Выбирай : Покупай : Используй

Вход для партнеров

Вход для продавцов

0

Фотореволюция: мобильники оснастят «жидкими» объективами

Французская фирма Varioptic запатентовала оригинальную технологию изготовления миниатюрных вариообъективов. Оптические компоненты таких объективов не штампуются из пластика, как обычно, а представляют собой контейнер с водой и капелькой масла. Капля меняет форму под воздействием электрического тока, изменяя также глубину резкости оптической системы. Компания Varioptic планирует начать массовое производство инновационной продукции в начале 2004 года.

«Узкое место»

Как известно, в современных фотомобильниках объектив представляет собой маленький пластиковый «глазок», который интегрирован в камеру-модуль вместе со всей сопутствующей электроникой.

Подобный объектив не может менять коэффициент преломления лучей (что вполне естественно), поэтому обладает постоянным фокусным расстоянием. В то же время качество цифровых камер, встроенных в мобильные телефоны, постоянно растет.

Недавно ведущие производители вывели на рынок телефоны со светочувствительными матрицами на 1 мегапиксель. В 2004 году они обещают довести емкость матриц в телефонах до 2 млн. пикселей. По этому показателю мобильные телефоны приближаются к потребительским цифровым камерам обычного форм-фактора.

Однако главный недостаток фотокамеры на мобильном телефоне остается прежним — это миниатюрная и не очень качественная пластиковая оптика.

Именно этот компонент в будущем может стать «узким местом», ухудшающим качество фотоизображений и существенно снижающим потребительские свойства этого товара.

Новая функциональность

Новые объективы Varioptic могут добавить фотомобильникам невиданную доселе функциональность — возможность быстрого автофокуса, а также изменения глубины резкости в пределах диапазона фокусных расстояний. Владельцы фотомобильников нового поколения смогут наводить резкость на любые объекты в поле зрения и делать качественные снимки. Для «перегретого» рынка это может стать сенсацией и обеспечить настоящий бум среди любителей мобильной фотографии (что, в свою очередь, может повлечь серьезное увеличение числа пересылаемых MMS и общий рост трафика передачи данных, в т.ч. голосового, так как фотографии надо обсуждать).

Технология, применяющаяся в упомянутых жидкостных объективах, создана благодаря десятилетней научной работе группы французских ученых в Университете Джозефа Фурье (Universitй Joseph Fourier) и в Университете Лиона (Ecole Normale Supйrieure de Lyon).

Когда француз по имени Бруно Берг* десять лет назад начал свою научную работу, он вряд ли предполагал, что в скором будущем по всему миру стремительно распространятся мобильные телефоны со встроенными фотоаппаратами и для них будут нужны новые качественные линзы.

Секреты технологии

Схема работы оптики жидкостных объективов

Схема работы оптики жидкостных объективов

Оптика жидкостных объективов работает благодаря природному феномену, который показан на схеме: капля воды помещается на проводник, покрытый тонким слоем изолятора. Если подвести к проводнику ток, то капля «растекается» по изолятору, меняя свою форму в зависимости от напряжения тока.

Строение жидкого объектива
Строение жидкого объектива

Это физическое явление в свое время получило название «электросмачивание» (electrowetting) и уже используется при разработке электронной «бумаги» — гибких дисплеев толщиной около миллиметра, которые тоже вот-вот должны появиться на рынке (весной этого года они были представлены на CeBIT).

В объективе применяются две жидкости с одинаковой плотностью, но разной электропроводимостью. Первая жидкость является изолятором (масло), а вторая — проводником (вода). Под воздействием электрического тока меняется кривизна контактной поверхности, на которой происходит преломление света. Именно таким образом жидкостный микрообъектив осуществляет зуммирование без использования каких-либо подвижных деталей и механизмов.

Согласно информации от разработчика, изготовленные опытные экземпляры жидкостных объективов характеризуются маленьким временем отклика (около 0.02 с для прототипа диаметром 5 мм), высокой прозрачностью, очень низким уровнем оптических искажений (дисторсия не превышает 1 микрометра), работоспособностью в температурном диапазоне 10°C — 50°C.

Разработчики утверждают, что они смогли преодолеть характерные проблемы жидкостной оптики, и теперь она устойчива к механическим воздействиям, способна стабильно сохранять форму и симметрию относительно центральной оси, а энергоемкость системы значительно снижена.

Зависимость фокусного расстояния от электрического напряжения

Зависимость фокусного расстояния от электрического напряжения

Многообещающие перспективы

Кроме мобильных телефонов, новые объективы могут найти применение в цифровых фото- и видеокамерах стандартного форм-фактора. Внешний диаметр жидкостного объектива составляет 8 мм при толщине 2 мм. Это вполне подходящие размеры для использования электрических камер-модулей в самых миниатюрных портативных устройствах, будь то карманные компьютеры, телефоны или ультратонкие цифровые камеры.

Преимуществами таких объективов являются простая конструкция, низкое энергопотребление и, самое главное, быстрое время отклика, что позволяет эффективно использовать их даже в сканерах штрих-кодов и в устройствах биометрической идентификации, например, в сканерах отпечатков пальцев или сетчатки глаза (что в традиционном отечественном написании означает «технология двойного применения»).

Нетрудно предположить, что объективы со сверхбыстрым автофокусом также найдут свое место на рынке медицинского оборудования, к примеру, открываются широкие возможности для изготовления более совершенного диагностического оборудования. Предполагается, что новая камера с легкостью поместится в головке эндоскопа (медицинский инструмент, состоящий из трубки и осветительного прибора, предназначен для осмотра полых органов, к примеру, пищевода, желудка, бронхов и т. д.). Кроме того, уникальные характеристики адаптивной жидкостной оптики можно использовать в офтальмологии и других областях медицины.

Анатолий Ализар / CNews.ru


1Подробнее см.:

  1. B. Berge, including an english translation: «Electrocapillaritй et mouillage de films isolants par l’eau», Comptes Rendus de l’Acadйmie des Sciences de Paris, 317, Sйrie II, (1993) 157-163.
  2. M. Vallet B. Berge, L. Vovelle, «Electrowetting of water and aqueous solutions on poly(ethylene terephtalate) insulating films» Polymer 37 (1996) 2465-2470.
  3. M. Vallet, M. Vallade et B. Berge, «Limiting phenomena for the spreading of water on polymer films by electrowetting», Eur. Phys. J. B11 (1999) 583-591.
  4. B. Berge and J. Peseux; «Variable focal lens controlled by an external voltage: an application of electrowetting», Eur. Phys. J. E (2000) 3 p159-163.
  5. Invited review paper : Quilliet C., Berge B. : «Electrowetting: a recent outbreak», Current Opinion in Colloid & Interface Science (2001) 6 :11-16

Версия для печати
Комментарии 0
Статьи по теме