Thấu kính lỏng lấy nét bằng cách đổi độ cong mà không tịnh tiến cả cụm ra sao?
Khám phá mở rộng – KHTN – phần Vật lý 9
Một dạng thấu kính lỏng dùng mặt phân cách cong giữa hai chất lỏng để bẻ tia, rồi điều khiển độ cong bằng điện áp. Độ tụ thay đổi giúp hệ lấy nét mà không nhất thiết phải tịnh tiến cả cụm kính dọc trục như một cơ cấu lấy nét truyền thống.
Mặt khúc xạ không bắt buộc làm bằng kính rắn
Ánh sáng đổi hướng khi đi qua mặt phân cách giữa hai môi trường có chiết suất khác nhau. Nếu mặt ấy cong, những tia đi qua các vị trí có thể được bẻ theo cách tạo tác dụng hội tụ hoặc phân kỳ.
Một lớp chất lỏng hoàn toàn phẳng chưa tự có cùng tác dụng của một mặt cong. Hình dạng, chiết suất và cách ghép với các phần tử khác cùng quyết định ảnh cuối.
Điện áp điều khiển hình dạng
Trong cấu trúc electrowetting phù hợp, điện áp làm thay đổi điều kiện năng lượng ở vùng tiếp xúc với thành. Mặt phân cách hai chất lỏng đáp ứng bằng một độ cong khác trong miền làm việc.
Như vậy, tín hiệu điện được đổi thành hình học của mặt quang học. Chất lỏng vẫn chuyển động và đổi dạng; “không có cụm kính tịnh tiến” không có nghĩa bên trong hoàn toàn không có chuyển động vật chất.
Đổi độ tụ để đưa ảnh về cảm biến
Khi vật ở khoảng cách khác, chùm sáng tới hệ có điều kiện khác. Điều chỉnh độ tụ của thấu kính lỏng cùng hệ quang có thể đưa mặt ảnh về vị trí cảm biến cố định trong một khoảng lấy nét.
Một máy đọc mã hoặc hệ quan sát vật ở nhiều khoảng cách có thể hưởng lợi từ cách điều khiển ấy. Nhưng tốc độ thực, độ ổn định, quang sai và phạm vi khoảng cách vẫn phụ thuộc thiết kế.
Nhiệt độ ảnh hưởng tính chất chất lỏng và toàn hệ. Điện áp cũng không làm độ cong tăng mãi không giới hạn. Muốn ảnh rõ còn cần căn chỉnh, xử lý lấy nét và các phần tử quang còn lại phù hợp.
Hiểu lầm: chỉ cần giọt nước đổi hình là mọi vật ở mọi khoảng cách đều cùng nét. Một độ tụ không xóa độ sâu trường ảnh hữu hạn của hệ.
Ghi nhớ: điện áp đổi mặt phân cách, mặt cong đổi đường tia, đường tia đổi vị trí ảnh.
Đọc thêm
- Điện áp có thể làm giọt nước đổi độ trải trên một bề mặt ra sao?
- Ống kính viễn tâm giúp đo kích thước mà ít bị sai do gần xa bằng cách nào?