Новые жидкие линзы имитируют человеческий глаз

Физики разработали новый тип жидкой линзы, фокусное расстояние которой может регулироваться изменением давления.

Жидкая линза нового типа, воспроизводящая особенности строения человеческого глаза, разработана доктором Саманом Дхарматиллеке (Saman Dharmatilleke) вместе с коллегами из института исследования материалов (Institute of Materials Research and Engineering, IMRE) в Сингапуре. Линза формируется на изогнутой поверхности раздела между жидкостью и воздухом на выходе маленькой апертуры. Фокусное расстояние такой линзы можно изменять, варьируя приложенное давление.

Жидкие линзы нового типа не нуждаются в механических деталях. Они намного меньше, чем обычные линзы, и позволяют фокусировать изображение с высокой точностью. Такие линзы могут найти применение в веб-камерах, камерах мобильных телефонов и переносных медицинских устройствах.

Д-р Дхарматиллеке вместе с коллегами изготовил два типа линз по новой методике: двояковыпуклые линзы, в которых капля жидкости изменяет форму с обеих сторон, и плосковыпуклые, в которых одна сторона капли является плоской, а другая меняет форму. Толщина жидких линз нового типа достигает 10 мкм, что делает их самыми миниатюрными из существующих на данный момент линз. Такие линзы потребляют мало энергии, а затраты на их производство невелики.

По мнению исследователей, жидкие линзы нового типа идеально подходят для устройств, для которых требуется высокая точность фокусировки и зума – к примеру, камеры мобильного телефона, сканеров для считывания штрихового кода и переносных медицинских устройств типа микроскопов и эндоскопов.

Ученые уже запатентовали новую технологию в Сингапурской инженерной компании PGS Precision Pte Ltd и теперь надеются расширить приложения жидких линз на сканеры и трехмерные преобразователи изображения, оптимизируя скорость, с которой линза может фокусировать объект.

В других типах жидких линз, разработанных ранее, фокусным расстоянием и смещением оптической оси можно было управлять с помощью приложенного к ним электрического потенциала. Линзы были сделаны из капли прозрачной проводящей жидкости, помещенной на подложке со специальным покрытием, а электроды, расположенные под ней, позволяли управлять линзами. Все это делало устройство менее компактным и довольно дорогостоящим.

«До недавнего времени практически не существовало альтернативы системам из жестких линз. Изобретенный нами новый тип жидкой линзы состоит из капельки жидкости и не требует громоздких вспомогательных устройств», - комментирует д-р Дхарматиллеке.