基于圆环压电陶瓷驱动液体变焦透镜

发布时间：2017-07-07 23:17

  本文关键词：基于圆环压电陶瓷驱动液体变焦透镜

  更多相关文章： 液体透镜 光学变焦 薄膜振动 超声振动 压电陶瓷

【摘要】：随着科技的进步,传统光学镜头逐渐无法满足人们的需求,研究人员开始开发液体变焦透镜。液体透镜是一种新型透镜实现形式,具有微型化,无机械组件和可变焦距等特点。液体透镜的关键技术是微流控制技术,微流控技术的主要工具有液压、电润湿和超声波等。本文基于超声振动理论提出一种压电驱动液体变焦透镜的模型。压电透镜由压电陶瓷、光学薄膜和铝制包层组成。本文通过ANSYS仿真和微距测量试验,得到压电陶瓷的工作模态。通过讨论光学薄膜在边缘激励下的振动方程得到光学薄膜的工作频率和振动面型。在透镜控制方面,通过改变输入电源频率,实现对液体透面型的控制,并得到液体透镜中心位移、通光孔径、焦距、曲率半径随输入电源频率变化的规律曲线。对于压电透镜阻抗与驱动电源频率的内在联系进行研究。除频率控制,还对液量控制和电压控制方法进行了研究。在实验过程中发现压电透镜自身发热的问题,通过数据分析建立数学模型,求解减少误差的发热补偿系数。对于压电驱动液体变焦透镜功耗和成像性能的研究结果显示,压电驱动液体变焦透镜的能耗很低,具有良好的变焦能力,可在透镜内安装像差补偿装置减小几何像差,在摄像头、医用内窥镜等领域都有广阔的运用前景。以上研究所获得的规律及结果对于超声驱动液体变焦透镜的优化和改进具有重要的理论和应用价值。
【关键词】：液体透镜 光学变焦 薄膜振动 超声振动 压电陶瓷
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74
【目录】：

• 中文摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 问题提出及研究意义10-11
• 1.2 液体透镜研究现状11-16
• 1.2.1 电润湿透镜11-13
• 1.2.2 充液液体透镜13-14
• 1.2.3 变折射率液体透镜14-15
• 1.2.4 声压透镜15-16
• 1.3 课题的提出及研究内容16-19
• 1.3.1 课题的提出16
• 1.3.2 超声液体透镜方案及实物16-17
• 1.3.3 课题研究内容17-19
• 第二章 边缘固定圆盘片振动理论分析19-22
• 2.1 引言19
• 2.2 边界条件与振动方程19-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 压电陶瓷振动建模仿真22-32
• 3.1 引言22
• 3.2 压电陶瓷检测与仿真22-29
• 3.2.1 压电陶瓷检测22-24
• 3.2.2 压电陶瓷振动模态仿真分析24-29
• 3.3 压电振动模态实验检测29-30
• 3.4 本章小结30-32
• 第四章 压电透镜控制理论32-48
• 4.1 引言32
• 4.2 液体变焦透镜检测平台32-34
• 4.3 电源频率控制法34-41
• 4.3.1 电源频率与阻抗的关系35
• 4.3.2 透镜变焦性能检测35-39
• 4.3.3 液体透镜曲率半径求解39-41
• 4.4 液量、电压控制法41-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 透镜成像实验分析48-57
• 5.1 引言48
• 5.2 功率实验结果分析48-50
• 5.3 成像实验50-55
• 5.4 本章小结55-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 总结57-58
• 6.2 后续工作展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

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本文编号：532245