[發(fā)明專利]一種可調(diào)控復眼透鏡陣列及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510087540.2
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104597534A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊兆華;黃灝;高秀敏
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州清渠科技有限公司
• 主分類號: G02B3/14
• 分類號: G02B3/14
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復眼透鏡制作方法及裝置，特別是一種可調(diào)控復眼透鏡制作方法及裝置，主要應用于光學成像、光電成像、光電檢測、物質(zhì)分析、激光加工、光學照明、投影技術(shù)、光學顯微、光學操控、光通訊、人工智能、機器人、移動終端等領(lǐng)域中的透鏡陣列制作及裝置應用。

背景技術(shù)

復眼是相對于單眼而言的，是昆蟲的主要視覺器官，通常在昆蟲的頭部占有突出的位置，復眼由多數(shù)小眼組成?；趶脱酃ぷ髟黹_發(fā)的透鏡成為復眼透鏡，是由一系列小透鏡組合形成，在本質(zhì)上，復眼透鏡是微小透鏡陣列，所以在一些光學系統(tǒng)涉及到的透鏡陣列也屬于復眼透鏡。復眼透鏡在微顯示器及投影顯示領(lǐng)域有廣闊的應用前景；利用雙排復眼透鏡陣列實現(xiàn)均勻照明的關(guān)鍵在于提高其均勻性和照明亮度。復眼透鏡已經(jīng)在光學成像、光電成像、光電檢測、物質(zhì)分析、激光加工、光學照明、投影技術(shù)、光學顯微、光學操控、光通訊、人工智能、機器人、移動終端等諸多領(lǐng)域中收到廣泛的關(guān)注，并且逐步拓展應用范圍，例如在移動終端領(lǐng)域中，已經(jīng)有公司努力將復眼透鏡技術(shù)應用到手機中，Pelican?Imaging公司是致力于將復眼透鏡應用在手機上的專業(yè)公司，諾基亞和高通參與到了Pelican?Imaging公司的第三輪融資。但是，直至目前仍然是采用性能不可調(diào)控的復眼透鏡，主要依賴于圖像的后續(xù)處理。

在先技術(shù)中存在一種可調(diào)控的復眼透鏡制作方法及裝置，參見美國正在申請專利，專利名稱：Compound?Eye(翻譯成中文為復眼，實際內(nèi)容是復眼透鏡)，專利申請公開號(Patent?Application?Pulication?Number)為US?2009/0073569Al，專利公開日期為2009年3月9日，發(fā)明人：Hongrui?Jiang和Liang?Dong，此在先技術(shù)雖然具有一定的優(yōu)點，但是仍然存在本質(zhì)不足：1)復眼系統(tǒng)采用微流體調(diào)控技術(shù)改變復眼系統(tǒng)中的光學特性，系統(tǒng)中存在諸多微腔或微通道用于傳輸或承載微流體，導致制作流程和工藝復雜，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也比較復雜，難于實現(xiàn)；2)可以通過微流體控制進行復眼系統(tǒng)中每個透鏡的光學參數(shù)調(diào)節(jié)，通過控制流體特性進行調(diào)控調(diào)節(jié)，調(diào)控響應時間長，調(diào)控速度慢；3)基于微流體調(diào)控技術(shù)進行復眼系統(tǒng)調(diào)控的系統(tǒng)中多采用機械結(jié)構(gòu)，在尺寸上難于實現(xiàn)微型化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題提出了一種可調(diào)控復眼透鏡陣列制作方法，具體方案如下：

一種可調(diào)控復眼透鏡陣列制作方法，包括平面支撐基底、設(shè)置在所述支撐基底上呈陣列排列的透鏡，其特征在于，所述的支撐基底和所述的透鏡表面分別設(shè)置有基底微納導電線圈和透鏡微納導電線圈，所述透鏡微納導電線圈在所述支撐基底所在平面上的投影與所述基底微納導電線圈重合，所述基底微納導電線圈和所述透鏡微納導電線圈均與電路控制器連接并受所述電路控制器控制。

上述方案中，復眼透鏡呈陣列排布在平面支撐基底上，透鏡表面和透鏡在支撐基底投影位置分別設(shè)有透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈，透鏡微納導電線圈在平面支撐基底上的投影形狀和基底微納導電線圈的形狀相同，且透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈均與電路控制器連接，電路控制器通過控制相對應的一組透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈的電學參數(shù)，實現(xiàn)對透鏡曲面面形的調(diào)整以及透鏡曲面和平面支撐基底之間距離的調(diào)整。

作為優(yōu)選，所述的透鏡和所述的支撐基底通過膠合劑固定。

作為優(yōu)選，所述的基底微納導電線圈和所述的透鏡微納導電線圈均為透光材質(zhì)。因復眼透鏡陣列用于光學信號采集時，光學信號需要依次穿過透鏡和支撐基底，所以基底微納導電線圈和透鏡微納導電線圈采用透光材質(zhì)有助于減少微納導電線圈在光學信號采集過程中的干擾信號引入。

作為優(yōu)選，所述的透鏡微納導線線圈為螺旋矩形。采用螺旋矩形可在透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈之間形成相互吸引或相互排斥的磁場，利用兩者之間的電磁感應效應以調(diào)節(jié)透鏡的表面面形。

作為優(yōu)選，所述的透鏡微納導線線圈和所述的基底微納導電線圈均為若干個同心圓環(huán)，且不同直徑的圓環(huán)透鏡微納導電線圈的電學參數(shù)可單獨控制。微納導電線圈呈圓環(huán)狀分布于透鏡表面，且不同的線圈中的電學參數(shù)可單獨控制，即可實現(xiàn)對透鏡不同區(qū)域(離透鏡中心不同半徑的環(huán)形區(qū)域)的面形調(diào)整。

作為優(yōu)選，所述的透鏡微納導線線圈和所述的基底微納導電線圈均為螺旋式線圈且可單獨控制。透鏡微納導線線圈和基底微納導電線圈采用螺旋式線圈且單獨控制，可使透鏡上下表面形成磁場，利用電磁感應效應并單獨控制兩個線圈的電學參數(shù)可實現(xiàn)兩個線圈之間相互吸引后相互排斥，從而實現(xiàn)對透鏡面形的調(diào)整。