Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 20 reacties

Onderzoekers van een Amerikaanse universiteit hebben een vloeistoflens gebouwd die niet met elektriciteit wordt aangestuurd, maar met geluidsgolven. De lenzen zouden in mobieltjes gebruikt kunnen worden.

Een traditionele glazen lens kan scherpgesteld worden door de lens fysiek te verplaatsen. In miniatuurtoepassingen, zoals de camera van een mobiele telefoon, is hier echter geen ruimte voor. Een alternatief voor dergelijke toepassingen is een vloeistoflens: door de oppervlaktespanning van twee vloeistoffen met elektriciteit te beïnvloeden, verandert een dergelijke lens van vorm en kan de brandpuntsafstand worden aangepast. Electrowetting, zoals dit proces genoemd wordt, heeft echter ook een groot nadeel: er is een potentiaalverschil van tientallen tot honderden volts nodig om een lens af te regelen.

Vloeistoflens - werkingDe oplossing van een onderzoeksgroep van het Rensselaer Polytechnisch Instituut in het Amerikaanse Troy moet zuiniger met energie omgaan. De lens van de groep van hoofdonderzoeker Amir Hirsa werkt eveneens met vloeistof, maar gebruikt geluidsgolven om de brandpuntsafstand te regelen.

De lens van de onderzoekers bestaat uit een tefloncilinder met een doorsnede van minder dan 2mm, die met water is afgevuld, zo dat aan beide uiteinden een meniscus ontstaat. Vervolgens wordt aan een kant van de cilinder een speaker bevestigd. Door geluidsgolven met frequenties tussen 60Hz en 160Hz ten gehore te brengen, veranderen de menisci van vorm en wordt de brandpuntsafstand veranderd. Het resultaat is een oscillerende lens die continu van focus verandert. De spanning die nodig is om de lenzen op deze manier aan te sturen, bedraagt slechts enkele millivolts.

Het nieuwe type vloeistoflens kent echter nog wel wat problemen die opgelost dienen te worden alvorens de lenzen commercieel inzetbaar zijn. Zo laat de resolutie van de lenzen te wensen over, wat wellicht opgelost kan worden door andere vloeistoffen te gebruiken. Ook de lichtsterkte heeft onder de continue beweging van de vloeistof te lijden. Volgens Hirsa zou een camera die met zijn lens is uitgerust, echter tientallen foto's kunnen nemen zodat softwarematig de scherpste exemplaren kunnen worden uitgekozen. Verder zouden de vloeistoflenzen ingezet kunnen worden om lichtstralen te sturen. Samsung zou interesse in de lens hebben getoond en zou een mogelijke samenwerkingspartner van Hirsa's onderzoeksgroep kunnen worden. De onderzoeksresultaten worden in het oktobernummer van Nature Photonics gepubliceerd.

Vloeistoflens - foto's
Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (20)

Electrowetting, zoals dit proces genoemd wordt, heeft echter ook een groot nadeel: er is een potentiaalverschil van tientallen tot honderden volts nodig om een lens af te regelen.
Dit lijkt mij niet echt de reden voor onzuinige lenzen. Immers kost het geen (amper) vermogen om een potentiaalverschil aan te leggen. In nachtkijkers zit een potentiaalverschil van 6kV en toch gebruiken ze maar 60 mW inclusief alle andere spanningen en componenten.
Voor een telefooncamera kan waarschijnlijk de elektronica voor het opwekken van het potentiaalverschil en de daarmee gepaard gaande extra beschermingsvoorzieningen te veel plaats in beslag gaan nemen om je mobieltje nog ultraplat te houden.
Zou kunnen.... maar dat is dus wel iets compleet anders dan energie zuinigheid.

Ik zou juist zeggen dat deze acoustische lens minder zuinig is. Immers, er moet continue een geluidsgolf worden opgewekt. En dat kost altijd energie. Terwijl die elektrowetting alleen een spanningsverschil moet aanleggen, maar er hoeft geen stroom te lopen. Geen stroom betekent geen energie verbruik.

In de praktijk zal je natuurlijk wel iets verlies hebben, maar ik moet het nog zien dat dit systeem zuiniger is. Zoals FireAge heel terecht opmerkt... Spanning zegt niets over energie verbruik.

Verder is 10 beelden nemen, en dan de scherptste er uit kiezen ook niet bepaald energie zuinig... Nog daargelaten dat het langzaam is.
Dit lijkt mij niet echt de reden voor onzuinige lenzen. Immers kost het geen (amper) vermogen om een potentiaalverschil aan te leggen. In nachtkijkers zit een potentiaalverschil van 6kV en toch gebruiken ze maar 60 mW inclusief alle andere spanningen en componenten.
Helemaal mee eens. Voltage zegt helemaal niets over het verbruikte vermogen. Eerlijk gezegd lijkt me die 'geluidslens' helemaal niet zo zuinig in verhouding to electrowetting.

Daar komt ook bij dat ze, omdat er scherpteproblemen zijn, meerdere foto's willen laten maken? Het maken van een foto kost waarschijnlijk vele malen meer energie dan een lens op een bepaalde afstelling te houden. Weg energiewinst dan...
Vraag me af hoe die lens reageert op omgevingsgeluid.
Dat is inderdaad wel een mogelijk probleem, en misschien beweging. Filmpjes opnemen kan dan wel een probleem gaan worden tenzei het uiteraard goed is geisoleert.
Zoals je zegt zou men dit goed kunnen isoleren en verwacht ik ook dat omgevingsgeluid te weinig energie heeft om duidelijk invloed te hebben op de lens (dit geluid is zeer lokaal en gericht). Heeft het dat wel, dan worden er dus meerdere foto's gemaakt die je kan uitmiddelen om de "ruis" weg te halen. Tegen die tijd kunnen mobieltjes dat wel qua processor, gok ik.
Wat nu nog het grootste probleem is, is de lichtgevoeligheid... dat is al helemaal niks bij de kleine lensjes van vandaag de dag.

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 1 oktober 2008 13:07]

Waarschijnlijk heb je met veel omgevingslawaai een wazig, vervormd beeld. Het heeft dus geen (of nauwelijks zichtbaar) nadelige invloed.
:+
en hoe maken we dat geluid.... pcies met electriciteit. Oftwel we schuiven er een stap tussen, die niet 100% efficient is. Mooie besparing hoor.......
Electrowetting, zoals dit proces genoemd wordt, heeft echter ook een groot nadeel: er is een potentiaalverschil van tientallen tot honderden volts nodig om een lens af te regelen.
De spanning die nodig is om de lenzen op deze manier aan te sturen, bedraagt slechts enkele millivolts.
Lezen, dit is een zuinigere methode.

Edit @ hieronder: De spanningsomvorming kost ook energie.

[Reactie gewijzigd door JapyDooge op 1 oktober 2008 15:14]

Het feit dat de spanning lager is, maakt nog niet dat het een 'zuinigere methode' is. Als de stroom navenant hoger is, is het vermogen gewoon hetzelfde.

Neemt niet weg dat het wel *handig* is, om geen 'hoogspanning' te hebben. Dat scheelt onderdelen (je begint met de ~5V van je batterij), en maakt het inherent veiliger. En dat is wel mooi meegenomen.
De besparing is met name t.o.v. electrowetting. De besparing t.o.v. conventionele zoomlenzen is puur op ruimte gebaseerd, al kan ik me voorstellen dat het nog steeds zuiniger is dan een gemotoriseerde zoomlens.
Het gaat niet om het feit dat dit energie kost, maar dat deze ontwikkeling minder energie kost. En dat alles om te zorgen voor kleinere/plattere lenzen. Dus het hoofddoel is het oplossen van het ruimteprobleem.
Dat gaat dus een leuke optische zoom-functie voor mobieltjes worden ^^
Werd tijd dat ze daar iets innovatiefs voor vonden om het anders te doen dan fysieke verplaatsing van de lenzen, al werkt dat altijd goed natuurlijk ^^.
Tsja betwijfel of dit geschikt is voor zoomen. De uitwijking zal heel klein zijn, dus weinig verandering in de brandpuntsafstand... Het is dan ook niet bedoeld voor zoomen maar voor scherpstellen.

Toch lijkt het me maar bar lastig zo'n oscillerende lens, zeker omdat je er ook de compositie mee moet maken. Je moet dan dus eens in de zoveel tijd het beeld op de LCD laten zien, net op het moment dat de lens goed "gebogen" en dus scherp is... En inderdaad voor filmpjes ook niet heel nuttig, tenzij je frames gaat skippen en steeds alleen de scherpe frames wegschrijft. Maar dan haal je vrijwel nooit precies 24 FPS.

Een vloeistoflens die gewoon "gebogen" kan blijven zou veel handiger zijn...

[Reactie gewijzigd door Morrar op 1 oktober 2008 13:16]

hoezo de uitwijkingen zijn maar heel klein? een klein beetje luchtdruk verschil en het water in dat kleine buisje gaat waarschijnlijk al flink bol staan.

maar dat heeft ook niks met een zoom funtie te maken alleen met scherp stellen. voor een zoom funtie heb je nogal een verplaatsende lens of sensor nodig.
Je wilt ook geen 24fps, maar een stuk hoger.
Dat zou tijd worden, mijn telefoon (LG Viewty) heeft alleen maar softwarematige zoom en dat is toch best wel beperkt gezien de camera voor de rest van prima kwaliteit is.
Het probleem met "veel foto's maken en de beste uitkiezen" is dat je opnametijd per foto kort wordt. Dat is slecht voor je scherptediepte etc.
Plus als je een foto wil maken die van een uniek moment is je dus gewoon geluk moet hebben dat de eerste foto scherp is anders kan je dat unieke moment ook op je buik schrijven.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True