專利名稱：一種連續(xù)變焦菲涅爾透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)器件領(lǐng)域，尤其涉及一種利用電場改變液晶折射率而調(diào)焦的新型連續(xù)變焦菲涅爾透鏡。
背景技術(shù)：
透鏡是基本的光學(xué)器件，在光學(xué)儀器和設(shè)備中隨處可見。隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)透鏡的要求越來越高，其一是要求透鏡的焦距連續(xù)可調(diào)，其二是要求提供大焦距透鏡。傳統(tǒng)的變焦鏡頭，是通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)使透鏡之間的空間位置發(fā)生改變，從而達(dá)到改變焦距的目的，這種鏡頭不符合當(dāng)今鏡頭薄型化、輕型化、能耗小的要求。之后發(fā)展出了一些電控變焦透鏡，其中有的能夠?qū)崿F(xiàn)變焦效果，但電極控制復(fù)雜；有的控制簡單，但調(diào)焦很粗糙；有的能夠達(dá)到控制簡單、調(diào)焦精細(xì)的要求，但是調(diào)焦范圍很小，從而限制其只能應(yīng)用于通光孔徑小，調(diào)焦范圍小的領(lǐng)域。公開號(hào)為“CN1367398A”的發(fā)明專利公開說明書披露了一種連續(xù)變焦菲涅爾透鏡， 由上下兩個(gè)玻璃平面基板和液晶夾層組成，平面基板內(nèi)表面的ITO導(dǎo)電膜被刻蝕成波帶電極結(jié)構(gòu)，通過電場控制液晶層的折射率，使穿過相鄰波帶間的兩光束到主焦點(diǎn)的位相差為 2 ，使主焦距在0. 5f 2f范圍內(nèi)連續(xù)變化。該菲涅爾透鏡中的奇(偶)數(shù)帶為ITO電極， 用一條引線連接并引出，偶(奇)數(shù)帶刻蝕掉，對(duì)液晶層采用單波帶控制，存在一定的限制 一方面，只能在原有焦距的0.5 2倍之間變焦，無法隨意(無限制)地變焦；另一方面，通光孔徑無法做大，不能用于眼鏡等。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，為一種調(diào)焦精細(xì)，控制簡單，通光孔徑原理上不受限制，焦距可調(diào)范圍理論上也不受限制的新型液晶變焦透鏡。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，用于對(duì)從光源發(fā)射出來的光束進(jìn)行連續(xù)變焦，其液晶盒具有上平面基板和下平面基板，所述上平面基板和所述下平面基板之間封裝液晶層，所述上平面基板和所述下平面基板分別設(shè)有一個(gè)電極面，所述上平面基板和所述下平面基板分別以相應(yīng)電極面為內(nèi)表面，所述上平面基板的電極面和所述下平面基板的電極面中的至少一個(gè)形成菲涅爾波帶圖案電極，所述菲涅爾波帶圖案電極中，相鄰的奇數(shù)波帶和偶數(shù)波帶之間絕緣隔開，其中各奇數(shù)波帶分別以一公共引線電極引出，各偶數(shù)波帶分別以另一公共引線電極引出；或者，第一波帶以一獨(dú)立引線電極引出，第一波帶之外的各奇數(shù)波帶分別以一公共引線電極引出，各偶數(shù)波帶分別以另一公共引線電極引出；通過向各引線電極和圖案電極間施加一定關(guān)系的電壓，調(diào)整圖案覆蓋區(qū)域的液晶層有效折射率，改變光束通過時(shí)的光程，使圖案電極不同區(qū)域的光程差按菲涅爾波帶聚集的要求分布。
較優(yōu)地，所述上平面基板和所述下平面基板的電極面中至少一個(gè)形成菲涅爾波帶圖案電極，采用以下兩種設(shè)置方式之一所述上平面基板的電極面或所述下平面基板的電極面上形成所述菲涅爾波帶圖案電極，在菲涅爾波帶圖案所對(duì)應(yīng)的另一平面基板的該區(qū)域位置的電極面是一個(gè)整體且沒有圖案；所述上平面基板和所述下平面基板的電極面上均形成所述菲涅爾波帶圖案電極， 在菲涅爾波帶圖案區(qū)域，所述上平面基板和所述下平面基板的圖案鏡像對(duì)稱且各引線電極不交迭。較優(yōu)地，相鄰的奇數(shù)波帶和偶數(shù)波帶之間絕緣分開，絕緣間隙在5 m以下。較優(yōu)地，各電極引線采用以下連接方式之一以一公共引線電極將所有的奇數(shù)波帶電極連接起來并引出，以另一公共引線電極將所有的偶數(shù)波帶電極連接起來并引出，且兩條公共引線電極之間絕緣隔開；或者，第一波帶以一獨(dú)立引線電極并引出，以一公共引線電極將第一波帶之外的所有的奇數(shù)波帶電極連接起來并引出，以另一條公共引線電極將所有偶數(shù)波帶電極連接起來并引出，三條引線電極之間彼此絕緣隔開。較優(yōu)地，施加在各引線電極和圖案電極的驅(qū)動(dòng)電壓值為選擇性的控制值，各驅(qū)動(dòng)電壓值可獨(dú)立控制或關(guān)聯(lián)控制。較優(yōu)地，驅(qū)動(dòng)電壓在改變液晶對(duì)光束的有效折射率時(shí)，滿足下述公式的要求
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，用于對(duì)從光源發(fā)射出來的光束進(jìn)行連續(xù)變焦，其液晶盒具有上平面基板和下平面基板，所述上平面基板和所述下平面基板之間封裝液晶層，所述上平面基板和所述下平面基板分別設(shè)有一個(gè)電極面，所述上平面基板和所述下平面基板分別以相應(yīng)電極面為內(nèi)表面，所述上平面基板的電極面和所述下平面基板的電極面中的至少一個(gè)形成菲涅爾波帶圖案電極，其特征在于，所述菲涅爾波帶圖案電極中，相鄰的奇數(shù)波帶和偶數(shù)波帶之間絕緣隔開，其中各奇數(shù)波帶分別以一公共引線電極引出，各偶數(shù)波帶分別以另一公共引線電極引出；或者，第一波帶以一獨(dú)立引線電極引出，第一波帶之外的各奇數(shù)波帶分別以一公共引線電極引出，各偶數(shù)波帶分別以另一公共引線電極引出；通過向各引線電極和圖案電極間施加一定關(guān)系的電壓，調(diào)整圖案覆蓋區(qū)域的液晶層有效折射率，改變光束通過時(shí)的光程，使圖案電極不同區(qū)域的光程差按菲涅爾波帶聚集的要求分布。
2.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，所述上平面基板和所述下平面基板的電極面中至少一個(gè)形成菲涅爾波帶圖案電極，采用以下兩種設(shè)置方式之一所述上平面基板的電極面或所述下平面基板的電極面上形成所述菲涅爾波帶圖案電極，在菲涅爾波帶圖案所對(duì)應(yīng)的另一平面基板的該區(qū)域位置的電極面是一個(gè)整體且沒有圖所述上平面基板和所述下平面基板的電極面上均形成所述菲涅爾波帶圖案電極，在菲涅爾波帶圖案區(qū)域，所述上平面基板和所述下平面基板的圖案鏡像對(duì)稱且各引線電極不交迭。
3.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，相鄰的奇數(shù)波帶和偶數(shù)波帶之間絕緣分開，絕緣間隙在5 m以下。
4.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，各電極引線采用以下連接方式之一以一公共引線電極將所有的奇數(shù)波帶電極連接起來并引出，以另一公共引線電極將所有的偶數(shù)波帶電極連接起來并引出，且兩條公共引線電極之間絕緣隔開；或者，第一波帶以一獨(dú)立引線電極并引出，以一公共引線電極將第一波帶之外的所有的奇數(shù)波帶電極連接起來并引出，以另一條公共引線電極將所有偶數(shù)波帶電極連接起來并引出，三條引線電極之間彼此絕緣隔開。
5.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，施加在各引線電極和圖案電極的驅(qū)動(dòng)電壓值為選擇性的控制值，各驅(qū)動(dòng)電壓值可獨(dú)立控制或關(guān)聯(lián)控制。
6.如權(quán)利要求5所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電壓在改變液晶對(duì)光束的有效折射率時(shí)，滿足下述公式的要求
7.如權(quán)利要求6所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，液晶層使該光束通過時(shí)光程變化量最大值至少大于1/2入。
8.如權(quán)利要求7所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，入射光束是可見光，其中 液晶盒的盒厚3 6 ii m ;各波帶對(duì)應(yīng)液晶層部分的折射率為I. 2-1. 7 ;各波帶對(duì)應(yīng)液晶層部分的引線電極驅(qū)動(dòng)電壓為2 5伏。
9.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，液晶層為平行取向型液晶層、垂直取向型液晶、90度或180度扭曲型液晶層之一，且所述上平面基板的電極面和所述下平面基板的電極面上分別涂有液晶取向?qū)印?br> 10.如權(quán)利要求I 9任一項(xiàng)所述的連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其特征在于，采用電場調(diào)制液晶層的折射率，該菲涅爾透鏡通光孔徑大小不受限制，焦距可調(diào)范圍大小也不受限制。
全文摘要
本發(fā)明公開一種連續(xù)變焦菲涅爾透鏡，其上、下平面基板的電極面中至少一個(gè)形成菲涅爾波帶圖案電極，相鄰波帶之間絕緣隔開各奇數(shù)波帶分別以一公共引線電極引出，各偶數(shù)波帶分別以另一公共引線電極引出；或第一波帶以一獨(dú)立引線電極引出，第一波帶之外的各奇數(shù)波帶分別以一公共引線電極引出，各偶數(shù)波帶分別以另一公共引線電極引出；通過向各引線電極和圖案電極間施加電壓，調(diào)整圖案覆蓋區(qū)域的液晶層有效折射率，改變光束通過時(shí)光程，使圖案電極不同區(qū)域的光程差按菲涅爾波帶聚集要求分布。本發(fā)明設(shè)計(jì)雙波帶或三波帶電極圖案，通過調(diào)節(jié)奇偶波帶驅(qū)動(dòng)電壓大小，可改變液晶折射率，實(shí)現(xiàn)二級(jí)焦距調(diào)節(jié)，其連續(xù)變焦效果好且變焦范圍理論上不受限制。
文檔編號(hào)G02F1/29GK102608814SQ20121011205
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者何基強(qiáng), 李贛湘, 梁永超, 毛航超, 王東岳 申請(qǐng)人:信利半導(dǎo)體有限公司