Utiliser l’art ancien du kirigami pour fabriquer un appareil photo en forme de globe oculaire

kirigami

Crédit : Unsplash/CC0 Domaine public

Cunjiang Yu, professeur agrégé de génie mécanique Bill D. Cook à l’Université de Houston, rapporte le développement d’une caméra avec un capteur d’imagerie incurvé et adaptable qui pourrait améliorer la qualité de l’image dans les endoscopes, les lunettes de vision nocturne, les yeux composés artificiels et les poissons -caméras oculaires.

« Les imageurs incurvés existants sont soit flexibles mais pas compatibles avec les surfaces focales réglables, soit extensibles mais avec une faible densité de pixels et des facteurs de remplissage de pixels », rapporte Yu dans Nature Électronique. « Le nouvel imageur au design kirigami a un facteur de remplissage de pixels élevé, avant étirement, de 78% et peut conserver ses performances optoélectroniques tout en étant étiré biaxialement de 30%. »

Les systèmes de caméras numériques modernes utilisant des capteurs d’imagerie rigides et plats classiques nécessitent des objectifs complexes et volumineux pour corriger les aberrations optiques. La caméra incurvée, comme un globe oculaire humain, d’autre part, peut fonctionner avec un seul objectif tout en corrigeant les aberrations et en offrant d’autres avantages, tels qu’un large champ de vision et une taille compacte.

Yu a montré que les caméras courbées et adaptatives à la forme avec des facteurs de remplissage de pixels élevés peuvent être créées en transférant une matrice de pixels de silicium ultrafins avec un design kirigami sur des surfaces courbées à l’aide de l’impression de tampon additif conforme (CAS), une technologie de fabrication inventée dans son laboratoire .

Le Kirigami est l’art japonais du découpage du papier, similaire à l’origami, ou pliage du papier. Yu a utilisé le principe du kirigami sur une fine feuille de capteurs d’imagerie, en faisant des coupes qui lui permettent de s’étirer et de se courber. Par rapport à d’autres conceptions de structures extensibles, telles que les structures minces en serpentine à mailles ouvertes ou en pont d’îles, cette nouvelle structure de kirigami a un facteur de remplissage beaucoup plus élevé, ce qui signifie qu’elle conserve une densité de pixels élevée, créant de meilleures images.

Utiliser l'art ancien du kirigami pour fabriquer un appareil photo en forme de globe oculaire

Schéma d’une feuille de kirigami étirée biaxialement. Crédit : Université de Houston

Non seulement la caméra est incurvée, mais Yu la rend adaptable à la forme, ce qui lui permet de capturer clairement des objets à différentes distances.

« Le nouvel imageur adaptatif peut obtenir des vues focalisées d’objets à différentes distances en combinant une caméra de forme concave imprimée sur une feuille de caoutchouc magnétique avec un objectif accordable. La mise au point optique adaptative est obtenue en ajustant à la fois la distance focale de l’objectif et la courbure de l’imageur, permettant aux objets éloignés et proches d’être imagés clairement avec une faible aberration. » a déclaré Yu, qui est également chercheur principal du Texas Center for Superconductivity à UH.

Dans l’impression CAS, un ballon en élastomère ou extensible avec un revêtement collant est gonflé. Il est ensuite utilisé comme support d’estampage, en appuyant sur des appareils électroniques préfabriqués pour récupérer l’électronique et les imprimer sur diverses surfaces courbes.


Des chercheurs rapportent une nouvelle façon de produire de l’électronique courbée


Plus d’information:
Zhoulyu Rao et al, Curvy, imageurs adaptatifs de forme basés sur des pixels optoélectroniques imprimés avec un design kirigami, Nature Électronique (2021). DOI : 10.1038 / s41928-021-00600-1

Fourni par l’Université de Houston

Citation: Utilisation de l’art ancien du kirigami pour fabriquer un appareil photo en forme de globe oculaire (2021, 28 juin) récupéré le 28 juin 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-06-ancient-art-kirigami-eyeball-like-camera .html

Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans l’autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.