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干貨 | 以“水”為鏡——液態(tài)鏡頭的原理及應(yīng)用

      2000年以前，天文望遠(yuǎn)鏡的造價都高達(dá)數(shù)千萬美元。2000年后，只用100多萬美元。成本降低的關(guān)鍵是首次采用了液體鏡頭，而不是傳統(tǒng)采用的磨光金屬、堅硬的玻璃和大型的鏡面。

       時至今日，液態(tài)鏡頭應(yīng)用越來越廣泛。

何謂，液態(tài)鏡頭？

       我們知道，鏡面的理想曲線是一條拋物線，不同曲率的拋物線其焦距不一樣。傳統(tǒng)的變焦鏡頭是通過調(diào)整兩個固定焦距的鏡頭之間的距離來實現(xiàn)變焦。而液態(tài)鏡頭目前隨著技術(shù)變化，也分好幾種。如：反射式液體鏡頭——旋轉(zhuǎn)水銀，得到一個理想的拋物面；自適應(yīng)性液態(tài)照相機(jī)鏡頭——由一對水滴組成,它們暴露于高頻聲波下往返振動,隨之改變透鏡的焦距；介電式液態(tài)鏡頭——使用液體聚焦光線，通過不同的電壓改變液體的形狀從而控制成像。有使用一種液體的，也有使用發(fā)射率不同的完全不能融合的兩種液體的。（還有的使用液態(tài)硅等等，就不一一列舉）

        本文介紹應(yīng)用較多的：介電式液態(tài)鏡頭。其原理如下

       不管是一種液體還是兩種液體的介電式液體鏡頭，根據(jù)相關(guān)測試，每次的變焦過程所消耗的能量僅為0.1 微焦耳(mJ)，而變焦所用的時間從凸面到凹面也僅需幾毫秒。

液態(tài)鏡頭的優(yōu)點：

1、耗電量比相機(jī)更低

2、體積更加小巧，有利于減小照相機(jī)體積

3、無活動部件，靜音，無需馬達(dá)

4、對焦速度更加迅速

5、以水為鏡保證畫質(zhì)

6、體積更小適用范圍更廣

7、更加環(huán)保

8、提供比標(biāo)準(zhǔn)固定焦距鏡頭范國更大的聚焦距離

液態(tài)鏡頭的應(yīng)用：

簡單來說，當(dāng)我們需要一會看遠(yuǎn)一會看近，鏡頭就必須得像眼睛一樣，能自動變焦來適應(yīng)。

如，讀取不同尺寸箱子上的條碼或讀取因隨傳送帶移動而導(dǎo)致其與固定式讀碼器之間的焦距變化的工件。特別碰到快速且多次變焦的情況，液態(tài)鏡頭的自動變焦能力相對機(jī)械變焦來說不是高一星半點。

舉個例子：

(同一鏡頭同一視野的不同焦距的影像)

這個時候容許我賣弄下工業(yè)相機(jī)：

除此之外，焦距差的情況均可使用，如激光行業(yè)：

目前液態(tài)鏡頭各種液態(tài)材質(zhì)在不斷嘗試，各種行業(yè)也在不斷嘗新，如手機(jī)、相機(jī)、工業(yè)相機(jī)、天文望遠(yuǎn)鏡等等。液態(tài)鏡頭的技術(shù)將不斷提升，應(yīng)用范圍將越來越廣，期待嘗新的你。

原文鏈接：

http://mp.weixin.qq.com/s/9UU5j_3f2dpkc24VpKBvvA