用于穩定圖像的光學設備的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于穩定圖像的光學設備(100),該光學設備包括:-第一可變形膜1和第二可變形膜2,-支撐件(3),膜(1,2)中的每個膜的相應周邊錨定區域(1c,2c)被連接到該支撐件(3),-恒定體積的流體(4),該恒定體積的流體(4)被包封在第一膜與第二膜之間,該流體(4)產生第一膜與第二膜的力學耦接,-位于第一膜(1)的周邊錨定區域(1c)與中心部分(1b)之間的第一膜的區域(1a)的第一致動設備(5),-位于第二膜(2)的周邊錨定區域(2c)與中心部分(2b)之間的第二膜的區域(2a)的第二致動設備(5’),-第一致動設備和第二致動設備的控制裝置,該控制裝置被配置為從其中第一致動設備和第二致動設備(5,5’)不活動的靜止位置:-向第一致動設備(5)的至少一個致動器施加相應電致動電壓,并且在適當的情況下,向第二致動設備(5’)的至少一個致動器施加相應電致動電壓,以便通過第一膜和/或第二膜的流體的體積的對應部分的位移來補償第一膜的流體的體積中的一些體積的位移,第一膜的中心部分(1b)移動而不變形,-在第二操作模式下,向第一致動設備和/或第二致動設備的至少一個致動器施加相應電致動電壓,以便使流體(4)的體積中的一些體積朝向設備(100)的中心或朝向周邊發生位移,該第一膜的中心部分(1b)在由所述位移導致的流體壓力的作用下變形。
【專利說明】
用于穩定圖像的光學設備
技術領域
[0001] 本發明涉及設計用于穩定圖像的光學設備以及此類光學設備的操作過程。
【背景技術】
[0002] 在圖像捕獲系統諸如被嵌入移動電話中的相機中,有必要確保提供圖像穩定功 能,尤其是為了補償用戶的任何手部運動。
[0003] 為此,尋求一種能夠使入射光束以5Hz和30Hz之間的頻率在±1°數量級角度范圍 內偏轉的光學設備。
[0004] 已存在基于可致動膜的能夠使入射光束偏轉和/或改變焦距的光學設備。
[0005] 圖1A示出了光學設備,該光學設備包括:與恒定體積的流體4接觸時可變形的膜1, 以及位于膜被錨定在支撐件3中或上的水平下的周邊區域lc與所述膜的中心部分lb之間的 該膜的區域la的致動設備5。該致動設備的主要功能是將周邊的流體4的體積中的一些體積 朝向光學設備的中心驅動。圖1A所示的構型對應于靜止狀態的光學設備,即未向致動設備 施加電壓。
[0006] 此類流體位移原理允許通過運用關于膜的中心區域的對稱致動來改變光學設備 的焦距,如圖1B所示,或者通過運用非對稱致動來使光束偏轉,如圖1C所示。
[0007] 在圖1B中,致動設備在膜的整個周邊區域上均勻彎曲。
[0008] 由流體位移引起的膜中心部分lb的變形導致設備的焦距發生變化。
[0009] 在圖1C中,致動設備沒有在膜的整個致動區域la上均勻彎曲,而是根據在此致動 區域上的放置而呈現出不同的撓曲。可例如通過在膜的致動區域la中放置多個致動器來獲 得該構型。因此,膜的變形導致焦距發生變化以及入射光束相對于靜止狀態的位置的角度 偏轉(α角)。
[0010]圖1D示出了光學設備的構型,其中靜止狀態的位置(未示出)是發散的并且致動設 備的非均勻彎曲僅使入射光束發生偏轉,而不改變焦距。
[0011] 光學設備產生焦距和角度偏轉兩種變化的能力應力求確保相機或其他機載光學 系統中的圖像穩定功能。
[0012] 還存在包括兩種可變形膜的光學設備,該膜通過夾帶在它們之間的恒定體積的流 體而力學耦接。因此,預期入射光束通過第一膜、流體,然后通過第二膜,每個膜形成屈光 度。
[0013] 文獻JP 11-1332110描述了此類光學設備,其包括僅用于兩個膜中的一個膜的致 動設備,另一個膜能夠根據所施加的流體壓力而自由變形。
[0014] 在該設備中,被激活的膜具有基本上不變形的剛性中心部分以及可變形的致動區 域。由于致動設備的致動器能夠在兩個相反的方向上彎曲,因此該設備確保偏轉和焦距變 化兩種功能。為確保偏轉功能,被激活的膜必須將流體樞轉至而不是推動至更柔軟的第二 膜以避免任何焦距變化。為此,激活致動器,使得膜的中心部分在一側升高,而在另一側以 相同范圍下降,從而確保體積保持原有水平。當不再確保體積被保存在被激活的膜的水平 下時,朝向未被激活的膜驅動的流體使得所述膜變形,因而引起光學設備的焦距發生變化。
[0015] 在膜可被同化成兩個平面屈光度的情況下,光學設備可被同化成棱鏡。
[0016] 棱鏡偏轉具體地進入棱鏡的光束與離開棱鏡的光束之間的角度由以下公式給出: XA,其中!!是棱鏡的折射率,并且A是光束經其進入和離開的棱鏡的兩個面之間的 角度。
[0017] 為了使給定折射率的偏轉最大化,需要使棱鏡這兩個面之間(因此兩個膜之間)的 角度A最大化。
[0018] 因此,本文的目的是設計一種能夠使可能的偏轉相對于現有光學設備的偏轉增大 的光學設備。
【發明內容】
[0019] 因此,本發明的目的是設計一種用于穩定圖像的光學設備,該光學設備彼此獨立 地實現光束偏轉功能和焦距變化功能,從而產生范圍擴展的偏轉和/或焦距變化,從而實現 能夠使電致動電壓最小化的致動,并且其結構緊湊且制作簡單。
[0020] 根據本發明,提出了一種用于穩定圖像的光學設備,該光學設備包括:
[0021] -第一可變形膜,
[0022] -第二可變形膜,
[0023] -支撐件,所述膜中的每個膜的相應周邊錨定區域被連接到該支撐件,
[0024] -被包封在第一膜與第二膜之間的恒定體積的流體,所述流體產生所述第一膜與 所述第二膜的力學耦接,
[0025] -位于第一膜的周邊錨定區域和中心部分之間的第一膜的區域的至少一個第一致 動設備,該至少一個第一致動設備包括被配置為通過施加電致動電壓而彎曲以便使流體的 體積中的一些體積發生位移的至少一個致動器,
[0026] -位于第二膜的周邊錨定區域和中心部分之間的第二膜的區域的至少一個第二致 動設備,該至少一個第二致動設備包括被配置為通過施加電致動電壓而彎曲以便使流體的 體積中的一些體積發生位移的至少一個致動器,
[0027] -第一致動設備和第二致動設備的控制裝置,該控制裝置被配置為從其中第一致 動設備和第二致動設備不活動的靜止位置:
[0028] -在第一操作模式下,向第一致動設備的至少一個致動器施加相應電致動電壓,并 在適當的情況下,向第二致動設備的至少一個致動器施加相應電致動電壓,以便通過第一 膜和/或第二膜的流體的體積的對應部分的位移來補償第一膜的流體的體積中的一些體積 的位移,第一膜的中心部分移動而不變形,
[0029] -在第二操作模式下,向第一致動設備和/或第二致動設備的至少一個致動器施加 相應電致動電壓,以便使流體的體積中的一些體積朝向設備的中心或朝向周邊發生位移, 第一膜的中心部分在由所述位移導致的流體壓力的作用下變形。
[0030] 特別有利的是,第一膜具有足夠低的剛度,使得在不存在流體壓力的情況下,對第 一致動設備的激活設置運動中的第一膜的中心部分而不使其變形。
[0031] 根據一個實施方案,第一致動設備的每個致動器被配置為在單一方向上彎曲。
[0032] 有利的是,所述第一致動設備的至少一個致動器包括壓電冠部。
[0033] 根據一個實施方案,第二致動設備包括被配置為在第一方向上彎曲的至少一個致 動器和被配置為在與第一方向相反的第二方向上彎曲的第二致動器。
[0034] 第二致動設備有利地包括呈梁形式的致動器。
[0035] 根據優選的實施方案,第二膜的中心部分的直徑小于第一膜的中心部分的直徑, 并且/或者第二膜的致動區域的寬度大于第一膜的致動區域的寬度。
[0036] 根據一個實施方案,第一膜的致動設備包括被配置為在第一方向上彎曲的至少一 個致動器和被配置為在與第一方向相反的第二方向上彎曲的第二致動器。
[0037] 本發明的另一個目的涉及一種成像設備,該成像設備包括如上文所述的至少一個 光學設備。
[0038]又一個目的涉及一種用于光學設備的焦距變化和/或偏轉的方法,該光學設備包 括:
[0039]-第一可變形膜,
[0040] -第二可變形膜,
[0041] -支撐件,所述膜中的每個膜的相應周邊錨定區域被連接到該支撐件
[0042] -被包封在第一膜與第二膜之間的恒定體積的流體,所述流體產生所述第一膜與 所述第二膜的力學耦接,
[0043] -位于所述膜的周邊錨定區域和中心部分之間的第一膜的區域的第一致動設備, 該第一致動設備包括被配置為通過施加電致動電壓而彎曲以便使流體的體積中的一些體 積發生位移的至少一個致動器,所述流體的位移可能導致第一膜的中心部分變形,
[0044]-位于所述膜(2)的周邊錨定區域和中心部分之間的第二膜的區域的第二致動設 備,該第二致動設備包括被配置為通過施加電致動電壓而彎曲以便使流體(4)的體積中的 一些體積發生位移的至少一個致動器,所述流體的位移可能導致第二膜的中心部分(2b)變 形,所述方法包括:
[0045] -第一操作模式,在該模式下向第一致動設備的至少一個致動器施加相應電致動 電壓,并在適當的情況下,向第二致動設備的至少一個致動器施加相應電致動電壓,以便通 過第一膜和/或第二膜的流體的體積的對應部分的位移來補償由第一膜的位移引起的流體 的體積中的一些體積的位移,第一膜的中心部分移動而不變形,
[0046] -第二操作模式,在該模式下向第一致動設備和/或第二致動設備的至少一個致動 器施加相應電致動電壓,以便使得流體的體積中的一些體積朝向設備的中心或朝向周邊發 生位移,所述流體的位移使得第一膜和/或第二膜的中心部分變形。
[0047] 根據一個實施方案,第一膜的致動設備的每個致動器被配置為在單一方向上彎 曲,并且在第一操作模式下,在所述方向上激活第一致動設備的至少一個致動器和第二致 動設備的至少一個致動器。在第二操作模式下,第二致動設備不被激活,或者第二致動設備 在與第一致動設備彎曲的方向相反的方向上被激活。
[0048] 根據一個實施方案,第一膜的致動設備包括被配置為在第一方向上彎曲的至少一 個第一致動器,以及被配置為在與第一方向相反的第二方向上彎曲的第二致動器,并且在 第一操作模式下,所述致動器在這兩個相反的方向上被激活,以補償在第一膜水平下發生 位移的流體的體積,第二致動設備不被激活。
[0049] 根據一個實施方案,第一致動設備和第二致動設備各自包括被配置為在第一方向 上彎曲的至少一個第一致動器,以及被配置為在與第一方向相反的第二方向上彎曲的第二 致動器,并且在第一操作模式下,所述致動器在這兩個相反的方向上被激活,以通過由第二 膜使流體發生位移的體積來補償由第一膜使流體發生位移的體積。
【附圖說明】
[0050]本發明的其他特征和優點將從參考附圖的以下 [0051 ] 詳細描述顯現,其中:
[0052]-圖1A是包括可變形膜的已知設備在靜止時的剖視圖,
[0053]-圖1B是圖1A中的設備在焦距變化型操作中的剖視圖,
[0054]-圖1C是圖1A中的設備在焦距變化和入射光束偏轉型操作中的剖視圖,
[0055] -圖1D是靜止時的包括發散膜的已知設備在偏轉型操作中的剖視圖,
[0056] -圖2A示出了根據本發明的光學設備的第一膜為空(即未受到流體壓力)時的變 形;圖2B通過比較的方式示出了當膜為空時的變形由于剛度過高而不適用于執行本發明, [0057]-圖3A至圖3C是根據本發明的一個實施方案的光學設備的剖視圖,其中每個膜的 致動器被設計成在相同且唯一的方向上彎曲,所述設備被示為處于第一操作模式,在該第 一操作模式下,每個膜的至少一個致動器被激活,以通過由第二膜使流體發生位移的體積 來補償由第一膜使流體發生位移的體積,
[0058]-圖3D是根據本發明的一個實施方案的光學設備的剖視圖,其中每個膜的致動器 適于在兩個相反方向上彎曲,在所述第一操作模式下,在每個膜所處的水平下對發生位移 的流體的體積進行補償,
[0059] -圖3E是根據本發明的一個實施方案的光學設備的剖視圖,其中每個膜的致動器 適于在兩個相反方向上彎曲,在所述第一實施方案中,在兩個膜之間的整個區域對發生位 移的流體的體積進行補償,
[0060] -圖4A是根據本發明的一個實施方案的光學設備的剖視圖,其中在所述第一操作 模式下,第一膜的致動器適于在兩個相反方向上彎曲;第二膜的致動器不被激活,在第一膜 所處的水平下實現對發生位移的流體的體積的補償,
[0061] -圖4B是根據本發明的一個實施方案的光學設備的剖視圖,其中在所述第一操作 模式下,第一膜的致動器適于在兩個相反方向上彎曲,在此情況下,光學設備既不使入射光 偏轉,也不使焦距發生改變,
[0062] -圖5是與圖3A至圖3C所示光學設備相似的光學設備的剖視圖,其中每個膜的致動 器被設計成在相同且唯一的方向上彎曲,所述設備被示為處于第二操作模式,在該第二操 作模式下,第一膜的至少一個致動器被激活,以使一定體積的流體朝向光學設備的中心發 生位移,
[0063]-圖6是與圖3D至圖3D所示光學設備相似的光學設備的剖視圖,其中在所述第二操 作模式下,每個膜的致動器適于在兩個相反方向上彎曲,
[0064]-圖7A至圖7B是與圖3A至圖3C和圖5所示光學設備相似的光學設備的剖視圖,其中 每個膜的致動器被設計成在相同且唯一的方向上彎曲,所述設備被示為處于第三操作模式 的兩種變體中,該第三操作模式將入射光束偏轉和設備焦距變化進行組合,
[0065]-圖8是與圖3D至圖4B和圖6所示光學設備相似的光學設備的剖視圖,其中在所述 第三操作模式中,每個膜的致動器適于在兩個相反方向上彎曲,
[0066] -圖9A和圖9B示出了分別處于第二操作模式和第一操作模式的光學設備,其中兩 個膜的中心部分的直徑基本上相同,但是第二膜的致動區域的寬度大于第一膜的致動區域 的寬度,
[0067] -圖10是包括根據本發明的用于穩定圖像的光學設備的成像設備的主視圖。
[0068] 考慮到附圖的易讀性因素,所示的不同元件不一定以相同的比例示出。
[0069] 在這些附圖中使用參考符號來指定相同的元件。
【具體實施方式】
[0070] 圖3A至圖4B根據兩個膜的致動設備的不同實施方案示出了光學設備100的致動的 第一模式的不同具體實施。
[0071] 光學設備100具有光軸X。
[0072] 設備100包括兩個可變形的膜1,2,其周邊被密封錨定在支撐件3上。
[0073]在該示例中,支撐件3呈環形冠部形式,其中心旨在接收被包含在由兩個膜1、2與 支撐件3界定的密封腔中的一定體積的流體4。
[0074]流體4可為液體或氣體。
[0075]膜1和2被錨定在支撐物3的任一側上。
[0076]有利的是,這些膜基本上彼此平行延伸。
[0077]每個膜包括相應錨定區域lc,2c〇
[0078] 每個膜還包括對應于光學設備的光場的相應中心部分lb,2b。
[0079] 因此,每個膜包括被稱為內面的面,該內面與流體4接觸;以及稱為外面的相對的 面,該外面與第二流體接觸,第二流體未被提及,其可以是環境空氣。
[0080] 膜是指任何軟且緊的膜,使得該膜在流體4和位于該膜的相對面上的流體之間形 成屏障。
[0081 ]在光學設備100是透鏡的情況下,其功能是透射,兩個膜1,2至少在其中心部分lb, 2b對于預期傳播通過該透鏡的光束(未示出)是透明的,該光束依次傳送通過第一透鏡的中 心部分、流體和第二透鏡的中心部分。
[0082]在光學設備100是反射鏡的情況下,兩個膜中的一個膜的中心部分是反射性的。
[0083] 膜1,2各自能夠在流體位移4的作用下從靜止位置(其可以是平面或非平面)發生 逆變形,該流體位移使每個膜的中心部分的水平下的流體的厚度發生改變。
[0084] 膜越柔軟(換言之其剛度越低),由流體位移引起的變形就越大。
[0085] 流體4被被包封在膜1,2之間并且產生所述膜的力學耦接,使得不能針對每個膜獨 立地評價流體位移的作用,而是根據每個膜的相應特性進行組合來進行評價。
[0086] 當在流體4的方向上向膜施加力時,該流體完全不可壓縮,以不朝向設備的中心部 分移動,該力被施加在膜的錨定區域和中心部分之間的中間部分中。
[0087] 支撐件3與膜1和膜2的形狀可有利地為關于光軸X的旋轉體形狀,但是本領域的技 術人員可在不脫離本發明范圍的前提下選擇任何其他形狀。
[0088] 在該設備中,兩個膜1和2中的每個膜具有相應致動設備5,5 '。
[0089] 本領域技術人員知道可用于致動膜的不同的致動設備。
[0090] 這些設備基于不同的技術,其示例為壓電致動、靜電致動、電磁致動、熱致動或甚 至基于電活性聚合物的致動。
[0091] 就此,可參考文檔FR2919073、FR2950154和FR2950153中的此類致動設備。
[0092] 致動技術和致動設備的尺寸的選擇取決于預期的性能水平(例如,在單一方向或 在兩個相反方向上彎曲的能力)、在設備操作期間所受的壓力、以及相對于要施加的電致動 電壓的注意事項。
[0093] 例如,一種特別適于產生單一方向致動的致動設備基于壓電技術。
[0094] 據回憶,壓電致動器包括完全地或部分地夾在兩個電極之間的壓電材料塊,向其 饋電時,預期向壓電材料施加電場。該電場用于控制壓電材料塊的力學變形。壓電材料塊可 以是單層或多層,并且延伸超過一個電極。
[0095] 致動設備可包括呈冠部形式的單個致動器,或在膜的周界上均勻分布的其他若干 個獨立的致動器(例如以光束的形式)。該第二實施方案使膜非對稱地變形。
[0096] 可選地,致動器可能夠在兩個相反方向上彎曲,這實現了優于僅有一個彎曲方向 的設備的光學性能;然而,對這些雙向設備的致動更加復雜。
[0097] 可以兩種不同的方法來獲得在兩個相反方向上的此類致動。第一種解決方法包括 確保致動設備的每個致動器能夠在一個方向上彎曲,然后根據對其施加的電壓在另一個方 向上彎曲。這需要使用特定材料,諸如在兩個偏轉方向上工作的氮化鋁(A1N),但就偏轉而 言其效率較低。第二種解決方法包括使用僅在一個方向上彎曲的致動區域致動器和僅在另 一個方向上彎曲的其他致動器。該第二種解決方法的優點是能夠使用對偏轉有效的材料; 然而,其執行可使制造復雜化并增加致動設備的成本。
[0098] 每個膜的致動設備5,5'被布置在被稱為致動區域的相應區域la,2a中,該致動區 域位于每個膜相應的周邊錨定區域lc,2c和相應中心部分lb,2b之間。可選地,致動設備可 在周邊錨定區域上方部分延伸。
[0099] 在下文所述附圖中,致動設備被示為處于每個膜的外面上。然而,本發明并不限于 此實施方案,而且允許將致動設備布置在每個膜的內面上或者甚至布置在每個膜的內部。 [0100]該光學設備包括控制裝置(未示出),該控制裝置根據彼此來激活第一膜的致動設 備和第二膜的致動設備,以便根據優選實施方案或者通過由所述膜或另一個膜使流體發生 位移的體積來補償由所述膜使流體發生位移的體積,以便不改變被施加于該膜上的流體壓 力,或者相反地施加可能使得在膜上所施加的流體壓力發生變化的流體位移。
[0101] 所述控制裝置可有利地包括專用集成電路,該專用集成電路根據可來自成像器或 陀螺儀型的運動傳感器的輸入數據向致動設備的一個或多個電極提供合適的電壓。
[0102] 在圖3A至圖9B所示的實施方案中,據推測,在靜止狀態下,即當第一膜的致動設備 5沒有被激活時,第一膜和第二膜是平面的(未示出構型)。然而,這兩個膜中的每個膜可被 設計為使得其在靜止時具有凹面形狀或凸面形狀,而不脫離本發明的范圍。
[0103] 在第一操作模式下,預期改變偏轉而不更改設備的焦距,第一膜的至少一個致動 器被激活,并且在適當的情況下,第二膜的至少一個致動器被激活,以便在每個膜的水平下 保持零壓差(壓差是指由與每個膜的內面接觸的流體4施加的壓力和由與所述膜的外面接 觸的流體施加的壓力之間的差值)。
[0104] 通過確保由膜在一個方向上使流體發生位移的體積相當于由另一個膜在同一方 向上使流體發生位移的體積和/或相當于由相同的膜在相反方向上使流體發生位移的體積 來獲取零壓差。
[0105] 因此,由每個膜的致動器的移動所導致的流體的移動在這兩個膜之間的整個區域 和/或在每個膜的水平下被補償。
[0106] 在該第一操作模式下得出了補償結果,每個膜的中心部分lb,2b可能相對于其靜 止位置樞轉或平移,但不變形。
[0107]因此,光學設備可使入射光束偏轉,但焦距不改變。
[0108] 圖3A至圖3E示出了與該設備的所述第一操作模式對應的不同致動構型。
[0109] 在圖3A中,對第一膜1的致動設備5進行控制,使得位于致動區域la的第一部分中 的致動器不彎曲,而位于該致動區域的與第一部分沿直徑相對的第二部分中的致動器朝向 流體4彎曲。第一膜的中心部分lb相對于靜止位置樞轉,同時如在靜止位置那樣保持平坦。 第一膜發生位移的體積通過陰影區域VI示出。
[0110] 同時控制第二膜的致動設備5',使得位于與致動區域la第二部分相對的致動區域 2a的第一部分中的致動器不彎曲,而位于致動區域2a的與第一部分沿直徑相對的第二部分 中的致動器在與流體4相反的方向上彎曲。第二膜的中心部分2b相對于靜止位置樞轉,并且 如在靜止位置那樣保持平坦。第二膜發生位移的體積通過陰影區域V2示出。
[0111] 體積VI與體積V2相等。
[0112] 在圖3B中,第一膜1的致動設備5被對稱地控制,使得所有致動器以相同范圍朝向 流體4彎曲。第一膜的中心部分lb相對于靜止位置平移,并且如在此靜止位置那樣保持平 坦。由第一膜使流體發生位移的體積通過陰影區域VI示出。
[0113] 連帶控制第二膜的致動設備5',使得位于致動區域2a的第一部分中的致動器不彎 曲,而位于致動區域2a的與第一部分沿直徑相對的第二部分中的致動器在與流體4相反的 方向上彎曲。第二膜的中心部分2b相對于靜止位置樞轉,同時如在靜止位置那樣保持平坦。 由第二膜使流體發生位移的體積通過陰影區域V2示出。
[0114] 體積VI與體積V2相等。
[0115] 在圖3C中,第一膜1的致動設備5被激活,使得位于致動區域la的第一部分中的致 動器不彎曲,而位于致動區域la的與第一部分沿直徑相對的第二部分中的致動器朝向流體 4彎曲。第一膜的中心部分lb相對于靜止位置樞轉,同時如在靜止位置那樣保持平坦。由第 一膜使流體發生位移的體積通過陰影區域VI示出。
[0116] 對稱且共同控制第二膜2的致動設備5',使得所有致動器以相同的范圍在與流體4 相反的方向上彎曲。第二膜的中心部分2b相對于靜止位置平移,同時如在此靜止位置那樣 保持平坦。由第二膜使流體發生位移的體積通過陰影區域V2示出。
[0117] 體積VI與體積V2相等。
[0118]圖3A至圖3C中所示的情況對應于光學設備的實施方案,在這些實施方案中,當向 每個致動設備的致動器施加電致動電壓時,這些致動器在單一方向上彎曲。在這些情況下, 由一個膜使流體發生位移的體積被由其他膜使流體發生位移的體積補償。
[0119]也可能存在其他情況,仍就第一操作模式進行說明,如果每個致動設備的致動器 被設計為使得它們根據被施加的電致動電壓在兩個相反的方向上彎曲。圖3D和圖3E示出了 這些情況的一些示例,其中由一個膜使流體發生位移的體積可由該相同膜和/或另一個膜 補償。
[0120] 在圖3D中,第一膜的致動設備5被激活,使得在致動區域la的第一部分(此處顯示 于該圖左側)的致動器在與流體4相反的方向上彎曲,而在致動區域la的與第一部分沿直徑 相對的第二部分(此處顯示于該圖左側)的致動器在流體4的方向上彎曲。第一膜的中心部 分lb相對于靜止位置樞轉,同時如在靜止位置那樣保持平坦。由第一膜使流體發生位移的 體積通過陰影區域VI'和VI"示出。當致動器在兩個方向上的彎曲范圍相等時,體積VI'和體 積VI"相等:因而實現了在第一膜本身的水平下的體積的守恒。
[0121] 同時激活第二膜2的致動設備5',使得位于與致動區域la第一部分相對的致動區 域2a的第一部分中的致動器在與流體4相反的方向上彎曲,而位于區域2a的與第一部分沿 直徑相對的第二部分中的致動器朝向流體4彎曲。第二膜的中心部分2b相對于靜止位置平 移,并且如在此靜止位置那樣保持平坦。由第二膜使流體發生位移的體積通過陰影區域V2' 和V2"示出。當致動器在兩個方向上的彎曲范圍相等時,體積V2'和體積V2"相等:因而實現 了在第二膜本身的水平下的體積的守恒。
[0122] 在圖3E中,第一膜的致動設備5激活,使得位于致動區域la的第一部分(此處顯示 于該圖左側)中的致動器在與流體4相反的方向上彎曲,而位于致動區域la的與第一部分沿 直徑相對的第二部分(此處顯示于該圖右側)中的致動器地朝向流體4彎曲,朝向流體彎曲 的范圍小于在與流體相反的方向上彎曲的范圍。第一膜的中心部分1 b相對于靜止位置樞 轉,同時如在靜止位置那樣保持平坦。由第一膜使流體發生位移的體積通過陰影區域VI'和 VI"示出,這兩個區域由于在兩個方向上的致動器的彎曲范圍存在差異而不相等。
[0123] 對稱地控制第二膜2的致動設備5',使得位于與致動區域la第一部分相對的致動 區域2a的第一部分中的致動器在與流體4相反的方向上彎曲,而位于區域2a的與第一部分 沿直徑相對的第二部分中的致動器朝向流體4彎曲,朝流體彎曲的范圍小于在與該流體相 反的方向上彎曲的范圍。第二膜的中心部分2b相對于靜止位置平移,同時如在此靜止位置 那樣保持平坦。由第二膜使流體發生位移的體積通過陰影區域V2'和V2"示出,這兩個區域 由于在兩個方向上的致動器彎曲范圍存在差異而不相等。
[0124] 體積VI'和V2 '之和與體積VI"和V2"之和相等,在此情況下,在兩個膜之間實現了 發生位移的流體的體積的守恒。
[0125] 其他構型也是本發明的組成部分,也可通過保持位移的流體體積不變并且不改變 每個膜的中心部分的壓力差來實現。
[0126] 在圖4A中,僅第一膜的致動設備5被激活;第二膜的致動設備5 '處于靜止狀態,沒 有被施加電壓。
[0127] 第一膜的致動設備5被激活,使得位于致動區域la的第一部分(此處顯示于該圖左 偵D中的致動器在與流體4相反的方向上彎曲,而位于致動區域la的與第一部分沿直徑相對 的第二部分(此處顯示于該圖右側)中的致動器地朝向流體4彎曲,這兩個方向上的彎曲范 圍相同。第一膜的中心部分lb相對于靜止位置樞轉,同時如在靜止位置那樣保持平坦。由第 一膜使流體發生位移的體積通過相等的陰影區域VI'和VI"示出:因而實現了在第一膜本身 的水平下的體積的守恒。這樣,第二膜保持處于靜止位置而不變形。
[0128] 在圖4B中,第一膜的致動設備5激活,使得位于致動區域la的第一部分(此處顯示 于該圖左側)中的致動器在與流體4相反的方向上彎曲,而位于致動區域la的與第一部分沿 直徑相對的第二部分(此處顯示于該圖右側)中的致動器地朝向流體4彎曲,這兩個方向上 的彎曲范圍相同。第一膜的中心部分lb相對于靜止位置樞轉,同時如在靜止位置那樣保持 平坦。由第一膜使流體發生位移的體積通過陰影區域VI'和VI"示出。
[0129] 激活第二膜的致動設備5',使得位于與致動區域la第一部分相對的致動區域2a的 第一部分中的致動器朝向流體4彎曲,而位于區域la的與第一部分沿直徑相對的第二部分 中的致動器在與流體4相反的方向上彎曲。第二膜的中心部分2b相對于靜止位置樞轉并且 平行于第一膜的中心部分lb,同時如在靜止位置那樣保持平坦。由第二膜使流體發生位移 的體積通過陰影區域V2 '和V2"示出。
[0130] 體積VI'和V2"之和與體積VI"和V2 '之和相等,在此情況下,在兩個膜上實現了發 生位移的流體的體積的守恒。
[0131]圖4B的設備顯示其相對于靜止位置既沒有偏轉,也沒有發生焦距變化。
[0132] 不論選擇何種構型來執行第一操作模式,均可通過利用適當的頻率(典型地為 10Hz至30Hz的數量級)隨時間改變被激活的膜的一側,以使入射光束偏轉來補償任何手部 移動。
[0133] 光學設備100也被設計成使得在第二操作模式下,至少第一膜的中心部分在由致 動器的彎曲引起的流體壓力的作用下變形,從而改變所述設備的焦距。
[0134] 圖5和圖6示出了該第二操作模式的不同具體實施。
[0135] 圖5示出了光學設備100,其中同一個膜的致動器全都在相同且唯一的方向上彎曲 (如同圖3A至圖3C中的設備那樣)。
[0136] 在該第二操作模式下,僅第一膜的致動設備5被激活,其中第二膜的致動設備5 '未 被施加電壓。
[0137] 設備5的電致動電壓可等于或不等于被施加到第一操作模式下的所述設備的電 壓。
[0138] 設備5的致動器朝向流體彎曲將引起流體朝向設備的中心發生位移。
[0139] 在第二膜未被激活的情況下,流體的體積的守恒涉及這兩個膜中的每個膜的中心 部分lb,2b的變形,變形程度根據這兩個膜的相應剛度而有或多或少的區別。
[0140]圖6示出了光學設備100,其中相同的膜的致動器可在兩個方向上彎曲(如同圖3D 至圖4B中的設備那樣)。
[0141] 在該第二操作模式下,在相反方向上激活膜的致動設備5,5',使得所有致動器朝 向流體彎曲,從而使得流體朝向設備中心發生位移。
[0142] 流體的體積的守恒涉及這兩個膜中的每個膜的中心部分lb,2b的變形。
[0143] 盡管這未在附圖中示出,但在第二操作模式下也可激活第一膜的致動設備,并且 在適當的情況下激活第二膜的致動設備以便使流體發生位移,以到達光學設備的周邊。因 此,不同于獲得如圖5和圖6中的會聚型光學設備,這樣可獲得發散型光學設備。
[0144] 還存在將焦距變化與入射光束偏轉進行組合的第三操作模式。
[0145] 為此,設備100的屬于相同膜的致動器在相同且唯一的方向上彎曲(如圖3A至圖3C 的設備那樣),這些致動器可如圖7A和圖7B所示被激活。
[0146] 在圖7A的情況下,第二膜的致動設備5'未被激活,而第一膜的致動設備5被非對稱 地激活。例如,位于致動區域中的一部分(圖7A的左側部分)中的致動器不彎曲,而位于與該 部分沿直徑相對的區域(圖7A的右側部分)中的致動器朝向流體彎曲。
[0147] 在這種情況下,這兩個膜的中心部分發生彎曲,由第一膜形成的屈光度還具有相 對于設備靜止位置的光軸傾斜的光軸。
[0148] 圖7B示出第三操作模式的變體具體實施,其中這兩個膜的致動設備被激活。例如, 第一膜的致動器朝向流體彎曲相同范圍,而致動設備5'被不對稱地激活,位于第二膜的致 動區域的一部分(圖7B右側)中的致動器不彎曲,而位于沿直徑相對的區域(圖7B左側)中的 致動器在與流體4相反的方向上彎曲。在由第一膜使流體發生位移的體積大于由第二膜使 流體發生位移的體積的情況下,流體的體積的守恒引起每個膜的中心部分發生變形,由第 二膜所形成的屈光度的光軸還相對于設備的靜止位置的光軸傾斜。
[0149] 為此,設備100的屬于相同膜的致動器在兩個方向上彎曲(如圖3D至圖4B的設備那 樣),這些致動器可如圖8所示被激活。
[0150] 第一膜的致動設備5激活,以使得位于致動區域的一個部分中的致動器在與流體5 相反的方向上彎曲(圖8的左側部分),而位于與該致動區域直徑對置的部分中的致動器朝 流體4彎曲。第二膜的致動設備5 '被激活,使得所有致動器朝向流體彎曲。
[0151] 在這種情況下,這兩個膜的中心部分變形,由第一膜所形成的屈光度的光軸還相 對于設備的靜止位置的光軸傾斜。
[0152] 可向設備的每個膜分配指定功能,并且為此設計針對各個膜而優化的致動設備。 [0153]因此,例如第一膜可分配有焦距變化功能,并且第二膜可被分配有偏轉功能。
[0154] 在這種情況下,對于第一致動設備,將有利地選擇壓電冠部,并且對于第二致動設 備,將有利地選擇多梁型MEMS(術語"微機電系統"的縮略詞),其致動也可為壓電式的。
[0155] 另外,雖然先前所述的附圖示出了具有相同直徑的膜1和2,但可有利的是,選擇具 有不同尺寸的膜來使可能的偏轉最大化。
[0156] 實際上,如果減小第二膜的中心部分2b的直徑和/或這增大該膜的致動區域2a的 寬度,則將使致動器的彎曲增加,因而使得偏轉增大。
[0157] 規定"直徑"是指膜的可變形部分的直徑,該可變形部分包括中心部分和致動區 域,但不包括被固定的周邊錨定區域。
[0158] 這種方法特別令人關注,因為沒有在第一實施方案(偏轉)中向第二膜的致動器施 加流體壓力。這允許使用呈梁形式的致動器,這些致動器在彎曲方面特別柔韌且有效,但對 壓力較敏感。
[0159] 圖9A至9B示出光學設備100的截面,其中兩個膜的中心部分lb,2b的直徑基本上相 等,但第二膜的致動區域2a的寬度大于第一膜的致動區域la的寬度。對于總直徑相等的膜 而言,這可通過調整支撐件3使得第一膜的錨定區域lc比第二膜的錨定區域2c更寬來實現。 在靜止時,這兩個膜可能平坦,然而其構型不是限制性的。
[0160]圖9A對應于第二操作模式(焦距變化)。第一膜的致動器冠部朝向流體4均勻彎曲。 第二膜的致動器在與流體4相反的方向上彎曲相同范圍。這兩個致動設備的相對彎曲引起 流體朝向中心移動。這種位移使得第一膜的中心部分lb變形,并且使得第二膜的中心部分 2b發生更小程度的變形,從而形成會聚型設備。
[0161]圖9B對應于第一實施方案(偏轉)。第一膜的致動器冠部朝流體4均勻彎曲。第二膜 的致動器在與流體4相反的方向上不對稱地彎曲,位于致動區域2a的一部分中的致動器未 被激活,而位于與該致動區域沿直徑相對的一部分中的致動器在與流體4相反的方向上彎 曲足夠范圍,使得由第一膜使流體發生位移的體積由第二膜使流體發生位移的體積來補 償。在這種操作模式下,這兩個膜不變形,第一膜相對于其靜止位置平移,而第二膜相對于 其靜止位置樞轉。
[0162] 為了產生上文所述的操作模式,一方面實現偏轉并且另一方面實現焦距變化,任 選地進行組合,第一膜必須出于下文所公開的原因而表現出足夠小的剛度。
[0163] 圖2A和2B呈現具有不同剛度的膜的兩個示例,在這里被示為錨定到支撐件而沒有 受到流體壓力。假設在這兩種情況下,膜在靜止時為平坦的。
[0164] 圖2A示出用于執行本發明的具有足夠小剛度的膜。膜1僅在致動設備所在的中間 區域la中變形,但其中心部分lb保持平坦,這簡單地通過相對于其靜止位置平移來實現。
[0165] 然而,圖2B示出用于實現本發明的具有過大剛度的膜1,體現此特點的事實在于當 該膜的致動設備5被激活時,膜1的中心部分lb在上面布置有致動設備5的中間區域la的延 伸部中變形。
[0166] 在存在流體4的情況下,膜1具有足夠低的剛度,使得圖2A的膜能夠在第二膜確保 補償由第一膜的致動設備使流體發生位移的體積和/或該第一膜被激活以使其自身補償使 流體發生位移的體積的條件下偏移而不變形(第一實施方案)。另外,如果第一膜的剛度足 夠低,則允許所述膜的中心部分在由所述膜的致動設備使流體發生位移的體積未由第二膜 或第一膜補償時變形(第二操作模式)。
[0167] 相反,具有過大剛度的膜將有可能變形,盡管由第一操作模式下的第二膜確保了 對發生位移的流體的體積的補償并且僅產生偏轉。
[0168] 為了確保膜1具有足夠低的剛度,本領域的技術人員可使用有限元建模軟件(例如 Comsol)來確定在致動作用下膜(沒有流體壓力)的參考變形(圖2A)。
[0169] 為了研究膜1和2在流體壓力作用下的行為并且調整其剛度以獲得優選變形,本領 域的技術人員可使用圓形膜變形模型,諸如[1 ]中所述的模型。
[0170] 均勻地施加于膜的流體的壓力p與代表膜的不同參數之間的關系由以下公式給 出:
[0171]
[0172] 其中:
[0173] h是膜的厚度,
[0174] R是受到壓力p的膜的半徑,
[0175] 〇r是膜中的殘余應力,
[0176] ω是膜中心處的撓曲,
[0177] ν是構成膜的材料的泊松系數,
[0178] Ε是構成膜的材料的楊氏模量。
[0179] 對于這兩個膜中的每個膜,可調整材料、幾何形狀和膜中的殘余應力以獲得符合 上文所述預期的剛度和變形。
[0180] 在膜被激活的操作模式下,使該膜的半徑與中心部分的半徑相似而不考慮致動區 域的寬度。
[0181] 在靜止時或在膜不被激活的實施方案中,使該膜的半徑與中心部分和致動區域的 半徑相似,假設致動設備的剛度與膜的剛度處于相同的數量級。
[0182] 針對膜使用索引1并且針對另一個膜使用索引2,給出以下公式其中撓曲^^和^^ 是兩個未知量:
[0183]
(2)
[0184] 由于一定體積的流體被驅動到設備的中心,因此在這兩個膜之間共享體積。
[0185] 通過導致由每個膜使流體發生位移的體積之間的差異來計算被驅動到設備的中 心的體積,從而假設每個膜的中心部分保持平坦。
[0186] 對于受到流體壓力的膜,根據以下公式來計算在彎曲的中心部分下方的流體的體 積:
[0187]
[0188] 通過使體積守恒,具有兩個未知量的第二等式得到:
[0189]
⑷
[0190] 公式(2)和(4)的解確定未知量ω#Ρω2。
[0191] 調整每個膜的特性并且將其包括在上文所述的公式中,由此可調整每個膜的變形 和曲率。
[0192] 任選地,光學設備可包括這兩個膜之間的具有光學功能的基板(例如,膜片、紅外 濾波器等)。該基板界定兩個流體腔。為了保持流體對由這兩個膜所施加的力學耦接,應確 保基板使得流體能夠從一個腔流到另一個腔,以在這兩個腔中獲得相等的流體壓力。為此, 在基板中提供尺寸合適的一個或多個開口。
[0193] 可使用本領域的技術人員熟知的微電子技術尤其是化學氣相沉積型、物理氣相沉 積、電沉積、外延、熱氧化、蒸發、膜層壓的薄層沉積技術來制作光學設備。另外,將膜錨定在 支撐件上可涉及粘附技術。
[0194] 可基于有機材料諸如聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇 酯、聚碳酸酯、聚對二甲苯、環氧樹脂、光敏性聚合物、硅酮或礦物質材料諸如硅、二氧化硅、 氮化硅、多晶硅、金剛石來制作膜1,2。該膜可包括單層相同材料或不同材料層的堆疊。
[0195] 另外,該膜可具有在其表面的每個點處相等的剛度,或相反,可在不同區域具有不 同的剛度。在這種情況下,中心部分必須遵守早先所公開的剛度條件。
[0196] 流體4可為液體,諸如碳酸丙烯酯、水、折射液、光學油或離子液體、硅油、具有高熱 穩定性和低飽和蒸氣壓力的惰性液體。
[0197] 該流體可任選地為主要用于以反射方式工作的光學設的氣體,諸如空氣、氮氣或 氦氣。
[0198] 如果該光學設備以透射方式工作,則本領域的技術人員將根據優選的光學性能來 選擇該流體的折射率。
[0199] 根據本發明的有利實施方案,該光學設備可結合由于設備所受到的溫度的變化引 起的焦距的變化的補償裝置。實際上,不同部件之間的熱膨脹系數的差異可在溫度發生明 顯變化時導致光學設備的焦距發生變化。
[0200] 此類補償裝置在文件W0 2011/032925中有詳細描述。
[0201]光學設備的示例性實施方案
[0202] 可例如根據以下方法來制作設備100。
[0203] 首先制造各自由硅基板和膜形成的兩個子組件。為此,可參考描述了此類子組件 的制造方法的文件FR 2 962 557。
[0204] 每個膜的材料有利地為聚合物(諸如硅氧烷樹脂)或礦物質材料(諸如二氧化硅、 多晶娃、氣化娃)。
[0205]制作每個膜涉及控制膜中的殘余應力,使其不具有過度壓縮力(以避免膜的任何 屈曲)或具有過度張力(以避免因此危害其變形)。有利地,每個膜中的殘余應力具有微小張 力。
[0206] 第一膜的致動設備有利地為壓電設備,優選地基于PZT。
[0207] 接下來,通過包封流體來組裝這兩個子組件。
[0208] 該技術常規用于制作IXD屏幕,因此這里將不再詳細描述。
[0209] 有利地,使用粘合劑來組裝這兩個基板并確保它們分離一定距離。
[0210] 此前在其中一個基板上分配流體,例如折射液或光學油。
[0211] 最后,通過在中心部分和致動區域中蝕刻硅基板來相繼釋放這兩個膜。
[0212] 諸如上文所述的光學設備可有利地結合到成像設備中,以執行穩定圖像的功能。
[0213] 僅以舉例說明方式,圖10示出一種成像設備,該成像設備包括具有固定焦距的常 規相機C和根據本發明的例如被布置在所述相機前方的光學設備100。
[0214]此類成像設備還有許多其他可能的構型,并且本發明不限于后者。
[0215] 參考文獻
[0216] JP 11-1332110
[0217] W0 2011/032925
[0218] W0 2011/032927
[0219] [1]The design fabrication and Testing of Corrugated Silicon Nitride Diaphragms,Journal of Microelectromechanical Systems,第3卷,第1 期,1994年3月·
【主權項】
1. 一種用于穩定圖像的光學設備(100),包括: -第一可變形膜(1), -第二可變形膜(2), -支撐件(3),所述膜(1,2)中的每個膜的相應周邊錨定區域(lc,2c)被連接到所述支撐 件⑶, -恒定體積的流體(4),所述恒定體積的流體(4)被包封在所述第一膜與所述第二膜之 間,所述流體(4)產生所述第一膜與所述第二膜的力學耦接, -所述第一膜的位于所述第一膜(1)的周邊錨定區域(lc)與中心部分(lb)之間的區域 (la)的至少一個第一致動設備(5),所述至少一個第一致動設備(5)包括被配置為通過施加 電致動電壓而彎曲以便使流體(4)的體積中的一些體積發生位移的至少一個致動器, -所述第二膜的位于所述第二膜(2)的周邊錨定區域(2c)與中心部分(2b)之間的區域 (2a)的至少一個第二致動設備(5'),所述至少一個第二致動設備(5')包括被配置為通過施 加電致動電壓而彎曲以便使流體(4)的體積中的一些體積發生位移的至少一個致動器, -所述第一致動設備和所述第二致動設備的控制裝置,所述控制裝置被配置為從其中 所述第一致動設備和所述第二致動設備(5,5')不活動的靜止位置: -在第一操作模式下,向所述第一致動設備(5)的至少一個致動器施加相應電致動電 壓,并且在適當的情況下,向所述第二致動設備(5')的至少一個致動器施加相應電致動電 壓,以便通過所述第一膜和/或所述第二膜使流體的體積的對應部分發生位移來補償由所 述第一膜導致的流體的體積中的一些體積的位移,所述第一膜的中心部分(lb)移動而不變 形, -在第二操作模式下,向所述第一致動設備和/或所述第二致動設備的至少一個致動器 施加相應電致動電壓,以便使流體(4)的體積中的一些體積朝向所述設備(100)的中心或朝 向所述設備(100)的周邊發生位移,所述第一膜的中心部分(lb)在由所述位移導致的流體 壓力的作用下變形。2. 根據權利要求1所述的設備,其中所述第一膜具有足夠低的剛度,使得在不存在流體 壓力的情況下,所述第一致動設備的激活將所述第一膜的中心部分設置為運動而不使其變 形。3. 根據權利要求1或2中一項所述的設備,其中所述第一致動設備的每個致動器被配置 為在單一方向上彎曲。4. 根據權利要求3所述的設備,其中所述第一致動設備的所述至少一個致動器包括壓 電冠部。5. 根據權利要求3或4中一項所述的設備,其中所述第二致動設備包括被配置為在第一 方向上彎曲的至少一個致動器和被配置為在與所述第一方向相反的第二方向上彎曲的第 二致動器。6. 根據權利要求5所述的設備,其中所述第二致動設備包括呈梁形式的致動器。7. 根據權利要求1至6中一項所述的設備,其中所述第二膜的中心部分(2b)的直徑小于 所述第一膜的中心部分(lb)的直徑,并且/或者所述第二膜的致動區域(2a)的寬度大于所 述第一膜的致動區域(la)的寬度。8. 根據權利要求1或2中一項所述的設備,其中所述第一膜的所述致動設備包括被配置 為在第一方向上彎曲的至少一個第一致動器和被配置為在與所述第一方向相反的第二方 向上彎曲的第二致動器。9. 一種成像設備,所述成像設備包括根據權利要求1至8中一項所述的至少一個光學設 備。10. -種用于光學設備(100)的焦距變化和/或偏轉的方法,所述光學設備包括: -第一可變形膜(1), -第二可變形膜(2), -支撐件(3),所述膜(1,2)中的每個膜的相應周邊錨定區域(lc,2c)被連接到所述支撐 件⑶, -恒定體積的流體(4),所述恒定體積的流體(4)被包封在所述第一膜與所述第二膜之 間,所述流體(4)產生所述第一膜與所述第二膜的力學耦接, -所述第一膜(1)的位于所述第一膜(1)的周邊錨定區域(lc)與中心部分(lb)之間的區 域(la)的第一致動設備(5),所述第一致動設備(5)包括被配置為通過施加電致動電壓而彎 曲以便使流體(4)的體積中的一些體積發生位移的至少一個致動器,流體的所述位移易于 導致所述第一膜的中心部分(lb)變形, -所述第二膜(2)的位于所述第二膜(2)的周邊錨定區域(2c)與中心部分(2b)之間的區 域(2a)的第二致動設備(5'),所述第二致動設備(5')包括被配置為通過施加電致動電壓而 彎曲以便使流體(4)的體積中的一些體積發生位移的至少一個致動器,流體的所述位移易 于導致所述第二膜的中心部分(2b)變形, 所述方法包括: -第一操作模式,其中向所述第一致動設備(5)的至少一個致動器施加相應電致動電 壓,并在適當的情況下,向所述第二致動設備(5')的至少一個致動器施加相應電致動電壓, 以便通過所述第一膜和/或所述第二膜使流體的體積的對應部分發生位移來補償由所述第 一膜的位移所導致的流體的體積中的一些體積的位移,所述第一膜的中心部分移動而不變 形, -第二操作模式,其中向所述第一致動設備和/或所述第二致動設備的至少一個致動器 施加相應電致動電壓,以便使得流體的體積中的一些體積朝向所述設備的中心或朝向所述 設備的周邊發生位移,流體的所述位移使得所述第一膜和/或所述第二膜的中心部分變形。11. 根據權利要求10所述的方法,其中所述第一膜的所述致動設備的每個致動器被配 置為在單一方向上彎曲,并且在所述第一操作模式下,在所述方向上激活所述第一致動設 備的至少一個致動器和所述第二致動設備的至少一個致動器。12. 根據權利要求11所述的方法,其中在所述第二操作模式下,所述第二致動設備不被 激活,或者所述第二致動設備在與所述第一致動設備彎曲的方向相反的方向上被激活。13. 根據權利要求10所述的方法,其中所述第一膜的所述致動設備包括被配置為在第 一方向上彎曲的至少一個第一致動器和被配置為在與所述第一方向相反的第二方向上彎 曲的第二致動器,并且在所述第一操作模式下,所述第一致動器和第二致動器在所述兩個 相反的方向上被激活,以便補償在所述第一膜的水平下發生位移的流體的體積,所述第二 致動設備不被激活。14. 根據權利要求10所述的方法,其中所述第一致動設備和所述第二致動設備各自包 括被配置為在第一方向上彎曲的至少一個第一致動器和被配置為在與所述第一方向相反 的第二方向上彎曲的第二致動器,并且在所述第一操作模式下,所述第一致動器和第二致 動器在所述兩個相反的方向上被激活,以便通過被所述第二膜位移的流體的體積來補償被 所述第一膜位移的流體的體積。
【文檔編號】G02B7/04GK105980888SQ201480070062
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年12月18日
【發明人】S·博里斯
【申請人】韋伯斯特資本有限責任公司