美研制新型液态照相机镜头 可每秒捕捉250个图像
时间:2017-12-07

  科学网 - 美国研制出的一种新型液体镜头可以每秒捕获250幅图像

  由水滴组成的新型相机镜头每秒捕捉250张图像

  据北京时间9月26日消息,据美国“科学日报”报道,目前,最近一位美国科学家研究了一种微型相机,其制造原理非常简单,这种图像捕捉技术是基于水滴,声音和水的表面张力。相机的重量更轻,更轻巧,可用于手机,汽车,机器人机器人和微型间谍飞机等相机。

  美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的研究人员设计并测试了这种自适应液晶相机镜头,该镜头每秒捕获250幅图像,与其他相机技术相比,所需能量更少。液体透镜由一对水滴组成,它们随着镜头焦距的变化而暴露于高频声波的前后振动中。使用图像软件在焦距范围内自动捕捉图像,并丢弃焦距以外的图像。研究人员可以从这个轻便,低成本,高保真度的微型相机中获得平滑,清晰的图像。

  伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)机械,航空和核工程研究部副主任埃米尔·赫沙(Emil Hersha)领导此项研究,他表示,该摄像机操作简单,需要的能量很少,几乎始终保持着重点,需要高电压或其他特殊的激活机制,这意味着这种新的相机镜头技术可以集成不同的设备,并在其他应用中使用。许多用于处理液体透镜的现有技术涉及与表面接触的液体的大小和外观,以使图像成为焦点。要做到这一点,需要时间和电力。 Hurshah说,新技术的关键特点是水滴保持稳定并不断与表面接触,因此相机需要很少的能量来驱动它。

  以下是它的工作原理:当两个液滴通过一个暴露于特定频率的圆柱形孔时,该装置使用惯性力和液滴的自然表面张力,使得液滴形成振荡器或类似于小摆动水滴以非常高的速度和类似弹簧的力量来回共振,研究人员可以通过将水滴暴露在不同的声波频率来控制振动的频率。

  当光线通过水滴时,设备变成一个微型摄像机镜头。当水通过圆柱孔来回落下时,屏幕会根据物体距镜头的距离进入或离开焦距范围。图像采集完成电子自动化,该软件可用于自动编辑任何未聚焦的图像,给操作者清晰的图像和聚焦的视频。胡沙表示,新型相机的最大优点是能够创造一种新型的液体镜头和小型扬声器的光学系统。但是,这样的技术以前还没有实现。

  水滴的大小是决定其振动速度的一个关键因素,而赫尔沙说,如果孔径足够小,液体容量好,他将能够创造一个镜头,每秒振动10万次,仍然能够捕捉图像高效地屏幕。他指出,手机制造商有望对这款新型摄像设备产生浓厚的兴趣。手机制造商一直在寻找新的方法来增强相机的功能,并试图用轻便,节能的相机系统超越竞争对手。

  与此同时,Hursha及其同事还设想出小型,轻重量的液体镜头相机,可以整合到新一代无人驾驶微型车辆中,用于国防和国土安全应用。

  美国“科学日报”报道原文(英文)

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