液晶透镜的电压调试方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种液晶透镜的电压调试方法及系统，所述液晶透镜包括多个驱动电极，所述电压调试方法包括：向所述液晶透镜投射偏振光，并通过检偏器调制所述液晶透镜的出射光；以多个电压依次驱动所述液晶透镜；通过摄像头在所述检偏器的出光侧拍摄所述液晶透镜，以获取多幅图像；根据所述多幅图像确定每个驱动电极所对应的第一关系；根据所述液晶透镜

【技术实现步骤摘要】
液晶透镜的电压调试方法及系统


[0001]本专利技术大致涉及液晶透镜
，尤其是一种液晶透镜的电压调试方法及系统
。

技术介绍

[0002]传统的光学透镜是通过改变均一折射率材料的厚度实现聚焦或发散功能
(
例如平凸透镜或平凹透镜
)
，光学透镜由于透镜面型厚度的不同造成光线的光程差
。
液晶透镜由两块导电玻璃之间夹层液晶材料构成液晶盒结构
(
通常为平板结构
)
，由于液晶材料对电场的响应特性，在不同的驱动电压下，液晶分子具有不同的倾角与不同的折射率，因此可以通过对驱动电压的控制实现所需折射率的变化，达到与传统光学透镜相同的光程差，实现对入射光的调制
。
[0003]液晶透镜为实现所需的光程差分布，需要在相应的电极上施加一定的驱动电压，若干驱动电压所形成的一组驱动电压即可对应一条光程差分布曲线
。
为使液晶透镜的光程差分布曲线达到或接近传统光学透镜的光程差，需要对液晶透镜中的各个驱动电极的驱动电压进行调试
。
[0004]目前，为液晶透镜的各个电极寻找合适电压最直接的方法是分别测试出各个电极的电压与光程差的对应关系曲线，根据所需光程差找到对应的驱动电压
。
在现有技术中，有多种测试
Δ
nd
的方法，如相位补偿法
、
波片或偏振片旋转法
、
光学外差法等等，这些测量方法都是基于琼斯矩阵
、
柯西方程及斯托克斯参数为理论基础，在测试过程中或者需要使用不同波长的光重复测量因而比较费时，或者测量设备昂贵操作复杂
。
[0005]
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的一个或多个缺陷，本专利技术提供一种液晶透镜的电压调试方法，所述液晶透镜包括多个驱动电极，所述电压调试方法包括：
[0007]向所述液晶透镜投射偏振光，并通过检偏器调制所述液晶透镜的出射光；
[0008]以多个电压依次驱动所述液晶透镜；
[0009]通过摄像头在所述检偏器的出光侧拍摄所述液晶透镜，以获取多幅图像；
[0010]根据所述多幅图像确定每个驱动电极所对应的第一关系，其中，所述第一关系表征所述检偏器中与该驱动电极相对应的区域对所述偏振光的实测透过率与该驱动电极的电压的关系；
[0011]根据所述液晶透镜
、
所述偏振光和所述检偏器的参数，确定所述液晶透镜的第二关系，其中，所述第二关系表征所述检偏器中与所述液晶透镜中不同位置处相对应的区域对所述偏振光的透过率；和
[0012]根据所述第一关系和所述第二关系，分别确定每个驱动电极的驱动电压
。
[0013]根据本专利技术的一个方面，所述偏振光的偏振方向和所述检偏器的偏振化方向的夹角为
50
°‑
90
°
，所述液晶透镜的取向方向与所述偏振光的偏振方向的夹角和所述液晶透镜的取向方向与所述检偏器的偏振化方向的夹角相同
。
[0014]根据本专利技术的一个方面，所述向所述液晶透镜投射偏振光的步骤包括：
[0015]通过光源向所述液晶透镜发射所述偏振光；或者，
[0016]通过发光单元发射光束，并通过起偏器调制所述光束以产生所述偏振光
。
[0017]根据本专利技术的一个方面，所述偏振光为单色光
。
[0018]根据本专利技术的一个方面，所述多个电压中相邻电压的差值与所述液晶透镜的盒厚相关
。
[0019]根据本专利技术的一个方面，所述多个电压的电压值依次递增或递减，且相邻电压的差值相同；或者，
[0020]所述多个电压的电压值依次递增且相邻电压的差值随电压的增大而增大；或者，
[0021]所述多个电压的电压值依次递减且相邻电压的差值随电压的减小而减小
。
[0022]根据本专利技术的一个方面，所述确定第一关系的步骤包括：
[0023]根据所述驱动电极在液晶透镜中的位置，确定每幅图像中与该驱动电极相对应的像素集合；
[0024]分别计算与所述驱动电极相对应的每个像素集合的平均灰度值，以获取对应于所述多个电压的多个平均灰度值；
[0025]根据所述多个平均灰度值，分别确定该驱动电极在每个电压下所对应的实测透过率；
[0026]根据所述多个电压和多个实测透过率，得到与该驱动电极对应的实测透过率曲线，作为所述第一关系
。
[0027]根据本专利技术的一个方面，所述确定第一关系的步骤还包括：对所述多个平均灰度值进行归一化处理
。
[0028]根据本专利技术的一个方面，通过以下公式确定所述检偏器中与该驱动电极相对应的区域对所述偏振光的实测透过率
T
：
[0029]T
＝
(L
‑
Lmin)/(Lmax
‑
Lmin)
；
[0030]其中，
L
为与该驱动电极和所述电压相对应的像素集合的平均灰度值；
Lmax
为与所述驱动电极相对应的多个平均灰度值中的最大值，
Lmin
为与所述驱动电极相对应的多个平均灰度值中的最小值
。
[0031]根据本专利技术的一个方面，所述确定液晶透镜的第二关系的步骤包括：
[0032]根据所述液晶透镜的设计参数确定所述液晶透镜的光程差分布曲线；
[0033]根据所述光程差分布曲线
、
所述偏振光的参数和所述检偏器的参数
,
确定理论透过率曲线，所述理论透过率曲线反映所述检偏器中与所述液晶透镜中不同位置处相对应的区域对所述偏振光的理论透过率；
[0034]根据所述液晶透镜中每个驱动电极的宽度对所述理论透过率曲线分段进行平均，得到透过率曲线，作为所述第二关系
。
[0035]根据本专利技术的一个方面，所述确定液晶透镜的光程差分布曲线的步骤包括：通过以下公式确定所述液晶透镜的光程差
Δ
nd
：
[0036]Δ
nd
＝
r2/(2f)
；
[0037]其中，
r
为液晶透镜的驱动电极的位置坐标，
f
为液晶透镜的设计焦距
。
[0038]根据本专利技术的一个方面，所述确定理论透过率曲线的步骤包括：通过以下公式确定理论透过率曲线：
sin2(2
α
)cos2(
πΔ
nd/
λ
)
；
[0039]其中，
α
为所述液晶透镜的取向方向与所述偏振光的偏振方向的夹角，
Δ
nd
为液晶透镜的光程差，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种液晶透镜的电压调试方法，所述液晶透镜包括多个驱动电极，所述电压调试方法包括：向所述液晶透镜投射偏振光，并通过检偏器调制所述液晶透镜的出射光；以多个电压依次驱动所述液晶透镜；通过摄像头在所述检偏器的出光侧拍摄所述液晶透镜，以获取多幅图像；根据所述多幅图像确定每个驱动电极所对应的第一关系，其中，所述第一关系表征所述检偏器中与该驱动电极相对应的区域对所述偏振光的实测透过率与该驱动电极的电压的关系；根据所述液晶透镜
、
所述偏振光和所述检偏器的参数，确定所述液晶透镜的第二关系，其中，所述第二关系表征所述检偏器中与所述液晶透镜中不同位置处相对应的区域对所述偏振光的透过率；和根据所述第一关系和所述第二关系，分别确定每个驱动电极的驱动电压
。2.
根据权利要求1所述的电压调试方法，其中，所述偏振光的偏振方向和所述检偏器的偏振化方向的夹角为
50
°‑
90
°
，所述液晶透镜的取向方向与所述偏振光的偏振方向的夹角和所述液晶透镜的取向方向与所述检偏器的偏振化方向的夹角相同
。3.
根据权利要求1或2所述的电压调试方法，其中，所述向所述液晶透镜投射偏振光的步骤包括：通过光源向所述液晶透镜发射所述偏振光；或者，通过发光单元发射光束，并通过起偏器调制所述光束以产生所述偏振光
。4.
根据权利要求1所述的电压调试方法，其中，所述偏振光为单色光
。5.
根据权利要求1所述的电压调试方法，其中，所述多个电压中相邻电压的差值与所述液晶透镜的盒厚相关
。6.
根据权利要求1所述的电压调试方法，其中，所述多个电压的电压值依次递增或递减，且相邻电压的差值相同；或者，所述多个电压的电压值依次递增且相邻电压的差值随电压的增大而增大；或者，所述多个电压的电压值依次递减且相邻电压的差值随电压的减小而减小
。7.
根据权利要求1所述的电压调试方法，其中，所述确定第一关系的步骤包括：根据所述驱动电极在液晶透镜中的位置，确定每幅图像中与该驱动电极相对应的像素集合；分别计算与所述驱动电极相对应的每个像素集合的平均灰度值，以获取对应于所述多个电压的多个平均灰度值；根据所述多个平均灰度值，分别确定该驱动电极在每个电压下所对应的实测透过率；根据所述多个电压和多个实测透过率，得到与该驱动电极对应的实测透过率曲线，作为所述第一关系
。8.
根据权利要求7所述的电压调试方法，其中，所述确定第一关系的步骤还包括：对所述多个平均灰度值进行归一化处理
。9.
根据权利要求7所述的电压调试方法，其中，通过以下公式确定所述检偏器中与该驱动电极相对应的区域对所述偏振光的实测透过率
T
：
T
＝
(L
‑
Lmin)/(Lmax
‑
Lmin)
；
其中，
L
为与该驱动电极和所述电压相对应的像素集合的平均灰度值；
Lmax
为与所述驱动电极相对应的多个平均灰度值中的最大值，
Lmin
为与所述驱动电极相对应的多个平均灰度值中的最小值
。10.
根据权利要求1所述的电压调试方法，其中，所述确定液晶透镜的第二关系的步骤包括：根据所述液晶透镜的设计参数确定所述液晶透镜的光程差分布曲线；根据所述光程差分布曲线
、
所述偏振光的参数和所述检偏器的参数
,
确定理论透过率曲线，所述理论透过率曲线反映所述检偏器中与所述液晶透镜中不同位置处相对应的区域对所述偏振光的理论透过率；根据所述液晶透镜中每个驱动电极的宽度对所述理论透过率曲线分段进行平均，得到透过率曲线，作为所述第二关系
。11.
根据权利要求
10
所述的电压调试方法，其中，所述确定液晶透镜的光程差分布曲线的步骤包括：通过以下公式确定所述液晶透镜的光程差
Δ
nd
：
Δ
nd
＝
r2/(2f)
；其中，
r
为液晶透镜的驱动电极的位置坐标，
f
为液晶透镜的设计焦距
。12.
根据权利要求
10
或
11
所述的电压调试方法，其中，所述确定理论透过率曲线的步骤包括：通过以下公式确定理论透过率曲线：
sin2(2
α
)cos2(
πΔ
nd/
λ
)
；其中，
α
为所述液晶透镜的取向方向与所述偏振光的偏振方向的夹角，
Δ
nd
为液晶透镜的光程差，
λ
为所述偏振光的波长
。13.
根据权利要求1所述的电压调试方法，其中，所述确定每个驱动电极的驱动电压的步骤包括：对与每个驱动电极相对应的第一关系的曲线中的周期进行依次排序，其中，实测透过率增大为正周期，实测透过率减小为负周期，正周期和负周期是交替出现的；对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：向贤明，易凯，李建军，
申请(专利权)人：江西联昊光电有限公司，
类型：发明
国别省市：