一种基于液压控制的可变焦微透镜

技术领域

本发明涉及一种透镜设备，具体涉及一种基于液压控制的可变焦微透镜。

背景技术

透镜光学变焦成像系统，能够根据实际使用情况，将系统调整至合适的焦距，从而满足使用要求。但是，传统的透镜光学变焦成像系统，存在结构部件繁多、机械磨损严重、加工困难、操作不灵便、制作成本高等缺点。随着科技的发展，微透镜在光学测试设备、光通信、医疗等领域有了广泛的应用，但是传统的普通透镜无法满足这些领域的应用要求。因此有必要提出一种更加轻量化、微型化及自动化的可变焦微透镜。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于液压控制的可变焦微透镜，该微透镜结构简单，控制方便，曲率半径变化精度高，便于控制成像效果。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于液压控制的可变焦微透镜，其特征在于，包括壳体、设置在壳体上下两端的镜片以及透明的弹性薄膜；其中，所述弹性薄膜设置在壳体内腔中，所述弹性薄膜将所述壳体的内腔分为上腔体和下腔体，所述上腔体和下腔体中均填充满透明液体；所述上腔体和下腔体上分别设有可改变腔体内透明液体压力的上变压调节机构和下变压调节机构。

上述基于液压控制的可变焦微透镜的工作原理是：

将本发明的基于液压控制的可变焦微透镜安装在对应的检测设备上；当需要调节焦距，改变成像效果时，使用者可通过上变压调节机构或下变压调节机构对壳体内的弹性薄膜的曲率半径进行改变。具体地，例如：使用者通过上变压调节机构增大上腔体内的透明液体的压力，使得上腔体中的压强比下腔体大，从而使得弹性薄膜向上弯曲的半径减少，此时通过弹性薄膜的曲率半径变化，对光线的聚焦成像瞬时发生改变，进而满足使用者的需求；在通过上变压调节机构增大上腔体内的压强时，由于弹性薄膜发生形变，此时会对下腔体中的透明液体产生一定的压力，使得在下腔体的透明液体作用下所述下变压调节机构也会发生自行调整，从而确保上腔体和下腔体中的透明液体保持平衡。

本发明的一个优选方案，所述上腔体上设有横向延伸设置的上微流通道，该上微流通道与所述上变压调节机构连接；所述下腔体上设有横向延伸设置的下微流通道，该下微流通道与所述下变压调节机构连接。

优选地，所述上微流通道和下微流通道的数量均大于或等于2。本实施例中，所述上微流通道和下微流通道均设有两条，且该两条微流通道相对设置。

优选地，所述上微流通道中设有上活塞组件，该上活塞组件包括上滑块和上活塞，所述上滑块设置在上活塞的外侧；所述下微流通道中设有下活塞组件，该下活塞组件包括下滑块和下活塞，所述下滑块设置在下活塞的外侧。

本发明的一个优选方案，所述上变压调节机构与下变压调节机构均为液压传动机构。

本发明的一个优选方案，所述上腔体中的透明液体与下腔体中的透明液体的折射率不同。

本发明的一个优选方案，所述上变压调节机构包括推拉按钮，该推拉按钮设置在上微流通道中，且位于所述上滑块的外侧；所述推拉按钮与所述上微流通道的内壁之间通过锁紧结构实现位置固定。

优选地，所述下变压调节机构包括弹性元件，该弹性元件设置在下滑块与下微流通道之间。

优选地，所述推拉按钮与所述上微流通道之间的锁紧结构为螺纹结构。

优选地，所述下变压调节机构为液压传动机构。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过上下变压调节机构改变上腔体和下腔体中的透明液体的压强，并利用两个透明液体的压力差作用，促使弹性膜片发生弹性形变，进而改变薄膜的曲率半径，实现改变光的聚焦，从而实现变聚焦成像。

2、本发明利用上腔体和下腔体的透明液体实现同步产生压强差，从而使得弹性薄膜发生即时形变，操作简单，并且灵敏度高，曲率半径变化精度高，同时弹性薄膜的形态能有效稳定保持，曲率半径变化精度高，成像效果好。

3、本发明采用透明液体作为传递介质，使得压强的传递能够即时发生，从而使得弹性薄膜的形变能够同步进行，实现对微透镜光线聚焦成像的即时高效的改变。

附图说明

图1-图2为本发明的基于液压控制的可变焦微透镜的第一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为主视剖视图，图2为立体图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-图2，本实施例的基于液压控制的可变焦微透镜，包括壳体1、设置在壳体1上下两端的镜片2以及透明的弹性薄膜5；其中，所述弹性薄膜5设置在壳体1内腔中，所述弹性薄膜5将所述壳体1的内腔分为上腔体3和下腔体4，所述上腔体3和下腔体4中均填充满透明液体；所述上腔体3和下腔体4上分别设有可改变腔体内透明液体压力的上变压调节机构和下变压调节机构。本实施例的上腔体3和下腔体4中均填充满透明液体，且处于密封状态，从而实现液体的压力即时传动，进而对弹性薄膜5进行曲率半径调整。

参见图1-图2，所述上腔体3上设有横向延伸设置的上微流通道8，该上微流通道8与所述上变压调节机构连接；所述下腔体4上设有横向延伸设置的下微流通道11，该下微流通道11与所述下变压调节机构连接。通过上微流通道8和下微流通道11的设置，便于与上变压调节机构和下变压调节机构连接，同时通过横向延伸设置的微流通道，在进行变压操作时，能更好地进行控制，并且降低对上腔体3和下腔体4的影响，有利于弹性薄膜5进行稳定有效的半径变化。另外，在上腔体3和下腔体4中，透明液体在正常条件下难以进行压缩和扩大，而通过微流管道的设置，可以在压差形成后为液体流动提供空间，从而为弹性薄膜5的形变提供空间。

参见图1-图2，所述上微流通道8和下微流通道11的数量均大于或等于2。本实施例中，所述上微流通道8和下微流通道11均设有两条，且该两条微流通道相对设置。

参见图1-图2，所述上微流通道8中设有上活塞组件，该上活塞组件包括上滑块6和上活塞7，所述上滑块6设置在上活塞7的外侧；所述下微流通道11中设有下活塞组件，该下活塞组件包括下滑块9和下活塞10，所述下滑块9设置在下活塞10的外侧。通过滑块和活塞的设置，活塞对透明液体的密封性好，有利于与具有移动平稳的液压传动结合，实现压强的即时传递，从而有效提高成像变化的灵敏度。另外，在进行其中一端的活塞组件向左移动促使透明液体压强变大时，另一端的活塞组件则会向右移动，以保持上下腔体4的透明液体的平衡，并且能够确保弹性薄膜5能够稳定地发生形变。本实施例中，在上活塞组件和下活塞组件的作用下，壳体1中的上腔体3和下腔体4均为密封结构。

参见图1-图2，所述上变压调节机构与下变压调节机构均为液压传动机构。具体地，可采用液压缸作为上变压调节机构和下变压调节机构，这样有利于提高上腔体3和下腔体4中的透明液体的压强变化稳定性和灵敏度，从而在使用过程中，实现弹性薄膜5的瞬间变化，进而提高使用体验，避免产生延迟效果，影响成像。当然，本实施例中的上变压调节机构和下变压调节机构也可采用其他外置的压力装置例如增压机。

参见图1-图2，所述上腔体3中的透明液体与下腔体4中的透明液体的折射率不同。当然，也可采用相同折射率的透明液体填充在上腔体3和下腔体4中；其中，在弹性薄膜5的密封作用下，将上腔体3和下腔体4有效密封隔开；另外，也可在上腔体3和下腔体4中采用互不相容的其他透明液体。

参见图1-图2，本实施例的基于液压控制的可变焦微透镜的工作原理是：

将本发明的基于液压控制的可变焦微透镜安装在对应的检测设备上；当需要调节焦距，改变成像效果时，使用者可通过上变压调节机构或下变压调节机构对壳体1内的弹性薄膜5的曲率半径进行改变。具体地，例如：使用者通过上变压调节机构增大上腔体3内的透明液体的压力，使得上腔体3中的压强比下腔体4大，上腔体3与下腔体4中的透明液体之间形成液压差，从而使得弹性薄膜5向上弯曲的半径减少，此时弹性薄膜5的曲率半径书瞬间发生变化，对光线的聚焦成像瞬时发生改变，进而满足使用者的需求；在通过上变压调节机构增大上腔体3内的压强时，由于弹性薄膜5发生形变，此时会对下腔体4中的透明液体产生一定的压力，使得在下腔体4的透明液体作用下所述下变压调节机构也会发生自行调整(即本实施例中的下活塞10和下滑块9向右移动)，从而确保上腔体3和下腔体4中的透明液体保持平衡。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述上变压调节机构包括推拉按钮，该推拉按钮设置在上微流通道8中，且位于所述上滑块6的外侧；所述推拉按钮与所述上微流通道8的内壁之间通过锁紧结构实现位置固定。通过推拉按钮的设置，使用者在调节弹性薄片的曲率半径时，可直接通过推进推拉按钮或拉出推拉按钮，促使上滑块6往内或往外移动，从而改变上腔体3中透明液体的压强，进而实现弹性薄膜5的曲率半径变化，操作方便，并且结构简单。

所述下变压调节机构包括弹性元件，该弹性元件设置在下滑块9与下微流通道11之间。通过弹性元件的设置，使得在通过上变压调节机构进行变焦时，在下腔体4的透明液体的作用下，所述下滑块9和下活塞10自动进行移动，结构简单，使得整个微透镜更加简洁。本实施例中，所述弹性元件为弹簧。

所述推拉按钮与所述上微流通道8之间的锁紧结构为螺纹结构。采用螺纹结构实现推拉按钮的位置固定，结构简单，并且便于操作；使用者通过正反向旋拧推拉按钮，即可实现推拉按钮的往内或往外移动，从而促使上滑块6和上活塞7左右移动，进而改变上腔体3内的透明液体的压强，实现弹性薄膜5的半径调整。

本实施例中，也可将下变压调节机构采用推拉按钮，此时上变压调节机构采用弹性元件，同样能够实现上述效果。

实施例3

本实施例与实施例2的不同之处在于，所述下变压调节机构为液压传动机构。具体地，所述下变压调节机构为液压缸。采用液压缸与推拉按钮配合，使得通过推拉按钮进行变焦成像调整时，下腔体4中的透明液体能够瞬间对液压缸发生作用，从而使得弹性薄膜5立刻发生变化，提高使用体验。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于，多条上微流通道8之间通过第一软管连通，上变压调节机构与第一软管连接；多条下微流通道11之间通过第二软管连通，下变压调节结构与第二软管连接。这样，在设有多条上微流通道8和下微流通道11的情况下，通过第一软管和第二软管的接通，使得在上变压调节结构或下变压调节结构进行压力调节时，使得所有上微流通道8或下微流通道11上的活塞组件能够同步移动，从而实现腔体内的透明液体均匀受力，进而实现弹性薄膜5的瞬时同步变形，实现快速高精度的变焦成像效果。当然，第一软管或第二软管也可采用实施例2中的推拉按钮作为变压调节机构。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。