于转印设置有传导结构5的菲涅耳透镜结构 18的模具。因此，与需要形成电铸品的传导结构4相比，可以容易地制作用于转印设置有传 导结构5的菲涅耳透镜结构18的模具。另外，在图8所示的传导结构4以及图10所示的传导结构5中，减小与菲涅耳透 镜面16的半径方向正交的方向的第一连结面25以及27的宽度，从而可以抑制由于设置传 导结构而对光学特性造成的影响。图11以及图12是示出又一其他传导结构6的图。在菲涅耳透镜结构18中可以 代替上述传导结构2而设置传导结构6。图11(a)是设置有菲涅耳透镜结构18的透明基板14的俯视图，图11(b)是图 11(a)的E-E’剖面图，图11(c)是图11(b)的用符号P表示的部位的放大图。另外，图12
8是示出设置有传导结构6的菲涅耳透镜结构18的一部分的立体图。如图11以及图12所示，传导结构6具备横跨多个分割透镜面16a而形成的带状 的第一连结面27 ；以及与第一连结面29连接且形成在各分割透镜面16a的端边缘的环带 状的第二连结面30。在第一连结面29与第二连结面30上，与各分割透镜面16a同样地，形 成有透明电极12。通过具备这样的传导结构6，成为各分割透镜面16a上的透明电极12通过第一连 结面29以及第二连结面30上的透明电极12相互传导的状态。由此，可以通过设置在菲涅 耳透镜面16上的透明电极12向液晶层正确地施加电压，得到期望的透镜特性。在图11以及图12中，示出了环带状的第二连结面30形成在各分割透镜面16a的 最远离透明基板14的端边缘的例子。但是，本发明不限于此，也可以在各分割透镜面16a 的其他部位形成环带状的第二连结面30。通过在各分割透镜面16a的端边缘形成环带状的 第二连结面30，可以抑制由于设置传导结构而对光学特性造成的影响。另外，在图11以及图12中，示出了第二连结面30形成在各分割透镜面16a的端边 缘的整周的例子，但第二连结面30也可以形成在各分割透镜面16a的端边缘的一部分中。在上述传导结构2以及3中，无需完全牺牲各分割透镜面16a的半径方向的区域， 而形成传导结构。由此，与牺牲各分割透镜面16a的半径方向的区域的一部分而形成传导 结构的传导结构4 140相比，在传导结构2以及3中，可以抑制对光学特性造成的影响。在上述传导结构4 6中，横跨多个分割透镜面16a而形成了传导结构。因此，传 导结构4 140与在分割透镜面16a的半径方向的一部分中形成有传导结构的传导结构2 以及3相比，对于分割透镜16a的间距窄的菲涅耳透镜结构18也可以容易地形成。在上述例子中，示出了在菲涅耳透镜面16上在半径方向上排列成一列地形成了 传导结构2 6的连结面的例子。但是，本发明不限于此，也可以在从菲涅耳透镜面16的 中心朝向不同方向的位置分别形成连结面。在上述例子中，在菲涅耳透镜面16整体上配置了透明电极12，但在以下例子中， 说明在菲涅耳透镜面16上配置了像差校正用的透明电极图案的例子。图13是示出在液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18的菲涅耳透镜面16上配置了彗 差校正用的透明电极图案40的例子的图。在对⑶、DVD、以及Blu-ray等记录介质进行读取或写入的光拾取器装置中，通过 准直透镜将来自光源的光束变换为大致平行光，通过物镜向记录介质聚光，接收来自记录 介质的反射光束而产生信息信号。在这样的光拾取器装置中，在进行记录介质的读取或写 入时，需要使通过物镜聚光的光束正确地在记录介质的轨道上跟随。但是，由于记录介质的 翘曲或弯曲、记录介质的驱动机构的缺陷等，有时在记录介质中产生倾斜。由于通过物镜聚 光的光束的光轴相对记录介质的轨道倾斜，从而在记录介质的基板内产生彗差，所以在物 镜的入射光瞳位置处换算时，产生如图14(b)所示那样的彗差61，成为使根据来自记录介 质的反射光束而发生的信息信号劣化的原因。因此，通过在菲涅耳透镜面16上形成图13所示的彗差校正用的电极图案40，液晶 透镜1可以与焦距的调整一起，实施彗差校正。彗差校正用的电极图案40如图13所示由电极41 电极45形成。但是，菲涅耳 透镜面16具有图3所示那样的台阶面16b，所以有各电极间不能被完全地传导的可能性。
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因此，由于电极41横跨四个分割透镜面16a的全部，所以在三个部位设置第一连 结面50，电极41成为相同电位。另外，由于电极42横跨两个分割透镜面16a，所以在一个 部位设置第二连结面51，电极42成为相同电位。另外，由于横跨三个分割透镜面16a而配 置了来自电极42的引出布线46，所以在两个部位设置第三连结面52。进而，由于电极43 横跨两个分割透镜面16a，所以在一个部位设置第四连结面53，电极43成为相同电位。进 而，由于电极44横跨两个分割透镜面16a，所以在一个部位设置第五连结面54，电极44成 为相同电位。另外，横跨三个分割透镜面16a而配置了来自电极44的引出布线47，所以在 两个部位设置第六连结面55。进而，由于电极45横跨两个分割透镜面16a，所以在一个部 位设置第七连结面56，电极45成为相同电位。另外，图13中的第一连结面50 第七连结面56全部具有与图4所示的传导结构 2所示的连结面23同样的形状。但是，还可以采用传导结构3 6所示的其他连结面的形 状。另外，图13所示的彗差校正用的电极图案40仅为一个例子，还可以采用其他图案。图14是用于说明通过彗差校正用的电极图案40进行的彗差校正的图。图14(a) 示出形成在菲涅耳透镜面16上的彗差校正用的透明电极图案4，图14(b)示出施加给透明 电极图案40的电压例，图14 (c)示出通过透明电极图案40改善的彗差例。另夕卜，在图14 (a) 中，省略了在图13中示出的连结面50 55的记载。对彗差校正用的透明电极图案40的各区域，施加图14(b)所示那样的电压60。在 对图14 (a)所示那样的透明电极图案40施加了图14 (b)所示那样的电压60时，在与对向透 明电极11(参照图1)之间产生电位差，它们间的液晶的取向性根据电位差而变化。因此， 通过该部分的光束受到使其相位根据电位差而提前那样的作用。由此，在记录介质的基板 中产生的彗差61被校正为如图14(c)所示的彗差62那样。图15是示出在液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18的菲涅耳透镜面16上配置了球 差校正用的透明电极图案70的例子的图。由于记录介质的轨道面上的光透射保护层的厚度不均等，从物镜到轨道面的距离 并非恒定，或者有时无法总是同样地会聚光斑。当在物镜与轨道面之间的距离中产生了这 样的不均时，在记录介质的基板内产生球差，成为使根据来自记录介质的反射光束发生的 光强度信号劣化的原因。在物镜的入射光瞳位置处换算的球差的一个例子如图16(b)的91 所示。因此，通过在菲涅耳透镜面16上形成图15所示的球差校正用的电极图案70，液晶 透镜1可以与焦距的调整一起，实施球差校正。球差校正用的电极图案70如图15所示由电极71 电极79形成。但是，菲涅耳 透镜面16具有图3所示那样的台阶面16b，所以有各电极间不被完全地传导的可能性。因此，由于电极73横跨两个分割透镜面16a的全部，所以在一个部位设置第一连 结面80，电极73成为相同电位。另外，由于电极74横跨两个分割透镜面16a，所以在一个 部位设置第二连结面81，电极74成为相同电位。由于电极71、72以及75 79全部配置在同一分割透镜面16a内，所以没有配置 连结面。另外，在附图的关系上没有记载向各电极的引出布线。但是，在引出布线横跨多个 分割透镜面16a的情况下，对于引出布线也需要如图13所示地配置连结面。另外，图15中的第一连结面80以及第二连结面81全部具有与图4所示的传导结构2所示的连结面23同样的形状。但是，还可以采用传导结构3 6所示的其他连结面的 形状。另外，图15所示的球差校正用的电极图案70仅为一个例子，还可以采用其他图案。图16是用于说明通过球差校正用的电极图案70进行的球差校正的图。图16(a) 示出球差校正用的透明电极图案70，图16(b)示出施加给透明电极图案70的电压例，图 16(c)示出通过透明电极图案70改善的球差例。另外，在图16(a)中，省略了在图15中示 出的连结面80以及81的记载。对球差校正用的透明电极图案70的各区域，施加图16(b)所示那样的电压90。在 对图16 (a)所示那样的透明电极图案70施加了图16 (b)所示那样的电压90时，在与对向透 明电极11(参照图1)之间产生电位差，它们间的液晶的取向性根据电位差而变化。因此， 通过该部分的光束受到使其相位根据电位差而提前那样的作用。由此，在记录介质的基板 中产生的球差91被校正为如图16(c)所示的球差92那样。图17是示出在液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18的菲涅耳透镜面16上配置了像 散校正用的透明电极图案100的例子的图。在进行对记录介质的读取或写入的光拾取器装置中，在来自光源的光束中，由于 半导体激光器等的像散差的问题，在Y轴方向上产生图18(b)所示那样的像散120，在X轴 方向上产生图19(b)所示那样的像散125，成为使根据来自记录介质的反射光束产生的信 息信号劣化的原因。另外，作为像散整体可以模型化为具有Z = X2 · Y2(X以及Y是光瞳坐 标，Z是相位量)这样的形状。因此，通过在菲涅耳透镜面16上形成图17所示的像散校正用的电极图案100，液 晶透镜1可以与焦距的调整一起，实施像散校正。像散校正用的电极图案100如图17所示由电极101 电极109形成。但是，菲涅 耳透镜面16具有图3所示那样的台阶面16b，所以有各电极间不被完全地传导的可能性。因此，由于电极101横跨两个分割透镜面16a的全部，所以在一个部位设置第一连 结面111，电极101成为相同电位。另外，由于电极102横跨三个分割透镜面16a，所以在两 个部位设置第二连结面112，电极102成为相同电位。进而，由于电极103横跨三个分割透 镜面16a，所以在两个部位设置第三连结面113，电极103成为相同电位。进而，由于电极 104横跨三个分割透镜面16a，所以在两个部位设置第四连结面114，电极104成为相同电 位。进而，由于电极105横跨三个分割透镜面16a，所以在两个部位设置第五连结面115，电 极105成为相同电位。进而，由于电极106横跨三个分割透镜面16a，所以在两个部位设置 第六连结面116，电极106成为相同电位。进而，由于电极107横跨三个分割透镜面16a，所 以在两个部位设置第七连结面117，电极107成为相同电位。进而，由于电极108横跨三个 分割透镜面16a，所以在两个部位设置第八连结面118，电极108成为相同电位。进而，由于 电极109横跨三个分割透镜面16a，所以在两个部位设置第九连结面119，电极109成为相 同电位。另外，在附图的关系上没有记载向各电极的引出布线。但是，在引出布线横跨多个 分割透镜面16a的情况下，对于引出布线也需要如图13所示地配置连结面。另外，图17中的第一连结面111 第九连结面119全部具有与图4所示的传导结 构2所示的连结面23同样的形状。但是，还可以采用传导结构3 6所示的其他连结面的 形状。另外，图17所示的像散校正用的电极图案100仅为一个例子，还可以采用其他图案。
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图18(a)示出像散校正用的透明电极图案100，图18(b)示出在透明电极图案100 的Y轴方向上施加的电压例，图18(C)示出通过透明电极图案100改善的Y轴方向的像散 例。另夕卜，图19(a)示出使图18(a)所示的透明电极图案100旋转了 90度的情况，图19(b) 示出在透明电极图案100的X轴方向上施加的电压例，图19 (c)示出通过透明电极图案100 改善的X轴方向的像散例。另外，在图18(a)以及图19(a)中，省略了在图17中示出的连 结面111 119的记载。对图18(a)以及图19(a)所示的透明电极图案100的各区域，施加图18(b)所示 那样的电压121以及图19(b)所示那样的电压126。在对图18(a)以及图19(a)所示那样 的透明电极图案100施加了图18(b)所示那样的电压120以及如图19(b)所示的电压126 时，在与对向透明电极11(参照图1)之间产生电位差，它们间的液晶的取向性根据电位差 而变化。因此，通过该部分的光束受到使其相位根据电位差而提前那样的作用。由此，在记 录介质的基板中产生的Y轴方向的像散120以及X轴方向的像散125被校正为如图18 (c) 所示的像散122以及图19(c)所示的像散127那样。在上述例子中，菲涅耳透镜结构18具有四个分割透镜面16a，但分割透镜面16a的 数量不限于四个，可以根据需要设为例如10个、100个等各种数量。在上述例子中，说明了使用了菲涅耳透镜结构18的液晶透镜1，但以下说明在液 晶透镜1中采用其他光学结构的例子。图20是示出圆柱菲涅耳透镜结构200的图。通过代替液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18而使用图20所示的圆柱菲涅耳透镜结 构200，由此可以将液晶透镜1用作圆柱菲涅耳透镜。另外，圆柱菲涅耳透镜结构200具有多个分割透镜面200a以及台阶面200b。因 此，在圆柱菲涅耳透镜结构200上配置了透明电极12的情况下，有可能难以使透明电极12 整体传导。因此，在除了中央的分割透镜的其他分割透镜200a上设置具有连结面201的传 导结构7。图20中的连结面201都具有与图4所示的传导结构2所示的连结面23相同的形 状。但是，还可以采用传导结构3 6所示的其他连结面的形状。另外，图20所示的圆柱 菲涅耳透镜结构200具有合计七个分割透镜200a。但是，分割透镜面200a的数量不限于七 个，而可以根据需要设为各种数量。图21是示出柱面透镜阵列结构210的图。通过代替液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18而使用图21所示的柱面透镜阵列结构 210，由此可以将液晶透镜1用作柱面透镜阵列(双凸透镜)。另外，柱面透镜阵列结构210具有多个分割透镜面(柱面透镜面)210a。但是，各 分割透镜面210a的连接部分尖锐，所以在柱面透镜阵列结构210上配置了透明电极12的 情况下，有可能难以使透明电极12整体传导。因此，在分割透镜面210a间设置有具有连结 面211的传导结构8。图21中的连结面211是一个平面，且具有连接分割透镜面210a间的形状。但是， 还可以采用传导结构2 6所示的其他连结面的形状。另外，图21所示的柱面透镜阵列结 构210具有合计八个分割透镜面210a。但是，分割透镜面210a的数量不限于八个，可以根 据需要设为各种数量。
图22是示出微透镜阵列结构220的图。通过代替液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18而使用图22所示的微透镜阵列结构 220，由此可以将液晶透镜1用作微透镜阵列(复眼透镜)。另外，微透镜阵列结构220具有多个分割透镜面(微透镜面)220a。但是，各分割 透镜面220a的连接部分尖锐，所以在微透镜阵列结构220上配置了透明电极12的情况下， 有可能难以使透明电极12整体传导。因此，在分割透镜面220a间设置了具有连结面221 的传导结构9。图22中的连结面221是一个平面，且具有连接分割透镜面220a间的形状。但是， 还可以采用传导结构2 6所示的其他连结面的形状。另外，图22所示的微透镜阵列结构 220具有合计12个分割透镜面220a。但是，分割透镜面220a的数量不限于12个，可以根 据需要设为各种数量。图23是示出衍射光栅结构230的图。通过代替液晶透镜1的菲涅耳透镜结构18而使用图23所示的衍射光栅结构230， 由此可以将液晶透镜1用作衍射光栅(grating)。另外，衍射光栅结构230具有多个分割透镜面230a 230r。但是，各分割透镜面 具有台阶面231a 231q，所以在衍射光栅结构230上配置了透明电极12的情况下，有可能 难以使透明电极12整体传导。因此，在分割透镜面230a间设置了传导结构10。传导结构10包括设置在分割透镜面230a 230f间的多个第一连结面232 ；设 置在分割透镜面230g 2301间的多个第二连结面233 ；设置在分割透镜面230m 230r间 的多个第三连结面234 ；以及用于连接分割透镜面230f、2301以及230ι 而设置的第四连结 面 235。图23中的第一连结面232 第三连结面234分别是一个斜面，且具有连接分割透 镜面230a 230r间的形状。但是，还可以采用传导结构2 6所示的其他连结面的形状。 另外，图23所示的衍射光栅结构230具有合计18个分割透镜面。但是，分割透镜面的数量 不限于18个，而可以根据需要设为各种数量。在上述例子中，说明了菲涅耳透镜结构(二维菲涅耳透镜结构)18、圆柱菲涅耳透 镜结构200、柱面透镜阵列结构210、微透镜阵列结构220以及衍射光栅结构230。但是，本 发明还可以应用于其他衍射型光学结构、折射型光学结构、以及具有更复杂的结构的浮雕 (relief)型全息光学结构。本发明的电光学元件通过在上述各种光学结构中具备各种传导结构，成为各分割 透镜面上的透明电极相互传导的状态。由此，可以通过设置在各种光学结构上的透明电极 对液晶层正确地施加电压，得到期望的透镜特性、光学特性和/或像差校正特性等。另外，在本发明的电光学元件中，可以代替液晶而利用铋硅族氧化物(BSO)、铌酸 锂等固体晶体、或PLZT等电光学陶瓷等折射率随电压变化的电光学材料。
1权利要求
一种电光学元件，其特征在于，包括第一以及第二透明基板；由上述第一以及第二透明基板夹持的电光学材料；具有配置在上述第一或第二透明基板上的多个分割透镜面的光学结构；在上述光学结构上牺牲上述光学结构的一部分而形成的传导结构；以及分别配置在上述多个分割透镜面以及上述传导结构上的透明电极，通过配置在上述传导结构上的透明电极，使配置在上述多个透镜面上的透明电极彼此传导。
2.根据权利要求1所述的电光学元件，其特征在于，上述光学结构是菲涅耳透镜结构、 柱面透镜阵列结构、微透镜阵列或衍射光栅结构。
3.根据权利要求1所述的电光学元件，其特征在于，上述传导结构包括连接相邻的多 个分割透镜面彼此的连结面。
4.根据权利要求3所述的电光学元件，其特征在于，上述传导结构包括将上述多个分 割透镜面的一部分切掉而形成的连结面。
5.根据权利要求1所述的电光学元件，其特征在于，上述传导结构包括横跨上述多个 分割透镜面而形成的第一连结面；以及连接上述第一连结面与上述多个分割透镜面的第二 连结面。
6.根据权利要求5所述的电光学元件，其特征在于，上述光学结构是菲涅耳透镜结构， 上述第一以及第二连结面是将上述菲涅耳透镜结构的一部分切掉而形成的。
7.根据权利要求6所述的电光学元件，其特征在于，上述第二连结面形成为上述多个 分割透镜面的环带状。
8.根据权利要求1所述的电光学元件，其特征在于，上述透明电极包括像差校正用的 电极图案。
9.根据权利要求8所述的电光学元件，其特征在于，上述像差校正用的电极图案包括 彗差校正用的电极图案、球差校正用的电极图案或像散校正用的电极图案。
10.根据权利要求1所述的电光学元件，其特征在于，上述电光学材料是液晶。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种可以抑制透明电极的传导不良，得到期望的光学特性和/或像差校正特性的电光学元件。本发明的电光学元件的特征在于，包括第一以及第二透明基板；由第一以及第二透明基板夹持的电光学材料；具有配置在第一或第二透明基板上的多个分割透镜面(16a)的光学结构；具有在光学结构上将光学结构的一部分切掉等而形成的连结面(23)的传导结构(2)；以及分别配置在多个分割透镜面(16a)以及传导结构(2)上的透明电极，通过配置在传导结构(2)上的透明电极，使配置在多个透镜面上的透明电极彼此传导。
文档编号G02F1/13GK101939690SQ200980100448
公开日2011年1月5日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年3月3日
发明者加藤雄一, 斋藤友香 申请人:西铁城控股株式会社