Formbare Linse: Sehen wie Mensch und Insekt zugleich

US-Wissenschaftler haben eine flexible Kunststofflinse gebaut, die sich trotz einem sehr weiten Sichtfeld auf bestimmte Objekte in der Tiefe scharfstellen lässt. Die Linse soll sich für Medizingeräte, aber auch für Smartphones eignen.

Artikel veröffentlicht am 19. September 2013, 17:17 Uhr, Nico Ernst

Die verformbare Linse mit Reflexionen des Wissenschaftlers (Bild: Ohio State University)

An der Ohio State University hat ein Forscherteam eine neuartige, verformbare Linse aus einem Polymer konstruiert. Das Fokussieren durch die Veränderung der Form der Linse ist dabei dem menschlichen Auge abgeschaut, das weite Sichtfeld von über 150 Grad den Facettenaugen eines Insekts.

Was auf den Bildern des Geräts wie Facetten aussieht, sind in Wirklichkeit kleine Behälter, die mit einer Flüssigkeit gefüllt werden können. Dadurch lässt sich die Form der Linse bestimmen, die Behälter wirken aber auch wie eigene kleine Linsen und ähneln somit einem Facettenauge.

In ersten Versuchen verwendeten die Wissenschaftler dazu noch ein externes Reservoir und eine Handpumpe, inzwischen ist auch ein Material gefunden, das auf Elektrizität reagiert und die Verformung direkt erlaubt. Durch die kompakte Bauform soll es auch möglich werden, die Linse in Geräte einzubauen, in denen ein herkömmliches Objektiv mit mehreren verschiebbaren Linsen keinen Platz hat.

Bessere Orientierung für Chirurgen

Eine solche Anwendung sind Smartphones, die durch ihre immer flacheren Gehäuse keine aufwendige Optik erlauben. Aber auch für medizinische Geräte ist die verformbare Linse interessant. Die Wissenschaftler denken dabei an die laparoskopische Chirurgie, bei welcher eine kleine Kamera in den Körper des Patienten eingeführt wird und der Operateur ohne große Einschnitte den Eingriff weitgehend im Inneren vornimmt.

Dabei ist entscheidend, die Lage von Objekten anhand ihrer Tiefe im Raum erkennen zu können. Fotografen kennen das als den Effekt der Schärfentiefe - herkömmliche Weitwinkelobjektive mit fester Brennweite und Blende beherrschen das aber kaum. Die verformbare Linse soll sich auf jeden Punkt scharfstellen lassen, so dass die davor oder dahinter liegende Umgebung unscharf wird. Das erlaubt Chirurgen auch bei einem zweidimensionalen Bild eine genauere Orientierung. Noch ist die Linse mit einem Durchmesser von fünf Millimetern für solche kleinen Geräte aber zu groß, weshalb die Wissenschaftler an einer Verkleinerung arbeiten.