[发明专利]一种新型电控变焦液晶透镜制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型电控变焦液晶透镜制作方法，特别是需要小型集成化无运动部件且物距变化而成像面固定的电控变焦透镜。

背景技术

衍射光学在光学设计中不仅可以增加设计的自由度，而且能够突破传统光学系统诸多方面的局限。因而，在改善系统成像质量，减小体积和降低成本等方面表现出传统光学系统无可比拟的优势，并受到越来越多的光学设计者的重视。变焦距光学系统已经在各种光学仪器上获得了广泛的应用，一些新的设计思想层出不穷。本设计的主要思想在于利用液晶的电光特性，通过外部电场改变菲涅尔波带分布达到透镜细分焦距连续变焦的目的，从而使得透镜结构紧凑、轻巧，变焦更方便、精确，并且避免了传统变焦系统中复杂的透镜机械运动。不仅能在各类数码摄像产品上得到广泛应用，更能在其它方面诸如军事、医疗、航天等诸多领域展现其卓越的价值。

发明内容

发明目的：本发明是要提供一种无移动部件、快速度、低功耗、利于系统小型化的电控变焦液晶透镜。

技术方案：一种新型电控变焦液晶透镜制作方法，具体步骤为：

(1)制备有等宽度同心圆环的掩模板，圆环宽度为亚微米级，相邻圆环之间间隙越小越好，以能实现、相邻两电极不产生电性连接为宜；

(2)制备两片镀有ITO透明导电膜的圆形玻璃基片，用旋转覆膜法在有透明导电膜玻璃基片有电极一面均匀涂上一层光刻胶；

(3)利用步骤(1)中制作好的掩膜版，将涂有光刻胶的玻璃基片在紫外光刻机下曝光，经显影、刻蚀，在玻璃基板上得到ITO同心圆环电极；

(4)在有同心圆环电极的玻璃基片上涂上一层聚酰亚胺，并对该层进行取向，作为液晶的取向层；

(5)将两片玻璃基板上的同心圆环电极对准，四周用环氧树脂封住，预留有一个小口，构成一个腔体，腔体厚度用间隔体控制；

(6)往腔体里灌注向列液晶，制成液晶盒，并将预留的小口封住。受取向层作用，盒内液晶指向矢方向平行于取向层摩擦方向；

(7)利用电极地址控制电路选择特定地址的ITO同心圆环电极构成菲涅耳波带片图样，每一个菲涅耳波带环由一定数量连续的ITO同心圆环电极组成，并对被选电极施加电压，液晶指向矢方向受电场调控，通电电极区域的液晶指向矢方向平行于电场方向，因此，液晶盒折射率在外加电压的调控下呈菲涅尔波带片分布，经衍射呈现透镜效果；

(8)利用控制电路按电极地址要求改变通电圆环电极，可得到不同焦距的菲涅耳波带图样，达到细分焦距准连续变焦的目的。

一种新型电控变焦液晶透镜，由两片圆形玻璃基板制成的液晶盒、盒内液晶及电极地址控制电路组成。所述的两片圆形玻璃基板上刻有ITO同心圆环电极，ITO同心圆环电极宽度相等(亚微米级)，相邻两同心圆环间隙越小越小，以能实现、相邻两电极不产生电性连接为宜，且玻璃基板上涂覆有聚酰亚胺取向层。所述的液晶盒由两圆形玻璃基板对心封装而成。所述的电极地址控制电路按照事先计算好的电极地址选择施加电压的电极，拼成不同焦距的菲涅尔波带片，每一个菲涅耳波带环由一定数量连续的ITO同心圆环电极组成。对被选电极施加电压，液晶指向矢方向受电场调控，通电电极区域的液晶指向矢方向平行于电场方向，因此，液晶盒折射率在外加电压的调控下呈菲涅尔波带片分布，经衍射呈现透镜效果。通过选择不同地址的同心圆环电极，拼成不同焦距的菲涅尔波带片，施加电压实现透镜焦急细分准连续变焦。

有益效果：本发明是基于电控液晶的方法实现透镜的变焦，具有无运动部件、响应时间短、透过率高、调焦准确、易于小型化等优良品质。不仅能在各类数码摄像产品上得到广泛应用，更能在军事、医疗、航天等诸多领域展现其卓越价值。

附图说明

图1是带有ITO同心圆环电极的圆形玻璃基板示意图

图2是位相型液晶盒正视图

图3是位相型液晶盒剖面示意图

图4是被选通电圆环电极示意图

图5是电控液晶指向矢方向示意图

图6是电控液晶透镜聚焦示意图

图7是焦距分别为3mm和4mm时被选通电圆环电极对比图

图8是电控液晶透镜变焦示意图

具体实施方式

下面结合实施实例和附图对本发明作进一步说明。

本发明为一种新型电控变焦液晶透镜制作方法，具体实施步骤为：

(1)制备有等宽度同心圆环的掩模板，圆环宽度为亚微米级，相邻圆环之间间隙越小越好，以能实现、相邻两电极不产生电性连接为宜；