TWI483004B - 具有中央電極之電調變液晶透鏡組 - Google Patents
具有中央電極之電調變液晶透鏡組 Download PDFInfo
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Description
本發明係關於一種利用電極之間夾設液晶並施加不均勻電場以產生透鏡效果之液晶盒，尤指一種利用電極之間電壓變化控制透鏡焦距之液晶盒以及具有複數個此液晶盒堆疊設置之液晶透鏡組。
相較於一般實體結構的變焦透鏡組，電調變液晶透鏡可具有體積與成本上的優勢。電調變液晶透鏡可應用於照相機、望遠鏡以及其他光電設備中。
廣義地說，具有電調變液晶透鏡之光電設備包括一對電極以及夾設於兩電極中的液晶盒。電極係用以控制液晶分子的排列狀況，以於光線路徑的截面上產生漸變的折射率分佈，進而形成透鏡效果。此外，利用可變電壓電源改變電極之間的電壓，透鏡之焦距可被控制而於非常短之焦距至無限遠之焦距之間變化。為了要產生不均勻電場，目前一般的作法包括使用球面狀的電極或於其中一電極設置一中央開孔，以達到對液晶層施加不均勻電場的效果。
本發明之一較佳實施例提供一種電調變液晶透鏡組，包括複數個液晶透鏡係於一垂直投影方向上互相重疊。各液晶透鏡包括一液晶層夾設於兩平面非導電之間。其中一非導電層上設有由氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)
所形成的透明電極。另一非導電層上則形成有一中央電極指向液晶層與另一電極。液晶層、中央電極以及另一電極係於垂直投影方向上堆疊設置。中央電極可為一軸向與液晶層垂直之細桿或為一具有尖端接近液晶層之電極。上述中央電極的型態皆可再經由一覆蓋絕緣層上之透明導電氧化銦錫層或一於絕緣層背對液晶層之表面上的透明連接元件與一電源相連。藉由絕緣層分隔上述之導電層與電極的凸起部，可使施加於液晶層之電場大體上為中央凸起電極與位於液晶層另一側之電極之間電壓的函數。
所形成之不均勻電場可驅動液晶分子排列而於液晶層中形成漸變的折射率分佈，進而形成透鏡效果。藉由改變中央凸起電極與相對之平面電極之間的電壓值，可控制所形成透鏡之焦距。
此特殊的電極結構可與一具有中央開孔之氧化銦錫層結合。此中央開孔大體上係大於凸起電極的直徑。具有中央開孔之電極可設置於絕緣層相對於凸起電極之另一側或做為液晶層另一側之對向電極。中央開孔中可形成一高阻抗材料層。
液晶材料所造成之雙折射問題可藉由設置兩層排列狀況互相垂直之液晶層或利用於液晶層上設置配向膜的方式解決。
在本發明之電調變液晶透鏡組中，兩相鄰設置之液晶透鏡可具有相同或相反之透鏡效果藉以於液晶透鏡組中形成所需之光學效果。
10‧‧‧電調變液晶盒
12‧‧‧液晶層
14‧‧‧玻璃基板
16‧‧‧氧化銦錫薄膜電極
18‧‧‧配向層
20‧‧‧可變電壓電源
22‧‧‧氧化銦錫層
24‧‧‧氧化銦錫薄膜
26‧‧‧中央凸起
28‧‧‧絕緣層
32‧‧‧氧化銦錫層
34‧‧‧中央尖端凸起
36‧‧‧尖頂
40‧‧‧氧化銦錫中央凸起
42‧‧‧連接元件
50‧‧‧凸起電極
52‧‧‧玻璃基板
54‧‧‧絕緣層
56‧‧‧液晶層
58‧‧‧第二氧化銦錫電極
60‧‧‧中央開孔
62‧‧‧配向層
64‧‧‧第一可變電壓電源
66‧‧‧第二可變電壓電源
68‧‧‧平面氧化銦錫層
70‧‧‧凸起電極
72‧‧‧液晶層
74‧‧‧氧化銦錫電極
76‧‧‧中央開孔
100‧‧‧電調變液晶透鏡組
110‧‧‧液晶透鏡
110A‧‧‧液晶透鏡
110B‧‧‧液晶透鏡
112‧‧‧液晶層
114‧‧‧玻璃基板
116‧‧‧第一電極
118‧‧‧配向層
118A‧‧‧第一配向層
118B‧‧‧第二配向層
120‧‧‧可變電壓電源
122‧‧‧氧化銦錫層
124‧‧‧第二透明導電電極
126‧‧‧中央凸起電極
128‧‧‧絕緣層
200‧‧‧電調變液晶透鏡組
210‧‧‧液晶透鏡
210A‧‧‧液晶透鏡
210B‧‧‧液晶透鏡
258‧‧‧第三電極
260‧‧‧中央開孔
264‧‧‧第一可變電壓電源
266‧‧‧第二可變電壓電源
300‧‧‧電調變液晶透鏡組
310‧‧‧液晶透鏡
310A‧‧‧液晶透鏡
310B‧‧‧液晶透鏡
370‧‧‧高阻抗材料層
400‧‧‧電調變液晶透鏡組
410‧‧‧液晶透鏡
410A‧‧‧液晶透鏡
410B‧‧‧液晶透鏡
416‧‧‧第一電極
460‧‧‧中央開孔
500‧‧‧電調變液晶透鏡組
510‧‧‧液晶透鏡
510A‧‧‧液晶透鏡
510B‧‧‧液晶透鏡
600‧‧‧電調變液晶透鏡組
610‧‧‧液晶透鏡
610A‧‧‧液晶透鏡
610B‧‧‧液晶透鏡
Z‧‧‧垂直投影方向
第1圖繪示了習知之電調變液晶盒的結構示意圖。
第2圖繪示了本發明之第一較佳實施例之電調變液晶盒的結構示意圖。
第3圖繪示了光線穿透本發明之電調變液晶盒結構所造成之干涉條紋示意圖。
第4圖繪示了本發明之另一較佳實施例之用於液晶透鏡結構之凸起電極的示意圖。
第5圖繪示了本發明之另一較佳實施例將具有凸起電極之液晶透鏡之中央電極連接至電源之方法的上視示意圖。
第6圖繪示了本發明之具有凸起電極之電調變液晶透鏡中凸起電極與一具有中央開孔之電極結合狀況的示意圖。
第7圖繪示了本發明之一較佳實施例之具有凸起電極之電調變液晶透鏡結構於液晶層的一端使用凸起電極並於液晶層的另一端使用具有中央開孔之電極的示意圖。
第8圖繪示了本發明之第二較佳實施例之電調變液晶盒的結構示意圖。
第9圖繪示了本發明之第三較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。
第10圖繪示了本發明之第四較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。
第11圖繪示了本發明之第五較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。
第12圖繪示了本發明之第六較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。
第13圖繪示了本發明之第七較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。
請參考第1圖。第1圖繪示了習知之電調變液晶盒(liquid crystal cell)10的結構示意圖。電調變液晶盒10利用一平面之液晶層12夾設於兩玻璃基板14之間。兩玻璃基板之對向的表面上分別覆蓋氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)薄膜電極16。氧化銦錫薄膜電極16靠近液晶層12的表面覆蓋有配向層18。配向層18較佳為聚亞醯胺(polyimide,PI)或氧化矽例如二氧化矽。
上述兩氧化銦錫薄膜電極16係與一可變電壓電源20連接。藉由
改變兩氧化銦錫薄膜電極16之電壓，液晶層12被施加的電場可驅動液晶分子的排列，進而於液晶盒中形成與透鏡相似之對於穿透光線的折射效果。液晶分子的排列狀況可經由調整電場強度而獲得控制，而此透鏡效果之焦距亦可藉此改變。
請參考第2圖。第2圖繪示了本發明之第一較佳實施例之電調變液晶盒的結構示意圖。其中，第2圖中與上述第1圖相等同之元件係以相同之標號進行標示。與上述第1圖所繪示之習知的電調變液晶盒不同的地方在於，本發明之電調變液晶盒中的氧化銦錫層22與絕緣層28。氧化銦錫層22係形成於兩玻璃基板14其中之一者面向液晶層12之一側。本實施例之電極包括氧化銦錫薄膜24與中央凸起26。中央凸起26係自氧化銦薄膜24的表面朝向液晶層12凸出。一配向層18係形成於中央凸起26的一側以緊接液晶層12。氧化銦薄膜24與配向層18之間的空間係設置絕緣層28。絕緣層28具有電絕緣以及透明之特性，較佳可利用氧化矽(SiOx
)例如二氧化矽(SiO2
)形成，但並不以此為限。由於絕緣層28係與配向層18相鄰設置，故於製程上可一併形成。然而，配向層18面對液晶層12的表面上需具有類似溝槽或不平整的結構以使液晶分子落入此結構而形成具有特定角度的預傾角。如果配向層18係以二氧化矽或其他氧化矽所形成，則可利用濺鍍(sputtering)或蒸鍍(evaporating)製程一併形成配向層18與絕緣層28。絕緣層28的厚度範圍可介於數微米(micron)至數百微米之間，而配向層18的厚度則通常係小於1微米。如配向層18與絕緣層28係使用相同的無機材料，絕緣層28可當作沉積製程(deposition process)時的底層且可利用垂直的方式進行沉積，而配向層18則可利用斜向方式進行沉積。此外，如配向層18係利用有機材料例如聚亞醯胺(polyimide,PI)形成時，則另需進行摩擦配向製程(rubbing process)用以對液晶分子形成預傾角。
凸出之中央凸起26係形成相較於邊緣處對液晶層12形成更強的電場效應，用以使液晶層12具有如同透鏡般的折射率變化曲面，進而對射入液晶盒之光線產生如透鏡般的光學效果。
請參考第3圖與第2圖。第3圖繪示了光線穿透上述第2圖之電調變液晶盒結構所造成之干涉條紋示意圖。中央凸起26係於中央產生最高頻率之條紋圖形並朝邊緣方向遞減頻率。
請參考第4圖與第2圖。第4圖繪示了本發明之另一較佳實施例之用於如第2圖液晶透鏡結構之凸起電極的示意圖。絕緣層28支撐一氧化銦錫層32，且氧化銦錫層32係覆蓋於絕緣層28背向液晶層的一側。氧化銦錫層32包括一中央尖端凸起34，且中央尖端凸起34的端點為一尖頂36與配向層相鄰。尖頂36係用以對於液晶層形成更強烈的電場變化梯度，而使得所產生的透鏡效應可具有更短的焦距。在本發明的原型機中，透鏡效應之焦距可達到約7公分的程度。
請參考第5圖。第5圖繪示了本發明之另一較佳實施例將具有凸起電極之液晶透鏡之中央電極連接至電源之方法的上視示意圖。與上述實施例不同的地方在於，本實施例並未如上述第2圖中具有整面的氧化銦錫層覆蓋絕緣層的表面。在第5圖中的氧化銦錫中央凸起40可代表上述第2圖中的中央凸起26或第4圖中的中央尖端凸起34，而氧化銦錫中央凸起40可藉由一氧化銦錫連接元件42與一電源相連。氧化銦錫連接元件42係將氧化銦錫中央凸起40連接導向至絕緣層28的邊緣以與電源連接。在此結構下，由於氧化銦錫連接元件42本身形成的電場較小而不致影響到整體裝置的運作，故可使用厚度更薄的絕緣層28進行搭配。
請參考第6圖。第6圖繪示了本發明之具有凸起電極之電調變液晶透鏡中凸起電極與一具有中央開孔之電極結合狀況的示意圖。一凸起電極50(與上述第2圖所示相似)係夾設於玻璃基板52與絕緣層54之間。一具有中央開孔60之第二氧化銦錫電極58係形成且圍繞凸起電極50，且此結構亦包括一配向層62。一第一可變電壓電源64係與凸起電極50相連，且一第二可變電壓電源66係與第一可變電壓電源64與凸起電極50連接的一端以及具有中央開孔60之第二氧化銦錫電極58相連。第一可變電壓電源64的另一端係與設置於液晶層56另一側之平面氧化銦錫層68相連。藉由改變第一可變電壓電源64與第二可變電壓電源66所施加的電壓大小，可控制所形成之透鏡的焦距(以及其他光學特性例如球面效應)於數公分到無限遠之間變化。
請參考第7圖。第7圖繪示了本發明之一較佳實施例之具有凸起電極之電調變液晶透鏡結構於液晶層的一端使用凸起電極並於液晶層的另一端使用具有中央開孔之電極的示意圖。如第7圖所示，一由氧化銦錫所形成的凸起電極70係設置於液晶層72的一側，而一具有較大之中央開孔76之氧化銦錫電極74係設至於液晶層72的另一側。藉由改變凸起電極70以及氧化銦錫電極74之間的施加電壓值，可控制所形成之透鏡的焦距(以及其他光學特性)於較大範圍內產生變化。
請參考第8圖。第8圖繪示了本發明之第二較佳實施例之電調變液晶盒的結構示意圖。如第8圖所示，本實施例提供一電調變液晶透鏡組100。電調變液晶透鏡組100亦可被視為一具有複數個電調變液晶透鏡之液晶盒。電調變液晶透鏡組100包括複數個液晶透鏡110。各液晶透鏡110包括一平面之液晶層112、一平面之第一電極116、一第二透明導電電極124以及一可變電壓電源120。平面之液晶層112係夾設於一對相對設置、透明且絕緣之配向層118之間。本實施例之配向層118包括一第一配向層118A與一第二
配向層118B相對設置，但並不已此為限。平面之第一電極116係由透明導電材料形成，且第一電極116係與配向層118其中之一者例如第一配向層118A之背向液晶層112的一表面相鄰設置。舉例來說，第一電極116以及第二透明導電電極124可包括氧化銦錫，但並不以此為限。第二透明導電電極124係設置於第二配向層118B之背向液晶層112的一表面上，且第二透明導電電極124包括僅一個中央凸起電極126。液晶層112、第一電極116以及第二透明導電電極124係沿一垂直投影方向Z上互相堆疊設置。可變電壓電源120係與第一電極116以及第二透明導電電極124連接以對液晶層112施加一非均勻電場。上述之非均勻電場於第一電極116與第二透明導電電極124之中央具有最大強度且朝第一電極116與第二透明導電電極124之邊緣遞減，用以使液晶層112之折射率被調整成不均勻的狀況而對穿透液晶透鏡110之光線提供一透鏡效果。液晶透鏡110之焦距較佳係為第一電極116與第二透明導電電極124之間被施加電壓的函數。
另請注意，在本實施例中，液晶透鏡110係於垂直投影方向Z上互相重疊。此外，電調變液晶透鏡組100可包括液晶透鏡110A與液晶透鏡110B。液晶透鏡110A係於垂直投影方向Z與液晶透鏡110B重疊。液晶透鏡110A與液晶透鏡110B可分別具有相同或相反的透鏡效果。舉例來說，液晶透鏡110A與液晶透鏡110B可分別具有一凸透鏡效果或一凹透鏡效果，但本發明並不以此為限。本發明之液晶透鏡110可視需要用以提供其他適合的透鏡效果且電調變液晶透鏡組100亦可視需要包括兩個以上之液晶透鏡110。
在本實施例中，電調變液晶透鏡組100可更包括複數個玻璃基板114沿垂直投影方向Z上堆疊設置。兩相鄰之玻璃基板114係分別與第一電極116以及第二透明導電電極124背對液晶層112之一側接觸設置。此外，液晶透鏡110A之第二透明導電電極124可設置於一玻璃基板114之背向液晶
透鏡110B之第二透明導電電極124的一表面上，藉以形成特定的光學效果，但並不以此為限。
此外，本實施例之各液晶透鏡110係與前述之習知技術在氧化銦錫層122以及絕緣層128的結構上有所不同。在本實施例中，氧化銦錫層122係形成於玻璃基板114面對液晶層112的一表面上。第二透明導電電極124包括氧化銦錫層122與中央凸起電極126。中央凸起電極126係自氧化銦錫層122的表面朝向液晶層112凸出。換句話說，氧化銦錫層122可視為一電極層延伸至全部的液晶層112上，而中央凸起電極126可視為自第二透明導電電極124之中央的延伸部。第二配向層118B係形成於中央凸起電極126的一側以緊接液晶層112。氧化銦錫層122與第二配向層118B之間的空間係設置有絕緣層128。絕緣層128具有電絕緣以及透明之特性，較佳可利用氧化矽例如二氧化矽形成，但並不以此為限。絕緣層128可圍繞與第二配向層118B相鄰設置之中央區。此外，液晶透鏡110之中央凸起電極126較佳係沿一背向相鄰之液晶透鏡110之方向延伸。如第8圖所示，液晶透鏡110A係與液晶透鏡110B相鄰設置，液晶透鏡110A之中央凸起電極126可沿一背向液晶透鏡110B之方向延伸，而液晶透鏡110B之中央凸起電極126可沿一背向液晶透鏡110A之方向延伸。換句話說，位於上方之液晶透鏡110A之中央凸起電極126可向上朝其液晶層112的方向延伸，而位於下方之液晶透鏡110B之中央凸起電極126可向下朝其液晶層112的方向延伸，藉以產生特定的光學效果。
第二透明導電電極124之中央凸起電極126係形成相較於邊緣處對液晶層112形成更強的電場效應，用以使液晶層112具有如同透鏡般的折射率變化曲面，進而對射入液晶盒之光線產生如透鏡般的光學效果。本實施例之中央凸起電極126所造成之干涉條紋係與上述第3圖相似。中央凸起電
極126可於中央產生最高頻率之條紋圖形並朝邊緣方向遞減頻率，或者中央凸起電極126亦可於中央產生最低頻率之條紋圖形並朝邊緣方向遞增頻率。此外，本實施例之中央凸起電極126之另一變化樣態可參考上述之第4圖及相關內容說明。換句話說，本實施例之中央凸起電極126之另一變化樣態可由位於最接近液晶層之一端至一相反端具有由小尖端至相對較大半徑之寬度變化。
本實施例之絕緣層與氧化銦錫層之另一變化樣態可參考上述之第5圖及相關內容說明。不同於上述第4圖以及第8圖中氧化銦錫層整面覆蓋絕緣層的狀況，在第5圖中的氧化銦錫中央凸起40可代表上述第8圖中的中央凸起電極126或第4圖中的中央尖端凸起34，而氧化銦錫中央凸起40可藉由一氧化銦錫連接元件42與一電源相連。氧化銦錫連接元件42係將氧化銦錫中央凸起40連接導向至絕緣層28的邊緣以與電源連接。換句話說，氧化銦錫中央凸起40可視為一中央延伸部，而氧化銦錫連接元件42可視為一透明導電元件連接中央延伸部與可變電壓電源之一端。
請參考第9圖。第9圖繪示了本發明之第三較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。如第9圖所示，電調變液晶透鏡組200包括複數個液晶透鏡210。與上述第二較佳實施例不同的地方在於，液晶透鏡210更包括一第三電極258、一第一可變電壓電源264以及一第二可變電壓電源266。第三電極258具有一中央開孔260，且第三電極258係設置於第二配向層118以及設置有第二透明導電電極124之玻璃基板114之間。其中第二透明導電電極124之僅有的一中央凸起電極126由液晶透鏡210之中央延伸穿過第三電極258之中央開孔260。第三電極258亦可由氧化銦錫所形成。換句話說，具有中央開孔260之第三電極258係形成且圍繞氧化銦錫層122之凸出部。第一可變電壓電源264係與中央凸起電極126相連，且第二可變電壓電源266
係與第一可變電壓電源264與中央凸起電極126連接的一端以及具有中央開孔260之第三電極258相連。第一可變電壓電源264的另一端係與設置於液晶層112另一側之第一電極116相連。藉由改變第一可變電壓電源264與第二可變電壓電源266所施加的電壓大小，可控制所形成之透鏡的焦距(以及其他光學特性例如球面效應)於數公分到無限遠之間變化。也就是說，第二可變電壓電源266可視為一中介可變電壓電源，用以控制及改變第三電極258與第一電極116之間的電壓。第三電極258可用以對液晶層112形成一水平方向電場，且第三電極258可當作對於液晶層112中液晶分子反應速度的加速器。在本實施例中，液晶透鏡210A與液晶透鏡210B可分別具有相同或相反的透鏡效果。液晶透鏡210A之第二透明導電電極124可設置於一玻璃基板114之背向液晶透鏡210B之第二透明導電電極124的一表面上，藉以形成特定的光學效果，但並不以此為限。
請參考第10。第10圖繪示了本發明之第四較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。如第10圖所示，電調變液晶透鏡組300包括複數個液晶透鏡310。與上述第三較佳實施例不同的地方在於，液晶透鏡310更包括一高阻抗材料層370設置於第三電極258之中央開孔260中。高阻抗材料層370係用以調整與最佳化第一電極116、第二透明導電電極124以及第三電極258之間的電場狀況。在本實施例中，液晶透鏡310A與液晶透鏡310B可分別具有相同或相反的透鏡效果。液晶透鏡310A之第二透明導電電極124可設置於一玻璃基板114之背向液晶透鏡310B之第二透明導電電極124的一表面上，藉以形成特定的光學效果，但並不以此為限。
請參考第11圖。第11圖繪示了本發明之第五較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。如第11圖所示，電調變液晶透鏡組400包括複數個液晶透鏡410。與上述第二較佳實施例不同的地方在於，在各液晶透鏡410
中，具有中央凸起電極126的第二透明導電電極124係設置於液晶層112的一側，而一具有一中央開孔460之第一電極416係設置於液晶層122的另一側。藉由改變第一電極416與第二透明導電電極124之間所施加的電壓大小，可控制所形成之透鏡的焦距(以及其他光學特性)於較大範圍之間進行變化。在本實施例中，液晶透鏡410A與液晶透鏡410B可分別具有相同或相反的透鏡效果。液晶透鏡410A之第二透明導電電極124可設置於一玻璃基板114之背向液晶透鏡410B之第二透明導電電極124的一表面上，藉以形成特定的光學效果，但並不以此為限。
請參考第12圖。第12圖繪示了本發明之第六較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。如第12圖所示，電調變液晶透鏡組500包括複數個液晶透鏡510。與上述第四較佳實施例不同的地方在於，在各液晶透鏡510中，中央凸起電極126係沿一朝向相鄰之液晶透鏡510的方向延伸。如第12圖所示，液晶透鏡510A之中央凸起電極126可沿一朝向與液晶透鏡510A相鄰之液晶透鏡510B的方向延伸，而液晶透鏡510B之中央凸起電極126可沿一朝向液晶透鏡510A的方向延伸。也就是說，位於上方之液晶透鏡510A之中央凸起電極126可向下朝其液晶層112的方向延伸，而位於下方之液晶透鏡510B之中央凸起電極126可向上朝其液晶層112的方向延伸，藉以產生特定的光學效果。
請參考第13圖。第13圖繪示了本發明之第七較佳實施例之電調變液晶透鏡組的示意圖。如第13圖所示，電調變液晶透鏡組600包括複數個液晶透鏡610。與上述第六較佳實施例不同的地方在於，在位於下方之液晶透鏡610B中，其中一玻璃基板114係設置於液晶透鏡610B之第一電極116與液晶層112之間。也就是說，在電調變液晶透鏡組600中，位於上方之液晶透鏡610A以及位於下方之液晶透鏡610B係共用一個第一電極116，藉此
可達到簡化電調變液晶透鏡組600結構的目的。
綜合以上所述，在本發明之電調變液晶透鏡組中，各液晶透鏡之中央凸起電極係用以對液晶層施加一不均勻電場。各液晶透鏡係彼此堆疊設置，且兩相鄰之液晶透鏡可分別具有相同或相反的光學及透鏡效果。
100‧‧‧電調變液晶透鏡組
110‧‧‧液晶透鏡
110A‧‧‧液晶透鏡
110B‧‧‧液晶透鏡
112‧‧‧液晶層
114‧‧‧玻璃基板
116‧‧‧第一電極
118‧‧‧配向層
118A‧‧‧第一配向層
118B‧‧‧第二配向層
120‧‧‧可變電壓電源
122‧‧‧氧化銦錫層
124‧‧‧第二透明導電電極
126‧‧‧中央凸起電極
128‧‧‧絕緣層
Z‧‧‧垂直投影方向
Claims (15)
- 一種電調變液晶透鏡組，包括：複數個液晶透鏡，各該液晶透鏡包括：一第一配向層與一第二配向層相對設置，其中該第一配向層與該第二配向層係透明且絕緣；一液晶層，設置於該第一配向層與該第二配向層之間，且該液晶層係為一平面液晶層；一第一電極，與該第一配向層以及該第二配向層其中之一者之背向該液晶層的一表面相鄰設置，其中該第一電極係由透明導電材料形成，且該第一電極係為一平面電極；一第二透明導電電極，設置於該第二配向層之背向該液晶層的一表面上，其中該第二透明導電電極包括僅一個中央凸起電極，且該液晶層、該第一電極以及該第二透明導電電極係沿一垂直投影方向上互相堆疊設置；以及一可變電壓電源，與該第一電極以及該第二透明導電電極連接以對該液晶層施加一非均勻電場，該非均勻電場於該第一電極與該第二透明導電電極之中央具有最大強度且朝該第一電極與該第二透明導電電極之邊緣遞減，用以使該液晶層之折射率被調整成不均勻的狀況而對穿透該液晶透鏡之光線提供一透鏡效果，其中該液晶透鏡之焦距為該第一電極與該第二透明導電電極之間被施加電壓的函數；其中該等液晶透鏡係於該垂直投影方向上互相重疊。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其中至少一個該液晶透鏡包括一透明絕緣層圍繞與該第二配向層相鄰設置之中央區，且該透明絕緣層係與該 第二配向層之背向該液晶層的該表面接觸設置。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其更包括複數個玻璃基板，其中兩相鄰之該等玻璃基板係分別與該第一電極以及該第二透明導電電極接觸設置。
- 如請求項3所述之電調變液晶透鏡組，其中兩相鄰之該等玻璃基板係分別設置於該第一電極以及該第二透明導電電極之背向該液晶層的一側。
- 如請求項3所述之電調變液晶透鏡組，其中至少一個該玻璃基板係設置於該第一電極以及該液晶層之間。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其中該第二透明導電電極更包括一電極層延伸至全部該液晶層上，且該第二透明導電層於該第二透明導電層之中央具有延伸部。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其中至少一個該液晶透鏡更包括一透明導電元件連接一中央延伸部與該可變電壓電源之一端。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其中該中央凸起電極係由位於最接近該液晶層之一端至一相反端具有由小尖端至相對較大半徑之寬度變化。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其中該第一電極具有一中央開孔。
- 如請求項3所述之電調變液晶透鏡組，其中至少一個該液晶透鏡更包括：一第三電極，設置於該第一配向層與該第二配向層其中之一者以及設置有該第二透明導電電極之該玻璃基板之間，其中該第三電極具有一中央 開孔，該中央凸起電極由該液晶透鏡之中央延伸穿過該第三電極之該中央開孔；以及一中介可變電壓電源，用以控制及改變該第三電極與該第一電極之間的電壓。
- 如請求項10所述之電調變液晶透鏡組，其中至少一個該液晶透鏡更包括一高阻抗材料層設置於該第三電極之該中央開孔中。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其中該第一電極以及該第二透明導電電極包括氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其中該中央凸起電極係沿一背向相鄰之該液晶透鏡的方向延伸。
- 如請求項1所述之電調變液晶透鏡組，其中該中央凸起電極係沿一朝向相鄰之該液晶透鏡之的方向延伸。
- 一種構成電調變焦距透鏡之液晶盒，包括：複數個玻璃基板沿一垂直投影方向上互相堆疊設置；複數個液晶透鏡，各該液晶透鏡包括：一第一配向層與一第二配向層相對設置，其中該第一配向層與該第二配向層係為平面、透明且絕緣；一液晶層夾射於該第一配向層與該第二配向層之間；一第一電極，塗布於該第一配向層之背向該液晶層的一表面上並延伸複蓋整個該第一配向層，其中該第一電極係為一透明導電電極；一第二透明導電電極，設置於該第二配向層之背向該液晶層的一表面 上，其中該第二透明導電電極包括僅一個中央凸起電極，且該液晶層、該第一電極以及該第二透明導電電極係沿一垂直投影方向上互相堆疊設置；一透明絕緣層，與該第二配向層之背向該液晶層的該表面接觸設置，且該透明絕緣層係環繞該第二透明導電電極之凸起部；以及一可變電壓電源，與該第一電極以及該第二透明導電電極連接，該可變電壓電源係用以對該液晶層施加一非均勻電場，該非均勻電場於該第一電極與該第二透明導電電極之中央具有最大強度且朝該第一電極與該第二透明導電電極之邊緣遞減，用以使該液晶層之折射率被調整成不均勻的狀況而對穿透該液晶透鏡之光線提供一透鏡效果，且該可變電壓電源之電壓決定所形成之透鏡的焦距，其中該等液晶透鏡係於該垂直投影方向上互相重疊，且兩相鄰之該等玻璃基板係分別與該第一電極以及該第二透明導電電極之背向該液晶層的一側接觸設置。
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