如何看待小米預熱MIX新機搭載液態鏡頭,什么是液態鏡頭,原理如何實現?-其次

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首先,我們先明確一下為何要發展液態鏡頭。其次,我們來說說液體變焦鏡頭的分類再次,再來說一下基于電潤濕原理的雙液體透鏡的變焦原理最后,再來說一下目前商用液體變焦鏡頭的分類。參考文獻:

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首先,我們先明確一下為何要發展液態鏡頭。

因為,行動電話鏡頭的自動對焦和數位相機的自動對焦不同,它不能對光學器件進行調整。

而目前行動電話鏡頭的對焦方式主要分為激光對焦、相位對焦和反差對焦三種,且存在能耗高、結構復雜、壽命相對較低的缺點。

而通過在光學透鏡組中,加入一組液體透鏡可以有效避免這些缺點。液體變焦技術作為一種新型的變焦方式,通過改變液體透鏡的形狀或折射率來實現焦距的調節。

液體變焦鏡頭無需復雜的機械變焦結構,具有體積小、響應快、成本低和集成度高等特點,大幅簡化了光學成像系統的結構,有利于集成設備的小型化和輕量化。

其次,我們來說說液體變焦鏡頭的分類

按照液體變焦驅動機制的不同,液體變焦鏡頭分為物性控制式和機械驅動式,如下圖1所示。

其中,物性控制式變焦鏡頭包括基于液晶材料、電化學活化、介電泳技術和電潤濕技術的液體鏡頭。機械驅動式變焦鏡頭包括基于靜電力驅動、電磁力驅動、壓力調節和環境響應液體變焦鏡頭。

而目前來說,目前基于電潤濕原理的雙液體透鏡是當前液體透鏡發展的主流方向

再次,再來說一下基于電潤濕原理的雙液體透鏡的變焦原理

先說明一下電潤濕技術的基本原理。

電潤濕(electrowettongondielectric,EWOD)技術是目前廣泛運用于液體鏡頭制造的一種技術。通過在電極和導電液體之間施加電壓,改變導電液體和絕緣層之間的表面張力,從而使得兩者之間的接觸角改變,其原理如圖2所示。

而雙液體透鏡,用的是兩種不相融的液體結合在一起形成彎月形透鏡。

一種液體為電解液,如水溶液;另一種液體是絕緣溶液,如非極性油。

電壓被施加在水溶液與金屬電極之間,當外界施加電壓時,沿容器周圍的水溶液液面上升,油填充中間部分水溶液空出的空間,從而使兩種液體之間的彎弧形產生變化,最終達到改變透鏡焦距及實現自動變焦的目的。原理如圖3所示:

而基于電潤濕液體的透鏡自動變焦有如下特點:

  1. 沒有機械結構,體積可以控制在很小的范圍內;
  2. 功率<1mW;
  3. 透鏡的凸面或凹面是由液?液交界面形成的,因此能自發形成表面質量很高的透鏡;
  4. 驅動電壓較高,一般需要≥30V。

此處有一個疑問就是:行動電話上一般很難提供30V以上的電壓,如果小米采用的是雙液體透鏡的話,不知道小米是如何解決驅動電壓的問題的。

最后,再來說一下目前商用液體變焦鏡頭的分類。

目前,商用的液體變焦鏡頭可分為漸變折射率鏡頭和變曲率鏡頭兩種,分別通過控制液晶材料的排列晶向和液體界面曲率調節焦距。

美國LENSVECTOR公司生產的LV-S3系列漸變折射率透鏡,利用動態可調的電場改變液晶分子取向以調節鏡頭的折射率。

法國VARIOPTIC公司研制的Arctic316型電潤濕變焦鏡頭和美國HOLOCHIP公司生產的APL1050型變曲率液體透鏡,則分別是通過改變電壓、或者填充液體壓力的方式完成焦距的調節。

在了解了主流的商用液體變焦鏡頭以后,如果能知道液態鏡頭的供應商,我們也能反推出小米液態透鏡的原理。

坐等小米后續更新,繼續保持期待。

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以上,我是,我們都有美好的未來。

參考文獻:
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  • [3]黃翔,林四英,谷丹丹,卜振翔,易偉勁,謝培欽,王凌云.液體變焦鏡頭的研究進展[J].大陸光學,2019,12(06):1179-1194.
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