液晶透镜阵列器件、成像装置及成像方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开液晶透镜阵列器件、成像装置及成像方法。液晶透镜阵列器件包括：第一阵列电极、第二阵列电极以及液晶层。第一阵列电极包括多个第一电极对，第二阵列电极包括多个第二电极对，第一阵列电极的第一电极对在参考平面上的投影与第二阵列电极的第二电极对部分交叠，参考平面与液晶层的平面平行，第一电极对包括第一电极和第二电极，第二电极对包括第三电极和第四电极，当在T1时刻形成第一液晶透镜阵列时，第一电极施加第一电压，第二电极施加第二电压，第二电极对作为公共电极；当在T2时刻形成第二液晶透镜阵列时，第二电极对的第三电极施加第一电压，第四电极施加第二电压，第一电极对作为公共电极。本发明专利技术具有高占空比的优点。

Liquid crystal lens array device, imaging device and imaging method

【技术实现步骤摘要】
液晶透镜阵列器件、成像装置及成像方法
本专利技术涉及光学成像
，尤其涉及一种液晶透镜阵列器件、成像装置及成像方法。
技术介绍
液晶透镜阵列是近年来出现的一种基于液晶材料的透镜阵列。液晶是一种良好的光电材料，具有较大的光电各向异性和双折射性，近年来广泛应用于光开关、波前探测、相位延迟、光纤传感等领域。将液晶材料置于一个电场或磁场中，其分子指向会随着所处位置的电场或磁场强度发生一定角度的偏转。利用该特性，通过施加不均匀电场，形成梯度折射率透镜，从而对入射光进行会聚、发散以及变焦等操作。液晶透镜阵列每个微透镜的孔径都很小，相比于单体液晶透镜，有着更大的光焦度。在现有技术中，采用液晶透镜阵列成像时，为了获得高质量的图像，需要增大液晶透镜阵列的开口率，这就需要使液晶透镜之间的间距尽量减小。实验研究发现，在液晶透镜阵列中，当相邻两液晶透镜之间距离较小时，采用现有的液晶透镜阵列的驱动方式，将容易导致距离最近的相邻两液晶透镜之间产生干扰，这个干扰对液晶透镜阵列应用于成像等
中时，会影响到成像质量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种液晶透镜阵列器件、成像装置及成像方法，解决现有技术中液晶透镜阵列中相邻微透镜之间间距过大影响开口率的问题。一方面，本专利技术实施例提供一种液晶透镜阵列器件，包括：第一阵列电极、第二阵列电极以及夹设于所述第一阵列电极与第二阵列电极之间的液晶层，所述第一阵列电极包括多个第一电极对，所述第二阵列电极包括多个第二电极对，所述第一阵列电极的第一电极对在参考平面上的投影与所述第二阵列电极的第二电极对部分交叠，所述参考平面与所述液晶层的平面平行，所述第一电极对包括第一电极和第二电极，所述第二电极对包括第三电极和第四电极，当在T1时刻形成第一液晶透镜阵列时，所述第一电极施加第一电压，所述第二电极施加第二电压，所述第二电极对作为公共电极；当在T2时刻形成第二液晶透镜阵列时，所述第二电极对的第三电极施加第一电压，所述第四电极施加第二电压，所述第一电极对作为公共电极。优选地，所述第一阵列电极的相邻两第一电极对之间间隔第一预设距离，所述第二阵列电极的相邻两第二电极对之间间隔第二预设距离。优选地，所述第一阵列电极的相邻两第一电极对相切，所述第二阵列电极的相邻两第二电极对相切。优选地，所述T1时刻包括：t1时刻和t2时刻，相邻第一电极对分别在t1时刻和t2时刻工作；所述T2时刻包括：t3时刻和t4时刻，相邻第一电极对分别在t3时刻和t4时刻工作。优选地，第一电极对的第一电极和第二电极位于第一平面，所述第二电极位于第一电极内；第二电极对的第三电极和第四电极位于第二平面，所述第三电极位于所述第四电极内。优选地，第一电极对的第一电极和第二电极不在同一平面，所述第一电极在所述参考平面的投影位于所述第二电极在所述参考平面上的投影内；第二电极对的第三电极和第四电极不在同一平面，所述第三电极在所述参考平面的投影位于所述第四电极在所述参考平面上的投影内。优选地，当在T1时刻形成第一液晶透镜阵列时，所述第二电极对的第三电极与第四电极之间形成一个在第一预定范围内的电压差，以便所述第二电极对作为公共电极；当在T2时刻形成第二液晶透镜阵列时，所述第一电极对的第一电极与第二电极之间形成一个在第二预定范围内的电压差，以便所述第一电极对作为公共电极。优选地，第一阵列电极与所述液晶层之间设有第一高阻抗膜或第一透明玻璃基板，所述第二阵列电极与所述液晶层之间设有第二高阻抗膜或第二透明玻璃基板。另一方面，本专利技术实施例还提供一种成像装置，该成像装置包括：主透镜和液晶透镜阵列器件，其中，该液晶透镜阵列器件至少包括：第一阵列电极、第二阵列电极以及夹设于所述第一阵列电极与第二阵列电极之间的液晶层，所述第一阵列电极包括多个第一电极对，所述第二阵列电极包括多个第二电极对，所述第一阵列电极的第一电极对在参考平面上的投影与所述第二阵列电极的第二电极对部分交叠，所述参考平面与所述液晶层的平面平行，所述第一电极对包括第一电极和第二电极，所述第二电极对包括第三电极和第四电极，当在T1时刻形成第一液晶透镜阵列时，所述第一电极施加第一电压，所述第二电极施加第二电压，所述第二电极对作为公共电极；当在T2时刻形成第二液晶透镜阵列时，所述第二电极对的第三电极施加第一电压，所述第四电极施加第二电压，所述第一电极对作为公共电极。再一方面，本专利技术实施例还提供一种成像方法，包括：通过所述主透镜对指定场景中目标物体成像；判断所述目标物体距离所述液晶透镜阵列器件的距离；当所述目标物体距离所述液晶透镜阵列器件较近时，所述液晶透镜阵列器件工作在正光焦度下，T1时刻，所述第一电极对中所述第一电压大于所述第二电压，所述第二电极对作为公共电极，依据所述成像生成第一图像；T2时刻，所述第二电极对中所述第一电压大于所述第二电压，所述第一电极对作为公共电极，依据所述成像生成第二图像；当所述目标物体距离所述液晶透镜阵列器件较远时，所述液晶透镜阵列器件工作在负光焦度下，T1时刻，所述第一电极对中所述第一电压小于所述第二电压，所述第二电极对作为公共电极，依据所述成像生成第三图像；T2时刻，所述第二电极对中所述第一电压小于所述第二电压，所述第一电极对作为公共电极，依据所述成像生成第四图像；将所述第一图像与所述第二图像进行图像拼接处理，生成第一目标图像，或者将所述第三图像与所述第四图像进行图像拼接处理，生成第二目标图像。综上所述，本专利技术所提供的液晶透镜阵列器件、成像装置及成像方法，通过所述第一阵列电极的第一电极对在参考平面上的投影与所述第二阵列电极的第二电极对部分交叠，在T1、T2时刻分别驱动，因而可以在简单的工艺下保证液晶透镜阵列器件的占空比达到100％，充分解决了增大液晶透镜阵列的开口率时减小液晶透镜之间的间距，而影响了图像成像质量的问题。本专利技术的成像装置和成像方法提高了液晶透镜阵列占空比，具有较高的开口率，可提高使用液晶透镜阵列时的成像质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例一的液晶透镜阵列器件的结构示意图。图2示出了本专利技术实施例一的液晶透镜阵列器件的第一电极对的结构示意图。图3示出了本专利技术实施例一的液晶透镜阵列器件的多个第一电极对和第二电极对的排布示意图。图4示出了本专利技术实施例二的液晶透镜阵列器件的多个第一电极对和第二电极对的排布示意图。图5示出了本专利技术实施例二的液晶透镜阵列器件的结构示意图。图6示出了本专利技术实施例三的液晶透镜阵列器件的结构示意图。图7示出了本专利技术实施例三的液晶透镜阵列器件的变形结构示意图。。图8示出了本专利技术实施例四的液晶透镜阵列器件的结构示意图。图9示出了本专利技术实施例六的成像方法的流程示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶透镜阵列器件，其特征在于，包括：第一阵列电极、第二阵列电极以及夹设于所述第一阵列电极与第二阵列电极之间的液晶层，所述第一阵列电极包括多个第一电极对，所述第二阵列电极包括多个第二电极对，所述第一阵列电极的第一电极对在参考平面上的投影与所述第二阵列电极的第二电极对部分交叠，所述参考平面与所述液晶层的平面平行，所述第一电极对包括第一电极和第二电极，所述第二电极对包括第三电极和第四电极，当在T1时刻形成第一液晶透镜阵列时，对所述第一电极施加第一电压，所述第二电极施加第二电压，所述第二电极对作为公共电极；当在T2时刻形成第二液晶透镜阵列时，对所述第二电极对的第三电极施加第一电压，所述第四电极施加第二电压，所述第一电极对作为公共电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种液晶透镜阵列器件，其特征在于，包括：第一阵列电极、第二阵列电极以及夹设于所述第一阵列电极与第二阵列电极之间的液晶层，所述第一阵列电极包括多个第一电极对，所述第二阵列电极包括多个第二电极对，所述第一阵列电极的第一电极对在参考平面上的投影与所述第二阵列电极的第二电极对部分交叠，所述参考平面与所述液晶层的平面平行，所述第一电极对包括第一电极和第二电极，所述第二电极对包括第三电极和第四电极，当在T1时刻形成第一液晶透镜阵列时，对所述第一电极施加第一电压，所述第二电极施加第二电压，所述第二电极对作为公共电极；当在T2时刻形成第二液晶透镜阵列时，对所述第二电极对的第三电极施加第一电压，所述第四电极施加第二电压，所述第一电极对作为公共电极。


2.根据权利要求1所述的液晶透镜阵列器件，其特征在于，所述第一阵列电极的相邻两第一电极对之间间隔第一预设距离，所述第二阵列电极的相邻两第二电极对之间间隔第二预设距离。


3.根据权利要求1所述的液晶透镜阵列器件，其特征在于，所述第一阵列电极的相邻两第一电极对相切，所述第二阵列电极的相邻两第二电极对相切。


4.根据权利要求3所述的液晶透镜阵列器件，其特征在于，所述T1时刻包括：t1时刻和t2时刻，相邻第一电极对分别在t1时刻和t2时刻工作；所述T2时刻包括：t3时刻和t4时刻，相邻第一电极对分别在t3时刻和t4时刻工作。


5.根据权利要求1所述的液晶透镜阵列器件，其特征在于，第一电极对的第一电极和第二电极位于第一平面，所述第二电极位于第一电极内；第二电极对的第三电极和第四电极位于第二平面，所述第三电极位于所述第四电极内。


6.根据权利要求1至5任一项所述的液晶透镜阵列器件，其特征在于，第一电极对的第一电极和第二电极不在同一平面，所述第一电极在所述参考平面的投影位于所述第二电极在所述参考平面上的投影内；第二电极对的第三电极和第四电极不在同一平面，所述第三电极在所述参考平面的投影位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶茂，陈晓西，王思聪，晁晨，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51