CN209674101U - 液体透镜系统 - Google Patents

Abstract

一种液体透镜系统，包括设置在腔体内的第一液体和第二液体。第一液体和第二液体之间的界面限定可变透镜。公共电极与第一液体电连通。驱动电极设置在腔体的侧壁上并与第一液体和第二液体绝缘。控制器向公共电极提供公共电压并且向驱动电极提供驱动电压。公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)第一参比电极对的第一参比电容，所述第一参比电极对设置在所述腔体的第一部分内且与第一液体绝缘；或(b)第二参比电极对的第二参比电容，所述第二参比电极对设置在所述腔体的第二部分内且与第一液体和第二液体绝缘。

Description

液体透镜系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月14日提交的美国临时申请第62/585,964号的优先权益，通过引用将上述申请的内容作为整体结合在此。

技术领域

本公开内容涉及液体透镜和用于操作液体透镜的方法。

背景技术

液体透镜通常包括置于腔室内的两种不混溶液体。改变液体所受到的电场可以改变这两种液体中的一种相对于腔室壁的润湿性，从而改变在两种液体之间形成的弯月面的形状。

实用新型内容

本文披露了液体透镜和用于操作液体透镜的方法。

本文披露了一种液体透镜系统，包括：第一窗口、第二窗口以及设置在第一窗口和第二窗口之间的腔体。第一液体和第二液体设置在腔体内。第一液体和第二液体实质上互不相溶，并且具有不同的折射率，使得第一液体和第二液体之间的界面限定可变透镜。所述第一液体的至少一部分设置在所述腔体的第一部分内。所述第二液体设置在所述腔体的第二部分内。公共电极与第一液体电连通。驱动电极设置在腔体的侧壁上并与第一液体和第二液体绝缘。控制器被配置为向公共电极提供公共电压并且向驱动电极提供驱动电压。公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)第一参比电极对的第一参比电容，所述第一参比电极对设置在所述腔体的第一部分内且与第一液体绝缘；或(b)第二参比电极对的第二参比电容，所述第二参比电极对设置在所述腔体的第二部分内且与第一液体和第二液体绝缘。

本文披露了一种操作液体透镜的方法，所述方法包括：将公共电压提供至与第一液体电连通的公共电极。第一液体和第二液体设置在腔体内，实质上互不相溶，并且具有不同的折射率，使得第一液体和第二液体之间的界面限定可变透镜。所述第一液体的至少一部分设置在所述腔体的第一部分内。所述第二液体设置在所述腔体的第二部分内。将驱动电压提供至设置在腔体的侧壁上的驱动电极。将第一参比电压提供至第一参比电极对的第一参比电极和第一参比电极对的第二参比电极的每一个。所述第一参比电极对设置在所述腔体的第一部分内且与第一液体绝缘。提供至第一参比电极对的第一参比电极的第一参比电压与提供至第一参比电极对的第二参比电极的第一参比电压实质上相同。将第二参比电压提供至第二参比电极对的第一参比电极和第二参比电极对的第二参比电极的每一个。所述第二参比电极对设置在所述腔体的第二部分内且与第一液体和第二液体绝缘。提供至第二参比电极对的第一参比电极的第二参比电压与提供至第二参比电极对的第二参比电极的第二参比电压实质上相同。确定第一参比电极对的第一参比电极与第一参比电极对的第二参比电极之间的第一参比电容。确定第二参比电极对的第一参比电极与第二参比电极对的第二参比电极之间的第二参比电容。公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于(a)第一参比电容和(b)第二参比电容来调整。

应当理解，上述一般性描述和以下详细描述都仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特征的概述或框架。附图被包括来提供进一步理解并结合在本申请文件中且组成本申请文件的一部分。附图图解了一个或多个实施方式，并与说明书一起用于解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1是液体透镜的一些实施方式的示意性截面图。

图2是通过液体透镜的第一外层观察的图1的液体透镜的示意性前视图。

图3是通过液体透镜的第二外层观察的图1的液体透镜的示意性后视图。

图4是第一参比电极对的一些实施例方式的近视图。

图5是第二参比电极对的一些实施例方式的近视图。

图6是图解液体透镜系统的一些实施方式的框图。

具体实施方式

现在将详细参照附图中所示出的示例性实施方式。将尽可能地在整个附图中使用相同的参考数字来表示相同或相似的部件。附图中的元件不一定按比例绘制，而是着重于说明示例性实施方式的原理。

本文中包括范围的端点在内的数值可被表示为之前有术语“约”、“近似”或类似者的近似值。在这种情况下，其他实施方式包括特定数值。无论数值是否表示为近似值，在本公开内容中包括以下两个实施方式：一个表示为近似值，另一个不表示为近似值。将进一步理解的是，每个范围的端点无论是与另一个端点相关还是独立于另一个端点，都是有意义的。

在各个实施方式中，一种液体透镜系统包括：第一窗口、第二窗口以及设置在第一窗口和第二窗口之间的腔体。第一液体和第二液体设置在腔体内。第一液体和第二液体实质上互不相溶并且具有不同的折射率，使得第一液体和第二液体之间的界面限定可变透镜。在一些实施方式中，第一液体的至少一部分设置在腔体的第一部分或顶部空间内。另外地或替代地，第二液体设置在腔体的第二部分或基座部分内。公共电极与第一液体电连通，驱动电极设置在腔体的侧壁上并与第一液体和第二液体绝缘。在一些实施方式中，控制器被配置为向公共电极提供公共电压并且向驱动电极提供驱动电压。在一些实施方式中，公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)第一参比电极对的第一参比电容，所述第一参比电极对设置在所述腔体的第一部分内且与第一液体绝缘；或(b)第二参比电极对的第二参比电容，所述第二参比电极对设置在所述腔体的第二部分内且与第一液体和第二液体绝缘。另外地或替代地，公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于：(c)第一液体与驱动电极之间的电容；和/或(d)腔体内的温度。

第一液体与驱动电极之间的电容能够指示流体界面在腔体侧壁上的位置。在一些实施方式中，使用闭环控制方案来控制液体透镜，其中公共电压和驱动电压之间的电压差是操纵变量，并且第一液体和驱动电极之间的电容是被测变量。因此，可以控制电压差以将流体界面移动到腔体侧壁上的期望位置，从而控制液体透镜的焦距(例如，屈光度和/或倾斜度)。在液体透镜的操作期间，液体透镜的性能会发生变化。例如，液体和/或绝缘材料的介电特性可响应于长时间暴露于电压差、温度变化或其他因素而发生变化。因此，第一液体和驱动电极之间的电容与流体界面在腔体侧壁上的位置之间的关系也可发生变化。使用如本文所述的参比电容能够补偿液体透镜的介电特性的变化，以保持对流体界面的期望控制。

图1是液体透镜100的一些实施方式的示意性截面图。在一些实施方式中，液体透镜100包括透镜主体102和形成在所述透镜主体中的腔体104。第一液体106和第二液体108设置在腔体104内。在一些实施方式中，第一液体106 是极性液体或导电液体。另外地或替代地，第二液体108是非极性液体或绝缘液体。在一些实施方式中，第一液体106和第二液体108互不相溶并且具有不同的折射率，使得第一液体与第二液体之间的界面110形成透镜。在一些实施方式中，第一液体106和第二液体108具有实质上相同的密度，这可有助于避免由于液体透镜100的物理取向改变(例如，由于重力的作用)而导致界面 110的形状发生改变。

在一些实施方式中，腔体104包括第一部分(或顶部空间)104A以及第二部分(或基座部分)104B。举例而言，如本文所描述的，腔体104的第二部分104B是由液体透镜100的中间层中的孔限定的。另外地或替代地，如本文所描述的，腔体104的第一部分104A是由位于液体透镜100的第一外层中的凹槽限定的和/或设置在中间层中的孔的外侧。在一些实施方式中，第一液体106的至少一部分设置在腔体104的第一部分104A中。另外地或替代地，第二液体108设置在腔体104的第二部分104B内。举例而言，基本上全部的或部分的第二液体108设置在腔体104的第二部分104B内。在一些实施方式中，界面110的周边(例如，与腔体的侧壁接触的界面的边缘)设置在腔体 104的第二部分104B内。

界面110可经由电润湿进行调整。例如，可在第一液体106与腔体104 的表面(例如，如本文所描述的，位于腔体表面附近并与第一液体绝缘的电极) 之间施加电压，以增加或减少腔体表面相对于第一液体的润湿性并改变界面 110的形状。在一些实施方式中，调整界面110改变了界面的形状，这改变了液体透镜100的焦距或焦点。例如，这样的焦距变化可以使液体透镜100执行自动聚焦功能。另外地或替代他，调整界面110使界面相对于液体透镜100 的光轴112倾斜。例如，这种倾斜可以使液体透镜100执行光学图像稳定(OIS) 功能。无需液体透镜100相对于图像传感器、固定的透镜或透镜堆叠、壳体、或可将液体透镜纳入其中的相机模块的其他部件的物理移动，即可实现调整界面110。

在一些实施方式中，液体透镜100的透镜主体102包括第一窗口114和第二窗口116。在一些这样的实施方式中，腔体104设置在第一窗口114和第二窗口116之间。在一些实施方式中，透镜主体102包括多个层，这些层相互配合地形成透镜主体。例如，在图1所示的实施方式中，透镜主体102包括第一外层118、中间层120和第二外层122。在一些这样的实施方式中，中间层120 包括从中穿过形成的孔。第一外层118可结合到中间层120的一侧(例如，物侧)。例如，第一外层118在结合部134A处结合到中间层120。结合部134A 可以是粘合剂结合部、激光结合部(例如，激光焊接部)，或者是能够将第一液体106和第二液体108保持在腔体104内的另外的合适的结合部。另外地或替代地，第二外层122可结合到中间层120的另一侧(例如，像侧)。例如，第二外层122在结合部134B和/或结合部134C处结合到中间层120，结合部 134B和/或结合部134C的每一个都可以按照如本文针对结合部134A所描述的那样进行配置。在一些实施方式中，中间层120设置在第一外层118和第二外层122之间，中间层中的孔的相对两侧被第一外层和第二外层覆盖，并且腔体 104的至少一部分被限定在所述孔内。因此，第一外层118的覆盖腔体104的一部分作为第一窗口114，第二外层122的覆盖腔体的一部分作为第二窗口 116。

在一些实施方式中，腔体104包括第一部分104A和第二部分104B。举例而言，在图1所示的实施方式中，腔体104的第二部分104B是由中间层120 中的孔限定的，腔体的第一部分104A设置在腔体的第二部分与第一窗口114 之间。在一些实施方式中，第一外层118包括图1中所示的凹槽，腔体104 的第一部分104A设置在第一外层中的凹槽内。因此，腔体的第一部分104A 设置在中间层120中的孔的外侧。

在一些实施方式中，腔体104(例如，腔体的第二部分104B)如图1中所示是锥形的，使得腔体的截面积沿着光轴112在从物侧至像侧的方向上减小。例如，腔体104的第二部分104B包括窄端105A和宽端105B。术语“窄”和“宽”是相对的术语，是指窄端比宽端窄。这种锥形腔体能够有助于保持第一液体106和第二液体108之间的界面110沿光轴112对准。在其他实施方式中，腔体是锥形的，使得所述腔体的截面积沿着光轴在从物侧至像侧的方向上增加，或者是非锥形的，使得所述腔体的截面积沿着光轴基本保持恒定。

在一些实施方式中，图像光通过第一窗口114进入液体透镜100，在第一液体106与第二液体108之间的界面110处折射，并通过第二窗口116离开液体透镜。在一些实施方式中，第一外层118和/或第二外层122包括足够的透明度以使图像光能够通过。例如，第一外层118和/或第二外层122包括聚合物材料、玻璃材料、陶瓷材料或玻璃陶瓷材料。在一些实施方式中，第一外层 118和/或第二外层122的外表面实质上是平面的。因此，即使液体透镜100 可以充当透镜(例如，通过折射穿过界面110的图像光)，液体透镜的外表面也可以是平的，而不是像固定透镜的外表面那样弯曲的。在其他实施方式中，第一外层和/或第二外层的外表面是弯曲的(例如，凹形或凸形)。因此，液体透镜包括一体式固定透镜。在一些实施方式中，中间层120包括金属材料、聚合物材料、玻璃材料、陶瓷材料或玻璃陶瓷材料。由于图像光可以穿过中间层120的孔，因此中间层可以是透明的，或者可以不是透明的。

尽管将液体透镜100的透镜主体102描述为包括第一外层118、中间层120 和第二外层122，但在本公开内容中也包括其他实施方式。例如，在一些其他实施方式中，省略了一个或多个层。例如，中间层中的孔可被配置为不完全延伸穿过中间层的盲孔，并且可以省略第二外层。尽管本文中将腔体104的第一部分104A描述为设置在第一外层118中的凹槽内，但在本公开内容中也包括其他实施方式。例如，在一些其他实施方式中，省略了凹槽，并且腔体的第一部分设置在中间层中的孔内。因此，腔体的第一部分是孔的上部，并且腔体的第二部分是孔的下部。在一些其他实施方式中，腔体的第一部分部分地设置在中间层中的孔内并且部分地设置在该孔外。

在一些实施方式中，液体透镜100包括与第一液体106电连通的公共电极 124。另外地或替代地，液体透镜100包括驱动电极126，驱动电极126设置在腔体104的侧壁上并与第一液体106和第二液体108绝缘。如本文所描述的，可以向公共电极124和驱动电极126提供不同的电压以改变界面110的形状。

在一些实施方式中，液体透镜100包括导电层128，导电层128的至少一部分设置在腔体104内。例如，导电层128包括在将第一外层118和/或第二外层122结合到中间层之前施加至中间层120的导电涂层。导电层128可包括金属材料、导电聚合物材料、另一种合适的导电材料或它们的组合。另外地或替代地，导电层128可包括单层或多个层，其中一些或全部层可以是导电的。在一些实施方式中，导电层128限定公共电极124和/或驱动电极126。例如，在将第一外层118和/或第二外层122结合到中间层之前，可将导电层128基本上施加至中间层120的整个外表面。在将导电层128施加至中间层120之后，可将导电层分割成各种导电元件(例如，公共电极124、驱动电极126、和/ 或如本文所描述的参比电极)。在一些实施方式中，液体透镜100包括位于导电层128中的划线部(scribe)130A，划线部130A用于将公共电极124和驱动电极126彼此隔离(例如，电隔离)。在一些实施方式中，划线部130A包括位于导电层128中的间隙。例如，划线部130A是具有宽度为约5μm、约 10μm、约15μm、约20μm、约25μm、约30μm、约35μm、约40μm、约 45μm、约50μm、或者由所列值限定的任何范围内的间隙。

在一些实施方式中，液体透镜100包括设置在腔体104内的绝缘层132。例如，绝缘层132包括在将第一外层118和/或第二外层122结合到中间层之前施加至中间层120的绝缘涂层。在一些实施方式中，绝缘层132包括在将第二外层122结合到中间层120之后并且在将第一外层118结合到中间层之前施加至导电层128和第二窗口116的绝缘涂层。因此，绝缘层132覆盖腔体104 内的导电层128和第二窗口116的至少一部分。在一些实施方式中，如本文所描述的，绝缘层132可以足够透明，以使得图像光能够穿过第二窗口116。绝缘层132可包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚对二甲苯、另外的合适的聚合物或非聚合物绝缘材料、或它们的组合。另外地或替代地，绝缘层132包括疏水性材料。另外地或替代地，绝缘层132可包括单层或多个层，其中一些或全部层可以是绝缘的。在一些实施方式中，绝缘层132覆盖驱动电极126的至少一部分(例如，驱动电极设置在腔体104内的部分)，以使第一液体106和第二液体108 与驱动电极绝缘。另外地或替代地，设置在腔体104内的公共电极124的至少一部分未被绝缘层132覆盖。因此，如本文所描述的，公共电极124可与第一液体106电连通。在一些实施方式中，绝缘层132包括腔体104的第二部分 104B的疏水表面层。如本文所描述的，这样的疏水表面层可有助于保持腔体 104的第二部分104B内的第二液体108(例如，藉由非极性第二液体与疏水材料之间的吸引)和/或使界面110的周边沿着疏水表面层移动(例如，通过电润湿)以改变界面的形状。

图2是通过第一外层118观察的液体透镜100的示意性前视图。图3是通过第二外层122观察的液体透镜的示意性后视图。为了清楚起见，在图2和图 3中，除了一些例外，结合部一般用虚线表示，划线部一般用较粗的线表示，且其他特征一般用较细的线表示。

在一些实施方式中，公共电极124被限定在划线部130A和结合部134A 之间，且公共电极的一部分未被绝缘层132覆盖，使得公共电极可如本文所描述的与第一液体106电连通。在一些实施方式中，结合部134A被配置为使得导电层128在结合部内侧(例如，在腔体104内侧)的部分和导电层在结合部外侧的部分之间保持电连续性。在一些实施方式中，液体透镜100包括位于第一外层118中的一个或多个切口136。例如，在图2所示的实施方式中，液体透镜100包括第一切口136A、第二切口136B、第三切口136C和第四切口 136D。在一些实施方式中，切口136包括液体透镜100的如下部分：在这些部分处第一外层118被移除以露出导电层128。因此，切口136能够电连接至公共电极124，并且导电层128在切口136处暴露的区域可用作触点，以使液体透镜100能够电连接至控制器、驱动器、或者透镜或相机系统的另一部件。

在一些实施方式中，驱动电极126包括多个驱动电极段。例如，在图2 和图3所示的实施方式中，驱动电极126包括第一驱动电极段126A、第二驱动电极段126B、第三驱动电极段126C和第四驱动电极段126D。在一些实施方式中，驱动电极段实质上均匀地分布在腔体104的侧壁周围。例如，每个驱动电极段占据腔体104的第二部分104B的侧壁的大约四分之一或一个象限。在一些实施方式中，相邻的驱动电极段藉由划线部彼此隔离。例如，第一驱动电极段126A和第二驱动电极段126B藉由划线部130B彼此隔离。另外地或替代地，第二驱动电极段126B和第三驱动电极段126C藉由划线部130C彼此隔离。另外地或替代地，第三驱动电极段126C和第四驱动电极段126D藉由划线部130D彼此隔离。另外地或替代地，第四驱动电极段126D和第一驱动电极段126A藉由划线部130E彼此隔离。各个划线部130可按照如本文针对划线部130A所描述的那样进行配置。在一些实施方式中，各电极段之间的划线部延伸超出腔体104，并延伸到液体透镜100的背侧上，如图3中所示。这样的配置可以确保相邻的驱动电极段彼此电隔离。另外地或替代地，这样的配置可以使每个驱动电极段具有如本文所描述的用于电连接的相应触点。

尽管本文中将驱动电极126描述为被分成四个驱动电极段，但是本公开内容也包括其他实施方式。在一些其他实施方式中，驱动电极被分成两个、三个、五个、六个、七个、八个或更多个驱动电极段。

在一些实施方式中，结合部134B和/或结合部134C被配置为使得导电层 128在相应结合部内侧的部分和导电层在相应结合部外侧的部分之间保持电连续性。在一些实施方式中，液体透镜100包括位于第二外层122中的一个或多个切口136。例如，在图3所示的实施方式中，液体透镜100包括第五切口 136E、第六切口136F、第七切口136G和第八切口136H。在一些实施方式中，切口136包括液体透镜100的如下部分：在这些部分处第二外层122被移除以露出导电层128。因此，切口136能够电连接至驱动电极126，并且导电层128 在切口136处暴露的区域可用作触点，以使液体透镜100能够电连接至控制器、驱动器、或者透镜或相机系统的另一部件。

可以向不同的驱动电极段提供不同的驱动电压，以使液体透镜的界面倾斜 (例如，用于OIS功能)。另外地或替代地，可以向每个驱动电极段提供相同的驱动电压，以将液体透镜的界面保持为围绕光轴的实质球面取向(例如，用于自动聚焦功能)。

在一些实施方式中，液体透镜100包括第一参比电极对200，第一参比电极对200设置在腔体104的第一部分104A内且与第一液体106绝缘。图4是第一参比电极对200的一些实施例方式的近视图。在一些实施方式中，第一参比电极对200包括第一参比电极202和第二参比电极204。例如，第一参比电极202和第二参比电极204是彼此实质上平行放置且彼此间隔开的细长导电构件。在一些实施方式中，第一参比电极202和/或第二参比电极204具有约10 μm、约20μm、约30μm、约40μm、约50μm、约100μm、约200μm、约 300μm、约400μm、约500μm、约1000μm、或者由所列值限定的任何范围内的宽度。第一参比电极202和第二参比电极204可具有相同或不同的宽度。

在一些实施方式中，第一参比电极202和第二参比电极204由导电层128 中的一个或多个划线130限定。例如，划线130可以形成于公共电极124中作为间隙，以将第一参比电极202和第二参比电极204彼此隔离和/或与公共电极124隔离。因此，公共电极124的一部分可被隔离或雕刻出来以形成第一参比电极对200。可将参比电压提供至第一参比电极202和第二参比电极204的每一个，并且可如本文所述测量第一参比电极和第二参比电极之间的第一参比电容。同样如本文所描述的，第一参比电容可用于控制液体透镜100。

在一些实施方式中，第一参比电极对200包括电耦接至第一参比电极202 的第一参比引线206和电耦接至第二参比电极204的第二参比引线208。在一些实施方式中，液体透镜100包括参比切口210。参比切口210可实质上按照本文参照切口136所描述的那样进行配置，不同之处在于：参比切口包括将所述参比切口与公共电极124和/或大块导电层128电隔离的划线部130。在一些实施方式中，参比切口210被分割成第一参比切口段210A和第二参比切口段 210B。例如，第一参比切口段210A和第二参比切口段210B藉由划线部130 彼此隔离。在一些实施方式中，第一参比引线206电耦接至第一参比切口段 210A。另外地或替代地，第二参比引线208电耦接至第二参比切口段210B。因此，能够使第一参比切口段210A电连接至第一参比电极202和/或能够使第二参比切口段210B电连接至第二参比电极204，以便如本文所述将参比电压提供至参比电极和/或测量第一参比电容。

在一些实施方式中，第一参比电极对200与第一液体106绝缘。例如，液体透镜100包括实质上覆盖第一参比电极对200的绝缘贴片(insulating patch) 212。绝缘贴片212可以由与绝缘层132相同或不同的材料形成。另外地或替代地，绝缘贴片212可以与绝缘层132集成或分开。在一些实施方式中，绝缘贴片212向外延伸超出结合部134A，使得绝缘贴片延伸到腔体104外侧，这可有助于防止第一参比电极对200与第一液体106之间的电连通。

在一些实施方式中，液体透镜100包括第二参比电极对300，第二参比电极对300设置在腔体104的第二部分104B内且与第一液体106和第二液体108 绝缘。图5是第二参比电极对300的一些实施例方式的近视图。在一些实施方式中，第二参比电极对300包括第一参比电极302和第二参比电极304。例如，第一参比电极302和第二参比电极304是彼此实质上平行放置且彼此间隔开的细长导电构件。第一参比电极302和第二参比电极304一般可如本文中参照第一参比电极202和第二参比电极204所描述的那样进行配置。在一些实施方式中，第一参比电极302和第二参比电极304由导电层128中的一个或多个划线 130限定。例如，划线130可以形成于驱动电极126中作为间隙，以将第一参比电极302和第二参比电极304彼此隔离和/或与驱动电极126隔离。因此，驱动电极126的一部分可被隔离或雕刻出来以形成第二参比电极对300。可将参比电压提供至第一参比电极302和第二参比电极304的每一个，并且可如本文所述测量第一参比电极和第二参比电极之间的第二参比电容。同样如本文所描述的，第二参比电容可用于控制液体透镜100。

在一些实施方式中，如本文所描述的，驱动电极126被分割成多个驱动电极段。在一些这样的实施方式中，第二参比电极对300可形成于任何一个驱动电极段中。另外地或替代地，第二参比电极对300可包括设置在对应的多个驱动电极段中的多个第二参比电极对。例如，在一些实施方式中，液体透镜包括四个第二参比电极对，并且四个参比电极对的每一个都形成于四个驱动电极段的对应一个中。这样的配置可以使得能够确定与对应于每个驱动电极段的腔体的每一段(例如，每个象限)对应的参比电容。

在一些实施方式中，第二参比电极对300包括电耦接至第一参比电极302 的第一参比引线306和电耦接至第二参比电极304的第二参比引线308。在一些实施方式中，液体透镜100包括如图3中所示的第一参比切口310A和第二参比切口310B。参比切口310可实质上按照本文参照切口136所描述的那样进行配置，不同之处在于：参比切口包括将所述参比切口与驱动电极126和/ 或大块导电层128电隔离的划线部130。在一些实施方式中，第一参比引线306 电耦接至第一参比切口310A。另外地或替代地，第二参比引线308电耦接至第二参比切口310B。因此，能够使第一参比切口310A电连接至第一参比电极302和/或能够使第二参比切口310B电连接至第二参比电极304，以便如本文所述将参比电压提供至参比电极和/或测量第二参比电容。

尽管本文中将参比切口210描述为包括参比切口段210A和210B，但是本公开内容也包括其他实施方式。在其他实施方式中，参比切口可包括多个独立的参比切口(例如，如本文针对参比切口310A和310B所描述的)。尽管本文中将参比切口310描述为包括参比切口310A和310B，但是本公开内容也包括其他实施方式。在其他实施方式中，参比切口可包括包含多个参比切口段的单个参比切口(例如，如本文针对参比切口段210A和210B所描述的)。

图6是图解液体透镜系统400的一些实施方式的框图。在一些实施方式中，液体透镜系统400包括液体透镜100。在一些实施方式中，液体透镜系统400 包括控制器404。控制器404可被配置为向液体透镜100的公共电极124提供公共电压，并且向液体透镜的驱动电极126提供驱动电压。液体透镜100的界面110的形状和/或液体透镜的界面的位置可通过公共电压和驱动电压之间的电压差来控制。在一些实施方式中，公共电压和/或驱动电压包括振荡电压信号(例如，方波、正弦波、三角波、锯齿波或其他振荡电压信号)。在一些这样的实施方式中，公共电压和驱动电压之间的电压差包括均方根(RMS)电压差。另外地或替代地，使用脉冲宽度调制(例如，通过操纵差分电压信号的占空比)来操纵公共电压和驱动电压之间的电压差。在一些实施方式中，公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)第一参比电极对200的第一参比电容或(b)第二参比电极对300的第二参比电容。例如，在一些实施方式中，公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于以下两者：(a)第一参比电极对200的第一参比电容和(b)第二参比电极对300的第二参比电容。基于第一参比电容和/或第二参比电容确定公共电压和驱动电压之间的电压差可使液体透镜系统能够补偿液体透镜的电学特性随时间的变化。在一些实施方式中，公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于(c) 第一液体106与驱动电极126之间的电容，其可指示界面110在腔体104的侧壁上的位置。

在一些实施方式中，如本文所描述的，驱动电极126包括多个驱动电极段。在一些这样的实施方式中，提供至多个驱动电极段的每一个的公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于：(a)第一参比电极对200的第一参比电容；(b)第二参比电极对300的第二参比电容；和/或(c)第一液体106与相应的驱动电极段之间的电容。例如，提供至驱动电极的驱动电压、提供至第二驱动电极的第二驱动电压、提供至第三驱动电极的第三驱动电压和提供至第四驱动电极的第四驱动电压彼此相同或不同，公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)第一参比电极对的第一参比电容或(b) 第二参比电极对的第二参比电容，公共电压和第二驱动电压之间的第二电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)第一参比电极对的第一参比电容或(b) 第二参比电极对的第二参比电容，公共电压和第三驱动电压之间的第三电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)第一参比电容或(b)第二参比电容，公共电压和第四驱动电压之间的第四电压差至少部分地基于以下至少一者：(a) 第一参比电容或(b)第二参比电容。

在一些实施方式中，控制器404被配置为将第一参比电压提供至第一参比电极对200的第一参比电极202和第一参比电极对的第二参比电极204的每一个。例如，提供至第一参比电极对200的第一参比电极202的第一参比电压与提供至第一参比电极对的第二参比电极204的第一参比电压实质上相同。如本文所描述的，向第一参比电极对的每个参比电极提供相同的参比电压能够使相邻的间隔电极之间的第一参比电容的检测用于确定公共电压和驱动电压之间的电压差。

在一些实施方式中，控制器404被配置为将第二参比电压提供至第二参比电极对300的第一参比电极302和第二参比电极对的第二参比电极304的每一个。例如，提供至第二参比电极对300的第一参比电极302的第二参比电压与提供至第二参比电极对的第二参比电极304的第二参比电压实质上相同。如本文所描述的，向第二参比电极对的每个参比电极提供相同的参比电压能够使相邻的间隔电极之间的第二参比电容的检测用于确定公共电压和驱动电压之间的电压差。

在一些实施方式中，液体透镜系统400包括电容传感器406，电容传感器 406被配置为测量第一参比电容、第二参比电容、和/或第一液体106与驱动电极126之间的电容。在一些实施方式中，控制器404被配置为至少部分地基于从电容传感器接收到的电容信号来确定公共电压和驱动电压之间的电压差。例如，电容信号表示测得的第一参比电容、第二参比电容、和/或第一液体106 与驱动电极126之间的电容。

在一些实施方式中，液体透镜系统400包括温度传感器408。例如，温度传感器408设置在腔体104内，和/或被配置为测量腔体内的温度。在一些实施方式中，公共电压和驱动电压之间的电压差至少部分地基于由温度传感器产生的温度信号，这能够补偿液体透镜随着温度的变化而变化的电学特性和/或物理特性。

在各个实施方式中，控制器404可包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、模拟电路、数字电路、服务器处理器、它们的组合、或其他目前已知或以后开发的处理器中的一个或多个。控制器404 可实现各种处理策略中的一个或多个，诸如多重处理、多任务、并行处理、远程处理、集中处理或类似者。控制器404可响应或可操作以执行作为软件、硬件、集成电路、固件、微代码等的一部分存储的指令。

在一些实施方式中，一种操作液体透镜的方法包括：将公共电压提供至与第一液体106电连通的公共电极124，并且将驱动电压提供至设置在腔体104 的侧壁上的驱动电极126。在一些实施方式中，所述方法包括将第一参比电压提供至第一参比电极对200的第一参比电极202和第一参比电极对的第二参比电极204的每一个。在一些实施方式中，提供至第一参比电极202的第一参比电压与提供至第二参比电极204的第一参比电压实质上相同。另外地或替代地，所述方法包括将第二参比电压提供至第二参比电极对300的第一参比电极 302和第二参比电极对的第二参比电极304的每一个。在一些实施方式中，提供至第一参比电极302的第二参比电压与提供至第二参比电极304的第二参比电压实质上相同。在一些实施方式中，所述方法包括确定第一参比电极202 和第二参比电极204之间的第一参比电容。另外地或替代地，所述方法包括确定第一参比电极302和第二参比电极304之间的第二参比电容。在一些实施方式中，所述方法包括至少部分地基于(a)第一参比电容和/或(b)第二参比电容来调整公共电压和驱动电压之间的电压差。另外地或替代地，所述方法包括确定第一液体106和驱动电极126之间的电容，并至少部分地基于第一液体和驱动电极之间的电容来调整公共电压和驱动电压之间的电压差。另外地或替代地，所述方法包括确定腔体内的温度，并至少部分地基于腔体内的温度来调整公共电压和驱动电压之间的电压差。

对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不背离所要求保护的主题的精神或范围的情况下，可以进行各种修改和变化。因此，除了所附的权利要求书及其等同物之外，所要求保护的主题不受限制。

Claims (13)

1.一种液体透镜系统，其特征在是，包括：

第一窗口、第二窗口、以及设置在所述第一窗口和所述第二窗口之间的腔体；

设置在所述腔体内的第一液体和第二液体，所述第一液体和所述第二液体实质上互不相溶并且具有不同的折射率，使得所述第一液体和所述第二液体之间的界面限定可变透镜，所述第一液体的至少一部分设置在所述腔体的第一部分内，所述第二液体设置在所述腔体的第二部分内；

与所述第一液体电连通的公共电极；

驱动电极，所述驱动电极设置在所述腔体的侧壁上并与所述第一液体和所述第二液体绝缘；和

控制器，所述控制器被配置为向所述公共电极提供公共电压并且向所述驱动电极提供驱动电压；

其中所述公共电压和所述驱动电压之间的电压差至少部分地基于以下至少一者：

(a)第一参比电极对的第一参比电容，所述第一参比电极对设置在所述腔体的所述第一部分内且与所述第一液体绝缘；或

(b)第二参比电极对的第二参比电容，所述第二参比电极对设置在所述腔体的所述第二部分内且与所述第一液体和所述第二液体绝缘。

2.如权利要求1所述的液体透镜系统，其中所述公共电压和所述驱动电压之间的电压差至少部分地基于(c)所述第一液体与所述驱动电极之间的电容。

3.如权利要求1所述的液体透镜系统，其中所述公共电压和所述驱动电压之间的电压差至少部分地基于以下二者：

(a)所述第一参比电极对的所述第一参比电容；和

(b)所述第二参比电极对的所述第二参比电容。

4.如权利要求1所述的液体透镜系统，其中：

所述控制器被配置为将第一参比电压提供至所述第一参比电极对的第一参比电极和所述第一参比电极对的第二参比电极的每一个；并且

提供至所述第一参比电极对的所述第一参比电极的第一参比电压与提供至所述第一参比电极对的所述第二参比电极的第一参比电压实质上相同。

5.如权利要求1所述的液体透镜系统，其中：

所述控制器被配置为将第二参比电压提供至所述第二参比电极对的第一参比电极和所述第二参比电极对的第二参比电极的每一个；并且

提供至所述第二参比电极对的所述第一参比电极的第二参比电压与提供至所述第二参比电极对的所述第二参比电极的第二参比电压实质上相同。

6.如权利要求1所述的液体透镜系统，包括：电容传感器，所述电容传感器被配置为测量以下至少一者：(a)所述第一参比电极对的所述第一参比电容或(b)所述第二参比电极对的所述第二参比电容；

其中所述控制器被配置为至少部分地基于从所述电容传感器接收到的电容信号来确定所述公共电压和所述驱动电压之间的电压差。

7.如权利要求1所述的液体透镜系统，包括：设置在所述腔体内的温度传感器；

其中所述公共电压和所述驱动电压之间的电压差至少部分地基于(d)由所述温度传感器产生的温度信号。

8.如权利要求1所述的液体透镜系统，包括绝缘贴片，所述绝缘贴片设置在所述腔体内并且覆盖所述第一参比电极对，以使所述第一参比电极对与所述第一液体绝缘。

9.如权利要求1所述的液体透镜系统，包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述腔体内并且至少部分地覆盖至少一个驱动电极，以使所述至少一个驱动电极与所述第一液体和所述第二液体绝缘。

10.如权利要求9所述的液体透镜系统，其中在所述绝缘层上的所述第一液体和所述第二液体之间的所述界面的周边的位置是至少部分地基于所述公共电压和所述驱动电压之间的电压差而可调整的，以改变所述可变透镜的光学功率。

11.如权利要求1所述的液体透镜系统，包括导电层和位于所述导电层中的划线部，所述导电层设置在所述腔体的所述第一部分内以限定所述公共电极，所述划线部用于将所述第一参比电极对的第一参比电极和所述第一参比电极对的第二参比电极与所述公共电极分离。

12.如权利要求1所述的液体透镜系统，包括导电层和位于所述导电层中的划线部，所述导电层设置在所述腔体的所述侧壁上以限定所述驱动电极，所述划线部用于将所述第二参比电极对的第一参比电极和所述第二参比电极对的第二参比电极与所述驱动电极分离。

13.如权利要求1所述的液体透镜系统，包括：

第二驱动电极；

第三驱动电极；和

第四驱动电极；

其中所述驱动电极、所述第二驱动电极、所述第三驱动电极和所述第四驱动电极实质上均匀地分布在所述腔体的所述侧壁周围；

其中提供至所述驱动电极的所述驱动电压、提供至所述第二驱动电极的第二驱动电压、提供至所述第三驱动电极的第三驱动电压和提供至所述第四驱动电极的第四驱动电压彼此相同或不同；

其中所述公共电压和所述第二驱动电压之间的第二电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)所述第一参比电极对的所述第一参比电容，所述第一参比电极对设置在所述腔体的所述第一部分内且与所述第一液体绝缘；或(b)所述第二参比电极对的所述第二参比电容，所述第二参比电极对设置在所述腔体的所述第二部分内且与所述第一液体和所述第二液体绝缘；

其中所述公共电压和所述第三驱动电压之间的第三电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)所述第一参比电极对的所述第一参比电容，所述第一参比电极对设置在所述腔体的所述第一部分内且与所述第一液体绝缘；或(b)所述第二参比电极对的所述第二参比电容，所述第二参比电极对设置在所述腔体的所述第二部分内且与所述第一液体和所述第二液体绝缘；并且

其中所述公共电压和所述第四驱动电压之间的第四电压差至少部分地基于以下至少一者：(a)所述第一参比电极对的所述第一参比电容，所述第一参比电极对设置在所述腔体的所述第一部分内且与所述第一液体绝缘；或(b)所述第二参比电极对的所述第二参比电容，所述第二参比电极对设置在所述腔体的所述第二部分内且与所述第一液体和所述第二液体绝缘。