CN117072914A - 基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质 - Google Patents

基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN117072914A
CN117072914A CN202311063115.0A CN202311063115A CN117072914A CN 117072914 A CN117072914 A CN 117072914A CN 202311063115 A CN202311063115 A CN 202311063115A CN 117072914 A CN117072914 A CN 117072914A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
lens
lens array
electrode
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311063115.0A
Other languages
English (en)
Inventor
赵本刚
毕德锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Suiying Optoelectronic Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Suiying Optoelectronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Suiying Optoelectronic Technology Co ltd filed Critical Shanghai Suiying Optoelectronic Technology Co ltd
Priority to CN202311063115.0A priority Critical patent/CN117072914A/zh
Publication of CN117072914A publication Critical patent/CN117072914A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/294Variable focal length devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本申请提供一种基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质,通过由目标焦距信息以及目标方向信息控制的透镜阵列组,将由照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。本申请通过对透镜阵列组的控制,实现了在不同的工作距离下,发出的光都能保持均匀并且平行。

Description

基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质
技术领域
本申请涉及照明领域,特别是涉及一种基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质。
背景技术
平行光照明在家庭、商用、检测、军事等方面有很大的应用价值。在机器视觉检测系统中,光源是决定图像质量的重要因素之一,通过选择合适的光源,可以使图像中的目标特征与背景信息得到最佳分离,从而大大降低图像处理的难度,提高机器视觉检测系统的稳定性和可靠性。然而,现有的平行光源并不能在所有的工作距离下都发出平行的光,改变工作距离后光斑会变得不均匀、不平行,从而影响应用效果。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本申请的目的在于提供一种基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质,用于解决现有技术中的改变工作距离后光斑会变得不均匀、不平行的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请的第一方面提供一种基于液体透镜阵列的照明装置,包括:平行设置的照明设备以及透镜阵列组;其中,通过由目标焦距信息以及目标方向信息控制的所述透镜阵列组,将由所述照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
于本申请的第一方面的一些实施例中,由目标焦距信息以及目标方向信息控制所述透镜阵列组的方法包括:基于目标焦距信息以及目标方向信息生成透镜调节信息;基于所述透镜调节信息,通过对所述透镜阵列组进行曲率与光轴方向的控制,以将由所述照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
于本申请的第一方面的一些实施例中,所述照明设备包括:多个排列的点光源。
于本申请的第一方面的一些实施例中,所述透镜阵列组包括:分别与各点光源对应设置的具有电路结构的微透镜;其中,所述微透镜的厚度为第一厚度。
于本申请的第一方面的一些实施例中,所述微透镜包括:腔体、两个电极组;每个电极组分别包括:多个子电极;其中,所述腔体的内壁包括:侧壁、前壁以及后壁;所述侧壁、前壁以及后壁覆盖有疏水层;所述疏水层上覆盖有绝缘层;腔体中充满第一液体以及第二液体,并形成接触表面;所述第一液体与一电极组接触;另一电极组设于绝缘层;所述第一液体以及第二液体之间互不相溶,且导电性以及折射率不同;并且其中,基于所述透镜调节信息中的曲率调节信息,控制向各微透镜的两个电极组施加的电压,以通过改变所述接触表面的曲率对对应微透镜的曲率进行控制;基于所述透镜调节信息中的光轴调节信息,控制向各微透镜的两个电极组中各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面的倾斜方向对对应微透镜的光轴方向进行控制。
于本申请的第一方面的一些实施例中,所述透镜阵列组包括:分别与各点光源对应设置的菲涅尔透镜;其中,每个菲涅尔透镜包括:排列的多个分别具有电路结构的的液体透镜;其中,所述液体透镜的厚度为第二厚度。
于本申请的第一方面的一些实施例中,所述液体透镜包括:腔体、两个电极组;每个电极组分别包括:多个子电极;其中,所述腔体的内壁包括:侧壁、前壁以及后壁;所述侧壁、前壁以及后壁覆盖有疏水层;所述疏水层上覆盖有绝缘层;腔体中充满第一液体以及第二液体,并形成接触表面;所述第一液体与一电极组接触;另一电极组设于绝缘层;所述第一液体以及第二液体之间互不相溶,且导电性以及折射率不同;并且其中,基于所述透镜调节信息中的曲率调节信息,控制向各液体透镜的两个电极组施加的电压,以通过改变所述接触表面的曲率对对应液体透镜的曲率进行控制;基于所述透镜调节信息中的光轴调节信息,控制向各液体透镜的两个电极组中各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面的倾斜方向对对应液体透镜的光轴方向进行控制。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请的第二方面提供一种透镜阵列组控制方法,应用于基于液体透镜阵列的照明装置,包括:获取目标焦距信息以及目标方向信息;基于获得的目标焦距信息以及目标方向信息生成透镜调节信息;基于所述透镜调节信息,通过对所述透镜阵列组进行曲率与光轴方向的控制,以将由照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请的第三方面提供一种终端,包括:处理器及存储器;所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述终端执行所述透镜阵列组控制方法。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请的第四方面提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述透镜阵列组控制方法。
如上所述,本申请的一种基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质,具有以下有益效果:通过由目标焦距信息以及目标方向信息控制的透镜阵列组,将由照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。本申请通过对透镜阵列组的控制,实现了在不同的工作距离下,发出的光都能保持均匀并且平行。
附图说明
图1显示为本申请一实施例中基于液体透镜阵列的照明装置结构示意图。
图2显示为本申请一实施例中透镜阵列组转换平行光原理示意图。
图3显示为本申请一实施例中透镜光轴示意图。
图4显示为本申请另一实施例中透镜光轴示意图。
图5显示为本申请一实施例中微透镜以及液体透镜结构示意图。
图6显示为本申请一实施例中使用菲涅尔透镜的基于液体透镜阵列的照明装置结构示意图。
图7显示为本申请一实施例中菲涅尔透镜结构示意图。
图8显示为本申请一实施例中透镜阵列组控制方法流程示意图。
图9显示为本申请一实施例中终端的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,在下述描述中,参考附图,附图描述了本申请的若干实施例。应当理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本申请。空间相关的术语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。应当进一步理解,此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
本申请提供一种基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质,通过由目标焦距信息以及目标方向信息控制的透镜阵列组,将由照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。本申请通过对透镜阵列组的控制,实现了在不同的工作距离下,发出的光都能保持均匀并且平行。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,通过下述实施例并结合附图,对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定发明。
如图1所示,展示为本发明实施例中基于液体透镜阵列的照明装置的结构示意图。
所述照明装置,包括:
平行设置的照明设备1以及透镜阵列组2;其中,通过由目标焦距信息以及目标方向信息控制的所述透镜阵列组,将由所述照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
举例来说,选择图1中箭头A所指的方向为目标方向,通过由目标焦距信息以及目标方向信息控制的透镜阵列组2,将由照明设备1产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
需要说明的是,目标方向可以根据实际需求选择,本发明对此不做限定。
于一实施例中,由目标焦距信息以及目标方向信息控制所述透镜阵列组的方法包括:
基于目标焦距信息以及目标方向信息生成透镜调节信息;基于所述透镜调节信息,通过对所述透镜阵列组进行曲率与光轴方向的控制,以将由所述照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
于一实施例中,照明设备1包括:多个排列的点光源11。需要说明的是,点光源11可以为LED灯、白炽灯、氙气灯、钨丝灯、荧光灯等,此处不再穷举。点光源11排列的形状可以为方形、圆形等,此处不再穷举。本领域技术人员可以根据实际需求选择合适的点光源11以及设置点光源11的排列形状,本发明对此不做限定。
于一实施例中,如图1以及图2所示,基于液体透镜阵列的照明装置上设置有分别与各点光源11对应的弧形隔离板12。需要说明的是,弧形隔离板12可以防止各点光源11之间的光串扰。弧形隔离板12的内表面,可以增加反射效果,提升光利用率,弧形隔离板12与光源符合TIR(Total Internal Reflection)设计,保证反射光也可以平行出射。另需要说明的是,弧形隔离板12的数量与微透镜21的数量有关。
于一实施例中,如图1所示,透镜阵列组2包括:分别与各点光源11对应设置的具有电路结构的微透镜21;其中,所述微透镜21的厚度为第一厚度。
需要说明的是,微透镜21的数量与点光源11的数量有关。举例来说,若点光源11的数量为6个,则对应的微透镜21的数量为6个。
为了便于理解,下文将结合图2、图3以及图4对本发明应用到的原理进行详述如下:
当点光源位于透镜的焦距附近时,如图2以及图3所示,由于凸透镜的汇聚作用,会将点光源发射的发散的光线转换为平行光线或近平行光线。
将透镜前后表面的球面中心点连线称为透镜的光轴。如图4所示,在一定角度范围内改变透镜的光轴方向,出射光仍可以保持平行。需要说明的是,一定角度范围可以通过模拟实验得知。
结合上述原理,对透镜阵列组的控制方法进行详述如下:
目标焦距信息包括:每个点光源到与该点光源对应的微透镜中心点的距离信息。基于目标焦距信息以及目标方向信息生成透镜调节信息。基于透镜调节信息,对透镜阵列组中的各微透镜分别进行曲率与光轴方向的控制。其中,对每个微透镜进行曲率控制是为了调节该微透镜的焦距,从而使该微透镜对应的点光源位于该微透镜的焦距附近。对每个微透镜进行光轴方向的控制是为了将朝着目标方向发射平行光线。
于一实施例中,如图5所示,微透镜包括:腔体、两个电极组;每个电极组分别包括:多个子电极;其中,所述腔体的内壁包括:侧壁、前壁以及后壁;所述侧壁、前壁以及后壁覆盖有疏水层(Hydrophobic coating);所述疏水层(Hydrophobic coating)上覆盖有绝缘层(Insulator);腔体中充满第一液体(L1)以及第二液体(L2),并形成接触表面(S1);所述第一液体(L1)与一电极组(E2)接触;另一电极组(E1)设于绝缘层;所述第一液体(L1)以及第二液体(L2)之间互不相溶,且导电性以及折射率不同。
于一实施例中,第一液体(L1)为导电液体(Conducting fluid),第二液体(L2)为非极性绝缘液体(Insulating fluid)。
于一实施例中,两个电极组E1以及E2分别包括的子电极的数量可以为4、8、16、32等等。子电极的数量设置为4的整数倍,是为了对各微透镜的光轴进行调节。
需要说明的是,两个电极组E1以及E2分别包括的子电极的数量越多,对对应的微透镜的曲率以及光轴方向调节越精准。另需要说明的是,本领域技术人员可以根据实际需求设定两个电极组E1以及E2分别包括的子电极的数量,本发明对此不做限定
下文将结合上述实施例中的微透镜的结构对各微透镜进行控制的方式进行详述如下:对各微透镜进行控制的方式包括两种:对各微透镜进行曲率控制以及对各微透镜进行光轴方向控制。
对各微透镜进行曲率控制的方式包括:基于所述透镜调节信息中的曲率调节信息,控制向各微透镜的两个电极组E1以及E2施加的电压,以通过改变所述接触表面S1的曲率对对应微透镜的曲率进行控制。
下文将以一个微透镜为例,对控制向各微透镜的两个电极组E1以及E2施加的电压,以通过改变所述接触表面S1的曲率对对应微透镜的曲率进行调节的方式进行详述如下:
当不向电极组E1以及电极组E2施加电压时,即向电极组E1以及电极组E2施加的电压为0时,微透镜的状态如图5左侧的微透镜所示,由于表面张力作用,第一液体L1与第二与第二液体L2之间形成的接触表面S1为曲面。曲面对应一曲率,曲率对应一微透镜的焦距。当向微透镜的电极组E1以及电极组E2施加电压时,由于电湿润效应,电极组E1以及电极组E2形成的接触表面S1会发生如图5右侧的微透镜中的变化。此时,由于微透镜的接触表面S1发生了变化,接触表面S1对应的曲率也对应产生了变化。通过对微透镜的电极组E1以及电极组E2施加不同的电压,对应的接触表面S1的曲率也会相应发生变化,微透镜的焦距也会对应的产生变化。
对各微透镜进行光轴方向控制的方式包括:基于所述透镜调节信息中的光轴调节信息,控制向各微透镜的两个电极组中各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面的倾斜方向对对应微透镜的光轴方向进行控制。
下文将以一个微透镜为例,对向各微透镜的两个电极组E1以及E2中的各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面S1的倾斜方向对光轴方向进行调节的方式进行详述如下:光轴为通过微透镜中心,并与微透镜镜面垂直的直线;当微透镜处于图3中透镜的状态时,此时液体透镜单元的光轴为Z轴。当微透镜处于图4中的透镜的倾斜状态时,此时微透镜的光轴为B轴,B轴与Z轴之间存在夹角。
当向一微透镜的两个电极组施加电压,并且此时电极组E1中的各子电极电压相同,电极组E2中的各子电极电压相同。微透镜的光轴为图3中的Z轴。当向电极组E1中的各子电极以及电极组E2中的各子电极施加不同的电压时,由于每个电极组中各子电极之间的电压不同,第一液体以及第二液体形成的接触表面的倾斜程度会发生变化,接触表面倾斜程度对应了光轴的调节程度。当微透镜的光轴发生变化后,如图4所示。透镜的出射光的方向也会相应发生变化。通过对微透镜的电极组E1以及电极组E2施加不同的电压,对光轴进行调节。
于一实施例中,如图6所示,透镜阵列组3包括:分别与各点光源11对应设置的菲涅尔透镜31;其中,每个菲涅尔透镜31包括:排列的多个分别具有电路结构的的液体透镜311;其中,所述液体透镜311的厚度为第二厚度。
由于采用菲涅尔透镜31的照明装置用到的原理与采用微透镜的照明装置用到的原理相似,故此处不再进行重复赘述。
结合上述采用微透镜的照明装置用到的原理,对采用了由菲涅尔透镜31构成的透镜阵列组3的控制方法进行详述如下:
目标焦距信息包括:每个点光源11到与该点光源11对应的菲涅尔透镜31中心点的距离信息。基于目标焦距信息以及目标方向信息生成透镜调节信息。基于透镜调节信息,对透镜阵列组中的各菲涅尔透镜31分别进行曲率与光轴方向的控制。其中,对每个菲涅尔透镜31进行曲率控制以及光轴方向的控制是为了调节该菲涅尔透镜31的焦距,从而使该菲涅尔透镜31对应的点光源11位于该菲涅尔透镜31的焦距附近。
需要说明的是,本实施例中菲涅尔透镜31相比于上述实施例中的微透镜,可以实现更大的变焦范围。因此本实施例中液体透镜311的第二厚度相比于上述实施例中的微透镜的第一厚度更小。使用本实施例中的菲涅尔透镜31可以降低整个照明装置的厚度。另需要说明的是,菲涅尔透镜31的数量与点光源11的数量有关。举例来说,若点光源11的数量为6个,则菲涅尔透镜31的数量为6个。
于一实施例中,透镜阵列组的结构如图7所示。图7中每个同心圆对应一个菲涅尔透镜;菲涅尔透镜的形状为正方形。每个菲涅尔透镜包括多个排列的液体透镜311。需要说明的是,菲涅尔透镜的形状可以为如图7所示的正方形,也可以为圆形、不规则图形等,此处不再穷举。菲涅尔透镜的形状可以根据实际需求而设定,本发明对此不做限定。
于一实施例中,如图5所示,液体透镜包括:腔体、两个电极组;每个电极组分别包括:多个子电极;其中,所述腔体的内壁包括:侧壁、前壁以及后壁;所述侧壁、前壁以及后壁覆盖有疏水层(Hydrophobic coating);所述疏水层(Hydrophobic coating)上覆盖有绝缘层(Insulator);腔体中充满第一液体(L1)以及第二液体(L2),并形成接触表面(S1);所述第一液体(L1)与一电极组(E2)接触;另一电极组(E1)设于绝缘层;所述第一液体(L1)以及第二液体(L2)之间互不相溶,且导电性以及折射率不同。
需要说明的是,本实施例中的液体透镜的结构与上述实施例中微透镜的结构相似,故采用相同的附图进行结构的解释说明。
于一实施例中,第一液体(L1)为导电液体(Conducting fluid),第二液体(L2)为非极性绝缘液体(Insulating fluid)。
于一实施例中,两个电极组E1以及E2分别包括的子电极的数量可以为4、8、16、32等等。子电极的数量设置为4的整数倍,是为了对各微透镜的光轴进行调节。
需要说明的是,两个电极组E1以及E2分别包括的子电极的数量越多,对对应的液体透镜的曲率以及光轴方向调节越精准。另需要说明的是,本领域技术人员可以根据实际需求设定两个电极组E1以及E2分别包括的子电极的数量,本发明对此不做限定
下文将结合上述实施例中的液体透镜的结构对各液体透镜进行控制的方式进行详述如下:对各液体透镜进行控制的方式包括两种:对各液体透镜进行曲率控制以及对液体透镜进行光轴方向控制。
对各液体透镜进行曲率控制的方式包括:基于所述透镜调节信息中的曲率调节信息,控制向各液体透镜的两个电极组E1以及E2施加的电压,以通过改变所述接触表面S1的曲率对对应液体透镜的曲率进行控制。
下文将以一个液体透镜为例,对控制向各液体透镜的两个电极组E1以及E2施加的电压,以通过改变所述接触表面S1的曲率对对应微透镜的曲率进行控制的方式进行详述如下:
当不向电极组E1以及电极组E2施加电压时,即向电极组E1以及电极组E2施加的电压为0时,液体透镜单元的状态如图5左侧的液体透镜所示,由于表面张力作用,第一液体L1与第二与第二液体L2之间形成的接触表面S1为曲面。曲面对应一曲率。当向液体透镜的电极组E1以及电极组E2施加电压时,由于电湿润效应,电极组E1以及电极组E2形成的接触表面S1会发生如图5右侧的液体透镜中的变化。此时,由于液体透镜的接触表面S1发生了变化,该接触表面S1对应的曲率也对应产生了变化。通过对液体透镜的电极组E1以及电极组E2施加不同的电压,对应的接触表面S1的曲率也会相应发生变化。
对各液体透镜进行光轴方向控制的方式包括:基于所述透镜调节信息中的光轴调节信息,控制向各液体透镜的两个电极组E1以及E2中各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面S1的倾斜方向对对应液体透镜的光轴方向进行控制。
下文将以一个液体透镜为例,对向各液体透镜的两个电极组E1以及E2中的各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面S1的倾斜方向对光轴方向进行调节的方式进行详述如下:光轴为通过液体透镜中心,并与液体透镜镜面垂直的直线;当液体透镜处于图3中透镜的状态时,此时液体透镜的光轴为Z轴。当液体透镜处于图4中的透镜的倾斜状态时,此时液体透镜元的光轴为B轴,B轴与Z轴之间存在夹角。
当向一液体透镜的两个电极组施加电压,并且此时电极组E1中的各子电极电压相同,电极组E2中的各子电极电压相同。液体透镜的光轴为图3中的Z轴。当向电极组E1中的各子电极以及电极组E2中的各子电极施加不同的电压时,由于每个电极组中各子电极之间的电压不同,第一液体以及第二液体形成的接触表面的倾斜程度会发生变化,接触表面倾斜程度对应了光轴的调节程度。当微透镜的光轴发生变化后,如图4所示。透镜的出射光的方向也会相应发生变化。通过对微透镜的电极组E1以及电极组E2施加不同的电压,对光轴进行调节。
于一实施例中,在对透镜阵列组进行曲率以及光轴方向控制后,透镜阵列组的截面如图6中透镜阵列组所示。图6中方框内的曲线代表各液体透镜的接触表面,且各液体透镜的接触表面的倾斜程度不同。
需要说明的是,图6只是对透镜阵列组的截面的其中的一种情况的展示,透镜阵列组的截面具有多种情况。
于一实施例中,照明设备包括:一或多个排列的面光源。其中,每个面光源包括:多个点光源。需要说明的是,每个面光源包括多个点光源仅仅一种功能的划分,面光源可以看做是由多个点光源组成的,即将面光源进行划分成多个点光源,并不代表实际中面光源是由多个点光源组成的。每个面光源包括的点光源的数量可以由实际需求设定,当每个面光源包括的点光源的数量越多,将该面光源产生的发散的光线转换成朝着目标方向发射的平行光线的效果越好。
于一实施例中,透镜阵列组包括:分别与各点光源对应设置的具有电路结构的微透镜;其中,所述微透镜的厚度为第一厚度。于一实施例中,所述透镜阵列组包括:分别与各点光源对应设置的菲涅尔透镜;其中,每个菲涅尔透镜包括:排列的多个分别具有电路结构的的液体透镜;其中,所述液体透镜的厚度为第二厚度。
由于面光源可以看做是由多个点光源构成的,因此将面光源发射的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线的方法本质上与点光源类似。故此处不做重复赘述。
如图8所示,展示为本发明实施例中透镜阵列组控制方法流程示意图。
所述透镜阵列组控制方法,应用于基于液体透镜阵列的照明装置,包括:
步骤S801:获取目标焦距信息以及目标方向信息;
步骤S802:基于获得的目标焦距信息以及目标方向信息生成透镜调节信息;
步骤S803:基于所述透镜调节信息,通过对所述透镜阵列组进行曲率与光轴方向的控制,以将由照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
于一实施例中,所述照明设备包括:多个排列的点光源。
于一实施例中,所述透镜阵列组包括:分别与各点光源对应设置的具有电路结构的微透镜;其中,所述微透镜的厚度为第一厚度。
于一实施例中,所述微透镜包括:腔体、两个电极组;每个电极组分别包括:多个子电极;其中,所述腔体的内壁包括:侧壁、前壁以及后壁;所述侧壁、前壁以及后壁覆盖有疏水层;所述疏水层上覆盖有绝缘层;腔体中充满第一液体以及第二液体,并形成接触表面;所述第一液体与一电极组接触;另一电极组设于绝缘层;所述第一液体以及第二液体之间互不相溶,且导电性以及折射率不同;并且其中,基于所述透镜调节信息中的曲率调节信息,控制向各微透镜的两个电极组施加的电压,以通过改变所述接触表面的曲率对对应微透镜的曲率进行控制;基于所述透镜调节信息中的光轴调节信息,控制向各微透镜的两个电极组中各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面的倾斜方向对对应微透镜的光轴方向进行控制。
于一实施例中,所述透镜阵列组包括:分别与各点光源对应设置的菲涅尔透镜;其中,每个菲涅尔透镜包括:排列的多个分别具有电路结构的的液体透镜;其中,所述液体透镜的厚度为第二厚度。
于一实施例中,所述液体透镜包括:腔体、两个电极组;每个电极组分别包括:多个子电极;其中,所述腔体的内壁包括:侧壁、前壁以及后壁;所述侧壁、前壁以及后壁覆盖有疏水层;所述疏水层上覆盖有绝缘层;腔体中充满第一液体以及第二液体,并形成接触表面;所述第一液体与一电极组接触;另一电极组设于绝缘层;所述第一液体以及第二液体之间互不相溶,且导电性以及折射率不同;并且其中,基于所述透镜调节信息中的曲率调节信息,控制向各液体透镜的两个电极组施加的电压,以通过改变所述接触表面的曲率对对应液体透镜的曲率进行控制;基于所述透镜调节信息中的光轴调节信息,控制向各液体透镜的两个电极组中各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面的倾斜方向对对应液体透镜的光轴方向进行控制。
由于本实施例中的透镜阵列组控制方法可以实现上述实施例中的所有功能,此处不做重复赘述。
如图9所示,展示为本发明实施例中终端的结构示意图。
所述终端9,包括:处理器92及存储器91;所述存储器91用于存储计算机程序;所述处理器92用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述终端9执行如图8所述透镜阵列组控制方法。
可选的,所述存储器91的数量均可以是一或多个,所述处理器92的数量均可以是一或多个,而图9中均以一个为例。
可选的,所述控制装置中的处理器92会按照如图1所述的步骤,将一个或多个以应用程序的进程对应的指令加载到存储器91中,并由处理器92来运行存储在第一存储器中的应用程序,从而实现如图8所述透镜阵列组控制方法中的各种功能。
可选的,所述存储器91,可能包括但不限于高速随机存取存储器、非易失性存储器。例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备;所述处理器92,可能包括但不限于中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing,简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
可选的,所述处理器92可以是通用处理器,包括中央处理器(Central ProcessingUnit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本发明还提供计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序运行时实现如图8所述透镜阵列组控制方法。所述计算机可读存储介质可包括,但不限于,软盘、光盘、CD-ROM(只读光盘存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。所述计算机可读存储介质可以是未接入计算机设备的产品,也可以是已接入计算机设备使用的部件。
于本发明的一些实施例中,所述计算机可读写存储介质可以包括只读存储器、随机存取存储器、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、U盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。另外,任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如,如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术,从网站、服务器或其它远程源发送的,则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而,应当理解的是,计算机可读写存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质,而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘,其中,磁盘通常磁性地复制数据,而光盘则用激光来光学地复制数据。
综上所述,本申请提供一种基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质,通过由目标焦距信息以及目标方向信息控制的透镜阵列组,将由照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。本申请通过对透镜阵列组的控制,实现了在不同的工作距离下,发出的光都能保持均匀并且平行。所以,本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于液体透镜阵列的照明装置,其特征在于,包括:
平行设置的照明设备以及透镜阵列组;
其中,通过由目标焦距信息以及目标方向信息控制的所述透镜阵列组,将由所述照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,由目标焦距信息以及目标方向信息控制所述透镜阵列组的方法包括:
基于目标焦距信息以及目标方向信息生成透镜调节信息;
基于所述透镜调节信息,通过对所述透镜阵列组进行曲率与光轴方向的控制,以将由所述照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述照明设备包括:多个排列的点光源。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述透镜阵列组包括:分别与各点光源对应设置的具有电路结构的微透镜;其中,所述微透镜的厚度为第一厚度。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述微透镜包括:腔体、两个电极组;每个电极组分别包括:多个子电极;
其中,所述腔体的内壁包括:侧壁、前壁以及后壁;所述侧壁、前壁以及后壁覆盖有疏水层;所述疏水层上覆盖有绝缘层;腔体中充满第一液体以及第二液体,并形成接触表面;所述第一液体与一电极组接触;另一电极组设于绝缘层;所述第一液体以及第二液体之间互不相溶,且导电性以及折射率不同;
并且其中,基于所述透镜调节信息中的曲率调节信息,控制向各微透镜的两个电极组施加的电压,以通过改变所述接触表面的曲率对对应微透镜的曲率进行控制;
基于所述透镜调节信息中的光轴调节信息,控制向各微透镜的两个电极组中各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面的倾斜方向对对应微透镜的光轴方向进行控制。
6.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述透镜阵列组包括:分别与各点光源对应设置的菲涅尔透镜;其中,每个菲涅尔透镜包括:排列的多个分别具有电路结构的的液体透镜;其中,所述液体透镜的厚度为第二厚度。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述液体透镜包括:腔体、两个电极组;每个电极组分别包括:多个子电极;
其中,所述腔体的内壁包括:侧壁、前壁以及后壁;所述侧壁、前壁以及后壁覆盖有疏水层;所述疏水层上覆盖有绝缘层;腔体中充满第一液体以及第二液体,并形成接触表面;所述第一液体与一电极组接触;另一电极组设于绝缘层;所述第一液体以及第二液体之间互不相溶,且导电性以及折射率不同;
并且其中,基于所述透镜调节信息中的曲率调节信息,控制向各液体透镜的两个电极组施加的电压,以通过改变所述接触表面的曲率对对应液体透镜的曲率进行控制;
基于所述透镜调节信息中的光轴调节信息,控制向各液体透镜的两个电极组中各子电极施加的电压,以通过改变所述接触表面的倾斜方向对对应液体透镜的光轴方向进行控制。
8.一种透镜阵列组控制方法,其特征在于,应用于基于液体透镜阵列的照明装置,包括:
获取目标焦距信息以及目标方向信息;
基于获得的目标焦距信息以及目标方向信息生成透镜调节信息;
基于所述透镜调节信息,通过对所述透镜阵列组进行曲率与光轴方向的控制,以将由照明设备产生的发散的光线转换为朝着目标方向发射的平行光线。
9.一种终端,其特征在于,包括:处理器及存储器;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述终端执行如权利要求8所述方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求8所述方法。
CN202311063115.0A 2023-08-22 2023-08-22 基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质 Pending CN117072914A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311063115.0A CN117072914A (zh) 2023-08-22 2023-08-22 基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311063115.0A CN117072914A (zh) 2023-08-22 2023-08-22 基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117072914A true CN117072914A (zh) 2023-11-17

Family

ID=88703827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311063115.0A Pending CN117072914A (zh) 2023-08-22 2023-08-22 基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117072914A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008262029A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Seiko Epson Corp 照明装置及びプロジェクタ
US20080310031A1 (en) * 2005-02-09 2008-12-18 Carl Zeiss Meditec Ag Variable Lens
JP2010230984A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 3次元映像表示装置
CN102385077A (zh) * 2010-08-25 2012-03-21 佳能株式会社 液体透镜和包含液体透镜的设备
JP2014013357A (ja) * 2012-07-05 2014-01-23 Tamron Co Ltd 照明装置、撮像用照明装置及び撮像システム
CN111751911A (zh) * 2019-09-10 2020-10-09 合肥工业大学 一种基于图案化疏水层的变焦液体微透镜阵列的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080310031A1 (en) * 2005-02-09 2008-12-18 Carl Zeiss Meditec Ag Variable Lens
JP2008262029A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Seiko Epson Corp 照明装置及びプロジェクタ
JP2010230984A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 3次元映像表示装置
CN102385077A (zh) * 2010-08-25 2012-03-21 佳能株式会社 液体透镜和包含液体透镜的设备
JP2014013357A (ja) * 2012-07-05 2014-01-23 Tamron Co Ltd 照明装置、撮像用照明装置及び撮像システム
CN111751911A (zh) * 2019-09-10 2020-10-09 合肥工业大学 一种基于图案化疏水层的变焦液体微透镜阵列的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7489840B2 (en) Optical link module, optical interconnection method, information processor including the optical link module, signal transfer method, prism and method of manufacturing the prism
CN107015237B (zh) 一种回波探测光学系统
KR20190004703A (ko) 입사 전자기파들로부터 근거리 구역에서 필드 강도 패턴을 형성하기 위한 디바이스
CN112394524A (zh) 匀光元件及其制造方法和系统以及电子设备
CN111580282A (zh) 光发射模组、深度相机、电子设备及控制方法
CN114941827B (zh) 照明装置
CN108957423B (zh) 多线激光雷达
JP2017146602A (ja) レーザビームを成形するための装置
CN108628074A (zh) 一种光源装置、光源装置的控制方法和投影设备
CN114502985A (zh) 飞行时间深度检测的发射装置及电子设备
CN105706315A (zh) 包括光学泵浦扩展腔激光器的激光设备
KR20050057117A (ko) 반도체 레이저 장치
CN117072914A (zh) 基于液体透镜阵列的照明装置、控制方法、终端及介质
CN109633916B (zh) 一种基于bar条的阵列局域空心光束系统
CN110221416A (zh) 变焦镜头、变焦方法、终端及计算机可读存储介质
JP6849146B2 (ja) 車両用灯具
CN111381422B (zh) 投影设备及其控制方法
CN207037086U (zh) 激光雷达
US11649941B2 (en) Lamp for vehicle and vehicle including the same
CN112866508A (zh) 光发射模组、深度相机和电子设备
CN112260044B (zh) 一种能量均匀的激光装置
CN117055142A (zh) 阵列式菲涅尔液体透镜装置、控制方法、终端、介质及透镜
WO2022241781A1 (zh) 飞行时间深度检测的发射装置及电子设备
CN212623220U (zh) 一种bosa光器件
CN112099241B (zh) 一种光束准直系统及方法、激光雷达

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Country or region after: China

Address after: 226010 2nd Floor, Building 1, Jufeng Science and Technology Innovation Industrial Park, Xingyuan West Road South and Jinding Road West, Nantong High tech Industrial Development Zone, Nantong City, Jiangsu Province

Applicant after: Nantong Suiying Optoelectronics Technology Co.,Ltd.

Address before: 200120 building C, No. 888, Huanhu West 2nd Road, Lingang New Area, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai

Applicant before: Shanghai Suiying Optoelectronic Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China