CN111512219A - 用于光学装置的连接器 - Google Patents

Abstract

一种光学装置(3)，包括：设置在透光载体(15)上的透光电极层(2)，其中，在第一电极层(2)上设置有导电层(6)，该导电层建立连接区域(4)，该导电层的厚度显著大于电极层(2)的厚度，并且其中，在连接区域中电极层(2)和载体(15)示出了穿孔，该穿孔至少部分地填充有导电材料(7)，导电材料(7)还连接至导电元件(1)，从而经由导电层(6)和导电材料在电极层(2)与导电元件(1)之间建立电连接。

Description

用于光学装置的连接器

本发明涉及用于在光学装置中在导电元件与由透光载体承载的透光电极层之间建立电连接的方法。

US 2010/0225834描述了自适应液晶透镜系统。在该透镜系统中，设置透明基板作为透光载体。在该透光载体上，设置有导电层。该导电层形成透光电极层。该自适应液晶透镜系统用于一副眼镜中以矫正视力。

在这样的光学装置中，例如在自适应液晶透镜系统中，具有非常薄的电极层是有利的，这是因为它改进了光学装置的视觉外观并且改进了对于用户的透明感。具有薄电极层的缺点涉及实现到该层的电连接。在US2010/0225834中，电连接被示意性地示出并且被示出为与电极层成一直线。然而，当使用非常薄的电极层时，与该层成一直线的这样的连接实际上是不可能的，或者至少是非常麻烦的。因此，在常规的液晶显示器或其他自适应液晶透镜中，这些薄电极层通常通过使它们被放置在的载体相对于彼此横向移位而在装置的侧面处露出，使得能够将外部连接器固定在电极层上。这在图12中示出，其中，电极层的露出区域用附图标记21指示。由于电极仅在装置的侧面处露出，因此外部连接器的位置仅限于这些特定的露出区域。

因此，当期望将自适应液晶透镜集成在光学设备例如一副眼镜中时，用于放置外部连接器的有限位置极大地减小了设计变化，例如连接器与透镜之间的距离以及透镜相对于眼镜框的位置。由于典型的眼镜用户期望从具有变化的尺寸的大量的框中选择自己的喜好，并且每个透镜位置应当按照用户的瞳孔位置进行个性化设置以优化性能，因此对于商业上可行的产品，设计变化至关重要。可替选地，可以预先制造各种设计变化，但是这导致需要大量库存以服务很大一部分人口。

当实现电连接时，附加的困难是使连接的视觉影响最小化。在光学设备例如一副眼镜中，电连接优选地对装置具有最小的视觉影响。

本发明的目的是当电极层非常薄时，将光学装置中的电极层与导电元件连接，同时仍然使得能够进行许多设计变化。

为此，本发明提出了一种用于在光学装置中在导电元件与由透光载体承载的透光电极层之间建立电连接的方法，该光学装置具有连接区域，其中，该方法包括以下步骤：

-在连接区域中在电极层上施加导电层，该导电层的厚度显著大于电极层的厚度；

-在连接区域中对载体进行穿孔；

-在连接区域中对电极层进行穿孔；

-在施加导电层之后，在连接区域中对导电层进行穿孔；

并且其中，该方法后续包括以下步骤：

-用导电材料至少部分地填充穿孔，以及将导电元件连接至导电材料，从而经由导电层和导电材料在电极层与导电元件之间建立电连接。

根据本发明，经由导电层和导电材料实现电极层与导电元件之间的连接，使得在本发明的连接形成过程中可以识别出两个步骤。在第一步骤中，在电极层与导电层之间实现电连接。在光学装置的连接区域中将导电层施加至电极层。通过将导电层施加至电极层，可以实现可靠的电连接，这是因为在导电层与电极层之间进行接触的表面面积足够大。因此，接触电阻足够低。换句话说，在操作中，电流将沿穿过电极层的方向流动。导电层的厚度显著大于电极层的厚度。这使得能够沿平行于导电层的方向并且更具体地在导电层与导电塞(conductive plug)即至少部分地填充穿孔的导电材料之间的界面处实现进一步的电连接。该界面借助于穿孔穿过导电层并且后续施加导电塞的导电材料而生成。因此，在本发明的连接形成过程的第二步骤中，在穿孔中设置导电材料。在施加导电层的连接区域中穿孔穿过载体和电极层两者。因此，尽管连接方向平行，但是由于其显著更大的厚度，导电材料实现了与导电层的可靠连接。观察到，术语“显著更大的厚度”在本发明的上下文中是指导电层与电极层之间的厚度比为至少2，例如至少5，优选地至少10或甚至至少100。不排除高达1000的比率。

导电元件可以在载体的外表面处容易地连接至导电材料。以这种方式，可以在光学装置中在外部导电元件与非常薄的电极层之间获得可靠的电连接。使用电连接，可以将外部电子电路和电源连接至电极层以控制光学装置。

外部导电元件适当地是柔性印刷电路、导电线等的导体。外部导电元件还可以是或包括连接器部件，或者是包括开关的电气部件的电极。导电元件通常耦接至本身已知的微控制器、驱动器或其他控制器电路。示例例如是被配置成用于从用户接口例如按钮接收感测信号并且将所述感测信号转换为到电极层的控制信号的电路。这种控制信号例如体现为一个或更多个预定义电压的信号脉冲。在存在多于一个导电元件的情况下，所有这样的元件都可以通向单个微控制器、驱动器或其他控制器电路。然而，不排除每个导电元件延伸至分开的控制器装置或电路。

应当注意，本发明被限定为允许改变至少一些步骤的顺序。穿孔步骤可以组合并且同时执行，或者可以顺序执行。可以在对导电层进行穿孔之前对载体进行穿孔。本文中，电极层可以与载体或与导电层一起进行穿孔，电极层与导电层一起进行穿孔是优选的。在施加导电层之后，并且在对载体和电极层以及导电层进行穿孔之后，将导电材料引入穿孔中以至少部分地填充穿孔。将在可以如何重新排序方法中的不同步骤的详细描述中给出多个示例。在本发明的上下文中，术语“至少部分地填充”穿孔被理解为没有用导电材料完全填满穿孔。例如，它可以延伸至小于该结构的顶表面的高度，该穿孔延伸至该顶表面中或穿过该顶表面延伸。可替选地，可以将导电材料施加至穿孔的一个或多个侧壁，而留下内部区域空隙。此外，由于填充过程可能产生空隙区域，因为用于填充穿孔的材料的一部分随后将消失或被去除。

还应当注意，载体优选地广义地解释为与电极层直接接触的层，电极层沉积在载体上。实际上，在自适应液晶透镜的制造过程中可以设置聚合物层来承载电极层，其中聚合物层形成载体。可替选地，可以设置透明的无机材料作为载体。在又一可替选实现方式中，将电极层直接施加至眼镜或透镜系统的透镜材料，在这种情况下，眼镜或透镜材料形成载体。在又一不同的实施方式中，可以将电极层、导电层和用于限定自适应液晶透镜的任何其他层施加至包括一个或更多个层的载体上。在制造的另一阶段处，然后去除载体的至少一些层，并且可选地用一个或更多个透光载体和/或眼镜或透镜材料替代。

在优选实施方式中，首先用承载电极层的聚合物层来制造自适应液晶透镜，然后通过将自适应液晶透镜系统连接至眼镜或透镜材料或者将自适应液晶透镜系统夹在眼镜或透镜材料之间，将自适应液晶透镜集成在较大透镜系统中以形成光学设备。

在另一实施方式中，将与电极层直接接触的聚合物层和眼镜或透镜材料的组合用作载体。在这种解释中，载体与其中集成有液晶透镜的透镜或透镜半体一起延伸。由于自适应液晶透镜、它们的载体和完整的光学装置可以由聚合物制成，因此可以通过例如钻孔、激光切割、冲压或用锋利的工具切割来容易地获得对它们中的任一个进行穿孔。

优选地，光学装置具有功能区域，并且光学装置包括沿光学装置的轴向方向设置在距第一电极层一定距离(d)处的至少一个另一透光电极层，并且该方法还包括在连接区域与功能区域之间在至少一个另一电极层中设置电中断。功能区域适当地包括菲涅耳透镜和液晶材料。电绝缘且光学透明的材料适当地横向存在于液晶材料的周围。该电绝缘材料优选地延伸至一个或多个连接区域中，并且由此覆盖导电层和电极层。优选地，该电绝缘材料用作或包括限定电极层与另一电极层或另一透光载体之间的距离的间隔物。菲涅耳透镜设置在电极层和另一电极层之一上。液晶材料设置在所述菲涅耳透镜与所述电极层中的另一个之间。电绝缘材料横向上邻近所述菲涅耳透镜和所述液晶材料存在，并且延伸至连接区域和另一连接区域并且在对电极层和导电层进行穿孔的同时被穿孔。例如，在形成为自适应液晶透镜系统的光学装置中，该光学装置包括彼此基本平行的两个电极层。优选地，电极层均被限定在透光载体上并且被布置成彼此面对。实际上，这些电极层彼此靠近延伸。由于这些层彼此靠近延伸，因此当对第一电极层进行穿孔时，同样地对第二电极层进行穿孔。即使当第二电极层不设置有导电层时，也不能保证导电材料与第二电极层完全不接触。因此，为了确保在导电材料与第二电极层之间不实现电连接，在连接区域与功能区域之间在另一电极层中设置电中断。由于电中断，保证了导电元件在功能区域中与第二电极层隔离，同时在功能区域中连接至第一电极层。使用该方法，可以将电极层中所选择的一个可靠地连接至光学装置外部的导电元件，同时将其他层与该电气元件隔离。

优选地，该光学装置具有另一连接区域，并且针对至少一个另一电极层中的每一个，该方法还包括以下步骤：

-在另一连接区域中在另一电极层上施加另一导电层，该另一导电层的厚度显著大于另一电极层的厚度；

-在另一连接区域中对载体进行进一步穿孔；

-在另一连接区域中对另一电极层进行进一步穿孔；

-在另一连接区域与功能区域之间在电极层中设置另一电中断；

并且其中，该方法后续包括以下步骤：

-用另一导电材料至少部分地填充另一穿孔，以及将另一导电元件连接至另一导电材料，从而经由另一导电层和另一导电材料在另一电极层与另一导电元件之间建立电连接。

用于将第二层连接至第二导电元件的机理与上面描述的用于将第一电极层连接至第一连接元件的方法类似。根据优选的方法，即使当电极层非常薄时并且即使当电极层在物理上彼此靠近放置时，两个电极层也可以独立地连接至相应的导电元件。这样的连接使得电子电路和电源能够控制电极层之间的电压。优选地，另一连接区域被定位成邻近连接区域，并且另一连接区域示出不与该连接区域交叠。

可以在施加电极层期间或之后获得电中断。用于电极层的图案化施加的技术包括印刷、使用抗蚀剂的图案化沉积以及在下面的模板上的电沉积，例如借助于无电沉积和/或电镀进行。用于去除一部分沉积层的技术包括例如蚀刻、冲压、切割。在一个实施方式中，通过在连接区域中切除另一电极层来获得电中断，并且通过在另一连接区域中切除电极层来获得另一电中断。切口的视觉影响是可忽略的，这是因为另一电极层在相同区域中设置有连接表面。切除电极层是高度有效的，这是因为其消除了在那个区域中实现与该层不想要的连接的可能性。

优选地，根据具有有限延伸的图案来施加导电层。例如，可以设置导电层的横向延伸，使得导电层的表面面积是其后施加的穿孔的表面面积的至少两倍。优选地，导电层的直径(在与下面的载体平行的平面中)是穿孔的直径的至少两倍。在导电层和/或穿孔将具有圆形表面面积的情况下，直径是指最短的直径。由此生成公差区域，以克服穿孔步骤的任何未对准。应当理解，导电层的直径甚至可以大于穿孔的直径的两倍，例如至少四倍大、至少五倍大，以匹配在穿孔的对准中的精度水平。

可以通过不损坏任何下面的层的任何合适的沉积技术来施加导电层，这些技术包括例如电镀、丝网印刷、焊膏的施加、导电粘合剂的施加，导电粘合剂包括例如银浆或包括导电填料的任何其他材料。然而，优选地生成相当均匀的层，以在穿孔中施加导电材料的情况下使导电表面面积最大化。

在优选实施方式中，该方法还包括以下步骤：在设置穿孔以及可选地另一穿孔之前，将载体、电极层和导电层与另一透光载体、在另一透光载体上的另一电极层和在载体中的至少之一上的一个或更多个中间层进行组装。

中间层可以包括菲涅耳透镜、液晶材料以及电绝缘材料，其中，菲涅耳透镜可以设置在电极层和另一电极层之一上，其中，液晶材料可以设置在所述菲涅耳透镜与所述电极层中的另一个之间，所述菲涅耳透镜和所述液晶材料可以存在于功能区域中，并且其中，电绝缘材料可以横向上邻近所述菲涅耳透镜和所述液晶材料存在，该电绝缘材料可以延伸至连接区域，并且可以在对电极层和导电层进行穿孔的同时被穿孔。

这意味着载体、电极层和导电层仅在组装之后进行穿孔。由于其显著更大的厚度，因此实际上容易在视觉上识别导电层。因此，在组装之后可以检测到穿孔的位置。

优选地，该方法还相继包括：在组装步骤之后，在连接区域中同时对载体、电极层和导电层进行穿孔。以这种方式，可以一次完成穿孔。为了防止穿孔相对于导电层的位置的未对准，优选地，导电层的宽度大于穿孔的预期直径。为了建立可靠的电连接，要求穿孔至少部分地穿过导电层。通过根据图案设置导电层，操作者可以选择在何处对光学装置进行穿孔，只要穿孔至少部分地穿过图案化的导电层即可。

为了限制具有大表面面积的导体层的可见性，将这样的导体层细分成多个导体图案是可行的。本文中，导体层以图案化方式设置，包括在连接区域内的多个导体图案，其中，所述多个导体图案覆盖的表面面积是穿孔的表面面积的至少三倍大，优选地至少四倍大。导体图案例如是具有长度例如为0.5微米并且宽度为0.1微米的细长条。当多个这样的图案彼此相邻且在彼此之后放置时，可以填充更大的表面面积。在这样的更大的表面面积内进行穿孔时，所述导体图案中的至少一些将被部分地去除。最终，这将导致在这样的导体图案与导电塞即填充穿孔的导电材料之间创建界面。如将理解的，在该实施方式中，导体图案中的每一个将连接至下面的电极层。如将进一步理解的，导体图案的设计可以改变，并且在图5B和图5D中示出了一些可行的图案。

在另一实施方式中，光学装置设置有全部连接至电极层的多个连接区域，以及/或者设置有连接至另一电极层的多个另一连接区域。可替选地，连接区域和另一连接区域具有细长的形状。

讨论的所有实施方式(多个导体图案，均具有导体层和细长导体的一系列分开的连接区域)有助于标准化用于各种光学设备例如具有不同尺寸的多副眼镜的光学装置的制造。由于存在用于穿孔的多个位置，因此可以在制造的高级阶段中选择位置。这向操作者给出了将光学装置集成在较大系统例如一副眼镜中的自由，同时具有关于电极层的连接位置的预定自由。此外，应当注意，通过经由穿孔连接光学装置，显著改进了用于将光学装置集成在例如一副眼镜中的设计自由。将清楚的是，在光学装置的边缘处实现的连接将不可避免地限制设计自由。

在可替选实施方式中，在组装之前，并且优选地在施加相应的电极层和导电层之前，对载体进行穿孔以及/或者对另一透光载体设置井或穿孔。在该实施方式中，穿孔的位置是可见的，这使对准问题最小化。此外，由于载体中存在穿孔，因此使剩余的穿孔步骤最小化并且可以有效地进行剩余的穿孔步骤，并且利用使得能够制造窄的穿孔的技术。其示例是湿化学蚀刻或干蚀刻，或使用针。为了清楚起见，观察到特别是在该实施方式中，载体中的一个仅设置有井而不是穿孔是可行的，其中，井是载体中的仅部分地即不是完全地沿其轴向方向延伸穿过载体的凹部。整体上生成“带有底部”的穿孔即沟槽被认为是有助于沉积导电材料的感兴趣的选项。

在又一另一实施方式中，将导电元件连接至导电材料的步骤包括以下步骤：将载体、任何另一透光载体、一个或更多个电极层、导电层和中间层所生成的系统夹在透明体之间；设置穿过至少一个透明体和夹在透明体之间的系统的孔，所述孔与所填充的穿孔对准并且具有较小的直径；将辅助导电材料施加至所生成的孔中；以及在所述透明体的外部处将导电元件连接至所述辅助导电材料。换句话说，辅助导电材料设置在导电材料内部创建的钻孔中。然而，该辅助导电材料通常还延伸至孔的外部，从而有助于到导电元件的连接。如果导电材料不能填满穿孔，则在该步骤中任何剩余的空隙可以填满。为了有助于到导电元件的连接，可以在一个或更多个透明体的外部上设置装置，例如辅助导电材料可以在其中延伸的井。辅助透明材料是例如导电胶，但是也可以是另一类型的导电材料。

除了设置到导电塞的竖直连接(因此至少部分填充的穿孔)，还可行的是施加横向连接。横向连接被认为是有利的，以使经由附加孔和辅助导电材料的污染风险最小化。在该可替选实施方式中，以到达导电塞处的方式侧向地设置孔。由于其尺寸，例如具有直径为0.2mm至2mm，例如0.5mm至1.3mm，以及高度为100微米至300微米，任何孔都可以容易地与导电塞对准。此外，导电塞提供了可以将辅助导电材料施加并且结合至的均匀表面。在将光学装置夹在两个透明体例如透镜半体之间之后，优选地施加这样的横向连接。

本发明还涉及一种光学装置，该光学装置包括：设置在透光载体上的透光电极层，其中，在第一电极层上设置有导电层，该导电层建立连接区域，该导电层的厚度显著大于电极层的厚度，并且其中，在连接区域中电极层和载体示出了穿孔，该穿孔至少部分地填充有导电材料，该导电材料还连接至导电元件，从而经由导电层和导电材料在电极层与导电元件之间建立电连接。

在本发明的光学装置中，电极层经由光学装置中的穿孔连接至导电元件例如电线。该穿孔延伸穿过光学装置并且穿过电极层。由于电极层实际上可能非常薄，因此通过首先在电极层上设置导电层来实现可靠的电连接。导电层的厚度显著大于电气层的厚度。这使得能够获得可靠的连接，其中，可以识别出两个步骤。在第一步骤中，在填充穿孔的导电材料与施加至电极层的导电层之间实现连接。在第二步骤中，在导电层与电极层之间实现可靠的电连接。因此，经由导电材料并且经由导电层在导电元件与电层之间实现了可靠的电连接。

可以使光学装置的制造以及将光学装置集成在较大结构例如一副眼镜中标准化，同时对于光学装置的集成者增加设计自由。光学装置的集成者不限于将具有边缘的光学装置连接至另一导电元件，使得可以自由地操纵光学装置的边缘。此外，取决于如何将导电层施加至电极层，向集成者给出了选择穿孔的位置的自由。

优选地，在光学装置中在距电极层一定距离处设置有至少一个另一透光电极层，所述至少一个另一电极层在连接区域与功能区域之间设置有电中断。如上面关于本发明的方法所说明的，设置另一或第二电极层使得能够创建例如自适应液晶透镜系统。电中断确保导电材料仅电连接至第一电极层，而不电连接至第二或另一电极层。

优选地，在另一电极层上设置有另一导电层，该另一导电层建立另一连接区域，该另一导电层的厚度显著大于另一电极层的厚度，并且其中，在另一连接区域中该另一电极层和载体示出了另一穿孔，另一穿孔至少部分地填充有另一导电材料，该另一导电材料还连接至另一导电元件，从而经由另一导电层和另一导电材料在另一电极层与另一导电元件之间建立另一电连接。

在优选的光学装置中，如上面所说明的，第一电极层以可靠的方式连接至第一导电元件。另一或第二电极层以类似、可靠的方式连接至另一或第二导电元件。这使得能够将第一电极层和第二电极层连接至电子电路和电源，使得可以控制电极层之间的电压。以这种方式，可以操作光学装置。当将两个电极层连接至相应的导电元件时，同样保持了有效制造和改进的设计自由的优点。

优选地，导电层和另一导电层具有横向延伸，使得其表面面积是穿孔的截面面积的至少两倍大。通过进一步优选地，导电层的直径是穿孔的直径的至少两倍。在该上下文中，表面被限定为可以形成穿孔以经由图案化的导电表面与电极层建立连接的总区域。根据该限定，由于在例如在导电层的侧边缘上仅部分地对导电层进行穿孔时可以实现连接，因此该表面在比导电层大的面积上延伸。此外，根据该实施方式，例如当图案由一条或许多条细线形成时，导电层的表面面积可以显著小于可以实现连接的表面面积。特别地，当在载体装置、电极层和导电层被组装之后在这些元件中形成穿孔时，在较大结构中向光学装置的集成者给出了选择在何处形成穿孔的自由。可以在整个导电层上以及还在导电层的边缘处形成穿孔。为了获得可靠的电连接，穿孔应当至少部分地穿过导电层。

与该方法有关的在前面和/或权利要求书中讨论的任何特征也适用于所得到的光学装置。现在将参照示出本发明的一些优选实施方式的附图更详细地描述本发明。在附图中：

图1示出了本发明的第一实施方式的截面；

图2示出了本发明的第二实施方式的截面；

图3示出了电连接中的步骤；

图4示出了本发明的第二实施方式的正视图，示出了集成至较大结构中是如何灵活的；

图5示出了连接表面的多个图案；

图6至图9示出了本发明的方法的不同实施方式；以及

图10更详细地示出了图9的用于借助于竖直连接来连接导电元件的一些步骤；

图11以图解截面图示出了用于借助于水平连接来连接导电元件的实施方式；

图12示出了现有技术情况。

在附图中，相同的附图标记被分配至相同或类似的元件。

图1示出了在载体15上的电极层2。载体15是透光的，并且优选地形成为在制造过程中用于支承电极层的聚合物层或片。可替选地，载体15形成为透镜或透镜的至少一部分。在该上下文中，应当注意，电极层2可以直接地施加至透镜或透镜的一部分。可替选地，可以首先在聚合物片上制造电极层2，然后将电极层2与聚合物片一起施加至透镜或透镜的一部分。在这种情况下，载体被延伸并且可以限定为与透镜或透镜的一部分组合的聚合物片。透镜可以集成在较大结构中，例如集成在一副眼镜中或摄像装置的透镜系统中或另一透镜系统中。载体15可以形成为一个部分，称为(单个)载体，或者形成为多个部分，称为延伸的载体。载体15可以由玻璃或塑料制成。延伸载体15的技术可以用于将多个电极层夹在两个玻璃或塑料部件之间一起形成光学装置，从而将光学装置集成在较大的透镜结构中。图2中的实施方式示出了这样的情况。

电极层2由载体15支承。电极层2可以连接至例如粘接至或以其他方式附接至载体15。电极层2非常薄，并且实际上可以具有约100nm的厚度。为了将电极层2连接至外部导电元件1，将导电层6施加至电极层2。在载体中和在电极层中以及在导电层6中形成穿孔。导电材料7至少部分地延伸穿过穿孔。导电材料7可以连接至导电元件1，从而经由导电层6将电极层2与导电元件1互连。导电材料7可以由液体施加的材料形成，该液体施加的材料在施加之后在穿孔中固化。可替选地，导电材料可以由可以被推动或夹紧或以其他方式被促使进入穿孔中以建立连接的销或铆钉或其他元件形成。在导电材料由销、铆钉或其他元件形成的情况下，后者可以是中空的。

电极层2和载体15一起形成光学装置3。在光学装置3中，可以区分连接区域4和功能区域5。连接区域4和功能区域5可以具有高度类似的特性和结构，而在区域4与5之间没有清晰的边界。连接区域4和功能区域5可以在物理上分开或者可以可替选地仅通过它们的预期功能来区分。在连接区域4中，实现了导电元件1与电极层2之间的连接。该电连接需要存在干扰光学装置3的透明度的至少一些元件。即，导电层6通常是不透明的。填充载体和电极层中的穿孔的导电材料7通常也是不透明的。电极层2在区域4和5两者中一体地形成，使得单个电极层2可以在连接区域4中连接并且可以在功能区域5中执行其功能。

在光学装置3的功能区域5中，由于使视觉干扰元件的影响最小化，因此透明度得到优化。在该功能区域5中，可以对电极层2供电，使得电极层2可以执行其功能。该功能的示例在本描述中进一步描述，并且优选地涉及可控的菲涅耳透镜，其中，可以使用液晶技术来激活或去激活透镜功能。可替选地，可以将电子部件连接至电极层以在功能区域5中执行一个或更多个预定功能。示例或这样的部件是可以接通和关断的LED。

图2示出了根据本发明的优选实施方式的光学装置3。在图2的光学装置3中，液晶透镜系统夹在两个载体15之间。该液晶透镜系统包括彼此之间以一定距离设置的电极层2和另一电极层8。在功能区域5中，在电极层2与另一电极层8之间布置有菲涅耳透镜19。在图2的实施方式中，菲涅耳透镜19邻近另一电极层8设置。在电极层2与菲涅耳透镜19之间设置有液晶。菲涅耳透镜、液晶和电极层2、8被设置成使得通过对液晶通电和断电，可以使菲涅耳透镜19激活或去激活。以这种方式，获得了可切换的透镜系统。

在图2的光学装置中，设置了连接区域4，在连接区域4中，电极层2连接至导电元件1。用于连接电极层2和导电元件1的基本原理与上面关于图1所描述的相同。在图2的实施方式中，穿孔和导电材料7不仅延伸穿过电极层2，而且延伸穿过另一电极层8。尽管在连接区域4中，仅电极层设置有导电层，但是不能排除在导电材料7与另一电极层8之间实现电连接。为了确保不实现不想要的连接，在连接区域4与功能区域5之间在另一电极层中设置有电中断9。该中断9确保即使导电材料7将与另一电极层8接触——这由于另一电极层8非常薄而不太可能——在功能区域5中导电材料7与另一电极层8之间也没有连接。

在图的左侧示出了其中电极层2连接至导电元件1的连接区域4。在图的右侧示出了将另一电极层8与另一导电元件13互连的高度类似的连接。该另一连接使用与上面描述的相同的技术实现。特别地，抵靠另一电极层8设置另一导电层11。对载体15和另一电极层8以及另一导电层11进行穿孔，并且另一导电材料12至少部分地填充穿孔。另一导电元件13可以连接至另一导电材料12。另一导电材料12与另一导电层11互连，另一导电层11又连接至另一电极层8。以这种方式，另一电极层8经由另一导电材料12和另一导电层11连接至另一导电元件13。为了确保在另一导电材料与电极层2之间不实现电连接，在功能区域5与另一连接区域10之间设置有另一电中断14。在图2的实施方式中，示出了功能区域，并且示出了两个连接区域4和10。在图2的实施方式中，功能区域5形成在连接区域4、10之间。然而，技术人员将认识到，连接区域可以自由地布置在光学装置3中，这对于应用是有利的。

基于上面的描述，技术人员可以添加另外的电极层，从而得出包括电极层的堆叠的光学装置，其中电极层的每一个与不同的导电元件连接。

图3示出了如何实现导电元件1与电极层2之间的电连接。导电材料7至少部分地填充光学装置3的穿孔。穿孔通常延伸穿过载体15和电极层2。由于导电材料7延伸穿过电极层，因此导电材料7的圆周的仅非常薄的薄片直接与电极层2成一直线。测试表明，在制造环境中直接在电极层2与导电材料7之间获得可靠的电连接是非常困难的。为了获得可靠的连接，将导电层6施加至电极层2。导电层可以例如由以其良好的导电特性而闻名的银墨形成。这样的墨可以印刷在电极层上而不会损坏该层。在光学装置特别是透镜的情况下，应当注意，这些透镜通常由塑料材料制成并且不能承受高温。换句话说，本发明中的载体通常由不能承受高温的塑料材料制成。

导电层6的厚度显著大于电极层的厚度。导电层例如具有高于0.5微米，优选地高于1微米，更优选地高于5微米的厚度，并且具有小于50微米，优选地小于40微米，更优选地小于30微米的厚度。最优选地，导电层具有约10微米的厚度。导电元件1与电极层2之间的电连接经由导电层6实现。在该电连接6中，可以识别出两个步骤。在第一步骤16中，实现导电材料7与导电层6之间的电连接。在第二步骤17中，实现导电层与电极层之间的电连接。将清楚的是，两步连接是电连接的简化理论说明。根据该说明，清楚的是，导电层可以被部分地穿孔或在导电层的边缘处穿孔，使得导电材料7仅沿其圆周的一部分接触导电层。

图4是具有适于集成至较大结构中的较大载体15的光学装置3。此外，在图4中，示出了连接区域4和另一连接区域10如何相对于功能区域5定位。在图4的实施方式中，导电层6和另一导电层11具有细长的形状。该形状从功能区域5朝向载体15的边缘延伸。导电层6和另一导电层11基本上彼此平行地延伸。功能区域5设置在载体的中央部分中。该设置在将载体15集成至较大结构中时具有显著的优点。细长的连接区域向集成者给出了选择在何处对载体进行穿孔的设计自由。可以沿导电层6和另一导电层11在任何地方形成穿孔。只要穿孔至少部分地穿过导电层6、11，就可以实现连接。

图4A的设置在功能区域5周围创建其中可以切割载体15的载体操纵区域18。这使得能够将图4的载体集成在具有大框的一副眼镜中以及具有小框的一副眼镜中。这使得能够标准化针对光学装置的制造过程。在集成后，将根据较大结构定制标准的光学装置。这增强了设计自由以及优化了光学装置3的制造。图4B和图4C示出了载体操纵区域18如何提供与这副眼镜中液晶透镜系统的功能区域5所处的最终位置有关的自由。图4D示出了载体操纵区域18如何进一步使得能够将液晶透镜系统集成至具有不同形式的一副眼镜中。基于这些示例，将清楚的是，该设置在将透镜集成至较大结构中时给出了设计自由。

图5示出了针对导电层6/11的多个图案。在图5A中，提供了直且连续的层。当导电材料是银墨时，不可能透视图5A的层，并且因此对导电层的视觉影响高。图5B、图5C和图5D示出了形成为不连续层的可替选图案，使得仍然可以至少部分地透视导电层6。在图5B中，导电层形成为栅格。在图5C中，导电层形成为多个邻近的环。由此，环被设计为具有小于穿孔直径的内径并且具有大于穿孔直径的外径。应当注意，不必在环中或环上精确地穿孔，而是也可以在两个环之间穿孔。在图5D中，设置了短线的图案。这些图案中的每一个使得能够实现可靠的电连接，并且有助于关于图3描述的两步连接。与图5A的连续的层相比，当使用图5B、图5C或图5D的导电层时，导电层6/11与导电材料7/12之间的电连接将显著较小。该连接不能沿导电材料7/12的外围连续地实现。然而，测试示出，这样的图案足以实现可靠的连接。

图6至图9示出了用于制造图2和图3的光学装置3的方法的不同实施方式。在步骤1中，设置电极层2、8。实际上，该电极层设置在透明片上以使得能够操纵非常薄的层。透明片形成载体。在电极层2、8上施加导电层6/11。该导电层优选地通过印刷来施加。此外，在步骤3中创建电中断9/14。

在步骤4中，将具有导电层和电中断的两个电极层与它们之间的菲涅耳透镜19组装在一起。在组装期间，电极层2、8的对准对于确保电极层的导电层6与另一电极层8的电中断9对准是重要的。同样地，将另一电极层8上的导电层11与电极层2的电中断14对准。在步骤4中，形成液晶透镜系统。该液晶透镜系统优选地形成为箔。在步骤5中，将该箔集成在两个透镜半体之间，从而延伸载体15。步骤5可以在远程设施处例如由眼镜商执行。

在步骤6中，对载体进行穿孔，使得形成孔20。孔20基本上延伸穿过载体和电极层。孔20位于导电层6、11处以至少部分地穿过这些导电层6、11。在步骤7中，将孔20至少部分地填充导电材料7/12，从而还连接了外部导电元件1、13(在图6至图8中未示出)。

图7示出了在很大程度上对应于图6的方法的可替选方法，但是其中在两个步骤中对载体15进行穿孔。在步骤5中，将电极层夹在载体15的预先穿孔的延伸部分之间。在该步骤5中，将载体15的预先穿孔的延伸部分与液晶透镜系统对准。在步骤6中，对电极层和载体进行穿孔，以及在步骤7中，将导电材料添加至孔。在图7的实施方式中，孔是盲孔，而在图6的实施方式中，孔是通孔。

图8示出了又一实施方式，其中，在步骤2中，在电极层和载体中切割出两个孔。在步骤3中，在孔中之一上特别是在孔中之一的边缘上印刷连接区域。在步骤4中，将两个电极层和载体组装在透镜系统中。在步骤5中，将组件夹在两个透镜半体之间，从而延伸载体15。在步骤6中，穿过导电层6创建孔，以及在步骤7中，添加导电材料。

图6、图7和图8的不同方法示出可以在不脱离本发明的范围的情况下改变步骤的顺序。技术人员将认识到，这些附图仅示出了有限数目的实施方式，并且其他顺序可能具有相同或类似的结果。

图9示出了另一优选方法。测试示出图9的方法提供了最可靠的电连接。在图9中，在第一步骤中，将电极层2、8设置在聚合物载体15上。电极层2、8设置有各自的导电表面6、11以及设置有对应的中断9、14。这些电极层2、8在它们之间组装有衍射结构例如菲涅耳透镜，并且在它们之间组装有液晶。通过这种组装，形成被认为是液晶透镜系统的堆叠。由于聚合物载体15，该透镜系统是柔性的，并且可以集成至较大结构中，例如集成在一副眼镜的透镜半体之间。

在将柔性透镜系统集成至较大结构中之前，对透镜系统进行穿孔，如图9的步骤2所示。图9的步骤2在导电层6、11的位置处示出了两个孔20。在步骤3中，将这些孔填充导电材料7。导电材料可以以液体形式施加，或者可以是塞的形式。不排除中央区域将保持为空，从而创建导电材料7的环形层。

在第四步骤中，将柔性透镜系统集成至较大结构中。特别地，在步骤4中，将具有填充孔的堆叠夹在两个透明体例如一副眼镜的透镜的透镜半体之间。这些透镜半体延伸了载体。

在步骤5中，在导电材料的位置处对延伸的载体进行穿孔。不排除对延伸的载体的至少之一进行穿孔。由于施加体是透明的，因此对于操作者或机器而言在何处设置这些新的穿孔是可见的。在步骤6中，用辅助导电材料填充穿孔，以与电极层2、8建立外部连接。填充可以利用塞，以例如用导电胶的液体形式发生。可以在延伸的载体15的外部上创建用于辅助导电材料的盆或井，以将其连接至导电元件，例如导线或柔性印刷电路。

图10A至图10C示出了借助于辅助导电材料产生连接。其起点是作为图8或可替选地图9的第三阶段所示处理的结果的光学装置。该光学装置包括第一载体和另一透光载体的组件。观察到，在图10A中未明确地示出这些载体。优选地，载体是聚合物载体。第一载体设置有电极层2、一个导体图案或多个导体图案的形式的导体层6、菲涅耳透镜19、电绝缘材料26和液晶材料29。另一透光载体设置有另一电极层8和另一导体11，另一导体11可以是单个导体(如图10A所示)的形式或者多个导体图案的形式。穿孔已经施加在连接区域和另一连接区域(未在图10A中指示)中，以形成导电塞27、28。

此后，该自适应透镜系统——也称为透镜箔——被夹在第一透明体21与第二透明体22之间。在所示示例中，所述透明体21、22是根据预定义的透镜类型的例如用于一副眼镜或太阳镜的透镜半体。透明体21、22和透镜箔的组装借助于胶粘来进行。在透镜箔的自由边缘上设置有保护胶层39。清楚地，可以使用可替选的选项进行这样的保护。透明体22设置有被配置成容纳液体连接材料例如液体粘合剂或导电墨的腔45。

此外，设置孔35以延伸穿过导电塞27、28。通常，导电塞27、28设置有至少0.3mm，优选地至少0.5mm或甚至0.8mm至1.5mm的直径，使得在其中设置孔是可行的。如该图10A所示，优选的是，孔35不完全穿过两个透明体21、22。

图10B示出了处于另一阶段的装置，其中，孔已经填充有导电材料以形成竖直导体37。具有绝缘层51和内部导体52的导电元件被施加至竖直导体37。在所示实施方式中，绝缘层51被局部去除并且在竖直导体37的端部处提供连接。可替选地，导电材料可以在腔45中延伸(如图10A所示)并且提供与导电元件的电连接。

图10C最终示出了处于完成的另一阶段的装置，其中，导电元件和竖直导体37借助于盖23被保护，盖23以与透明体22的形式对应的形式适当地设置。

图11A至图11D以图解和截面图示出了用于将具有导电塞27、28的透镜箔连接至导电元件的另一实施方式。在该所示实施方式中，导电元件50被侧向地——也称为横向地——施加。所示实施方式公开了基本上平行于电极层2、28的方向。然而，不排除连接是由倾斜角度进行的。

图11A示出了其中透镜箔夹在第一透明体21与第二透明体22之间的情况。

图11B示出了在后续阶段之后的装置，其中，侧向于导电塞27、28并且背向具有菲涅耳透镜19和液晶材料29的功能区域的材料被去除直至导电塞27、28为止。在一个实现方式中，孔50是借助于冲压、激光烧蚀等形成的。所设置的孔50可以具有任何合适的形式，例如圆柱形、圆锥形、块形等。尽管在当前图11A至图11B中未示出，但是在施加第一透明体21和第二透明体22之前或者在仅设置透明体21、22中之一之后有效地生成孔是可行的。

如图11C所示，导电元件此后被插入至孔50中。同样在该实施方式中，似乎优选的是，设置包括内部导体52和外部绝缘层51的绝缘线或线缆。然而，不排除导电元件将是柔性箔或者甚至孔50将被导电材料例如导电墨、导电胶等填充满直至端子。在这样的端子处，可以施加导电元件。

如图11D所示，在导电元件与透明体21、22之间施加钝化材料53。钝化材料53提供保护并且将导电元件固定至孔50中。应当理解，导电元件可以通过机械固定器件例如夹子和/或凹槽进一步固定。虽然不应当不排除在导体52与导电塞27、28之间施加一些导电胶以确保足够的电连接。再次根据另一实现方式，可以选择导电塞27、28的材料，以在加热时变得可流动。然后可以将导电元件推入至导电塞中，该导电塞随后将固化。

虽然前述附图已经示出了单个透镜箔已经集成在第一透明体21与第二透明体22之间，但是不排除集成多于一个的透镜箔，例如两个透镜箔。所述两个透镜箔优选地被布置成使得组合的堆叠是偏振无关的。这对于常规眼镜被认为是优选的。然而，对于太阳镜，考虑到其中存在偏振滤光器，单个透镜箔的集成被认为是优选的。

基于附图和描述，技术人员将能够理解本发明的操作和优点以及本发明的不同实施方式。然而，应当注意，描述和附图仅旨在理解本发明，而不是将本发明限制于其中使用的某些实施方式或示例。因此，要强调的是，本发明的范围将仅在权利要求书中限定。

Claims (16)

1.一种用于在光学装置(3)中在导电元件(1)与由透光载体(15)承载的透光电极层(2)之间建立电连接的方法，所述光学装置(3)具有连接区域(4)，其中，所述方法包括以下步骤：

-在所述连接区域(4)中在所述电极层(2)上施加导电层(6)，所述导电层(6)的厚度显著大于所述电极层(2)的厚度；

-在所述连接区域中对所述载体(15)进行穿孔；

-在所述连接区域中对所述电极层(2)进行穿孔；

-在施加所述导电层(6)之后，在所述连接区域中对所述导电层(6)进行穿孔；

形成延伸穿过所述载体(15)、所述电极层(2)和所述导电层(6)的穿孔，

并且其中，所述方法后续包括以下步骤：

-用导电材料(7)至少部分地填充延伸穿过所述载体(15)、所述电极层(2)和所述导电层(6)的所述穿孔，以及将所述导电元件(1)连接至所述导电材料(7)，从而经由所述导电层(6)和所述导电材料(7)在所述电极层(2)与所述导电元件(1)之间建立电连接。

2.根据权利要求1所述的方法，所述光学装置(3)具有功能区域(5)，其中，所述光学装置(3)包括设置在距所述电极层(2)一定距离(d)处的至少一个另一透光电极层(8)，所述方法还包括：

-在所述连接区域(4)与所述功能区域(5)之间在所述至少一个另一电极层(8)中设置电中断(9)。

3.根据权利要求2所述的方法，所述光学装置(3)具有另一连接区域(10)，针对由另一透光载体(15)承载的所述至少一个另一电极层(8)中的每一个，所述方法还包括以下步骤：

-在所述另一连接区域(10)中在所述另一电极层(8)上施加另一导电层(11)，所述另一导电层(11)的厚度显著大于所述另一电极层(8)的厚度；

-在所述另一连接区域(10)与所述功能区域(5)之间在所述电极层(2)中设置另一电中断(14)；

-设置另一穿孔，包括：在所述另一连接区域(10)中对所述载体(15)进行进一步穿孔；在所述另一连接区域(10)中在所述另一透光载体(15)中设置井或穿孔；以及在所述另一连接区域(10)中对所述另一电极层(8)进行进一步穿孔；

并且其中，所述方法后续包括以下步骤：

-用另一导电材料(12)至少部分地填充所述另一穿孔，以及将另一导电元件(13)连接至所述另一导电材料(12)，从而经由所述另一导电层(11)和所述另一导电材料(12)在所述另一电极层(8)与所述另一导电元件(13)之间建立电连接。

4.根据权利要求1至3所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：在设置所述穿孔之前，将所述载体(15)、所述电极层(2)和所述导电层(6)与另一透光载体(15)、在所述另一透光载体上的另一电极层(8)和在所述载体(15)中的至少之一上的一个或更多个中间层进行组装。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述中间层包括菲涅耳透镜(19)、液晶材料以及电绝缘材料；其中，所述菲涅耳透镜(19)设置在所述电极层(2)和所述另一电极层(6)之一上，其中，所述液晶材料设置在所述菲涅耳透镜(19)与所述电极层(2，6)中的另一个之间，所述菲涅耳透镜(19)和所述液晶材料存在于所述功能区域(5)中，并且其中，所述电绝缘材料横向上邻近所述菲涅耳透镜(19)和所述液晶材料存在，所述电绝缘材料延伸至所述连接区域(4)并且在对所述电极层(2，8)和所述导电层(6，11)进行穿孔的同时被穿孔。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述方法还相继包括：在组装步骤之后，在所述连接区域(4)中同时对所述载体(15)、所述电极层(2)和所述导电层(6)进行穿孔。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在所述组装之前，并且优选地在施加相应的电极层(2，8)和导电层(6，11)之前，对所述载体(15)进行穿孔以及/或者对所述另一透光载体(15)设置井或穿孔。

8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，将导电元件(1，13)连接至所述导电材料(7，12)的步骤包括以下步骤：将载体、任何另一透光载体、一个或更多个电极层、导电层和中间层所生成的系统夹在透明体之间；设置穿过所述透明体的孔，所述孔与所填充的穿孔对准并且具有比所述穿孔的直径小的直径；将辅助导电材料施加至所生成的孔中；以及在所述透明体的外部处将所述导电元件连接至所述辅助导电材料。

9.根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，将导电元件连接至所述导电材料的步骤包括以下步骤：设置从侧向延伸直至至少部分填充的穿孔的孔；以及设置辅助导电材料以用于连接至所述导电元件(1，13)。

10.一种光学装置(3)，包括：设置在透光载体(15)上的透光电极层(2)，其中，在所述电极层(2)上设置有导电层(6)，所述导电层(6)建立连接区域(4)，所述导电层(6)的厚度显著大于所述电极层(2)的厚度，并且其中，在所述连接区域中所述电极层(2)、所述载体(15)和所述导电层(6)示出了穿孔，延伸穿过所述载体(15)、所述电极层(2)和所述导电层(6)的所述穿孔至少部分地填充有导电材料(7)，所述导电材料(7)还连接至导电元件(1)，从而经由所述导电层(6)和所述导电材料(7)在所述电极层(2)与所述导电元件(1)之间建立电连接。

11.根据权利要求10所述的光学装置(3)，包括设置在距所述电极层(2)一定距离(d)处的至少一个另一透光电极层(8)，所述至少一个另一电极层(8)在所述连接区域(4)与功能区域(5)之间设置有电中断(9)。

12.根据权利要求11所述的光学装置，其中，在所述另一电极层(8)上设置有另一导电层(11)，所述另一导电层(11)建立另一连接区域(10)，所述另一导电层(11)的厚度显著大于所述另一电极层(8)的厚度，并且其中，在所述另一连接区域中所述另一电极层(8)和所述载体(15)示出了另一穿孔，所述另一穿孔至少部分地填充有另一导电材料(12)，所述另一导电材料(12)还连接至另一导电元件(13)，从而经由所述另一导电层(11)和所述另一导电材料(12)在所述另一电极层(8)与所述另一导电元件(13)之间建立另一电连接。

13.根据权利要求10至11中任一项所述的光学装置，其中，如果存在所述导电层(6)和任何另一导电层(11)，则所述导电层(6)和任何另一导电层(11)不存在于所述功能区域(4)中并且平行于所述载体延伸。

14.根据前述权利要求10至13中任一项所述的光学装置，其中，所述导电层的表面面积是所述穿孔的截面面积的至少两倍大。

15.根据权利要求10至13中任一项所述的光学装置，其中，所述导体层以图案化方式设置，包括在所述连接区域内的多个导体图案，其中，所述多个导体图案覆盖的表面面积是穿孔的表面面积的至少三倍大优选地至少四倍大。

16.一种光学设备，例如一副眼镜，包括根据权利要求9至15中任一项所述的光学装置。

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