[发明专利]压电变焦流体透镜和聚焦方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及变焦透镜，尤其涉及一种压电变焦透镜和制造 这种压电变焦透镜的方法。

背景技术

流体聚焦有多种技术实现方式，如在已转让给本发明的受让人的 国际专利WO 03/069380和WO 2004/102253中所描述的技术实现方 式。流体聚集透镜的原理基于将两种流体夹在透明框格之间、附接触 点以及利用电润湿原理通过电压控制这两种流体之间的界面形状，这 两种流体中的一种导电，另一种不导电。不过，对电润湿原理并不是 非常了解并难以应用。因此，就如材料选择尤其是所使用的流体以及 在各种温度条件下的正确机能方面而言，常规的流体聚集透镜遇到了 诸多挑战。

在其它现有技术中，并不使用电润湿原理而是通过利用一种泵改 变这些流体中的每一种的相对体积来改变这两种流体间的弯月面的形 状。不过，这些泵系统在技术上复杂且难以控制。

因此，希望有一种改进的流体聚集透镜和制造这种流体聚集透镜 的方法，以克服现有技术中的这些问题。

附图说明

图1是根据本发明的一种实施例的压电流体聚集透镜的示意性截 面图；

图2是图1中的流体聚集透镜的截面图，该图示出了根据本发明 的一种实施例的具有第二形状的弯月面；

图3是根据本发明的另一种实施例的压电流体聚集透镜的示意性 截面图；

图4是图3中的流体聚集透镜的截面图，该图示出了根据本发明 的另一种实施例的具有第二形状的弯月面；

图5是根据本发明的再一种实施例的压电流体聚集透镜的示意性 截面图；

图6是图5中的流体聚集透镜的截面图，该图示出了根据本发明 的再一种实施例的具有第二形状的弯月面；

图7是根据本发明的再一种实施例的压电流体聚集透镜的平面截 面图；

图8是根据本发明的再一种实施例的压电流体聚集透镜的平面截 面图；

图9是根据本发明的再一种实施例的包括一种压电流体聚集透镜 的图像捕捉器件的示意性截面框图；

图10是根据本发明的再一种实施例的包括一种压电流体聚集透镜 的光学扫描器件的示意性截面框图；

图11是根据本发明的再一种实施例的压电流体聚集透镜的示意性 截面图；

在这些图中，类似的附图标记指类似的元件。此外，应注意，这 些附图可不按比例绘制。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种流体聚集透镜包括一种腔室，这 种腔室带有延伸穿过该腔室的光轴。一种用压电材料制成的圆柱形元 件设在该腔室的内部的一部分上，并且在该腔室的端部的一个侧面附 接。这种腔室还包括第一流体和第二流体，第一流体和第二流体在一 种弯月面上方接触，该弯月面横向于该光轴延伸。利用如适当的涂层 将该弯月面的周边固定地定位于这种圆柱形元件的内表面的一个侧面 上，这种涂层吸引该第一流体且排斥该第二流体，反之亦然。此外， 将这种压电材料连接到一种电源或电压电位。这种电源或电压电位中 的变化引起这种压电材料的长度中的变化并移动这种弯月面的周边， 从而引起这种弯月面的形状的变化。本发明还公开了其它设计。

具体实施方式

参看图1，根据本发明的一个实施例的压电流体聚集透镜包括一种 流体腔室12，这种流体腔室12具有侧壁14以及透明端板16和18。流 体腔室12还包括一种光轴20，这种光轴20通常沿着这些侧壁的长度 尺寸设置并延伸穿过这种腔室。用压电材料22制成的一种圆柱形元件 设在腔室12的内部上，并部分地延伸穿过腔室12。此外，这种压电材 料在一个侧面上附接在腔室12的端板18上。

腔室12还包括在弯月面28上方接触的第一流体24和第二非溶混 流体26。弯月面28横过光轴20延伸。弯月面28的周边30固定地位 于圆柱形压电元件22的一个侧面上。此外，压电元件22经由如附图 标记32所示的适当的连接方式耦接到一种电源。如图1所示，这种电 源或电压电位处于V₁。这种电源32中的变化引起压电元件22的长度 34中的变化并移动这种弯月面的周边，从而引起这种弯月面的形状的 变化，如图1中的虚线36所示，电源32中的变化如从电压V₁到电压 V₂的变化。