CN101661121A - 液体透镜元件和照明设备 - Google Patents

液体透镜元件和照明设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101661121A
CN101661121A CN200910167588A CN200910167588A CN101661121A CN 101661121 A CN101661121 A CN 101661121A CN 200910167588 A CN200910167588 A CN 200910167588A CN 200910167588 A CN200910167588 A CN 200910167588A CN 101661121 A CN101661121 A CN 101661121A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
substrate
liquid
lens element
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910167588A
Other languages
English (en)
Inventor
高井雄一
小日向真理子
土屋美树
石黑裕章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN101661121A publication Critical patent/CN101661121A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/003Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by interposition of elements with electrically controlled variable light transmissivity, e.g. liquid crystal elements or electrochromic devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

本发明公开了液体透镜元件和照明设备,其中,该液体透镜元件包括主体、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,并且该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,并且第一反射面被设置给主体。通过本发明,能够提高入射光的利用效率。

Description

液体透镜元件和照明设备
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。
绝缘层覆盖导电层。
第三基板可以具有透光特性,并且第一反射面可以被设置在液体室的侧周面上。液体透镜元件还可以包括第二反射面。
第二反射面被设置在主体的外周部上。
通过该结构,到达液体室的侧周面的光可以被第一反射面反射,而到达主体的外周部的光可以被第二反射面反射,从而可以利用反射光。
第三基板可以具有绝缘特性,并且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。
根据本发明的另一个实施例,提供了一种照明设备,其包括主体、透镜表面、内反射面、光源和聚光面。
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。
透镜面通过被电变型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。
内反射面使进入光入射面的一部分光反射向透镜面的光轴,内反射面被设置给主体。
光源发出进入光入射面的光。
聚光面使从光源发出的光向液体室会聚。
通过该结构,在透镜面上可以对从光源发出并经聚光面会聚的光进行取向。通过在主体内使到达内反射面的光沿光轴方向反射,能够使光的利用效率提高。另外,还能够根据通过聚光面使光在液体透镜元件的内反射面上会聚的程度来改变照明设备的光学特性。
照明设备还可以包括外反射面。
外反射面使从光源发射的光向反射聚光面,外反射面被设置在液体室在光入射面上的外部区域内。
通过该结构,偏离主体的光通过外反射面被再次反射向聚光面,结果是可以进一步提高利用效率。
如上所述,根据本发明的实施例,能够提供可以提高入射光的利用效率的液体透镜元件和照明设备。
如附图所示,根据以下对本发明的具体实施方式的详细描述,本发明的这些及其他目的、特征和优点将更加显而易见。
附图说明
图1是示出了根据第一实施例的液体透镜元件的截面图;
图2是示出了液体透镜元件的平面图;
图3是示出了进入液体透镜元件的光的路径;
图4是示出了液体透镜元件的仿真结果的曲线图;
图5是示出了液体元件的仿真结果的表格;
图6是示出了根据第二实施例的液体透镜元件的截面图;
图7是示出了根据第三实施例的液体透镜元件的截面图;
图8是示出了根据第四实施例的照明设备的截面图;以及
图9是示出了根据第五实施例的照明设备的截面图。
具体实施方式
下文将参照附图描述根据本发明的每个实施例的光学元件。
(第一实施例)
将描述根据本发明的第一实施例的液体透镜元件1。
图1是根据本实施例的液体透镜元件1的截面图,以及图2是液体透镜元件1的平面图。图1示出了沿图2的线[A]-[A]截取的截面图。如图所示,液体透镜元件1包括具有通孔2的第三基板3、第一基板4和第二基板5。
第三基板3被设置在第一基板4与第二基板5之间,并且由通孔2、第一基板4和第二基板5形成的空间充当容纳具有导电性的第一液体12和具有绝缘特性的第二液体13的液体室6。
第一基板4和第三基板3通过焊接、超声焊接、扩散接合、铆接、螺旋夹、阳极接合等接合。
第二基板5和第三基板3经由通过由弹性体等制成的密封构件14的夹具机构(未示出)彼此啮合。
第三基板3可以适当地由具有高透光特性的绝缘合成树脂材料(诸如,丙烯、PET(聚乙烯对苯二甲酸酯)和聚碳酸酯)、玻璃、陶瓷等制成。通过使用具有高透光特性的材料,能够降低穿过液体透镜元件1的光的强度损失。可选地,第三基板3可以根据需要由不会使光从其穿过的材料(例如,树脂、陶瓷、金属等)制成。
在第三基板3中形成的通孔2构成了液体室6的侧周面。根据本实施例的通孔2具有椭圆形开口,但开口的形状并不限于椭圆形,而是可选地可以为(例如)圆形或矩形。另外,多个通孔2可以以矩阵形式排列。通孔2的侧壁相对于第一基板4和第二基板5的倾斜角影响用作透镜面的双液体界面的形状(曲率),因此根据期望的光学特性而确定。应注意,通孔2的侧壁可以垂直于第一基板4和第二基板6或者可以具有曲面形状。
在通孔2的周围表面上,形成导电层9。
导电层9是具有导电性的薄膜。导电层9由具有高反射率的材料(例如,铝、银以及铝或银与另一种金属的合金)制成,并且通过真空沉积法、溅射法等形成。导电层9在液体室6侧上的表面(与绝缘层10接触的表面)被形成以反射光。
导电层9的一部分形成在第一基板4侧的第三基板3上,并充当用于将电压从外部电源(未示出)施加至导电层9的第一电极9a。
在导电层9和液体室6侧的第一基板4上,形成绝缘层10。绝缘层10必须完全覆盖导电层9,从而防止导电层9与容纳在液体室6内的液体接触(稍后描述)。绝缘层10由具有高介电常数、防水性和透光特性的材料制成。通过使绝缘层10具有透光特性,可以使到达液体室6的侧周面的光穿过绝缘层并到达导电层9。
满足上述条件的绝缘层10的材料实例包括聚对二甲苯(聚二甲苯基树脂)、PVDF(聚偏氟乙烯)和硅酮氧化层。例如,它们可以通过CVD(化学汽相沉积)法或涂覆法形成。
第一基板4和第二基板5均由玻璃基板、陶瓷基板、非导电塑料等形成。这些基板由具有高透光特性的材料制成(稍后描述)。
在根据本实施例的液体透镜元件1中,光进入第二基板5并从第一基板4出射。因此,第二基板5的外表面充当光入射面,以及第一基板4的外表面充当光出射面。应注意,光可以进入第一基板4并从第二基板5出射。
在第二基板5在液体室6侧上的表面上,形成用于将电压从外部电压(未示出)施加至第一液体12的第二电极15。第二电极15由诸如ITO(氧化铟锡)的透明电极材料制成。
液体室6包含第一液体12和第二液体13。这两种液体不易彼此混合并具有不同的绝对折射率。在两种液体混合的情况下,不会产生双液体界面,并且如果折射率相同,则不会获得由界面的形状引起的光学特性。另外,通过将两种液体的具体比重设为相等,可以防止双液体界面响应于液体透镜元件1的振动等而显著变化以及影响光学特性。
第一液体12是导电或极性液体,并且理想地具有高透光性。对于第一液体12,可以使用水、电解液(诸如,氯化钠溶液和氯化锂溶液)、酒精(诸如甲醇和乙醇)、常温熔盐等。在本实施例中,氯化锂溶液(3.36wt%,1.34的绝对折射率)被用作第一液体12。
第二液体13是绝缘液体。因此,可以使用具有高透光性的液体。对于第二液体13,可以使用碳水化合物(诸如癸烷、十二烷和十六烷)、疏水性硅酮油等。在本实施例中,硅酮油(由MomentivePerformance Materials公司生产的TSF437,绝对折射率为1.49)被用作第二液体13。
如图1所示,当在液体室6中容纳第一液体12和第二液体13时,这两种液体由于它们的不可混合性而分离成两层。在本实施例中,由于具有防水性的绝缘层10形成在第三基板3的通孔2的周面上以及第一基板4在液体容器侧上的表面上(下文称为防水区域),所以具有高表面能量的第一液体12防水并聚集于第二基板5侧,并且第二液体13分散在防水区域上并聚集于第一基板4侧。
结果,产生了具有不同折射率的双液体界面(即,透镜面)。双液体界面变成具有由两种液体之间以及两种液体中的每个与绝缘层10之间的表面自由能确定的曲率的曲面。
接下来,将给出关于如上所述构造的液体透镜元件1的操作的描述。
图3是示出了进入液体透镜元件1的光学路径的示图。
如图3所示,由于第一液体12和第二液体13具有不同的绝对折射率,所以进入双液体界面的光根据入射角而被折射。
当电压被施加至液体透镜元件1的第一电极9a和第二电极15时,双液体界面如下由电润湿效应而变形。
当施加电压时,产生了静电势,并且使第一液体12和导电层9中的电荷移动。结果,不同的电荷通过绝缘层10和第二液体13积聚在第一液体12的表面上以及在导电层9上,从而构造了电容器。当电荷被吸引到一起时,双液体界面的接触角发生变化,因而双液体界面的曲率也发生变化(电润湿效应)。即,导致透镜面的变形。因此,与不施加电压的情况相比,出射光被会聚或漫射(在本实施例中为会聚)。
这里,除了如上所述到达双液体界面的光以外,进入液体透镜元件1的光还包括到达通孔2的周面的光。该光穿过具有透光特性的绝缘层10并到达导电层9。根据本实施例的导电层9具有反射性。因此,到达导电层9的光被反射并沿光轴方向传播。结果,与导电层9不具有反射性的情况相比,能够在光轴方向上利用更大量的光。这在液体透镜元件1的尺寸(开口尺寸、元件的厚度和尺寸)小的情况下尤其有效。另外,因为导电层9形成在通孔2的壁面上,所以能够通过调整通孔2的壁面的倾斜角来调整反射光的反射方向。
图4是示出了各种液体透镜元件的光学特性的曲线图。
图5是示出了各种液体透镜元件的光学特性的表格。
图4示出了关于在来自光源的入射光穿过液体透镜元件之后的曝光量的分布的、在没有施加电压的状态下通过对液体透镜元件进行仿真而获得的结果。图4的曲线是通过相对于取向角描绘曝光量(lx.s)而获得的。0度的角对应于光轴(正向)。
图5示出了关于垂直方向的取向角和关于光轴的闪光指数(guide number)的仿真结果。
用于上述仿真的液体透镜元件具有宽度为4mm、长度为22mm和高度为2mm的液体室、厚度为0.5mm的第一和第二基板、折射率为1.33的导电液体以及折射率为1.50的绝缘液体。光源是氙管(16.5mm xФ2.0mm)。
液体透镜元件的导电层是反射面(铝层,反射率为75%)、吸收层(氧化铝,反射率为0%)和透射层(丙烯),并且针对每个都获得仿真结果。
如图4所示,在导电层为吸收层的情况下,导致光量的大幅损失并获得了最小曝光量。在导电层是反射层的情况下,曝光量以±30度增加。获得了通过将反射面设定为导电层的效应。另外,如图5所示,根据关于光轴的闪光指数,在使用反射面的情况下,曝光量也增加。
(第二实施例)
接下来,将描述根据本发明的第二实施例的液体透镜元件20。
将简化或省略对液体透镜元件20与根据第一实施例的液体透镜元件1的结构和操作相同的结构和操作的描述,并且将主要描述不同点。同样适用于随后的实施例。
图6是根据本实施例的液体透镜元件20的截面图。
如图6所示,液体透镜元件20包括反射层21。反射层21被设置在第三基板3、第一基板4和第二基板5的外周部(除光入射面和光出射面外的外表面)上。反射层21由诸如铝的材料制成并通过例如真空沉积法形成。液体透镜元件20在第三基板3侧上的表面、在第一基板4侧上的表面以及在第二基板5侧上的表面都是反射面。不同于第一实施例的导电层9,液体透镜元件20的导电层9可以不一定具有反射性。不同于第一实施例的第三基板,第三基板3由具有高透光特性的材料(诸如,玻璃和丙烯)制成,以使光穿过第三基板3。
进入液体透镜元件20的一部分光穿过具有透光特性的导电层9、绝缘层10和第三基板3,或者穿过第三基板3并到达反射层21,而不穿过导电层9和绝缘层10。
到达反射层21的光被反射层21反射向光轴方向。结果,与不设置反射层21的情况相比,在光轴方向上可以利用更大量的光。
在根据第一实施例的液体透镜元件1中,导电层9被用作反射层。但是,导电层9形成在通孔2的周面上,因此,限制了导电层9的位置和取向。这是因为双液体界面由于电润湿效应而产生的变形受到双液体界面与通孔2(导电层9和绝缘层10形成在其上)之间的接触角的影响。应注意,绝缘层10作为电介质体插入导电层9与第一液体12之间,因而不能任意设定绝缘层10的厚度。
即,在导电层9被用作反射面的情况下,很难任意设定导电层9的位置和取向角。根据第二实施例的反射层21形成在第三基板3的外周上,因此可以任意设定反射层21的位置和取向角。
(第三实施例)
接下来,将描述根据本发明的第三实施例的液体透镜元件30。
图7是根据本发明实施例的液体透镜元件30的截面图。
如图7所示,液体透镜元件30包括充当反射面的导电层9和反射层31。反射层31由具有高反射性的材料(诸如,铝层)制成。第三基板3由具有高透光特性的材料(诸如,玻璃和丙烯)制成。
在入射光中,到达导电层9的光在光轴方向上被导电层9反射。另外,穿过第三基板3并到达反射层31的光也在光轴方向上被反射层31反射。因此,可以提高入射光的利用效率。另外,导电层9相对于光源的取向角和反射层31相对于光源的取向角被设为不同,从而能够反射入射角不同的光束。
还能够将半透明反射镜用于导电层9。在此情况下,在到达导电层9的光中,导电层9使光以能够容易反射的角反射而使光以难以反射的角从其穿过。穿过过导电层9的光被反射层31反射。
另外,使导电层9的后面(第三基板3侧上的表面)具有反射性,从而能够使由反射层31反射的光被导电层9的背面反射并再次被反射层31反射。例如,这对于光源与液体透镜元件30之间的距离很短并且在入射光中到达反射层31的光相对于光轴的角很大的情况是有效的。
(第四实施例)
接下来,将描述根据本发明的第四实施例的照明设备40。
图8是根据本实施例的照明设备40的截面图。
如图8所示,照明设备40包括液体透镜元件41、光源42和聚光面43。
光源42以预定距离设置在液体透镜元件41的第二基板5侧上。例如,聚光面43被设置成从光源42的背面侧(与液体透镜元件41的相对面侧)覆盖从光源42到第二基板5的空间。
液体透镜元件41对应于根据第一实施例~第三实施例的液体透镜元件之一,并包括设置在如上所述的液体透镜元件41内部(包括第三基板3的外围)的反射面(内反射面)。
光源42是诸如氩管和LED(发光二极管)的发光元件。
例如,聚光面(反射镜)43由其内表面经过类镜面抛光的金属板形成,并被形成为使从光源42发出的光沿光轴方向反射并会聚在正向上的形状(例如,抛物面形状)。另外,代替聚光面43,可以使用诸如导光体的光学构件,其通过在透明体的内部与空气层之间的界面处重复执行全反射来透射光。
从光源42发出的光部分地直接透射向液体透镜元件41,并且被聚光面43部分反射并透射到液体透镜元件41。进入第二基板5的光穿过两种液体12与13之间的界面(透镜面)并获得透镜效应,以从第一基板4射出。双液体界面的焦距可以通过如上所述对双液体界面执行电变形而调整。不向光出射面(第一基板4)而向液体室的6的周面传播的光被反射面(导电层9)反射,并沿光轴方向(正向)取向。因此,可以增加光轴方向上的光量。
根据本实施例,通过聚光面43在正向上增大从光源42发出的光的聚光效率,因此,与上述实施例相比,能够增加光轴方向上的光量。另外,通过优化由导电层9形成的反射面的位置、角、尺寸等,可以获得理想的光学特性。当然,可以根据反射面的结构来优化聚光面43。
另外,聚光面43的结构并不限于聚光面43远离如图8所示的液体透镜元件41设置的实例,而是代替地,可以采用液体透镜元件41和聚光面43被作为一体形成的结构。例如,聚光面43的开口的端部可以完整地接合至第二基板5。通过该结构,可以防止光在聚光面43与第二基板5之间漏出,结果可以进一步提高利用效率。
另外,液体透镜元件41的基板-液体界面和双液体界面具有不同的绝对折射率,所以入射光部分地经过全反射。根据本实施例,聚光面43被设置在液体透镜元件41的光入射侧上。因此,被全反射并沿入射方向返回的光还可以被聚光面43再次反射,这能够有助于提高光利用效率。
(第五实施例)
接下来,将描述根据本发明的第五实施例的照明设备50。
图9是示出了根据本实施例的照明设备50的截面图。
如图9所示,照明设备50包括液体透镜元件51、光源52和聚光面53。这些部件的布置与第四实施例中的布置相同。
液体透镜元件51可以由根据第一~第三实施例的液体透镜元件形成。图9所示的液体透镜元件51包括内反射面(导电层9)和设置在第二基板5上的外反射面54。
外反射面54在第二基板的外部(光入射面)上形成在向聚光面53的开口边缘部分突出的凸部5a上。凸部5a被设置在第二基板5上的外围区域内。此处,外围区域是指在第二基板5的表面(光入射面)上除了朝向透镜面的光入射路径区域(中心区域)外的区域。外反射面54由白树脂层或诸如铝层的金属层形成,其形成在凸部5a在中心区域侧上的表面上,并被形成为抛物面形状等。
光源52和聚光面53与第四实施例相同。
液体透镜元件51被从光源53发出的光照射。在进入第二基板5的光中,到达外围区域(形成在该外围区域上的凸部5a)的光被外反射面54反射,被聚光面53重复反射,并进入第二基板5的中心区域。
如上所述,到达中心区域的光穿过双液体界面(透镜面),并从第一基板4出射。到达内反射面的光沿光轴方向被反射面(导电层9)反射,从而增加了光轴方向上的光量。
根据本实施例,由于设置了外反射面54,所以进入第二基板5的外围区域的光返回向光源52并被聚光面53重复反射,从而可以使光进入中心区域。因此,可以提高光利用效率,并且可以提高光轴方向上的出射光量。
应注意,在以上描述中,外反射面54是形成在与第二基板5整体形成的凸部5a上的金属层,但是具有对应于凸部5a的形状的金属结构可以被设置在第二基板5的外围区域而非凸部5a内,从而形成外反射面。另外,凸部5a可以沿第二基板5上的区域连续或间断地形成,其与聚光面53的开口边缘部分相对。另外,外反射面54的形状并不限于如图所示的曲面,而替代地可以是平面。此外,聚光面53和外反射面54可以彼此连接。
本发明并不限于上述实施例,而是可以对其应用各种变化。
在上述实施例中,使用了光从第二基板进入液体透镜元件的结构。可选地,光可以从第一基板侧进入液体透镜元件。反射面(内反射面和外反射面)的位置和倾斜角被设定为对应于光源的位置。
根据以上实施例的光学元件均具有导电层9和绝缘层10分层形成(layer)在具有绝缘性的第三基板3上的结构,但是结构并不限于此。绝缘层还可以形成在具有导电性的第三基板上。在此情况下,当第三基板由具有反射性的材料制成时或者当对第三基板3的表面执行给予反射性的处理时,第三基板可以充当反射面。
根据第四实施例和第五实施例的照明设备均包括一个液体透镜元件、一个光源和一个聚光面,但是这些部件的数量并不分别限于一个。例如,可以采用排列多个光源的照明设备和排列多个液体透镜元件的照明设备。

Claims (11)

1.一种液体透镜元件,包括
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所述光出射面出射的光的取向,所述透镜面由容纳在所述液体室内并具有不同折射率的两种液体之间的界面形成;以及
第一反射面,使进入所述光入射面的一部分光反射向所述透镜面的光轴,所述第一反射面被设置给所述主体。
2.根据权利要求1所述的液体透镜元件,
其中,所述主体包括:
第一基板,用以形成所述光出射面,
第二基板,用以形成所述光入射面,以及
第三基板,设置在所述第一基板与第二基板之间,所述第三基板具有形成所述液体室的侧周面的通孔。
3.根据权利要求2所述的液体透镜元件,
其中,所述第一反射面被设置在所述液体室的所述侧周面上。
4.根据权利要求3所述的液体透镜元件,
其中,所述第三基板具有绝缘性,并且
其中,所述主体还包括:
导电层,被设置在所述液体室的所述侧周面上,和
绝缘层,覆盖所述导电层。
5.根据权利要求4所述的液体透镜元件,
其中,所述第一反射面是所述导电层。
6.根据权利要求2所述的液体透镜元件,
其中,所述第三基板具有透光特性,以及
其中,所述第一反射面被设置在所述主体的外周部上。
7.根据权利要求6所述的液体透镜元件,
其中,所述第三基板具有绝缘性,并且
其中,所述主体还包括:
导电层,设置在所述液体室的所述侧周面上,和
绝缘层,覆盖所述导电层。
8.根据权利要求2所述的液体透镜元件,
其中,所述第三基板具有透光特性,并且
其中,所述第一反射面被设置在所述液体室的所述侧周面上,
所述液体透镜元件还包括:
设置在所述主体的外周部上的第二反射面。
9.根据权利要求8所述的液体透镜元件,
其中,所述第三基板具有绝缘特性,以及
其中,所述主体还包括:
导电层,设置在所述液体室的所述侧周面上,和
绝缘层,覆盖所述导电层。
10.一种照明设备,包括:
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所述光出射面出射的光的取向,所述透镜面由包含在所述液体室内并具有不同折射率的两种液体之间的界面形成;
内反射面,使进入所述光入射面的一部分光反射向所述透镜面的光轴,所述内反射面被设置给所述主体;
光源,发出进入所述光入射面的光;以及
聚光面,使从所述光源发出的光会聚向所述液体室。
11.根据权利要求10所述的照明设备,还包括:
外反射面,用以使从所述光源发出的光反射向所述聚光面,所述外反射面被设置在所述液体室在所述光入射面上的外部区域内。
CN200910167588A 2008-08-28 2009-08-27 液体透镜元件和照明设备 Pending CN101661121A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008220527 2008-08-28
JP2008220527A JP2010054864A (ja) 2008-08-28 2008-08-28 液体レンズ素子及び照明装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101661121A true CN101661121A (zh) 2010-03-03

Family

ID=41789251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910167588A Pending CN101661121A (zh) 2008-08-28 2009-08-27 液体透镜元件和照明设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20100277923A1 (zh)
JP (1) JP2010054864A (zh)
CN (1) CN101661121A (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102466826A (zh) * 2010-11-02 2012-05-23 索尼公司 光学器件和立体显示设备
CN102466825A (zh) * 2010-11-16 2012-05-23 中国科学院兰州化学物理研究所 基于离子液体的电润湿变焦透镜
CN103574520A (zh) * 2012-08-06 2014-02-12 齐瀚光电股份有限公司 整合有介电液体透镜的led照明组合
CN109073793A (zh) * 2018-07-06 2018-12-21 深圳市汇顶科技股份有限公司 液体透镜及其加工方法、成像模组
CN109140278A (zh) * 2017-06-26 2019-01-04 光宝科技股份有限公司 光源模块
CN110094696A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 法雷奥照明公司 在目标表面上形成图案的受控的焦散产生器表面照明装置
CN110312959A (zh) * 2017-02-14 2019-10-08 Lg伊诺特有限公司 液体透镜以及包含液体透镜的相机模块和光学设备
CN110520785A (zh) * 2017-03-30 2019-11-29 Lg伊诺特有限公司 液体透镜、包括其的相机模块、以及光学装置
CN110515194A (zh) * 2018-05-21 2019-11-29 康宁公司 用于激光接合的结构和包含这种结构的液体透镜
CN111022999A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 浙江冠南能源科技有限公司 用于智慧路灯的单灯智能控制系统及其控制方法
CN114072706A (zh) * 2019-05-10 2022-02-18 康宁股份有限公司 液体透镜
CN116772159A (zh) * 2023-08-22 2023-09-19 深圳市帝狼光电有限公司 一种双面台灯

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI467815B (zh) * 2012-08-06 2015-01-01 Lustrous Technology Ltd Integrated with a dielectric liquid lens LED lighting combination
US9004725B2 (en) * 2012-08-20 2015-04-14 Lustrous Technology Ltd. Lighting device with electrowetting liquid lens with heat dissipation
KR20150054288A (ko) * 2013-11-11 2015-05-20 삼성전자주식회사 가변 액체 렌즈 시스템
US10634899B2 (en) 2014-01-22 2020-04-28 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Optical imaging devices and variable-focus lens elements, and methods for using them
KR102607336B1 (ko) * 2018-05-23 2023-11-29 엘지이노텍 주식회사 액체 렌즈 모듈
KR102536534B1 (ko) 2018-06-22 2023-05-25 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
FR3107105B1 (fr) * 2020-02-10 2022-07-08 Commissariat Energie Atomique Dispositif d’éclairage directionnel
KR102487435B1 (ko) * 2021-01-11 2023-01-10 한국기술교육대학교 산학협력단 가변초점렌즈를 구비하는 차량의 전조등

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6702483B2 (en) * 2000-02-17 2004-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Optical element
JP2002162507A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Canon Inc 光学素子、照明装置および撮影装置
JP2004333640A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Olympus Corp 可変光学素子、光学ユニット及び撮像装置
US6847493B1 (en) * 2003-08-08 2005-01-25 Lucent Technologies Inc. Optical beamsplitter with electro-wetting actuation
DE602005007891D1 (de) * 2004-05-07 2008-08-14 Koninkl Philips Electronics Nv Elektrowetting-zelle und verfahren zu deren herstellung
JP2007536592A (ja) * 2004-05-07 2007-12-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ エレクトロウェッティングセル及びエレクトロウェッティングセルの製造方法
KR20070015193A (ko) * 2004-05-07 2007-02-01 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 전기 습윤 셀 및 이를 구동하기 위한 방법
FR2878338B1 (fr) * 2004-11-24 2007-03-02 Varioptic Sa Monture de lentille a focale variable
JP2008547176A (ja) * 2004-12-21 2008-12-25 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 配光制御装置
JP2006235476A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Fuji Photo Film Co Ltd 光学素子、光学ユニット、および撮像装置
WO2006123288A2 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrowetting element, lens system, electronic device and driving method
KR100711254B1 (ko) * 2005-11-01 2007-04-25 삼성전기주식회사 액체 줌 렌즈
KR100711247B1 (ko) * 2005-11-01 2007-04-25 삼성전기주식회사 액체 줌 렌즈
US7701642B2 (en) * 2005-12-02 2010-04-20 Sony Corporation Liquid lens
US7443597B2 (en) * 2005-12-27 2008-10-28 Tessera, Inc. Liquid lens with piezoelectric voltage converter
US20070147816A1 (en) * 2005-12-27 2007-06-28 Tessera, Inc. Camera modules with liquid optical elements
TW200819792A (en) * 2006-10-16 2008-05-01 Ind Tech Res Inst Liquid-control optical element and manuacturing method therefor and device therewith
JP2008175918A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Nikon Corp 光学素子及び撮影光学系と、結像方法及び撮影方法
KR100843473B1 (ko) * 2007-04-26 2008-07-03 삼성전기주식회사 액체렌즈를 갖는 오토 포커싱용 카메라 모듈
US20090072037A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-19 Metrologic Instruments, Inc. Autofocus liquid lens scanner
JP2010243631A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Sony Corp 液体レンズ装置の製造方法及び液体レンズ装置
JP2010250126A (ja) * 2009-04-16 2010-11-04 Sony Corp 液体レンズ装置の製造方法及び液体レンズ装置

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102466826A (zh) * 2010-11-02 2012-05-23 索尼公司 光学器件和立体显示设备
CN102466825A (zh) * 2010-11-16 2012-05-23 中国科学院兰州化学物理研究所 基于离子液体的电润湿变焦透镜
CN103574520A (zh) * 2012-08-06 2014-02-12 齐瀚光电股份有限公司 整合有介电液体透镜的led照明组合
CN103574520B (zh) * 2012-08-06 2015-07-15 齐瀚光电股份有限公司 整合有介电液体透镜的led照明组合
CN110312959A (zh) * 2017-02-14 2019-10-08 Lg伊诺特有限公司 液体透镜以及包含液体透镜的相机模块和光学设备
US11598930B2 (en) 2017-02-14 2023-03-07 Lg Innotek Co., Ltd. Liquid lens, camera module and optical device including the same
CN110520785A (zh) * 2017-03-30 2019-11-29 Lg伊诺特有限公司 液体透镜、包括其的相机模块、以及光学装置
CN109140278A (zh) * 2017-06-26 2019-01-04 光宝科技股份有限公司 光源模块
CN110094696B (zh) * 2018-01-30 2021-11-09 法雷奥照明公司 在目标表面上形成图案的受控的焦散产生器表面照明装置
CN110094696A (zh) * 2018-01-30 2019-08-06 法雷奥照明公司 在目标表面上形成图案的受控的焦散产生器表面照明装置
CN110515194A (zh) * 2018-05-21 2019-11-29 康宁公司 用于激光接合的结构和包含这种结构的液体透镜
CN110515194B (zh) * 2018-05-21 2023-09-22 康宁公司 用于激光接合的结构和包含这种结构的液体透镜
CN109073793A (zh) * 2018-07-06 2018-12-21 深圳市汇顶科技股份有限公司 液体透镜及其加工方法、成像模组
CN109073793B (zh) * 2018-07-06 2021-06-22 深圳市汇顶科技股份有限公司 液体透镜及其加工方法、成像模组
WO2020006767A1 (zh) * 2018-07-06 2020-01-09 深圳市汇顶科技股份有限公司 液体透镜及其加工方法、成像模组
CN114072706A (zh) * 2019-05-10 2022-02-18 康宁股份有限公司 液体透镜
CN111022999A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 浙江冠南能源科技有限公司 用于智慧路灯的单灯智能控制系统及其控制方法
CN116772159A (zh) * 2023-08-22 2023-09-19 深圳市帝狼光电有限公司 一种双面台灯

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010054864A (ja) 2010-03-11
US20100277923A1 (en) 2010-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101661121A (zh) 液体透镜元件和照明设备
CN101556341B (zh) 光学装置、照明设备以及相机
CN102003674A (zh) 可变照明装置
KR101389719B1 (ko) 반도체 발광 장치
US8152352B2 (en) Optic system for light guide with controlled output
US9732938B2 (en) Illumination panel
US7675687B2 (en) Liquid lens group
US8944642B2 (en) Light assembly
CN104052389A (zh) 具有固态光学元件的聚光型太阳能收集器
US10910990B2 (en) Solar cell module
EP3022484B1 (en) Modular light guide luminaires
CN101675581A (zh) 具有有效电和热管理的单一反射镜太阳光会聚器
US9714756B2 (en) Illumination device
CN111509105A (zh) 发光元件、发光模块以及背光模块
CN101668987A (zh) 背光单元
CN109935726A (zh) 有机发光显示面板、其制造方法及显示装置
JP2010256511A (ja) 光学装置、電子機器、光学装置の製造方法
CN102410492A (zh) 透镜及发光二极管模组
CN106461924A (zh) 具有带改善的亮度和反射率的集成光伏单元的显示设备
JP2009276450A (ja) 光学素子及びその製造方法
CN105096576A (zh) 信号接收模块与显示装置
TWI392125B (zh) 發光裝置
EP2528110A2 (en) Photovoltaic system for efficient solar radiation collection and solar panel incorporating same
WO2014146104A1 (en) Illumination device
KR20070008169A (ko) 액체 렌즈

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20100303

C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned