一种液体透镜的制作方法

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种液体透镜。

背景技术：

目前，光学系统尤其是光学变焦系统通常由固定焦距的固体透镜制成，为了调节其焦距，光学变焦系统需要使用多组固体透镜，通过机械部件带动固体透镜运动来实现光学变焦系统调焦，因此，存在光学变焦系统结构复杂、不易小型化、不便于精确控制以及可靠性相对较差的问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液体透镜，用于解决现有技术中光学变焦系统不便小型化的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电润湿液体透镜，包括：

第一壳体，所述第一壳体包括第一视窗和第二视窗；

第一驱动电极，所述第一驱动电极与所述第一视窗相连接；

第一液体，所述第一液体的材料包含导体材料；以及第二液体，所述第二液体的材料包含绝缘疏水材料，所述第一液体不溶于所述第二液体，所述第一液体和所述第二液体设于所述第一壳体内，且所述第二液体靠近所述第二视窗设置。

可选的，所述电润湿液体透镜还包括第一垫圈，所述第一垫圈与所述第一驱动电极及所述第一壳体相匹配，且所述第一垫圈设置于所述第一驱动电极与所述第一壳体的连接处。

可选的，所述第一垫圈的材料包含绝缘体材料。

可选的，所述电润湿液体透镜还包括一用于密封所述第一视窗的第一盖板和一用于密封所述第二视窗的第二盖板，所述第一盖板与所述第一视窗连接，所述第二盖板与所述第二视窗连接。

可选的，所述第一驱动电极包括一电极孔，所述第一盖板与所述第一驱动电极孔相连接。

可选的，所述第一壳体内沿着所述第一视窗至所述第二视窗的方向收缩。

可选的，所述第一壳体内堆叠一用于疏水和绝缘的涂层。

一种电润湿液体透镜组件，包括：所述电润湿液体透镜和第一电源，所述第一电源、所述第一驱动电极、所述第一液体以及所述第一壳体串联。

一种电润湿液体透镜模组，包括：至少两个所述电润湿液体透镜组件，至少两个所述电润湿液体透镜组件同轴设置。

一种逆压电液体透镜，包括：

第二壳体，所述第二壳体包括第三视窗和第四视窗，所述第二壳体的材料至少包含逆压电材料；

第三液体，所述第三液体设置于所述第二壳体内，且所述第三液体设置于第三视窗和第四视窗之间。

可选的，所述第三视窗和/或第四视窗连接还包括一用于密封第三液体的第一密封膜，所述第一密封膜能够朝向所述第二壳体内部收缩或者远离所述第二壳体内部扩张。

可选的，所述逆压电液体透镜还包括第二驱动电极和第三驱动电极，所述第二驱动电极与所述第二壳体上设有所述第三视窗的一面连接，所述第三驱动电极与所述第二壳体上设有所述第四视窗的一面连接。

可选的，所述第二壳体内的形状呈“漏斗”形。

一种逆压电液体透镜组件，包括：所述逆压电液体透镜以及第二电源，所述第二电源与所述第二壳体串联。

一种逆压电液体透镜模组，包括：至少两个所述逆压电液体透镜组件，至少两个所述逆压电液体透镜组件同轴设置。

一种变焦透镜，包括：所述电润湿液体透镜以及所述逆压电液体透镜，所述电润湿液体透镜与所述逆压电液体透镜同轴设置。

可选的，所述第二视窗与所述第三视窗连通，所述第二液体与所述第三液体包括同种液体。

可选的，所述变焦透镜还包括第二驱动电极和第三驱动电极，所述第二驱动电极设置于所述第一壳体与所述第二壳体的连接处，所述第三驱动电极与所述第二壳体上设有所述第四视窗的一面连接。

可选的，所述第一壳体内沿着所述第一视窗至所述第二视窗的方向收缩，所述第二壳体内沿着所述三视窗至所述第四视窗的方向扩张。

可选的，所述第四视窗还包括一用于密封的第一密封膜，所述第一密封膜能够朝向所述第二壳体内部收缩或者远离所述第二壳体内部扩张。

如上所述，在本发明中：

通过导通第一壳体，在第一液体与第二液体界面上发生电润湿效应，改变第一液体与第二液体界面的接触角，进而改变第一液体与第二液体界面的屈光度以及焦距；

通过多个电润湿液体透镜同轴连接，增大电润湿液体透镜模组的焦距调节范围；

通过导通第二壳体，第二壳体发生逆压电效应，第二壳体的体积以及形状发生变化，进而第三液体扩张或者收缩，第三液体液面曲率发生变化，实现改变第三液体液面的屈光度以及焦距目的；

通过多个逆压电液体透镜同轴设置，增大逆压电液体透镜模组的焦距调节范围；

通过将所述电润湿液体透镜以及所述逆压电液体透镜同轴设置，实现增大变焦透镜的调焦范围，简化结构，便于小型化；

附图说明

图1显示为本发明一实施例中电润湿液体透镜的结构示意图。

图2显示为本发明一实施例中逆压电液体透镜的结构示意图。

图3显示为本发明一实施例中逆压电液体透镜模组的结构示意图。

图4显示为本发明一实施例中变焦透镜的结构示意图。

图5显示为本发明另一实施例中变焦透镜的结构示意图。

零件标号说明

11第一壳体

12第一驱动电极

111第一视窗

112第二视窗

113涂层

114第一液体与第二液体的界面

114’扩张情况下第一液体与第二液体的界面

13第一垫圈

14第一盖板

15第二盖板

a第一液体

b第二液体

21第二壳体

c第三液体

211第三视窗

212第四视窗

22第二驱动电极

23第三驱动电极

24第一密封膜

24’收缩状态下的第一密封膜

25密封板

e2第二电源

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参见图1，本发明提供一种电润湿液体透镜，包括：第一壳体11，所述第一壳体11包括第一视窗111和第二视窗112；第一驱动电极12，所述第一驱动电极12与所述第一视窗111相连接；第一液体a，所述第一液体a的材料包含导体材料，所述导体材料可以为电解质的水溶液，电解质可选取例如溴化锂，例如硫酸钠，又例如氯化钾；以及第二液体b，所述第二液体b的材料包含绝缘体材料，所述第一液体a不溶于所述第二液体，第二液体b的材料可选取油性液体，又例如可选取硅油，所述第一液体a和所述第二液体b设于所述第一壳体11内，且所述第二液体b靠近所述第二视窗112设置，在实际应用中，可以将第一驱动电极12以及第一壳体11作为两个电极并进行导通，因此第一驱动电极12、第一液体a以及第一壳体11能够形成连通回路，连通回路处于导通状态下时，第一液体a与第二液体b接触面的电荷分布发生变化，因此第一液体a与第二液体b之间的接触角发生变化，第一液体a与第二液体b接触界面的曲率变大，即由第一液体与第二液体的界面114变化至扩张情况下第一液体与第二液体的界面114’，进而扩张情况下第一液体与第二液体的界面114’的屈光度增大，相应地，扩张情况下第一液体与第二液体的界面114’的焦距缩小，通过改变连通电压来实现电润湿液体透镜的调焦，电润湿液体透镜的结构紧凑、便于小型化、调焦的相应速度快。

示例性地，所述电润湿液体透镜还包括用于密封第一液体a以及第二液体b的第一垫圈13，所述第一垫圈13与所述第一驱动电极12及所述第一壳体11相匹配，且所述第一垫圈13设置于所述第一驱动电极12与所述第一壳体11的连接处。

较佳地，所述第一垫圈13的材料包含绝缘体材料，例如硅胶，例如橡胶，例如聚四氟乙烯(teflon)，例如聚对二甲苯(parylene)，又例如全氟环状聚合物(cytop)。

示例性地，所述电润湿液体透镜还包括用于密封所述第一视窗111的第一盖板14和用于密封所述第二视窗112的第二盖板15，所述第一盖板14与所述第一视窗111连接，所述第二盖板15与所述第二视窗112连接，通过设置第一盖板14以及第二盖板15，有效地密封第一液体a和第二液体b，增加了光线的通透性，而且减小因外界环境条件改变引起的第一液体a和第二液体b体积变化，例如由于外界温度变化，引起热胀冷缩，产生第一液体a和第二液体b体积的变化，实施过程中，所述第一驱动电极12的材料可选取氧化铟锡玻璃(ito玻璃)，不仅能够导电，能够作为驱动第一液体a发生电润湿效应的电极，而且具有良好的光线通透性，又例如，所述第一驱动电极12可以包括电极孔，所述电润湿液体透镜的光路可由电极孔通过，所述第一盖板14与所述第一驱动电极12孔相连接。

为了增大电润湿效应，增大第一液体a与第二液体b接触界面之间的曲率变化率，所述第一壳体11内沿着所述第一视窗111至所述第二视窗112的方向收缩，由于第二液体b设置于所述第二视窗112上，当发生电润湿效应时，第一液体a与第二液体b之间的接触角发生变化，因此第二液体b随着第一液体a的形状变化而变化，第一壳体11内远离第一液体a与第二液体b接触界面的一端收缩，因此第一液体a与第二液体b接触界面曲率变化会增大，进而电润湿液体透镜的调焦量程相应地增大，且电润湿液体透镜的调焦灵敏度也相应地提高。

示例性地，为了加剧电润湿效应，在第一壳体11内堆叠一层涂层113，所述涂层113可选取介电材料，也可选取疏水材料，又例如涂层113可选取聚四氟乙烯(teflon)，例如聚对二甲苯(parylene)，又例如全氟环状聚合物(cytop)。

在实际应用中，可提供一种电润湿液体透镜组件，所述电润湿液体透镜组件包括：所述电润湿液体透镜和第一电源，所述第一电源、所述第一驱动电极、所述第一液体以及所述第一壳体串联，在进行工作的过程中，通过第一电源连通所述第一驱动电极、所述第一液体以及所述第一壳体，进而形成通电回路，激励第一液体和第二液体接触界面发生电润湿效应。又例如，还可提供一种电润湿液体透镜模组，包括：至少两个所述电润湿液体透镜组件，通过至少两个所述电润湿液体透镜组件同轴设置，增加电润湿液体透镜模组的调焦量程。

请参阅图2，本发明提供一种逆压电液体透镜，包括：第二壳体21，所述第二壳体21包括第三视窗211和第四视窗212，所述第二壳体21的材料至少包含逆压电材料；第三液体c，所述第三液体c设置于所述第二壳体21内，且所述第三液体c设置于第三视窗211和第四视窗212之间，在实际应用中，将第二壳体21与外接电源连通，由于第二壳体21包含逆压电材料，逆压电材料会在外接电源连通的情况下体积发生变化，进而第二壳体21相对于第三液体c伸长或者收缩，第三液体c的液面发生形状改变，例如，第二壳体21内包括气泡，第二壳体21发生体积变化时，气泡的体积也相应地变化，气泡与第三液体c的界面形状及界面曲率也发生变化，因此通过改变气泡与第三液体c的界面形状，达到逆压电液体透镜调焦的目的，又例如，第二壳体21内充满第三液体c，第二壳体21发生体积变化时，第三视窗211或者第四视窗212的形状发生变化，通过第二壳体21的形状变化改变第三液体c、第三视窗211或者第四视窗212的形状发生变化，达到逆压电液体透镜调焦的目的。

示例性地，所述第三视窗211和/或第四视窗212连接还包括用于密封第三液体的第一密封膜24，所述第一密封膜24的材料可选取聚二甲基氧烷(pdms)，例如所述第一密封膜的材料还可选取树脂，又例如乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂(eva)，所述第一密封膜24能够朝向所述第二壳体21内部收缩或者远离所述第二壳体21内部扩张，请参阅图2，通过改变外接电源与第二壳体21连通电压的方向以及电压的大小，控制第二壳体21体积收缩或者体积伸长，当第二壳体21体积收缩时，第三液体c的形状收缩，进而第一密封膜24变化为收缩状态下的第一密封膜24’，收缩状态下的第一密封膜24’界面曲率增大，此时收缩状态下的第一密封膜24’界面为凹透镜，当第二壳体21体积伸长时，第三液体c的形状扩张，进而第一密封膜24远离所述第二壳体21内部扩张，此时第一密封膜为凸透镜，例如，通过控制第一密封膜24沿着远离所述第二壳体21内部的方向扩张，所述逆压电液体透镜变为凸透镜，例如，通过控制第一密封膜24朝向所述第二壳体21内部收缩，所述逆压电液体透镜变为凹透镜，又例如，通过改变外接电源的电压大小，控制第一密封膜24曲面的曲率，实现控制第一密封膜24焦距的目的。

示例性地，所述逆压电液体透镜还包括第二驱动电极22和第三驱动电极23，所述第二驱动电极22与所述第二壳体21上设有所述第三视窗211的一面连接，所述第三驱动电极23与所述第二壳体21上设有所述第四视窗212的一面连接，通过设置第二驱动电极22以及第三驱动电极23能够降低第二壳体21发生逆压电效应时所需的驱动电压，而且便于改变第二壳体21外接电源时候的电压方向，进而控制第二壳体21形状改变。

为了增大第三液体c的形状改变量，所述第二壳体21内的形状呈“漏斗”形，例如，当第三视窗211或者第四视窗212中之一设有第一密封膜24时，第二壳体21内朝向设有第一密封膜24的一端扩张，从而加剧第三液体c的形状的改变量，加剧第一密封膜24的形状改变，又例如，在实际实施过程中，第三视窗211和第四视窗212还可以都设有第一密封膜24，从而第三液体c的形状改变，第三视窗211处的第一密封膜24与第四视窗212处的第一密封膜24的曲率改变量不同，实现了扩大所述逆压电液体透镜应用场景的目的。

请参阅图3，在实际应用过程中，提供一种逆压电液体透镜组件，包括：所述逆压电液体透镜以及第二电源e2，所述第二电源e2与所述第二壳体21串联，在进行工作的过程中，通过第二电源e2与第二壳体21串联，第二壳体21发生逆压电效应，改变第三液体c的形状，达到逆压电液体透镜组件调焦的目的。

请参阅图3，还提供一种逆压电液体透镜模组，包括：至少两个所述逆压电液体透镜组件，至少两个所述逆压电液体透镜组件同轴设置，通过至少两个所述逆压电液体透镜组件同轴设置，增加逆压电液体透镜模组的调焦量程。

请参阅图4，在一实施例中，提供一种变焦透镜，包括：所述电润湿液体透镜以及所述逆压电液体透镜，所述电润湿液体透镜与所述逆压电液体透镜同轴设置，例如，所述电润湿液体透镜与所述逆压电液体透镜同轴且隔离设置，又例如，所述电润湿液体透镜与所述逆压电液体透镜同轴且连接设置，通过所述电润湿液体透镜与所述逆压电液体透镜相结合，实现增大变焦透镜焦距调节范围的目的，扩大了所述变焦液体透镜的应用场景和增强了所述变焦透镜应用部件的适用性，且逆压电液体透镜能够固定所述变焦透镜的光轴。

请参阅图5，又一实施例，在所述变焦透镜中，电润湿液体透镜的第二视窗112与逆压电液体透镜的第三视窗211连通，所述第二液体b与所述第三液体c包括同种液体，通过连通第二视窗112以及第三视窗211，精简了变焦透镜的内部结构，减少了所需的零部件，较利于所述变焦透镜的小型化。

示例性地，所述变焦透镜还包括第二驱动电极22和第三驱动电极23，所述第二驱动电极22设置于所述第一壳体11与所述第二壳体21的连接处，所述第三驱动电极23与所述第二壳体23上设有所述第四视窗212的一面连接，通过设置第二驱动电极22以及第三驱动电极23，降低了第二壳体21发生逆压电效应的驱动电压，而且有利于改变对第二壳体21施加电压的方向，实现控制第二壳体21伸长或者收缩的目的。

示例性地，所述第四视窗212还包括用于密封和屈光的第一密封膜24，所述第一密封膜24能够朝向所述第二壳体211内部收缩或者远离所述第二壳体211内部扩张，当第一密封膜24朝向所述第二壳体211内部收缩时，即由第一密封膜24变化为收缩状态下的第一密封膜24’，收缩状态下的第一密封膜24’起到凹透镜的作用，当第一密封膜24远离所述第二壳体211内部扩张时，第一密封膜24起到凸透镜的作用，当所述变焦透镜中的电润湿透镜未发生电润湿效应时，所述第一液体与第二液体的界面114形状朝向靠近第二液体b的方向凹陷，进而此时所述第一液体与第二液体的界面114为凹透镜，当所述变焦透镜中的电润湿透镜发生电润湿效应时，扩张情况下第一液体与第二液体的界面114’形状朝向远离第一液体a的方向凸出，进而此时扩张情况下第一液体与第二液体的界面114’为凸透镜，通过改变第一密封膜24或者第一液体与第二液体的界面114的透镜类型，以及改变发生电润湿效应或者逆压电效应时第一密封膜24或者第一液体与第二液体的界面114的焦距，实现所述变焦透镜可控调焦量程增大的目的。

又例如，变焦透镜通过提供用于封装第四视窗的密封板25，达到封装所述变焦透镜的目的，当第二壳体21体积伸长时，第二壳体21挤压第二液体b，由于密封板25限制第一密封膜24朝远离第二壳体21内部的方向扩张，扩张情况下第一液体与第二液体的界面114’形状朝向靠近第一视窗111的方向凸出，当第二壳体21体积收缩时，第二液体b挤压第二壳体21，因此所述第一液体与第二液体的界面114形状朝向靠近第二液体b的方向凹陷。

发生电润湿效应以及逆压电效应时，为了增加液体体积改变量及形状的改变量，所述第一壳体11内沿着所述第一视窗111至所述第二视窗112的方向收缩，所述第二壳体21内沿着所述三视窗211至所述第四视窗212的方向扩张。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。