Skok na obsah

Techblog > Technologie > Kapalinové čočky v mobilech už příští rok

[CNW:Counter] TOPlist
25. 8. 2005 - Technologie

Kapalinové čočky v mobilech už příští rok

Po kapalinových čočkách touží všichni majitelé foťáků v mobilních telefonech. Nyní mohou slavit. Už v příštím roce se dočkáme puberťáků šmírujících mobilem s několikanásobným zoomem. Asiaté opět převálcovali západ a slibují, že jejich inovativní kapalinové čočky budou mnohem lepší a uvedou je rychleji do praxe.

Jak fungují mechanicky ovládané kapalinové čočky

Mobil snímající text se zoomem
Technicky zdařilá fotomontáž mobilu
jakoby snímající text se zoomem.
Obrázek je však evidentně
vyfocen krátkým ohniskem.
Credit: UMRE

Vědci v Singapuru se nevydali patenty zahuštěnou cestou elektricky ovládaných čoček, ale vymysleli vlastní mechanizmus změny ohniskové vzdálnosti čočky. Šli na to pouhou změnou tlaku kapaliny v čočce. Řešení, které použili, by určitě hned napadlo každého, kdo by něco takového měl vymyslet. Jde o dvě prosté průhledné blanky natažené na pevném kroužku, mezi něž se "pumpuje" kapalina. Nápad je to prostý, ale funkční realizace je velmi obtížná.

Je třeba zajistit, aby vnější kroužek byl pevný a vůbec se nedeformoval. To je ta jednodušší část. Nejobtížnější je nalézt vhodný materiál na průhledné blány. Silně pochybuji, že by materiál, byť dokonale izotropní ve 2D (materiál mající v rovině ve všech směrech shodné vlastnosti), vytvářel při "nafukování" přesně správný tvar čočky. Ale mé znalosti optiky nejsou příliš hluboké, mohu se tudíž mýlit. Každopádně dosáhnout dokonalé izotropie materiálu blanek, která je bezpodmínečně nutná ke správné funkci čoček, je velmi obtížné. Jelikož není dokončeno patentové řízení, nejsou k dispozici informace o použitých materiálech.

Změna ohniskové vzdálenosti (zoomování)

Změna ohniskové vzdálenosti mechanicky ovládané čočky ve čtyřech zobrazených krocích
Zvětšit
Čtyři stavy nafouknutí čočky
Credit: UMRE

Možnost měnit ohniskovou vzdálenost při zachování miniaturních rozměrů je hlavním hnacím motorem vývoje kapalinových čoček. U mechanicky ovládaného typu probíhá tak, že se mění tlak kapaliny v čočce tím, že se do ní pumpuje nebo naopak vypouští průhledná kapalina. Tím se jakoby "nafukuje" či "vyfukuje" bublina tvořící čočku a mění se tak její ohnisková vzdálenost.

U konkurenčních systémů probíhá změna ohniskové vzdálenosti jinak. Využívají změny smáčivosti kapalin při působení elektrického pole. Dva druhy kapaliny s výrazně rozdílným indexem lomu jsou umístěny mezi elektrodami s hydrofobním povrchem. Při změně napětí mezi elektrodami se mění smáčivost kapalin, a tak se zároveň mění ohnisková vzdálenost čočky.

Výhody a nevýhody

Schéma funkce elektricky ovládané kapalinové čočky
Elektricky ovládaná kapalinová čočka
Credit: Variooptic

Výhodou všech zmiňovaných čoček jsou extrémně malé rozměry při zachováni možnost změny ohniskové vzdálenosti. Průměr čoček se pohybuje kolem tří milimetrů, zatímco rozměry běžných čoček jsou asi jeden centimetr. Bohužel dále následují jen nevýhody.

Když jsou čočky malé, je vhodné, aby i CCD nebo CMOS snímač byl malý také. Při očekávání rozměrů v řádu megapixelů budou tak mít velké problémy se šumem. Ještě výraznější vliv na kvalitu fotek budou mít optické vady. Při této technologii se jim není možné vyhnout. Nedokonalosti materiálu nebo nerovnoměrné elektrické pole způsobí, že nebude možné očekávat přesnost tvaru (vzhledem k rozměrům) obdobnou klasicky vyráběným skleněným či plastovým čočkám. Fotky z budoucích mobilů budou tedy ještě rozmazanější než dnes a možná taky zajímavě deformované.

Nevýhodou mechanicky ovládané kapalinové čočky je pomalá změna ohniskové vzdálenosti. Přece jen nelze přemisťovat kapalinu tak rychle, jako měnit elektrické pole. Když už kapalinu přečerpáme, tak nemusíme vynakládat žádnou energii na udržení tvaru čočky. I "zplaskávání" čočky je bez nároků na energii pouze její "nafukování" ji vyžaduje, ale vzhledem k malým objemům kapaliny vědci slibují, že se spotřeba vejde do 1 mW. Zřejmou nevýhodou mechanické čočky je, že z ní nikdy nebude konkávní čočka, kdežto elektrické tímto omezením netrpí. Předpokládám, že nakonec budou mechanicky ovládané čočky používány k zoomování a elektricky ovládané k zaostřování, kde je důležitá rychlá změna ohniska.

Kapalinová čočka v každém mobilu

Kapalinové čočky se v mobilech určitě objeví. Singapůrský výrobce slibuje průmyslové využití v druhém čtvrtletí příštího roku. Ostatní se praktickém nasazení zatím nezmiňují. Z počátku to nebude žádná bomba, ale postupem času se mohou propracovat do slušně použitelného stavu. Rozhodně nikdy nenahradí skleněné čočky v lepších zařízeních a ani takové ambice nemají.

Co myslíte, bude vám pětinásobný zoom v mobilu stačit?

Další informace

Napsal Martin Srubar v 00:24 | Komentáře (3)
Dočetli jste článek? A co nyní?
Pokračujte třeba čtením starších či novějších článků na obdobná témata v této rubrice. Nebo se podívejte na titulní stránku, co je nového. > Přejít na titulní stránku
Pokud máte čas a chcete si počíst, doporučuji archív. > Přejít na archív
Jestli vás zajímá něco konkrétního, vyhledejte si na Techblog.cz právě to své téma.

Weblog pro ty, které zajímá věda a technika.

Téma…

Časopis 21. století

Časopis 21. století
Časopis 21. století je nejznámější a nejoblíbenější vědecko-technický časopis. Na čem je ale založena jeho popularita? Z velké části jsou v něm obsaženy nesmysly. Jde o záměr nebo je to pouze neschopností autorů? Upřímně řečeno, co by odborník získal tím, že by v něm publikoval?
13. 8. 2004
Speciály…

Energetická krize

Energetická krize
Za dveřmi je energetická krize. Co budeme dělat, až dojde ropa a další fosilní paliva? Sledujte vývoj alternativních druhů energie a pohonů a hledání nových ropných nalezišť.