Жидкий зум

Принцип действия миниатюрного объектива, встраиваемого в мобильные телефоны, позаимствован у хрусталика глаза. Вместо линз в нём используется жидкость с изменяющимися оптическими свойствами.

Многие, наверное, удивятся, но привычные зум-объективы или, как принято их называть в отечественной литературе, вариообъективы стали доступны массовому потребителю лишь в восьмидесятых годах XX века. Ещё в середине прошлого столетия объективы с переменным фокусным расстоянием, состоящие из нескольких линз, способных изменять взаимное расположение, были доступны немногим профессионалам. Стоили такие "стёкла" чрезвычайно дорого, прежде всего, из-за сложности расчётов подобных конструкций, а также из-за отсутствия технологий, способных обеспечить стабильность параметров вариообъективов. Как "простые", так и "продвинутые" фотолюбители и подавляющее большинство профессионалов пользовались объективами с фиксированным фокусным расстоянием, поэтому одним из самых больших преимуществ "зеркалок" перед камерами с несменной оптикой тогда считалась именно возможность замены объектива в зависимости от условий съёмки.

"Фиксы" и сегодня чрезвычайно популярны у требовательных фотографов: в отличие от "зумов", они только в силу своей конструкции отличаются большей надёжностью, минимумом геометрических искажений, а также высокой светосилой. Тем не менее, среднестатистического любителя эти нюансы занимают мало - куда важнее удобство использования и универсальность. В особенности это касается компактных камер, где не предусмотрена возможность замены объектива. В комплект поставок зеркальных фотокамер в качестве штатных тоже уже давно не входят "стандартные" объективы с фиксированным фокусным расстоянием порядка 50 мм - их место заняли универсальные вариообъективы с фокусным расстоянием, в среднем, от 20 до 80 мм. Конечно, такая оптика значительно расширяет возможности камеры и фотографа, но от недостатков "зумов", к сожалению, избавиться гораздо сложнее, чем наладить их массовое производство.

Помимо геометрических искажений и низкой светосилы, с чем, как оказалось, вполне можно справиться, пусть пока и в объективах высшей ценовой категории, у "зумов" есть и чисто конструктивные особенности, с которыми приходится мириться. Во-первых, фокусировка всегда занимает определённое время, которое требуется для перемещения линз, и даже самый совершенный "автомат" не сможет свести это время к нулю. Во-вторых, со временем в процессе эксплуатации крепление линз неизбежно ослабевает, что приводит к существенному ухудшению параметров объектива и даже к полной невозможности его использования. Справиться с этими двумя недостатками можно лишь одним способом: отказаться от всех тех компонентов, из которых традиционно состоит объектив.

Одно из решений - использование вместо линз жидкости, которая в определённых условиях может обладать необходимыми оптическими свойствами. Идея эта не нова, и различные жидкости уже давно применяются в качестве линз не только в научных лабораториях, но и в промышленном производстве. Однако решений потребительского уровня до сих пор никто не предлагал.

Буквально на днях французская компания представила автофокусный вариообъектив на основе "жидких линз", который предназначен для использования в самой массовой категории устройств - в мобильных телефонах. Применённая здесь оптическая система Arctic 416 работает аналогично человеческому глазу: в трубке с прозрачными торцами находятся две несмешивающиеся жидкости, одна из которых представляет собой проводящий электричество водный раствор, а другая - неэлектропроводное масло. Внутренняя поверхность трубки и один из торцов покрыты специальным гидрофобным покрытием, за счёт которого водный раствор, скапливающийся у противоположного торца, принимает полусферическую форму. Изменение кривизны этой "линзы" осуществляется при помощи приложения электрического потенциала, за счёт чего мы получаем практически бесконечный "зум" с минимальным фокусным расстоянием 60 мм. При этом время фокусировки составляет всего 300 мс, а максимальный потребляемый ток - ничтожные 200 мкА.

Конечно, пока рано говорить о применении "жидких линз" даже в любительских компактных камерах - объектив Arctic 416 рассчитан на крохотную двухмегапиксельную 1/4-дюймовую "телефонную" матрицу. Однако нельзя не порадоваться тому, что изначально красивая идея, наконец, получает материальное воплощение.