可变焦的视野:具有弹性“肌肉”的仿生透镜

意大利的科学家们创造了一种可以通过电化学激发进行聚焦的透镜。

我们经常需要对相机和医疗成像设备镜头进行聚焦,这样做需要机械运动部件,容易导致摩擦,同时体积也会很大。驱动领域的研究人员正试图创造新型的光学镜片,可以在没有机械运动部件的情况下进行对焦。

针对这个问题,科学家们正在研究一系列的策略。包括使用液压激活,即通过将水注入和抽出来改变中空透镜的形状。或者将磁流体填充到镜头内通过电磁驱动进行调节。热或者pH也可以用于改变填充有液体的镜头的体积。再者,使用光敏聚合物制备的透镜,可以在光照射下发生弯曲。

来自意大利比萨的研究人员,推出了一种新型的可调镜头——受到人眼的启发。人类眼睛的聚焦过程是通过晶状体周围的睫状肌(cilary muscle)收缩来完成的。 Danilo De Rossi 教授和他的团队设计出的可调透镜使用了一种电驱动的弹性聚合物(electroactive elastomer)作为人造肌肉。通过电激发和去激发,驱动器可以释放和拉伸透镜,改变焦距。使用这个透镜的设备可以做的很轻而且容易小型化——这将会成为未来的焦点。

F. Carpi et al., Adv. Funct. Mater. 2011 ; DOI: 10.1002/adfm.201101253