菲涅尔液晶透镜的变焦驱动方法及菲涅尔液晶透镜与流程

文档序号:38347492发布日期:2024-06-19 12:01阅读:226来源:国知局

本发明大致涉及液晶透镜,尤其是一种菲涅尔液晶透镜的变焦驱动方法及菲涅尔液晶透镜。


背景技术:

1、变焦液晶透镜在解决视觉辐辏冲突方面有重要的应用。在需要提供较大尺寸和较大屈光度的场合下,透镜需要提供较大的光程差但考虑到液晶透镜变焦切换的响应速度问题,液晶层厚度需要控制在较小的范围内,采用菲涅尔液晶透镜可以有效的解决这个问题,即可以保证透镜具有较大尺寸和较大屈光度的同时,仍具备较快的响应速度。

2、菲涅尔液晶透镜,一般包括相对设置的第一基板和第二基板,以及依次设置在第一基板与第二基板之间的第一电极层、液晶层和第二电极层,其中,第一电极层或第二电极层包括多个同心圆环电极(驱动电极)。液晶层可划分为若干个区域,对于一个区域而言,在对应于该区域的不同位置的同心圆环电极上施加不同的电压,从而使得该区域的液晶偏转不同角度而形成菲涅尔液晶透镜的一个透镜区域。其中,在菲涅尔液晶透镜中心的透镜区域称为主区,除主区外的透镜区域称为旁瓣。在菲涅尔液晶透镜的每一旁瓣内,折射率是连续变化的。需要说明的是,目前菲涅尔液晶透镜中的驱动电极层是由一系列同心圆环周期性排布组成,其中每一个周期为一个锯齿结构,即上述主区或旁瓣。

3、目前,菲涅尔液晶透镜在变焦过程中,无论其焦距大小都具有相同数量的旁瓣。在透镜可变焦范围内,最大焦距和最小焦距都具有相同数量的旁瓣,而较多的旁瓣数量也使透镜的像差越来越大,因此通常是以牺牲成像的品质为代价来换取透镜较大尺寸、较大屈光度和较快响应速度等参数的平衡。

4、背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术,并不当然代表本领域的现有技术。


技术实现思路

1、针对现有技术中的一个或多个缺陷,本发明提供一种菲涅尔液晶透镜的变焦驱动方法,所述菲涅尔液晶透镜包括多个驱动电极,所述变焦驱动方法包括:

2、将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围,确定每个焦距范围所对应的电极组数,其中,所述焦距范围中所含的焦距越大,该焦距范围所对应的电极组数越少;

3、根据目标焦距所属的焦距范围所对应的电极组数,将所述菲涅尔液晶透镜的多个驱动电极划分为相应数量的电极组;

4、为每个所述电极组中的多个驱动电极提供不同的驱动电压,使菲涅尔液晶透镜形成多个透镜区域。

5、根据本发明的一个方面,将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围,确定每个焦距范围所对应的电极组数的步骤包括:

6、根据所述菲涅尔液晶透镜的最大焦距和最小焦距,确定所述菲涅尔液晶透镜的变焦倍数,其中,所述变焦倍数为菲涅尔液晶透镜的最大焦距与最小焦距的比值向下取偶数所得;

7、根据所述变焦倍数,将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围;

8、根据所述变焦倍数,确定每个焦距范围所对应的电极组数。

9、根据本发明的一个方面,根据所述变焦倍数,将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围的步骤包括:

10、根据所述菲涅尔液晶透镜的最小焦距和变焦倍数,确定多个边界焦距;

11、以多个边界焦距作为端点,将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围。

12、根据本发明的一个方面,通过以下公式确定所述边界焦距fb:

13、fb=afmin;

14、其中,a为变焦倍数的约数,fmin为菲涅尔液晶透镜的最小焦距。

15、根据本发明的一个方面,焦距范围的数量与边界焦距的数量相同,所述焦距范围为连续区间或单一数值。

16、根据本发明的一个方面,根据所述变焦倍数,确定每个焦距范围所对应的电极组数步骤包括:

17、根据所述变焦倍数,确定多个电极组数;

18、根据每个变焦范围中所含的焦距的大小,为每个焦距范围匹配相对应的电极组数。

19、根据本发明的一个方面,通过以下公式确定所述电极组数:

20、

21、其中,xp为所述多个电极组数中的第p个;

22、xmin为所述菲涅尔液晶透镜处于最小焦距时的电极组数;

23、ap为所述变焦倍数的约数集合中的第p个。

24、根据本发明的一个方面,根据目标焦距所属的焦距范围所对应的电极组数,将所述菲涅尔液晶透镜的多个驱动电极划分为相应数量的电极组的步骤包括:

25、沿第一方向将所述菲涅尔液晶透镜的多个驱动电极划分成xp个电极组;

26、其中,所述第一方向由菲涅尔液晶透镜的光轴指向菲涅尔液晶透镜的边缘,位于菲涅尔液晶透镜最边缘的电极组中含有的驱动电极数量为kxmin-(xp-1)apk个,其它电极组中含有的驱动电极数量为apk个,k为所述菲涅尔液晶透镜处于最小焦距时电极组中所含的驱动电极数量。

27、本发明还提供一种菲涅尔液晶透镜,包括:

28、第一基板;

29、第二基板,与所述第一基板相对设置;

30、液晶层,设置在所述第一基板与所述第二基板之间;

31、第一电极层,设置在所述第一基板与所述液晶层之间,所述第一电极层包括多个驱动电极;

32、第二电极层,设置在所述第二基板与所述液晶层之间;和

33、控制模块,与所述多个驱动电极耦接,所述控制模块配置成:

34、可将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围,确定每个焦距范围所对应的电极组数,其中,所述焦距范围中所含的焦距越大,该焦距范围所对应的电极组数越少;

35、可根据目标焦距所属的焦距范围所对应的电极组数,将所述菲涅尔液晶透镜的多个驱动电极划分为相应数量的电极组;

36、可为每个所述电极组中的多个驱动电极提供不同的驱动电压,使菲涅尔液晶透镜形成多个透镜区域。

37、根据本发明的一个方面,所述控制模块配置成:

38、根据所述菲涅尔液晶透镜的最大焦距和最小焦距,确定所述菲涅尔液晶透镜的变焦倍数,其中,所述变焦倍数为菲涅尔液晶透镜的最大焦距与最小焦距的比值向下取偶数所得;

39、根据所述变焦倍数,将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围;

40、根据所述变焦倍数,确定每个焦距范围所对应的电极组数。

41、根据本发明的一个方面,所述控制模块配置成:

42、根据所述菲涅尔液晶透镜的最小焦距和变焦倍数,确定多个边界焦距;

43、以多个边界焦距作为端点,将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围。

44、根据本发明的一个方面,焦距范围的数量与边界焦距的数量相同,所述焦距范围为半开半闭区间或单一数值。

45、根据本发明的一个方面,所述控制模块配置成:

46、根据所述变焦倍数,确定多个电极组数;

47、根据每个变焦范围中所含的焦距的大小,为每个焦距范围匹配相对应的电极组数。

48、根据本发明的一个方面,所述控制模块配置成通过以下公式确定所述电极组数:

49、

50、其中,xp为所述多个电极组数中的第p个;

51、xmin为所述菲涅尔液晶透镜处于最小焦距时的电极组数;

52、ap为所述变焦倍数的约数集合中的第p个。

53、根据本发明的一个方面,所述控制模块配置成:

54、沿第一方向将所述菲涅尔液晶透镜的多个驱动电极划分成xp个电极组,

55、其中,所述第一方向由菲涅尔液晶透镜的光轴指向菲涅尔液晶透镜的边缘,位于菲涅尔液晶透镜最边缘的电极组中含有的驱动电极数量为kxmin-(xp-1)apk个,其它电极组中含有的驱动电极数量为apk个,k为所述菲涅尔液晶透镜处于最小焦距时电极组中所含的驱动电极数量。

56、与现有技术相比,本发明的实施例提供了一种菲涅尔液晶透镜的变焦驱动该方法及菲涅尔液晶透镜。其中,通过将所述菲涅尔液晶透镜的变焦范围拆分成多个焦距范围,并按照“焦距范围中所含的焦距越大,该焦距范围所对应的电极组数越少”的原则为每个焦距范围确定相对应的电极组数,使得菲涅尔液晶透镜在较大焦距时,具有较少的透镜区域,这将有助于减少杂散光的影响,改善透镜像差,提升变焦过程中的像质。

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