一种液态透镜的对焦方法

专利2025-05-30  15


本申请涉及光学,特别是涉及一种液态透镜的对焦方法。


背景技术:

1、液态透镜技术是一种新兴的光学元件技术,它利用液体的物理特性(如折射率等)来实现焦距的动态调整。这种技术相比传统的机械变焦镜头具有更快的响应速度、更小的体积和更高的集成度。在成像、机器视觉、眼科诊断等领域具有广泛的应用前景。

2、相关技术中,市场上存在的液态透镜变焦方式之一,是通过电磁线圈挤压液体流向液态透镜,进而改变透镜内部液体的体积,从而影响透镜的光焦度。这种技术的基本原理是利用电磁力驱动液体在透镜内部流动,通过在极短的时间内改变液体的分布来改变透镜的曲率和焦距。这种方式的优点是,由于电磁驱动可以在几毫秒内完成,因此液态透镜可以实现快速变焦。并且,液态透镜的体积小,便于集成到各种光学系统中。

3、然而,电磁线圈挤压液体的过程复杂且难以精准控制,若控制不准确则可能导致成像模糊、景深定位不准确等问题,降低了对焦的稳定性和准确性。


技术实现思路

1、基于上述问题,本申请提供了一种液态透镜的对焦方法,能够提高可调焦透镜的稳定性和准确性。

2、本申请实施例公开了一种液态透镜的对焦方法,所述方法包括:

3、根据液态透镜的变焦架构,构建数学模型,所述数学模型表征所述液态透镜的光焦度与行程的对应关系;

4、通过将理论光焦度输入所述数学模型,输出所述液态透镜的理论行程,并根据所述理论行程控制所述液态透镜进行第一轮对焦;

5、若所述理论光焦度和第一轮对焦的实际光焦度之间存在差异,则通过将所述理论光焦度输入行程补正曲线,输出所述液态透镜的补偿行程,并根据所述补偿行程进行第二轮对焦。

6、可选地,所述通过将理论光焦度输入所述数学模型,输出所述液态透镜的理论行程的公式具体如下:

7、

8、其中,δl为理论行程,a、b为常数,d’为所述液态透镜的实际光焦度,h'为所述液态透镜的当前矢高,d为所述液态透镜的理论光焦度,h为所述液态透镜的目标矢高,r为所述液态透镜的光学有效径,δh为所述液态透镜的矢高差。

9、可选地,所述通过将理论光焦度输入所述数学模型,输出所述液态透镜的理论行程,包括:

10、通过将实际光焦度和理论光焦度输入所述数学模型,分别确定所述液态透镜的液体槽内的实际液体流量和理论液体流量;

11、根据所述实际液体流量和所述理论液体流量,输出所述液态透镜的理论行程。

12、可选地,所述根据所述实际液体流量和所述理论液体流量,输出所述液态透镜的理论行程的公式具体如下:

13、

14、其中,v2为理论液体流量,v1为实际液体流量,δl为理论行程,r1为所述液体槽的半径,r2为带动可移动薄膜移动的可移动机械结构的半径。

15、可选地,所述行程补正曲线具体如下:

16、δl’-δl=ad2-bd-0.03

17、其中,δl’-δl为补偿行程,d为所述液态透镜的理论光焦度,a,b为多次项系数。

18、可选地,所述若所述理论光焦度和第一轮对焦的实际光焦度之间存在差异,则通过将所述理论光焦度输入行程补正曲线,输出所述液态透镜的补偿行程,包括:

19、若所述理论光焦度和第一轮对焦的实际光焦度之间存在差异,则根据所述理论光焦度和第一轮对焦的实际光焦度之间的差异,以及,所述理论行程和第一轮对焦的实际行程之间的差异,拟合得到行程补正曲线;

20、通过将所述理论光焦度输入行程补正曲线,输出所述液态透镜的补偿行程。

21、可选地,所述根据所述理论行程控制所述液态透镜进行第一轮对焦,包括:

22、获取对焦环境参数,所述对焦环境参数包括折射率、阿贝数和温度中的至少一种;

23、根据所述理论行程和所述对焦环境参数,控制所述液态透镜进行第一轮对焦。

24、可选地,所述液态透镜包括步近电机、推拉杆、薄膜、液体槽和仿人眼晶体单像差可调焦透镜;

25、所述液体槽和所述仿人眼晶体单像差可调焦透镜相连通,所述液体槽中的透明液体的折射率和所述仿人眼晶体单像差可调焦透镜的折射率相同,并且,所述液体槽上附有薄膜。

26、可选地,所述透明液体在所述液体槽和所述仿人眼晶体单像差可调焦透镜之间相互流动。

27、可选地,当所述透明液体流入所述仿人眼晶体单像差可调焦透镜时呈现正光焦度,当所述透明液体流出所述仿人眼晶体单像差可调焦透镜时呈现负光焦度。

28、相较于现有技术,本申请具有以下有益效果:

29、本申请提供了一种液态透镜的对焦方法,该方法包括:根据液态透镜的变焦架构,构建数学模型;通过将理论光焦度输入数学模型,输出液态透镜的理论行程,并根据理论行程控制液态透镜进行第一轮对焦;若理论光焦度和第一轮对焦的实际光焦度之间存在差异,则通过将理论光焦度输入行程补正曲线,输出液态透镜的补偿行程,并根据补偿行程进行第二轮对焦。由此,通过引入补偿行程来修正液态透镜移动产生的误差,确保液态透镜能够准确达到理论光焦度,从而提高了对焦的稳定性和准确性。并且,通过应用本申请公开的对焦方法,无论是面对复杂多变的应用场景还是长时间连续工作,液态透镜都能保持稳定的对焦性能,满足用户的实际需求。



技术特征:

1.一种液态透镜的对焦方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过将理论光焦度输入所述数学模型,输出所述液态透镜的理论行程的公式具体如下:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过将理论光焦度输入所述数学模型,输出所述液态透镜的理论行程,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述实际液体流量和所述理论液体流量,输出所述液态透镜的理论行程的公式具体如下:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述行程补正曲线具体如下:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述若所述理论光焦度和第一轮对焦的实际光焦度之间存在差异,则通过将所述理论光焦度输入行程补正曲线,输出所述液态透镜的补偿行程,包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述理论行程控制所述液态透镜进行第一轮对焦,包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述液态透镜包括步近电机、推拉杆、薄膜、液体槽和仿人眼晶体单像差可调焦透镜;

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述透明液体在所述液体槽和所述仿人眼晶体单像差可调焦透镜之间相互流动。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,当所述透明液体流入所述仿人眼晶体单像差可调焦透镜时呈现正光焦度,当所述透明液体流出所述仿人眼晶体单像差可调焦透镜时呈现负光焦度。


技术总结
本申请公开了一种液态透镜的对焦方法,涉及光学技术领域。该方法包括:根据液态透镜的变焦架构,构建数学模型;通过将理论光焦度输入数学模型,输出液态透镜的理论行程,并根据理论行程控制液态透镜进行第一轮对焦;若理论光焦度和第一轮对焦的实际光焦度之间存在差异,则通过将理论光焦度输入行程补正曲线,输出液态透镜的补偿行程,并根据补偿行程进行第二轮对焦。由此,通过引入补偿行程来修正液态透镜移动产生的误差,确保液态透镜能够准确达到理论光焦度,从而提高了对焦的稳定性和准确性。并且,通过应用本申请公开的对焦方法,无论是面对复杂多变的应用场景还是长时间连续工作,液态透镜都能保持稳定的对焦性能,满足用户的实际需求。

技术研发人员:王哲,胡深明,王卓实
受保护的技术使用者:辽宁何氏医学院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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