光焦度可调的液晶柱透镜、阵列、电子产品和驱动方法与流程

本发明属于液晶光学，具体是一种光焦度可调的液晶柱透镜、阵列、电子产品和驱动方法。

背景技术：

1、由于液晶透镜具有电控调焦的特点，因此应用越来越广泛。为了可以将液晶透镜应用到不同的场景中，往往需要对液晶透镜中液晶层的电势分布进行精确的控制。由于液晶材料的相位在某个电压区间对所施加的电压是线性响应地，该电压区间称为线性响应区间或液晶线性工作区间。为了方便精确地控制液晶层的电势分布，现有技术中提出了根据线性响应区间的范围来控制驱动液晶透镜的电压。例如在公开号为cn114185222a的专利中，采用将驱动液晶器件的最小电压和最大电压设置在液晶线性工作区间内的方式来驱动该液晶器件工作。如图1中的液晶材料的响应曲线所示，虽然在线性响应区间内选择驱动电压可以方便准确的驱动液晶透镜工作，但是线性响应区间的电压范围较小，从而导致了所设计的液晶器件的光焦度不够，使液晶透镜的应用范围受到了极大的限制。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种光焦度可调的液晶柱透镜用以解决现有的光焦度可调的液晶柱透镜由于液晶材料的线性响应区间范围小，导致液晶柱透镜的光焦度不够的技术问题。

2、本发明采用的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供一种光焦度可调的光焦度可调的液晶柱透镜，其特征在于，包括依次层叠设置的第一透明基板、第一电极层、第一取向层、液晶层、第二取向层、第二电极层、第二透明基板；

4、所述第一电极层为面电极；

5、所述第二电极层包括导电线和多根引出线，所述导电线包括沿第一方向排列的多个子部，每个子部包括第一位置和第二位置，所述第一位置和所述第二位置不同；

6、所述子部的第一位置用于接收第一驱动电压，第二位置用于接收第二驱动电压，所述子部位于第一位置和第二位置之间的部分宽度相同，所述引出线的一端与所述导电线连接，相对的另一端悬空，所述引出线从子部的第一位置和第二位置之间的位置引出，所述引出线与所述导电线连接的位置为引出位置，所述引出位置位于子部的第一位置和第二位置之间，且至少两个引出位置不同；在第二电极层的至少一个预设区域中，各根引出线相互平行。

7、所述子部包括多个延伸线、第一连接线和第二连接线，相邻两个延伸线之间通过第一连接线或者第二连接线相连接，所述多个延伸线沿第一方向依次排列，所述延伸线由起始位置延伸至与第一连接线相连接的位置，所述引出位置设置于延伸线与第一连接线相连的位置，所述延伸线的起始位置与第二连接线连接。

8、设在第一方向上导电线的各个延伸线的引出位置与导电线原点位置的距离为x,则延伸线的长度为f(x)，其中f(x)为由多段直线段组成的折线，f(x)的每段直线段的端点均位于g(x)上，其中c为常数，表示液晶材料的相位随电压变化的变化率，所述原点位置为其中一个子部的第一位置。

9、优选地，所述导电线包括n个子部，所述n个子部在第一方向上位于原点位置的同一侧，设第i个子部的第一驱动电压为vui,第二驱动电压为vwi，将c/g(x)对应划分为n段，其中第i段起点位置对应的驱动电压为vsi，终点位置对应的驱动电压为vei，n个子部所加载的第一驱动电压和第二驱动电压满足：

10、|vwi-vui|≤vei-vsi，并且vw1-vu1：vw2-vu2：……vwn-vun＝ve1-vs1：ve2-vs2：……ven-vsn，其中n为大于等于2的整数，2≤i≤n。

11、优选地，所述导电线包括2m+1个子部，所述2m+1个子部沿第一方向对称分布在原点位置的两侧，设从原点位置朝第一方向的第k个子部的第一驱动电压为vuk,第二驱动电压为vwk，将c/g(x)对应划分为m段，其中第k段起点位置对应的驱动电压为vsk，终点位置对应的驱动电压为vek，从原点位置朝第一方向的m个子部所加载的第一驱动电压和第二驱动电压满足：

12、|vwi-vui|≤vei-vsi，并且vw1-vu1：vw2-vu2：……vwn-vun＝ve1-vs1：ve2-vs2：……ven-vsn，其中n为大于等于2的整数，2≤i≤n；

13、其余子部的第一驱动电压和与其对称的子部所加载的第一驱动电压相同，第二驱动电压与其对称的子部所加载的第二驱动电压相同。

14、优选地，所述导电线和所述面电极在与第二电极层平行的平面上的投影不重合。

15、优选地，所述导电线位于光焦度可调的液晶柱透镜的功能区外。

16、优选地，所述第二电极层和第二取向层之间或者第二电极层和第二透明基板之间设置有高阻抗膜或者高介电常数层。

17、第二方面，本发明提供一种光焦度可调的液晶柱透镜阵列，所述光焦度可调的液晶柱透镜阵列包括多个第一方面所述的光焦度可调的液晶柱透镜，所述多个光焦度可调的液晶柱透镜成阵列排布。

18、第三方面，本发明提供一种光焦度可调的液晶柱透镜阵列，所述光焦度可调的液晶柱透镜阵列包括第一方面所述的光焦度可调的液晶柱透镜，所述光焦度可调的液晶柱透镜的引出线延伸形成多个延伸线，所述多个延伸线成阵列排布，各个延伸线的至少一部分位于所述预设区域中。

19、第四方面，本发明提供一种电子产品，包括控制电路和第一方面所述的光焦度可调的液晶柱透镜或者第二方面所述的光焦度可调的液晶柱透镜阵列或者第三方面所述的光焦度可调的液晶柱透镜阵列，所述控制电路与所述光焦度可调的液晶柱透镜或者光焦度可调的液晶柱透镜阵列电连接。

20、第五方面，本发明提供一种光焦度可调的液晶柱透镜或液晶透镜柱透镜阵列的驱动方法，用于驱动第一方面所述的光焦度可调的液晶柱透镜或者第二方面所述的光焦度可调的液晶柱透镜阵列或者第三方面所述的液晶透镜阵列，所述方法包括以下步骤：

21、获取液晶柱透镜或液晶柱透镜阵列中液晶材料的相位与驱动电压的对应关系曲线；

22、根据所述对应关系曲线确定驱动电压的范围；

23、根据所述对应关系曲线和驱动电压的范围在驱动电压范围内将对应关系曲线划分为与导电线的子部数量对应的段；

24、获取对应关系曲线各段起点位置对应的电压和终点位置对应的电压；

25、根据各段起点位置对应的电压和终点位置对应的电压驱动各个子部的第一驱动电压和第二驱动电压所满足的条件作为电压调节条件；

26、调节第一驱动电压和第二驱动电压之间的差值，并使第一驱动电压和第二驱动电压满足电压调节条件。

27、有益效果：本发明的光焦度可调的液晶柱透镜、光焦度可调的液晶柱透镜阵列、电子产品和制作方法，本发明将导电线设置为由多个子部组成，利用各个子部产生随导电线位置分布的大小不同的电势，并使多根引出线分别从导电线的不同位置引出，由于引出线一端与所述导电线连接，相对的另一端悬空，因此引出线可以将导电线上引出位置的电势扩散到引出线延伸的区域。在前述结构的基础上，使在第一方向上导电线的各个延伸线的引出位置与导电线原点位置的距离和延伸线的长度f(x)满足f(x)为由多段直线段组成的折线，f(x)的每段直线段的端点均位于g(x)上，其中c为常数，表示液晶材料的相位随电压变化的变化率。这样即使各个子部第一位置加载的第一驱动电压v1和第二位置加载的第二驱动电压v2不在液晶材料的线性相应区域内，本发明也可以使液晶材料的相位准确的实现抛物线分布。采用本发明的方案后液晶材料的应用就不再受到液晶材料线性响应区间的限制，从而实现提高相位分布精度的同时也大大提升光焦度可调的液晶柱透镜的光焦度，使液晶材料的利用率也得到了显著增加。还可以通过调节加载在各个子部上的电压来调节液晶柱透镜的光焦度。