Chytrý prach: Kamery „menší než zrnko písku“ teď mohou filmovat každý tvůj krok
26. března 2017 Redakce AC24 Ze světa 16410 0
thumbnail
Výzkumníci ze Stuttgartské univerzity vyvinuli nový typ miniaturní kamery fungující jako ‚chytrý prach‘ o rozměrech menších než zrnko písku.  Experti říkají, že tato německá kamera vytvořená pomocí nových technik 3D tisku vědcům umožní si lidi prohlížet v tak precizní detailnosti jako nikdy před tím.

 

 
 
 
 

Newstarget.com hlásí: Experti říkají, že tato důmyslná technika poskytující přesnost jemnější než mikrometr byla umožněna optickými systémy zhotovenými 3D tiskem obsahujícími čtyři čočky. Výsledný mnoha-čočkový systém dává možnost korekce optických aberací, pokud by se čočkám nedařilo svádět vlnové délky všech barev na jedno místo, v důsledku čehož vzniká vyšší kvalita zobrazení i u menších zařízení, dodávají výzkumníci. 

Výzkumníci tyto 3D čočky vyvinuli pomocí nastřikování vysoce ke světlu citlivého materiálu na skleněný substrát pomocí femtosekundového laseru, jehož puls trvá méně než 100 femtosekund. Takový materiál pak absorbuje dva fotony, jimiž je vystaven, a uvnitř tohoto materiálu jsou obsaženy překřížené polymery. Ten materiál, co tomu nebyl vystaven, byl omyt rozpouštědlem, po němž vytvrdnul, takže překřížený polymer pak slouží jako optický prvek.

 

Tím vznikají čočky o průměrech asi 120 miliontin metru, které lze snadno udělat tak malé, jako zrnko soli. Takové čočky mohou být v rozsahu od širokých po úzké a mohou poskytovat rozsah od malého do velkého rozlišení snímku. Každá z čoček má specifickou linii výhledu – jasnou ve středu, rozmazávající se po stranách – zakrytou zakřivením na konci. Takovýto mechanismus funguje jako jamka ve žluté skvrně oka, tj. malá prohlubeň uprostřed sítnice, v níž se sbírá světlo, kdy pak mozek propojuje snímky z obou očí do jediného zřetelného obrazu. 

Tato inovativní metoda umožní testovat různé konstrukce poskytující snímky vysoké kvality. Výzkumníci rovněž uvádí, že jelikož je to vytištěno v jediném kusu, tak je tyto čočky snadnější konfigurovat. Jakákoliv konfigurace, jakou vykonstruuje počítač, může být šikovně vytištěna a použita, uvádí výzkumníci. Čočky lze rovněž vtisknout do senzorů snímků přidělaných k optickým vláknům. 

Tato snímkovací metoda výzkumníkům umožňuje vytisknout součásti optických mikroskopů měřících 125 mikrometrů a připevnit je 1,7 m dlouhému leč tenkému optickému vláknu. Kamera na konci takovéhoto miniaturního endoskopu má schopnost zaostřit se na snímky ze vzdálenosti 3 mm. Celý snímkovací systém perfektně zapadne dovnitř injekční jehly, čímž se otvírají možnosti jeho přímého vkládání do různých orgánů včetně mozku. Výzkumníci řekli, že budoucnost využití těchto vysoce miniaturizovaných kamerových systémů může přinést méně invazivní snímkování těla. 

Experti uvádí počáteční omezení těchto kamer 

Aby se s využitím takovýchto čoček postoupilo dále, tak je vývojáři rovněž vytiskli na CMOS zobrazovací čip, aby tak přišli se senzorem nepatrných rozměrů. Výzkumníci uvedli, že výrobní mechanismus byl rychlý a nakonec se asi promítne do vzniku nepatrných kamerových dronů. „Doba od nápadu, přes provedení optické konstrukce, zhotovení CAD modelu k dokončení 3D vytištěného mikro-objektivu bude menší než den. Objevuje se nám tu potenciál, jaký přineslo před pár lety počítači podporované konstruktérství a počítačově integrované obrábění do strojního inženýrství,“ říká profesor Harld Giessen ze 4. Fyzikálního institutu Stuttgardské univerzity. 

„Další vylepšení by mohly přinést proti-reflexní povlaky na čočkách buď přes povlaky, nebo pomocí nanostruktur; použití trojic nebo z více čoček se skládajících soustav ke korekcím aberací; a přidání absorpčních prvků k nastavení clonového čísla. S časy výroby 1 až 2 hodiy na jeden objektiv z čoček je ale zatím levná hromadná výroba ještě těžká. Avšak vytisknout třeba jen skořápku a lamelární opěrné rámy s ultrafialovým tvrzením by mohlo výrobní čas snížit…,“ dodávají výzkumníci

Tento výzkum byl publikován v žurnálu Nature Photonics. 

Loading...
 
sdílet na Facebooku sdílet na Twitteru sdílet na Google Plus sdílet na VKontakte

Hello World

Facebook komentáře
Disqus komentáře
Komentáře registrovaných uživatelů

Napište vlastní názor