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Liquid Lenses in Imaging

快速自動對焦並克服景深限制

 

將液態鏡頭整合到成像組件中以實現快速自動對焦

 

針對不同的物件大小與工作距離進行補償

 

提高高速機器視覺系統的生產量

 

非常適用於條碼讀取、快速自動化、包裹分揀及安保

在需要快速重新對焦的高速應用或精密應用中,傳統的成像鏡頭很難拍攝鮮明而準確的影像。液態鏡頭可以快速調焦,以適應位於不同工作距離處的物件或不同高度的物件,從而克服這些限制。液態鏡頭是含有光學級液體的小型元件,在施加電壓及電流時,液體會改變鏡頭的形狀。這一變化在數毫秒內發生,會導致鏡頭的光學功率發生變化,從而改變焦距及工作距離。對於需要快速對焦、高生產量及適合景深與工作距離的應用而言,將液態鏡頭整合到成像系統中是理想的解決方案。

用於機器視覺的液態鏡頭

機器視覺應用 (例如大量裝配線) 需要快速、準確而精密的措施以確保高生產量。需要在多個距離進行快速對焦時,整合液態鏡頭是經濟實惠的緊湊型解決方案。

圖1 (右):液態鏡頭調整工作距離,以便不同高度的物件在快速移動的傳送帶上通過時對這些物件進行成像。傳統的成像鏡頭對於每個物件高度都需要進行機械重新對焦,而液態鏡頭在重新對焦時不需要進行機械調整。
Size Comparison of an Ultra-Compact Microscope Objective with a Standard Microscope Objective

用於生命科學的液態鏡頭

除了機器視覺應用,液態鏡頭的多功能性還能為許多生命科學應用 (包括顯微鏡學及眼科學中的聚焦堆疊) 帶來受益。聚焦堆疊即z堆疊,是對以不同焦距拍攝的影像進行組合。可將液態鏡頭整合到管透鏡中或顯微鏡的無限空間中,以快速精密地聚焦到各個物件平面。

此外,液態鏡頭也常用於眼科,其中景深調節對於眼部疾病的診斷必不可少。可以使用單一液態鏡頭取代多個傳統鏡頭,從而縮短診斷時間,並降低諸如綜合屈光檢查儀及光學相干斷層 (OCT) 系統等眼科設備的整體大小。

Size Comparison of an Ultra-Compact Microscope Objective with a Standard Microscope Objective
圖2:可將液態鏡頭整合到顯微鏡系統中,以便進行聚焦堆疊,使之能調焦以拍攝工作距離略有不同的一系列影像

瞭解液態鏡頭技術

液態鏡頭可以透過以下數個略有不同的流程發揮作用:電潤濕的電流驅動聚合物或良好的壓電材料。以電氣方式對焦的液態鏡頭由充滿光學流體的容器及周圍的聚合物膜構成。電流驅動的致動器會向膜的邊緣施加壓力,導致鏡頭的曲率 (進而導致其光學功率) 發生變化。以電氣方式對焦的可調鏡頭能在數毫秒內對焦,並在很低的工作電壓下正常工作。它們不會改變偏振,通常具有很高的雷射損傷閾值,並且引入的像差極小。

Electrically-focused liquid lens technology.
圖3:以電氣方式對焦的液態鏡頭技術。

以下影片演示了液態鏡頭技術如何用於檢查不同高度的物件。

用於成像的液態鏡頭

若要詳細瞭解液態鏡頭應用、功能與技術,請閱讀應用附註。

愛特蒙特光學®的液態鏡頭

常見問題解答

FAQ  液態鏡頭在不同焦點位置之間的變化速度有多快?
液體鏡頭可在數毫秒內將焦點變更至不同的工作距離處。
FAQ  愛特蒙特光學®的液態鏡頭提供哪些孔徑大小?

變焦液態鏡頭提供介於與2.5-3.9mm的孔徑大小,而Optotune電氣對焦可調鏡頭提供介於3-26mm的孔徑大小。

FAQ  液態鏡頭可否整合至其他類型鏡頭,例如定焦鏡頭?

可以,我們可根據客戶要求將液態鏡頭整合至其他類型鏡頭。我們還提供模組化Cx系列定焦鏡頭,您可在其中整合可互換的配件 (包括液態鏡頭、固定孔徑及內部濾光片支撐架)。

FAQ  如何搭配使用C接口對焦可調鏡頭與定焦鏡頭組件?

可以使用螺紋轉接器將C接口對焦可調鏡頭直接連接到定焦鏡頭組件的濾光片螺紋上。若要詳細瞭解,請造訪我們的使用C接口對焦可調鏡頭應用附註

資源

應用說明

技術資訊及應用範例包括理論說明、方程式、圖示及其他各項。

液態鏡頭簡介
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Liquid Lenses in Imaging
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Using C-Mount Focus Tunable Lenses
閱讀  

影片

Informative corporate or instructional videos ranging from simple tips to application-based demonstrations of product advantages.

Understanding Liquid Lens Technology
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技術文章

鏈接到由愛特蒙特光學撰寫,發表在行業出版物上的技術文章,由EO的工程團隊和管理層提供支持。

"Electrically Tunable Lenses in Imaging and Machine Vision" by Boris Ecker - Inspect
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