CN109804295A

CN109804295A - 具有降低的色度偏差的液体透镜

Info

Publication number: CN109804295A
Application number: CN201780043338.7A
Authority: CN
Inventors: R·M·卡兰
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-05-24
Anticipated expiration: 2037-07-10
Also published as: TW201807436A; US20190293928A1; KR102435836B1; CN109804295B; WO2018013467A1; US11092802B2; KR20190025716A; TWI786052B

Abstract

液体透镜可以包括围入室中的两种或更多种液体。液体透镜可以构造成减小当在两种液体的界面处形成的弯月面倾斜时所产生的色度偏差。这可以通过数种方式完成，包括对液体进行选择以使得折射率差异最大化和使得阿贝数差异最小化。

Description

具有降低的色度偏差的液体透镜

背景技术

本申请根据35U.S.C.§119，要求2016年07月11日提交的美国临时申请第62/360,934号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及具有降低的色度偏差的液体透镜。

技术背景

常规液体透镜固有地产生球形色度偏差，这是因为在液体透镜室的两种液体之间存在曲面的弯月面界面。每种液体通过阿贝数进行表征，表明其色散。在理想或参照情况下，液体透镜室的中心纵轴垂直于进行成像的物体平面。在这种情况下，弯月面的表面倾斜角为零，弯月面的形状相对于该轴是对称的，并且在图像中没有可见的色度偏差。

但是，在实际情况下，弯月面的表面通常以非零角度倾斜。这导致图像平面倾斜成为相关的(通常更小的)角度，称作光学倾斜角。光学倾斜角与表面倾斜角的比例由两种液体的折射率差异所确定。非零的光学倾斜角可能显著地增加由透镜所产生的色度偏差。当使用较小的像素传感器(可在波长衍射极限下工作)来俘获图像时，色度偏差可能是特别成问题的。

会希望使得液体透镜中的倾斜诱发的色度偏差最小化或者至少得到减小。特别地，会希望降低色度偏差，从而在整个预期波长范围和视域上，其小于对应的衍射极限。

发明内容

揭示了多种液体透镜的实施方式，它们构造成降低色度偏差。液体透镜可以包括室，所述室围住了第一液体、第二液体、以及形成在第一液体与第二液体的界面处的弯月面。无论是由于液体透镜的移动导致弯月面的倾斜角被动变化，或者是采用控制器使得弯月面的倾斜角主动变化，液体透镜会产生色度偏差。液体透镜可以构造成各种方式来减小色度偏差。

在一些实施方式中，液体透镜包含两种液体，所述两种液体至少部分是基于它们的折射率和/或阿贝数进行选择的。具体来说，可以对液体进行选择来增加这两种液体之间的折射率差异和/或来降低这两种液体之间的阿贝数差异。例如，这两种液体之间的折射率差异的绝对值可以是至少0.13和/或这两种液体之间的阿贝数差异的绝对值可以是不超过22。发现这种组合可以降低色度偏差，所述色度偏差是由于弯月面相对于对于所需视域在预期波长上(例如，0.4861微米至0.6563微米)进行成像的物体平面的物理倾斜所导致的。

在其他实施方式中，液体透镜包括三种液体以及形成两个弯月面。所得到的层状布置可以构造成使得色度偏差最小化，所述色度偏差是由于液体透镜相对于对于所需视域在预期波长上(例如，0.4861微米至0.6563微米)进行成像的物体平面的物理倾斜所导致的。

在其他实施方式中，液体透镜包括围住了两种液体的第一子室和围住了两种液体的第二子室。在第一子室与第二子室之间放置透明板，从而将这两对液体分开。

在任意这些实施方式中，液体透镜可以构造成降低色度偏差，使得其对于给定光学倾斜(例如，0.484度、0.6度等)，在整个视域和预期波长范围(例如，0.4861微米至0.6563微米)的至少一部分上，小于受限于衍射的分辨率(艾里碟(Airy disc)直径)。

液体透镜可用于各种应用来减小色度偏差，同时满足对于可靠性、成本等的标准要求，以及维持透镜系统符合目标光学功率范围值的能力。在一种应用中，液体透镜可以用在照相机模块前面，来提供光学图像标准化能力，而没有明显降低性能，例如，调制传递函数(MTF)没有明显劣化。

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。概述和背景技术并不旨在标识所揭示的主题的关键概念或基本概念，它们也不应该用于束缚或限制权利要求的范围。例如，不应该基于所述主题是否包含概述中所记录的任意或全部范围和/或解决背景技术中所记录的任意问题来限制权利要求的范围。

附图说明

结合附图揭示了优选实施方式和其他实施方式，其中：

图1A-1B显示在常规液体透镜中实验观察到的色度偏差的例子。

图2A-2D的图像显示图1A-1B中的液体透镜在不同光学倾斜角的模拟色度性能。

图3A-3C的图像显示液体透镜的一个实施方式在不同光学倾斜角的模拟色度性能。所述液体透镜包括具有较大的折射率差异和较小的阿贝数差异的两种液体。

图4的图像显示液体透镜的另一个实施方式在0.6度光学倾斜角的模拟色度性能。所述液体透镜包括具有比图3A-3C中的液体透镜甚至更大的折射率差异和更小的阿贝数差异的两种液体。

图5显示包括液体透镜的透镜堆叠件的一个实施方式，所述液体透镜包括三种液体和两个弯月面，以及具有0.6度的光学倾斜角。

图6的图像显示图5中的液体透镜的模拟色度性能。

图7显示液体透镜的一个实施方式，所述液体透镜包括两个子室，每个子室包含两种液体以及弯月面。

具体实施方式

液体透镜使用电湿润原理来产生快速可编程光学元件。液体透镜包括极性液体(例如，掺杂水组分)和非极性液体(例如，少量绝缘油)，它们以密封的方式密封在两个透明窗之间。或者，可以将极性和非极性液体称作第一和第二液体。液体放在室中(例如，空心锥结构)，所述室涂覆了导体材料(例如，金属)和疏水性材料(例如，聚对二甲苯)。

这两种液体之间的界面形成弯月面。在金属涂层与导体极性液体之间施加电势差改变了非极性液体在疏水性材料上的可润湿性，从而改变了弯月面的曲率，因而改变了液体透镜的光学功率。如果液体透镜绕着周界具有4个或更多个电极，可以向不同的电极施加不同电压，从而导致弯月面倾斜。这种倾斜可用于对移动(例如，手机应用中的手部移动)进行补偿，这通常被称作光学图像稳定化。此类液体透镜的一个例子可参见在本文件最后引用的’558专利。

虽然界面的倾斜为光学图像稳定化产生了快速响应的低功率解决方案，但是这也导致棱镜效应，其使得照相机的输入光谱带的波长发生角度分离。将弯月面的倾斜角度设定为补偿光谱区域的中心波长(例如，绿光)。棱镜效应导致较短的波长(例如，蓝光)折射得较多以及较长的波长(例如，红光)折射得较少，产生色度偏差。这种色度偏差会劣化调制传递函数(MTF)，从而对照相机的光学性能(分辨率)造成负面影响。

可以通过采用各种结构、方法、和技术来降低由于弯月面的物理倾斜所产生的色度偏差。减小色度偏差的一种方式是选择具有某些倾向于使得色度偏差最小化的性质的液体。

如下文实施例3-4所示，可以通过选择这样的液体减小色度偏差，其中，液体之间的折射率差异(即，折射率差异)的绝对值较大，以及液体之间的阿贝数差异(即，阿贝数差异)的绝对值较小。总的来说，随着折射率差异增加和/或阿贝数差异减小，色度偏差得到进一步降低。

折射率差异和阿贝数差异可以是能够减小色度偏差的任意合适范围。在一些实施方式中，折射率差异是至少0.13、至少0.14、或者希望是至少0.15。在一些实施方式中，阿贝数差异不超过22、不超过20、不超过17、或者希望不超过15。应理解的是，上文所揭示的任意折射率差异可以与上文所揭示的任意阿贝数差异组合。

在一些实施方式中，对于相对于光学物体平面是0.484度的光学倾斜角，经过选择的液体产生的色度偏差可以小于液体透镜在全视野和0.4861微米至0.6563微米波长范围中的至少一部分上的受限于衍射的分辨率(艾里碟)。在液体透镜的至少大部分的全视域上或者在液体透镜的至少75％的全视域上，色度偏差可以小于受限于衍射的分辨率。

在其他实施方式中，对于相对于光学物体平面是0.6度的光学倾斜角，经过选择的液体产生的色度偏差可以小于液体透镜在全视野和0.4861微米至0.6563微米波长范围中的至少一部分上的受限于衍射的分辨率(艾里碟)。在液体透镜的至少大部分的全视域上，在至少75％的全视域上，或者在液体透镜的至少85％的全视域上，色度偏差可以小于受限于衍射的分辨率。

液体透镜还可包含封装在室中的三种不同液体，第一液体、第二液体、和第三液体。在第一液体与第二液体的界面处形成第一弯月面或者上弯月面，以及在第二液体与第三液体的界面处形成第二弯月面或者下弯月面。液体透镜有效地形成“液体双合(liquiddoublet)”透镜，其中，一种极性液体置于两种非极性液体之间或者一种非极性液体置于两种极性液体之间。如此构造的一个例子如实施例5所述和如图5所示。

第一弯月面具有第一曲率半径，以及第二弯月面具有第二曲率半径。可以通过标准电湿润方法，采用液体透镜室的侧壁上的导线来调节这两个曲率半径。在一些实施方式中，如果以分开的形式适当地制造导线的话，则可以独立地调节曲率半径，从而任一个弯月面可以不依赖于另一个是凹的、凸的、或者甚至平坦的。

在一些实施方式中，可以通过合适的设计和操作电湿润导线以及这三层液体层的相对厚度，来实现不对称或者非球形“液体双合”。对于某些应用，此类构造会是有利的。

在一些实施方式中，可以使用液体双合透镜来替代包含多个透镜的透镜堆叠件中的至少一个实心透镜。此类布置降低了透镜堆叠件的高度同时使得上文所述的色度偏差最小化。

图7显示液体透镜800的另一个实施方式的横截面示意图，其中，通过薄的平坦透明板801将室分成第一子室或上子室801以及第二子室或下子室803。第一子室801包括在第一或上弯月面805处汇合的第一液体802和第二液体804。通过电润湿导线来控制液体802、804以及弯月面805。第二子室803包括在第二或下弯月面807处汇合的第三液体806和第四液体808。类似地，通过电润湿导线来控制液体806、808。

插入的透明板810的存在有效地分开了这两对液体，并且产生了在每个子透镜中具有能够独立按需控制的弯月面805、807的透镜堆叠件。可以容易地看出，液体透镜800中的两个子室801、803的概念可以延伸至在堆叠中包含更多的被N-1个板材分开的N个子室的设计。

可以基于多种标准来选择每个子室801、803中的液体802、804、806、808，以减小色度偏差。在一些实施方式中，相对于上文结合包含两种液体的液体透镜所述的折射率差异和阿贝数差异来选择液体802、804、806、808。例如，可以分别对液体802、804以及液体806、808进行选择，以增加折射率差异和/或降低阿贝数差异。

在其他实施方式中，每个子室801、803可以分别包括三种液体，以类似于下文实施例5和图5-6所揭示的方式形成液体双合透镜。这种设计可以采用具有更常见的折射率差异值和阿贝数差异值的液体来实现低色度偏差。

实施例

提供以下实施例以进一步阐述所揭示的主题。它们不应被用于以任意方式束缚或限制权利要求的范围。

(常规)实施例1

对通过常规液体透镜产生的色度偏差进行评估。液体透镜包括折射率为1.39的极性液体和折射率为1.5的非极性液体。因此，折射率差异为0.11。阿贝数差异为25。

图1A显示采用用液体透镜图像化的标准测试图案，以0至0.6度光学倾斜角(0.1度间距，即0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6)，通过实验观察到的色度偏差效应。随着光学倾斜增加，线条变宽和模糊情况增加。在0.2度时，这些效应变得明显，在0.4度时变得严重，以及在0.6度时变得非常严重。

图1B显示采用液体透镜以0和0.6度光学倾斜角成像的另一个测试物体的实验观察到的色度偏差效应。在0.6度光学倾斜时，明显的图像劣化清楚可见。

(常规)实施例2

对于4种不同情形(其中，透镜以1.5度、3度、4.5度、和5.45度物理倾斜)，模拟了实施例1中的常规液体透镜的色度性能。液体透镜的物理倾斜分别引起0.165度、0.33度、0.495度、和0.6度的对应光学倾斜。结果如图2A-2D中的图形所示。

图形中的实线是计算得到的色度偏差，即，波长为0.4861μm和0.6563μm的光的焦点位置的差异相对于光场角绘制。x轴是计算得到的色度偏差，以及y轴是光场角。每个图形还显示了“艾里”碟虚线，表明由于衍射所导致的对应的最小可分辨特征尺寸(即，受限于衍射的分辨率)，这是通过波长和透镜的f数确定的。

图2A显示液体透镜在1.5度的小的表面倾斜角(这导致0.165度的光学倾斜)的计算得到的色度偏差。色度偏差线完全落在艾里碟线的边界内，这表示色度偏差是可忽略不计的。

图2B显示液体透镜在3度的表面倾斜角(这导致0.33度的光学倾斜)的计算得到的色度偏差。色度偏差线在靠近图像的中心处在艾里碟线的顶部上，以及随着靠近图像的边缘，色度偏差线延伸到艾里碟线的外侧，延伸量增加。这表示在通过倾斜的液体透镜形成的图像的中心处，色度偏差是可忽略不计的，但是在靠近边缘时，变得不断可见。

图2C显示液体透镜在4.5度的表面倾斜角(这导致0.495度的光学倾斜)的计算得到的色度偏差。在整个视域上，色度偏差线落在艾里碟线的外侧，这表示即使是在图像中心(y＝0)色度偏差也是可察觉的，并且随着靠近最大视域，变得更糟糕。

图2D显示液体透镜在5.45度的表面倾斜(这导致0.6度的光学倾斜)的计算得到的色度偏差。色度偏差线落在艾里碟线外侧甚至更远的地方，这暗示了整个视域上甚至更糟糕的图像劣化。

模拟结果与实施例1的实验观察相一致。

实施例3

对于3种不同情形(其中，透镜以1.5度、3度、和3.7度物理倾斜)，模拟了折射率差异为0.1613和阿贝数差异为18.5的液体透镜的色度性能。液体透镜的物理倾斜分别引起0.242度、0.484度、和0.6度的对应光学倾斜。结果如图3A-3C中的图形所示。

图3A显示液体透镜在1.5度的小的表面倾斜角(这导致0.242度的光学倾斜)的计算得到的色度偏差。对于液体透镜，色度偏差线良好地落在艾里碟线内，这表示色度偏差是可忽略不计的。

图3B显示液体透镜在3度的表面倾斜角(这导致0.484度的光学倾斜)的计算得到的色度偏差。在大部分的域上，色度偏差线落在艾里碟线内，以及仅在靠近图像的边缘处略微超过艾里碟线。这表示色度偏差效应仅在靠近图像的边缘是可见的，并且即使是在那里也应该是微小的。

图3C显示液体透镜在3.7度的表面倾斜角(这导致0.6度的光学倾斜)的计算得到的色度偏差。对于大部分的图像域，色度偏差线略微落在艾里碟线外侧，并且随着靠近边缘，变得略微较差。

该实施例与实施例2的对比显示了具有较大折射率差异(0.1613)和较小阿贝数差异(18.5)的液体透镜的色度性能明显优于具有较小折射率差异(0.11)和较高阿贝数差异(25)的常规液体透镜。

实施例4

对于透镜以3.6度物理倾斜导致0.6度的对应光学倾斜的情形，模拟了折射率差异为0.168和阿贝数差异为12.5的液体透镜的色度性能。结果如图4中的图形所示。对于几乎整个视域，色度偏差线在艾里碟线内，这表明色度偏差效应仅在靠近图像的边缘可见(如果可见的话)。

这还表明如果使用具有甚至更大折射率差异和/或更小阿贝数差异的液体的话，则液体透镜的色度性能应该得到进一步改善。

实施例5

对包含如图5所示的三种液体的液体透镜500的色度性能进行模拟。液体透镜500包括第一液体502、第二液体504、和第三液体506，它们全都是不同的。液体透镜50模拟作为透镜堆叠件550的一部分，所述透镜堆叠件550包括图像传感器552、IR切割过滤器554、和多个实心透镜556。液体透镜500的覆盖或窗514模拟为NBK7Schott玻璃。

液体透镜500包括在第一液体502与第二液体504的界面处的第一弯月面510，以及在第二液体504与第三液体506的界面处的第二弯月面512。液体502、504、506分别具有1.389、1.5、和1.38的折射率，以及58.6、33.7、和45.7的阿贝数。第一液体502与第二液体504之间的折射率差异和阿贝数差异分别是0.111和24.9，这几乎与实施例1中的常规液体透镜中的液体相同。第二液体504与第三液体506之间的折射率差异和阿贝数差异分别是0.11和12。

第一弯月面510以14.5度物理倾斜，以及第二弯月面512以18度物理倾斜，这导致0.6度的光学倾斜。如图6所示，在整个图像域中，色度偏差线落在艾里碟线内。在液体透镜500以及具有类似布置的其他液体透镜中，色度偏差效应应该急剧地降低。还应注意的是，采用与实施例1中的常规液体透镜中那些类似的液体，实现了降低的色度偏差。

示意性实施方式

参照如下数个所揭示主题的示意性实施方式。以下实施方式仅显示一些选择的实施方式，其可以包括所揭示的主题的各种特征、特性、和优点中的一个或多个。因此，以下实施方式不应理解为综合了所有可能的实施方式。

在一个实施方式中，提供低色度偏差液体透镜的方法包括：选择一对第一和第二液体用于液体透镜，它们用第一和第二折射率以及第二和第二阿贝数进行表征，液体对额外地用第一与第二折射率之差ΔN以及第一与第二阿贝数之差ΔVd表征。对第一和第二液体对进行选择可以包括：计算限定了受限于衍射值的艾里线图，其对在所需视域和预期波长范围上的液体透镜进行了表征；对于透镜相对于光学物体平面的预定光学倾斜，计算差值ΔN和ΔVd的多对中的每一个的对应的液体透镜色度偏差与距离图像中心的域距离的关系图，其中，色度偏差是限定了预期波长范围的波长的焦点位置之间的最大差异；对于在相同域距离，整个所需视域，色度偏差的绝对值保持小于衍射限制值的情况，从所述多对差值ΔN_O和ΔVd_O进行确定；以及对用ΔN_O和ΔVd_O进行表征的第一和第二液体对进行选择，用于液体透镜2的ΔN_O可以大于或等于0.13。

在另一个实施方式中，提供低色度偏差液体透镜的方法，所述低色度偏差液体透镜包括封装在透镜室中的第一、第二和第三液体，其中，第一和第三液体是极性以及第三液体是非极性，或者第一和第三液体是非极性以及第二液体是极性；所述方法包括：对液体透镜进行组装，使得透镜室包住层状布置的第一、第二和第三液体，第一液体叠在第二液体上形成上弯月面，以及第二液体叠在第三液体上形成下弯月面。可以独立地控制上弯月面和下弯月面。

在另一个实施方式中，低色度偏差液体透镜包括包围了第一和第二液体的室，所述第一液体表征为第一折射率和第一阿贝数，以及所述第二液体表征为第二折射率和第二阿贝数，其中，对于液体透镜相对于光学物体平面的预定光学倾斜，由于液体透镜引起的色度偏差小于液体透镜在所需视域和预期波长范围上的受限于衍射的分辨率。所述预定的光学倾斜会是由于液体透镜和/或透镜系统相对于光学物体平面大于3度的物理倾斜引起的。

在另一个实施方式中，低色度偏差液体透镜包括包围了第一、第二和第三液体的室，所述第一液体直接叠在第二液体上以形成上弯月面，以及所述第二液体直接叠在第三液体上以形成下弯月面，其中，第一和第三液体是极性而第二液体是非极性，或者第一和第三液体是非极性而第二液体是极性。

在另一个实施方式中，液体透镜包括室，所述室包括包围了第一和第二液体的上子室和包围了第三和第四液体的下子室以及放置在上子室与下子室之间的透明板，其中，对于液体透镜相对于光学物体平面的预定光学倾斜，由于液体透镜引起的色度偏差小于液体透镜在所需视域和预期波长范围上的受限于衍射的分辨率。

在另一个实施方式中，液体透镜包括室，所述室包括被透明板分隔开的多个子室，其中，所述多个子室中的至少一个包括层状布置的第一、第二、和第三液体，所述第一液体叠在第二液体上以形成上弯月面，以及所述第二液体叠在第三液体上以形成下弯月面。

术语和解释规范

术语“色度偏差”指的是限定了确定波长范围的波长的焦点位置之间的最大差异。此类差异可以被描述为图像中的横向色移或颜色分裂。

除非另有说明，否则权利要求或说明书中描述的任何方法不应被解释为要求以特定顺序执行步骤。此外，除非另有说明，否则应该将方法解释为提供以任何顺序执行所述步骤的支持。

空间或方向术语，例如“左”、“右”、“前”、“后”等涉及其在附图中所示的主题。但是，要理解的是，所述的主题可假定具有各种替代取向，因此，此类术语不应解读为限制性的。

冠词，例如“该”、“一个”和“一种”可以表述单数或复数。此外，用词“或”的使用当没有先行的“任一”(或者表明“或”是明确表示排除性的其他类似用于，例如，x或y中的仅一个)应该解读为包含性的(例如，“x或y”表示x或y中的一个或两个)。

术语“和/或”也应解读为包含性的(例如，“x和/或y”表示x或y中的一个或两个)。在“和/或”或者“或”用于一组三个或更多个项目的情形时，应该将组理解为仅包含一个项目，包含全部项目一起，或者项目的任意组合或数量。

术语具有、有、包含了、和包括了应解读为与术语包括和包含相同含义。还应理解，使用这些术语揭示并提供了对于这些术语被“由...构成”或“基本由...构成”的较窄的替代实施方式的支持。

除非另有说明，否则(除了权利要求书之外)说明书中的表示尺寸、物理特性等的所有数字或表述也应理解为在所有情况下用术语“约”修饰。最低限度，并且不试图将等同原则的应用限制在权利要求的范围，说明书或权利要求中所陈述的用术语“约”修饰的每个数值参数应至少根据所述有效数字的数量并应用一般的四舍五入技术进行解读。

将所有揭示的范围理解为包含并提供对陈述了任何和所有子范围或由每个范围所包含的任何和所有单个值的权利要求的支持。例如，应该将陈述的1至10的范围视作包含并提供对陈述了介于和/或包含最小值1和最大值10之间的任何和所有子范围或个别值的支持；也就是说，所有的子范围开始于最小值1或更大和终止于最大值10或更小(例如，5.5至10，2.34至3.56等)，或者1至10的任意值(例如，3、5.8、9.9994等)。

所有公开的数值应被理解为在任一方向上从0-100％变化，因此为陈述了此类值的权利要求或者可由此类值形成的任何和所有范围或子范围提供支持。例如，陈述的数值8应理解为从0到16变化(在任一方向上为100％)并且为陈述该范围本身的权利要求(例如，0到16)，范围内的任何子范围(例如，2到12.5)或者该范围内的任何单个值(例如，15.2)提供支持。

附图应解读为显示了以成比例绘制的一个或多个实施方式和/或没有成比例绘制的一个或多个实施方式。这意味着，附图可以解读为，例如，显示了如下情况：(a)所有都成比例绘制；(b)任意东西都没有成比例绘制；或者(c)一个或多个特征成比例绘制以及一个或多个特征没有成比例绘制。因此，附图可以用于提供对于单独或相对于彼此叙述的任何所示特征的尺寸，比例和/或其他尺寸的支持。此外，所有此类尺寸、比例和/或其他尺度理解为在任一方向上从0-100％变化，因此为陈述了此类值的权利要求或者可由此类值形成的任何和所有范围或子范围提供支持。

权利要求中所陈述的术语应当通过参考广泛使用的一般词典和/或相关技术词典中的相关条目，本领域技术人员通常理解的含义等来确定它们的普通和惯用含义，并且要理解的是，权利要求书的术语具有这些来源中的任何一个或其组合所赋予的最广泛的含义(例如，两个或多个相关的词典条目应该被组合以提供条目组合的最广泛含义等)，仅受以下例外的约束：(a)如果一个术语的使用方式比其普通和习惯含义更广泛，则该术语应赋予其普通和习惯含义加上额外的扩展含义，或(b)如果术语已明确定义通过如下方式进行了陈述，所述术语是“如本文件中使用的术语应该表示”或类似语言(例如，“这个术语的意思是”，“这个术语定义为”、“出于本公开的目的，这个术语应该表示”等)。对具体例子的引用，使用“即”，使用用语“本发明”等并不意味着引用例外(b)或以其他方式限制所述权利要求术语的范围。除了适用例外情况(b)的情况外，本文件中所含的任何内容均不应视为放弃权利要求或对权利要求范围的否认。

权利要求中所陈述的主题不与本文件中描述或说明的任何实施方式、特征或特征的组合共同延伸，并且不应被解释为与其共同延伸。即使在本文件中说明和描述了特征的单个实施方式或者特征的组合时，也是如此。

参考文献的引用

通过引用将下面列出的每个文件的全部内容结合入本文。如果在本文件与所结合的一个或多个文件中同时使用了相同术语，则应解读为这些来源的任意一个或组合所赋予的最宽泛含义，除非在本文件中已经明确限定了术语具有不同含义。如果在如下任意文件与本文件中存在不一致性，则以本文件为准。所结合的主题不应被用于限制明显陈述或所示的主题的范围或使其变窄。

-2016年07月11日提交的美国临时申请第62/360,934号，题为“具有降低的色度偏差的液体透镜(Liquid Lens with Reduced Chromatic Aberration)”。

-2008年12月12日提交，于2013年3月19日公告的美国专利第8,400,558号(申请号12/746,934)，题为“用于液体透镜的图像稳定化电路(Image Stabilization Circuitryfor Liquid Lens)”('558专利)。

Claims

1.一种液体透镜，其包括：

室；

放置在所述室中的第一液体和第二液体，以及形成在所述第一液体与所述第二液体的界面处的弯月面；

其中，所述第一液体具有第一折射率和第一阿贝数，以及所述第二液体具有第二折射率和第二阿贝数；

其中，所述第一折射率与所述第二折射率之差的绝对值是至少0.13；以及

其中，所述第一阿贝数与所述第二阿贝数之差的绝对值是不超过22。

2.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述第一折射率与所述第二折射率之差的绝对值是至少0.14。

3.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述第一折射率与所述第二折射率之差的绝对值是至少0.15。

4.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述第一阿贝数与所述第二阿贝数之差的绝对值是不超过20。

5.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述第一阿贝数与所述第二阿贝数之差的绝对值是不超过17。

6.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述第一阿贝数与所述第二阿贝数之差的绝对值是不超过15。

7.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，对于相对于光学物体平面为0.484度光学倾斜角的情况，在全视域和0.4861微米至0.6563微米波长范围的至少一部分上，所述液体透镜的色度偏差小于所述液体透镜的受限于衍射的分辨率。

8.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述弯月面是第一弯月面，所述液体透镜包括置于所述室中的第三液体以及形成在所述第二液体与所述第三液体的界面处的第二弯月面。

9.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述第一液体或所述第二液体中的一个是极性液体，以及所述第一液体或所述第二液体中的另一个是非极性液体。

10.如权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述室是第一子室，以及所述弯月面是第一弯月面，所述液体透镜还包括：

第二子室；

放置在所述第二子室中的第三液体和第四液体，以及形成在所述第三液体与所述第四液体的界面处的弯月面；以及

放置在所述第一子室与所述第二子室之间的透明板。

11.一种液体透镜，其包括：

室，所述室围住了第一液体、第二液体、和形成在所述第一液体与所述第二液体的界面处的弯月面；

其中，对于相对于光学物体平面为0.484度光学倾斜角的情况，在全视域和0.4861微米至0.6563微米波长范围的至少一部分上，所述液体透镜的色度偏差小于所述液体透镜的受限于衍射的分辨率。

12.如权利要求11所述的液体透镜，其特征在于，在所述液体透镜的至少大部分的全视域上，色度偏差小于受限于衍射的分辨率。

13.如权利要求11所述的液体透镜，其特征在于，在所述液体透镜的至少75％的全视域上，色度偏差小于受限于衍射的分辨率。

14.如权利要求11所述的液体透镜，其特征在于，所述第一折射率与所述第二折射率之差的绝对值是至少0.14。

15.如权利要求11所述的液体透镜，其特征在于，所述第一液体或所述第二液体中的一个是极性液体，以及所述第一液体或所述第二液体中的另一个是非极性液体。

16.一种液体透镜，其包括：

室，所述室围住了第一液体、第二液体、第三液体、形成在所述第一液体与所述第二液体的界面处的第一弯月面、和形成在所述第二液体与所述第三液体的界面处的第二弯月面；

其中，所述第一液体、所述第二液体、和所述第三液体全都是不同的；

其中，对于相对于光学物体平面为0.6度光学倾斜角的情况，在全视域和0.4861微米至0.6563微米波长范围的至少一部分上，所述液体透镜的色度偏差小于所述液体透镜的受限于衍射的分辨率。

17.如权利要求16所述的液体透镜，其特征在于，在所述液体透镜的至少大部分的全视域上，色度偏差小于受限于衍射的分辨率。

18.如权利要求16所述的液体透镜，其特征在于，在所述液体透镜的至少75％的全视域上，色度偏差小于受限于衍射的分辨率。

19.如权利要求16所述的液体透镜，其特征在于，在所述液体透镜的全视域上，色度偏差小于受限于衍射的分辨率。

20.如权利要求16所述的液体透镜，其特征在于，

(a)所述第一液体和所述第三液体是极性液体，而所述第二液体是非极性液体；或者

(b)所述第一液体和所述第三液体是非极性液体，而所述第二液体是极性液体。

21.如权利要求16所述的液体透镜，其特征在于，能够独立地控制所述第一弯月面的倾斜和所述第二弯月面的倾斜。

22.一种液体透镜，其包括：

第一子室，所述第一子室围住了第一液体、第二液体、和形成在所述第一液体与所述第二液体的界面处的第一弯月面；

第二子室，所述第二子室围住了第三液体、第四液体、和形成在所述第三液体与所述第四液体的界面处的第二弯月面；以及

放置在所述第一子室与所述第二子室之间的透明板；

23.如权利要求22所述的液体透镜，其特征在于，所述至少两种液体包括第一液体和第二液体，其中，所述第一液体的折射率与所述第二液体的折射率之差的绝对值是至少0.13，以及其中，所述第一液体的阿贝数与所述第二液体的阿贝数之差的绝对值是不超过22。

24.一种制造液体透镜的方法，其包括：

在至少大部分的全视域和0.4861微米至0.6563微米的波长范围上，计算液体透镜的受限于衍射的分辨率；

对于相对于光学物体平面0.484度光学倾斜角的情况，计算所述液体透镜在所述至少大部分的全视域和所述波长范围上的色度偏差；

选择至少两种液体，在整个所述至少大部分的全视域上，在相同域距离，所述色度偏差的值小于所述受限于衍射的分辨率；以及

将所述至少两种液体沉积到室中，从而在所述至少两种液体之间形成弯月面。