專利名稱：液晶透鏡系統(tǒng)及液晶透鏡形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學透鏡，尤其涉及一種液晶透鏡系統(tǒng)。
背景技術：
透鏡是基本的光學器件，在光學儀器與設備中隨處可見。隨著光學技術的發(fā)展，對透鏡的要求越來越高透鏡焦距的連續(xù)可變、大焦距的透鏡以及相差小等。無論是哪一種，要想滿足要求都會使得光學系統(tǒng)變得龐大而復雜。
微型透鏡也是一種重要的光學器件，目前用傳統(tǒng)的工藝法制作主要有粒子交換法、模壓成型法、光敏玻璃熱成型法及光刻膠熱溶成型法。由于所用材料與傳統(tǒng)工藝的限制，使得用這些方法制作的微型透鏡有一個共同特點，就是透鏡只有一個焦距。要得到一個較大的焦距范圍，需用一組透鏡，通過機械調節(jié)透鏡間的間距才能實現。使用一組透鏡不僅增加器件成本，增大設備體積，而且不易有效實現所需要的焦距。而且，透鏡組使用久了，由于震動等原因，可能會導致無法修正的偏心等問題。
近年來，人們提出了采用液晶技術制作可變焦微透鏡，液晶微透鏡采用光透射方式，具有控制簡單，可靠性強及驅動電壓低等優(yōu)點，其具有巨大的潛在應用性。目前液晶微透鏡主要采用均勻場法及非均勻場法創(chuàng)建類透鏡(Lenslike)漸變折射率兩種。上述結構的透鏡都屬于折射型液晶透鏡，變焦范圍有限，且其中有些器件的制作技術比較復雜。

發(fā)明內容有鑒于此，有必要提供一種變焦范圍大、結構簡單且可有效解決偏心問題的液晶透鏡系統(tǒng)及液晶透鏡的形成方法。
一種液晶透鏡系統(tǒng)，包括一具有多個像素點的液晶面板、一用于驅動該液晶面板的控制電路及一用于計算產生一衍射透鏡條紋圖案信息的處理器，該處理器將該圖案信息傳送給該控制電路，以使液晶面板形成該衍射透鏡條紋圖案。
一種液晶透鏡的形成方法，其包括以下步驟
通過一處理器計算產生一衍射透鏡條紋圖案信息；將所述的衍射透鏡條紋圖案信息傳送給一控制電路，該控制電路將該圖案信息轉化為一驅動信號；將該控制電路與一液晶面板相連，控制電路的驅動信號驅動液晶面板，使其產生由處理器計算產生的衍射透鏡條紋圖案。
相較于現有技術，所述的液晶透鏡系統(tǒng)只需一般的液晶面板，結構簡單，成本低廉。另外，該衍射透鏡條紋圖案系根據像素點處的透光與不透光而發(fā)生明暗變化形成，因此，可以通過控制像素點處的電壓來改變調整該衍射透鏡條紋圖案，從而使該液晶透鏡系統(tǒng)的焦距可變，且變焦范圍廣。
另外，所述的液晶透鏡系統(tǒng)還可以通過調整所述的衍射透鏡條紋圖案使的具有偏心補償與光束整形的功能。

圖1是本發(fā)明實施例液晶透鏡系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例液晶透鏡系統(tǒng)的液晶面板的截面示意圖。
具體實施方式

下面將結合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，為本發(fā)明液晶透鏡系統(tǒng)的實施例。
該液晶透鏡系統(tǒng)1包括一處理器12、一控制電路11及一液晶面板10。
處理器12用以計算產生液晶透鏡系統(tǒng)1工作時液晶面板10所要顯示的圖案，并將圖案信息傳遞給控制電路11。本實施例的圖案為菲涅爾同心環(huán)帶圖案，即一組明暗相間的同心圓環(huán)。
該控制電路11的一端與處理器12相連，以接收處理器12通過計算產生的圖案信息。該控制電路的另一端與液晶面板10相連，用以將從處理器12接收的圖案信息向液晶面板10傳遞，使其顯示處理器12計算產生的圖案。
請一并參閱圖2，該液晶面板10與控制電路11相連接，其包括相對設置的一上基板102與一下基板105以及兩基板之間的一液晶層100；上基板102與液晶層100之間設置有多個列電極104；下基板105與液晶層100之間設置有多個行電極107；上基板102與下基板105的外側表面分別設置有一上偏光片103與一下偏光片106。該列電極104與行電極107的交叉點以及交叉點處的液晶層100形成該液晶面板10的像素點，從而，在液晶面板102上就形成一像素點陣列。上偏光片103與下偏光片106的偏光方向垂直，從而可以通過控制列電極104與行電極107之間的電壓來控制液晶面板10在像素點處的光線的透光與不透光，從而在液晶面板10上形成特定的圖案。
液晶面板10在工作時，其上的圖案顯示受控制電路11驅動控制，本實施例液晶面板10的顯示圖案為由處理器12計算產生的菲涅爾同心環(huán)帶圖案101。該菲涅爾同心環(huán)帶圖案101包括連續(xù)間隔排列的暗條紋1011與亮條紋1012，該菲涅爾同心環(huán)帶圖案101的中心為一亮斑1013。具有該菲涅爾同心環(huán)帶圖案101的液晶面板10就成為一菲涅爾透鏡?？梢岳斫?，該菲涅爾同心環(huán)帶圖案101的中心還可以為一暗斑。
該菲涅爾同心環(huán)帶圖案101的暗條紋1011和亮條紋1012的寬度是可以根據實際需要，通過處理器12與控制電路11來調整的，因此，該液晶面板10就成為一焦距可調的菲涅爾透鏡。由菲涅爾透鏡焦距公式f=Rk2/kλ---(1)]]>其中f為焦距，k為半波帶的數目，Rk為第k個半波帶的半徑，λ為入射光波長。對應于菲涅爾同心環(huán)帶圖案101，亮斑1013、每一暗條紋1011及每一1012分別對應一半波帶?？芍敼獠ㄩLλ為一定值時，菲涅爾同心環(huán)帶圖案101的焦距f取決于比值Rk2/k。處理器12就是通過控制參數半波帶的半徑Rk、半波帶的數目k及波長λ等來計算產生具有一特定焦距值的菲涅爾同心環(huán)帶圖案101，并通過調整這些參數使焦距變化。
該菲涅爾同心環(huán)帶圖案101的焦距f的范圍為fmin～fmax，其中fmin為焦距f的最小值，fmax為焦距f的最大值。由菲涅爾透鏡相關知識可知，焦距f最大值fmax為無窮遠，最小值fmin由下式判定OPD=(R+ΔR)2+fmin2-R2+fmin2<λ/4---(2)]]>(2)式中OPD為光程差，ΔR為液晶面板10像素點寬度，R為該菲涅爾同心環(huán)帶圖案101的最外半波帶的半徑。
另外，R和fmin還需滿足下式NA＝R/fmin＜1 (3)其中，NA為數值孔徑。
可以理解，該液晶透鏡系統(tǒng)1在用作變焦透鏡時，可將處理器12與控制電路11集成于一集成電路芯片上，并不限于本實施例。
另外，還可以通過調整液晶面板10上的菲涅爾同心環(huán)帶圖案101的位置及暗條紋1011與亮條紋1012的寬度來解決由于各種原因引起的偏心等問題。
相對于現有技術，本實施例的液晶透鏡系統(tǒng)1采用一般的液晶面板10及應用于該液晶面板10的處理器12與控制電路11，制作工藝簡單，成本低廉。另外，該液晶透鏡系統(tǒng)1的變焦范圍為fmin～無窮遠，變焦范圍廣。
可以理解，除了菲涅爾同心環(huán)帶圖案101外，該液晶面板10上還可以呈現由處理器12產生的其他衍射透鏡條紋圖案，比如菲涅爾透鏡陣列或全息光柵等，以達到實際需要的變焦、偏心補償以及光束整形等效果。
本發(fā)明還提供一由上述液晶面板10形成的液晶透鏡的形成方法，其包括以下步驟通過上述處理器12計算產生一衍射透鏡條紋圖案信息；將所述的衍射透鏡條紋圖案信息傳送給上述控制電路11，該控制電路11將該圖案信息轉化為一驅動信號；將該控制電路11與上述液晶面板10相連，控制電路11的驅動信號驅動液晶面板10，使其產生由處理器12計算產生的衍射透鏡條紋圖案101。此時，該液晶面板10就成為一液晶透鏡。
另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內做其他變化，當然，這些依據本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍的內。
權利要求
1.一種液晶透鏡系統(tǒng)，包括一具有多個像素點的液晶面板；一控制電路，用于驅動該液晶面板進行圖案顯示，其特征在于該液晶透鏡系統(tǒng)還包括一處理器，用于計算產生一衍射透鏡條紋圖案信息，并將該圖案信息傳送給該控制電路，以使液晶面板形成該衍射透鏡條紋圖案。
2.如權利要求1所述的液晶透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的衍射透鏡條紋圖案包括菲涅爾透鏡條紋圖案。
3.如權利要求1所述的液晶透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的衍射透鏡條紋圖案包括菲涅爾透鏡陣列條紋圖案。
4.如權利要求1所述的液晶透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的衍射透鏡條紋圖案包括全像光柵條紋圖案。
5.一種液晶透鏡的形成方法，包括以下步驟通過一處理器計算產生一衍射透鏡條紋圖案信息；將所述的衍射透鏡條紋圖案信息傳送給一控制電路，該控制電路將該圖案信息轉化為一驅動信號；將該控制電路與一液晶面板相連，控制電路的驅動信號驅動液晶面板，使其產生由處理器計算產生的衍射透鏡條紋圖案。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶透鏡系統(tǒng)，其包括一具有多個像素點的液晶面板，該液晶面板上形成有衍射透鏡條紋圖案，且該衍射透鏡條紋圖案由該像素點組成。該液晶面板上的圖案通過一處理器與控制電路進行控制調整，使其呈現可變化的衍射透鏡條紋圖案，從而成為一焦距可調的衍射透鏡。該液晶透鏡系統(tǒng)結構簡單，成本低廉，焦距范圍大，且可以通過調整液晶面板上的圖案實現偏心補償與光束整形的功能。本發(fā)明還涉及一液晶透鏡的形成方法。
文檔編號G09G3/36GK1982949SQ200510120690
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權日2005年12月16日
發(fā)明者張維中 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司