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El sensor de imágenes puede mejorar la calidad de imagen de la cámara digital

El desarrollo de una cámara con un sensor de imágenes en zigzag adaptativo que puede mejorar la calidad de imagen en gafas de visión nocturna, endoscopios, cámaras de ojo de pez y ojos compuestos sintéticos ha sido informado por Cunjiang Yu, profesor asociado de ingeniería mecánica de Bill de Kock de la NOSOTROS. Universidad de Houston.

Diagrama esquemático de una placa kirigami alargada biaxialmente. Crédito de la imagen: Universidad de Houston.

Los dispositivos de imágenes en zigzag actuales son flexibles pero no compatibles con superficies focales ajustables o estirables pero con baja densidad de píxeles y factores de relleno de píxeles. El nuevo dispositivo de imágenes diseñado por kirigami tiene un alto factor de relleno de píxeles, antes del estiramiento, del 78% y puede conservar su rendimiento optoelectrónico durante el estiramiento biaxial del 30%..

Kunjiang Yu, profesor asistente Bill D. Cocinero en Ingeniería Mecánica, Universidad de Houston

Los sistemas de cámaras digitales modernos que utilizan sensores de imágenes tradicionales planos y rígidos necesitarán lentes pesados ​​y complejos para corregir las aberraciones ópticas. Al mismo tiempo, la cámara en zigzag, similar al globo ocular humano, puede funcionar con una sola lente con corrección de aberración y brindar otras ventajas, como tamaño pequeño y campo de visión amplio.

Yu demostró que las cámaras curvas y adaptables a la forma que contienen agentes de relleno de píxeles altos se pueden fabricar transformando una matriz de píxeles asistidos por silicio ultrafinos en el diseño de kirigami en superficies en zigzag con la ayuda de la impresión de coincidencia de ajuste de sello (CAS), una de las técnicas de fabricación inventadas por su laboratorio.

Kirigami es el arte japonés de cortar papel, que es muy similar al plegado de papel o al origami. Yu usó el principio de kirigami en un chip delgado de sensores de imágenes, haciendo cortes que le permiten expandirse y doblarse.

La arquitectura kirigami más nueva tiene un factor de relleno mucho mayor, lo que significa que tiene una densidad de píxeles más alta, lo que da como resultado mejores imágenes que otros diseños de estructuras extendidas, como estructuras de puentes de islas o una delgada malla abierta serpentina.

La cámara no solo es curva, sino que también la hace capaz de adaptarse a la forma, lo que le permite capturar claramente objetos a diferentes distancias.

El nuevo fotógrafo adaptativo puede lograr vistas enfocadas de objetos a diferentes distancias combinando una cámara cóncava impresa en una lámina de goma magnética con una lente ajustable. El enfoque óptico adaptativo se logra ajustando tanto la distancia focal de la lente como la curvatura del dispositivo de imagen, lo que permite fotografiar objetos cercanos y lejanos con claridad y baja aberración..

Kunjiang Yu, profesor asistente Bill D. Cocinero en Ingeniería Mecánica, Universidad de Houston

Yu también es investigador principal en el Centro de Superconductividad de Texas en UH.

La impresión CAS implica inflar un látex o un globo de látex con una capa adhesiva. Luego se utiliza como un medio de estampado que ayuda a presionar sobre la electrónica ya preparada para ensamblar la electrónica y luego imprimirla en varias superficies en zigzag.

Además de Yu, otros investigadores involucrados en el estudio incluyen a los primeros autores Zhoulyu Rao y Yuntao Lu, ambos de UH. Zhengwei Li y Jianliang Xiao, Universidad de Colorado, Boulder; Zhenqiang Ma, Universidad de Wisconsin-Madison; Handsome Kyusung, ex miembro de Yu Group y ahora profesor asistente en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan en Ulsan, Corea.

Referencia de la revista:

Rao, Z .; , y otros. (2021) Diseño de kirigami fotoelectrónica curvada y adaptativa basada en píxeles basada en píxeles. electrónica de la naturaleza. doi.org/10.1038/s41928-021-00600-1.

Fuente: https://www.uh.edu/

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