[发明专利]包括具有减少响应时间的可变形膜的光学设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有可变形膜的光学设备，以及用于减少此类设备的响应时间的方法。

背景技术

已知在可变形膜和具有基本上平行于该膜延伸的面的支撑件之间包封恒定体积的流体来形成光学设备。

膜的周边锚定区域连接到支撑件。中间部分构成设备的光学场。

膜的致动设备布置于膜的区域中，所述致动区域位于周边锚定区域和中心部分之间。

所述致动设备包括能够朝向流体和/或沿在施加致动电压下与流体相反的方向弯曲的一个或多个致动器。

致动设备的弯曲导致膜和支撑件的与膜相对的面之间的流体厚度发生振动，这引导位于这个区域中的流体体积朝向设备中心或朝向设备周边流动。“流动区域”是指位于膜的致动区域和支撑件的与膜相对的面之间的流体体积的部分。

流体体积流动的效应是修改膜的中心部分所受到的流体压力，这由所述中心部分的变形证明，并修改设备的焦距。

此类光学设备的响应时间被定义为为了获得确定的焦距而向致动设备施加电致动电压的时刻和有效实现优选焦距的时刻之间的间隔。

这一响应时间与流体从流动区域朝向设备的中心部分逃逸或反之亦然的能力相关联。

为了提升设备的性能，通常目标是减少这一响应时间。

文献FR 2 965 068描述了用于减少响应时间的光学设备的特定布置。在由膜和支撑件限定的腔中，这种布置包括在膜的中心部分的层级上界定主腔室以及在流动区域层级上界定周边腔室的结构。所述腔室在所述结构的层级上流体相通。该设备的几何形状适于迫使流体通过主腔室的所述结构朝向周边腔室流动或反之亦然，并限制设备中流体的量。

但需要进一步改善这种类型的光学设备的响应时间。

发明内容

因此本发明的目的是设计一种具有减少的响应时间的光学设备。

根据本发明，提出了一种光学设备，包括：

-可变形膜，

-支撑件，所述膜的周边锚定区域连接到该支撑件，

-腔，该腔填充有恒定体积流体，所述腔由膜、基本上平行于膜延伸的基部以及支撑件的在基部和膜之间延伸的壁界定，

-膜的区域的致动设备，该膜的区域位于膜的周边锚定区域和中心部分之间，该致动设备被配置为通过施加电致动电压而弯曲，以便移动位于所谓流动区域的区域中的一些体积的流体，该流动区域位于膜的致动区域和腔的基部之间，

所述光学设备的特征在于，该光学设备包括加热元件，该加热元件适于局部加热位于流动区域中和/或腔的与膜的中心部分相对的区域中的流体。

根据一个实施方案，腔的基部是支撑件的壁。

根据一个实施方案，加热元件布置于腔的基部上。

绝热元件可以插置在加热元件和腔的基部之间。

有利的是，加热元件布置于基部的与流动区域相对的区域上。

根据一个实施方案，设备包括加热元件和支撑件之间的绝热元件。

根据本发明的一个实施方案，腔的基部包括附加的可变形膜。

根据一个实施方案，加热元件布置于腔中，与流体接触。

根据一个实施方案，加热元件布置于膜的致动区域上或下方。

根据一个实施方案，加热元件形成膜的致动设备的部分。

因此，如果膜的致动设备是压电设备，该压电设备包括压电层叠堆和布置于压电层的任一侧上的至少两个电极，并且所述电极中的至少一个电极构成加热元件。

根据一个实施方案，加热元件具有面向膜的致动区域的环形形状。

根据一个实施方案，加热元件布置于腔的在基部和膜之间延伸的壁上。

根据一个实施方案，加热元件对于可见光区域的至少一个波长是透明的。

根据一个实施方案，加热元件还包括在流体和加热元件之间延伸的热扩散元件，所述热扩散元件具有比加热元件的表面大的表面。

根据一个实施方案，该设备包括加热元件和膜之间的绝热元件。

根据一个实施方案，加热元件包括加热电阻器，该加热电阻器包括两个连接端子，光学设备进一步包括连接在所述电阻器的端子之间的控制系统，以通过电阻器传递电流。

有利的是，设备包括温度传感器，并且控制系统被配置为在所述传感器测量的温度小于阈值时，通过加热电阻器来传递电流。

根据一个实施方案，控制系统被配置为一旦满足以下条件中的一个条件，就通过加热电阻器来传递电流：膜的致动设备被激活，控制系统接收到来自设备的开始信号或者光学设备的响应不符合预期响应。