Ende des Kamera-Buckels: Sehr flache Smartphone-Optik möglich

Apple, Iphone, Kameras, iPhone 11 Pro, Apple iPhone 11 Pro Bildquelle: Apple
Die physikalischen Gesetze der Optik tragen eine erhebliche Mitschuld daran, dass Smartphone-Designer an ihre Grenzen kommen. Allerdings könnte es bald Linsen geben, die extrem flache Kamera-Optiken und somit einen Wegfall der Kamera-Buckel ermöglichen.
Fresnel-Linse für SmartphonesFresnel-Linse für Smartphones
Im Grunde sind moderne Smartphone-Kameras schon eine herausragende Leistung ihrer Ingenieure. Immerhin bewegen sich die Linsen-Systeme angesichts ihrer Größe durchaus an der Grenze dessen, was gemäß der physikalischen Gesetze überhaupt möglich ist. Kleiner kann man die Optiken im Grunde kaum noch machen, ohne erhebliche Einbußen bei der eingefangenen Lichtmenge und dem Ausgleich von Verzerrungen zu machen.

Doch haben sich Forscher an der University of Utah auf einen eigentlich altbekannten Linsen-Typ besonnen, der bisher allerdings praktisch nicht für Smartphones umsetzbar war: Die Fresnel-Linse. Diese macht sich die Tatsache zunutze, dass die Brechung des Lichts davon abhängt, in welchem Winkel die Oberflächen einer Linse zueinander stehen, während die Dicke eigentlich keine Rolle spielt. Entsprechend kann man quasi das gesamte Material aus der Mitte entfernen und muss nur die jeweils richtigen Oberflächenwölbungen gegeneinandersetzen.

Wenn es nur darum geht, Licht grob in einer bestimmten Richtung zu bündeln, sind solche Linsen einfach herzustellen. Man kennt sie aus Leuchttürmen, den Abdeckungen der Autoscheinwerfer und natürlich von Overhead-Projektoren aus Schulen, bei denen die Linsenoberflächen ringförmig zusammengesetzt werden. Um dies allerdings in Qualitäten hinzubekommen, die für Kameras tauglich sind, ist ein erheblicher Aufwand erforderlich und entsprechend ausgestattete leichte Teleobjektive sind enorm teuer.

Klein und leistungsstark

Den Forschern ist es allerdings gelungen, Fresnel-Linsen mit hoher Qualität, mit Smartphone-Format und auch noch mit hinnehmbaren Produktionskosten zu entwickeln. Dafür musste ein neues Polymer gefunden werden, das das klassische Glas ersetzt. Und ein Produktionsprozess, der extrem saubere Ergebnisse liefert. Weiterhin entwickelten die Forscher einen speziell angepassten Algorithmus, der exakte Wölbungs-Fragmente berechnet, die dann zur Linse zusammengesetzt werden können.

Mit den neuen Linsen, die gerade einmal die Dicke einer Folie haben, sollen die Kamera-Module zukünftig nicht mehr der begrenzende Faktor beim Design neuer Smartphones sein. Aber auch in anderen Bereichen kann das Fertigungsverfahren enorme Vorteile bringen: So müssen Objektive für Fotoapparate nicht mehr groß und klobig sein, wenn sie bezahlbar bleiben sollen. Und Drohnen könnten auch Kameras mit leistungsfähigen Teleobjektiven tragen.

Siehe auch: Huawei: Patent deutet auf Smartphone mit Kamera unterm Display hin Apple, Iphone, Kameras, iPhone 11 Pro, Apple iPhone 11 Pro Apple, Iphone, Kameras, iPhone 11 Pro, Apple iPhone 11 Pro Apple
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