[发明专利]具有可变焦距的自适应电激活透镜

权利要求书

1.一种可调整聚焦的、可电学控制的电激活透镜，其包括：

位于一对透明衬底之间的液晶层；菲涅耳区被构图电极，其具有M个区域，每个区域都具有位于液晶层与第一透明衬底的面向内的表面之间的L个可单独寻址的子区域，其中M和L是正整数；以及

液晶层与第二透明衬底的面向内的表面之间的导电层。

2.如权利要求1所述的透镜，其中，菲涅耳区被构图电极的可单独寻址的子区域在同一个水平面上。

3.如权利要求1所述的透镜，其中，液晶从由下面的材料组成的组中选择：向列型、胆甾型、电激活聚合物、聚合物液晶、聚合物分散的液晶、聚合物稳定的液晶、以及自组装的非线性的超分子结构。

4.如权利要求3所述的透镜，其中，液晶是向列型的。

5.如权利要求4所述的透镜，其中，液晶是E7。

6.如权利要求1所述的透镜，其中，透明衬底是玻璃。

7.如权利要求1所述的透镜，其中，透明衬底是塑料。

8.如权利要求1所述的透镜，进一步包括电连接到可单独寻址的子区域和导电层的电控制装置。

9.如权利要求8所述的透镜，其中，电控制装置向可单独寻址的子区域施加正电压或负电压。

10.如权利要求9所述的透镜，其中，电压在负的3伏特到正的3伏特之间。

11.如权利要求8所述的透镜，进一步包括电连接到电控制装置的测距设备。

12.如权利要求1所述的透镜，其中，被构图的电极和导电层是透明的。

13.如权利要求12所述的透镜，其中，被构图的电极和导电层是氧化铟锡。

14.如权利要求1所述的透镜，进一步包括在液晶层周围的对准层。

15.如权利要求14所述的透镜，其中，对准层是聚乙烯醇。

16.如权利要求14所述的透镜，其中，对准层是尼龙6，6。

17.如权利要求1所述的透镜，其中，透明衬底分开大约3微米到大约20微米之间。

18.如权利要求1所述的透镜，其中，焦距是正的。

19.如权利要求1所述的透镜，其中，焦距是负的。

20.一种将透镜的焦距调整为初始焦距F的整数倍的方法，该方法包括：

提供一透镜，该透镜包括：密封在一对透明衬底之间的液晶层的；位于液晶层与第一透明衬底的面向内的表面之间的菲涅耳区被构图电极，所述被构图的电极具有M个区域，每个区域都具有L个子区域，所述被构图的电极总共具有M·L个可单独寻址的电极；液晶层与第二透明衬底的面向内的表面之间的导电层；以及电连接到电极区和导电层的电控制装置；向每k个可单独寻址的电极施加相同的电压，从而将焦距调整为k·F，其中k是从1到M·L的整数。

21.如权利要求20所述的方法，其中，所施加的电压在负的3伏特到正的3伏特之间。

22.一种连续调整透镜的焦距的方法，该方法包括：

(a)提供一透镜，该透镜包括：密封在一对透明衬底之间的液晶层；菲涅耳区被构图电极，其具有位于该液晶层与第一透明衬底的面向内的表面之间的L个衍射级，所述被构图的电极是可单独寻址的环的圆形阵列；液晶层与第二透明衬底的面向内的表面之间的导电层；以及电连接到电极区和导电层的电控制装置；

(b)确定所希望的焦距(f′)；

(c)利用方程式：r_m²+f′²＝(f′+mλ)²来计算菲涅耳区被构图电极的第m个区域的面积，其中f′是设计焦距，而λ是设计波长；

(d)用L或更大的整数去除所计算得到的第m个区域的面积，以确定形成设计子区域的可单独寻址的电极的数量；

(e)给设计子区域中的这些数量的可单独寻址的电极施加相同的电压。