2016 Fiscal Year Research-status Report
新規液晶レンズを用いた遠近可変メガネの開発に関する研究
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26420294
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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, 准教授 (90312694)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 液晶レンズ / 遠近可変メガネ / 焦点距離 / レンズパワー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，液晶レンズにおける有効なレンズ径及びレンズパワーの可変幅の拡大に関する現在の課題を解決するため，複数の円形パターン形状の電極及び高抵抗膜を用いた新規液晶レンズを設計・試作し，有効なレンズ径を拡大・維持しつつレンズパワー(焦点距離の逆数)の可変幅を拡大することである。さらに機械的制御系を一切必要としない『遠近可変メガネ』を実現するための問題点等を明確にし，課題の解決を目指すことである。
円形孔パターン電極と高抵抗膜の表面抵抗を同心円状及び階段状に分布させた液晶レンズでは，液晶層の電界の分布を調整可能となり，レンズパワーを維持しながら，放物面状の光学位相差を有する凸レンズ特性を向上することが可能であることを示した。有効なレンズ径を拡大するには，円形孔パターン電極を有する液晶レンズでは限界があり，さらに電圧によるレンズパワー可変時の応答時間の改善を見込むためには，電極パターンを工夫することが必要である。そこで，滑らかな放物面（断面では放物線）状の光学位相差分布を実現するために，輪帯電極とこれまで高抵抗膜の作製技術を組み合わせた新たな液晶レンズを提案し，設計を行った。その設計に基づき，有効レンズ径が15mm～20mm程度の新規液晶レンズを試作した。各輪帯電極に独立した電圧を加え，液晶レンズの電気光学特性について実験を行った。その結果，円形電極を拡大したにもかかわらず，理想球面状の光学位相差と干渉縞観察により求めた光学位相差との平均二乗偏差であるRMS値を低減できたことから，結果的に有効なレンズ径を拡大することが可能となった。
今年度の課題目標の位置付けを明確にし，レンズパワー及び応答時間などの問題点等の抽出を行い、次年度への目標値と問題点をまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
滑らかな放物面状の光学位相差分布を実現するために，輪帯電極とこれまで高抵抗膜の作製技術を組み合わせた新たな液晶レンズを提案し，有効レンズ径が15mm～20mm程度の新規液晶レンズを試作した。液晶レンズの電気光学特性について実験を行った結果，円形電極を拡大したにもかかわらず，理想球面状の光学位相差と干渉縞観察により求めた光学位相差との平均二乗偏差であるRMS値を低減できた。そのため有効なレンズ径を拡大することが示された。予定していた研究計画を達成することができただけでなく，新たな知見を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
輪帯電極と高抵抗膜を用いた新規液晶レンズのさらなるレンズ特性向上をするため，電極構造の設計・試作を行う。また，新規液晶レンズの応答時間について測定を行い，各電極に加える電圧駆動法を定義し，応答時間の改善に努める。今年度は最終年度にあたることから，これまでの研究成果と新たな知見を総合的に判断し，研究結果をまとめる予定である。
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| Causes of Carryover |
新規液晶レンズを用いた遠近可変メガネの開発に関する研究を行う上で新たな知見を見出し、レンズ開口径の大型化に関する新たな設計と試作の追加実験を行う必要があるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
レンズ開口径の大型化に関する新たな設計と試作の追加実験を行う必要があり，そのための試作費及び学会などの旅費に使用する。具体的には，液晶レンズの電源回路及び高速駆動回路の試作費，微細電極とフラットケーブルの接合するための熱圧着装置費，補足実験用の消耗品、学会発表の旅費である。
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