Simulation und Experiment einer durch Wechselspannungsfeld angetriebenen elektrowetting Hochgeschwindigkeits-Zoomlinse

HUANG Peng ,  

ZHOU Feiqiang ,  

SONG Yue ,  

ZHOU Yihang ,  

HE Guoqiang ,  

XIE Zhongyi ,  

ZHANG Xinlong ,  

摘要

Zur Erhöhung der Zoomgeschwindigkeit einer elektrowetting Linse wird eine Methode für schnelles Zoomen mittels Vibration vorgeschlagen. Diese Methode nutzt ein Wechselspannungsfeld, um das flüssige Medium periodisch vibrieren zu lassen. Basierend auf den Änderungen der Flüssiggas-Grenzfläche und der Brennweitenänderungskurve werden die bildgebenden Zeitpunkte für verschiedene Brennweiten bestimmt, um das Zoomen durchzuführen. Molekulardynamische Simulationen zeigen, dass bei konstanter Frequenz die Form der Flüssiggas-Grenzfläche, also die Brennweite der Linse, zeitabhängig ist; bei unterschiedlichen Frequenzen entstehen verschiedene Grenzflächenformen. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die Steuerung der Frequenz zur Erzeugung eines Resonanzeffekts der Tropfen oder eine Spannungserhöhung zur Verbesserung der Zoomgeschwindigkeit beiträgt. Für einen 5 μL deionisierten Wassertropfen können unter Wechselstromansteuerung mit 110 Hz und 190 V gute Zoomleistung und Bildqualität erzielt werden. Die Brennweite kann in 2,250 ms von 0,821 mm bis unendlich eingestellt werden, die minimale momentane Zoomgeschwindigkeit beträgt 0,512 mm/ms, was eine dreifache Geschwindigkeitssteigerung gegenüber bestehenden Linsen darstellt.

关键词

Flüssiglinse;Hochgeschwindigkeitszoom;Tropfen;Dielektrisches Benetzen;Mikrofluidik

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