[发明专利]一种温度响应式柔性变焦透镜及其制备方法

说明书

本申请涉及一种温度响应式柔性变焦透镜，包括：变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。相比现有技术，本发明采用具有可逆形状记忆效应的变焦驱动器及柔性透镜组装成温度响应式柔性变焦透镜，从而使得到温度响应式柔性变焦透镜具有调焦范围大、轻便且安全的特性，满足了实际应用需求。

技术领域

本申请涉及变焦透镜技术领域，特别是涉及一种温度响应式柔性变焦透镜及其制备方法。

背景技术

随着现代科技的发展，人们对光学透镜的需求越来越紧迫，光学透镜是光学系统的一个重要组成部分，常用于便携式电子设备、医学内窥镜、智能机器人等器件中。传统的变焦光学系统，依靠多个透镜组件，通过外加电机，机械地移动透镜之间的相对位置来改变焦距。这种系统的缺点是构造复杂，独立镜头元件必须精确地沿着系统的光轴移动，这使得传统光学系统难以实现微小型化设计。为此，柔性变焦透镜应运而生。

柔性变焦透镜无需调整各光学组件的相对位置，通过改变折射率或表面曲率即可实现变焦。与传统的机械变焦透镜相比，柔性变焦透镜具有无需机械移动，响应时间短、结构紧凑，性能稳定等优点，在机器视觉、医学、显示、军工等各领域有广泛的应用价值。目前公布的柔性变焦透镜多采用液体或弹性体作为透镜主体，并对透镜施加驱动力使透镜主体的表面曲率或折射率发生改变，从而达到变焦的目的。

然而，采用液体作为透镜主体的柔性变焦透镜容易受到重力及振动的影响，且存在液体泄漏和蒸发风险，由于需要泵来调控液体的体积，因此难以实现微型化；采用弹性体作为透镜主体的柔性变焦透镜受材料应变力的影响其变焦范围较小。因此，亟需提供一种调焦范围大、轻便且安全的柔性变焦透镜。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种调焦范围大、轻便且安全的温度响应式柔性变焦透镜及其制备方法。

本发明实施例提供了一种温度响应式柔性变焦透镜，其中，包括：变焦驱动器及柔性透镜；所述变焦驱动器由超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩训练得到；所述柔性透镜由硅橡胶与固化剂以一定的质量比混合、固化及脱模得到；其中，所述变焦驱动器镶嵌于所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物内，然后随所述硅橡胶与固化剂所形成的混合物一起固化脱模，得到所述温度响应式柔性变焦透镜。

进一步地，所述超高分子量聚乙烯试样，是以超高分子量聚乙烯粉末为基体材料，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，再通过裁刀将白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材裁成圆环型得到；其中，所述超高分子量聚乙烯粉末的相对分子质量为3.0×10⁶。

进一步地，通过平板硫化机将所述超高分子量聚乙烯粉末硫化为白色半透明的超高分子量聚乙烯板材，包括：

将所述超高分子量聚乙烯粉末置于平板硫化机中，并在170℃、20MPa的的环境条件下压制30min，从而硫化为白色半透明的所述超高分子量聚乙烯板材；其中，所述超高分子量聚乙烯板材的厚度为1.5mm。

进一步地，将所述超高分子量聚乙烯试样沿径向方向均匀拉伸与回缩得到所述变焦驱动器，包括：

将所述超高分子量聚乙烯试样在第一温度环境的烘箱中加热10min，然后在外力的作用下对环型的所述超高分子量聚乙烯试样进行径向均匀拉伸，并保持圆环拉伸后的形状，将所述超高分子量聚乙烯试样的表面温度降至室温后去除外力；其中，所述第一温度环境的温度范围为155℃～175℃；