CN112526655A - 液体透镜、液体透镜的使用方法及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液体透镜、液体透镜的使用方法及其制备方法。所述液体透镜至少包括:基底层,所述基底层由透光材料制成;第一可弯曲导电膜层,所述第一可弯曲导电膜层设置在所述基底层表面;第二可弯曲导电膜层,所述第二可弯曲导电膜层与所述第一可弯曲导电膜层之间具有距离;导电液体,所述导电液体位于所述第一可弯曲导电膜层与所述第二可弯曲导电膜层之间;所述第一可弯曲导电膜层、所述第二可弯曲导电膜层二者之一与所述导电液体绝缘,二者中另一与所述导电液体电连接。第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层具有易于弯曲和易于加工的特点,这有利于扩大液体透镜的变焦范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体透镜领域,尤其涉及一种液体透镜、液体透镜的使用方法及其制备方法。
背景技术
随着信息时代的科技爆发,人们对图像采集的需求也日益提升。摄像头的透镜对最终图像采集的结果尤为关键,从最初的固定焦距无法对焦的固体镜头,到现在利用光学机械结构变焦,对图像采集的质量有较大提升。光学机械结构变焦方式,能够进行透镜变焦,但光学机械结构变焦透镜存在着变焦速度慢、镜头体积大、变焦范围有限等问题,这些问题严重制约着光学机械结构变焦透镜的使用,影响光学机械结构变焦透镜的应用范围。
液体透镜能够在一定程度上解决光学机械结构变焦透镜存在的问题,但现有技术中,液体透镜主要由金属、玻璃等硬质材料制备形成。由硬质材料制成的液体透镜同样存在着变焦范围有限、无法大规模生产、生产成本高等问题。
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了一种液体透镜、液体透镜的使用方法及其制备方法,该液体透镜、液体透镜的使用方法及其制备方法,能够在一定程度上提高液体透镜的变焦范围、降低液体透镜的生产成本。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种液体透镜,所述液体透镜至少包括:
基底层,所述基底层由透光材料制成;
第一可弯曲导电膜层,所述第一可弯曲导电膜层设置在所述基底层表面上;
第二可弯曲导电膜层,所述第二可弯曲导电膜层与所述第一可弯曲导电膜层之间具有距离;
导电液体,所述导电液体位于所述第一可弯曲导电膜层与所述第二可弯曲导电膜层之间;
所述第一可弯曲导电膜层、所述第二可弯曲导电膜层二者之一与所述导电液体绝缘,二者中另一与所述导电液体电连接。
在一种实施例中,还包括绝缘层,所述绝缘层设置在所述第一可弯曲导电膜层远离所述基底层的一侧,所述绝缘层与所述第一可弯曲导电膜层之间形成有至少一个封闭腔,所述封闭腔的腔壁包括所述第一可弯曲导电膜层的部分表面,所述封闭腔中设有导电液体;所述第二可弯曲导电膜层设置在所述绝缘层的远离所述封闭腔的另一表面上。
在一种实施例中,所述绝缘层可弯曲。
在一种实施例中,所述液体透镜还包括至少一个密封胶层,所述密封胶层呈环形,位于所述绝缘层与所述第一可弯曲导电膜层之间;所述密封胶层的内环壁、所述绝缘层与所述第一可弯曲导电膜层形成了所述封闭腔。
在一种实施例中,所述绝缘层包括派瑞林或无机氧化层,所述绝缘层的厚度在0.5μm-20μm之间。
在一种实施例中,所述第一可弯曲导电膜层与所述第二可弯曲导电膜层之间通过导体连接。
在一种实施例中,所述第一可弯曲导电膜层包括ITO膜层,所述ITO膜层的厚度在50nm-300nm之间。
在一种实施例中,所述距离大于0mm小于3mm。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种上述各实施例中所述的液体透镜的使用方法,所述方法包括:
开启与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层连接的电源,以向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电;
选择调节所述电源的输出电压及改变所述第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的电极性中的至少一者,以改变液体透镜的焦距。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种上述各实施例中所述的所述的液体透镜的制备方法,其特征在于,所述方法至少包括:
提供基底层与绝缘层;
于所述基底层表面制备第一可弯曲导电膜层;
于所述绝缘层的其中一表面上制备第二可弯曲导电膜层;
将所述绝缘层放置于模具的带有凹槽的表面上,所述第二可弯曲导电膜层与所述模具的表面接触,向所述绝缘层上与所述凹槽对应的位置处注入导电液体;
将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述绝缘层上,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔。
在一种实施例中,所述方法还包括:
注入所述导电液体后,在所述绝缘层的表面上涂覆环绕所述凹槽的胶液;
将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述胶液上,再将所述胶液固化形成位于所述第一可弯曲导电膜层与所述绝缘层之间的密封胶层,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层、所述密封胶层的内环壁形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔。
综上所述,本发明的有益效果如下:
本发明提供的一种液体透镜、液体透镜的使用方法及其制备方法,采用第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层作为控制液体透镜焦距的导体,第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层具有易于弯曲和易于加工的特点,这改变了采用硬质金属材料作为液体透镜的导体所带来的加工困难、焦距范围有限等缺点,有利于扩大液体透镜的变焦范围,也有助于实现液体透镜的大规模生产应用。
附图说明
图1显示为本发明一实施例提供的一种液体透镜的结构示意图;
图2显示为本发明一实施例提供的带有导电银浆层的液体透镜的结构示意图;
图3显示为本发明一实施例提供的绝缘层的结构示意图;
图4显示为本发明一实施例提供的一种液体透镜的使用方法的流程示意图;
图5显示为本发明一实施例提供的一种液体透镜的制备方法的流程示意图;
图6显示为图5中将第一可弯曲导电膜层与绝缘层密封的各步骤流程示意图。
元件标号说明
1 基底层
2 第一可弯曲导电膜层
3 绝缘层
31 导通孔
4 第二可弯曲导电膜层
5 密封胶层
6 导电液体
7 不导电液体
8 液体界面
9 导体
S1-S8 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图4。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局形态也可能更为复杂。
本发明一实施例提供了一种液体透镜,如图1所示,液体透镜包括基底层1、第一可弯曲导电膜层2、第二可弯曲导电膜层4和导电液体6。
基底层1由透光材料制成。在一种实施例中,基底层1透射可见光。
透光材料包括玻璃、透明聚合物柔性材料等。
在一种实施例中,基底层1由透明聚合物柔性材料制成,基底层1可在外力作用下弯曲变形。基底层1包括透明聚合物柔性材料中的任意一种或多种;其中所述透明聚合物柔性材料选自聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、氯醋树脂或聚丙烯酸中的任意一种或多种。
采用透光材料作为基底层1,能够使光束透过基底层1透射到液体透镜的液体中,通过液体透镜中的液体改变液体透镜的焦距,从何改变液体透镜的成像位置和成像大小。
第一可弯曲导电膜层2设置在基底层1的表面上。第一可弯曲导电膜层2在外力作用下可弯曲变形。在一种实施例中,第一可弯曲导电膜层2包括ITO(IndiumTinOxide,掺锡氧化铟)膜层,ITO膜层的厚度在50nm-300nm之间,例如ITO膜层的厚度可以是60nm、100nm、150nm、200nm。ITO膜层是一种n型半导体材料,具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性。
第二可弯曲导电膜层4与第一可弯曲导电膜层2之间具有距离。第二可弯曲导电膜层4与第一可弯曲导电膜层2之间具有导电液体6。第二可弯曲导电膜层4与第一可弯曲导电膜层2二者之一与导电液体6电连接,二者中另一与导电液体6绝缘。通过将第二可弯曲导电膜层4与第一可弯曲导电膜层2二者之一与导电液体6电连接,二者中另一与导电液体6绝缘。当第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4带电时,可借助第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的电场力,改变液体透镜的焦距。此外,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4二者之一与导电液体6电连接,当第一可弯曲导电膜层2和第二可弯曲导电膜层4带电时,导电液体6也同时带电,借助于导电液体6与使导电液体6带电的膜层的排斥力,能够使导电液体6移动。当导电液体6移动时,液体透镜的焦距也会随之改变,从而实现了液体透镜的变焦功能。
在一种实施例中,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的距离大于0mm小于3mm。第二可弯曲导电膜层4包括ITO膜层,ITO膜层的厚度在50nm-300nm之间。
在一种实施例中,第一可弯曲导电膜层2的表面上设有绝缘层3。绝缘层3设置在第一可弯曲导电膜层2的远离基底层1的一侧。在进一步示例中,绝缘层3与第一可弯曲导电膜层2之间设有至少一个密封胶层5,所述密封胶层5的形状可以是环形。密封胶层5的内环壁、绝缘层3的部分表面、第一可弯曲导电膜层2的部分表面形成了密封腔。密封腔中设有导电液体6和不导电液体7。导电液体6包括水、醇溶液、盐溶液中的一种或多种。不导电液体7包括硅油、氯苄等。导电液体6的密度与不导电液体7的密度相同。导电液体6的折射率与不导电液体7的折射率不同。导电液体6与不导电液体7不相溶。导电液体6与不导电液体7在密封腔中形成了液体界面8。
在一种实施例中,密封腔中不导电液体7的体积小于所述密封腔体积的1/2。
在一种实施例中,导电液体6与第一可弯曲导电膜层2相接触。当第一可弯曲导电膜层2带电时,导电液体6随之带电。导电液体6带电后,随施加在第一可弯曲导电膜层2上的电压的变化而移动,达到了改变液体透镜的焦距的目的。
在一种实施例中,绝缘层3可在外力作用下弯曲变形。绝缘层3包括派瑞林、无机氧化层中的一种或全部。派瑞林是一种保护性高分子材料,中文名:聚对二甲苯。派瑞林活性分子的良好穿透力能在元件内部、底部、周围形成无针孔,厚度均匀的透明绝缘涂层,给元件提供一个完整的优质防护涂层,抵御酸碱、盐雾、霉菌及各种腐蚀性气件的侵害。无机氧化物包括二氧化钛、三氧化二钇、五氧化二钽、氧化铝、二氧化硅、氮化硅、锗、锗化锌等。
绝缘层3的厚度在0.5μm-20μm之间,例如绝缘层3的厚度为6μm、10μm、15μm、18μm。
另外,所述第二可弯曲导电膜层4与所述第一可弯曲导电膜层2之间具有距离,可以是二者之间形成一密封腔,导电液体设置在所述密封腔中,且二者中另一与所述导电液体电连接,以基于两个可弯曲导电膜层4中的一者使得所述导电液体带电。
其中,所述第二可弯曲导电膜层4设置在所述第一可弯曲导电膜层2的远离基底层1的一侧,另外,当形成有所述绝缘层3时第二可弯曲导电膜层4设置在绝缘层3的远离封闭腔的另一表面上。第一可弯曲导电膜层2和第二可弯曲导电膜层4之间具有距离,这里所述距离包括第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的最大距离。距离大于0mm小于3mm,例如距离可以是0.2mm、0.7mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm。第二可弯曲导电膜层4包括ITO膜层。第二可弯曲导电膜层4的厚度在50nm-300nm之间,例如第二可弯曲导电膜层4的厚度为60nm、90nm、120nm、170nm、220nm、260nm。
在一种实施例中,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间通过导体9连接。使用过程中,当第一可弯曲导电膜层2连接电源的正极时,电源开启后,第一可弯曲导电膜层2带正电,导电液体6和第二可弯曲导电膜层4与第一可弯曲导电膜层2电连接,因此第二可弯曲导电膜层4与导电液体2与第一可弯曲导电膜层均带正电。
使用过程中,当第一可弯曲导电膜层2连接电源的负极时,电源开启后,第一可弯曲导电膜层2带负电,导电液体6和第二可弯曲导电膜层4与第一可弯曲导电膜层2电连接,因此第二可弯曲导电膜层4与导电液体2与第一可弯曲导电膜层均带负电。
在一种实施例中,如图2-图3所示,绝缘层3中设有通孔31。导体9设置在通孔31中。导体9分别连接第一可弯曲导电膜层2和第二可弯曲导电膜层4。
在一种实施例中,导体9包括导电银浆。
电源电压可以加在第一可弯曲导电膜层2上,第一可弯曲导电膜层2上制作二条或二条以上引线,在绝缘层3上特定位置以光刻、激光雕刻等方式开出导通孔,在导通孔上涂布导电银浆,第一可弯曲导电膜层2上的一条或多条引线通过导电银浆与第二可弯曲导电膜层4实现连接,从而实现只在第一可弯曲导电膜层2上保留与电源连接的引线,使结构更加紧凑。
电源电压也可以加在第二可弯曲导电膜层4上,第二可弯曲导电膜层4上制作二条或二条以上引线,在绝缘层3上特定位置以光刻、激光雕刻等方式开出导通孔,在导通孔上涂布导电银浆,第二可弯曲导电膜层4上的一条或多条引线通过导电银浆与第一可弯曲导电膜层2实现连接,从而实现只在第二可弯曲导电膜层4上保留与电源连接的引线,使结构更加紧凑。
第一可弯曲导电膜层2或第二可弯曲导电膜层4分别连接电源电极后,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间具有排斥力。在排斥力作用下,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的距离增加,导电液体6与不导电液体7之间液体界面位置变化,液体透镜的焦距随之变化。导电液体6位于第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间,导电液体6与第一可弯曲导电膜层2电连接,与第二可弯曲导电膜层4绝缘,导电液体6的电性与第一可弯曲导电膜层2的电性相同。当第一可弯曲导电膜层2带电后,第一可弯曲导电膜层2与导电液体6带同种电荷,第一可弯曲导电膜层2与导电液体6之间具有排斥力,导电液体2在排斥力作用下,将会向远离第一可弯曲导电膜层2的方向移动,这也能够改变导电液体6与不导电液体7之间的液体界面的位置,达到改变液体透镜的焦距的目的。由于第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4均可弯曲,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的距离可实现大幅度变化,液体透镜的焦距也能够随第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的距离的变化而实现大范围变化。
在另一种实施例中,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4分别连接电源的正负极,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间存在吸引力。当第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的电压差变化时,第一可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的吸引力变化,位于第二可弯曲导电膜层2与第二可弯曲导电膜层4之间的导电液体6能够随之吸收力的变化而移动,从而能够实现液体透镜的焦距调节。
在一种实施例中,第一可弯曲导电膜层2与绝缘层3之间具有多个用于存储导电液体6与不导电液体7的封闭腔,各封闭腔在基板层1表面呈阵列分布,设置在光学系统中的CCD模块,可通过各封闭腔独立采集外界图像。液体透镜中的各封闭腔形成了复眼结构。当基底层1、第一可弯曲导电膜层2、绝缘层3、第二可弯曲导电膜层4均可弯曲时,液体透镜可弯曲形成球形、方形等多种形状,这能够扩大安装有液体透镜的光学系统的视角,实现对外界环境的大角度观察。
在另一种实施例中,第二可弯曲导电膜层4不设置在绝缘层3的表面上,第二可弯曲导电膜层4与绝缘层3之间填充有不导电气体,将第一可弯曲导电膜层2与绝缘层3粘接在一起后,将第二可弯曲导电膜层4的边缘粘接在绝缘层3的远离第一可弯曲导电膜层2的一侧,并向第二可弯曲导电膜层4与绝缘层3之间充入气体,即形成了液体透镜。
上述液体透镜中,采用第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层作为控制液体透镜焦距的导体,第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层具有易于弯曲和易于加工的特点,这改变了采用硬质金属材料作为液体透镜的导体所带来的加工困难、焦距范围有限等缺点,有利于扩大液体透镜的变焦范围,也有助于实现液体透镜的大规模生产应用。
本发明一实施例提供了一种上述各实施例中所述液体透镜的使用方法,如图3所示,该使用方法包括下列步骤S1-步骤S2。
步骤S1:开启与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层连接的电源,以向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电。
向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电,能够使第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间存在吸引力或排斥力。
当第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层带电时,与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层二者之一连接的导电液体也会随之带电,
在步骤S1,开启与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层连接的电源,以向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电之前的步骤还包括:将第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层分别连接电源的电极。
在一种实施例中,将第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层分别连接电源的电极,包括:将第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层连接电源的同一电极。
将第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层连接电源的同一电极后,第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层带同种电荷,第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间具有排斥力。当第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间具有排斥力时,可对第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间的距离进行大幅度调节。
在另一种实施例中,将第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层分别连接电源的电极,包括:将第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层连接电源的不同电极。
将第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层连接电源的不同电极后,第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层带不同种电荷,第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间具有吸引力。当第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间具有吸引力时,对第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间的距离的调节范围小于第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间具有排斥力时的调节范围。
在一种实施例中,在步骤S1,开启与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层连接的电源,以向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电的步骤包括:开启与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层连接的电源,以向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电,使第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层带同种电荷。
在另一种实施例中,在步骤S1,开启与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层连接的电源,以向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电的步骤包括:开启与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层连接的电源,以向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电,使第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层带非同种电荷。
在步骤S2,选择调节所述电源的输出电压及改变所述第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的电极性中的至少一者,以改变液体透镜的焦距。
通过调节电源的输出电压,能够改变第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间的电场强度。通过改变第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间的电场强度,能够改变导电液体与不导电液体之间的液体界面的形状,从而能够改变液体透镜的焦距。
在一种实施例中,液体透镜的安全电压为200V,当液体透镜的第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间的电压差超过200V时,液体透镜将会被击穿,因此电源的输出电压在0-200V之间。在一种实施例中,调节所述电源的输出电压,以改变所述封闭腔中的所述导电液体的形状,从而改变所述液体透镜的焦距,包括:在0-200V之间调节所述电源的输出电压,以改变所述封闭腔中的所述导电液体的形状,从而改变所述液体透镜的焦距。
改变所述第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的极性,从而改变液体透镜的焦距,包括:将第一可弯曲导电膜层由正极性改为负极性,使第一可弯曲导电膜层由带正电荷变为带负电荷。
改变所述第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的极性,从而改变液体透镜的焦距,包括:改变向第一可弯曲导电膜层供电的电源中线圈的转动方向,从而改变所述第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的极性,达到改变液体透镜焦距的目的。
改变所述第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的极性,从而改变液体透镜的焦距,包括:改变与第一可弯曲导电膜层连接的电源电极,从而改变所述第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的极性,达到改变液体透镜焦距的目的。
改变与第一可弯曲导电膜层连接的电源电极包括:调节连接第一可弯曲导电膜层与电源的电路上的开关,从而改变第一可弯曲导电膜层连接的电源电极。
当连接第一可弯曲导电膜层与电源的电路上的开关为三向开关时,通过调节开关的连接方向,能够改变与第一可弯曲导电膜层连接的电源电极。
改变第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的电极性,能够改变第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间的电场力,从而改变液体透镜的焦距。
本发明一实施例提供了一种上述实施例所述的液体透镜的制备方法,如图4所示,该制备方法包括下列步骤S3-步骤S7。
步骤S3:提供基底层与绝缘层。
基底层由透光材料制成。基底层的材料包括玻璃、透明聚合物柔性材料等。
基底层能够为液体透镜中的可弯曲膜层提供支撑作用。在一种实施例中,基底层可弯曲变形。
绝缘层包括派瑞林或无机氧化层。绝缘层的厚度在5μm-20μm之间,例如绝缘层的厚度可以是6μm、10μm、15μm。绝缘层可弯曲变形。
步骤S4:于所述基底层表面制备第一可弯曲导电膜层。
制备第一可弯曲导电膜层的材料包括ITO(IndiumTinOxide,掺锡氧化铟)。在步骤S4,于所述基底层表面制备第一可弯曲导电膜层,包括:于所述基底层表面制备厚度在50nm-300nm之间的ITO膜层。制备ITO膜层的方法包括物理气相沉积。ITO膜层具有高的导电率、高的可见光透光率、高的机械硬度和良好的化学稳定性。ITO膜层可弯曲,也可导电。
步骤S5:于所述绝缘层的一表面上制备第二可弯曲导电膜层。
第二可弯曲导电膜层为ITO膜层,制备第二可弯曲导电膜层的材料包括ITO。在步骤S5,于所述绝缘层的其中一表面上制备第二可弯曲导电膜层,包括:于所述绝缘层的其中一表面上制备厚度在50nm-300nm之间的ITO膜层。ITO膜层可弯曲,也可导电。在绝缘层的其中一表面上制备第二可弯曲导电膜层的方法包括:利用物理气相沉积方法,在绝缘层的其中一表面上制备第二可弯曲导电膜层。
步骤S6:将所述绝缘层放置于模具的带有凹槽的表面上,所述第二可弯曲导电膜层与所述模具的表面接触,向所述绝缘层上与所述凹槽对应的位置处注入导电液体。
所述凹槽的深度大于0mm小于3mm。
在步骤S6,将所述绝缘层放置于模具的带有凹槽的表面上,所述第二可弯曲导电膜层与所述模具的表面接触之后,向所述绝缘层上与所述凹槽对应的位置处注入导电液体之前,还包括:向所述绝缘层上与所述凹槽对应的位置处注入不导电液体。
不导电液体的密度与导电液体的密度相同。不导电液体的折射率与导电液体的折射率不同。导电液体包括水、醇溶液、盐溶液中的至少一种。不导电液体包括硅油、氯苄等。
步骤S7:将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述绝缘层上,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔。
将第一可弯曲导电膜层放置于绝缘层上之后,将第一可弯曲导电膜层与绝缘层连接的位置粘接在一起,即实现了第一可弯曲导电膜层与绝缘层的密封,在第一可弯曲导电膜层与绝缘层之间形成了用于存储导电液体的密封腔。由于第一可弯曲导电膜层与导电液体接触,第一可弯曲导电膜层通电时,与第一可弯曲导电膜层接触的导电液体也会带电。
在一种实施例中,如图5所示,在步骤S7,将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述绝缘层上,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔,包括:步骤S71:在所述绝缘层的表面上涂覆环绕所述凹槽的胶液。步骤S72:将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述胶液上,再将所述胶液固化形成位于所述第一可弯曲导电膜层与所述绝缘层之间的密封胶层,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层、所述密封胶层的内环壁形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔。
在绝缘层表面上涂覆的胶液包括环氧胶。
将所述第一可弯曲导电膜层放置于胶液上之后,能够利用胶液将第一可弯曲导电膜层与绝缘层粘接在一起,形成封闭腔。
在一种实施例中,绝缘层中设有导通孔。导通孔中设有导体。导体连接第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层。
在步骤S5,于所述绝缘层的一表面上制备第二可弯曲导电膜层之后,在步骤S7,将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述绝缘层上之前还包括:在绝缘层上的导通孔中设置导体。所述导体连接所述第二可弯曲导电膜层。
当导体连接第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层时,将第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层连接电源的电极后,第一可弯曲导电膜层、第二可弯曲导电膜层、和第一可弯曲导电膜层连接的导电液体带同种电荷。第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层相斥。在第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层的斥力作用下,第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间的距离增加,从而达到了调节液体透镜焦距的目的。
第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间具有距离,在一种实施例中,所述距离大于0mm小于3mm。
由于第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层可弯曲变形,通过改变与第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层连接的电源的输出电压,能够改变第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层之间的距离,改变封闭腔内导电液体与不导电液体之间的液体界面的形状,从而能够达到改变液体透镜的焦距的目的。
在一种实施例中,液体透镜中设有多个呈阵列分布的密闭腔,各封闭腔中均设有导电液体和不导电液体。
在步骤S6:将所述绝缘层放置于模具的带有凹槽的表面上,所述第二可弯曲导电膜层与所述模具的表面接触,向所述绝缘层上与所述凹槽对应的位置处注入导电液体,包括:将所述绝缘层放置于模具的带有多个呈阵列分布的凹槽的表面上,所述第二可弯曲导电膜层与所述模具的表面接触,分别向所述绝缘层上与各所述凹槽对应的位置处注入导电液体。
在步骤S6中,将所述绝缘层放置于模具的带有凹槽的表面上,所述第二可弯曲导电膜层与所述模具的表面接触之后,分别向所述绝缘层上与各所述凹槽对应的位置处注入导电液体之前,还包括:分别向所述绝缘层上与各所述凹槽对应的位置处注入不导电液体。
其中凹槽中不导电液体的体积小于所述凹槽体积的1/2。
在步骤S71:在所述绝缘层的表面上涂覆环绕所述凹槽的胶液,包括:在所述绝缘层表面上涂覆环绕各所述凹槽的胶液。
通过在绝缘层表面上涂覆环绕各凹槽的胶液,能够将各凹槽分别封装成密闭腔。
在步骤S72,将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述胶液上,再将所述胶液固化形成位于所述第一可弯曲导电膜层与所述绝缘层之间的密封胶层,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层、所述密封胶层的内环壁形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔,包括:将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述胶液上,再将所述胶液固化形成位于所述第一可弯曲导电膜层与所述绝缘层之间的密封胶层,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层、所述密封胶层的内环壁形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔,从而在基底层表面上形成了多个存储有液体的密封腔。
上述方法中,采用第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层作为控制液体透镜焦距的导体,第一可弯曲导电膜层与第二可弯曲导电膜层具有易于弯曲和易于加工的特点,这改变了采用硬质金属材料作为液体透镜的导体所带来的加工困难、焦距范围有限等缺点,有利于扩大液体透镜的变焦范围,也有助于实现液体透镜的大规模生产应用。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种液体透镜,其特征在于,所述液体透镜至少包括:
基底层,所述基底层由透光材料制成;
第一可弯曲导电膜层,所述第一可弯曲导电膜层设置在所述基底层表面;
第二可弯曲导电膜层,所述第二可弯曲导电膜层与所述第一可弯曲导电膜层之间具有距离;
导电液体,所述导电液体位于所述第一可弯曲导电膜层与所述第二可弯曲导电膜层之间;
所述第一可弯曲导电膜层、所述第二可弯曲导电膜层二者之一与所述导电液体绝缘,二者中另一与所述导电液体电连接。
2.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,还包括绝缘层,所述绝缘层设置在所述第一可弯曲导电膜层远离所述基底层的一侧,所述绝缘层与所述第一可弯曲导电膜层之间形成有至少一个封闭腔,所述封闭腔的腔壁包括所述第一可弯曲导电膜层的部分表面,所述封闭腔中设有导电液体;所述第二可弯曲导电膜层设置在所述绝缘层的远离所述封闭腔的另一表面上。
3.根据权利要求2所述的液体透镜,其特征在于,所述绝缘层可弯曲。
4.根据权利要求2所述的液体透镜,其特征在于,所述绝缘层包括派瑞林或无机氧化层;所述绝缘层的厚度在0.5μm-20μm之间。
5.根据权利要求2所述的液体透镜,其特征在于,所述液体透镜还包括至少一个密封胶层,所述密封胶层呈环形,位于所述绝缘层与所述第一可弯曲导电膜层之间;所述密封胶层的内环壁、所述绝缘层与所述第一可弯曲导电膜层形成了所述封闭腔。
6.根据权利要求2所述的液体透镜,其特征在于,所述第一可弯曲导电膜层与所述第二可弯曲导电膜层之间通过导体连接。
7.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,所述第一可弯曲导电膜层包括ITO膜层,所述ITO膜层的厚度在50nm-300nm之间。
8.根据权利要求1所述的液体透镜,其特征在于,所述距离大于0mm小于3mm。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的液体透镜的使用方法,其特征在于,所述方法包括:
开启与第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层连接的电源,以向第一可弯曲导电膜层和第二可弯曲导电膜层供电;
选择调节所述电源的输出电压及改变所述第一可弯曲导电膜层或第二可弯曲导电膜层的电极性中的至少一者,以改变液体透镜的焦距。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的液体透镜的制备方法,其特征在于,所述方法至少包括:
提供基底层与绝缘层;
于所述基底层表面制备第一可弯曲导电膜层;
于所述绝缘层的其中一表面上制备第二可弯曲导电膜层;
将所述绝缘层放置于模具的带有凹槽的表面上,所述第二可弯曲导电膜层与所述模具的表面接触,向所述绝缘层上与所述凹槽对应的位置处注入导电液体;
将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述绝缘层上,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔。
11.根据权利要求10所述的液体透镜的制备方法,其特征在于,所述方法还包括:
注入所述导电液体后,在所述绝缘层的表面上涂覆环绕所述凹槽的胶液;
将所述第一可弯曲导电膜层放置于所述胶液上,再将所述胶液固化形成位于所述第一可弯曲导电膜层与所述绝缘层之间的密封胶层,所述第一可弯曲导电膜层、所述绝缘层、所述密封胶层的内环壁形成了所述液体透镜中用于存储所述导电液体的密封腔。
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