[实用新型]一种液晶透镜

说明书

本实用新型提供了一种液晶透镜，包括相对设置的第一基板和第二基板，位于第一基板和第二基板之间的液晶层；分别位于液晶层两侧且朝向第一基板和第二基板的第一配向层和第二配向层，位于第二配向层和第二基板之间的第一电极层，位于第一配向层和第一基板之间的高阻层，以及连接高阻层外边缘且位于第一配向层和第一基板之间的第二电极层；高阻层由液晶透镜中心位置至边缘呈水波纹型，高阻层上每处到第一电极层的距离满足该处的电场强度与理想电场强度相匹配的关系，高阻层和第一配向层之间的间隙还设有衬垫层。本实用新型能够使得高阻层液晶透镜的实际折射率分布更接近理想的二次抛物型分布曲线，减小液晶透镜成像时的像差，提高成像质量。

技术领域

本实用新型涉及液晶透镜技术领域，更具体地，涉及一种液晶透镜。

背景技术

以现有技术为理论基础可知，由于液晶具有双折射特性且液晶层内的电场强度分布不均一，则透镜不同位置处的折射率也不相同，对于给定孔径大小和高电阻层薄膜方阻的透镜，可以找到最佳频率的电压使透镜形成近似抛物线的理想折射率分布，进而使透镜呈现良好的成像效果。但是实际的有效折射率分布相较理想的折射率分布存在的偏差，会使液晶透镜存在像差，严重影响液晶透镜的成像质量。在一些使用固定焦距的透镜且需要改变焦平面的场景中，往往需要机械结构的驱动来达到目的，这无疑增加了系统的复杂性。

公开号为CN201410393200.8的中国专利，公开了一种液晶透镜制作方法及液晶透镜，通过利用第二透明高阻层中的阻抗分布与理想曲线中的光程差分布相匹配，进而应用于第二透明高阻层制作的液晶透镜中，通过在第二透明高阻层蚀刻环形凹槽和增加透明低阻环等方式，改变高阻层的阻抗分布，使距离液晶透镜中心不同位置处光程差分布曲线与液晶透镜中距离液晶透镜中心不同位置处光程差的理想分布曲线吻合度较高，提高了所述液晶透镜中光程差的利用率。

但是上述方案制备的液晶透镜需要对高阻层的结构上进行蚀刻或增加低阻环的方式才能改变阻抗分布，加工步骤复杂，且增加或减少阻抗的过程属于突变型，使距离液晶透镜中心不同位置处的阻抗分布呈阶段性变迁，过渡效果差，在阻抗变化过渡处的实际成像效果仍然存在一定像差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的高阻层液晶透镜在实际使用中，存在成像像差的问题，提供一种液晶透镜。本实用新型只改变高阻层的高度且高度变化是连续的，故能够使得高阻层液晶透镜的实际折射率分布更接近理想的二次抛物型分布曲线，减小液晶透镜成像时的像差，提高成像质量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种液晶透镜，包括相对设置的第一基板和第二基板，位于第一基板和第二基板之间的液晶层；分别位于液晶层两侧且朝向第一基板和第二基板的第一配向层和第二配向层，位于第二配向层和第二基板之间的第一电极层，位于第一配向层和第一基板之间的高阻层，以及连接高阻层外边缘且位于第一配向层和第一基板之间的第二电极层；高阻层由液晶透镜中心位置至边缘呈水波纹型，高阻层上每处到第一电极层的距离满足该处的电场强度与理想电场强度相匹配的关系，高阻层和第一配向层之间的间隙还设有衬垫层。

需要说明的是，由现有技术可知，理想状态下的电场强度分布可简单得到，已知一定结构的液晶透镜结构，在每个焦距下液晶透镜都有一个理想的有效折射率分布，沿着液晶透镜中心至边缘，理想有效折射率的分布呈抛物型二次曲线分布；理想折射率分布曲线为抛物线型二次曲线，故理想有效折射率在液晶透镜上的分布与理想的电场强度具有相同位置下的一一对应关系，通过现有技术手段即可获得一定条件下的理想电场强度分布，由于实际情况下电场强度与理想有效折射率的关系不是线性关系，而这就导致了理想的电场强度分布不是抛物线型二次曲线，这样，通过优化高阻层在该结构下的高度分布，控制高阻层每个点所对应的液晶层区域的电场强度与理想强度相匹配，则可以使得实际的电场强度分布与理想的电场强度分布相匹配，从而优化实际的有效折射率分布，提高像差。