CN106687830B

CN106687830B - 压电致动的光学透镜

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Publication number: CN106687830B
Application number: CN201580049250.7A
Authority: CN
Inventors: 皮埃尔·克雷恩; 约翰·菲尔; 尼古拉斯·塔拉罗恩
Original assignee: Pellet Co Ltd
Current assignee: Pellet Co Ltd
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: WO2016009078A1; CA2955734A1; EA201790226A1; EP3170037B1; JP2017521718A; JP6767357B2; EA032785B1; ES2737705T3; US10473900B2; TR201910972T4; WO2016009079A9; US10001629B2; EP3170038A1; US20170199357A1; HUE041523T2; KR20170041754A; PT3170038T; BR112017000999B1; CN106687830A; BR112017000999A2

Abstract

提供了一种包括光学透镜(744)的透明光学装置元件(700)，包括一个或多个压电致动器(206、208、210)，其中所述光学透镜(744)包括光学孔径(632)，并且其中光学装置元件还包括放置在所述光学透镜上的钝化层(312、314、742、628)，所述钝化层包括形成湿气屏障的阻挡层(312)，并且位于所述盖构件的至少一部分上(其中所述盖构件的所述部分与光轴相交)且在所述压电致动器上，并且其中所述钝化层还包括位于所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上的一个或多个另外层(628)，其中所述钝化层至少沿着所述光轴(634)形成用于所述光学透镜(744)的抗反射涂层。

Description

压电致动的光学透镜

技术领域

本发明涉及光学透镜，并且更具体地涉及压电致动的光学透镜，以及对应的使用和制造压电致动的光学透镜的方法。

背景技术

存在不断增长的针对具有可调焦距的透镜组件的低成本、高容量解决方案的需求。例如，现代手机现在配备有微型数字相机模块，并且针对透镜和透镜组件的质量和成本需求增加。在手机和手提电脑中使用的越来越多的微型相机具有自动对焦功能。用于这种应用的透镜系统的设计需要满足大量的要求，从生产标准到将透镜安装在相机模块顶部上时的易于操作。当透镜布置包括可调参数时，这些挑战甚至更大，诸如在自动对焦透镜中遇到的，其中焦距必须被调整，例如以适应从透镜到被拍摄对象的距离。这种透镜通常是包括可移动部件的复杂设计，其可能使得难以以简单的方式来组装透镜。这种设计的另一个挑战是为这种使用提供合适的透镜组件的需求不断增加。

存在许多用于制造紧凑型自动对焦透镜元件的解决方案。

当前解决方案的问题之一是如何提供鲁棒的可调谐微透镜，其可以以相对有效的方式来制造，但提供良好的光学性质。

因此，改进的可调谐微透镜将是有利的，并且特别是可以以更有效的方式来制造的可调谐微透镜，并且其可以更加鲁棒和/或更可靠将是有利的。

发明内容

可以将本发明的目的看作是提供一种解决现有技术的上述问题的透明光学装置元件，诸如可调谐微透镜。

可以将本发明的进一步目的看作是提供现有技术的替代方案。

因此，旨在通过提供一种透明光学装置元件(诸如可调谐光学透镜、诸如可调谐光学微透镜)而在本发明的第一方面中获得上面描述的目的和几个其他目的，该透明光学装置元件包括：

a、光学透镜(744)，包括：

i、至少一个可变形透镜体(640)，其由侧壁(602)围绕，

ii、可弯曲透明盖构件(104)，其附接到所述至少一个可变形透镜体的表面，

iii、一个或多个压电致动器(206、208、210)，其被布置用于将所述盖构件成形(诸如盖构件位于光学孔径中的部分、诸如用于将盖构件与光轴相交的一部分成形)为所期形状，诸如位于所述盖构件的上方和/或下方(诸如顶部和/或底部表面上)的所述压电致动器，诸如包括了位于与钝化层相同的覆盖膜的一侧上和/或与钝化层相对的覆盖膜的一侧上的压电致动器的压电致动器，

其中，所述光学透镜(744)包括具有光轴(634)的光学孔径(632)，其中所述光轴与所述透镜体和所述盖构件相交，并且其中所述压电致动器限定了所述光学孔径，诸如被布置为围绕或环绕所述光学孔径，诸如被放置为紧邻但不在光学孔径内，

b、钝化层(312、314、742、628)，其被放置在所述光学透镜上，所述钝化层包括多个子层，包括：

i、阻挡层(barrier layer)(312)，所述阻挡层形成湿气屏障，并且位于：

1、所述盖构件的至少一部分上，其中所述盖构件的所述部分与所述光轴相交，以及

2、所述压电致动器上，

i、一个或多个另外层(628)，其位于所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上，诸如在所述盖构件与光轴相交的至少所述部分上并且至少部分地在压电致动器上，诸如在：

1、所述盖构件的一部分上方，以及

2、所述压电致动器上方，

并且被布置用于改善所述钝化层的抗反射性质，

其中，所述钝化层至少沿着所述光轴(634)形成用于所述光学透镜(744)的抗反射涂层诸如以便提供具有充分机械、电学和光学性质的透明光学装置元件，以用作在大气条件下的可调谐透镜。

在更一般的实施例中，提供了：

b、光学透镜，包括：

i、至少一个可变形透镜体，其由侧壁围绕，

ii、可弯曲透明盖构件，其附接到所述至少一个可变形透镜体的表面，

iii、一个或多个压电致动器，其被布置用于将所述盖构件成形为所期形状，诸如位于所述盖构件的上方和/或下方(诸如顶部和/或底部表面上)的所述压电致动器，诸如包括了位于与钝化层相同的覆盖膜的一侧和/或与钝化层相对的覆盖膜的一侧上的压电致动器的压电致动器，

其中，所述光学透镜包括具有光轴的光学孔径，其中所述光轴与所述透镜体和所述盖构件相交，

c、钝化层，其被放置在所述光学透镜上，所述钝化层包括多个子层，包括：

i、阻挡层，所述阻挡层形成湿气屏障，并且位于：

2、所述压电致动器上，

ii、一个或多个另外层，其位于所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上，诸如在所述盖构件与光轴相交的至少所述部分上并且至少部分地在压电致动器上，诸如在：

1、所述盖构件的一部分上方，以及

2、所述压电致动器上方

其中，所述钝化层至少沿着所述光轴形成用于所述光学透镜的抗反射涂层，诸如以便提供具有充分机械、电学和光学性质的透明光学装置元件，以用作在大气条件下的可调谐透镜。

本发明特别地但非排他地有利于获得可以以更有效的方式制造的可调谐微透镜，并且其可以更鲁棒和/或更可靠。本发明人已经认识到，可以将湿气阻挡层集成到抗反射涂层中，这继而使能可以在单个或少数几个处理步骤中将湿气阻挡层添加到孔径区域和致动器区域。此外，可以被视为优点的是，通过将湿气阻挡层集成到抗反射涂层中可以实现装置元件的良好的光学性质。更进一步的，可以被视为优点的是，大致上可以通过根据第一方面的装置元件来实现良好的性质，诸如良好的电气、机械和/或光学性质。

在可能特别简单的具体实施例中，沿着光轴的钝化层的组成(诸如钝化层中的子层的顺序和类型以及厚度)被包括在沿着与光轴平行并与压电致动器相交的(虚拟)线的钝化层的组成内或与其类似，诸如与其相同。

可以理解的是，该钝化组合层可以有利地针对透镜的其他要求进行优化，诸如具有不影响光学透镜的功能和/或性能的足够(超)低应力，诸如(poLight,Norway)。如果存在通过沉积条件来调谐该层的应力的可能性，则可以这样做以确保最佳性能。

除了钝化层的屏障性质之外，还可以有利的是使用抗反射涂层来覆盖光学孔径，以便提供最佳的光学性质(诸如沿着光学路径的高透射率，诸如>可见光范围350-700nm内的95％平均透射率)。这可以通过将阻挡层与一个或多个另外层组合来实现。由于这些层两者(即，阻挡层和一个或多个另外层)可以有利地在钝化层中实施，因此可以有利地组合它们的特征，使得一层对另一层不具有负面影响。例如，光学上良好的涂层可能不一定具有良好的防潮性，而良好的防潮屏障可能不一定具有良好的光学性质。虽然分离的层可以根据它们的功能被图案化，但这增加了过程的复杂性和成本，这是不利。本发明可以被视为有利的，这是因为其提供了一种解决方案，其使能提供了钝化层，该钝化层可以覆盖整个透镜(即，孔径和致动器两者)并且将所需的化学/物理屏障性质与所需的光学性质结合。可以注意到，在可以被视为简单和有利的实施例中，阻挡层和一个或多个另外层中的每个被放置在孔径(诸如与光轴相交)和压电致动器(诸如使能保护压电致动器免受湿气)两者上。在更具体的实施例中，钝化层沿着光轴并且在压电致动器上方具有类似的、诸如相同类似的组成。

“透明光学装置元件”被理解为是透明的并且适合于光学装置(诸如照相机或扫描仪或可变光学调谐器或衰减器)的元件，诸如用于被放置在光学装置的光学路径中。

“光学透镜”在本领域中是已知的并且因此而理解。“光学”被理解为涉及“光”。光学透镜可以是从挪威poLight公司可获得的被称为的可调谐微透镜。光学透镜可以是对应于专利申请WO2008100154(A1)中公开的具有标题“Flexible lens assemblywith variable focal length”的微可调透镜的可调谐微透镜。

“光”被理解为对应于与(人类感知或看作“光”的)可见区域对应的波长范围内(诸如在350-700nm内)的电磁变化。“光学”应被理解为涉及光。

“透明”被理解为参考光，即，光可以穿过透明物体，具有很少的或者没有强度损失，诸如当穿过材料时损失10％或更少，诸如5％或更少。

“孔径”在本领域中是众所周知的，并且应被理解为这样，特别是作为相对于可见光的光学透明孔径。此外应当理解的是，光学透明的“孔径”由不透明材料(诸如不透明压电致动器)来界定，这是因为孔径通常被理解为限制可进入光学仪器的光量的开口。“不透明”可以被理解为针对在平行于光轴的方向上穿过不透明材料的光的平均透射率为10％或更小，诸如1％或更小、诸如0.1％或更小。

“光轴”在本领域中是众所周知的，并且被理解为与透镜体和盖构件相交，诸如穿过透镜体和盖构件。在本上下文中，压电致动器可以在可弯曲的透明盖构件上限定至少一个可变形透镜体的光学孔径，诸如压电致动器被布置为包围或环绕光学孔径。

透镜体可以是可变形(诸如相对于压电致动器相对柔软)的透明材料，诸如聚合物。“可变形”可以被理解为诸如透镜体的元件通过压电致动器可变形，即，压电致动器的致动可以使元件变形，诸如经由压电致动器使能控制变形。

“侧壁”可以被理解为支撑元件，其至少部分地支撑可弯曲的透明盖构件，诸如在紧邻光学孔径外部的或靠近光学孔径的区域中支撑可弯曲的透明盖构件。

可弯曲的透明盖构件可以相对薄，诸如在沿着光轴的方向上相对于透镜体较薄，例如小于1mm，诸如小于0.75mm、诸如小于0.5mm、诸如[10；40]微米(即，在10-40微米内)。它可以由玻璃或其他材料制成，诸如陶瓷-玻璃、聚合物、聚合物-无机混合物，诸如为所谓的盖玻璃或类似于盖玻璃。“可弯曲”可以被理解为诸如可弯曲的透明盖构件的元件可以通过压电致动器来弯曲，即，压电致动器的致动可以使该元件弯曲。“可弯曲的透明盖构件”可以与“盖构件”、“覆盖膜”和“膜”互换地指代。

“压电致动器”在本领域中是已知的，并且在本上下文中被理解为包括其各种构造的电极层，诸如在压电材料的每一侧上(诸如上方和下方)的电极(例如，铂)层、或仅在压电材料的一侧上(诸如上方或下方)的电极层，诸如包括交叉电极的电极层，诸如在参考文献WO 2014/048818A1中描述的交叉电极，其全部内容通过引用并入本文。“被布置用于将所述盖构件成形为所期形状”可以被理解为致动器相对于盖构件的形状、尺寸和位置使它们能够在致动时(诸如在跨其电极施加电压时)变形，并且从而将所述盖构件成形为所期形状。应当理解的是，盖构件的至少一部分位于光学孔径中，诸如盖构件与光轴相交的部分被成形为所期形状。“盖构件”可以与“可弯曲的透明盖构件”互换地使用。“所期形状”可以被理解为当从一种形状变为所期形状时，则透镜的焦距改变。在一些实施例中，压电致动器使能盖构件的曲率在-200mm和+200mm的曲率半径之间(诸如在-100mm和+100mm之间)的调谐。通常，给定点处的曲率半径是在数学上最拟合该点处的曲线的圆的半径。

“钝化层”可以被理解为包括多个子层的层，并且可以理解的是，所述钝化层使得光学透镜更加“钝化”，即较少受到诸如水等环境因素的影响。这可以有利于增加光学透镜的可靠性。“钝化层”还至少沿着光轴形成用于所述光学透镜的抗反射涂层。“抗反射涂层”被理解为光学透镜的涂层，相对于没有涂层(即没有钝化层)的光学透镜，其减少光学透镜的平均反射。

在实施例中，钝化层在光学孔径中不包括导电材料。这样做的优点可以是，在光学孔径中透射率不会受到导电材料(其典型地具有比非导电材料更高的吸收系数)的影响。

“钝化层”还可以形成电屏障。换句话说，“钝化层”是电隔离的，即使其(例如在光学孔径之外的一些区域中)包括导电层也是如此。可以理解的是，透镜的机械性质允许光学透镜起作用，即，钝化层不机械地抑制透镜的压电致动的可调谐性。通常，应当注意的是，钝化层(包括阻挡层、可选的导电层、一个或多个另外层)可以不显着地负面地影响光学透镜的基本功能和性能。例如，因此可以提出实施例，其中：

-应力不会太高而去影响盖构件的曲率以使其不能适当地被致动，和/或

-钝化层中的材料不太硬(诸如具有大于9的莫氏硬度和/或耐刮擦性)、刚性和/或厚以防止膜等的自然移动，包括诱发不希望的光学失真。

因此，“钝化层”可以使能提供具有足够的机械、电学和光学性质的透明光学装置元件，以用于在实际环境中作为大气条件下的可调谐透镜。

“阻挡层”可以被理解为形成对元素的屏障的层，诸如形成对水的屏障的湿气屏障。可以理解的是，阻挡层在屏障一侧上的体积和该屏障另一侧上的体积之间形成屏障。例如，压电换能器上的阻挡层在压电换能器和屏障另一侧上的体积(诸如周围)之间形成屏障。

可以理解的是，阻挡层不是导电的。其优点可以是阻挡层然后可以被放置在任何地方(在光学孔径上和在限定光学孔径的压电致动器上，而不需要导电材料被放置在光学孔径中，这会降低光学性质)。

在本上下文中，钝化层可以被理解为与保护一类通常使用的无机氧化物压电致动器(诸如PZT、PNZT、PLZT、PLT、PNLZT等)有关的层，包括铁电弛豫器(诸如PZN-PT、PMN-PT、PSN-PT、PYbN-PT等)以及非含铅材料(诸如BT、BST、NBT、KBT、KNN、KMN、BFO)及其系统(诸如NBT-KBT、NBT-KNN、NBT-BT、NBT-BFO、KBT-BT、KNN-BT、KNN-KCNx等)，并且具体降解问题与其氧化物PZT的独特物理化学性质及其电极(例如Pt、Ru、Ir、Ag、Au、TiW)有关，特别是如果电极具有催化性质(例如Pt)的话。可以被认为有利的是，如果钝化层和/或阻挡层形成对其各种形式的氢和H₂O的稳定和鲁棒屏障的话。

“阻挡层”可以产生小于10^-2g/m²/天(诸如小于10^-3g/m²/天、诸如小于10^-4g/m²/天)的水蒸汽透过率(WVTR)值。

“阻挡层”不一定是一个唯一的层，而是可以包括多个子层。在实施例中，阻挡层包括多个子层。这可能有利于相对于多个元素/物质(诸如水和氢)形成屏障，其可能不一定由单个、独特的均匀层来实现。

阻挡层通常还可以形成电屏障，诸如用于防止跨任何带电粒子的屏障的传输(可能引起短路或任何其他电降解机制)的屏障。

可以理解的是，“阻挡层”在实施例中可以是致密的，其中“致密”可以被理解为“完全覆盖”压电致动器以及可选地电极表面区域。

此外可以理解的是，阻挡层可以具有低孔隙率，诸如小于1.0vol％的孔隙率、诸如小于0.5vol％。这样做的优点可以是，其促进(诸如使能)防止潜在降解物种诸如氢和/或水的传输。

“阻挡层”可以有利地由保形沉积方法来涂覆和/或足够厚以覆盖压电致动器和可选地电极的任何暴露部分，诸如可能难以涂覆的区域，诸如侧壁或其他凹陷区域。阻挡层可以有利地不具有或具有非常低(诸如1wt％或更少)的氢含量。

“一个或多个另外层”可以被理解为单个或多个另外层。一个或多个另外层的优点可以是，它们可以赋予钝化层的抗反射性质的改善。一个或多个另外层可以被理解为每个在阻挡层上方。

一般可以理解的是，本上下文中的任何层都相对薄，诸如面内尺寸大于面外尺寸，其中面外尺寸可以与光轴平行。“被放置在...上”或“位于...上”可以被理解为一个层或元件被放置在另一层或元件上，诸如当在面外尺寸中观察时层或元件重叠。因此，“被放置在...上”和“位于...上”可以互换地使用，并且还可以与“位于...上方”和“被放置在...上方”互换地使用。然而，它包括了放置在另一层或元件上的层或元件可以或可以不直接接触，即，可以存在或可以不存在中间层。一般可以理解的是，当钝化层内的层被放置在盖构件上时，则其被放置在盖构件与光轴相交的部分上，诸如在盖构件对应于光学孔径的部分上。当暗示方向时，诸如当使用术语“上方”或“下方”或“顶部”或“底部”时，一般理解的是，在从透镜体到盖构件的方向上限定了正方向。例如，盖构件在透镜体上方，诸如在透镜体的顶部。可以理解的是，钝化层在盖构件与透镜体相反的一侧上。因此，钝化层在盖构件上方，诸如在盖构件的顶部。钝化层中位于第二层上方或顶部的第一层比第二层更远离透镜体。

可以理解的是，“被放置在...上”或“位于…上”(即另一层或元件上)的层可以不必完全覆盖另一层或元件，诸如可以仅部分地覆盖另一层或元件、诸如可以覆盖仅另一层或元件的一部分。在实施例中，另一层可以被完全覆盖。

在一个实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中钝化层包括(参见图18或图19)：

-主子层，其位于所述盖构件上，其中所述主子层与光轴相交，以及

-一个或多个次级子层，其位于所述盖构件上，诸如在所述主子层的两侧上，其中所述一个或多个次级子层与所述光轴相交，

并且其中所述主子层比所述一个或多个次级子层中的每个厚，诸如至少两倍厚、诸如至少三倍厚、诸如至少四倍厚、诸如至少5倍厚、诸如至少7.5倍厚、诸如至少10倍厚，

并且其中所述主子层是被放置在：

-所述盖构件的至少一部分，

和

-所述一个或多个次级子层的至少一部分

之间的层。

次级子层的每个群组(诸如在主子层上方的一个或多个次级子层的群组和/或在主子层下方的一个或多个次级子层的群组)可以被认为是参考主子层的亚抗反射涂层。“亚抗反射涂层”可以被理解为以下一个或多个层，其总体上改善钝化层的抗反射性质，即，这些一个或多个层的存在导致沿着钝化层的并且因此的透明光学装置的光轴的光的较小反射系数。

主子层可以比一个或多个次级子层(诸如一个或多个次级子层的群组)中的每个更厚，使得其可以被认为是出于一个或多个次级子层的光学功能和光学性能的目的的大块基底和/或使得其不影响或干扰一个或多个次级子层的光学性能。一般可以理解的是，主子层相对于一个或多个次级子层中的每个是相对厚的。一般可以理解的是，每个次级子层相对于主子层是相对薄的。因此，“主子层”可以与“相对厚的子层”互换地指代。“一个或多个次级子层”可以与“一个或多个相对薄的子层”互换地指代。

这样做的优点可以是，主子层可以具有变化的厚度或容忍处理引起的厚度变化。这个的优点或另一个优点可以是，主子层可以被放置在钝化层中的位置中，其中在处理期间，其暴露于各种步骤、诸如蚀刻步骤，这主要导致主子层将经受厚度减少，这可能是不容易可控的(即，引入厚度变化，尽管它们在绝对尺度上可能相对较小，但可能影响光学性质，特别是如果受影响的层相对薄的话)。然而，由于主子层相对厚，诸如相对于一个或多个次级子层中的每个相对厚，这些可能的些许不可控的厚度变化在一定程度上可以由主子层来吸收，这是因为相对厚度变化与其中(较薄的)次级子层遭受相同(在绝对尺度上)厚度变化的情况相比相对较小。特别地，在制造期间具有在其顶部沉积的额外层(其中需要移除额外层)的光学层(诸如在制成的光学元件中与光轴相交的层)将在移除这些层时不经意地遭受厚度减小。这可以有利地通过设计来补偿，使得抗反射涂层(ARC)、诸如在可弯曲透明覆盖膜上的完整抗反射涂层(ARC)(其中ARC被理解为表示位于孔径上方的钝化层的部分，诸如可以与光线相交、在透镜的正常使用期间也与孔径相交的钝化层的部分，诸如以便至少由所述光轴横穿)对堆叠内的一些或所有层的厚度变化不太敏感，特别是当沉积在其顶部的层被移除时。这可以通过具有可能在制造期间遭受厚度变化的主子层、并且然后在其上方的一个或多个(较薄)次级子层来实现，该次级子层可以改善光学性能。

下面给出了如何实现这一点的两个具体示例：

1.前两层钝化层/ARC被沉积在透明覆盖膜上，其中第一层(例如，阻挡层)相对薄(<100nm)，并且第二层相对厚(>300nm，诸如>500nm，诸如>1000nm)。第二层(主子层)被设计为吸收由于多个额外的层(诸如导电电极和应力补偿层)的沉积以及它们的移除(和过蚀刻)而导致的厚度变化。可以模拟ARC以在其性能评估中包括该层的预期厚度变化。然后将一个或多个次级子层放置在孔径上方的第二主子层上方的ARC的部分中。

2.前两层钝化/ARC被沉积在压电致动器的顶部上，其中第一层(例如，阻挡层)相对薄(<100nm)，并且第二层相对厚(>300nm，诸如>500nm、诸如>1000nm)。第二层(主子层)被设计为吸收由于多个额外的层(诸如导电电极和应力补偿层)的沉积以及它们的移除(和过蚀刻)而导致的厚度变化。模拟ARC以在其性能评估中包括该层的预期厚度变化。

在实施例中，主子层也位于添加的其他层(诸如金属接触层和/或应力补偿层)之下(其他层可以被称为“中间层”)，诸如全部(较薄的)次级子层之下以及添加的其他层(诸如金属接触层和/或应力补偿层)之下(参见图19)。“应力补偿层”被理解为具有内置应力的层，其补偿装置中其他地方的应力。应力补偿层可以经由本申请中其他地方提及的“结构元件”来实现。因此，结构元件可以是但不限于是应力补偿层。补偿应力层可以在-600至+600MPa的应力和0.01至10μm(微米)的厚度之间变化。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中钝化层被布置为形成覆盖压电致动器的至少一部分(诸如完全覆盖压电致动器、诸如压电致动器的至少一部分和所述盖构件与光轴相交的所述部分、诸如完全覆盖压电致动器和所述盖构件)的氢屏障。实施氢屏障可以以不同的方式进行，例如通过实施既是湿气屏障又是氢屏障的阻挡层，和/或通过添加可以形成氢屏障的单独的层。添加氢屏障的优点可以在于，其无需选择能够耐受氢的材料(诸如电极材料)和/或可以在存在氢的地方采用处理(诸如在制造期间)。

“氢屏障”被理解为这样的屏障，其不允许氢扩散通过屏障或仅允许以其存在被认为是不显着的如此低速率的仅少量扩散，诸如氢渗透性(以摩尔-H₂m^-2sec^-1为单位给出)小于1×10^-10、诸如小于1×10^-12、诸如小于1×10^-15。应当理解的是，所有所述的氢渗透性值是在标准大气条件下、在大气中和在标准环境温度(诸如20摄氏度)和压力(诸如100kPA)以及50％相对湿度下限定的。

在示例性实施例中，这种氢屏障可以通过以下中的任何一种来实现：氧化铝、氧化硅、氧氮化硅、氧化钽、氧化铪、碳化钛、氮化钛、碳化硅、氮化硼、氮化钽、氮化铝钛或氮氧化铝钛，例如厚度为20nm的氧化铝或厚度为100nm的氮化钛。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中在一个或多个压电致动器上方的钝化层的一个或多个区域包括导电层，诸如金属层，诸如Au或AlCu，诸如包括Au/TiN或Au/TaN或AlCu/TiN的层，其使能电接入所述一个或多个压电致动器，和/或应力补偿层，其中所述导电层和/或所述应力补偿层被放置在：

-所述阻挡层的至少一部分

和

-所述一个或多个另外层的至少一部分

之间。

这样做的优点可以是，在与导电层和/或所述应力补偿层有关的处理期间，光学透镜可以由阻挡层来保护，而经由它们的位置的一个或多个另外层可以在所述处理之后被沉积，并且因此不受其影响。

可替换地，所述导电层被放置在钝化层的顶部中，诸如所述导电层比钝化层中的其他层(诸如所有其他层)更远离盖构件。在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中在一个或多个压电致动器上方的钝化层的一个或多个区域包括导电层，诸如金属层，诸如Au或AlCu，诸如包括Au/TiN或Au/TaN或AlCu/TiN的层，使能电接入所述一个或多个压电致动器，其中所述导电层位于：

-所述阻挡层的至少一部分，

和

-所述一个或多个另外层的至少一部分

上方。

在进一步的实施例中，钝化层还包括被放置在导电层下面的应力补偿层。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述钝化层在所述一个或多个压电致动器上方的一个或多个区域包括使能电接入所述一个或多个压电致动器的导电层和/或应力补偿层(742)，其中所述导电层和/或所述应力补偿层(742)被放置在：

-所述阻挡层和所述主子层的至少一部分，

和

-所述一个或多个次级子层的至少一部分

之间。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述钝化层在所述一个或多个压电致动器上方的一个或多个区域包括应力补偿层，其中所述应力补偿层被放置在：

-所述阻挡层的至少一部分

和

-所述一个或多个另外层的至少一部分

之间。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，还包括位于所述压电致动器(206、208、210)上并且围绕所述光学孔径(632)的至少一个结构元件(742)；

其中，所述至少一个结构元件(742)具有在所述可弯曲透明盖构件(104)的直径和所述光学孔径(632)的直径之间的外径；并且

其中，所述可弯曲透明盖构件(104)适于为所述透明光学装置元件(700)提供机械稳定性，以允许所述可弯曲透明盖构件(104)的曲率在负曲率半径和正曲率半径之间的调谐。

“结构元件”的基本思想是提供具有结构元件的透明光学装置，诸如可调谐微透镜，所述结构元件提供位于可变形透镜体上的可弯曲透明盖构件的曲率的机械和热稳定性和可调谐性，其中形状、尺寸和位置(即结构在下面的层上方的延伸)决定了可变形透镜体的曲率的可调谐性。注意，这种“结构元件”可以特别有利地与如本发明的独立权利要求中描述的钝化层组合，这是因为这种钝化层及其形成方法使能将“结构元件”集成到装置中同时减轻在光学性质以及对处理和大气条件的敏感性方面的任何负面影响，否则这可能是与这种结构元件有关的处理的结果。应当注意的是，至少一个结构元件可以以各种形状和尺寸实现，其可以取决于目的而被优化，因此结构元件可以被称为可变结构元件。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述至少一个可变形透镜体包括聚合物。在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述至少一个可变形透镜体包括交联或部分交联的聚合物的聚合物网络和可混溶的油或油的组合。在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述至少一个可变形透镜体可以具有大于300Pa的弹性模量、高于1.35的折射率以及在可见光范围内小于每毫米厚度10％的吸光度。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述至少一个结构元件是热补偿层，诸如具有对由透明光学装置元件的多层结构中的温度变化引起的热膨胀提供补偿的功能的层。因此，具体结构元件不是加强层，而是可以是能够被调谐以向透明光学装置元件提供热补偿的热补偿层。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述至少一个结构元件具有在0.03μm和10μm之间的厚度。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述曲率的调谐在-200mm和+200mm的曲率半径之间。

在进一步的实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中导电层形成氢屏障和/或湿气屏障。这样做的优点可以是，在与压电致动器电接触的点处，阻挡层可以被导电层穿透，压电致动器将不会暴露于氢和/或湿气。在实施例中，导电层包括诸如TiN、TiC、TaC、TaN、TiAlN或TiAlON的金属氮化物，以用于提供湿气和氢屏障。

导电层可以包括以下材料(诸如由其组成)，其出于实际目的为不可氧化材料，诸如为不可氧化的。这样做的优点可以是其可以使能装置的直接电气安装，而不需要额外的层或材料来形成可靠的电接触。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述钝化层还包括至少部分地覆盖一个或多个压电致动器的导电金属氮化物层，诸如形成对氢和湿气的屏障。金属氮化物可以是选自包括TiN、TiC、TaC、TaN、TiAlN和TiAlON(诸如由其组成)的列表中的任何一种金属氮化物。

在可以与任何其他实施例组合的实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述阻挡层包括选自含有以下物质的群组中的一种或多种材料(诸如由其组成)：

-金属氧化物，诸如以下中的任何一种：Al_xO_y(其中x和y每个对应于0和5之间的实数，诸如x＝2且y＝3)、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、TiO₂C、BaTiO₃、SrTiO₃、HfO、Ta₂O₅，

-碳化物，诸如：SiC、SiOC，

-类金属氧化物，诸如：SiO₂、SiOF、GeO₂、SiON，

-氟化物，诸如以下中的任何一种：LiF₂、MgF₂、ThF₄、CeF₃、PbF₂

-硫化物，诸如以下中的任何一种：ZnS，

-硒化物，诸如：ZnSe，

-其他氧化物，诸如以下中的任何一种：MgO、Y₂O₃、Sc₂O₃、CeO₂、Nb₂O₅，

-或两种或两种以上的上面的材料的纳米叠层(意指具有小于100nm、诸如小于10nm的单独层厚度的多层结构)

根据本实施例的阻挡层可以产生小于10^-2g/m²/天(诸如小于10^-3g/m²/天、诸如小于10^-4g/m²/天)的水蒸汽透过率(WVTR)值。

在一个实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中阻挡层完全覆盖包括了一个或多个压电致动器的侧面的压电致动器。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述透明光学装置元件(诸如具有钝化层的透明光学装置元件)具有95％或以上(诸如98％或以上、诸如99％或以上)的平均透射率，以用于光沿着光轴传播。这样做的优点可以是，当穿过光学装置元件(诸如具有钝化层的光学装置)时，其促进较少的光损失。在一般实施例中，所述透明光学装置元件具有90％或更多(诸如92％或以上、诸如93％或以上、诸如94％或以上)的平均透射率。

在关于透明光学装置元件(诸如具有钝化层的透明光学装置元件)的透射率的本上下文中，“透射率”(诸如镜面透射率或常规透射率)可被理解为在

-沿着光轴入射在透明光学装置元件上的光，和

-入射在透明光学装置元件上的光的一部分，该部分透射通过透明光学装置元件并且在另一侧作为镜面地(常规地)透射光进行发射

之间的比率。

通常可以理解的是，当在本申请中提及光学性质时，该光学性质适用于沿着光轴传播的光，诸如通过光学孔径，诸如以相对于光轴的0-40°的角度内的入射角，诸如以350-700nm内的波长。当提及光学性质的“平均”时，其被理解为针对350-700nm内的波长的所述性质的平均值。

针对阻挡层的光学要求可以延伸到在光学路径中并被用于形成抗反射涂层的任何钝化的层。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中

-所述透明光学装置元件具有95％或以上、诸如98％或以上的平均透射率，

-(在5nm带宽或更小的带宽上测量的)在可见光范围内的最小透射率为94％或以上，和/或其中

-在可见光范围内的平均反射率为2.5％或更小，诸如1％或更小。

针对要实现上述性能规格的ARC膜，可以认为有利的是，堆叠中的每个独立层(例如一个或多个另外层，例如主子层和/或一个或多个次级子层，诸如钝化层与光轴相交的部分中)的光学性质由以下性质中的一个或多个(诸如全部)给出(如在一些或全部实施例中的情况)：

-跨可见光光谱，平均吸收系数(k)必须优选地小于0.01cm^-1，诸如0.001cm^-1，并且可选地在该值之上没有尖锐的峰值变化，

-折射率(RI)：出于能够通过模拟在有用的光波长区域上设计高性能ARC的目的，层必须优选地落入两个或可能更多类别的RI中的一个，该两个或可能更多类别的RI典型地相差大于0.2，诸如大于0.3、诸如大于0.4。例如，可以有两类RI，使得它们一个具有高RI(例如n>1.5)或一个低RI(例如n<1.5)，其中两个值之间的差为0.2或更大，

-跨层的每层的相对厚度变化必须小于10％，诸如小于5％、诸如小于2.5％。

在可以与任何其他实施例组合的实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中一个或多个另外层(诸如主子层和/或一个或多个次级子层)选自包括以下各项(诸如由以下各项组成)的群组中的一种或多种材料：

-金属氧化物，诸如以下中的任何一种：Al_xO_y(其中x和y每个对应于0和5之间的实数，诸如x＝2且y＝3)、Al₂O₃、ZrO₂、ZnO、TiO₂、TiO₂C、BaTiO₃、SrTiO₃、HfO、Ta₂O₅、In₂O₂、La₂O₃

-碳化物，诸如：SiC、SiOC，

-类金属氧化物，诸如：SiO₂、SiOF、GeO₂、SiON，

-硫化物，诸如以下中的任何一种：ZnS，

-硒化物，诸如：ZnSe，

-其他氧化物，诸如以下中的任何一种：MgO、SnO₂、Fe₂O₃、MnO_e、Y₂O₃、Sc₂O₃、CeO₂、Nb₂O₅、Er₂O₃

-等离子体聚合材料，诸如等离子体聚合烃(PPHC)、等离子体聚合有机硅(PPOS)和等离子体聚合碳氟化合物(PPFC)

-聚合物材料，诸如聚丙烯酸酯(PMMA)、聚对二甲苯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺及其变体

-无定形碳、类金刚石碳、石墨烯或碳的其他同素异形体

-多孔(<98％密度，诸如小于90％密度、诸如小于60％密度、诸如小于40％密度)或微观结构形态改变(诸如，使用纳米-微珠或纳米-微球改变的表面)

在具体实施例中，一个或多个另外层包括用于ARC的作为低折射率材料的SiO₂和作为高折射率材料的SiON，而另一个具体实施例具有作为低折射率材料的SiO₂和作为高折射率材料的SiOC、Al₂O₃、HfO、TiO₂或Ta₂O₅。相对厚度、层数和层顺序可以通过针对具体层数据(n、k值)和底部表面和顶部表面的限定的光学界面的光学模拟来确定。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述钝化层具有

-平均吸收系数k，其为0.01cm^-1或更小，诸如0.001cm^-1或更小，

和/或

-针对沿着光轴传播的光，反射率为2.5％或更小，诸如1％或更小。

具有低吸收率和/或低反射率本身可能是有益的，并且这是因为这些低值可用于增强透射率。

在一个实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述钝化层促进该装置可在环境条件下(诸如包括在-20℃至+90℃内的温度变化、2-200kPa内的压力变化、以及0-90％内的湿度变化)可操作，诸如所述钝化层基本上是不可渗透的，诸如出于实际目的是不可渗透的，诸如对水是不可渗透的，诸如所述钝化层是基本上不可渗透的，诸如出于实际目的是不可渗透的，诸如对水和氢是不可渗透的。

可以理解的是，钝化层促进、使能和/或允许透明光学装置元件可以：

-在85℃和85％相对湿度下在操作偏置下经过(诸如正常操作之后)1000小时，诸如没有压电致动器的性能退化，诸如保持一个或多个(诸如全部)以下属性(其中“漂移”被理解为“偏离原始值”)的标称性能：

a、光学属性，诸如：

i、透射率，诸如漂移<2％

ii、波前误差，诸如漂移<初始值的10％

iii、光学范围，诸如漂移<初始范围的5％，和/或

iv、膜在0V(偏移)处的曲率半径，诸如漂移<初始偏移的10％

b、机械属性，诸如：

i、膜强度，诸如通过跌落测试，和/或

ii、装置完整性，诸如保持全部功能，

c、电气属性，诸如：

i、电容，诸如漂移<初始电容的10％

ii、漏电流，诸如漂移<初始漏电流的10％增加，和/或

iii、正常电气接触和功能。

可以通过UV-Vis分光光度计在完全组装的透明光学装置元件上测量透射率。光学范围和波前误差可以通过Shack-Hartmann波前传感器来测量。可以通过白光干涉仪来测量膜曲率。可以使用标准电气测试设备来进行电气测量。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述钝化层(诸如所述阻挡层)使能形成湿气屏障，其中，当装置元件被放置在标准大气条件下、诸如被放置在大气空气中和标准环境温度(20摄氏度)和压力(100kPA)下和50％相对湿度(RH)下时：

-水蒸气透过率(WVTR)低于10^-1g/m²/天，诸如低于10^-3g/m²/天、诸如低于10^-4g/m²/天、诸如低于10^-5g/m²/天，

和/或其中

-氧气透过率(OTR)低于10^-1scc/m²/天，诸如低于10^-3scc/m²/天、诸如低于10^-6scc/m²/天。

当提及WVTR或OTR值时，通常理解为其测量结果受制于这些条件，并且此外，屏障和两侧保持在相同的温度下，并且一侧保持在50％RH处，而另一侧保持在接近零RH处，诸如小于1％RH，例如借由干燥氮气(“吹扫气”)流。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中，在沿着：

a、至少一个可变形透镜体(640)，

b、可弯曲透明盖构件(104)，

c、钝化层(312、314、742、628)

的光轴方向上的光轴处的总厚度为1mm或更小，诸如0.75mm或更小、诸如0.5mm或更小、诸如0.400mm或更小(诸如[100；400]微米)、诸如0.25mm或更小、诸如0.2mm或更小。具有小厚度的可能优点是其使能具有非常小的垂直占用空间的透明光学装置元件，这继而可选地允许具有更小垂直占用空间的更薄相机，其然后可以被集成到比目前允许的更薄的装置中。

在一个实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中光学孔径的直径为10mm或更小，诸如7.5mm或更小、诸如5mm或更小(诸如[0.5；4.0]mm)、诸如2.5mm或更小(诸如[0.5-2.4]、诸如[2.0-2.4]mm)、诸如1.55mm或更小、诸如1mm或更小。具有小直径的可能优点是其使能透明的光学装置元件，其可以在最终应用装置(诸如相机)中利用非常小的面积并且可以被安装在多个位置中以用于额外的功能(诸如3D成像)。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中可弯曲透明盖构件延伸超过侧壁的内边缘。侧壁围绕可变形透镜体，并且应当理解的是，侧壁的内边缘对应于面向可变形透镜体的侧壁的表面。换句话说，可弯曲透明盖构件比面向可变形透镜体的侧壁的表面进一步远离光轴延伸。其可能的优点在于，其使能一个或多个压电致动器可以被布置为利用悬臂原理，从而放大最大曲率半径，即使在不存在致动器的光学孔径中也是如此。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中所述一个或多个压电致动器被放置在所述可弯曲透明盖构件和所述侧壁上方。其优点可以是其使能一个或多个压电致动器可以被布置为利用悬臂原理，从而放大最大曲率半径，即使在不存在致动器的光学孔径中也是如此。在具体布置中，压电致动器可以被布置为使得通过侧壁的内边缘的平行于光轴绘制的虚拟直线将与一个或多个压电致动器相交或者将在距压电致动器一个与其尺寸相当的距离内(其中压电致动器可以比侧壁的内边缘更接近光轴)。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中可弯曲透明盖构件包括诸如由具有至少20Gpa(诸如在20-60GPa内)的杨氏模量的材料组成。这样做(诸如相对刚性的盖构件)的优点可以是其使能或促进压电致动器限定孔径，同时其仍然可以使用压电致动器使盖构件在孔径中成形(尽管在那里没有压电致动器)。此外，可弯曲透明盖构件可以

-具有针对光的98％或以上的透射率，和/或

-应力小于或等于20MPa

-对湿气的回弹性，诸如在85℃和85％RH下在1000小时没有吸收H₂O(即，应力或质量的显着变化)。

例如，如果可弯曲透明盖构件由玻璃制成，则这可以实现。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中一个或多个压电致动器包括以下材料，其具有

-在数值上等于或大于50pC/N(诸如优选地在数值上等于或大于100pC/N、诸如优选地在数值上等于或大于200pC/N)的横向压电系数(│d31│)，

和/或

-在数值上等于或大于50pC/N(诸如在数值上等于或大于100pC/N，诸如在数值上等于或大于优选地<-200pC/N)的纵向压电系数(│d33│)。

“数值上”被理解为绝对值，例如，-250在数值上大于范围[-250；+250]中的任何数。在实施例中，材料被选择为铁电材料，诸如锆钛酸铅(PZT)。这样做的优点可以是该材料的大的压电致动效应。

在实施例中，提供了一种透明光学装置元件，其中放大率借由在横跨超过5屈光度(诸如6屈光度或更多、诸如7.5屈光度或更多、诸如10屈光度或更多、诸如12.5屈光度或更多、诸如14屈光度或更多)的范围内的所述一个或多个压电致动器的致动是可调谐的。一般可以理解的是，跨越的范围可以包括0屈光度的放大，诸如跨越0-5屈光度的范围、诸如0-6屈光度或更多、诸如0-7.5屈光度或更多、诸如0-10屈光度或更多、诸如0-12.5屈光度或更多、诸如0-14屈光度、诸如0-16屈光度、诸如0-20屈光度。跨越的范围可以包括0屈光度的放大和在零的两侧的范围，诸如从/至±2.5屈光度的范围(即，从-2.5屈光度到2.5屈光度)、诸如±6屈光度或更多、诸如±7.5屈光度或更多、诸如±10屈光度或更多、诸如±12.5屈光度或更多、诸如±14屈光度、诸如±16屈光度、诸如±20屈光度。

根据第四方面，提供了一种相机、扫描仪或可变光学调谐器或衰减器，包括：

a、根据第一方面的透明光学装置元件，或

b、如根据权利要求第一方面中任一项制造的透明光学装置元件。

在更一般的实施例中，提供了一种光学装置，包括：

a、根据第一方面的透明光学装置元件，或

b、如根据权利要求第一方面中任一项制造的透明光学装置元件，

其中所述光学装置可以是选自包括以下各项(诸如由以下各项组成)的群组中的任何一种光学装置：扫描仪、相机、可变光学调谐器或衰减器、光圈、光学图像稳定(OIS)单元、变焦透镜、广角透镜。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造透明光学装置元件(诸如可调谐光学透镜、诸如可调谐光学微透镜)的方法，所述方法包括：

a、提供了(S1252)光学透镜(744)，包括：

i、至少一个可变形透镜体，其由侧壁围绕，

iii、一个或多个压电致动器，其被布置以用于将所述盖构件成形为所期形状，诸如用于将盖构件位于光学孔径中的一部分成形、诸如盖构件与光轴相交的一部分、诸如位于所述盖构件的上方和/或下方(诸如顶部和/或底部表面上)的所述压电致动器、诸如包括了位于与钝化层相同的盖构件的一侧和/或与钝化层相对的覆盖膜的一侧上的压电致动器的压电致动器，

其中，所述光学透镜包括具有光轴的光学孔径，其中所述光轴与所述透镜体和所述盖构件相交，并且其中所述压电致动器限定了所述光学孔径，诸如被布置为围绕或环绕所述光学孔径，诸如被放置为紧邻但不在光学孔径内，

b、在所述光学透镜上放置(S1254)钝化层，其中所述钝化层包括多个子层，其中所述钝化层的放置包括：

i、放置(S1256)阻挡层，诸如所述阻挡层是致密金属氧化物层，诸如所述阻挡层是具有厚度在50-3000nm内的致密金属氧化物层，所述阻挡层在：

1、所述盖构件的至少一部分，其中所述盖构件的所述部分与所述光轴相交，以及

2、所述压电致动器

上形成湿气屏障，

ii、在所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上(诸如在所述阻挡层的至少一部分上，其中所述阻挡层的所述部分与光轴相交)放置(S1258)(诸如随后放置)一个或多个另外层，诸如在：

1、所述盖构件，和

2、所述压电致动器

上方，并且被布置用于改善钝化层的抗反射性质，

使得所述钝化层包括：

-所述阻挡层和

-所述一个或多个另外层，

并且使得所述钝化层允许所述一个或多个压电致动器被布置用于将所述盖构件成形为所期形状，

并且使得所述钝化层至少沿着所述光轴形成用于所述光学透镜的抗反射涂层。

在更一般的实施例中，提供了：

a、提供了光学透镜，包括：

i、至少一个可变形透镜体，其由侧壁围绕，

iii、一个或多个压电致动器，其被布置以用于将所述盖构件成形为所期形状，诸如位于所述盖构件的上方和/或下方(诸如顶部和/或底部表面上)的所述压电致动器、诸如包括了位于与钝化层相同和/或与覆盖膜相对的一侧上的压电致动器的压电致动器，

b、在所述光学透镜上放置钝化层，其中所述钝化层包括多个子层，其中所述钝化层的放置包括：

i、放置阻挡层，所述阻挡层在：

2、所述压电致动器

上形成湿气屏障，诸如所述阻挡层是致密金属氧化物层，诸如所述阻挡层是具有厚度在50-3000nm内的致密金属氧化物层，

ii、在所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上(诸如在所述阻挡层的至少一部分上，其中所述阻挡层的所述部分与光轴相交)放置(诸如随后放置)一个或多个另外层，诸如在：

1、所述盖构件，和

2、所述压电致动器

上方，

使得所述钝化层包括：

-所述阻挡层和

-所述一个或多个另外层，

并且使得所述钝化层允许所述一个或多个压电致动器被布置以用于将所述盖构件成形为所期形状，

可以理解的是，该方法可以被视为包括步骤序列，该步骤序列不需要以它们被提出的顺序来执行。然而，在实施例中，步骤序列以其被提出的顺序来执行。

阻挡层可以直接被放置在(诸如直接被沉积在)压电致动器和/或盖构件上。

在实施例中，提供了一种用于制造透明光学装置元件的方法，其中在将所述阻挡层放置在

1、所述盖构件的至少一部分，其中它与所述光轴相交，以及

2、所述压电致动器

上之后，所述方法还包括：

-将导电层放置在所述压电致动器上，诸如金属层，诸如Au或AlCu，诸如包括了Au/TiN、Au/TaN或AlCu/TiN的层，并且

-将所述导电层电连接到所述一个或多个压电致动器，

以便形成与一个或多个压电致动器(诸如所述致动器的上电极)的电接触。

该实施例的优点可以是，其促进与电接触有关的处理不会损害致动器或盖构件，诸如盖构件的孔径部分，这是因为所述处理在形成阻挡层之后至少部分地完成。

1、所述盖构件的至少一部分，其中它与所述光轴相交，以及

2、所述压电致动器

上之后，所述方法还包括：

-将所述导电层电连接到所述一个或多个压电致动器，

以便形成与一个或多个压电致动器的电接触，并且其中

-将所述一个或多个另外层放置在位于所述阻挡层上方

在

-放置所述导电层，并且

-将所述导电层电连接到所述一个或多个压电致动器

之后发生。

该实施例的优点可以是，一个或多个另外层(诸如ARC的剩余层)直到电接触发生之后才被放置在那里，这可以确保一个或多个另外层不遭受与电接触有关的处理步骤。

1、所述盖构件的至少一部分，其中它与所述光轴相交，以及

2、所述压电致动器

上之后，所述方法还包括：

-将所述导电层电连接到所述一个或多个压电致动器，

以便形成与一个或多个压电致动器的电接触，并且其中

-将所述一个或多个另外层放置在位于所述阻挡层上方

在

-放置所述导电层，并且

-将所述导电层电连接到所述一个或多个压电致动器

之前发生。

1、所述盖构件，以及

2、所述压电致动器

上之后，所述方法还包括：

-添加至少部分地覆盖所述一个或多个压电致动器的应力补偿层，诸如氮化硅层。

应力补偿层是用于调谐(诸如增加)最终装置(诸如盖构件)的盖构件强度和/或调谐曲率半径的层。应力补偿层可以是相对硬的材料，具有可预测的应力(诸如使能以可预测的和可重复的方式被沉积在与实际目的相关的某些应力范围内)和/或是惰性的(诸如惰性为对典型的大气元素诸如H₂O、O₂、N₂、CO₂等以及在处理例如弱酸、碱、溶剂等中使用的典型化学品是非反应性的)。应力补偿层可以有益于例如通过增加湿气钝化来控制盖构件中的应力、加强盖构件的机械强度和/或增强钝化层的钝化性质。

在实施例中，提供了一种用于制造透明光学装置元件的方法，其中在氧化环境中将阻挡层放置在光学透镜上，诸如在盖构件和压电致动器上，诸如通过不含残留氢或还原环境的方法来沉积。采用氧化环境的优点可以是其促进采用不能承受还原环境的材料。在实施例中，通过使用臭氧作为催化前体的ALD而将阻挡层沉积在光学透镜上。这样做的优点可以是其使能形成致密和保形层。

在实施例中，提供了一种用于制造透明光学装置元件的方法，其中放置

-所述阻挡层包括通过薄膜沉积方法来沉积所述阻挡层，诸如经由选自包括以下的群组中的薄膜沉积方法沉积：

ο物理气相沉积(PVD)，诸如以下中的任何一种：溅射、蒸发、IAD，

ο化学气相沉积(CVD)，诸如以下中的任何一种：PECVD、SACVD、LPCVD、APCVD，以及

ο原子层沉积(ALD)，

和/或其中放置

-所述一个或多个另外层包括通过薄膜沉积方法来沉积金属硝酸盐层(诸如以下中的任何一种：TiN、TaN、TiAlN、TaAlN)，诸如经由选自包括以下的群组中的薄膜沉积方法沉积：

ο原子层沉积(ALD)

根据本发明的第三方面，提供了如下的使用：

a、根据权利要求第一方面中任一项所述的透明光学装置元件，或者

b、如根据权利要求第二方面中任一项制造的透明光学装置元件，

诸如用于获得一个或多个图像。

在可替代的实施例中，提及的透明光学装置元件可以被用于扫描识别标记，诸如条形码和/或视网膜，或衰减特定波长的光。

本发明的第一、第二和第三方面可以每个与任何其他方面组合。参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得以阐明。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述根据本发明的透明光学装置元件。附图示出了实施本发明的一种方式，并且不应被解释为限于落在所附权利要求书的范围内的其他可能的实施例。

图1-图6示出了制造方法中的步骤，

图7-图8示出了透明光学装置元件，

图9-图16示出了示例性钝化层组合物

图17示出了说明制造方法的流程图。

图18示出了对应于光学孔径内的部分的横截面的透明光学装置元件的一部分。

图19示出了透明光学装置元件的一部分，对应于在光学孔径外部的一部分但是处于具有电阻器的压电致动器的位置处的横截面。

具体实施方式

在压电微透镜的生产中的制造步骤的类型、序列和流程与确定其最终性能和可靠性有关。具有良好性能和可靠性的装置的关键要求可以包括诸如以下特性：玻璃膜中的低应力(例如<30MPa)、在低漏电流(<30nA/mm²)方面具有良好电特性的压电体、超过40V的击穿电压和超过-12C/m2的压电横向系数(e_31,f)以及在偏压操作中耐高温和高湿度(例如85℃和85％RH)的压电堆叠。除了具有低应力之外，玻璃膜还应该优选地耐高温和高湿度，以及具有足够的光学质量(透射率高于95％，反射率<2％)以用作相机中的透镜组件。

图1示出了包括(从下方开始)硅基底102和形成盖构件104的玻璃层的层状结构100。

一般来说，微透镜(被称为)的制造过程可以开始于玻璃被结合到基底(典型地为硅)晶片或被沉积到该基底晶片上，其中所需的玻璃必须具有低应力状态和良好的均匀性。该玻璃还可以有利地包含低缺陷质量以便实现良好的光学性能。硅晶片上的玻璃可以借由玻璃到硅晶片结合来制备，例如通过阳极或熔融结合；或通过化学气相沉积(CVD)、诸如低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、亚常压化学气相沉积(SACVD)和常压化学气相沉积(APCVD)；或借由溅射、蒸发或脉冲激光沉积的物理气相沉积(PVD)；或通过液相沉积，诸如溶胶-凝胶沉积、喷雾热解和水解。

层状结构100还包括包含了铂的下导电层106、包含了例如钛锆酸铅(PZT)、PNZT、PLZT、BNT、KNN或BST的压电层108、包含了铂的上导电层110，其中层状结构100形成用于制造示例性透明光学装置元件的方法的起点。

更一般地，在玻璃的沉积之后，下一步骤可以是沉积包括了底部电极106、压电层108(例如PZT、PNZT、PLZT、KNN、BNT、BST等)和顶部电极的压电堆叠。可以使用的顶部和底部电极的示例包括TiN、TiAlN、TiW、TiAlON、Pt、Pd、PdOx、IrPt合金、Au、Ag、Ru、RuOx、(Ba、Sr、Pb)RuO₃、(Ba、Sr)RuO₃或LaNiO₃和/或其任何合金/复合材料。沉积之前和之后的温度、等离子体条件(如果存在的话)、退火条件和空气与控制所需性质相关，并且必须与硅上玻璃(glass-on-silicon,GOS)晶片的独特性质相匹配。可以通过任何PVD方法(例如溅射、蒸发、脉冲激光沉积)或CVD方法(例如MOCVD)和或化学溶液沉积(即溶胶-凝胶方法)来沉积电极和压电的层。这些层可能不在一定温度下沉积或退火，这是因为它可能破坏或显着损害GOS晶片的性质，并且特别是硅晶片上的玻璃的性质。压电层的沉积和后处理也可以有利地不以在晶片中生成过多应力并且保持尽可能低的方式进行。

图2示出了在压电堆叠的图案化之后、即在其中已经形成了压电致动器的情况下的层结构102，诸如包括底部电极206、压电材料层208和顶部电极210的一个或多个压电致动器。

更一般地，在沉积压电堆叠之后，可以对压电堆叠进行图案化，以形成压电致动器。需要图案化的第一层是顶部电极，其取决于使用的底部电极和顶部电极材料的确切性质可以使用湿或干蚀刻方法来进行。此后，可以对压电层进行图案化，随后是底部电极。这些蚀刻过程的相关方面是掩模沉积和准备蚀刻、蚀刻控制、蚀刻残留物的冲击/移除以及蚀刻环境对关键功能压电层的性质的影响。例如，如果使用干蚀刻来蚀刻顶部电极，则聚合物掩模的锥角可能需要具有足够低的角度，以便防止任何含聚合物的蚀刻残留物(称为“围栏(fence)”)在未蚀刻层的边缘上的形成。任何残留物原则上可对成品装置的可靠性具有显着影响。

此外，在其中压电层被蚀刻的示例性实施例中，可以使用湿蚀刻或干蚀刻，其中湿蚀刻被认为是更廉价的选择方式。在湿蚀刻过程期间，可以使用酸性溶液的组合来实现相当好的蚀刻控制。在最终装置级别处，这原则上可能由于使用的蚀刻方法而导致问题，其留下陡峭的边缘侧壁，这可能对于随后由另一膜进行涂覆以在可靠性测试期间在侵蚀性环境中保护压电体的完整性和性能是挑战性的。这种现象可进一步改变钝化涂层的要求，以便适当地覆盖和保护压电层的隐藏或凹陷区域。

图3示出了后续处理步骤的结果，其中已经施加了阻挡层312，并且其中已经施加了主子层314。所述阻挡层包括Al₂O₃的致密和保形层，其确保其充分地涂覆并保护压电致动器的所有开放区域免受湿气影响。

在可替代的实施例中，Al₂O₃可以使用作为液体H₂O的屏障的另一层来“带帽”，这是因为一些形式的Al₂O₃在液体H₂O的存在下可能不稳定，例如通过ALD或其他方法沉积的一些形式的Al₂O₃。所述主子层314比随后放置的次级子层(在图6中示出)相对更厚，并且本实施例中的主子层是氧化物层，诸如SiO₂。

更一般地，在压电堆叠的图案化和光学孔径的开口之后，此时需要通过在钝化层中涂覆压电堆叠来保护压电堆叠和玻璃膜免受湿气，机械地和防止电短路。

图4示出了后续处理步骤的结果，其中在阻挡层312和主子层314中形成了开口，诸如使能经由开口416电接入下电极以及经由开口418电接入上电极。开口可以通过选择性蚀刻来形成。

图5示出了后续处理步骤的结果，其中压电致动器上方的一个或多个区域包括导电层，诸如包括了电连接到下电极的TiN层520和AlCu层522的导电层，或者包括了电连接到上电极的TiN层524和AlCu层526的导电层。

图6示出了后续处理步骤的结果，其中一个或多个另外层628被放置在阻挡层上方，并且其中在一个或多个另外层中提供了开口，诸如使能经由开口636电接入下电极，并且经由开口638电接入上电极。开口可以通过选择性蚀刻来形成。该图还指示了压电致动器之间的孔径区域，如由虚线632指示的。该图还指示了在压电致动器之间的孔径区域，如由虚线632指示的。该图还指示了压电致动器之间的光轴，如由虚线634指示的。该图还示出了硅基底中的贯穿孔630，其使能光学装置元件是透明的。贯穿孔包括可变形透镜体640，其中硅基底的周围剩余部分用作周围支撑件602，其也可被称为侧壁或支撑结构。内边缘603在左侧被指示(其中注意到支撑件602中的以及限定孔径632的压电致动器中的开口大致为圆形)。在对应的右侧，与光轴634平行并且穿过侧壁602的内边缘603的虚拟线605与压电致动器相交。

另外，涂层可以有利地被沉积在压电堆叠上，使得不发生压电堆叠的起泡或降解。这意味着沉积环境有利地可不侵蚀压电堆叠、以及将不降解的所选具体过程，或者意味着压电堆叠的任何敏感元件或电抗元件被改进。例如，通过PECVD的光学涂层的沉积通常包含富含氢的还原环境，并且如果压电堆叠包含对氢具有反应性的元素，例如铂或其他催化剂，则可能的是，取决于使用的电极，经由起泡发生压电堆叠的降解。该问题的解决方案是确保沉积在被图案化的压电堆叠上的第一层使用沉积过程在氧化环境中被沉积，或者使用非反应性电极。

此外，在充足的湿气屏障、光学良好(即低吸收特性)和明确定义的、可预测的应力特性方面，沉积的层的性质也必须足够足以用于钝化层的性质。这样的层可以通过CVD或PVD过程在氧化环境中被沉积。PVD技术诸如溅射或蒸发都可以在富氧环境中进行，并且出于此目的可以是有用的。CVD方法典型地不在氧化环境中通常进行，但是使用氧化环境具有良好的阶梯覆盖性的一种特别有用的CVD沉积方法是原子层沉积(ALD)。在富含臭氧(氧)环境中，可以将关键的第一屏障或光学层沉积在压电步骤上，具有良好的光学性质的诸如Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、HfO、Ta₂O₅、SiON、MgO、Y₂O₃、Sc₂O₃、CeO₂、Nb₂O₅、Lif₂、MgF₂、ThF₄、CeF₃、PbF₂等可以被沉积。根据本示例的阻挡层产生在10^-3至10^-4g/m²/天内的水蒸汽透过率(WVTR)值。

另外，诸如Al₂O₃的层也是非常有用的氢屏障，这意味着如果在使用更廉价的方法诸如通过PECVD可获得的还原环境中任何后续处理是所期的，则这将防止发生与氢相关联的任何负反应。此外，一旦Al₂O₃足够厚并且被涂覆有覆盖层，则它也可以用作非常有弹性和/或鲁棒的潮气屏障，假设其厚度和其他层的厚度已经针对高透射率和低反射率而被光学优化。

之前简短提及的但现在将略微更详细地概述的装置的额外特征是湿气传导阻挡层的额外特征。该层可以是有利的，以便确保该装置能够承受操作的基本湿度和温度要求，并且可以有利于在装置上提供密封，其在钝化被打开以用于电接触之后暴露。传导层除了是良好的湿气屏障之外必须是良好的氢屏障，并且必须优选地被沉积在非富氢的环境中。这意味着在惰性或微氧化环境中的PVD过程或CVD过程是优选的。例如，氢传导阻挡层可以包含TiN、TiAlN或TiAlON。可替换地，可通过移除任何氢催化材料和使用较少氢催化的导电材料进行替换来改善电极的氢敏感性。例如，Pt、Pd、PdOx可以使用IrPt合金、Ag、Au、Ru、RuOx、(Ba、Sr、Pb)RuO3、TiW、(Ba、Sr)RuO3或LaNiO 3来代替。

图7示出了对应于图6中的实施例的更详细的实施例。除了图7中的实施例还具有氮化硅层(SiN)742。更具体地，图7示出了透明光学装置元件700，包括：

a、光学透镜744，包括：

i、至少一个可变形透镜体640，其由侧壁602围绕，

ii、可弯曲透明盖构件104，其附接到所述至少一个可变形透镜体的表面，

iii、一个或多个压电致动器206、208、210，其被布置用于将所述盖构件成形为所期形状，

其中，所述光学透镜744包括具有光轴634的光学孔径632，其中所述光轴与所述透镜体和所述盖构件相交，

b、钝化层312、314、742、628，其被放置在所述光学透镜上，所述钝化层包括多个子层，包括：

i、阻挡层312，所述阻挡层形成湿气屏障，并且位于：

2、所述压电致动器上，

ii、一个或多个另外层628，其位于所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上，

其中，所述钝化层至少沿着所述光轴634形成用于所述光学透镜744的抗反射涂层。

图8示出了图7中示出的实施例的俯视图(其中图1-图7表示侧视图)，其中光学孔径832在中间。光学孔径是内圆环(内圆环是孔径外侧上的压电致动器的边界)，其在本实施例中为1.55微米。稍大的圆环示出了侧壁的内边缘(也称为支撑结构)。

图17示出了用于制造透明光学装置元件700的方法S1250，所述方法包括：

c、提供了S1252光学透镜744，包括：

i、至少一个可变形透镜体，其由侧壁围绕，

iii、一个或多个压电致动器，其被布置用于将所述盖构件成形为所期形状，

d、在所述光学透镜上放置S1254钝化层，其中所述钝化层包括多个子层，其中所述钝化层的放置包括：

i、放置S1256阻挡层，所述阻挡层在以下位置上形成湿气屏障：

2、所述压电致动器，

ii、在所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上放置S1258一个或多个另外层，

使得所述钝化层包括：

-所述阻挡层和

-所述一个或多个另外层，

在以下示例中描述了示例性实施例。在所有图9-图16中，左侧和右侧分别指的是“顶部电极在PZT上方接触”和“在玻璃上方”，其中前者被理解为示出沿着与光轴平行并且穿过压电致动器的线的钝化层的组成(并且还指示了压电致动器，参见Pt-PZT-Pt)，诸如至少部分地在进行电接触的位置处，并且后者示出沿着孔径中的光轴的钝化层的组成(也指示盖构件，参见“玻璃”)。在提及“步骤”(诸如“步骤1”、“步骤2”、“步骤1+2”等)时，它们被理解为指示各个层的沉积序列，诸如对应于“步骤1”的层在对应于“步骤2”的层之前被沉积。这些示例描述了具体的示例性实施例，并且由本发明可想到和包括的是，在一个示例中的特征可以被集成到另一示例中。

示例1

该实施例开始于ALD Al₂O₃层直接落在压电堆叠的玻璃和铂电极/PZT上。下一层是厚的二氧化硅层(主子层)，其具有宽的厚度公差以用于良好的光学性能。然后，放置顶部金属(“导电层”，其同时形成湿气和氢传导屏障)，并且最后放置包括了光学堆叠的4个剩余层(一个或多个另外层)。利用示例1中描述的ARC的光学装置的透射率为96％。根据本示例的钝化层产生10^-4g/m²/天的WVTR值。

图9示出了根据示例1的层。该层(即，在光学孔径上方与光轴相交的钝化层)的精确厚度如下：

示例2

该实施例开始于ALD Al₂O₃层直接落在压电堆叠的玻璃和铂电极/PZT上。下一层是厚的二氧化硅层(主子层)，其具有宽的厚度公差以用于良好的光学性能。此后，沉积SiN层(形成应力补偿层)以用于额外的应力或湿度要求，随后是顶部金属(“导电层”，其同时形成湿气和氢传导屏障)。在顶部金属的顶部上，沉积包括了光学堆叠的4个剩余层(一个或多个另外层)。利用示例2中描述的ARC的光学装置的透射率为95％。根据本示例的钝化层产生10^-4g/m²/天的WVTR值。

图10示出了根据示例2的层。该层(ARC钝化层，即在光学孔径上方与光轴相交的钝化层)的精确厚度如示例1那样。

示例3

该实施例开始于ALD Al₂O₃层直接落在压电堆叠的玻璃和铂电极/PZT上。下一层是薄的二氧化硅层，随后是较厚的SiON层(即，主子层)，其具有良好的光学性能并且是良好的湿气屏障。此后，放置顶部金属(“导电层”，其同时形成湿气和氢传导屏障)。最后沉积包括了光学堆叠的4层的最终层(一个或多个另外层)。利用示例3中描述的ARC的光学装置的透射率为95％。根据本示例的钝化层产生10^-4g/m²/天的WVTR值。

图14示出了根据示例3的层。该层(ARC钝化层，即在光学孔径上方与光轴相交的钝化层)的精确厚度如下：

示例4

该实施例开始于ALD Al₂O₃层直接落在压电堆叠的玻璃和铂电极/PZT上。下一层是薄的二氧化硅层，随后是较厚的SiON层(即，主子层)，其具有良好的光学性能并且是良好的湿气屏障，随后是相对薄的二氧化硅层。此后，放置顶部金属(“导电层”，其同时是湿气和氢传导屏障)。顶部金属可以使用升离方法来图案化，以便减少对ARC的顶层的厚度的图案化效果并且改善ARC性能。利用示例4中描述的ARC的光学装置的透射率为95％。根据本示例的钝化层产生10^-4g/m²/天的WVTR值。

图15示出了根据示例3的层。该层(ARC钝化层，即在光学孔径上方与光轴相交的钝化层)的精确厚度如下：

示例5

该实施例开始于ALD Al₂O₃层直接落在压电堆叠的玻璃和铂电极/PZT上。下一层是厚的二氧化硅层(主子层)，其具有宽的厚度公差以用于良好的光学性能。此后，放置顶部金属(“导电层”，其同时形成湿气和氢传导屏障)，并且然后沉积SiN层(形成应力补偿层)以用于额外的应力或湿度要求。最后在SiN的顶部上，沉积包括了光学堆叠的4个剩余层(一个或多个另外层)。利用示例5中描述的ARC的光学装置的透射率为95％。根据本示例的钝化层产生10^-4g/m²/天的WVTR值。

图11示出了根据示例5的层。该层(ARC钝化层，即在光学孔径上方与光轴相交的钝化层)的精确厚度如示例1那样。

示例6

该实施例开始于ALD Al₂O₃层直接落在压电堆叠的玻璃阻挡层和铂电极/PZT上。玻璃屏障的预先存在为ARC优化增加了额外的(缓冲)层并且减少了后续层中的玻璃钝化要求。玻璃屏障可以特别有利于在压电致动器的处理期间保护盖构件(图中的“玻璃”)。下一层是厚的二氧化硅层(主子层)，其具有宽的厚度公差以用于良好的光学性能。此后，沉积SiN层(形成应力补偿层)以用于额外的应力或湿度要求，随后是顶部金属(“导电层”，其同时形成湿气和氢传导屏障)。可替换地，SiN可以如示例2中那样被放置在顶部金属下面。最后在顶部金属的顶部上，沉积包括了光学堆叠的4个剩余层(一个或多个另外层)。利用示例6中描述的ARC的光学装置的透射率为95％。根据本示例的钝化层产生10^-4g/m²/天的WVTR值。

图12示出了根据示例6的层。该层(ARC钝化层，即在光学孔径上方与光轴相交的钝化层)的精确厚度如示例1那样。

示例7

该实施例开始于ALD Al₂O₃层直接落在压电堆叠的玻璃阻挡层和铂电极/PZT上。玻璃屏障的预先存在为ARC优化增加了额外的(缓冲)层并且减少了后续层中的玻璃钝化要求。玻璃屏障可以特别有利于在压电致动器的处理期间保护盖构件(图中的“玻璃”)。下一层是厚的二氧化硅层(主子层)，其具有宽的厚度公差以用于良好的光学性能。最后在顶部金属(“导电层”，其同时形成湿气和氢传导屏障)的顶部上，沉积包括了光学堆叠的4个剩余层(一个或多个另外层)。利用示例7中描述的ARC的光学装置的透射率为95％。根据本示例的钝化层产生10^-4g/m²/天的WVTR值。

图13示出了根据示例7的层。该层(ARC钝化层，即在光学孔径上方与光轴相交的钝化层)的精确厚度如示例1那样。

示例8

该示例开始于将光学屏障和压电体放置在玻璃的下侧上。对玻璃下侧上的光学屏障的光学要求比玻璃顶侧上(针对钝化层)的限制更小，然而，其仍必须针对压电体具有相同的钝化要求。电接触可以从顶侧(如图16中描绘的)或从下侧进行，并且应力补偿层也可以被沉积在顶侧(或底侧)上，尽管在图中未示出。如果电接触和/或应力补偿层从顶侧进行，则使用本文描述的ARC钝化方法(例如示例1)是有利的。在放置玻璃之后，ALD Al₂O₃被直接放置在玻璃上，随后是厚的二氧化硅层(主子层)，其具有宽的厚度公差以用于良好的光学性能。此后，可以或可以不沉积SiN层(形成应力补偿层)以用于额外的应力或湿度要求，随后是顶部金属(“导电层”，其同时形成湿气和氢传导屏障)。最后在顶部金属的顶部上，沉积包括了光学堆叠的4个剩余层(一个或多个另外层)。利用示例8中描述的ARC的光学装置的透射率为95％。根据本示例的钝化层产生10^-4g/m²/天的WVTR值。

图16示出了根据示例8的层。该层(ARC钝化层，即在光学孔径上与光轴相交的上方的钝化层)的精确厚度如示例1那样。

图18示出了对应于光学孔径内的部分的横截面的透明光学装置元件的一部分，具有可弯曲的透明覆盖膜1804、包括了在主(相对厚)子层1814下方的多个次级(相对薄)子层1828b以及在主(相对厚)子层1814上方的多个次级(相对薄)子层1828b的钝化层1850。

图19示出了透明光学装置元件的一部分，对应于在光学孔径外部的一部分但是处于具有电阻器(用元件1906、1908、1910表示)的压电致动器的位置处的横截面，具有可弯曲透明覆盖膜1904、包括了在主(相对厚)子层1914下方的多个次级(相对薄)子层1928b以及在主(相对厚)子层1914上方的多个次级(相对薄)子层1928b的钝化层1950。此外，示出了中间层1952，其可以是金属接触层和/或应力补偿层。诸如以上描述的，在可弯曲透明盖构件的光学孔径上方的区域中，诸如在图18中示出的层1814和1828a之间，还可以在钝化层内包括中间层。

总而言之，提供了一种包括光学透镜(744)的透明光学装置元件(700)，包括一个或多个压电致动器(206、208、210)，其中所述光学透镜(744)包括光学孔径(632)，并且其中光学装置元件还包括放置在所述光学透镜上的钝化层(312、314、742、628)，所述钝化层包括形成湿气屏障的阻挡层(312)，并且位于所述盖构件的至少一部分上(其中所述盖构件的所述部分与光轴相交)且在所述压电致动器上，并且其中所述钝化层还包括位于所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上的一个或多个另外层(628)，其中所述钝化层至少沿着所述光轴(634)形成用于所述光学透镜(744)的抗反射涂层。

下面插入示例性实施例E1-E15：

E1、一种透明光学装置元件(700)，包括：

a、光学透镜(744)，包括：

i、至少一个可变形透镜体(640)，其由侧壁(602)围绕，

iii、一个或多个压电致动器(206、208、210)，其被布置以用于将所述盖构件成形为所期形状，

其中，所述光学透镜(744)包括具有光轴(634)的光学孔径(632)，其中所述光轴与所述透镜体和所述盖构件相交，

i、阻挡层(312)，所述阻挡层形成湿气屏障，并且位于：

2、所述压电致动器上，

ii、一个或多个另外层(628)，其位于所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上，

其中，所述钝化层至少沿着所述光轴(634)形成用于所述光学透镜(744)的抗反射涂层。

E2、根据前述实施例中任一项所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层包括：

-相对厚子层，其位于所述盖构件上，其中所述相对厚子层与所述光轴相交，以及

-一个或多个相对薄子层，其位于所述盖构件上，其中所述一个或多个相对薄子层与所述光轴相交，

并且其中所述相对厚子层比所述一个或多个相对薄子层中的每个更厚，

并且其中所述相对厚子层是被放置在：

-所述盖构件的至少一部分，

和

-所述一个或多个相对薄子层的至少一部分

之间的层。

E3、根据前述实施例中任一项所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层在所述一个或多个压电致动器上方的一个或多个区域包括使能电接入所述一个或多个压电致动器的导电层和/或应力补偿层(742)，其中所述导电层和/或应力补偿层(742)被放置在：

-所述阻挡层的至少一部分

和

-所述一个或多个另外层的至少一部分

之间。

E4、根据实施例E2所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层在所述一个或多个压电致动器上方的一个或多个区域包括使能电接入所述一个或多个压电致动器的导电层和/或应力补偿层(742)，其中所述导电层和/或所述应力补偿层(742)被放置在：

-所述阻挡层和所述相对厚子层的至少一部分，

和

-所述一个或多个相对薄子层的至少一部分

之间。

E5、根据前述实施例中任一项所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层被布置为形成覆盖所述压电致动器的至少一部分的氢屏障。

E6、根据实施例E5的透明光学装置元件(700)，其中，所述导电层形成氢屏障和/或湿气屏障。

E7、根据前述实施例中任一项所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述透明光学装置元件针对沿着所述光轴传播的光具有95％或以上的平均透射率。

E8、根据前述实施例中任一项所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层促进所述装置可以在环境条件下操作。

E9、根据前述实施例中任一项所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层使能形成湿气屏障，其中：

a、水蒸气透过率(WVTR)低于10^-1g/m²/天，诸如低于10^-3g/m²/天、诸如低于10^-5g/m²/天。

和/或其中

b、氧气透过率(OTR)低于10^-1scc/m²/天，诸如低于10^-3sccc/m²/天，诸如低于10^- ⁶scc/m²/天。

E10、一种相机、扫描仪或可变光调谐器或衰减器，包括：

a、根据实施例E1-E10中任一项所述的透明光学装置元件(700)，或

b、根据实施例E11-E14中任一项制造的透明光学装置元件。

E11、一种用于制造透明光学装置元件(700)的方法(S1250)，所述方法包括：

a、提供了(S1252)光学透镜(744)，包括：

i、至少一个可变形透镜体，其由侧壁围绕，

i、放置(S1256)阻挡层，所述阻挡层在：

1、所述盖构件的至少一部分，其中所述盖构件的所述部分与所述光轴相交上，以及

2、所述压电致动器上

形成湿气屏障，

ii、在所述盖构件与所述光轴相交的至少所述部分上放置(S1258)一个或多个另外层，

使得所述钝化层包括：

-所述阻挡层和

-所述一个或多个另外层，

E12、根据实施例11所述的用于制造透明光学装置元件(700)的方法(S1250)，

其中，在将所述阻挡层放置在

1、所述盖构件的至少一部分，其中它与所述光轴相交，以及

2、所述压电致动器

上之后，所述方法还包括：

-将导电层放置在所述压电致动器上，并且

-将所述导电层电连接到所述一个或多个压电致动器，

以便形成与所述一个或多个压电致动器的电接触，并且其中

-将所述一个或多个另外层放置在位于所述阻挡层上方

在

-放置所述导电层，并且

-将所述导电层电连接到所述一个或多个压电致动器

之后发生。

E13、一种用于制造根据实施例E11-E12中任一项所述的透明光学装置元件(700)的方法(S1250)，其中，在将所述阻挡层(312)放置在

1、所述盖构件，以及

2、所述压电致动器

上之后，所述方法进一步包括

-添加至少部分地覆盖所述一个或多个压电致动器的应力补偿层(742)。E14、一种用于制造根据实施例E11-E13中任一项所述的透明光学装置元件(700)的方法(S1250)，其中，在氧化环境中将所述阻挡层(312)放置在所述光学透镜(744)上。

E15、a、根据实施例E1-E10中任一项所述的透明光学装置元件(700)，或

b、根据实施例E11-E14中任一项制造的透明光学装置元件，

以用于获得一个或多个图像的用途。

针对上述实施例E1-E15，可以理解的是，提及前述“实施例”可以指的是实施例E1-E15中的前述实施例。

虽然已经结合具体实施例描述了本发明，但是不应该将其解释为以任何方式限于所提出的示例。本发明的范围由所附权利要求书设定。在权利要求的上下文中，术语“包括”或“包括了”不排除其他可能的元件或步骤。此外，诸如“一”或“一个”等的引用的提及不应被解释为排除多个。权利要求中关于图中指示的元件的参考标记的使用也不应被解释为限制本发明的范围。此外，在不同权利要求中提及的个别特征可以有利地被组合，并且在不同权利要求中的这些特征的提及不排除特征的组合是不可能的和有利的。

Claims

1.一种透明光学装置元件(700)，包括：

a、光学透镜(744)，包括：

i、至少一个可变形透镜体(640)，其由侧壁(602)围绕，

iii、一个或多个压电致动器(206、208、210)，其被布置用于将所述盖构件成形为所期形状，

其中，所述光学透镜(744)包括具有光轴(634)的光学孔径(632)，其中所述光轴与所述透镜体和所述盖构件相交，并且其中所述压电致动器限定了所述光学孔径，被布置为围绕或环绕所述光学孔径，

b、钝化层，其被放置在所述光学透镜上，所述钝化层包括多个子层，包括：

i、阻挡层(312)，所述阻挡层形成湿气屏障，并且位于：

2、所述压电致动器上，

ii、一个或多个另外层(628)，其至少位于所述盖构件与所述光轴相交的所述部分上，并且被布置用于改善所述钝化层的抗反射性质，

2.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层包括：

-主子层，其位于所述盖构件上，其中所述主子层与所述光轴相交，以及

-一个或多个次级子层，其位于所述盖构件上，其中所述一个或多个次级子层与所述光轴相交，

并且其中所述主子层比所述一个或多个次级子层中的每个更厚，

并且其中所述主子层是被放置在：

-所述盖构件的至少一部分，和

-所述一个或多个次级子层的至少一部分

之间的层。

3.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层在所述一个或多个压电致动器上方的一个或多个区域包括使能电接入所述一个或多个压电致动器的导电层，其中所述导电层被放置在：

-所述阻挡层的至少一部分和

-所述一个或多个另外层的至少一部分

之间。

4.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层在所述一个或多个压电致动器上方的一个或多个区域包括应力补偿层，其中所述应力补偿层被放置在：

-所述阻挡层的至少一部分和

所述一个或多个另外层的至少一部分

之间。

5.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，还包括位于所述压电致动器(206、208、210)上的并且围绕所述光学孔径(632)的至少一个结构元件；

其中，所述至少一个结构元件具有在所述可弯曲透明盖构件(104)的直径和所述光学孔径(632)的直径之间的外径；并且

其中，所述可弯曲透明盖构件(104)适于为所述透明光学装置元件(700)提供机械稳定性，并且允许所述可弯曲透明盖构件(104)的曲率在负曲率半径和正曲率半径之间的调谐。

6.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述至少一个可变形透镜体包括聚合物。

7.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述至少一个可变形透镜体包括交联聚合物或部分交联聚合物的聚合物网络以及可混溶油。

8.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述至少一个可变形透镜体包括交联聚合物或部分交联聚合物的聚合物网络以及油的组合。

9.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述至少一个可变形透镜体可以具有大于300Pa的弹性模量、高于1.35的折射率以及在可见光范围内小于每毫米厚度10％的吸光度。

10.根据权利要求2所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层在所述一个或多个压电致动器上方的一个或多个区域包括使能电接入所述一个或多个压电致动器的导电层和/或应力补偿层，其中所述导电层和/或所述应力补偿层被放置在：

-所述阻挡层和所述主子层的至少一部分，和

-所述一个或多个次级子层的至少一部分

之间。

11.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层被布置为形成覆盖所述压电致动器的至少一部分的氢屏障。

12.根据前述权利要求中任一项所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述钝化层使能形成湿气屏障，其中

当所述透明光学装置元件被放置在标准大气条件下在标准环境温度和压力下以及在50％相对湿度下时：

a、水蒸气透过率(WVTR)低于10^-1g/m²/天，

和/或其中

b、氧气透过率(OTR)低于10^-1scc/m²/天。

13.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，在沿着：

a、所述至少一个可变形透镜体(640)，

b、所述可弯曲透明盖构件(104)，

c、所述钝化层的光轴方向上的光轴处的总厚度为1mm或更小。

14.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述可弯曲透明盖构件(104)延伸超过所述侧壁(602)的边缘。

15.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述一个或多个压电致动器(206、208、210)被放置在所述侧壁(602)的上方和边缘。

16.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述可弯曲透明盖构件包括具有至少20GPa的杨氏模量的材料。

17.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，所述一个或多个压电致动器包括以下材料，该材料具有

-在数值上等于或大于50pC/N的横向压电系数(│d31│)，

和/或

-在数值上等于或大于50pC/N的纵向压电系数(│d33│)。

18.根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，其中，借由在横跨超过5屈光度的范围内的所述一个或多个压电致动器的致动，放大率是可调谐的。

19.一种用于制造透明光学装置元件(700)的方法(S1250)，所述方法包括：

a、提供了(S1252)光学透镜(744)，包括：

i、至少一个可变形透镜体，其由侧壁围绕，

iii、一个或多个压电致动器，其被布置以用于将所述盖构件成形为所期形状，

其中，所述光学透镜包括具有光轴的光学孔径，其中所述光轴与所述透镜体和所述盖构件相交，并且其中所述压电致动器限定了所述光学孔径，被布置为围绕或环绕所述光学孔径，

i、放置(S1256)阻挡层，所述阻挡层在：1、所述盖构件的至少一部分以及2、所述压电致动器上形成湿气屏障，其中所述盖构件的所述部分与所述光轴相交，

ii、至少在所述盖构件与所述光轴相交的所述部分上放置(S1258)一个或多个另外层，并且其被布置用于改善所述钝化层的抗反射性质，

使得所述钝化层包括：

-所述阻挡层和

-所述一个或多个另外层，

20.a、根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，或

b、根据权利要求19制造的透明光学装置元件，

以获得一个或多个图像的用途。

21.一种相机、扫描仪或可变光调谐器或衰减器，包括：

a、根据权利要求1所述的透明光学装置元件(700)，或

b、根据权利要求19制造的透明光学装置元件。