Jare gelede het die neem van hoë gehalte, in-fokus foto's duur hoë-end kameras met ewe duur en brose lense vereis. Maar dit was nie genoeg nie. Jy het ook die vaardighede en kundigheid nodig gehad om daardie lywige toerusting in fokus op jou onderwerp te bring. As jou onderwerp beweeg het, was jou fokus verwoes, en jy moes die hele toestel herfokus.

Namate kameras verbeter het en 'n toenemend teenwoordige deel van ons lewens geword het, het dit makliker geword om te gebruik en het outofokus die kamerawêreld oorgeneem. Maar jy word steeds beperk deur die vorm en brandpunt van jou lens. Professionele fotograwe dra steeds verskeie lense met verskillende brandpunte rond om beelde van nader of verder voorwerpe vas te vang. Selfone het veelvuldige stelle lense om dieselfde effek te bereik.

Maar wat as nuwe tegnologie dit moontlik kan maak om verskeie brandpunte en lensvorms van 'n enkele lens te kry? Wel, met vloeibare lense kan jy presies dit doen.

Meganiese lense vs vloeibare lense

Vloeibare lense is uniek deurdat daar geen meganiese dele binne is nie. In 'n meganiese lensopstelling word glaslense nader of verder van die kamerasensor geskuif om verskillende brandpunte te bereik. Dit sal die gesigsveld en die afstand wat die kamera vanaf die onderwerp blyk te wees drasties verander.

By korter brandpunte sal jy 'n baie wye gesigsveld kry en die beeld salvervanging van die meganiese lense waaraan ons oor die jare gewoond geraak het.

• Jy sal dalk ook hou van: META Augmented Reality Glasses: A Look into The Future

Finale Gedagtes

Vloeibare lense is die toekoms van beeldtegnologie. Met kameras wat 'n daaglikse deel van ons lewens word, het die vraag na verbeterings in die tegnologie wat gebruik word om dit te bou, gelei tot toenemend kleiner kameras met voortdurend groeiende vermoëns. Maar meganiese onderdele kan net so klein gemaak word, en om veelvuldige brandpunte vanaf 'n enkele lens te bereik, vereis te veel bewegende dele met tradisionele lenstegnologie.

Namate vloeibare lense meer algemeen word, sal maatskappye soos Varioptic aanhou werk om maak hulle kleiner en meer bekwaam. Binnekort sal jy waarskynlik 'n vloeibare lens in jou sak dra, binne 'n slimfoon. Die meeste mense besef dit dalk nie eers wanneer dit gebeur nie, maar wanneer die vermoëns van jou slimfoonkamera 'n skielike sprong vorentoe maak, sal jy weet dat die ouderdom van vloeibare lense aangebreek het.

In ander nuus, hier is 'n paar van die toerusting wat ons onlangs hersien het:

• Wat is ons gunsteling verkyker vir die geld?
• 'n Vergelyking van kompakte spotting scopes: watter een is die beste?

Wat so besonders aan vloeibare lense is, is dat hulle van vorm kan verander en hul brandpunte drasties kan verander sonder meganiese dele. Nog beter, dit kan binne enkele millisekondes gedoen word - so vinnig dat jy nie eers sal agterkom dat dit gebeur nie. In teorie beteken dit dat jy veelvuldige lense van verskillende brandpunte met 'n enkele vloeibare lens kan vervang.

Aangesien die vloeibare lens nie sy afstand relatief tot die beeldsensor hoef te verander om sy brandpunt te verander nie, kan dit ook wees baie kleiner gemaak as die lywige meganiese lense waaraan ons gewoond is. Maar presies hoe verander 'n vloeibare lens sy vorm en verander sy brandpunt?

Hoe werk vloeibare lense?

Hoe vloeibare lense werk

Die spoed waarteen 'n vloeibare lens sy vorm kan verander, lyk dalk na towerkrag, maar dit is eintlik baie wetenskaplik. As 'n druppel vloeistof op 'n hidrofobiese oppervlak geplaas word (iets wat vloeistowwe afstoot), dan sal die molekules in die vloeistof aan mekaar bind en 'n kraal vorm aangesien hulle deur die hidrofobiese aard van die oppervlak afgestoot word.

Wanneer 'n elektriese veld word toegepas opdaardie vloeistof en 'n ander geleidende materiaal soos aluminium wat aan die teenoorgestelde kant van die hidrofobiese versperring is, word die vloeistof elektrostaties aangetrek na die aluminium. Die molekules waaruit die vloeistof bestaan, sal uitsprei soos hulle probeer om die aluminium te bereik, wat daartoe lei dat die waterdruppel drasties van vorm verander. Hierdie proses word electrowetting genoem, en dit is die basis van vloeistoflenstegnologie.

Hoe sterker die elektriese veld wat toegepas word, hoe meer aangetrek word die vloeistof na die geleidende materiaal. Dit beteken die water sal verder uitsprei soos dit harder probeer om die geleidende materiaal oor die versperring te bereik. Deur die hoeveelhede elektrisiteit wat gebruik word te verander, kan die vloeistof gedwing word om baie vorms aan te neem. As daardie vloeistof as 'n lens gebruik word, dan het die verskillende vorms waarin dit verander elkeen 'n ander brandpuntslengte wat die beeld wat die sensor optel drasties kan verander.

Toepassing van Electrowetting op kameralense

Die konsep van elektrobenatting is eers in die laat 1800's bespreek. Dit is toe later in die middel en laat 1900's weer bestudeer, maar dit was eers in 1993 dat 'n isolerende laag (die hidrofobiese materiaal) tussen die geleidende metaal en die vloeistof geplaas is. Tegnies word dit elektrobenatting-op-dielektriese (EWOD) genoem, maar dit kan steeds na verwys word as elektrobenatting.

Die eerste persoon wat die isolerende laag byvoegwas Bruno Berge, en hy het die baanbreker in die gebruik van hierdie tegnologie in vloeibare lense. Nadat Berge hierdie tegnologie ontdek het, het Berge die maatskappy Varioptic in 2002 gestig en die eerste vloeibare lense vir kameras begin skep.

Vir 'n kameralens moes 'n paar veranderinge gemaak word met elektrobenatting wat lewensvatbaar sou wees om foto's te neem. Die vormveranderende vloeistof is in 'n ander vloeistof gesuspendeer wat dit sou afstoot, soortgelyk aan hoe olie en water mekaar afstoot. Die geleidende metaal is om die liggaam van die lens, met glas aan weerskante om die vloeistowwe in te hou. Die hidrofobiese isolator bedek die metaal sodat jy dieselfde reaksies as voorheen kan skep. Dit beteken dat die gesuspendeerde vloeistof nou aan alle kante afgestoot word deur die afweervloeistof en die hidrofobiese isolasielaag. Afgestoot aan alle kante, word die geleidende vloeistof gedwing om vorm te behou, wat selfs die effek van swaartekrag negeer. Met hierdie vooruitgang het die tegnologie in kameras bruikbaar geword.

Voordele van vloeibare lense

Noudat ons bespreek het hoe vloeibare lense werk, wonder jy dalk as hulle al die moeite werd is wat in die vorming van die tegnologie ingegaan het. Varioptiese vloeistoflense hou 'n hele paar voordele in bo die meganiese lense wat ons almal ken, so kom ons duik na sommige van daardie voordele.

Veelvuldige brandpuntslengtes in een lens

Ons het reeds aan brandpuntafstand geraak, en dit is een van die grootvoordele van vloeibare lense. Tradisioneel, as jy verskeie brandpunte van dieselfde lens wou hê, het jy 'n zoomlens nodig gehad wat die lens binne laat meganies beweeg. Dit het lywige en swaar lense tot gevolg gehad wat baie duur en broos is.

Vloeistoflense kan veelvuldige brandpuntlengtes verskaf sonder bewegende dele deur 'n klein hoeveelheid elektriese stroom in die lens in te voer. Dit beteken dat lense baie kleiner kan wees, maar steeds beelde bied met drasties verskillende gesigsvelde en zoomvlakke.

Verander fokus en brandpuntlengte in millisekondes

Terwyl dit wonderlik is om brandpunte te verander, wat is die meeste indrukwekkend oor hoe 'n vloeibare lens dit doen, is die ongelooflike spoed waarteen die verandering plaasvind. Met 'n zoomlens moet jy wag vir motors om die lens te beweeg of dit self beweeg deur 'n ring aan die buitekant van 'n lens te draai. Dit neem meer tyd. Maar met 'n vloeibare lens is die verandering byna onmiddellik, wat slegs 'n paar millisekondes benodig om 'n heeltemal ander beeld te kry. Dit laat ook 'n vloeibare lens toe om vinnig 'n duidelike fokus te kry op onderwerpe wat verskillende afstande weg is.

'n Vloeibare lens kan 'n gefokusde foto van 'n nabye onderwerp neem, en 'n breukdeel van 'n sekonde later kry 'n ewe veel goed gefokusde beeld van 'n verafgeleë onderwerp.

Geen meganiese dele om te beskadig nie

Varioptiese vloeistoflense het geen bewegende dele en geen meganiese dele nie. Dit beteken daar is baieminder binne wat beskadig kan word. Die resultaat is 'n robuuste lens wat nie meer so broos is soos die lense waaraan ons almal gewoond geraak het nie. As jy 'n duur hoë-end lens laat val, het jy waarskynlik onomkeerbare skade veroorsaak. Tradisionele lense het soveel dele wat uit plek geslaan kan word, en die geringste variasie kan die lens permanent verwoes aangesien die beeld nie meer behoorlik sal fokus nie. Maar met 'n vloeistoflens van Varioptic is daar geen bewegende of meganiese dele wat beskadig kan word nie. Dit lei tot skokbestande lense, so as hulle laat val, beteken dit nie die einde van hul bruikbare leeftyd nie.

Uitstekende lewensduur

Meganiese stelsels verslyt. Almal weet dit. As gevolg hiervan het meganiese lense 'n sekere verwagte lewensduur van hoeveel keer hulle kan fietsry. Vir 'n industriële gebruikskamera in 'n outomatiese fabriek wat miljoene kere siklusse, hou tradisionele lense net 'n paar weke voor dit begin verslyt. Vloeibare lense het 'n baie langer lewensduur omdat hulle geen meganiese dele het om sleg te raak nie. Dit beteken dat hulle honderde miljoene siklusse kan uitvoer sonder om beskadig te word of te begin afbreek.

Veel kleiner as tradisionele lense

Om veelvuldige fokuspunte in 'n enkele lens te kry, het zoemlense om tot 'n onheilspellende grootte te groei. Hulle steek ver voor die kamera uit en dra 'n aansienlike hoeveelheid gewig by. Al hierdie kamer is nodig sodatdie glas binne kan nader aan en ver van die sensor geskuif word om die brandpuntsafstand te verander. Maar aangesien 'n vloeibare lens brandpuntslengtes kan verander sonder enige bewegende dele, kan die totale lensgrootte 'n fraksie wees van die groot lense wat die mark op die oomblik oorheers.

Verbeterde beeldstabilisasie

Professioneel Fotograwe dra dikwels omslagtige driepote rond om hul kameras bestendig te hou en die skud van mensehande te ontken. Maak nie saak hoe stabiel jy is nie, 'n kamera sal die klein bewegings van jou hande opvang. Dit kan veroorsaak dat beelde ongefokus en vaag lyk, selfs al was die fokus dood. Maar vloeibare lense kan hierdie beweging balanseer en stabiele beelde verskaf ten spyte van menslike foute. Dit kan 'n nuwe wêreld van handfotografie inlui waar driepote verouderd raak.

Nabyfokusvermoë

Tradisionele lense is beperk in hoe naby hulle aan 'n onderwerp kan wees en steeds in fokus bly. Maar vloeibare lense kan op uiters nabye afstande fokus. Dit maak hulle baie nuttig vir die mediese veld waar kameras binne-in die liggaam geplaas kan word en daar nie veel ruimte is vir die lens om fokusafstand te hê nie.

Energiedoeltreffend

Vloeistoflense gebruik slegs 'n klein bietjie elektrisiteit om hul vorm en brandpunt te verander. Meganiese lense gebruik baie keer meer krag om aanpassings te maak, veral as dit beheer word deur 'nmotor.

Waar word vloeibare lense nou gebruik?

As gevolg van hul ongelooflike vinnige fokustyd en hul vermoë om honderde miljoene siklusse te oorleef, was vloeibare lense eerste ingestel vir industriële toepassings. Outomatiese vervaardigingstoerusting moet vinnig op items van verskillende groottes fokus en dit miljoene kere elke week doen. Hierdie vloeibare lense kan baie jare van hierdie konstante fietsry oorleef, terwyl tradisionele meganiese lense tipies in net 'n paar maande of selfs weke misluk het. Dit spaar vervaardigers tyd en geld deur die behoefte om mislukte lense te vervang uit te skakel.

Strepiekodeskandeerders gebruik al 'n geruime tyd vloeibare lense. Hulle moet vinnig op strepieskodes van verskillende afstande fokus. Vloeibare lense maak dit maklik, aangesien hulle byna onmiddellik op enige afstand vanaf die teiken kan herfokus.

Danksy hul nabyfokusvermoë en lae kragverbruik het vloeibare lense hul weg na die mediese veld gemaak. Laparoskopiese kameras gebruik vloeibare lense wat op baie naby-onderwerpe kan fokus. Hulle benodig onmiddellike fokus binne die liggaam sodat dokters en chirurge duidelik kan sien wat aangaan, en die toleransies is baie streng. Driedimensionele mikroskope het ook begin om hierdie tegnologie te integreer vir 'n uitstekende fokus op onderwerpe van verskillende groottes.

Vloeistoflense word ook met lasers gebruik, aangesien hulle diestraal in baie rigtings sonder enige beweging. Dit hou die laser stabiel, maar laat die gebruiker toe om dit te rig waar hulle nodig het.

Toekomstige toepassings vir vloeibare lenstegnologie

Vloeistoflense is besig om hul weg na verbruikerskameras te maak, maar dit is 'n redelik onlangse ontwikkeling. Die tegnologie is egter aanvanklik in 2002 deur Varioptic uitgevind. Selfs so ver terug as 2005 het Samsung saam met Varioptic gewerk om die tegnologie in slimfoonkameras bekend te stel.

Slimfone is 'n perfekte platform vir hierdie tegnologie aangesien hulle so beperkte spasie het. Deesdae implementeer hierdie fone meer en meer aparte lense om gebruikers van kragtige kameras te voorsien. Maar daardie lense neem baie spasie binne die foon op, en ons het steeds nie goeie optiese zoemtegnologie wat in hierdie toestelle kan pas nie. Maar vloeibare lense, soos dié wat Varioptic maak, kan ongelooflike zoomvermoëns bied in 'n pakket wat klein genoeg is om binne ons moderne slimfone te pas.

Varioptic het tot op hede meer as 2 miljoen vloeibare lense verkoop. Met soveel van hulle op die mark, word die tegnologie in meer verbruikersgerigte vorms beskikbaar. Trouens, sommige USB-kameras word selfs nou met 'n vloeistoflens gemaak, wat die tegnologie vir die eerste keer in ons huise bring. Maar dit is net die begin. Soos die tegnologie aanhou verbeter en uitbrei, sal ons dit waarskynlik selfs in gewone kameras begin gebruik