KR20120121816A - Liquid crystal lens - Google Patents
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Abstract
제1 광-투과판, 제2 광-투과판, 상기 제1 광-투과판 위에 배열되어 있는 제1 전극, 상기 제2 광-투과판 위에 배열되어 있는 제2 전극, 및 상기 제1 광-투과판 및 상기 제2 광-투과판 사이에 끼어 있는 액정층을 포함하고, 상기 제1 전극층은 복수개의 동심 전극을 포함하고, 인접하는 두 외측 동심 전극간의 갭이 상기 인접하는 두 내측 동심 전극간의 갭과 다른 액정 렌즈를 제공한다.A first light-transmitting plate, a second light-transmitting plate, a first electrode arranged on the first light-transmitting plate, a second electrode arranged on the second light-transmitting plate, and the first light- A liquid crystal layer interposed between the transmission plate and the second light-transmitting plate, wherein the first electrode layer includes a plurality of concentric electrodes, and a gap between two adjacent outer concentric electrodes is formed between the two adjacent inner concentric electrodes. It provides a liquid crystal lens different from the gap.
Description
본 발명은 액정 렌즈(Liquid Crystal Lens), 특히 인접하는 두 외측 동심 전극(outer concentric electrodes)간의 갭(gap)이 인접하는 두 내측(inner) 동심 전극간의 갭과 다른 복수의 동심 전극을 포함하는 액정 렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal lens, in particular a liquid crystal comprising a plurality of concentric electrodes different from a gap between two adjacent inner concentric electrodes with a gap between two adjacent outer concentric electrodes. It relates to a lens.
액정(LC) 렌즈 기술은 액정 소재(materials)의 독특한 물리적 및 광학적 특성(physical and optical properties)을 활용한 가장 유망한 기술중의 하나이다. 종래의 글라스 렌즈와는 다르게, LC 렌즈는 입사광선(incident light rays)을 이 렌즈에 인가되는 전기장(electric field)에 따라 수렴하거나 발산할 수 있다. 특히, LC 렌즈의 초점거리는 인가되는 전압을 변화시켜 조율(tuned)될 수 있다. 초점거리를 조정하기 위하여 어떠한 기계적인 움직임(mechanical motion)도 필요하지 않으므로, LC 렌즈는 글라스 렌즈에 비해 많은 장점이 있으며, 모든 종류의 영상 획득 기술(image capturing techniques)에 사용될 수 있다.Liquid crystal (LC) lens technology is one of the most promising technologies that takes advantage of the unique physical and optical properties of liquid crystal materials. Unlike conventional glass lenses, LC lenses can converge or diverge incident light rays depending on the electric field applied to the lens. In particular, the focal length of the LC lens can be tuned by varying the applied voltage. Since no mechanical motion is needed to adjust the focal length, LC lenses have many advantages over glass lenses and can be used for all kinds of image capturing techniques.
도 1의 (A)를 참조하면, 도 1의 (A)는 종래의 LC 렌즈 구조체(100)를 도시한 것이다. LC 렌즈 구조체(100)는 두 개의 글라스층(110 및 120), 상기 두 개의 글라스층(110 및 120) 위에 각각 형성되어 있는 두 개의 ITO(Indium-Tin Oxide) 전극층(112 및 122) 및 LC층(130)을 포함한다. 도 1의 (B)는 원공(circular hole)을 갖도록 패터닝 된 ITO 전극층(112)를 위에서 바라본 것을 도시한 것이다. 렌즈 효과(lens effect)를 달성하기 위해서, LC층(130) 내부에 글라스 렌즈의 곡률과 유사한 형태로 전기장을 만들 필요가 있다. 그러나, 도 1의 (C)에 도시되어 있는 바와 같이, LC 렌즈 구조체(100)는 LC층(130) 내부에 요구되는 형태의 전기장을 제공하지 않는다.Referring to FIG. 1A, FIG. 1A shows a conventional
LC 렌즈 구조체(100)의 렌즈 효과를 개선시키기 위하여, 도 2에 나타나 있는 동심 링 디자인(concentric ring design)이 제공된다. 도 2의 (A)는 종래의 또 다른 LC 렌즈 구조체(200)를 도시한 것이다. LC 렌즈 구조체(200)는 두 개의 글라스층(210 및 220), 상기 글라스층(210 및 220) 위에 각각 형성되어 있는 두 개의 ITO 전극층(212 및 222) 및 LC층(230)를 포함한다. 도 2의 (B)는, 상이한 제어 전압(V1-V3)이 공급되는 동심 링을 갖도록 패터닝된 ITO 전극층을 위에서 바라본 것을 도시한 것이다. 도 2의 (C)에 나타나 있는 LC 렌즈층(230) 내부의 전기장의 형태가 도 1의 (C)에 나타나 있는 LC 렌즈층(130)의 그것보다 나을 지라도, 더 많은 제어 전압(V1-V3)이 필요하므로 LC 렌즈 구조체(200)의 디자인이 더 복잡하다.In order to improve the lens effect of the
상술한 문제를 해결하기 위하여, 심플한 디자인을 가지고, LC층 내부의 전기장의 형태가 글라스 렌즈의 곡률과 대체로 유사한 LC 렌즈를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.In order to solve the above-mentioned problem, it is an object of the present invention to provide an LC lens having a simple design and whose shape of the electric field inside the LC layer is substantially similar to the curvature of the glass lens.
본 발명의 실시례에 따른 액정 렌즈는, 제1 광-투과판, 제2 광-투과판, 상기 제1 광-투과판 위에 배열되어 있는 제1 전극층, 상기 제2 광-투과판 위에 배열되어 있는 제2 전극층, 및 상기 제1 광-투과판 및 상기 제2 광-투과판 사이에 끼어 있는 액정층을 포함하고, 상기 제1 전극층은 복수개의 동심 전극을 포함하고, 상기 인접하는 두 외측 동심 전극간의 갭이 상기 인접하는 두 내측 동심 전극간의 갭보다 작다.The liquid crystal lens according to the embodiment of the present invention is arranged on a first light-transmitting plate, a second light-transmitting plate, a first electrode layer arranged on the first light-transmitting plate, and the second light-transmitting plate. A second electrode layer, and a liquid crystal layer sandwiched between the first light-transmitting plate and the second light-transmitting plate, the first electrode layer comprising a plurality of concentric electrodes, the two adjacent outer concentric The gap between the electrodes is smaller than the gap between the two adjacent inner concentric electrodes.
본 발명의 또 다른 실시례에 따른 액정 렌즈는, 제1 광-투과판, 제2 광-투과판, 상기 제1 광-투과판 위에 배열되어 있는 제1 전극층, 상기 제2 광-투과판 위에 배열되어 있는 제2 전극층, 및 상기 제1 광-투과판 및 상기 제2 광-투과판 사이에 끼어 있는 액정층을 포함하고, 상기 제1 전극층은 스파이럴 전극을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a liquid crystal lens includes a first light transmitting plate, a second light transmitting plate, a first electrode layer arranged on the first light transmitting plate, and a second light transmitting plate. A second electrode layer arranged, and a liquid crystal layer sandwiched between the first light-transmitting plate and the second light-transmitting plate, wherein the first electrode layer comprises a spiral electrode.
본 발명은, LC 렌즈의 ITO층이 복수개의 동심 전극 또는 스파이럴 전극을 포함하고, 전극간의 외측 갭이 내측 갭 보다 작다. 덧붙여, LC 렌즈의 ITO층에는 하나의 전압 소스가 공급된다. 따라서, LC층 내부의 전기장의 형태는 대체로 종래의 글라스 렌즈의 곡률과 유사하고, LC 렌즈 및 주변 회로의 디자인이 단순해지는 효과를 가진다.In the present invention, the ITO layer of the LC lens includes a plurality of concentric electrodes or spiral electrodes, and the outer gap between the electrodes is smaller than the inner gap. In addition, one voltage source is supplied to the ITO layer of the LC lens. Therefore, the shape of the electric field inside the LC layer is generally similar to the curvature of the conventional glass lens, and has the effect of simplifying the design of the LC lens and the peripheral circuit.
도 1의 (A)는 종래의 LC 렌즈 구조체를 도시한 것이다.
도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 LC 렌즈 구조체의 ITO층을 위에서 바라본 것을 도시한 것이다.
도 1의 (C)는 도 1의 (A)의 LC 렌즈 구조체의 LC층 내부의 전기장의 형태를 도시한 것이다.
도 2의 (A)는 종래의 LC 렌즈 구조체를 도시한 것이다.
도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 LC 렌즈 구조체의 ITO층을 위에서 바라본 것을 도시한 것이다.
도 2의 (C)는 도 2의 (A)의 LC 렌즈 구조체의 LC층 내부의 전기장의 형태를 도시한 것이다.
도 3 의 (A)는 본 발명의 실시례에 따른 LC 렌즈를 도시한 것이다.
도 3의 (B)는 도 3의 (A)의 LC 렌즈 구조체의 ITO층을 위에서 바라본 것을 도시한 것이다.
도 3의 (C)는 도 3의 (A)의 LC 렌즈 구조체의 LC층 내부의 전기장의 형태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시례에 따른 복수의 동심 타원(concentric ellipse) 전극을 포함하는 ITO층을 위에서 바라본 것을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시례에 따른 복수의 동심 타원 전극 사이에 균일하게 분포하는 스트립(strip)을 포함하는 ITO층을 위에서 바라본 것을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시례에 따른 스파이럴 전극(spiral electrode)을 포함하는 ITO층을 위에서 바라본 것을 도시한 것이다.1A shows a conventional LC lens structure.
FIG. 1B shows the ITO layer of the LC lens structure of FIG. 1A viewed from above.
FIG. 1C shows the shape of the electric field inside the LC layer of the LC lens structure of FIG.
2A shows a conventional LC lens structure.
FIG. 2B shows the ITO layer of the LC lens structure of FIG. 2A viewed from above.
FIG. 2C shows the shape of the electric field inside the LC layer of the LC lens structure of FIG.
3A illustrates an LC lens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3B shows the ITO layer of the LC lens structure of FIG. 3A viewed from above.
FIG. 3C shows the shape of the electric field inside the LC layer of the LC lens structure of FIG. 3A.
4 illustrates a top view of an ITO layer comprising a plurality of concentric ellipse electrodes according to an embodiment of the invention.
FIG. 5 shows a view from above of an ITO layer comprising strips uniformly distributed between a plurality of concentric elliptic electrodes according to an embodiment of the invention.
FIG. 6 illustrates a top view of an ITO layer including a spiral electrode according to an embodiment of the present invention.
도 3의 (A)를 참조하면, 도 3의 (A)는 본 발명의 실시례에 따른 LC 렌즈(300)를 도시한 것이다. 도 3의 (A)에 나타나 있듯이, LC 렌즈(300)는 두 개의 글라스층(310 및 320), 상기 글라스층(210 및 220) 위에 각각 형성되어 있는 두 개의 ITO 전극층(312 및 322) 및 LC층(330)를 포함한다. 도 3의 (B)는 도 3의 (A)의 LC 렌즈 구조의 ITO 전극층(312)를 위에서 바라본 것을 도시한 것이다(이 실시례에서는 3개의 동심 링 전극(312_1-312_3)이 존재한다). ITO 전극층은 복수개의 동심 링 전극을 포함하고, 두 인접한 동심 링 전극 사이의 갭은 동심 링 전극의 방사상의 방향을 따라 바깥쪽으로 갈수록(along an outward radial direction) 감소된다. 여기에서 "갭"은 최소거리를 뜻한다. 덧붙여, 스트립(350)은 동심 링 전극(312_1-312_3)들을 연결하는 데에 사용되고, 동심 링 전극(312_1-312_3)에는 하나의 전압 V가 공급된다.Referring to FIG. 3A, FIG. 3A shows an
이 실시례에서, 글라스층(310 및 320)는 다른 광-투과판(light-pervious plates)으로 대체될 수 있으며, ITO 전극층(312 및 322)는 다른 투명한 전극으로 교체될 수 있다.In this embodiment, the glass layers 310 and 320 may be replaced with other light-pervious plates, and the ITO electrode layers 312 and 322 may be replaced with other transparent electrodes.
덧붙여, 동심 링 전극(312_1-312_3)은 같은 애눌러 폭(annular width)을 갖도록 디자인될 수 있고, 각 동심 링 전극의 애눌러 폭은 LC 렌즈의 애퍼추어(aperture)를 증가시키기 위하여 두 동심 링 전극간의 갭보다 매우 작게 디자인될 수 있다.In addition, the concentric ring electrodes 312_1-312_3 can be designed to have the same annular width, with the annular width of each concentric ring electrode being increased to increase the aperture of the LC lens. It can be designed to be much smaller than the gap between the electrodes.
도 3의 (C)는 도 3의 (A)의 LC층(330) 내부의 전기장의 형태를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, LC층(330) 내부의 전기장의 형태는 대체로 종래의 글라스 렌즈의 곡률과 유사하다. 따라서, LC 렌즈(300)는 더 나은 렌즈 효과를 가지고 있다. 더욱이, ITO층(310)에 하나의 전압 소스만이 공급되고 있으므로, LC 렌즈(300) 및 주변 회로의 디자인은 단순해진다.FIG. 3C illustrates the shape of an electric field inside the
덧붙여, 도 3의 (A)에 나타나 있는 ITO층(310)이 복수개의 동심 링 전극을 가지도록 패터닝 되어 있더라도, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시례에서, ITO층은 도 4에 나타나 있는 것과 같이 동심 타원 전극(412_1-412_3)과 같은 다른 동심 전극을 갖도록 패터닝 될 수 있다. 이러한 대체 디자인 역시 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이다.In addition, although the
동심 링 전극(312_1-312_3)들 사이의 스트립(350)은 LC층(330)에서 전기적 장해(electrical disturbances)를 일으키고, 광선의 원치 않는 휨 또한 초래할 수 있다. 따라서, 이 문제를 해결하기 위해, 스트립(350)의 폭은 나노미터 스케일(nanometer scale)로 디자인된다. 덧붙여, 광선의 원치 않는 휨을 방지하는 또 다른 방법은 도 5에 나타나 있는 것과 같이 스트립(550_1 및 550_2)들을 동심 링 전극(512_1-512_3)들 사이에 균일하게 분포시키는 것이다.
덧붙여, ITO층은 도 6의, 두 인접한 스파이럴 전극사이의 갭이 스파이럴 전극의 방사상의 방향을 따라 바깥쪽으로 가며 감소되는 스파이럴 전극(612)을 갖도록 패터닝 될 수도 있다.In addition, the ITO layer may be patterned such that the gap between two adjacent spiral electrodes of FIG. 6 has a
덧붙여, 도 3의 (B), 도 4, 도 5, 및/또는 도 6에 나타나 있는 둘 또는 그 이상의 ITO 패턴은 글라스층에 나란히(side-by-side) 정렬되어 LC층 내부의 전기장의 특별한 형태를 이룰 수 있다. 이러한 대체 디자인 역시 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이다.In addition, two or more of the ITO patterns shown in FIGS. 3B, 4, 5, and / or 6 are side-by-side aligned in the glass layer to provide a special view of the electric field inside the LC layer. Form can be achieved. Such alternative designs are also included in the scope of the present invention.
간략히 요약하면, 본 발명은, LC 렌즈의 ITO층이 복수개의 동심 전극 또는 스파이럴 전극을 포함하고, 전극들 간의 외측의 갭이 내측의갭 보다 작다. 덧붙여, LC 렌즈의 ITO층에는 하나의 전압 소스가 공급된다. 따라서, LC층 내부의 전기장의 형태는 대체로 종래의 글라스 렌즈의 곡률과 유사하고, LC 렌즈(300) 및 주변 회로의 디자인이 단순해진다.In summary, the present invention provides that the ITO layer of the LC lens comprises a plurality of concentric or spiral electrodes, and the outer gap between the electrodes is smaller than the inner gap. In addition, one voltage source is supplied to the ITO layer of the LC lens. Therefore, the shape of the electric field inside the LC layer is generally similar to the curvature of the conventional glass lens, and the design of the
당업자라면 본 발명의 사상을 유지하면서 수많은 변형 및 대체 장치 및 방법을 손쉽게 관측할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will readily be able to observe numerous variations and alternative arrangements and methods while maintaining the spirit of the invention.
Claims (11)
제2 광-투과판;
인접하는 두 외측의 동심 전극간의 갭이 인접하는 두 내측의 동심 전극간의 갭과 다른 복수의 동심 전극을 포함하고, 상기 제1 광-투과판 위에 배열되어 있는 제1 전극층;
상기 제2 광-투과판 위에 배열되어 있는 제2 전극층; 및
상기 제1 광-투과판 및 상기 제2 광-투과판 사이에 끼어 있는 액정층을 포함하는,
액정 렌즈.A first light-transmitting plate;
A second light-transmitting plate;
A first electrode layer, wherein the gap between two adjacent outer concentric electrodes comprises a plurality of concentric electrodes different from the gap between two adjacent inner concentric electrodes, the first electrode layer being arranged on the first light-transmitting plate;
A second electrode layer arranged on the second light-transmitting plate; And
A liquid crystal layer interposed between the first light transmitting plate and the second light transmitting plate,
Liquid crystal lens.
상기 인접하는 두 외측의 동심 전극간의 갭이 상기 인접하는 두 내측의 동심 전극간의 갭보다 작은,
액정 렌즈.The method of claim 1,
The gap between the two adjacent outer concentric electrodes is smaller than the gap between the two adjacent inner concentric electrodes,
Liquid crystal lens.
각각의 두 인접한 동심 전극 사이의 갭은 동심 링 전극의 방사상의 방향을 따라 바깥쪽으로 갈수록 감소되는,
액정 렌즈.The method of claim 2,
The gap between each two adjacent concentric electrodes decreases outwardly along the radial direction of the concentric ring electrode,
Liquid crystal lens.
상기 복수의 동심 전극은 최소한 하나의 스트립에 의해 서로 연결되어 있고, 상기 동심 전극에는 하나의 전압 소스가 공급되는,
액정 렌즈.The method of claim 1,
The plurality of concentric electrodes are connected to each other by at least one strip, and the concentric electrodes are supplied with one voltage source,
Liquid crystal lens.
상기 복수의 동심 전극은 복수의 스트립에 의해 서로 연결되어 있고, 상기 스트립은 상기 동심 전극 사이에 균일하게 분포하는,
액정 렌즈.5. The method of claim 4,
The plurality of concentric electrodes are connected to each other by a plurality of strips, the strips being uniformly distributed between the concentric electrodes,
Liquid crystal lens.
상기 복수의 동심 전극은 동심 링 전극인,
액정 렌즈.The method of claim 1,
The plurality of concentric electrodes are concentric ring electrodes,
Liquid crystal lens.
상기 복수의 동심 전극은 동심 타원 전극인,
액정 렌즈.The method of claim 1,
Wherein the plurality of concentric electrodes are concentric ellipse electrodes,
Liquid crystal lens.
제2 광-투과판;
상기 제1 광-투과판 위에 배열되어 있고, 스파이럴 전극을 포함하는 제1 전극층;
상기 제2 광-투과판 위에 배열되어 있는 제2 전극층; 및
상기 제1 광-투과판 및 상기 제2 광-투과판 사이에 끼어 있는 액정층을 포함하는,
액정 렌즈.A first light-transmitting plate;
A second light-transmitting plate;
A first electrode layer arranged on the first light-transmitting plate and including a spiral electrode;
A second electrode layer arranged on the second light-transmitting plate; And
A liquid crystal layer interposed between the first light transmitting plate and the second light transmitting plate,
Liquid crystal lens.
상기 스파이럴 전극의 외측 갭이 상기 스파이럴 전극의 내측 갭과 다른,
액정 렌즈.9. The method of claim 8,
The outer gap of the spiral electrode is different from the inner gap of the spiral electrode,
Liquid crystal lens.
상기 스파이럴 전극의 외측 갭이 상기 스파이럴 전극의 내측 갭보다 작은,
액정 렌즈.10. The method of claim 9,
The outer gap of the spiral electrode is smaller than the inner gap of the spiral electrode,
Liquid crystal lens.
상기 스파이럴 전극의 갭이 상기 스파이럴 전극의 방사상의 방향을 따라 바깥쪽으로 갈수록 감소되는,
액정 렌즈.The method of claim 10,
The gap of the spiral electrode is reduced toward the outside in the radial direction of the spiral electrode,
Liquid crystal lens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110049754A KR20120121816A (en) | 2011-04-27 | 2011-05-25 | Liquid crystal lens |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=47508211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110049754A Ceased KR20120121816A (en) | 2011-04-27 | 2011-05-25 | Liquid crystal lens |
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2011
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