CN103698957B - 液晶透镜的变焦驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液晶透镜的变焦驱动方法，包括向固定子电极施加第一驱动电压，同时向变化子电极施加第二驱动电压，以使液晶透镜处于第一变焦状态；将变化子电极的驱动电压切换为加速驱动电压，加速驱动电压大于第二驱动电压，以提高变化子电极区域液晶分子的翻转速度，同时将固定子电极的驱动电压切换为抵消驱动电压，抵消驱动电压小于第一驱动电压，以抵消加速驱动电压对固定子电极电压的影响；将变化子电极的驱动电压由加速驱动电压切换为第三驱动电压，同时将固定子电极的驱动电压由抵消驱动电压切换为第一驱动电压，以使液晶透镜处于第二变焦状态。上述方法使液晶透镜各个区域的液晶分子能够同时迅速的翻转到位，提高了液晶透镜的变焦速度。

Description

液晶透镜的变焦驱动方法

技术领域

本发明涉及液晶透镜技术领域，更具体地说，涉及一种液晶透镜的变焦驱动方法。

背景技术

液晶是物质存在的一种特殊状态，它既不同于具有固定形状而在光学性质上具有各向异性的固态晶体（具有双折射等光学性能），又不同于无固定形状在光学性质上具有各向同性的液体，液晶是一种在光学性质上具有各向异性（具有双折射等光学特性）的粘稠液体。因其特殊的物理、化学、光学特性，液晶被广泛应用与显示技术、各类光学器件等领域，其中，液晶透镜是目前领域内的一个研究热点。

液晶透镜的基本结构如图1所示，从第一基板至第二基板依次为：第一基板110、第一电极层111、缓冲层112、分阻层113、第一定向层114、液晶层130、第二定向层122、第二电极层121和第二基板120。其中，第一电极层111一般由多个子电极构成，第二电极层121一般为一整片的电极。

液晶透镜在工作状态时，通过改变第一电极层111的不同子电极和第二电极层121之间的电压差调节盒内电场强度在水平方向的分布，来控制液晶分子扭转角度的排列分布，形成光程差分布，从而实现变焦的功能。

以第一电极层111包括一圆形的第一子电极和一环形的第二子电极为例，在液晶透镜变焦时，为提高变焦速度，通常采用的驱动方法是：固定第一子电极与第二电极层121的电压差，将第二子电极的驱动电压由从第一驱动电压切换为第二驱动电压，以改变第二子电极与第二电极层121的电压差。在从第一驱动电压切换为第二驱动电压之前，先对第二子电极施加一高压脉冲信号，使液晶分子快速转动，然后再切换到第二驱动电压，以达到提高变焦速度的目的。

但是，在实际应用过程中发现，上述驱动方法提高液晶透镜变焦速度的效果并不理想。

发明内容

本发明提供了一种液晶透镜的变焦驱动方法，以提高液晶透镜的变焦速度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种液晶透镜的变焦驱动方法，所述液晶透镜包括分别设置于液晶层的两侧的第一电极层和第二电极层，其中，所述第一电极层包括固定子电极和变化子电极，所述变焦驱动方法包括：向所述固定子电极施加第一驱动电压，同时向所述变化子电极施加第二驱动电压，以使所述液晶透镜处于第一变焦状态；将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为加速驱动电压，所述加速驱动电压大于所述第二驱动电压，以提高所述变化子电极区域的液晶分子的翻转速度，同时将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为抵消驱动电压，所述抵消驱动电压小于所述第一驱动电压，以抵消所述加速驱动电压对所述固定子电极的驱动电压的影响；将所述变化子电极的驱动电压由所述加速驱动电压切换为第三驱动电压，同时将所述固定子电极的驱动电压由所述抵消驱动电压切换为所述第一驱动电压，以使所述液晶透镜处于第二变焦状态。

优选的，所述加速驱动电压大于所述第三驱动电压。

优选的，所述加速驱动电压包括：第一加速驱动电压和第二加速驱动电压，所述第一加速驱动电压大于所述第二加速驱动电压；所述将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为加速驱动电压具体包括：将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为所述第一加速驱动电压；将所述变化子电极的驱动电压由所述第一加速驱动电压切换为所述第二加速驱动电压，所述第一加速驱动电压与所述第二加速驱动电压的持续时间之和等于所述加速驱动电压的持续时间。

优选的，所述加速驱动电压包括：第一加速驱动电压、第二加速驱动电压、…、第N₁加速驱动电压，其中，N₁的值依次递增1，N₁大于或等于3，所述第一加速驱动电压、所述第二加速驱动电压、…、所述第N₁加速驱动电压依次减小；所述将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为加速驱动电压具体包括：将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为所述第一加速驱动电压；按照所述第一加速驱动电压、所述第二加速驱动电压、…、所述第N₁加速驱动电压的顺序依次将所述变化子电极的驱动电压进行切换，所述第一加速驱动电压、所述第二加速驱动电压、…、所述第N₁加速驱动电压的持续时间之和等于所述加速驱动电压的持续时间。

优选的，所述抵消驱动电压包括：第一抵消驱动电压和第二抵消驱动电压，所述第一抵消驱动电压小于所述第二抵消驱动电压；所述将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为抵消驱动电压具体包括：将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为所述第一抵消驱动电压；将所述固定子电极的驱动电压由所述第一抵消驱动电压切换为所述第二抵消驱动电压，所述第一抵消驱动电压与所述第二抵消驱动电压的持续时间之和等于所述抵消驱动电压的持续时间。

优选的，所述抵消驱动电压包括：第一抵消驱动电压、第二抵消驱动电压、..、第N₂抵消驱动电压，其中，N₂的值依次递增1，N₂大于或等于3，所述第一抵消驱动电压、所述第二抵消驱动电压、…、所述第N抵消驱动电压依次增大；所述将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为抵消驱动电压具体包括：将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为所述第一抵消驱动电压；按照所述第一抵消驱动电压、所述第二抵消驱动电压、…、所述第N₂抵消驱动电压的顺序依次将所述固定子电极的驱动电压进行切换，所述第一抵消驱动电压、所述第二抵消驱动电压、…、所述第N₂抵消驱动电压的持续时间之和等于所述抵消驱动电压的持续时间。

优选的，所述第二驱动电压小于所述第三驱动电压。

优选的，所述固定子电极为圆形电极，所述变化子电极为包围所述固定子电极且与所述固定子电极电性绝缘的环形电极。

优选的，所述变化子电极包括一个环形电极。

优选的，所述变化子电极包括多个相互之间电性绝缘的环形电极。

优选的，所述变化子电极为圆形电极，所述固定子电极为包围所述变化子电极且与所述变化子电极电性绝缘的环形电极。

优选的，所述固定子电极包括一个环形电极。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明所提供的液晶透镜的变焦驱动方法，在液晶透镜变焦过程中，保持固定子电极的第一驱动电压不变，在将变化子电极由第二驱动电压切换为第三驱动电压前，向变化子电极施加大于第二驱动电压的加速驱动电压，从而给变化子电极区域的液晶分子较大的加速度，驱动液晶分子迅速翻转；同时向固定子电极施加小于第一驱动电压的抵消驱动电压，从而抵消由于向变化子电极施加较高的加速驱动电压而拉高的固定子电极的电压，防止固定子电极区域的液晶分子受变化子电极较高的加速驱动电压的影响过度翻转，使液晶透镜各个区域的液晶分子能够同时迅速的翻转到位，提高了液晶透镜的变焦速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中液晶透镜的基本结构图；

图2为现有技术中液晶透镜沿液晶透镜平面的等效电路图；

图3为不采用加速变焦驱动方法的液晶透镜变焦过程中第一电极层相对于第二电极层的驱动电压随时间变化的波形图；

图4为采用现有技术加速变焦驱动方法的液晶透镜变焦过程中第一电极层相对于第二电极层的驱动电压随时间变化的波形图；

图5为采用本发明实施例一所提供的变焦驱动方法的液晶透镜变焦过程中第一电极层相对于第二电极层的驱动电压随时间变化的波形图；

图6为采用本发明实施例二所提供的变焦驱动方法的液晶透镜变焦过程中第一电极层相对于第二电极层的驱动电压随时间变化的波形图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例一

正如背景技术所述，现有技术中提高液晶透镜的变焦速度的驱动方法效果并不理想。发明人研究发现，产生上述问题的主要原因为：

如图1所示，分压层113为电阻层，其作用为分配第一电极层111施加在液晶层130上的电压，缓冲层112为电介质层，其作用为将第一电极层111与分压层113隔离。

如图2所示，由于分压层113与缓冲层112的存在，当在第一电极层111和第二电极层122上施加电压后，假设施加在第一电极层111各子电极上的电压分别为V_a和V_b。第一电极层111与分压层113之间通过缓冲层形成第一电容201，分压层113与第二电极层122之间通过第一定向层114和液晶层130形成第二电容202。在沿液晶透镜平面上观察，第一电容201和第二电容202通过分压层113分成无数并联的小电容，而且各个小电容之间由分压层113的横向电阻203连接，从而使分压层113与第二电极层122间的电压（即实际施加在液晶层130上的电压）重新分布。可见，由于分压层113和缓冲层112的作用，第一电极层111的各个子电极之间的电压是相互影响的。

在液晶透镜变焦过程中，如果不采用加速驱动的措施，仅对液晶透镜进行正常驱动，该正常驱动的方法如图3所示，（a）为施加在第一电极层的第一子电极上的驱动电压V随时间t变化的波形图，（b）为施加在第一电极层的第二子电极上的驱动电压V随时间t变化的波形图，t₁时段液晶透镜处于第一变焦状态，t₂时段液晶透镜处于第二变焦状态。在液晶透镜由第一变焦状态变化为第二变焦状态过程中，施加在第二电极层上驱动电压始终不变，保持第一子电极的驱动电压V₁不变，将第二子电极的驱动电压由V₂切换为V₃，从而实现变焦。

现有技术中为了提高变焦速度，对第一电极层111的第二子电极施加一高压脉冲，该加速驱动的方法如图4所示，（a）为施加在第一电极层的第一子电极上的驱动电压V随时间t变化的波形图，（b）为施加在第一电极层的第二子电极上的驱动电压V随时间t变化的波形图，t₁时段液晶透镜处于第一变焦状态，t’时段液晶透镜处于加速驱动状态，t₂时段液晶透镜处于第二变焦状态。在液晶透镜由第一变焦状态变化为第二变焦状态过程中，施加在第二电极层上驱动电压始终不变，保持第一子电极的驱动电压V₁不变，将第二子电极的驱动电压由V₂切换为V₃，以实现变焦。在第二子电极的驱动电压由V₂变化为V₃之前，向第二子电极施加一高压脉冲V’，该高压脉冲V’的持续时间为t’，而在t’期间，第一子电极的驱动电压仍然为V₁。虽然该高压脉冲V’能够驱动第二子电极区域的液晶分子加速翻转，但是由于第一电极层111的各个子电极之间的电压相互影响，第二子电极上的高压脉冲V’会拉高第一子电极上的电压，因此导致第一子电极区域的液晶分子翻转过度，使液晶透镜变焦的响应时间延迟，从而造成该驱动方法提高变焦速度的效果并不明显。

基于此，本实施例提供了一种液晶透镜的变焦驱动方法，所述液晶透镜的第一电极层包括固定子电极和变化子电极（本实施中的液晶透镜的具体结构可参考图1），所述变焦驱动方法包括：

步骤S11：向所述固定子电极施加第一驱动电压，同时向所述变化子电极施加第二驱动电压，以使所述液晶透镜处于第一变焦状态；

步骤S12：将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为加速驱动电压，所述加速驱动电压大于所述第二驱动电压，以提高所述变化子电极区域的液晶分子的翻转速度，同时将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为抵消驱动电压，所述抵消驱动电压小于所述第一驱动电压，以抵消所述加速驱动电压对所述固定子电极的驱动电压的影响；

步骤S13：将所述变化子电极的驱动电压由所述加速驱动电压切换为第三驱动电压，同时将所述固定子电极的驱动电压由所述抵消驱动电压切换为所述第一驱动电压，以使所述液晶透镜处于第二变焦状态。

上述变焦驱动方法的具体过程可如图5所示，图5中（a）为施加在固定子电极上的驱动电压随时间变化的波形图，（b）为施加在变化子电极上的额驱动电压随时间变化的波形图，t₁时段液晶透镜处于第一变焦状态，t’时段液晶透镜处于加速驱动状态，t₂时段液晶透镜处于第二变焦状态。

假设变焦过程中，施加在液晶透镜第二电极层上的驱动电压一直不变，则通过改变施加在第一电极层上不同子电极的驱动电压即可使液晶透镜变焦。

在t₁时段，固定子电极的驱动电压为第一驱动电压V₁，变化子电极的驱动电压为第二驱动电压V₂。

当需要变焦时，由t₁时段进入t’时段，将变化子电极的驱动电压由第二驱动电压V₂切换为加速驱动电压V₁’，由于加速驱动电压V₁’的值大于第二驱动电压V₂，因此能够给液晶分子的翻转较大的加速度，使液晶分子迅速的翻转；由于分压层分配电压的作用，t’时段施加在变化子电极上的较大的第二驱动电压V₂会拉高固定子电极上的驱动电压，因此，在变化子电极的驱动电压由第二驱动电压V₂切换为加速驱动电压V₁’的同时，将固定子电极的驱动电压由第一驱动电压V₁切换为抵消驱动电压V₂’，并使抵消驱动电压V₂’的值小于第一驱动电压V₁，从而该较小的抵消驱动电压V₂’能够抵消固定子电极被加速驱动电压V₁’拉高的电压，使固定子电极上的驱动电压基本保持在第一驱动电压V₁左右，进而固定子电极区域的液晶分子不会由于驱动电压被拉高而翻转过度。

加速驱动时段t’结束后，由t’时段进入t₂时段，将固定子电极上的驱动电压由抵消驱动电压V₂’切换回第一驱动电压V₁，同时将变化子电极上的驱动电压由加速驱动电压V₁’切换为第三驱动电压V₃；此时，由于第二电极层上的驱动电压始终不变，因此相当于固定子电极与第二电极层之间的电压差不变，变化子电极与第二电极层之间的电压差发生了变化，从而液晶透镜由第一变焦状态变化为第二变焦状态。

上述液晶透镜的变焦驱动方法，在液晶透镜变焦前，并不直接对切换电压，而是在第一变焦状态与第二变焦状态之间加入一加速驱动过程。在该过程中，将变化子电极的驱动电压升高，以给予变化子电极区域的液晶分子较高的翻转加速度，同时将固定子电极的驱动电压降低，以抵消变化子电极的驱动电压升高给固定子电极的驱动电压造成的影响，使固定子电极区域的液晶分子不会由于驱动电压被拉高而翻转过度，节省了固定子电极区域的液晶分子由于翻转过度，在固定子电极的驱动电压切换回第一变焦状态的驱动电压后，还需要翻转回来的过程中所消耗的时间，从而在加速驱动电压与抵消驱动电压的共同作用下，本实施例所提供的变焦驱动方法显著的提高了液晶透镜的变焦速度。

以上所述为本发明的核心思想，需要说明的是，在本发明的核心思想不变的情况下，加速驱动电压V₁’和抵消驱动电压V₂’的具体值和相互匹配的情况，及加速驱动时段t’的持续时间，需根据液晶透镜第一变焦状态的屈光度和第二变焦状态的屈光度（即固定子电极的第一驱动电压V₁、变化子电极的第二驱动电压V₂和第三驱动电压V₃的具体值）而定，优选可通过仿真模拟得到最优方案。

本实施例中，为使提高液晶透镜变焦速度的效果更明显，加速驱动电压V₁’优选的远大于第二驱动电压V₂，且加速驱动电压V₁’大于第三驱动电压V₃。

本实施例对施加在变化子电极上的第二驱动电压V₂优选的可小于第三驱动电压V₃。

以上所述的第一驱动电压V₁、第二驱动电压V₂、第三驱动电压V₃、加速驱动电压V₁’和抵消驱动电压V₂’均可表示的是第一电极层的子电极相对于第二电极层的电压，即图5中所示出的驱动电压的波形可为第一电极层的子电极与第二电极层共同作用下的波形，也就是说，在实际进行变焦驱动时，可固定第二电极层的驱动电压，仅调整第一电极层各子电极的驱动电压，以得到图5中所示的波形，也可同时调整第一电极层各子电极的驱动电压和第二电极层的驱动电压，使二者匹配，以得到图5中所示的波形。

需要说明的是，本实施例仅以所述固定子电极为圆形电极，所述变化子电极为包围所述固定子电极且与所述固定子电极电性绝缘的环形电极为例对所提供的变焦驱动方法进行说明，在本发明的其它实施例中，固定子电极和变化子电极还可以为其它形式（如：变化子电极为圆形电极，固定子电极为包围变化子电极且与变化子电极电性绝缘的环形电极；固定子电极为方形电极，变化子电极为包围固定子电极且与固定子电极电性绝缘的框形电极；变化子电极为方形电极，固定子电极为包围变化子电极且与变化子电极电性绝缘的框形电极）。

另外，当固定子电极为圆形电极，变化子电极为环形电极时，本实施例中的变化子电极可以包括一个环形电极，也可以包括多个相互之间电性绝缘的环形电极；基于本发明核心思想，当变化子电极包括多个环形电极时，各个环形电极具体的驱动电压变化情况视实际情况而定。当变化子电极为圆形电极，固定子电极为环形电极时，本实施例中的固定子电极可以包括一个环形电极。

本实施例仅以上述结构的液晶显示器为例对本发明所提供的变焦驱动方法进行说明，在本发明的其它实施例中，该变焦驱动方法同样适用于其它结构的液晶显示器。

实施例二

基于实施例一所提供的核心思想，本实施例所提供的变焦驱动方法中，对加速驱动时段施加在第一电极层各子电极上的驱动电压进行了细分，进一步提高了液晶透镜的变焦速度。

若将加速驱动电压细分为第一加速驱动电压和第二加速驱动电压，并使第一加速驱动电压大于第二加速驱动电压，则将变化子电极的驱动电压由第二驱动电压切换为加速驱动电压具体包括：将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为所述第一加速驱动电压；将所述变化子电极的驱动电压由所述第一加速驱动电压切换为所述第二加速驱动电压，所述第一加速驱动电压与所述第二加速驱动电压的持续时间之和等于所述加速驱动电压的持续时间。

若将加速驱动电压细分为第一加速驱动电压、第二加速驱动电压、…、第N₁加速驱动电压，其中，N₁的值依次递增1，N₁大于或等于3，第一加速驱动电压、第二加速驱动电压、…、第N₁加速驱动电压依次减小，则将变化子电极的驱动电压由第二驱动电压切换为加速驱动电压具体包括：将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为所述第一加速驱动电压；按照所述第一加速驱动电压、所述第二加速驱动电压、…、所述第N₁加速驱动电压的顺序依次将所述变化子电极的驱动电压进行切换，所述第一加速驱动电压、所述第二加速驱动电压、…、所述第N₁加速驱动电压的持续时间之和等于所述加速驱动电压的持续时间。

总之，对加速驱动电压进行细分需依据的一个原则是：按时间顺序，细分的各个加速驱动电压依次减小，且细分的各个加速驱动电压均大于第二驱动电压，优选的均大于第三驱动电压。

通过对加速驱动电压进行细分，并使细分后的各个加速驱动电压依次减小，在加速驱动时段，当该依次减小的驱动电压被依次施加于变化子电极上后，变化子电极区域的液晶分子受该较高的加速驱动电压的驱动而迅速翻转；且由于加速驱动电压逐渐减小，则变化子电极区域的液晶分子的加速度逐渐减小，使液晶分子由加速驱动时段进入第二变焦状态时段具有一段缓冲时间，避免了向变化子电极施加一个较高的加速驱动电压给液晶分子很大的加速度之后，骤然将该较高的加速驱动电压切换为第三驱动电压，液晶分子仍然具有较大惯性而可能会翻转过度的问题，从而进一步提高了变化子电极区域液晶分子的翻转速度。

同样也可以将抵消驱动电压进行细分。若将抵消驱动电压细分为第一抵消驱动电压和第二抵消驱动电压，并使第一抵消驱动电压小于所述第二抵消驱动电压，则将固定子电极的驱动电压由第一驱动电压切换为抵消驱动电压具体包括：将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为所述第一抵消驱动电压；将所述固定子电极的驱动电压由所述第一抵消驱动电压切换为所述第二抵消驱动电压，所述第一抵消驱动电压与所述第二抵消驱动电压的持续时间之和等于所述抵消驱动电压的持续时间。

若将抵消驱动电压细分为第一抵消驱动电压、第二抵消驱动电压、..、第N₂抵消驱动电压，其中，N₂的值依次递增1，N₂大于或等于3，并使第一抵消驱动电压、第二抵消驱动电压、…、第N₂抵消驱动电压依次增大，则将固定子电极的驱动电压由第一驱动电压切换为抵消驱动电压具体包括：将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为所述第一抵消驱动电压；按照所述第一抵消驱动电压、所述第二抵消驱动电压、…、所述第N₂抵消驱动电压的顺序依次将所述固定子电极的驱动电压进行切换，所述第一抵消驱动电压、所述第二抵消驱动电压、…、所述第N₂抵消驱动电压的持续时间之和等于所述抵消驱动电压的持续时间。

总之，对抵消驱动电压进行细分需依据的一个原则是：按时间顺序，细分的各个抵消驱动电压依次减小，且细分的各个抵消驱动电压均小于第一驱动电压。

通过对抵消驱动电压进行细分，并使细分后的各个抵消驱动电压依次增大，在加速驱动时段，当该依次增大的驱动电压被依次施加于固定子电极上后，固定子电极区域的液晶分子受该较小的抵消驱动电压对拉高的驱动电压的抵消作用而保持翻转角度不变或仅进行预定角度的翻转，不会翻转过度；且由于抵消驱动电压逐渐增大，则对拉高的驱动电压的抵消作用逐渐降低，即对固定子电极区域的液晶分子限制作用逐渐降低，使液晶分子由加速驱动时段进入第二变焦状态时段具有一段预备时间，避免了向固定子电极施加一个较低的抵消驱动电压之后，骤然将该较低的抵消驱动电压增大至第一驱动电压，液晶分子由于惯性作用可能会延迟响应问题，从而进一步保证了固定子电极区域液晶分子具有较快的响应速度。

本实施例中，加速驱动时段中，加速驱动电压和抵消驱动电压各自的细分次数、细分得到的各个加速驱动电压和抵消驱动电压各自的持续时间、在各自的持续时间内各个加速驱动电压与抵消驱动电压的具体值和相互匹配情况、加速驱动时段总的持续时间等参数可根据液晶透镜第一变焦状态的屈光度和第二变焦状态的屈光度（即固定子电极的第一驱动电压、变化子电极的第二驱动电压和第三驱动电压的具体值）而定，优选的可通过仿真模拟得到最优方案。细分加速驱动电压的次数和细分抵消驱动电压的次数可以相同，也可以不同。

下面以对加速驱动电压进行三次细分（即N₁=3，加速驱动电压包括第一加速驱动电压、第二加速驱动电压和第三加速驱动电压），并对抵消驱动电压进行两次细分（即抵消驱动电压包括）第一抵消驱动电压和第二抵消驱动电压为例，对本实施例所提供的变焦驱动方法进行具体说明。

如图6所示，（a）为施加在固定子电极上的驱动电压随时间变化的波形图，（b）为施加在变化子电极上的驱动电压随时间变化的波形图，t₁时段液晶透镜处于第一变焦状态，t’时段液晶透镜处于加速驱动状态，t₂时段液晶透镜处于第二变焦状态。

在t₁时段，固定子电极的驱动电压为第一驱动电压V₁，变化子电极的驱动电压为第二驱动电压V₂。

当需要变焦时，由t₁时段进入t’时段，将变化子电极的驱动电压由第二驱动电压V₂切换为第一加速驱动电压V₁’，在第一加速驱动电压V₁’持续一段时间之后，将变化子电极的驱动电压由第一加速驱动电压V₁’切换为第二加速驱动电压V₂’，在第二加速驱动电压V₂’持续一段时间之后，将变化子电极的驱动电压由第二加速驱动电压V₂’切换为第三加速驱动电压V₃’，使第一加速驱动电压V₁’、第二加速驱动电压V₂’和第三加速驱动电压V₃’的持续时间之和为整个加速驱动时段t’的时长；由于第一加速驱动电压V₁’、第二加速驱动电压V₂’和第三加速驱动电压V₃’均大于第二驱动电压V₂，并优选的均大于第三驱动电压V₃，因此能够给变化子电极区域的液晶分子的翻转赋予较大的加速度，使液晶分子开始迅速翻转，且由于第一加速驱动电压V₁’、第二加速驱动电压V₂’和第三加速驱动电压V₃’依次降低，因此能够给予液晶分子一定的缓冲时间，使液晶分子的加速度逐渐下降，翻转至第三驱动电压V₃所需要的角度后，不会由于较大的惯性而翻转过度，从而保证了变化子电极区域的液晶分子迅速的翻转到位。在变化子电极的驱动电压处于t’时段进行切换的同时，将固定子电极的驱动电压由V₁切换为第一抵消驱动电压V₄’，在第一抵消驱动电压V₄’持续一段时间之后，将固定子电极的驱动电压由第一抵消驱动电压V₄’切换为第二抵消驱动电压V₅’，使第一抵消驱动电压V₄’和第二抵消驱动电压V₅’的持续时间之和为整个加速驱动时段t’的时长；由于第一抵消驱动电压V₄’和第二抵消驱动电压V₅’作用于固定子电极，能够与第一加速驱动电压V₁’、第二加速驱动电压V₂’和第三加速驱动电压V₃’相对应的抵消固定子电极上被拉高的电压，在一定程度上消除了在变化子电极上施加加速驱动电压给固定子电极带来的影响，保持了固定子电极区域的液晶分子不加速翻转，并使第一抵消驱动电压V₄’和第二抵消驱动电压V₅’一次增大，逐步放松对液晶分子的限制，使液晶分子需要翻转至第一驱动电压V₁对应的角度时，能够进行快速的响应。

加速驱动时段t’结束后，由t’时段进入t₂时段，将固定子电极上的驱动电压由抵消驱动电压V₅’切换回第一驱动电压V₁，同时将变化子电极上的驱动电压由加速驱动电压V₃’切换为第三驱动电压V₃；此时，由于第二电极层上的驱动电压始终不变，因此相当于固定子电极与第二电极层之间的电压差不变，变化子电极与第二电极层之间的电压差发生了变化，从而液晶透镜由第一变焦状态变化为第二变焦状态。

以上所述的第一驱动电压V₁、第二驱动电压V₂、第三驱动电压V₃、第一加速驱动电压V₁’、第二加速驱动电压V₂’、第三加速驱动电压V₃’、…、第N₁加速驱动电压、第一抵消驱动电压V₄’、第二抵消驱动电压V₅’、…、第N₂抵消驱动电压均可表示的是第一电极层的子电极相对于第二电极层的电压，即图6中所示出的驱动电压的波形可为第一电极层的子电极与第二电极层共同作用下的波形，也就是说，在实际进行变焦驱动时，可固定第二电极层的驱动电压，仅调整第一电极层各子电极的驱动电压，以得到图6中所示的波形，也可同时调整第一电极层各子电极的驱动电压和第二电极层的驱动电压，使二者匹配，以得到图6中所示的波形。

本实施例所提供的变焦驱动方法，将加速驱动阶段施加在变化子电极上的加速驱动电压进行细分，并使细分的加速驱动电压逐渐减小，同时将施加在固定子电极上的抵消驱动电压进行细分，并使细分的抵消驱动电压逐渐增大，然后通过细分的各个加速驱动电压和抵消驱动电压的相互配合作用，减轻了液晶分子翻转过度的问题，使第一电极层各个子电极区域的液晶分子更加迅速的同时翻转到位，在实施一的基础上，进一步提高了液晶透镜的变焦速度。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种液晶透镜的变焦驱动方法，所述液晶透镜包括分别设置于液晶层的两侧的第一电极层和第二电极层，其中，所述第一电极层包括固定子电极和变化子电极，所述第二电极层为一整片电极，其特征在于，所述变焦驱动方法包括：

向所述固定子电极施加第一驱动电压，同时向所述变化子电极施加第二驱动电压，以使所述液晶透镜处于第一变焦状态；

将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为加速驱动电压，所述加速驱动电压大于所述第二驱动电压，以提高所述变化子电极区域的液晶分子的翻转速度，同时将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为抵消驱动电压，所述抵消驱动电压小于所述第一驱动电压，以抵消所述加速驱动电压对所述固定子电极的驱动电压的影响；

将所述变化子电极的驱动电压由所述加速驱动电压切换为第三驱动电压，同时将所述固定子电极的驱动电压由所述抵消驱动电压切换为所述第一驱动电压，以使所述液晶透镜处于第二变焦状态。

2.根据权利要求1所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述加速驱动电压大于所述第三驱动电压。

3.根据权利要求2所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述加速驱动电压包括：第一加速驱动电压和第二加速驱动电压，所述第一加速驱动电压大于所述第二加速驱动电压；

所述将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为加速驱动电压具体包括：

将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为所述第一加速驱动电压；

将所述变化子电极的驱动电压由所述第一加速驱动电压切换为所述第二加速驱动电压，所述第一加速驱动电压与所述第二加速驱动电压的持续时间之和等于所述加速驱动电压的持续时间。

4.根据权利要求2所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述加速驱动电压包括：第一加速驱动电压、第二加速驱动电压、…、第N₁加速驱动电压，其中，N₁的值依次递增1，N₁大于或等于3，所述第一加速驱动电压、所述第二加速驱动电压、…、所述第N₁加速驱动电压依次减小；

所述将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为加速驱动电压具体包括：

将所述变化子电极的驱动电压由所述第二驱动电压切换为所述第一加速驱动电压；

按照所述第一加速驱动电压、所述第二加速驱动电压、…、所述第N₁加速驱动电压的顺序依次将所述变化子电极的驱动电压进行切换，所述第一加速驱动电压、所述第二加速驱动电压、…、所述第N₁加速驱动电压的持续时间之和等于所述加速驱动电压的持续时间。

5.根据权利要求1～4任一项所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述抵消驱动电压包括：第一抵消驱动电压和第二抵消驱动电压，所述第一抵消驱动电压小于所述第二抵消驱动电压；

所述将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为抵消驱动电压具体包括：

将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为所述第一抵消驱动电压；

将所述固定子电极的驱动电压由所述第一抵消驱动电压切换为所述第二抵消驱动电压，所述第一抵消驱动电压与所述第二抵消驱动电压的持续时间之和等于所述抵消驱动电压的持续时间。

6.根据权利要求1～4任一项所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述抵消驱动电压包括：第一抵消驱动电压、第二抵消驱动电压、..、第N₂抵消驱动电压，其中，N₂的值依次递增1，N₂大于或等于3，所述第一抵消驱动电压、所述第二抵消驱动电压、…、所述第N抵消驱动电压依次增大；

所述将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为抵消驱动电压具体包括：

将所述固定子电极的驱动电压由所述第一驱动电压切换为所述第一抵消驱动电压；

按照所述第一抵消驱动电压、所述第二抵消驱动电压、…、所述第N₂抵消驱动电压的顺序依次将所述固定子电极的驱动电压进行切换，所述第一抵消驱动电压、所述第二抵消驱动电压、…、所述第N₂抵消驱动电压的持续时间之和等于所述抵消驱动电压的持续时间。

7.根据权利要求1所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述第二驱动电压小于所述第三驱动电压。

8.根据权利要求1所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述固定子电极为圆形电极，所述变化子电极为包围所述固定子电极且与所述固定子电极电性绝缘的环形电极。

9.根据权利要求8所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述变化子电极包括一个环形电极。

10.根据权利要求8所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述变化子电极包括多个相互之间电性绝缘的环形电极。

11.根据权利要求1所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述变化子电极为圆形电极，所述固定子电极为包围所述变化子电极且与所述变化子电极电性绝缘的环形电极。

12.根据权利要求11所述的变焦驱动方法，其特征在于，所述固定子电极包括一个环形电极。