Elektrische Irisblende für Minikameras

  • 11. January 2018

Elektrochrome Materialien lassen sich gezielt abdunkeln.

Wenn Sonnenlicht das Auge trifft, wird die Pupille kleiner. Dafür sorgt die Iris. Sie wirkt als Blende und regu­liert, wie viel Licht ins Auge gelangt. Auf dem­selben Prinzip basieren auch Blenden in Objek­tiven von Foto­appa­raten. Sie steuern die Licht­menge, die durch das Objektiv gelangt. Aber auch die Schärfen­tiefe eines Bildes lässt sich durch sie steuern.

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Abb.: Die Forscher bauen die Mikro­iris an einer spezi­ellen Werk­bank unter Luft­aus­schluss zu­sammen. Im Bild zu sehen ist Carsten Kortz. (Bild: T. Koziel, TU Kaisers­lautern)

Eine herkömmliche Blende besteht aus mehreren beweglichen Lamellen, die nach innen und außen geschwenkt werden können. Zusammen bilden sie eine Blenden­öff­nung, deren Größe ein­ge­stellt werden kann. „Dieser Mecha­nis­mus benötigt viel Platz, weshalb er nicht in kleineren Kamera­systemen zum Ein­satz kommt“, sagt Egbert Oester­schulze von der TU Kaisers­lautern.

Das Team um Oesterschulze arbeitet an einer Technik, mit deren Hilfe Blenden auch in mikro­optischen Systemen Ver­wendung finden. „Wir nutzen dabei elektro­chrome Materi­alien“, sagt der Forscher. „Sie ändern ihre optischen Absorp­tions­eigen­schaften beim Anlegen einer elek­tri­schen Spannung. So können wir einzelne ring­förmige Bereiche, die den gewünschten Blenden­stufen der her­kömm­lichen Iris ent­sprechen, gezielt ab­dunkeln und somit die Licht­menge und ebenso die Schärfen­tiefe auf Knopf­druck kon­trol­lieren.“

„Die verwendeten elektrochromen Moleküle werden an der Ober­fläche einer hoch­porösen Nano­partikel­schicht chemisch gebunden“, erklärt Oester­schulze weiter. Wird an diese leit­fähige Schicht von außen eine Spannung an­ge­legt, so können diese Mole­küle das ein­fal­lende Licht absor­bieren oder lassen es passieren, je nach­dem welche Spannung anliegt. „Die Dicke dieser Iris-Schicht ist mit etwa fünfzig Mikro­meter dünner als der Durch­messer eines mensch­lichen Haares. Sie benötigt nur sehr wenig Platz zwischen zwei dünnen Glas­platten. Dieser geringe Platz­bedarf kombi­niert mit dem geringen elek­trischen Energie­ver­brauch ermög­licht es, die elek­tro­chrome Iris in Mikro­objek­tiven zu nutzen.“ Dies wäre zum Beispiel für Smart­phones inte­res­sant, aber auch für andere mikro­optische Kamera­systeme.

TU Kl. / RK

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