2023-02-16 09:18:24, 韵翔光电 江阴韵翔光电技术有限公司
液态镜头可快速调节焦距,以适应位于不同工作距离的物体。液态镜头是含有光学级液体的小型元件。在施加电流或电压时,液体会改变镜片的形状。这一变化在几毫秒内发生,会导致镜头的光学功率发生变化,从而改变焦距和工作距离。许多制造商设计了液态镜头,它们的操作过程略有不同:电润湿,电流驱动的聚合物或声音压电。对于需要快速对焦、高生产量和适应景深与工作距离的应用而言,将液态镜头集成到成像系统中是理想的解决方案。
图1:在高速机器视觉应用中使用的液态镜头设置
液态镜头具有非常快的响应时间,可通过电压或电流进行电调谐,并在数毫秒内响应。固定焦距和变焦镜头通常依靠机械或手动调节来改变焦点,这会减慢成像系统的速度。
液态镜头可以在整个成像系统的各个位置实现,也可以嵌入到成像镜头的前部或后部或穿入其中。
液态镜头消除了机械原理,从而可以实现紧凑的设计。另外,液态镜头在功能上可与组件中的许多单个镜头相媲美。通过取下这些镜头并用一个小的液态元件代替它们,可以减小整个镜头的整体尺寸和重量。
液态镜头受其较小的光圈尺寸限制-最大的直径约为16毫米。小孔限制了液态镜头,并且只有在将镜头改装到现有机器视觉镜头的正面时,才允许与最大约1 / 1.8英寸的传感器一起使用。嵌入系统内部的液态镜头不会减少传感器的覆盖范围。
液态镜头设计为可在很宽的光焦度(焦距)范围内高速运行。通过消除固定焦距和变焦镜头中通常存在的运动部件和机械调整,聚焦过程变得更快。
取决于可用的设备和应用,液态镜头可能难以集成。液态镜头可与许多附件一起使用,例如滤镜和光圈,这是许多高速应用所必需的,例如距离传感器或控制器。
液态镜头消耗很少的能量。典型的机械镜头可承受约100,000个循环,而液态镜头可承受约50,000,000个循环(Berge,2013年)。
液态镜头的适应性,速度和多功能性使其成为各种机器视觉,生命科学以及测量和检查应用的理想选择。由于其传统的机械布局,标准的机器视觉镜头难以在需要快速重新聚焦的高速或精确应用中捕获清晰,准确的图像。
大批量装配线需要快速,准确和精确的生产量。当需要在多个距离上聚焦时,将液态镜头集成到检查系统中是一种最佳,紧凑且经济的解决方案。液态镜头是条形码检查,包装分拣,质量控制和快速自动化的理想解决方案(参见图2)。
在标准检查系统中,不同高度的物体在快速移动的传送带上经过时会成像。标准成像镜头需要对每个对象进行机械重新聚焦,从而导致延迟,从而限制高通量。无需机械平移的液态镜头通过在几毫秒内重新聚焦到不同的高度,克服了这些速度和景深限制。
图2:此动画说明了将液态镜头安装到机器视觉成像系统中进行检查的优点
液态镜头改善并简化了显微镜成像应用中的焦点堆叠(“ z堆叠”)过程。由于景深有限,在使用高放大倍率物镜成像时,通常需要进行焦点堆叠。液态镜头可以快速而精确地聚焦到各种物平面,从而加快了聚焦堆叠的过程。液态镜头可以很容易地集成到套管透镜中或显微镜内的无限空间中。
液态镜头通常用于眼科,在眼科中,屈光控制和景深调节至关重要。标准的眼科设备包含用于调节人眼的多个玻璃镜片。这些透镜可以用单个液态镜头代替,从而加快了成像或诊断过程,并减小了眼科设备(如OCT和phoropter)的总体尺寸。
通过将液态镜头添加到无人机(UAV)成像系统,可以在各种高度上快速保持图像清晰度。液态镜头在农业检查和监控,地理信息系统以及监控应用中特别有利。
与距离传感器和相机配对时,液态镜头可以快速成像3D对象的不同平面。然后将这些图像在软件中缝合在一起,以创建准确的三维渲染。
图3:可变焦液态镜头技术
可变焦液态镜头使用称为电润湿的过程进行聚焦,该过程是施加电场来控制液体的润湿特性,从而控制其形状和曲率。液态镜头元件包含两种不混溶的液体:非导电油和被界面分开的水溶液。在两种液体之间的界面上施加电压会在数十毫秒内更改镜头的曲率,从而改变镜头的焦距。施加更多的电压会增加液态镜头的总体曲率和光焦度。
一旦达到热平衡,可变焦距液态镜头的电容特性可使其在高温环境中稳定运行。此外,镜头内的两种液体具有相同的密度,从而使系统对振动和冲击不敏感。
可变焦液态镜头可能难以使用,因为它们的小尺寸使其难以与现有物镜一起使用。它们更适合完全集成到光学设计中,因为它们的尺寸较小。
图4:Optotune电动可调焦镜头
Optotune电动可调焦镜头由一个充满液体的光学容器组成,该容器用聚合物膜密封。电流驱动的致动器在膜片上施加压力,从而导致透镜的曲率(从而改变光焦度)发生变化。
由于其电流依赖性,电动可调焦镜头的工作电压较低,聚焦时间可在数毫秒之内。这些镜头不会改变偏振,具有较高的激光损伤阈值,并且会引入最小的像差。
下表比较了EdmundOptics®提供的两种液态镜头技术。这些产品提供类似的技术,具有各种优势,并且技术规格非常适合广泛的应用。
*上表中的规格参考的是整个产品系列的总范围,而不是单个产品。
04-30
致敬每一位辛勤的劳动者04-30
实践校企联合 | 院士团队师生到访兰友科技04-30
职业健康,与您同行 | 英盛生物助力《职业病防治法》宣传周04-29
欢迎来到聚合物的神奇世界04-29 Nouryon诺力昂
五一劳动节 | 致敬每一位追光人(内含互动游戏,点击参与)04-29 光电行业都会关注
“劳”有所获 “动”有所乐 | 卓立汉光五一放假通知请查收04-29
如何站在“小巨人”的肩膀上做好质谱产品?——ACCSI2024访衡昇质谱(北京)仪器有限公司总经理祝敏捷04-29
探索国产自主创新 | 国科大杭州高等研究院师生一行到访谱育科技参观学习04-29 点击关注→
热点应用丨“小”花粉“大”奥秘—RMS1000带你解密花粉热(下)04-28 天美
仪器推荐丨一体化全自动显微共聚焦拉曼光谱仪 RM504-28
仪器推荐丨科研级模块化显微共聚焦拉曼光谱仪RMS100004-28
HyperQuant与您一起破解呕吐毒素之谜04-28
用户速递 | 酸碱度对混合SOA 代理物-无机气溶胶液滴液-液相分离的影响04-28 光电行业都会关注
“元素分析自动化创新的一大步”---ACCSI 2024衡昇质谱展示革命性创新产品04-28 衡昇质谱
In China, For Global|微纯生物科技参加LAB-Indonesia 202404-28
中关村论坛之高端仪器创新,天隆智造再获殊荣04-28
天隆产品说丨天隆方案为动物健康保驾护航04-27
世界兽医日 | 与他们共同守护动物健康04-27
政策响应丨奥谱天成显微拉曼光谱仪重磅来袭!所有ATR8300用户免费升级04-26