人間の目は理想的なレンズです。オブジェクトが異なる距離にある場合でも、特定のシーン内の複数のオブジェクト間でフォーカスを簡単に移動できます。同様の機能をカメラで実現しようとすると、写真家がレンズを交換する必要がある場合があります。
オハイオ州立大学のエンジニアは、カメラのレンズに人間の多用途性を与えることに挑戦しました。彼らは、形状と焦点を変更できるだけでなく、焦点の方向を変えることができる液体で満たされたレンズを作成しました。この研究は、第 25 回 IEEE 微小電気機械システム国際会議のテクニカル ダイジェストで説明されました。この技術により、デジタル電話カメラの機能が向上し、特定の可動部品の必要性がなくなることでカメラ全体の信頼性が高まる可能性があります。
OSU レンズは柔軟なポリマーで作られています。このデザインは昆虫の複眼のようなもので、1 つの大きなレンズがいくつかの小さなドーム型のポケットで構成されており、それぞれが液体で満たされています。小さなチャネルが各ポケットに流体を供給します。
ポケットに液体をポンプで出し入れすることで、エンジニアはレンズの形状と焦点を変更することができました。画像の焦点が合う点を中心からずらすこともできます。ガラスまたはプラスチックでできたレンズの場合、画像の中心を変更する唯一の方法は、レンズを別の方向に向けることです。
この焦点を合わせる方法は人間の目の動作とよく似ています。人間の場合、目の筋肉がレンズを絞ったり、少し伸ばしたりして、画像の焦点を変更します。たとえば、遠くのものを見ると、目のレンズがわずかに平らになります。
この設計のもう 1 つの利点は、視野角が広いことです。これは、デザイナーが昆虫の複眼からヒントを得た場所です。ハエが後ろを見ることができる理由は、ハエの目が何千もの小さな面で構成されており、それぞれが異なる方向を向いているためです。 (ハエにとって) 欠点は、これらの小さな面のそれぞれにうまく焦点を合わせることができないことです。人工レンズは、液体で満たされたレンズを調整することでその問題を解決します。
OSUの生体医工学および眼科学の准教授であり、研究の共著者の1人であるYi Zhao氏は、ニュースリリースの中で、さらなる開発の焦点の1つは、この技術をエレクトロニクスでより実用的なものにすることであると述べた。液体で満たされたレンズはおそらくスマートフォンでは機能しません。電流に応じて形状が変化する圧電材料で作られたレンズは、はるかに優れた機能を発揮します。