Philips Research的FluidFocus可变焦距透镜系统

2004年3月10日

在今年德国汉诺威举行的CeBIT展会上，飞利浦研究公司展示了一种独特的无机械移动部件的可变焦距镜头系统。飞利浦的FluidFocus系统适用于广泛的光学成像应用，包括数码相机、照相手机、内窥镜、家庭安全系统和光学存储驱动器，该系统利用流体透镜通过改变形状来改变焦距来模拟人眼的动作。这种新型镜头适合大批量生产，它克服了当今许多低成本成像系统的固定焦距缺点。

Philips FluidFocus透镜由两种不同折射率(光学特性)的不混溶(非混合)液体组成，一种是导电的水溶液，另一种是不导电的油，包含在带有透明端盖的短管中。管壁的内部表面和它的一个端盖被涂上一层疏水(防水)涂层，使水溶液在管的另一端形成一个半球形的质量，在那里它就像一个球形弯曲透镜。

镜片的形状是通过在疏水涂层上施加电场来调整的，这样它就变得不那么疏水了——这个过程被称为“电润湿”，它是由表面张力的电诱导变化引起的。由于表面张力的变化，水溶液开始浸湿管的侧壁，改变了两种流体之间半月板的曲率半径，从而改变了透镜的焦距。通过增加外加电场，最初凸透镜的表面可以变得完全平坦(没有透镜效应)甚至是凹的。因此，可以实现从收敛到发散再返回的平滑过渡。

飞利浦研究在CeBIT 2004上展示的FluidFocus技术演示中，流体透镜的直径仅为3毫米，长度为2.2毫米，使其易于集成到微型光路中。该演示器提供的焦点范围从5厘米延伸到无限，它是非常快的:在整个焦点范围的切换不到10毫秒。由直流电压控制，并呈现电容负载，镜头几乎消耗零功率，这对电池供电的便携式应用程序是一个真正的优势。该镜头的耐用性也非常高，飞利浦已经测试了超过100万次聚焦操作，没有损失光学性能。它还具有抗冲击的潜力，并能够在较宽的温度范围内工作，适合于移动应用。它的结构被认为与大批量制造技术兼容。