FluidFocus: optické čočky budoucnosti?

Společnost Philips vyvinula unikátní systém čoček s variabilní ohniskovou vzdáleností, který nemá žádné pohyblivé mechanické části.

Čočka FluidFocus společnosti Philips je složena ze dvou nesmísitelných kapalin s různým indexem lomu, přičemž jedna z těchto kapalin je elektricky vodivý vodný roztok a druhá je elektricky nevodivý olej.

Obě kapaliny jsou uzavřeny v krátké trubičce s průhlednými uzávěry na obou koncích. Vnitřní povrch stěny trubičky a jeden z jejích uzávěrů jsou potaženy vodu odpuzujícím povlakem, který způsobuje, že se vodný roztok přetváří na hemisférickou, tj.

půlku-latou hmotu na protějším konci trubičky, kde se poté chová jako sféricky zakřivená čočka. Tvar čočky se mění v závislosti na působení elektrického pole na tento povlak tak, že se stane méně vodu odpuzující.

Jedná se o tzv. proces elektrozvlhčování či elektrického namáčení, který je výsledkem elektřinou vyvolané změny povrchového napětí. V důsledku této změny povrchového napětí začne vodný roztok zvlhčovat boční stěny trubičky, čímž změní poloměr zakřivení stěny mezi kapalinami, a tak i ohniskovou vzdálenost čočky.

Díky tomu je možné získat čočky, které se hladce mění ze spojných na rozptylné a zpět.

Jako lidské okoSystém FluidFocus je vhodný pro širokou škálu optických zobrazovacích aplikací, včetně takových zařízení, jako jsou digitální fotoaparáty, kamerové telefony, endoskopy, domácí zabezpečovací systémy a optická zařízení na ukládání dat.

Tato kapalinová čočka, měnící ohniskovou vzdálenost pomocí změny vlastního tvaru, čímž napodobuje princip činnosti lidského oka, překonává nevýhody čoček s pevnou ohniskovou vzdáleností u mnoha současných zobrazovacích zařízení.

Pozitivní informací je též skutečnost, že technologie výroby těchto čoček umožňuje jejich výrobu i ve velkém množství, což by mělo přispět k jejich širokému využití v běžné praxi.

Funkční model existujeV rámci předváděcího zařízení technologie FluidFocus, které prezentovala společnost Philips Research na veletrhu CeBIT 2004, měří fluidní čočka pouhé 3 mm v průměru a 2,2 mm na délku, díky čemuž je snadné tyto čočky zabudovat do miniaturních optických cest.

Rozpětí ohniskové vzdálenosti v předváděcím zařízení dosahuje 5 cm až do nekonečna, přičemž její změna je velice rychlá: přepnutí přes celé rozpětí ohniskové s vzdálenosti je dosaženo za méně než 10 ms.

i Čočka, která je ovládána stejnosměrným napětím a představuje kapacitní zátěž, nespotřebovává téměř žádnou energii, což představuje nezanedbatelnou výhodu pro přístroje napájené baterií. Životnost čoček je rovněž velmi vysoká.

Společnost Philips již čočku vyzkoušela při více než 1 milionu zaostřovacích operací bez jakékoli ztráty optického výkonu. Čočka by měla být zároveň poměrně odolná vůči nárazu a schopna fungování ve velkém rozpětí teplot, díky čemuž je vhodná pro použití v mobilních zařízeních.

Byl Philips opravdu první?Na CeBITu se však zároveň objevilo první praktické využití této technologie, a to v podobě tekuté čočky, kterou zakomponovala do svého digitálního aparátu společnost Samsung.

Tuto čočku nevyvinul nizozemský Philips, ale francouzská společnost Varioptic z Lyonu, která nyní viní společnost Philips z tohoto, že při vývoji své tekuté čočky zneužila patenty, kterými si Varioptic chrání své duševní vlastnictví.

Společnost Philips naopak tvrdí, že sice vyvinula tekuté čočky, ale ty využívají odlišnou technologii, která práva vyplývající z patentů společnosti Varioptic neporušuje.

PHILIPS A TECHNOLOGIE ELEKTRICKÉHO NAMÁČENÍKapalinová optická čočka není prvním produktem společnosti Philips, který využívá principu elektrického namáčení. Již minulý rok tato společnost představila novou technologii pro výrobu reflexních displejů, které vypadají jako papír.

Tato technologie je dostatečně rychlá pro zobrazení video-obsahu a může být použita pro výrobu reflexního, plně barevného displeje, který je nejméně dvakrát jasnější než při použití jiných technologií.

Tato technologie je také založena na ovládání tvaru rozhraní s uzavřenou vodou a olejem pomocí příslušného napětí. Není-li přivedeno žádné napětí, vytvoří barevný olej plochý film mezi vodou a vodu odpuzujícím izolačním potahem elektrody, výsledkem čehož vzniká barevný bod.

Je-li mezi elektrodu a vodu přivedeno napětí, pnutí na rozhraní mezi vodou a potahem se změní. Následkem toho se poruší stabilita vrstev a voda začne vytlačovat olej na stranu. Tak vzniká částečně průhledný pixel nebo, v případě reflexního bílého povrchu použitého pod přepínatelným prvkem, bílý pixel.

Vzhledem k malé velikosti pixelu uživatel vnímá pouze průměrný odraz, čímž je dosaženo vysoce jasného a vysoce kontrastního přepínatelného i prvku tvořícího základ reflexního displeje. Displeje j založené na elektrickém i namáčení mají několik i zajímavých funkcí.

Střídání i bílého a barevného odrazu i je dostatečně rychlé pro i zobrazení video-obsahu. Navíc se jedná i o nízkoenergetickou i a nízkonapěťovou I technologii a displeje I založené na tomto účinku I mohou být ploché a tenké.

i Odraz a kontrast jsou lepší i nebo stejné než u jiných typů reflexních displejů a blíží se parametrům papíru.