拼接液晶透镜、电子设备及驱动拼接液晶透镜的方法技术

本发明专利技术属于光学成像技术领域，提供了一种拼接液晶透镜、电子设备及驱动拼接液晶透镜的方法。该拼接液晶透镜包括：至少两个矩形通光孔液晶透镜单元和驱动电路，各所述矩形通光孔液晶透镜单元呈阵列排布拼接成一大口径液晶透镜，所述矩形通光孔液晶透镜单元包括：第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，以及由所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极围出的一个在通光方向的矩形通光孔，所述驱动电路输出驱动电压至各个矩形通光孔液晶透镜单元的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，以将各个矩形通光孔液晶透镜单元的光轴调整至相互重合的位置。本发明专利技术的拼接液晶透镜具有口径大、厚度薄、响应速度快的优点。响应速度快的优点。响应速度快的优点。

【技术实现步骤摘要】
拼接液晶透镜、电子设备及驱动拼接液晶透镜的方法


[0001]本专利技术涉及光学成像
，尤其涉及一种拼接液晶透镜、电子设备及驱动拼接液晶透镜的方法。

技术介绍

[0002]目前，在VR、成像仪和自适应眼镜等应用场景中往往需要用到大口径可调透镜。目前的液晶透镜电控调焦技术利用液晶材料各向异性的特点，通过特定的非均匀电场分布使液晶分子偏转，形成特定的排布状态，对入射光进行调制，从而实现类似于玻璃透镜效果的液晶光学器件。在理想情况下，液晶透镜在不加电时为等效平板，不对光进行偏折，对成像质量没有影响；当液晶透镜加电时，圆孔电极内为透镜区域，负责对焦，圆孔外区域不对光进行偏折，成像效果不变。由于液晶透镜可以方便地实现动态调焦，因此液晶透镜有作为大口径可调透镜使用具有一定的优势。
[0003]但是对于液晶透镜来说，液晶盒厚d正比于透镜半径r平方，响应时间τ正比于d平方，故τ正比于r四次方。因此，由于高质量的大型液晶透镜半径r很大，导致液晶盒厚变大，响应速度也变得很慢，应用效果不好，使液晶透镜在为大口径可调透镜方面的应用受到了限制。
[0004]目前也有采用液晶微透镜阵列的形式，该方式将多个圆形通孔的液晶微透镜以阵列的形式排布，但是这种方式各个液晶微透镜的光轴位置并不相同，因此无法形成一个大口径的液晶透镜，也达不到一个大口径液晶透镜的成像效果。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种拼接液晶透镜、电子设备及驱动拼接液晶透镜的方法，用以解决现有技术的大口径液晶透镜厚度大，响应速度慢的技术问题。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种拼接液晶透镜，所述拼接液晶透镜包括：至少两个矩形通光孔液晶透镜单元和驱动电路，各所述矩形通光孔液晶透镜单元呈阵列排布拼接成一大口径液晶透镜，所述矩形通光孔液晶透镜单元包括：第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，以及由所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极围出的一个在通光方向的矩形通光孔，所述驱动电路输出驱动电压至各个矩形通光孔液晶透镜单元的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，以将各个矩形通光孔液晶透镜单元的光轴调整至相互重合的位置。
[0008]优选地，所述矩形通光孔液晶透镜单元包括依次层叠设置的第一基板、第一电极层、第一高阻抗膜层、第一配向层、液晶层、第二配向层、第二高阻抗膜层、第二电极层和第二基板，所述第一电极和第二电极位于第一电极层，所述第一电极和第二电极相对设置，所述第三电极和第四电极位于第二电极层，所述第三电极层和第四电极层相对设置。
[0009]优选地，所述矩形通光孔液晶透镜单元包括依次层叠设置的第一基板、第一电极
层、第一配向层、液晶层、第二配向层、第二电极层和第二基板，所述第一电极和第二电极位于第一电极层，所述第一电极层还包括第一高阻抗膜，所述第一电极和第二电极设置在第一高阻抗膜的相对两端，所述第三电极和第四电极位于第二电极层，所述第二电极层还包括第二高阻抗膜，所述第三电极和第四电极设置在第二高阻抗膜的相对两端。
[0010]优选地，所述驱动电路包括与各个矩形通光孔液晶单元一一对应的子驱动电路，各个子驱动电路可独立驱动与之对应的矩形通光孔液晶透镜单元。
[0011]优选地，所述子驱动电路包括用于给第一电极施加驱动电压的第一驱动电压单元，用于给第二电极施加驱动电压的第二驱动电压单元，用于给第三电极施加驱动电压的第三驱动电压单元，用于给第四电极施加驱动电压的第四驱动电压单元。
[0012]优选地，所述多个矩形通光孔液晶透镜单元成m
×
k阵列排布,m≠k,其中m和k中的一个为大于等于1的正整数，另一个为大于等于2的正整数。
[0013]第二方面，本专利技术还提供了一种电子设备，所述电子设备包括第一方面所述的拼接液晶透镜。
[0014]第三方面，本专利技术还提供了一种驱动第一方面所述的拼接液晶透镜的方法，包括以下步骤：
[0015]S1:获取拼接液晶透镜的目标光轴位置；
[0016]S2:获取各矩形通光孔液晶透镜单元的初始光轴位置和初始电压参数；
[0017]S3:根据所述各矩形通光孔液晶透镜单元的初始光轴位置、初始电压参数和所述目标光轴位置确定各个矩形通光孔液晶透镜的目标电压参数；
[0018]S4:根据所述各个矩形通光孔液晶透镜单元的目标电压参数驱动相对应的矩形通光孔液晶透镜单元。
[0019]优选地，所述矩形通光孔液晶透镜单元的初始电压参数包括施加给第一电极的初始电压幅值v1、初始相位施加给第二电极的初始电压幅值v2、初始相位施加给第三电极的初始电压幅值、初始相位施加给第四电极的初始电压幅值v4、初始相位所述目标电压参数包括施加给第一电极的目标电压幅值v
1a
、目标相位施加给第二电极的目标电压幅值v
2a
、目标相位施加给第三电极的目标电压幅值v
3a
、目标相位施加给第四电极的目标电压幅值v
4a
、目标相位其中，所述在S3包括：
[0020]所述在S3包括：
[0021]S31：以矩形通光孔液晶透镜单元的初始光轴位置为坐标原点建立直角坐标系；
[0022]S32：获取设目标光轴位置在所述坐标系中的坐标(ox,oy)
[0023]S33：根据以下公式计算得到目标电压参数:
[0024][0025][0026][0027][0028][0029]v
2a
＝v
1a
t
21a
[0030][0031]v
4a
＝v
3a
t
43a
[0032]优选地，所述多个矩形通光孔液晶透镜单元成c
×
e阵列排布,c和e中的其中一个为大于等于1的奇数，另一个为大于等于2的奇数，在S1中，所述目标光轴位置为处于阵列中心的矩形通光孔液晶透镜单元的光轴的位置。
[0033]有益效果：本专利技术的拼接液晶透镜利用口径较小的多个矩形通光孔液晶透镜单元通过拼接组合的方式拼接成一个口径较大的液晶透镜，利用矩形通光孔液晶透镜单元具有光轴位置可以调的特点，通过驱动电路调整各个矩形通光孔液晶透镜单元的光轴至同一个位置，形成大口径的液晶透镜。由于用于拼接的每个矩形通光孔液晶透镜单元自身的口径较小，因此每个矩形通光孔液晶透镜单元的厚度较小，且响应时间短，这样就使拼接形成的液晶透镜整体的厚度小，响应时间也短。并且本专利技术拼接液晶透镜拼接的缝隙极小，开口率很高，且即使拼接的矩形通光孔液晶透镜单元数量增加也不会导致开口率下降。
附图说明
[0034]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，这些均在本专利技术的保护范围内。
[0035]图1为本专利技术的矩形通光孔液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.拼接液晶透镜，其特征在于，所述拼接液晶透镜包括：至少两个矩形通光孔液晶透镜单元和驱动电路，各所述矩形通光孔液晶透镜单元呈阵列排布拼接成一大口径液晶透镜，所述矩形通光孔液晶透镜单元包括：第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，以及由所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极围出的一个在通光方向的矩形通光孔，所述驱动电路输出驱动电压至各个矩形通光孔液晶透镜单元的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，以将各个矩形通光孔液晶透镜单元的光轴调整至相互重合的位置。2.根据权利要求1所述的拼接液晶透镜，其特征在于，所述矩形通光孔液晶透镜单元包括依次层叠设置的第一基板、第一电极层、第一高阻抗膜层、第一配向层、液晶层、第二配向层、第二高阻抗膜层、第二电极层和第二基板，所述第一电极和第二电极位于第一电极层，所述第一电极和第二电极相对设置，所述第三电极和第四电极位于第二电极层，所述第三电极层和第四电极层相对设置。3.根据权利要求1所述的拼接液晶透镜，其特征在于，所述矩形通光孔液晶透镜单元包括依次层叠设置的第一基板、第一电极层、第一配向层、液晶层、第二配向层、第二电极层和第二基板，所述第一电极和第二电极位于第一电极层，所述第一电极层还包括第一高阻抗膜，所述第一电极和第二电极设置在第一高阻抗膜的相对两端，所述第三电极和第四电极位于第二电极层，所述第二电极层还包括第二高阻抗膜，所述第三电极和第四电极设置在第二高阻抗膜的相对两端。4.根据权利要求2或3所述的拼接液晶透镜，其特征在于，所述驱动电路包括与各个矩形通光孔液晶单元一一对应的子驱动电路，各个子驱动电路可独立驱动与之对应的矩形通光孔液晶透镜单元。5.根据权利要求4所述的拼接液晶透镜，其特征在于，所述子驱动电路包括用于给第一电极施加驱动电压的第一驱动电压单元，用于给第二电极施加驱动电压的第二驱动电压单元，用于给第三电极施加驱动电压的第三驱动电压单元，用于给第四电极施加驱动电压的第四驱动电压单元。6.根据权利要求4所述的拼接液晶透镜，其特征在于，多个所述矩形通光孔液晶透镜单元成m
×
k阵列排布,m≠k,其中m和k中的一个为大于等于1的正整数，另一个为大于等于2的正整数。7.电子设备，所述电子设备包括权利要求1至6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓西，徐律涵，黄振豪，叶茂，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：