本发明专利技术公开了一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜，包括基底、绝缘设置在基底上的透镜腔体以及设置在透镜腔体上的上盖片；所述透镜腔体包括多个绝缘连接的侧壁，所述侧壁的内壁上依次设有导电层、绝缘层和疏水层，所述基底上表面设有导电层，所述透镜腔体的底部设有导电液体，导电液体上设有绝缘液体，所述多个侧壁上的导电层分别与多个电源正极一一对应连接，基底上表面的导电层与电源负极连接。本发明专利技术提出的新型变焦液体透镜，在不改变透镜本身位置的情况下，可以对偏离透镜中心轴线处的物体聚焦，可以大大提高透镜的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学
，特别是一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透 镜。
技术介绍
液体透镜的起源可以追溯到17世纪，当时英国科学家St印hen Gray用水滴制作 了一台显微镜。Gray发现，由于水滴表面非常光滑，所以水滴透镜产生的影像也相当清 晰。1875年，Lippmann研究了电毛细现象（electro-capilary),解释了通电后电解质溶液 中水银液滴表面形状的变化。1995年，Gorman等人利用电润湿现象，将液体置于透明电极 之上，通过外加电压改变液滴的表面形状，第一次实现了基于电润湿效应的变焦液体透镜。 2004年5月5日，在CeBIT博览会上，荷兰PhiIps公司展出了利用Fluid Focus技术开 发出了一款具有里程碑意义的新产品一一新型无机械活动部件的变焦液体透镜。Philps公 司的这种液体透镜由两种互不相溶且具有不同折射率的液体组成，一种是导电的水溶液， 另一种则是不导电的油，把两者装在一个一端有透明盖板的短管里面。管的内壁和另一端 的盖板上都涂有疏水层，这使得水溶液由于表面张力的作用在没有疏水层的一端弯曲成了 一个半球形状。 透镜的焦距是通过电压调节的，通过在2片电极上加不同大小的电压实现液体界 面凹凸形状的改变，从而改变曲率，达到变焦的目的。 2006年法国Varioptic公司把液体透镜的腔设计成了锥形，这种结构对光轴具有 自动调节功能，使液体透镜在光轴稳定性方面有了很大的提高。在耗电量方面，此种液体镜 头的功耗不会超过lmW，是现在普通的机械自动变焦系统的10% ;在可靠性方面，液体透镜 由于没有活动部件，所以不易损坏，比机械调焦系统更加耐用。由此，Varioptic公司的液 体透镜被广泛应用于手机、医疗及数字摄影市场，实现了液体透镜的商品化。上述透镜对中 心轴线附近的物体能够很好的对焦，然而，当物体偏离光轴较远时，该透镜将无法对其实现 自动对焦。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于电润湿技术 的可变光轴液体变焦透镜，本专利技术在不改变透镜本身位置的情况下，可以对偏离透镜中心 轴线处的物体聚焦，可以大大提高透镜的实用价值。 本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案： 根据本专利技术提出的一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜，包括基底、绝 缘设置在基底上的透镜腔体以及设置在透镜腔体上的上盖片；所述透镜腔体包括多个绝缘 连接的侧壁，所述侧壁的内壁上依次设有导电层、绝缘层和疏水层，所述基底上表面设有导 电层，所述透镜腔体的底部设有导电液体，导电液体上设有绝缘液体，所述多个侧壁上的导 电层分别与多个电源正极一一对应连接，基底上表面的导电层与电源负极连接。 作为本专利技术所述的一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜进一步优化方 案，所述透镜腔体为长方体。 作为本专利技术所述的一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜进一步优化方 案，所述侧壁为透光侧壁，基板为透光基板。 作为本专利技术所述的一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜进一步优化方 案，所述侧壁为玻璃板，基板为玻璃。 作为本专利技术所述的一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜进一步优化方 案，所述导电层为ITO导电层。 作为本专利技术所述的一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜进一步优化方 案，所述导电液体和绝缘液体的密度相同。 作为本专利技术所述的一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜进一步优化方 案，所述绝缘液体为非极性油，导电液体为Nacl溶液。 本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术提出的新 型变焦液体透镜，在不改变透镜本身位置的情况下，可以对偏离透镜中心轴线处的物体聚 焦，可以大大提高透镜的实用价值。【附图说明】 图1为可变光轴液体变焦透镜的三维实体图。 图2为可变光轴液体变焦透镜的主视剖视图。 图3是基于电润湿的可调光轴液体透镜变焦原理图。 图4是液体透镜对处于透镜中心轴线处的物体对焦的原理图。 图5是液体透镜对偏离透镜中心轴线处的物体对焦的原理图。 图中的附图标记解释为：1-上盖片，2-侧壁的内壁上的ITO导电层，3-绝缘层， 4_疏水层，5-基底，6-绝缘液体，7-导电液体，8-基板上表面的ITO导电层，9-内壁，10-侧 壁，11、12、15、16-双液体界面，13、18-透镜光轴，14、17-腔体的中心对称轴。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明： -种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜，包括基底5、绝缘设置在基底上的 透镜腔体以及设置在透镜腔体上的上盖片1 ;所述透镜腔体包括多个绝缘连接的侧壁，所 述侧壁的内壁上依次设有导电层2、绝缘层3和疏水层4,所述基底上表面设有导电层8,所 述透镜腔体的底部注入导电液体7,导电液体上注入绝缘液体6,所述多个侧壁上的导电层 分别与多个电源正极一一对应连接，基底上表面的导电层与电源负极连接。所述侧壁为透 光侧壁，基板为透光基板。所述侧壁为玻璃板，基板为玻璃。所述导电层为ITO导电层。 该变焦透镜采用长方体结构（透镜腔体的壁面数不局限于4面，可以适当增加透 镜壁面数使液体界面面型的改变更加均匀与平稳，比如八面型或十二面型等）。本专利技术为 了减小仿真误差与节约制作成本，透镜腔体采用4块相同尺寸的ITO玻璃绝缘相接而成。 如图1所示：长方体的四个侧壁由4块内壁镀有ITO导电层的玻璃片（长4mm，宽2mm，厚 3um)粘连而成，壁面间相互绝缘，基底5为ITO玻璃，基底与长方体腔体紧密接触并当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于电润湿技术的可变光轴液体变焦透镜，其特征在于，包括基底、绝缘设置在基底上的透镜腔体以及设置在透镜腔体上的上盖片；所述透镜腔体包括多个绝缘连接的侧壁，所述侧壁的内壁上依次设有导电层、绝缘层和疏水层，所述基底上表面设有导电层，所述透镜腔体的底部设有导电液体，导电液体上设有绝缘液体，所述多个侧壁上的导电层分别与多个电源正极一一对应连接，基底上表面的导电层与电源负极连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞，马建权，陈德良，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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