一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及微光學成像技術領域，特別是一種光闌可調的非球面雙液體變焦 透鏡的裝置。
【背景技術】
[0002] 在光學系統中，不論是限制成像光束的光孔，或者是限制成像范圍的光孔或框，都 統稱為"光闌"。光闌屬于光學儀器（光具組）中的一種光學元件。按其作用的不同，分為 孔徑光闌和視場光闌兩種。其中孔徑光闌為限制入射光束大小的孔，其大小和位置對透鏡 所成像的清晰程度、正確性和亮度都有決定性的作用。如照相機鏡頭上的圓形光闌（俗稱 光圈）。
[0003] 現階段的光圈以及透鏡系統大多數是由機械馬達控制，然而這些系統操作復雜且 不能很好的實現微型控制。
[0004] 電潤濕是指通過改變液滴與絕緣基板之間電壓，來改變液滴在基板上的潤濕性， 即改變接觸角，使液滴發(fā)生形變、位移的現象。所謂潤濕是指固體表面的一種流體被另一種 流體所取代的過程。液體在固體表面能鋪展，固液接觸面有擴大的趨勢，即液體對固體表面 的附著力大于其內聚力，就是潤濕。液體在固體表面不能鋪展，接觸面有收縮成球形的趨 勢，就是不潤濕，不潤濕就是液體對固體表面的附著力小于其內聚力。

【發(fā)明內容】

[0005] 本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種光闌可調的 非球面雙液體變焦透鏡的裝置，該裝置采用電壓控制，可以實現電控光闌和可控焦距的功 能，本裝置結構簡單且使用方便。
[0006] 本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：
[0007] 根據本實用新型提出的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置，包括第一 圓柱管和第二圓柱管，第二圓柱管的直徑大于第一圓柱管的直徑，第二圓柱管的頂部設有 玻璃隔板，第一圓柱管設置在玻璃隔板上，第一圓柱管的底部設有透明絕緣液體，透明絕緣 液體上設有透明導電液體，第二圓柱管的底部設有黑色絕緣液體，黑色絕緣液體上設有透 明導電液體，第一圓柱管和第二圓柱管的側壁由內向外依次為疏水介電層、導電層。
[0008] 作為本實用新型所述的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置進一步優(yōu) 化方案，所述透明導電液體的折射率為1. 33。
[0009] 作為本實用新型所述的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置進一步優(yōu) 化方案，所述透明導電液體為Nac 1溶液。
[0010] 作為本實用新型所述的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置進一步優(yōu) 化方案，所述透明絕緣液體是密度為1. 3255g/cnT3、折射率為1. 42的二氯甲烷溶液。
[0011] 作為本實用新型所述的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置進一步優(yōu) 化方案，所述黑色絕緣液體包括有機添加劑、表面活性劑、溶油性黑色染劑以及硅油。
[0012] 本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：本實用新型 通過對裝置中的透明導電液體施加電壓，實現了控制系統焦距功能的同時，控制光量進入 系統的功能，本裝置結構簡單且使用方便。
【附圖說明】
[0013] 圖1是光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置示意圖。
[0014] 圖2是本裝置施加電壓后實現功能的效果圖。
[0015] 圖中的附圖標記解釋為：1-透明導電液體，2-透明絕緣液體，3-疏水介電層，4-導 電層，5-黑色絕緣液體，6-玻璃隔板。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明：
[0017] 如圖1所示是光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置示意圖，一種光闌可調的 非球面雙液體變焦透鏡的裝置，包括第一圓柱管和第二圓柱管，第二圓柱管的直徑大于第 一圓柱管的直徑，第一圓柱管和第二圓柱管側壁由內向外依次為疏水介電層3、導電層4， 第二圓柱管的底部設有黑色絕緣液體5,黑色絕緣液體上設有透明導電液體1，第二圓柱管 的頂部設有玻璃隔板6,第一圓柱管設置在玻璃隔板上，第一圓柱管的底部設有透明絕緣液 體，透明絕緣液體2上設有透明導電液體1。
[0018] 所述透明導電液體的折射率為1. 33。
[0019] 所述透明導電液體為Nac 1溶液。
[0020] 所述透明絕緣液體是密度為1. 3255g/cnT3、折射率為1. 42的二氯甲烷溶液。
[0021] 黑色絕緣液體為硅油（密度為0· 995g/cnT3)添加少量有機添加劑（增加密度）、 表面活性劑（減小粘度）以及溶油性黑色染劑。
[0022] 透明絕緣液體和設置在透明絕緣液體上的透明導電液體這雙層液體稱為電控變 焦結構，黑色絕緣液體和設置在黑色絕緣液體上的透明導電液體的這雙層液體稱為電控光 闌結構；
[0023] 電控變焦結構中的透明導電液體和透明絕緣液體的密度、折射率不同，可實現非 球面透鏡作用；電控變焦結構中，通過對透明導電液體上施加電壓來改變透明導電液體與 透明絕緣液體的接觸角，來實現改變焦距的功能；
[0024] 電控光闌結構中，對透明導電液體上施加電壓來改變透明導電液體與黑色絕緣液 體的接觸角。由于使用的黑色絕緣液體體積小，黑色絕緣液體收縮，在中心處空出透明導電 液體，實現可控入射光量的光闌作用。
[0025] 在所述兩個結構的導電液體上分別施加電壓，該電壓是分別用來改變電控變焦結 構的導電液體、電控光闌結構的導電液體與絕緣液體的接觸角。
[0026] 本實用新型中，電控變焦結構中，使用密度、折射率都不同的透明導電液體和透明 絕緣液體，根據拉普拉斯公式
式中γ是液體表面張力。RpR2為液面垂直 面上的曲率半徑?？梢缘贸雒嫘蜑榉乔蛎?，因為非球面比球面透鏡減小像差，并且有較大的 視場。又因為折射率不同，可以實現透鏡功能。由于電壓可以改變導電液體的潤濕角。通 過改變電壓的大小，來控制系統焦距的大小。
[0027] 圖2是本裝置施加電壓后實現功能的效果圖。基于電潤濕技術，通過在電控變焦 結構的透明導電液體上施加電壓來改變透明導電液體與透明絕緣液體的接觸角，從而改變 界面曲率達到變焦的作用。同理，通過對電控光闌結構的透明導電液體上施加電壓來改變 透明導電液體與黑色絕緣液體的接觸角，由于黑色絕緣液體體積小，接觸角的改變使黑色 絕緣液體集聚于周邊，從而使中心充滿透明導電液體，使得能夠透過光線，實現光闌可調、 入射光能量可控的作用。本實用新型為實現光闌大小可變的液體透鏡系統提供了一個可行 的結構。
[0028] 以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進 一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限 制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置，其特征在于，包括第一圓柱管和第 二圓柱管，第二圓柱管的直徑大于第一圓柱管的直徑，第二圓柱管的頂部設有玻璃隔板，第 一圓柱管設置在玻璃隔板上，第一圓柱管的底部設有透明絕緣液體，透明絕緣液體上設有 透明導電液體，第二圓柱管的底部設有黑色絕緣液體，黑色絕緣液體上設有透明導電液體， 第一圓柱管和第二圓柱管的側壁由內向外依次為疏水介電層、導電層。2. 根據權利要求1所述的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置，其特征在 于，所述透明導電液體的折射率為1. 33。3. 根據權利要求1所述的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置，其特征在 于，所述透明導電液體為Nac1溶液。4. 根據權利要求1所述的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置，其特征在 于，所述透明絕緣液體是密度為1. 3255g/cnT3、折射率為1. 42的二氯甲烷溶液。5. 根據權利要求1所述的一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置，其特征在 于，所述黑色絕緣液體包括有機添加劑、表面活性劑、溶油性黑色染劑以及硅油。
【專利摘要】本實用新型公開了一種光闌可調的非球面雙液體變焦透鏡的裝置，包括第一圓柱管和第二圓柱管，第二圓柱管的直徑大于第一圓柱管的直徑，第二圓柱管的頂部設有玻璃隔板，第一圓柱管設置在玻璃隔板上，第一圓柱管的底部設有透明絕緣液體，透明絕緣液體上設有透明導電液體，第二圓柱管的底部設有黑色絕緣液體，黑色絕緣液體上設有透明導電液體，第一圓柱管和第二圓柱管的側壁由內向外依次為疏水介電層、導電層。本實用新型通過對裝置中的透明導電液體施加電壓，實現了控制系統焦距功能的同時，控制光量進入系統的功能，本裝置結構簡單且使用方便。
【IPC分類】G02B3/14
【公開號】CN205049771
【申請?zhí)枴緾N201520812619
【發(fā)明人】朱凌峰, 孔梅梅
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月19日