液晶透镜阵列、成像装置及驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及液晶透镜技术领域，尤其涉及一种液晶透镜阵列、成像装置及驱动方法。所述液晶透镜阵列包括：第一电极层，第二电极层和第三电极层，以及位于所述第二电极层和所述第三电极层之间的液晶层，所述第一电极层与所述第二电极层之间设有透明绝缘层，所述第一电极层、第三电极层为透明电极层，所述第二电极层包括非透明材料层以及分布于所述非透明材料层中以预定形状排布的多个电极单元，所述第一电极层、所述第二电极层和所述第三电极层分别采用一个独立驱动电压。本发明专利技术操作简单，成本低，解决了现有技术中液晶透镜阵列焦距变化控制复杂、成本高的问题。

Liquid crystal lens array, imaging device and driving method

【技术实现步骤摘要】
液晶透镜阵列、成像装置及驱动方法
本专利技术涉及液晶透镜
，尤其涉及一种液晶透镜阵列、成像装置及驱动方法。
技术介绍
液晶透镜阵列器件具有体积小，重量轻，功耗小等优势，其无需机械部件实现可调焦距的特点表现出独有的优势。经过近几年的发展，液晶可变焦透镜及阵列在光通讯器件、光纤开关、光偏转器件、3D显示、集成图像系统及图像处理等各种领域表现出极大的潜在应用价值。目前可调焦距液晶透镜形成的根本机制在于产生调制透镜中间和边缘的光程差，在液晶透镜中形成梯度折射率变化的轮廓，以实现电场调制焦距的变化。实现梯度折射率的变化按液晶层厚度是否均匀来分类，主要有两种，即均匀液晶层厚度结构和非均匀液晶层厚度结构。均匀液晶层厚度结构，在由上下两块玻璃基板构成的液晶屏采用平行取向构成平行均匀排列的液晶。前基板从玻璃基板起，分别是公共电极层、取向层；后基板从玻璃基板起，依次是圆孔形电极层、取向层。液晶屏的厚度由分散在玻璃基板内表面的衬垫决定，液晶屏内部灌注向列相液晶。圆孔电极结构液晶可变焦透镜的工作原理是在圆孔行电极层上施加工作电压，在液晶区域产生非均匀电场分布，液晶分子在不均匀电场作用下，发生非均匀偏转，导致其折射率空间分布也发生非均匀变化，从而使光束聚焦在特定位置。当调控电压改变时，微透镜焦点位置发生变化，从而完成了微透镜焦点位置的调控过程。非均匀液晶层厚度结构，调控区域内的液晶呈凹面或凸面型结构，由聚合物采用光刻或模压等方法控制，上下玻璃基板电极层均为平面或者随聚合物三维结构呈曲面。利用聚合物材料与液晶材料的折射率差，形成一个微透镜结构，使光束聚焦在特定位置。施加电压时，液晶折射率随电压发生变化，从而实现微透镜的焦距控制。上述方式虽能实现透镜焦距变化，但其控制复杂，制造成本高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种液晶透镜阵列、装置及驱动方法，旨在解决现有液晶透镜阵列焦距变化控制复杂、成本高的技术问题。为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种液晶透镜阵列，包括：第一电极层，第二电极层和第三电极层，以及位于所述第二电极层和所述第三电极层之间的液晶层，所述第一电极层与所述第二电极层之间设有透明绝缘层，所述第一电极层、第三电极层为透明电极层，所述第二电极层包括非透明材料层以及分布于所述非透明材料层中以预定形状排布的多个电极单元，所述第一电极层、所述第二电极层和所述第三电极层分别采用一个独立驱动电压。优选的，多个所述电极单元的驱动电压不同，相同驱动电压的电极单元与同一个驱动电压输入端相连。优选的，每个所述电极单元通过单独的导线与对应的驱动电压输入端连接。优选的，所述第二电极层的多个电极单元的几何中心以位于矩形或正六边形的顶点的方式排列，每一所述电极单元的形状为对称图案。优选的，所述对称图案为圆形、正方形和正六边形中的一种。优选的，所述液晶透镜阵列还包括：设于所述第二电极层与所述液晶层之间的第一高阻层。另一方面，本专利技术还公开了一种液晶透镜阵列成像装置，包括：主透镜、图像传感器及设于所述主透镜与所述图像传感器之间的液晶透镜阵列，所述液晶透镜阵列为上述任一所述的液晶透镜阵列。优选的，所述液晶透镜阵列成像装置还包括：驱动所述液晶透镜阵列的驱动电路，所述驱动电路包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器通过第一总线输出驱动电压至第二电极层；所述第二驱动器通过第二总线输出驱动电压至第一电极层和第三电极层。另一方面，本专利技术还公开了一种上述任一项所述的液晶透镜阵列的驱动方法，所述方法包括：分别向所述第一电极层、所述第二电极层和所述第三电极层输入一个驱动电压。优选的，所述分别向所述第一电极层、所述第二电极层和所述第三电极层输入一个驱动电压包括：相同驱动电压的所述电极单元通过同一行扫描线与第一总线连接，各个所述电极单元通过行扫描的方式驱动控制，所述第一电极层或所述第三电极层与第二总线连接，对所述第一电极层或所述第三电极层的驱动电压进行单独驱动控制；其中，在第一时刻，通过第一总线向第一条行扫描线输入第一驱动电压，驱动第一焦距电极单元，第二时刻，通过第一总线向第二条行扫描线输入第二驱动电压，驱动第二焦距电极单元，第三时刻，通过第一总线向第三条行扫描线输入第三驱动电压，驱动第三焦距电极单元。本专利技术提供的一种液晶透镜阵列、成像装置及驱动方法，设置包括非透明材料层以及分布于所述非透明材料层中以预定形状排布的多个电极单元的所述第二电极层，其中，所述第一电极层、所述第二电极层和所述第三电极层分别采用一个独立驱动电压，通过对电极单元驱动电压的控制可以实现电极单元的焦距可变，操作简单，成本低。因此，本专利技术的液晶透镜阵列、成像装置操作简单，成本低，解决了现有技术中液晶透镜阵列焦距变化控制复杂、成本高的问题。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种液晶透镜阵列结构示意图；图2a～2d为本专利技术实施例一提供的第二电极层示意图；图3a为原始液晶透镜阵列成像装置景深图；图3b为本专利技术实施例二提供的液晶透镜阵列与微透镜阵列组和景深图；图4为本专利技术实施例二中多组焦距呈规律变化电压控制示意图；图5a～5b为本专利技术实施例二提供的两种电极单元与驱动电压输入端连接方式示意图；图6为本专利技术实施例二提供的另一种电极单元与驱动电压输入端连接方式示意图；本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本专利技术的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。实施例一本专利技术实施例一提供一种液晶透镜阵列，如图1所示，该液晶透镜阵列包括：第一电极层11，第二电极层13和第三电极层21，以及位于所述第二电极层13和所述第三电极层21之间的液晶层30，所述第一电极层11与所述第二电极层13之间设有透明绝缘层12，所述第一电极层11、第三电极层21为透明电极层，所述第二电极层13包括非透明材料层以及分布于所述非透明材料层中以预定形状排布的多个电极单元131，所述第一电极层11、所述第二电极层13和所述第三电极层21分别采用一个独立驱动电压。第一电极层11、第二电极层13和第三电极层21分别采用一个独立驱动电压，通过对电极单元131驱动电压的驱动可以实现电极单元131的焦距可变，操作简单，成本低。在本专利技术优选的实施例中，所述液晶透镜阵列还包括第一基板10、第二基板20，所述第一电极层11和第三电极层21分别涂镀于所述第一基板10和所述第二基板20上。在本专利技术优选的实施例中，所述液晶透镜阵列还包括：设于所述第二电极层13与所述液晶层30之间的第一高阻层14。第一高阻层14把液晶层30与第二电极层13隔开，避免液晶层30对第二电极层13的影响，提高了产品使用寿命。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶透镜阵列，其特征在于，包括：第一电极层，第二电极层和第三电极层，以及位于所述第二电极层和所述第三电极层之间的液晶层，所述第一电极层与所述第二电极层之间设有透明绝缘层，所述第一电极层、第三电极层为透明电极层，所述第二电极层包括非透明材料层以及分布于所述非透明材料层中以预定形状排布的多个电极单元，所述第一电极层、所述第二电极层和所述第三电极层分别采用一个独立驱动电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种液晶透镜阵列，其特征在于，包括：第一电极层，第二电极层和第三电极层，以及位于所述第二电极层和所述第三电极层之间的液晶层，所述第一电极层与所述第二电极层之间设有透明绝缘层，所述第一电极层、第三电极层为透明电极层，所述第二电极层包括非透明材料层以及分布于所述非透明材料层中以预定形状排布的多个电极单元，所述第一电极层、所述第二电极层和所述第三电极层分别采用一个独立驱动电压。


2.根据权利要求1所述的液晶透镜阵列，其特征在于，多个所述电极单元的驱动电压不同，相同驱动电压的电极单元与同一个驱动电压输入端相连。


3.根据权利要求2所述的液晶透镜阵列，其特征在于，每个所述电极单元通过单独的导线与对应的驱动电压输入端连接。


4.根据权利要求1-3任一所述的液晶透镜阵列，其特征在于，所述第二电极层的多个电极单元的几何中心以位于矩形或正六边形的顶点的方式排列，每一所述电极单元的形状为对称图案。


5.根据权利要求4所述的液晶透镜阵列，其特征在于，所述对称图案为圆形、正方形和正六边形中的一种。


6.根据权利要求6所述的液晶透镜阵列，其特征在于，所述液晶透镜阵列还包括：设于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金，叶茂，
申请(专利权)人：成都微晶景泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51