基于IPMC薄膜驱动的可变焦微透镜的研究

摘要

电活性聚合物驱动的可变焦微透镜所需电压通常在千伏,严重限制了其在便携式设备中的应用。本文设计了一种低电压驱动的可变焦微透镜,透镜采用离子聚合物金属复合材料(IPMC)薄膜作为驱动结构,以柔性聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为透镜主体,实现了低驱动电压下的大范围变焦。为进一步优化微透镜可变焦范围,利用有限元仿真软件对驱动器结构参数、圆环垫片厚度、临界面曲率等部分进行了仿真研究,确定微透镜各组件的最佳结构尺寸。仿真结果表明:利用IPMC薄膜作为驱动结构,可变焦微透镜在驱动电压为0.5 V~3 V时,变焦范围为42.77 cm~1518.14 cm,驱动电压远低于电活性聚合物驱动的变焦微透镜所需电压,这种驱动电压小、焦距范围广的特点使其具有广阔的应用前景。