体积可变的液体透镜的制作方法

文档序号:20214538发布日期:2020-03-31 11:38阅读:189来源:国知局
体积可变的液体透镜的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月21日提交的美国临时申请第62/734,891号的优先权,通过引用将上述申请的内容作为整体结合在此。

通过引用将于2018年2月7日提交、于2018年8月16日公布、且题为“液体透镜”的pct专利申请公布第wo2018/148283号作为整体结合在此。本文公开的各种实施方式可使用在wo2018/148283公布中描述的特征和细节。



背景技术:

本文公开的一些实施方式涉及液体透镜。

现有技术的描述

尽管已知各种液体透镜,但仍需要改善液体透镜。



技术实现要素:

本文公开了液体透镜和包括液体透镜的照相机模块。

本文公开了一种液体透镜,包括:具有体积的腔室;包含在所述腔室中的第一流体;包含在所述腔室中的第二流体;以及设置在所述第一流体和所述第二流体之间的界面。在一些实施方式中,一个或多个第一电极与所述第一流体和所述第二流体绝缘;并且一个或多个第二电极与所述第一流体电连接。所述界面的位置可至少部分地基于在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压。在一些实施方式中,窗口配置为沿光轴透射光,挠曲件配置为使所述窗口沿所述光轴轴向地移位以改变所述腔室的体积。所述挠曲件可实质上线性地从所述窗口横向向外延伸。所述挠曲件可形成在所述液体透镜的外侧上的第一凹部和所述液体透镜的内侧上的第二凹部之间。所述第二凹部可横向向外延伸得比所述第一凹部更远。

本文公开了一种液体透镜,包括:具有体积的腔室;包含在所述腔室中的第一流体;包含在所述腔室中的第二流体;以及设置在所述第一流体和所述第二流体之间的界面。在一些实施方式中,一个或多个第一电极与所述第一流体和所述第二流体绝缘,并且一个或多个第二电极与所述第一流体电连接。所述界面的位置可至少部分地基于在所述第一电极和所述第二电极之间施加的电压。在一些实施方式中,窗口元件包括:配置为沿光轴透射光的窗口;耦接至所述液体透镜的下部结构的附接部;所述窗口元件的第一侧上的第一凹部;和所述窗口元件的第二侧上的第二凹部。所述第一凹部和所述第二凹部之间的材料可提供在所述窗口和所述附接部之间延伸的挠曲件。所述第一凹部和所述第二凹部可彼此偏移(offset),从而所述窗口和所述挠曲件的移位产生比所述挠曲件上的峰值压缩应力小的峰值张应力。

本文公开了一种照相机系统,包括:液体透镜;和照相机模块。在一些实施方式中,所述照相机模块包括:成像传感器;和配置为将光引导至所述成像传感器上的一个或多个固定透镜。操作所述照相机模块可产生导致所述一个或多个固定透镜的焦距变化的热量。在一些实施方式中,所述液体透镜热耦接至所述照相机模块,从而来自于所述照相机模块的至少一部分热量被转移至所述液体透镜。被转移至所述液体透镜的热量使所述窗口挠曲,以产生至少部分地抗衡所述照相机模块中所述一个或多个固定透镜的焦距变化的所述液体透镜的焦距变化。

附图说明

图1是液体透镜的一些实施方式的截面图。

图2是具有轴向向外推动的窗口的液体透镜的一些实施方式的截面图。

图3是具有挠曲的窗口的液体透镜的一些实施方式的截面图。

图4是具有成形的窗口的液体透镜的一些实施方式的截面图。

图5是照相机系统的一些实施方式的方块图。

图6是示出设计液体透镜的方法的一些实施方式的流程图。

图7是具有耦接至挠性元件的下窗口的液体透镜的一些实施方式的截面图。

图8是具有用于上窗口和下窗口两者的挠性元件的液体透镜的一些实施方式的截面图。

图9是未挠曲配置中液体透镜窗口元件的一些实施方式的局部截面图。

图10是挠曲配置中液体透镜窗口元件的一些实施方式的局部截面图。

图11是移位配置或挠曲配置中窗口元件的一些实施方式的局部透视图,示出了其上侧。

图12是移位配置或挠曲配置中窗口元件的一些实施方式的局部透视图,示出了其下侧。

图13是移位配置或挠曲配置中窗口元件的一些实施方式的局部截面图。

图14是移位配置或挠曲配置中窗口元件的一些实施方式的局部截面图。

图15是具有上凹部与下凹部在径向或横向地向外偏移的液体透镜的一些实施方式的局部截面图。

图16是具有无独立挠曲件的窗口的液体透镜的一些实施方式的局部透视图。

具体实施方式

液体透镜可以具有配置为膨胀和/或收缩的腔洞或腔室,例如以适应(例如,液体透镜中装入的流体的)热膨胀和/或收缩。诸如通过操作与液体透镜关联的照相机模块、或者通过环境温度变化等,施加至液体透镜的热量可以导致液体透镜中的热膨胀,诸如包含在液体透镜的腔洞中的一种或多种流体的热膨胀。液体透镜可具有配置为移动、挠曲、或弯曲例如以缓和液体透镜中压力变化的窗口(例如,上窗口和/或下窗口)。在一些情况下,挠曲的窗口的曲率可改变液体透镜的光学功率,这可以使利用液体透镜产生的图像散焦、或者退化。举例来说,在一些实现方式中,部分的窗口可以(例如,以非球面的方式)偏转30微米,并且窗口的挠曲可以改变液体透镜的光学功率(例如,窗口和流体界面的组合光学功率)数个屈光度。此外,窗口的挠曲可以将光学像差(诸如,球面像差和非球面像差)引入至利用液体透镜产生的图像中。在一些情况下,挠曲的窗口可以具有非球面曲率、近似高斯曲率、三阶或四阶曲率(4thordercurvature)、或者不规则曲率。窗口的挠曲可能导致图像中的阴影,例如当使用液体透镜光学图像稳定(ois)功能时。此外,在一些情况下,窗口的挠曲可损害液体透镜的结构集成度,例如,如果对透镜施加足够的热量,则流体可以膨胀至窗口足以偏转至破裂的程度。

在一些实施方式中,液体透镜可以配置为使得窗口(例如,沿着液体透镜的光轴轴向地)移位以替代弯曲或者除了弯曲以外来适应膨胀或收缩,以便在液体透镜中减少或避免光学像差和/或散焦。挠性元件或挠曲件可以围绕窗口的外部径向向外地或周向地设置,并且挠性元件可以变形,使得窗口(例如,沿光轴或结构轴线轴向地)平移而不挠曲,或者减小或控制挠曲,以代偿液体透镜腔洞内部的体积膨胀。在一些实施方式中,窗口可以(例如,以球形方式)挠曲或弯曲,例如以小于挠性元件的量。窗口可以设计成使得由液体透镜中的热量所造成的挠曲窗口的形状产生光学功率的变化,所述光学功率的变化至少部分地抵消由相应量的热量在照相机模块中产生的光学功率的变化。窗口和挠性元件可以集成地形成,例如由玻璃材料形成。一部分材料可以例如通过蚀刻从材料的顶侧和/或从材料的底侧移除,以形成提供挠性元件的一个或多个环形凹部。上凹部可以与下凹部偏移,这可以传播和/或减小挠性元件上的应力。例如,与具有不偏移的上凹部和下凹部的液体透镜相比,使挠性元件变形的张应力可在更大的范围内传播,如本文讨论的一样。

图1是液体透镜100的示例实施方式的截面图。图1的液体透镜100,以及本文公开的其他液体透镜,可具有与在wo2018/148283中公开的液体透镜相同或者相似的特征。液体透镜可具有含有诸如极性流体104和非极性流体106之类的至少两种流体和设置在这些流体之间的界面105在内的腔洞或者腔室102。在一些实施方式中,这些流体实质上互不相溶,由此形成这些流体彼此接触的流体界面105。在一些实施方式中,这些流体不在界面105处接触,例如当膜或者其他屏障设置在这些流体之间时。在这样的实施方式中,这些流体可互不相溶或者可未必互不相溶。第一流体104可导电。第一流体可以是水溶液。第二流体106可电绝缘。第二流体106可以是油。两种流体104和106可具有充分差异的折射率,从而流体界面105在呈弯曲状时可作为透镜利用光学功率(opticalpower)来折射光。腔洞102可包括具有锥台(frustum)形状或者截锥体(truncatedcone)形状的部分。腔洞102可具有成角度的侧壁。腔洞可具有侧壁更靠近一起的窄部和侧壁更远离分开的宽部。尽管本文公开的液体透镜100可以以各种其他取向来定位,但在示出的取向中,窄部可在腔洞底端处或在腔洞底端附近,而宽部可在腔洞顶端处或在腔洞顶端附近。

可包括透明板的下窗口108可以在腔洞102下方,而可包括透明板的上窗口110可以在腔洞102上方。下窗口108和/或上窗口110可足够地透明以如本文描述的一样在用于在图像传感器上形成图像的预定范围的波长内传输光。例如,下窗口108和/或上窗口110可具有约50%、约60%、约70%、约80%、约90%、约95%、约99%、约100%、或通过列出的任意值所限定的任意范围的可见光(例如,在400nm至700nm的波长范围内)的透射率。下窗口108可位于腔洞102的窄部处或腔洞102的窄部附近,和/或上窗口110可位于腔洞102的宽部处或腔洞102的宽部附近。第一一个或多个电极112可通过绝缘材料114与腔洞中的流体绝缘。例如,第一一个或多个电极112可限定腔洞102的侧壁和/或可设置在腔洞102的侧壁上,且绝缘材料114可设置在第一一个或多个电极112上或第一一个或多个电极112的部分(例如,腔洞102内部的部分)上。第二一个或多个电极116可与极性流体104电连接。例如,第二一个或多个电极116可至少部分地设置在腔洞102内部且未被绝缘材料114覆盖。第二一个或多个电极116可与极性流体104接触。在一些实施方式中,第二一个或多个电极116可电容耦合至极性流体104。电压可施加在电极112和电极116之间以控制流体104和流体106之间的流体界面105的形状,例如以改变液体透镜的焦距。例如。图1示出具有在第一位置处(例如,其可以是对应无驱动电压的静止位置)的流体界面105的液体透镜100,而图2示出具有在第二位置处(例如,其可对应第一驱动电压值)的流体界面105的液体透镜100。液体透镜100通过改变驱动电压可产生不同量的光学功率。在一些实施方式中,液体透镜100可倾斜流体界面105,例如以实现光学图像稳定。一个或多个电极112可包括(例如围绕腔洞102周向地分布的)多重电极,从而不同的电压差可施加至液体透镜的不同部分以倾斜流体界面105,例如如图3中所示。

液体透镜100可包括可配置为变形以使窗口110(例如沿液体透镜100的对称轴和/或液体透镜100的光轴103轴向地)移动的挠性元件120,如图2中可见。在图2的实施方式中,窗口110已被轴向地向外推动距离124。例如,如果热量施加至液体透镜100,则液体透镜100的组件(例如,流体104和流体106中的一者或两者)可(例如因热膨胀而)膨胀,这可推动上窗口110轴向地向外移位距离124。如果热量施加较少,则窗口110将偏转更小距离;而如果热量施加较多,则窗口110将偏转更大距离。

挠性元件120可定位在腔洞102的边缘处、在上窗口110的周长处、和/或从上窗口110径向地或横向地向外定位。挠性元件120可绕液体透镜的光轴旋转对称。挠性元件120可延伸完整的360度并且可围绕上窗口110。在一些实施方式中,挠性元件120可由与上窗口110相同的材料(例如,玻璃材料)制成。例如,挠性元件120与上窗口110可由玻璃基板集成地形成。挠性元件120可具有小于窗口110厚度的厚度以使挠性元件120如本文讨论的一样变形。例如,挠性元件120可具有窗口110厚度的约70%、约60%、约50%、约40%、约30%、约20%、约10%、或约5%、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的厚度,尽管在这些范围外的其他值也可用于一些实现方式中。在一些实施方式中,挠性元件120是直接邻接于窗口110径向外边缘设置的挠性区域。在一些实施方式中,挠性元件120可以是比窗口110的内部薄的窗口110的外部。

在一些实施方式中,上窗口110当其移位时保持实质上平面,例如从而液体透镜100的光学功率实质上未被移位的上窗口110的形状所改变。在一些实施方式中,液体透镜100可配置为使从20℃至60℃的温度变化产生约5个屈光度、约4屈光度、约3屈光度、约2屈光度、约1屈光度、约0.5屈光度、约0.25屈光度、或更小、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的光学功率的变化,尽管其他值也可用于一些情况中。上窗口110可具有约20mm、约15mm、约12mm、约10mm、约8mm、约6mm约5mm、约4mm、约3mm、约2mm、或更小、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的直径,尽管其他尺寸也可用于一些实现方式中

参照图3,在一些实施方式中,窗口110可配置为挠曲以及可以是挠曲件或挠性元件120。窗口110可比挠性元件120挠性更差(例如,更硬或更刚性)。当挠曲时,从挠性元件120的轴向移位距离124可大于挠曲的窗口110的轴向移位距离126。(例如,在60℃或导致轴向偏转的另一适当的测量温度下)从挠曲件120的轴向移位距离124相对从窗口110的轴向移位距离126的比例可以是约1比1、约1.5比1、约2比1、约2.5比1、约3比1、约4比1、约5比1、约6比1、约8比1、约10比1、约12比1、约15比1、约20比1、约25比1、约30比1、约40比1、约50比1、约60比1、或者它们之间的任意值、或者由这些比例的任意组合所限界的任意范围,尽管一些实施方式也可产生其他的比例。窗口110的轴向移位距离126可以是挠性元件120的轴向移位距离124的约1%、约1.5%、约2%、约3%、约4%、约5%、约7%、约10%、约15%、约25%、约50%、约75%、或更多、或者它们之间的任意值、或者它们中所限界的任意范围,尽管其他配置也可实现。例如,在一些实现方式中,移位距离126可大于移位距离124。总轴向移位距离(例如,距离124和距离126的总和)相对于轴向移位距离126(即窗口110的弯曲度)的比例可以是约2比1、约2.5比1、约3比1、约4比1、约5比1、约6比1、约8比1、约10比1、约12比1、约15比1、约20比1、约25比1、约30比1、约50比1、约75比1、或更多、或者它们之间的任意值、或者由这些比例的任意组合所限界的任意范围,尽管一些实施方式也可产生其他比例。挠性元件120的弯曲度(例如,距离124)可产生比如在轴向方向上的总窗口移位(例如,距离124加距离126)的约50%、约60%、约70%、约80%、约85%、约90%、约93%、约95%、约96%、约97%、约98%、或约99%、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围,尽管其他实现方式也是可行的。

在一些实施方式中,挠性元件120和/或窗口110可配置为使窗口110的曲率是实质上曲面的、或是实质上抛物面的、或具有三阶曲率形状或二阶曲率形状。对于挠曲的窗口110而言,其他曲率形状是可行的。挠性元件120和/或窗口110可配置为使得窗口110可移位(例如,在一些实施方式中挠曲)而不向由液体透镜产生的图像引入实质上的球面像差、并且在一些情况下不向由液体透镜产生的图像引入实质上的光学像差。当在20℃和60℃之间操作时,液体透镜100可产生约1微米、约0.7微米、约0.5微米、约0.4微米、约0.3微米、约0.2微米、约0.1微米、或更小、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的波前误差(例如,在从20℃至60℃升高操作温度时引入的波前误差),尽管其他值在一些实施方式中也是可行的。

参照图4,液体透镜100可具有成形的窗口110。窗口110可具有选定的不同厚度的区域和/或不同材料的区域(例如,同心圆区域),从而窗口110在挠曲时呈现特定形状(例如,实质上球面、实质上抛物面、等等)。窗口110可具有连续改变厚度的区域。窗口110的一个或两个表面在静止时可呈弯曲状。在图4的实施方式中,窗口是平凹形,具有实质上平面的顶表面或外表面和凹形的底表面或内表面。这种配置可导致窗口110在更薄的中心区域处挠曲得更多且在更厚的外部区域处挠曲得更少。多种变体是可行的。窗口110可以是平凸形,例如具有实质上平面的顶表面或外表面和凸形的底表面或内表面。平凸形窗口110可导致更厚的中心部比窗口110的更薄的外部挠曲得更少。在一些情况下,平面的顶表面或外表面在未挠曲时、尤其是如果窗口110的材料具有接近极性流体104的折射率的折射率(例如,从而在极性流体与窗口的呈弯曲状的底表面或内表面之间的界面并未显著地折射光)可降低由窗口110引入的光学功率。在一些情况下,顶表面或外表面与底表面或内表面两者可呈弯曲状(例如,具有双凹形、双凸形、弯月面形状)。取决于所期望的窗口110的挠曲件,可使用各种不同的窗口形状。

在一些实施方式中,窗口110可挠曲且可引入光学功率以代偿当产生热量时发生在相应的照相机模块中的光学功率变化。图5示出了照相机系统200的示例实施方式。照相机系统200可包括液体透镜100,其可具有与本文公开的任意液体透镜相关描述的特征;以及照相机模块202。照相机模块202可包括成像传感器(例如,电荷耦合器件(ccd)或互补金属氧化物半导体(cmos)传感器),以及电子回路。在一些实施方式中,照相机模块202可包括一个或多个固定透镜(例如,透镜模组(lensstack))和/或一个或多个可移动透镜、或其他聚焦光学元件。在一些实施方式中,液体透镜100可用照相机模块操作以提供可变焦距和/或光学图像稳定。在一些实施方式中,操作照相机模块202比如可从电子回路和/或类似于可移动透镜的移动组件中产生热量。从照相机模块202产生的热量可被传递至液体透镜100,并可导致热膨胀。液体透镜100可(例如,通过窗口110的移位和/或挠曲来)适应热膨胀,如本文讨论的一样。

在一些情况下,来自于照相机模块202的热量可影响照相机模块202的一个或多个光学性质。例如,热量可导致照相机模块组件(例如,一个或多个固定透镜或可移动透镜)中的热膨胀。随着照相机模块202操作并产生热量,照相机模块202的光学功率可改变。例如,热量可导致热膨胀,所述热膨胀造成一个或多个透镜膨胀和/或造成安装的组件改变一个或多个透镜的位置。在一些情况下,来自照相机模块202的热量可导致照相机模块的焦距变长。这可造成由照相机模块202产生的图像的一定程度的散焦。许多光学效果可由照相机模块202的热量引起。在一些情况下,热量可导致照相机模块的焦距缩短。

如上所述,来自于照相机模块202的热量可被传递至相应的液体透镜100,并且可导致窗口110移动(例如,挠曲),这可影响液体透镜100的一个或多个光学性质。从照相机模块202转移至液体透镜100的热量的光学效果可至少部分地抵消通过照相机模块202的热量在照相机模块202中产生的光学效果。例如,如果照相机模块202中的热量导致照相机模块中一个或多个透镜的焦距变长,则相应的被转移至液体透镜100的热量可导致液体透镜的焦距缩短。如果照相机模块202中的热量导致照相机模块中一个或多个透镜的焦距缩短,则相应的被转移至液体透镜100的热量可导致液体透镜的焦距变长。液体透镜100可这样配置:如果照相机模块202中的热量导致照相机模块的光学功率改变一定量(例如,1屈光度),则相应的被转移至液体透镜100的热量导致液体透镜的光学功率以相反的相应量(例如,-1屈光度)改变。在一些实施方式中,液体透镜100中热量的光学效果可抗衡照相机模块202中相应热量的光学效果至约2%、约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约40%、或约50%、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的差异内,尽管在这些范围外的值可用于一些实现方式中。例如,产生1屈光度光学功率变化的照相机模块中热量可产生造成窗口移动以产生-0.5屈光度、-0.75屈光度、-1屈光度、-1.25屈光度、-1.5屈光度、或者它们之间的任意值的光学功率变化的液体透镜中热量。

图6是示出设计液体透镜100(例如以具有配置为抵消由照相机模块202中热量产生的光学效果的窗口110)的示例方法300的流程图。在方块302处,可操作照相机模块202以在照相机模块202中生成热量。在一些实施方式中,可从外部热源来施加热量,例如以提升照相机模块202处的环境温度。在方块304处,可随着因生成的热量所致的温度变化而监测照相机模块202的焦距和/或光学功率。针对光学功率或焦距的变化而提供图6的示例,尽管可应用类似的方法以代偿由生成的热量引起的其他光学性质的变化。在方块306处,焦距或光学功率变化的函数可针对温度变化而进行绘制。这可提供液体透镜100中期望的相应响应的指示。

在方块308处,可设计液体透镜100。在一些实施方式中,液体透镜100的各种方面可受应用参数所限,或者可在方块308之前已进行设计。在方块308处,液体透镜100的一个或多个方面(例如,窗口110和/或挠性元件120)可进行设计以导致液体透镜100至少部分地抵消随着热量被转移至液体透镜100而在方块306处绘制的光学功率或焦距的变化。在一些实施方式中,计算机建模可用于设计液体透镜100的一个或多个方面,例如以预测特定的窗口形状将如何对液体透镜100中温度变化做出回应。在一些实施方式中,液体透镜100中的温度可不同于照相机模块202中的温度。例如,一些热量可损失在环境空气中,而且液体透镜100耦接至照相机模块202的模式可影响有多少热量从照相机模块202被转移至液体透镜100。在一些实施方式中,预测的从照相机模块202至液体透镜100的热量转移可用于影响液体透镜100的设计。例如,如果相对小量的热量从照相机模块202被转移至液体透镜100,则窗口110可设计得更薄(例如,硬度较弱或刚性较弱)以便当只有相对小量的热量被转移至液体透镜100时使窗口110充分地挠曲从而提供足够的抵消的光学功率。计算机建模可用于预测或估计从照相机模块202至液体透镜100的热量转移。可进行调整以控制因热量所致的光学功率变化的液体透镜100的示例参数包括窗口110的厚度、挠性元件120的厚度、挠性元件120的尺寸和/或配置、窗口110的尺寸(例如,直径)、腔洞102的尺寸、用于窗口110和/或挠性元件120的材料、以及本文讨论的液体透镜100的其他特征。

在方块310处,液体透镜100可进行测试。在一些情况下,可制造液体透镜100并进行物理测试。例如,可连接液体透镜100和照相机模块202,并可操作照相机模块202以产生热量。包括照相机模块202和液体透镜100两者的照相机系统200的焦距或光学功率可随着热量生成并且温度升高而进行监测。在方块312处,液体透镜100的设计可选择性地进行调整,比如考虑到在方块310处的测试结果。如果随着由照相机模块生成热量而照相机系统200的焦距或光学功率改变得比期望的更多,则液体透镜100的设计可进行调整以更好地抵消照相机模块中热量的光学效果。在一些实施方式中,液体透镜100可在没有照相机模块202的情况下在方块310处进行测试。热量可施加至液体透镜,可监测光学功率或焦距的变化并与照相机模块202中光学功率或焦距的变化进行比较。在一些实施方式中,可以使用计算机建模而不是通过经验主义地测试制造的样品来测试液体透镜310。可以重复地进行方法300的各个方块。例如,可执行多轮液体透镜测试(方块310)和液体透镜设计调整(方块312)。在一些实施方式中,也可对照相机模块202做出调整或不做调整,和/或可对用于将液体透镜101耦接至照相机模块202(例如,以增加或者减少被转移至液体透镜100的热量)的安装机构做出调整。在一些实施方式中,多重照相机模块202和液体透镜100可进行测试,例如以改善测试的精确度。例如,方块302和304可执行多次(例如,20次、50次、100次、或更多次)并且方块306的绘制可组合(例如,平均化)各种结果。类似地,可制造并测试多重液体透镜,例如以改善测试的精确度。

多种变体是可行的。例如,该方法可跳过在方块306处的绘制焦距或光学功率的变化的函数。计算机建模程序可利用来自于测试照相机模块202的数据以设计推荐的液体透镜或者以生产设计参数而没有在方块306处生成绘制。在一些实施方式中,可跳过方块312,例如如果无需调整。在一些实施方式中,所有测试和设计可利用计算机建模来执行。

尽管本文讨论了与上窗口110相关的各种实施方式,但这些特征也可应用于下窗口108(例如,除上窗口110之外或代替上窗口110)。在一些实施方式中,上窗口110和下窗口108中的任一者或两者可具有挠性元件120和/或可配置为移动或挠曲,如本文公开的一样。图7示出了具有(例如,在腔洞102的窄端处或在腔洞102的窄端附近的)下窗口108的液体透镜100的示例实施方式,下窗口108耦接至挠性元件120从而下窗口108可(例如,轴向向下地)移位以适应因热量所致的热膨胀。图8示出具有挠性元件120的液体透镜100的示例实施方式,挠性元件120用于上窗口110和下窗口108两者,从而窗口108和110两者均可(例如,轴向地)移位以适应(例如,流体104和流体106的)热膨胀。下窗口108和上窗口110可配置为在相反方向上移动以响应温度变化。下窗口108和上窗口110可配置为移动相同量或不同量以响应温度变化。下窗口108可(例如,轴向地)移动上窗口110(例如,轴向地)移动距离的约50%、约60%、约70%、约80%、约90%、约100%、约110%、约120%、约130%、约140%、或约150%的距离以响应温度变化。窗口108和/或窗口110移动的距离可在窗口108和/或窗口110的最大移位部分处(例如,在弓形窗口形状的顶点处)进行测量。本文讨论的各种特征、参数、方法等可用仅用于上窗口110的挠性元件120、用仅用于下窗口108的挠性元件120、或藉由用于上窗口110和下窗口108两者的挠性元件120来实现。此外,尽管讨论了与增加腔洞或腔室102的体积以适应热膨胀相关的各种实施方式,但本文讨论的液体透镜100可配置为减小腔洞或腔室102的体积以适应(例如,因冷却温度所致的)热收缩。例如,窗口110可(例如,轴向地)移位朝向流体界面105或者进入腔洞102中,这可减小腔洞102的体积。窗口110也可朝向流体界面105向内弯曲以减小腔室或腔洞102的体积。

图9是未挠曲配置中液体透镜窗口元件的局部截面图。图10是挠曲配置中液体透镜窗口元件的局部截面图,阴影表示窗口元件的各个部分的偏转量。在图9至图10中,截面图取自窗口元件的“扇形切片”,从而约一半的窗口元件示出在局部截面图中。本文公开的窗口元件实施方式可用于上窗口110和/或下窗口108,但为了讨论的简化而通常结合上窗口110进行讨论。窗口元件可包括透明窗口110、挠性元件120、和附接部128。透明窗口110可位于中心区域处、同时挠曲件120从透明窗口110径向地或者横向地向外定位、和/或同时附接部128从挠性元件120径向地或者横向地向外定位。附接部128可位于窗口元件的外围处。附接部128可(例如,利用室温粘合技术、或激光焊接、或粘合剂、或紧固件、或任何其他适当的方式来)附接至基板或其他下部支撑结构或材料以将窗口元件定位在液体透镜100上,例如在图1至4中可见。在一些实施方式中,窗口110、挠性元件120、和附接部128包括(例如,从诸如玻璃基板之类的统一基板材料形成的)统一结构。

挠性元件120(有时也被称为挠曲件)可将附接部128耦接至透明窗口110。挠性元件120可比透明窗口110更具挠性或柔性和/或比附接部128更具挠性或柔性。挠曲件120可比透明窗口110薄和/或比附接部128薄。例如,挠性元件120的材料可具有透明窗口110和附接部128中任一者或两者的厚度132的约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、约35%、约40%、约45%、约50%、约55%、约60%、约65%、约70%、或约75%、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的厚度130,尽管其他值也可用于一些实现方式中。第一凹部134a和第二凹部134b可定位在该材料的相对侧上以在两个凹部134a和134b之间的材料处形成挠曲件120。凹部134a和凹部134b可至少部分地对称,例如具有相同的形状、深度、尺寸、和/或位置。在一些实施方式中,凹部134a可径向地或横向地与凹部134b偏移,这可以随着挠曲件120变形而横跨更大的区域内来分布力(例如,张应力),如本文讨论的一样。

在一些情况下,透明窗口110和附接部128可具有相同的厚度132,或者任一者可具有比另一者厚或者薄约1%、约3%、约5%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的厚度。例如,如在图9中可见,窗口110可具有比附接部128的厚度132小的厚度144。在一些实施方式中,窗口元件面向腔洞102的一侧(例如,上窗口110的底侧)可具有凹槽140。凹槽140可横跨部分的或者全部的透明窗口110延伸。凹部140可具有深度146,如图9中所示。在一些实施方式中,窗口元件背离腔洞102的一侧(例如,上窗口110的顶侧)可具有凹槽142。凹槽142可横跨部分的或者全部的透明窗口110延伸。凹部142可具有深度148,如图9中所示。

在一些实施方式中,凹槽140可产生在窗口110和液体透镜100的下部结构(例如,诸如聚对二甲苯之类的绝缘材料114)之间的间隙,例如结合图8的窗口110可见。间隙可阻碍挠曲件120和/或窗口110接触下部结构。间隙可提供电极116和液体透镜中的流体104之间的电连接。图8示出具有上窗口110的薄化下侧的液体透镜100的示例实施方式。截锥体结构、或者其他支撑结构可延伸直至用于窗口元件的附接部128的水平。凹槽140可阻碍挠曲件120和/或窗口110触摸截锥体结构或诸如绝缘层114(例如,聚对二甲苯)之类的液体透镜的其他下部结构的顶表面或顶端。在一些情况下,第二电极116可在截锥体结构上方的位置处、或在截锥体结构的顶表面上的位置处接触极性流体104。第二电极116可在挠曲件120正下方的位置处接触极性流体104。凹槽140可产生间隙,从而极性流体104可填充挠曲件120下的区域并接触第二电极116。在一些实施方式中,一些或者全部的挠曲件120可径向地定位在腔洞102的截锥体部分外部,如图8中可见。

在一些实施方式中,凹槽140和/或凹槽142可阻碍窗口在制造期间、在组装期间、和/或在操作期间被破坏。由于附接部128比窗口110厚,因此整个窗口元件(例如,附接部128、挠曲件120、和窗口110)可放置在表面上,从而窗口元件被附接部128支撑,同时窗口110被悬挂在该表面上方。这可阻碍窗口110受到可使液体透镜的光学质量退步的划伤或其他损害。窗口110的两侧均可凹进,这可向两侧提供保护,或者在一些情况下,只有窗口110的一侧或另一侧凹进。

多种变体是可行的。例如,在一些实施方式中,可省略凹槽140和/或凹槽142。窗口110和附接部128可具有实质上相同的厚度。液体透镜100可具有用于啮合附接部128的基柱结构或其他凸起结构,这可提升窗口远离液体透镜的下部结构。液体透镜100可具有悬挂在截锥体或腔洞102另一部分上方的挠曲件120(例如,参见图1)。在一些情况下,凹槽140和/或凹槽142可只横跨窗口的一部分延伸。凹槽140和/或凹槽142可以是环形凹槽,其可围绕窗口110的一部分。在一些情况下,凹槽140和/或凹槽142可交叠至部分的窗口110上,但并不延伸至窗口110的中心区域(例如,不延伸至窗口110传输抵达传感器以生成图像的光的部分)。

凹槽140和/或凹槽142(以及凹部134)可通过移除材料(例如,通过蚀刻、研磨、烧蚀、碾碎、或任意其他适当的模式)来形成。凹槽140和/或凹槽142可在提供挠曲件120的凹部134a和凹部134b之前或之后形成。例如,凹槽140可(例如,利用蚀刻或任意其他适当的技术)形成在玻璃板的一侧上,并且凹槽140可(例如,利用蚀刻或任意其他适当的技术)形成在玻璃板的另一侧上,同时或者顺序地。可使用掩模,从而材料仅从窗口元件的部分移除。凹部134a可(例如,利用蚀刻或任意其他适当的技术)形成在凹槽142的基底中。凹部134b可在凹槽142和/或凹部134a之前或者之后择一(例如,利用蚀刻或任意其他适当的技术)形成在凹槽140的基底中,例如在玻璃基板的另一侧上。在一些情况下,凹槽140可在凹部134b之后形成。在一些情况下,凹槽142可在凹部134a之后形成。例如,在一些实现方式中,形成凹槽140和/或凹槽142会减少凹部134b和凹部134a的深度。

挠曲件120可由与透明窗口110和/或附接部128相同的材料(例如,玻璃材料)集成地形成例如为一个集成片。可使用诸如玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、或聚合物材料之类的各种类型的透明材料。例如,透明材料可包括硅酸盐玻璃(例如,铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃)、石英、亚克力(例如,聚甲基丙烯酸甲酯(pmma))、聚碳酸酯等。窗口元件可由一片(例如,一板)具有厚度132的透明材料(例如,玻璃)形成。可移除材料以形成挠曲件120的更薄的(例如,具有厚度130)区域。可使用蚀刻、光刻、激光烧蚀、碾碎、计算机数控(cnc)碾碎、研磨、或任意其他适当的技术。令人惊讶的是,发现了薄玻璃挠曲件120可弯曲而没有破裂,例如如图10中所示,即使玻璃通常是一种脆性材料。

挠曲件120可以是围绕窗口110的环形挠曲件。一个或多个环形凹部134a至134b可形成在材料(例如,玻璃板)中。凹部134a至134b可延伸完整的360度以形成闭合形状,例如圆形,尽管也可使用诸如椭圆形、正方形、矩形或其他多边形之类的其他形状。凹部134a至134b可以是同心圆,例如具有相同的中心点但不同的半径或不同的宽度。第一凹部134a可邻接于透明窗口110定位。凹部134a的径向内部边缘可限定透明窗口110的外周长。举例来说,第一凹部134a可定位在顶侧上,而第二凹部134b可定位在底侧上。凹部134a和凹部134b之间的材料可具有厚度130。凹部134a至134b可具有实质上相同的深度。凹部134a至134b可具有实质上相同的截面形状、截面尺寸、长度、和/或深度。一个凹部134a的截面形状与另一个凹部134b的截面形状相比可以是倒置的。凹部134a至134b可具有带有呈弯曲状(例如,圆形的)侧壁的平坦基底,尽管也可使用诸如梯形截面形状、半圆形、局部椭圆形、三角形、正方形、矩形、或其他多边形形状之类的各种其他适当的形状。除了凹部134a至134b的位置的半径或宽度可变化以外,凹部134a至134b可具有相同的尺寸和形状。

图10示出处于挠曲状态的挠曲件120和透明窗口110,例如可由液体透镜100中(例如,通过将液体透镜100加热至60℃的温度导致的)热膨胀所诱导。由于挠曲件120比透明窗口110薄且更具挠性(例如,更具柔性),所以挠曲件120变形得比透明窗口110更大。挠曲件120的移位距离124可大于透明窗口110的移位距离126,如本文讨论的一样。从挠曲件120的轴向移位距离124相对于从窗口110的轴向移位距离126的比例可以是约1比1、约1.5比1、约2比1、约2.5比1、约3比1、约4比1、约5比1、约6比1、约8比1、约10比1、约12比1、约15比1、约20比1、约25比1、或者它们之间的任意值、或者由这些比例的任意组合所限界的任意范围,尽管一些实施方式也可产生其他的比例。总轴向移位距离(例如,距离124和126的总和)相对于窗口110的轴向移位距离126的比例可以是约2比1、约2.5比1、约3比1、约4比1、约5比1、约6比1、约8比1、约10比1、约12比1、约15比1、约20比1、约25比1、约30比1、约40比1、或者它们之间的任意值、或者由这些比例的任意组合所限界的任意范围,尽管一些实施方式也可产生其他的比例。

(例如,由玻璃板形成的)窗口元件可具有约25微米、约30微米、约40微米、约50微米、约60微米、约70微米、约80微米、约90微米、约100微米、约110微米、约115微米、约120微米、约125微米、约130微米、约140微米、约150微米、约175微米、约200微米、约250微米、或更大、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的厚度(例如,图9中的厚度132),尽管其他尺寸也可用于一些实施方式中(例如,用于更大或更小规模的液体透镜)。在一些情况下,附接部128和/或窗口110可具有约25微米、约30微米、约40微米、约50微米、约60微米、约70微米、约80微米、约90微米、约100微米、约110微米、约115微米、约120微米、约125微米、约130微米、约140微米、约150微米、约175微米、约200微米、约250微米、或更大、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的厚度,尽管其他尺寸也可用于一些实施方式中(例如,用于更大或更小规模的液体透镜)。窗口110可具有该板的全部厚度(例如,与附接部128的厚度132相同)、或者窗口110可具有减去凹槽140的厚度146和/或凹槽142的厚度148的厚度144。在一些实施方式中,凹槽140和/或凹槽142可具有约1微米、约1.5微米、约2微米、约2.5微米、约3微米、约3.5微米、约4微米、约4.5微米、约5微米、约6微米、约7微米、约8微米、约9微米、约10微米、约12微米、约15微米、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的相应厚度146和148,尽管也可使用其他尺寸。窗口110的厚度144可与附接部128的厚度132相同、或者与用于形成窗口元件的材料(例如,玻璃板)的厚度相同,如本文讨论的一样,或者窗口110的厚度144可低于任意这些值或范围1微米、约1.5微米、约2微米、约2.5微米、约3微米、约3.5微米、约4微米、约4.5微米、约5微米、约6微米、约7微米、约8微米、约9微米、约10微米、约12微米、约15微米、约20微米、约25微米、约30微米、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围,尽管也可使用其他尺寸。

(例如,由凹部134a和凹部134b之间的壁形成的)挠曲件120可具有约5微米、约7微米、约10微米、约12微米、约15微米、约17微米、约20微米、约25微米、约30微米、约35微米、约40微米、约50微米、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的厚度130,尽管也可使用其他尺寸。凹部134a和/或凹部134b可具有约5微米、约7微米、约10微米、约12微米、约15微米、约17微米、约20微米、约25微米、约30微米、约35微米、约40微米、约45微米、约47微米、约50微米、约55微米、约60微米、约70微米、约80微米、约90微米、约100微米、约125微米、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的深度。凹部134a和/或凹部134b可具有约20微米、约25微米、约30微米、约35微米、约40微米、约50微米、约75微米、约100微米、约125微米、约150微米、约175微米、约200微米、约225微米、约250微米、约275微米、约300微米、约325微米、约350微米、约375微米、约400微米、约425微米、约450微米、约475微米、约500微米、约525微米、约550微米、约575微米、约600微米、约650微米、约700微米、约750微米、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的宽度136,尽管也可使用其他尺寸。

(例如,向下或向内面向流体界面的)凹部134b可与(例如,向上或向外背离流体界面的)凹部134a径向地或横向地向外偏移约2微米、约3微米、约5微米、约7微米、约10微米、约12微米、约15微米、约17微米、约20微米、约25微米、约30微米、约35微米、约40微米、约45微米、约50微米、约55微米、约60微米、约70微米、约80微米、约90微米、约100微米、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围的距离138,尽管其他配置可具有在这些范围外的其他距离值。在径向的或横向的外侧上凹部134a和凹部134b之间的偏移138a可与在径向的或横向的内侧上的凹部134a和凹部134b之间的偏移138b实质上相同。在一些情况下,偏移距离138a和偏移距离138b(和/或两个凹部134a和134b的宽度136)可相差约2%、约3%、约4%、约5%、约7%、约10%、约12%、约15%、约20%、约25%、与30%、约40%、约50%、约75%、或更多、或者它们之间的任意值、或者由这些值的任意组合所限界的任意范围,尽管其他配置也是可行的。预期本公开内容包括本文讨论的和/或附图中示出的各种特征的各种方面之间的比例和对比。

图11是移位配置或挠曲配置中窗口元件的示例实施方式的局部透视图,示出其上侧。图12是移位配置或挠曲配置中窗口元件的示例实施方式的局部透视图,示出其下侧。图13和图14是移位配置或挠曲配置中窗口元件的示例实施方式的局部截面图。图11和图12仅包括窗口元件的“扇形切片”,而在一些情况下,窗口元件可具有一些或全部的旋转对称的特征。结合液体透镜100的上窗口110讨论液体透镜窗口元件,但相似的窗口元件可用作液体透镜100中的下窗口元件108。在图11至图14中,窗口110向上移位或者远离流体界面移位,例如图3中所示。图11至图14具有阴影以示出施加至处于移位状态或挠曲状态的挠曲件120的应力。当窗口110移位时,挠曲件120的部分可经历压缩应力而其他部分可经历张应力。当如图11和图12中所示的移位或挠曲时,挠曲件120具有经历压缩应力的第一区域152(例如,上侧中背离流体界面的横向向外部分)、经历张应力的第二区域154(例如,上侧中背离流体界面的横向向内部分)、经历张应力的第三区域156(例如,下侧中面向流体界面的横向向外部分)、以及经历压缩应力的第四区域158(例如,下侧中面向流体界面的横向向内部分)。在一些情况下,材料可具有不同的压缩强度和拉伸强度。例如,玻璃材料可具有相对低的拉伸强度和相对高的压缩强度。

与压缩应力相比,挠曲件120设计为在更大的区域内传播张应力。如图14中可见,例如,施加至区域156的张应力比施加至区域152的压缩应力延伸得更远到挠曲件120上(朝向图14中右侧)。此外,在图11和图12中,张应力区域156和压缩应力区域152的比较结果显示出高应力阴影延伸得更远到挠曲件120结构上。凹部134a和凹部134b之间的偏移可提供材料的主体160,主体160设置在挠曲件的与拉伸应力区域相反(例如,与图14中区域156相反)的一侧上。材料的这一主体160可作为芯轴操作,从而随着挠曲件120(例如,向上或者在从张应力区域156向芯轴主体160延伸的方向上)变形而挠曲件120开始“环绕”材料的芯轴主体160。与凹部134a和凹部134b同延的实施方式相比,随着挠曲件120变形,挠曲件120不会彻底地环绕芯轴主体160,但开始“环绕”芯轴主体160的挠曲件120可将变形和/或张应力传播得更远到挠曲件120上而没有偏移。通过在更大的区域内传播张应力,峰值张应力可减小。在一些情况下,随着挠曲件偏转,同延凹部(例如,与凹部134a和凹部134b类似,但没有偏移)可(例如,在对应152的区域中)产生实质上相等的峰值压缩应力和(例如,在对应156的区域中)产生实质上相等的峰值张应力。例如,具有同延凹部而没有偏移的挠曲件的偏转导致了在(例如,对应区域152)的压缩区域上实质上相等的峰值压缩应力和在(例如,对应区域156)的拉伸区域上实质上相等的峰值张应力,二者均高于1.744x108n/m2。通过比较,如图11至图14中具有偏离的凹部134a和凹部134b的挠曲件120的偏转(例如,在区域152上)导致了约1.744x108的峰值压缩应力和(例如在区域156上)导致了约1.65x108n/m2的峰值张应力。偏移的凹部134a和凹部134b可产生低于(例如,区域152处的)峰值压缩应力的(例如,区域156处的)峰值张应力。在一些示例中,与具有同延凹部的液体透镜相比,具有偏移的凹部134a和凹部134b、和/或芯轴主体160的液体透镜可降低峰值张应力,并且峰值张应力的降低可以是约3%、约5%、约7%、约9%、约10%、约12%、约15%、约17%、约20%、约25%、或更多、或者它们之间的任意值或任意范围。偏移的凹部134a和凹部134b可产生柔性弱于具有同延凹部的挠曲件的挠曲件120,从而对于具有偏移的凹部134a和凹部134b的实施方式而言,峰值压缩应力和峰值张应力两者均可更低。图11中的压缩区域152和拉伸区域154的对比示出张力在更大的区域内分布,峰值张应力的阴影没那么暗,并且压缩应力更为集中且具有用于峰值压缩应力的更暗的阴影。

芯轴主体160可(例如由玻璃板或其他适当材料)与挠曲件120的剩余部分、与窗口110、和/或与附接部128集成地形成。在一些实施方式中,芯轴主体160可以是与挠曲件120、窗口110、和/或附接部128不同的材料。不同的材料可通过粘合剂、激光焊接、超声焊接、或任意适当的技术耦接至挠曲件120。

上凹部134a可在径向或横向向内的方向上与下凹部134b偏移。上凹部134a和下凹部134b可交叠凹部134a或凹部134b宽度的约40%、约50%、约60%、约70%、约80%、约90%、约95%、或者它们之间的任意值、或者由它们中限界的任意范围。下凹部134b可具有比上凹部134a更大的曲率半径。比如当从顶部向下看时,环形的凹部134a和凹部134b可以是同心形状(例如,圆形)。偏移可导致挠曲件120的弯曲度分布在更大的区域内,这可减少挠曲件120所经历的峰值应力的量。

挠曲件120可包括比窗口110薄和/或比附接部128薄的桥部,如本文描述的一样。桥部可形成在两个凹部134a和134b之间。桥部可(例如,在窗口110和附接部128之间)径向地或横向地延伸。当处于未挠曲状态或未偏转状态时,桥部可以是实质上线性的。当处于挠曲状态或偏转状态时桥部延伸的方向可从与光轴垂直的方向改变不多于约1度、约2度、约3度、约5度、约7度、约10度、约12度、约15度、约20度、约25度、约30度、或者它们之间的任意值、或者由它们中限界的任意范围。桥部可从约为窗口110的厚度中间处的位置延伸至约为附接部的厚度中间处的位置。桥部和附接部128之间的连接可在横跨附接部128厚度的中点的约2%、约5%、约7%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、或者它们之间的任意值、或者由它们中限界的任意范围内。桥部和窗口110之间的连接可在横跨窗口110厚度的中点的约2%、约5%、约7%、约10%、约15%、约20%、约25%、约30%、或者它们之间的任意值、或者由它们中限界的任意范围内。桥部和附接部128之间的连接可与附接部128的上表面和下表面两者隔开。桥部和窗口110之间的连接可与窗口110的上表面和下表面两者隔开。桥部和附接部128之间的连接和/或桥部和窗口110之间的连接与上表面和下表面隔开的距离可以是约10微米、约15微米、约20微米、约25微米、约30微米、约35微米、约40微米、约45微米、约50微米、或者它们之间的任意值、或者由它们中限界的任意范围,尽管可使用其他值例如用于不同尺寸的液体透镜。

径向向内的凹部134a(例如,第一凹部134a)可形成在顶侧(例如,背离液体透镜100中腔洞102的一侧)上。径向向外的凹部134b(例如,第二凹部134b)可形成在底侧(例如,面向液体透镜100的腔洞102的一侧)上,尽管相反的配置可用于在相反方向上移位的窗口。液体透镜可配置为当窗口110向下移动或者朝向流体界面移动时管控张应力。例如,张应力会施加至区域152和区域158,而压缩应力会施加至区域154和区域156。对于具有向下移位或者朝向流体界面移位的窗口的液体透镜而言,上凹部134a可在径向或横向向外的方向上(如图15中所示)与下凹部134b偏移例如距离138,以便在更大的区域内分布张应力。因此,在一些实施方式中,上凹部134a和下凹部134b的参数(例如,横向位置)可互换。

本文公开的挠曲件120可具有任意适当数量的凹部。一些实施方式示出为具有两个凹部134a和凹部134b,尽管也可使用其它数量的凹部,在一些情况下,例如在通过引用并入的wo2018/148283公布中的特定实施方式中,这可在挠曲件120结构中产生起伏。在wo2018/148283公布中公开的各种实施方式、特征、和细节可应用于本文公开的各种适当实施方式。

图16示出无独立挠曲件120的液体透镜窗口110的示例。图16示出处于例如可由液体透镜中热膨胀诱导的挠曲位置的窗口110。挠性窗口110可在自始至终具有实质上恒定的厚度,这可以比附接部薄。图10中窗口110的轴向移位126可显著地小于图16中窗口110的轴向移位126,因为图10中挠曲件120的变形可适应显著量的膨胀。此外,图10的窗口110可以比图16的窗口110厚(例如,因为图16中整个窗口110制造得更薄且更具挠性,从而它可在没有专用挠曲件部120的情况下适应热膨胀),这可造成图10的窗口110变形得更少。如果只考虑图16的窗口110的径向向内部分(例如,具有与图10的窗口110相同半径的部分)的轴向移位,图10的实施方式仍将具有较少的窗口移位126。与图16的方法相比,窗口110传输到达光学传感器以产生图像的光的部分在图10的实施方式中变形得更少。因此,图10的实施方式可产生更少的因温度变化所致的光学功率变化。图16的窗口在挠曲时通常可具有高斯形状。图16的挠曲窗口的形状可适于四阶曲率,这可引入光学像差。图10的窗口通常可具有球面或者抛物面的形状,这可产生比图16的挠曲窗口更少的光学像差。在一些情况下,图10的挠曲窗口110的形状可适于二阶曲线。在一些情况下,刻蚀掉显著量的材料以形成图16的薄窗口例如因在蚀刻过程中的瑕疵而可导致不期望的窗口厚度变化。这些变化可导致光学像差,例如像散(astigmatism)和楔状物(wedge)等,尤其是当窗口的不同区域随着窗口挠曲而以不同的程度弯曲时。一些实施方式的窗口110可以是材料(例如,玻璃板)的全部厚度,或者仅移除(例如,蚀刻)少量材料以形成凹槽140和/或凹槽142,这可以减小或避免变化,并可以产生更好的光学质量。

尽管本公开包含某些实施方式和示例,但是本领域技术人员所要理解的是,其范围超越了具体公开的实施方式,延伸至其他替代实施方式和/或用途以及其显而易见的修改和等价体。除此之外,尽管已经示出并详细描述了实施方式的一些变化,但是基于本公开,其他修改对于本领域技术人员而言将显而易见。也预期可以做出实施方式的特定特征和方面的各种组合或子组合,并且仍然落入本公开的范围内。应当理解的是,公开的实施方式的各种特征和方面可以彼此组合或替代,以便形成实施方式的变化模式。本文公开的任何方法不必以所记载的顺序执行。因此,意图是范围不应受上述特定实施方式所限。

除非另外具体说明或在所使用的上下文中另外理解,否则条件性语言(例如其中的“可以”,“可能”,“可”或“或”等)通常意在传达某些实施方式包括某些特征、要素和/或步骤而其他实施方式不包括。因此,这种条件语言通常并非意在暗示特征、要素和/或步骤是以一个或多个实施方式所需的任意方式,或者一个或多个实施方式必须包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下确定在任何特定实施方式中是否包括或将要执行这些特征、要素和/或步骤的逻辑。本文使用的标题仅是为了读者的便利,而非意味着限制范围。

进一步地,尽管本文描述的装置、系统和方法可能易于进行各种修改和替代形式,但是其具体示例已经在附图中示出并且在本文中进行了详细描述。然而,应当理解的是,本公开不限于所公开的特定形式或方法,相反,其意在覆盖落入所描述的各种实现方式的精神和范围内的所有修改、等价体和替代形式。进一步地,与实现方式或实施方式有关的任何特定特征、方面、方法、性质、特性、质量、属性、要素等的本文公开内容可以在本文阐述的所有其他实现方式或实施方式中使用。本文公开的任何方法不必以所记载的顺序执行。本文公开的方法可以包括从业者采取的某些动作,然而,这些方法也可以包括这些操作的任何第三方指令,无论是明示还是暗示。

本文公开的范围也涵盖其任意和所有的重叠、子范围及组合。诸如“至多”、“至少”、“大于”、“小于”、“在...之间”等之类的用语包括所记载的数字。诸如“大约”或“约”之类的术语之后的数字包括所记载的数字,并应基于情况(例如,在这种情况下,例如±5%,±10%,±15%等,尽可能合理地准确地)进行解释。例如,“约3.5mm”包括“3.5mm”。在用语前加上诸如“实质上”之类的术语包括所记载的用语,并且应基于情况(例如,在这种情况下尽可能合理地)来解释。例如,“实质上恒定”包括“恒定”。除非另有说明,否则所有测量均在包括环境温度和压力在内的标准条件下进行。

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