Het visuele systeem van Xenos peckii, een endoparasiet van papieren wespen, toont duidelijke voordelen voor hoge gevoeligheid en hoge resolutie, verschilt van de samengestelde ogen van de meeste insecten. Geïnspireerd door hun unieke eigenschappen, een KAIST-team ontwikkelde een ultradunne digitale camera die de unieke ogen van Xenos peckii nabootst.

De ultradunne digitale camera biedt een breed gezichtsveld en een hoge resolutie in een slankere behuizing in vergelijking met bestaande beeldvormingssystemen. Er wordt verwacht dat het verschillende toepassingen zal ondersteunen, zoals bewakingsapparatuur, medische beeldvormingsapparatuur, en mobiele beeldvormingssystemen.

Professor Ki-Hun Jeong van de afdeling Bio and Brain Engineering en zijn team staan ​​bekend om het nabootsen van biologische visuele organen. Het eerdere onderzoek van het team omvat een LED-lens op basis van de buiksegmenten van vuurvliegjes en biologisch geïnspireerde antireflectiestructuren.

Onlangs, de vraag naar ultradunne digitale camera's is toegenomen, door de miniaturisering van elektronische en optische apparaten. Echter, de meeste cameramodules gebruiken meerdere lenzen langs de optische as om optische aberraties te compenseren, wat resulteert in een groter volume en een dikkere totale tracklengte van digitale camera's. Resolutie en gevoeligheid zouden in het gedrang komen als deze modules eenvoudig in grootte en dikte zouden worden verkleind.

Om dit probleem aan te pakken, het team heeft micro-optische componenten ontwikkeld, geïnspireerd op het visuele systeem van Xenos peckii, en combineerde ze met een CMOS-beeldsensor (complementary metal oxide semiconductor) om een ​​ultradunne digitale camera te krijgen.

Deze nieuwe camera, met een dikte van minder dan 2 mm, emuleert de ogen van Xenos peckii door tientallen microprisma-arrays en microlens-arrays te gebruiken. Een microprisma en een microlenspaar vormen een kanaal en het lichtabsorberende medium tussen de kanalen vermindert optische overspraak. Elk kanaal legt het gedeeltelijke beeld vast in een iets andere richting, en de opgehaalde deelbeelden worden gecombineerd tot één beeld, waardoor een breed gezichtsveld en een hoge resolutie worden gegarandeerd.

Professor Jeong zei:"We hebben een nieuwe methode voorgesteld om een ​​ultradunne camera te maken. Als eerste door insecten geïnspireerde, ultradunne camera die een microcamera integreert op een conventionele CMOS-beeldsensorarray, onze studie zal een aanzienlijke impact hebben op optica en aanverwante gebieden."

Dit onderzoek, geleid door Ph.D. kandidaten Dongmin Keum en Kyung-Won Jang, werd gepubliceerd in Licht:wetenschap en toepassingen op 24 oktober, 2018.