[發(fā)明專利]一種基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置

有效

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• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106772714B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳堅;陳昭文;郭威;陳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置，其特征在于，包括紫外光源、微控制器、上電極導電玻璃板、下電極導電玻璃板、第一、第二、第三支架臺、壓控電源、進樣器、活塞、推桿電機、步進電機、電機驅(qū)動器、第一、第二限位開關(guān)、絲桿滑臺導軌、滑臺、第一、第二顯微攝像頭、上位機、托片、微透鏡樣片，其中，

所述紫外光源位于整個裝置的正上方，上下電極導電玻璃板安裝在紫外光源的正下方，由第一支架臺固定使得上電極導電玻璃板和下電極導電玻璃板處于水平狀態(tài)，壓控電源的正、負極分別連接上、下電極導電玻璃板，壓控電源的輸入端與微控制器相連；所述推桿電機的推進軸與活塞相連，推桿電機、進樣器和第一顯微攝像頭均固定在第二支架臺上，第二支架的底端固定于滑臺上；步進電機的轉(zhuǎn)動軸與絲桿滑臺導軌相連，同時要保持第一顯微攝像頭和下電極導電玻璃板的高度一致；推桿電機和步進電機分別與電機驅(qū)動器相連，電機驅(qū)動器和微控制器相連；第一、第二限位開關(guān)和電機驅(qū)動器相連；所述微透鏡樣片放置在托片上，托片固定在第三支架臺上使其保持水平，第二顯微攝像頭安裝在托片一側(cè)，同樣保持第二顯微攝像頭和托片的高度一致；所述第一、第二顯微攝像頭均與上位機相連；

首先將待復制的微透鏡樣片放置在托片上，第二顯微攝像頭采集微透鏡樣片圖像并傳輸至上位機中，上位機處理微透鏡樣片輪廓信息，根據(jù)輪廓信息計算出微透鏡樣片的直徑、厚度、頂部面形曲率、關(guān)鍵輪廓像素點橫縱坐標值，并將微透鏡樣片的直徑、厚度、頂部面形曲率、關(guān)鍵輪廓像素點橫縱坐標值發(fā)送給微控制器，微控制器接收到信息之后開始控制步進電機轉(zhuǎn)動，同時帶動滑臺向右移動至預設(shè)距離，使進樣器和第一顯微攝像頭到達上下電極導電玻璃板之間，此時微控制器控制推桿電機推進活塞使進樣器擠出光固化膠滴，膠滴滴落至下電極導電玻璃板；微控制器DA數(shù)模轉(zhuǎn)換引腳接口提供的電壓逐漸增大，壓控電源輸出電壓隨之逐漸增大，上下電極導電玻璃板之間的電場強度逐漸增大，進一步膠滴的面形也隨之改變，此過程中第一顯微攝像頭實時采集捕捉膠滴輪廓，上位機提取膠滴的相關(guān)面形信息并發(fā)送至微控制器，所述面形信息包含：微透鏡樣片的直徑、厚度、頂部面形曲率、關(guān)鍵輪廓像素點橫縱坐標值，微控制器同步比較該面形信息是否滿足微透鏡樣片的面形信息，當達到匹配擬合度閾值時，微控制器控制電壓停止增加，接著微控制器控制開啟紫外光源進行膠滴固化，完成單次微透鏡制備。

2.如權(quán)利要求1所述的基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置，其特征在于，利用壓控電源為裝置提供0-5KV高壓電場，壓控電源輸入端與微控制器DA數(shù)模轉(zhuǎn)換口相連，提供0-5V外控電壓，壓控電源和上下電極導電玻璃板之間用絕緣銅芯粗導線相連。

3.如權(quán)利要求1所述的基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置，其特征在于，當滑臺左右水平移動觸碰到限位開關(guān)時，電機驅(qū)動器接收到限位開關(guān)的電平信號，向微控制器發(fā)出量程限位信號，同時自主控制步進電機停止移動，規(guī)定左限位開關(guān)為零位原點，右限位開關(guān)為滿量程點，滑臺的初始位置為零位原點處。

4.如權(quán)利要求1所述的基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置，將微透鏡樣片的直徑、厚度、頂部面形曲率、關(guān)鍵輪廓像素點橫縱坐標值作為閾值判斷參數(shù)，其特征在于，所述匹配擬合度閾值為95％--105％。