Prinsip Kerja Kanta Cecair dan Perbezaannya dengan Kanta Konvensional

Kanta cecair adalah reka Bentuk dibangunkan berdasarkan prinsip bionik, menunjukkan persamaan yang ketara dengan kanta kristal mata manusia. Sama seperti mata manusia bergantung kepada otot silia untuk mengawal kuasa biasan kantanya bagi menumpukan penglihatan, kanta cecair berfungsi dengan cara memerangkap cecair optik di dalam membran polimer elastik. Apabila arus elektrik dikenakan, ia menjana tekanan dalam sistem tertutup ini, seterusnya mengubah kelengkungan membran tersebut dan mencapai pelarasan tumpuan yang hampir serta-merta.

Satu teknik pengeluaran yang umum bagi kanta cecair dikenali sebagai "elektrowetting." Kaedah ini memerlukan dua cecair yang tidak boleh bercampur--seperti minyak dan air. Apabila kedua-dua cecair ini bersentuhan, antara muka melengkung yang terbentuk di antara mereka bertindak sebagai elemen optik, secara kesannya berfungsi sebagai kanta. Dengan mengenakan arus elektrik, kita mengubah jejari antara muka optik ini (melalui peningkatan tekanan elektrostatik), seterusnya mengubah kelengkungan "kanta" tersebut.

Selain itu, voltan yang lebih tinggi menghasilkan kelengkungan yang lebih besar, secara langsung mengubah panjang fokus kanta. Menariknya, kanta cecair (kadangkala disebut sebagai kanta boleh laras secara elektrik atau "pintar") malah boleh berubah antara konfigurasi cembung dan cekung. Kebolehsuaian pantas ini menjadikan mereka sangat bernilai dalam pelbagai aplikasi. Dengan keupayaan memfokus dari objek yang sangat dekat hingga ke infiniti dalam masa beberapa milisaat sahaja, ia terbukti ideal untuk situasi yang memerlukan pelarasan jarak berterusan. Contohnya, apabila memeriksa objek pelbagai saiz atau pada jarak berbeza dari kanta, kanta cecair menunjukkan kepelbagaian penggunaan yang tiada tandingan.

Berbanding kanta tradisional, kanta cecair menawarkan kelebihan berikut yang jelas:

Kelajuan Memfokus:

 Kanta Cecair: Mencapai penfokusan autofocus yang pantas dengan masa tindak balas tahap milisaat, meniru kebolehsuaian adaptasi mata manusia terhadap perubahan pada pemandangan dan jarak. Ia cemerlang dalam aplikasi kelajuan tinggi seperti menangkap objek yang bergerak laju atau pengimejan industri di atas talian pengeluaran, memberikan kadar penangkapan imej berjaya hampir 100%.

Kanta konvensional: Bergantung kepada komponen mekanikal (contohnya, motor dan gear) untuk menggerakkan secara fizikal elemen-elemen kanta bagi penyesuaian fokus. Kelajuan penfokusan adalah lebih perlahan jika dibandingkan, terutamanya semasa autofokus berterusan atau operasi zum yang cepat. Kehausan mekanikal dari segi masa boleh membawa kepada ketidaktepatan fokus dan prestasi pengimejan yang merosot.

Reka Bentuk Mekanisme Zum:

 Kanta Cecair: Menetapkan panjang fokus dengan cara membentuk semula cecair dalaman atau memodulasi tekanan – tanpa memerlukan anjakan fizikal bagi komponen-komponen. Ini membolehkan julat zum yang lebih luas dan memudahkan fungsi zum optik berkuasa pembesaran tinggi. Kawalan panjang fokus yang tepat dicapai melalui kawalan voltan.

 Kanta konvensional: Menggunakan kumpulan lensa berunsur banyak yang bergerak secara mekanikal di sepanjang laluan optik. Struktur kompleks ini memperkenalkan batasan struktural, mengekang julat dan ketepatan zum serta meningkatkan kerumitan reka bentuk.

Kecekapan ruang:

Kanta Cecair: Mempunyai struktur yang secara semulajadinya lebih ringkas tanpa perakitan mekanikal yang besar, menghasilkan kesan jejak yang jauh lebih kecil. Kelebihan ini sangat penting untuk elektronik berprofil nipis seperti telefon pintar dan tablet, meminimumkan tonjolan kamera serta membolehkan reka bentuk industri yang lebih bergaya.

Kanta konvensional: Memerlukan ruang yang besar disebabkan oleh pelbagai unsur optik dan pemandu mekanikal, menjadikannya tidak praktikal untuk aplikasi yang terhad ruang.

Ketahanan dan kebolehpercayaan:

Kanta Cecair: Menghilangkan haus mekanikal sepenuhnya memandangkan penfokusan bergantung kepada dinamik bendalir. Kesannya, mereka menawarkan jangka hayat operasi yang lebih panjang sambil mengekalkan kestabilan dan kebolehpercayaan yang konsisten sepanjang penggunaan berpanjangan.

Kanta konvensional: Mengalami kehausan mekanikal (haus, pengenduran) secara semulajadi dari masa ke semasa, memerlukan penyelenggaraan berkala untuk mengekalkan prestasi optik dan mencegah kegagalan awal.

Kos Pengeluaran:

Kanta Cecair: Memudahkan pengeluaran dengan menghapuskan proses pemesinan tepat dan pemasangan kompleks. Penggunaan bahan-bahan ekonomi seperti cecair optik turut mengurangkan kos, terutamanya semasa pengeluaran secara besar-besaran.

Kanta konvensional: Memerlukan teknik pengeluaran presisi tinggi dan bahan-bahan mahal (kaca/plastik optik istimewa). Pembinaan yang rumit meningkatkan lagi kerumitan pengeluaran dan kosnya.

Prestasi optik:

Kanta Cecair: Membolehkan penalaan dinamik indeks biasan dan ciri-ciri serakan dalam cecair optik. Kebolehsuaian ini memberikan sifat optik yang lebih baik termasuk penghantaran cahaya yang dipertingkatkan dan serakan ultra-rendah, seterusnya meningkatkan kualiti imej.

Kanta konvensional: Mempunyai sifat optik yang tetap ditentukan semasa pengeluaran. Apabila bahan dan kelengkungan kanta telah diputuskan, tingkah laku serakan dan keupayaan penghantaran cahaya mereka kekal tidak berubah.

Di atas adalah semua perbezaan antara kanta cecair dan kanta biasa. Menantikan kesukaan anda.