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词条 液体透镜
释义

在电场的作用下,小水滴与防水表面接触会发生扩散现象。即“电润湿法”(electrowetting)该新技术可以使拍照手机在不需配备机械部件的情况下实现自动对焦和变焦。

简介

在电场的作用下,小水滴与防水表面接触会发生扩散现象。即“电润湿法”(electrowetting)该新技术可以使拍照手机在不需配备机械部件的情况下实现自动对焦和变焦。

2004, Philips与Samsung分别展出所谓的液体镜片(liquid lens):

概念:模仿人眼的水晶体,利用改变形狀來调整焦距,发展出所谓的流体聚焦技术(Fluid Focus);

目标:能应用於照相手机或數位相机等之小型光学产品上;

Philips:直径和厚度均为5.5mm,可对范围在5公分至无限远的物体做快速聚焦,聚焦所需时间不超过10ms。取像模组乃搭配了VGA级别的CMOS影像感测器;

兩个液体镜片还可以进一步组合成变焦系统。自动对焦系统:不需要机械式的移动镜片,所以成本比传统的镜片低,大幅度提升镜片寿命;

法国VARIOPTIC公司的液体透镜如同人的眼睛一样,能够自动地适应所瞄准的对象,而不需要机械装置的辅助,只需改变两极电压来修改两滴液体的外形,就可达到聚焦和变焦的目的。与传统的镜头相比,该公司的“电润湿法”技术(electrowetting)有很多优点:体积小、价格低、耗电量小、变焦速度快、寿命长、成像的质量好。

现在,VARIOPTIC公司已可将承载这一新技术的液体透镜应用到其他业务领域,如通信市场:PDA、网络摄像机、电视会议以及带内置式照相机的便携式PC/计算机;工业应用:带条形码读出装置的工业系统和工业内窥镜;安全市场:电视内部监视仪和生物统计研究;娱乐市场:尤其是小型高档数码相机、摄像机和游戏应用。

特征

两种折射率不同且不相混合的液体,一种是可导电的水性溶液,另一种是不导电的矽酮油溶液,并将兩种液体封装在兩面均透明的圆筒型容器中。

容器壁做了疏水性处理,因此水溶液会呈圆顶型聚集在容器中心部分,水溶液和矽酮油之间就会形成凸狀曲面。改变曲面的形狀即可进行对焦。

缺点

光轴位置的飘移,曲率是否足够精密,高低温要求(蒸发/凝结)。

种类

液压式微透镜,藉由液压的方式使得PDMS 薄膜变形股起达到透镜的作用,以其輪廓推算非球面高次系數以及球面像差系數,亦可藉液压改变透镜焦距。但此种方式由於采用液压的方式需外接帮浦,与一般光电产品相容性不好,且变动范围为1维的尺度,故边缘部份依然会有大的像差存在。

液晶变焦透镜:由於外部变焦的机构通常较为庞大且笨重。运用液晶切换的方式改变微透镜焦距,运用电力改变液晶的旋转方向,來达到聚焦点的转换。

在兩片导电玻璃(ITO)之间灌满液晶,再利用电场來控制液晶的折射率, 并藉由折射率的分布(Gradient refractive index)來达到聚焦的功能,同时控制焦距,甚至做出凹透镜效果。

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更新时间:2024/12/23 11:50:36