CN1788226A - 可变形状透镜 - Google Patents

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Abstract

一种可变透镜(100；200；220；240；250；300；350)包括箱(125)，光轴(90)延伸通过该箱(125)。该箱(125)包含第一流体(130)和第二流体(140)，所述流体在横断光轴(90)延伸的弯月面(150)上接触。该弯月面(150)的周边固定地位于箱(125)的内表面(120)上。所述流体(130，140)基本上是不混溶的，并具有不同的折射率。泵(110)用于通过改变该箱(125)中容纳的每一种所述流体(130，140)的相对体积而可控制地改变弯月面(150)的形状。

Description

可变形状透镜
技术领域
本发明涉及一种可变透镜，包括这种透镜的光学设备，以及制造这种透镜和这种设备的方法。
背景技术
透镜是能够使一种或多种波长的光聚焦(会聚或发散)的设备。术语光理解为包括可见电磁辐射和其他波长的电磁辐射。
可变(或可调)透镜是这样一种透镜，其中能够可控制地调整该透镜的一个或多个性质，例如，可以改变透镜的焦距或位置。
DE19710668描述了一种可变透镜系统40，如图1A和1B中所示。透镜系统40包括充满流体44的弹性薄膜42。通过泵46控制薄膜中流体44的压力。虚线表示透镜系统40的光轴90。薄膜42作为可变透镜，该透镜的形状(以及因此透镜光焦度(power of lens))根据流体44的压力而改变。图1A示出处于低压下的流体44，即薄膜42形成双凹透镜。图1B示出处于高压下的流体44，薄膜42形成双凸透镜。
这种系统存在许多缺点。由于薄膜表面移动，很难保持良好的光学性质并且容易受振动的影响。此外，其容易受机械疲劳的影响。控制该透镜的形状不仅取决于流体44的重力和压力，而且取决于薄膜42的弹性。因此，获得所需透镜形状的范围可能是有问题的，特别是在薄膜42的弹性随时间变化的情况下。此外，弹性薄膜通常不是气密的，导致流体随时间从该设备中蒸发。
基于电润湿设备的可变焦点透镜也是已知的。电润湿设备是利用电润湿现象工作的设备。在电润湿中，三相接触角随外加电压而改变。三相构成了两种流体和一种固体。
国际专利申请WO 99/18456描述了利用电润湿效应的可变焦点透镜。图2是这种典型光学设备的横截面视图。该设备具有密封空间92(即箱或腔)中封闭的两种不混溶的流体80、87。术语不混溶表示两种流体不混合。第一流体80是绝缘体(例如硅油)，第二流体87是导电的(例如水和乙醇的混合物)。第一流体80和第二流体87具有不同的折射率。
可以从电压源50向两个电极51、52施加电压，从而在第一流体87和电极52之间产生电场(绝缘层65防止第二电极52接触导电的第二流体)。
通过改变施加于第二流体87的电压，第一流体80和第二流体87之间的界面形状改变，从而使界面85提供的透镜功能改变。图1中的设备具有在绝缘层65之上的由亲水剂70的环所围绕的直径为D1的防水薄膜60，以定位第一流体80。
该电润湿透镜也存在许多缺点。例如，透镜形状由可变电压来限定，同时该透镜形状受绝缘层的不均匀性影响。这种构形需要相对较高的电压来改变界面85的形状。此外，绝缘层可能要经受充电(特别是在高电压下)的影响。如果绝缘层不均匀地充电，那么将导致接触角不等，从而导致非球面的透镜。此外，这种透镜不可能从正光焦度透镜变为负光焦度透镜(反之亦然)。
本发明实施例的目的在于提供一种可变透镜，其解决本文中提到或没有提到的现有技术的一个或多个问题。本发明的另一个目的在于提供包括这种透镜的光学设备，以及制造这种透镜和这种设备的方法。
发明内容
在第一方面，本发明提供了一种可变透镜，包括：箱；延伸通过该箱的光轴；该箱包含第一流体和第二流体，这两种流体在横断光轴延伸的弯月面上接触，该弯月面的周边固定地位于该箱的内表面上，这两种流体基本上是不混溶的，并具有不同的折射率；和至少一个泵，用于通过改变该箱中容纳的每一种所述流体的相对体积而可控制地改变弯月面的形状。
这两种透镜之间的弯月面作为透镜，因此通过改变弯月面的形状可以很容易地调整透镜的有效形状。由于透镜的光路中不需要机械部件，因此光路不会发生机械磨损和破损。此外，透镜形状与电压变化没有直接关系，因此使透镜不依赖于绝缘层中的充电效果。此外，该设计使制造的透镜可以从正光焦度透镜调整为负光焦度透镜(反之亦然)，从而允许宽范围的设计自由度。
在另一方面，本发明提供了一种包括可变透镜的光学设备，该透镜包括：箱；延伸通过该箱的光轴；该箱包含第一流体和第二流体，这两种流体在横断光轴延伸的弯月面上接触，该弯月面的周边固定地位于该箱的内表面上，这两种流体基本上是不混溶的，并具有不同的折射率；和至少一个泵，用于通过改变该箱中容纳的每一种所述流体的相对体积而可控制地改变弯月面的形状。
在再一个方面，本发明提供了一种制造可变透镜的方法，该方法包括：提供箱，光轴延伸通过该箱；在该箱中放置第一流体和第二流体，使这两种流体在横断光轴延伸的弯月面上接触，该弯月面的周边固定地位于该箱的内表面上，这两种流体基本上是不混溶的，并具有不同的折射率；以及提供至少一个泵，用于通过改变该箱中容纳的每一种所述流体的相对体积而可控制地改变弯月面的形状。
在又一方面，本发明提供了一种制造光学设备的方法，该方法包括以下步骤：提供可变透镜，该可变透镜包括：箱；延伸通过该箱的光轴；该箱包含第一流体和第二流体，这两种流体在横断光轴延伸的弯月面上接触，该弯月面的周边固定地位于该箱的内表面上，这两种流体基本上是不混溶的，并具有不同的折射率；和至少一个泵，用于通过改变该箱中容纳的每一种所述流体的相对体积而可控制地改变弯月面的形状。
本发明的其他目的和优点将根据随附权利要求书阐明的优选特征而显而易见。
附图说明
现在通过例子的方式，参照附图更好地理解本发明，并示出怎样实现本发明的各个实施例，在附图中：
图1A和1B示出已知可变透镜的两种不同构形的示意性横截面；
图2表示已知类型的电润湿可变透镜的示意性横截面；
图3A和3B分别表示依照本发明第一实施例的可变透镜的示意性横截面，以及由该可变透镜提供的等效光学功能元件；
图4A-4C表示依照本发明另一实施例的可变透镜的示意性横截面；
图5表示依照本发明另一实施例的可变透镜的示意性横截面；
图6表示依照本发明又一实施例的可变透镜的示意性横截面；
图7表示依照本发明另一实施例的可变透镜的示意性横截面；
图8表示依照本发明实施例的用于扫描光学记录载体的包括可变透镜的设备；以及
图9表示依照本发明实施例的包括可变透镜的可变焦点图像捕获设备。
具体实施方式
图3A示出依照本发明第一实施例的可变透镜。透镜100可被认为是由两种不同的元件形成的：由两种流体130、140之间的弯月面150形成的透镜功能元件，和用于改变该透镜功能元件的形状的泵110。
流体是响应于任何力而改变其形状的物质，其易于流动或符合流体箱的轮廓，并包括气体、液体、蒸汽、以及能够流动的固液混合物。
两种流体130、140基本上是不混溶的，即两种流体不混和。两种流体130、140具有不同的折射率。这样，由于这两种流体具有不同的折射率，因此通过沿两种流体接触面形成的弯月面150来提供透镜功能。透镜功能是弯月面150使一种或多种波长的光聚焦(会聚或发散)的能力。在该特定实施例中，假定流体130的折射率高于流体140的折射率。
这两种流体优选具有基本上相等的密度，以便使重力对透镜100的作用最小。
流体130、140密封在箱125中。在该实施例中，箱125采取纵向延伸管的形式，该管具有由内表面120限定的侧壁。光轴通过该管纵向延伸。在该特定实施例中，管是圆筒形管，具有恒定的圆形横截面面积，光轴与管轴是同轴的。额外的壁121、122在管的端部延伸以形成密封流体的箱125。箱125中沿光轴90的至少一部分壁121、122是透明的。如果需要，这些壁121、122中的一个或两个可以呈透镜形状。
两种流体130、140之间的弯月面150横断透镜100的光轴90延伸。术语横断表示弯月面与光轴相交(即其跨过光轴延伸)，且不平行于光轴；弯月面150可以以任何所需角度与光轴90相交。管的侧壁120限定了弯月面150的周边。
通常，为了将流体130、140定位在箱125的所需部分中，箱的不同区域对每种流体具有不同的可湿性，因此每种流体将被各自的区域吸引。可湿性是流体润湿(覆盖)一个区域的程度。例如，如果流体130是水，而流体140是油，那么壁122的内表面可以是亲水的，从而吸引流体130而不吸引流体140。
弯月面150的周边接触管的侧壁的表面120。弯月面的周边固定地位于表面120上。换句话说，弯月面150的周边接触表面120的位置151是固定的，即，将弯月面周边固定在该表面上。在该特定实施例中，例如在表面120从疏水变为亲水的位置151处，通过在位置151处该表面的可湿性突变将弯月面周边固定在该表面上。
弯月面150的形状由两种流体之间的压力差和圆筒的内径来确定。所示的弯月面150是凸面(从流体130的角度来观察)。
泵110与充满流体的箱125相连，用于将大量的一种或多种流体泵送到箱125或从箱125抽出大量的一种或多种流体。
在该特定实施例中，泵110用于同时增大流体130的体积并减小流体140的体积(反之亦然)，以保持箱125中两种流体的总体积相同。结果是，由于弯月面的周边固定在表面120上，所以弯月面150的形状将改变。
例如，如果向箱125添加额外的流体130，那么弯月面的形状可变得更凸，即形成由虚线150′表示的弯月面。可替换的是，如果添加额外的流体140，那么该弯月面的形状可变为由虚线150″表示的形状，即弯月面变为凹面(从流体130的角度来观察)。应该理解，通过改变箱125中流体的体积，可以将弯月面的形状从凸面变为平面、凹面。
希望弯月面的最大曲率出现在弯月面形成半球形时。但是，应该理解，可能存在弯月面移动的阈值压力，当压力变大从而克服了弯月面的固定作用时，弯月面随后移动位置。这种阈值压力取决于可湿性变化的量。
图3B表示了当流体130的折射率大于流体140时，由弯月面150提供的有效光学功能元件，即焦距为f的平凸透镜160的光学功能元件。换句话说，弯月面150有效地提供了透镜160的功能，其将平行光170(沿着平行于光轴90的方向入射到透镜上)聚焦到与该透镜相距f的焦点172。
当弯月面改变形状时(即，变为图3A中虚线150′所示的形状)，那么该有效透镜功能元件也改变，变为虚线160′所示的形状。由于弯月面150′比弯月面150更加弯曲，那么该透镜将具有更大的光焦度，即，具有更短的焦距，从而将平行光170聚焦到与该透镜距离更短的焦点172′。
在图3A所示的实施例中，通过表面可湿性变化来固定地定位弯月面150。但是，应该理解，可以使用其他技术来固定弯月面周边的位置。
例如，图4A、4B和4C示出依照本发明其他实施例的可变透镜200、220、240的横截面视图。相同的附图标记表示相似的部件。
可以将设备200的箱125想象为两个部分(125a，125b)。这两个部分125a、125b都是圆筒形管，每一个都在一端封闭。这两个部分125a和125b具有不同的圆形横截面，其中一个部分(125b)小于另一个部分(125a)。因此，在两个管接合的地方产生具有外部转角的台阶(step)。
在该特定实施例中，通过弯月面所接触的表面120的几何形状变化而将该弯月面固定在适当位置。特别是，弯月面的周边接触表面120中台阶的转角(位置151)。几何形状的突变足以固定地定位弯月面的周边。
应该理解，可以利用其他几何形状变化来固定地定位弯月面150。优选的是，弯月面所接触的位置是出现角度突变的表面。角度变化越大(例如边缘或转角越急剧或者越尖锐)，弯月面的固定作用越大，因此弯月面所经历的曲率半径的变化越大。
举例来说，图4B示出设备220，在该设备中，环形物(或环)在内表面120的一部分的周围延伸。优选的是，环形物的平面垂直于光轴90。该环形物具有三角形横截面，因此在环的内表面上形成锐角转角。弯月面接触该转角(位置151)。
图4C示出本发明的可替换实施例，其一般类似于图4B中所示的实施例。在该特定例子中，该环形物非常薄，因此该环形物的内表面实际上是一个长钉(spike)。弯月面150在该尖锐内表面(位置151)处接触该环。关于适合于固定弯月面150的位置的其他适当的几何形状变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
如果需要，可以通过改变几何形状和改变可湿性来将弯月面150固定在适当位置。例如，在图4A、4B、4C中，通过在锐角转角所在位置处箱的可湿性的突变来增强固定作用。
应该理解，能够以许多方式将流体泵送到箱125中并从箱125中抽吸出来，例如利用机械泵。图5示出本发明的可替换实施例，其中通过电润湿进行抽吸。
在图5所示的设备250中，假定由例如玻璃的亲水材料来形成限定箱125的圆筒，该箱包含两种流体。在该实施例中，第一流体130是水，而第二流体140是油。限定箱125的内表面120的上部122涂有疏水层。结果是，水弄湿玻璃，但是不会弄湿疏水涂层。因此，可湿性的变化将弯月面150的周边固定在适当位置。应该理解，由弯月面提供的透镜功能元件的圆周的性质(quality)是由沉积(或者除去，如果涂层首先涂敷到所有内表面上，那么选择性地除去)涂层的精度来确定的。
例如，可通过车床或通过光刻技术部分地除去材料层。通过许多技术，包括注塑法可获得几何形状的精确变化。
通道116连接两种不混溶的液体(水和油)。通过该通道116泵送这些液体，因此改变箱125中液体的体积，从而也改变箱中弯月面150的曲率半径。
在通道116中存在另一个弯月面112，其限定了两种液体之间的界面。利用电润湿改变该弯月面112的曲率(因此改变其位置)，结果，改变了箱125中流体的体积。通过在电极114和电极118之间施加电压来进行电润湿，从而使两种流体130、140与通道116的表面之间的三相接触角改变。
在该特定实施例中，通道116的半径远小于箱125的半径。因此，通道116中弯月面112的接触角相对较小的变化将导致箱125中弯月面150的接触角非常大的变化。通道116必须足够长以适应弯月面112的所需范围和运动。如果需要，通道116可由例如挠性管的管来形成，或者由第二圆筒(例如可放置在第一圆筒周围的较大圆筒，类似于图4中所示的布置)来形成。
图6示出依照本发明另一实施例的可变透镜300。在该特定实施例中，限定透镜的弯月面150的两种流体130、140是不混溶的，但不一定适合于电润湿。例如，第一流体130可以是氟化油，第二流体140可以是烃油。氟化油具有非常低的折射率，从而可以获得两种流体之间很大的折射率差。
通过可湿性的突变再一次将弯月面150的周边固定在适当位置。箱125的内表面的上部涂有可由烃油(例如聚乙烯)润湿的层，该内表面的其余部分涂有可由氟化油(例如特氟隆)润湿的层。通道116中存在一定体积的水135(称作“水栓”)。假定烃油140适合于电润湿，那么可以利用电润湿来移动通道中的水栓，这通过流体130和140在通道外面的相应移动来反映。因此，通过水栓135提供的抽吸作用，可改变大弯月面150的形状，由此改变透镜的光焦度。
这种透镜300是如何不需要为两种流体提供透镜作用的弯月面150以适合于电润湿的例子，这两种流体必须仅仅是不混溶的。在该例子中，流体130、140中只有一种适合于电润湿，为使用电润湿效应而提供附加流体(栓135)作为泵。但是，应该理解，如果这些流体通过例如机械泵的另一个泵的作用而移动，那么可能的液体的范围变得更大。因此，适当的设计允许在所选的流体类型中进行更宽地选择。
图7示出依照本发明又一个实施例的透镜350。该透镜350一般类似于图5中所示的透镜250。但是，在该特定实施例中，将中心柱124引入箱125中。柱124在与外部圆筒壁122相同高度(即，垂直于光轴90的相对位置)涂有疏水层122。结果固定住的弯月面150是环形。现在该弯月面没有引入光焦度，但是引入了球差。弯月面150引入的球差的程度取决于环形弯月面的曲率，球差很可能具有很宽的范围。因此，可将这种透镜用作像差校正器。
在该特殊的透镜350中，柱124采取与光轴90共轴的圆筒形式。但是，应该理解，实际上该柱也可以采取任何所需的形状，或者位于箱125中任何所需的位置。该柱124可湿性的变化不需要与表面120上的可湿性变化位于同一高度。
各种类型的泵都可用作泵110。例如，国际专利申请WO 02/069016描述了大量如何能够移动流体的方式，例如电毛细管、差压电毛细管现象(differential-pressure electro-capillarity)、电润湿、连续电润湿、电泳、电渗、介电电泳、电水动抽吸(electrohydrodynamic pumping)、热毛细管(thermocapillary)、热膨胀、电介质抽吸或可变的电介质抽吸，这些方式中的任一种都可以用于提供泵110所需的抽吸。可替换的是，泵可以是机械泵。
尽管在上面的实施例中，将管描述为圆形管(即，其具有圆形横截面)，但是应该理解，实际上，管可以具有任何所需的横截面，例如正方形、矩形或椭圆形。
同样，在上面的实施例中，将透镜描述为由两种流体形成，流体之间的界面提供透镜功能元件。但是，应该理解，实际上，该透镜可包括任何数量的流体。例如，该透镜可包括由大量水分开的两种油。因此，产生具有两个弯月面的双透镜，每个弯月面对应于水和一种油之间的界面。可以固定这两个弯月面中的每一个。通过改变每种流体各自的体积(即，通过改变管中所含的水的体积，以及管中的每种油的体积)，能够可控制地改变由这两个弯月面提供的透镜功能元件。
应该理解，本发明的可变透镜可构成需要透镜的任何光学设备的一部分。
图8示出用于扫描光学记录载体2的设备1，包括物镜系统18，该物镜系统包括依照本发明实施例的可变焦点透镜。记录载体包括透明层3，信息层4置于该透明层的一侧。通过保护层5来保护该信息层上与透明层相反的一侧，使其不受环境影响。透明层面向该设备的一侧称作入射面6。透明层3通过对信息层提供机械支撑而作为记录载体的基底。
可替换的是，透明层可以仅具有保护信息层的作用，而通过位于信息层另一侧上的一层来提供机械支撑，例如通过保护层5，或者通过连接到信息层4的附加信息层和透明层来提供机械支撑。
可以将信息按照在基本上平行、同心或螺旋轨道上设置的可光学检测的标记的形式存储在记录载体的信息层4中。这些标记可以是任何光学可读的形式，例如反射系数或磁化方向不同于其周围环境的多个凹坑或多个区域的形式，或这些形式的组合。
扫描设备1包括能够发射辐射光束12的辐射源11。辐射源可以是半导体激光器。分束器13朝准直透镜14反射发散的辐射光束12，该准直透镜将发散光束12变为准直光束15。准直光束15入射在物镜系统18上。
物镜系统可包括一个或多个透镜和/或光栅。物镜系统18具有光轴19。物镜系统18将光束17变为会聚光束20，入射在记录载体2的入射面6上。物镜系统具有适合于使辐射光束通过透明层3的厚度的球差校正。会聚光束20在信息层4上形成光点21。信息层4反射的辐射形成发散光束22，由物镜系统18将其转变为基本上准直的光束23，随后由准直透镜14将其转变为会聚光束24。分束器13通过向检测系统25透射至少一部分会聚光束24而使正向光束与反射光束分开。检测系统捕获该辐射，并将其变为电输出信号26。信号处理器27将这些输出信号变为各种其他信号。
这些信号之一是信息信号28，其值代表从信息层4读取的信息。通过信息处理单元来处理该信息信号以进行误差校正29。来自信号处理器27的其他信号是聚焦误差信号和径向误差信号。聚焦误差信号代表光点21和信息层4之间的轴向高度差。径向误差信号代表在信息层4的平面内，光点21和光点所遵循的信息层的轨道中心之间的距离。将聚焦误差信号和径向误差信号馈送到伺服电路31中，该伺服电路将这些信号变为分别控制聚焦致动器和径向致动器的伺服控制信号32。图中没有示出这些致动器。聚焦致动器控制物镜系统18沿聚焦方向33的位置，由此控制光点21的实际位置，从而使其与信息层4的平面基本上重合。径向致动器控制物镜18沿径向34的位置，由此控制光点21的径向位置，从而使其与信息层4中遵循的轨道的中心线基本上重合。图中的轨道沿垂直于图面的方向延伸。
在该特定实施例中，图8的设备还适合于扫描第二类型的记录载体，其具有比记录载体2更厚的透明层。该设备可以使用辐射光束12或具有用于扫描第二类型记录载体的不同波长的辐射光束。该辐射光束的NA可适于这种类型的记录载体。相应地，必须适合该物镜系统的球差补偿。
例如，在双层BD(蓝光盘)盘中，两个信息层位于0.1mm和0.08mm深度处；因此它们通常相隔0.02mm。当从一层到另一层重新聚焦时，由于信息层的深度差，产生大约200mλ的不需要的球差，需要对其进行补偿。这通过在物镜系统18中引入球差使这两个球差抵消来实现。
在本发明的一个实施例中，通过利用依照本发明的可变透镜，通过改变入射在物镜系统18上的光束15的准直在物镜系统18中引入球差。可以将这种可变透镜加入作为光束15的光路中的额外设备，或者该可变透镜构成透镜14的一部分(例如，透镜14是复合透镜)。通过改变可变透镜中弯月面的形状，能够根据需要将光束15从平行变为略微会聚或发散，从而引入所需的球差。
图9说明包括依照本发明可替换实施例的透镜的可变焦点图像捕获设备400。
设备400包括复合可变焦点透镜，该透镜包括多个表面形成的圆柱形管120、凸出的前透镜404和凸出的后透镜406。两个透镜和管密封的空间形成圆柱形流体箱125。流体箱125容纳第一和第二流体130和140。这两种流体沿弯月面150接触。如前所述，根据泵422供给箱的每种流体各自的体积，弯月面形成可变形状的弯月透镜。
前透镜404是高折射塑料制成的凸-凸透镜，如聚碳酸酯或环烯烃共聚物(COC)，其具有正光焦度。该前透镜的至少一个表面是非球面，以提供所需的初始聚焦特性。后透镜元件406由低色散塑料制成，如COC，并包括充当像场致平器(field flattener)的非球面透镜表面。后透镜元件的其他表面可以是平面、球面或非球面。
将消炫光阑(glare stop)416和孔径光阑418添加到透镜的前面。像素化(pixellated)图像传感器420位于透镜后面的传感器平面中，所述传感器如CMOS(互补金属氧化物硅)传感器阵列。
泵422依照图像信号的聚焦控制处理所得到的聚焦控制信号来驱动透镜，从而提供无穷和10cm之间的物体范围(object range)。
前透镜元件404优选与管形成为一个单独主体，所述管由后透镜406封闭以形成密封单元。第二透镜元件406可相对于图8中所示的元件而伸长，透镜元件406的平坦后表面可以由成角度的镜面来代替，优选成45°角，从而使图像传感器420置于透镜下面，以便减小透镜的尺寸。
前透镜404和后透镜406的内表面可以涂有保护层，以避免制成透镜的材料与流体130和140不相容。保护层也可以具有抗反射特性。
根据上面的例子，应该理解，在本发明的各个实施例中，提供了一种可变透镜，其中通过可控制地改变两种流体之间的弯月面形状可以很容易地调整该透镜的形状。由于光路中不需要机械组件，因此光路不会遭受机械磨损和破损。此外，可以具有具有正光焦度或负光焦度之间调整该透镜。

Claims (14)

1.一种可变透镜(100；200；220；240；250；300；350)，包括：
-箱(125)；
-延伸通过该箱(125)的光轴(90)；
-该箱包含第一流体(130)和第二流体(140)，所述流体在横断光轴(90)延伸的弯月面(150)上接触，该弯月面(150)的周边固定地位于该箱(125)的内表面(120)上，所述流体(130，140)实质上是不混溶的，并具有不同的折射率；和
-至少一个泵(110)，用于通过改变该箱(125)中容纳的每一种所述流体(130，140)的相对体积而可控制地改变弯月面(150)的形状。
2.如权利要求1所述的透镜，其中通过所述表面(120)的至少一个特性的变化来固定地定位该弯月面(150)的周边。
3.如权利要求2所述的透镜，其中该变化是表面(120)的几何形状变化。
4.如权利要求2或3所述的透镜，其中该变化是所述表面(120)的可湿性变化。
5.如前面任一项权利要求所述的透镜，其中泵(110)利用下面至少一个来工作：电毛细管、差压电毛细管、电润湿、连续电润湿、电泳、电渗、介电电泳、电水动抽吸、机械抽吸、热毛细管、热膨胀、电介质抽吸、或可变的电介质抽吸。
6.如前面任一项权利要求所述的透镜，其中箱(125)具有圆形、矩形或椭圆形横截面。
7.如前面任一项权利要求所述的透镜，其中该透镜进一步包括柱(124)，其在箱(125)中延伸，并接触弯月面(150)的周边，该弯月面的周边固定地位于该柱的表面上。
8.如前面任一项权利要求所述的透镜，其中该箱(125)进一步包含第三流体，该第三流体在横断光轴(90)延伸的第二弯月面上与第二流体接触，该第二弯月面的周边固定地位于箱(125)的内表面(120)上，第二流体(140)和第三流体实质上是不混溶的，并具有不同的折射率。
9.如前面权利要求8所述的透镜，其中该第三流体和第一流体(130)是相同的材料。
10.一种光学设备(1；400)，包括可变透镜(100；200；220；240；250；300；350)，该透镜包括：
-箱(125)；
-延伸通过该箱(125)的光轴(90)；
-该箱(125)包含第一流体(130)和第二流体(140)，所述流体在横断光轴(90)延伸的弯月面(150)上接触，该弯月面(150)的周边固定地位于该箱(125)的内表面(120)上，所述流体(130，140)实质上是不混溶的，并具有不同的折射率；和
-至少一个泵(110)，用于通过改变该箱(125)中容纳的每一种所述流体(130，140)的相对体积而可控制地改变弯月面(150)的形状。
11.如权利要求10所述的光学设备，其中该设备是光学扫描设备(1)，以用于扫描光学记录载体(2)的信息层(4)，该设备包括用于产生辐射光束(12，15，20)的辐射源(11)，和用于将该辐射光束(12，15，20)会聚在信息层(4)上的物镜系统(18)。
12.如权利要求10所述的光学设备，其中该设备是可变焦点图像捕获设备(400)。
13.一种制造可变透镜(100；200；220；240；250；300；350)的方法，该方法包括：
-提供箱(125)，光轴(90)延伸通过该箱；
-在箱(125)中放置第一流体(130)和第二流体(140)，使得这两种流体(130，140)在横断光轴(90)延伸的弯月面(150)上接触，该弯月面(150)的周边固定地位于该箱(125)的内表面(120)上，所述流体(130，140)实质上是不混溶的，并具有不同的折射率；和
-提供至少一个泵(110)，用于通过改变该箱(125)中容纳的每一种所述流体(130，140)的相对体积而可控制地改变弯月面(150)的形状。
14.一种制造光学设备(1；400)的方法，该方法包括以下步骤：
-提供可变透镜(100；200；220；240；250；300；350)，该可变透镜包括：
-箱(125)；延伸通过该箱(125)的光轴(90)，该箱(125)包含第一流体(130)和第二流体(140)，所述流体在横断光轴(90)延伸的弯月面(150)上接触，该弯月面(150)的周边固定地位于该箱(125)的内表面(120)上，所述流体(130，140)实质上是不混溶的，并具有不同的折射率；和
-提供至少一个泵(110)，用于通过改变该箱(125)中容纳的每一种所述流体(130，140)的相对体积而可控制地改变弯月面(150)的形状。
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