[發(fā)明專利]透明光學裝置元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310419470.7
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103558654A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 拉爾斯·亨里克森
• 申請（專利權）人: 珀萊特公司
• 主分類號: G02B3/14
• 分類號: G02B3/14;G02B26/02
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立;王萍萍

技術領域

本發(fā)明涉及包含可變形透鏡體的透明光學裝置元件。另外，本發(fā)明涉及用于制備該透明光學裝置元件的聚合物或預聚物混合物。本發(fā)明也涉及用于制備如可調式光學透鏡的透明光學裝置元件的聚合物或預聚物混合物的用途。本發(fā)明也涉及一種改變可變形透鏡體的折射率(RI)的方法以及一種制備透明光學裝置元件的方法。

背景技術

在不斷增長的大量的應用領域中如在移動電話、便攜式電腦和網絡攝像頭等中，對低成本、高容量的微型透鏡的需求逐漸增長。僅移動電話中的攝像頭的普遍使用就提供了數(shù)以百萬計的透鏡市場。另外，市場上對該微型透鏡方案的需求不斷增長，因此對于提供如快速自動聚焦或變焦的先進功能的可調透鏡的需求不斷增長。本發(fā)明涉及在研究具有先進功能的可調透鏡中產生的問題的解決方案。

US20110038625公開了一種相當復雜的自適應透鏡，其包括至少一個致動器和一個透鏡，該透鏡和致動器機械地耦合以便致動器增能調節(jié)透鏡的焦點。致動器可能包括多層堆疊的機電聚合物(EMP)層，該層具有電極，該電極配置成施加穿過每一個EMP層的電場。致動器可能是可操作的以移動透鏡和/或使透鏡變形，為的是調節(jié)透鏡的聚焦性能。在一些實施例中，致動器為環(huán)狀，其支撐環(huán)的內徑內的透鏡。在其他的實施例中，致動器可能被以直接的方式或通過透鏡結構的另一元件機械地耦合到可變形透鏡的表面。這種可調透鏡組件似乎相當復雜，其包括數(shù)個由不同材料組成的活動部件。透鏡體或透鏡結構本身據(jù)說是通過使用模具成型制備的，在模具中它能夠被固化。當固化后，將透鏡結構從模具中取出并將致動器安裝在透鏡結構的一側或兩側。

像在US20110038625中，在聚合物透鏡的制造中使用復制品通過熱固化或UV固化成型是很常見的，其中透鏡體以單片制成并隨后從模具中取出用以安裝于所需裝置內，通常通過使用某種固化劑。這被認為是不方便的和勞動密集型的技術方法且不利于數(shù)以百萬計的可調微型透鏡的快速生產。

當必須將一種新材料引入透鏡組件內，同時保持透鏡組件的光學和機械特性，通過使用固定劑或粘合劑如膠水時遇到若干個技術問題。通過實施例的方法固定劑必須具有與透鏡折射率相匹配的折射率以避免光擾動。此外，固定劑必須與透鏡組件的其他部件和材料在化學方面、光學方面和機械方面相容。保持透鏡體和可調透鏡組件的其他部件的彈性和柔韌性也是必要的，并且相應地固定劑與組件的其他柔性部件必須一樣柔軟和柔韌。如果不符合這些要求，透鏡組件的不同部件之間的張力將會增加，如固定劑、玻璃表面、致動器和/或透鏡體之間，即具有非理想剛度的所有部件之間。

通過使用固定劑還面臨的另一個問題是另一組分的熱膨脹，當透鏡組件暴露于不同溫度時引起透鏡組件內會的張力，固定劑通常會具有與透鏡組件的其他組分不同的熱膨脹系數(shù)。眾所周知特別是由諸如玻璃、硅、聚合物和金屬這樣的具有大的熱膨脹差異的材料組合而成的雜化材料，由于不同材料間熱膨脹差異大，因而在操作過程中和制造過程中(其中使用高溫特別是在將透鏡組件安裝于最終裝置內的過程中)都將面臨問題。相應地，引入另外的元件將會增大該問題。在這方面，值得一提的是WO2010/005315公開了用于降低緊湊型可調光學透鏡中的熱效應的方法和裝置。

如果要引入諸如固定劑的另一組分，這將需要使工藝更加復雜并可能更慢的另外的加工步驟。另外，必須控制硬化和固化時間以獲得具有理想光學和機械性能的合格的透鏡組件。

因此，需要不使用固定劑的透鏡組件工藝。

已經開發(fā)出了不同的其他類型的改良的可調透鏡并在例如以下的專利申請中：NO20064271、WO2010/005315、WO2008/100154和WO2008/044937進行了描述。

根據(jù)WO2010/005315的緊湊型可調透鏡被認為是特別有吸引力的透鏡。這種可調光學透鏡包括被限制于空腔內的可變形透鏡體，該空腔被由剛性側壁和附加的透明底板支撐的柔性玻璃表面限定。此外，在側壁和透明底板邊緣之間有開口，并且透鏡體和側壁四周有相應的開口。另外致動器被設置于柔性玻璃表面上以使透鏡體變形，因此能夠調節(jié)焦距。

上述的透鏡設計需要一種被空氣(與腔體的側壁沒有實體接觸)部分包圍的柔性聚合物。當制造該透鏡時所面臨的另一問題是如何使這樣一個(平的)柱面形狀的可變形聚合物成形。