Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Гаджеты


Ася Горина,

В отличие от линз фотоаппаратов и камер, человеческий глаз способен менять фокусировку с одного объекта на другой, не передвигаясь вперед, даже если эти объекты удалены от наблюдателя на разные дистанции. Для получения снимков высокой четкости необходимо менять объективы или "зумить" в зависимости от того, как далеко расположен объект съемки.

Полимерная линза содержит несколько маленьких кармашков, наполненных прозрачной жидкостью. Фото: Jo McCulty / Ohio State University
Полимерная линза содержит несколько маленьких кармашков, наполненных прозрачной жидкостью. Фото: Jo McCulty / Ohio State University

Инженеры из университета Огайо (OSU) решили наделить камеры способностями человеческого глаза. Они создали гибкую пятимиллиметровую линзу, способную менять форму и фокус, а также точку фокусировки.

Новинка изготовлена из подвижного полимера, а по конструкции чем-то напоминает фасеточные глаза насекомых: линза состоит из нескольких микроскопических кармашков, каждый из которых наполнен прозрачной жидкостью, похожей по составу на человеческие слезы. Кармашки соединены друг с другом узкими каналами, через которые происходит сообщение для обмена раствором.

Полимерная линза содержит несколько маленьких кармашков, наполненных прозрачной жидкостью. Фото: Jo McCulty / Ohio State University
Прототип полимерной линзы. Фото: Jo McCulty / Ohio State University

Меняя количество жидкости в каждом из кармашков, исследователи научились регулировать форму и соответственно фокус всей линзы. Более того, точку фокусировки можно сместить с центра в любой угол изображения, не меняя направления съемки (не двигая объектив), что невозможно сделать с обычной стеклянной или пластиковой линзой.

Человек сосредоточивает зрение на определенном объекте при помощи мышц, а обычные линзы необходимо передвигать ближе или дальше от объекта фокусировки, чтобы получить четкое изображение. Разработчики попробовали сымитировать биологический процесс, заменив мышечную силу перемещением прозрачной жидкости между кармашками.

Помимо свойств человеческого глаза, ученые наделили свою линзу преимуществами фасеточных глаз насекомых, тем самым значительно расширив угол обзора. Мухи, к примеру, могут видеть то, что происходит за их спиной — всё благодаря тому, что их глаза состоят из тысяч микроскопических линз (фасеток), направленных в разные стороны. Вот только фокусируются все эти линзы не очень хорошо. Эту проблему удалось решить, опять же, при помощи жидкости.

Соавтор исследования и эксперт в области биоинженерии и офтальмологии И Чжао (Yi Zhao) рассказал в пресс-релизе, что сегодня главной целью разработчиков является адаптация линзы к работе в электронных устройствах.

Гибкие линзы, наполненные жидкостью, вряд ли смогут полноценно функционировать, будучи интегрированными в смартфоны. Поэтому инженеры рассматривают возможность создания аналога из пьезоэлектриков, которые меняют форму под воздействием электрического заряда.

Областей применения для этого изобретения может быть несколько. Линзы с таким механизмом фокусировки можно будет использовать при создании камер, фотоаппаратов, смартфонов и даже микроскопов. При этом передвигать объектив будет совершенно необязательно, что значительно упростит и ускорит съемку.

Чжао и его коллеги представили свою разработку на 25-й Международной конференции по микроскопическим электромеханическим системам (IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems). Текст доклада уже доступен в Сети.