une, Illustrations schématiques d'un appareil photo à matrice ultramince d'inspiration biologique. La caméra ultrafine d'inspiration biologique comprend des matrices de microlentilles inversées (iMLA), réseaux d'ouverture multicouches (MAA), entretoises, et des matrices de capteurs d'images CMOS (CMOS ISA). b, Une image optique en coupe transversale des iMLA et des MAA. c, Les images capturées du tableau d'un perroquet rouge. e, Photographies d'un appareil photo compact commercialisé (en haut) et d'un appareil photo matriciel ultrafin (en bas) pour comparer les performances d'image avec un objectif à nombre f comparable. Une image de perroquet rouge acquise par f. l'appareil photo commercialisé et g. le canal unique de la caméra matricielle ultrafine. h. Image reconstituée à partir de plusieurs canaux. Crédit :par Kisoo Kim, Kyung-Won Jang, Jae-Kwan Ryu et Ki-Hun Jeong
Les systèmes de vision dans la nature fournissent une inspiration de conception optique intrigante pour les systèmes d'imagerie ultracompacts. Des scientifiques sud-coréens ont maintenant fait la démonstration d'une caméra ultra-fine à œil d'insecte entièrement emballée, qui offre une imagerie à contraste élevé et à super résolution en utilisant de nouveaux matériaux et techniques optiques. Cette caméra à réseau ultra-mince pourrait avoir une utilisation pratique dans les appareils mobiles, véhicules de surveillance avancés, et endoscopes sans réserve technique.
L'œil composé d'un insecte a des caractéristiques visuelles supérieures telles qu'un grand angle de vision, haute sensibilité au mouvement, et une grande profondeur de champ tout en conservant un petit volume de structure visuelle avec une petite distance focale. Parmi eux, Xenos peckii , un endoparasite des guêpes papetières, a des yeux avec des centaines de photorécepteurs dans une seule lentille, contrairement aux yeux composés conventionnels avec quelques cellules photosensibles dans un œillet individuel. Cette structure unique offre une résolution visuelle supérieure à celle des autres yeux d'insectes. Les Xenos peckii l'œil perçoit également des images partielles à travers des coupelles pigmentées qui bloquent la lumière entrante entre les œillets.
Inspiré de Xenos peckii structure des yeux, une équipe de recherche KAIST dirigée par le professeur Jeong Ki-Hun a fait la démonstration d'une caméra ultra-fine pour œil d'insecte entièrement emballée. Ils ont développé une configuration unique et nouvelle d'éléments micro-optiques pour supprimer complètement le bruit optique entre les microlentilles tout en réduisant l'épaisseur de la caméra. Ce composant optique a été intégré à un capteur d'image à semi-conducteur à oxyde métallique complémentaire (CMOS) et l'épaisseur finale de l'objectif de la caméra entièrement emballé n'est que de 740 m.
La caméra matricielle ultrafine entièrement emballée a démontré avec succès des images matricielles claires à contraste élevé acquises à partir de minuscules microlentilles. Pour améliorer encore la qualité d'image de l'image capturée, ils ont discuté du principe de vision des yeux d'insectes et combiné les images du réseau en une seule image grâce à l'imagerie à super-résolution. Ce travail montre également la première démonstration de l'imagerie super-résolution, qui acquiert une seule image intégrée avec un contraste élevé et un pouvoir de résolution élevé reconstruite à partir d'images matricielles à contraste élevé.
"Ce travail rapporte la première démonstration d'une caméra matricielle ultrafine pour l'imagerie à contraste élevé et à super résolution. Nous sommes convaincus que notre étude fera des progrès techniques et aura également des impacts significatifs sur les communautés multidisciplinaires de la micro- et nanotechnologie, aperçu de l'exploitation des structures photoniques naturelles, " a déclaré Jeong.
