[發明專利]低光功率滯后的液體透鏡

有效

• 申請號: 201510419769.1
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN105278097B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 布格爾·本杰明;馬萊特·杰拉爾丁;舍瓦利奧特·史蒂芬妮;拉伯特·麗貝卡
• 申請（專利權）人: 派諾特無人機公司
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G02B3/14
• 代理公司: 72002 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王英

公開了低光功率滯后的液體透鏡，其包括電潤濕光學裝置，該裝置包括：導電液體以及不導電液體，這兩種液體是不互溶的；以及介電外殼，上述兩種液體在介電外殼上接觸，形成三個界面，其中，不導電液體包括約0.0001重量％至約1重量％的表面吸附劑，表面吸附劑是25℃時水中的溶解度低于約0.1重量％的兩親分子。

技術領域

本發明涉及具有減小的光功率滯后的電潤濕光學裝置、其制造方法及其應用。本發明還涉及減小電潤濕光學裝置的光功率滯后的方法。本發明還涉及包括所述電潤濕光學裝置的液體透鏡以及包括所述液體透鏡的設備。

背景技術

基于電潤濕的液體透鏡是已知的，一些專利文獻(例如EP1816491A1和EP1166157A1)涉及這方面的總體描述和應用。這些專利文獻中描述的基于電潤濕的液體透鏡如所有的現有商業應用中存在的一樣，是基于兩相的存在而形成，這兩相為非導電相(例如油相)和導電相。油和導電相基本上是不互溶的，并且在包括介電材料的絕緣基質上形成三個界面。在EP1816491A1中，油包括碳基、硅基或者鍺基單體、低聚物或者均聚物；導電相是基于水、極性有機化合物和鹽的水制劑。在EP1166157A1中，油包括可以鹵代的烷烴。

現有技術顯示，在存在導電相的情況下油在絕緣基質上的接觸角應小于20°，以提供具有可接受的光功率滯后的基于電潤濕的液體透鏡(例如參見EP1816491A1和Langmuir2009,25(11),6162–6167)。然而，在存在導電相的情況下在絕緣基質上的接觸角小于20°的油制劑通常是難以實現的，并且導致液體透鏡具有高的光功率滯后和差的光學質量。通過物理觀測所需的接觸角，已經致力于提供包括20重量％或者更多的潤濕劑的油液體制劑，該潤濕劑在絕緣基質上具有小于20°的接觸角。例如，EP1816491A1中描述的潤濕劑是疏水分子，例如鹵代烷烴、鹵代芳香分子、烷基鹵代芳香分子、芳香鍺化合物以及芳香結晶硅化合物。

US 2006/151754 A1和WO 2010/015691 A1描述了在液體制劑中使用表面活性劑來減小油和導電相之間的界面張力，界面張力的減小允許減小透鏡的驅動電源。在US2006/151754 A1中，描述的表面活性劑為陰離子、陽離子或者非離子分子。在WO 2010/015691 A1中，描述的表面活性劑為非離子物質，例如乙氧化脂肪醇、聚丙二醇或者聚乙二醇。

WO 2004/099846 A1描述了可切換的情況，其中兩種不可互溶的流體的空間分布通過施加電壓來控制。“表面活性劑”被添加到至少一種液體中，以實現合適的液體空間分布。WO 2004/099846 A1中描述的“表面活性劑”可以是疏水小分子例如三甲基五氟苯基硅烷。

然而，不是總是能夠設計出具有例如20重量％或者更多的較大量的如下組份的油制劑，該組份例如為在存在導電相的情況下在絕緣基質上的接觸角小于20°的潤濕劑。

此外，現有技術的包括較大量的在絕緣基質上的接觸角小于20°的組份的組合物可導致基于電潤濕的液體透鏡不能良好地老化(age)。例如，在高操作溫度施加40V的AC1kHz長時間之后，一些透鏡顯示性能漂移，如圖1所示。因此，持續需要提供高度可靠的電潤濕透鏡，其具有改進的穩定的長期可靠的光學性能。

發明內容

本發明的一個目的是提供具有減小的光功率滯后的電潤濕光學裝置。本發明的另一個目的是提供具有不導電液體在介電外殼上的改進的潤濕性的電潤濕光學裝置。本發明的又一個目的是提供具有改進的光學質量、穩定性和壽命的電潤濕光學裝置。

根據第一方面，上述目的和其他優點通過如下電潤濕光學裝置實現，其包括：導電液體以及不導電液體，這兩種液體是不互溶的；以及介電外殼，上述兩種液體在介電外殼上接觸，形成三個界面，其中，不導電液體包括約0.0001重量％至約1重量％的表面吸附劑，表面吸附劑是25℃時水中的溶解度低于約0.1重量％的兩親分子。

根據第二方面，上述一個或者多個目的可以通過包括根據第一方面的電潤濕光學裝置的液體透鏡實現。