[发明专利]液晶透镜中的图像稳定和位移

权利要求书

1.一种可调透镜装置，用于使用动态配置的有效电极几何形状控制通过该装置的光传播，所述光学装置包括：

液晶层，所述光通过该液晶层，所述液晶层的光学特性控制所述光传播；

电极系统，其被设置为产生作用于所述液晶层的电场；以及

电信号发生器，其用于产生在多个不同频率下的驱动信号，并将所述驱动信号施加至所述电极系统；

其中：

所述装置包括频率依赖材料，所述频率依赖材料中的电荷迁移率随着所述驱动信号的频率而变化，以使所述驱动信号的频谱成分动态地配置所述电极系统的有效电极几何形状，从而电场的空间分布根据所述频谱成分而变化，以改变所述液晶层的所述光学特性；且

所述电极系统被配置为通过所述电场使在所述液晶层中产生的透镜的光轴可控地移动。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述驱动信号包括基本上单个频率信号，所述单个频率信号被改变以改变所述光传播。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述信号发生器控制所述光传播，而基本上没有对所述驱动信号的电压变化。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述驱动信号包括多个频率，所述多个频率合成而产生所述空间分布。

5.如权利要求1、2或4的装置，其中，所述信号发生器改变所述驱动信号的振幅以调节所述光传播。

6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述液晶层包括低角度预倾的对准层，且所述信号发生器用于施加驱动信号，该驱动信号防止所述液晶层中的液晶的向错。

7.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述装置为透镜，所述液晶层包括低角度预倾的对准层，且所述信号发生器用于施加驱动信号，该驱动信号防止所述液晶层中的液晶保持在由所述对准层限定的基态附近，从而通过所述液晶对所述电场的改善的响应而降低图像像差。

8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述装置包括至少两个液晶层，且所述至少两个液晶层具有不同方向的液晶取向，以降低所述装置的偏振敏感度。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述电极系统包括位于至少一个上部液晶层与至少一个下部液晶层之间的中间环形电极、上部透明电极以及下部透明电极，所述频率依赖材料包括位于所述中间环形电极附近的材料层，从而，通过所述频率依赖材料调制的所述空间分布对于在所述中间环形电极与所述上部透明电极之间的所述至少一个上部液晶层、和对于在所述中间环形电极与所述下部透明电极之间的所述至少一个下部液晶层而言是相同的。

10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，所述液晶层基本上是平面的。

11.如权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，所述装置是梯度折射率透镜（GRIN）。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述透镜具有可调的可变光功率，该光功率优选在大于3屈光度的范围。

13.如权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，所述电极系统包括孔状构图的电极或环形电极。

14.如权利要求13所述的装置，其中，所述频率依赖材料包括位于所述电极系统的所述孔状构图的电极或环形电极附近的薄材料层。

15.如权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，所述电极系统和所述频率依赖材料提供非空间均匀的有效电极几何形状，且除了对电极电压的任何空间调制，还通过电极几何形状来产生对所述电场的所述空间调制。

16.如权利要求15所述的装置，其中，所述电极系统包括弯曲电极。

17.如权利要求1至16中任一项所述的装置，其中，所述频率依赖材料包括在所述液晶层的液晶内所包含的杂质或掺杂物。

18.如权利要求1至17中任一项所述的装置，其中，所述信号发生器包括脉冲宽度调制电路。

19.如权利要求18所述的装置，其中，所述脉冲宽度调制电路提供PWM波形的多个振幅，且当所述波形中的频率成分包含太多的远离中心频率的能量时，所述振幅随着占空比的对应改变而改变，以传递基本上相同的有效PWM电压。