Вода это какая линза

Как самостоятельно собрать жидкостную линзу с настраиваемым фокусным расстоянием

Эта инструкция расскажет вам, как создать свой собственный объектив с регулируемым фокусным расстоянием, используя простые компоненты. Эта линза сможет изменять форму и, следовательно, фокусное расстояние, в зависимости от количества жидкости внутри нее. У него также будет мягкая поверхность, на которую мы можем надавить, чтобы исказить все, что мы видим через линзу!

Предупреждение: мне потребовалось несколько попыток сделать линзу, которая не протекала. Я надеюсь, что это руководство сработает с первого раза, но если нет, задайте вопрос в комментариях! Кроме того, фотографии в этом руководстве сделаны в течение нескольких разных попыток, поэтому могут не совсем точно соответствовать тому, что получится у вас. Наконец, в этом руководстве используется лазерная резка и сварка акриловым растворителем, поэтому всегда соблюдайте соответствующие меры безопасности при работе с опасными или неизвестными веществами и инструментами!

Шаг 1: Справочная информация

Прежде чем мы начнем, позвольте нам сначала немного рассказать об оптике!

Свет меняет свое направление, проходя через разные среды (явление, называемое преломлением). В линзах мы тщательно контролируем угол, под которым свет проходит из одной среды (воздуха) в другую (стекло или пластик, из которого состоит линза) и обратно, чтобы сфокусировать или иным образом видоизменить свет. Большинство объективов камер состоят из ряда отдельных элементов, которые работают совместно для коррекции различных типов аберраций (оптических ошибок) и создания плоского сфокусированного изображения на плоскости изображения (датчик камеры). Но если все элементы объектива имеют фиксированный размер и форму, как объективы камеры фокусируют или масштабируют изображение? Когда объектив камеры меняет масштаб или фокус, он перемещает отдельные элементы объектива (или группы элементов) вперед и назад по отношению друг к другу внутри объектива.

Шаг 2: Подбор материалов

В этом руководстве мы собираемся создать только один элемент объектива, но в отличие от элементов в типичном объективе камеры, наш сможет изменять форму (что приведет к изменению его оптических свойств). Это потому, что одна сторона нашей линзы будет иметь прозрачную силиконовую мембрану, которая будет менять форму в зависимости от количества жидкости внутри линзы. Другая сторона нашей линзы будет плоской. Наша линза сможет изменять форму от плоско-вогнутой линзы (одна сторона плоская, одна сторона вогнутая) до плосковыпуклой линзы (одна сторона плоская, одна сторона выпуклая) линзы и всего, что между ними!

Ниже приведены материалы и инструменты, необходимые для этого проекта:

Материалы :

• Прозрачный акрил толщиной 3.175 мм;
• Шприц и трубка;
• Силиконовый герметик;
• Акриловый растворитель (в качестве альтернативы: вы можете использовать акриловый клей);
• Прозрачный силиконовый лист;
• Пропиленгликоль;
• Крепежные винты и гайки;

Шаг 3: Подбор инструментов

Инструменты:

• Лазерный резак * ;
• Наждачная бумага (подойдет любая зернистость);
• Зажимы для удержания деталей во время склеивания их вместе.

* Примечание: для этого проекта не обязательно использовать лазерный резак, и я знаю, что доступ к нему может быть затруднен! Тем не менее, данное описание предназначено для лазерного резака, потому что я использовал именно его. Если вы найдете другой способ сделать жидкую линзу, расскажите о нём в комментариях (а еще лучше, напишите свою инструкцию!)

Шаг 4: Проектирование / подготовка файла для лазерного резака

Некоторые размеры, которые вы захотите проверить и, возможно, скорректировать для вашей конкретной сборки, включают:

Размер отверстия для трубки: он должен быть примерно таким же, как диаметр трубки, которой вы располагаете. Оставшееся пространство мы заполним силиконовым герметиком.

Размер отверстий для болтов: отверстия для крепежных болтов должны соответствовать имеющимся у вас болтам. Я бы не стал располагать их рядом с краями или уплотнительным кольцом.

Уплотнительное кольцо: в этой конструкции акриловое уплотнительное кольцо вырезается из того же куска акрила, который образует канавку для уплотнительного кольца. Чтобы обеспечить достаточный зазор для прохождения силиконового листа вокруг уплотнительного кольца, я добавил дополнительные прорези внутри и снаружи уплотнительного кольца. Это означает, что уплотнительное кольцо и канавка образованы 4 концентрическими кругами в конструкции. Возможно, потребуется разрезать несколько уплотнительных колец и отрегулировать их толщину, пока вы не найдете подходящее, но не протекающее!

Шаг 5: Лазерная резка акриловых деталей

Вырежьте детали из листа акрила, используя настройки для конкретной машины, которую вы используете!

Шаг 6: Припаяйте нижнюю половину линзы растворителем

Удалите бумагу со слоев №1-3 и положите их поверх другого, убедившись, что их отверстия для болтов совпадают (для этого вы можете использовать сами болты). В хорошо проветриваемом помещении тщательно спаяйте или склейте слои растворителем, следя за тем, чтобы растворитель не попал на открытый центр слоя №1.

Шаг 7: Установите трубку в нижнюю половину

Далее мы установим трубку, которая изменяет количество жидкости внутри линзы.

• Зашкурьте конец трубки и внутреннюю часть акрилового канала, где она будет сидеть, используя наждачную бумагу, чтобы у силиконового герметика была поверхность, к которой он может прилипнуть;
• Нанесите достаточное количество силиконового герметика;
• Будьте осторожны, чтобы не замазать конец трубки.

Шаг 8: Продолжайте сборку со слоем # 4

Добавьте слой № 4 поверх нижней половины и припаяйте растворителем. Убедитесь, что в районе трубки нет зазоров. Возможно, вам понадобится использовать зажимы, чтобы обеспечить хорошее уплотнение. На этом этапе трубка должна быть установлена на своем месте.

Шаг 9: Продолжите сборку со слоем # 5 (слой уплотнительного кольца)

Слой 5 состоит из трех частей: внешней части, уплотнительного кольца и самой внутренней части. Приклейте внешнюю и внутреннюю части к слою 4. Пока оставьте уплотнительное кольцо в стороне.

После того, как клей высохнет, хорошо отшлифуйте все детали вокруг канавки для уплотнительного кольца и само уплотнительное кольцо, чтобы избежать острых краев, которые могут порезать силиконовый лист.

Шаг 10: Добавьте слой силиконового герметика на дно канавки под уплотнительное кольцо

Одна из первых вещей, чему меня научил этот проект, — это то, что очень сложно сделать вещи воздухо- или водонепроницаемыми. «Жизнь всегда пробивает себе дорогу», и пропиленгликоль тоже! Добавление капель силиконового герметика на дно канавки для уплотнительного кольца, определенно помогает удерживать пропиленгликоль на месте, внутри линзы!

Шаг 11: Продолжайте сборку с помощью силиконового листа и слоя №6

Честно предупреждаю, что это один из самых сложных шагов в этой инструкции, так что перед этим этапом лучше устроить себе перерыв.

На этом этапе мы пытаемся закрепить силиконовый лист на верхней части линзы и соединить все вместе с помощью крепежных болтов и гаек. Это должно выглядеть примерно так:

1. Удерживайте силиконовый лист относительно туго над верхней частью линзы;
2. Попросите друга сдавить уплотнительное кольцо вместе со слоем №6;
3. Установите зажимы по периметру, чтобы удерживать всё вместе;
4. Один за другим, замените зажимы — на болты, убедившись, что силиконовый лист все еще прижимается уплотнительным кольцом.

Шаг 12: Проверка на протечки!

Если вам удалось пройти предыдущий шаг, не разорвав силиконовый лист, поздравляем! Теперь проверьте герметичность, подув в трубку. На видео из линзы выходит воздух: когда я дую, силиконовый лист раздувается, но когда я перестаю дуть, воздух откуда то выходит наружу. 🙁 Надеюсь, ваша конструкция на этом этапе будет держать свою форму!

Шаг 13: Заполняем!

На этом этапе, если ваша линза герметична, вы можете заполнить ее пропиленгликолем и использовать.

1. Наполните шприц пропиленгликолем;
2. Присоедините шланг к линзе;
3. Постепенно добавляйте немного пропиленгликоля и, одновременно, удаляйте воздух из линзы;
4. Не переполняйте линзу!

Шаг 14: Пробуем в работе

На данный момент у вас должна быть рабочая линза с регулируемым фокусным расстоянием! Очень круто! Что дальше?

Что ж, есть много проектов, в которых можно было бы использовать такие линзы. Вы можете использовать его перед проектором или камерой для необычных эффектов, или использовать его как увеличительное стекло, или час за часом прижимать пальцы к его липкому совершенству (просто посмотрите на эти ногти!). Это зависит от вас. В приведенном выше видео есть примеры того, как я тестировал / играл со своим объективом.

Пожалуйста, дайте мне знать в комментариях, как у вас получается, нашли ли вы способ улучшить этот процесс или обнаружили ещё какой то способ использования этого объектива.

Шаг 15: Дальнейшие исследования

Надеюсь, этот объектив — только начало новых оптических проектов. Этот проект во многом был вдохновлен некоторыми проектами, приведенными ниже:

Практический опыт с жидкими линзами

Линзы, изготовленные с применением ЧПУ / 3D печати.

Прим. переводчика:Все современные устройства находится в бесконечной гонке в поисках всё большей и большей компактности своих компонентов. Благодаря этому происходит и ускорение научно-технического прогресса, и постоянное уменьшение электронных компонентов, а также механических систем.

Оптика тоже не осталась в стороне от действия этих тенденций. Если на предыдущем этапе, для уменьшения оптических систем использовались плоские линзы Френеля, то на современном этапе наука вплотную подошла к использованию линз с изменяемыми свойствами.

Ещё в 1995 году один из французских физиков предложил использовать жидкие линзы для применения их в фотоаппаратах:

И буквально в марте этого года вышла новость о том, что фирма Xiaomi собирается внедрять подобные линзы в своих смартфонах будущих поколений:

Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

Источник

Немного о контактных линзах

Рассказываем о характеристиках контактных линз.

Выбирая контактные линзы, на упаковке или в карточке товара в интернет магазине, вам нередко встречаются в описании DK/t, влагосодержание, гидрогель, FDA. Что же они означают и как их понимать? Пользователи оптики, особенно новички, не всегда знают, что это означает, а ведь именно эти мало понятные обозначения являются важным критерием выбора линз. Попробуем разобраться вместе.

Коэффициент кислородопроницаемости или DK/t.

Основная часть кислорода в организме переносится с помощью гемоглобина и доставляется к органам и тканям с помощью кровеносной системы. Человеческий глаз получает значимую часть кислорода из окружающей среды, но при ношении линз он контактирует уже не с воздухом, а с линзой. Способность линзы «переносить» кислород характеризуется коэффициентом DK/t. Если говорить простыми словами он показывает с какой скоростью молекулы кислорода проходят через линзу к роговице. В этом коэффициенте учитывается так же и толщина линзы. Согласитесь, если линзы будут из одного и того же материала, но одна будет тоньше, а другая толще, то скорость с которой кислород проходит через линзы будет разная. Соответственно у более тонкой – больше, а у более толстой наоборот меньше. Важно понимать, что коэффициент кислородопроницаемости напрямую связан с типом материала и влагосодержанием. Так силикон-гидрогель пропускает до четырех раз больше кислорода к роговице и это не связано с водой, в то время как в гидрогелевых линзах за счет увеличения содержания влаги в материале увеличивается поступление кислорода через линзу. Недостаточное поступление кислорода к клеткам глаза приводит к притоку крови и как следствие покраснение глаз, а также к дискомфорту. Возможно развитие патологий.

Влагосодержание и тип материала линзы.

Если в линзах менее 50% влаги – это линзы с низким содержанием влаги, если наоборот больше – то с высоким. Как уже упоминалось выше влага в линзах тесно связана с материалом в этих самых линзах.

Гидролевые или силикон-гидрогелевые линзы. Гидрогель появился сравнительно давно, влагосодержание в этих линзах очень значимый критерий, так как прямо связан с коэффициентом пропускания кислорода к роговице через линзу. Вода в данных линзах служит «проводником» кислорода от внешней среды к роговице. Чем больше содержание воды в гидрогелевой линзе, тем больше она пропускает кислорода. Обычно в гидрогелевых линзах высокое влагосодержание от 48% до 88%.

Плюсы гидрогелевых линз с высоким влагосодержанием влаги:

+ За счет высокого содержания влаги гидрогелевые линзы пропускают больше кислорода.

+ Высокое соджержаине влаги делает линзы более мягкими – их комфортнее надевать.

Минусы тоже есть:

— Линзы с высоким содержанием влаги могут быстрее её терять – придется пользоваться каплями и увлажняющими растворами.

— Линза, которая содержит больше влаги имеет меньшую прочность.

Силикон-гидрогелевые линзы содержат меньше воды (от 24% до 60%) и за счёт силиконовой составляющей имеют большую кислородную проницаемость. Связано это с тем, что вода больше не играет роль главного «проводника» кислорода. Силикон не препятствует поступлению кислорода из внешней среды и служит как «армированный» каркас с множеством отверстий через которые поступает кислород к роговице. Обычно именно про эти линзы говорят «дышащие» и это не просто слова. Некоторые модели из силикон гидрогеля, по заверениям производителей, можно не снимать до 30 дней и это не приведет к проблемам со здоровьем глаз. Линза не препятствует нормальному газообмену роговицы с внешней средой.

Плюсы силикон-гидрогелевых линз:

+ Высокий коэффициент кислолродопроницаемости.

+ Линза прочнее за счет использования силикона, её сложнее порвать.

+ Низкое влагосодержание обеспечивает сохранение влаги внутри линзы, она дольше остается увлажненной.

— Силикон более плотный материал нежели гидрогель – может появляться дискомфорт, особенно при неправильном подборе.

— Силикон не взаимодействует с водой – линза хуже смачивается.

Классификация материала по группам FDA.

В северной Америке линзы классифицируют в зависимости от ионности материала и содержания влаги. Классификацию подготовила и внедрила комиссия США по контролю качества пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств — Food and Drug Administration, сокращенно FDA

Первая группа – не ионные материалы с содержанием влаги менее 50%

Вторая группа – не ионный материалы с содержанием влаги более 50%

Третья группа – ионные материалы с содержанием влаги менее 50%

Четвертая группа – ионные материалы с содержанием влаги более 50%

Не ионные материалы не имеют электрического заряда и как следствие не притягивают к себе белки, жиры и прочие загрязнители. Можно сказать, они меньше загрязняются и легче расстаться с загрязнителями. В то же время ионные материалы более склоны к накапливанию отложений.

В «сухом» остатке.

Главное – линзы подбираются не только исходя из параметров материала, влагосодержания и прочего, линзы подбираются по размеру. Это очень важно, что бы квалифицированный специалист подобрал именно Ваш размер линзы и оценил её посадку на глаз. Зная Ваши размеры и потребности можно подобрать линзы из достаточно широкого ассортимента. Наверняка, у вас возник вопрос, какой материал все-таки лучше? На наш взгляд более современные линзы на силикон-гидрогелевых материалах имеют больше преимуществ, но однозначного ответа нет, все зависит от ваших индивидуальных особенностей и, какой режим ношения линз Вы выбираете.

Источник