[发明专利]液体透镜元件和照明设备无效

专利信息
申请号: 200910167588.9 申请日: 2009-08-27
公开(公告)号: CN101661121A 公开(公告)日: 2010-03-03
发明(设计)人: 高井雄一;小日向真理子;土屋美树;石黑裕章 申请(专利权)人: 索尼株式会社
主分类号: G02B3/12 分类号: G02B3/12;F21V5/04
代理公司: 北京康信知识产权代理有限责任公司 代理人: 余 刚;吴孟秋
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 液体 透镜 元件 照明设备
【说明书】:

相关申请的交叉参考

本申请包含与于2008年8月28日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2008-220527相关的主题,其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及利用电润湿(electrowetting)效应的液体透镜元件和照明设备。

背景技术

近年来,正在开发利用电润湿效应(电毛细现象)的光学元件。电润湿效应指以下现象:通过绝缘体向电极和具有导电性的液体施加电压使液体被充电,从而减少了界面自由能,导致气-液界面或液-液界面的形状(曲率)发生变化。

已提出了一种液体透镜,其中,利用上述现象,通过将电压施加给包含在液体室中并具有不同折射率的两种液体来使双液体的界面变形以改变焦距。

例如,日本专利申请公开第2007-212943号(第0087段,图9)(下文称为专利文献1)公开了一种作为如上所述的液体透镜的光学元件。

在专利文件1中所公开的光学元件中,具有通孔的硅基板、接合至硅基板的一面以阻断(block)通孔的一端的第一透明基板以及相对地设置在硅基板的另一面上的第二透明基板(其中,密封层介于第一透明基板和第二透明基板之间)构成用于容纳液体的空间(cell)。

在通孔的内表面上,形成具有防水性的绝缘层,并且具有导电性的第一液体以及具有绝缘特性和与第一液体不同的折射率并且不与第一液体混合的第二液体填充到空间中,使得两种液体之间的界面位于上述的通孔内。双液体界面是在折射率不同的两种液体之间的界面。因此,穿过界面的光获得透镜效应并被折射。

当电压被施加在第一液体与硅基板之间时,双液体界面的形状(曲率)变化。因此,与不施加电压的情况相比,穿过双液体界面的光被漫射或会聚。

通过这种结构,入射光穿过第一和第二透明基板以及第一液体和第二液体以被输出。例如,通过用高透光性材料配置这些部件或者通过增大通孔的开口的尺寸,能够增加入射光中可在期望的光轴方向上使用的出射光的量。

发明内容

然而,在专利文件1所公开的光学元件包括不具有(或小)透光特性的硅基板,所以入射光被部分阻断。另外,即使对应于硅基板的基板由高透光性材料(例如,玻璃基板)制成,穿过基板的光并没有通过空间(双液体界面)而获得透镜效应,这几乎无助于期望光轴方向上的光量。

鉴于上述情况,期望提供一种可以提高入射光的利用效率的液体透镜元件和照明设备。

根据本发明的一个实施例,提供了一种液体透镜元件,其包括主体、透镜面和第一反射面。

主体具有光入射面和光出射面,并包括形成在其中的液体室。

透镜面通过被电变形而改变从光出射面出射的光的取向,透镜面由包含在液体室内并具有不同折射率的两种液体之间的界面形成。

第一反射面使进入光入射面的一部分光反射向透镜面的光轴,第一反射面被设置给主体。

通过该结构,能够通过第一反射面来反射进入液体透镜元件中除了液体室外的区域的光。进入光入射面上除了液体室外的区域的光被沿光轴方向反射,而没有被主体遮住,从而能够有效地利用入射光。

主体可以包括第一基板、第二基板和第三基板。

第一基板形成光出射面。

第二基板形成光入射面。

第三基板被设置在第一基板与第二基板之间,并且具有形成液体室的侧周面的通孔。

通过该结构,在第三基板中形成的通孔与第一基板和第二基板构成液体室。通过使折射率不同的两种液体填充液体室,形成液体透镜元件。

可以将第一反射面设置在液体室的侧周面上。

通过该结构,到达液体室的侧圆周的光被沿光轴方向反射,因此可以被加到光轴方向的光量上。

第三基板可以具有绝缘特性,以及主体还可以包括导电层和绝缘层。

导电层被设置在液体室的侧周面上。

绝缘层覆盖导电层。

通过该结构,由于第三基板具有绝缘特性,所以能够减小在第三基板具有导电特性的情况下产生的、在第三基板与导电液体之间的寄生电容。通过将第一反射面设置给液体透镜元件,能够形成使入射光的利用效率进一步提高的液体透镜元件。

第一反射面可以是导电层。

通过该结构,将导电层用于反射面可以不必另外提供另一个第一反射面。

第三基板可以具有透光特性,以及第一反射面可以被设置在主体的外周部上。

通过该结构,当第三基板具有透光特性时,能够通过反射光来利用穿过第三基板并到达主体的外周部的光。

第三基板可以具有绝缘特性,以及主体还可以包括导电层和绝缘层。

导电层被设置于液体室的侧周面上。

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