Как самостоятельно собрать жидкостную линзу с настраиваемым фокусным расстоянием

[Javian]

Видно, что неравномерность деформаций изображения возникает достаточно быстро и линза пригодна для узкого диапазона фокусных расстояний. Но, черт побери, как много материалов, инструментов стало доступно тем, у кого есть руки и голова, в сравнении с тем, что было еще лет 10 назад.

[Serge78rus]

Можно попробовать расширить диапазон фокусных расстояний, сделав обе поверхности линзы в виде эластичных мембран.

[Gryphon88]

Можно сделать массив микролинз.

[Gryphon88]

Не совсем, существуют безобъекивные оптические приборы, когда перед матрицей массив микролинз. Сам руками не жомкал, но по фоткам в статьях работает достаточно неплохо.

[Gryphon88]

Ближе к вечеру, хорошо? Тут думать надо, а не про политику трындеть :)

[Gryphon88]

С помощью «голого» массива можно как снимать (хреново, но очень дешево), так и заниматься фотолитографией. Еще можно использовать два массива последовательно или массив линз+массив апертур, получается даже неплохо (фуллтекст где обычно, подробнее см цитирующие статьи, прогресс есть, и большой). Но чаще, да, используются в сочетании с основным объективом для пленоптической съёмки (обзорка). Ещё могу посоветовать эту пару статей, по теме близкой теме публикации: Fabrication, characterization and applications of microlenses и Tunable liquid-filled microlens array integrated with microfluidic network

[Serge78rus]

Никогда не слышал про безобъективные приборы.

А как же камера-обскура?

[Gryphon88]

Вот тут интересный вопрос: а точно ли обскура безобъективная? Единичную апертуру можно считать маленькой плоской линзой.

[dmitrytheman]

habr.com/ru/post/440652
Вроде как нет основного объектива, только массив микролинз

[Gryphon88]

Это пленоптическая съёмка, там есть главный объектив, он даже на схемах хода лучей и фотках виден.

[iShrimp]

Для прототипа, как proof-of-concept, конечно круто, но до реального применения ещё очень далеко. Чтобы устранить дисторсию, сферическую и хроматическую аберрации, которые к тому же постоянно меняются в зависимости от силы линзы — представьте, сколько нужно ещё добавить оптических элементов.

[Gryphon88]

А это и не надо. Вычислительные мощности уже достаточно давно дешевле высококачественной оптики, ray tracing дороговат, а вот деконволюция вполне себе вариант.

[vorphalack]

деконволюция не помогает со светосилой, да и вообще никакая математика не поможет, если тебе на пиксель при заданной экспозиции будет прилетать меньше одного фотона.

[Gryphon88]

Если не считать извращения с probabilistic optics, то обычно можно увеличить экспозицию и корректировать смаз. Цена-удобство-разрешение вообще вечная триада, но учитывая что мы лепим линзы из акрила и пленки, упираем на первый пункт.

[vladkorotnev]

Возможно, проблему можно решить, используя плёнку с переменной эластичностью, где градиент будет от краёв к центру? (в центре более мягкая, по краям жёсткая)

[Javian]

Выше советуют массив микролинз.

[Javian]

Для источников света используют.

[Javian]

Может быть какой-то проектор, если за каждой микролинзой лазер/светодиод.

[vladkorotnev]

Ну тогда ещё сходу придумывается, например, цифровое управление, подкручивающее свойства линзы на базе акселерометров или картинки. Например, натяжением плёнок или регулированием давления жидкости. Но да, это уже всё не для домашней сборки.

[agp88]

Навеяло:

Заголовок спойлера

[semennikov]

Гравитационное взаимодействие можно убрать расположив линзу горизонтально и дополнив ее зеркалом

[semennikov]

Вы конечно правы, я имел в виду несимметричные искажения. А вот было бы интересно подсчитать, не уменьшает ли гравитация сферическую аберрацию?

[Gryphon88]

Можно, конечно, поизвращаться, но проще и быстрее будет снять экспериментальную PSF и на этом успокоиться :)

[Javian]

В космосе такой проблемы не будет. Можно делать линзы диаметром порядка метра. А может и больше… Вопрос только зачем.

[Javian]

Зависит от массы жидкости внутри линзы. Наконец можно делать её полужесткой.

[Javian]

Искажения можно исправить системой оптической коррекции. Наподобие:

Когда после вывода на орбиту, телескоп начал свою работу, оказалось, что его резкость на порядок ниже расчетной. Вместо десятой доли угловой секунды получалась целая секунда. После нескольких проверок, оказалось, что зеркало телескопа слишком плоское по краям: на целых два микрометра не совпадает с расчетным. Аберрация вследствие этого в буквальном смысле микроскопического дефекта делала большинство планируемых исследований невозможными.

habr.com/ru/post/410735

[ysstepan2]

а как же разрешение системы? Не думаю, что пленка имеет идеальную поверхность. Плюс в жидкости всегда присутствуют флуктуации…

[bozman]

Можно сделать прикольные регулируемые очки для пресбиопиков и приспособить датчик расстояния на лбу и управление через ардуинку. Пожалуй, запишу себе в планы.