專利名稱：：電潤(rùn)濕透鏡的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及例如電潤(rùn)濕透鏡的高壓元件的電控制，并涉及用于控制這種透鏡的聚焦和變焦的控制電路和方法。
背景技術(shù)：
：用于具有聚焦和變焦設(shè)備的照相機(jī)的常規(guī)透鏡組件需要多個(gè)透鏡元件，該透鏡元件典型地為固體的并具有固定的表面曲率。這些透鏡元件可以按照各種組合進(jìn)行分組。在這樣的組件中超過一個(gè)透鏡的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了聚焦和變焦。由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的需求，采用常規(guī)固體透鏡的變焦鏡頭組件需要沿著該組件的光軸的附加空間以容納附加運(yùn)動(dòng)。通常也需要一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器和各種機(jī)械部件來獲得可控機(jī)械運(yùn)動(dòng)。有關(guān)這樣的系統(tǒng)的問題包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電能消耗，復(fù)雜和精密的運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械脆弱性，和對(duì)該裝置小型化的能力局限。對(duì)于聚焦和變焦的一種替代的解決方案是采用所謂的電潤(rùn)濕透鏡，該方案特別適合小型照相機(jī)。這樣的透鏡由兩種具有不同折射率的透明且不混溶流體組成，所述兩種流體包含在流體腔內(nèi)并在界面處彼此接觸。運(yùn)用橫跨該流體腔壁的電場(chǎng)使得形成于界面的彎月面的接觸角發(fā)生改變，并且因此改變了該透鏡的聚焦屬性。重要地，整個(gè)透鏡不需要在光路中移位以改變其聚焦屬性。通過將兩個(gè)這樣的電潤(rùn)濕透鏡與附加的合適固定透鏡組合，便實(shí)現(xiàn)了變焦設(shè)備而不需要透鏡的任何機(jī)械移位。這能夠顯著降低該透鏡裝置的機(jī)械復(fù)雜性，提高其魯棒性，最小化了對(duì)于給定變焦設(shè)備所要求的組件大小，并相比固體透鏡的同等組件最小化了聚焦范圍。采用電潤(rùn)濕透鏡的變焦設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是變焦的變化可以執(zhí)行得非?？?，典型地比采用常規(guī)電機(jī)或致動(dòng)器快得多。全部的變焦范圍可以在10ms之內(nèi)切換。在WO2004/038480中公開了包括電潤(rùn)濕透鏡的變焦鏡頭組件的一個(gè)例子，其中兩個(gè)獨(dú)立可控的電潤(rùn)濕透鏡包含在單個(gè)流體腔內(nèi)。通過改變兩個(gè)透鏡的驅(qū)動(dòng)電壓使得變焦和聚焦都是可能的。單獨(dú)可控的電壓源用于驅(qū)動(dòng)各個(gè)透鏡。在圖1中顯示了數(shù)碼照相機(jī)模塊的示意性框圖，該數(shù)碼照相機(jī)模塊包括采用兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡的自動(dòng)聚焦和變焦組件的控制系統(tǒng)。入射光3穿過第一電潤(rùn)濕透鏡1和第二電潤(rùn)濕透鏡2而聚焦在圖像傳感器4上。其他固定的透鏡(未示出)也可以設(shè)置于透鏡l，2的前面、后面或這兩個(gè)透鏡之間。第一透鏡1由第一驅(qū)動(dòng)器5控制，而第二透鏡2由第二驅(qū)動(dòng)器6控制。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器5，6將控制電壓作用于其各自的透鏡l,2。所述圖像傳感器4將入射光3轉(zhuǎn)換為能在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的電信號(hào)。該圖像傳感器4從圖像中生成RGB或YUV信號(hào)，隨后該信號(hào)#皮饋送至照相機(jī)信號(hào)處理器(CSP)7。該CSP中的視頻信號(hào)處理器11處理來自圖像傳感器4的信號(hào)，并且輸出視頻輸出信號(hào)12。清晰度信號(hào)生成器8也處理來自圖像傳感器4的信號(hào)并生成清晰度信號(hào)10。該清晰度信號(hào)10，其可以例如從圖像信息的高頻分量中產(chǎn)生，代表在任何給定時(shí)刻的圖像的清晰度水平。一種自動(dòng)聚焦和變焦算法9采用該清晰度信號(hào)并從清晰度信號(hào)的差異生成誤差信號(hào)。為了聚焦，該算法9包含將所述的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換為透鏡驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的控制回路，所述透鏡驅(qū)動(dòng)器信號(hào)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器5，6之一被提供給適合的透鏡。為了變焦，自動(dòng)聚焦和變焦算法9接收用戶輸入13并生成兩個(gè)透鏡驅(qū)動(dòng)器信號(hào)，其被發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器5，6并由此到達(dá)透鏡1，2。盡管一個(gè)透鏡可以控制該鏡頭組件的變焦水平，但是僅改變一個(gè)透鏡的焦距將使得圖像散焦，并因此需要對(duì)第二透鏡進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)節(jié)以補(bǔ)償這個(gè)問題。有利地，同步執(zhí)行這個(gè)操作，因?yàn)閷?duì)于任意給定的變焦水平，對(duì)于任何給定物距將存在預(yù)定的聚焦水平。因此可以改變變焦水平，同時(shí)保持物距與由CSP設(shè)定的相同?，F(xiàn)有技術(shù)解決方案的一個(gè)問題是采用兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器和電壓源。因此，對(duì)于包括用于聚焦和變焦的電潤(rùn)濕透鏡的照相機(jī)，需要兩個(gè)高壓驅(qū)動(dòng)器集成電路(IC)。這有兩個(gè)主要弊端。第一，在諸如移動(dòng)電話或小型數(shù)碼照相機(jī)之類的便攜式小型應(yīng)用中，兩片IC連同它們的外圍電子設(shè)備需要更多的印刷電路板區(qū)域。第二，諸如上變頻器或電荷泵的高電壓驅(qū)動(dòng)器具有非常低的效率，并且消耗顯著水平的功率，所以這樣的方案的驅(qū)動(dòng)器電子設(shè)備的功率消耗加倍。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是促進(jìn)用于驅(qū)動(dòng)聚焦和變焦透鏡的單個(gè)高電壓源的使用。根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于電潤(rùn)濕透鏡的控制電路，其包括驅(qū)動(dòng)器電路，其用于產(chǎn)生可控的電壓源；第一和第二電壓調(diào)制器，每個(gè)電壓調(diào)制器被連接以接收可控電壓源并適合于由此分別產(chǎn)生第一和第二已調(diào)制電壓輸出；控制器，其適合于接收至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)信號(hào)，并且其功能為，(i)控制驅(qū)動(dòng)器電路以產(chǎn)生所述的電壓源，以及(ii)控制第一和第二電壓調(diào)制器以產(chǎn)生所述的第一和第二已調(diào)制輸出。根據(jù)另外方面，本發(fā)明提供了一種控制包括笫一和第二電可控透鏡的照相機(jī)的聚焦和/或變焦操作的方法，該方法包括接收設(shè)定點(diǎn)信號(hào)；基于該設(shè)定點(diǎn)信號(hào)，確定控制各個(gè)透鏡所需的第一和第二電壓值；調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器以產(chǎn)生至少與第一和第二電壓值中較高者一樣高的電壓輸出；控制第一和第二電壓調(diào)制器以從電壓源產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一和第二電壓值的第一和第二已調(diào)制電壓輸出；和分別利用第一和第二已調(diào)制電壓輸出來驅(qū)動(dòng)笫一和笫二透鏡。本發(fā)明的實(shí)施例現(xiàn)在將通過實(shí)例并參照附圖來描述，其中圖1顯示了利用電潤(rùn)濕透鏡的數(shù)碼相機(jī)的示意性框圖；圖2示出了用于電潤(rùn)濕透鏡的簡(jiǎn)化的等效電路；圖3示出了用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡的脈寬調(diào)制方案；圖4示出了聚焦和變焦系統(tǒng)的框圖；圖5示出了示例性透鏡驅(qū)動(dòng)算法的流程圖；圖6示出了基于兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡的變焦透鏡在三種不同操作模式中的實(shí)例；圖7示出了用于AC驅(qū)動(dòng)方案的PWM信號(hào)的實(shí)例；以及圖8a-8c示出了可調(diào)節(jié)的電潤(rùn)濕透鏡的截面示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明利用了電潤(rùn)濕透鏡的低通電濾波器屬性。圖2示出了電潤(rùn)濕透鏡21的簡(jiǎn)化的等效電路。該透鏡21可以由透鏡電容Clens23，串聯(lián)電阻Rs22和并聯(lián)電阻Rp24來表征。串聯(lián)電阻22連同透鏡電容23用作低通濾波器。表示經(jīng)過透鏡的DC電泄漏的并聯(lián)電阻24典型地足夠高而被忽略。該低通濾波器由頻率f表征，在頻率f下，輸出相對(duì)于輸入為-3dB，該頻率由下式給出/=~"^~~[1]因此，應(yīng)用于電潤(rùn)濕透鏡21的交變電壓信號(hào)將通過該透鏡本身的屬性而被濾波，具有這樣的效果高頻分量將通過該透鏡，只有低頻分量將形成明顯改變透鏡的聚焦屬性的信號(hào)。因此例如通過脈寬調(diào)制(PWM)方案，數(shù)字切換信號(hào)可以作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接應(yīng)用于電潤(rùn)濕透鏡21。該信號(hào)的高頻切換分量將被濾波，同時(shí)DC電壓電平分量將凈皮施加到該透鏡上.對(duì)于典型的電潤(rùn)濕透鏡，f的值為幾MHz的量級(jí)。在如此高頻率中切換PWM信號(hào)會(huì)導(dǎo)致大量電流通過該透鏡，并因此導(dǎo)致高的功率消耗。然而，由于與流體分界面能改變其形狀的速度有關(guān)的透鏡組件的機(jī)械約束，該有效的-3dB頻率為大約lOOHz。因此可以采用如5-1OkHz那樣低的切換頻率，這會(huì)使得由穿過透鏡的高頻分量產(chǎn)生的功率消耗更加適度。圖3示出了作用于兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡的PWM信號(hào)的示例性驅(qū)動(dòng)方案。PWM時(shí)鐘脈沖信號(hào)31表示了這兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)信號(hào)32，33的切換頻率。第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)32應(yīng)用于第一透鏡1，導(dǎo)致橫跨透鏡彎月面的驅(qū)動(dòng)電壓作為第一信號(hào)的占空比的函數(shù)而變化，所述占空比被定義為在每個(gè)時(shí)鐘周期信號(hào)的接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間之比。第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)33應(yīng)用于第二透鏡2，其在這種特殊情況下由于相對(duì)較低的占空比導(dǎo)致了較低的驅(qū)動(dòng)電壓。采用圖3所示的方案來驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡只需要單個(gè)高電壓源其可以由兩個(gè)脈寬調(diào)制器調(diào)制，每個(gè)脈寬調(diào)制器以一占空比進(jìn)行調(diào)制該占空比經(jīng)計(jì)算得出，其根據(jù)所需要的橫跨每個(gè)透鏡的DC電壓電平而變化。圖4中示出了采用圖3的調(diào)制方案來驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡的控制電路40的示意性表示。第一41和第二42電潤(rùn)濕透鏡被連接到第一43和第二44電壓調(diào)制器，其在這個(gè)情況下通過脈寬調(diào)制操作。調(diào)制器43,44通過控制信號(hào)47，48由控制器49來控制。該控制信號(hào)47，48控制每個(gè)相應(yīng)電壓調(diào)制器43，44的占空比?？刂破?9還通過高壓控制信號(hào)50和使能信號(hào)51控制高壓驅(qū)動(dòng)器模塊45的操作。高壓驅(qū)動(dòng)器模塊45根據(jù)從控制器接收到的所述信號(hào)50向電壓調(diào)制器43，44提供高電壓信號(hào)46。聚焦誤差信號(hào)52和變焦設(shè)定點(diǎn)信號(hào)53形成了控制器的輸入，該控制器從中導(dǎo)出各種信號(hào)50，51，47，48以驅(qū)動(dòng)所述的電潤(rùn)濕透鏡41，42。圖4的控制電路可以這樣配置該高電壓信號(hào)46被設(shè)定為恰好足夠高以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)信號(hào)的較高者的電平，這兩個(gè)信號(hào)是驅(qū)動(dòng)每個(gè)電潤(rùn)濕透鏡41，42所需要的信號(hào)。這具有的優(yōu)點(diǎn)是高壓驅(qū)動(dòng)器模塊45的摔作效率被最大化。由于只使用一個(gè)高壓驅(qū)動(dòng)器模塊45，與使用兩個(gè)獨(dú)立可變高壓驅(qū)動(dòng)電路相比，這種控制電路已經(jīng)減少了成本和尺寸。因此，在一般情況下，控制器49優(yōu)選被配置成將高電壓源的電平設(shè)置為處于或接近于兩個(gè)透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)32,33中較高者所要求的電平，并且控制笫一個(gè)電壓調(diào)制器以產(chǎn)生處于或接近于所述高電壓源電平的調(diào)制電壓輸出，以及控制第二個(gè)電壓調(diào)制器以產(chǎn)生處于明顯低于所述高電壓源電平的電平的調(diào)制電壓輸出。這里使用的表述"電平"當(dāng)然是指將例如PWM的任何調(diào)制考慮在內(nèi)的平均電平。在使用機(jī)械致動(dòng)器的應(yīng)用中，聚焦和變焦透鏡可以被機(jī)械耦合，使得當(dāng)?shù)谝煌哥R被移動(dòng)時(shí)，第二透鏡將自動(dòng)移動(dòng)。這使得這樣的系統(tǒng)在保持給定物距同時(shí)能夠改變變焦功能。使用圖4的系統(tǒng)，通過在保持所述控制信號(hào)47，48的同時(shí)改變高壓控制信號(hào)50從而以相同的比例改變每個(gè)透鏡41，42的聚焦，可以用電的方式獲得等價(jià)的表現(xiàn)性能。然后可以使用經(jīng)聚焦誤差信號(hào)52的進(jìn)一步微調(diào)操作以獲得正確的聚焦。為了有效驅(qū)動(dòng)透鏡41，42,用于任意給定聚焦和變焦電平的電壓優(yōu)選地從查找表54獲得，該查找表54或者包含在控制器49中或在控制器49外部并被控制器49查詢。查找表的輸入可以由基于聚焦誤差信號(hào)52和/或變焦設(shè)定點(diǎn)信號(hào)53的值組成。該表的輸出可以由這樣的值組成根據(jù)這些值確定高壓控制信號(hào)50，使能信號(hào)51,第一控制信號(hào)47和第二控制信號(hào)48。從該查找表輸出的值可以是電壓本身，或者可替換地可以是根據(jù)其能夠確定電壓的值。圖5以流程圖的形式示出了用于操作控制器49的一種算法。算法開始后，在步驟61中控制器49檢查變焦設(shè)定點(diǎn)信號(hào)53。在步驟62中，給定這個(gè)變焦設(shè)定點(diǎn)信號(hào)53和物距的當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)，從查找表獲得被用于驅(qū)動(dòng)第一41和第二42透鏡的電壓的合適電平。在步驟63中，控制器確定兩個(gè)電壓中哪一個(gè)較高，在第一透鏡電壓是較高者的情況下繼續(xù)進(jìn)行步驟65，或者在第二透鏡電壓是較高者的情況下則進(jìn)行步驟64。在步驟64或65中，基于較高的透鏡驅(qū)動(dòng)電壓，"CtrlHV"信號(hào)50被設(shè)定為合適的電平。在步驟66或67中，用于合適的電壓調(diào)制器的占空比被設(shè)定為100%,而其他調(diào)制器的占空比被設(shè)定為按比例減少的值。例如，如果第一透鏡41要求20V的電壓，而第二透鏡42要求70V的電壓，則"CtrlHV，，輸入50被設(shè)定為70V。這具有使電路效率更高的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵O(shè)置"CtrlHV，，50為較高的電壓會(huì)導(dǎo)致高功耗而沒有其它好處。隨后用于第二電壓調(diào)制器的PWM占空比被設(shè)定為100%,因此向第二透鏡提供完整的高壓信號(hào)46。用于第一電壓調(diào)制器的占空比被設(shè)定為20/70=28.6%。隨后在步驟68中，控制器例如通過等待預(yù)定的延遲時(shí)間或等待反饋控制信號(hào)來等待直到變焦操作完成。接著在步驟69處，控制器檢查聚焦是否需要被改變。在步驟70中，如果系統(tǒng)沒有聚焦，即如果聚焦誤差信號(hào)52沒有被最小化，那么控制器首先檢查哪一個(gè)透鏡需要被用于改變?cè)摻M件的物距。隨后在步驟71中，控制器調(diào)用自動(dòng)聚焦算法來估計(jì)一個(gè)或兩個(gè)透鏡需要被改變多少來將使圖像聚焦。在步驟72中，控制器適量改變了合適電壓調(diào)制器43，44的占空比。接著這個(gè)循環(huán)重復(fù)直到使圖像聚焦。一旦該系統(tǒng)聚焦，即聚焦誤差信號(hào)52被最小化，則控制器等待快門按鈕被按下(步驟73)。一旦該按鈕被按下，照片就被拍下(步驟74)，過程結(jié)束。在圖6中示意性地顯示了采用兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡的變焦透鏡的設(shè)計(jì)的實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，所述的兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡41，42被第一固定聚焦透鏡組件81隔開。第二固定聚焦透鏡裝置82被設(shè)置在第二電潤(rùn)濕透鏡42和圖像平面86之間。圖6示出了三種模式中的光路，其為"長(zhǎng)焦"，"中焦"和"廣角"，分別對(duì)應(yīng)于最大的，一半的和最小的變焦水平。圖像平面86的視場(chǎng)在"廣角"模式下最寬，而在"長(zhǎng)焦"模式下最窄。圖示了在每個(gè)模式中被聚焦在圖像平面86上的入射光線83，84，85的范圍。改變應(yīng)用于每個(gè)透鏡41，42的電壓使得能夠在每個(gè)變焦水平上保持相同的物距。圖7示出了一種可替代的脈寬調(diào)制方案，其中AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)^!t用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)透鏡41，42。提供了AC時(shí)鐘信號(hào)75和PWM時(shí)鐘信號(hào)76。這導(dǎo)致第一透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)77和第二透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)78。在這個(gè)實(shí)例中，由PWM時(shí)鐘信號(hào)76給定的PWM時(shí)鐘頻率與AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)75的頻率是同步的，使得PWM時(shí)鐘頻率是AC驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率的整數(shù)倍。該AC時(shí)鐘信號(hào)疊加在透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)上，使得對(duì)于AC時(shí)鐘信號(hào)為零的期間，信號(hào)77，78被反相。在圖7中顯示的驅(qū)動(dòng)方案具有利用交變電壓驅(qū)動(dòng)透鏡41，42的效果，該交變電壓包括處于AC時(shí)鐘信號(hào)頻率的基頻以及更高的諧波，其中一些或所有這些諧波可以被透鏡41,42本身所濾波。雖然以上描述應(yīng)用于由脈寬調(diào)制產(chǎn)生的透鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)存在其他可用于產(chǎn)生透鏡41，42所需電壓的可能性。一個(gè)這樣的可替代的例子是電阻器網(wǎng)絡(luò)，其可以被切換以產(chǎn)生不同的驅(qū)動(dòng)電壓。這個(gè)例子可以采取具有可變電阻器或能被切換的電阻器陣列的分壓器的形式。為了最小化在電阻器網(wǎng)絡(luò)上的功率損耗，需要高值的電阻，由于透鏡電容的充電和放電，這將增加聚焦和變焦方法的穩(wěn)定時(shí)間(settlingtime)。對(duì)于更大的電阻器，還需要增加合并了電阻器網(wǎng)絡(luò)的集成電路的面積。一般來講，圖8a和8c示出了一個(gè)變焦電潤(rùn)濕透鏡的例子，其為適合本發(fā)明使用的類型。該電潤(rùn)濕透鏡包括形成毛細(xì)管的圓柱形第一電極102，其通過透明前元件103和透明后元件104密封以形成包含兩種流體106，107的流體腔105。所述的電極102可以是施加在管內(nèi)壁上的導(dǎo)電涂層。所述的兩種流體106，107由以例如硅油或烷烴的電絕緣的第一^體106和例如鹽水溶液的導(dǎo)電的第二液體107的形式存在的兩種不混溶液體組成。這兩種液體優(yōu)選被設(shè)置為具有相同的濃度，從而該透鏡工作起來不依賴于取向，即不依賴于兩種液體之間的引力效應(yīng)。這可以通過適當(dāng)選擇第一液體成分來實(shí)現(xiàn)；例如烷烴或珪油可以通過添加分子組分來修改以增加它們的濃度從而與鹽水溶液的濃度相匹配。這個(gè)例子中的流體是這樣選擇的第一流體106具有比第二流體107更高的折射率。第一電極102是一個(gè)內(nèi)半徑典型地為lmm和20mm之間的圓柱體。該電極102由金屬材料形成并且被絕緣層108涂敷，該絕緣層108由例如聚對(duì)二甲苯構(gòu)成。該絕緣層具有l(wèi)jim和10jim之間的典型厚度。該絕緣層被流體接觸層110所覆蓋，這減少了在彎月面與流體腔的圓柱體壁的接觸角中的滯后現(xiàn)象。所述的流體接觸層優(yōu)選地由例如聚四氟乙烯(PTFE)的非晶氟碳化合物所構(gòu)成。該流體接觸層IIO具有的厚度介于5nm和50jim之間。當(dāng)沒有電壓作用于第一102和第二112電極之間時(shí)，優(yōu)選地，第二流體107產(chǎn)生的流體接觸層110的潤(rùn)濕性在彎月面114和流體接觸層IIO的相交處的兩側(cè)基本相等。在這種情況下，第二環(huán)形電極112被設(shè)置在流體腔的一端，毗鄰后元件104。第二電極112,皮設(shè)置為至少一部分處于該流體腔內(nèi)，從而該電極112作用于第二流體107。這兩種流體106，107是非混溶的，以便易于形成被彎月面114分開的兩個(gè)流體。當(dāng)沒有電壓作用在第一和第二電極之間時(shí)，所述的流體接觸層IIO對(duì)于第一流體106比對(duì)于第二流體107具有更高的潤(rùn)濕性。由于電潤(rùn)濕，第二流體107產(chǎn)生的潤(rùn)濕性因應(yīng)用于第一電極102和第二電極112之間的電壓而改變，這傾向于改變彎月面114在三相線(位于流體接觸層和這兩種液體106，107之間的接觸線)處的接觸角llla-c。因此，所述的彎月面114的形狀才艮據(jù)施加的電壓可變。當(dāng)例如OV和20V之間的低電壓Vi作用在電極102，112之間時(shí)，彎月面114采用第一凹形彎月面形狀。在這個(gè)配置中，在第二流體107內(nèi)測(cè)量的彎月面114和流體接觸層IIO之間的初始接觸角llla例如為140°。由于第一流體106比第二流體107的折射率更高，在這個(gè)配置中,由彎月面114構(gòu)成的透鏡具有相對(duì)高的負(fù)光焦度(negativepower)。為降低彎月面形狀的凹度，在第一102和第二112電極之間施加更高幅值的電壓。參照?qǐng)D8b，當(dāng)例如20V和150V之間(依賴于絕緣層108的厚度)的中間電壓V2作用在電極102，112之間時(shí)，彎月面114采用第二曲率，與圖8a中彎月面114相比該曲率增加了。在這個(gè)配置中，彎月面114和流體接觸層110之間的中間接觸角lllb為例如大約100°。由于第一流體106比第二流體107的折射率更高，在這個(gè)配置中，彎月面透鏡具有相對(duì)低的負(fù)光焦度。為生成凸形彎月面形狀，還需要將更高幅值的電壓作用在第一102和第二112電極之間。參照?qǐng)D8c，當(dāng)將例如150V-200V的相對(duì)高的電壓V3作用在所述電極之間時(shí)，彎月面采用凸形的形狀。在這個(gè)配置中，彎月面114和流體接觸層110之間的接觸角lllc為例如大約60°。由于第一流體106比第二流體107的折射率更高，在這個(gè)配置中，彎月面透鏡具有正光焦度。導(dǎo)電液體107與流體接觸層之間的接觸角0的變化可以描述如下cos6^cos610+-[2]其中0。是在"斷開，，狀態(tài)(即沒有施加電壓)的接觸角，s是絕緣層108的介電常數(shù)，c/,是絕緣層的厚度，y。為液體106，107之間的界面張力，以及V是施加的電壓。如果初始接觸角A存在，即if〈沐〈lS0。，則公式[2]是有效的。然而，尤其對(duì)于例如PTFE的氟碳涂料，情況可能不是這樣的。如果壁與導(dǎo)電液體107之間的界面張力^大于壁與絕緣液體106之間的表面張力L和該液體/液體表面張力L之和，則位于導(dǎo)電液體和壁之間的薄油膜的形成將是積極有利的。在這種情況下接觸角沒有被定義，因?yàn)樵诒谂c傳導(dǎo)液體之間沒有直接的接觸。確切的方程是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>[3]2^吣其中在上述情況下，項(xiàng)(nJ/n,小于-l。所以公式[3]僅在高于某一閾值電壓時(shí)變得有效。低于這個(gè)電壓，接觸角實(shí)際上是180。。另外，接觸角0，圓柱體的內(nèi)半徑R。和彎月面曲率半徑Rm的關(guān)系如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>因此在(L—yJ/,。近似為-l的情況下，我們發(fā)現(xiàn)下面顯示了圖6的三種不同變焦配置關(guān)于視場(chǎng)和第一41和第二42電潤(rùn)濕透鏡的Rm/Rc值的表格。在表1中給出了無窮大物距上三種不同變焦水平的值。表2和表3顯示了在每個(gè)變焦水平上針對(duì)兩個(gè)示范性的物距，這些值是如何變化的，在表2中顯示有關(guān)第一透鏡41的值，而在表3中顯示有關(guān)第二透鏡42的值。表1-對(duì)于無窮物距的透鏡設(shè)置<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表2-對(duì)于不同物距的第一透鏡設(shè)置<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表3-對(duì)于不同物距的第二透鏡設(shè)置<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>可以理解的是雖然以上描述的示范性實(shí)施例顯示了采用單個(gè)高電壓源對(duì)恰好兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡的控制，但是所述的原理可以擴(kuò)展到多于兩個(gè)的獨(dú)立可控透鏡，其中每個(gè)具有各自的調(diào)制器電路。也可以理解的是本發(fā)明不僅應(yīng)用于控制電潤(rùn)濕透鏡，還可以應(yīng)用于其中需要多個(gè)高電壓驅(qū)動(dòng)方案的其他應(yīng)用中。例如，采用本發(fā)明的控制電路可以驅(qū)動(dòng)例如電潤(rùn)濕光闌的其他電潤(rùn)濕設(shè)備。需要多個(gè)高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)的比如用于壓電致動(dòng)器或電致發(fā)光背光源的其他設(shè)備，也可以適合使用本發(fā)明。其他實(shí)施例被設(shè)想包含在所附權(quán)利要求內(nèi)。權(quán)利要求1.一種用于電潤(rùn)濕透鏡(41，42)的控制電路(40)，包括驅(qū)動(dòng)器電路(45)，其用于產(chǎn)生可控電壓源(46)；第一(43)和第二(44)電壓調(diào)制器，其中每個(gè)調(diào)制器被連接以接收可控電壓源(46)并且適合于由此分別產(chǎn)生第一(32)和第二(33)已調(diào)制電壓輸出；控制器(49)，其適合于接收至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)信號(hào)(53，52)，并且其功能為，(i)控制驅(qū)動(dòng)器電路以產(chǎn)生所述電壓源，以及(ii)控制第一和第二電壓調(diào)制器以產(chǎn)生所述第一和第二已調(diào)制輸出(32，33)。2.權(quán)利要求1的控制電路(40),其中所述控制器(49)適合于接收形式為變焦設(shè)定點(diǎn)信號(hào)(53)和聚焦誤差信號(hào)(52)的設(shè)定點(diǎn)信號(hào)。3.權(quán)利要求1的控制電路(40)，其中第一(43)和笫二(44)電壓調(diào)制器的每一個(gè)都適合于通過脈寬調(diào)制來調(diào)制可控電壓源(46)以產(chǎn)生所述第一和第二已調(diào)制輸出(32，33)。4.權(quán)利要求2的控制電路(40)，其中控制器(49)包括確定用于電潤(rùn)濕透鏡(41，42)的電壓值的查找表(54)，所述電壓值作為變焦信號(hào)(53)和聚焦信號(hào)(52)的函數(shù)。5.權(quán)利要求1的控制電路，其中第一和笫二電壓調(diào)制器(43，44)中每個(gè)都包括適合于調(diào)制可控電壓源的電阻器網(wǎng)絡(luò)。6.權(quán)利要求4的控制電路(40)，其中控制器(49)適合于將可控電壓源(46)設(shè)定為第一電平，其處于或接近于所需的第一和第二已調(diào)制輸出中較高的一個(gè)；控制第一電壓調(diào)制器(43)以產(chǎn)生處于或接近于第一電平的第一已調(diào)制電壓輸出(32);控制第二電壓調(diào)制器(44)以產(chǎn)生處于比第一電平低的第二電平的第二已調(diào)制電壓輸出(33);7.—種照相機(jī)模塊，包括權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的控制電路(40);和第一電潤(rùn)濕透鏡(41);和第二電潤(rùn)濕透鏡(42)，其中第一和第二電壓調(diào)制器(43,44)電連接于笫一和第二電潤(rùn)濕透鏡以分別接收第一和笫二已調(diào)制電壓輸出(32，33).8.權(quán)利要求7的照相機(jī)模塊，其中控制電路(40)包括查找表(54)，該查找表(54)適合于將取決于設(shè)定點(diǎn)信號(hào)(53，52)的值提供給控制器(49)從而確定用于控制驅(qū)動(dòng)電路(45)以及第一和第二電壓調(diào)制器(32，33)的控制信號(hào)。9.一種控制包括第一(41)和第二(42)電可控透鏡的照相機(jī)的聚焦和/或變焦操作的方法，包括接收(61)設(shè)定點(diǎn)信號(hào)；基于該設(shè)定點(diǎn)信號(hào)，確定(62)控制各個(gè)透鏡所需的第一和第二電壓值；調(diào)節(jié)(64，65)驅(qū)動(dòng)器以產(chǎn)生電壓輸出，該電壓輸出至少與第一和第二電壓值中較高的電壓值一樣高?？刂?66，67)第一(43)和第二(44)電壓調(diào)制器以從電壓源產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一和第二電壓值的第一(32)和第二(33)已調(diào)制電壓輸出；和分別利用第一和第二已調(diào)制電壓輸出來驅(qū)動(dòng)(68)第一和第二透鏡。10.權(quán)利要求9的方法，其中第一(43)和笫二(44)電壓調(diào)制器通過脈寬調(diào)制產(chǎn)生第一和第二電壓輸出。11.權(quán)利要求9的方法，其中第一(43)和第二(44)電壓調(diào)制器利用電阻器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生第一(32)和第二(33)電壓輸出。全文摘要一種用于電潤(rùn)濕透鏡(41，42)的控制電路(40)包括用于產(chǎn)生可控電壓源(46)的驅(qū)動(dòng)器電路(45)以及第一(43)和第二(44)電壓調(diào)制器，每個(gè)調(diào)制器被連接以接收可控電壓源。第一和第二電壓調(diào)制器被配置成從電壓源分別產(chǎn)生第一(32)和第二(33)已調(diào)制電壓輸出。一種控制器(49)接收至少一個(gè)設(shè)定點(diǎn)信號(hào)(53，52)，其功能為，(i)控制驅(qū)動(dòng)電路以產(chǎn)生電壓源，以及(ii)控制第一和第二電壓調(diào)制器以產(chǎn)生第一和第二已調(diào)制輸出。文檔編號(hào)G02B3/14GK101371168SQ200780002369公開日2009年2月18日申請(qǐng)日期2007年1月4日優(yōu)先權(quán)日2006年1月11日發(fā)明者B·H·W·亨德里克斯,I·F·希爾韋根,S·凱帕申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司