本发明涉及光学,具体的,涉及一种液体透镜。
背景技术:
1、基于电润湿原理的液体透镜以一种或两种液体为基材,通过改变液体表面曲率达到变焦的目的,能够解决传统固体透镜难以小型化、变焦速度慢、价格昂贵、寿命短、不便于精确控制等问题。
2、由于液体透镜内部填充了液体,而液体的热膨胀系数通常比固体高得多,因此液体透镜在受热后液体的膨胀通常会导致其腔体结构发生形变,进而影响结构的密封性、胶的粘合以及窗口玻璃的平面度,从而影响液体透镜的成像质量,导致透镜中出现气泡、透镜内液体漏出、玻璃粘接面失效、玻璃开裂等问题。现有技术通常通过结构设计等手段降低液体膨胀带来的影响,但会导致体积偏大,结构复杂,难以加工等问题,因此在降低液体透镜结构复杂度的同时保证液体透镜的性能和可靠性成为本技术领域人员亟需解决的问题。
3、另外,现有液体透镜的组装中,考虑到粘胶工艺,窗口玻璃通常使用平面玻璃。但有时为了成像质量或设计需求,需要将其中一片窗口玻璃换为包括且不限于平面镜、凸透镜、凹透镜、非球面透镜等,这对玻璃的贴合工艺造成了困难。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明提供的液体透镜包含弹性薄膜,该弹性薄膜至少设置在第一电极的表面并覆盖液体透镜的第一视窗,弹性薄膜表面设置有第一透光板,且第一透光板的直径小于第一视窗的直径。弹性薄膜的弹性能力优于液体透镜中光学液体的膨胀体积变化量,因此在光学液体发生膨胀或收缩时,未被第一透光板限制的弹性薄膜能随之发生适应性的改变,有效解决光学液体体积变化的问题,从而避免因光学液体体积变化导致的可靠性及成像质量差等问题,提高光学系统的成像质量;另外,本发明中的第一透光板还可以选择非平面透镜,增加了液体透镜设计的多样性;本发明提供的液体透镜制作方法简单,制作成本较低,能够大大提高制作效率,降低制作成本。
2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种液体透镜,包括:
3、第一电极,形成所述液体透镜的第一视窗;
4、第二电极,所述第二电极具有通孔以形成所述液体透镜的第二视窗,所述第二视窗与所述第一视窗同轴设置;
5、弹性薄膜,设置在所述第一电极的表面并覆盖所述第一视窗;
6、第一透光板,设置在所述弹性薄膜的表面,且所述第一透光板的直径小于所述第一视窗的直径;
7、第二透光板,所述第二透光板设置在所述第二电极的下方覆盖所述第二视窗,且所述第二透光板与所述第一透光板相对平行设置。
8、可选的,所述第一电极与所述第二电极之间设置有密封垫圈,所述密封垫圈由绝缘材料制成。
9、可选的,所述弹性薄膜与所述第一电极、所述第二电极及所述第二透光板构成所述液体透镜的封闭腔体。
10、可选的,所述封闭腔体中存储有光学液体,所述光学液体包括:
11、第一液体,与所述弹性薄膜接触;
12、第二液体,与所述第二透光板接触,所述第二液体不溶于所述第一液体,且与所述第一液体形成液体界面。
13、可选的,所述第二电极与所述光学液体的接触面为斜面,所述斜面与所述第二透光板之间的夹角为α,且0°<α<90°。
14、可选的,所述第二电极与所述光学液体接触的面依次镀有介电膜和疏水膜,所述疏水膜覆盖所述介电膜。
15、可选的,所述弹性薄膜的材料为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、铂金硅胶(ecoflex)中的任意一种。
16、可选的,所述第一透光板为平板透镜、凸透镜、凹透镜、非球面透镜中的任意一种。
17、可选的,所述弹性薄膜至少在与所述光学液体的接触面上设置有疏水性薄膜或疏油性薄膜。
18、本发明提供的液体透镜,至少具有以下技术效果:
19、本发明提供的液体透镜包含弹性薄膜,该弹性薄膜至少设置在第一电极的表面并覆盖液体透镜的第一视窗,弹性薄膜表面设置有第一透光板,且第一透光板的直径小于第一视窗的直径。弹性薄膜的弹性能力优于液体透镜中光学液体的体积变化量,因此在光学液体发生膨胀或收缩时,未被第一透光板限制的弹性薄膜能随之发生适应性的改变,有效解决光学液体体积变化的问题,从而避免因光学液体体积变化导致的成像质量差等问题,提高光学系统的成像质量;另外,本发明中的第一透光板还可以选择非平面透镜,增加了液体透镜设计的多样性;本发明提供的液体透镜制作方法简单,制作成本较低,能够大大提高制作效率,降低制作成本。
1.一种液体透镜,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,所述第一电极与所述第二电极之间设置有密封垫圈,所述密封垫圈由绝缘材料制成。
3.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,所述弹性薄膜与所述第一电极、所述第二电极及所述第二透光板构成所述液体透镜的封闭腔体。
4.根据权利要求3所述的液体透镜,其特征在于,所述封闭腔体中存储有光学液体,所述光学液体包括:
5.根据权利要求4所述的液体透镜,其特征在于,所述第二电极与所述光学液体的接触面为斜面,所述斜面与所述第二透光板之间的夹角为α,且0°<α<90°。
6.根据权利要求4所述的液体透镜,其特征在于,所述第二电极与所述光学液体接触的面依次镀有介电膜和疏水膜,所述疏水膜覆盖所述介电膜。
7.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,所述弹性薄膜的材料为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、铂金硅胶(ecoflex)中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,所述第一透光板为平板透镜、凸透镜、凹透镜、非球面透镜中的任意一种。
9.根据权利要求4所述的液体透镜,其特征在于,所述弹性薄膜至少在与所述光学液体的接触面上设置有疏水性薄膜或疏油性薄膜。
