具有电阻性弧的电活性透镜制造技术

某些示例性实施例可以提供一种系统、机器、设备、制品、电路、物质成分和/或用户接口，其包括和/或涉及可调电光透镜设备，该可调电光透镜设备包括第一衬底和第二衬底，该第一衬底包括第一电极层，该第一电极层包括形成第一电阻性分压器网络的第一多个环形电极，该第二衬底包括第二电极层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电阻性弧的电活性透镜附图简述参考所附的示例性绘图，通过本文提供的对某些示例性实施例的非限制性、非穷尽性描述，将更容易理解各种潜在的、可行的和/或有用的实施例，在附图中：图1是示例性电活性透镜(electro-activelens)1000的透视图；图2是示例性电活性设备2000的视图；图3是示例性电活性设备3000的视图；图4是示例性电活性设备4000的视图；图5是示例性电活性设备5000的视图；图6是示例性电活性设备5000的视图；图7是示例性电活性设备7000的视图；图8是示例性电活性设备8000的视图；图9是示例性电活性设备9000的视图；图10是示例性电活性设备10000的视图；以及图11是示例性电活性设备11000的视图。描述电活性透镜是一种光学设备，它能响应电信号而修改光的波前(wavefront)，以形成光焦度(opticalpower)可变的透镜。这种透镜可以利用双折射材料(诸如，液晶(“液晶”))来实现其折射率的梯度。这种LC透镜的设计可以基于各种架构，诸如在透明衬底内制作的、在透明衬底上制作的和/或在透明衬底上与透明衬底一起制作的相息图浮雕图案、填充有可变折射率双折射材料的透镜形腔、和/或在衬底上生长、沉积、应用和/或蚀刻的图案化透明电极结构。在最后一个示例中，用于柱面透镜的基本同心、透明和/或环状电极和/或线性电极(其最通常是使用铟锡氧化物(ITO)构建的和/或基本上被绝缘体和/或ITO中的间隙分隔开的)可用于跨液晶层产生电场梯度。该电场可以产生折射率的梯度，如果适当地建立，这可以引起设备中的透镜作用。增加设备中电极的数量可以在整个透镜上给出高分辨率梯度折射率分布，并且随后可以产生更平滑的光波前，提高了光学性能。然而，增加电极数量又会使设备更加复杂，潜在地需要更精细的特征和/或更多的输入和/或供电和/或电压源连接/导体，这可以是不透明和/或降低设备的光学性能。这个问题的潜在解决方案是与电极数量相比显著减少电压源连接的数量，例如通过使用电阻性链路将相邻电极连接在一起、和/或跨几个电极离散地分布在两个电压源连接之间的电压。示例电阻性链路设计出现在以下美国专利文件中，其中的每一个专利文件既以其整体又以与设计、制造和使用电活性透镜(通常更具体地是电极、电压源连接和电阻性链路)相关的那些部分并入本文：美国专利9,470,937；7,532,303；8,154,804；9,280,020。对于某些电阻性链路设计，在电极之间提供足够高的电阻可能是一项挑战。无法在电极之间提供足够的电阻会降低光学性能，这可能是由于跨电极的电压分布离散化的减少而导致的。在为多个电极供电的电压源连接之间串扰增加是普遍的。串扰会有效地降低设备的有效光焦度和/或增加设备的电功率消耗。电阻性链路可以至少间接地将电压源连接彼此电连接，因此在这些电压源连接之间可以有相当大的电流流动。电流越大，在期望的时间段内操作该设备所需的能量就越大。增加电极之间的电阻可有助于缓解这些挑战。一种可能的方法是使用高电阻材料来链接被电极材料中的间隙和/或绝缘体分开的电极。然而，这会向液晶设备增加额外的层，这可能需要进一步的光刻处理和/或薄膜沉积，这又会增加制造复杂性和/或成本。某些示例性实施例可以提供一种通过利用专用几何形状在单个导电层中产生高电阻链路的方法。在某些示例性实施例中，可以通过将电阻性链路形成为(在此定义的)薄的“螺旋形(spiralesque)”弧而使电阻性链路对光学质量和/或波前畸变的影响最小化，该弧定向为基本平行于相邻的且基本同心和/或环状的电极的结构，基本平行于这些电极之间形成的间隙，与这些电极基本在同一平面内，和/或基本填充这些电极之间间隙的重叠部分之间的区域。因此，沿着从电极层和/或电极的近似中心延伸到液晶透镜的外周或周界的几乎任何半径，该半径可以基本垂直地与相邻电极、这些电极之间的间隙以及连接邻近电极的一个或更多个螺旋电阻性弧相交。潜在地取决于邻近电极之间的间隙重叠部分的尺寸，这种电阻性弧设计的尺寸可以足够长、足够薄和/或足够浅，以允许电极之间的电阻大幅增加，这可以减少液晶透镜和/或设备的串扰和/或功耗。图1是示例性基本薄的、圆形的和/或盘状的电活性透镜1000的透视图，并且示出了基本透明的、不导电的、薄的、圆形的和/或盘状的衬底1100，在其上有基本同心的、环形的、环状的、导电的和/或电阻性的电极1200，这些电极1200被基本同心的、环形的和/或环状的不导电的间隙和/或绝缘体1300分隔开。电极1200可以由沉积在衬底1100上的ITO形成。可以通过没有这种ITO沉积、将ITO蚀刻掉直至衬底1100为止和/或使绝缘材料沉积来形成间隙1300。图1示出了在本申请的大多数或所有附图中使用的X-Y-Z坐标系的取向，其中基本上环状的电极1200基本上在X-Y延伸平面中延伸，并且在衬底1100上沿Z方向分层。图2是在Z方向上观察示例性电活性设备2000的视图，并且显示(在该放大级别下会出现的)多个环状电极2200，这些环状电极2200基本上由(在该放大级别下会出现的)多个基本上环状的不导电的间隙2300分隔开。电压源连接2700连接到某些电极2200。例如，电压源连接2720、2740和2760分别连接到电极2220、2240和2260。在图2所示的示例性实施例中，电阻性弧2400被提供用于+1.00屈光度(“D”)的透镜，其中每电极的OPD(即，“光程差”和/或相位延迟)为1/8波。在该示例中，电阻性弧2400被配置用于旋转四分之一的节距。在这种情况下，在每个输入端2700之中有四个电阻性弧2400，因此输入2700基本上彼此平行。设计不受这种条件的限制，并且弧2400可以跨越从1微米到10cm的任何指定长度，或者当被描述为角度尺寸(从1度到整个旋转或更大)时，包括其间的任何和每个特定值和/或子范围(诸如大约：5度；15度；90度；180度；360度和720度等)。注意，输入2700的数量可以是从2到几百或更多，包括其间的每个值(例如，4、12、24、50、100等)。为了避免电短路，可以在电极层和输入端之间设置绝缘层，其中给定的输入端通过绝缘层中的孔或通路连接到其电极。图3是在Z方向上观察示例性电活性设备3000的视图，并且显示(在该放大级别下出现的)多个环状电极3200，这些环状电极3200基本上由(在该放大级别下出现的)多个基本上环状的不导电的间隙3300分隔开。此外，图3示出了电压源连接3700和螺旋间隙3400，螺旋间隙3400具有非重叠部分3410(其在该视图中部分可见)和重叠部分3420。提供了对示例性螺旋间隙的更仔细的观察，图4是沿着Z轴观察的示例性电活性设备4000的视图。导电的和/或电阻性的相邻电极4110和4120基本上被间隙4400分开，间隙4400限定了单间隙非重叠部分4410和双间隙重叠部分4420。间隙4400可以被可视化为从起始端4430开始，并且到终止端4440结束，并且在位置4450处半径发生突变。重叠部分4420限定了(弯曲的)重叠长度4490。在重叠部分4420的两个间隙之间是螺旋弧4500，其具有(弯曲的)弧长4590。弧4500可以由与相邻电极4110和4120本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调电光透镜设备，包括：第一透明衬底，其包括可操作地连接到所述第一透明衬底的透明导电第一电极层，所述第一电极层被图案化并且包括形成第一电阻性分压器网络的第一多个基本同心的环形电极；第二透明衬底，其包括可操作地连接到所述第二透明衬底的透明导电第二电极层；和电活性液晶材料层，其位于所述第一透明衬底和所述第二透明衬底之间；其中：来自所述第一多个环形电极的第一环形电极通过基本共面的第一电阻性弧电连接到来自所述第一多个环形电极的基本相邻的环形电极，所述第一电阻性弧电跨越由螺旋绝缘间隙限定的间隙重叠区，所述螺旋绝缘间隙基本上将所述第一环形电极与所述相邻的环形电极分隔开；所述螺旋绝缘间隙基本上围绕至少一个环形电极的旋转轴延伸一圈以上且少于两圈，以限定所述间隙重叠区；所述间隙重叠区限定间隙重叠区弧长和间隙重叠区宽度；所述间隙重叠区弧长限定所述第一电阻性弧的长度，并且所述间隙重叠区宽度限定所述第一电阻性弧的宽度；所述第一电阻性弧限定了穿过所述间隙重叠区的电阻性路径；以及来自所述第一多个连续环形电极的第一子多个连续环形电极连接到第一输入连接，所述第一输入连接使输入线终止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.09.18 US 62/559,810;2018.06.08 US 16/003,6701.一种可调电光透镜设备，包括：第一透明衬底，其包括可操作地连接到所述第一透明衬底的透明导电第一电极层，所述第一电极层被图案化并且包括形成第一电阻性分压器网络的第一多个基本同心的环形电极；第二透明衬底，其包括可操作地连接到所述第二透明衬底的透明导电第二电极层；和电活性液晶材料层，其位于所述第一透明衬底和所述第二透明衬底之间；其中：来自所述第一多个环形电极的第一环形电极通过基本共面的第一电阻性弧电连接到来自所述第一多个环形电极的基本相邻的环形电极，所述第一电阻性弧电跨越由螺旋绝缘间隙限定的间隙重叠区，所述螺旋绝缘间隙基本上将所述第一环形电极与所述相邻的环形电极分隔开；所述螺旋绝缘间隙基本上围绕至少一个环形电极的旋转轴延伸一圈以上且少于两圈，以限定所述间隙重叠区；所述间隙重叠区限定间隙重叠区弧长和间隙重叠区宽度；所述间隙重叠区弧长限定所述第一电阻性弧的长度，并且所述间隙重叠区宽度限定所述第一电阻性弧的宽度；所述第一电阻性弧限定了穿过所述间隙重叠区的电阻性路径；以及来自所述第一多个连续环形电极的第一子多个连续环形电极连接到第一输入连接，所述第一输入连接使输入线终止。2.根据权利要求1所述的可调电光透镜设备，其中：由所述第一电阻性弧产生的电阻与所述第一电阻性弧的长度除以所述第一电阻性弧的宽度是成比例的。3.根据权利要求1所述的可调电光透镜设备，其中：当第一电压施加到所述第一输入连接时，所述电光透镜设备能够从第一光焦度调到第二光焦度。4.根据权利要求1所述的可调电光透镜设备，其中：所述第二电极层没有被图案化。5.根据权利要求1所述的可调电光透镜设备，其中：所述第二电极层被图案化，并且包括形成第二电阻性分压器网络的第二多个环形电极。6.根据权利要求1所述的可调电光透镜设备，其中：所述第一电极层包括多组环形电极，每组包括相应的多个环形电极。7.根据权利要求1所述的可调电光透镜设备，其中：所述第一电极层包括多组环形电极，其中：每组包括相应的多个环形电极；为每组...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·米尔顿，
申请(专利权)人：E视觉智能光学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US