干貨 | 以“水”為鏡——液態鏡頭的原理及應用

      2000年以前，天文望遠鏡的造價都高達數千萬美元。2000年后，只用100多萬美元。成本降低的關鍵是首次采用了液體鏡頭，而不是傳統采用的磨光金屬、堅硬的玻璃和大型的鏡面。

       時至今日，液態鏡頭應用越來越廣泛。

何謂，液態鏡頭？

       我們知道，鏡面的理想曲線是一條拋物線，不同曲率的拋物線其焦距不一樣。傳統的變焦鏡頭是通過調整兩個固定焦距的鏡頭之間的距離來實現變焦。而液態鏡頭目前隨著技術變化，也分好幾種。如：反射式液體鏡頭——旋轉水銀，得到一個理想的拋物面；自適應性液態照相機鏡頭——由一對水滴組成,它們暴露于高頻聲波下往返振動,隨之改變透鏡的焦距；介電式液態鏡頭——使用液體聚焦光線，通過不同的電壓改變液體的形狀從而控制成像。有使用一種液體的，也有使用發射率不同的完全不能融合的兩種液體的。（還有的使用液態硅等等，就不一一列舉）

        本文介紹應用較多的：介電式液態鏡頭。其原理如下

       不管是一種液體還是兩種液體的介電式液體鏡頭，根據相關測試，每次的變焦過程所消耗的能量僅為0.1 微焦耳(mJ)，而變焦所用的時間從凸面到凹面也僅需幾毫秒。

液態鏡頭的優點：

1、耗電量比相機更低

2、體積更加小巧，有利于減小照相機體積

3、無活動部件，靜音，無需馬達

4、對焦速度更加迅速

5、以水為鏡保證畫質

6、體積更小適用范圍更廣

7、更加環保

8、提供比標準固定焦距鏡頭范國更大的聚焦距離

液態鏡頭的應用：

簡單來說，當我們需要一會看遠一會看近，鏡頭就必須得像眼睛一樣，能自動變焦來適應。

如，讀取不同尺寸箱子上的條碼或讀取因隨傳送帶移動而導致其與固定式讀碼器之間的焦距變化的工件。特別碰到快速且多次變焦的情況，液態鏡頭的自動變焦能力相對機械變焦來說不是高一星半點。

舉個例子：

(同一鏡頭同一視野的不同焦距的影像)

這個時候容許我賣弄下工業相機：

除此之外，焦距差的情況均可使用，如激光行業：

目前液態鏡頭各種液態材質在不斷嘗試，各種行業也在不斷嘗新，如手機、相機、工業相機、天文望遠鏡等等。液態鏡頭的技術將不斷提升，應用范圍將越來越廣，期待嘗新的你。

原文鏈接：

http://mp.weixin.qq.com/s/9UU5j_3f2dpkc24VpKBvvA