Winzige Iris ohne mechanische Bauteile Mikro-Optik für die Smartphones und Tablets der Zukunft

Aktive elektrochrome Iris mit zwei schaltbaren Blendenstufen. Oben links: beide Stufen geöffnet, oben rechts: nur innere Stufe geschaltet, unten links: nur äußere Stufe geschaltet, unten rechts: beide Stufen geschaltet

Eine von Wissenschaftlern der TU Kaiserslautern entwickelte Mikro-Iris könnte die Optiken in Kamerasystemen zukünftiger Smartphone- und Tablet-Generationen verbessern. Die Iris basiert auf elektrochromen Materialien und kommt ohne mechanische Bauteile aus.

Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms »Aktive Mikrooptik« ist es einer Forschergruppe vom Fachbereich der TU Kaiserslautern gelungen, eine neuartige Mikro-Iris auf Basis elektrochromer Materialien zu entwickeln.

In modernen Kamerasystemen wird eine mechanische Iris zur Kontrolle der Lichtmenge sowie zur Kontrolle der Schärfentiefe und damit der Bildqualität verwendet.

Die von den Wissenschaftlern an der TU Kaiserslautern entwickelte Iris arbeitet hingegen ohne mechanische Bauteile. Sie zeichnet sich durch eine sehr kompakte Bauweise und eine geringe Leistungsaufnahme aus. Daher könnte sie in kommenden Smartphone- und Tablet-Generationen zur Verbesserung der Optiken in den Kamerasystemen genutzt werden.

Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG finanzierte Projekt beschäftigt sich mit dem Bau dynamischer Irisblinden, die als Mikro-Iris Verwendung finden sollen. Hierzu werden verschiedene Typen dynamischer Irisblenden mit Durchmessern zwischen 1 und 10 mm untersucht. Wie beim menschlichen Auge sollen sie dazu dienen, die einfallende Lichtleistung zu kontrollieren und die Bildschärfe mit Hilfe gezielter Begrenzung der Paraxialstrahlen einzustellen.

Bei dem hier vorgestellten Forschungsansatz wird der Bau von Blenden aus intrinsisch leitfähigen, dotierbaren Polymerschichten verfolgt. Diese Polymere besitzen elektrochrome Eigenschaften, mit deren Hilfe sich die Transmission der Blende elektrisch steuern lässt. Um die Transmission bei geöffneter Blende zu gewährleisten, müssen die Elektroden transparent sein; dafür kommen ITO-Schichten infrage. Über die reine Blendenfunktion hinaus, ist mittels verschiedener Polymere als Schichtmaterial auch eine gezielte aktive Farbfilterung möglich.

Die Forschungsergebnisse der Gruppe um Prof. Dr. Egbert Oesterschulze wurden in einem wissenschaftlichen Beitrag im »Journal of Optics« veröffentlicht.