專利名稱：一種液晶透鏡及其制作、使用方法和光電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液晶透鏡及其制作、使用方法和光電設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，液晶材料具有電學(xué)和光學(xué)各向異性，其光學(xué)性能具有電學(xué)可控性，因此經(jīng)常被用來制作光電設(shè)備。液晶透鏡的構(gòu)造方式多種多樣，如多層 液晶堆垛型，雙電壓驅(qū)動(dòng)型和基于三電極體系的可變焦液晶透鏡等。該基于三電極體系的可變焦液晶透鏡的結(jié)構(gòu)基本為上下各一層IT0(Indium Tin Oxide,氧化銦錫)電極，中間一層為招電極,上ITO電極與招電極之間填充液晶。該鋁電極平分成四個(gè)子電極，當(dāng)每個(gè)子電極上所施加的電壓大小相同時(shí)，整個(gè)液晶區(qū)域?qū)l(fā)生相同的相位移，得到對(duì)稱型液晶透鏡，此時(shí)該液晶透鏡的聚焦點(diǎn)落在鋁電極的中心軸線上；當(dāng)對(duì)每個(gè)子電極施加完全不同或不完全相同的電壓時(shí)，不同子電極所對(duì)應(yīng)的液晶區(qū)域產(chǎn)生不同的相位移，從而導(dǎo)致整個(gè)液晶透鏡發(fā)生不對(duì)稱形變，入射光通過這種形狀不對(duì)稱的液晶透鏡后聚焦點(diǎn)落在鋁電極的中心軸線的上下或左右，也就是與對(duì)稱透鏡相比，聚焦點(diǎn)發(fā)生上下或左右方向的偏移。這樣通過控制子電極的電壓即可控制聚焦點(diǎn)同一平面內(nèi)的移動(dòng)情況。而且ITO電極電壓的大小直接影響液晶透鏡焦距的長(zhǎng)短，可以通過控制其電壓來控制液晶透鏡的焦距。但是，該鋁電極分成四個(gè)子電極，所需電路驅(qū)動(dòng)較多，構(gòu)造也比較復(fù)雜，電場(chǎng)相互干擾比較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶透鏡及其制作、使用方法和光電設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)小面積透鏡大面積投影的效果，而且由于電路驅(qū)動(dòng)較少，構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單，電場(chǎng)相互干擾相對(duì)較小。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶透鏡，包括第一電極層和第一透明基板；第二透明基板，附著于所述第一電極層的下表面；第二電極層，附著于所述第一透明基板的上表面，包括相分離的第一子電極層和第二子電極層；液晶，位于所述第二透明基板和所述第二電極層之間。較佳的，所述第一透明基板和第二透明基板為玻璃基板。較佳的，所述第一子電極層和第二子電極層由石墨烯或石墨烯與導(dǎo)電聚合物的復(fù)合材料構(gòu)成。較佳的，所述第一電極層為公共電極層。
較佳的，該液晶透鏡，還包括第一驅(qū)動(dòng)電路，連接所述第一子電極層；第二驅(qū)動(dòng)電路，連接所述第二子電極層。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光電設(shè)備，包括，上述液晶透鏡。相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶透鏡的制作方法，包括在第一電極層下表面制作第二透明基板；在第一透明基板上表面制作第二電極層，所述第二電極層包括相分離的第一子電極層和第二子電極層；在所述第二透明基板和第二電極層之間填充液晶。較佳的，所述方法還包括將所述第一子電極層連接第一驅(qū)動(dòng)電路；將所述第二子電極層連接第二驅(qū)動(dòng)電路。相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶透鏡的使用方法，包括預(yù)置第一電極層的電壓；通過分別調(diào)節(jié)第二電極層包括的相分離的第一子電極層和第二子電極層的電壓，確定位于第一電極層下表面的第二透明基板和第二電極層之間的液晶的聚焦點(diǎn)。較佳的，所述第一子電極層的電壓與所述第二子電極層的電壓相等時(shí)，液晶透鏡為對(duì)稱性凸透鏡，所述液晶透鏡的聚焦點(diǎn)位于對(duì)稱軸上；所述第一子電極層的電壓大于所述第二子電極層的電壓時(shí)，所述液晶透鏡的聚焦點(diǎn)向所述第二子電極層區(qū)域偏移；所述第一子電極層的電壓小于所述第二子電極層的電壓時(shí)，所述液晶透鏡的聚焦點(diǎn)向所述第一子電極層區(qū)域偏移。較佳的，通過第一驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)第一子電極層的電壓；通過第二驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)第二子電極層的電壓。通過使用本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡及其制作、使用方法和光電設(shè)備，通過調(diào)整第一子電極層和第二子電極層的電壓，確定液晶的聚焦點(diǎn)。由于液晶各個(gè)區(qū)域的光折射率變的不均勻，使得透過該液晶透鏡的光線的延遲不均勻，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小面積透鏡大面積投影的效果。而且由于電路驅(qū)動(dòng)較少，構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單，電場(chǎng)相互干擾相對(duì)較小。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中液晶透鏡示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中第二電極層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為傳統(tǒng)投影儀的投影原理圖；圖4為使用本發(fā)明施例提供的液晶透鏡的投影原理圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中液晶透鏡的制作方法流程示意圖；圖6-圖8為本發(fā)明實(shí)施例中第一子電極層和第二子電極層電壓變化時(shí),液晶透鏡的形狀示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例中液晶透鏡的使用方法流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶透鏡，如圖I所示，包括第一電極層11和第一透明基板12 ；第二透明基板13，附著于所述第一電極層11的下表面；第二電極層14，附著于所述第一透明基板12的上表面，包括相分離的第一子電極層141和第二子電極層142 ；液晶15，位于第二透明基板13和第二電極層14之間。其中，第一透明基板和第二透明基板的制作材料包括玻璃等。上述第一電極層11為公共電極層，其與第二電極層14均通電后，兩者之間形成電場(chǎng)。如圖2所示，第二電極層14由特殊阻抗材料制作，例如電導(dǎo)率和透過率都很高的材料，較佳的，該第一子電極層141和第二子電極層142由石墨或石墨烯與導(dǎo)電聚合物的復(fù)合材料構(gòu)成。該第一子電極層141和第二子電極層142可以由同種材料制作，也可以由不同種材料制作。而且，第一子電極層141和第二子電極層142可以為任意形狀，兩者的大小可以相同，也可以不同。較佳的情況，兩者的形狀相同，且面積大小相同，如圖2所示，兩者為面積大小相同的矩形。通過分別調(diào)節(jié)上述相分離的第一子電極層141和第二子電極層142，使得兩者與第一電極層之間的電場(chǎng)產(chǎn)生變化，這樣可以在電場(chǎng)的作用下液晶15的聚焦點(diǎn)產(chǎn)生移動(dòng)，由此可以通過改變液晶透鏡的聚焦點(diǎn)，得到不同的投影效果。較佳的，該液晶透鏡，還包括第一驅(qū)動(dòng)電路，連接第一子電極層141 ;第二驅(qū)動(dòng)電路，連接所述第二子電極層142。驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)目與第二電極層包括的子電極層數(shù)目相對(duì)應(yīng)，由于本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)電路較少，因此，液晶透鏡的所需的電路較少，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。而且，兩個(gè)子電極層產(chǎn)生的電場(chǎng)之間的相互干擾也較弱。上述液晶透鏡可以應(yīng)用于各種光電設(shè)備中，例如投影儀等。由于上述液晶透鏡的聚焦點(diǎn)可以左右移動(dòng)，因此，在達(dá)到同樣投影效果的情況下，本實(shí)施例提供的液晶透鏡與傳統(tǒng)透鏡相比體積較小，進(jìn)而使用本實(shí)施例提供的液晶透鏡的光電設(shè)備體積較小，更為輕便且方便攜帶。圖3為傳統(tǒng)投影儀的投影原理圖，如圖所示，光源I通過普通透鏡2向屏幕3上進(jìn)行投影。相應(yīng)的，如圖4所示，使用本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡時(shí)，同樣的光源I在屏幕3上產(chǎn)生同樣的投影時(shí)，液晶透鏡4的體積明顯小于普通透鏡2?；谕粯?gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了上述液晶透鏡的制作方法，如圖5所示，包括以下具體步驟步驟501、在第一電極層下表面制作第二透明基板；步驟502、在第一透明基板上表面制作第二電極層，該第二電極層包括相分離的第一子電極層和第二子電極層；步驟503、在上述第二透明基板和第二電極層之間填充液晶。具體的，該第一電極層可以為公共電極層，其與第二電極層之間形成電場(chǎng)。一般情 況下，第一電極層為恒壓，通過改變第二電極層的兩個(gè)子電子層的電壓，控制液晶的聚焦點(diǎn)向左右的移動(dòng)距離。例如如圖6所示，第一子電極層141的電壓與第二子電極層142的電壓相等時(shí)，液晶透鏡為對(duì)稱性凸透鏡，液晶透鏡的聚焦點(diǎn)位于對(duì)稱軸上；如圖7所示，第一子電極層141的電壓大于第二子電極層142的電壓時(shí)，液晶透鏡的聚焦點(diǎn)向第二子電極層142區(qū)域偏移；如圖8所示，第一子電極層的電壓小于第二子電極層的電壓時(shí)，液晶透鏡的聚焦點(diǎn)向第一子電極層區(qū)域偏移。較佳的，然后將第一子電極層連接第一驅(qū)動(dòng)電路，將第二子電極層連接第二驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)目與第二電極層包括的子電極層數(shù)目相對(duì)應(yīng)，由于本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)電路較少，因此，液晶透鏡的所需的電路較少，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。而且，子電極層數(shù)量較少時(shí)各自電場(chǎng)之間的相互干擾也較弱。通過上述描述可知，使用本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡的制作方法，通過第一子電極層和第二子電極層的電壓，可以確定液晶透鏡的聚焦點(diǎn)，液晶各個(gè)區(qū)域的光折射率變的不均勻，使得透過該液晶透鏡的光線的延遲不均勻，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小面積透鏡大面積投影的效果。而且由于電路驅(qū)動(dòng)較少，構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單，電場(chǎng)相互干擾相對(duì)較小?；谕粯?gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了上述液晶透鏡的使用方法，如圖9所示，包括以下步驟步驟901、預(yù)置第一電極層的電壓；步驟902、通過分別調(diào)節(jié)第二電極層包括的相分離的第一子電極層和第二子電極層的電壓，確定位于第一電極層下表面的第二透明基板和第二電極層之間的液晶的聚焦點(diǎn)。上述第一電極層可以為公共電極層，其下表面具有第二透明基板。在第一透明基板上表面具有第二電極層，該第二電極層包括相分離的第一子電極層和第二子電極層。該第一子電極層連接第一驅(qū)動(dòng)電路，第二子電極層連接第二驅(qū)動(dòng)電路，可以通過分別調(diào)節(jié)第一子電極層和第二子電極層的電壓，確定位于第一電極層下表面的第二透明基板和第二電極層之間的液晶的聚焦點(diǎn)，具體的，第一子電極層的電壓與第二子電極層的電壓相等時(shí)，液晶透鏡為對(duì)稱性凸透鏡，液晶透鏡的聚焦點(diǎn)位于對(duì)稱軸上；第一子電極層的電壓大于第二子電極層的電壓時(shí)，液晶透鏡的聚焦點(diǎn)向第二子電極層區(qū)域偏移；第一子電極層的電壓小于第二子電極層的電壓時(shí)，液晶透鏡的聚焦點(diǎn)向第一子電極層區(qū)域偏移。通過上述描述可知，使用本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡及其制作、使用方法和光電設(shè)備，通過第一子電極層和第二子電極層的電壓，可以確定液晶的聚焦點(diǎn)。由于液晶各個(gè)區(qū)域的光折射率變的不均勻，使得透過該液晶透鏡的光線的延遲不均勻，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小面積透鏡大面積投影的效果。而且由于電路驅(qū)動(dòng)較少，構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單，電場(chǎng)相互干擾相對(duì)較小。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一 流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu) 選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶透鏡，其特征在于，包括 第一電極層和第一透明基板； 第二透明基板，附著于所述第一電極層的下表面； 第二電極層，附著于所述第一透明基板的上表面，包括相分離的第一子電極層和第二子電極層； 液晶，位于所述第二透明基板和所述第二電極層之間。
2.如權(quán)利要求I所述的液晶透鏡，其特征在于，所述第一透明基板和第二透明基板為玻璃基板。
3.如權(quán)利要求I所述的液晶透鏡，其特征在于，所述第一子電極層和第二子電極層由石墨烯或石墨烯與導(dǎo)電聚合物的復(fù)合材料構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶透鏡，其特征在于，所述第一電極層為公共電極層。
5.如權(quán)利要求I所述的液晶透鏡，其特征在于，還包括 第一驅(qū)動(dòng)電路，連接所述第一子電極層； 第二驅(qū)動(dòng)電路，連接所述第二子電極層。
6.一種光電設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-5中任一所述的液晶透鏡。
7.一種液晶透鏡的制作方法，其特征在于，包括 在第一電極層下表面制作第二透明基板； 在第一透明基板上表面制作第二電極層，所述第二電極層包括相分離的第一子電極層和第二子電極層； 在所述第二透明基板和第二電極層之間填充液晶。
8.如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，還包括 將所述第一子電極層連接第一驅(qū)動(dòng)電路； 將所述第二子電極層連接第二驅(qū)動(dòng)電路。
9.一種液晶透鏡的使用方法，其特征在于，包括 預(yù)置第一電極層的電壓； 通過分別調(diào)節(jié)第二電極層包括的相分離的第一子電極層和第二子電極層的電壓，確定位于第一電極層下表面的第二透明基板和第二電極層之間的液晶的聚焦點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的使用方法，其特征在于， 所述第一子電極層的電壓與所述第二子電極層的電壓相等時(shí)，所述液晶透鏡為對(duì)稱性凸透鏡，所述液晶的聚焦點(diǎn)位于對(duì)稱軸上； 所述第一子電極層的電壓大于所述第二子電極層的電壓時(shí)，所述液晶透鏡的聚焦點(diǎn)向所述第二子電極層區(qū)域偏移； 所述第一子電極層的電壓小于所述第二子電極層的電壓時(shí)，所述液晶透鏡的聚焦點(diǎn)向所述第一子電極層區(qū)域偏移。
11.如權(quán)利要求9所述的使用方法，其特征在于，通過第一驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)第一子電極層的電壓；通過第二驅(qū)動(dòng)電路調(diào)節(jié)第二子電極層的電壓。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液晶透鏡及其制作、使用方法和光電設(shè)備。該液晶透鏡包括第一電極層和第一透明基板；第二透明基板，附著于所述第一電極層的下表面；第二電極層，附著于所述第一透明基板的上表面，包括相分離的第一子電極層和第二子電極層；液晶，位于所述第二透明基板和所述第二電極層之間。本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡及其制作、使用方法和光電設(shè)備，通過調(diào)整第一子電極層和第二子電極層的電壓，確定液晶透鏡的聚焦點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)小面積透鏡大面積投影的效果，而且由于電路驅(qū)動(dòng)較少，構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單，電場(chǎng)相互干擾相對(duì)較小。
文檔編號(hào)G02F1/29GK102645814SQ20111013487
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者柳在健, 陳娟 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司