На создание нового поколения объективов ученых вдохновили насекомые

В современных цифровых микрокамерах и других оптических приборах используются объективы, основанные на принципе действия органов зрения человека. Эти объективы создаются на основе макроскопических технологий, и толщина таких линз не может быть меньше 5 мм. Насекомые обладают совершенно иным типом зрения - сложным фасеточным зрением. Фасеточный глаз состоит из нескольких тысяч крошечных датчиков – омматидиев. Изображение, которое видят мухи и мотыльки, состоит из совокупности изображений, полученных отдельными омматидиями и ориентированных в разных направлениях.

Доктор Жак Дюпарре (Jacques Duparre) и доктор Ф. С. Випперманн (F. C. Wippermann), используя современные технологии, создали и протестировали два типа линз, основанных на принципах действия фасеточного зрения.

Чтобы создать первый тип линзы, основанной на аппозиционном фасеточном зрении, которое встречается в основном у дневных насекомых, ученые использовали фотолитографию для размещения микролинз на тонкой силиконовой подложке. Микролинзы, действующие по принципу омматидиев, были настроены таким образом, чтобы улучшить однородность разрешения на всем поле зрения. Ученые также обнаружили, что большая фокальная глубина аппозиционной фасеточной линзы избавляет от необходимости подстраивать фокус линзы для удаленных и близких объектов.

Фасеточный глаз второго типа, которым обладают, в основном, ночные насекомые и глубоководные ракообразные, имеет большую светочувствительность, чем аппозиционный фасеточный глаз. Он представляет собой совокупность микротелескопов и называется суперпозиционным фасеточным или простым кластерным глазом. При создании искусственного кластерного глаза ученые применяли реактивное ионное травление для помещения микролинз в расплавленный кварц. По сравнению с аппозиционным фасеточным глазом объектив кластерного глаза более толстый, но обладает большим разрешением. Оба типа линз могут использоваться в камерах очень малого размера, которые найдут применение в медицине и охранных системах.

#gallery#

«Выбор между аппозиционным и кластерным объективом зависит от требуемого разрешения по сравнению с компактностью и ценой, - объясняет д-р Дюпарре.- Аппозиционный объектив дешевле и меньше, но имеет худшее разрешение, и его можно будет применять в качестве оптического датчика. Кластерный объектив будет использоваться для представления изображений непосредственно пользователю, но он более сложный». В настоящее время ученые работают над созданием искусственного фасеточного глаза на искривленной поверхности.