211service.com
Mazjaudas šķidruma lēca
Lēcas, kas izgatavotas no šķidruma, ir interesējušas pētniekus un inženierus gadu desmitiem, jo tehnoloģija spēj ātri mainīt formu un fokusa attālumu. Bet tradicionālām pieejām, kas izmanto elektrisko strāvu, lai mainītu šķidruma virsmas formu, ir nepieciešama liela jauda. Tagad pētnieki Rensselaer Politehniskajā institūtā, Trojā, Ņujorkā, piedāvā šķidru lēcu veidu, kas izgatavots tikai no diviem ūdens pilieniem, kas maina formu, kad tos bombardē ar skaņas viļņiem. Skaņas izmantošana prasa daudz mazāk enerģijas nekā iepriekšējās metodes, un, uzlabojot izšķirtspēju, tas var padarīt objektīvu pievilcīgu lietošanai mazās novērošanas kamerās un mobilajos tālruņos.
Pilienu optika: Šajā attēlu sērijā ir redzami ūdens pilieni dobā teflona cilindrā ik pēc četrām milisekundēm. Ūdens izliektā forma veido lēcu, kas maina formu un līdz ar to arī fokusa attālumu, kad skaņas viļņi tiek pielietoti vienā cilindra pusē.
Izmantojot stiklu, plastmasu un citus cietus materiālus, nav iespējams ātri mainīt objektīva formu un līdz ar to arī fokusēt: lai pielāgotu fokusa attālumu, objektīvs ir fiziski jāpārvieto. Īpaši mazām kamerām un daudziem mobilajiem tālruņiem vienkārši nav pietiekami daudz vietas, lai lietotāji varētu pārvietot stingru objektīvu attālumam, kas nepieciešams dažādiem fokusa attālumiem. Tomēr adaptīvais šķidrais objektīvs ļauj mazām kamerām fokusēties, neprasot papildu telpu. Šķidrumi ir iecienītākais materiāls, ar ko strādāt, ja vēlaties mainīt objektīva formu, saka Amirs Hirsa , Rensselaer mehāniskās un kosmosa inženierijas profesors un projekta vadošais pētnieks.
Pētnieku lēcu sistēma, kas aprakstīta oktobrī Dabas fotonika , sastāv no teflona cilindra, kura diametrs ir mazāks par diviem milimetriem. Cilindrs ir pārpildīts ar ūdeni, lai pilieni izspiestos abās pusēs. Vienai cilindra pusei, kas atrodas spiedienjutīgā kamerā, ir pievienots skaļrunis. Pētnieki kamerā sūknēja skaņu ar frekvenci no 50 līdz 160 herciem, mainot pilienu virsmas formu.
Divi uzņēmumi, Philips un Varioptisks , kas atrodas Francijā, ir izstrādājuši produktus, kas izmanto alternatīvu šķidro lēcu sistēmu. Abi izmanto divus dažādus šķidrumus, kas saskaras viens ar otru, kas saskarnē rada attēlveidošanas objektīvu. Procesā, ko sauc par elektrisko mitrināšanu, saskarnes forma tiek mainīta, kad tai tiek pielietota elektriskā strāva, mainot abu šķidrumu virsmas spraigumu.
Viņa jaunās pieejas priekšrocība, saka Hirsa, ir tā, ka tai ir nepieciešams daudz mazāk jaudas. Viņš saka, ka, lai noregulētu parasto šķidro lēcu, elektromitrināšanai nepieciešams elektriskais potenciāls no desmitiem līdz simts voltiem. Turpretim, lai vadītu viņa divu pilienu konstrukciju, ir nepieciešams tikai neliels pāris milivoltu potenciāls.
Fokusa atrašana: Šie trīs attēli tika uzņemti no kreisās puses uz labo pēc 0,007, 0,020 un 0,033 sekundēm. Lēcas fokusa punkts mainās, kad skaņas viļņi maina pilienu formu. Pētnieki norāda, ka kamera, kas izmanto šo šķidro objektīvu, varētu uzņemt desmitiem attēlu, nospiežot pogu, un ļaut programmatūrai izšķirt to, kas ir visvairāk fokusā.
Testos Hirsas šķidro objektīvu kamera spēja uzņemt 250 attēlus sekundē ar dažādiem fokusa attālumiem. Viņš paredz kameru, kas varētu uzreiz uzņemt desmitiem attēlu ar dažādiem fokusa attālumiem un pēc tam izmantot vienkāršu attēlu analīzes programmatūru, lai noteiktu fokusētāko attēlu. Pieņemsim, ka uzņemat 60 kadrus sekundē, viņš saka. Vienkārši ņemiet to, kas ir asākais.
Steins Kuipers, Philips pētnieks, kurš izstrādāja elektrisko mitrināšanas paņēmienu, atzīmē, ka pētnieku idejas šķiet oriģinālas, taču viņš saskata pieejas trūkumus. Tā kā objektīvs nepārtraukti kustas, tas nozīmē, ka tiek zaudēts ievērojams gaismas daudzums, jo lielāko daļu laika objekts ir ārpus fokusa.
Turklāt šie agrīnie rezultāti nav augstas izšķirtspējas, atzīmē Juhwa lo , elektrotehnikas profesors Kalifornijas Universitātē Sandjego. Viņš saka, ka pat zemas klases kamerām ir diezgan stingras izšķirtspējas prasības. Tomēr viņš saka, ka šajā posmā objektīvs varētu būt labs citiem optiskiem lietojumiem, piemēram, vienkārši fokusējot gaismas starus, nevis uzņemot augstas kvalitātes attēlus.
Hirsa saka, ka viņa komanda vēlas uzlabot izšķirtspēju, iespējams, ar dažāda veida šķidrumiem, piemēram, tiem, kas maina formu, reaģējot uz magnētiskajiem laukiem. Viņš arī pēta iespēju sadarboties ar elektronikas ražotājiem un saka, ka Samsung ir izrādījis interesi par objektīvu.