Исследователи предлагают проставки для миниатюризации линз за счет уменьшения воздушных зазоров
Фотограф

Исследователи предлагают проставки для миниатюризации линз

Была проделана большая работа с использованием очков с высоким показателем преломления, систем дифракционных решеток и конструкции элементов линз для уменьшения размера линз камеры, но сейчас группа исследователей нацелена на воздушное пространство между этими элементами в попытке создать миниатюрные оптические системы. Команда из Университета Оттавы предлагает вставить в конструкцию линзы то, что они называют "проставками", чтобы изменить оптический путь таким образом, чтобы можно было уменьшить зазоры между элементами линзы. Кроме того, они предполагают, что в сочетании с металлическими пластинами эти проставки теоретически могли бы позволить оптические системы, которые были бы почти плоскими и чрезвычайно тонкими.

Screenshot 3

В любом объективе больше всего места занимает область, отведенная для воздуха - промежутки между элементами. Эти зазоры, конечно, тщательно рассчитываются и являются ключом к направлению света, проходящего от переднего элемента к датчику камеры. Идея здесь состоит в том, чтобы сжать эти зазоры, используя несколько слоев метаповерхностей, которые обеспечивают отрицательные показатели преломления, чтобы сократить путь света между одним элементом и другим. В фотографической и телескопической оптике зеркальные линзы стремятся достичь аналогичной цели, не столько за счет сокращения пути света, сколько за счет того, что можно пройти такое же расстояние внутри более короткого, чем обычно, тубуса объектива.

Метаповерхности - это материалы, которые изменяют путь света не за счет использования выпуклых стеклянных или пластиковых элементов, а за счет крошечных структур в их составе. Когда свет проходит через решетки, сетки и решетки внутри материала перенаправляют свет, изменяя его путь. Система решеток в объективах Canon DO работает примерно так же, но в другом масштабе.

Untitled 1

Идея космической пластины все еще находится на стадии разработки, и в ходе испытаний вместо воздуха использовались жидкости и вакуум. Они также внесли относительно небольшие улучшения, но в то же время конструкция метаповерхностных слоев пространственных пластин осталась относительно простой. Пока что команда достигла коэффициента сжатия R = 5 и заявляет, что если они смогут достичь коэффициента R = 40 путем объединения нескольких слоев метаповерхностных материалов до толщины 100 мкм, они могут уменьшить воздушное пространство в типичной камере смартфона. линза от 1 мм до 0,1 мм.

Screenshot 2

Хотя эта технология, скорее всего, будет использоваться в промышленных процессах до создания потребительских товаров, эта идея также предлагает потенциал для системных камер со сменными объективами. Команда продемонстрировала, что космическая пластина не влияет на фокусное расстояние, работает со всеми видимыми длинами волн и обеспечивает высокую эффективность передачи. Масштабирование до космических пластин с большим количеством метаповерхностей должно быть относительно простым, поскольку производственные процессы уже используются.

Не ожидайте увидеть проставки в объективах фотоаппаратов в ближайшее время, но это определенно может быть то, что мы увидим в будущем в других продуктах, таких как проекционные линзы в AR / VR и голографические гарнитуры. Для получения дополнительной информации вы можете прочитать полный текст статьи на сайте Nature. Внимание: он состоит из 6700 слов, читается с трудом и не содержит шуток.




категории: статья

04.01.2021