体积可变的液体透镜制造技术

一种液体透镜可包括具有第一流体和第二流体以及这些流体之间的界面在内的腔室。第一电极可与这些流体绝缘，且第二电极可与所述第一流体电连接。所述界面的位置可至少部分地基于在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压。挠曲件可配置为使窗口沿光轴轴向地移位以改变所述腔室的体积。所述挠曲件可实质上线性地从所述窗口横向向外延伸，并且可形成在所述液体透镜的外侧上的第一凹部和所述液体透镜的内侧上的第二凹部之间。所述第二凹部可横向向外延伸得比所述第一凹部更远，从而所述第一凹部和所述第二凹部彼此偏移。

Variable volume liquid lens

【技术实现步骤摘要】
体积可变的液体透镜相关申请的交叉引用本申请要求于2018年9月21日提交的美国临时申请第62/734,891号的优先权，通过引用将上述申请的内容作为整体结合在此。通过引用将于2018年2月7日提交、于2018年8月16日公布、且题为“液体透镜”的PCT专利申请公布第WO2018/148283号作为整体结合在此。本文公开的各种实施方式可使用在WO2018/148283公布中描述的特征和细节。
技术介绍

本文公开的一些实施方式涉及液体透镜。现有技术的描述尽管已知各种液体透镜，但仍需要改善液体透镜。
技术实现思路
本文公开了液体透镜和包括液体透镜的照相机模块。本文公开了一种液体透镜，包括：具有体积的腔室；包含在所述腔室中的第一流体；包含在所述腔室中的第二流体；以及设置在所述第一流体和所述第二流体之间的界面。在一些实施方式中，一个或多个第一电极与所述第一流体和所述第二流体绝缘；并且一个或多个第二电极与所述第一流体电连接。所述界面的位置可至少部分地基于在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压。在一些实施方式中，窗口配置为沿光轴透射光，挠曲件配置为使所述窗口沿所述光轴轴向地移位以改变所述腔室的体积。所述挠曲件可实质上线性地从所述窗口横向向外延伸。所述挠曲件可形成在所述液体透镜的外侧上的第一凹部和所述液体透镜的内侧上的第二凹部之间。所述第二凹部可横向向外延伸得比所述第一凹部更远。本文公开了一种液体透镜，包括：具有体积的腔室；包含在所述腔室中的第一流体；包含在所述腔室中的第二流体；以及设置在所述第一流体和所述第二流体之间的界面。在一些实施方式中，一个或多个第一电极与所述第一流体和所述第二流体绝缘，并且一个或多个第二电极与所述第一流体电连接。所述界面的位置可至少部分地基于在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压。在一些实施方式中，窗口元件包括：配置为沿光轴透射光的窗口；耦接至所述液体透镜的下部结构的附接部；所述窗口元件的第一侧上的第一凹部；和所述窗口元件的第二侧上的第二凹部。所述第一凹部和所述第二凹部之间的材料可提供在所述窗口和所述附接部之间延伸的挠曲件。所述第一凹部和所述第二凹部可彼此偏移(offset)，从而所述窗口和所述挠曲件的移位产生比所述挠曲件上的峰值压缩应力小的峰值张应力。本文公开了一种照相机系统，包括：液体透镜；和照相机模块。在一些实施方式中，所述照相机模块包括：成像传感器；和配置为将光引导至所述成像传感器上的一个或多个固定透镜。操作所述照相机模块可产生导致所述一个或多个固定透镜的焦距变化的热量。在一些实施方式中，所述液体透镜热耦接至所述照相机模块，从而来自于所述照相机模块的至少一部分热量被转移至所述液体透镜。被转移至所述液体透镜的热量使所述窗口挠曲，以产生至少部分地抗衡所述照相机模块中所述一个或多个固定透镜的焦距变化的所述液体透镜的焦距变化。附图说明图1是液体透镜的一些实施方式的截面图。图2是具有轴向向外推动的窗口的液体透镜的一些实施方式的截面图。图3是具有挠曲的窗口的液体透镜的一些实施方式的截面图。图4是具有成形的窗口的液体透镜的一些实施方式的截面图。图5是照相机系统的一些实施方式的方块图。图6是示出设计液体透镜的方法的一些实施方式的流程图。图7是具有耦接至挠性元件的下窗口的液体透镜的一些实施方式的截面图。图8是具有用于上窗口和下窗口两者的挠性元件的液体透镜的一些实施方式的截面图。图9是未挠曲配置中液体透镜窗口元件的一些实施方式的局部截面图。图10是挠曲配置中液体透镜窗口元件的一些实施方式的局部截面图。图11是移位配置或挠曲配置中窗口元件的一些实施方式的局部透视图，示出了其上侧。图12是移位配置或挠曲配置中窗口元件的一些实施方式的局部透视图，示出了其下侧。图13是移位配置或挠曲配置中窗口元件的一些实施方式的局部截面图。图14是移位配置或挠曲配置中窗口元件的一些实施方式的局部截面图。图15是具有上凹部与下凹部在径向或横向地向外偏移的液体透镜的一些实施方式的局部截面图。图16是具有无独立挠曲件的窗口的液体透镜的一些实施方式的局部透视图。具体实施方式液体透镜可以具有配置为膨胀和/或收缩的腔洞或腔室，例如以适应(例如，液体透镜中装入的流体的)热膨胀和/或收缩。诸如通过操作与液体透镜关联的照相机模块、或者通过环境温度变化等，施加至液体透镜的热量可以导致液体透镜中的热膨胀，诸如包含在液体透镜的腔洞中的一种或多种流体的热膨胀。液体透镜可具有配置为移动、挠曲、或弯曲例如以缓和液体透镜中压力变化的窗口(例如，上窗口和/或下窗口)。在一些情况下，挠曲的窗口的曲率可改变液体透镜的光学功率，这可以使利用液体透镜产生的图像散焦、或者退化。举例来说，在一些实现方式中，部分的窗口可以(例如，以非球面的方式)偏转30微米，并且窗口的挠曲可以改变液体透镜的光学功率(例如，窗口和流体界面的组合光学功率)数个屈光度。此外，窗口的挠曲可以将光学像差(诸如，球面像差和非球面像差)引入至利用液体透镜产生的图像中。在一些情况下，挠曲的窗口可以具有非球面曲率、近似高斯曲率、三阶或四阶曲率(4thordercurvature)、或者不规则曲率。窗口的挠曲可能导致图像中的阴影，例如当使用液体透镜光学图像稳定(OIS)功能时。此外，在一些情况下，窗口的挠曲可损害液体透镜的结构集成度，例如，如果对透镜施加足够的热量，则流体可以膨胀至窗口足以偏转至破裂的程度。在一些实施方式中，液体透镜可以配置为使得窗口(例如，沿着液体透镜的光轴轴向地)移位以替代弯曲或者除了弯曲以外来适应膨胀或收缩，以便在液体透镜中减少或避免光学像差和/或散焦。挠性元件或挠曲件可以围绕窗口的外部径向向外地或周向地设置，并且挠性元件可以变形，使得窗口(例如，沿光轴或结构轴线轴向地)平移而不挠曲，或者减小或控制挠曲，以代偿液体透镜腔洞内部的体积膨胀。在一些实施方式中，窗口可以(例如，以球形方式)挠曲或弯曲，例如以小于挠性元件的量。窗口可以设计成使得由液体透镜中的热量所造成的挠曲窗口的形状产生光学功率的变化，所述光学功率的变化至少部分地抵消由相应量的热量在照相机模块中产生的光学功率的变化。窗口和挠性元件可以集成地形成，例如由玻璃材料形成。一部分材料可以例如通过蚀刻从材料的顶侧和/或从材料的底侧移除，以形成提供挠性元件的一个或多个环形凹部。上凹部可以与下凹部偏移，这可以传播和/或减小挠性元件上的应力。例如，与具有不偏移的上凹部和下凹部的液体透镜相比，使挠性元件变形的张应力可在更大的范围内传播，如本文讨论的一样。图1是液体透镜100的示例实施方式的截面图。图1的液体透镜100，以及本文公开的其他液体透镜，可具有与在WO2018/148283中公开的液体透镜相同或者相似的特征。液体透镜可具有含有诸如极性流体104和非极性流体106之类的至少两种流体和设置在这些流体之间的界面105在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体透镜，包括：/n具有体积的腔室；/n包含在所述腔室中的第一流体；/n包含在所述腔室中的第二流体；/n设置在所述第一流体和所述第二流体之间的界面；/n与所述第一流体和所述第二流体绝缘的一个或多个第一电极；和/n与所述第一流体电连接的一个或多个第二电极，所述界面的位置至少部分地基于在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压；/n配置为沿光轴透射光的窗口；和/n挠曲件，所述挠曲件配置为使所述窗口沿所述光轴轴向地移位以改变所述腔室的体积，其中所述挠曲件实质上线性地从所述窗口横向向外延伸，其中所述挠曲件形成在所述液体透镜的外侧上的第一凹部和所述液体透镜的内侧上的第二凹部之间，并且其中所述第二凹部横向向外延伸得比所述第一凹部更远。/n

【技术特征摘要】
20180921 US 62/734,8911.一种液体透镜，包括：
具有体积的腔室；
包含在所述腔室中的第一流体；
包含在所述腔室中的第二流体；
设置在所述第一流体和所述第二流体之间的界面；
与所述第一流体和所述第二流体绝缘的一个或多个第一电极；和
与所述第一流体电连接的一个或多个第二电极，所述界面的位置至少部分地基于在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压；
配置为沿光轴透射光的窗口；和
挠曲件，所述挠曲件配置为使所述窗口沿所述光轴轴向地移位以改变所述腔室的体积，其中所述挠曲件实质上线性地从所述窗口横向向外延伸，其中所述挠曲件形成在所述液体透镜的外侧上的第一凹部和所述液体透镜的内侧上的第二凹部之间，并且其中所述第二凹部横向向外延伸得比所述第一凹部更远。


2.根据权利要求1所述的液体透镜，包括附接部，其中所述挠曲件在所述窗口和所述附接部之间延伸。


3.一种液体透镜，包括：
具有体积的腔室；
包含在所述腔室中的第一流体；
包含在所述腔室中的第二流体；
设置在所述第一流体和所述第二流体之间的界面；
与所述第一流体和所述第二流体绝缘的一个或多个第一电极；和
与所述第一流体电连接的一个或多个第二电极，其中所述界面的位置至少部分地基于在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压；
窗口元件，所述窗口元件包括：
配置为沿光轴透射光的窗口；
耦接至所述液体透镜的下部结构的附接部；
所述窗口元件的第一侧上的第一凹部；和
所述窗口元件的第二侧上的第二凹部，其中所述第一凹部和所述第二凹部之间的材料提供在所述窗口和所述附接部之间延伸的挠曲件，其中所述第一凹部和所述第二凹部彼此偏移，从而所述窗口和所述挠曲件的移位产生比所述挠曲件上的峰值压缩应力小的峰值张应力。


4.根据权利要求2至3中任一项所述的液体透镜，其中所述挠曲件在所述附接部的厚度的中间处耦接至所述附接部。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体透镜，其中所述挠曲件在所述窗口的厚度的中间处耦接至所述窗口。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的液体透镜，其中所述第一凹部横向向内延伸得比所述第二凹部更远。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的液体透镜，其中所述第一凹部和所述第二凹部具有实质上相同的宽度。


8.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德·米勒·卡拉姆，世文·刘，克里斯托弗·奥尔森，小欧内斯托·桑切斯，应明，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US