Lentes dobradas como origami poderão revolucionar celulares com câmera

Engenheiros da Universidade de San Diego, Estados Unidos, criaram uma câmera digital ultra-fina que poderá revolucionar a resolução das câmeras dos telefones celulares, dos sistemas de visão artificial montadas em óculos, além de várias outras aplicações hoje impraticáveis.

Origami

Para reduzir a espessura da câmera mas manter a quantidade de luz captada e uma capacidade de alta resolução, os cientistas simplesmente dobraram as lentes, como se elas fossem um origami - a conhecida arte japonesa da dobradura de papéis. "Nossa câmera é cerca de sete vezes mais poderosa do que uma lente convencional de mesma profundidade," diz Eric Tremblay, um dos criadores da nova tecnologia.

O mecanismo utilizado é semelhante ao utilizado nos telescópios astronômicos do tipo Cassegrain. "A idéia da dobradura era nova em 1672, mas eles a estavam fazendo com dois espelhos separados. Nós cortamos todas as nossas superfícies reflexivas de um único componente e quadruplicamos o número de dobras," explica Joseph Ford, outro participante da pesquisa.

Cristal óptico

Ao invés de direcionar e focalizar a luz quando ela passa através de uma série de espelhos e lentes, o novo sistema faz o mesmo trabalho à medida em que a luz é refletida para um lado e para outro no interior de um cristal óptico de 5 milímetros de espessura. A luz é focalizada como se ela estivesse se movendo através de um sistema tradicional de lentes que é pelo menos sete vezes mais grosso.

"Nossas 'lentes dobradas' não são tecnicamente uma lente, já que elas são reflexivas. Eu sou culpado por chamá-las de lentes algumas vezes, mas estou tentando me corrigir. 'Refletor', ou 'óptica dobrada' são termos mais precisos," diz Tremblay.

O cristal utilizado é de fluorita - fluoreto de cálcio - um cristal muito transparente. Em um disco de fluorita, os cientistas cortam uma série de superfícies concêntricas e reflexivas que curvam e focalizam a luz à medida em que ela é dirigida para um refletor plano. Quanto mais dessas superfícies forem feitas, maior será a potência da "lente", quer dizer, da óptica dobrada.

Torneamento com diamante

A luz segue um caminho em zigue-zague do maior para o menor dos discos concêntricos, até atingir o sensor CMOS ou CCD da câmera.

O avanço foi possível graças a melhoramentos em outra tecnologia, o torneamento de diamante, por meio do qual uma finíssima ponta de diamante consegue tornear peças com extrema precisão.

"Você monta a óptica uma vez e o torno de diamante corta todas as superfícies ópticas sem necessidade de ajuste no equipamento," diz Tremblay. Sem a necessidade de realinhar a óptica durante o processo de fabricação, o processo ganha em precisão, o que poderá permitir que a nova técnica chegue rapidamente ao mercado.