Innsbrucker Forscherteam entwickelt innovative Linse mit einstellbarer Brennweite

Univ.-Prof. Stefan Bernet, Wissenschafter an der von Univ.-Prof.in Monika Ritsch-Marte geführten Sektion für Biomedizinische Physik der Medizinischen Universität Innsbruck, erhält für sein Projekt „Varifokale DOE-Optiken“ den hoch dotierten PRIZE 2010. Diese von der Austria Wirtschaftsservice GmbH (AWS) vergebene Prototypenförderung unterstützt die effiziente Verwertung von zukunftsorientierten Erfindungen und damit auch den Wissenstransfer von der Forschung in die Wirtschaft. Ziel des ausgezeichneten Entwicklungsprojektes ist es, neuartige optische Linsen herzustellen, deren Brennweite sich kontinuierlich ändern läßt. Damit könnte ein breiter Markt bedient werden.

DOE steht für „Diffraktive Optische Elemente“ und bezeichnet Linsen, die sich für die Konstruktion von Abbildungssystemen eignen, die wie das menschliche Auge funktionieren. Und genau darauf zielt das Projekt von Prof. Bernet und Prof.in Ritsch-Marte ab. „Die Fokussierung wird also nicht wie in üblichen Kamerasystemen durch die Verschiebung einer Linse erreicht, sondern wie im natürlichen Auge durch Änderung der Linsenbrennweite. Das bei Zoomobjektiven bekannte Aus- und Einfahren des Objektivs wäre hier nicht mehr nötig.“, erklärt Medizinphysiker Bernet, der nun vor der Aufgabe steht, im Rahmen von ein bis zwei Jahren einen entsprechenden Prototyp zu entwickeln, der dann in breiter Verfügbarkeit herkömmliche Optiken wesentlich verbessern wird.

Linse mit variabler Brennweite
Die neuartige Technik beruht auf einer Idee, die kürzlich von der Medizinischen Universität Innsbruck mit Hilfe von Dr. Peter Buchberger von der Firma transidee patentiert wurde. „Eine DOE-Linse besteht aus zwei kombinierten Bauteilen beziehungsweise aus zwei identischen, transparenten Glas- oder Kunststoffscheibchen, in die eine speziell berechnete holografische Mikrostruktur eingeprägt ist, so dass sie als sogenannte diffraktive optische Elemente wirken. Diese Plättchen werden direkt aneinanderliegend montiert, so dass sie sich um eine gemeinsame zentrale Achse drehen lassen. Die eingeprägte Mikrostruktur bewirkt dann, dass das kombinierte Plättchen für durchfallendes Licht wie eine optische Linse (eine sogenannte Zonenplatte, oder auch Fresnel-Linse) wirkt“, erklärt Prof. Bernet die Details. Im Gegensatz zu den bereits bekannten diffraktiven Linsen läßt sich nun allerdings die Brennweite der kombinierten „varifokalen DOE-Linse“ durch Verdrehung eines der Plättchen in einem weiten Bereich kontinuierlich verändern, wobei der sogenannte Moiré-Effekt ausgenützt wird.
Hoher Bedarf bei niedrigen Herstellungskosten
Andere technische Ansätze zur Erzeugung von Linsen mit variabler Brennweite werden zwar seit kurzem erprobt, zeigen jedoch Defizite in der technischen Umsetzbarkeit und eignen sich nur für kleine Linsendurchmesser. „Die Vorteile der geplanten varifokalen DOE Linsen liegen zudem in ihrem geringen Gewicht – sie sind wesentlich dünner und leichter als Glaslinsen – und besonders preisgünstigem Herstellungsmodalitäten im Rahmen einer industriellen Produktion“, betont Prof. Bernet. Nach Abschluss der erfolgreichen Prototypenentwicklung ist für die neuartige Linse mit einem hohen Bedarf in verschiedensten Bereichen der technischen Optik zu rechnen, etwa für Standardobjektive und Zoomoptiken für Digitalkameras, für Teleskope, für flexible Versuchsaufbauten in technischen Labors, als Einkopplungsoptiken in der Lichtleitertechnologie oder für adaptive Beleuchtungssysteme.
Förderung innovativer Wissenschaft
Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend und dem Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung getragenen universitären Patent- und Lizenzierungsprogramms uni:invent unterstützt die aws (Austria Wirtschaftsservice GmbH) österreichische Universitäten bei der Bewertung, Patentierung und Verwertung von Erfindungen. Die aws zeichnete 2010 im Auftrag des Wirtschaftsministeriums acht von 34 eingereichten universitären Entwicklungsprojekten mit Fördermitteln aus.

Die Sektion für Biomedizinische Physik an der Medizinischen Universität Innsbruck betreibt anwendungsorientierte Grundlagenforschung mit dem Ziel der Entwicklung von neuen physikalischen Methoden und Technologien in Medizin und Zellbiologie. Der Tätigkeitsbereich der Medizin-Physiker ist daher breit gefächert und reicht von der Grundlagenforschung an den Prozessen des Lebens bis hin zur Diagnose und Therapie von Krankheiten.

Links:

Sektion für Biomedizinische Physik
http://www2.i-med.ac.at/medphysik/
Austria Wirtschaftsservice (aws)
http://www.awsg.at/Content.Node/
Patent- und Lizensierungsprogramm uni:invent
http://www.uniinvent.at/

Details zur Medizinischen Universität Innsbruck
Die Medizinische Universität Innsbruck mit ihren rund 1.800 MitarbeiterInnen und ca. 2.800 Studierenden ist gemeinsam mit der Universität Innsbruck die größte Bildungs- und Forschungseinrichtung in Westösterreich und versteht sich als Landesuniversität für Tirol, Vorarlberg, Südtirol und Liechtenstein. An der Medizinischen Universität Innsbruck werden drei Studienrichtungen angeboten: Humanmedizin und Zahnmedizin als Grundlage einer akademischen medizinischen Ausbildung und das PhD-Studium (Doktorat) als postgraduale Vertiefung des wissenschaftlichen Arbeitens. Neu im Studienplan ab Herbst 2011 ist das Bachelor-Studium der Molekularen Medizin.

Die Medizinische Universität Innsbruck ist in zahlreiche internationale Bildungs- und Forschungsprogramme sowie Netzwerke eingebunden. In der Forschung liegen die Schwerpunkte im Bereich der Molekularen Biowissenschaften (u.a. bei dem Spezialforschungsbereich „Zellproliferation und Zelltod in Tumoren“, Proteomik-Plattform), der Neurowissenschaften, der Krebsforschung sowie der molekularen und funktionellen Bildgebung. Darüber hinaus ist die wissenschaftliche Forschung an der Medizinischen Universität Innsbruck in der hochkompetitiven Forschungsförderung sowohl national auch international sehr erfolgreich.

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