專利名稱：基于液體的光學(xué)器件、控制這種器件的方法，以及電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)器件，該光學(xué)器件包括封裝有絕緣液體和電敏感(electrically susceptible)液體的容器，其中，絕緣液體和電敏感液體不能混溶并經(jīng)由界面而相互接觸，這些液體放置在通過容器的光路中；以及用于控制界面位置的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種控制這種光學(xué)器件的方法。
本發(fā)明更進(jìn)一步涉及一種包括這種光學(xué)器件的電子器件。
基于液體控制的光學(xué)器件已經(jīng)迅速獲得了巨大的商業(yè)利益，絲毫不是因?yàn)檫@些器件缺乏機(jī)械運(yùn)動(dòng)零件以及這些器件相對(duì)簡(jiǎn)單而使得這些器件便宜耐用。
例如，在美國專利申請(qǐng)US 2001/0017985公開了一種光學(xué)器件，該光學(xué)器件將具有相同折射率但不同透射率的兩種不混溶液體混合，兩種液體中的其中一種是導(dǎo)電的。通過改變位于這兩種液體之間的界面，來改變通過器件光路上的每一種液體的液體量，從而獲得了光闌。
國際專利申請(qǐng)WO 03/069380公開了一種圓柱形可變焦距透鏡，該透鏡將具有不同折射率的兩種不混溶流體混合，其中一種流體導(dǎo)電，而另一種流體絕緣。這些流體優(yōu)選具有相似的密度，從而在透鏡定向時(shí)避免液體定向的重力依賴性。在這兩種流體之間的界面形狀通過在透鏡上施加電壓來控制，這可以用于改變透鏡的焦點(diǎn)。圓柱體的壁和圓柱體的透明蓋子中的其中一個(gè)蓋子用疏水涂料來涂覆，從而確保至少在切斷狀態(tài)時(shí)，使得在導(dǎo)電流體、通常是極性液體與所述壁之間的接觸區(qū)域最小化，從而有助于實(shí)現(xiàn)具有大光學(xué)功率范圍的可變焦距透鏡。
這類器件的導(dǎo)電流體通常包含具有相對(duì)較高濃度電解液的水，從而使得光學(xué)器件可以在低于0℃時(shí)工作，這種器件的一個(gè)問題在于，這會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電液體密度大于1g/cm3，這嚴(yán)重地阻礙了對(duì)合適絕緣流體的選擇，因?yàn)榻^緣流體通常是密度低于1g/cm3的油。另外，相對(duì)較高的電解液濃度可能導(dǎo)致與導(dǎo)電液體接觸的光學(xué)器件的金屬部件的腐蝕，這會(huì)降低器件的性能。
本發(fā)明致力于提供一種可使用更低電解液濃度的光學(xué)器件。
本發(fā)明還致力于提供一種用于控制這種光學(xué)器件的方法。
本發(fā)明進(jìn)一步致力于提供一種包括這種光學(xué)器件的電子器件。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種光學(xué)器件，該器件包括封裝有絕緣液體和電敏感液體的容器、用于控制界面位置的機(jī)構(gòu)，以及用于加熱絕緣液體以及電敏感液體的加熱機(jī)構(gòu)，其中，絕緣液體和電敏感液體不能混溶并經(jīng)由界面相互接觸，這些液體的至少其中一種至少部分地放置在通過容器的光路中。
用戶控制的或可對(duì)本發(fā)明的光學(xué)器件中的溫度傳感器作出響應(yīng)的加熱機(jī)構(gòu)的存在，就確保了光學(xué)器件內(nèi)部的液體溫度波動(dòng)是可以減小的。因此，這些液體的密度波動(dòng)也較小，這就導(dǎo)致了在消除液體定向的重力變形方面可實(shí)現(xiàn)更好的控制。這種對(duì)溫度波動(dòng)的更好控制還解決了與油基絕緣液體相關(guān)的問題，這種油基絕緣液體在工作溫度處于光學(xué)器件工作范圍的低端時(shí)會(huì)變得非常粘，因此，就可減小增大的粘性對(duì)于光學(xué)器件轉(zhuǎn)換速度的有害影響。
同樣，由于液體的折射率是溫度相關(guān)的，因此，溫度的大幅變化會(huì)導(dǎo)致光學(xué)器件的預(yù)期光學(xué)性能的偏離。
另外，液體的冷卻導(dǎo)致液體體積的減小并因此導(dǎo)致壓力降低。因此，就在液體中產(chǎn)生了蒸汽氣泡或溶解氣體氣泡，這就惡化了光學(xué)器件的光學(xué)性能。本發(fā)明所提供的對(duì)光學(xué)器件內(nèi)部液體溫度的控制確保了光學(xué)器件的光學(xué)性能的更高穩(wěn)定性。
另外，由于電敏感液體通過與溫度傳感器連接的加熱機(jī)構(gòu)的存在而被防止凍結(jié)，因此，本發(fā)明的光學(xué)器件就允許作為導(dǎo)電液體的電敏感液體具有較低的電解液濃度。因此，就降低了光學(xué)器件中與電敏感液體接觸的金屬零件因電解液導(dǎo)致的腐蝕退化。另外，由于隨著電解液濃度的增加而導(dǎo)致電解液基液體密度的增加，因此，本發(fā)明的光學(xué)器件允許使用更低密度的該液體，從而有助于對(duì)具有相匹配密度的絕緣液體的選擇。
盡管加熱機(jī)構(gòu)可以手動(dòng)操作，但優(yōu)選的是，光學(xué)器件還包括溫度傳感器，其中，加熱機(jī)構(gòu)響應(yīng)于所述溫度傳感器。這確保了在沒有器件用戶注意光學(xué)器件所處溫度的情況下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)器件的不變的保護(hù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，加熱機(jī)構(gòu)包括為用于控制所述界面位置的機(jī)構(gòu)的至少一部分提供電流的驅(qū)動(dòng)電路。該電流可以是在光學(xué)器件空閑狀態(tài)時(shí)提供給電極的恒定電流，并可導(dǎo)致對(duì)光學(xué)器件容器的壁進(jìn)行電阻式加熱，其中，光學(xué)器件攜帶有控制界面位置的機(jī)構(gòu)。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，可以通過已有的控制界面位置的機(jī)構(gòu)來控制光學(xué)器件的溫度。
在另一實(shí)施例中，加熱機(jī)構(gòu)包括涂覆在容器至少一部分上的導(dǎo)電材料層。專門用于加熱用途的導(dǎo)電材料的使用具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，它可以在光學(xué)器件工作時(shí)、即在控制界面位置的機(jī)構(gòu)接合于其上時(shí)使用。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于控制開篇段落中所述光學(xué)器件的方法，該方法包括以下步驟測(cè)定絕緣液體和電敏感液體的溫度；將所測(cè)定的溫度與預(yù)定義的溫度閥值比較；如果測(cè)定的溫度低于所述閥值，則加熱絕緣液體和電敏感液體。
使用這種方法，就可以確保光學(xué)器件內(nèi)部的溫度不會(huì)下降至低于預(yù)定義的溫度，從而避免了前述的對(duì)光學(xué)器件性能的有害影響，其中該預(yù)定義的溫度通常是這樣的溫度，如果低于該預(yù)定義溫度，則液體的性能、例如密度、粘性和折射率都會(huì)過大地偏離其預(yù)期性能。
在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)定溫度的步驟包括，將界面從第一位置轉(zhuǎn)換到第二位置，并測(cè)量界面的響應(yīng)時(shí)間。該實(shí)施例是基于這樣的認(rèn)識(shí)，即，用于改變界面位置的光學(xué)器件響應(yīng)時(shí)間是溫度相關(guān)的。因此，該響應(yīng)時(shí)間的測(cè)定是隱含的溫度測(cè)量，其具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即不需要專用的溫度傳感器；該測(cè)量可以例如在光學(xué)器件執(zhí)行透鏡功能的情況下通過圖像傳感器實(shí)現(xiàn)，或在光學(xué)器件執(zhí)行光闌功能的情況下通過光傳感器或圖像傳感器實(shí)現(xiàn)。隨后，加熱絕緣液體和電敏感液體的步驟可以包括為用于控制界面位置的機(jī)構(gòu)的至少一部分提供電流，其具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，加熱步驟可以在光學(xué)器件中不需要附加元件的情況下執(zhí)行。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了包括如開篇段落中所述的光學(xué)器件的電子器件，該電子器件還包括與用于控制界面位置的機(jī)構(gòu)相連的驅(qū)動(dòng)電路，以及與驅(qū)動(dòng)電路相連接的溫度傳感器。驅(qū)動(dòng)電路和溫度傳感器不必結(jié)合到光學(xué)器件中，但可以設(shè)置在本發(fā)明的電子器件中。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，如果這些元件已經(jīng)設(shè)置在電子器件中，則可以擴(kuò)展它們的功能，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)器件的所需溫度控制。例如，如果電子器件包括液晶顯示器，則用于該顯示器的驅(qū)動(dòng)電路可能已經(jīng)包括溫度傳感器，其同樣也可用于光學(xué)器件。
可選的是，電子器件還包括具有溫度傳感器的光學(xué)傳感器，其中，溫度傳感器在光學(xué)傳感器中實(shí)施。如本發(fā)明的方法所述，光學(xué)傳感器可用于測(cè)量與液體溫度相關(guān)的光學(xué)器件響應(yīng)時(shí)間。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，不需要專用的溫度傳感器。
還可設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路，用于響應(yīng)于溫度傳感器而給用于控制界面位置的機(jī)構(gòu)的至少一部分提供電流，其具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，不需要另外的驅(qū)動(dòng)電路來作為加熱機(jī)構(gòu)的控制部件。
在另一實(shí)施例中，光學(xué)器件還包括涂覆在容器至少一部分上的導(dǎo)電材料層，該導(dǎo)電層與驅(qū)動(dòng)電路連接，還設(shè)置了驅(qū)動(dòng)電路，用于響應(yīng)于溫度傳感器而為該導(dǎo)電材料層提供電流。這具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，用作光學(xué)器件加熱機(jī)構(gòu)的導(dǎo)電材料可同時(shí)用作用于控制界面位置的機(jī)構(gòu)，從而允許在工作過程中加熱光學(xué)器件。
本發(fā)明通過非限定性的示例并參考附圖而進(jìn)行了更詳細(xì)描述，其中

圖1示意性地顯示了現(xiàn)有技術(shù)的可變焦距透鏡；圖2示意性地顯示了本發(fā)明的光學(xué)器件；圖3示意性地顯示了本發(fā)明的另一種光學(xué)器件；圖4示意性地顯示了本發(fā)明的電子器件；圖5示意性地顯示了本發(fā)明的另一種電子器件。
應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖僅僅是示意性的，并且不是按比例繪制的。同樣應(yīng)當(dāng)理解的是，在整個(gè)附圖中，使用相同的標(biāo)號(hào)來表示相同的或類似的部件。
圖1中顯示了在國際專利申請(qǐng)WO 03/069380中公開的可變焦距透鏡。該可變焦距透鏡包括儲(chǔ)存在圓柱腔體內(nèi)的第一流體A和第二流體B。這些流體是不可混溶的并具有不同的折射率，但優(yōu)選具有相同的密度，以避免包括流體間界面14在內(nèi)的流體的定向?qū)χ亓ψ饔玫囊蕾囆孕?yīng)。該圓柱腔體還包括第一端部分4和第二端部分6，其中第一端部分4以及圓柱腔體的內(nèi)壁涂覆有疏水涂料如杜邦公司的AF1600TM，該涂料可與帕利靈疊層組合起來，從而在沒有作用電壓的情況下通過絕緣流體A來約束導(dǎo)電流體B。界面14的形狀可以以連續(xù)的方式從定向(a)所示的凸起形狀轉(zhuǎn)換至定向(b)所示的凹入形狀，這是通過將電壓從電壓值V1改變到電壓值V2實(shí)現(xiàn)的，其中，所述電壓跨過封裝在腔體壁內(nèi)的圓柱電極2以及在與第二流體B導(dǎo)電接觸的第二蓋子6上的優(yōu)選為透明的環(huán)形電極12。因此，就改變了通過圓柱體的光路L的焦點(diǎn)。
透明端部分4可以是玻璃或聚合物蓋子，或者另一種合適的可以是透鏡形狀的透明材料。
典型地，絕緣流體A的物理性能的溫度相關(guān)性與導(dǎo)電流體B的物理性能的溫度相關(guān)性不同。因此，流體A和B可以具有在選定溫度、例如室溫下的良好匹配的物理性能，但如果透鏡的工作溫度明顯偏離該選定的溫度，則該不同溫度相關(guān)性能可能導(dǎo)致物理性能偏離預(yù)期的物理性能匹配。
例如，絕緣流體A和導(dǎo)電流體B可以具有在溫度T＝20℃左右時(shí)相似的密度，以避免重力對(duì)流體定向的影響。然而，當(dāng)在溫度T＝-20℃下工作時(shí)，密度可能變得明顯不同，從而導(dǎo)致流體的定向受到重力的影響，這意味著透鏡的性能變得依賴于其所處的定向，這是非常不希望出現(xiàn)的。
同樣，仔細(xì)挑選的絕緣流體A和導(dǎo)電流體B的折射率差異可能由于溫度的大幅改變而變化，從而導(dǎo)致偏移透鏡的所需光學(xué)性能。另外，絕緣流體A可以是油基的。在低溫下，油基流體可能變得非常粘性，這會(huì)給可變焦距透鏡的轉(zhuǎn)換速度帶來有害影響。
需要強(qiáng)調(diào)的是，盡管使用國際專利申請(qǐng)WO 03/069380的現(xiàn)有技術(shù)透鏡作為一個(gè)示例來解釋了這些非所需的影響，但是，其他基于液體的光學(xué)器件、例如美國專利申請(qǐng)US 2001/0017985中公開的光闌同樣遭受這些問題中的至少一些。
在圖2和隨后的附圖中，圖1中的可變焦距透鏡將作為本發(fā)明光學(xué)器件的一個(gè)實(shí)施例來顯示。然而，需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明的講述內(nèi)容也適用于其它基于液體的光學(xué)器件。在圖2中，可變焦距透鏡被擴(kuò)展而具有驅(qū)動(dòng)電路20，其設(shè)置用于為包括壁電極2和底部板電極12在內(nèi)的電極配置提供電壓，以便控制位于電敏感液體B和絕緣液體A之間的界面14的形狀。還設(shè)置了驅(qū)動(dòng)電路20，以用于響應(yīng)于溫度傳感器30而為電極配置中的電極2和12的其中至少一個(gè)提供電流。通過壁電極2和/或底部板電極12的電流施加導(dǎo)致可變焦距透鏡容器壁被電阻式加熱，從而導(dǎo)致絕緣液體A和電敏感液體B被加熱。
在一個(gè)實(shí)施例中，所提供的電流是直流電流，其在例如壁電極2上產(chǎn)生了電阻式加熱。在另一實(shí)施例中，設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路20，以用于提供交流電流來改變電容器上的電荷分布，其中，該電容器由導(dǎo)電液體B、在腔體內(nèi)壁上的絕緣層、例如帕利靈疊層以及導(dǎo)致絕緣層被加熱的壁電極2來形成。有利的是，交流電流的交變頻率高于、優(yōu)選遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于界面14對(duì)電壓變化的響應(yīng)時(shí)間，例如在5-50kHz的范圍內(nèi)。這有助于光學(xué)器件在有源模式下被加熱，這是因?yàn)殡妷焊淖兲煲灾劣诮缑?4無法響應(yīng)。
溫度傳感器30可以是任何已知的溫度傳感器，優(yōu)選但不必須放置與可變焦距透鏡的容器緊密接觸?？梢允÷詼囟葌鞲衅?0并代替由用戶控制啟動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路20提供電流。
圖3顯示了本發(fā)明的光學(xué)器件的另一實(shí)施例。圖2所示的可變焦距透鏡在可變焦距透鏡容器的端部分4上以透明導(dǎo)電層100延伸。透明導(dǎo)電層100可以是氧化銦錫(ITO)層，或另一種合適的透明導(dǎo)電材料。在圖3中，驅(qū)動(dòng)電路20與透明導(dǎo)電層100導(dǎo)電連接，以便為該層提供電流。這會(huì)在透明導(dǎo)電層100中產(chǎn)生電阻式加熱，從而導(dǎo)致了絕緣液體A和電敏感液體B的加熱。專門用于光學(xué)器件加熱的導(dǎo)電層100的存在具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，該器件還可以在工作時(shí)被加熱，因?yàn)楸陔姌O2和底部板電極12并不一定執(zhí)行雙重功能，即，同時(shí)控制界面14的形狀以及加熱絕緣液體A以及電敏感液體B。
需要強(qiáng)調(diào)的是，導(dǎo)電層100不必一定定位在端部分4上。放置在容器的其他部分同樣是可行的。同樣，當(dāng)導(dǎo)電層100放置在通過容器的光路外面時(shí)它不必一定是透明的。另外，驅(qū)動(dòng)電路20可以包括一個(gè)與控制界面14形狀的電極配置相連接的專用驅(qū)動(dòng)電路，以及另一個(gè)為導(dǎo)電層100提供電流的專用驅(qū)動(dòng)電路。
在這點(diǎn)上需要強(qiáng)調(diào)的是，在本發(fā)明內(nèi)容中，用語“電敏感液體”旨在包括導(dǎo)電液體、極性液體和極化液體。
另外，需要強(qiáng)調(diào)的是，盡管在該申請(qǐng)中，用于控制界面14位置的機(jī)構(gòu)被描述為通過電壓來控制界面14形狀的電極配置，但是，其他控制界面14位置的機(jī)構(gòu)是同樣可以接受的，例如未公布的、其優(yōu)先權(quán)日為14/05/2003的歐洲專利申請(qǐng)03101335.2中所述的機(jī)構(gòu)。在該歐洲專利申請(qǐng)中，公開了一種包括具有不同折射率的兩種不混溶液體的可變焦距透鏡。該透鏡具有其上可分布兩種液體的兩個(gè)腔體第一腔體，界面位于該腔體內(nèi)并且光路通過該腔體；第二腔體，其具有與第一腔體的兩個(gè)連接件。第二腔體包括泵，其用于改變這兩個(gè)腔體內(nèi)液體的各種體積。因此，透鏡的焦距是通過這兩種液體之間的界面相對(duì)于第一腔體內(nèi)壁的位置的移動(dòng)來改變的，而不是通過改變界面的形狀、即曲率來改變的。
圖2和圖3中所示的光學(xué)器件可以通過本發(fā)明的控制光學(xué)器件的方法400來操作，其中，該光學(xué)器件包括封裝有絕緣液體A和電敏感液體B的容器，其中絕緣液體A和電敏感液體B不能混溶，并且經(jīng)由界面14相互接觸，液體A；B的至少其中一種至少部分地放置在通過容器的光路中，光學(xué)器件還包括用于控制界面14位置的機(jī)構(gòu)。該方法400包括圖4中所示的若干步驟。
在第一步驟410中，測(cè)定絕緣液體A和電敏感液體B的溫度。這可以通過使用專用溫度傳感器、例如溫度傳感器30來完成?？梢酝ㄟ^將溫度傳感器30放置在絕緣液體A和電敏感液體B附近來測(cè)定溫度，或者通過測(cè)量光學(xué)器件的外部溫度并從該溫度推導(dǎo)出絕緣液體A和電敏感液體B的溫度。
可選的是，絕緣液體A和電敏感液體B的溫度從光學(xué)器件的光學(xué)性能推導(dǎo)出。已經(jīng)解釋過，絕緣液體A和電敏感液體B的物理性能與光學(xué)器件的光學(xué)性能是緊密相關(guān)聯(lián)的。由于這些性能是溫度相關(guān)的，因此，光學(xué)器件的光學(xué)性能的改變就是絕緣液體A和電敏感液體B的溫度的一種指示。
例如，界面14可以從第一位置轉(zhuǎn)換到第二位置。界面14的響應(yīng)時(shí)間、即界面14到達(dá)穩(wěn)定位置的時(shí)間，是絕緣液體A和電敏感液體B溫度的函數(shù)；因此，測(cè)量該響應(yīng)時(shí)間將提供絕緣液體A和電敏感液體B的溫度?？梢杂霉鈱W(xué)傳感器、例如圖像傳感器，通過分析當(dāng)界面14的形狀改變時(shí)光學(xué)器件的輸出再次變得穩(wěn)定的時(shí)間，來測(cè)量該響應(yīng)時(shí)間。假設(shè)光學(xué)器件是光闌，那么這也可以通過光傳感器來完成，這時(shí)，通過光學(xué)器件進(jìn)來的光量的穩(wěn)定是界面14達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的指示。作為備選，響應(yīng)時(shí)間可以通過測(cè)量電容的電容量來測(cè)定，其中，該電容是由壁電極2、涂覆壁電極2的絕緣層和響應(yīng)于電場(chǎng)B的液體形成的。
在下一個(gè)步驟420中，將測(cè)定的溫度與預(yù)定義的溫度比較。預(yù)定義的溫度典型地為其中絕緣液體A和電敏感液體B的物理性能仍然處于所需規(guī)格內(nèi)的最低溫度。如果測(cè)定的溫度不低于預(yù)定義的溫度，這時(shí)不需要加熱步驟。然而，如果測(cè)定的溫度低于預(yù)定義的溫度，則執(zhí)行步驟430，以便加熱絕緣液體A和電敏感液體B，例如通過提供通過光學(xué)器件的壁電極2和/或底部電極12的電流來實(shí)現(xiàn)加熱。
步驟410-步驟430可以重復(fù)，直到絕緣液體A和電敏感液體B的溫度不再低于預(yù)定義的溫度。作為備選，一旦執(zhí)行了步驟410和步驟420，則步驟430可與步驟410和步驟420并行地執(zhí)行，直到絕緣液體A和電敏感液體B足夠熱為止。
圖5顯示了本發(fā)明的電子器件1的一個(gè)實(shí)施例。該電子器件包括如圖1所示并詳細(xì)所述的光學(xué)器件。另外，電子器件1包括位于通過光學(xué)器件的光路的出口側(cè)的圖像傳感器40，該傳感器用于記錄光學(xué)器件所捕捉到的圖像。圖像傳感器40與用于控制所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電路20相連，從而確保通過光學(xué)器件所捕捉到的圖像具有適當(dāng)?shù)男阅?，例如圖像是假設(shè)光學(xué)器件為可變焦距透鏡時(shí)在焦距對(duì)準(zhǔn)時(shí)的圖像。該電子器件可包括溫度傳感器30，其可以是用于有源矩陣液晶顯示器(AMLCD；未示出)的驅(qū)動(dòng)電路(未示出)的一部分。如果測(cè)量溫度下降至低于預(yù)定義的溫度，則該溫度傳感器30還可用于給驅(qū)動(dòng)電路20提供控制信號(hào)，本發(fā)明的方法400的步驟410和步驟420與此類似。作為備選，驅(qū)動(dòng)電路20為電極2和電極12中的至少一個(gè)提供電流?？蛇x的是，光學(xué)器件可以包括電流施加于其上的導(dǎo)電層(未示出)。
如前所述，如果圖像傳感器40用于測(cè)定絕緣液體A和電敏感液體B的溫度，則可以省略溫度傳感器30。通過圖像傳感器40所測(cè)定的溫度還可用于控制電子器件1的其它溫度敏感部件、例如前述的AMLCD，在這種情況下溫度傳感器30可以從AMLCD的驅(qū)動(dòng)電路中省略。
可選的是，電子器件可配置成用于測(cè)定電容的電容量，從而測(cè)定界面14的響應(yīng)時(shí)間，這是因?yàn)榻缑?4從第一位置轉(zhuǎn)換到第二位置時(shí)電容的電容量達(dá)到穩(wěn)定值所花的時(shí)間相當(dāng)于前述界面的響應(yīng)時(shí)間，其中，該電容由壁電極2、涂覆壁電極2的絕緣層和電敏感液體B形成。
應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例描述而非限定了本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以在不脫離所附權(quán)利要求的前提下，設(shè)計(jì)出許多備選的實(shí)施例。在權(quán)利要求中，位于括號(hào)之間的任何標(biāo)號(hào)并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求的限定。用語“包括”并不排除除了權(quán)利要求中所列出的以外的其它元件或步驟的存在。在元件前面的用語“一”或“一個(gè)”并不排除該元件的復(fù)數(shù)形式存在。本發(fā)明可以通過包括若干個(gè)不同元件的硬件來實(shí)現(xiàn)。在列舉了許多機(jī)構(gòu)的器件的權(quán)利要求中，這些機(jī)構(gòu)中的一些可以體現(xiàn)為硬件的同一個(gè)元件。在彼此不同的從屬權(quán)利要求中詳述了某些方法這一事實(shí)并不表示不能使用這些方法的組合。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)器件，包括封裝有絕緣液體(A)和電敏感液體(B)的容器，所述絕緣液體(A)和所述電敏感液體(B)不混溶，并且經(jīng)由界面(14)而相互接觸，所述液體(A；B)的至少其中一種至少部分地放置在通過所述容器的光路中；用于控制所述界面(14)位置的機(jī)構(gòu)(2；12)；用于加熱所述絕緣液體(A)和所述電敏感液體(B)的加熱機(jī)構(gòu)(2，12，20，100)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述光學(xué)器件還包括溫度傳感器(30)，所述加熱機(jī)構(gòu)(2，12，20，100)響應(yīng)于所述溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述加熱機(jī)構(gòu)(2，12，20)包括驅(qū)動(dòng)電路(20)，所述驅(qū)動(dòng)電路為用于控制所述界面(14)位置的所述機(jī)構(gòu)(2；12)的至少一部分提供電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述電流是交流電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)器件，其特征在于，所述加熱機(jī)構(gòu)(20，100)包括覆蓋在所述容器的至少一部分上的導(dǎo)電材料層(100)。
6.一種控制光學(xué)器件的方法(400)，包括封裝有絕緣液體(A)和電敏感液體(B)的容器，所述絕緣液體(A)和所述電敏感液體(B)不混溶，并且經(jīng)由界面(14)而相互接觸，所述液體(A；B)的至少其中一種至少部分地放置在通過所述容器的光路中；和用于控制所述界面(14)位置的機(jī)構(gòu)(2；12)；所述方法(400)包括下述步驟(410)測(cè)定所述絕緣液體和所述電敏感液體的溫度；(420)將所述測(cè)定的溫度與預(yù)定義的溫度閥值進(jìn)行比較；以及(430)如果所述測(cè)定的溫度低于所述閥值，則加熱所述絕緣液體(A)和所述電敏感液體(B)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法(400)，其特征在于，測(cè)定溫度的所述步驟(410)包括將所述界面(14)從第一位置轉(zhuǎn)換到第二位置；以及測(cè)量所述界面(14)的響應(yīng)時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，加熱所述絕緣液體(A)和所述電敏感液體(B)的所述步驟(430)包括，為用于控制所述界面(14)位置的所述機(jī)構(gòu)(2；12)的至少一部分提供電流。
9.一種電子器件(1)，包括光學(xué)器件，其包括封裝有絕緣液體(A)和電敏感液體(B)的容器，所述絕緣液體(A)和所述電敏感液體(B)不混溶，并且經(jīng)由界面(14)相互接觸，所述液體(A；B)的至少其中一種至少部分地放置在通過容器的光路中；和用于控制所述界面(14)位置的機(jī)構(gòu)(2；12)；與所述機(jī)構(gòu)(2；12)相連以用于控制所述界面(14)位置的驅(qū)動(dòng)電路(20)；以及與所述驅(qū)動(dòng)電路(20)相連的溫度傳感器(30，40)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子器件(1)，其特征在于，還包括光學(xué)傳感器(40)；所述溫度傳感器在所述光學(xué)傳感器(40)中實(shí)現(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電子器件(1)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路(20)還設(shè)置成可響應(yīng)于所述溫度傳感器(30，40)而為用于控制所述界面(14)位置的所述機(jī)構(gòu)(2；12)的至少一部分提供電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子器件，其特征在于，所述電流是交流電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電子器件，其特征在于，所述光學(xué)器件還包括覆蓋在所述容器的至少一部分上的導(dǎo)電材料層(100)，所述導(dǎo)電層(100)與所述驅(qū)動(dòng)電路(20)相連，所述驅(qū)動(dòng)電路(20)所述驅(qū)動(dòng)電路(20)還設(shè)置成可響應(yīng)于所述溫度傳感器(30，40)而為所述導(dǎo)電材料層(100)提供電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)器件，該光學(xué)器件包括封裝有絕緣液體(A)和電敏感液體(B)的容器，其中，絕緣液體(A)和電敏感液體(B)不能混溶并且經(jīng)由界面(14)而相互接觸，液體(A；B)的至少其中一種至少部分地放置在通過容器的光路中。光學(xué)器件還包括加熱機(jī)構(gòu)(2，12，20)，其優(yōu)選響應(yīng)于溫度傳感器(30)并用于加熱絕緣液體(A)和電敏感液體(B)。因此，獲得了一種光學(xué)器件，在該器件中，降低了絕緣液體(A)和電敏感液體(B)物理性能的溫度相關(guān)性對(duì)光學(xué)器件性能的影響，從而產(chǎn)生了在低溫下具有改進(jìn)的光學(xué)性能的光學(xué)器件。
文檔編號(hào)G02B26/02GK1947044SQ200580012850
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月24日
發(fā)明者C·A·倫德斯, S·奎珀, B·H·W·亨德里克斯, I·F·赫爾維根, M·A·J·范阿斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司