US-Wissenschafter haben ein Objektiv für Kameras entwickelt, das nur so dick ist wie ein Objektivdeckel. Möglich wird dies durch ein spezielles Spiegelsystem, das Licht mehrmals hintereinander reflektiert. Auf diese Weise kommt das optische System nur mit einem Siebtel der Länge eines herkömmlichen Objektivs aus. Das könnte vor allem für Fotohandys interessant sein, bei denen es auf eine flache Bauweise besonders ankommt, schreiben die Wissenschaftler um Eric Tremblay.
Mit ihrem nur fünf Millimeter dicken optischen System haben die Wissenschaftler die fast vierhundert Jahre alte Idee umgesetzt, die Bauweise von Teleskopen oder Objektiven durch Spiegel zu verkürzen. In ihrer einfachsten Form mit zwei Spiegeln hat sich diese Technik in großen Spiegelteleskopen oder starken Teleobjektiven für Kameras längst etabliert. Neu an dem optischen System der amerikanischen Forscher ist jedoch, dass das Licht auf dem Weg vom fotografierten Objekt zum lichtempfindlichen Sensor nicht nur zweimal, sondern bis zu achtmal reflektiert wird. Durch eine geschickte Anordnung der spiegelnden Flächen kann dabei der optische Effekt eines Linsensystems erreicht werden, das ein Vielfaches der Länge benötigen würde.
Statt polierten Parabolspiegeln wie in herkömmlichen Spiegelobjektiven setzen die Wissenschaftler einen optischen Kristall aus Kalziumfluorid ein. Diesen versehen die Forscher mit einer Struktur aus konzentrischen Ringen, die das Licht reflektiert und auf einem genau berechneten Zickzack-Weg durch das optische System schickt. Eine Herausforderung bei der Entwicklung ist die Scharfeinstellung, die sich längst nicht so flexibel gestalten lässt wie in einem herkömmlichen Objektiv.
Mit dem optischen System könnte sich die Bildqualität von Fotohandys entscheidend steigern lassen, erklären die Wissenschaftler. Da bei diesen winzigen Digitalkameras die Länge des Objektivs stark begrenzt ist, sind bisher nur Weitwinkelaufnahmen möglich. Wird ein kleinerer Bildausschnitt gewünscht, muss mit großen Verlusten an Bildqualität in das Bild hereingezoomt werden. Dank der superflachen Linse wären erstmals scharfe und detailgetreue Teleaufnahmen mit dem Handy machbar.
Eric Tremblay (Universität von Kalifornien, San Diego) et al.: Applied Optics, Bd. 46, S. 463 ddp/wissenschaft.de ? Ulrich Dewald
