Mažos galios skystas objektyvas

Iš skysčio pagaminti lęšiai tyrėjus ir inžinierius domino dešimtmečius, nes technologija gali greitai pakeisti formą ir židinio nuotolį. Tačiau tradiciniai metodai, naudojantys elektros srovę, kad pakeistų skysčio paviršiaus formą, reikalauja daug energijos. Dabar Rensselaer politechnikos instituto (Troja, NY) tyrėjai siūlo skystų lęšių tipą, pagamintą tik iš dviejų vandens lašų, ​​kurie keičia formą, kai yra bombarduojami garso bangomis. Naudojant garsą reikia daug mažiau energijos nei ankstesniais metodais, o patobulinus skiriamąją gebą, objektyvas gali būti patrauklus naudoti mažose stebėjimo kamerose ir mobiliuosiuose telefonuose.

Lašelinė optika: Šioje nuotraukų serijoje pavaizduoti vandens lašeliai tuščiaviduriame teflono cilindre kas keturias milisekundes. Išlenkta vandens forma sudaro lęšį, kuris keičia formą, taigi ir židinio nuotolį, kai garso bangos nukreipiamos į vieną cilindro pusę.

Naudojant stiklą, plastiką ir kitas kietas medžiagas, neįmanoma greitai pakeisti objektyvo formos, taigi ir fokusuoti: norint reguliuoti židinio nuotolį, reikia fiziškai pajudinti objektyvą. Itin mažose kamerose ir daugelyje mobiliųjų telefonų tiesiog neužtenka vietos, kad naudotojai galėtų perkelti standųjį objektyvą tiek, kiek reikia įvairiems židinio nuotoliams. Tačiau adaptyvus skystas objektyvas leidžia mažiems fotoaparatams sufokusuoti nereikalaujant papildomos vietos. Skysčiai yra mėgstamiausia medžiaga, su kuria reikia dirbti, kai norite pakeisti lęšio formą, sako Amiras Hirsa , Rensselaer mechanikos ir kosmoso inžinerijos profesorius ir projekto vadovas.

Mokslininkų lęšių sistema, aprašyta spalio mėn Gamtos fotonika , sudarytas iš tefloninio cilindro, kurio skersmuo mažesnis nei du milimetrai. Cilindras perpildytas vandens, kad lašeliai išsipūstų iš abiejų pusių. Garsiakalbis yra prijungtas prie vienos cilindro pusės, esančios slėgiui jautrioje kameroje. Tyrėjai pumpavo garsą nuo 50 iki 160 hercų į kamerą, pakeisdami lašelio paviršiaus formą.

Dvi įmonės „Philips“ ir Varioptinė Prancūzijoje įsikūrusi įmonė sukūrė produktus, kuriuose naudojama alternatyvi skystųjų lęšių sistema. Abu naudojami du skirtingi skysčiai, kurie liečiasi vienas su kitu, todėl sąsajoje sukuriamas vaizdo lęšis. Atliekant procesą, vadinamą elektriniu drėkinimu, sąsajos forma pakeičiama, kai į ją patenka elektros srovė, o tai keičia abiejų skysčių paviršiaus įtempimą.

Jo naujojo požiūrio pranašumas, sako Hirsa, yra tas, kad jam reikia daug mažiau energijos. Jis sako, kad norint sureguliuoti įprastą skystą lęšį, norint sureguliuoti elektrinį drėkinimą, reikalingas nuo dešimčių iki šimto voltų elektros potencialas. Priešingai, jo dviejų lašelių konstrukcijai reikia tik nedidelio kelių milivoltų potencialo.

Fokuso paieška: Šios trys nuotraukos buvo padarytos iš kairės į dešinę po 0,007, 0,020 ir 0,033 sekundės. Lęšio židinio taškas keičiasi, kai garso bangos keičia lašelio formą. Tyrėjai teigia, kad fotoaparatas, kuriame naudojamas šis skystas objektyvas, vienu mygtuko paspaudimu galėtų nufotografuoti dešimtis nuotraukų ir leisti programinei įrangai išsirinkti labiausiai sufokusuotą vaizdą.

Atliekant bandymus, Hirsa skystųjų lęšių kamera galėjo padaryti 250 vaizdų per sekundę, esant skirtingam židinio nuotoliui. Jis įsivaizduoja fotoaparatą, kuris galėtų akimirksniu užfiksuoti dešimtis skirtingų židinio nuotolių vaizdų, o tada naudoti paprastą vaizdo analizės programinę įrangą, kad nustatytų labiausiai sufokusuotą vaizdą. Tarkime, kad fiksuojate 60 kadrų per sekundę, sako jis. Tiesiog paimkite tą, kuris yra aštriausias.

Steinas Kuiperis, „Philips“ mokslininkas, sukūręs elektrodrėkinimo techniką, pažymi, kad tyrėjų idėjos atrodo originalios, tačiau jis įžvelgia šio požiūrio trūkumų. Kadangi objektyvas nuolat juda, tai reiškia, kad prarandama daug šviesos, nes dažniausiai objektas yra nefokusuotas.

Be to, šie ankstyvieji rezultatai nėra didelės skiriamosios gebos, pažymi Oooo , elektros inžinerijos profesorius Kalifornijos universitete, San Diege. Jis sako, kad net ir žemos klasės fotoaparatams keliami gana griežti skiriamosios gebos reikalavimai. Tačiau jis teigia, kad šiuo metu objektyvas gali būti geras kitoms optinėms reikmėms, pavyzdžiui, tiesiog fokusuoti šviesos spindulius, o ne daryti aukštos kokybės nuotraukas.

Hirsa sako, kad jo komanda siekia pagerinti skiriamąją gebą, galbūt naudojant įvairių tipų skysčius, pavyzdžiui, tuos, kurie keičia formą reaguodami į magnetinius laukus. Jis taip pat tiria galimybę dirbti su elektronikos gamintojais ir teigia, kad „Samsung“ išreiškė susidomėjimą šiuo objektyvu.

paslėpti