液晶レンズの光ディスク記録装置への応用に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555078
• Research Institution: AKITA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐藤 進 秋田大学, 鉱山学部, 教授 (50005401)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沖野 芳弘 松下電器産業(株), 技術本部, 副参事 ; 能勢 敏明 秋田大学, 鉱山学部, 講師 (00180745) ; 石亀 昌明 秋田大学, 鉱山学部, 助教授 (00108581)
• Keywords: 光ディスクヘッド / 液晶レンズ / 液晶マイクロレンズ / 焦点可変レンズ / 液晶レンズの駆動法

Research Abstract

1.これまで非対称電極構造による不均一電界に基づく分子配向効果を利用していたが,両方の電極基板上に関口部を有する対称構造の液晶セルにおける不均一電界を利用するようにレンズの設計を変更し,各種のパラメータを考慮して液晶レンズの試作を行った結果,液晶分子の配向の乱れの原因となるディスクリネーションの発生をおさえ,優れた集光特性を有するレンズを開発することができた。また,有限要素法により不均一電界中における液晶分子の配向特性及び屈折率の空間分布特性等のシミュレーションを行い,液晶のレンズ特性の解析を行い,液晶レンズの特性を大幅に改良することができた。
2.液晶レンズに印加する電圧を急に大きくしたり,又はステップ状の電圧を加えたりすると,対称構造の液晶レンズにおいてもレンズの集光特性が悪化する主な原因となるディスクリネーションが発生する場合が多い。そこで,このディスクリネーションを抑制するために,液晶レンズの駆動電圧の波形について種々検討を行った。その結果,液晶レンズにおける駆動法として過渡応答時の駆動波形や電圧の上昇速度,及び印加電圧の変調法等を考慮することにより,ディスクリネーションを抑制し,レンズの集光特性を改善することができた。
3.改良を行った液晶レンズを光ディスクヘッドに適用する場合は問題となる応答特性及びその再現性を改善するために,液晶レンズにバイアス電圧を加えて液晶分子をある角度傾け,その上で電圧を可変することによりこれらの問題点を解消することができ,光ディスクヘッドへの応用としての基礎的特性を得ることができた。
4.研究成果の取りまとめを行った。

Research Products

• [Publications] Toshiaki Nose: "A Liquid Crystal Microlens with Hole-Patterned Electrodes on Both Substrates" Japanese Journal of Applied Physics. 31. 1643-1646 (1992)
• [Publications] Masaaki Ishigame: "Response Properties of a Liquid Crystal Microlens and Its Application to an Optical Head" International Symposium on Optical Memory. P19. (1993)
• [Publications] 能勢 敏明: "分割電極を有する液晶マイクロレンズの特性" 平成4年度電気関係学会東北支部連合大会予稿集. 2J8. 410- (1992)
• [Publications] 石亀 昌明: "液晶マイクロレンズの電圧応答特性について" 平成4年度電気関係学会東北支部連合大会予稿集. 2E20. 210- (1992)
• [Publications] 能勢 敏明: "液晶マイクロレンズアレイにおける光散乱特性" 第53回応用物理学会学術講演会予稿集. 16PY8. (1992)
• [Publications] 能勢 敏明: "液晶マイクロレンズ不規則配列セルの光散乱特性" テレビジョン学会誌. 47. 88-93 (1993)
• [Publications] 何 戦: "スリット状電極構造液晶セルの分子配向と光学的特性" 第40回応用物理学関係連合講演会予稿集. 29PZK-14.