211service.com
Šķidruma lēcas
Mēs neko daudz negaidām no mobilā tālruņa kameras. Pirmkārt, tikai nedaudziem tālruņiem ar kamerām ir objektīvu sistēma, kas spēj automātiski fokusēties uz objektiem dažādos attālumos, radot daudz neskaidru momentuzņēmumu.
Taču kameras tālruņa fokusa problēmai var būt risinājums, ko varētu izmantot arī citās ierīcēs. Saman Dharmatilleke, Isabel Rodriguez un kolēģi no Materiālu pētniecības un inženierzinātņu institūts Singapūrā ir ierosinājuši aizstāt stacionāro plastmasas objektīvu lielākajā daļā tālruņu ar kamerām ar šķidruma, piemēram, ūdens, pilienu, ko varētu automātiski fokusēt, mainot uz pilieni pieliktā spiediena daudzumu. Komandas objektīvam nav kustīgu daļu, tāpēc tas ir izturīgs, un tas patērē tikai minimālu elektrību, tāpēc tas neiztukšo mobilā tālruņa akumulatoru.
[ Noklikšķiniet šeit, lai skatītu šķidrās lēcas attēlus.]
Turklāt šķidrumu optiskās īpašības var būt labākas nekā standarta lēcu materiālam. Ūdens ir caurspīdīgāks gaismai nekā stikls vai plastmasa, saka Rodrigess. Ūdeni nevar saskrāpēt, un tas principā ir bez defektiem.
Tehnoloģija, kas parādījās tiešsaistē 26. janvāra numurā Lietišķās fizikas burti , ir balstīts uz faktu, ka šķidruma pilienam ar augstu virsmas spraigumu ir dabisks izliekums, kas līdzīgs parastajam objektīvam. Kad piliens tiek ievietots mazā akā un uz to tiek izdarīts spiediens, mainās piliena izliekums; lielāks spiediens palielina izliekumu un mazāk izlīdzina pilienu. Mainoties izliekumam, mainās arī objektīva fokusa attālums, ļaujot uzņemt skaidru attēlu no dažādiem attālumiem. Lielākajā daļā kameru automātiskā fokusa funkcija mehāniski pārvieto cieto objektīvu uz priekšu vai atpakaļ, lai pielāgotu fokusa attālumu. Bet šķidro objektīvu kamerā piliens paliek vietā un mainās tikai tā izliekums.
Pētnieki pārbaudīja dažāda izmēra pilienus, sākot no 100 mikroniem līdz 3 milimetriem: visi reaģēja uz spiediena izmaiņām milisekundēs. Protams, jo lielāks objektīvs, jo vairāk gaismas tas savāc, un vairāk gaismas rada labākus attēlus. Bet, kad piliens kļūst pārāk liels, to ir grūtāk noturēt stabilā stāvoklī. Līdz diviem milimetriem objektīvs lieliski saglabājas diafragmas atvērumā virsmas spraiguma dēļ, saka Rodrigess. Jums tas ir ļoti stipri jāsakrata, lai tas izkustētos. Viņai ir aizdomas, ka objektīvi, kuru diametrs ir viens līdz divi milimetri, ir ideāli piemēroti lielākajai daļai miniaturizēto attēlveidošanas sistēmu.
Lai gan šī komanda nav pirmā, kas izmanto šķidrumu lēcām, viņi ir pirmie, kas pielāgo fokusa attālumu, vienkārši piespiežot. 2004. gadā Philips paziņoja a šķidro lēcu sistēma , izmantojot metodi, ko sauc par elektrisko mitrināšanu, kas balstās uz ūdenim līdzīgu šķidrumu raksturīgo elektrisko vadītspēju. Izmantojot šo paņēmienu, šķidruma lēcai tiek pielietota elektriskā strāva, mainot šķidruma molekulu saites, tādējādi mainot piliena izliekumu. Janvārī franču uzņēmums Varioptisks ieviesa a Mobilais telefons satur elektriski mainīgu šķidruma lēcu, kas izmanto elektrisko mitrināšanas versiju, kas, pēc Rodrigesa teiktā, ir bijusi pirms Philips dizaina.
Steins Kuipers, Philips pētnieks, kurš izstrādāja elektroslapināšanas paņēmienu sava uzņēmuma šķidrajām lēcām, tā vietā redz priekšrocības, izmantojot spiedienu. Šķidruma elektriskās īpašības nav būtiskas, kas ļauj iegūt plašāku šķidrumu klāstu un līdz ar to arī lēcas optiskās un mehāniskās īpašības. Turklāt Koipers saka, ka spriegums, kas nepieciešams, lai mainītu spiedienu šķidro lēcu sistēmā, var būt mazāks, nekā nepieciešams sistēmā, kurā tiek izmantota elektriska mitrināšana. Viņš saka, ka šo iemeslu dēļ Philips ir izveidojis abu veidu objektīvu intelektuālā īpašuma tiesības.
Pašlaik Dharmatilleke un viņa komanda sadarbojas ar vietējo uzņēmumu, lai precīzi noregulētu un ražotu savu šķidro lēcu sistēmu, un viņi cenšas šo tehnoloģiju komercializēt. Kā atzīmē Rodrigess, šo objektīvu lietojumprogrammas sniedzas ne tikai kameru tālruņos, bet arī tīmekļa kamerās un pārnēsājamās medicīnas ierīcēs.
Attēli pieklājīgi Isabel Rodriguez at the Materiālu pētniecības un inženierzinātņu institūts .