Figura 1. Olho Xenos peckii natural e inspiração biológica para a câmera digital ultrafina. Crédito:Light:Ciência
O sistema visual de Xenos peckii, um endoparasita de vespas de papel, demonstra benefícios distintos para alta sensibilidade e alta resolução, diferindo dos olhos compostos da maioria dos insetos. Inspirado por seus recursos exclusivos, uma equipe do KAIST desenvolveu uma câmera digital ultrafina que emula os olhos únicos de Xenos peckii.
A câmera digital ultrafina oferece um amplo campo de visão e alta resolução em um corpo mais fino em comparação com os sistemas de imagem existentes. Espera-se que suporte vários aplicativos, como equipamentos de monitoramento, dispositivos de imagens médicas, e sistemas de imagem móveis.
O professor Ki-Hun Jeong do Departamento de Engenharia Biológica e Cerebral e sua equipe são conhecidos por imitar órgãos visuais biológicos. As pesquisas anteriores da equipe incluem lentes LED baseadas nos segmentos abdominais de vagalumes e estruturas anti-reflexivas de inspiração biológica.
Recentemente, a demanda por câmeras digitais ultrafinas aumentou, devido à miniaturização de dispositivos eletrônicos e ópticos. Contudo, a maioria dos módulos de câmera usa várias lentes ao longo do eixo óptico para compensar as aberrações ópticas, resultando em um volume maior, bem como um comprimento total de trilha mais espesso de câmeras digitais. A resolução e a sensibilidade seriam comprometidas se esses módulos fossem simplesmente reduzidos em tamanho e espessura.
Abordar esta questão, a equipe desenvolveu componentes micro-ópticos, inspirado no sistema visual de Xenos peckii, e os combinou com um sensor de imagem CMOS (semicondutor de óxido de metal complementar) para obter uma câmera digital ultrafina.
Figura 2. Imagens ópticas capturadas pela câmera digital ultrafina bioinspirada. Crédito:Light:Ciência
Esta nova câmera, medindo menos de 2 mm de espessura, emula os olhos de Xenos peckii usando dezenas de matrizes de microprisma e matrizes de microlentes. Um microprisma e um par de microlentes formam um canal e o meio de absorção de luz entre os canais reduz a diafonia óptica. Cada canal captura a imagem parcial em uma orientação ligeiramente diferente, e as imagens parciais recuperadas são combinadas em uma única imagem, garantindo assim um amplo campo de visão e alta resolução.
Professor Jeong disse, "Propusemos um novo método de fabricação de uma câmera ultrafina. Como a primeira inspirada em insetos, câmera ultrafina que integra uma microcâmera em uma matriz de sensor de imagem CMOS convencional, nosso estudo terá um impacto significativo em óptica e campos relacionados. "
Essa pesquisa, liderado por Ph.D. candidatos Dongmin Keum e Kyung-Won Jang, foi publicado em Light:Ciência e Aplicações em 24 de outubro, 2018.
