一種可調控復眼透鏡陣列及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學技術領域，涉及一種復眼透鏡制作方法及裝置，特別是一種可調控復眼透鏡制作方法及裝置，主要應用于光學成像、光電成像、光電檢測、物質分析、激光加工、光學照明、投影技術、光學顯微、光學操控、光通訊、人工智能、機器人、移動終端等領域中的透鏡陣列制作及裝置應用。
【背景技術】
[0002]復眼是相對于單眼而言的，是昆蟲的主要視覺器官，通常在昆蟲的頭部占有突出的位置，復眼由多數小眼組成。基于復眼工作原理開發的透鏡成為復眼透鏡，是由一系列小透鏡組合形成，在本質上，復眼透鏡是微小透鏡陣列，所以在一些光學系統涉及到的透鏡陣列也屬于復眼透鏡。復眼透鏡在微顯示器及投影顯示領域有廣闊的應用前景；利用雙排復眼透鏡陣列實現均勻照明的關鍵在于提高其均勻性和照明亮度。復眼透鏡已經在光學成像、光電成像、光電檢測、物質分析、激光加工、光學照明、投影技術、光學顯微、光學操控、光通訊、人工智能、機器人、移動終端等諸多領域中收到廣泛的關注，并且逐步拓展應用范圍，例如在移動終端領域中，已經有公司努力將復眼透鏡技術應用到手機中，Pelican Imaging公司是致力于將復眼透鏡應用在手機上的專業公司，諾基亞和高通參與到了 PelicanImaging公司的第三輪融資。但是，直至目前仍然是采用性能不可調控的復眼透鏡，主要依賴于圖像的后續處理。
[0003]在先技術中存在一種可調控的復眼透鏡制作方法及裝置，參見美國正在申請專利，專利名稱-Compound Eye (翻譯成中文為復眼，實際內容是復眼透鏡)，專利申請公開號(Patent Applicat1n Pulicat1n Number)為 US 2009/0073569A1，專利公開日期為 2009年3月9日，發明人:Hongrui Jiang和Liang Dong，此在先技術雖然具有一定的優點，但是仍然存在本質不足:1)復眼系統采用微流體調控技術改變復眼系統中的光學特性，系統中存在諸多微腔或微通道用于傳輸或承載微流體，導致制作流程和工藝復雜，系統結構也比較復雜，難于實現；2)可以通過微流體控制進行復眼系統中每個透鏡的光學參數調節，通過控制流體特性進行調控調節，調控響應時間長，調控速度慢；3)基于微流體調控技術進行復眼系統調控的系統中多采用機械結構，在尺寸上難于實現微型化。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術中存在的技術問題提出了一種可調控復眼透鏡陣列制作方法，具體方案如下:
[0005]一種可調控復眼透鏡陣列制作方法，包括平面支撐基底、設置在所述支撐基底上呈陣列排列的透鏡，其特征在于，所述的支撐基底和所述的透鏡表面分別設置有基底微納導電線圈和透鏡微納導電線圈，所述透鏡微納導電線圈在所述支撐基底所在平面上的投影與所述基底微納導電線圈重合，所述基底微納導電線圈和所述透鏡微納導電線圈均與電路控制器連接并受所述電路控制器控制。
[0006]上述方案中，復眼透鏡呈陣列排布在平面支撐基底上，透鏡表面和透鏡在支撐基底投影位置分別設有透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈，透鏡微納導電線圈在平面支撐基底上的投影形狀和基底微納導電線圈的形狀相同，且透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈均與電路控制器連接，電路控制器通過控制相對應的一組透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈的電學參數，實現對透鏡曲面面形的調整以及透鏡曲面和平面支撐基底之間距離的調整。
[0007]作為優選，所述的透鏡和所述的支撐基底通過膠合劑固定。
[0008]作為優選，所述的基底微納導電線圈和所述的透鏡微納導電線圈均為透光材質。因復眼透鏡陣列用于光學信號采集時，光學信號需要依次穿過透鏡和支撐基底，所以基底微納導電線圈和透鏡微納導電線圈采用透光材質有助于減少微納導電線圈在光學信號采集過程中的干擾信號引入。
[0009]作為優選，所述的透鏡微納導線線圈為螺旋矩形。采用螺旋矩形可在透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈之間形成相互吸引或相互排斥的磁場，利用兩者之間的電磁感應效應以調節透鏡的表面面形。
[0010]作為優選，所述的透鏡微納導線線圈和所述的基底微納導電線圈均為若干個同心圓環，且不同直徑的圓環透鏡微納導電線圈的電學參數可單獨控制。微納導電線圈呈圓環狀分布于透鏡表面，且不同的線圈中的電學參數可單獨控制，即可實現對透鏡不同區域(離透鏡中心不同半徑的環形區域)的面形調整。
[0011]作為優選，所述的透鏡微納導線線圈和所述的基底微納導電線圈均為螺旋式線圈且可單獨控制。透鏡微納導線線圈和基底微納導電線圈采用螺旋式線圈且單獨控制，可使透鏡上下表面形成磁場，利用電磁感應效應并單獨控制兩個線圈的電學參數可實現兩個線圈之間相互吸引后相互排斥，從而實現對透鏡面形的調整。
[0012]作為優選，所述的支撐基底為玻璃支撐基底。玻璃支撐基底同時滿足了擁有剛性用于支撐以及透光性利于導光。
[0013]一種可調控復眼透鏡陣列制作方法，其具體的技術方案如下:
[0014]I)利用微納加工技術在彈性材料膜層上加工透鏡陣列，并在每個透鏡曲面上設置透鏡微納導電線圈；
[0015]2)在支撐基底膜層材料上設置基底微納導電線圈陣列，并且使支撐基底膜層材料上基底微納導電線圈陣列與彈性材料膜層上的透鏡微納導電線圈陣列在位置和尺寸上相互匹配；
[0016]3)將設置有透鏡陣列的彈性材料膜層與支撐基底膜層材料相互結合固定，每個透鏡曲面上透鏡微納導電線圈和每個支撐基底膜層上的基底微納導電線圈相互對應；
[0017]4)電路控制器分別與透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈相連，通過控制每個微納導電線圈電學特性，基于電磁感應原理，進行每個復眼透鏡曲面面形的調節以及透鏡曲面和基底膜層之間距離的調控，進而實現透鏡曲面陣列的調控，從而實現復眼透鏡的可控性。
[0018]作為優選，第4)步中在電路控制器分別與透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈相連之前，先將每個透鏡微納導電線圈的相同極性匯總連接以及每個基底微納導線線圈的相同極性匯總連接，再將匯總連接后的極性與電路控制器連接。
[0019]在每個透鏡微納導電線圈和基底微納導電線圈的電極與電路控制器連接之前，將相同極性的電極匯總連接后再連接到電路控制器可降低電路控制器的輸入、輸出端的數目要求。
[0020]本發明的一種可調控復眼透鏡陣列及其制作方法，采用在透鏡表面以及支撐基底上均設置相對應的微納導電線圈，并控制微納導電線圈的電學參數，根據電磁感應效應控制透鏡曲面面型及透鏡曲面與支撐基底之間的距離，具有構造簡單和控制靈活、精確的優點。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明實施例1的一種可調控復眼透鏡陣列的結構示意圖；
[0022]圖2為本發明實施例1的一種可調控復眼透鏡陣列的螺旋矩形微納導電線圈的展開圖；
[0023]圖3為本發明實施例2的一種可調控復眼透鏡陣列的同心圓環形微納導電線圈的展開圖；
[0024]圖4為本發明實施例3的一種可調控復眼透鏡陣列的螺旋式微納導電線圈的展開圖；
[0025]圖5為本發明實施例的一種可調控復眼透鏡陣列制作方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明的一種可調控復眼透鏡陣列實施例作進一步詳細描述。
[0027]實施例