Intraorale camera geïnspireerd op insectenogen

Zuid-Korea: Een onderzoeksteam van de Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) en de Korea Instituut voor Optische Technologie (KOPTI) heeft een intraorale camera gemaakt die de ogen van insecten kan nabootsen.

Onder leiding van KAIST Prof Ki-Hun Jeong ontwikkelde het team de biologisch geïnspireerde intraorale camera (BIOC) met een brede beeldhoek en diepe scherptediepte.

A onderzoekspaper over de door insecten geïnspireerde cameratechnologie werd onlangs gepubliceerd in de Journal of optische microsystemen, een tijdschrift van de International Society of Optical Engineers.

De uitstekende visuele kenmerken van het insectenoog nabootsen

Volgens het team is het oog van het insect een dicht visueel orgaan dat bestaat uit kleine lenzen en uitstekende visuele kenmerken heeft, zoals een brede kijkhoek en een grote scherptediepte.

Conventionele tandfotografietechnologie wordt vaak beperkt door het gebruik van onhandige hulpmiddelen zoals spiegels en wangretractors, legden ze uit.

Voor het verkrijgen van basistandbeelden vanuit verschillende hoeken voor routine-inspecties – inclusief rechts/links buccaal en maxillair/mandibulaire occlusaal – kunnen traditionele intraorale camera’s ongemak voor de patiënt veroorzaken, aangezien de tandarts ook een spiegel in de mond zou moeten plaatsen om het gereflecteerde tandenbeeld door een handcamera.

Technologie die biologie imiteert

Het onderzoeksteam ontwierp een ultradunne orale camera met een convexe lens, een concave lens, een inverted micro lens array (iMLA) en een CMOS-beeldsensor.

De convexe en concave lenzen vergrootten de beeldhoek tot 143 graden en iMLA speelde een rol bij het verminderen van optische aberratie. Het was mogelijk om heldere beelden te verkrijgen zonder beeldwaas, zelfs op korte afstanden, waarbij de visuele functie van insecten werd nagebootst met een oneindige scherptediepte.

Door het kleine en dunne formaat van de camera is het mogelijk om de tanden te observeren, zelfs in een anatomisch smal gebied.

"De camera die deze keer is ontwikkeld, zal niet alleen bijdragen aan de ontwikkeling van biomedische technologie, maar zal ook de toepassing ervan uitbreiden naar verschillende gebieden zoals monitoring, smartphones en drones", aldus de onderzoekers.

Verbetering van eerdere op insecten geïnspireerde camera's

Verschillende soorten samengestelde insectenogen hebben superieure visuele kenmerken, zoals een brede kijkhoek en een grote scherptediepte met compacte visuele organen bestaande uit kleine lenzen.

Als zodanig kunnen geminiaturiseerde, op insecten geïnspireerde camera's de problemen van conventionele compactcamera's oplossen. Eerder ontwikkelde op insecten geïnspireerde camera's hebben echter nadelen, waaronder lage resolutie of beperkte functies.

Het BIOC omvat een nieuwe configuratie van convex-concave lens en inverted microlens arrays (iMLA) en een enkele CMOS-beeldsensor op een flexibele printplaat in een handstukhouder.

Naast het vergroten van het gezichtsveld en het verminderen van optische aberratie door de schaalwet, overwint de nieuwe camera veel chronische problemen van conventionele intraorale camera's, zoals beperkte scherptediepte, dikke totale spoorlengte en beperkte functionele beeldvorming.

Via het meerkanaals vision-systeem biedt het BIOC multifunctionele tandheelkundige beeldvorming, zoals een hoog dynamisch bereik, 3D-diepte en autofluorescentiebeeldvorming.