電潤濕液體透鏡、制作方法以及應用該液體透鏡的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光學透鏡技術領域，尤其涉及一種電潤濕液體透鏡、制作方法以及應用該液體透鏡的設備。
【背景技術】
[0002]可變焦透鏡在手機、攝像機、顯微鏡等集成成像設備中有廣泛的應用。傳統(tǒng)的變焦透鏡是由多片透鏡組合而成，采用機械裝置調(diào)節(jié)鏡片間相對位置達到變焦的目的。因此，結(jié)構復雜、能耗高、易磨損等成為傳統(tǒng)變焦系統(tǒng)的主要缺點。為克服上述缺點，液體變焦不失為一種好辦法，要實現(xiàn)液體變焦有3種途徑:(I)改變可變焦液體透鏡內(nèi)部折射率，采用物理化學方法改變液體密度透過率等內(nèi)在參數(shù)；(2)改變液體表面曲率，通過對液體表面加壓，改變腔體表面曲率半徑，實現(xiàn)連續(xù)變焦；(3)基于電潤濕效應，改變液體透鏡內(nèi)部液體分布，實現(xiàn)透鏡的整體形變進行調(diào)焦。電潤濕可變焦液體透鏡具有結(jié)構簡單、成本低、耗電量小、壽命長、易于實現(xiàn)陣列型結(jié)構和集成、響應速度快等優(yōu)點，因而被越來越多的人們關注。
[0003]近年來，國外多家科研機構在電潤濕型可變焦液體透鏡方面，取得很大成就?，F(xiàn)有技術中，電潤濕型可變焦液體透鏡的主要缺點集中在以下幾點:第一，普通管狀液體透鏡只能改變焦距，光軸不穩(wěn)定，不能精確定焦距，不便于制作和進行數(shù)字控制；第二，采用大液滴的液體透鏡的驅(qū)動電壓大且焦距變化范圍小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題，在于提供一種光軸穩(wěn)定、可以精確定焦距、驅(qū)動電壓小且焦距變化范圍大的電潤濕液體透鏡以及應用該液體透鏡的設備。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題，還在于提供一種簡單易操作的電潤濕液體透鏡制作方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是:
本發(fā)明提供了一種電潤濕液體透鏡，包括:容器、電解質(zhì)液體以及非電解質(zhì)液體，電解質(zhì)液體和非電解質(zhì)液體容置于所述容器內(nèi)且在所述容器內(nèi)形成一界面，所述容器加電后能夠?qū)λ鲭娊赓|(zhì)液體施加電壓以改變所述界面的形狀，所述容器的內(nèi)壁設有第一涂層，所述第一涂層對所述電解質(zhì)液體的親和性弱于其對所述非電解質(zhì)液體的親和性，所述內(nèi)壁還設有對所述界面起定位作用的定位格。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進，所述內(nèi)壁和第一涂層之間設有定位層，所述定位層設有環(huán)狀定位墻，相鄰所述定位墻之間形成所述定位格。
[0008]作為上述技術方案的進一步改進，所述內(nèi)壁和所述定位層之間設有導電層。
[0009]作為上述技術方案的進一步改進，所述容器包括導電蓋板、導電基板以及置于所述導電蓋板和導電基板之間的腔體管，所述導電層和定位層置于所述腔體管內(nèi)壁和第一涂層之間。
[0010]作為上述技術方案的進一步改進，所述第一涂層由絕緣疏水材料涂覆而成。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進，所述導電層包括至少兩塊沿所述容器軸線方向分隔而成的電極。
[0012]作為上述技術方案的進一步改進，所述定位層為采用光刻工藝形成的微米結(jié)構。
[0013]本發(fā)明提供了一種電潤濕液體透鏡的制作方法，包括:將腔體管的表面浸涂光刻膠，經(jīng)光刻形成定位層；在所述定位層內(nèi)表面涂鍍導電層；在所述導電層的表面涂覆絕緣疏水層；將所述腔體管與基板粘接；向腔體管內(nèi)先后注入電解質(zhì)液體與非電解質(zhì)液體直至注滿；用蓋板將腔體管的上端開口封蓋。
[0014]本發(fā)明提供了一種手機，其包括如上所述的電潤濕液體透鏡。
[0015]本發(fā)明還提供了一種數(shù)碼相機，其包括如上所述的電潤濕液體透鏡。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明電潤濕液體透鏡采用了定位格對界面進行精確定位，能夠使在一定電壓范圍內(nèi)的界面保持不變，進而達到精確變焦、數(shù)字化變焦，且能夠解決大液滴驅(qū)動電壓大、焦距改變范圍小的問題。
[0017]采用了本發(fā)明電潤濕液體透鏡的設備也就能夠達到精確、數(shù)字化變焦的效果，且驅(qū)動電壓小、焦距改變范圍大。
[0018]本發(fā)明電潤濕液體透鏡的制作方法，采用了光刻的制作原理，能夠準確地構建定位墻，保證定位格的定位精度，而且易于制造。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明電潤濕液體透鏡的第一種實施方式的結(jié)構示意圖；
圖2是本發(fā)明電潤濕液體透鏡第一種實施方式的電極分布示意圖；
圖3是本發(fā)明電潤濕液體透鏡第二種實施方式的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構思、具體結(jié)構及產(chǎn)生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關系，并非單指構件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構。本發(fā)明中的各個技術特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0021]圖1和圖2示出了本發(fā)明電潤濕液體透鏡的第一種實施方式的具體結(jié)構。請一并參照圖1和圖2，本發(fā)明電潤濕液體透鏡包括容器11、電解質(zhì)液體12以及非電解質(zhì)液體13，電解質(zhì)液體12和非電解質(zhì)液13體容置于所述容器11內(nèi)且在所述容器11內(nèi)形成一界面14，所述容器11加電后能夠?qū)λ鲭娊赓|(zhì)液體12施加電壓以改變所述界面14的形狀。非電解質(zhì)液體13可以是如同十六烷的烷烴或硅油或者其混合物，電解質(zhì)液體12可以是水或諸如氯化鈉水溶液的鹽溶液。
[0022]容器11包括導電蓋板I la、導電基板Ilb以及置于所述導電蓋板Ila和導電基板Ilb之間的腔體管11c，所述腔體管Ilc的內(nèi)壁設有第一涂層15，所述第一涂層15對所述電解質(zhì)液體12的親和性弱于其對所述非電解質(zhì)液體13的親和性，所述腔體管Ilc的內(nèi)壁和第一涂層15之間還設有導電層17和定位層16，所述定位層16就是指環(huán)繞所述腔體管Ilc的內(nèi)壁設置的定位墻16a，相鄰所述定位墻16a之間形成呈凹陷狀、對所述界面14起定位作用的定位格，所述第一涂層15由絕緣疏水材料涂覆而成。
[0023]本實施方式中的腔體管Ilc的材質(zhì)優(yōu)選但并不局限于玻璃，還可以是金屬或柔性的聚合物，比如PET、P1、PDMS、PMMA等。
[0024]第一涂層15為單層絕緣疏水性材料，優(yōu)選地AF1600，AF1601，AF1600X, Hyflon,Cytop或者氟化聚酰亞胺等表面疏水性的絕緣性薄膜材料；在不同的實施例中，第一涂層15也可以分為兩層:絕緣層和疏水層，即先在導電層17之上涂布一層電介質(zhì)材料如氧化硅層或氮化硅層，具有10-500nm的厚度，形成絕緣層；然