[發(fā)明專(zhuān)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

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710029539.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106772714B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳堅(jiān);陳昭文;郭威;陳濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B3/00
• 分類(lèi)號(hào): G02B3/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

本發(fā)明公開(kāi)一種基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置，包括紫外光源、微控制器、上電極導(dǎo)電玻璃板、下電極導(dǎo)電玻璃板、第一、第二、第三支架臺(tái)、壓控電源、進(jìn)樣器、活塞、推桿電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第一、第二限位開(kāi)關(guān)、絲桿滑臺(tái)導(dǎo)軌、滑臺(tái)、第一、第二顯微攝像頭、上位機(jī)、托片、微透鏡樣片。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，用于光固化膠在動(dòng)態(tài)固化成形過(guò)程中的膠滴面形輪廓擬合匹配檢測(cè)和批量復(fù)制成形制備微透鏡，達(dá)到半自動(dòng)化批量生產(chǎn)微透鏡，減少人工測(cè)量操作的目的，具有制備速度快的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置。

背景技術(shù)

微透鏡是微光學(xué)領(lǐng)域的重要元器件之一，其本身具有體積小、便于集成的優(yōu)點(diǎn)。近幾年來(lái)，微透鏡在顯微成像，微流控芯片，光纖通信系統(tǒng)，PCR熒光檢測(cè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，已成為新的科研發(fā)展方向。雖然微透鏡在以上優(yōu)點(diǎn)，但其加工難度遠(yuǎn)高于普通透鏡的加工。目前國(guó)內(nèi)外主要的微透鏡制造技術(shù)：微注塑成型法、超精密車(chē)削法、3D打印法。其中微注塑成型法需要制作專(zhuān)門(mén)的微透鏡模具，前期制備工作消耗很多時(shí)間和成本；超精密車(chē)削法制作的微透鏡表面粗糙，光潔度較差，需要后續(xù)打磨處理，3D打印法由于是逐層制造，層層疊加的增材制造技術(shù)，存在層與層之間的結(jié)合不緊密，原型結(jié)構(gòu)疏松等缺點(diǎn)。

在前期工作中我們?cè)O(shè)計(jì)出了原位成形微透鏡制造工藝，其基本過(guò)程是從一定高度將光固化膠滴落在基板上，其膠滴的面形隨著外在施加的高壓電場(chǎng)實(shí)時(shí)變化，通過(guò)面形CCD檢測(cè)裝置捕捉表面面形傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行觀察，當(dāng)滿(mǎn)足所需膠滴面形時(shí)，用一定功率紫外光照射光固化膠滴進(jìn)行固化，最后將膠滴固化成一定形狀的微透鏡，這種微透鏡專(zhuān)門(mén)用于生物芯片光學(xué)微檢測(cè)系統(tǒng)中，見(jiàn)專(zhuān)利“原位成形式光學(xué)微透鏡的激光微制造裝置及方法”，申請(qǐng)?zhí)枺篊N102230978A。但該裝置及制造方法存在如下缺點(diǎn)：

此裝置無(wú)法根據(jù)給定的微透鏡樣片直接復(fù)制制作出來(lái)，只能通過(guò)觀察計(jì)算機(jī)處理之后的面形輪廓圖像，進(jìn)行人工判斷是否為所需的面形。并且，人工判斷環(huán)節(jié)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行精確的透鏡面形判斷，通過(guò)該裝置制備的微透鏡與原始微透鏡樣片面形誤差較大，如果微透鏡一次不能達(dá)到所要求的形狀，仍需要重復(fù)多次進(jìn)行操作制備。針對(duì)一次制備多片面形參數(shù)相同的微透鏡，此裝置實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為困難，并且制備出來(lái)的微透鏡個(gè)體差異較大，面型參數(shù)不盡相同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置，用于光固化膠在動(dòng)態(tài)固化成形過(guò)程中的膠滴面形輪廓擬合匹配檢測(cè)和批量復(fù)制成形制備微透鏡，達(dá)到半自動(dòng)化批量生產(chǎn)微透鏡，減少人工測(cè)量操作的目的，具有制備速度快的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種基于輪廓擬合匹配的紫外光固化制備微透鏡裝置包括：紫外光源、微控制器、上電極導(dǎo)電玻璃板、下電極導(dǎo)電玻璃板、第一、第二、第三支架臺(tái)、壓控電源、進(jìn)樣器、活塞、推桿電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第一、第二限位開(kāi)關(guān)、絲桿滑臺(tái)導(dǎo)軌、滑臺(tái)、第一、第二顯微攝像頭、上位機(jī)、托片、微透鏡樣片，其中，

所述紫外光源位于整個(gè)裝置的正上方，上下電極導(dǎo)電玻璃板安裝在紫外光源的正下方，由第一支架臺(tái)固定使得上電極導(dǎo)電玻璃板和下電極導(dǎo)電玻璃板處于水平狀態(tài)，壓控電源的正、負(fù)極分別連接上、下電極導(dǎo)電玻璃，壓控電源的輸入端與微控制器相連；所述推桿電機(jī)的推進(jìn)軸與活塞相連，推桿電機(jī)、進(jìn)樣器和第一顯微攝像頭均固定在第二支架臺(tái)上，支架的底端固定于滑臺(tái)上；步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與絲桿滑臺(tái)導(dǎo)軌相連，同時(shí)要保持第一顯微攝像頭和下電極導(dǎo)電玻璃板的高度一致；推桿電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)分別與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和微控制器相連；第一、第二限位開(kāi)關(guān)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(tái)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(jī)相連；