專利名稱：液晶透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶透鏡。
背景技術(shù)：
液晶透鏡(liquid crystal lens)是一種利用液晶材料所具有的獨特物理及光學(xué)特性所創(chuàng)造出的技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的玻璃透鏡，液晶透鏡可以依據(jù)施加于其上的電場以聚集或發(fā)散入射光，特別地，液晶透鏡的焦距可以藉由改變供應(yīng)電壓來進(jìn)行調(diào)整。因為液晶透鏡不需要使用到機(jī)械動作來調(diào)整焦距，因此，液晶透鏡比傳統(tǒng)玻璃透鏡更適合應(yīng)用在許多圖像獲取技術(shù)中。請參考圖1A，圖IA為公知的液晶透鏡結(jié)構(gòu)100的示意圖。液晶透鏡結(jié)構(gòu)100包含 兩個玻璃層Iio及120、分別形成于兩個玻璃層110及120上的兩個氧化銦錫(Indium-TinOxide, HO)電極層112及122、以及液晶層130。圖IB所示為氧化銦錫電極層112的俯視圖，其中氧化銦錫電極層112具有圓形的空洞。為了達(dá)到透鏡的效果，液晶層130內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的形狀必須要近似于傳統(tǒng)透鏡的表面曲線形狀，然而，參考圖IC所示的電場強(qiáng)度分布圖，液晶透鏡結(jié)構(gòu)100并無法使得液晶層130內(nèi)的電場強(qiáng)度分布具有理想的形狀。為了改善液晶透鏡結(jié)構(gòu)100的透鏡效果，一種如圖2A-2C所示的同心圓設(shè)計被提出。圖2A為另一公知的液晶透鏡結(jié)構(gòu)200的示意圖。液晶透鏡結(jié)構(gòu)200包含兩個玻璃層210及220、分別形成于兩個玻璃層210及220上的兩個氧化銦錫電極層212及222、以及液晶層230。圖2B所示為氧化銦錫電極層212的俯視圖，其中氧化銦錫電極層212具有多個同心圓，且該多個同心圓分別被施加不同的控制電壓Vl V3。雖然如圖2C所示的液晶層230內(nèi)的電場強(qiáng)度分布形狀比圖IC所示的液晶層130內(nèi)的電場強(qiáng)度分布形狀來得好，但是因為需要多個控制電壓Vl V3，所以液晶透鏡結(jié)構(gòu)200的設(shè)計會較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種液晶透鏡，其具有簡單的設(shè)計，且液晶層內(nèi)的電場強(qiáng)度分布形狀與玻璃透鏡的表面曲線形狀非常類似，以解決上述的問題。依據(jù)本發(fā)明一實施例，液晶透鏡包含第一透光板、第二透光板、設(shè)置于該第一透光板上的第一電極層、設(shè)置于該第二透光板上的第二電極層、以及設(shè)置于該第一透光板與該第二透光板之間的液晶層，其中該第一電極層包含多個同心電極，且相鄰的兩個外層同心電極之間的間距不同于相鄰的兩個內(nèi)層同心電極之間的間距。依據(jù)本發(fā)明另一實施例，液晶透鏡包含第一透光板、第二透光板、設(shè)置于該第一透光板上的第一電極層、設(shè)置于該第二透光板上的第二電極層、以及設(shè)置于該第一透光板與該第二透光板之間的液晶層，其中該第一電極層包含螺旋電極。本發(fā)明的液晶透鏡中，氧化銦錫電極層包含螺旋電極或是多個同心電極，其中電極中靠近外層的間距小于電極中靠近內(nèi)層的間距；此外，氧化銦錫電極層由單一電壓源來進(jìn)行電壓供應(yīng)。如此一來，液晶層內(nèi)的電場強(qiáng)度分布形狀與傳統(tǒng)玻璃透鏡的表面曲線形狀非常類似，且液晶透鏡與其周邊電路的設(shè)計會較為簡單。


圖IA為公知的液晶透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。圖IB為圖IA所示的氧化銦錫電極層的俯視圖。圖IC為圖IA所示的液晶層內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的示意圖。圖2A為另一公知的液晶透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2B為圖2A所示的氧化銦錫電極層的俯視圖。圖2C為圖2A所示的液晶層內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的示意圖。 圖3A為依據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶透鏡的示意圖。圖3B為圖3A所示的氧化銦錫電極層的俯視圖。圖3C為圖3A所示的液晶層內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的示意圖。圖4為依據(jù)本發(fā)明一實施例的氧化銦錫電極層的俯視圖，其中該氧化銦錫電極層包含多個同心橢圓電極。圖5為依據(jù)本發(fā)明一實施例的氧化銦錫電極層的俯視圖，其中該氧化銦錫電極層包含平均分布于多個同心圓電極中的多個連接電極。圖6為依據(jù)本發(fā)明一實施例的氧化銦錫電極層的俯視圖，其中該氧化銦錫電極層包含螺旋電極。其中，附圖標(biāo)記說明如下100,200液晶透鏡結(jié)構(gòu)110、120、210、220、310、320 玻璃層112、122、212、222、312、322 氧化銦錫電極層130,230,330液晶層300液晶透鏡312_1 312_3、512_1 512_3 同心圓電極350、550_1、550_2連接電極412_1 412_3同心橢圓電極612螺旋電極
具體實施例方式請參考圖3A，圖3A為依據(jù)本發(fā)明一實施例的液晶透鏡300的示意圖。如圖3A所示，液晶透鏡300包含兩個玻璃層310及320、分別形成于兩個玻璃層310及320上的兩個氧化銦錫電極層312及322、以及液晶層330。圖3B所示為氧化銦錫電極層312的俯視圖，其中氧化銦錫電極層312具有多個同心圓(concentric ring)電極(在本實施例中，為三個同心圓電極312_1 312_3),且相鄰兩同心圓電極之間的間距沿著徑向向外(outwardradial)方向減少，其中“間距”一詞指的是相鄰兩同心圓電極之間的最小距離。此外，連接電極350被用來連接同心圓電極312_1 312_3，且同心圓電極312_1 312_3被施加同一電壓V。需注意的是，液晶透鏡300中也可以使用任何其他的透光板來代替玻璃層310及320，且氧化銦錫電極層312及322也可以使用任何其他的透明電極來替換。此外，同心圓電極312_1 312_3可以被設(shè)計為具有相同的環(huán)狀寬度，且每一個同心圓電極312_1 312_3的環(huán)狀寬度可以被設(shè)計為遠(yuǎn)小于相鄰兩同心圓電極之間的間距，以增加液晶透鏡的透光度。圖3C為液晶層330內(nèi)的電場強(qiáng)度分布的示意圖。參考圖3C，液晶層330內(nèi)的電場強(qiáng)度分布形狀與傳統(tǒng)玻璃透鏡的表面曲線形狀非常類似，因此，液晶透鏡300具有較佳的透鏡效果。此外，因為氧化銦錫電極層312由單一電壓源來進(jìn)行電壓供應(yīng)，因此，液晶透鏡300與其周邊電路的設(shè)計會較為簡單。此外，雖然圖3A所示的氧化銦錫電極層312包含多個同心圓電極，然而，這并非作為本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的其他實施例中，氧化銦錫電極層可以被設(shè)計為具有多個其他樣式的同心電極，例如圖4所示的同心橢圓(concentric ellipse)電極412_1 412_3等等。這些設(shè)計上的變化均應(yīng)隸屬于本發(fā)明的范疇。
此外，由于用來連接同心圓電極312_1 312_3的連接電極350有可能會干擾到液晶層330中的電場，因而造成入射光的非預(yù)期彎曲。因此，為了解決這個問題，其中一個解決方法是將連接電極350的寬度被設(shè)計得非常窄，例如納米等級寬度，而另一解決方法則是如圖5所示，將連接電極550_1與550_2平均地分散于同心圓電極512_1 512_3之間，以避免造成入射光的非預(yù)期彎曲的問題。此外，氧化銦錫電極層也可以被制作為具有圖6所示的螺旋(spiral)電極612，其中螺旋電極的間距沿著徑向向外方向減少。此外，圖3B、4、5、6中任兩個或以上的氧化銦錫電極層圖案可以被并排(side-by-side)設(shè)計在玻璃層上，以使得液晶層中的電場強(qiáng)度分布會具有特殊的形狀，而這些設(shè)計上的變化均應(yīng)隸屬于本發(fā)明的范疇。簡要歸納本發(fā)明，在本發(fā)明的液晶透鏡中，氧化銦錫電極層包含螺旋電極或是多個同心電極，其中電極中靠近外層的間距小于電極中靠近內(nèi)層的間距；此外，氧化銦錫電極層由單一電壓源來進(jìn)行電壓供應(yīng)。如此一來，液晶層內(nèi)的電場強(qiáng)度分布形狀與傳統(tǒng)玻璃透鏡的表面曲線形狀非常類似，且液晶透鏡與其周邊電路的設(shè)計會較為簡單。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種液晶透鏡,包含 第一透光板； 第二透光板； 第一電極層，設(shè)置于該第一透光板上，其中該第一電極層包含多個同心電極，且相鄰的兩個外層同心電極之間的間距不同于相鄰的兩個內(nèi)層同心電極之間的間距； 第二電極層，設(shè)置于該第二透光板上；以及 液晶層，設(shè)置于該第一透光板與該第二透光板之間。
2.如權(quán)利要求I所述的液晶透鏡，其特征在于，相鄰的該兩個外層同心電極之間的間距小于相鄰的該兩個內(nèi)層同心電極之間的間距。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶透鏡，其特征在于，相鄰兩個同心電極之間的間距沿著徑向向外方向減少。
4.如權(quán)利要求I所述的液晶透鏡，其特征在于，該多個同心電極藉由至少一個連接電極而彼此相連，且該多個同心電極由單一電壓源來進(jìn)行電壓供應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶透鏡，其特征在于，該多個同心電極藉由多個連接電極而彼此相連，且該多個連接電極平均分散于該多個同心電極之間。
6.如權(quán)利要求I所述的液晶透鏡，其特征在于，該多個同心電極為多個同心圓電極。
7.如權(quán)利要求I所述的液晶透鏡，其特征在于，該多個同心電極為多個同心橢圓電極。
8.—種液晶透鏡,包含 第一透光板； 第二透光板； 第一電極層，設(shè)置于該第一透光板上，其中該第一電極層包含螺旋電極； 第二電極層，設(shè)置于該第二透光板上；以及 液晶層，設(shè)置于該第一透光板與該第二透光板之間。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶透鏡，其特征在于，該螺旋電極中靠近外層的間距不同于該螺旋電極中靠近內(nèi)層的間距。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶透鏡，其特征在于，該螺旋電極中靠近外層的間距小于該螺旋電極中靠近內(nèi)層的間距。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶透鏡，其特征在于，該螺旋電極的間距沿著徑向向外方向減少。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶透鏡，包含第一透光板、第二透光板、設(shè)置于該第一透光板上的第一電極層、設(shè)置于該第二透光板上的第二電極層、以及設(shè)置于該第一透光板與該第二透光板之間的液晶層，其中該第一電極層包含多個同心電極，且相鄰的兩個外層同心電極之間的間距不同于相鄰的兩個內(nèi)層同心電極之間的間距。
文檔編號G02F1/29GK102759837SQ20111023811
公開日2012年10月31日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者畢少強(qiáng) 申請人:點晶科技股份有限公司