一种节距可调的液晶透镜阵列

一、本发明涉及自适应可变焦透镜阵列，具体涉及一种节距可调的液晶透镜阵列。二、技术背景自适应可变焦透镜阵列因其结构简单和无需机械移动等特点而成为当前的研究热点，其中，作为代表的液晶透镜阵列具有响应速度快、轻薄化和功耗低等优点，在光学信息处理、波前传感器、光通信和2d/3d可切换显示领域有着广泛的应用前景。近些年，液晶透镜阵列的研究日趋成熟，研究者提出了不同结构和应用于不同场景的液晶微透镜阵列，如多电极结构液晶透镜阵列、复合介电层结构的液晶透镜阵列和曲面电极液晶透镜阵列等。多电极结构可以通过对像素化电极分别寻址来产生近乎理想的透镜效果，复合介电层结构的液晶透镜阵列能够实现较短的焦距可调，曲面电极液晶透镜阵列具有良好的抛物线形相位分布。然而，现有的液晶透镜阵列存在节距不可调的问题，限制了液晶透镜阵列的进一步发展。

背景技术：

技术实现思路

0、三、技术实现要素：

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提出一种节距可调的液晶透镜阵列，本发明包括上玻璃基板、液晶层、矩形电极i、矩形电极ii、绝缘层、平面电极和下玻璃基板。

2、所述液晶层厚度是均匀的，液晶层的取向方向垂直于矩形电极i和ii的长边方向，优选的，液晶层采用向列相液晶材料。

3、所述矩形电极i、ii和平面电极采用透明导电材料制作，矩形电极i和ii的宽度相同，矩形电极i和ii的间隙大于矩形电极i和ii的宽度，矩形电极i、ii和平面电极均接交流电，施加在矩形电极i、ii和平面电极上的驱动电压分别为v1、v2和v3，并且v2＞v3。

4、所述绝缘层采用透明绝缘材料制作。

5、所述一种节距可调的液晶透镜阵列，通过控制施加在矩形电极i、ii和平面电极上的驱动电压v1、v2和v3的大小来调节液晶透镜阵列的节距，具体原理为：当驱动电压v1＝0，v2＞0，并且v3＞0时，矩形电极ii与平面电极之间的电场方向相反，相互抵消，矩形电极i和矩形电极ii之间产生空间不均匀电场分布，诱导液晶分子重新排列形成大节距的液晶透镜阵列；当驱动电压v1＞0，v2＞0，并且v3＝0时，矩形电极i和矩形电极ii与平面电极之间分别产生空间不均匀电场分布，诱导液晶分子重新排列形成小节距的液晶透镜阵列。此外，通过改变驱动电压v1、v2和v3的大小来连续调节液晶透镜阵列的焦距。

技术特征：

1.一种节距可调的液晶透镜阵列，包括上玻璃基板、液晶层、矩形电极i、矩形电极ii、绝缘层、平面电极和下玻璃基板。

2.根据权利要求1所述的一种节距可调的液晶透镜阵列，其特征是，所述液晶层厚度是均匀的，液晶层的取向方向垂直于矩形电极i和ii的长边方向，液晶层采用向列相液晶材料。

3.根据权利要求1所述的一种节距可调的液晶透镜阵列，其特征是，矩形电极i、ii和平面电极均接交流电，施加在矩形电极i、ii和平面电极上的驱动电压分别为v1、v2和v3，并且v2＞v3。

4.根据权利要求1所述的一种节距可调的液晶透镜阵列，其特征是，通过控制施加在矩形电极i、ii和平面电极上的驱动电压v1、v2和v3的大小来调节液晶透镜阵列的节距，驱动电压v1＝0，v2＞0，并且v3＞0时，形成大节距的液晶透镜阵列，驱动电压v1＞0，v2＞0，并且v3＝0时，形成小节距的液晶透镜阵列。

技术总结本发明提出一种节距可调的液晶透镜阵列，包括上玻璃基板、液晶层、矩形电极I、矩形电极II、绝缘层、平面电极和下玻璃基板。矩形电极I、II和平面电极均接交流电，通过控制施加在矩形电极I、II和平面电极上的驱动电压V<subgt;1</subgt;、V<subgt;2</subgt;和V<subgt;3</subgt;的大小来调节液晶透镜阵列的节距。当驱动电压V<subgt;1</subgt;＝0，V<subgt;2</subgt;＞0，并且V<subgt;3</subgt;＞0时，矩形电极I和矩形电极II之间产生空间不均匀电场分布，诱导液晶分子重新排列形成大节距的液晶透镜阵列。当驱动电压V<subgt;1</subgt;＞0，V<subgt;2</subgt;＞0，并且V<subgt;3</subgt;＝0时，矩形电极I和矩形电极II与平面电极之间分别产生空间不均匀电场分布，诱导液晶分子重新排列形成小节距的液晶透镜阵列。此外，通过改变V<subgt;1</subgt;、V<subgt;2</subgt;和V<subgt;3</subgt;的大小来连续调节液晶透镜阵列的焦距。技术研发人员：储繁,王琼华,邢妍,文学锐,黄元怡受保护的技术使用者：北京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12