淺談液體變焦鏡頭的結(jié)構(gòu)及發(fā)展
現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜,對(duì)光學(xué)部件的要求也就越來越高。不僅如此,現(xiàn)代精密光機(jī)電設(shè)備對(duì)變焦透鏡的精密性和成像質(zhì)量的要求越來越高,要實(shí)現(xiàn)這樣的要求,傳統(tǒng)光學(xué)變焦透鏡的結(jié)構(gòu)必將變得越來越復(fù)雜。
很多光學(xué)儀器都要求光學(xué)系統(tǒng)的放大倍率能夠變化,使其同一儀器既能看到大視場(chǎng)、低倍率的總體,又能仔細(xì)觀察小視場(chǎng)、高倍率的局部,更換鏡頭是一種常用的方法,例如顯微物鏡等,然而這種更換物鏡斷續(xù)變焦的方法使其成像大小突然變化。為使成像大小連續(xù)變化,變焦鏡頭應(yīng)運(yùn)而生。近年來,變焦鏡頭技術(shù)迅速發(fā)展,無論是在成像質(zhì)量方面還是在變倍比范圍、外形尺寸、視場(chǎng)范圍等方面都獲得了很大的突破,使變焦鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,從攝像儀器到照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)器視覺,再到拍照手機(jī),其在我們的日常生活、藝術(shù)和工作中發(fā)揮著重要作用。
變焦鏡頭的工作原理
變焦鏡頭的工作原理即通過焦距在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化而像面保持穩(wěn)定且在變焦過程中像質(zhì)保持良好,在現(xiàn)代的技術(shù)條件下,很難實(shí)現(xiàn)單個(gè)鏡頭的焦距按一定規(guī)律變化,只能令變焦鏡頭系統(tǒng)中的某些間隔的變化,達(dá)到整個(gè)變焦鏡頭的總焦距的變化。根據(jù)變焦補(bǔ)償方式的不同,變焦鏡頭可以分為機(jī)械補(bǔ)償法變焦鏡頭和光學(xué)補(bǔ)償法變焦鏡頭。
1 光學(xué)補(bǔ)償法
采用幾組鏡頭作為兩個(gè)或多個(gè)移動(dòng)鏡頭組,各移動(dòng)鏡頭組的移動(dòng)同向等速,只需用簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)把各鏡頭組連在一起即可。但由于光學(xué)補(bǔ)償法變焦鏡頭各鏡頭組必須移動(dòng)到某些特定的位置,才能得到穩(wěn)定清晰的像面,其焦距不能連續(xù)變化,而是幾個(gè)離散值,因而在使用中受到諸多限制。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易制造;缺點(diǎn)是不能良好地補(bǔ)償像面移動(dòng),一般不采用這種結(jié)構(gòu)。
2機(jī)械補(bǔ)償法
變焦組由變倍組和補(bǔ)償組兩部分組成,變倍組做線性運(yùn)動(dòng),補(bǔ)償組做非線性運(yùn)動(dòng),通過凸輪、非線性螺紋等機(jī)構(gòu)使補(bǔ)償組做非線性運(yùn)動(dòng)來保持像面不動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)最佳像面補(bǔ)償,缺點(diǎn)是需要加入凸輪,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難,但在機(jī)械加工精度不斷提高的今天,完全可以保證凸輪的準(zhǔn)確性以使像面穩(wěn)定,因而機(jī)械補(bǔ)償法正成為變焦鏡頭中最基本的類型。機(jī)械補(bǔ)償又可細(xì)分為正組補(bǔ)償、負(fù)組補(bǔ)償和雙組聯(lián)動(dòng)三種形式。
3 柔性變焦鏡頭
由于光學(xué)補(bǔ)償和機(jī)械補(bǔ)償兩種傳統(tǒng)光學(xué)變焦成像系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積笨重、機(jī)械磨損嚴(yán)重、加工難度大等缺點(diǎn),已無法滿足智能化光學(xué)設(shè)備對(duì)自動(dòng)化、智能化、微型化光學(xué)變焦系統(tǒng)的要求。近年來,柔性變焦鏡頭已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,柔性變焦鏡頭通常由透明彈性薄膜和透明流體介質(zhì)等組成,無需機(jī)械移動(dòng)即能實(shí)現(xiàn)焦距的調(diào)節(jié),具有結(jié)構(gòu)緊湊、控制靈活、制造成本低、無機(jī)械磨損、易于集成等諸多優(yōu)點(diǎn),可望克服傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)所面臨的困難。
柔性變焦鏡頭按照驅(qū)動(dòng)機(jī)制的不同有以下幾種:機(jī)械-力驅(qū)動(dòng)的柔性變焦鏡頭、流體壓力驅(qū)動(dòng)的柔性變焦鏡頭、電磁驅(qū)動(dòng)變焦鏡頭。由于柔性變焦鏡頭具有控制靈活、制造成本低、無機(jī)械磨損、易于集成等諸多優(yōu)點(diǎn),有可能全面覆蓋傳統(tǒng)光學(xué)鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域,將是以后光學(xué)發(fā)展的重要熱點(diǎn)方向之一。
新特光電所代理的電動(dòng)變焦聚焦鏡的原理是基于光反饋通過電流改變聚焦鏡形狀(曲率),從而改變其焦距。而這一過程能在數(shù)微秒內(nèi)完成。其獨(dú)特的機(jī)理可以使系統(tǒng)省去一系列復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),變得更加迅捷和緊湊。變焦聚焦鏡,無論是機(jī)械或電動(dòng),其優(yōu)越性相對(duì)于傳統(tǒng)鏡頭都令人鼓舞。作為電動(dòng)變焦聚焦鏡的行業(yè)翹楚,我們可以根據(jù)您的要求定制,包括尺寸,可調(diào)焦距范圍和速度。請(qǐng)告訴我們您的要求,我們樂于為您提供全面的解決方案。
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設(shè)計(jì)緊湊
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機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)潔
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反應(yīng)快速
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耗能少
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制造公差低
我們的電動(dòng)變焦聚焦鏡由電流控制,控制電流可選范圍寬,從實(shí)驗(yàn)室常規(guī)電源到音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的IC均可。我們提供分辨率達(dá)0.1mA的高精度USB驅(qū)動(dòng)器,此驅(qū)動(dòng)器包含集成I2C數(shù)顯溫度傳感器。