[发明专利]一种目标电润湿液体透镜最短响应时长控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种目标电润湿液体透镜最短响应时长控制方法及系统，由ArbExpress软件绘制驱动电压外层包络波形，并传输至函数发生器，再由高压放大器放大，产生含过驱动电压的高压双极性矩形驱动电压信号；将此驱动电压信号施加于电润湿液体透镜，透镜在受到电压施加的瞬间液面产生抖动，焦距发生改变，连续激光经过电润湿液体透镜后光通量发生改变，示波器显示光电探测器捕捉到的光通量变化情况，经过数据采集与处理模块得到电润湿液体透镜在不同驱动电压波形驱动下的响应波形。如此，采用先过压再降为正常驱动电压的驱动方式，既提高了液体运动速度，又不使双液体的界面发生振荡，从而实现减少电润湿液体透镜响应时间的目的。

技术领域

本发明涉及一种目标电润湿液体透镜最短响应时长控制方法及系统，属于光电应用技术领域。

背景技术

基于电润湿效应的双液体变焦透镜，可以通过外加电压改变液面曲率来实现变焦，与传统机械式光学镜头相比，具有重量轻、功耗低、寿命长、响应速度快、性能稳定、焦距可调范围广和成像质量好等优点，具有广阔的应用前景。其中，电润湿液体透镜的变焦时间是其主要的性能指标，许多应用场合需要较短的变焦时间。目前电润湿液体透镜变焦时间通常为几百毫秒，这无疑限制了其应用。

电润湿液体透镜变焦是通过液-液界面形状（曲率）变化实现的，要减短响应时间，液体运动速度必须快，这就必须选择低粘滞系数的液体，液体运动时阻尼小、速度快，但由于阻尼小，双液体的界面容易发生振荡，达到稳定时，变焦时间甚至更长。目前电润湿液体透镜响应时间长，通常需要几百毫秒，不能在需要高速响应的变焦系统中应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种目标电润湿液体透镜最短响应时长控制方法，采用先过压再降为正常驱动电压的驱动方式，既提高了液体运动速度，又不使双液体的界面发生振荡，从而实现减少电润湿液体透镜响应时间的目的。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种目标电润湿液体透镜最短响应时长控制方法，用于使目标电润湿液体透镜经最短响应时长变化至目标焦距，而获得对应含过驱动电压的高压双极性矩形驱动电压信号，并作用于目标电润湿液体透镜；包括如下步骤：

步骤A. 获得目标电润湿液体透镜对应目标焦距的稳定驱动电压信号，并进入步骤B；

步骤B. 按预设规则，将大于稳定驱动电压信号的各信号波幅度与各信号持续时长彼此组合，获得各类含过驱动电压的高压双极性矩形驱动电压信号；并将各类含过驱动电压的高压双极性矩形驱动电压信号，分别作用于目标电润湿液体透镜上，获得目标电润湿液体透镜变化至目标焦距的响应时长，然后进入步骤C；

步骤C. 针对目标电润湿液体透镜变化至目标焦距、分别对应各类含过驱动电压的高压双极性矩形驱动电压信号的响应时长，选择最短响应时长，即为目标电润湿液体透镜变化至目标焦距的最短响应时长，然后进入步骤D；

步骤D. 获得最短响应时长所对应含过驱动电压的高压双极性矩形驱动电压信号，将该高压双极性矩形驱动电压信号作用于目标电润湿液体透镜上，使目标电润湿液体透镜经最短响应时长变化至目标焦距。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤B包括如下步骤：

步骤B1-1. 初始化信号持续时长等于预设持续时长下限值，信号波幅度等于稳定驱动电压信号，然后进入步骤B1-2；

步骤B1-2. 以信号波幅度和信号持续时长，构建含过驱动电压的高压双极性矩形驱动电压信号，并进入步骤B1-3；

步骤B1-3. 将含过驱动电压的高压双极性矩形驱动电压信号，作用于目标电润湿液体透镜上，获得目标电润湿液体透镜变化至目标焦距的响应时长，然后进入步骤B1-4；

步骤B1-4. 判断信号波幅度是否等于预设信号波幅度上限值，是则进入步骤B1-5；否则针对信号波幅度递增预设信号波幅度变化量，更新信号波幅度，并返回步骤B1-2；