Crédit :Rao et al.
Les imageurs incurvés qui peuvent ajuster leur forme pourraient avoir de nombreuses applications utiles, par exemple, aider au développement d'outils et de caméras d'imagerie médicale plus avancés. La plupart des imageurs incurvés flexibles existants, cependant, ne sont pas compatibles avec les surfaces focales accordables ou ne peuvent capturer que des images avec des résolutions et des facteurs de remplissage de pixels faibles.
Des chercheurs de l'Université de Houston et de l'Université du Colorado-Boulder ont récemment conçu et créé un imageur incurvé et adaptable à la forme avec des facteurs de remplissage de pixels élevés. Le nouvel imageur, présenté dans un article publié dans Nature Électronique , a été fabriqué en transférant un réseau de pixels optoélectroniques en silicium ultrafins avec un design kirigami sur des surfaces courbes, en utilisant une technique connue sous le nom d'impression de timbres additive conforme.
« Caméras incurvées basées sur des capteurs d'imagerie, tel qu'un globe oculaire de type humain composé de rétine et d'un cristallin, sont très prometteurs pour de nombreuses applications critiques, " Cunjiang Yu, l'un des chercheurs qui a mené l'étude, Raconté Phys.org . "Néanmoins, le développement de telles caméras comporte de nombreux défis techniques, par exemple associé à un facteur de remplissage de pixels élevé et à une optimisation de la forme, deux caractéristiques nécessaires pour capturer des images claires sans aberration optique."
L'objectif de l'étude récente de Yu et de ses collègues était de surmonter les défis techniques rencontrés précédemment lors de la tentative de développement d'imageurs courbés et adaptables à la forme. Contrairement aux appareils photo numériques conventionnels, En réalité, les capteurs d'imagerie courbés nécessitent généralement des combinaisons d'objectifs multiples et complexes pour prendre des images claires et à haute résolution.
L'imageur courbé développé par les chercheurs s'inspire de la forme des globes oculaires humains. Tout comme un globe oculaire humain, En réalité, les caméras courbées doivent être constituées d'un réseau de capteurs d'imagerie courbés et adaptatifs et d'un objectif.
Crédit :Rao et al.
« Créer des imageurs sinueux à l'aide de technologies conventionnelles ou existantes peut être très difficile, " Expliqua Yu. " La nouveauté clé de notre imageur sinueux est le roman, une technologie de fabrication fiable et robuste, impression de tampons additifs nommés conformes (CAS), qui a été inventé par mon groupe de recherche."
D'abord, Yu et ses collègues ont utilisé des procédés de microfabrication matures pour créer une forme plane, matrice de capteurs d'imagerie très mince de 32 x 32 pixels, suivant un design kirikami (c'est-à-dire, une variante de l'art japonais de l'origami qui consiste également à découper du papier pour créer des objets 3D, plutôt que de simplement le plier). Ensuite, les chercheurs ont utilisé une technique appelée impression CAS pour créer des imageurs incurvés avec les formes souhaitées.
« La distance focale de l'objectif et la courbure du capteur d'imagerie (ou de l'imageur) peuvent être réglées en conséquence, pour obtenir une mise au point optique adaptative et réduire l'aberration pour l'imagerie d'objets éloignés et proches, qui dépasse même les capacités de l'œil humain, puisque la rétine humaine n'offre pas un niveau similaire d'accordabilité, " dit Yu.
L'imageur courbé présente un facteur de remplissage de 78 % avant étirement et peut maintenir ses performances électriques sous une contrainte biaxiale de 30 %. À l'avenir, il pourrait avoir un certain nombre d'applications précieuses, par exemple en aidant au développement d'endoscopes plus avancés et plus performants, prothèses rétiniennes, lunettes de vision nocturne, caméras artificielles à œil composé et caméras fisheye.
"Notre travail ouvre la voie à la réalisation de courbes, imageur adaptatif/ajustable de forme avec un facteur de remplissage de pixels élevé pour garantir une capture d'image avec une haute qualité et une faible aberration optique, ", a déclaré Yu. "Nos recherches futures viseront à développer d'autres pixels et réseaux de capteurs d'imagerie haute performance, et les appareils photo susmentionnés."
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