Принцип роботи рідинних лінз та їх відмінність від традиційних лінз

Рідинні лінзи є дизайн створені на основі біонічних принципів, демонструючи вражаючу схожість із кришталиком людського ока. Якраз так само, як людське око покладається на ресничні м'язи для контролю над заломлювальною силою своєї лінзи для фокусування, рідинні лінзи працюють шляхом укладання оптичної рідини всередину еластичної полімерної мембрани. Коли подається електричний струм, він створює тиск у цій герметичній системі, тим самим змінюючи кривизну мембрани й досягаючи практично миттєвої регулювання фокусу.

Одним із поширених методів виготовлення рідинних лінз є так званий "електровологкісний метод". Цей метод передбачає використання двох незмішуваних рідин — приблизно як нафта і вода. Під час їхнього контакту криволінійна поверхня, утворена між ними, виступає як оптичний елемент, ефективно діючи як лінза. Подавши електричний струм, ми змінюємо радіус цієї оптичної поверхні (через збільшення електростатичного тиску), а отже, змінюємо кривизну "лінзи."

Крім того, більш висока напруга створює більшу кривизну, безпосередньо змінюючи фокусну відстань лінзи. Дивовижно, але рідинні лінзи (які іноді називають електрично регульованими або «розумними» лінзами) можуть навіть переходити між опуклими та увігнутими конфігураціями. Ця швидка адаптивність робить їх надзвичайно цінними в різноманітних застосуваннях. Здатність фокусуватися від дуже близьких об'єктів до нескінченності всього за кілька мілісекунд робить їх ідеальними для сценаріїв, які вимагають постійного регулювання відстані. Наприклад, під час огляду об'єктів різних розмірів або на різній відстані від лінзи, рідинні лінзи демонструють неперевершену універсальність.

Порівняно з традиційними лінзами, рідинні лінзи мають такі переваги:

Швидкість фокусування:

 Рідинні лінзи: Досягайте швидкого автоматичного фокусування з відгуки на рівні мілісекунд, імітуючи здатність людського ока адаптуватися до змін у сценах та відстанях. Вони чудово підходять для високошвидкісних застосувань, таких як знімання швидкоплинних об'єктів або промислова візуалізація на виробничих лініях, забезпечуючи майже 100% успішне збирання зображень.

Традиційні об'єктиви: Використовують механічні компоненти (наприклад, двигуни та шестерні), щоб фізично переміщувати елементи об'єктива для регулювання фокусу. Швидкість фокусування порівняно повільніша, особливо під час безперервного автоматичного фокусування або швидкого зуму. Механічний знос з часом може призводити до неточностей фокусування та погіршення якості зображення.

Конструкція механізму зуму:

 Рідинні лінзи: Змінюйте фокусну відстань шляхом зміни форми внутрішньої рідини або модуляції тиску — без необхідності фізичного переміщення компонентів. Це дозволяє отримати більший діапазон зуму та реалізувати оптичний зум з великим збільшенням. Точний контроль фокусної відстані здійснюється через регулювання напруги.

 Традиційні об'єктиви: Використовують багатоелементні лінзові групи, які механічно зсуваються уздовж оптичних шляхів. Ця складна архітектура вносить структурні обмеження, що обмежують діапазон та точність збільшення, водночас збільшуючи складність конструкції.

Ефективність розміщення:

Рідинні лінзи: Мають суттєво простішу структуру без громіздких механічних вузлів, що забезпечує значно менші габарити. Ця перевага є вирішальною для тонких електронних пристроїв, таких як смартфони й планшети, мінімізуючи виступ камер та дозволяючи створювати більш елегантні промислові дизайн-рішення.

Традиційні об'єктиви: Потребують значного місця через наявність кількох оптичних елементів і механічних приводів, що робить їх непрактичними для застосування в умовах обмеженого простору.

Довговічність і надійність:

Рідинні лінзи: Повністю усувають механічний знос, оскільки фокусування ґрунтується на гідродинамічних принципах. Як наслідок, вони мають триваліший термін служби, зберігаючи стабільність і надійність протягом тривалого часу експлуатації.

Традиційні об'єктиви: З часом страждають від неминучого механічного зношення (втома, ослаблення), що потребує періодичного обслуговування для збереження оптичних характеристик та запобігання передчасному виходу з ладу.

Витрати на виробництво:

Рідинні лінзи: Спрощують виробництво шляхом усунення процесів прецизійного оброблення та складної збірки. Використання економічних матеріалів, таких як оптичні рідини, додатково зменшує витрати, особливо під час масового виробництва.

Традиційні об'єктиви: Вимагають прецизійних технологій виготовлення та дорогих матеріалів (спеціальні оптичні скла/пластики). Їхній складний дизайн значно підвищує складність і вартість виробництва.

Оптична ефективність:

Рідинні лінзи: Дозволяють динамічно регулювати показники заломлення та дисперсійні характеристики оптичних рідин. Ця адаптивність забезпечує вищі оптичні властивості, у тому числі покращене пропускання світла та наднизьку дисперсію, що в кінцевому підсумку підвищує якість зображення.

Традиційні об'єктиви: Мають фіксовані оптичні властивості, визначені під час виробництва. Як тільки матеріали лінз і кривизни встановлено, їх дисперсійна поведінка та пропускна здатність світла залишаються незмінними.

Вище вказані всі відмінності між рідинними та звичайними лінзами. Чекаємо на вашу подобу.