液晶元件、偏转元件和眼镜的制作方法

本发明涉及液晶元件、偏转元件和眼镜。

背景技术：

专利文献1所记载的液晶柱面透镜具备第一电极、若干个第二电极、若干个第三电极、绝缘层、若干个第一高阻层、若干个第二高阻层和液晶层。

第二电极和第三电极隔着间隔相邻。第一电压施加在第二电极，第二电压施加在第三电极。第一电压的频率与第二电压的频率相同。若干个第二电极和若干个第三电极中，第二电极与第三电极的间隔大致相同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-141552号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

不过，有一种液晶透镜，在1个液晶透镜内的若干个电极中，电极与电极的间隔(以下，记载为“电极间隔”)不同(以下，记载为“第一类型”)。还有，即使是在1个液晶透镜内的若干个电极中电极间隔相同的情况下，或者在1个液晶透镜只具有一对电极的情况下，在若干个不同规格的液晶透镜之间，电极间隔也有不同的(以下，记载为“第二类型”)。

另一方面，施加给电极的电压的优选频率和高阻层的优选电阻率依存于电极间隔而变化。

因此，第一类型中，相对于1个液晶透镜，有时需要对应于电极间隔来确定若干个优选频率。而且，相对于1个液晶透镜，有时需要对应于电极间隔来确定若干个优选电阻率，并需要准备若干个高阻层，若干个高阻层各自具有若干个优选电阻率中的一个。因此，液晶透镜的设计变复杂，并且液晶透镜的制造成本增加。

还有，第二类型中，对于每一个不同规格的液晶透镜，有时需要对应于电极间隔来确定优选频率。而且，对于每一个不同规格的液晶透镜，有时需要对应于电极间隔来确定优选电阻率，并需要准备具有优选电阻率的高阻层。因此，与若干个不同规格的液晶透镜间的优选频率相同且优选电阻率相同的情况相比，液晶透镜的设计变复杂，并且液晶透镜的制造成本增加。

本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供液晶元件、偏转元件和眼镜，它们能够抑制优选频率和优选电阻率依存于电极间隔发生变化。

还有，本发明的目的在于提供能够形成适合于菲涅耳透镜的电位倾斜度的液晶元件、偏转元件和眼镜。

用于解决问题的手段

根据本发明的第一观点，液晶元件使光发生折射并将光射出。液晶元件具备第一电极、第二电极、绝缘层、电阻层、液晶层和第三电极，所述绝缘层是电绝缘体，所述液晶层含有液晶。所述绝缘层配置在所述第一电极与所述电阻层之间以及所述第二电极与所述电阻层之间，使所述第一电极与所述电阻层绝缘以及所述第二电极与所述电阻层绝缘。所述电阻层的电阻率大于所述第一电极的电阻率，并且小于所述绝缘层的电阻率。所述电阻层和所述液晶层配置在所述绝缘层与所述第三电极之间。所述电阻层配置在所述绝缘层与所述液晶层之间。所述绝缘层的厚度小于所述电阻层的厚度。

本发明的液晶元件中，所述绝缘层的厚度优选为所述电阻层的厚度的五分之一以下。

本发明的液晶元件中，所述第一电极和所述第二电极构成单元电极，优选为设置若干个所述单元电极。优选为：所述若干个单元电极所含的至少2个单元电极中，一个单元电极的宽度与另一个单元电极的宽度不同，所述单元电极的所述宽度是指所述第一电极与所述第二电极的间隔。

本发明的第二观点的液晶元件使光发生折射并将光射出。液晶元件具备单元电极、电阻层、液晶层和第三电极，所述单元电极有若干个，每个所述单元电极都含有第一电极和第二电极，所述液晶层含有液晶。所述电阻层的电阻率大于所述第一电极的电阻率，并且小于绝缘体的电阻率。所述液晶层配置在所述单元电极与所述第三电极之间。所述电阻层配置在所述液晶层与所述单元电极之间，或者所述单元电极配置在所述电阻层与所述液晶层之间。所述单元电极与所述电阻层相对，中间没有隔着绝缘体。调整所述单元电极的宽度，使得从所述液晶层射出的光中折射光的比例大于衍射光的比例，由此确定所述单元电极的宽度。所述单元电极的宽度是指所述第一电极与所述第二电极的间隔。

本发明的液晶元件优选为还具备形状为圆环状的中央电极。所述中央电极和所述若干个单元电极优选为配置成以所述中央电极为中心的同心圆状。

本发明的第三观点的液晶元件使光发生折射并将光射出。液晶元件具备核心电极、中央电极、单元电极、绝缘层、电阻层、液晶层和第三电极，所述中央电极围绕所述核心电极，所述单元电极含有第一电极和第二电极并围绕所述中央电极，所述绝缘层是电绝缘体，所述液晶层含有液晶。所述绝缘层配置在所述核心电极与所述电阻层之间以及所述中央电极与所述电阻层之间，使所述核心电极与所述电阻层绝缘以及所述中央电极与所述电阻层绝缘，所述绝缘层配置在所述第一电极与所述电阻层之间以及所述第二电极与所述电阻层之间，使所述第一电极与所述电阻层绝缘以及所述第二电极与所述电阻层绝缘。所述电阻层的电阻率大于所述核心电极的电阻率，并且小于所述绝缘层的电阻率。所述电阻层和所述液晶层配置在所述绝缘层与所述第三电极之间。所述电阻层配置在所述绝缘层与所述液晶层之间。所述核心电极中从重心到外边缘的距离大于所述中央电极的宽度、所述第一电极的宽度或者所述第二电极的宽度。

本发明的液晶元件中，优选为：所述核心电极的形状为圆板状，所述中央电极的形状为圆环状。所述核心电极的半径优选为所述中央电极的半径的五分之一以上。

本发明的液晶元件中，优选为：第一电压施加在所述第一电极，第二电压施加在所述第二电极，核心电压施加在所述核心电极，中央电压施加在所述中央电极。优选为：所述核心电压的频率不同于所述第一电压的频率和所述第二电压的频率，所述中央电压的频率不同于所述第一电压的所述频率和所述第二电压的所述频率。

上述第一～第三观点的液晶元件中，优选为所述第一电极和所述第二电极构成单元电极。优选为：所述单元电极中，所述第一电极与所述第二电极的间隔大于所述第一电极的宽度，并且大于所述第二电极的宽度。

本发明的第四观点的偏转元件使光发生偏转并将光射出。偏转元件具备2个上述第一～第三观点中的任意一种液晶元件。所述2个液晶元件的一个液晶元件中，所述第一电极和所述第二电极都沿第一方向延伸。所述2个液晶元件的另一个液晶元件中，所述第一电极和所述第二电极都沿着与第一方向垂直的第二方向延伸。所述一个液晶元件和所述另一个液晶元件配置为重叠在一起。

本发明的第五观点的眼镜具备上述第一～第三观点中的任意一种液晶元件、控制器和一对镜腿部件，所述控制器对第一电压和第二电压进行控制，所述第一电压施加在所述第一电极，所述第二电压施加在所述第二电极。所述液晶元件使所述光发生折射并将所述光射出。

发明效果

根据本发明，能够抑制优选频率和优选电阻率依存于电极间隔发生变化。还有，根据本发明，能够形成适合于菲涅耳透镜的电位倾斜度。

附图说明

图1中的(a)是本发明实施方式一所涉及的液晶元件的俯视图。图1中的(b)是实施方式一所涉及的液晶元件的截面图。

图2中的(a)是实施方式一所涉及的液晶元件的截面图。图2中的(b)表示实施方式一所涉及的液晶元件中形成的电位倾斜度。图2中的(c)表示实施方式一所涉及的液晶元件中形成的折射率倾斜度。

图3表示进入实施方式一所涉及的液晶元件的入射光和来自液晶元件的出射光。

图4是本发明实施方式二所涉及的液晶元件的俯视图。

图5是实施方式二所涉及的液晶元件的局部放大俯视图。

图6是实施方式二所涉及的液晶元件的局部截面图。

图7是实施方式二所涉及的液晶元件的局部截面图。

图8中的(a)是实施方式二所涉及的液晶元件的俯视图。图8中的(b)是实施方式二所涉及的液晶元件中形成的电位倾斜度。

图9是本发明实施方式三所涉及的液晶元件的局部截面图。

图10是实施方式三和比较例所涉及的液晶元件的单元电极序数与单元电极半径的关系图。

图11是本发明实施方式四所涉及的液晶元件的局部截面图。

图12是本发明实施方式五所涉及的偏转元件的分解立体图。

图13是本发明实施方式六所涉及的眼镜装置。

图14是第一比较例所涉及的液晶元件的电位倾斜度。

图15是本发明的实施例1所涉及的液晶元件的电位倾斜度。

图16是本发明的实施例2所涉及的液晶元件的电位倾斜度。

图17是本发明的实施例3所涉及的液晶元件的电位倾斜度。

图18中的(a)表示第二比较例所涉及的液晶元件的电位倾斜度。图18中的(b)表示第二比较例所涉及的液晶元件的等势线和电场线。

图19中的(a)表示本发明的实施例4所涉及的液晶元件的电位倾斜度。

图19中的(b)表示实施例4所涉及的液晶元件的等势线和电场线。

图20中的(a)表示本发明的实施例5所涉及的液晶元件的电位倾斜度。

图20中的(b)表示实施例5所涉及的液晶元件的等势线和电场线。

图21中的(a)表示第三比较例所涉及的凸型菲涅耳透镜的电位倾斜度。

图21中的(b)表示本发明的实施例6所涉及的凸型菲涅耳透镜的电位倾斜度。图21中的(c)表示本发明的实施例7所涉及的凸型菲涅耳透镜的电位倾斜度。

图22中的(a)表示第四比较例所涉及的凹型菲涅耳透镜的电位倾斜度。

图22中的(b)表示第四比较例所涉及的凹型菲涅耳透镜的电位倾斜度的放大视图。图22中的(c)表示本发明的实施例8所涉及的凹型菲涅耳透镜的电位倾斜度。图22中的(d)表示实施例8所涉及的凹型菲涅耳透镜的电位倾斜度的放大视图。

图23中的(a)表示本发明的实施例9所涉及的凹型菲涅耳透镜的电位倾斜度。图23中的(b)表示实施例9所涉及的凹型菲涅耳透镜的电位倾斜度的放大视图。图23中的(c)表示本发明的实施例10所涉及的凹型菲涅耳透镜的电位倾斜度。图23中的(d)表示实施例10所涉及的凹型菲涅耳透镜的电位倾斜度的放大视图。

图24表示本发明实施方式六的变形例所涉及的眼镜装置。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明实施方式进行说明。另外，在图中对相同或者相应的部分标上相同的附图标记，而不再重复说明。还有，为了简化附图、适当地省略了表示截面的斜线。而且，在本发明实施方式的说明中，可以将光的折射记载为光的偏转，将光的折射角记载为光的偏转角，也可以将光的偏转记载为光的折射，将光的偏转角记载为光的折射角。

(实施方式一)

参照图1～图3，对本发明实施方式一所涉及的液晶元件100进行说明。液晶元件100使光发生折射并将光射出。因此，例如液晶元件100可以用作使光发生偏转并将光射出的偏转元件，或者可以用作使光会聚或发散的透镜。

图1中的(a)是实施方式一所涉及的液晶元件100的俯视图。图1中的(b)是沿着图1中的(a)的ib-ib线的截面图。

如图1中的(a)和图1中的(b)所示，液晶元件100具备2个单元电极10、绝缘层21、第一边界层51、第二边界层52、2个高阻层22(2个电阻层)、液晶层23和第三电极3。单元电极10各自含有第一电极1和第二电极2。

2个单元电极10配置在同一层中。彼此相邻的单元电极10中，一个单元电极10的第二电极2与另一个单元电极10的第一电极1相邻。

第一电极1与第三电极3相对，中间隔着绝缘层21、高阻层22和液晶层23。例如，第一电极1的颜色是透明色，第一电极1由ito(铟锡氧化物：indiumtinoxide)形成。第二电极2与第三电极3相对，中间隔着绝缘层21、高阻层22和液晶层23。例如，第二电极2的颜色是透明色，第二电极2由ito形成。

第一电极1和第二电极2配置在同一层中，构成单元电极10。单元电极10中，第一电极1和第二电极2隔着绝缘层21相对，隔着间隔w1并排延伸成直线状。单元电极10中，第一电极1与第二电极2的间隔w1大于第一电极1的宽度k1，并且大于第二电极2的宽度k2。不过，间隔w1也可以设定为任意大小。间隔w1是指第一电极1的内边缘与第二电极2的内边缘之间的距离。有时也将间隔w1记载为单元电极10的宽度w1。还有，第一电极1和第二电极2的长度可以任意设定。

还有，宽度k1表示第一电极1沿方向d1的宽度。宽度k2表示第二电极2沿方向d1的宽度。方向d1是从第一电极1朝向第二电极2的方向，与第一电极1和第二电极2各自的长边方向大致垂直，与液晶层23大致平行。

另外，有时也将间隔w2记载为液晶层23的宽度w2。间隔w2是指彼此离得最远的第一电极1与第二电极2的间隔。具体来说，间隔w2是指彼此离得最远的的第一电极1的内边缘与第二电极2的内边缘之间的距离。

第一电压v1施加在第一电极1。不同于第一电压v1的第二电压v2施加在第二电极2。具体来说，如图1中的(b)所示，液晶元件100被包含在液晶装置200中。液晶装置200还包含计算机之类的控制器40、第一电源电路41和第二电源电路42。控制器40对第一电源电路41和第二电源电路42进行控制。

第一电源电路41受到控制器40的控制，将第一电压v1施加在第一电极1。第一电压v1是交流电压，具有频率f1。第一电压v1例如是矩形波。

第一电压v1具有最大振幅v1m。例如，最大振幅v1m是0v以上50v以下，频率f1是10hz以上5mhz以下。

第二电源电路42受到控制器40的控制，将第二电压v2施加在第二电极2。第二电压v2是交流电压，具有频率f2。实施方式一中，频率f1和频率f2是相同的值。第二电压v2例如是矩形波。第二电压v2具有最大振幅v2m。例如，最大振幅v2m是2v以上100v以下。其中，在实施方式一中，最大振幅v2m大于最大振幅v1m。例如，最大振幅v2m是最大振幅v1m的2倍。不过，最大振幅v2m也可以小于最大振幅v1m。第二电压v2的相位与第一电压v1的相位一致。不过，第二电压v2的相位也可以不与第一电压v1的相位一致。

频率f1和频率f2例如各自被设定为优选频率。优选频率是指：该频率适合于在液晶层23上形成可实现所需折射角的电位倾斜度。

绝缘层21是电绝缘体。绝缘层21配置在第一电极1与高阻层22之间以及第二电极2与高阻层22之间，使第一电极1与高阻层22电绝缘以及第二电极2与高阻层22电绝缘。还有，在单元电极10中，绝缘层21配置在第一电极与第二电极2之间，使第一电极1与第二电极2电绝缘。例如，绝缘层21的颜色是透明色，绝缘层21由二氧化硅(sio2)形成。

绝缘层21具有厚度ts。厚度ts是指绝缘层21中位于第一电极1与高阻层22之间的部分的厚度，或者是指绝缘层21中位于第二电极2与高阻层22之间的部分的厚度。

第一边界层51与绝缘层21同样地含有电绝缘体，并且由与绝缘层21相同的材料形成。因此，第一边界层51作为绝缘层21的一部分。还有，第一边界层51配置在彼此相邻的单元电极10与单元电极10之间。由此，第一边界层51配置在彼此相邻的第二电极2与第一电极1之间。因此，第一边界层51使彼此相邻的第二电极2与第一电极1电绝缘。

2个高阻层22设置成与2个单元电极10相对应。2个高阻层22配置在同一层中。高阻层22各自配置在绝缘层21与第三电极3之间。具体来说，高阻层22各自是平面状，以单一的层配置在绝缘层21与液晶层23之间。高阻层22隔着绝缘层21与单元电极10相对。具体来说，第一电极1和第二电极2隔着绝缘层21与高阻层22相对。

高阻层22的电阻率(电阻系数)大于第一电极1的电阻率和第二电极2的电阻率，并且小于绝缘层21的电阻率。例如，高阻层22的膜电阻率大于第一电极1的膜电阻率和第二电极2的膜电阻率，并且小于绝缘层21的膜电阻率。物质的膜电阻率是物质的电阻率除以物质的厚度得到的值。

例如，高阻层22的电阻率优选为1ω·m以上且小于绝缘层21的电阻率。例如可以是：高阻层22的膜电阻率是5×10³ω/□以上5×10⁹ω/□以下，第一电极1的膜电阻率和第二电极2的膜电阻率都是5×10^-1ω/□以上5×10²ω/□以下，绝缘层21的膜电阻率是1×10¹¹ω/□以上1×10¹⁵ω/□以下。例如也可以是：高阻层22的膜电阻率是1×10²ω/□以上1×10¹¹ω/□以下，第一电极1的膜电阻率和第二电极2的膜电阻率都是1×10^-2ω/□以上1×10²ω/□以下，绝缘层21的膜电阻率是1×10¹¹ω/□以上1×10¹⁶ω/□以下。例如，高阻层22的颜色是透明色，高阻层22由氧化锌(zno)形成。

高阻层22的电阻率例如被设定为优选电阻率。优选电阻率是指：该电阻率适合于在液晶层23上形成可实现所需折射角的电位倾斜度。

高阻层22具有厚度th。绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th。因此，能够抑制大致平行于方向d1的等势线集中在绝缘层21中第二电极2与高阻层22之间的部分和第一电极1与高阻层22之间的部分。其结果，在绝缘层21中第二电极2与高阻层22之间的部分和第一电极1与高阻层22之间的部分，能够减少电位的下降和上升。以下，这种电位的下降和上升有时记载为“电位的平滑化现象”。

一般来说，在单元电极10的宽度w1越小时，电位的平滑化现象越显著。还有，一般来说，电位的平滑化现象使优选频率和优选电阻率发生变化。

相对于此，实施方式一中，通过使绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th，减少了电位的平滑化现象。因此，不依存于单元电极10的宽度w1，就能够减少电位的平滑化现象。其结果，能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极10的宽度w1(电极间隔)发生变化。

例如，绝缘层21的厚度ts优选为高阻层22的厚度th的五分之一以下(ts≤(1/5)th)。例如，绝缘层21的厚度ts优选为50nm以下。例如，绝缘层21的厚度ts更优选为高阻层22的厚度th的二十五分之一以下(ts≤(1/25)th)。只要能够保持第一电极1与高阻层22之间以及第二电极2与高阻层22之间的绝缘，绝缘层21的厚度ts优选为尽可能小。其理由是，绝缘层21的厚度ts越小时，越能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极10的宽度w1发生变化。

第二边界层52是与绝缘层21相同的电绝缘体，并且由与绝缘层21相同的材料形成。因此，第二边界层52作为绝缘层21的一部分。不过，第二边界层52也可以是与绝缘层21不同的电绝缘体，例如也可以由作为液晶层23取向材料的聚酰亚胺等电绝缘体来形成。

还有，第二边界层52隔着绝缘层21与第一边界层51相对。第二边界层52的宽度与第一边界层51的宽度大致相同。第二边界层52的宽度是指第二边界层52沿方向d1的宽度。第一边界层51的宽度是指第一边界层51沿方向d1的宽度。第二边界层52配置在彼此相邻的高阻层22之间，使彼此相邻的高阻层22电绝缘。

液晶层23含有液晶。液晶层23配置在绝缘层21与第三电极3之间。具体来说，液晶层23配置在高阻层22与第三电极3之间。例如，液晶是向列型液晶，液晶的取向在未施加第一电压v1和第二电压v2的无电场环境下是平行取向，液晶的颜色是透明色。液晶层23具有厚度tq。例如，厚度tq是5μm以上100μm以下。还有，液晶层23包含区域a1和区域a2，2个单元电极10中，区域a1对应于一个单元电极10，区域a2对应于另一个单元电极10。

第三电压v3施加在第三电极3。实施方式一中，第三电极3接地，第三电压v3被设定为接地电位(0v)。第三电极3是平面状，形成为单一的层。例如，第三电极3的颜色是透明色，第三电极3由ito形成。例如，第一电极1、第二电极2和第三电极3的电阻率大致相同。

如上述参照图1进行的说明，根据实施方式一，能够在抑制功率损失的同时使光发生折射。也就是说，第一电极1和第二电极2由绝缘层21进行了绝缘，在第一电极1与第二电极2之间没有电流流动。因此，能够抑制液晶元件100中的功率损失。还有，在将第一电压v1施加在第一电极1并将第二电压v2施加在第二电极2时，由于设置了高阻层22，因此能够在液晶层23上形成平滑的电位倾斜度。其结果，能够使入射到液晶元件100的光以对应于电位倾斜度的折射角高精度地发生折射。

对能够抑制功率损失的理由进行说明。也就是说，高阻层22中具有作为电流载体的传输电子和空穴，虽然很少。因此，假如直接将电极连接在高阻层22上并施加电压，那么电流在对应于电位差的方向发生流动。其结果，电流的平方与高阻层22的电阻值的积所对应的能量以焦耳热的方式释放出来。以焦耳热的方式释放出来的能量相当于损失的功率。

相对于此，实施方式一中，在第一电极1与高阻层22之间以及第二电极2与高阻层22之间设置了绝缘层21。因此，在高阻层22中没有电流流动。其结果，能够抑制焦耳热的产生，进而能够抑制功率损失。

对能够形成平滑的电位倾斜度的理由进行说明。也就是说，在将第二电压v2施加在第二电极2并将第三电压v3施加在第三电极3时，第二电极2与第三电极3之间产生电位差。因此，基于集中在第二电极2的电荷，产生从第二电极2朝向第三电极3的电场线。

其中，重点分析从第二电极2的内边缘部朝向第三电极3的电场线。假设在设置了绝缘层21而没有设置高阻层22的情况下，电场线不会在方向d2上扩散开，而是以大致与方向d2垂直的方式从第二电极2的内边缘部朝向第三电极3。方向d2是方向d1的反方向。电场线不是从第二电极2的内边缘部开始在方向d2上扩散开的情况下，可能就不会在液晶层23上形成平滑的电位倾斜度。

相对于此，实施方式一中，高阻层22使从第二电极2的内边缘部朝向第三电极3的电场线朝向方向d2分散开。其结果，电场线朝向方向d2扩散。在电场线朝向方向d2扩散的情况下，在液晶层23上形成平滑的电位倾斜度。

还有，根据实施方式一，能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极10的宽度w1发生变化。因此，对于每一个不同规格(宽度w1)的液晶元件100，不需要对应于不同宽度w1来确定优选频率。还有，对于每一个不同规格(宽度w1)的液晶元件100，不需要对应于不同宽度w1来确定优选频率，也不需要准备具有不同优选电阻率的高阻层22。其结果，能够抑制液晶元件100的设计变复杂，并且能够抑制液晶元件100的制造成本增加。

而且，实施方式一中，调整单元电极10的宽度w1，使得从液晶层23射出的光(透过液晶层23的光)中折射光的比例大于衍射光的比例，由此确定单元电极10的宽度w1。因此，液晶元件100作为折射透镜发挥作用。而且，在抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极10的宽度w1发生变化的同时，能够形成折射透镜。

接下来，参照图2和图3，说明液晶元件100使光发生折射的机制。图2中的(a)是液晶元件100的截面图，图2中的(b)表示液晶元件100中形成的电位倾斜度g2，图2中的(c)表示液晶元件100中形成的折射率倾斜度g2。图2中的(a)～图2中的(c)中，位置p1～位置p4是指液晶层23在方向d1上的位置。还有，液晶层23含有多个液晶分子24。图3表示进入液晶元件100的入射光b1和来自液晶元件100的出射光b2。

如图2中的(a)和图2中的(b)所示，在第一电压v1施加在各第一电极1并且第二电压v2施加在各第二电极2的情况下，由于设置了高阻层22、第一边界层51和第二边界层52，因此在液晶层23上形成锯齿状的电位倾斜度g2。

电位倾斜度g2含有2个电位倾斜度g1。也就是说，在液晶层23的区域a1和区域a2中，由于高阻层22的作用，相对于方向d1形成了直线状的平滑的电位倾斜度g1。平滑的电位倾斜度g1是指非阶梯状的电位倾斜度。由于第二电压v2的最大振幅v2m大于第一电压v1的最大振幅v1m，因此在各电位倾斜度g1中，电位沿着方向d1变高。各电位倾斜度g2中，从第一电极1的下方到第二电极2的下方是连续变化的，没有极值(极小值和极大值)。还有，在液晶层23中与第二边界层52相对的区域，电位急剧下降。其理由是，通过设置第一边界层51和第二边界层52，使高阻层22对该区域不起作用。

用倾斜角α1表示相对于方向d1的电位倾斜度g1。区域a1中的倾斜角α1与区域a2中的倾斜角α1大致相同。

通过改变第二电压v2的最大振幅v2m与第一电压v1的最大振幅v1m之差(v2m-v1m)，能够改变倾斜角α1。还有，电位倾斜度g1的形状基于频率f1和频率f2以及高阻层22的电阻率来确定。实施方式一中，调整频率f1和频率f2以及高阻层22的电阻率，使电位倾斜度g1的形状为直线状。

如图2中的(b)和图2中的(c)所示，由于在液晶层23上形成了锯齿状的电位倾斜度g2，因此在液晶层23上形成了锯齿状的折射率倾斜度g2。折射率倾斜度g2含有2个折射率倾斜度g1。也就是说，在液晶层23的区域a1和区域a2的各自区域中，相对于方向d2形成了直线状的折射率倾斜度g1。对应于平滑的电位倾斜度g1，形成了平滑的折射率倾斜度g1。平滑的折射率倾斜度g1是指非阶梯状的折射率倾斜度。需要特别指出的是，通过使频率f1和频率f2以及高阻层22的电阻率最优化，能够形成更平滑的电位倾斜度g1和更平滑的折射率倾斜度g1。

各折射率倾斜度g2中，折射率沿着方向d2变高。各折射率倾斜度g2中，从第一电极1的下方到第二电极2的下方是连续变化的，没有极值(极小值和极大值)。在位置p1和位置p3，液晶层23的折射率都是n1，在位置p2和位置p4，液晶层23的折射率是小于n1的n2。实施方式一中，折射率n1表示最大折射率，折射率n2表示最小折射率。

用倾斜角β1表示相对于方向d2的折射率倾斜度g1。倾斜角β1由式(1)来表示。倾斜角β1大致与倾斜角α1成比例。实施方式一中，倾斜角β1与倾斜角α1大致相同。

β1＝arctan((n1-n2)tq/w1)…(1)

如图2中的(a)～图2中的(c)和图3所示，在液晶层23上，对应于锯齿状的电位倾斜度g2形成了锯齿状的折射率倾斜度g2。因此，大致垂直于液晶层23入射的入射光b1以与倾斜角α1和倾斜角β1对应的折射角γ1发生折射，作为出射光b2射出。折射角γ1是指出射光b2的进行方向相对于入射光b1的进行方向形成的角度。实施方式一中，折射角γ1与倾斜角α1和倾斜角β1都大致相同。

具体来说，入射光b1中的入射光b1a入射到区域a1，以出射光b2中的出射光b2a输出。入射光b1中的入射光b1b入射到区域a2，以出射光b2中的出射光b2b输出。还有，区域a1中的倾斜角α1和区域a2中的倾斜角α1大致相同，并且形成了平滑的直线状的各电位倾斜度g1。因此，出射光b2a的波前与出射光b2b的波前大致为一条直线，构成波前f2。其结果，能够抑制出射光b2的波前像差。

还有，一般来说，由于光折射到折射率高的一侧，因此，入射光b1a折射到对应于区域a1的单元电极10中的第一电极1侧，并且入射光b1b折射到对应于区域a2的单元电极10中的第一电极1侧。不过，通过使第一电压v1的最大振幅v1m大于第二电压v2的最大振幅v2m，能够使入射光b1a折射到对应于区域a1的单元电极10中的第二电极2侧，以及使入射光b1b折射到对应于区域a2的单元电极10中的第二电极2侧。

如上述参照图2中的(a)～图2中的(c)和图3进行的说明，根据实施方式一，由于设置了绝缘层21和高阻层22，能够抑制功率损失并形成平滑的电位倾斜度g1和平滑的折射率倾斜度g1。其结果，能够使入射光b1对应于电位倾斜度g1高精度地发生折射。

还有，根据实施方式一，使用配置在同一层的第一电极1和第二电极2，在液晶层23上形成电位倾斜度g2。因此，与使用在同一层配置多个(3个以上)电极来形成电位倾斜度的情况相比较，能够以简单的结构形成液晶元件100。

而且，根据实施方式一，出射光b2的波前f2大致为一条直线。其结果，与使用在同一层配置多个(3个以上)电极来形成阶梯状的电位倾斜度的情况相比较，能够抑制出射光b2的波前像差。另外，电位倾斜度是阶梯状的情况下，出射光的波前也成阶梯状，从而产生波前像差。而且，由于电位倾斜度g1没有极值，因此能够使出射光b2的波前f2进一步对齐成一条直线，从而能够使液晶元件100有效地作为光偏转元件发挥作用。

还有，根据实施方式一，第一电极1与第二电极2的间隔w1大于第一电极1的宽度k1和第二电极2的宽度k2。因此，相对于入射到液晶元件100的总光量，能够容易地使以折射角γ1折射和出射的光的光量比例大于直线行进而出射的光的光量比例。其结果，能够使液晶元件100更有效地作为光偏转元件发挥作用。例如，间隔w1优选为既是宽度k1的2倍以上又是宽度k2的2倍以上。

还有，根据实施方式一，第一电极1与第二电极2的间隔w1比第一电极1的宽度k1和第二电极2的宽度k2都大。而且，在从第一电极1的下方到第二电极2的下方的宽范围(也就是说，间隔w1的宽范围)中配置了高阻层22。因此，通过适当设定最大振幅v1m、最大振幅v2m、频率f1、频率f2和高阻层22的电阻值，能够容易地在从第一电极1的下方到第二电极2的下方形成没有极值的电位倾斜度g1。其结果，能够使出射光b2的波前f2进一步对齐成一条直线，从而能够使液晶元件100更有效地作为光偏转元件发挥作用。

还有，如图1中的(a)和图2中的(b)所示，根据实施方式一，使用直线状的第一电极1和第二电极2，在液晶层23上形成电位倾斜度g1。因此，在液晶层23上，形成沿着第一电极1和第二电极2的长边方向的电位倾斜面。电位倾斜面是指：由沿着第一电极1和第二电极2的长边方向连续的电位倾斜度g1形成的面。因此，在第一电极1和第二电极2的长边方向上，能够使入射光b1以折射角γ1大致相同的方式发生折射并射出。

(变形例)

本发明实施方式一的变形例所涉及的液晶元件100具备1个单元电极10。因此，本变形例中，没有设置第一边界层51和第二边界层52。本变形例所涉及的液晶元件100的其它结构与实施方式一的液晶元件100的结构相同。

本变形例中，具有与实施方式一(设置2个单元电极10的情况)同样的效果。例如，本变形例中，由于设置了绝缘层21和高阻层22，因此，能够抑制功率损失，并能够形成平滑的电位倾斜度g1来使光高精度地发生折射。还有，例如，本变形例中，由于绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th，因此能够抑制优选频率和优选电阻率依存于电极间隔发生变化。

接下来，比较实施方式一与本变形例中的折射角γ1。实施方式一和本变形例中，折射率倾斜度g1的倾斜角β1由式(1)表示。因此，实施方式一的倾斜角β1大于本变形例的倾斜角β1。其理由是，实施方式一的单元电极10的宽度w1小于本变形例的单元电极10的宽度w1。由于实施方式一的倾斜角β1大于本变形例的倾斜角β1，因此实施方式一的折射角γ1大于本变形例的折射角γ1。因此，实施方式一中，能够在抑制液晶层23的厚度tq的增加以及液晶分子24的响应速度的下降的同时，使折射角γ1大于本变形例的折射角γ1。

(实施方式二)

参照图4～图8，对本发明实施方式二所涉及的液晶元件100进行说明。实施方式二中，通过应用实施方式一所涉及的液晶元件100，使液晶元件100作为菲涅耳透镜发挥作用。关于实施方式二所涉及的液晶元件100使光发生折射并将光射出这点，与实施方式一所涉及的液晶元件100相同。以下，主要说明实施方式二与实施方式一的不同之处。

图4是实施方式四所涉及的液晶元件100的俯视图。图5是液晶元件100的局部放大俯视图。图6是沿着图5的vi-vi线的截面图。

如图4和图5所示，液晶元件100具备核心电极70、中央电极rc、单元电极r1～单元电极r4、绝缘层21、若干个第一边界层51、第一引脚71、第二引脚72和第三边界层73。单元电极r1～单元电极r4都含有第一电极1和第二电极2。

核心电极70的形状为圆板状，配置在液晶元件100的中心线c上。圆板状形状是指圆形平面的形状。核心电极70被中央电极rc包围。核心电极70由与第一电极1相同的材料形成。核心电极70具有半径ra。半径ra是指从核心电极70的重心到核心电极70的外边缘的距离。中心线c通过核心电极70的重心。

核心电极70、中央电极rc、单元电极r1～单元电极r4、第一边界层51、第一引脚71、第二引脚72和第三边界层73配置在同一层中。

核心电极70、中央电极rc和单元电极r1～单元电极r4配置成以核心电极70为中心的同心圆状。核心电极70与中央电极rc由绝缘层21进行了电绝缘。在中央电极rc与单元电极r1之间，配置第一边界层51。在单元电极r1与单元电极r2之间、单元电极r2与单元电极r3之间以及单元电极r3与单元电极r4之间，分别配置第一边界层51。各第一边界层51的形状都是具有缺口的圆环状。

中央电极rc、第一电极1和第二电极2的形状都是具有缺口的圆环状。中央电极rc具有半径rc。半径rc是指中央电极rc的外半径。还有，单元电极r1～单元电极r4各自具有半径r1～半径r4(r4＞r3＞r2＞r1)。半径rc比半径r1～半径r4都小。单元电极r1～单元电极r4各自具有宽度d1～宽度d4(d4＜d3＜d2＜d1)。中央电极rc的大小可以任意设定，不过，为了提高光的利用效率，半径rc优选为比宽度d1～宽度d4都大。还有，中央电极rc具有宽度kc。宽度kc是指中央电极rc沿着径向的宽度。

其中，单元电极r1～单元电极r4有时统称为单元电极rn，有时将半径r1～半径r4中的单元电极rn的半径记载为半径rn，有时将宽度d1～宽度d4中的单元电极rn的宽度记载为宽度dn。序号n是指：若干个单元电极中，从半径最小的单元电极到半径最大的单元电极以升序的方式，分配给各单元电极的1以上n以下整数。n是若干个单元电极的个数，在实施方式二中是“4”。

本说明书中，序号n有时记载为“单元电极序数n”。

参照图5，继续说明液晶元件100。如图5所示，单元电极rn的每一个中，宽度dn大于第一电极1的宽度k1，并大于第二电极2的宽度k2。宽度dn是指：单元电极rn的每一个中，第一电极1与第二电极2的间隔。宽度k1是指第一电极1沿径向的宽度，宽度k2是指第二电极2沿径向的宽度。

单元电极rn的半径rn是指构成单元电极rn的第二电极2的半径。第二电极2的半径是指第二电极2的外半径，第一电极1的半径是指第一电极1的外半径。构成单元电极rn的第二电极2的半径大于构成单元电极rn的第一电极1的半径。单元电极rn的半径rn由式(2)表示。

【数1】

rn＝(n+1)1/2×rc...(2)

单元电极rn的宽度dn是指：构成单元电极rn的第一电极1的外边缘与第二电极2的内边缘之间的距离。而且，彼此相邻的单元电极rn中，半径rn较大的单元电极rn的宽度dn小于半径rn较小的单元电极rn的宽度dn。还有，单元电极rn包围中央电极rc。

第一引脚71从核心电极70开始朝向半径最大的第一电极1延伸，与若干个第二电极2都不接触。第一引脚71是直线状。第一引脚71由与第一电极1相同的材料形成。

核心电极70与第一引脚71相连。各第一电极1的两端部中的一端部81连接在第一引脚71上。因此，第一电压v1从第一引脚71供给到核心电极70和第一电极1。另外，各第一电极1的两端部中的另一端部82隔着绝缘层21与第二引脚72相对。

核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc、第一电极1的宽度k1或者第二电极2的宽度k2。实施方式二中，核心电极70的半径ra比中央电极rc的宽度kc、第一电极1的宽度k1和第二电极2的宽度k2都大。不过，核心电极70的半径ra小于中央电极rc的内半径。也就是说，以核心电极70不与中央电极rc接触的方式，来决定半径ra。

第二引脚72从中央电极rc开始朝向若干个第二电极2半径最大的第二电极2延伸，与若干个第一电极1都不接触。第二引脚72是直线状。第二引脚72由与第二电极2相同的材料形成。

中央电极rc的两端部中的一端部93连接在第二引脚72上。各第二电极2的两端部中的一端部91连接在第二引脚72上。因此，第二电压v2从第二引脚72供给到中央电极rc和第二电极2。另外，中央电极rc的两端部中的另一端部94隔着绝缘层21与第一引脚71相对。还有，各第二电极2的两端部中的另一端部92隔着绝缘层21与第一引脚71相对。

第三边界层73含有与绝缘层21相同的电绝缘体，并且由与绝缘层21相同的材料形成。因此，第三边界层73作为绝缘层21的一部分。还有，第三边界层73配置在第一引脚71与第二引脚72之间。因此，第三边界层73使第一引脚71与第二引脚72电绝缘。

参照图6，继续说明液晶元件100。如图6所示，液晶元件100还具备若干个第二边界层52、若干个高阻层22(若干个电阻层)、液晶层23和第三电极3。绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th。例如，绝缘层21的厚度ts优选为高阻层22的厚度th的五分之一以下。例如，绝缘层21的厚度ts优选为50nm以下。例如，绝缘层21的厚度ts更优选为高阻层22的厚度th的二十五分之一以下。厚度ts是绝缘层21中位于第一电极1与高阻层22之间的部分的厚度、绝缘层21中位于第二电极2与高阻层22之间的部分的厚度、绝缘层21中位于核心电极70与高阻层22之间的部分的厚度或者绝缘层21中位于中央电极rc与高阻层22之间的部分的厚度。

中央电极rc与单元电极r1的第一电极1隔着第一边界层51相邻。彼此相邻的单元电极rn中，一个单元电极rn的第二电极2与另一个单元电极rn的第一电极1隔着第一边界层51相邻。

还有，液晶元件100还具备5个高阻层22(5个电阻层)、4个第二边界层52、液晶层23和第三电极3。5个高阻层22和第二边界层52配置在同一层中。最内侧的高阻层22隔着绝缘层21与核心电极70相对，也隔着绝缘层21与中央电极rc相对，其形状为圆板状。其它4个高阻层22各自隔着绝缘层21与单元电极r1～单元电极r4相对，为圆形的带状。

在彼此相邻的高阻层22之间，配置第二边界层52。第二边界层52对应于第一边界层51，形状是具有缺口的圆环状。另外，第一边界层51和第二边界层52作为绝缘层21的一部分，由与绝缘层21相同的材料形成。不过，第二边界层52也可以是不同于绝缘层21的电绝缘体。

第二边界层52的宽度与第一边界层51的宽度大致相同。第二边界层52的宽度是指第二边界层52沿径向的宽度。第一边界层51的宽度是指第一边界层51沿径向的宽度。

另外，液晶元件100的结构相对于液晶元件100的中心线c是对称的。还有，绝缘层21配置在核心电极70与高阻层22之间以及中央电极rc与高阻层22之间，使核心电极70与高阻层22电绝缘以及中央电极rc与高阻层22电绝缘。绝缘层21配置在第一电极1与高阻层22之间以及第二电极2与高阻层22之间，使第一电极1与高阻层22电绝缘以及第二电极2与高阻层22电绝缘。绝缘层21配置在核心电极70与中央电极rc之间，使核心电极70与中央电极rc电绝缘。在各单元电极rn中，绝缘层21配置在第一电极1与第二电极2之间，使第一电极1与第二电极2电绝缘。

还有，各高阻层22配置在绝缘层21与第三电极3之间。具体来说，各高阻层22配置在绝缘层21与液晶层23之间。高阻层22的电阻率比核心电极70的电阻率、中央电极rc的电阻率、第一电极1的电阻率和第二电极2的电阻率都大，比绝缘层21的电阻率小。还有，液晶层23配置在绝缘层21与第三电极3之间。具体来说，液晶层23配置在高阻层22与第三电极3之间。还有，第三电极3是平面状，隔着液晶层23、高阻层22、绝缘层21与核心电极70、中央电极rc、单元电极rn相对。

参照图5和图7，继续说明液晶元件100。如图5所示，液晶元件100还具备相对层74。相对层74对应于第一引脚71、第三边界层73和第二引脚72，延伸为直线状。相对层74的宽度wd与间隔sp1大致相同。间隔sp1是指通过若干个端部82的直线与通过若干个端部92的直线的间隔。相对层74的宽度wd是指液晶元件100沿圆周方向的宽度。

图7是沿着图5的vii-vii线的截面图。如图7所示，相对层74隔着绝缘层21与第一引脚71、第三边界层73、第二引脚72相对。相对层74的宽度wd大于间隔sp2。间隔sp2是指：从第一引脚71的外边缘到第二引脚72的外边缘的距离。不过，相对层74的宽度wd也可以是间隔sp2以上间隔sp1以下。

相对层74是与绝缘层21相同的电绝缘体，并且由与绝缘层21相同的材料形成。因此，实施方式二中，相对层74作为绝缘层21的一部分。不过。相对层74也可以是不同于绝缘层21的电绝缘体。相对层74与各高阻层22配置在同一层中。

接下来，参照图6和图8，对液晶元件100中形成的电位倾斜度gf进行说明。图8中的(a)是液晶元件100的俯视图。图8中的(a)中，为了简化附图，省略了第一引脚71、第二引脚72和第三边界层73。还有，为了简化附图，以没有缺口的圆环状表示中央电极rc、第一电极1和第二电极2。图8中的(b)表示液晶元件100中形成的电位倾斜度gf。图8中的(b)中，表示了沿着图8中的(a)的a-a线的截面中出现的电位倾斜度gf。

如图6、图8中的(a)和图8中的(b)所示，将第一电压v1施加在核心电极70，第二电压v2施加在中央电极rc，第一电压v1施加在单元电极r1～单元电极r4各自中的第一电极1，第二电压v2施加在单元电极r1～单元电极r4各自中的第二电极2，这样的情况下，由于设置了高阻层22、第一边界层51和第二边界层52，因此在液晶层23上形成了相对中心线c对称的锯齿状的电位倾斜度gf。换句话说，在俯视液晶元件100的情况(也就是说，从中心线c的延伸方向上观察液晶元件100的情况)下，电位倾斜度gf是同心圆状。另外，为了形成图8中的(b)的电位倾斜度gf，第一电压v1小于第二电压v2。

电位倾斜度gf包含对应于核心电极70和中央电极rc而形成的电位倾斜度gfc、对应于单元电极r1而形成的电位倾斜度gf1、对应于单元电极r2而形成的电位倾斜度gf2、对应于单元电极r3而形成的电位倾斜度gf3以及对应于单元电极r4而形成的电位倾斜度gf4。电位倾斜度gfc和电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4都是相对于液晶元件100的径向rd的电位倾斜度。以下，电位倾斜度gfc有时记载为“中央电位倾斜度gfc”。

电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4都由于高阻层22的作用而成平滑的曲线状，并且没有断坡和极值(极小值和极大值)。还有，电位倾斜度gfc由于高阻层22的作用而成平滑的曲线状，并且没有断坡。而且，电位倾斜度gfc由于高阻层22的作用，从中央电极rc到中心线c没有极值(极小值和极大值)。

电位倾斜度gfc例如由二次曲线表示。通过将频率f1和频率f2设定为高于形成直线状的电位倾斜度时的频率，能够使电位倾斜度gfc和电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4都为曲线状。在电位倾斜度gfc和电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4中，电位从中心线c开始沿着液晶元件100的径向rd变高。还有，关于电位倾斜度gfc和电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4，离中心线c越远，电位倾斜度的倾斜越陡峭。

在液晶层23上形成电位倾斜度gf后，在液晶层23上也形成对应于电位倾斜度gf的折射率倾斜度。其结果，入射到液晶层23的入射光以分别对应于电位倾斜度gfc和电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4的折射角发生折射，从液晶层23以出射光射出。由于离中心线c越远的电位倾斜度的倾斜越陡峭，因此，离中心线c越远，折射角越大，从而出射光向中心线c会聚。其结果，能够使液晶元件100作为菲涅耳透镜发挥作用。

如上述参照图4～图8进行的说明，根据实施方式二，能够形成图8中的(b)那样相对于中心线c对称的锯齿状的电位倾斜度gf。其结果，无需增加液晶层23的厚度，就能够使液晶元件100作为菲涅耳透镜发挥作用。

还有，根据实施方式二，由于对应于若干个单元电极rn设置了若干个高阻层22，因此电位倾斜度gfc和电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4都是平滑的曲线状，没有断坡。因此，能够抑制出射光的波前像差。还有，电位倾斜度gfc中，从中央电极rc到中心线c没有极值。而且，电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4各自都没有极值。因此，能够使入射光高精度地发生折射，从而能够由液晶元件100形成高精度的菲涅耳透镜。

还有，根据实施方式二，第二电压v2的最大振幅v2m大于第一电压v1的最大振幅v1m。其结果，能够由液晶元件100形成凸型菲涅耳透镜。另一方面，也可以使最大振幅v2m小于最大振幅v1m。其结果，能够形成凹型菲涅耳透镜。根据实施方式二，通过控制最大振幅v1m和最大振幅v2m，能够容易地由1个液晶元件100来形成凸型菲涅耳透镜和凹型菲涅耳透镜。

还有，根据实施方式二，核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc、第一电极1的宽度k1或者第二电极2的宽度k2。因此，能够形成适用于菲涅耳透镜的中央电位倾斜度gfc。尤其是能够形成适用于凹型菲涅耳透镜的中央电位倾斜度gfc。理由如下。

也就是说，凹型菲涅耳透镜中，优选为中央电位倾斜度gfc近似于向上凸起的二次曲线。“向上凸起”是指：在从第三电极3朝向高阻层22的方向上是凸状。另一方面，“向下凸起”是指：在从高阻层22朝向第三电极3的方向上是凸状。

另一方面，一般来说，电场线从第一电极和第二电极向第三电极延伸时，中央电位倾斜度往往难以接近向上凸起的二次曲线。

相对于此，实施方式二中，与实施方式一同样地，高阻层22使从第二电极2的内边缘部朝向第三电极3的电场线朝向方向d2分散开。其结果，电场线朝向方向d2扩散。还有，与核心电极的半径是中央电极的宽度以下、第一电极的宽度以下、第二电极的宽度以下的情况相比较，实施方式二中，电场线朝向方向d2进一步扩散。其理由是，实施方式二中，核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc、第一电极1的宽度k1或者第二电极2的宽度k2。电场线朝向方向d2进一步扩散后，中央电位倾斜度gfc更接近向上凸起的二次曲线。也就是说，能够形成适用于凹型菲涅耳透镜的中央电位倾斜度gfc。

尤其是，为了使中央电位倾斜度gfc接近向上凸起的二次曲线，并形成适用于凹型菲涅耳透镜的中央电位倾斜度gfc，核心电极70的半径ra优选为中央电极rc的半径rc的五分之一以上。还有，核心电极70的半径ra更优选为中央电极rc的半径rc的十分之三以上。而且，核心电极70的半径ra进一步优选为中央电极rc的半径rc的二分之一以上。

还有，根据实施方式二，绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th。因此，与实施方式一同样地，不依存于单元电极rn的宽度dn，就能够减少电位的平滑化现象。其结果，能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn(电极间隔)发生变化。例如，绝缘层21的厚度ts优选为高阻层22的厚度th的五分之一以下。例如，绝缘层21的厚度ts更优选为高阻层22的厚度th的二十五分之一以下。只要能够保持核心电极70和中央电极rc与高阻层22之间的绝缘以及第一电极1和第二电极2与高阻层22之间的绝缘，绝缘层21的厚度ts优选为尽可能小。其理由是，绝缘层21的厚度ts越小时，越能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn发生变化。

尤其是，实施方式二中，单元电极rn越靠液晶元件100的径向外侧时，其宽度dn越小。不过，实施方式二中，能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn发生变化。因此，对于液晶元件100的径向内侧的单元电极rn和径向外侧的单元电极rn，不需要使第一电压v1的频率f1以及第二电压v2的频率f2不同，而且也不需要使高阻层22的电阻率不同。其结果，能够抑制液晶元件100的设计变复杂，并且能够抑制液晶元件100的制造成本增加。

而且，实施方式二中，调整单元电极rn的宽度dn，使得从液晶层23射出的光(透过液晶层23的光)中折射光的比例大于衍射光的比例，由此确定单元电极rn的宽度dn。因此，液晶元件100作为折射透镜发挥作用。而且，在抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn发生变化的同时，能够形成折射透镜。

还有，根据实施方式二，与实施方式一同样地，宽度dn(第一电极1与第二电极2的间隔)比第一电极1的宽度k1和第二电极2的宽度k2都大。因此，相对于入射到液晶元件100的总光量，能够容易地使发生折射而出射的光的光量比例大于直线行进而出射的光的光量比例。宽度dn例如优选为既是第一电极1的宽度k1的2倍以上又是第二电极2的宽度k2的2倍以上。

而且，根据实施方式二，与实施方式一同样地，使宽度dn比第一电极1的宽度k1和第二电极2的宽度k2都大。而且，在从第一电极1的下方到第二电极2的下方的宽范围(也就是说，宽度dn的宽范围)中配置了高阻层22。因此，通过适当设定最大振幅v1m、最大振幅v2m、频率f1、频率f2和高阻层22的电阻值，能够容易地在从第一电极1的下方到第二电极2的下方形成没有极值的电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4。

还有，根据实施方式二，通过以满足式(2)的方式形成中央电极rc和单元电极rn，只需对第一电压v1和第二电压v2这两个电压进行控制，就能够有效地形成具有大折射角的菲涅耳透镜。

还有，根据实施方式二，与实施方式一同样地，只需对第一电压v1的最大振幅v1m或者第二电压v2的最大振幅v2m进行控制，就能够在液晶层23的厚度保持一定的情况下，容易地改变电位倾斜度gfc和电位倾斜度gf1～电位倾斜度gf4各自的倾斜角，进而改变折射角。换句话说，只需对第一电压v1的最大振幅v1m或者第二电压v2的最大振幅v2m进行控制，就可以在正负极性间改变菲涅耳透镜的焦距。以这种方式，能够在1个液晶元件100中执行工作范围广的焦点控制。

还有，根据实施方式二，与实施方式一同样地，能够抑制功率损失，并能够形成电位倾斜度gf和折射率倾斜度来使光发生折射。

还有，实施方式二所涉及的液晶元件100具备相对层74。而且，相对层74是电绝缘体。因此，与在相对层74的位置配置高阻层22来替换相对层74的情况相比较，能够抑制第一电极1的端部82和端部82附近由第一电压v1引起的电位与第二引脚72中由第二电压v2引起的电位发生干扰。而且，能够抑制第二电极2的端部92和端部92附近由第二电压v2引起的电位与第一引脚71中由第一电压v1引起的电位发生干扰。其结果，在俯视液晶元件100的情况下，能够形成同心圆状(变形得到了抑制)的电位倾斜度gf，并能够形成精度更高的菲涅耳透镜。

还有，根据实施方式二，由于设置了第一引脚71和第二引脚72，与形成第一电极1用的通孔和第二电极2用的通孔的情况相比较，能够降低制造成本。

另外，与实施方式一同样地，液晶元件100被包含在液晶装置200(图1中的(b))中。因此，第一电源电路41将第一电压v1施加在第一引脚71。还有，第二电源电路42将第二电压v2施加在第二引脚72。

(第一变形例)

本发明实施方式二的第一变形例中，核心电极70的半径ra小于中央电极rc的半径rc的五分之一。还有，第一变形例中，核心电极70的半径ra也可以是中央电极rc的宽度kc以下、第一电极1的宽度k1以下、第二电极2的宽度k2以下。第一变形例中，绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th。因此，与实施方式二同样地，能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn发生变化。

(第二变形例)

本发明实施方式二的第二变形例中，绝缘层21的厚度ts是高阻层22的厚度th以上。第二变形例中，核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc、第一电极1的宽度k1或者第二电极2的宽度k2。因此，能够形成适用于凹型菲涅耳透镜的中央电位倾斜度gfc。

(实施方式三)

参照图5、图6和图9，对本发明实施方式三所涉及的液晶元件100进行说明。实施方式三所涉及的液晶元件100在不具备图6中的绝缘层21这点上，与图6的实施方式二所涉及的液晶元件100不同。不过，在核心电极70与中央电极rc之间以及第一电极1与第二电极2之间，具备绝缘层21。以下，主要说明实施方式三与实施方式二的不同之处。

图9是实施方式三所涉及的液晶元件100的截面图。如图9所示，液晶元件100具备核心电极70、中央电极rc、单元电极r1～单元电极r4、若干个绝缘层21、若干个第一边界层51、若干个第二边界层52、若干个高阻层22(若干个电阻层)、液晶层23和第三电极3。

如图9所示，液晶层23配置在单元电极rn与第三电极之间，也配置在核心电极70与第三电极3之间以及中央电极rc与第三电极3之间。具体来说，液晶层23配置在高阻层22与第三电极3之间。

高阻层22配置在单元电极rn与液晶层23之间，也配置在核心电极70与液晶层23之间以及中央电极rc与液晶层23之间。各单元电极rn都与高阻层22相对，并与高阻层22接触，而没有隔着绝缘体。核心电极70和中央电极rc都与高阻层22相对，并与高阻层22接触，而没有隔着绝缘体。高阻层22的电阻率小于绝缘体的电阻率。

各单元电极rn的宽度dn如下那样来确定。即，调整单元电极的宽度dn，使得从液晶层23射出的光(透过液晶层23的光)中折射光的比例大于衍射光的比例，由此确定单元电极的宽度dn。其结果，液晶元件100作为折射透镜发挥作用，而不是作为衍射透镜。换句话说，调整单元电极的宽度dn，使得光入射到液晶层23时波长越短的光弯曲越大，由此确定单元电极的宽度dn。折射透镜通过折射使光弯曲、偏转或者会聚。另外，衍射透镜中，调整单元电极的宽度，使得光入射到液晶层时波长越长的光弯曲越大，由此确定单元电极的宽度。还有，衍射透镜通过衍射使光发生弯曲并会聚。

接下来，参照图10，说明作为菲涅耳透镜(折射透镜)的液晶元件100与作为闪耀型衍射透镜的液晶元件之间的区别。作为闪耀型衍射透镜的液晶元件中，核心电极、中央电极以及若干个单元电极配置成以核心电极为中心的同心圆状。还有，在液晶层中，形成截面为闪耀型的电位倾斜度。截面为闪耀型的电位倾斜度是指截面为锯齿状的电位倾斜度。

图10表示作为菲涅耳透镜的液晶元件100的单元电极序数n与单元电极rn的半径rn之间的关系，并表示作为闪耀型衍射透镜的液晶元件的单元电极序数n与单元电极rn的半径rn之间的关系。作为闪耀型衍射透镜的液晶元件的单元电极序数n和单元电极rn的半径rn的定义分别与参照图5说明了的液晶元件100的单元电极序数n和单元电极rn的半径rn的定义相同。

如图10所示，曲线85表示作为菲涅耳透镜(焦距10mm)的液晶元件100的单元电极序数n与半径rn的关系。相对于此，曲线87表示作为闪耀型衍射透镜(焦距10mm)的液晶元件的单元电极序数n与半径rn的关系。还有，曲线86表示作为菲涅耳透镜(焦距20mm)的液晶元件100的单元电极序数n与半径rn的关系。相对于此，曲线88表示作为闪耀型衍射透镜(焦距20mm)的液晶元件的单元电极序数n与半径rn的关系。另外，计算作为闪耀型衍射透镜的液晶元件的单元电极序数n时，光源的波长是568nm。

根据曲线85～曲线88，对于菲涅耳透镜和闪耀型衍射透镜，在单元电极序数n相同的情况下，菲涅耳透镜的单元电极rn的半径rn大于闪耀型衍射透镜的单元电极rn的半径rn。其结果，对于菲涅耳透镜来说，关于从液晶层23射出的光中有助于成像的光，折射光的比例大于衍射光的比例。另一方面，对于闪耀型衍射透镜来说，关于从液晶层23射出的光中有助于成像的光，衍射光的比例大于折射光的比例。

如上述参照图9和图10进行的说明，根据实施方式三，液晶元件100起到作为折射透镜的菲涅耳透镜的作用。因此，通过对单元电极rn的宽度dn、第一电压v1的频率f1和最大振幅v1m以及第二电压v2的频率f2和最大振幅v2m进行控制，能够将焦距设定为任意的值。也就是说，由于可控制的参数较多，因此能够容易地将焦距设定为任意的值。另外，闪耀型衍射透镜中，只要不改变单元电极rn的宽度dn，就不能改变焦距。也就是说，由于可控制的参数较少，难以将焦距设定为任意的值。

还有，实施方式三中，为了使液晶元件100更有效地起到作为折射透镜的菲涅耳透镜的作用，优选为使白色光入射到液晶元件100。其理由是，由于白色光含有较宽的波长成分，并且白色光的相干性较小，因此能够将衍射的影响降低到最小。另外，闪耀型衍射透镜中，由于是使用衍射光，因此优选为使激光那样相干性高的单色光进行入射。

而且，根据实施方式三，各单元电极rn都与高阻层22相对，并与高阻层22接触，而没有隔着绝缘体。还有，核心电极70和中央电极rc都与高阻层22相对，并与高阻层22接触，而没有隔着绝缘体。因此，在高阻层22中会产生焦耳热。

其结果，根据实施方式三，能够形成可有效利用焦耳热的折射透镜。也就是说，由高阻层22的焦耳热对液晶层23进行加热，使液晶层23升温。其结果，能够抑制液晶分子24的响应速度的下降。尤其是，即使配置液晶元件100的环境温度较低(例如，即使是冰点以下)，液晶分子24也能够与环境温度较高时一样地维持很好的响应速度。

还有，实施方式三所涉及的液晶元件100具有与实施方式二所涉及的液晶元件100同样的效果。例如，能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn(电极间隔)发生变化。其理由是，实施方式三中，绝缘层21(图6)的厚度ts相当于“0”。例如，在抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn(电极间隔)发生变化的同时，能够形成折射透镜。例如，能够形成适合于菲涅耳透镜的电位倾斜度。还有，实施方式三所涉及的液晶元件100中，也可以进行与实施方式二的第一变形例同样的改变。

(实施方式四)

参照图9和图11，对本发明实施方式四所涉及的液晶元件100进行说明。实施方式四中，高阻层22的配置与图9的实施方式三不同。以下，主要说明实施方式四与实施方式三的不同之处。

图11是实施方式四所涉及的液晶元件100的截面图。如图11所示，液晶层23配置在单元电极rn与第三电极之间，还配置在核心电极70与第三电极3之间以及中央电极rc与第三电极3之间。

相对于单元电极rn，高阻层22配置在液晶层23的相反侧，相对于核心电极70和中央电极rc，高阻层22也配置在液晶层23的相反侧。

单元电极rn配置在高阻层22与液晶层23之间，核心电极70和中央电极rc也配置在高阻层22与液晶层23之间。各单元电极rn都与高阻层22相对，并与高阻层22接触，而没有隔着绝缘体。核心电极70和中央电极rc都与高阻层22相对，并与高阻层22接触，而没有隔着绝缘体。因此，在高阻层22中会产生焦耳热。

通过与实施方式三一样的方式，来确定单元电极rn的宽度dn。因此，液晶元件100起到作为折射透镜的菲涅耳透镜的作用。

还有，实施方式四所涉及的液晶元件100具有与实施方式三所涉及的液晶元件100同样的效果。例如，能够形成可有效利用焦耳热的折射透镜。例如，能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn(电极间隔)发生变化。其理由是，实施方式四中，绝缘层21(图6)的厚度ts相当于“0”。还有，实施方式四所涉及的液晶元件100中，也可以进行与实施方式二的第一变形例同样的改变。

(实施方式五)

参照图1和图12，对本发明实施方式五所涉及的偏转元件250进行说明。实施方式五所涉及的偏转元件250使用2个参照图1说明了的实施方式一所涉及的液晶元件100，使光发生偏转。以下，主要说明实施方式五与实施方式一的不同之处。

图12是实施方式五所涉及的偏转元件250的分解立体图。如图12所示，偏转元件250具备第一基板33、液晶元件100a、第二基板34、液晶元件100b和第三基板35。液晶元件100a和液晶元件100b各自的结构与实施方式一所涉及的液晶元件100相同。

液晶元件100a配置在第一基板33与第二基板34之间。液晶元件100b配置在第二基板34与第三基板35之间。第一基板33～第三基板35的颜色都是透明色，第一基板33～第三基板35都由玻璃形成。

液晶元件100a的第一电极1和第二电极2都沿第一方向fd延伸。第一方向fd与液晶元件100a中的方向da大致垂直。方向da的定义与实施方式一所涉及的方向d1相同。液晶元件100b的第一电极1和第二电极2都沿着垂直于第一方向fd的第二方向sd延伸。第二方向sd与液晶元件100b中的方向db大致垂直。方向db的定义与实施方式一所涉及的方向d1相同。液晶元件100a和液晶元件100b配置成隔着第二基板34重叠在一起。

还有，对于液晶元件100a和液晶元件100b，分别准备图1中的(a)中的第一电源电路41。因此，一个第一电源电路41将第一电压v1施加在液晶元件100a的第一电极1，另一个第一电源电路41将第一电压v1施加在液晶元件100b的第一电极1。对于液晶元件100a和液晶元件100b，分别准备第二电源电路42。因此，一个第二电源电路42将第二电压v2施加在液晶元件100a的第二电极2，另一个第二电源电路42将第二电压v2施加在液晶元件100b的第二电极2。

控制器40分开控制相对于液晶元件100a的第一电源电路41和第二电源电路42以及相对于液晶元件100b的第一电源电路41和第二电源电路42。其结果，对于液晶元件100a和液晶元件100b，能够分别形成独立的电位倾斜度g2和折射率倾斜度g2。

根据由施加在液晶元件100a的第一电压v1和第二电压v2确定的电位倾斜度g2和折射率倾斜度g2以及由施加在液晶元件100b的第一电压v1和第二电压v2所确定的电位倾斜度g2和折射率倾斜度g2，来确定偏转方向，入射到偏转元件250的入射光偏转到该偏转方向，并作为出射光射出。也就是说，通过控制施加在液晶元件100a的第一电压v1和/或第二电压v2以及控制施加在液晶元件100b的第一电压v1和/或第二电压v2，能够将入射光偏转到任意的方向。

如上述参照图12进行的说明，根据实施方式五，液晶元件100a和液晶元件100b配置成彼此的单元电极10大致垂直。因此，与实施方式一所涉及的液晶元件100相比较，能够使入射光偏转到更多的方向。

(实施方式六)

参照图4和图13，对本发明实施方式六所涉及的眼镜装置280进行说明。实施方式六所涉及的眼镜装置280中，使用2个参照图4说明了的实施方式二所涉及的液晶元件100，来作为眼镜300的镜片。也就是说，液晶元件100作为眼镜300的镜片使光发生折射并将光射出。

图13表示实施方式六所涉及的眼镜装置280。如图13所示，眼镜装置280具备眼镜300和操作装置350。

眼镜300具备一对控制部65、一对液晶元件100、一对镜框301、一对镜腿303(一对镜腿部件)和鼻梁305。各控制部65含有控制器40、第一电源电路41和第二电源电路42。各控制器40含有通信器64。

各镜框301保持住作为镜片的液晶元件100。鼻梁305连接一对镜框301。镜腿303连接在镜框301的一端。镜腿303例如是长尺寸状部件，从镜框301的一端开始，经由使用者的太阳穴位置，架在使用者的耳朵上。

各液晶元件100是实施方式二所涉及的液晶元件100。还有，控制器40、第一电源电路41和第二电源电路42分别与图1中的(b)中的控制器40、第一电源电路41和第二电源电路42相同。一对控制部65中，一个控制部65控制一对液晶元件100中的一个，另一个控制部65控制一对液晶元件100中的另一个。通信器64与操作装置350进行通信。

操作装置350由眼镜300的使用者进行操作。操作装置350含有操作部351和控制器353。控制器353含有通信器353a。操作部351受理来自使用者的操作，将与操作对应的操作信号输出到控制器353。操作部351例如含有触控面板和/或按键。控制器353使通信器353a将对应于操作信号的控制信号发送给眼镜300。

控制信号是指：该信号用于为液晶元件100设定施加在液晶元件100的第一电压v1的频率f1和最大振幅v1m以及第二电压v2的频率f2和最大振幅v2m。用于控制一个液晶元件100的控制信号发送给一个通信器64，用于控制另一个液晶元件100的控制信号发送给另一个通信器64。

眼镜300的控制器40通过通信器64接收来自操作装置350的控制信号。然后，控制器40按照控制信号来控制第一电源电路41和第二电源电路42，为液晶元件100设定第一电压v1的频率f1和最大振幅v1m以及第二电压v2的频率f2和最大振幅v2m。也就是说，控制器40按照控制信号来控制施加在第一电极1的第一电压v1以及施加在第二电极2的第二电压v2。

然后，基于第一电压v1和第二电压v2，确定了液晶元件100的焦距。因此，眼镜300的使用者通过对操作装置350进行操作，就能够容易地改变眼镜300的度数。还有，眼镜300的使用者通过对操作装置350进行操作，可以将眼镜300调整为近视用，也可以将眼镜300调整为远视用。

另外，通信器64和通信器353a例如都是短距离无线通信装置。短距离无线通信装置例如执行符合bluetooth(日本注册商标)的短距离无线通信。

接下来，基于实施例具体说明本发明，但本发明不限定于以下的实施例。

实施例

参照图14～图23，对本发明的实施例1～实施例10和第一比较例～第四比较例进行说明。以下，为方便说明，对于实施例1～实施例10和第一比较例～第四比较例附上相同的附图标记。还有，图14～图23中，如果没有特别说明的话，横轴表示单元电极rn的半径rn(μm)，纵轴表示电压(v)。也就是说，横轴表示以液晶元件100的中心线c的位置为“0”时的液晶元件100内的径向位置。

本发明的实施例1～实施例10和第一比较例～第四比较例中，第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2以及高阻层22的电阻率rh基于半径rn为0μm～2000μm的范围的单元电极rn，已被设定为优选频率和优选电阻率。形成凸型菲涅耳透镜时，第一电压v1的最大振幅v1m是1v，第二电压v2的最大振幅v2m是2v。形成凹型菲涅耳透镜时，第一电压v1的最大振幅v1m是2v，第二电压v2的最大振幅v2m是1v。高阻层22的电阻率rh是1×10³ω·m。并计算了在液晶层23上形成的电位倾斜度。

使用参照图4～图8说明了的实施方式二所涉及的液晶元件100，来作为实施例1和实施例2以及实施例4～实施例10所涉及的液晶元件。使用参照图9和图10说明了的实施方式三所涉及的液晶元件100，来作为实施例3所涉及的液晶元件。另外，实施方式三所涉及的液晶元件100中，在核心电极70与高阻层22之间、中央电极rc与高阻层22之间以及单元电极rn与高阻层22之间，没有配置绝缘层21。因此，实施方式三所涉及的液晶元件100中，绝缘层21的厚度ts是“0”。

(实施例1～实施例3)

参照图14～图17，对本发明的实施例1～实施例3所涉及的液晶元件100和第一比较例所涉及的液晶元件进行说明。

实施例1～实施例3和第一比较例中，在下列条件下，通过模拟计算出电位倾斜度。第一比较例所涉及的液晶元件中，绝缘层的厚度不同于实施例1和实施例2的绝缘层21的厚度ts。而关于其它结构，实施例1和实施例2所涉及的液晶元件100与第一比较例所涉及的液晶元件相同。实施例1、实施例2和第一比较例中，第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2都是200hz。实施例3中，第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2都是20hz。高阻层22的厚度th是250nm。单元电极rn的数量是“225”。不过，在图14～图17中，显示了与225个单元电极rn中的20个单元电极rn相对应的电位倾斜度。

第一比较例中，绝缘层21的厚度ts是500nm。因此，ts＝2th。

实施例1中，绝缘层21的厚度ts是50nm。因此，ts＝(1/5)th。

实施例2中，绝缘层21的厚度ts是10nm。因此，ts＝(1/25)th。

实施例3中，绝缘层21的厚度ts是0nm。

图14表示第一比较例所涉及的液晶元件的电位倾斜度。如图14所示，在绝缘层21的厚度ts大于高阻层22的厚度th的情况下，半径rn为9700μm以上的单元电极rn所对应的电位倾斜度(也就是说，宽度dn较小的单元电极rn所对应的电位倾斜度)没有形成锯齿状，而是被压扁了的形状。也就是说，电位发生衰减，电位倾斜度中应该倾斜的部分没有倾斜，而是接近水平。因此，相对于宽度dn较小的单元电极rn，确认到频率f1和频率f2以及电阻率rh没有成为优选频率和优选电阻率。换句话说，确认了优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn。

图15表示实施例1所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。图16表示实施例2所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。如图15和图16所示，在绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th的情况下，若干个单元电极rn整体在液晶层23上形成了锯齿状的电位倾斜度。因此，确认了在若干个单元电极rn整体上频率f1和频率f2以及电阻率rh都是优选频率和优选电阻率。换句话说，成功抑制了优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn发生变化。

关于与半径rn为9700μm以上的单元电极rn相对应的电位倾斜度，将实施例1与实施例2进行比较。如图15和图16所示，实施例2所涉及的液晶元件100的电位倾斜度中，与实施例1所涉及的液晶元件100的电位倾斜度相比，高度差(电位的最大值与最小值的差)较大，倾斜较大。因此，绝缘层21的厚度ts越小，越能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn发生变化。

图17表示实施例3所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。如图17所示，在绝缘层21的厚度ts是“0”的情况下，若干个单元电极rn的整体上形成了锯齿状的电位倾斜度。因此，确认了在若干个单元电极rn的整体上频率f1和频率f2以及电阻率rh都是优选频率和优选电阻率。换句话说，成功抑制了优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn发生变化。

(实施例4、实施例5)

参照图18～图20，对本发明的实施例4和实施例5所涉及的液晶元件100和第二比较例所涉及的液晶元件进行说明。

实施例4、实施例5和第二比较例中，在下列条件下，通过模拟计算出电位倾斜度。第二比较例所涉及的液晶元件中，绝缘层的厚度不同于实施例4和实施例5的绝缘层21的厚度ts。而关于其它结构，实施例4和实施例5所涉及的液晶元件100与第二比较例所涉及的液晶元件相同。实施例4、实施例5和第二比较例中，第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2都是100hz。高阻层22的厚度th是250nm。单元电极rn的数量是“225”。不过，在图18～图20中，显示了与225个单元电极rn中的6个单元电极rn相对应的电位倾斜度。

第二比较例中，绝缘层21的厚度ts是500nm。因此，ts＝2th。

实施例4中，绝缘层21的厚度ts是50nm。因此，ts＝(1/5)th。

实施例5中，绝缘层21的厚度ts是20nm。因此，ts＝(2/25)th。

图18～图20中，显示了14800μm附近的单元电极rn，即具有较小宽度dn的单元电极rn。

图18中的(a)表示第二比较例所涉及的液晶元件的电位倾斜度。如图18中的(a)所示，在绝缘层21的厚度ts大于高阻层22的厚度th的情况(ts＝2th)下，与宽度dn较小的单元电极rn相对应的电位倾斜度没有形成锯齿状，而是被压扁了的形状。

图18中的(b)表示第二比较例所涉及的液晶元件的电场线ef和等势线el。如图18中的(b)所示，从单元电极rn朝向第三电极3形成了大量的电场线ef。

还有，在绝缘层21中位于第一电极1与高阻层22之间的部分，大致平行于方向d1的等势线el集中在一起。在绝缘层21中位于第二电极2与高阻层22之间的部分，大致平行于方向d1的等势线el集中在一起。其结果，在绝缘层21内发生电位平滑化现象，如图18中的(a)所示，电位倾斜度没有形成锯齿状，而是被压扁了的形状。第二比较例中，单元电极rn的宽度dn越小，绝缘层21内的电位平滑化现象越显著。

图19中的(a)表示实施例4所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。如图19中的(a)所示，在绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th的情况(ts＝(1/5)th)下，宽度dn较小的单元电极rn所对应的电位倾斜度也是锯齿状。

图19中的(b)表示实施例4所涉及的液晶元件100的电场线ef和等势线el。如图19中的(b)所示，从单元电极rn朝向第三电极3形成了大量的电场线ef。

还有，虽然没有显示在图19中的(b)中，不过在绝缘层21中位于第一电极1与高阻层22之间的部分，大致平行于方向d1的等势线el的集中程度降低了。而且，在绝缘层21中位于第二电极2与高阻层22之间的部分，大致平行于方向d1的等势线el的集中程度也降低了。其结果，绝缘层21内的电位平滑化现象减少，如图19中的(a)所示，在宽度dn较小的情况下，单元电极rn所对应的电位倾斜度也是很好的锯齿状。

图20中的(a)表示实施例5所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。如图20中的(a)所示，在绝缘层21的厚度ts小于高阻层22的厚度th的情况(ts＝(2/25)th)下，宽度dn较小的单元电极rn所对应的电位倾斜度也是锯齿状。

图20中的(b)表示实施例5所涉及的液晶元件100的电场线ef和等势线el。如图20中的(b)所示，从单元电极rn朝向第三电极3形成了大量的电场线ef。

还有，虽然没有显示在图20中的(b)中，不过在绝缘层21中位于第一电极1与高阻层22之间的部分，相比于实施例4，大致平行于方向d1的等势线el的集中程度进一步降低了。而且，在绝缘层21中位于第二电极2与高阻层22之间的部分，相比于实施例4，大致平行于方向d1的等势线el的集中程度也进一步降低了。其结果，在绝缘层21内几乎没有发生电位平滑化现象，如图20中的(a)所示，在宽度dn较小的情况下，单元电极rn所对应的电位倾斜度也是更好的锯齿状。

根据实施例4与实施例5的比较结果，确认了绝缘层21的厚度ts越小时越能够抑制绝缘层21内的电位平滑化现象。换句话说，绝缘层21的厚度ts越小，越能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极rn的宽度dn发生变化。

(实施例6、实施例7)

参照图21，对本发明的实施例6和实施例7所涉及的液晶元件和第三比较例所涉及的液晶元件进行说明。

实施例6、实施例7和第三比较例中，在下列条件下，通过模拟形成凸型菲涅耳透镜并计算电位倾斜度。第三比较例所涉及的液晶元件中，核心电极的半径不同于实施例6和实施例7的核心电极70的半径ra。而关于其它结构，实施例6和实施例7所涉及的液晶元件100与比较例所涉及的液晶元件相同。实施例6、实施例7和第三比较例中，第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2都是200hz。单元电极rn的数量是“3”。

第三比较例中，核心电极70的半径ra是50μm。核心电极70的半径ra与中央电极rc的宽度kc大致相同。换句话说，核心电极70的半径ra是中央电极rc的半径rc的二十分之一(ra＝(1/20)rc)。

实施例6中，核心电极70的半径ra是200μm。核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc。换句话说，核心电极70的半径ra是中央电极rc的半径rc的五分之一(ra＝(1/5)rc)。

实施例7中，核心电极70的半径ra是300μm。核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc。换句话说，核心电极70的半径ra是中央电极rc的半径rc的十分之三(ra＝(3/10)rc)。

图21中的(a)表示第三比较例所涉及的液晶元件的电位倾斜度。图21中的(b)表示实施例6所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。图21中的(c)表示实施例7所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。另外，省略了与半径rn大于2000μm的单元电极rn相对应的电位倾斜度。

第三比较例、实施例6和实施例7中，核心电极70和中央电极rc所对应的中央电位倾斜度gfc近似于向下凸起的二次曲线。也就是说，中央电位倾斜度gfc适合于形成凸型菲涅耳透镜。其理由是，中央电位倾斜度gfc越接近向下凸起的二次曲线，就越能够减少菲涅耳透镜成像时产生的波前像差。

(实施例8～实施例10)

参照图22和图23，对本发明的实施例8～实施例10所涉及的液晶元件100和第四比较例所涉及的液晶元件进行说明。

实施例8～实施例10和比较例中，在下列条件下，通过模拟形成凹型菲涅耳透镜并计算电位倾斜度。第四比较例所涉及的液晶元件中，核心电极的半径不同于实施例8～实施例10的核心电极70的半径ra。而关于其它结构，实施例8～实施例10所涉及的液晶元件100与第四比较例所涉及的液晶元件相同。实施例8～实施例10和第四比较例中，第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2都是200hz。单元电极rn的数量是“3”。

第四比较例中，核心电极70的半径ra是50μm。核心电极70的半径ra与中央电极rc的宽度kc大致相同。换句话说，核心电极70的半径ra是中央电极rc的半径rc的二十分之一(ra＝(1/20)rc)。

实施例8中，核心电极70的半径ra是200μm。核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc。换句话说，核心电极70的半径ra是中央电极rc的半径rc的五分之一(ra＝(1/5)rc)。

实施例9中，核心电极70的半径ra是300μm。核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc。换句话说，核心电极70的半径ra是中央电极rc的半径rc的十分之三(ra＝(3/10)rc)。

实施例10中，核心电极70的半径ra是500μm。核心电极70的半径ra大于中央电极rc的宽度kc。换句话说，核心电极70的半径ra是中央电极rc的半径rc的二分之一(ra＝(1/2)rc)。

图22中的(a)表示第四比较例所涉及的液晶元件的电位倾斜度。图22中的(b)表示第四比较例所涉及的液晶元件的中央电位倾斜度gfc。如图22中的(a)和图22中的(b)所示，中央电位倾斜度gfc近似于向下凸起的二次曲线qc1，不是近似于向上凸起的二次曲线，不适合于凹型菲涅耳透镜。二次曲线qc1是通过最小二乘法对中央电位倾斜度gfc进行拟合而计算出的。

图22中的(c)表示实施例8所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。图22中的(d)表示实施例8所涉及的液晶元件100的中央电位倾斜度gfc。如图22中的(c)和图22中的(d)所示，中央电位倾斜度gfc近似于向上凸起的二次曲线qc2，适合于凹型菲涅耳透镜。通过使核心电极70的半径ra为中央电极rc的半径rc的五分之一，从而中央电位倾斜度gfc近似于向上凸起的二次曲线qc2。二次曲线qc2是通过最小二乘法对中央电位倾斜度gfc进行拟合而计算出的。决定系数的值(相关系数的平方值)是“0.9051”，接近理想值“1”。

图23中的(a)表示实施例9所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。图23中的(b)表示实施例9所涉及的液晶元件100的中央电位倾斜度gfc。如图23中的(a)和图23中的(b)所示，中央电位倾斜度gfc近似于向上凸起的二次曲线qc2，更适合于凹型菲涅耳透镜。通过使核心电极70的半径ra为中央电极rc的半径rc的十分之三，从而中央电位倾斜度gfc更加近似于向上凸起的二次曲线qc2。二次曲线qc2是通过最小二乘法对中央电位倾斜度gfc进行拟合而计算出的。决定系数的值(相关系数的平方值)是“0.9423”，更接近理想值“1”。因此，半径ra是半径rc的十分之三的情况比半径ra是半径rc的五分之一的情况更适合于凹型菲涅耳透镜。

图23中的(c)表示实施例10所涉及的液晶元件100的电位倾斜度。图23中的(d)表示实施例10所涉及的液晶元件100的中央电位倾斜度gfc。如图23中的(c)和图23中的(d)所示，中央电位倾斜度gfc近似于向上凸起的二次曲线qc2，更适合于凹型菲涅耳透镜。通过使核心电极70的半径ra为中央电极rc的半径rc的二分之一，从而中央电位倾斜度gfc更加近似于向上凸起的二次曲线qc2。二次曲线qc2是通过最小二乘法对中央电位倾斜度gfc进行拟合而计算出的。决定系数的值(相关系数的平方值)是“0.9659”，更接近理想值“1”。因此，半径ra是半径rc的二分之一的情况比半径ra是半径rc的十分之三的情况更适合于凹型菲涅耳透镜。

还有，如图23中的(a)～图23中的(d)所示，在使核心电极70的半径ra为中央电极rc的半径rc的十分之三以上时，即使将二次曲线qc2的顶点设定成与施加在核心电极70的第一电压v1的最大振幅v1m为相同的程度，中央电位倾斜度gfc也近似于向上凸起的二次曲线qc2。另外，图22和图23中，省略了半径rn大于2000μm的单元电极rn所对应的电位倾斜度。

如上所示，参照附图(图1～图23)说明了本发明的实施方式和实施例。但是，本发明不限于上述的实施方式和实施例，可以在不脱离其要旨的范围内以各种方式进行实施(例如，下列(1)～(6))。附图中，为了便于理解，主要对各结构要素进行了示意性地表示，为了方便作图，图示各结构要素的厚度、长度、个数等可能与实际有出入。还有，上述的实施方式所示的各结构要素的形状、尺寸等只是一个例子，不是特别限定，可以在实质上不脱离本发明效果的范围内进行各种变更。以下，除非另有说明，实施方式一包含变形例，实施方式二包含第一变形例和第二变形例。

(1)实施方式一～实施方式六中，也可以设置3个以上的单元电极10或者3个以上的单元电极rn。在设置若干个单元电极10或者若干个单元电极rn的情况下，也可以对各单元电极10或者各单元电极rn分别控制最大振幅v1m、频率f1、最大振幅v2m和频率f2。单元电极rn的数量也可以是1个。第二边界层52也可以是电阻率比高阻层22的电阻率高的电阻。还有，相对层74也可以是电阻率比高阻层22的电阻率高的电阻。控制了最大振幅v1m和最大振幅v2m，也可以控制第一电压v1和第二电压v2的有效值。

也可以用边界电极来替换第一边界层51。这种情况下，配置高阻层22，而不设置第二边界层52。边界电极上施加不同于第一电压v1和第二电压v2的边界电压。边界电压的大小比第一电压v1和第二电压v2中较大的电压小。边界电压的频率比第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2都高。边界电极通过绝缘膜与第一电极1和第二电极2电绝缘。例如，边界电极的颜色是透明色。即使是设置边界电极的情况，也能够在液晶层23上形成与实施方式一同样的电位倾斜度g2和折射率倾斜度g2。边界电极的电阻率例如与第一电极1的电阻率大致相同。

也可以是：若干个单元电极10所含的至少2个单元电极10中，一个单元电极10的宽度w1不同于另一个单元电极10的宽度w1。也可以是：若干个单元电极rn所含的至少2个单元电极rn中，一个单元电极rn的宽度dn不同于另一个单元电极rn的宽度dn。在这些例子中，也能够抑制优选频率和优选电阻率依存于单元电极10的宽度w1或者单元电极rn的宽度dn发生变化。因此，对于各单元电极10或者各单元电极rn，不需要使第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2不同，而且也不需要使高阻层22的电阻率不同。其结果，能够抑制液晶元件100的设计变复杂，并且能够抑制液晶元件100的制造成本增加。

单元电极10中，在第一电极与第二电极2之间，也可以配置气体(例如，空气)作为绝缘层，从而替换绝缘层21。同样地，在核心电极70与中央电极rc之间、中央电极rc与第一电极1之间以及各单元电极rn的第一电极与第二电极2之间，也可以配置气体作为绝缘层，从而替换绝缘层21。而且，也可以配置气体作为第一边界层51。另外，实施方式一中，也可以不在单元电极10与高阻层22之间设置绝缘层21。

实施方式一～实施方式六中，第一电压v1施加在第一电极1和核心电极70，第二电压v2施加在第二电极2和中央电极rc。还有，第一电压v1的最大振幅v1m与第二电压v2的最大振幅v2m不同，第一电压v1的频率f1与第二电压v2的频率f2相同。另外，频率f1与频率f2不同也可以。

不过也可以是：核心电压替换第一电压v1施加在核心电极70，中央电压替换第二电压v2施加在中央电极rc。核心电压的最大振幅与中央电压的最大振幅不同。核心电压的频率与中央电压的频率相同。另外，核心电压的频率与中央电压的频率不同也可以。核心电压的频率不同于第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2。中央电压的频率不同于第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2。

通过使核心电压的频率和中央电压的频率不同于频率f1和频率f2，并将核心电压的频率和中央电压的频率与第一电压v1的频率f1和第二电压v2的频率f2分开控制，能够使中央电位倾斜度gfc更接近二次曲线。其结果，能够形成精度更好的菲涅耳透镜。

另外，在形成凸型菲涅耳透镜的情况下，例如，中央电压的最大振幅大于核心电压的最大振幅，第二电压v2的最大振幅v2m大于第一电压v1的最大振幅v1m。在形成凹型菲涅耳透镜的情况下，例如，中央电压的最大振幅小于核心电压的最大振幅，第二电压v2的最大振幅v2m小于第一电压v1的最大振幅v1m。

(2)实施方式二(除了第二变形例)～实施方式四和实施方式六中，也可以不设置核心电极70。这种情况下，中央电极rc和单元电极rn配置成以中央电极rc为中心的同心圆状。还有，也可以不设置第一引脚71、第二引脚72、第三边界层73和相对层74。这种情况下，形成若干个通孔，从而施加第一电压v1和第二电压v2。形成通孔的情况下，中央电极rc、第一电极1和第二电极2都是没有缺口的圆环状。实施方式五中，也可以使用实施方式二～实施方式四的液晶元件100。实施方式六中，也可以使用实施方式一、实施方式三或者实施方式四所涉及的液晶元件100。

(3)实施方式五和实施方式六中，例如液晶层23可以由没有偏振依赖性的液晶材料(液晶分子24)来形成，也可以由具有偏振依赖性的液晶材料来形成。在液晶材料具有偏振依赖性的情况下，例如优选为：彼此结构相同的2个液晶元件100a和液晶元件100b中，以一个液晶元件100a的液晶材料的配光方向与另一个液晶元件100b的液晶材料的配光方向大致成90度的方式，来配置2个液晶元件100a和100b。

(4)实施方式六中，液晶元件100不限定于作为镜片使用。除了镜片，液晶元件100也可以作为利用光折射的元件。

(5)参照图24，对本发明实施方式六的变形例所涉及的眼镜装置280进行说明。变形例与实施方式六的不同之处是：变形例所涉及的眼镜装置280的眼镜(以下，记载为“眼镜300a”)作为头戴式显示器发挥作用。

图24表示变形例所涉及的眼镜装置280。如图24所示，变形例所涉及的眼镜装置280具备眼镜300a。除了参照图13说明了的实施方式六所涉及的眼镜300的结构，眼镜300a还具备图像输出部75和显示器76。变形例所涉及的眼镜装置280的其它结构与实施方式六所涉及的眼镜装置280的结构相同。

图像输出部75从控制器40或者操作装置350接收图像数据。然后，图像输出部75将光线射到显示器76，光线表示基于图像数据的图像。图像输出部75例如包含投影仪。

显示器76安装在液晶元件100上。显示器76是清澈透明的。“透明”可以是无色透明，也可以是有色透明。表示图像的光线从图像输出部75射出并入射到显示器76时，显示器76显示出光线所表示的图像。其结果，使用者能够看到图像。显示器76例如包含片状的全息光学元件。

如上述参照图24进行的说明，根据变形例，眼镜300a能够显示图像。也就是说，眼镜300a作为头戴式显示器发挥作用。而且，眼镜300a具有作为镜片的液晶元件100。因此，不仅物体和/或景色通过液晶元件100映入使用者的眼睛，显示器76上的图像也映入使用者的眼睛。其结果，例如，眼镜300a适合于用作实现增强现实(ar)的工具。

还有，根据变形例，眼镜300a具有与实施方式六同样的液晶元件100，因此焦距可以自由调整。因此，眼镜300a能够在实现符合使用者眼睛特性的焦点控制的同时，进行图像显示。其结果，例如眼镜300a更适合于用作实现增强现实(ar)的工具。

还有，眼镜300a适合于用作实现虚拟现实(vr)的工具。另外，设置了1个图像输出部75和1个显示器76，不过也可以设置一对图像输出部75和一对显示器76。

(6)本说明书和专利权利要求的范围中，直线状既包括严格的直线状，也包括大致的直线状。圆环状既包括严格的圆环状，也包括大致的圆环状。还有，圆环状形状包括没有缺口的圆环状，也包括具有缺口的圆环状。同心圆状既包括严格的同心圆状，也包括大致的同心圆状。平面状既包括严格的平面状，也包括大致的平面状。锯齿状既包括严格的锯齿状，也包括大致的锯齿状。环状既包括严格的环状，也包括大致的环状。带状既包括严格的带状，也包括大致的带状。曲线状既包括严格的曲线状，也包括大致的曲线状。

产业可利用性

本发明提供液晶元件、偏转元件和眼镜，具有产业可利用性。

附图标记说明

1第一电极

2第二电极

3第三电极

10单元电极

21绝缘层

22高阻层(电阻层)

23液晶层

40控制器

70核心电极

100液晶元件

100a液晶元件

100b液晶元件

250偏转元件

300眼镜

300a眼镜

303镜腿(镜腿部件)

rc中央电极

r1～r4(rn)单元电极