CN106104368A - 电可调透镜和透镜系统 - Google Patents

电可调透镜和透镜系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106104368A
CN106104368A CN201580013398.5A CN201580013398A CN106104368A CN 106104368 A CN106104368 A CN 106104368A CN 201580013398 A CN201580013398 A CN 201580013398A CN 106104368 A CN106104368 A CN 106104368A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
electrooptic layer
array
phase
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580013398.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106104368B (zh
Inventor
约阿夫·亚丁
亚里夫·海戴德
亚历克斯·艾伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ao Pudikaamuka (ai A) Co Ltd
Optica Amuka AA Ltd
Original Assignee
Ao Pudikaamuka (ai A) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ao Pudikaamuka (ai A) Co Ltd filed Critical Ao Pudikaamuka (ai A) Co Ltd
Publication of CN106104368A publication Critical patent/CN106104368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106104368B publication Critical patent/CN106104368B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/294—Variable focal length devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

一种光学装置(34、66、76)包括电光层(48)，该电光层在其有源区域内的任何给定的位置具有由跨越该位置的电光层所施加的电压波形确定的有效的局部折射率。导电电极(44、64、74、82、84)在电光层的相对第一侧面和第二侧面之上延伸。电极包括激励电极的阵列，该激励电极的阵列跨越电光层的第一侧面在预定义的方向上沿着各自的、相互平行的轴延伸，且该电极至少包括在垂直于轴的横向方向上具有不同的、相应的宽度的第一电极和第二电极。控制电路(38)被耦合以将相应的控制电压波形施加到激励电极，从而在电光层中生成规定的相位调制分布。

Description

电可调透镜和透镜系统
交叉引用相关申请
本申请要求于2014年3月13日提交的美国临时专利申请61/952,226的权益；要求于2014年3月23日提交的美国临时专利申请61/969,190的权益；以及要求于2014年3月31日提交的美国临时专利申请61/972,445的权益。本申请还是于2013年9月30日提交的PCT专利申请PCT/IB2013/058989的继续部分(公布为WO 2014/049577)，其要求于2012年9月30日提交的美国临时专利申请61/707,962的权益。所有这些相关的申请全部通过引用并入本文。
发明领域
本发明一般涉及光学装置，并特别涉及电可调透镜。
背景
可调透镜是其光学特性(如焦距和/或光轴的位置)可在使用期间通常在电子控制下进行调整的光学元件。这样的透镜可用在各种应用中。例如，美国专利7,475,985，其公开内容通过引用并入本文，描述了用于视力矫正目的的电激活透镜的使用。
电可调透镜通常包含合适的电光材料(即，其局部的有效折射率根据材料两端施加的电压而变化的材料)的薄层。电极或电极的阵列用于施加期望的电压，以便将折射率局部地调整到期望的值。液晶是最常用于这个目的的电光材料(其中，施加的电压使分子旋转，这改变了双折射的轴，并从而改变了有效的折射率)，但具有类似电光特性的其他材料，如聚合物凝胶，可替代地用于这个目的。
一些可调透镜设计使用电极阵列，以在液晶中界定像素的网格，类似于用在液晶显示器中的那种像素网格。各个像素的折射率可被电控制，以给出期望的相位调制分布(phase modulation profile)。(用在本说明书和权利要求中的术语“相位调制分布”，意指由于在可调透镜的电光层的区域之上的局部可变的有效折射率所引起的施加到穿过层的光的局部相移的布局。)使用这种网格阵列的透镜被描述，例如，在上述的美国专利7,475,985中。
上述的PCT国际公开WO 2014/049577描述了包括电光层(如液晶)的光学装置，该电光层在其有源区域内的任何给定的位置具有有效的局部折射率，该有效的局部折射率由所施加的跨越该给定位置的电光层的电压波形确定。激励电极的阵列被布置在电光层的一个侧面或两个侧面之上，该激励电极包括在有源区域之上延伸的平行的导电带。控制电路将各个控制电压波形施加到激励电极，并被配置为同时修改施加到激励电极的各个控制电压波形，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
概述
本文以下描述的本发明的实施例提供了改进的电可调光学装置。
因此，根据本发明的实施例，提供了一种光学装置，该光学装置包括电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定。导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在预定义的方向上沿着各自的、相互平行的轴延伸，且所述激励电极的阵列至少包括在垂直于所述轴的横向方向上具有不同的、相应的宽度的第一电极和第二电极。控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
在一些实施方式中，所述电极的所述相应的宽度彼此按标准偏差而不同，所述标准偏差为所有所述电极的平均宽度的至少10％。
附加地或可选地，所述电极中的至少一些的所述相应的宽度沿着所述电极的所述相应的轴变化。
在一些实施方式中，所述激励电极的阵列包括第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸。导电电极包括第二激励电极的第二阵列，所述第二激励电极的第二阵列跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，且所述第二激励电极的第二阵列至少包括具有不同的、相应的宽度的第三电极和第四电极。
在其他的实施方式中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位在所述电光层的所述第二侧面上的所述有源区域之上。一些实施方式提供了一种设备，所述设备包括这类的所述的第一光学装置和第二光学装置，其中，所述第一光学装置和所述第二光学装置被串联布置，以及其中，所述第二光学装置中的所述激励电极在正交于所述第一光学装置中的所述激励电极的方向上被定向。在一个实施方式中，所述第一光学装置和所述第二光学装置包括相应的、第一电光层和第二电光层，所述第一电光层和所述第二电光层是偏振相关的且被布置成使得所述第一光学装置调制第一偏振中的光，而所述第二光学装置调制不同于所述第一偏振的第二偏振中的光，以及，所述设备包括偏振旋转器，所述偏振旋转器被定位在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间，以便使光从所述第一偏振旋转到所述第二偏振。
在一些实施方式中，所述第一电极和所述第二电极具有相应的第一宽度和第二宽度，使得所述第一宽度至少是所述第二宽度的两倍，以及其中，所述控制电路被配置成施加所述相应的控制电压波形使得所述规定的相位调制分布具有在所述第二电极中的至少一个电极的附近发生的突然的转变。在一个该实施方式中，所述规定的相位调制分布的生成使所述装置用作菲涅耳透镜。在所公开的实施方式中，所述电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，以及其中，所述第二电极的所述第二宽度不大于所述间隙宽度的四倍。附加地或可选地，所述第二电极的所述第二宽度小于所述电光层的层厚度。
在一个实施方式中，所述相位调制分布具有多个突然的转变，所述多个突然的转变发生在相应的所述第二电极中的对应电极的附近，以及所述电光层被配置为提供相位调制值的范围，所述相位调制值的范围与所述第二电极相对于所述相位调制函数中的所述突然的转变之间的间隔的密度之间的关系成比例。
在一些实施方式中，所述电光层包括液晶。
根据本发明的实施例，还提供了一种光学装置，其包括如上所述的电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，以及等于所述第一侧面和所述第二侧面之间的距离的层厚度。导电电极在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上延伸。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明导电材料的平行的带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有小于所述电光层的所述层厚度的间隙宽度的间隙。控制电路被耦合以将各自的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
在所公开的实施方式中，所述间隙宽度小于所述层厚度的一半。
根据本发明的实施例，附加地提供了一种光学装置，其包括如上所述的电光层，和缓冲层，所述缓冲层包括透明的介电材料，所述透明的介电材料具有临近于所述电光层的所述第一侧面的内部表面和与所述内部表面相对的外部表面以及在所述内部表面和所述外部表面之间的至少0.2μm的厚度。导电电极被设置在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上，且所述导电电极包括跨越所述缓冲层的所述外部表面延伸的激励电极的阵列，所述缓冲层将所述激励电极从所述电光层分开。控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
在所公开的实施方式中，所述激励电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，并且所述缓冲层具有大于所述间隙宽度的四分之一的缓冲层厚度。
根据本发明的实施方式，又提供了一种光学装置，其包括如上所述的电光层。第一激励电极的第一阵列在所述电光层的第一侧面上的所述有源区域之上在第一方向上沿着相应的、相互平行的第一轴延伸。第二激励电极的第二阵列在所述电光层的与所述第一侧面相对的第二侧面上的所述有源区域之上在正交于所述第一方向的第二方向上沿着相应的、相互平行的第二轴延伸。控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，且所述控制电路被配置为同时修改施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极两者的所述相应的控制电压波形，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
在一些实施方式中，所述相位调制分布被界定为能够分成第一分量函数和第二分量函数的函数，所述第一分量函数和所述第二分量函数沿着所述第一轴和所述第二轴改变，以及其中，施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极的所述控制电压波形分别根据所述第一分量函数和所述第二分量函数来被指定。在一个实施方式中，所述第一分量函数和所述第二分量函数按一组分量波形来界定，所述一组分量波形被选择以便对应于在所述电光层中的不同的、相应的相移，使得所述相位调制分布包括由于在所述有源区域内的每个位置处的所述第一分量函数和所述第二分量函数而引起的所述相应的相移的总和。通常，所述分量波形具有不同的、相应的占空比。
附加地或可选地，选择所述分量波形，使得构成所述相位调制分布的所述相应的相移的所述总和是2nπ的模的模总和，其中n是整数且可以具有用于至少一些不同对的所述第一分量函数和所述第二分量函数的不同的、相应的值。
在一些实施方式中，选择所述控制电压波形，使得所述相位调制分布包含突然的相位转变，且所述装置用作菲涅耳透镜。控制电路被配置成在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
根据本发明的实施方式，另外提供了一种光学设备，其包括静态透镜，所述静态透镜包括透明的材料，所述透明的材料具有内部表面和弯曲的外部表面，所述外部表面具有特定的屈光力，所述内部表面至少包含第一重叠的凹口和第二重叠的凹口。动态透镜被包含在所述静态透镜中，且所述动态透镜具有可变的相位调制分布，其修改所述静态透镜的所述屈光力。所述动态透镜包括如上所述的电光层，以及第一透明基底和第二透明基底，所述第一透明基底和所述第二透明基底被分别设置在所述电光层的所述第一侧面上和所述第二侧面上，且大小和形状被设置成分别适配到所述静态透镜中的所述第一凹口中和所述第二凹口中，且所述第一透明基底和所述第二透明基底包括被配置成跨越所述电光层施加电压的电极。控制电路被耦合以将所述电压施加到所述电极，以便在所述电光层中生成所述调制分布。
在所公开的实施方式中，所述控制电路包括被设置在所述第一透明基底的边缘处的电连接件，以及，所述静态透镜的所述内部表面包含所述电连接件适配到其中的凹槽。
根据本发明的实施方式，又提供了一种生成光学装置的方法。所述方法包括提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定。在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在预定义的方向上沿着相应的、相互平行的轴延伸，且所述激励电极的阵列至少包括在垂直于所述轴的横向方向上具有不同的、相应的宽度的第一电极和第二电极。耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
根据本发明的实施方式，还提供了一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括提供如上所述的电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，以及等于所述第一侧面和所述第二侧面之间的距离的层厚度。在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上定位导电电极。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有小于所述电光层的所述层厚度的间隙宽度的间隙。耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
根据本发明的实施方式，附加地提供了一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括提供如上所述的电光层，以及定位缓冲层，所述缓冲层包括透明的介电材料，所述透明的介电材料具有至少0.2μm的厚度，使得所述缓冲层的内部表面临近于所述电光层的所述第一侧面。在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上定位导电电极。所述导电电极包括跨越所述缓冲层的外部表面延伸的激励电极的阵列，所述缓冲层将所述激励电极从所述电光层分开。耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
根据本发明的实施方式，还提供了一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括提供如上所述的电光层，以及定位第一激励电极的第一阵列，以在所述电光层的第一侧面上的所述有源区域之上沿着在第一方向上的相应的、相互平行的第一轴延伸。定位第二激励电极的第二阵列，以在所述电光层的与所述第一侧面相对的第二侧面的所述有源区域之上沿着在正交于所述第一方向的第二方向上的相应的、相互平行的第二轴延伸。耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，并同时修改施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极两者的所述相应的控制电压波形，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
根据本发明的实施方式，还提供了一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括提供静态透镜，所述静态透镜包括透明的材料，所述透明的材料具有内部表面和弯曲的外部表面，所述外部表面具有特定的屈光力，所述内部表面至少包含第一重叠的凹口和第二重叠的凹口。在所述静态透镜中嵌入动态透镜，所述动态透镜具有可变的相位调制分布，其修改所述静态透镜的所述屈光力。所述动态透镜包括如上所述的电光层，以及第一透明基底和第二透明基底，所述第一透明基底和所述第二透明基底被分别设置在所述电光层的所述第一侧面上和所述第二侧面上，且大小和形状被分别设置为适配到所述静态透镜中的所述第一凹口中和所述第二凹口中，且所述第一透明基底和所述第二透明基底包括被配置成跨越所述电光层施加电压的电极。控制电路被耦合以将所述电压施加到所述电极，以便在所述电光层中生成所述调制分布。
根据本发明的实施方式，又提供了一种光学装置，包括如上所述的电光层，和导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着在预定义的方向上的相应的、相互平行的轴延伸，而所述电极的相应的中心点按沿着所述电极的相应的轴变化的量横向地移动。控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
在一个实施方式中，在所述电光层的所述第一侧面上的所述电极的所述阵列包括所述第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸，以及其中，所述导电电极包括第二激励电极的第二阵列，所述第二激励电极的第二阵列跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，而所述第二激励电极的相应的中心点沿着自身的所述相应的轴横向地移动。
根据本发明的实施方式，还提供了一种光学装置，包括：如上所述的电光层，以及导电电极，所述导电电极在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上延伸。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明的导电材料的平行带。控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成包含突然的相位转变的规定的相位调制分布，同时在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
在所公开的实施方式中，所述控制电压波形被选择以便使所述装置用作菲涅耳透镜。
根据本发明的实施方式，附加地提供了一种用于生成光学装置的方法。所述方法包括提供如上所述的电光层，以及在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着在预定义的方向上的相应的、相互平行的轴延伸，而所述电极的相应的中心点按沿着所述电极的相应的轴变化的量横向地移动。耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
根据本发明的实施方式，还提供了一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括提供如上所述的电光层，以及在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明的导电材料的平行带。耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成包含突然的相位转变的规定的相位调制分布，同时在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
根据本发明的实施方式，还提供了一种光学设备，其包括第一光学装置和第二光学装置，所述第一光学装置和所述第二光学装置具有相应的第一偏振轴和第二偏振轴以及第一圆柱轴和第二圆柱轴，且所述第一光学装置和所述第二光学装置被串联布置，使得所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互非平行的且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互非平行的。所述光学装置中的每个包括偏振相关的电光层，所述偏振相关的电光层对于沿着所述相应的偏振轴偏振的且在所述电光层的有源区域内的任何给定的位置处入射的光具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定。导电电极在所述电光层的相对第一侧面和第二侧面之上延伸。所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列被配置成跨越所述激励电极施加相应的电压，以便在所述电光层中生成沿着所述相应的圆柱轴定向的圆柱相位调制分布。偏振旋转器被定位在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间，以便旋转已经穿过所述第一光学装置且平行于所述第一偏振轴的光的偏振，从而使所述光的偏振与所述第二偏振轴对准。
在一些实施方式中，激励电极的所述阵列包括透明的、导电的材料的平行带的阵列，所述透明的、导电的材料的平行带的阵列在平行于所述相应的圆柱轴的方向上跨越所述电光层的所述第一侧面延伸，以及，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位在所述电光层的所述第二侧面上的所述有源区域之上。通常，所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互垂直的，且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互垂直的。
从结合附图进行的本发明的实施例的以下详细描述，本发明将被更完全地理解，其中：
附图简述
图1是根据本发明的实施例的光学系统的示意侧视图；
图2A是根据本发明的实施例的电可调透镜的示意截面视图；
图2B是用在图2A的装置中的电极的示意正面视图；
图3A是根据本发明的实施例的、包含静态组件和电可调组件的复合透镜的示意正面视图；
图3B是沿着图3A中所示的线III-III的、图3A的复合透镜的静态组件的示意截面视图；
图3C是沿着图3A中所示的线III-III的、图3A的复合透镜的电可调组件的示意截面视图；
图4A和图4B是根据本发明的实施例的、在电可调透镜的相对侧面上形成的电极的示意正面视图；
图4C是根据本发明的实施例的、图4A和图4B的装置的示意正面视图，其示出了在该装置的相对侧面上的电极的叠加；
图5A-5D是根据本发明的实施例的、示意地示出使用用于不同级别的像素大小变化的图4A-4C的设备而形成的视网膜图像的点扩散函数的曲线图；
图6A和图6B是根据本发明的另一实施例的、在电可调透镜的相对侧面上形成的电极的示意正面视图；
图6C是根据本发明的实施例的、图6A和图6B的装置的示意正面视图，其示出了在该装置的相对侧面上的电极的叠加；
图7A和图7B是根据本发明的可替代的实施例的、在电可调透镜的相对侧面上形成的电极的示意正面视图；
图7C是根据本发明的实施例的、图7A和图7B的装置的示意正面视图，其示出了在该装置的相对侧面上的电极的叠加；
图8是根据本发明的实施例的、电可调透镜中的电极的示意正面视图；
图9是根据本发明的另一实施例的、电可调透镜中的电极的示意正面视图；
图10是根据本发明的实施例的、示意地示出在图8的装置中的和在具有均匀宽度的像素的装置中的像素之间的相位调制中的变化的曲线图；
图11是根据本发明的实施例的、示意地示出用于不同间隙宽度的电极之间的电可调透镜的相邻电极之间的相位调制中的变化的曲线图。
图12是根据本发明的可替代的实施例的、包括在透镜中的电极和液晶之间的缓冲层的电可调透镜的示意截面视图；
图13是根据本发明的实施例的、示意地示出在图12的装置中和在不具有缓冲层的装置中的像素之间的相位调制中的变化的曲线图；
图14A和图14B是根据本发明的实施例的、在电可调透镜的相对侧面上形成的电极的示意正面视图；
图14C是根据本发明的实施例的、图14A和图14B的装置的示意正面视图，其示出了在该装置的相对侧面上的电极的叠加；
图15是当根据本发明的实施例驱动时的、由图14A-14C的装置生成的相位调制函数的示意表示；
图16是根据本发明的实施例的、示意地示出图14A-14C的装置根据施加在电极两端的电压的相位调制曲线的曲线图；
图17A-17D是根据本发明的实施例的、示意地示出施加到图14A的电极的电压波形的曲线图；
图18A-18D是根据本发明的实施例的、示意地示出施加到图14B的电极的电压波形的曲线图；
图19A-19G是示意地示出了由于将图17A-17D和图18A-18D的波形的不同组合施加到电极而引起的在电可调透镜中的在液晶两端生成的电压波形的曲线图；以及
图20是根据本发明的另一实施例的光学系统的示意侧视图。
具体实施方式
综述
使用具有像素网格的电光材料的电可调透镜，理论上，可产生在局部折射率和像素节距的可达到的范围的限制内的任何期望的相位调制分布。然而，用于许多应用(如眼用)的实际透镜的实现需要很小像素的大的可寻址网格，例如，具有50μm或更小节距的至少400X400像素的阵列。
在液晶显示器(LCD)面板中，像素通常以N行M列的矩阵排列。N*M像素中的每个像素可独立于所有其他的像素接收一组可能值(灰度级)。不同的像素值通过改变施加到液晶(LC)层的局部电压而被获取。通常，电压是随着时间变化的并在符号(AC)上交替的，在一些情况下以比LC响应时间更快的速率变化和交替，且只要平均电压高于一定的阈值，则LC响应于有效平均施加的电压。
本文中所描述的本发明的实施例提供了新型的电可调光学装置，该新型的电可调光学装置相对于本领域中已知的装置能够实现增强了的光学性能。公开的装置可配置为用作圆柱透镜(沿着一个轴聚焦，使用带状电极的阵列)，或配置为仿真球面透镜(具有双轴聚焦)。光轴的焦度(focal power)和位置两者，即，照这样的方式所定义的透镜的有效中心点或轴，可通过适当的控制电压的施加随意且快速地改变。公开的实施例建立在上述的PCT/IB2013/058989中所陈述的原理上，同时增加了新型和改进的特征。根据本实施例构造的装置是有利的，特别是在眼科透镜系统中，但可替代地用在其他应用中。
一般来说，公开的装置(其在本文中被称作电可调透镜)可配置为应用可分的任何相位调制分布。如果二维相位调制分布可分解成两个一维函数的乘积，则该二维相位调制分布是可分的。换句话说，公开的装置能够应用被定义为可分成两个分量函数的函数的任何相位调制分布，该两个分量函数沿着各自相互正交的轴变化，并且随后，该相位调制分布将包括由于第一分量函数和第二分量函数所引起的各自的相移的总和。由于相位是循环函数，周期为2π，术语“总和”在本文中应理解为包括模的总和，模为2nπ,其中n是整数。在一些实施例中，对于至少一些不同对的第一分量函数和第二分量函数，n可具有不同的相应的值。
在一些公开的实施例中，光学装置包括电光层，意味着，如上所述，在该层的有源区域内的任何给定的位置处的局部有效折射率由施加在该位置附近的层两端的电压确定。通常，电光层包括液晶(LC)，可能为偏振无关的液晶层(如胆甾型LC层)，但是可替代地使用其他类型的电光材料。公共电极被定位在电光层的一侧面上的有源区域之上。激励电极的阵列，由导电材料制成并具有相互平行的轴，在电光层的相对侧面上的有源区域之上延伸。
为了驱动和修改电光层的相位调制分布，控制电路将相应的控制电压施加到激励电极。通常，每个激励电极分别连接至控制电路并由该控制电路控制，使得施加于几个激励电极的或甚至所有激励电极的电压波形可被同时修改。这样的配置提供了任意的、可调的一维分布的光学元件(如圆柱透镜)，其分辨率仅由电极之间的距离和电光层的厚度限定。装置的相位调制分布可在仅由控制电路的速度和电光层的响应时间限定的速率下被修改。
在一些实施例中，这种类型的两个装置以直角叠加，一个装置中的激励电极在正交于另一装置中的激励电极的方向上被定向，以便提供能够在旁轴近似下仿真球面透镜的设备。
在其他实施例中，光学装置包括电光层，该电光层在其相对侧面上具有激励电极的第一阵列和第二阵列，第二阵列在正交于第一阵列的方向上被定向。控制电路将相应的控制电压波形施加到两个阵列中的激励电极，并能够修改施加到电光层的两侧面上的多个激励电极(并且可能所有的激励电极)。控制电路可同时修改施加到第一阵列和第二阵列两者中的激励电极的相应的控制电压波形，以便在电光层中产生规定的相位调制分布。
在这些较后的实施例中，要求非时分复用方案，且行电压波形和列电压波形是数据相关的。电压波形被选择用于在电光材料中创建线性相位响应。正式声明，结合施加到电光层的电压波形使用的术语“线性相位响应”，意为当一组电压波形被施加到第一组电极时，对应于预定义的第一组相位值以及当一组电压波形被施加到正交于第一组电极定位的第二组电极时，对应于预定义的第二组相位值对于每个i＝1..N和j＝1..M，则当电压波形V(t)被施加到电光层时，用于穿过电光层的光的相位调制分布TLC{V(t)}是
因此，区别于本领域中已知的LCD面板，X轴电极和Y轴电极两者以数据相关的电压波形驱动，并且所有电极可被同时且独立地驱动。如本文中所使用的术语“同时”意为驱动波形在没有时分复用的情况下，同时被施加到由电极界定的不同行阵列和不同列阵列中的多个像素。术语“独立”意为不同的数据相关的波形可沿着X轴和Y轴两者被施加到每个电极。控制电路可将在不同振幅下的和/或具有时域波形(通常具有不同占空比)的相应的电压施加到电极中的不同电极。(术语“占空比”，如在本说明书和权利要求中所使用的，指在给定波形的每个周期期间的其中波形的电压为非零的时间的分数。)
本文中所描述的一些实施例是针对通过降低尖锐的相位转变和衍射效应来实现平滑的、连续的相位调制，该尖锐的相位转变和衍射效应由于装置中的电极强加的像素化结构可能出现。此外或可替代地，本实施例中的一些是针对通过使用具有不同周期的结构，避免由周期结构(如电可调透镜的像素)的光散射引起的幻像。例如，在本发明的一些实施例中，激励电极具有不同的、各自的宽度(当在垂直于电极的长轴的横向方向上测量时)，而不是用在本领域中的已知的装置中的均匀带状电极。不同的电极可具有不同的宽度，或在一些情况下，电极中的至少一些的宽度沿着电极自身的各自的轴变化。附加地或可替代地，当装置的相位调制分布旨在包括突然的转变时，如在菲涅耳透镜分布中，则这些转变，相对于其他电极，可能在具有窄的宽度的电极处出现，以便给出更尖锐、更精确的转变。
由于相邻电极之间的间隙，突然的相位转变还出现在像素化透镜装置中的不期望的位置。在本发明的一些实施例中，这样的问题通过缩小间隙宽度来解决，通常小于电光层的层厚度，并且可能小于一半的层厚度。附加地或可替代地，包括透明的介电材料的缓冲层被插入到激励电极和电光层之间，从而在相邻于电极之间的间隙的电光层的区域中平滑相位转变。系统描述
图1是根据本发明的实施例的光学系统20的示意侧视图。在所描绘的实施例中，系统20配置为用作眼科透镜，其为用户的眼睛22的视力提供动态校正。然而，该实施例仅是本发明原理的可能应用中的一个非限制性示例。
系统20包括“静态”透镜24、26和28，以及嵌入在透镜26中的“动态”透镜34。虽然为了完整性示出了三个静态透镜，但是在许多应用中仅需要一个或两个静态透镜，并且使用单个静态透镜(如透镜26)往往是足够的，在该单个静态透镜中嵌入动态透镜。动态透镜34包括一个或多个电可调光学装置，该电可调光学装置可以是本文中所描述的合适形式中的任何一个。透镜24、26和28在它们的屈光力(refractive power)为固定的意义上来说是“静态”的。透镜34是动态的，在于其具有可变的相位调制分布，该可变的相位调制分布修改光学系统20的屈光力。透镜24、26和28提供系统20的基线屈光力，该基线屈光力通过操作透镜34被动态地调整。
控制单元(未示出)控制动态透镜34，以便调整动态透镜34的光功率和对准。例如，光功率可增加或减少，以适应眼睛22试图聚焦的距离。透镜34可设置为仿真球面透镜，可能外加非球面组件。附加地或可替代地，透镜34可用作像散透镜。
作为在图1中图示的另一示例，动态透镜34的光学中心线可能横向偏移，以便系统20的光轴从基线轴30偏移到偏离轴32。可应用这种轴偏移，可能连同跟踪眼睛，以动态地使系统的光轴与用户的注视角对准。
更广泛地说，透镜34可通过施加适当的控制电压来进行控制，以大体上实施可分为水平分量和竖直分量的任何期望的相位分布，只要在该分布内的相位偏移的范围通过动态透镜34中的电光层(或多层电光层)的折射率变化的范围和厚度是可实现的。为了减小期望的相位偏移的范围，控制电压可被选择为使得透镜34用作菲涅耳透镜。
图2A和图2B根据本发明的实施例示意地示出了电可调动态透镜34的细节。图2A是用在透镜34中的激励电极44的截面视图，而图2B是其正面视图。在该示例中，激励电极44仅在透镜34中的电光层48的一侧面上形成，而公共电极46在另一侧面上，使得所示的透镜34的组件将用作动态圆柱透镜。在这样的情况下，透镜34通常将包括两个这样的圆柱透镜，它们的轴彼此以直角被定向，以便仿真二维透镜。如在下文中更详细示出的和描述的，可替代地，透镜34可在电光层的相对侧面上包括激励电极的两个阵列。
串联的圆柱透镜对可被排列，以通过许多不同的方式来仿真二维透镜：当电光层是偏振相关(即，仅在一定的偏振中调制光)时，两个圆柱透镜可被配置并安装成使得它们各自的偏振轴相互平行，即使光圆柱轴是正交的。可替代地，当第一圆柱透镜和第二圆柱透镜具有非平行的偏振轴(例如，偏振轴平行于各自的圆柱轴)时，附加的光学元件被定位在两个圆柱透镜之间，以便使光偏振从第一偏振旋转到第二偏振。这种排列以下在图20中示出。当然，如果电光层是偏振无关的，则在这方面不需要特别的措施。
电光层48，如液晶(LC)层，通常由本领域中已知的合适的封装包含。封装可包括有源区域的侧面的密封，以防止活性材料的泄露。附加地或可替代地，封装在顶部基底和底部基底上可包括对准层，以确保有源区域内的液晶分子的正确对准。例如，对准层可包括通过摩擦界定分子对准轴的聚酰亚胺的薄层。
层48在其有源区域内(例如，在实际上包含液晶的层48的区域内)的任何给定位置处具有局部有效的折射率，该局部有效的折射率由施加在该位置的层两端的电压确定。层48中的液晶可以是双折射的，在这种情况下，透镜34或系统20可包括如本领域中已知的偏振镜(为了简单起见从附图中省略)，以便选择待由层48传送和折射的光的偏振。可替代地，为了避免对偏振镜的需要，两个这样的透镜可与垂直的双折射轴级联，使得每个运行在不同的、正交的偏振上；或可使用偏振无关的液晶层，如胆甾型液晶材料的层。
透明基底40和透明基底42，如玻璃板，被定位在层48的相对侧面上，以及电极44和电极46被设置在基底上。电极通常包括透明的、导电的材料，如本领域中已知的氧化铟锡(ITO)。可替代地，可使用非透明的电极，只要它们足够薄，使得其不引起干扰光效应。基底42上的公共电极46被定位在一个侧面上的层48的有源区域之上。激励电极44的阵列，其在具有相互平行的轴49的基底40上包括透明导电材料的带，在层48的相对侧面上的有源区域之上延伸。(电极的轴49沿着电极的长尺寸伸展，并在本文中是“平行”的，以及可包括偏离几度角的电极。)
例如，在这些附图和其他附图中示出的电极模式可通过在基底40和基底42上的光刻形成，之后，通过使用本领域中已知的胶水或蚀刻垫片，基底以预定的距离(通常几微米)被粘在一起。随后，层48被插入并密封在基底之间的间隙中。虽然为了视觉清晰，仅在图2B中示出了几个电极44，但是在实践中，为了良好的光学质量，透镜34通常将包括至少100个带状电极用于激励，且可能甚至包括400个或更多个。
耦合控制电路38，以相对于电极46的公共电压电平将相应的控制电压施加到激励电极44。控制电路38通常包括如本领域中已知的放大器和/或开关，该放大器和/或开关控制被施加到每个电极44的电压的振幅或占空比，或两者。施加到电极的振幅和/或占空比的模式确定层48的相位调制分布。电路38中的电路组件通常被制造为硅芯片，其随后被粘到基底40上。可替代地，电路38中的一些组件或全部组件可在单独的芯片上形成，并通过合适的结合线或其他连接件连接到基底40。在任何情况下，控制电路可位于如图2B中所示的电极阵列的侧面处，且不需要控制电路的任何部分位于层48的有源区域之上。
电路38能够同时并独立地修改被施加到一组激励电极44(其可包括所有电极)中的每个激励电极的控制电压。例如，电路38可交替地更新被施加到阵列中的所有奇数电极和所有偶数电极的控制电压。这种方法容易扩展到大的电极数，并且从而可用于创建具有高像素数和精细分辨率的电可调光学系统。
电极44创建了像素阵列，该像素阵列的节距，如图2B中所示，由电极之间的中心到中心的距离p界定。导电电极自身的宽度w界定像素的大小，而电极之间的间隙g影响像素之间的间隔并影响像素间的相位偏差。电极阵列的这些尺寸参数与在图2A中示出的电光层48的层厚度d进行了比较。
相比于本领域中已知的大多数液晶装置，透镜34的电极间的距离p不到层48的厚度d的四倍，并且可不到该厚度的两倍。附加地或可替代地，电极之间的间隙g可小于层48的厚度，或可能甚至小于该厚度的一半。在一些实施例中，甚至节距p可小于d。这样尺寸的选择允许高效的像素填充因子。此外，相对厚的层48使透镜34能够生成大范围的不同相移，而小的电极间的距离支持折射率的调制，因此，当相移时具有高的分辨率。由于这样尺寸的选择引起的相邻像素之间的串扰实际上在平滑装置的相位调制分布中是有益的，从而更近地接近传统透镜的二次分布。在下文中进一步分析这些特征。
图3A-3C示意地图示了复合透镜26，该复合透镜26包含静态组件50和根据本发明的实施例的、透镜34形式的电可调组件。图3A是透镜26的正面视图，而图3B和图3C各自是沿着图3A中所示的线III-III的静态组件50的示意截面视图和电可调组件的示意截面视图。
静态组件50配置为透镜，其包括透明材料，该透明材料具有特定屈光力的弯曲的外部表面。组件50的内部表面包含各自的深度为h1和h2的至少两个重叠的凹口(indentation)56和凹口58，以及凹槽59，以便适应透镜34的元件。特别地，凹口56和凹口58的大小和形状被选择为使得基底42和基底40各自适配到这些凹口中。深度h1对应于基底42和层48的组合的厚度，该层48在其侧面处通过密封54封闭。深度h2足以包含可能具有覆盖在上面的封装层(未示出)的基底40。控制电路38的电连接件52设置在基底40的边缘并适配到凹槽59中。在凹槽59内的插座或连接垫将连接件52链接到小的柔性印刷电路板53，或将其他链接到外部电源和输入/输出电路(未示出)。可替代地，动态透镜34可在多于一个的侧面上具有连接件，且相应的凹槽59在组件50的两个侧面中形成。
由基底40和基底42界定的动态透镜34的十字形状便于安装在静态透镜中，但可替代地使用其他形状。例如，在一些情况下，基底中的一个可在两个尺寸上都小于另一基底。作为另一示例，基底中的至少一个的至少一个侧面可以是圆形的，可能适合静态透镜的圆形的形状。附加地或可替代地，多个动态透镜可堆叠或封装在相同的静态透镜内，如具有垂直的圆柱轴的两个圆柱动态透镜。
非均匀宽度的电极
图4A-4C根据本发明的实施例示意地图示了电可调透镜66。图4A和图4B是在透镜的相对侧面60和62上形成的电极64的示意正面视图。图4C是透镜66的示意正面视图，示出了在透镜的相对侧面上的电极64的叠加。在侧面60上的水平电极与在侧面62上的竖直电极的相交界定了像素68的阵列。
当均匀大小的小像素用在透镜中时，例如用于视力矫正，像素的规则节距引起实质的衍射，这样可在主体的视网膜上产生干扰的幻像。透镜66通过使用电极64克服了这个问题，该电极64在横向方向(即，垂直于其轴的方向)上具有不同的、各自的宽度。连续电极的宽度通过围绕给定平均值的预定义的标准偏差被随机化。发明者已经发现，当电极的宽度通过至少为所有电极的平均宽度的10％的标准偏差不同于彼此时，衍射效应被充分抑制以使幻像几乎不可察觉。当宽度的标准偏差为20％或更高时，幻像几乎完全消失。虽然透镜66包括相互垂直的电极64的两个阵列，但是该实施例(以及以下的实施例)的原理同样适用，以对仅包括单个电极阵列的电可调透镜做出必要的修正。
图5A-5D是根据本发明的实施例的、示意地示出使用用于像素大小变化的不同水平的透镜66(如图4A-4C中所示)的视网膜图像的点扩散函数(PSF)的曲线图。为了计算PSF，眼睛被认为是焦距为17mm和瞳孔大小为4mm的完美的透镜，而透镜66具有10μm的平均像素节距且使其用作焦距为1m的菲涅耳透镜。眼睛的光轴被认为是相对于透镜66的中心移动5mm，这往往会加剧衍射效应。
图5A-5D中的每个示出了以上对于电极宽度的不同标准偏差σ(以微米表示)所界定的方案中的衍射级的振幅。图5A-5D被缩放，以强调高衍射级和零阶峰值，未在附图中示出的该零阶峰值为0.02。对于σ＝1μm，意味着10％的标准偏差，如图5A中所示，第一衍射级被降低到小于零阶的0.3％，因此，就算真的有，也几乎觉察不到。对于更高的标准偏差，第一衍射级被更进一步降低。总散射的光没有降低，且可能甚至随着标准偏差增加而略有增加，但是这种散射不以任何方式干扰主体的视力。
图6A-6C根据本发明的可替代的实施例示意地图示了电可调透镜76。图6A和图6B是在透镜的相对侧面70和72上形成的电极74的示意正面视图。图6C是透镜76的示意正面视图，示出了在透镜的相对侧面上的电极74的叠加。在侧面70上的水平电极与在侧面72上的竖直电极的相交界定了像素78的阵列。
如在图6A和图6B中可见的，电极74的宽度不仅彼此不同，而且沿着电极的轴变化。(电极74的轴为沿着电极的长尺寸的质心轴，该质心轴在小偏差范围内是平行的。)因此，像素78的大小和形状两者在透镜76的区域之上变化，且衍射效应可忽略不计。为了清楚的图示，虽然在图6C中的大小变化相当大，但是在实际应用中变化通常会较小，以使期望的相位调制分布能够准确生成。可替代地，电极74的宽度变化可以是平滑的，而不是如本图中所示的具有随机振幅的周期性。
图7A-7C根据本发明的可替代的实施例示意地图示了电可调透镜77。图7A和图7B是在透镜的相对侧面71和73上形成的电极75的示意正面视图。图7C是透镜77的示意正面视图，示出了在透镜的相对侧面上的电极75的叠加。在侧面71上的水平电极与在侧面73上的竖直电极的相交界定了像素79的阵列。
如在图7A和图7B中可见的，电极75的宽度是大致上恒定的，但它们的中心点按沿着电极的各自的轴变化的一定量横向地移动，该电极的各自的轴再次采用沿着电极的长尺寸的质心轴。在该示例中，所有电极的横向位移对于从侧面71或73的边缘沿着轴测量的任何给定的距离是相同的，以便保持恒定的电极宽度，但可替代地，电极的宽度和位移可变化。电极的变化的横向位移在透镜77的空间傅里叶变换中引入像素79的节距的相应的变化，从而减缓另外可能会产生的衍射峰和幻像。
虽然图6A-6C和图7A-7C示出了具有跨越两个侧面延伸的电极74或电极75的阵列的透镜76和透镜77，但是这些实施例的原理可类似地实施在圆柱透镜中，在该圆柱透镜中，非均匀宽度和/或位移的电极仅在电光层的一侧之上延伸。一对这样的圆柱透镜(两个透镜的电极轴彼此垂直)可用于实现如在透镜74或75中的大体上相同的聚焦效果。
为了在电极之间的区域中保持平滑，由控制电路38施加以驱动相邻电极的波形通常应是相同的极性。这条规则的例外发生在当在相位调制分布中有突然的转变时，如在菲涅耳透镜中：在这种情况下，控制电路可在突然的相位转变附近将具有相反极性的相应的控制电压波形施加到一对相互临近的激励电极，以便在相位调制分布中实现更陡的变化。
附加地或可替代地，在电光层的相位调制分布中的突然的转变可通过以高于或低于给定的相位调制振幅的额定电压的电压驱动在转变的任一侧面处的电极得到锐化。然而，如上所述，当使用宽的电极时，在电光层中的整个相对宽的区域之上的过冲和下冲可能在透镜的聚焦质量上有负面的影响。这个问题也可通过使用具有不同的、各自的宽度的电极来解决，如在接下来的附图中所示。这些实施例的特征可与前面的实施例的这些特征相结合，且可实施于在电光层的一个侧面上包括激励电极的单个阵列或在相对侧面上包括两个相互垂直的阵列的装置中。
图8是根据本发明的实施例的、在电可调透镜80中的电极82、84的示意正面视图。透镜80的设计包含与主要调制电极82交替的窄电极84。通常，电极84的宽度不超过电极82的宽度的一半，且可能还更小。事实上，电极84的宽度可不大于电极之间的间隙宽度的四倍，或甚至可能等于或小于间隙宽度。该电极宽度可小于电光层自身的厚度。
由控制电路施加的控制电压波形被调整成使得在相位调制分布中的突然的转变将发生在窄电极84附近。视情况，以过冲或下冲电压驱动窄电极，以便锐化这些转变。然而，由于窄的带状宽度，过冲或下冲限于相位转变边界处的窄的空间带，而由主要电极82生成的分布的剩余部分保持平滑并良好地形成。
在本发明的一些实施例中，当具有突然的相位转变的相位调制函数，如菲涅耳透镜，被实施在如图8中所示的结构中时，由电光层支持的相位调制值的范围与相对于相位调制函数中的突然的转变之间的空间的窄电极84的密度之间的关系成比例地增加。窄电极的高密度导致相位调制值的所需范围的较小增加。例如，相隔距离X分开的2π的突然的相位转变的菲涅耳棱镜可使用支持0到2π的相位调制值的电光层来进行实施，只要电极结构支持相隔X分开的从2π到0的突然的转变。然而，在实际情况下，突然的转变限于窄电极84的位置，且在窄电极的位置和相位调制函数的突然的转变之间没有完全的重叠，电光层应支持比2π大的调制范围。例如，如果窄电极之间的距离为0.3X，则一些突然的转变将必须相隔1.2X分开，以便匹配窄电极的位置(或者在其他地方相隔0.9X)。在这种情况下，电光层的相位调制范围应更大20％，覆盖0到2.4π的范围。如果窄电极相隔2X分开，则突然的转变也将相隔2X，且随后有源层应支持0到4π的相位调制范围。
图9是根据本发明的实施例的、在电可调透镜86中的电极82、84的示意正面视图。该实施例类似于图8的实施例，除了在透镜86中，窄电极84是成对的，以便实现所施加的波形和相位调制分布的更精确的局部控制。在这种情况下，成对的窄电极中的一个可以以过电压驱动，而另一个接收欠电压。
图10是示意地示出了根据本发明的实施例的、在两个电可调透镜的相位调制中的变化的曲线图。实的曲线90示出了在具有均匀宽度电极的透镜的相位调制分布中的2π的转变，而虚的曲线92示出了使用如图8中的装置的窄电极84实现的锐化的转变。在两种情况下，电极之间的间隙为g＝2μm，且电极84为2μm宽。电极以振幅为3.3V的脉冲宽度调制(PWM)的信号驱动。在图10的左侧上的低相位电极具有5％的占空比(Vrms＝0.74V)，而在右侧上的高相位电极具有20％的占空比(Vrms＝1.47V)。为了生成曲线92，在转变的高侧处的电极84以占空比为26％(Vrms＝1.68V)的过冲电压驱动。当以这种方式使用具有电压过冲的窄电极84时，在相位调制函数中的2π的转变明显更陡。
避免不期望的相位变化
参照回图2A和图2B，像素化的电可调透镜的最基本的参数是节距p，该节距p决定了调制函数的空间采样率。节距应足够小，以确保相位调制函数不在像素之间明显地改变。
电极之间的间隙宽度g对于实现平滑的、连续的调制函数也是重要的，且应不过大于电光层的厚度d。如果g＞＞d，则在电极之间的间隙之下施加到电光材料的电场明显小于在电极之下的电场，导致光调制函数中明显的不连续性。因此，期望间隙宽度g小于电光层的层厚度d，且如果可能的话，甚至小于层厚度的一半。
图11是根据本发明的实施例示意地示出了用于电极之间的不同间隙宽度的电可调透镜的相邻电极之间的相位调制中的变化的曲线图。所需的相位调制恒定在4.7弧度，因此，相同的电压施加到间隙的任一侧面上的两个电极。液晶层的厚度采用为d＝5μm。曲线93、94和95分别针对间隙宽度g＝10μm、g＝5μm和g＝2μm示出了在相邻于电极之间的间隙的液晶内的相位改变。
曲线93、94和95清楚地说明了当需要平滑的、连续的相位调制函数时，具有小的间隙宽度的优点。在间隙宽度大于电光层厚度的曲线93中，相位调制从所需的4.7降落到电极之间的仅0.9的弧度。在间隙宽度等于层厚度的曲线94中，相位调制中的降落没那么极端，而在间隙宽度的小于层厚度的一半的曲线95中，相位调制仅降落到4.5弧度。因此，在大多数情况下使用在给定的生产限制(如光刻处理的特征尺寸)下可实现的最小间隙是有益的。
图12是根据本发明的可替代的实施例的、包括在透镜中的电极44和电光层48之间的缓冲层98的电可调透镜96的示意截面视图。缓冲层98包括透明的介电材料，如玻璃或合适的聚合物，通常至少0.2μm厚，且在大多数情况下至少0.5μm厚，该介电材料将激励电极从电光层分开。缓冲层98的内部表面相邻于电光层48的一个侧面，而在基底40上的电极44跨越缓冲层的外部表面延伸。在图示的实施例中，在基底42上的公共电极46跨越电光层48的有源区域延伸。然而，如果在基底42上也存在电极模式(pattern)，则附加的缓冲层(未示出)可类似于层98被定位在底部基底的顶部上。
受电极44之间的间隙影响最大的电光层48中的电场所在的、导致图11中所示的不期望的调制变化的区域相邻于基底40附近的间隙。缓冲层98将层48中的电光材料从这些区域中分开，且为了这个目的应具有至少四分之一的间隙宽度的厚度。因此，电光材料经历了更平滑的电场，且相位调制更平滑。
图13是根据本发明的实施例的、示意地示出在透镜96中和在没有缓冲层的可比较的透镜中的像素之间的相位调制中的变化的曲线图。在该示例中，电光层48的厚度为d＝5μm，而电极44具有宽度w＝9μm且通过宽度g＝3μm的间隙分开。曲线100示出了在没有缓冲层的层48中的相位变化，而曲线102示出了外加厚度b＝1μm的缓冲层98的相位变化。缓冲层平滑光调制函数并实现更连续的调制。
另一方面，缓冲层还将平滑菲涅耳型分布中的2nπ突然的相位转变，因此，增加了在这些区域中的调制误差。这些误差可通过将附加的窄电极定位在直接临近于电光层48的缓冲层98的侧面(图12中的下侧面)上而得以降低。这些后续的电极可通过以上参照图7-9所述的方式，用于实施陡的调制改变。
驱动用于可分的调制函数的波形
图14A-14C根据本发明的实施例示意地图示了电可调透镜112，该电可调透镜112用于生成在X方向和Y方向上可分的相位调制分布。图14A和图14B是各自在透镜112中的电光介质(在这些附图中未示出)的相对侧面106和108上形成的电极110的示意正面视图。图14C是透镜112的示意正面视图，示出了通过在装置的相对侧面上的电极110的叠加界定的像素114的矩阵。
如前所述，可驱动透镜112，以实施相位调制分布该相位调制分布是可分的，这意味着其可分解成两个一维函数的乘积， 换句话说，可分的相位调制函数被分解成两个一维的相位调制函数：φ(x,y)＝φx(x)+φy(y)。一维函数可量化为相位角θ的N个量化级，例如k＝0..N-1。因此，在本发明的一些实施例中，在透镜112的侧面106和108上的、用于X轴和Y轴电极110的相应的电压波形Vx,k(t)和Vy,k(t)对应于这些量化级进行界定，使得对于每对级(k1,k2)，将Vx,k1(t)施加到竖直电极且将Vy,k2(t)施加到水平电极将在电极的交叉处的像素114中导致θ＝θ0+θk1+θk2的相位调制。在这个表达式中，θ0是所有像素共有的恒定相位，其不影响通过透镜112的光传播。
例如，下表I示出了根据在界定像素的竖直和水平电极上所施加的电压波形的像素的相位调制，假设到四相位调制级的量化，k＝0..3：
表I
X\Y Vy,0(t) Vy,1(t) Vy,2(t) Vy,3(t)
Vx,0(t) θ0 θ0+π/2 θ0+π θ0+3π/2
Vx,1(t) θ0+π/2 θ0+π θ0+3π/2 θ0+2π
Vx,2(t) θ0+π θ0+3π/2 θ0+2π θ0+5π/2
Vx,3(t) θ0+3π/2 θ0+2π θ0+5π/2 θ0+3π
在本发明的另一实施例中，电压波形Vx,k(t)和Vy,k(t)以通过降低相位调制的动态范围来实现更有效的调制的方式来界定。特别地，电压波形Vx,k(t)和Vy,k(t)被界定成使得对于任何(k1,k2)，将Vx,k1(t)施加到竖直电极和将Vy,k2(t)施加到水平电极将导致θk1,k2＝θ0+θk1+θk2-2πlk1,k2的相位调制，其中lk1,k2是非负整数。这种函数的一个简单的示例是如通过θk1,k2＝(θ0+θk1+θk2)模2nπ所给出的模相位相加。如之前所述，整数n的值不需要为恒定的且可对于不同对的分量波形变化。
由于这种方法的结果，可使用较薄的电光层，使当需要突然的改变时实现更陡的相位转变。可替代地，这种方法可用于减少调制函数中的相位不连续的数量。
表II说明了n＝1,即，θk1,k2＝(θ0+θk1+θk2)模2π的四个量化级(如表I中)的方法：
表II
X\Y Vy,0(t) Vy,1(t) Vy,2(t) Vy,3(t)
Vx,0(t) θ0 θ0+π/2 θ0+π θ0+3π/2
Vx,1(t) θ0+π/2 θ0+π θ0+3π/2 θ0
Vx,2(t) θ0+π θ0+3π/2 θ0 θ0+π/2
Vx,3(t) θ0+3π/2 θ0 θ0+π/2 θ0+π
当电压波形根据表II界定时，相比表I的示例中的3π，电光层需要支持3π/2的动态相位调制范围，从而当需要相位不连续性时实现更薄的有源层和更陡的转变。
可替代地，对于给定的电光层厚度，以上的方法可用于降低相位不连续的数量。在这种情况下，驱动方案类似于表II中所示的方案，但每个轴由从0到4π(而不是表II的2π限制)范围内的值调制，且竖直电极和水平电极的相位总和被模4π(而不是表II中的2π)。当使用表I的方案时，相位不连续性发生在每次期望的调制交叉2π(在X轴或在Y轴上)时，即使电光层支持4π或更多的动态调制范围。另一方面，当使用类似于表II中所示出的方案的方案时，但n＝2(模4π)，则相位不连续性发生在每次期望的调制交叉4π，具有圆柱对称性。
图15是根据本发明的实施例的、由透镜112在如以上所述被驱动时所生成的相位调制分布116的示意表示。分布116仿真相移从0到4π范围的振幅尺度118的菲涅耳透镜。分布116包括以振幅为4π的突然的相位转变分开的中心瓣(central lobe)120和外围阶(peripheral order)122。相对于在振幅的每个2π改变处具有转变的菲涅耳分布，这个方案明显地降低了相位不连续性的数量，且相应地减少了这些突然的转变发生在相位调制器内的区域，从而提高了相位调制函数的准确性。
图16是根据本发明的实施例的、示意地图示根据在透镜112中的电极110两端施加的电压的相位调制曲线的曲线图。如图16中所示，θ0、θ0+π/2、θ0+π的相位调制和θ0+3π/2的相位调制通过分别应用在像素两端的1.02V、1.14V、1.29V和1.46V的均方根(RMS)电压来获取。
图17A-17D和图18A-18D是根据本发明的实施例的、示意地图示了在这种占空比调制方案中施加到电极110的分量电压波形的曲线图。图17A-17D示出了不同占空比的四个不同的波形，这些电压波形施加到透镜112的侧面106上的X电极，而图18A-18D示出了同样具有不同占空比的电压波形，这些电压波形施加到侧面108上的Y电极。本示例中的电压波形限于三个值：0和±2.5V，并提供如表II的调制方案所需的θ0、θ0+π/2、θ0+π和θ0+3π/2的相位调制。可替代地，可用相同或更大数量的量化级来构建波形和调制方案的其他设置。例如，可使用模拟驱动，其中每个电极可在每个时隙中接收四个或更多个电压值中的一个。
在图17A-17D和图18A-18D中所示的示例中，施加到电光层上的电压是在大于电光介质的响应时间的频率下(例如，大于用于液晶介质的100Hz)的、极性交替(AC)的电压。图17A-17D和图18A-18D中所示的波形是半个周期。在实践中，这些波形在足够大的速率下以交替的极性重复，使得电光层的响应将仅取决于所施加的电压的RMS值。
图19A-19G是示意地图示了由于将图17A-17D和图18A-18D的波形的不同组合施加到透镜的相对的侧面106和108上的电极110的结果而引起的跨越透镜112中的电光层所生成的电压波形的曲线图。为了简洁和简单，仅示出16个组合的波形的子集。曲线图的标题包括波形的RMS电压值，该RMS电压值匹配图16中所示的RMS值，且对应于表II中的相移值。
该示例中的X电极和Y电极之间的电压差值限于0、±2.5V和±5V。使用更大数量的电压值可向波形添加更多自由度，这可用于消除在一些波形中出现的短脉冲。
串联的电可调圆柱透镜
图20是根据本发明的另一实施例的、光学系统130的示意侧面视图。如上所述，系统130包括具有相互垂直的圆柱轴的、串联布置的两个电可调圆柱透镜132和134。(例如，透镜132的圆柱轴在图形页面的平面中可以是竖直的，而透镜134的圆柱轴指向该页面。)通过这种方式，透镜132和透镜134可被一起控制，以便仿真具有二维调制分布的球面或非球面透镜，作为透镜132和透镜134的各自的调制分布的叠加。
为便于制造，方便的是透镜132和透镜134具有如图2A和图2B中所示的相同的结构。假设电光层48包括偏振相关的介质，如偏振相关的液晶，以及透镜132和透镜134的偏振轴将是相互垂直的。因此，在没有校正的情况下，透镜132和透镜134将运行在不同的偏振上(并因此将无效作为二维透镜)。为了克服这个限制，系统130包括偏振旋转器136，如四分之一波片。因此，假设进入系统130的光被竖直地极化，与透镜132的偏振轴对齐，旋转器136将旋转偏振轴90°，使得在光射到透镜134上时该轴与透镜134的偏振轴对齐。
虽然以上的描述和相应的附图分别相关，但是为了清晰起见，对于各种不同特征的电可调透镜而言，这些特征应不应被认为是相互排斥的。相反，本领域中的这些技术人员在阅读了以上的描述之后将理解，这些特征可结合起来，以便实现装置性能的更进一步的提高。因此，应理解上述实施例是通过实例引用的，且本发明并不限于上文已具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所描述的各种特征以及本领域技术人员在阅读以上描述之后将想到的且未在现有技术中公开的其变型和修改的组合和子组合。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着预定义的方向上的各自的、相互平行的轴延伸，且所述激励电极的阵列至少包括在垂直于所述轴的横向方向上具有不同的、相应的宽度的第一电极和第二电极；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，并同时且独立地修改施加到所述激励电极中的每个激励电极的控制电压，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电极的所述相应的宽度彼此以标准偏差而不同，所述标准偏差为所有所述电极的平均宽度的至少10％。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述电极中的至少一些的相应的宽度沿着所述电极的相应的轴变化。
4.根据权利要求1-3中的任何一项所述的装置，其中，所述激励电极的阵列包括第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸，以及
其中，所述导电电极包括第二激励电极的第二阵列，所述第二激励电极的第二阵列跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，且所述第二激励电极的第二阵列至少包括具有不同的、相应的宽度的第三电极和第四电极。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位在所述电光层的所述第二侧面上的有源区域之上。
6.一种包括根据权利要求5所述的第一光学装置和第二光学装置的设备，其中，所述第一光学装置和所述第二光学装置被串联布置，以及其中，所述第二光学装置中的激励电极在正交于所述第一光学装置中的激励电极的方向上被定向。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述第一光学装置和所述第二光学装置包括相应的、第一电光层和第二电光层，所述第一电光层和所述第二电光层是偏振相关的且被布置成使得所述第一光学装置调制第一偏振中的光，而所述第二光学装置调制不同于所述第一偏振的第二偏振中的光，以及其中，所述设备包括偏振旋转器，所述偏振旋转器被定位在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间，以便使光从所述第一偏振旋转到所述第二偏振。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的装置，其中，所述第一电极和所述第二电极具有相应的第一宽度和第二宽度，使得所述第一宽度至少是所述第二宽度的两倍，以及其中，所述控制电路被配置成施加所述相应的控制电压波形，使得所述规定的相位调制分布具有在所述第二电极中的至少一个电极的附近发生的突然的转变。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述规定的相位调制分布的生成使所述装置用作菲涅耳透镜。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在所述带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，以及其中，所述第二电极的所述第二宽度不大于所述间隙宽度的四倍。
11.根据权利要求8-10中的任一项所述的装置，其中，所述第二电极的所述第二宽度小于所述电光层的层厚度。
12.根据权利要求8-11中的任一项所述的装置，其中，所述相位调制分布具有多个突然的转变，所述多个突然的转变发生在所述第二电极中的对应电极的各自的附近，以及
其中所述电光层被配置为提供相位调制值的范围，所述相位调制值的范围与所述第二电极相对于所述相位调制函数中的所述突然的转变之间的间隔的密度之间的关系成比例。
13.根据权利要求1-12中的任一项所述的装置，其中，所述电光层包括液晶。
14.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，以及等于所述第一侧面和所述第二侧面之间的距离的层厚度；
导电电极，所述导电电极在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在所述带之间具有不大于2μm并小于所述电光层的所述层厚度的间隙宽度的间隙；以及
控制电路，所述控制电路被耦合，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述间隙宽度小于所述层厚度的一半。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其中所述电光层包括液晶。
17.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，且在所述电光层的有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形决定；
缓冲层，所述缓冲层包括透明的介电材料，所述透明的介电材料具有临近于所述电光层的所述第一侧面的内部表面、与所述内部表面相对的外部表面以及在所述内部表面和所述外部表面之间的至少0.2μm的厚度；
导电电极，所述导电电极被设置在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上，且所述导电电极包括跨越所述缓冲层的所述外部表面延伸的激励电极的阵列，所述缓冲层将所述激励电极从所述电光层分开；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述激励电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，并且所述缓冲层具有大于所述间隙宽度的四分之一的缓冲层厚度。
19.根据权利要求17或18所述的装置，其中所述电光层包括液晶。
20.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列在所述电光层的第一侧面上的所述有源区域之上沿着第一方向上的相应的、相互平行的第一轴延伸；
第二激励电极的第二阵列，所述第二激励电极的第二阵列在所述电光层的与所述第一侧面相对的第二侧面上的所述有源区域之上沿着在正交于所述第一方向的第二方向上的相应的、相互平行的第二轴延伸；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形同时施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极两者，且所述控制电路被配置为同时修改施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极两者的所述相应的控制电压波形，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述相位调制分布被界定为能够分成第一分量函数和第二分量函数的函数，所述第一分量函数和所述第二分量函数分别沿着所述第一轴和所述第二轴改变，以及其中，施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极的所述控制电压波形分别根据所述第一分量函数和所述第二分量函数来被指定。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第一分量函数和所述第二分量函数按一组分量波形来界定，所述一组分量波形被选择以便对应于在所述电光层中的不同的、相应的相移，使得所述相位调制分布包括由于在所述有源区域内的每个位置处的所述第一分量函数和所述第二分量函数而引起的相应的相移的总和。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述分量波形具有不同的、相应的占空比。
24.根据权利要求22或23所述的装置，其中，所述分量波形被选择，使得构成所述相位调制分布的所述相应的相移的所述总和是2nπ的模的模总和，其中n是整数。
25.根据权利要求24所述的装置，其中n具有用于至少一些不同对的所述第一分量函数和所述第二分量函数的不同的、相应的值。
26.根据权利要求20-25中的任一项所述的装置，其中，所述控制电压波形被选择，使得所述相位调制分布包含突然的相位转变，且所述装置用作菲涅耳透镜。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述控制电路被配置成在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
28.根据权利要求20-27中的任一项所述的装置，其中，所述电光层包括液晶。
29.一种光学设备，包括：
静态透镜，所述静态透镜包括透明的材料，所述透明的材料具有内部表面和弯曲的外部表面，所述弯曲的外部表面具有特定的屈光力，所述内部表面至少包含第一重叠的凹口和第二重叠的凹口；以及
动态透镜，所述动态透镜被包含在所述静态透镜中，且所述动态透镜具有可变的相位调制分布，所述可变的相位调制分布修改所述静态透镜的屈光力，且所述动态透镜包括：
电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，且所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定；
第一透明基底和第二透明基底，所述第一透明基底和所述第二透明基底被分别设置在所述电光层的所述第一侧面上和所述第二侧面上，且被设置大小和形状以分别适配到所述静态透镜中的所述第一凹口中和所述第二凹口中，且所述第一透明基底和所述第二透明基底包括被配置成跨越所述电光层施加电压的电极；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将所述电压施加到所述电极，以便在所述电光层中生成所述调制分布。
30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述控制电路包括被设置在所述第一透明基底的边缘处的电连接件，以及其中，所述静态透镜的所述内部表面包含凹槽，所述电连接件适配到所述凹槽中。
31.一种生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着预定义的方向上的相应的、相互平行的轴延伸，且所述激励电极的阵列至少包括在垂直于所述轴的横向方向上具有不同的、相应的宽度的第一电极和第二电极；以及
耦合控制电路，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，并同时且独立地修改施加到所述激励电极中的每个激励电极的控制电压，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述电极的相应的宽度彼此以标准偏差而不同，所述标准偏差为所有所述电极的平均宽度的至少10％。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其中，所述电极中的至少一些的相应的宽度沿着所述电极的相应的轴变化。
34.根据权利要求31-33中的任何一项所述的方法，其中，所述激励电极的阵列包括第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸，以及
其中，定位所述导电电极包括定位第二激励电极的第二阵列，以跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，以及其中，所述第二阵列至少包括具有不同的、相应的宽度的第三电极和第四电极。
35.根据权利要求31-33中的任一项所述的方法，其中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位于所述电光层的所述第二侧面上的所述有源区域之上。
36.根据权利要求35所述的方法，还包括串联布置根据权利要求35所述的方法制成的第一光学装置和第二光学装置，其中，所述第二光学装置中的所述激励电极在正交于所述第一光学装置中的所述激励电极的方向上被定向。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述第一光学装置和所述第二光学装置包括相应的、第一电光层和第二电光层，所述第一电光层和所述第二电光层是偏振相关的，且被布置成使得所述第一光学装置调制第一偏振中的光，而所述第二光学装置调制不同于所述第一偏振的第二偏振中的光，以及其中，所述方法包括在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间定位偏振旋转器，以使光从所述第一偏振旋转到所述第二偏振。
38.根据权利要求31-37中的任一项所述的方法，其中，所述第一电极和所述第二电极具有相应的第一宽度和第二宽度，使得所述第一宽度至少是所述第二宽度的两倍，以及其中，耦合所述控制电路包括施加所述相应的控制电压波形使得所述规定的相位调制分布具有在所述第二电极中的至少一个电极的附近发生的突然的转变。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述规定的相位调制分布的生成使所述装置用作菲涅耳透镜。
40.根据权利要求38或39所述的方法，其中，所述电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，以及其中，所述第二电极的所述第二宽度不大于所述间隙宽度的四倍。
41.根据权利要求38-40中的任一项所述的方法，其中，所述第二电极的所述第二宽度小于所述电光层的层厚度。
42.根据权利要求38-41中的任一项所述的方法，其中，所述相位调制分布具有多个突然的转变，所述多个突然的转变发生在所述第二电极中对应电极的各自的附近，以及
其中，提供所述电光层包括配置所述电光层以生成相位调制值的范围，所述相位调制值的范围与所述第二电极相对于所述相位调制函数中的所述突然的转变之间的间隔的密度之间的关系成比例。
43.根据权利要求31-42中的任一项所述的方法，其中，所述电光层包括液晶。
44.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压波形确定，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，以及等于所述第一侧面和所述第二侧面之间的距离的层厚度；
在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上定位导电电极，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有不大于2μm并小于所述电光层的所述层厚度的间隙宽度的间隙；以及
耦合控制电路，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述间隙宽度小于所述层厚度的一半。
46.根据权利要求44或45所述的方法，其中，所述电光层包括液晶。
47.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，且所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压波形确定；
定位缓冲层，所述缓冲层包括透明的介电材料，所述透明的介电材料具有至少0.2μm的厚度，使得所述缓冲层的内部表面临近于所述电光层的所述第一侧面；
在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上定位导电电极，所述导电电极包括跨越所述缓冲层的外部表面延伸的激励电极的阵列，所述缓冲层将所述激励电极从所述电光层分开；以及
耦合控制电路，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述激励电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，并且所述缓冲层具有大于所述间隙宽度的四分之一的缓冲层厚度。
49.根据权利要求47或48所述的方法，其中，所述电光层包括液晶。
50.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
定位第一激励电极的第一阵列，以在所述电光层的第一侧面上的所述有源区域之上沿着在第一方向上的相应的、相互平行的第一轴延伸；
定位第二激励电极的第二阵列，以在所述电光层的与所述第一侧面相对的第二侧面的所述有源区域之上沿着在正交于所述第一方向的第二方向上的相应的、相互平行的第二轴延伸；以及
耦合控制电路，以将相应的控制电压波形同时施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极两者，并同时修改施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极两者的所述相应的控制电压波形，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
51.根据权利要求50所述的方法，其中，所述相位调制分布被界定为能够分成第一分量函数和第二分量函数的函数，所述第一分量函数和所述第二分量函数分别沿着所述第一轴和所述第二轴改变，以及其中，施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极的所述控制电压波形分别根据所述第一分量函数和所述第二分量函数而被指定。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，所述第一分量函数和所述第二分量函数按一组分量波形定义，所述一组分量波形被选择以便对应于在所述电光层中的不同的、相应的相移，使得所述相位调制分布包括由于在所述有源区域内的每个位置处的所述第一分量函数和所述第二分量函数而引起的相应的相移的总和。
53.根据权利要求52所述的方法，其中，所述分量波形具有不同的、相应的占空比。
54.根据权利要求52或53所述的方法，其中，所述分量波形被选择为使得构成所述相位调制分布的所述相应的相移的所述总和是2nπ的模的模总和，其中n是整数。
55.根据权利要求54所述的方法，其中n具有关于至少一些不同对的所述第一分量函数和所述第二分量函数的不同的、相应的值。
56.根据权利要求50-55中的任一项所述的方法，其中，所述控制电压波形被选择为使得所述相位调制分布包含突然的相位转变，且所述装置用作菲涅耳透镜。
57.根据权利要求56所述的方法，其中，所述控制电路被配置成在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
58.根据权利要求50-57中的任一项所述的方法，其中，所述电光层包括液晶。
59.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供静态透镜，所述静态透镜包括透明的材料，所述透明的材料具有内部表面和弯曲的外部表面，所述弯曲的外部表面具有特定的屈光力，所述内部表面至少包含第一重叠的凹口和第二重叠的凹口；以及
在所述静态透镜中嵌入动态透镜，所述动态透镜具有可变的相位调制分布，所述可变的相位调制分布修改所述静态透镜的所述屈光力，且所述动态透镜包括：
电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，且所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定；
第一透明基底和第二透明基底，所述第一透明基底和所述第二透明基底被分别设置在所述电光层的所述第一侧面上和所述第二侧面上，且被设置大小和形状以分别适配到所述静态透镜中的所述第一凹口中和所述第二凹口中，且所述第一透明基底和所述第二透明基底包括被配置成跨越所述电光层施加电压的电极；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将所述电压施加到所述电极，以便在所述电光层中生成所述调制分布。
60.根据权利要求59所述的方法，其中，所述控制电路包括被设置在所述第一透明基底的边缘处的电连接件，以及其中，所述静态透镜的所述内部表面包含凹槽，所述电连接件适配到所述凹槽中。
61.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着在预定义的方向上的相应的、相互平行的轴延伸，而所述电极的相应的中心点按沿着所述电极的相应的轴变化的量横向地移动；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
62.根据权利要求61所述的装置，其中，在所述电光层的所述第一侧面上的所述电极的所述阵列包括第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸，以及其中，所述导电电极包括第二激励电极的第二阵列，所述第二激励电极的第二阵列跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，而所述第二激励电极的相应的中心点沿着其相应的轴横向地移动。
63.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压波形确定，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面；
导电电极，所述导电电极在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明的导电材料的平行带；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成包含突然的相位转变的规定的相位调制分布，同时在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
64.根据权利要求63所述的装置，其中，所述控制电压波形被选择以便使所述装置用作菲涅耳透镜。
65.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着在预定义的方向上的相应的、相互平行的轴延伸，而所述电极的相应的中心点按沿着所述电极的相应的轴变化的量横向地移动；以及
耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
66.根据权利要求65所述的装置，其中，定位所述导电电极包括在所述电光层的所述第一侧面上定位跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸的第一激励电极的第一阵列，以及定位跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的第二激励电极的第二阵列，而所述第二激励电极的相应的中心点沿着其相应的轴横向地移动。
67.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明的导电材料的平行带；以及
耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成包含突然的相位转变的规定的相位调制分布，同时在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
68.根据权利要求67所述的装置，其中，所述控制电压波形被选择，以便使所述装置用作菲涅耳透镜。
69.一种光学设备，包括：
第一光学装置和第二光学装置，所述第一光学装置和所述第二光学装置具有相应的第一偏振轴和第二偏振轴以及第一圆柱轴和第二圆柱轴，且所述第一光学装置和所述第二光学装置被串联布置，使得所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互非平行的且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互非平行的，所述光学装置中的每个包括：
偏振相关的电光层，所述偏振相关的电光层对于沿着相应的偏振轴偏振的且在所述电光层的有源区域内的任何给定的位置处入射的光具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定；以及
导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列被配置成跨越所述激励电极施加相应的电压，以便在所述电光层中生成沿着相应的圆柱轴定向的圆柱相位调制分布；以及
偏振旋转器，所述偏振旋转器被定位在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间，以便旋转已经穿过所述第一光学装置且平行于所述第一偏振轴的光的偏振，从而使所述光的偏振与所述第二偏振轴对准。
70.根据权利要求69所述的设备，其中，所述激励电极的阵列包括透明的、导电的材料的平行带的阵列，所述透明的、导电的材料的平行带的阵列在平行于所述相应的圆柱轴的方向上跨越所述电光层的所述第一侧面延伸，以及其中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位在所述电光层的所述第二侧面上的所述有源区域之上。
71.根据权利要求69或70所述的设备，其中，所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互垂直的，且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互垂直的。
72.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
串联布置具有相应的第一偏振轴和第二偏振轴以及第一圆柱轴和第二圆柱轴的第一光学装置和第二光学装置，使得所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互非平行的且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互非平行的，所述光学装置中的每个包括：
偏振相关的电光层，所述偏振相关的电光层对于沿着相应的偏振轴偏振的且在所述电光层的有源区域内的任何给定的位置处入射的光具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定；以及
导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列被配置成跨越所述激励电极施加相应的电压，以便在所述电光层中生成沿着相应的圆柱轴定向的圆柱相位调制分布；以及
在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间定位偏振旋转器，以便旋转已经穿过所述第一光学装置且平行于所述第一偏振轴的光的偏振，从而使所述光的所述偏振与所述第二偏振轴对准。
73.根据权利要求72所述的方法，其中，所述激励电极的阵列包括透明的、导电的材料的平行带的阵列，所述透明的、导电的材料的平行带的阵列在平行于所述相应的圆柱轴的方向上跨越所述电光层的所述第一侧面延伸，以及其中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位在所述电光层的所述第二侧面上的所述有源区域之上。
74.根据权利要求69或70所述的方法，其中，所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互垂直的，且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互垂直的。

Claims (74)

1.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着预定义的方向上的各自的、相互平行的轴延伸，且所述激励电极的阵列至少包括在垂直于所述轴的横向方向上具有不同的、相应的宽度的第一电极和第二电极；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电极的所述相应的宽度彼此以标准偏差而不同，所述标准偏差为所有所述电极的平均宽度的至少10％。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述电极中的至少一些的相应的宽度沿着所述电极的相应的轴变化。
4.根据权利要求1-3中的任何一项所述的装置，其中，所述激励电极的阵列包括第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸，以及
其中，所述导电电极包括第二激励电极的第二阵列，所述第二激励电极的第二阵列跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，且所述第二激励电极的第二阵列至少包括具有不同的、相应的宽度的第三电极和第四电极。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位在所述电光层的所述第二侧面上的有源区域之上。
6.一种包括根据权利要求5所述的第一光学装置和第二光学装置的设备，其中，所述第一光学装置和所述第二光学装置被串联布置，以及其中，所述第二光学装置中的激励电极在正交于所述第一光学装置中的激励电极的方向上被定向。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述第一光学装置和所述第二光学装置包括相应的、第一电光层和第二电光层，所述第一电光层和所述第二电光层是偏振相关的且被布置成使得所述第一光学装置调制第一偏振中的光，而所述第二光学装置调制不同于所述第一偏振的第二偏振中的光，以及其中，所述设备包括偏振旋转器，所述偏振旋转器被定位在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间，以便使光从所述第一偏振旋转到所述第二偏振。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的装置，其中，所述第一电极和所述第二电极具有相应的第一宽度和第二宽度，使得所述第一宽度至少是所述第二宽度的两倍，以及其中，所述控制电路被配置成施加所述相应的控制电压波形，使得所述规定的相位调制分布具有在所述第二电极中的至少一个电极的附近发生的突然的转变。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述规定的相位调制分布的生成使所述装置用作菲涅耳透镜。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在所述带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，以及其中，所述第二电极的所述第二宽度不大于所述间隙宽度的四倍。
11.根据权利要求8-10中的任一项所述的装置，其中，所述第二电极的所述第二宽度小于所述电光层的层厚度。
12.根据权利要求8-11中的任一项所述的装置，其中，所述相位调制分布具有多个突然的转变，所述多个突然的转变发生在所述第二电极中的对应电极的各自的附近，以及
其中所述电光层被配置为提供相位调制值的范围，所述相位调制值的范围与所述第二电极相对于所述相位调制函数中的所述突然的转变之间的间隔的密度之间的关系成比例。
13.根据权利要求1-12中的任一项所述的装置，其中，所述电光层包括液晶。
14.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，以及等于所述第一侧面和所述第二侧面之间的距离的层厚度；
导电电极，所述导电电极在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在所述带之间具有小于所述电光层的所述层厚度的间隙宽度的间隙；以及
控制电路，所述控制电路被耦合，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述间隙宽度小于所述层厚度的一半。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其中所述电光层包括液晶。
17.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，且在所述电光层的有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形决定；
缓冲层，所述缓冲层包括透明的介电材料，所述透明的介电材料具有临近于所述电光层的所述第一侧面的内部表面、与所述内部表面相对的外部表面以及在所述内部表面和所述外部表面之间的至少0.2μm的厚度；
导电电极，所述导电电极被设置在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上，且所述导电电极包括跨越所述缓冲层的所述外部表面延伸的激励电极的阵列，所述缓冲层将所述激励电极从所述电光层分开；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述激励电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，并且所述缓冲层具有大于所述间隙宽度的四分之一的缓冲层厚度。
19.根据权利要求17或18所述的装置，其中所述电光层包括液晶。
20.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列在所述电光层的第一侧面上的所述有源区域之上沿着第一方向上的相应的、相互平行的第一轴延伸；
第二激励电极的第二阵列，所述第二激励电极的第二阵列在所述电光层的与所述第一侧面相对的第二侧面上的所述有源区域之上沿着在正交于所述第一方向的第二方向上的相应的、相互平行的第二轴延伸；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，且所述控制电路被配置为同时修改施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极两者的所述相应的控制电压波形，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述相位调制分布被界定为能够分成第一分量函数和第二分量函数的函数，所述第一分量函数和所述第二分量函数分别沿着所述第一轴和所述第二轴改变，以及其中，施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极的所述控制电压波形分别根据所述第一分量函数和所述第二分量函数来被指定。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述第一分量函数和所述第二分量函数按一组分量波形来界定，所述一组分量波形被选择以便对应于在所述电光层中的不同的、相应的相移，使得所述相位调制分布包括由于在所述有源区域内的每个位置处的所述第一分量函数和所述第二分量函数而引起的相应的相移的总和。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述分量波形具有不同的、相应的占空比。
24.根据权利要求22或23所述的装置，其中，所述分量波形被选择，使得构成所述相位调制分布的所述相应的相移的所述总和是2nπ的模的模总和，其中n是整数。
25.根据权利要求24所述的装置，其中n具有用于至少一些不同对的所述第一分量函数和所述第二分量函数的不同的、相应的值。
26.根据权利要求20-25中的任一项所述的装置，其中，所述控制电压波形被选择，使得所述相位调制分布包含突然的相位转变，且所述装置用作菲涅耳透镜。
27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述控制电路被配置成在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
28.根据权利要求20-27中的任一项所述的装置，其中，所述电光层包括液晶。
29.一种光学设备，包括：
静态透镜，所述静态透镜包括透明的材料，所述透明的材料具有内部表面和弯曲的外部表面，所述弯曲的外部表面具有特定的屈光力，所述内部表面至少包含第一重叠的凹口和第二重叠的凹口；以及
动态透镜，所述动态透镜被包含在所述静态透镜中，且所述动态透镜具有可变的相位调制分布，所述可变的相位调制分布修改所述静态透镜的屈光力，且所述动态透镜包括：
电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，且所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定；
第一透明基底和第二透明基底，所述第一透明基底和所述第二透明基底被分别设置在所述电光层的所述第一侧面上和所述第二侧面上，且被设置大小和形状以分别适配到所述静态透镜中的所述第一凹口中和所述第二凹口中，且所述第一透明基底和所述第二透明基底包括被配置成跨越所述电光层施加电压的电极；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将所述电压施加到所述电极，以便在所述电光层中生成所述调制分布。
30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述控制电路包括被设置在所述第一透明基底的边缘处的电连接件，以及其中，所述静态透镜的所述内部表面包含凹槽，所述电连接件适配到所述凹槽中。
31.一种生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着预定义的方向上的相应的、相互平行的轴延伸，且所述激励电极的阵列至少包括在垂直于所述轴的横向方向上具有不同的、相应的宽度的第一电极和第二电极；以及
耦合控制电路，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述电极的相应的宽度彼此以标准偏差而不同，所述标准偏差为所有所述电极的平均宽度的至少10％。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其中，所述电极中的至少一些的相应的宽度沿着所述电极的相应的轴变化。
34.根据权利要求31-33中的任何一项所述的方法，其中，所述激励电极的阵列包括第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸，以及
其中，定位所述导电电极包括定位第二激励电极的第二阵列，以跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，以及其中，所述第二阵列至少包括具有不同的、相应的宽度的第三电极和第四电极。
35.根据权利要求31-33中的任一项所述的方法，其中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位于所述电光层的所述第二侧面上的所述有源区域之上。
36.根据权利要求35所述的方法，还包括串联布置根据权利要求35所述的方法制成的第一光学装置和第二光学装置，其中，所述第二光学装置中的所述激励电极在正交于所述第一光学装置中的所述激励电极的方向上被定向。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述第一光学装置和所述第二光学装置包括相应的、第一电光层和第二电光层，所述第一电光层和所述第二电光层是偏振相关的，且被布置成使得所述第一光学装置调制第一偏振中的光，而所述第二光学装置调制不同于所述第一偏振的第二偏振中的光，以及其中，所述方法包括在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间定位偏振旋转器，以使光从所述第一偏振旋转到所述第二偏振。
38.根据权利要求31-37中的任一项所述的方法，其中，所述第一电极和所述第二电极具有相应的第一宽度和第二宽度，使得所述第一宽度至少是所述第二宽度的两倍，以及其中，耦合所述控制电路包括施加所述相应的控制电压波形使得所述规定的相位调制分布具有在所述第二电极中的至少一个电极的附近发生的突然的转变。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述规定的相位调制分布的生成使所述装置用作菲涅耳透镜。
40.根据权利要求38或39所述的方法，其中，所述电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，以及其中，所述第二电极的所述第二宽度不大于所述间隙宽度的四倍。
41.根据权利要求38-40中的任一项所述的方法，其中，所述第二电极的所述第二宽度小于所述电光层的层厚度。
42.根据权利要求38-41中的任一项所述的方法，其中，所述相位调制分布具有多个突然的转变，所述多个突然的转变发生在所述第二电极中对应电极的各自的附近，以及
其中，提供所述电光层包括配置所述电光层以生成相位调制值的范围，所述相位调制值的范围与所述第二电极相对于所述相位调制函数中的所述突然的转变之间的间隔的密度之间的关系成比例。
43.根据权利要求31-42中的任一项所述的方法，其中，所述电光层包括液晶。
44.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压波形确定，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，以及等于所述第一侧面和所述第二侧面之间的距离的层厚度；
在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上定位导电电极，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有小于所述电光层的所述层厚度的间隙宽度的间隙；以及
耦合控制电路，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述间隙宽度小于所述层厚度的一半。
46.根据权利要求44或45所述的方法，其中，所述电光层包括液晶。
47.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，且所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压波形确定；
定位缓冲层，所述缓冲层包括透明的介电材料，所述透明的介电材料具有至少0.2μm的厚度，使得所述缓冲层的内部表面临近于所述电光层的所述第一侧面；
在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上定位导电电极，所述导电电极包括跨越所述缓冲层的外部表面延伸的激励电极的阵列，所述缓冲层将所述激励电极从所述电光层分开；以及
耦合控制电路，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述激励电极包括透明导电材料的平行带，所述透明导电材料的平行带在带之间具有预定义的间隙宽度的间隙，并且所述缓冲层具有大于所述间隙宽度的四分之一的缓冲层厚度。
49.根据权利要求47或48所述的方法，其中，所述电光层包括液晶。
50.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
定位第一激励电极的第一阵列，以在所述电光层的第一侧面上的所述有源区域之上沿着在第一方向上的相应的、相互平行的第一轴延伸；
定位第二激励电极的第二阵列，以在所述电光层的与所述第一侧面相对的第二侧面的所述有源区域之上沿着在正交于所述第一方向的第二方向上的相应的、相互平行的第二轴延伸；以及
耦合控制电路，以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，并同时修改施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极两者的所述相应的控制电压波形，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
51.根据权利要求50所述的方法，其中，所述相位调制分布被界定为能够分成第一分量函数和第二分量函数的函数，所述第一分量函数和所述第二分量函数分别沿着所述第一轴和所述第二轴改变，以及其中，施加到所述第一激励电极和所述第二激励电极的所述控制电压波形分别根据所述第一分量函数和所述第二分量函数而被指定。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，所述第一分量函数和所述第二分量函数按一组分量波形定义，所述一组分量波形被选择以便对应于在所述电光层中的不同的、相应的相移，使得所述相位调制分布包括由于在所述有源区域内的每个位置处的所述第一分量函数和所述第二分量函数而引起的相应的相移的总和。
53.根据权利要求52所述的方法，其中，所述分量波形具有不同的、相应的占空比。
54.根据权利要求52或53所述的方法，其中，所述分量波形被选择为使得构成所述相位调制分布的所述相应的相移的所述总和是2nπ的模的模总和，其中n是整数。
55.根据权利要求54所述的方法，其中n具有关于至少一些不同对的所述第一分量函数和所述第二分量函数的不同的、相应的值。
56.根据权利要求50-55中的任一项所述的方法，其中，所述控制电压波形被选择为使得所述相位调制分布包含突然的相位转变，且所述装置用作菲涅耳透镜。
57.根据权利要求56所述的方法，其中，所述控制电路被配置成在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
58.根据权利要求50-57中的任一项所述的方法，其中，所述电光层包括液晶。
59.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供静态透镜，所述静态透镜包括透明的材料，所述透明的材料具有内部表面和弯曲的外部表面，所述弯曲的外部表面具有特定的屈光力，所述内部表面至少包含第一重叠的凹口和第二重叠的凹口；以及
在所述静态透镜中嵌入动态透镜，所述动态透镜具有可变的相位调制分布，所述可变的相位调制分布修改所述静态透镜的所述屈光力，且所述动态透镜包括：
电光层，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面，且所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定；
第一透明基底和第二透明基底，所述第一透明基底和所述第二透明基底被分别设置在所述电光层的所述第一侧面上和所述第二侧面上，且被设置大小和形状以分别适配到所述静态透镜中的所述第一凹口中和所述第二凹口中，且所述第一透明基底和所述第二透明基底包括被配置成跨越所述电光层施加电压的电极；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将所述电压施加到所述电极，以便在所述电光层中生成所述调制分布。
60.根据权利要求59所述的方法，其中，所述控制电路包括被设置在所述第一透明基底的边缘处的电连接件，以及其中，所述静态透镜的所述内部表面包含凹槽，所述电连接件适配到所述凹槽中。
61.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着在预定义的方向上的相应的、相互平行的轴延伸，而所述电极的相应的中心点按沿着所述电极的相应的轴变化的量横向地移动；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
62.根据权利要求61所述的装置，其中，在所述电光层的所述第一侧面上的所述电极的所述阵列包括第一激励电极的第一阵列，所述第一激励电极的第一阵列跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸，以及其中，所述导电电极包括第二激励电极的第二阵列，所述第二激励电极的第二阵列跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸，而所述第二激励电极的相应的中心点沿着其相应的轴横向地移动。
63.一种光学装置，包括：
电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压波形确定，所述电光层具有相对的第一侧面和第二侧面；
导电电极，所述导电电极在所述电光层的所述第一侧面和所述第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明的导电材料的平行带；以及
控制电路，所述控制电路被耦合以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成包含突然的相位转变的规定的相位调制分布，同时在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
64.根据权利要求63所述的装置，其中，所述控制电压波形被选择以便使所述装置用作菲涅耳透镜。
65.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列跨越所述电光层的所述第一侧面沿着在预定义的方向上的相应的、相互平行的轴延伸，而所述电极的相应的中心点按沿着所述电极的相应的轴变化的量横向地移动；以及
耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成规定的相位调制分布。
66.根据权利要求65所述的装置，其中，定位所述导电电极包括在所述电光层的所述第一侧面上定位跨越所述电光层的所述第一侧面在第一方向上延伸的第一激励电极的第一阵列，以及定位跨越所述电光层的所述第二侧面在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的第二激励电极的第二阵列，而所述第二激励电极的相应的中心点沿着其相应的轴横向地移动。
67.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
提供电光层，所述电光层在其有源区域内的任何给定的位置处具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层所施加的电压波形确定；
在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上定位导电电极，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列包括透明的导电材料的平行带；以及
耦合控制电路以将相应的控制电压波形施加到所述激励电极，以便在所述电光层中生成包含突然的相位转变的规定的相位调制分布，同时在所述突然的相位转变附近将具有相反极性的所述相应的控制电压波形施加到成对的相互临近的激励电极。
68.根据权利要求67所述的装置，其中，所述控制电压波形被选择，以便使所述装置用作菲涅耳透镜。
69.一种光学设备，包括：
第一光学装置和第二光学装置，所述第一光学装置和所述第二光学装置具有相应的第一偏振轴和第二偏振轴以及第一圆柱轴和第二圆柱轴，且所述第一光学装置和所述第二光学装置被串联布置，使得所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互非平行的且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互非平行的，所述光学装置中的每个包括：
偏振相关的电光层，所述偏振相关的电光层对于沿着相应的偏振轴偏振的且在所述电光层的有源区域内的任何给定的位置处入射的光具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定；以及
导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列被配置成跨越所述激励电极施加相应的电压，以便在所述电光层中生成沿着相应的圆柱轴定向的圆柱相位调制分布；以及
偏振旋转器，所述偏振旋转器被定位在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间，以便旋转已经穿过所述第一光学装置且平行于所述第一偏振轴的光的偏振，从而使所述光的偏振与所述第二偏振轴对准。
70.根据权利要求69所述的设备，其中，所述激励电极的阵列包括透明的、导电的材料的平行带的阵列，所述透明的、导电的材料的平行带的阵列在平行于所述相应的圆柱轴的方向上跨越所述电光层的所述第一侧面延伸，以及其中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位在所述电光层的所述第二侧面上的所述有源区域之上。
71.根据权利要求69或70所述的设备，其中，所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互垂直的，且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互垂直的。
72.一种用于生成光学装置的方法，所述方法包括：
串联布置具有相应的第一偏振轴和第二偏振轴以及第一圆柱轴和第二圆柱轴的第一光学装置和第二光学装置，使得所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互非平行的且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互非平行的，所述光学装置中的每个包括：
偏振相关的电光层，所述偏振相关的电光层对于沿着相应的偏振轴偏振的且在所述电光层的有源区域内的任何给定的位置处入射的光具有有效的局部折射率，所述有效的局部折射率由跨越所述位置处的所述电光层施加的电压确定；以及
导电电极，所述导电电极在所述电光层的相对的第一侧面和第二侧面之上延伸，所述电极包括激励电极的阵列，所述激励电极的阵列被配置成跨越所述激励电极施加相应的电压，以便在所述电光层中生成沿着相应的圆柱轴定向的圆柱相位调制分布；以及
在所述第一光学装置和所述第二光学装置之间定位偏振旋转器，以便旋转已经穿过所述第一光学装置且平行于所述第一偏振轴的光的偏振，从而使所述光的所述偏振与所述第二偏振轴对准。
73.根据权利要求72所述的方法，其中，所述激励电极的阵列包括透明的、导电的材料的平行带的阵列，所述透明的、导电的材料的平行带的阵列在平行于所述相应的圆柱轴的方向上跨越所述电光层的所述第一侧面延伸，以及其中，所述导电电极包括公共电极，所述公共电极被定位在所述电光层的所述第二侧面上的所述有源区域之上。
74.根据权利要求69或70所述的方法，其中，所述第一偏振轴和所述第二偏振轴是相互垂直的，且所述第一圆柱轴和所述第二圆柱轴是相互垂直的。
CN201580013398.5A 2014-03-13 2015-03-11 电可调透镜和透镜系统 Active CN106104368B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461952226P 2014-03-13 2014-03-13
US61/952,226 2014-03-13
US201461969190P 2014-03-23 2014-03-23
US61/969,190 2014-03-23
US201461972445P 2014-03-31 2014-03-31
US61/972,445 2014-03-31
PCT/IB2015/051766 WO2015136458A1 (en) 2014-03-13 2015-03-11 Electrically-tunable lenses and lens systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106104368A true CN106104368A (zh) 2016-11-09
CN106104368B CN106104368B (zh) 2019-10-22

Family

ID=54071016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580013398.5A Active CN106104368B (zh) 2014-03-13 2015-03-11 电可调透镜和透镜系统

Country Status (6)

Country Link
EP (2) EP3779582A1 (zh)
JP (1) JP6515115B2 (zh)
CN (1) CN106104368B (zh)
AU (2) AU2015228442B2 (zh)
CA (1) CA2939664C (zh)
WO (1) WO2015136458A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109952074A (zh) * 2017-09-18 2019-06-28 E-视觉智能光学公司 具有电阻性弧的电活性透镜
CN111301166A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 罗伯特·博世有限公司 投影设备
CN112596269A (zh) * 2020-12-18 2021-04-02 深圳视为光电科技有限公司 一种可调控液体透镜镜片、光学视力矫正眼镜及其控制方法
CN113655643A (zh) * 2021-08-18 2021-11-16 中国科学院光电技术研究所 一种基于电光材料的阵列化动态光学相位修正板

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3152602B1 (en) 2014-06-05 2019-03-20 Optica Amuka (A.A.) Ltd. Dynamic lenses and method of manufacturing thereof
US11221500B2 (en) * 2016-04-17 2022-01-11 Optica Amuka (A.A.) Ltd. Liquid crystal lens with enhanced electrical drive
US10168586B2 (en) 2016-08-24 2019-01-01 Liqxtal Technology Inc. Electrically tunable optical phase modulation element
KR102031076B1 (ko) * 2017-11-29 2019-10-11 (주) 오프렌 액정을 포함하는 복합 렌즈
US11209715B2 (en) 2018-01-08 2021-12-28 Optica Amuka (A.A.) Ltd. Tunable Fresnel lens with improved image quality
EP3521868A1 (en) 2018-01-31 2019-08-07 Essilor International Phase change optical device
US10816858B2 (en) 2018-10-29 2020-10-27 Liqxtal Technology Inc. Electrically tunable phase modulation element
EP3757662B1 (en) * 2019-06-28 2022-06-01 Essilor International Optical article
WO2021016550A1 (en) * 2019-07-25 2021-01-28 Gentex Corporation Segmented variable controlled electro-optic element
KR102299172B1 (ko) 2020-02-11 2021-09-06 이민호 가변 초점을 제공하기 위한 하이브리드형 렌즈 및 안경

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1372650A (zh) * 1999-07-02 2002-10-02 E-视觉有限公司 利用电激活透镜矫正视力的系统、装置和方法
CN101088041A (zh) * 2004-11-02 2007-12-12 E-视觉有限公司 电激活眼镜及其制造方法
CN101675379A (zh) * 2007-04-17 2010-03-17 皇家飞利浦电子股份有限公司 光束成形设备
CN101762896A (zh) * 2008-12-22 2010-06-30 索尼株式会社 透镜阵列装置及图像显示器
CN102057315A (zh) * 2008-06-06 2011-05-11 兰斯维克托公司 可调谐液晶光学装置
CN102540588A (zh) * 2010-12-27 2012-07-04 株式会社东芝 折射率分布型液晶光学元件以及图像显示装置
US20130271678A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Shinichi Uehara Liquid crystal optical apparatus and image display device

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62209412A (ja) * 1986-03-10 1987-09-14 Jiesu:Kk 乱視補正焦点距離可変液晶レンズ
JPH05188343A (ja) * 1992-01-09 1993-07-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光方向制御素子
GB2326263A (en) * 1997-06-12 1998-12-16 Sharp Kk Diffractive spatial light modulator and display
US7290875B2 (en) * 2004-11-02 2007-11-06 Blum Ronald D Electro-active spectacles and method of fabricating same
JP4880142B2 (ja) * 2001-09-18 2012-02-22 株式会社リコー 液晶素子、光偏向素子、該光偏向素子を用いた画像表示装置、光偏向素子の製造方法、及び該光偏向素子の駆動方法
CN1599881A (zh) * 2001-10-05 2005-03-23 E-视觉有限公司 复合电活性透镜
US6710758B2 (en) * 2001-12-20 2004-03-23 Corning Incorporated Spatial light modulators with improved inter-pixel performance
US7289260B2 (en) 2003-10-03 2007-10-30 Invisia Ltd. Multifocal lens
JP2009080286A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Citizen Holdings Co Ltd 光学装置
US8970646B2 (en) * 2008-07-09 2015-03-03 Ostendo Technologies, Inc. Image construction based video display system
KR101472052B1 (ko) * 2008-07-30 2014-12-12 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
WO2010102295A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 The Curators Of The University Of Missouri Adaptive lens for vision correction
JP5699394B2 (ja) * 2011-01-06 2015-04-08 秋田県 液晶シリンドリカルレンズアレイおよび表示装置
CN102253563A (zh) * 2011-08-15 2011-11-23 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种视角优化的电驱动液晶透镜及其立体显示装置
JP2013045087A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Toshiba Corp ３次元映像表示装置
JP5893447B2 (ja) * 2012-03-08 2016-03-23 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶レンズ、表示装置、及び電子機器
JP5599420B2 (ja) * 2012-03-22 2014-10-01 株式会社東芝 液晶フレネルレンズ素子及び画像表示装置
JP5297550B1 (ja) * 2012-07-06 2013-09-25 株式会社東芝 液晶光学素子および画像表示装置
JP6359016B2 (ja) 2012-09-30 2018-07-18 オプティカ アムカ（エー．エー．）リミテッド 電気的に調整可能な出力およびアライメントを有するレンズ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1372650A (zh) * 1999-07-02 2002-10-02 E-视觉有限公司 利用电激活透镜矫正视力的系统、装置和方法
CN101088041A (zh) * 2004-11-02 2007-12-12 E-视觉有限公司 电激活眼镜及其制造方法
CN101675379A (zh) * 2007-04-17 2010-03-17 皇家飞利浦电子股份有限公司 光束成形设备
CN102057315A (zh) * 2008-06-06 2011-05-11 兰斯维克托公司 可调谐液晶光学装置
CN101762896A (zh) * 2008-12-22 2010-06-30 索尼株式会社 透镜阵列装置及图像显示器
CN102540588A (zh) * 2010-12-27 2012-07-04 株式会社东芝 折射率分布型液晶光学元件以及图像显示装置
US20130271678A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Shinichi Uehara Liquid crystal optical apparatus and image display device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109952074A (zh) * 2017-09-18 2019-06-28 E-视觉智能光学公司 具有电阻性弧的电活性透镜
US11199748B2 (en) 2017-09-18 2021-12-14 E-Vision Smart Optics, Inc. Electro-active lens with resistive arcs
CN111301166A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 罗伯特·博世有限公司 投影设备
CN112596269A (zh) * 2020-12-18 2021-04-02 深圳视为光电科技有限公司 一种可调控液体透镜镜片、光学视力矫正眼镜及其控制方法
CN113655643A (zh) * 2021-08-18 2021-11-16 中国科学院光电技术研究所 一种基于电光材料的阵列化动态光学相位修正板

Also Published As

Publication number Publication date
AU2017276168B2 (en) 2018-12-20
WO2015136458A4 (en) 2015-11-12
JP6515115B2 (ja) 2019-05-15
EP3117266A1 (en) 2017-01-18
CN106104368B (zh) 2019-10-22
AU2015228442A1 (en) 2016-08-25
CA2939664A1 (en) 2015-09-17
EP3117266A4 (en) 2017-08-30
CA2939664C (en) 2022-04-12
AU2015228442B2 (en) 2017-10-05
JP2017515139A (ja) 2017-06-08
AU2017276168A1 (en) 2018-01-18
EP3779582A1 (en) 2021-02-17
EP3117266B1 (en) 2021-02-17
WO2015136458A1 (en) 2015-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106104368B (zh) 电可调透镜和透镜系统
US11768407B2 (en) Electrically-tunable lenses and lens systems
JP6948721B2 (ja) 電気的に調整可能な出力およびアライメントを有するレンズ
JP6450483B2 (ja) 位相変調器と交わる光を変調するための位相変調器
JP2017515139A5 (zh)
JP2015533226A5 (zh)
JP7379262B2 (ja) 空間光位相変調用液晶配向部材、空間光変調素子及び立体表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant