[发明专利]一种液晶变焦透镜、装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于基于液晶透镜技术领域，尤其涉及一种液晶变焦透镜和装置、 及其制造方法。

背景技术

在光学透镜的应用中作为镜头的透镜要求焦距可调，如成像系统、显示系 统、光学记忆系统、光学信息系统等。传统的光学透镜通常采用均一折射率的 媒介物质来制作，目前多利用机械调节的方法来调节透镜焦距。然而这种调焦 的机械装置通常体积大，调节缓慢，调焦范围有限，价格昂贵，装置驱动消耗 能量大且容易损坏。

为寻找能替代机械调焦的方法，并且能够较大范围的改变焦距，现有技术 公开了一种利用电场来控制焦距的液晶变焦透镜，通过在带圆孔的电极上施加 电压形成特殊的电场，使电场中的液晶分子发生偏转，从而对光起到分散或是 会聚的作用。其实际为一种模拟光学元件，通过在电极之间施加不同的电压， 能够方便的实现我们想要的特定的光学透镜特性。

目前，现有技术提供了一种液晶变焦透镜的结构，如图1所示，第一电极 21在第一基板111的内表面上形成，在第一电极21的一侧，第二基板112设 置成面向第一电极21并平行延伸，在第二基板112的外侧，形成第二电极22， 第二电极22具有圆形过孔。液晶层311在第一电极21和第二基板112之间形 成。绝缘层113位于第二电极22的上表面，第三电极23形成在绝缘层113上， 保护层114设置在第三电极23的上表面。当在上下电极施加电压时，就会在液 晶层所占有的空间内形成特定形式的电场，改变液晶分子的排列，从而改变光 的传播路径。这种液晶镜头的结构未从产品量产的角度去考虑，如第一、第二 及第三基板的结构、液晶层的位置、玻璃基板的厚度、电极层的制作等，都不 适合利用现有的LCD产线和彩色滤光片(Color Filter，CF)产线来实现量产。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种液晶变焦透镜，旨在解决现有的液晶透 镜结构批量生产较困难的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种液晶变焦透镜，包括：

第一基板，其内表面具有第一电极；

第二基板，其内表面具有第二电极；

第三基板，其内表面具有第三电极，所述第三电极中心处有一圆孔；以及

液晶层；

所述液晶层位于所述第一电极与第二电极之间，所述液晶层与设有第一电 极的第一基板和设有第二电极的第二基板组成液晶盒；所述第三电极设置于所 述第一基板或者第二基板的外表面；

所述第三电极设置有一带有圆孔的遮光层，所述遮光层的圆孔与所述第三 电极的圆孔重合。

本发明实施例的另一目的在于提供包含上述液晶变焦透镜的电子装置。

本发明实施例的另一目的在于提供一种液晶变焦透镜的制造方法，包括步 骤：

一种液晶变焦透镜的制造方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

制造内表面具有第一电极的第一基板，以及内表面具有第二电极的第二基 板，并在所述第一电极与第二电极之间封装液晶层，形成液晶盒；

制造内表面具有第三电极的第三基板，所述第三电极中心处有一圆孔；

在所述第三电极上设置有一带有圆孔的遮光层，所述遮光层的圆孔与所述 第三电极的圆孔重合；

将第三电极设置于第一基板或第二基板的外表面。

本发明实施例中，在第一电极和第二电极之间封装液晶层，一个带有圆孔 的电极的第三基板设置于第一基板或者第二基板的外表面，分别在其中两个电 极之间施加控制电压，通过调节控制电压的大小改变液晶变焦透镜的光学特性， 适合利用现有的LCD产线及CF产线进行量产。

附图说明

图1是现有技术提供的液晶变焦透镜结构截面图；

图2是本发明实施例提供的液晶变焦透镜结构截面图；

图3是本发明实施例提供的液晶变焦透镜中第三电极的俯视图；

图4是本发明实施例提供的液晶变焦透镜中遮光层的俯视图；

图5是本发明实施例提供的液晶变焦透镜场点电位分布图；

图6是本发明实施例提供的液晶变焦透镜场点电场强度分布图；

图7是本发明实施例提供的光通过液晶变焦透镜后光波的光相位变化示意 图；

图8是本发明实施例提供的焦距随控制电压变化曲线的坐标图；

图9是本发明第一实施例提供的液晶变焦透镜结构的截面图；