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Forschung & Entwicklung Irisblende für Minikameras

Herkömmliche Irisblenden können nicht in Minikameras wie bei Smartphones oder Tablets zum Einsatz kommen. Eine elektrisch steuerbare, mikrotechnisch hergestellte Irisblende soll dies nun ändern.

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 Kameras. Sie steuern die Lichtmenge, die durch das Objektiv gelangt. Aber auch die Schärfentiefe eines Bildes lässt sich durch sie steuern.

Der Mechanismus herkömmlicher Blenden mit mehreren beweglichen Lamellen benötigt viel Platz, weshalb er nicht in kleineren Kamerasystemen zum Einsatz kommt. Ein Team um Prof. Egbert Oesterschulze vom Lehrstuhl für Physik und Technologie der Nanostrukturen an der TU Kaiserslautern arbeitet an einer Technik, mit deren Hilfe Blenden auch in mikrooptischen Systemen Verwendung finden. Dabei nutzen sie sogenannte elektrochrome Materialien. Diese ändern ihre optischen Absorptionseigenschaften beim Anlegen einer elektrischen Spannung.

Die Methode der Wissenschaftler funktioniert wie folgt: Die verwendeten elektrochromen Moleküle werden an der Oberfläche einer hochporösen Nanopartikelschicht chemisch gebunden. 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. So können einzelne ringförmige Bereiche, die den gewünschten Blendenstufen der herkömmlichen Iris entsprechen, gezielt abdunkelt und somit die Lichtmenge und ebenso die Schärfentiefe auf Knopfdruck kontrolliert werden. Die Iris-Schicht ist rund 50 Mikrometer dick und benötigt daher 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.

Die Arbeiten werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit insgesamt 430 000 Euro gefördert. Beteiligt dabei ist unter anderem Prof. Lorenz Walder vom Institut für Chemie neuer Materialien der Universität Osnabrück.

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