Malá revoluce v optice

Novou optickou soustavu tvoří v podstatě dvě kapky: kapka vody a kapka oleje. Pak se přidá jen troška elektřiny a v závislosti na velikosti vloženého napětí se rozhraní obou kapalin zakřiví a přemění se tak vlastně v čočku s nastavitelnou ohniskovou vzdáleností. Tímto způsobem se dá vytvořit systém automatického zaostřování, tzv. autofokus, který dokáže zaostřit na vzdálenost od několika centimetrů od objektivu prakticky až na nekonečno. Nebo také optická soustava plynulého měnění ohniskové vzdálenosti čili tzv. transfokátor, dnes běžněji na aparátech označovaná symbolem zoom.

Celé zařízení tvoří miniaturní plochý prstenec o výšce půl milimetru a průměru 2-3 mm v závislosti na uvažované aplikaci. Celek je jako stvořen pro využití v mobilních telefonech a webových kamerách. Současné modely těchto přístrojů nejsou většinou transfokátorem ani autofokusem vybaveny, protože se jedná o poměrně drahá a na zacházení dosti choulostivá zařízení. Jejich chod vyžaduje neustálé posunování optické soustavy podél optické osy, z čehož pramení zvýšené opotřebení pohonu a pohyblivých částí soustavy. Nehledě na spotřebu energie.

Kapalné čočky představují pravý opak. Nic se zde "nehýbe" a spotřeba elektřiny je minimální. A jak to všechno vlastně funguje? Principem je využití fenoménu tzv. elektrosmáčivosti. Když je systém bez elektrického napětí, rozhraní mezi olejem a vodou je téměř dokonale rovné. Když ale na vrstvičku vody vložíme elektrické napětí, ta začne více smáčet stěny pouzdra a rozhraní kapek se zakřiví. Jinými slovy, změní se ohnisková vzdálenost, která měla předtím prakticky nekonečnou hodnotu. Automatické zaostřování nového systému je navíc třikrát rychlejší než standardní autofokusy a stejně rychlé jako špičkové klasické systémy.

Zakladatel lyonské firmy Varioptic Bruno Berge ještě jako vědecký pracovník a profesor na L´Ecole normale supérieure v Lyonu používal fenoménu elektrosmáčivosti při svých výzkumech jako nástroje pro kontrolu rozhraní mezi různými kapalinami. Přitom si časem uvědomil, že celý systém by vlastně mohl fungovat jako optická soustava s proměnnou ohniskovou vzdáleností. Nechal si proto svou myšlenku patentovat pro využití v medicínských zobrazovacích metodách. Společnost Philips se začala o problém zajímat o něco později, při výzkumech možného využití jevu elektrosmáčivosti pro konstrukci plochých obrazovek. První komerční aplikace by se měla objevit na trhu v příštím roce jako alternativa tekutých krystalů.

Logo|foto:Český rozhlas

Mezi produkty obou firem nejsou, alespoň na první pohled, větší rozdíly až na to, že pouzdro firmy Varioptic je konické, zatímco Philips dal přednost válcovitému tvaru. Rozdíl, který sice není vidět, ale je podstatnější, bude ve složení používaných tekutin, jejichž recepturu drží obě firmy v tajnosti.

Oblasti použití "tekuté optiky" kromě již zmíněných mobilních telefonů mohou zahrnovat lékařské zobrazovací metody (např. při endoskopii) nebo také čočky používané ve čtečkách vícevrstvých DVD. Konkurence zatím, jak se zdá, nehrozí "velkým" fotografickým aparátům. Existující optické systémy jsou spolehlivé a tekuté čočky mají navíc tu vlastnost, že čím jsou větší, tím více je ovlivňuje gravitace a znehodnocuje tak jejich parametry. Obě firmy však nevylučují budoucí aplikace svých systémů na klasické brýle.

Pramen: Science et Avenir, XI/2005