science >> Wetenschap >  >> Fysica

Ultradunne tandheelkundige camera geïnspireerd op de structuur van insectenogen

Een volledig verpakte ultradunne tandheelkundige camera en multifunctionele tandheelkundige beelden. Credit:de auteurs, doi 10.1117/1.JOM.2.3.031202.

Conventionele tandfotografietechnologie heeft een beperking gehad in het gebruik van onhandige hulpmiddelen zoals spiegels en wangretractors. Tandartsen hebben basistandbeelden nodig vanuit verschillende hoeken, zoals rechts/links buccaal en maxillair/mandibulaire occlusaal, voor tandheelkundige gezondheidsinspectie. Om deze beelden te verkrijgen, voelen patiënten zich ongemakkelijk omdat tandartsen een spiegel in de mond moeten plaatsen om het gereflecteerde tandbeeld vast te leggen met een handcamera.

Een compacte intraorale tandheelkundige camera kan het ongemak overwinnen en de toestand van tanden scannen. Vanwege de beperkte scherptediepte en gezichtsveld heeft het conventionele apparaat echter beperkingen in close-up beeldvorming voor het gedetailleerd observeren van tandbederf en groothoekbeeldvorming voor het vastleggen van de gehele opstelling van tanden.

Verschillende soorten samengestelde insectenogen hebben superieure visuele kenmerken, zoals een brede kijkhoek en grote scherptediepte met compacte visuele organen bestaande uit kleine lenzen. Insectenogen geven inspiratie voor miniatuurcamera's, en op insecten geïnspireerde camera's kunnen de problemen van conventionele compactcamera's oplossen, zoals een beperkt observatiebereik. Eerder ontwikkelde insectencamera's hebben echter nadelen in lage resolutie of beperkte functies.

Zoals gerapporteerd in het Journal of Optical Microsystems , hebben onderzoekers van het Korea Advanced Institute of Science and Technology en het Korea Photonics Technology Institute onlangs een nieuwe groothoekcamera voor insectenoog ontwikkeld, de biologisch geïnspireerde intraorale camera (BIOC), voor diverse functionele beeldvorming. Met behulp van het apparaat is aangetoond dat verschillende functionele beeldvorming aan de klinische behoeften voldoet.

Het BIOC omvat een nieuwe configuratie van convex-concave lens en inverted microlens arrays (iMLA) en een enkele CMOS-beeldsensor op een flexibele printplaat in een handstukhouder. De convexe-concave lens vergroot het gezichtsveld aanzienlijk tot 143 graden, en iMLA's verminderen optische aberratie door de schaalwet. Bovendien overwint de nieuwe camera veel chronische problemen van conventionele intraorale camera's, zoals beperkte scherptediepte, dikke totale spoorlengte en beperkte functionele beeldvorming.

Verschillende soorten prototypes van intraorale camera's voor bruikbaarheidstesten. Credit:de auteurs, doi 10.1117/1.JOM.2.3.031202.

De ultradunne tandheelkundige camera kan vanwege zijn dunheid ongemakken oplossen en tanden observeren, zelfs in anatomisch smalle gebieden. Ook wordt heldere tandheelkundige beeldvorming bereikt zonder beeldvervaging door de insectenzichtfunctie van oneindige scherptediepte na te bootsen, zelfs op korte objectafstand. Het BIOC biedt multifunctionele tandheelkundige beeldvorming, zoals een hoog dynamisch bereik, 3D-diepte en autofluorescentiebeeldvorming, via het meerkanaals zichtsysteem.

De auteurs hopen dat de nieuwe groothoekcamera voor insectenoog niet alleen bijdraagt ​​aan de technische vooruitgang in biomedische ingenieursverenigingen, maar dat het ook een significante impact heeft op uiteenlopende visietoepassingen zoals bewaking, smartphone en drones. Ze anticiperen op een verdere uitbreiding van toepassingen in de toekomst. + Verder verkennen

Onderzoekers maken miniatuur groothoekcamera met platte metalenses