TW201807436A - 具有減少的色差的液態透鏡 - Google Patents

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Abstract

液態透鏡可包括封閉在腔中的兩種或多種液體。液態透鏡可經配置為減少當該等液體中之兩種液體的界面處所形成之彎液面傾斜時產生的色差。這可用多種方式實現，該多種方式包含：選擇液體以最大化折射率差及最小化阿貝數差。

Description

具有減少的色差的液態透鏡
本申請案係與具有減少的色差的液態透鏡相關。
由於液態透鏡腔中的兩種液體之間存在彎曲的彎液面界面，故習知的液態透鏡本質上會產生球面色差。每種液體的特徵在於表示其色散的阿貝數。在理想或參考情況中，液態透鏡腔的中心垂直軸垂直於被成像的物體平面。在此種情況中，彎液面的表面傾斜角為零，彎液面的形狀對稱該軸，及在圖像中不存在色差。
然而，在實際情況中，彎液面的表面通常以非零角度傾斜。此導致圖像平面傾斜於被稱為光學傾斜角的相關的、通常較小的角度。由兩種液體的折射率差來決定光學傾斜角與表面傾斜角的比值。非零光學傾斜角度可顯著增加由透鏡產生的色差。當使用可在波長繞射極限處操作的較小像素感測器來捕獲圖像時，色差可能會特別有問題。
期望最小化或至少減小由液態透鏡中之傾斜所引起的色差。特別期望的是減小色差，使其小於在整個預期波長範圍及視野範圍上之對應的繞射極限。
揭露了經配置為減少色差的液態透鏡的多個實施例。液態透鏡可包含腔，該腔封閉第一液體、第二液體和形成在第一液體及第二液體之界面處之彎液面。當彎液面的傾斜角度被動地由於液態透鏡的移動或因主動地使用控制器而變化時，液態透鏡可產生色差。可用多種方式配置液態透鏡以減少色差。
在一些實施例中，液態透鏡包含至少部分地基於兩種液體的折射率及/或阿貝數來選擇的該等兩種液體。具體來說，可選擇液體以增加兩種液體的折射率之間的差及/或減少低液體的阿貝數之間的差。舉例而言，兩種液體的折射率之間的差的絕對值可至少為0.13及/或兩種液體的阿貝數之間的差的絕對值可不大於22。已發現減少了相對於在預期波長(例如，0.4861微米至0.6563微米)上被成像物體的平面來物理傾斜彎液面所引起的色差以用於期望視野的此種組合。
在其他實施例中，液態透鏡包含三種液體並形成兩個彎液面。所得到的分層佈置可經配置為最小化相對於在預期波長(例如，0.4861微米至0.6563微米)上被成像物體的平面來物理傾斜液態透鏡所引起的色差以用於期望視野。
在其他實施例中，液態透鏡包含封閉兩種液體的第一子腔及封閉兩種液體的第二子腔。透明板位於第一子腔及第二子腔之間以分離此兩對液體。
在該等實施例中之任一者中，液態透鏡可經配置為減小色差，使得其小於用於給定光學傾斜(例如，0.484度及0.6度等)之全視野及預期波長範圍(例如，0.4861微米至0.6563微米)的至少一部分上的繞射極限解析度(艾里盤直徑)。
液態透鏡可用於各種應用中以降低色差，同時滿足可靠性及成本等的標準要求，並保持透鏡系統達到光功率範圍的目標值的能力。在一應用中，可在相機模組前方使用液態透鏡以提供光學圖像穩定能力而不會顯著降低效能─例如，調制轉換函數(MTF)顯示未有明顯劣化。
提供[發明內容]以用簡化形式來介紹概念精選，該等概念在下文[實施方式]中經進一步描述。[發明內容]及[先前技術]並不意欲辨識所揭露標的之關鍵概念或必要態樣，亦應不用於侷限或限制申請專利範圍的範疇。舉例而言，申請專利範圍的範疇不應受限於(基於)所描述的標的是否包含[發明內容]中所述之任何或所有態樣及/或是否解決[先前技術]中所述問題中之任一問題。
液態透鏡使用電潤濕原理來創作快速的、可程式化的光學元件。液態透鏡包含氣密地密封於兩個透明窗口之間的極性液體(例如摻雜水分量)及非極性液體(例如少量的絕緣油)。可替代地將極性及非極性液體稱為第一液體及第二液體。液體經定位在塗覆有導體材料(如金屬及如聚對二甲苯的疏水性材料)的腔(例如，中空錐形結構)中。
兩種液體之間的界面形成彎液面。在金屬塗層及導電極性液體之間施加電壓差改變了疏水性材料上之非極性液體的潤濕性，從而改變了彎液面的曲率及因而改變液態透鏡的光功率。若液態透鏡在圓周具有四個或更多個電極，則可將不同電壓施加至不同電極，從而導致彎液面傾斜。此傾斜可用於補償通常被稱為光學圖像穩定的移動(例如，手機應用中的手動)。可在文末引用的'558專利中找到此種液態透鏡的一範例。
儘管界面的傾斜產生了快速回應，但用於光學圖像穩定的低功率解決方案亦產生了稜鏡效果；稜鏡效果角度地分離相機入射光譜帶的波長。彎液面的傾斜角經設定為補償光譜區域的中心波長(例如，綠光)。稜鏡效果導致較短的波長(例如，藍光)被折射得較多及較長的波長(例如，紅光)被折射得較少，從而產生色差。此種色差可藉由降低調制轉換函數(MTF)來不利地影響相機模組的光學效能(解析度)。
可使用各種結構、方法和技術來減少藉由物理傾斜彎液面所產生的色差。降低色差的一種方法是選擇包含某些具有最小化色差之趨勢的特性的液體。
如下文範例3-4所示，可藉由選擇其中液體的折射率之間的差的絕對值(即，折射率差)為相對大且該等液體的阿貝數之間的差的絕對值(即，阿貝數差)為相對小的該等液體來減少色差。一般來說，隨著折射率差增加及/或阿貝數差減小，會進一步降低色差。
折射率差和阿貝數差可為可減少色差之任何合適的值。在一些實施例中，折射率差為至少0.13、至少0.14，或希望為至少0.15。在一些實施例中，阿貝數差不超過22、不超過20、不超過17，或希望不超過15。應當理解，上述揭露的任何折射率差可與上述的任何阿貝數差一起使用。
在一些實施例中，所選擇的液體可產生相對於光學物平面的0.484度的光學傾斜角來說小於全視野的至少一部分及0.4861微米至0.6563微米間的波長範圍上的液態透鏡的繞射極限解析度(艾里盤)的色差。色差可小於液態透鏡之至少大部分的全視野(或液態透鏡之至少75％全視野)上的繞射極限解析度。
在其他實施例中，所選擇的液體可產生相對於光學物平面的0.6度的光學傾斜角來說小於全視野的至少一部分及0.4861微米至0.6563微米間的波長範圍上的液態透鏡的繞射極限解析度(艾里盤)的色差。色差可小於液態透鏡之至少大部分的全視野、液態透鏡之至少75％全視野或液態透鏡之至少85％全視野上的繞射極限解析度。
液態透鏡亦可包含封閉在腔中的三種不同液體─第一液體、第二液體和第三液體。在第一液體和第二液體的界面處形成第一或上彎液面，且在第二液體和第三液體的界面處形成第二或下彎液面。液態透鏡有效地形成「液態雙合」透鏡，其中一種極性液體位於兩種非極性液體之間或一種非極性液體位於兩種極性液體之間。在範例5中描述了如配置的範例且在圖5中示出該範例。
第一彎液面具有第一曲率半徑，及第二彎液面具有第二曲率半徑。可藉由在液態透鏡腔之側壁處使用引線的標準電潤濕方法來調節兩個曲率半徑。在一些實施例中，若適當地以分割的形式組裝引線，則可獨立地調節曲率半徑，使得任一個彎液面可獨立於另一個彎液面而為凹的、凸的或甚至是平的。
在一些實施例中，可藉由電潤濕引線的適當設計及操作和三個液態層的相對厚度來實現非對稱或非球面的「液態雙合」。此種配置在某些應用中是有利的。
在一些實施例中，液態雙透鏡可用於替換包括複數個透鏡的透鏡疊組內的至少一個實心透鏡。如上所述，此種佈置降低了透鏡疊組的高度且同時最小化色差。
圖7示出了另一實施例的液態透鏡800的示意性橫截面圖，其中藉由平的薄透明板810將腔分成第一或上子腔801及第二或下子腔803。第一子腔801包含在第一或上彎液面805處相接的第一液體802和第二液體804。液體802、液體804及彎液面805由電潤濕引線控制。第二子腔803包括在第二或下彎液面807處相接的第三液體806和第四液體808。液體806及液體808類似地由電潤濕引線控制。
中間透明板810的存在有效地分離兩個液體對及產生透鏡疊組，以能根據需要獨立控制每個子透鏡中的彎液面805及807。可容易看出，液態透鏡800內的兩個子腔801及803的想法可擴展至包括疊組中由N-1個板分開之更多數量N個子腔的設計。
可基於各種標準來選擇每個子腔801及803中的液體802、804、806及808以減少色差。在一些實施例中，相對於上述關於包括兩種液體的液態透鏡所論述的折射率差和阿貝數差來選擇液體802、804、806及808。舉例而言，可選擇液體802及804和液體806及808來增加折射率差及/或降低阿貝數差。
在其它實施例中，每個子腔801及803可包含形成液態雙合透鏡的三種液體，其形成方式與相關於下文範例5及圖5-圖6所公開的方式相似。此設計可使用具有更典型的折射率差值及阿貝數差的液體來實現低色差。
範例
提供以下範例以進一步說明所揭露的標的。 該等範例不應以任何方式侷限或限制申請專利範圍的範疇。
範例 1( 習知 )
評估由習知液體透鏡產生的色差。液態透鏡包括折射率為1.39的極性液體及折射率為1.5的非極性液體。因此，折射率差為0.11。阿貝數差為25。
圖1A示出了使用以液態透鏡成像之標準測試圖案的色差的實驗觀察效果，其中光學傾斜角為0度至0.6度並以0.1度間隔(即，0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5及0.6)。隨著光學傾斜角增加，線寬及模糊度增加。該等影響在0.2度變得顯著、在0.4度變得嚴重，且在0.6度變得非常嚴重。
圖1B示出了以液態透鏡成像的另一測試物體的色差的實驗觀察效果，其中光學傾斜角為0度至0.6度。在0.6度的光學傾斜下，顯著的圖像劣化清晰可見。
範例 2( 習知 )
在透鏡物理傾斜1.5度、3度、4.5度及5.45度的四種不同情況下，模擬範例1中的習知液體透鏡的色彩效能。液態透鏡的物理傾斜導致相應的光學傾斜度分別為0.165度、0.33度、0.495度及0.6度。結果展示於圖2A至圖2D中。
圖中的實線是相對於光場角繪製之計算出的色差─即，波長為0.4861μm和0.6563μm之光的焦點位置之間的差。x軸是計算出的色差，y軸是光場角。每個圖亦示出了虛線「艾里」盤線，該等虛線「艾里」盤線係指示由繞射所引起之對應的最小可分辨特徵尺寸(即，繞射極限解析度)，其係由透鏡的波長及f數所決定。
圖2A示出了在1.5度之小的表面傾斜角度處之液態透鏡的計算色差，此導致0.165度的光學傾斜。色差線完全在艾里盤線的範圍內，此意味可忽略色差。
圖2B示出了在3度的表面傾斜角度處的液態透鏡的計算色差，此導致0.33度的光學傾斜。色差線位於靠近圖像中心的艾里盤線的頂部，並隨著圖像邊緣接近而以一增加量延伸到艾里盤線外。此意味在由傾斜的液態透鏡形成的圖像中心處可忽略色差，但該色差在邊緣附近越來越可見。
圖2C示出了在4.5度的表面傾斜角處的液態透鏡的計算色差，此導致0.495度的光學傾斜。在整個視野範圍內，色差線在艾里盤之外，意味著即使在圖像中心(在y = 0處)，色差亦是顯著的且該色差隨著越接近最大視野而變得越來越糟。
圖2D示出了在5.45度的表面傾斜處的液態透鏡的計算色差，此導致0.6度的光學傾斜。色差線甚至係在艾里盤線之外的更遠處，表明了甚而更差之整個視野的圖像劣化。
模擬結果與範例1中的實驗觀察結果一致。
範例 3
對於透鏡物理傾斜1.5度、3度及3.7度的三種不同情況，模擬了折射率差為0.1613及阿貝數差為18.5的液態透鏡的色彩效能。液態透鏡的物理傾斜導致相應的光學傾斜度分別為0.242度、0.484度及0.6度。 結果展示於圖3A至圖3C中。
圖3A示出了在1.5度之小的表面傾斜角度處之液態透鏡的計算色差，此導致0.242度的光學傾斜。色差線完全在用於液態透鏡之艾里盤線的範圍內，此意味可忽略色差。
圖3B示出了在3度之表面傾斜角度處的液態透鏡的計算色差，此導致0.484度的光學傾斜。色差線在透過大部分場的艾里盤線之內，且恰好越過靠近圖像邊緣的艾里盤線。此意味著色差效應僅在圖像邊緣附近可見，且即使係在那裡色差效應亦是較小的。
圖3C示出了在3.7度之表面傾斜角度處的液態透鏡的計算色差，此導致0.6度的光學傾斜。對於大多數圖像場，色差線略微偏離艾里邊界線且隨著越接近邊緣而變得略差。
此範例和範例2的比較表明，具有較大折射率差(0.1613)及較小阿貝數差(18.5)的液態透鏡的色彩效能明顯優於具有較小折射率差(0.11)和較高的阿貝數差(25)的習知液態透鏡。
範例 4
對於透鏡物理傾斜3.6度的情況模擬了折射率差為0.168及阿貝數差為12.5的液態透鏡的色彩效能，此導致相應的光學傾斜為0.6度。結果如圖4所示。色差線在幾乎整個視野內皆在艾里盤線內，此意味著色差效應(若有的話)只有在圖像邊緣附近才可見。
此亦表明若使用具有甚至更大的折射率差及/或更小的阿貝數差的液體，則應可進一步改善液態透鏡的色彩效能。
範例 5
模擬了如圖5所示之包括三種液體的液態透鏡500的色彩效能。液態透鏡500包括第一液體502、第二液體504及第三液體506，該等三種液體全部不同。將液態透鏡500模擬為包括圖像感測器552、紅外截止片554及複數個實心透鏡556的透鏡疊組550的一部分。液態透鏡500的蓋或窗514被模擬為NBK7肖特(Schott)玻璃。
液態透鏡500包括在第一液體502和第二液體504的界面處的第一彎液面510及在第二液體504和第三液體506的界面處的第二彎液面512。液體502、504及506分別具有為1.389、1.5和1.38的折射率及為58.6、33.7和45.7的阿貝數。第一液體502和第二液體504之間的折射率差和阿貝數差分別為0.111和24.9，這幾乎與範例1中的習知液體透鏡中的液體相同。第二液體504和第三液體506之間的折射率差及阿貝數差分別為0.11及12。
第一彎液面510物理傾斜14.5度及第二彎液面512傾斜18度，此導致0.6度的光學傾斜。如圖6所示，色差線在透過全圖像場的艾里盤線內。在具有類似佈置的液態透鏡500及其它液態透鏡中，色差效應應顯著降低。 亦應注意，使用與範例1中的習知液體透鏡中發現之液體相似的液體來實現降低的色差。
說明性實施例
以下參考所揭露標的的若干說明性實施例。 以下實施例僅示出可包括所揭露標的的各種特徵、特性及優點中的一或多者的幾個所選擇的實施例。因此，以下實施例不應被認為是所有可能實施例的結合。
在一實施例中，一種提供低色差液態透鏡的方法包括以下步驟：選擇用於液態透鏡中的一對第一液體和第二液體，其特徵在於第一折射率和第二折射率與第一阿貝數和第二阿貝數，該對液體另外之特徵在於第一折射率和第二折射率之間的差DeltaN和第一阿貝數和第二阿貝數之間的差DeltaVd。選擇一對第一液體和第二液體之步驟可包括以下步驟：計算在所欲視野及所欲波長範圍上表徵液態透鏡的界限繞射極限值的艾里線圖；對於透鏡相對於光學物平面的預定光學傾斜，針對複數個成對差值DeltaN和DeltaVd中的每一者計算作為距圖像中心之場距離的函數的液態透鏡色差的對應曲線，其中色差為限於預期波長範圍之波長的焦點位置之間的最大差異；從複數個圖中決定在整個所欲視野中色差的絕對值持續小於相同場距離處的繞射極限值的絕對值的一對差值DeltaNO 和DeltaVdO ；及選擇其特徵在於用於液態透鏡的DeltaNO 和DeltaVdO 的一對第一液體和第二液體。DeltaNO 可大於或等於0.13。
在另一實施例中，一種提供低色差液態透鏡的方法包含以下步驟：將第一液體、第二液體及第三液體封閉在透鏡腔中，其中第一液體及第三液體為極性及第三液體為非極性，或第一液體及第三液體為非極性及第二液體是極性；該方法包括以下步驟：組裝液態透鏡使得透鏡腔以層疊的方式封閉第一液體、第二液體及第三液體，第一液體覆蓋第二液體以形成上彎液面，及第二液體覆蓋第三液體以形成下彎液面。可獨立控制上彎液面及下彎液面。
在另一實施例中，低色差液態透鏡包括封閉第一液體和第二液體的腔，第一液體的特徵在於第一折射率和第一阿貝數，及第二液體的特徵在於第二折射率和第二阿貝數，其中由液態透鏡引起的色差小於在液態透鏡相對於光學物平面的預定光學傾斜之所欲視野及期望波長範圍上的液態透鏡的繞射極限解析度。預定的光學傾斜可由液態透鏡及/或透鏡系統相對於光學物平面大於3度的物理傾斜而引起。
在另一實施例中，低色差液態透鏡包括封閉第一液體、第二液體和第三液體的腔，第一液體直接覆蓋第二液體以形成上彎液面及第二液體直接覆蓋第三液體以形成下彎液面，其中第一液體和第三液體為極性及第二液體為非極性，或第一液體和第三液體為非極性及第二液體為極性。
在另一個實施例中，包含腔的液態透鏡包括封閉第一液體及第二液體的上子腔、封閉第三液體及第四液體的下子腔與位於上子腔和下子腔之間的透明板，其中由液態透鏡引起的色差小於在液態透鏡相對於光學物平面的預定光學傾斜之所欲視野及期望波長範圍上的液態透鏡的繞射極限解析度。
在另一實施例中，液態透鏡包括腔，該腔包含透明板隔開的複數個子腔，其中複數個子腔中的至少一子腔包括分層排列的第一液體、第二液體和第三液體，第一液體覆蓋第二液體形成上彎液面，及第二液體覆蓋第三液體以形成下彎液面。
術語及解釋標準
術語「色差」是指限於決定波長範圍之波長的焦點位置之間的最大差異。此種差異可描述為圖像中的橫向色移或色彩分割。 除非另有說明，不然申請專利範圍或說明書中描述的任何方法不應解釋為要求以特定順序執行步驟。此外，除非另有說明，不然方法應解釋為提供以任何順序執行所述步驟的支持。
如「左」、「右」、「前」、「後」等的空間術語或方向術語涉及如附加圖式所示的標的。然而，應當理解，所描述的標的可採取各種替代方向；因此，此些術語不被認為是限制性的。
如「該(the)」及「一(a及an)」的冠詞可表示單數或複數。此外，當前方未使用「任一(either)」(或其他類似語言表示「或」明確地為排他性的─例如，只有x或y中的一者等）時，術語「或」應解釋為包容性的(例如，「x或y」表示x或y中的一者或兩者)。
術語「及/或」亦應解釋為包容性的(例如，「x及/或y」表示x或y中的一者或兩者)。在「及/或」或「或」作為三個或更多個項目之組合的連接詞的情況中，該組合應解釋為單獨包括一個項目、所有項目一起，或任何組合或數量的項目。
術語「具有(have或having)」及「包含 (include或including) 」應解釋為與術語「包括 (comprise或comprising) 」同義。該等術語的使用亦應理解為揭露和提供對較窄的替代實施例的支持，該等較窄的替代實施例其中該等術語由「組成(consisting)」或「基本上由...組成(consisting essentially of)」代替。
除非另有說明，否則在說明書(申請專利範圍除外)中使用的所有數字或表達(如表示尺寸及物理特性等)皆被理解為在所有情況下被術語「大約」修改。在至少而非試圖限制申請專利範圍的均等論的應用中，由術語「大約」修改的說明書或申請專利範圍中敘述的每個數值參數應根據所列有效數字的數來解釋並採用一般捨入技術。
所有揭露的範圍應被理解為涵蓋和提供對描述任何及所有子範圍的申請專利範圍的支持或對由每個範圍所包含的任何和所有個體值的支持。舉例而言，1至10的指定範圍應視為包括並提供對描述任何及所有子範圍的申請專利範圍的支持或對在最小值1及最大值10之間及/或包含最小值1及最大值10之個體值的支持；即，以最小值1(或更多)開始並以最大值10(或更少)結束的所有子範圍(例如，5.5至10及2.34至3.56等)或1至10的任何值(例如，3、5.8、9.9994等)。
所有揭露的數值應理解為在任一方向上可從0-100％變化，且因此為描述此類值或任何及所有可由此類值形成的範圍或子範圍的申請專利範圍提供支持。舉例而言，指定數值8應理解為從0到16的變化(在任一方向上為100％)及提供對描述範圍本身(例如，0到16)、範圍(例如，2至12.5)內的任何子範圍或該範圍內的任何個別值(例如，15.2)之申請專利範圍的支持。
附加圖式應解釋為示出按比例繪製的一或多個實施例及/或未按比例繪製的一或多個實施例。此意味著可解釋這些圖式(例如)為展示：(1)按比例繪製的一切、(2)未按比例繪製的一切或(3)按比例繪製的一或多個特徵及一或多個未按比例繪製的特徵。因此，附加圖式可用於提供單獨地或相對於彼此描述任何所示特徵之尺寸、比例及/或其他維度的支持。此外，所有此類尺寸、比例及/或其他維度應理解為在任一方向上可從0-100％變化，且因此對描述此類值或任何及所有可由此類值形成的範圍或子範圍的申請專利範圍提供支持。
申請專利範圍中列舉的術語應被賦予參考一般使用的通用詞典及/或相關技術詞典中相關條目所決定的其常規和慣用含義及所屬技術領域中具有通常知識者通常理解的含義等，應瞭解將該等來源中之任何一者或組合所賦予之最廣泛的含義賦予申請專利範圍術語(例如，應結合兩個或更多個相關的詞典條目以提供條目組合的最廣泛含義等)，僅受到以下例外：(1)若係以相較於常規及慣用意義更廣泛的方式使用一術語，則該術語應被賦予其常規及慣用意義及額外的廣泛含義，或(2)若已藉由描述在片語「本文中所使用的…應為(as used in this document shall mean)」前之術語或類似語言(例如，「此術語意味著」、「此術語經定義為」及「為了本揭露目的，此術語意味著」等)來明確定義一術語具有不同含義時。對具體範例的引用使用「即」及使用詞「發明」等並不意味著調用例外(2)或以其他方式限制所述申請專利範圍術語的範疇。除了例外(2)適用的情況外，本文件中的任何內容均不視為申請專利範圍範疇的放棄或否認。
申請專利範圍中描述的標的不與此文件中所描述或示出的任何實施例、特徵或特徵之結合共同延伸，且不應被解釋為與此文件中所描述或示出的任何實施例、特徵或特徵之結合共同延伸。即使在本文件中僅示出及描述特徵或特徵組合的單個實施例亦是如此。
參考文獻
以下列出的每個文件的全部內容係藉由引用而併入本文件。若本文件及一個或多個合併文件兩者中使用相同術語，則應將該術語解釋為具有由該等來源中的任何一者或組合賦予的最廣泛含義(除非該術語已在本文件中被明確定義為具有不同含義)。若以下任何文件之任一者與本文件之間存在不一致，則應以本文件為準。所引入的標的不應用於限制或縮小明確陳述或描述之標的的範疇。 - 2016年7月11日申請之美國專利臨時申請案號62/360,934 ，其名稱為「Liquid Lens with Reduced Chromatic Aberration」。 - 2008年12月12日申請及2013年3月19日發佈之美國專利號8,400,558(申請號12/746,934)，其名稱為「Image Stabilization Circuitry for Liquid Lens」(’558專利)。
500‧‧‧液態透鏡
502‧‧‧第一液體
504‧‧‧第二液體
506‧‧‧第三液體
510‧‧‧第一彎液面
512‧‧‧第二彎液面
514‧‧‧窗
550‧‧‧透鏡疊組
552‧‧‧圖像感測器
554‧‧‧紅外截止片
556‧‧‧實心透鏡
800‧‧‧液態透鏡
801‧‧‧第一或上子腔
802‧‧‧液體
803‧‧‧第二或下子腔
804‧‧‧液體
805‧‧‧彎液面
806‧‧‧第三液體
807‧‧‧第二或下彎液面
808‧‧‧第四液體
810‧‧‧透明板
結合附加圖式揭露了較佳的及其他實施例，該等附加圖式其中：
圖1A-1B示出了習知液態透鏡中之色差的實驗觀察範例。
圖2A-2D為示出圖1A及圖1B中之液態透鏡於不同光學傾斜角度模擬色彩效能的圖。
圖3A-3C為示出於不同光學傾斜角度模擬色彩效能之液態透鏡之一實施例的圖。液態透鏡包含具有相對較大的折射率差及相對較小的阿貝數差的兩種液體。
圖4為示出在0.6度的光學傾斜角處之液體透鏡之另一實施例的模擬色彩效能的圖。液態透鏡包含兩種液體，該液態透鏡具有比圖3A至圖3C中之液態透鏡更大的折射率差及更小的阿貝數差。
圖5示出包含液態透鏡之透鏡疊組的一實施例，該液態透鏡包含三種液體及兩個彎液面，且具有0.6度的光學傾斜角。
圖6為示出圖5中之液態透鏡模擬色彩效能的圖。
圖7示出了包含兩個子腔的液態透鏡的一實施例，每個子腔包含兩種液體及彎液面。
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Claims (24)

  1. 一種液態透鏡，包含： 一腔；一第一液體及一第二液體，該第一液體及該第二液體位於該腔中，及一彎液面，該彎液面形成在該第一液體及該第二液體的一界面處；其中該第一液體具有一第一折射率及一第一阿貝數，及該第二液體具有一第二折射率及一第二阿貝數；其中該第一折射率及該第二折射率之間的一差的一絕對值為至少0.13；及其中該第一阿貝數及該第二阿貝數之間的一差的一絕對值不大於22。
  2. 如請求項1所述之液態透鏡，其中該第一折射率及該第二折射率之間的該差的該絕對值為至少0.14。
  3. 如請求項1所述之液態透鏡，其中該第一折射率及該第二折射率之間的該差的該絕對值為至少0.15。
  4. 如請求項1所述之液態透鏡，其中該第一阿貝數及該第二阿貝數之間的該差的該絕對值不大於20。
  5. 如請求項1所述之液態透鏡，其中該第一阿貝數及該第二阿貝數之間的該差的該絕對值不大於17。
  6. 如請求項1所述之液態透鏡，其中該第一阿貝數及該第二阿貝數之間的該差的該絕對值不大於15。
  7. 如請求項1所述之液態透鏡，其中對於相對於一光學物平面的0.484度的一光學傾斜角來說，該液態透鏡的色差小於一全視野的至少一部分及0.4861微米至0.6563微米間的一波長範圍上的該液態透鏡的一繞射極限解析度。
  8. 如請求項1所述之液態透鏡，其中該彎液面為一第一彎液面，該液態透鏡包含位於該腔中的一第三液體及形成在該第二液體及該第三液體的一界面處的一第二彎液面。
  9. 如請求項1所述之液態透鏡，其中該第一液體或該第二液體中之一者為一極性液體，及該第一液體或該第二液體中之另一者為一非極性液體。
  10. 如請求項1所述之液態透鏡，其中該腔為一第一子腔及該彎液面為一第一彎液面，該液態透鏡進一步包含： 一第二子腔； 一第三液體及一第四液體，該第三液體及該第四液體位於該第二子腔中，及一彎液面，該彎液面形成在該第三液體及該第四液體的一界面處；及 一透明板，該透明板位於該第一子腔及該第二子腔之間。
  11. 一種液態透鏡，包含： 一腔，該腔封閉一第一液體、一第二液體及形成在該第一液體及該第二液體的一界面處的一彎液面； 其中對於相對於一光學物平面之0.484度的一光學傾斜角來說，該液態透鏡的色差小於一全視野的至少一部分及0.4861微米至0.6563微米間的一波長範圍上的該液態透鏡的一繞射極限解析度。
  12. 如請求項11所述之液態透鏡，其中該色差小於該液態透鏡之至少大部分的該全視野上的該繞射極限解析度。
  13. 如請求項11所述之液態透鏡，其中該色差小於該液態透鏡之至少75%的該全視野上的該繞射極限解析度。
  14. 如請求項11所述之液態透鏡，其中該第一折射率及該第二折射率之間的該差的該絕對值為至少0.14。
  15. 如請求項11所述之液態透鏡，其中該第一液體或該第二液體中之一者為一極性液體，及該第一液體或該第二液體中之另一者為一非極性液體。
  16. 一種液態透鏡，包含： 一腔，該腔封閉一第一液體、一第二液體、一第三液體、形成在該第一液體及該第二液體的一界面處的一第一彎液面及形成在該第二液體及該第三液體的一界面處的一第二彎液面； 其中該第一液體、該第二液體及該第三液體皆不同； 其中對於0.6度之相對於一光學物平面的一光學傾斜角來說，該液態透鏡的色差小於一全視野的至少一部分及0.4861微米至0.6563微米間的一波長範圍上的該液態透鏡的一繞射極限解析度。
  17. 如請求項16所述之液態透鏡，其中該色差小於該液態透鏡之至少大部分的該全視野上的該繞射極限解析度。
  18. 如請求項16所述之液態透鏡，其中該色差小於該液態透鏡之至少75%的該全視野上的該繞射極限解析度。
  19. 如請求項16所述之液態透鏡，其中該色差小於該液態透鏡之該全視野上的該繞射極限解析度。
  20. 如請求項16所述之液態透鏡，其中： (1) 該第一液體及該第三液體為極性液體，及該第二液體為一非極性液體；或 (2) 該第一液體及該第三液體為非極性液體，及該第二液體為一極性液體。
  21. 如請求項16所述之液態透鏡，其中能獨立控制該第一彎液面的一傾斜及該第二彎液面的一傾斜。
  22. 一種液態透鏡，包含： 一第一子腔，該第一子腔封閉一第一液體、一第二液體及形成在該第一液體及該第二液體的一界面處的一第一彎液面； 一第二子腔，該第二子腔封閉一第三液體、一第四液體及形成在該第三液體及該第四液體的一界面處的一第二彎液面；及 一透明板，該透明板位於該第一子腔及該第二子腔之間； 其中對於0.6度之相對於一光學物平面的一光學傾斜角來說，該液態透鏡的色差小於一全視野的至少一部分及0.4861微米至0.6563微米間的一波長範圍上的該液態透鏡的一繞射極限解析度。
  23. 一種用於製造一液態透鏡的方法，該方法包含以下步驟： 計算在至少大部分的一全視野及0.4861微米至0.6563微米間的一波長範圍上的一液態透鏡的一繞射極限解析度； 對於相對於一光學物平面之0.484度的一光學傾斜角來說，計算該液態透鏡在至少大部分的該全視野及該波長範圍上的一色差； 選擇至少兩種液體，其中在至少大部分的該全視野上該等至少兩種液體的色差值小於在相同場距處的繞射極限解析度；及 將該至少兩種液體沉積於一腔中以在該至少兩種液體之間形成一彎液面。
  24. 如請求項23所述之方法，其中該至少兩種液體包含一第一液體及一第二液體，其中該第一液體的一折射率與該第二液體的一折射率之一差的一絕對值為至少0.13，及其中該第一液體的一阿貝數與該第二液體的一阿貝數之一差的一絕對值不大於22。
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