También para el smartphone: físicos de Kaiserslautern desarrollan un diafragma eléctrico para mini cámaras

Los físicos, dirigidos por el profesor Oesterschulze, ensamblan el microiris en un banco de trabajo especial en un entorno sin aire. En la imagen se ve al doctorando Alexander Hein. (Foto: Thomas Koziel)

El profesor Oesterschulze (izquierda) y su doctorando Alexander Hein. (Foto: Thomas Koziel)

Los fotógrafos utilizan diafragmas de iris para controlar la cantidad de luz que entra y ajustar la profundidad de campo. Debido a su tamaño y consumo de energía, los diafragmas convencionales tienen límites: no pueden usarse en cámaras miniatura como en teléfonos inteligentes o tablets. La diferencia la hacen los diafragmas fabricados mediante microtecnología, en los que trabajan actualmente físicos de la Universidad Técnica de Kaiserslautern (TUK) y químicos de la Universidad de Osnabrück. Están desarrollando un diafragma de iris controlado eléctricamente, que también es adecuado para cámaras miniatura. El proyecto está financiado por la Fundación Alemana de Investigación.

Cuando la luz del sol incide en el ojo, la pupila se hace más pequeña. La encargada de esto es el iris. Actúa como un diafragma y regula cuánta luz entra en el ojo. Basándose en el mismo principio, también funcionan los diafragmas en las lentes de las cámaras fotográficas. Controlan la cantidad de luz que pasa a través de la lente. Pero también permiten ajustar la profundidad de campo de una imagen.

Un diafragma convencional está compuesto por varias láminas móviles que pueden girar hacia dentro y hacia fuera. Juntas forman una apertura de diafragma cuyo tamaño puede ajustarse. "Este mecanismo requiere mucho espacio, por lo que no se usa en sistemas de cámaras más pequeños", explica el profesor Dr. Egbert Oesterschulze, que ocupa la cátedra de Física y Tecnología de Nan Estructuras en la TUK.

El equipo del profesor Oesterschulze trabaja en una tecnología que permite que los diafragmas también se utilicen en sistemas microópticos. "Utilizamos materiales electrocrómicos", dice el físico. "Cambian sus propiedades de absorción óptica al aplicarles una tensión eléctrica. Así, podemos oscurecer selectivamente áreas en forma de anillo, que corresponden a los niveles deseados de apertura del iris convencional, y controlar la cantidad de luz y la profundidad de campo con un simple botón".

El método de los científicos de Kaiserslautern funciona de la siguiente manera: "Las moléculas electrocrómicas utilizadas se unen químicamente a la superficie de una capa de nanopartículas altamente porosa", explica el profesor. Cuando se aplica una tensión desde el exterior a esta capa conductora, estas moléculas pueden absorber la luz entrante o dejarla pasar, dependiendo de la tensión aplicada. "El grosor de esta capa de iris es de aproximadamente 50 micrómetros, más delgado que el diámetro de un cabello humano. Solo necesita muy poco espacio entre dos placas de vidrio delgadas", dice Oesterschulze. "Esta baja demanda de espacio, combinada con el bajo consumo eléctrico, permite usar el iris electrocrómico en microobjetivos". Esto sería interesante, por ejemplo, para teléfonos inteligentes, pero también para otros sistemas de cámaras microópticas.

Los trabajos están siendo financiados por la Fundación Alemana de Investigación con un total de 430.000 euros. Entre los participantes se encuentra, entre otros, el profesor Dr. Lorenz Walder del Instituto de Química de Nuevos Materiales de la Universidad de Osnabrück.