一种变焦液体透镜及其组装方法技术

本发明专利技术提供一种变焦液体透镜及其组装方法，该液体透镜包括基电极、密封衬垫、上电极、上盖板、下盖板、油性液体及导电液体，其中，基电极具有上下相对设置的第一、第二沉入式平台，并具有一收容空间，收容空间包括至少一段截顶锥形空间，密封衬垫设置于第一沉入式平台表面，上电极设置于密封衬垫表面并具有透视窗，上盖板盖住透视窗，下盖板盖住所述收容空间在所述第二沉入式平台表面的开口，具有相同密度的油性液体及导电液体均设置于收容空间。本发明专利技术的透镜结构采用单锥形设计或双锥形设计，使光轴发生偏移时能够自动回到透镜中心，实现更好地固定液体透镜光轴的目的，并可以实现窄边框设计与较薄的透镜厚度，同时具有更加简单的组装工艺。

A zoom liquid lens and its assembly method

The present invention provides a zoom liquid lens and its assembly method. The liquid lens includes a base electrode, a sealing gasket, an upper electrode, an upper cover plate, a lower cover plate, an oily liquid and a conductive liquid. The base electrode has a first and a second sinking platform with relative upper and lower settings, and a receiving space, including at least one section of truncated conical space, and a sealing gasket setting. On the surface of the first sinking platform, the upper electrode is arranged on the surface of the sealing gasket and has a perspective window. The upper cover covers the perspective window. The lower cover covers the opening of the reception space on the surface of the second sinking platform, and the oily and conductive liquids with the same density are arranged in the reception space. The lens structure of the present invention adopts single-cone design or double-cone design, which enables the optical axis to automatically return to the center of the lens when offset occurs, realizes the purpose of better fixing the optical axis of the liquid lens, realizes narrow frame design and thinner lens thickness, and has a simpler assembly process.

【技术实现步骤摘要】
一种变焦液体透镜及其组装方法
本专利技术属于光学器件领域，涉及一种变焦液体透镜及其组装方法。
技术介绍
光学器件是许多电子设备如手机、照相机、二维扫码器以及机器视觉应用中的关键成像元器件。目前市场上手机等消费电子产品中的光变焦系统主要是通过电机和齿轮等机械装置来调节多片透镜之间的相对位置来实现变焦，由于机械部件的存在，此类镜头往往存在难以小型化、变焦速度慢、价格昂贵、寿命短、坚固性差等缺点。现有液体透镜通过加电压来改变导电溶液在绝缘疏水材料上的电荷分布来改变导电溶液与疏水层之间的水滴角从而达到改变油与水的界面曲率达到改变透镜屈光度的目的。传统的液体透镜为圆柱体中间充满油性液体和导电液体，圆柱体内壁镀有介电材料和疏水材料，从而使在未加电压情况下，液体透镜呈现出一个凹面镜的效果。当施加电压时，由于电润湿作用，导电液体与疏水层的电荷会重新分布从而改变导电液体与疏水层材料之间接触角，通过改变初始接触角来改变两液体的界面形状，当电压足够大时，液体界面形成一个凸透镜。然而受表面粗糙度与液体黏度影响，在形变过程中液体界面无法完全对称形变，现有液体透镜难以同时固定油性液体和导电溶液，导致光轴在屈光度改变过程中尤其是在屈光度接近0dpt时容易发生偏移，影响成像质量。现有液体透镜还存在边框大的缺点，不适合应用于要求光学系统小型化诸如手机等产品中。另外，目前液体透镜的生产组装过程较为繁琐，大大提高了生产成本并且容易在组装过程中造成透镜光学缺陷，影响产品生产。因此，如何提供一种变焦液体透镜，以无需任何机械传动装置便可改变透镜屈光度，并且能够有效稳定液体位置，防止液体透镜光轴发生改变，同时具有更窄的液体透镜边框及更简单的组装流程，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种变焦液体透镜及其组装方法，用于解决现有技术中液体透镜光轴容易发生偏移、封装方法繁琐的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种变焦液体透镜，包括：基电极，具有上下相对设置的第一沉入式平台与第二沉入式平台，并具有一上下贯穿所述第一沉入式平台与所述第二沉入式平台的收容空间，所述收容空间包括至少一段截顶锥形空间；密封衬垫，设置于所述第一沉入式平台表面；上电极，设置于所述密封衬垫表面，并具有一上下贯穿所述上电极的透视窗；上盖板，连接于所述上电极表面，并盖住所述透视窗；下盖板，设置于所述第二沉入式平台表面，并盖住所述收容空间在所述第二沉入式平台表面的开口；油性液体，设置于所述收容空间内，并与所述下盖板接触；导电液体，设置于所述收容空间内，并位于所述油性液体上方，且与所述上盖板接触。可选地，所述截顶锥形空间的顶面直径大于底面直径。可选地，所述截顶锥形空间的侧面与所述第二沉入式平台的交界处包括弧面。可选地，所述收容空间包括第一截顶锥形空间及第二截顶锥形空间，所述第一截顶锥形空间设置于所述第二截顶锥形空间上方，且所述第一截顶锥形空间与所述第二截顶锥形空间的中心轴重合。可选地，所述第一截顶锥形空间的顶面直径大于底面直径，所述第二截顶锥形空间的顶面直径大于底面直径，且所述第一截顶锥形空间的锥角小于所述第二截顶锥形空间的锥角。可选地，所述第一截顶锥形空间的高度大于所述第二截顶锥形空间的高度。可选地，所述第二截顶锥形空间的侧面与所述第二沉入式平台的交界处包括弧面。可选地，所述第一截顶锥形空间的顶面直径小于底面直径，所述第二截顶锥形空间的顶面直径大于底面直径。可选地，所述第一截顶锥形空间的锥角等于所述第二截顶锥形空间的锥角，所述第一截顶锥形空间的高度等于所述第二截顶锥形空间的高度。可选地，所述第一截顶锥形空间的侧面与所述第一沉入式平台的交界处包括弧面；所述第二截顶锥形空间的侧面与所述第二沉入式平台的交界处包括弧面。可选地，所述基电极与所述上电极之间通过密封胶密封。可选地，所述密封胶的材质包括紫外丙烯酸硅胶。可选地，所述基电极与所述上电极之间通过卷边压缩封口方式密封。可选地，所述基电极的内表面具有疏水层镀膜。可选地，所述基电极的内表面与所述疏水层镀膜之间还具有粘合层，所述粘合层的材质包括Zn、Cu、Cr、Al、Al2O3及Ta2O5所构成群组中的一种。可选地，所述上电极还包括一环形凸状结构。本专利技术还提供一种组装上述任意一项所述的变焦液体透镜的方法，包括以下步骤：将所述上盖板粘接于所述上电极表面，将所述下盖板粘接于所述第二沉入式平台表面；将所述密封衬垫装配于所述第一沉入式平台表面，并依次向所述收容空间内加入所述油性液体及所述导电溶液；将粘接有所述上盖板的所述上电极装设于所述第一沉入式平台中，并与所述密封衬垫接触；将所述基电极与所述上电极之间密封。如上所述，本专利技术的变焦液体透镜及其组装方法，具有以下有益效果：本专利技术运用电润湿法及锥形结构设计实现了具有可变焦距能力的液体透镜并使其光轴能够稳定在轴心位置，即使在焦距变化过程中出现不对称形变而导致光轴发生偏移，由于独特的锥形结构设计，特别是双锥形结构设计，光轴也能自动回到中心位置。稳定的光轴显著提高了透镜的成像质量。扩展到手机等消费品成像系统中，本专利技术的液体透镜的锥形结构便于窄边框与薄透镜制作，从而形成比较紧凑的光学系统，为其他电子元器件节省空间。本专利技术摒弃传统较为复杂的制作流程，提供较简单容易的组装方案，可以缩短装配流程，提高产量。附图说明图1显示为实施例一中本专利技术的变焦液体透镜的剖面结构立体图。图2显示为实施例一中本专利技术的变焦液体透镜的剖面结构正视图。图3显示为实施例一中油性液体与导电液体设置于基电极的收容空间内的示意图。图4显示为实施例一中基电极的剖面结构示意图。图5显示为实施例二中本专利技术的变焦液体透镜的剖面结构立体图。图6显示为实施例三中本专利技术的变焦液体透镜的剖面结构立体图。图7显示为实施例四中本专利技术的变焦液体透镜的剖面结构立体图。图8显示为本专利技术的变焦液体透镜的组装方法的工艺流程图。图9显示为本专利技术的变焦液体透镜的组装方法将所述上盖板粘接于所述上电极表面的示意图。图10显示为本专利技术的变焦液体透镜的组装方法将所述上盖板粘接于所述上电极表面的示意图。图11显示为本专利技术的变焦液体透镜的组装方法将所述密封衬垫装配于所述第一沉入式平台表面的示意图。图12显示为本专利技术的变焦液体透镜的组装方法将粘接有所述上盖板的所述上电极装设于所述第一沉入式平台中，并与所述密封衬垫接触的示意图。图13显示为本专利技术的变焦液体透镜的组装方法将所述基电极与所述上电极之间密封的示意图。元件标号说明1基电极101第一沉入式平台102第二沉入式平台103收容空间1031第一截顶锥形空间1032第二截顶锥形空间2密封衬垫3上电极301环形凸状结构4上盖板5下盖板6密封胶7油性液体8导电液体D1第一截顶锥形空间的顶面直径D2第一截顶锥形空间的底面直径D3第一截顶锥形空间的顶面直径D4第一截顶锥形空间的底面直径A第一截顶锥形空间的锥角B第二截顶锥形空间的锥角S1～S4步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变焦液体透镜，其特征在于，包括：基电极，具有上下相对设置的第一沉入式平台与第二沉入式平台，并具有一上下贯穿所述第一沉入式平台与所述第二沉入式平台的收容空间，所述收容空间包括至少一段截顶锥形空间；密封衬垫，设置于所述第一沉入式平台表面；上电极，设置于所述密封衬垫表面，并具有一上下贯穿所述上电极的透视窗；上盖板，连接于所述上电极表面，并盖住所述透视窗；下盖板，设置于所述第二沉入式平台表面，并盖住所述收容空间在所述第二沉入式平台表面的开口；油性液体，设置于所述收容空间内，并与所述下盖板接触；导电液体，设置于所述收容空间内，并位于所述油性液体上方，且与所述上盖板接触。

【技术特征摘要】
1.一种变焦液体透镜，其特征在于，包括：基电极，具有上下相对设置的第一沉入式平台与第二沉入式平台，并具有一上下贯穿所述第一沉入式平台与所述第二沉入式平台的收容空间，所述收容空间包括至少一段截顶锥形空间；密封衬垫，设置于所述第一沉入式平台表面；上电极，设置于所述密封衬垫表面，并具有一上下贯穿所述上电极的透视窗；上盖板，连接于所述上电极表面，并盖住所述透视窗；下盖板，设置于所述第二沉入式平台表面，并盖住所述收容空间在所述第二沉入式平台表面的开口；油性液体，设置于所述收容空间内，并与所述下盖板接触；导电液体，设置于所述收容空间内，并位于所述油性液体上方，且与所述上盖板接触。2.根据权利要求1所述的变焦液体透镜，其特征在于：所述截顶锥形空间的顶面直径大于底面直径。3.根据权利要求2所述的变焦液体透镜，其特征在于：所述截顶锥形空间的侧面与所述第二沉入式平台的交界处包括弧面。4.根据权利要求1所述的变焦液体透镜，其特征在于：所述收容空间包括第一截顶锥形空间及第二截顶锥形空间，所述第一截顶锥形空间设置于所述第二截顶锥形空间上方，且所述第一截顶锥形空间与所述第二截顶锥形空间的中心轴重合。5.根据权利要求4所述的变焦液体透镜，其特征在于：所述第一截顶锥形空间的顶面直径大于底面直径，所述第二截顶锥形空间的顶面直径大于底面直径，且所述第一截顶锥形空间的锥角小于所述第二截顶锥形空间的锥角。6.根据权利要求5所述的变焦液体透镜，其特征在于：所述第一截顶锥形空间的高度大于所述第二截顶锥形空间的高度。7.根据权利要求5所述的变焦液体透镜，其特征在于：所述第二截顶锥形空间的侧面与所述第二沉入式平台的交界处包括弧面。8.根据权利要求1所述的变焦液体透镜，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡立磊，方勇勇，邱承彬，
申请(专利权)人：上海酷聚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31