链5的还要有足够的刚度承受压力。在满足力学性能的同时，兼顾加工工艺的要求，在剖视图3中，柔性铰链5从弹性基体3出发，用较薄的薄膜实现，铰链的尺寸由力学性能和加工工艺决定。
[0025]压电陶瓷驱动器8向弹性体产生驱动力。压电陶瓷驱动器8对光学液体施加驱动力，此驱动力与液体压力共同作用，驱动弹性薄膜4产生像散面型。
[0026]如前所述，为了使得柔性铰链5起到更好的支撑作用和具有足够的刚度承受压力，柔性铰链5上于弹性薄膜4的外周位置处设有环绕弹性薄膜4的周向加强筋9，周向加强筋9内侧均匀分布有延伸至弹性薄膜4边缘的径向加强筋10，压电陶瓷驱动器8抵接到周向加强筋9外侧上。径向加强筋10的数量根据需要设置，在本实施例中，径向加强筋10的数量为12个。加强筋的作用为传递驱动力，使弹性薄膜4产生像散变形，抑制其他像差变形，变形时加强筋结构和柔性结构共同传递驱动力，使透镜只产生平移、倾斜、离焦和像散像差，其他像差可以忽略。
[0027]如图2所不，光学液体入口 6和光学液体出口 7优选均勾布置于弹性基体3的外周侧面上，以确保驱动力均匀，避免对像散面型产生较大的干扰。在本实施例中，光学液体入口 6和光学液体出口 7的数量分别为两个，两两间隔分布。压电陶瓷驱动器8也优选均匀布置于弹性基体3上，以使得驱动力均匀。在本实施例中，压电陶瓷驱动器8的数量为四个，其中处于相对位置的两个产生垂直向内的驱动力，另外两个产生垂直向外的驱动力。在图2中，标示8a和Sc处的压电陶瓷驱动器产生垂直纸面向内的驱动力，标示Sb和Sd处的压电陶瓷驱动器产生垂直纸面向外的驱动力。上述光学液体入口 6和光学液体出口 7、压电陶瓷驱动器8采用错开的方式间隔均布，可以有效避免驱动力作用时，引入平移、倾斜、离焦和像散以外的像差。
[0028]本发明的液体透镜驱动机制采用液体驱动和压电陶瓷驱动。当光学液体通过光学液体入口被注入到储液腔时，产生一个正压力，弹性薄膜受到压力差作用将向外凸起，与压电陶瓷驱动力共同驱动弹性薄膜形成像散面型，当光学液体从光学液体出口被抽出时，将产生负压力，同时调节压电陶瓷驱动力，弹性薄膜变形回弹，通过液体的进出控制腔内的压力，同时调节压电陶瓷驱动力，从而实现弹性薄膜产生连续的像散面型可以对焦距进行调
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[0029]使用上面描述的光学透明弹性薄膜液体透镜，通过液体的压力和压电陶瓷驱动器共同作用可以高精度的实现像散面型，并可连续改变曲率半径。为液体透镜进行光学系统设计和像差校正提供了可靠的物质基础，并可在不改变光学元件位置的情况下，通过改变液体透镜的曲率半径对光学系统进行连续像散校正，大大减小光学系统尺寸，扩展了光学系统的应用范围，改善了包含液体透镜的光学系统的成像质量。
[0030]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种弹性薄膜像散校正液体透镜，其特征在于:包括玻璃基板和弹性体，弹性体和玻璃基板之间形成有储液腔，储液腔内填充有光学液体，所述弹性体包括弹性基体、弹性薄膜和柔性铰链，所述弹性基体固结于玻璃基板上，弹性基体上设有光学液体入口和光学液体出口，所述弹性薄膜设于弹性基体上并由弹性基体支撑，所述柔性铰链设于弹性基体和弹性薄膜之间以连接弹性基体和用作光学元件的弹性薄膜，所述弹性基体上设有若干延伸压至柔性铰链上的压电陶瓷驱动器。2.根据权利要求1所述的一种弹性薄膜像散校正液体透镜，其特征在于:所述柔性铰链上于弹性薄膜的外周位置处设有环绕弹性薄膜的周向加强筋，周向加强筋内侧均匀分布有延伸至弹性薄膜边缘的径向加强筋，所述压电陶瓷驱动器抵接到周向加强筋外侧上。3.根据权利要求1所述的一种弹性薄膜像散校正液体透镜，其特征在于:所述光学液体入口和光学液体出口均匀布置于弹性基体的外周侧面上，所述压电陶瓷驱动器均匀布置于弹性基体上。4.根据权利要求3所述的一种弹性薄膜像散校正液体透镜，其特征在于:所述光学液体入口和光学液体出口所处的位置与所述压电陶瓷驱动器所处的位置错开布置。5.根据权利要求1或3或4所述的一种弹性薄膜像散校正液体透镜，其特征在于:所述光学液体入口和光学液体出口的数量分别为两个，两两间隔分布。6.根据权利要求3或4所述的一种弹性薄膜像散校正液体透镜，其特征在于:所述压电陶瓷驱动器的数量为四个，其中处于相对位置的两个产生垂直向内的驱动力，另外两个产生垂直向外的驱动力。7.根据权利要求1所述的一种弹性薄膜像散校正液体透镜，其特征在于:所述弹性体采用弹性模量1.4-1.8Mpa、泊松比0.45的PDMS制成。
【专利摘要】本发明公开了一种弹性薄膜像散校正液体透镜，包括玻璃基板和弹性体，弹性体和玻璃基板之间形成有储液腔，弹性体包括弹性基体、弹性薄膜和柔性铰链，弹性基体上设有光学液体入口和光学液体出口，弹性基体上设有若干延伸压至柔性铰链上的压电陶瓷驱动器。本发明通过液体的压力和压电陶瓷驱动器共同作用可以高精度的实现像散面型，并可连续改变曲率半径。本发明为液体透镜进行光学系统设计和像差校正提供了可靠的物质基础，并可在不改变光学元件位置的情况下，通过改变液体透镜的曲率半径对光学系统进行连续像散校正，大大减小光学系统尺寸，扩展了光学系统的应用范围，改善了包含液体透镜的光学系统的成像质量。
【IPC分类】G02B3/14, G02B26/02
【公开号】CN105044805
【申请号】CN201510585730
【发明人】刘永明, 侯卫国, 李骁, 卫能, 李明峻
【申请人】芜湖赛宝信息产业技术研究院有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月15日