Philips maakt vloeibare lens met variabele brandpuntsafstand

Op de komende CeBIT-beurs voor computers en consumentenelektronica in Hannover, die op 18 maart opengaat, introduceert Philips een vloeibare lens met variabele brandpuntsafstand. De lens, die geen bewegende delen bevat, is ontwikkeld bij Philips Reseach in Eindhoven.

De FluidFocus, zoals de lens gedoopt is, bestaat uit een koker met daarin twee vloeistoffen: een elektrisch geleidende wateroplossing en isolerende olie. Beide componenten mengen niet en verschillen in brekingsindex: de mate waarin schuin invallende lichtstralen worden gebroken. Boven- en onderkant van de koker zijn doorzichtig, terwijl zijmantel en bovenzijde een waterafstotende coating hebben. Die zorgt ervoor dat de wateroplossing, die door zijn grotere dichtheid onder ligt, bol staat. De combinatie wateroplossing-olie vormt aldus een lens.

De vorm van die lens, en daarmee de brandpuntsafstand, is regelbaar door een variabele elektrische spanning te zetten op de waterafstotende coating. Hoe hoger de spanning, hoe minder waterafstotend de coating wordt – een proces dat electrowetting heet, samenhangt met een verandering in oppervlaktespanning (en ook bij elektronisch papier wordt toegepast). Meer spanning op de coating leidt zo tot een minder gekromde watermeniscus (vloeistofspiegel) en dus tot een lens met een grotere brandpuntsafstand. Ook een holle vorm is mogelijk met een negatieve brandpuntsafstand.

De lens die Philips in Hannover presenteert heeft een diameter van 3 mm en is 2,2 mm hoog. De brandpuntsafstand varieert van 5 cm tot oneindig, terwijl het switchen tussen die extremen nog geen 10 milliseconde in beslag neemt. Die compacte maten maken de variabele lens geschikt voor toepassing in digitale camera's, mobiele telefoons met camera, endoscopen en drives voor optische data-opslag. De FluidFocus werkt op gelijkspanning en verbruikt weinig stroom, een voordeel bij draagbare toepassingen op batterijen. Het model is duurzaam: meer dan een miljoen wijzigingen in brandpuntsafstand tastten de optische prestaties niet aan.

De FluidFocus verkeert nog in de researchfase, maar de constructie leent zich voor massaproductie en introductie op de markt binnen twee jaar is haalbaar.