Už vím, jak pracují tekuté čočky do fotomobilů

Fotomobily se rozmáhají, ale možnosti miniaturních fotoaparátů jsou stále značně omezené. Nedávno se ale podařilo posunout hranice zase o kousek dál. Slyšeli jste už o tekutých čočkách?
Už vím, jak pracují tekuté čočky do fotomobilů

Fotíme o sto šest

I při letmém pohledu do výkladních skříní či nabídkových katalogů je zřejmé, že žádnému lepšímu současnému mobilu nesmí kromě jiného chybět vestavěný fotoaparát. Kvalita fotoaparátu je také jednou z nejvíce kriticky posuzovaných a diskutovaných vlastností u nově představovaných modelů. Použitý fotoaparát, resp. jeho rozlišení, také výrazně ovlivňuje výslednou cenu výrobku. A ačkoli se tu a tam ozývají hlasy, které hovoří o zbytečnosti vestavěných fotoaparátů a o tom, že zprávy MMS nemohou jako služba přežít, současné trendy ukazují pravý opak. Mezi nově představovanými modely najdeme mobil bez fotoaparátu jen velmi zřídka.

Kvalita fotografií je dána rozlišovacími možnostmi snímacího čipu a také kvalitou samotné optiky. Klasické čočky ale mají v tak miniaturním provedení, jaké se používá v mobilních telefonech, značně omezeny své možnosti a nemají proto zdaleka tak dobré vlastnosti jako klasické fotoaparáty. Při zlepšování parametrů vestavěných fotoaparátů ale nelze jít s rozměry z pochopitelných důvodů příliš daleko. Naštěstí se díky výzkumu objevila cesta úplně jiným směrem.

Olej a voda

Automatické zaostřování fotoaparátu je založeno na čočkách, které mění svoji vzdálenost od snímacího čipu a tím dosahují ostrého obrazu. Trochu jiným směrem šly firmy Philips a Varioptic. Jejich čočky dovedou měnit svůj tvar, takže se nemusí posouvat. Jsou založeny na technologii zvané electrowetting. V překladu to znamená něco jako elektrické smáčení. V principu jde o to, že čočky jsou schopny měnit své fyzické, potažmo optické vlastnosti působením elektrické energie.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Takhle vypadá tekutá čočka

Jak taková čočka pracuje? Základem je kapka vody, která může být v zásadě nahrazena jakoukoli čirou elektricky vodivou kapalinou s vhodnými optickými vlastnostmi. S touto kapkou vody je spojena další kapka oleje. Tato dvouvrstvá směs se uzavře mezi dvě tenké vrstvy skla nebo průhledného plastu. Vtip je v tom, že olej a voda se vzájemně nesmíchají a proto mezi ně není nutné vkládat další oddělovací membránu. Jak celý systém pracuje je znázorněno na následujícím obrázku.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Znázornění principu fungování

Na vrstvičku vody je přiváděno stejnosměrné elektrické napětí několik málo desítek voltů, které způsobí deformaci této vrstvičky. Pokud vodou prochází vyšší proud, vrstvička má tendenci prohnout se směrem dovnitř, v opačném případě, tedy při malém nebo nulovém proudu, má voda naopak tendenci se uprostřed vyboulit ven. Tenká vrstva oleje pak napomáhá vodě uržet si svůj tvar a vytváří také jiné optické prostředí. Takto zkonstruovaná čočka může měnit ohniskovou vzdálenost od nekonečna do pěti milimetrů, a to při příkonu, který se pohybuje v řádech jednotek miliwattů. Standardní objektivy současných mobilních telefonů mají bod nekonečna pusunut do vzdálenosti 180 cm. O regulaci napětí, které je přiváděno na vrstvičku vodu v čočce, se stará speciální integrovaný obvod, který také navrhla a vyrábí firma Varioptic.

Kam s nimi

Pozoruhodná je hlavně rychlost odezvy těchto čoček. Oproti lidskému oku reagují až dvacetinásobně rychleji. Příznivá je také cena, která je oproti klasickým miniaturním objektivům pro mobilní telefony výrazně nižší.

Klepněte pro větší obrázek
Řídící elektronika a hned vedle samotná čočka

Jako každá technologie mají i tekuté čočky své zápory. Největší omezení zatím spočívá v rozměrech. Tedy přesněji řečeno v průměru čočky, protože pokud jde o tloušťku, je na tom nový typ čoček více než dobře. Firma Varioptic dokáže prozatím zkonstruovat čočky o průměru v rozmezí 7 až 10 mm, což je prozatím nepoužitelné pro digitální fotoaparáty a kamery s většími objektivy. 

Varioptic se v současnosti snaží ve svých laboratořích dosáhnout i větších průměrů čoček a provádějí se také testy s řazením těchto tekutých čoček za sebe. Čočky naleznou uplatnění nejen v mobilních telefonech a jim podobných zařízeních, ale také např. v medicíně při endoskopii a v dalších oblastech. Podle některých internetových zdrojů je na obzoru použití těchto čoček v telefonech Samsung, a to dokonce už v letošním roce.

Témata článku: Ostatní, Standardní objektiv