Человеческие глаза – это идеальные линзы. Они могут легко менять фокус между несколькими объектами в рассматриваемой сцене, даже если эти объекты расположены на различных расстояниях. Попытка сделать то же в камере приведет к тому, что оператору потребуется менять линзы.
Инженеры из Университета штата Огайо внедрили некоторые возможности изменчивости человеческого глаза в линзы камер. Они изготовили линзы, наполненные жидкостью, которые могут менять форму и фокус, так же как и фокусное расстояние. Эта работа была описана в издании Technical Digest of the 25th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems. Эта технология может улучшить возможности камер цифровых телефонов и сделать камеры вообще более надежными, убрав из них определенные движущиеся части.
Линзы из Университета Огайо сделаны из гибкого полимера. Дизайн схож со сложным глазом насекомого, с едиными большими линзами, изготовленными из малых куполообразных карманов, каждый из которых заполнен жидкостью. Небольшие каналы наполняют жидкостью каждый из карманов.
Закачивая и откачивая жидкость в карманы, инженеры смогли изменять размер и фокус линз. Точка, где фокусируется картинка, также может быть смещена от центра. В линзах, изготовленных из стекла или пластика единственной возможностью смещения центра фокусировки является изменения направления линз.
Этот метод фокусировки очень схож с работой человеческого глаза. В глазу мускулы сжимают линзы или слегка его растягивают, чтобы изменить фокальную точку изображения. Когда вы смотрите вдаль например, линзы глаза становятся слегка более плоскими.
Еще одной возможностью нового дизайна стало расширение угла зрения. В этом случае дизайнеры взяли идею у глаза насекомого. Причина, по которой мухи могут глядеть позади себя в том, что их глаза составлены из тысяч небольших граней, каждая из которых направлена в разные стороны. Недостатком зрения мухи является то, что грани фокусируются не очень хорошо. Искусственные линзы решают эту проблему при помощи подгонки линз, наполненных жидкостью.
Йи Жао, старший преподаватель биометрической инженерии и офтальмологии в Университете Огайо и один из соавторов исследования, рассказал в пресс-релизе, что одним из направлений будущего улучшения технологии будет сделать ее более применимой для электроники. Линзы с жидкость возможно не будут работать хорошо в смартфоне. Линзы, сделанные из пьезоэлектрического материала, меняющего форму в ответ на электрический сигнал, будут работать значительно лучше.