【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可变焦微透镜及其制作装置及方法，属于光学元件。
技术介绍
1、传统光学变焦系统需要大量的光学透镜做机械运动，存在结构复杂、体积庞大、变焦速度慢、控制难度大、成本高等缺点，无法满足智能化光学设备对自动化、智能化、微型化光学变焦系统的要求。
2、现有的变焦透镜多为液体透镜，其变焦功能是通过一种或多种外加可调控物理量（如力、热、电等）改变其中介质的表面曲率和折射率加以实现。电致型液体透镜具有结构紧凑、响应速度快和便于集成等优点，但是同样其存在驱动电压高、易漏液、变焦距离小，稳定性差的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术缺陷，本专利技术的任务在于提供一种磁驱动的柔性可变焦微透镜，实现在磁场作用下变焦，并且保证微透镜的透光性。本专利技术的另一任务在于提供一种磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作装置及制作方法，实现磁驱动的柔性可变焦微透镜的可控制备。
2、本专利技术技术方案如下：一种磁驱动的柔性可变焦微透镜，包括透镜基体，所述透镜基体内设有若干链式排列的磁性颗粒，所述磁性颗粒的排列方向与所述透镜基体的光轴平行，所述透镜基体的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。
3、进一步地，所述磁性颗粒为羰基铁粉。
4、进一步地，所述羰基铁粉的粒径为3～8μm。
5、颗粒含量过少成品的磁响应效应较小，应变调节范围较小，增加颗粒含量可以增大成品的折射率和应变调节范围，但颗粒过多会发生团聚现象，会减小光的透过率和磁响应效应。为了维持透镜较佳的变焦范
6、本专利技术在聚甲基丙烯酸甲酯透镜基体中设置链式排列的磁性颗粒，且链式排列方向与光轴平行，磁性颗粒的添加使得微透镜在外加磁场的影响下产生一定变形从而调节透镜焦距，光轴方向排列的磁性颗粒对微透镜的透光率影响小。
7、选用软磁性能优异的羰基铁粉，更有利于透镜固化过程中颗粒的成链，且调节磁场大小透镜的磁响应更灵敏，可快速可逆地进行智能变焦。
8、一种磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作装置，包括第一导磁板、第二导磁板、电磁铁、透明模具以及紫外光灯，所述电磁铁置于所述第一导磁板和所述第二导磁板之间使所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端在电磁铁的电磁线圈通电时沿透镜的光轴方向产生磁场，所述模具置于所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端之间，所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端位于所述模具的上下两侧，所述透明模具内设有模腔，所述模腔所成型的透镜的光轴方向为上下方向，所述紫外光灯围绕所述透明模具设置。
9、一种磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作方法，包括以下步骤：透镜基体材料预聚体与固化剂均匀混合，预聚体-固化剂混合物在氯仿中的充分溶解并加入磁性颗粒进行均匀混合得到混合液，将混合液注入透明模具的模腔中，并在磁场中通过紫外光进行固化，所述磁场方向与所述模腔所成型的透镜的光轴同向。
10、进一步地，所述磁场的磁场强度为500～1000mt。
11、进一步地，所述紫外光固化时曝光强度为30～60mw/cm2。
12、进一步地，所述将混合液注入透明模具的模腔中后进行真空脱泡处理。
13、进一步地，所述透镜基体材料预聚体与固化剂的重量比为5:1～15:1，预聚体-固化剂混合物与氯仿的重量比为0.5:1～2:1。
14、采用热固化需要提前预热升温，时间较长，热固化过程中温度难以维持设定温度，且传热需要一定时间，会造成固化产品性能的不均匀，且磁性颗粒在长时间温度影响下难以稳定形成链式排列。本专利技术采用紫外光固化能够大幅缩短固化时间，保证磁性颗粒在透镜光轴方向的链式排列形式，结构和性能更加均一，确保透镜在磁场条件下变焦的均匀性。
15、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
16、以透镜的光轴方向形成链式排列的磁性颗粒，有利于提高可变焦微透镜的透光率；
17、采用在磁场条件下的紫外光固化方式固化透镜基体，在提高微透镜成型速度的同时有利于提高透镜的性能均一性；
18、以电磁铁形式通过导磁板在模具两侧形成磁场，磁场方向稳定并且容易根据需要对磁场大小进行实时调节，具有高度的灵活性，可以根据需要高效、快捷地制备不同透镜，在提升透镜制备成功率的同时可拓宽透镜的应用范围。
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1.一种磁驱动的柔性可变焦微透镜，包括透镜基体，其特征在于，所述透镜基体内设有若干链式排列的磁性颗粒，所述磁性颗粒的排列方向与所述透镜基体的光轴平行，所述透镜基体的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜，其特征在于，所述磁性颗粒为羰基铁粉。
3.根据权利要求2所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜，其特征在于，所述羰基铁粉的粒径为3～8μm。
4.根据权利要求1所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜，其特征在于，所述磁性颗粒在所述透镜基体中质量比为3%～10%。
5.一种磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作装置，其特征在于，包括第一导磁板、第二导磁板、电磁铁、透明模具以及紫外光灯，所述电磁铁置于所述第一导磁板和所述第二导磁板之间使所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端在所述电磁铁的电磁线圈通电时沿透镜的光轴方向产生磁场，所述模具置于所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端之间，所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端位于所述模具的上下两侧，所述透明模具内设有模腔，所述模腔所成型的透镜的光轴方向为上下方向，所述紫外光灯围绕所
6.一种如权利要求1至4中任意一项所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：透镜基体材料预聚体与固化剂均匀混合，预聚体-固化剂混合物在氯仿中的充分溶解并加入磁性颗粒进行均匀混合得到混合液，将混合液注入透明模具的模腔中，并在磁场中通过紫外光进行固化，所述磁场方向与所述模腔所成型的透镜的光轴同向。
7.根据权利要求6所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作方法，其特征在于，所述磁场的磁场强度为500～1000mT。
8.根据权利要求6所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作方法，其特征在于，所述紫外光固化时曝光强度为30～60mW/cm2。
9.根据权利要求6所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作方法，其特征在于，所述将混合液注入透明模具的模腔中后进行真空脱泡处理。
10.根据权利要求6所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作方法，其特征在于，所述透镜基体材料预聚体与固化剂的重量比为5:1～15:1，预聚体-固化剂混合物与氯仿的重量比为0.5:1～2:1。
...【技术特征摘要】
1.一种磁驱动的柔性可变焦微透镜，包括透镜基体，其特征在于，所述透镜基体内设有若干链式排列的磁性颗粒，所述磁性颗粒的排列方向与所述透镜基体的光轴平行，所述透镜基体的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜，其特征在于，所述磁性颗粒为羰基铁粉。
3.根据权利要求2所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜，其特征在于，所述羰基铁粉的粒径为3～8μm。
4.根据权利要求1所述的磁驱动的柔性可变焦微透镜，其特征在于，所述磁性颗粒在所述透镜基体中质量比为3%～10%。
5.一种磁驱动的柔性可变焦微透镜的制作装置，其特征在于，包括第一导磁板、第二导磁板、电磁铁、透明模具以及紫外光灯，所述电磁铁置于所述第一导磁板和所述第二导磁板之间使所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端在所述电磁铁的电磁线圈通电时沿透镜的光轴方向产生磁场，所述模具置于所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端之间，所述第一导磁板和所述第二导磁板的第一端位于所述模具的上下两侧，所述透明模具内设有模腔，所述模腔所成型的透镜的光轴方向为上下方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊丽丽，朱跃龙，孙宜权，杜建华，李志超，魏嘉，周喆，王威，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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