液体透镜系统技术方案

本公开涉及一种液体透镜系统，其包括液体透镜、陀螺仪和控制器。液体透镜包括诸如陀螺仪之类的方位传感器，以补偿运动的影响。包括噪声分量的原始陀螺仪信号可以被提供至控制器，而不被相移滤波器处理。一个或多个滤波器可以被应用于所述原始陀螺仪信号以允许一频带通过，而不会引入相位延迟。所述控制器可以使用前馈系统，以至少部分地基于包括噪声分量的原始陀螺仪信号产生控制输出信号。所述控制输出信号可被用于将电压信号驱动到电极以补偿运动。

【技术实现步骤摘要】
液体透镜系统相关申请的交叉引用本申请要求享有2018年5月21日提交的美国临时申请号62/674,530的优先权的权益，其内容被全部并入以供参考。
本公开的一些实施方式涉及液体透镜以及用于液体透镜的控制系统和控制方法。更具体地说，此处一些示例讨论用于为了稳定性而调整液体透镜和/或响应于来自位置或者运动指示器(比如陀螺仪)的一个或多个信号而进行定位的控制系统和控制方法。
技术介绍
液体透镜通常包括设置在空腔内的两种不互溶的液体。改变液体所经受的电场可以改变液体之一相对于空腔壁的润湿性，从而改变在两种液体之间形成的弯月面的形状。
技术实现思路
在一些实施方式中，一种液体透镜系统包括液体透镜，液体透镜包括：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，其中所述第一流体和所述第二流体是基本上不互溶的，以在所述第一流体和所述第二流体之间形成流体界面；与所述第一流体和所述第二流体绝缘的一个或多个绝缘电极；和与所述第一流体电通信的一个或多个电极，其中所述流体界面的位置至少部分地基于在所述一个或多个绝缘电极与与所述第一流体电通信的所述一个或多个电极之间施加的电压。液体透镜具有响应频率。陀螺仪构造为以比所述液体透镜的响应频率快的陀螺仪频率产生陀螺仪信号，其中所述陀螺仪信号表示振动，以及所述陀螺仪信号包括噪声。控制器构造为应用低通滤波器以衰减超过上频率阈值的陀螺仪信号，应用高通滤波器以衰减低于下频率阈值的陀螺仪信号，以产生具有不超过20度的相位延迟的处理后的陀螺仪信号，其中在所述上频率阈值和所述下频率阈值之间的陀螺仪信号未被滤波。至少部分地基于在所述上频率阈值和所述下频率阈值之间的未滤波的陀螺仪信号，以比所述液体透镜的响应频率快的驱动器频率产生液体透镜驱动器电压信号。附图说明图1是液体透镜的一示例性实施方式的剖视图。图2示出在被施加了电压的第二状态下的液体透镜。图3示出液体透镜的一示例性实施方式的平面图。图4示出穿过相对电极而获得的剖视图。图5是包括液体透镜的照相机系统的示例性实施方式的方框图。图6示出示例照相机系统。图7A示出示例控制系统的方框图。图7B示出另一示例控制系统的方框图。图7C示出另一示例控制系统的方框图。具体实施方式液体透镜系统图1是液体透镜10的一示例性实施方式的剖视图。液体透镜10可以具有空腔12，空腔12包含至少两种流体(例如，液体)，比如第一流体14和第二流体16。所述两种流体可以基本上不互溶，以使得在第一流体14和第二流体16之间形成流体界面15。两种流体14和16可以是充分地不互溶的，使得当流体界面15弯曲时，流体界面15可以作为具有光功率的透镜折射光。第一流体14可以是导电的，第二流体16可以是电绝缘的。在一些实施方式中，第一流体14可以是极性流体，比如水溶液。在一些实施方式中，第二流体16可以是油。第一流体14可以具有比第二流体16高的介电常数。第一流体14和第二流体16可以具有不同的折射率，例如使得可以在光穿过流体界面15时折射光。第一流体14和第二流体16可以具有基本上相似的密度，这可能妨碍流体14和16中的任何一个相对于另一个浮动。空腔12可以包括具有截头角锥体(frustum)或者截头圆锥体(truncatedcone)的形状的一部分。空腔12可以具有成角度的侧壁。空腔12可以具有其中侧壁靠近在一起的窄部分和其中侧壁远离开的宽部分。在示出的方位中，所述窄部分可以是位于空腔12的底端，宽部分可以位于空腔12的顶端，不过此处公开的液体透镜10可以以各种其他方位。流体界面15的边缘可以接触空腔12的成角度侧壁。流体界面15的边缘可以接触空腔12的所述具有截头角锥体或者截头圆锥体形状的部分。可以使用各种其他空腔形状。例如，所述空腔可以具有弯曲的侧壁(例如，以图1-2的剖视图中的方式弯曲)。所述侧壁可以符合球体、环形(toroid)或者其他几何形状的一部分的形状。在一些实施方式中，空腔12可以具有圆柱体形状。在一些实施方式中，所述空腔可以具有平坦表面，所述流体界面可以接触所述平坦表面(例如，作为位于空腔12的基体上的一滴第二流体16)。可以包括透明板的下窗口18可以在空腔12下方。上窗口20可以包括透明板，上窗口20可以在空腔12上方。下窗口18可以位于或者靠近于空腔12的窄部分，和/或上窗口20可以位于或者靠近于空腔12的宽部分。下窗口18和/或上窗口20可以构造为使光从中透过。下窗口18和/或上窗口20可以将足够的光透射到比如照相机的成像传感器上，以形成图像。在一些情况下，下窗口18和/或上窗口20可以吸收和/或反射入射于其上的光的一部分。第一种一个或多个电极22(例如，绝缘电极)可以例如通过绝缘材料24与空腔12中的流体14和16绝缘。第二种一个或多个电极26可以与第一流体14电通信。第二种一个或多个电极26可以与第一流体14接触。在一些实施方式中，第二种一个或多个电极26可以电容耦合至第一流体14。可以在电极22和26之间施加电压，以控制流体14和16之间的流体界面15的形状，以改变液体透镜10的焦距。直流(DC)电压信号可以被提供至电极22和26之一或者两者。交流电(AC)电压信号可以被提供至电极22和26之一或者两者。液体透镜10可以对由施加的交流电压产生的均方根(RMS)电压信号作出响应。在一些实施方式中，交流电压信号可以阻止在液体透镜10中积累电荷，这种电荷积累可能会在使用直流电压的场合中出现。在一些实施方式中，第一流体14和/或第二种一个或多个电极26可以接地。在一些实施方式中，第一种一个或多个电极22可以接地。在一些实施方式中，电压可以被施加到第一电极22或者第二电极26，但不施加到两者，以产生电压差量。在一些实施方式中，电压信号可以施加到第一电极22和第二电极26两者，以产生电压差量。图1示出在其中未在电极22和26之间施加电压的第一状态下的液体透镜10，图2示出在其中在电极22和26之间施加电压的第二状态下的液体透镜10。腔室12可以具有由疏水性材料制成的一个或多个侧壁。例如绝缘材料24可以是聚对二甲苯(parylene)，它可以是绝缘的和疏水的，不过可以使用各种其他适宜的材料。当没有施加电压时，侧壁上的疏水性材料可以排斥第一流体14(例如水溶液)，以使得第二流体16(例如油)可以覆盖侧壁的相对较大的面积，以产生图1中示出的流体界面15形状。当在第一电极22和第一流体14之间施加电压(例如经由第二电极26)的时候，第一流体14可以被吸引到第一电极22，这可以驱动沿侧壁向下设置流体界面15，以使得更多侧壁接触第一流体14。改变所施加的电压差量可以基于电润湿的原理，改变流体界面15的边缘与空腔12的表面之间的接触角(例如，空腔12的截头圆锥体部分的成角度侧壁)。通过在电极22与26之间施加不同的电压量，可以将流体界面15驱动至各种不同位置，这可以产生用于液体透镜10的不同焦距或者不同光功率量。图3示出液体透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体透镜系统，其特征在于，所述液体透镜系统包括：/n液体透镜，包括：/n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，其中所述第一流体和所述第二流体是基本上不互溶的，以在所述第一流体和所述第二流体之间形成流体界面；/n与所述第一流体和所述第二流体绝缘的一个或多个绝缘电极；和/n与所述第一流体电通信的一个或多个电极，其中所述流体界面的位置至少部分地基于在所述一个或多个绝缘电极与与所述第一流体电通信的所述一个或多个电极之间施加的电压；/n其中所述液体透镜具有响应频率；/n陀螺仪，构造为以比所述液体透镜的响应频率快的陀螺仪频率产生陀螺仪信号，其中所述陀螺仪信号表示振动，以及所述陀螺仪信号包括噪声；和/n控制器，构造为：/n应用低通滤波器以衰减超过上频率阈值的陀螺仪信号，应用高通滤波器以衰减低于下频率阈值的陀螺仪信号，以产生具有不超过20度的相位延迟的处理后的陀螺仪信号，其中在所述上频率阈值和所述下频率阈值之间的陀螺仪信号未被滤波；以及/n至少部分地基于在所述上频率阈值和所述下频率阈值之间的未滤波的陀螺仪信号，以比所述液体透镜的响应频率快的驱动器频率产生液体透镜驱动器电压信号。/n...

【技术特征摘要】
20180521 US 62/674,5301.一种液体透镜系统，其特征在于，所述液体透镜系统包括：
液体透镜，包括：
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，其中所述第一流体和所述第二流体是基本上不互溶的，以在所述第一流体和所述第二流体之间形成流体界面；
与所述第一流体和所述第二流体绝缘的一个或多个绝缘电极；和
与所述第一流体电通信的一个或多个电极，其中所述流体界面的位置至少部分地基于在所述一个或多个绝缘电极与与所述第一流体电通信的所述一个或多个电极之间施加的电压；
其中所述液体透镜具有响应频率；
陀螺仪，构造为以比所述液体透镜的响应频率快的陀螺仪频率产生陀螺仪信号，其中所述陀螺仪信号表示振动，以及所述陀螺仪信号包括噪声；和
控制器，构造为：
应用低通滤波器以衰减超过上频率阈值的陀螺仪信号，应用高通滤波器以衰减低于下频率阈值的陀螺仪信号，以产生具有不超过20度的相位延迟的处理后的陀螺仪信号，其中在所述上频率阈值和所述下频率阈值之间的陀螺仪信号未被滤波；以及
至少部分地基于在所述上频率阈值和所述下频率阈值之间的未滤波的陀螺仪信号，以比所述液体透镜的响应频率快的驱动器频率产生液体透镜驱动器电压信号。


2.根据权利要求1所述的液体透镜系统，其中带通滤波器包括所述高通滤波器和所述低通滤波器。


3.根据权利要求1所述的液体透镜系统，还包括累加缓存器，其接收所述陀螺仪信号并且将多个所述陀螺仪信号的累加提供至所述控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德·米勒·卡拉姆，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：新型
国别省市：美国;US