[发明专利]可分立变焦的液体透镜阵列制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体透镜阵列技术，具体涉及一种可分立变焦的液体透镜阵列。 

背景技术

现有的液体透镜技术主要分为两种，一种是基于电润湿效应，另一种是基于改变压强控制液体表面曲率变化，其中目前较为成熟的形式是电润湿型的液体透镜。 

电润湿型的液体透镜(图1)采用两种互不相容的液体，其中一种为电解液，一种为绝缘液，它包括第一基底玻璃板121、第二基底玻璃板122、第一金属电极123、第二金属电极124、憎水性绝缘层125、电解质液体126。通过施加不同电压改变两种液体与固体容器间的接触角，从而改变两种液体间界面的曲率半径，实现变焦。这种变焦透镜具有较为成熟的封装形式，采用电控，且易于实现阵列化；其缺点在于变焦效率不高，对两种液体的选择局限性较强(如液体的绝缘性、密度、电润湿性等均有要求)，结构复杂。 

 基于改变压强控制液体表面曲率变化的液体透镜的典型形式，是机械驱动型液体透镜(图2)，它通常包含基底玻璃板111、、框架114、一个可变形透明薄膜面113和一个密闭腔体116，腔体116上连接有气压或液压通道，通过活塞115改变腔体116内液体112的压强，使液体112在腔内分布发生变化，从而改变透明弹性薄膜113的曲率实现变焦。这种液体透镜的优点在于变焦范围大，效率高，原理简单，填充液体可选范围广；其缺点在于仍属于机械控制，结构不紧凑，不易实现阵列化。 

目前对于液体透镜阵列的实现都还局限于将单个液体透镜系统拼凑实现，未有一体化的制作方式；同时各个液体透镜的焦距变化是一致的，未能实现阵列中各透镜分立变焦功能。 

发明内容

本发明要提供一种可分立变焦的液体透镜阵列及其制作方法，该透镜阵列通过微光学的方法将多个液体透镜集成于一片基片上，同时可以分别控制各个透镜的焦距，使其实现焦距分立变化。同时具备两种液体透镜的优点，即具有结构紧凑，变焦范围广，变焦效率高，填充液体可选范围广，且采用电控的优点，在获得高分辨率、扩大系统视场、景深以及立体成像等方面都可有广泛的应用。 

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可分立变焦的液体透镜阵列，其特点是：透镜阵列的玻璃基板上镀有一层透明导电膜作为第一电极，并通过光刻的方法使其成分立的带有引脚的网孔状分布，在其上涂覆一层疏水性绝缘介质，在绝缘介质上制作有与第一电极的形状相对应的网孔状分布，并露出其下的透明导电膜，在孔中注入不易挥发性绝缘液体，并在液体上沉积一层透明的派瑞林弹性薄膜，液体封装在一个封闭的空间内，在派瑞林薄膜之上再镀有一层透明导电膜作为第二电极。 

一种可分立变焦的液体透镜阵列制作方法，包括以下步骤： 

1.掩模板制作 

首先制作出掩模板，掩模板上透镜的排列成方形，六角形或三角形中的一种或其组合，并引出每一个透镜单元的电极至阵列边缘； 

2.第一电极制作 

在玻璃基板上镀一层透明导电膜，再在透明导电膜上涂覆一层正性光刻胶，进行光刻，使玻璃基板上的透明导电膜呈掩模板上的图案分布，形成第一电极； 

3.绝缘层制作 

在第二步骤后，在玻璃基板与制作好的第一电极上涂覆一层疏水性绝缘介质，在其上再涂覆一层负性光刻胶，使用同样的掩模板再次曝光，再经过一次光刻，得到与第一电极相对应的绝缘层的网孔状分布； 

4.填充液体并封装 

在由绝缘层形成的网孔中注入不易挥发的绝缘液体，再通过化学气象沉积的方法在液体表面沉积一层透明派瑞林弹性薄膜，使液体封装在一个封闭的空间内； 

5.第二电极制作 

在派瑞林薄膜之上再镀一层透明导电膜作为第二电极。 

上述步骤中所采用正、负性光刻胶的顺序互换是通过掩模板的曝光与非曝光区域互换来实现。 

本发明的有益效果： 

本发明针对背景技术中所述目前双液体电润湿型液体透镜及机 械驱动型液体透镜的缺陷，提出一种同时具备两种液体透镜优点、并能避免其缺点的液体透镜阵列，即具有结构紧凑，变焦范围广，变焦效率高，填充液体可选范围广，采用电控的优点，且易于阵列化制作，阵列中的各透镜单元可实现分立变焦，制作方法简单、高效。该种器件在获得高分辨率、大视场、大景深以及立体成像等方面都可有广泛的应用。 

附图说明

图1是现有基于电湿效应的液体透镜示意图； 

图2是现有机械驱动型液体透镜示意图；