آخرين بروزرساني اين مطلب:
September 27, 2008 4:28 PM
توضیح شکل: تصاویر فوق که در زمان های متوالی گرفته شده، نشان می دهد که این لنز مایع، که متشکل از دو قطره ی کوچک آب در حال نوسان با سرعت بالا می باشد، چگونه باعث تغییر شکل و حرکت دائم قطرات کوچک آب به داخل و خارج کانون می شود.
پژوهشگران مؤسسه ی پلی تکنیک رنسلر امریکا، فن آوری جدیدی ابداع کرده اند که با استفاده از آب، صدا، و کشش سطحی مایع قادرند تصاویر بسیار کوچکی ضبط کنند. توسعه ی این فن آوری می تواند منجر به ساخت دوربین های عکاسی هوشمندتر و سبک تر، از تلفن های همراه و خودروها گرفته تا روبات های خودکار و هواپیماهای جاسوسی کوچک شود.
به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترونیوز) و به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگران یک لنز مایع طراحی و آزمایش کرده اند که در هر ثانیه 250 عکس می گیرد و نسبت به فن آوری های رقیب، به انرژی بسیار کم تری برای کار نیاز دارد. این لنز مایع از یک جفت قطره ی کوچک آب تشکیل شده که وقتی در معرض صوتی با بسامد بالا قرار می گیرد، شروع به نوسان به طرف عقب و جلو می کند و پی در پی باعث تغییر کانون لنز می شوند. پژوهشگران می توانند با استفاده از دوربین های عکاسی کوچک تازه توسعه داده ی خود که سبک وزن، کم قیمت و دارای کیفیت عالی می باشند، تصاویری را ضبط کنند. آن ها برای این کار، از یک نرم افزار تصویر که به طور خودکار فریم های داخل فاصله ی کانونی لنز را ضبط، و فریم های خارج از فاصله ی کانونی را حذف می کند، استفاده می کنند.
امیر هیرسا، مدیر این پروژه که سمت استادی و ریاست بخش مطالعات و تحقیقات دانشگاهی در دپارتمان مهندسی مکانیک، فضانوردی و هسته ای رنسلر را داراست، اظهار داشت: "عملکرد و کنترل این لنز، که انرژی بسیار کمی مصرف می کند، آسان است. این لنز صرف نظر از این که چه قدر به جسم نزدیک یا از آن دور است، تقریباً تمام اوقات در کانون قرار دارد. لنز جدید به ولتاژهای بالا یا سایر ساز و کارهای فعال سازی عجیب و غریب نیاز ندارد. این گفته به این معنی است که لنز جدید می تواند به طور مجتمع در انواع گوناگون دستگاه ها و کاربردهای مختلف به کار رود."
در اغلب روش های کنونی برای ساخت لنزهای مایع، برای این که تصویری را در داخل کانون قرار دهند، اندازه و شکل ناحیه ای را که مایع با سطح تماس پیدا می کند، تغییر می دهند. این کار هم زمان و هم انرژی قابل ملاحظه ای را می طلبد. هیرسا گفت که اصلی ترین ویژگی روش تازه توسعه داده ی خود این است که آب در تماس با سطح، ثابت و بدون تغییر باقی می ماند که در نتیجه انرژی کم تری برای تولید لنز لازم است.
در این روش جدید، دو قطره ی کوچک آب داخل یک حفره ی استوانه ای شکل به صورت جفت کنار هم قرار می گیرند. وقتی آن ها در معرض فرکانس های صوتی معینی قرار می گیرند، دستگاه از اینرسی و کشش سطحی طبیعی آب بهره جسته و به یک نوسان ساز (اسیلاتور) یا چیزی شبیه به یک «آونگ» تبدیل می شود. قطرات کوچک آب با سرعت زیاد و با یک نیروی فنر مانند به عقب و جلو نوسان می کنند. پژوهشگران می توانند با قرار دادن قطرات آب در معرض فرکانس های صوتی مختلف، میزان این نوسانات را کنترل کنند.
با عبور پرتوی نور از میان قطرات کوچک آب، دستگاه به داخل یک لنز دوربین عکاسی کوچک انتقال داده می شود. هنگامی که قطرات کوچک آب، داخل حفره ی استوانه ای، به عقب و جلو حرکت می کنند، لنز دوربین بسته به این که چه قدر به جسم نزدیک است، به داخل و خارج کانون حرکت می کند. تصاویر به صورت الکترونیکی گرفته می شوند و نرم افزار می تواند به طور خودکار فریم های خارج از کانون را حذف، و یک تصویر واضح را به کاربر ارائه کند. هیرسا گفت: "بزرگ ترین مزیت دستگاه جدید این است که شما می توانید از یک لنز مایع و یک بلندگوی کوچک، یک سیستم نوری جدید ایجاد کنید. پیش از این، چنین کاری صورت نگرفته است."
ابعاد قطرات کوچک آب نشانگر سرعت نوسان آن هاست. وی عنوان کرد که با اتخاذ حفره های بسیار کوچک و انتخاب صحیح ابعاد مایع قادر است لنزی ایجاد کند که در هر ثانیه، 100000 بار نوسان می کند و دستگاه هنوز می تواند با چنین سرعت نوسانی، عکس بگیرد. هیرسا پیش بینی می کند تولید کنندگان تلفن های همراه، نسبت به این دستگاه جدید ابراز علاقه و رغبت نمایند. به گفته ی وی، تولید کنندگان تلفن های همراه که دائماً در پی یافتن راه های جدید برای ارتقا و بهبود کارایی دستگاه های خود و پیش افتادن از رقبای خود هستند، می توانند در خصوص تولید تلفن های سبک وزن و کم مصرف، روی این دستگاه جدید حساب ویژه ای باز کنند. وی همچنین دوربین های عکاسی دارای لنز مایعی را تصور می کند که کوچک و سبک بوده و به صورت مجتمع در نسل جدید وسایل نقلیه ی هوایی بسیار کوچک و بدون سرنشین (مانند هواپیماهای جاسوسی بسیار کوچک)، که در کاربردهای دفاعی و امنیت زمینی به کار می روند، مورد استفاده قرار می گیرند.
هیرسا مقاله اش را با همکاری کارلوس لوپز تألیف کرد. لوپز دکترای خود را از رنسلر دریافت کرده و هم اکنون در آزمایشگاه پژوهش و توسعه ی شرکت اینتل در مکزیکو مشغول به کار است. هیرسا و لوپز ابداع فن آوری جدیدشان را به طور موقتی به ثبت رسانده اند. پشتیبانی این پروژه توسط بنیاد علوم ملی امریکا انجام پذیرفته است.
|
