[發(fā)明專利]可變外型棱鏡

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710168148.6
• 申請日: 2007-11-13
• 公開（公告）號: CN101435915A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯勝發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 建興電子科技股份有限公司
• 主分類號: G02B26/02
• 分類號: G02B26/02;G02B5/06;F21V5/00;F21V5/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一可變外型棱鏡，尤指一種采用電濕潤原理制造而成的可變外型棱鏡。

背景技術(shù)

電濕潤(Electro-wetting)主要原理為：在液體施加一電壓，通過液體表面張力的減少和液體與一接觸層間接觸角的改變，控制該液體和接觸層間的濕潤性(Wettability)。

請參閱圖1，其所繪示為美國專利(US?7,126,903)所揭露的一利用電濕潤原理所制造而成的可變焦點(diǎn)透鏡(Variable?Focus?Lens)的剖面圖。該可變焦點(diǎn)透鏡主要包括：一圓柱形液體容器5(Cylindrical?Fluid?Chamber)，該容器5內(nèi)含兩種不相溶液體A和液體B；一第一電極2(Electrode)；一第二電極12；一第一透明層4(Transparent?Layer)；一第二透明層6；一絕緣層8(Insulator)；一接觸層10(Contact?Layer)；以及由不相溶液體A和液體B所形成的一液面14(Interface)。此外，第一電極2和第二電極12間可施加一電壓。

液體A為絕緣(Electrically?Insulating)，可為硅油(Silicone?Oil)或烷烴(Alkane)；液體B為導(dǎo)電(Electrically?Conducting)，可為鹽類的溶液。液體A和液體B被設(shè)計(jì)為具有近似的密度(Density)，如此將可避免重力作用(Gravitational?Effect)在對液體A和液體B影響時(shí)，改變光線原本被設(shè)計(jì)行進(jìn)的方向。為了達(dá)成液體A和液體B具有近似的密度，可通過改變液體A(硅油或烷烴)的分子結(jié)構(gòu)來達(dá)成。此外，液體A和液體B具有不同的折射率(Refractive?Index)，其中液體A的折射率高于液體B的折射率。第一電極2為環(huán)狀形，位于圓柱形液體容器5的外側(cè)，且為避免第一電極2與液體A和液體B接觸，第一電極2被絕緣層8所包覆。接觸層10位于圓柱形容器5的內(nèi)側(cè)，與液體A和液體B接觸。第二電極12為圓形，位于液體容器5的一側(cè)，且與導(dǎo)電的液體B相接觸。透明層4位于容器5的左側(cè)，可被視為光線的入射面；透明層6位于容器5的右側(cè)，可被視為光線的出射面。

如圖1所示，當(dāng)沒有施加電壓于第一電極2和第二電極12間時(shí)(V0＝0)，由于液體B的表面張力(SurfaceTension)比液體A的表面張力大，且接觸層10對液體B的濕潤性在電壓為零時(shí)來說相對較大，因此，此時(shí)液體B與接觸層10的接觸角θo大于90度(例如140度)。

由于電濕潤原理，接觸層10對液體B的濕潤性可通過對第一電極2和第二電極12間的電壓來改變，經(jīng)由改變接觸層10對液體B的濕潤性，進(jìn)而改變液體B與接觸層10的接觸角，最終改變液體A和液體B間的液面14的外形。也就是說可變焦點(diǎn)透鏡的主要特征是：通過對第一電極2和第二電極12間電壓的控制，來改變液面14的變化，進(jìn)而控制可變焦點(diǎn)透鏡的焦點(diǎn)位置。

舉例來說，請參閱圖2(A)，其所繪示為一具有相對小偏壓電壓的可變焦點(diǎn)透鏡的剖面圖。當(dāng)施加一相對較小偏壓電壓(例如V1＝20～150V)于第一電極2和第二電極12間時(shí)，由于液體B的表面張力依然比液體A的表面張力大，且在此偏壓下，接觸層10對液體B的濕潤性比在電壓為零時(shí)來說相對較大，因而液體B對接觸層10的接觸角θ1會介于90度和140度之間(例如100度)。在此組態(tài)下，由于液體A的折射率高于液體B的折射率，此時(shí)可變焦點(diǎn)透鏡可視為一凹透鏡(Concave)，亦即，該可變焦點(diǎn)透鏡具有一負(fù)數(shù)值的功率。

請參閱圖2(B)，其所繪示為一具有相對大偏壓電壓的可變焦點(diǎn)透鏡的剖面圖。當(dāng)施加一相對較大電壓(例如V2＝150～200V)于第一電極2和第二電極12間時(shí)，由于液體B的表面張力轉(zhuǎn)而比液體A的表面張力小，且在此偏壓下，接觸層10對液體B的濕潤性更大，因而液體B對接觸層10的接觸角θ2會小于90度(例如60度)。在此組態(tài)下，由于液體A的折射率高于液體B的折射率，此時(shí)可變焦點(diǎn)透鏡可視為一凸透鏡(Convex)，亦即，該可變焦點(diǎn)透鏡具有一正數(shù)值的功率。

由以上說明可知，通過電濕潤原理，亦即通過改變對第一電極2和第二電極12間偏壓電壓大小，可進(jìn)而改變液體A和液體B間的液面14的外形，最終實(shí)現(xiàn)可變焦點(diǎn)透鏡。