[發(fā)明專利]一種目標(biāo)電潤濕液體透鏡最短響應(yīng)時長控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810082901.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108415153B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐榮青;陳菲;孫建鴻;常春耘;張宏超;謝娜
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G02B3/14
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發(fā)明涉及一種目標(biāo)電潤濕液體透鏡最短響應(yīng)時長控制方法及系統(tǒng)，由ArbExpress軟件繪制驅(qū)動電壓外層包絡(luò)波形，并傳輸至函數(shù)發(fā)生器，再由高壓放大器放大，產(chǎn)生含過驅(qū)動電壓的高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號；將此驅(qū)動電壓信號施加于電潤濕液體透鏡，透鏡在受到電壓施加的瞬間液面產(chǎn)生抖動，焦距發(fā)生改變，連續(xù)激光經(jīng)過電潤濕液體透鏡后光通量發(fā)生改變，示波器顯示光電探測器捕捉到的光通量變化情況，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集與處理模塊得到電潤濕液體透鏡在不同驅(qū)動電壓波形驅(qū)動下的響應(yīng)波形。如此，采用先過壓再降為正常驅(qū)動電壓的驅(qū)動方式，既提高了液體運動速度，又不使雙液體的界面發(fā)生振蕩，從而實現(xiàn)減少電潤濕液體透鏡響應(yīng)時間的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種目標(biāo)電潤濕液體透鏡最短響應(yīng)時長控制方法及系統(tǒng)，屬于光電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

基于電潤濕效應(yīng)的雙液體變焦透鏡，可以通過外加電壓改變液面曲率來實現(xiàn)變焦，與傳統(tǒng)機(jī)械式光學(xué)鏡頭相比，具有重量輕、功耗低、壽命長、響應(yīng)速度快、性能穩(wěn)定、焦距可調(diào)范圍廣和成像質(zhì)量好等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，電潤濕液體透鏡的變焦時間是其主要的性能指標(biāo)，許多應(yīng)用場合需要較短的變焦時間。目前電潤濕液體透鏡變焦時間通常為幾百毫秒，這無疑限制了其應(yīng)用。

電潤濕液體透鏡變焦是通過液-液界面形狀（曲率）變化實現(xiàn)的，要減短響應(yīng)時間，液體運動速度必須快，這就必須選擇低粘滯系數(shù)的液體，液體運動時阻尼小、速度快，但由于阻尼小，雙液體的界面容易發(fā)生振蕩，達(dá)到穩(wěn)定時，變焦時間甚至更長。目前電潤濕液體透鏡響應(yīng)時間長，通常需要幾百毫秒，不能在需要高速響應(yīng)的變焦系統(tǒng)中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種目標(biāo)電潤濕液體透鏡最短響應(yīng)時長控制方法，采用先過壓再降為正常驅(qū)動電壓的驅(qū)動方式，既提高了液體運動速度，又不使雙液體的界面發(fā)生振蕩，從而實現(xiàn)減少電潤濕液體透鏡響應(yīng)時間的目的。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計了一種目標(biāo)電潤濕液體透鏡最短響應(yīng)時長控制方法，用于使目標(biāo)電潤濕液體透鏡經(jīng)最短響應(yīng)時長變化至目標(biāo)焦距，而獲得對應(yīng)含過驅(qū)動電壓的高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號，并作用于目標(biāo)電潤濕液體透鏡；包括如下步驟：

步驟A. 獲得目標(biāo)電潤濕液體透鏡對應(yīng)目標(biāo)焦距的穩(wěn)定驅(qū)動電壓信號，并進(jìn)入步驟B；

步驟B. 按預(yù)設(shè)規(guī)則，將大于穩(wěn)定驅(qū)動電壓信號的各信號波幅度與各信號持續(xù)時長彼此組合，獲得各類含過驅(qū)動電壓的高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號；并將各類含過驅(qū)動電壓的高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號，分別作用于目標(biāo)電潤濕液體透鏡上，獲得目標(biāo)電潤濕液體透鏡變化至目標(biāo)焦距的響應(yīng)時長，然后進(jìn)入步驟C；

步驟C. 針對目標(biāo)電潤濕液體透鏡變化至目標(biāo)焦距、分別對應(yīng)各類含過驅(qū)動電壓的高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號的響應(yīng)時長，選擇最短響應(yīng)時長，即為目標(biāo)電潤濕液體透鏡變化至目標(biāo)焦距的最短響應(yīng)時長，然后進(jìn)入步驟D；

步驟D. 獲得最短響應(yīng)時長所對應(yīng)含過驅(qū)動電壓的高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號，將該高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號作用于目標(biāo)電潤濕液體透鏡上，使目標(biāo)電潤濕液體透鏡經(jīng)最短響應(yīng)時長變化至目標(biāo)焦距。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟B包括如下步驟：

步驟B1-1. 初始化信號持續(xù)時長等于預(yù)設(shè)持續(xù)時長下限值，信號波幅度等于穩(wěn)定驅(qū)動電壓信號，然后進(jìn)入步驟B1-2；

步驟B1-2. 以信號波幅度和信號持續(xù)時長，構(gòu)建含過驅(qū)動電壓的高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號，并進(jìn)入步驟B1-3；

步驟B1-3. 將含過驅(qū)動電壓的高壓雙極性矩形驅(qū)動電壓信號，作用于目標(biāo)電潤濕液體透鏡上，獲得目標(biāo)電潤濕液體透鏡變化至目標(biāo)焦距的響應(yīng)時長，然后進(jìn)入步驟B1-4；

步驟B1-4. 判斷信號波幅度是否等于預(yù)設(shè)信號波幅度上限值，是則進(jìn)入步驟B1-5；否則針對信號波幅度遞增預(yù)設(shè)信號波幅度變化量，更新信號波幅度，并返回步驟B1-2；