液態(tài)鏡頭

美國倫斯勒理工學(xué)院的研究員設(shè)計并測試了這種自適應(yīng)性液態(tài)照相機(jī)鏡頭,它可每秒捕捉250個圖像,比其他攝像技術(shù)需要更少的能量驅(qū)動.這種液態(tài)鏡頭是由一對水滴組成,它們暴露于高頻聲波下往返振動,隨之改變透鏡的焦距.通過使用圖像軟件可自動化捕捉焦距范圍內(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,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).為了實現(xiàn)這一點,則需要時間和電能.赫爾沙稱,這項新技術(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.

工作原理:

步驟一、

當(dāng)兩個水滴穿過一個圓柱形小洞,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“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頻率.

步驟二、

當(dāng)光線穿過水滴時,該裝置將轉(zhuǎn)換成為一個微型照相機(jī)透鏡,當(dāng)水滴往返穿過圓柱形小洞時,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化完成,同時軟件可用于自動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)透鏡和小型揚聲器建立一個新型光學(xué)照相系統(tǒng).但在此之前未曾實現(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)計手機(jī)制造商將對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)超越其他競爭者們.