液晶透镜、电子产品、光焦度调节方法和像散调节方法与流程

本发明及液晶透镜，尤其涉及一种液晶透镜、电子产品、光焦度调节方法和像散调节方法。

背景技术：

1、像散和离焦是光学系统性能的两个主要光学像差。像散是由于光学系统形状不对称或组件位置不对称而产生的，这会导致图像扭曲或模糊，需要进行精准对焦以获得清晰的图像。另一方面，离焦是由于像距和探测器距离之间的不匹配而产生的。例如，在典型的大型太空望远镜中，光线从主镜反射到次镜，如果两面镜子都完美无缺，就会形成清晰的图像。然而，情况并不总是如此，因为诸如重力、热膨胀和制造误差等缺陷会导致像散和焦距失准。传统的像散和离焦校正方法通常涉及使用机械驱动的庞大镜片。这使得光学系统的体积大，成本高，调节不够灵活，应用范围有限。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种液晶透镜、电子产品、光焦度调节方法和像散调节方法，用于解决现有的具有像散和离焦校正功能的光学系统体积大，成本高的技术问题。

2、本发明采用的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供了一种液晶透镜，包括依次层叠设置的第一透明基板、第一图案电极、第一取向层、液晶层、第二取向层、第二图案电极和第二透明基板；

4、所述第一图案电极设置有第一驱动电压加载位置和第二驱动电压加载位置，所述第一驱动电压加载位置用于接收第一驱动电压，所述第二驱动电压加载位置用于接收第二驱动电压，所述第一图案电极用于在加载第一驱动电压和第二驱动电压后产生呈旋转抛物面的电势分布；

5、所述第二电极图案上设置有第三驱动电压加载位置和第四驱动电压加载位置，所述第三驱动电压加载位置用于接收第三驱动电压，所述第四驱动电压加载位置用于接收第四驱动电压，所述第二图案电极用于在加载第三驱动电压和第四驱动电压后产生呈抛物柱面的电势分布。

6、优选地，所述第一图案电极包括若干个衔接段和若干个不同半径的同心圆弧段，相邻的同心圆弧段之间通过衔接段连接，所述第一电压加载位置位于第一图案电极靠近液晶透镜中心的一端，所述第二电压加载位置位于第二图案电极远离液晶透镜中心的一端。

7、优选地，所述第一电极图案包括第一电势分布线和若干根同心圆弧电极线，所述第一电势分布线由液晶透镜中心的位置朝液晶透镜边缘的位置延伸，所述第一电势分布线相对的两端分别为第一驱动电压加载位置和第二驱动电压加载位置；

8、所述同心圆弧电极线的一端与所述电势分布线相连，另一端悬空，设第一电势分布线与各个圆弧电极线相连的位置为电势引出位置，则所述第一电势分布线的各个电势引出位置到第一驱动电压加载位置之间的电阻值与沿液晶透镜径向方向上各个电势引出位置到第一驱动电压加载位置的距离呈抛物线分布。

9、优选地，所述第二图案电极包括第二电势分布线和若干个沿第一方向延伸的延伸电极线，所述延伸电极线呈直线形状；

10、所述第三驱动电压加载位置和第四驱动电压加载位置设置在第二电势分布线上，所述延伸电极线的一端与第二电势分布线连接，相对的另一端悬空；

11、所述延伸电极线与所述第二电势分布线连接的位置处于第一驱动电压加载位置和第二驱动电压加载位置之间，不同的延伸电极线与第二电势分布线连接的位置不同；

12、所述第二电势分布线上与各个延伸电极线连接的位置到第三驱动电压加载位置之间的电阻值与第二方向上各个延伸电极线和第二电势分布线连接的位置到第三驱动电压加载位置的距离为抛物线关系，所述第二方向为与第一方向垂直的方向。

13、优选地，所述第二电势分布线包括若干个分段和若干个弯折部，相邻两个所述分段之间通过弯折部连接，并且相邻两个分段之间经过弯折部外折后朝相反的方向延伸。

14、优选地，所述第二电势分布线上设置有两个第三驱动电压加载位置和一个第四驱动电压加载位置，所述第四驱动加载位置位于两个第三驱动电压加载位置之间。

15、优选地，所述抛物柱面的对称轴与旋转抛物面的中心轴位于同一平面。

16、第二方面，本发明还提供一种电子产品，包括控制电路和第一方面所述的液晶透镜，所述控制电路与所述液晶透镜电连接。

17、第三方面，本发明还提供一种液晶透镜光焦度调节方法，该方法用于调节第一方面中所述的液晶透镜的光焦度，设第一驱动电压为v1，第二驱动电压为v2，所述方法包括以下步骤：

18、s1：获取液晶透镜的液晶线性工作区间；

19、s2：根据所述液晶线性工作区间获取液晶线性工作区间内的最小电压vmin和最大电压vmax；

20、s3：根据最小电压vmin和最大电压vmax调整v1和v2的电压差以调整液晶透镜的光焦度，其中vmin≤v1≤vmax，且vmin≤v2≤vmax。

21、第四方面，本发明还提供一种液晶透镜像散调节方法，该方法用于调节第一方面中所述的液晶透镜的像散，设第三驱动电压为v3，第四驱动电压为v4，所述方法包括以下步骤：

22、s4：获取液晶透镜的液晶线性工作区间；

23、s5：根据所述液晶线性工作区间获取液晶线性工作区间内的最小电压vmin和最大电压vmax；

24、s6：根据最小电压vmin和最大电压vmax调整v3和v4的电压差以调整液晶透镜的像散，其中vmin≤v1≤vmax，且vmin≤v2≤vmax。

25、有益效果：本发明的液晶透镜、电子产品、光焦度调节方法和像散调节方法通过对第一图案电极加载驱动电压后形成旋转抛物面的电势分布，并通过对第二图案电极加载驱动电压后形成抛物柱面的电势分布，在两个图案电极的共同作用下形成旋转非对称的椭圆形的电势分布，该电势分布使液晶材料偏转后形成液晶透镜。这样通过调节第一图案电极的驱动电压就可以调节液晶透镜的焦距，而通过调节第二图案电极的驱动电压就可以调节液晶透镜的像散，从而实现采用更紧凑的结构和更简单的方法来调节光学系统的焦距和像散。

技术特征：

1.液晶透镜，其特征在于，包括依次层叠设置的第一透明基板、第一图案电极、第一取向层、液晶层、第二取向层、第二图案电极和第二透明基板；

2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一图案电极包括若干个衔接段和若干个不同半径的同心圆弧段，相邻的同心圆弧段之间通过衔接段连接，所述第一电压加载位置位于第一图案电极靠近液晶透镜中心的一端，所述第二电压加载位置位于第二图案电极远离液晶透镜中心的一端。

3.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一电极图案包括第一电势分布线和若干根同心圆弧电极线，所述第一电势分布线由液晶透镜中心的位置朝液晶透镜边缘的位置延伸，所述第一电势分布线相对的两端分别为第一驱动电压加载位置和第二驱动电压加载位置；

4.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第二图案电极包括第二电势分布线和若干个沿第一方向延伸的延伸电极线，所述延伸电极线呈直线形状；

5.根据权利要求4所述的液晶透镜，其特征在于，所述第二电势分布线包括若干个分段和若干个弯折部，相邻两个所述分段之间通过弯折部连接，并且相邻两个分段之间经过弯折部外折后朝相反的方向延伸。

6.根据权利要求5所述的液晶透镜，其特征在于，所述第二电势分布线上设置有两个第三驱动电压加载位置和一个第四驱动电压加载位置，所述第四驱动加载位置位于两个第三驱动电压加载位置之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶透镜，其特征在于，所述抛物柱面的对称轴与旋转抛物面的中心轴位于同一平面。

8.电子产品，其特征在于，包括控制电路和权利要求1至7中任一项所述的液晶透镜，所述控制电路与所述液晶透镜电连接。

9.液晶透镜光焦度调节方法，其特征在于，用于调节权利要求1至7中任一项所述的液晶透镜的光焦度，设第一驱动电压为v1，第二驱动电压为v2，所述方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的液晶透镜光焦度调节方法，其特征在于，设第三驱动电压为v3，第四驱动电压为v4，所述方法还包括以下步骤：

11.液晶透镜像散调节方法，其特征在于，用于调节权利要求1至7中任一项所述的液晶透镜的像散，设第三驱动电压为v3，第四驱动电压为v4，所述方法包括以下步骤：

技术总结本发明属于液晶透镜技术领域，尤其涉及一种液晶透镜、电子产品、光焦度调节方法和像散调节方法。本发明提供的液晶透镜包括依次层叠设置的第一透明基板、第一图案电极、第一取向层、液晶层、第二取向层、第二图案电极和第二透明基板；第一图案电极设置有第一驱动电压加载位置和第二驱动电压加载位置，第一图案电极用于在加载第一驱动电压和第二驱动电压后产生呈旋转抛物面的电势分布；第二电极图案上设置有第三驱动电压加载位置和第四驱动电压加载位置，第三驱动电压加载位置用于接收第三驱动电压，第二图案电极用于在加载第三驱动电压和第四驱动电压后产生呈抛物柱面的电势分布。本发明可减小具有像散和离焦校正功能的光学系统的体积。技术研发人员：刘志强,王滨,叶茂受保护的技术使用者：成都耶塔科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2