11:10 20 Ottobre 2020
Scienza e tech
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Scienziati dell'Università Korolev di Samara hanno escogitato un nuovo metodo per miniaturizzare ulteriormente gli obiettivi delle fotocamere. Una nuova lente aiuterà a ridurre peso, volume e lunghezza degli obiettivi e potrà essere utilizzata anche per le fotocamere dei cellulari.

Il nuovo sistema di lenti, studiato in origine per permettere di ridurre l’ingombro degli obiettivi montati su microsatelliti, droni, e sistemi di videosorveglianza, potrà dare un impulso anche alla miniaturizzazione degli obiettivi per le fotocamere dei nostri comuni cellulari, spiega a Sputnik Roman Skidanov, professore del Dipartimento di cibernetica tecnica presso l'Università di Samara, uno degli autori dello studio pubblicato sulla rivista scientifica specializzata Sensors.

"Per molto tempo quasi tutta l'elettronica nel nostro Paese è stata planare, ma le dimensioni delle ottiche degli stessi smartphone rendono difficile farle ancora più piccole. La nostra lente si trasforma in una pellicola sulla superficie della stessa pellicola elettronica. L'ottica potrà finalmente eguagliare la compattezza dell'elettronica, è super sottile. Le nuove telecamere così realizzate potranno essere utilizzate in gadget mobili compatti: smartphone, videocamere, telecamere di sicurezza", ha detto Skidanov.

L’innovazione, si legge nello studio, parte dal principio del sistema riflettente Cassegrain, inventato nel XVII secolo e ancora oggi in uso (ad esempio per i teleobiettivi e i telescopi catadiottrici), per introdurre l’aggiunta di una ulteriore sottilissima lente armonica anulare riflettente. L’aggiunta di questa lente, non solo non comporta ulteriore peso o spessore, in quanto sottilissima, ma riduce la lunghezza focale e quindi permette di compattare l’obiettivo.

Utilizzando la scrittura al laser diretta, è stata prodotta una lente armonica anulare riflettente ed è stata inserita nello schema ottico compattato. Le prestazioni dell'obiettivo sono state poi studiate sperimentalmente, e per una lente con un diametro di 25 mm con una lunghezza focale di 100 mm è stato ottenuto un valore PSF di circa 16 micron.

Nell’introduzione all’articolo scientifico pubblicato si legge che la riduzione al minimo dei sistemi di imaging è stata una tendenza recente, con l'emergere di dispositivi sempre più compatti che consentono immagini di alta qualità. Tuttavia la miniaturizzazione è limitata dalle leggi dell'ottica. Certi sistemi, esempio le telecamere di sicurezza a ottica lunga, hanno requisiti specifici per le immagini acquisite (zoom e qualità), tali che non possono essere essenzialmente miniaturizzati. Al contempo la loro discrezione e ‘segretezza’ avrebbero un ruolo fondamentale parlando di sicurezza. Viene fatto l’esempio della fotocamera Nikon e dell’obiettivo AF-S 600mm f / 4E FL ED VR Nikkor. Questo teleobiettivo è lungo più di 400 mm e pesa quasi 4 kg. Si tratta di un prodotto nato grazie a un lungo processo di evoluzione, nel corso della quale la sua massa e dimensione hanno raggiunto un limite di minimizzazione, rendendo impossibile un'ulteriore riduzione delle dimensioni basata sui componenti ottici classici.

Si spera che la nuova lente armonica anulare riflettente e supersottile, integrata nelle ottiche più moderne, sarà in grado di ridurne ulteriormente le dimensioni degli obiettivi. I ricercatori di Samara sperano in questo modo di poter ridurre le dimensioni (o a parità aumentare la potenza) dei telescopi spaziali, miniaturizzare ulteriormente i satelliti, poter creare zoom potenti ma piccoli e discreti, nonché potenziare le capacità persino delle fotocamere dei nostri comuni cellulari.

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