PROFILM: اقترحت دراسة جديدة طريقة لإزالة المسافة بين العناصر البصرية في العدسات، مما قد يؤدي إلى تقليصها بهامش هائل. لا يزال البحث في العدسات المصغرة في مراحله الأولى ، ولكن يمكن أن يكون له آثار على أي شيء يصل من عدسات الزوم الطويلة إلى رقائق عنصر العدسة المدمجة في مليارات الهواتف الذكية من الجيل التالي.
وقام باحثون من جامعة أوتاوا بتأليف ورقة بحثية تقترح نوعًا جديدًا من العناصر البصرية في عدسات الجيل التالي ، أحدها مصمم ليس لزيادة التكبير أو الحدة ، ولكن لتصغير العدسات عن طريق استبدال مساحاتها الداخلية الفارغة بالكثير من طبقات صلبة أكثر إحكاما. يسمون هذه الطبقات “صفائح موسعة”.
العدسات المصغرة – هل أصبحت حقيقة واقعة؟
تختلف الصفائح الموسعة عن العناصر الانكسارية النموذجية في عدسات الكاميرا لأن الانكسار ، بحكم التعريف ، يغير الزاوية التي تنتقل فيها حزم الضوء. من ناحية أخرى ، يُقصد من الصفائح الموسعة أن تأخذ الضوء وتغير موضعها بشكل جذري عند الخروج من الجانب الآخر ، ولكن أيضًا لترك مسار هذا الضوء دون تغيير.
تختلف الصفائح الموسعة عن العناصر الانكسارية النموذجية في عدسات الكاميرا لأن الانكسار ، بحكم التعريف ، يغير الزاوية التي تنتقل فيها حزم الضوء. من ناحية أخرى ، يُقصد من الصفائح الموسعة أن تأخذ الضوء وتغير موضعها بشكل جذري عند الخروج من الجانب الآخر ، ولكن أيضًا لترك مسار هذا الضوء دون تغيير.
يخرج الضوء الذي يترك الصفيحة الموسعة من نفس الزاوية التي يدخل منها – إنه فقط يجعل هذا الخروج في مكان مختلف عما هو متوقع بناءً على تلك الزاوية. انظر الشكل أ أدناه:
ما يعنيه هذا هو أن الصفيحة الموسعة يمكنها معالجة الضوء بحيث يبدو أنها قد قطعت مسافة أطول في مسار معين مما هي عليه بالفعل. نظرًا لأنه لا يغير زاوية أشعة الضوء ، فإن الصفيحة الموسعة لا تؤثر على مسافة شفة العدسة أو مستوى التكبير ؛ لا يزال الضوء يخرج من العنصر الخلفي للعدسة ويصطدم بالمستشعر كما هو متوقع ، مع الاختلاف الوحيد هو أن الضوء المذكور لم ينتقل في الواقع بقدر ما يبدو ، من الجزء الأمامي إلى العنصر الخلفي للعدسة.
لا توجد فجوات ولا مشاكل
يعلق الباحثون على حقيقة أن فكرتهم لتصغير العدسات عن طريق تحويل المناطق السميكة من الهواء إلى مناطق رقيقة من الصفائح الموسعة الصلبة تتوافق بشكل جيد مع فكرة أخرى في البصريات الحديثة: العدسات المعدنية.
تستخدم العدسات المعدنية بشكل أساسي تفاصيل دقيقة في الزجاج (أي تفاصيل أصغر من الأطوال الموجية للضوء التي من المفترض أن تؤثر عليها) لتوجيه أشعة الضوء بقوة أكبر مما هو ممكن باستخدام مؤشر انكسار المادة فقط. يمكن أن تكون هذه العدسات نحيفة بشكل لا يصدق وغالبًا ما تكون مسطحة أو مسطحة تقريبًا ، مما يسمح بمكوّنات رفيعة جدًا من العناصر البصرية لتطبيقات مثل كاميرات الهواتف الذكية.
لكن كاميرات الهواتف الذكية لا تزال تحتوي على مساحة كبيرة بداخلها ، فقط للسماح بمساحة تتقارب فيها الأشعة. من خلال تعقيد العدسات المعدنية التي يمكنها تصغير العدسات المنحنية إلى رقائق رقيقة للغاية مع صفائح موسعة يمكنها تصغير المساحات الفارغة الكبيرة إلى رقائق أكثر رقة. وهنا يأمل الباحثون في صنع عدسات صغيرة تاريخياً وتعمل بكامل طاقتها بصريًا.
ستستغرق هذه النظرية بعض الممارسة
تتمثل إحدى المشكلات الحالية في أن الفريق لا يزال يبحث عن المادة ، أو مجموعة المواد اللازمة لصنع صفائح موسعة ذات قوة ذات مغزى. يقترح الفريق طبقات من السيليكون والسيليكا مصممة لثني الضوء وسحب مساحة صغيرة – ولكن لكي تستحق الصفائح الموسعة الاندماج في عدسات الكاميرا الحقيقية ، يجب أن تكون قادرة على استبدال غالبية المساحة الفارغة ، والقيام بذلك لذلك دون تقديم سلبيات ذات مغزى. لا تنس أبدًا أن المساحة الفارغة خفيفة والمواد المعقدة غالبًا ما تكون ثقيلة.
لاحظ الباحثون أيضًا أنه ليس لديهم أي فكرة عما إذا كان إدخال الصفائح الموسعة يمكن أن يكون له جوانب سلبية جوهرية ؛ ربما يرتبط هذا النوع من الانكسار بشكل حتمي بفقدان الحدة أو السطوع ، أو أنه يؤدي إلى انحياز الألوان بطريقة لا مفر منها. ولكن هناك طريقة واحدة فقط لمعرفة ذلك ، وهي مواصلة البحث في كل من الصفائح الموسعة ومجمعات الصفائح الموسعة المعدنية.
العدسات المصغرة – بدأت الثورة بالفعل
ليس مصورو الفيديو على الهواتف الذكية هم الوحيدون الذين يفضلون حل العدسات الصغيرة والخفيفة ، ومع ذلك ، فقد أحدثت Sony موجات كبيرة مؤخرًا من خلال تقديم ثلاثي من العدسات الصغيرة جدًا. لطالما كافحت الهواتف الذكية لتوفير الكثير في طريق الزوم البصري ، أو الأبعاد البؤرية الطويلة ، ويمكن لمجموعة معقدة من العدسات المعدنية والصفائح الموسعة أن تغير هذه الحقيقة.
الآن بعد أن ظهرت مواصفات الكاميرا في حدود قصوى قصيرة المدى فيما يتعلق بالدقة ومعدل الإطارات ومعدل البت وغير ذلك ، فقد تبين أنها الجوانب العملية مثل الحجم والوزن التي يعطيها العديد من المحترفين أولوية عالية.
المصدر: PROFILM
www.proffilm.com
