2021 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, 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 / 焦点距離 / 液晶分子配向シミュレーション / アキシコンレンズ |
|---|
| 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３年度では、以下の研究を行った。（１）令和2年度に引き続き，低電圧駆動型液晶レンズ用抵抗膜のシート抵抗及び駆動周波数を考慮した3次元液晶分子配向シミュレータの最適化を行った。本シミュレータを用いて，液晶レンズの構造設計と液晶材料パラメータを定義するのに必要な液晶層の電位分布、基板面から立ち上がるチルト角、及び方位角について数値計算をおこなった。これらの液晶分子ダイレクタの分布により、光学位相差分布を算出した。（２）液晶レンズの電極構造に起因する不均一電界により，液晶分子の基板面より立ち上がる方向が異なる場合が生じることが見られた。効率よくその不連続性を抑制ための一手法について提案し、液晶分子の配向計算を行い，実証した。（３）実際の液晶レンズでは輪帯電極に電圧を加えるためのリード電極が必要である。これまで実験では，リード電極により光学位相差分布が歪む傾向が見られた。そこで，今年度ではその歪の原因を解明した。（４）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，二つの異なるアキシコンレンズ特性を複合した液晶レンズの電極構造を提案し，その光学位相差分布について明らかにした。（５）今年度の研究成果に対する2次評価を行い、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
昨年度から研究を進めることができ，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の高度化することができたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度では，抵抗膜のシート抵抗と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の高度化をすることができた。次年度では、さらに研究を進めるために、高度化したシミュレーション手法を大いに活用し、下記の内容の研究を行う予定である。
(1) 高抵抗膜領域を考慮した液晶レンズの応答時間特性
(2) フレネルレンズ特性を有する液晶レンズの電極設計と光学位相差分布の最適化
(3) 複合アキシコンレンズ特性を有する液晶レンズの最適電圧印加特性
|
| Causes of Carryover |
コロナの影響で学会がリモートになったためや物品が予定よりも安かったため。次年度では，国際会議発表費と論文投稿費を予定している。
|
