專利名稱：可變形鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變形鏡，其設(shè)置在光盤裝置、數(shù)碼相機(jī)、放映機(jī)或其 它光學(xué)設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)中，且可以通過改變其鏡面形狀來執(zhí)行入射光束的光 學(xué)畸變的校正。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，提出有各種關(guān)于可變形鏡的方案，該可變形鏡能夠通過改變其
鏡面形狀而校正入射光束的光學(xué)畸變等。例如，JP-A-H02-166403公開了一 種可變形鏡，該鏡包括由剛性體構(gòu)成的支承構(gòu)件；支承在支承構(gòu)件上、具 有一定程度的柔軟度或撓性的絕緣支承構(gòu)件；支承在該絕緣支承構(gòu)件上的 鏡；將鏡與剛性支承桿連接的多個壓電桿。通過將電壓施加于壓電桿以使壓 電桿伸展和收縮，使這種可變形鏡能夠形成理想的鏡曲面。此外， JP-A-H05-333274也公開了一種可變形鏡，其可以通過利用柱狀壓電致動器 沿垂直于鏡面的方向伸展和收縮而使其鏡面變形。
然而，在JP-A-H02-166403或JP-A-H05-333274中公開的可變形鏡具有 很難縮減整個裝置的尺寸的缺點。因此，如JP-A-2004-347753所公開的，提 出一種可變形狀的鏡元件(可變形鏡)，其通過形成包括壓電膜的薄膜而制 造。關(guān)于JP-A-2004-347753中公開的可變形狀鏡元件，由于該鏡由薄膜制成， 一個優(yōu)點就是該鏡可以沿其厚度方向顯著地減小尺寸。然而，由于使鏡變形 的驅(qū)動力是從壓電膜獲得，所以其缺點在于很難獲得足夠的鏡位移。
在上述情況下，發(fā)明人已開發(fā)出一種可變形鏡，其能夠通過利用致動器 101沿垂直于鏡面的方向(箭頭所示方向)伸展和收縮來使鏡102變形，從 而控制其鏡面103的形狀變化，如圖6A和圖6B所示。根據(jù)該可變形鏡，可 以應(yīng)用能夠增大鏡的位移的優(yōu)點。注意圖6A和6B是用于解釋可變形鏡的鏡 面103的變形原理的示意圖。圖6A示出鏡面103變形前的狀態(tài)，而圖6B 示出鏡面103變形后的狀態(tài)。在圖6A和6B中，附圖標(biāo)記104表示用于固定
鏡102的支承柱。
然而，通過利用柱狀致動器101的伸展和收縮而改變鏡面103的形狀的 可變形鏡的問題在于裝置的尺寸變大，與上述在JP-A-H02-166403或 JP-A-H05-333274中公開的可變形鏡的問題一樣。除此之外，還有包括裝置 的不易制造等多種問題。下文中，將參照示出傳統(tǒng)可變形鏡的結(jié)構(gòu)的圖7對 這些問題進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖7是示出傳統(tǒng)的可變形鏡200的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。該可變形鏡200 設(shè)置有基座201;鏡202，其設(shè)置為與基座201相對；支承柱203，其形成 于基座201上以支承鏡202;以及致動器204，其通過伸展和收縮使鏡202 變形，以使鏡面變形。致動器204由壓電元件構(gòu)成，經(jīng)由形成在基座201上 的布線圖案205向壓電元件供電。
關(guān)于具有上述結(jié)構(gòu)的可變形鏡200，為確保足夠的剛度，基座201的厚 度尤其應(yīng)當(dāng)較大。因此，存在裝置尺寸沿厚度方向變大的問題。此外，還有 另一個必須增大基座201的厚度的原因。也就是說，必須將待加工為布線圖 案205的硅等制成的基板層疊到基座201上，用以在基座201上形成布線圖 案205。在這種情況下，如果基座201的厚度較薄，當(dāng)用于形成布線圖案205 的硅基板層疊在基座201上時，基座201容易彎曲并導(dǎo)致較差的加工特性。 由于這個原因，基座201的厚度需要增大到一定程度。
還有，在可變形鏡200中，由于很難通過打線結(jié)合(wire bonding)等方 法從致動器204中抽出金屬線，因此形成有布線圖案205，用以向致動器204 供電。在這種情況下，布線圖案基座201上需要用于形成布線圖案205的空 間。因此將增大基座201的面積，并且將增大可變形鏡的尺寸。
此外，由于所述布線圖案205的存在，很難使基座201的板面面積與鏡 202的板面面積相同。因此，在可變形鏡的制造過程中，在裝配過程之后很 難將各裝置彼此分離。例如，存在的問題在于，因為位于鏡202和基座201 之間的部分在鏡202的周緣是空的，如果通過使用鉆石輪劃片機(jī)(dicing saw) 執(zhí)行切割以適應(yīng)基座201的尺寸，在切割中容易發(fā)生破損。
還有，在所述的可變形鏡200具有該結(jié)構(gòu)的情況下，支承柱203和致動 器204應(yīng)當(dāng)定位，以便將它們結(jié)合到基座201上。這種情況下，需要在制造 過程中使它們定位的夾具，且存在的問題在于，由于需要夾具的連接和分離
步驟，使得制造過程變得復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可變形鏡，該可變形鏡可以增大鏡的位移， 并可以容易地制成緊湊的尺寸。
本發(fā)明的可變形鏡包括具有鏡面的鏡基板；支承構(gòu)件，其支承鏡基板 并具有沿近似垂直于鏡基板的方向延伸的通孔；電極部，其設(shè)置在支承構(gòu)件 的、與支承鏡基板的表面相對的底側(cè)，以便覆蓋所述通孔的至少一部分；以 及致動器，其插入所述通孔并結(jié)合和固定到所述電極部上，當(dāng)經(jīng)由電極部供 電時，所述致動器伸展和收縮以使鏡面和鏡基板變形。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于為致動器供電的電極部形成在用于支承鏡基板的支 承構(gòu)件上，且致動器結(jié)合并固定到電極部，所以不需要使用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中所必 需的用于形成電極圖案(electrode pattern)的基板，因而可以減小該裝置的 厚度。另外，因為能夠容易地經(jīng)由形成在支承構(gòu)件上的電極部向致動器供電， 可以避免由于布線圖案的原因而增大該裝置的尺寸，從而可減小變形鏡的尺 寸。另外，因為致動器可以通過形成在支承構(gòu)件上的通孔定位，所以不需要 使用在傳統(tǒng)制造過程中所需的夾具，從而能夠簡化制造過程。另外，由于鏡 基板通過致動器的伸展和收縮而變形，所以能夠增大鏡面的變形。
而且，關(guān)于本發(fā)明，在具有上述結(jié)構(gòu)的可變形鏡中，支承構(gòu)件優(yōu)選地由 絕緣的剛性體形成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于支承構(gòu)件由絕緣的剛性體形成，所以能夠容易地增 大鏡面的變形。
而且，關(guān)于本發(fā)明，在具有上述結(jié)構(gòu)的可變形鏡中，致動器優(yōu)選為包括
壓電材料和電極的壓電致動器。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，因為所述致動器是壓電致動器，所以能夠容易地實現(xiàn)。 而且，關(guān)于本發(fā)明，在具有上述結(jié)構(gòu)的可變形鏡中，所述壓電致動器優(yōu)
選為層疊(laminated)壓電致動器，其包括交替層疊的多層壓電材料和交替
層疊的多層電極。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于所述壓電致動器是層疊壓電致動器，所以可以增大 所產(chǎn)生的力，并且增大鏡面的變形。
而且，關(guān)于本發(fā)明，在具有上述結(jié)構(gòu)的可變形鏡中，可以采用這樣一種 結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，電極層交替連接到第一公用電極和第二公用電極，第一 公用電極和第二公用電極設(shè)置在大體平行于壓電致動器的層疊方向的側(cè)面 上，以交替地作為不同極性的電極，第一公用電極和第二公用電極均電連接 到壓電致動器的結(jié)合于電極部的結(jié)合表面，且電極部設(shè)置有給第一公用電極 供電的電極和給第二公用電極供電的電極。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在形成于支承構(gòu)件上的電極部上形成兩個電極，且經(jīng)由 所述兩個電極向壓電致動器供電以驅(qū)動壓電致動器。因此，用于供電的布線 不復(fù)雜。
而且，關(guān)于本發(fā)明，在具有上述結(jié)構(gòu)的可變形鏡中，在俯視圖中鏡基板 優(yōu)選地具有與支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于在俯視圖中鏡基板具有與支承構(gòu)件相同的形狀和相 同的尺寸，所以能夠容易地執(zhí)行裝配過程之后的裝置的分離。
圖1是示出根據(jù)本實施例的可變形鏡的結(jié)構(gòu)的分解立體圖； 圖2是示出根據(jù)本實施例的可變形鏡的結(jié)構(gòu)的總俯視圖，該圖是從圖1 的底側(cè)觀看的示意圖3是圖i中所示的可變形鏡在組裝狀態(tài)下的沿m—m線剖切的總剖面
圖4是示出根據(jù)本實施例的設(shè)置在可變形鏡中的致動器的結(jié)構(gòu)的總剖面
圖5是鏡基板的俯視圖，其示出鏡基板與支承構(gòu)件的結(jié)合位置； 圖6A是用于解釋使可變形鏡的鏡面變形的原理的示意圖，其示出了鏡 面變形前的狀態(tài)；
圖6B是用于解釋使可變形鏡的鏡面變形的原理的示意圖，其示出了鏡 面變形后的狀態(tài)；
圖7是示出傳統(tǒng)可變形鏡結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
具體實施方式
下文中將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。注意在此描述的實施例是示 例，且本發(fā)明不局限于這里描述的實施例。另外圖中的尺寸、厚度等是為了 便于理解而示出，所以附圖并非總是與真實結(jié)構(gòu)相匹配。 (可變形鏡的結(jié)構(gòu))
圖1是示出根據(jù)本實施例的可變形鏡的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖2是示出 根據(jù)本實施例的可變形鏡的結(jié)構(gòu)的總俯視圖，該圖是從圖1的底側(cè)觀看的示
意圖。圖3是圖i中所示的可變形鏡在組裝狀態(tài)下沿m—in線剖切的總剖面
圖。圖4是示出根據(jù)本實施例的設(shè)置在可變形鏡上的致動器的結(jié)構(gòu)的總剖面 圖。注意圖4還示出電極部，致動器結(jié)合和固定在該電極部上。下文中，主 要參照圖l一4描述根據(jù)本實施例的可變形鏡。
附圖標(biāo)記1表示可變形鏡，該可變形鏡可以通過改變其鏡面形狀來校正
入射光束的光學(xué)畸變。該可變形鏡l包括鏡基板2，其具有鏡面2a;支承 構(gòu)件3，其支承鏡基板2;電極部4，其形成在支承構(gòu)件3的支承鏡基板2的 表面3a的底側(cè)；致動器5，其插入形成于支承構(gòu)件3內(nèi)的通孔3b中并且結(jié) 合和固定到電極部4上。以下將詳細(xì)描述各個部分。
當(dāng)致動器5通過其伸展和收縮而按壓鏡基板2時，鏡基板2變形，使得 其鏡面2a變形。因此，鏡基板2的厚度應(yīng)當(dāng)較薄，以使其可以通過致動器5 的伸展和收縮而變形。另一方面，要求該鏡基板具有一定程度的剛性，以使 其在依靠致動器5的伸展和收縮而導(dǎo)致的變形中不致破裂。考慮到這一點， 在本實施例中鏡基板2由硅(Si)基板制成，且硅基板的厚度大約是100微 米。
盡管在本實施例中用硅作為鏡基板2的材料，但是本發(fā)明不局限于這種 結(jié)構(gòu)。只要能夠使鏡基板2較薄且具有一定程度的剛性，也可以使用其它材 料。另外，構(gòu)成鏡基板2的硅基板的厚度不局限于本實施例中的值，而是可 以根據(jù)其用途等進(jìn)行修改。
通過在鏡基板2上形成鋁(Al)層來獲得鏡基板2的鏡面2a 。該鋁層 通過氣相沉積(vapor deposition)、濺射(sputtering)等形成。注意鏡面2a 的材料并不局限于鋁，而可以是諸如金(Au)、銀(Ag)等多種其它材料 的其中之一，只要該材料能夠提供與進(jìn)入可變形鏡1的鏡面2a的光束的反 射光相關(guān)的理想的反射系數(shù)。另外，盡管在本實施例中鏡基板2的整個上表
面用作鏡面2a，但本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)?？紤]到入射光束的入射直徑，
可以采用反射層形成于鏡面2a的有限面積內(nèi)的另一種結(jié)構(gòu)或其它的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)結(jié)合于鏡基板2時，支承構(gòu)件3具有支承鏡基板2的功能。該支承構(gòu) 件3形成為矩形固體形狀，當(dāng)從其頂部(從鏡面2a)觀看時，該矩形固體形 狀具有與矩形鏡基板2相同的形狀和相同的尺寸。鏡基板2結(jié)合于支承構(gòu)件 3的位置是圖5中所示的帶陰影線的周緣位置。因為支承構(gòu)件3僅在周緣部 分與鏡基板2結(jié)合，當(dāng)致動器5在結(jié)合部分內(nèi)伸展和收縮時，可以使鏡基板 2變形。注意圖5是鏡基板2的俯視圖，其示出鏡基板2與支承構(gòu)件3的結(jié) 合位置。
例如，支承構(gòu)件3通過陽極鍵合(anodic bonding)而結(jié)合于鏡基板2 上。注意，其并不局限于陽極鍵合，可以使用其它的結(jié)合方法。例如，可以 采用使用粘接劑的方法或熱壓結(jié)合(thermo compression bonding)方法，在 該熱壓結(jié)合方法中，例如將待加工為結(jié)合層的金層放置在支承構(gòu)件3和鏡基 板2之間，并在400 550攝氏度范圍內(nèi)的高溫下施加壓力。如果使用熱壓結(jié) 合方法，結(jié)合層可以是其它金屬層或合金層，而不是金層。例如，可以使用 鋁層、錫層、金一錫合金層等。
另外，支承構(gòu)件3還設(shè)置有四個通孔3b，所述通孔沿大體上垂直于鏡基 板2的方向延伸。四個通孔3b適合于容置致動器5。注意，通孔3b的位置 被確定為使其所容置的致動器5位于穿過支承構(gòu)件3中心的交叉方向，并使 它們相對于支承構(gòu)件3的中心對稱。
支承構(gòu)件3由絕緣材料制成，在本實施例中是玻璃。然而，其并不局限 于玻璃，還可以是陶瓷等。此外，支承構(gòu)件3優(yōu)選地是剛性體，通過致動器 5的伸展和收縮而使鏡基板2產(chǎn)生變形，以使鏡基板2的變形較大。同樣由 于這一觀點，支承構(gòu)件3優(yōu)選地由玻璃或陶瓷制成。
支承構(gòu)件3的支承鏡基板2的表面3a的底側(cè)設(shè)置有多個電極部4，用以 覆蓋通孔3b。電極部4可以設(shè)置為覆蓋通孔3b的部分或整體的面積。也就 是說，電極部4設(shè)置在支承構(gòu)件3的表面3a的底側(cè)，該支承構(gòu)件3在能使 插入通孔3b中的致動器5被結(jié)合和支承的位置處支承鏡基板2 (參見圖2)。 在本實施例中，電極部4包括正電極4a和負(fù)電極4b，所述正電極4a和負(fù)電 極4b構(gòu)成一個電極部的一對電極，并且可變形鏡1設(shè)置有四個電極部4。
通過例如陽極鍵合或通過使用粘接劑，將硅基板結(jié)合到支承構(gòu)件3而形
成電極部4。此外，正電極4a和負(fù)電極4b的各硅的表面均設(shè)置有利用例如 氣相沉積等形成的導(dǎo)電材料，而通過電鍍等在內(nèi)部形成導(dǎo)電材料的通孔6設(shè) 置于正電極4a和負(fù)電極4b的各個硅上。由于如上所述地構(gòu)建了正電極4a 和負(fù)電極4b，所以能夠從外部向致動器5供電。
盡管可以經(jīng)由本實施例中的通孔6從外部向致動器5供電，但是本發(fā)明 不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，可以釆用經(jīng)由其中填充有導(dǎo)電材料的孔的另一種 結(jié)構(gòu)。此外，盡管在本實施例中，電極部4通過形成在電極部4硅基板表面 和通孔6上的導(dǎo)電材料而具有電極的功能，但是電極部4當(dāng)然也可以由導(dǎo)電 材料制成以使其具有電極的功能。
致動器5是所謂的層疊壓電致動器，該致動器可以通過調(diào)節(jié)施加于壓電 材料的電壓來控制其壓電材料的伸展和收縮。致動器5插入形成在支承構(gòu)件 3中的通孔3b內(nèi)，并結(jié)合和固定于電極部4。
如圖4所示，致動器5具有一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，多層壓電材料IO 和多層內(nèi)部電極11交替層疊。內(nèi)部電極包括內(nèi)部電極lla和內(nèi)部電極lib 兩種類型。內(nèi)部電極11a連接到設(shè)置在致動器5側(cè)面上的第一公用電極12a， 而內(nèi)部電極11b連接到設(shè)置在致動器5的與其上設(shè)置有第一公用電極12a的 側(cè)面相對的另一側(cè)面上的第二公用電極12b。也就是說，設(shè)置在致動器5上 的內(nèi)部電極ll包括交替排列的不同的極性(正電極和負(fù)電極)。
注意第一公用電極12a經(jīng)由金屬膜13a (在本實施例中是金膜)電連接 到致動器5的下表面，而第二公用電極12b經(jīng)由金屬膜(在本實施例中是金 膜)13b電連接到致動器5的下表面。因此，致動器5的正電極和負(fù)電極可 以從該致動器的下側(cè)抽出。
此外，對夾在內(nèi)部電極lla和llb之間的壓電材料IO進(jìn)行極化處理以 使其沿圖4中箭頭所示方向被極化。注意上述極化處理指的是施加熱和高壓 直流(DC)電場的處理，以使壓電材料10內(nèi)的電偶極子沿固定的方向統(tǒng)一， 以獲得壓電活性(piezoelectric activity)。
致動器5的多層壓電材料10排列為交替地具有相反的極化方向。根據(jù) 這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)在包括交替排列的正電極和負(fù)電極的內(nèi)部電極11上施加電壓 時，多層壓電材料10全部都伸展或收縮。因此，公知地這種結(jié)構(gòu)能夠通過
低的驅(qū)動電力獲得大的位移(大的生成力)。
注意施加電壓的結(jié)果是使第一公用電極12a成為正電極而第二公用電極 12b成為負(fù)電極，并且因此當(dāng)在本實施例中施加電壓時，壓電材料10伸展。 此外，通過調(diào)節(jié)壓電材料10的伸展量來控制致動器5的伸展和收縮。
壓電材料10由壓電特性優(yōu)良的鋯鈦酸鉛(Pb(ZrxTiLx)03)制成。然而， 構(gòu)成致動器5的壓電材料10的種類不局限于此，而可以根據(jù)其用途和制造 條件改變。例如，致動其可以由諸如包括鈦酸鋇(BaTi03)的壓電陶瓷或包 括PVDF (聚偏二氟乙烯，polyvinylidene fluoride)的高聚物等其他壓電材料 制成。
通過例如在致動器5和電極部4之間放置作為待結(jié)合層的金層，并在 400 550攝氏度范圍內(nèi)的高溫下施加壓力來執(zhí)行致動器5和電極部4之間的 結(jié)合。在這種情況下，結(jié)合層可以是其它金屬層或合金層，而不是金層。例 如，可以使用金一錫合金層等。
注意，因為在本實施例中，致動器5的下表面上形成金膜，所以可以省 略在致動器5和電極部4之間放置金層的步驟。然而，為了保證致動器和電 極部的充分結(jié)合，可以通過氣相沉積方法或濺射方法形成金層。可選擇地， 可以將金箔作為金層來放置?？蛇x擇地，當(dāng)然也可以使用導(dǎo)電粘接劑將致動 器5結(jié)合到電極部4上。
致動器5并不結(jié)合到鏡基板2上。致動器5不結(jié)合到鏡基板2上的原因 是，如果致動器5與鏡基板2結(jié)合，鏡基板2的鏡面2a可能產(chǎn)生畸變，而 這種畸變應(yīng)當(dāng)盡可能地減小。如果畸變的出現(xiàn)不構(gòu)成問題，那么致動器5可 以結(jié)合在鏡基板2上。
根據(jù)本實施例，盡管四個致動器5設(shè)置于可變形鏡1內(nèi)，本發(fā)明并不局 限于這種結(jié)構(gòu)?？梢栽黾有纬稍谥С袠?gòu)件3內(nèi)的通孔3b的數(shù)量，以便能夠 設(shè)置更多的致動器5。相反地，可以減少致動器5的數(shù)量。本實施例的結(jié)構(gòu) 的優(yōu)點在于致動器5能夠以密集方式設(shè)置，由于布線圖案與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比不 復(fù)雜，從而可以增加致動器5的數(shù)量。
此外，在本實施例中致動器5的高度與支承構(gòu)件3的高度相同。然而， 本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。致動器5可以高于支承構(gòu)件3。在這種情況下， 即使致動器5不與鏡基板2結(jié)合，仍可以在施加電壓于致動器5上時通過壓
電材料10的伸展和收縮來控制鏡基板2的變形。因此，可以增大鏡面2a的
變形量。
此外，盡管在本實施例中致動器5是層疊壓電致動器，本發(fā)明并不局限
于這種結(jié)構(gòu)。例如，除了層疊型的壓電致動器之外，還可以是其它類型的壓 電致動器。
此外，當(dāng)在本實施例中驅(qū)動致動器5時，經(jīng)由電極部4的正電極4a和 負(fù)電極4b向致動器5供電，而本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)，可以在不脫離 本發(fā)明目的的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)修改這種結(jié)構(gòu)。也就是說，可以修改 為另一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中例如電極部4上只設(shè)置有正電極或負(fù)電極，而另 一電極設(shè)置于鏡基板2的下表面。此外，當(dāng)在致動器5上施加電壓時通過利 用壓電材料10的伸展和收縮來控制鏡基板2的變形，可以使設(shè)置在電極部4 上的兩個電極能夠在正電極和負(fù)電極之間切換，而不需要將它們中的一個固 定為正電極并將另一個固定為負(fù)電極。
而且，盡管上述可變形鏡1的整體形狀是矩形固體形狀，但本發(fā)明并不 局限于這種結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi) 對該結(jié)構(gòu)做各種修改。例如，可變形鏡的整體形狀可以是圓柱形等。 (用于可變形鏡的制造方法)
下面，將描述用于根據(jù)本實施例的可變形鏡1的制造方法。注意此處描 述的制造方法僅為示例，且可以有其它適合于制造該可變形鏡的方法。首先， 在待加工為支承構(gòu)件3的玻璃基板上通過蝕刻工藝形成供致動器5插入其中 的通孔3b (第一步)。注意該蝕刻工藝可以是干法蝕刻或濕法蝕刻。
將待加工為電極部4的硅基板通過陽極鍵合而結(jié)合到具有通孔3b的玻 璃基板上(第二步)。使用平板印刷方法和蝕刻方法，僅留下作為電極部4 所必需的部分(第三步)。注意電極部4的通孔6也在這一時刻形成。利用 電鍍方法等在通孔6內(nèi)形成導(dǎo)電材料。
從供致動器5插入的側(cè)面使用氣相沉積方法或濺射方法在電極部4的表 面上形成金層(第四步)。將致動器5插入通孔3b中，并通過上述的熱壓 結(jié)合方法將致動器5結(jié)合于電極部4上(第五步)。注意在這種情況下，可 以利用通孔3b而不使用任何夾具完成致動器5的配準(zhǔn)(registration)。
在第五步中待插入的致動器5比待加工為支承構(gòu)件3的玻璃基板的厚度
長。因此，在致動器5結(jié)合并固定在電極部4上之后，壓平致動器5以使其
具有與玻璃基板相同的高度(第六步)。之后，將待加工為鏡基板2的硅基 板通過陽極鍵合而結(jié)合在待加工為支承構(gòu)件3的玻璃基板上(第七步)。通 過氣相沉積方法在待加工為鏡基板2的硅基板上形成反射層(例如，鋁層等)。
最后，通過鉆石輪劃片機(jī)切割分離各個裝置并獲得可變形鏡1 (第九步)。
如上所述，當(dāng)制造可變形鏡1時，不需要使用在傳統(tǒng)可變形鏡200的制 造過程中定位致動器5所需的夾具(參見圖7)，從而減少了制造步驟。此 外，因為可以制作與俯視圖中的支承構(gòu)件3形狀相同和尺寸相同的鏡基板2， 所以當(dāng)通過使用鉆石輪劃片機(jī)切割時，裝置破裂的可能性很小。因此，在裝 配過程完成后容易分離該裝置(可變形鏡)。
本發(fā)明的可變形鏡能夠增大鏡的位移，并容易制造為較小的尺寸。因此， 其作為設(shè)置在諸如光盤裝置、視頻放映機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等的光學(xué)裝置的光學(xué)系 統(tǒng)中的可變形鏡是有益的。
權(quán)利要求
1.一種可變形鏡，包括具有鏡面的鏡基板；支承構(gòu)件，其支承該鏡基板，并具有沿近似垂直于該鏡基板的方向延伸的通孔；電極部，其設(shè)置于該支承構(gòu)件的、與用于支承該鏡基板的表面相對的底側(cè)上，以覆蓋所述通孔的至少一部分；以及致動器，其插入所述通孔內(nèi)，并結(jié)合和固定到所述電極部上，當(dāng)經(jīng)由該電極部向所述致動器供電時，所述致動器伸展和收縮以使該鏡面以及該鏡基板變形。
2. 如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中該支承構(gòu)件由絕緣剛性體形成。
3. 如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中所述致動器是包括壓電材料和 電極的壓電致動器。
4. 如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中在俯視圖中該鏡基板具有與該 支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
5. 如權(quán)利要求2所述的可變形鏡，其中所述致動器是包括壓電材料和 電極的壓電致動器。
6. 如權(quán)利要求2所述的可變形鏡，其中在俯視圖中該鏡基板具有與該 支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
7. 如權(quán)利要求3所述的可變形鏡，其中所述壓電致動器是包括交替層 疊的多層壓電材料和交替層疊的多層電極的層疊壓電致動器。
8. 如權(quán)利要求3所述的可變形鏡，其中在俯視圖中該鏡基板具有與該 支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
9. 如權(quán)利要求5所述的可變形鏡，其中所述壓電致動器是包括交替層 疊的多層壓電材料和交替層疊的多層電極的層疊壓電致動器。
10. 如權(quán)利要求5所述的可變形鏡，其中在俯視圖中該鏡基板具有與該 支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
11. 如權(quán)利要求7所述的可變形鏡，其中所述多層電極交替地連接到第 一公用電極和第二公用電極，所述第一公用電極和第二公用電極設(shè)置在近似平行于所述壓電致動器的層疊方向的側(cè)面上，以交替地作為不同極性的電 極，各所述第一公用電極和第二公用電極均電連接到所述壓電致動器的、與 所述電極部結(jié)合的結(jié)合表面上，且該電極部設(shè)置有用于給所述第一公用電極 供電的電極和用于給所述第二公用電極供電的電極。
12. 如權(quán)利要求7所述的可變形鏡，其中在俯視圖中該鏡基板具有與該 支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
13. 如權(quán)利要求9所述的可變形鏡，其中所述多層電極交替連接到第一公用電極和第二公用電極，所述第一公用電極和第二公用電極設(shè)置在近似平 行于所述壓電致動器的層疊方向的側(cè)面上，以交替地作為不同極性的電極， 各所述第一公用電極和第二公用電極均電連接到所述壓電致動器的、與所述 電極部結(jié)合的結(jié)合表面上，且該電極部設(shè)置有用于給所述第一公用電極供電 的電極和用于給所述第二公用電極供電的電極。
14. 如權(quán)利要求9所述的可變形鏡，其中在俯視圖中該鏡基板具有與該 支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
15. 如權(quán)利要求11所述的可變形鏡，其中在俯視圖中該鏡基板具有與 該支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
16. 如權(quán)利要求13所述的可變形鏡，其中在俯視圖中該鏡基板具有與 該支承構(gòu)件相同的形狀和相同的尺寸。
全文摘要
一種可變形鏡，包括具有鏡面的鏡基板；支承構(gòu)件，其支承該鏡基板，并具有沿近似垂直于該鏡基板的方向延伸的通孔；電極部，其設(shè)置于支承構(gòu)件的與支承該鏡基板的表面相對的底側(cè)，以覆蓋所述通孔的至少一部分；以及致動器，其插入所述通孔內(nèi)，并結(jié)合和固定到所述電極部上，當(dāng)經(jīng)由該電極部向所述致動器供電時，所述致動器伸展和收縮以使該鏡面以及該鏡基板變形。
文檔編號G02B26/08GK101183174SQ20071016948
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者前田重雄, 田中史記 申請人:船井電機(jī)株式會社