[发明专利]流体透镜横向移动

说明书

优先权

本申请要求2007年10月29日提交的题为“Fluid Lens Lateral Shifting”的美国专利申请11/978,302的优先权。

背景技术

本发明的实施方式涉及用于构建流体透镜的方法，尤其涉及用于优化流体透镜的侧壁轮廓的方法。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于构建流体透镜的方法。该方法包括建立一种广义侧壁轮廓函数并且将这种广义侧壁轮廓函数转换成由侧壁轮廓参数的不同组合定义的多个透镜侧壁接触角函数。每个透镜侧壁接触角函数是由透镜侧壁接触角与沿着x轴的目标透镜流体横向移动之间的运算线性度来表征的。之后，该方法包括：通过在已确定的斜率平坦性度量ε之内评估每个透镜侧壁接触角函数的导数一致性，确定在沿x轴的位置范围上透镜侧壁接触角函数的各个运算线性度。  接下来评估透镜侧壁接触角函数的各个运算线性度，以标识经优化的侧壁轮廓。然后，通过形成流体透镜贮存器，构建出流体透镜，该贮存器具有至少一个侧壁，该侧壁具有经优化的侧壁轮廓。

根据本发明的另一个实施方式，该方法包括：通过在已确定的斜率平坦性度量ε之内评估每个透镜侧壁接触角函数的导数一致性，确定在沿x轴的位置范围(包括x＝0的位置)上透镜侧壁接触角函数的各个运算线性度。

根据本发明的另一个实施方式，该方法包括：将这种广义侧壁轮廓函数转换成由侧壁轮廓参数的不同组合定义的多个透镜侧壁接触角函数。每个透镜侧壁接触角函数是由下列各组之间的运算线性度来表征的：(i)透镜侧壁接触角与沿着x轴的目标透镜流体横向移动之间的运算线性度；(ii)透镜侧壁接触角与侧壁电极电势之间的运算线性度；或(iii)透镜侧壁接触角与透镜焦距之间的运算线性度。

本发明并不限于上文所提供的或本文所描述的其它特定实施方式。预期，通过对所揭示的实施方式作出各种修改和变动，可能得到额外的实施方式。这种修改和变动是允许的，且不背离说明书所描述的和权利要求书所限定的本发明的范围。

附图说明

应该相信，结合附图根据下面的描述可以更佳地理解本发明的实施方式，其中：

图1是流体透镜的横截面图；

图2是用于描绘流体透镜中的透镜流体横向移动的图示；

图3是用于描绘不同的侧壁导数对透镜侧壁接触角函数的影响的图示；

图4是用于描绘运算线性度随侧壁轮廓参数的变化而变化的图示；

图5是用于描绘透镜侧壁接触角和透镜流体横向移动位置之间的关系的图示；

图6是用于描绘流体透镜的图示；以及

图7是用于描绘在侧壁轮廓参数变化时透镜曲率半径对运算线性度的影响的图示。

附图中阐明的实施方式是示例性的，并不旨在限制由权利要求书定义的本发明。此外，根据详细说明可以更完整清晰地理解附图和本发明的各个方面。

具体实施方式

首先参照图1，流体透镜10一般包括流体透镜贮存器12、电响应透镜流体14以及一个或多个控制电极16。通常，流体透镜贮存器12是至少部分地由一个或多个侧壁18来限定的，而透镜流体14则至少部分地被保持在流体透镜贮存器12之内。同时，控制电极16可以沿着流体透镜贮存器12的至少一个侧壁18设置，或大致平行于该至少一个侧壁18而延伸。

通常，流体透镜贮存器12包括光学孔径或窗口24，用于允许光穿过其中所保持的透镜流体14而传播。可以用透镜流体14的表面20的形状来聚集并操纵穿过透镜10的光束。通过将电势施加到沿着贮存器12的侧壁18而设置的控制电极16，可以改变电响应透镜流体14的表面20的形状。通过独立地调节控制电极16的电势，有可能使透镜流体14横向地移动，由此改变透镜流体14的表面20的形状以及穿过透镜流体14投射的光束的焦点和/或方向。例如，可以配置流体透镜14使透镜流体14的表面20包括大致圆柱的轮廓(当控制电极16处于未加偏压状态时)以及斜圆柱的轮廓(当对控制电极16加上偏压以产生一电场来改变透镜流体14的表面20的曲率时)。为了描述本发明的实施方式，根据透镜流体的最高点(此处透镜流体表面的斜率等于零)来标识透镜流体横向位置。