CN110286529B - 液晶盒及其驱动方法和液晶镜片 - Google Patents

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Abstract

一种液晶盒及其驱动方法和液晶镜片。该液晶盒包括：包括顺次设置的环形电极层、液晶层以及对置电极层。该环形电极层具有第一环形电极区和第二环形电极区，且包括从环形电极层的中心依次向外交替设置的多个第一环形电极和多个第二环形电极；第二环形电极区与第一环形电极区同心且围绕第一环形电极区设置；第一环形电极区中的环形电极个数大于第二环形电极区中的环形电极个数。通过设置电极个数较少的第二环形电极区，可在保证透过率的情况下，增加该液晶盒的尺寸和/或降低该液晶盒的焦距，由此使得该液晶盒适用于制造液晶眼镜。

Description

液晶盒及其驱动方法和液晶镜片
技术领域
本公开的实施例涉及一种液晶盒及其驱动方法和液晶镜片。
背景技术
液晶器件具有厚度小、重量小、响应时间快等优点，因此广泛应用于显示领域。随着液晶器件的理论研究的深入以及制作工艺的提升，液晶器件不再局限于实现为显示器件，还可以实现为液晶光阀、液晶眼镜等新型液晶器件。
发明内容
本公开的至少一个实施例提供了一种液晶盒。该液晶盒包括：包括顺次设置的环形电极层、液晶层以及对置电极层。所述环形电极层具有第一环形电极区和第二环形电极区，且包括从所述环形电极层的中心依次向外交替设置的多个第一环形电极和多个第二环形电极；所述第二环形电极区与所述第一环形电极区同心且围绕所述第一环形电极区设置；所述第一环形电极区中的环形电极个数大于所述第二环形电极区中的环形电极个数。
本公开的至少一个实施例还提供了一种液晶镜片，该液晶镜片包括彼此层叠的第一液晶盒和第二液晶盒。所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个为本公开任一实施例提供的所述的液晶盒且结构彼此相同。所述第一液晶盒的液晶层的取向方向和所述第二液晶盒的液晶层的取向方向在垂直于层叠方向的平面内彼此垂直。
本公开的至少一个实施例又提供了一种驱动本公开任一实施例提供的所述液晶盒的驱动方法。该驱动方法包括：向所述第一环形电极区中的环形电极施加第一组驱动信号；向所述第二环形电极区中的环形电极施加第二组驱动信号。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1A是一种液晶透镜的示例性的截面图；
图1B是一种液晶菲涅尔透镜的示例性的截面图；
图2A是一种两台阶菲涅尔波带片的平面示意图；
图2B是两台阶、四台阶和八台阶型菲涅尔波带片的光程分布图；
图3A是一种液晶盒的平面示意图以及对应的光程分布图；
图3B是图3A示出的液晶盒的截面示意图；
图3C是施加在图3A示出的液晶盒上电压的示意图；
图4是另一种液晶盒的平面示意图；
图5是再一种液晶盒的平面示意图以及对应的光程分布图；
图6A是一种液晶镜片的截面示意图；
图6B是图6A示出的液晶镜片中第一液晶盒的平面示意图；
图6C是图6A示出的液晶镜片中第二液晶盒的平面示意图；
图7是一种液晶眼镜的示例性框图；
图8是一种液晶盒的驱动方法示例性流程图；
图9A是一种驱动方法的示意图；以及
图9B是另一种驱动方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本公开的发明人注意到，当前的液晶眼镜通常采用驱动液晶盒形成液晶透镜或者液晶菲涅尔透镜实现。然而，基于液晶透镜的液晶眼镜具有液晶盒厚度大的问题，而基于液晶菲涅尔透镜的液晶眼镜具有驱动方案复杂和聚焦效果差等问题。下面结合图1A和图1B对上述问题进行示例性说明。
图1A示出了一种用于形成液晶透镜的液晶盒。如图1A所示，该用于形成液晶透镜的液晶盒500包括彼此对置的第一基板511和第二基板512以及二者之间的液晶层530。第一基板511上例如设置有面状电极521，第二基板512上例如设置有条状或环状电极522，这些条状或环状电极522的至少部分可以被施加不同的电压，由此可以驱动液晶分子具有不同的偏转程度，从而得到具有不同屈光度的透镜单元。由于液晶材料的折射率差较小，为了形成与普通透镜(例如，玻璃透镜)相同的光程分布，需要较大的液晶盒厚度，但是这不利地增大了液晶盒中的液晶量、降低了液晶盒的透射率和响应时间、并且提高了液晶盒的驱动电压。
图1B示出了一种用于形成液晶菲涅尔透镜的液晶盒。如图1B所示，该用于形成液晶菲涅尔透镜的液晶盒600包括彼此对置的第一基板611和第二基板612以及二者之间的液晶层630。第一基板611上例如设置有面状电极621，第二基板612上例如设置有条状或环状电极622，这些条状或环状电极622的至少部分可以被施加不同的电压由此可以驱动液晶分子具有不同的偏转程度从而得到液晶菲涅尔透镜。然而，为了在液晶盒中形成液晶菲涅尔透镜，需要采用复杂的驱动方案和/或复杂的电极结构，以使得液晶盒中部分区域的液晶分子的偏转角度急剧变化(例如，需要使得液晶分子呈三角形排布)；例如，在未能使得液晶分子的偏转角度为预定值的情况下，液晶盒(也即，液晶菲涅尔透镜)的聚焦效果将劣化，因此难以得到符合要求的液晶眼镜。
本公开的发明人还注意到，可以通过驱动液晶盒形成菲涅尔波带片。由于菲涅尔波带片可以通过衍射原理实现聚焦，由此可以将液晶盒实现为液晶眼镜。然而发明注意到，当前的液晶盒存在透射率低(也即，衍射效率低)、尺寸小(平行于液晶盒平面上的有效工作区域的尺寸)和/或焦距大(眼镜的度数小)等问题。下面结合图2A和图2B对上述问题进行说明。
图2A示出了一种两台阶相位型菲涅尔波带片的平面示意图，图2B示出了两台阶菲涅尔波带片S2、四台阶菲涅尔波带片S4和八台阶菲涅尔波带片S8的光程(OPD)分布，并且图2B示出的两台阶菲涅尔波带片的光程(OPD)分布对应于图2A示出的菲涅尔波带片的沿AA’线的截面。
例如，每个菲涅尔波带片可以包括M个环带711，M为正整数，每个环带711中可以包括N＝2m(m＝1、2、3……)个台阶(也即，光程台阶)，对于二台阶菲涅尔波带片、四台阶菲涅尔波带片和八台阶菲涅尔波带片，m的取值分别为1、2和3。例如，相邻台阶的相位差可以为2π/N。
需要说明的是，每个环带711不限于包括N＝2m(m＝1、2、3……)个台阶，根据实际应用需求，每个环带711还可以包括其它台阶数(例如，六个台阶、十二个台阶等)。
例如，如图2A和图2B所示，对于二台阶菲涅尔波带片，rj,1和rj,2分别为第j个环带中第一个台阶的半径和第二个台阶的半径(台阶的外环的半径)，此处j为小于或等于M的正整数。二台阶菲涅尔波带片的台阶宽度dj,1和dj,2分别满足以下公式：
dj,1＝rj,1-rj-1,2
dj,2＝rj,2-rj,1。
例如，如图2B所示，对于N个台阶菲涅尔波带片，每个环带711中具有N-1个相同宽度的台阶，剩余的一个台阶的宽度与上述N-1个台阶的宽度不同，第j环带711中连续N-1个台阶的宽度tj,1以及第j环带711中剩余台阶的宽度tj,2分别满足以下公式：
Figure BDA0001601179270000041
Figure BDA0001601179270000042
例如，菲涅尔波带片的第j个环带的半径rj(对于两台阶的菲涅尔波带片rj＝rj,2)和第j个环带的宽度dj满足下述条件：
Figure BDA0001601179270000051
和dj＝rj-rj-1。
此处，f为菲涅尔波带片的焦距，λ为入射到菲涅尔波带片上光线的波长。因此，在f和λ为固定值的情况下，第j个环带的宽度dj随j的增加而降低，对应地，每个台阶的宽度也随j的增加而降低。也即，位于菲涅尔波带片边缘的环带的宽度和环带内台阶的宽度较小。
例如，菲涅尔波带片的台阶N个数越多，菲涅尔波带片的衍射效率(也即，透射率)越高。然而，发明人注意到，在f、λ和j为固定值的情况下，菲涅尔波带片的台阶个数N越大，台阶的宽度越小，并且，在菲涅尔波带片的焦距f较小(眼镜的度数大)的情况下，台阶的宽度将进一步地减小。由于在制造工艺没有提升的情况下，通过光刻工艺等能够制造的台阶的宽度的最小值为固定值或受到已有设备的限制。因此，为了获得较高的透射率，常规的菲涅尔波带片包括的环带数j的最大值较小(也即，菲涅尔波带片的半径较小，例如，半径为百微米量级)和/或焦距f较大(也即，液晶眼镜的度数小，例如，100度)。
例如，液晶盒可以采用从液晶盒的中心向外部扩散的环带电极来驱动液晶分子形成液晶菲涅尔波带片，受限于电极制造工艺，液晶盒的尺寸较小、焦距f较大(也即，眼镜的度数小)和/或透射率较低。例如，位于液晶盒边缘的波带片区的环带宽度可以为24微米，当前的加工工艺能够加工的线宽的最小值为5微米；如果采用六台阶设计，每个电极的宽度需要为4微米，那么当前的制造工艺不能制造宽度为4微米的电极。因此，该液晶盒便不能在液晶盒边缘形成有效的波带片区，由此液晶盒的尺寸(液晶和有效工作区域的尺寸)较小。
本公开的至少一个实施例提供了一种液晶盒及其驱动方法和液晶镜片，通过设置电极个数较少的第二环形电极区，可在保证透过率的情况下，增加该液晶盒的尺寸(例如，平行于液晶盒平面上的有效工作区域的尺寸)和/或降低该液晶盒的焦距，由此使得该液晶盒适用于制造液晶眼镜。
本公开的至少一个实施例提供了一种液晶盒。该液晶盒包括：包括顺次设置的环形电极层、液晶层以及对置电极层。环形电极层具有第一环形电极区和第二环形电极区，且包括从环形电极层的中心依次向外交替设置的多个第一环形电极和多个第二环形电极；第二环形电极区与第一环形电极区同心且围绕第一环形电极区设置；第一环形电极区中的环形电极个数大于第二环形电极区中的环形电极个数。
下面通过几个示例对根据本公开实施例提供的液晶盒进行非限制性的说明，如下面所描述的，在不相互抵触的情况下这些具体示例中不同特征可以相互组合，从而得到新的示例，这些新的示例也都属于本公开保护的范围。
例如，图3A和图3B示出了一个液晶盒100，该液晶盒100可用于形成菲涅尔波带片，但本公开的实施例不限于此。
例如，如图3A和图3B所示，该液晶盒100包括顺次设置的环形电极层120、液晶层131以及对置电极层132。例如，如图3C所示，环形电极层120具有第一环形电极区301和第二环形电极区302，第二环形电极区302与第一环形电极区301同心且围绕第一环形电极区301设置。例如，环形电极层120包括从环形电极层120的中心依次向外交替设置的多个第一环形电极124和多个第二环形电极125。例如，如图3C所示，第一环形电极区中301的环形电极个数大于第二环形电极区302中的环形电极个数。例如，为清楚起见，环形电极层120的具体结构将在描述液晶盒100的作用之后进行详细描述。
例如，第一环形电极区301用于驱动液晶层中对应的液晶分子，以形成液晶盒的第一菲涅尔波带片区111；第二环形电极区302用于驱动液晶层中对应的液晶分子，以形成液晶盒的第二菲涅尔波带片区112；也即，液晶盒100可以提供第一菲涅尔波带片区111和第二菲涅尔波带片区112。例如，第二菲涅尔波带片区112与第一菲涅尔波带片区111同心且围绕第一菲涅尔波带片区111设置。例如，第一菲涅尔波带片区111可以为位于形成的菲涅尔波带片的中心(例如，液晶盒100的中心)的圆形，第二菲涅尔波带片区112可以为位于形成的菲涅尔波带片的边缘(例如，液晶盒100边缘)的圆环。例如，第一菲涅尔波带片区111为圆形，第二菲涅尔波带片区112为环形；第一菲涅尔波带片区111的半径大于第二菲涅尔波带片区112的环宽(例如，第二菲涅尔波带片区112的外环半径与内环半径的差值)。
例如，环形电极层120的中心可以与液晶盒100形成的菲涅尔波带片的中心重合。例如，在环形电极层120的中心与液晶盒100的中心重合时，所述环形电极层120的中心也可以使用液晶盒100的中心进行表示。例如，为清楚起见，本公开以环形电极层120的中心和液晶盒100的中心均与菲涅尔波带片的中心重合对本公开的实施例进行描述，但本公开的实施例不限于此。
例如，图3A示出了图3A和图3B示出的液晶盒100的光程(OPD)分布的示例图，该光程分布示出了在液晶盒100不同位置处出射的光线在液晶盒100中所历经的光程(液晶盒的厚度×该位置对应的液晶分子133的有效折射率)。由于液晶盒100的厚度处处相等，因此该光程(OPD)分布对应于液晶盒100的液晶分子的有效折射率的分布。
例如，如图3A所示，第一菲涅尔波带片区111的光程的台阶数(例如，六个台阶)可以大于第二菲涅尔波带片区112的光程的台阶数(例如，两个台阶)，也即，第二菲涅尔波带片区112的有效折射率的个数(也即，液晶分子133与液晶盒100法线方向的夹角的个数)小于第一菲涅尔波带片区111的有效折射率的个数，由此第二菲涅尔波带片区112的阶数小于第一菲涅尔波带片区111的阶数。
下面以第一菲涅尔波带片区111的阶数和第二菲涅尔波带片区112的阶数分别六阶和两阶对本公开的实施例进行详细说明，但本公开的实施例提供的第一菲涅尔波带片区111的阶数和第二菲涅尔波带片区112的阶数不限于为六阶和两阶。根据实际应用需求，第一菲涅尔波带片区111的阶数还可以设置为三十二阶、十六阶或八阶，第二菲涅尔波带片区112的阶数还可以设置为四阶等。
例如，如图3B所示，环形电极层120包括从液晶盒100的中心依次向外交替设置的多个第一环形电极124和多个第二环形电极125。例如，多个第一环形电极124和多个第二环形电极125在对置电极层132上的正投影沿环形电极的径向方向交替排布。例如，多个第一环形电极124和多个第二环形电极125之间彼此电绝缘，也即，使得施加在任一第一环形电极124和第二环形电极125上的电压不会传递给与其相邻的环形电极(第一环形电极124或/和第二环形电极125)。
例如，如图3B所示，在第一菲涅尔波带片区111中，除了位于形成的菲涅尔波带片的中心(例如，液晶盒100的中心)的环形电极(例如，第二环形电极125)之外，多个环形电极(例如，第一环形电极124和第二环形电极125)的环宽均相等且等于相邻的环形电极之间的间距。例如，在第二菲涅尔波带片区112的阶数大于2的情况下，除与形成的菲涅尔波带片的中心的距离最近的一个环形电极(例如，第二环形电极125)之外，多个环形电极(例如，第一环形电极124和第二环形电极125)的环宽均相等且等于相邻的环形电极之间的间距。例如，由于第一菲涅尔波带片区111的半径大于第二菲涅尔波带片区112的环宽，因此，第一菲涅尔波带片区111中除位于形成的菲涅尔波带片的中心环形电极之外的环形电极的宽度大于第二菲涅尔波带片区112中除距离形成的菲涅尔波带片的中心最近的一个环形电极之外的环形电极的宽度。
例如，第一菲涅尔波带片区111中的环形电极个数(也即，第一环形电极124的数目与第二环形电极125的数目之和)可以等于第一菲涅尔波带片区111的阶数，第二菲涅尔波带片区112中的环形电极个数可以等于第二菲涅尔波带片区112的阶数。
例如，多个环形电极中除位于形成的菲涅尔波带片的中心的环形电极之外的环形电极的形状可以均为圆环、椭圆环等，位于形成的菲涅尔波带片的中心的环形电极的形状可以圆形、椭圆形等。为清楚起见，本公开的实施例将位于第一菲涅尔波带片区111中心位置处的圆形电极也描述为环形电极。
例如，第一菲涅尔波带片区111中的环形电极个数(例如，六个)可以大于第二菲涅尔波带片区112的环形电极的个数(例如，两个)，由此，第一菲涅尔波带片区111的阶数可以大于第二菲涅尔波带片区112的阶数。例如，下面结合图3B和图3C进行示例性说明。
例如，根据实际应用需求，液晶盒100还可以包括驱动装置(图中未示出)，该驱动装置与对置电极以及多个第一环形电极124和多个第二环形电极125之间电连接，以施加相应的电信号到这些电极上，由此驱动液晶盒100中的液晶分子133。
例如，根据实际应用需求，液晶盒100还可以包括第一取向层141和第二取向层142，以及第一基板143和第二基板144；第一取向层141设置在环形电极层120的靠近液晶层131的一侧；第二取向层142设置在对置电极层132的靠近液晶层131的一侧；液晶层131包括多个液晶分子133。例如，第一取向层141和第二取向层142配置为使得多个液晶分子133的初始取向平行于第一取向层141和第二取向层142，并配置为使得液晶分子133可以在垂直于液晶盒100的平面内进行旋转，也即，液晶分子133的驱动模式可以为竖直面内旋转的电控双折射(ECB)驱动模式，但本公开实施例不限于此。第一取向层141和第二取向层142例如可以由聚酰亚胺(PI)形成，例如通过摩擦取向处理、光照取向处理等以获得所需的取向性质。
例如，驱动装置施加在第一菲涅尔波带片区111中的环形电极(第一环形电极124和第二环形电极125)上的电压可以彼此不同，以使得第一菲涅尔波带片区111的阶数等于第一菲涅尔波带片区111中的环形电极个数。例如，如图3C所示，对于第一菲涅尔波带片区111中的从液晶盒100中心向液晶盒100边缘扩散的六个环形电极，驱动装置施加的电压可以分别为0V、1.77V、1.89V、2.16V、2.28V和2.72V。因此，对应于上述六个环形电极的液晶分子133具有六种不同的偏转角(例如，每个环形电极对应的所有液晶分子133均具有相同的偏转角度，参见图3B)，由此对应于上述六个环形电极的液晶分子133对入射其上的光线具有不同的折射率，进而可以使得第一菲涅尔波带片区111的阶数(六阶)等于第一菲涅尔波带片区111中的环形电极个数(六个)。
例如，驱动装置施加在第二菲涅尔波带片区112中的环形电极(第一环形电极124和第二环形电极125)上的电压可以彼此不同，以使得第二菲涅尔波带片区112的阶数等于第二菲涅尔波带片区112中的环形电极个数。例如，如图3C所示，对于第一菲涅尔波带片区111中的从液晶盒100中心向液晶盒100边缘扩散的两个环形电极，驱动装置施加的电压分别为0V和2.16V。因此，对应于上述两个环形电极的液晶分子133具有两个不同的偏转角，由此对应于上述两个环形电极的液晶分子133对入射其上的光线具有不同的折射率，这使得第二菲涅尔波带片区112的阶数(两阶)等于第二菲涅尔波带片区112中的环形电极个数(两个)。
例如，通过使得第一菲涅尔波带片区111中的环形电极个数大于第二菲涅尔波带片区112的环形电极的个数，可以使得第二菲涅尔波带片区112的有效折射率的个数(也即，液晶分子133与液晶盒100法线方向的夹角的个数)小于第一菲涅尔波带片区111的有效折射率的个数，由此可以使得第二菲涅尔波带片区112的阶数小于第一菲涅尔波带片区111的阶数。
例如，在液晶盒100透射率、焦距和液晶盒100尺寸(例如，液晶盒100的半径)为固定值的情况下，通过在液晶盒100的边缘设置电极个数较少的第二环形电极区302(例如，在在液晶盒100的边缘设置阶数较小的第二菲涅尔波带片区112)，可以提升位于液晶盒100边缘位置处台阶的宽度(环带宽度不变，台阶数减少)，因此可以降低工艺难度，或者可以在相同的工艺水平下制造尺寸(例如，液晶盒100的有效工作区域的半径)更大的液晶盒100。例如，在液晶盒100的透射率、液晶盒100的尺寸(例如，液晶盒100的半径)以及位于液晶盒100的边缘位置处的台阶宽度为固定值的情况下，通过在液晶盒100的边缘设置电极个数较少的第二环形电极区302，可以使得液晶盒100的焦距更小，也即，可以使得包括该液晶盒100的眼镜的度数更大(例如，从100度的眼镜提升到200度的眼镜)。因此，通过在液晶盒100的边缘设置电极个数较少的第二环形电极区302，可在保证透过率(也即，衍射效率)的情况下，增加该液晶盒100的尺寸和/或降低该液晶盒100的焦距，由此使得该液晶盒100适用于制造液晶眼镜。此外，由于人眼的视线主要透过菲涅尔波带片的中心部分传输，因此，混合台阶设计对包括该液晶盒100的液晶眼镜的使用体验影响很小。
例如，如图3B所示，环形电极层120包括彼此电绝缘的第一电极层121和第二电极层122，并且，相比于第一电极层121，第二电极层122更靠近液晶层131。例如，如图3B所示，环形电极层120还可以包括使得第一电极层121和第二电极层122电绝缘的绝缘层123。例如，如图3B所示，第一电极层121包括从液晶盒100的中心(例如，形成的菲涅尔波带片的中心)依次向外扩散的同心且彼此电绝缘的多个第一环形电极124；第二电极层122包括从液晶盒100的中心依次向外扩散的同心且彼此电绝缘的多个第二环形电极125。例如，每个第一环形电极124在第二电极层122上的正投影与对应的第二环形电极125之间的间隙至少部分重叠，也即，每个第一环形电极124在第二电极层122上的正投影的至少部分设置在对应的第二环形电极125之间的间隙中。
需要说明的是，本公开的实施例提供的位于液晶盒100中心的环形电极不限于是图3B示出的位于第二电极层122的第二环形电极125，还可以为位于第一电极层121的第一环形电极124，在此不做赘述。
例如，通过在环形电极层120中设置位于不同层的第一电极层121和第二电极层122，可以在不引起短路的情况下，使得相邻的第一环形电极124在对置电极层132上的正投影和第二环形电极125在对置电极层132上的正投影之间的距离更近。
例如，相邻的第二环形电极125之间的间隙可以被对应的第一环形电极124在第二电极层122上的正投影完全覆盖；也即，第一环形电极124在对置电极层132上的正投影和第二环形电极125在对置电极层132上的正投影之间没有间隙。此时，液晶层131中的所有液晶分子133均能受到电压的驱动，并旋转预定的角度，由此可以更好的控制液晶层131，进而可以实现更好的衍射效果和聚焦效果。
例如，每个第一环形电极124在第二电极层122上的正投影的边缘与对应的第二环形电极125的边缘正好相接；此时，由于第一环形电极124在对置电极层132上的正投影和第二环形电极125在对置电极层132上的正投影之间没有交叠，可以降低第一环形电极124上的电压对第二环形电极125上电压的影响，由此可以进一步地提升液晶分子133的控制效果以及提升液晶盒100的衍射效果和聚焦效果。
例如，如图3B所示，对置电极层132可以为板状电极，但本公开的实施例不限于此。例如，对置电极层132还可以具有于环形电极层120相同的结构，也即，具有彼此电绝缘的第一电极层121和第二电极层122，此时，对置电极层132的具体结构可以参照环形电极层120，在此不再赘述。
需要说明的是，根据实际应用需求，本公开实施例提供的环形电极层还可以包括第三环形电极区、第四环形电极区、第五环形电极区、第六环形电极区等，该第三环形电极区、第四环形电极区、第五环形电极区、第六环形电极区分别用于驱动液晶层中对应的液晶分子，以分别形成液晶盒的第三菲涅尔波带片区113、第四菲涅尔波带片区114、第五菲涅尔波带片区115、第六菲涅尔波带片区116等；第三环形电极区、第四环形电极区、第五环形电极区、第六环形电极区分别为环形电极层的位于第三菲涅尔波带片区113、第四菲涅尔波带片区114、第五菲涅尔波带片区115、第六菲涅尔波带片区116中的部分；此时，第三环形电极区、第四环形电极区、第五环形电极区、第六环形电极区与第一环形电极区301和第二环形电极区302的位置关系和尺寸关系可以参照第三菲涅尔波带片区113、第四菲涅尔波带片区114、第五菲涅尔波带片区115、第六菲涅尔波带片区116与第一菲涅尔波带片区111和第二菲涅尔波带片区112的位置关系和尺寸关系获取，为清楚起见，在此不再赘述。
例如，如图4所示，本公开实施例提供的液晶盒100还可以包括第三菲涅尔波带片区113，第三菲涅尔波带片区113与第一菲涅尔波带片区111同心且围绕第一菲涅尔波带片区111设置；第二菲涅尔波带片区112围绕第三菲涅尔波带片区113设置。例如，第三菲涅尔波带片区113的阶数小于第一菲涅尔波带片区111的阶数且大于第二菲涅尔波带片区112的阶数，或者第三菲涅尔波带片区113的阶数等于第一菲涅尔波带片区111的阶数或第二菲涅尔波带片区112的阶数。
例如，在第一菲涅尔波带片区111的阶数和第二菲涅尔波带片区112的阶数分别为六阶和两阶的情况下，第三菲涅尔波带片区113的阶数可以为四阶。例如，第三菲涅尔波带片区113中的环形电极数目可以为四个，并且施加在上述四个环形电极的电压可以彼此不同。
例如，第三菲涅尔波带片区113的环带宽度(或者，台阶宽度)大于第二菲涅尔波带片区112的环带宽度(或者，台阶宽度)，并小于第一菲涅尔波带片区111的环带宽度(或者，台阶宽度)；并且，第三菲涅尔波带片区113的衍射效率(或者，透射率)大于第二菲涅尔波带片区112的衍射效率(或者，透射率)，并小于第一菲涅尔波带片区111的衍射效率(或者，透射率)。
例如，通过设置阶数位于第一菲涅尔波带片区111的阶数和第二菲涅尔波带片区112的阶数之间的第三菲涅尔波带片区113，不仅可以提升液晶盒100的总体透射率，还可以提升液晶盒100在菲涅尔波带片的径向方向上的透射率的均匀度。
例如，根据实际应用需求以及第一菲涅尔波带片区111的阶数和第二菲涅尔波带片区112的阶数，第一菲涅尔波带片区111和第二菲涅尔波带片区112之间可以设置多个阶数不同的菲涅尔波带片区。例如，在第一菲涅尔波带片区111的阶数和第二菲涅尔波带片区112的阶数分别为三十二阶和两阶的情况下，第一菲涅尔波带片区111和第二菲涅尔波带片区112之间可以顺次设置阶数分别为十六阶、十四阶、十二阶、十阶、八阶、六阶和四阶的七个菲涅尔波带片区；此时，上述七个菲涅尔波带片区的环带电极的数目可以分别为十六、十四、十二、十、八、六和四。
例如，在第一菲涅尔波带片区111的阶数和第二菲涅尔波带片区112的阶数分别为六阶和两阶的情况下，第三菲涅尔波带片区113的阶数还可以为六阶或两阶。
例如，在第三菲涅尔波带片区113的阶数为六阶的情况下，第三菲涅尔波带片区113中的环形电极数目可以为六个，并且施加在上述六个环形电极的电压可以彼此不同。例如，施加在第三菲涅尔波带片区113中的六个环形电极上的电压可以分别对应于施加在第一菲涅尔波带片区111中的六个环形电极上的电压(例如，可以分别为0V、1.77V、1.89V、2.16V、2.28V和2.72V)。
例如，在第三菲涅尔波带片区113的阶数为两阶的情况下，第三菲涅尔波带片区113中的环形电极数目可以为两个，并且施加在上述两个环形电极的电压可以彼此不同。例如，施加在第三菲涅尔波带片区113中的两个环形电极上的电压可以分别对应于施加在第二菲涅尔波带片区112中的两个环形电极上的电压(例如，可以分别为0V和2.16V)。
例如，通过使得第三菲涅尔波带片区113的阶数等于第一菲涅尔波带片区111的阶数或第二菲涅尔波带片区112的阶数，可以在不增加驱动复杂性的情况下增加液晶盒100形成的菲涅尔波带片的尺寸。
例如，如图5所示，在第三菲涅尔波带片区113的阶数为六阶的情况下，根据实际应用需求，液晶盒100还可以包括第四菲涅尔波带片区114，第四菲涅尔波带片区114与第三菲涅尔波带片区113同心且围绕第三菲涅尔波带片区113设置，第二菲涅尔波带片区112围绕第四菲涅尔波带片区114设置。例如，第四菲涅尔波带片区114的阶数可以等于第二菲涅尔波带片区112的阶数，由此，可以在不增加驱动复杂性的情况下进一步地增加液晶盒100形成的菲涅尔波带片的尺寸。
例如，根据实际应用需求，图5所述的液晶盒还可以包括更多阶数等于第一菲涅尔波带片区111的阶数、围绕第三菲涅尔波带片区113设置的多个波带片区，第四菲涅尔波带片区114围绕上述多个波带片区设置。例如，从液晶盒的中心到液晶盒的边缘的方向上，上述多个阶数等于第一菲涅尔波带片区111的阶数的波带片区的环带宽度逐渐减小。因此，可以在环带宽度降低至现有的加工工艺无法制造满足需求的环形电极的情况下，停止设置阶数等于第一菲涅尔波带片区111的阶数的波带片区，也即，可以在加工工艺允许的情况下，尽可能的增加上述多个阶数等于第一菲涅尔波带片区111的阶数的波带片区的数目，由此可以尽可能的提升液晶盒的衍射效率和透射率。
例如，根据实际应用需求，图5所述的液晶盒还可以包括更多阶数等于第二菲涅尔波带片区111的阶数、且围绕第四菲涅尔波带片区114设置的多个波带片区，第二菲涅尔波带片区111围绕其设置。例如，可以在加工工艺允许的情况下，尽可能地增加上述多个阶数等于第四菲涅尔波带片区114的阶数的波带片区的数目，由此可以尽可能地增加液晶盒100形成的菲涅尔波带片的尺寸。
例如，如图5所示，根据实际应用需求，液晶盒100还可以包括第五菲涅尔波带片区115和第六菲涅尔波带片区116，第五菲涅尔波带片区115与第三菲涅尔波带片区113同心且围绕第三菲涅尔波带片区113设置，第六菲涅尔波带片区116与第五菲涅尔波带片区115同心且围绕第五菲涅尔波带片区115设置，第四菲涅尔波带片区114与第六菲涅尔波带片区116同心且围绕第六菲涅尔波带片区116设置。例如，第五菲涅尔波带片区115的阶数和第六菲涅尔波带片区116的阶数可以均为四阶。例如，第五菲涅尔波带片区115中的环形电极数目以及第六菲涅尔波带片区116中的环形电极数目可以均为四个，并且，施加在第五菲涅尔波带片区115中的四个环形电极上的电压可以彼此不同(例如，对于从菲涅尔波带片的中心到菲涅尔波带片的边缘扩展的方向上的四个环形电极，施加的电压可以分别为0V、1.87V、2.12V和2.53V)，施加在第六菲涅尔波带片区116中的四个环形电极上的电压可以分别对应于施加在第五菲涅尔波带片区115中的四个环形电极上的电压(例如，对于从菲涅尔波带片的中心到菲涅尔波带片的边缘扩展的方向上的四个环形电极，施加的电压可以分别为0V、1.87V、2.12V和2.53V)。例如，通过设置第五菲涅尔波带片区115和第六菲涅尔波带片区116，可以提升液晶盒100的总体透射率，并且可以提升液晶盒100在菲涅尔波带片区径向方向上的透射率均匀度。
本公开的至少一个实施例还提供了一种液晶镜片200，该液晶镜片200包括彼此层叠的第一液晶盒201和第二液晶盒202。第一液晶盒201和第二液晶盒202中的每个为本公开上述任一实施例提供的液晶盒100且结构彼此相同；第一液晶盒201的液晶层131的取向方向和第二液晶盒202的液晶层131的取向方向在垂直于层叠方向的平面内彼此垂直。
例如，下面结合图6A-图6C对本公开的实施例提供的液晶镜片200进行示例性的说明。
例如，图6A示出了一种液晶镜片200的截面图；该液晶镜片200包括第一液晶盒201和第二液晶盒202；图6B和图6C分别示出了第一液晶盒201和第二液晶盒202的平面图；图6A示出的液晶镜片200的截面图是沿图6B示出的第一液晶盒201和图6C示出的第二液晶盒202的CC’线剖切得到。例如，如图6A所示，第一液晶盒201和第二液晶盒202的结构相同，且可以为本公开任一实施例提供的液晶盒100。
例如，如图6A所示，第一液晶盒201的液晶层131的初始取向方向与垂直于层叠方向(也即，第二方向D2)的平面平行，第二液晶盒202的液晶层131的初始取向方向也与垂直于层叠方向(也即，第二方向D2)的平面平行。并且，第一液晶盒201的液晶层131的取向方向(例如，第三方向D3)和第二液晶盒202的液晶层131的取向方向(例如，第一方向D1)在垂直于层叠方向的平面内彼此垂直(例如，在任意时刻均彼此垂直)。如上所述，液晶盒中液晶层的初始取向方向通过取向层获得；例如，第一液晶盒201和第二液晶盒202的取向层的摩擦方向彼此垂直。
例如，在向第一液晶盒201施加电压时，第一液晶盒201中的液晶分子133可以在垂直于第一方向D1的平面内旋转；在向第二液晶盒202施加电压时，第二液晶盒202中的液晶分子133可以在垂直于第三方向D3的平面内旋转。
例如，对于入射到液晶镜片200中的光线，可以包括p偏振光(例如，偏振方向为第三方向D3的光线分量)和s偏振光(例如，偏振方向为第一方向D1的光线分量)。例如，第一液晶盒201中的液晶分子133的偏转角度的变化时，第一液晶盒201中的液晶分子133对p偏振光的有效折射率随之变化，然而，第一液晶盒201中的液晶分子133对s偏振光的有效折射率保持不变。例如，第二液晶盒202中的液晶分子133的偏转角度的变化时，第二液晶盒202中的液晶分子133对s偏振光的有效折射率随之变化，然而，第二液晶盒202中的液晶分子133对p偏振光的有效折射率保持不变。因此，图6A示出的液晶镜片200对p偏振光和s偏振光均有聚焦作用，由此将图6A示出的液晶镜片200实现为液晶眼镜时，可以使得用户透过液晶眼镜观察到更多的信息，进而可以提升用户体验。
本公开的至少一个实施例还提供了一种液晶眼镜210。例如，如图7所示，该液晶眼镜210包括本公开任一实施例提供的液晶盒100或者本公开任一实施例提供的液晶镜片200。需要说明的是，对于该液晶眼镜210和液晶镜片200的其它必不可少的组成部分(例如镜架、封框胶等)可以采用适用的常规部件，这些都是本领域的普通技术人员所应该理解的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
本公开的至少一个实施例还提供了一种驱动本公开任一实施例提供的液晶盒的驱动方法。例如，如图8所示，该驱动方法包括以下的步骤。
步骤S10：向第一环形电极区中的环形电极施加第一组驱动信号。
步骤S20：向第二环形电极区中的环形电极施加第二组驱动信号。
例如，下面结合图3A和图3B示出的液晶盒对上述驱动方法进行示例性的说明。例如，在施加第一组驱动信号和施加第二组驱动信号的同时，可以向对置电极层施加对置电压信号。
例如，第一组驱动信号配置为驱动液晶层中对应的液晶分子，以形成液晶盒的第一菲涅尔波带片区；第二组驱动信号配置为驱动液晶层中对应的液晶分子，以形成液晶盒的第二菲涅尔波带片区。例如，第二菲涅尔波带片区的阶数小于第一菲涅尔波带片区的阶数。
需要说明的是，在本公开的实施例中，“向菲涅尔波带片区(例如，第一菲涅尔波带片区)施加驱动信号(例如，第一组驱动信号)”表示向对应于菲涅尔波带片区的环形电极和液晶分子施加驱动信号。
例如，施加到位于第一菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压可以彼此不同。例如，如图3C所示，在第一菲涅尔波带片区中的环形电极的数目为六个的情况下，对于第一菲涅尔波带片区中的从液晶盒中心向液晶盒边缘扩散的六个环形电极施加的电压可以分别为0V、1.77V、1.89V、2.16V、2.28V和2.72V。因此，对应于上述六个环形电极的液晶分子具有六种不同的偏转角(例如，每个环形电极对应的所有液晶分子具有相同的偏转角度，参见图3B)，由此对应于上述六个环形电极的液晶分子对入射其上的光线具有不同的折射率，进而可以使得第一菲涅尔波带片区的阶数(六阶)等于第一菲涅尔波带片区中的环形电极个数(六个)。
例如，施加到位于第二菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压可以彼此不同。例如，如图3C所示，在第二菲涅尔波带片区中的环形电极的数目为两个的情况下，对于第一菲涅尔波带片区中的从液晶盒中心向液晶盒边缘扩散的两个环形电极施加的电压可以分别为0V和2.16V，因此，对应于上述两个环形电极的液晶分子具有两个不同的偏转角，由此对应于上述两个环形电极的液晶分子对入射其上的光线具有不同的折射率，进而使得第二菲涅尔波带片区的阶数(两阶)等于第二菲涅尔波带片区中的环形电极个数(两个)。
例如，通过使得第一菲涅尔波带片区中的环形电极个数大于第二菲涅尔波带片区的环形电极的个数，并且使得第一组驱动信号中电压信号的个数(例如，具有不同电压值的电压信号的个数)大于第二组驱动信号中电压信号的个数，可以使得第二菲涅尔波带片区的有效折射率的个数(也即，液晶分子与液晶盒法线方向的夹角的个数)小于第一菲涅尔波带片区的有效折射率的个数，由此可以使得第二菲涅尔波带片区的阶数小于第一菲涅尔波带片区的阶数。
例如，在液晶盒透射率、焦距和液晶盒尺寸(例如，液晶盒的半径)为固定值的情况下，通过在液晶盒的边缘设置电极个数较少的第二环形电极区，可以提升位于液晶盒边缘位置处台阶的宽度(环带宽度不变，台阶数减少)，因此可以降低工艺难度，或者可以在相同的工艺水平下制造尺寸(例如，液晶盒的半径)更大的液晶盒。例如，在液晶盒的透射率、液晶盒的尺寸(例如，液晶盒的有效工作区域的半径)以及位于液晶盒的边缘位置处的台阶宽度为固定值的情况下，通过在液晶盒的边缘设置电极个数较少的第二环形电极区，可以使得液晶盒的焦距更小以及使得包括该液晶盒的眼镜的度数更大。因此，通过在液晶盒的边缘设置电极个数较少的第二环形电极区，可在保证透过率(也即，衍射效率)的情况下，增加该液晶盒的尺寸和/或降低该液晶盒的焦距，由此使得该液晶盒适用于制造液晶眼镜。
例如，施加到位于所述第一菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压可以沿环形电极的径向方向单调变化，由此可以降低驱动复杂性并且可以提升液晶分子(例如，液晶分子分布形态)的控制效果；例如，从菲涅尔波带片的中心到菲涅尔波带片的边缘的方向上，施加在第一菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压可以单调增加，但本公开的实施例不限于此。例如，施加到位于所述第二菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压可以沿环形电极的径向方向单调变化；例如，从菲涅尔波带片的中心到菲涅尔波带片的边缘的方向上，施加在第二菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压可以单调增加，但本公开的实施例不限于此。
例如，如图4所示，在液晶盒还包括第三菲涅尔波带片区的情形下，驱动方法还包括：向第三菲涅尔波带片区施加第三组驱动信号。
例如，如图4所示，第三菲涅尔波带片区与第一菲涅尔波带片区同心且围绕第一中间菲涅尔波带片区设置，第二菲涅尔波带片区围绕第三菲涅尔波带片区设置。
例如，在第三菲涅尔波带片区的阶数小于第一菲涅尔波带片区的阶数且大于第二菲涅尔波带片区的阶数的情况下，第三组驱动信号的个数可以等于第三菲涅尔波带片区的阶数(也即，施加在第三菲涅尔波带片区中的多个环形电极上的电压彼此不同)，由此，第三组驱动信号中电压信号的个数可以小于第一组驱动信号中电压信号的个数，并且大于第二组驱动信号中电压信号的个数。例如，在第三菲涅尔波带片区的阶数为4阶的情况下，对于从菲涅尔波带片的中心到菲涅尔波带片的边缘扩展的方向上的四个环形电极，施加的电压可以分别为0V、1.87V、2.12V和2.53V，但本公开的实施例不限于此。
例如，在第三菲涅尔波带片区的阶数等于第一菲涅尔波带片区的阶数的情况下，第三组驱动信号可以与第一组驱动信号相同(也即，包括的电压信号的数目相同且对应的电压信号的电压值相等)；在第三菲涅尔波带片区的阶数等于第二菲涅尔波带片区的阶数的情况下，第三组驱动信号可以与第二组驱动信号相同。例如，通过使得第三菲涅尔波带片区的阶数等于第一菲涅尔波带片区的阶数或第二菲涅尔波带片区的阶数，并且使得第三组驱动信号可以与第一组驱动信号或者与第二组驱动信号相同，可以在不增加驱动复杂性的情况下增加液晶盒形成的菲涅尔波带片的尺寸。
例如，如图5所示，在液晶盒还包括第四菲涅尔波带片区，第三菲涅尔波带片区的阶数等于第一菲涅尔波带片区的阶数，并且第四菲涅尔波带片区的阶数等于第二菲涅尔波带片区的阶数的情形下，上述驱动方法还包括：向第三菲涅尔波带片区施加第一组驱动信号(参见图9A)；以及向第四菲涅尔波带片区施加第二组驱动信号(参见图9A)；此处，第四菲涅尔波带片区与第三菲涅尔波带片区同心且围绕第三菲涅尔波带片区设置，并且第二菲涅尔波带片区围绕第四菲涅尔波带片区设置。例如，通过设置第四菲涅尔波带片区，并且使得第四菲涅尔波带片区的阶数等于第二菲涅尔波带片区的阶数以及在第四菲涅尔波带片区施加第二组驱动信号，可以在不增加驱动复杂性的情况下进一步地增加液晶盒形成的菲涅尔波带片的尺寸。
例如，对于图5示出的液晶盒，驱动方法还包括以下的步骤。
步骤S210：将施加到第一菲涅尔波带片区的信号由第一组驱动信号转变为第四组驱动信号，并将施加到位于第三菲涅尔波带片区中的环形电极的信号由第一组驱动信号转变为第五组驱动信号，以将第一菲涅尔波带片区和第三菲涅尔波带片区整体上合并为第一合并菲涅尔波带片区。
步骤S220：将施加到第二菲涅尔波带片区的信号由第二组驱动信号转变为第六组驱动信号，并将施加到第四菲涅尔波带片区中的信号由第二组驱动信号转变为第七组驱动信号，以将第二菲涅尔波带片区和第四菲涅尔波带片区整体上合并为第二合并菲涅尔波带片区，且第一合并菲涅尔波带片区的阶数大于第二合并菲涅尔波带片区的阶数。
例如，如图9B所示，第四组驱动信号和第五组驱动信号中电压信号的个数可以均等于第一组驱动信号的一半，相邻的第一环形电极和第二环形电极上施加的电压例如可以相同。例如，在第一组驱动信号为0V、1.77V、1.89V、2.16V、2.28V和2.72V的情况下，第四组驱动信号可以为0V、1.77V和1.89V，第五组驱动信号可以为2.16V、2.28V和2.72V，由此可以将第一菲涅尔波带片区和第三菲涅尔波带片区整体上合并为第一合并菲涅尔波带片区，并且第一合并菲涅尔波带片区的阶数(例如，可以为六阶)等于原第一菲涅尔波带片区的阶数和原第三菲涅尔波带片的阶数。
例如，如图9B所示，第六组驱动信号和第七组驱动信号中电压信号的个数可以均等于第二组驱动信号的一半，相邻的第一环形电极和第二环形电极上施加的电压例如可以相同。例如，在第二组驱动信号为0V和2.16V的情况下，第六组驱动信号可以为0V，第七组驱动信号可以为2.16V，以将第二菲涅尔波带片区和第四菲涅尔波带片区整体上合并为第二合并菲涅尔波带片区，并且第二合并菲涅尔波带片区的阶数(例如，可以为两阶)等于原第二菲涅尔波带片区的阶数和原第四菲涅尔波带片的阶数。因此，第一合并菲涅尔波带片区的阶数大于第二合并菲涅尔波带片区的阶数。
例如，通过将第一菲涅尔波带片区和第三菲涅尔波带片区整体上合并为第一合并菲涅尔波带片区，并且将第二菲涅尔波带片区和第四菲涅尔波带片区整体上合并为第二合并菲涅尔波带片区，可以增加第一合并菲涅尔波带片区和第二合并菲涅尔波带片区中台阶的宽度，由此可以使得菲涅尔透镜的焦距由f增加至2f，也即，可以使得包含该菲涅尔透镜的焦距的度数减半，进而可以使得用户在视力改善之后还能够使用相同的液晶眼镜，并且可以使得不同的用户可以共享同一副眼镜。
本公开的至少一个实施例提供了一种液晶盒及其驱动方法和液晶镜片，通过设置电极个数较少的第二环形电极区，可在保证透过率的情况下，增加该液晶盒的尺寸和/或降低该液晶盒的焦距，由此使得该液晶盒适用于制造液晶眼镜。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
显然，本领域的技术人员可以对本公开的实施例进行各种改动、变型、组合而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的实施例的这些修改、变型、组合属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (15)

1.一种液晶镜片，包括彼此层叠的第一液晶盒和第二液晶盒，
其中，所述第一液晶盒和所述第二液晶盒的结构彼此相同，且所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个包括：顺次设置的环形电极层、液晶层以及对置电极层；
所述环形电极层具有第一环形电极区和第二环形电极区，且包括从所述环形电极层的中心依次向外交替设置的多个第一环形电极和多个第二环形电极；
所述第二环形电极区与所述第一环形电极区同心且围绕所述第一环形电极区设置；
所述第一环形电极区中的环形电极个数大于所述第二环形电极区中的环形电极个数；
所述第一环形电极区用于驱动所述液晶层中对应的液晶分子，以形成所述第一液晶盒和所述第二液晶盒的每个的第一菲涅尔波带片区；
所述第二环形电极区用于驱动所述液晶层中对应的液晶分子，以形成所述第一液晶盒和所述第二液晶盒的每个的第二菲涅尔波带片区；
所述第二菲涅尔波带片区的阶数小于所述第一菲涅尔波带片区的阶数；以及
所述第一液晶盒的液晶层的取向方向和所述第二液晶盒的液晶层的取向方向在垂直于层叠方向的平面内彼此垂直。
2.根据权利要求1所述的液晶镜片，其中，所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个还包括第三菲涅尔波带片区；
所述第三菲涅尔波带片区与所述第一菲涅尔波带片区同心且围绕所述第一菲涅尔波带片区设置；
所述第二菲涅尔波带片区围绕所述第三菲涅尔波带片区设置；以及
所述第三菲涅尔波带片区的阶数小于所述第一菲涅尔波带片区的阶数且大于所述第二菲涅尔波带片区的阶数，或者所述第三菲涅尔波带片区的阶数等于所述第一菲涅尔波带片区的阶数或所述第二菲涅尔波带片区的阶数。
3.根据权利要求2所述的液晶镜片，其中，所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个还包括第四菲涅尔波带片区；
所述第四菲涅尔波带片区与所述第三菲涅尔波带片区同心且围绕所述第三菲涅尔波带片区设置，所述第二菲涅尔波带片区围绕所述第四菲涅尔波带片区设置；以及
所述第三菲涅尔波带片区的阶数等于所述第一菲涅尔波带片区的阶数，所述第四菲涅尔波带片区的阶数等于所述第二菲涅尔波带片区的阶数。
4.根据权利要求1-3任一所述的液晶镜片，其中，
所述环形电极层包括彼此电绝缘的第一电极层和第二电极层，其中，相比于所述第一电极层，所述第二电极层更靠近所述液晶层；
所述第一电极层包括从所述第一液晶盒和所述第二液晶盒的每个的中心依次向外扩散的同心且彼此电绝缘的多个所述第一环形电极；
所述第二电极层包括从所述第一液晶盒和所述第二液晶盒的每个的中心依次向外扩散的同心且彼此电绝缘的多个所述第二环形电极；以及
每个所述第一环形电极在所述第二电极层上的正投影的至少部分设置在对应的所述第二环形电极之间的间隙中。
5.根据权利要求4所述的液晶镜片，其中，
相邻的所述第二环形电极之间的间隙被对应的所述第一环形电极在所述第二电极层上的正投影完全覆盖。
6.根据权利要求5所述的液晶镜片，其中，
每个所述第一环形电极在所述第二电极层上的正投影的边缘与对应的所述第二环形电极的边缘正好相接。
7.根据权利要求1-3任一所述的液晶镜片，其中，
所述第一菲涅尔波带片区为圆形，所述第二菲涅尔波带片区为环形；
所述第一菲涅尔波带片区的半径大于所述第二菲涅尔波带片区的环宽；以及
在所述第一菲涅尔波带片区中，相邻的所述第二环形电极之间的间距均相等。
8.根据权利要求1-3任一所述的液晶镜片，其中，所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个还包括第一取向层和第二取向层；
所述液晶层包括多个液晶分子；
所述第一取向层设置在所述环形电极层的靠近所述液晶层的一侧；
所述第二取向层设置在所述对置电极层的靠近所述液晶层的一侧；以及
所述第一取向层和所述第二取向层配置为使得多个所述液晶分子的初始取向平行于所述第一取向层和所述第二取向层。
9.一种驱动如权利要求1-8任一所述液晶镜片的驱动方法，包括：
向所述第一环形电极区中的环形电极施加第一组驱动信号；以及
向所述第二环形电极区中的环形电极施加第二组驱动信号。
10.根据权利要求9所述的液晶镜片的驱动方法，其中，
所述第一组驱动信号配置为驱动所述液晶层中对应的液晶分子，以形成所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个的第一菲涅尔波带片区；
所述第二组驱动信号配置为驱动所述液晶层中对应的液晶分子，以形成所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个的第二菲涅尔波带片区；以及
所述第二菲涅尔波带片区的阶数小于所述第一菲涅尔波带片区的阶数。
11.根据权利要求10所述的液晶镜片的驱动方法，其中，
在所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个还包括第三菲涅尔波带片区的情形下，其中，所述第三菲涅尔波带片区与所述第一菲涅尔波带片区同心且围绕所述第一菲涅尔波带片区设置，所述第二菲涅尔波带片区围绕所述第三菲涅尔波带片区设置，以及
所述第三菲涅尔波带片区的阶数小于所述第一菲涅尔波带片区的阶数且大于所述第二菲涅尔波带片区的阶数，或者所述第三菲涅尔波带片区的阶数等于所述第一菲涅尔波带片区的阶数或所述第二菲涅尔波带片区的阶数，
所述驱动方法还包括：向对应于所述第三菲涅尔波带片区的所述液晶分子施加第三组驱动信号。
12.根据权利要求11所述的液晶镜片的驱动方法，其中，
在所述第一液晶盒和所述第二液晶盒中的每个还包括第四菲涅尔波带片区的情形下，其中，所述第四菲涅尔波带片区与所述第三菲涅尔波带片区同心且围绕所述第三菲涅尔波带片区设置，所述第二菲涅尔波带片区围绕所述第四菲涅尔波带片区设置，以及
所述第三菲涅尔波带片区的阶数等于所述第一菲涅尔波带片区的阶数，所述第四菲涅尔波带片区的阶数等于所述第二菲涅尔波带片区的阶数，
所述驱动方法还包括：
向对应于所述第三菲涅尔波带片区的所述液晶分子施加第一组驱动信号；以及
向对应于所述第四菲涅尔波带片区的所述液晶分子施加第二组驱动信号。
13.根据权利要求12所述的液晶镜片的驱动方法，还包括：
将施加到对应于所述第一菲涅尔波带片区的所述液晶分子上的信号由所述第一组驱动信号转变为第四组驱动信号，并将施加到对应于所述第三菲涅尔波带片区的所述液晶分子上的信号由所述第一组驱动信号转变为第五组驱动信号，以将所述第一菲涅尔波带片区和所述第三菲涅尔波带片区整体上合并为第一合并菲涅尔波带片区；
将施加到对应于所述第二菲涅尔波带片区的所述液晶分子上的信号由所述第二组驱动信号转变为第六组驱动信号，并将施加到对应于所述第四菲涅尔波带片区的所述液晶分子上的信号由所述第二组驱动信号转变为第七组驱动信号，以将所述第二菲涅尔波带片区和所述第四菲涅尔波带片区整体上合并为第二合并菲涅尔波带片区，且所述第一合并菲涅尔波带片区的阶数大于所述第二合并菲涅尔波带片区的阶数。
14.根据权利要求9-11任一所述的液晶镜片的驱动方法，其中，
施加到位于所述第一菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压彼此不同；以及
施加到位于所述第二菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压彼此不同。
15.根据权利要求14所述的液晶镜片的驱动方法，其中，
施加到位于所述第一菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压沿环形电极的径向方向单调变化；以及
施加到位于所述第二菲涅尔波带片区中的环形电极上的电压沿环形电极的径向方向单调变化。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11567326B1 (en) * 2019-11-18 2023-01-31 Meta Platforms Technologies, Llc Accommodation bifocal optical assembly and optical system including same
CN111308805B (zh) * 2020-04-01 2022-07-19 京东方科技集团股份有限公司 菲涅尔液晶透镜结构及显示装置
CN117015741A (zh) * 2022-02-28 2023-11-07 京东方科技集团股份有限公司 液晶透镜及其控制方法和制造方法、电子设备
US11733547B1 (en) * 2022-09-27 2023-08-22 Pixieray Oy Modulating impedance to segments of ground plane

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101057174A (zh) * 2004-04-13 2007-10-17 庄臣及庄臣视力保护公司 用于电活性液晶眼科设备的图案化电极
CN101889240A (zh) * 2007-12-06 2010-11-17 西铁城控股株式会社 液晶菲涅耳透镜
CN102193202A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 三星电子株式会社 利用衍射透镜的图像显示装置
CN102566064A (zh) * 2010-12-28 2012-07-11 三星电子株式会社 利用衍射元件的图像显示设备
TWI476499B (zh) * 2011-06-09 2015-03-11 Nat Univ Chung Hsing 多聚焦模式之繞射光學元件
CN106950776A (zh) * 2017-04-12 2017-07-14 上海天马微电子有限公司 宾主型液晶器件及其制造方法
CN107085316A (zh) * 2017-06-30 2017-08-22 京东方科技集团股份有限公司 液晶镜片和液晶眼镜

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8618345D0 (en) * 1986-07-28 1986-09-03 Purvis A Optical components
JPH05100201A (ja) 1991-10-09 1993-04-23 Seiko Epson Corp 可変焦点レンズ
JP4372648B2 (ja) 2004-09-13 2009-11-25 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
KR20130046116A (ko) * 2011-10-27 2013-05-07 삼성디스플레이 주식회사 2차원/3차원 전환 가능한 디스플레이 장치
KR102018759B1 (ko) 2013-03-08 2019-09-05 엘지디스플레이 주식회사 스위쳐블 프레넬 렌즈와 그 제조 방법
WO2017197533A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 Lensvector Inc. Flat liquid crystal layered fresnel lens device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101057174A (zh) * 2004-04-13 2007-10-17 庄臣及庄臣视力保护公司 用于电活性液晶眼科设备的图案化电极
CN101889240A (zh) * 2007-12-06 2010-11-17 西铁城控股株式会社 液晶菲涅耳透镜
CN102193202A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 三星电子株式会社 利用衍射透镜的图像显示装置
CN102566064A (zh) * 2010-12-28 2012-07-11 三星电子株式会社 利用衍射元件的图像显示设备
TWI476499B (zh) * 2011-06-09 2015-03-11 Nat Univ Chung Hsing 多聚焦模式之繞射光學元件
CN106950776A (zh) * 2017-04-12 2017-07-14 上海天马微电子有限公司 宾主型液晶器件及其制造方法
CN107085316A (zh) * 2017-06-30 2017-08-22 京东方科技集团股份有限公司 液晶镜片和液晶眼镜

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