液体变焦镜头无需复杂的机械变焦结构,具有体积小、响应快、成本低和集成度高等特点,大幅简化了光学成像系统的结构,有利于集成设备的小型化和轻量化。
液体变焦镜头无需复杂的机械部件,大大简化了光学成像系统结构,符合智能制造装备的发展趋势。
物性控制式液体镜头,通过电场调控液晶材料的分子取向,以及基于介电泳、电化学和电润湿原理的液滴操纵等方式实现变焦功能。该类变焦系统具有体积小、噪声小、响应快和成本低等特点。而机械驱动液体镜头是利用静电力、电磁力、腔体压力调节和环境参数来控制弹性薄膜曲率或填充介质的折射率,变焦系统受介质材料的导电率和介电常数等电特性参数的影响较小,并且结构简单,调焦范围大。随着先进医疗仪器、智慧安防设备及智能制造装备的快速发展,将对自适应液体变焦镜头提出更高的要求,促进液体变焦镜头在结构、制造和应用等方面快速优化升级。
(1)3D打印技术的应用。利用3D打印增材制造技术能够实现对腔体和流道等复杂结构的加工,进一步优化镜头结构,提高镜头的光学性能。
(2) 电子芯片的集成。将CMOS和微处理器等电子芯片与液体镜头相结合,使光学变焦系统朝着集成化、紧凑化和小型化方向发展,有效缩短了系统的响应时间,提高图像的采集、评价和处理能力。
(3) 智能传感的融合。通过在透镜腔体、弹性薄膜上布置柔性传感器对液体压力变化进行检测,有望实现对系统成像像差的实时反馈和补偿校正。
通过调研液体变焦技术的发展现状,综合考虑与实际需求结合的重大问题,未来建议在系统反馈、像差校正、变焦响应和透镜材料等方面加强研究,为液体变焦系统的商业化发展奠定理论和应用基础。同时,加快对介电凝胶微透镜与超薄平面“超透镜”等方向的研究,着力增强现代智能变焦技术的多样性和适用性。
新特光电的可调焦液态镜头采用液态聚合物基片,具有连续变焦功能。原理是基于光反馈通过电流改变聚焦镜形状(曲率),从而改变其焦距,支持2.5D和3D激光处理功能,是激光处理系统实现快速Z轴调光控制的最佳之选,典型应用是3D激光扫描加工/打标。