用古老的基里格米艺术制作一个眼球状的相机

放大字体  缩小字体 2021-06-29 09:43  浏览次数:
kirigami

休斯顿大学机械工程系Bill D. Cook副教授余cunjiang Yu报道了一种具有弯曲、适应性强的成像传感器的相机的开发,它可以提高内窥镜、夜视镜、人工复眼和鱼眼相机的图像质量。

“现有的弯曲成像要么是灵活的,但与可调焦表面不兼容,要么是可伸缩的,但像素密度和像素填充因子低,”Yu in报道 电子性质. “采用kirigami设计的新成象机在拉伸前具有78%的高像素填充因子,在双向拉伸30%的情况下可以保持其光电性能。”

使用传统刚性平面成像传感器的现代数码相机系统需要复杂而笨重的镜头来纠正光学像差。另一方面,弯曲相机就像人的眼球一样,可以在纠正像差的同时使用单个镜头,并提供其他优点,比如视野宽、体积小。

Yu已经证明,弯曲和形状自适应相机具有高像素填充因子,可以通过将超薄硅像素阵列与kirigami设计转移到曲面上,使用共形添加剂邮票(CAS)印刷,这是他的实验室发明的制造技术。

Kirigami是日本的剪纸艺术,类似于折纸。Yu将kirigami原理应用于成像传感器的薄片上,使其能够拉伸和弯曲。与其他可拉伸结构设计相比,如薄开网蛇形结构或岛桥结构,这种新的kirigami结构具有更高的填充因子,这意味着它保留了高像素密度,创造更好的图像。

Using the ancient art of kirigami to make an eyeball-like camera 双向拉伸基里格米片的示意图。资料来源:休斯顿大学

不仅相机是弯曲的,而且Yu使其形状自适应,使其能够清晰地捕捉不同距离的物体。

“通过将凹面相机与可调镜头组合在一块磁性橡胶片上,新的自适应成像器可以实现不同距离物体的聚焦视图。自适应光学聚焦是通过调整镜头的焦距和成像器的曲率来实现的,允许远近物体在低像差的情况下清晰成像。”

在CAS印刷中,一个有弹性的,或有弹性的,带有粘性涂层的气球被充气。然后它被用作冲压介质,压下预制的电子设备来拾取电子并将其打印到各种弯曲的表面上。

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