Lepszy, mniejszy, lżejszy - taki może być twój kolejny obiektyw
Jeśli jesteś fotografem, który narzeka na wielkość i masę obiektywów, naukowcy Harvardu mają dla ciebie dobrą wiadomość. Opracowali oni nowy typ soczewek, które pozwolą zmniejszyć rozmiary optyki, także tej stosowanej w obiektywach.
Producenci sprzętu foto stoją dziś w rozkroku. O ile w całej branży elektroniki użytkowej widać postępującą miniaturyzację, to w przypadku aparatów sprawa nie jest tak prosta. Przynajmniej jeśli chodzi o sprzęt nieco bardziej zaawansowany od kamerki smartfona.
O ile da się dziś stworzyć rewelacyjne aparaty w małych obudowach (jak choćby pełne klatki, o których niedawno pisałem), to ograniczeniem pozostają obiektywy. Obiektywy to soczewki, soczewki to optyka, optyka to fizyka, a zasady tej ostatniej są niezmienne i nie chcą dostosować się do miniaturyzacji cyfrowego świata. Sami zobaczcie jak wygląda przykładowy schemat przekroju obiektywu.
Pojawiają się coraz nowsze typy szkła i coraz bardziej zaawansowane, asferyczne kształty soczewek, ale to ciągle za mało. Nadal dobry obiektyw musi być duży – szczególnie, jeśli ma pokryć matrycę sporych rozmiarów.
Rozwiązaniem może być nowy typ wklęsłych matryc, nad którym pracuje Sony. Dzięki swojej zakrzywionej powierzchni mogą one sprawić, że niezbędna liczba soczewek w obiektywie będzie znacznie mniejsza. Cały czas czekamy na efekty tej technologii w poważnym aparacie, bo na razie (nie licząc zabawkowej kamerki DSC-KW11) są to tylko zapowiedzi.
Przez lata słyszeliśmy, że w kwestii wymiarów obiektywów „fizyki się nie przeskoczy”. Wygląda na to, że naukowcy Harvardu potrafią skakać wyżej od innych.
Przełom może jednak nastąpić w konstrukcji samych soczewek. Inżynierowie Wydziału Inżynierii i Nauk Stosowanych Harvardu opracowali zupełnie nowy typ soczewek, które mogą zrewolucjonizować wiele branż związanych z optyką, w tym fotografię. Prototyp nowego typu soczeki powstał już w 2012 roku, ale dopiero teraz udało się osiągnąć zadowalające efekty.
Pomysł opiera się na tym, by zerwać z gładką powierzchnią soczewek. W nowym typie soczewek warstwa właściwego szkła jest pokryta specjalnie wyprofilowaną powierzchnią z silikonu, która w przekroju ma kształt nieregularnych ząbków. Te nano-wypustki powodują, że promienie światła zaginają się na soczewce w zupełnie inny sposób.
Główną zaletą takiego rozwiązania jest fakt, że wszystkie długości fali światła ogniskują się na jednej płaszczyźnie (czyli na matrycy aparatu), a więc kolory się nie „rozjeżdżają”. To oznacza, że jedna z głównych wad optycznych – aberracja chromatyczna – może być korygowana na poziomie jednej, cienkiej soczewki. Do tej pory do prawidłowej korekcji tej wady był wymagany cały układ soczewek.
Aberracja chromatyczna to problem z którym borykają się nie tylko starsze obiektywy, ale także nowe, bardzo jasne i bardzo drogie "stałki". Jest to charakterystyczne dwukolorowe widmo wokół krawędzi obiektu, które szczególnie daje się we znaki na elementach kontrastowych – np. na gałęziach drzew na tle jasnego nieba.
Zespół naukowców stojących za nowym typem soczewek nazwał swoją technologię terminem „achromatycznej metapowierzchni” i obecnie stara się o uzyskanie patentu na tę technologię. Naukowcy przyznają, że widzą duży potencjał w zastosowaniu komercyjnym swojej technologii.
