Von Insektenaugen inspirierte Intraoralkamera

Südkorea: Ein Forschungsteam aus Korea Advanced Institute für Wissenschaft und Technologie (KAIST) und die Koreanisches Institut für optische Technologie (KOPTI) hat eine intraorale Kamera entwickelt, die die Augen von Insekten nachahmen kann.

Unter der Leitung von KAIST-Professor Ki-Hun Jeong entwickelte das Team die biologisch inspirierte intraorale Kamera (BIOC) mit weitem Blickwinkel und tiefer Schärfentiefe.

A Forschungsarbeit über die von Insekten inspirierte Kameratechnologie wurde kürzlich in der . veröffentlicht Zeitschrift für optische Mikrosysteme, eine Zeitschrift der International Society of Optical Engineers.

Nachahmung der hervorragenden visuellen Eigenschaften des Insektenauges

Dem Team zufolge ist das Auge des Insekts ein dichtes Sehorgan, das aus kleinen Linsen besteht und hervorragende visuelle Eigenschaften wie einen weiten Blickwinkel und eine große Schärfentiefe aufweist.

Herkömmliche Dentalfotografie-Technologie wird oft durch die Verwendung unbequemer Werkzeuge wie Spiegel und Wangenhalter eingeschränkt, erklärten sie.

Um grundlegende Zahnbilder aus verschiedenen Winkeln für Routineuntersuchungen aufzunehmen – einschließlich rechts/links bukkal und Oberkiefer/Unterkiefer okklusal – können herkömmliche Intraoralkameras dem Patienten Unbehagen bereiten, da der Zahnarzt auch einen Spiegel in den Mund stecken müsste, um die Reflexion aufzunehmen Zahnbild durch eine Handkamera.

Technologie imitiert Biologie

Das Forschungsteam entwarf eine ultradünne Oralkamera mit einer konvexen Linse, einer konkaven Linse, einem invertierten Mikrolinsenarray (iMLA) und einem CMOS-Bildsensor.

Die konvexen und konkaven Linsen erhöhten den Blickwinkel auf 143 Grad, und iMLA spielte eine Rolle bei der Reduzierung der optischen Aberration. Es war möglich, auch aus nächster Nähe klare Bilder ohne Bildunschärfe zu erhalten und die visuelle Funktion von Insekten mit unendlicher Schärfentiefe zu imitieren.

Aufgrund der kleinen und dünnen Größe der Kamera ist es möglich, die Zähne auch in einem anatomisch engen Bereich zu beobachten.

„Die diesmal entwickelte Kamera wird nicht nur zur Entwicklung der biomedizinischen Technik beitragen, sondern auch ihre Anwendung auf verschiedene Bereiche wie Überwachung, Smartphones und Drohnen ausdehnen“, sagten die Forscher.

Verbesserung gegenüber früheren, von Insekten inspirierten Kameras

Verschiedene Arten von zusammengesetzten Insektenaugen haben hervorragende visuelle Eigenschaften, wie z. B. einen weiten Betrachtungswinkel und eine große Schärfentiefe mit kompakten Sehorganen, die aus winzigen Linsen bestehen.

Als solche können miniaturisierte, von Insekten inspirierte Kameras die Probleme herkömmlicher Kompaktkameras lösen. Früher entwickelte, von Insekten inspirierte Kameras weisen jedoch Nachteile auf, darunter eine niedrige Auflösung oder eingeschränkte Funktionen.

Das BIOC umfasst eine neue Konfiguration aus konvex-konkaven Linsen und invertierten Mikrolinsenarrays (iMLA) und einem einzelnen CMOS-Bildsensor auf einer flexiblen Leiterplatte in einem Handstückhalter.

Neben der Vergrößerung des Sichtfelds und der Reduzierung der optischen Aberration durch das Skalierungsgesetz überwindet die neue Kamera viele chronische Probleme herkömmlicher Intraoralkameras, wie z. B. begrenzte Schärfentiefe, dicke Gesamtspurlänge und eingeschränkte funktionelle Bildgebung.

Durch das Mehrkanal-Bildverarbeitungssystem bietet das BIOC multifunktionale dentale Bildgebung, wie High Dynamic Range, 3D-Tiefen- und Autofluoreszenz-Bildgebung.