技術領域

根據示范性實施例的裝置和方法涉及變焦透鏡結構，更具體地，涉及使用光學流體的變焦透鏡結構及其制造方法。

背景技術

現代便攜式通訊設備已經發展為包括各種功能(諸如照相機功能、玩游戲功能、音樂播放功能、廣播功能、互聯網功能等以及簡單的電話功能和信息發送功能)的多用途電子設備。而且，已經進行了將更多的功能集成在便攜式通訊設備的小空間中的嘗試。在要被集成在便攜式通訊設備中的模塊當中，照相機模塊最難減小尺寸。在減小照相機模塊中的成像光學系統的尺寸上受到限制。為了獲得更好的圖像質量，自動聚焦功能、防手抖功能、縮放功能等是必需的。然而，由于尺寸限制，將這些功能添加到照相機模塊是不容易的。在照相機模塊中起到自動聚焦功能的方法的示例是使用步進電機的方法、使用音圈電機(VCM)的方法、使用液體透鏡的方法等。然而，使用步進電機的方法和使用音圈電機的方法由于尺寸限制而不適于便攜式通訊設備。此外，在通過批量工藝制造使用步進電機和VCM方法的便攜式通訊設備方面存在許多困難，因此不容易降低其制造成本。

為了避開這些問題，近來已經發展了微小的變焦透鏡結構，其具有小的厚度、其調節透鏡的焦距、并以晶圓級制造。在變焦透鏡結構中，當致動器被驅動時施加到光學流體的壓力改變，該壓力改變導致膜(membrane)變形從而改變透鏡的焦距。變焦透鏡結構通常設置在照相機模塊的前面并起到自動聚焦功能。在變焦透鏡結構中，用作透鏡的透明光學流體的輪廓改變，變焦透鏡結構的焦點改變。然而，與相鄰材料的熱膨脹系數相比，光學流體具有相對高的熱膨脹系數。因此，如果光學流體的操作溫度改變，則光學流體的形狀由于光學流體的體積的變化而變形。因而，期望發展一種變焦透鏡結構，該變焦透鏡結構具有能夠補償光學流體的由于溫度變化引起的變形的結構。

發明內容

一個或更多示范性實施例包括使用光學流體的變焦透鏡結構及其制造方法。

額外的示范性實施例將在以下的描述中部分闡述并將從該描述變得顯然，或者可以通過實踐給出的示范性實施例而習知。

根據一示范性實施例，一種變焦透鏡結構包括：框架，具有用光學流體填充的流體腔室并由含有預定流體的聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成；透明蓋，設置在框架的頂表面上從而覆蓋流體腔室；透明彈性膜，設置在框架的底表面上從而形成流體腔室的下蓋；以及致動器，設置在彈性膜上。

在示范性實施例中，光學流體和預定流體可以具有比PDMS高的熱膨脹系數。微氣泡(micro?bubble)(也就是，空腔)形成在用于形成框架的PDMS中，預定流體填充在該微氣泡中。微氣泡的直徑可以等于或小于約10μm。

根據示范性實施例，光學流體和預定流體的每個可以由不滲入PDMS的透明液體形成。光學流體和預定流體的每個可以由包括氟官能團的液體形成。例如，包括氟官能團的透明液體可以包括基于全氟聚醚(PFPE)的油。

在示范性實施例中，在PDMS中預定流體的濃度可以等于或大于約10％的重量百分比。

根據示范性實施例，框架的高度可以與光學流體的深度相同。

在其他示范性實施例中，框架的高度可以大于光學流體的深度。在這樣的示范性實施例中，透明蓋可以接觸光學流體的頂表面和框架的頂表面。透明蓋可以具有小于光學流體的熱膨脹系數。具有比光學流體小的熱膨脹系數的透明膜可以設置在光學流體的頂表面上，透明蓋可以接觸透明膜的頂表面和框架的頂表面。

根據示范性實施例，透明蓋可以由玻璃或聚合物形成。彈性膜可以由PDMS形成。致動器可以包括聚合物致動器。

其他示范性實施例包括制造變焦透鏡結構的方法。示范性實施例的方法包括：將預定流體混合到包括硬化劑的聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液中從而在PDMS溶液中形成用預定流體填充的微氣泡；半硬化包含用預定流體填充的微氣泡的PDMS溶液，然后處理該半硬化的PDMS溶液從而制造具有流體腔室的框架；將框架附接到透明蓋；用光學流體填充框架的流體腔室；以及將透明彈性膜附接到框架從而密封光學流體。

根據示范性實施例，將框架附接到透明蓋可以包括：表面處理透明蓋；將PDMS溶液涂覆在透明蓋的表面上，然后半硬化PDMS溶液；將PDMS溶液涂覆在框架的表面上，然后半硬化PDMS溶液；以及將框架附接到透明蓋。

在示范性實施例中，將透明彈性膜附接到框架可以包括：表面處理預定膜層；將PDMS溶液涂覆在膜層的一個表面上，然后半硬化PDMS溶液；將膜層上的涂層附接到框架從而密封光學流體；以及將膜層從半硬化的PDMS溶液分離。