Датчик изображения в стиле краба работает на суше и в воде на 360°

Глаз краба-скрипача вдохновил искусственный датчик изображения, который работает на суше и в воде без перефокусировки.

Этот краб свободно перемещается между водной и наземной средами, и, чтобы быть эффективным в обоих глазах, у него плоские роговицы с градуированным профилем показателя преломления, согласно Институту науки и технологий Кванджу в Корее, где был создан датчик изображения.

У него также есть эллипсоидальные глаза, обернутые вокруг стеблей, что дает ему поле зрения на 360 °.

«Исследования в области биоинспирированного зрения часто приводят к новым разработкам, которых раньше не существовало», — сказал профессор Ён Мин Сон из Кванджу. «Это, в свою очередь, позволяет глубже понять природу и гарантирует, что разработанное устройство визуализации будет как структурно, так и функционально эффективным».

Датчик состоит из массива микролинз с плоским верхом (диаграмма) с градуированным профилем показателя преломления, вместе оптимизированным для того, чтобы световые лучи фокусировались в одном и том же месте независимо от показателя преломления окружающей среды.

Его градуированная линза — от датчика до окружающей среды — состоит из нескольких слоев с показателем преломления 1,42, 1,39, 1,369 и 1,348.

Массив микролинз был создан путем микрообработки твердой многогранной негативной формы, а затем заливки ее жидким прозрачным силиконом (ПДМС). После затвердевания и извлечения из формы на неровную кремниевую поверхность последовательно наносили центрифугирование материалов с разными показателями преломления. Были опробованы линзы диаметром от 17 до 500 мкм.

Для заворачивания в сферу плоский лист микролинз разрезали на ряд сегментов — для визуализации необходимой формы представьте, что земной шар разрезают по линиям долготы, почти до экватора, а затем разворачивают.

Прежде чем матрица линз была намотана на сферическую подложку диаметром 20 мм, на нее были намотаны четыре гребенчатых гибких печатных платы (две в нижнем ряду диаграммы), каждая из которых содержит 64 фотодиода, чтобы сформировать приемную часть сферического датчика (справа). из диаграмма – пятна – это фотодиоды).

Печатные платы впечатляют сами по себе, с восемью светодиодами, равномерно расположенными вдоль каждого зубца гребенки, соединенными в xy-матрицу двухсторонними дорожками, которые выводят сетку на 16 выводов на свободном выводе печатной платы.

«Амфибийное изображение было выполнено путем погружения устройства наполовину в воду», — говорится в сообщении Института. К «удовольствию исследователя», изображения, выдаваемые системой, были четкими и не содержали искажений. Команда показала, что система имеет панорамное поле зрения, 300° по горизонтали и 160° по вертикали как в воздухе, так и в воде».

GIST работал с Сеульским национальным университетом, Пусанским национальным университетом, Техасским университетом в Остине и Массачусетским технологическим институтом.

Работа опубликована как «Амфибийная система искусственного зрения с панорамным полем зрения' в Nature Electronics - для просмотра всей статьи требуется оплата. Отличный связанная дополнительная информация (доступен для просмотра без оплаты) дает некоторое представление о новой точной технике и заслуживает внимания.

Диаграмма предоставлена ​​Институтом науки и технологий Кванджу в Корее.
Примечание. При проверке концепции слой линзы с высоким преломлением (красный) имеет плоскую нижнюю поверхность для наложения на фотодиоды.

Примечание. Эта статья была написана из нескольких источников и может содержать ошибки. Еженедельник Electronics запросил проверку у исследовательской группы — смотрите это место…