CN116547570A

CN116547570A - 构造用于耐热暴露的液体透镜及其制造方法

Info

Publication number: CN116547570A
Application number: CN202180081906.9A
Authority: CN
Inventors: J·C·安杜兰; J·R·布鲁廷; N·G·J·桑佩尔
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2020-12-08
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2023-08-04
Also published as: WO2022125389A1; JP2023552419A; KR20230113631A; EP4260120A1; US20220179132A1

Abstract

液体透镜装置包括：第一和第二不可混溶流体，它们限定了可通过电润湿移动的界面；帽盖部分；底座部分；位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；位置在帽盖部分中的靠上窗；以及位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行。靠下窗包括相对主表面和边缘。靠下窗通过粘合剂接合到底座部分，粘合剂的位置与主表面和边缘中的一个或多个的一部分发生接触。流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间。此外，靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于1.2m。

Description

构造用于耐热暴露的液体透镜及其制造方法

相关申请的交叉参考

本申请根据35 U.S.C.§119，要求2020年12月08日提交的美国临时申请系列第63/122,569号的优先权权益，本文以其内容作为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开内容涉及构造用于耐热暴露的液体透镜，更具体来说，涉及具有窗口经尺寸调节和粘合剂加工以使得耐热暴露最大化的液体透镜装置，例如此类液体透镜装置在各种汽车和军事应用中所经受的暴露。

背景技术

液体透镜通常包含布置在腔室内的两种液体。改变施加到液体的电场会改变其中一种液体相对于腔室壁的可润湿性，这对于改变这两种液体之间所形成的弯月面的形状具有影响。此外，在各种应用中，改变弯月面的形状会驱动透镜的焦距长度的受控变化。

这些液体透镜中许多是自聚焦透镜，其中，施加电压导致焦距的变化。此类液体透镜会被用于手机和一系列的其他应用，包括条形码读取器、监控和交通摄像头以及医疗应用。通常来说，这些透镜尺寸紧凑，设计牢靠且响应足够快以去除手抖动伪影。这些液体透镜对于这些应用的可靠性而言通常是良好的，它们通常在产品中具有数年的使用寿命，而不经历失效或性能劣化。

液体透镜的新兴应用包括具有苛刻的热环境的汽车和军事应用。例如，这些应用中的一些要求液体透镜能够在105℃的温度经受住至少1000小时的热暴露。常规液体透镜会在此类热暴露要求下发生失效。在许多情况下，由于恒定暴露于此类温度，将这些透镜的透明窗或基材粘结到金属底座的粘合剂发生实效。

因此，存在对于构造成耐热暴露的液体透镜设计和装置的需求。更具体来说，存在对于具有窗口经尺寸调节以及粘合剂经加工以使得耐热暴露性最大化的液体透镜的需求，例如此类液体透镜在各种汽车和军事应用中所经受的暴露。

发明内容

根据本公开内容的一些方面，提供的液体透镜装置包括：第一和第二不可混溶流体，它们限定了可通过电润湿移动的界面；帽盖部分；底座部分；位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；位置在帽盖部分中的靠上窗；以及位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行。靠下窗包括相对主表面和边缘。靠下窗通过粘合剂接合到底座部分，粘合剂的位置与主表面和边缘中的一个或多个的一部分发生接触。流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间。此外，靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于1.2m。

根据本公开内容的其他方面，提供的液体透镜装置包括：第一和第二不可混溶流体，它们限定了可通过电润湿移动的界面；帽盖部分；底座部分；位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；位置在帽盖部分中的靠上窗；以及位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行。靠下窗包括相对主表面和边缘。靠下窗通过粘合剂接合到底座部分，粘合剂的位置与主表面和边缘中的一个或多个的一部分发生接触。流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间。此外，粘合剂是包含硬化剂和聚合物的热固性聚合物，硬化剂与聚合物之比是约0.4:10至约0.9:10。

根据本公开内容的其他方面，提供的液体透镜装置包括：第一和第二不可混溶流体，它们限定了可通过电润湿移动的界面；帽盖部分；底座部分；位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；位置在帽盖部分中的靠上窗；以及位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行。靠下窗包括相对主表面和边缘。靠下窗通过粘合剂接合到底座部分，粘合剂的位置与主表面和边缘中的一个或多个的一部分发生接触。流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间。此外，粘合剂是包含硬化剂和聚合物的热固性聚合物，硬化剂与聚合物之比是约0.4:10至约0.9:10。此外，靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于1.2m。

要理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解本公开和所附权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。

所含附图用于进一步理解本公开内容的原理，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图图示说明了本公开内容的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来说明例如本公开内容的原理和操作。要理解的是，在本说明书和附图中揭示的本公开内容的各种特征可以以任意和所有的组合使用。作为非限制性例子，本公开内容的各种特征可根据如下实施方式相互组合。

附图说明

以下是结合附图进行的附图说明。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，附图的某些特征和某些视图可以按比例放大显示或示意性显示。

在附图中：

图1是根据本公开内容实施方式的液体透镜的横截面示意图；

图1A是图1所示的液体透镜的部分的放大图；

图2A和2B是根据本公开内容实施方式的当经受其流体的热膨胀时的液体透镜的横截面示意图；

图3A-3D是根据本公开内容实施方式的液体透镜的靠下窗当经受源自其流体的热膨胀的建模应力的立体示意图；

图3E是根据本公开内容实施方式的采用不同靠下窗高度的比较例和本发明液体透镜的失效百分比与在105℃时的热暴露时间的函数关系图；以及

图4是采用比较例粘合剂配方和根据本公开内容实施方式的粘合剂配方的液体透镜的失效百分比与在105℃时的热暴露时间的函数关系图。

具体实施方式

在以下的详细描述中提出了附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容就容易理解，或按下面的描述和权利要求书以及附图所述实施实施方式而被认识。

如本文所用，术语“和/或”当用于列举两个或更多个项目时，表示所列项目中的任意一个可以单独采用，或者可以采用所列项目中的两个或更多个的任意组合。例如，如果描述组合物含有组分A、B和/或C，则组合物可只含有A；只含有B；只含有C；含有A和B的组合；含有A和C的组合；含有B和C的组合；或含有A、B和C的组合。

本领域技术人员以及利用和使用本公开内容的人会进行本公开内容的改进。因此，要理解的是，附图所示和上文所述的实施方式仅仅是示意性目的而不是旨在限制本公开内容的范围，本公开内容的范围由所附权利要求书所限定，根据专利法的原理解读为包括等同原则。

如本文所用，术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的，而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的，反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。当使用术语“约”来描述范围的值或端点时，应理解本公开内容包括所参考的具体值或者端点。无论本说明书的数值或者范围的端点有没有陈述“约”，该数值或者范围的端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，一种没有用“约”修饰。还会理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。

本文所用术语“基本”、“基本上”及其变化形式旨在表示所描述的特征与数值或描述相等同或近似相同。例如，“基本平坦”表面旨在表示平坦或近似平坦的表面。此外，“基本上”旨在表示两个值是相等或者近似相等的。在一些实施方式中，“基本上”可以表示数值相互在约为10％之内，例如相互在约为5％之内，或者相互在约为2％之内。

如本文所用，术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，并且不应限制为“仅一个”，除非另有明确相反说明。因此，例如，提到的“一种组件”包括具有两种或更多种这类组件的实施方式，除非文本中有另外的明确表示。

如本文所用，术语“热暴露测试”指的是液体透镜装置的应用导向测试，其中，液体透镜装置经受基本恒定的温度(例如，105℃)持续规定时间段(例如，1000小时、2000小时或者甚至更久)以及经历小于规定限值的失效率(例如，零失效、小于5％等)。通常来说，此类测试期间的热暴露诱发的失效表现为粘合剂无法粘结到透镜的窗之一以及帽盖或底座部分中的一个或多个中的一个或多个。

在本公开内容的各种实施方式中，提供的液体透镜装置包括：第一和第二不可混溶流体，它们限定了可通过电润湿驱动的界面；帽盖部分；底座部分；底座部分内的靠下窗；帽盖部分中的靠上窗，以及位置在帽盖与底座部分之间的垫圈等其他特征。此外，用粘合剂将靠下窗接合到底座部分，以及将流体密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间。此外，靠下窗的边缘的高度可以构造成大于0.3mm且小于1.2m。在一些情况下，靠下窗的边缘的高度可以明显更高，例如大于0.3mm至约5mm(或者甚至10mm)。此外，在一些实施方式中，粘合剂可以是包含硬化剂和聚合物的热固性聚合物。热固性聚合物可以设定为硬化剂与聚合物之比是约0.4:10至约0.9:1。

本公开内容详细描述的液体透镜装置可以实现或者任意其他方式积极地影响采用这些液体透镜的实践方式的装置实现各种技术要求和性能方面。本公开内容的液体透镜装置可以提供以下益处或优点中的一个或多个。例如，本公开内容的液体透镜装置构造成使得它们各自的粘合剂和靠下窗(和/或靠上窗)经受较低的应力水平，这可以改善这些装置的长期可靠性。具体来说，通过这些装置的设计考量(例如，靠下窗的边缘的高度和/或粘合剂中所用硬化剂-聚合物之比)，降低了当液体透镜经受来自其应用相关环境的热暴露时的与作为液体透镜的流体的热膨胀相关的应力水平。此外，由于改善了这些液体透镜装置的可靠性(特别是对于热暴露而言)，这些装置可以被用于更苛刻应用，例如通常使得液体透镜经受更严厉热环境的汽车和军事应用。又例如，本公开内容的液体透镜装置提供了额外的开放回路稳定性。也就是说，本公开内容的液体透镜装置对于温度变化是不敏感的，这会负面影响通过它们的不可混溶流体的热膨胀以及作为结果的它们的透明窗的弯曲的常规液体透镜的光学性能。

参见图1和1A，提供的液体透镜装置10可以构造成具有可变焦长度。液体透镜装置10包含第一和第二不可混溶流体(图1和1A中未示出)，它们限定了可通过电润湿移动的界面。装置10还包括：帽盖部分30；底座部分16；以及位置在帽盖部分30与底座部分16之间的垫圈50。此外，装置10包括：位置在帽盖部分30内的靠上窗38；以及位置在底座部分16内的靠下窗24，窗24、38面朝彼此且基本平行于彼此。靠下窗24包括相对主表面21、22和边缘23。如图1和1A所示，通过粘合剂40将靠下窗24接合到底座部分16，粘合剂的位置与边缘23的相应主表面21的两个部分21a、23a接触。在液体透镜装置10的一些实施方式中，粘合剂40与所述部分21a、23a以及主表面22的一部分中的一个或多个接触(图1和1A未示出)。流体被密封在帽盖部分30、底座部分16、垫圈50和窗24、38之间。在一些实践方式中，靠下窗24构造成具有至少4mm、5mm、7.5mm或者最高至约10mm的直径27。

再次参见图1和1A，液体透镜装置10包括彼此分开生产得到的靠上部件和靠下部件，并且当组装时，限定了含有(图1和1A未示出的)第一和第二不可混溶流体的内部体积15。术语“靠上”和“靠下”仅仅是参照附图而言，因而液体透镜装置10在使用过程中可以采取任意取向。圆柱体元件(例如，由透明材料(例如玻璃)制造的靠下窗24)通过插入装置10的内部体积15与开口之间覆盖了开口，并且通过粘合剂40固定到底座部分16。

液体透镜装置10的靠上部件包括帽盖部分30，通过其中心部分穿过圆柱体开口并且其通过第一圆柱体侧壁34延伸，其直径大于底座部分16的第二圆柱体侧壁20的直径。根据液体透镜装置10的一些实施方式，圆柱体侧壁34的直径范围可以是：约5mm至约200mm，约10mm至约200mm，约10mm至约150mm，约10mm至约100mm，以及前述范围内的所有直径值范围。帽盖部分30包括提供在开口与圆柱体侧壁34之间的弹性部分36。此外，弹性部分36可以由波状部分构成，所述波状部分绕着轴Δ展现出旋转对称性，以及其在含有轴Δ的平面上的横截面具有(近似为)“S”的形状。

参见图1和1A，由透明材料(例如玻璃)制造的靠上窗38通过插入装置10的内部体积15与开口之间覆盖了开口，并且通过粘合剂40固定到帽盖部分30。在实施方式中，通过使得粘合剂40的位置与靠上窗38的外边缘以及主表面中的一个或多个部分接触，使得靠上窗38固定到帽盖部分(图1和1A中未示出)。有利的是，帽盖部分30包括连接到靠上窗38和圆柱体侧壁34的靠上壁31，以及靠上壁31包括绕着液体透镜装置10的光学轴(Δ)具有旋转对称性的弹性部分36。例如，帽盖部分30可以由金属材料(例如，不锈钢、黄铜等)制造，通过冲压、机械加工等形成。帽盖部分30的靠上壁31的厚度会取决于预期体积变化，来对第一与第二不可混溶流体的膨胀效应进行补偿。例如，约0.05mm至0.25mm的靠上壁31的典型厚度显示出对于外直径低于约20mm的液体透镜装置具有良好结果。

如图1和1A所示，液体透镜装置10包括面朝彼此且彼此平行的靠下和靠上窗24、38。这两个窗24、38至少部分限定(delimit)了含有第一与第二不可混溶流体的内部体积15，所述第一与第二不可混溶流体具有不同光学折射率，限定了界面(图1和1A未显示细节)。如所示，窗24、38是由光学透明材料制造的板，例如：无定形材料(例如，玻璃或聚合物)、半晶体材料(例如，玻璃陶瓷)或者晶体材料(例如，蓝宝石或石英)。根据变化形式，窗24、38中的至少一个可以是固定光学长度的透镜，居中位于可变聚焦透镜的光学轴(Δ)上。

此外，如图1和1A所示，液体透镜装置10包括连接到靠上窗38的帽盖部分30，其包括第一圆柱体侧壁34。装置还包括底座部分16，其优选绕着限定了透镜的光学轴(Δ)的旋转轴具有旋转对称性。底座部分16连接到靠下窗24并且包括第二圆柱体侧壁20，其直径小于第一圆柱体侧壁34的直径。此外，液体透镜装置10的靠上电极包括帽盖部分30，以及装置10的靠下电极包括底座部分16。提供垫圈50来确保液体透镜装置10的组件的紧度。在装置10的实践方式中，垫圈50被压缩在第一与第二圆柱体侧壁34、20之间。在图1和1A所示的实施方式中，垫圈50包括：裙部分54，其被压缩在第一与第二圆柱体侧壁34、20之间，以及一个部分52，其被压缩在帽盖部分30与中间部件42之间，在这个例子中，形成了具有底座部分16的单片，并且包含限定了圆锥形或圆柱形表面48的开口，在那里，第一与第二不可混溶流体之间的界面能够移动。

根据图1和1A所示的液体透镜装置10的实施方式，透镜装置10还包括弹性部分36，其能够响应第一和第二流体的压力变化变形。在这个实施方式中，弹性部分36以弯曲构造形成在帽盖部分30的靠上壁31上，其中，非线性部分绕着透镜的光学轴(Δ)具有旋转对称性。例如，弹性部分36的弯曲方面包括至少一个弧形(优选圆形)，以透镜的光学轴(Δ)居中弯曲。此外，在这个例子中，帽盖部分30会优选由冲压金属(例如，不锈钢)制造。帽盖部分30的靠上壁31的厚度会取决于预期体积变化，从而对不可混溶流体的膨胀效应进行补偿。例如，约0.05mm至0.25mm的靠上壁31的典型厚度显示出对于外直径低于约20mm的透镜具有良好结果。

再次参见图1和1A所示的液体透镜装置10，第一圆柱体侧壁34包括压接在底座部分16上的轮缘56，用于将帽盖部分30密封到底座部分16上。也可以是其他方法将帽盖部分30密封到底座部分16上，例如，可以将帽盖部分30胶水粘合到底座部分16上。

在图1和1A所示的液体透镜装置10的一些实施方式中，靠下窗24的边缘23的高度26是大于0.3mm且小于1.2mm。根据液体透镜装置10的一些实施方式，靠下窗24的高度26的范围可以是：大于0.3mm至小于1.2mm，或者大于0.3mm至小于或等于约1.15mm、1.1mm、1.05mm、1.0mm、0.95mm、0.9mm、0.85mm、0.8mm、0.75mm、0.7mm、0.65mm、0.6mm、0.55mm、0.5mm、0.45mm，以及前述值之间的高度26的所有范围和子范围。例如，靠下窗24的边缘23的高度26可以是：0.32mm、0.33mm、0.34mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm、0.85mm、0.9mm、0.95mm、1.0mm、1.05mm、1.1mm、1.15mm，以及这些值之间的其他高度值。此外，根据液体透镜装置10的一些实践方式，靠下窗的高度26的跨度可以是从大于0.3mm到10mm，从大于0.3mm到7.5mm，从0.3mm到5mm，以及前述值之间的高度26的所有范围和子范围。此外，图1和1A所示的液体透镜装置10的实施方式还可以通过以与靠下窗24的高度26的前述值相一致的方式来控制靠上窗38的高度来实现本公开内容的益处和优点。

根据图1和1A所示的液体透镜装置10的另一个实施方式，粘合剂40可以配置为热固性聚合物(例如，环氧化物)、基于甲基丙烯酸酯的粘合剂、基于聚氨酯的粘合剂、硅基粘合剂和/或基于丙烯酸类的粘合剂。在采用热固性聚合物用于粘合剂40的此类实施方式中，热固性聚合物可以包含一种或多种硬化剂和聚合物构成组分。(作为热固性聚合物)的粘合剂40的硬化剂和聚合物构成组分可以根据硬化剂与聚合物之比为大于约0.4:10至小于约1:10来配置。在液体透镜装置10的一些实施方式中，粘合剂40的硬化剂和聚合物可以根据如下比例进行配置：大于约0.4:10至约0.95:10、至约0.9:10、至约0.85:10、至约0.8:10、至约0.75:10、至约0.7:10、至约0.65:10、至约0.6:10；约0.5:10至约0.7:10，以及前述比值范围之间的所有比例。例如，粘合剂40的硬化剂与聚合物构成组分可以根据如下比例进行配置：0.45:10、0.5:10、0.55:10、0.6:10、0.65:10、0.7:10、0.75:10、0.8:10、0.85:10、0.9:10、0.95:10，以及前述比例之间的所有比例。

根据图1和1A所示的液体透镜装置10的实施方式，装置可以表征为在105℃的热暴露测试持续500小时、750小时、1000小时、1500小时、2000小时或者甚至更久之后为零缺陷(或者对于一些实施方式，失效率小于5％或者小于10％)。在一些实践方式中，液体透镜装置10构造成使得在105℃的热暴露测试持续至少500小时、600小时、700小时、800小时、900小时、1000小时、1250小时、1500小时、1750小时、2000小时以及高于这些持续时间或者这些持续时间之间的其他暴露之后，经受零缺陷(或者小于10％的低失效率)。例如，液体透镜装置10可以构造成使得在105℃的热暴露测试持续500小时、550小时、600小时、650小时、700小时、750小时、800小时、850小时、900小时、950小时、1000小时、1100小时、1200小时、1300小时、1400小时、1500小时、1600小时、1700小时、1800小时、1900小时、2000小时以及这些持续时间之间的所有值之后，经受零缺陷(或者小于10％的失效率)。

根据图1和1A所示的液体透镜装置10的一些实践方式，靠下窗24的主表面21的部分21a可以构造成具有至少7.0mm²的表面积，例如提供最佳表面积通过粘合剂40将靠下窗24接合到底座部分16的同时使得粘合剂40中与第一和第二不可混溶流体的热膨胀相关的应力最小化。在一些实践方式中，靠下窗24的主表面21的部分21a的表面积可以是至少7.0mm²、7.5mm²、8.0mm²、8.5mm²、9.0mm²、9.5mm²、10.0mm²，以及大于高于前述下限值的所有表面积数值。类似地，靠下窗24的边缘23的部分23a的表面积可以构造成具有至少2.0mm²的表面积，例如提供最佳表面积通过粘合剂40将靠下窗24接合到底座部分16的同时使得粘合剂40中与第一和第二不可混溶流体的热膨胀相关的应力最小化。在一些实践方式中，靠下窗24的边缘23的部分23a的表面积可以是至少2.0mm²、2.5mm²、3.0mm²、3.5mm²、4.0mm²、4.5mm²、5.0mm²，以及大于高于前述下限值的所有表面积数值。此外，根据一些实施方式，靠下窗24的边缘23的部分23a可以构造成具有至少0.15mm、至少0.25mm或者至少0.5mm的高度。例如，在一些实施方式中，靠下窗24的边缘23的部分23a可以构造成具有如下高度：0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm，以及这些水平之间的所有高度值。

现参见图2A和2B，提供了液体透镜装置10的横截面示意图。本公开内容的液体透镜装置10构造成当经受热暴露测试时具有长期可靠性。如这些附图所示，装置10中的不可混溶流体的压力应该超过大气压，并且通过压接和加压工艺通常设定为约2巴。这确保了液体中不出现空气泡，因为如果装置内的压力低于大气压的话会发生此类情形。然而，温度增加会导致不可混溶流体的热膨胀，这会进一步增加压力“P”，如图2A所示。由于通过不可混溶流体的热膨胀增加了压力P，靠下窗24会如图2B所示发生弯曲。这种弯曲具有两种结果。首先，液体透镜装置10的光学功率会受到靠下窗24的形状改变的负面影响。第二点，靠下窗24的弯曲会导致靠下窗24与底座部分16之间的粘合剂40的点(标记为“WP”)处的高应力。点WP处的高应力水平会导致粘合剂40与窗24和/或底座部分16的脱粘结和/或脱层。然而，本公开内容的液体透镜装置10通过增加系统的整体刚度(例如，通过增加靠下窗24的高度26和/或通过经由控制硬化剂-聚合物之比来调节粘合剂40的机械性质)最小化或消除了这些影响。

实施例

将通过以下实施例来进一步阐明各种实施方式，其是本公开内容的示例性制品。

实施例1

在这个实施例中，采用本公开内容的技术人员常用的有限元分析(FEA)技术来对靠下窗与底座部分的粘合剂接合进行建模。现参见图3A和3B，显示液体透镜的靠下窗(例如，图1和1A所示的液体透镜装置10的靠下窗24)的立体示意图，其经受源自采用窗的液体透镜装置的不可混溶流体的热膨胀的建模应力。如图3A和3B所示，在这个实施例的建模中，分别改变靠下窗24的直径27、高度26、边缘23的部分23a以及主表面21的部分21a。此外，向这个实施例的液体透镜装置的每个窗24施加10N/mm²的恒定压力(标记为“P”)来模拟与这些装置的流体热膨胀相关的应力，如图3A和3B中的箭头所示。

对于图3C和3D，显示比较例液体透镜装置的窗的建模结果(标记为“比较例1A”)。对于这个样品，窗24的高度26设定为0.3mm；窗24的直径27设定为4.15mm；主表面21的部分21a设定为7.4mm²的表面积；以及窗24的边缘23的部分23a设定为2.0mm²的表面积。如图3C所示，窗24中观察到的约为372.9N/m²的最大应力水平是在窗24的中心与其边缘23之间的位置，并且更靠近边缘23。

如图3D所示，施加压力导致窗24的中心的最大位移。此外，在这个样品的情况下(比较例1A)，靠下窗24的向下位移估计为4.5x10^-9 mm。不受限于理论，由于装置的热暴露所导致的此类位移会表现为窗24的弯曲，这有损其光学性能和/或导致靠下窗与底座部分之间的粘合剂接合的过早失效。

对常规液体透镜装置以及与本公开内容的原理相一致的液体透镜装置进行额外建模。具体来说，如下表1所列出的那样，这个实施例的样品(标记为“比较例1A-1C”和“实施例1A-1D”分别改变靠下窗24的直径27、高度26、边缘23的部分23a以及主表面21的部分21a。如表1的数据所验证的那样，最大应力水平对于靠下窗的外直径、窗的具有粘合剂的边缘的部分的高度和表面积以及窗的主表面的部分的表面积是相对不敏感的。此外，具有约为0.3mm高度的靠下窗的那些样品(比较例1A-1C)展现出较高的最大应力水平和最大位移水平。相反地，具有约0.55mm的高度的靠下窗的那些样品(实施例1A-D)展现出较低的最大应力水平和位移水平，倍数约为对照组(比较例1A-1C)的相应数值的1/2。

表1

现参见图3E，提供的采用不同靠下窗高度的比较例和本发明液体透镜(即，比较例1A、比较例1B和实施例1B)的失效百分比与在105℃时的热暴露时间的函数关系图。如图3E所验证的，热暴露测试结果与表1中的建模结果相一致。具体来说，具有较小高度(0.3mm)的靠下窗的比较例液体透镜表现明显差于具有较大高度(0.55mm)的靠下窗的本发明液体透镜。此外，虽然图3E和表1没有显示，但是对具有如实施例1A-D的构造(但是具有0.7mm和0.9mm的靠下窗高度)的窗的液体透镜进行额外热暴露测试，证实了具有较大高度的靠下窗的这些透镜在通过105℃最高至且包含1250小时的测试迄今为止没有发生失效。

实施例2

根据这个实施例，制备了一组常规液体透镜装置样品和根据本公开内容原理的一个液体透镜装置。具体来说，这个实施例中的所有液体透镜制备成使得以下特征中的每一个具有相同尺寸：靠下窗的直径、靠下窗的高度、窗具有粘合剂的边缘的部分，以及靠下窗的主表面具有粘合剂的部分。用于这些样品中的粘合剂是热固性聚合物，其组成和微结构是改变的。具体来说，以具有如下比例的硬化剂-聚合物的热固性聚合物粘合剂制备比较例液体透镜装置样品：0.25:10、0.4:10、1:10和1.5:10。这些样品在图4中标记为“比较例2A(0.25:10)”、“比较例2B(0.4:10)”、“比较例2C(1:10)”和“比较例2D(1.5:10)”。此外，以硬化剂-聚合物之比为0.5:10的热固性粘合剂制备根据本公开内容的原理的液体透镜装置样品，标记为“实施例2A(0.5:10)”。然后，这个实施例中的每个样品在105℃经受200至1000小时的热暴露。

再次参见图4，提供这个实施例的液体透镜装置的失效百分比与105℃的热暴露时间(即，从200至1000小时)的函数关系图。如图4所验证，仅以根据本公开内容原理配制的粘合剂制备的液体透镜装置(实施例2A)在105℃热暴露持续200、400、600、800和1000小时的持续时间展现出零缺陷。不受限于理论，相信对粘合剂中相对于聚合物的量优化硬化剂的量对于粘合剂的最终机械性质起到了关键作用。更具体来说，相信采用硬化剂-聚合物之比是约04:10至约0.9:10配制的热固性聚合物提供了具有优化性质的粘合剂用于具有高可靠性的液体透镜装置，表征为对于150℃的热暴露测试持续750小时或更久没有缺陷。

可以对本公开内容的上文所述的实施方式进行改变和改进，而不明显背离本公开内容的精神和各个原理。所有此类变化和修改旨在包括在本文中，位于本公开内容的范围内和受到所附权利要求的保护。例如，可以根据如下实施方式结合本公开内容的各种特征。

实施方式1：根据第1个实施方式，提供了液体透镜装置。液体透镜装置包括：第一和第二不可混溶流体，它们限定了可通过电润湿移动的界面；帽盖部分；底座部分；位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；位置在帽盖部分中的靠上窗；以及位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行。靠下窗包括相对主表面和边缘。靠下窗通过粘合剂接合到底座部分，粘合剂的位置与主表面和边缘中的一个或多个的一部分发生接触。流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间。靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于1.2m。

实施方式2：根据第2个实施方式，提供了第1个实施方式，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续750小时之后为零缺陷。

实施方式3：根据第3个实施方式，提供了第1个实施方式，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续1000小时之后为零缺陷。

实施方式4：根据第4个实施方式，提供了第1至第3个实施方式中的任一项，其中，所述的靠下窗的主表面和边缘中的一个或多个的部分分别包括至少7.0mm²和2.0mm²的表面积。

实施方式5：根据第5个实施方式，提供了第1至第4个实施方式中的任一项，其中，靠下窗的直径是至少4mm。

实施方式6：根据第6个实施方式，提供了第1至第5个实施方式中的任一项，其中，靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于或等于0.6mm。

实施方式7：根据第7个实施方式，提供了第1至第6个实施方式中的任一项，其中，靠下窗的边缘的部分包括至少0.15mm的高度。

实施方式8：根据第8个实施方式，提供了液体透镜装置。液体透镜装置包括：第一和第二不可混溶流体，它们限定了可通过电润湿移动的界面；帽盖部分；底座部分；位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；位置在帽盖部分中的靠上窗；以及位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行。靠下窗包括相对主表面和边缘。靠下窗通过粘合剂接合到底座部分，粘合剂的位置与主表面和边缘中的一个或多个的一部分发生接触。流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间。粘合剂是包含硬化剂和聚合物的热固性聚合物，硬化剂与聚合物之比是约0.4:10至约0.9:10。

实施方式9：根据第9个实施方式，提供了第8个实施方式，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续750小时之后为零缺陷。

实施方式10：根据第10个实施方式，提供了第8个实施方式，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续1000小时之后为零缺陷。

实施方式11：根据第11个实施方式，提供了第8至第10个实施方式中的任一项，其中，硬化剂与聚合物之比是约0.5:10至约0.7:10。

实施方式12：根据第12个实施方式，提供了第8至第11个实施方式中的任一项，其中，靠下窗的直径是至少4mm。

实施方式13：根据第13个实施方式，提供了液体透镜装置。液体透镜装置包括：第一和第二不可混溶流体，它们限定了可通过电润湿移动的界面；帽盖部分；底座部分；位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；位置在帽盖部分中的靠上窗；以及位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行。靠下窗包括相对主表面和边缘。靠下窗通过粘合剂接合到底座部分，粘合剂的位置与主表面和边缘中的一个或多个的一部分发生接触。流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间。粘合剂是包含硬化剂和聚合物的热固性聚合物，硬化剂与聚合物之比是约0.4:10至约0.9:10。靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于1.2m。

实施方式14：根据第14个实施方式，提供了第13个实施方式，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续750小时之后为零缺陷。

实施方式15：根据第15个实施方式，提供了第13个实施方式，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续1000小时之后为零缺陷。

实施方式16：根据第16个实施方式，提供了第13至第15个实施方式中的任一项，其中，所述的靠下窗的主表面和边缘中的一个或多个的部分分别包括至少7.0mm²和2.0mm²的表面积。

实施方式17：根据第17个实施方式，提供了第13至第16个实施方式中的任一项，其中，靠下窗的直径是至少4mm。

实施方式18：根据第18个实施方式，提供了第13至第17个实施方式中的任一项，其中，靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于或等于0.6mm。

实施方式19：根据第19个实施方式，提供了第13至第18个实施方式中的任一项，其中，靠下窗的边缘的部分包括至少0.15mm的高度。

实施方式20：根据第20个实施方式，提供了第13至第19个实施方式中的任一项，其中，硬化剂与聚合物之比是约0.5:10至约0.7:10。

虽然为了说明给出了示例性实施方式和例子，但是上文的描述并不旨在以任何方式限制本公开内容和所附权利要求书的范围。因此，可以对上文所述的实施方式和例子进行改变和改进，而不明显背离本公开内容的精神和各个原理。所有此类变化和修改旨在包括在本文中，位于本公开内容的范围内和受到所附权利要求的保护。

Claims

1.一种液体透镜装置，其包括：

第一和第二不可混溶流体，它们限定了能通过电润湿移动的界面；

帽盖部分；

底座部分；

位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；

位置在帽盖部分中的靠上窗；以及

位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行，

其中，靠下窗包括相对主表面和边缘，

其中，靠下窗通过粘合剂接合到底座部分，粘合剂的位置与主表面和边缘中的一个或多个的一部分发生接触，

其中，流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间，以及

其中，靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于1.2m。

2.如权利要求1所述的装置，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续750小时之后为零缺陷。

3.如权利要求1所述的装置，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续1000小时之后为零缺陷。

4.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述靠下窗的主表面和边缘中的一个或多个的部分分别包括至少7.0mm²和2.0mm²的表面积。

5.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，靠下窗的直径是至少4mm。

6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其中靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于或等于0.6mm。

7.如权利要求1-6中任一项所述的装置，其中靠下窗的边缘的部分包括至少0.15mm的高度。

8.一种液体透镜装置，其包括：

帽盖部分；

底座部分；

位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；

位置在帽盖部分中的靠上窗；以及

位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行，

其中，靠下窗包括相对主表面和边缘，

其中，粘合剂是包含硬化剂和聚合物的热固性聚合物，硬化剂与聚合物之比是约0.4:10至约0.9:10。

9.如权利要求8所述的装置，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续750小时之后为零缺陷。

10.如权利要求8所述的装置，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续1000小时之后为零缺陷。

11.如权利要求8-10中任一项所述的装置，其中，硬化剂与聚合物之比是约0.5:10至约0.7:10。

12.如权利要求8-11中任一项所述的装置，其中，靠下窗的直径是至少4mm。

13.一种液体透镜装置，其包括：

帽盖部分；

底座部分；

位置在帽盖部分与底座部分之间的垫圈；

位置在帽盖部分中的靠上窗；以及

位置在底座部分中的靠下窗，窗相互面朝且基本平行，

其中，靠下窗包括相对主表面和边缘，

其中，流体被密封在帽盖部分、底座部分、垫圈和窗之间，

其中，粘合剂是包含硬化剂和聚合物的热固性聚合物，硬化剂与聚合物之比是约0.4:10至约0.9:10，以及

其中，靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于1.2m。

14.如权利要求13所述的装置，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续750小时之后为零缺陷。

15.如权利要求13所述的装置，其中，装置表征为在105℃的热暴露测试持续1000小时之后为零缺陷。

16.如权利要求13-15中任一项所述的装置，其中，所述靠下窗的主表面和边缘中的一个或多个的部分分别包括至少7.0mm²和2.0mm²的表面积。

17.如权利要求13-16中任一项所述的装置，其中，靠下窗的直径是至少4mm。

18.如权利要求13-17中任一项所述的装置，其中靠下窗的边缘的高度是大于0.3mm且小于或等于0.6mm。

19.如权利要求13-18中任一项所述的装置，其中靠下窗的边缘的部分包括至少0.15mm的高度。

20.如权利要求13-19中任一项所述的装置，其中，硬化剂与聚合物之比是约0.5:10至约0.7:10。