Intraoralt kamera inspirert av insektøyne

Sør-Korea: Et forskerteam fra Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) og Korea Institute of Optical Technology (KOPTI) har laget et intraoralt kamera som kan etterligne øynene til insekter.

Ledet av KAIST prof Ki-Hun Jeong utviklet teamet biologisk inspirert intraoralt kamera (BIOC) med vid synsvinkel og dyp dybdeskarphet.

A forskningsartikkel om den insektinspirerte kamerateknologien ble nylig publisert i Journal of Optical Microsystems, et tidsskrift for International Society of Optical Engineers.

Etterligner insektøyets utmerkede visuelle egenskaper

Ifølge teamet er insektets øye et tett visuelt organ sammensatt av små linser og har utmerkede visuelle egenskaper som en vid synsvinkel og stor dybdeskarphet.

Konvensjonell tannfotograferingsteknologi er ofte begrenset av bruk av ubeleilige verktøy som speil og kinntrekkere, forklarte de.

For å ta grunnleggende tennerbilder fra forskjellige vinkler for rutinemessige inspeksjoner – inkludert høyre/venstre bukkal og maxillær/mandibular okklusal – kan tradisjonelle intraorale kameraer forårsake ubehag for pasienten, da tannlegen også må sette et speil inn i munnen for å fange det reflekterte tennerbilde gjennom et håndholdt kamera.

Teknologi som imiterer biologi

Forskerteamet designet et ultratynt oralt kamera ved hjelp av en konveks linse, en konkav linse, en invertert mikrolinsearray (iMLA) og en CMOS-bildesensor.

De konvekse og konkave linsene økte synsvinkelen til 143 grader, og iMLA spilte en rolle i å redusere optisk aberrasjon. Det var mulig å få klare bilder uten uskarphet selv på nære avstander, og etterligne den visuelle funksjonen til insekter med en uendelig dybdeskarphet.

På grunn av den lille og tynne størrelsen på kameraet er det mulig å observere tennene selv i et anatomisk smalt område.

"Kameraet utviklet denne gangen vil ikke bare bidra til utviklingen av biomedisinsk ingeniørteknologi, men vil også utvide applikasjonen til ulike felt som overvåking, smarttelefoner og droner," sa forskerne.

Forbedring av tidligere insekt-inspirerte kameraer

Ulike arter av sammensatte insektøyne har overlegne visuelle egenskaper, for eksempel vid synsvinkel og stor dybdeskarphet med kompakte visuelle organer som består av bittesmå linser.

Som sådan kan miniatyriserte insektinspirerte kameraer løse problemene med konvensjonelle kompaktkameraer. Tidligere utviklede insekt-inspirerte kameraer lider imidlertid av ulemper, inkludert lav oppløsning eller begrensede funksjoner.

BIOC innebærer en ny konfigurasjon av konveks-konkave linse og inverterte mikrolinsearrayer (iMLA) og en enkelt CMOS-bildesensor på et fleksibelt kretskort i en håndstykkeholder.

I tillegg til å øke synsfeltet og redusere optisk aberrasjon ved skaleringsloven, overvinner det nye kameraet mange kroniske problemer med konvensjonelle intraorale kameraer, for eksempel begrenset dybdeskarphet, tykk totalsporlengde og begrenset funksjonell bildebehandling.

Gjennom flerkanalssynssystemet tilbyr BIOC multifunksjonell tannavbildning, som høyt dynamisk område, 3D-dybde og autofluorescensavbildning.