[實用新型]一種基于電潤濕效應的連續變焦微型液芯柱透鏡系統

有效

• 申請號: 202222782764.3
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN218824772U
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 孫麗存;周琰武;王丹陽;呼德港
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: G02B3/12
• 分類號: G02B3/12;G02B3/14;G02B26/02
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 莫兆忠

本實用新型涉及一種變焦光學系統，具體涉及一種基于電潤濕效應的連續變焦微型液芯柱透鏡系統，該系統包括外殼，所述外殼底部設置有一底板，所述底板下方設置有光闌，且所述光闌位于所述外殼的正下方，所述外殼內對稱設置有電極，且所述電極的高度高于所述外殼的高度；所述外殼內設置有液芯，所述液芯位于兩個所述電極的內側；本實用新型公開的基于電潤濕效應的連續變焦微型液芯柱透鏡系統具有體積小易于集成，變焦范圍大，可實現連續變焦的優點，并且相較于普通微型柱透鏡變焦系統，機械結構少，抗震動能力強，變焦方式更為便捷。

技術領域

本實用新型涉及變焦光學系統技術領域，特別是涉及一種基于電潤濕效應的連續變焦微型液芯柱透鏡系統。

背景技術

隨著變焦光學系統設計理論的完善以及加工工藝的成熟，變焦光學的種類更加豐富，成像質量可與定焦系統相媲美。液體變焦是一種新興的變焦方式，其系統內機械結構少或無機械結構，不易受外部環境影響，響應時間在幾十毫秒內。常見的液體變焦方式主要分為三種，第一種，通過物理化學方法改變液體的折射率，該方法變焦范圍小，透光率低。第二種，通過改變特定設計的腔室形狀進而實現液體透鏡焦距的變化，上述方法對環境敏感，加工過程復雜，造價高。第三種，通過改變液體與固體之間的外加電壓控制液面曲率進而實現變焦功能的基于電潤濕效應(EWOD)的連續變焦液體透鏡。這種結構保留了其他兩類液體透鏡良好的連續變焦性能，提高了抗環境干擾能力，縮短了響應時間，易于微型化和集成化。

國內多數單位對于電潤濕透鏡的研究僅僅還停留在理論研究上，透鏡制備研究相對匱乏，并且國內只是對傳統形狀的透鏡進行研究，對于有特定需求的柱透鏡尚未有類似研究。柱透鏡可應用于線性探測器照明，條形碼掃碼，全息照明，光信息處理，計算機，激光發射等方面，在強激光系統和同步輻射光束中也有著廣泛應用。隨著應用越來越廣泛，對柱透鏡零件的要求也越來越高，但是傳統微型柱透鏡機械結構多，易受震動等外界條件影響，且該影響不可逆；傳統變焦柱透鏡系統結構復雜，光軸難以準直，變焦效率低。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于電潤濕效應的連續變焦微型液芯柱透鏡系統，以解決上述現有技術存在的問題，解決了現有柱透鏡系統結構多，變焦操作復雜，受震動影響結構損傷不可逆等技術缺陷。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下方案：本實用新型提供一種基于電潤濕效應的連續變焦微型液芯柱透鏡系統，包括外殼，所述外殼底部設置有一底板，所述底板下方設置有光闌，且所述光闌位于所述外殼的正下方，所述外殼內對稱設置有電極，且所述電極的高度高于所述外殼的高度；所述外殼內設置有液芯，所述液芯位于兩個所述電極的內側；

所述外殼為透明方形結構，且兩個所述電極沿所述外殼的長邊設置；

所述液芯包括導電液體和非導電液體，且所述導電液體和非導電液體不相溶，所述導電液體和非導電液體的密度不相同；

所述外殼頂部設置有封裝部，所述導電液體和非導電液體由所述封裝部灌裝至所述外殼和底板形成的腔體內。

優選的，所述外殼為長方體石英環結構，所述外殼的內部尺寸為20.0mm×10.0mm×8.0mm，所述底板為石英玻璃底板。

優選的，所述導電液體為5％Nacl溶液，所述非導電液體為正十二烷溶液，且所述5％Nacl溶液和正十二烷溶液的體積比為1:1。

優選的，所述封裝部為一石英玻璃，且所述石英玻璃固定安裝在所述外殼頂部，所述石英玻璃的尺寸為30.0mm×10.0mm×0.5mm。

優選的，所述石英玻璃上開設有一注液孔，所述導電液體和非導電液體由所述注液孔注入至所述外殼和底板形成的腔體內。

優選的，所述電極為ITO玻璃電極，且兩個所述電極分別緊貼鑲嵌于所述外殼兩條長邊的內側。

優選的，所述電極內側涂有透明電介質層和疏水層。