本發明涉及液晶透鏡、顯示裝置及電子設備。

背景技術：
如果在彼此相對以夾持液晶層的電極之間施加電壓來控制液晶層中的電場分布，那么液晶層中所包含的液晶分子根據電場分布取向。液晶分子具有折射率各向異性。因此，當取向狀態改變時，入射到液晶層上的光的折射率也會改變。利用這種現象，通過控制施加在電極之間的電壓來控制施加至液晶層的電場分布，以產生表現出透鏡效果的折射率分布。因此，通過控制施加在電極之間的電壓，電極和液晶層可以用作液晶透鏡。例如，日本專利特開第2009-53345號公開了一種具有對于每個透鏡使用兩個下部電極的液晶透鏡的三維顯示裝置。為了實現良好的液晶透鏡，需要對施加至液晶的電場分布進行高精度控制。出于這個原因，日本專利特開第2011-150344號及日本專利特開第2011-164527號公開了一種液晶透鏡，其中為每個透鏡設置多個彼此分開等間距的下部電極。

技術實現要素：
然而，如果電極數量較少，難以對電場分布進行高精度控制。另一方面，如果電極數量較大，適于控制電極的集成電路的尺寸會不期望地增加。另外，如果電極之間的距離由于表示電極數量的電極計數增加而變短，那么由于圖案缺陷，利用率會不可避免地減少。為了解決上述問題，期望一種利用少數個電極來對施加至液晶的電場分布進行高精度控制。根據本發明的實施方式，提供了一種液晶透鏡，包括：多個第一電極；被設置成與所述第一電極相對的第二電極；以及設置在所述第一電極和所述第二電極之間的液晶層。在所述液晶透鏡中，接收施加于其上的相對低的電壓的所述第一電極比接收施加于其上的相對高的電壓的所述第一電極被設置為彼此更鄰近。根據本發明的另一個實施方式，提供了一種顯示裝置，包括：顯示部，被構造為顯示圖像；以及液晶透鏡，被設置成與所述顯示部相對并用于接收在所述顯示部上顯示的圖像的入射圖像光。所述液晶透鏡包括：多個第一電極；被設置成與所述第一電極相對的第二電極；以及設置在所述第一電極和所述第二電極之間的液晶層。在所述液晶透鏡中，接收施加于其上的相對低的電壓的所述第一電極比接收施加于其上的相對高的電壓的所述第一電極被設置為彼此更鄰近。根據本發明的又一實施方式，提供了一種電子設備，包括顯示裝置，所述顯示裝置包括：顯示部，被構造為顯示圖像；以及液晶透鏡，被設置成與所述顯示部相對并用于接收在所述顯示部上顯示的圖像的入射圖像光。所述液晶透鏡具有：多個第一電極；被設置成與所述第一電極相對的第二電極；以及設置在所述第一電極和所述第二電極之間的液晶層。在所述液晶透鏡中，接收施加于其上的相對低的電壓的所述第一電極比接收施加于其上的相對高的電壓的所述第一電極被設置為彼此更鄰近。如上所述，根據本發明的實施方式，可以利用幾個電極對施加至液晶的電場分布進行高精度控制。附圖說明圖1是示出了根據本發明第一實施方式的液晶透鏡的構造的說明圖；圖2是示出了根據相同實施方式的液晶透鏡的電場分布的說明圖；圖3是在對根據相同實施方式的液晶透鏡的相位差分布與理想相位差分布進行比較時所參照的說明圖；圖4是示出了根據本發明第二實施方式的液晶透鏡的構造的說明圖；圖5是示出了根據第二實施方式的液晶透鏡的電場分布和相位差分布的說明圖；圖6是示出了使用根據本發明實施方式的液晶透鏡的顯示裝置的典型截面構造的說明圖；圖7是示出了柱狀透鏡的典型外觀和典型屏幕構造的說明圖；圖8是在對柱狀透鏡的原理進行描述時所參照的說明圖；圖9是示出了使用根據本發明實施方式的液晶透鏡的電子設備的典型構造的框圖；圖10是示出了具有包括等間距設置的電極的構造的液晶透鏡用作與第一實施方式進行比較的典型比較透鏡的說明圖。具體實施方式通過參照以下附圖對本發明的優選實施方式進行詳細闡述。應注意的是，在本說明書及上面簡要闡述的附圖中，具有實質相同功能構造的構成元素由相同的參考標號表示，以避免對構造元素進行重復說明。還應注意的是，將描述分為按以下順序排列的主題。1、第一實施方式2、第二實施方式（電極寬度不均勻的示例）3、典型應用﹤1、第一實施方式﹥（1-1、典型構造）通過參照以下圖1及圖10對根據本發明第一實施方式的液晶透鏡的構造進行闡述。圖1是示出了根據本發明第一實施方式的液晶透鏡的構造的說明圖。圖10是示出了具有包括等間距設置的電極的構造的液晶透鏡用作與根據第一實施方式的液晶透鏡進行比較的典型比較透鏡的說明圖。如圖1所示，根據本發明第一實施方式的液晶透鏡100包括第一基板101、多個第一電極103、第二基板105、第二電極107以及液晶層109。第一基板101和第二基板105均由對可見光透明的材料制成。例如，第一基板101和第二基板105可以均由玻璃材料制成。第一電極103形成在第一基板101上。第一電極103間隔設置并彼此分開一間隙。第二電極107在第二基板105上形成為幾乎均勻地在第二基板105的整個表面上。第一電極103和第二電極107是對可見光透明的導電膜。對可見光透明的導電膜的典型示例是氧化銦錫（ITO）膜。液晶層109形成在第一電極103的排列和第二電極107之間。液晶層109包括具有折射率各向異性的液晶分子。例如，液晶分子對沿縱向方向傳播的入射光和沿橫向方向傳播的入射光表現出不同的折射率。液晶分子的取向根據由施加在第一電極103和第二電極107之間的電壓產生的電場分布而變化。因此，從液晶層109看見的作為入射光的折射率的折射率發生變化。相應地，液晶層109可以根據第一電極103和第二電極107之間的電場分布形成折射率分布，表現出透鏡效果。與接收施加于其上的相對高的電壓的第一電極103相比，接收施加于其上的相對低的電壓的第一電極103被設置為彼此更鄰近。也就是說，接收施加于其上的相對低的電壓的第一電極103的電極間距比接收施加于其上的相對高的電壓的第一電極103的電極間距小。在圖1中所示的典型構造中，第一電極103越靠近透鏡的中心，施加至第一電極103的電壓就越低。因此，靠近透鏡中心的第一透鏡103以較小的電極間距進行設置。圖1示出了其中代表獨立電極的數目的獨立電極計數為三的典型構造。更具體地，將第二電極107和第一電極103-1設定為相同的電位。向兩個第一電極103-2施加相同電壓，并向兩個第一電極103-3施加另一個相同電壓。在這種情況下，通過適當地控制施加至第一電極103的電壓，可以控制第一電極103和第二電極107之間存在的電場分布。在根據該實施方式的液晶透鏡100中，設置第一電極103的電極間距是不同的。如上所述，接收施加于其上的相對低的電壓的第一電極103具有的電極間距小于接收施加于其上的相對高的電壓的第一電極103的電極間距。在圖1中所示的典型構造中，第一電極103-1和第一電極103-2之間的距離比第一電極103-2和第一電極103-3之間的距離短。通過這樣設置第一電極103，可以通過僅利用幾個電極就能夠對液晶層109中的電場分布進行高精度控制，并因此對液晶分子的取向進行高精度控制。關于適于高精度控制電場分布的方法，可設想增加電極數量的技術。例如，圖10示出了作為與根據第一實施方式的液晶透鏡100進行比較的典型比較透鏡的液晶透鏡900。如圖中所示，液晶透鏡900包括第一基板901、多個第一電極903、第二基板905、第二電極907以及液晶層909。在該構造中，第一電極903等間隔設置。通過這樣增加透鏡中電極的數量，可以對液晶層909中的電場分布進行高精度控制。然而，如果透鏡中電極的數量上升，那么用于控制電場分布的IC的尺寸也會不可避免地增加。另外，如果透鏡中電極的數量上升，那么電極之間的間隙就會變窄，從而完全有可能發生由于圖案缺陷導致利用率不可避免低下。為了解決這些問題，如本發明的實施方式所提出的，提供了一種僅利用幾個電極就能夠表現出精確的透鏡效果的液晶透鏡。（1-2、透鏡性能）通過參照圖2及圖3，以下描述解釋了對于將第一電極103之間的間隙制作成不均勻來改變獨立電極的數量的情況下的透鏡性能。圖2是示出了根據第一實施方式的液晶透鏡的電場分布的說明圖，而圖3是在對根據第一實施方式的液晶透鏡的相位差分布與理想相位差分布進行比較時所參照的說明圖。圖2示出了獨立電極計數為七、四、三及二的液晶透鏡100的電場分布。圖2的水平方向表示透鏡的直徑、電極的位置以及等位面。另外，圖2中所示的液晶層109中的箭頭表示液晶的取向方向。應注意的是，在將獨立電極計數設定為七的典型構造中，第一電極103等間隔設置。另外，圖3示出了圖2中所示的典型構造的相位差分布。如圖2及圖3所示，在獨立電極計數為七的構造的情況下，可以獲得與理想相位差分布非常接近的相位差分布，從而獲得期望的光學特性。另外，即使對于獨立電極計數為三和四，通過提供第一電極103越靠近液晶透鏡100的中心，第一電極103之間的間隙就越小的構造，可以保持相位差分布非常接近理想相位差分布的狀態，從而獲得期望的光學特性。﹤2、第二實施方式﹥（2-1、典型構造）參照圖4，以下描述闡述了根據本發明第二實施方式的液晶透鏡的構造。圖4是示出了根據本發明第二實施方式的液晶透鏡的構造的說明圖。如圖中所示，液晶透鏡200包括第一基板201、多個第一電極203、第二基板205、第二電極207以及液晶層209。液晶透鏡200中的第一電極203的布置不同于液晶透鏡100中的第一電極103的布置。以下描述闡述了液晶透鏡200和液晶透鏡100之間的差異，而將對液晶透鏡200和液晶透鏡100共有的部分進行的闡述省略。液晶透鏡200的第一電極203被設置為彼此分開一間隙。接收施加于其上的相對低的電壓的第一電極203具有的電極間距比接收施加于其上的相對高的電壓的第一電極203的電極間距小。第一電極203的寬度不均勻。例如，第一電極203-2可以形成為寬度比第一電極203-1和第一電極203-3的寬度大。（2-2、透鏡性能）接下來，參照圖5，以下描述闡述了根據本發明第二實施方式的液晶透鏡200的透鏡性能。圖5是示出了根據第二實施方式的液晶透鏡200的電場分布和相位差分布的說明圖。圖5示出了具有獨立電極計數為三的液晶透鏡200的電場分布和相位差分布。正如前面所闡述的，液晶透鏡200是透鏡寬度不均勻的典型液晶透鏡。液晶透鏡200具有電極對，這對電極分別置于透鏡的直徑中心和透鏡的兩個邊緣之間。電極的間距是不均勻的。電極的寬度也不均勻。圖5的下部示出了液晶透鏡200的相位差分布與理想相位差分布的比較。通過對圖5中所示的比較與圖3中所示的相應比較進行比較，可以理解，即使在不均勻的電極寬度的情況下，也可以保持相位差分布非常接近理想相位差分布的狀態，從而獲得期望的光學特性。﹤3、典型應用﹥到目前為止，已經闡述了實現根據本發明的液晶透鏡的第一實施方式和第二實施方式。接下來，參照圖6至圖9，以下描述闡述了使用液晶透鏡的顯示裝置的典型構造及采用該顯示裝置的電子設備的典型構造。圖6是示出了使用根據本發明實施方式的液晶透鏡的顯示裝置的典型截面構造的說明圖，而圖7是示出了柱狀透鏡的典型外觀和典型屏幕構造的說明圖。圖8是在對柱狀透鏡的原理進行闡述時所要參照的說明圖，而圖9是示出了使用根據本發明實施方式的液晶透鏡的電子設備的典型構造的框圖。如圖6所示，使用根據第一實施方式的液晶透鏡100或根據第二實施方式的液晶透鏡200的顯示裝置10包括液晶透鏡100或液晶透鏡200、顯示面板500以及背光600。背光600設置在顯示面板500的背面上。液晶透鏡100或液晶透鏡200設置在相對于顯示面板500與背光600相對的一側上。如上所述，顯示裝置10的構造包括液晶透鏡100或液晶透鏡200，任一個設置在用于顯示視差圖像的顯示面板500上。在這種情況下，對液晶透鏡100或液晶透鏡200進行控制，以表現出與柱狀透鏡提供的效果等效的透鏡效果。以下參照圖7及圖8對柱狀透鏡進行闡述。如圖7所示，柱狀透鏡為半圓柱透鏡的排列。在柱狀透鏡后面，設置用于將在圖像觀察者的左眼和右眼之間具有視差的兩個圖像垂直顯示的屏幕。針對兩個交替行分別顯示兩個圖像。當圖像觀察者從與圖像分開特定距離的位置觀察這兩個圖像時，圖像觀察者將這兩個圖像識別為三維圖像。柱狀透鏡具有改變視線到達屏幕的位置的棱鏡的功能。柱狀透鏡使每個透鏡聚焦在屏幕上，從而具有用于放大一行圖像的凸透鏡的功能。因此，如圖8所示，通過透鏡的整個區域向左眼提供用于左眼的放大圖像。通過透鏡的整個區域向右眼提供用于右眼的放大圖像。由于用于左眼的圖像和用于右眼的圖像之間存在視差，因此圖像觀察者將這些圖像識別為三維圖像。液晶透鏡100和液晶透鏡200可以表現出這種柱狀透鏡的透鏡效果。在這種情況下，顯示裝置10中所采用的液晶透鏡具有圖1中所示的液晶透鏡100或圖4中所示的液晶透鏡200被重復布置的結構。接下來，參照圖9，以下描述闡述了采用上述顯示裝置10的電子設備的典型構造。如圖9所示，電子設備1000包括顯示裝置10、控制電路20、操作部30、存儲部40以及通信部50。電子設備1000的典型示例是電視、移動電話（或智能手機）、數碼相機、個人計算機、導航設備及游戲設備等。總之，電子設備1000是使用顯示裝置10中的液晶透鏡100或200的設備。控制電路20通常包括中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）及只讀存儲器（ROM）。控制電路20對電子設備1000中使用的其他部分進行控制。因此，顯示裝置10也由控制電路20控制。操作部30通常包括觸摸板、按鈕、鍵盤及鼠標。操作部30接收用戶鍵入的操作輸入。控制電路20根據用戶通過操作操作部30鍵入的操作輸入對電子設備1000進行控制。存儲部40通常是半導體存儲器、磁盤或光盤。存儲部40存儲有執行電子設備1000的功能所需的各種數據。控制電路20可以通過讀出存儲部40中存儲的程序并執行該程序來進行操作。通信部50是為電子設備1000設置的附加部分。通信部50是與作為有線網絡或無線網絡的網絡60連接的通信接口。通信部50通常是調制解調器、端口或天線。控制電路20借助通信部50從網絡60接收數據并同樣借助通信部50將數據傳輸至網絡60。除液晶透鏡100、液晶透鏡200及顯示裝置10之外，本發明的實施方式還包括電子設備1000。到目前為止，已經通過參照附圖對本發明的優選實施方式進行了闡述。然而，本發明的范圍絕不限于這些實施方式。顯而易見的是，本發明技術領域的普通技術人員能夠想到權利要求中所描述的技術思想的范圍內的各種變化和各種修改。當然關鍵在于，此等變化和修改也包括在本發明的技術范圍內。應注意的是，主要針對理解本發明的技術內容所需的點提供的示圖以及描述。因此，示圖不需示出所有構造。還可以包括示意圖中所示出的構造之外的構造。圖中所示每個構造元素的厚度和尺寸不總是以其正確的比例來表示。上述實施方式實現了使用液晶透鏡的顯示裝置并實現了采用該顯示裝置的電子設備。然而，本技術的應用絕不限于顯示裝置和電子設備。本技術可用于在改變液晶透鏡中的液晶分子的取向方向時表現出透鏡效果的普通液晶透鏡。由實施方式實現的、使用如上所述的液晶透鏡的顯示裝置是三維顯示裝置。然而，本技術的應用絕不限于三維顯示裝置。使用液晶透鏡的顯示裝置不一定是三維顯示裝置。例如，根據本技術的液晶透鏡可用于被構造為將圖像分為用于多個觀察點的多個圖像并顯示分割圖像的普通顯示裝置。三維顯示裝置分別針對圖像觀察者的左眼和右眼顯示兩個圖像，以使得觀察者將這兩個圖像識別為三維圖像。然而，也可以將分割圖像呈現給多個圖像觀察者。根據此顯示裝置，顯示給多個圖像觀察者的圖像在觀察者之間是不同的。例如，此顯示裝置可用于導航設備。在導航設備中，可以使顯示給坐在司機位置上的圖像觀察者的圖像不同于顯示給坐在靠近司機位置的前座上的圖像觀察者的圖像。在上述實施方式中，使用具有正相對介電常數的液晶材料。然而，本發明的技術范圍絕不限于此材料。例如，本發明還可用于使用具有負相對介電常數的液晶材料的情況。應注意的是，以下實現也屬于本發明的技術范圍。（1）一種液晶透鏡，包括：多個第一電極；被設置成與所述第一電極相對的第二電極；以及設置在所述第一電極和所述第二電極之間的液晶層，其中，接收施加于其上的相對低的電壓的所述第一電極比接收施加于其上的相對高的電壓的所述第一電極彼此更鄰近地設置。（2）根據實現（1）所述的液晶透鏡，其中，所述第一電極的寬度不均勻。（3）根據實現（1）或（2）所述的液晶透鏡，其中，所述液晶層包括具有折射率各向異性的液晶分子，并且利用通過所述第一電極和所述第二電極施加的電壓來改變所述液晶分子的取向。（4）根據實現（1）至（3）中任一項所述的液晶透鏡，其中，所述液晶透鏡處于施加電壓的狀態時表現出具有柱狀透鏡形狀的透鏡效果。（5）一種顯示裝置，包括：顯示部，被構造為顯示圖像；以及液晶透鏡，被設置成與所述顯示部相對并用于接收在所述顯示部上顯示的圖像的入射圖像光，其中，所述液晶透鏡包括：多個第一電極，被設置成與所述第一電極相對的第二電極，以及設置在所述第一電極和所述第二電極之間的液晶層，其中，接收施加于其上的相對低的電壓的所述第一電極比接收施加于其上的相對高的電壓的所述第一電極被設置為彼此更鄰近。（6）根據實現（5）所述的顯示裝置，其中，所述液晶透鏡處于在所述第一電極和所述第二電極之間施加電壓的狀態時表現出具有柱狀透鏡形狀的透鏡效果。（7）根據實現（6）所述的顯示裝置，其中，所述液晶透鏡處于在所述第一電極和所述第二電極之間沒有施加電壓的狀態時沒有表現出具有柱狀透鏡形狀的透鏡效果并在不折射的情況下傳輸圖像光。（8）一種電子設備，包括：顯示裝置，包括：顯示部，被構造為顯示圖像；以及液晶透鏡，被設置成與所述顯示部相對并用于接收在所述顯示部上顯示的圖像的入射圖像光，所述液晶透鏡具有：多個第一電極，被設置成與所述第一電極相對的第二電極，以及設置在所述第一電極和所述第二電極之間的液晶層，其中，接收施加于其上的相對低的電壓的所述第一電極比接收施加于其上的相對高的電壓的所述第一電極被設置為彼此更鄰近。本發明包含于2012年3月8日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP2012-051828所公開的內容相關的主題，其全部內容在此通過引用并入本文。