Intraoral kamera inspirerad av insektsögon

Sydkorea: En forskargrupp från Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) och Korea Institute of Optical Technology (KOPTI) har skapat en intraoral kamera som kan efterlikna insekters ögon.

Under ledning av KAIST Prof Ki-Hun Jeong utvecklade teamet biologiskt inspirerad intraoral kamera (BIOC) med bred synvinkel och djupt skärpedjup.

A forskningsuppsats om den insektsinspirerade kameratekniken publicerades nyligen i Journal of Optical Microsystems, en tidskrift för International Society of Optical Engineers.

Efterliknar insektsögats utmärkta visuella egenskaper

Enligt teamet är insektens öga ett tätt synorgan som består av små linser och har utmärkta visuella egenskaper som en vid synvinkel och ett brett skärpedjup.

Konventionell tandfotograferingsteknik begränsas ofta av användningen av obekväma verktyg som speglar och kindupprullare, förklarade de.

För att ta grundläggande tändbilder från olika vinklar för rutininspektioner – inklusive höger/vänster buckal och maxillär/mandibulär ocklusal – kan traditionella intraorala kameror orsaka obehag för patienten, eftersom tandläkaren också skulle behöva stoppa in en spegel i munnen för att fånga det reflekterade tänder bild genom en handhållen kamera.

Teknik som imiterar biologi

Forskargruppen designade en ultratunn oral kamera med en konvex lins, en konkav lins, en inverterad mikrolinsarray (iMLA) och en CMOS-bildsensor.

De konvexa och konkava linserna ökade synvinkeln till 143 grader, och iMLA spelade en roll för att minska optisk aberration. Det var möjligt att få tydliga bilder utan bildoskärpa även på nära avstånd, vilket imiterade den visuella funktionen hos insekter med ett oändligt skärpedjup.

På grund av kamerans lilla och tunna storlek är det möjligt att observera tänderna även i ett anatomiskt smalt område.

"Kameran som utvecklats den här gången kommer inte bara att bidra till utvecklingen av biomedicinsk ingenjörsteknik, utan kommer också att utöka sin tillämpning till olika områden som övervakning, smartphones och drönare", sa forskarna.

Förbättring av tidigare insektsinspirerade kameror

Olika arter av sammansatta insektsögon har överlägsna visuella egenskaper, såsom vid betraktningsvinkel och stort skärpedjup med kompakta synorgan som består av små linser.

Som sådan kan miniatyriserade insektsinspirerade kameror lösa problemen med konventionella kompaktkameror. Men tidigare utvecklade insektsinspirerade kameror lider av nackdelar, inklusive lågupplösning eller begränsade funktioner.

BIOC involverar en ny konfiguration av konvex-konkava linser och inverterade mikrolinsarrayer (iMLA) och en enda CMOS-bildsensor på ett flexibelt kretskort i en handstyckeshållare.

Förutom att öka synfältet och minska optisk aberration genom skalningslagen, övervinner den nya kameran många kroniska problem med konventionella intraorala kameror, såsom begränsat skärpedjup, tjock total spårlängd och begränsad funktionell bildåtergivning.

Genom det flerkanaliga visionsystemet erbjuder BIOC multifunktionell tandavbildning, såsom högt dynamiskt omfång, 3D-djup och autofluorescensavbildning.