Колебания капель жидкости. Изображение с сайта Политехнического института Ренсселера

Команда исследователей из Политехнического института Ренсселера (Rensselaer Polytechnic Institute) разработала новый тип жидкой линзы, сообщает TGDaily. Линза может быстро изменять фокусное расстояние, используя энергию звуковой волны. Линза чрезвычайно мало весит, является гибкой и в будущем может быть применена в сотовых телефонах и других подобных устройствах, а также высокоскоростных охранных камерах. Амир Хирса (Amir H. Hirsa) и Карлос Лопес (Carlos A. Lopez), возглавляющие проект, написали статью, детально описывающую принципы функционирования новинки. Статья выйдет в октябрьском номере журнала Nature Photonics.

Принципы функционирования новинки достаточно просты. Две крошечные капли воды расположены в цилиндре внутри объектива. Из-за естественного поверхностного натяжения они принимают особую форму. Когда капли подвергаются воздействию звуковой волны, возникают колебания с частотой до 100 тысяч герц. Это позволяет очень быстро изменять "геометрию" их поверхности, что приводит к изменению фокусного расстояния жидких линз и, следовательно, фокусировке изображения, получаемого сенсором. Путем изменения частот команде удалось создать методы для захвата сфокусированных и несфокусированных изображений. Программное обеспечение отфильтровывает несфокусированные изображений из общего потока. Стоит отметить, что данная технология исключает использование крупных движущихся частей внутри объектива.

Преимуществом разработки является то, что для генерации звуковой волны требуется очень малое количество энергии. Кроме этого новая технология позволяет достичь высокой точности фокусировки. Так как колебания жидких линз происходят 100 тысяч раз в секунду, теоретически становится возможным сохранить при съемке такое же количество кадров, вследствие того, что во время каждого колебания фотографируемый объект попадает в фокус.

Сейчас, используя опытный образец, ученые могут фотографировать со скоростью 250 кадров в секунду, что на 190 кадров в секунду выше, чем при записи HD-видео 1080p.

Большинство аналогичных решений используют для перефокусировки другие методы. Линзы компании Varioptic, например, применяют технологию Electrowetting, позволяющую изменять форму капли воды с помощью электрических импульсов, также без применения движущихся частей. В то же время специалисты Политехнического института Ренсселера ранее показали еще одну технологию, позволяющую создавать жидкие линзы. Речь идет о управлении геометрией капель воды с наночастицами при помощи магнитного поля. Важным отличием нового способа является то, что форма капли при съемке меняется постоянно, в то время как, например, электрические импульсы меняют форму капли только при перефокусировке.