一种液晶透镜及其控制方法

本发明涉及液晶透镜领域，特别是涉及一种液晶透镜及其控制方法。

背景技术：

1、透镜是基本的光学器件，在光学仪器和设备中随处可见。随着光学技术的发展，对透镜的要求越来越高，其一是要求透镜的焦距连续可调，其二是要求提供大焦距透镜。

2、液晶透镜(liquid crystal lens)是一种利用液晶材料所具有的独特物理及光学特性所创造出的技术。不同于传统的玻璃透镜，液晶透镜可以依据施加于其上的电场以聚集或发散入射光，特别地，液晶透镜的焦距可以藉由改变供应电压来进行调整。因为液晶透镜不需要使用到机械动作来调整焦距，因此，液晶透镜比传统玻璃透镜更适合应用在许多图像获取技术中。

3、现有技术的大口径液晶透镜为分区设计，每个区相同次序电极在理论上施加相同电压就可以达到菲涅尔透镜的效果。目前在液晶透镜设计上将每个区相同次序电极通过转接线连接后一起驱动，这种方案可以减少信号通道数目，降低驱动复杂程度。但是，液晶透镜在实际制作过程中由于工艺偏差造成的个别区域效果不均，不均区域的电极电压需要独立控制调整。现有技术一般通过每个电极都连接独立的驱动电压源实现独立控制，这样就可以通过单独调节电压来补偿不均区域的成像效果，但是驱动芯片等硬件电路的数量过多会带来良率的降低。

技术实现思路

1、经申请人研究发现：在多数情况下的液晶透镜制作过程中，同一区域的电极由于工艺偏差造成的影响是相近或相似的，因此同一区域电极的电位出现误差，该误差会具有一定的规律性。可以利用误差规律性对同一区域电极进行补偿，可以有效解决液晶透镜区域效果不均的问题。

2、有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种液晶透镜及其控制方法，旨在补偿液晶透镜不均区域的成像效果的基础上，减少驱动电压源的设置。

3、为实现上述目的，本发明第一方面公开了一种液晶透镜，所述液晶透镜包括：

4、第一基板；所述第一基板上设置有第一电极组，所述第一电极组包括m个电极区域，每个所述电极区包括n个第一电极，每一所述电极区域中相同次序的所述第一电极连接在同一个第一驱动电压源；

5、设置于所述第一基板对向的第二基板；所述第二基板上设置有公共面电极和与各个所述电极区域位置相对应的引线组，每个所述引线组包括n+1个导电电极，相邻的所述导电电阻之间连接有高阻引线，所述引线组两端的导电电极分别与第二驱动电压源和所述公共面电极进行电连接；其中，同一所述引线组中从与所述第二驱动电压源侧起的n个所述导电电极与所述第一电极一一对应，所述高阻引线的电阻阻值大于所述导电电极；

6、设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，所述液晶层内填充有液晶分子；所述液晶分子用于在所述公共面电极、各个所述第一电极、所述引线组连接各自电位后，实现电控透镜；

7、所述液晶透镜被配置为：

8、根据电控透镜的构建指令，向各个所述第一电极施加第一电位和向所述公共面电极施加第二电位；获得各个所述第一电极的实际电位，根据所述实际电位和所述第一电位，向各个所述引线组施加对应的第三电位以使所述引线组中的各个所述高阻引线两侧的所述导电电极产生梯级电位，所述液晶层中的液晶分子受到所述第一电位和所述第二电位二者之间的电位差或所述第一电位和所述梯级电位二者之间的电位差而产生偏转，形成所述电控透镜；其中，每一个所述电极区域中相同次序的所述第一电极施加的所述第一电位为相同电位，任意所述第一电极的所述实际电位与其对应的所述梯级电位之间的电位差等效于该第一电极对应的所述第一电位与所述第二电位之间的电位差。

9、可选的，所述引线组中的各个所述高阻引线的阻值根据所述第一电位和所述实际电位的比值进行确定，以使各个所述高阻引线两侧产生的所述梯级电位满足需求。

10、可选的，所述液晶透镜具体被配置为：

11、根据电控透镜的构建指令，向各个所述第一电极施加第一电位和向所述公共面电极施加第二电位；

12、获得各个所述第一电极的实际电位；根据所述实际电位和所述第一电位，获得所述实际电位和所述第一电位之间的第一比值；其中，同一所述电极区域中的各个所述第一比值均在预设范围内；

13、根据所述第一比值，向各个所述引线组施加对应的第三电位以使所述引线组中的各个所述高阻引线两侧的所述导电电极产生梯级电位，所述液晶层中的液晶分子受到所述第一电位和所述第二电位二者之间的电位差或所述第一电位和所述梯级电位二者之间的电位差而产生偏转，形成所述电控透镜。

14、可选的，所述引线组的结构具体包括：n+1个导电电极，相邻的所述导电电阻之间连接有高阻引线，所述引线组两端的导电电极分别与第二驱动电压源和所述公共面电极进行电连接；其中，所述高阻引线和所述导电电极组合形成导电通路，所述导电电极的阻值小于所述高阻引线，在对所述引线组施加对应的所述第三电位时，赋予各个所述导电电极对应的所述梯级电位。

15、可选的，所述引线组的一端与所述公共面电极进行电连接，另一端与所述第二驱动电压源进行电连接，所述引线组除两端外的其它位置与所述公共面电极之间设置有绝缘层。

16、本发明第二方面公开了一种液晶透镜的控制方法，应用于上述液晶透镜，所述方法包括：

17、响应于电控透镜的构建指令，向各个第一电极施加第一电位和向公共面电极施加第二电位；其中，每一所述电极区域中相同次序的所述第一电极施加的所述第一电位为相同电位；

18、采集各个第一电极的实际电位；根据所述实际电位和所述第一电位，获得各个引线组对应的第三电位；

19、向各个所述引线组施加对应的第三电位以使所述引线组中的各个高阻引线两侧的所述导电电极产生梯级电位；其中，所述液晶层中的液晶分子受到所述第一电位和所述第二电位二者之间的电位差或所述第一电位和所述梯级二者之间的电位差而产生偏转，形成所述电控透；对于任意所述第一电极：所述实际电位与其对应的所述梯级电位之间的电位差等效于该第一电极对应的所述第一电位与所述第二电位之间的电位差。

20、本发明的有益效果：1、本发明的第一电极组包括m个电极区域，每个电极区包括n个第一电极，每一电极区域中相同次序的第一电极连接在同一个第一驱动电压源；并在第二基板上设置与各个电极区域位置相对应的引线组，每个引线组包括n+1个导电电极，相邻的导电电阻之间连接有高阻引线，引线组两端的导电电极分别与第二驱动电压源和公共面电极进行电连接。本发明根据同一电极去内的第一电极的电位出现误差，该误差会具有一定的规律性这个因素，去设置引线组，而引线组同样会产生规律变化的梯级电位，利用引线组规律变化电位去对第一电极的实际电位进行补偿，以使第一电极的实际电位与其对应的梯级电位之间的电位差等效于该第一电极对应的第一电位与第二电位之间的电位差。相较于现有技术每个第一电极都需要一个驱动电压源，本发明每一电极区域中相同次序的第一电极连接在同一个驱动电压源，且每个引线组只需要一个驱动电压源。因此，本发明可以补偿不均区域的成像效果的同时，减少驱动电压源。

21、2、本发明引线组中的各个高阻引线的阻值根据第一电位和实际电位的比值进行确定，以使各个高阻引线两侧产生的梯级电位满足需求。因为同一电极区内的第一电极由于工艺偏差形成的实际电位与第一电位的比值是相近的。本发明据此对高阻引线的阻值进行确定，从而提高补偿精度，提高液晶透镜成像效果。

22、3、本发明引线组的一端与公共面电极进行电连接，另一端与第二驱动电压源进行电连接，引线组除两端外的其它位置与公共面电极之间设置有绝缘层。本发明通过设置绝缘层以避免引线组除两端外的其它位置因为直接接触公共面电极，导致需求的阶梯电位发生变化。

23、综上，本发明在补偿液晶透镜不均区域的成像效果的基础上，减少驱动电压源的设置，进而避免驱动芯片等硬件电路的数量过多会带来良率的降低的问题。