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液态镜头介绍

液态镜头介绍

以下是成像资源指南第 8.1 部分

液态镜头可以通过电子方式调节焦距而不需要任何机械操作,这样成像系统就可以克服景深 (DOF) 限制。这非常适合不同物体高度和工作距离的应用。对于这种应用,传统解决方案是采用电动变焦镜头,或重新将物体置于焦距内。另外一种增大传统镜头景深的方法是减小成像镜头光圈尺寸,从而增大 f/#。但这也会导致分辨率和成像系统进光量下降,从而降低采集速度和图像质量。成像系统安装液态镜头之后,无论物体和相机的距离有多远,都可以进行电子变焦,而不影响速度和成像质量。

就像利用玻璃制成的传统光学镜头一样,液态镜头也属于单体光学元件,但其材质是可以改变形状的光学液态材料。玻璃镜头焦距取决于其材质和曲率半径。液态镜头也遵从相同的基本原理,但其独特之处在于可以改变曲率半径,从而改变焦距。这种半径变化采用电控方式,能够实现毫秒级的变化。生产厂家利用从电润湿到形变聚合物再到声光调节等各种技术,控制液态镜头曲率半径和折射率。

大多数成像镜头都是多元件镜头,单光学镜头的成像性能难以满足需要。因此只使用液态镜头是不明智的。但在多元件设计中结合使用液态镜头和成像镜头,就可以发挥液态镜头的速度和灵活性优势。液态镜头能够以毫秒级的反应时间在近距离或光学无穷远对焦,这对于条码读取、包装分类、安保和快速自动化等需要在多个位置进行对焦的应用来说是一种理想选择,这些被检测物体要么尺寸不同,要么与镜头之间的距离不同。在需要快速对焦的各种应用中,可以利用液态镜头提高成像系统灵活性。

图 1: 可以利用镜头生产厂家的公式计算镜头焦距。从这个公式中可以发现,焦距与折射率 (n) 和曲率半径 (R) 有关。焦距可以通过增加高折射率玻璃的使用来进行缩短——见上图。或者通过改变曲率半径 (R) 的方法进行缩短——见下图。液态镜头通过电子方式控制其性能。

结合使用可变焦距液态镜头和固定焦距成像镜头

TECHSPEC® Cx 镜头为固定焦距成像镜头,采用独特的三件式模块化设计。前后镜头元件分开安装,这样可以方便接触镜头中心孔径光阑。这种设计可以使用户轻松在 Cx 镜头中心装入可变焦距液态镜头。Available in various focal lengths, TECHSPEC® Cx 系列镜头有各种不同焦距,在对液态镜头的自动对焦工作距离进行电子调整之后,能产生多元件成像设备级别的图像质量性能。下面的分步演示图说明如何在 Cx 镜头中安装可变焦距液态镜头。关于 Cx 镜头的更多信息,请参见 具体产品页面.

 

可变焦液态镜头
型号: Arctic 25H0 Arctic 39N0
有效孔径(mm): 2.5 3.9
对焦范围 (屈光度): -5 to +13 -5 to +15
直径 (mm): 9.4 15.2
厚度 (mm): 3.5 5.2
液态镜头产品编码/价格 #34-282 $95 #34-283 $125
开发套装* 产品编码/价格 #34-284 $795 #34-285 $795
*开发包内含1个液态镜头、电子驱动、线缆以及软件。

步骤 1:选择Cx镜头的焦距和兼容的变焦液态镜头和液态镜头支架。或者,只需选择适当的Cx镜头套件,包括Cx镜头及其兼容的变焦液态镜头和液态镜头支架。

步骤 2: 将变焦液态镜头安装到液态镜头支架中。接下来,将两个产品组装到Cx镜头中间. 完整的说明可参考在官网下载的PDF手册.

步骤 3, 选项 1: 将液态镜头连接至PixeLink USB 3.0 自动对焦相机。本相机提供无缝集成,随附驱动器和自动对焦软件。

步骤 3, 选项 2: 与标准C接口相机配合使用。不包括驱动器,而且必须单独购买独立的液态镜头驱动器(包括在液态镜头开发套件中)。

结合使用 Optotune 可调焦距液态镜头和固定焦距成像镜头

Optotune 可调焦距液态镜头采用 C 接口外壳。可以使用恰当的螺纹适配器,将 Optotune 可调焦距液态镜头轻松安装在 TECHSPEC® C 系列或 Ci 系列固定焦距成像镜头前方。在现有固定焦距镜头上加装液态镜头对需要大景深的应用非常有用。液态镜头能够在成像镜头的整个对焦范围内进行电子对焦。下面的分步说明表显示了不同传感器尺寸所需的恰当成像镜头、适配器和液态镜头组合。由于液态镜头放在固定焦距镜头前方,所以它可能会变成极限孔径,此时应考虑光晕现象。如欲详细了解光晕现象,请参见传感器的相对照明、衰减与光晕

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