專利名稱：可變焦透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變焦透鏡(variable focus lens)，特別是涉及使用液體的可變焦 透鏡。
背景技術(shù)：
常規(guī)上，可通過利用電潤濕(electrowetting)現(xiàn)象控制液體的界面的形狀來改 變其折光力的可變焦透鏡是已知的。這里，日本專利No. 4154858中公開的可變焦透鏡通 過利用電潤濕現(xiàn)象控制兩種類型的液體的界面的形狀來改變折光力。另外，日本專利公開 No. 2006-504132中公開的變焦透鏡(zoom lens)通過控制至少兩個界面處的形狀來實施 變焦。并且，日本專利公開No. 2007-518133中公開的可變焦透鏡通過在通過控制一個界面 的形狀來改變折光力的可變焦透鏡中將折射率和阿貝數(shù)限制到一定范圍來校正色差。但是，在日本專利No. 4154858的可變焦透鏡中，僅存在一個改變折光力的液體的 界面，因此，校正色差是困難的。另外，日本專利公開No. 2006-504132中的變焦透鏡沒有公 開當(dāng)控制多個界面的形狀時校正色差的條件。并且，日本專利公開No. 2007-518133的可變 焦透鏡是改變一個界面的形狀的可變焦透鏡，因此，為了校正色差，必須選擇滿足特定條件 的液體，并且，液體的選擇的范圍由此受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種通過其有利地校正色差的可變焦透鏡。本發(fā)明的一個方面是一種可變焦透鏡，所述可變焦透鏡使得能夠通過改變第一界 面和第二界面的形狀中的每一個來改變折光力，所述第一界面由具有相互不同的折射率的 第一液體和第二液體形成，所述第二界面由具有相互不同的折射率的第二液體和第三液體 形成。其中，所述第一界面和所述第二界面的形狀各被改變，使得所述第一界面的折光力的 符號和所述第二界面的折光力的符號相互不同。根據(jù)本發(fā)明，可提供一種通過其有利地校正色差的可變焦透鏡。從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的可變焦透鏡的示意圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電極分離單元的另一例子的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的可變焦透鏡的示意圖。圖4A是已改變各界面的形狀時的可變焦透鏡的示意圖。圖4B是已改變各界面的形狀時的可變焦透鏡的示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的可變焦透鏡的示意圖。
具體實施例方式以下，現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。(第一實施例)首先，解釋根據(jù)本發(fā)明第一實施例的使用液體的可變焦透鏡(以下，簡稱為“液 體透鏡”)的結(jié)構(gòu)。圖1是根據(jù)第一實施例的液體透鏡的示意性截面圖。本發(fā)明的液體透 鏡100使用三種類型的液體，并且通過利用電潤濕方法來控制由該三種類型的液體形成的 兩個界面。如圖ι所示，液體透鏡100包含基本上圓筒形的外殼(case) 100a，并且，在外殼 IOOa內(nèi)，從光入射側(cè)沿光軸方向在三個層中依次設(shè)置三種類型的液體第一液體101、第二 液體102和第三液體103。在分別由第一液體101和第二液體102、以及第二液體102和第 三液體103形成的兩個界面處，對于該三種類型的液體即第一液體101、第二液體102和第 三液體103，使用具有不同折光力的不能混合(immiscible)的物質(zhì)。例如，可使用水或電解 水溶液作為第一液體101，并且可使用油等作為第二液體102。以下，由第一液體101和第 二液體102形成的界面被稱為第一界面107，并且，相對照地，由第二液體102和第三液體 103形成的界面被稱為第二界面108。并且，液體透鏡100包含兩個位置處的電極10 和 104b、通過給電極10 和104b中的每一個施加電壓來控制第一界面107和第二界面108 的控制單元(未示出)、電極分離部分105和蓋玻片106。電極10 和104b是用于基于從 控制單元供給的電壓來分離地控制第一界面107和第二界面108的電極，并具有圓錐柱體 (conical cylinder)形狀。注意，在本實施例中，為了有利地控制界面107和108中的每一 個的曲率半徑，形成電極10 和104b的形狀，使得電極10 和電極104b朝著相對的位置 傾斜，即，該位置與外周部分的直徑不同。但是，可以在沒有這種傾斜并使得該位置和外周 部分的直徑相等同的情況下形成電極10 和104b的形狀。在本發(fā)明的液體透鏡100中， 由于利用電潤濕，因此，電極10 和104b通過用施加的電壓控制界面中的每一個和電極之 間的接觸角，來改變各界面的形狀。另外，電極分離部分105被設(shè)置在與電極10 和電極 104b相對的位置處，并由使得能夠獨(dú)立地控制電極10 和104b中的每一個的電壓的絕緣 部件形成。注意，如圖2所示，電極分離部分105可具有其中布置將第二液體102分成兩個 部分的透明板109(例如，玻璃板)的結(jié)構(gòu)。蓋玻片106是被設(shè)置在液體透鏡100的光入射 側(cè)和光發(fā)射側(cè)、并將液體101至103中的每一個密封于液體透鏡內(nèi)的玻璃板。接下來，解釋本發(fā)明第一實施例中的色差校正的原理。首先，對于第一至第三液體 101至103，弗瑯荷費(fèi)(Fraunhofer) C線(656. 3nm)的折射率分別由ncl、nC2和nC3表示，并 且，F(xiàn)線(486. Inm)的折射率分別由nF1、nF2和nF3表示。類似地，d線(589. 2nm)的折射率 分別由ndl、nd2和nd3表示。這里，色差的校正條件在式1中示出。式權(quán)利要求
1.一種可變焦透鏡，所述可變焦透鏡能夠通過改變第一界面和第二界面的形狀中的每 一個來改變折光力，所述第一界面由具有相互不同的折射率的第一液體和第二液體形成， 所述第二界面由具有相互不同的折射率的所述第二液體和第三液體形成，其中，所述第一界面和所述第二界面的形狀各被改變，使得所述第一界面的折光力的 符號和所述第二界面的折光力的符號相互不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可變焦透鏡，其中，對于所述第一液體、所述第二液體和所述第三 液體，C線的折射率由!!…如和細(xì)表示，F(xiàn)線的折射率為nF1、nF2和nF3，并且色散分別為P 1 =nF1-na、P 2 = nF2-nC2和P 3 = nF3-nC3,并且所述第一界面的曲率半徑由R12表示且所述 第二界面的曲率半徑由I^23表示，滿足以下的條件當(dāng) I P 2- P 11 > I P 3- P 2 I 時，那么 IR121 > IR23當(dāng) I P 2- P 11 < I P 3- P 2 I 時，那么 IR121 < I Ii231。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的可變焦透鏡，其中，當(dāng)色散的差分別為AL12 = P 2-P 1、ALm = P 3-P 2時，那么滿足以下的條件(-Δ L12/ Δ L23) Χ0· 8 < R12A23 < (- Δ L12/ Δ L23) XL 2。
全文摘要
本發(fā)明涉及可變焦透鏡。本發(fā)明的可變焦透鏡通過改變第一界面和第二界面的形狀中的每一個來改變折光力，所述第一界面由具有相互不同的折射率的第一液體和第二液體形成，所述第二界面由具有相互不同的折射率的所述第二液體和第三液體形成。由此，所述可變焦透鏡改變第一界面和第二界面，使得第一界面的折光力的符號和第二界面的折光力的符號相互不同。
文檔編號G02B3/14GK102141680SQ20111003065
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者東原正和, 山崎章市, 山本亮, 辻穣 申請人:佳能株式會社