Innovation fürs Smartphone Elektrische Irisblende für Minikameras

Für Minikamera-Systeme lassen sich bisher übliche Irisblenden nicht verwenden. Sie sind zu groß und benötigen zu viel Energie. Eine Blende auf Basis elektrochromer Materialien könnte sich sogar für Smartphone-Kameras einsetzen lassen.

Fotografen nutzen Irisblenden, um die einfallende Lichtmenge zu kontrollieren und die Schärfentiefe einzustellen. Auf Grund ihrer Größe und des Energiebedarfs sind herkömmlichen Blenden jedoch Grenzen gesetzt. Sie können nicht in Minikameras wie den Kameras von Smartphones oder Tablets zum Einsatz kommen.

Denn eine herkömmliche Blende besteht aus mehreren beweglichen Lamellen, die nach innen und außen geschwenkt werden können. Zusammen bilden sie eine Blendenöffnung, deren Größe eingestellt werden kann.

An einer elektrisch steuerbaren Irisblende, die sich für Minikameras von Smartphones eignet, arbeiten Physiker der Technischen Universität Kaiserslautern und Chemiker der Universität Osnabrück.

Das Team um Professor Dr. Egbert Oesterschulze, der an der TU Kaiserslautern den Lehrstuhl für Physik und Technologie der Nanostrukturen innehat, nutzt bei der Entwicklung seiner sogar in mikrooptischen Systemen einsetzbaren Blenden sogenannte elektrochrome Materialien. Sie ändern ihre optischen Absorptionseigenschaften beim Anlegen einer elektrischen Spannung.

Dadurch lassen sich einzelne ringförmige Bereiche, die den gewünschten Blendenstufen der herkömmlichen Iris entsprechen gezielt abdunkeln. Die Lichtmenge und die Schärfentiefe lassen sich somit auf Knopfdruck kontrollieren.

Funktionsweise der neuartigen Blenden

Die verwendeten elektrochromen Moleküle werden an der Oberfläche einer hochporösen Nanopartikelschicht chemisch gebunden. Wird an diese leitfähige Schicht von außen eine Spannung angelegt, so können diese Moleküle das einfallende Licht absorbieren oder lassen es passieren, je nachdem welche Spannung anliegt.

Die Dicke dieser Iris-Schicht ist mit rund 50 Mikrometer dünner als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Sie benötigt nur sehr wenig Platz zwischen zwei dünnen Glasplatten. Der geringe Platzbedarf in Kombination mit dem geringen elektrischen Energiebedarf ermöglicht es, die elektrochrome Iris in Mikroobjektiven zu nutzen.

Die Arbeiten werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit insgesamt 430.000 Euro gefördert. Beteiligt am Projekt ist unter anderem Professor Dr. Lorenz Walder vom Institut für Chemie neuer Materialien der Universität Osnabrück.