Forschende entwickeln ultradünne, energiesparende Linse

Kameras in Drohnen oder medizinischen Geräten unterliegen immer bestimmten Beschränkungen. Sie sollten nicht zuviel Platz einnehmen, nicht zu schwer sein und natürlich nicht beliebig viel kosten. Diese Ansprüche betreffen auch die Linse herkömmlicher Foto- und Videokameras, denn die soll auf möglichst kleinem Platz möglichst viel leisten. Norwegische Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen des Forschungsinstituts SINTEF sind der platz- und kostensparenden Linse nun einen Schritt näher gekommen.

Sie haben eine ultradünne Linse entwickelt, deren Brennweite variabel ist. Klassische optische Linsen haben gewölbte Oberflächen. Mehrere Miteinander kombiniert verändern die Brennweite. Bei flachen Linsen sei diese Fokussierung bisher nicht möglich gewesen. Ein sogenannter piezoelektrischer Dünnfilm soll das ändern.

Ultradünn und trotzdem mit variabler Brennweite

Piezoelektrisches Material verformt sich, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird. Verformt sich dieses Material auf eine andere Weise als über die Spannung, wird elektrische Energie freigesetzt. Im vorliegenden Fall handle es sich beim piezoelektrischen Material um Blei-Zirkonat-Titanat.

Dieser Piezofilm befindet sich in der ultradünnen Linse zwischen zwei strukturierten Folien. Wird nun eine Spannung aufgebaut, verformt sich der Film und der Abstand zwischen den Linsen vergrössert sich um 7,2 Mikrometer. Damit wird eine variable Brennweite geschaffen, da die beiden Folien mindestens zwei Abstände haben können.

Kostengünstige Herstellung

"Dieses stromsparende, ultrakompakte Varioobjektiv könnte in Sensor- und Bildgebungstechnologien genutzt werden, bei denen Systemgrösse, Gewicht und Kosten wichtig sind", sagt Projektleiter Christopher Dirdal. Er denkt dabei an Drohnenkameras und medizinische Diagnosegeräte.

Die Linsenfolien lassen sich mit etablierten Techniken in grosser Zahl kostengünstig herstellen, heisst es weiter. Dirdal sei der Ansicht, dass Anpassungen am Design noch stärkere Brennweiten-Änderungen ermöglichen können.

Auch Smartphonehersteller forschen an platzsparenderen Linsen. Anfang 2021 stellte etwa Xiaomi eine flüssige Linse vor, die durch elektrische Spannung verschiedene Formen annehmen kann. Erfahren Sie hier mehr dazu.