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、低倍率的總體，又能仔細(xì)觀察小視場、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或多個移動鏡頭組，各移動鏡頭組的移動同向等速，只需用簡單的機(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)簡單，容易制造；缺點(diǎn)是不能良好地補(bǔ)償像面移動，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，補(bǔ)償組做非線性運(yùn)動，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)動來保持像面不動。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)備對自動化、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)動機(jī)制的不同有以下幾種：機(jī)械-力驅(qū)動的柔性變焦鏡頭、流體壓力驅(qū)動的柔性變焦鏡頭、電磁驅(qū)動變焦鏡頭。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，其優(yōu)越性相對于傳統(tǒng)鏡頭都令人鼓舞。作為電動變焦聚焦鏡的行業(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。請告訴我們您的要求，我們樂于為您提供全面的解決方案。

• 設(shè)計(jì)緊湊

• 機(jī)構(gòu)簡潔

• 反應(yīng)快速

• 耗能少

• 制造公差低

我們的電動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)動的IC均可。我們提供分辨率達(dá)0.1mA的高精度USB驅(qū)動器，此驅(qū)動器包含集成I2C數(shù)顯溫度傳感器。