CN1423136A - 液晶微距镜 - Google Patents

Abstract

本发明的液晶透镜有一对相互隔开放置以在其间形成一个空间的透明的上和下玻璃基片、一对设置在上玻璃基片下侧和下玻璃基片上表面的电极。在各电极中形成有多个圆孔。在所述空间中的充填液晶。所述液晶具有由电流形成并由紫外线辐射硬化的透镜结构。

Description

液晶微距镜

技术领域

本发明涉及一种用作在透镜组中形成图案的装置的液晶微距镜(microlens)。

背景技术

人们一般都知道具有如图14和15所示结构的接触式传感器。

参见图14，一个传感器110有一个其中装有一直线型发光元件(发光二极管(LED))组105的框架108、一个棒状透镜组106以及光接受元件组104。光接受元件组104包括一个形成在框架108底部处的基板103、一层装于基板103上的保护膜102以及一块包括多个光电转换器的传感器集成电路(IC)101。在框架108的上部装有一块其上放置一文本页109的透明板107。

在工作中，一从发光二极管组105射出的光束照射到文本页109上。光束漫射开，并且在文本页109的一条特定的阅读行处反射的光束穿过棒状透镜组106，以在光接受元件组104的传感器集成电路上形成文本上的图案。关于文本页阴影的信息由反射光线以光强度的形式传输，由传感器集成电路101转换成电信号并沿着扫描的方向连续地输出。在扫描了扫描方向上的一行之后，就对沿着垂直于该扫描方向的方向的下一行进行扫描。通过重复这样的扫描操作，就将文本页109上的二维信息依时间顺序转换成电信号。图15示出了图14中所示的接触式传感器110的棒状透镜组106的布置以及其工作方式。

下文将参照图16a至16c，对棒状透镜组106的原理和构造进行描述。棒状透镜组106的各个棒状透镜都是一个渐变折射率的透镜，它们的折射率分布如图16a所示。图16b示出了一个光束穿过棒状透镜的传播。

在图16a中，折射率n的分布可以大致表示为：

n＝n₀(1-(A/2)r²)式中n₀是在光轴上的折射率，r是离开光轴的径向距离以及A是折射率常数。在折射率大的区域，光束趋向于传播得慢，而在折射率小的区域传播得快。

由于这样的特性，进入棒状透镜的光束沿着一条根据折射率分布的弯曲前进的间距(winding interval)P的路径传播，并如图16a和16b所示地从透镜的另一个端射出。

如图16c所示，通过设置适合的与弯曲前进的间距相关的棒状透镜长度Z0，就可以在棒状透镜相对侧的距离TC处产生一个大小相同的一图像Q的直立图像Q″。图15中也示出了该图像形成过程。

在图16中的标记L₀是棒状透镜和物体Q(Q″)之间的物距。

棒状透镜具有如下的特性。

(1)棒状透镜的端面是平直的，且重量轻。

(2)可以根据棒状透镜的长度任意改变所形成的图像的状况。

(3)图像可以形成在透镜的端面上，而且可以提供一种短焦距的透镜。

(4)透镜的光轴与几何中心一致，以可方便地调节透镜。

使玻璃棒具有这样的折射率分布的方法包括离子注入法、分子填料法以及离子交换法。在棒状透镜的情况中，使用离子交换法来使分布均匀对称。

参见图17，离子交换法采用了一个装有高温熔盐113的加热炉112。一根玻璃棒116浸入在熔盐113中以使玻璃棒中的碱离子A和熔盐113中的碱离子B相互交换。结果，在玻璃棒中就形成了与上述折射率成比例的离子密度分布。

但是，这样形成的棒状透镜存在以下的问题。

(1)为了制造棒状透镜，需要提供用来转换处理的装置，使制造成本上升。

(2)为原物体和所形成图像之间距离的共轭长度TC只能从一组棒状透镜产品中选取。这样，就无法缩短距离TC以制造薄型的接触式传感器。

为了解决该问题，人们提出了一种使用如图18a和18b所示的一种已知液晶透镜来替代棒状透镜组的透镜。在已知的出版物OplusE.，Kabushiki KaishaShingjutsu Communication 1998年10月第20卷第10期中，就描述了液晶透镜的构造和特征，并描述了液晶光学元件和它们的应用：液晶微距镜，的特点。

为了用液晶做成用作透镜的光学元件，成为媒介的一个液晶层可以成形为如玻璃透镜形状的透镜。或者，光学元件可以构造成具有一种空间折射率。在一个向列液晶元件中，液晶分子沿着电场的方向排列。这样，由于在相对轴线对称且不均一的电场中的液晶分子的分布效果，就可以提供一种具有空间折射率的透镜。当采用了这样的液晶透镜时，就易于得到一种多个微型透镜在一平板中沿两个方向布置的微距镜组。

参见图18a和18b，向列液晶元件121包括一片透明的下玻璃基片123、一片透明的上玻璃基片122、一个在透明的下玻璃基片123上的图案电极124a、一个形成在透明的上玻璃基片122的下侧上的图案电极124c、一个在电极124a上的透明对齐层125a、一个在电极124c上的透明对齐层125b以及一个设在对齐层125a和125b之间的封闭件127。图案电极124a由一层导电电极膜形成，并有多个圆孔124b；图案电极124c也由一层导电电极膜形成，并也有多个圆孔124d。诸圆孔124d中的每一个都与相对的孔124b形成为同心。在封闭件127与对齐层125a和125b所形成的空间中注入一种液晶材料128。摩擦(rub)对齐层125a和125b以使各层的排列是相互逆平行和均匀的。图案电极124a和124c放置成孔124b和孔124d重合。

当对液晶元件121施加了一个高于一临界值的电压时，电压如图19a中的等压线所示地分布。如图中所示，电场强度的空间分布随着离开图案电极124a(124b)的孔124b(124d)中心的径向距离的增大而增大，也就是说，分布是对称于元件的轴线的。

在图19b中，将液晶材料128的剖面分割成多个由等压线和竖向分割线划分的区域，并且示出了每个区域的典型导向极子(director)。

也就是说，当施加了一个大于临界电压的电压时，液晶分子就排列成对齐层所决定的液晶阻力和电场引起的排列力平衡下的方向。更具体地说，如图19b所示，在靠近孔周围的部分处液晶分子相对基片水平方向的倾斜角度最大，并且向着图案的中心部分倾斜变小。换言之，由于液晶分子是沿着对称于轴线的电场分布排列的，所以有效的折射率也是这样分布的，在靠近电极的孔124b周围处减小和在孔的中心处增大。这样，尽管液晶透镜的端面是平直的，但是它具有凸透镜的特性。

当将液晶微距镜替代棒状透镜应用到如图14所示传感器110的传感器时，就可以在传感器的接受部分形成一个文字的图像以进行扫描。液晶微距镜比棒状透镜薄，就可以制造出厚度更薄的传感器。此外，液晶微距镜的制造方法也比棒状透镜的离子交换方法更为简单。不仅如此，通过控制施加在电极上的电压就可以控制液晶的折射率，从而能够根据需要来设置所要的分辨能力、景深、亮度及焦距。因此就可以提供一种轻便的透镜。

但是，当液晶微距镜适用于接触式传感器以读入文本上的图案时，就出现了以下问题。

(1)必须在读入文本的全部时间中都对液晶透镜的电极施加电压，从而电能的消耗增加。因此在电池驱动的传真机的手提式扫描器中，电池的寿命就缩短。

(2)根据施加在液晶微距镜上的电压是交电流还是直流电以及电平，必须在传感器的电源中设置一个液晶驱动集成电路，这使制造的成本提高。

(3)由于施加电压后液晶分子排列成所要求的方向上需要一些时间，所以就必需有视响应速度而定的一段响应时间。因此在扫描器开始扫描之前就需要一段等待的时间，这使传感器的可操作性变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决了上述问题的液晶微距镜。

根据本发明，提供了一种液晶透镜，它包括一对相互隔开放置以在其间形成一个空间的透明的上和下玻璃基片、一对设置在上玻璃基片下侧和下玻璃基片上表面的电极、一个形成在各电极上的对齐层、至少一个电极带有至少一个孔、充填在所述空间中的紫外线可处理液晶材料，所述液晶材料具有由电流形成并由紫外线辐射硬化的透镜结构。

此外，提供了一种液晶透镜，它包括一对相互隔开放置以在其间形成一个空间的透明的上和下玻璃基片、一对设置在上玻璃基片下侧和下玻璃基片上表面的电极、一个形成在各电极上的对齐层、各电极带有多个圆孔、一个电极的各孔与另一个电极的孔相对、充填在所述空间中的紫外线可处理液晶材料，所述液晶材料具有由电流形成并由紫外线辐射硬化的透镜结构。

本发明的这些和其它目的和特征会从下文参照附图的详细描述中变得更为清晰。

附图简述

图1a是根据本发明第一实施例的一个液晶微距镜的剖面图；

图1b是表示图1a所示液晶微距镜的电极的立体图；

图2a至2d是在图1a所示液晶微距镜中的电压分布图；

图3是表示在该液晶微距镜中的电场强度和折射率之间关系的曲线图；

图4是液晶微距镜的工作方式图；

图5是表示在该液晶微距镜中物距和像距之间关系的曲线图；

图6是采用本发明的液晶微距镜的一个接触式传感器的说明图；

图7是另一个接触式传感器的说明图；

图8是根据本发明第二实施例的一个复合式液晶微距镜的剖面图；

图9a和9b是当图8所示微距镜的两个液晶元件组装起来时的工作方式图；

图10a是采用了图8所示复合式液晶微距镜的一个接触式传感器的说明图；

图10b是图10a所示传感器中的复合式液晶微距镜的工作方式图；

图11是根据本发明第三实施例的一个液晶微距镜的剖面图；

图12a至12c是图11所示微距镜中的液晶分子排列图；

图13a和13b是在图11所示液晶元件中的电压分布图；

图14是一个传统的接触式传感器的说明图；

图15是用于图14所示传统传感器中的一棒状透镜组的工作方式图；

图16a至16c解释棒状透镜组工作原理图；

图17是用来实现棒状透镜的一折射率分布的离子交换方法的图；

图18a是一个传统的液晶微距镜的剖面图；

图18b是用于图18a所示液晶微距镜中的电极的立体图；以及

图19a和19b是在图18a所示液晶微距镜中的电压分布图。

具体实施方式

下文参照图1a和1b对根据本发明的液晶微距镜的第一个实施例进行描述。图1a是一个用于接触式传感器的液晶微距镜的剖面图，图1b是用在图1a所示的微距镜中的电极的立体图。

参见图1a和1b，一个用于接触式传感器的液晶微距镜10包括一片透明的下玻璃基片23、一片透明的上玻璃基片22、一个在透明的下玻璃基片23上的图案电极24a、一个形成在透明的上玻璃基片22的下侧上的图案电极24c、一个在电极24a上的透明对齐层25a、一个在电极24c上的透明对齐层25b以及一个设在对齐层25a和25b之间的封闭件27。图案电极24a由一层导电电极膜形成，并有多个圆孔24b；图案电极24c也由一层导电电极膜形成，并也有多个圆孔24d。诸圆孔24d中的每一个都与相对的孔24b形成为同心。在封闭件27与对齐层25a和25b所形成的空间中注入一种由紫外线照射硬化的液晶材料28或一种紫外线可处理的液晶材料28。

液晶材料28是一种液晶聚合物，它在用紫外线辐射时聚合，并从而变成塑性材料。例如，该材料是一种包括一种单功能丙烯酸盐或一种有部分液晶结构的单功能偏丙烯酸盐的聚合液晶合成物，并且它在室温下呈现互变向列液晶相(enantiotropic nematic liquid crystal phase)。

摩擦对齐层25a和25b以使各层的排列相互逆平行和均匀。在本实施例中，图案电极24a和24c不一定要是透明的。图案电极24a和24b放置成孔24b和孔24d重合。

当对液晶微距镜10施加了一个高于一临界值的电压时，电压如图2a中的等压线所示地分布。在这里，电场强度是与等压线之间的间距成反比例的。如图3，液晶微距镜10的电场强度E的空间分布随着离开图案电极24a(24c)的孔24b(24d)中心r0的径向距离r的增大而增大。图3所示的强度E0是在孔24b中心处的强度。

现在来解释液晶材料28导向极子的方向，当所施加的电压为零时，方向是水平的，平行于如图2b所示的摩擦方向。当施加电压时，导向极子的倾斜随着电场强度而增大，如图2c所示。

在图2c中，将液晶材料28的剖面分割成多个由等压线和竖向分割线划分的区域，并且示出了每个区域的典型导向极子。如图所示，在等压线之间的间距小、电场强度大之处，向垂直方向的倾斜增大。随着倾斜的增大，在垂直方向上的折射率减小。结果，如图3所示，折射率随着距离r的增加二次方地减少。在图中的折射率n0是在孔24b中心处的折射率。液晶微距镜10具有这样的一个折射率n的特性。

在这样施加电压的同时，液晶材料28受到紫外线的照射。因此，液晶材料就产生光聚合。也就是说，液晶分子在保持着其方向的同时聚合，并且对其晶体结构固定。因此，即使在电压切断后导向极子仍保持倾斜，故折射率的分布会呈现出与以上所述相同的特性。这样，液晶材料28就成为了一个具有透镜效果的聚合物。因此，液晶微距镜10即使在电压切断后也可用作一个透镜。

微距镜10可以在使用时从玻璃基片22和23任一或两者上剥离，以减轻透镜的重量。

下文对液晶材料28的一个例子进行描述。制备一种聚合的液晶合成物(A)，它包括47.5份重量的由下面公式所表示的化合物：

47.5份重量的由下面公式所表示的化合物：

以及5份重量的由下面公式所表示的化合物：所制得的合成物(A)在室温(25℃)下呈现出互变的向列相。异常光折射率ne是1.67，而正常光的折射率n0是1.51，并且介电常数的异向性是+0.7。加入一份重量的聚合液晶合成物(B)以作为光聚合引发剂，它包括一种Ciba-Geigy产品的IRG-651。

在液晶微距镜10的一个例子中，电极24a和24c的相应孔24b和24d的直径D为0.3毫米并且如上制备的液晶材料28的厚度为0.1毫米。对液晶材料28施加5.1伏特的电压，从而给予其一个依据液晶的排列分布而定的折射率分布。这样的分布可以用一偏振显微镜以同心干涉条纹的形式观察到。强度为1毫瓦/厘米²的紫外线在这样的条件下辐射两分钟，从而形成一个聚合透镜。由于聚合作用，即使不再施加电压，折射率的分布也保持下来。结果就可以获得一个具有凸透镜特征且焦点直径为0.01毫米的聚合透镜。

已经确认，即使透镜加热到150℃，透镜的效果也不会发生变化，因此温度和折射率之间是无关的。

参见图4，图中示出了第一液晶微距镜10的工作方式，一个放置在离开液晶微距镜物距为L1处的物体Q被倒置形成了一个在透镜10对面的像距L2处的图像Q′。图5示出了随着液晶微距镜的物距L1的变化而引起的像距L2的变化。亦即，当物距L1大大地超过一个预定的焦距时，像距L2就随着物距L1的增大而减小。在另一方面，测得的数据显示所形成的图像Q′的尺寸与原物体Q的尺寸的比值，亦即图像放大率m，总是为L2/L1。因此，如果选择了适合的物距L1，就可以在一定的范围内获得所要的图像放大率m。当图像放大率是1时，物距L1或像距L2就取决于液晶微距镜的尺寸和聚合时施加的电压。因此，距离L1和L2可以在应用到一传感器中时调节成适合的值。

参见图6，它示出了一个装配了一个图1a所示的液晶微距镜以替代图14所示的传统棒状透镜组106的接触式传感器20，该传感器20有一个于其中安装直线型发光二极管组45和光接受元件组44的框架48。光接受元件组44包括一个形成在框架48底部处的基板43、一层装于基板43上的保护膜42以及一块包括多个光电转换器的传感器集成电路(IC)41。在框架48的上部装有一块其上放置一文本页49的透明板47。复合液晶微距镜10安装在透明板47和光接受元件组44之间的框架48中心部分中。

在工作中，从发光二极管45发出的光束照射在文本页49上。光束漫射开，并且在文本页49的一条特定的阅读行处反射的光束穿过各组孔24b和24d及液晶材料28，以在光接受元件组44的传感器组列上形成图案。关于文本页阴影的信息由反射光线以光强度的形式传输，由传感器转换成电信号并沿着扫描的方向连续地输出。在扫描方向上扫描了一行之后，就对沿着垂直于该扫描方向的方向的下一行进行扫描。通过重复这样的扫描操作，就将文本页49上的二维图像信息依时间顺序转换成电信号。

传感器20具有以下的优点：

(1)在聚合之后，微距镜10不施加电压就具有与棒状透镜相同的弯曲前进的间距。因此，在一个由电池驱动的手提式扫描器(如用于传真机的扫描器)中，就无需在传感器工作时施加电压，所以与采用传统液晶微距镜的传感器相比，电能的消耗减少。

(2)无需设置在传统传感器中用来驱动液晶的集成电路，从而降低了制造成本。

(3)液晶的分子已经排列在所要求的方向上，所以无需在电源接通之后等待微距镜作好工作的准备。这样就改善了传感器的可操作性。

因此，应用了该微距镜10的接触式传感器优于采用图14所示传统棒状透镜组106的接触式传感器，其更优之处如下：

(1)液晶微距镜10比棒状透镜更薄，所以可以减小传感器的厚度。

(2)微距镜10可以与带有二维布置的微型透镜的普通微距镜组的制造方法相同的方法来制造，亦即，以比通过离子交换法形成棒状透镜简便得多的方法来制造。

(3)通过控制施加在紫外线硬化液晶的聚合过程的电压就可以调节液晶的折射率，从而能够为各种装置根据需要任意设置分辨能力、景深、亮度及焦距。

参见图7，它示出了传感器的另一个例子。在一个接触式传感器15中，无上玻璃基片22的微距镜10附着在透明板47的下表面上。因此，在透明板47上的文本页49和微距镜10之间的物距以及微距镜10和光接受元件组44之间的像距就变短。这样就可以生产出更薄的传感器。

图8示出了一个第二实施例，其中提供了一个复合式液晶微距镜。

一个用于接触式传感器的复合式液晶微距镜30包括一个作为第一液晶透镜的第一向列液晶元件10a、一个作为第二液晶透镜的向列液晶元件10b以及插入在第一和第二液晶元件10a和10b之间的一块透明中间玻璃板31。

第一向列液晶元件10a的结构与图1a和1b所示的液晶透镜的结构相同。与图1a和1b中的编号相同的编号标识了图8中的相同部分，并且省去了对它们的描述。

类似的，第二液晶元件10b包括一片透明的下玻璃基片33、一个带有多个圆孔34b的图案电极34a、一个设在电极34a上的透明对齐层35a以及一个设在对齐层35a的边缘部分上的封闭件37。在封闭件37上装有一上透明玻璃基片32和一对齐层35b，在玻璃基片32的下侧上形成有一个带多个圆孔34d的图案电极34c，且各个圆孔34d与孔34b同心。一对孔34b和34d是与一对相对的孔24b和24d同心的。在封闭件37和对齐层35a和35b形成的空间中注入液晶材料28。摩擦对齐层35a和35b以使各层的排列是相互逆平行和均匀的。第一液晶元件10a的下玻璃基片23和第二液晶元件的上玻璃基片32其间插入中间玻璃板31地相互粘附在一起，从而形成微距镜30。第一元件10a的孔24b、24d和第二元件10b的孔34b、34d适于相互重合。

如图9a所示，轴向对称地放置第一液晶元件10a和第二液晶元件10b。第一液晶元件10a所形成的物体Q的倒置图像Q′由第二液晶元件10b在像距L2处再倒置，形成一个直立的图像Q″。根据上述的原理，与物体Q大小相同的倒置像Q′的位置随着物距L1的变化而变化，而且像距L2也是。测得的结果显示，直立图像Q″的尺寸与原物体Q的尺寸的比值，亦即最终的图像放大率M，大致为L2/L1。因此，通过选择适合的物距L1使L1＝L2＝L0(图9b)，图像放大率M就是1。两液晶元件之间这样的相配关系就可提供与原物体Q大小相同的直立图像Q″。微距镜的物距可以通过改变玻璃板31的厚度来任意变化。这使物体和图像之间的距离TC的长度发生变化。也就是说，TC长度在焦距缩短时趋向于变短。可以通过选择在液晶材料28聚合时的适合电压来控制焦距。

第二实施例的液晶微距镜30还可以改动为将玻璃板31和第一液晶元件10a的下玻璃基片23和第二液晶元件10b的上玻璃基片32合并起来，以简化液晶微距镜30的结构。从而孔24b、24d、32b及32d可以更为精确地对齐。在液晶微距镜30的另一个修改变型中，第一液晶元件10a的上玻璃基片22和图案电极24c以及第二液晶元件的下玻璃基片33和图案电极34a可以在聚合硬化了的液晶材料28之后剥离。这样，微距镜就在结构上更简化，所要求的空间也更少。

参见图10a，它示出了一个装配了复合式液晶微距镜30来替代传统的棒状透镜组的接触式传感器50，该传感器50有一个其中安装直线型发光二极管组55和光接受元件组54的框架58。光接受元件组54包括一个形成在框架58底部处的基板53、一层装于基板53上的保护膜52以及一块包括多个光电转换器的传感器集成电路(IC)51。在框架58的上部装有一块其上放置一文本页59的透明板57。复合式液晶微距镜30安装在透明板57和光接受元件组54之间的框架48的中心部分中。

其中略去了玻璃基片和其它部分的图10b示出了复合式液晶微距镜的工作方式。如图10b所示，复合式液晶微距镜30包括多个微距镜，各个微距镜具有与孔24b、24d、34b及34d相同的直径。在工作中，从发光二极管组55发出的一束光束照射在文本页59上。光束漫射开，并且在文本页59的一条特定的阅读行处反射的光束穿过各组孔24b、24d、34b及34d和液晶材料28，以在光接受元件组54的传感器组列上形成图案。关于文本页阴影的信息由反射光线以光强度的形式传输，由传感器转换成电信号并沿着扫描的方向连续地输出。在扫描方向上扫描了一行之后，就对沿着垂直于该扫描方向的方向的下一行进行扫描。通过重复这样的扫描操作，就将文本页59上的二维图像信息依时间顺序转换成电信号。

本实施例的复合式液晶透镜比之传统的棒状透镜组具有以下的优点：

(1)棒状透镜组的TC长度只能从一组产品中选取，所以不可能减小TC长度以制造薄型的接触式传感器。但是，复合式液晶微距镜使形成任意TC长度的透镜成为可能，所以可制造薄型的接触式传感器。

(2)由于在本发明的复合式液晶透镜中可以提供比传统的棒状透镜组直径更小的透镜，所以当获得了适合的物距时，景深就增大，从而提高了图像的分辨能力。此外，由于在这样的状况下透镜的密度增加，所以图像的亮度就不会降低。

参见图11，根据本发明第三实施例的一个液晶微距镜60的结构与第一实施例的液晶微距镜10的结构相同。微距镜60与微距镜10的不同之处在于设置了液晶层68而不是液晶材料28。液晶层68是用一种液晶合成材料制成的，该液晶合成材料包括5％或更少的混有向列液晶的紫外线硬化液晶聚合物。向列液晶例如是ZL1-2471，Merck & 有限公司的一种产品。

当对电极24a和24c施加电压时，向列液晶和液晶聚合物的分子都根据如图12a中所示的所施加的电场的方向来排列。在仅使紫外线硬化液晶材料聚合和硬化的条件下用紫外线照射微距镜60。紫外线硬化液晶的聚合网络保持了向列液晶的排列。因此，向列液晶的各种排列即使在切断了电压供压之后也保持为如图12b所示。这样，液晶层68就具有如图1a所示的微距镜10的凸透镜效果。即使在液晶层聚合和硬化之后，当大于一个预定值的电压施加在电极上时，在向列液晶中的分子排列会变化为如图12c所示，从而能够对液晶透镜60的透镜效果进行调节。

本发明第三实施例的液晶微距镜60具有微距镜10的无需施加电压就可获得透镜的特性的优点，而且它还具有可以通过在使用时施加电压调节透镜的焦距的优点。因此，当微距镜用于图6所示的传感器20或者图10所示的传感器50时，就改善了传感器的可操作性。

图13a和13b示出了本发明第四实施例的一个液晶微距镜70。参见图13a，虽然在下玻璃基片23上如第一实施例中一样形成了带有多个孔24b的图案电极24a，但是在上玻璃基片22的下侧上形成的是一透明的电极34。其它结构与第一实施例相同。

当在电极24a和34上施加电压时，就产生如图13b中的等压线所示的电压分布。更具体地说，电场强度在径向离开孔24b的中心更远时变得更强，从而形成与图3中相似的折射率分布。这样，由于在液晶材料28中的分子排列方向各异，所以折射率的分布是不均匀的，就具备了凸透镜的特性。当辐射紫外线以进行聚合时，该特性即使在电压切断后也保持下来。

可以将液晶微距镜70修改为微距镜具有图11的液晶层68，该液晶层68包括有与向列液晶混合的液晶聚合物的液晶合成材料。

从前面的描述可以理解，本发明提供了一种用于接触式传感器的液晶微距镜，该液晶微距镜无需在使用传感器时施加电压，所以减少了电能的消耗。该传感器无需为驱动液晶而设置集成电路，所以制造成本降低。缩短了由响应速度而定的响应时间，所以传感器可以快速启动。

尽管本发明是结合较佳的特定实施例进行描述的，但人们会理解，本说明书是为了说明而非限制本发明的保护范围，本发明的保护范围是由所附的权利要求书来定义的。

Claims (3)

1.一种液晶透镜，它包括：

一对相互隔开放置以在其间形成一个空间的透明的上和下玻璃基片；

一对设置在上玻璃基片下侧和下玻璃基片上表面的电极；

一个形成在各电极上的对齐层；

至少一个电极带有至少一个孔；

充填在所述空间中的紫外线可处理液晶材料；

所述液晶材料具有由电流形成并由紫外线辐射硬化的透镜结构。

2.一种液晶透镜，它包括：

一对相互隔开放置以在其间形成一个空间的透明的上和下玻璃基片；

一对设置在上玻璃基片下侧和下玻璃基片上表面的电极；

一个形成在各电极上的对齐层；

各电极带有多个圆孔，一个电极的各孔与另一个电极的孔相对；

充填在所述空间中的紫外线可处理液晶材料；

所述液晶材料具有由电流形成并由紫外线辐射硬化的透镜结构。

3.如权利要求2所述的液晶透镜，其特征在于：它还包括混合在紫外线可处理的液晶材料中的向列液晶。

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