Figura 1. Ojo natural de Xenos peckii y la inspiración biológica para la cámara digital ultradelgada. Crédito:Luz:Ciencia
El sistema visual de Xenos peckii, un endoparásito de avispas de papel, demuestra distintos beneficios para alta sensibilidad y alta resolución, a diferencia de los ojos compuestos de la mayoría de los insectos. Inspirado por sus características únicas, Un equipo de KAIST desarrolló una cámara digital ultradelgada que emula los ojos únicos de Xenos peckii.
La cámara digital ultradelgada ofrece un amplio campo de visión y alta resolución en un cuerpo más delgado en comparación con los sistemas de imágenes existentes. Se espera que admita varias aplicaciones, como equipos de monitoreo, dispositivos de imágenes médicas, y sistemas de imágenes móviles.
El profesor Ki-Hun Jeong del Departamento de Ingeniería Biológica y Cerebral y su equipo son conocidos por imitar órganos visuales biológicos. La investigación anterior del equipo incluye una lente LED basada en los segmentos abdominales de luciérnagas y estructuras antirreflectantes de inspiración biológica.
Recientemente, la demanda de cámaras digitales ultradelgadas ha aumentado, debido a la miniaturización de dispositivos electrónicos y ópticos. Sin embargo, la mayoría de los módulos de cámara utilizan múltiples lentes a lo largo del eje óptico para compensar las aberraciones ópticas, resultando en un volumen más grande así como una longitud total de pista más gruesa de las cámaras digitales. La resolución y la sensibilidad se verían comprometidas si estos módulos simplemente se redujeran en tamaño y grosor.
Para abordar este asunto, el equipo ha desarrollado componentes microópticos, inspirado en el sistema visual de Xenos peckii, y los combinó con un sensor de imagen CMOS (semiconductor de óxido metálico complementario) para lograr una cámara digital ultradelgada.
Figura 2. Imágenes ópticas capturadas por la cámara digital ultrafina de inspiración biológica. Crédito:Luz:Ciencia
Esta nueva cámara, midiendo menos de 2 mm de espesor, emula los ojos de Xenos peckii mediante el uso de decenas de matrices de microprismas y matrices de microlentes. Un par de microprismas y microlentes forman un canal y el medio absorbente de luz entre los canales reduce la diafonía óptica. Cada canal captura la imagen parcial con una orientación ligeramente diferente, y las imágenes parciales recuperadas se combinan en una sola imagen, asegurando así un amplio campo de visión y alta resolución.
El profesor Jeong dijo:"Hemos propuesto un método novedoso para fabricar una cámara ultradelgada. Como primer insecto inspirado, cámara ultradelgada que integra una microcámara en una matriz de sensores de imagen CMOS convencional, nuestro estudio tendrá un impacto significativo en la óptica y campos relacionados ".
Esta investigación, dirigido por Ph.D. candidatos Dongmin Keum y Kyung-Won Jang, fue publicado en Luz:ciencia y aplicaciones el 24 de octubre 2018.
