Számítógépre is: Kaiserslauterer fizikusok elektromos íriszblendét fejlesztenek mini kamerákhoz

A fizikusok, Oesterschulze professzor vezetésével, egy speciális munkaasztalon szerelik össze a mikroíriszeket légmentes környezetben. A képen látható Dr. Alexander Hein. (Fotó: Thomas Koziel)

Professor Oesterschulze (balra) és doktori hallgatója, Alexander Hein. (Fotó: Thomas Koziel)

A fényképészek az íriszblendéket használják, hogy szabályozzák a beáramló fény mennyiségét és beállítsák a mélységélességet. Méretük és energiafogyasztásuk miatt azonban a hagyományos blendéknek vannak korlátai: nem alkalmazhatók mini kamerákban, például okostelefonokban vagy tabletekben. Más a helyzet a mikrotechnológiával készült blendékkel, amelyeken a Kaiserslauterni Műszaki Egyetem (TUK) fizikusai és az Osnabrücki Egyetem kémikusai jelenleg dolgoznak. Egy elektromosan szabályozható íriszblendét fejlesztenek, amely alkalmas mini kamerákhoz is. A projektet a Német Kutatási Közösség támogatja.

Amikor a napfény eléri a szemet, a pupilla kisebb lesz. Ezt az írisz szabályozza. Ő működik, mint egy blend, és szabályozza, hogy mennyi fény jusson a szembe. Ugyanezen az elven működnek a fényképezőgépek objektívjeiben található blendék is. Ezek szabályozzák, hogy mennyi fény jut át az objektíven. De a kép mélységélességét is be lehet velük állítani.

Egy hagyományos blend több mozgó lamellából áll, amelyek be- és kikapcsolhatók. Együttesen egy blendnyílást alkotnak, amelynek méretét be lehet állítani. „Ez a mechanizmus sok helyet igényel, ezért nem alkalmazzák kisebb kamerarendszerekben” – mondja Professor Dr. Egbert Oesterschulze, aki a TUK-nál a Nanostruktúrák fizikai és technológiai tanszékét vezeti.

A Professor Oesterschulze által vezetett csapat egy olyan technikán dolgozik, amellyel blendék mikrooptikai rendszerekben is használhatók. „Olyan elektrokróm anyagokat alkalmazunk” – mondja a fizikus. „Ezek megváltoztatják optikai abszorpciós tulajdonságaikat elektromos feszültség alkalmazásakor. Így célzottan elsötétíthetjük azokat a gyűrű alakú területeket, amelyek megfelelnek a hagyományos írisz kívánt blend szintjeinek, ezáltal a fény mennyiségét és a mélységélességet egy gombnyomással szabályozhatjuk.”

A Kaiserslauterni tudósok módszere a következőképpen működik: „Az elektrokróm molekulákat kémiailag kötjük egy magas pórusú nanorészecske réteg felületéhez” – magyarázza a professzor. Amikor külsőleg feszültséget alkalmaznak erre az elektromosan vezető rétegre, ezek a molekulák elnyelhetik vagy átengedhetik a beérkező fényt, attól függően, hogy milyen feszültség van rajta. „Ennek az íriszrétegnek a vastagsága körülbelül 50 mikrométer, ami vékonyabb, mint egy emberi haj átmérője. Csak nagyon kevés helyet igényel két vékony üveglap között” – mondja Oesterschulze. „Ez a kis helyigény és az alacsony elektromos energiafogyasztás lehetővé teszi, hogy az elektrokróm íriszt mikroobjektívekben használjuk.” Ez például okostelefonok számára lehet érdekes, de más mikrooptikai kamerarendszerekhez is alkalmazható.

A kutatásokat a Német Kutatási Közösség összesen 430.000 euróval támogatja. Részt vesz benne többek között Lorenz Walder professzor, az Osnabrücki Egyetem Új Anyagok Kémiai Intézetéből.