Kamera imitiert menschliches Auge

Die „Skandinavische Stiftung für Industrie- und Elektronikforschung“ (SINTEF)hat in Kooperation mit den norwegischen Optikspezialisten von PoLight eine Kameralinse entwickelt, die das Funktionsprinzip des menschlichen Auges imitiert. Statt die verschiedenen Elemente der Optik hin- und herzu bewegen, wie es bei herkömmlichen Objektiven geschieht, wird eine Gel-Linse verformt, um den Kamerafokus zu verändern.

Vierschichtiges Sandwich

Das fertige Produkt, das sich in Sachen Größe gut für dein Einbau in Geräte wie Smartphones eignet, hat einen Durchmesser von gerade einmal einen halben Milimeter bei 3,5 Milimeter Länge. Es besteht insgesamt aus vier verschiedenen Komponenten, die aufeinander liegen.

Die äußere Schicht besteht aus Blei-Zirkonat-Titanat, das die Funktion des „Augenmuskels“ übernimmt. Darunter verbirgt sich eine dünne Glasmembran, die als flexible Linse arbeitet. Als Polster für diese fungiert die dritte Ebene aus synthetischem, durchsichtigem Gummi. Gestützt wird die ganze Konstruktion abermals von Glas.

Schneller und sparsamer

Der äußere Film reagiert piezoelektrisch auf Stromimpulse. Abhängig von der Energiezufuhr wölbt er sich nach außen und verformt damit die innen liegende Glasschicht. Abhängig vom Neigungsgrad ermöglicht dies die Erreichung unterschiedlicher Fokalpunkte in kürzester Zeit.

„Die Linse verändert nur die Form, man muss keine schweren Teile mehr hin- und herbewegen“, erklärt Dag Wang, einer der am Projekt beteiligten Forscher. „Sie kann einen kompletten Autofokus-Zyklus in nur 80 Millisekunden durchlaufen.“ Konventionelle Konstruktionen benötigen dafür eine halbe Sekunde, die neuartige Linsentechnik reduziert die Reaktionszeit damit auf weniger als ein Sechstel.

Die Kontraktion des äußeren Films benötigt zudem nur ein Hunderstel der Energie, die für das Verschieben normaler Linsenelemente aufgebracht werden muss – was sich positiv auf die Batterielaufzeit elektronischer Geräte auswirkt.

Reges Interesse der Industrie

Die Entwicklung stellt den vorläufigen Höhepunkt der seit sechs Jahren laufenden Forschungsarbeit dar. Sie wurde auf dem Mobile World Congress 2011 in Barcelona vergangenen Februar als Bestandteil eines Mobiltelefons präsentiert.

„Das Interesse war aufgrund der guten Qualität der aufgenommenen Bilder sehr groß. Wir befinden uns nun mit mehreren großen Smartphone-Herstellern und Zulieferern in Verhandlung und hoffen, bis Ende des Jahres zum Vertragsabschluss zu kommen“, so Jon Ulvenson, geschäftsführender Direktor von PoLight.