Вместо тысячи глаз: одна жидкая линза заменит сразу несколько линз в смартфоне
Жидкие линзы — что-то новенькое!
Существующие объективы твердые, и, хотя они работают весьма неплохо, их диапазон фокусных расстояний ограничен. Именно поэтому современные смартфоны комплектуются двумя, тремя, четырьмя и более объективами.
Жидкие линзы более гибкие — это позволяет им легко переключаться между всеми этими фокусными расстояниями. Сами по себе они не новы — крупные компании анонсируют их появление в потребительской электронике с 2004 года, но первая такая линза появилась на рынке лишь в 2021 году, в телефоне Mi Mix от Xiaomi.
Новая жидкая линза, разработанная исследователями из Китая, устроена немножко проще, что упростит её потенциальное производство. Ключевым ингредиентом является жидкость, известная как дибутил адипат (DBA), которая имеет электроотрицательную молекулярную структуру. Это означает, что при подаче на нее постоянного тока ее форма изменяется.
Линза была создана путем заполнения кольцеобразного электрода такой жидкостью. Поскольку электрод покрыт водоотталкивающим слоем, поверхность жидкости имеет куполообразную форму. Но когда к ней прикладывается напряжение, молекулы жидкости собираются на одном конце трубки, изменяя вогнутость купола и, как следствие, фокусное расстояние линзы. Когда электрическое поле снимается, жидкость возвращается к своей первоначальной форме.
В ходе испытаний жидкая линза смогла изменить свое фокусное расстояние с 7,5 мм до 13,1 мм при увеличении напряжения от нуля до 100 В. Жидкая линза также хорошо работала в диапазоне температур от 20 до 100 °C.
Такая линза имеет более простую структуру и лучшую стабильность, чем уже существующие жидкие линзы. Некоторые из них требуют изолирующих слоев между электродом и жидкостью, а некоторые (например, линзы Xiaomi), используют крошечные приводы для управления своей формой. Без них линзы легче интегрировать в смартфоны, камеры, эндоскопы и другие объективы.
Исследование опубликовано в журнале Opticа.