2020 Fiscal Year Research-status Report
高効率液晶レンズの創製とそれを用いた画像システムにおける過渡応答特性に関する研究
| Project/Area Number |
20K04591
|
|---|
| Research Institution | Akita University |
|---|
Principal Investigator |
河村 希典 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90312694)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 液晶レンズ / レンズ特性 / 光学位相差 / 過渡特性 / 焦点距離 / 液晶分子配向シミュレーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、機械的駆動部を必要せず電圧のみにより凸レンズ特性～凹レンズ特性を制御可能で、液晶層を有効に利用できる高効率な液晶レンズを設計・試作し、各電極に電圧を印加した場合の過渡的なレンズ特性と液晶レンズを用いた画像処理システムの解像度等の光学特性について明らかにすることである。さらにレンズ特性の可変幅及び過渡応答特性の向上を目指すことである。
令和２年度では、以下の研究を行った。
（１）円形孔パターン電極、及び円形パターン電極を有する低電圧駆動型液晶レンズにおいて、抵抗膜のシート抵抗・駆動周波数を考慮した3次元液晶分子配向シミュレーションを開発した。このシミュレーションを用いて、液晶層の電位分布、基板面から立ち上がるチルト角、及び方位角について計算した。さらに、これらの液晶分子のダイレクタ分布より、光学位相差分布を算出した。この数値計算結果より、レンズ領域に配向欠陥が生じる場合があり、その発生原因を明らかにした。また、配向欠陥を抑制する電圧駆動法について提案し、液晶分子の配向計算を行った。
（２）高抵抗膜の影響を考慮した3次元液晶分子配向シミュレーションを用いて円錐状レンズを有する液晶レンズにおける電界、チルト角及び方位角を計算し，光学位相差分布について明らかにし、実際に実験により求めた光学位相差分布と比較を行った。
（３）今年度の研究成果に対する一時評価を行い、次年度に向けた問題などについて示した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまで高抵抗膜を有する液晶レンズにおける干渉縞観察結果から光学位相差分を求めて評価を行っていたが、電界分布と液晶層における液晶分子のダイレクタ分布については明らかになっていなかった。そこで、抵抗膜のシート抵抗・駆動周波数を考慮した3次元液晶分子配向シミュレーションを開発することができたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度に抵抗膜のシート抵抗・駆動周波数を考慮した3次元液晶分子配向シミュレーションを開発することができた。次年度では、さらに研究を進めるために、今年度開発したシミュレーションを大いに活用し、下記の内容の研究を行う予定である。
(1) 輪帯電極の電極幅、引き出し線、高抵抗膜領域を考慮した液晶レンズの光学位相差分布特性
(2) レンズ特性および円錐状レンズ特性を有する液晶レンズの応答時間特性
(3) レンズ領域における配向欠陥の位置特性
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響により、当初予算計上していた国際会議がなくなり発表旅費の使用が無くなった。さらに国内発表旅費についても使用することがなかった。今年度は、査読論文を3編以上投稿する予定であり、前年度未使用の研究費で支払う予定である。
|
