فناوری لنز مایع، راز پشت فوکوس 0.1 ثانیه ای گوشی های هوشمند

در زمینه عکاسی از گوشی های هوشمند، سرعت فوکوس همیشه یکی از شاخص های اصلی تجربه کاربر بوده است. لنزهای نوری سنتی برای دستیابی به فوکوس بر عناصر حرکت مکانیکی لنز تکیه می‌کنند و سرعت پاسخ آنها اغلب توسط اینرسی حرکت فیزیکی محدود می‌شود. ظهور فناوری لنز مایع این کلبه را کاملاً شکسته است. با ترکیب اصول بیونیک و مواد نوآورانه، لنزهای مایع سرعت فوکوس را تا سطح میلی ثانیه بهبود داده اند و پیشرفت های انقلابی را در تصویربرداری موبایل به ارمغان آورده اند.

هسته لنزهای مایع در تغییر شکل فیزیکی مایع دستیابی به تنظیم فاصله کانونی نهفته است. اصل آن شبیه عدسی چشم انسان است: وقتی عضله مژگانی منقبض می شود، عدسی از طریق تغییر شکل انحنای خود را تغییر می دهد تا کامل شود. لنزهای مایع از اثر مرطوب شدن الکتریکی یا فناوری مبتنی بر فشار استفاده می‌کنند، دو مایع غیرقابل امتزاج (مانند آب و روغن) را در یک میکروکانتینر محصور می‌کنند و کشش سطحی رابط مایع را با اعمال یک ولتاژ تغییر می‌دهند و باعث می‌شوند قطرات مایع یک سطح منحنی پویا را تشکیل دهند. این تنظیم غیر مکانیکی فرآیند تمرکز را از محدودیت های فیزیکی موتورهای سیم پیچ صوتی سنتی رها می کند. به عنوان مثال از Xiaomi MIX FOLD، ماژول لنز مایع آن تغییر لنز مایع را از طریق ولتاژ کنترل می کند و می تواند فوکوس مداوم از تله فوتو به ماکرو را در عرض 10 میکروثانیه کامل کند. این "پاسخ در سطح میلی ثانیه" تنها به میزان قابل توجهی میزان موفقیت در گرفتن اشیاء پویا را بهبود می بخشد، اما همچنین به قابلیت عکاسی فوق العاده ماکرو که تعادل لنزهای سنتی دشوار است، دست می یابد و محدودیت فوکوس نزدیک عکاسی را به سطح سانتی متر می رساند.

فوکوس فوق سریع، بدون تاخیر در عکسبرداری: فوکوس مکانیکی سنتی بر روی حرکت گروه های لنز، با زمان پاسخ معمولی حدود 200-300 میلی ثانیه. سرعت تغییر شکل مایع لنز مایع تنها با حرکت مولکولی محدود می شود و سرعت فوکوس می تواند در عرض 0.1 ثانیه برسد. این پیشرفت به ویژه در محیط های کم نور بسیار مهم است - وقتی نور وجود دارد، لنز مایع نیازی به تکیه بر کمک فوکوس لیزری ندارد و می تواند با تنظیم سریع انحنای فوکوس را به دقت قفل کند، و از تصاویر تار ناشی از جستجوی مکرر فناوری سنتی جلوگیری کند.

بهینه سازی فضا، نازک و سبک با عملکرد: طراحی لنز مایع بدون ساختار مکانیکی باعث صرفه جویی در فضای داخلی گرانبها برای تلفن های همراه می شود به عنوان مثال، ماژول لنز مایع اولیه سامسونگ تنها ضخامت را 2 میلی متر افزایش داد تا به پوشش کامل فاصله کانونی از 5 سانتی متر تا بی نهایت برسد. این ویژگی توسعه کوچک‌سازی ماژول‌های دوربین تلفن همراه را ترویج می‌کند: شیائومی عملکردهای تله‌فوتو و ماکرو را از طریق لنزهای مایع ادغام می‌کند، نیاز به لنزهای ماکرو جداگانه و عملکرد اپتیکال را از بین می‌برد و در عین حال بدنه‌ای نازک و سبک را حفظ می‌کند.

ارتقای جامع در عملکرد نوری: دقت انحنای لنزهای مایع می‌تواند به سطح نانومتر برسد و مشکلات انحراف ناشی از تحمل‌های مکانیکی لنزهای سنتی را کاهش دهد. ثبت اختراع لنز مایع هوآوی نشان می دهد که با بهینه سازی ضریب شکست مایع و شکل منحنی، می تواند وضوح و توانایی بازتولید رنگ تصویر را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و در عین حال از انتقال بالا و کاهش انحراف رنگی اطمینان حاصل کند. علاوه بر این، عملکرد تنظیم عمق میدان دینامیکی لنز مایع، تلفن‌های همراه را قادر می‌سازد تا جلوه‌های تغییر فوکوس سینمایی را در حین فیلم‌برداری به دست آورند.

کاربردهای صنعت و روندهای آینده

فناوری لنز مایع یک کیک در آسمان نیست، توسعه و کاربرد آن چندین دهه انباشته شده است. در اوایل سال 2000، دانشگاه کالیفرنیا، ایالات متحده، از عدسی های مایع برای تلسکوپ های نجومی استفاده کرد که با چرخش جیوه، بازتابنده های سهموی را تشکیل داد که هزینه ساخت آن بیش از 90٪ بود. در زمینه لوازم الکترونیکی مصرفی، شرکت فرانسوی Varioptic اولین ماژول لنز مایع تلفن همراه را در سال 204 راه اندازی کرد و روند تجاری سازی این فناوری را باز کرد. امروزه لنزهای مایع به کانون نوآوری در کمپ اندروید تبدیل شده اند. علاوه بر شیائومی هواوی، سازندگان دیگری مانند vivo و OPPO نیز در حال توسعه فناوری‌های مرتبط هستند. با پیشرفت تکنولوژی ساخت، عملکرد و پایداری لنزهای مایع به طور مداوم بهبود یافته است و هزینه آنها از قیمت گزاف روزهای اولیه به سطحی کاهش یافته است که می تواند به تولید انبوه برسد. در آینده، انتظار می‌رود این فناوری بیشتر با الگوریتم‌های هوش مصنوعی ادغام شود و به تمرکز مبتنی بر صحنه هوشمندتر دست یابد و حتی ممکن است منطق طراحی ماژول‌های نوری سنتی را زیر و رو کند.

فناوری لنز مایع بلوغ نشان‌دهنده تحول استراتژیک عکاسی موبایل از «انباشته کردن سخت‌افزار» به «بهینه‌سازی هوشمند» است. این نه تنها استاندارد فوکوس تصویربرداری را دوباره تعریف می کند، بلکه الگوی جدیدی را برای طراحی نوری باز می کند. وقتی این فناوری سیاه که از بیونیک نشأت می‌گیرد عمیقاً با عکاسی محاسباتی هوش مصنوعی ادغام شود، تلفن‌های هوشمند ممکن است موج توسعه انقلابی‌تری نسبت به " دوران چند دوربینی".