القائمة الرئيسية

الصفحات

أخبار التقنية

ما هي تقنية العدسة السائلة وكيف تعمل

ما هي تقنية العدسة السائلة وكيف تعمل
بعد أن كشفت شركة شاومي مؤخراً النقاب عن هاتف Mi Mix Fold مع أول عدسة سائلة في العالم على هاتف ذكي، بدأت التساؤلات تُطرح حول تقنية العدسة السائلة (Liquid Lens) ما هيَّ بالضبط؟

هذه ليست تقنية جديدة في حد ذاتها وقد تم العمل عليها منذ أكثر من عقد ونصف. من المفترض أن توفر العدسة السائلة في هاتف Mi Mix Fold قدرات التصوير للعدسة المقربة (Telephoto) والماكرو (Macro) بعدسة واحدة، ولكن ليس هذا فقط ما تقدمه تقنية العدسة السائلة، لنتعمّق في مزايات وعيوب العدسات السائلة.

شرح شامل: تقنية العدسة السائلة - Liquid Lens

ركِّز معي وارتشف القهوة (أو الشاي) وتمعّن جيداً فأنت بحاجة لدقائق قليلة لقراءة المقالة كاملةً التي تتضمن كل شيء من التعريف الأساسي لتقنية Liquid Lens Technology إلى آلية عملها وإيجابياتها وسلبياتها وغيرها.

ما هي تقنية العدسة السائلة؟

لفهم تقنية العدسة السائلة، عليك أولاً معرفة كيفية عمل نظام الكاميرا التقليدي. نظام الكاميرا التقليدي، سواء كان على الهواتف الذكية أو كاميرات DSLR، ميكانيكيٍ بطبيعته. أعني بالميكانيكي، إذا كنت تريد تكبير جسماً أثناء استخدام DSLR، فأنت بحاجة إلى تغيير العدسة أولاً والتكبير وهيَّ عمليةً ميكانيكيةً.

وبالمثل، في الهواتف الذكية، تحتاج إلى تبديل العدسة إلى العدسة المقرِّبة لالتقاط صور للأجسام البعيدة. في كِلا السيناريوهين، تكون العملية فيزيائية وميكانيكية تماماً. يستغرق تغيير العدسة والتكبير وضبط عمق المجال والتركيز على الهدف وقتاً طويلاً. وفي نظام الكاميرا التقليدي، لا يمكنك التقاط صور ذات بعد بؤري مختلف باستخدام عدسة واحدة. على سبيل المثال، لا يمكن لعدسة واحدة التقاط صورة بزاوية فائقة الاتساع أو صورة مُكبرة عن بعد (تليفوتوغرافي)، أو صورة قريبة جداً للجسم (ماكرو).

ما هي تقنية العدسة السائلة وكيف تعمل
عدسات كاميرا ذات تخصص مختلف

ستحتاج إلى التبديل إلى العدسات المخصصة التي تختلف في الأطوال البؤرية لظروف التصوير المختلفة. لهذا السبب نرى أكثر من مستشعر كاميرا في الهواتف الذكية الحديثة وذلك لتوفير مختلف العدسات. نظام الكاميرا التقليدي الذي نعرفه اليوم مقيد ببعد بؤري فردي وعملية ميكانيكية بطيئة نسبياً.

ما هي تقنية العدسة السائلة وكيف تعمل
مثال على تعدد العدسات في الهواتف الذكية

ما تريده تقنية Liquid Lens تغيير هذا وعدم تقييدك بنوع واحد من العدسات. إنها تقنية جديدة تستخدم محلول الماء والزيت لإنشاء أبعاد بؤرية مختلفة. في نظام العدسة السائلة لن تكون بحاجة إلى تغيير العدسات. فمن عدسة واحدة، يمكنك إنشاء أبعاد بؤرية مختلفة، كما أن التركيز على العنصر أسرع بكثير من نظام الكاميرا التقليدي.

كيف تعمل العدسة السائلة؟

طريقة عمل العدسات السائلة بارعة للغاية. على عكس نظام الكاميرا الميكانيكي، تستخدم العدسات السائلة الكهرباء لتغيير البعد البؤري. هذا هو السبب الرئيسي لكون العدسات السائلة سريعة جداً. في الحقيقة هيَّ تياراً من الماء يغير مساره عندما تقربه من مجال كهربائي. ما يحدث هنا هو أن المجال الكهربائي يمكن أن يحني مجرى الماء إلى شكل مختلف.

هذا التغيير في شكل الماء أمر بالغ الأهمية هنا، ويشكِّل أساس تقنية Liquid Lens. إذا أخذت قطرة ماء وقمت بتطبيق الجهد، فيمكنك تغيير شكل القطرة إلى انحناء مختلف. هذه العملية تسمى علمياً تسمّى Electrowetting. في غضون أجزاءاً من الثانية، يمكن أن تخلق انحناءاً إيجابياً أو سلبياً أو محايداً عن طريق تغيير شكل قطرة الماء. وهذا يمنحك أطوالًا بؤرية مختلفة من عدسة واحدة فقط.

وفي نظام العدسة السائلة، يتغير الشكل كهربائياً بحيث يكون التغيير بين الأطوال البؤرية المختلفة سريعاً جداً. قلنا أن التركيز على العنصر يكون أسرع مع تقنية العدسة السائلة وهذا بسبب إمكانية العدسات السائلة على  العثور على عمق المجال وحساب مدى بعد أو قرب الجسم في الوقت الفعلي، مما يحسن سرعة التركيز بشكل كبير، على عكس نظام الكاميرا الميكانيكي.

ما هي تقنية العدسة السائلة وكيف تعمل

إذا كنت ترغب في التقاط صورة مُكبَّرة، أو صورة ذات زاوية واسعة للغاية، أو صورة قياسية عريضة، أو صورة ماكرو، فيمكنك القيام بكل ذلك بدقة فائقة وأسرع بكثير باستخدام مجرد عدسة سائلة واحدة.

كيف تختلف العدسة السائلة عن العدسات البصرية التقليدية؟

العدسات البصرية الموجودة في أنظمة الكاميرات التقليدية مصنوعة من الزجاج ولها نصف قطر انحناء ثابت. في حين أن العدسات السائلة عبارة عن خلايا صغيرة تحتوي على سائل من الدرجة الضوئية (وهو خليط من الماء والزيت) ويمكن أن يغير شكلها مما ينتج عنه انحناءات وأطوال بؤرية مختلفة. هذا هو الاختلاف الرئيسي بين العدسة السائلة والعدسة البصرية.

وكما ذكرنا أعلاه، تتفوق تقنية العدسة السائلة بسرعتها في العثور على عمق المجال والتركيز على الجسم التي تفوق العدسات البصرية. حتى عندما يكون الهدف متحركاً، يمكن للعدسات السائلة قفل التركيز بفاعلية بينما تكافح العدسات البصرية لاستعادة التركيز.

إيجابيات وسلبيات العدسات السائلة


الإيجابيات السلبيات
  1. صغيرة الحجم مقارنةً بعدسات DSLR كبيرة الحجم. 
  2. أسرع بكثير، وتوفر أبعاداً بؤرية متعددة، وتستهلك كهرباء أقل بكثير من الكاميرا المزودة بمحركات.
  3. لا تحتاج إلى مستشعرات متعددة، ما عليك سوى امتلاك عدسة سائلة واحدة على جهازك، وسوف تهتم بجميع الأبعاد البؤرية. 
  4. توفر العدسات السائلة ثباتاً لائقاً للصورة. 
  1. لا تزال في مرحلة التطوير وتحتاج إلى بعض التحسينات الرئيسية لتبنيها على نطاق واسع. 
  2. اخترع برونو بيرج تقنية Liquid Lens في عام 2002، لذا فإن هذه التقنية جديدة نسبيًا. 
  3. يقول الخبراء أن تشتت الضوء هي إحدى المشكلات التي يجب إصلاحها في تقنية الكاميرا هذه. كما يجب على الباحثين منع تدفق السائل في المساحات الضيقة. 

حاليًا ، يتم استخدام العدسات السائلة في العديد من التطبيقات الصناعية حيث تتطلب رؤية الماكينة للفحص التلقائي. ومع ذلك ، فإنها تكتسب أيضًا شعبية على نطاق واسع في المجال الطبي للجراحة حيث لا تحتوي العدسة على منطقة تركيز كبيرة.

عدسة سائلة من Varioptic
يدير برونو بيرج الآن Varioptic، المملوكة لشركة Corning، الشركة المصنعة لواقيات الشاشة Gorilla Glass. دخلت سامسونج في شراكة مع Varioptic في عام 2006 لجلب تقنية العدسة السائلة في هواتفها الذكية، لكنها لم تؤت ثمارها. ولكن أطلقت شاومي مؤخرًا Mi Mix Fold بعدسة سائلة لتُصبح بذلك أوّل شركة مصنعة تقدم هذه التقنية للهواتف الذكية.
ما هي تقنية العدسة السائلة وكيف تعمل
هاتف Mi Mix Fold  بعدسة سائلة

الآن، نحن بحاجة إلى الانتظار ومعرفة ما إذا كانت العدسات السائلة قد أصلحت عيوبها وما إذا كانت جاهزة للتبني الجماعي أم لا.

هذا كل ما تحتاج لمعرفته حول تقنية Liquid Lens وكيف ستُدخل حقبة جديدة من أنظمة الكاميرا الأسرع والأخف. أنتظر بفارغ الصبر أن تصبح التكنولوجيا معياراً جماعياً، خاصَّة في الهواتف الذكية.

Mohamed Sattar
Mohamed Sattar
محمد ستار, مدوِّنٌ تقنيّ من العراق عاشقٌ للتكنولوجيا وكل مايتعلق بها ولديَّ شغفاً كبيراً في هذا المجال والذي يدفعني لمماسرته بحباً كبيراً.