0、  引言

小米首款折疊屏旗艦智能手機(jī)MIX FOLD于2021年3月正式發(fā)布，搭載全球首發(fā)的液態(tài)鏡頭。小米雷布斯官宣“一顆鏡頭，既是長(zhǎng)焦鏡頭，也是微距鏡頭。這是一個(gè)神奇的創(chuàng)新，仿生學(xué)原理，就像手機(jī)鏡頭里裝入人眼晶狀體。可流動(dòng)的液體通過薄膜包裹，替代傳統(tǒng)光學(xué)鏡片，實(shí)現(xiàn)了焦距和焦點(diǎn)的變化嗎。MIX，正在用創(chuàng)新看見未來。”

1、 人眼仿生學(xué)

人眼沒有光學(xué)鏡頭那么復(fù)雜，但卻是世界上最精密的光學(xué)成像系統(tǒng)。光線進(jìn)入到我們的眼球之后，會(huì)經(jīng)過晶狀體；晶狀體不停調(diào)整形狀改變屈光度，讓我們看到的東西永遠(yuǎn)保持清晰。人眼通過睫狀肌壓迫晶狀體實(shí)現(xiàn)對(duì)焦，構(gòu)造簡(jiǎn)單卻又反應(yīng)迅速，非光學(xué)鏡頭所能比擬。

2、  液態(tài)鏡片

  顧名思義，液態(tài)鏡片同傳統(tǒng)光學(xué)鏡片的最大不同在材質(zhì)上，液態(tài)鏡片不是由形狀固定的玻璃或樹脂材料組成，而是由特殊的液體組成，是柔性的的，是可以形變的。液態(tài)鏡片宛若人眼晶狀體被睫狀肌牽引，通過改變鏡片的彎曲程度來實(shí)現(xiàn)快速變焦和對(duì)焦。

液態(tài)鏡片主要有兩大類：反射式液態(tài)鏡片和折射式液態(tài)鏡片。

1. 反射式液態(tài)鏡片是一個(gè)可變焦距的反射鏡，當(dāng)裝有液體的容器旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力將使液體表面形成一個(gè)理想的凹面。通過簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)速度改變，就能改變鏡面的曲率，可用于替代加工周期長(zhǎng)、加工成本高的傳統(tǒng)玻璃反射鏡。

2. 折射式液態(tài)鏡片，又可以分成三類：漸變折射率透鏡(液晶)、液體填充式透鏡、電潤(rùn)濕效應(yīng)透鏡。

①　漸變折射率透鏡，通過改變施加在液晶上的電壓來調(diào)節(jié)液晶折射率，從而實(shí)現(xiàn)變焦。該技術(shù)控制電壓低，容易陣列化；但可調(diào)焦距范圍小、光能損失大、畸變大。

②　液體填充式透鏡，是通過填充和排出液體使表面的曲率發(fā)生變化而變焦的透鏡，使用機(jī)械裝置對(duì)腔內(nèi)液體施加壓力，從而使液體在體腔內(nèi)重新分配，改變曲率半徑。該技術(shù)驅(qū)動(dòng)功耗小，鏡頭光圈大小靈活、變焦范圍大；但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、對(duì)震動(dòng)和重力的影響較為敏感。

③　電潤(rùn)濕效應(yīng)透鏡，是通過改變施加的電壓來控制液體在固體表面上的潤(rùn)濕特性的液體透鏡。那么電潤(rùn)濕效應(yīng)又是什么呢？簡(jiǎn)單來說就是通過電壓來控制液滴的表面形狀。更準(zhǔn)確來說，電潤(rùn)濕效應(yīng)是一種物理化學(xué)現(xiàn)象，通過改變液體-固體界面的外加電壓來控制液體在固體面上的潤(rùn)濕特性，從而改變液滴的接觸角，使其能像人眼的晶狀體一樣改變曲率實(shí)現(xiàn)變焦。同時(shí)，對(duì)施加電壓的不同，其表面曲率會(huì)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦。

3、  液態(tài)鏡片的應(yīng)用

傳統(tǒng)光學(xué)鏡頭每次變焦和對(duì)焦操作都需要大量機(jī)械部件（包括齒輪、電機(jī)、軸承等）參與，復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)帶來的機(jī)械磨損必然會(huì)導(dǎo)致鏡頭壽命縮短和成像質(zhì)量下降。而由液態(tài)鏡片組成的鏡頭內(nèi)部沒有（或有很少）機(jī)械部件，采用全電控的方式工作；在工作中，只需要改變電流或電壓即可實(shí)現(xiàn)焦距的快速變化，部件之間幾乎不存在磨損的問題，鏡頭不但更加輕巧，也更加結(jié)實(shí)耐用。再有就是液體鏡片的所有動(dòng)作都是通過電流控制的，但功耗相比需要通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)多枚鏡片的傳統(tǒng)鏡頭而言卻小很多，是一種高效節(jié)能的技術(shù)。

液態(tài)鏡片能大幅度改變鏡片曲面形狀，使液體鏡頭可以輕松擁有超小對(duì)焦距離的微距功能，而無須向傳統(tǒng)鏡頭那樣需要使用特殊的多鏡片組設(shè)計(jì)。僅通過改變液態(tài)鏡片的形狀，可連續(xù)改變光焦度，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)景到近景的連續(xù)對(duì)焦。極大的提高了放大倍率以及畫質(zhì)效果。還能減小液態(tài)鏡頭從遠(yuǎn)景到近景的FOV變化，遠(yuǎn)景到一般近景的變焦過程中幾乎沒有呼吸效應(yīng)，更適合視頻拍攝。

4、  福特科的液態(tài)鏡頭

液態(tài)鏡頭并非整個(gè)鏡頭是液態(tài)的或都采用液態(tài)鏡片設(shè)計(jì)，而是在鏡頭設(shè)計(jì)中加入單個(gè)液態(tài)鏡片以達(dá)到鏡頭能快速變焦聚焦的功能。

福特科液態(tài)鏡頭即將發(fā)布！敬請(qǐng)期待??！