研究人員開發新液體透鏡利用電壓變化來調整其焦距
中國合肥工業大學的研究人員開發了一種新型的自適應液體透鏡,當施加電壓時可改變其焦距。這種鏡頭使用一種新的電反應液體製成,體積小、重量輕,可以很容易地製造出來,用於智能手機和其他相機。
現有的鏡頭是固體的,雖然它們工作良好,但它們的焦距範圍有限。這就是現代智能手機最近都裝上了兩個、三個、四個或更多鏡頭的原因,專門用於微距、廣角或長焦拍攝。
但液體透鏡更加靈活,使其能夠在所有這些焦距之間輕鬆轉換。液態鏡頭本身並不是新提出的–科技公司至少從2004年起就一直承諾它們會出現在消費電子產品中–但第一個液態鏡頭去年才進入市場,出現在小米的Mi Mix手機中。
由合肥工業大學的研究人員開發的新型液體透鏡,其設計比現有技術更簡單。關鍵成分是一種被稱為己二酸二丁酯(DBA)的液體,它有一個電負性的分子結構。這意味著,當直流電加到它身上時,它的形狀會發生變化。
該透鏡是通過在一個環形電極上填充這種DBA液體而產生的。由於電極上塗有一層防水層,液體的表面形成一個圓頂形狀。當對其施加電壓時,DBA分子聚集在管子的一端,改變了圓頂,並因此改變了鏡頭的焦距。當電場被移除時,液體恢復到其原始形狀。
在測試中,當電壓從0增加到100V時,液體透鏡能夠將其焦距從7.5 mm改變到13.1mm 。其分辨率幾乎為每毫米29行,並且它能夠讓大約95%的可見光通過。液體透鏡在20至100℃的溫度範圍內也表現良好。
該團隊表示,與現有的液體透鏡相比,新的液體透鏡具有更簡單的結構和更好的穩定性。有些需要在電極和液體之間有絕緣層,而其他(如小米)的液態鏡頭則使用微小的馬達來操縱其形狀。沒有這些,DBA液體透鏡應該更容易集成到智能手機、相機、內窺鏡和其他鏡頭中。
這項研究發表在《Optics Letters》雜誌上。