什么是液态镜头（Liquid Lens）

随着手机拍照的大规模普及，越来越多的人拿起手机记录生活，摄像头的各种参数也逐渐被大众所熟知。相较于大家比较关注的CMOS尺寸和像素，镜头这个话题的热度比较冷清。目前主流的镜头都是使用玻璃作为镜片，通过调节镜片之前的间距来实现对焦。但是，还有一种使用液体来实现对焦的镜头，今天就介绍一下这种有趣的液态镜头。

首先来看一下液态镜头的实际效果：

可以看到，镜头可以在一个相当大的范围内连续调节焦距，并且整个过程非常顺滑。

液态镜头不使用传统的玻璃作为光学透镜，而是使用透明的油滴，没错，就是一滴油和一滴水。

传统的镜头是使用一组镜片，通过调节镜片的间距来调节整个光学系统的焦点，因为每个镜片的曲率半径是没有办法变化的，所以单一的镜片就不能实现对焦。

液态镜头则恰恰相反，它通过改变“镜片”的曲率半径来实现对焦，这非常类似于人眼的晶状体，如下图所示：

与人眼通过睫状肌控制晶状体的形状不同，液态镜头利用了一种叫做电润湿（Electrowetting）的现象，简单的说就是通过改变电压来改变抗水表面的亲水性，由于原先抗水的表面现在变得更吸水，油膜不得不改变其形式。

所以液态镜头就是在两块玻璃板之间，夹着一滴水和一滴油，在没有电场的时候，水滴和油滴都处于松弛状态，此时充当“镜片”的油滴是一个凹透镜。

而当我们施加了一定的电压之后，右侧电极的金属表面变得更加亲水，于是就把更多的水吸引到镜头的边缘，也就是镜头中间的水会变少，此时油滴自然而然地就会变成一个边缘薄，中间厚地凸透镜，其曲率半径以及焦点地位置都会随之发生变化。

目前世界上最大的制造液态镜头的公司是Varioptic，镜头的外形类似于一个小金属按钮，电极的触点则是在镜头的前后两侧，所以通过把它夹在两块覆盖铜箔的电路板之间就可以对它进行供电。

要驱动这个镜头需要比较高的电压，并且需要专用的芯片来驱动：HV892，这款芯片来自于Supertex。我们需要通过IIC来控制它。所以使用Arduino作为驱动板。

液态镜头相较于传统的机械对焦镜头的优势就是体积小，对焦速度快，对焦范围大。比如在生产线上识别条形码的时候，不同高度的货品通过时需要连续地快速精确对焦。