[發明專利]液體透鏡

有效

• 申請號: 201811020724.7
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109425918B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 雷蒙德·米勒·卡拉姆
• 申請（專利權）人: 康寧公司
• 主分類號: G02B3/14
• 分類號: G02B3/14;G02B26/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;吳啟超

1.一種液體透鏡，包括：

腔室，所述腔室包括具有截錐形狀的側壁，所述截錐具有窄端和寬端，其中，所述截錐的窄端具有1.7mm至2.0mm的直徑，所述截錐的寬端具有2.25mm至2.75mm的直徑，其中，所述截錐具有400微米至600微米的錐體高度，及其中，所述側壁相對于所述截錐的結構軸成20度至40度的錐角；

容納在所述腔室中的第一液體；

容納在所述腔室中的第二液體，其中，所述第一液體和所述第二液體填充所述腔室并且不混溶，以在所述第一液體和所述第二液體之間形成液體界面；

設置在所述截錐的所述寬端上方的第一窗口，其中，所述第一窗口與所述截錐的所述寬端間隔開20微米至70微米的錐體上方高度；

設置在所述截錐的所述窄端下方的第二窗口，其中，所述腔室設置在所述第一窗口和所述第二窗口之間，以沿著與所述液體界面、所述第一窗口和所述第二窗口相交的光路傳送光；

第一絕緣電極，設置在所述液體透鏡中的第一象限并與所述第一和第二液體隔離；

第二絕緣電極，設置在所述液體透鏡中的第二象限并與所述第一和第二液體隔離；

第三絕緣電極，設置在所述液體透鏡中的第三象限并與所述第一和第二液體隔離；

第四絕緣電極，設置在所述液體透鏡中的第四象限并與所述第一和第二液體隔離；及

公共電極，與所述第一液體電連通，其中，所述液體界面的位置至少部分地基于施加到所述公共電極和所述絕緣電極的電壓，其中，所述液體界面響應于在所述絕緣電極之間施加的不同電壓而傾斜，使得所述液體界面的光軸相對于所述結構軸成光學傾斜角。

2.一種液體透鏡，包括：

腔室，形成腔，所述腔具有600微米或更小的腔高度，所述腔室包括具有截錐形狀的側壁，所述截錐具有窄端和寬端，并且所述寬端的直徑與所述窄端的直徑之間的比率在1.1比1和2比1之間，所述側壁相對于所述截錐的結構軸成20度至40度的錐角；

所述腔室中包含的第一液體；

所述腔室中包含的第二液體，其中，所述第一液體和所述第二液體填充所述腔室并且不混溶，以在所述第一液體和所述第二液體之間形成液體界面；

多個絕緣電極，與所述第一和第二液體隔離并且包括設置在所述液體透鏡中的四個相應象限中的四個絕緣電極；及

公共電極，與所述第一液體電連通，其中，所述液體界面的位置至少部分地基于施加到所述公共電極和所述絕緣電極的電壓，其中，所述液體界面響應于在所述絕緣電極之間施加的不同電壓而傾斜，以產生光學傾斜角，其中，所述液體透鏡被配置為當所述液體界面響應于階躍函數輸入而從光學傾斜0度移動到光學傾斜0.6度時，在25ms之后輸出具有總波前誤差為350nm或更小的光學像差的光。

3.根據權利要求1所述的液體透鏡，其中，所述液體界面在液體界面的中心區域處具有活性部分，所述活性部分透射由所述液體透鏡輸出的光以產生圖像，其中，所述液體界面在液體界面的周邊區域處具有非活性部分，所述非活性部分對圖像沒有貢獻，其中，所述非活性部分占據平坦液體界面面積的至少20％。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的液體透鏡，其中，對于響應于階躍函數輸入而從0度的光學傾斜角轉換到0.6度的光學傾斜角，所述液體透鏡具有100ms或更短的10％至90％響應時間。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的液體透鏡，其中，對于響應于階躍函數輸入而從0度的光學傾斜角轉換到0.6度的光學傾斜角，所述液體透鏡具有75ms或更短的10％至90％響應時間。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的液體透鏡，其中，對于響應于階躍函數輸入而從0度的光學傾斜角轉換到0.6度的光學傾斜角，所述液體透鏡具有至少25ms的10％至90％響應時間。

7.根據權利要求1至3中任一項所述的液體透鏡，其中，當所述液體界面響應于階躍函數輸入而從光學傾斜0度移動到光學傾斜0.6度時，所述液體透鏡輸出具有總波前誤差為500nm或更小的光學像差的光。