CN1784618A - 制造一组单独的可变焦透镜的方法 - Google Patents

Abstract

制造具有单独的可变焦透镜的组件的方法，可变焦透镜包括两个电极(21、22)以及充满两种流体的流体室，两种流体由弯月面分开，弯月面的形状在电压影响下可以改变，所述方法包括以下步骤：提供具有多个通孔(14、65)的电绝缘体(60)；将导电材料施加到电绝缘体(60)的表面，以便得到电极(21、22)；用一层电绝缘材料覆盖至少一个得到的电极(21、22)；用疏水材料覆盖部分通孔(14)的内表面；部分地密封这些通孔(14)；将流体充入部分地密封的通孔(14)；完全密封通孔(14)；以及将电绝缘体(60)分成各个部分，从而每个部分构成一个完整透镜。

Description

制造一组单独的可变焦透镜的方法

技术领域

本发明涉及一种制造一组n个单独的可变焦透镜的方法，其中n≥2，并且每个可变焦透镜包括以下部分：电绝缘件，其中具有通孔，以提供穿过电绝缘件的光路，该通孔被光路中透光的盖密封；流体室，它是由通孔的内表面和盖围成，其中充满第一流体和第二流体，二者是不可混合的，并在弯月面上接触；以及第一电极和第二电极，其中在第一电极和第二电极之间施加电压时，弯月面的形状可以变化。

背景技术

可变焦透镜是公知的，光线在其中被两种流体之间的弯月面折射，弯月面的形状在电压的影响下可以改变。一般地，这种可变焦透镜包括电绝缘件，它具有两个端面以及在端面之间延伸的周向面。电绝缘件设置有在端面之间延伸的通孔，通孔用于使光线通过。通孔在两端密封，从而得到装流体的密封流体室。其中一种流体，称为第一流体，具有电绝缘性，而另一种流体，称为第二流体，具有导电性。流体是不可混合的，并且趋于形成由弯月面分开的两个流体部分。在功能上，流体具有不同的折射率。

为了施加电压，可变焦透镜具有两个电极。第一电极与第二流体分离，第二电极与第二流体直接接触，或者电容耦合。

WO 03/069380披露了一种可变焦透镜，其中通孔的内表面被疏水性流体接触层覆盖。当不施加电压时，流体接触层与第一流体的润湿性和流体接触层与第二流体的润湿性不同。由于所谓的电润湿作用，流体接触层与第二流体的润湿性在第一电极和第二电极之间施加电压的情况下可以改变。流体接触层润湿性的变化导致流体接触层与两种流体之间接触线上的弯月面的接触角变化，从而调节弯月面的形状。因此，弯月面的形状取决于所施加的电压。

根据现有技术，如上所述类型的可变焦透镜是单独制造的。在制造工艺的第一步骤形成电绝缘层，而在随后步骤中形成可变焦透镜的其它部分并连接到电绝缘件，并向电绝缘件提供两种流体。

单独制造的公知可变焦透镜的一个重要问题是，具有各个透镜不完全相同的危险，从而可能具有不同的性能。并且，这种制造可变焦透镜的方式是繁琐的，特别是考虑到这些透镜的尺寸通常在毫米范围时。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法，适合用于同时制造一个以上的可变焦透镜，从而提高可再现性并降低制造成本。此目的的实现是通过提供一种制造一组n个单独的可变焦透镜的方法，其中n≥2；每个可变焦透镜包括以下部分：电绝缘件，其中具有通孔，以提供穿过电绝缘件的光路，该通孔被光路中透光的盖密封；流体室，它是由通孔的内表面和盖围成，其中充满第一流体和第二流体，二者是不可混合的，并在弯月面上接触；以及第一电极和第二电极，其中当在第一电极和第二电极之间施加电压时，弯月面的形状可以变化；方法包括以下步骤：

提供一个电绝缘体，它具有至少n个通孔，电绝缘体的表面的一部分覆盖导电材料；

用电绝缘材料覆盖一部分导电材料；

部分地密封n个通孔；

将第一流体和第二流体充入n个部分地密封的通孔；

完全密封n个通孔；以及

将电绝缘体分成n个部分。

本发明的方法旨在同时制造多个可变焦透镜。为此，使用一个电绝缘体，它包括多个通孔，多个通孔中的至少一部分用于构成将制造的各个可变焦透镜的通孔。电绝缘体的表面覆盖导电材料，导电材料形状为并设置为构成将制造的各个可变焦透镜的第一电极和第二电极。用于构成第一电极的至少部分导电材料被电绝缘材料全部或部分覆盖。

本发明的方法还包括部分密封通孔的步骤，该步骤可以在施加电绝缘材料层的步骤之前或之后进行。作为部分密封通孔的结果，形成用于接收并容纳流体的部分密封的流体室。本发明方法的随后步骤包括用流体充填这些室，并完全密封流体室。

在执行施加电绝缘层、形成流体室、用流体充填流体室以及完全密封流体室的步骤之后，可以将得到的电绝缘体认为是可变焦透镜的阵列，其中透镜彼此连结。为了得到单独的可变焦透镜，本发明制造工艺的最后步骤包括将电绝缘体分成各个部分。可以理解的是，每个部分构成一个完整的可变焦透镜，其中包括两个电极和一个充满流体的流体室。

使用本发明方法制造的可变焦透镜包括电绝缘件，它被认为是先前电绝缘体的一部分。通常情况下，电绝缘体的表面包括两个端面，通孔在这两个端面之间延伸。因此，单个可变焦透镜的电绝缘件也具有两个端面。此外，电绝缘件包括与两个端面相互连接的周边表面。在制造工艺中，可变焦透镜的全部周边表面，仅仅在将电绝缘体分割步骤执行之后得到。

对本发明的根本理解是，不需要从电绝缘件周边表面伸出突起将电极连接到电源。相反，每个电极可以例如在电绝缘件端面上接触到。因此，可以由一个单独的电绝缘体制造多个可变焦透镜，其中在制造工艺的最后步骤将电绝缘体分割。

在执行本发明方法的优选方式中，电绝缘体包括n+z个通孔，z个通孔的每一个的内表面的至少一部分覆盖导电材料；当执行将电绝缘体分成n个部分的步骤时，z个通孔被分成至少两个孔部分。

如果按上一段落所述的方式执行该方法，则n个通孔在分割电绝缘体的步骤中保持不变，而z个通孔被分割。通常，像n个通孔一样，z个通孔在电绝缘体两个端面之间延伸。因此，当将电绝缘体分成n个部分的步骤执行之后，在此过程中z个通孔分成至少两个孔部分，孔部分变成得到的可变焦透镜的电绝缘件的部分周边表面。

可以将z个通孔内表面的导电材料连接到其余导电材料，此连接方式使得分割电绝缘体之后，覆盖一个孔部分的导电材料成为一个得到电极的部分。有利的是，z的值和z个通孔位置的选择使得到的每个可变焦透镜的周边表面包括两个孔部分，其中，一个孔部分的导电材料是第一电极的一部分，另一个孔部分的导电材料是第二电极的一部分。这种可变焦透镜的设计为在周边表面接触电极提供了可能性。因此，根据本发明，虽然全部周边表面仅仅是在执行分割电绝缘体的步骤之后得到的，但可以使电极部分地覆盖周边表面。

在执行本发明方法的另一个优选方式中，使用盖达到密封n个通孔的目的，盖至少是部分柔性的。以这种方式，可以得到可变焦透镜，其中流体室的体积可以变化。这是非常有利的，因为在这种可变焦透镜中，将流体室的体积调节到流体体积可以自动执行，从而流体室内部的压力可以保持在差不多相同的水平。在可变焦透镜工作过程中可以出现流体体积变化，例如，在温度影响下。如果流体体积的变化未被补偿，则可变焦透镜的工作受到此变化的影响，或者可以出现盖破碎。

在执行本发明方法的另一个优选方式中，流体室的内表面覆盖疏水材料，特别是在电绝缘层不能起到疏水层的作用时。通过形成具有好疏水性的流体接触层，可以保证流体接触层相对于第二流体的润湿性在施加电压时可以变化，从而得到的可变焦透镜能按预定方式起作用。

附图说明

下面将参考附图更加详细地解释本发明，附图中相同的零件用相同的参考符号表示。在附图中：

图1表示根据本发明第一优选实施例的可变焦透镜的透视图，其中透镜的四分之一被切去；

图2示意性地表示图1所示的透镜的横截面；

图3表示覆盖电极的电绝缘件的顶部透视图，这是图1所示透镜的一部分；

图4表示图3所示电绝缘件的底部透视图；

图5表示电绝缘体的顶部透视图，它构成图1所示透镜制造过程的中间产品；

图6示意性地表示一个透镜组件，包括三个图1所示的可变焦透镜；

图7表示覆盖电极的电绝缘件的顶部透视图，它是根据本发明第二优选实施例的可变焦透镜的一部分；以及

图8表示根据本发明的透镜的电绝缘件和嵌件的透视图，其中电绝缘件和嵌件的四分之一被切去。

具体实施方式

图1和2表示根据本发明第一优选实施例的可变焦透镜1。在图1中，为了清楚，切去了透镜1的四分之一。图3和4表示覆盖电极21、22的电绝缘件10，这是透镜1的一部分。

电绝缘件10具有第一端面11、相对的第二端面12以及在第一端面11和第二端面12之间延伸的周向面13。电绝缘件10具有在第一端面11和第二端面12之间延伸的通孔14。在图示的例子中，通孔14的形状是具有圆形横截面的圆柱形。并且，在图示例子中，周向面13包括四个矩形平面15和两个凹面16，其中每个凹面16延伸在两个平面15之间。在图1中，仅表示出一个凹面16，另一个凹面16是被切去的四分之一的一部分。

透镜1包括第一电极21和第二电极22，它们被施加到电绝缘件10表面上，作为包括导电材料例如镀金的铜的一层。

第一电极21覆盖第一端面11的一部分、限定通孔14的电绝缘件10的内表面17、第二端面12的一部分以及一个凹面16。第一电极21处于第一端面11上的部分形状为环绕通孔14第一端的环。第一电极21处于第二端面12上的部分可以分成四个子部分31、32、33、34，其中第一子部分31的形状是环绕通孔14第二端的环，第二子部分32的形状是环绕凹面16底侧的四分之一环，第三子部分33的形状是连接第一子部分31和第二子部分32的一个窄直路径，第四子部分34的形状是第一子部分31的一个凸出部。

第二电极22覆盖第一端面11的一部分，以及一个凹面16，即未被第一电极21覆盖的凹面16。与第一电极21处于第二端面12上的部分类似，第二电极22处于第一端面11上的部分分成四个子部分35、36、37、38，其中第一子部分35的形状是环绕第一电极21的环，第二子部分36的形状是环绕凹面16上侧的四分之一环，第三子部分37的形状是连接第一子部分35和第二子部分36的一个窄直路径，第四子部分38的形状是第一子部分35的一个凸出部。

可以理解的是，第一电极21和第二电极22在电绝缘件10上彼此不接触。因此，在第一端面11上，第二电极22环绕第一电极21并间隔一定距离，从而剩下未被覆盖的、形状像环的第一端面11的部分39。

通孔14的第二端被透光第二盖板42覆盖。在图示的例子中，第二盖板42是矩形的，第二盖板42的尺寸能够完全覆盖第二端面12。第二盖板42可以例如是玻璃。

在第一端面11侧，透镜1包括透光的第一盖板41和衬垫45，衬垫45的顶部装在第一盖板41上，并且衬垫45的底部装在第二电极22上。

在图示的例子中，衬垫45包括柔性箔，它具有产生衬垫柔性的三维结构或阶梯结构。优选地，所述箔包括导电材料，衬垫45与第二电极22之间的连接是通过焊接实现的，从而通过衬垫45将第二电极22在功能上延长了。但是，所述箔也可以包括其它材料，并且作为替代，可以采用诸如胶水或类似物，用于连接衬垫45和第二电极22。

并且，在图示的例子中，第一盖板41是矩形的，其中第一盖板41的尺寸使衬垫45的开口顶端被完全密封。类似于第二盖板42，第一盖板41可以例如是玻璃。

优选地，通过焊接分别将第一盖板41和第二盖板42装在衬垫45的顶部以及第一电极21位于第二端面12的部分上。为此，例如，第一盖板41可以例如包括金属环，作为第二盖板42和第一电极21之间的连接装置。在图2中，表示出两个焊接环形部分46、47的横截面，其中第一焊接部分46处于第一盖板41和衬垫45之间，第二焊接部分47处于第二盖板42和第一电极21之间。并且，在图2中，表示出焊接环48的横截面，它处于第二焊接部分47和第一电极21之间。

有利的是，透镜1的至少一个盖板41、42成形为透镜，即，盖板41、42中的至少一个包括凸面或凹面。以这种方式得到透镜1的默认焦点(default focus)。

下面，由在第一端被第一盖板41和衬垫45密封、在第二端被第二盖板42密封的通孔14形成的空间称为流体室50。

如图2所示，第一电极21在流体室50内的部分以及衬垫45的下部被绝缘层25完全覆盖，绝缘层25包括聚对二甲苯或其它适合的绝缘材料。并且，可以看出，绝缘层25被流体接触层28完全覆盖，流体接触层28包括疏水性材料。

在流体室50内存在两种流体51、52，二者是不可混合的，在弯月面53上接触。处于流体室50下部的第一流体51是硅油、链烷或其它适合的电绝缘流体。第二流体52处于流体室50上部，是含盐的水溶液或其它适合的导电流体。在功能上，流体51、52具有不同的折射率。

优选地，两种流体51、52的密度相同，从而透镜1的工作不受其方向的影响，换言之，透镜1的工作不受两种流体51、52之间的重力作用影响。

当第二流体52处于流体室50上部，并且第一焊接部分46未被任何层覆盖时，第二电极22通过所述焊接部分46以间接方式作用于第二流体52，其中第二电极22和所述焊接部分46通过衬垫45相互连接。当在第一电极21和第二电极22之间未施加电压时，流体接触层28相对于第一流体51的润湿性和流体接触层28相对于第二流体52的润湿性不同。由于所谓电润湿的作用，流体接触层28相对于第二流体52的润湿性在第一电极21和第二电极22之间施加电压的情况下可以改变。流体接触层28的润湿性变化导致在流体接触层28与两种流体51、52之间的接触线上弯月面53的接触角变化，从而调节弯月面53的形状。因此，弯月面53的形状取决于所施加的电压，并且透镜1可以用作可变焦透镜，因为弯月面53用于折射光线。

在根据本发明的可变焦透镜的另一个实施例中，流体接触层28可以省略，例如在绝缘层25的疏水性对于可变焦透镜的恰当功能是足够的情况下。并且，衬垫45可以直接接触第二流体52。因此，衬垫45下部不必由层25、28覆盖。

图5表示电绝缘体60的顶部透视图，它构成透镜1制造过程中的中间产品。在图中，图示的电绝缘体60的状态是形成电极21、22的导电材料已经施加在其表面上。

电绝缘体60的形状为矩形片，具有两个平行的主体表面61和连接主体表面的四个侧面62。下面将一个主体表面61称为第一端面11，而另一个主体表面61称为第二端面12。

在图示的例子中，电绝缘体60具有16个通孔14，它们用于形成由主体60制造的单个透镜1的通孔14。这里是想用电绝缘体60得到16个透镜1。并且，电绝缘体60具有10个通孔65，通孔65的四分之一用于形成由主体60制造的单个透镜1的凹面16。在实际情况下，用于形成透镜1通孔14的电绝缘体60通孔14的直径大于用于形成透镜1凹面16的电绝缘体60通孔65的直径。为了清楚，下面将形成透镜1通孔14的通孔14称为大通孔14，而形成透镜1凹面16的通孔65称为小通孔65。

在电绝缘体60中，大通孔14和小通孔65在主体60的第一端面11和第二端面12之间延伸，其中通孔14、65纵轴线基本垂直于端面11、12延伸。

电绝缘体60可以包括任何适合类型的绝缘材料，包括有机材料和无机材料。优选地，绝缘材料包括聚合物树脂，从而主体类似于一般在印刷电路板中使用的主体。因此，主体和电极可以使用印刷电路板所用的传统制造技术进行制造。例如，适于作电绝缘体60的材料是公知的FR-4材料。

下面说明以电绝缘体60为基础制造透镜1的优选方式。

如上所述，电绝缘体60包括多个通孔14、65，其中两组通孔可以是不同的，即，一组大通孔14和一组小通孔65。大通孔14和小通孔65的相对位置是，每个大通孔14正好被两个小通孔65环绕。

通孔14、65可以通过任何适合的方式形成在电绝缘体60中，例如通过钻孔。也可以通过，例如注塑成形得到电绝缘体60，其中通孔14、65已经在注塑成形过程中形成，而不需要后续单独的过程从电绝缘体60中去除材料形成。

最初，将导电材料施加在电绝缘体60的表面。这层导电材料的形状使几种类型的导电材料部分是可以区分的，每种类型的部分有其自身的形状。每部分导电材料用于构成将制造的单独的可变焦透镜1的两个电极21、22的一部分。第一类型的导电材料部分63是第一电极21的一部分，它处于电绝缘体60上，使每一个这些部分63覆盖第一端面11的一部分、大通孔14的表面17和第二端面12的一部分。在第一端面11上，部分63的形状是环绕大通孔14的环。在第二端面12上，部分63的形状是环绕通孔14的环31，在环31的外周边具有凸出部34。并且，第二类型的导电材料部分64是第二电极22的一部分，它处于电绝缘体60上，使每一个这些部分64覆盖第一端面11的一部分。部分64的形状是环35，它环绕第一类型部分63的环，并且在环35的外周边具有凸出部38。

此外，小通孔65的内表面66覆盖导电材料，连接33、37布置在小通孔65的导电材料与处于端面11、12上的导电材料部分63、64之间。

导电材料可以通过任何适合的工艺施加。在此过程中，可以是电绝缘体60的整个表面最初覆盖导电材料，然后在后续阶段去除部分导电材料，以便得到所需导电材料的图案。

制造工艺的其它步骤旨在将衬垫45的大部分连结在第二电极22表面，优选地通过焊接。优选地，避免使用单独组装衬垫45的繁琐方法。相反，可以使用装有衬垫45的载体(未在任何图中表示)，其中将整个载体和衬垫45借助衬垫45部分连结到第二电极22表面，随后去除载体。例如，铝片作为载体，衬垫45包括镍/铜。整个铝片和镍/铜衬垫45借助衬垫45焊接在第二电极22上。在制造工艺的随后阶段去除铝，例如，通过蚀刻。

整个载体和衬垫45最初可以是平的，再通过锻造工具将其整个加工，以便得到具有三维结构或阶梯结构的衬垫45，以为衬垫45提供柔性。当衬垫45具有其预计形状时，就可以将整个载体和衬垫45连接到电绝缘体60上。在制造工艺的其它步骤中施加电绝缘层25被至少施加在第一电极21覆盖大通孔14内表面17的部分以及在衬垫45的下部。电绝缘层25包括电绝缘材料，例如，诸如聚对二甲苯的电介质。

在施加电绝缘材料的过程中，可以将不需要覆盖这种材料的表面临时遮挡，从而避免电绝缘材料施加到这些表面上，例如通过可去除带。其它的选择是简单地执行将电绝缘材料施加到电绝缘体60的过程，然后去除得到的部分电绝缘层25。

在制造工艺的其它步骤，将第二盖板42装在电绝缘体60的第二端面12，优选地通过焊接，这已在上面进行了说明。

在本发明的范围内，在制造工艺中，可以为电绝缘体60的每个大通孔14提供单独的第二盖板42，但也可以将一整片装在第一电极21上，再在制造工艺的后续步骤将这一整片分成单独的盖板，在该后续步骤电绝缘体60被分成单独的部分。

在制造工艺的其它步骤，用疏水材料覆盖电绝缘层25，从而得到流体接触层28。

在制造工艺的其它步骤，将第一盖板41装在衬垫45的上侧。像第二盖板42一样，第一盖板41可以包括金属环，从而可以将第一盖板41通过焊接连接到衬垫45上。此外，可以为电绝缘体60的每个大通孔14提供单独的第一盖板41，但也可以将一整片装在衬垫45上，再在电绝缘体60分成单独部分的步骤中将这整片分成单独的盖板。

在安装两个盖板41、42之后得到限定的空间，它形成将制造的透镜1的流体室50。在制造工艺的其它步骤，流体室50装入流体51、52。如同上面已经说明的，衬垫45仅是部分连结在第二电极22上。每个衬垫45与相关第二电极22之间的连接在第二电极22的凸出部38附近中断，从而流体能自由地从凸出部38流入流体室50。因此，通过将流体51、52倒在凸出部38上、并经过衬垫45与第二电极22之间连接的开口空间使流体流入流体室50，将流体51、52装入流体室50。

应该理解的是，在上一段中说明的制造工艺的步骤后面有其它步骤，在此步骤中完成衬垫45和第二电极22之间的连接，从而将流体室50完全密封，流体51、52不可能流出流体室50。为了封闭连接，例如，可以采用本身已经公知的超声连接技术。

当完成流体室50的完全密封步骤后，电绝缘体60可被认为是一个透镜1的组件，其中透镜1沿其周边表面16彼此连结。为了得到单独的透镜1，执行制造工艺的最后步骤，即将电绝缘体60分开。在此过程中，沿分割线将电绝缘体60分成单独透镜1，图5中通过虚线68示意性地表示出其中两条。分割线68经过小通孔65，并沿彼此垂直的两个方向延伸。为了将电绝缘体60分成单独的透镜1，可以采用任何适合的技术。

应该理解的是，执行本发明方法的上述方式仅仅是一个例子。本发明包括制造诸如图示透镜1的可变焦透镜的所有工艺，即，透镜包括两个电极21、22和装有由弯月面分开的两种流体51、52的流体室50，弯月面的形状在电压作用下可以改变。透镜是由电绝缘体60制成的，电绝缘体60包括用于形成单个透镜的通孔14的多个通孔14；在电极21、22和至少电绝缘层25被施加、并且已经密封通孔14并装入流体51、52之后，电绝缘体60被分割。

这些制造工艺的步骤与将制造的透镜的设计有关。例如，在本发明范围内，透镜可包括两个衬垫45，其中一个衬垫45装在第一盖板41和第二电极22之间，另一衬垫45装在第二盖板42和第一电极21之间。当然，为了制造这种具有两个衬垫45的透镜，制造工艺不仅仅包括像上述制造工艺一样，在电绝缘体60的第一端面11侧将衬垫45连结到第二电极22的步骤，而且还包括在电绝缘体60的第二端面12侧将衬垫45装到第一电极21的步骤。

优选地，在根据本发明的方法中，透镜1各部分之间的所有连接是通过旨在形成不漏气和不漏流体连接的连接技术实现的。这些连接技术包括钎焊和熔焊技术。如果采用其它连接技术，例如，使用胶水或O形圈实现连接，则得到的连接不是彻底不漏气或不漏流体。结果，在长期使用时，流体室50中可以出现气泡，从而影响透镜1的工作。

透镜1可以用在手持设备中，例如移动电话和数字记录设备中使用的光扫描装置。

很多透镜1可以排成一行，其中透镜1的通孔14彼此对齐，从而形成变焦透镜。如图6示意地表示，透镜组件3包括三个透镜1，可以执行变焦功能。在图示的例子中，三个透镜1置于一个单独的承载基体6上。但是，也可以在透镜1的电绝缘件10的第一端面11和第二端面12的至少一个端面上具有使透镜1彼此连结的装置，从而可以得到自支撑透镜组件3。

变焦透镜以及它们的作用方式被进一步描述在未预先公开的欧洲专利申请EP02079473.1和EP02075649.0，这些申请在此作为参考文献引入。

透镜1通常用在照相机中，照相机包括图像传感器和互相连接体，互相连接体包括布置在互相连接体第一表面和第二表面上的导电轨，导电轨形状使得能够在图像传感器与可变焦透镜或者透镜组件之间建立连接到其驱动器电子元件或者接触垫。在这方面，应注意的是，具有透镜、图像传感器和互相连接体的照相机是如未预先公开的欧洲专利申请EP02078209.0公开的发明的一个可能实施例，该申请在此作为参考文献引入。

照相机可以是上述手持设备的一部分，手持设备可以进一步包括输入装置、信息处理装置和显示装置。

优选地，为了应用于手持设备中，透镜1的尺寸相当小。例如，第一端面11和第二端面12之间距离的适合值是2.5mm，通孔14的直径的适合值是4.0mm，两个相对平表面15之间距离的适合值是6.5mm。

在本发明范围内，可变焦透镜设计的细节可以偏离上述参考图1和2所示的透镜1所给出的细节。

例如，电极21、22的形状以及电极21、22在电绝缘件10上的位置可以不同。例如，电极21、22覆盖电绝缘件10的第一端面11和第二端面12的程度可以变化。

在本发明可变焦透镜的第二优选实施例中，其一部分表示在图7中，电绝缘件10的第一端面11仅仅被第二电极22覆盖。在此实施例中，第一电极21仅覆盖电绝缘件10限定通孔14的内表面17、第二端面12的一部分和一个凹面16。

有利的是，在根据第二优选实施例的透镜制造工艺中使用电绝缘体60，其中电绝缘体60的表面覆盖导电材料，覆盖端面11、12和大通孔14的内表面17的导电材料部分是连续的。在制造工艺的一个步骤中，连续部分通过在第一端面11侧大通孔14中插入旋转锥形工具中断，从而在被该工具接触时，将导电材料从内表面17与第一端面11之间的过渡位置去除。以这种方式得到透镜两个分离的电极21、22，其中电极21、22被形状像环一样的电绝缘体60表面的未覆盖部分39分开，它处于内表面17与第一端面11之间的过渡位置。

根据本发明的可变焦透镜的电极21、22可以在电绝缘件10上具有任何形状和位置，只要可以通过电极21、22施加电压使第一流体51和第二流体52之间的弯月面53的形状变化。

第一电极21和第二电极22都不必延伸到电绝缘件10的周边表面13。但是，在根据本发明的透镜实施例中，电极21、22延伸到周边表面13，例如延伸到图示的凹面16，可以在周边表面13接触电极21、22。这种可能性的一个重要优点是端面11、12可以完全被盖板41、42覆盖，从而在制造工艺中，盖板41、42可以通过将单独一片连结到电绝缘体60上，并在制造工艺随后步骤中将此片分割而形成。

盖板41、42不需要完全透明。重要的是，盖板41、42使光线能进出通孔14。

盖板41、42可以包括除玻璃以外的其它材料，例如，聚合物材料。盖板41、42可以包括几层，其中每层可以包括不同材料，并可以具有与相邻层不同的尺寸。

优选地，通孔14的形状是具有圆形横截面的圆柱形。考虑到形成通孔14的工艺以及透镜的光学性能，这是优选的。但是，这并不改变通孔14可以具有其它形状的事实。此外，根据本发明透镜的周边可以具有其它形状。优选地，周边是矩形的，从而通过沿分割直线68分割电绝缘体60可以在电绝缘体60的基础上形成透镜。然而，该周边可以具有任何其它形状，例如，可以是圆形。

电绝缘体60的小通孔65的形状可以是圆形横截面的圆柱形。这不是必要的，小通孔65可以具有其它适合的形状。

衬垫45不必要包括导电材料。例如，在流体室50部分地由第二电极22限定的设计中，第二电极22不被任何层25、28覆盖，可以建立第二电极22和第二流体52之间的直接接触，从而功能上不必延长第二电极22。

在制造工艺中，流体室50可以按照与上述说明不同的方式充入流体51、52。换言之，流体51、52不必通过衬垫45和第二电极22之间连接的开放空间充入。此外，第二电极22不必在第一端面11包括在所述充填过程起作用的凸出部38。

在图8中，表示根据本发明的透镜电绝缘件10以及中空嵌件18，嵌件18位于通孔14内部并且装在电绝缘件10上。在图示的例子中，嵌件18的内表面19沿着从第一端面11到第二端面12的方向逐渐变小。

使用嵌件18不是必需的。但是，当电绝缘体60所施加的材料导致电绝缘体60表面相当粗糙时，使用嵌件18是有益的。在这种情况下，通过嵌件18得到接收附加层的光滑表面。在这一方面要注意，通过为粗糙表面提供除了作为部分第一电极21的导电层以外的适合层，也可以得到光滑表面。

嵌件18的内表面19可以逐渐变小，如图8所示，但这不是必需的。例如，嵌件18的内径可以是恒定不变的，或者嵌件18的内表面19可以具有阶梯状外观。应该注意的是，电绝缘件10限定通孔14的内表面17也可以是逐渐变小的或具有阶梯状外观，特别是在不使用嵌件18的情况下。对于嵌件18的内表面19或限定通孔14的内表面17逐渐变小或阶梯状的透镜，弯月面53的形状以有利于透镜光学性能的方式被影响。

本领域一般技术人员清楚的是，本发明的范围并不限于上述讨论的例子，但在不偏离权利要求限定的本发明范围的情况下可以做出几种修改和变化。

下面将给出本发明几个重要的方面。根据第一重要方面，在可变焦透镜的制造工艺中，提供承载多个衬垫45的载体，其中整个载体和衬垫45借助衬垫45装在电绝缘体60上，然后去除载体。

根据第二重要方面，在可变焦透镜的制造工艺中，嵌件18位于大通孔14内并装到电绝缘体60上，其中嵌件18的表面被一部分导电材料覆盖。

根据第三重要方面，限定电绝缘体60内大通孔14和小通孔65的内表面17、66至少部分被导电材料覆盖，并且导电材料布置在第一端面11和第二端面12上。布置在第一端面11上的每部分导电材料的至少一部分35环绕大通孔14第一端，同时一方面与所述通孔14的导电材料分开，另一方面与相邻小通孔65的导电材料接触。布置在第二端面12上的每一部分导电材料与大通孔14和相邻小通孔65的导电材料接触。

根据第四重要方面，电绝缘体60中的大通孔14的形状是具有圆形横截面的圆柱形。

根据第五重要方面，电绝缘体60中的小通孔65的形状是具有圆形横截面的圆柱形。

根据第六重要方面，电绝缘体60包括聚合物树脂材料。

根据第七重要方面，可变焦透镜中第一电极21的一部分布置在电绝缘件10的第二端面12上。

根据第八重要方面，可变焦透镜的盖41、42、45中的至少一个包括刚性盖板41、42和柔性衬垫45，其中衬垫45优选地通过第二电极22连接到电绝缘件10，并且盖板41、42连接到衬垫45。

根据第九重要方面，可变焦透镜中的衬垫45包括有助于衬垫45柔性的、具有三维结构或阶梯结构的箔。

根据第十重要方面，可变焦透镜中的通孔14的形状是具有圆形横截面的圆柱形。

根据第十一重要方面，可变焦透镜中的嵌件18内表面19沿着从电绝缘件10的第一端面11到第二端面12的方向逐渐变小。

根据第十二重要方面，可变焦透镜中的透镜1的盖板41、42中的至少一个成形为透镜，即，至少一个盖板41、42包括凸表面或凹表面。

Claims (19)

1.一种制造一组n个单独的可变焦透镜的方法，其中n≥2，并且每个可变焦透镜包括以下部分：

电绝缘件(10)，其中设置有通孔(14)，用于提供穿过电绝缘件(10)的光路，通孔(14)被光路中透光的盖(41、42、45)密封；

流体室(50)，它由通孔(14)的内表面和盖(41、42、45)围成，其中充满第一流体(51)和第二流体(52)，二者是不可混合的，并在弯月面(53)上接触；以及

第一电极(21)和第二电极(22)，其中在第一电极(21)和第二电极(22)之间施加电压时弯月面(53)的形状可变化；

所述方法包括以下步骤：

提供电绝缘体(60)，它具有至少n个通孔(14、65)，电绝缘体(60)的一部分表面覆盖导电材料；

用电绝缘材料(25)覆盖一部分导电材料；

部分地密封n个通孔(14)；

将第一流体(51)和第二流体(52)充入n个部分密封的通孔(14)；

完全密封n个通孔(14)；以及

将电绝缘体(60)分成n个部分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电绝缘体(60)包括n+z个通孔(14、65)，

其中，Z个通孔(65)的每个的内表面(66)的至少一部分被导电材料覆盖；以及

当执行将电绝缘体(60)分成n个部分的步骤时，z个通孔(65)被分成至少两个孔部分。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，盖(41、42、45)至少部分地是柔性的。

4.如权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，n个通孔(14)的至少内表面覆盖疏水材料。

5.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，n个通孔(14)以不漏气和不漏流体的方式被密封。

6.n个可变焦透镜的阵列，除了将电绝缘体(60)分成n个部分的步骤以外，通过如权利要求1-5中的任一项所述方法的步骤获得。

7.一种在制造一组n个单独的可变焦透镜的方法中使用的电绝缘体(60)，其中n≥2，包括第一端面(11)、相反的第二端面(12)以及在第一端面(11)和第二端面(12)之间延伸的多个通孔(14、65)；

其中，两组通孔(14、65)是不同的；

属于第一组的通孔(14)的直径大于属于第二组的通孔(65)的直径；

限定属于第一组的通孔(14)和属于第二组的通孔(65)的内表面(17、66)至少部分地覆盖导电材料；以及

覆盖属于第二组的通孔(65)的导电材料与覆盖属于第一组的相邻通孔(14)的导电材料接触。

8.一种可变焦透镜，包括：

电绝缘件(10)，它具有第一端面(11)、相反的第二端面(12)以及在第一端面(11)和第二端面(12)之间延伸的周边表面(13)，并且具有在第一端面(11)和第二端面(12)之间延伸的通孔(14)，用于提供穿过电绝缘件(10)的光路；

密封通孔(14)两端的盖(41、42、45)；

电绝缘流体(51)和导电流体(52)，二者装在由盖(41、42、45)和限定通孔(14)的电绝缘件(10)的内表面围成的流体室(50)中，并且是不可混合的，并在弯月面(53)接触；

第一电极(21)；

将第一电极(21)与导电流体(52)分开的电绝缘层(25)；以及

第二电极(22)，它与导电流体(52)接触；

其中，在第一电极(21)和第二电极(22)之间施加电压时弯月面(53)的形状可改变；

第一电极(21)的至少一部分布置在电绝缘件(10)的内表面上；以及

第二电极(22)的至少一部分布置在电绝缘件(10)的第一端面(11)上。

9.如权利要求8所述的可变焦透镜，其特征在于，第一电极(21)和第二电极(22)中的至少一个的一部分布置在电绝缘件(10)周边表面(13)的一部分(16)上。

10.如权利要求9所述的可变焦透镜，其特征在于，第一电极(21)和第二电极(22)中的至少一个的一部分布置在其上的电绝缘件(10)的周边表面(13)的一部分(16)形状形成为限定通孔(65)的表面(66)的一部分。

11.如权利要求9或10所述的可变焦透镜，其特征在于，第一电极(21)和第二电极(22)中的至少一个的一部分布置在其上的电绝缘件(10)周边表面(13)的一部分(16)形状形成为限定通孔(65)的表面(66)的四分之一，通孔(65)形状为具有圆形横截面的圆柱形。

12.如权利要求8-11中的任一项所述的可变焦透镜，其特征在于，第一电极(21)的一部分布置在电绝缘件(10)的第一端面(11)上，第二电极(22)布置在电绝缘件(10)的第一端面(11)上的部分环绕第一电极(21)布置在电绝缘件(10)的第一端面(11)上的所述部分。

13.如权利要求8-12中的任一项所述的可变焦透镜，其特征在于，盖(41、42、45)是部分地柔性。

14.如权利要求8-13中的任一项所述的可变焦透镜，其特征在于，还包括中空嵌件(18)，它位于通孔(14)内，并装在电绝缘件(10)上。

15.一种起到变焦透镜功能的透镜组件，包括如权利要求8-14中的任一项所述的至少两个可变焦透镜，其中，可变焦透镜的通孔(14)彼此对齐。

16.照相机，包括如权利要求8-14中的任一项所述的可变焦透镜或者如权利要求15所述的透镜组件。

17.如权利要求16所述的照相机，其特征在于，还包括图像传感器和互相连接体，其中，互相连接体包括布置在互相连接体第一表面和第二表面上的导电轨，并且导电轨的形状使图像传感器和可变焦透镜或透镜组件之间与驱动器电子元件或接触垫建立连接。

18.手持设备，包括如权利要求16或17所述的照相机，还包括输入装置、信息处理装置和显示装置。

19.扫描记录载体的光扫描设备，包括如权利要求8-14中的任一项所述的可变焦透镜。

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