2022 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
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20K04591
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
河村 希典 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (90312694)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 液晶レンズ特性 / レンズ特性光学位相差 / 光学位相差 / 過渡特性 / 液晶分子配向シミュレーション / アキシコンレンズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度では、以下の研究を行った。
(1) 高抵抗膜と輪帯電極を有する液晶レンズにおける引出電極の影響について，３次元液晶分子配向シミュレーションを用いて，液晶層における電界分布，液晶分子のチルト角分布，および方位角分布を求めた。液晶レンズにおける高抵抗膜のパターンを変化させた場合，引出電極方向に対して方位角に与える影響が大きいことが明らかとなった。また，引出電極に対して液晶分子の初期配向方向を0°，45°，90°に変化させた時の引出電極が与える影響について比較し，考察を行った。
(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を行った。液晶レンズのチルト角分布及び方位角分布により，光学位相差分布を求め，平均二乗偏差値，及び利用効率を明らかにすることで，高い電圧をかけた領域において，配向欠陥(ディスクリネーションライン)の発生が見られた。そこで，配向欠陥の抑制について，液晶レンズの3次元液晶分子配向シミュレーションを用いた数値計算を行ったところ，電圧の印加法により配向欠陥を低減できることを見出した。
(3) 複数の同心円状輪帯電極の補助電極を新たに導入し，さらに電極と液晶層の間に輪帯状の高抵抗膜を配置する構造の複合アキシコンレンズ特性を有する液晶レンズの電極設計及びその光学特性について求め，有効なレンズ特性の向上について検討をおこなった。
(4) 今年度の研究成果に対する評価を行い、最終年度に向けた問題などについて示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
抵抗膜のシート抵抗を考慮した液晶レンズの3次元液晶分子配向シミュレーションについてさらに高度化することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度では，さらに研究を進めるために下記の内容の研究を行う予定である。
(1) 高抵抗膜を考慮した液晶レンズのチルト角分布のみでの光学位相差分布特性だけでなく，方位角分布も考慮した光学位相差分布特性
(2) フレネルレンズ特性を有する液晶レンズにおける配向欠陥の発生の解明
(3) 複合アキシコンレンズ特性を有する液晶レンズの光学位相差分布の時間特性への展開
(4) 液晶レンズにおける波長依存性
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| Causes of Carryover |
電極構造を改良し、輪帯電極に同一周波数で電圧駆動するだけでなく，複合レンズ特性やアキシコンレンズ特性といった特殊なレンズ構造の制御も可能となり，応答時間の改善の新たな知見が得られ，次年度研究を推進する必要性がでたため。
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