1.本实用新型涉及透镜领域，尤其涉及一种电控焦距可变液体透镜。
背景技术：
2.利用液体来制作透镜，并通过液体体积与形状的改变来调整焦距的技术就是液体透镜变焦距技术，最典型的是人眼中的晶状体结构。随着光学技术的发展，传统焦距固定的透镜组过于冗杂，人们希望制作一种单一结构即可实现灵活变焦的镜片来取代传统的光学透镜组。由于液体透镜不需要机械式的移动镜片，所以成本比传统的镜片组低，且可以大幅度提升镜片寿命，简单的结构也使其便于小型化。早在2004年，philips与samsung就分别展出所谓的液体镜片，其后广泛安装于计算机、数码相机等设备上。
3.中小学的物理课程教学当中均含有光学内容，尤其是在初中课程中，透镜成像是一个重要组成部分。但是在不使用透镜组的情况下，单一固体透镜无法向学生展示动态的变焦距过程。为了使中小学生学习到这种更加灵活的变焦成像方式，开拓学生的思维，就需要一种焦距可变的透镜来满足教学的需要。然而目前市面上主流的利用介质上电润湿(ewod)原理的可变焦光透镜普遍价格昂贵，普通中小学难以承担其费用。因此，这种液体透镜在保证能具有基本的透镜成像及变焦距性能的情况下，应该具有可靠的安全性和低廉的成本，且操作简单，可以广泛应用于教学或实验活动当中。
4.目前在国内市场上并没有一款完善的符合以上要求的，专门为中小学教研活动制作的变焦距透镜，本技术设计的新型变焦距液体透镜将填补市场上的空白，使中小学生也可以理解和体会透镜的焦距原理，为中小学物理教学提供更优质的器材。
技术实现要素：
5.本实用新型提供了一种电控焦距可变液体透镜，旨在为中小学教研活动提供一种可变焦距、操作简易、价格低廉的液体透镜教学器材，在不使用透镜组的情况下使用单一透镜为学生展示动态变焦距过程，使中小学生学习到这种更加灵活的变焦成像方式，开拓学生的思维，详见下文描述：
6.一种电控焦距可变液体透镜，所述透镜包括：液体透镜，所述液体透镜是主体部分，
7.所述液体透镜设置在透镜滑轨上，所述液体透镜与电动注射器连接；
8.所述液体透镜包括：两个卡盖圆环，两个卡盖圆环之间夹着两层pds薄膜，两层薄膜之间的空隙形成液体腔；
9.所述电动注射器包括：与注液孔相连的注射导管，所述注射导管后部连接液罐与电动活塞，由单片机控制模块控制电动活塞运动。
10.其中，所述液体透镜还包括：液体透镜支架，
11.所述液体透镜支架上设置有由紧固螺丝固定的所述两个卡盖圆环，所述液体腔的内边缘设置有防止液体外渗的o型圈。
12.进一步地，所述薄膜厚度不超过0.1μm，在可见光波段，透光率大于92％，拉伸强度不低于3.5mpa，适用温度范围为-40℃-200℃，无毒性。
13.其中，所述液体腔还包括排气孔及其配套排气孔塞。
14.在一种实施方式中，所述注液孔、排气孔均使用硅胶做密封化处理。
15.本实用新型提供的技术方案的有益效果是：
16.1、本实用新型由三个铝制圆环夹紧两张有机硅薄膜(pdms)，通过向两张薄膜间的空腔注入/抽出液体来实现液体(水、等)透镜焦距的改变，注入/抽出液体的过程由电控注射器来完成；本装置对液体透镜的焦距控制更加精确，同时组成简单、成本低廉，适合作为实验/教学工具大批量生产；
17.2、本实用新型在不改变外部结构的基础上，通过注入与抽出液体实现透镜的变焦距，解决原有单一固体透镜焦距不可变的问题；液体透镜内的液体可灵活更换，以适应不同造价要求与性能；
18.3、本装置能够利用变焦距透镜模拟人眼的成像原理，向学生展示透镜焦距改变对成像效果的修正作用；设计结构较为简单，且制造成本低廉，满足批量制造作为教研用具的要求。
附图说明
19.图1为可变焦液体透镜装置的结构示意图；
20.图2为液体腔部分的结构示意图；
21.图3为电动注射器部分的结构示意图。
22.附图中，各代号所代表的部件列表如下：
23.1：液体透镜；
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2：透镜滑轨；
24.3：电动注射器。
25.其中，
26.1-1：卡盖圆环；
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1-2：pdms薄膜；
27.1-3：液体腔；
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1-4：液体透镜支架；
28.1-5：o型胶圈；
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1-6：紧固螺丝；
29.3-1：注射导管；
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3-2：液罐；
30.3-3：电动活塞；
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3-4：单片机控制模块；
31.其中，
32.1-3-1：注液孔；
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1-3-2：排气孔；
33.1-3-3：支架安装洞；
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1-3-4：排气孔塞；
34.3-4-1：外壳；
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3-4-2：输入键盘；
35.3-4-3：显示屏幕。
具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
37.实施例1
38.一种电控焦距可变液体透镜，参见图1-图3，该装置主要由：液体透镜1、透镜滑轨2、及电动注射器3组成。
39.液体透镜1是主体部分，液体透镜1设置在透镜滑轨2上，液体透镜1与电动注射器3连接。
40.参见图2，液体透镜1包括：液体透镜支架1-4，液体透镜支架1-4上设置有由紧固螺丝1-6固定的两个卡盖圆环1-1，其间夹着两层pds薄膜1-2，两层薄膜之间的空隙形成液体腔1-3，液体腔1-3内边缘为防止液体外渗的o型圈1-5。
41.参见图2，该液体腔1-3又包括：位于透镜整体右下部的注液孔1-3-1和位于透镜整体正上方的排气孔1-3-2及其配套排气孔塞1-3-4，液体腔外层底部为支架安装洞1-3-3；
42.参见图3，该电动注射器包括：与注液孔1-3-1相连的注射导管3-1，注射导管3-1后部连接液罐3-2与电动活塞3-3，由单片机控制模块3-4控制电动活塞3-3运动。
43.注射导管3-1与图2中的注液孔1-3-1相接，通过单片机控制模块3-4中的步进电机控制电动活塞3-3的旋进，挤压透光液体进入液体透镜1的腔内，使pdms(有机硅)薄膜1-2内部充满液体，两薄膜保持竖直方向上的相对平行，但不发生形变(忽略重力效应造成的形变)，注液过程中通过排气孔1-3-2排出腔内的空气，完成注液后使用排气孔塞1-3-4封闭排气孔1-3-2。
44.进一步地，完成注液过程后，电动活塞3-3进行校零操作，单片机控制模块3-4记录此时活塞的位置为初始位置。
45.参见图3，该单片机控制模块3-4又包括：整体封装外壳3-4-1内嵌输入键盘3-4-2与显示屏幕3-4-3。
46.进一步地，扩大液体透镜1焦距时，输入键盘3-4-2将要设置的液体透镜焦距信息发送给单片机控制模块3-4，单片机控制模块3-4将输入的焦距信息代入到液体透镜1的焦距与腔内液体体积的关系式，计算出需要增大的液体体积δv，单片机控制模块3-4通过电信号控制电动活塞3-3旋进，挤压液罐3-2中液体进入液体透镜1的腔内。
47.进一步地，缩小液体透镜1的焦距时，输入键盘3-4-2将要设置的液体透镜焦距信息发送给单片机控制模块3-4，单片机控制模块3-4将输入的焦距信息带入液体透镜1焦距与腔内液体体积的关系式，计算出需要缩小的液体体积δv，单片机控制模块3-4通过电信号控制电动活塞3-3选出，液体透镜1腔内液体挤压进液罐3-2。
48.其中，上述单片机控制模块3-4计算液体体积的步骤为本领域技术人员所公知。
49.实施例2
50.下面结合图1-图3对实施例1中的方案进行进一步地介绍，详见下文描述：
51.参见图1与图2，将液体透镜支架1-4与透镜滑轨2连接，注液孔1-3-1与注射导管3-1连接，组装完成后放置在桌面上。
52.参见图3，使用单片机控制模块3-4控制电动活塞3-3，将液罐3-2内液体挤压进透镜腔内，加注满后将排气孔1-3-2密封好，防止漏液。
53.使用输入键盘3-4-2向单片机控制模块3-4发送指令，设置希望实现的液体透镜1的焦距；单片机控制模块3-4从输入键盘3-4-2获取焦距后控制电动活塞运动3-3的运动，将液罐3-2中的液体挤入或抽出液体腔1-3，同时显示屏幕3-4-3上显示出当前透镜的焦距及设定的液体透镜焦距；当显示屏幕3-4-3显示的当前焦距与设定焦距一致时，完成变焦过
程。
54.优选地，电动活塞3-3使用步进电机驱动，最小运动步长不大于0.1mm，使用lcd显示屏组件作为显示屏幕3-4-3，对液体透镜焦距信息进行显示。
55.进一步地，薄膜厚度不超过0.1μm，在可见光波段，透光率大于92％，拉伸强度不低于3.5mpa，适用温度范围为-40℃-200℃，无毒性。
56.进一步地，液体腔1-3的内径不大于5cm，以降低重力效应使液体分布不均对液体透镜表面曲率的影响。注液孔1-3-1，排气孔1-3-2均使用硅胶做密封化处理。
57.本实用新型实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
58.本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
59.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。