CN119547009A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

光学装置包括：光源；以及光学元件，包括层叠的多个液晶单元，对从光源射出的光的配光进行控制，多个液晶单元分别包括：第一基板（110‑1），交替配置有第一电极（120‑1）和第二电极（120‑2）；第二基板，交替配置有第三电极和第四电极；以及第一基板与第二基板之间的液晶层，第一电极以及第二电极分别包括：第一直线部（LP11），以相对于第一方向所成的角α°延伸；以及第二直线部（LP12），以相对于第一方向所成的角β°延伸，第三电极以及第四电极分别包括：第三直线部，以相对于第一方向所成的角（90+α）°延伸；以及第四直线部，以相对于第一方向所成的角（90+β）°延伸。

Description

光学装置

技术领域

本发明的一个实施方式涉及一种对从光源射出的光的配光进行控制的光学装置。

背景技术

以往，已知有调整对液晶施加的电压，利用液晶的折射率变化的光学元件、即所谓的液晶透镜。另外，正在推进使用液晶透镜来控制从光源射出的光的配光的光学装置的开发（例如，参照专利文献1、专利文献2、以及专利文献3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-317879号公报

专利文献2：日本特开2010-230887号公报

专利文献3：日本特开2014-160277号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在层叠的多个液晶单元中，若对液晶施加电压的电极的形状以及配置相同，则有时会导致扩散光产生干涉条纹、莫尔条纹或者着色。也可以设计为层叠的多个液晶单元的电极的形状图案全部不同，但是由于所制造的液晶单元的种类增加，因此导致制造成本上升。

鉴于上述问题，本发明的一个实施方式的一个目的在于提供一种抑制制造成本并减少莫尔条纹的光学装置。

用于解决技术问题的方案

本发明的一个实施方式所涉及的光学装置包括：光源；以及光学元件，包括层叠的多个液晶单元，对从光源射出的光的配光进行控制，多个液晶单元分别包括：第一基板，交替配置有第一电极和第二电极；第二基板，交替配置有第三电极和第四电极；以及第一基板与第二基板之间的液晶层，第一电极以及第二电极分别包括：第一直线部，以相对于第一方向所成的角α°（0＜α＜90）延伸；以及第二直线部，以相对于第一方向所成的角β°（0＜β＜90且β≠α）延伸，第三电极以及第四电极分别包括：第三直线部，以相对于第一方向所成的角（90+α）°延伸；以及第四直线部，以相对于第一方向所成的角（90+β）°延伸，多个液晶单元包括：第一液晶单元，配置为最接近光源；以及第二液晶单元，层叠配置于第一液晶单元，第二液晶单元的第一基板与第一液晶单元的第二基板对置，第二液晶单元以使第一液晶单元的第一方向与第二液晶单元的第一方向所成的角为180°的方式与第一液晶单元重叠配置。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的示意性的立体图。

图2是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的光学元件的示意性的分解立体图。

图3是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的示意性的立体图。

图4A是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的示意性的剖视图。

图4B是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的示意性的剖视图。

图5A是说明透过本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第一液晶单元的光的性质的示意性的剖视图。

图5B是说明透过本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第一液晶单元的光的性质的示意性的剖视图。

图6A是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的透明电极的平面图案的示意性的俯视图。

图6B是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的透明电极的平面图案的示意性的俯视图。

图7是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的透明电极的平面图案的示意性的俯视图。

图8A是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的透明电极的延伸方向的角度的示意图。

图8B是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第二液晶单元的透明电极的延伸方向的角度的示意图。

图8C是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第二液晶单元的透明电极的延伸方向的角度的示意图。

图8D是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第二液晶单元的透明电极的延伸方向的角度的示意图。

图9A是表示在本发明的一个实施方式所涉及的光学装置中，沿x轴方向延伸的透明电极的重叠状态的示意性的俯视图。

图9B是表示在本发明的一个实施方式所涉及的光学装置中，沿y轴方向延伸的透明电极的重叠状态的示意性的俯视图。

图10是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的光学元件的示意性的分解立体图。

图11A是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置所包含的光学元件的第三液晶单元的透明电极的延伸方向的角度的示意图。

图11B是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置所包含的光学元件的第四液晶单元的透明电极的延伸方向的角度的示意图。

图12是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的第一透明电极以及第二透明电极的平面图案的示意性的俯视图。

图13是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的第一透明电极以及第二透明电极的平面图案的示意性的俯视图。

图14是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的第一透明电极以及第二透明电极的平面图案的示意性的俯视图。

具体实施方式

以下，在本发明的各实施方式中，参照附图等进行说明。但是，本发明能够在不脱离其技术思想的主旨的范围内以各种方式来实施，并不解释为限定于以下示例的实施方式的记载内容。

为了使说明更明确，与实际的方式相比，附图有时示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等，但是这只是一例，图示的形状本身并不限定本发明的解释。另外，在附图中，对于具备与在说明书中关于已出现的图进行了说明的要素同样的功能的要素，即使是其他附图，有时也标注同一附图标记而省略重复的说明。

在对某个膜进行加工而形成多个构造体的情况下，有时各个构造体会具有不同的功能、作用，另外，有时形成各个构造体的基底不同。但是，这些多个构造体来源于在同一工序中形成为同一层的膜，具有同一材料。因而，定义为上述多个膜存在于同一层。

在表现在某个构造体上配置其他构造体的方式时，在仅表述为“上”的情况下，只要没有特别说明，则包括与某个构造体相接而在正上方配置其他构造体的情况和在某个构造体的上方进一步隔着另外的构造体而配置其他构造体的情况这两者。

<第一个实施方式>

参照图1~图11B，对本发明的一个实施方式所涉及的光学装置进行说明。

[1.光学装置的结构]

图1是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的示意性的立体图。如图1所示，光学装置1包括光学元件10以及光源20。光学元件10的结构的详细情况见后述，光学元件10包括多个液晶单元100。光学元件10通过使用多个液晶单元100来控制从光源20射出的光的扩散，能够使透过光学元件10的光的形状、即配光变化。

光源20只要能够射出光即可，并没有特别限定。例如，作为光源20，能够使用发光二极管（Light Emitting Diode：LED）等。

图2是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的光学元件10的示意性的分解立体图。如图2所示，光学元件10包括四个液晶单元100（第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4）。第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元从光源20侧沿z轴方向依次层叠并重叠。第一液晶单元100-1离光源20最近，第四液晶单元100-4离光源20最远。此外，光学元件10所包含的液晶单元100的数量并不局限于4个。光学元件10可以包括至少两个液晶单元100。

4个液晶单元100分别包括后述的连接端子。连接端子与柔性印刷电路基板（Flexible Printed Circuits：FPCs）210连接，经由柔性印刷电路基板210向液晶单元100输入控制信号。

光学弹性树脂层200设在两个相邻接的液晶单元100之间。即，光学元件10在第一液晶单元100-1与第二液晶单元100-2之间、第二液晶单元100-2与第三液晶单元100-3之间、以及第三液晶单元100-3与第四液晶单元100-4之间分别设有光学弹性树脂层200。光学弹性树脂层200能够将相邻接的两个液晶单元100粘接并固定。作为光学弹性树脂层200，例如可以使用包含具有透光性的丙烯酸树脂的粘接材料。

图1以及图2所示的x轴、y轴以及z轴以光学元件10为基准而被定义，且相互正交。z轴方向是多个液晶单元100的层叠方向，远离光源20的方向是+方向。x轴方向以及y轴方向分别是与z轴垂直的面的一个方向。

第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4具有同一结构。即，在光学元件10中，具有同一结构的4个液晶单元100相互改变配置方向而层叠。如图2所示，第一液晶单元100-1的第一方向D1以及第二方向D2分别与光学元件10的x轴方向（+x方向）以及y轴方向（+y方向）相对应。以下，为了方便，在说明具有同一结构的四个液晶单元100各自的配置方向时，以最接近光源20的第一液晶单元100-1的配置方向为基准来说明第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4的配置方向。

第二液晶单元100-2的第一方向D1以及第二方向D2分别是-x方向以及-y方向。换言之，第二液晶单元100-2以使第一液晶单元100-1的第一方向D1与第二液晶单元100-2的第一方向D1所成的角为180°、且第一液晶单元100-1的第二方向D2与第二液晶单元100-2的第二方向D2所成的角为180°的方式配置于第一液晶单元100-1上。

第三液晶单元100-3的第一方向D1以及第二方向D2分别是-x方向以及+y方向。换言之，第三液晶单元100-3以使第一液晶单元100-1的第一方向D1与第三液晶单元100-3的第一方向D1所成的角为180°、且第一液晶单元100-1的第二方向D2与第三液晶单元100-3的第二方向D2所成的角为0°的方式配置于第二液晶单元100-2上。

第四液晶单元100-4的第一方向D1以及第二方向D2分别是+x方向以及-y方向。换言之，第四液晶单元100-4以使第一液晶单元100-1的第一方向D1与第四液晶单元100-4的第一方向D1所成的角为0°、且第一液晶单元100-1的第二方向D2与第四液晶单元100-4的第二方向D2所成的角为180°的方式配置于第三液晶单元100-3上。

这样，在光学元件10中，通过将具有同一结构的多个液晶单元100以配置方向彼此不同的方式层叠，能够减少莫尔条纹。另外，能够使用1种液晶单元100来制造光学元件10，因此能够削减光学装置1的制造成本。此外，光学元件10中也可以包含具有相同配置方向的液晶单元。

[2.液晶单元的结构]

如上所述，第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4是具有同一结构的液晶单元100。因此，以下，以第一液晶单元100-1为一例来说明液晶单元100的结构。

图3是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第一液晶单元100-1的示意性的立体图。图4A以及图4B分别是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第一液晶单元100-1的示意性的剖视图。具体而言，图4A是被图3的A1-A2线切断的zx面内的第一液晶单元100-1的剖视图，图4B是被图3的B1-B2线切断的yz面内的第一液晶单元100-1的剖视图。

第一液晶单元100-1包括第一基板110-1、第二基板110-2、第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3、第四透明电极120-4、第一取向膜130-1、第二取向膜130-2、密封材料140以及液晶层150。此外，以下，在未特别区分第一基板110-1以及第二基板110-2时，有时作为基板110进行说明。同样地，在未特别区分第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4时，有时作为透明电极120进行说明。

在第一基板110-1上设有第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、以及覆盖第一透明电极120-1和第二透明电极120-2的第一取向膜130-1。另外，在第二基板110-2上设有第三透明电极120-3、第四透明电极120-4、以及覆盖第三透明电极120-3和第四透明电极120-4的第二取向膜130-2。第一基板110-1和第二基板110-2以使第一基板110-1上的第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2与第二基板110-2上的第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4对置的方式配置。另外，第一基板110-1和第二基板110-2经由设于第一基板110-1以及第二基板110-2的周边部的密封材料140而粘接。另外，在由第一基板110-1（更具体而言，第一取向膜130-1）、第二基板110-2（更具体而言，第二取向膜130-2）以及密封材料140包围的空间中封入液晶，在第一基板110-1与第二基板110-2之间设有液晶层150。

作为第一基板110-1以及第二基板，分别使用例如玻璃基板、石英基板或者蓝宝石基板等具有透光性的刚性基板。另外，作为第一基板110-1以及第二基板110-2中的每一个，例如也可以使用聚酰亚胺树脂基板、丙烯酸树脂基板、硅氧烷树脂基板或者氟树脂基板等具有透光性的挠性基板。

第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4分别作为用于在液晶层150形成电场的电极发挥功能。作为第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4，分别使用例如铟锡氧化物（ITO）或者铟锌氧化物（IZO）等透明导电材料。另外，作为第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4，也可以分别使用不透明的金属材料。

第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4各自的平面图案的详细情况见后述，如图4A以及图4B所示，第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2大致沿x轴方向延伸，第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4大致沿y轴方向延伸。

液晶层150能够根据液晶分子的取向状态，使透过的光弯折、或者使透过的光的偏振状态变化。作为液晶层150的液晶，使用向列液晶等。本实施方式中说明的液晶为正型，但是也可以构成为通过变更未对透明电极120施加电压的状态下的液晶分子的取向方向等来应用负型。另外，优选在液晶中含有对液晶分子赋予扭转的手性剂。

第一取向膜130-1以及第二取向膜130-2分别使液晶层150内的液晶分子沿规定的方向取向。作为第一取向膜130-1以及第二取向膜130-2，分别使用聚酰亚胺树脂等。此外，第一取向膜130-1以及第二取向膜130-2分别可以通过摩擦法或者光取向法等取向处理而被赋予取向特性。摩擦法是在一个方向上摩擦取向膜的表面的方法。另外，光取向法是对取向膜照射直线偏振的紫外线的方法。

第一取向膜130-1在y轴方向上被进行摩擦处理，具有使液晶层150的第一基板110-1侧的液晶分子的长轴在y轴方向上取向的取向特性。另外，第二取向膜130-2在x轴方向上被进行摩擦处理，具有使液晶层150的第二基板110-2侧的液晶分子的长轴在x轴方向上取向的取向特性。

此外，在本实施方式中，说明了第一取向膜130-1的取向方向（y轴方向）与第二取向膜130-2的取向方向（x轴方向）正交的情况，但是第一取向膜130-1的取向方向与第二取向膜130-2的取向方向所成的角并不局限于90°。第一取向膜130-1的取向方向与第二取向膜130-2的取向方向所成的角可以是接近90°的角度，例如80°以上且小于90°。

作为密封材料140，使用包含环氧树脂或者丙烯酸树脂的粘接材料等。此外，粘接材料可以是紫外线固化型，也可以是热固化型。

以上，对第一液晶单元100-1的结构进行了说明，但是在光学元件10中，具有同一结构的四个液晶单元相互改变配置方向而层叠。具体而言，第二液晶单元100-2以使第二液晶单元100-2的第一基板110-1与第一液晶单元100-1的第二基板110-2对置的方式配置于第一液晶单元100-1上。另外，第三液晶单元100-3以使第三液晶单元100-3的第二基板110-2与第二液晶单元100-2的第二基板对置的方式配置于第二液晶单元100-2上。另外，第四液晶单元100-4以使第四液晶单元100-4的第二基板与第三液晶单元的第一基板110-1对置的方式配置于第三液晶单元100-3上。

[3.液晶单元的特性]

在此，参照图5A以及图5B，对透过第一液晶单元100-1的光的性质进行说明。

图5A以及图5B是说明透过本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第一液晶单元100-1的光的性质的示意性的剖视图。具体而言，图5A表示未对透明电极120施加电压的状态下的第一液晶单元100-1，图5B表示对透明电极120施加了电压的状态下的第一液晶单元100-1。

如图5A所示，在第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4均未被施加电压的状态下，液晶层150内的液晶分子以随着从第一基板110-1朝向第二基板110-2而沿z轴方向扭转90°的方式进行取向。因此，透过液晶层150的光的偏振面（偏振轴或者偏振成分的朝向）按照液晶分子的取向方向而旋转90°。即，透过液晶层150的光进行旋光。

在图5B中，以在相邻接的两个透明电极120之间产生电位差的方式施加电压。例如，对第一透明电极120-1以及第三透明电极120-3施加高电压（H），对第二透明电极120-2以及第四透明电极120-4施加低电压（L）。此外，以下，有时将在相邻接的两个透明电极120之间产生的电场称为横向电场。

第一基板110-1侧附近的液晶分子通过第一透明电极120-1与第二透明电极120-2之间的横向电场，相对于第一基板110-1在y轴方向上以凸圆弧状取向，产生折射率分布。另外，第二基板110-2侧附近的液晶分子通过第三透明电极120-3与第四透明电极120-4之间的横向电场，相对于第二基板110-2在x轴方向上以凸圆弧状取向，产生折射率分布。另一方面，由于第一基板110-1与第二基板110-2之间的间隔即单元间隙d充分大于相邻接的两个透明电极间的距离（例如10μm≤d≤30μm），因此位于第一基板110-1与第二基板110-2之间的中央附近的液晶分子的取向几乎不发生变化。

从光源20射出的光包含x轴方向的偏振分量（以下，称为“P偏振分量”）以及y轴方向的偏振分量（以下，称为“S偏振分量”），但是以下，为了方便，将从光源20射出的光分为具有P偏振分量的第一偏振光1000-1和具有S偏振分量的第二偏振光1000-2来进行说明（参照图5B的（1））。

入射到液晶单元100的第一偏振光1000-1的P偏振分量与第一基板110-1侧的液晶分子的取向方向不同，因此第一偏振光1000-1不扩散（参照图5B的（2））。第一偏振光1000-1在通过液晶层150的过程中其偏振分量的朝向旋转第一取向膜130-1的取向方向与第二取向膜130-2所成的角（在本实施方式中为90°）（有时将本现象称为旋光），偏振分量从P偏振分量变化为S偏振分量。由于第一偏振光1000-1的S偏振分量与第二基板110-2侧的液晶分子的取向方向不同，因此第一偏振光1000-1不扩散（参照图5B的（3））。另外，从液晶单元100射出的第一偏振光1000-1具有S偏振分量（参照图5B的（4））。

另一方面，由于入射到液晶单元100的第二偏振光1000-2的S偏振分量与第一基板110-1侧的液晶分子的取向方向相同，因此第二偏振光1000-2按照液晶分子的折射率分布在y轴方向上扩散（参照图5B的（2））。第二偏振光1000-2在通过液晶层150的过程中进行旋光，偏振分量从S偏振分量变化为P偏振分量。由于第二偏振光1000-2的P偏振分量与第二基板110-2侧的液晶分子的取向方向相同，因此第二偏振光1000-2按照液晶分子的折射率分布在x轴方向上扩散（参照图5B的（3））。另外，从液晶单元100射出的第二偏振光1000-2具有P偏振分量（参照图5B的（4））。

以上，对第一液晶单元100-1的特性进行了说明，但是在光学元件10中，具有同一结构的四个液晶单元相互改变配置方向而层叠。第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4各自相对于从光源20射出的光的P偏振分量以及S偏振分量的扩散特性如表1所示。此外，在表1中示出了对所有透明电极120施加电压（即，在基板110上相邻接的两个透明电极120之间产生电位差）的情况。

[5.透明电极的平面图案]

图6A以及图6B分别是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第一液晶单元100-1的透明电极120的平面图案的示意性的俯视图。具体而言，图6A表示第一基板110-1上的第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2的平面图案，图6B表示第二基板110-2上的第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4的平面图案。

如图6A所示，在第一基板110-1上设有多个第一透明电极120-1、多个第二透明电极120-2、布线WL11、布线WL12、第一连接端子T11以及第二连接端子T12。多个第一透明电极120-1分别经由布线WL11与第一连接端子T11电连接。另外，多个第二透明电极120-2分别经由布线WL12与第二连接端子T12电连接。进而，在第一基板110-1上设有第三连接端子T13、第四连接端子T14、布线WL13、布线WL14、第一连接焊盘PD11以及第二连接焊盘PD12。第一连接焊盘PD11经由布线WL13与第三连接端子T13电连接。第二连接焊盘PD12经由布线WL14与第四连接端子T14电连接。

在第一连接端子T11、第二连接端子T12、第三连接端子T13以及第四连接端子T14连接有柔性印刷电路基板，作为控制第一液晶单元100-1的控制信号而被供给电压。

作为布线WL11、布线WL12、布线WL13、布线WL14、第一连接焊盘PD11、第二连接焊盘PD12、第一连接端子T11、第二连接端子T12、第三连接端子T13以及第四连接端子T14，可以使用透明导电材料，也可以使用金属材料。

多个第一透明电极120-1分别包括第一直线部LP11、第二直线部LP12以及第一弯曲部CP11。第一直线部LP11与第二直线部LP12不平行，而是在第一弯曲部CP11具有规定角度地连接。同样地，多个第二透明电极120-2也分别包括第一直线部LP11、第二直线部LP12以及第一弯曲部CP11。但是，在第一透明电极120-1中，第一直线部LP11与布线WL11连接，第二直线部LP12具有端部，与此相对地，在第二透明电极120-2中，第二直线部LP12与布线WL12连接，第一直线部LP11具有端部。在这一点上，第一透明电极120-1和第二透明电极120-2的结构不同。

如图6B所示，在第二基板110-2上包括多个第三透明电极120-3、多个第四透明电极120-4、布线WL23、布线WL24、第三连接焊盘PD23以及第四连接焊盘PD24。多个第三透明电极120-3分别经由布线WL23与第三连接焊盘PD23电连接。另外，多个第四透明电极120-4分别经由布线WL24与第四连接焊盘PD24电连接。第三连接焊盘PD23以及第四连接焊盘PD24通过导电性材料分别与第一连接焊盘PD11以及第二连接焊盘PD12电连接。因此，多个第三透明电极120-3分别与第三连接端子T13电连接，多个第四透明电极120-4分别与第四连接端子T14电连接。

多个第三透明电极120-3分别包括第三直线部LP23、第四直线部LP24以及第二弯曲部CP22。第三直线部LP23与第四直线部LP24不平行，而是在第二弯曲部CP22具有规定角度地连接。同样地，多个第四透明电极120-4也分别包括第三直线部LP23、第四直线部LP24以及第二弯曲部CP22。但是，在第三透明电极120-3中，第三直线部LP23与布线WL23连接，第四直线部LP24具有端部，与此相对地，在第四透明电极120-4中，第四直线部LP24与布线WL24连接，第三直线部LP23具有端部。在这一点上，第三透明电极120-3和第四透明电极120-4的结构不同。

图7是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第一液晶单元100-1的透明电极120的平面图案的俯视图。在俯视时，第一透明电极120-1、第二透明电极120-2、第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4分别具有く字形状。第三透明电极120-3与第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2重叠。同样地，第四透明电极120-4也与第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2重叠。

在此，参照图8A~图8D，对透明电极120的第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24各自的延伸方向进行说明。

图8A是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第一液晶单元100-1的透明电极120的延伸方向的角度的示意图。在图8A中示出了以第一弯曲部CP11以及第二弯曲部CP22为原点的xy坐标中的、第一液晶单元100-1的第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24的延伸方向。在本说明书中，为了便于说明，将直线部的长度方向上的中心线定义为延伸方向。

在第一液晶单元100-1中，第一直线部LP11以相对于x轴方向所成的角α°（0＜α＜90）延伸。第二直线部LP12以相对于x轴方向所成的角β°（0＜β＜90且β≠α）延伸。第三直线部LP23以相对于x轴方向所成的角（90+α）°延伸。第四直线部LP24以相对于x轴方向所成的角（90+β）°延伸。

在此，若用第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限来划分图8A所示的xy坐标，则第二直线部LP12、第三直线部LP23、第一直线部LP11以及第四直线部LP24分别属于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限。即，在俯视第一液晶单元100-1时，第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24分别属于互不相同的象限。

图8B是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第二液晶单元100-2的透明电极120的延伸方向的角度的示意图。在图8B中示出了以第一弯曲部CP11以及第二弯曲部CP22为x轴以及y轴的原点的、第二液晶单元100-2中的第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24。

在第二液晶单元100-2中，第一直线部LP11以相对于x轴方向所成的角α°延伸。第二直线部LP12以相对于x轴方向所成的角β°延伸。第三直线部LP23以相对于x轴方向所成的角（90+α）°延伸。第四直线部LP24以相对于x轴方向所成的角（90+β）°延伸。在第二液晶单元100-2中，第一直线部LP11、第四直线部LP24、第二直线部LP12以及第三直线部LP23分别属于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限。即，在俯视第二液晶单元100-2时，第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24也分别属于互不相同的象限。

图8C是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第三液晶单元100-3的透明电极120的延伸方向的角度的示意图。在图8C中示出了以第一弯曲部CP11以及第二弯曲部CP22为x轴以及y轴的原点的、第三液晶单元100-3中的第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24。

在第三液晶单元100-3中，第一直线部LP11以相对于x轴方向所成的角-α°延伸。第二直线部LP12以相对于x轴方向所成的角-β°延伸。第三直线部LP23以相对于x轴方向所成的角（90-α）°延伸。第四直线部LP24以相对于x轴方向所成的角（90-β）°延伸。在第三液晶单元100-3中，第三直线部LP23、第二直线部LP12、第四直线部LP24以及第一直线部LP11分别属于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限。即，在俯视第三液晶单元100-3时，第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24也分别属于互不相同的象限。

图8D是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的第四液晶单元100-4的透明电极120的延伸方向的角度的示意图。在图8D中示出了以第一弯曲部CP11以及第二弯曲部CP22为x轴以及y轴的原点的、第四液晶单元100-4中的第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24。

在第四液晶单元100-4中，第一直线部LP11以相对于x轴方向所成的角-α°延伸。第二直线部LP12以相对于x轴方向所成的角-β°延伸。第三直线部LP23以相对于x轴方向所成的角（90-α）°延伸。第四直线部LP24以相对于x轴方向所成的角（90-β）°延伸。在第四液晶单元100-4中，第四直线部LP24、第一直线部LP11、第三直线部LP23以及第二直线部LP12分别属于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限。即，在俯视第四液晶单元100-4时，第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24也分别属于互不相同的象限。

在表2中示出了第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4中的属于各象限的直线部。另外，在表3中示出了第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4中的属于各象限的直线部相对于x轴方向所成的角。

由表2以及表3可知，在光学元件10中，即使第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4被层叠，直线部也属于各象限，且各象限内的直线部角度错开地重叠。因此，在光学元件10中，莫尔条纹减少。此外，所成的角α°以及β°优选大于0°且为45°以下，进一步优选大于0°且为30°以下，特别优选大于0°且为10°以下。

以上，以弯曲部为中心说明了透明电极120的延伸方向的角度，但是也可以以透明电极120的基部（即，透明电极120与布线的连接部）为中心来规定角度。在该情况下，一个透明电极120所包含的两个直线部能够从x轴方向或者y轴方向向相同的方向（正方向或者负方向）分别具有规定角度地弯曲。

在此，参照图9A以及图9B，对弯曲部的位置进行说明。

图9A以及图9B是表示在本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1中分别沿x轴方向以及y轴方向延伸的透明电极120的重叠状态的示意性的俯视图。如上所述，透明电极120的直线部相对于x轴方向具有规定角度地延伸，但是在图9A中，设为第一透明电极120-1以及第二透明电极120-2大致沿x轴方向延伸来进行说明，在图9B中，设为第三透明电极120-3以及第四透明电极120-4大致沿y轴方向延伸来进行说明。

如图9A所示，第一液晶单元100-1的第一直线部LP11_1和第二直线部LP12_1、第二液晶单元100-2的第一直线部LP11_2和第二直线部LP12_2、第三液晶单元100-3的第一直线部LP11_3和第二直线部LP12_3、以及第四液晶单元100-4的第一直线部LP11_4和第二直线部LP12_4在遍及长度方向观察的情况下相互不完全重叠。但是，第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4所包含的第一弯曲部CP11在俯视时载置于沿y轴方向延伸的一条直线上。

如图9B所示，第一液晶单元100-1的第三直线部LP23_1和第四直线部LP24_1、第二液晶单元100-2的第三直线部LP23_2和第四直线部LP24_2、第三液晶单元100-3的第三直线部LP23_3和第四直线部LP24_3、以及第四液晶单元100-4的第三直线部LP23_4和第四直线部LP24_4在遍及长度方向观察的情况下相互不完全重叠。但是，第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4所包含的第二弯曲部CP22在俯视时载置于沿x轴方向延伸的一条直线上。

[6.光学元件的其他结构]

在包含具有上述平面图案的透明电极120的液晶单元100中，也可以使用具有同一结构的多个液晶单元100来制造与光学元件10不同的光学元件10A。

图10是本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1的光学元件10A的示意性的分解立体图。光学元件10A与光学元件10相比，第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4的配置方向不同。

在光学元件10A中，第三液晶单元100-3的第一方向D1以及第二方向D2分别是+y方向以及-x方向。换言之，第三液晶单元100-3以使第一液晶单元100-1的第一方向D1与第三液晶单元100-3的第一方向D1所成的角为90°、且第一液晶单元100-1的第二方向D2与第三液晶单元100-3的第二方向D2所成的角为90°的方式配置于第二液晶单元100-2上。第四液晶单元100-4的第一方向D1以及第二方向D2分别是-y方向以及+x方向。换言之，第四液晶单元100-4以使第一液晶单元100-1的第一方向D1与第四液晶单元100-4的第一方向D1所成的角为90°、且第一液晶单元100-1的第一方向D1与第四液晶单元100-4的第一方向D1所成的角为90°的方式配置于第三液晶单元100-3上。

光学元件10A中的第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4各自的扩散特性如表4所示。此外，在表4中示出了对所有透明电极120施加电压（即，在基板110上相邻接的两个透明电极120之间产生电位差）的情况。

图11A是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1所包含的光学元件10A的第三液晶单元100-3的透明电极120的延伸方向的角度的示意图。在图11A中示出了以第一弯曲部CP11以及第二弯曲部CP22为原点的xy坐标中的、光学元件10A的第三液晶单元100-3的第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24。

在光学元件10A的第三液晶单元100-3中，第一直线部LP11以相对于x轴方向所成的角（90-α）°延伸。第二直线部LP12以相对于x轴方向所成的角（90-β）°延伸。第三直线部LP23以相对于x轴方向所成的角-α°延伸。第四直线部LP24以相对于x轴方向所成的角-β°延伸。在光学元件10A的第三液晶单元100-3中，第一直线部LP11、第三直线部LP23、第二直线部LP12以及第四直线部LP24分别属于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限。即，在俯视光学元件10A的第三液晶单元100-3时，第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24分别属于互不相同的象限。

图11B是说明本发明的一个实施方式所涉及的光学装置1所包含的光学元件10A的第四液晶单元100-4的透明电极120的延伸方向的角度的示意图。在图11B中示出了以第一弯曲部CP11以及第二弯曲部CP22为原点的xy坐标中的、光学元件10A的第四液晶单元100-4的第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24。

在光学元件10A的第四液晶单元100-4中，第一直线部LP11以相对于x轴方向所成的角（90-α）°延伸。第二直线部LP12以相对于x轴方向所成的角（90-β）°延伸。第三直线部LP23以相对于x轴方向所成的角-α°延伸。第四直线部LP24以相对于x轴方向所成的角-β°延伸。在光学元件10A的第四液晶单元100-4中，第二直线部LP12、第四直线部LP24、第一直线部LP11以及第三直线部LP23分别属于第一象限、第二象限、第三象限以及第四象限。即，在俯视光学元件10A的第四液晶单元100-4时，第一直线部LP11、第二直线部LP12、第三直线部LP23以及第四直线部LP24也分别属于互不相同的象限。

在表5中示出了第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4中的属于各象限的直线部。另外，在表6中示出了第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4中的属于各象限的直线部相对于x轴方向所成的角。

由表5以及表6可知，与光学元件10同样地，在光学元件10A中，即使第一液晶单元100-1、第二液晶单元100-2、第三液晶单元100-3以及第四液晶单元100-4被层叠，直线部也属于各象限，且各象限内的直线部角度错开地重叠。

如以上说明的那样，光学装置1的光学元件10包括具有同一结构的多个液晶单元100，通过相互改变液晶单元100的配置方向，能够减少莫尔条纹。另外，在液晶单元100的情况下，也能够制造与光学元件10不同的光学元件10A，液晶单元100的通用性较高，能够抑制光学装置1的制造成本。

<第二实施方式>

参照图12，对本发明的一个实施方式所涉及的光学装置进行说明。此外，以下，有时省略与光学装置1同样的结构的说明。

图12是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的第一透明电极120B-1以及第二透明电极120B-2的平面图案的示意性的俯视图。

如图12所示，第一透明电极120B-1以及第二透明电极120B-2分别包括第一直线部LP11B、第二直线部LP12B以及第一弯曲部CP11B。另外，第一直线部LP11B与第二直线部LP12B在第一弯曲部CP11B交叉并连接。第一直线部LP11B以及第二直线部LP12B各自的宽度并不均匀，均朝向第一弯曲部CP11B变大。此外，在图12中，第一直线部LP11B以及第二直线部LP12B各自的宽度均朝向第一弯曲部CP11B逐渐变大，但是也可以呈阶梯状变大。

在本实施方式所涉及的光学装置中，透明电极120B的宽度、以及相邻接的第一透明电极120B-1与第二透明电极120B-2之间的电极间间距发生变化，因此能够进一步减少莫尔条纹。

<第三实施方式>

参照图13，对本发明的一个实施方式所涉及的光学装置进行说明。此外，以下，有时省略与光学装置1同样的结构的说明。

图13是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的第一透明电极120C-1以及第二透明电极120C-2的平面图案的示意性的俯视图。

如图13所示，第一透明电极120C-1以及第二透明电极120C-2分别包括第一直线部LP11C、第二直线部LP12C以及第一弯曲部CP11C。另外，第一直线部LP11C与第二直线部LP12C在第一弯曲部CP11C交叉并连接。第一直线部LP11C以及第二直线部LP12C各自的宽度并不均匀，均朝向第一弯曲部CP11C变小。另外，在图13中，第一直线部LP11B以及第二直线部LP12B各自的宽度均朝向第一弯曲部CP11C逐渐变小，但是也可以呈阶梯状变小。

在本实施方式所涉及的光学装置中，透明电极120C的宽度、以及相邻接的第一透明电极120C-1与第二透明电极120C-2之间的电极间间距发生变化，因此能够进一步减少莫尔条纹。

<第四实施方式>

参照图14，对本发明的一个实施方式所涉及的光学装置进行说明。另外，以下，有时省略与光学装置1同样的结构的说明。

图14是表示本发明的一个实施方式所涉及的光学装置的第一液晶单元的第一透明电极120D-1以及第二透明电极120D-2的平面图案的示意性的俯视图。

如图14所示，第一透明电极120C-1以及第二透明电极120C-2各自包括多个第一弯曲部CP11。多个第一弯曲部CP11可以规则地设置，也可以随机地设置。但是，位于中央部的第一弯曲部CP11以载置于沿y轴方向延伸的一条直线上的方式规则地设置。

在本实施方式所涉及的光学装置中，层叠方向上的多个液晶单元的透明电极120D的重叠变少，因此能够进一步减少莫尔条纹。

作为本发明的实施方式，上述各实施方式只要不相互矛盾，就能够适当组合来实施。另外，基于各实施方式，本领域技术人员适当地进行了构成要素的追加、删除或者设计变更、或者进行了工序的追加、省略或者条件变更，只要具备本发明的主旨，则也包括在本发明的范围内。

即使是与由上述各实施方式的形态带来的作用效果不同的其他作用效果，关于根据本说明书的记载而明确的作用效果、或者本领域技术人员能够容易预测的作用效果，当然也可理解为由本发明带来的作用效果。

附图标记说明

1：光学装置；10、10A：光学元件；20：光源；100：液晶单元；100-1：第一液晶单元；100-2：第二液晶单元；100-3：第三液晶单元；100-4：第四液晶单元；110：基板；110-1：第一基板；110-2：第二基板；120、120B、120C、120D：透明电极；120-1、120B-1、120C-1、120D-1：第一透明电极；120-2、120B-2、120C-2、120D：第二透明电极；120-3：第三透明电极；120-4：第四透明电极；130-1：第一取向膜；130-2：第二取向膜；140：密封材料；150：液晶层；200：光学弹性树脂层；210：柔性印刷电路基板；1000-1：第一偏振光；1000-2：第二偏振光；CP11、CP11B、CP11C：第一弯曲部；CP22：第二弯曲部；D1：第一方向；D2：第二方向；LP11、LP11B、LP11C：第一直线部；LP12、LP12B、LP12C：第二直线部；LP23：第三直线部；LP24：第四直线部；PD11：第一连接焊盘；PD12：第二连接焊盘；PD23：第三连接焊盘；PD24：第四连接焊盘；T11：第一连接端子；T12：第二连接端子；T13：第三连接端子；T14：第四连接端子；WL11、WL12、WL13、WL14、WL23、WL24：布线。

Claims (7)

1.一种光学装置，包括：

光源；以及

光学元件，包括层叠的多个液晶单元，对从所述光源射出的光的配光进行控制，

所述多个液晶单元分别包括：

第一基板，交替配置有第一电极和第二电极；

第二基板，交替配置有第三电极和第四电极；以及

所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，

所述第一电极以及所述第二电极分别包括：

第一直线部，以相对于第一方向所成的角α°延伸，其中，0＜α＜90；以及

第二直线部，以相对于所述第一方向所成的角β°延伸，其中，0＜β＜90且β≠α，

所述第三电极以及所述第四电极分别包括：

第三直线部，以相对于所述第一方向所成的角（90+α）°延伸；以及

第四直线部，以相对于所述第一方向所成的角（90+β）°延伸，

所述多个液晶单元包括：第一液晶单元，配置为最接近所述光源；以及第二液晶单元，层叠配置于所述第一液晶单元，

所述第二液晶单元的所述第一基板与所述第一液晶单元的所述第二基板对置，

所述第二液晶单元以使所述第一液晶单元的所述第一方向与所述第二液晶单元的所述第一方向所成的角为180°的方式与所述第一液晶单元重叠配置。

2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，

在俯视时，连接所述第一直线部和所述第二直线部的第一弯曲部与连接所述第三直线部和所述第四直线部的第二弯曲部重叠。

3.根据权利要求2所述的光学装置，其中，

所述第一直线部以及所述第二直线部各自的宽度朝向所述第一弯曲部变大，

所述第三直线部以及所述第四直线部各自的宽度朝向所述第二弯曲部变大。

4.根据权利要求2所述的光学装置，其中，

所述第一直线部以及所述第二直线部各自的宽度朝向所述第一弯曲部变小，

所述第三直线部以及所述第四直线部各自的宽度朝向所述第二弯曲部变小。

5.根据权利要求1所述的光学装置，其中，

所述第一电极以及所述第二电极分别包括多个连接所述第一直线部与所述第二直线部的第一弯曲部，

所述第三电极以及所述第四电极分别包括多个连接所述第三直线部与所述第四直线部的第二弯折部，

多个所述第一弯曲部中的一个与多个所述第二弯折部中的一个重叠。

6.根据权利要求1所述的光学装置，其中，

所述多个液晶单元还包括：第三液晶单元，在与所述第一液晶单元相反的一侧层叠配置于所述第二液晶单元；以及第四液晶单元，在与所述第二液晶单元相反的一侧层叠配置于所述第三液晶单元，

所述第三液晶单元的所述第二基板与所述第二液晶单元的所述第二基板对置，

所述第四液晶单元的所述第二基板与所述第三液晶单元的所述第一基板对置，

所述第三液晶单元以使所述第一液晶单元的所述第一方向与所述第三液晶单元的所述第一方向所成的角为180°的方式与所述第一液晶单元以及所述第二液晶单元重叠配置，

所述第四液晶单元以使所述第一液晶单元的所述第一方向与所述第四液晶单元的所述第一方向所成的角为0°的方式与所述第一液晶单元至所述第三液晶单元重叠配置。

7.根据权利要求1所述的光学装置，其中，

所述多个液晶单元还包括：第三液晶单元，在与所述第一液晶单元相反的一侧层叠配置于所述第二液晶单元；以及第四液晶单元，在与所述第二液晶单元相反的一侧层叠配置于所述第三液晶单元，

所述第三液晶单元的所述第二基板与所述第二液晶单元的所述第二基板对置，

所述第四液晶单元的所述第二基板与所述第三液晶单元的所述第一基板对置，

所述第三液晶单元以使所述第一液晶单元的所述第一方向与所述第三液晶单元的所述第一方向所成的角为90°的方式与所述第一液晶单元以及所述第二液晶单元重叠配置，

所述第四液晶单元以使所述第一液晶单元的所述第一方向与所述第四液晶单元的所述第一方向所成的角为90°的方式与所述第一液晶单元至所述第三液晶单元重叠配置。