Patent DE-112010005674-B4 (DE)
Title: Optische Linse mit fluidisch variabler Brennweite und Verfahren zum Herstellen derselben
Inventor: COSTACHE FLORENTA
IPC: G02B3/14
Filed: 2010-07-20
Granted: 2020-10-01
Abstract: Optische Linse (100-1; 100-2) mit fluidisch variabler Brennweite, die folgende Merkmale aufweist:ein abgedichtetes Gehäuse (110), das eine erste Fluidkammer (101-1, 205-1) gefüllt mit einem ersten Fluidmedium (105-1) und eine zweite Fluidkammer (101-2, 205-2) gefüllt mit einem zweiten Fluidmedium (105-2) aufweist, wobei die erste (101-1, 205-1) und die zweite Fluidkammer (101-2, 205-2) durch eine elastische Membran (120, 220) voneinander getrennt sind, wobei das erste (105-1) und das zweite Fluidmedium (105-2) unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen; undeinen Deformator (130, 230), der ausgebildet ist, die elastische Membran (120, 220) lateral innerhalb einer Pumpzone (140, 280-1, 280-2) zu deformieren, wodurch das erste Fluidmedium (105-1) lateral aus der Pumpzone (140, 280-1, 280-2) zu einer Linsenzone (150, 270) verdrängt wird und das zweite Fluidmedium (105-2) aus der Linsenzone (150, 270) zu der Pumpzone (140, 280-1, 280-2) entlang einer lateralen Richtung (111), wobei die laterale Richtung (111) parallel zu einer längeren Seite (114) des abgedichteten Gehäuses (110) ist, sodass die elastische Membran (120, 220) sich ferner in der Linsenzone (150, 270) deformiert und eine Brennweite der Linsenzone (150, 270) entlang einer normalen Richtung (112) ändert;wobei die Pumpzone (140, 280-1, 280-2) durch einen ersten Teil der ersten Fluidkammer (101-1, 205-1) und der zweiten Fluidkammer (101-2, 205-2) gebildet ist, wobei das erste (105-1) und das zweite Fluidmedium (105-2) voneinander durch eine Kombination der elastischen Membran (120, 220) und des Deformators (130, 230) getrennt sind;wobei die Linsenzone (150, 270) durch einen zweiten Teil der ersten Fluidkammer (101-1, 205-1) und der zweiten Fluidkammer (101-2, 205-2) gebildet ist, wobei das erste (105-1) und das zweite Fluidmedium (105-2) voneinander durch die elastische Membran (120, 220) getrennt sind;wobei die erste Fluidkammer (205-1) eine untere Stützstruktur (260) aufweist zum Stützen der elastischen Membran (120, 220) an einem Übergang zwischen der Pumpzone (280-1, 280-2) und der Linsenzone (270), und wobei in einem deaktivierten Zustand des Deformators (130, 230) die elastische Membran (120, 220) auf der unteren Stützstruktur (260) liegt und in einem aktivierten Zustand des Deformators (130, 230) die elastische Membran (120, 220) in der Pumpzone (280-1, 280-2) in eine Richtung deformiert ist, die weg von der zweiten Fluidkammer (101-2, 205-2) zeigt, wobei die elastische Membran (120, 220) auf der unteren Stützstruktur (260) ruht und sich hin zu der zweiten Fluidkammer (101-2, 205-2) innerhalb der Linsenzone (270) biegt; undwobei die zweite Fluidkammer (101-2, 205-2) eine obere Stützstruktur (290) aufweist und wobei in dem deaktivierten Zustand des Deformators (130, 230) die elastische Membran (120, 220) zwischen der unteren Stützstruktur (260) und der oberen Stützstruktur (290) befestigt ist, sodass in dem aktivierten Zustand des Deformators (130, 230) eine Deformation der elastischen Membran (120, 220) in einer Befestigungsregion und angrenzenden Region der elastischen Membran (120, 220) reduziert ist;bei der der Deformator (130, 230) als ein ringförmiger, isotrop deformierender Betätiger (530) ausgebildet ist, der sich innerhalb der Pumpzone (280-1, 280-2) erstreckt, und die Pumpzone (280-1, 280-2) lateral die Linsenzone (270) umgibt,wobei der isotrop deformierende Betätiger (530) elektrisch aktiviert wird und eine oder mehrere elektroaktiv defomierbare Schichten (310) aufweist, die jeweils sandwichartig zwischen leitfähigen Schichten (320) angeordnet sind, um einen Schichtstapel (300-1; 300-2; 300-2) zu bilden, der an die elastische Membran (120, 220) über eine elastische Schicht (330) angebracht ist,wobei die eine oder die mehreren elektroaktiv deformierbaren Schichten (310) aus einem elektrostriktiven Material hergestellt sind,wobei die Deformation der einen oder mehreren elektroaktiv deformierbaren Schichten (310) aktiviert wird durch Anlegen eines externen Feldes zwischen den leitfähigen Schichten (320), wodurch ein elektrostriktiver Effekt induziert wird,wobei, bei dem elektrostriktiven Effekt, die Deformation, die durch das externe Feld in dem elektrostriktiven Material induziert wird, quadratisch mit dem elektrisch angelegten externen Feld zunimmt, undbei dem die Deformation, die durch den elektrostriktiven Effekt induziert wird, isotrop über eine Ebene der einen oder mehreren elektroaktiv deformierbaren Schichten (310) auftritt.