ES2951526T3 - Dispositivo de espejo deformable de manera controlable - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de espejo deformable tiene una capa flexible con una superficie frontal que forma una superficie de espejo o a la que está unida una capa de espejo que forma una superficie de espejo. La capa flexible está compuesta de forma homogénea por un primer material. Las protuberancias se extienden desde la superficie posterior de la capa flexible. Los salientes se componen homogéneamente del primer material o de un material con sustancialmente el mismo coeficiente de expansión térmica. Una pluralidad de actuadores están acoplados a las protuberancias y, a través de las protuberancias, a la capa flexible, para deformar la capa flexible. La capa flexible y las protuberancias pueden ser parte de un cuerpo integral del primer material o estar unidas a la capa flexible. El extremo distal de cada saliente tiene una superficie curva que al menos parcialmente tiene forma esférica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de espejo deformable de manera controlable

Campo de la invención

La invención se refiere a un dispositivo de espejo con un espejo deformable de manera controlable y un sistema óptico que comprende dicho dispositivo. La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Antecedentes

Los espejos deformables controlables son conocidos por su uso para ajustar los patrones de fase de frentes de onda, por ejemplo, para compensar el efecto de la turbulencia a lo largo de la trayectoria óptica. El documento WO2011129694 y las referencias citadas en él describen espejos deformables controlables. El espejo deformable de manera controlable comprende una superficie de espejo flexible y un gran número de actuadores para empujar y tirar de la superficie del espejo hacia adelante o hacia atrás en una matriz de puntos en la parte posterior de la superficie del espejo. Para cada punto en la matriz se usa un actuador que tiene una parte base en un soporte y una parte móvil(es decir, móvil) unida al punto en una capa accionada, que puede ser el propio espejo flexible o una capa flexible intermedia a la cual se une el espejo flexible. Las partes móviles son movidas por fuerzas excitadas desde las partes base, por ejemplo, mediante el uso de la corriente eléctrica a través de bobinas en la parte base para crear campos magnéticos que actúan sobre imanes en las partes móviles.

Se conocen varias formas de unir las partes móviles a la capa accionada. La parte móvil puede ser unida a la capa accionada por medio de adhesivo, cemento epoxi o una unión de frita. La sujeción electrostática o magnética entre las partes móviles y la capa accionada puede usarse para acoplar las partes móviles a la capa accionada. El documento US5719846 describe el uso de sujeción electrostática.

Aunque los actuadores proporcionan deformaciones que pueden ser controladas para crear ajustes deseables de los frentes de onda, la unión de las partes móviles también puede resultar en deformaciones no deseadas, con efectos perjudiciales no controlados en los frentes de onda. Las deformaciones actuales del espejo dependen de la forma de las partes móviles. Las regiones en el espejo detrás de las cuales se encuentran unidas las partes móviles son menos flexibles que las regiones entre las uniones de las partes móviles. La unión puede crear deformación local. Además, las uniones pueden crear una deformación en la superficie del espejo que depende de la temperatura. Cada uno puede crear deformación local del espejo con componentes de frecuencia espacial mucho más altos que no pueden ser compensados por la deformación controlada. Esto afecta negativamente la calidad del ajuste de los patrones de fase de las frentes de onda.

El documento EP1923730 describe un dispositivo de espejo deformable en el que el grosor del dispositivo se reduce al usar actuadores que se extienden a través de agujeros en el miembro de soporte del espejo. El miembro de soporte se une al sustrato del espejo mediante unión anódica u otras formas de unión. Los actuadores se contraen y se expanden dentro de la parte unida del miembro de soporte. El actuador no está unido al sustrato del espejo para evitar la distorsión, pero si la aparición de la distorsión no es un problema, el actuador puede ser unido al sustrato del espejo.

El documento US2008310287 describe un aparato de espejo deformable que usa un imán y una bobina de accionamiento para deformar el espejo en su totalidad. En la superficie opuesta del espejo se proporciona un miembro flexible para lograr una variación de grosor convexa, por ejemplo, en elipses que aumentan de grosor desde el borde del espejo hasta su centro. Esto proporciona una distribución de fuerza predeterminada en el miembro flexible. La distribución de fuerza determina el patrón de deformación cuando el imán y una bobina de accionamiento deforman el espejo.

La fabricación de un espejo deformable a partir de un cubo monolítico de aluminio mediante vaciado cruzado en 3D utilizando mecanizado por descarga eléctrica se describe en un artículo de Enya Keigo y otros (referencia EPO XP060039830) titulado "a monolithic deformable mirror with latchable mechanical actuation (LATCHAMAN) for space-born telescope", publicado en Visual communications and image processing Vol 9219 páginas 92190P-9219P. Se describe que el uso de una estructura monolítica significa que la estructura está libre de deformaciones causadas por la diferencia en los coeficientes de expansión térmica de diferentes materiales, lo cual puede provocar deformaciones al enfriarse. La deformación se realiza al usar un desarmador para girar los tornillos insertados en los agujeros del cuerpo principal con el fin de evitar un mecanismo de accionamiento fuertemente dependiente de la temperatura.

Sumario

Entre otros, se busca mejorar la calidad de los ajustes de los patrones de fase que pueden aplicarse a frentes de onda mediante un dispositivo de espejo con un espejo deformable de manera controlable.

Se proporciona un dispositivo de espejo deformable según se reivindica en la reivindicación 1. Las protuberancias se extienden desde la superficie posterior, es decir, desde la interpolación desde la superficie fuera de las protuberancias hasta posiciones debajo de las protuberancias. Los actuadores están conectados únicamente en la superficie del extremo distal de las protuberancias (distal desde la superficie posterior de la capa flexible). Al usar una protuberancia del mismo material que la capa flexible, o al menos con un material que tenga sustancialmente el mismo coeficiente de expansión térmica, entre la superficie posterior de la capa flexible y la parte móvil del actuador, se puede desplazar la posición donde ocurre la expansión o contracción térmica diferencial a una posición que está alejada de la superficie posterior. Por lo tanto, se reduce el efecto de distorsión de la expansión térmica en la capa flexible. Por supuesto, las variaciones de temperatura pueden afectar la longitud de las protuberancias y, por lo tanto, producir deformaciones normales como las producidas por medio del movimiento de los actuadores, pero esto puede ser compensado mediante un control ajustado de los actuadores. Pero las distorsiones locales, es decir, las distorsiones que se desvían de estas deformaciones normales, se evitan sustancialmente.

La combinación de forma convexo-cóncava de las protuberancias y las partes móviles de los actuadores facilita el ensamblaje de la combinación de la capa flexible, las protuberancias y la parte móvil, en particular cuando la capa flexible tiene una superficie curva, y los actuadores se usan para deformar esa superficie curva. Además, esto puede usarse para reducir la deformación local de la capa flexible debido al efecto de las protuberancias como brazo de torque que ejerce un torque local sobre la capa flexible, y la desalineación de los actuadores con la protuberancia. En una modalidad, el extremo distal de cada protuberancia tiene al menos parcialmente una superficie convexa que al menos parcialmente tiene una forma esférica, y los extremos distales de las partes móviles de los actuadores tienen superficies cóncavas parcialmente esféricas con el mismo radio de curvatura que el extremo distal de las protuberancias. En otra modalidad, el extremo distal de cada protuberancia tiene al menos parcialmente una superficie cóncava que al menos parcialmente tiene una forma esférica, y los extremos distales de las partes móviles de los actuadores tienen superficies convexas parcialmente esféricas con el mismo radio de curvatura que el extremo distal de las protuberancias.

En una modalidad, el centro de curvatura de la superficie cóncava esférica o parte de la superficie se encuentra en o entre la superficie frontal y posterior de la capa flexible (es decir, la interpolación de la superficie posterior fuera de las protuberancias), y con mayor preferencia a mitad de camino entre la superficie frontal y posterior de la capa flexible. Esto reduce aún más el efecto de distorsión de desalineación.

El adhesivo puede usarse en los extremos distales de las protuberancias para conectarlas a los actuadores, pero debido a que tal adhesivo se encuentra a una distancia de la capa flexible, no tiene ningún efecto de distorsión local, o a lo máximo un pequeño efecto de distorsión local, en la capa flexible. Tales efectos de distorsión, si los hay, disminuyen con la longitud de las protuberancias. Preferentemente, la longitud de las protuberancias es al menos igual a la mitad de su diámetro.

En una modalidad, la capa flexible y las protuberancias forman parte de un cuerpo integral del primer material. Un cuerpo integral de este tipo puede fabricarse, por ejemplo, comenzando con un cuerpo más grande del primer material que tenga un grosor que sea al menos la suma del grosor de la capa flexible y la longitud de las protuberancias, y eliminando selectivamente la parte del cuerpo más grande entre las protuberancias para crear la superficie posterior de la capa flexible entre las protuberancias.

En otra modalidad, puede usarse una capa de adhesivo entre las protuberancias y la superficie posterior de la capa flexible para acoplar las protuberancias a la superficie posterior. Una capa de adhesivo de este tipo puede mantenerse delgada y ausente en la superficie posterior de la capa flexible fuera de la circunferencia de la protuberancia, de modo que su rigidez y coeficiente de expansión térmica no tengan un efecto significativo en la deformación térmica. Otro método de fabricación puede comprender la unión anódica de las protuberancias a la capa flexible. Esto elimina la posibilidad de distorsión debido al adhesivo.

Se proporciona un método de fabricación de un dispositivo de espejo deformable. En este método, la superficie del espejo deformable está presente en una superficie frontal de una capa flexible. El método comprende la fabricación de la capa flexible a partir de un cuerpo de un primer material mediante la eliminación selectiva del primer material de dicho cuerpo para formar una superficie posterior de la capa flexible, la eliminación selectiva deja protuberancias que se extienden desde una superficie posterior de la capa flexible, o la unión de las protuberancias del primer material, o de un material con sustancialmente el mismo coeficiente de expansión térmica, a la superficie posterior. Los actuadores están acoplados a las protuberancias.

En una modalidad, esto se puede hacer antes de la unión de las protuberancias a la superficie posterior de la capa flexible, las protuberancias del primer material a la superficie posterior. En una modalidad, las protuberancias pueden unirse a la superficie posterior mediante unión anódica, mientras son presionadas hacia la superficie posterior por medio de las partes móviles, o mediante otros puntales.

En una modalidad, las protuberancias pueden unirse a la superficie posterior mediante el adhesivo, que se cura mientras las protuberancias se presionan contra la superficie posterior por medio de las partes móviles, o mediante otros puntales. El uso de las partes móviles para estos fines proporciona una autoalineación durante la fabricación, lo que reduce aún más el riesgo de deformación.

Breve descripción de las figuras

Estos y otros objetos y ventajas se harán evidentes a partir de una descripción de modalidades ejemplares con referencia a las siguientes figuras.

La Figura 1 muestra un sistema óptico

La Figura 2a,b y 3 muestran secciones transversales de una parte de un dispositivo de espejo

La Figura 4 muestra un actuadory una protuberancia.

Descripción detallada de modalidades ejemplares

La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema óptico en el que se usa un dispositivo de espejo 14 con un espejo deformable de manera controlable. El sistema comprende un telescopio 12, un dispositivo de espejo 14 y un detector 16. La trayectoria óptica 10 va desde el telescopio 12 hasta el dispositivo de espejo 14, que refleja la trayectoria óptica 10 hacia el detector 16. Preferentemente, el dispositivo de espejo 14 se encuentra en un plano de pupila del telescopio 12. El detector 16 puede comprender elementos ópticos (no mostrados) para enfocar la luz proveniente de la trayectoria óptica 10 en un sensor (no mostrado), tal como un sensor de imagen o un sensor de punto.

La Figura 2a muestra una sección transversal de parte de una primera modalidad del dispositivo de espejo 14. El dispositivo de espejo comprende una superficie de espejo flexible 20 y actuadores 22 en una base 23. La figura muestra solo una parte de la superficie del espejo 20 y la base 23 con algunos actuadores, pero cabe destacar que el dispositivo de espejo 14 puede comprender muchos más actuadores, preferentemente en una matriz bidimensional, por ejemplo, con filas y columnas de al menos diez actuadores. La forma no accionada de la superficie del espejo 20 puede ser plana, o puede curvarse para formar un elemento de imagen reflectante, cuya superficie puede deformarse localmente desde la forma curva mediante el uso de actuadores 22 (como se usa en la presente, un elemento de imagen reflectante puede tener una distancia focal positiva o negativa, de modo que el reflector puede actuar como una lente para formar una imagen por sí mismo o participar en la formación de imágenes mediante un sistema óptico más complejo, lo que podría llamarse una "lente reflectora"). En la modalidad ilustrada, la superficie de espejo flexible 20 es la superficie frontal de un cuerpo integral 24 que está hecho de un único material homogéneo, por ejemplo, de metal. En otra modalidad, el cuerpo integral 24 puede estar hecho de metal o vidrio con una capa reflectante en la parte superior, que forma la superficie de espejo flexible 20.

Superficie de espejo flexible adyacente 20, una parte del cuerpo integral 24 forma una capa frontal que se extiende sobre toda la superficie frontal del cuerpo integral 24, formando o soportando la superficie de espejo flexible 20. Esta parte del cuerpo integral 24 es tan delgada que puede deformarse bajo la influencia de las fuerzas ejercidas sobre las protuberancias 26. La capa frontal del cuerpo integral 24 puede tener un grosor de 1-5 mm, por ejemplo, y la superficie puede extenderse sobre 100 milímetros o más.

En una modalidad, el cuerpo integral 24 tiene una pluralidad de protuberancias alargadas 26 en la superficie posterior del cuerpo integral 24 (en la presente descripción la superficie posterior del cuerpo integral 24 es la parte del cuerpo integral 24 entre las protuberancias 26 y la interpolación de esa parte a través de las protuberancias). Las protuberancias alargadas 26 se extienden en una dirección alejada de la superficie posterior de la capa frontal (a lo largo de la dirección z como se indica). La capa frontal y las protuberancias 26 tienen la misma composición de material, y en la modalidad ilustrada forman un cuerpo integral.

En otras modalidades, la capa frontal y las protuberancias 26 pueden estar unidas entre sí por un adhesivo entre la superficie posterior de la capa frontal y las protuberancias 26, de modo que la capa frontal y las protuberancias 26 no formen un cuerpo integral. Preferentemente, la capa frontal y las protuberancias 26 son del mismo material, de modo que sus coeficientes de expansión térmica sean iguales. Alternativamente, pueden usarse diferentes materiales con sustancialmente el mismo coeficiente de expansión térmica, por ejemplo, con coeficientes de expansión térmica que difieren en menos de 5 ppm/Kelvin y con mayor preferencia menos de 3 ppm/Kelvin al menos en un intervalo de temperatura predeterminado (por ejemplo, un intervalo de temperatura operativa de 250-320 Kelvin o incluso a temperaturas más bajas, tal como las que se presentan durante el uso en el espacio).

Ejemplos de materiales que se pueden usar que tienen sustancialmente los mismos coeficientes de expansión térmica son materiales de vidrio tal como Zerodur, ULE, Sílice Fundida, Sitall, Clearceram, Borosilicato.

El tamaño de las protuberancias está diseñado para crear una reducción significativa en el efecto de deformación de la superficie de espejo flexible 20 debido al adhesivo en el extremo distal de las protuberancias 26 (es decir, una reducción del efecto de al menos un factor de cinco o diez). Por ejemplo, las protuberancias 26 pueden extenderse entre uno y cinco milímetros desde la superficie posterior. En una modalidad, el extremo distal de la protuberancia 26 tiene una forma curva convexa o parcialmente tiene una forma curva convexa que incluye el punto de protuberancia 26 en su mayor distancia de la superficie posterior del cuerpo integral 24, y la mayor distancia es al menos la mitad del radio de curvatura de la parte curva convexa. Las protuberancias 26 pueden tener cualquier forma en sección transversal, por ejemplo, circular, elíptica o rectangular. En una modalidad preferida se usa una sección transversal circular. El diámetro de las protuberancias 26, es decir, la distancia máxima entre cualquier par de puntos en la circunferencia de la sección transversal es preferentemente menor o igual a dos veces su longitud. Por ejemplo, cuando la longitud es de cuatro milímetros, el diámetro puede ser de cuatro milímetros. La distancia entre los exteriores de las protuberancias vecinas 26 es preferentemente mayor que su diámetro, y con mayor preferencia más de dos veces su diámetro. Por ejemplo, la distancia de centro a centro puede ser de veinte milímetros, o al menos más de ocho milímetros cuando las protuberancias tienen un diámetro de 4 milímetros. Preferentemente, ninguna cantidad significativa de material distinto al del cuerpo integral 24 está presente en la superficie frontal y en la superficie posterior del cuerpo integral 24. En la presente descripción, un recubrimiento de no más de diez micrómetros no se considera una cantidad significativa. Puede estar presente un adhesivo de una composición de material diferente a la del cuerpo integral 24 en los extremos distales de las protuberancias 26. Debido a la composición diferente, el adhesivo genera estrés, por ejemplo, cuando se cura y/o como resultado de la variación de temperatura. La magnitud de este estrés disminuye con la distancia desde el adhesivo a lo largo de las protuberancias 26, reduciendo de esta manera su efecto en la superficie de espejo flexible.

Respectivos actuadores 22 se unen a respectivas protuberancias 26, en el extremo distal, o al menos a una distancia de la capa frontal del cuerpo integral 24. La cantidad de estrés creado por la unión de los actuadores disminuye con la distancia entre la fijación y la capa del cuerpo integral 24 que se extiende sobre toda la superficie frontal del cuerpo integral 24.

La Figura 2b muestra una sección transversal de parte de una segunda modalidad del dispositivo de espejo 14, donde se proporciona una capa de espejo reflectante 28 sobre el cuerpo integral 24. En esta modalidad, la superficie de espejo flexible 20 es la superficie frontal de la capa de espejo reflectante 28 y la superficie posterior de la capa de espejo reflectante 28 está en contacto continuo espacialmente con el cuerpo integral 24 en toda la superficie posterior de la capa de espejo reflectante 28.

En otras modalidades, una o más capas adicionales (no mostradas) pueden estar presentes entre la capa de espejo reflectante 28 y el cuerpo integral 24 en contacto continuo espacial entre sí detrás de toda la superficie posterior de la capa de espejo reflectante 28. La combinación de la capa de espejo reflectante 28 y la parte del cuerpo integral 24 que se extiende sobre toda la superficie del espejo y opcionalmente las capas adicionales es tan delgada que pueden deformarse bajo la influencia de las fuerzas ejercidas sobre las protuberancias 26.

El cuerpo integral 24 puede fabricarse, por ejemplo, a partir de una placa de un material homogéneo único (por ejemplo, aluminio), mediante fresado para eliminar el material entre las protuberancias 26. La molienda mecánica puede usarse, o el material entre las protuberancias 26 puede eliminarse parcialmente o totalmente químicamente o electroquímicamente. En otras modalidades, las protuberancias pueden crecer mediante deposición selectiva espacial. La superficie frontal del cuerpo integral 24 puede ser procesada después de la creación de las protuberancias 26 para formar una superficie de espejo flexible 20, o para crear una superficie delgada y lisa a la cual puede unirse de forma continua espacialmente una capa de espejo reflectante 28 mediante deposición de material o mediante la unión de una capa de espejo reflectante preformada.

El uso de protuberancias del cuerpo integral 24 tiene el efecto de que el movimiento de la capa de espejo reflectante 28 debido al accionamiento no se ve afectado por las fluctuaciones de temperatura. El estrés mecánico inherente en el cuerpo integral 24 se puede evitar, de modo que esto no afecte la capa de espejo reflectante 28. El uso de protuberancias del cuerpo integral 24 también facilita el procesamiento de la superficie frontal del cuerpo integral 24 en cualquier momento, en comparación con los métodos de fabricación en los que los actuadores se unen directamente a la parte del cuerpo integral 24 que se extiende a lo largo de toda la superficie del espejo 20.

El cuerpo integral 24 puede estar hecho de metal o vidrio, por ejemplo. El metal puede ser un metal de aleación o un metal puro como el aluminio. Cuando se usa un metal, la superficie frontal del propio metal puede usarse como superficie de espejo o puede depositarse una capa de espejo en la superficie frontal. Cuando se usa un cuerpo integral 24 de vidrio, se deposita preferentemente una capa de espejo en la superficie frontal, por ejemplo, mediante electrochapado. En otras modalidades, puede usarse una capa de espejo desmontable.

La Figura 3 muestra una sección transversal de parte de otra modalidad del dispositivo de espejo. En la presente descripción, el cuerpo integral ha sido creado mediante la unión de una capa flexible 30 con superficies frontal y posterior paralelas y protuberancias 32 del mismo material que la capa 30. Las protuberancias 32 se unen a la capa 30 mediante el uso de uniones anódicas 34 que no usan en la unión una composición de material diferente a la del material de la capa 30 y las protuberancias 32. La unión anódica comprende poner en contacto las protuberancias 32 con la capa 30, calentar las protuberancias 32 y la capa 30 cuando están en contacto, y aplicar un campo electrostático que se extiende a través del contacto entre las protuberancias 32 y la capa 30. Las protuberancias 32 pueden entrar en contacto directo con la capa 30 con el propósito de unión anódica. El resultado es que efectivamente se forma un cuerpo integral homogéneo. Alternativamente, puede estar presente una capa intermedia delgada de un material diferente entre las protuberancias 32 y la capa 30 de modo que el contacto sea indirecto, a través de la capa intermedia, al inicio de la unión anódica. Puede quedar un remanente de la capa intermedia después de la unión anódica. Si esta capa intermedia es suficientemente delgada (por ejemplo, menos de 10 micrómetros), las protuberancias unidas funcionan como un cuerpo integral.

La Figura 4 muestra un detalle de la parte móvil(es decir, móvil) 40 del actuador y una protuberancia 26, con adhesivo 42 entre la parte móvil 40 del actuador y una protuberancia 26. En esta modalidad, el extremo distal de la protuberancia 26 tiene una superficie convexa semiesférica, con el centro de la superficie parcialmente esférica en el eje central de la protuberancia 26. La superficie parcialmente esférica de la protuberancia 26 puede ser una superficie hemisférica o puede consistir en menos de un hemisferio, siempre y cuando sea lo suficientemente grande como para recibir el extremo distal de la parte móvil 40. La parte móvil 40 tiene preferentemente una sección transversal más pequeña que la protuberancia 26 y tiene una superficie cóncava, parcialmente esférica con el mismo radio de curvatura que la protuberancia 26. Esto facilita el ensamblaje, porque ayuda a centrar la parte móvil 40 en la protuberancia 26. Además, ayuda a garantizar que la inclinación de la parte móvil 40 no provoque la inclinación de la protuberancia 26 y la deformación del cuerpo integral de la superficie frontal 24 debido a la inclinación. En la modalidad ilustrada, esto es debido al uso de una protuberancia 26 con un extremo distal convexo en combinación con una parte móvil 40 cóncavas con un extremo distal cóncavo. En la figura 4, el radio de curvatura se indica con una flecha R desde el centro de curvatura de la parte de superficie esférica de la protuberancia 26. El centro de curvatura preferentemente se encuentra entre la superficie frontal y la superficie posterior del cuerpo integral 24 o en una de estas superficies. Esto reduce la deformación del cuerpo integral de la superficie frontal 24 debido a la inclinación. Cuando el cuerpo integral 24 se curva para formar un elemento de imágenes reflectante, el centro de curvatura preferentemente se encuentra a mitad de camino entre la superficie frontal y la posterior.

En otras modalidades, las protuberancias 26 pueden estar unidas a la capa flexible 30 por medio de una capa de adhesivo entre las protuberancias 26 y la superficie posterior de la capa flexible 30. En ambas modalidades con unión anódica y unión por adhesivo, la capa flexible 30 puede ser una capa plana, como se muestra en la figura 3, donde los actuadores se usan para crear desviaciones de una superficie plana, o una capa curva, donde los actuadores se usan para crear desviaciones de esa superficie curva.

En las modalidades en las que las protuberancias 26 están unidas a la capa flexible 30 por medio de unión anódica o mediante un adhesivo, puede usarse un proceso de ensamblaje en el que las protuberancias 26 se presionan contra la superficie posterior de la capa flexible 30 mediante puntales que tienen superficies cóncavas con el mismo radio de curvatura que el extremo distal de las protuberancias. Las partes móviles 40 pueden usarse como puntales para esto.

La unión anódica puede realizarse mientras los puntales presionan las protuberancias 26 contra la superficie posterior de la capa flexible 30. De manera similar, los puntales pueden presionar las protuberancias 26 contra la superficie posterior de la capa flexible 30 mientras un adhesivo entre las protuberancias 26 y la superficie posterior se cura (por ejemplo, mientras un solvente se evapora o durante la polimerización en el adhesivo). En una modalidad, el adhesivo puede aplicarse primero a una parte de la superficie proximal (por ejemplo, plana) de una protuberancia 26 que debe ser unida a la superficie posterior de la capa flexible 30, y el puntal puede usarse para presionar la parte de la superficie proximal contra la superficie posterior de la capa flexible 30, con el adhesivo aplicado en medio.

Esto minimiza el efecto de la diferencia entre la expansión térmica de la capa de adhesivo y la capa flexible y las protuberancias, ya que resulta en una capa delgada que está ausente en la superficie posterior de la capa flexible fuera de la circunferencia de la protuberancia.

La presión ejercida por los puntales que tienen superficies posteriores cóncavas con el mismo radio de curvatura que el extremo distal de las protuberancias tiene la ventaja de que una vez que una protuberancia 26 hace contacto con la superficie posterior de la capa flexible 30, la protuberancia 26 girará debido a la presión hasta que la parte de la superficie de la protuberancia 26 quede paralela a la superficie posterior de la capa flexible 30 y la presión se distribuya de manera uniforme sobre la parte de la superficie proximal de la protuberancia 26. Esta orientación paralela puede mantenerse durante la unión, ya sea mediante unión anódica o curado del adhesivo. Esto tiene el efecto de reducir la deformación durante el uso posterior.

El uso de superficies cóncavas/convexas permite mantener paralelas las direcciones de longitud de las partes móviles de los actuadores u otros puntales entre sí durante la unión de las protuberancias a la superficie posterior de la capa flexible 30, incluso en modalidades en las que la capa flexible tiene una superficie curva. Durante el proceso de unión, las partes móviles u otros puntales ejercen fuerzas de presión sobre las protuberancias a lo largo de las direcciones longitudinales de los actuadores u otros puntales. Estas fuerzas presionan las partes de la superficie proximal de las protuberancias contra la superficie posterior de la capa flexible 30. El uso de superficies cóncavas/convexas permite hacerlo con las partes móviles o puntales en paralelo. Esto simplifica la fabricación, especialmente cuando el espejo forma un elemento de imagen. Cuando las partes móviles se usan para hacerlo, esto también garantiza que las partes móviles estén en su lugar para su uso operativo.

Cuando se usa la unión anódica, el puntal puede usarse como un electrodo para aplicar un potencial eléctrico a la protuberancia 26, como parte de la creación de un campo eléctrico entre la protuberancia y la superficie posterior. Cuando las partes móviles 40 de los actuadores se usan como puntales para este propósito, puede aplicarse adhesivo adicional entre cada parte móvil 40 y la protuberancia 26 contra la cual se presiona, antes de que la protuberancia 26 se presione contra la superficie posterior de la capa flexible 30. Por lo tanto, puede crearse una unión adhesiva entre la parte móvil 40 y la protuberancia 26 mediante el curado del adhesivo adicional de forma simultánea con la unión de la protuberancia 26 a la superficie posterior de la capa flexible 30, o posteriormente. Los actuadores de las partes móviles pueden estar conectados a otras partes de los actuadores durante la unión, o pueden estar conectados solo posteriormente.

En lugar de usar protuberancias con forma convexa y partes puntales/móviles con forma cóncava de los actuadores, las formas pueden intercambiarse, al usar protuberancias con forma cóncava y partes puntales/móviles con forma convexa de los actuadores. Ambos proporcionan la autoalineación de las protuberancias y las partes móviles de los actuadores cuando se conectan. Opcionalmente, también para la alineación del extremo proximal de las protuberancias con respecto a la superficie posterior de la capa flexible, cuando las protuberancias están en las partes móviles cuando las protuberancias están unidas a la superficie posterior de la capa flexible.

Las direcciones a lo largo de las cuales se ejercen las fuerzas distribuidas por el extremo distal de la parte móvil sobre el extremo distal de la protuberancia convergen en el centro de curvatura de las superficies. Uso de una protuberancia con un extremo distal convexo en combinación con una parte móvil que tiene un extremo distal cóncavo tiene la ventaja de que el centro de curvatura está más cerca o en el centro de masa de la protuberancia y la superficie posterior de la capa flexible que en el caso de una protuberancia con un extremo distal cóncavo. Por lo tanto, estas fuerzas distribuidas producen menos torque y, por lo tanto, son menos propensas a causar deformación local de la capa flexible o problemas de alineación.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de espejo deformable (14), que comprende

- una capa flexible (20, 28, 30) que tiene una superficie frontal que forma una superficie de espejo o a la cual se une una capa de espejo formando una superficie de espejo, la capa flexible (20) que consiste homogéneamente en un primer material;

- protuberancias (26, 32) que se extienden desde, o se unen a, una superficie posterior (24, 30) de la capa flexible (20, 28, 30), las protuberancias (26) que consisten homogéneamente en el primer material o en un segundo material que tiene sustancialmente el mismo coeficiente de expansión térmica al del primer material, - una pluralidad de actuadores (22), los actuadores (22) que se acoplan a las protuberancias (26, 32) y a través de las protuberancias (26) a la capa flexible (20, 28, 30) para deformar la capa flexible (20, 28, 30) en donde las superficies acopladas del extremo distal de cada protuberancia (26, 32) y el extremo distal de una parte móvil del actuador (22) que se acopla a las protuberancias (26, 32) respectivamente tienen diferentes (i) una superficie convexa que al menos parcialmente tiene una forma esférica, y (ii) una superficie cóncava parcialmente esférica con el mismo radio de curvatura que la superficie convexa que al menos parcialmente tiene la forma esférica.

2. Un dispositivo de espejo deformable de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa flexible y las protuberancias forman parte de un cuerpo integral del primer material.

3. Un dispositivo de espejo deformable de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las protuberancias se unen anódicamente a la capa flexible.

4. Un dispositivo de espejo deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el extremo distal de cada protuberancia tiene dicha superficie convexa que al menos parcialmente tiene una forma esférica, y los extremos distales de las partes móviles de los actuadores tienen dichas superficies cóncavas parcialmente esféricas con el mismo radio de curvatura que el extremo distal de las protuberancias.

5. Un dispositivo de espejo deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el centro de curvatura de la superficie cóncava esférica o parte de la superficie se encuentra en o entre la superficie frontal y posterior de la capa flexible, y con mayor preferencia en el punto medio entre la superficie frontal y posterior de la capa flexible.

6. Un método de fabricación de un dispositivo de espejo deformable (14) en donde una superficie de espejo deformable (20, 30) está presente en una superficie frontal de una capa flexible (20, 28, 30), el método que comprende

- fabricar la capa flexible (20, 28, 30) a partir de un cuerpo de un primer material mediante la eliminación selectiva del primer material de dicho cuerpo para formar una superficie posterior de la capa flexible (20, 28, 30), la eliminación selectiva que deja protuberancias (26, 32) que se extienden desde una superficie posterior de la capa flexible (20, 28, 30) o unir las protuberancias (26, 32) del primer material o de un segundo material que tiene sustancialmente el mismo coeficiente de expansión térmica al del primer material a la superficie posterior, en donde el extremo distal de cada protuberancia (26, 32) tiene una superficie convexa que al menos en parte tiene una forma esférica o una superficie cóncava parcialmente esférica; y

- acoplar las partes móviles de los actuadores a las protuberancias.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde una superficie proximal de cada protuberancia se une a la superficie posterior mediante la unión, la unión que es una unión anódica o una unión mediante un adhesivo, el método que comprende

- presionar una parte de la superficie proximal de la protuberancia contra la superficie posterior de la capa flexible durante dicha unión, ejerciendo presión sobre la protuberancia mediante el uso de un puntal que tiene un extremo distal que tiene una superficie cóncava parcialmente esférica con el mismo radio de curvatura que el extremo distal de la protuberancia cuando el extremo distal de la protuberancia tiene una superficie convexa, o un extremo distal de cada protuberancia tiene una superficie convexa que al menos parcialmente tiene una forma esférica cuando el extremo distal de la protuberancia tiene una superficie cóncava.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el puntal se forma por una de las partes móviles.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde está presente un adhesivo adicional entre la protuberancia y la parte móvil durante dicha unión, y se cura mientras o después de que la protuberancia se une a la superficie posterior.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, 8 o 9, en donde la capa flexible tiene una superficie curva y los puntales que presionan las partes de la superficie proximal de todas las protuberancias se mantienen paralelos entre sí durante dicha unión.