用于优化可变形透镜的压电致动器结构的方法_5

文档序号:9264641阅读:来源:国知局
是, 使用平均值或其他统计测量作为目标测量。
[0149] 根据本发明的实施方式的实例,压电元件的同屯、部分环形电极的典型厚度被通过 在10皿至1ym范围内,典型地为30皿的厚度的Zr02或Ti02的粘合层/种子层来建立。 PZT材料典型地W0. 5-4y范围内,典型地2ym来放置。
[0150] 放射状配置电极部分的电连接器典型地为带有在30nm至1ym的范围内,典型地 为lOOnm的厚度的金属电极(例如,Au/Al/Ag等)。
[0151] 通常,建议制作电连接器大致上比压电元件的同屯、部分环形电极的厚度薄。放射 状配置的电极部分的电连接器之间的可能的不需要的弯曲力之后对于柔性透镜主体的表 面上的总体弯曲力分布而言是没有重要意义的。
[0152] 根据本发明的实施方式的另一个实例,柔性透镜主体可W通过想玻璃或其它透明 材料的材料来构成。
【主权项】
1. 一种用于优化微型可调谐透镜主体的压电致动器设置的方法,所述方法包括: 设置同心的部分环形压电元件,其包括在放置在柔性透镜主体的表面上的压电材料的 表面上配置的电极,从而在透镜主体的位于中央的透明部分周围在所述柔性透镜主体的表 面上构成压电致动器, 其中,所述压电致动器包括第一正电极和第二负电极,所述第一正电极和第二负电极 中的每个包括放射状配置电极部分,所述放射状配置电极部分配置有围绕透镜主体的透明 部分的同心部分环形电极的分支, 正电极和负电极的分支以相反的极性并且以平行配置或者可选地与透镜主体的透明 部分或光轴相距相应不同的距离以部分非平行配置,按顺序地设置, 其中,所述方法还包括: 应用在计算机系统中可执行的仿真模型,所述模型适配为根据在柔性透镜主体表面上 的电极的初始设置中到压电元件的电极的仿真应用电压,仿真透镜主体表面的结果成形, 迭代过程还包括通过在第一同心配置电极部分的分支之间应用第一电连接和在第二 同心配置的电极部分的分支之间应用第一电连接,修改压电元件的电极的初始设置,其中, 应用仿真模型以根据到压电元件的电极的仿真应用电压,再仿真透镜主体表面的结果成 形, 并且当在一个放射状定向电极部分的两个分支之间应用电连接时,在设置在该两个 分支之间的其它放射状定向电极部分的相对极性的分支中设置开口,从而允许电连接的通 过, 然后通过修改电极的设置以及在压电元件的第一电极部分的分支之间以及第二电极 部分的分支之间进一步应用电连接来继续迭代过程,并且其中仿真模型应用在每个迭代步 骤中以根据到压电元件的电极的仿真应用电压,再仿真透镜主体表面的结果成形, 其中,每个迭代步骤包括: a) 随机选择所述第一电极部分的电连接并且在电连接所连接到的分支周围的随机选 择方向中移动该连接, b) 当移动电连接时,当移动第一电极的电连接时会通过的开口设置在第一电极部分的 两个分支之间设置的第二电极部分中,然后将电连接与开口 一起移动至随机选择位置, c) 随机选择第二电极部分的电连接,并且在电连接所连接的分支周围的随机选择方向 上移动该电连接, d) 当移动电连接时,当移动第二电极的电连接时会通过的开口设置在第二电极部分的 两个分支之间设置的第一电极部分中,然后将电连接与开口一起移动至随机选择的位置, e) 根据与通过当前迭代步骤a)和当前迭代步骤b)提供的电极配置一致的到压电元件 的电极的仿真应用电压,再仿真透镜主体表面的结果成形,并且将透镜主体表面形状的成 形与限定的目标成形进行比较, 继续步骤a)至e)直到透镜主体表面成形的成形关于透镜主体的限定目标成形在预定 公差内,或可替换地在预定最大数量迭代之后停止。2. 根据权利要求1所述的方法,其中在压电材料的表面上方的放射状定向电极部分的 厚度设置为基本上比压电材料上方的电极的对应分支的厚度薄。3. 根据权利要求1所述的方法,如果当迭代步骤a)至e)终止时未达到透镜成形的目 标值,那么通过将同心部分环形电极的额外分支插入第一电极和/或第二电极中而改变压 电元件的配置。4. 根据权利要求1所述的方法,如果当迭代步骤a)至e)终止时未达到透镜成形的目 标值,那么通过移动第一电极和/或第二电极中的同心部分环形电极的分支而改变压电元 件的配置。5. 根据权利要求1所述的方法,其中,步骤a)中选择所述第一电极部分的电连接的随 机位置的步骤还包括: f) 在仿真器中计算在所述第一电极部分的电连接的随机选择位置周围的柔性透镜主 体的表面上的弯曲力,并且将这个值与利用初始压电电极配置的初始配置提供的最大弯曲 力进行比较, g) 沿着在随机选择的位置周围的分支方向或前或后进一步移动所述第一电极部分的 电连接,然后计算在所述第一电极部分的电连接的进一步选择位置周围的下一个局部弯曲 力分布,并且将所述下一个局部弯曲力分布与局部限定目标值进行比较, h) 继续步骤f)和g)中的进一步位置的迭代直到达到弯曲力分布的局部目标。6. 根据权利要求1所述的方法,其中,迭代过程的目标成形是柔性透镜主体表面上的 弯曲力的均匀分布。7. 根据权利要求1所述的方法,其中,迭代过程的目标成形是柔性透镜主体表面上的 弯曲力的不均匀分布,其中弯曲力的不均匀分布提供柔性透镜主体的表面上的预选曲率。8. 根据权利要求5所述的方法,其中弯曲力的局部目标分布为在所述第一电极部分的 电连接的位置周围的限定区域中的局部弯曲力的平均值,其中局部目标平均值限定为通过 压电电极的初始配置而提供的最大弯曲力的分数。9. 根据权利要求1所述的方法,还包括在柔性透镜主体的初始配置中利用到电极的对 应同心环形分支的连接来进一步设置放射状定向电极部分的步骤,其中弯曲力分布的计算 包括将相应不同电压值应用到相应放射状定向电极部分上。10. 根据权利要求1至9中的任一项所述的方法,其中第一放射状定向电极部分和第二 放射状定向电极部分的电连接都根据规则几何图案而在柔性透镜组件的表面上分布。11. 根据权利要求1至9中的任一项所述的方法,其中第一放射状定向电极部分和第二 放射状定向电极部分的电连接都根据限定的不规则几何图案而在柔性透镜组件的表面上 分布。12. 根据权利要求1所述的方法,其中,压电元件设置在搁置在柔性透镜主体的表面的 顶部上的柔性透明膜的顶部上。13. 根据权利要求12所述的方法,其中,压电元件设置为搁置在柔性透镜主体上的柔 性透明膜的两侧上的双压电晶片结构。14. 根据权利要求1至9中的任一项所述的方法,其中,压电电极配置设置为埋在柔性 透镜主体表面中。15. 根据权利要求12所述的方法,其中,压电电极设置为搁置在柔性透镜主体的顶部 上的柔性透明膜的两侧上的电极。16. 根据权利要求12所述的方法,其中,压电电极设置埋在透明柔性膜的表面中。17. 根据权利要求1所述的方法,其中,柔性透镜主体由玻璃或其它透明材料构成。18. -种可适配为提供在柔性透镜主体的顶部上的压电致动器配置的优化的计算机系 统,包括: 柔性透镜主体的可执行物理仿真模型,其中在根据权利要求1至17中的任一项所述的 方法的仿真模型中配置带有压电致动器元件的柔性透镜主体, 交互式图形界面,其提供在仿真器模型中提供的压电致动器元件的配置的显示,其中 交互式图形界面还提供用于压电元件的电极的配置的图形操作的装置,其中,电极的操作 配置用于利用仿真器中的压电致动器迭代地更新柔性透镜主体的仿真模型。19. 一种微型可调谐透镜,其包括以在根据权利要求1至17中的任一项所述的方法在 微型可调谐透镜的表面上按图案配置的压电致动器。
【专利摘要】本发明包括用于识别位于柔性透镜主体周围的压电致动器特定叉指型电极图案设置的系统及其方法,其中,当被激活时,叉指型电极配置是可适配为提供特定可限定弯曲力分布,从而提供柔性透镜主体的特定可限定成形,从而提供柔性透镜主体的特定可限定光特征。
【IPC分类】G03B3/10, G02B3/14, G02B26/00
【公开号】CN104981725
【申请号】CN201380061689
【发明人】约翰·菲尔, 保罗·穆拉尔特
【申请人】珀莱特公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2013年9月18日
【公告号】EP2713196A1, EP2901200A1, US20150285962, WO2014048818A1
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