«Существующие устройства формирования изображений кривых либо гибкие, но несовместимые с настраиваемыми фокальными поверхностями, либо растягиваемые, но с низкой плотностью пикселей и коэффициентами заполнения пикселей», – сообщает Ю из Nature Electronics. «Новый тепловизор с дизайном киригами имеет высокий коэффициент заполнения пикселей перед растяжением, составляющий 78%, и может сохранять свои оптоэлектронные характеристики при двухосном растяжении на 30%."
Современные системы цифровых камер, использующие обычные жесткие плоские датчики изображения, требуют сложных и громоздких линз для коррекции оптических аберраций.
С другой стороны, изогнутая камера, как человеческое глазное яблоко, может работать с одним объективом, корректируя аберрации и предлагая другие преимущества, такие как широкое поле зрения и компактный размер.
Ю показал, что изогнутые и адаптирующиеся к форме камеры с высоким коэффициентом заполнения пикселей могут быть созданы путем переноса массива ультратонких кремниевых пикселей с рисунком киригами на изогнутые поверхности с помощью печати конформного аддитивного штампа (CAS), производственной технологии, изобретенной в его лаборатории.
Киригами – японское искусство вырезания из бумаги, похожее на оригами, или складывание бумаги. Ю использовал принцип киригами на тонком листе датчиков изображения, делая надрезы, которые позволяют ему растягиваться и искривляться.
По сравнению с другими растягиваемыми конструкциями структур, такими как тонкие змеевики с открытой сеткой или структуры островного моста, эта новая структура киригами имеет гораздо более высокий коэффициент заполнения, что означает, что она сохраняет высокую плотность пикселей, создавая более качественные изображения.
Мало того, что камера изогнута, Ю делает ее адаптирующейся к форме, что позволяет четко захватывать объекты на разных расстояниях.
«Новый адаптивный имидж-сканер позволяет получать сфокусированные изображения объектов на разных расстояниях, комбинируя камеру вогнутой формы, напечатанную на магнитном резиновом листе, с настраиваемым объективом. Адаптивная оптическая фокусировка достигается за счет настройки фокусного расстояния объектива и кривизны тепловизора, что позволяет четко отображать далекие и близкие объекты с низкой аберрацией."сказал Ю, который также является главным исследователем Техасского центра сверхпроводимости в UH.
При печати CAS надувается эластичный или эластичный баллон с липким покрытием. Затем он используется в качестве средства штамповки, давя на готовые электронные устройства, чтобы подбирать электронику и печатать ее на различных кривых поверхностях.