液態(tài)鏡頭

美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院的研究員設(shè)計(jì)并測(cè)試了這種自適應(yīng)性液態(tài)照相機(jī)鏡頭,它可每秒捕捉250個(gè)圖像,比其他攝像技術(shù)需要更少的能量驅(qū)動(dòng).這種液態(tài)鏡頭是由一對(duì)水滴組成,它們暴露于高頻聲波下往返振動(dòng),隨之改變透鏡的焦距.通過使用圖像軟件可自動(dòng)化捕捉焦距范圍內(nèi)的畫面,并放棄焦距之外的畫面.研究人員可以從這種輕重量、低成本、高保真微型照相機(jī)拍攝到流暢、清晰的圖像.

由水滴構(gòu)成的新型照相機(jī)鏡頭可以每秒捕捉250個(gè)圖像畫面?zhèn)愃估绽砉W(xué)院機(jī)械、航空和核工程系研究生部副主任埃米爾·赫爾沙是該項(xiàng)研究負(fù)責(zé)人,他說,“這種照相機(jī)很容易操作,它只需要很少的能量驅(qū)動(dòng),幾乎一直保持著聚焦?fàn)顟B(tài),它不需要高電壓或其他奇特的激活機(jī)械裝置,這意味著這種新型照相機(jī)透鏡技術(shù)可以整合不同的裝置,并應(yīng)用于其他領(lǐng)域.”當(dāng)前許多操控液態(tài)透鏡的技術(shù)都涉及到液體接觸一個(gè)表面的尺寸大小和其外型,其目的是為了使圖像進(jìn)入聚焦范圍之內(nèi).為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),則需要時(shí)間和電能.赫爾沙稱,這項(xiàng)新技術(shù)的關(guān)鍵特征在于水滴保持在穩(wěn)定狀態(tài),與表面保持著持續(xù)不變的接觸,因此這種照相機(jī)需要很少的能量進(jìn)行驅(qū)動(dòng).

工作原理:

步驟一、

當(dāng)兩個(gè)水滴穿過一個(gè)圓柱形小洞,它們暴露于確定的聲波頻率中,該裝置使用慣性和水滴的自然表面張力,使水滴形成一個(gè)“振蕩器”,或類似于一種小的鐘擺——水滴在非常高的速度和類似彈簧發(fā)條的作用力下往返共振.研究人員可通過將水滴暴露于不同的聲波頻率下可以控制其振動(dòng)頻率.

步驟二、

當(dāng)光線穿過水滴時(shí),該裝置將轉(zhuǎn)換成為一個(gè)微型照相機(jī)透鏡,當(dāng)水滴往返穿過圓柱形小洞時(shí),根據(jù)透鏡距離拍攝物體的遠(yuǎn)近,畫面將進(jìn)入或脫離焦距范圍.圖像拍攝將電子自動(dòng)化完成,同時(shí)軟件可用于自動(dòng)化編輯任何未聚焦畫面,從而使操作者獲得清晰的圖像和聚焦的視頻.赫爾沙說,“這種新型照相裝置zui大的益處是可以通過液態(tài)透鏡和小型揚(yáng)聲器建立一個(gè)新型光學(xué)照相系統(tǒng).但在此之前未曾實(shí)現(xiàn)此類技術(shù).”

步驟三、

水滴大小是決定它們振蕩多快速度的關(guān)鍵因素,赫爾沙稱,提供足夠小的光圈以及適合的液體體積,他將能夠建立一個(gè)每秒振蕩10萬次的透鏡,并且仍能有效地捕捉圖像畫面.他指出,預(yù)計(jì)手機(jī)制造商將對(duì)這種新型照相裝置產(chǎn)生濃厚的興趣,手機(jī)制造商一直探索新的方法提高手機(jī)照相功能,并試圖以輕重量、更節(jié)能有效的照相系統(tǒng)超越其他競(jìng)爭(zhēng)者們.