Ultratyndt digitalkamera inspireret af Xenos peckii øjne

Det visuelle system af Xenos peckii, en endoparasit af papirhvepse, viser tydelige fordele ved høj følsomhed og høj opløsning, adskiller sig fra de fleste insekters sammensatte øjne. Inspireret af deres unikke egenskaber, et KAIST -team udviklede et ultratyndt digitalkamera, der efterligner de unikke øjne på Xenos peckii.

Det ultratynde digitalkamera tilbyder et bredt synsfelt og høj opløsning i en slankere krop sammenlignet med eksisterende billeddannelsessystemer. Det forventes at understøtte forskellige applikationer, såsom overvågningsudstyr, medicinsk billeddannelsesudstyr, og mobile billeddannelsessystemer.

Professor Ki-Hun Jeong fra Institut for Bio- og Hjerneteknik og hans team er kendt for at efterligne biologiske synsorganer. Teamets tidligere forskning omfatter en LED-linse baseret på mavesegmenterne af ildfluer og biologisk inspirerede antireflekterende strukturer.

For nylig, efterspørgslen efter ultratynde digitalkameraer er steget, på grund af miniaturisering af elektroniske og optiske enheder. Imidlertid, de fleste kameramoduler bruger flere linser langs den optiske akse til at kompensere for optiske aberrationer, hvilket resulterer i en større lydstyrke samt en tykkere samlet sporlængde på digitale kameraer. Opløsning og følsomhed ville blive kompromitteret, hvis disse moduler simpelthen skulle reduceres i størrelse og tykkelse.

For at løse dette problem, teamet har udviklet mikrooptiske komponenter, inspireret af det visuelle system af Xenos peckii, og kombinerede dem med en CMOS (komplementær metaloxid halvleder) billedsensor for at opnå et ultratyndt digitalkamera.

Dette nye kamera, måler mindre end 2 mm i tykkelse, efterligner øjnene på Xenos peckii ved hjælp af snesevis af mikroprismematriser og mikrolinser. Et par af mikroprisme og mikrolins danner en kanal, og det lysabsorberende medium mellem kanalerne reducerer optisk krydstale. Hver kanal tager det delvise billede i lidt forskellig retning, og de hentede delbilleder kombineres til et enkelt billede, derved sikre et bredt synsfelt og høj opløsning.

Professor Jeong sagde, "Vi har foreslået en ny metode til fremstilling af et ultratyndt kamera. Som det første insektinspirerede, ultratyndt kamera, der integrerer et mikrokamera på et konventionelt CMOS -billedsensormatrix, vores undersøgelse vil have en betydelig indvirkning på optik og beslægtede områder. "

Denne forskning, ledet af ph.d. kandidater Dongmin Keum og Kyung-Won Jang, blev offentliggjort i Lys:Videnskab og applikationer den 24. oktober, 2018.