[发明专利]动态透镜的控制

说明书

自适应眼镜(20)包括眼镜框(25)和被安装在眼镜框中的第一和第二电可调谐透镜(22，24)。在一个实施例中，控制电路(26)被配置成接收指示从戴眼镜的人的眼睛到由该人观察的物体(34)的距离的输入，并且响应于该输入调谐第一透镜和第二透镜。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2014年6月5日提交的美国临时专利申请62/007,948的权益，并且享有2014年6月11日提交的美国临时专利申请62/010,475的权益。这两个相关申请均通过引用并入本文。

发明领域

本发明总体涉及光学设备，并且具体涉及电可调谐透镜。

背景

可调谐透镜是光学元件，其光学特性(诸如，光轴的焦距和/或位置)可以在使用期间(通常是在电子控制下)被调整。这种透镜可用于各种各样的应用。例如，美国专利7,475,985描述了用于视力矫正的目的的电激活透镜的用法。

电可调谐透镜通常包含适当的电光学材料的薄层，即，其局部有效折射率根据在材料上施加的电压而改变。使用电极或者电极的阵列施加期望的电压，以便局部地将折射率调整到期望值。液晶是用于这个目的的最常见的电光学材料(其中，所施加的电压使分子转动，这改变了双折射轴，因此改变了有效折射率)，但是可以可选地将具有类似的电光学性质的其他材料(诸如，聚合物凝胶)用于这个目的。

一些可调谐透镜使用电极阵列以限定液晶中的像素的网格(类似于在液晶显示器中使用的那种像素网格)。单独像素的折射率可以被在电学上控制，以给出期望的相位调制分布图。(在本说明书和权利要求中使用的术语“相位调制分布图”意思是局部相位偏移的分布，该局部相位偏移被应用至由于在可调谐透镜的电光学层的区域上的局部可变的有效折射率而穿过该层的光。)在例如以上提到的美国专利7,475,985中描述了使用这种网格阵列的透镜。

通过引用将其公开内容并入本文的PCT国际公开WO 2014/049577描述了光学设备，该光学设备包括电光学层，该电光学层在电光学层的活动区内的任何给定位置处具有有效的局部折射率，其中该折射率是由施加于该位置处的电光学层两端的电压波形确定的。包括在活动区上延伸的平行导电条带的激励电极阵列被设置在电光学层的一侧或者两侧上。控制电路对激励电极施加相应的控制电压波形，并且被配置成同时修改施加到激励电极的相应的控制电压波形，以便生成电光学层中的指定相位调制分布图。

美国专利申请公开2012/0133891描述了用于矫正近视的电光学装置和方法，其包括至少一个自适应透镜、电源和眼动仪。眼动仪包括图像传感器以及与自适应透镜和图像传感器可操作地连接的处理器。处理器被配置成接收来自图像传感器的电信号并控制自适应透镜的矫正功率以矫正近视，其中矫正功率取决于使用者的凝视距离和近视处方强度。

概述

在下文中描述的本发明的实施例提供了改进的电可调谐光学设备。

因此，根据本发明的实施例提供了光学设备，该光学设备包括电光学层，该电光学层在电光学层的活动区内的任何给定位置处具有有效的局部折射率，该折射率由在该位置处施加于电光学层上的电压波形来确定。导电电极在电光学层的相对的第一侧和第二侧上延伸。电极包括激励电极的阵列，该激励电极的阵列包括沿着穿过电光学层的第一侧的各自相互平行的轴延伸的平行导电条带。每个条带被划分成在条带的轴的各自相互不联结的部分上延伸的两段或更多段。控制电路被耦合以对激励电极中的段施加各自的控制电压波形，以便在电光学层中生成指定的相位调制分布图，并且控制电路被配置成同时修改施加到多个激励电极中的每个激励电极的段中的一段或者多段的各自的控制电压波形，由此修改电光学层的相位调制分布图。