Технология жидких линз позволит создавать компактные камерафоны

Несомненно, количество пикселей в камере и наличие оптического зума важные характеристики любого камерафона. Не последнюю роль играет и размер самого модуля камеры. Маленькие линзы позволят создать небольшие модули камеры, что в свою очередь даст возможность производить компактные и тонкие камерафоны. Новая технология, работающая на воде, звуке и поверхностном натяжении — ключ к этому.

Исследователи из Ренселеровского Политехнического Института (Нью-Йорк, США) создали и протестировали жидкие линзы, делающие 250 снимков в секунду и требующие для работы значительно меньше затрат энергии, чем конкурирующие технологии.

Капли воды помещаются внутрь крошечных цилиндров, они вибрируют вверх и вниз под действием высокочастотных звуковых волн, при этом меняя кривизну линз камеры. Позади линз располагается датчик изображения, который снимает со скоростью 250 fps. Специальное программное обеспечение сортирует кадры и отбрасывает те, которые оказались не в фокусе.

Вот они эти капельки воды, которые вибрируют на большой скорости, меняя фокус камеры

Эта технология, по заявлениям разработчиков, позволит создавать функциональные, качественные модули камер, при этом они будут дешевыми, маленькими и легкими.

«Линзами легко управлять, они требуют малых затрат энергии и почти всегда находятся в фокусе — неважно как далеко или близко размещены от объекта, — говорит глава проекта Амир Хирса. — Не требуется высокого напряжения или других механизмов, это означает, что новые линзы могут быть интегрированы с различными приложениями и девайсами.»

Результаты исследований были подробно описаны в документе «Fast focusing using a pinned-contact oscillating liquid lens» (быстрая фокусировка с использованием колеблющихся жидких линз), который будет опубликован в журнале Nature Photonics.

Большинство существующих способов манипулирования жидкими линзами заключаются в изменении размера и формы области, в которой жидкость контактирует с поверхностью, для того чтобы изображение попало в фокус. Это занимает много времени и энергии. Хирса заявляет, что ключевым моментом его разработки является тот факт, что вода остается в постоянном неизменном контакте с поверхностью, это требует меньших затрат энергии.

8-мегапиксельный модуль камеры, созданный Samsung, имеет размеры 28×15,3×8,5 мм,
с новой технологией модули станут еще меньшими

Как уже было сказано, капли воды подвергаются воздействию звука и вибрируют, превращаясь в своего рода маятник. Исследователи могут контролировать скорость колебания воды, подвергая капли воздействию звука разной частоты. При пропускании света через капли воды устройство превращается в миниатюрные линзы камеры.

«При помощи жидких линз и маленького динамика можно создать новую оптическую систему, — говорит Амир Хирса. — Такого раньше никто не делал.»

Размер капель влияет на то, с какой скоростью они вибрируют. Хирса заявляет, что при достаточно маленьких размерах отверстий и правильно выбранных объемах жидкости колебание жидкости в линзах может достигать 100 тыс. раз в секунду — даже при такой скорости они будут эффективно вести съемку.