[发明专利]液体透镜及其制备方法、光学器件

说明书

本发明提供一种液体透镜及其制备方法，及光学器件。液体透镜包括：第一电极与第二电极，第一电极与第二电极包围形成载液腔，载液腔外围的第一电极和第二电极之间设置有绝缘材料层；载液腔内承载有光学液体；其中，第一电极包括第一玻璃基板和位于第一玻璃基板表面的第一ITO导电膜，第二电极包括第二玻璃基板和位于第二玻璃基板表面的第二ITO导电膜，第一玻璃基板和第二玻璃基板均位于背离载液腔的表面。本发明的液体透镜因采用玻璃电极而可以通过WLO工艺制作，可以极大提高生产效率，且加工精度高，产品一致性好，玻璃在清洗过程不用担心表面被氧化腐蚀等问题，有助于提高液体透镜的品质及降低其生产成本，有助于液体透镜的大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种液体透镜及其制备方法，以及一种光学器件。

背景技术

液体透镜是将液体作为透镜，通过改变液体的曲率来改变焦距。目前市场上较为成熟的液体透镜产品是利用介质上电润湿(EWOD)原理的可变焦光透镜，它可以通过外加电压改变液滴的形状，进而改变其焦距，该新技术可以使拍照手机在不需配备机械部件的情况下实现自动对焦和变焦，这有助于降低器件成本，且可以充分满足器件进一步小型化的需要。可以预见，随着液体透镜技术的日趋成熟，液体透镜将在光学成像领域，比如在照相机，扫码器，手机，机器视觉，医疗内窥等光学系统中得到越来越广泛的应用。

现已商业化的液体透镜产品来自法国Varioptic公司。Varioptic公司的液体透镜以金属作为电极材料，比如第一电极采用不锈钢，第二电极采用黄铜，同时黄铜电极表面还镀上了金属镍作为保护层，防止加工后黄铜电极在清洗过程中被氧化腐蚀。在具体的制备方法上，Varioptic公司通过机械加工方式将金属电极加工成所需形状，不仅生产效率低、成本高、精度低、产品一致性差，而且因金属电极的表面粗糙度偏大，需二次加工才能满足表面低粗糙度的要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种全新的液体透镜及其制备方法，以及一种光学器件，以解决现有的商业化液体透镜产品采用金属作为电极材料，存在生产效率低、成本高、精度低、产品一致性差，而且因金属电极的表面粗糙度偏大，需二次加工才能满足表面低粗糙度的要求等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一液体透镜，所述液体透镜至少包括：

用于施加电压的第一电极与第二电极，所述第一电极与第二电极包围形成载液腔，所述载液腔外围的所述第一电极和第二电极之间设置有绝缘材料层以使所述第一电极和第二电极相互电隔离；

所述载液腔内承载有光学液体，所述光学液体至少包括一非极性液体和位于所述非极性液体上方的一极性液体，所述非极性液体与所述极性液体之间形成液体界面；

其中，所述第一电极包括第一玻璃基板和位于所述第一玻璃基板表面的第一ITO导电膜，所述第二电极包括第二玻璃基板和位于所述第二玻璃基板表面的第二ITO导电膜，所述第一玻璃基板和第二玻璃基板均位于背离所述载液腔的表面。

可选地，所述第一电极内设置有凹槽，所述凹槽构成所述载液腔，所述第二电极覆盖所述凹槽。

可选地，所述凹槽为矩形凹槽，所述凹槽的宽度为2～3mm，高度为0.5～0.7mm，所述液体透镜的厚度为0.9～1.1mm。

可选地，所述第二电极对应所述载液腔的部分形成有缓冲腔，所述缓冲腔向远离所述载液腔的方向延伸。

可选地，所述第一ITO导电膜表面形成有介电膜和疏水膜，所述介电膜包括三氧化二铝、五氧化二钽、聚对二甲苯中的一种或多种，所述疏水膜包括CYTOP、Teflon AF1600中的一种或两种。

本发明还提供一种光学器件，其特征在于，所述光学器件包括如上述任一方案中所述的液体透镜。

本发明还提供一种液体透镜的制备方法，包括步骤：