a, Ilustraciones esquemáticas de una cámara ultradelgada de inspiración biológica. La cámara ultrafina de inspiración biológica presenta matrices de microlentes invertidas (iMLA), matrices de apertura multicapa (MAA), espaciadores de brecha, y matrices de sensores de imagen CMOS (CMOS ISA). B, Una imagen óptica de sección transversal de iMLA y MAA. C, Las imágenes de matriz capturadas de un loro rojo. mi, Fotografías de una cámara compacta comercializada (superior) y la cámara de matriz ultrafina (inferior) para comparar el rendimiento de la imagen con una lente de número f comparable. Una imagen de loro rojo adquirida por f. la cámara comercializada y g. el único canal de la cámara de matriz ultrafina. h. Imagen reconstruida de varios canales. Crédito:por Kisoo Kim, Kyung-Won Jang, Jae-Kwan Ryu y Ki-Hun Jeong
Los sistemas de visión en la naturaleza brindan una fascinante inspiración de diseño óptico para sistemas de imágenes ultracompactos. Los científicos de Corea del Sur ahora han demostrado una cámara ultradelgada de ojo de insecto completamente empaquetada, que ofrece imágenes de alto contraste y superresolución mediante el uso de nuevos materiales y técnicas ópticas. Esta cámara de matriz ultrafina podría tener un uso práctico en dispositivos móviles, vehículos de vigilancia avanzada, y endoscopios sin reserva técnica.
El ojo compuesto de un insecto tiene características visuales superiores, como un amplio ángulo de visión, alta sensibilidad al movimiento, y gran profundidad de campo mientras se mantiene un pequeño volumen de estructura visual con una pequeña distancia focal. Entre ellos, Xenos peckii , un endoparásito de avispas de papel, tiene ojos con cientos de fotorreceptores en una sola lente, a diferencia de los ojos compuestos convencionales con algunas células sensibles a la luz en un ojal individual. Esta estructura única ofrece una resolución visual más alta que otros ojos de insectos. los Xenos peckii el ojo también percibe imágenes parciales a través de copas pigmentadas que bloquean la luz entrante entre los ojales.
Inspirado de Xenos peckii estructura del ojo, un equipo de investigación de KAIST dirigido por el profesor Jeong Ki-Hun demostró una cámara ultradelgada para ojos de insectos completamente empaquetada. Desarrollaron una configuración nueva y única de elementos microópticos para suprimir por completo el ruido óptico entre microlentes y reducir el grosor de la cámara. Este componente óptico se integró con un sensor de imagen de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS) y el grosor final de la lente de la cámara completamente empaquetada es de solo 740 μm.
La cámara de matriz ultrafina completamente empaquetada ha demostrado con éxito imágenes claras de matriz de alto contraste adquiridas a partir de microlentes diminutos. Para mejorar aún más la calidad de imagen de la imagen capturada, han discutido el principio de visión de los ojos de los insectos y han combinado las imágenes de la matriz en una imagen a través de imágenes de superresolución. Este trabajo también muestra la primera demostración de imágenes de superresolución, que adquiere una única imagen integrada con alto contraste y alto poder de resolución reconstruida a partir de imágenes de matriz de alto contraste.
"Este trabajo informa la primera demostración de una cámara de matriz ultrafina para imágenes de alto contraste y superresolución. Creemos firmemente que nuestro estudio hará avances técnicos y también tendrá un impacto significativo en las comunidades multidisciplinarias de micro y nanotecnología". información sobre la extracción de estructuras fotónicas naturales, "dijo Jeong.
