Так же, как глаза насекомых, технология фраунгофера состоит из множества маленьких однородных линз. Они расположены близко друг к другу, как кусочки мозаики. Каждая грань получает только небольшую часть своего окружения. Мозг насекомого объединяет множество отдельных изображений граней в единую картину.
В недавно разработанной камере facetVISION эти функции берут на себя микролинзы и решетки диафрагмы. Из-за смещения каждой линзы относительно соответствующей апертуры каждый оптический канал имеет индивидуальное направление обзора и всегда отображает другую область поля зрения.
«При толщине камеры всего два миллиметра эта технология, взятая из модели природы, позволит нам достичь разрешения до четырех мегапикселей», – говорит Андреас Брукнер, руководитель проекта Института прикладной оптики и точного машиностроения им.
Фраунгофера IOF. Йена. «Это явно более высокое разрешение по сравнению с камерами в промышленных приложениях – например, в робототехнике или автомобилестроении.«Эта технология была разработана совместно с учеными из Института интегральных схем им. Фраунгофера IIS в Эрлангене при финансовой поддержке Fraunhofer-Zukunftsstiftung.
Экономичное производство на вафлях
Микролинзы исследователей Фраунгофера можно экономично производить в больших количествах, используя процессы, аналогичные тем, которые применяются в полупроводниковой промышленности. Компьютерные микросхемы массово производятся на пластинах (больших и тонких пластинах полупроводника), а затем разделяются распиловкой.
Соответственно, тысячи объективов для камер facetVISION могут производиться на Фраунгоферском IOF параллельно. «Камеры подходят, например, в медицинской технике – для оптических датчиков, которые смогут быстро и легко исследовать кровь», – говорит Брукнер. «Однако в полиграфической промышленности такие камеры необходимы для проверки печатаемого изображения с высоким разрешением во время работы машины.«Другие применения: камеры в автомобилях, которые помогают парковать, или в промышленных роботах, которые предотвращают столкновения между человеком и машинами.
Взгляд на смартфоны
Технология сложного глаза также подходит для интеграции в смартфоны: сегодня их линза мини-камеры обычно имеет толщину пять миллиметров, чтобы показывать достаточно четкое изображение окружающей обстановки. Перед производителями ультратонких смартонов стоит задача: поскольку камера толще корпуса смартфона, она выступает за заднюю крышку смартфона.
Производители называют это «выпуклостью камеры» – неэстетичным «выступом камеры».«Однако линзы камер для смартфонов сделаны не на пластинах, а из литого пластика. В этой процедуре горячий жидкий пластик заливается в форму так же, как жидкое тесто в вафельницу.
Затем роботы собирают готовые линзы в камеру смартфона. «Мы хотели бы перенести принцип« глаза насекомого »на эту производственную технологию», – говорит Брукнер. «Например, в камере смартфона можно будет разместить несколько объективов меньшего размера рядом друг с другом. Сочетание фасетного эффекта и проверенных литьем под давлением линз обеспечит разрешение более 10 мегапикселей в камере, для которой требуется толщина всего около трех с половиной миллиметров."