[發明專利]設置有連接片的光學結構和用于制造該光學結構的方法

有效

• 申請號: 201480030206.7
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN105556372B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 弗蘭克·維佩曼;安德烈亞斯·賴曼;尼古拉斯·蘭格;安德烈亞斯·布羅伊爾
• 申請（專利權）人: 弗勞恩霍夫應用研究促進協會
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

本發明描述一種具有光學結構、連接片和靜電致動器的設備，所述靜電致動器具有懸臂式電極，其中連接片將光學結構與用于承載的結構連接，并且靜電驅動器構成用于使光學結構轉向。

技術領域

本發明涉及一種具有光學結構和連接片的設備，所述連接片將光學結構與用于承載的結構連接，其中光學結構能夠實施關于參考平面的運動并且也描述用于該設備的可行的調節。

背景技術

由可硬化的材料構成的光學結構、例如從DE 102009055080 A1中已知的光學結構，在環境溫度變化的情況下變化其特性。因此在溫度變化的情況下聚合物透鏡改變其擴展，使得光學透鏡的折射率和曲率同樣變化。這會引起光學設備、例如攝像機或者投影器提供變化的圖像拍攝質量和/或圖像重現質量。

為了補償變化的圖像重現質量和/或圖像拍攝質量，再調節插入在光學設備中的透鏡和/或透鏡組，以便補償光學設備的焦距的熱致變化。為此使用致動器、例如振動圈驅動器、壓電馬達驅動器或者其它的馬達驅動的驅動器。也使用液體透鏡，所述液體透鏡實現了透鏡曲率的變化。然而該方法始終需要主動地調節光學系統的焦距。

由于光學部件的制造過程中的波動，部件的參數、具體來說透鏡的焦距波動。如果所述部件與其它的部件接合為更復雜的構造，那么可能不能夠實現組件、例如物鏡的目標參數。為了保證最佳的功能，所述部件必須在進行接合之后重新調節，以便保證各個部件的最佳的定向從而保證對由于所出現的制造和接合公差而存在的不精確性的補償。調節的主要目的例如是使透鏡或者透鏡堆的圖像平面關于預設的圖像平面最佳地定向，在所述預設的圖像平面中存在至少一個光電子圖像轉換器、即所謂的成像器。

透鏡或者透鏡組、例如物鏡被裝入在一個或多個殼體部件中，所述殼體部件此外具有外螺紋。具有相應的內螺紋的保持裝置能夠插入到一個或多個殼體部件中，其中設定特定的間距、大多數情況是最佳的焦點位置。在進行調節之后必要時進行位置的固定，例如通過粘膠，所述粘膠此外能夠構成為是UV硬化的。以這種途徑經由待分開引入的且僅為了該步驟而構成的附加的設備調節總光學結構。

為了實現自動聚焦功能此外使用音圈馬達。這些音圈馬達由多個單一部件構成并且尤其是能夠不以晶片級工藝制造。

發明內容

根據接下來描述的實施例的第一方面，實現一種光學設備，所述光學設備能夠以自調節的方式并且與其它的致動設備無關地克服因溫度變化引起的光學特性的變化。設備能夠小型化并且以晶片級工藝制造，使得可實現更小的結構尺寸和/或更小的制造成本。設備根據該方面例如能夠補償制造公差和/或能夠通過引發熱量在光學的總系統運行時實現可變的聚焦，使得替代其它進行聚焦的機械的構件。

根據第一方面，設備包括具有至少兩個連接片的光學結構，所述連接片構成用于實現光學結構關于參考平面的運動。根據第一方面，方法包括將連接片構成為，使得所述連接片實現設置在其上的光學結構的運動，所述運動克服光學結構的光學特性的熱致變化。

根據第一方面利用：通過使用在連接片中同時出現的熱致機械變化，能夠補償光學結構的例如聚合物元件的熱致變化，以便克服光學結構的光學特性的變化。

根據一個實施例，連接片單層地或者單層片地構造。在這種情況下，連接片能夠由與懸掛在連接片上的光學結構相同的材料構成，這實現了更簡單的制造。所述材料與圍繞光學結構的用于承載的結構相比能夠具有更高的熱膨脹系數，這在溫度提高的情況下引起光學結構在沿著光軸的方向運動。光學結構的運動方向通過連接片的拱起部限定，所述拱起部位于光學結構的光軸所位于的平面中。

根據一個替選的實施例，連接片多層地或者多層片地構造，這實現了連接片的直的、不拱起的實施方案，并且連接片材料的組合與環繞的用于承載的結構的熱膨脹系數無關地形成，在所述用于承載的結構上安置有連接片，這是因為連接片的彎曲因連接片材料的不同的熱膨脹系數而進行。當層非連續地并且在多于兩個層片中設置時，也能夠實現層材料的機械和光學的特性的解耦。