照明装置的制作方法

1.本发明实现一种配光角度小、薄型且耗电小的照明装置。


背景技术：

2.作为照明装置使用着发光二极管(led，light emitting diode)。 led发光效率好，有利于降低耗电。但是，led由于为点光源，为 了用作照明装置而需要转换成面光源。另外，在用作聚光灯的情况下， 配光角特性成为问题。
3.在专利文献1中，记载了如下结构：对光源使用led，包围该 led地配置准直透镜而将光准直化，而且，在射出侧配置液晶透镜， 来控制射出光的透射、漫射、偏转等。
4.在专利文献2中，记载了对光源使用led，包围该led地配置 聚光透镜，而且，在射出侧配置改变射出光的朝向的光学装置。另外， 在专利文献2中，记载了作为改变射出光的朝向的光学装置而配置液 晶透镜。
5.在专利文献3中，记载了使用液晶透镜来控制光束形状的结构。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2019
‑
169435号公报
9.专利文献2：日本特开2012
‑
69409号公报
10.专利文献3：us2019/0025657 a1


技术实现要素：

11.即使是照明装置，例如，在想要用作聚光灯的情况等下，要求配 光角度小的光源。在这样的光源中，以往使用利用抛物面镜来形成平 行光的结构。但是，这样的光源需要进深且难以将光源自身小型化或 薄型化。此外，专利文献1及2等所记载的照明装置由于使用透镜对 来自光源的光进行准直化等，所以需要某种程度的光路，对于减小进 深存在界限。
12.另外，led若变得高温则发光效率降低。因此，期望是发热小即 作为整体耗电小的光源。另外，若来自光源的发热小，则也无需另行 配置散热器等。
13.本发明的课题在于实现一种薄型且耗电比较小、并且配光角度小 的照明装置。
14.本发明解决上述课题，主要的具体方案如下。
15.(1)一种照明装置，其特征在于，具备：圆板状的导光板，其 具有主面和背面，在中央具有第1孔；圆板状的反射片，其配置在上 述导光板的上述背面侧，在中央具有第2孔；和棱镜片，其配置在上 述导光板的上述主面侧，具有同心圆状的第1棱镜阵列，在上述导光 板的上述孔的上述棱镜片侧配置有反射镜，与上述反射镜相对地配置 有led。
16.(2)在(1)记载的照明装置中，其特征在于，在上述棱镜片之 上配置有外形为圆形的第1液晶透镜，该第1液晶透镜具有沿第1方 向延伸且沿第2方向排列的多个透镜。
17.(3)在(2)记载的照明装置中，其特征在于，在上述第1液晶 透镜之上配置有外形为圆形的第2液晶透镜，该第2液晶透镜具有沿 上述第2方向延伸且沿上述第1方向排列的
多个透镜。
18.(4)在(2)或(3)记载的照明装置中，其特征在于，上述第1 液晶透镜及上述第2液晶透镜中的液晶分子的初始取向为水平 (homogeneous)取向。
19.(5)在(1)记载的照明装置中，其特征在于，在上述棱镜片之 上，配置有呈同心圆状具有多个透镜、外形为圆形的液晶透镜，上述 液晶透镜中的液晶分子的初始取向为垂直(homeotropic)。
20.(6)在(1)记载的照明装置中，其特征在于，在上述棱镜片之 上配置有外形为圆形的液晶透镜，该液晶透镜在第1基板与第2基板 之间夹有液晶层，在上述第1基板上形成有同心圆状的多个第1电极， 在上述第2基板上形成有以平面状形成的圆形电极，上述液晶透镜通 过对上述多个第1电极施加互不相同的电压而显现透镜作用，上述液 晶层中的液晶分子的初始取向为垂直。
附图说明
21.图1是照明装置的立体图。
22.图2是表示配光角度的定义的图。
23.图3是表示使用抛物面镜照射准直光的照明装置的俯视图。
24.图4是图3的a
‑
a剖视图。
25.图5是实施例1的照明装置的俯视图。
26.图6是图5的b
‑
b剖视图。
27.图7是照明装置的分解立体图。
28.图8是表示led的亮度分布的图表。
29.图9a是导光板的俯视图。
30.图9b是表示导光板的主面中的棱镜阵列的形状的剖视图。
31.图10a是导光板的后视图。
32.图10b是表示导光板的背面中的棱镜阵列的形状的剖视图。
33.图11是反射镜的剖视图。
34.图12是led光源附近的详细剖视图。
35.图13a是棱镜片的俯视图。
36.图13b是表示形成于棱镜片的棱镜阵列的形状的剖视图。
37.图14a是使用实施例2及实施例3的液晶透镜的情况下的照度分 布的例子。
38.图14b是在将射出面分割得到的区域中配置液晶透镜的情况下 的各区域所对应的照度分布的例子。
39.图14c是为了表示实施例2及实施例3的液晶透镜的作用而将射 出面分割为区域的概念的剖视图。
40.图15是实施例2的照明装置的俯视图。
41.图16是图15的f
‑
f剖视图。
42.图17是图16的液晶透镜的剖视图。
43.图18是第1液晶透镜的第2基板的俯视图。
44.图19是第1液晶透镜的第1基板的俯视图。
45.图20是第2液晶透镜的第3基板的俯视图。
46.图21a是表示液晶透镜的动作的剖视图。
47.图21b是表示液晶透镜的动作的其他剖视图。
48.图21c是表示液晶透镜的动作的另一其他剖视图。
49.图22是表示液晶透镜的动作的图表。
50.图23是表示液晶透镜的其他形状的例子的剖视图。
51.图24是表示液晶透镜的其他方式的剖视图。
52.图25是表示图24的第1电极的施加电压的俯视图。
53.图26是表示液晶透镜的作用的剖面示意图。
54.图27是表示产生图26的效果的向第1电极的施加电压的例子的 俯视图。
55.图28a是表示使用tn液晶构成液晶透镜的情况下的动作的剖视 图。
56.图28b是表示使用tn液晶构成液晶透镜的情况下的动作的其他 剖视图。
57.图29a是表示对梳齿电极间施加电压而构成液晶透镜的动作的 剖视图。
58.图29b是表示对梳齿电极间施加电压而构成液晶透镜的动作的 其他剖视图。
59.图29c是表示对梳齿电极间施加电压而构成液晶透镜的动作的 另一其他剖视图。
60.图30是表示对作为第1电极的梳齿电极间施加电压而构成液晶 透镜的情况下的第1电极的形状的俯视图。
61.图31是表示实施例2及3的液晶透镜对照度分布的作用的示意 剖视图。
62.图32是实施例3的剖视图。
63.图33是图32中的液晶透镜的剖视图。
64.图34是图33的液晶透镜的第1基板的俯视图。
65.图35a是相当于图34的j
‑
j截面的表示液晶透镜的动作的剖视 图。
66.图35b是相当于图34的j
‑
j截面的表示液晶透镜的动作的其他剖 视图。
67.图35c是相当于图34的j
‑
j截面的表示液晶透镜的动作的另一其 他剖视图。
68.图36是实施例4的液晶透镜中的第1基板的俯视图。
69.图37是实施例4的液晶透镜中的第2基板的俯视图。
70.图38是表示实施例4的液晶透镜的动作的剖视图。
71.图39是表示实施例4的液晶透镜的动作的其他剖视图。
72.附图标记说明
73.10
…
照明装置，11
…
框架，12
…
反射片，13
…
导光板，14
…
棱镜 片，20
…
led，30
…
led用基板，40
…
下液晶透镜，41
…
第1基板， 42
…
第2基板，43
…
液晶，45
…
密封材料，50
…
上液晶透镜，51
…
第 3基板，52
…
第4基板，53
…
液晶，55
…
密封材料，60
…
下偏振片， 70
…
上偏振片，80
…
液晶透镜，81
…
第1基板，82
…
第2基板，90
…ꢀ
反射镜，91
…
曲面，92
…
卡定部，110
…
射出面，120
…
被照射面，130
…ꢀ
照射点，200
…
抛物线镜，300
…
散热器，411
…
第1电极，412
…
第2 电极，431
…
液晶分子，511
…
第3电极，521
…
第4电极，811
…
第1 电极，812
…
第2电极。
具体实施方式
74.图1是使用于聚光灯的照明装置10的例子。来自该照明装置10 的光被准直化，从
放。
85.在图7中，在中央部具有孔的圆板状的反射片12配置在树脂框 架11之上。在反射片12之上，配置有在中央部分具有孔的圆板状的 导光板13。在本实施例中，通过使用导光板13，减小了照明装置整 体的厚度。在形成于导光板13的中央的孔中插入反射镜90。在导光 板13之上呈同心圆状地载置形成有棱镜阵列的棱镜片14。
86.图8是表示来自led20的发光强度的分布的配光特性。在图8 的坐标中，同心圆示出极角，半径方向的辐射线示出方位角。图8中 的曲线是来自led20的光的强度分布。如图8所示，在方位角的35 度至40度中，光的强度最大。这样的发光分布被称为蝙蝠翼形。通 过具有图8这样的配光特性的led20和配置于上方的反射镜90，将 来自led20的光高效地导入到导光板13内。
87.为了将入射到导光板13的光高效地导向上方、即棱镜片14方向， 在导光板13的上表面(以后也称为主面)及下表面(以后也称为背 面)形成有棱镜阵列。图9a是导光板13的俯视图。在导光板13的 中央形成有孔，在该部分埋入反射镜。在导光板13的上表面，向半 径方向以辐射状形成有棱镜阵列。
88.图9b是图9a的c
‑
c剖视图，示出了导光板13的主面的棱镜阵 列的形状。在图9b中，导光板13的厚度tg为例如2至3mm。导光 板13的上表面侧的棱镜阵列由于为从中心向半径方向以辐射状延伸 的模式，所以棱镜的间距pt根据位置而变化。棱镜阵列的高度为例如 0.1μm，顶角θt为例如90度。在图9b中，棱镜阵列为突起状，但也 可以为通过在导光板的上表面形成v槽得到的棱镜阵列。该情况下的 v槽的顶角为例如66度。
89.图10a是导光板13的后视图。在导光板13的背面，呈同心圆状 地形成有棱镜阵列。图10b是图10a的d
‑
d剖视图，示出了导光板 13的背面的棱镜阵列的形状。在图10b中，同心圆状的棱镜阵列的 间距pb为例如0.1μm，棱镜的高度hb为例如0.02μm，顶角θb为例 如90度。形成于背面的棱镜的高度hb小于形成于主面的棱镜的高度 ht。在图10b中，棱镜阵列为突起状，但也可以是通过在导光板的上 表面形成v槽得到的棱镜阵列。该情况下的v槽的顶角为例如66度。
90.形成于导光板13的任意面的棱镜阵列的间距均是，与在后说明 的棱镜片14中的棱镜阵列的高度及间距相比格外小。因此，在导光 板13的主面及背面上形成有密度更高的棱镜阵列。
91.图11是在形成于导光板13的中央的孔中埋入的反射镜90的剖 视图。反射镜90的外形为圆形，使得埋入到导光板13的中央的孔中。 在图11中，反射镜90为大部分的区域能够将来自led20的光向导 光板13的侧面高效传导这样的曲面91。在反射镜90的周边，形成有 用于将反射镜卡定于导光板13的孔部的平坦部92。反射镜90可以例 如由铝(al)的块体形成。或者，也可以是由树脂形成并在构成镜的 曲面91上蒸镀金属的结构。
92.图12是表示反射镜90被插入到导光板13的孔中的状态的剖视 图。在导光板13的孔中形成有层差部，在该部分卡定反射镜90周边 的平坦部92而组装。led20与反射镜90之间为空间，从反射镜90 反射的光从导光板13的侧面入射到导光板13内。
93.图13a是配置在导光板13之上的棱镜片14的俯视图。棱镜片 14是棱镜阵列形成于导光板13侧的所谓逆棱镜片。在图13a中，棱 镜阵列由于形成为同心圆状，所以将来自导光板13的光在整面范围 内向棱镜片14的主面的法线方向汇集。
94.图13b是图13a的e
‑
e剖视图，是表示棱镜阵列的形状的剖视 图。在图13b中，棱镜片14的厚度tp为例如200微米，v槽的深度 vd为例如75微米，顶角θp为例如66度，间距pp为例如100微米。 像这样，形成于棱镜片14的棱镜阵列的高度、间距等与形成于导光 板13的主面及背面的棱镜阵列的高度和间距相比非常大。
95.如以上那样，根据本实施例，除了散热器以外的照明装置主体的 厚度能够为10mm以下，若有必要，也能够设为5mm以下。另外， 通过形成于导光板13的主面和背面的棱镜阵列和棱镜片，能够将射 出光准直化，也能够将配光角设为12度左右。
96.【实施例2】
97.实施例2涉及通过在照明装置的射出面配置液晶透镜来控制射出 光的结构。图14a至图14c是表示用于使液晶透镜起到作用的概念 的图。图14c是照明装置10的剖视图。在图14c中，将射出面110 分割为各区域a、b、c等。从各区域以规定的配光角射出光。
98.图14b示出从图14c中的射出面离开dz的位置处的照度的例子。 图14b的纵轴是来自各区域a、b、c等的光的照度。ad、bd、cd 是照度分布，例如呈近似正态分布的形状。图14a是将来自图14b 所示的各区域的光量合计的情况下的照度。图14a的纵轴是来自射出 面110的各区域的照度的合计。在图14a中，从照明装置的射出面 110离开dz的位置、即被照射面120处的作为整体的照度分布示出梯 形。
99.实施例2通过在射出面110配置液晶透镜，使规定的距离dz处 的来自各区域a、b、c等的照射的光的照度分布、即图14b中的照 度分布ad、bd、cd等变化，由此控制被照射面120中的照度分布。
100.图15是实施例2的照明装置10的俯视图。图15除了在照明装 置10的最表面存在液晶透镜用的上偏振片70以外，与实施例1的图 5相同。图16是图15的f
‑
f剖视图。在图16中，从框架11到棱镜 片14为止的结构与图6相同。在图16中，在棱镜片14之上，配置 液晶透镜用的下偏振片60，在下偏振片60之上配置下液晶透镜40， 在下液晶透镜40之上配置上液晶透镜50，在上液晶透镜50之上配置 上偏振片70。
101.图17是下液晶透镜40和上液晶透镜50的剖视图。在下液晶透 镜40中，第1基板41和第2基板42在周边由密封材料45粘结在一 起，在内部密封有液晶43。在上液晶透镜50中，第3基板51和第4 基板52在周边由密封材料55粘结在一起，在内部密封有液晶53。
102.图18是表示在下液晶透镜40的第2基板42上形成的第2电极 421的形状的俯视图。图19是表示形成于第1基板41的第1电极411 的俯视图。在图19中，第1电极411沿y方向延伸且沿x方向排列。
103.图20是表示在第2液晶透镜50的第3基板51上形成的第3电 极511的形状的俯视图。第3电极511沿x方向延伸且沿y方向排列。 第2液晶透镜50的第4基板52上形成的第4电极与图18所示的第1 液晶透镜40的第2电极421相同。形成于液晶透镜40、50的第1电 极至第4电极均由ito(indium tin oxide，氧化铟锡)等的透明导电 膜形成。
104.图21a至图26是说明液晶透镜的动作的剖视图，例如，相当于 图19的h
‑
h截面。图21a至图21c以第1液晶透镜40为例进行说 明，但第2液晶透镜50的情况也相同。在图21a中，在第1基板 41上形成有梳齿状的电极411，在第2基板42上形成有平面状的电 极421。若未在这些电极间施加电压则液晶分子431与基板平行地取 向。
105.图21b是在第1基板41的梳齿电极411与第2基板42的平面电 极421之间施加电压
的情况下的电力线lf的例子。图21c是表示对 第1电极411施加电压的情况下的液晶分子431的取向的剖视图。在 图21c中，液晶分子431沿着电力线lf取向，在液晶层内，折射率 产生分布，形成有液晶透镜。这样的透镜被称为折射率分布型grin (gradient index)透镜。
106.图22是表示折射率分布型透镜的例子的图。图22的纵轴是折射 率。折射率在作为第1电极411的梳齿电极上最小，在梳齿电极411 与梳齿电极411的中间地点最大。图22呈漂亮的二次曲线，但折射 率的分布能够根据第1电极411与第2电极412间的施加电压、作为 第1电极411的梳齿电极的间隔、液晶43的层厚等而大幅变化。以 上的动作在第2液晶透镜50的情况下也是同样的。不过，在第1液 晶透镜和第2液晶透镜中，透镜的作用相互为直角方向。
107.液晶透镜的间距多根据射出面的分割数量而确定。另一方面，液 晶透镜中的液晶的层厚g存在限制的情况多。图23是表示梳齿电极 411的间隔s与液晶的层厚g相比相当大的情况下的液晶分子431的 取向方向和折射率分布的图。在图23中，纵轴是液晶透镜内的各位 置处的平均折射率，δneff是液晶透镜中的折射率的差。在图23的透 镜中，在梳齿电极411的附近，形成有曲率半径小的透镜，在梳齿电 极411与梳齿电极411的中间附近，形成有具有比较大的曲率半径的 透镜。
108.虽然也存在使用具有图23所示那样的曲率的透镜的情况，但也 存在需要透镜的曲率呈二次曲线那样的分布的液晶透镜的情况。图24 是表示不改变透镜的间距或液晶的层厚而使透镜形状为二次曲线或 平滑的曲线的结构的例子的剖视图。在图24中，是使一个透镜利用 七个电极411形成、通过对各电极411施加不同的电压而以折射率成 为接近二次曲线的形状的方式控制液晶分子413的取向的例子。在图 24中，施加v1＞v2＞v3＞v4这样的电压。图25是与图24对应的 梳齿电极411的俯视图。图25中的区域b与例如图14c中的区域b 对应。
109.存在来自照明装置10的射出光的朝向不是与射出面110垂直的 方向、而是想要朝向某个方向射出的情况。图26是从各区域a、b、 c不向相对于射出面110垂直的方向射出光、而是向角度的方向射 出光的情况下的例子。这样的作用能够通过将配置于各区域的液晶透 镜的形状设为非对称而实现。
110.图27是表示为了将透镜设为非对称而将施加电压设为非对称的 情况的梳齿电极411的俯视图。如图27所示，施加电压为v1＞v2 ＞v3＞v4，且为v1＞v5≠v3及v1＞v6≠v2。由此，在图24所示那 样的液晶透镜的剖视图中，能够以形成非对称的液晶透镜的方式使液 晶分子431取向。
111.液晶透镜不仅能够以图21a或图24等所示那样的水平取向的情 况下的液晶实现，也能够在各种方式的液晶装置中实现。图28a及图 28b是由tn(twisted nematic，扭曲向列)方式的液晶构成液晶透 镜的例子。tn方式是在第1基板41与第2基板42之间，液晶分子 431的取向方向旋转90度。
112.图28a是未在第1电极411与第2电极421之间施加电压的情况。 该情况下，液晶分子431以与第1基板41或第2基板42平行的方向 取向，但在第1基板41附近和第2基板42附近，方向旋转了90度。 图28b是在第1电极411与第2电极421之间施加了电压的情况。该 情况下，在作为第1电极411的梳齿电极的正上方，液晶分子431以 相对于基板41垂直的方向取向，因此光被遮断。但是，在梳齿电极 411与梳齿电极411的中间地点，液晶分子431不受
电场的影响，在 与基板41平行的方向上，维持90度的旋转，因此透射率不变化。
113.若将图28b的结构作为透镜进行评价，则梳齿电极411的正上方 的折射率最小，梳齿电极411与梳齿电极411的中间的折射率最大。 因此，形成有折射率分布型grin(gradient index)透镜。在以tn 型液晶构成液晶透镜的情况下也是，能够通过设为图24或图27那样 的电极配置而构成各种透镜形状。
114.图29a至图29c是表示通过在梳齿状的第1电极411间施加电 压而构成液晶透镜的情况的例子的剖视图。在图29a中，在第1基板 41上形成有梳齿状电极411。另一方面，在第2基板42上不存在电 极。即，通过在作为第1电极411的梳齿电极间施加电压，使液晶分 子取向而构成液晶透镜，因此不必一定需要第2电极421。第2电极 421由ito(indium tin oxide)等的透明导电膜形成，虽说是透明导 电膜，也会以某种程度反射、吸收光，因此，第2电极421的不存在 从透镜的透射率这一方面来看是有利的。但是，在想要使透镜形状变 化这样的情况下，也可以在第2基板42上形成第2电极421。
115.图29b示出在对梳齿电极411间施加了电压的情况下产生的电力 线lf。即，电力线lf在梳齿电极411的正上方朝向相对于基板41 垂直的方向，在梳齿电极411与梳齿电极411之间朝向与基板41平 行的方向。液晶分子431沿着该电力线lf取向。
116.图29c是表示液晶分子431沿着图29b这样的电场取向的状态 的剖视图。在图29c中，梳齿电极411的正上方的折射率最小，梳齿 电极411与梳齿电极411的中间的折射率最大。因此，该情况下也是， 形成有折射率分布型grin(gradient index)透镜。
117.图30是形成于第1基板41的第1电极411的俯视图。在图30 中，第1梳齿电极411与第2梳齿电极411互嵌地配置。通过在第1 梳齿电极411与第2梳齿电极411之间施加电压而形成有图29c所示 那样的液晶透镜。该情况下也是，能够通过使液晶层的厚度g、梳齿 电极间的距离s、梳齿电极间的电压v变化而形成各种形状的液晶透 镜。
118.像这样，液晶透镜不仅能够根据构成透镜的电极间距离、液晶层 的层厚、施加电压形成具有各种作用的透镜，也能够根据液晶透镜的 方式形成具有各种作用的透镜。图31中示出使用液晶透镜使照度分 布变化的情况的例子。图31为与图14b、图14c相同的结构，但仅 记载来自区域a的射出光。图31示出了能够使来自区域a的射出光 的分布通过配置于区域a的液晶透镜而变为各种各样的形状。
119.ad1是照度分布接近正态分布的形状，ad2是接近正态分布但更 为聚光的形状。ad3是通过使液晶透镜为发散透镜这样而呈近似梯形 的照度分布的情况，ad4是将液晶透镜设为非对称而使照度分布的中 心错开的情况。
120.如图14a至图14c中说明那样，屏幕中的光的照度分布为将来 自照明装置的射出面的各区域的光集聚而成。也就是说，投射到被照 射体120的光的照度分布能够通过使来自射出面的区域a、b、c等 的照度分布改变而任意地改变。
121.【实施例3】
122.图32是表示实施例3的剖视图。实施例3是使液晶透镜的作用 在圆的半径方向上起作用的结构。在图32中，液晶透镜80仅为一片， 其他结构与图5或图16相同。为了构成向半径方向作用的液晶透镜， 液晶为va(vertical alignment，垂直取向)类型，也就是说，使用 垂直取向的液晶。这是因为，若为va，则无需用于使用摩擦方式或 光取向方式使液晶分子431沿着取向膜取向的处理。
123.图33是液晶透镜80的剖视图，图34是液晶透镜80的第1基板 81上形成的第1电极811的俯视图。图33相当于图34的i
‑
i截面。 图33的液晶透镜通过在第2基板82上不形成电极、对形成于第1基 板81的环状的第1电极811间施加电压而构成液晶透镜。
124.在图34中，第1电极81以环状且同心圆状形成有多个。能够对 环状的电极81各自独立地施加电压。图35a至图35c相当于图34 的j
‑
j截面，是说明本实施例的透镜作用的剖视图。图35a是表示未 对第1电极811施加电压的状态的剖视图。本实施例中的液晶是垂直 取向，因此液晶分子431沿相对于第1基板81及第2基板82垂直的 方向取向。
125.图35b示出在第1电极811间施加了电压的情况下的电力线的例 子。即，电力线lf在梳齿电极811的正上方朝向相对于基板81垂直 的方向，在梳齿电极811与梳齿电极811之间朝向与基板41平行的 方向。液晶分子431沿着该电力线lf取向。
126.图35c是表示液晶分子431沿着图35b这样的电场取向的状态 的剖视图。在图35c中，梳齿电极811的正上方的折射率最小，梳齿 电极811与梳齿电极811的中间的折射率最大。因此，该情况下也是， 形成有折射率分布型grin(gradient index)透镜。
127.该情况下形成的各透镜形成于环状电极811或圆形的第1基板 81、第2基板82的半径方向。但是，各透镜在照明装置中的作用与 图14a至图14c、图31等中说明的作用相同。
128.【实施例4】
129.本实施例是作为外形为圆形的液晶透镜整体而形成一个透镜的 情况的例子。图36至图39示出该例子。此外，作为实施例4的照明 装置整体的俯视图与图15相同，剖视图与图32相同。另外，关于下 偏振片60、上偏振片70也能够使用与图32等相同的下偏振片、上偏 振片。图36示出圆形的第1基板81上形成的第1电极811的例子。 第1电极811由多个同心圆状的环构成。环的宽度大于图39的情况。 此外，在图36中，省略了引出线。
130.图37是圆形的第2基板82上形成的第2电极821的例子。第2 电极821形成为圆形且平面状。在第1基板81与第2基板82之间夹 着液晶而构成液晶透镜。图38及图39是组装第1基板81和第2基 板82后的、相当于图36的k
‑
k截面的剖视图。
131.图38是表示未对圆形且平面状的第2电极821与环状的第1电 极811之间施加电压的状态的剖视图。在图38中，由于液晶为垂直 取向，所以液晶分子431相对于第1基板81及第2基板82的主面垂 直地取向。在图38中r方向示出圆的半径方向。
132.图39是表示对环状的多个第1电极811施加不同的电压的状态 的剖视图。在图39中，对第2电极821施加的电压为v1，对第1电 极811从环状电极的外侧起施加v1、v2、v3、v4、v5的电压，且 v1＜v2＜v3＜v4＜v5。随着电压变大，液晶分子431的斜度变大， 在第1基板81的中央附近，液晶分子431大致与第1基板81平行。
133.若将图39视为液晶透镜，则对第1电极811施加了v5，液晶分 子431与第1基板81平行的中央附近处的折射率最大，对第1电极 81施加了v1，在液晶分子431与第1基板81的主面垂直的周边附近， 折射率最小。因此，从液晶透镜的周边到中央，形成有折射率分布型 grin(gradient index)透镜。这样形成的液晶透镜能够根据向形成 有多个的环状的第1电极811的施加电压、环状电极的数量、液晶的 层厚g等而任意变化。