CN1702487A - 一种电控变焦光学成像系统制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电控变焦光学成像系统制作方法，首先制备两片有透明导电膜的玻璃基片，在玻璃基片间涂布一层由5～10μm的光致固化高分子预聚材料和液晶的混合物构成的记录层，用激光全息或计算全息的方法设计全息光路，设计不同的全息记录光路制作具有不同焦距的电控调焦全息透镜，用N个焦距参数不同的电控透镜叠加，调节电场调控的次序，系统可以得到2N个焦点；用电脑计算并控制单片透镜电场调控组合和次序可以实现光学系统连续变焦功能。本发明具有无运动部件，响应时间短，调焦准确，易于集成等优良品质。电控光学变焦系统在变焦信息码读取系统，光学存储，DVD机的光学头等方面具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学成像系统的制作方法，尤其是一种光学成像焦距在电场作用下连续可调的光学成像系统的制作方法。
背景技术
传统方法制作的变焦光学成像系统，如傻瓜照相机，其变焦功能一般通过小型马达调节透镜组间距实现系统调焦功能；或者通过面型、厚度、玻璃品种的改变达到变焦目的，例如老年人使用的变焦眼镜。传统光学成像变焦系统存在机械运动部件，变焦速度慢，能耗大，同时体积笨重，不利于系统的集成化和小型化。
发明内容
本发明是要提供一种非机械式的、低功耗、快速度、利于系统小型化和集成化，可实现电控离散变焦或者连续变焦的光学成像系统的制作方法。
本发明的技术方案是这样来实现的：一种电控变焦光学成像系统制作方法，其具体步骤为：
(1)制备两片有透明导电膜的玻璃基片，在玻璃基片间涂布一层由5～10μm的光致固化高分子预聚材料和液晶的混合物(聚合物分散液晶材料)构成的记录层；
(2)用激光全息或计算全息的方法设计全息光路，在记录层上制作在5V～50V交流电场作用时透镜效应可擦除的全息透镜；
(3)设计不同的全息记录光路，制作具有不同焦距的电控调焦全息透镜和全息衍射透镜；
(4)用一组不同焦距的透镜叠加、组合、集成成为电控光学成像系统；
(5)电脑程序计算并控制单个变焦透镜的电场，调控组合和次序实现光学系统的连续变焦或者离散变焦功能。
全息透镜制作可用会聚球面波和平面波干涉光路制作正透镜，将全息信息记录在液晶盒中，使全息透镜的正一级衍射效率提高。
本发明是基于制作具有电控调焦功能的H-PDLC透镜，将N个不同焦距的H-PDLC电控透镜叠加组成电控光学成像系统，通过程序计算，调节电控组合次序得到2N个焦点，实现系统连续调焦功能。
本发明采用制作新型PDLC电控透镜为光学系统的元件，结合了光学透镜的光学功能和电控特性，可以大大节省系统中的光学元件的数量。同时系统采用电脑控制自动调焦，具有无运动部件，响应时间短，调焦准确，易于集成等优良品质。电控光学变焦系统在变焦信息码读取系统，光学存储，DVD机的光学头等方面具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是H-PDLC电控全息透镜制作示意图；
图2是单片电控PDLC全息透镜的“0”和“1”状态示意图；
图3是两片电控PDLC全息透镜叠加的四个焦点的示意图；
图4是N片电控PDLC全息透镜叠加的2N个焦点的示意图。
其中：10是PDLC记录全息透镜信息，11，12是相干激光。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。
本发明的实施步骤为：
1、制备液晶光栅元件：它包括两片镀有导电层的玻璃基片，在玻璃基片中灌有5～10μ的PDLC材料构成的记录层；
2、用激光全息方法设计全息光路，在记录层上制作全息透镜，该透镜在5～50V交流电场作用下，透镜效应可以擦除；
3、设计不同的全息光路，用同样的方法制作具有不同焦距的全息衍射透镜；
4、用一组不同焦距的透镜叠加、组合、集成成为光学成像系统；
5、电脑程序计算并控制单个变焦透镜的电场，达到连续变焦或者离散变焦目的。
由图1至图4所示，它说明全息制作PDLC透镜，每个单片透镜在电场作用和没有电场作用下具有聚焦和不聚焦两种特性，即焦点的“0”和“1”开关特性；两片不同焦距的透镜叠加可以获得四个不同位置焦点，这样N个透镜叠加理论上可以获得2N个焦点，通过电脑程序计算调控可以得到光学成像系统的连续变焦功能。
聚合物分散液晶材料(PDLC)是由液晶微滴分散于固态聚合物高分子基质之中而形成的新型光学材料，具有显著的电控开关特性。制备两片有透明导电膜的玻璃基片，在玻璃基片间涂布一层由5～10μm的光致固化高分子预聚材料和液晶的混合物(聚合物分散液晶材料)构成的记录层，用激光全息或计算全息的方法设计全息光路，如用会聚球面波和平面波干涉光路制作正透镜，将全息信息记录在液晶盒中，制作全息透镜，使透镜的正一级衍射效率提高。
由于液晶微滴的有效折射率受到电场调控，在一定的交流电作用下，全息透镜聚焦作用消失，可以形成“0”和“1”式开关变焦的透镜。设计不同的全息记录光路制作具有不同焦距的电控调焦全息透镜，这些单个电控透镜根据电场的作用具有“0”和“1”的聚焦和不聚焦的状态；单片变焦透镜的厚度应尽量薄，以利于集成。用N个焦距参数不同的PDLC电控透镜叠加，调节电场调控的次序，系统可以得到2N个焦点；用电脑计算并控制单片PDLC透镜电场调控组合和次序可以实现光学系统连续变焦功能。
Claims (2)
1.一种电控变焦光学成像系统制作方法，其特征在于，制作方法的具体步骤为：
1)制备两片有透明导电膜的玻璃基片，在玻璃基片间涂布一层由5～10μm的光致固化高分子预聚材料和液晶的混合物构成的记录层；
2)用激光全息或计算全息的方法设计全息光路，在记录层上制作在5V～50V交流电场作用时透镜效应可擦除的全息透镜；
3)设计不同的全息记录光路，制作具有不同焦距的电控调焦全息透镜和全息衍射透镜；
4)用一组不同焦距的透镜叠加、组合、集成成为电控光学成像系统；
5)电脑程序计算并控制单个变焦透镜的电场，调控组合和次序实现光学系统连续变焦或者离散变焦功能。
2.根据权利要求1所述的一种电控变焦光学成像系统制造方法，其特征在于，所述全息透镜制作可用会聚球面波和平面波干涉光路制作正透镜，将全息信息记录在液晶盒中，使全息透镜的正一级衍射效率提高。
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