本發(fā)明涉及透鏡領域，特別涉及一種菲涅爾透鏡及眼鏡。

背景技術：

菲涅爾透鏡又稱為螺紋透鏡，是一種常見的光學元件，具有良好的聚光性能和成像性能，在國防、航空、工業(yè)生產(chǎn)等多個領域獲得了廣泛的應用。

相關技術中，可以使用液晶制備菲涅爾透鏡以形成液晶菲涅爾透鏡，具體地，液晶菲涅爾透鏡通常可以包括一層液晶層，通過給液晶層中不同位置的液晶施加不同大小的電壓，可以使得液晶層中不同位置的液晶偏轉不同的角度，從而改變液晶層中不同位置的液晶的折射率，進而改變液晶層不同位置的入射光的光程差，使得液晶層可以形成一個菲涅爾透鏡。

然而，液晶菲涅爾透鏡中液晶層形成的菲涅爾透鏡往往并不是理想的菲涅爾透鏡，其中，理想的菲涅爾透鏡可以包括多個包括兩個折射面和一個入光面的環(huán)狀液晶三棱鏡，且，每個環(huán)狀液晶三棱鏡中有一個折射面與入光面垂直，另一個折射面與入光面不垂直，這樣就可以保證只有與入光面不垂直的折射面能夠對入射光進行折射，從而保證經(jīng)過折射后的入射光光線方向一致。而實際應用中，液晶層形成的菲涅爾透鏡的換裝液晶三棱鏡中兩個折射面均與入光面不垂直，因此，該兩個折射面均能夠對入射光進行折射，這會導致經(jīng)過折射后的入射光光線方向不一致，從而導致液晶菲涅爾透鏡成像模糊。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術液晶菲涅爾透鏡成像模糊的問題，本發(fā)明實施例提供了一種菲涅爾透鏡及眼鏡。所述技術方案如下：

第一方面，提供了一種菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡包括：對盒成形的第一透明基板和第二透明基板，所述第一透明基板和所述第二透明基板為圓形基板，位于所述第一透明基板和所述第二透明基板之間的圓形液晶層，設置于所述第一透明基板上的多個環(huán)狀遮光塊以及驅動組件；

所述驅動組件，用于驅動所述圓形液晶層中不同位置的液晶偏轉不同角度，使得被驅動的所述圓形液晶層形成多個液晶棱鏡，所述多個液晶棱鏡包括位于所述圓形液晶層中心的錐形液晶棱鏡和環(huán)繞所述錐形液晶棱鏡，且沿所述圓形液晶層的徑向依次相鄰排布的多個環(huán)狀液晶棱鏡，每個所述環(huán)狀液晶棱鏡為三棱鏡，包括靠近所述錐形液晶棱鏡的第一折射面、遠離所述錐形液晶棱鏡的第二折射面以及平行于所述第一透明基板的入光面，所述第一折射面與所述第二折射面相交，且第一折射面與所述入光面的夾角大于所述第二折射面與所述入光面的夾角；

所述多個環(huán)狀遮光塊沿所述第一透明基板的徑向排布，且一一對應設置在所述多個環(huán)狀液晶棱鏡的入光面與所述第一透明基板之間，每個所述環(huán)狀液晶棱鏡的第一折射面在所述入光面的正投影由對應的環(huán)狀遮光塊覆蓋。

可選的，所述第二折射面與所述入光面的夾角大于等于0.03°且小于等于27°。

可選的，所述入光面的寬度大于等于50微米且小于等于100微米。

可選的，被驅動的所述圓形液晶層形成所述多個液晶棱鏡的數(shù)量大于或等于511。

可選的，所述圓形液晶層的厚度小于或等于10微米。

可選的，所述圓形液晶層的直徑大于等于4厘米且小于等于6厘米。

可選的，所述驅動組件包括多個環(huán)狀第一氧化銦錫ito電極、第二ito電極和控制子組件；

所述多個環(huán)狀第一ito電極以同心環(huán)的形式沿所述圓形液晶層的徑向依次排布于所述多個環(huán)狀遮光塊靠近所述圓形液晶層的一側；

所述第二ito電極設置于所述第二透明基板靠近所述圓形液晶層的一側；

所述控制子組件與每個第一ito電極和所述第二ito電極分別連接，用于控制所述每個第一ito電極與所述第二ito電極之間的電場強度。

可選的，所述第二ito電極為面狀電極，所述第二ito電極覆蓋所述第二透明基板。

第二方面，提供了一種眼鏡，所述眼鏡包括：鏡架和由上述第一方面任一所述的菲涅爾透鏡制成的兩個鏡片；

所述兩個鏡片對稱設置于所述鏡架上，在所述眼鏡被佩戴時，所述兩個鏡片均朝向用戶的眼睛。

可選的，所述眼鏡還包括供電組件，所述供電組件與所述兩個鏡片分別連接；

所述供電組件用于為所述兩個鏡片供電。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過在液晶菲涅爾透鏡中設置多個環(huán)狀遮光塊，使得液晶菲涅爾透鏡中的每個環(huán)狀液晶棱鏡的第一折射面在入光面的正投影能夠由對應的環(huán)狀遮光塊覆蓋，這樣由入光面射向第一折射面的入射光可以被環(huán)狀遮光塊遮擋，因此，該第一折射面無法對入射光進行折射，而只能由第二折射面對入射光進行折射，從而保證了經(jīng)過液晶菲涅爾透鏡折射后的入射光光線方向一致，因此使得液晶菲涅爾透鏡成像清晰。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是理想菲涅爾透鏡的縱截面的示意圖。

圖2是傳統(tǒng)的液晶菲涅爾透鏡的縱截面的示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例提供的一種菲涅爾透鏡的縱截面的示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例提供的一種菲涅爾透鏡的橫截面的示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例提供的另一種菲涅爾透鏡的縱截面的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

由液晶制備的菲涅爾透鏡(可以稱為液晶菲涅爾透鏡)在當前的生產(chǎn)生活中已經(jīng)越來越常見了，實際應用中，液晶菲涅爾透鏡可以包括一層液晶層，通過給液晶層中不同位置的液晶施加不同大小的電壓可以使液晶層中不同位置的液晶的折射率不同，從而使得液晶層可以形成一個菲涅爾透鏡。

圖1所示為一個理想的菲涅爾透鏡的縱截面的示意圖，如圖1所示，理想的菲涅爾透鏡可以包括多個三棱鏡sl，每個三棱鏡sl可以包括兩個折射面和一個入光面，其中，每個三棱鏡sl中有一個折射面z1與入光面r垂直，另一個折射面z2與入光面r不垂直。

這樣，當入射光g通過各個三棱鏡sl的入光面r射向理想菲涅爾透鏡時，由于理想菲涅爾透鏡中各個三棱鏡sl的折射面z1均與入光面r垂直，因此，各個三棱鏡sl的折射面z1均與入射光g平行，所以，各個三棱鏡sl的折射面z1均不會對入射光g進行折射，而各個三棱鏡sl的折射面z2均與入光面r不垂直，也即是均與入射光g不平行，因此，各個三棱鏡sl中的折射面z2均可以對入射光g進行折射。由于各個三棱鏡sl中都只有一個折射面(也即是折射面z2)能夠對入射光g進行折射，因此，入射光g經(jīng)過理想菲涅爾透鏡的各個三棱鏡sl折射后形成的折射光線方向一致。

在實際應用中，若要使液晶層形成一個理想的菲涅爾透鏡，那么液晶層中某一位置兩側的液晶的折射率需要產(chǎn)生突變以在該某一位置上形成理想菲涅爾透鏡中的折射面z1。然而，實際應用中，液晶層中相鄰液晶的折射率無法產(chǎn)生突變，而只能漸變，因此，實際應用中，液晶層不可能形成理想菲涅爾透鏡中的折射面z1，也即是液晶層不可能形成一個理想的菲涅爾透鏡，這就導致液晶菲涅爾透鏡通常并不是理想的菲涅爾透鏡。

圖2所示為液晶菲涅爾透鏡的縱截面的示意圖，如圖2所示，實際應用中，液晶菲涅爾透鏡可以包括多個液晶三棱鏡ys，每個液晶三棱鏡ys包括第一折射面m1、第二折射面m2和入光面r1，其中，第一折射面m1和第二折射面m2均與入光面r1不垂直。這樣，折射面m1和折射面m2都與入射光g0不平行，從而折射面m1和折射面m2都能夠對入射光g0進行折射，如圖2所示，由于有兩個折射面能夠對入射光g0進行折射，因此，入射光g0經(jīng)過液晶菲涅爾透鏡的各個液晶棱鏡ys折射后形成的折射光線方向不一致，從而導致液晶菲涅爾透鏡成像模糊。

為了解決液晶菲涅爾透鏡成像模糊的問題，本發(fā)明實施例提供了一種菲涅爾透鏡，圖3所示為該菲涅爾透鏡的縱截面的示意圖，如圖3所示，該菲涅爾透鏡包括對盒成形的第一透明基板301和第二透明基板302以及位于該第一透明基板301和該第二透明基板302之間的液晶層303，此外，該菲涅爾透鏡還包括設置于第一透明基板301上的多個環(huán)狀遮光塊bm以及驅動組件(圖3中未示出)。圖4所示為本發(fā)明實施例提供的菲涅爾透鏡的橫截面的示意圖，如圖4所示，該第一透明基板301為圓形基板，則與其對盒成型的第二透明基板302也為圓形基板，液晶層303為圓形液晶層。

其中，上述驅動組件用于驅動液晶層303中不同位置的液晶偏轉不同的角度，以使液晶層303中不同位置的液晶的折射率不同，在本發(fā)明實施例中，液晶層303在驅動組件的驅動下可以形成多個液晶區(qū)域，每個液晶區(qū)域中液晶的折射率以由低至高再至低的趨勢變化，這種情況下，每個液晶區(qū)域都可以視為一個液晶棱鏡，也即是，驅動組件通過驅動液晶層303中不同位置的液晶偏轉不同的角度使得被驅動的液晶層303形成多個液晶棱鏡。

如圖3所示，該多個液晶棱鏡包括位于液晶層303中心的錐形液晶棱鏡lz和環(huán)繞該錐形液晶棱鏡lz，且沿液晶層303的徑向依次相鄰排布的多個環(huán)狀液晶棱鏡lh。每個環(huán)狀液晶棱鏡lh為三棱鏡，包括靠近錐形液晶棱鏡lz的第一折射面s1、遠離錐形液晶棱鏡lz的第二折射面s2以及平行于第一透明基板301的入光面rg，第一折射面s1與第二折射面s2相交，且第一折射面s1與入光面rg的夾角大于第二折射面s2與入光面rg的夾角。

如圖3所示，上述多個環(huán)狀遮光塊bm沿第一透明基板301的徑向排布，且，一一對應設置在多個環(huán)狀液晶棱鏡lh的入光面rg與第一透明基板301之間，每個環(huán)狀液晶棱鏡lh的第一折射面s1在入光面rg的正投影由對應的環(huán)狀遮光塊bm覆蓋。

由于本發(fā)明實施例提供的菲涅爾透鏡中設置有多個環(huán)狀遮光塊bm，且，每個環(huán)狀遮光塊bm覆蓋了其對應的環(huán)狀液晶棱鏡lh的第一折射面s1在入光面rg的正投影區(qū)域，因此，射向第一入射面s1的入射光能夠被環(huán)狀遮光塊bm遮擋，這樣，第一折射面s1就無法對入射光進行折射了，而只能由第二折射面s2對入射光進行折射，從而保證了經(jīng)過液晶菲涅爾透鏡折射后的入射光光線方向一致，因此使得液晶菲涅爾透鏡成像清晰。

此外，如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的菲涅爾透鏡還可以包括多個第一環(huán)狀平坦塊p1，每個第一環(huán)狀平坦塊p1均位于環(huán)狀遮光塊bm、液晶層303和第一透明基板301之間的間隙中，用于支撐液晶層303。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的菲涅爾透鏡，通過在液晶菲涅爾透鏡中設置多個環(huán)狀遮光塊，使得液晶菲涅爾透鏡中的每個環(huán)狀液晶棱鏡的第一折射面在入光面的正投影能夠由對應的環(huán)狀遮光塊覆蓋，這樣由入光面射向第一折射面的入射光可以被環(huán)狀遮光塊遮擋，因此，該第一折射面無法對入射光進行折射，而只能由第二折射面對入射光進行折射，從而保證了經(jīng)過液晶菲涅爾透鏡折射后的入射光光線方向一致，因此使得液晶菲涅爾透鏡成像清晰。

在實際應用中，液晶層303形成的環(huán)狀液晶棱鏡lh的形狀與該環(huán)狀液晶棱鏡lh對應的液晶區(qū)域中液晶折射率的變化率有關，通常情況下，液晶折射率的變化率越大環(huán)狀液晶棱鏡lh的第一折射面s1與入光面rg的夾角以及第二折射面s2與入光面rg的夾角越大，而液晶折射率的變化率越小環(huán)狀液晶棱鏡lh的第一折射面s1與入光面rg的夾角以及第二折射面s2與入光面rg的夾角越小。

在本發(fā)明實施例中，可以通過驅動組件控制每個液晶區(qū)域中液晶折射率的變化率，從而控制第一折射面s1與入光面rg的夾角以及第二折射面s2與入光面rg的夾角，其中，第二折射面s2與入光面rg的夾角也可以被控制為大于等于0.03°且小于等于27°。

此外，在實際應用中，還可以通過驅動組件控制每個液晶區(qū)域的尺寸從而控制每個液晶區(qū)域對應的環(huán)狀液晶棱鏡lh的尺寸，在本發(fā)明的一個實施例中，每個環(huán)狀液晶棱鏡lh的入光面rg的寬度可以被控制為大于等于50微米且小于等于100微米。

此外，在本發(fā)明實施例中，被驅動組件驅動的液晶層303形成多個液晶棱鏡的數(shù)量可以大于或等于511，也即是，環(huán)狀液晶棱鏡lh的數(shù)量大于或等于510。液晶層303的厚度可以小于或等于10微米。圓形液晶層303的直徑大于等于4厘米且小于等于6厘米，可選的，圓形液晶層303的直徑為5厘米。

請參考圖5，圖5所示是本發(fā)明實施例提供的另一個菲涅爾透鏡的縱截面的示意圖。如圖5所示，上述驅動組件可以包括多個環(huán)狀第一ito((indiumtinoxides，氧化銦錫)電極d1，該多個環(huán)狀第一ito電極d1以同心環(huán)的形式沿液晶層303的徑向依次排布于多個環(huán)狀遮光塊bm靠近液晶層303的一側。需要說明的是，圖5中所示的每個環(huán)狀液晶棱鏡lh對應于兩個環(huán)狀第一ito電極d1僅為示例性的示意，在實際應用中，每個環(huán)狀液晶棱鏡lh可以對應于兩個或兩個以上環(huán)狀第一ito電極d1，本發(fā)明實施例對此不做具體限定。

此外，如圖5所示，上述驅動組件還可以包括第二ito電極d2和控制子組件(圖5中未示出)，其中，第二ito電極d2設置于第二透明基板302靠近液晶層303的一側，在實際應用中，第二ito電極d2可以為面狀電極，且，第二ito電極d2能夠覆蓋第二透明基板302。

在實際應用中，控制子組件與每個第一ito電極d1和第二ito電極d2分別連接，用于控制每個第一ito電極d1與第二ito電極d2之間的電場強度，從而給液晶層303中不同位置的液晶施加不同大小的電壓，使得液晶層303可以形成菲涅爾透鏡。

如圖5所示，本發(fā)明實施例提供的菲涅爾透鏡還可以包括多個第二環(huán)狀平坦塊p2，每個第二環(huán)狀平坦塊p2均位于液晶層303和ito電極d1之間的間隙中，用于支撐液晶層303。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的菲涅爾透鏡，通過在液晶菲涅爾透鏡中設置多個環(huán)狀遮光塊，使得液晶菲涅爾透鏡中的每個環(huán)狀液晶棱鏡的第一折射面在入光面的正投影能夠由對應的環(huán)狀遮光塊覆蓋，這樣由入光面射向第一折射面的入射光可以被環(huán)狀遮光塊遮擋，因此，該第一折射面無法對入射光進行折射，而只能由第二折射面對入射光進行折射，從而保證了經(jīng)過液晶菲涅爾透鏡折射后的入射光光線方向一致，因此使得液晶菲涅爾透鏡成像清晰。

本發(fā)明實施例還提供了一種眼鏡，該眼鏡包括鏡架和由上述實施例中的菲涅爾透鏡制成的兩個鏡片，其中，該兩個鏡片對稱設置于鏡架上，在該眼鏡被佩戴時，上述兩個鏡片均朝向用戶的眼睛。在本發(fā)明的一個實施例中，上述眼鏡還可以包括供電組件，該供電組件與上述兩個鏡片分別連接，用于為上述兩個鏡片供電。

本發(fā)明實施例提供的眼鏡中的鏡片由上述實施例中的菲涅爾透鏡制成，由于菲涅爾透鏡相較于普通透鏡(一個面為弧面的透鏡)而言厚度較小，因此，本發(fā)明實施例中的鏡片相較于傳統(tǒng)的以普通液晶透鏡制成的鏡片而言，液晶層的厚度較小，所需的液晶較少，因此成本較低，同時，由于液晶層的厚度較小，因此，驅動液晶層所需的電壓也較小，從而降低了鏡片的能耗。此外，由于本發(fā)明實施例提供的菲涅爾透鏡成像清晰，因此，由本發(fā)明實施例提供的菲涅爾透鏡制成的鏡片成像也較為清晰。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。