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干货 | 以“水”为镜——液态镜头的原理及应用

时间：2020-11-25

　　2000年以前，天文望远镜的造价都高达数千万美元。2000年后，只用100多万美元。成本降低的关键是首次采用了液体镜头，而不是传统采用的磨光金属、坚硬的玻璃和大型的镜面。
　　时至今日，液态镜头应用越来越广泛。
何谓，液态镜头？
　　我们知道，镜面的理想曲线是一条抛物线，不同曲率的抛物线其焦距不一样。传统的变焦镜头是通过调整两个固定焦距的镜头之间的距离来实现变焦。而液态镜头目前随着技术变化，也分好几种。如：反射式液体镜头——旋转水银，得到一个理想的抛物面；自适应性液态照相机镜头——由一对水滴组成,它们暴露于高频声波下往返振动,随之改变透镜的焦距；介电式液态镜头——使用液体聚焦光线，通过不同的电压改变液体的形状从而控制成像。有使用一种液体的，也有使用发射率不同的完全不能融合的两种液体的。（还有的使用液态硅等等，就不一一列举）
　　本文介绍应用较多的：介电式液态镜头。其原理如下
　　不管是一种液体还是两种液体的介电式液体镜头，根据相关测试，每次的变焦过程所消耗的能量仅为0.1 微焦耳(mJ)，而变焦所用的时间从最极端的凸面到凹面也仅需几毫秒。
液态镜头的优点：
1、耗电量比相机更低
2、体积更加小巧，有利于减小照相机体积
3、无活动部件，静音，无需马达
4、对焦速度更加迅速
5、以水为镜保证画质
6、体积更小适用范围更广
7、更加环保
8、提供比标准固定焦距镜头范国更大的聚焦距离
液态镜头的应用：
简单来说，当我们需要一会看远一会看近，镜头就必须得像眼睛一样，能自动变焦来适应。
如，读取不同尺寸箱子上的条码或读取因随传送带移动而导致其与固定式读码器之间的焦距变化的工件。特别碰到快速且多次变焦的情况，液态镜头的自动变焦能力相对机械变焦来说不是高一星半点。
除此之外，焦距差的情况均可使用，如激光行业：
目前液态镜头各种液态材质在不断尝试，各种行业也在不断尝新，如手机、相机、工业相机、天文望远镜等等。液态镜头的技术将不断提升，应用范围将越来越广，期待尝新的你。