电控双折射透镜及图像采集装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种电控双折射透镜及图像采集装置。

背景技术：

立体成像静态景物的拍摄常是使用一部照相机，在某一个位置角度先拍一张照片，然后平行移动照相机一段距离再拍一张，以获得一组具有水平视差的立体照片。但用户在使用同一个照相机在不同位置进行拍摄时难度较大，如需要控制两次拍摄时的垂直高度相同、控制合适的水平位置量以获得适当的水平视差等，因此立体拍摄的效果往往不理想。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电控双折射透镜及图像采集装置，其能够在同一位置下达指令拍摄获取具有固定水平视差的左右两幅图像，拍摄简单，容易获得立体图像。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种电控双折射透镜，其包括第一基板、第二基板、第一电极、第二电极、第一结构阵列、第二结构阵列以及模式切换层，所述第一基板与所述第二基板相向设置，所述第一电极设置于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧，所述第二电极设置于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧，所述第一结构阵列设置于所述第一电极靠近所述第二基板的一侧，所述第二结构阵列设置于所述第二电极靠近所述第一基板的一侧，所述模式切换层设置于所述第一结构阵列和所述第二结构阵列之间；所述第一结构阵列包括多个第一结构子阵列和多个遮光层，所述多个遮光层一一对应覆盖所述多个第一结构子阵列的部分区域，所述第二结构阵列包括多个第二结构子阵列；所述模式切换层用于当所述第一电极与所述第二电极之间处于不加电状态时，平行于所述第一基板和所述第二基板，所述模式切换层的折射率为第一折射率，当所述第一电极与所述第二电极之间处于加电状态时，垂直于所述第一基板和所述第二基板，所述模式切换层的折射率为第二折射率，所述第一折射率和所述第二折射率不同。

在本发明较佳的实施例中，上述电控双折射透镜还包括起偏器，所述起偏器设置于所述第二基板远离所述第一基板的一侧与所述第二基板层叠设置。

在本发明较佳的实施例中，上述电控双折射透镜还包括减反膜，所述减反膜设置于所述起偏器远离所述第二基板的一侧与所述起偏器层叠设置。

在本发明较佳的实施例中，上述第一结构阵列的折射率为n1，所述第二结构阵列的折射率为n2，所述第一折射率为ne，所述第二折射率为no，其中，n2＝no＜ne＝n1。

在本发明较佳的实施例中，上述多个第一结构子阵列的形状为直角三角形，所述多个第一结构子阵列的第一直角边设置于所述第一电极上，所述多个遮光层一一对应覆盖所述多个第一结构子阵列的第二直角边区域，所述多个第二结构子阵列的形状为直角三角形，所述多个第二结构子阵列的第一直角边设置于所述第二电极上。

在本发明较佳的实施例中，上述模式切换层包括多个沿所述第一基板的轴向排布的正性扭曲向列相液晶。

第二方面，本发明实施例提供了一种图像采集装置，其包括镜头和上述电控双折射透镜，所述镜头包括镜头本体和控制装置，所述镜头本体与所述第一基板连接，其中：当所述控制装置获得第一拍摄指令时，所述模式切换层处于平行状态，以使所述图像采集装置通过所述镜头本体在第一位置拍摄获得第一拍摄区域的左视角图像；当所述控制装置获得第二拍摄指令时，所述模式切换层处于垂直状态，以使所述图像采集装置通过所述镜头本体在所述第一位置拍摄获得所述第一拍摄区域的右视角图像，其中，所述第一拍摄指令与所述第二拍摄指令为相同或不同的指令，基于所述左视角图像和所述右视角图像能够获得三维图像。

在本发明较佳的实施例中，上述所述当所述控制装置获得所述第一拍摄指令时，所述第一电极与所述第二电极处于未加电状态，以使所述模式切换层处于平行状态，并通过所述镜头本体在所述第一位置拍摄获得所述第一拍摄区域的左视角图像，所述模式切换层的折射率为第一折射率；所述当所述控制装置获得所述第二拍摄指令时，所述第一电极与所述第二电极处于加电状态，以使所述模式切换层处于垂直状态，并通过所述镜头本体在所述第一位置处拍摄获得所述第一拍摄区域的右视角图像，所述模式切换层的折射率为第二折射率，所述第一折射率与所述第二折射率不同。

在本发明较佳的实施例中，上述镜头还包括图像传感器，所述图像传感器设置于所述镜头本体内，所述图像传感器用于当所述控制装置获得所述第一拍摄指令时，汇聚从所述第一拍摄区域的左视角的物体发射或反射的处于平行状态的模式切换层折射的光线，当所述控制装置获得所述第二拍摄指令时，汇聚从所述第一拍摄区域的右视角的物体发射或反射的处于垂直状态的模式切换层折射的光线。

在本发明较佳的实施例中，上述控制装置从获得所述第一拍摄指令的时间到获得所述第二拍摄指令的时间不小于所述第一电极与所述第二电极从未加电状态转换为加电状态的时间。

本发明实现的有益效果：本发明实施例提供了一种电控双折射透镜及图像采集装置，该装置包括第一基板、第二基板、第一电极、第二电极、第一结构阵列、第二结构阵列以及模式切换层，第一基板与第二基板相向设置，第一电极设置于第一基板靠近第二基板的一侧，第二电极设置于第二基板靠近第一基板的一侧，第一结构阵列设置于第一电极靠近第二基板的一侧，第二结构阵列设置于第二电极靠近第一基板的一侧，模式切换层设置于第一结构阵列和第二结构阵列之间。第一结构阵列包括多个第一结构子阵列和多个遮光层，将多个遮光层一一对应覆盖多个第一结构子阵列的部分区域，多个第二结构阵列包括多个第二结构子阵列。通过将模式切换层用于当第一电极和第二电极之间处于加电状态时，平行于第一基板和第二基板，此时模式切换层的折射率为第一折射率，当第一电极与第二电极之间处于未加电状态时，垂直于第一基板和第二基板，此时模式切换层的折射率为第二折射率，该第一折射率与第二折射率不同，从而能够在同一位置下达指令拍摄获取具有固定水平视差的左右两幅图像，拍摄简单，容易获得立体图像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的电控双折射透镜的一种结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的电控双折射透镜的另一种结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的图像采集装置的一种结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的图像采集装置的另一种结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的图像采集装置的一种工作示意图；

图6为本发明第二实施例提供的图像采集装置的另一种工作示意图。

图标：100-电控双折射透镜；110-第一基板；120-第二基板；130-第一电极；140-第二电极；150-第一结构阵列；152-第一结构子阵列；154-遮光层；160-第二结构阵列；162-第二结构子阵列；170-模式切换层；180-起偏器；190-减反膜；200-图像采集装置；210-镜头；212-镜头本体；214-图像传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1及图2，本实施例提供一种电控双折射透镜100，其包括第一基板110、第二基板120、第一电极130、第二电极140、第一结构阵列150、第二结构阵列160以及模式切换层170。

在本实施例中，第一基板110和第二基板120相向设置，即第一基板110和第二基板120正对设置，可以理解的，第一基板110和第二基板120的形状和大小可以相同，也可以不相同，在此不做限定。作为一种方式，第一基板110和第二基板120由透明材料制成，其中，第一基板110和第二基板120可以是透明玻璃基板，当然第一基板110和第二基板120也可以是其他透明基板，在本发明的实施例中不作为限定。

进一步的，第一电极130设置于第一基板110靠近第二基板120的一侧，即第一电极130的设置方向面向第二基板120，其中，第一电极130可以为面状电极，第一电极130为一个整体的电极层，并且第一电极130与第一基板110对应，面状电极设置于第一基板110表面，第一电极130也可以是ito导电薄膜，其中，ito是一种n型氧化物半导体-氧化铟锡。第二电极140设置于第二基板120靠近第一基板110的一侧，即第二电极140的设置方向面向第一基板110，其中，第二电极140可以为面状电极，第二电极140为一个整体的电极层，并且第二电极140与第二基板120对应，面状电极设置于第二基板120表面，第二电极140也可以是ito导电薄膜，其中，ito是一种n型氧化物半导体-氧化铟锡。

进一步的，第一结构阵列150设置于第一电极130靠近第二基板120的一侧，即第一结构阵列150的设置方向面向第二基板120。其中，该第一结构阵列150包括多个第一结构子阵列152和多个遮光层154，作为一种方式，多个第一结构子阵列152沿第一电极130的轴向设置于第一电极130上，优选的，多个第一结构子阵列152沿第一电极130的轴向均匀设置。在本实施例中，多个遮光层154一一对应覆盖多个第一结构子阵列152的部分区域，可以理解的，第一结构子阵列152被遮光层154覆盖的区域光线无法穿过，而没有被遮光层154覆盖的区域光线可穿过，其中，该遮光层154可以由黑色树脂材料制成。

第二结构阵列160设置于第二电极140靠近第一基板110的一侧，即第二结构阵列160的设置方向面向第一基板110。其中，该第二结构阵列160包括多个第二结构子阵列162，作为一种方式，多个第二结构子阵列162沿第二电极140的轴向设置于第二电极140上，优选的，多个第二结构子阵列162沿第二电极140的轴向均匀设置。可以理解的，由于第二结构子阵列162没有设置遮光材料，因此，该第二结构子阵列162各个部分均可以被光线穿过。

在本实施例中，模式切换层170设置于第一结构阵列150和第二结构阵列160之间，作为一种方式，该模式切换层170封装于第一基板110和第二基板120形成的容置空间内，其中，该模式切换层170为双折射液晶材料，优选的，该模式切换层170包括多个正性扭曲向列相液晶，该多个正性扭曲向列相液晶沿第一基板110的轴向排布，可以理解的，多个正性扭曲向列相液晶的初始取向为水平方向排列，因此设置于第一结构阵列150和第二结构阵列160之间的模式切换层170的取向层(未示出)摩擦取向方向彼此平行设置，即沿着水平方向。

可以理解的，该多个正性扭曲向列相液晶中液晶材料具有流动性，具有液晶物质分子的各项异性排列的性质，当多个正性扭曲向列相液晶在电场中时，由于液晶介电常数和电导率的各项异性，使液晶分子受到一种使分子轴取向改变的作用力。这种电场所引起的转矩，会使分子轴发生旋转。因此在这种状态时，多个正性扭曲向列相液晶的光学性质会与加电场之前不同，双折射率也会受到电场影响。在本实施例中，该模式切换层170对应非寻常光的折射率为ne，对应寻常光的折射率no，其中，在不同的电场控制下，模式切换层170的折射率在ne和no之间变化。

在本实施例中，当第一电极130和第二电极140之间处于不加电状态时，即第一电极130和第二电极140之间不存在电场时，该模式切换层170的液晶排布方式不会发生改变，此时，该模式切换层170平行于第一基板110和第二基板120，其折射率为第一折射率。当第一电极130和第二电极140之间处于加电状态时，即第一电极130和第二电极140之间存在电场时，该模式切换层170的液晶排布方式相对于不加电状态时发生改变，其折射率也会因为电场的加入而改变，此时，该模式切换层170垂直于第一基板110和第二基板120，其折射率为第二折射率，可以理解的，该第一折射率与第二折射率不同。

作为本实施例的一种实施方式，该第一结构阵列150的折射率为n1，第二结构阵160列的折射率为n2，第一折射率为ne，第二折射率为no，其中，第一结构阵列150的折射率、第二结构阵列160的折射率、第一折射率以及第二折射率满足：n2＝no＜ne＝n1。

在本实施例中，该电控双折射透镜100还包括起偏器180，该起偏器180设置于第二基板120远离第一基板110的一侧与第二基板120层叠设置，该起偏器180用于将入射光线转换为线偏振光，起偏器180的偏光方向与第一结构阵列150和第二结构阵列160表面的液晶材料取向层摩擦取向方向平行。

进一步的，该电控双折射透镜100还包括减反膜190，该减反膜190设置于起偏器180远离第二基板120的一侧与起偏器180层叠设置。

作为本实施例的一种实施方式，多个第一结构子阵列152的形状为直角三角形，且该多个第一结构子阵列152的第一直角边设置于第一电极130上，多个遮光层154一一对应覆盖该多个第一结构子阵列的第二直角边区域，即光线只能从第一结构子阵列152的斜边穿入第一直角边，而不能从第二直角边穿入第一直角边。多个第二结构子阵列162的形状为直角三角形，且该多个第二结构子阵列162的第一直角边设置于第二电极140上，光线既能从第二结构子阵列162的斜边穿入第一直角边，也能从第二直角边穿入第一直角边。

本发明第一实施例提供的电控双折射透镜100的第一结构阵列150包括多个第一结构子阵列152和多个遮光层154，将多个遮光层154一一对应覆盖多个第一结构子阵列152的部分区域，多个第二结构阵列162包括多个第二结构子阵列162。通过将模式切换层170用于当第一电极130和第二电极140之间处于加电状态时，平行于第一基板110和第二基板120，此时模式切换层170的折射率为第一折射率，当第一电极130与第二电极140之间处于未加电状态时，垂直于第一基板110和第二基板120，此时模式切换层170的折射率为第二折射率，该第一折射率与第二折射率不同，从而能够在同一位置下达指令拍摄获取具有固定水平视差的左右两幅图像，拍摄简单，更容易获得立体图像。

第二实施例

请参照图3及图4，本发明第二实施例提供了一种图像采集装置200，其包括镜头210和电控双折射透镜100，该镜头210包括镜头本体212、控制装置(未示出)以及图像传感器214，其中，该镜头本体212与第一基板110连接，该图像传感器214和控制装置设置于该镜头本体212内，该控制装置用于与第一电极130和第二电极140电连接。

请参照图5，其中，该控制装置获得第一拍摄指令时，该模式切换层170处于平行状态，以使图像采集装置200通过该镜头本体212在第一位置拍摄获得第一拍摄区域的左视角图像。具体的，在控制装置获得第一拍摄指令时，该镜头本体212处于第一状态，此时，第一电极130和第二电极140处于未加电状态，从而模式切换层170平行于第一基板110和第二基板120。可以理解的，位于第一位置的第一拍摄区域左视角的物体，发出的光线或经物体反射的光线进入起偏器180转变为线偏振光，由于此时液晶分子的排列方向与偏振方向平行，折射率为第一折射率，因此入射光从第二基板120一侧入射后，在第二基板120远离第一基板110一侧与空气的界面以及第二结构阵列160与模式切换层170相向的直角三角形的斜边上，将发生两次由光疏介质进入光密介质的折射，将入射光的方向改变为垂直于第一基板110方向，从而经镜头本体212汇聚于图像传感器214上。而此时，位于第一位置的第一拍摄区域右视角的物体，发出的光线或经物体反射的光线经多次折射后从第一基板110一侧出射时，被设置于第一结构子阵列152的第二直角边区域上的遮光层154遮挡不能通过镜头本体212进入镜头210，以此可获得第一位置的第一拍摄区域的左视角图像。

请参照图6，其中，该控制装置获得第二拍摄指令时，该模式切换层170处于垂直状态，以使图像采集装置200通过镜头本体212在第一位置拍摄获得第一拍摄区域的右视角图像，其中，该第一拍摄指令和第二拍摄指令为相同或不同的指令，可以理解的，当第一拍摄指令和第二拍摄指令为相同的指令时，表示该控制装置只接收一次拍摄指令，即用户只需要触发一次拍摄按钮，该图像采集装置200自动进行两次拍摄；当第一拍摄指令和第二拍摄指令为不相同指令时，表示该控制装置接收两次拍摄指令，即用户需要触发两次拍摄按钮，该图像采集装置200每接收到一次拍摄指令则进行一次拍摄。

具体的，在控制装置获得第二拍摄指令时，该镜头本体212处于第二状态，此时，第一电极130和第二电极140处于加电状态，从而模式切换层170垂直于第一基板110和第二基板120。可以理解的，位于第一位置的第一拍摄区域右视角的物体，发出的光线或经物体发射的光线进入起偏器180转变为线偏振光，由于液晶分子的排列方向与偏振方向垂直，折射率为第二折射率，因此入射光从第二基板120一侧入射后，在第二基板120远离第一基板110一侧与空气的界面将发生由光疏介质进入光密介质的折射，而在第二结构阵列160与模式切换层170相向的直角三角形斜边上没有折射率的差异入射光将沿着直线传播，在模式切换层170与第一结构阵列150的直角三角形的斜边上，再次发生从光疏介质(折射率no)向光密介质(折射率n1＝ne＞no)的折射，入射光向法线靠近，将入射光的方向改变为垂直于第一基板110的方向，从而经镜头本体212之后汇聚于图像传感器214。而此时，位于第一位置的第一拍摄区域左视角的物体，发出的光线或经物体反射的光线经多次折射后从第一基板110一侧出射时，被设置于第一结构子阵列152的第二直角边区域上的遮光层154遮挡不能通过镜头本体212进入镜头210，以此可获得第一位置的第一拍摄区域的右视角图像。

进一步的，基于该第一位置的第一拍摄区域的左视角图像和第一位置的第一拍摄区域的右视角图像合成获得三维立体图像。

可以理解的，在本实施例中，控制装置从获得第一拍摄指令的时间到获得第二拍摄指令的时间不小于第一电极130与第二电极140从未加电状态转换为加电状态的时间，即不小于模式切换层170从平行状态转换为垂直状态的时间。

综上所述，本发明实施例提供了一种电控双折射透镜及图像采集装置，该装置包括第一基板、第二基板、第一电极、第二电极、第一结构阵列、第二结构阵列以及模式切换层，第一基板与第二基板相向设置，第一电极设置于第一基板靠近第二基板的一侧，第二电极设置于第二基板靠近第一基板的一侧，第一结构阵列设置于第一电极靠近第二基板的一侧，第二结构阵列设置于第二电极靠近第一基板的一侧，模式切换层设置于第一结构阵列和第二结构阵列之间。第一结构阵列包括多个第一结构子阵列和多个遮光层，将多个遮光层一一对应覆盖多个第一结构子阵列的部分区域，多个第二结构阵列包括多个第二结构子阵列。通过将模式切换层用于当第一电极和第二电极之间处于加电状态时，平行于第一基板和第二基板，此时模式切换层的折射率为第一折射率，当第一电极与第二电极之间处于未加电状态时，垂直于第一基板和第二基板，此时模式切换层的折射率为第二折射率，该第一折射率与第二折射率不同，从而能够在同一位置下达指令拍摄获取具有固定水平视差的左右两幅图像，拍摄简单，容易获得立体图像。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。