[发明专利]一种可调控复眼透镜阵列及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种复眼透镜制作方法及装置，特别是一种可调控复眼透镜制作方法及装置，主要应用于光学成像、光电成像、光电检测、物质分析、激光加工、光学照明、投影技术、光学显微、光学操控、光通讯、人工智能、机器人、移动终端等领域中的透镜阵列制作及装置应用。

背景技术

复眼是相对于单眼而言的，是昆虫的主要视觉器官，通常在昆虫的头部占有突出的位置，复眼由多数小眼组成。基于复眼工作原理开发的透镜成为复眼透镜，是由一系列小透镜组合形成，在本质上，复眼透镜是微小透镜阵列，所以在一些光学系统涉及到的透镜阵列也属于复眼透镜。复眼透镜在微显示器及投影显示领域有广阔的应用前景；利用双排复眼透镜阵列实现均匀照明的关键在于提高其均匀性和照明亮度。复眼透镜已经在光学成像、光电成像、光电检测、物质分析、激光加工、光学照明、投影技术、光学显微、光学操控、光通讯、人工智能、机器人、移动终端等诸多领域中收到广泛的关注，并且逐步拓展应用范围，例如在移动终端领域中，已经有公司努力将复眼透镜技术应用到手机中，Pelican Imaging公司是致力于将复眼透镜应用在手机上的专业公司，诺基亚和高通参与到了Pelican Imaging公司的第三轮融资。但是，直至目前仍然是采用性能不可调控的复眼透镜，主要依赖于图像的后续处理。

在先技术中存在一种可调控的复眼透镜制作方法及装置，参见美国正在申请专利，专利名称：Compound Eye(翻译成中文为复眼，实际内容是复眼透镜)，专利申请公开号(Patent Application Pulication Number)为US 2009/0073569Al，专利公开日期为2009年3月9日，发明人：Hongrui Jiang和Liang Dong，此在先技术虽然具有一定的优点，但是仍然存在本质不足：1)复眼系统采用微流体调控技术改变复眼系统中的光学特性，系统中存在诸多微腔或微通道用于传输或承载微流体，导致制作流程和工艺复杂，系统结构也比较复杂，难于实现；2)可以通过微流体控制进行复眼系统中每个透镜的光学参数调节，通过控制流体特性进行调控调节，调控响应时间长，调控速度慢；3)基于微流体调控技术进行复眼系统调控的系统中多采用机械结构，在尺寸上难于实现微型化。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题提出了一种可调控复眼透镜阵列制作方法，具体方案如下：

一种可调控复眼透镜阵列制作方法，包括平面支撑基底、设置在所述支撑基底上呈阵列排列的透镜，其特征在于，所述的支撑基底和所述的透镜表面分别设置有基底微纳导电线圈和透镜微纳导电线圈，所述透镜微纳导电线圈在所述支撑基底所在平面上的投影与所述基底微纳导电线圈重合，所述基底微纳导电线圈和所述透镜微纳导电线圈均与电路控制器连接并受所述电路控制器控制。

上述方案中，复眼透镜呈阵列排布在平面支撑基底上，透镜表面和透镜在支撑基底投影位置分别设有透镜微纳导电线圈和基底微纳导电线圈，透镜微纳导电线圈在平面支撑基底上的投影形状和基底微纳导电线圈的形状相同，且透镜微纳导电线圈和基底微纳导电线圈均与电路控制器连接，电路控制器通过控制相对应的一组透镜微纳导电线圈和基底微纳导电线圈的电学参数，实现对透镜曲面面形的调整以及透镜曲面和平面支撑基底之间距离的调整。

作为优选，所述的透镜和所述的支撑基底通过胶合剂固定。

作为优选，所述的基底微纳导电线圈和所述的透镜微纳导电线圈均为透光材质。因复眼透镜阵列用于光学信号采集时，光学信号需要依次穿过透镜和支撑基底，所以基底微纳导电线圈和透镜微纳导电线圈采用透光材质有助于减少微纳导电线圈在光学信号采集过程中的干扰信号引入。

作为优选，所述的透镜微纳导线线圈为螺旋矩形。采用螺旋矩形可在透镜微纳导电线圈和基底微纳导电线圈之间形成相互吸引或相互排斥的磁场，利用两者之间的电磁感应效应以调节透镜的表面面形。

作为优选，所述的透镜微纳导线线圈和所述的基底微纳导电线圈均为若干个同心圆环，且不同直径的圆环透镜微纳导电线圈的电学参数可单独控制。微纳导电线圈呈圆环状分布于透镜表面，且不同的线圈中的电学参数可单独控制，即可实现对透镜不同区域(离透镜中心不同半径的环形区域)的面形调整。

作为优选，所述的透镜微纳导线线圈和所述的基底微纳导电线圈均为螺旋式线圈且可单独控制。透镜微纳导线线圈和基底微纳导电线圈采用螺旋式线圈且单独控制，可使透镜上下表面形成磁场，利用电磁感应效应并单独控制两个线圈的电学参数可实现两个线圈之间相互吸引后相互排斥，从而实现对透镜面形的调整。