電潤濕液體透鏡、制作方法以及應(yīng)用該液體透鏡的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)透鏡技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電潤濕液體透鏡、制作方法以及應(yīng)用該液體透鏡的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]可變焦透鏡在手機(jī)、攝像機(jī)、顯微鏡等集成成像設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的變焦透鏡是由多片透鏡組合而成，采用機(jī)械裝置調(diào)節(jié)鏡片間相對位置達(dá)到變焦的目的。因此，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高、易磨損等成為傳統(tǒng)變焦系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)。為克服上述缺點(diǎn)，液體變焦不失為一種好辦法，要實(shí)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(xué)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(shí)現(xiàn)連續(xù)變焦；(3)基于電潤濕效應(yīng)，改變液體透鏡內(nèi)部液體分布，實(shí)現(xiàn)透鏡的整體形變進(jìn)行調(diào)焦。電潤濕可變焦液體透鏡具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、耗電量小、壽命長、易于實(shí)現(xiàn)陣列型結(jié)構(gòu)和集成、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，因而被越來越多的人們關(guān)注。
[0003]近年來，國外多家科研機(jī)構(gòu)在電潤濕型可變焦液體透鏡方面，取得很大成就。現(xiàn)有技術(shù)中，電潤濕型可變焦液體透鏡的主要缺點(diǎn)集中在以下幾點(diǎn):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(jìn)行數(shù)字控制；第二，采用大液滴的液體透鏡的驅(qū)動(dòng)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(shù)問題，在于提供一種光軸穩(wěn)定、可以精確定焦距、驅(qū)動(dòng)電壓小且焦距變化范圍大的電潤濕液體透鏡以及應(yīng)用該液體透鏡的設(shè)備。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)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(shù)問題所采用的技術(shù)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(shè)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(shè)有對所述界面起定位作用的定位格。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述內(nèi)壁和第一涂層之間設(shè)有定位層，所述定位層設(shè)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(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述內(nèi)壁和所述定位層之間設(shè)有導(dǎo)電層。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述容器包括導(dǎo)電蓋板、導(dǎo)電基板以及置于所述導(dǎo)電蓋板和導(dǎo)電基板之間的腔體管，所述導(dǎo)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(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一涂層由絕緣疏水材料涂覆而成。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)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(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述定位層為采用光刻工藝形成的微米結(jié)構(gòu)。
[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(dǎo)電層；在所述導(dǎo)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(jī)，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(jī)，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(jìn)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(jìn)而達(dá)到精確變焦、數(shù)字化變焦，且能夠解決大液滴驅(qū)動(dòng)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(shè)備也就能夠達(dá)到精確、數(shù)字化變焦的效果，且驅(qū)動(dòng)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(zhǔn)確地構(gòu)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(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明電潤濕液體透鏡第一種實(shí)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(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)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(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)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(gòu)。本發(fā)明中的各個(gè)技術(shù)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(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)。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(dǎo)電蓋板I la、導(dǎo)電基板Ilb以及置于所述導(dǎo)電蓋板Ila和導(dǎo)電基板Ilb之間的腔體管11c，所述腔體管Ilc的內(nèi)壁設(shè)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(shè)有導(dǎo)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(shè)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(shí)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(shí)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(dǎo)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